JP2020189309A - Slag removal device, slag removal method, welding robot and vibration isolating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接作業にて生成されるスラグを除去するスラグ除去装置、スラグ除去方法、該スラグ除去装置を備える溶接ロボット及び防振装置に関する。より詳細には、長期間に亘って安定して作動可能であり、かつ、発生する振動が抑制されて小型ロボットにも搭載可能なスラグ除去装置、スラグ除去方法、溶接ロボット及び防振装置に関する。 The present invention relates to a slag removing device for removing slag generated in welding operations, a slag removing method, a welding robot provided with the slag removing device, and a vibration isolator. More specifically, the present invention relates to a slag removing device, a slag removing method, a welding robot and a vibration isolator that can be stably operated for a long period of time and can be mounted on a small robot by suppressing generated vibration.
従来、溶接後ビード表面に生成するスラグの除去作業は、溶接ロボットを用いることによる自動化が進められている。一般的には、溶接ロボットのエンドエフェクタを溶接トーチからスラグ除去装置に切り替えてスラグの除去を行う。しかしながら、スラグ除去装置は、振動する衝撃体を溶接後のビード表面に押し当て、その衝撃でスラグを粉砕し、除去する方法であるため、その振動は極めて大きく、溶接ロボットに大きな負荷を与え、故障の原因につながるという課題があった。特に、溶接ロボットへの負荷は、適用する溶接ロボットが小型になるほど大きくなるため、スラグ除去装置を溶接ロボットに取り付けて作業する場合には、頑丈な構造体を有する大型溶接ロボットに搭載する必要があった。 Conventionally, the work of removing slag generated on the bead surface after welding has been automated by using a welding robot. Generally, the end effector of the welding robot is switched from the welding torch to the slag removing device to remove slag. However, since the slag removing device is a method of pressing a vibrating impact body against the surface of the bead after welding and crushing and removing the slag by the impact, the vibration is extremely large and gives a large load to the welding robot. There was a problem that it led to the cause of failure. In particular, the load on the welding robot increases as the welding robot to be applied becomes smaller. Therefore, when the slag removing device is attached to the welding robot for work, it is necessary to mount it on a large welding robot having a sturdy structure. there were.
上記課題に対し、特許文献1では、エア駆動式多芯タガネの振動負荷を軽減してロボットハンドに適用できるようにしたスラグ除去装置、特に小型の溶接ロボットのハンドに適用できる程度に振動負荷を抑制したスラグ除去装置が開示されている。 In response to the above problem, in Patent Document 1, a slag removing device that reduces the vibration load of an air-driven multi-core chisel so that it can be applied to a robot hand, particularly a vibration load to the extent that it can be applied to the hand of a small welding robot. Suppressed slag removal devices are disclosed.
しかしながら、特許文献1の小型ロボットは6軸の産業用ロボットであり、現場での溶接作業に用いられる可搬型溶接ロボットなどの、さらに小型化したロボットには適用し難い問題があった。すなわち、可搬型溶接ロボットは、その本体重量が10kgにも満たないものが多く、従来のスラグ除去装置ではその振動負荷に耐えることができないため、可搬型溶接ロボットに適用した場合であっても、溶接ロボットの寿命を向上できるスラグ除去装置が望まれていた。さらに、スラグ除去装置の衝撃吸収部に対しても、振動やスラグ除去本体の重量等で衝撃吸収部に負荷がかかり、衝撃吸収部の寿命が低減するという問題があった。可搬型溶接ロボットは、特に振動の負荷がかかるとともに、その用途から様々な溶接姿勢を取ることからスラグ除去本体の重量によって、衝撃吸収部にかかる負荷が大きくなるため、衝撃吸収部の寿命を向上できるスラグ除去装置が望まれていた。 However, the small robot of Patent Document 1 is a 6-axis industrial robot, and has a problem that it is difficult to apply to a further miniaturized robot such as a portable welding robot used for welding work in the field. That is, many of the portable welding robots weigh less than 10 kg, and the conventional slag removing device cannot withstand the vibration load. Therefore, even when applied to the portable welding robot, A slag removing device capable of improving the life of the welding robot has been desired. Further, the shock absorbing portion of the slag removing device also has a problem that a load is applied to the shock absorbing portion due to vibration, the weight of the slag removing main body, or the like, and the life of the shock absorbing portion is shortened. The portable welding robot is particularly loaded with vibrations and takes various welding postures depending on its application. Therefore, the weight of the slag removing body increases the load on the shock absorbing part, thus improving the life of the shock absorbing part. A capable slag removing device has been desired.
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、可搬型溶接ロボットにも適用できる振動抑制機能を有し、溶接ロボットの寿命向上および衝撃吸収部の寿命向上を図ったスラグ除去装置、スラグ除去方法、該スラグ除去装置を備える溶接ロボット及び防振装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to have a vibration suppression function applicable to a portable welding robot, and to improve the life of the welding robot and the life of the shock absorbing part. An object of the present invention is to provide a slag removing device, a slag removing method, a welding robot equipped with the slag removing device, and a vibration isolator.
したがって、本発明の上記目的は、スラグ除去装置に係る下記(1)の構成により達成される。
(1) 溶接部のスラグを除去するスラグ除去装置であって、
前記スラグ除去装置は、スラグ除去部及び衝撃吸収部を含み、
前記スラグ除去部は、衝撃体と、前記衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体と、を有し、
前記衝撃吸収部は、前記スラグ除去本体を把持する支持部と、前記支持部を前記衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置と、前記衝撃体の移動方向において前記支持部に対して前方に配置された第1弾性機構と、前記支持部に対して後方に配置された第2弾性機構と、を有する、
スラグ除去装置。
Therefore, the above object of the present invention is achieved by the following configuration (1) relating to the slag removing device.
(1) A slag removing device that removes slag from welded parts.
The slag removing device includes a slag removing part and a shock absorbing part.
The slag removing portion includes an impact body and a slag removing body that vibrates the impact body.
The shock absorbing portion includes a support portion that grips the slag removing body, a linear motion guide device that supports the support portion so as to be reciprocally movable along the moving direction of the impact body, and the shock absorbing portion in the moving direction of the impact body. It has a first elastic mechanism arranged forward with respect to the support portion and a second elastic mechanism arranged rearward with respect to the support portion.
Slag remover.
また、スラグ除去装置に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の(2)〜(10)に関する。
(2) 前記衝撃吸収部は、前記第1弾性機構及び前記第2弾性機構の少なくとも一方の周囲を覆うカバー部材を備える、(1)に記載のスラグ除去装置。
(3) 前記第1弾性機構又は前記第2弾性機構は、バネ、防振材、及び磁石のうち少なくとも一つによって構成される、(1)又は(2)に記載のスラグ除去装置。
(4) 前記第1弾性機構及び前記第2弾性機構は、同極同士が対向配置された一対の磁石によって構成される、(3)に記載のスラグ除去装置。
(5) 前記バネは、外径:φ16〜φ20mm、線径:φ1.0〜φ2.4mm、自由長:50〜100mmであり、バネ定数:0.8〜3.6N/mmの特性を有する、(3)に記載のスラグ除去装置。
(6) 前記バネは、初期たわみが2〜10mmとなるように設定されている、(5)に記載のスラグ除去装置。
(7) 前記防振材は、シリコンゲル、天然ゴム、クロロプレンゴムのうち少なくとも一つから構成され、該防振材は、静的バネ定数が5〜30N/mmの特性を有する、(3)に記載のスラグ除去装置。
(8) 前記磁石は、磁束密度:300〜600mT、面積:50〜200mm2であり、一対の前記磁石は、同極同士が、空間距離を1〜10mmとして対向配置されている、(3)又は(4)に記載のスラグ除去装置。
(9) 前記衝撃体は、直径:φ1.5〜φ2.5mmのニードルが7〜13本束ねられて構成されるニードル集合体である、(1)に記載のスラグ除去装置。
(10) 可搬型溶接ロボットに装着して用いられるための、(1)〜(9)のいずれか1つに記載のスラグ除去装置。
Further, preferred embodiments of the present invention relating to the slag removing device relate to the following (2) to (10).
(2) The slag removing device according to (1), wherein the shock absorbing portion includes a cover member that covers at least one of the first elastic mechanism and the second elastic mechanism.
(3) The slag removing device according to (1) or (2), wherein the first elastic mechanism or the second elastic mechanism is composed of at least one of a spring, a vibration isolator, and a magnet.
(4) The slag removing device according to (3), wherein the first elastic mechanism and the second elastic mechanism are composed of a pair of magnets having the same poles arranged to face each other.
(5) The spring has an outer diameter of φ16 to φ20 mm, a wire diameter of φ1.0 to φ2.4 mm, a free length of 50 to 100 mm, and a spring constant of 0.8 to 3.6 N / mm. , (3) The slag removing device.
(6) The slag removing device according to (5), wherein the spring is set so that the initial deflection is 2 to 10 mm.
(7) The anti-vibration material is composed of at least one of silicon gel, natural rubber, and chloroprene rubber, and the anti-vibration material has a characteristic of a static spring constant of 5 to 30 N / mm (3). The slag remover according to.
(8) The magnet has a magnetic flux density of 300 to 600 mT and an area of 50 to 200 mm 2. The pair of magnets are arranged so that the same poles face each other with a spatial distance of 1 to 10 mm. (3) Or the slag removing device according to (4).
(9) The slag removing device according to (1), wherein the impact body is a needle assembly composed of 7 to 13 needles having a diameter of φ1.5 to φ2.5 mm bundled together.
(10) The slag removing device according to any one of (1) to (9), which is used by being mounted on a portable welding robot.
また、本発明の上記目的は、溶接ロボットに係る下記(11)の構成により達成される。
(11) (1)〜(10)のいずれか1つに記載のスラグ除去装置を備える、溶接ロボット。
Further, the above object of the present invention is achieved by the configuration of the following (11) relating to the welding robot.
(11) A welding robot including the slag removing device according to any one of (1) to (10).
また、本発明の上記目的は、スラグ除去方法に係る下記(12)の構成により達成される。
(12) (1)〜(10)のいずれか1つに記載のスラグ除去装置を用い、振動する前記衝撃体を前記溶接部に打ち付けて前記溶接部のスラグを除去する、スラグ除去方法。
Further, the above object of the present invention is achieved by the following configuration (12) relating to the slag removing method.
(12) A slag removing method for removing slag in the welded portion by striking the vibrating impact body against the welded portion using the slag removing device according to any one of (1) to (10).
また、本発明の上記目的は、防振装置に係る下記(13)の構成により達成される。
(13) 衝撃体と、前記衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体と、を有する、溶接部のスラグを除去するためのスラグ除去装置に用いられる防振装置であって、
前記スラグ除去本体を把持する支持部と、前記支持部を前記衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置と、前記衝撃体の移動方向において、前記支持部より前方に配置された第1弾性機構と、前記支持部より後方に配置された第2弾性機構とを有する、
防振装置。
Further, the above object of the present invention is achieved by the configuration of the following (13) relating to the vibration isolator.
(13) An anti-vibration device used for a slag removing device for removing slag in a welded portion, which has an impact body and a slag removing body that gives vibration to the impact body.
A support portion that grips the slag removing body, a linear motion guide device that supports the support portion so as to be reciprocally movable along the moving direction of the impact body, and a linear motion guide device that supports the support portion so as to be reciprocally movable along the moving direction of the impact body. It has a first elastic mechanism arranged and a second elastic mechanism arranged behind the support portion.
Anti-vibration device.
本発明のスラグ除去装置によれば、衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体を把持する支持部に対し、衝撃体の移動方向における前後に設けられた第1弾性機構及び第2弾性機構により、スラグ除去に伴う衝撃を効果的に吸収すること、および衝撃吸収部にかかるスラグ除去本体の重量による負荷を抑制することができるため、可搬型溶接ロボットなどの小型溶接ロボットに適用した場合にあっても過大な負荷をかけることなく、スラグ除去を行うことが可能となる。よって、溶接ロボットの寿命およびスラグ除去装置における衝撃吸収部の寿命を向上させることができる。 According to the slag removing device of the present invention, the slag is provided by the first elastic mechanism and the second elastic mechanism provided in the front-rear direction in the moving direction of the impact body with respect to the support portion that grips the slag removing body that vibrates the impact body. Even when applied to a small welding robot such as a portable welding robot, it can effectively absorb the impact caused by the removal and suppress the load due to the weight of the slag removal body applied to the impact absorbing part. It is possible to remove slag without applying an excessive load. Therefore, the life of the welding robot and the life of the shock absorbing portion in the slag removing device can be improved.
本発明の溶接ロボットによれば、効果的な振動抑制機能を有するスラグ除去装置を備えることで、溶接ロボットに係る負荷が大幅に低減し、溶接ロボットの小型化が可能となる。 According to the welding robot of the present invention, by providing the slag removing device having an effective vibration suppression function, the load on the welding robot is significantly reduced, and the welding robot can be miniaturized.
本発明のスラグ除去方法によれば、効果的な振動抑制機能を有するスラグ除去装置を用い、振動する衝撃体を溶接部に打ち付けて溶接部のスラグを除去するので、溶接ロボットに対して過大な負荷をかけることなく、スラグ除去することができる。 According to the slag removing method of the present invention, a slag removing device having an effective vibration suppressing function is used to strike a vibrating impact body against the welded portion to remove the slag in the welded portion, which is excessive for the welding robot. Slag can be removed without applying a load.
本発明の防振装置によれば、衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体を把持する支持部に対し、衝撃体の移動方向における前後に設けられた第1弾性機構及び第2弾性機構により、スラグ除去に伴う衝撃を効果的に吸収することおよびスラグ除去本体重量が衝撃吸収部にかける負荷を抑制することができるため、防振装置の振動抑制機能および寿命を向上させることができる。 According to the anti-vibration device of the present invention, the slag is provided by the first elastic mechanism and the second elastic mechanism provided in the front-rear direction in the moving direction of the impact body with respect to the support portion that grips the slag removing body that vibrates the impact body. Since the impact associated with the removal can be effectively absorbed and the load applied to the impact absorbing portion by the weight of the slag removing body can be suppressed, the vibration suppressing function and the life of the vibration isolator can be improved.
以下、本発明に係るスラグ除去装置の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, each embodiment of the slag removing device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1Aは、本発明の第1実施形態に係るスラグ除去装置の側面図であり、図1Bは、その上面図である。なお、以下の説明においては、ニードル22が突出する方向を前方、ニードル22が引き込まれる方向を後方、前方及び後方に直交し、図1Aにおける紙面に垂直な方向を左右方向、前後方向及び左右方向に直交する方向を上下方向として説明する。
<First Embodiment>
FIG. 1A is a side view of the slag removing device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a top view thereof. In the following description, the direction in which the
図1A及び図1Bに示すように、スラグ除去装置10は、スラグ除去部20と、衝撃吸収部30を備える。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
スラグ除去部20は、衝撃体であるニードル集合体21と、衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体23と、を有する。
ニードル集合体21は、直径:φ1.5〜φ2.5mmの複数(例えば、7〜13本)のニードル22が、前後方向に束ねられている。
スラグ除去本体23は、不図示のシリンダを内蔵し、ニードル22を突出させた状態で保持し、ノズル24から供給されるエアにより、ニードル22を高速で進退移動させる。そして、スラグ除去部20は、シリンダでニードル22を駆動して、溶接金属の表面を覆うスラグに繰り返し衝突させてスラグを破砕し、該スラグを溶接部105(図5を参照)から剥離して除去する。
The
In the
The slag removing
衝撃吸収部30は、スラグ除去本体23を把持する支持部31と、支持部31を衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置40と、衝撃体の移動方向において支持部31に対して前方に配置され、支持部31に弾性力を作用させる第1弾性機構51と、衝撃体の移動方向において支持部31に対して後方に配置され、支持部31に弾性力を作用させる第2弾性機構52と、ベースプレート60と、を有する。
The
支持部31の上部は、本体32と蓋部33とで2つに分割されている。本体32及び蓋部33は、それぞれ不図示の略半円形の凹部を備え、本体32と蓋部33を合わせて組み付けることで、略半円形の凹部によりスラグ除去本体23を把持するための把持孔(図示せず)が形成される。したがって、本体32の半円形凹部にスラグ除去本体23を乗せ、蓋部33を被せてボルト34で固定することで、スラグ除去本体23が支持部31に把持される。
The upper part of the
また、支持部31には、その両側面から円筒状の第1カバー35a、35bが、それぞれ前後方向に延びて形成されている。円筒状の第1カバー35a、35b内には、カラー36a,36bが、第1カバー35a、35bと同心に不図示のボルトによって固定されている。
Further, the
支持部31の下面には、スライダ37がボルトにより固定されている。また、ベースプレート60の上面60aには、ガイドレール38が、その長手方向を前後方向に向けて固定されている。ガイドレール38には、スライダ37が跨って配置され、ガイドレール38に沿って摺動自在となる。すなわち、スライダ37とガイドレール38は、直動案内装置40を構成する。
A
また、ベースプレート60の下面60bには、後述する溶接ロボット100にスラグ除去装置10を取り付けるための取付ステー61が固定されている。さらに、ベースプレート60の上面60aには、カラー36a,36bに対向して弾性機構支持ブロック62a,62bが前後方向に離間して固定されている。
Further, a mounting
弾性機構支持ブロック62aの支持部31側の側面(図1A中、右側面)には、防振材の一例である防振ゴム55aが固定され、該防振ゴム55aの先端には、さらにカラー56aが固定されている。弾性機構支持ブロック62bの支持部31側の側面(図1A中、左側面)には、防振材の一例である防振ゴム55bが固定され、該防振ゴム55bの先端には、さらにカラー56bが固定されている。なお、防振材としては、シリコンゲル、天然ゴム、クロロプレンゴムなどが使用可能であり、その静的バネ定数は5〜30N/mmとするのが、振動を効率的に吸収するために好ましい。
A vibration-
弾性機構支持ブロック62a,62bは、それぞれ支持部31に向かって延びる、円筒状の第2カバー59a、59bを備える。第2カバー59a、59bの内径は、第1カバー35a、35bの外径よりわずかに大きい。これにより、第1カバー35a、35bの先端は、第2カバー59a、59bの先端に伸縮自在に内嵌する。
The elastic mechanism support blocks 62a and 62b are provided with cylindrical
カラー36aとカラー56a及びカラー36bとカラー56bには、それぞれ第1及び第2コイルバネ53,54が外嵌し、所定の長さに圧縮された状態で取り付けられている。
The first and second coil springs 53 and 54 are fitted onto the
したがって、第1弾性機構51は、防振ゴム55aと第1コイルバネ53により構成され、第2弾性機構52は、防振ゴム55bと第2コイルバネ54により構成される。なお、第1及び第2コイルバネ53,54は、性能安定および寿命向上のため、引っ張りではなく圧縮で使用されるのが好ましい。
Therefore, the first
なお、防振ゴムとコイルバネを組み合わせて弾性体を構成したのは、スラグ除去本体23が発する加振周波数と、コイルバネ単体の固有振動数が近い場合に、サージングと呼ばれるコイルバネの共振が発生して、防振効果とコイルバネの機械的寿命が著しく低下する悪影響を、防振ゴムの内部減衰により低減するためである。
The elastic body is constructed by combining the anti-vibration rubber and the coil spring because the resonance of the coil spring called surging occurs when the vibration frequency generated by the slag removing
また、カラー36a,36b、防振ゴム55a,55b、及びカラー56a,56bは、同一軸上に配設されている。したがって、第1及び第2コイルバネ53,54の軸心も同一軸上に位置する。
Further, the
第1コイルバネ53及び第2コイルバネ54は、その軸心方向がニードル22の移動方向と一致しており、スラグ除去本体23を、支持部31を介して前後方向であるニードル移動方向に、移動可能な状態で支持している。第1コイルバネ53及び第2コイルバネ54は、スラグ除去本体23が水平姿勢で保持されているとき、両コイルバネ53,54の力が均衡する位置で、スラグ除去本体23を支持する。したがって、第1及び第2コイルバネ53,54が同一仕様のバネである場合、支持部31はガイドレール38の長手方向の略中央に位置する。
The axial center direction of the
また、スラグ除去装置10の姿勢が、例えば、上方に傾斜しているときには、スラグ除去本体23及び支持部31の重量が、第2コイルバネ54のバネ力により支持される。また、スラグ除去装置10が、下方に傾斜しているときには、スラグ除去本体23及び支持部31の重量が第1コイルバネ53のバネ力により支持される。すなわち、それぞれ中央位置から僅かにズレた位置において安定して支持される。
Further, when the posture of the
このように、スラグ除去本体23は、前後方向両側から第1コイルバネ53及び第2コイルバネ54により支持されているので、スラグ除去装置10の姿勢は、自由な姿勢に設定することができ、溶接部105の位置に関係なく、ほとんどの場所において作業が可能となり、かつ衝撃吸収部にかかるスラグ除去本体の重量による負荷を抑制することができる。なお、作業姿勢が上向き、あるいは下向きのいずれか一方に決まっている場合には、第1コイルバネ53又は第2コイルバネ54の一方のバネ力を、他方のバネ力より大きく設定して、スラグ除去本体23及び支持部31の自重を積極的に支持するように設定することもできる。
As described above, since the slag removing
第1コイルバネ53及び第2コイルバネ54の好ましい仕様としては、線径:φ1.0〜φ2.4mmのピアノ線が、外径:φ16〜φ20mm、自由長:50〜100mmに巻回されたバネであり、バネ定数:0.8〜3.6N/mmの範囲に設定することが好ましい。また、この仕様の第1コイルバネ53及び第2コイルバネ54の取り付け時には、初期たわみが2〜10mmとなるように設定した圧縮バネとするのがよい。
The preferred specifications of the
第1コイルバネ53及び第2コイルバネ54のバネ定数を上記の範囲とする理由は、一般的には、第1コイルバネ53及び第2コイルバネ54を柔らかくする方が振動を減衰させる効果が高いと考えられるものの、溶接部105の位置によってスラグ除去本体23の姿勢が変化するため、あまり柔らかすぎると、スラグ除去本体23の姿勢変化によって第1コイルバネ53及び第2コイルバネ54に負荷される重量が変化して、ニードル22の先端位置が大きく変化してしまうためである。
The reason why the spring constants of the
また、スラグを良好に除去しようとする場合、スラグ除去本体23を所定以上の保持力で保持しなければ、スラグの除去に十分な衝撃力を溶接部105及びスラグに付与することができないためである。
Further, when trying to remove slag satisfactorily, if the slag removing
また、第1コイルバネ53及び第2コイルバネ54の周囲は、第1カバー35a、35bと、該第1カバー35a、35bに外嵌する第2カバー59a、59bによって覆われている。これにより、例えば、外部からの異物混入によって第1コイルバネ53及び第2コイルバネ54のバネ特性に及ぼす影響が排除することができ、衝撃吸収部の寿命が向上し得る。
Further, the periphery of the
なお、カバーとしては、耐熱性を持つ布、ゴム製の蛇腹式のものであってもよい。また、第1及び第2カバー35a、35b、59a、59bの材質は、特に問わないが、例えば、アルミニウム、ステンレスパイプ等の金属を用いると、溶接時に発生するアーク光から防振ゴム55a、55bの劣化を防止できるため、好ましい。
The cover may be a heat-resistant cloth or a rubber bellows type cover. The materials of the first and
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係るスラグ除去装置について、図2を参照して説明する。図2は、本発明の第2実施形態に係るスラグ除去装置の側面図である。なお、第1実施形態のスラグ除去装置10と同一部分には、同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。なお、以下の各実施形態のスラグ除去装置についても、同一部分には同一符号又は相当符号を付して、説明を簡略化又は省略する。
<Second Embodiment>
Next, the slag removing device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a side view of the slag removing device according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those of the
本実施形態に係るスラグ除去装置10Aは、第1実施形態の第1弾性機構51及び第2弾性機構52が、第1及び第2コイルバネ53,54と防振ゴム55a,55bの組み合わせで構成されるのに対して、第1及び第2コイルバネ53,54のみで構成されている点で、第1実施形態に係るスラグ除去装置10と異なる。
In the
本実施形態に係るスラグ除去装置10Aによれば、スラグ除去本体23が発する加振周波数とバネ定数の関係から、コイルバネがサージングするおそれのない場合に、衝撃吸収機構をより簡便化できるメリットがある。
According to the
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係るスラグ除去装置について、図3を参照して説明する。図3は、本発明の第3実施形態に係るスラグ除去装置の側面図である。
<Third Embodiment>
Next, the slag removing device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a side view of the slag removing device according to the third embodiment of the present invention.
本実施形態に係るスラグ除去装置10Bは、第1弾性機構51及び第2弾性機構52が、防振ゴム55a,55bのみで構成されている点で、第1実施形態に係るスラグ除去装置10と異なる。この場合、防振ゴム55aに固定されたカラー56aと支持部31に固定されたカラー36aが直接当接し、防振ゴム55bに固定されたカラー56bと支持部31に固定されたカラー36bもまた直接当接している。
The
本実施形態に係るスラグ除去装置10Bによれば、第1及び第2コイルバネ53,54を備えないため、その長さ分だけ、弾性機構支持ブロック62a,62bを支持部31に近接した位置に配置できる。よって、衝撃吸収部30、ひいてはスラグ除去装置10Bの小型化が可能となる。また、本実施形態のスラグ除去装置10Bも、防振ゴム55a,55bは、互いに伸縮自在に嵌合する第1カバー35a、35bと第2カバー59a、59bで覆われているので、アーク光などによる防振ゴム55a,55bの劣化が抑制される。
According to the
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係るスラグ除去装置について、図4を参照して説明する。図4は、本発明の第4実施形態に係るスラグ除去装置の側面図である。
<Fourth Embodiment>
Next, the slag removing device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a side view of the slag removing device according to the fourth embodiment of the present invention.
本実施形態に係るスラグ除去装置10Cは、支持部31に固定されたカラー36a,36bと、弾性機構支持ブロック62a,62bに固定されたカラー56a,56bのそれぞれの先端に、一対の磁石、好ましくは永久磁石70が、同極同士を対向させて配置されている。
The
好ましい永久磁石70の特性は、磁束密度:300〜600mT、対向する面:50〜200mm2であり、空間距離L:1〜10mmに設定されて、離間した状態で対向配置されている。そして、スラグ除去時に支持部31に作用する振動を永久磁石70の反発力によって吸収する。すなわち、本実施形態の第1弾性機構51及び第2弾性機構52は、対向配置された一対の永久磁石70によって構成されている。
The characteristics of the preferable
第1弾性機構51及び第2弾性機構52を構成する永久磁石70は、互いに伸縮自在に嵌合する第1カバー35a、35bと第2カバー59a、59bで覆われているので、例えば、アーク溶接時に発生するヒュームに起因する外部からの鉄紛などが、永久磁石70に付着することが防止され、磁石性能が変化するのを抑制できる。
The
また、第1弾性機構51及び第2弾性機構52を永久磁石70により構成することで、バネなどのように疲労破壊の発生や共振が発生することがなく、安定した振動抑制機能が長期間に亘って維持され、衝撃吸収部である第1及び第2弾性機構51,52の長寿命化がより図れる。また、指を挟むおそれがないため、安全性が向上する。さらに、衝撃吸収部30の長さ方向寸法が短縮されて、スラグ除去装置10Cの小型化が可能となる。
Further, by configuring the first
このような構成を有するスラグ除去装置10,10A,10B及び10Cは、図5に示すように、取付ステー61により可搬型溶接ロボットなどの小型溶接ロボット100に搭載される。
As shown in FIG. 5, the
小型溶接ロボット100は、例えば、磁石などから構成される取り付け部106によって角型鋼管102の外周に設けられたガイドレール101と、該ガイドレール101上に設置され、ガイドレール101に沿って移動するロボット本体103と、ロボット本体103に設けられた取付部104とを備える。取付部104には、スラグ除去装置10が取り付けられて搭載される。なお、取付部104は、溶接作業時には、スラグ除去装置10に替えて不図示の溶接トーチを取り付けることができる。
The
ロボット本体103は、ガイドレール101に沿って角型鋼管102の周囲を移動するとともに、ガイドレール101から離間する方向にも移動可能であり、さらに取付部104は、角型鋼管102の外面に沿って図中上下方向に移動可能である。すなわち、取付部104は、3方向の自由度を有しており、取付部104に搭載されているスラグ除去装置10は、溶接部105に合わせて任意の姿勢をとることができる。
The
スラグ除去装置10は、取付ステー61を介してロボット本体103の取付部104に搭載されている。スラグ除去装置10は、図示のエアホースを介してノズル24から供給されるエアによりスラグ除去装置10のニードル22を、高速で進退移動させて、溶接部105の溶接金属の表面を覆うスラグに繰り返し衝突させてスラグを破砕し、該スラグを溶接部105から剥離して除去する。
The
ニードル22が進退する際、その反力がスラグ除去本体23に前後方向に繰り返し作用する。詳細には、ニードル集合体21が突出する際には後方に向かう反力が発生してスラグ除去本体23を後方に押し、ニードル22が後退する際には前方に向かう反力が発生してスラグ除去本体23を前方に押す。
When the
このスラグ除去本体23にかかる反力は、スラグ除去本体23を把持する支持部31にも伝達される。すなわち、支持部31は、ニードル22が突出すると後方に移動して第2コイルバネ54を圧縮し、ニードル22が後退すると前方に移動して第1コイルバネ53を圧縮して、ガイドレール38に沿って摺動移動して反力を吸収する。
The reaction force applied to the slag removing
このように、スラグ除去装置10の作動時に発生してスラグ除去本体23に作用する反力は、第1コイルバネ53及び第2コイルバネ54、防振ゴム55a,55bの弾性力、又は永久磁石70の反力で吸収されて、スラグ除去装置10の振動が大幅に抑制される。
As described above, the reaction force generated when the
また、一対の第1及び第2コイルバネ53,54、防振ゴム55a,55b、及び一対の永久磁石70が、支持部31の前後方向に配置されているので、第1コイルバネ53及び第2コイルバネ54などの弾性体に作用する負荷が大幅に軽減されて、第1及び第2コイルバネ53,54や、防振ゴム55a,55bの寿命が長くなる。さらに、可搬型溶接ロボットなどの小型溶接ロボット100に対して過大な負荷をかけることなく、スラグ除去を行うことができるため、溶接ロボットの寿命向上および衝撃吸収部の寿命向上を図ることができる。
Further, since the pair of first and second coil springs 53 and 54, the
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、衝撃体はニードルを例として説明したが、チッパーや振動ブラシなどであってもよい。また、第1弾性機構51及び第2弾性機構52は、上記で説明した各実施形態の弾性機構及びその組み合わせに拘らず、任意の弾性体を用いることができ、さらにそれらを自由に組み合わせることかできる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified, improved, and the like. For example, the impact body has been described using a needle as an example, but may be a chipper, a vibrating brush, or the like. Further, as the first
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 溶接部のスラグを除去するスラグ除去装置であって、
前記スラグ除去装置は、スラグ除去部及び衝撃吸収部を含み、
前記スラグ除去部は、衝撃体と、前記衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体と、を有し、
前記衝撃吸収部は、前記スラグ除去本体を把持する支持部と、前記支持部を前記衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置と、前記衝撃体の移動方向において前記支持部に対して前方に配置された第1弾性機構と、前記支持部に対して後方に配置された第2弾性機構と、を有する、
スラグ除去装置。
この構成によれば、衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体を把持する支持部に対し、衝撃体の移動方向における前後に設けられた第1弾性機構及び第2弾性機構により、スラグ除去に伴う衝撃を効果的に吸収することおよび衝撃吸収部にかかるスラグ除去本体の重量による負荷を抑制することができるため、可搬型溶接ロボットなどの小型溶接ロボットに適用した場合にあっても過大な負荷をかけることなく、スラグ除去を行うことが可能となる。よって、溶接ロボットの寿命およびスラグ除去装置における衝撃吸収部の寿命を向上させることができる。
As described above, the following matters are disclosed in this specification.
(1) A slag removing device that removes slag from welded parts.
The slag removing device includes a slag removing part and a shock absorbing part.
The slag removing portion includes an impact body and a slag removing body that vibrates the impact body.
The shock absorbing portion includes a support portion that grips the slag removing body, a linear motion guide device that supports the support portion so as to be reciprocally movable along the moving direction of the impact body, and the shock absorbing portion in the moving direction of the impact body. It has a first elastic mechanism arranged forward with respect to the support portion and a second elastic mechanism arranged rearward with respect to the support portion.
Slag remover.
According to this configuration, with respect to the support portion that grips the slag removing main body that vibrates the impact body, the first elastic mechanism and the second elastic mechanism provided in the front-rear direction in the moving direction of the impact body provide an impact due to slag removal. Because it is possible to effectively absorb the slag and suppress the load due to the weight of the slag removal body on the shock absorbing part, an excessive load is applied even when applied to a small welding robot such as a portable welding robot. It is possible to remove slag without any need. Therefore, the life of the welding robot and the life of the shock absorbing portion in the slag removing device can be improved.
(2) 前記衝撃吸収部は、前記第1弾性機構及び前記第2弾性機構の少なくとも一方の周囲を覆うカバー部材を備える、(1)に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、外部からの異物やアーク光などによる弾性機構への影響を排除することができる。
(2) The slag removing device according to (1), wherein the shock absorbing portion includes a cover member that covers at least one of the first elastic mechanism and the second elastic mechanism.
According to this configuration, it is possible to eliminate the influence of foreign matter and arc light from the outside on the elastic mechanism.
(3) 前記第1弾性機構又は前記第2弾性機構は、バネ、防振材、及び磁石のうち少なくとも一つによって構成される、(1)又は(2)に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、溶接部に合わせて第1弾性機構又は第2弾性機構を、防振に最適な材料で構成できる。
(3) The slag removing device according to (1) or (2), wherein the first elastic mechanism or the second elastic mechanism is composed of at least one of a spring, a vibration isolator, and a magnet.
According to this configuration, the first elastic mechanism or the second elastic mechanism can be made of the most suitable material for vibration isolation according to the welded portion.
(4) 前記第1弾性機構及び前記第2弾性機構は、同極同士が対向配置された一対の磁石によって構成される、(3)に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、磁石が劣化するおそれがなく、磁石の反発力を利用して長期間に亘って振動抑制機能を維持できる。
(4) The slag removing device according to (3), wherein the first elastic mechanism and the second elastic mechanism are composed of a pair of magnets having the same poles arranged to face each other.
According to this configuration, there is no possibility that the magnet is deteriorated, and the vibration suppression function can be maintained for a long period of time by utilizing the repulsive force of the magnet.
(5) 前記バネは、外径:φ16〜φ20mm、線径:φ1.0〜φ2.4mm、自由長:50〜100mmであり、バネ定数:0.8〜3.6N/mmの特性を有する、(3)に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、最適なバネ定数を有する第1弾性機構及び第2弾性機構を設計できる。
(5) The spring has an outer diameter of φ16 to φ20 mm, a wire diameter of φ1.0 to φ2.4 mm, a free length of 50 to 100 mm, and a spring constant of 0.8 to 3.6 N / mm. , (3) The slag removing device.
According to this configuration, the first elastic mechanism and the second elastic mechanism having the optimum spring constant can be designed.
(6) 前記バネは、初期たわみが2〜10mmとなるように設定されている、(5)に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、スラグ除去装置の自重に影響されることなくスラグ除去装置の姿勢を任意の姿勢に設定できる。
(6) The slag removing device according to (5), wherein the spring is set so that the initial deflection is 2 to 10 mm.
According to this configuration, the posture of the slag removing device can be set to an arbitrary posture without being affected by the own weight of the slag removing device.
(7) 前記防振材は、シリコンゲル、天然ゴム、クロロプレンゴムのうち少なくとも一つから構成され、該防振材は、静的バネ定数が5〜30N/mmの特性を有する、(3)に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、多くの防振材の中から最適な防振材を選択できる。
(7) The anti-vibration material is composed of at least one of silicon gel, natural rubber, and chloroprene rubber, and the anti-vibration material has a characteristic of a static spring constant of 5 to 30 N / mm (3). The slag remover according to.
According to this configuration, the optimum anti-vibration material can be selected from many anti-vibration materials.
(8) 前記磁石は、磁束密度:300〜600mT、面積:50〜200mm2であり、一対の前記磁石は、同極同士が、空間距離を1〜10mmとして対向配置されている、(3)又は(4)に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、スラグ除去装置を小型化でき、かつ振動抑制機能の低下が防止できる。
(8) The magnet has a magnetic flux density of 300 to 600 mT and an area of 50 to 200 mm 2. The pair of magnets are arranged so that the same poles face each other with a spatial distance of 1 to 10 mm. (3) Or the slag removing device according to (4).
According to this configuration, the slag removing device can be miniaturized and the deterioration of the vibration suppressing function can be prevented.
(9) 前記衝撃体は、直径:φ1.5〜φ2.5mmのニードルが7〜13本束ねられて構成されるニードル集合体である、(1)に記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、スラグ除去に好適な衝撃体が得られる。
(9) The slag removing device according to (1), wherein the impact body is a needle assembly composed of 7 to 13 needles having a diameter of φ1.5 to φ2.5 mm bundled together.
According to this configuration, an impact body suitable for removing slag can be obtained.
(10) 可搬型溶接ロボットに装着して用いられるための、(1)〜(9)のいずれか1つに記載のスラグ除去装置。
この構成によれば、効果的な振動抑制機能を有するスラグ除去装置を備えることで、溶接ロボットに係る負荷が大幅に低減し、溶接ロボットの小型化が可能となる。
(10) The slag removing device according to any one of (1) to (9), which is used by being mounted on a portable welding robot.
According to this configuration, by providing the slag removing device having an effective vibration suppression function, the load on the welding robot is significantly reduced, and the welding robot can be miniaturized.
(11) (1)〜(10)のいずれか1つに記載のスラグ除去装置を備える、溶接ロボット。
この構成によれば、効果的な振動抑制機能を有するスラグ除去装置を備えることで、溶接ロボットに係る負荷が大幅に低減し、溶接ロボットの小型化が可能となる。
(11) A welding robot including the slag removing device according to any one of (1) to (10).
According to this configuration, by providing the slag removing device having an effective vibration suppression function, the load on the welding robot is significantly reduced, and the welding robot can be miniaturized.
(12) (1)〜(10)のいずれか1つに記載のスラグ除去装置を用い、振動する前記衝撃体を前記溶接部に打ち付けて前記溶接部のスラグを除去する、スラグ除去方法。
この構成によれば、効果的な振動抑制機能を有するスラグ除去装置を用い、振動する衝撃体を溶接部に打ち付けて溶接部のスラグを除去するので、溶接ロボットに対して過大な負荷をかけることなく、スラグ除去することができる。
(12) A slag removing method for removing slag in the welded portion by striking the vibrating impact body against the welded portion using the slag removing device according to any one of (1) to (10).
According to this configuration, a slag removing device having an effective vibration suppression function is used, and a vibrating impact body is struck against the welded portion to remove the slag in the welded portion, so that an excessive load is applied to the welding robot. It is possible to remove slag.
(13) 衝撃体と、前記衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体と、を有する、溶接部のスラグを除去するためのスラグ除去装置に用いられる防振装置であって、
前記スラグ除去本体を把持する支持部と、前記支持部を前記衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置と、前記衝撃体の移動方向において、前記支持部より前方に配置された第1弾性機構と、前記支持部より後方に配置された第2弾性機構とを有する、
防振装置。
この構成によれば、衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体を把持する支持部に対し、衝撃体の移動方向における前後に設けられた第1弾性機構及び第2弾性機構により、スラグ除去に伴う衝撃を効果的に吸収することおよびスラグ除去本体重量が衝撃吸収部にかける負荷を抑制することができるため、防振装置の振動抑制機能および寿命を向上させることができる。
(13) An anti-vibration device used for a slag removing device for removing slag in a welded portion, which has an impact body and a slag removing body that gives vibration to the impact body.
A support portion that grips the slag removing body, a linear motion guide device that supports the support portion so as to be reciprocally movable along the moving direction of the impact body, and a linear motion guide device that supports the support portion so as to be reciprocally movable along the moving direction of the impact body. It has a first elastic mechanism arranged and a second elastic mechanism arranged behind the support portion.
Anti-vibration device.
According to this configuration, with respect to the support portion that grips the slag removing main body that vibrates the impact body, the impact associated with the slag removal is caused by the first elastic mechanism and the second elastic mechanism provided in the front-rear direction in the moving direction of the impact body. It is possible to effectively absorb the slag and suppress the load applied to the shock absorbing portion by the weight of the slag removing body, so that the vibration suppressing function and the life of the vibration isolator can be improved.
10,10A,10B,10C スラグ除去装置
20 スラグ除去部
21 ニードル集合体
22 ニードル(衝撃体)
23 スラグ除去本体
30 衝撃吸収部
31 支持部
35a,35b 第1カバー(カバー部材)
40 直動案内装置
51 第1弾性機構
52 第2弾性機構
53 第1コイルバネ(第1弾性機構)
54 第2コイルバネ(第2弾性機構)
55a,55b 防振ゴム(防振材)
59a,59b 第2カバー(カバー部材)
70 永久磁石(磁石)
100 小型溶接ロボット(可搬型溶接ロボット)
105 溶接部
L 空間距離
10, 10A, 10B, 10C
23
40
54 Second coil spring (second elastic mechanism)
55a, 55b Anti-vibration rubber (anti-vibration material)
59a, 59b 2nd cover (cover member)
70 Permanent magnet (magnet)
100 Small welding robot (portable welding robot)
105 Welded part L Spatial distance
Claims (13)
前記スラグ除去装置は、スラグ除去部及び衝撃吸収部を含み、
前記スラグ除去部は、衝撃体と、前記衝撃体に振動を与えるスラグ除去本体と、を有し、
前記衝撃吸収部は、前記スラグ除去本体を把持する支持部と、前記支持部を前記衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置と、前記衝撃体の移動方向において前記支持部に対して前方に配置された第1弾性機構と、前記支持部に対して後方に配置された第2弾性機構と、を有する、
スラグ除去装置。 A slag remover that removes slag from welds.
The slag removing device includes a slag removing part and a shock absorbing part.
The slag removing portion includes an impact body and a slag removing body that vibrates the impact body.
The shock absorbing portion includes a support portion that grips the slag removing body, a linear motion guide device that supports the support portion so as to be reciprocally movable along the moving direction of the impact body, and the shock absorbing portion in the moving direction of the impact body. It has a first elastic mechanism arranged forward with respect to the support portion and a second elastic mechanism arranged rearward with respect to the support portion.
Slag remover.
請求項1に記載のスラグ除去装置。 The shock absorbing portion includes a cover member that covers at least one of the first elastic mechanism and the second elastic mechanism.
The slag removing device according to claim 1.
請求項1又は2に記載のスラグ除去装置。 The first elastic mechanism or the second elastic mechanism is composed of at least one of a spring, a vibration isolator, and a magnet.
The slag removing device according to claim 1 or 2.
請求項3に記載のスラグ除去装置。 The first elastic mechanism and the second elastic mechanism are composed of a pair of magnets in which the same poles are arranged to face each other.
The slag removing device according to claim 3.
請求項3に記載のスラグ除去装置。 The spring has an outer diameter of φ16 to φ20 mm, a wire diameter of φ1.0 to φ2.4 mm, a free length of 50 to 100 mm, and a spring constant of 0.8 to 3.6 N / mm.
The slag removing device according to claim 3.
請求項5に記載のスラグ除去装置。 The spring is set so that the initial deflection is 2 to 10 mm.
The slag removing device according to claim 5.
請求項3に記載のスラグ除去装置。 The anti-vibration material is composed of at least one of silicon gel, natural rubber, and chloroprene rubber, and the anti-vibration material has a characteristic of a static spring constant of 5 to 30 N / mm.
The slag removing device according to claim 3.
一対の前記磁石は、同極同士が、空間距離を1〜10mmとして対向配置されている、
請求項3又は4に記載のスラグ除去装置。 The magnet has a magnetic flux density of 300 to 600 mT and an area of 50 to 200 mm 2 .
The pair of magnets are arranged so that the same poles face each other with a spatial distance of 1 to 10 mm.
The slag removing device according to claim 3 or 4.
請求項1に記載のスラグ除去装置。 The impact body is a needle assembly composed of 7 to 13 needles having a diameter of φ1.5 to φ2.5 mm bundled together.
The slag removing device according to claim 1.
請求項1〜9のいずれか1項に記載のスラグ除去装置。 For use by mounting on a portable welding robot
The slag removing device according to any one of claims 1 to 9.
溶接ロボット。 The slag removing device according to any one of claims 1 to 10 is provided.
Welding robot.
振動する前記衝撃体を前記溶接部に打ち付けて前記溶接部のスラグを除去する、
スラグ除去方法。 Using the slag removing device according to any one of claims 1 to 10,
The vibrating impact body is struck against the welded portion to remove the slag of the welded portion.
How to remove slag.
前記スラグ除去本体を把持する支持部と、前記支持部を前記衝撃体の移動方向に沿って往復移動可能に支持する直動案内装置と、前記衝撃体の移動方向において、前記支持部より前方に配置された第1弾性機構と、前記支持部より後方に配置された第2弾性機構とを有する、
防振装置。 A vibration isolator used in a slag removing device for removing slag in a welded portion, which has an impact body and a slag removing body that gives vibration to the impact body.
A support portion that grips the slag removing body, a linear motion guide device that supports the support portion so as to be reciprocally movable along the moving direction of the impact body, and a linear motion guide device that supports the support portion so as to be reciprocally movable along the moving direction of the impact body. It has a first elastic mechanism arranged and a second elastic mechanism arranged behind the support portion.
Anti-vibration device.
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