JP5366578B2 - Welding weaver and welding apparatus equipped with the welding weaver - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a welding weaver capable of easily executing the maintenance of a welding torch, and oscillating a fore end of a welding wire at a high speed. <P>SOLUTION: The welding weaver comprises a body part 21 on which a welding torch 22 is freely turnably provided, a link bar 24 connected to the welding torch 22, a linear motor 26 connected to the link bar 24 so that a rod part 26b is freely turnable, and a weaver control panel 5 for controlling the linear motor 26 so that a fore end of the welding torch 22 is oscillated in a predetermined waveform. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、溶接用ウィーバ及びこの溶接用ウィーバを搭載した溶接装置に関する。   The present invention relates to a welding weaver and a welding apparatus equipped with the welding weaver.

アーク溶接を行う自動溶接装置は、倣い制御により溶接ワイヤ先端の位置精度を確保する目的や、溶接品質の確保を目的として、従来より溶接ワイヤの先端部を揺動させる動作を行っている。このような溶接ワイヤ先端部を揺動させるものとしては、例えば「15は回転径可変の溶接トーチ、16は溶接ワイヤ、17は電極ノズル、18は電極ノズル17の先端に取り付けられた偏心チップであり、この偏心チップ18により電極ノズル17の中心を通る溶接ワイヤ16の先端16aの位置が軸芯より所定の距離だけ偏倚せしめられる。19は電極ノズル17の上端部を支持する自動調心ベアリングで、ギヤボックス20に取り付けられている。21は電極ノズル17の中間部を支持する自動調心ベアリングで、偏心回転筒体22の偏心位置に取り付けられており、偏心回転筒体22はベアリング23を介してギヤボックス20に回転自在に支持されている。24は上記回転径変更装置14の一方を構成する回転機構で、モータM1によりギヤ25,26を介して電極ノズル17を回転駆動する。27は回転径変更装置14の他方を構成する回転機構で、モータM2によりギヤ28,29を介して偏心回転筒体22を回転駆動する。これによって電極ノズル17は上部の自動調心ベアリング19を支点とする歳差運動をする。」(例えば特許文献1参照)という溶接トーチが提案されている。また、例えば「トーチ基部10の先端に取り付けられたワイヤ供給ノズル14と、ワイヤ供給ノズル14の対抗側面に配置された1対の永久磁石15と、永久磁石15の外側に配置された1対の電磁コイル16と、電磁コイル16に交番電圧を印加したときに、可どう部材13を中心にワイヤ5の先端をオシレートする消耗電極溶接トーチ3と、体積膨張素子33を用いた1対のヒンジ機構31を具備し、前記1対のヒンジ機構31は、ワイヤ5のオシレートする方向に、ワイヤ供給ノズル14の対向側面に配設し、体積膨張素子33に引加する電圧により、前記ワイヤ5の先端のオシレート幅を調整できることを特徴とする。」(例えば特許文献2参照)という溶接トーチが提案されている。また、溶接トーチ全体を揺動させて溶接ワイヤの先端部を揺動させるるものとしては、例えば「溶接トーチ1と、この溶接トーチ1を保持して溶接トーチ1を水平方向に移動する水平移動部9および溶接トーチ1を垂直方向に移動する垂直移動部8を有する駆動機構と、溶接トーチ1により溶接される溶接線の位置を検出する溶接線検出手段と、溶接トーチ1がオシレート運動を行うように水平移動部9および垂直移動部8をコントロールするとともに溶接線検出手段より検出した溶接線の位置ずれを補正するように水平移動部9および垂直移動部8をコントロールする制御装置とを備えている。」(例えば特許文献3参照)という溶接装置が提案されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an automatic welding apparatus that performs arc welding performs an operation of swinging the tip of a welding wire for the purpose of ensuring the positional accuracy of the tip of the welding wire by scanning control and ensuring the welding quality. For example, “15 is a welding torch having a variable rotation diameter, 16 is a welding wire, 17 is an electrode nozzle, and 18 is an eccentric tip attached to the tip of the electrode nozzle 17. The position of the tip 16a of the welding wire 16 passing through the center of the electrode nozzle 17 is offset by a predetermined distance from the shaft center by the eccentric tip 18. Reference numeral 19 denotes a self-aligning bearing that supports the upper end of the electrode nozzle 17. The self-aligning bearing 21 supports an intermediate portion of the electrode nozzle 17 and is attached to an eccentric position of the eccentric rotating cylinder 22, and the eccentric rotating cylinder 22 has a bearing 23. And 24 is rotatably supported by the gear box 20. Reference numeral 24 denotes a rotation mechanism that constitutes one of the rotation diameter changing devices 14, and the motor M1. Thus, the electrode nozzle 17 is rotationally driven via gears 25 and 26. A rotational mechanism 27 constitutes the other of the rotational diameter changing device 14, and the eccentric rotating cylinder 22 is rotationally driven by the motor M2 via the gears 28 and 29. As a result, the electrode nozzle 17 precesses about the upper self-aligning bearing 19 as a fulcrum "(for example, see Patent Document 1), a welding torch has been proposed. Further, for example, “a wire supply nozzle 14 attached to the tip of the torch base 10, a pair of permanent magnets 15 disposed on the opposite side of the wire supply nozzle 14, and a pair of permanent magnets 15 disposed on the outside of the permanent magnet 15. A pair of hinge mechanisms using an electromagnetic coil 16, a consumable electrode welding torch 3 that oscillates the tip of the wire 5 around the flexible member 13 when an alternating voltage is applied to the electromagnetic coil 16, and a volume expansion element 33. 31, and the pair of hinge mechanisms 31 are arranged on opposite sides of the wire supply nozzle 14 in the direction of oscillating the wire 5, and the tip of the wire 5 is applied by a voltage applied to the volume expansion element 33. It is possible to adjust the oscillating width of the welding torch "(for example, see Patent Document 2). Further, for example, “welding torch 1 and horizontal movement for holding welding torch 1 and moving welding torch 1 in the horizontal direction as a means for rocking the entire welding torch to rock the tip of the welding wire” Drive mechanism having a vertical moving portion 8 for moving the portion 9 and the welding torch 1 in the vertical direction, a welding line detecting means for detecting the position of the welding line welded by the welding torch 1, and the welding torch 1 performs an oscillating motion. And a controller for controlling the horizontal movement unit 9 and the vertical movement unit 8 so as to control the horizontal movement unit 9 and the vertical movement unit 8 and to correct the displacement of the welding line detected by the welding line detection means. There has been proposed a welding apparatus (see, for example, Patent Document 3).

特開平5−23856号公報(段落0010、図3,4)JP-A-5-23856 (paragraph 0010, FIGS. 3 and 4) 特開平10−6015号公報(要約、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 10-6015 (summary, FIG. 1) 特開平9−192835号公報(要約、図1)JP-A-9-192835 (summary, FIG. 1)

溶接トーチは、アーク溶接時に発生するスパッタ等が溶接トーチ内に侵入してしまう。このため、定期的に溶接トーチをメンテナンスする必要がある。しかしながら、溶接トーチ内のチップボディ(特許文献1における電極ノズル、特許文献2におけるワイヤ供給ノズル)を揺動させる溶接トーチ(例えば特許文献1及び特許文献2参照)は、その構造が複雑なため、メンテナンスしにくいという問題点があった。   In the welding torch, spatter generated during arc welding enters the welding torch. For this reason, it is necessary to periodically maintain the welding torch. However, since the structure of the welding torch (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2) that swings the tip body (the electrode nozzle in Patent Document 1, the wire supply nozzle in Patent Document 2) in the welding torch is complicated, There was a problem that it was difficult to maintain.

また、溶接品質を確保するためには溶融池内を十分に撹拌する必要がある。しかしながら、溶接トーチ全体を揺動させる溶接装置(例えば特許文献3参照)では、重量のある溶接トーチを直線運動させることにより溶接ワイヤの先端を揺動させているため、高速で溶接ワイヤの先端部を揺動させることができないという問題点があった。   Moreover, in order to ensure welding quality, it is necessary to stir the inside of a molten pool fully. However, in a welding device that swings the entire welding torch (see, for example, Patent Document 3), the tip of the welding wire is swung at a high speed because the tip of the welding wire is swung by linearly moving the heavy welding torch. There was a problem that the rocker could not be swung.

本発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、溶接トーチのメンテナンスが容易で、高速で溶接ワイヤの先端部を揺動させることが可能な溶接用ウィーバ及びこの溶接用ウィーバを搭載した溶接装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A welding weaver capable of easily maintaining the welding torch and swinging the tip of the welding wire at high speed, and the welding weaver. It aims at obtaining the welding equipment carrying.

本発明に係る溶接用ウィーバは、溶接トーチが回動軸を介して回動自在に設けられる溶接用ウィーバ本体部と、一端が前記回動軸に接続されるリンクバーと、前記溶接トーチの本体部の軸線に沿って、前記溶接用ウィーバ本体部に設けられた直動アクチュエータと、記直動アクチュエータを制御する制御装置と、を有し、前記リンクバーの他端又は前記直動アクチュエータの可動部の一方には、長穴が形成されており、前記リンクバーの他端又は前記直動アクチュエータの可動部の他方には、ピンが設けられており、前記長穴に前記ピンが回動自在かつ摺動自在に挿入されて、前記リンクバーの他端と前記直動アクチュエータの可動部とが接続されており、前記制御装置は、前記直動アクチュエータの可動部を前後方向に移動させることによって、前記リンクバーを介して、前記溶接トーチを前記回動軸を中心として回動させ、前記溶接トーチの先端を所定の波形で揺動させるものである。 A welding weaver according to the present invention includes a welding weaver main body portion in which a welding torch is rotatably provided via a rotation shaft , a link bar having one end connected to the rotation shaft , and a main body of the welding torch. along the axis of the part, the linear actuator provided on the welding weaver body portion, before Symbol possess a control device for controlling the linear actuator, a, of the link bar and the other end or the linear actuator An elongated hole is formed in one of the movable parts, and a pin is provided on the other end of the link bar or the movable part of the linear actuator, and the pin rotates in the elongated hole. Freely and slidably inserted, the other end of the link bar is connected to the movable part of the linear actuator, and the control device moves the movable part of the linear actuator in the front-rear direction. In I, via the link bar, the welding torch is rotated about said pivot axis and the front end of the welding torch as it is swung at a predetermined waveform.

また、本発明に係る溶接装置は、上記の溶接用ウィーバを搭載したものである。   The welding apparatus according to the present invention is equipped with the above-described welding weaver.

本発明においては、従来からあるシンプルな構造の溶接トーチの先端部(溶接ワイヤの先端部)を、リンク機構により揺動させる。このため、溶接トーチのメンテナンスが容易となる。また、重量のある溶接トーチであっても、溶接トーチ先端部(溶接ワイヤの先端部)を高速で揺動させることができる。   In the present invention, the tip of the welding torch having a conventional simple structure (the tip of the welding wire) is swung by the link mechanism. For this reason, maintenance of the welding torch becomes easy. Even with a heavy welding torch, the tip of the welding torch (the tip of the welding wire) can be swung at high speed.

実施の形態に係る溶接装置を示すシステム構成図である。It is a system configuration figure showing a welding device concerning an embodiment. 実施の形態に係る溶接用ウィーバを示す縦断面模式図である。It is a longitudinal cross-sectional schematic diagram which shows the weaver for welding which concerns on embodiment. 実施の形態に係る溶接トーチの揺動状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the rocking | fluctuation state of the welding torch which concerns on embodiment. 実施の形態に係る溶接トーチ先端の揺動波形の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the rocking | fluctuation waveform of the welding torch front-end | tip which concerns on embodiment. 実施の形態に係る溶接装置の溶接姿勢の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the welding attitude | position of the welding apparatus which concerns on embodiment.

実施の形態.
(全体構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る溶接装置を示すシステム構成図である。
溶接装置100は、溶接ロボット1、溶接ロボット制御盤2、送給装置3、溶接電源4、ウィーバ制御盤5及び溶接用ウィーバ20等から構成されている。溶接ロボット1は例えばロボットアームであり、アームの先端部には、ウィーバ用ブラケット1aを介して溶接用ウィーバ20が設けられている。
Embodiment.
(overall structure)
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
The welding apparatus 100 includes a welding robot 1, a welding robot control panel 2, a feeding device 3, a welding power source 4, a weaver control panel 5, a welding weaver 20, and the like. The welding robot 1 is, for example, a robot arm, and a welding weaver 20 is provided at a tip portion of the arm via a weaver bracket 1a.

この溶接ロボット1は、ロボット動力線6及びロボット信号線7を介して溶接ロボット制御盤2と接続されている。溶接ロボット制御盤2は、溶接ロボット1の姿勢制御等を行うものであり、ロボット動力線6を介して溶接ロボット1に動力を供給し、ロボット信号線7を介して溶接ロボットを所定の姿勢に制御する。溶接ロボット制御盤2は、その動力源として、例えば3相200Vの商用電源に接続されている。   The welding robot 1 is connected to the welding robot control panel 2 via a robot power line 6 and a robot signal line 7. The welding robot control panel 2 performs posture control of the welding robot 1, supplies power to the welding robot 1 via the robot power line 6, and brings the welding robot into a predetermined posture via the robot signal line 7. Control. The welding robot control panel 2 is connected to, for example, a three-phase 200V commercial power source as a power source.

溶接用ウィーバ20には、溶接トーチ22、リニアモータ26及びリニアスケール29等が設けられている。溶接トーチ22は、トーチケーブル8を介して送給装置3と接続されており、送給装置3から溶接ワイヤが供給される。リニアモータ26は、ウィーバ動力線10及びホールセンサ信号線12を介してウィーバ制御盤5と接続されている。リニアスケール29は、リニアスケール信号線11を介してウィーバ制御盤5と接続されている。   The welding weaver 20 is provided with a welding torch 22, a linear motor 26, a linear scale 29, and the like. The welding torch 22 is connected to the feeding device 3 via the torch cable 8, and a welding wire is supplied from the feeding device 3. The linear motor 26 is connected to the weaver control panel 5 via the weaver power line 10 and the hall sensor signal line 12. The linear scale 29 is connected to the weaver control panel 5 via the linear scale signal line 11.

ウィーバ制御盤5は、その動力源として、例えば3相200Vの商用電源に接続されている。また、ウィーバ制御盤5は、ホールセンサ信号線12を介して、リニアモータ26のコイル部26aを流れる電流の値を受信する。また、ウィーバ制御盤5は、リニアスケール信号線11を介してリニアモータ26のロッド部26bの位置情報を受信する。ウィーバ制御盤5は、これら電流値及び位置情報に基づいてリニアモータ26を駆動させ、溶接トーチ22の先端部を所定の波形で揺動させる。また、ウィーバ制御盤5は、溶接トーチ22先端(ロッド部26b)の位置情報を溶接ロボット制御盤2に送信するため、アークセンシングタイミング信号線13を介して溶接ロボット制御盤2と接続されている。ここで、ウィーバ制御盤5が本発明の制御装置に相当する。なお、溶接用ウィーバ20の詳細構造については後述する。   The weaver control panel 5 is connected to, for example, a three-phase 200V commercial power source as a power source. The weaver control panel 5 receives the value of the current flowing through the coil portion 26 a of the linear motor 26 via the hall sensor signal line 12. Further, the weaver control panel 5 receives position information of the rod portion 26 b of the linear motor 26 via the linear scale signal line 11. The weaver control panel 5 drives the linear motor 26 based on these current values and position information, and swings the tip of the welding torch 22 with a predetermined waveform. Further, the weaver control panel 5 is connected to the welding robot control panel 2 via the arc sensing timing signal line 13 in order to transmit the position information of the tip of the welding torch 22 (rod portion 26b) to the welding robot control panel 2. . Here, the weaver control panel 5 corresponds to the control device of the present invention. The detailed structure of the welding weaver 20 will be described later.

送給装置3は溶接電源4と接続されており、溶接電源4は溶接電源制御信号線9を介して溶接ロボット制御盤2と接続されている。また、溶接電源4は、その動力源として、例えば3相200Vの商用電源に接続されている。この溶接電源4は、タッチセンサユニットを内蔵している。タッチセンサユニットは、溶接トーチ22の先端又は溶接ワイヤの先端を被溶接物に数点接触させたときに生じる印加電圧変化から溶接線等を検出する。また、溶接電源4は、アーク溶接時のアーク電流やアーク電圧を検出する。アーク溶接時のアーク電流やアーク電圧は、溶接電源制御信号線9を介して溶接ロボット制御盤2に送信される。溶接ロボット制御盤2は、アーク溶接時のアーク電流やアーク電圧に基づき、溶接トーチ22の先端(溶接ワイヤの先端)の位置精度を確保するための倣い制御を行う。   The feeding device 3 is connected to a welding power source 4, and the welding power source 4 is connected to the welding robot control panel 2 via a welding power source control signal line 9. Further, the welding power source 4 is connected to a commercial power source of, for example, a three-phase 200V as a power source. The welding power source 4 includes a touch sensor unit. The touch sensor unit detects a welding line or the like from a change in applied voltage that occurs when the tip of the welding torch 22 or the tip of the welding wire is brought into contact with the workpiece. The welding power source 4 detects an arc current and an arc voltage during arc welding. The arc current and arc voltage during arc welding are transmitted to the welding robot control panel 2 via the welding power source control signal line 9. The welding robot control panel 2 performs scanning control for ensuring the positional accuracy of the tip of the welding torch 22 (tip of the welding wire) based on the arc current and arc voltage during arc welding.

(溶接用ウィーバ)
次に、本実施の形態に係る溶接用ウィーバ20の構造について説明する。
図2は本発明の実施の形態に係る溶接用ウィーバを示す縦断面模式図である。なお、以下の説明では、図2における右側を前側、図2における上側を上側、図2における紙面直交方向手前側を手前側として説明する。
(Weaver for welding)
Next, the structure of the welding weaver 20 according to the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing a welding weaver according to the embodiment of the present invention. In the following description, the right side in FIG. 2 is the front side, the upper side in FIG. 2 is the upper side, and the front side in the direction perpendicular to the paper surface in FIG.

溶接用ウィーバ20は、本体部21、溶接トーチ22、回動軸23、リンクバー24、連結部材25、リニアモータ26、リニアセンサヘッド28及びリニアスケール29等から構成されている。本体部は、ベースプレート21aと、このベースプレート21aの手前側及び奥側の側縁部に立設された一対のサイドプレート21bから構成されている。ベースプレート21aの下面部にウィーバ用ブラケット1aが接続されることにより、溶接用ウィーバ20は溶接ロボット1のアーム先端部に設けられている。   The welding weaver 20 includes a main body 21, a welding torch 22, a rotating shaft 23, a link bar 24, a connecting member 25, a linear motor 26, a linear sensor head 28, a linear scale 29, and the like. The main body is composed of a base plate 21a and a pair of side plates 21b erected on the front and back side edges of the base plate 21a. By connecting the weaver bracket 1 a to the lower surface of the base plate 21 a, the welding weaver 20 is provided at the arm tip of the welding robot 1.

サイドプレート21bのそれぞれには、回動軸23の一端が回動自在に接続されている。回動軸23のそれぞれの他端は、溶接トーチ22に接続されている。この溶接トーチ22は、本体部22a、及びチップボディ等が内蔵されたトーチボディ22b等から構成されている。回動軸23のそれぞれの他端は、本体部22aと接続されている。つまり、溶接トーチ22は、回動軸23を介して本体部21(より詳しくはサイドプレート21b)に回動自在に設けられている。このとき、溶接トーチ22(トーチボディ22b)の先端部が前方を向くように、溶接トーチ22は本体部21に回動自在に設けられている。また、手前側の回動軸23(つまり、溶接トーチ22の手前側)には、リンクバー24の一端が接続されている。このリンクバー24の他端には、後述のピン25aが挿入される長穴24aが形成されている。なお、本実施の形態では各回動軸23の他端を直接溶接トーチ22に接続したが、各回動軸23の他端をホルダに接続し、このホルダに溶接トーチ22を着脱自在に設けてもよい。このように構成することにより、溶接用ウィーバ20からの溶接トーチ22の着脱が容易となる。   One end of a rotation shaft 23 is rotatably connected to each of the side plates 21b. The other end of each rotating shaft 23 is connected to the welding torch 22. The welding torch 22 includes a main body 22a, a torch body 22b in which a tip body and the like are incorporated, and the like. The other end of each rotation shaft 23 is connected to the main body 22a. That is, the welding torch 22 is rotatably provided on the main body 21 (more specifically, the side plate 21b) via the rotation shaft 23. At this time, the welding torch 22 is rotatably provided on the main body 21 so that the tip of the welding torch 22 (torch body 22b) faces forward. In addition, one end of a link bar 24 is connected to the rotation shaft 23 on the front side (that is, the front side of the welding torch 22). The other end of the link bar 24 is formed with a long hole 24a into which a pin 25a described later is inserted. In the present embodiment, the other end of each rotating shaft 23 is directly connected to the welding torch 22, but the other end of each rotating shaft 23 is connected to a holder, and the welding torch 22 is detachably provided on the holder. Good. By comprising in this way, attachment / detachment of the welding torch 22 from the welding weaver 20 becomes easy.

ベースプレート21aの上面部には、リニアモータ26が設けられている。このリニアモータ26は、溶接トーチ22の本体部22aの軸線に沿って設けられている。このようにリニアモータ26を配置することにより、溶接用ウィーバ20を小型化することができる。溶接用ウィーバ20を小型化することにより、被溶接物に溶接用ウィーバ20が接触することを防止できる。リニアモータ26は、コイル部26a、及びこのコイル部26aに摺動自在に挿入されたロッド部26b等から構成されている。コイル部26aがベースプレート21aの上面部に固定され、ロッド部26bが前後方向に移動可能となっている。ここで、リニアモータ26が本発明の直動アクチュエータに相当する。また、ロッド部26bが本発明の可動部に相当する。なお、リニアモータ26は、本実施の形態に示す形状のものに限らず、種々の形状のリニアモータを使用することができる。   A linear motor 26 is provided on the upper surface of the base plate 21a. The linear motor 26 is provided along the axis of the main body 22 a of the welding torch 22. By arranging the linear motor 26 in this way, the welding weaver 20 can be reduced in size. By reducing the size of the welding weaver 20, it is possible to prevent the welding weaver 20 from coming into contact with the workpiece. The linear motor 26 includes a coil portion 26a and a rod portion 26b that is slidably inserted into the coil portion 26a. The coil portion 26a is fixed to the upper surface portion of the base plate 21a, and the rod portion 26b is movable in the front-rear direction. Here, the linear motor 26 corresponds to the linear motion actuator of the present invention. The rod portion 26b corresponds to the movable portion of the present invention. The linear motor 26 is not limited to the shape shown in the present embodiment, and linear motors having various shapes can be used.

ロッド部26bの前側端部には、連結部材25が取り付けられている。この連結部材25にはピン25aが立設されている。このピン25aがリンクバー24の長穴24aに挿入されることにより、溶接トーチ22とリニアモータ26(より詳しくはロッド部26b)がリンク接続されている。ピン25aが長穴24aに挿入された状態において、ピン25aは、回動自在となっており、長穴24a内を摺動自在となっている。   A connecting member 25 is attached to the front end portion of the rod portion 26b. A pin 25 a is erected on the connecting member 25. By inserting the pin 25a into the elongated hole 24a of the link bar 24, the welding torch 22 and the linear motor 26 (more specifically, the rod portion 26b) are linked. In a state where the pin 25a is inserted into the elongated hole 24a, the pin 25a is rotatable and slidable within the elongated hole 24a.

ベースプレート21aの上面部後方には凹部21cが形成されており、この凹部21cにはリニアセンサヘッド28及びリニアスケール29が収納されている。リニアセンサヘッド28は、ロッド部26bの後側端部に設けられたセンサヘッド用ブラケット27に取り付けられており、前後方向に移動可能となっている。これらリニアセンサヘッド28及びリニアスケール29によって、ロッド部26bの位置を検出する。つまり、これらリニアセンサヘッド28及びリニアスケール29によって、溶接トーチ22の先端の位置を検出する。このようにリニアセンサヘッド28及びリニアスケール29を設けることにより、溶接用ウィーバ20をさらに小型化することができる。なお、リニアセンサヘッド28及びリニアスケール29の設置位置は凹部21c内に限らず、例えば、サイドプレート21bにリニアセンサヘッド28及びリニアスケール29を設けてもよい。   A recess 21c is formed behind the upper surface of the base plate 21a, and a linear sensor head 28 and a linear scale 29 are accommodated in the recess 21c. The linear sensor head 28 is attached to a sensor head bracket 27 provided at the rear end of the rod portion 26b, and is movable in the front-rear direction. The position of the rod portion 26b is detected by the linear sensor head 28 and the linear scale 29. That is, the position of the tip of the welding torch 22 is detected by the linear sensor head 28 and the linear scale 29. Thus, by providing the linear sensor head 28 and the linear scale 29, the welding weaver 20 can be further reduced in size. Note that the installation positions of the linear sensor head 28 and the linear scale 29 are not limited to being in the recess 21c, and for example, the linear sensor head 28 and the linear scale 29 may be provided on the side plate 21b.

(動作)
続いて、本実施の形態に係る溶接トーチ22の揺動動作について説明する。
図3は、本発明の実施の形態にかかる溶接トーチ先端の揺動状態を示す概略図である。図3に示すように、ロッド部26bが後方へ移動すると、連結部材25のピン25aもリンクバー24の長穴24a内を摺動して後方へ移動する。そして、溶接トーチ22が回動軸23を中心として回転し、溶接トーチ22の先端が下方向へ移動する。また、ロッド部26bが前方へ移動すると、連結部材25のピン25aもリンクバー24の長穴24a内を摺動して前方へ移動する。そして、溶接トーチ22が回動軸23を中心として回転し、溶接トーチ22の先端が上方向へ移動する。したがって、ロッド部26bを前後方向に移動させることにより、溶接トーチ22の先端が上下方向に揺動する。このように溶接トーチ22を回動させて溶接トーチ22先端を揺動させることにより、溶接トーチ22先端を高速で揺動させることが可能となる。このため、溶融池を十分に撹拌することができ、良好な溶接品質を確保することができる。本実施の形態では、溶接トーチ22先端を10[Hz]で揺動させている。
(Operation)
Subsequently, the swinging operation of the welding torch 22 according to the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a schematic view showing a swinging state of the tip of the welding torch according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, when the rod portion 26 b moves backward, the pin 25 a of the connecting member 25 also slides in the elongated hole 24 a of the link bar 24 and moves backward. Then, the welding torch 22 rotates about the rotation shaft 23, and the tip of the welding torch 22 moves downward. When the rod portion 26b moves forward, the pin 25a of the connecting member 25 also slides in the elongated hole 24a of the link bar 24 and moves forward. Then, the welding torch 22 rotates about the rotation shaft 23, and the tip of the welding torch 22 moves upward. Therefore, by moving the rod part 26b in the front-rear direction, the tip of the welding torch 22 swings in the up-down direction. Thus, by rotating the welding torch 22 to swing the tip of the welding torch 22, the tip of the welding torch 22 can be swung at a high speed. For this reason, a molten pool can fully be stirred and favorable welding quality can be ensured. In the present embodiment, the tip of the welding torch 22 is swung at 10 [Hz].

なお、本実施の形態では、溶接トーチ22先端の上下方向の振幅St2がロッド部26bの前後方向の移動量St1の5倍となるように、リンクバー24の形状等(より詳しくは、回動軸23中心と長穴24aとの距離等)を設定している。これらSt1とSt2のストローク比、溶接トーチ22先端の揺動速度、及び溶接トーチ22の重量等を考慮して直動アクチュエータを選定した結果、本実施の形態ではリニアモータ26が最も溶接用ウィーバ20を小型化できるという結論に達した。このため、直動アクチュエータとしてリニアモータ26を使用している。しかしながら、直動アクチュエータの選定条件によっては、種々の直動アクチュエータの使用が可能である。例えば、ボールネジをサーボモータ等で駆動させる直動アクチュエータを用いてもよい。   In the present embodiment, the shape of the link bar 24 and the like (more specifically, the rotation) is set so that the vertical amplitude St2 of the tip of the welding torch 22 is five times the movement amount St1 of the rod portion 26b in the front-rear direction. The distance between the center of the shaft 23 and the elongated hole 24a) is set. As a result of selecting the linear actuator in consideration of the stroke ratio of St1 and St2, the rocking speed of the tip of the welding torch 22, the weight of the welding torch 22, etc., the linear motor 26 is the most welding weaver 20 in this embodiment. The conclusion that can be miniaturized. For this reason, the linear motor 26 is used as a linear motion actuator. However, depending on the selection conditions of the linear actuator, various linear actuators can be used. For example, a linear motion actuator that drives a ball screw with a servo motor or the like may be used.

この溶接トーチ22の先端の揺動は、ウィーバ制御盤5によって任意の波形とすることができる。
図4は、本発明の実施の形態に係る溶接トーチ先端の揺動波形の一例を示す特性図である。この図4は、横軸が時間を表し、縦軸が溶接トーチ先端の振幅を表している。
The swing of the tip of the welding torch 22 can have an arbitrary waveform by the weaver control panel 5.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of a swing waveform at the tip of the welding torch according to the embodiment of the present invention. In FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the amplitude of the tip of the welding torch.

例えば波形Aに示すように、溶接トーチ22先端の揺動波形を三角波形とすることができる。このように溶接トーチ22の先端を揺動させることにより、溶接トーチ22先端を、溶接トーチ全体を揺動させる従来の溶接装置(例えば特許文献3参照)と同様の揺動波形とすることができる。
また、例えば波形Bに示すように、振幅の両端で溶接トーチ22先端の揺動を停止させ、溶接トーチ22先端の揺動波形を台形波形とすることもできる。このように溶接トーチ22の先端を揺動させることにより、例えばオーバーラップのような溶接不良を防止することができる。
For example, as shown in the waveform A, the oscillation waveform at the tip of the welding torch 22 can be a triangular waveform. By swinging the tip of the welding torch 22 in this way, the tip of the welding torch 22 can have a swing waveform similar to that of a conventional welding device that swings the entire welding torch (see, for example, Patent Document 3). .
For example, as shown in the waveform B, the oscillation of the tip of the welding torch 22 can be stopped at both ends of the amplitude, and the oscillation waveform of the tip of the welding torch 22 can be a trapezoidal waveform. By thus swinging the tip of the welding torch 22, it is possible to prevent welding failure such as overlap.

また、例えば波形Cに示すように、溶接トーチ22先端の揺動波形を正弦波形とすることもできる。このように溶接トーチ22の先端を揺動させることにより、溶接トーチ22先端を、従来の溶接トーチ内のチップボディを揺動させる溶接トーチ(特許文献1及び特許文献2参照)と同様の揺動波形とすることができる。
また、例えば波形Dに示すように、溶接トーチ22先端の揺動波形を5次波形とすることもできる。このように溶接トーチ22の先端を揺動させることにより、溶接トーチ22や溶接用ウィーバ20の振動を抑制することができる。
For example, as shown in the waveform C, the oscillation waveform at the tip of the welding torch 22 can be a sine waveform. By swinging the tip of the welding torch 22 in this way, the tip of the welding torch 22 swings similarly to a welding torch that swings the tip body in the conventional welding torch (see Patent Document 1 and Patent Document 2). It can be a waveform.
For example, as shown in the waveform D, the oscillation waveform at the tip of the welding torch 22 can be a quintic waveform. By swinging the tip of the welding torch 22 in this way, vibration of the welding torch 22 and the welding weaver 20 can be suppressed.

また、ウィーバ制御盤5への簡単な入力操作により、溶接トーチ22先端の振幅を容易に変更することもできる。例えば開先幅が途中で変化する被溶接物の場合、溶接途中で溶接トーチ22先端の振幅を変化させるような溶接をすることも可能である。また、溶接トーチ22先端の上方向の振幅と下方向の振幅とを異ならせることも可能である。   Further, the amplitude of the tip of the welding torch 22 can be easily changed by a simple input operation to the weaver control panel 5. For example, in the case of an object to be welded whose groove width changes midway, it is possible to perform welding such that the amplitude of the tip of the welding torch 22 is changed during welding. It is also possible to make the upper amplitude and the lower amplitude of the tip of the welding torch 22 different.

また、本実施の形態に係る溶接用ウィーバ20は、溶接トーチ22先端の揺動中心を変更することも可能である。つまり、リニアモータ26のロッド部26bの振幅中心を変更することにより、溶接トーチ22先端の揺動中心を変更することができる。
例えば、図5に示すような狭隘部においては、溶接用ウィーバ20が溶接トーチ22先端の揺動中心を変更することができなければ、図5(a)に示すように本体部21の後端部等がワークに接触してしまい、隅肉溶接等を行うことができない。しかしながら、本実施の形態に係る溶接用ウィーバ20は、溶接トーチ22先端の揺動中心を変更することができる。このため、溶接部に対する溶接トーチ22の角度を良好に保ちつつ、本体部21がワークに接触することを防止できる。
Further, the welding weaver 20 according to the present embodiment can also change the swing center of the tip of the welding torch 22. That is, by changing the amplitude center of the rod portion 26b of the linear motor 26, the swing center of the welding torch 22 tip can be changed.
For example, in the narrow portion as shown in FIG. 5, if the welding weaver 20 cannot change the swing center of the tip of the welding torch 22, the rear end of the main body portion 21 as shown in FIG. A part etc. will contact a workpiece | work and fillet welding etc. cannot be performed. However, the welding weaver 20 according to the present embodiment can change the swing center of the tip of the welding torch 22. For this reason, it can prevent that the main-body part 21 contacts a workpiece | work, keeping the angle of the welding torch 22 with respect to a welding part favorable.

このように構成された溶接用ウィーバにおいては、溶接トーチ22とリニアモータ26がリンク接続され、リンク機構により溶接トーチ22の先端を揺動させる。このため、従来より存在するシンプルな構造の溶接トーチ22(つまり、溶接トーチ内でチップボディを揺動させない溶接トーチ)を用いることができる。したがって、アーク溶接時に発生するスパッタ等が溶接トーチ22内に侵入した場合でも、溶接トーチ22のメンテナンスが容易となる。また、溶接トーチ22先端を高速で揺動させることができる。   In the welding weaver configured as described above, the welding torch 22 and the linear motor 26 are linked and the tip of the welding torch 22 is swung by the link mechanism. For this reason, it is possible to use a welding torch 22 having a simple structure that exists conventionally (that is, a welding torch that does not rock the tip body in the welding torch). Therefore, even when spatter generated during arc welding enters the welding torch 22, the maintenance of the welding torch 22 is facilitated. Further, the tip of the welding torch 22 can be swung at a high speed.

シンプルな構造の溶接トーチ22を高速揺動できる溶接用ウィーバ20、及びこの溶接用ウィーバ20を搭載した溶接装置100は、コスト面でも非常に有効である。溶接トーチ内でチップボディを揺動させる溶接トーチは、その構造が複雑なため価格が高い。このため、溶接トーチを交換する際(設備を維持するため)にコストがかかってしまう。しかしながら、本実施の形態に係る溶接用ウィーバ20及び溶接装置100は、低価格であるシンプルな構造の溶接トーチ22を使用することができるので、設備を維持するためのコストを低減することができる。   The welding weaver 20 that can swing the welding torch 22 having a simple structure at high speed and the welding apparatus 100 equipped with the welding weaver 20 are very effective in terms of cost. A welding torch that swings the tip body within the welding torch is expensive due to its complicated structure. For this reason, when exchanging a welding torch (in order to maintain an installation), it will cost. However, since the welding weaver 20 and the welding apparatus 100 according to the present embodiment can use the welding torch 22 having a simple structure at a low price, the cost for maintaining the equipment can be reduced. .

また、リニアモータ26は溶接トーチ22の本体部22aの軸線に沿って設けられている。このため、溶接用ウィーバ20を小型化することができる。   The linear motor 26 is provided along the axis of the main body 22 a of the welding torch 22. For this reason, the welding weaver 20 can be reduced in size.

また、直動アクチュエータとしてリニアモータ26を用いているので、溶接用ウィーバ20をさらに小型化することができる。   Moreover, since the linear motor 26 is used as the linear motion actuator, the welding weaver 20 can be further reduced in size.

なお、本実施の形態では、連結部材25のピン25aがリンクバー24の長穴24aに挿入された状態において、ピン25aは、回動自在となっており、長穴24a内を摺動自在となっている。しかしながら、溶接トーチ22とリニアモータ26がリンク接続されていれば、その接続方法は任意である。例えば、リンクバー24にピン25aを形成し、連結部材25に長穴24aを形成してもよい。また、例えば、ピン25aを長穴24a内で摺動自在とする必要はない。リニアモータ26のコイル部26aを本体部21に回動自在に取り付けることにより、溶接トーチ22の先端を揺動させることは可能である。   In the present embodiment, in a state where the pin 25a of the connecting member 25 is inserted into the long hole 24a of the link bar 24, the pin 25a is rotatable and can slide within the long hole 24a. It has become. However, if the welding torch 22 and the linear motor 26 are linked, the connection method is arbitrary. For example, the pin 25 a may be formed on the link bar 24 and the long hole 24 a may be formed on the connecting member 25. Further, for example, the pin 25a does not need to be slidable in the elongated hole 24a. By attaching the coil part 26a of the linear motor 26 to the main body part 21 so as to be freely rotatable, the tip of the welding torch 22 can be swung.

1 溶接ロボット、1a ウィーバ用ブラケット、2 溶接ロボット制御盤、3 送給装置、4 溶接電源、5 ウィーバ制御盤、6 ロボット動力線、7 ロボット信号線、8 トーチケーブル、9 溶接電源制御信号線、10 ウィーバ動力線、11 リニアスケール信号線、12 ホールセンサ信号線、13 アークセンシングタイミング信号線、20 溶接用ウィーバ、21 本体部、21a ベースプレート、21b サイドプレート、21c 凹部、22 溶接トーチ、22a 本体部、22b トーチボディ、23 回動軸、24 リンクバー、24a 長穴、25 連結部材、25a ピン、26 リニアモータ、26a コイル部、26b ロッド部、27 センサヘッド用ブラケット、28 リニアセンサヘッド、29 リニアスケール、100 溶接装置。   1 Welding robot, 1a Weaver bracket, 2 Welding robot control panel, 3 Feeding device, 4 Welding power supply, 5 Weaver control panel, 6 Robot power line, 7 Robot signal line, 8 Torch cable, 9 Welding power control signal line, 10 Weaver power line, 11 Linear scale signal line, 12 Hall sensor signal line, 13 Arc sensing timing signal line, 20 Weaver for welding, 21 Main body, 21a Base plate, 21b Side plate, 21c Recess, 22 Welding torch, 22a Main body 22b Torch body, 23 Rotating shaft, 24 Link bar, 24a Long hole, 25 Connecting member, 25a Pin, 26 Linear motor, 26a Coil part, 26b Rod part, 27 Sensor head bracket, 28 Linear sensor head, 29 Linear Scale, 10 Welding equipment.

Claims (4)

溶接トーチが回動軸を介して回動自在に設けられる溶接用ウィーバ本体部と、
一端が前記回動軸に接続されるリンクバーと、
前記溶接トーチの本体部の軸線に沿って、前記溶接用ウィーバ本体部に設けられた直動アクチュエータと、
記直動アクチュエータを制御する制御装置と、
を有し、
前記リンクバーの他端又は前記直動アクチュエータの可動部の一方には、長穴が形成されており、
前記リンクバーの他端又は前記直動アクチュエータの可動部の他方には、ピンが設けられており、
前記長穴に前記ピンが回動自在かつ摺動自在に挿入されて、前記リンクバーの他端と前記直動アクチュエータの可動部とが接続されており、
前記制御装置は、
前記直動アクチュエータの可動部を前後方向に移動させることによって、前記リンクバーを介して、前記溶接トーチを前記回動軸を中心として回動させ、前記溶接トーチの先端を所定の波形で揺動させることを特徴とする溶接用ウィーバ。
A welding weaver body portion in which a welding torch is rotatably provided via a rotation shaft ;
A link bar having one end connected to the pivot shaft ;
A linear actuator provided on the welding weaver body along the axis of the body of the welding torch ;
A controller for controlling the pre-Symbol linear actuator,
I have a,
An elongated hole is formed in one end of the other end of the link bar or the movable part of the linear actuator.
A pin is provided on the other end of the link bar or the other movable portion of the linear actuator,
The pin is rotatably and slidably inserted into the elongated hole, and the other end of the link bar is connected to the movable portion of the linear motion actuator,
The controller is
By moving the movable part of the linear actuator in the front-rear direction, the welding torch is rotated about the rotation axis via the link bar, and the tip of the welding torch is swung with a predetermined waveform. welding weaver, characterized in that cause.
前記直動アクチュエータは、リニアモータであることを特徴とする請求項1に記載の溶接用ウィーバ。 The welding weaver according to claim 1, wherein the linear actuator is a linear motor. 前記溶接トーチの先端の揺動中心は変更可能であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の溶接用ウィーバ。 The welding weaver according to claim 1 or 2 , wherein the center of oscillation of the tip of the welding torch can be changed. 請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の溶接用ウィーバを搭載したことを特徴とする溶接装置。 A welding apparatus equipped with the welding weaver according to any one of claims 1 to 3 .
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