(57)【要約】【課題】比較的単純な構造で比較的広い範囲をカバーして、溶接ワイヤ送給装置を移動できる溶接支援装置及び溶接支援方法を提供する。【解決手段】溶接作業場の基盤２に立設した円柱体１１と、この円柱体１１に係合してこの円柱体１１の周りに旋回する円筒体１２と、円筒体１２に固定され、かつ、円筒体１２から一方向に延設された第１アーム１３と、この第１アーム１３に係合して、第１アーム１３の内部又は外部を摺動する第２アーム１４とからなり、溶接ワイヤ送給装置２０を第２アーム１４の先端側の載置部１４ａに配設して構成されている。【選択図】図１
2018144053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接作業場の基盤に立設した円柱体に係合してこの円柱体の周りに旋回する円筒体と、前記円筒体に固定され、かつ、前記円筒体から一方向に延設された第１アームと、この第１アームに係合して、第１アームの内部又は外部を摺動する第２アームとからなり、溶接ワイヤ送給装置を前記第２アームの先端側の載置部に配設していることを特徴とする溶接支援装置。
【請求項２】
前記第１アーム及び前記第２アームの外側に、溶接用電力配線、ガス切断作業用ガス配管、圧縮空気供給配管、前記溶接ワイヤ送給装置の駆動用電気配線のいずれか若しくは２つ以上の組み合わせを沿わせて配設していると共に、それぞれの接続コネクタ部を前記載置部若しくは前記載置部の近傍に設けていることを特徴とする請求項１に記載の溶接支援装置。
【請求項３】
前記第１アームと第２アームの横断面形状をそれぞれ四角の枠形状とし、前記第１アームの先端下部にベアリングを設けると共に、前記第２アームの後端上部にベアリングを設けて、前記第２アームを前記第１アームの内部に挿入して構成していることを特徴とする請求項１または２に記載の溶接支援システム。
【請求項４】
溶接ワイヤ送給装置を前記載置部に着脱可能に配設していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接支援装置。
【請求項５】
前記円柱体を前記溶接作業場の前記基盤に対して着脱可能に構成していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の溶接支援装置。
【請求項６】
溶接作業場の基盤に立設した円柱体に係合した円筒体の前記円柱体回りの旋回と、前記円筒体に固定され、かつ、前記円筒体から一方向に延設された第１アームに係合してこの第１アームの内部又は外部を摺動する第２アームの伸縮とにより、前記第２アームの先端側の移動範囲を確保して、前記第２アームの先端側の載置部に配設している溶接ワイヤ送給装置を移動及び配置することを特徴とする溶接支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接支援システム及び溶接支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接作業の自動化のために、溶接棒の代わりに溶接ワイヤが使用され、この溶接ワイヤを自動溶接機などの溶接機に継続して送り届けるために、様々な溶接ワイヤ送給装置が使用されている。例えば、ワイヤ送給部が設けられた送給部フレームと、ワイヤリールが搭載されるワイヤリール支持部材が取り付けられるワイヤリール支持フレームを有する溶接ワイヤ送給装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、数個の関節を有する上アームの先端部の手首作用部に溶接用トーチを装着し、この上アームの基端部に溶接ワイヤ送給装置を装着して、さらに、この上アームを支持する下アームの基部にワイヤリールを配設したアーク溶接ロボットも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１９１１６号公報
【特許文献２】特開２００６−２８９５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、造船業界においては、溶接ワイヤが使用されているが、内業における部品組み立てのように溶接で比較的小さなブロックを製作することも多く、このような溶接では、溶接場所に小ブロックを置いて、順次溶接していく作業がある。このような作業では、１０ｍ〜２０ｍ程度の範囲で溶接作業することが多く、その移動に伴って溶接ワイヤ送給装置も移動させる必要がある。この溶接ワイヤ送給装置は２０〜３０ｋｇ程度あり、持ち運べないことはないが、重いものであるので、また、移動毎に溶接用電力配線や溶接ワイヤの送給用の装置を駆動するための駆動用電気配線をいちいちコネクタ部分で取り外していたので、これらの手間を省く必要もあるので、溶接ワイヤ送給装置の移動の支援をすることが好ましい。
【０００６】
しかしながら、溶接ロボットでは距離が短く、また、多様な動きをするための関節が多く比較的複雑で高価な装置となっており、単に溶接ワイヤ送給装置の運搬や移動に使用する装置としては不適切なものとなっている。
【０００７】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的単純な構造で比較的広い範囲をカバーして、溶接ワイヤ送給装置を移動できる溶接支援装置及び溶接支援方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の溶接支援装置は、溶接作業場の基盤に立設した円柱体と、この円柱体に係合してこの円柱体の周りに旋回する円筒体と、前記円筒体に固定され、かつ、前記円筒体から一方向に延設された第１アームと、この第１アームに係合して、第１アームの内部又は外部を摺動する第２アームとからなり、溶接ワイヤ送給装置を前記第２アームの先端側の載置部に配設して構成されている。
【０００９】
この構成によれば、円筒体の旋回と第２アームの伸縮という非常に単純な構成により、第２アームの先端側の載置部の載せた溶接ワイヤ送給装置を比較的広い範囲で移動できるので、溶接作業員による溶接ワイヤ送給装置の移動を支援でき、溶接作業の効率を向上することができる。
【００１０】
上記の溶接支援装置において、前記第１アーム及び前記第２アームの外側に、溶接用電力配線、ガス切断作業用ガス配管、圧縮空気供給配管、前記溶接ワイヤ送給装置の駆動用電気配線のいずれか若しくは２つ以上の組み合わせを沿わせて配設していると共に、それぞれの接続コネクタ部を前記載置部若しくは前記載置部の近傍に設けて構成していると、ケーブル等をアーム内部に収容している溶接ロボット等に比べて、外部に溶接用電力配線、ガス切断作業用ガス配管、圧縮空気供給配管が露出しているので、これらの点検作業や交換が容易となると共に、必要なものだけを外部に引っ掛けるなどして容易に溶接現場まで引っ張りまわすことができる。また、その一方で、不要なものを外すことも容易にできる。
【００１１】
上記の溶接支援装置において、前記第１アームと第２アームの横断面形状をそれぞれ四角の枠形状とし、前記第１アームの先端下部にベアリングを設けると共に、前記第２アームの後端上部にベアリングを設けて、前記第２アームを前記第１アームの内部に挿入して構成していると、非常に簡単な構成で、ベアリングを大きな荷重が加わる２個所に設けるというシンプルな構成だけで、第２アームを円滑に伸縮させることができるようになる。
【００１２】
上記の溶接支援装置において、溶接ワイヤ送給装置を前記載置部に着脱可能に配設して構成していると、溶接ワイヤ送給装置をさらに移動できるようになるので、より広い範囲で溶接作業を行うことができる。
【００１３】
上記の溶接支援装置において、前記円柱体を前記溶接作業場の前記基盤に対して着脱可能に構成していると、溶接作業場において、溶接支援装置自体を移動できるようになるので、より広い範囲で溶接作業を行うことができる。
【００１４】
そして、上記の目的を達成するための溶接支援方法は、溶接作業場の基盤に立設した円柱体に係合した円筒体の前記円柱体回りの旋回と、前記円筒体に固定され、かつ、前記円筒体から一方向に延設された第１アームに係合してこの第１アームの内部又は外部を摺動する第２アームの伸縮とにより、前記第２アームの先端側の移動範囲を確保して、前記第２アームの先端側の載置部に配設している溶接ワイヤ送給装置を移動及び配置することを特徴とする方法である。
【００１５】
この方法によれば、円筒体の旋回と第２アームの伸縮という非常に単純な方法により、第２アームの先端側の載置部の載せた溶接ワイヤ送給装置を比較的広い範囲で移動できるので、溶接作業員による溶接ワイヤ送給装置の移動を支援でき、溶接作業の効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の溶接支援装置及び溶接支援方法によれば、比較的単純な構造で比較的広い範囲をカバーして、溶接ワイヤ送給装置を移動できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る実施の形態の溶接支援装置の構成を模式的に示す側面図で、第２アームを伸ばした状態を示す図である。
【図２】図１の溶接支援装置の第２アームを縮めた状態を示す側面図である。
【図３】図１の溶接支援装置における第１アームと第２アームに設けたベアリングの位置を示す第１アームと第２アームの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施の形態の溶接支援装置について図面を参照しながら説明する。図１〜図３に示すように、本発明に係る実施の形態の溶接支援装置１は、溶接作業場の基盤２に立設した円柱体１１と、この円柱体１１に係合してこの円柱体１１の周りに旋回する円筒体１２と、この円筒体１２に固定され、かつ、この円筒体１２から一方向に延設された第１アーム１３と、この第１アーム１３に係合して、第１アーム１３の内部又は外部を摺動する第２アーム１４とからなり、溶接ワイヤ送給装置２０を前記第２アーム１４の先端側の載置部１４ａに配設して構成されている。
【００１９】
この円柱体１１は、例えば、直径十数ｍｍ程度で高さが１ｍ〜１．５ｍ程度のパイプで構成することができる。また、円筒体１２は、円柱体１１を内部に収容できるように、円筒体１２の内径は、円柱体１１の外形より数ミリ大きくし、円筒体１２を円柱体１１に係合したときに、円筒体１２の下端が基盤２に接触しないように、円柱体１１の基盤２より上の高さより、短く形成する。なお、円筒体１２は円柱体１１を収容するほうが、第１アーム１３と円筒体１２との間の固定面積を多できるので強度的に有利となるが、円筒体１２を円柱体１１の内部に収容し、円筒体１２の上部を円柱体１１の上端より上に出るように構成してもよい。
【００２０】
そして、この円柱体１１は、溶接作業場の基盤２に対して着脱可能に構成することが好ましい。例えば、この円柱体１１は、溶接作業場の基盤２に固定された鉄製心棒などで構成される。この場合は、図１に示すように、円柱体１１を幾つかの移動可能性のある場所にそれぞれ設けておき、作業員又はクレーン等で、円筒体１２と第１アーム１３と第２アーム１４を吊上げて円柱体１１から外した後に、この円柱体１１を、次の場所に立設した円柱体１１に円筒体１２を挿入して、円筒体１２と第１アーム１３と第２アーム１４を設置する。これにより、溶接作業場において、溶接支援装置１自体が簡単に移動できるようになる。
【００２１】
また、円筒体１２を円柱体１１の周りに旋回させたときに円筒体１２の円柱体１１に対する旋回を固定する必要があるが、この旋回固定機構としては、円筒体１２に固定用ネジ孔１２ｈを設けて、円筒体１２を円柱体１１の回りに旋回移動して位置決めしてから、固定用ボルト１２ｂを固定用ネジ孔１２ｈに挿入してネジ締めして、固定用ボルト１２ｂで円柱体１１を押圧することにより固定する機構を採用することができる。これにより、第２アーム１４を第１アーム１３に簡単に固定することができる。
【００２２】
これにより、造船場の内業のような、中規模の部品組み立て作業に対して、被溶接体の溶接の進行具合に応じて、溶接支援装置１を動かして、溶接ワイヤ送給装置２０を、その時期の溶接が必要な場所に比較的簡単に移動できるようになるので、溶接作業の効率をより向上することができるようになる。
【００２３】
また、第１アーム１３は、幅数ｃｍで、高さ十数ｃｍの断面形状が四角形状の板厚が数ｍｍで、長さが数ｍの角パイプで形成される。この第１アーム１３の先端側は開口端とし、開口端より少し円筒体１２側に第１のベアリング１７を設ける。この第１アーム１３の後端側（円筒体１２側）は閉口してもよいが、開口のままとしておく方が、閉口の手間も不要になる上に、第２アーム１４の後端に設けた第２のベアリング１８の設置、点検、交換などの作業が行い易くなる。この後端側の構成は第１アーム１３の後端部分を円筒体１２の上部に溶接固定した構成とする。
【００２４】
この第１アーム１３の後端部分と円筒体１２の上部との接合部は大きな荷重力と荷重モーメントが加わるので、補強部材１５を設けることが望ましい。この補強部材１５は第１アーム１３又は第２アーム１４の角パイプと同じ各パイプで形成すると、材料の種類が少なくて済むことになる。また、長さは、第１アーム１３の長さの３０％〜６０％とする。この補強部材１５は、この角パイプの後端側が円筒体１２に当接し、角パイプの上面が第１アーム１３の角パイプの下面に当接した状態に設ける。また、さらに補強部材１５と円筒体１２の角部に三角形形状のブラケット１６を設けることが好ましい。これにより、第１アーム１３の部材が重くなり、溶接支援装置１が大型化及び重量化するのを抑制できる。
【００２５】
また、第２アーム１４は、第１アーム１３と同様に断面形状が四角形状の板厚が数ｍｍで、かつ、第１アーム１３の内部又は外部（図１〜図３の構成では内部）を摺動できる大きさの角パイプで形成する。そして、第２アームの後端側の開口部より、少し先端側に第２のベアリング１８を設ける。
【００２６】
また、第２アーム１４を第１アーム１３の内部に収容して後端側に移動したときに、第２のベアリング１８の部分が、第１アーム１３の後端から外側に出るように構成すると、第２のベアリング１８の設置、点検及び交換を容易に行うことができるようになる。この構成は、第２アーム１４の長さを第１アーム１３の長さより長くすることで容易に行うことができるが、第２アーム１４の長さを第１アーム１３の長さより短くしても、第１アーム１３の先端側から第２アーム１４を押し込んだり、第１アーム１３の後端側から第２アーム１４を引っ張り出したりすることで容易に行うことができるが、
また、第１アーム１３と第２アーム１４を旋回させるときに第２アーム１４が第１アーム１３に対して移動すると危険であるので、第２アーム１４の摺動を止める固定機構を設ける必要がある。この固定機構としては、第１アーム１３に固定用ネジ孔１３ｈを設けて、長手方向の移動で位置決めしてから、固定用ボルト１３ｂを固定用ネジ孔１３ｈに挿入してネジ締めして、固定用ボルト１３ｂで第２アーム１４を押圧することにより固定する機構を採用することができる。これにより、第２アーム１４を第１アーム１３に簡単に固定することができる。
【００２７】
そして、第２アーム１４の先端部に溶接ワイヤ送給装置２０を乗せる載置部１４ａを設ける。また、第１アーム１３及び第２アーム１４の外側に、溶接用電力配線３１、作業用ガス配管３２、圧縮空気供給配管３３、溶接ワイヤ送給装置の駆動用電気配線３４のいずれか一つ又は２つ以上の組み合わせを沿わせて配設する。特に、溶接機で消費する溶接用電力を供給する溶接電源装置は、１００ｋｇ〜２００ｋｇ程度と重いので溶接場所では邪魔にならない場所に配設される。そして、この溶接電源装置からの溶接用電力を溶接機に供給する溶接用電力供給線を載置部１４ａ経由で配線する。
【００２８】
それとともに、それぞれの接続コネクタ部を載置部１４ａ若しくは載置部１４ａの近傍に設けて構成する。これらの接続コネクタには、溶接用電力配線３１、作業用ガス配管３２、圧縮空気供給配管３３、駆動用電気配線３４で、それぞれ、図示しない、溶接用電力電源、ガス供給源、圧縮空気供給源、駆動用電気電源からの配線又は配管を接続する。さらに、これらの接続コネクタ部においては、図示しない、溶接機やガス切断機やグランダー等の各エネルギーを消費する側の器具に供給する配線又は配管を接続できるように構成する。
【００２９】
この構成によれば、外部に溶接用電力配線３１、作業用ガス配管３２、圧縮空気供給配管３３、駆動用電気電線３４を第１アーム１３と第２アーム１４の外側を這わせているので、基盤２上にこれらの配線が這わなくなるので、作業者の足元の安全を確保することができる。さらに、ケーブル等をアーム内部に収容している溶接ロボット等に比べて、第１アーム１３と第２アーム１４の外側に溶接用電力配線３１、作業用ガス配管３２、圧縮空気供給配管３３、駆動用電気電源３４が露出しているので、これらの配線や配管の設置作業、点検作業、交換作業などが容易となると共に、必要なものだけを第１アーム１３及び第２アーム１４の外側の掛け具に引っ掛けるなどして容易に溶接現場まで引っ張りまわすことができる。また、その一方で、不要なものを外すことも容易にできる。
【００３０】
その上、溶接に必要な溶接ワイヤＷの供給路と溶接用電力の供給路と、その他のガス切断作業やグラインダー掛け作業などを同じ場所で実施できるようになり、溶接準備作業、点検作業、手直し作業、終了作業等をまとめて行えるようになる。その結果、作業効率をより向上できる。
【００３１】
この構成の溶接支援装置１によれば、円筒体１２の旋回と第２アーム１４の伸縮という非常に単純な構成により、第２アーム１４の先端側の載置部１４ａの載せた溶接ワイヤ送給装置２０を比較的広い範囲で移動できるので、溶接作業員による溶接ワイヤ送給装置２０の移動を支援でき、溶接作業の効率を向上することができる。
【００３２】
そして、本発明の実施の形態の溶接支援方法は、溶接作業場の基盤２に立設した円柱体１１に係合した円筒体１２の円柱体１１回りの旋回と、円筒体１２に固定され、かつ、円筒体１２から一方向に延設された第１アーム１３に係合してこの第１アーム１３の内部又は外部を摺動する第２アーム１４の伸縮とにより、第２アーム１４の先端側の移動範囲を確保して、第２アーム１４の先端側の載置部１４ａに配設している溶接ワイヤ送給装置２０を移動及び配置する方法である。
【００３３】
この方法によれば、円筒体１２の旋回と第２アーム１４の伸縮という非常に単純な方法により、第２アーム１４の先端側の載置部１４ａに載せた溶接ワイヤ送給装置２０を比較的広い範囲で移動できるので、溶接作業員による溶接ワイヤ送給装置２０の移動を支援でき、溶接作業の効率を向上することができる。
【００３４】
従って、上記の構成の溶接支援装置及び溶接支援方法によれば、比較的単純な構造で比較的広い範囲をカバーして、溶接ワイヤ送給装置を移動できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  溶接支援装置
２  基盤
１１  円柱体
１２  円筒体
１２ｂ  固定用ボルト
１２ｈ  固定用ネジ孔
１３  第１アーム
１３ｂ  固定用ボルト
１３ｈ  固定用ネジ孔
１４  第２アーム
１４ａ  載置部
１５  補強部材
１６  ブラケット
１７  第１のベアリング
１８  第２のベアリング
２０  溶接ワイヤ送給装置
３１  溶接用電力配線
３２  作業用ガス配管
３３  圧縮空気供給配管
３４  用電気配線
【図１】
2018144053.tif 000003
【図２】
2018144053.tif 000004
【図３】
2018144053.tif 000005