JPH0444312Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はアーク溶接機に係り、特に、溶接トー
クを直角座標軸に沿つて移動させるに好適なアー
ク溶接機に関する。

〔従来の技術〕 アーク溶接機として、従来、溶接トーチを回転
可能とする回転機能と溶接トーチをスライドさせ
ることができるスライド機構を有するものが用い
られていた。この溶接機によれば、溶接線が曲線
のときでもカムの倣いにより溶接トーチを溶接線
に沿つて移動させることができる。ところが、こ
の溶接機の場合には、カムの倣い駆動が回転軸に
よつて行なわれるため、溶接トーチの狙い角が常
に回転中心軸を向いている。このため、直線状の
溶接線に対して前進角、後退角が発生し、さらに
溶接速度が変わるので、溶接ビード幅、溶け込み
などが安定して得られないという不具合があつ
た。そこで、近年、アーク溶接機として工業用ロ
ボツトにトーチを持たせ使用されるようになつ
た。

工業用ロボツトを用いたアーク溶接機として
は、直交型ロボツトもしくは間接型ロボツトが知
られている。これらのロボツトによれば、溶接ト
ーチを直角座標軸に沿つて移動させることができ
るため、溶接線の形状によらず溶接トーチのねら
い角を常に一定の角度に維持することができると
共に一定の速度でアーク溶接を施すことができ、
溶接品質の向上に寄与することができる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の直交型ロボツトは、第７
図に示されるように、支柱１０が定盤１２上を水
平移動可能に固定され、支持機構１４が支柱１０
に昇降自在に固定されている。さらに支持機構１
６が支持機構１４に摺動自在に固定され、支持機
構１８が支持機構１６に回転可能に固定され、支
持具２０が支持機構１８に回転可能に固定され、
また支持具２０が支持機構１８に回転可能に固定
されるようになつている。即ち、溶接トーチ２２
は、支持具２０、支持機構１８の回転により、さ
らに支持機構１６及び支柱１０の水平移動さらに
支持機構１４の昇降移動によつて直角座標軸に沿
つて移動可能とされていたため、溶接トーチ１２
のＸ軸方向のストロークを250mn程度に抑えて
も、支柱１０の移動範囲として1500mn以上必要
となり、装置の小型化を図るには困難であつた。

本考案は、前記従来の課題に鑑みて為されたも
のであり、その目的は、装置の小型化を図ること
ができるアーク溶接機を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本考案は、定盤上
に立設された支柱を有し、この支柱上部側に駆動
部軸支用の軸受が配設された支持部と、支持部の
軸受に軸支されて定盤面とほぼ直交する方向に延
在する回転軸及びこの回転軸を回転駆動する駆動
機構を有する第１の駆動部と、第１の駆動部の回
転軸底部側に固定された枠体を有し、この枠体
に、定盤面とほぼ平行な面に沿つて往復動可能に
支持されたスライド機構及びこのスライド機構を
往復駆動する駆動機構が配設された第２の駆動部
と、第２の駆動部のスライド機構に連結された枠
体を有し、この枠体に、定盤面とほぼ平行な面に
沿い、かつ第２の駆動部のスライド機構の移動方
向と直交する方向に往復動可能に支持されたスラ
イド機構及びこのスライド機構を往復駆動する駆
動機構が配設された第３の駆動部と、を含み、第
３の駆動部のスライド機構には、溶接トーチが第
１の駆動部の回転軸と平行な軸から一定の角度傾
斜して固定されているアーク溶接機を構成したも
のである。

〔作用〕

第１の駆動部の駆動によつて回転軸が回転する
と、これに伴つて第２の駆動部及び第３の駆動部
の枠体がそれぞれ回転する。このとき、溶接トー
チの移動空間をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる直角座
標軸で囲まれる空間とすると、溶接トーチがＺ軸
から一定の角度傾斜した状態でＺ軸を中心に回転
することになる。即ち、溶接トーチが一定の狙い
角に保持された状態でＺ軸を中心に回転すること
になる。次に、第２の駆動部の駆動機構の往復駆
動によつてスライド機構が移動すると、この移動
に伴つて、第３の駆動部のスライド機構に固定さ
れた溶接トーチがＸ軸に沿つて移動する。また、
第３の駆動部の駆動機構によつてスライド機構が
往復動すると、このスライド機構の移動に伴つて
溶接トーチがＹ軸方向に沿つて移動する。そし
て、支持部に回転自在に固定された第１の駆動部
に第２の駆動部を連結し、第２の駆動部に第３の
駆動部を連結し、第１の駆動部の回転軸を定盤に
沿つて移動させることなく、第２の駆動部と第３
の駆動部の駆動範囲を溶接トーチの二次元におけ
る移動範囲に設定しているため、装置の小型化が
図れることになる。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図及び第２図には、本考案の好適な実施例
の構成が示されている。第１図及び第２図におい
て、定盤３０には支柱３２が立設されており、支
柱３２の上部側には定盤面と平行に支持ブラケツ
ト３４が固定されている。そしてこの支持ブラケ
ツト３４の先端には軸受３６が固定されている。
即ち支柱３２、支持ブラケツト３４、軸受３６に
よつて支持部が構成されている。

軸受３６には、第１の駆動部を構成するＺ軸ユ
ニツト３８の回転軸４０が回転自在に挿入されて
いる。そして回転軸４０の底部側には、第２の駆
動部を構成するＸ軸ユニツト４２の枠体４４が固
定されている。又、Ｘ軸ユニツト４２の底部側に
は第３の駆動部を構成するＹ軸ユニツト４６の枠
体４８が固定されている。そしてＹ軸ユニツト４
６の底部側には、溶接トーチ５０が固定されてい
る。なお、定盤３０上には治具５２とセツト装置
５４が固定されている。

Ｚ軸ユニツト３８は、第３図に示されるよう
に、軸受３６に軸支されて定盤面とほぼ直交する
方向に延在する回転軸４０と、回転軸４０を回転
駆動する駆動機構５６を有し、回転軸４０の一端
が枠体４４を介してＸ軸ユニツト４２に固定さ
れ、回転軸４０の他端が出力軸５８に固定されて
いる。

筒状に形成された出力軸５８の一端はウエーブ
ジエネレータ６０を介して回転軸６２に固定され
ている。ウエーブジエネレータ６０は楕円状のカ
ム６０Ａとベアリング６０Ｂを有し、ベアリング
６０Ｂが出力軸５８の内周面と当接するようにな
つている。又、出力軸５８は金属弾性体で構成さ
れており、ベアリング６０Ｂとの当接部位は楕円
状に形成されている。又、出力軸５８の外周面に
複数の歯が円環状に配列されており、これらの歯
がサーキユラスプライン６４の内周面に形成され
た歯と噛合するようになつている。サーキユラス
プライン６４の内周面に形成された歯と噛合する
ようになつている。サーキユラスプライン６４も
内周側に形成された歯は円環状に配列されてお
り、これらの歯数は出力軸５８の外周面に形成さ
れた歯の歯数よりも多くなるように設定されてい
る。そして出力軸５８の歯のうち楕円の長軸の部
分の歯がサーキユラスプライン６４の歯と噛合す
るようになつている。なお、サーキユラスプライ
ン６４の外周側はモータ支持機構６６に固定され
ている。

サーボモータ６８の駆動により回転軸６２及び
カム６０Ａが回転すると、カム６０Ａの回転に伴
つて出力軸５８の弾性変形し、出力軸５８が回転
軸６２とは逆方向に回転する。そして出力軸５８
の回転力が回転軸４０に伝達され、回転軸４０と
共にＸ軸ユニツト４２が回転することになる。即
ち、サーボモータ６８の回転駆動によつてＸ軸ユ
ニツト４２を回転軸４０の軸心を回転中心として
回転させることができる。

Ｘ軸ユニツト４２は、第４図に示されるよう
に、回転軸４０に固定された枠体４４と、定盤面
と平行な面に沿つてＸ軸方向に往復動可能に支持
されたスライド機構７０と、スライド機構７０を
往復駆動する駆動機構７２から構成されている。

枠体４４には、定盤面と平行な２本のガイドシ
ヤフト７４，７６が配設されていると共に、各ガ
イドシヤフト７４，７６と平行な駆動シヤフト７
８がベアリング８０Ａ，８０Ｂを介して回転自在
に固定されている。そして駆動シヤフト７８の一
端はナツクル８２を介して、サーボモータ８４の
回転軸８６に連結されている。又、駆動シヤフト
７８の外周面には雄ねじが形成されており、この
雄ねじがスライドブロツク８８の雌ねじと螺合す
るようになつている。即ち、サーボモータ８４の
回転駆動によつて駆動シヤフト７８が回転する
と、駆動シヤフト７８とスライドブロツク８８と
のねじ結合によつてスライドブロツク８８が駆動
シヤフト７８に沿つて往復動するようになつてい
る。又、スライドブロツク８８はリニアモーシヨ
ンベアリング９０Ａ，９０Ｂを介してガイドシヤ
フト７４，７６に固定されている。即ち、スライ
ドブロツク８８が往復動するときスライドブロツ
ク８８がガイドシヤフト７４，７６に支持された
状態で往復動するようになつている。そしてスラ
イドブロツク８８の底部側にはＹ軸ユニツト４６
の枠体４８が固定されている。このため、サーボ
モータ８４の回転駆動によつてスライドブロツク
８８が往復動すると、Ｙ軸ユニツト４６がＸ軸に
沿つて往復動することになる。

Ｙ軸ユニツト４６は、第５図及び第６図に示さ
れるように、Ｘ軸ユニツト４２のスライド機構７
０に連結された枠体４８と、定盤面とほぼ平行な
面に沿い、かつＹ軸方向に往復動可能に枠体４８
に支持されたスライド機構９２とスライド機構９
２を往復動する駆動機構９４から構成されてい
る。

枠体４８には、定盤面と平行な２本のガイドシ
ヤフト９４，９６が固定されていると共に各ガイ
ドシヤフト９４，９６の間に定盤面と平行な駆動
シヤフト９８がベアリング１００Ａ，１００Ｂを
介して回転自在に固定されている。駆動シヤフト
９８の一端はナツクル１０２を介してサーボモー
タ１０４の回転軸１０６に連結されている。又、
駆動シヤフト９８の外周面には雄ねじが形成され
ており、ねじ部にはボールが装着されている。即
ち、駆動シヤフト９８のねじ部はボールねじとし
て機能している。そして駆動シヤフト９８の外周
面にはスライドブロツク１０８が挿着されてい
る。このスライドブロツク１０８には雌ねじが形
成されており、この雌ねじと駆動シヤフト９８の
雄ねじとが螺合するようになつている。そして、
サーボモータ１０４の回転駆動によつて駆動シヤ
フト９８が回転駆動すると、駆動シヤフト９８の
ねじ部とスライドブロツク１０８のねじ部との螺
合によつてスライドブロツク１０８が駆動シヤフ
ト９８の軸方向に沿つて、即ちＹ軸方向に往復動
可能とされている。なお、スライドブロツク１０
８はリニアモーシヨンベアリング（図示省略）を
介してガイドシヤフト９４，９６に係合されてお
り、スライドブロツク１０８はガイドシヤフト９
４，９６に支持された状態で駆動シヤフト９８の
軸方向に沿つて移動するようになつている。又、
スライドブロツク１０８の底部側にはトーチブラ
ケツト１１０、保持具１１２を介して溶接トーチ
５０が固定されている。この溶接トーチは５０
は、回転軸４０と平行な軸を直交座標軸のＺ軸と
したときに、このＺ軸から一定の角度傾斜した角
度、即ち、一定の狙い角を保つた状態でトーチブ
ラケツト１１０に固定されている。このため、サ
ーボモータ１０４の回転駆動によつてスライドブ
ロツク１０８が往復駆動すると、スライドブロツ
ク１０８の移動に伴つて、溶接トーチ５０が一定
の狙い角を保つた状態でＹ軸に沿つて往復動する
ことになる。

このように、本実施例においては、溶接トーチ
５０が保持具１１２、トーチブラケツト１１０を
介してスライドブロツク１０８に固定され、さら
に枠体４８がＸ軸ユニツト４２のスライド機構７
０に固定され、Ｘ軸ユニツト４２の枠体４４がＺ
軸ユニツト３８の回転軸４０に固定されているた
め、サーボモータ１０４の回転駆動によつて溶接
トーチ５０をＹ軸に沿つて移動させることがで
き、さらにサーボモータ８４の回転駆動によつて
溶接トーチ５０をＸ軸に沿つて移動させることが
できると共にサーボモータ６８の回転駆動によつ
て溶接トーチ５０を回転軸４０の軸心を回転中心
として回転させることができる。即ち、本実施例
におけるアーク溶接機はサーボモータ６８，８
４，１０４の回転駆動によつて溶接トーチ５０を
Ｚ軸から一定の角度傾斜した状態に保持した状態
で、溶接トーチ５０をＺ軸を中心に回転させるこ
とができると共にＸ軸及びＹ軸に沿つて移動させ
ることができる。又さらに本実施例においては、
Ｚ軸ユニツト３８の回転軸４０にＸ軸ユニツト４
２を固定すると共にＸ軸ユニツト４２を介してＹ
軸ユニツト４６を固定するようにしたため、装置
の小型化を図ることができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、Ｚ軸に
平行な回転軸を有する第１の駆動部を支持部に回
転自在に固定し、溶接トーチをＺ軸から一定の角
度傾斜した状態で保持すると共にＸ軸とＹ軸に沿
つて移動させる第２の駆動部及び第３の駆動部を
第１の駆動部に連結し、第１駆動部の回転軸を定
盤に沿つて移動させることなく、第２の駆動部及
び第３の駆動部の移動範囲で溶接トーチの二次元
における移動範囲を設定するようにしたため、装
置の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す装置全体の側
面図、第２図は第１図の要部正面図、第３図はＺ
軸ユニツト３８の構成説明図、第４図はＸ軸ユニ
ツト４２の構成説明図、第５図はＹ軸ユニツト４
６の構成説明図、第６図は第５図の−線に沿
う断面図、第７図は従来の直交型ロボツトの斜視
図である。 ３０……定盤、３２……支柱、３６……軸受、
３８……Ｚ軸ユニツト、４２……Ｘ軸ユニツト、
４６……Ｙ軸ユニツト、５０……溶接トーチ、６
８，８４，１０４……サーボモータ、７０，９２
……スライド機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 定盤上に立設された支柱を有し、この支柱上部
   側に駆動部軸支用の軸受が配設された支持部と、
   支持部の軸受に軸支されて定盤面とほぼ直交する
   方向に延在する回転軸及びこの回転軸を回転駆動
   する駆動機構を有する第１の駆動部と、第１の駆
   動部の回転軸底部側に固定された枠体を有し、こ
   の枠体に、定盤面とほぼ平行な面に沿つて往復動
   可能に支持されたスライド機構及びこのスライド
   機構を往復駆動する駆動機構が配設された第２の
   駆動部と、第２の駆動部のスライド機構に連結さ
   れた枠体を有し、この枠体に、定盤面とほぼ平行
   な面に沿い、かつ第２の駆動部のスライド機構の
   移動方向と直交する方向に往復動可能に支持され
   たスライド機構及びこのスライド機構を往復駆動
   する駆動機構が配設された第３の駆動部と、を含
   み、第３の駆動部のスライド機構には、溶接トー
   チが第１の駆動部の回転軸と平行な軸から一定の
   角度傾斜して固定されていることを特徴とするア
   ーク溶接機。