JPS6235864B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6235864B2 JPS6235864B2 JP57140064A JP14006482A JPS6235864B2 JP S6235864 B2 JPS6235864 B2 JP S6235864B2 JP 57140064 A JP57140064 A JP 57140064A JP 14006482 A JP14006482 A JP 14006482A JP S6235864 B2 JPS6235864 B2 JP S6235864B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding torch
- welding
- robot
- position sensor
- detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
- B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
- B23K9/1276—Using non-contact, electric or magnetic means, e.g. inductive means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Machine Tool Copy Controls (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、溶接ロボツトの位置・姿勢検出装
置に関し、励磁コイルと検出コイルとからなる複
数個の位置センサを溶接トーチに直接取り付け、
被測定物の形状にかかわらず溶接トーチの正確な
位置姿勢・検出が実現できるようにしたものであ
る。
置に関し、励磁コイルと検出コイルとからなる複
数個の位置センサを溶接トーチに直接取り付け、
被測定物の形状にかかわらず溶接トーチの正確な
位置姿勢・検出が実現できるようにしたものであ
る。
一般に、自動溶接ロボツトを用いて被溶接物を
溶接する場合には、ロボツト腕の先端に支持され
た溶接トーチと被溶接物との相対位置関係を検出
し、該検出値に基づいてロボツト腕の移動を制御
する必要がある。そして、従来のこの種溶接ロボ
ツトの位置検出装置は、第１図ａに示すように、
ロボツト腕１の先端に溶接トーチ２が支持される
とともに、ロボツト腕１の先端部に鉛直位置セン
サ３および水平位置センサ４がそれぞれ設けら
れ、被測定物（被加工物）５，６に対する位置を
各位置センサ３，４でそれぞれ検出し、ロボツト
腕１の溶接トーチ２を移動している。なお、７は
溶接部である。
溶接する場合には、ロボツト腕の先端に支持され
た溶接トーチと被溶接物との相対位置関係を検出
し、該検出値に基づいてロボツト腕の移動を制御
する必要がある。そして、従来のこの種溶接ロボ
ツトの位置検出装置は、第１図ａに示すように、
ロボツト腕１の先端に溶接トーチ２が支持される
とともに、ロボツト腕１の先端部に鉛直位置セン
サ３および水平位置センサ４がそれぞれ設けら
れ、被測定物（被加工物）５，６に対する位置を
各位置センサ３，４でそれぞれ検出し、ロボツト
腕１の溶接トーチ２を移動している。なお、７は
溶接部である。
しかし、前記従来の位置検出装置によると、各
位置センサ３，４が溶接トーチ２より離して取り
付けられるため、被測定物５，６の形状によつて
は位置検出あるいは溶接が不可能になる場合があ
り、たとえば、同図ｂに示すように、被測定物
６′が短かい場合には、水平位置センサ４による
位置検出が行なえず、また、同図ｃに示すよう
に、被測定物６″の上端が溶接トーチ２側へ突出
するような場合には、水平位置センサ４と被測定
物６″との干渉により溶接トーチ２先端を溶接部
７に案内することができず、溶接が行なえないこ
とになる。
位置センサ３，４が溶接トーチ２より離して取り
付けられるため、被測定物５，６の形状によつて
は位置検出あるいは溶接が不可能になる場合があ
り、たとえば、同図ｂに示すように、被測定物
６′が短かい場合には、水平位置センサ４による
位置検出が行なえず、また、同図ｃに示すよう
に、被測定物６″の上端が溶接トーチ２側へ突出
するような場合には、水平位置センサ４と被測定
物６″との干渉により溶接トーチ２先端を溶接部
７に案内することができず、溶接が行なえないこ
とになる。
さらに、溶接トーチ２の姿勢を検出することが
できない。
できない。
この発明は、前記の点に留意し、簡単な構成で
溶接トーチの三次元空間における位置および姿勢
を検出できるようにしたものであり、三次元空間
を自由に移動する溶接ロボツトのロボツト腕と、
前記ロボツト腕の先端に支持された溶接トーチ
と、前記溶接トーチの外周に等間隔に直接取り付
けられそれぞれ被測定物に渦電流を発生させる励
磁コイルおよび差動巻きされ前記渦電流によつて
誘起された電圧を検出する検出コイルからなりそ
れぞれの検出方向が前記溶接トーチの軸に対し等
角度に傾斜した複数個の位置センサと、前記各位
置センサの出力信号を時系列処理し前記溶接トー
チの三次元空間における位置および姿勢を検出す
る信号処理回路とを備えたことを特徴とする溶接
ロボツトの位置・姿勢検出装置である。
溶接トーチの三次元空間における位置および姿勢
を検出できるようにしたものであり、三次元空間
を自由に移動する溶接ロボツトのロボツト腕と、
前記ロボツト腕の先端に支持された溶接トーチ
と、前記溶接トーチの外周に等間隔に直接取り付
けられそれぞれ被測定物に渦電流を発生させる励
磁コイルおよび差動巻きされ前記渦電流によつて
誘起された電圧を検出する検出コイルからなりそ
れぞれの検出方向が前記溶接トーチの軸に対し等
角度に傾斜した複数個の位置センサと、前記各位
置センサの出力信号を時系列処理し前記溶接トー
チの三次元空間における位置および姿勢を検出す
る信号処理回路とを備えたことを特徴とする溶接
ロボツトの位置・姿勢検出装置である。
したがつて、この発明によると、溶接トーチの
被測定物に対する位置を検出できるほか、複数個
の位置センサが溶接トーチの外周に等間隔に配置
され、前記各位置センサの出力信号が時系列処理
されるため、前記溶接トーチの三次元空間におけ
る位置および姿勢を容易に検出することができる
ものである。
被測定物に対する位置を検出できるほか、複数個
の位置センサが溶接トーチの外周に等間隔に配置
され、前記各位置センサの出力信号が時系列処理
されるため、前記溶接トーチの三次元空間におけ
る位置および姿勢を容易に検出することができる
ものである。
まず、位置検出手段を示した第２図および第３
図について説明する。
図について説明する。
これらの図面において、８は自動溶接ロボツト
のロボツト腕１の先端に支持された溶接トーチ、
９は溶接トーチ８の先端部の外周に直接取り付け
られ検出方向９′が溶接トーチ８の軸方向に等し
い位置センサであり、溶接トーチ８の外周に巻か
れた励磁コイルと該励磁コイルの上に差動巻きさ
れた２つの同一巻数の検出コイルとからなる。
のロボツト腕１の先端に支持された溶接トーチ、
９は溶接トーチ８の先端部の外周に直接取り付け
られ検出方向９′が溶接トーチ８の軸方向に等し
い位置センサであり、溶接トーチ８の外周に巻か
れた励磁コイルと該励磁コイルの上に差動巻きさ
れた２つの同一巻数の検出コイルとからなる。
１０は発振回路であり、該発振回路１０から位
置センサ９の励磁コイルに電圧が与えられると、
励磁コイルに発生する磁力線により、溶接トーチ
８の軸方向の被測定物１１に渦電流が発生する。
この渦電流の大きさは、位置センサ９と被測定物
１１との距離あるいは相対角度により異なり、位
置センサ９の検出コイルにおいて、前記渦電流に
より誘起された微少電圧が検出される。１２は位
置センサ９の検出コイルの出力電圧を所定レベル
に増幅する増幅回路、１３は増幅回路１２の出力
を整流する絶対値回路、１４は絶対値回路１３の
出力を直流成分に変換するローパス回路、１５は
増幅回路１２、絶対値回路１３およびローパス回
路１４で処理された信号をレベル変換する出力回
路であり、検出、処理された信号を溶接ロボツト
の制御装置への入力信号として出力するためのイ
ンターフエース回路として作動する。なお、１２
〜１５に示すものにより、位置センサ９の出力信
号により溶接トーチ８の位置を検出する信号処理
回路１６が構成される。
置センサ９の励磁コイルに電圧が与えられると、
励磁コイルに発生する磁力線により、溶接トーチ
８の軸方向の被測定物１１に渦電流が発生する。
この渦電流の大きさは、位置センサ９と被測定物
１１との距離あるいは相対角度により異なり、位
置センサ９の検出コイルにおいて、前記渦電流に
より誘起された微少電圧が検出される。１２は位
置センサ９の検出コイルの出力電圧を所定レベル
に増幅する増幅回路、１３は増幅回路１２の出力
を整流する絶対値回路、１４は絶対値回路１３の
出力を直流成分に変換するローパス回路、１５は
増幅回路１２、絶対値回路１３およびローパス回
路１４で処理された信号をレベル変換する出力回
路であり、検出、処理された信号を溶接ロボツト
の制御装置への入力信号として出力するためのイ
ンターフエース回路として作動する。なお、１２
〜１５に示すものにより、位置センサ９の出力信
号により溶接トーチ８の位置を検出する信号処理
回路１６が構成される。
したがつて、位置センサ９より得られた出力
は、溶接トーチ８に一体の位置センサ９と被測定
物１１との距離あるいは相対角度により異なり、
位置センサ９の出力を信号処理することにより、
溶接トーチ８の位置を検出することができ、前述
と同様の効果を得ることができるものである。
は、溶接トーチ８に一体の位置センサ９と被測定
物１１との距離あるいは相対角度により異なり、
位置センサ９の出力を信号処理することにより、
溶接トーチ８の位置を検出することができ、前述
と同様の効果を得ることができるものである。
つぎにこの発明をその実施例を示した第４図以
下の図面とともに説明する。
下の図面とともに説明する。
まず、１実施例を示した第４図および第５図に
ついて説明する。
ついて説明する。
これらの図面において、前記と同一記号は同一
物を示し、異なる点は、励磁コイルと検出コイル
とからなる３個の位置センサ１７，１８，１９を
設け、各位置センサ１７，１８，１９を溶接トー
チ８の外周に直接取り付けるとともに、各位置セ
ンサ１７，１８，１９の検出方向１７′，１８′，
１９′が溶接トーチ８の軸に対し45度傾斜し、か
つ、各位置センサ１７，１８，１９のそれぞれの
検出方向１７′，１８′，１９′が円周上に120度の
相互間隔をもつよう配置した点である。
物を示し、異なる点は、励磁コイルと検出コイル
とからなる３個の位置センサ１７，１８，１９を
設け、各位置センサ１７，１８，１９を溶接トー
チ８の外周に直接取り付けるとともに、各位置セ
ンサ１７，１８，１９の検出方向１７′，１８′，
１９′が溶接トーチ８の軸に対し45度傾斜し、か
つ、各位置センサ１７，１８，１９のそれぞれの
検出方向１７′，１８′，１９′が円周上に120度の
相互間隔をもつよう配置した点である。
また、第５図において、２０はマルチプレク
サ、２１はデマルチプレクサであり、発振回路１
０からの信号はマルチプレクサ２０の切替により
順次位置センサ１７，１８，１９の励磁コイルに
入力され、それぞれの検出コイルの検出出力がマ
ルチプレクサ２０を介して信号処理回路１６に入
力される。このマルチプレクサ２０およびデマル
チプレクサ２１の切替は制御回路２２により行な
われ、制御回路２２からの切替信号により位置セ
ンサ１７，１８，１９の出力信号が順次スキヤニ
ングされ、時系列処理によつて溶接トーチ８の位
置および姿勢が検出される。ここで、溶接トーチ
８が平面状の被測定物１１に対し垂直に配置され
ると、各位置センサ１７，１８，１９からの出力
は等しくなり、このときの出力レベルにより溶接
トーチ８と被測定物１１との距離が検出され、さ
らに、溶接トーチ８が被測定物１１に対し傾斜す
ると、各位置センサ１７，１８，１９の出力レベ
ルが個々に変化し、その変化により、溶接トーチ
８の被測定物１１に対する姿勢、すなわち角度が
検出される。
サ、２１はデマルチプレクサであり、発振回路１
０からの信号はマルチプレクサ２０の切替により
順次位置センサ１７，１８，１９の励磁コイルに
入力され、それぞれの検出コイルの検出出力がマ
ルチプレクサ２０を介して信号処理回路１６に入
力される。このマルチプレクサ２０およびデマル
チプレクサ２１の切替は制御回路２２により行な
われ、制御回路２２からの切替信号により位置セ
ンサ１７，１８，１９の出力信号が順次スキヤニ
ングされ、時系列処理によつて溶接トーチ８の位
置および姿勢が検出される。ここで、溶接トーチ
８が平面状の被測定物１１に対し垂直に配置され
ると、各位置センサ１７，１８，１９からの出力
は等しくなり、このときの出力レベルにより溶接
トーチ８と被測定物１１との距離が検出され、さ
らに、溶接トーチ８が被測定物１１に対し傾斜す
ると、各位置センサ１７，１８，１９の出力レベ
ルが個々に変化し、その変化により、溶接トーチ
８の被測定物１１に対する姿勢、すなわち角度が
検出される。
つぎに、他の実施例を示した第６図について説
明する。
明する。
第６図に示すものは、溶接トーチ８の先端部の
外周に励磁コイルと検出コイルとからなる４個の
位置センサ２３，２４，２５，２６を等間隔に配
置したものであり、各位置センサ２３，２４，２
５，２６のそれぞれの検出方向２４′，２５′，２
６′が溶接トーチ８の軸に対し直交するとともに
円周上に90゜度の相互間隔をもつて配置されてい
る。
外周に励磁コイルと検出コイルとからなる４個の
位置センサ２３，２４，２５，２６を等間隔に配
置したものであり、各位置センサ２３，２４，２
５，２６のそれぞれの検出方向２４′，２５′，２
６′が溶接トーチ８の軸に対し直交するとともに
円周上に90゜度の相互間隔をもつて配置されてい
る。
したがつて、各位置センサ２３，２４，２５，
２６の出力信号を前述と同様にして時系列処理す
ることにより、溶接トーチ８の三次元空間におけ
る位置検出が容易となるものである。
２６の出力信号を前述と同様にして時系列処理す
ることにより、溶接トーチ８の三次元空間におけ
る位置検出が容易となるものである。
以上のように、この発明の溶接ロボツトの位
置・姿勢検出装置によると、簡単な構成により溶
接トーチの位置は勿論、姿勢を容易に検出するこ
とができる。
置・姿勢検出装置によると、簡単な構成により溶
接トーチの位置は勿論、姿勢を容易に検出するこ
とができる。
第１図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ従来の溶接ロボツ
トの位置検出装置の構成図、第２図および第３図
は位置検出手段をを示し、第２図ａおよびｂは溶
接トーチの正面図および側面図、第３図は電気ブ
ロツク図、第４図以下の図面はこの発明の溶接ロ
ボツトの位置・姿勢検出装置の実施例を示し、第
４図および第５図は１の実施例を示し、第４図ａ
およびｂは溶接トーチの正面図および側面図、第
５図は電気ブロツク図、第６図ａおよびｂはさら
に他の実施例の溶接トーチの正面図および側面図
である。 １……ロボツト腕、８……溶接トーチ、９，１
７，１８，１９，２３，２４，２５，２６……位
置センサ、１６……信号処理回路。
トの位置検出装置の構成図、第２図および第３図
は位置検出手段をを示し、第２図ａおよびｂは溶
接トーチの正面図および側面図、第３図は電気ブ
ロツク図、第４図以下の図面はこの発明の溶接ロ
ボツトの位置・姿勢検出装置の実施例を示し、第
４図および第５図は１の実施例を示し、第４図ａ
およびｂは溶接トーチの正面図および側面図、第
５図は電気ブロツク図、第６図ａおよびｂはさら
に他の実施例の溶接トーチの正面図および側面図
である。 １……ロボツト腕、８……溶接トーチ、９，１
７，１８，１９，２３，２４，２５，２６……位
置センサ、１６……信号処理回路。
Claims (1)
- １ 三次元空間を自由に移動する溶接ロボツトの
ロボツト腕と、前記ロボツト腕の先端に支持され
た溶接トーチと、前記溶接トーチの外周に等間隔
に直接取り付けられそれぞれ被測定物に渦電流を
発生させる励磁コイルおよび差動巻きされ前記渦
電流によつて誘起された電圧を検出する検出コイ
ルからなりそれぞれの検出方向が前記溶接トーチ
の軸に対し等角度に傾斜した複数個の位置センサ
と、前記各位置センサの出力信号を時系列処理し
前記溶接トーチの三次元空間における位置および
姿勢を検出する信号処理回路とを備えたことを特
徴とする溶接ロボツトの位置・姿勢検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14006482A JPS5930478A (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 溶接ロボットの位置・姿勢検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14006482A JPS5930478A (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 溶接ロボットの位置・姿勢検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5930478A JPS5930478A (ja) | 1984-02-18 |
| JPS6235864B2 true JPS6235864B2 (ja) | 1987-08-04 |
Family
ID=15260132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14006482A Granted JPS5930478A (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 溶接ロボットの位置・姿勢検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5930478A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT502283B1 (de) * | 2005-07-15 | 2007-05-15 | Fronius Int Gmbh | Schweissverfahren und schweisssystem mit bestimmung der position des schweissbrenners |
| ES2274715B1 (es) * | 2005-10-25 | 2008-03-16 | Automatizaciones Badiola, S.L. | Sistema de control de movimiento en soldadura. |
| CN107228617B (zh) * | 2017-04-25 | 2018-04-10 | 清华大学 | 钛/铝合金t型接头背面筋板位置的检测方法和检测装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2829851A1 (de) * | 1978-07-07 | 1980-01-24 | Precitec Gmbh | Anordnung zur messung des abstands zwischen einem metallischen werkstueck und einem bearbeitungswerkzeug |
-
1982
- 1982-08-11 JP JP14006482A patent/JPS5930478A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5930478A (ja) | 1984-02-18 |
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