JPH072145Y2 - 自動アーク溶接機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は自動アーク溶接機に関し、溶接トーチと目標溶
接機のずれを自動修正する自動アーク溶接機に関する。

［従来の技術］ 特開昭62-168677号公報には、板材の継手溶接等におい
て、溶接開始時の目標溶接線と溶接トーチの位置ずれを
検出しトーチ位置を修正する溶接開始点検出装置を併設
した溶接線倣い装置が開示されている。

上記検出装置は、板材に重ねた他方の板材の端縁を横切
るようにスリット光を照射する光源と、上記端縁に照射
されたスリット光の像を入力する撮像素子と、撮像素子
により得られた上記スリット像の屈曲点座標より目標溶
接線たる上記端縁に対する溶接トーチの三次元相対位置
を算出し、トーチ位置を修正する演算部とを有してい
る。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記溶接線倣い装置は、溶接トーチの三次元位置を正確
に検出して溶接開始時のずれを修正することができる点
で優れたものであるが、その原理上、光源と撮像素子を
溶接トーチを挟んでトーチ進行方向の前後位置にそれぞ
れ設ける必要があるため、往々にしてこれらがトーチ進
行方向に位置するクランピング治具等と干渉して最終点
まで溶接ができないという問題点があった。

また、スリット像より溶接トーチの位置を算出する演算
は比較的複雑であるという問題点もあった。

本考案はかかる問題点を解決するもので、トーチ進行方
向にあるクランピング治具等との干渉がなく最終点まで
確実に溶接可能であるとともに、複雑な演算も必要とし
ないトーチ位置自動修正機能を有する自動アーク溶接機
を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本考案の構成を第１図および第２図で説明すると、板状
の第１ワークW1上に載置された第２ワークW2の端縁Ｅに
沿ってこれを上記第１ワークW1に連続溶接する自動ワー
ク溶接機は、上記端縁Ｅに対し軸先端が一定角度を成す
ように配設した溶接トーチ１と、上記溶接トーチ１を、
上記端縁に沿う方向（図のＸ方向）、上記端縁Ｅと直交
する方向（図のＹ方向）、ないしトーチ軸方向（図のＺ
方向）へ位置制御する位置制御手段２と、上記溶接トー
チ１を上記位置制御手段２に固定する固定治具22と、上
記トーチ軸方向より上記端縁Ｅを臨むように上記固定治
具22に設けた撮像手段３と、アーク放電時の電圧を検出
する電圧検出手段と、上記撮像手段３より得られた上記
端縁Ｅの画像を、予め記憶した基準の端縁画像と比較
し、上記溶接トーチ１の上記端縁Ｅと直交する方向の偏
位量を検出する偏位量検出手段と、上記偏位量検出手段
の検出結果に基づき、上記溶接トーチの上記端縁Ｅと直
交する方向の偏位を修正する修正手段と、上記電圧検出
手段による検出電圧が所定値を示すように上記溶接トー
チ１の軸方向位置を補正する補正手段とを具備してい
る。

［作用］ 溶接トーチ１と溶接線たる第２ワークW2の端縁Ｅとの間
にずれを生じると、上記偏位量検出手段により端縁Ｅと
直交する方向の偏位量が検出され、修正手段により溶接
トーチ１の上記端縁Ｅと直交する方向の偏位が修正され
る。続いて、補正手段により、電圧検出手段による検出
電圧が所定値を示すように溶接トーチ１の軸方向位置が
補正される。

これにより、上記端縁Ｅと溶接トーチ１間の位置ずれは
解消し、この状態で溶接トーチ１は位置制御手段２によ
り端縁Ｅに沿う方向へその位置が制御されて、端縁Ｅの
連続溶接がなされる。

［効果］ 本考案の溶接機によれば、溶接トーチ進行方向へ突出せ
しめて光源ないし撮像素子を設ける必要はないから、ク
ランピング治具等との干渉を生じることなく最終点まで
良好に溶接をなすことが可能である。

また、複雑な演算の必要がなく、この点で溶接機の構成
を簡易かつ安価なものにできる。

［実施例］ 第１図において、板状の第１ワークW1上には図面の手前
方向へ延びる壁状の第２ワークW2が載置してあり、第２
ワークW2の端縁Ｅの基部近くには溶接トーチ１より延び
る溶接ワイヤ11の先端が側方より一定角度で至ってい
る。

溶接トーチ１は屈曲して直立する部分を、位置制御手段
２を構成するロボットアーム21の先端に設けた固定治具
たるブラケット22に保持固定してあり、上記ロボットア
ーム21により、トーチ進行方向たる上記端縁Ｅに沿うＸ
方向（第２図）、端縁に直交するＹ方向、ないしトーチ
軸に一致するＺ方向へ移動可能である。

上記ブラケット22には長方形状の収納ハウジング23が固
定してあり、これはトーチ進行方向と直交するＹ方向へ
配してある。そして、上記収納ハウジング23内には溶接
トーチ１より遠い端部に上記第２ワークW2に向けてスト
ロボ４が設けられ、溶接トーチ１に近い端部には反射鏡
31とCCDカメラ３が設けてある。上記反射鏡31は第２ワ
ークW2付近よりほぼＺ方向に沿って入射した光を上記CC
Dカメラ３に向けて反射するように設けてある。

しかして、上記ストロボ４より発した光は第２ワークW2
へ至ってその影Ｓを端縁Ｅに沿う第１ワーク面上に形成
し、上記影Ｓの像は上記反射鏡31を経てCCDカメラ３に
より捕えられる。

溶接ワイヤ11および溶接電源はコンジットケーブル12を
経て上記溶接トーチ１に供給され、図略の電圧検出装置
により溶接時の電圧が検出される。

上記ロボットアーム21は図略の移動駆動装置により作動
せしめられる。

以下、上記移動駆動装置の作動を中心に溶接機の作動を
説明する。

上記移動駆動装置は第２ワークW2の端縁Ｅに沿うＸ方向
へ溶接トーチ１を移動せしめるのに先立って、ストロボ
４を発光せしめ、予め記憶したCCDカメラ３の影画像と
今回得た影画像との差を検出してこの差を解消するよう
に予め記憶された目標溶接線のＹ座標にオフセットを与
える。これにより、上記ロボットアーム21がＹ方向へ移
動し、溶接トーチ１はＺ方向より見て上記端縁Ｅの基部
に一致する位置に移動せしめられる。

続いて、溶接放電を開始し、この時の溶接電圧が所定値
を示すようにロボットアーム21をＺ方向へ移動せしめ
る。かくして、溶接ワイヤ11の先端は上記端縁Ｅの基部
に対し適正距離で正対せしめられる。

この状態で、予め記憶した位置までＸ方向へ溶接トーチ
１を移動せしめ、上記端縁基部の連続溶接を行う。

かくの如く、本考案の溶接機によれば、溶接トーチ進行
方向へセンサ部が突出することがないから溶接最終点ま
で確実に溶接が可能であり、また、溶接トーチの位置修
正も複雑な演算をすることなく簡単になし得る。

上記実施例では溶接開始前にトーチの位置修正を行った
が、位置修正をリアルタイムで行うようにしても良く、
この場合はストロボに代えて連続照射可能な他の照明手
段を使用する。

また、端縁の画像が直接明確に得られる場合には照明手
段により影を形成する必要は特にない。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接機の側面図、第２図はその正面図で、第１
図のＡ矢視図である。 １……溶接トーチ 11……溶接ワイヤ ２……位置制御手段 21……ロボットアーム 22……ブラケット（固定治具） ３……CCDカメラ（撮像手段） 31……反射鏡 ４……ストロボ（照明手段） Ｅ……端縁 Ｓ……影 W1……第１ワーク W2……第２ワーク

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】板状の第１ワーク上に載置された第２ワー
   クの端縁に沿ってこれを上記第１ワークに連続溶接する
   自動アーク溶接機であって、上記端縁に対し軸先端が一
   定角度を成すように配設した溶接トーチと、上記溶接ト
   ーチを、上記端縁に沿う方向、上記端縁と直交する方
   向、ないしトーチ軸方向へ位置制御する位置制御手段
   と、上記溶接トーチを上記位置制御手段に固定する固定
   治具と、上記トーチ軸方向より上記端縁を臨むように上
   記固定治具に設けた撮像手段と、アーク放電時の電圧を
   検出する電圧検出手段と、上記撮像手段より得られた上
   記端縁の画像を、予め記憶した基準の端縁画像と比較
   し、上記溶接トーチの上記端縁と直交する方向の偏位量
   を検出する偏位量検出手段と、上記偏位量検出手段の検
   出結果に基づき、上記溶接トーチの上記端縁と直交する
   方向の偏位を修正する修正手段と、上記電圧検出手段に
   よる検出電圧が所定値を示すように上記溶接トーチの軸
   方向位置を補正する補正手段とを具備する自動アーク溶
   接機。
2. 【請求項２】上記固定治具に保持せしめて上記第２ワー
   クの端縁に対して略直交する内方位置に照明手段を設
   け、該照明手段より上記端縁に向けて照射した光により
   端縁の影をこれに沿う上記第１ワークのワーク面上に形
   成するようになした実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の自動アーク溶接機。