CN102596489A - 作业台车 - Google Patents

Abstract

提供一种在速度发生了急剧变化时判断为因某些原因发生了事故从而停止的作业台车。作业台车(A)在被加工件(Ca)上移动，并利用搭载的加工工具(焊炬(B))实施规定的加工(焊接)。作业台车(A)具有：台车主体(1)；设置在台车主体(1)上的多个车轮(4)；驱动车轮(4)的驱动电动机(3a)；检测作用于台车的加速度的加速度传感器(10)；在通过加速度传感器(10)检测到急剧的速度变化时判断为发生了异常而使驱动电动机(3a)停止的控制部(12)。

Description

作业台车

技术领域

本发明涉及在对被加工件进行焊接或切割时使用的作业台车，尤其是涉及在检测到速度的急剧变化时判断为发生异常从而停止的作业台车。

背景技术

在钢板或不锈钢板等被切割件上移动，并使搭载的气体割炬或等离子割炬工作而对该被切割件进行切割的作业台车、或者在一对钢板或不锈钢板等被焊接件的一方上移动，并使搭载的焊炬工作而对该被焊接件进行焊接的作业台车被广泛使用。

在上述那样的作业台车的情况下，配置有多个车轮，在移动方向的前后配置的车轮之间通常配置有割炬或焊炬，因而，能进行目标加工的范围产生界限。即，作业台车的车轮最接近被加工件的端部的位置成为能进行目标加工的限度。

该作业台车通过操作员操作设置于作业台车的开关类，而能进行操作，或者如示教重放方式的作业台车那样，操作员把持经由软线构成的手持式的遥控盘而操作设置于该遥控盘的开关类，由此进行示教操作。

尤其是在被加工件的上表面移动而进行切割或焊接的作业台车的情况下，一个操作员有时负责多台作业台车而进行目标加工。这种情况下，操作员通常在进行1台作业台车的操作而使其工作后，使该作业台车自动移动，并进行其他的作业台车的加工的安排而使其他的作业台车工作。

例如专利文献1记载有一种移动台车(作业台车)，在对正交配置的两张钢板(被加工件)的交叉部进行角焊时，为了对垂直配置的钢板的表面进行引导，而使移动方向从焊接的行进方向稍朝向垂直配置的钢板侧，由此使引导辊与垂直配置的钢板的表面进行压力接触。在使用该移动台车的情况下，能够将立板作为引导部而进行良好的焊接。

然而，即便在如上述那样构成的移动台车中，当该移动台车到达钢板的端部时，也会产生如何使其停止的问题。为了解决该问题，也提出了如下构成的移动台车：在移动台车上设置传感器，通过该传感器检测到钢板的端部时，或者在钢板的端部附近设置由传感器检测的卡爪，通过传感器检测到该卡爪时，根据该检测信号而使移动台车停止。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利第3400290号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

在被加工件的上表面移动而进行切割或焊接的作业台车的情况下，可能在用于进行目标加工的移动范围内存在意外的障碍物而发生碰撞，或尽管设置了传感器和卡爪但车轮仍然从被加工件的端部落下。而且，如示教重放方式的作业台车那样，在操作员把持经由软线构成的手持的遥控盘而进行操作时，因某些原因，而遥控盘在操作中可能会落下。

这样，在作业台车发生了意外的由障碍引起的事故时，需要迅速地使该作业台车停止，但若形成为始终监控意外事故的原因的结构的话，成为大幅的成本上涨的主要原因，因而不优选。因此，现状是要求开发一种在作业台车发生了某种事故时能迅速地使其停止的作业台车。

本发明的目的在于提供一种在作业台车的速度发生了急剧变化时，判断为因某些原因发生了事故，从而使作业台车停止的作业台车。

【用于解决课题的手段】

为了解决上述课题，本发明涉及一种作业台车，在被加工件上移动，并利用搭载的加工工具对该被加工件实施规定的加工，所述作业台车具有：台车主体；设置在所述台车主体的多个车轮；设置于所述台车主体并驱动所述车轮的驱动电动机；设置于所述台车主体并检测作用于该台车的加速度的加速度传感器；控制所述驱动电动机的驱动，并且在通过所述加速度传感器检测到急剧的速度变化时判断为发生了异常而使驱动电动机停止的控制部。

在上述作业台车中，优选的是，该作业台车具有设置了加速度传感器的遥控盘，所述控制部在通过所述加速度传感器检测到该遥控盘的急剧的速度变化时，判断为遥控盘发生了异常而使驱动电动机和加工工具的工作停止。

【发明效果】

在本发明的作业台车中，通过设置于台车主体的加速度传感器来检测作业台车的速度的变化，在检测到的速度的变化为急剧的变化时，判断为发生了异常而使驱动电动机停止，由此能够使作业台车停止。因此，在车轮从被加工件的端部落下或与意外的障碍物发生了碰撞的情况下，能够迅速地使作业台车停止，从而能够减小切割不良或焊接不良的范围。

另外，在作业台车具有遥控盘的情况下，通过在该遥控盘设置加速度传感器，而在该遥控盘落下时，能够检测与落下相伴的急剧的速度变化而使作业台车停止，并同时使加工工具的工作停止。因此，在因未预料的事故而操作员将把持的遥控盘松开使其落下时，能够迅速地使作业台车停止，并同时使加工工具的工作停止。因此，例如在对作业台车或加工工具的示教作业中那样的情况下，能够迅速地使作业台车及加工工具的工作停止而减少多余的动作。

附图说明

图1是说明采用了作业台车的焊接装置的结构的三视图。

图2是说明构成作业台车的杆的转动与磁铁的关系的图。

图3是说明作业台车的控制系统的框图。

图4是检测到作业台车或遥控盘落下而速度急剧变化的情况时的流程图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的作业台车的一实施例。本发明的作业台车在由钢板或不锈钢板等构成的被焊接件或被切割件等被加工件上移动，通过搭载的焊炬或等离子割炬或气体割炬等加工工具，对被加工件实施规定的加工。

尤其是本发明的作业台车在作业中当检测到作用于作业台车的急剧的速度变化时，判断为在作业中发生了异常的状态而使驱动电动机停止。因此，例如在作业台车从被加工件的端部落下或与存在于被加工件上的意外的障碍物发生了碰撞时，能够迅速地使作业台车停止。

另外，在作业台车具有遥控盘的情况下，检测该遥控盘的急剧的速度变化而使驱动电动机及加工工具的工作停止。因此，即使在把持遥控盘的操作员使该遥控盘落下的情况下，也能够迅速地使作业台车停止，且能够使加工工具的工作停止。

在本发明中，并未限定作业台车产生的急剧的速度变化的大小。即，作业台车自身的速度的变化与遥控盘产生的速度变化不必相同，也可以互不相同。而且，作业台车产生的速度变化并非对应于目标加工，需要为与此时的速度变化明显不同的值。因此，需要考虑与目标加工对应的各条件来适当设定。

然而，在以下的本实施例中，设定值为0.5G，以该设定值为基准而与测定到的速度变化所产生的测定值相比，当测定值小于0.5G时，判定为作业台车或遥控盘处于正常的状态，当测定值大于0.5G时，判定为作业台车或遥控盘发生了异常的状态。

以下，说明适用了本发明的作业台车的焊接装置的结构。图示的作业台车A搭载有图1的双点划线所示的加工工具即焊炬B，并构成对该图的单点划线所示的被加工件Ca、Cb进行角焊的焊接装置。然而，本发明的作业台车也可以取代焊炬B而搭载气体割炬或等离子割炬，由此作为构成切割装置的作业台车使用。以下，在本实施例中，将作业台车A作为焊接专用的作业台车进行说明。

在图中，作业台车A的台车主体1包括主体壳体1a和将该主体壳体1a的底面闭塞的底板1b，在主体壳体1a的上部设有对焊炬B进行保持的保持构件2。并且通过在保持构件2上安装并固定焊炬B，从而能搭载该焊炬B。尤其是在主体壳体1a中的与焊炬B的配置位置对应的上表面形成有从一侧的侧面倾斜到上表面为止的凹部，通过形成该凹部，而能够增大焊炬B的倾斜角度。

在构成主体1的主体壳体1a的上部配置有驱动装置3，该驱动装置3包括由可变速电动机构成的驱动电动机3a、及减速器3b。而且在主体壳体1a的内部沿着前后方向配置有两根轴，一根轴与驱动装置3连接，且这两根轴经由未图示的同步带或链条等传动构件来连接。而且在各轴的两端部分别固定有橡胶制的车轮4。

需要说明的是，驱动装置3不必具有由可变速电动机构成的驱动电动机3a，可以将定速电动机和变速装置组合而构成。而且当然也可以将驱动电动机作为减速电动机，并将该减速电动机和变速装置组合而构成驱动装置3。

在主体壳体1a的上部且在驱动装置3的附近设有操作盘5。在该操作盘5收容有后述的控制基板11，且配置有操作设备类5a，该操作设备类5a在表面包括指示移动方向的开关、设定移动速度的标度盘或显示工作状况的显示灯等。而且，在操作盘5的规定位置上连接有与电源软线5b连接的连接器。而且，在操作盘5连接有图3所示的焊接电源单元15、未图示的等离子电源或与气体供给装置连接而传递各种控制信号的通信线17。

另外，在操作盘5上经由软线6b连接有由操作员把持而操作的遥控盘6。该遥控盘6可以是用于对台车主体1的移动进行操作的操作盘，在作业台车A构成为焊接机器人时，也可以是用于对该作业台车A的动作进行示教操作及重放操作的操作盘。

在遥控盘6设有与该遥控盘6的功能对应的操作设备类6a。即，在遥控盘6仅对移动台车1的移动进行操作时，作为操作设备类6a，配置有与设置于主体壳体1a的操作盘5的操作设备类5a同样的由开关和标度盘构成的操作设备类6a。

另外，在作业台车A构成为机器人时，作为操作设备类6a，配置有对台车主体1的移动方向或移动速度进行控制的设备类、包括对焊接电源的工作进行控制的开关、标度盘或触摸面板在内的设备类、以及对与台车主体1的移动同步的焊接电源的工作状态进行示教的按钮等。

在上述结构中，当对驱动电动机3a进行驱动时，该驱动电动机3a的旋转经由减速器3b向一方的轴传递，然后经由传动构件向另一方的轴传递。然后四个车轮4旋转而主体1移动。此时，由于车轮4分别由橡胶形成，因此与被加工件Cb的接触摩擦大，从而能够发挥大牵引力。

在主体1的内部的大致中央配置有磁铁7。在本实施例中，使用由铁氧体磁钢构成的永久磁铁作为磁铁7。然而，并未限定为所述磁铁，当然只要是永久磁铁就可以利用。而且安装在构成主体1的主体壳体1a上的底板1b由铝或不锈钢等非磁性件构成。

磁铁7安装在杆8的安装片8a上。杆8形成为大致L字状，包括安装片8a和从该安装片8a立起的立起片8b。并且在托架8c安装有磁铁7，该托架8c安装在安装片8a的侧面。磁铁7相对于安装片8a的安装结构并未特别限定，可以是基于螺栓或螺丝等的安装结构。

在主体1的主体壳体1a的规定位置配置有轴9，在该轴9安装有杆8的安装片8a的一侧的端部(L字型的前端部)。因此，杆8能够以在安装片8a的前端部上安装的轴9为中心进行转动，伴随着杆8的转动而磁铁7的姿态能够变化。尤其是磁铁7相对于被加工件Ca成为大致水平状的姿态时能发挥最强的吸附力，随着倾斜角度逐渐增大而吸附力减小。例如，在将作业台车A载置于被加工件Ca的状态下，通过使磁铁7相对于被加工件Ca倾斜约6度～8度而能够从被加工件Ca将其剥落，以比8度大的角度倾斜时能够更容易地剥落。

需要说明的是，8d是设置在立起片8b的上端部分上的把手。

为了有效利用磁铁7对被加工件Ca的吸附力，而磁铁7优选配置在与主体壳体1a的底部设置的底板尽可能接近的位置。因此，设置于主体壳体1a的轴9的位置是在使杆8转动而使磁铁7倾斜约8度～10度左右时，磁铁7的拐角部分与底板不接触的高度且与作业台车A的重心大体一致的位置。

另外，在杆8为图2的双点划线的位置时，磁铁7相对于被加工件Ca以大致平行的姿态接近，在该状态下，磁铁7的与被加工件Ca的气隙成为最小值，成为大致最大的吸附力而发挥高牵引力。而且在杆8转动到该图的实线的位置时，磁铁7相对于被加工件Ca倾斜约8度，而气隙成为最大值，吸附力减小而能够容易地从被加工件Ca脱离。

在台车主体1设有加速度传感器10。将加速度传感器10设置在台车主体1的何种位置并未作限定，只要是能可靠地检测该作业台车1产生的速度的变化的位置即可。而且，由于直接对加速度传感器10作用外力的情况不优选，因此优选设置在这种外力不会作用的位置。因此，在本实施例中，加速度传感器10安装在由操作盘5收容的控制基板11上，该操作盘5设置在主体壳体1a的上部且驱动装置3的附近。

加速度传感器10能够测定与三维的速度变化对应的加速度而产生与测定到的加速度对应的信号。并且，在相对于被加工件Ca移动的期间，始终测定台车主体1的速度的变化，并能够将测定到的值向后述的控制部传递。在本实施例中，使用能够在±0.1G～±3.0G左右的范围内测定速度的变化的加速度传感器10。

接下来，通过图3的框图，说明作业台车A的控制系统。图示的控制基板11由操作盘5收容，该操作盘5设置在构成作业台车A的台车主体1的主体壳体1a的上部。在该控制基板11上安装有加速度传感器10、由计算机构成的控制部12、驱动电动机3a的驱动回路13、及为了控制作业台车A所需的其他的未图示的设备类。

另外，作业基板11与从作业台车A分开设置的焊接电源单元15经由I/O单元16、通信线17而连接，能够按照从控制部12产生的指令信号而使焊接电源单元15工作/停止。

需要说明的是，在作业台车A搭载有等离子割炬的情况下，取代焊接电源单元15而连接等离子电源单元，在搭载有气体割炬的情况下，连接气体供给装置。

另外，在作业台车A具有遥控盘6时，在该遥控盘6的内部也安装有与加速度传感器10同样的加速度传感器19。该加速度传感器19经由软线6b而与控制部12连接，在控制部12中，当加速度传感器10、19中的任一个检测到发生了急剧的速度变化时，可识别为发生了异常的状态。

接下来，通过图4，说明如上所述构成的作业台车A在进行目标加工的情况下，检测到急剧的速度变化时使驱动电动机3a停止的次序。

预先对控制部12，设定使驱动电动机3a停止时的检测值为0.5G，并且在进行目标焊接时设定并存储最佳的速度。此时，进行实施目标焊接所需的、包括焊接电源单元15的电压值或电流值的设定、气体的流量的设定等在内的全部的设定。

在完成了为了进行目标焊接所需的设定之后，使焊炬B面向被加工件Ca、Cb交叉的部位，使该焊炬B开始进行角焊，并同时使作业台车A开始移动。

如图4所示，在作业台车A移动的期间，从加速度传感器10、19连续地检测到的加速度的检测值向控制部12传递。并且，在步骤S21中，在控制部12中将传递到的加速度的检测值与预先设定的设定值进行比较，当检测值未超过设定值时，向步骤S22前进，维持作业台车A的移动，并且在步骤S23中维持焊接电源单元15的工作状态。因此，继续进行对被加工件Ca、Cb的焊接作业。

另外，在加速度的检测值超过了设定值时，向步骤S24前进，使驱动电动机3a停止而使作业台车A停止移动，并且在步骤S25中使焊接电源单元15的工作停止。因此，对于被加工件Ca、Cb的焊接作业立即停止，作业台车A中断焊接而保持在此时的位置。因此，操作员容易判断接下来应该如何进行，例如，应该使焊接再次开始，还是应该向接下来的作业部位移动等。

如此产生检测值超过设定值那样的加速度的情况有如下情况：例如作业台车A继续移动而车轮从被加工件Ca的端部落下，伴随于此，作业台车A的底板1b与被加工件Ca的端部发生碰撞的情况。这种情况下，作业台车A的底板1b与被加工件Ca的端部发生了碰撞时的冲击由加速度传感器10检测为比0.5G大的值的加速度。

另外，也有操作员把持而操作的遥控盘6因某些原因而落下，与被加工件Ca发生碰撞的情况。这种情况下，虽然设置于作业台车A的加速度传感器10检测到比0.5G小的加速度，但遥控盘6与被加工件Ca发生了碰撞时的冲击也由加速度传感器19检测为比0.5G大的值的加速度。

另外，即使在被加工件Ca中的作业台车A的移动范围内存在意外的障碍物(例如锤、螺丝钳等工具类、软线类等)而作业台车A与该障碍物发生了碰撞时，此时的冲击也由加速度传感器10检测为比0.5G大的值的加速度。

如上述那样，尽管作业台车A的车轮从被加工件Ca的端部落下，或操作员使遥控盘6落下那样的情况极少，但通过预先设置加速度传感器10、19，能够可靠地进行检测而使作业台车A停止，而且，能够在作业台车A停止的同时使包含焊炬B的加工工具的工作停止。因此，即使目标加工发生不良，也能够将该不良部位限制在狭小的范围内。

尤其是作业台车A与意外的障碍物发生了碰撞时，在该作业台车A为加速中或减速中的情况下，碰撞产生的加速度的变化与变速时的速度的变化相抵，可能无法可靠地检测到与障碍物发生了碰撞的情况。而且，根据障碍物的大小、重量或物性(例如弹性的有无等)，也可能无法可靠地检测到与障碍物发生了碰撞的情况。

这种情况下，在控制部12中，对作业台车A的移动中的行进方向的加速度(加速方向的加速度和减速方向的加速度)与作业台车A通过驱动电动机3a驱动车轮4而产生的加速度进行比较，在两者之差超过了设定值时，判断为作业台车A碰撞到障碍物，根据该判断而使驱动电动机3A停止，同时使焊接电源单元15停止工作。

需要说明的是，在作业台车A加速中或减速中检测该作业台车A是否发生了碰撞时的设定值并未限定为上述的0.5G，也可以是比所述值小的例如0.1G左右。即，作业台车A以稳定速度移动时的设定值与使速度变化时的设定值可以是不同的值。

【产业上的可利用性】

本发明的作业台车A能够利用为对钢板或不锈钢板进行焊接的焊接装置或切割装置的构成用的台车。

【符号说明】

A         作业台车

B         焊炬

Ca、Cb    被加工件

1         台车主体

1a        主体壳体

1b        底板

2         保持构件

3         驱动装置

3a        驱动电动机

3b        减速器

4         车轮

5         操作盘

5a        操作设备类

5b        电源软线

6         遥控盘

6a        操作设备类

6b        软线

7         磁铁

8         杆

8a        安装片

8b        立起片

8c        托架

8d        把手

9         轴

10        加速度传感器

11        控制基板

12        控制部

13        驱动回路

15        焊接电源单元

16        I/O单元

17        通信线

19        加速度传感器

Claims (2)

1.一种作业台车，在被加工件上移动，并利用搭载的加工工具对该被加工件实施规定的加工，

所述作业台车的特征在于，具有：

台车主体；

设置在所述台车主体的多个车轮；

设置于所述台车主体并驱动所述车轮的驱动电动机；

设置于所述台车主体并检测作用于该台车的加速度的加速度传感器；

控制所述驱动电动机的驱动，并且在通过所述加速度传感器检测到急剧的速度变化时判断为发生了异常而使驱动电动机停止的控制部。

2.根据权利要求1所述的作业台车，其特征在于，

所述作业台车具有设置了加速度传感器的遥控盘，所述控制部在通过所述加速度传感器检测到该遥控盘的急剧的速度变化时，判断为遥控盘发生了异常而使驱动电动机和加工工具的工作停止。

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