JPS5964172A - 被溶接物の位置検出制御装置 - 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】 この発明は、接触針の被溶接物への接触により前記被溶
接物の位置を検出する被溶接物の位置検出制御装置に関
し、精度よく仇溶接物の位置を検出できるようにするこ
とを目的とする。

つぎに、この発明を、そのＩ実施例を示した図面ととも
に詳細に説明する。

第１図および第２図において、　（ｉｌは溶接ロボット
のアームの先端部（２）に取付けられ内部を溶接ワイヤ
が送給される溶接トーチ、　＋３）Ｉ′ｉ）−チ（１）
に並設してトーチ（１）の周囲を回転自在に前記先端部
（２）に取付けられ取付軸（４）および４個のボルト（
５）により固定された基部、（６）は基部（３）の右側
面に一体に形成された断Ｌｉ１ｊ　Ｌ字状の取付体、＜
７）、　（７）’は取付体（６）の内側左端部および内
側中央部にそれぞれねじ（８）により取付けられた断面
り字状の第１同定体および第２固定体、（９）はコイル
への通電による作動時に回転軸（９ｆが所定角度回転す
る回転器であるロータリンレノイドであり、ケースに一
体に設けられおねじ溝が形成された固定軸回が、第１固
定体く７）に透設された透孔に挿通されてナラ）　１１
１１により固定されており、前記コイルへの通電停止に
より回転軸（９）′か作動時と逆方向に回転して元の状
態に戻る。

（１２１Ｂロータリソレノイド（９）の回転軸（９ｇの
右端ＩＩ≦に取付けられた第１歯車、（１３）は第ｉ軸
党ｔ１４１を介し第２同定体（７）′に置皿して回転自
在に設けられた挿通軸、（１５ｊは挿通軸（１３）の左
端部に軸層され中央１１１１ないし左半部にわたって形
成された歯か第１南ｌ自１２（に噛合した円柱状の第２
歯車−１１６１は挿刑ｄｑｉ＋　ｔｔ：＋＋の右端部の
ねじ都Ｑこ一５挿されてナンドｔｌ？＋により固７７（
７され／ヒかび歯車からなる第３歯車、　＋ｌ′１３１
は取イマ］捧（６）の内側右端部にねしく８）により取
イ」けられた第３固定体、　ｕ９１は第２軸堂１２０）
を介して弔３固シｉ！体（１８）に１−ド方向に貫通し
て回転自在ＶＣ設けられ／を伝達軸、　＋２＋１は伝達
４・ｌｊ　１．＋９＋の下端部に軸ノ酉された弔３爾車
（１６）に噛付するかさ歯車からなる第４歯車であり、
第１〜第４歯車１１２１　、　ｕ５１　、１１６１　、
１２１１により１回転伝達憬構１１１５（２２）か構成
されている。（７！３１は伝達軸（１９）の」二端部に
軸層され恢端部に水平方向の遊通孔（２４（か遊設され
７ヒ回転体、を乙５１＆ま一端部が遊朋孔ｔ２４１　Ｖ
こ透通されねじ（２６）により固定された汰触針、（２
７）は第３固定体（１８］の右方の取付体（６）の内１
Ｉｌｌｌ　ＶＣねしく８ノにより収例けられた＋ｉ　ｉ
ｇ！ｉ、　＃ｌ’　＋２５１の位１ｉ°合わせ用件止１
５１≦であるストフパであり、テフロン弄からなる。１
′９縁体（２８）を介して取付体（６）Ｋ＋４！付けら
れるとともに、上端部に接触針（２５１０位自′決め溝
（２９）が形成されている。なお−１３（１１は第３、
弔４爾車＋１６１　、　＋２１１と第２．第３１ν・１
定体（７）’、　（１８１との間に設けられたスペーサ
であり、第２１Δ中の２点年線ハ、溶４４時にロータリ
ソレノイド（９〕および回転伝達（幾４１ηｆｉｌｉ　
＋２２１を逼蔽してスパツク等から保護する７′こめに
設けられるカバーである。

つきに、開側１回路を示す第３図および第４図について
説ｌ−月する。

第３図において、　ｒ３＋Ｈは３個の入力端子か第１〜
ｓｌ　３１ｉ　＆ｉ’ｊ　４ｊ子（３２ａ）　〜（３２
０）を介して交流電源（図示せず）に接４１．Ｃされた
第２ラインフイルタ、＋３３）　、　１３３１は一端が
％　１ラインフイルタ（３１）の２個の出力端子にそれ
ぞれ接続された２個の電源スィッチ、（８４）は一端が
一方の電Ｗスイッチ［３３）の他端に接）（りにされた
ヒユーズ、（灼は２個の入力端子がヒユーズ（３４）の
他端および他方のＫＩＤスイッｆ　１３３ｊ’の他端に
それぞれ接続された第２ラインフイルタ、　＋３６７　
ｌｉ２　個の入力端子が第２ラインフイルタ■５）の２
個の出力端子にそれぞれ接続されたスイッチングレギュ
レータ。

（３７）は前記溶接ロボットのコンピュータ部、１３８
１〜（４０１は両端がコンピュータ部（３７）にそれぞ
れ接ｗ６された第１〜第３発光ダイオード、（４１）は
コレクタ、エミツタカコンピュータ？５ｊｌ　１３力に
接続された第１フオトトランジスタ、（４２）〜（４４
）はそれぞれコレクタ、エミッタが第４〜第９接続端子
（４ω〜（５［１）　Ｋ接続され第１〜第３＠光ダイオ
ード（３８）〜＋４０）とともに′弔１〜第３曽は一端
が第１１端子…に接続される。！：さもに他端が接地さ
れ第１フオトトランジスタ（４］ＩＪともに第４７オト
カブラｌ１５７）　を構１戊する第４発光ダイオードで
あり、コンピュータ部（３７）および第１〜第４７オト
カブラφＩＪ　−Ｑｂ４　、斃ｌ）により制御ｉ１♂卿
が構成されており、第５．第７．第９接続端子（４６１
、＋４８１　、　（５０）か接地されている。

◎９）〜（６］）は各り】／−コイル（５９ＦＬ）〜（
６１ａ）の一端かスイッチングレギュレータ（３６）の
正出力端子（３６ａ）に接続され他端かそれぞれ第４．
第６．第８接続端子（４ｉｉ１　、　（４７１、１４９
１に接続されたそれぞれ切換部１回転器作動部、印加指
令部である第１〜第３リレー、６′４はリレー接点（６
２ａ）の両端か第１０．掲】１接続端子０→、◎りに接
続された第４リレーであり、第１゜第２リレーいり、−
のリレー接点（５９１３）、（６０１りの一端および’
ｉｆｆ　４リレー（６４のリレーコイル（６２１りの一
端かスイッチングレギュレータ１°３Ｇ）の正出力端子
（８６ａ）　Ｋ接続されており、谷すレー睡〜報のリレ
ーコイル（５９ａ）、（６０ａ）、（６１ａ）、（６２
ｂ）Ｋ並列に逆電圧吸収用り（ｔ−ドーかそれぞれ設け
られている。＠４１は一端がスイッチングレギュレータ
（３Ｇ）の１１ユ出力端子（３６ａ）にＪ−！８：続さ
れた第１抵抗、輪は一端が第１リレー６＠のリレー接点
（５９１つの他端に接続された第２抵抗２（へ）は一端
が第２リレー■のリレー接点（６０ｂ）の他端に接続さ
れた第３抵抗、勧θは一端がスイッチングレギュレータ
（３６）の正出力端子（８６ＦＬ）ＶＣ接続された第４
抵抗、−〜四は一端か第１−第３抵抗−〜−の他端に接
続された第５〜第７発光ダイオード、（７υは両端が第
４抵抗ｉ６″／）の他端および第４リレー（６）のリレ
ーコイル（６２１１）の他端に接続された第８発光ダイ
オード、ｑ市は約５００ｖの直流の検出用″嘔圧を発生
する電圧発生部であり、第１電源端子（７２ａ）が第１
リレー−のリレー接点ｒ５９１））の他端に接ｈ１）さ
れるとともに、第２゛亀綻端子（７２１））が接地され
、マイナス５００Ｖ用第１出力端子（７２Ｇ）がシール
ドケーブル（／３＋により第１２接続端子（匈を介して
接触針ｔ２５１に接続され、接地用第２出力端子（７２
ｄ）がシールドケーブル（７３によりクランプ（１５）
および弔３リレー（ｂυのリレー接点（６１ｂ）の他端
に接続されている。なち−１第３リレーβυのリレー接
点部１１））の一端がケーブル９３により第１３接続端
子（７ｔｊを介してストッパ（２７）に後位゛Ｃされる
とともに、第１４接続端子（２１を介してロークリルノ
イド（９）のコイルの一端か第２リレー−のリレー接点
（６０ｂ）の他端に接続され、第１４．第１５接続端子
四＋　（／’１’　１４４ｊにロークリソレノイド（９
〕のコイルの法談用ダイオード（ｌθが設けられている
。

つき゛に、検出部（ハ）をフドす第４図ＶＣついて説り
］する。

（１９）はレギュレータ１３６）の正出力端子（３６ａ
）に接続された正電源端子、■は第１５４髪〜Ｃ端子（
ｌ旬を介１〜でロータリソレノイド（９）のコイルの他
端およびレギュレータ（刺の負出力端子（３６ｂ）に接
続された正、負電源端子、Ｏｖは接地端子、ｔｓＨま両
重錘端子σ０．…と接地端子りｖとの間に設けられた外
来ノイズ防止用のＬＯフィルタ、轡、■は電圧発生部（
ｌ■の接触信号出力端子（７２ｅ）、（７２１’）にそ
れぞれ接続された第１゜第２信号入力端子、Ｑ３りは両
信号入力端子＆Ｌｆ！＋４Ｊ間に設けられた第５抵抗、
（へ）、（ハ）７１は非反転入力端子か画情−号入力端
子ｗ、Ｈにそれぞれ接続された第１、第２演算」曽幅器
Ｃ以下演算増幅器をオペアンプという）、岐は両端か第
１．第２オペアンプ蜘。

１８／）の反転入力端子に接続された弔６抵抗、１８傍
は一端か第２オペアンプ（８７）の非反転入力端子に接
ｉ冗され他端か接地された第７抵抗、　ｇＪは両端が第
１オペアンプＱ３ｆｊｌの反転入力端子および出力〕シ
１−子に接続され７℃第８抵抗、（９υは両端か躬２オ
ペアンプ没）の反転入力端子およびｄ」力端子に接続さ
れた第９抵抗、υ２．０３は一端がそれぞれ第１．弔２
オペアンプｍｅ、ａηの出力端子に接続され他端か′ｆ
Ｊ３オペアンプ０樽の内入力端子に接続された第１０．
第１１抵抗、　ａＳは両端が第３オペアンプｍ＜の反転
入力端子および出力端子に接続された第１２抵抗、轄９
は一端が第３オペアンプ（９４１の非反転入力端子に接
続され他端が接地された第１３抵抗であり、第１〜第３
オペアンプ韓ｐ、１８′ｉ）、ｎおよび第６〜第１３抵
抗岐〜ＩｉＪ軌０均、卵により４０倍の差動利得の差動
智幅都０′ｉ）が構成されている。

０樽は一端が第３オペアンプ−の出力端子に１がｂ′ｃ
された第１４抵抗、（ト）は一端かフィルタＱ３ｚを介
して正屯妃端子（１９）に接続された第Ｉ５抵抗、ｔｌ
ｌｌＪは一端が第１５抵抗嗅の他端に接続びれ他端か接
地された可変抵抗からなる第１６抵抗、　　（＋０１）
は一端か第１６抵抗四の可動端子に接続された第１７抵
抗。

（＋０２）は反転入力端子か第１４．第１７抵抗細、　
（＋０１）の他端に接続され非反転入力端子か接地され
た第４オペｆンプてあり、第４オペアンプ（＋０２）お
よび第１４〜第１７抵抗（ハ）〜（＋０１　）によりコ
ノパレータ（＋０３）が構成されている。（＋０４）は
一端が第４オペアンプ（＋０２）の出力端子に接続され
た第１８抵抗、（１０５）は一端がフィルタ（イ）を介
して正嘔帥端子（ｌりに接続されたブザー、　　（＋０
６）ｖまコレクタ、ベースかブザー（１０５）の他端お
よび第１８抵抗（］０４）の他端に４ザη゛１岸されエ
ミツタか接地されたＮＰＮ　型トランジスタ、（＋０７
）はブザー（＋０５）の他端に接続され検出信号か出力
される検出信号出力端子であり、該出力端子（＋０７）
に弔４リレー霞のリレーコイル（６２１Ｊ）の他端およ
びｑ）８発光ダイオード（７υの他端か接続されており
。

第３１文ＩＫ示す回路により検出部（２樽か構成されて
いる。

つきＶＣ，前１己実施例の動作について第５図とともに
説り１する。

−まず、第５図（ａ）に示すような４食出開始プログラ
ムに従い、コンピュータ＝’ｌ（＋３７）の演算用テー
クのひ々っである位１［イ合わせフラグがｌ″にセント
され、前記＋１１　Ｈのフラグに基つき、コンピュータ
；（１１＜３７）から検出制御信号１回転器作動制御信
号および位１１イ合わせ市！Ｉ　佃１情号か出力されて
第１−第３７オドカプラβＩ）−Ｎが作動するさ々もに
、第１〜第３７オトカプラのυ〜−の作動により、第１
〜第３すＬ／　−１，）９）　〜（６１）の各りｖ　−
コ（ル（５９ａ）〜（６１＋Ｌ）　カＦｊ）Ｊ蓚されて
各リレー接点（５９１Ｊ）〜（６１１υがオンされ、検
出待機状感となる。

そして、前記待機状態において、第２リレー…のリレー
接点（６０ｂ）のオンにより、ロータリンレノイド（９
）のコイルにレキュレータ１３Ｇ）からの重力か供給さ
れてロータリンレノイド（９）の回転ＩＰＩＩＩ（９Ｊ
′か）９「定角度回転し、＠記回転呵１（９ｆの回転か
回転伝達１’ｊ’４　Ｍ部ｔ２２１　（１）各歯車１１
２１　、１ｊ５１　、　＋１６１　、１２１１　Ｋ　Ｊ
：り伝達！１ｉｌｌｌ　＋１１）　Ｋ　Ｕ２達され、伝
達軸（１９）および回転体（２３ｊが躬２１ネ］中の１
点鎖線矢印方向に約１９０°回転するとさもに、接触針
（２５＋が同様に同図中の１点鎖線に示す状態〃・ら約
１８００回転する。このとき、第３リレー０υのリレー
接点（６１１つのオンにより、電圧発生部Ｉｊ’ｌ）か
らの約５００　Ｖの直流電圧が接触針（２５）およびス
トッパ１２！／）間に印加されるため、接触針Ｖ、５）
か回転し、ストンパシηの位１ｍ決め溝（２！１１に嵌
挿して当接することにより、電圧発生部（ｌ功の第１．
第２出力端子（’／２ｃ）、（７２ｄ）が短絡され、接
触信号出力端子（７２ｅ）、（’ｆ２１’）から前記接
）ツ（針ｆ！５１のストッパ（２７）への当接による接
触信号か出力される。

さらに、前記接触信号か検出ｉ、１Ｋ（７りの差動Ｊ！
＃幅都％Ｑ７Ｊにより」胃中畠され、コンパ１／−タ（
１０３）により、前記増１１１ｉｉｆされた接触信号に
よる電圧か；＋４１６抵抗（Ｉｌｌｊの抵抗１１１」て
定まる所定値よりも大きいか否がか判別され−ｉｉｌ記
市圧電圧記所定相よりも太きいさきには、弔４オペアン
プ（＋０２）の出力端子からノ１イレベルの信号か出力
されてトランゾスタ（１（＋６）かオンし、トランノス
タ（１０６）のオンにより、プサー（＋０５）か１′「
動するとともに、検出１ｆｆＸＣ凋の検出信号出力錆、
１子（＋０７）力・らの検出信号かローレベルとなり。

す１３４リレー０りのリレーコイル（６２１りか励磁さ
れてリレー接点（６２ａ）がオンし５第４フオトカプラ
０７１が作！１のしてコンピュータ部（３７）に前記ロ
ーレベルの４Φ出信号に基つく信号が出力され、接触針
（ゐ）の移動がストッパ（２７）により停止されて４Ｉ
ｉ　ｆｔ針（２５ｊがトーチ（１）内を送給される溶接
ワイヤの先端部があるべき位１−と同−位１自”に自己
設される。

つぎに、第４フオトカプラ６７１を介して出力された前
記ローレベルの検出信号に基づく信号により。

コンビ１−夕都（３ηの動作がＩＡｂ図（ｂ）に示す割
込プログラムに移行し、コンピュータ７５１１３７）に
より、位１ａ合わせフラグが＋１”のま°まであるか否
かが判別され、前記フラグが＋１”のままである生きに
ｅま、コンピュータ部（３７）から回転器作動制御信号
および位７合わせ制御信号が引続いて出力されるととも
に、検出制御信号の出力か停止さ７Ｌ、コンピュータ部
（３７）のタイマにより約０５秒の時間が計時されたの
ち１位置合わせフラグが１１０１１にセットされ、さら
に前記タイマにより約０．２秒の時１１°ｉ］か計時さ
れ７ｔのち、コンピュータ部（３７）からの位１１°″
１′合わせ制御信号の出力が停止されるとともに、検出
制御信号が再び出力され、コンピュータ４８１１３力か
ら回転器作動制両信号および検出１ｉｌＪ　ｍｌ信号か
出力さ扛る。

そして、クランプ四が４１．溶接物に取付り〜られる吉
、前記ロボットのアームが前記被溶接物の方向に移動さ
れて接触針ｚｂ＋が前記被溶接物方向へ移動され、接触
針（２５ｊの先端部が被溶接物に接触すると、コンピュ
ータ部１３力か再び第５図（１りに示す割込プログラム
に従って動作し、位置合わせフラグか再びＩｔ　Ｉ　１
１であるか否かが判別される。このとさ、前回の割込ル
ーチンにおいて位置合わせフラグがＩＩ　Ｏ＋＋にされ
ているため、接触針ｔ２５）の被溶接物への１２゛触と
同時に前記アームの移動が停止され、コンピュータｒ５
１１　（３７）により停止状態の前記アームの位１１１
か４１ぼｄ、りされるとともに、被溶接物の位１４°か
検出さｆｔ、割込ルーチンか終了する。

つさに、被浴接物の位ｆｌが検出されるさ、第５１／１
（（′、）に／ｉｓずような４φ川終了プログラムに従
ってコンピュータｉ’＋ｊｉ　（３７１か動作し、コン
ピュータ部（３７）からの前記谷制御１８号の出力か停
止されて被溶接９勿の位ｆｌ’ｋ　（ヴ出か終了する。

そして、前記回転器作動制御（８号の出力停止により、
ロータリソ１／ノイド（９）のコイルへの通電か１苧止
されることになり、ロータリソレノイド（９）の回転軸
（９）が第２図中の実、刈矢印と反対方向に前記所定角
度回転し、前記回転軸（９）′の反対方向への回転が回
転伝達機構？ｆｌ！　凶の各歯車ｆ１２１　、１１５１
　、　＋１６１　、１２１１　Ｋより伝達軸（１９）に
伝達され、伝達軸（１９）および回転体（２３）か第２
図中の１点鎖線矢印と反対方向に約１９０°回転すると
吉もに、接触νｌ゛ｆ２５１が同様に約１８０°回転し
、１夛触針（２５ｊかストッパ（２７）の位置”決め溝
（ｚ９）から脱ｒ＋ｃ　Ｌ、　、第２図中の１点顧線に
示すように元の広態に戻ると吉もに、接触針（ゐｊに代
わり、トーチ（１１内を溶接ワイヤか送給されてツク溶
接物の溶接が行々われる。

したがって、前記ｒ画側によると、コンピュータ部１．
３力からの前記各制御信号により、接触針（２５）を移
動させ、接触針（２５ｊのストッパ１２７）への当１〆
により電圧発生部（７のから出力される接触Ｉｒ３号を
検出部（ｌ榎により一更出して接触針＋２５１を所定位
置に配設したのら、前記ロボフトのアームの移動による
接触針（２５）の被密接物への接触により電圧発生部（
ｔのから出力される１ｄ触信号を検出部（層により便出
し、前記接触時の前記アームの位置を確認して前記被溶
接物の位置を横用するようにしたことにより、ｆ肯度よ
く椹溜］ν物の位置”を４・分出することができる。

ざらに、被浴接物の位置梯出後、コンピュータ部１潤か
らの各制御信号の出力を停止１−するこさにより、ロー
タリンレノイド（９）のコイルへの通電を停止し−（接
触針（２５ｊを溶接ワイヤの送給位置から容易に除去す
ることができる。

゛ま／ζ、ロータリンレノイド（９］の作動お・よび作
動１ノ”ｊ’　Ｉｈ　ｌ１４丁に内７；ｉ（のコイルに
より回転軸（９〕′か吸引、開）ｌｉ、されて左右方向
に移動して第１歯車（１２１か移動するが２第２１旨車
（１５）が左右方向に長尺の円柱状である／こめ、弔１
．第２歯車ｆ１２１　、　＋１５１　（１）噛合状態か
解除することはない。

、ケあ・、前記実施例では１回’４４器としてロークリ
ソレノイド（９）を開用したか、低トルクモータラ使用
１−でもよい。

以上のように、この発り］の被溶接物の位１ρ便出１１
ｉ１１徊１装置によると、回転器１′ト動制御信号９位
ｉ−合わぜ刊餌１情号、梗出制＠ｊ信号を出力する制御
部さ。

前記回転器作動制俳信号により回転器の回転軸を回転さ
せ前記回転軸に連結された接触針を移動させる回転器作
動７４１ｉ　Ｌ！：、前記接触針の位１ｄ付わせ時に前
記位１ｄ合わせ刊徊ｊ−直号により前記接１独針と該接
触針の位置合わせ用停止部との間に′電圧発生部からの
検出用電圧を印加させる印加指令部き、被溶接物の位置
検出時に萌日己検出開側１信号により前ｈピ援用！釧と
前記被溶接物との間に前記俣出用屯圧を印加さぜる切慎
部と、前記接触針の前記停止部および前記被密接物への
接触時に前記電圧発生部から出力される接触信号により
前ｇｂ接接触音便用する使用都さを呵えたことにより、
硝度よく被溶暎物の位；―を検出することかできる。

４　図面の１σｆ単な貌り１ ＋”Ａ而は、この＠明の被密接物の位置構出制御装面゛
の１央〃［１シ例を示し、第１図はめる状態の止ｉ（旧
〕１゜第２図は・曲の状態の平面図、第３図は結線１ン
）５弔４図は第３図の一部の詳細な結線図、第５１図（
ａ）〜（Ｃ）　ｔ／′ｉ勤ｆ’「ｉａ引用の７０−チャ
ートを示す。

（９）・・・ロークリソレノイド、（９）・・・回転Ｃ
咄、Ｉ２５１・・・接触針、（２“θ・・・ストッパ、
□□□・・・開側１　ｄｌ（、卿・・・切換部。

−・・・回転器作動部、−・・・印加指令部、（７の・
・・ぼ圧発生９ｉ１Ｌ１．　ｊｚ〜・・・４ψ川部。

代理人　弁理士　　藤田龍太部 第４図 （０）　　　　第５図　　　（Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　回転器作動制御信号１位置合わせ制御信号。 検出制御信号を出力する制御部と、前記回転器作動制御
   信号により回転器の回転軸を回転させ前記回転軸に連結
   された接触針を移動させる回転器作動部と、前記接触針
   の位置合わせ時に前記位置合わせ制御信号により前記接
   触針と該接触針の位置合わせ用停止郡との間に電圧発生
   部からの検出用電圧を印加させる印加指令部と、被溶接
   物の位置検出時に前記検出制御信号により前記接触針と
   前記被溶接物との間に前記検出用電圧を印加させる切＠
   都と、前記接触針の前記停止部および前記被溶接物への
   接触時に前記電圧発生部から出力される接触信号により
   前記接触時を検出する検出部とを備えたことを特徴とす
   る被溶接物の位置４噴出制御装置。