JPH06269946A - ノズルクリーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットによる連続自動溶接時に溶接トーチ
ノズル内面先端部にスパッタが付着して溶接の障害にな
る。これを短時間に自動的に除去するノズルクリーナを
提供する。 【構成】 保持ローラ６と加圧ローラ８，９の三個のロ
ーラでノズル７を加圧保持し保持ローラ６を回転させて
ねじ込まれたノズル７を外し、溶接トーチとスパッタ除
去シリンダ１３を入れ替え、スパッタ除去部材１２を上
部からノズル内部に挿入してスパッタを除去し、再度溶
接トーチと入れ替え、保持ローラ６を反転させてノズル
７を溶接トーチにねじ込む手段とを具備する。又、はす
ば歯車を介して回転させ回転過程の軸方向分力をノズル
着脱の軸方向力に活用する手段と保持ローラ６の駆動を
反転揺動するアクチュエータとして回転及び反転を得る
手段とを具備したことを特徴とするノズルクリーナ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主にＣＯ_２溶接やマグ溶
接等の消耗ワイヤによるアーク溶接における溶接ノズル
に付着するスパッタの除去装置、特にロボットによる連
続溶接に適するスパッタの除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＯ_２溶接やマグ溶接においては、ノズ
ル先端部にスパッタが付着するので適時除去しなければ
ならない。従来スパッタの除去方式としては、ノズルを
溶接トーチ本体に取り付けたままノズルの下側から回転
するワイヤブラシや部材を押し付ける方式、電磁力や超
音波振動でスパッタを離脱させる方式、溶接トーチ本体
からノズルを取り外し予め準備された別のノズルと順次
取り換える方式等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】ノズルを溶接トーチ
本体に取り付けたままノズルの下側からワイヤブラシを
押し付けたり電磁力や超音波等で除去する方式では、ス
パッタの除去が不完全で特にノズル内面深部は除去する
ことができなかった。溶接トーチ本体からノズルを取り
外し予め準備された別のノズルと順次取り換える方式は
多数のノズルを必要とし、装置が大型でスペースと価格
が大きくなるばかりでなく、取り換えたノズルを別に清
掃し再度セットしなければならない繁雑さがあった。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】本発明は、自動的に溶
接トーチ本体からノズルを取り外し、ノズルのスパッタ
を除去し同一ノズルを再度装着するもので、溶接トーチ
本体側をおねじノズル側をめねじとした着脱ノズルにお
いて、該ノズルを着脱ローラと複数の加圧ローラとの間
に加圧保持するする手段と、着脱ローラをノズル抜き取
り方向に必要量回転下降させノズルをトーチ本体と分離
する手段と、トーチ本体を移動させてノズル軸線上部を
開放する手段と、ノズル軸線上部にノズル内面清掃部材
を移動し、ノズル内面に清掃部材を挿入退避させる手段
と、再度トーチ本体をノズル軸線上近接する位置に移動
する手段と、着脱ローラを反転上昇させトーチ本体にノ
ズルをねじ込み装着する手段と、加圧ローラを後退させ
ノズル保持を開放する手段とよりなるノズルクリーナで
ある。

【０００５】又、ノズルの取り外しは左回転でノズル自
体のねじリードで自然にも押し下げらてはずれるが、取
り付け時は右回転と上昇力とでねじを噛み合わせる必要
があり、その回転過程での上昇下降力を得るため、着脱
ローラをノズルのねじ方向と対応させたねじれ方向のは
すば歯車と同軸に一体に配する手段と、該軸を上昇下降
の移動可能に配する手段とを有する。さらに、エアーに
よる反転揺動アクチュエータを駆動源とし、反転駆動し
てノズルの着脱回転を付す手段とよりなる。

【０００６】

【実施例】本発明の対象となる溶接トーチはロボット溶
接に通常使用されている、トーチ本体とノズルをピッチ
５ミリ程度のねじで、本体側をおねじノズル側をめねじ
として２〜３回程度の回転で着脱できる形態のものであ
る。

【０００７】２７０度反転揺動するエアー駆動の揺動ア
クチュエータ１の駆動軸２には左ねじれ方向のはすば歯
車３が取り付けてあり、右ねじれ方向の歯車５と噛み合
わせてある。歯車５と着脱ローラ６は軸４と一体的に固
定してあり軸４は上下に１０ミリ程度動くように保持し
てある。着脱ローラ６のロール面にはスベリ止めの凹凸
が付してあり、該ローラ６と対抗して二つの加圧ローラ
８，９がブラケット１０に保持され加圧シリンダ１１に
接続され、着脱ローラ６加圧ローラ８，９の三個のロー
ルで溶接トーチノズル（以下ノズル）を挾み込んで保持
し、また開放が出来るようにしてある。

【０００８】歯車３と歯車５の比率は２対１で歯車５と
一体の着脱ローラ６の径はノズル径の３倍に配してあ
る。したがって、揺動アクチュエータ１が２７０度反転
揺動すれば着脱ローラ６と加圧ローラ８，９に挾み込ま
れたノズル７は４回転半正転および反転する。又、歯車
３および歯車５は、はすば歯車のため回転を伝達する過
程で軸方向の力が働き、軸方向に動ける歯車５，軸４は
回転しながら下または上に移動する。

【０００９】この回転と軸移動の方向ははすば歯車のね
じれ方向でさだめられ、本実施例では歯車３が矢印２１
方向に回転したとき軸４は下方向に移動し、軸４と一体
の着脱ローラ６が下がり、該着脱ローラ６と加圧ローラ
８，９に挾まれたノズル７は矢印２４に示すような、左
回転と下向きのねじ抜き取り方向の力が付される。加圧
ローラ８，９をブラケット１０と共に若干傾け、軸４と
ノズル７の軸線を傾けて回転による軸移動を補足しても
よい。加圧ローラ８，９も軸方向移動可能に保持すると
よい。

【００１０】ノズル７の上方にはノズル軸線から離れた
位置に、ピストン軸先端にほぼノズル内径のスパッタ除
去部材１２を取り付けたスパッタ除去シリンダ１３がシ
フトシリンダ１４に取り付けてあり、シフトシリンダ１
４を働かせればスパッタ除去シリンダ１３の軸線がノズ
ル７の軸線と一致する位置まで移動するように配してあ
る。スパッタ除去シリンダ１３のストロークはスパッタ
除去部材１２がノズル７の先端から覗く程度にしてあ
る。

【００１１】本発明クリーナの初期の状態は、揺動アク
チュエータ１を左揺動端、加圧シリンダ１１はブラケッ
ト１０を引き付けてノズル７が自由に出し入れできる開
放状態、スパッタ除去シリンダ１３およびシフトシリン
ダ１４はそれぞれピストンを引き戻した状態にしてあ
る。

【００１２】動作はロボットによって溶接トーチを着脱
ローラ６と二つの加圧ローラ８，９との間に挿入し、加
圧シリンダ１１を作動させてブラケット１０を押し出し
着脱ローラ６，加圧ローラ８，９との三個のローラでノ
ズル７を保持し、揺動アクチュエータ１を作動させて歯
車３を矢印２１方向にさせ、歯車３と噛み合う歯車５を
矢印２２方向に回転させる。この時歯車３および歯車５
は、それぞれ左および右のはすば歯車のために軸方向分
力で軸方向に移動可能な歯車５は下方向にも動かされ、
一体的に構成された軸４着脱ローラ６は矢印２３のよう
に回転下降し、該ローラ６，８，９で保持されたノズル
７は矢印２４方向に回転下降し溶接トーチから分離され
る。

【００１３】ノズル７を分離した溶接トーチはロボット
によって一旦ノズル軸線上から退避させる。（本発明に
は直接関係しないので詳細は省略するが退避した溶接ト
ーチは以下につずくノズル７のスパッタを除去する工程
期間に歯車軸２，４の上に順次移動し、先端に取り付け
たワイヤカット工具やコンタクトチップの清掃工具で溶
接ワイヤ先端のカットやコンタクトチップの清掃をす
る。）溶接トーチが退避した後には溶接トーチから分離
されたノズル７が着脱ローラ６と加圧ローラ８，９との
三個のローラ間に加圧保持されて残される。

【００１４】次にシフトシリンダ１４を作動させ、スパ
ッタ除去シリンダ１３をその軸線がノズル７の軸線と一
致する位置まで移動させ、スパッタ除去シリンダ１３を
作動させてスパッタ除去部材１２をノズル７の内部に先
端が覗く程度まで挿入して、ノズル７の内径先端面に付
着したスパッタを掻おとして除去する。（この状態で揺
動アクチュエータ１を作動させればスパッタ除去部材１
２を内部に挿入したままノズル７が回転軸移動して内面
の清掃効果が高められる）

【００１５】スパッタ除去シリンダ１３をもどして、ス
パッタ除去部材１２をノズル７の内部から引き抜くと共
にシフトシリンダ１４をもどしてノズル７の軸線上部を
開放し、揺動アクチュエータ１を右揺動端としてノズル
を下げた状態にした後、退避した溶接トーチを再度ロボ
ットによってノズル７の軸線上にねじ部が接する程度に
接近停止して、揺動アクチュエータ１を作動させればノ
ズル７は右回転しながら上昇し、ノズル７は溶接トーチ
にねじ込まれて装着され、加圧シリンダを開放して作業
は完了する。

【００１６】上記説明では省略したがノズル着脱時溶接
トーチ自体をクランプ固定して、ロボット手首にノズル
着脱時の力の影響が及ばないようにするとよい。（溶接
トーチによっては溶接ガスの吹き出しオリヒス部材がノ
ズル７のねじで共に固定されている形式もあるが、この
様な場合でもトーチ先端のコンタクトチップの径を若干
大きくするとか、径の大きなワッシャを溶接トーチとコ
ンタクトチップとの取り付けねじの間に入れれば、ノズ
ル７を取り外してもオリヒス部材が脱落することはな
い） はすば歯車３，５も軸線が直行するねじ歯車として回転
過程での軸方向分力を得るようにしてもよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明は上述するように、自動的に溶接
トーチ本体からノズルをいったん取り外し、ノズルの根
元側からスパッタ除去部材を挿入してノズル内面のスパ
ッタを除去し再び取り付けるごとく構成してあるため、
ノズル内面深部のスパッタも確実に除去出来き、ロボッ
トによる連続溶接の信頼性を向上させる。又、同一ノズ
ルを使用し管理も容易になる等その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ノズルクリーナの構成正面図。

【図２】同側面図

【符号の説明】

１．揺動アクチュエータ、 ２．駆動軸、 ３，５．はすば歯車、 ６．着脱ローラ ７．ノズルクリーナ、 ８，９．加圧ローラ、 １０．ブラケット、 １１．加圧シリンダ、 １２．スパッタ除去部材、 １３．スパッタ除去シリンダ、 １４．シフトシリンダ、 ２１，２２，歯車の回転方向、 ２３．保持ローラの回転軸移動方向、 ２４．ノズルの回転軸移動方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶接トーチ本体側をおねじノズル側をめね
   じとした着脱ノズルにおいて、該ノズルを着脱ローラと
   複数の加圧ローラとの間に加圧保持するする手段と、着
   脱ローラをノズル抜き取り方向に必要量回転下降させノ
   ズルをトーチ本体と分離する手段と、トーチ本体を移動
   させてノズル軸線上部を開放する手段と、ノズル軸線上
   部にノズル内面清掃部材を移動し、ノズル内面に清掃部
   材を挿入退避させる手段と、再度トーチ本体をノズル軸
   線上近接する位置に移動する手段と、着脱ローラを反転
   上昇させトーチ本体にノズルをねじ込み装着する手段
   と、加圧ロ−ラを後退させノズル保持を開放する手段と
   よりなるノズルクリーナ。
2. 【請求項２】着脱ローラをノズルのねじ方向と対応させ
   たねじれ方向のはすば歯車と同軸に一体的に配する手段
   と、該軸を上昇下降の移動可能に配する手段とを有する
   第１項記載のノズルクリーナ
3. 【請求項３】エアーによる反転揺動アクチュエータを駆
   動源とし、反転駆動してノズルの着脱回転を付す第１項
   第２項記載のノズルクリーナ