JPH0366989B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0366989B2
JPH0366989B2 JP3068382A JP3068382A JPH0366989B2 JP H0366989 B2 JPH0366989 B2 JP H0366989B2 JP 3068382 A JP3068382 A JP 3068382A JP 3068382 A JP3068382 A JP 3068382A JP H0366989 B2 JPH0366989 B2 JP H0366989B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
torch
sensor
line
angle
Prior art date
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Expired
Application number
JP3068382A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58148078A (ja
Inventor
Yasushi Ihara
Masao Ueda
Takahiro Asano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinmaywa Industries Ltd
Original Assignee
Shin Meiva Industry Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Meiva Industry Ltd filed Critical Shin Meiva Industry Ltd
Priority to JP3068382A priority Critical patent/JPS58148078A/ja
Publication of JPS58148078A publication Critical patent/JPS58148078A/ja
Publication of JPH0366989B2 publication Critical patent/JPH0366989B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/127Means for tracking lines during arc welding or cutting
    • B23K9/1272Geometry oriented, e.g. beam optical trading

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、直進式の走行台車に溶接用トーチ
を搭載してすみ肉ならい溶接する装置に関するも
のである。
従来ならい溶接装置は種々存在するが、それら
は、いずれも1つのならいセンサの出力により1
つの要素を制御するべくなされているため、制御
すべき要素が多くなればなる程、センサの数も増
やさねばならない。そのため前記溶接装置の構造
が複雑となり、大型化する。
この発明は前述事情に鑑みなされたものであつ
て、ならいセンサは1つしか設けないようにし、
制御装置により複数の要素を制御可能としたすみ
肉ならい溶接装置を提供せんとするものであり、
以下実施例を詳述する。
W1,W2は、ワークであり、W1は水平板材、
W2は垂直板材である。そしてワークW1,W2は、
第1図のように相互に位置決めされて予め仮付溶
接が施されている。WLは、両板材W1,W2で形
成された溶接線である。
1は、4個の車輪2を有する直進式の走行台車
であり、詳細は図示していないが電動機M1によ
り駆動される。E1は、詳細を図示していないが、
車輪2に接続した走行距離検出用エンコーダであ
る。
3は、台車1に左右方向に固設した2本のガイ
ド棒4に支持され、ガイド棒4に沿つて移動する
移動体であり、電動機M2により公知のボールス
クリユー機構5を介して駆動される。E2は、詳
細を図示していないが、移動体3の位置検出用エ
ンコーダである。
6は、移動体3下部に基端部がが垂直軸支さ
れ、先端部を仮想の一点Qを中心として水平面内
で回動する機構であり、実施例では2組の平行四
辺形リンクからなる平行リンク機構である。機構
6は、移動体3下部にリンク6a,6bを垂直軸
支6c,6dし、またリンク6a先端にはレバー
6f′を突設したリンク6fを軸支6eし、そして
レバー6f′先端とリンク6b先端とを軸支6gし
てなる1組の平行四辺形リンクと、リンク6a先
端から突設されたレバー6a′先端にリンク6hを
軸支6iするとともに、リンク6fおよび6hの
両先端間にリンク6jを軸支6k,6lした1組
の平行四辺形リンクとよりなる。M3は、リンク
6aを軸6cまわりに回動させる電動機である。
なお機構6の先端部すなわち先端リンク6jが溶
接用トーチTの保持部材として構成されている。
Sは、保持部材6j先端に支持した溶接線なら
いセンサであり、実施例では、保持部材6j先端
に水平軸支7aされ、かつ図示しない弾機により
突出付勢された、板材W2の垂直面ならいローラ
7と、保持部材6jに装着され、ローラ7の突出
位置を検出する差動トランスTRとで構成された
接触式センサである。
なおローラ7の軸支7a位置は、予め設定した
センサSの基準出力値におけるローラ7の基準突
出位置において、軸6c,6e間距離と軸6k,
7b(ローラ7の回転中心軸)間距離とが等しく、
しかも軸6e,6k間距離と軸6c,7b間距離
とが等しくなるよう設定されている。またトーチ
Tの保持部材6jへの取付位置は、トーチTの溶
接点の位置Pが、ローラ7の前述基準突出位置に
おいて、ローラ7先端下方で、かつ車輪2の接地
面上に一致するように設定されている。そしてリ
ンク6aの回動にかかわらず、トーチTが仮想の
一点Qを中心として水平面内で回動し、トーチT
の溶接線WLに対する角度を変更可能に構成され
ている。E3は、トーチTの溶接線WLに対する角
度検出用エンコーダである。
Cは、電動機M1〜M3や溶接電源WSを制御す
る装置であり、中央処理装置CPUとメモリMEM
とを含むコンピユータを主体とするものである。
そして電動機M1〜M3、これら各電動機の駆動回
路(ドライバ)MD1〜MD3、エンコーダE1〜E3
センサSや電源WSは、第4図のようにバスライ
ンBを介して制御装置Cと接続されている。
なお制御装置Cには、センサSの出力情報によ
りセンサSの出力値がほぼ一定となるよう移動体
3を移動制御するべくした第1手段A1と、トー
チTの溶接線WLに対する角度がほぼ一定となる
よう機構6を回動制御するべくした第2手段A2
と、溶接速度がほぼ一定となるよう台車1の走行
速度を制御するべくした第3手段A3とが含まれ
ている。
そして第1手段A1には、センサSからの出力
値と予め設定した基準値との差を演算する手段
(ステツプST2)が含まれている。また第2手段
A2には、一定時間t前と現在との各溶接点の位
置Pi,Pi+1の位置情報からそれら両位置を通る
直線H1の方向(溶接線WLの方向)を演算する手
段(ステツプST6)と、その直線H1の方向に対
するトーチ角度(実施例では台車1の接地面上に
おいて直線H1とは直交する方向H2に対するトー
チ角度θ)を演算する手段(ステツプST8)とが
含まれている。さらに第3手段A3には、一定時
間t前と現在との各溶接点の位置Pi,Pi+1の位
置情報からそれら両位置を通る直線H1の方向を
演算する手段(ステツプST6)と、台車1の前後
方向に対する直線H1方向の角度(実施例では台
車1の左右方向H3に対する直線H1とは直交する
方向H2の角度Ψ)を演算する手段(ステツプ
ST11)と、その角度Ψの余弦と予め設定した溶
接速度とを演算する手段(ステツプST12)とが
含まれている。
さらにこの実施例の作用を第5図のフローチヤ
ートに基づいて説明する。
まずオペレータは、台車1を第1図の位置に配
置する。このとき台車1の前後方向は溶接線WL
の方向にほぼ一致されている。またローラ7は板
材W2垂直面に当接され、かつトーチTの溶接点
の位置Pは溶接線WLの一端に一致されているも
のとする。
そこで制御装置Cの起動スイツチをONにする
と、電源WSがONとなる。また一方では、台車
1の前後方向をX軸、左右方向をY軸として、溶
接点の位置Piの位置情報をコンピユータCに取込
む(ステツプST1)。しかもドライバMD1の正回
転出力がONとなつて電動機M1は正転駆動され、
車輪2は正転し、台車1は予め設定した溶接速度
で前進(第1図において右上向き)走行すると同
時に、エンコーダE1により走行距離のカウント
が開始される。
するとセンサSの出力をコンピユータCに取込
み、予め設定した基準値との差を演算し、さらに
その差を台車1の左右方向距離に換算する(ステ
ツプST2)。さらにはその換算値を一定時間tで
除算する(ステツプST3)。なおこの一定時間t
は、溶接速度に関係するが、この実施例では0.1
秒(溶接速度10mm/秒)に設定されている。
そして前記除算値が正ならば、ドライバMD2
の左回転出力がONとなり、電動機M2により移
動体3は前記除算値(絶対値)の速さで突出移動
され、逆に負ならば、ドライバMD2の右回転出
力がONとなり、電動機M2により移動体3は前
記除算値(絶対値)の速さで没入移動される(ス
テツプST4)。
従つてトーチTの溶接点の位置Pは、常に溶接
線WLに一致することになる。なおステツプST2
〜ST4によつて、センサSの出力情報により、セ
ンサSの出力値がほぼ一定となるよう移動体3を
移動制御するべくした第1手段A1として構成さ
れていることになる。
そして一定時間tが経過すると、Piの位置情報
およびエンコーダE1,E2の出力から現在の溶接
点の位置Pi+1を演算し、そのPi+1の位置情報
をコンピユータCに取込む(ステツプST5)。さ
らにはPi,Pi+1を通る直線H1の方向(溶接線
WLの方向)を演算する(ステツプST6)。さらに
はまた板材W1面上において直線H1とは直交する
方向H2を演算する(ステツプST7)。そしてその
直交方向H2に対する現在のトーチTの角度θを
演算する(ステツプST8)。さらにはそのトーチ
角度θを一定時間tで除算する(ステツプST9)。
そしてその除算値θ/tが正ならば、ドライバ
MD3の右回転出力がONとなり、電動機M3によ
りトーチTは前記除算値(絶対値)の速さで右へ
回動され、逆に負ならば、ドライバMD3の左回
転出力がONとなり、トーチTは前記除算値(絶
対値)の速さで左へ回動される(ステツプ
ST10)。
従つて溶接線WLが曲線であつても、トーチT
の溶接線WLに対する角度は常にほぼ一定とな
る。なおステツプST1,ST5〜ST10によつて、ト
ーチTの溶接線WLに対する角度がほぼ一定とな
るよう機構6を回動制御するべくした第2手段
A2として構成されていることになる。
そして次には、台車1の左右方向H3に対する
前記直交方向H2の角度Ψを演算する(ステツプ
ST11)。さらには前記予め設定した溶接速度に
cosΨを乗算する(ステツプST12)。さらにはそ
の乗算値の速さで車輪2を駆動する(ステツプ
ST13)。
従つて溶接線WLが曲線であつても、溶接速度
は常にほぼ一定となる。なおステツプST1,ST5
〜ST7,ST11〜ST13によつて、溶接速度がほぼ
一定となるよう台車1の走行速度を制御するべく
した第3手段A3として構成されていることにな
る。
そしてついにエンコーダE1によるカウント量
がK1になると、すなわちトーチTの溶接点の位
置Pが溶接線WLの他端に達するところまで台車
1が走行すると、電源WSはOFFとなり、またド
ライバMD1もOFFとなつて、台車1は停止され、
溶接線WLの自動溶接は完了したことになる。
以上の説明から明らかなよううに、センサSの
出力値がほぼ一定となるように、また溶接線WL
に対するトーチ角度がほぼ一定となるように、さ
らには溶接速度がほぼ一定となるように、それぞ
れ速度制御しながら溶接線WLを自動溶接でき
る。
前述説明は実施例であり、センサSは、光学
式、電磁式のセンサや、トーチT自体をならいセ
ンサとするいわゆるアークセンサなどの非接触式
センサとしてもよい。また例えば溶接線WLがほ
ぼ直線状であるならば、第3手段A3は廃止して
もよい。また機構6は、平行リンク機構に限ら
ず、例えばリンク6b,6hを廃し、軸6c,6
e間、および軸6e,6k間に、それぞれタイミ
ングベルトとプーリによる伝達機構を設けたもの
でもよい。さらには機構6は、センサSの基準出
力値におけるローラ7の基準突出位置において、
保持部材6jが軸7b中心でなく、ローラ7先端
を中心として回動するべくしてもよい。その他各
構成の均等物との置換もこの発明の技術範囲に含
まれることはもちろんである。
この発明は前述説明から明らかなように、セン
サSは1つしか設けていないが、制御装置Cによ
り、(イ)トーチTの溶接線WLに対する接近遠隔量
(移動体3の移動量)および溶接線WLに対する
トーチ角度を、(ロ)あるいは前述(イ)に加えて台車1
の走行速度を、制御し得る。すなわちセンサSは
1つでも、制御装置Cにより複数の要素を制御で
きるので、従来のようにセンサを数多く溶接装置
に装着する必要がなく、構造簡単、軽量、コンパ
クトになし得る。また機構6は、先端部6jが仮
想の一点(実施例では軸7b)を中心として回動
するべくしたので、トーチTを回動させるべく機
構6を回動させても、機構6がワークに衝突する
うれいはない。
【図面の簡単な説明】
図はいずれもこの発明の一実施例を示し、第1
図は全体斜視図、第2図は先端部が仮想の一点を
中心として回動するべくした機構の平面図、第3
図は作用説明図、第4図は制御装置のブロツク
図、第5図は作用説明用フローチヤートである。 図において、W1…ワーク(水平板材)、W2
ワーク(垂直板材)、WL…溶接線、T…溶接用
トーチ、P…トーチTの溶接点の位置、1…走行
台車、2…車輪、3…移動体、6…先端部が仮想
の一点を中心として水平回動するべくした機構、
6j…機構先端部(トーチTの保持部材)、S…
溶接線ならいセンサ、7…ならいローラ、TR…
差動トランス、C…制御装置、A1…センサSの
出力値がほぼ一定となるよう移動体3を移動制御
するべくした第1手段、A2…トーチTの溶接線
WLに対する角度がほぼ一定となるよう機構6を
回動制御するべくした第2手段、A3…溶接速度
がほぼ一定となるよう台車1の速度を制御するべ
くした第3手段、ST2…センサSからの出力値と
予め設定した基準値との差を演算する手段、ST6
…一定時間t前と現在との各溶接点の位置Pi,Pi
+1の位置情報からそれら両位置を通る直線H1
の方向を演算する手段、ST8…直線H1の方向に
対するトーチTの角度θ(実施例では直線H1とは
直交する方向H2に対するるトーチTの角度)を
演算する手段、ST11…台車1の前後方向に対す
る直線H1の方向の角度Ψ(実施例では台車1の左
右方向H3に対する直線H1とは直交方向H2の角
度)を演算する手段、ST12…角度Ψの余弦と予
め設定した溶接速度とを乗算する手段、である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 走行台車と、この走行台車に支持され、かつ
    その走行台車の左右方向に移動可能の移動体と、
    この移動体に基端部を垂直軸支するとともに、先
    端部を仮想の一点を中心として水平に回動するべ
    くした平行リンク機構と、この機構先端部に一体
    の溶接用トーチの保持部材と、この保持部材に支
    持され溶接線左右方向を検知するためのならいセ
    ンサと、このセンサの出力によりワークの溶接線
    を自動溶接するべくした制御装置とを備え、この
    制御装置は、前記センサの出力値がほぼ一定とな
    るよう前記移動体を移動制御するべくした第一手
    段と、一定時間前と現在との各溶接点の位置情報
    からそれら両位置を通る直線の方向(溶接線の方
    向)を演算し、さらに直線方向に対する前記トー
    チ角度を演算することによつて、前記溶接用トー
    チの前記溶接線に対する角度がほぼ一定となるよ
    うに、前記機構を回動させるべくした第二手段を
    含んでなる、すみ肉ならい溶接装置。
JP3068382A 1982-02-26 1982-02-26 すみ肉ならい溶接装置 Granted JPS58148078A (ja)

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JPS58148078A JPS58148078A (ja) 1983-09-03
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4750663A (en) * 1986-09-19 1988-06-14 Folded Web Beams Pty. Ltd. Apparatus and method for fabricating plate web girders
JP2921390B2 (ja) * 1994-04-12 1999-07-19 日本鋼管株式会社 升目溶接ロボット

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