JPH10249524A

JPH10249524A - アーク溶接ロボット

Info

Publication number: JPH10249524A
Application number: JP7070297A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Uratani; 隆文浦谷
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1997-03-07
Publication date: 1998-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】アーク溶接トーチ近傍が小型であって、
教示作業および溶接作業を円滑に行なうことができるア
ーク溶接ロボットを提供すること。【解決手段】溶接ロボットに取付けた溶接トーチの
後方に溶接ワイヤ送給方向にシリンダ部材と、軸芯部の
貫通孔を有するピストンとを取付け、シリンダ前端側か
らシリンダ内への突出部に溶接トーチの前方に縮径する
テーパ凹部と、シリンダの軸方向への複数の切欠部が形
成される。前記テーパ凹部に係合するテーパ凸部と、該
テーパ凸部に続くフランジ部と、軸芯部を貫通する貫通
孔と、後方端面から前方に縮径する円錐凹部とを有する
軸線方向に分割されたチャック爪が、前記切欠部に係合
しつつピストンとテーパ凹部との間に可動に、かつバネ
部材により後方に弾装され、シリンダ後部から前記円錐
凹部に対向する係止部材が突設されると共に、シリンダ
後部への圧力流体供給・排出用の接続管を取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、消耗電極式アーク
溶接トーチをロボットアームの先端に取付け、溶接ワイ
ヤおよびシールドガスを供給しつつ溶接するアーク溶接
ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にアーク溶接ロボットにおいては、
教示操作による入力データに基づいてマイクロコンピュ
ータを作動させてロボットを作動させて、溶接を自動的
に行なわせている。

【０００３】ところで、アーク溶接ロボットにおいて
は、図１２に示されるごとく、ロボットアームＲＡの先
端に取付けられたアーク溶接トーチＴとロボット各部と
を適宜の位置・姿勢に選定する教示作業が、複数の教示
点に亘って実行されている。この教示作業においては、
アーク溶接ロボットＲが種々の姿勢に選定されるため、
溶接ワイヤを案内するトーチケーブルＴＣの曲率が変化
し、これに伴なってトーチケーブル内を経てアーク溶接
トーチＴの先端から突出する溶接ワイヤの突出長さ、い
わゆるエクステンションが変化する。

【０００４】勿論、溶接ワイヤの突出長さが変化した場
合、正確な教示データを得ることができないため、アー
ク溶接トーチＴ近傍に溶接ワイヤクランプ機構を設けた
アーク溶接ロボットが採用されている。すなわち、教示
時には溶接ワイヤクランプ機構により溶接ワイヤをクラ
ンプして、溶接ワイヤの突出長さを一定とし、ロボット
による溶接作業時には溶接ワイヤが自在に送給されるよ
うに、すなわち溶接ワイヤがアンクランプの状態となる
ように溶接ワイヤクランプ機構が作動されている。

【０００５】＜従来例１＞従来、図１３に示される溶接
ワイヤクランプ機構を設けたアーク溶接ロボットが提言
されている。すなわち、図１３において、アーク溶接ト
ーチＴの後方、即ちＸ₂方向側に、溶接ワイヤの送給方
向，即ちＸ方向と直交する方向に、押圧杆５１を作動さ
せるアクチュエータ５２が配設されていて、このアクチ
ュエータ５２が適宜に作動されて、例えば、圧力流体の
供給・排出状態が適宜に切換えられて、押圧杆５１がＺ
方向に位置変位されている。すなわち、アーク溶接トー
チＴの軸芯部に挿通された溶接ワイヤが、アクチュエー
タ５２による押圧杆５１の作動により、クランプおよび
アンクランプの状態に保たれている。

【０００６】＜従来例２＞さらに、従来図１４に示され
る溶接ワイヤクランプ機構を設けたアーク溶接ロボット
が提言されている。すなわち、図１４において、６１は
アーク溶接トーチＴの後方、即ちＸ₂方向側に配設され
たシリンダ、６２は、軸芯部に貫通孔を有し、Ｘ₁方向
の先端にテーパ凸部６２１が形成されたチャック爪で、
このチャック爪６２は、チャック爪６２のＸ₁方向の先
端からＸ₂方向の所定長さに亘って半径方向に切割され
ている。６３はシリンダ６１内に摺動自在に取付けられ
たピストンで、軸芯部に貫通孔を有し、Ｘ₂方向の端部
にはチャック爪６２のテーパ凸部６２１と係合するテー
パ凹部６３１が形成されている。６４はピストン６３を
Ｘ₁方向に付勢するバネ部材、６５はピストン６３の前
方、すなわちＸ₁方向側のシリンダ６１内に連通された
管で、この管６５に連結された切換手段により圧力流体
が供給・排出される。

【０００７】なお、溶接ワイヤクランプ機構は、チャッ
ク爪６２のテーパ凸部６２１にピストン６３のテーパ凹
部６３１が係合することにより、チャック爪６２の先端
部を縮径させて、チャック爪６２により溶接ワイヤをク
ランプする、いわゆるコレットチャック機構が該当す
る。通常、この種のコレットチャック機構においては、
チャック爪６２の肉厚も影響するが、チャック爪６２の
先端から半径方向に切割する軸方向の長さが充分でない
場合には、即ち、チャック爪６２の軸方向の機械的強度
が大きい場合には、テーパ係合時に、チャック爪６２の
先端のみが僅かに縮径するに度止まるため、チャック爪
６２と溶接ワイヤとは軸方向に関して点接触する状態と
なって、小さいクランプ力しか得られない。

【０００８】このため、チャック爪６２の半径方向に切
割する、先端からの軸方向の長さを長くすると共にチャ
ック爪６２の中央部の肉厚を薄くして、テーパ係合時に
おけるチャック爪６２と溶接ワイヤとのクランプ力が大
きくなるように配慮されている。換言すれば、チャック
爪６２のテーパ凸部６２１側の軸方向の機械的強度が可
及的に小さく形成されている。

【０００９】上記において、管６５から圧力流体が供給
されると、ピストン６３はバネ部材６４の弾力に抗して
Ｘ₂方向に位置変位されて、チャック爪６２の内径が縮
径される。このため、アーク溶接トーチＴの軸芯部に挿
通された溶接ワイヤがチャック爪６２によりクランプさ
れる。

【００１０】他方、管６５から圧力流体が排出される
と、ピストン６３はバネ部材６４の弾力によりＸ₁方向
に位置変位されて、チャック爪６２が開放される。これ
により溶接ワイヤは自在に挿通される。

【００１１】＜従来例３＞さらにまた、従来、図１５に
示される溶接ワイヤクランプ機構を設けたアーク溶接ロ
ボットが提言されている。すなわち、図１５において、
アーク溶接トーチＴの後方、即ちＸ₂方向側に、シリン
ダ７１が形成され、シリンダ７１の軸芯部には比較的厚
肉の管状部材７２が取付けられている。７３はシリンダ
７１および管状部材７２に摺動自在に取付けられたピス
トン、７４は管状部材７２の外周部に遊嵌された移動部
材で、この移動部材７４にはＸ₂方向に開口するテーパ
凹部７４１が形成されている。７５はＸ方向と直交する
方向に移動自在に管状部材７２に拘束された複数の可動
片で、これらの可動片７５の先端は移動部材７４のテー
パと係合するように形成されている。この移動部材７４
およびピストン７３は夫々第１および第２のバネ部材７
６、７７により、相互に当接するように付勢されてい
る。この第１のバネ部材７６のバネ力Ｆ₁が第２のバネ
部材７７のバネ力Ｆ₂よりも大きいように選定されてい
る。なお、管状部材７２には、ピストン７３の後方、す
なわちＸ₂方向側のシリンダ７１内に連通する貫通孔７
２１が設けられている。

【００１２】上記において、例えば管状部材７２の軸芯
部に溶接ワイヤが挿通されている場合、管状部材７２の
軸芯部にシールドガスを供給していないときには、即ち
アーク溶接を行なっていないときには、第１のバネ部材
７６のバネ力Ｆ₁が第２のバネ部材７７のバネ力Ｆ₂よ
りも大きいため、第１および第２のバネ部材７６，７６
の差の力Ｆ₁−Ｆ₂により移動部材７４およびピストン
７３がＸ₂方向に位置変位される。これに伴いテーパ係
合により可動片７５が溶接ワイヤの送給方向、すなわち
Ｘ方向と直交する方向に位置変位されて、可動片７５に
より溶接ワイヤがクランプされる。

【００１３】他方、溶接時にシールドガスが供給される
と、シールドガスが管状部材７２の貫通孔７２１からシ
リンダ７１内に流入して、ピストン７３がＸ₁方向に押
圧される。この場合、ピストン７３はシールドガスがピ
ストン断面に及ぼす力Ｆ_Gと第２のバネ部材７７による
弾力Ｆ₂との合力Ｆ＝Ｆ_G＋Ｆ₂によりＸ₁方向に押圧
される。この合力Ｆが第１のバネ部材７６によるＸ₂方
向への弾力Ｆ₁よりも大きくなり、すなわち（Ｆ_G＋Ｆ
₂）＞Ｆ₁となり、ピストン７３と共に移動部材７４が
Ｘ₁方向に位置変位する。これに伴い、移動部材７４の
テーパ凹部７４１に内接する可動片７５のテーパ係合が
解消されるため、可動片７５は溶接ワイヤの送給方向と
直交する方向、例えばＺ方向に対してフリーとなる。こ
れにより溶接ワイヤはＸ方向に送給可能、すなわち溶接
可能となる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では以下のような問題がある。すなわち、図１
３に示される従来例１のものでは、アーク溶接トーチＴ
の基部側に溶接ワイヤの送給方向と直交する方向にアク
チュエータ５２が突設されているため実用的でない。す
なわち、アーク溶接トーチＴは複雑な形状をしたワーク
の奥の方へ突込んで使用する関係上、可能なかぎり小型
とする必要があり、上記のごとくアーク溶接トーチの基
部側にアクチュエータ５２が突設されていれば、このア
クチュエータ５２とワークとが干渉するため、実用上使
用できないという問題があった。

【００１５】さらに、図１４に示される従来例２のもの
では、ロボットによるアーク溶接時に問題がある。すな
わち、ロボットによるアーク溶接時にはアーク溶接トー
チが上向、横向、下向、斜上向あるいは斜下向など適宜
に、しかも頻繁に姿勢変更が行なわれ、かつ姿勢変更の
途上でも溶接が継続されることが多々ある。ところで、
アーク溶接トーチＴの後方に取付けられるチャック爪６
２おいては、テーパ凸部６２１が形成される軸方向の機
械的強度が比較的小さいため、アーク溶接トーチＴが姿
勢変更される毎にテーパ凸部６２１に作用する重力方向
が変化することと相俟って、アーク溶接トーチＴの姿勢
変更の途中ではチャック爪６２の自由端部に形成される
テーパ凸部６２１が振り廻されるため、ロボットによる
アーク溶接時に、チャック爪６２の自由端の内径部が溶
接ワイヤに接触する状態が生起する。

【００１６】このように、溶接中に軸方向の機械的強度
の比較的小さいチャック爪６２が、溶接ワイヤの送給方
向と直交する方向に溶接ワイヤに接触すると、溶接ワイ
ヤの送給が阻害されて、溶接不良部が発生するという問
題があった。

【００１７】さらにまた、図１５に示される従来例３の
ものでは、溶接ワイヤの挿通時に問題がある。すなわ
ち、アーク溶接ロボットにおいては、教示作業を行なう
前に、まずトーチケーブル内を経てアーク溶接トーチの
先端側に溶接ワイヤを挿通させる必要がある。ところ
で、前記したごとく、トーチケーブルを経て供給される
シールドガスと第２のバネ部材７７とによりピストン３
がＸ₁方向に押圧される力（Ｆ_G＋Ｆ₂）が、第１のバ
ネ部材７６によるピストン７３への反力Ｆ₁よりも大き
くなったと想定する。この場合、ピストン７３および移
動部材７４がＸ₁方向に位置変位されて、移動部材７４
と可動片７５とのテーパ係合が解消されるため、可動片
７５は溶接ワイヤの送給方向と直交する方向、例えばＺ
方向に対してフリーの状態となる。

【００１８】今、例えば図１５において、Ｘ方向が水平
線で、かつＺ方向が鉛直線となるようにアーク溶接トー
チＴがロボットアームの先端に取付けられている場合、
前述したごとく可動片７５がＺ方向に対してフリーとな
っていれば、管状部材７２の軸線よりもＺ₂方向に位置
する可動片７５が重力によりＺ₁方向に移動されて、管
状部材７２の軸芯部の空間、すなわち溶接ワイヤの通路
内に可動片７５の一部が位置することとなる。従って、
溶接ワイヤをＸ₁方向に挿通させる時に、溶接ワイヤの
通路内に位置する可動片７５に溶接ワイヤの先端が当接
するため、溶接ワイヤをアーク溶接トーチＴの先端側に
挿通させることができない。

【００１９】しかも、通常溶接ワイヤは１２．５Ｋｇ巻
きあるいは２５Ｋｇ巻の、いわゆるコイル状に巻回され
たものが使用されているため、溶接ワイヤを使用するア
ーク溶接ロボットにおいては、巻回された溶接ワイヤを
使い切る毎に、新規にコイル状に巻回された溶接ワイヤ
の先端部をアーク溶接トーチの先端部まで挿通させる必
要がある。

【００２０】このように、アーク溶接ロボットにおいて
は、アーク溶接トーチＴの先端部まで溶接ワイヤを挿通
させる作業が頻繁に行なわれるが、上記したごとく、図
１５に示される従来例３のものでは、溶接ワイヤ挿通作
業を円滑に行なうことができないため、実用上使用でき
ないという問題があった。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題に
鑑みてなされたもので、その目的は、アーク溶接トーチ
近傍が小型であって、教示作業および溶接作業を円滑に
行なうことができるアーク溶接ロボットを提供すること
である。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本第１の発明は、消耗電極式アーク溶接トーチをロ
ボットアームの先端に取付け、溶接ワイヤおよびシール
ドガスを供給しつつ溶接するアーク溶接ロボットに適用
される。その特徴とするところは、前記アーク溶接トー
チの後方に溶接ワイヤ送給方向にシリンダ部材が配設さ
れ、前記シリンダ部材および軸芯部に貫通孔を有するシ
リンダ後端部材と気密的に摺動自在な軸芯部に貫通孔を
有するピストンが配設され、シリンダ前端部材に前記シ
リンダ部材よりも小径でシリンダ部材の軸方向に突入す
る突出部が形成され、該突出部には溶接ワイヤ送給方向
に縮径して軸芯部を貫通するテーパ凹部が形成されると
共に、前記突出部の端部から前記前端部材側にシリンダ
の軸方向の複数の切欠部が形成され、前記テーパ凹部に
係合するテーパ凸部と、該テーパ凸部に続くフランジ部
と、軸芯部を貫通する貫通孔と、フランジ部の端面から
前記テーパ凸部側に縮径する円錐凹部とを有し、軸線方
向に分割されたチャック爪が、前記ピストンとテーパ凹
部との間に前記突出部の切欠部により案内されつつシリ
ンダの軸方向に可動に配設され、前記チャック爪とシリ
ンダの前端側との間にバネ部材が弾装され、軸芯部に貫
通孔を有する係止部材が、ピストンの貫通孔内を前記チ
ャック爪の円錐凹部に対向してシリンダ後端部材に突設
されると共に、シリンダ後端部材、シリンダ部材および
ピストンにより形成される空間への圧力流体の供給・排
出を切換える圧力流体供給・排出切換手段が配設され、
前記切換手段により圧力流体が供給された際には、バネ
部材の弾力に抗して位置変位されるチャック爪とテーパ
凹部との当接によりチャック爪の軸芯部に挿通された溶
接ワイヤがクランプされ、かつ、前記切換手段により圧
力流体が排出状態とされた際には、バネ部材の弾力によ
りチャック爪は、チャック爪の円錐凹部と係止部材とが
当接しつつ所定の退避位置に位置決めされて、溶接ワイ
ヤがアンクランプされることである。

【００２３】さらに、本第２の発明は、本第１の発明に
おいて、前記チャック爪の円錐凹部が、前記テーパ凸部
よりも急斜面に形成されたことを特徴としている。

【００２４】さらに、本第３の発明は、本第１または本
第２の発明において、前記バネ部材は、複数のリング状
の皿バネであることを特徴としている。

【００２５】さらに、本第４の発明は、本第１乃至本第
３のいずれかの発明において、前記ピストンは、前端側
が有底状の筒部に形成され、該有底状の筒部内に前記チ
ャック爪のフランジ部が収納されてなることを特徴とし
ている。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施例によ
り詳細に説明する。今、アーク溶接ロボットのうち、ロ
ボットアームの先端に取付けられる消耗電極式アーク溶
接トーチ（以下、アーク溶接トーチと称する。）の近傍
について詳述する。なお、アーク溶接トーチの先端側を
前方と称する。

【００２７】図１乃至図１０において、１はアーク溶接
トーチＴの後方に溶接ワイヤ送給方向、すなわちＸ方向
に配設されたシリンダ部材で、図示の場合、シリンダ前
端部材２とシリンダ部材２とは一体的に形成されてい
て、例えばシリンダ前端部材２とアーク溶接トーチＴと
はネジ結合により一体的に取付けられている。３は軸芯
部に貫通孔を有するシリンダ後端部材、４は、シリンダ
部材１およびシリンダ後端部材３と気密的に摺動自在に
取付けられたピストンで、例えばこのピストン４の前
方、すなわちＸ₁方向側が有底状部４０１を有する筒部
に形成されている。

【００２８】５は、シリンダ前端部材２にシリンダ１部
材よりも小径で、Ｘ₂方向に突設された突出部で、この
突出部５には溶接ワイヤＷの送給方向、すなわちＸ₁方
向に縮径して軸芯部を貫通するテーパ凹部５０１が形成
されると共に、突出部５のＸ₂方向の端部からＸ₁方向
の所定長さに亘って、複数の切欠部、例えば３個の切欠
部５０２が形成されている。

【００２９】６は、前記テーパ凹部５０１に係合するテ
ーパ凸部６０１と、該テーパ凸部６０１に続くフランジ
部６０２と、軸芯部を貫通する貫通孔６０３と、フラン
ジ部の端面から前記テーパ凸部側に縮径する円錐凹部６
０４とを有し、軸線方向に２以上に分割されたチャック
爪である。このチャック爪６は、例えば図７に示される
ごとく、放射状に３個に分割されている。なお、例えば
チャック爪６の円錐凹部６０４は、テーパ凸部６０１よ
りも急斜面に形成されている。このチャック爪６のテー
パ凸部６０１が、突出部５のテーパ凹部５０１に対向す
ると共に、チャック爪６のフランジ部６０２が、突出部
５のＸ方向の切欠部５０２に遊入されて、チャック爪６
がＸ方向に移動自在に組付けられる。７はチャック爪６
とシリンダの前端側、例えば前端部材２との間に弾装さ
れるバネ部材、例えばコイル状のバネ部材である。

【００３０】８は、軸芯部に貫通孔を有する筒状の係止
部材で、この係止部材８はピストン４の貫通孔内をチャ
ック爪６の円錐凹部６０４に対向してシリンダ後端部材
３に突設されている。９は、シリンダ後端部材３，ピス
トン４およびシリンダ部材１により形成される空間に連
通された接続管で、この接続管９に連結された適宜の圧
力流体供給・排出切換手段により、シリンダ空間への圧
力流体の供給および排出が行なわれる。

【００３１】上記１乃至９および適宜の圧力流体供給・
排出切換手段により、溶接ワイヤのクランプおよびアン
クランプを行なう、いわゆる溶接ワイヤクランプ機構が
構成される。

【００３２】なお、シリンダ後端部材３には、従前と同
様のトーチケーブルが取付けられて、溶接ワイヤおよび
シールドガスが適宜にアーク溶接トーチＴへ供給され
る。

【００３３】上記において、図９および図１０に示され
るごとく、圧力流体供給・排出切換手段により、シリン
ダ空間内の圧力流体が排出状態にされると、バネ部材７
によりＸ₂方向に付勢されるチャック爪６は、突出部５
の軸方向の切欠部５０２に案内されつつピストン４と共
にＸ₂方向に位置変位する。この場合、チャック爪６の
円錐凹部６０４のＸ₂方向側には、係止部材８が配設さ
れているため、チャック爪６が所定量Ｘ₂方向に移動す
ると円錐凹部６０４と係止部材８とが当接する。この当
接後、更にチャック爪６がＸ₂方向に位置変位される
と、円錐凹部６０４に当接する係止部材８により、チャ
ック爪６はフランジ部６０２の半径方向に押し拡げられ
る。この場合、フランジ部６０２には、外周方向に当接
してＸ₂方向に付勢するバネ部材７の弾力が作用してい
るため、チャック爪６のテーパ凸部６０１が、あたかも
突出部５のテーパ凹部５０１に当接した状態で、チャッ
ク爪６が位置変位される。

【００３４】このように、チャック爪６が係止部材８に
当接した後は、チャック爪６が拡径されつつ、チャック
爪６およびピストン４がＸ₂方向に位置変位され、ピス
トン４がシリンダ後端部材３に当接した状態で、バネ部
材７により付勢されるチャック爪６およびピストン４が
Ｘ₂方向に、すなわち退避位置に位置決めされる。

【００３５】ところで、図９および図１０に示されるご
とく、チャック爪６およびピストン４がＸ₂方向の退避
位置に位置决めされた状態、すなわち、溶接ワイヤのア
ンクランプ状態においては、バネ部材７によりＸ₂方向
に付勢されるチャック爪６は、円錐凹部６０４と係止部
材８およびテーパ凸部６０１とテーパ凹部５０１とが夫
々当接すると共に、チャック爪６を介してＸ₂方向に付
勢されるピストン４がシリンダ後端部材３に当接してい
るため、特にチャック爪６が全方向に亘って所定の位置
に位置決めされる。

【００３６】しかも、突出部５の軸方向の切欠部５０２
に遊入されて軸方向に案内されるチャック爪６は、軸線
方向に分割されて、Ｘ₁方向およびＸ₂方向の移動時に
縮径および拡径されるため、チャック爪６自体を幅広
で、かつ厚肉にした、いわゆる機械強度の大きいチャッ
ク爪６とすることができる。

【００３７】上記のごとく、圧力流体供給・排出切換手
段により、シリンダ空間内の圧力流体が排出状態にされ
ると、図９および図１０に示されるごとく、機械強度の
大きいチャック爪６が解放されて溶接ワイヤＷがアンク
ランプの状態となるため、この状態を維持しつつ、適宜
に溶接ワイヤＷおよびシールドガスが供給されて、アー
ク溶接ロボットによる溶接作業が行なわれる。勿論、ア
ンクランプ時に、自在に溶接ワイヤＷをアーク溶接トー
チＴへと挿通することができる。

【００３８】さらに、溶接ワイヤＷのアンクランプ状態
において、機械強度の大きいチャック爪６はバネ部材７
によりＸ₂方向に付勢されつつ所定の退避位置に確実に
位置決めされるため、ロボットによるアーク溶接時に、
アーク溶接トーチＴの姿勢変更が頻繁に行なわれても、
かつ姿勢変更の途上でも溶接ワイヤＷがチャック爪６に
接触することは皆無であり、従って溶接時に、チャック
爪と溶接ワイヤとの接触によりアーク溶接不良部が発生
するという従前の問題点が解消される。

【００３９】今、溶接ワイヤがアーク溶接トーチＴ内に
挿通されているものとする。図２において、圧力流体供
給・排出切換手段により、接続管９を介してシリンダ空
間内に圧力流体が供給されると、ピストン４がＸ₁方向
に移動される。この場合、バネ部材７によりＸ₂方向に
付勢されるチャック爪６は、ピストン４に当接しつつ、
ピストン４と共にＸ₁方向に位置変位される。勿論、機
械的強度の大きいチャック爪６は、突出部５の軸方向の
切欠部５０２に遊入されているため、この切欠部５０２
に案内されつつＸ₁方向に位置変位される。ところで、
突出部５のテーパ凹部５０１と、チャック爪６のテーパ
凸部６０１とが相対向しているため、チャック爪６がＸ
₁方向に移動すると、テーパ凸部６０１がテーパ凹部５
０１に沿って位置変位して、軸線方向に分割されたチャ
ック爪６の貫通孔６０３部が相互に半径方向に接近し
て、結果として溶接ワイヤＷが機械的強度の大きいチャ
ック爪６により挾持される。

【００４０】なお、この場合、チャック爪６の円錐凹部
６０４と係止部材８とは相互にＸ方向に離間して配置さ
れている。

【００４１】すなわち、圧力流体供給・排出切換手段に
より、シリンダ空間内に圧力流体が供給されると、図２
および図８に示されるごとく、軸線方向に分割された機
械的強度の大きいチャック爪６により、溶接ワイヤＷが
強力なクランプ力でクランプされるため、この状態を維
持しつつ、アーク溶接ロボットの教示作業が確実に行な
われる。

【００４２】図１１は本発明の他の実施例を示す図であ
って、これらの構成において、バネ部材７は複数のリン
グ状の皿バネであり、その他の構成は図２に示される構
成と実質的に同一である。図１１に示されるごとく、バ
ネ部材７が複数のリング状の皿バネにより構成されてい
ると、バネ部材７の付勢力を大きくすることができる。
このため、溶接ワイヤＷのアンクランプ時に、強力なバ
ネ部材７の弾力によりチャック爪６およびピストン４が
Ｘ₂方向の退避位置に、さらに確実に位置決めされるた
め、溶接ワイヤＷとチャック爪６とが接触することはな
い。

【００４３】なお、図２および図１１に示されるごと
く、チャック爪６の円錐凹部６０４がテーパ凸部６０１
よりも急斜面に形成されていれば、溶接ワイヤＷのアン
クランプ時に、チャック爪６のＸ₂方向の位置変位に対
するチャック爪６の拡径代を大きくすることができるた
め、チャック爪６のＸ₂方向への退避代に相応して、チ
ャック爪６間の半径方向の間隙を大きくすることができ
る。

【００４４】なお、これにも拘わらず、チャック爪６の
円錐凹部６０４とテーパ凸部６０１との傾斜面をほぼ同
一に形成すれば、チャック爪６のＸ₁方向およびＸ₂方
向の位置変位時に、突出部５のテーパ凹部５０１に沿っ
てチャック爪６のテーパ凸部６０１が摺動して安定した
状態を維持することができる。

【００４５】さらに、図２および図１１に示されるごと
く、ピストン４の前端側が有底状の筒部に形成され、該
有底状の筒部内にチャック爪６のフランジ部６０２が収
納されていれば、シリンダ部材１の筒部の長さを有効に
利用して、長軸方向の寸法を比較的短くすることができ
る。

【００４６】なお、係止部材８の先端外周にテーパ部や
丸み部を設ければ、係止部材８とチャック爪６の円錐凹
部６０４との当接摺動時に、円錐凹部６０４が損傷され
る事がなく有利である。

【００４７】勿論、本発明においては、アーク溶接トー
チの後方に溶接ワイヤ送給方向にシリンダ部材が配設さ
れているため、溶接ワイヤ送給方向と直交する方向の寸
法が小さく、結果としてアーク溶接トーチ近傍が小型で
あって、アーク溶接ロボットとして好適である。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本第１の
発明に係るアーク溶接ロボットは、消耗電極式アーク溶
接トーチをロボットアームの先端に取付け、溶接ワイヤ
およびシールドガスを供給しつつ溶接するアーク溶接ロ
ボットであって、アーク溶接トーチの後方に溶接ワイヤ
送給方向にシリンダ部材が配設され、シリンダ部材およ
び軸芯部に貫通孔を有するシリンダ後端部材と気密的に
摺動自在な軸芯部に貫通孔を有するピストンが配設さ
れ、シリンダ前端部材にシリンダ部材よりも小径でシリ
ンダ部材の軸方向に突入する突出部が形成され、該突出
部には溶接ワイヤ送給方向に縮径して軸芯部を貫通する
テーパ凹部が形成されると共に、前記突出部の端部から
前端部材側にシリンダの軸方向の複数の切欠部が形成さ
れ、前記テーパ凹部に係合するテーパ凸部と、該テーパ
凸部に続くフランジ部と、軸芯部を貫通する貫通孔と、
フランジ部の端面から前記テーパ凸部側に縮径する円錐
凹部とを有し、軸線方向に分割されたチャック爪が、ピ
ストンとテーパ凹部との間に前記突出部の切欠部により
案内されつつシリンダの軸方向に可動に配設され、チャ
ック爪とシリンダの前端側との間にバネ部材が弾装さ
れ、軸芯部に貫通孔を有する係止部材が、ピストンの貫
通孔内をチャック爪の円錐凹部に対向してシリンダ後端
部材に突設されると共に、シリンダ後端部材、シリンダ
部材およびピストンにより形成される空間への圧力流体
の供給・排出を切換える圧力流体供給・排出切換手段が
配設されているため、アーク溶接トーチ近傍が小型であ
って、アーク溶接ロボットとして好適であり、かつ、圧
力流体供給・排出切換手段により、シリンダ空間内の圧
力流体が排出状態にされると、軸線方向に分割された機
械的強度の大きいチャック爪は、バネ部材により付勢さ
れつつ所定の退避位置に確実に位置決めされて、溶接ワ
イヤがアンクランプの状態となるため、この状態を維持
しつつ、溶接作業および溶接ワイヤ挿通作業が確実に行
なわれる。さらに、圧力流体供給・排出切換手段によ
り、シリンダ空間内に圧力流体が供給されると、軸線方
向に分割された機械的強度の大きいチャック爪により、
溶接ワイヤＷ強力なクランプ力でクランプされるため、
この状態を維持しつつ、アーク溶接ロボットの教示作業
が確実に行なわれる。

【００４９】本第２の発明は、本第１の発明において、
チャック爪の円錐凹部が、前記テーパ凸部よりも急斜面
に形成されているため、溶接ワイヤのアンクランプ時
に、チャック爪の退避代に相応して、チャック爪間の半
径方向の間隙を大きくすることができる。

【００５０】さらに、本第３の発明は、本第１または本
第２の発明において、前記バネ部材は、複数のリング状
の皿バネが使用されるため、溶接ワイヤのアンクランプ
時に、すなわち、溶接作業時に、強力なバネ部材の弾力
によりチャック爪およびピストンが退避位置に、さらに
確実に位置決めされ、溶接ワイヤとチャック爪とが接触
することはない。

【００５１】さらに、本第４の発明は、本第１乃至本第
３のいずれかの発明において、前記ピストンは、前端側
が有底状の筒部に形成され、該有底状の筒部内に前記チ
ャック爪のフランジ部が収納されているため、シリンダ
部材の筒部の長さを有効に利用して、長軸方向の寸法を
比較的短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の要部を示すための一部断面正
面図

【図２】図１における要部拡大図

【図３】図２における III−III 線断面矢視図

【図４】図１における要部部品を示す拡大断面正面図

【図５】図４におけるＶ−Ｖ線断面矢視図

【図６】図１における要部部品を示す拡大断面正面図

【図７】図６における VII−VII 線矢視図

【図８】図１の状態を説明するための拡大断面正面図

【図９】図１の異なる状態を説明するための一部断面正
面図

【図１０】図９の状態を説明するための拡大断面正面図

【図１１】本発明の他の実施例の要部を示す図であっ
て、図２に相当する要部拡大図

【図１２】本発明の対象とするアーク溶接用ロボットを
示す斜視図

【図１３】従来例の要部を示す一部断面正面図

【図１４】他の従来例の要部を示す一部断面正面図

【図１５】他の従来例の要部を示す一部断面正面図

【符号の説明】

１シリンダ部材２シリンダ前端部材３シリンダ後端部材４ピストン５突出部６軸線方向に分割されたチャック爪７バネ部材８係止部材９圧力流体供給・排出用接続管Ｔアーク溶接トーチ４０１ピストンに形成された有底状部５０１突出部に形成されたテーパ凹部５０２突出部に形成された軸方向の切欠部６０１チャック爪に形成されたテーパ凸部６０２チャック爪のテーパ凸部に続くフランジ部６０３チャック爪の貫通孔６０４チャック爪に形成された円錐凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】消耗電極式アーク溶接トーチをロボット
アームの先端に取付け、溶接ワイヤおよびシールドガス
を供給しつつ溶接するアーク溶接ロボットにおいて、前記アーク溶接トーチの後方に溶接ワイヤ送給方向にシ
リンダ部材が配設され、前記シリンダ部材および軸芯部
に貫通孔を有するシリンダ後端部材と気密的に摺動自在
な軸芯部に貫通孔を有するピストンが配設され、シリンダ前端部材に前記シリンダ部材よりも小径でシリ
ンダ部材の軸方向に突入する突出部が形成され、該突出
部には溶接ワイヤ送給方向に縮径して軸芯部を貫通する
テーパ凹部が形成されると共に、前記突出部の端部から
前記前端部材側にシリンダの軸方向の複数の切欠部が形
成され、前記テーパ凹部に係合するテーパ凸部と、該テーパ凸部
に続くフランジ部と、軸芯部を貫通する貫通孔と、フラ
ンジ部の端面から前記テーパ凸部側に縮径する円錐凹部
とを有し、軸線方向に分割されたチャック爪が、前記ピ
ストンとテーパ凹部との間に前記突出部の切欠部により
案内されつつシリンダの軸方向に可動に配設され、前記チャック爪とシリンダの前端側との間にバネ部材が
弾装され、軸芯部に貫通孔を有する係止部材が、ピストンの貫通孔
内を前記チャック爪の円錐凹部に対向してシリンダ後端
部材に突設されると共に、シリンダ後端部材、シリンダ部材およびピストンにより
形成される空間への圧力流体の供給・排出を切換える圧
力流体供給・排出切換手段が配設され、前記切換手段により圧力流体が供給された際には、バネ
部材の弾力に抗して位置変位されるチャック爪とテーパ
凹部との当接によりチャック爪の軸芯部に挿通された溶
接ワイヤがクランプされ、かつ、前記切換手段により圧力流体が排出状態とされた
際には、バネ部材の弾力によりチャック爪は、チャック
爪の円錐凹部と係止部材とが当接しつつ所定の退避位置
に位置決めされて、溶接ワイヤがアンクランプされるこ
とを特徴とするアーク溶接ロボット。
【請求項２】前記チャック爪の円錐凹部が、前記テー
パ凸部よりも急斜面に形成されてなる請求項１記載のア
ーク溶接ロボット。
【請求項３】前記バネ部材は、複数のリング状の皿バ
ネである請求項１または２に記載のアーク溶接ロボッ
ト。
【請求項４】前記ピストンは、前端側が有底状の筒部
に形成され、該有底状の筒部内に前記チャック爪のフラ
ンジ部が収納されてなる請求項１乃至３のいずれかに記
載のアーク溶接ロボット。