JP2017177125A - パックワイヤでのワイヤ切れ検知器 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接ワイヤ収納容器に収容されている溶接ワイヤの残量が一定量を下回ったことを報知する。
【解決手段】自動溶接機の溶接トーチに溶接ワイヤを自動送給するワイヤ送給系でワイヤ切れを予め検知するワイヤ切れ検知器である。溶接ワイヤ巻回収容しているパックワイヤ収納容器(Ｃ)の載置台を中央円板(１)から放射方向に連出した複数の支持杆(２)で構成する。この支持杆(２)の少なくとも１基を上面に開口部を有するチャンネル型の基体(８)とその開口部を覆うチャンネル状の蓋体(９)とで構成し、蓋体(９)と基体(８)とを載置台の中心側で俯仰揺動可能に枢支する。蓋体(９)に対して開き側に弾発力を作用させる弾性体(15)を基体(８)の内部に長手方向で調節移動可能に設置しパックワイヤ収納容器(Ｃ)でのワイヤ残量が所定量を下回ることに伴い蓋体(９)が所定の角度開き作動したことを検知素子(16)が検知することでワイヤ切れを予め検知して警告を発する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、溶接ロボットや自動溶接装置あるいは半自動溶接装置に溶接ワイヤを送給する溶接ワイヤ送給機構での溶接ワイヤ切れを予め検知するワイヤ切れワイヤ切れ検知器に関する。

溶接ロボットや自動溶接装置あるいは半自動溶接装置にあっては、コイル状に巻回された溶接ワイヤを連続的に繰り出して溶接トーチに順次供給するようになっている。この場合、溶接ワイヤの使用量が多い現場では、筒状収納容器内にコイル状で収容されているパックワイヤが使用されている。

パックワイヤを利用した溶接作業では、パックワイヤの重量が重いことも相俟って、パックワイヤ収容容器の設置位置が搬入しやすい個所に設置され、そのまま使用されるケースが多い。このため、溶接作業個所から離れた個所に配置されることになり、溶接ワイヤの残量等の把握が難しいという問題があった。

さらに、パックワイヤの収納容器は不透明の紙製筒状容器であるため、溶接ワイヤの残量を目視で認識することが困難であるという問題も有している。そこで従来、溶接ワイヤの送給経路の途中に一端を揺動支点とする揺動アームを設置するとともに揺動先端部に対応させてマイクロスイッチを配置し、この揺動アームを溶接ワイヤで持ち上げておき、溶接ワイヤの送給が途切れることで、揺動アームを作動させてマイクロスイッチを作動させるようにしたもの(特許文献１)や、パックワイヤ収納容器に近接して上下一対の近接スイッチを配置して、ワイヤ収納容器内での溶接ワイヤ量の残量を検知するもの(特許文献２)が提案されている。

特開２００３−５３５３６号公報 実用新案登録番号第３０５７４５１号

前記、揺動アームの揺動を利用してマイクロスイッチを作動させる形式のものは、ワイヤの終端部が通過することで、ワイヤが完全に消費されたことを検知するようになっていることから、ワイヤ切れが生じてから警報が発動することになり、爾後の溶接作業に支障きたすことがあった。

一方、パックワイヤ収納容器に近接して上下一対の近接スイッチを配置して、ワイヤ収納容器内での溶接ワイヤ量の残量を検知する形式のものでは、所定量以上の残量がある状態と、所定残量を下回る状態と、所定残量以上であるが、間もなく残量を切ることを予告する状態とをそれぞれ表示する状態にしていることから、パックワイヤ収納容器の設置個所に常時商用電源を用意しておかなければならず、使用個所が限定されてしまうという不都合があった。

本発明は、このような点に鑑み提案されたもので、溶接ワイヤを収容している溶接ワイヤ収納容器の重量を利用して、収納容器内のワイヤ残量を認識し、ワイヤ残量が所定重量になった際に、警告を発するようにしたものである。

上述の目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、溶接トーチに溶接ワイヤを自動送給する自動溶接機のワイヤ送給系でワイヤ切れを予め検知するワイヤ切れ検知器であって、溶接ワイヤを巻回収容しているパックワイヤ収納容器の載置台を中央円板から周方向に所定間隔置きで放射方向に連出した複数の支持杆で構成し、この支持杆の少なくとも１基を上面に開口部を有するチャンネル型の基体とその開口部を覆うチャンネル状の蓋体とで構成し、蓋体と基体とを載置台の中心側で俯仰揺動可能に枢支するとともに、蓋体に対して開き側に弾発力を作用させる弾性体を基体の内部に長手方向で調節移動可能に設置しパックワイヤ収納容器でのワイヤ残量が所定量を下回ることに伴い蓋体が所定の角度開き作動したことを検知素子が検知することでワイヤ切れを予め検知して警告を発することを特徴とするとしている。

請求項２に記載の本発明は、請求項１の構成に加えて、基体の内部に配置する弾性体をコイルばねで構成したものであり。

請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２の構成に加えて、各支持杆の中央円板側端部に形成した係合片が係合する係合孔を、中央円板の支持杆連出方向でそれぞれ複数個所形成し、前記各支持杆の係合片を中央円板の中心から等距離にある係合孔に係合連結可能に構成してあることを特徴としている。

本発明では、パックワイヤ収納容器の載置台に支持杆を周方向で所定間隔置きに放射状に配置し、その支持杆の少なくとも１基をチャンネル型の基体と、その開口部を覆うチャンネル状の蓋体とで構成し、蓋体と基体とを載置台の中心側で俯仰揺動可能に枢支するとともに、蓋体に対して開き側に弾発力を作用させる弾性体を基体の内部に長手方向で調節移動可能に設置し、パックワイヤでのワイヤ残量が所定量を下回ることに伴い蓋体が所定の角度開き作動したことを検知素子が検知することでワイヤ切れを予め検知して警告を発するように構成してあるから、収容容器内の溶接ワイヤ残量が所定値以上ある場合には、その重量による支持杆の蓋体に作用する下向きのモーメントが支持杆に組み込まれている弾性体にの弾発力に起因して支持杆の蓋体に作用する上向きのモーメントよりも大きいことから、蓋体が開き作動することはない。しかし、収容容器内の溶接ワイヤ残量が所定値を下回ると、支持杆の蓋体に作用する上向きのモーメントが支持杆の蓋体に作用する下向きのモーメントよりも大きくなって、溶接ワイヤ残量に比例して蓋体を開き側に揺動させるようになるから、蓋体が所定角度開き作動したことを検知素子が検知して、溶接ワイヤ残量が少なくなったことを報知することができる。これにより、新たなパックワイヤを準備したり、発注したりするなどの対策をとることができ、溶接作業を中断することなく作業を継続させることが可能となる。

本発明の一実施形態を示す斜視図である。 検出素子を収容してる支持杆の分解斜視図

このパックワイヤでのワイヤ切れ検知器は、図１に示すように、中央に配置した円板(１)と、この円板(１)から１２０度間隔で放射方向に連出した３本の支持杆(２)とで構成してあり、各支持杆(２)は円板(１)から連出した連結帯板部(３)と、該支持杆(２)の先端より部分に形成した箱状受け止部(４)とを有している。

中央円板(１)と支持杆(２)の連結帯板部(３)とは、中央円板(１)のセンターを中心とする同心円上で各放射半径方向に形成した複数(図では、各放射方向で２個づづ)の係合孔(５)と、連結帯板部(３)の中央円板側端部を折り曲げることで形成した係合片(６)とで、連出長さを変更可能に接続されている。

３本の支持杆(２)のうちの１本の支持杆(２a)に形成された箱状受け止部(４)は、図２に示すように、上面に開口部(７)を有するチャンネル型の基体(８)と、該基体(８)の開口部(７)を上方から覆うチャンネル型の蓋体(９)とで構成してあり、基体(８)と蓋体(９)とは、その側壁部分を支持杆(２)の連出基端側部で枢支ピン(10)で枢支することで蓋体(９)を基体(８)に対して先端寄りが俯仰揺動できるように構成してある。そして、この蓋体(９)が俯仰揺動可能に形成されている箱状受け止部(４)の内部には後述するワイヤ残量検出機構(11)が組み込んである。また、蓋体(９)の揺動先端より部を上方に折り曲げ連出して、略逆Ｌ字型のワイヤ収納容器(Ｃ)の周側壁を受け止める受止具(12)に形成している。

他の支持杆(２b)・(２c)に形成された箱状受け止部(４)は、支持杆(２)の連出先端側部分の上面にワイヤ収納容器(Ｃ)の底壁周縁を載置する位置を示すガイド溝(13)が刻設してある。

前記したワイヤ残量検出機構(11)は、基体(６)の内部空間(14)に蓋体(９)を開き側に弾発付勢するコイルスプリング(15)と、蓋体(９)の俯仰揺動に伴う縦方向の変位を検出してOn-Off切換作動されるマイクロスイッチからなる検知素子(16)とで構成されている。このコイルスプリング(15)は支持ブロック(17)に自然長の状態で支持されており、支持ブロック(17)が支持杆(２)の基体(８)の長手軸に沿ってその固定位置が変更できるように基体(８)に対して調節移動可能に組み付けてある。また、支持ブロック(16)に支持されているのコイルスプリング(15)は、蓋体(９)を介して作用するワイヤ収納容器(Ｃ)の荷重を受けて収縮するようにしてあり、ワイヤ収納容器(Ｃ)の内部に収容されている溶接ワイヤ量の変化に伴い減少する荷重と弾性蓄圧力とのバランス変化で蓋体(９)を押上げて、蓋体(９)を揺動させるようにしてある。

前記検知素子(16)は、基体(８)の内部先端寄りに固定してあり、蓋体(９)がコイルスプリング(15)の弾発付勢力により所定の角度持ち上げられたことを検知して、On‐Off切換作動するように構成してある。このOn-Off切換作動に伴う検知信号は、図示を省略したリード線を介して警報器(図示略)に伝達される。

図中符号(18)は、基体(６)に開設した検知素子(16)から導出したリード線の取り出し口、(19)はリード線取り出し口(18)に装着したリード線取出用ケーブルクランプである。なお、検知素子(16)での検出信号により作動する警報器としては、溶接作業現場に設けたフラッシュ表示灯等の視覚警報器や音声警報器に直接的に警告を発したり、あるいは、自動溶接機内に組み込まれた制御機器を介して、管理部門に伝達するようにしてもよい。

上述の構成からなるワイヤ切れ検知器を使用してのワイヤ切れ検出手順を説明する。溶接ロボットや自動溶接装置あるいは半自動溶接装置を使用して溶接作業を行う作業現場にワイヤ切れ検知器を水平姿勢で設置する。このワイヤ切れ検知器の３本の支持杆(２)の上側に、溶接ワイヤを収容しているワイヤ収納容器(Ｃ)を載置する。この時、ワイヤ残量検出機構(11)が組み込んである支持杆(２)の先端部に位置している受止具(12)にワイヤ収納容器(Ｃ)の底部収側壁を当接させるとともに、残る２本の支持杆(２)の連出先端側部に配置されているガイド溝(13)にワイヤ収納容器(Ｃ)の底壁周縁を合致させる状態でセットすることで、ワイヤ収納容器(Ｃ)の荷重中心とワイヤ切れ検知器の中心軸とを一致させることができ、３本の支持杆(２)に均一に荷重を作用させることができる。

その状態で溶接作業を継続することで、溶接ワイヤの消費に応じてワイヤ収納容器(Ｃ)の荷重が減少することになり、ワイヤ残量検出機構(11)を内蔵した支持杆(２)では、蓋体(９)に作用する質量と、ワイヤ残量検出機構(11)に内蔵されているコイルスプリング(15)の弾性蓄圧力とのバランスで、蓋体(９)が持ち上げられて開き側に揺動することになる。

この蓋体(９)の開き側への揺動量が一定量を超える、すなわち、ワイヤ収納容器(Ｃ)内での溶接ワイヤ収納残量が一体の重量を下回ると、検知素子(16)はOn‐Off切り替えして、溶接ワイヤ残量が所定量を下回ったとの検知信号を警報器に伝達することになる。

これにより、管理部門では、新たなパックワイヤを発注したり、作業現場に補充させたりすることで、溶接作業が中断しないようにすることができる。

また、上述の実施形態のように、支持杆(２)の連出長さを調整変更可能にすることで、口径の異なるワイヤ収納容器(Ｃ)にも対応することができることになる。

なお、マイクロスイッチからなる検知素子(16)は、蓋体(９)の開き揺動量が所定量に達した段階で回路を閉成する常開型に構成することが好ましい。

上記実施形態では、支持杆(２)を１２０度間隔で放射方向に連出した３本のものについて説明したが、この支持杆(２)は等間隔に放射状に連出した４本以上であってもよい。また、各支持杆(２)の幅を搭載を予定するワイヤ収納容器(Ｃ)の直径の半分以上に形成すれば、中央円板(１)の中心を通る直径方向に連出した２本であってもよい。

Ｃ…パックワイヤ収納容器、１…中央円板、２…支持杆、５…係合孔、６…係合片、８…基体、９…蓋体、15…弾性体(コイルスプリング)、16…検知素子。

Claims (3)

1. 溶接トーチに溶接ワイヤを自動送給する自動溶接機のワイヤ送給系でワイヤ切れを予め検知するワイヤ切れ検知器であって、
   溶接ワイヤを巻回収容しているパックワイヤ収納容器(Ｃ)の載置台を中央円板(１)から周方向に所定間隔置きで放射方向に連出した複数の支持杆(２)で構成し、この支持杆(２)の少なくとも１基を上面に開口部を有するチャンネル型の基体(８)とその開口部を覆うチャンネル状の蓋体(９)とで構成し、蓋体(９)と基体(８)とを載置台の中心側で俯仰揺動可能に枢支するとともに、蓋体(９)に対して開き側に弾発力を作用させる弾性体(15)を基体(８)の内部に長手方向で調節移動可能に設置しパックワイヤ収納容器(Ｃ)でのワイヤ残量が所定量を下回ることに伴い蓋体(９)が所定の角度開き作動したことを検知素子(16)が検知することでワイヤ切れを予め検知して警告を発することを特徴とするパックワイヤでのワイヤ切れ検知器。
2. 基体(６)の内部に配置する弾性体(15)がコイルばねである請求項１に記載したパックワイヤでのワイヤ切れ検知器。
3. 各支持杆(２)の中央円板側端部に形成した係合片()が係合する係合孔(６)を、中央円板(１)の支持杆連出方向でそれぞれ複数個所形成し、前記各支持杆(２)の係合片(５)を中央円板(１)の中心から等距離にある係合孔(６)に係合連結可能に構成してある請求項１または請求項２に記載したパックワイヤでのワイヤ切れ検知器。

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