CN111745263A - 触碰感应系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触碰感应系统，能够使电磁开闭器的触点长寿命化。具备：本作业用电路(103)，其用于将探针(101)与本作业电源(102)连接，并且在探针(101)与本作业电源(102)之间的位置设置有电磁开闭器(104)；以及触碰感应用电路(2)，其经由电磁开闭器(104)以分支方式连接于本作业用电路(103)，用于将探针(101)与触碰感应电源(1)连接，其中，在触碰感应用电路(2)中设置有固态继电器开关(3)。

Description

触碰感应系统
技术领域
本发明涉及一种触碰感应系统。
背景技术
以往，使用机器人来使焊接、涂装、去毛刺、切断等作业自动化正在被实用化。
在此，在这种作业的自动化中，向机器人教授动作的示教工序是重要的，在示教的工时比较少即可的情况下，使用如下的在线示教：实际移动机器人来进行动作，利用传感器检测该动作并存储该动作，通过将所存储的动作再现(示教回放)来实现自动化。
另一方面，例如，在焊接作业的自动化中，需要检测由流水线搬运来的基焊料的焊接位置(坡口等)的技术。作为该检测焊接位置的技术，使用了使安装在电极或焊枪(torch)的顶端的探针(焊丝等)接触基焊料来检测焊接位置等的触碰感应(例如，参照专利文献1)。
在基焊料的表面被氧化膜(绝缘体)覆盖时，有时即使探针接触到基焊料也无法容易地检测到导通，因此位置检测失败，为了防止这种情况，有时在触碰感应中使用高电压(200V左右)且低电流的电源。能够利用由高电压产生的电火花(spark)来破坏氧化膜，从而获得基焊料与探针之间的导通。
在通过触碰感应检测焊接开始位置、焊接结束位置、焊接接缝的位置(坡口位置)M时，使用一种称为刺戳坡口搜索(Stick Groove Search)或简称为坡口搜索的方法，该方法如图1所示那样使焊枪101a和焊丝101b(探针101)一边以如人拄手杖那样的方式在基焊料T的表面T1切换位置，一边间歇地重复接触基焊料T的表面T1，由此检测出焊接部位的坡口M作为凹坑。
另外，用于通过坡口搜索检测焊接位置等的触碰感应系统(触碰感应单元)100例如图6所示那样构成为：在用于连接焊枪101a和焊接电源102的焊接用电路103上设置电磁开闭器104，将用于连接焊枪101a和触碰感应电源105的触碰感应用电路106经由电磁开闭器104以分支方式连接于焊接用电路103。
而且，在进行触碰感应的情况下，基于触碰感应指令，根据坡口搜索动作来对电磁开闭器104进行开关控制，在焊枪101a(焊丝101b)接触基焊料T时，连接触碰感应用电路106，来从触碰感应电源105向基焊料T施加200V的电压。另外，在焊枪101a(焊丝101b)离开基焊料T时，对电磁开闭器104进行开闭控制，以使焊枪101a连接于焊接用电路103。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-225765号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述以往的通过坡口搜索进行的触碰感应中，存在以下问题：每当进行坡口搜索动作时，需要对电磁开闭器104进行开闭控制，来进行在触碰感应用电路106与焊接用电路103之间交替切换的动作(200V的触碰感应输出的重复接通/断开)，触碰感应(坡口搜索动作)影响电磁开闭器104的触点的寿命。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式构成为具备：本作业用电路，其用于将探针与本作业电源连接，并且在所述探针与所述本作业电源之间的位置设置有电磁开闭器；以及触碰感应用电路，其经由所述电磁开闭器以分支方式连接于所述本作业用电路，用于将所述探针与触碰感应电源连接，其中，在所述触碰感应用电路中设置有固态继电器开关。
发明的效果
根据本公开的一个方式，在触碰感应时，能够将不存在触点的固态继电器在接通/断开之间进行切换，从而能够不对电磁开闭器进行切换。由此，不需要进行像以往那样在触碰感应用电路与本作业用电路之间交替切换的动作(200V的触碰感应输出的重复接通/断开)，能够消除触碰感应影响电磁开闭器的触点的寿命这一问题。
附图说明
图1是示出一个方式的触碰感应(坡口搜索动作)的图。
图2是示出一个方式的触碰感应系统的图。
图3是示出一个方式的触碰感应系统的触碰感应控制部的图。
图4是示出使用一个方式的触碰感应系统进行的触碰感应的流程的图。
图5是示出一个方式的触碰感应系统的其它应用例的图。
图6是示出以往的触碰感应系统的图。
附图标记说明
1：触碰感应电源；2：触碰感应用电路；3：固态继电器开关(无触点继电器开关：SSR)；4：触碰感应控制部；5：感应数设定部；6：搜索开始位置设定部；7：触碰使能指令输出部；8：触碰感应指令输出部；9：探针动作控制部；10：限度距离设定/检测部；11：基准位置存储/设定部；12：特异形状检测/位置存储部；13：错误显示部；14：异常结束控制部；101：探针；101a：焊枪；101b：焊丝；102：焊接电源(本作业电源)；103：焊接用电路(本作业用电路)；104：电磁开闭器；A：触碰感应系统；T：基焊料(对象物)。
具体实施方式
以下，参照图1至图5来说明一个实施方式所涉及的触碰感应系统。
在此，在本实施方式中，如图1所示，设为在进行电弧焊接作业时通过坡口搜索的触碰感应来检测坡口M的位置等来进行说明，但是本公开的触碰感应系统不仅应用于焊接作业，当然也可以应用于包括涂层的涂装作业、去毛刺作业、切断作业等其它作业的触碰感应。
如图1和图2所示，本实施方式的触碰感应系统A构成为：在用于连接探针101(焊枪101a、焊丝101b)和焊接电源(本作业电源)102的焊接用电路(本作业用电路)103中设置电磁开闭器104，将用于连接探针101和触碰感应电源1的触碰感应用电路2经由电磁开闭器104以分支方式连接于焊接用电路103。
并且，在本实施方式的触碰感应系统A中，在触碰感应用电路2中，即在触碰感应电源1与电磁开闭器104之间的位置设置有固态继电器开关(无触点继电器开关：SSR)3。而且，固态继电器开关3构成为通过触碰感应指令而被进行开闭控制(在接通/断开之间进行切换)。
电磁开闭器104构成为：通过触碰使能指令而被进行开闭控制(在接通/断开之间进行切换)，在焊接作业时，持续将焊接用电路103与探针101(电磁开闭器104断开)连接，在触碰感应时，持续将触碰感应用电路2与探针101(电磁开闭器104接通)连接。
并且，如图3所示，本实施方式的触碰感应系统A具备用于对触碰感应系统A进行控制的触碰感应控制部4。
触碰感应控制部4具备感应数设定部5、搜索开始位置设定部6、触碰使能指令输出部7、触碰感应指令输出部8、探针动作控制部9、限度距离设定/检测部10、基准位置存储/设定部11、特异形状检测/位置存储部12、错误显示部13以及异常结束控制部14。
并且，在使用本实施方式的触碰感应系统A来对坡口等(焊接位置等)进行触碰感应时，如图4所示那样由感应数设定部5将坡口搜索开始点的总数Nmax设定为变量N(步骤1)。
接着，由探针动作控制部9使探针101(焊枪101a、焊丝101b)移动到第N个接近点(坡口搜索开始点)(步骤2)，由搜索开始位置设定部将当前位置设定为作为搜索开始位置的变量POS(步骤3)。
接着，触碰使能指令输出部7发出触碰使能指令，将电磁开闭器104接通来使触碰感应用电路2与探针101连接(步骤4)。
由探针动作控制部9基于由搜索开始位置设定部6设定的当前位置，来使探针101移动到变量POS表示的位置(步骤5)。此外，在第1个(N＝1)触碰感应时，由搜索开始位置设定部6设定的当前位置为变量POS表示的位置，因此不需要此处的探针101的移动。
另外，触碰感应指令输出部8发出触碰感应指令，将固态继电器开关3接通，来设为能够进行触碰感应的状态(步骤6)。
接着，由探针动作控制部9使探针101接近基焊料(对象物)T且接触到基焊料T的表面T1(步骤7)。此时，由限度距离设定/检测部10检测出探针101的移动量。
在此，在本实施方式中，当探针101接触到基焊料T的表面T1时，从触碰感应电源1向基焊料T施加200V以上的电压。因此，当探针101接触到基焊料T的表面T1时溅出电火花，即使是在基焊料T的表面T1上形成有氧化膜的情况下，也能够贯穿氧化膜来使探针101与基焊料T导通。
接着，由限度距离设定/检测部10确认探针101的移动量、即探针101离导通为止的距离是否在预先设定的限度距离内(步骤8)，在探针101的移动量在限度距离内的情况下，由探针动作控制部9在导通检测位置进行动作的停止控制(步骤9)。与此同时，从触碰感应指令输出部8发出指令，将固态继电器开关3断开(步骤10)。
在此，在探针101的移动量超过了限度距离的情况下(步骤8)，即，在超过了限度距离但探针101没有接触到基焊料T的T1的情况下，使机器人停止(步骤11)，从触碰感应指令输出部8发出指令来将固态继电器开关3断开(步骤12)。与此同时，从触碰使能指令输出部7发出触碰使能指令，将电磁开闭器104断开来将触碰感应用电路2与探针101切断(步骤13)。
另外，由错误显示部13发出表面无检测错误的显示(步骤14)，由异常结束控制部14强制地进行异常结束的控制(步骤15)。
另一方面，在探针101的移动量在限度距离内从而在导通检测位置进行了动作的停止控制(步骤9)、固态继电器开关3的断开控制(步骤10)的情况下，接下来，确认是否为第1次(N＝Nmax)搜索(步骤16)。
在是第1次(N＝Nmax)搜索的情况下，基准位置存储/设定部11将导通检测位置设定/存储为基准位置(步骤17)。另外，确认是否超过了由感应数设定部5设定的搜索限度数(步骤18)，在没有超过搜索限度数的情况下，搜索开始位置设定部6将变量POS变更为从当前的值移动了与指定距离相应的量所得到的值(步骤19)，由探针动作控制部9使探针101移动到变量POS表示的位置(步骤5)，进行与上述同样的操作。
在超过了搜索限度数的情况下，从触碰使能指令输出部7发出触碰使能指令，将电磁开闭器104断开来将触碰感应用电路2与探针101切断(步骤20)。另外，由错误显示部13发出搜索数超过错误的显示(步骤21)，由异常结束控制部14强制地进行异常结束的控制(步骤22)。
在确认是否为第1次(N＝Nmax)搜索的结果(步骤16)不为第1次(N＝Nmax)搜索的情况下，由特异形状检测/位置存储部12确认导通检测位置相对于基准位置而言是否偏移了特异形状检测阈值以上(步骤23)，在偏移了特异形状检测阈值以上的情况下，判断为检测出基焊料T的表面T1上的特异形状(凹坑等)，存储当前位置(步骤24)。
在没有偏移特异形状检测阈值以上的情况下，确认是否超过了搜索限度数(步骤18)，进行与上述同样的操作。
接着，在偏移了特异形状检测阈值以上的情况下，判断为检测出基焊料T的表面T1上的特异形状(凹坑等)，存储当前位置(步骤24)，之后从触碰使能指令输出部7发出触碰使能指令，将电磁开闭器104断开来将触碰感应用电路2与探针101切断(步骤25)。
并且，确认是否针对所有的接近点进行了坡口搜索(步骤26)，在针对所有的接近点进行了坡口搜索的情况下，正常地结束(步骤27)。
在没有完成针对所有的接近点的坡口搜索的情况下(步骤26)，设为N＝N-1，移动到第N-1个接近点(步骤2)，直到N＝1的点(最终点)为止进行与上述同样的操作。
因而，在本实施方式的触碰感应系统A中，直到坡口搜索动作结束为止将电磁开闭器104的触碰使能输出保持为接通，在坡口搜索动作期间，将固态继电器开关3的触碰感应输出重复在接通/断开之间进行切换。
像这样，在坡口搜索动作时，将不存在触点的固态继电器开关3在接通/断开之间进行切换，而不对电磁开闭器104进行切换，由此不需要进行像以往那样在触碰感应用电路2与焊接用电路103之间交替切换的动作(200V的触碰感应输出的重复接通/断开)，能够消除触碰感应(坡口搜索动作)影响电磁开闭器104的触点的寿命这一问题。
以上说明了触碰感应系统的一个实施方式，但是本发明不限定于上述的一个实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够适当地进行变更。
在本实施方式中，说明了应用于通过坡口搜索进行的触碰感应的应用例，但是当然还能够应用于坡口搜索以外的触碰感应。
在通常的电弧焊接中进行触碰感应的情况下，有时需要多次的触碰感应。例如在如图5所示那样进行三维搜索的情况下，进行多次(在图5中，为由X、Y、Z表示的共计7次)的触碰感应。因此，通过应用于这种实例，能够与本实施方式同样地延长电磁开闭器104的触点的寿命。
另外，不需要限定为应用于电弧焊接。例如，作为流过大电流且需要触碰感应的一例，能够列举利用等离子体进行的辐射、涂层等。

Claims (4)

1.一种触碰感应系统，具备：
本作业用电路，其用于将探针与本作业电源连接，并且在所述探针与所述本作业电源之间的位置设置有电磁开闭器；以及
触碰感应用电路，其经由所述电磁开闭器以分支方式连接于所述本作业用电路，用于将所述探针与触碰感应电源连接，
其中，在所述触碰感应用电路中设置有固态继电器开关。
2.根据权利要求1所述的触碰感应系统，其中，
所述本作业是电弧焊接。
3.根据权利要求1或2所述的触碰感应系统，其中，
所述触碰感应电源是200V以上的电源。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的触碰感应系统，其中，
还具备触碰感应控制部，
所述触碰感应控制部具备：
感应数设定部，其设定搜索开始点的总数；
探针动作控制部，其控制所述探针的动作；
搜索开始位置设定部，其设定搜索开始位置；
触碰使能指令输出部，其控制所述电磁开闭器；
触碰感应指令输出部，其控制所述固态继电器开关；以及
限度距离设定检测部，其设定所述探针与触碰感应的对象物之间的限度距离，并且在利用所述探针动作控制部使所述探针移动时，检测所述探针与所述对象物之间的距离。
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