JPS5913569A - 溶接ト−チ等の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は溶接トーチ等の駆動装置に関するもので、特
に円周溶接作業や内孔のガス切断作業に好適な溶接トー
チ等の駆動装置に関するものである。

従来より用いられている自動溶接装置と１７では、レー
ル上を台車が走行して直接溶接を行なうもの、治具を回
転させて円周溶接を行なうもの、被溶接物を回転させて
円筒の突合せ溶接を行なうもの等の種々の装置があるが
、これらはいずれも各種溶接作業に対して専用化してい
るため個々の溶接作業には有用であるが、柔軟性に乏し
く、適用し得る作業か限定されるという欠点があった。

一方、各種作業に対する柔軟性を有するものとして、近
年円筒座標、直交座標、極座標、多関節座標等の各種座
標系を有する溶接用ロボツ１−が用いられるようになっ
てきているが、その作業性、特に多′Ｉ＠盛り溶接での
作業性に問題点を有している。すなわち、従来の溶接用
ロボットを用いて多層盛り溶接を行なう場合に−、各パ
ス毎に溶接経路か変化するだめに、各パス侍にティーチ
ジグをしたり、あるいは各パス毎のトーチの位置変化を
基に溶接経路を修正する演算を行なう必要があるという
ことである。

この発明は上記に鑑みなされたものて、従来の専用機の
有する個々の作業に対する有用性と溶接用ロボットの有
する柔軟性との両方を併せ持つた溶接トーチ等の駆動装
置、及び」１記に加えてさらに比較的簡単な操作でしか
も能率よく多層盛り溶接等の行なえる溶接トーチ等の駆
動装置を提供しようとするものである。

以下に本発明の具体的な実施例を図面を参照しつつ詳細
に説明する。

第１図及び第２図に示すように、この装置の概略構成は
、被溶接物に対して固定される固定輪（１）と、この固
定ｌ１ｌＩｉｉ＋（１）内に回転自在に支持された回転
輪（２）と、回転輪（２）に架設された径方向用クロス
テーブル（３）と、その上に載置された径方向駆動機構
（４）と、この径方向駆りυｊ機構（４）により回転Ｉ
ＩＩＩｉｉｌ（２）の径方向に駆動される溶接トーチ（
５）の支持機（１）とより成るもので、この場合、溶接
トーチ（５）の支持機構（６）は径方向駆動機構（４）
に軸方白部すの機構（７）を介して収り伺けられている
。そして固定輪（１）には口伝サーボモータ（８）か収
着されており、また回転輪（２）内周には内歯車（９）
が形成され、この回転サーボモータ（８）によってフオ
ーム歯車（１１）、ホイール歯車（１２）を介して前記
内歯車（９）とかみ合う回転輪駆動用歯車（１３）を駆
動し、回転輪（２）全体を回転部ｄＪシ得るようなされ
ている。

回転１ｍ　＋２＋を径方向に横切って架設された径方向
用クロステーブル（３）上には径方向駆動機ｆｆｆ４＋
が載置されているが、この場合の径方向部！１ｒＩＩ機
構（４）は該テーブル（３）に収着された径方向用サー
ボモータ（１４と、このモータ（１４）に回転駆動され
るボールねじ軸（１５）と、ボールねじ軸（１５）と螺
合し得るめねしく１Ｇ）が設けられボールねじ軸（１５
）の回転により直線方向に往復１１のされる軸方向クロ
ステーブル（１７１とより成るものであって、このテー
ブル（１７）には溶接トーチ（５）の支持機構（６）を
回転Ｍ　（２）の軸方向に駆動する軸方向駆動機構（７
）が収着されている。なお、＋１８ｉ　ｆ１８１は軸方
向用クロステーブル（１７）のガイド用シャフトであっ
て、該テーブル０７）を貫通してボールねし軸（１５）
と平行に延ひると共にその両端部は径方向用クロステー
ブル（３）に支持されている。

軸方向用クロステーブル（１７）に収着された軸方向駆
動機構（７）は、該テーブル（］７）に摺動自在に支持
された移動フレーム（１９）と、移動フレーム（ｊ９）
にその両端を回転自在に支持されると共に軸方向用サー
ボモータ（２１）により回転されるボールねし軸（２２
）とより成るもので、このボールねじ軸（２２）が軸方
向クロステーブル（１７）に設けられだめねじ２３）に
螺合し、ホールねじ軸（２２）を回転することによりボ
ールねし軸（２２）それ自体及びそれと共に移動フレー
ム（Ｉ９）が回転輪（２）の軸方向に移動し得るような
されている。そして移動フレーム（１９）の先端部には
クイ−ピング装置（２３）を有する支持機構（６）が収
着されこの支持機構（６）により溶接トーチ（５）が支
持されている。この結果、溶接トーチ（５）は回転１１
＊　＋２＋によっで伺転駆動され、また径方向駆動機構
（４）によって回転輪（２）の径方向に、軸方向駆動機
構（７）によって回転輪（２）の軸方向にそれぞれ駆動
されることになる。なお溶接トーチ（５）はその先端が
図のように回転輪（２）の中心線」二に位置するよう配
設するのが作業性の点から好寸しい。

回転ｉＦ＆（２１にはさらに、前記径方向クロステーブ
ル（３）と平行に支持テーブルｔ２４＋か架設され、こ
の支持テーブル（２４）にはツイヤリール（２５）が載
置されており、１１１記溶接トーチ（５）へと溶接ワイ
ヤを送給し得るようなされている。なおこの装置におい
てシールドガス、冷却水、電気等は、図示しないが固定
輪（１）と回転輪（２１、！：の間に設けた自転式カッ
プリングにより供給されているものとする。

次に上記駆動装置の制御機構について説明するが、例え
ば溶接線が円形の溶接作業を行なうにはまず駆動装置を
、その中心を溶接しようとする円形の溶接線の中心とほ
ぼ一致させた状態で固定する。次いで開先中心の溶接経
路を、ティーチングしだりセンサによって検出したり、
あるいけ装置中心と溶接線中心とのズレ量に基ついて演
算したりすること等によって求め、これを一旦記憶手段
に記憶する。なおこの溶接経路は、第３図に示すように
回転輪（２）の回転角度（θ）と、その時の径方向駆動
機構（４）による溶接トーチ（５）の径方向の移！ＩＪ
量（ｒ）との関数ｒ　＝　ｒ　（θ）として記憶される
ことになる。

そしてこの記憶された溶接経路に従ってまず一層目の溶
接を行なう。もつとも、一層目だけで溶接を終了する場
合には、溶接経路は記憶せず、センサによって溶接線を
検出しつつ溶接を行なうこともあり、この場合、制御装
置は回転輪（２）の回転駆動と、径方向駆動機構（４）
による溶接トーチ（５）の経方向駆動とを同期させて制
御する機能のみを有すればよい。

一方、多層盛り溶接を行なう場合には、第４図に示すよ
うに、上記のように回転輪（２）の回転（θ）に対応し
て記憶した溶接トーチ（５）の径方向の移動量ｒ＝ｒ（
θ）を、シフ憫伜段によって、各層における溶接ねらい
位置の変化量（△ｒ）だけシフト（ｒｉ＝ｒ（θ）」−
△ｒｉだたしｉはパス番号）させ、シフトさせた状態で
回転輪（２）の回転駆動と、径方向部ｍノ機構（４）に
よる溶接トーチ（５）の径方向駆動とを同期させて制御
することにより次層以後の溶接を行なう。このシフト量
に、△ｒ１−０．△ｒ２＝＝２＃というように順次変化
させ、また溶接トーチ（５）は層数の増加とともに軸方
向駆動機構（７）によって順次引き上げ、最終層の溶接
が終了すると装置全体の作Ｏｒを停止せしめて一連の溶
接作業を完了する。

以上に本発明装置の一実施例を説明したか本発明がこの
実施例に限られるものではなく、種々変更して実施し得
るものであることはもちろんである。例えば、上記のよ
うな溶接作業に用いるほか、円孔のガス切断作業に用い
ることも可能であり、この場合、−回目に円孔を穿設し
、二回目には円孔周囲の開先切断を行なうことかある。

寸だ溶接トーチや切断トーチの駆ＩＪ経路は円に限るも
のではなく楕円等の種々の経路に冶って駆動させること
が可能である。

本発明の溶接トーチ等の駆Ｕノ装置は上記のように構成
されたものであり、そのため、次のような利点を有する
実用性の高いものとなる。

（１）円周溶接や円孔の切断を行なう場合には、径方向
部Ｗノ機構を調整することによって装置自体の心出し誤
差を吸収することができるので良好な溶接や切断を行な
うことができる。

（２）従来の溶接用ロボットにみられるような片持梁構
造ではないだめに比較的簡素て軽量な構造でもって高い
位置決め精度を得ることかでき、安価な装置で高精度の
溶接や切断を行なうことができる。

（３）回転輪」二にフィンワイヤを載置することができ
るので、嘔気、冷却水、シールドガス、ＶＪ断ガス等を
回転式カンプリングで供給するようにした場合にｄ、フ
ィンワイヤやガスボースがねしれることがなく、連続的
に回転する溶接作業や切断作業を行なうことができ、そ
の作業能率を向」ニすることができる。

（４）第２発明によれば、各バス毎に溶接Ｉ・−チ等の
径方向移！ｌ！Ｉｊ量を所定量スライドさせるだけの簡
単な操作で円周の多層溶接等の複雑な作業を行なうこと
ができる。

（５）非消耗式電極を用いた不活性ガスアーク溶接法（
ＴＩＧ溶接法）で円周溶接を行なう場合、フィンワイヤ
を常に溶接線の接線方向から供給する必要かあるだめ、
従来装置においては溶接トーチの位置の制御に加えてさ
らにフィンワイヤの送給方向も制御しなければならない
が、本発明装置においては溶接トーチ自体を回転輪と共
に回転させるだめ、フィンワイヤは常に溶接線の切断方
向から供給されることになるので特別な制御は何ら必要
ではなく、装置自体を安価なものにすることがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明装置の一実施例を示す図で、
第１図は正面図、第２図は第１図１１−　ＩＩ線より見
た側面図、第３図は回転輪の回転に伴なう溶接トーチ等
の径方向への駆動状態を示す説明図、第４図は多層盛り
溶接を行なう際の溶接ト一ヂの径方向への駆動量をシフ
トさせる状態を示す説明図であり、図において、（１）
は固定輪、（２）は回転輪、（４）は径方向部ｗノ機構
、（５）は溶接１・−ヂ、（６）はその支持機構をそれ
ぞれ示している。 第１図 にＪ 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、固定輪と、この固定輪の内又は外において回転駆動
   される回転輪と、回転輪」二に配設され溶接トーチ等の
   支持機構を径方向へ駆動する径方向部すの機構と、上記
   回転輪の回転駆動と上記径方向駆動機構による溶接トー
   チ等の支持機構の径方向駆動とを同期させて制御する制
   御機構とを有する溶接トーチ等の駆動装置。 ２　固定輪と、この固定輪の内又は外において回転駆動
   される回転輪と、回転輪上に配設され溶接トーチ等の支
   持機構を径方向へ駆動する径方向駆動機構と、」１記回
   転輪の回転！動と上記径方向駆動機構による溶接トーチ
   等の支持機構の径方向駆動とを同期させて制御する制御
   機構とを有し、前記制御機構は、径方向駆動機構による
   溶接トーチ等の支持機構の径方向への移動量を回転輪の
   回転に対応して記憶する記憶手段と、この記憶された移
   動量もしくはそれを所定量だけシフトさせた状態で溶接
   トーチ等の支持機構を駆Ｕノするシフト指令手段とを有
   することを特徴とする溶接トーチ等の駆動装置。