JPH10193118A - 変位センサの位置校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接トーチの近傍に変位センサを設けて、溶
接位置を検出するに際し、変位センサと溶接トーチとの
位置を正確に校正する。 【解決手段】 高平面部９Ａ、低平面部９Ｂおよび段差
９Ｃを有する基準試料９を使用し、初期位置から変位セ
ンサ１および溶接トーチ２を基準試料９に向けて移動
し、垂直方向距離Ｚｐを求める。次いで、溶接ワイヤ８
を段差９Ｃに接触させるように、溶接トーチ２と変位セ
ンサ１とを水平方向に移動し、溶接ワイヤ８の段差９Ｃ
への接触後、変位センサ１が段差９Ｃを検出するまでの
変位センサ１および溶接トーチ２の移動量を、これらの
水平方向距離Ｘｐとして求める。その後、９０度回転さ
せて同様の処理を行って水平方向距離Ｙｐを求める。こ
のように求められた距離Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐが変位センサ
１と溶接トーチ２との距離となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物の形状を計
測する形状計測装置に用いられる変位センサの位置校正
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、開先内やすみ肉部などを溶接ト
ーチを用いて溶接する場合、高品質な溶接ビードを形成
するためには、被溶接材の溶接対象領域において、溶接
すべき位置およびその位置の断面形状を正確に計測する
必要がある。このため、従来より種々の形状計測装置が
提案されている。例えば、特開平２−９２４５８号公報
には、溶接トーチにセンシング電圧を印加し、この溶接
トーチ自身をセンサとして用いて溶接部の形状を計測す
る装置が記載されている。また、特開平３−５２７７４
号公報には、非接触の変位センサを溶接トーチの近傍に
設けて、被溶接材の断面形状を認識して溶接位置の検出
精度や信頼性を向上させる装置が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平２−９２４５８号公報に記載された装置において
は、トーチ先端の溶接ワイヤの状態により計測結果が左
右され、溶接ワイヤが曲がっていたり、溶接ワイヤに異
物が付着していたりすると、溶接対象領域を誤検出した
り、溶接位置を検出できなくなってしまう。また、上記
特開平３−５２７７４号公報に記載された装置において
は、計測の信頼性を向上することができるものの、変位
センサが着脱可能な場合や、対象物に応じて変位センサ
の取り付け位置を変更した場合、あるいは溶接トーチや
変位センサを対象物に衝突させてしまった場合などにお
いては、溶接トーチと変位センサとの位置関係が変更さ
れてしまい、正確な形状計測を行うことができなくなっ
てしまっていた。

【０００４】本発明の目的は、溶接トーチと変位センサ
との位置関係が変更されてしまった場合にも、これらの
位置関係を正確に検出することができる変位センサの位
置校正方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
〜図６を参照して説明すると、非接触にて対象物３との
距離を測定する変位センサ１を、３次元的かつ垂直平面
上において支持部に回転可能に支持されるとともに対象
物３との距離を測定可能な溶接トーチ２近傍の支持部に
取り付け、変位センサ１および溶接トーチ２により対象
物３の平面形状を計測する形状計測装置における変位セ
ンサの位置校正方法に適用され、段差９Ｃにより区分さ
れる高平面部９Ａおよび低平面部９Ｂを有する基準試料
９の段差９Ｃを、溶接トーチ２および変位センサ１を低
平面部９Ｂに平行な方向に移動させつつ、溶接トーチ２
および変位センサ１により検出し、検出結果に基づい
て、溶接トーチ２と変位センサ１との３次元的な距離を
測定することにより上記目的を達成する。

【０００６】請求項２の発明は、変位センサ１および溶
接トーチ２を、基準試料９の低平面部９Ｂ上方の初期位
置に位置せしめ、支持部を基準試料９に対して垂直方向
に所定距離下降して溶接トーチ２を低平面部９Ｂに接触
させ、接触時における変位センサ１の出力を垂直方向距
離Ｚｐとして検出し、支持部を所定距離Ｚ１垂直方向に
上昇させるとともに、支持部を高平面部９Ａに向けて基
準試料９に対して水平方向に直線的に移動し、溶接トー
チ２が先に段差９Ｃに接触した場合は、支持部をさらに
上昇するとともに支持部を水平方向に直線的に移動さ
せ、溶接トーチ２が段差９Ｃに接触してから変位センサ
１が段差９Ｃを検出するまでの支持部の移動量Ｌを、水
平方向距離Ｘｐとして検出し、変位センサ１が先に段差
９Ｃを検出した場合は、支持部をさらに水平方向に直線
的に移動させ、変位センサ１が段差９Ｃを検出してから
溶接トーチ２が段差９Ｃに接触するまでの支持部の移動
量Ｌを、水平方向距離Ｘｐとして検出する。請求項３の
発明は、請求項２の発明において、支持部をその軸回り
に９０度回転させて、上記水平方向とは直交する水平方
向における水平方向距離Ｙｐを同じ手順でさらに検出す
る。

【０００７】請求項４の発明は、変位センサ１および溶
接トーチ２を、基準試料９の低平面部９Ｂ上方の初期位
置に位置せしめ、支持部を基準試料９に対して垂直方向
に所定距離下降して溶接トーチ２を低平面部９Ｂに接触
させ、接触時における変位センサ１の出力を垂直方向距
離Ｚｐとして検出し、支持部を所定距離Ｚ１垂直方向に
上昇させるとともに垂直軸に対して所定角度θ回転さ
せ、その後支持部を高平面部９Ａに向けて基準試料９に
対して水平方向に直線的に移動し、溶接トーチ２が先に
段差９Ｃに接触した場合は、支持部をさらに上昇すると
ともに支持部を水平方向に直線的に移動させ、溶接トー
チ２が段差９Ｃに接触してから変位センサ１が段差９Ｃ
を検出するまでの支持部の移動量Ｌに基づいて水平方向
距離Ｘｐを検出し、変位センサ１が先に段差９Ｃを検出
した場合は、支持部をさらに水平方向に直線的に移動さ
せ、変位センサ１が段差９Ｃを検出してから溶接トーチ
２が段差９Ｃに接触するまでの支持部の移動量Ｌに基づ
いて水平方向距離Ｘｐを検出する。請求項５の発明は、
請求項２の発明において、支持部をその軸回りに９０度
回転させて、上記水平方向とは直交する水平方向におけ
る水平方向距離Ｙｐを同じ手順でさらに検出する。

【０００８】本発明によれば、基準試料９の段差９Ｃを
溶接トーチ２および変位センサ１により検出し、この検
出結果に基づいて、溶接トーチ２と変位センサ１との３
次元的な距離Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐを測定する。

【０００９】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。 −第１の実施の形態− 図１は本発明の第１の実施の形態に係る変位センサの位
置校正方法を実施するための断面形状計測装置の概略構
成を示す斜視図である。図１に示すように、第１の実施
の形態を実施するための断面形状記憶機能付きの溶接装
置は、先端から突出する溶接ワイヤ８を溶かしながら溶
接を行うための溶接トーチ２と、溶接トーチ２に取り付
けられてワーク３の断面形状を測定するための非接触の
変位センサ１と、変位センサ１および溶接トーチ２を３
次元的に駆動するためのトーチ駆動装置６と、変位セン
サ１の駆動を制御するためのセンサ制御装置４と、セン
サ制御装置４からの指令により対象範囲の形状情報を取
得するためにトーチ駆動装置６を駆動するとともに、ト
ーチ駆動装置６を駆動して変位センサ１および溶接トー
チ２を移動および回転させるとともに、変位センサ１に
より得られた形状情報に基づいて溶接時における溶接ト
ーチ２の移動および溶接電源７による溶接条件の制御を
行う溶接制御装置５とからなる。なお、本実施の形態に
おいて変位センサ１は、自身から出射されるレーザ光を
ワーク３の表面にて反射させ、この反射光を検出するこ
とにより、自身とワーク３との距離を検出するように構
成される。

【００１１】図２は、本実施の形態に係る位置校正方法
に用いられる基準試料の構成を示す斜視図である。図２
に示すように基準試料９には、高平面部９Ａと、低平面
部９Ｂと、段差９Ｃとが設けられている。ここで、本実
施の形態における水平方向および垂直方向とは、基準試
料９の高平面部９Ａあるいは低平面部９Ｂに対する水平
方向および垂直方向のことをいうものである。図３は上
記図１における変位センサ１と溶接トーチ２の溶接ワイ
ヤ８の先端との位置関係を示す図である。図３に示すよ
うに、トーチ駆動装置６のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に対応
して、溶接ワイヤ８の先端と変位センサ１とはＸ方向に
距離Ｘｐ、Ｙ方向に距離Ｙｐ、Ｚ方向に距離Ｚｐ離れて
おり、これらの距離Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐを求めることによ
り、変位センサ１と溶接ワイヤ８先端すなわち溶接トー
チ２との位置関係が得られる。

【００１２】次いで、本実施の形態の動作について説明
する。図４および図５は本実施の形態において変位セン
サ１と溶接トーチ２との動作を示す図、図６は本実施の
形態の動作を示すフローチャートである。まずステップ
Ｓ１において、変位センサ１および溶接トーチ２を基準
試料９の低平面部９Ｂの上方の初期位置にセットする。
この際、溶接トーチ２には電圧を印加して溶接ワイヤ８
の先端が基準試料９に接触することを検知可能とする。
ステップＳ２において、変位センサ１および溶接トーチ
２を下降して、溶接ワイヤ８の先端が低平面部９Ｂに接
触したことを検出したら変位センサ１および溶接トーチ
２の下降を停止し、接触時における変位センサ１の出力
をＺｐとする（図４（ａ）、図５（ａ））。次に、ステ
ップＳ３において溶接トーチ２を距離Ｚ１上昇させ、段
差９Ｃの方向に向けて低平面部９Ｂに対して水平に変位
センサ１および溶接トーチ２を直線的に移動する。この
際、下降時と同様に溶接トーチ２には電圧を印加して溶
接ワイヤ８の先端により基準試料９の段差９Ｃを検出す
るとともに、変位センサ１によって基準試料９の形状を
検出する。さらに、溶接トーチ２が初期位置から水平方
向へ移動する距離Ｌも検出される。

【００１３】さらにステップＳ４において、段差９Ｃに
溶接ワイヤ８が接触したか否かが判断され、ステップＳ
４が否定された場合には、ステップＳ５において変位セ
ンサ１が段差９Ｃを検出したか否かが判断される。ステ
ップＳ５が否定された場合には、ステップＳ４に戻り、
変位センサ１および溶接トーチ２による基準試料９の形
状計測を継続する。ステップＳ４が肯定された場合に
は、変位センサ１よりも溶接ワイヤ８の方が先に段差９
Ｃに接触したものと判断され（図４（ｂ））、ステップ
Ｓ６において溶接トーチ２の水平方向の移動距離Ｌを０
に初期化し、ステップＳ７において変位センサ１および
溶接トーチ２をさらに距離Ｚ２上昇させる。なお、この
間においても変位センサ１および溶接トーチ２の水平方
向への移動は継続される。次いで、ステップＳ８におい
て、変位センサ１が段差９Ｃを検出したか否かが判断さ
れ、ステップＳ８が否定された場合にはステップＳ８が
肯定されるまでステップＳ８の処理を繰り返す。

【００１４】一方、ステップＳ５が肯定された場合は、
溶接ワイヤ８が接触するよりも変位センサ１の方が先に
段差９Ｃを検出したものと判断され（図５（ｂ））、ス
テップＳ９において移動距離Ｌを０に初期化する。な
お、この間においても変位センサ１および溶接トーチ２
の水平方向への移動は継続される。次いで、ステップＳ
１０において、溶接ワイヤ８が段差９Ｃに接触したか否
かが判断され、ステップＳ１０が否定された場合にはス
テップＳ１０が肯定されるまでステップＳ１０の処理を
繰り返す。

【００１５】変位センサ１が段差９Ｃを検出した場合
（図４（ｃ））あるいは溶接ワイヤ８が段差９Ｃに接触
した場合（図５（ｃ））、ステップＳ１１において変位
センサ１および溶接トーチ２の移動を停止し、ステップ
Ｓ１２において、ステップＳ６あるいはステップＳ９に
おいて初期化されてからの変位センサ１および溶接トー
チ２の移動距離Ｌを検出し、この移動距離Ｌを変位セン
サ１および溶接トーチ２のＸ方向の距離Ｘｐとして検出
する。この後、変位センサ１および溶接トーチ２を垂直
軸周りに９０度回転し、上記ステップＳ１〜ステップＳ
１２までの処理を繰り返して移動距離Ｌを求め、この移
動距離Ｌを変位センサ１および溶接トーチ２のＹ方向の
移動距離Ｙｐとして検出する。

【００１６】なお、以上の実施の形態において、垂直方
向の距離Ｚ１，Ｚ２の移動は、水平方向移動時における
溶接ワイヤ８と基準試料９との接触を回避するためのも
のであり、この接触を回避できる距離であれば十分であ
るが、距離Ｚ１は、基準試料９の段差９Ｃの高さ以内と
する必要がある。以上の処理により、変位センサ１と溶
接トーチ２との３次元的な位置関係を示す距離Ｘｐ，Ｙ
ｐ，Ｚｐが求められる。そして、このようにして求めら
れた距離Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐにより、変位センサ１と溶接
トーチ２との位置関係を正確に校正することができる。

【００１７】−第２の実施の形態− 次いで、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図７および図８は第２の実施の形態における変位センサ
１と溶接ワイヤ８との動作を示す図、図９は第２の実施
の形態の動作を示すフローチャートである。まずステッ
プＳ２１において、変位センサ１および溶接トーチ２を
基準試料９の低平面部９Ｂの上方の初期位置にセットす
る（図７（ａ）、図８（ａ））。この際、溶接トーチ２
には電圧を印加して溶接ワイヤ８の先端が基準試料９に
接触することを検知可能とする。ステップＳ２２におい
て、変位センサ１および溶接トーチ２を下降して、溶接
ワイヤ８の先端が低平面部９Ｂに接触したら変位センサ
１および溶接トーチ２の下降を停止し、接触時における
変位センサ１の出力をＺｐとする（図７（ｂ）、図８
（ｂ））。次に、ステップＳ２３において溶接トーチ２
を距離Ｚ１上昇させるとともに、変位センサ１および溶
接トーチ２を段差９Ｃの方向に向けて垂直軸Ｖに対して
角度θ傾斜させる（図７（ｃ）、図８（ｃ））。そし
て、ステップＳ２４において、段差９Ｃの方向に向けて
変位センサ１および溶接トーチ２を直線的に移動する。
この際、下降時と同様に溶接トーチ２には電圧を印加し
て溶接ワイヤ８の先端により基準試料９の段差９Ｃを検
出するとともに、変位センサ１によっても基準試料９の
形状を検出する。この際、変位センサ１は低平面部９Ｂ
に対して傾斜しているが、変位センサ１から出射される
レーザ光の低平面部９Ｂにおける散乱光を変位センサ１
により検出することにより、変位センサ１と低平面部９
Ｂとの距離が検出される。さらに、溶接トーチ２が初期
位置から水平方向へ移動する距離Ｌも検出される。

【００１８】さらにステップＳ２５において、段差９Ｃ
に溶接ワイヤ８が接触したか否かが判断され、ステップ
Ｓ２５が否定された場合には、ステップＳ２６において
変位センサ１が段差９Ｃを検出したか否かが判断され
る。ステップＳ２６が否定された場合には、ステップＳ
２５に戻り、変位センサ１および溶接トーチ２による基
準試料９の形状計測を継続する。ステップＳ２５が肯定
された場合には、変位センサ１よりも溶接ワイヤ８の方
が先に段差９Ｃに接触したものと判断され（図７
（ｄ））、ステップＳ２７において移動距離Ｌを０に初
期化し、ステップＳ２８において変位センサ１および溶
接トーチ２をさらに距離Ｚ２上昇させる（図７（ｅ）。
なお、この間においても変位センサ１および溶接トーチ
２の水平方向への移動は継続される。次いで、ステップ
Ｓ２９において、変位センサ１が段差９Ｃを検出したか
否かが判断され、ステップＳ２９が否定された場合には
ステップＳ２９が肯定されるまでステップＳ２９の処理
を繰り返す。

【００１９】一方、ステップＳ２６が肯定された場合
は、溶接ワイヤ８が接触するよりも変位センサ１の方が
先に段差９Ｃを検出したものと判断され（図８
（ｄ））、ステップＳ３０において移動距離Ｌを０に初
期化する。なお、この間においても変位センサ１および
溶接トーチ２の水平方向への移動は継続される。次い
で、ステップＳ３１において、溶接ワイヤ８が段差９Ｃ
に接触したか否かが判断され、ステップＳ３１が否定さ
れた場合にはステップＳ３１が肯定されるまでステップ
Ｓ３１の処理を繰り返す。

【００２０】変位センサ１が段差９Ｃを検出した場合
（図７（ｆ））、あるいは溶接ワイヤ８が段差９Ｃに接
触した場合（図８（ｅ））、ステップＳ３２において変
位センサ１および溶接トーチ２の移動を停止し、ステッ
プＳ３３において、ステップＳ２７あるいはステップＳ
３０において初期化されてからの変位センサ１および溶
接トーチ２の移動距離Ｌを検出し、この移動距離Ｌに基
づいて、後述するようにして変位センサ１および溶接ト
ーチ２のＸ方向の距離Ｘｐとして検出する。この後、変
位センサ１および溶接トーチ２を垂直軸周りに９０度回
転し、上記ステップＳ２１〜ステップＳ３３までの処理
を繰り返して移動距離Ｌを求め、この移動距離Ｌを変位
センサ１および溶接トーチ２のＹ方向の距離Ｙｐとして
検出する。

【００２１】図１０は、第２の実施の形態において、変
位センサ１と溶接トーチ２との移動距離に基づく距離Ｘ
ｐあるいはＹｐの算出方法を説明するための図であり、
（ａ）は溶接ワイヤ８が先に段差９Ｃに接触した場合、
（ｂ）は変位センサ１が先に段差９Ｃを検出した場合を
示す図である。なお、図１０においては、距離Ｌｔが求
めるべき変位センサ１と溶接ワイヤ８先端との距離であ
り、上述した距離Ｘｐあるいは距離Ｙｐである。ここ
で、図１０（ａ）においては、移動距離Ｌと距離Ｌｔと
の関係は、Ｌ＜Ｌｔとなり、図１０（ｂ）においては移
動距離Ｌと距離Ｌｔとの関係は、Ｌ＞Ｌｔとなってい
る。図１０（ａ）より移動距離Ｌと距離Ｌｔとの関係
は、 Ｌｔ＝Ｌｃｏｓθ＋（Ｚ１＋Ｚ２）ｓｉｎθ （１） であり、図１０（ｂ）においては、移動距離Ｌと距離Ｌ
ｔとの関係は、 Ｌｔ＝Ｌｃｏｓθ−Ｚ１・ｓｉｎθ （２） となる。そして、上記ステップＳ３３において、上記式
（１）あるいは（２）に基づいて、移動距離Ｌより距離
ＸｐあるいはＹｐを求める。

【００２２】なお、以上の実施の形態において、垂直方
向の距離Ｚ１，Ｚ２の移動は、水平方向移動時における
溶接ワイヤ８と基準試料９との接触を回避するためのも
のであり、この接触を回避できる距離であれば十分であ
るが、距離Ｚ１は、基準試料９の段差９Ｃの高さ以内と
する必要がある。以上の処理により、変位センサ１と溶
接トーチ２との３次元的な位置関係を示す距離Ｘｐ，Ｙ
ｐ，Ｚｐが求められる。そして、このようにして求めら
れた距離Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐにより、変位センサ１と溶接
トーチ２との位置関係を校正する。

【００２３】ここで、溶接ワイヤ８は被溶接材に対して
種々な溶接姿勢をとったり、溶接ワイヤ８の給送性が変
化すると、図１１においてΔＸｐ，ΔＹｐ，ΔＺｐで示
す曲がりが生じる。このため、第１の実施の形態のよう
に、溶接ワイヤ８を基準試料９に対して垂直に保持して
移動させたのでは、図１２（ａ）に示すように、溶接ワ
イヤ８の先端が段差９Ｃに接触することができない。こ
れに対して、第２の実施の形態においては、上記第１の
実施の形態と比較して、変位センサ１および溶接トーチ
２を移動させる際に、これらを垂直軸に対して角度θ傾
斜させているため、溶接ワイヤ８が曲がっていても図１
２（ｂ）に示すように溶接ワイヤ８の先端が段差９Ｃに
接触することができる。このため、溶接ワイヤ８が曲が
っていても、溶接ワイヤ８の先端と変位センサ１との間
の距離Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐを正確に求めることができる。
なお、角度θは、溶接ワイヤ８の曲がりを考慮して溶接
ワイヤ８の先端が段差９Ｃに接触するように定める必要
がある。

【００２４】第２の実施の形態においては、溶接中に曲
がり量を求めることが可能であり、以下に図１３を参照
して溶接ワイヤ８の曲がりの校正について説明する。図
１３に示すように、まずステップＳ４１において、図９
に示すステップＳ２１からステップＳ３３の処理を行っ
て、変位センサ１と溶接ワイヤ８の先端との位置関係を
求め、これにより得られる距離Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐを初期
校正値Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０とする。次のステップＳ４２に
おいて、溶接位置の検出および初期校正値Ｘ０，Ｙ０，
ＺＯに基づいて溶接トーチ２のねらい位置を定め、溶接
を行う。溶接ワイヤ８に曲がりが生じ、ステップＳ４３
において再度図９に示すステップＳ２１からステップＳ
３３の処理を行い、距離Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐを求める。こ
のステップＳ４３において得られる距離Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚ
ｐは、溶接ワイヤ８の曲がり量ΔＸｐ，ΔＹｐ，ΔＺｐ
を含むものであり、このΔＸｐ，ΔＹｐ，ΔＺｐはステ
ップＳ４４において下記の式（３）により求められる。 ΔＸｐ＝Ｘｐ−Ｘ０ ΔＹｐ＝Ｙｐ−Ｙ０ （３） ΔＺｐ＝Ｚｐ−Ｚ０ このΔＸｐ，ΔＹｐ，ΔＺｐが求めるべき曲がり量であ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１か
ら請求項５の発明によれば、基準試料の段差を溶接トー
チおよび変位センサにより検出して、溶接トーチと変位
センサとの距離を求めるようにしたため、この距離に基
づいて変位センサの位置を正確に校正することができ
る。とくに請求項４および請求項５の発明によれば、基
準試料の段差の検出時に、溶接トーチおよび変位センサ
を基準試料に対して所定角度傾斜させるようにしたた
め、溶接トーチに設けられた溶接ワイヤが曲がっていて
も、溶接ワイヤの先端が段差に接触することができ、こ
れにより、溶接ワイヤが曲がっていても、変位センサと
溶接トーチとの距離を求めて、この距離に基づいて変位
センサの位置を正確に校正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る変位センサの位置校正方法
を実施する断面形状計測装置の構成を示す概略斜視図

【図２】基準試料の形状を示す斜視図

【図３】溶接トーチと変位センサとの位置関係を示す斜
視図

【図４】第１の実施の形態に係る変位センサの位置校正
方法を説明するための図

【図５】第１の実施の形態に係る変位センサの位置校正
方法を説明するための図

【図６】第１の実施の形態に係る変位センサの位置校正
方法にて行われる処理を示すフローチャート

【図７】第２の実施の形態に係る変位センサの位置校正
方法を説明するための図

【図８】第２の実施の形態に係る変位センサの位置校正
方法を説明するための図

【図９】第２の実施の形態に係る変位センサの位置校正
方法にて行われる処理を示すフローチャート

【図１０】第２の実施の形態において変位センサと溶接
トーチとの距離の算出を説明するための図

【図１１】溶接ワイヤの曲がりを示す図

【図１２】曲げられた溶接ワイヤが段差に接触する状態
を示す図

【図１３】曲がり量を求める処理を示すフローチャート

【符号の説明】

１ 変位センサ ２ 溶接トーチ ３ ワーク ４ センサ制御装置 ５ 溶接制御装置 ６ トーチ駆動装置 ７ 溶接電源 ８ 溶接ワイヤ ９ 基準試料 ９Ａ 高平面部 ９Ｂ 低平面部 ９Ｃ 段差

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非接触にて対象物との距離を測定する変
   位センサを、３次元的かつ垂直平面上において支持部に
   回転可能に支持されるとともに前記対象物との距離を測
   定可能な溶接トーチ近傍の前記支持部に取り付け、前記
   変位センサおよび前記溶接トーチにより前記対象物の平
   面形状を計測する形状計測装置における変位センサの位
   置校正方法において、 段差により区分される高平面部および低平面部を有する
   基準試料の該段差を、前記溶接トーチおよび前記変位セ
   ンサを該低平面部に平行な方向に移動させつつ、該溶接
   トーチおよび該変位センサにより検出し、該検出結果に
   基づいて、前記溶接トーチと前記変位センサとの３次元
   的な距離を測定することを特徴とする変位センサの位置
   校正方法。
2. 【請求項２】 前記変位センサおよび前記溶接トーチ
   を、前記基準試料の低平面部上方の初期位置に位置せし
   め、 前記支持部を前記基準試料に対して垂直方向に所定距離
   下降して前記溶接トーチを前記低平面部に接触させ、該
   接触時における変位センサの出力を垂直方向距離として
   検出し、 前記支持部を所定距離前記垂直方向に上昇させるととも
   に、該支持部を前記高平面部に向けて前記基準試料に対
   して水平方向に直線的に移動し、 前記溶接トーチが先に前記段差に接触した場合は、前記
   支持部をさらに上昇するとともに該支持部を前記水平方
   向に直線的に移動させ、前記溶接トーチが前記段差に接
   触してから前記変位センサが前記段差を検出するまでの
   前記支持部の移動量を、水平方向距離として検出し、 前記変位センサが先に前記段差を検出した場合は、前記
   支持部をさらに前記水平方向に直線的に移動させ、前記
   変位センサが前記段差を検出してから前記溶接トーチが
   前記段差に接触するまでの前記支持部の移動量を、水平
   方向距離として検出することを特徴とする請求項１記載
   の変位センサの位置校正方法。
3. 【請求項３】 前記支持部をその軸回りに９０度回転さ
   せて、前記水平方向とは直交する水平方向における水平
   方向距離を同じ手順でさらに検出することを特徴とする
   請求項２記載の変位センサの位置校正方法。
4. 【請求項４】 前記変位センサおよび前記溶接トーチ
   を、前記基準試料の低平面部上の初期位置に位置せし
   め、 前記支持部を前記基準試料に対して垂直方向に所定距離
   下降して前記溶接トーチを前記低平面部に接触させ、該
   接触時における変位センサの出力を垂直方向距離として
   検出し、 前記支持部を所定距離前記垂直方向に上昇させるととも
   に垂直軸に対して所定角度回転させ、その後該支持部を
   前記高平面部に向けて前記基準試料に対して水平方向に
   直線的に移動し、 前記溶接トーチが先に前記段差に接触した場合は、前記
   支持部をさらに上昇するとともに該支持部を前記水平方
   向に直線的に移動させ、前記溶接トーチが前記段差に接
   触してから前記変位センサが前記段差を検出するまでの
   前記支持部の移動量に基づいて水平方向距離を検出し、 前記変位センサが先に前記段差を検出した場合は、前記
   支持部をさらに前記水平方向に直線的に移動させ、前記
   変位センサが前記段差を検出してから前記溶接トーチが
   前記段差に接触するまでの前記支持部の移動量に基づい
   て水平方向距離を検出することを特徴とする請求項１記
   載の変位センサの位置校正方法。
5. 【請求項５】 前記支持部をその軸回りに９０度回転さ
   せて、前記水平方向とは直交する水平方向における水平
   方向距離を同じ手順でさらに検出することを特徴とする
   請求項４記載の変位センサの位置校正方法。