JPS60247474A - ロボツト溶接機のワイヤ供給装置 - 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】 本発明は金属不活性ガス・ロボット溶接機、特にこの種
の溶接機のワイヤ供給装置に係わる。このような溶接機
は多くの場合アルミニウムを材料とする電子パッケージ
または電トモジュールの組立てに広く使用されている。

このような用途に使用されるアルミニウムワイヤ′Ｔｒ
ｆ、極は直径が小さいから扱い難く、このワイヤを工作
物から適当な距離を隔てた溶接ガンに向かってワイヤ貯
蔵リールより供給しなければならない。

カス金属アーク溶接とも呼称される金属不活性カス溶接
に関するその他の背景と、公知の構造及び操作パラメー
タは°゛ウエルデイング　ハフ　ドブ−／　り”　ｉ７
版、第２８３、ｆｉＳｌ１４−１３９頁に記載されてい
る。一般に金属不活性ガス溶接機において、金属溶加電
極はワイヤの形で溶接ガンを通して供給され、これと同
時にガンのワイヤ供給ノズルを通して溶接部分の周りに
むかって不活性シールド会ガスが送られる。金属溶加電
極ワイヤは補給または貯蔵リールから電極ガイドチュー
ブまたは導管を通して溶接カンに供給され、溶接ガン内
の管状接点との接触でこのワイヤに溶接電源が接続され
る。プッシュプル式ワイヤ供給または駆動機構はガンの
一部として、またはワイヤ補給リールに設置することが
できる。

操作可能なロボットアームに溶接ガンを取伺け、ロボッ
トが溶接作業を制御し、所足の通路に従い工作物に沿っ
てガンを移動させるようにすればト記溶接機を自′動化
することができ、例えば、いずれもレーダ装置に使用さ
れるアルミ・フレーム、タクト系Ｊ熱交換器ハウジング
または電子パッケージの組立に利用できる。ロボットア
ームは複数軸で動作可能であり、ロボットアームによる
一Ｉ作物に対する溶接ガン位置ぎめは極めて正確でなけ
ればならず、そのためガンを工作物と整列させるのにコ
ンピュータ制御シーケンスが採用される。工作物は移動
自在な、かつロボット制御装置によって制御される作業
台に取付けられる。ロボットアームに電極ワイヤ貯蔵ｌ
供給装置を取付けることで遠隔の位置に配置された貯蔵
リールから長い距離にまたがって小径ワイヤを供給する
場合に発生する問題は軽減される。しかし、このワイヤ
貯蔵／供給装暦の重量、及びワイヤ貯蔵量の経時変化が
ロボットアームによる溶接ガンの正確な位置制御を困難
にする。

本発明の目的はロボットアームの延長端に配置した溶接
ガンに、ロボットアームの運動または位置に関係なく一
定の張力を維持することにある。これにより溶接ガンと
工作物の＋Ｅ確な整列制御が可能になる。

そこで本発明は、操作可能なロボットアームの延長端に
溶接ガンを配置した金属不活性ガス溶接装置のワイヤ貯
蔵／供給装置において、ロボットアームに可動的に取付
けられ、ロボットアームの長手方向に移動自在なワイヤ
貯蔵／供給装置駆動手段と、溶接ガンとワイヤ貯蔵／供
給装置駆動手段を結ぶワイヤ導管手段と、ワイヤ貯蔵／
供給装置駆動手段をロボットアームに連結する定力ばね
アセンブリ、及びワイヤ貯蔵／供給装置駆動手段に連結
された釣合いおもり手段と、ロボットアームに沿って間
隔を保って配置したブーり手段とから成り、釣合いおも
り手段の両端からワイヤ貯蔵／供給装置駆動手段に至る
コネクタ手段をＷいに間隔を保つ連携のプーリに係架し
、ロボットアーム及び溶接ガンの運動または位置に関係
なく釣合いおもり手段及び定力ばねアセンブリが溶接ガ
ンに一″定の張力を維持することを特徴とするワイヤ貯
蔵ｌ供給装置を提供する。

溶接ガンをロボットアームの延長端に配置した金属不活
性ガス溶接装置用のワイヤ供給装置をロボットアームに
取付ける。このワイヤ供給装置はロボットアームにこれ
に沿って延びるように剛性的に取付けた基板、及び基板
両端に配置したプーリ手段を含む、基板に往復動可能な
増刊は部材を取付け、取付は部材の両端を起点とする連
結手段を連携の対向するプーリ手段に係架し、基板−１
−に摺動自在に配置した釣合いおもり手段に連結する。

ワイヤ貯蔵スプールまたはリールをｈ（動取付は部材に
装着し、回じ（ＤＴ動取付は部材に装着されているワイ
ヤ・くせ取り手段及びワイヤ供給装置駆動手段と整列さ
せる。ワイヤ供給装置駆動手段と溶接ガンの間にワイヤ
導管手段を介在させる。貯蔵スプールからくせ取り及び
駆動手段、ワイヤ導管手段を通して溶接ガンに小径溶接
ワイヤを送る。取付は部材のワイヤ送出側とは反対側の
端部と基板との間に定力ばね手段を介在させることによ
り、溶接カンの運動または位置に関係なく溶接ガンに・
定の張力が維持されるようにする。′Ｉｉ：′力ばね［
段は増刊は部材に対してワイヤ供給方向とは逆方向の力
を作用させるから、ロボットアームがド方に傾斜し、ワ
イヤ貯蔵スプール、ワイヤぐせ取り及び駆動り段の重量
が取付は部材をワイヤ供給方向に溶接ガンにむかって移
動させるように作用すると、釣合いおもりが増刊は部材
の移動方向とは反対の方向に移動して取付は部材に対し
て反作用し、ロボットアームにかかる力を中・楠させる
。

以下、絡付図面を参照して本発明の実施例をｄＴｌ細に
説明する。

本発明は１図）７＜の実施例を参照することで１１：、
しく理解されるであろう、ｆｌＳ１図において、ロボッ
ト溶接装置ｌＯは多軸動作オートマチックスＡｌ３２０
ボット１２を利用する。ロボット□　１２のアーム部１
４は該アーム部１４の延長端１８に金属不活性ガス溶接
ガン１６を具備する。

ロポー２トアーム１４の上部にワイヤ貯蔵ｌ供給装置２
０を取付けである。装置２０はロボットアーム１４に取
付けられかつロボットアーム１４に沿って延びる基板２
２を含む。基板２２とロボットアーム１４の間には、溶
接電極ワイヤに供給される溶接電圧からロボットアーム
を電気的に絶縁するため絶縁層を介在させる。

基板の上方にガイドレールによって可動取付は板２４を
基板２２に沿って摺動できるように支持する。複数のロ
ーラ２Ｂもまた取付は板２４を支持し、ロボットアーム
の旋回上下動に伴って取付は板が基板に沿って往復動し
易くする。取付は板２４の上にワイヤ貯蔵スプールまた
はリール２８を支持する。溶接ガン１６の電極ワイヤ３
０がこのスプールまたはリール２８に貯蔵され、同じく
取付は板２４上に配置されたワイヤくせ取り手段３２及
びワイヤ供給手段３４を介し、てガンに供給される。ワ
イヤ供給手段３４と溶接ガン１６の間にワイヤ導管３６
が介在し、第２及び第３図に示すように電極ワイヤがこ
の可撓導管３６内を通って供給される。ロボットによっ
て溶接ガンが操作されると導管が撓む。

取付は板２４の一端４０と基板の端部４２の間に定力ば
ね手段３８が介在する。基板２２の対向する隅部に複数
のプーリ４４を配置し、可動取付は板の隅部から延びる
４本の接続ワイヤ４５をそれぞれのプーリ４４に係架し
、連携の第１及び第２釣合いおもり部材４６．４８の両
端に固定する。釣合いおもり部材はたとえば基板の長さ
に沿って配置したガイドレールによって基板に対して摺
動自在に設ける。

電極ワイヤ３０は貯蔵リール２８から公知ワイヤくせ取
り手段３２及び供給駆動手段３４を通り、更に可撓導管
３６を通って公知、の金属不活性カス溶接ガン１６へ供
給される。この溶接ガンは公知であり、不活性シールド
・ガスがガンに導入され、ガンノズルを介して工作物に
むかって噴射される。溶接電極ワイヤが供給されてガン
に挿通されると、ガン内で溶接給電接点がワイヤと電気
的に接触して電極ワイヤ３０に溶接電圧を供給する。

電極ワイヤ３０は例えば直径３０〜６０ミルの４０４３
または５３５６アルミニウムのような直径の小さいアル
ミニウム溶接材である。典型的な例として電子パッケー
ジのようなアルミニウム工作物の溶接は溶滴モードまた
はスプレーモードで行なえばよく、溶接電力及びアーク
電力を制御することによって所望のモードを選択する。

溶接ガンを工作物と正確に整列させるためロボットアー
ムを上下させる際にはガンが工作物と正確に整列するよ
うにワイヤ貯蔵／供給装置の重量を補償しなければなら
ない。そこで、ロボットアームを水平状態よりも下向き
にすると、取付は板２４が基板に知ってワイヤ供給の方
向に前方へ摺動する。定力ばね手段３８が取付は板の移
動を可能にし、釣合いおもりが取付は板の移動方向とは
反対の方向に移動する。従って釣合いおもりは比較的重
いワイヤ貯蔵リールの位置変化の影響を相殺する。ロボ
ットアームの相対位置に関係なく溶接ガンに一定の張力
が維持される。ワイヤ貯蔵／供給装置の可動重量の釣合
いおもり作用がガンの位置に対するこの装置の重量の影
響を極力小さくする。

第２及び３図でも同様の構成部分には第１図と同じ参照
番号を付した。

金属不活性ガス溶接装置に関する詳細、たとえば溶接ガ
ンの構造や、溶接ガンに対する不活性ガス供給源及び溶
接電源の接続は、上記ウェルディング中ハンドブックか
ら知ることができる。この種の溶接装置の操作パラメー
タも」二記ハンドブックに記載されている。

以上、本発明を特定のロボットに関連して説明したが、
溶接ガンをロボットアームの延長端に取付けるように構
成された細長い操作アームを採用するものならいかなる
ロボットシステムにも応用できることはいうまでもない
。ロボット及び溶接装置は適当な制御手段によって制御
され、この制御手段によりＸ−Ｙ調整可能な作業台に取
付けられた工作物に対して溶接ガンを正確に位置ぎめす
ることができる。工作物に対して溶接を行なうためには
、所定のパターンに従って工作物上に溶接ガンを移動さ
せる。工作物は溶接電源に対して電気的に接地するのが
普通である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ロボットに取付けられた本発明の溶接装置の
側面図。 第２図は、釣合いおもり及び定力手段を示す溶接装置の
ワイヤ貯蔵／供給部の拡大側面図。 第３図は、第２図の拡大側面図の対応する部分平面図で
ある。 ｌＯ・・・・ロボット溶接装置 １４・・・・アーム部 １６・・・・溶接ガン １８・・・・延長端 ２０・・・・ワイヤ貯蔵／供給装置 ２４・・・・可動取付は板 ２６・・・・ローラ ２８・・・・ワイヤ貯蔵リール ３０・・・・電極ワイヤ ３２・・・・ワイヤ〈せ取り手段 ３４・・・・ワイヤ供給手段 、３８・・・・定力ばね手段 手　続　補　正　書　彷幻 ３．補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、ピッツバ
ーグ。 ゲイトウェイ・センター（番地ナシ） 名　称（７１１）　ウェスチングハウス・エレクトリッ
ク・コーポレーション 代表者　ディｍ−ディー・スターク 国　籍　アメリカ合衆国 ４、代理人 住　所　神戸市中央区京町７６の２番地入江ビルウェス
チングハウス・エレクトリック−ジャパン７、補正の内
容　明細書第１頁第２行目〜３行目、発明の名称［ロボ
ット溶接機のワイヤ供給機構」をｒロボット溶接機のワ
イヤ供給装置」に訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、操作可能なロボットアームの延長端に溶接カンを配
   置した金属不活性ガス溶接装置のワイヤ貯蔵／供給機構
   において、ロボ−／　トアームに可動的に取付けられロ
   ボットアームの長手方向に移動自在なワイヤ貯蔵／供給
   装置駆動手段と、溶接ガンとワイヤ貯蔵／供給装置駆動
   手段を結ぶワイヤ導管手段と、ワイヤ貯蔵ｌ供給装置駆
   動手段をロボットアームに連結する定力ばねアセンブリ
   及びワイヤ貯蔵ｌ供給装置駆動手段に連結された釣合い
   おもり手段と、ロボットアームに沿って間隔を保って配
   置したプーリ手段とから成り、釣合いおもり手段の両端
   からワイヤ貯蔵／供給装置駆動手段に至るコネクタ手段
   を互いに間隔を保つ連携のプーリに係架し、ロボットア
   ーム及び溶接ガンの運動または位置に関係なく釣合いお
   もり手段及び定力ばねアセンブリが溶接カンに一定の張
   力を維持することを特徴とするワイヤ貯蔵／供給装置。 ２、ワイヤ貯蔵分がリールに巻かれた溶接電極ワイヤか
   ら成り、ワイヤ貯蔵リールとワイヤ供給装置駆動手段の
   間にワイヤぐせ取り手段を介在させたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３、前記装置の構成部分の少なくともいくつかを基板に
   取付けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ま−た
   は第２項に記載の装置。 ４、前記基板に沿って１対の互いに間隔を保つガイドレ
   ールを配設し、前記ガイドレール上に釣合いおもり手段
   を摺動自在に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載の装置。 ５、プーリを前記基板の対向する隅部に設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれ
   かに記載の装置。 ６、ロボットアームに剛性的に固定され、しかしロボッ
   トアームから電気的に絶縁された前記基板１−に配置し
   た可動取付は板にワイヤ貯蔵／供給装置駆動手段を取付
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装
   置。 ７、基板から支持されたガイドレールに沿って＋ｊｊ動
   取付は板を取付けたことと、複数のローラから呵動取伺
   は板の″ド側から突出して可動取付は板を基板」−に支
   持することを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の
   装置。