JPH0342187A - ワーク倣い装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子ビーム溶接装置におけるワーク倣い装置に
係り、特に、高精度、高信頼性の接触型センサをもった
ワーク倣い装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６２−３３４８０７号に記載のよ
うに、開先検出器７０で溶接チャンバー（真空溶接室）
１内に置かれた被溶接物（ワーク）３開先４を検出する
のに電子銃２０から発する弱ビーム２を開先線に対して
直角方向に偏向コイル２３を利用して振ってやり１弱ビ
ーム２の反射二次電子をアンテナ２４で受ける。第４図
はシンクロスコープに映し出した開先形状を示すが、偏
向コイル２３の入力をＸ＠７４１に入力し、アンテナ２
４の入力をＹ軸７４２に入力すると開先形状に応じた開
先信号４１が得られる。全自動電子ビーム溶接装置にお
ける開先検出器は、偏向コイル２３への出力を制御する
デブレクション制御回路７１゜この出力舎増輻するデフ
レクシニンアンプ７２゜アンテナ２４の入力を増幅する
絶縁アンプ７３、そして、前述のシンクロスコープ７４
等から構成されており、開先形状、及び、開先中心４３
と電子銃中心４２とのずれ４５等を検出し、溶接時の駆
動装置の動きを開先中心と電子銃中心が一致するように
制御させるため、駆動装置制御装置（例えばＮＣ制御装
置８等）へ、開先検出器７０の情報を自動入力している
。

開先検出器７０と同様に、電子銃２０と被溶接物３の距
離は、差動トランス等を利用したワーク倣い装置２５の
信号をワーク位置検出ユニット５により、駆動装置制御
装置（例えば、ＮＣ制御装置８等）へ与えることにより
、一定に保持する機能をもっている。本発明の目的は、
従来装置に使用されているワーク倣い装置を改善し、テ
ィーチングにおける被溶接物終端の位置検出を高精度、
高信頼性な接触型ワーク倣い装置を提供することにある
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、被溶接物と電子銃との距離は差動トラ
ンス等を利用したワーク倣い装置の信号をワーク位置検
出ユニットにより駆動装置制御装置（例えば、ＮＣ制御
装置等）へ与えることにより、一定に保持する機能をも
っているが、ワーク倣い装置に付いている車輪カバー（
これは溶接スパッタ等からの車輪の保護のために必要）
がずれたり、カバー先端の変形により、被測定物（ワー
ク）の終端位置を正確に示さなくなる欠点があった。

本発明の目的は、ワーク倣い装置の車輪カバー形状を第
３図に示すように、車輪が被溶接物終端より外れて、溶
接物側面上をワーク倣い装置の車輪カバーで滑りながら
移動する時、車輪カバーに取付けた取り外し可能な小さ
な補助車輪で移動することにより、被溶接物終端位置を
ワーク倣い装置の長期間使用でも、正確に検出すること
を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する手段を第１図ないし第３図により説
明する。

従来のワーク倣い装置２５は、車輪カバー手付の場合は
、車輪と固定枠の間に溶接スパッタがつまり車輪が回転
しなくなる問題が発生したりした。

また、カバー付の場合には、カバー先端の変形により被
溶接物終端位置を正確に示さなくなる問題が発生した。

これら両方を解決するために、第３図のように被溶接物
の終端において、ワーク倣い装置の車輪が被溶接物終端
より外れ、さにら、カバーに取付けた小さな車輪が外れ
る時、正確に終端を検出しやすいように小さな車輪とし
、さらに、カバー形状を第２図のように直角より鋭角と
したものである。さらに、補助車輪９手付の場合には、
車輪カバー先端で被溶接物３との接触部形状に丸みをも
たせ、滑りやすくしたものである。

この他の目的を達成するために車輪カバー前面に溶接ス
パッタ防止用板を追加したものである。

〔作用〕

被溶接物３と電子銃２０との距離はワーク倣いｉ　買２
５の信号をワーク位置検出ユニット５により、原動装置
制御′！装置（例えばＮＣ制御装置８等）へ与えること
により、一定に保持される。

第３図によりワーク倣い装置の動作について説明する。

電子銃２０が被溶接物３の終端に移動してきた時、ワー
ク倣い装置２５の先端に付いている車＠６が被溶接物３
より外れる（（ｂ））。その状態では、ワーク倣い装置
２５の車輪カバー７に付いている小さな補助車輪９で、
被溶接物３を移動する。さらに移動した場合、ワーク倣
い装置２５の車輪カバー７も被溶接物３より外れ、被溶
接物終端位置であることを検出する（ｃ）。この時、第
１図に示すように、車輪カバー左側面が鋭角となってい
ることにより、ワーク倣い装置２５の外れ動作も、スム
ーズとなり、誤動作、及び、不正確となることがない。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図ないし第５図により説
明する。本実施例では第１図に示すように、ＮＣ１１動
装置８０により、電子銃２０条被溶接物３の開先４に沿
って移動させ、電子ビーム溶接を行なうものとして以降
構成および動作の説明を行なうが、当然電子銃固定で被
溶接物を駆動させて溶接する方法も、電子銃、及び、被
溶接物の両方を駆動させて溶接する方法も考えられる。

電子銃２０は、電子を放出する陰極（カソード）２１お
よび陰極を加熱するフィラメント２２、電子ビーム２を
偏向する偏向コイル２３等より構成される。電子銃２０
の前方には、反射二次電子を受けるアンテナ２４、及び
、電子銃２０と被溶接物３の間隔（距離）を測定するワ
ーク倣い装置２５が設置されており、電子銃２０と一緒
に駆動装置８０（Ｎ（ＪＩＪ御装置８により制御され、
Ａ軸８１、Ｂ軸８２．Ｃ軸８３の直線３軸と、回転軸８
４により構成されており、被溶接物３の全周を溶接でき
る構造となっている）により駆動されるものとする。以
上の電子銃２０、とその駆動装装置ｉ女、被溶接物３等
は、全て溶接チャンバ（の中に収納されており、この溶
接チャンバ１内は、電子ビーム溶接に適した圧力（例え
ば、ｌＸ１０−３〜Ｉ　Ｘ　１０”−’Ｔｏｒｒ程度）
に保たれている。

ワーク倣い装置２５は、ワーク位置検出ユニット５に接
続されており、電子銃２０と被溶接物（ワーク）３の間
隔信号をＮＣ制御装置８へ出力し電子銃２０と被溶接物
３の間隔を一定に保つ制御を行なわせると同時に、開先
検出器７０内の絶縁アンプ７３を通して自動開先検出装
置６０へも情報が送られるシステムとなっている。

次に、実際の溶接作業の進行に伴って各要素の動作、信
号の授受等の説明を行なう。順序、内容は第３図に整理
して示す。

（１）段取： 被溶接物３を溶接チャンバ１内に搬入し溶接（ティーチ
ング）を開始する位置へ、電子銃２０を手動で移動して
セットしておく。この時の電子銃２０の位置は、開先検
出器７０により開先が見つけられる程度の範囲（電子銃
中心）４２と開先ギャップ中心４３のずれで、例えば、
±ｉｏａｍ）にあれば良い。こうしておけば、ン容接チ
ャンバエ内を真空排気後、開先検出器７０を生かして、
シンクロスコープ７４の画像を見ながら、オペレータが
手動で本来の溶接（ティーチング）開始点へ電子銃２０
を移動することができる。

又、この時、電子銃２０と被溶接物３の間隔を手動で所
定の位置に合わせておいて、ワーク倣い装置２５をセッ
トする その後、溶接チャンバ１の扉を閉じて、内部を真空排気
する。

（２）ティーチング： 溶接時、電子銃２０を被溶接物３の開先４に沿ってどう
駆動させれば良いかを、あらかじめ、ＮＣ制御装置８に
入力することをティーチングと呼ぶが、自動ティーチン
グの方法には、大きく分けて二種類が考えられる。一つ
は、被溶接物の開先に沿って一定間隔毎に開先中心位置
、および、開先ギャップ幅等の情報を検出する方法であ
り、他の一つは、電子銃を開先に沿って動かしながら、
常に、開先中心位置、ギャップ幅、および二電子銃と被
溶接物の間隔を検出しておき、以上の値のうちのどれか
一つでも、あらかしめ設定した許溶ずれ量を越えたら、
そこで、電子銃をストップし、開先中心にあわせて電子
銃位置を修正し、その時の座標、および、開先ギャップ
幅を記憶して行くという方法である。どちらの方法を採
用するかは、被溶接物の大きさ、形状、および、必要な
溶接性能等により決定する。操作は、自動開先検出装置
６０のキースイッチ６４を使って、方式、許容値等必要
情報をインプットしてから、自動ティーチング機能をス
タートさせれば良い。

（３）ティーチング確認： ティーチングが正確に行なわれたことを確認するために
、溶接ビームではなく弱ビーム２を出して、開先検出器
７０ｔｉ−動作させシンクロスコープ７４の画像をオペ
レータが確認しながら、電子銃２０を溶接時と同じティ
ーチングされた軌道に沿って走らせてみる操作であり、
必要に応じて実施する。

（４）　Ｚ８接　： 実際に溶接するために必要な強さのビーム（あらかじめ
、テストにより溶接条件、つまり、ビーム電流値および
電子銃移動速度を決定しておく）を出して、ティーチン
グされた軌道に沿って電子銃を移動させる。全てＮＣ制
御装置８の指示で自動的に行なわれる。

（５）溶接確認： 図には入れなかったが、電子銃のそばに設置したテレビ
カメラ等を利用して、溶接後、再度、電子銃２０をビー
ムを出さずに軌道上を走らせ、ビードの状態を確認する
ことも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来技術で行なっていた全自動電子ビ
ーム溶接機を用いてのティーチング作業において、被溶
接物の終端の位置検出をより高精度、高信頼性な接触型
ワーク倣い装置により検出できる。また、被溶接物終端
、及び、次週の先端位置を正確に検出できることにより
、より信頼性のある溶接が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステムの系統図、第
２図は、本発明の一実施例を示す斜視図、第３図は１本
発明の一実施例の装置を用いた作業フローの、−例を示
すフローチャート、第４図は被溶接物が板材同士の一例
を示す斜視図、第５図は第４図のＶ矢視の板材間のギャ
ップを巨視的に見た正面図、第６図、第７図は本発明の
実施例の平面図、第８図は被溶接終端におけるワーク倣
い装置の動作例を示す説明図、第９図は被溶接物の開先
ギャップ形状を示したシンクロスコープの正面図である
。 ｌ・・・溶接チャンバ、２・・・弱ビーム、３・・・被
溶接物、４・・・開先、５・・・ワーク位置検出ユニッ
ト、６・・・車輪、７・・・車輪カバー　８・・・ＮＣ
制御装置、９・・・補助車輪、２０・・・電子銃（ガン
）、２１・・・陰極、２２・・・フィラメント、２３・
・・偏向コイル、２４・・・第 図 第２図 ０ λ２ 第３図 祷シ 図 弔 図 第 図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＮＣ制御装置と、電子銃と自動開先検出装置と、駆
   動装置と、差動トランスを利用したワーク倣い装置と、
   ワーク位置検出ユニットとより成る全自動電子ビーム溶
   接装置において、 前記ワーク倣い装置の先端に付いている車輪カバーに交
   換可能な小さな補助車輪を設けたことを特徴とするワー
   ク倣い装置。 ２、請求項１において、前記ワーク倣い装置の先端に付
   いている前記車輪カバーに補助車輪を付けない場合、前
   記車輪カバーの先端に丸みをもたせたことを特徴とする
   ワーク倣い装置。 ３、請求項１において、前記ワーク倣い装置の先端の前
   記車輪カバーの形状を鋭角としたこと、また前記車輪カ
   バーの前面にも板を追加したことを特徴とするワーク倣
   い装置。