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JP6579306B2 - Welding equipment - Google Patents

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JP6579306B2
JP6579306B2 JP2015043819A JP2015043819A JP6579306B2 JP 6579306 B2 JP6579306 B2 JP 6579306B2 JP 2015043819 A JP2015043819 A JP 2015043819A JP 2015043819 A JP2015043819 A JP 2015043819A JP 6579306 B2 JP6579306 B2 JP 6579306B2
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Description

本発明に係る実施形態は溶接装置に関する。   Embodiments according to the present invention relate to a welding apparatus.

筒形状の被溶接物(一般には配管)を囲む環状ギヤを備えて、被溶接物の継手に溶接ヘッドを倣わせ、被溶接物の周方向へ向かって溶接ヘッドを旋回させて、被溶接物を接合する溶接装置が知られている。   An annular gear surrounding a cylindrical workpiece (generally piping) is provided, the welding head is made to follow the joint of the workpiece, and the welding head is turned in the circumferential direction of the workpiece to be welded. There is known a welding apparatus for joining the two.

また、第一主歯車体と、第一副歯車体と、コイルスプリングと、を備えてバックラッシを生じない歯車が知られている。   There is also known a gear that includes a first main gear body, a first auxiliary gear body, and a coil spring and does not cause backlash.

特開2013−184176号公報JP 2013-184176 A 特開平7−133862号公報JP-A-7-133862

従来の溶接装置は、例えば直径250mmを超える中大口径配管へ適用する場合には、溶接ヘッドを移動させる環状のトーチ用歯車や、溶接ヘッドへワイヤを送給する環状のワイヤ用歯車を少なくとも配管の外径よりも大口径化させる必要が有る。   For example, when the conventional welding apparatus is applied to a medium or large diameter pipe having a diameter exceeding 250 mm, at least a pipe for an annular torch for moving the welding head and an annular wire gear for feeding a wire to the welding head are provided. It is necessary to make the diameter larger than the outer diameter.

ところが、従来の溶接装置は、環状のトーチ用歯車やワイヤ用歯車を単純に大口径化させると、加工精度を確保することが困難になったり、トーチ用歯車やワイヤ用歯車の重量が増加しすぎて被溶接物への装着が困難になったりして取り扱いの利便性を著しく損なう。   However, in the conventional welding apparatus, if the diameter of the annular torch gear or wire gear is simply increased, it becomes difficult to ensure machining accuracy, or the weight of the torch gear or wire gear increases. If it is too much, it becomes difficult to attach to the work piece, and the convenience of handling is significantly impaired.

また、溶接装置による加工精度を高めるためには、溶接トーチの位置決め精度を高める必要があり、ひいては歯車のバックラッシを低減させる必要がある。   Further, in order to increase the processing accuracy by the welding apparatus, it is necessary to increase the positioning accuracy of the welding torch, and consequently, it is necessary to reduce the backlash of the gear.

そこで、本発明は、小口径配管においては無論、中大口径配管においては格別に十分な加工精度による溶接の正確性を確保できるとともに、取り扱いの利便性も良好な溶接装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has an object to provide a welding apparatus that can secure welding accuracy with exceptionally high processing accuracy in medium-sized and large-diameter pipes and has good handling convenience for small-diameter pipes. And

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る溶接装置は、筒形状の被溶接物の外周に固定される環状の基部と、前記基部に沿って環状に並んで交互に噛み合う複数の第一ギヤおよび複数の第二ギヤを含む環状ギヤ列と、前記環状ギヤ列の前記第一ギヤに噛み合わされる内歯を有する弧状の旋回ギヤと、前記旋回ギヤに固定されて前記基部の周方向へ移動自在であって溶接ヘッドを支える旋回台と、前記環状ギヤ列の前記第一ギヤへ伝達される駆動力を発生させる電動機と、を備えている。前記第二ギヤは、前記第一ギヤよりも小径であり、前記複数の第一ギヤのそれぞれの回転中心を結ぶ線は、前記基部と同心の円を描き、前記複数の第二ギヤのそれぞれの回転中心を結ぶ線は、前記基部と同心の円を描いている。 In order to solve the above problems, a welding apparatus according to an embodiment of the present invention includes an annular base portion that is fixed to the outer periphery of a cylindrical workpiece, and a plurality of second bases that are alternately meshed with each other along the base portion. An annular gear train including one gear and a plurality of second gears; an arcuate turning gear having internal teeth meshed with the first gear of the annular gear row; and a circumferential direction of the base portion fixed to the turning gear And a turntable that supports the welding head, and an electric motor that generates a driving force transmitted to the first gear of the annular gear train. The second gear has a smaller diameter than the first gear, and a line connecting the rotation centers of the plurality of first gears draws a circle concentric with the base, and each of the plurality of second gears A line connecting the rotation centers draws a circle concentric with the base.

本発明の実施形態に係る溶接装置を示す正面図。The front view which shows the welding apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る溶接装置を示す側面図。The side view which shows the welding apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る溶接装置を示す背面図。The rear view which shows the welding apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る溶接装置の駆動機構を示す正面図。The front view which shows the drive mechanism of the welding apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る溶接装置の駆動機構を示す断面図。Sectional drawing which shows the drive mechanism of the welding apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る溶接装置の旋回台と駆動機構との関係を示す概念図。The conceptual diagram which shows the relationship between the swivel of the welding apparatus which concerns on embodiment of this invention, and a drive mechanism. 本発明の実施形態に係る溶接装置の旋回台と駆動機構との関係を示す概念図。The conceptual diagram which shows the relationship between the swivel of the welding apparatus which concerns on embodiment of this invention, and a drive mechanism. 本発明の実施形態に係る溶接装置の旋回台と駆動機構との関係を示す概念図。The conceptual diagram which shows the relationship between the swivel of the welding apparatus which concerns on embodiment of this invention, and a drive mechanism. 本発明の実施形態に係る溶接装置の差動歯車機構を示す断面図。Sectional drawing which shows the differential gear mechanism of the welding apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る溶接装置の差動歯車機構を示す断面図。Sectional drawing which shows the differential gear mechanism of the welding apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態に係る溶接装置の溶接ヘッドを示す平断面図。The plane sectional view showing the welding head of the welding device concerning this embodiment. 本実施形態に係る溶接装置のワイヤ送給機構の一部を示す図。The figure which shows a part of wire feed mechanism of the welding apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る溶接装置のワイヤ送給機構の一部を示す図。The figure which shows a part of wire feed mechanism of the welding apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る溶接装置のパージガス供給経路を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the purge gas supply path | route of the welding apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る溶接装置のパージガス供給経路を示す横断面図。The cross-sectional view which shows the purge gas supply path | route of the welding apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る溶接装置のパージガス供給経路の動作を説明する断面図。Sectional drawing explaining operation | movement of the purge gas supply path | route of the welding apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る溶接装置のパージガス供給経路の動作を説明する断面図。Sectional drawing explaining operation | movement of the purge gas supply path | route of the welding apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る溶接装置の電源供給系統を示す平断面図。The cross-sectional view which shows the power supply system of the welding apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る溶接装置の電源供給系統を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the power supply system of the welding apparatus which concerns on this embodiment.

本発明に係る溶接装置の実施形態について図1から図19を参照して説明する。   An embodiment of a welding apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、本発明の実施形態に係る溶接装置を示す正面図である。   FIG. 1 is a front view showing a welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

図2は、本発明の実施形態に係る溶接装置を示す側面図である。   FIG. 2 is a side view showing the welding apparatus according to the embodiment of the present invention.

図3は、本発明の実施形態に係る溶接装置を示す背面図である。   FIG. 3 is a rear view showing the welding apparatus according to the embodiment of the present invention.

図1から図3に示す本実施形態に係る溶接装置1は、筒形状の一対の被溶接物200a、200bを溶接して一体化させる。一対の筒形状の被溶接物200a、200bは、例えば配管であり、端部に突合せ継手を備えている。溶接装置1は、この継手を溶接して一対の被溶接物200a、200bを一体化させる。なお、説明を容易にするために溶接装置1は、被溶接物200a側に固定されて被溶接物200a、200b間の継手を溶接する態様とするが、被溶接物200b側に固定されて被溶接物200a、200b間の継手を溶接することもできる。   The welding apparatus 1 according to this embodiment shown in FIGS. 1 to 3 welds and integrates a pair of cylindrical workpieces 200a and 200b. The pair of cylindrical workpieces 200a and 200b are, for example, pipes, and have butt joints at the ends. The welding apparatus 1 welds this joint to integrate the pair of workpieces 200a and 200b. For ease of explanation, the welding apparatus 1 is fixed to the workpiece 200a side and welds the joint between the workpieces 200a and 200b, but is fixed to the workpiece 200b side and fixed. A joint between the weldments 200a and 200b can also be welded.

溶接装置1は、被溶接物200aの外周に固定される環状の基部2と、基部2の周方向へ移動自在であって溶接ヘッド3を支える旋回台5と、旋回台5の駆動力を発生させる複数の電動機6と、複数の電動機6を支持するモータハウジング7と、を備えている。   The welding apparatus 1 generates an annular base 2 fixed to the outer periphery of the workpiece 200a, a swivel 5 that is movable in the circumferential direction of the base 2 and supports the welding head 3, and generates a driving force for the swivel 5 And a motor housing 7 that supports the plurality of electric motors 6.

基部2は、被溶接物200aの外周に固定されて溶接装置1全体を支えている。基部2の内径寸法は、被溶接物200aの外径寸法より大きく、被溶接物200aは、基部2の内側であって円形の空間に配置されている。   The base 2 is fixed to the outer periphery of the workpiece 200a and supports the entire welding apparatus 1. The inner diameter dimension of the base portion 2 is larger than the outer diameter dimension of the workpiece 200a, and the workpiece 200a is disposed inside the base portion 2 and in a circular space.

また、基部2は、正面および背面それぞれの内周縁部に配置されて、基部2の径方向へ出没自在な複数(例えば5つ)のクランプ8を備えている。複数のクランプ8は、基部2の周方向へ略等間隔に配置されている。クランプ8は、基部2の内径よりも被溶接物200a側へ移動して、基部2の内径よりも小径な被溶接物200aに接して溶接装置1全体を支えている。   The base 2 includes a plurality of (for example, five) clamps 8 that are arranged on the inner peripheral edge of each of the front and back surfaces and that can freely protrude and retract in the radial direction of the base 2. The plurality of clamps 8 are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the base 2. The clamp 8 moves to the workpiece 200 a side with respect to the inner diameter of the base portion 2 and contacts the workpiece 200 a having a smaller diameter than the inner diameter of the base portion 2 to support the entire welding apparatus 1.

さらに、基部2は、溶接ヘッド3へ電力を供給する電源供給導体9が挿し通される電源用貫通孔11と、電源供給導体9を被溶接物200aに接地させる接地電極片(図示省略)と、を備えている。   Further, the base 2 includes a power supply through hole 11 through which a power supply conductor 9 for supplying power to the welding head 3 is inserted, and a ground electrode piece (not shown) for grounding the power supply conductor 9 to the workpiece 200a. It is equipped with.

基部2は、周方向において複数の部分、例えば2つの半円弧部2a、2bに分割されている。溶接装置1は、この基部2の分割構造によって、被溶接物200aの外周に配置自在である。溶接装置1は、基部2を分割することによって、被溶接物200aへ容易に着脱できる。   The base portion 2 is divided into a plurality of portions, for example, two semicircular arc portions 2a and 2b in the circumferential direction. The welding device 1 can be arranged on the outer periphery of the workpiece 200a by the divided structure of the base 2. The welding apparatus 1 can be easily attached to and detached from the workpiece 200a by dividing the base 2.

また、基部2は、半円弧部2a、2bを連結して固定する固定機構12を備えている。固定機構12は、基部2の正面および背面のそれぞれであって、半円弧部2a、2bの分割面の近傍に配置されている。   In addition, the base portion 2 includes a fixing mechanism 12 that connects and fixes the semicircular arc portions 2a and 2b. The fixing mechanism 12 is disposed on the front surface and the back surface of the base portion 2 and in the vicinity of the split surfaces of the semicircular arc portions 2a and 2b.

旋回台5は、溶接ヘッド3を支えるトーチホルダ13を備えている。旋回台5は、基部2の外周縁部に沿って被溶接物200aおよび被溶接物200bの周囲を旋回し、溶接ヘッド3を移動させる。トーチホルダ13は、被溶接物200a、200bの口径や溶接ヘッド3の寸法にもよるが、基部2の円周長さに比べて極めて小さく、溶接装置1の重量軽減に寄与している。   The swivel 5 includes a torch holder 13 that supports the welding head 3. The swivel 5 swivels around the workpiece 200a and the workpiece 200b along the outer peripheral edge of the base 2 and moves the welding head 3. The torch holder 13 is extremely small compared to the circumferential length of the base 2 and contributes to weight reduction of the welding apparatus 1, although depending on the diameters of the workpieces 200 a and 200 b and the dimensions of the welding head 3.

複数の電動機6は、例えば、旋回台5の駆動力を発生させる旋回用電動機15と、溶接トーチ19を被溶接物200a、200bの長手方向(配管の延び方向)へ移動させる駆動力を発生させるトーチ縦動電動機16と、溶接トーチ19を被溶接物200a、200bへ近づけたり、遠ざけたりする駆動力を発生させるトーチ遠近電動機17と、溶接トーチ19へワイヤを送給するワイヤ送給電動機18と、を含んでいる。なお、溶接トーチ19の被溶接物200a、200bの長手方向(配管の延び方向)への移動を、溶接トーチ19の縦動移動と呼ぶ。   The plurality of electric motors 6 generate, for example, a driving electric motor 15 that generates a driving force for the swivel base 5 and a driving force that moves the welding torch 19 in the longitudinal direction of the workpieces 200a and 200b (the direction in which the pipe extends). A torch longitudinal motor 16, a torch perspective motor 17 that generates a driving force that moves the welding torch 19 closer to or away from the workpieces 200 a and 200 b, and a wire feeding and feeding motor 18 that feeds a wire to the welding torch 19. , Including. In addition, the movement to the to-be-welded object 200a, 200b of the welding torch 19 to the longitudinal direction (pipe extension direction) is called the longitudinal movement movement of the welding torch 19.

モータハウジング7は、基部2の背面のいずれかの箇所に配置されている。   The motor housing 7 is disposed at any location on the back surface of the base 2.

なお、溶接装置1は、溶接ヘッド3とともに旋回台5に支持されて送給前のワイヤを巻き付けておくリール(図示省略)と、ワイヤを被溶接物200a、200bの継手へ導くワイヤガイド(図示省略)と、を備えている。   The welding apparatus 1 includes a reel (not shown) that is supported by the swivel 5 together with the welding head 3 and winds the wire before feeding, and a wire guide (not shown) that guides the wire to the joint of the workpieces 200a and 200b. (Omitted).

溶接ヘッド3は、被溶接物200a、200bの継手をアーク溶接で接合する。具体的には、ティグ溶接(TIG溶接:Tungsten Inert Gas welding)、マグ溶接(MAG溶接:Metal Active Gas welding)、ミグ溶接(MIG溶接:Metal Inert Gas welding)など各種のアーク溶接に好適な溶接トーチ19が適宜選択されて、溶接ヘッド3に装着されている。   The welding head 3 joins the joints of the workpieces 200a and 200b by arc welding. Specifically, welding torches suitable for various types of arc welding such as TIG welding (TIGsten Inert Gas welding), MAG welding (MAG Active: Metal Active Gas welding), and MIG welding (MIG Welding: Metal Inert Gas welding). 19 is appropriately selected and attached to the welding head 3.

次に、溶接装置1の駆動機構について詳細に説明する。   Next, the drive mechanism of the welding apparatus 1 will be described in detail.

図4は、本発明の実施形態に係る溶接装置の駆動機構を示す正面図である。   FIG. 4 is a front view showing a drive mechanism of the welding apparatus according to the embodiment of the present invention.

図5は、図4のV−V線において、本発明の実施形態に係る溶接装置の駆動機構を示す断面図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the drive mechanism of the welding apparatus according to the embodiment of the present invention, taken along line VV in FIG.

図4および図5に示すように、本実施形態に係る溶接装置1は、筒形状の被溶接物200aの外周に固定される環状の基部2と、基部2に沿って環状に並んで交互に噛み合う複数の第一ギヤ21および複数の第二ギヤ22を含む環状ギヤ列23を複数列有する歯車列機構25と、いずれかの環状ギヤ列23の第一ギヤ21に噛み合わされる内歯27を有する弧状の旋回ギヤ28と、旋回ギヤ28に固定されて基部2の周方向へ移動自在であって溶接ヘッド3を支える旋回台5と、旋回台5に往復動自在に保持されて他のいずれかの環状ギヤ列23の第一ギヤ21に噛み合わされる内歯31、および外歯32を有する弧状の往復動ギヤ33と、旋回台5に支持されて往復動ギヤ33の外歯32に噛み合わされて溶接ヘッド3へ動力を伝達する動力伝達ギヤ35と、環状ギヤ列23それぞれの第一ギヤ21へ伝達される駆動力をそれぞれ個別に発生させる複数の電動機6と、を備えている。   As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the welding apparatus 1 according to the present embodiment alternately has an annular base portion 2 fixed to the outer periphery of a cylindrical workpiece 200 a and an annular arrangement along the base portion 2. A gear train mechanism 25 having a plurality of annular gear trains 23 including a plurality of meshed first gears 21 and a plurality of second gears 22, and an internal tooth 27 meshed with the first gear 21 of any of the annular gear trains 23. An arcuate swivel gear 28, a swivel base 5 fixed to the swivel gear 28 and movable in the circumferential direction of the base 2 and supporting the welding head 3, and a swivel base 5 reciprocally held by the swivel base 5 An arc-shaped reciprocating gear 33 having inner teeth 31 and outer teeth 32 meshed with the first gear 21 of the annular gear train 23, and meshed with the outer teeth 32 of the reciprocating gear 33 supported by the swivel 5. To transmit power to the welding head 3 A transmission gear 35, and a plurality of electric motor 6 for the driving force transmitted to the first gear 21 of each annular gear train 23 is generated individually and.

また、溶接装置1は、複数の電動機6それぞれと複数の環状ギヤ列23それぞれの第一ギヤ21との間に介在する差動歯車機構36を備えている。   In addition, the welding apparatus 1 includes a differential gear mechanism 36 interposed between each of the plurality of electric motors 6 and each of the first gears 21 of the plurality of annular gear trains 23.

基部2は、正面に配置される環状の正面面板37と、背面側に配置される環状の背面面板38と、を備えている。正面面板37および背面面板38は、略同じ内外径形状を有して、環状ギヤ列23が配置される隙間を隔てて対向している。正面面板37および背面面板38は、それぞれの内面(相互に対向し合う面)側に旋回台5を案内する環状の案内溝39を有している。   The base 2 includes an annular front face plate 37 disposed on the front surface, and an annular rear face plate 38 disposed on the rear face side. The front face plate 37 and the back face plate 38 have substantially the same inner and outer diameter shapes, and face each other with a gap in which the annular gear train 23 is disposed. The front face plate 37 and the back face plate 38 have an annular guide groove 39 for guiding the swivel base 5 on the inner surface (surfaces facing each other) side.

歯車列機構25は、複数の電動機6が発生させる動力をそれぞれの環状ギヤ列23によって旋回ギヤ28または往復動ギヤ33へ伝達して旋回台5の移動、被溶接物200a、200bに対する溶接トーチ19の遠近移動、溶接トーチ19の縦動移動、およびワイヤの送給を行う。そこで、環状ギヤ列23は複数ある。具体的には、環状ギヤ列23は、旋回用電動機15から旋回ギヤ28へ動力を伝達する旋回用ギヤ列45と、トーチ縦動電動機16からトーチ縦動用往復動ギヤ56へ動力を伝達するトーチ縦動用ギヤ列46と、トーチ遠近電動機17からトーチ遠近用往復動ギヤ57へ動力を伝達するトーチ遠近用ギヤ列47と、ワイヤ送給電動機18からワイヤ送給用往復動ギヤ58へ動力を伝達するワイヤ用ギヤ列48と、を含んでいる。   The gear train mechanism 25 transmits the power generated by the plurality of electric motors 6 to the swivel gear 28 or the reciprocating gear 33 through the respective annular gear trains 23 to move the swivel 5 and to weld torches 19 to the workpieces 200a and 200b. , The longitudinal movement of the welding torch 19 and the feeding of the wire. Therefore, there are a plurality of annular gear trains 23. Specifically, the annular gear train 23 transmits the power from the swing motor 15 to the swing gear 28, and the torch transmits the power from the torch longitudinal motion motor 16 to the torch longitudinal motion reciprocating gear 56. Power is transmitted to the longitudinal gear train 46, the torch perspective gear train 47 that transmits power from the torch perspective motor 17 to the torch perspective reciprocating gear 57, and the wire feeding power supply motor 18 to the wire feeding reciprocating gear 58. And a gear train for wire 48.

環状ギヤ列23、つまり、旋回用ギヤ列45、トーチ縦動用ギヤ列46、トーチ遠近用ギヤ列47、およびワイヤ用ギヤ列48のそれぞれは、交互に噛み合う複数の第一ギヤ21および複数の第二ギヤ22によって駆動力を伝える。それぞれの環状ギヤ列23の第一ギヤ21および第二ギヤ22は、同一回転軸線上に配置されて、基部2の正面面板37および背面面板38に挟み込まれている。旋回用ギヤ列45は、最も背面面板38よりに配置され、次いでトーチ縦動用ギヤ列46、トーチ遠近用ギヤ列47の順に正面面板37に近づき、ワイヤ用ギヤ列48は、最も正面面板37よりに配置されている。   Each of the annular gear train 23, that is, the turning gear train 45, the torch longitudinal gear train 46, the torch distance gear train 47, and the wire gear train 48, includes a plurality of first gears 21 and a plurality of first gears 21 that are alternately meshed. The driving force is transmitted by the two gears 22. The first gear 21 and the second gear 22 of each annular gear train 23 are arranged on the same rotational axis and are sandwiched between the front face plate 37 and the back face plate 38 of the base 2. The turning gear train 45 is arranged closest to the rear face plate 38, and then approaches the front face plate 37 in the order of the torch longitudinal movement gear train 46 and the torch distance gear train 47, and the wire gear train 48 is located closest to the front face plate 37. Is arranged.

それぞれの環状ギヤ列23は、基部2の全周に渡って旋回台5を駆動自在な好適な間隔で第一ギヤ21を配置している。第二ギヤ22は、第一ギヤ21よりも小径である。第二ギヤ22は、隣り合う第一ギヤ21の間に配置されて動力を伝達する。なお、第二ギヤ22は、全ての第一ギヤ21間にあっても良いし、本実施形態のように円周上の1箇所を間引かれていても良い。   In each annular gear train 23, the first gears 21 are arranged at suitable intervals so that the swivel 5 can be driven over the entire circumference of the base 2. The second gear 22 has a smaller diameter than the first gear 21. The second gear 22 is disposed between the adjacent first gears 21 and transmits power. The second gear 22 may be between all the first gears 21, or may be thinned out at one place on the circumference as in the present embodiment.

複数の大径な第一ギヤ21のそれぞれの回転中心を結ぶ線は、環状の基部2同心円を描いて配置されている。複数の小径な第二ギヤ22のそれぞれの回転中心を結ぶ線は、環状の基部2同心円を描いて配置されており、かつ、それぞれの回転中心線は、隣り合う一対の第一ギヤ21の回転中心線を結ぶ線分上に配置されている。 A line connecting the respective rotational centers of the large-diameter first gear 21 is arranged to draw the annular base portion 2 concentrically. Each line connecting the center of rotation of the plurality of small-diameter second gear 22 is disposed to draw an annular base portion 2 concentrically, and each of the rotation center line, a pair of adjacent first gear 21 It is arranged on a line segment connecting the rotation center lines.

第二ギヤ22は、一つ置きに第一ギヤ21と第二ギヤ22とのバックラッシを実質的にゼロにする寸法を有している。また、第二ギヤ22は、他の一つ置きに第一ギヤ21と第二ギヤ22との間にゼロより大きいバックラッシを有している。換言すると、第二ギヤ22は、第一ギヤ21と第二ギヤ22とのバックラッシを実質的にゼロにする寸法を有するものと、第一ギヤ21と第二ギヤ22との間にゼロより大きいバックラッシを有するものとが交互に配置されている。他方、全ての第一ギヤ21は、実質的に同じ寸法を有している。   The second gear 22 has a dimension that makes the backlash between the first gear 21 and the second gear 22 substantially zero every other one. The second gear 22 has a backlash greater than zero between the first gear 21 and the second gear 22 every other one. In other words, the second gear 22 is larger than zero between the first gear 21 and the second gear 22 having a dimension that makes the backlash between the first gear 21 and the second gear 22 substantially zero. Those having backlash are alternately arranged. On the other hand, all the first gears 21 have substantially the same dimensions.

なお、環状ギヤ列23は、第二ギヤ22と第一ギヤ21との寸法関係を逆転させてもよい。すなわち、第一ギヤ21は、一つ置きに第一ギヤ21と第二ギヤ22とのバックラッシを実質的にゼロにする寸法を有しており、他の一つ置きに第一ギヤ21と第二ギヤ22との間にゼロより大きいバックラッシを有していてもよい。換言すると、第一ギヤ21は、第一ギヤ21と第二ギヤ22とのバックラッシを実質的にゼロにする寸法を有するものと、第一ギヤ21と第二ギヤ22との間にゼロより大きいバックラッシを有するものとが交互に配置されていても良い。この場合、全ての第二ギヤ22は、実質的に同じ寸法を有することになる。   The annular gear train 23 may reverse the dimensional relationship between the second gear 22 and the first gear 21. That is, the first gear 21 has a dimension that makes the backlash between the first gear 21 and the second gear 22 substantially zero every other one, and the first gear 21 and the second gear 22 every other one. A backlash greater than zero may be provided between the two gears 22. In other words, the first gear 21 is larger than zero between the first gear 21 and the second gear 22 having a dimension that makes the backlash between the first gear 21 and the second gear 22 substantially zero. Those having backlash may be alternately arranged. In this case, all the second gears 22 have substantially the same dimensions.

つまり、第一ギヤ21および第二ギヤ22のいずれか一方は、一つ置きに第一ギヤ21と第二ギヤ22とのバックラッシを実質的にゼロにする寸法を有し、他の一つ置きに第一ギヤ21と第二ギヤ22との間にゼロより大きいバックラッシを有している。換言すると、第一ギヤ21および第二ギヤ22のいずれか一方は、第一ギヤ21と第二ギヤ22とのバックラッシを実質的にゼロにする寸法を有するものと、第一ギヤ21と第二ギヤ22との間にゼロより大きいバックラッシを有するものとが交互に配置されている。そして、第一ギヤ21および第二ギヤ22のいずれか他方は、全て実質的に同じ寸法を有している。   That is, any one of the first gear 21 and the second gear 22 has such a dimension that the backlash between the first gear 21 and the second gear 22 is substantially zero every other one. The first gear 21 and the second gear 22 have a backlash greater than zero. In other words, one of the first gear 21 and the second gear 22 has a dimension that makes the backlash between the first gear 21 and the second gear 22 substantially zero, and the first gear 21 and the second gear 22. Those having a backlash greater than zero are alternately arranged with the gear 22. The other one of the first gear 21 and the second gear 22 has substantially the same dimensions.

そして、環状ギヤ列23の第一ギヤ21と旋回ギヤ28の内歯27とは、バックラッシを実質的にゼロにする寸法関係にある。また、環状ギヤ列23の第一ギヤ21と往復動ギヤ33の内歯31とも、バックラッシを実質的にゼロにする寸法関係にある。ただし、第一ギヤ21と第二ギヤ22とのバックラッシを実質的にゼロにするものとゼロより大きいバックラッシを有するものとを、第一ギヤ21側に混在させる場合には、内歯27と内歯31とは転移量が大きい方の第一ギヤ21に応じて寸法を調整され、かつ、転移量が大きい方の第一ギヤ21が常時、少なくとも1つは噛み合わされていることが好ましい。   The first gear 21 of the annular gear train 23 and the internal teeth 27 of the swivel gear 28 have a dimensional relationship that makes backlash substantially zero. The first gear 21 of the annular gear train 23 and the inner teeth 31 of the reciprocating gear 33 are also in a dimensional relationship that makes backlash substantially zero. However, when the first gear 21 and the second gear 22 have substantially zero backlash and those having a backlash greater than zero on the first gear 21 side, the inner teeth 27 and the inner gear 27 It is preferable that the size of the tooth 31 is adjusted according to the first gear 21 having the larger transfer amount, and at least one of the first gears 21 having the larger transfer amount is always meshed.

旋回台5は、基部2の案内溝39に嵌め込まれるころ部59を備えている。ころ部59は、第一ギヤ21の回転によって旋回ギヤ28に生じる径方向外側の力に抗して旋回台5を支えている。   The swivel base 5 includes a roller portion 59 that is fitted into the guide groove 39 of the base portion 2. The roller portion 59 supports the swivel 5 against the radially outer force generated in the swivel gear 28 by the rotation of the first gear 21.

また、旋回台5は、基部2の接線方向へ延びて広がるトーチ設置面61を有している。   In addition, the swivel 5 has a torch installation surface 61 that extends in the tangential direction of the base 2 and spreads.

動力伝達ギヤ35は、トーチ縦動用往復動ギヤ56の外歯32に噛み合わされるトーチ縦動用動力伝達ギヤ66、トーチ遠近用往復動ギヤ57の外歯32に噛み合わされるトーチ遠近用動力伝達ギヤ67、およびワイヤ送給用往復動ギヤ58の外歯32に噛み合わされるワイヤ送給用動力伝達ギヤ68を含んでいる。   The power transmission gear 35 includes a torch longitudinal power transmission gear 66 meshed with the external teeth 32 of the torch longitudinal reciprocating gear 56 and a torch distance power transmission gear meshed with the external teeth 32 of the torch distance reciprocating gear 57. 67, and a wire feeding power transmission gear 68 that meshes with the external teeth 32 of the wire feeding reciprocating gear 58.

複数の電動機6は、環状ギヤ列23ごとに設けられている。つまり、旋回用電動機15は少なくとも旋回用ギヤ列45に接続され、トーチ縦動電動機16は少なくともトーチ縦動用ギヤ列46に接続され、トーチ遠近電動機17は少なくともトーチ遠近用ギヤ列47に接続され、ワイヤ送給電動機18は少なくともワイヤ用ギヤ列48に接続されている。   The plurality of electric motors 6 are provided for each annular gear train 23. That is, the turning electric motor 15 is connected to at least the turning gear train 45, the torch longitudinal motor 16 is connected to at least the torch longitudinal gear train 46, the torch perspective motor 17 is connected to at least the torch perspective gear train 47, The wire feeding / feeding motive 18 is connected to at least the wire gear train 48.

差動歯車機構36は、旋回用電動機15およびトーチ縦動電動機16の駆動力をトーチ縦動用ギヤ列46へ伝達するトーチ縦動用差動歯車機構76と、旋回用電動機15およびトーチ遠近電動機17の駆動力をトーチ遠近用ギヤ列47へ伝達するトーチ遠近用差動歯車機構77と、旋回用電動機15およびワイヤ送給電動機18の駆動力をワイヤ用ギヤ列48へ伝達するワイヤ用差動歯車機構78と、を含んでいる。   The differential gear mechanism 36 includes a torch longitudinal movement differential gear mechanism 76 that transmits the driving force of the turning electric motor 15 and the torch longitudinal movement motor 16 to the torch longitudinal movement gear train 46, and the turning electric motor 15 and the torch perspective electric motor 17. A differential gear mechanism 77 for transmitting and receiving the driving force to the gear train 47 for the distance to the torch, and a differential gear mechanism for the wire for transmitting the driving force of the turning motor 15 and the wire feeding / feeding motor 18 to the gear train 48 for the wire. 78.

図6は、本発明の実施形態に係る溶接装置の旋回台と駆動機構との関係を示す概念図である。   FIG. 6 is a conceptual diagram showing the relationship between the swivel and the drive mechanism of the welding apparatus according to the embodiment of the present invention.

図6に示すように、本実施形態に係る溶接装置1の旋回ギヤ28は、環状ギヤ列23、具体的には旋回用ギヤ列45の第一ギヤ21の外周に噛み合わされている。旋回ギヤ28は、旋回用ギヤ列45の第一ギヤ21の回転によって基部2の周方向へ移動して旋回台5の推進力を発生させる。旋回ギヤ28は、少なくとも1つの第一ギヤ21に噛み合っていれば良い。   As shown in FIG. 6, the turning gear 28 of the welding apparatus 1 according to the present embodiment is meshed with the outer periphery of the first gear 21 of the annular gear train 23, specifically, the turning gear train 45. The swivel gear 28 moves in the circumferential direction of the base portion 2 by the rotation of the first gear 21 of the swivel gear train 45 and generates the propulsive force of the swivel base 5. The turning gear 28 only needs to mesh with at least one first gear 21.

図7および図8は、本発明の実施形態に係る溶接装置の旋回台と駆動機構との関係を示す概念図である。   7 and 8 are conceptual diagrams showing the relationship between the swivel and the drive mechanism of the welding apparatus according to the embodiment of the present invention.

図7および図8に示すように、本実施形態に係る溶接装置1のトーチ縦動用往復動ギヤ56は、旋回台5によって移動範囲を規制される一方で、トーチ縦動用ギヤ列46の第一ギヤ21に噛み合わされる内歯31によって基部2の周方向へ移動すると同時に、旋回台5に対しても移動する。   As shown in FIGS. 7 and 8, the reciprocating gear 56 for torch longitudinal movement of the welding apparatus 1 according to the present embodiment is restricted in the movement range by the swivel 5, while the first of the torch longitudinal movement gear train 46. The inner teeth 31 meshed with the gear 21 move in the circumferential direction of the base 2 and simultaneously move with respect to the swivel base 5.

トーチ縦動用往復動ギヤ56は、円弧形状に沿って延びる案内穴79を有している。トーチ縦動用往復動ギヤ56は、案内穴79に配置される案内棒81によって、旋回台5に支持されている。案内棒81は、第一ギヤ21の回転によって移動するトーチ縦動用往復動ギヤ56に生じる径方向外側の力に抗してトーチ縦動用往復動ギヤ56を支えている。   The torch longitudinal movement reciprocating gear 56 has a guide hole 79 extending along an arc shape. The reciprocating gear 56 for longitudinal movement of the torch is supported on the turntable 5 by a guide rod 81 disposed in the guide hole 79. The guide rod 81 supports the reciprocating gear 56 for torch longitudinal movement against the radially outward force generated in the reciprocating gear 56 for torch longitudinal movement that moves as the first gear 21 rotates.

そして、トーチ縦動用往復動ギヤ56の移動は、内歯31もろとも外歯32を移動させ、外歯32に噛み合わされるトーチ縦動用動力伝達ギヤ66を回転させる。   The movement of the reciprocating gear 56 for torch longitudinal movement moves the outer teeth 32 together with the inner teeth 31 and rotates the torch longitudinal power transmission gear 66 meshed with the outer teeth 32.

トーチ縦動用動力伝達ギヤ66は、トーチ縦動用往復動ギヤ56、つまり往復動ギヤ33の往動および復動にしたがって二方向へ回転される。   The torch longitudinal movement power transmission gear 66 is rotated in two directions according to the forward and backward movements of the torch longitudinal movement reciprocating gear 56, that is, the reciprocating gear 33.

なお、トーチ遠近用ギヤ列47の第一ギヤ21に噛み合わされるトーチ遠近用往復動ギヤ57およびワイヤ用ギヤ列48の第一ギヤ21に噛み合わされるワイヤ送給用往復動ギヤ58は、トーチ縦動用ギヤ列46の第一ギヤ21に噛み合わされるトーチ縦動用往復動ギヤ56と同じ構造を採用しているので説明を省略する。同様にトーチ遠近用動力伝達ギヤ67およびワイヤ送給用動力伝達ギヤ68についてもトーチ縦動用動力伝達ギヤ66と同じ構造を採用しているので説明を省略する。   Note that the torch distance reciprocating gear 57 meshed with the first gear 21 of the torch distance gear train 47 and the wire feeding reciprocating gear 58 meshed with the first gear 21 of the wire gear train 48 include a torch. Since the same structure as the reciprocating gear 56 for torch longitudinal movement meshed with the first gear 21 of the longitudinal gear train 46 is employed, the description thereof is omitted. Similarly, since the torch longitudinal power transmission gear 67 and the wire feeding power transmission gear 68 have the same structure as the torch longitudinal movement power transmission gear 66, the description thereof will be omitted.

溶接装置1は、旋回用ギヤ列45、トーチ縦動用ギヤ列46、トーチ遠近用ギヤ列47およびワイヤ用ギヤ列48の回転を連携させることによって、旋回台5の移動、溶接トーチ19の縦動移動、溶接トーチ19の遠近移動およびワイヤの送給を行う。   The welding device 1 moves the swivel base 5 and moves the welding torch 19 in a longitudinal manner by coordinating the rotation of the turning gear train 45, the torch longitudinal motion gear train 46, the torch perspective gear train 47 and the wire gear train 48. Movement, distance movement of the welding torch 19 and wire feeding are performed.

具体的には、旋回用ギヤ列45、トーチ縦動用ギヤ列46、トーチ遠近用ギヤ列47およびワイヤ用ギヤ列48の第一ギヤ21が同速度で同方向へ回転すると、旋回台5は移動する一方、溶接トーチ19の縦動移動、溶接トーチ19の遠近移動およびワイヤの送給は停止する。これは、旋回用ギヤ列45、トーチ縦動用ギヤ列46、トーチ遠近用ギヤ列47およびワイヤ用ギヤ列48の第一ギヤ21が同速度で同方向へ回転することによって、旋回ギヤ28と往復動ギヤ33との移動が同期し、ひいては動力伝達ギヤ35が旋回台5に対して相対的に停止するためである。   Specifically, when the first gear 21 of the turning gear train 45, the torch longitudinal motion gear train 46, the torch distance gear train 47, and the wire gear train 48 rotates in the same direction at the same speed, the swivel 5 moves. On the other hand, the longitudinal movement of the welding torch 19, the distance movement of the welding torch 19 and the feeding of the wire are stopped. This is because the first gear 21 of the turning gear train 45, the torch longitudinal gear train 46, the torch distance gear train 47 and the wire gear train 48 rotates in the same direction at the same speed, thereby reciprocating with the turning gear 28. This is because the movement with the moving gear 33 is synchronized, and consequently the power transmission gear 35 stops relative to the swivel base 5.

ここで、旋回用ギヤ列45およびトーチ縦動用ギヤ列46に着目する。   Here, attention is paid to the turning gear train 45 and the torch longitudinal motion gear train 46.

旋回用ギヤ列45およびトーチ縦動用ギヤ列46が相対的に異なる速度で回転すると、相互の回転速度差によって、旋回ギヤ28ひいては旋回台5に対してトーチ縦動用往復動ギヤ56が移動し、ひいてはトーチ縦動用動力伝達ギヤ66が回転して溶接ヘッド3を縦動移動させる。なお、溶接トーチ19が縦動移動するか否かは、旋回用ギヤ列45およびトーチ縦動用ギヤ列46の相対的な回転速度差が生じているか否かによるものであって、旋回台5が移動しているか否かにはよらない。旋回用ギヤ列45およびトーチ遠近用ギヤ列47の組合せであっても、旋回用ギヤ列45およびワイヤ用ギヤ列48の組合せであっても、同様に作用する。   When the turning gear train 45 and the torch longitudinal movement gear train 46 rotate at relatively different speeds, the torch longitudinal movement reciprocating gear 56 moves with respect to the turning gear 28 and consequently the turntable 5 due to the difference in rotational speed between them. As a result, the torch longitudinal movement power transmission gear 66 rotates to move the welding head 3 in the longitudinal movement. Whether or not the welding torch 19 moves vertically depends on whether or not there is a relative rotational speed difference between the turning gear train 45 and the torch longitudinal moving gear train 46. It does not depend on whether or not you are moving. The combination of the turning gear train 45 and the torch perspective gear train 47 and the combination of the turning gear train 45 and the wire gear train 48 operate in the same manner.

図9は、本発明の実施形態に係る溶接装置の差動歯車機構を示す断面図である。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing the differential gear mechanism of the welding apparatus according to the embodiment of the present invention.

図9に示すように、本実施形態に係る溶接装置1のトーチ縦動用差動歯車機構76は、ケーシングとしてのデファレンシャルケース82と、デファレンシャルケース82に回転一体の入力ギヤとしてのリングギヤ83と、デファレンシャルケース82内に収容されてリングギヤ83の回転中心線に直交する方向へ延びるピニオンシャフト85と、ピニオンシャフト85に回転自在に支持される一対のピニオンギヤ86と、ピニオンギヤ86に噛み合わされてリングギヤ83の回転中心線上で回転する一対のサイドギヤ87、88と、サイドギヤ87に連結されるドライブシャフト89と、サイドギヤ88に回転一体のドライブギヤ91と、を備えている。   As shown in FIG. 9, the differential gear mechanism 76 for torch longitudinal movement of the welding apparatus 1 according to the present embodiment includes a differential case 82 as a casing, a ring gear 83 as an input gear that is integrally rotated with the differential case 82, and a differential. A pinion shaft 85 housed in the case 82 and extending in a direction orthogonal to the rotation center line of the ring gear 83, a pair of pinion gears 86 rotatably supported by the pinion shaft 85, and the ring gear 83 rotating in mesh with the pinion gear 86. A pair of side gears 87 and 88 rotating on the center line, a drive shaft 89 connected to the side gear 87, and a drive gear 91 rotating integrally with the side gear 88 are provided.

トーチ縦動用差動歯車機構76は、リングギヤ83へ入力されるトーチ縦動電動機16の駆動力をドライブギヤ91からトーチ縦動用ギヤ列46へ伝達する一方、ドライブシャフト89へ入力される旋回用電動機15の駆動力をドライブギヤ91からトーチ縦動用ギヤ列46へ伝達する。   The torch longitudinal movement differential gear mechanism 76 transmits the driving force of the torch longitudinal movement motor 16 input to the ring gear 83 from the drive gear 91 to the torch longitudinal movement gear train 46, while the turning electric motor input to the drive shaft 89. 15 driving force is transmitted from the drive gear 91 to the torch longitudinal movement gear train 46.

一対のピニオンギヤ86および一対のサイドギヤ87、88は、いずれも傘歯車であり、一対のピニオンギヤ86それぞれは同一の回転中心線上を回転し、一対のサイドギヤ87、88それぞれも同一の回転中心線上を回転する。ギヤ対間では回転中心が直交している。なお、トーチ縦動用差動歯車機構76は、傘歯車以外の形式の歯車やねじを組み合わせた差動装置であっても良い。トーチ縦動用差動歯車機構76を含む差動歯車機構36のそれぞれも、同様である。   Each of the pair of pinion gears 86 and the pair of side gears 87 and 88 is a bevel gear, each of the pair of pinion gears 86 rotates on the same rotation center line, and each of the pair of side gears 87 and 88 also rotates on the same rotation center line. To do. The center of rotation is orthogonal between the gear pairs. Note that the differential gear mechanism 76 for torch longitudinal movement may be a differential device that combines gears and screws other than bevel gears. Each of the differential gear mechanisms 36 including the torch longitudinal movement differential gear mechanism 76 is the same.

トーチ縦動用往復動ギヤ56の内歯31の有効歯数は、トーチ縦動用差動歯車機構76のリングギヤ83の歯数以下である。   The number of effective teeth of the inner teeth 31 of the reciprocating gear 56 for torch longitudinal movement is equal to or less than the number of teeth of the ring gear 83 of the differential gear mechanism 76 for torch longitudinal movement.

また、溶接装置1は、トーチ縦動用差動歯車機構76のデファレンシャルケース82の回転を検知する回転センサ92を備えている。回転センサ92は、デファレンシャルケース82の回転角度を測定可能なものであっても良いが、本実施形態に係る溶接装置1は、トーチ縦動用往復動ギヤ56の内歯31の有効歯数は、トーチ縦動用差動歯車機構76のリングギヤ83の歯数以下にしておくことによって、トーチ縦動用往復動ギヤ56のいずれか一方の端部位置におけるデファレンシャルケース82の回転位相をマイクロスイッチで検出し、この検出位置を基準にしてトーチ縦動電動機16の回転量からトーチ縦動用ギヤ列46の第一ギヤ21の回転量を定め、ひいてはトーチ縦動用動力伝達ギヤ66の回転量を算出できる。   In addition, the welding apparatus 1 includes a rotation sensor 92 that detects the rotation of the differential case 82 of the differential gear mechanism 76 for torch longitudinal movement. Although the rotation sensor 92 may be capable of measuring the rotation angle of the differential case 82, the welding device 1 according to the present embodiment has the number of effective teeth of the inner teeth 31 of the reciprocating gear 56 for torch longitudinal movement as follows. By making the number of teeth of the ring gear 83 of the differential gear mechanism for torch longitudinal movement 76 or less, the rotational phase of the differential case 82 at one end position of the reciprocating gear 56 for torch longitudinal movement is detected by a microswitch, The rotation amount of the first gear 21 of the torch longitudinal movement gear train 46 is determined from the rotation amount of the torch longitudinal movement motor 16 with reference to this detection position, and as a result, the rotation amount of the torch longitudinal movement power transmission gear 66 can be calculated.

ここで先ず、旋回用電動機15と旋回用ギヤ列45との関係について説明する。   First, the relationship between the turning electric motor 15 and the turning gear train 45 will be described.

旋回用電動機15が発生させる駆動力は、出力軸101に回転一体のギヤ102から、ギヤ102に噛み合わされるギヤ103を経て軸105へ伝達される。軸105に伝わった駆動力は、軸105に回転一体のギヤ106に噛み合わされるギヤ107を経て旋回用ギヤ列45の第一ギヤ21へ伝達される。   The driving force generated by the turning electric motor 15 is transmitted to the shaft 105 through the gear 103 meshed with the gear 102 from the gear 102 that is rotated and integrated with the output shaft 101. The driving force transmitted to the shaft 105 is transmitted to the first gear 21 of the turning gear train 45 through the gear 107 meshed with the gear 106 that is integrally rotated with the shaft 105.

次いで、旋回用電動機15とトーチ縦動用ギヤ列46との関係について説明する。トーチ縦動電動機16は停止しているものとして、図9中に停止部分を破線で描いている。   Next, the relationship between the turning electric motor 15 and the torch longitudinal movement gear train 46 will be described. Assuming that the torch longitudinally moving motor 16 is stopped, the stopped portion is depicted by a broken line in FIG.

軸105に伝わった駆動力は、ギヤ106に噛み合わされるギヤ108、ギヤ108に噛み合わされるギヤ109を経て、ドライブシャフト89に回転一体のギヤ111からトーチ縦動用差動歯車機構76へ伝達される。   The driving force transmitted to the shaft 105 is transmitted from the gear 111 meshed with the gear 106 and the gear 109 meshed with the gear 108 to the differential gear mechanism 76 for torch longitudinal movement from the gear 111 rotated and integrated with the drive shaft 89. The

トーチ縦動用差動歯車機構76は、トーチ縦動電動機16が停止しているためトーチ縦動電動機16の出力軸112に回転一体のギヤ113に噛み合わされるリングギヤ83を介してデファレンシャルケース82の回転を阻止されている。デファレンシャルケース82の回転を阻止されるトーチ縦動用差動歯車機構76は、ドライブシャフト89の駆動力によってサイドギヤ87を回転させ、サイドギヤ87に噛み合わされる一対のピニオンギヤ86の回転を通じてサイドギヤ88へ駆動力を伝達する。サイドギヤ88に伝わった駆動力は、ドライブギヤ91に噛み合わされるギヤ115を経てトーチ縦動用ギヤ列46の第一ギヤ21へ伝達される。   The differential gear mechanism 76 for torch longitudinal movement rotates the differential case 82 via a ring gear 83 that meshes with the output shaft 112 of the torch longitudinal motion motor 16 and a gear 113 that is integrally rotated with the output shaft 112 of the torch longitudinal motion motor 16. Is blocked. The differential gear mechanism 76 for torch longitudinal movement that is prevented from rotating the differential case 82 rotates the side gear 87 by the driving force of the drive shaft 89, and the driving force to the side gear 88 through the rotation of the pair of pinion gears 86 meshed with the side gear 87. To communicate. The driving force transmitted to the side gear 88 is transmitted to the first gear 21 of the torch longitudinal movement gear train 46 through the gear 115 meshed with the drive gear 91.

このような動力伝達経路を経て、旋回用電動機15の駆動力は、旋回用ギヤ列45およびトーチ縦動用ギヤ列46へ分配される。そして、それぞれの経路におけるギヤ比を同一に設定することによって、旋回用電動機15を駆動させるのみで、旋回ギヤ28とトーチ縦動用往復動ギヤ56とを同じ角速度で同期して移動させ、ひいてはトーチ縦動用動力伝達ギヤ66を回転させることなく、溶接トーチ19の遠近移動を阻止しながら旋回台5を移動させる。   Through such a power transmission path, the driving force of the turning electric motor 15 is distributed to the turning gear train 45 and the torch longitudinal movement gear train 46. Then, by setting the gear ratio in each path to be the same, only the turning electric motor 15 is driven, and the turning gear 28 and the torch longitudinal movement reciprocating gear 56 are moved synchronously at the same angular velocity, and consequently the torch. Without rotating the longitudinal power transmission gear 66, the swivel 5 is moved while preventing the welding torch 19 from moving in the near and far directions.

他方、トーチ縦動電動機16とトーチ縦動用ギヤ列46との関係について説明する。   On the other hand, the relationship between the torch longitudinal motion motor 16 and the torch longitudinal motion gear train 46 will be described.

図10は、本発明の実施形態に係る溶接装置の差動歯車機構を示す断面図である。   FIG. 10 is a cross-sectional view showing the differential gear mechanism of the welding apparatus according to the embodiment of the present invention.

旋回用電動機15は停止しているものとして、図10中に停止部分を破線で描いている。   Assuming that the turning electric motor 15 is stopped, the stop portion is depicted by a broken line in FIG.

図10に示すように、トーチ縦動電動機16が発生させる駆動力は、出力軸112に回転一体のギヤ113から、ギヤ113に噛み合わされるトーチ縦動用差動歯車機構76のリングギヤ83を経てデファレンシャルケース82へ伝達される。デファレンシャルケース82は、回転中心線の直交する一対のピニオンギヤ86をピニオンシャフト85ごと一体的に回転させる。   As shown in FIG. 10, the driving force generated by the torch longitudinal motion motor 16 is differentially transmitted from the gear 113 that is integrally rotated with the output shaft 112 to the ring gear 83 of the differential gear mechanism 76 for torch longitudinal motion that meshes with the gear 113. It is transmitted to the case 82. The differential case 82 integrally rotates a pair of pinion gears 86 whose rotation center lines are orthogonal to each other together with the pinion shaft 85.

このとき、トーチ縦動用差動歯車機構76は、旋回用電動機15が停止しているため出力軸101、ギヤ102、103、軸105、ギヤ106、108、109、111を介してドライブシャフト89の回転を阻止されている。ドライブシャフト89の回転を阻止されるトーチ縦動用差動歯車機構76は、サイドギヤ87の回転も阻止される一方で、非回転のサイドギヤ87によって一対のピニオンギヤ86を回転させ、一対のピニオンギヤ86に噛み合わされるサイドギヤ88へ駆動力を伝達する。サイドギヤ88に伝わった駆動力は、ドライブギヤ91に噛み合わされるギヤ115を経てトーチ縦動用ギヤ列46の第一ギヤ21へ伝達される。   At this time, since the turning electric motor 15 is stopped, the torch longitudinal movement differential gear mechanism 76 is connected to the drive shaft 89 via the output shaft 101, the gears 102 and 103, the shaft 105, and the gears 106, 108, 109, and 111. Rotation is prevented. In the torch longitudinal differential gear mechanism 76 that prevents the rotation of the drive shaft 89, the rotation of the side gear 87 is also blocked, while the pair of pinion gears 86 are rotated by the non-rotating side gear 87 and meshed with the pair of pinion gears 86. The driving force is transmitted to the side gear 88. The driving force transmitted to the side gear 88 is transmitted to the first gear 21 of the torch longitudinal movement gear train 46 through the gear 115 meshed with the drive gear 91.

次いで、トーチ縦動電動機16と旋回用ギヤ列45との関係について説明する。   Next, the relationship between the torch longitudinal motor 16 and the turning gear train 45 will be described.

先の説明の通り、トーチ縦動用差動歯車機構76は、旋回用電動機15が停止しているため出力軸101、ギヤ102、103、軸105、ギヤ106、108、109、111を介してドライブシャフト89の回転を阻止されている。したがって、トーチ縦動電動機16の駆動力は、旋回用ギヤ列45へ伝達されない。   As described above, the torch longitudinal movement differential gear mechanism 76 is driven via the output shaft 101, the gears 102 and 103, the shaft 105, and the gears 106, 108, 109 and 111 because the turning electric motor 15 is stopped. The rotation of the shaft 89 is prevented. Therefore, the driving force of the torch longitudinal motor 16 is not transmitted to the turning gear train 45.

このような動力伝達経路を経て、トーチ縦動電動機16の駆動力は、トーチ縦動用ギヤ列46へ伝達される。   The driving force of the torch longitudinal motion motor 16 is transmitted to the torch longitudinal motion gear train 46 through such a power transmission path.

そして、溶接装置1は、旋回用電動機15およびトーチ縦動電動機16を適宜の出力で同時に回転させることによって、旋回用ギヤ列45の第一ギヤ21とトーチ縦動用ギヤ列46の第一ギヤ21との間に角速度差を生じさせて、溶接トーチ19の縦動移動と同時に旋回台5の移動、つまり溶接トーチ19の旋回を両立させる。   The welding apparatus 1 rotates the turning electric motor 15 and the torch longitudinal movement motor 16 simultaneously with appropriate outputs, so that the first gear 21 of the turning gear train 45 and the first gear 21 of the torch longitudinal movement gear train 46 are rotated. An angular velocity difference is generated between the rotary table 5 and the vertical movement of the welding torch 19 and simultaneously the movement of the swivel 5, that is, the turning of the welding torch 19.

なお、トーチ遠近用差動歯車機構77およびワイヤ用差動歯車機構78については、トーチ縦動用差動歯車機構76と同じ構造を採用しているので説明を省略する。つまり、溶接装置1は、旋回用電動機15およびトーチ遠近電動機17を適宜の出力で同時に回転させることによって、旋回用ギヤ列45の第一ギヤ21とトーチ遠近用ギヤ列47の第一ギヤ21との間に角速度差を生じさせて、溶接トーチ19の遠近移動と同時に旋回台5の移動、つまり溶接トーチ19の旋回を両立させる。また、溶接装置1は、旋回用電動機15およびワイヤ送給電動機18を適宜の出力で同時に回転させることによって、旋回用ギヤ列45の第一ギヤ21とワイヤ用ギヤ列48の第一ギヤ21との間に各速度差を生じさせて、ワイヤの送給と同時に旋回台5の移動、つまり溶接ヘッド3、ひいては溶接トーチ19の旋回を両立させる。   The torch perspective differential gear mechanism 77 and the wire differential gear mechanism 78 have the same structure as that of the torch longitudinal movement differential gear mechanism 76, and thus description thereof is omitted. That is, the welding apparatus 1 simultaneously rotates the turning electric motor 15 and the torch perspective electric motor 17 with appropriate outputs, thereby causing the first gear 21 of the turning gear train 45 and the first gear 21 of the torch perspective gear train 47 to An angular velocity difference is generated between the two, and the movement of the swivel 5 at the same time as the welding torch 19 is moved, that is, the turning of the welding torch 19 is made compatible. Further, the welding apparatus 1 rotates the turning electric motor 15 and the wire feeding / feeding power supply 18 at the same time with appropriate outputs, so that the first gear 21 of the turning gear train 45 and the first gear 21 of the wire gear train 48 are Each speed difference is generated between the two, so that the movement of the swivel 5 at the same time as the feeding of the wire, that is, the swiveling of the welding head 3 and consequently the welding torch 19 is made compatible.

次に、本実施形態に係る溶接装置の溶接ヘッドについて説明する。   Next, the welding head of the welding apparatus according to the present embodiment will be described.

図11は、本実施形態に係る溶接装置の溶接ヘッドを示す平断面図である。   FIG. 11 is a plan sectional view showing a welding head of the welding apparatus according to the present embodiment.

図12および図13は、本実施形態に係る溶接装置のワイヤ送給機構の一部を示す図である。   12 and 13 are views showing a part of the wire feeding mechanism of the welding apparatus according to the present embodiment.

図11から図13に示すように、本実施形態に係る溶接装置1の溶接ヘッド3は、溶接トーチ19を縦動移動させるトーチ縦動移動機構126と、溶接トーチ19を遠近移動させるトーチ遠近移動機構127と、溶接トーチ19へワイヤを供給するワイヤ送給機構128と、を備えている。   As shown in FIGS. 11 to 13, the welding head 3 of the welding apparatus 1 according to the present embodiment includes a torch longitudinal movement mechanism 126 that moves the welding torch 19 in the longitudinal direction, and a torch perspective movement that moves the welding torch 19 in the distance. A mechanism 127 and a wire feeding mechanism 128 that supplies a wire to the welding torch 19 are provided.

トーチ縦動移動機構126は、動力伝達ギヤ35のうちトーチ縦動用動力伝達ギヤ66から伝達される駆動力によって作動し、溶接トーチ19を縦動移動させる。   The torch longitudinal movement mechanism 126 is actuated by the driving force transmitted from the torch longitudinal movement power transmission gear 66 of the power transmission gear 35 to move the welding torch 19 in the longitudinal direction.

トーチ遠近移動機構127は、動力伝達ギヤ35のうちトーチ遠近用動力伝達ギヤ67から伝達される駆動力によって作動し、溶接トーチ19を遠近移動させる。   The torch distance moving mechanism 127 is operated by the driving force transmitted from the torch distance power transmission gear 67 in the power transmission gear 35 to move the welding torch 19 in the distance direction.

ワイヤ送給機構128は、動力伝達ギヤ35のうちワイヤ送給用動力伝達ギヤ68から伝達される駆動力によって作動し、溶接トーチ19へワイヤを供給する。   The wire feeding mechanism 128 is operated by a driving force transmitted from the wire feeding power transmission gear 68 of the power transmission gear 35, and supplies the wire to the welding torch 19.

ところで、ワイヤ送給用動力伝達ギヤ68へ動力を伝達するワイヤ送給用往復動ギヤ58は、旋回台5、ひいては溶接ヘッド3に対して往復動するため、ワイヤ送給用動力伝達ギヤ68は正転と逆転とを周期的に繰り返すことになる。つまり、ワイヤを供給するためにはワイヤ送給用往復動ギヤ58の往復動であって、ワイヤ送給用動力伝達ギヤ68の周期的な正転と逆転との繰り返しを、ワイヤを送給し続けるための一方向の回転、つまり正転および逆転のいずれかの回転に変換する必要がある。   By the way, since the wire feeding reciprocating gear 58 for transmitting power to the wire feeding power transmission gear 68 reciprocates with respect to the swivel 5 and eventually the welding head 3, the wire feeding power transmission gear 68 is Forward rotation and reverse rotation are periodically repeated. In other words, in order to supply the wire, the reciprocating motion of the wire feeding reciprocating gear 58 is the reciprocating motion of the wire feeding power transmission gear 68. It is necessary to convert the rotation into one direction to continue, that is, one of forward rotation and reverse rotation.

そこで、ワイヤ送給機構128は、動力伝達ギヤ35の回転方向を維持して伝達する正転ギヤ系列131、および動力伝達ギヤ35の回転方向を逆転させて伝達する逆転ギヤ系列132を有する伝達機構133と、伝達機構133によって駆動される軸135と、正転ギヤ系列131の回転を一方向のみ軸135へ伝達する第一ワンウェイクラッチ136、および逆転ギヤ系列132の回転を第一ワンウェイクラッチ136が伝達する回転の逆方向のみ軸135へ伝達する第二ワンウェイクラッチ137を有して軸135を一方向へのみ回転させるダブルクラッチ機構138と、を備えている。ここで言う動力伝達ギヤ35は、ワイヤ送給用動力伝達ギヤ68である。   Therefore, the wire feeding mechanism 128 has a forward rotation gear series 131 that transmits while maintaining the rotation direction of the power transmission gear 35, and a transmission mechanism that has a reverse rotation gear series 132 that transmits the rotation direction of the power transmission gear 35 in the reverse direction. 133, the shaft 135 driven by the transmission mechanism 133, the first one-way clutch 136 that transmits the rotation of the forward rotation gear train 131 to the shaft 135 in only one direction, and the first one-way clutch 136 that rotates the reverse rotation gear train 132. A double clutch mechanism 138 that has a second one-way clutch 137 that transmits to the shaft 135 only in the direction opposite to the rotation to transmit, and rotates the shaft 135 only in one direction. The power transmission gear 35 referred to here is a wire-feeding power transmission gear 68.

なお、図12は正転ギヤ系列131を示し、図13は逆転ギヤ系列132を示している。ここで、正転ギヤ系列131および逆転ギヤ系列132の各ギヤについて、反時計回りを正転と表現し、時計回りを逆転と表現する。   FIG. 12 shows the forward rotation gear series 131, and FIG. 13 shows the reverse rotation gear series 132. Here, for each gear of the forward rotation gear series 131 and the reverse rotation gear series 132, the counterclockwise rotation is expressed as normal rotation, and the clockwise rotation is expressed as reverse rotation.

正転ギヤ系列131の第一段ギヤ131aと逆転ギヤ系列132の第一段ギヤ132aとは回転一体化されている。したがって、正転ギヤ系列131の第一段ギヤ131aおよび逆転ギヤ系列132の第一段ギヤ132aは、いずれか一方が動力伝達ギヤ35、つまりワイヤ送給用動力伝達ギヤ68に噛み合わされていれば良い。   The first stage gear 131a of the forward rotation gear series 131 and the first stage gear 132a of the reverse rotation gear series 132 are rotationally integrated. Accordingly, if one of the first gear 131a of the forward gear series 131 and the first gear 132a of the reverse gear series 132 is meshed with the power transmission gear 35, that is, the power transmission gear 68 for wire feeding, good.

正転ギヤ系列131は、第一ワンウェイクラッチ136を介して軸135に支持される正転系列最終段ギヤ131bを含む偶数個のギヤを含んでいる。したがって、正転ギヤ系列131は、動力伝達ギヤ35、つまりワイヤ送給用動力伝達ギヤ68の回転方向を保って正転系列最終段ギヤ131bを回転させる。   The forward rotation gear series 131 includes an even number of gears including the forward rotation series last gear 131 b supported by the shaft 135 via the first one-way clutch 136. Therefore, the forward rotation gear series 131 rotates the forward rotation series last stage gear 131b while maintaining the rotation direction of the power transmission gear 35, that is, the wire feeding power transmission gear 68.

逆転ギヤ系列132は、第二ワンウェイクラッチ137を介して軸135に支持される逆転系列最終段ギヤ132bを含む奇数個のギヤを含んでいる。したがって、逆転ギヤ系列132は、動力伝達ギヤ35、つまりワイヤ送給用動力伝達ギヤ68の回転方向を反転させて逆転系列最終段ギヤ132bを回転させる。   The reverse gear series 132 includes an odd number of gears including the reverse series last stage gear 132 b supported by the shaft 135 via the second one-way clutch 137. Therefore, the reverse gear series 132 reverses the rotational direction of the power transmission gear 35, that is, the wire feeding power transmission gear 68, and rotates the reverse series final gear 132b.

換言すれば、ワイヤ送給用動力伝達ギヤ68が正転すれば正転系列最終段ギヤ131bは正転して逆転系列最終段ギヤ132bは逆転する一方、ワイヤ送給用動力伝達ギヤ68が逆転すれば正転系列最終段ギヤ131bは逆転して逆転系列最終段ギヤ132bは正転する関係にある。正転系列最終段ギヤ131bと逆転系列最終段ギヤ132bとは、互いに逆方向へ回転する。   In other words, if the wire feed power transmission gear 68 rotates forward, the forward rotation series final gear 131b rotates forward and the reverse rotation series final gear 132b rotates reversely, while the wire feed power transmission gear 68 rotates reverse. Then, the forward rotation series last gear 131b is reversely rotated, and the reverse rotation series last gear 132b is in a forward rotation relationship. The forward rotation series last gear 131b and the reverse rotation series last gear 132b rotate in directions opposite to each other.

そして、第一ワンウェイクラッチ136は、正転系列最終段ギヤ131bが正転している場合には正転系列最終段ギヤ131bと軸135とを接続して駆動力を伝達する一方(図12中の実線矢)、正転系列最終段ギヤ131bが逆転している場合には正転系列最終段ギヤ131bと軸135との接続を解除して正転系列最終段ギヤ131bを空転させる(図12中の二点鎖線矢)。同じく、第二ワンウェイクラッチ137は、逆転系列最終段ギヤ132bが正転している場合には逆転系列最終段ギヤ132bと軸135とを接続して駆動力を伝達する一方(図13中の実線矢)、逆転系列最終段ギヤ132bが逆転している場合には逆転系列最終段ギヤ132bと軸135との接続を解除して逆転系列最終段ギヤ132bを空転させる(図13中の二点鎖線矢)。   The first one-way clutch 136 transmits the driving force by connecting the forward rotation series last gear 131b and the shaft 135 when the forward rotation series last gear 131b is rotating forward (in FIG. 12). ), When the forward rotation series last gear 131b is rotating in reverse, the forward rotation series last gear 131b is disconnected from the shaft 135 to cause the forward rotation series last gear 131b to idle (FIG. 12). Middle two-dot chain arrow). Similarly, the second one-way clutch 137 transmits the driving force by connecting the reverse rotation series final gear 132b and the shaft 135 when the reverse rotation series final gear 132b is rotating forward (solid line in FIG. 13). Arrow) When the reverse rotation series final gear 132b is rotating in reverse, the reverse rotation series final gear 132b is disconnected from the shaft 135 to cause the reverse rotation series final gear 132b to idle (two-dot chain line in FIG. 13). arrow).

また、動力伝達ギヤ35、つまりワイヤ送給用動力伝達ギヤ68の回転方向に着目して説明すると、ワイヤ送給用動力伝達ギヤ68が正転している場合には、第一ワンウェイクラッチ136は、正転している正転系列最終段ギヤ131bと軸135とを接続して駆動力を伝達する一方(図12中の実線矢)、第二ワンウェイクラッチ137は、逆転している逆転系列最終段ギヤ132bと軸135との接続を解除して逆転系列最終段ギヤ132bを空転させる(図13中の二点鎖線矢)。他方、ワイヤ送給用動力伝達ギヤ68が逆転している場合には、第一ワンウェイクラッチ136は、逆転している正転系列最終段ギヤ131bと軸135との接続を解除して正転系列最終段ギヤ131bを空転させる一方(図12中の二点鎖線矢)、第二ワンウェイクラッチ137は、正転している逆転系列最終段ギヤ132bと軸135とを接続して駆動力を伝達する(図13中の実線矢)。   Further, the description will be made by paying attention to the rotational direction of the power transmission gear 35, that is, the wire feeding power transmission gear 68. When the wire feeding power transmission gear 68 is rotating forward, the first one-way clutch 136 is While the forward rotation series final stage gear 131b and the shaft 135 are connected in rotation and transmit the driving force (solid arrow in FIG. 12), the second one-way clutch 137 The connection between the step gear 132b and the shaft 135 is released, and the reverse rotation series last step gear 132b is idled (two-dot chain arrow in FIG. 13). On the other hand, when the wire feed power transmission gear 68 is reversely rotated, the first one-way clutch 136 releases the connection between the reversely rotated forward rotation last gear 131b and the shaft 135 and rotates forward. While the final gear 131b is idled (two-dot chain arrow in FIG. 12), the second one-way clutch 137 connects the reverse rotation final gear 132b and the shaft 135 that are rotating in the forward direction to transmit the driving force. (Solid line arrow in FIG. 13).

このダブルクラッチ機構138の働きによって、軸135は、一方向、ここでは正転方向のみへ回転する。   By the action of the double clutch mechanism 138, the shaft 135 rotates only in one direction, here, the forward rotation direction.

第一ワンウェイクラッチ136および第二ワンウェイクラッチ137は、軸135の一方の端部に設けられている。第一ワンウェイクラッチ136および第二ワンウェイクラッチ137は、同様の構造を有している。第一ワンウェイクラッチ136および第二ワンウェイクラッチ137は、スプラグ式であっても良いし、カム式(あるいはローラー式)であっても良い。例えばローラー式の第一ワンウェイクラッチ136および第二ワンウェイクラッチ137は、アウターレース(外輪、図示省略)と、ローラー147と、スプリング148と、を含んでいる。アウターレースは、内側にカム面を有するポケット149を備えている。ポケット149にはローラー147が配置されている。スプリング148のばね力は、ローラー147を外輪のカム面と軸135の外周面に接触させている。軸135に対して外輪が一方向に回転(本実施形態においては正転)する場合には、軸135の外周面とカム面との間にローラー147が挟まり込んで接触面圧が高くなり、抵抗になって駆動力を伝達する。軸135に対して外輪が他方向に回転(本実施形態においては逆転)する場合には、ローラー147と軸135の外周面、およびローラー147とカム面との接触面圧が低くなり、滑って駆動力の伝達を遮断する。   The first one-way clutch 136 and the second one-way clutch 137 are provided at one end of the shaft 135. The first one-way clutch 136 and the second one-way clutch 137 have the same structure. The first one-way clutch 136 and the second one-way clutch 137 may be a sprag type or a cam type (or a roller type). For example, the roller-type first one-way clutch 136 and the second one-way clutch 137 include an outer race (outer ring, not shown), a roller 147, and a spring 148. The outer race includes a pocket 149 having a cam surface inside. A roller 147 is disposed in the pocket 149. The spring force of the spring 148 brings the roller 147 into contact with the cam surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the shaft 135. When the outer ring rotates in one direction with respect to the shaft 135 (forward rotation in the present embodiment), the roller 147 is sandwiched between the outer peripheral surface of the shaft 135 and the cam surface, and the contact surface pressure increases. It becomes resistance and transmits driving force. When the outer ring rotates in the other direction with respect to the shaft 135 (reverse rotation in the present embodiment), the contact surface pressure between the roller 147 and the outer peripheral surface of the shaft 135 and between the roller 147 and the cam surface is reduced and slips. Cut off the transmission of driving force.

軸135の他方の端部には、ワイヤ送給ローラー146が回転一体に設けられている。ワイヤ送給ローラー146は、軸135の回転によって駆動され、溶接トーチ19へワイヤを供給する。軸135はワイヤ送給機構128の働きによって一方向に回転し、ひいてはワイヤ送給ローラー146も一方向に回転して溶接トーチ19へワイヤを供給する。   A wire feed roller 146 is provided at the other end of the shaft 135 so as to rotate together. The wire feeding roller 146 is driven by the rotation of the shaft 135 and supplies the wire to the welding torch 19. The shaft 135 rotates in one direction by the action of the wire feeding mechanism 128, and the wire feeding roller 146 also rotates in one direction to supply the wire to the welding torch 19.

次に、本実施形態に係る溶接装置1のパージガス供給経路について説明する。   Next, the purge gas supply path of the welding apparatus 1 according to this embodiment will be described.

図14は、本実施形態に係る溶接装置のパージガス供給経路を示す縦断面図である。   FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a purge gas supply path of the welding apparatus according to the present embodiment.

図15は、本実施形態に係る溶接装置のパージガス供給経路を示す横断面図である。   FIG. 15 is a cross-sectional view showing a purge gas supply path of the welding apparatus according to the present embodiment.

図16および図17は、本実施形態に係る溶接装置のパージガス供給経路の動作を説明する断面図である。   16 and 17 are cross-sectional views for explaining the operation of the purge gas supply path of the welding apparatus according to the present embodiment.

図14に示すように、本実施形態に係る溶接装置1は、パージガス供給経路151を備えている。   As shown in FIG. 14, the welding apparatus 1 according to the present embodiment includes a purge gas supply path 151.

パージガス供給経路151は、基部2の背面面板38に設けられるガス供給口152と、環状ギヤ列23のいずれかの第一ギヤ21の中心軸を貫いて背面面板38から正面面板37へ到達するガス導入管153と、正面面板37に設けられるガス溜部155と、を備えている。   The purge gas supply path 151 passes through the gas supply port 152 provided in the back surface plate 38 of the base 2 and the central axis of the first gear 21 of any one of the annular gear trains 23 to reach the front surface plate 37 from the back surface plate 38. An introduction pipe 153 and a gas reservoir 155 provided on the front face plate 37 are provided.

ガス導入管153は、ガス供給口152に流れ込むパージガスを基部2の正面面板37へと導く流路である。ガス導入管153は、同軸上に配置される第一ギヤ21を支える軸芯を兼ねている。なお、ガス導入管153は、環状ギヤ列23のいずれかの第二ギヤ22を支える軸芯を兼ねているものであっても良い。   The gas introduction pipe 153 is a flow path that guides the purge gas flowing into the gas supply port 152 to the front face plate 37 of the base 2. The gas introduction pipe 153 also serves as an axis that supports the first gear 21 arranged on the same axis. The gas introduction pipe 153 may also serve as an axis that supports any of the second gears 22 in the annular gear train 23.

ガス溜部155は、旋回台5を臨む方向へ開放される溝状の空間である。ガス溜部155は、正面面板37の全周に渡って環状に設けられている。   The gas reservoir 155 is a groove-like space that is opened in a direction facing the swivel base 5. The gas reservoir 155 is provided in an annular shape over the entire circumference of the front face plate 37.

また、パージガス供給経路151は、基部2の全周に渡って配置される複数のガス流出口156を有する環状の弁座体157と、複数のガス流出口156のそれぞれを開閉させる複数の弁体158と、旋回台5が移動範囲のいずれの場所に移動しても、複数のガス流出口156のうち少なくとも一つに繋がるガス流路159を有して旋回台5に設けられる弧状のガス中継体161と、ガス中継体161に繋がるガス流出口156を閉ざす弁体158を開くバルブ駆動機構162と、を備えている。   The purge gas supply path 151 includes an annular valve seat 157 having a plurality of gas outlets 156 arranged over the entire circumference of the base 2 and a plurality of valve bodies for opening and closing each of the plurality of gas outlets 156. 158 and an arc-shaped gas relay provided in the swivel base 5 having a gas flow path 159 connected to at least one of the plurality of gas outlets 156 no matter where the swivel base 5 moves. A body 161 and a valve drive mechanism 162 that opens a valve body 158 that closes a gas outlet 156 connected to the gas relay body 161.

弁座体157は、正面面板37のガス溜部155を塞ぐ蓋の役割を担っている。弁座体157は、溶接トーチ19へ電力を供給する電路の一部でもあり、導体である。弁座体157は、正面面板37に固定されているが、弁座体157と正面面板37との隙間からパージガスが漏洩することを防ぎ、かつ弁座体157と正面面板37との電気的な絶縁を図るために、弁座体157と正面面板37との間には、絶縁体のシール板163が挟み込まれている。   The valve seat body 157 serves as a lid that closes the gas reservoir 155 of the front face plate 37. The valve seat body 157 is also a part of an electric circuit that supplies electric power to the welding torch 19 and is a conductor. Although the valve seat body 157 is fixed to the front face plate 37, the purge gas is prevented from leaking from the gap between the valve seat body 157 and the front face plate 37, and the valve seat body 157 and the front face plate 37 are electrically connected. In order to insulate, an insulating seal plate 163 is sandwiched between the valve seat body 157 and the front face plate 37.

弁座体157の内周面は、正面面板37のガス溜部155を塞ぐ一方、ガス流出口156の弁座165を兼ねている。弁座165は、弁座体157の内周に設けられる円形の凹部である。   The inner peripheral surface of the valve seat body 157 closes the gas reservoir 155 of the front face plate 37 and also serves as the valve seat 165 of the gas outlet 156. The valve seat 165 is a circular recess provided on the inner periphery of the valve seat body 157.

弁座体157の外周面は、旋回台5側に固定されるガス中継体161に接触している。   The outer peripheral surface of the valve seat body 157 is in contact with the gas relay body 161 fixed to the swivel base 5 side.

弁体158は、基部2のガス溜部155内に配置されている。弁体158は、ウレタンゴム製であって円柱形状を有し、弁座165に対する接触部分である先端部に半球形状を有している。弁体158は、ガス溜部155内に設けられる弁体保持枠体166、弁体保持枠体166に固定される弁軸167、および弁軸167に摺動自在に設けられるガイドブッシュ168によって保持されている。また、弁体158は、コイルバネ169から作用するばね力によってガス流出口156を閉ざす方向に押さえ付けられている。   The valve body 158 is disposed in the gas reservoir 155 of the base 2. The valve body 158 is made of urethane rubber, has a cylindrical shape, and has a hemispherical shape at a tip portion that is a contact portion with respect to the valve seat 165. The valve body 158 is held by a valve body holding frame body 166 provided in the gas reservoir 155, a valve shaft 167 fixed to the valve body holding frame body 166, and a guide bush 168 provided slidably on the valve shaft 167. Has been. Further, the valve body 158 is pressed in the direction of closing the gas outlet 156 by the spring force acting from the coil spring 169.

弁体保持枠体166は、正面面板37に締結部材170で固定される一方で、弁座体157を締結部材171で正面面板37に固定する固定具の役割を果たしている。弁座体157と正面面板37との電気的な絶縁を図るために、弁体保持枠体166も絶縁体である。弁体保持枠体166は、複数の弁体158を保持して弧状に延びている。弁体保持枠体166は、ガス流出口156ごとに基部2の全周に渡って配置される弁体158と同じく、基部2の全周に渡って複数、設けられている。弁座体157は、基部2の分割を阻害しないよう、基部2の分割に応じて分割されており、基部2ごと、周方向において複数の部分に分割して被溶接物の外周に配置自在である。   The valve body holding frame body 166 serves as a fixture for fixing the valve seat body 157 to the front face plate 37 with the fastening member 171 while being fixed to the front face plate 37 with the fastening member 170. In order to electrically insulate the valve seat body 157 and the front face plate 37, the valve body holding frame body 166 is also an insulator. The valve body holding frame 166 holds the plurality of valve bodies 158 and extends in an arc shape. A plurality of valve body holding frame bodies 166 are provided over the entire circumference of the base portion 2 in the same manner as the valve bodies 158 arranged over the entire circumference of the base portion 2 for each gas outlet 156. The valve seat 157 is divided according to the division of the base 2 so as not to hinder the division of the base 2, and the base 2 can be divided into a plurality of parts in the circumferential direction and arranged on the outer periphery of the workpiece. is there.

なお、弁体保持枠体166は、弁座体157の内周面に接してこれを支える一方で、弁体158の直径よりも幅狭でありガス流出口156へ流れ込むパージガスを阻害しない。   The valve body holding frame body 166 is in contact with and supports the inner peripheral surface of the valve seat body 157, while being narrower than the diameter of the valve body 158 and does not hinder the purge gas flowing into the gas outlet 156.

弁軸167は、弁体158の中心線に沿って弁体保持枠体166に締結されている。   The valve shaft 167 is fastened to the valve body holding frame body 166 along the center line of the valve body 158.

ガイドブッシュ168は、弁体158に固定されている。ガイドブッシュ168は、バルブ駆動機構162に連動して弁体158を開閉させる。   The guide bush 168 is fixed to the valve body 158. The guide bush 168 opens and closes the valve body 158 in conjunction with the valve drive mechanism 162.

コイルバネ169は、弁軸167およびガイドブッシュ168に差し込まれて弁体158と弁体保持枠体166との間に挟み込まれている。   The coil spring 169 is inserted into the valve shaft 167 and the guide bush 168 and is sandwiched between the valve body 158 and the valve body holding frame body 166.

ガス中継体161は、溶接トーチ19へ電力を供給する電路の一部でもあり、導体である。弁座体157およびガス中継体161は、相互に接触し合う導体であって溶接トーチ19へ電力を供給する電路の一部を担っている。弁座体157およびガス中継体161は、旋回台5が基部2の周囲を旋回する最中も電気的に接続されて導通を保っている。つまり、弁座体157およびガス中継体161は、被溶接物200a、200bに対して静止状態にある基部2側から被溶接物200a、200bに対して旋回する溶接ヘッド3へ電力を供給する。   The gas relay body 161 is also a part of an electric circuit that supplies electric power to the welding torch 19 and is a conductor. The valve seat body 157 and the gas relay body 161 are conductors that are in contact with each other and serve as a part of an electric circuit that supplies power to the welding torch 19. The valve seat body 157 and the gas relay body 161 are electrically connected and kept conductive while the swivel base 5 swivels around the base portion 2. That is, the valve seat body 157 and the gas relay body 161 supply electric power to the welding head 3 that turns with respect to the workpieces 200a and 200b from the base 2 side that is stationary with respect to the workpieces 200a and 200b.

ガス中継体161は、絶縁体のホルダー172を介して旋回台5に固定されている。ガス中継体161は、旋回台5の一部であってホルダー172とともに基部2の周囲を旋回する。ガス中継体161の内周面は、弁座体157の外周面に臨み、旋回台5が移動範囲のいずれの場所に移動しても、複数のガス流出口156のうち少なくとも一つに覆い被さっている。   The gas relay body 161 is fixed to the swivel 5 via an insulator holder 172. The gas relay body 161 is a part of the turntable 5 and turns around the base 2 together with the holder 172. The inner peripheral surface of the gas relay body 161 faces the outer peripheral surface of the valve seat body 157 and covers at least one of the plurality of gas outlets 156 regardless of where the swivel base 5 moves. ing.

ガス流路159は、ガス中継体161の内周面から外周面へと延びており、ホルダー172および旋回台5内のガス室173、およびガス室173に接続されるガスチューブ(図示省略)を経て溶接トーチ19へパージガスを供給する。   The gas flow path 159 extends from the inner peripheral surface of the gas relay body 161 to the outer peripheral surface, and includes a gas chamber 173 in the holder 172 and the swivel base 5, and a gas tube (not shown) connected to the gas chamber 173. Then, purge gas is supplied to the welding torch 19.

バルブ駆動機構162は、旋回台5の移動場所においてガス中継体161が覆い被さってガス流路159に繋がるガス流出口156を開放する。なお、旋回台5が移動してきておらず、ガス中継体161が覆い被さっていないガス流出口156は、コイルバネ169に押さえ付けられる弁体158によって閉じられている。   The valve drive mechanism 162 opens the gas outlet 156 that is covered with the gas relay body 161 and connected to the gas flow path 159 at the moving place of the swivel base 5. It should be noted that the gas outlet 156 that is not moved by the swivel base 5 and is not covered by the gas relay body 161 is closed by a valve body 158 that is pressed against the coil spring 169.

バルブ駆動機構162は、旋回台5の移動にともなってガス中継体161に接触して回転して弁体158を開くカム175を備えている。カム175は、弁座体157に摺動ブッシュ176を介して回転自在に支えられるバルブ開閉棒177に設けられており、バルブ開閉棒177の一部を切り欠いた半円形のカム面を有している。弁体158が弁座165を閉じている状態において、カム175は、半円形のカム面の弦部分をガイドブッシュ168の先端に当てている。他方、カム175は、バルブ開閉棒177の回転、ひいてはカム面の回転にともなって弁体158を弁座165から浮き上がらせる。   The valve drive mechanism 162 includes a cam 175 that rotates in contact with the gas relay body 161 as the swivel base 5 moves to open the valve body 158. The cam 175 is provided on a valve opening / closing rod 177 that is rotatably supported by the valve seat body 157 via a sliding bush 176, and has a semicircular cam surface in which a part of the valve opening / closing rod 177 is notched. ing. In a state where the valve body 158 closes the valve seat 165, the cam 175 has the chord portion of the semicircular cam surface abutted against the tip of the guide bush 168. On the other hand, the cam 175 lifts the valve body 158 from the valve seat 165 in accordance with the rotation of the valve opening / closing rod 177 and consequently the rotation of the cam surface.

バルブ開閉棒177は、弁座体157の両側面を貫いて延びている。バルブ開閉棒177の両自由端部は、弁座体157の側面から突出している。バルブ開閉棒177の一方の自由端部には、スイングアーム178が設けられている。スイングアーム178は、バルブ開閉棒177の径方向、かつ基部2の径外方向に向いている。   The valve opening / closing rod 177 extends through both side surfaces of the valve seat body 157. Both free ends of the valve opening / closing rod 177 protrude from the side surface of the valve seat body 157. A swing arm 178 is provided at one free end of the valve opening / closing rod 177. The swing arm 178 faces the radial direction of the valve opening / closing rod 177 and the radial direction of the base 2.

また、バルブ駆動機構162は、旋回台5に設けられるスイングガイド179を備えている。スイングガイド179は、旋回台5の移動方向に傾いた傾斜面を有して旋回台から基部2側へ向かって突出する台形状または三角形状の山部である。スイングガイド179のうち傾斜面の一部、および山の頂上に相当する台形の上底または三角形の頂点は、旋回台5の旋回移動にともなって、スイングアーム178に干渉する軌道上を移動する干渉領域である。   Further, the valve drive mechanism 162 includes a swing guide 179 provided on the swivel base 5. The swing guide 179 is a trapezoidal or triangular peak having an inclined surface inclined in the moving direction of the swivel base 5 and projecting from the swivel base toward the base 2 side. A part of the inclined surface of the swing guide 179 and the top of the trapezoid corresponding to the top of the mountain or the apex of the triangle is an interference that moves on the trajectory that interferes with the swing arm 178 as the swivel 5 rotates. It is an area.

つまり、バルブ駆動機構162は、旋回台5の移動に同期してスイングガイド179の傾斜面をスイングアーム178に接触させ、スイングガイド179の山の頂上に相当する台形の上底または三角形の頂点を含んだ干渉領域によってスイングアーム178を倒し込み、バルブ開閉棒177を回転させ、ひいてはカム175を回転させて弁体158を弁座165から浮き上がらせてパージガスを流通させる(図16)。また、バルブ駆動機構162は、旋回台5が移動してスイングガイド179とスイングアーム178との干渉が解消されると、弁座165を弁体158で閉じてパージガスの流通を遮断させる。これは、スイングガイド179とスイングアーム178との干渉が解消されることによって、コイルバネ169のばね力が弁体158を弁座165に押し付ける作用によるものである。弁体158を弁座165へ押し付けるばね力は、カム175を回転させてバルブ開閉棒177およびスイングアーム178を復帰させる(図14、図15、図17)。   That is, the valve drive mechanism 162 makes the inclined surface of the swing guide 179 contact the swing arm 178 in synchronization with the movement of the swivel base 5, and sets the trapezoidal upper base or triangular apex corresponding to the top of the mountain of the swing guide 179. The swing arm 178 is tilted by the included interference region, the valve opening / closing rod 177 is rotated, and the cam 175 is rotated, so that the valve body 158 is lifted from the valve seat 165 to circulate the purge gas (FIG. 16). Further, when the swivel base 5 moves and the interference between the swing guide 179 and the swing arm 178 is eliminated, the valve drive mechanism 162 closes the valve seat 165 with the valve body 158 to block the purge gas flow. This is due to the action of the spring force of the coil spring 169 pressing the valve body 158 against the valve seat 165 by eliminating the interference between the swing guide 179 and the swing arm 178. The spring force that presses the valve body 158 against the valve seat 165 rotates the cam 175 to return the valve opening / closing rod 177 and the swing arm 178 (FIGS. 14, 15, and 17).

次に、本実施形態に係る溶接装置1の電源供給系統について説明する。   Next, the power supply system of the welding apparatus 1 according to this embodiment will be described.

図18は、本実施形態に係る溶接装置の電源供給系統を示す平断面図である。   FIG. 18 is a plan sectional view showing a power supply system of the welding apparatus according to the present embodiment.

図19は、本実施形態に係る溶接装置の電源供給系統を示す縦断面図である。   FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing a power supply system of the welding apparatus according to the present embodiment.

図18および図19に示すように、溶接装置1の電源供給系統181は、基部2の背面面板38から正面面板37へ到達する電源供給導体9を備えている。電源供給導体9は、背面面板38の電源用貫通孔11を通じて正面面板37側へ到達し、電路の一部を兼ねる弁座体157に電気的に接続されている。電源供給導体9のうち背面面板38から正面面板37へ延びる縦断電路182は、複数、例えば3つに分割されて断面積を確保されている。それぞれの縦断電路182は、絶縁体のシース183に覆われている。また、縦断電路182は、環状ギヤ列23のうち隣り合う一対の第一ギヤ21の間の空間、つまり第二ギヤ22が配置される位相に配置されている。   As shown in FIGS. 18 and 19, the power supply system 181 of the welding apparatus 1 includes a power supply conductor 9 that reaches the front surface plate 37 from the rear surface plate 38 of the base 2. The power supply conductor 9 reaches the front face plate 37 side through the power supply through-hole 11 of the back face plate 38 and is electrically connected to the valve seat body 157 that also serves as a part of the electric path. Of the power supply conductor 9, the longitudinal electrical path 182 extending from the rear face plate 38 to the front face plate 37 is divided into a plurality of, for example, three to ensure a cross-sectional area. Each longitudinal circuit 182 is covered with an insulating sheath 183. The longitudinal circuit 182 is disposed in a space between the pair of adjacent first gears 21 in the annular gear train 23, that is, in a phase where the second gear 22 is disposed.

電路の一部を兼ねるガス中継体161は、旋回台5とガス中継体161との間に設けられるコイルバネ185によって、弁座体157に押し付けられている。コイルバネ185は、ガス中継体161と弁座体157との導通の安定を図っている。   The gas relay body 161 that also serves as a part of the electric path is pressed against the valve seat body 157 by a coil spring 185 provided between the swivel base 5 and the gas relay body 161. The coil spring 185 stabilizes the conduction between the gas relay body 161 and the valve seat body 157.

本実施形態に係る溶接装置1は、第一ギヤ21および第二ギヤ22のいずれか一方が、一つ置きに第一ギヤ21と第二ギヤ22とのバックラッシを実質的にゼロにする寸法を有することによって、環状ギヤ列23を円滑に回転させるとともに、環状ギヤ列23に噛み合う旋回ギヤ28および往復動ギヤ33の位置決め精度を高めことができる。   The welding apparatus 1 according to the present embodiment has a dimension in which any one of the first gear 21 and the second gear 22 causes the backlash between the first gear 21 and the second gear 22 to be substantially zero. As a result, the annular gear train 23 can be smoothly rotated, and the positioning accuracy of the revolving gear 28 and the reciprocating gear 33 meshing with the annular gear train 23 can be increased.

ところで、発明者は、全ての第一ギヤ21と第二ギヤ22とのバックラッシを実質的にゼロにして実験を行ったところ、環状ギヤ列23が円滑に回転せず、電動機(旋回用電動機15、トーチ縦動電動機16、トーチ遠近電動機17、ワイヤ送給電動機18)に高い負荷を与えてしまうことを確認した。   By the way, when the inventor conducted an experiment with the backlash between all the first gears 21 and the second gears 22 being substantially zero, the annular gear train 23 did not rotate smoothly, and the electric motor (the turning electric motor 15). It has been confirmed that a high load is applied to the torch longitudinal motor 16, the torch perspective motor 17, and the wire feeding / feeding motor 18).

また、発明者は、第一主歯車体と、第一副歯車体と、コイルスプリングと、を備えてバックラッシを生じない従来の歯車(特許文献2)を適用して環状ギヤ列23相当のギヤ列をした場合も、電動機(旋回用電動機15、トーチ縦動電動機16、トーチ遠近電動機17、ワイヤ送給電動機18)に高い負荷が掛かってしまい、ギヤ列を円滑に回転させることができないことを確認した。   Further, the inventor applies a conventional gear (Patent Document 2) that includes a first main gear body, a first auxiliary gear body, and a coil spring and does not generate backlash, and is equivalent to an annular gear train 23. Even when the trains are arranged, a high load is applied to the electric motor (the turning motor 15, the torch longitudinal motor 16, the torch perspective motor 17, and the wire feeding / feeding motor 18), and the gear train cannot be smoothly rotated. confirmed.

そして、第一ギヤ21および第二ギヤ22のいずれか一方が、一つ置きに第一ギヤ21と第二ギヤ22とのバックラッシを実質的にゼロにする寸法を有することによって、環状ギヤ列23を円滑に回転させるとともに、電動機(旋回用電動機15、トーチ縦動電動機16、トーチ遠近電動機17、ワイヤ送給電動機18)の負荷を大幅に低減させることができることを見出した。   And any one of the 1st gear 21 and the 2nd gear 22 has the dimension which makes the backlash of the 1st gear 21 and the 2nd gear 22 substantially zero every other, and the annular gear train 23 It was found that the load on the electric motor (the turning electric motor 15, the torch longitudinal motor 16, the torch perspective motor 17, and the wire feeding / feeding motor 18) can be significantly reduced.

また、本実施形態に係る溶接装置1は、第一ギヤ21および第二ギヤ22のいずれか一方は、他の一つ置きに第一ギヤ21と第二ギヤ22との間にゼロより大きいバックラッシを有することによって、環状ギヤ列23を円滑に回転させるとともに、環状ギヤ列23に噛み合う旋回ギヤ28および往復動ギヤ33の位置決め精度を高めことができる。   Further, in the welding apparatus 1 according to the present embodiment, any one of the first gear 21 and the second gear 22 has a backlash greater than zero between the first gear 21 and the second gear 22 every other one. Thus, the annular gear train 23 can be smoothly rotated, and the positioning accuracy of the revolving gear 28 and the reciprocating gear 33 meshing with the annular gear train 23 can be increased.

さらに、本実施形態に係る溶接装置1は、第一ギヤ21および第二ギヤ22のいずれか他方は、全て実質的に同じ寸法を有していても、環状ギヤ列23を円滑に回転させるとともに、環状ギヤ列23に噛み合う旋回ギヤ28および往復動ギヤ33の位置決め精度を高めことができる。これは、仮に第二ギヤ22の寸法を実質的に2種類、用意することで第一ギヤ21と第二ギヤ22とのバックラッシを一つ置きに実質的にゼロにし、他の一つ置きにゼロより大きいバックラッシを与える場合、全ての第一ギヤ21の実質的な寸法を統一できるため、利便性が高い。   Furthermore, the welding apparatus 1 according to the present embodiment smoothly rotates the annular gear train 23 even if either one of the first gear 21 and the second gear 22 has substantially the same dimensions. The positioning accuracy of the revolving gear 28 and the reciprocating gear 33 that mesh with the annular gear train 23 can be improved. This is because the backlash between the first gear 21 and the second gear 22 is reduced to practically zero by preparing substantially two types of dimensions of the second gear 22 and every other one. When a backlash greater than zero is given, the substantial dimensions of all the first gears 21 can be unified, which is highly convenient.

さらにまた、本実施形態に係る溶接装置1は、環状に並んで交互に噛み合う複数の第一ギヤ21および複数の第二ギヤ22を含む環状ギヤ列23を複数列有する歯車列機構25を備えることによって、被溶接物200a、200bを囲む環状ギヤを備える従来の溶接装置に比べて、極めて小径な第一ギヤ21、第二ギヤ22を適用可能になり、ギヤの加工精度を容易に確保できる。   Furthermore, the welding apparatus 1 according to the present embodiment includes a gear train mechanism 25 having a plurality of annular gear trains 23 including a plurality of first gears 21 and a plurality of second gears 22 that are alternately meshed in a row. Accordingly, the first gear 21 and the second gear 22 having extremely small diameters can be applied as compared with the conventional welding apparatus including the annular gear surrounding the workpieces 200a and 200b, and the machining accuracy of the gear can be easily secured.

また、本実施形態に係る溶接装置1は、環状に並んで交互に噛み合う複数の第一ギヤ21および複数の第二ギヤ22を含む環状ギヤ列23を複数列有する歯車列機構25を備えることによって、被溶接物200a、200bを囲む環状ギヤを備える従来の溶接装置に比べて、同口径の被溶接物200a、200bに適用可能な寸法であっても溶接ヘッド3の駆動機構をより軽量にして、取り扱いの利便性を高めることができる。溶接ヘッド3の駆動機構の軽量化は、電動機6の必要出力を抑制して溶接装置1のさらなる軽量化および低コスト化に寄与する。   Further, the welding apparatus 1 according to the present embodiment includes a gear train mechanism 25 having a plurality of annular gear trains 23 including a plurality of first gears 21 and a plurality of second gears 22 that are alternately meshed in a ring. Compared with a conventional welding apparatus having an annular gear surrounding the workpieces 200a and 200b, the driving mechanism of the welding head 3 can be made lighter even if the dimensions are applicable to the workpieces 200a and 200b having the same diameter. , Handling convenience can be enhanced. The weight reduction of the driving mechanism of the welding head 3 suppresses the required output of the electric motor 6 and contributes to further weight reduction and cost reduction of the welding apparatus 1.

さらに、被溶接物200a、200bを囲む環状ギヤを備える従来の溶接装置では、環状歯車を多段階化して溶接ヘッド3の自由度を高める(つまり、多軸化する)ためには、単に環状ギヤを複数並べるだけでは成立せず、動力伝達軸を環状ギヤへ付加的に搭載せねばならなかったが、本実施形態に係る溶接装置1は、例えば4列の環状ギヤ列23のように、多段化が極めて容易になる。   Furthermore, in the conventional welding apparatus including the annular gears surrounding the workpieces 200a and 200b, in order to increase the degree of freedom of the welding head 3 (that is, to increase the number of axes) by making the annular gears multistage, the annular gears are simply used. However, the welding apparatus 1 according to the present embodiment has multiple stages such as four rows of annular gear trains 23. Is extremely easy.

さらにまた、本実施形態に係る溶接装置1は、周方向において複数の部分に分割して被溶接物200aの外周に配置自在な基部2を備えることによって、被溶接物200aへ装着する際に更なる軽量化を図り、ひいては可搬性を高めることができる。   Furthermore, the welding apparatus 1 according to the present embodiment includes a base 2 that is divided into a plurality of portions in the circumferential direction and can be arranged on the outer periphery of the workpiece 200a, so that the welding apparatus 1 can be further attached to the workpiece 200a. Thus, the weight can be reduced and the portability can be improved.

また、本実施形態に係る溶接装置1は、往復動ギヤ33の往動および復動にしたがって二方向へ回転される動力伝達ギヤ35を備えることによって、旋回用ギヤ列45を基準として環状ギヤ列23、つまりトーチ縦動用ギヤ列46、トーチ遠近用ギヤ列47およびワイヤ用ギヤ列48から容易に溶接ヘッド3の多軸化を実現できる。   In addition, the welding apparatus 1 according to the present embodiment includes the power transmission gear 35 that is rotated in two directions according to the forward and backward movements of the reciprocating gear 33, so that the annular gear train is based on the turning gear train 45. 23, that is, torch longitudinal movement gear train 46, torch distance gear train 47 and wire gear train 48 can easily realize multi-axis welding head 3.

さらに、本実施形態に係る溶接装置1は、差動歯車機構36のデファレンシャルケース82の回転を検知する回転センサ92によって、往復動ギヤ33の往動および復動の移動量を算出し、動力伝達ギヤ35の回転量、ひいては溶接ヘッド3の移動量を定めることができる。   Furthermore, the welding apparatus 1 according to the present embodiment calculates the amount of forward and backward movement of the reciprocating gear 33 by the rotation sensor 92 that detects the rotation of the differential case 82 of the differential gear mechanism 36 to transmit power. The amount of rotation of the gear 35 and hence the amount of movement of the welding head 3 can be determined.

さらにまた、本実施形態に係る溶接装置1は、往復動ギヤ33の内歯の有効歯数を差動歯車機構36のリングギヤ83の歯数以下にすることによって、マイクロスイッチを回転センサ92として採用し、装置の簡素化と低コスト化を図ることができる。   Furthermore, the welding apparatus 1 according to the present embodiment employs a micro switch as the rotation sensor 92 by making the effective number of internal teeth of the reciprocating gear 33 equal to or less than the number of teeth of the ring gear 83 of the differential gear mechanism 36. In addition, the apparatus can be simplified and the cost can be reduced.

したがって、本実施形態に係る溶接装置1によれば、小口径配管においては無論、中大口径配管においては格別に十分な加工精度による溶接の正確性を確保できるとともに、取り扱いの利便性も良好である。   Therefore, according to the welding apparatus 1 according to the present embodiment, it is possible to secure welding accuracy with exceptionally high processing accuracy in the small-diameter pipe, and in the medium-large-diameter pipe, and the handling convenience is also good. is there.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 溶接装置
2 基部
2a、2b 半円弧部
3 溶接ヘッド
5 旋回台
6 電動機
7 モータハウジング
8 クランプ
9 電源供給導体
11 電源用貫通孔
12 固定機構
13 トーチホルダ
15 旋回用電動機
16 トーチ縦動電動機
17 トーチ遠近電動機
18 ワイヤ送給電動機
19 溶接トーチ
21 第一ギヤ
22 第二ギヤ
23 環状ギヤ列
25 歯車列機構
27 内歯
28 旋回ギヤ
31 内歯
32 外歯
33 往復動ギヤ
35 動力伝達ギヤ
36 差動歯車機構
37 正面面板
38 背面面板
39 案内溝
45 旋回用ギヤ列
46 トーチ縦動用ギヤ列
47 トーチ遠近用ギヤ列
48 ワイヤ用ギヤ列
56 トーチ縦動用往復動ギヤ
57 トーチ遠近用往復動ギヤ
58 ワイヤ送給用往復動ギヤ
59 ころ部
61 トーチ設置面
66 トーチ縦動用動力伝達ギヤ
67 トーチ遠近用動力伝達ギヤ
68 ワイヤ送給用動力伝達ギヤ
76 トーチ縦動用差動歯車機構
77 トーチ遠近用差動歯車機構
78 ワイヤ用差動歯車機構
79 案内穴
81 案内棒
82 デファレンシャルケース
83 リングギヤ
85 ピニオンシャフト
86 ピニオンギヤ
87、88 サイドギヤ
89 ドライブシャフト
91 ドライブギヤ
92 回転センサ
101 出力軸
102、103 ギヤ
105 軸
106、107、108、109、111 ギヤ
112 出力軸
113、115 ギヤ
126 トーチ縦動移動機構
127 トーチ遠近移動機構
128 ワイヤ送給機構
131 正転ギヤ系列
132 逆転ギヤ系列
131a 第一段ギヤ
132a 第一段ギヤ
131b 正転系列最終段ギヤ
132b 逆転系列最終段ギヤ
133 伝達機構
135 軸
136 第一ワンウェイクラッチ
137 第二ワンウェイクラッチ
138 ダブルクラッチ機構
146 ワイヤ送給ローラー
147 ローラー
148 スプリング
149 ポケット
151 パージガス供給経路
152 ガス供給口
153 ガス導入管
155 ガス溜部
156 ガス流出口
157 弁座体
158 弁体
159 ガス流路
161 ガス中継体
162 バルブ駆動機構
163 シール板
165 弁座
166 弁体保持枠体
167 弁軸
168 ガイドブッシュ
169 コイルバネ
170 締結部材
171 締結部材
172 ホルダー
173 ガス室
175 カム
176 摺動ブッシュ
177 バルブ開閉棒
178 スイングアーム
179 スイングガイド
181 電源供給系統
182 縦断電路
183 シース
185 コイルバネ
200a、200b 被溶接物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding apparatus 2 Base part 2a, 2b Semicircular arc part 3 Welding head 5 Turntable 6 Electric motor 7 Motor housing 8 Clamp 9 Power supply conductor 11 Power supply through-hole 12 Fixing mechanism 13 Torch holder 15 Turning electric motor 16 Torch longitudinal motor 17 Electric motor 18 Wire feeding / feeding motive 19 Welding torch 21 First gear 22 Second gear 23 Annular gear train 25 Gear train mechanism 27 Internal gear 28 Swivel gear 31 Internal gear 32 External gear 33 Reciprocating gear 35 Power transmission gear 36 Differential gear mechanism 37 Front face plate 38 Back face plate 39 Guide groove 45 Turning gear train 46 Torch longitudinal motion gear train 47 Torch distance gear train 48 Wire gear train 56 Torch longitudinal motion reciprocating gear 57 Torch distance reciprocating gear 58 Wire feeding Reciprocating gear 59 Roller part 61 Torch installation surface 66 Torch longitudinal power transmission gear 67 Torch distance power transmission Gear 68 Power transmission gear 76 for wire feeding Differential gear mechanism for torch longitudinal movement 77 Differential gear mechanism for torch distance 78 Differential gear mechanism for wire 79 Guide hole 81 Guide rod 82 Differential case 83 Ring gear 85 Pinion shaft 86 Pinion gear 87, 88 Side gear 89 Drive shaft 91 Drive gear 92 Rotation sensor 101 Output shaft 102, 103 Gear 105 Shaft 106, 107, 108, 109, 111 Gear 112 Output shaft 113, 115 Gear 126 Torch longitudinal movement mechanism 127 Torch distance movement mechanism 128 Wire Feed mechanism 131 Forward gear train 132 Reverse gear train 131a First gear 132a First gear 131b Forward train last gear 132b Reverse gear last gear 133 Transmission mechanism 135 Shaft 136 First one-way clutch 137 Second gear Way clutch 138 Double clutch mechanism 146 Wire feed roller 147 Roller 148 Spring 149 Pocket 151 Purge gas supply path 152 Gas supply port 153 Gas introduction pipe 155 Gas reservoir 156 Gas outlet 157 Valve seat 158 Valve body 159 Gas flow path 161 Gas Relay body 162 Valve drive mechanism 163 Seal plate 165 Valve seat holding frame body 167 Valve shaft 168 Guide bush 169 Coil spring 170 Fastening member 171 Fastening member 172 Gas chamber 175 Cam 176 Sliding bushing 177 Valve opening / closing rod 178 Swing arm 179 Swing guide 181 Power supply system 182 Longitudinal circuit 183 Sheath 185 Coil springs 200a and 200b Workpiece

Claims (8)

筒形状の被溶接物の外周に固定される環状の基部と、
前記基部に沿って環状に並んで交互に噛み合う複数の第一ギヤおよび複数の第二ギヤを含む環状ギヤ列と
前記環状ギヤ列の前記第一ギヤに噛み合わされる内歯を有する弧状の旋回ギヤと、
前記旋回ギヤに固定されて前記基部の周方向へ移動自在であって溶接ヘッドを支える旋回台と、
前記環状ギヤ列の前記第一ギヤへ伝達される駆動力を発生させる電動機と、を備え、
前記第二ギヤは、前記第一ギヤよりも小径であり、
前記複数の第一ギヤのそれぞれの回転中心を結ぶ線は、前記基部と同心の円を描き、
前記複数の第二ギヤのそれぞれの回転中心を結ぶ線は、前記基部と同心の円を描く溶接装置。
An annular base fixed to the outer periphery of the cylindrical workpiece,
An annular gear train including a plurality of first gears and a plurality of second gears alternately meshing with each other along the base portion;
An arcuate swivel gear having internal teeth meshed with the first gear of the annular gear train;
A swivel base fixed to the swivel gear and movable in the circumferential direction of the base and supporting the welding head;
An electric motor that generates a driving force transmitted to the first gear of the annular gear train,
The second gear has a smaller diameter than the first gear,
A line connecting the rotation centers of the plurality of first gears draws a circle concentric with the base,
A welding device that draws a circle concentric with the base portion, wherein the line connecting the rotation centers of the plurality of second gears .
それぞれの前記第二ギヤの回転中心は、それぞれの前記第二ギヤに隣り合う一対の前記第一ギヤの中心線を結ぶ線分上に配置されている請求項1に記載の溶接装置。2. The welding apparatus according to claim 1, wherein the rotation center of each of the second gears is disposed on a line segment that connects the center lines of the pair of first gears adjacent to the second gear. 前記第一ギヤおよび前記第二ギヤの少なくとも一方は、全て実質的に同じ寸法を有している請求項1または2に記載の溶接装置。 The welding apparatus according to claim 1, wherein at least one of the first gear and the second gear has substantially the same dimensions. 前記環状ギヤ列は複数あり、
前記環状ギヤ列ごとに前記電動機を有し、
前記旋回台に往復動自在に保持されて前記旋回ギヤに噛み合わされる前記環状ギヤ列とは異なる他のいずれかの前記環状ギヤ列の前記第一ギヤに噛み合わされる内歯、および外歯を有する弧状の往復動ギヤと、
前記旋回台に支持されて前記往復動ギヤの前記外歯に噛み合わされて前記溶接ヘッドへ動力を伝達する動力伝達ギヤと、を備える請求項1から3のいずれか1項に記載の溶接装置。
There are a plurality of the annular gear trains,
Having the electric motor for each annular gear train;
Internal teeth and external teeth that are engaged with the first gear of any one of the annular gear trains different from the annular gear train that is reciprocally held by the swivel base and meshed with the swivel gears. An arc-shaped reciprocating gear having
4. A welding apparatus according to claim 1, further comprising: a power transmission gear supported by the swivel base and meshed with the external teeth of the reciprocating gear to transmit power to the welding head. 5.
前記基部は、周方向において複数の部分に分割して前記被溶接物の外周に配置自在である請求項1から4のいずれか1項に記載の溶接装置。 The welding apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the base is divided into a plurality of parts in a circumferential direction and can be arranged on an outer periphery of the workpiece. 前記動力伝達ギヤは、前記往復動ギヤの往動および復動にしたがって二方向へ回転される請求項4に記載の溶接装置。 The welding apparatus according to claim 4, wherein the power transmission gear is rotated in two directions in accordance with forward and backward movement of the reciprocating gear. 前記電動機と前記第一ギヤとの間に介在する差動歯車機構と、
前記差動歯車機構のケーシングの回転を検知する回転センサと、を備える請求項1から6のいずれか1項に記載の溶接装置。
A differential gear mechanism interposed between the electric motor and the first gear;
A welding device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a rotation sensor that detects rotation of a casing of the differential gear mechanism.
前記電動機と前記第一ギヤとの間に介在する差動歯車機構と、
前記差動歯車機構のケーシングの回転を検知する回転センサと、を備え、
前記往復動ギヤの内歯の有効歯数は、前記差動歯車機構の入力ギヤの歯数以下である請求項4または6に記載の溶接装置。
A differential gear mechanism interposed between the electric motor and the first gear;
A rotation sensor for detecting the rotation of the casing of the differential gear mechanism,
The welding apparatus according to claim 4 or 6, wherein the number of effective teeth of the internal teeth of the reciprocating gear is equal to or less than the number of teeth of the input gear of the differential gear mechanism.
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