JP2005088032A - Stud TIG welding equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】 スタッドの根元全周を短時間で高品質の連続溶接ができる溶接装置を提供する。
【解決手段】本発明のスタッドＴＩＧ溶接装置は、ワーク１３上に固着されたスタッド９の上部に回転可能に装着されたセンターガイド６と、センターガイド６に取り付けられ、かつＴＩＧトーチ７が固定された支柱５と、支柱５を回転させる回転機構１とを備え回転機構１をロボット１０の先端に固定したものである。また、センターガイド６と回転機構１との間に周方向および上下方向の位置ズレを吸収するフローティング機構２を備え、支柱５に、ＴＩＧトーチ７を上下方向に調整する上下方向トーチアジャスタ３およびＴＩＧトーチ７を水平方向に調整する水平方向トーチアジャスタ４を設けたものである。
【選択図】 図２PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a welding apparatus capable of performing high quality continuous welding in a short time on the entire circumference of a stud base.
A stud TIG welding apparatus according to the present invention includes a center guide 6 rotatably attached to an upper portion of a stud 9 fixed on a work 13, a center guide 6 and a TIG torch 7 fixed thereto. The rotation mechanism 1 that rotates the support column 5 and the rotation mechanism 1 that rotates the support column 5 is fixed to the tip of the robot 10. The center guide 6 and the rotation mechanism 1 are provided with a floating mechanism 2 that absorbs the positional deviation in the circumferential direction and the vertical direction, and the vertical torch adjuster 3 and the TIG for adjusting the TIG torch 7 in the vertical direction on the column 5. A horizontal torch adjuster 4 for adjusting the torch 7 in the horizontal direction is provided.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、アーク溶接を行う溶接装置に係り、特にＴＩＧを用いスタッドをワークに接合する溶接装置に関する。 The present invention relates to a welding apparatus that performs arc welding, and more particularly to a welding apparatus that joins a stud to a workpiece using TIG.
従来、スタッドをワークに溶接する場合、一旦スタッド溶接により仮付し、ペンシル形トーチを手で持ちスタッドの根元を断続的にＴＩＧ溶接していた。
また、自動的にすみ肉溶接する場合は図５に示す溶接装置を用いたものがある（例えば、特許文献１）。これは，２つの教示点間の補間を行って溶接パスを演算し、その演算された溶接パスと位置検出器からの検出位置情報とによるサーボ制御によって、手首軸１１の先端部に取り付けられた溶接トーチ１２により、自動倣い溶接を直線的に行う。
また、円形体を自動的にすみ肉溶接する方法として、ワークをポジショナに載置固定して、円筒状の部材をポジショナを回転させながらロボットの手先に取り付けられた溶接トーチにより、溶接を行うものもある（例えば、特許文献２）。
In addition, when automatically performing fillet welding, there is one using a welding apparatus shown in FIG. 5 (for example, Patent Document 1). This is performed by interpolating between two teaching points to calculate a welding path, and is attached to the tip of the wrist shaft 11 by servo control based on the calculated welding path and detected position information from the position detector. Automatic copy welding is performed linearly by the welding torch 12.
Also, as a method of automatically fillet welding a circular body, a workpiece is placed and fixed on a positioner, and a cylindrical member is welded with a welding torch attached to the hand of the robot while rotating the positioner. (For example, Patent Document 2).
しかしながら、従来の溶接装置では、現実にはスタッドが林立して通常の自動溶接装置では、スタッドの全周をすみ肉溶接することは困難である。
また、手動溶接の場合はスタッド間が狭いので熟練者であっても作業性が悪く、したがって、品質が不安定となる。
また、ワークを回転させ溶接する方法もスタッド個々の回転の中心が異なり技術的に困難であった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、トーチとトーチの取付部材とを組み合わせることにより、スタッドを短時間で高品質のすみ肉溶接を可能とし、また、品質の安定したスタッド溶接装置を提供することを目的とする。
However, in the conventional welding apparatus, in reality, the studs are forested, and it is difficult to fillet the entire circumference of the stud with a normal automatic welding apparatus.
Further, in the case of manual welding, since the space between the studs is narrow, even a skilled person has poor workability, and therefore the quality becomes unstable.
Also, the method of rotating and welding the workpiece was technically difficult because the center of rotation of each stud was different.
Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and by combining the torch and the mounting member of the torch, the stud can be welded with high quality fillet in a short time, and the quality can be improved. An object is to provide a stable stud welding apparatus.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、ワーク上に設置したスタッドを溶接するＴＩＧトーチと、前記ＴＩＧトーチを任意の溶接部位に移動させるロボットと、前記ＴＩＧトーチの動作および溶接条件等を制御する制御部とを備え、前記スタッドのすみ肉部をアーク溶接するスタッドＴＩＧ溶接装置において、
前記ワーク上に固着されスタッドの上部に回転可能に装着されたセンターガイドと、前記センターガイドに取り付けられ、かつ前記ＴＩＧトーチが固定された支柱と、前記支柱を回転させる回転機構とを備え前記回転機構を前記ロボット先端に固定したものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記センターガイドと前記回転機構との間に周方向および上下方向の位置ズレを吸収するフローティング機構を備えたものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記フローティング機構はバネ付のボールスクリューである。
また、請求項４に記載の発明は、前記支柱に、前記ＴＩＧトーチを上下方向に調整する上下方向トーチアジャスタおよび前記ＴＩＧトーチを水平方向に調整する水平方向トーチアジャスタを設けたものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is a TIG torch for welding a stud installed on a workpiece, a robot for moving the TIG torch to an arbitrary welding site, and a controller for controlling the operation and welding conditions of the TIG torch. A stud TIG welding apparatus for arc welding the fillet portion of the stud,
A center guide fixed on the workpiece and rotatably mounted on an upper portion of the stud; a column attached to the center guide and fixed to the TIG torch; and a rotation mechanism for rotating the column. The mechanism is fixed to the robot tip.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a floating mechanism that absorbs a displacement in a circumferential direction and a vertical direction between the center guide and the rotation mechanism.
According to a third aspect of the present invention, the floating mechanism is a ball screw with a spring.
According to a fourth aspect of the present invention, the support column is provided with a vertical torch adjuster for adjusting the TIG torch in the vertical direction and a horizontal torch adjuster for adjusting the TIG torch in the horizontal direction.
請求項１に記載の発明によれば、センターガイドでスタッドを覆い、スタッドを中心に全体を時計方向に３６０度回転させるようにしたので、スタッドの根元全周に連続すみ肉溶接をすることができる。
請求項２、３に記載の発明によれば、バネ付のボールスクリューからなるフローティング機構を取り付けたので、センターガイドをセットした時の周方向および上下方向の位置ズレを吸収することができる。
請求項４に記載の発明によれば、支柱に、上下および水平方向にトーチアジャスタを取り付けたので、段取り替えおよび溶接に欠陥が発生した時にＴＩＧトーチとワークの上下、水平方向の距離を調整することができる。
According to the first aspect of the present invention, the stud is covered with the center guide, and the whole is rotated 360 degrees clockwise around the stud. Therefore, continuous fillet welding can be performed on the entire circumference of the stud base. it can.
According to the second and third aspects of the invention, since the floating mechanism composed of the spring-loaded ball screw is attached, it is possible to absorb the positional deviation in the circumferential direction and the vertical direction when the center guide is set.
According to the invention described in claim 4, since the torch adjuster is attached to the support column in the vertical and horizontal directions, the vertical and horizontal distances between the TIG torch and the workpiece are adjusted when defects occur in the setup change and welding. be able to.
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
図１は、本発明のスタッドＴＩＧ溶接装置の設置状況を示す概略図、図２はスタッドＴＩＧ溶接装置の詳細を示す側面図である。同一部品には同一符号を付してその説明を省略する。 図において、１は回転機構、２はフローティング機構、３は上下方向トーチアジャスタ、４は水平方向トーチアジャスタ、５は支柱、６はセンターガイド、７はＴＩＧトーチ、８は給電ケーブル、９はスタッド、１０はロボット、１３はワークである。センターガイド６は、スタッド９を覆い、スタッド９を中心に全体を３６０度回転させることで、スタッド９の根元全周にＴＩＧトーチ７を回すものである。ＴＩＧトーチ７は、トーチ先端針部よりのアークでスタッド９の全周を連続すみ肉溶接するものである。支柱５は、センターガイド６およびＴＩＧトーチ７が固定されたものである。回転機構１は、支柱５を回転させるものである。フローティング機構２はセンターガイド６と回転機構１との間に周方向および上下方向の位置ズレを吸収するものである。上下方向トーチアジャスタ３はＴＩＧトーチ７とワーク１３の上下方向を微調整するものである。水平方向トーチアジャスタ４はＴＩＧトーチ７とワーク１３の水平方向を微調整するものである。給電ケーブル８はＴＩＧトーチ７の図示しないタングステン電極とワーク１３との間に電圧を印加するものである。
つぎに動作について図３を用いて説明する。
図３は、本発明のスタッドＴＩＧ溶接装置の動作を示すフロー図である。
下記（１）から（３）は段取りを示す。
・ 溶接開始前に、図示しないタングステン電極をＴＩＧトーチ７に装着する。
・ スタッド９の寸法に合ったセンターガイド６を支柱５に装着する。
・ 上下方向トーチアジャスタ３でＴＩＧトーチ７とワーク１３の高さを微調整する。水平方向トーチアジャスタ４でＴＩＧトーチ７とワーク１３の間隔を微調整する。
・ ロボット１０が動作し溶接装置が直立の姿勢となる。
・ 溶接装置を直立の姿勢でセンターガイド６をスタッド９にセットする。ロボット１０に取り付けたＴＩＧトーチ７の回転すなわちロボット１０の回転を溶接速度に設定する。
・ 溶接を開始させる。
・ 溶接開始でアークが発生し、同時に回転機構１が回転する。センターガイド６を軸に装置全体を３６０度定速でスタッド９の根元全周を連続溶接する。
・ ３６０度溶接完了で溶接が終了する。(アーク停止。)
溶接部の外観を図４に示す。図４は、本発明のスタッドＴＩＧ溶接装置によるスタッドの溶接部を示す模式図である。均一で滑らか、全体的にきれいに仕上がっている。
・ ロボット１０が動作し溶接装置が次のスタッド９へ移動する。
（10） 全スタッド９の溶接完了まで（６）から（12）をくり返す。
（11） 全スタッド９の溶接が完了。
（12） ロボット１０が待機位置へ移動してそこで停止し、次回に備える。
このように、従来の溶接装置では困難であったスタッド９の根元の全周すみ肉溶接が、ＴＩＧトーチ７を回転機構１またはロボット１０に取り付け、スタッド９の頭部をガイドとしてスタッド９を中心に全体を３６０度定速回転させることにより、短時間で隙間のない安定した連続すみ肉溶接ができ、品質を向上させることができた。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing an installation state of the stud TIG welding apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing details of the stud TIG welding apparatus. The same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the figure, 1 is a rotation mechanism, 2 is a floating mechanism, 3 is a vertical torch adjuster, 4 is a horizontal torch adjuster, 5 is a support, 6 is a center guide, 7 is a TIG torch, 8 is a power supply cable, 9 is a stud, 10 is a robot and 13 is a workpiece. The center guide 6 covers the stud 9 and rotates the TIG torch 7 around the root of the stud 9 by rotating the entire center 360 degrees around the stud 9. The TIG torch 7 is for continuous fillet welding of the entire circumference of the stud 9 with an arc from the tip of the torch tip. The support column 5 has a center guide 6 and a TIG torch 7 fixed thereto. The rotation mechanism 1 rotates the support column 5. The floating mechanism 2 absorbs a positional shift between the center guide 6 and the rotating mechanism 1 in the circumferential direction and the vertical direction. The vertical torch adjuster 3 finely adjusts the vertical direction of the TIG torch 7 and the work 13. The horizontal torch adjuster 4 finely adjusts the horizontal direction of the TIG torch 7 and the work 13. The power feeding cable 8 applies a voltage between a tungsten electrode (not shown) of the TIG torch 7 and the work 13.
Next, the operation will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the stud TIG welding apparatus of the present invention.
The following (1) to (3) show the setup.
-A tungsten electrode (not shown) is attached to the TIG torch 7 before starting welding.
・ Attach the center guide 6 that matches the dimensions of the stud 9 to the column 5.
・ Finely adjust the height of the TIG torch 7 and the work 13 with the vertical torch adjuster 3. The distance between the TIG torch 7 and the work 13 is finely adjusted by the horizontal torch adjuster 4.
-The robot 10 operates and the welding apparatus is in an upright posture.
Set the center guide 6 on the stud 9 with the welding device in an upright position. The rotation of the TIG torch 7 attached to the robot 10, that is, the rotation of the robot 10 is set to the welding speed.
・ Start welding.
-An arc is generated at the start of welding, and the rotating mechanism 1 rotates simultaneously. With the center guide 6 as an axis, the entire device is continuously welded at the base of the stud 9 at a constant speed of 360 °.
・ Welding ends when 360-degree welding is completed. (Arc stop.)
The appearance of the weld is shown in FIG. FIG. 4 is a schematic view showing a stud welded portion by the stud TIG welding apparatus of the present invention. Uniform and smooth, and the overall finish is beautiful.
The robot 10 operates and the welding apparatus moves to the next stud 9.
(10) Repeat steps (6) to (12) until all studs 9 are welded.
(11) Welding of all studs 9 is completed.
(12) The robot 10 moves to the standby position, stops there, and prepares for the next time.
In this way, the fillet welding of the entire circumference of the base of the stud 9, which is difficult with the conventional welding apparatus, attaches the TIG torch 7 to the rotating mechanism 1 or the robot 10 and centers the stud 9 with the head of the stud 9 as a guide. In addition, by rotating the whole at a constant speed of 360 degrees, stable continuous fillet welding without gaps was achieved in a short time, and the quality could be improved.
１ 回転機構
２ フローティング機構
３ 上下方向トーチアジャスタ
４ 水平方向トーチアジャスタ
５ 支柱
６ センターガイド
７ ＴＩＧトーチ
８ 給電ケーブル
９ スタッド
10 ロボット
11 手首軸
12 溶接トーチ
13 ワーク
1 Rotating Mechanism 2 Floating Mechanism 3 Vertical Torch Adjuster 4 Horizontal Torch Adjuster 5 Post 6 Center Guide 7 TIG Torch 8 Feed Cable
9 Stud
10 Robot
11 wrist axis
12 Welding torch
13 Work
Claims (4)
前記ワーク上に固着されスタッドの上部に回転可能に装着されたセンターガイドと、前記センターガイドに取り付けられ、かつ前記ＴＩＧトーチが固定された支柱と、前記支柱を回転させる回転機構とを備え前記回転機構を前記ロボットの先端に固定したことを特徴とするスタッドＴＩＧ溶接装置。 A TIG torch for welding a stud installed on a workpiece, a robot for moving the TIG torch to an arbitrary welding site, and a control unit for controlling the operation and welding conditions of the TIG torch, and the fillet of the stud In the stud TIG welding device that arc welds the part,
A center guide fixed on the workpiece and rotatably mounted on an upper portion of the stud; a column attached to the center guide and fixed to the TIG torch; and a rotation mechanism for rotating the column. A stud TIG welding apparatus characterized in that a mechanism is fixed to the tip of the robot.
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