JPH0341900Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はMIG溶接、CO₂溶接等をする溶接ロボ
ツトの溶接トーチ、特に深い開先付きのワークや
狭隘な箇所を対象とする場合に好適なロボツト用
溶接トーチに関する。

（従来の技術） 従来のロボツト用溶接トーチは、４図ａに示す
如く、トーチT′の先端部に電極となる溶接ワイ
ヤｗを繰り出すコンタクトチツプ１を有し、溶接
を不活性ガス雰囲気内で行うため、シールドガス
を溶接部方向へ導くシールドノズル２′がコンタ
クトチツプ１と同軸的に固定配置されているが、
通常コンタクトチツプ１の先端がシールドノズル
２′の先端から若干突き出した状態に設定されて
いて、第４図ｂに示すように、例えば開先be付
きのワークを溶接する際、シールドノズル２′が
ワークＷと干渉しないように配慮している。

（従来技術に存する問題点） ところで、コンタクトチツプ１の先端をシール
ドノズル２′の先端から若干突き出した従来溶接
トーチの構造は、開先内ではイナートガス、炭酸
ガス等のシールドガスによる溶接部のシールド性
が良好であるので、ビードの形成状態も健全では
あるが、例えば第４図ｃの如くｂ１〜ｂ３の如く
順次積層されるビードｂの最終層Ｂ３形成時に
は、シールドガス拡散する傾向があり、溶接部の
シールド性が不良となりがちである。これがた
め、シールドノズル２′の先端から突出させたコ
ンタクトチツプ１の先端までの第４図ａにｘとし
て示す寸法は、精々５mmが限度とされ、その結果
として開先深さも７〜10mm程度が限界とされてい
た。

（考案の目的） 本考案は従来ロボツト用溶接トーチに存する上
述の問題点を解決するためになされたもので、ワ
ークの板厚が厚くて深い開先付きの場合や、狭隘
な隅部の場合でも、溶接全域にわたり高いシール
ド性を維持して健全な溶接を実行可能で、溶接ロ
ボツトの適用率（全溶接長さに対する可能溶接長
さの割合）の向上をもたらすロボツト用溶接トー
チを提供することを目的とする。

（考案の構成） 本考案は、ロボツトアームに支承される本体の
先端部にコンタクトチツプを有し、当該コンタク
トチツプに同軸的に配置され先端方向へシールド
ガスを導くシールドノズルを具える溶接トーチに
おいて、 上記シールドノズルまたはシールドノズル取付
部材を本体に対して摺動可能に構成するとともに
該シールドノズルを本体軸方向に変位させる駆動
源を設けた上、上記シールドノズルの本体軸方向
位置を検出するフイードバツク用検出器を設け、
上記シールドノズルは上記駆動源を通してロボツ
ト制御装置により制御され、上記ロボツト制御装
置に上記検出器の出力がフイードバツクされる構
成としたものである。

（考案の作用） 本考案は、深い開先内や隅部内では、コンタク
トチツプの先端をシールドノズルの先端から十分
突出状態とし、最終ビード層形成時……必要あら
ば中間ビード層形成時も含む……にはコンタクト
チツプの先端がほぼシールドノズルの先端と並ぶ
状態とする如く両者間の位置関係を制御・調節
し、溶接部のシールドガスによるシールド性を全
層にわたり良好に維持する作用がある。

（実施例） 本考案を第１図ａおよびｂに示す一実第１図に
おいて、Ｓは一端が図示しないロボツトアームに
接続され他端で溶接トーチＴを支承するトーチ取
付け金具、Ｃは溶接トーチＴを稼動するケーブル
類である。

２図は上記トーチ取付け金具Ｓに支承された溶
接トーチＴの先端部分一部断面正面図であつて、
１は溶接トーチＴの本体１０の先端から伸延して
いるコンタクトチツプ、２は上記コンタクトチツ
プ１の所定位置に孔設されいるガス噴出口１１か
ら噴出するイナートガスを溶接部方向へ導くシー
ルドノズル、３はトーチ本体１０に近接した位置
でコンタクトチツプ１の外周を囲繞する如く配置
されている絶縁筒である。上記シールドノズル２
は、例えば絶縁筒３のねじ部３１に螺着され、コ
ンタクトチツプ１と同軸的に配置されている。上
記絶縁筒３は３２として示すＯリグを介してコン
タクトチツプ１と気密を維持しつつ摺動可能であ
る。当該絶縁筒３の外周所定位置には突起部３３
が設けられている。当該突起部３３はトーチ本体
１０側に配置された第１図に５として示す駆動源
と接続されている。本実施例では駆動源５として
エアーシリンダが使用され、例えば前記トーチ取
付け金具Ｓに固定されたトーチ本体１０の取付け
部に配置された４として示す支持部材にエアーシ
リンダ本体は支持されており、そのロボツド５１
の先端が上記突起部３３にピン結合Ｐされてい
る。

エアーシリンダ５には、ロツド５１の前進・後
進動作を検出するフイードバツク用の例えばリミ
ツトスイツチからなる出器６ａ，６ｂが装着され
ており、この検出器６ａ，６ｂが送出する検知信
号は図示しないロボツト制御装置へフイードバツ
クされる。第１図では、検出器６ａはロツド５１
の最前進位置を検出し、検出器６ｂはロツド５１
の最後退位置を検出するようにしてある。

上記エアーシリンダ５は、エアーホースｈによ
り図示しない電磁弁を介し、これも図示しないエ
アー供給源に接続されている。而して上記電磁弁
はロボツトの外部出力信号（ロボツト制御装置か
らの命令に基づく）により操作されるように設定
する。従つて、エアーシリンダ５は上記ロボツト
の外部出力信号を受信してシリンダ５内の何れか
一方の室へエアーを供給、他方の室からのエアー
を排出することにより駆動され、ロツド５１を前
進もしくは後退とする。当該ロツド５１の先端の
変位は、ピン結合Ｐで連結されている絶縁筒３に
コンタクトチツプ１の長手方向に沿う摺動を惹起
させ、これに伴い絶縁筒３と螺着しているシール
ドノズル２に、コンタクトチツプ１と同軸的関係
維持状態のままの変位を促すこととなる。而し
て、ロツド５１の最後退位置を絶縁筒３のトーチ
本体１０との最近接位置として、当該状態におい
てコンタクトチツプ１の先端がシールドノズル２
の先端から十分に露出した最突出寸法ｘとし、ま
たロツド５１の最前進位置を、少なくとも絶縁筒
３がコンタクトチツプ１の所定位置に孔設されて
いるガス噴出口１１を閉塞しない程度にトーチ本
体１０から最離間した位置として、当該状態にお
いてコンタクトチツプ１の先端とシールドノズル
２の先端とがほぼ一致する如く諸元を設定するこ
とは可能である。

また、溶接せんとする開先深さに応じて、予め
ロツド５１の後退限度を設定し、当該設定された
後退限度をロボツトの制御装置内の記憶装置に記
憶させ、シーケンスに従つた溶接動作中の溶接位
置、ビードｂ形成位置に対応して、エアーシリン
ダ５を駆動する電磁弁開閉を制御し、コンタクト
チツプ１先端・シールドノズル２先端間の位置関
係をフイードバツク制御する。

以上の構成からなる本考案溶接トーチを用いて
深い開先のワークや隅部を溶接する場合、開先内
の初層ビードｂ形成時には、ロツド５１を開先深
さに応じて所定だけ後退とし、これにより絶縁筒
３をコンタクトチツプ１に沿つて摺動させてトー
チ本体１０に近接する位置をとらしめ、コンタク
トチツプ１の先端がシールドノズル２の先端から
所定だけ突出した状態として、溶接を実行する。
当該開先内では、コンタクトチツプ１先端のシー
ルドノズル２先端から突出する寸法ｘが、従来以
上……例えば10mm程度であつても、シールドノズ
ル２の開端面から噴出するシールドガスは狭い開
先内から散逸しないので、溶接部は十分に不活性
ガス雰囲気内に維持され、またシールドノズル２
がワークと干渉することもない。最終層ビードｂ
形成時には、ロツド５１を最前進位置まで前進さ
せ、これにより絶縁筒３をコンタクトチツプ１に
沿つて摺動させてトーチ本体１０から最離間した
位置をとらしめ、シールドノズル２の先端がコン
タクトチツプ１の先端とほぼ一致した状態とし
て、溶接を実行する。当該状態で、、シールドノ
ズル２の開端面から噴出するシールドガスは極め
て近接している溶接部を射衝するので、溶接部は
十分に不活性ガス雰囲気内に維持されることとな
る。

もし、最終層の前層ビードｂ形成時に、シール
ドガスが拡散する虞のある場合には、ロツド５１
の位置検出をする前記リミツトスイツチ６ａを、
シールドノズル２がワークに干渉しない程度の中
間前進位置を検出する如く設定し、シールドノズ
ル２先端・コンタクトチツプ１先端間の寸法ｘを
中程度として溶接を実行する。

（他の実施例） 上記実施例では、シールドノズル２をコンタク
トチツプ１に対して変位させる駆動源５として、
エアーシリンダを使用した場合を挙げて説明した
が、これに替えて小型モータと当該小型モータに
より回動するボールねじに絶縁筒３の突起部３３
を螺着したり、小型モータと当該小型モータによ
り前進・後退するラツクピニオンの一端に絶縁筒
３の突起部３３を枢着する構成としてもよい。

また上記実施例では、駆動源５をトーチ本体１
０の取付け部に固定した場合を挙げて説明した
が、これに限定されるものではない。例えば駆動
源５を溶接トーチ本体Ｔから隔たつた図示されな
い所定位置に固定配置するとともに、第３図に示
す如く、トーチ本体１０の所定位置に固定配置し
た固定部材７、当該固定部材７に一端が固着さ
れ、他端方向が絶縁筒３の突起部３３を摺動可能
に貫通するガイドバー７１、当該ガイドバー７１
を巻回内として固定部材７・突起部３３間に介挿
された圧縮コイルスプリング７２とを配置し、上
記駆動源５・固定部材７間にコンジツト８を配管
してワイヤ９挿通させ、当該ワイヤ９の一端は駆
動源５、他端は絶縁筒３の突起部３３に接続する
構成とする。当該構成において、駆動源５の牽引
力でワイヤ９を引けば、絶縁筒３は圧縮コイルス
プリング７２のばね力に抗してトーチ本体１０に
近接し、従つてコンタクトチツプ１がシールドノ
ズル２の先端から裸出する。また駆動源５の牽引
力を解除すれば、絶縁筒３は圧縮コイルスプリン
グ７２の復元力でトーチ本体１０から離間し、従
つてシールドノズル２がコンタクトチツプ１をほ
ぼ内蔵するように設定することにより、上記実施
例と全く同様な作用を行わしめ得る。

さらに、上記実施例では、ロツド５１の位置を
検知する検知器としリミツトスイツチ６ａ，６ｂ
を使用し、コンタクトチツプ１・シールドノズル
２間の先端位置関係を２段または３段変化させる
場合を挙げて説明したが、これに限定されるもの
ではなく、３個以上を使用して多段変化させても
よい。

また、検知器として、ポテンシヨンメータやエ
ンコーダを用いれば、連続的な位置検出が可能
で、より精密なフイードバツク制御が可能とな
る。

尚、上記実施例ではシールドノズル取付部材で
ある絶縁筒３がコンタクトチツプ１を摺動するこ
とで、シールドノズル２とコンタクトチツプ１と
の位置関係を可変としたが、シールドノズル２が
トーチ本体１０の外周に装着されている構造を採
つている場合には、上記実施例における突起部３
３をシールドノズル２の外周所定位置に設け、当
該シールドノズル２がトーチ本体１０の外周を摺
動するように構成すればよい。

（考案の効果） 本考案にかかる溶接トーチは、シールドノズル
が変位可能で、該シールドノズルの位置を検出す
るフイードバツク用の検出器を設け、溶接途中に
シールドノズルの位置を制御することができるよ
うしたので、この溶接トーチの使用により、従来
では不可能とされていた深い開先、例えば深さ15
mm程度までのワークの溶接や狭隘な隅部の溶接が
可能となり、しかも溶接部は全域がシールドガス
により十分シールドされた状態で溶接が実行され
るので、ビードの形成は健全な状態を示すことと
なり、全溶接長さに対する溶接ロボツトの適用率
が飛躍的に向上し、自動化、省人化の完全達成に
大いに寄与するとともに、生産コスト低減に資す
るとして賞用される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本考案一実施例
ロボツト用溶接トーチの全体を示す正面図および
先端部分の一部断面正面図、第２図は検知器を装
着した実施例の要部を示す正面図、第３図は本考
案他の実施例の要部を示す正面図、第４図ａ〜ｃ
はそれぞれ従来ロボツト用溶接トーチの正面図お
よび使用状態正面図ならびにその問題点を説明す
るための溶接部断面図である。 RA……ロボツトアーム、Ｔ……ロボツト用溶
接トーチ、１０……トーチ本体、１……コンタク
トチツプ、２……シールドノズル、３……シール
ノズル取付部材、５……駆動源。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ロボツトアームに支承される本体の先端部にコ
   ンタクトチツプを有し、当該コンタクトチツプに
   同軸的に配置されて先端方向へシールドガスを導
   くシールドノズルを具える溶接トーチにおいて、 上記シールドノズルまたはシールドノズル取付
   部材を本体に対して摺動可能に構成するとともに
   該シールドノズルを本体軸方向に変位させる駆動
   源を設けた上、上記シールドノズルの本体軸方向
   位置を検出するフイードバツク用検出器を設け、
   上記シールドノズルは上記駆動源を通してロボツ
   ト制御装置により制御され、上記ロボツト制御装
   置に上記検出器の出力をフイードバツクすること
   を特徴とするロボツト用溶接トーチ。