JPS6344471B2 - - Google Patents
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- JPS6344471B2 JPS6344471B2 JP54100629A JP10062979A JPS6344471B2 JP S6344471 B2 JPS6344471 B2 JP S6344471B2 JP 54100629 A JP54100629 A JP 54100629A JP 10062979 A JP10062979 A JP 10062979A JP S6344471 B2 JPS6344471 B2 JP S6344471B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- axis
- control circuit
- torch
- command value
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は溶接アーク検出器の制御装置に関す
る。
る。
アーク溶接の対象となる溶接溝は例えば第１図
に示すような型開先をしており、例えば同図Ａ
点に示す如く折れ曲がつたものである場合があ
る。このような溝１を溶接しようとする場合、溶
接アークを検出するITVあるいはイメージセン
サ、ホトトランジスタアレイ、太陽電池アレイ等
の光電検出器によつて溝１を検出しながら溶接を
行なう方法が用いられているが、従来のこの種の
方法では溶接溝幅を正確にとらえることはできな
かつた。すなわち、第２図は従来における自動溶
接機の一例を示したもので、溶接トーチ２はNC
データに従つて制御されるＸ軸、Ｙ軸と、溶接ア
ーク検出器３によつて検出される誤差量（溶接ト
ーチ２と溶接溝１とのずれ）を補正するためのｙ
軸とによつて位置制御が行なわれるが、従来にお
いては溶接アーク検出器３が溶接トーチ２に固定
されている（溶接アーク検出器３の向きがＸ軸に
沿つた方向となつている）ので、Ａ点のような折
れ曲がつた地点では溶接溝幅を正確にとらえるこ
とができなかつた。これは、第３図ａに示すよう
に溶接アーク検出器３の向きと溶接溝１の方向と
が一致している場合は検出される像の幅Ypは同
図ｂに示すように溶接溝１の幅Ywに等しいが、
同図ｃに示すように溶接アーク検出器３の向きと
溶接溝１の方向とが一致しなくなると検出される
像の幅は同図ｄに示すようにYp≠Ywとなり、
しかも溝１のヘリによつてアークの像が一部かく
されることも起こるからであつた。
に示すような型開先をしており、例えば同図Ａ
点に示す如く折れ曲がつたものである場合があ
る。このような溝１を溶接しようとする場合、溶
接アークを検出するITVあるいはイメージセン
サ、ホトトランジスタアレイ、太陽電池アレイ等
の光電検出器によつて溝１を検出しながら溶接を
行なう方法が用いられているが、従来のこの種の
方法では溶接溝幅を正確にとらえることはできな
かつた。すなわち、第２図は従来における自動溶
接機の一例を示したもので、溶接トーチ２はNC
データに従つて制御されるＸ軸、Ｙ軸と、溶接ア
ーク検出器３によつて検出される誤差量（溶接ト
ーチ２と溶接溝１とのずれ）を補正するためのｙ
軸とによつて位置制御が行なわれるが、従来にお
いては溶接アーク検出器３が溶接トーチ２に固定
されている（溶接アーク検出器３の向きがＸ軸に
沿つた方向となつている）ので、Ａ点のような折
れ曲がつた地点では溶接溝幅を正確にとらえるこ
とができなかつた。これは、第３図ａに示すよう
に溶接アーク検出器３の向きと溶接溝１の方向と
が一致している場合は検出される像の幅Ypは同
図ｂに示すように溶接溝１の幅Ywに等しいが、
同図ｃに示すように溶接アーク検出器３の向きと
溶接溝１の方向とが一致しなくなると検出される
像の幅は同図ｄに示すようにYp≠Ywとなり、
しかも溝１のヘリによつてアークの像が一部かく
されることも起こるからであつた。
そこで、溶接溝１の方向に対する溶接アーク検
出器３の偏角を検出し、この偏角が零となるよう
に該検出器３を溶接トーチを中心として回動させ
る技術が特公昭51−17138号によつて提案されて
いるが、この先願に係る技術は、上記偏角を溶接
アークの像に基づいて検出していることから、以
下のような欠点がある。
出器３の偏角を検出し、この偏角が零となるよう
に該検出器３を溶接トーチを中心として回動させ
る技術が特公昭51−17138号によつて提案されて
いるが、この先願に係る技術は、上記偏角を溶接
アークの像に基づいて検出していることから、以
下のような欠点がある。
すなわち、アークのゆらぎ等に起因した上記像
の変動のために偏角の検出精度が低い。
の変動のために偏角の検出精度が低い。
また溶接溝が90゜より小さい角度で折れ曲がつ
ている場合に、アーク像が的確にとらえられなく
なり、そのため溶接溝の折れ曲がり方向とは逆の
方向に溶接アーク検出器が回転して、トーチの倣
い制御が不可能になる。
ている場合に、アーク像が的確にとらえられなく
なり、そのため溶接溝の折れ曲がり方向とは逆の
方向に溶接アーク検出器が回転して、トーチの倣
い制御が不可能になる。
更に、多数個の光電素子を溶接アーク検出器の
投影面に配設する必要があり、しかもこれらの光
電素子の出力を処理するための処理回路を用意し
なければならないことから、構成が複雑、高価と
なる。
投影面に配設する必要があり、しかもこれらの光
電素子の出力を処理するための処理回路を用意し
なければならないことから、構成が複雑、高価と
なる。
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決す
ることにある。そのため本発明では、溶接トーチ
を中心として回動しえるように支承され、溶接溝
に沿つて上記溶接トーチと共に移動して該トーチ
の上記溶接溝からのずれを検出する溶接アーク検
出器と、上記ずれが無くなるように上記溶接トー
チを倣い制御する手段とを備えた溶接アーク検出
装置において、上記溶接アーク検出器を溶接溝の
方向へ沿わせるための回動角指令値を、上記溶接
トーチのＸ軸移動指令値とＹ軸移動指令値とに基
づいて演算する演算手段と、該演算手段で演算さ
れた上記回動角指令値に基づいて上記溶接アーク
検出器の回動角を制御する制御手段とを設けるよ
うにしている。
ることにある。そのため本発明では、溶接トーチ
を中心として回動しえるように支承され、溶接溝
に沿つて上記溶接トーチと共に移動して該トーチ
の上記溶接溝からのずれを検出する溶接アーク検
出器と、上記ずれが無くなるように上記溶接トー
チを倣い制御する手段とを備えた溶接アーク検出
装置において、上記溶接アーク検出器を溶接溝の
方向へ沿わせるための回動角指令値を、上記溶接
トーチのＸ軸移動指令値とＹ軸移動指令値とに基
づいて演算する演算手段と、該演算手段で演算さ
れた上記回動角指令値に基づいて上記溶接アーク
検出器の回動角を制御する制御手段とを設けるよ
うにしている。
以下この発明を添付図面の一実施例にもとづい
て詳しく説明する。
て詳しく説明する。
第４図において溶接ロボツト１０はNCデータ
にしたがつて制御されるＸ軸、Ｙ軸と、溶接アー
ク検出器１３により検出される誤差量（溶接トー
チ１２と溶接溝１１とのずれ）を補正するための
ｙ軸とで構成され、ｙ軸の先端に取付けられた溶
接トーチ１２をあらゆる箇所に位置制御できるよ
うになつている。溶接アーク検出器１３は溶接ト
ーチ１２を中心としてXY平面上を回動自在に当
該溶接トーチ１２に取付けられている。すなわ
ち、第４図の例においては、溶接トーチ１２に歯
車１４を固定し、また溶接トーチ１２に回転自在
に回転リング１５を取付け、回転リング１５より
アーム１５′を出してこのアーム１５′にモータ１
６およびITV１３を固定する。そして、モータ
１６に歯車１７を取付けて歯車１４とかみ合うよ
うにする。このような構成により、モータ１６を
コントロールすることにより溶接アーク検出器１
の向きをXY平面上において溶接トーチ１２を中
心として自由な角度に位置決めできる。この位置
決め軸を以下Ｔ軸という。
にしたがつて制御されるＸ軸、Ｙ軸と、溶接アー
ク検出器１３により検出される誤差量（溶接トー
チ１２と溶接溝１１とのずれ）を補正するための
ｙ軸とで構成され、ｙ軸の先端に取付けられた溶
接トーチ１２をあらゆる箇所に位置制御できるよ
うになつている。溶接アーク検出器１３は溶接ト
ーチ１２を中心としてXY平面上を回動自在に当
該溶接トーチ１２に取付けられている。すなわ
ち、第４図の例においては、溶接トーチ１２に歯
車１４を固定し、また溶接トーチ１２に回転自在
に回転リング１５を取付け、回転リング１５より
アーム１５′を出してこのアーム１５′にモータ１
６およびITV１３を固定する。そして、モータ
１６に歯車１７を取付けて歯車１４とかみ合うよ
うにする。このような構成により、モータ１６を
コントロールすることにより溶接アーク検出器１
の向きをXY平面上において溶接トーチ１２を中
心として自由な角度に位置決めできる。この位置
決め軸を以下Ｔ軸という。
上記Ｔ軸の制御にもとづいて溶接アーク検出器
１３の向きを溶接溝１１の方向に制御する制御回
路の一例を第５図に示す。第５図の例はＸ軸、Ｙ
軸の各移動指令値ΔX、ΔYにもとづいてＴ軸の
制御量を演算で求めるようにしたものである。
１３の向きを溶接溝１１の方向に制御する制御回
路の一例を第５図に示す。第５図の例はＸ軸、Ｙ
軸の各移動指令値ΔX、ΔYにもとづいてＴ軸の
制御量を演算で求めるようにしたものである。
第５図において、中央制御回路２０は第４図の
自動溶接機１０を動作させるための各種信号を出
力する回路である。Ｘ軸制御回路２１はNCデー
タにしたがつてＸ軸を制御するものである。すな
わち、Ｘ軸制御回路２１において位置検出器２２
は自動溶接器１０のＸ軸位置を検出し、減算器２
３は中央制御回路２０から出力されるＸ軸に関す
るNCデータと位置検出値との偏差をとり、該偏
差を増幅器２４を介して駆動用モータ２５に加え
てＸ軸を制御する。Ｙ軸制御回路２６はNCデー
タにしたがつてＹ軸を制御するものである。すな
わち、Ｙ軸制御回路２６において位置検出器２７
は自動溶接器１０のＹ軸位置を検出し、減算器２
８は中央制御回路２０から出力されるＹ軸に関す
るNCデータと位置検出値との偏差をとり、該偏
差を増幅器２９を介して駆動用モータ３０に加え
てＹ軸を制御する。
自動溶接機１０を動作させるための各種信号を出
力する回路である。Ｘ軸制御回路２１はNCデー
タにしたがつてＸ軸を制御するものである。すな
わち、Ｘ軸制御回路２１において位置検出器２２
は自動溶接器１０のＸ軸位置を検出し、減算器２
３は中央制御回路２０から出力されるＸ軸に関す
るNCデータと位置検出値との偏差をとり、該偏
差を増幅器２４を介して駆動用モータ２５に加え
てＸ軸を制御する。Ｙ軸制御回路２６はNCデー
タにしたがつてＹ軸を制御するものである。すな
わち、Ｙ軸制御回路２６において位置検出器２７
は自動溶接器１０のＹ軸位置を検出し、減算器２
８は中央制御回路２０から出力されるＹ軸に関す
るNCデータと位置検出値との偏差をとり、該偏
差を増幅器２９を介して駆動用モータ３０に加え
てＹ軸を制御する。
Ｔ軸制御回路３１は前記Ｘ軸に関する移動指令
値（ΔX）およびＹ軸に関する移動指令値（ΔY）
にもとづいてＴ軸の制御量θtを求めてＴ軸を制御
する回路である。すなわち、Ｔ軸制御回路３１に
おいてＴ軸制御量演算回路３２はＸ軸、Ｙ軸の各
移動指令値ΔX、ΔYにもとづいてＴ軸の制御量
θtを求める。この制御量θtは、 θt＝tan-1ΔY／ΔX で求めることができる。求められた角度θtはＴ軸
に関する角度指令値（Ｘ軸に沿つた方向を0゜とす
る）として利用される。すなわち、角度検出器３
３は例えばパルスエンコーダでＴ軸の実際の角度
を検出し、減算器３４はこの角度検出値と上記角
度指令値θtとの偏差をとり、該偏差を増幅器３５
を介して前記駆動用モータ１６に加えてＹ軸を制
御する。これにより、溶接アーク検出器１３の向
きは溶接溝１１に沿つた方向に制御される。
値（ΔX）およびＹ軸に関する移動指令値（ΔY）
にもとづいてＴ軸の制御量θtを求めてＴ軸を制御
する回路である。すなわち、Ｔ軸制御回路３１に
おいてＴ軸制御量演算回路３２はＸ軸、Ｙ軸の各
移動指令値ΔX、ΔYにもとづいてＴ軸の制御量
θtを求める。この制御量θtは、 θt＝tan-1ΔY／ΔX で求めることができる。求められた角度θtはＴ軸
に関する角度指令値（Ｘ軸に沿つた方向を0゜とす
る）として利用される。すなわち、角度検出器３
３は例えばパルスエンコーダでＴ軸の実際の角度
を検出し、減算器３４はこの角度検出値と上記角
度指令値θtとの偏差をとり、該偏差を増幅器３５
を介して前記駆動用モータ１６に加えてＹ軸を制
御する。これにより、溶接アーク検出器１３の向
きは溶接溝１１に沿つた方向に制御される。
溶接制御回路３６は中央制御回路２０からの溶
接アーク点火指令（普通これはパルスで与えられ
ることが多い）にもとづいて溶接トーチ１２を点
火するものである。
接アーク点火指令（普通これはパルスで与えられ
ることが多い）にもとづいて溶接トーチ１２を点
火するものである。
倣い制御回路４０はｙ軸を制御するためのもの
である。倣い制御回路４０において、誤差検出器
４１は前記溶接アーク検出器５の検出にもとづい
て溶接溝１１と溶接トーチ１２とのずれ（誤差）
を演算で求める。指令切換回路４２は求められた
誤差もしくは中央制御回路２０からの原点指令デ
ータの一方を選択して減算器４３に加える。ここ
で原点指令データとはｙ軸の位置をその原点に復
帰させるためのデータである。減算器４３は位置
検出器４４で検出されるｙ軸の実際の位置と指令
切換回路４２からの位置指令との偏差を求め、該
偏差を増幅器４５を介してモータ４６に加え、ｙ
軸位置を指令位置に制御する。
である。倣い制御回路４０において、誤差検出器
４１は前記溶接アーク検出器５の検出にもとづい
て溶接溝１１と溶接トーチ１２とのずれ（誤差）
を演算で求める。指令切換回路４２は求められた
誤差もしくは中央制御回路２０からの原点指令デ
ータの一方を選択して減算器４３に加える。ここ
で原点指令データとはｙ軸の位置をその原点に復
帰させるためのデータである。減算器４３は位置
検出器４４で検出されるｙ軸の実際の位置と指令
切換回路４２からの位置指令との偏差を求め、該
偏差を増幅器４５を介してモータ４６に加え、ｙ
軸位置を指令位置に制御する。
溶接アーク検出器１３の向きを溶接溝１１の方
向に制御する制御回路の別の実施例を第６図に示
す。第６図の例はＴ軸の指令値θtを別途数値指令
として与えるようにしたものである。
向に制御する制御回路の別の実施例を第６図に示
す。第６図の例はＴ軸の指令値θtを別途数値指令
として与えるようにしたものである。
第６図において中央制御回路５０は第５図の中
央制御回路２０と同様に第４図の自動溶接機１０
を動作させるための各種信号を出力する回路であ
る。Ｘ軸制御回路５１は第５図のＸ軸制御回路２
１と同様に構成され、中央制御回路５０からのＸ
軸移動指令値ΔXに応じてＸ軸位置を制御する。
Ｙ軸制御回路５２は第５図のＹ軸制御回路２６と
同様に構成され、中央制御回路５０からのＹ軸移
動指令値ΔYに応じてＹ軸位置を制御する。
央制御回路２０と同様に第４図の自動溶接機１０
を動作させるための各種信号を出力する回路であ
る。Ｘ軸制御回路５１は第５図のＸ軸制御回路２
１と同様に構成され、中央制御回路５０からのＸ
軸移動指令値ΔXに応じてＸ軸位置を制御する。
Ｙ軸制御回路５２は第５図のＹ軸制御回路２６と
同様に構成され、中央制御回路５０からのＹ軸移
動指令値ΔYに応じてＹ軸位置を制御する。
Ｔ軸制御回路５３は中央制御回路５０からのＴ
軸角度指令値θtに応じてＴ軸の角度θを制御す
る。すなわち、Ｔ軸制御回路５３において角度検
出器５４はＴ軸の角度（溶接アーク検出器１３の
向き）θを検出し、減算器５５は中央制御回路５
０から出力されるＴ軸に関する指令値θtと上記検
出値θとの偏差をとり、該偏差を増幅器５６を介
して前記モータ１６に加えてＴ軸を制御する。
軸角度指令値θtに応じてＴ軸の角度θを制御す
る。すなわち、Ｔ軸制御回路５３において角度検
出器５４はＴ軸の角度（溶接アーク検出器１３の
向き）θを検出し、減算器５５は中央制御回路５
０から出力されるＴ軸に関する指令値θtと上記検
出値θとの偏差をとり、該偏差を増幅器５６を介
して前記モータ１６に加えてＴ軸を制御する。
溶接制御回路５７は中央制御回路５０からの溶
接アーク点火指令にもとづいて溶接トーチ１２を
点火するものである。
接アーク点火指令にもとづいて溶接トーチ１２を
点火するものである。
倣い制御回路６０は第５図の倣い制御回路４０
と同様に構成され、ｙ軸を倣い制御する。
と同様に構成され、ｙ軸を倣い制御する。
尚、第５図、第６図の方法以外にもＸ軸とＹ軸
の円弧あるいは直線補間の指令データにもとづい
て中央制御回路でＴ軸の指令角度θtを計算で求め
てＴ軸を制御するようにしてもよい。
の円弧あるいは直線補間の指令データにもとづい
て中央制御回路でＴ軸の指令角度θtを計算で求め
てＴ軸を制御するようにしてもよい。
以上説明したように、本発明では、溶接アーク
検出器を溶接溝に沿わせるための回動角指令値
を、溶接トーチのＸ軸移動指令値とＹ軸移動指令
値とに基づいて得るようにしているので、アーク
光のゆらぎ等の影響を全く受けることなく、きわ
めて高精度に溶接アーク検出器を溶接溝の方向に
沿わせることができる。
検出器を溶接溝に沿わせるための回動角指令値
を、溶接トーチのＸ軸移動指令値とＹ軸移動指令
値とに基づいて得るようにしているので、アーク
光のゆらぎ等の影響を全く受けることなく、きわ
めて高精度に溶接アーク検出器を溶接溝の方向に
沿わせることができる。
また、溶接溝が鋭角をなす態様で折れ曲がつて
いる場合でも、この溶接溝の折れ曲がり方向にト
ーチを沿わせることができる。
いる場合でも、この溶接溝の折れ曲がり方向にト
ーチを沿わせることができる。
更に、本発明ではアーク検出器の出力に基づい
て回動角指令を作成しないので、トーチの左右方
向のずれ量を検出する２つの光電素子のみを上記
アーク検出器に設ければよく、したがつて溶接ア
ーク検出器およびその出力を処理する回路の低コ
スト化を図ることができる。
て回動角指令を作成しないので、トーチの左右方
向のずれ量を検出する２つの光電素子のみを上記
アーク検出器に設ければよく、したがつて溶接ア
ーク検出器およびその出力を処理する回路の低コ
スト化を図ることができる。
第１図は溶接ワークにおける溶接溝の一例を示
す斜視図、第２図は溶接ロボツトにおける溶接ア
ーク検出器の従来における取付状態を示す斜視
図、第３図は第２図の構成によつて生じる不具合
を説明するための図、第４図はこの発明の一実施
例を示す斜視図、第５図は第４図の実施例の制御
系の一例を示すブロツク図、第６図は第４図の実
施例の制御系の別の例を示すブロツク図である。 １０……溶接ロボツト、１１……溶接溝、１２
……溶接トーチ、１３……溶接アーク検出器、１
４，１７……歯車、１５……回転リング、１５′
……アーム、１６……モータ、３１，５３……Ｔ
軸制御回路。
す斜視図、第２図は溶接ロボツトにおける溶接ア
ーク検出器の従来における取付状態を示す斜視
図、第３図は第２図の構成によつて生じる不具合
を説明するための図、第４図はこの発明の一実施
例を示す斜視図、第５図は第４図の実施例の制御
系の一例を示すブロツク図、第６図は第４図の実
施例の制御系の別の例を示すブロツク図である。 １０……溶接ロボツト、１１……溶接溝、１２
……溶接トーチ、１３……溶接アーク検出器、１
４，１７……歯車、１５……回転リング、１５′
……アーム、１６……モータ、３１，５３……Ｔ
軸制御回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 溶接トーチを中心として回動しえるように支
承され、溶接溝に沿つて上記溶接トーチと共に移
動して該トーチの上記溶接溝からのずれを検出す
る溶接アーク検出器と、上記ずれが無くなるよう
に上記溶接トーチを倣い制御する手段とを備えた
溶接アーク検出装置において、 上記溶接アーク検出器を溶接溝の方向へ沿わせ
るための回動角指令値を、上記溶接トーチのＸ軸
移動指令値とＹ軸移動指令値とに基づいて演算す
る演算手段と、 該演算手段で演算された上記回動角指令値に基
づいて上記溶接アーク検出器の回動角を制御する
制御手段と を設けたことを特徴とする溶接アーク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10062979A JPS5626676A (en) | 1979-08-07 | 1979-08-07 | Welding arc detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10062979A JPS5626676A (en) | 1979-08-07 | 1979-08-07 | Welding arc detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5626676A JPS5626676A (en) | 1981-03-14 |
| JPS6344471B2 true JPS6344471B2 (ja) | 1988-09-05 |
Family
ID=14279123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10062979A Granted JPS5626676A (en) | 1979-08-07 | 1979-08-07 | Welding arc detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5626676A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4468695A (en) * | 1980-11-20 | 1984-08-28 | Tokico Ltd. | Robot |
| US4492847A (en) * | 1981-09-30 | 1985-01-08 | Unimation, Inc. | Manipulator welding apparatus with sensing arrangements for weld slam tracking |
| US4493968A (en) * | 1983-07-13 | 1985-01-15 | Caterpillar Tractor Co. | Adaptive welder with laser TV-scanner |
| US4599506A (en) * | 1984-12-05 | 1986-07-08 | Westinghouse Electric Corp. | Visual observation of welding operation |
| US4724301A (en) * | 1985-10-21 | 1988-02-09 | Hitachi, Ltd. | Apparatus utilizing light stripe image for detecting portion to be welded prior to welding thereof |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5117138A (en) * | 1974-08-01 | 1976-02-10 | Keizo Utsu | Netsukokankino biseibutsufushokuno boshiho |
-
1979
- 1979-08-07 JP JP10062979A patent/JPS5626676A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5626676A (en) | 1981-03-14 |
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