JPH0466277A - 溶接用トーチ - Google Patents

溶接用トーチ

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JPH0466277A
JPH0466277A JP11737090A JP11737090A JPH0466277A JP H0466277 A JPH0466277 A JP H0466277A JP 11737090 A JP11737090 A JP 11737090A JP 11737090 A JP11737090 A JP 11737090A JP H0466277 A JPH0466277 A JP H0466277A
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welding
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torch
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Yoshihito Kawaguchi
川口 宜人
Hirohisa Fujiyama
藤山 裕久
Kazuo Nagatomo
長友 和男
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Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Toyota Motor Corp
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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〕 本発明は産業用溶接ロボットおよび自動溶接機器の溶接
用トーチに外力が作用した事を検知して破損を未然に防
ぐ溶接用トーチに関する。
〔従来の技術〕
産業用アーク溶接ロボットに消耗電極を用いたガスシー
ルド式溶接法が広く適用されている今日。
作業能率の向上からアーク溶接ロボットの各軸補間位置
移動速度を高速化する必要があると共に、一方では溶接
構造物形状は益々複雑化している。
この状況下に於いてアーク溶接ロボットの先端部分に設
けである溶接用トーチが動作時点に溶接構造物に接触し
、該溶接用トーチが破損する事故が発生している。アー
ク溶接ロボットは主に生産ラインに適用している場合が
多く、故障による生産ラインの停止は莫大な損害となり
大きな問題となってクローズアップされている。
この様な問題点を解決する手段として、該溶接用トーチ
が溶接構造物に接触してもスプリング構造等で接触のシ
ョックを緩衝させる方法および特開昭58−17127
9号公報にあるように該溶接用トーチが溶接構造物に接
触した事によって生じる溶接トーチの曲がり変化と突っ
込み変化をメカニカルな伝達構造によって上下移動に変
換して、該上下移動を更に電気的に変換させてショック
センサーとしてアーク溶接ロボットの制御部に信号を入
力し、該アーク溶接ロボットの動作を非常停止させて破
損を防止する方法が提案された。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら前述の接触緩衝の場合はアーク溶接ロボッ
トの各軸補間位置移動速度が益々高速化になりつつある
現状ではスプリング構造のみによる緩衝では防止できな
い状況である。また特開昭58−271279号公報の
発明は溶接用トーチが接触した事によって該溶接用トー
チの曲がりと突っ込み変化をメカニカル伝達、更に上下
変化伝達、最後に電気的変化と複雑な伝達構造により故
障が多発しメンテナンスの問題がある。また、構造的に
も形状が大きく重量が重くなるため、アーク溶接ロボッ
トのアームの高速動作に対する動作開始の立ち上がりお
よび停止時の慣性等の問題により適用が不向きである大
きさについては、複雑で狭隙な溶接構造物の溶接部分に
溶接用トーチが入らない等の問題点が発生していた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、アーク
溶接ロボットの各軸補間位置移動速度の高速化に追従可
能であり、然も溶接構造物に溶接用トーチが接触した事
を正確に検知可能で小型軽量な溶接用トーチを提供する
ものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の要旨は、消耗電極ワイヤが軸中心部を通過する
溶接用トーチに於いて、該溶接用トーチ上部に設けたブ
ラケット内に非導電性のフランジ付ワイヤガイドにリン
グ状導電性の複数から構成される炭素板と該炭素板を挟
む良導体性素材を該非導電性のフランジ付ワイヤガイド
で案内保持し、該炭素板を挟む良導体性素材を該非導電
性のフランジを上部よりスプリングバネで押さえる構造
で、前記溶接トーチ上部に設けたブラケットと炭素板と
該炭素板を挟む良導体性素材よりリード線を備え該リー
ド線間の電気抵抗値変化を検知するショックセンサーを
設けた事を特徴とする溶接用トーチ。
〔作用〕
本発明を図によって詳細に説明する。
第1図は、第2図のショックセンサー15付溶接用トー
チ8をアーク溶接ロボット11に設置した適用例の模式
図である。溶接構造物10の水平すみ部を該アーク溶接
ロボット11で溶接I2を行うにあたり、消耗電極ワイ
ヤ13をワイヤ送給装置16によりコンジットケーブル
6を通じてショックセンサー15を設けた溶接用トーチ
8に導かれ溶接12を行うもので、該溶接12を完成す
ると該アーク溶接ロボット11の各軸Cが動作して別の
溶接部の溶接を行う際に溶接用トーチ8が溶接構造物1
0に接触した場合にシミツクセンサー15からの電気信
号によりアーク溶接ロボット11の制御部9に該電気信
号が送られてアーク溶接ロボット11の動作を非常停止
する事によって溶接用トーチ8を破損から保護する。
第2図は溶接用トーチ8とショックセンサー15および
コンジットケーブル6を一体化した断面図である。溶接
用トーチ8はシミツクセンサー15よりのフランジ付ワ
イヤガイド3を中心軸に給電用の銃芯18を密着固定し
、該銃芯18の上部に溶接用電力の給電端子17を設け
、先端部に給電用チップ22によって消耗電極ワイヤ1
3に通電する。溶接用シールドガスはガス投入口14よ
り絶縁外部筒19内を介してオリフィイス20がらノズ
ル21より噴出して溶接部をシールドする構造である。
なお、フランジ付ワイヤガイド3と銃芯I8の密着固定
はパツキンと固定ネジ23(図示せず)によって完全に
固定される。また、コンジットケーブル6はブラケット
2の上部に設けであるII整固定ネジ24で該コンジッ
トケーブル6の先端部とフランジ付ワイヤガイド3のフ
ランジ部上面との間にギャップYの余裕を残すように固
定する。ギャップYは該フランジ付ワイヤガイド3が傾
斜θした時、また溶接用トーチ8の軸心方向への動きを
許容するものである。
第3a図および第3b@は、第1図、第2@に示す本発
明のショックセンサー15の詳細断面図である。第3a
図は、ショックセンサー15に外部作用がない正常の状
8図であり、第3b@はシ目ツクセンサー15にXlな
る外部作用が加わっている状態図を示す。
第3a図は非導電性のフランジ付ワイヤガイド3を介し
た溶接用トーチ8が連結されて外部円周方向の作用XI
、X2および突っ込み作用Zl。
Z2が発生していない正常状態図であって該フランジ付
ワイヤガイド3の下面に複数のリング状の炭素板5を挾
んだリング状の良導体4よりリード線1を外部に導きだ
し、一方該フランジ付ワイヤガイド3を上面よりスプリ
ング7で加圧する構造の全体をブラケット2で包み、該
ブラケット2よリリード線1′ を外部に導きだして、
該リード線1.1′間の電気−抵抗値が低抵抗値となる
。この抵抗値に対応する電気信号を第1図に示すアーク
溶接ロボットの制御部9に入力し、低抵抗値のときには
アーク溶接ロボットの動作を継続する。
第3b図は非導電性のフランジ付ワイヤガイド3に、溶
接用トーチ8が溶接構造物10に接触して、外部作用x
1なる力が働いた模式図である。該外部作用XIによっ
てフランジ付ワイヤガイド3が傾斜θした状態に於いて
、該フランジ付ワイヤガイド3の下面に複数のリング状
の炭素板5間に接触が粗になるか、隙間が生じる事によ
りリード線1.1′間の電気抵抗値が高抵抗値となり第
1図に示すアーク溶接ロボットの制御部9がこの高抵抗
値対応の電気信号に応答して該アーク溶接ロボット11
の動作を停止し溶接用トー・チ8を破損から保護するも
のである。
なお、外部作用はXI、X2のみではなく円周上のいか
なる位置からも前記と同様な動作機能となる。また、溶
接用トーチ8が溶接構造物10に突っ込み状態の場合は
上下外部作用Zlから22方向により前記と同様に該フ
ランジ付ワイヤガイド3が下より押し上げられて複数の
リング状の炭素板5に隙間が生じる事によりリード線1
,1′間の電気抵抗値が高抵抗値となり第1図示すアー
ク溶接ロボットの制御部9がこれに対応して該アーク溶
接ロボット1工の動作を停止し、溶接用トーチ8を破損
から保護するものである。
このようにして本発明は、溶接用トーチが溶接構造物に
接触した場合に該溶接用トーチを破損する事なくアーク
溶接ロボットの動作を非常停止させるためのショックセ
ンサーを備えたものであり、該アーク溶接ロボットの各
軸補間位置移動軌跡を修正する操作のみで再び溶接作業
を即時開始できる。本発明は産業用アーク溶接ロボット
のみでなく他の自動溶接機器等にも適用可能である。
〔実施例〕 本発明を多関節式アーク溶接ロボットに適用した実施例
を以下に説明する。
ショックセンサー15は、リング状炭素板5の板厚Im
 を8枚、銅板のリング状良導体4の板厚1■を上下各
1枚、セラミックス素材のフランジ付ワイヤガイド3と
アルミ製のブラケット2および線径4閣φ、コイル平均
径23■φ、荷重5kgfでバネ鋼SUPのスプリング
7の構成から成るものであり、ギャップYは211mの
許容を保持した。
溶接法は消耗電極式ガスシールド溶接法で、溶接構造物
は軟鋼材で板厚161fll を用いたT型ロンジの立
板と下板を溶接する水平すみ肉溶接を目的とし、該多関
節式アーク溶接ロボットの動作テーチングに於いて該T
ロンジの立板に溶接用トーチが接触するように設定し溶
接を開始した結果、該溶接用トーチの停止から最大移動
速度間および最大移動速度から停止間の各時間0 、5
secおよび移動時の最大移動速度0.51 /sec
に於いて該Tロンジの立板10に接触した時、該溶接用
トーチ8の最大長さ100閤で傾斜角度2度でアーク溶
接ロボットの動作が停止し、該溶接用トーチ8には何の
損傷もなく保護する事が判明した。尚、傾斜角度θとア
ーク溶接ロボットの動作停止の関係は、該アーク溶接ロ
ボットの制御部9に内臓されているインターフェイス(
図示せず)の設定値で調整される。
第4図にショックセンサー15より導き出されるリード
線l、1′間の電気抵抗値と溶接用トーチ8の傾斜角θ
に関する特性曲線を示す。
溶接条件およびその他の要因は以下の通りである。
溶接用ワイヤ : 1.2 Illφのソリッドワイヤ
適用溶接電流値:200〜230(A)適用溶接電圧値
=28〜30(V) 溶接速度   : 25−30(CI/win)ワイヤ
突出し長:15〜17(llllIl)ショックセンサ
ー付溶接用トーチ重量: 1.5(klJ)なお、該シ
ョックセンサー内の材質はセラミックス素材のフランジ
付ワイヤガイドにカーボン繊維等、リング状良導体に銅
・銀・金等、アルミ製のブラケットに真鋳・銅等の素材
が適用できる事は言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明した通り本発明によれば極めて複雑な溶接構造
物に於いても、アーク溶接ロボットのティーンチイング
のミスおよび突如の接触事故更に、人体に接触した場合
にもショックセンサーの働きとシミツクセンサー付溶接
用トーチの軽量化によって慣性も軽減された事により溶
接用トーチの保護のみに限らず人体の安全上にも効果を
発輝するものであり、自動溶接の評価を一段と高める事
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のショックセンサー付溶接用
トーチを装備したアーク溶接ロボットの外観を示す斜視
図、第2図は本発明の一実施例であるショックセンサー
付溶接用トーチの断面図、第3a図および第3b図は第
2図に示すはショックセンサー内部を示す詳細図、第4
図はショックセンサーの電気抵抗値と溶接用トーチ傾斜
角度の特性曲線図である。 1.1″ :リード線     2ニブラケット3:フ
ランジ付ワイヤガイド 4:リング状の良導体板 5:リング状の炭素板6:コ
ンジットケーブル   7:スプリング8:溶接用トー
チ 9:アーク溶接ロボットの制御部 10:溶接構造物    11:アーク溶接ロボット1
2:溶接       13:消耗電極ワイヤ14:ガ
ス投入口    15ニジ1ツクセンサー1G=ワイヤ
送給装置  I7:給電端子18:銃芯 20:オリフィイス 22:給電用チップ 24:調整用固定ネジ Zl、Z2 :突込み外部作用 19:絶縁外部筒 21:ノズル 23:固定ネジ XI、X2:外部円周作用 Y:ギャップ 声2図 特許出願人 日鐵溶接工業株式会社 代理人 弁理士 杉 信   興 第3a区 X27二、xl 声3b図 声 図 カン7ゼ/サーnGLゲひ羅l宜A五 (fl)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 消耗電極ワイヤが軸中心部を通過する溶接用トーチに於
    いて、該溶接用トーチ上部に設けたブラケット内に非導
    電性のフランジ付ワイヤガイドにリング状導電性の複数
    から構成される炭素板と該炭素板を挟む良導体性素材を
    該非導電性のフランジ付ワイヤガイドで案内保持し、該
    炭素板を挟む良導体性素材を該非導電性のフランジを上
    部よりスプリングバネで押さえる構造で、前記溶接トー
    チ上部に設けたブラケットと炭素板と該炭素板を挟む良
    導体性素材よりリード線を備え該リード線間の電気抵抗
    値変化を検知するショックセンサーを設けた事を特徴と
    する溶接用トーチ。
JP11737090A 1990-05-07 1990-05-07 溶接用トーチ Expired - Lifetime JP2672879B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006502005A (ja) * 2002-10-08 2006-01-19 フロニウス・インテルナツィオナール・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング ロボットシステムのためのスイッチオフ箱
CN100463755C (zh) * 2003-05-30 2009-02-25 株式会社安川电机 焊炬和焊接机器人
CN113057090A (zh) * 2021-04-29 2021-07-02 广州极飞科技股份有限公司 一种控制方法、装置、闸阀及存储介质

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JP2006502005A (ja) * 2002-10-08 2006-01-19 フロニウス・インテルナツィオナール・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング ロボットシステムのためのスイッチオフ箱
CN100463755C (zh) * 2003-05-30 2009-02-25 株式会社安川电机 焊炬和焊接机器人
CN113057090A (zh) * 2021-04-29 2021-07-02 广州极飞科技股份有限公司 一种控制方法、装置、闸阀及存储介质

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