JPH1015666A - ワイヤクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接ワイヤ６のワイヤ径を変更する際に、溶
接ワイヤ６を走行中心Ａで固定するように容易に設定変
更できるようにする。 【解決手段】 任意のワイヤ径の溶接ワイヤ６を溶接ト
ーチの走行中心Ａで固定する固定機構を有している。固
定機構は、溶接ワイヤ６の側面を一方側から押圧可能な
シリンダ装置３５と、溶接ワイヤ６の側面を他方側にお
いて支持するワイヤ支持部材３７と、溶接ワイヤ６を走
行中心Ａに位置させるように、ワイヤ支持部材３７をシ
リンダ装置３５方向に進退移動可能に位置決めする高さ
調整ネジ３８とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接ワイヤ等のワ
イヤを固定可能なワイヤクランプ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】溶接用ロボットにおいては、溶接作業に
先立って溶接ワイヤの先端部をワークに接触させること
により溶接位置を検出するタッチセンシング動作が行わ
れるようになっている。この際、溶接用ロボットの姿勢
の変化に伴って溶接ワイヤの突出量が変化すると、溶接
位置を正確に検出することができないため、例えば特開
平７−１１６８４５号公報には、溶接ワイヤを固定可能
なワイヤクランプ装置を溶接トーチに設け、このワイヤ
クランプ装置により溶接ワイヤを固定させることによっ
て、溶接ワイヤの突出量を一定にさせる構成が開示され
ている。

【０００３】即ち、溶接トーチに設けられたワイヤクラ
ンプ装置は、図５に示すように、溶接ワイヤ５１が導通
される導出穴５２ａが形成された案内体５２と、導出穴
５２ａに対して直交方向に押さえロッド５３を進退移動
可能なシリンダ装置５４とを有しており、押さえロッド
５３を進出させて溶接ワイヤ５１の側面を導出穴５２ａ
の壁面に押さえ付けることによって、溶接ワイヤ５１を
固定させるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、例えば導出穴５２ａよりも大きなワイヤ
径の溶接ワイヤ５１に変更しようとすると、現状の案内
体５２を使用することができないため、変更する溶接ワ
イヤ５１に対応したワイヤクランプ装置に取り替えるこ
とが必要となる。

【０００５】一方、小さなワイヤ径の溶接ワイヤ５１に
変更する場合には、溶接ワイヤ５１が導出穴５２ａを十
分に通過するため、現状の案内体５２を使用することが
できる。ところが、この場合には、溶接ワイヤ５１が固
定される際に、導出穴５２ａの壁面に押さえ付けられる
ため、溶接ワイヤ５１が走行中心Ａから導出穴５２ａの
壁面方向に湾曲することになる。そして、この湾曲によ
る撓みがタッチセンシング動作の検出精度を低下させる
要因になるため、高い検出精度を得ようとすると、上述
の大きなワイヤ径の溶接ワイヤ５１に変更する場合と同
様に、変更する溶接ワイヤ５１に対応したワイヤクラン
プ装置に取り替えることが必要となる。

【０００６】このように、従来のワイヤクランプ装置
は、溶接ワイヤ５１のワイヤ径を変更する度に、装置全
体の取り替え作業が必要になるため、溶接ワイヤ５１の
変更時の作業性を低下させるという問題を有している。
従って、本発明は、溶接ワイヤ５１のワイヤ径を変更す
る際に、溶接ワイヤ５１を走行中心Ａで固定するように
容易に設定変更することができるワイヤクランプ装置を
提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、任意のワイヤ径のワイヤ部材をトーチ部
材の走行中心で固定する固定機構を有したワイヤクラン
プ装置であって、前記固定機構は、前記ワイヤ部材の側
面を一方側から押圧可能な押圧手段と、前記ワイヤ部材
の側面を他方側において支持するワイヤ支持部材と、前
記ワイヤ部材を走行中心に位置させるように、前記ワイ
ヤ支持部材を前記押圧手段方向に進退移動可能に位置決
めする位置決め手段とを有していることを特徴としてい
る。これにより、ワイヤ支持部材が位置決め手段により
進退移動可能にされているため、ワイヤ部材のワイヤ径
が変更された場合でも、ワイヤ支持部材の位置を位置決
め手段により調整するという簡単な作業だけでワイヤ部
材を常に走行中心に位置させ、この走行中心で固定させ
ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図４に基づいて以下に説明する。本実施形態に係るワイ
ヤクランプ装置は、図１に示すように、ワイヤクランプ
本体３１と、ワイヤクランプ本体３１の上面に設けられ
たシリンダ装置３５（押圧手段）とを有している。ワイ
ヤクランプ本体３１には、一方端側（導入側）の外側面
に雄ネジ部３１ｃが形成されている一方、他方端側（導
出側）に取付機構３９が設けられている。取付機構３９
は、ワイヤクランプ本体３１の他方端側に固設された内
筒部材４０と、内筒部材４０に回転自在に設けられ、内
周面に雌ネジ部４１ａが形成された外筒部材４１とから
なっている。そして、これらの取付機構３９および雄ネ
ジ部３１ｃに対して図示しない支持機構が螺合されるこ
とによって、ワイヤクランプ装置３０が取り付けられる
ようになっている。

【０００９】また、ワイヤクランプ本体３１には、上面
から下面にかけて連通された固定用外周貫通穴３１ａ
と、固定用外周貫通穴３１ａに対して直交するように一
方端から他方端にかけて連通された嵌合用貫通穴３１ｂ
とが形成されている。嵌合用貫通穴３１ｂには、案内体
３２が嵌合されており、この案内体３２には、上述の固
定用外周貫通穴３１ａに一致するように固定用内周貫通
穴３２ａが形成されている。また、案内体３２には、各
種のワイヤ径の溶接ワイヤ６（ワイヤ部材）を導通させ
るように一方端から他方端にかけて導通用貫通穴３２ｂ
が形成されている。そして、この案内体３２の導通用貫
通穴３２ｂには、ガイド部材３４が設けられており、ガ
イド部材３４は、溶接ワイヤ６を走行中心Ａに誘導する
ようになっている。

【００１０】一方、ワイヤクランプ本体３１の上面に設
けられたシリンダ装置３５は、圧縮空気により進退移動
可能なシリンダロッド３５ａを有している。シリンダロ
ッド３５ａの先端には、溶接ワイヤ６の側面の一方側に
当接するワイヤ押圧部材３６（押圧手段）が固設されて
おり、これらのワイヤ押圧部材３６およびシリンダロッ
ド３５ａは、ワイヤクランプ本体３１の固定用外周貫通
穴３１ａに移動自在に嵌挿されている。

【００１１】また、固定用外周貫通穴３１ａには、溶接
ワイヤ６の側面を他方側において支持するワイヤ支持部
材３７が移動自在に設けられている。ワイヤ支持部材３
７は、固定用外周貫通穴３１ａの下部側において螺合さ
れた高さ調整ネジ３８（位置決め手段）により支持され
ており、高さ調整ネジ３８は、各種のワイヤ径の溶接ワ
イヤ６を走行中心Ａに位置させるようにワイヤ支持部材
３７をワイヤ押圧部材３６方向に進退移動可能に位置決
めするようになっている。これにより、シリンダ装置３
５がシリンダロッド３５ａを進出させると、シリンダロ
ッド３５ａの先端に固設されたワイヤ押圧部材３６が溶
接ワイヤ６の側面の一方側を押圧し、溶接ワイヤ６の側
面の他方側がワイヤ支持部材３７により支持されること
によって、溶接ワイヤ６がワイヤ支持部材３７により位
置決めされた走行中心Ａにおいて固定されるようになっ
ている。

【００１２】また、ワイヤ支持部材３７の上面には、図
２に示すように、Ｖ字形状やＵ字形状の縦断面を有した
溝条部３７ａが形成されている。溝条部３７ａは、溶接
ワイヤ６の側面に当接するように設定されており、溶接
ワイヤ６が図１のワイヤ押圧部材３６により押圧された
ときに、左右方向の位置ズレを防止するようになってい
る。尚、溝条部３７ａの開口角度αは、６０〜１２０°
の範囲、好ましくは９０°に設定されていることが、溶
接ワイヤ６の側面を左右側で２点支持して位置ズレを確
実に防止できる点で望ましい。

【００１３】上記の構成を有したワイヤクランプ装置３
０は、図３に示すように、アーク溶接ロボットの溶接ト
ーチ４（トーチ部材）に内蔵されている。アーク溶接ロ
ボットは、ロボット本体１とロボット制御盤２と溶接ワ
イヤ切断装置３とを有しており、ロボット本体１は、上
述の溶接トーチ４を多関節アーム５により所定姿勢でＸ
−Ｙ−Ｚ座標の所定軌跡を移動させるようになってい
る。また、ロボット本体１には、ロボット制御盤２が接
続されている。ロボット制御盤２は、溶接トーチ４の移
動軌跡を制御するようになっていると共に、溶接ワイヤ
６の突き出し動作を制御するようになっている。尚、通
常は、溶接トーチ４が図示しない被溶接物に対して所定
高さを保ちつつ所定軌跡を移動することによって、被溶
接物に対する溶接作業が実行されるようになっている。

【００１４】一方、溶接ワイヤ切断装置３は、ロボット
本体１の溶接トーチ４の作動範囲内であって被溶接物の
設置等に干渉しない位置に設置されており、溶接ワイヤ
６の先端部Ｓを切除した後、溶接ワイヤ６の突出長が一
定となるように、ロボット制御盤２と連動して溶接ワイ
ヤ６の突き出し動作を制御するようになっている。

【００１５】即ち、溶接ワイヤ切断装置３は、溶接トー
チ４から突出された溶接ワイヤ６の先端を検知するマイ
クロスイッチ１２を有している。マイクロスイッチ１２
は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とに切り換え可能な接点部
と、接点部をＯＮ状態とＯＦＦ状態とに切り換える検出
部１２ａと、接点部が通常ＯＦＦとなるように検出部１
２ａを付勢するスプリングとを有している。そして、こ
のマイクロスイッチ１２の上方には、一端部を回動自在
に軸支され、回動前の位置に復帰可能な当て板１５が配
設されている。

【００１６】上記の当て板１５は、溶接トーチ４から溶
接ワイヤ６が突き出されたときに、溶接ワイヤ６の先端
部Ｓと当接してマイクロスイッチ１２方向に回動し、マ
イクロスイッチ１２の検出部１２ａを押圧して接点をＯ
Ｎ状態にさせるようになっている。尚、マイクロスイッ
チ１２および当て板１５は、図示しない支持板に取り付
けられている。

【００１７】また、当て板１５と溶接トーチ４との間に
は、ワイヤカッタ１１が配設されている。ワイヤカッタ
１１の配設位置は、当て板１５を切断時の基準位置とす
るように、溶接ワイヤ６との当接点である当て板１５の
検出点Ｐ１から溶接トーチ４側の所定距離Ｈだけ離れた
位置に切断点Ｐ２が存在するように設定されている。こ
のワイヤカッタ１１は、圧縮空気により切断刃１１ａ・
１１ａを開閉させる例えばエアニッパからなっており、
ワイヤカッタ１１を作動させる圧縮空気は、カッター用
バルブ１３およびエア源７からなるワイヤカッタ開閉制
御部２６から供給されるようになっている。

【００１８】また、エア源７の圧縮空気は、ワイヤカッ
タ開閉制御部２６およびワイヤカッタ１１間の通路で分
岐されて噴出ノズル１８にも供給されるようになってい
る。噴出ノズル１８は、噴出口が当て板１５方向となる
ように当て板１５の側方に設けられており、圧縮空気を
当て板１５の上面に噴出させることによって、切断され
た溶接ワイヤ６の先端部Ｓ（切りかす）を当て板１５か
ら除去するようになっている。さらに、エア源７の圧縮
空気は、エア源７およびカッター用バルブ１３間の通路
で分岐された後、クランプ用バルブ４２を介してワイヤ
クランプ装置３０にも供給されるようになっている。

【００１９】上記のワイヤカッタ開閉制御部２６および
マイクロスイッチ１２は、制御回路１４に接続されてお
り、制御回路１４は、ロボット制御盤２に接続されてい
る。そして、これらの制御回路１４およびロボット制御
盤２は、各種の信号を双方向に送受信することによっ
て、溶接ワイヤ６をワイヤクランプ装置３０により固定
しながら溶接トーチ４を移動させ、溶接ワイヤ６の先端
がマイクロスイッチ１２により検知されたときに、溶接
ワイヤ６を切断する。そして、ワイヤクランプ装置３０
による溶接ワイヤ６の固定を解除した後、溶接トーチ４
を所定位置に固定した状態で溶接ワイヤ６をマイクロス
イッチ１２により検知されるまで送り出すことにより溶
接ワイヤ６の突出長を一定にするようになっている。

【００２０】上記の構成において、アーク溶接ロボット
におけるワイヤ切断処理の動作を図４のフローチャート
に基づいて説明することによって、ワイヤクランプ装置
３０の動作を説明する。

【００２１】先ず、図１に示すように、溶接ワイヤ６の
ワイヤ径が変更された場合には、溶接ワイヤ６がワイヤ
支持部材３７により走行中心Ａにおいて支持されるよう
に、ワイヤ支持部材３７の高さ位置が高さ調整ネジ３８
により調整される。

【００２２】次に、溶接の開始時または終了時におい
て、ロボット制御盤２が図４のワイヤ切断処理ルーチン
を実行することによって、図３に示すように、ロボット
本体１の溶接トーチ４を所定位置に位置決めさせる（Ｓ
１）。そして、マイクロスイッチ判別開始信号および切
断許可信号を制御回路１４に出力した後（Ｓ２）、クラ
ンプ用バルブ４２を駆動して圧縮空気をワイヤクランプ
装置３０に供給させる。これにより、図１に示すよう
に、圧縮空気によりシリンダ装置３５のシリンダロッド
３５ａが進出され、ワイヤ押圧部材３６により溶接ワイ
ヤ６がワイヤ支持部材３７に押圧されることによって、
溶接ワイヤ６を固定させるクランプ処理が行われること
になる。また、この際、図２に示すように、ワイヤ支持
部材３７の溝条部３７ａに溶接ワイヤ６の側面が当接さ
れるため、押圧時に位置ズレが生じることもない（Ｓ
３）。

【００２３】次に、図３に示すように、ワイヤクランプ
装置３０により溶接ワイヤ６を固定させながら、溶接ト
ーチ４をマイクロスイッチ１２方向に移動させる（Ｓ
４）。この際、マイクロスイッチ１２がＯＮ状態となっ
たことを示す停止信号を制御回路１４から受信したか否
かを判定しており（Ｓ５）、停止信号を受信していなけ
れば（Ｓ５，ＮＯ）、停止信号を受信するまで溶接トー
チ４のマイクロスイッチ１２方向への移動を継続させ
る。一方、溶接トーチ４から突き出された溶接ワイヤ６
が当て板１５を介してマイクロスイッチ１２を押圧して
ＯＮ状態とすることによる制御回路１４からの停止信号
を受信すると（Ｓ５，ＹＥＳ）、ロボット本体１の多関
節アームの一時停止動作を行い、溶接トーチ４を停止さ
せる（Ｓ６）。そして、溶接ワイヤ６の先端部Ｓが切除
されたことを示す多関節アーム再起動信号を制御回路１
４から受信したか否かを判定し、この信号を受信するま
で溶接トーチ４の停止を継続させる（Ｓ７）。

【００２４】次に、多関節アーム再起動信号を受信する
と（Ｓ７，ＹＥＳ）、多関節アームの退避動作を行い、
上述の溶接トーチ４のマイクロスイッチ１２への移動方
向とは逆方向に溶接トーチ４を移動させる（Ｓ８）。溶
接トーチ４が当て板１５から所定距離（突出長）だけ離
れた位置に移動すると、この位置において溶接トーチ４
を停止させた後（Ｓ９）、ワイヤクランプ装置３０によ
る溶接ワイヤ６の固定を解除させる。この際、溶接ワイ
ヤ６は、図１に示すように、ワイヤ支持部材３７により
走行中心Ａに位置されており、固定時に溶接ワイヤ６に
撓みが生じていないため、固定の解除前と解除後におい
て溶接ワイヤ６の突出長に変化はない（Ｓ１０）。

【００２５】この後、マイクロスイッチ判別開始信号を
制御回路１４に送信し（Ｓ１１）、当て板１５を介して
マイクロスイッチ１２を押圧してＯＮ状態とするよう
に、溶接トーチ４を所定位置に固定した状態で溶接ワイ
ヤ６の突き出し動作を行うことになる（Ｓ１２）。そし
て、マイクロスイッチ１２がＯＮ状態になったことを示
す停止信号を制御回路１４から受信したか否かを判定し
（Ｓ１３）、停止信号を受信したときに（Ｓ１３，ＹＥ
Ｓ）、溶接ワイヤ６の突き出し動作を停止させることに
よって、溶接ワイヤ６を一定の突出長とさせた後（Ｓ１
４）、多関節アームを退避させることになる（Ｓ１
５）。

【００２６】尚、本実施形態のワイヤクランプ装置は、
溶接用ロボットにおいて溶接ワイヤ６を固定する用途に
適用した場合について説明したが、これに限定されるも
のではなく、電線や光ファイバーケーブル等の各種のワ
イヤ部材の繰り出し装置におけるワイヤを固定する用途
に適用することができる。また、本実施形態において
は、ワイヤ支持部材３７にのみ溝条部３７ａが形成され
ているが、ワイヤ支持部材３７に対向するワイヤ押圧部
材３６にも溝条部が形成されていることが望ましい。そ
して、この構成によれば、ワイヤ押圧部材３６の溝条部
とワイヤ支持部材３７の溝条部３７ａとで溶接ワイヤ６
を保持しながら固定することができるため、固定時の溶
接ワイヤ６の位置ズレを一層確実に防止することができ
る。

【００２７】また、本実施形態においては、シリンダロ
ッド３５ａを圧縮空気により進退移動させるシリンダ装
置３５が押圧手段として用いられているが、押圧手段
は、電力や油圧により駆動されるシリンダ装置であって
も良い。また、本実施形態においては、溶接ワイヤ６を
走行中心Ａに位置させる際に、高さ調整ネジ３８を手動
で回転させて高さ位置を調整することが必要であるが、
例えば高さ調整ネジ３８にステッピングモータを接続し
ておき、溶接ワイヤ６のワイヤ径が制御手段等に入力さ
れたときに、ワイヤ径に応じてスッテピングモータの回
転角を設定するようにしておくことによって、自動でワ
イヤ支持部材３７の高さ位置を調整するようになってい
ても良い。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、任意のワイヤ径のワイヤ部材
をトーチ部材の走行中心で固定する固定機構を有したワ
イヤクランプ装置であって、前記固定機構は、前記ワイ
ヤ部材の側面を一方側から押圧可能な押圧手段と、前記
ワイヤ部材の側面を他方側において支持するワイヤ支持
部材と、前記ワイヤ部材を走行中心に位置させるよう
に、前記ワイヤ支持部材を前記押圧手段方向に進退移動
可能に位置決めする位置決め手段とを有している構成で
ある。これにより、ワイヤ支持部材が位置決め手段によ
り進退移動可能にされているため、ワイヤ部材のワイヤ
径が変更された場合でも、ワイヤ支持部材の位置を位置
決め手段により調整するという簡単な作業だけでワイヤ
部材を常に走行中心に位置させ、この走行中心で固定さ
せることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワイヤクランプ装置の断面図である。

【図２】ワイヤ支持部材の溝条部の状態を示す説明図で
ある。

【図３】アーク溶接ロボットのブロック図である。

【図４】ワイヤ切断処理ルーチンのフローチャートであ
る。

【図５】従来のワイヤクランプ装置の断面図である。

【符号の説明】

１ ロボット本体 ２ ロボット制御盤 ４ 溶接トーチ ５ 多関節アーム ６ 溶接ワイヤ ７ エア源 １１ ワイヤカッタ １２ マイクロスイッチ １３ カッター用バルブ １４ 制御回路 １５ 当て板 １８ 噴出ノズル ３０ ワイヤクランプ装置 ３１ ワイヤクランプ本体 ３２ 案内体 ３４ ガイド部材 ３５ シリンダ装置 ３６ ワイヤ押圧部材 ３７ ワイヤ支持部材 ３７ａ 溝条部 ３８ 高さ調整ネジ ３９ 取付機構 ４０ 内筒部材 ４１ 外筒部材 ４２ クランプ用バルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意のワイヤ径のワイヤ部材をトーチ部
   材の走行中心で固定する固定機構を有したワイヤクラン
   プ装置であって、 前記固定機構は、 前記ワイヤ部材の側面を一方側から押圧可能な押圧手段
   と、 前記ワイヤ部材の側面を他方側において支持するワイヤ
   支持部材と、 前記ワイヤ部材を走行中心に位置させるように、前記ワ
   イヤ支持部材を前記押圧手段方向に進退移動可能に位置
   決めする位置決め手段とを有していることを特徴とする
   ワイヤクランプ装置。