(57)【要約】【課題】溶接ワイヤの交換を迅速かつ高速に、しかも効率的に行えるようになし、また溶接ワイヤの交換時において、無駄に廃棄される溶接ワイヤの量を低減する。  【解決手段】ワイヤ計測器２４のケーシング３０内に、計測用ローラ３３と、この計測用ローラ３３に近接・離間する押し付けローラ３４とを配置して、このワイヤ計測器２４に挿通した溶接ワイヤ２０を計測用ローラ３３と押し付け量ら３４との間に挟持させることによって、送り部２３を駆動して、溶接ワイヤ２０を溶接トーチ２に向けて送り駆動する際に、計測用ローラ３３に接続した回転数検出手段３５により溶接ワイヤの送り量を検出するようになし、かつケーシング３０の側面部には軸線方向の全長に及ぶ溶接ワイヤ２０が通過可能な導入用スリット４０が形成されており、溶接ワイヤ２０はこのスリット４０を介して計測用ローラ３３と押し付けローラ３４との間に挟持させる．【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接用ロボットの溶接トーチに溶接ワイヤを供給するために、この溶接ワイヤの供給源から前記溶接トーチに至るワイヤ供給経路を備え、このワイヤ供給路の途中位置に前記溶接ワイヤの送り量を計測するワイヤ計測器を設けた溶接ワイヤ供給装置であって、
前記ワイヤ計測器は、ケーシングを有し、このケーシング内には、計測用ローラと、この計測用ローラに近接・離間する押し付けローラとが配置され、
前記計測用ローラに回転数検出手段を接続して回転数を検出することによって、前記溶接ワイヤの送り量を検出するようになし、
前記ケーシングの側面部には、軸線方向の全長に及ぶ前記溶接ワイヤが通過可能な導入用スリットが形成されて、前記溶接ワイヤはこのスリットを介して前記計測用ローラと押し付けローラとの間に挟持させる
構成としたことを特徴とする溶接ワイヤの供給装置。
【請求項２】
前記ケーシングには、前記溶接ワイヤが前記計測用ローラと前記押し付けローラとの間から逸脱するのを防止する位置決め機構を備える構成としたことを特徴とする請求項１記載の溶接ワイヤの供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動溶接を行う際において、溶接ロボットに溶接ワイヤを供給するための溶接ワイヤ供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶接ロボットを用いて自動溶接を行うに当たっては、溶接トーチに溶接ワイヤを供給するが、このために溶接ワイヤ供給機構を備えている。この溶接ワイヤ供給機構は、溶接ワイヤをリールに巻回させた状態で収容したペール缶等を供給源とし、ワイヤ送り手段により溶接ロボットに向けて溶接ワイヤを送り込む構成とする。
【０００３】
自動溶接を高精度に行うために、溶接ワイヤの供給路の途中にワイヤ計測器が設けられ、このワイヤ計測器により溶接ワイヤの送り量が制御される。ワイヤ計測器の構成は例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
この公知のワイヤ計測器は、ケーシング内に測定用ローラと押し付けローラとからなる一対のローラを設け、これら２つのローラ間に溶接ワイヤを挟み込むようになし、測定用ローラにポテンショメータ等から構成される回転検出手段を接続して設ける構成とする。ワイヤ送り手段を駆動して、溶接ワイヤの送りを実行する際に、溶接ワイヤと両ローラとの間に作用する摩擦によりこれらのローラが回転することになり、測定用ローラの回転数に基づいて溶接ワイヤの送り量が計測される。ここで、ケーシングには、溶接ワイヤの導入部と導出部とが設けられており、溶接ワイヤは導入部側からケーシング内に挿入され、両ローラ間に挿入したうえで、導出部からケーシング外に引き出されて、溶接トーチに接続される。このために、押し付けローラにはばね等の付勢手段を作用させて、この押し付けローラを計測用ローラに接離させるように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５３５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
溶接ロボットを用いた自動溶接が行われる例としては、各種の車両の製造・組立ラインがあり、このラインにはコンベアが設けられ、このコンベアに沿って複数の溶接ロボットが設けられる。車体からなるワークはコンベア上を搬送させ、その間に、複数箇所配置したステージにおいて各々溶接ロボットが順次作動して、各部の溶接が実行される。
【０００７】
このように、自動溶接を行うに当っては、複数の溶接ロボットが製造・組立ラインの各所に分散配置されるが、それらに対する溶接ワイヤの供給源は、管理の都合から、通常、所定の位置に一括して配置されることになる。このために、溶接ワイヤの供給源と溶接ロボットとの間は溶接ワイヤの供給経路で結ばれる。各々の供給経路の経路長には長短があり、供給源から遠隔の位置に配置した溶接用ロボットに対しては、当然、溶接ワイヤの供給経路も長くなってくる。
【０００８】
ここで、経路の途中には、溶接ワイヤの送り量を計測するワイヤ計測器が設けられる。ワイヤ計測器はケーシング内に計測機構を装着したものから構成され、溶接ワイヤはケーシングの導入部から導入されて、測定用として機能する一対のローラ間に挿通させる。ローラ間を通した溶接ワイヤは、導出部からケーシング外に導出させて、溶接トーチに接続することになる。この溶接ワイヤの接続作業は、通常、手動操作で行われる。
【０００９】
溶接ワイヤの供給源としては、ペール缶等に収容させているが、溶接ワイヤは有限のものであり、この溶接ワイヤが使い切られると、他のペール缶と交換することになる。この交換時には、交換すべきペール缶からの溶接ワイヤを切断して除去し、新たなペール缶から導出させた溶接ワイヤを経路に沿って引き廻してワイヤ計測器を経て溶接トーチに接続する作業が行われる。
【００１０】
この溶接ワイヤの交換は、必ずワイヤ計測器の位置より上流側、つまりペール缶側の位置で行わなければならないことになる。この溶接ワイヤの交換作業を行っている間は溶接トーチに溶接ワイヤを供給できない状態になり、しかも新たな溶接ワイヤはワイヤ計測器を通す作業が必要となる。この作業には多大の時間を必要とするものであり、これが溶接ロボットの稼働に対する制約となり、その分だけ効率が低下するという問題点があり、ワイヤ計測器への溶接ワイヤの挿通作業の迅速化、高速化が望まれる。また、溶接ワイヤの切断は必ずワイヤ計測器より上流側の位置で行う必要があり、溶接ワイヤの供給源側と溶接ロボットとの間の距離にはばらつきがあることから、溶接ワイヤの供給経路が長いものにあっては、切断により除去されて、無駄に廃棄される溶接ワイヤの量が多くなる等といった問題点がある。
【００１１】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、溶接ワイヤの交換を迅速かつ高速に、しかも効率的に行えるようになし、また溶接ワイヤの交換時において、無駄に廃棄される溶接ワイヤの量を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するために、本発明は、溶接用ロボットの溶接トーチに溶接ワイヤを供給するために、この溶接ワイヤの供給源から前記溶接トーチに至るワイヤ供給経路を備え、このワイヤ供給路の途中位置に前記溶接ワイヤの送り量を計測するワイヤ計測器を設けた溶接ワイヤ供給装置であって、前記ワイヤ計測器は、ケーシングを有し、このケーシング内には、計測用ローラと、この計測用ローラに近接・離間する押し付けローラとが配置され、前記計測用ローラに回転数検出手段を接続して回転数を検出することによって、前記溶接ワイヤの送り量を検出するようになし、前記ケーシングの側面部には、軸線方向の全長に及ぶ前記溶接ワイヤが通過可能な導入用スリットが形成されて、前記溶接ワイヤはこのスリットを介して前記計測用ローラと押し付けローラとの間に挟持させる構成としたことを特徴とするものである。
【００１３】
ワイヤ計測器は一対のローラ間に溶接ワイヤを挟持させて、この溶接ワイヤの送り時にこれら両ローラを回転させる。これらのローラは回転自在に支持させる必要があり、ケーシングはこのために設けられる。ケーシングは必ずしも閉鎖空間を構成する必要はないことから、ケーシングに溶接ワイヤが通過できるスリットを設けるようにしている。これによって、溶接ワイヤは先端からではなく、任意の位置でケーシングの側方から挿入できるようになる。
【００１４】
このように、溶接ワイヤをケーシングの側方から挿入乃至離脱できるように構成されていることから、自動溶接を実行している間に、溶接ワイヤがスリットから逸脱する可能性がある。これを防止するには、溶接ワイヤの位置決め機構を設ける。この位置決め機構は、溶接ワイヤの送り量を計測するために設けた計測用ローラと押し付けローラとの間に設けることができる。例えば、いずれか一方のローラの転動表面にＶ溝や角溝からなる位置決め用凹溝を形成することにより構成することができる。また、スリットを直線的なものではなく、一部に螺旋形状となった溝とする等の構成を採用することによっても、同様の位置決め機能を発揮させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
溶接ワイヤの交換時に、新たな溶接ワイヤを先端からワイヤ計測器に挿入させるのではなく、ケーシングの側方から挿入できるようにしているので、この溶接ワイヤの交換作業を迅速かつ高速に、しかも効率的に行うことができ、また溶接ワイヤの交換時に無駄に廃棄される溶接ワイヤの量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】溶接ロボットを用いた自動溶接装置の概要を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の一形態を示す溶接ワイヤ供給装置を構成するワイヤ計測装置の平面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】ワイヤ計測装置の正面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】計測用ローラと押し付けローラとの係合状態の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図１において、１は溶接ロボット、２はこの溶接ロボット１における溶接トーチを示す。溶接ロボット１は基台３上に設置されたロボット本体１０を有するものであり、このロボット本体１０は周知の構成を有するＸＹθテーブル１１を有し、このＸＹθテーブル１１上にロボットアーム１２が設けられている。ロボットアーム１２は第１アーム部１２ａと第２アーム１２ｂとから構成され、第１アーム部１２ａはＸＹθテーブル１１に俯仰動作可能に連結されており、第２アーム部１２ｂは第１アーム部１２ａの先端に上下方向に回動可能に連結されている。第２アーム１２ｂの先端に、この第２アーム１２ｂに対して回転可能な手首関節部１３が連結されており、溶接トーチ２はこの手首関節部１３に連結されており、これによって溶接トーチ２を任意の方向及び位置に変位させる多軸ロボットが構成される。
【００１８】
溶接ロボット１は、例えばアーク溶接を行うためのものであり、このために電源供給手段及びガス供給手段と、溶接ワイヤ供給手段とが接続されている。電源供給手段は、電源部４とケーブル５とを含むものであり、ガス供給手段はガスボンベ６及びホース７から構成される。
【００１９】
ワイヤ供給手段は、溶接ワイヤ２０を溶接トーチ２に供給するためのものであって、溶接ワイヤ２０の供給源としてのペール缶２１を有し、このペール缶２１にはリールに巻回して設けた溶接ワイヤ２０が収容されている。ペール缶２１から引き出された溶接ワイヤ２０は所定の経路からなる供給路２２に沿って送られて、溶接ロボット１の溶接トーチ２に供給されることになる。溶接ロボット２のロボットアーム１２を構成する第１アーム部１２ａには、溶接ワイヤ２０の送り部２３が設けられている。
【００２０】
溶接ワイヤ２０は供給源であるペール缶２１から引き出され、送り部２３を駆動することによって、溶接トーチ２に供給されて、溶接ロボット２の作動により所定のワークに対して自動溶接が行われるが、この自動溶接時における溶接ワイヤ２０の送りは間欠的に行われる。このように間欠的に行われる自動溶接を精度良く行うために、送り部２３による溶接ワイヤ２０の供給量が制御される。このために、溶接ワイヤ２０の供給路２２の途中にワイヤ計測器２４を設けている。
【００２１】
図２及び図３に基づいて、このワイヤ計測器２４の構成について説明する。図中において、３１はワイヤ計測器３０のケーシングであり、このケーシング３０は全体が概略ボックス形状となっている。ケーシング３０の一端側にはワイヤ導入部３１，他端側にはワイヤ導出部３２が設けられており、内部に一対のローラが設けられている。一方のローラは計測用ローラ３３であり、他方のローラは押し付けローラ３４である。
【００２２】
計測用ローラ３３は回転軸３３ａを有するものであり、この回転軸３３ａはケーシング３０に回転自在に支持されている。そして、回転軸３３ａの他端部はケーシング３０から外部に導出されて、ポテンショメータ等で構成した回転検出手段３５に接続されている。
【００２３】
一方、押し付けローラ３４はケーシング３０に軸支されたレバー部材３６に回転自在に支持されている。レバー部材３６は軸支部３７を中心として揺動可能となっている。押し付けローラ３４は軸支部３７の一方側に設けられており、かつレバー部材３６には圧縮ばね３８が作用しており、この圧縮ばね３８の付勢力によって、押し付けローラ３４は計測用ローラ３３に当接する方向に付勢されている。また、レバー部材３６の他側部にはプッシャ３９が作用しており、このプッシャ３９はケーシング３０の外部に導出されて、このプッシャ３９はケーシング３０の外部から押動操作できるようになっている。
【００２４】
溶接ワイヤ２０は、ワイヤ計測器２４において、計測用ローラ３３と押し付けローラ３４との間に挟持される。そして、送り部２３を駆動して溶接ワイヤ２０が溶接トーチ２に向けて引き出されると、摩擦力の作用によって計測用ローラ３３が回転することになり、回転検出手段３５によって、この計測用ローラ３３の回転数が計測され、これに基づいて溶接ワイヤ２０の送り出し量が計測される。従って、ワイヤ計測器２４による溶接ワイヤ２０の送り量に基づいて、送り部２３による溶接ワイヤ２０の送り量を制御することによって、溶接ワイヤ２０が定量送りされて、自動溶接を高精度に行うことができる。
【００２５】
溶接ワイヤ２０の送り量の検出は計測用ローラ３３の回転数に基づいて制御されるものであるから、この送り時に計測用ローラ３３の滑りによる計測誤差が発生するのを防止するために、圧縮ばね３８による押し付けローラ３４の計測用ローラ３３に対する押し付け量が適切なものとなるように調整される。
【００２６】
溶接ワイヤ２０はペール缶２１を供給源としていることから、継続して自動溶接を行う間に、溶接ワイヤ２０の貯留量が尽きてしまう。このために、ペール缶２１の交換が必要となる。このように、ペール缶２１を交換したときに、新たなペール缶２１の溶接ワイヤ２０を溶接ロボット１まで引き廻す作業が行われる。この作業において、溶接ワイヤ２０をワイヤ計測器２４の位置を通過させなければならない。溶接ワイヤ２０のワイヤ計測器２４に係合させるために、ケーシング３０の側面部にはスリット４０が形成されており、このスリット４０は、ケーシング３０において、ワイヤ導入部３１からワイヤ導出部３２までの全長に及ぶものであり、スリット幅は溶接ワイヤ２０の外形寸法より大きいものである。ただし、その間の寸法差はできるだけ小さいものとなし、溶接ワイヤ２０のスリット４０内への挿入操作に支障を来さない程度で、できるだけ狭い幅となっている。
【００２７】
このように構成することによって、ペール缶２１の溶接ワイヤ２０が尽きたときには、ペール缶２１を交換する。この溶接ワイヤ２の交換は、使い切ったペール缶２１からの溶接ワイヤ２０を供給路２２から除去する。ここで、図４に示したように、溶接ワイヤ２０はワイヤ計測器２４と係合しているが、ワイヤ計測器２４におけるケーシング３０にはスリット４０が形成されているので、溶接ワイヤ２０は、その先端をワイヤ導入部３１側から挿入する必要はなく、任意の位置でスリット４０を介してケーシング３０の側面側から挿入できるようになっている。
【００２８】
このために、まずプッシャ３９を押し込んで、レバー部材３６を回動させて、押し付けローラ３４を圧縮ばね３８の付勢力に抗して計測用ローラ３３から離間させる。そして、スリット４０に挿入して、この押し付けローラ３４と計測用ローラ３３との間に溶接ワイヤ２０を挿入する。この状態で、プッシャ３９に対する押し込み力を解除して、溶接ワイヤ２０を計測用ローラ３３と押し付けローラ３４との間に挟持させる。さらに、溶接ワイヤ２０をケーシング３０の側方から、スリット４０によりワイヤ導入部３１及びワイヤ導出部３２の内部に位置させる。
【００２９】
以上の操作によって、新たな溶接ワイヤ２０をワイヤ計測器２４に係合させることができ、溶接ワイヤ２０は供給路２２を経て溶接ロボット１の溶接トーチ２にまで引き廻すことができる。従って、送り部２３を作動させることによって、溶接トーチ２に溶接ワイヤ２０を供給することができることになる。そして、ワイヤ計測器２４により溶接ワイヤ２０の送り量が制御されるので、必要な量の溶接ワイヤ２０を過不足なく溶接トーチ２に供給できる。
【００３０】
ここで、溶接ワイヤ２０の供給源であるペール缶２１の位置は1か所に纏められているのに対して、溶接ロボット１の配設位置は分散しており、供給路２２の長さには大きなばらつきがあり、ルートも複雑に曲がっている。しかも、供給路２２の途中においては、ワイヤ計測器２４により拘束されているが、このワイヤ計測器２４の前後の部位は自由状態となっている。従って、溶接ワイヤ２０の送りを実行している間には、溶接ワイヤ２０は直進するのではなく、任意の方向に位置ずれしながら送られるようになる。つまり、溶接ワイヤ２０の送り時にケーシング３０内で振れや踊りが発生する。
【００３１】
ワイヤ計測器２４においては、その全長にわたってスリット４０が形成されていることから、溶接ワイヤ２０がこのスリット４０から外部に逸脱するおそれがある。この逸脱を防止するために、図５に示したように、計測用ローラ３３と押し付けローラ３４との間で溶接ワイヤ２０の位置ずれを防止するようにしている。即ち、これら計測用ローラ３３と押し付けローラ３４の一方、例えば計測用ローラ３３を幅の広いローラとし、押し付けローラ３４を幅の狭いローラとして構成し、幅広側の計測用ローラ３３の外周面を断面がＶ字状の溝３３ａを有する形状とすることによって、計測用ローラ３３と押し付けローラ３４との間で溶接ワイヤ２０が溝３３ａの中央部にセンタリングされることになり、溶接ワイヤ２０の位置決め機構として機能する。
【００３２】
このように、ワイヤ計測器２４における計測用ローラ３３と押し付けローラ３４との間での位置決め機構として機能させて、溶接ワイヤ２０の直進性を確保する機能を発揮させることによって、ワイヤ計測器２４における溶接ワイヤ２０の走行を安定させることができ、溶接ロボット１に設けた送り部２３による溶接ワイヤ２０の送りを軽い負荷で円滑に行われることになる。
【００３３】
ここで、ワイヤ計測器２４に設けられる溶接ワイヤ２０の位置決め機構としては、図５に示したように、計測用ローラ３３の外周面をＶ字溝として構成するものだけでなく、図６に示したように、計測用ローラ１３３の外周面に角形の溝１３３ａを有する構成とし、押し付けローラ１３４で溶接ワイヤ２０を計測用ローラ１３３の溝１３３ａ内から逸脱しないように保持させることもできる。さらに、図示は省略するが、ケーシング３０のワイヤ導入部３１及びワイヤ導出部３２を螺旋状の通路とする等、通路を非直線状に形成することによっても、同様の位置決め機構として機能させることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  溶接ロボット
２  溶接トーチ
２０  溶接ワイヤ
２１  ペール缶
２２  供給路
２３  送り部
２４  ワイヤ計測器
３０  ケーシング
３１  ワイヤ導入部
３２  ワイヤ導出部
３３，１３３  計測用ローラ
３３ａ，１３３ａ  溝
３４，１３４  押し付けローラ
３５  回転検出部材
４０  スリット
【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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