JPH0811295B2 - 溶接機のワイヤ供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はワイヤーリールからトーチに溶接用ワイヤを
供給するための溶接機のワイヤ供給装置に係り、特に複
数のワイヤーリールを備え、これらワイヤーリールから
繰り出されるワイヤを選択してトーチに供給できるワイ
ヤ供給装置に関する。

［従来の技術］ 従来この種の溶接機には、溶接用のワイヤを供給する
ためのワイヤーリールが１台しか備えられていない。し
たがって、１つの構造内の溶接作業において、数種類の
異種金属の溶接を行う場合には、その異種金属数に見合
うだけの溶接機を用意しておき、これらの溶接機の中か
ら溶接金属材質に見合うワイヤを有するワイヤーリール
を備えた溶接機を選択して溶接作業を行うようにしてい
る。

また、数種類の異種金属ワイヤを夫々を巻回したワイ
ヤーリールを用意しておき、これらの中から所望の材質
のワイヤが巻回されているワイヤーリールを選択して溶
接機に取り付けたり、または溶接する金属材質によって
ワイヤーリールを交換して溶接作業を行うようにしてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記前者のような方法にあっては、ワ
イヤーリールに異なる材質のワイヤを巻回した複数の溶
接機を用意し、これらの溶接機を常時作業場所に用意す
る必要がある。また、常時使用される溶接機は１台のみ
であるから溶接機の稼動効率を著しく低下させると共
に、異なる材質の溶接を行う場合には、他の溶接機との
交換に手間が係り作業効率が阻害する問題がある。

また、上記後者の方法のように数種類の材質のワイヤ
を巻回したワイヤーリールを常時用意しておき、これら
のワイヤーリールの中から選択して溶接機に取り付けま
たは交換して溶接を行う場合には、１台の溶接機の稼動
効率の損失は少なくなるが、溶接機へのワイヤーリール
の交換に非常に時間がかかり、作業能率が低下すると共
に、交換を人手によって行うため、ワイヤの材質を間違
えることがあり、これによって不良品が発生したりする
問題がある。

そこで、本発明は上述の従来技術の問題点を解決すべ
く、複数のワイヤリールを設けると共にこれらワイヤー
リールから繰出されるワイヤを正確に選択してトーチに
自動的に供給することができると共に、作業能率および
溶接機の稼動効率を向上させることのできる溶接機のワ
イヤ供給装置を提供することを目的としたものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、複数のワイヤー
リールから任意のワイヤを適宜選択してトーチに供給す
る溶接機のワイヤ供給装置において、各ワイヤーリール
ごとにワイヤーの繰出し又は巻取りを行うワイヤ繰出装
置と、該ワイヤ繰出装置から繰り出された各ワイヤーを
挿通保持する孔を有するワイヤ供給機構と、該ワイヤ供
給機構に挿通保持されたいずれかのワイヤーを上記トー
チのワイヤ挿入孔に対して位置合せすべく当該ワイヤ供
給機構を移動する駆動手段と、上記トーチのワイヤ挿入
孔の入口部に設けられ、当該ワイヤ挿入孔にワイヤーが
挿入されているか否かを検出する検知器と、該検知器が
上記トーチのワイヤ挿入孔にワイヤーが挿入されてない
と検知した場合のみ、位置合せされたワイヤーを上記ワ
イヤ繰出装置によってワイヤーリールから繰出す制御手
段とを備えて構成したものである。

［作用］ 上記構成によれば、複数のワイヤーリールのそれぞれ
に異なる材質のワイヤを巻回しておき、これらワイヤー
リールから繰り出されるワイヤは供給機構を介してトー
チに供給される。駆動手段はワイヤ供給機構を移動し
て、供給されるワイヤの１つを選択してトーチの位置に
位置決めし、トーチに供給する。

したがって、所望の材質の溶接用ワイヤを自動的に選
択してトーチに供給できるので、所望の材質のワイヤを
正確に選択することができると共に、他の材質のワイヤ
との交換も容易にできる。また、１台の溶接機で異なる
材質の溶接ができるので、溶接機の稼動効率および溶接
作業の能率を向上させることが可能である。

また、ワイヤをチェンジする際には、まず、ワイヤ繰
出装置によってワイヤを巻き取り、トーチのワイヤ挿入
孔に挿入されている前のワイヤーを引き抜く。そして、
トーチのワイヤ挿入孔の入口部に設けられた検知部が、
そのワイヤ挿入孔にワイヤーが挿入されているか否かを
検出し、挿入されてないと検知した場合のみ、制御手段
が予め位置合わせされた新たなワイヤーをワイヤ繰出装
置により繰出す。これにより、前のワイヤから新たなワ
イヤにチェンジされる。

［実施例］ 本発明の好適実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第５図に示すように、本発明の溶接機のワ
イヤ供給装置は、複数のワイヤーリール１を設けると共
に、これらワイヤーリール１から繰り出されるワイヤ２
の１つを選択してトーチ３に供給するワイヤー供給機構
４と、供給されるワイヤー２をトーチ３に位置決めすべ
く上記ワイヤー供給機構４を移動するための駆動手段５
を備えて構成される。上記トーチ３は、その軸心部にワ
イヤ挿入孔を有しており、上記ワイヤ供給機構４は、ワ
イヤ繰出装置６から繰り出された各ワイヤーを挿通保持
する孔を有している。

第１図に示すように溶接機のワイヤ供給装置は、図示
しない溶接機本体の所要箇所に複数のワイヤーリール、
即ち、図示では３台のワイヤーリール1a,1b,1cが設けら
れており、これらワイヤーリール1a、1b、1cにはそれぞ
れ材質の異なるワイヤ2a,2b,2cが巻回されている。そし
て、これらワイヤリール1a,1b,1cの近傍にはワイヤ繰出
装置６が設けられている。このワイヤ繰出装置６は、ワ
イヤーの繰出しのみならず、巻取りをも行えるようにな
っている。

一方、第１図及び第４図に示すように、溶接機本体に
は、トーチ回転軸７が図示しない駆動源によって回転自
在に設けられており、そして、このトーチ回転軸７には
トーチ３を支持するフレーム８が絶縁部材９を介して取
り付けられている。このフレーム８は上方が開放された
略箱状に形成されており、その側板10が上記回転軸７に
絶縁部材９を介して固定されている。またこのフレーム
８の底板をなすトーチ支持部11にはこれを上下方向に貫
通してトーチ３が取付けられている。したがって、回転
軸７の回転によりフレーム８を回動させ、トーチ支持部
11に取付けられているトーチ３を移動させると共に、そ
の先端を所望の溶接位置に望むように形成されている。
またこのフレーム８内には第５図に示すように、このフ
レーム８を形成する上記側板10の両端に位置する側板1
2,12に、これに両端が固定され上下方向に間隔を隔てて
２本のスライド軸13,13が設けられている。さらに、こ
の側板12,12には、これに両端が軸受14を介して回転可
能に軸支された送りネジ15がスライド軸13,13間の略中
間に、これらスライド軸13に並行して設けられている。
またこの箱状のフレーム８内には、上記ワイヤ供給機構
４及びこれを移動するための駆動手段５が収容されてい
る。

上記ワイヤ供給機構４は第３図に示すように、本体が
上方から見て略Ｔ字状に形成されており、そのＴ字状の
横長の肉薄の部分にはワイヤ供給部16が、また幅狭な肉
厚な部分に駆動部17が形成されている。

このワイヤ供給機構のワイヤ供給部16には、第４図に
示すように、これを上下方向に貫通するスリーブ体18が
適宜の間隔を隔てて上記ワイヤリール１と同数設けられ
ている。このスリーブ体18には、これの軸心に沿って貫
通するワイヤ２を上記トーチ３に案内するためのガイド
孔19が形成されている。またこれらスリーブ体18の上端
部には第１図に示すように、ワイヤ２を導入するための
ワイヤ導入管20が連結されている。このワイヤ導入管20
は一端がスリーブ体18に着脱自在にネジ止めされてお
り、他端が上記ワイヤ繰出装置６の近傍に延出されて溶
接機本体の適宜固定されている。したがってワイヤ繰出
装置６によって繰り出されるワイヤ２はこの導入管20内
を通ってスリーブ体のガイド孔19に案内されるようにな
っている。

上記ワイヤ供給機構の駆動部17には第５図に示すよう
に、上記スライド軸13,13を嵌挿するスライド孔21,21と
上記送りネジ14に螺合するネジ孔22が形成されている。
したがって、ワイヤ供給機構４はこの駆動部17のスライ
ド孔21,21にスライド軸13,13が嵌挿されることにより、
その転倒が規制されると共に、上記送りネジ14の回転に
よりスライド軸13,13に沿って往復動可能に構成されて
いる。

上記ワイヤ供給機構４を移動させるための駆動手段５
は第４図及び第５図に示すように、上記フレーム８内の
ワイヤ供給機構４の下方に設けられた可変回転のモータ
23とこのモータ23の駆動を上記送りネジ14に伝達するた
めの駆動伝達手段とによって構成される。この駆動伝達
手段はモータ23の駆動軸に設けられているプーリ24と送
りネジ14の軸に設けられているプーリ25との間にベルト
26を掛け渡して構成され、モータ23の回動力がこれらプ
ーリ24,25及びベルト26を介して送りネジ14に伝達され
るようになっている。

また、上記箱状のフレーム８内には、第４図に示すよ
うに、これに支持されているトーチ３の上方近傍に、こ
のトーチ３内に供給されるワイヤ１の有無を検出するた
めのワイヤ検知器27が設けられる。このワイヤ検知器27
はトーチ３内のワイヤ２の有無を検出し、この情報を図
示しない溶接機の制御部（特許請求の範囲の制御手段に
相当する）に伝達するようになっている。即ち、オーチ
３内にワイヤ２が存在しないとの情報に基づいて制御部
は、上記ワイヤ繰出装置６を駆動して上記ワイヤ供給機
構のスリーブ体18からトーチ３へワイヤ２の供給を行う
ようになっている。

また、フレーム８の上記側板10に相対向する側板28に
は第２図乃至第４図に示すように、ワイヤ供給機構４の
スリーブ体18の位置を検出するためのスリーブ位置検知
器29が設けられている。このスリーブ位置検知器29はス
リーブ体18がトーチ３の位置、即ちスリーブ体のガイド
孔19から供給されるワイヤ２がトーチ３に正しく供給さ
れる位置にスリーブ体18を位置決めするためのものであ
り、上記制御部はこのスリーブ位置検知器29の検出した
情報に基づいて上記駆動手段のモータ23の駆動を制御し
てワイヤ供給機構４の位置決めを行うようになってい
る。本実施例にあっては、第３図に示すように、上記側
板28に所要の間隔を隔てて３個のスリーブ位置検知器29
a,29b,29cが設けられている。それぞれのスリーブ位置
検知器29a,29b,29cは、３個のスリーブ体18a,18b,18cに
対応して設けられており、上記ワイヤ供給機構の駆動部
17の所要位置を検出することにより、各スリーブ体18a,
18b,18cの位置を検出するように構成されている。具体
的にはワイヤ供給機構の駆動部17の一端部Ａを、図面左
端に位置するスリーブ位置検知器29aが検出したときに
図面右端のスリーブ体18aが、真中のスリーブ位置検知
器29bがこの端部Ａを検出したときに真中のスリーブ体1
8bが、右端のスリーブ位置検知器29cがこの端部Ａを検
出したときに左端のスリーブ体18cがそれぞれトーチ位
置に位置決めされたことを検出できるようになってい
る。

なお、30はワイヤ供給機構のオーバーランを規制する
リミットスイッチである。このリミットスイッチ30は、
ワイヤ供給機構４が或る一方向に移動してこのリミット
スイッチ30に当接すると、このリミットスイッチ30が作
動して上記可変回転モータ23の駆動を逆回転させ、ワイ
ヤ供給機構４を逆の方向に移動させるように構成されて
いる。

次に本実施例の作用を説明する。

先ず、所望の材質を選択し、この材質が巻回されてい
るワイヤーリール、例えば図面左端のワイヤーリール1c
とワイヤ2cをワイヤ繰出装置６によって繰り出す。この
繰出されたワイヤ2cはワイヤ導入管20内に入り、ワイヤ
導入管20に案内されてワイヤ供給機構４のスリーブ体の
うち、左端に位置するスリーブ体18cのガイド孔19に供
給される。

一方、ワイヤ検知器27はトーチ３内のワイヤ２の有無
を検出する。トーチ３内にワイヤ２が存在しなければ、
その情報が図示しない制御部に伝達され、この情報に基
づいて制御部は駆動手段５のモータ23を駆動して上記ワ
イヤ2cが供給されているスリブー体18cが、この供給さ
れてきたワイヤ2cをトーチ３に供給できる位置に位置決
めすべく駆動伝達手段たるプーリ24,25及びベルト26を
介して送りネジ14に、その回転駆動力を伝達する。この
ように送りネジ14に駆動が伝達されると送りネジ14が回
転し、ワイヤ供給機構４がその回転方向に従って適宜移
動する。この移動の際に、ワイヤ供給機構４がある一方
向に移動しリミットスイッチ30に振れると、このリミッ
トスイッチ30が作動してモータ23の回転を逆の方向に回
転させる。このモータの逆回転により送りネジも逆回転
しワイヤ供給機構４を逆の方向に移動させる。このよう
にワイヤ供給機構４が移動している時、ワイヤ2cが供給
されているスリーブ体18cの位置を検出するためのスリ
ーブ位置検知器、即ち、図面右端に位置するスリーブ位
置検知器29cはワイヤ供給機構の駆動部17の端部Ａの位
置を検出する。これにより所望のスリーブ体18cがトー
チ３にワイヤ2cを供給すべき位置に達したことを検知
し、この情報を制御部に伝達する。制御部はこの情報に
基づいて、上記モータ23を停止するように制御する。こ
れにより、モータ23が停止されると共に、ワイヤ供給機
構４が停止して、所望のスリーブ体18cが正しい位置に
位置決めされる。この状態において、制御部は該当する
ワイヤ繰出装置６を駆動させ、ワイヤーリール1cからワ
イヤ2cを繰出して、このワイヤ2cをスリーブ体18cを介
してトーチ３に供給する。溶接機はこのトーチ３に供給
されたワイヤ2cの先端部を、上述のトーチ回転軸７を回
転させて適宜溶接箇所に誘導した後、トーチ３に通電し
溶接作業を行う。

次に別の材質のワイヤと交換するときの動作を説明す
る。

先ず、上述によって、トーチ３に供給されているワイ
ヤ2cを繰出しているワイヤ繰出装置６を逆転させてトー
チ３からワイヤ2cを引き抜き、ワイヤ2cの先端が少なく
ともスリブ体18cのガイド孔19内に位置するまでワイヤ
２を移動させる。この時ワイヤ検知器27はトーチ３内に
ワイヤ２の無いことを検出すると共に、この情報を制御
部に伝達する。制御部はこの情報に基づいて選択した所
望のワイヤリール、例えば真中のワイヤーリール1bに対
応するワイヤ繰出装置６を駆動し、このワイヤーリール
1bに巻回されているワイヤ2bをワイヤ導入管20を経て、
このワイヤ導入管20に連結されているワイヤ供給機構４
のスリーブ体18bのガイド孔19にワイヤを供給する。こ
の後は上述と同じ動作でワイヤ2bがトーチ３に供給され
ることになる。即ち、駆動手段５のモータ23を駆動して
送りネジ14を回転させ、ワイヤ供給機構４を移動させ
る。この移動したワイヤ供給機構の駆動部17の端部Ａを
スリーブ位置検知器29bによって検出させ、スリーブ位
置検知器29bがこの端部Ａを検出したときに、モータ23
を停止させ、これによりワイヤ供給機構４が停止し、ス
リーブ体18bがトーチ位置に位置決めされる。この後、
ワイヤ繰出装置６を駆動し、ワイヤーリール1bからワイ
ヤ2bを更に繰出して、このワイヤ2bをスリーブ体18bの
ガイド孔19を介してトーチ３に供給する。

このようにして、複数のワイヤーリールから、これに
巻回されているワイヤの材質を選択し、この選択したワ
イヤを自動的にトーチに供給できるので、迅速にワイヤ
の交換ができると共に、材質の選択を間違えることな
く、正確にワイヤをトーチに供給することができる。

第６図及び第７図は他の実施例を示すものである。

図示するように、本実施例において、ワイヤ供給機構
４は、図示しない溶接機本体に回転自在に設けられたト
ーチ回転軸７に連結されたフレーム31に回転自在に設け
られている。即ち、ワイヤ供給機構４は外周に形成され
た外歯歯車33を有する円形の円板32と、この円板32の外
周に沿って所定の間隔を隔てて、この円板32を上下に貫
通して設けられたスリーブ体18とによって形成され、こ
の円板32の中心軸は軸受34を介して上記フレーム31に回
転自在に支持されている。

なお、スリーブ体18は前述の実施例と同様にその軸心
に沿ってガイド孔19が形成されており、ワイヤ２はこの
ガイド孔19に案内されてトーチ３に供給されるようにな
っている。

また、このワイヤ供給機構４を移動するための駆動手
段５は上記フレーム31に設けられたモータ35と、このモ
ータ35の駆動軸に設けられた歯車36とによって構成され
ている。そして、この歯車36と上記円板の外周の外歯歯
車33とが歯合するように構成されている。したがって、
モータ35の回転力はこの歯車36と上記外歯歯車33との噛
合によって円板32に伝達されるようになっている。

また、スリーブ体18の位置を検出するためのスリーブ
位置検知器37は上記円板32の所定の位置を検出すること
で、スリーブ体18がトーチ位置に位置決めされるように
なっている。即ち、本実施例においては、第６図に示す
ように、スリーブ位置検知器37に検出させるための目標
X,Y,Zを円板32の上面の３か所に設定して設けている。
これら３か所の目標X,Y,Zは対応するスリーブ体18a,18
b,18cのそれぞれに対して対向する位置、即ち円板32の
軸心を通る180度方向の位置に設定されている。そし
て、スリーブ位置検知器37をトーチ３の位置に対して上
記円板32の軸心を通る180度の方向に位置させて１個設
けている。本実施例では第７図に示すように、スリーブ
位置検知器37を上記モータ35の近傍に１個設けて、上記
設定された目標X,Y,Zのそれぞれを検出することによ
り、これら目標X,Y,Zに内応するスリーブ体18a,18b,18c
をトーチ位置に位置決めされたことを検出するようにな
っいる。即ちスリーブ位置検知器37が上記円板32上に設
定された目標Ｘを検出したときには、これに対応するス
リーブ体18aが、また、目標Ｙを検出したときにはスリ
ーブ体18bが、更に、目標Ｚを検出したときにはスリー
ブ体18cが、いずれもトーチ位置に位置されたことを検
出することができるようになっている。

なお、本実施例において、材質の異なるワイヤ2a,2b,
2cを巻回したワイヤリール1a,1b,1c、これらワイヤーリ
ール1a,1b,1cからワイヤを繰出すためのワイヤ繰出装置
６、この繰出装置６から繰出されるワイヤをワイヤ供給
機構のスリーブ体18a,18b,18cに案内するためのワイヤ
導入管20及びトーチ３内のワイヤの存在の有無を検出す
るためのワイヤ検知器27は前述の実施例と同様に設けら
れている。

次に実施例の作用を説明する。

先ず、前述の実施例と同様に、トーチ３内のワイヤ２
の有無をワイヤ検知器27によって検出する。トーチ３内
にワイヤ２の無いことを確認したら、ワイヤーリール1
a,1b,1cのうち、所望の材料のワイヤが巻回されている
ワイヤーリール、例えばワイヤーリール1aからワイヤ繰
出装置６によってワイヤ2aを繰り出す。この繰り出した
ワイヤ2aをワイヤ導入管20内を通してワイヤ供給機構４
のスリーブ体18aのカイド孔19へ供給する。

次に、駆動手段５のモータ35を駆動し、この回転駆動
を歯車36及び外歯歯車33を介してワイヤ供給機構４に伝
達し、ワイヤ供給機構４を適宜回転させる。このとき、
スリーブ位置検知器37はスリーブ体18aに対応する目標
Ｘを検出すべく作動し、ワイヤ供給機構４の回転に伴っ
て目標Ｘを検出する。このスリーブ位置検知器37が目標
Ｘを検出したとき、この検出情報により駆動手段５のモ
ータ35を停止する。このモータ35の停止によりワイヤ供
給機構４の回転が停止し、スリーブ体18aがトーチ位置
に位置決めされる。次にワイヤ繰出装置６を駆動してス
リーブ体18aからトーチ３にワイヤ2aを供給する。

さらに、ワイヤを交換する場合には、前述の実施例と
同様にワイヤ2aをトーチ３から引きて、抜い新なワイヤ
2bまたは2cを供給することにより、ワイヤの交換ができ
る。

上記実施例においても、前述の実施例と同様にワイヤ
の材質を正確に選択できて、その選択したワイヤを自動
的に迅速にトーチに供給することが可能である。

なお、上述の各実施例においては、ワイヤ供給機構の
駆動手段としてモータを採用したが、モータに変えて流
体圧シリンダなどを採用することも可能である。

さらに、このワイヤ供給装置をロボット溶接機等に備
えて自動的にワイヤの選択供給を行うことも可能であ
る。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次のような効果を発揮す
る。

１台の溶接機で材質の異なる溶接が可能となり、ま
た、ワイヤの交換においては正確にワイヤの交換ができ
る。よって、作業効率および溶接機の稼動効率を向上で
きる。

また、ワイヤ繰出装置によってワイヤを巻き取り、検
知器によってトーチのワイヤ挿入孔のワイヤの有無を検
知した後に、制御手段によって新たなワイヤーを繰出す
ことにより、前のワイヤから新たなワイヤにチェンジで
きる。これにより、作業能率及び溶接機の稼動効率が向
上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略説明図、第２図は本
発明のワイヤ供給機構の正面図、第３図は第２図の平面
図、第４図は第２図のIV−IV線断面図、第５図は第３図
のＶ−Ｖ線断面図、第６図は本発明の他の実施例を示す
平面図、第７図は第６図の縦断面図である。 図中、１はワイヤーリール、２はワイヤ、３はトーチ、
４はワイヤ供給機構、５は駆動手段、６はワイヤ繰出装
置、27は検知器である。

フロントページの続き (72)発明者 井川 陽介 兵庫県相生市相生5292番地 石川島播磨重 工業株式会社相生第三工場内 (56)参考文献 特開 昭62−161472（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のワイヤーリールから任意のワイヤを
   適宜選択してトーチに供給する溶接機のワイヤ供給装置
   において、各ワイヤーリールごとにワイヤーの繰出し又
   は巻取りを行うワイヤ繰出装置と、該ワイヤ繰出装置か
   ら繰り出された各ワイヤーを挿通保持する孔を有するワ
   イヤ供給機構と、該ワイヤ供給機構に挿通保持されたい
   ずれかのワイヤーを上記トーチのワイヤ挿入孔に対して
   位置合せすべく当該ワイヤ供給機構を移動する駆動手段
   と、上記トーチのワイヤ挿入孔の入口部に設けられ、当
   該ワイヤ挿入孔にワイヤーが挿入されているか否かを検
   出する検知器と、該検知器が上記トーチのワイヤ挿入孔
   にワイヤーが挿入されてないと検知した場合のみ、位置
   合せされたワイヤーを上記ワイヤ繰出装置によってワイ
   ヤーリールから繰出す制御手段とを備えたことを特徴と
   する溶接機のワイヤ供給装置。