JP2002307170A - Tig溶接電極自動交換方法及び装置 - Google Patents
Tig溶接電極自動交換方法及び装置Info
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- JP2002307170A JP2002307170A JP2001111865A JP2001111865A JP2002307170A JP 2002307170 A JP2002307170 A JP 2002307170A JP 2001111865 A JP2001111865 A JP 2001111865A JP 2001111865 A JP2001111865 A JP 2001111865A JP 2002307170 A JP2002307170 A JP 2002307170A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 TIG溶接において劣化した電極を新電極
に交換する作業を自動化する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、溶接トーチ移動装置3に取り
付けられた溶接トーチ1によって被溶接物を繰返し溶接
を行って消耗した電極4を溶接トーチ1から引き抜いて
新しい電極5を挿入する電極交換装置において、上部に
電極クランプシリンダ11を備えて電極4をクランプ・
アンクランプする溶接トーチ1と、使用済み電極引き抜
き位置21Pまで移動させた溶接トーチ1の使用済み電
極を引き抜く使用済み電極引き抜き機構21と、複数本
の新電極5を電極供給位置22Pで供給する電極供給機
構22と、新電極5を電極突き出し位置24Pまで駆動
源で移動させる電極移動機構23とを備えた装置であ
る。
に交換する作業を自動化する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、溶接トーチ移動装置3に取り
付けられた溶接トーチ1によって被溶接物を繰返し溶接
を行って消耗した電極4を溶接トーチ1から引き抜いて
新しい電極5を挿入する電極交換装置において、上部に
電極クランプシリンダ11を備えて電極4をクランプ・
アンクランプする溶接トーチ1と、使用済み電極引き抜
き位置21Pまで移動させた溶接トーチ1の使用済み電
極を引き抜く使用済み電極引き抜き機構21と、複数本
の新電極5を電極供給位置22Pで供給する電極供給機
構22と、新電極5を電極突き出し位置24Pまで駆動
源で移動させる電極移動機構23とを備えた装置であ
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続して自動溶接
するTIG自動溶接装置に備えられるタングステン電極
の自動交換装置及び方法に関する。
するTIG自動溶接装置に備えられるタングステン電極
の自動交換装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】TIG溶接では、溶接時にタングステン
電極(以下、電極という)が消耗するために、長時間に
わたる溶接作業中に複数回の電極の交換作業が必要とな
る。交換は、ネジ式のチャックを緩めて溶接トーチから
消耗した電極を引き抜き、別途用意した新しい電極を溶
接トーチに挿入し、再度ネジを回転させチャックを締め
直すだけである。
電極(以下、電極という)が消耗するために、長時間に
わたる溶接作業中に複数回の電極の交換作業が必要とな
る。交換は、ネジ式のチャックを緩めて溶接トーチから
消耗した電極を引き抜き、別途用意した新しい電極を溶
接トーチに挿入し、再度ネジを回転させチャックを締め
直すだけである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、自動車の部品溶
接ではスパッタレス化の要求が多くなり、ロボットを使
った炭酸ガス溶接からTIG溶接へと移行しつつある。
しかしロボットを使ったTIGの自動溶接においても作
業者が電極の消耗の状況を見ながら、適宜前述したよう
な交換作業を行っている。このように従来は、電極の交
換を作業者が行っていたために、完全な無人での長時間
自動溶接を行えなかった。
接ではスパッタレス化の要求が多くなり、ロボットを使
った炭酸ガス溶接からTIG溶接へと移行しつつある。
しかしロボットを使ったTIGの自動溶接においても作
業者が電極の消耗の状況を見ながら、適宜前述したよう
な交換作業を行っている。このように従来は、電極の交
換を作業者が行っていたために、完全な無人での長時間
自動溶接を行えなかった。
【0004】また、ロボットでTIG溶接をする際に、
電極の突出長を予め定めた長さに設定することは重要で
あり、万が一、電極交換後に突出長が長いと被溶接物と
干渉し溶接作業を中断し再度交換と同じ作業を行わなけ
ればならず作業効率が極めて悪かった。
電極の突出長を予め定めた長さに設定することは重要で
あり、万が一、電極交換後に突出長が長いと被溶接物と
干渉し溶接作業を中断し再度交換と同じ作業を行わなけ
ればならず作業効率が極めて悪かった。
【0005】さらに、電極自動交換装置においては、溶
接を繰り返して消耗した電極が装着されている溶接トー
チを、溶接トーチ移動装置によって、消耗した電極を引
き抜く「使用済み電極引き抜き位置」まで移動させ、続
いて、電極が引き抜かれて装着されていない溶接トーチ
を、溶接トーチ移動装置によって新電極を装着する「電
極突き出し位置」まで移動させて溶接トーチに新電極を
装着する。この新電極は、溶接作業者が複数本の新電極
を「電極供給位置」で供給する。「使用済み電極引き抜
き位置」及び「電極突き出し位置」は、溶接トーチ移動
装置の動作範囲内になければならない。
接を繰り返して消耗した電極が装着されている溶接トー
チを、溶接トーチ移動装置によって、消耗した電極を引
き抜く「使用済み電極引き抜き位置」まで移動させ、続
いて、電極が引き抜かれて装着されていない溶接トーチ
を、溶接トーチ移動装置によって新電極を装着する「電
極突き出し位置」まで移動させて溶接トーチに新電極を
装着する。この新電極は、溶接作業者が複数本の新電極
を「電極供給位置」で供給する。「使用済み電極引き抜
き位置」及び「電極突き出し位置」は、溶接トーチ移動
装置の動作範囲内になければならない。
【0006】他方、溶接作業者が「電極供給位置」で供
給した新電極を「電極突き出し位置」で装着させなけれ
ばならないために、従来の電極自動交換装置は、新電極
を供給する「電極供給位置」を、新電極を装着する「電
極突き出し位置」と同一位置又は接近した位置に配置し
ている。上記のように、「電極供給位置」が溶接トーチ
移動装置の動作範囲に接近しているために、溶接作業者
が「電極供給位置」に、新電極を供給しようとしたとき
に、溶接トーチ移動装置、特に、ロボットに、接触打撲
されるおそれがあった。
給した新電極を「電極突き出し位置」で装着させなけれ
ばならないために、従来の電極自動交換装置は、新電極
を供給する「電極供給位置」を、新電極を装着する「電
極突き出し位置」と同一位置又は接近した位置に配置し
ている。上記のように、「電極供給位置」が溶接トーチ
移動装置の動作範囲に接近しているために、溶接作業者
が「電極供給位置」に、新電極を供給しようとしたとき
に、溶接トーチ移動装置、特に、ロボットに、接触打撲
されるおそれがあった。
【0007】本発明の目的は、前述した従来技術の課題
を解決し、電極を自動交換し長時間自動溶接を可能にし
た電極自動交換装置を提供することにある。また、本発
明の目的は、新電極を供給する「電極供給位置」から新
電極を装着する「電極突き出し位置」まで新電極を駆動
源で移動させることによって、「電極供給位置」と「使
用済み電極引き抜き位置」及び「電極突き出し位置」と
を、新電極を供給する溶接作業者がロボットに接触打撲
されるおそれがない充分な距離に離隔させて、安全を確
保することにある。
を解決し、電極を自動交換し長時間自動溶接を可能にし
た電極自動交換装置を提供することにある。また、本発
明の目的は、新電極を供給する「電極供給位置」から新
電極を装着する「電極突き出し位置」まで新電極を駆動
源で移動させることによって、「電極供給位置」と「使
用済み電極引き抜き位置」及び「電極突き出し位置」と
を、新電極を供給する溶接作業者がロボットに接触打撲
されるおそれがない充分な距離に離隔させて、安全を確
保することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】出願時の請求項1記載の
TIG溶接電極自動交換方法は、図2及び図5に示すよ
うに、溶接トーチ移動装置3に取り付けられた溶接トー
チ1によって被溶接物を繰返し溶接を行って消耗した電
極4を溶接トーチ1から引き抜いて新電極5を挿入する
電極交換方法において、溶接トーチ1の使用済み電極4
を引き抜く使用済み電極引き抜き機構21の使用済み電
極引き抜き位置21Pと複数本の新電極5を供給する電
極供給機構22の電極供給位置22Pから新電極5を電
極突き出し位置24Pまで駆動源で移動させる電極移動
機構23の電極突き出し位置24Pとを溶接トーチ移動
装置3の動作範囲内に位置させて、溶接トーチ1から使
用済み電極4を引き抜いた後に新電極5を挿入すると共
に、上記電極供給位置22Pを溶接トーチ移動装置3の
動作範囲外に位置させるTIG溶接電極自動交換方法で
ある。
TIG溶接電極自動交換方法は、図2及び図5に示すよ
うに、溶接トーチ移動装置3に取り付けられた溶接トー
チ1によって被溶接物を繰返し溶接を行って消耗した電
極4を溶接トーチ1から引き抜いて新電極5を挿入する
電極交換方法において、溶接トーチ1の使用済み電極4
を引き抜く使用済み電極引き抜き機構21の使用済み電
極引き抜き位置21Pと複数本の新電極5を供給する電
極供給機構22の電極供給位置22Pから新電極5を電
極突き出し位置24Pまで駆動源で移動させる電極移動
機構23の電極突き出し位置24Pとを溶接トーチ移動
装置3の動作範囲内に位置させて、溶接トーチ1から使
用済み電極4を引き抜いた後に新電極5を挿入すると共
に、上記電極供給位置22Pを溶接トーチ移動装置3の
動作範囲外に位置させるTIG溶接電極自動交換方法で
ある。
【0009】出願時の請求項2記載のTIG溶接電極自
動交換方法は、図3に示すように、出願時の請求項1記
載の溶接トーチ1の使用済み電極4を引き抜き新電極5
を挿入する動作が、電極クランプシリンダ11を備えた
溶接トーチ1の上方と下方との長さ方向に2分割された
リアコレット13とフロントコレット14とを同時に動
作させて少なくても2箇所以上で電極4をクランプ・ア
ンクランプする動作であるTIG溶接電極自動交換方法
である。
動交換方法は、図3に示すように、出願時の請求項1記
載の溶接トーチ1の使用済み電極4を引き抜き新電極5
を挿入する動作が、電極クランプシリンダ11を備えた
溶接トーチ1の上方と下方との長さ方向に2分割された
リアコレット13とフロントコレット14とを同時に動
作させて少なくても2箇所以上で電極4をクランプ・ア
ンクランプする動作であるTIG溶接電極自動交換方法
である。
【0010】出願時の請求項3記載のTIG溶接電極自
動交換方法は、図5に示すように、出願時の請求項1記
載の使用済み電極引き抜き位置21Pで、溶接トーチ1
が下向で使用済み電極4を引き抜き、複数本の新電極5
を供給する電極供給位置22Pで供給した新電極5を駆
動源で移動させて新電極5を垂直方向に1本ずつ電極突
き出し位置24Pに突き出して、溶接トーチ1が下向で
新電極5を挿入してクランプするTIG溶接電極自動交
換方法である。
動交換方法は、図5に示すように、出願時の請求項1記
載の使用済み電極引き抜き位置21Pで、溶接トーチ1
が下向で使用済み電極4を引き抜き、複数本の新電極5
を供給する電極供給位置22Pで供給した新電極5を駆
動源で移動させて新電極5を垂直方向に1本ずつ電極突
き出し位置24Pに突き出して、溶接トーチ1が下向で
新電極5を挿入してクランプするTIG溶接電極自動交
換方法である。
【0011】出願時の請求項4記載のTIG溶接電極自
動交換方法は、図2及び図3及び図5に示すように、溶
接トーチ移動装置3に取り付けられた溶接トーチ1によ
って被溶接物を繰返し溶接を行って消耗した電極4を溶
接トーチ1から引き抜いて新電極5を挿入する電極交換
方法において、使用済み電極引き抜き位置21Pで電極
クランプシリンダ11を備えた溶接トーチ1を下向にす
る過程と、上記電極クランプシリンダ11を動作させて
溶接トーチ1の上方と下方との長さ方向に2分割された
リアコレット13とフロントコレット14とを同時にア
ンクランプして使用済み電極4を落下又は引き抜く過程
と、溶接トーチ移動装置3の動作範囲外に位置させて複
数本の新電極5を供給する電極供給位置22Pで供給し
た新電極5を駆動源で移動させて新電極5を垂直方向に
1本ずつ電極突き出し位置24Pに突き出す過程と、上
記電極クランプシリンダ11を動作させて溶接トーチ1
が下向で新電極5を挿入して、上記リアコレット13と
上記フロントコレット14とを少なくても2箇所以上で
新電極5を同時にクランプ過程とから成るTIG溶接電
極自動交換方法である。
動交換方法は、図2及び図3及び図5に示すように、溶
接トーチ移動装置3に取り付けられた溶接トーチ1によ
って被溶接物を繰返し溶接を行って消耗した電極4を溶
接トーチ1から引き抜いて新電極5を挿入する電極交換
方法において、使用済み電極引き抜き位置21Pで電極
クランプシリンダ11を備えた溶接トーチ1を下向にす
る過程と、上記電極クランプシリンダ11を動作させて
溶接トーチ1の上方と下方との長さ方向に2分割された
リアコレット13とフロントコレット14とを同時にア
ンクランプして使用済み電極4を落下又は引き抜く過程
と、溶接トーチ移動装置3の動作範囲外に位置させて複
数本の新電極5を供給する電極供給位置22Pで供給し
た新電極5を駆動源で移動させて新電極5を垂直方向に
1本ずつ電極突き出し位置24Pに突き出す過程と、上
記電極クランプシリンダ11を動作させて溶接トーチ1
が下向で新電極5を挿入して、上記リアコレット13と
上記フロントコレット14とを少なくても2箇所以上で
新電極5を同時にクランプ過程とから成るTIG溶接電
極自動交換方法である。
【0012】出願時の請求項5記載のTIG溶接電極自
動交換装置は、図5に示すように、溶接トーチ移動装置
3に取り付けられた溶接トーチ1によって被溶接物を繰
返し溶接を行って消耗した電極4を溶接トーチ1から引
き抜いて新しい電極5を挿入する電極交換装置におい
て、上部に電極クランプシリンダ11を備えて電極4を
クランプ・アンクランプする溶接トーチ1と、使用済み
電極引き抜き位置21Pまで移動させた溶接トーチ1の
使用済み電極を引き抜く使用済み電極引き抜き機構21
と、複数本の新電極5を電極供給位置22Pで供給する
電極供給機構22と、新電極5を電極突き出し位置24
Pまで駆動源で移動させる電極移動機構23とを備えた
装置である。
動交換装置は、図5に示すように、溶接トーチ移動装置
3に取り付けられた溶接トーチ1によって被溶接物を繰
返し溶接を行って消耗した電極4を溶接トーチ1から引
き抜いて新しい電極5を挿入する電極交換装置におい
て、上部に電極クランプシリンダ11を備えて電極4を
クランプ・アンクランプする溶接トーチ1と、使用済み
電極引き抜き位置21Pまで移動させた溶接トーチ1の
使用済み電極を引き抜く使用済み電極引き抜き機構21
と、複数本の新電極5を電極供給位置22Pで供給する
電極供給機構22と、新電極5を電極突き出し位置24
Pまで駆動源で移動させる電極移動機構23とを備えた
装置である。
【0013】出願時の請求項6記載のTIG溶接電極自
動交換装置は、図3及び図5に示すように、溶接トーチ
移動装置3に取り付けられた溶接トーチ1によって被溶
接物を繰返し溶接を行って消耗した電極4を溶接トーチ
1から引き抜いて新しい電極5を挿入する電極交換装置
において、溶接トーチ1の上部に電極クランプシリンダ
11を備えて、溶接トーチ1の上方と下方との長さ方向
に2分割されたリアコレット13とフロントコレット1
4とを同時に動作させて少なくても2箇所以上で電極4
をクランプ・アンクランプする電極クランプシリンダ1
1とから成る溶接トーチ1と、使用済み電極引き抜き位
置21Pまで移動させた溶接トーチ1の使用済み電極を
引き抜く使用済み電極引き抜き機構21と、複数本の新
電極5を電極供給位置22Pで供給する電極供給機構2
2と、新電極5を電極突き出し位置24Pまで駆動源で
移動させる電極移動機構23とを備えた装置である。
動交換装置は、図3及び図5に示すように、溶接トーチ
移動装置3に取り付けられた溶接トーチ1によって被溶
接物を繰返し溶接を行って消耗した電極4を溶接トーチ
1から引き抜いて新しい電極5を挿入する電極交換装置
において、溶接トーチ1の上部に電極クランプシリンダ
11を備えて、溶接トーチ1の上方と下方との長さ方向
に2分割されたリアコレット13とフロントコレット1
4とを同時に動作させて少なくても2箇所以上で電極4
をクランプ・アンクランプする電極クランプシリンダ1
1とから成る溶接トーチ1と、使用済み電極引き抜き位
置21Pまで移動させた溶接トーチ1の使用済み電極を
引き抜く使用済み電極引き抜き機構21と、複数本の新
電極5を電極供給位置22Pで供給する電極供給機構2
2と、新電極5を電極突き出し位置24Pまで駆動源で
移動させる電極移動機構23とを備えた装置である。
【0014】出願時の請求項7記載のTIG溶接電極自
動交換装置は、図3に示すように、請求項6記載の溶接
トーチ1が、電極クランプシリンダ11にエアーが供給
されなくても電極4をクランプするように電極クランプ
シリンダ11の上部にリアコレットボディ12を溶接ト
ーチ先端方向に付勢するバネ16を備えた装置である。
動交換装置は、図3に示すように、請求項6記載の溶接
トーチ1が、電極クランプシリンダ11にエアーが供給
されなくても電極4をクランプするように電極クランプ
シリンダ11の上部にリアコレットボディ12を溶接ト
ーチ先端方向に付勢するバネ16を備えた装置である。
【0015】出願時の請求項8記載のTIG溶接電極自
動交換装置は、図5に示すように、請求項5又は請求項
6記載の電極移動機構23が、電極挿入溝232に供給
された新電極5を押し出して電極突き出し位置24Pま
で移動させる電極押し出し移動機構23Aを備えた装置
である。
動交換装置は、図5に示すように、請求項5又は請求項
6記載の電極移動機構23が、電極挿入溝232に供給
された新電極5を押し出して電極突き出し位置24Pま
で移動させる電極押し出し移動機構23Aを備えた装置
である。
【0016】出願時の請求項9記載のTIG溶接電極自
動交換装置は、図5に示すように、請求項5又は請求項
6記載の電極移動機構23が、電極挿入溝232に水平
に配置された新電極5を垂直方向に回転させる回転テー
ブル233と、電極挿入溝232に供給された新電極5
を押し出して電極突き出し位置24Pまで移動させる電
極押し出し移動機構23Aとから成る電極回転移動機構
23Bを備えた装置である。
動交換装置は、図5に示すように、請求項5又は請求項
6記載の電極移動機構23が、電極挿入溝232に水平
に配置された新電極5を垂直方向に回転させる回転テー
ブル233と、電極挿入溝232に供給された新電極5
を押し出して電極突き出し位置24Pまで移動させる電
極押し出し移動機構23Aとから成る電極回転移動機構
23Bを備えた装置である。
【0017】出願時の請求項10記載のTIG溶接電極
自動交換装置は、図5に示すように、請求項8または請
求項9記載の電極押し出し移動機構23Aが、進退動作
が可能な電極押し出しシリンダ234と上記電極押し出
しシリンダ234に平行に配置された電極押し出し棒2
36と上記電極押し出しシリンダ234と上記電極押し
出し棒236とをそれぞれの端部で結合するジョイント
235とから成る機構を備えた装置である。
自動交換装置は、図5に示すように、請求項8または請
求項9記載の電極押し出し移動機構23Aが、進退動作
が可能な電極押し出しシリンダ234と上記電極押し出
しシリンダ234に平行に配置された電極押し出し棒2
36と上記電極押し出しシリンダ234と上記電極押し
出し棒236とをそれぞれの端部で結合するジョイント
235とから成る機構を備えた装置である。
【0018】出願時の請求項11記載のTIG溶接電極
自動交換装置は、図5に示すように、請求項5乃至請求
項10記載の新電極5の突出長を調整する電極突出長調
整機構25を備えた装置である。
自動交換装置は、図5に示すように、請求項5乃至請求
項10記載の新電極5の突出長を調整する電極突出長調
整機構25を備えた装置である。
【0019】出願時の請求項12記載のTIG溶接電極
自動交換装置は、図5に示すように、請求項11記載の
電極突出長調整機構25が、円錐台の形状を有する電極
突出長調整ブロック253を備えた装置である。
自動交換装置は、図5に示すように、請求項11記載の
電極突出長調整機構25が、円錐台の形状を有する電極
突出長調整ブロック253を備えた装置である。
【0020】出願時の請求項13記載のTIG溶接電極
自動交換装置は、図5に示すように、請求項5乃至請求
項10記載の溶接トーチ1が新電極5をクランプしてい
るかどうかを判別する電極装着有無検出器252を備え
た装置である。
自動交換装置は、図5に示すように、請求項5乃至請求
項10記載の溶接トーチ1が新電極5をクランプしてい
るかどうかを判別する電極装着有無検出器252を備え
た装置である。
【0021】
【発明の実施の形態】図1は、当該出願に係る発明の特
徴を最も良く表す図である。後述する図5と同じなの
で、説明は図5で後述する。発明の実施の形態は、図2
に示す本発明を実施するTIG溶接電極自動交換システ
ムの全体構成図の溶接トーチ移動装置3に取り付けられ
た溶接トーチ1によって被溶接物を繰返し溶接を行って
消耗した電極4を溶接トーチ1から引き抜いて新電極5
を挿入する電極交換装置2において、図3に示すよう
に、溶接トーチ1の上部に電極クランプシリンダ11を
備えて、溶接トーチ1の上方と下方との長さ方向に2分
割されたリアコレット13とフロントコレット14とを
同時に動作させて少なくても2箇所以上で電極4をクラ
ンプ・アンクランプする電極クランプシリンダ11とか
ら成る溶接トーチ1と、図5に示すように、使用済み電
極引き抜き位置21Pまで移動させた溶接トーチ1の使
用済み電極を引き抜く使用済み電極引き抜き機構21
と、複数本の新電極5を電極供給位置22Pで供給する
電極供給機構22と、新電極5を電極突き出し位置24
Pまで駆動源で移動させる電極移動機構23とを備えた
装置である。
徴を最も良く表す図である。後述する図5と同じなの
で、説明は図5で後述する。発明の実施の形態は、図2
に示す本発明を実施するTIG溶接電極自動交換システ
ムの全体構成図の溶接トーチ移動装置3に取り付けられ
た溶接トーチ1によって被溶接物を繰返し溶接を行って
消耗した電極4を溶接トーチ1から引き抜いて新電極5
を挿入する電極交換装置2において、図3に示すよう
に、溶接トーチ1の上部に電極クランプシリンダ11を
備えて、溶接トーチ1の上方と下方との長さ方向に2分
割されたリアコレット13とフロントコレット14とを
同時に動作させて少なくても2箇所以上で電極4をクラ
ンプ・アンクランプする電極クランプシリンダ11とか
ら成る溶接トーチ1と、図5に示すように、使用済み電
極引き抜き位置21Pまで移動させた溶接トーチ1の使
用済み電極を引き抜く使用済み電極引き抜き機構21
と、複数本の新電極5を電極供給位置22Pで供給する
電極供給機構22と、新電極5を電極突き出し位置24
Pまで駆動源で移動させる電極移動機構23とを備えた
装置である。
【実施例】以下、図面を参照して、本発明に係る一実施
例であるTIG溶接電極自動交換装置について説明す
る。
例であるTIG溶接電極自動交換装置について説明す
る。
【0022】図2は、本発明を実施するTIG溶接電極
自動交換システムの全体構成図である。1は溶接トーチ
移動装置3例えば溶接ロボット3の先端に取り付けられ
た溶接トーチで、予め作成された教示プログラムに従っ
て溶接ロボット3と共に動作し、図示していない被溶接
物を溶接する。2は繰返し溶接を行うことによって消耗
した使用済み電極を溶接トーチ1から引き抜き新しい電
極を挿入する電極交換装置である。
自動交換システムの全体構成図である。1は溶接トーチ
移動装置3例えば溶接ロボット3の先端に取り付けられ
た溶接トーチで、予め作成された教示プログラムに従っ
て溶接ロボット3と共に動作し、図示していない被溶接
物を溶接する。2は繰返し溶接を行うことによって消耗
した使用済み電極を溶接トーチ1から引き抜き新しい電
極を挿入する電極交換装置である。
【0023】図3は、前述のTIG溶接電極自動交換シ
ステムに適用される溶接トーチ1の断面図である。トー
チボディ17内に装入されたリアコレットボディ12
は、電極クランプシリンダ11の動作によって上下方向
に移動する。リアコレットボディ12は先端部(図では
下方部)で内周面がテーパ状に拡径されている。リアコ
レット13は、その一部がリアコレットボディ12の内
周面に嵌合され、先端部ではリアコレットボディ12の
外周面とほぼ同じ径になるように外周面がテーパ状に拡
径されており、リアコレットボディ12と同様に、電極
クランプシリンダ11の動作によって上下方向に移動す
る。
ステムに適用される溶接トーチ1の断面図である。トー
チボディ17内に装入されたリアコレットボディ12
は、電極クランプシリンダ11の動作によって上下方向
に移動する。リアコレットボディ12は先端部(図では
下方部)で内周面がテーパ状に拡径されている。リアコ
レット13は、その一部がリアコレットボディ12の内
周面に嵌合され、先端部ではリアコレットボディ12の
外周面とほぼ同じ径になるように外周面がテーパ状に拡
径されており、リアコレットボディ12と同様に、電極
クランプシリンダ11の動作によって上下方向に移動す
る。
【0024】フロントコレットボディ15は、トーチボ
ディ17の内周面に嵌合され、先端部がテーパ状に縮径
されている。
ディ17の内周面に嵌合され、先端部がテーパ状に縮径
されている。
【0025】フロントコレット14は、フロントコレッ
トボディ15の内周面に嵌合され、その先端部はフロン
トコレットボディ15と同様にテーパ状に縮径され、さ
らにリアコレットボディ12及びリアコレット13と同
様に上下方向に移動する。
トボディ15の内周面に嵌合され、その先端部はフロン
トコレットボディ15と同様にテーパ状に縮径され、さ
らにリアコレットボディ12及びリアコレット13と同
様に上下方向に移動する。
【0026】リアコレット13及びフロントコレット1
4は先き割れしており、電極4を挿入又は引き抜きでき
る程度の内径を有している。リアコレット13及びフロ
ントコレット14が下方に移動すると、先き割れした部
分が互いに接近しリアコレット13及びフロントコレッ
ト14の内径が縮小して電極4をクランプする。
4は先き割れしており、電極4を挿入又は引き抜きでき
る程度の内径を有している。リアコレット13及びフロ
ントコレット14が下方に移動すると、先き割れした部
分が互いに接近しリアコレット13及びフロントコレッ
ト14の内径が縮小して電極4をクランプする。
【0027】インシュレータ18は、フロントコレット
ボディ15の外周面に嵌合され、またフロントコレット
14の外周面には、ノズル19が嵌合されている。
ボディ15の外周面に嵌合され、またフロントコレット
14の外周面には、ノズル19が嵌合されている。
【0028】リアコレットボディ12はバネ16によっ
て常時下方に付勢されている。後述する消耗した電極4
を溶接トーチ1から引き抜く場合、または新電極5の突
出長を調整する場合に、電極クランプシリンダ11が駆
動してリアコレットボディ12を上方に移動させ電極を
アンクランプする。これは、万が一、電極クランプシリ
ンダ11にエアーが供給されない場合でも、電極をクラ
ンプして落下させないようにするためである。
て常時下方に付勢されている。後述する消耗した電極4
を溶接トーチ1から引き抜く場合、または新電極5の突
出長を調整する場合に、電極クランプシリンダ11が駆
動してリアコレットボディ12を上方に移動させ電極を
アンクランプする。これは、万が一、電極クランプシリ
ンダ11にエアーが供給されない場合でも、電極をクラ
ンプして落下させないようにするためである。
【0029】図4は、図3の部分拡大図で電極4をクラ
ンプ・アンクランプする動作の説明図で、同図(a)は
電極4をアンクランプした状態を示し、同図(d)は電
極4をクランプした状態を示し、同図(b)及び(c)
は電極をクランプ・アンクランプする経過を示してい
る。
ンプ・アンクランプする動作の説明図で、同図(a)は
電極4をアンクランプした状態を示し、同図(d)は電
極4をクランプした状態を示し、同図(b)及び(c)
は電極をクランプ・アンクランプする経過を示してい
る。
【0030】図4(a)に示すように、リアコレット1
3及びフロントコレット14の先端部は、前述したよう
な電極4をクランプする力が働かないために、電極4は
アンクランプ状態になっている。すなわち、電極4の先
端を手で掴んで先端方向(図では左側)に移動させると
引き抜くことが可能である。
3及びフロントコレット14の先端部は、前述したよう
な電極4をクランプする力が働かないために、電極4は
アンクランプ状態になっている。すなわち、電極4の先
端を手で掴んで先端方向(図では左側)に移動させると
引き抜くことが可能である。
【0031】電極クランプシリンダ11を動作させるこ
とによって、リアコレットボディ12が溶接トーチ1の
先端方向に移動してリアコレット13の拡径されたテー
パ部と接触(図4(b)参照)すると共に、リアコレッ
トボディ12とリアコレット13とが一体となってトー
チ先端方向に移動しフロントコレット14と接触する
(図4(C)参照)。さらに、リアコレットボディ12
とリアコレット13とフロントコレット14とが一体と
なってトーチ先端方向に移動してフロントコレットボデ
ィ15の縮径されたテーパ部に接触し押さえつけられる
(図4(d)参照)。
とによって、リアコレットボディ12が溶接トーチ1の
先端方向に移動してリアコレット13の拡径されたテー
パ部と接触(図4(b)参照)すると共に、リアコレッ
トボディ12とリアコレット13とが一体となってトー
チ先端方向に移動しフロントコレット14と接触する
(図4(C)参照)。さらに、リアコレットボディ12
とリアコレット13とフロントコレット14とが一体と
なってトーチ先端方向に移動してフロントコレットボデ
ィ15の縮径されたテーパ部に接触し押さえつけられる
(図4(d)参照)。
【0032】トーチ先端方向に付勢させる力は、フロン
トコレット14及びリアコレット13のテーパ構造によ
って軸中心方向に掛かる力(図の矢印の方向)に変換さ
れ、その力によって前述したようにフロントコレット1
4及びリアコレット13の先き割れ部分が互いに接近し
電極4をクランプする。
トコレット14及びリアコレット13のテーパ構造によ
って軸中心方向に掛かる力(図の矢印の方向)に変換さ
れ、その力によって前述したようにフロントコレット1
4及びリアコレット13の先き割れ部分が互いに接近し
電極4をクランプする。
【0033】本実施例では、リアコレットボディ12と
リアコレット13とフロントコレット14とを動作させ
るために電極クランプシリンダ11を使用しているが、
軽量化できるのであればモータ等の駆動装置に置き換え
てもよい。
リアコレット13とフロントコレット14とを動作させ
るために電極クランプシリンダ11を使用しているが、
軽量化できるのであればモータ等の駆動装置に置き換え
てもよい。
【0034】図5は、前述のTIG溶接電極自動交換シ
ステムの中心機能となる電極交換装置2の斜視図であ
る。同図において、電極交換装置2は、使用済み電極引
き抜き位置21Pまで移動させた溶接トーチ1の使用済
み電極を引き抜く使用済み電極引き抜き機構21と複数
本の新電極5を電極供給位置22Pで供給する電極供給
機構22と新電極5を電極突き出し位置24Pまで駆動
源で移動させる電極移動機構23とを備えて、必要に応
じて、使用済み電極回収ボックス261、電極突出長調
整機構25等によって形成される。上記の各機構は、実
施例では、上記使用済み電極引き抜き機構21は、電極
引き抜きチャック211が使用され、上記電極供給機構
22は、電極供給位置22Pを有する電極供給トレー2
21が使用され、上記電極移動機構23は、電極押し出
し移動機構23A又は電極回転移動機構23Bが使用さ
れている。この電極押し出し移動機構23Aは、電極押
し出しシリンダ234、ジョイント235、電極押し出
し棒236及びガイドレール237によって形成されて
いる。また、電極回転移動機構23Bは、上記の電極押
し出し移動機構23Aの構成部品の他に、回転テーブル
233が追加されている。電極突出長調整機構25は、
電極装着有無検出器252及び電極突出長調整ブロック
253によって形成されている。
ステムの中心機能となる電極交換装置2の斜視図であ
る。同図において、電極交換装置2は、使用済み電極引
き抜き位置21Pまで移動させた溶接トーチ1の使用済
み電極を引き抜く使用済み電極引き抜き機構21と複数
本の新電極5を電極供給位置22Pで供給する電極供給
機構22と新電極5を電極突き出し位置24Pまで駆動
源で移動させる電極移動機構23とを備えて、必要に応
じて、使用済み電極回収ボックス261、電極突出長調
整機構25等によって形成される。上記の各機構は、実
施例では、上記使用済み電極引き抜き機構21は、電極
引き抜きチャック211が使用され、上記電極供給機構
22は、電極供給位置22Pを有する電極供給トレー2
21が使用され、上記電極移動機構23は、電極押し出
し移動機構23A又は電極回転移動機構23Bが使用さ
れている。この電極押し出し移動機構23Aは、電極押
し出しシリンダ234、ジョイント235、電極押し出
し棒236及びガイドレール237によって形成されて
いる。また、電極回転移動機構23Bは、上記の電極押
し出し移動機構23Aの構成部品の他に、回転テーブル
233が追加されている。電極突出長調整機構25は、
電極装着有無検出器252及び電極突出長調整ブロック
253によって形成されている。
【0035】電極供給トレー221は、板状で回転テー
ブル233の一部である電極挿入溝232側に傾斜させ
て取り付けられている。電極供給トレー221の上部の
電極供給位置22Pに交換用の新電極5を水平に設置す
ると、新電極5は円柱なので自重によって回転テーブル
233の電極挿入溝232に向かって順次転がりセット
される。電極挿入溝232の幅は電極の直径とほぼ同じ
幅にセットされており、複数の電極が溝にセットされな
い構造を有している。電極供給トレー221の両サイド
には、新電極5が電極挿入溝232に向かって移動し易
く、また新電極5の落下防止のために両サイドにガイド
部を備えている。
ブル233の一部である電極挿入溝232側に傾斜させ
て取り付けられている。電極供給トレー221の上部の
電極供給位置22Pに交換用の新電極5を水平に設置す
ると、新電極5は円柱なので自重によって回転テーブル
233の電極挿入溝232に向かって順次転がりセット
される。電極挿入溝232の幅は電極の直径とほぼ同じ
幅にセットされており、複数の電極が溝にセットされな
い構造を有している。電極供給トレー221の両サイド
には、新電極5が電極挿入溝232に向かって移動し易
く、また新電極5の落下防止のために両サイドにガイド
部を備えている。
【0036】回転テーブル233は、図示しない回転テ
ーブルシリンダによって90度回転して水平にセットさ
れた新電極5を垂直方向に移動させる。
ーブルシリンダによって90度回転して水平にセットさ
れた新電極5を垂直方向に移動させる。
【0037】電極押し出しシリンダ234、電極押し出
し棒236及びガイドレール237は垂直方向でそれぞ
れ平行に設置され、電極押し出しシリンダ234と電極
押し出し棒236とはジョイント235によって下端部
で接続され一体構造を有している。電極押し出しシリン
ダ234は上下に移動可能で、電極押し出しシリンダ2
34が上方に移動すると、電極押し出し棒236もガイ
ドレール237に沿って上方に移動する。
し棒236及びガイドレール237は垂直方向でそれぞ
れ平行に設置され、電極押し出しシリンダ234と電極
押し出し棒236とはジョイント235によって下端部
で接続され一体構造を有している。電極押し出しシリン
ダ234は上下に移動可能で、電極押し出しシリンダ2
34が上方に移動すると、電極押し出し棒236もガイ
ドレール237に沿って上方に移動する。
【0038】本実施例では、電極押し出しシリンダ23
4、電極押し出し棒236及びガイドレール237を垂
直方向に設置している。これは、新電極5が回転テーブ
ル233によって垂直方向に回転するためである。すな
わち、電極押し出しシリンダ234と電極押し出し棒2
36とガイドレール237と新電極5とが、平行な位置
関係にあれば良いということを意味しており、例えば、
回転テーブル233が45度回転するのであれば電極押
し出しシリンダ等も45度傾けて設置し、新電極5を水
平方向のままで押し出す場合には回転テーブル233は
不要で電極押し出しシリンダ234等も水平に設置すれ
ばよい。
4、電極押し出し棒236及びガイドレール237を垂
直方向に設置している。これは、新電極5が回転テーブ
ル233によって垂直方向に回転するためである。すな
わち、電極押し出しシリンダ234と電極押し出し棒2
36とガイドレール237と新電極5とが、平行な位置
関係にあれば良いということを意味しており、例えば、
回転テーブル233が45度回転するのであれば電極押
し出しシリンダ等も45度傾けて設置し、新電極5を水
平方向のままで押し出す場合には回転テーブル233は
不要で電極押し出しシリンダ234等も水平に設置すれ
ばよい。
【0039】また、本実施例では電極押し出しシリンダ
234と電極押し出し棒236とを平行に設置している
が、電極押し出し棒236の下端に電極押し出しシリン
ダを直接連結しジョイント235を不要にしてもよい。
234と電極押し出し棒236とを平行に設置している
が、電極押し出し棒236の下端に電極押し出しシリン
ダを直接連結しジョイント235を不要にしてもよい。
【0040】電極押し出しシリンダ234が上方へ移動
することによって、電極押し出し棒236も上方へ移動
すると共に、回転テーブル233の電極挿入溝232内
を挿通し新電極5を押し上げ電極突き出し位置24Pか
ら新電極5の一部を突き出させる。電極突き出し位置2
4Pの径は新電極5の径とほぼ同じ大きさなので新電極
5は垂直方向に突き出される。
することによって、電極押し出し棒236も上方へ移動
すると共に、回転テーブル233の電極挿入溝232内
を挿通し新電極5を押し上げ電極突き出し位置24Pか
ら新電極5の一部を突き出させる。電極突き出し位置2
4Pの径は新電極5の径とほぼ同じ大きさなので新電極
5は垂直方向に突き出される。
【0041】新電極5を溶接トーチ1に挿入し一旦新電
極5をクランプした後、溶接トーチ1を円錐台の電極突
出長調整ブロック253の上面に当接させる。円錐台の
上面部は直径2mmもあれば十分である。新電極5をア
ンクランプした状態で溶接トーチ1を下方部に移動させ
ることによって、溶接トーチ1の内部に新電極5を押し
こみ突出長を調整する。
極5をクランプした後、溶接トーチ1を円錐台の電極突
出長調整ブロック253の上面に当接させる。円錐台の
上面部は直径2mmもあれば十分である。新電極5をア
ンクランプした状態で溶接トーチ1を下方部に移動させ
ることによって、溶接トーチ1の内部に新電極5を押し
こみ突出長を調整する。
【0042】電極突出長調整ブロック253を円錐台に
しているのは、溶接トーチ1の先端部に、例えばフィラ
送給部を装備して電極突出長調整ブロック253とフィ
ラ送給部とが衝突しないことを考慮しており、図2に示
すように溶接トーチ1の先端部に何も存在しない場合
は、特別に電極突出長調整ブロック253を設置する必
要はなく、例えば電極突き出し位置24Pの付近の平面
部を代替にしてもよい。
しているのは、溶接トーチ1の先端部に、例えばフィラ
送給部を装備して電極突出長調整ブロック253とフィ
ラ送給部とが衝突しないことを考慮しており、図2に示
すように溶接トーチ1の先端部に何も存在しない場合
は、特別に電極突出長調整ブロック253を設置する必
要はなく、例えば電極突き出し位置24Pの付近の平面
部を代替にしてもよい。
【0043】図示しない電極引き抜きシリンダによって
電極引き抜きチャック211が開閉し、消耗した電極4
をクランプして溶接トーチ1から引き抜き、電極引き抜
きチャック211の下方部に設置された使用済み電極回
収ボックス261に消耗した使用済の電極4を収納す
る。
電極引き抜きチャック211が開閉し、消耗した電極4
をクランプして溶接トーチ1から引き抜き、電極引き抜
きチャック211の下方部に設置された使用済み電極回
収ボックス261に消耗した使用済の電極4を収納す
る。
【0044】電極装着有無検出器252は、前述した電
極引き抜きチャック211にて完全に消耗した電極4が
引き抜かれているか、また、前述した電極押し出し棒2
36によって供給された新電極5を溶接トーチ1がクラ
ンプしているかを確認するために使用する。
極引き抜きチャック211にて完全に消耗した電極4が
引き抜かれているか、また、前述した電極押し出し棒2
36によって供給された新電極5を溶接トーチ1がクラ
ンプしているかを確認するために使用する。
【0045】電極の自動交換作業を、1.電極引き抜き
動作と2.電極装着動作とに分け以下に説明する。
動作と2.電極装着動作とに分け以下に説明する。
【0046】1.電極引き抜き動作 図6は、溶接トーチ1から消耗した電極4を前述した電
極交換装置2を使用して引き抜く動作を溶接トーチ1の
動作順(乃至)に従って説明する電極引き抜き動作
説明図である。 溶接トーチ1を使用済み電極引き抜き位置21P近
傍の位置に移動させる。
極交換装置2を使用して引き抜く動作を溶接トーチ1の
動作順(乃至)に従って説明する電極引き抜き動作
説明図である。 溶接トーチ1を使用済み電極引き抜き位置21P近
傍の位置に移動させる。
【0047】 電極4を使用済み電極引き抜き位置2
1Pに溶接トーチ1を移動させ、図示しない電極引き抜
きシリンダによって電極引き抜きチャック211を開い
た状態から閉じさせ電極4をクランプする。次に溶接ト
ーチ1に装備された電極クランプシリンダ11を動作さ
せ電極4をアンクランプして電極4が自由に動作できる
ようにする。この時、溶接トーチ1の姿勢は図6に示す
ように垂直方向になるようにする。
1Pに溶接トーチ1を移動させ、図示しない電極引き抜
きシリンダによって電極引き抜きチャック211を開い
た状態から閉じさせ電極4をクランプする。次に溶接ト
ーチ1に装備された電極クランプシリンダ11を動作さ
せ電極4をアンクランプして電極4が自由に動作できる
ようにする。この時、溶接トーチ1の姿勢は図6に示す
ように垂直方向になるようにする。
【0048】 溶接トーチ1を真上に移動させる。こ
の動作によって、電極4は溶接トーチ1から引き抜かれ
電極引き抜きチャック211にクランプされる。とは
逆に電極引き抜きチャック211を開けて電極4を自重
によって使用済み電極回収ボックス261に落下させ
る。
の動作によって、電極4は溶接トーチ1から引き抜かれ
電極引き抜きチャック211にクランプされる。とは
逆に電極引き抜きチャック211を開けて電極4を自重
によって使用済み電極回収ボックス261に落下させ
る。
【0049】 溶接トーチ1を電極装着有無検出器2
52近傍の位置に移動させ、その位置より電極装着有無
検出器252に向かって移動(図面では、図面奥から手
前に移動させる)させ、溶接トーチ1から電極4が引き
抜かれていることを確認させる。万が一、電極4が溶接
トーチ1から引き抜かれていない場合は、前述した乃
至の動作を繰り返せばよい。
52近傍の位置に移動させ、その位置より電極装着有無
検出器252に向かって移動(図面では、図面奥から手
前に移動させる)させ、溶接トーチ1から電極4が引き
抜かれていることを確認させる。万が一、電極4が溶接
トーチ1から引き抜かれていない場合は、前述した乃
至の動作を繰り返せばよい。
【0050】2.電極装着動作 図7は、溶接トーチ1に前述した電極交換装置2を使用
して新電極5を供給し溶接トーチ1に装着するまでの動
作を、溶接トーチ1の動作順(乃至)に従って説明
する電極装着動作説明図である。
して新電極5を供給し溶接トーチ1に装着するまでの動
作を、溶接トーチ1の動作順(乃至)に従って説明
する電極装着動作説明図である。
【0051】 前述した1.電極引き抜き動作の後
で、溶接トーチ1を電極交換装置2の近傍に移動させ
る。この時、溶接トーチ1の電極クランプシリンダ11
はそのままでリアコレット13及びフロントコレット1
4はアンクランプ状態にある。
で、溶接トーチ1を電極交換装置2の近傍に移動させ
る。この時、溶接トーチ1の電極クランプシリンダ11
はそのままでリアコレット13及びフロントコレット1
4はアンクランプ状態にある。
【0052】 電極突き出し位置24Pの真上の方向
で、電極突き出し位置24Pからの高さが新電極5を溶
接トーチ1に押し込んだ際に新電極5が溶接トーチ1の
リアコレット13と接触するような位置に溶接トーチ1
を移動させると共に、回転テーブル233の電極挿入溝
232に水平にセットされた新電極5を図示しない回転
テーブルシリンダによって垂直方向になるように回転さ
せる。その後、電極押し出しシリンダ234によって電
極押し出し棒236を上方に移動させ新電極5を回転テ
ーブル233の電極挿入溝232から押し出し溶接トー
チ1に挿入させる。
で、電極突き出し位置24Pからの高さが新電極5を溶
接トーチ1に押し込んだ際に新電極5が溶接トーチ1の
リアコレット13と接触するような位置に溶接トーチ1
を移動させると共に、回転テーブル233の電極挿入溝
232に水平にセットされた新電極5を図示しない回転
テーブルシリンダによって垂直方向になるように回転さ
せる。その後、電極押し出しシリンダ234によって電
極押し出し棒236を上方に移動させ新電極5を回転テ
ーブル233の電極挿入溝232から押し出し溶接トー
チ1に挿入させる。
【0053】 溶接トーチ1の電極クランプシリンダ
11を動作させて挿入された新電極5をクランプさせた
後で、溶接トーチ1を真上に移動させる。この時点で
は、新電極5の突出長は任意の長さでよい。
11を動作させて挿入された新電極5をクランプさせた
後で、溶接トーチ1を真上に移動させる。この時点で
は、新電極5の突出長は任意の長さでよい。
【0054】 溶接トーチ1を電極突出長調整ブロッ
ク253の上面に当接させる位置に移動させる。この
時、溶接トーチ1の姿勢は図7に示すように垂直方向に
なるようにする。新電極5をアンクランプして、新電極
5の先端部を電極突出長調整ブロック253の上面に当
接させたまま溶接トーチ1を予め設定された突出長にな
る位置まで下方に移動させた後、新電極5をクランプし
て電極突出長を調整する。
ク253の上面に当接させる位置に移動させる。この
時、溶接トーチ1の姿勢は図7に示すように垂直方向に
なるようにする。新電極5をアンクランプして、新電極
5の先端部を電極突出長調整ブロック253の上面に当
接させたまま溶接トーチ1を予め設定された突出長にな
る位置まで下方に移動させた後、新電極5をクランプし
て電極突出長を調整する。
【0055】 溶接トーチ1を電極装着有無検出器2
52近傍の位置に移動させ、その位置より電極装着有無
検出器252に向かって移動(図面では、図面奥から手
前に移動させる)させ、溶接トーチ1に新電極5が装着
されていることを確認する。本実施例では、突出長の
調整の後で新電極5が溶接トーチ1に装着されている
かどうかを判別しているが、その順序を入れ換えてもよ
い。
52近傍の位置に移動させ、その位置より電極装着有無
検出器252に向かって移動(図面では、図面奥から手
前に移動させる)させ、溶接トーチ1に新電極5が装着
されていることを確認する。本実施例では、突出長の
調整の後で新電極5が溶接トーチ1に装着されている
かどうかを判別しているが、その順序を入れ換えてもよ
い。
【0056】電極押し出しシリンダ234を動作させて
電極押し出し棒236を下方に移動させた後、垂直方向
になっている電極挿入溝232を水平方向に回転させる
(元の状態に戻す)。電極挿入溝232が水平になった
時点で電極供給トレー221にセットされた複数の新電
極5が電極供給トレー221上を溝に向かって順次転が
り、その内の1本が溝にセットされる。
電極押し出し棒236を下方に移動させた後、垂直方向
になっている電極挿入溝232を水平方向に回転させる
(元の状態に戻す)。電極挿入溝232が水平になった
時点で電極供給トレー221にセットされた複数の新電
極5が電極供給トレー221上を溝に向かって順次転が
り、その内の1本が溝にセットされる。
【0057】前述の1.電極引き抜き動作と2.電極装
着動作とで説明した位置に溶接トーチ1を移動させて電
極クランプシリンダ11、電極押し出しシリンダ234
等のシリンダを動作させることを予め溶接ロボット3に
電極交換プログラムとして教示しておき、別途作成済の
TIG溶接用プログラムを何回か実行した後で電極交換
プログラムを実行すれば、人手を介さずに長時間のTI
G自動溶接を行える。
着動作とで説明した位置に溶接トーチ1を移動させて電
極クランプシリンダ11、電極押し出しシリンダ234
等のシリンダを動作させることを予め溶接ロボット3に
電極交換プログラムとして教示しておき、別途作成済の
TIG溶接用プログラムを何回か実行した後で電極交換
プログラムを実行すれば、人手を介さずに長時間のTI
G自動溶接を行える。
【0058】本実施例では、電極供給トレー221に供
給される複数の新電極5の長さが異なっていても、溶接
トーチ1に装着された新電極5の突出長が予め定めた長
さになるように配慮されているが、新電極5の長さが一
定であれば、前述した溶接トーチ1を真上に退避させ
た後で、電極突出長調整作業を行う必要はない。
給される複数の新電極5の長さが異なっていても、溶接
トーチ1に装着された新電極5の突出長が予め定めた長
さになるように配慮されているが、新電極5の長さが一
定であれば、前述した溶接トーチ1を真上に退避させ
た後で、電極突出長調整作業を行う必要はない。
【0059】
【本発明の効果】本発明によれば、TIG溶接における
電極の自動交換が可能になり、長時間運転を実現でき
る。また、電極の交換だけでなく、電極の突出長調整も
自動化できるので、電極交換作業時間も短縮でき、生産
数の飛躍的な増加が期待できる。
電極の自動交換が可能になり、長時間運転を実現でき
る。また、電極の交換だけでなく、電極の突出長調整も
自動化できるので、電極交換作業時間も短縮でき、生産
数の飛躍的な増加が期待できる。
【0060】また、本発明によれば、新電極5を供給す
る「電極供給位置22P」から新電極を装着する「電極
突き出し位置24P」まで新電極を駆動源で移動させる
ことによって、「電極供給位置22P」と「使用済み電
極引き抜き位置21P」及び「電極突き出し位置24
P」とを、新電極を供給する溶接作業者が溶接ロボット
3に接触打撲されるおそれがない充分な距離に離隔させ
て、溶接作業者の安全を確保することができる。
る「電極供給位置22P」から新電極を装着する「電極
突き出し位置24P」まで新電極を駆動源で移動させる
ことによって、「電極供給位置22P」と「使用済み電
極引き抜き位置21P」及び「電極突き出し位置24
P」とを、新電極を供給する溶接作業者が溶接ロボット
3に接触打撲されるおそれがない充分な距離に離隔させ
て、溶接作業者の安全を確保することができる。
【0061】さらに、本発明によれば、新電極を溶接ト
ーチ1に挿入する「電極突き出し位置24P」が一定で
あるので、電極交換プログラムは1つでよく、教示に要
する時間を短縮できる。また、溶接姿勢は下向姿勢で溶
接することが多く、この姿勢と電極交換時の姿勢とが同
じなので溶接トーチ1の移動に要する時間を短縮でき
る。
ーチ1に挿入する「電極突き出し位置24P」が一定で
あるので、電極交換プログラムは1つでよく、教示に要
する時間を短縮できる。また、溶接姿勢は下向姿勢で溶
接することが多く、この姿勢と電極交換時の姿勢とが同
じなので溶接トーチ1の移動に要する時間を短縮でき
る。
【0062】電極をリアコレット13とフロントコレッ
ト14との2箇所以上でクランプするので電極の傾きが
一定になり、溶接点のズレがなくなり狙い精度が向上す
る。
ト14との2箇所以上でクランプするので電極の傾きが
一定になり、溶接点のズレがなくなり狙い精度が向上す
る。
【0063】溶接トーチ1の上部に備えられた電極クラ
ンプシリンダ11にエアーが供給されない場合でもバネ
16によって先端方向に付勢されるので、常に電極をク
ランプする力が働き電極の落下を防止できる。
ンプシリンダ11にエアーが供給されない場合でもバネ
16によって先端方向に付勢されるので、常に電極をク
ランプする力が働き電極の落下を防止できる。
【0064】電極押し出しシリンダ234と電極押し出
し棒236とが平行に配置されているので電極交換装置
2を小型化できる。これによって、作業スペースを有効
利用でき、また動作範囲の狭い小型ロボットでも対応で
きる。
し棒236とが平行に配置されているので電極交換装置
2を小型化できる。これによって、作業スペースを有効
利用でき、また動作範囲の狭い小型ロボットでも対応で
きる。
【0065】「使用済み電極引き抜き位置21P」及び
新電極5を溶接トーチ1に挿入する「電極突き出し位置
24P」は、溶接ロボット3の動作範囲内にあることが
電極交換装置2を設置する際の条件となるが、これらの
位置と「電極供給位置22P」である電極供給トレー2
21の先端部とは、充分な距離を設定することができる
ので、溶接ロボット3の動作範囲外に設置できる。この
ように電極交換装置2を設置すれば、新電極5の補給作
業を安全に行うことができる。また、電極供給トレー2
21を大きくすると新電極5の補充回数を減少させるこ
とができる。
新電極5を溶接トーチ1に挿入する「電極突き出し位置
24P」は、溶接ロボット3の動作範囲内にあることが
電極交換装置2を設置する際の条件となるが、これらの
位置と「電極供給位置22P」である電極供給トレー2
21の先端部とは、充分な距離を設定することができる
ので、溶接ロボット3の動作範囲外に設置できる。この
ように電極交換装置2を設置すれば、新電極5の補給作
業を安全に行うことができる。また、電極供給トレー2
21を大きくすると新電極5の補充回数を減少させるこ
とができる。
【0066】溶接トーチ1の先端部にフィラ送給部が装
備された場合でも、電極突出長調整ブロック253が円
錐台の形状であるので、電極突出長調整ブロック253
とフィラ送給部とが接触しないで電極突出長を調整する
ことができる。
備された場合でも、電極突出長調整ブロック253が円
錐台の形状であるので、電極突出長調整ブロック253
とフィラ送給部とが接触しないで電極突出長を調整する
ことができる。
【0067】電極装着有無検出器252によって電極の
脱着状態を確認できるので、万が一、電極を引き抜かな
ければならない状態で引き抜きミスがあっても、電極交
換プログラムに引き抜きミスを電極装着有無検出器25
2で検出して、繰返し引き抜き動作をするように教示し
ておけば(電極装着時も同様)完全な自動化を促進する
ことができる。
脱着状態を確認できるので、万が一、電極を引き抜かな
ければならない状態で引き抜きミスがあっても、電極交
換プログラムに引き抜きミスを電極装着有無検出器25
2で検出して、繰返し引き抜き動作をするように教示し
ておけば(電極装着時も同様)完全な自動化を促進する
ことができる。
【図1】当該出願に係る発明の特徴を最もよく表す図で
ある。
ある。
【図2】図2は、本発明を実施するTIG溶接電極自動
交換システムの全体構成図である。
交換システムの全体構成図である。
【図3】図3は、TIG溶接電極自動交換システムに適
用される溶接トーチ1の断面図である。
用される溶接トーチ1の断面図である。
【図4】図4は、図3の部分拡大図で電極4をクランプ
・アンクランプする動作の説明図である。
・アンクランプする動作の説明図である。
【図5】図5は、TIG溶接電極自動交換システムに適
用される電極交換装置2の斜視図である。
用される電極交換装置2の斜視図である。
【図6】図6は、電極交換装置2を使用して、消耗した
使用済み電極4を溶接トーチ1から引き抜く動作を溶接
トーチ1の移動順に従って説明する電極引き抜き動作説
明図である。
使用済み電極4を溶接トーチ1から引き抜く動作を溶接
トーチ1の移動順に従って説明する電極引き抜き動作説
明図である。
【図7】図7は、消耗した使用済み電極4を引き抜いた
溶接トーチ1に、新電極5を挿入するまでの動作を溶接
トーチ1の移動順に従って説明する電極装着動作説明図
である。
溶接トーチ1に、新電極5を挿入するまでの動作を溶接
トーチ1の移動順に従って説明する電極装着動作説明図
である。
1 溶接トーチ 2 電極交換装置 3 溶接トーチ移動装置/溶接ロボ
ット 4 電極 5 新電極 11 電極クランプシリンダ 12 リアコレットボディ 13 リアコレット 14 フロントコレット 15 フロントコレットボディ 16 バネ 17 トーチボディ 18 インシュレータ 19 ノズル 21 使用済み電極引き抜き機構 21P 使用済み電極引き抜き位置 211 電極引き抜きチャック 22 電極供給機構 221 電極供給トレー 22P 電極供給位置 23 電極移動機構 23A 電極押し出し移動機構 23B 電極回転移動機構 232 電極挿入溝 233 回転テーブル 234 電極押し出しシリンダ 235 ジョイント 236 電極押し出し棒 237 ガイドレール 24P 電極突き出し位置 25 電極突出長調整機構 252 電極装着有無検出器 253 電極突出長調整ブロック 261 使用済み電極回収ボックス
ット 4 電極 5 新電極 11 電極クランプシリンダ 12 リアコレットボディ 13 リアコレット 14 フロントコレット 15 フロントコレットボディ 16 バネ 17 トーチボディ 18 インシュレータ 19 ノズル 21 使用済み電極引き抜き機構 21P 使用済み電極引き抜き位置 211 電極引き抜きチャック 22 電極供給機構 221 電極供給トレー 22P 電極供給位置 23 電極移動機構 23A 電極押し出し移動機構 23B 電極回転移動機構 232 電極挿入溝 233 回転テーブル 234 電極押し出しシリンダ 235 ジョイント 236 電極押し出し棒 237 ガイドレール 24P 電極突き出し位置 25 電極突出長調整機構 252 電極装着有無検出器 253 電極突出長調整ブロック 261 使用済み電極回収ボックス
Claims (13)
- 【請求項1】溶接トーチ移動装置に取り付けられた溶接
トーチによって被溶接物を繰返し溶接を行って消耗した
タングステン電極を溶接トーチから引き抜いて新タング
ステン電極を挿入する電極交換方法において、溶接トー
チの使用済みタングステン電極を引き抜く使用済み電極
引き抜き機構の使用済み電極引き抜き位置と複数本の新
タングステン電極を供給する電極供給機構の電極供給位
置から新タングステン電極を電極突き出し位置まで駆動
源で移動させる電極移動機構の電極突き出し位置とを溶
接トーチ移動装置の動作範囲内に位置させて、溶接トー
チから使用済みタングステン電極を引き抜いた後に新タ
ングステン電極を挿入すると共に、前記電極供給位置を
溶接トーチ移動装置の動作範囲外に位置させるTIG溶
接電極自動交換方法。 - 【請求項2】請求項1記載の溶接トーチの使用済みタン
グステン電極を引き抜き新タングステン電極を挿入する
動作が、電極クランプシリンダを備えた溶接トーチの上
方と下方との長さ方向に2分割されたリアコレットとフ
ロントコレットとを同時に動作させて少なくても2箇所
以上でタングステン電極をクランプ・アンクランプする
動作であるTIG溶接電極自動交換方法。 - 【請求項3】請求項1記載の使用済み電極引き抜き位置
で、溶接トーチが下向で使用済みタングステン電極を引
き抜き、複数本の新タングステン電極を供給する電極供
給位置で供給した新タングステン電極を駆動源で移動さ
せて新タングステン電極を垂直方向に1本ずつ電極突き
出し位置に突き出して、溶接トーチが下向で新タングス
テン電極を挿入してクランプするTIG溶接電極自動交
換方法。 - 【請求項4】溶接トーチ移動装置に取り付けられた溶接
トーチによって被溶接物を繰返し溶接を行って消耗した
タングステン電極を溶接トーチから引き抜いて新タング
ステン電極を挿入する電極交換方法において、使用済み
電極引き抜き位置で電極クランプシリンダを備えた溶接
トーチを下向にする過程と、前記電極クランプシリンダ
を動作させて溶接トーチの上方と下方との長さ方向に2
分割されたリアコレットとフロントコレットとを同時に
アンクランプして使用済みタングステン電極を落下又は
引き抜く過程と、溶接トーチ移動装置の動作範囲外に位
置させて複数本の新タングステン電極を供給する電極供
給位置で供給した新タングステン電極を駆動源で移動さ
せて新タングステン電極を垂直方向に1本ずつ電極突き
出し位置に突き出す過程と、前記電極クランプシリンダ
を動作させて溶接トーチが下向で新タングステン電極を
挿入して、前記リアコレットと前記フロントコレットと
を少なくても2箇所以上で新タングステン電極を同時に
クランプ過程とから成るTIG溶接電極自動交換方法。 - 【請求項5】溶接トーチ移動装置に取り付けられた溶接
トーチによって被溶接物を繰返し溶接を行って消耗した
タングステン電極を溶接トーチから引き抜いて新しいタ
ングステン電極を挿入する電極交換装置において、上部
に電極クランプシリンダを備えてタングステン電極をク
ランプ・アンクランプする溶接トーチと、使用済み電極
引き抜き位置まで移動させた前記溶接トーチの使用済み
タングステン電極を引き抜く使用済み電極引き抜き機構
と、複数本の新タングステン電極を電極供給位置で供給
する電極供給機構と、新タングステン電極を電極突き出
し位置まで駆動源で移動させる電極移動機構とを備えた
TIG溶接電極自動交換装置。 - 【請求項6】溶接トーチ移動装置に取り付けられた溶接
トーチによって被溶接物を繰返し溶接を行って消耗した
タングステン電極を溶接トーチから引き抜いて新しいタ
ングステン電極を挿入する電極交換装置において、溶接
トーチの上部に電極クランプシリンダを備えて、溶接ト
ーチの上方と下方との長さ方向に2分割されたリアコレ
ットとフロントコレットとを同時に動作させて少なくて
も2箇所以上でタングステン電極をクランプ・アンクラ
ンプする電極クランプシリンダとから成る溶接トーチ
と、使用済み電極引き抜き位置まで移動させた前記溶接
トーチの使用済みタングステン電極を引き抜く使用済み
電極引き抜き機構と、複数本の新タングステン電極を電
極供給位置で供給する電極供給機構と、新タングステン
電極を電極突き出し位置まで駆動源で移動させる電極移
動機構とを備えたTIG溶接電極自動交換装置。 - 【請求項7】請求項6記載の溶接トーチが、電極クラン
プシリンダにエアーが供給されなくてもタングステン電
極をクランプするように電極クランプシリンダの上部に
リアコレットボディを溶接トーチ先端方向に付勢するバ
ネを備えたTIG溶接電極自動交換装置。 - 【請求項8】請求項5又は請求項6記載の電極移動機構
が、電極挿入溝に供給された新タングステン電極を押し
出して電極突き出し位置まで移動させる電極押し出し移
動機構を備えたTIG溶接電極自動交換装置。 - 【請求項9】請求項5又は請求項6記載の電極移動機構
が、電極挿入溝に水平に配置された新タングステン電極
を垂直方向に回転させる回転テーブルと、前記電極挿入
溝に供給された新タングステン電極を押し出して電極突
き出し位置まで移動させる電極押し出し移動機構とから
成る電極回転移動機構を備えたTIG溶接電極自動交換
装置。 - 【請求項10】請求項8または請求項9記載の電極押し
出し移動機構が、進退動作が可能な電極押し出しシリン
ダと前記電極押し出しシリンダに平行に配置された電極
押し出し棒と前記電極押し出しシリンダと前記電極押し
出し棒とをそれぞれの端部で結合するジョイントとから
成る機構を備えたTIG溶接電極自動交換装置。 - 【請求項11】新タングステン電極の突出長を調整する
電極突出長調整機構を備えた請求項5乃至請求項10記
載のTIG溶接電極自動交換装置。 - 【請求項12】請求項11記載の電極突出長調整機構
が、円錐台の形状を有する電極突出長調整ブロックを備
えたTIG溶接電極自動交換装置。 - 【請求項13】溶接トーチが新タングステン電極をクラ
ンプしているかどうかを判別する電極装着有無検出器を
備えた請求項5乃至請求項10記載のTIG溶接電極自
動交換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001111865A JP2002307170A (ja) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | Tig溶接電極自動交換方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001111865A JP2002307170A (ja) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | Tig溶接電極自動交換方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002307170A true JP2002307170A (ja) | 2002-10-22 |
Family
ID=18963381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001111865A Pending JP2002307170A (ja) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | Tig溶接電極自動交換方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002307170A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008018443A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Daihen Corp | タングステン電極自動交換装置 |
FR2906169A1 (fr) * | 2006-09-25 | 2008-03-28 | Air Liquide | Procede de detection automatique de l'usure d'une electrode de soudage |
JP2008272805A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Seiko Techno Develop Co Ltd | 溶接トーチの電極交換装置 |
JP2013513488A (ja) * | 2009-12-11 | 2013-04-22 | アレヴァ・エヌセー | 安全性を向上させた電極交換装置 |
KR102423901B1 (ko) * | 2021-03-12 | 2022-07-25 | (주)위드 | 전극봉 교체 장치 및 교체 방법 |
KR102423900B1 (ko) * | 2021-03-12 | 2022-07-25 | (주)위드 | 전극봉 교체 장치 및 교체 방법 |
CN115338526A (zh) * | 2022-09-17 | 2022-11-15 | 上海法信机电设备制造有限公司 | 一种步进电机驱动的叉式自动换帽装置 |
CN116393883A (zh) * | 2023-06-09 | 2023-07-07 | 邦迪智能装备(河南)有限公司 | 一种钨针自动供料装置及供料方法 |
US11969814B2 (en) | 2021-08-19 | 2024-04-30 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Systems and methods for automated tip transfer |
-
2001
- 2001-04-10 JP JP2001111865A patent/JP2002307170A/ja active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008018443A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Daihen Corp | タングステン電極自動交換装置 |
FR2906169A1 (fr) * | 2006-09-25 | 2008-03-28 | Air Liquide | Procede de detection automatique de l'usure d'une electrode de soudage |
EP1905528A1 (fr) * | 2006-09-25 | 2008-04-02 | L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Procédé automatique de détection de l'usure d'une électrode de soudage par mesure ou comptabilisation, pendant le soudage, du nombre d'amorçages effectués par l'électrode |
JP2008272805A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Seiko Techno Develop Co Ltd | 溶接トーチの電極交換装置 |
JP2013513488A (ja) * | 2009-12-11 | 2013-04-22 | アレヴァ・エヌセー | 安全性を向上させた電極交換装置 |
KR102423901B1 (ko) * | 2021-03-12 | 2022-07-25 | (주)위드 | 전극봉 교체 장치 및 교체 방법 |
KR102423900B1 (ko) * | 2021-03-12 | 2022-07-25 | (주)위드 | 전극봉 교체 장치 및 교체 방법 |
KR20220128592A (ko) * | 2021-03-12 | 2022-09-21 | (주)위드 | 전극봉 교체 장치 및 교체 방법 |
KR102638755B1 (ko) * | 2021-03-12 | 2024-02-21 | (주)위드 | 전극봉 교체 장치 및 교체 방법 |
US11969814B2 (en) | 2021-08-19 | 2024-04-30 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Systems and methods for automated tip transfer |
CN115338526A (zh) * | 2022-09-17 | 2022-11-15 | 上海法信机电设备制造有限公司 | 一种步进电机驱动的叉式自动换帽装置 |
CN116393883A (zh) * | 2023-06-09 | 2023-07-07 | 邦迪智能装备(河南)有限公司 | 一种钨针自动供料装置及供料方法 |
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