(57)【要約】【課題】前端に電極を有する溶接トーチと、前記電極の前方にフィラーワイヤを導くフィラーワイヤガイドとを備えるＴＩＧ溶接装置において、フィラーワイヤを用いたＴＩＧフィラー溶接と、フィラーワイヤを用いないＴＩＧ溶接とを１台で使い分けができるようにする。【解決手段】溶接トーチ１２を支持する固定のベース１５に、フィラーワイヤガイド１４を保持するガイドホルダ２７が作動可能に支持され、ガイドホルダ駆動手段３２が、フィラーワイヤガイド１４から電極１１の前方にフィラーワイヤ１３を供給することを可能としたワイヤ供給位置と、溶接トーチ１２の後部側方にフィラーワイヤガイド１４を退避させる退避位置との間でガイドホルダ２７を駆動する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端に電極（１１）を有する溶接トーチ（１２）と、前記電極（１１）の前方にフィラーワイヤ（１３）を導くフィラーワイヤガイド（１４）とを備えるＴＩＧ溶接装置において、前記溶接トーチ（１２）を支持する固定のベース（１５）と、前記フィラーワイヤガイド（１４）を保持するとともに前記ベース（１５）に作動可能に支持されるガイドホルダ（２７）と、前記フィラーワイヤガイド（１４）から前記電極（１１）の前方に前記フィラーワイヤ（１３）を供給することを可能としたワイヤ供給位置ならびに前記溶接トーチ（１２）の後部側方に前記フィラーワイヤガイド（１４）を退避させる退避位置間で前記ガイドホルダ（２７）を駆動するガイドホルダ駆動手段（３２）とを含むことを特徴とするＴＩＧ溶接装置。
【請求項２】
前記ガイドホルダ（２７）が、前記溶接トーチ（１２）の長手方向に沿って移動することを可能として該溶接トーチ（１２）の側方に配置される可動台（２６）に回動可能に支持され、前記フィラーワイヤガイド（１４）が前記ガイドホルダ（２７）から前記溶接トーチ（１２）側に彎曲して形成され、前記ガイドホルダ駆動手段（３２）が、前記可動台（２６）を前記溶接トーチ（１２）の側方で該溶接トーチ（１２）の長手方向に沿って移動させる進退駆動機構（３３）と、前記溶接トーチ（１２）に対して前記フィラーワイヤガイド（１４）の先端部が近接・離反するように前記ガイドホルダ（２７）を回動させる回動駆動機構（３４）とを備えることを特徴とする請求項１記載のＴＩＧ溶接装置。
【請求項３】
前記回動駆動機構（３４）が、前記進退駆動機構（３３）の作動に連動して前記フィラーワイヤガイド（１４）の先端部を前記溶接トーチ（１２）に対して近接・離反させるように前記ガイドホルダ（２７）を回動駆動するように構成されることを特徴とする請求項２記載のＴＩＧ溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前端に電極を有する溶接トーチと、前記電極の前方にフィラーワイヤを導くフィラーワイヤガイドとを備えるＴＩＧ溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接トーチに、フィラーワイヤを導くフィラーワイヤガイドが固定的に取付けられたＴＩＧ溶接装置が、特許文献１で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記従来のものでは、溶接トーチの前端の電極に対してフィラーワイヤガイドが近接した位置に固定配置されるので、フィラーワイヤガイドの干渉を回避しつつ狭い箇所に溶接トーチの前端を差し込むような溶接ができなかった。このため比較的広く、かつ大きな溶接強度が要求される箇所には、フィラーワイヤガイドによってフィラーワイヤを導くようにしたＴＩＧフィラー溶接を行い、狭い箇所の溶接はフィラーワイヤを供給しないＴＩＧ溶接を行うようにした場合、ＴＩＧフィラー溶接用の溶接装置と、フィラーワイヤを用いないＴＩＧ溶接用の溶接装置とを使い分ける必要があった。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、フィラーワイヤを用いたＴＩＧフィラー溶接と、フィラーワイヤを用いないＴＩＧ溶接とを１台で使い分けができるようにしたＴＩＧ溶接装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、前端に電極を有する溶接トーチと、前記電極の前方にフィラーワイヤを導くフィラーワイヤガイドとを備えるＴＩＧ溶接装置において、前記溶接トーチを支持する固定のベースと、前記フィラーワイヤガイドを保持するとともに前記ベースに作動可能に支持されるガイドホルダと、前記フィラーワイヤガイドから前記電極の前方に前記フィラーワイヤを供給することを可能としたワイヤ供給位置ならびに前記溶接トーチの後部側方に前記フィラーワイヤガイドを退避させる退避位置間で前記ガイドホルダを駆動するガイドホルダ駆動手段とを含むことを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記ガイドホルダが、前記溶接トーチの長手方向に沿って移動することを可能として該溶接トーチの側方に配置される可動台に回動可能に支持され、前記フィラーワイヤガイドが前記ガイドホルダから前記溶接トーチ側に彎曲して形成され、前記ガイドホルダ駆動手段が、前記可動台を前記溶接トーチの側方で該溶接トーチの長手方向に沿って移動させる進退駆動機構と、前記溶接トーチに対して前記フィラーワイヤガイドの先端部が近接・離反するように前記ガイドホルダを回動させる回動駆動機構とを備えることを第２の特徴とする。
【０００８】
さらに本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記回動駆動機構が、前記進退駆動機構の作動に連動して前記フィラーワイヤガイドの先端部を前記溶接トーチに対して近接・離反させるように前記ガイドホルダを回動駆動するように構成されることを第３の特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の特徴によれば、フィラーワイヤを導くフィラーワイヤガイドを保持するガイドホルダが、ガイドホルダ駆動手段によってワイヤ供給位置および退避位置間を作動するように駆動され、ワイヤ供給位置では、溶接トーチの前端の電極の前方にフィラーワイヤガイドからフィラーワイヤを供給することが可能であるので、比較的広く、かつ大きな溶接強度が要求される箇所でフィラーワイヤを用いたＴＩＧフィラー溶接を行う場合にはガイドホルダをワイヤ供給位置にもたらしておけばよく、また退避位置では、フィラーワイヤガイドが溶接トーチの後部側方に退避するので、狭い箇所に電極を差し込むのに障害となるフィラーワイヤガイドが電極近傍に配置されておらず、フィラーワイヤを供給せずに狭い箇所のＴＩＧ溶接を行うようにした場合にはガイドホルダを退避位置に移動させればよく、フィラーワイヤを用いたＴＩＧフィラー溶接と、フィラーワイヤを用いないＴＩＧ溶接とを１台の溶接装置で使い分けることが可能となる。
【００１０】
また本発明の第２の特徴によれば、ガイドホルダが、溶接トーチの長手方向に沿って移動可能な可動台に回動可能に支持され、フィラーワイヤガイドがガイドホルダから溶接トーチ側に彎曲して形成され、可動台を溶接トーチの側方で該溶接トーチの長手方向に沿って移動させる進退駆動機構と、ガイドホルダを回動させてフィラーワイヤガイドを溶接トーチに対して近接・離反させる回動駆動機構とをガイドホルダ駆動手段が備えるので、ガイドホルダの直線的な移動および回動を組み合わせることで、フィラーワイヤガイドを、ワイヤ供給位置および退避位置との間で効果的に作動せしめることができる。
【００１１】
さらに本発明の第３の特徴によれば、回動駆動機構は進退駆動機構の作動に連動してガイドホルダを回動駆動するように構成されるので、ガイドホルダを回動駆動するためのアクチュエータが不要であり、部品点数の低減およびコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ガイドホルダがワイヤ供給位置にある状態でのＴＩＧ溶接装置の一部を切欠いて示す縦断側面図である。
【図２】図１の２矢視平面図である。
【図３】図１の３矢示部拡大図である。
【図４】図２の４矢示部拡大図である。
【図５】図３の５矢視図である。
【図６】ワイヤ供給位置および退避位置間でのガイドホルダの作動途中の状態を示すための図４に対応した平面図である。
【図７】ガイドホルダが退避位置にある状態でのＴＩＧ溶接装置の図２に対応した平面図である。
【図８】図３の８−８線拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図１〜図８を参照しながら説明する。
【００１４】
先ず図１および図２において、このＴＩＧ溶接装置は、前端に電極１１を有する溶接トーチ１２と、前記電極１１の前方にフィラーワイヤ１３を導くフィラーワイヤガイド１４とを備え、前記電極１１の前方にフィラーワイヤガイド１４からフィラーワイヤ１３を供給するようにしたＴＩＧフィラー溶接と、フィラーワイヤ１３を用いないＴＩＧ溶接とを切り換えて実行することが可能である。
【００１５】
図３〜図６を併せて参照して、図示しないロボットの腕等に固定されるベース１５は、前記溶接トーチ１２の長手方向に長く延びるベース主部１５ａと、該ベース主部１５ａの前端寄りの一側部から側方に突出する突出部１５ｂとを一体に有して平板状に形成されるものであり、該ベース１５と平行に延びる前記溶接トーチ１２の後部が、前記ベース１５の突出部１５ｂに固定されるトーチホルダ１６に保持される。しかも前記溶接トーチ１２の後端部には、該溶接トーチ１２の前端から噴出されるアルゴンガスを供給するためのガス供給管１７と、溶接トーチ１２を冷却すべく該溶接トーチ１２内を流通せしめる冷却水の入口管１８および出口管１９とが接続される。
【００１６】
図５に明示するように、前記ベース１５の突出部１５ｂにおける一面には位置決め凹部２０が設けられており、その位置決め凹部２０に一端を嵌合した支持ブロック２１の他端が前記トーチホルダ１６に嵌合され、トーチホルダ１６および支持ブロック２１が、前記ベース１５の突出部１５ｂに複数たとえば一対のボルト２２，２２で共締めされることによって、前記トーチホルダ１６が前記ベース１５の突出部１５ｂに固定される。
【００１７】
前記ベース１５のベース主部１５ａには、前記溶接トーチ１２の長手方向と平行に延びるレール２４が複数のボルト２５…で固着されており、このレール２４に沿って移動可能な可動台２６、すなわち溶接トーチ１２の側方で該溶接トーチ１２の長手方向に移動可能な可動台２６にガイドホルダ２７が回動可能に配設される。このガイドホルダ２７は、前記可動台２６に対向する平板状の回動支持板２８と、回動支持板２８の一端に直角に連なるホルダ保持板２９とが複数のボルト３０…で締結されて成るものであり、略Ｌ字状に形成される。
【００１８】
前記フィラーワイヤガイド１４は、前記ガイドホルダ２７のホルダ保持板２９に保持されており、前記ガイドホルダ２７から前記溶接トーチ１２側に彎曲して形成される。またガイドホルダ２７で保持されたフィラーワイヤガイド１４には、図示しないフィラーワイヤ供給装置に連なるガイドチューブ３１が接続される。
【００１９】
前記ガイドホルダ２７はガイドホルダ駆動手段３２によって駆動されるものであり、このガイドホルダ駆動手段３２は、前記電極１１の前方に前記フィラーワイヤガイド１４から前記フィラーワイヤ１３を供給することを可能としたワイヤ供給位置（図１〜図５で示す位置）と、前記溶接トーチ１２の後部側方に前記フィラーワイヤガイド１４を退避させる退避位置（図７で示す位置）との間で、前記ガイドホルダ２７を駆動する。
【００２０】
而して前記ガイドホルダ駆動手段３２は、前記ガイドホルダ２７を前記溶接トーチ１２の側方で該溶接トーチ１２の長手方向に沿って移動させる進退駆動機構３３と、前記溶接トーチ１２に対して前記フィラーワイヤガイド１４の先端部が近接・離反するように前記ガイドホルダ２７を回動させる回動駆動機構３４とを備える。
【００２１】
前記進退駆動機構３３は、前記溶接トーチ１２の長手方向中間部の側方に前記ガイドホルダ２７を位置させる前進位置（図１〜図４で示す位置）と、前記溶接トーチ１２の後端部よりも後方に前記ガイドホルダ２７を位置させる後退位置（図７で示す位置）との間で前記可動台２６を進退駆動するものであり、前記レール２４の長手方向に沿う軸線を有して前記ベース１５上に固定されるエアシリンダ３５が備えるピストンロッド３６に前記可動台２６の後部がユニバーサルジョイント３７を介して連結されて成り、エアシリンダ３５の作動による前記ピストンロッド３６の伸縮に応じて前記可動台２６が前記レール２４上を前進位置および後退位置間で移動する。
【００２２】
図８を併せて参照して、前記ベース１５のベース主部１５ａにおける前端には、前記可動台２６を前進位置としたときに該可動台２６に前方から対向する前部規制板３９が一対のボルト４０，４０で固着される。この前部規制板３９には、前記レール２４の長手方向に沿う軸線を有する前進位置規制用ねじ部材４１がその後端を可動台２６側に突出させるようにして螺合され、前部規制板３９に前方から係合するロックナット４２が前進位置規制用ねじ部材４１に螺合される。一方、前記可動台２６の前端には、前記前進位置規制用ねじ部材４１の後端に当接する規制ボルト４３が螺合されており、該規制ボルト４３が前記前進位置規制用ねじ部材４１の後端に当接することによって前記可動台２６の前進位置が規制され、前記ロックナット４２を緩めて前進位置規制用ねじ部材４１の軸方向進退位置を調節することによって可動台２６の前進位置を調節することができる。
【００２３】
図１、図２および図７に注目して、前記ベース１５のベース主部１５ａにおける後部には、前記可動台２６を後退位置としたときに該可動台２６に後方から対向する後部規制板４４が締結される。この後部規制板４４には、前記レール２４の長手方向に沿う軸線を有する後退位置規制用ねじ部材４５がその前端を可動台２６側に突出させるようにして螺合され、後部規制板４４に後方から係合するロックナット４６が後退位置規制用ねじ部材４５に螺合される。一方、前記可動台２６の後端には、前記後退位置規制用ねじ部材４５の前端に当接する規制ボルト４７が螺合されており、該規制ボルト４７が前記後退位置規制用ねじ部材４５の前端に当接することによって前記可動台２６の後退位置が規制され、前記ロックナット４６を緩めて後退位置規制用ねじ部材４５の軸方向進退位置を調節することによって可動台２６の後退位置を調節することができる。
【００２４】
前記エアシリンダ３５の軸線Ｃの延長上で該軸線Ｃと直交する軸線を有する支軸４８が可動台２６に固着されており、この支軸４８は、ガイドホルダ２７における回動支持板２８の後部に挿通され、支軸４８および回動支持板２８間にボールベアリング４９が介装される。すなわちガイドホルダ２７は、前記エアシリンダ３５の軸線Ｃの延長上で該軸線Ｃと直交する支軸４８の軸線まわりに回動することを可能として前記可動台２６に支持される。しかもガイドホルダ２７における回動支持板２８の前記支軸４８およびホルダ保持板２９間には、前記支軸４８の軸線を中心とする円弧状のガイド孔５０が設けられており、このガイド孔５０には、前記可動台２６に固着されたガイドピン５１が挿通され、ガイドホルダ２７は、ガイドピン５１でガイドされるようにして前記支軸４８の軸線まわりに回動することになる。
【００２５】
しかも前記フィラーワイヤガイド１４が、前記ガイドホルダ２７から前記溶接トーチ１２側に彎曲して形成されているので、ガイドホルダ２７は、前記溶接トーチ１２に対して前記フィラーワイヤガイド１４の先端部が近接・離反するように回動することになる。
【００２６】
前記回動駆動機構３４は、前記進退機構３３によって前記可動台２６が前進位置から後退位置に移動せしめられる際に前記ガイドホルダ２７を前記フィラーワイヤガイド１４の先端部が前記溶接トーチ１２から離反する側に回動せしめるばね５４と、前記進退機構３３によって前記可動台２６が後退位置から前進位置に移動せしめられる際に前記フィラーワイヤガイド１４の先端部が前記溶接トーチ１２に近接する側に前記ガイドホルダ２７を回動せしめるボルト５５およびねじ部材５６とを備える。
【００２７】
コイルばねである前記ばね５４は、前記ガイドホルダ２７のホルダ保持板２９に固着された第１ばね受け部材５７と、前記可動台２６の後部に固着された第２ばね受け部材５８との間に張設されており、第１および第２ばね受け部材５７，５８は、前記エアシリンダ３５の軸線Ｃの延長線に関して前記溶接トーチ１２とは反対側に配置されている。したがってガイドホルダ２７は、該ガイドホルダ２７で保持した前記フィラーワイヤガイド１４の先端部が前記溶接トーチ１２から離反せしめる方向に回動付勢されることになる。
【００２８】
而して可動台２６が前進位置から後退位置側に移動すると、前記ばね５４のばね力によって、前記ガイドホルダ２７は、図６で示すように、該ガイドホルダ２７で保持した前記フィラーワイヤガイド１４の先端部を前記溶接トーチ１２から離反せしめる方向に回動するのであるが、前記フィラーワイヤガイド１４の先端部を前記溶接トーチ１２から離反させる側へのガイドホルダ２７の回動端は、可動台２６に植設されたストッパピン６０にガイドホルダ２７の回動支持板２８が当接することによって規制される。
【００２９】
ところで、前記エアシリンダ３５の軸線Ｃの延長線よりも前記溶接トーチ１２側で前記ガイドホルダ２７におけるホルダ保持板２９には、前記可動台２６の前方に位置する突部２９ａが一体に設けられており、この突部２９ａに前記ボルト５５が螺合される。一方、前記突部２９ａに前方から対向する前部規制板３９には、前記レール２４の長手方向に沿う軸線を有する前記ねじ部材５６がその後端を前記突部２９ａ側に突出させるようにして螺合され、前部規制板３９に前方から係合するロックナット５９が前記ねじ部材５６に螺合される。
【００３０】
而して前進位置から後退位置側に可動台２６が移動すると、図６で示すように、フィラーワイヤガイド１４の先端部が溶接トーチ１２から離反するようにガイドホルダ２７が回動し、ガイドホルダ２７を回動端まで回動させた状態のままで可動台２６が後退位置に移動することで、図７で示すように、前記ガイドホルダ２７は、前記溶接トーチ１２の後部側方にフィラーワイヤガイド１４を退避させる退避位置となる。
【００３１】
また後退位置から前進位置に可動台２６が前進する際には、ガイドホルダ２７におけるホルダ保持板２９の突部２９ａに螺合されたボルト５５の軸線を前記ねじ部材５６の軸線に対して傾斜させた状態のままで可動台２６が前進し、可動台２６の前端の規制ボルト４３が前進位置規制用ねじ部材４１の後端に当接する前進位置の直前で、前記ガイドホルダ２７におけるホルダ保持板２９の突部２９ａに螺合されたボルト５５が、前記エアシリンダ３５の軸線Ｃの延長線よりも前記溶接トーチ１２側で前記ねじ部材５６の後端に当接する。この状態でエアシリンダ１６から可動台２６に前進方向の推力が作用することにより、エアシリンダ１６の軸線Ｃの延長線上にある支軸４８からボールベアリング４９を介してガイドホルダ２７に前記軸線Ｃに沿う前進方向の力が作用することになり、ガイドホルダ２７は、ボルト５５をねじ部材５６の後端に摺接させつつ前記ばね５４のばね力に抗して、フィラーワイヤガイド１４の先端部を溶接トーチ１２に近接させる方向に回動し、ボルト５５の軸線が前記軸線Ｃと平行になった状態で可動台２６の前端の規制ボルト４３が前進位置規制用ねじ部材４１の後端に当接する前進位置となり、この状態で前記ガイドホルダ２７は、フィラーワイヤガイド１４から電極１１の前方にフィラーワイヤ１３を供給することを可能としたワイヤ供給位置となる。
【００３２】
すなわち前記回動駆動機構３４は、進退駆動機構３３の作動に連動して前記フィラーワイヤガイド１４の先端部を溶接トーチ１２に対して近接・離反させるようにガイドホルダ２７を回動駆動するように構成されることになる。
【００３３】
次にこの実施の形態の作用について説明すると、フィラーワイヤ１３を導くフィラーワイヤガイド１４を保持するガイドホルダ２７が、ガイドホルダ駆動手段３２によってワイヤ供給位置および退避位置間を作動するように駆動され、ワイヤ供給位置では、溶接トーチ１２の前端の電極１１の前方にフィラーワイヤガイド１４からフィラーワイヤ１３を供給することが可能であるので、比較的広く、かつ大きな溶接強度が要求される箇所でフィラーワイヤ１３を用いたＴＩＧフィラー溶接を行う場合にはガイドホルダ２７をワイヤ供給位置にもたらしておけばよい。また退避位置では、フィラーワイヤガイド１４が溶接トーチ１２の後部側方に退避するので、狭い箇所に電極１１を差し込むのに障害となるフィラーワイヤガイド１４が電極１１近傍に配置されておらず、フィラーワイヤ１３を供給せずに狭い箇所のＴＩＧ溶接を行うようにした場合にはガイドホルダ２７を退避位置に移動させればよく、フィラーワイヤ１３を用いたＴＩＧフィラー溶接と、フィラーワイヤ１３を用いないＴＩＧ溶接とを１台の溶接装置で使い分けることが可能となる。
【００３４】
またガイドホルダ２７が、溶接トーチ１２の長手方向に沿って移動可能な可動台２６に回動可能に支持されており、フィラーワイヤガイド１４がガイドホルダ２７から溶接トーチ１２側に彎曲して形成され、可動台２６を溶接トーチ１２の側方で該溶接トーチ１２の長手方向に沿って移動させる進退駆動機構３３と、ガイドホルダ２７を回動させてフィラーワイヤガイド１４を溶接トーチ１２に対して近接・離反させる回動駆動機構３４とをガイドホルダ駆動手段３２が備えるので、ガイドホルダ２７の直線的な移動および回動を組み合わせることで、フィラーワイヤガイド１４を、ワイヤ供給位置および退避位置との間で効果的に作動せしめることができる。
【００３５】
さらに回動駆動機構３４は進退駆動機構３３の作動に連動してガイドホルダ２７を回動駆動するように構成されるので、ガイドホルダ２７を回動駆動するためのアクチュエータが不要であり、部品点数の低減およびコストの低減を図ることができる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３７】
たとえば上記実施の形態では、可動台２６を進退させるためのアクチュエータとしてエアシリンダ３５を用いたが、サーボモータ等を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１１・・・電極
１２・・・溶接トーチ
１３・・・フィラーワイヤ
１４・・・フィラーワイヤガイド
１５・・・ベース
２６・・・可動台
２７・・・ガイドホルダ
３２・・・ガイドホルダ駆動手段
３３・・・進退駆動機構
３４・・・回動駆動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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