JPH03193272A - 自動溶接装置の溶接トーチノズル清掃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、溶接トーチのノズル部内に付着した溶接スパ
ッタを適時自動的に除去する自動溶接装置の溶接トーチ
ノズル清掃装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、消耗電極式ガスシールドアーク溶接作業におい
ては、スパッタを極力発生させないことが究極的な課題
であるが、これを解決するための手段が無いのが現状で
あり、このために溶接作業を実施するアーク溶接ロボッ
ト等の自動溶接装置での稼働率が低下することにもなる
。

ただし、稼働率を下げることにはなるが、溶接トーチの
ノズルに付着し続けるスパッタを除去しなければ、シー
ルド不足ひいては溶接ビードの欠陥に至り、その修正に
余分な補修溶接作業が強いられることになる。

そこで、従来、溶接作業を実施するアーク溶接ロボット
のアーム先端に設けた溶接トーチのノズルに付着したス
パッタを除去する技術が、特公昭６３−１３７９４号公
報（以下、従来技術という）に開示されている。

この従来技術では、自動溶接装置の固定部箇所にノズル
清掃装置を据え付け、制御手段のプログラムにセンシン
グや自動溶接等の一連の動作とともにトーチノズル部の
清掃作業の工程をいくつか組み込むことにより′、作業
者が直接手をかけることなく安全に且つ自動的にトーチ
ノズル内の清掃を行なえるようにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の自動溶接装置の溶接トーチノズル
清掃装置では、溶接トーチとそのノズル清掃装置とが対
となっており、隅肉溶接継手に左右一対の溶接トーチを
対向配置しその溶接トーチの指向方向へ移動可能にして
溶接作業する自動溶接装置などに、上記従来技術を用い
る際に、１カ所に対のノズル清掃装置を設けると、ノズ
ル清掃のために溶接トーチの移動範囲を大きくしなけれ
ばならない。そこで、各々ノズル清掃装置の位置を離す
とその位置までの溶接トーチの移動時間がノズル清掃時
間に加わり、自動溶接装置の稼働率を低下させる要因に
なってしまうという課題があった・ 本発明は、このような課題を解決しようとするもので、
溶接トーチごとに対の清掃部をそなえることなく、１つ
の清掃部で複数ノズルの清掃を可能にするとともに、ノ
ズル清掃に際して溶接トーチを清掃部位置に合わせる必
要をなくし、その位置合わせのための教示作業や稼働時
間を省いて稼働率の向上をはかった、自動溶接装置の溶
接トーチノズル清掃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］ 上記目的を達成するために、本発明の自動溶接装置の溶
接トーチノズル清掃装置（請求項１）は、溶接トーチの
ノズル内を清掃するためのノズル清掃部と、該ノズル清
掃部を前記ノズルの指向方向に合わせるべく前記ノズル
清掃部を所定角度に傾動させうる駆動部とをそなえたこ
とを特徴としている。

また、本発明の自動溶接装置の溶接トーチノズル清掃装
置（請求項２）は、請求項１記載のノズル清掃部を１粒
状粉体を蓄えたノズル清掃容器と、該ノズル清掃容器を
回転駆動する回転駆動部とから構成したことを特徴とし
ている。

さらに、本発明の自動溶接装置の溶接トーチノズル清掃
装置（請求項３）は、スパッタ付着防止液を前記ノズル
へ噴霧する噴霧部と、前記のノズル清掃部と噴霧部との
いずれかを前記ノズルの位置に合致させるべく前記のノ
ズル清掃部および噴霧部を移動させる第１のスライド部
と、前記のノズル清掃部および噴霧部を前記ノズル清掃
部の指向方向へ移動させる第２のスライド部とをそなえ
たことを特徴としている。

［作　　　用］ 上述した本発明の自動溶接装置の溶接トーチノズル清掃
装置（請求項１）では、ノズル清掃時には、ノズル清掃
部の姿勢が、駆動部により所定角度に傾動され、ノズル
の指向方向に合致されてから行なわれ、従来のごとく溶
接トーチをノズル清掃部の指向方向に合わせる必要がな
くなる。

また、請求項２の装置では、清掃すべきノズルがノズル
清掃容器内に挿し込んだ状態で、輝点駆動部によりノズ
ル清掃容器を回転駆動することで、ノズル清掃容器内の
粒状粉体により、ノズル内の溶接スパッタが取り除かれ
る。

さらに、請求項３の装置では、第１のスライド部により
ノズル清掃部／噴霧部の位置の切換が行なわれ、ノズル
清掃部を溶接トーチのノズル位置に合致させ第２のスラ
イド部によりノズル清掃部を移動させることで、ノズル
清掃部が溶接トーチの位置に配置されノズル清掃が行な
われる一方、第１のスライド部により噴霧部を溶接トー
チのノズル位置に合致させ第２のスライド部により移動
させることで、噴震部が溶接トーチの位置に配置され、
この噴霧部からスパッタ付着防止液をノズルヘ噴霧する
ことにより、ノズル内に溶接スパッタが付着するのを抑
制することができる。

［発明の実施例］ 以下、図面により本発明の一実施例としての自動溶接装
置の溶接トーチノズル清掃装置について説明すると、第
１図はその一部を破断して示す側面図、第２図はその平
面図、第３図は本実施例の基本的な構成および制御系を
示すブロック図、第４図は本実施例の装置の動作を説明
するためのフローチャート、第５図はノズル清掃中の本
実施例のノズル清掃容器を示す断面図、第６図は本実施
例の装置を適用された自動溶接装置の一例を示す側面図
である。

まず１本実施例の装置を適用される自動溶接装置の構成
を、第６図面の簡単な説明する。第６図において、１は
下板１ａと立板１ｂとからなるワークで、本実施例の自
動溶接装置は、下板１ａと立板１ｂとの間を左右から同
時に溶接しうる左右一対の溶接トーチ２ａ、２ｂをそな
えて構成されている。これらの溶接トーチ２ａ、２ｂは
、左右の隅肉溶接線１ｃ、ｌｄに対して対向配置され、
各溶接トーチ２ａ、２ｂは、それぞれ、スライド駆動機
構３ａ、４ａ　；ａｂ、４ｂにより、隅肉溶接継手の立
板方向（ＸＡ、ＸＢ）ならびに下板方向（ＺＡＩ　Ｚｅ
）へ移動可能になっている。また、溶接トーチ２ａ、２
ｂおよびスライド駆動機構３ａ。

４ａ；３ｂ、４ｂの全体は、門型のフレーム５に取り付
けられており、スライド駆動機構６，７によりそれぞれ
上下方向Ｚおよび左右方向Ｘに移動可能になっている。

なお、溶接時には、溶接トーチ２ａ、２ｂを、スライド
駆動機構３ａ、４ａ；３ｂ、４ｂおよび６，７により位
置決めした後、ワーク１をその長手方向へ移動させるこ
とにより、溶接トーチ２ａ、２ｂにて左右から同時に自
動的に隅肉溶接が行なわれるようになっている。

このような自動溶接装置に対して、本実施例の溶接トー
チノズル清掃装置は、第１〜３図に示すように構成され
ている。

第１，２図に示すように、自動溶接装置の溶接トーチ２
ａ、２ｂ（第６図参照）のノズル２Ａ（第５図参照）内
を清掃するためのノズル清掃部８と、スパッタ付着防止
液をノズル２Ａへ噴霧する噴霧部９とが並列的にそなえ
られ、これらのノズル清掃部８および噴霧部９は、第１
スライダ（第１のスライド部）１０．第２スライダ（第
２のスライド部）１１．アーム部１２および端板１３を
介して。

門型のフレーム５（第６図参照）に取り付けられている
。

ここで、ノズル清掃部８は、第１，５図に示すように、
砂等の粒状粉体８ａを蓄えノズル２Ａの清掃時にはこの
ノズル２Ａを相対的に挿入されるノズル清掃ポット（ノ
ズル清掃容器）８ｂと、このノズル清掃ポット８ｂをγ
軸周りに回転駆動するモータ（回転駆動部）８ｃとから
構成されている。

本実施例では、モータ８Ｃによりポット８ｂを回転駆動
することにより、ポット８ｂ内の粒状粉体８ａも回転し
、ポット８ｂ内に挿入されたノズル２Ａ内のスパッタが
除去されるようになっている。

また、噴霧部９は、図示しない空気供給源から圧縮空気
を受けて、この圧縮空気とともにスパッタ付着防止液を
噴震するようになっている。

また、アーム部１２は、モータ１４により鉛直方向のα
軸周りに回転駆動されるとともに、アーム部１２先端の
第２スライダ１１は、モータ１５゜ピニオン１６および
ラック１７により水平方向のβ軸周りに回転駆動される
ようになっている。

モータ１４によるα軸周りの回動は、ノズル清掃時にノ
ズル清掃部８および噴霧部９を、自動溶接装置の溶接ト
ーチ２ａ、２ｂの移動範囲内に位置させるためのもので
ある。

モータ１５は、アーム部１２先端側に設けられてピニオ
ン１６を回転駆動するもので、ピニオン１６の回転に伴
い、その回転力が、第２スライダ１１側に取り付けられ
ピニオン１６と噛み合うラック１７へ伝達されて、第２
スライダ１１およびこのスライダ１１よりも先端側の第
１スライダ１０、ノズル清掃部８．噴霧部９全体が、β
軸周りに傾動されるようになっている。つまり、モータ
１５．ピニオン１６およびラック１７により、ノズル清
掃部８を溶接トーチ２ａ、２ｂのノズル２Ａの指向方向
に合わせるべくノズル清掃部８を所定角度に傾動させう
る駆動部が構成されている。

なお、モータ１４．１５としては、本実施例では、いず
れも圧縮空気により作動するエアモータが用いられてい
る。

さらに、第１スライダ１０は、空気供給源（図示せず）
からの圧縮空気を受けて作動するエアシリンダ１０ａに
より駆動されるもので、ノズル清掃部８および噴霧部９
をＹ方向へ移動させてこれらのノズル清掃部８と噴霧部
９とのいずれかをノズル２Ａの位置に合致させるもので
ある。第２スライダ１１は、やはり空気供給源（図示せ
ず）からの圧縮空気を受けて作動するエアシリンダｌｌ
ａにより駆動されるもので、ノズル清掃部８および噴霧
部９をＺ方向つまりノズル清掃部８の指向方向へ移動さ
せるものである。

さて、このようなノズル清掃装置を制御するための制御
盤１８は、第３図に示すごとく構成されている。つまり
、外部入出力装置１８ｂを介して自動溶接装置（ロボッ
ト）と通信を行ないながら、第４図に示す制御フロー（
後述）に従って動作する制御部１８ａがそなえられ、こ
の制御部１８ａからの制御指令により、前述した第２ス
ライダ（ノズル清掃ポット上昇下降装置）１１．モータ
（ノズル清掃ポット首振装置）１４，１５．モータ（ノ
ズル清掃ポット回転装置）８ｃ、噴震部（スパッタ付着
防止液吹き付は装置）９．第１スライダ（ノズル清掃部
位置決め装置）１０が制御されるようになっている。

上述の構成により、本実施例の装置は、制御部１８ａに
ノズル清掃指令を入力されることで、第６図に示すよう
な自動溶接装置の溶接トーチ２ａ。

２ｂのノズル２Ａを、以下のようにして清掃する。

まず、自動溶接装置（ロボット）において、一方の溶接
トーチ２ａ（もしくは２ｂ）を、スライド駆動機構３ａ
、４ａ（もしくは３ｂ、４ｂ）により所定の清掃位置へ
位置決めするとともに、他方の溶接トーチ２ｂ（もしく
は２ａ）を、スライド駆動機構３ｂ、４ｂ（もしくは３
ａ、４ａ）により清掃装置と干渉しない位置へ位置決め
してから（ステップＳｌ）、ノズル清掃部８ヘノズル２
Ａ清掃開始指令が伝達される（ステップＳ２）。

そして、ノズル清掃部８は、ノズル２Ａを清掃するため
に、モータ１４および第１スライダ１０により清掃位置
に位置決めされ、モータ１５によりノズル２Ａの指向方
向に合致するように所定角度に傾動される（ステップＳ
３）。この後、モータ８ｃによりノズル清掃部８のノズ
ル清掃ポット８ｂを回転駆動しながら（ステップＳ４）
、第２スライダ１１によりノズル清掃ポット８ｃをノズ
ル２Ａの位置まで上昇させ（ステップＳ５）、予め設定
された所定の清掃時間だけノズル２Ａをノズル清掃ポッ
ト８ｃ内に挿入させた状態を保持する（ステップＳ６）
。所定の清掃時間が経過すると、第２スライダ１１によ
りノズル清掃ポット８ｃを下限位置まで下降させ（ステ
ップＳ７）、ノズル清掃ポット８ｃの回転を停止させる
（ステップＳ８）。

ついで、第１スライダ１０により、ノズル清掃部８に代
えて噴震部９をノズル２Ａと対向する位置に配置し、ス
パッタ付着防止液をノズル２Ａに吹き付けた後（ステッ
プＳ９）、ロボットに一方の溶接トーチ２ａ（もしくは
２ｂ）のノズル清掃終了を伝達する（ステップ５ＩＯ）
。

以下、前述のステップ８１〜Ｓ１０と同様の手順にて、
他方の溶接トーチ２ｂ（もしくは２ａ）のノズル２Ａの
清掃を行なった後（ステップ５ｌｌ）。

ロボットは、溶接作業再開のためにスタート前位置へ戻
り、ノズル清掃装置は待機位置へ戻る（ステップ５１２
）。

このように、本実施例の自動溶接装置の溶接トーチノズ
ル清掃装置では、ノズル清掃部８および噴震部９が、ス
ライダ１０．１１によりＹ、ｚ方向へ移動され、モータ
１５により所定角度に傾動されるので、溶接トーチ２ａ
、２ｂを所定位置に配置させるだけで、従来のごとくノ
ズル清掃に際して溶接トーチ２ａ、２ｂを清掃部位置に
合わせる必要がなくなり、その位置合わせのための教示
作業や稼働時間を省くことができ、自動溶接装置の稼働
率が大幅に向上する。つまり、記憶再生型アーク溶接ロ
ボット等ではノズル清掃のための教示作業がほとんど不
要となるほか、数値制御方式の自動溶接装置であれば、
ノズル清掃のための面倒な数値入力が不要となる。

また、溶接トーチ２ａ、２ｂごとに対の清掃部をそなえ
ることなく、１つのノズル清掃部８で複数ノズル（本実
施例では２つのノズル）の清掃が可能である。

さらに、本実施例のノズル清掃装置では、第５図に示す
ように、ノズル清掃部８のノズル清掃ポット８ｂを所定
角度傾けて回転させながら、ノズル２Ａの清掃を行なう
が、これにより、粒状粉体８ａにて第５図中のＡ部でノ
ズル清掃が確実に行なわれる。また１粒状粉体８ａが少
なくなっても、粒状粉体８ａの全重量が軽くなることに
より、γ軸周りの回転力にてＡ部には必ず粒状粉体８ａ
が到達し、確実にノズル清掃を行なうことができる。

従って１粒状粉体８ａの量管理は厳密に行なう必要はな
く、作業者への負担が軽くなる利点もある。

しかも、第２スライダ１１によるＺ方向移動ストローク
が少なくて済み、ノズル清掃装置自体をコンパクトに構
成できるなどの利点も得られる。

なお、上記実施例では、ノズル清掃部８として、粒状粉
体８ａをノズル清掃ポット８ｂ内に収納しモータ８ｃに
てポット８ｂを回転駆動するものを用いたが、本発明の
装置は、これに限定されるものではなく、他のノズル清
掃手段を適用してもよい。

また、上記実施例では、本発明の装置を、第６図に示す
ごとく左右一対の溶接トーチ２ａ、２ｂを有する自動溶
接装置に適用した場合について説明したが、本発明の装
置は、これに限定されるものではなく、従来技術に示さ
れるような記憶再生型アーク溶接ロボット等にも適用可
能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の自動溶接装置の溶接トー
チノズル清掃部Ｗｉ（＃Ｉ請求項）によれば、ノズル清
掃部を駆動部により所定角度に傾動させるように構成し
たので、１つの清掃部で複数ノズルの清掃が可能になり
、またノズル清掃に際して溶接トーチを清掃部位置に合
わせる必要がなく、その位置合わせのための教示作業や
稼働時間を省け、自動溶接装置の稼働率を大幅に向上さ
せることができる。

また、粒状粉体を蓄えたノズル清掃容器を回転駆動部に
より回転駆動しながら、ノズル清掃を行なうように構成
したので（請求項２）、ノズル清掃が確実に行なわれる
ほか、粒状粉体の量管理を厳密に行なうなくとも確実な
ノズル清掃を行なえるので、作業者への負担を軽くでき
る効果もある。

さらに、第１および第２のスライド部により、噴霧部と
ノズル清掃部との位置を切り換えることで（請求項３）
、ノズル清掃と合わせて、スパッタ付着防止液のノズル
への噴霧も行なえ、スパッタのノズルへの付着を抑制で
きる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の一実施例としての自動溶接装置の
溶接トーチノズル清掃装置を示すもので、第１図はその
一部を破断して示す側面図、第２図はその平面図、第３
図は本実施例の基本的な構成および制御系を示すブロッ
ク図、第４図は本実施例の装置の動作を説明するための
フローチャート。 第５図はノズル清掃中の本実施例のノズル清掃容器を示
す断面図、第６ｖＡは本実施例の装置を適用された自動
溶接装置の一例を示す側面図である。 図において、１−ワーク、１ａ−下板、１　ｂ　−立板
、ｌｃ、ｌｄ−隅肉溶接線、２Ａ−ノズル、２ａ、２ｂ
−ｍ−溶接トーチ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ−−−スラ
イド駆動機構、５−フレーム、６．７−スライド駆動機
構、８−ノズル清掃部、８ａ−粒状粉体、８ｂ−ノズル
清掃ポット（ノズル清掃容器）、８ｃｍモータ（回転駆
動部）、９−噴霧部、１０−第１スライダ（第１のスラ
イド部）、１０ａエアシリンダ、１１−第２スライダ（
第２のスライド部）、１ｌａ−エアシリンダ、１２−ア
ーム部、１３一端板、１４−モータ、１５−モータ（駆
動部）、１６−　ピニオン、１７−　ラック、１８−制
御盤、１８　ａ−制御部、１８　ｂ−外部入出力装置。 特許出顕人　株式会社　神戸製鋼所

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動溶接装置の溶接トーチのノズル内を清掃する
   ためのノズル清掃部と、該ノズル清掃部を前記溶接トー
   チのノズルの指向方向に合わせるべく前記ノズル清掃部
   を所定角度に傾動させうる駆動部とがそなえられたこと
   を特徴とする自動溶接装置の溶接トーチノズル清掃装置
   。
2. （２）前記ノズル清掃部が、粒状粉体を蓄えたノズル清
   掃容器と、該ノズル清掃容器を回転駆動する回転駆動部
   とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の
   自動溶接装置の溶接トーチノズル清掃装置。
3. （３）スパッタ付着防止液を前記ノズルへ噴霧する噴霧
   部がそなえられるとともに、前記のノズル清掃部と噴霧
   部とのいずれかを前記ノズルの位置に合致させるべく前
   記のノズル清掃部および噴霧部を移動させる第１のスラ
   イド部と、前記のノズル清掃部および噴霧部を前記ノズ
   ル清掃部の指向方向へ移動させる第２のスライド部とが
   そなえられたことを特徴とする請求項１または請求項２
   記載の自動溶接装置の溶接トーチノズル清掃装置。