(57)【要約】本発明は、ハウジング（３３）内にバネ搭載され、複数のパイプ（２３）および、バーナー本体（３８）、任意にはバーナーハンドル（２６）からなる溶接トーチ（１０）に接続された結合手段（３４）を備えるロボットシステムのための切断箱（２７）に関する。本発明の目的は、前記ロボットシステムでいずれの特定の場所または位置で使用可能であり、より迅速で容易な応答で特徴付けられる自律的な切断箱（２７）を提供することである。本発明によれば、ハウジング（３３）は２つの部品（３０，３１）からなり、結合手段（３４）は、ハウジング（３３）に一定の点で配置可能なように実現されている。好ましくは、ハウジング（３３）は、バーナー本体（２８）と複数のパイプ（２３）との間に配置される。
2006502005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（３３）内に弾性的に搭載され、ホースパック（２３）および、トーチ本体（２８）、任意にはトーチハンドル（２６）によって形成される溶接トーチに接続されるように設計された結合手段（３４）を含み、
ハウジング（３３）は、２つの部品（３０，３１）からなり、結合手段（３４）は、ハウジング（３３）と点接触するように設計されていることを特徴とするロボットシステムのためのスイッチオフ箱。
【請求項２】
ハウジング（３３）は、トーチ本体（２８）とホースパック（２３）との間に配置されていることを特徴とする請求項１記載のスイッチオフ箱。
【請求項３】
ハウジング（３３）は、トーチ本体（２８）と、ホースパック（２３）が接続されたトーチハンドル（２９）との間に配置されていることを特徴とする請求項１記載のスイッチオフ箱。
【請求項４】
結合手段（３４）は、ハウジング（３３）に対して絶縁されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスイッチオフ箱。
【請求項５】
結合手段（３４）は、開口（３５）を介してハウジング（３３）から突出しており、結合手段（３４）の他端は、ハウジング（３３）の内部で終結していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスイッチオフ箱。
【請求項６】
結合手段（３４）は、ハウジング（３３）への接触のための支持面（３９）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスイッチオフ箱。
【請求項７】
支持面（３９）は、結合手段（３４）に直接形成されていることを特徴とする請求項６記載のスイッチオフ箱。
【請求項８】
前記支持面（３９）は、Ｌ字状断面を有する外部リング（４０）によって形成されていることを特徴とする請求項６記載のスイッチオフ箱。
【請求項９】
ハウジング（３３）への点接触のために、複数の突起（４１）が外部リング（４０）および支持面（３９）にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のスイッチオフ箱。
【請求項１０】
結合手段（３４）の固定は、外部リング（４０）および支持面（３９）をそれぞれ介して、ネジ接続（４２）によって実現され、スプリング要素（４４）が、ネジ頭（４３）と外部リング（４０）と支持面（３９）の間に配置されていることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載のスイッチオフ箱。
【請求項１１】
接触要素またはスイッチ要素が、突起（４１）および支持面（３９）にそれぞれ接続されており、個々の接触要素は、ハウジング（３３）からの単一の突起（４１）の持ち上げによって活性化または不活性化するようになり、信号は、接触要素またはスイッチ要素から、インタフェース接続された制御デバイスまたはロボットシステムへ伝送されることを特徴とする請求項９または１０のいずれかに記載のスイッチオフ箱。
【請求項１２】
更なる開口（４５）が、ハウジング（３３）において、ハウジング（３３）の開口（３５）の反対側に設けられていることを特徴とする請求項５〜１１のいずれかに記載のスイッチオフ箱。
【請求項１３】
突起またはネジ山（４６）が、ホースパック（２３）の外部ホースとの接続のために、ハウジング（３３）の一方に配置されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のスイッチオフ箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内に弾性的に搭載され、ホースパック(hose pack)および、トーチ本体、任意にはトーチハンドルによって形成される溶接トーチに接続されるように設計された結合手段を含む、ロボットシステムのためのスイッチオフ箱に関する。
【背景技術】
【０００２】
衝突保護検出手段あるいはスイッチオフ箱は、先行技術から知られているが、これらはロボット、即ち、ロボットアームに直接設置されている。構成部品は、ロボットに統合化されたスイッチオフ箱に装着されている。これは、こうした統合化されたスイッチオフ箱が、装着された構成部品の全体重量を載せて、極めて剛性的に設計され、よってスイッチオフの動きに悪影響を及ぼすという不具合を伴う。
【０００３】
米国特許公報４５４０８６９Ａから、衝突保護手段を備える溶接ロボットで使用する溶接トーチが公知であり、これは、ホースパックおよび溶接トーチに接続されるように設計され、弾性的に搭載された結合要素を含む。これは、溶接トーチの半径方向の運動を可能にする比較的複雑な構成という欠点をもたらす。
【０００４】
日本特許公報７−１７８５４６Ａは、同様に、衝突保護手段を含む溶接トーチを開示しているが、ホースパックの接続は説明されていない。もしホースパックが結合手段に固定されれば、スイッチオフ箱は、これに装着される構成部品のとても大きい重量を載せる必要があり、スイッチオフの動きに悪影響を及ぼすことになる。
【０００５】
英国特許公報１２２４１８０Ａは、ツール、例えば溶接トーチの運動を制御するためのデバイスを示しており、ツールの運動経路を検出するためにファインダが搭載可能である。ファインダが接続されたロボットアームには、ツールとのファインダの衝突を検出して、ロボット制御のモータを駆動するための要素が配置されている。これも同様に、衝突検出手段がロボットアームに設置されているため、スイッチオフの動きは悪影響を受ける。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、ロボットシステムのいずれの場所や位置にも柔軟に使用可能である、独立したスイッチオフ箱を提供することにある。さらに、スイッチオフ箱は、可及的にシンプルに構成され、可及的に迅速でシンプルな応答によって特徴付けられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る目的は、ハウジングが２つの部分を備え、結合手段がハウジングに点接触するように設計されることで達成される。これは、スイッチオフ箱が溶接トーチの中、即ち、溶接トーチの個々の構成部品間で直接に配列可能であるという利点を提供する。こうしてスイッチオフ箱は、軽微な衝突を容易に検出できるように、危険に曝される領域にできる限り接近するように位置決め可能になる。さらに、ホースパックおよびトーチハンドルがスイッチオフ箱とそれぞれ接続可能であり、後者が構成部品の重量を載せて、スイッチオフ箱の弾性的に搭載された結合手段は、トーチ本体の重量に適合するように寸法設定するだけでいいという利点がある。衝突の発生時に、こうした衝突が点接触の開放によって直ちに検出されることになるため、ハウジングへの結合手段の点接触は、スイッチオフ箱の素早い応答動きを確保する。そして、ロボットシステムの個々の制御が、接触要素またはスイッチング要素の適切な配列によって実現することになる。
【０００８】
更なる好都合な構成は、従属クレーム２〜１３に記述されている。これらによる利点は、詳細な説明から理解されよう。
【０００９】
本発明は、スイッチオフ箱の例示的な実施形態を図示した添付図面を用いてより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、例えば、ＭＩＧ／ＭＡＧ溶接、ＷＩＧ／ＴＩＧ溶接、電気溶接方法、ダブルワイヤ／タンデム溶接プロセス、プラズマやろう付け方法など、種々のプロセスおよび方法のための溶接デバイス１または溶接装置を示す。当然ながら、電力源または溶接電流源とともに本発明による解決法を用いることが可能である。
【００１１】
溶接デバイス１は、電力要素３、制御デバイス４、電力要素３および制御デバイス４とともにそれぞれ組み込まれたスイッチ部材５を含むエネルギー源２を備える。スイッチ部材５および制御デバイス４は、供給ライン７中に、ガス貯蔵器９と溶接トーチ１０やバーナーとの間に配置され、ガス８、特に、例えばＣＯ２、ヘリウム、アルゴンなどの保護ガスのための制御弁６に接続されている。
【００１２】
さらに、ＭＩＧ／ＭＡＧ溶接に共通するワイヤ前進システム１１は、制御デバイス４を介して起動可能であり、フィラー金属または溶接ワイヤ１３は、供給ライン１２を通じて供給ドラム１４からトーチ１０の領域へ供給される。当然ながら、溶接デバイス１は、図１に示すように付属品ユニットとして設計するのとは別に、先行技術から知られているように、ワイヤ前進システム１１、特に、基本ハウジング内に統合化することも可能である。
【００１３】
ワイヤ前進システム１１は、溶接ワイヤ１３またはフィラー金属を溶接トーチ１０の外部にある溶接箇所へ供給することも可能であり、その端部には、ＷＩＧ／ＴＩＧ溶接で共通するように、非溶電極を溶接トーチ１０に配置することが好ましい。
【００１４】
電気アーク１５を確立するのに必要な電力、特に、溶接ワイヤ１３とワーク品１６との間で動作する電気アークは、エネルギー源２の電力要素３から溶接ライン１７を経由して溶接トーチ１０へ供給される。溶接されるワーク品１６は、幾つかの部品で構成され、同様に、溶接デバイス１に、特に、更なる溶接ライン１８を介して電力源２に接続されており、これによりプロセスのための電力回路が、電気アーク１５またはプラズマジェットを確立することが可能になる。
【００１５】
溶接トーチ１０の冷却を提供するために、溶接トーチ１０は、流量コントローラ２０が介在する冷却回路１９を介して、流体貯蔵器、特に、水貯蔵器に接続可能であり、これにより冷却回路１９、特に、流体貯蔵器２１に格納される流体に用いられる流体ポンプは、溶接トーチ１０が動作に移行するにつれて、始動する。こうして溶接トーチ１０の冷却を実施する。
【００１６】
溶接デバイス１は、入力及び／又は出力デバイス２２をさらに備え、これにより、溶接デバイスの異なる動作パラメータ、動作モードまたは溶接プログラムは、調整したり、及び／又は呼び出しが可能になる。このようにして、入力及び／又は出力デバイス２２によって調整された溶接パラメータ、動作モードまたは溶接プログラムは、制御デバイス４へ送信され、そして、溶接装置または溶接デバイス１の個々の構成部品を起動することになる。
【００１７】
さらに、図示した例示的実施形態における溶接トーチ１０は、ホースパック２３を介して溶接デバイス１または溶接装置に接続される。溶接デバイス１から溶接トーチ１０へ導く個々のラインは、ホースパック２３の内部に配置される。ホースパック２３は、結合デバイス２４または中央接続部を介して溶接トーチ１０に接続される。ホースパック２３内の個々のラインは、接続ソケットまたはプラグイン接続を介して、溶接装置１の個々の接触部に接続されている。ホースパック２３の適切な張力緩和を確保するために、ホースパック２３は、張力緩和手段２５を介して、ハウジング２６、特に、溶接デバイス１の基本ハウジングに接続される。結合デバイス２４は、当然ながら、溶接デバイス１での接続のためにも使用してもよい。
【００１８】
基本的には、例えば、ＷＩＧデバイス、ＭＩＧ／ＭＡＧデバイス、またはプラズマデバイスなど、種々の溶接方法または溶接装置１のために、上述した全ての構成部品を用いる必要がないことに留意すべきである。
【００１９】
図２および図３において、ロボットシステム、特に、溶接装置のためのスイッチオフ箱２７の応用例を示している。この場合、スイッチオフ箱２７は、溶接トーチ１０に直接に配置されており、即ち、図２ではトーチ本体２８とホースパック２３との間、そして、図３ではトーチ本体２８とトーチハンドル２９との間に配置される。このトーチハンドルは、例えば、ホースパック２３が接続された、統合化されたワイヤ供給を含む。統合化されたスイッチオフ箱２７を持つ溶接トーチ１０は、固定手段３０によってロボットシステム（不図示）に固定される。
【００２０】
溶接トーチ２０に直接配置されたスイッチオフ箱２７の使用により、スイッチオフ箱２７はより少ない重量を載せるという利点を提供し、これにより衝突時のスイッチオフの動きを改善することができる。さらに、スイッチオフ箱は、ロボットシステムにおいて最も多種多様な点に使用可能であることから、独立したスイッチオフ箱２７は、スイッチオフ箱２７の配置において最適な適合を確保する。スイッチオフ箱２７は、溶接の構成部品を何ら接続せずに、例えば、ロボットアームと溶接トーチ１０のための固定手段３０との間で用いるようにして、使用することも可能である。
【００２１】
図４〜図７は、スイッチオフ箱２７の詳細を概略的に示し、結合手段３４は、２つの部品３１，３２からなるハウジング３３に弾性的に搭載される。結合手段３４は、溶接トーチ１０、特に、その構成部品とホースパック２３との接続のために設計されており、溶接技術から商業的に利用可能な中央接続部または結合デバイスが、ホースパック２３を溶接トーチ１０に接続するために、結合要素３４の上で実現される。スイッチオフ箱２７の機能は衝突検出を行うことであり、これにより、スイッチオフ箱２７は、コンパクトな構造ユニットとして、そして使用現場の機能として適切に位置決め可能な独立した構成部品として、設計される。
【００２２】
スイッチオフ箱２７は、結合手段３４が、２つの部品３１，３２からなるハウジング３３に弾性的に搭載されるように構成されており、結合手段３４は、開口３５を介してハウジング３３から突出している。一方、結合手段３４の他端は、ハウジング３３の内部で終結しても構わない。トーチ本体２８は、結合手段３４の突出端部に固定してもよい。空洞３６がハウジング３３の内部に形成される。結合手段３４は、ハウジング３３に対して絶縁されていることが好ましく、これにより電気エネルギー、特に、溶接電流が結合手段３４を介して伝送されるのを可能にする。このため、絶縁リング３７が、図示した例示的実施形態に配置されている。チャネル３８を結合手段３４の内部に配置してもよく、これにより、供給される媒体、例えば、冷却液、保護ガスなどを、結合手段３４の一方から他方へ移送してもよく、溶接トーチ１０の機能を保護することができる。さらに、結合手段３４は、ハウジング３３への点接触のための支持面３９を備え、図示した例示的実施形態における該支持面は、Ｌ字状断面を有する外部リング４０によって形成され、絶縁リング３７に固定される。Ｌ字状断面を有する前記外部リング４０は、周辺に延びるように、あるいは幾つかの断面だけを含むように、設計してもよい。こうして、一方では、結合手段３４がハウジング３３からの滑り落ちに対して安全になり、他方では、点接触がハウジング３３内に設けられるようになる。実際には、結合手段３４は、衝突時にハウジング３３から点での持ち上げが可能となるように、ハウジング３３に点だけで接触することが、本質的である。外部リング４０は、当然ながら、結合手段３４で形成しても構わない。
【００２３】
ハウジング３３に対する点での突当てや接触を確保するために、突起４１が外部リング４０に配置され、ハウジング３３への点支持を確保している。支持面３９とハウジング３３との間の点接触を設けるために、突起４１の代わりに、例えば球など、別のスペーサ要素を使用することも可能である。好ましい手法では、３つまたは５つの突起４１がそこに配置される。結合手段３４の固定は、外部リング４０および支持面３９をそれぞれ介して、ネジ接続４２によって実現され、スプリング要素４４が、ネジ頭４３と外部リング４０と支持面３９の間に配置される。こうして全体の結合手段３４は、接続された部品、特に、トーチ本体２８とある固体物との衝突時に、結合手段３４の適切な変位を引き起こすように、弾性的に搭載される。これを検出するためには、接触要素またはスイッチ要素（不図示）が突起４１および支持面３９にそれぞれ接続されており、接触要素は、ハウジング３３からの単一の突起４１の持ち上げによって活性化または不活性化するようになり、信号は、接触要素またはスイッチ要素から、インタフェース接続された制御デバイス４またはロボットシステムへ伝送されるようになる。
【００２４】
さらに、他の開口４５が、ハウジング３３において、結合手段３４が出現している反対側に設けられ、ホースパック２３を経由して供給されるラインが、ハウジング３３内へ結合手段３４に導かれるようになる。好ましい手法では、更なる突起またはネジ山(thread)４６が、ホースパック２３の外部ホースをハウジング３３に接続するように配置される。このことは、ホースパック２３の重量が、結合手段３４に直接には作用せずに、スイッチオフ箱２７のハウジング３３に伝わることを確実にする。結合手段３４の搭載のためのスプリング要素４４は、より弱くなるように設計され、スイッチオフ箱２７の応答動きをかなり増強する。
【００２５】
原理的には、スイッチオフ箱２７は、スイッチオフ箱２７に固定されたトーチ本体２８と物体との衝突を検出するように機能する。これは、ハウジング３３の内部にある結合手段３４の変位または運動によって行われ、これにより突起４１を持ち上げて、信号が配給されるようになる。こうして所定の変位、特に、スイッチオフ箱２７のハウジング３３内での点支持の持ち上げが、衝突発生時に確実に行われるように、結合手段３４はハウジング３３内に搭載される。実際、接触要素またはスイッチ要素を単に配置することによって、結合手段３４の運動の適切な検出を行うことが可能になり、これにより実質的に構造の簡素化を構成する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】溶接装置または溶接デバイスの概略図である。
【図２】トーチ本体とホースパックの間で、溶接トーチでのスイッチオフ箱の配置についての概略図である。
【図３】トーチ本体とホースパックの間で、溶接トーチでのスイッチオフ箱の配置についての他の図である。
【図４】装着される構成部品無しのスイッチオフ箱の正面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った、スイッチオフ箱の断面図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線に沿った、スイッチオフ箱の断面図である。
【図７】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った、スイッチオフ箱の断面図である。
【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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【国際調査報告】
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