JPS60217047A

JPS60217047A - 倣い位置検出器

Info

Publication number: JPS60217047A
Application number: JP7218584A
Authority: JP
Inventors: Masakuni Inoko; 正邦猪子; Tatsuya Nakajima; 達也中島; Takaaki Kato; 高明加藤
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1984-04-11
Filing date: 1984-04-11
Publication date: 1985-10-30

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】本発明は、倣いによン溶接、溶断、塗装などを行なう場
合の溶接、溶断および塗装位装置を検出する倣い位置検
出器に関する。

例えば倣い溶接を行なう装置には、倣い対象物（被溶接
部材）の形状に合わせて溶接棒等を被溶接部材面上に移
動させるために被溶接部材の溶接位置を検出する倣い位
置検出器が備えられている。この倣い位置検出器には、
非接触式た構成の検出器であって、その検出に際しては
第１図（、）に示すように被溶接部材１の表面が平面で
あれば検出器２を被溶接部材１の表面に対して平行に移
動させることによって検出器２の位置が正確に検出でき
る。しかし、第１図（ｂ）に示すように被溶接部材３の
表面が曲面の場合は、検出器２をその曲面に合わせるよ
うに移動させる等によシ検出器２の正確な位置が検出で
きな　□い。したがって、第２図（ａ）に示すような管
本体４に穴部（マンホール）５を溶接して固設する場合
、その溶接部６は第２図（ｂ）に示すように曲面となる
ため非接触式の検出器では倣い溶接ができない。

一方、接触式には次のような検出器がある。

第３図（ａ）　、　（ｂ）に示す検出器は、接触子２の
先端８と被溶接部材との接触の有無を「ＨＪレベルおよ
びｒＬＪレベルの信号として出力し、この信号により溶
接位置を検出するものである。なお。

第３図（ａ）は横から見た図、第３図（ｂ）は後部から
見た図である。したがって、模倣すべき溶接位置はｒＨ
ＪおよびｒＬＪレベルの信号によシ得られるので、倣い
溶接は実際の溶接位置に対して精度高くできないという
問題がある。また、この検出器は形状が大きい。

第４図に示す検出器は、被溶接部材との接触の衝激力を
緩和するためにはね９を設けたものであるが、この検出
器ではばね９を設けた部分だけ検出器の形状が大きくな
ってしまう。また。

差動トランスを用いた検出器があるが、この検出器でも
差動トランスを用いただけ形状が大きくなる。

本発明は上記実情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、倣い位置を精度高く検出し得、かつ検
出器を小型にし得る倣い位置検出器を提供することにな
る。

以下、本発明に係る倣い位置検出器の一実施例を倣い溶
接に適用した場合について第５図ないし第７図を参照し
て説明する。第５図は本発明の倣い位置検出器を倣い溶
接装置に適用した全体構成図である。なお、倣い対象物
は第５図に示すような被溶接部材１０ａ、１０ｂから形
成される水平の隔部分を肉溶接するものとする。

第５図において２０は溶接トーチであって、この溶接ト
ーチ２０に第６図に示すような倣い位置検出器３０が設
けられている。この倣い位置検出器３０は、倣い対象物
の形状に合わせて互いに垂直方向に設けられた検出用ロ
ッド３１ａ。

３１ｂが設けられ、これら検出用ロッド３１ａ。

３１ｂのそれぞれにひずみグーソ３２　＆　、　３２ｂ
が固着されるとともに溶接部材１０ａ、１０ｂと接触す
る端部に玉軸受ま、たはローラ３３ａ。

３３ｂが設けられている。そして、ひずみグーソ３２ａ
、３２ｂに発生するひずみに比列した電気信号（例えば
電圧）は倣い溶接装置の制御部のストレインアンプ３４
に送られる構成となっている。

そして、この倣い位置検出器３０は第５図に示す倣い溶
接装置のＸ軸駆動用モータ４０、Ｙ軸駆動用モータ４１
．２軸駆動用モータ４２によシＸ軸方向、Ｙ軸方向、２
軸方向にそれぞれ移動するように構成され、さらにこれ
らｘ軸、Ｚ軸方向の変位がＸ軸位置検出器４３．２軸位
置検出器４４によシ検出される構成となっている。

倣い溶接装置の制御部は第７図に示すようにｘ軸、Ｙ軸
、２軸にそれぞれ分かれた構成となっている。ｘ軸、Ｚ
軸の制御部は倣い位置検出器３０を被溶接部材１０ａ、
１０ｂＶｃ対して一定の接続圧力で移動される。ための
移動機能５０゜６０とこれら移動機能５０．６０によシ
移動した倣い位置検出器３０の位置を検出し記憶すると
ともに、溶接する場合に溶接トーチを移動さぜＡ位置配
憶機能７０ｍ８’とを持っている。

移動機能５０．６０はひずみグーソ３２ａ。

３２ｂに発生した電圧をストレインアンプ３４ｘ　。

３４ｚによシ増幅した信号とＤ／Ａ変換器５１゜６１ｔ
Ａ−ｙてきたコンピータ９０に予め設定されたｘ軸およ
び２軸駆動用モ〜り４０　、４２のトルク設定値とを比
較する比較器５２　、６２と、この比較器５２．６２か
ら送出される接触圧力を一定とするようなトルク信号を
アンプ５３．６３によル増幅し、この増幅されたトルク
信号によりｘ軸および２軸駆動用モータ４０゜４２を駆
動するモータドライバ５４．６４とから構成されている
。なお、ｘ軸および２軸駆動用モータ４０，４２が駆動
することにより、減速ギア５５．６５、クラッチ５６．
６６が作動してｘ軸およびＹ軸方向にそれぞれ倣い位置
検出器３０が移動するように構成されている。

一方、位置記憶機能７０．８０は、ｘ軸および２軸位置
検出器４３．４４の出力信号がコンピュータ９０に送ら
れて倣い制御位置の情報とシテコンピュータ９０内のメ
モリに記憶される構成となっているとともに、この記憶
された倣い制御位置情報をＤ／Ａ変換器７１．８１によ
シアナログ信号に変換した倣い制御位置信号と溶接時に
出力されるＸ軸および２軸検出器４３゜４４の信号とを
比較する比較器７２．８２と、この比較器７２．８２か
ら送出された偏差信号をアンプ７３．８３によシ増幅し
たものでＸ軸および２軸駆動用モータ４０，４２を駆動
するモータドライバ７４．８４とから構成されている。

なお、Ｘ軸および２軸駆動用モータ４０゜４２、減速ギ
ア５５，６５、クラ、チ５６゜６６は図面の度合によシ
別々に示しである。

Ｙ軸方向の制御部は、Ｙ軸方向の移動機能１００と位置
検出機能１１０とを有している・移動機能１００は、コ
ンピュータ９０から発せられたＹ軸速度指令がＤ／Ａ変
換器１０１．アンプ１０２を介してモータドライブ１０
３に送られ、とのモータドライブ１０３によｊＤＹ軸駆
動用モータ４ノが駆動する構成となっている。そして、
Ｙ軸駆動用モータ４１が駆動して減速ギア１０４．クラ
ッチ１０５が作動して倣い位置検出器３０がＹ軸方向に
移動する構成となっている。なお、Ｙ軸方向は、直線方
向だけではなく曲線を考慮しなくてはならない。そ仁で
１位置検出機能１１０は、Ｙ軸位置検出器１１ノ（第１
図には示していない）から出力されるθ軸方向を示す位
置信号が比較器１１２に送られ、さらに、この比較器１
１２にコンピュータ９０から発せられるθ軸位置指令が
入力され、比較において位置信号とθ軸位置指令との偏
差が大きい場合にコンピュータ９ｏに割込み信号とを送
出する構成となっている。

次に上記の如く構成された検出器の作用を倣い溶接装置
の動作とともに説明する。まず、倣い位置検出器３０の
検出用ロッド３１　ａ　、　３１ｂの先端をそれぞれ被
溶接部材１０ａ、１０ｂの表面に接触させる。このとき
、検出用ロッド３１　ｈ　、　３１　ｂに設けられたひ
ずみダーツ３２ａ。

３２ｂに、検出用Ｃｒｙｒ３１ｍ、３１ｂと被溶接部材
１０ｔｈ、１０ｂとの接触圧力に地利した電圧が発生す
る。これら発生した電圧はそれぞれストレインアンｆ３
４ｈ、３４ｂを介して比較器５２．６２に送られる。そ
こでコンピュータ９０はＸ軸および２軸駆動用モータ４
０゜４２を駆動するためにＸ軸および２軸に対するトル
ク設定値を送出する。これらトルク設定値はＤ／Ａ変換
器５１．６１を介して比較器５２゜６２に送られる。

一方、コンピータ９０からＹ軸速度指令が発生され、こ
のＹ軸速度指令がＤ／Ａ変換器Ｊθノ。

アンプ１０２を介してモータドライバ１０３に送られる
。これによ、９Ｙ軸駆動用モータ４１が駆動するので、
倣い位置検出器３０はＹ軸方向に一定速度で移動する。

このように倣い位置検出器３０がＹ軸方向に移動すると
被溶接部材ノθａ、７θｂの形状によシ検出用ロッド３
１ａ、３１ｂと被溶接部材１０ａ、１０ｂとの接触圧力
が変化する。この接触圧力の変化はひずみｒ−ゾ３２　
ａ　、’３３　ａに発生する電圧の変化として得られる
。したがりて移動機能５０．６０の比較器５２．６２か
らは、ひずみダーツ３２ａ、３２ｂに発生した電圧に基
づいて検出用ロッｒｓｌａ、ｓｚｂと被溶接部材１０ａ
、１０ｂとの接触圧力が一定となるようなトルク信号が
アンプを介してモータドライバ５４．６４に送出される
。これにより、倣い位置検出器３０は、溶接部材１０１
Ｌ。

１０ｂの溶接位置に従って移動する。

このように倣い位置検出器３θが移動しているとき、こ
の倣い位置検出器３０のＸ軸およびＺ軸の変位がＸ軸お
よび２軸位置検出器４３゜４４により検出され、これら
Ｘ軸および２軸位置検出器４３．４４の出力信号がコン
ピュータ９０に送られる。コンピュータ９０はＸ軸およ
び２軸位置検出器４３．４４からの信号を取込んでメモ
リに倣い制御位置情報として記憶する。

また、Ｙ軸位置検出器１１ノの出力信号コンピュータ９
０に取込まれてＹ軸方向の位置情報として記憶される。

このようにして、倣い位置が予め記憶される。

そして、溶接を行なう場合は、予め記憶された倣い制御
位置情報に従って倣い位置検出器３０をＸ軸およびＺ軸
方向にＸ軸および２軸駆動モータ４θ、４２によって移
動させながらＹ軸方向に一定速度で移動させて溶接を行
なう。

なお、溶接を行なう場合、倣い位置検出器３０は溶接ト
ーチ２０から離れた位置に待避させておくか、また、検
出器３０自体を取外してもよい。

このように本発明の検出器においては、被溶接部材１０
ａ、１０ｂの形状に合わせて検出用ロッド３１ｈ、３１
ｂを互いに垂直方向に設け、これら検出用ロッド３１ａ
、３１ｂにひずみケ９−ソ３２ａ、３２ｂを固着した構
成としたので、この検出器３０を用いて倣いを行なう場
合、ひずみグーゾ３２ａ、３２ｂに発生する電圧によシ
検出用ロッド３１ａ、、３１ｂと被溶接部材１０ａ、１
０ｂとの接触圧力を一定にして移動制御すれば被溶接部
材１０ａ、１θｂＬ：Ｄ溶接位置つまり倣い制御位置の
正確な情報が得られる。

したがって、溶接を行なう場合この得られた倣い制御位
置情報に従って溶接トーチ２０を移動させれば、溶接ト
ーチ２０が被溶接部材１０ａ。

１０ｂの形状に合わせて移動するので精度の高い（倣い
制御）溶接ができる。

また、従来の倣い位置検出器よりも形状を小屋にできる
。

なお、本発明の検出器は、溶接部材１０ａ。

ノθｂのような剛性の倣い対象物に対して特に有効であ
る。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではない
。上記一実施例では検出用ロッド３１　ａ　、　３１’
ｂを互いに垂直方向に設けたが、このように互いに垂直
方向に設けず、倣い対象物の形状に合わせて設けれは゛
よい。なお、倣い対象物の形状によシ検出用ロッド１つ
だけでも倣いが可能である。したがうて、本発明の検出
器を用いれば各種の形状の倣い対象物例えば曲面の形状
を持つ倣い対象物の倣いにも有効でおるーまた、倣い溶接だけではなく倣い溶断や倣い塗装等の倣
いにも本発明の検出器は適用できる。

本発明によれば、−俯が倣い対象物に接触する検出用ロ
ッドに、この検出用ロッドと倣い対象物との接触圧力を
検出する圧力検出部を設けた構成とし、検出用ロッドを
接触圧力一定として移動させたときの検出用ロッドの変
位をもって倣い制御位置とするようにしたので、倣い位
置を精度高く検出し得、かつ検出器を小型にし得る倣い
位置検出器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は従来の非接触式の倣い位置
検出器の作用を説明するための図、第２図（ａ）　、　
（ｂｌは第１図（ＩＬ）　＃’（ｂ）に示す検出器を管
に適用した場合の作用を説明するための図、第３図（ａ
）　＃　（ｂ）および第４図は従来の接触式の倣い位置
検出器の構成図、第５図は本発明に係る倣い位置検出器
の一実施例を倣い溶接装置に適用した場合の全体構成図
、第６図は第５図に示す本発明の倣い位置検出器の構成
図、第７図は第５図に示す倣い溶接装置の制御部の構成
図である。１０ａ　、１０ｂ・・・被溶接部材、２０・・・溶接ト
ーチ、３０　・・・倣い位置検出器、３１ａ、３１ｂ・
・・検出用ロッド、３２ａ、３２ｂ・・・ひずみグーソ
、３　；９　ａ　、　３３　ｂ−ｏ−ラ、４０−Ｘ軸駆
動用モータ、４１・・・Ｙ軸駆動用モータ、４２・・・
２軸駆動用モータ、４３・・・Ｘ軸位置検出器、４４・
・・２軸位置検出器、５０．６０・・・移動機能、７０
．８０・・・位置記憶機能、１００・・・移動機能、１
１０・・・位置検出機能。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦（ｂ）熱３図（ａ）　（ｂ）第４図第５図７．１篤７図２７５−

Claims

【特許請求の範囲】

溶接（溶断、塗装を含む）部分を倣う倣い装置において
、倣い対象物の形状に合わせて所定の角度をもって接触
させる少なくとも２本の検出用ロッドと、これら検出用
ロッドごとに設けられ、これら検出用ロッドと前記倣い
対象物との接触圧力を検出する圧力検出体と、前記倣い
対象物に対して前記検出用ロッドを一定の前記接触圧力
で移動させ、この移動したときの前記倣い対象物の形状
に応じた前記検出用ロッドの変位を前記倣い対象物の倣
い制御位置として記憶する記憶制御部とを具備したこと
を特徴とする倣い位置検出器。