專利名稱：電弧焊裝置以及電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電弧焊裝置，特別涉及電弧焊接機(jī)器人以及含有電弧焊接機(jī)器人的機(jī)器人系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
例如如圖6a和6b所示，現(xiàn)有的電弧焊裝置60具有多電極型的焊炬62；第1和第2焊炬纜線64a和64b；以及第1和第2送絲裝置66a和66b，這些被裝載在機(jī)器人機(jī)構(gòu)部68上。焊炬62被固定在機(jī)器人機(jī)構(gòu)部68的手腕單元70上，分別用第1和第2焊炬纜線64a和64b，將第1和第2送絲裝置66a和66b與焊炬62連接，以便送給焊炬12多種焊絲(圖示中為兩種)。第1和第2送絲裝置66a和66b按照來自未圖示的控制部的指令選擇其一地送給焊炬62焊絲。
另外作為另外的電弧焊裝置，準(zhǔn)備多套含有焊炬、焊炬纜線以及送絲裝置的裝置，構(gòu)成利用未圖示的工具交換機(jī)構(gòu)可以只替換各套裝置的焊炬的結(jié)構(gòu)。在該裝置中，例如在分別連接各套裝置的焊炬纜線和送絲裝置的狀態(tài)下，未使用的裝置的焊炬固定在保持機(jī)構(gòu)上，使用的其他裝置的焊炬固定在機(jī)器人的手腕單元上，按照需要能夠替換兩個焊炬進(jìn)行焊接。
在現(xiàn)有的電弧焊裝置中，多電極焊炬被固定在機(jī)器人前端，由于必須設(shè)置多根焊炬纜線，因此周邊機(jī)器的構(gòu)造變得復(fù)雜。另外，焊炬為多電極型因此結(jié)構(gòu)變大，出現(xiàn)容易與其他周邊機(jī)器或結(jié)構(gòu)物發(fā)生干涉的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明提供一種克服上述問題的、結(jié)構(gòu)簡單的電弧焊裝置。為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，提供一種電弧焊裝置，具有一個單電極型的焊炬；用于送給上述焊炬焊絲的多個送絲裝置；以及具備分別可以接受從上述多個送絲裝置送給的多根焊絲的多個焊絲導(dǎo)入端部和用于將上述多根焊絲中任何一根送給上述焊炬的一個焊絲導(dǎo)出端部的送絲路徑，通過與該一個送絲裝置連接的上述送絲路徑的一個上述焊絲導(dǎo)入端部以及上述焊絲導(dǎo)出端部，將從上述多個送絲裝置中任何一個選擇送給的焊絲導(dǎo)入上述焊炬進(jìn)行電弧焊。
上述送絲路徑也可設(shè)在上述焊炬內(nèi)，此時利用多根纜線連接各個上述焊絲導(dǎo)入端部和上述送絲裝置。
或者上述送絲路徑也可設(shè)在連接上述焊炬和上述多個送絲裝置的各個的1根焊炬纜線內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的其他方式，提供一種電弧焊接機(jī)器人系統(tǒng)，具有本發(fā)明的所述的電弧焊裝置；保持上述焊炬的機(jī)器人機(jī)構(gòu)部；供給上述電弧焊裝置焊接電流的至少一個焊接電源；以及控制上述至少一個焊接電源的動作的控制部。
在上述電弧焊接機(jī)器人系統(tǒng)中，上述多個焊接送絲裝置可以被裝載在上述機(jī)器人機(jī)構(gòu)部上?；蛘呱鲜龆鄠€焊接送絲裝置中至少一個也可被設(shè)置在上述機(jī)器人機(jī)構(gòu)部以外的位置。


通過邊參照附圖邊說明以下的最佳實(shí)施方式，能更進(jìn)一步明確本發(fā)明的上述以及其他目的、特征以及長處。
圖1a和圖1b分別是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的工業(yè)用電弧焊接機(jī)器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的主視圖和右視圖。
圖2是表示用在圖1a和圖1b的系統(tǒng)中的焊炬和焊炬纜線的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖3a和圖3b分別是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的工業(yè)用電弧焊接機(jī)器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的主視圖和右視圖。
圖4表示用在圖3a和圖3b的系統(tǒng)中的焊絲套管分支部的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖5是表示可以送風(fēng)地構(gòu)成圖4的焊絲套管分支塊的變型例的圖。
圖6a和圖6b分別是現(xiàn)有電弧焊接機(jī)器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的主視圖和右視圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1a和圖1b表示本發(fā)明的電弧焊裝置10的整體結(jié)構(gòu)。電弧焊裝置10，具有焊炬12；與連接焊炬的第1和第2焊炬纜線14a和14b；通過第1和第2焊炬纜線14a和14b分別送給焊炬12焊絲的第1和第2送絲裝置16a和16b。焊炬12以及第1和第2送絲裝置16a和16b被裝載在機(jī)器人機(jī)構(gòu)部18上。機(jī)器人機(jī)構(gòu)部18最好是例如垂直多關(guān)節(jié)型，具有保持焊炬12的手腕單元182；一端具有手腕單元182的同時支撐第1和第2送絲裝置16a和16b的前臂184；與前臂184的另一端連接的上臂186；以及使上臂186旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體188。另外，第1和第2送絲裝置16a和16b分別連接有第1和第2焊接電源20a和20b，第1和第2焊接電源20a和20b根據(jù)將指令傳送給它們而構(gòu)成的控制部22而動作。即，第1和第2焊接電源20a和20b按照來自控制部22的指令，控制對焊炬12利用送絲裝置16a和16b送給焊絲的送絲速度、以及利用分別連接第1和第2送絲裝置16a和16b以及第1和第2焊接電源20a和20b的供電纜線24a和24b流動在電源纜線(參照后述圖4)的焊接電流以及焊接電壓。由電弧焊裝置10、機(jī)器人機(jī)構(gòu)部18、焊接電源20a和20b以及控制部22作為整體構(gòu)成電弧焊接機(jī)器人系統(tǒng)。另外，兩個送絲裝置都被裝載在機(jī)器人18的前臂184的后方，但當(dāng)然也可設(shè)置在前臂184的前方、上臂186、旋轉(zhuǎn)體188等的機(jī)器人機(jī)構(gòu)部18的其他部位上。作為其他方式，可將兩個送絲裝置配置在機(jī)器人機(jī)構(gòu)部18的周邊，也可將其中任何一個裝載在機(jī)器人機(jī)構(gòu)部18上、另一個配置在機(jī)器人的周邊。
焊炬12作為單電極型的焊炬使用。如圖2概略所示，焊炬12具有具備第1和第2焊絲導(dǎo)入端部28a和28b以及1個焊絲導(dǎo)出端部或焊嘴28c的略呈Y字形的送絲路徑即焊絲套管28，以便送給焊炬12多種焊絲(在這里圖示的是26a和26b兩種)。在第1和第2焊絲導(dǎo)入端部28a和28b上利用第1和第2焊炬纜線14a和14b，分別連接有第1和第2送絲裝置16a和16b，以便將從第1和第2送絲裝置16a和16b中選取其一地被送給的焊絲26a和26b分別通過第1和第2焊炬纜線14a和14b內(nèi)，再分別通過第1和第2焊絲導(dǎo)入端部28a和28b，從1個導(dǎo)出端部28c突出被用于焊接。根據(jù)每個要加工工件的種類切換焊絲26a和26b并被用于焊接。
在圖1a和1b的實(shí)施方式中記載了使用兩個焊接電源時的例子，也有將焊接電源、供電纜線和能源纜線都做成一根，準(zhǔn)備多個為了供給多根焊絲所必須的送絲裝置的方法。此時，根據(jù)來自焊接電源的向送絲裝置的指令，在未圖示的送絲控制纜線中途配置信號輸出轉(zhuǎn)換裝置，將送絲控制纜線分支成多根，被分支了的各送絲控制纜線與多個的送絲裝置的各個連接。信號輸出轉(zhuǎn)換裝置按照來自焊接電源的指令，選擇送給哪根焊絲并控制多個送絲裝置。
其次說明實(shí)際的焊接例。在上述的機(jī)器人系統(tǒng)10中，焊接工件時，將成為對象的工件安裝在于焊接機(jī)器人機(jī)構(gòu)部18前面準(zhǔn)備的焊接夾具(未圖示)上。按照來自將指令傳送給控制部22的系統(tǒng)控制盤23的指令，機(jī)器人機(jī)構(gòu)部18識別工件的種類，以符合工件的條件進(jìn)行焊接。按每一工件的種類指定焊接電流、焊接電壓、焊接速度、送絲速度、輔助氣體和焊絲材質(zhì)等。這里，對在本發(fā)明中按每一工件種類變更焊絲材質(zhì)的方法進(jìn)行說明。針對未圖示的工件A和工件B分別指定焊絲26a和焊絲26b。在這里機(jī)器人機(jī)構(gòu)部18接受來自系統(tǒng)控制盤23的要焊接工件A的指令后，必須對工件A送給焊絲26a，因此機(jī)器人機(jī)構(gòu)部18對第1焊接電源20a也同時輸出焊絲26a的送給指令。第1焊接電源20a將送絲指令傳送給用于送給焊絲26a的第1送絲裝置16a。如上所述，利用送絲控制纜線將該指令傳送給第1送絲裝置16a，也可利用信號輸出轉(zhuǎn)換裝置傳送。工件A的焊接結(jié)束后，此后焊接工件的種類通過系統(tǒng)控制盤23傳送。
這里，此后焊接工件如果是工件A則用如上述相同的方法進(jìn)行焊接，此后焊接工件是工件B時，在焊接開始之前用以下的次序變更供給焊炬12的焊絲種類。首先，第1焊接電源20a進(jìn)行使焊絲26a相對于第1送絲裝置16a從焊炬12向第1送絲裝置16a側(cè)后退的操作。此時，第1送絲裝置16a使焊絲26a的前端位于相比焊絲套管28的分支點(diǎn)28d更靠近第1送絲裝置16a側(cè)地使焊絲26a后退。其次，第2焊接電源20b對送給焊絲26b的第2送絲裝置16b傳送要將焊絲26b傳送到焊炬12的指令，由此第2送絲裝置16b進(jìn)行使焊絲26b的前端成為從焊炬12的前端突出必要量狀態(tài)的送給。雖未圖示，各送絲裝置能夠裝載送絲的送給輥、控制送給輥轉(zhuǎn)動的送給用馬達(dá)、以及用于控制送給電動機(jī)的反饋裝置，通過利用這些能夠進(jìn)行正確的送絲。另外，當(dāng)對焊炬12前端的焊絲突出長度的控制是很困難的系統(tǒng)時，可以如下構(gòu)成系統(tǒng)，即，在機(jī)器人機(jī)構(gòu)部18的周邊準(zhǔn)備焊絲切割構(gòu)件(未圖示)，機(jī)器人機(jī)構(gòu)部18使焊絲移動至相對于焊絲切割構(gòu)件的規(guī)定位置，用焊絲切割構(gòu)件切斷該焊絲。還有，要接著處理的工件是工件A時，與上述同樣，使焊炬26b的前端相比分支點(diǎn)28d向送給裝置側(cè)后退，將焊絲26a送給焊炬12后開始焊接即可。
圖3a和圖3b所示的第2實(shí)施方式的電弧焊裝置30相比第1實(shí)施方式不同點(diǎn)在于焊絲套管的分支不在焊炬12內(nèi)進(jìn)行而是在Y字形的焊炬纜線34內(nèi)進(jìn)行。有關(guān)其他結(jié)構(gòu)與電弧焊裝置10相同，省略說明。
其次，參照圖4詳細(xì)說明焊絲套管的分支結(jié)構(gòu)。在第2實(shí)施方式中，焊絲套管不在焊炬12內(nèi)分支，而是在兩分岔即Y字形的焊炬纜線34內(nèi)分支。更為詳細(xì)地說就是，焊絲26a和26b通過在焊炬纜線34內(nèi)延伸的第1和第2焊絲套管38a和38b而延伸。如圖3a和3b所示Y字形的焊炬纜線34具有分別與第1和第2送絲裝置16a和16b連接的兩個焊絲導(dǎo)入端部34a和34b；以及與焊炬12連接的1個焊絲導(dǎo)出端部34c。因此，從第1和第2送絲裝置16a和16b選擇送給的焊絲26a和26b分別在第1和第2焊絲套管38a和38b內(nèi)延伸，再通過焊絲導(dǎo)出端部34c被導(dǎo)入到焊炬12內(nèi)。另外，焊炬纜線34也可以作為焊接時使用的輔助氣體的供給管使用。如圖所示，輔助氣體分別通過最好分別與第1和第2焊絲套管38a和38b同心且在其外側(cè)設(shè)置的第1和第2輔助氣體管40a和40b內(nèi)。
第1和第2焊絲套管38a和38b以及第1和第2輔助氣體管40a和40b被配置在焊炬纜線34內(nèi)，與具有分支結(jié)構(gòu)的分支部即分支塊42連接。分支塊42具有Y字形的焊絲套管部44，該焊絲套管部44具備分別可以接受在第1和第2焊絲套管38a和38b內(nèi)延伸的焊絲的第1和第2開口部44a和44b，還具備輔助氣體流動部46，該輔助氣體流動部46具備分別可以接受流動在第1和第2輔助氣體管40a和40b內(nèi)的輔助氣體的第1和第2開口部46a和46b。焊絲套管部44具有Y字形，因此通過第1和第2開口部44a或44b在焊絲套管部44內(nèi)延伸的焊絲都能從焊絲套管44的第3開口部44c突出。同樣地，輔助氣體流動部46也具有Y字形或具備合流部的形狀，因此流入到第1和第2開口部46a或46b內(nèi)的輔助氣體都能從輔助氣體流動部46的第3開口部46c流出。另外，第1和第2焊絲套管38a和38b以及塊42最好是可以從焊炬纜線34拆卸的結(jié)構(gòu)，以便進(jìn)行因與焊絲接觸產(chǎn)生的磨損而需要進(jìn)行的更換。
如圖4所示，焊絲套管部44的第3端部44c與焊炬12的第3焊絲套管122連接，第3焊絲套管122與焊炬12前端的焊嘴124連接。因此，從第1或第2送絲裝置16a或16b送給并通過了焊炬纜線34的焊絲26a或26b通過焊炬12的第3焊絲套管122內(nèi)，再從焊嘴124突出而用于焊接。一方面，輔助氣體從未圖示的供給源供給通過焊炬纜線34的第1或第2輔助氣體管40a或40b，再通過塊42的輔助氣體流動部46和第3焊絲套管122的外側(cè)，從焊炬12的噴嘴126釋放而用于焊接。這里，供給焊接電源的第1和第2電源纜線48a和48b分別沿輔助氣體管40a和40b在焊炬纜線34內(nèi)延伸，被連接到具有供電塊的分支塊42，給焊炬12供電。當(dāng)然，如上所述第1和第2電源纜線48a和48b也可以匯集為1根。
在焊絲的替換中，期望同時也變更輔助氣體的種類時，可以用與焊絲套管38a和38b類似的方法進(jìn)行。即送絲裝置分別裝載電磁閥(未圖示)，并可以控制這些電磁閥，利用氣體配管被供給到電磁閥的輔助氣體通過第1和第2輔助氣體管40a和40b，通過分支塊42導(dǎo)入到焊炬12的前端。根據(jù)需要，能夠進(jìn)行將輔助氣體的成分充分地替換的提前送氣。因使用電磁閥，所以輔助氣體不會逆流，還有為萬無一失可以在分支塊42的送絲裝置側(cè)配置逆止閥(未圖示)，從而縮短輔助氣體替換時間成為可能。
上述分支點(diǎn)積存焊絲的磨耗粉時，如果采用在分支塊42內(nèi)使輔助氣體與焊絲套管部44合流的其他的構(gòu)造，這些磨耗粉可以隨輔助氣體一同排到外部。但是，要想更積極地排出磨耗粉時，或如在圖4所示實(shí)施方式輔助氣體和焊絲套管不合流時，如圖5所示在分支部設(shè)置流入用和流出用的送風(fēng)管50a和50b并使其與塊42的焊絲套管部44連通，通過將未圖示的送風(fēng)裝置連接送風(fēng)管50a和50b的一方或雙方，以便能夠時常保證分支點(diǎn)的清潔。
另外，在該電弧焊接機(jī)器人系統(tǒng)中，例如，如特開2004-223576號公報以及特愿2004-71304號(根據(jù)本申請人)說明書中的說明，通過采用如下構(gòu)成，即，具有相對于手腕單元182的輸出凸緣，繞從輸出凸緣轉(zhuǎn)動軸離開規(guī)定距離的軸線可以轉(zhuǎn)動地設(shè)置焊炬12，被設(shè)置在機(jī)器人前臂上且可以移動地支撐焊炬纜線的滑塊機(jī)構(gòu)；以及在與作業(yè)工具相反的方向上拉近該滑塊機(jī)構(gòu)的張力發(fā)生機(jī)構(gòu)，可以使焊接時的焊炬纜線的舉動穩(wěn)定成為可能。兩分岔焊炬纜線通常體積較大，因此在與周邊裝置的干涉成為問題時，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使焊接姿勢是有很大變化的焊接動作，也能使焊炬纜線的動作動作變小，焊炬纜線與周邊裝置的不發(fā)生干涉地進(jìn)行焊接成為可能。另外，圖示的實(shí)施方式都具備2個送絲裝置和Y字形的焊絲套管，根據(jù)與本發(fā)明相同的構(gòu)思，當(dāng)然也可使用3個或以上的送絲裝置和3分岔或以上的焊絲套管。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種電弧焊裝置，相對現(xiàn)有例，在將焊炬做成單電極的基礎(chǔ)上，能夠?qū)⒍喾N焊絲送給焊炬，因此焊炬與周邊機(jī)器的干涉很小，卻能夠切換使用多根焊絲。
參照用于說明而選定的特定的實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的基本概念及公開范圍的情況下可以進(jìn)行多種變更。
權(quán)利要求
1.一種電弧焊裝置，其特征在于，具有一個單電極型的焊炬(12)；用于送給上述焊炬(12)焊絲的多個送絲裝置(16a、16b)；以及具備分別可以接受從上述多個送絲裝置(16a、16b)送給的多根焊絲(26a、26b)的多個焊絲導(dǎo)入端部(28a、28b)和用于將上述多根焊絲(26a、26b)中任何一根送給上述焊炬(12)的一個焊絲導(dǎo)出端部(28c)的送絲路徑(28)，通過與該一個送絲裝置(16a；16b)連接的上述送絲路徑(28)的一個上述焊絲導(dǎo)入端部(28a；28b)以及上述焊絲導(dǎo)出端部(28c)，將從上述多個送絲裝置(16a、16b)中任何一個選擇送給的焊絲(26a；26b)導(dǎo)入上述焊炬(12)進(jìn)行電弧焊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊裝置，其特征在于，上述送絲路徑(28)被設(shè)置在上述焊炬(12)內(nèi)，各個上述焊絲導(dǎo)入端部(28a、28b)和上述送絲裝置(16a、16b)用多根焊炬纜線(14a、14b)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊裝置，其特征在于，上述送絲路徑(28)被設(shè)置在連接上述焊炬(12)和上述多個送絲裝置(16a、16b)的各個的一個焊炬纜線(34)內(nèi)。
4.一種電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，具有根據(jù)權(quán)利要求1～3中任何一項(xiàng)所述的電弧焊裝置(10)；保持上述焊炬(12)的機(jī)器人機(jī)構(gòu)部(18)；供給上述電弧焊裝置(10)焊接電流的至少一個焊接電源(20a、20b)；以及控制上述至少一個焊接電源(20a、20b)的動作的控制部(22)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，上述多個送絲裝置(16a、16b)被裝載在上述機(jī)器人機(jī)構(gòu)部(18)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，上述多個送絲裝置(16a、16b)中至少一個被設(shè)置在上述機(jī)器人機(jī)構(gòu)部(18)以外的位置上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種焊炬與周邊機(jī)器干涉很小，結(jié)構(gòu)簡單的電弧焊裝置。Y字形的焊炬纜線在其內(nèi)部具有第1和第2焊絲套管；分別與這些連接的導(dǎo)入端部；以及分支塊，該分支塊具備具有1個導(dǎo)出端部的Y字形的焊絲套管部。從送絲裝置選擇其一地被進(jìn)給的焊絲分別在第1和第2焊絲套管內(nèi)延伸，通過焊絲套管內(nèi)部從1個導(dǎo)出端部被導(dǎo)入到焊炬內(nèi)。因此，在將焊炬做成單電極的基礎(chǔ)上，能夠替換多種焊絲送給焊炬，焊炬與周邊機(jī)器的干涉小，但還能夠使用多種焊絲。
文檔編號B23K9/133GK1757475SQ20051010789
公開日2006年4月12日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月5日
發(fā)明者中林孝治, 井上俊彥, 中山一隆, 巖山貴敏 申請人:發(fā)那科株式會社