(57)【要約】【課題】通常の単数トーチを使用した溶接と、２トーチを使用したタンデム溶接とを簡単に切換えることができ、溶接作業の作業能率化を達成することができる溶接装置を提供する。【解決手段】産業用ロボット６のアーム１０に付設されトーチへの溶接電流配線を接続し、溶接用ワイヤ等を供給する第１ケーブル１３を接続するトーチ支持体１２と、１本のトーチ１を有する単トーチユニット体２と、主トーチ３に連結されトーチへの溶接電流配線を接続し、溶接用ワイヤ等を供給する第２ケーブル２２を接続する副トーチ４とを有する複トーチユニット体５とを備える。トーチ支持体１２に装着された単トーチユニット体２のトーチ１を複トーチユニット体５の主トーチ３に、または複トーチユニット体５の主トーチ３を単トーチユニット体２のトーチ１に、交換可能とした。【選択図】図１
2006150363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業用ロボットのアームに付設されトーチへの溶接電流配線を接続し、溶接用ワイヤ、シールドガス、冷却水を供給する第１ケーブルを接続するトーチ支持体と、１本のトーチを有する単トーチユニット体と、主トーチに連結されトーチへの溶接電流配線を接続し、溶接用ワイヤ、シールドガス、冷却水を供給する第２ケーブルを接続する副トーチとを有する複トーチユニット体とを備え、
上記トーチ支持体に装着された上記単トーチユニット体のトーチを上記複トーチユニット体の主トーチに、または上記複トーチユニット体の主トーチを上記単トーチユニット体のトーチに、交換可能としたことを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
上記トーチ支持体に単トーチユニット体のトーチを装着した溶接と、上記トーチ支持体に複トーチユニット体の主トーチを装着し、主トーチと副トーチによるタンデム溶接を可能とすることを特徴とする請求項１の溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶接にはタンデム溶接法（例えば、特許文献１参照）があり、このタンデム溶接法には、図３〜図５に示すような溶接装置が使用される。図３の溶接装置は、１つのトーチ５１に複数（この場合、２本）の供給系をもつものである。ここで、供給系とは、トーチ５１に溶接に必要な要素を供給するものであって、溶接用ワイヤ５２と、溶接用電流配線を接続し、シールドガス、冷却水等を供給するケーブル５３等である。そして、産業用ロボット５４のアーム５５にトーチ５１が装着されている。
【０００３】
また、図４に示す溶接装置は、複数（この場合、２本）のトーチ５６、５７を有し、これらのトーチ５６、５７が産業用ロボット５４のアーム５５に装着されている。すなわち、各トーチ５６、５７にケーブル５３、５３が接続されると共に、溶接用ワイヤ５２、５２が供給される。
【０００４】
さらに、図５に示す溶接装置は、各トーチ５６、５７が駆動機構５８、５９によって各軸心方向に沿って往復動できるようになっている。すなわち、産業用ロボット５４のアーム５５に、駆動機構５８、５９が付設された支持体６０を装着すると共に、各駆動機構５８、５９にトーチ５６、５７を取付ている。
【特許文献１】特開平９−１２２９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タンデム溶接のトーチは方向性が強くトーチ軸廻りの回転の自由度が無く、このためにネック干渉等の不具合が増大し、全部位をタンデム溶接できる加工物は少なく、上記図３〜図５等に示す従来のタンデム溶接装置では通常溶接と併用での施工となる。また、図４等に示す溶接装置において、通常溶接施工を行うときに、一方のトーチ５７のワイヤ５２の送給を停止してこのトーチ５７を使用しないようにする方法もあるが、この場合でも通常トーチより形状が大きいので、未使用トーチ（上記一方のトーチ５７）が施工の邪魔となる。このため、図５に示すように、トーチを可動方式としたものがあった。しかしながら、このような可動方式とすれば、この可動部位のために大型化がすると共に重量が大となって、被溶接部位へのヘッド干渉が生じ易く、ヘッド干渉が生じれば、施工部位全体の溶接ができないおそれがあった。また、重量の増大は駆動機構のスペックアップを必要として、コスト高を招いていた。
【０００６】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、通常の１本のトーチを使用した溶接と、２トーチを使用したタンデム溶接とを簡単に切換えることができ、溶接作業の作業能率化を達成することができる溶接装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで請求項１の溶接装置は、産業用ロボットのアームに付設されトーチへの溶接電流配線を接続し、溶接用ワイヤ、シールドガス、冷却水を供給する第１ケーブルを接続するトーチ支持体と、１本のトーチを有する単トーチユニット体と、主トーチに連結されトーチへの溶接電流配線を接続し、溶接用ワイヤ、シールドガス、冷却水を供給する第２ケーブルを接続する副トーチとを有する複トーチユニット体とを備え、
上記トーチ支持体に装着された上記単トーチユニット体のトーチを上記複トーチユニット体の主トーチに、または上記複トーチユニット体の主トーチを上記単トーチユニット体のトーチに、交換可能としたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２の溶接装置は、上記トーチ支持体に単トーチユニット体のトーチを装着した溶接と、上記トーチ支持体に複トーチユニット体の主トーチを装着し、主トーチと副トーチによるタンデム溶接を可能とすることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の溶接装置によれば、単トーチユニット体のトーチのトーチ支持体への装着が可能であり、この装着を行えば、このトーチを産業用ロボットのアームの揺動によって移動させることができる。また、主トーチのトーチ支持体への装着を可能としたので、この装着を行えば、この主トーチ及び副トーチを産業用ロボットのアームの揺動によって移動させることができる。さらに、単トーチユニット体のトーチをアームの揺動によって移動させることができる状態から、複トーチユニット体の主トーチ及び副トーチをアームの揺動によって移動させる状態へは、単トーチユニット体のトーチと複トーチユニット体の主トーチとの交換によって簡単に行うことができる。このため、トーチ交換のための機構（装置）は１セットでよく、この溶接装置のヘッド部（トーチ及びその近傍）の軽量化及び簡素化を図ることができる。また、主トーチと副トーチとが一体化されているので、これらのトーチ間の精度が安定し、しかも調整が容易である。さらに、各トーチの近傍に駆動系（各トーチを駆動するための駆動機構）を配置することがなく、ケーブル系に余分な配線を必要とせず、装置のシンプル化を達成できると共に、余分な配線に起因するトラブルを回避することができる。
【００１０】
請求項２の溶接装置によれば、単トーチユニット体のトーチのトーチ支持体装着状態においてこのトーチによる溶接を行うことができ、また、複トーチユニット体の主トーチのトーチ支持体装着状態において主トーチと副トーチとによる溶接を行うことができる。これによって、単トーチユニット体のトーチによる通常溶接と、複トーチユニット体の主トーチ及び副トーチによるタンデム溶接を簡単に使い分けることができ、溶接作業の作業能率化を達成することができる。しかも、通常溶接時には、他のトーチの干渉を受けることなく、単トーチユニット体のトーチのみを使用した溶接が可能である。また、タンデム溶接を行うための主トーチおよび副トーチとして、それらの形状を単トーチユニット体のトーチの形状と関係なく形成することができ、タンデム溶接の適用範囲を広めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、この発明の溶接装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１はこの溶接装置の簡略図を示す。この溶接装置は、１本のトーチ１を有する単トーチユニット体２と、主トーチ３と副トーチ４とを有する複トーチユニット体５と、産業用ロボット６と、トーチ交換用ブロック体７等を備える。
【００１２】
また、産業用ロボット６のアーム１０の先端ツール取付部１１にはトーチ支持体１２が装着されている。そして、このトーチ支持体１２にはトーチチャック機構（図示省略）が設けられ、このトーチチャック機構を介してトーチ支持体１２に単トーチユニット体２のトーチ１が取付けられている。なお、このトーチチャック機構は、例えば、エア圧で駆動してトーチ１のネック部を着脱自在に掴むことができる。
【００１３】
トーチ支持体１２には、このトーチ支持体１２に取付けられるトーチ１に溶接用電流配線を接続し、溶接用ワイヤ、シールドガス、冷却水等を供給するための第１ケーブル１３が接続される。また、溶接時に使用される溶接用ワイヤＷ１がこのトーチ支持体１２を介してトーチ１に供給される。この溶接用ワイヤＷ１はワイヤ送給装置１４から送出される。ワイヤ送給装置１４はリール１５を有し、このリール１５に溶接用ワイヤＷ１が巻設されている。そして、図１に示すように、トーチ支持体１２に単トーチユニット体２のトーチ１が取付けられた状態では、ロボット６のアーム１０の揺動によって、トーチ１の移動が可能となっている。
【００１４】
また、トーチ交換用ブロック体７は、水平方向にスライドするスライド体１６と、トーチ支持体１２を把持するクランプ体１７とを備える。また、スライド体１６には、上記トーチ１を把持するクランプ体１８と、複トーチユニット体５の主トーチ３を把持するクランプ体１９とが付設されている。クランプ体１７は、一対のアーム１７ａ、１７ａを有し、このアーム１７ａ、１７ａが相互に接近して、トーチ支持体１２を把持することができる。また、クランプ体１８も一対のアーム１８ａ、１８ａを有し、このアーム１８ａ、１８ａが相互に接近して、トーチ１を把持することができる。さらに、クランプ体１９も一対のアーム１９ａ、１９ａを有し、このアーム１９ａ、１９ａが相互に接近して、主トーチ３を把持することができる。また、各クランプ体１７、１８、１９の各アーム１７ａ、１７ａ、１８ａ、１８ａ、１９ａ、１９ａはシリンダ機構等の往復機構を介してそれぞれ接近離間することができる。さらに、各クランプ体１８、１９はそれぞれスライド体１６に対して上下方向に移動できる。この場合の移動機構としては図示省略するが、例えば、スライド体１６に上下方向のスライド溝を設け、このスライド溝に各クランプ体１８、１９を上下方向自在に嵌合させ、ボルト部材とこれに螺合するナット部材からなる往復機構やシリンダ機構等を介して上下動できるようにすることができる。
【００１５】
スライド体１６は、例えば、トーチ交換用ブロック体７に設けられた凹溝（図示省略）に嵌合し、図示省略の駆動機構（例えば、シリンダ機構）の往復動駆動によって、水平方向の矢印Ａ、Ｂ（図２参照）方向のスライドが可能とされる。また、スライド体１６の下方において、主トーチ３と副トーチ４とを連結するための連結体２１が配置されている。このため、連結体２１にて主トーチ３と副トーチ４とが連結されている状態では、主トーチ３と副トーチ４とが一体化されて、後述するようにこの主トーチ３と副トーチ４とを使用した溶接（タンデム溶接）が可能である。
【００１６】
また、副トーチ４には、この副トーチ４に溶接用電流配線を接続し、溶接用ワイヤ、シールドガス、冷却水等を供給するための第２ケーブル２２が接続される。また、溶接時に使用される溶接用ワイヤＷ２がこの副トーチ４に供給される。この溶接用ワイヤＷ２はワイヤ送給装置２３から送出される。ワイヤ送給装置２３はリール２４を有し、このリール２４に溶接用ワイヤＷ２が巻設されている。
【００１７】
次に、上記のように構成された溶接装置の動作について説明する。通常溶接時（単トーチユニット体２のトーチ１を使用する時）には、図２（ａ）に示すように、トーチ１をトーチ支持体１２に装着した状態とする。この状態では、産業用ロボット６のアーム１０の揺動にてトーチ１を移動させることができ、これによって、このトーチ１を使用した通常の溶接作業を行うことができる。
【００１８】
そして、主トーチ３と副トーチ４を使用したタンデム溶接を行うには、図２（ａ）に示す状態から、ロボット６のアーム１０を揺動して、図２（ｂ）に示すように、トーチ支持体１２をクランプ体１７にて把持すると共に、トーチ１をクランプ体１８にて把持する。その後、クランプ体１８を下降させて、トーチ支持体１２のトーチ１のチャックを解除し、図２（ｃ）のように、トーチ交換用ブロック体７のスライド体１６を矢印Ａ方向にスライドさせる。この際、クランプ体１９を下降させておき、スライド体１６を矢印Ａ方向にスライドさせた際に、クランプ体１９を上昇させて、このクランプ体１９にクランプされている主トーチ３をトーチ支持体１２にチャックさせる。
【００１９】
次に、クランプ体１７によるトーチ支持体１２のクランプを解除すると共に、クランプ体１９による主トーチ３のクランプを解除する。この際、主トーチ３と副トーチ４とは一体化されており、ロボット６のアーム１０に装着されたトーチ支持体１２に主トーチ３が取付けられれば、このアーム１０の揺動に伴って、図２（ｄ）に示すように、主トーチ３と副トーチ４とがトーチ交換用ブロック体７から離れ、一体に移動することになる。これによって、主トーチ３と副トーチ４を使用した溶接作業を行うことができる。
【００２０】
また、この図２（ｄ）に示す状態から図２（ａ）に示す状態に戻すには、ロボット６のアーム１０を揺動させて、トーチ支持体１２をクランプ体１７にクランプさせると共に、このトーチ支持体１２に取付けられた主トーチ３をクランプ体１９にクランプさせて、図２（ｃ）に示す状態とする。次に、クランプ体１９を下降させて、トーチ支持体１２による主トーチ３のチャックを解除し、図２（ｂ）に示すように、スライド体１６を矢印Ｂ方向へスライドさせる。その後、トーチ支持体１２に、クランプ体１８を上昇させて、クランプ体１８にクランプされているトーチ１をチャックさせる。その後は、トーチ支持体１２をクランプ体１７から開放すると共に、トーチ１をクランプ体１８から開放すれば、図２（ａ）に示すように、トーチ１を使用した通常の溶接作業を行うことができる状態となる。
【００２１】
上記溶接装置によれば、単トーチユニット体２のトーチ１のトーチ支持体１２への装着が可能であり、この装着を行えば、このトーチ１を産業用ロボット６のアーム１０の揺動によって移動させることができる。また、主トーチ３のトーチ支持体１２への装着を可能としたので、この装着を行えば、この主トーチ３及び副トーチ４を産業用ロボット６のアーム１０の揺動によって移動させることができる。さらに、単トーチユニット体２のトーチ１をアーム１０の揺動によって移動させることができる状態から、複トーチユニット体５の主トーチ３及び副トーチ４をアーム１０の揺動によって移動させる状態へは、単トーチユニット体２のトーチ１と複トーチユニット体５の主トーチ３との交換によって簡単に行うことができる。このため、トーチ交換のための機構（装置）は１セットでよく、この溶接装置のヘッド部（トーチ及びその近傍）の軽量化及び簡素化を図ることができる。また、主トーチ３と副トーチ４とが一体化されているので、これらのトーチ間の精度が安定し、しかも調整が容易である。さらに、各トーチ１、３、４の近傍に駆動系（各トーチ１、３、４を駆動するための駆動機構）を配置することがなく、ケーブル系に余分な配線を必要とせず、装置のシンプル化を達成できると共に、余分な配線に起因するトラブルを回避することができる。
【００２２】
しかも、単トーチユニット体２のトーチ１のトーチ支持体装着状態においてこのトーチ１による溶接を行うことができ、また、複トーチユニット体５の主トーチ３のトーチ支持体装着状態において主トーチ３と副トーチ４とによる溶接を行うことができる。これによって、単トーチユニット体２のトーチ１による通常溶接と、複トーチユニット体５の主トーチ３及び副トーチ４によるタンデム溶接を簡単に使い分けることができ、溶接作業の作業能率化を達成することができる。しかも、通常溶接時には、他のトーチ３、４の干渉を受けることなく、単トーチユニット体２のトーチ１のみを使用した溶接が可能である。また、通常溶接時に、単トーチユニット体２のトーチ１を使用した溶接を行うので、タンデム溶接を行うための主トーチ３および副トーチ４として、それらの形状を単トーチユニット体２のトーチ１の形状と関係なく形成することができ、タンデム溶接の適用範囲を広めることができる。
【００２３】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、トーチ支持体１２をクランプ体１７にてクランプすると共に、トーチ１をクランプ体１８にてクランプする等の際に、トーチ支持体１２やトーチ１の位置を検出する位置検出手段を設け、この位置検出手段にて検出したトーチ支持体１２等の位置に基づいて、ロボット６のアーム１０の揺動をコントローラ（ロボットコントローラ）にて制御して、各クランプ体１７、１８にてクランプするようにしてもよい。このように位置検出手段を用いれば、高精度にトーチ１等をクランプすることができ、通常溶接とタンデム溶接との切換えを滑らかにかつ正確に行うことができる。なお、各トーチ１、３、４の形状や大きさ等を任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の溶接装置の実施形態を示す簡略斜視図である。
【図２】上記溶接装置の動作説明図である。
【図３】従来の溶接装置の簡略図である。
【図４】従来の他の溶接装置の簡略図である。
【図５】従来の別の溶接装置の簡略斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・トーチ、２・・単トーチユニット体、３・・主トーチ、４・・副トーチ、５・・複トーチユニット体、６・・産業用ロボット、１０・・アーム、１２・・トーチ支持体、１３・・第１ケーブル、２２・・第２ケーブル
【図１】
2006150363.tif 000003
【図２】
2006150363.tif 000004
【図３】
2006150363.tif 000005
【図４】
2006150363.tif 000006
【図５】
2006150363.tif 000007