JP2651158B2 - 自動開先検出方法及び、同装置 - Google Patents
自動開先検出方法及び、同装置Info
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- JP2651158B2 JP2651158B2 JP26663387A JP26663387A JP2651158B2 JP 2651158 B2 JP2651158 B2 JP 2651158B2 JP 26663387 A JP26663387 A JP 26663387A JP 26663387 A JP26663387 A JP 26663387A JP 2651158 B2 JP2651158 B2 JP 2651158B2
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- waveform
- workpiece
- distance
- signal
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子ビーム溶接装置用開先検出装置に係
り、特に、全自動テイーチングシステムに適用するのに
好適な自動開先検出方法、及び装置に関するものであ
る。
り、特に、全自動テイーチングシステムに適用するのに
好適な自動開先検出方法、及び装置に関するものであ
る。
この種の開先検出装置に関しては、特開昭50−8697に
て被溶接物に弱ビームを当て、反射２次電子を検出する
方式として公知になつている。又、開先検出装置とコン
ピュータとを組合せて、自動的に開先の位置，寸法等を
検出するシステムについても研究・開発が進められてい
る。
て被溶接物に弱ビームを当て、反射２次電子を検出する
方式として公知になつている。又、開先検出装置とコン
ピュータとを組合せて、自動的に開先の位置，寸法等を
検出するシステムについても研究・開発が進められてい
る。
上記の先行技術においては、検出波形を例えばシンク
ロスコープに映し出して開先を検出するのであるが、開
先が微小な場合は検出波形が小さい。
ロスコープに映し出して開先を検出するのであるが、開
先が微小な場合は検出波形が小さい。
このため、検出した波形が本当に開先の検出波形であ
るのか、それともノイズによる波形なのかを容易に識別
することができない。
るのか、それともノイズによる波形なのかを容易に識別
することができない。
本発明の目的は、微小開先の検出波形を容易に、かつ
確実に識別し得る、自動開先検出方法、及び、自動開先
検出装置を提供することを目的とする。
確実に識別し得る、自動開先検出方法、及び、自動開先
検出装置を提供することを目的とする。
上記目的は、被溶接物に電子ビームを照射し該被溶接
物から放出される２次電子の信号波形を解析して該被溶
接物の開先位置を検出するのに際し、前記開先位置を跨
ぐ距離Δｌだけ離れた２点から前記電子ビームを照射
し、各点夫々から電子ビームを照射したときに得られる
前記２次電子の信号波形を比較し、両信号波形で前記距
離Δｌと同じ距離だけ離れた位置に同形波形があるとき
該同形波形を前記開先位置からの信号と判定すること
で、達成される。
物から放出される２次電子の信号波形を解析して該被溶
接物の開先位置を検出するのに際し、前記開先位置を跨
ぐ距離Δｌだけ離れた２点から前記電子ビームを照射
し、各点夫々から電子ビームを照射したときに得られる
前記２次電子の信号波形を比較し、両信号波形で前記距
離Δｌと同じ距離だけ離れた位置に同形波形があるとき
該同形波形を前記開先位置からの信号と判定すること
で、達成される。
開先の検出波形は常に一定形状をしているのに対し、
ノイズ波形は一定せずに変化しているのが普通である。
そこで、本発明では、Δｌ離れた２点から夫々電子ビー
ムを照射して得られる２次電子の信号波形を比較し、両
信号波形中に同一波形が存在し、しかも、これらの同一
波形が、上記と同じΔｌ離れていたとき、その波形が開
先の検出波形であると判断することで、信頼性良く開先
位置を検出することが可能となる。
ノイズ波形は一定せずに変化しているのが普通である。
そこで、本発明では、Δｌ離れた２点から夫々電子ビー
ムを照射して得られる２次電子の信号波形を比較し、両
信号波形中に同一波形が存在し、しかも、これらの同一
波形が、上記と同じΔｌ離れていたとき、その波形が開
先の検出波形であると判断することで、信頼性良く開先
位置を検出することが可能となる。
次に、本発明に係る装置を用いて、本発明に係る開先
検出方法を実施した１例を説明する。
検出方法を実施した１例を説明する。
第４図は、本実施例における開先検出装置の全体を示
すブロック図である。
すブロック図である。
電子銃20は、電子を放出する陰極（カソード）21およ
び陰極を加熱するフイラメント22,電子ビーム２を偏向
する偏向コイル23等より構成される。電子銃20の前方に
は、反射２次電子を受けるアンテナ24、および、電子銃
20と被溶接物３の間隔（距離）を測定するワーク倣い装
置25が設置されており、電子銃20と一緒に駆動装置によ
り駆動・制御される。
び陰極を加熱するフイラメント22,電子ビーム２を偏向
する偏向コイル23等より構成される。電子銃20の前方に
は、反射２次電子を受けるアンテナ24、および、電子銃
20と被溶接物３の間隔（距離）を測定するワーク倣い装
置25が設置されており、電子銃20と一緒に駆動装置によ
り駆動・制御される。
第３図は上記の駆動装置80を示す模式的な斜視図であ
る。
る。
この駆動装置80は、第４図に示したNC制御装置８によ
つて制御されている。
つて制御されている。
電子銃20は、直交３軸（Ａ軸81,B軸82,C軸83）に沿つ
て駆動・制御され、かつ、回転軸84の回りに回動駆動さ
れ、被溶接物３の全周について、その開先４に沿つて溶
接を行い得るようになつている。
て駆動・制御され、かつ、回転軸84の回りに回動駆動さ
れ、被溶接物３の全周について、その開先４に沿つて溶
接を行い得るようになつている。
上記の電子銃20と、その駆動装置80、被溶接物３等
は、全て溶接チヤンバ１（第４図参照）の中に収納され
ており、この溶接チヤンバ１内は、電子ビーム溶接に適
した圧力（例えば、１×10-3〜１×10-4Torr程度）に保
持されている。
は、全て溶接チヤンバ１（第４図参照）の中に収納され
ており、この溶接チヤンバ１内は、電子ビーム溶接に適
した圧力（例えば、１×10-3〜１×10-4Torr程度）に保
持されている。
前記ワーク倣い装置25は、ワーク位置検出ユニツト５
に接続されており（第４図）、電子銃20と被溶接物（ワ
ーク）３との間隔信号をNC制御装置８へ出力し電子銃20
と被溶接物３との間隔を一定に保持する制御を行なわせ
ると同時に、開先検出器70内の絶縁アンプ73を通して自
動開先検出装置60へも情報が送られるシステムとなつて
いる。
に接続されており（第４図）、電子銃20と被溶接物（ワ
ーク）３との間隔信号をNC制御装置８へ出力し電子銃20
と被溶接物３との間隔を一定に保持する制御を行なわせ
ると同時に、開先検出器70内の絶縁アンプ73を通して自
動開先検出装置60へも情報が送られるシステムとなつて
いる。
開先検出器70は、デフレクシヨン（ビーム偏向）制御
回路71,デフレクシヨンアンプ72,絶縁アンプ73,シンク
ロスコープ74等より構成されており、電子銃20の偏向コ
イル23を励磁して弱ビーム２を被溶接物３の開先４の直
角方向に振動させるとともに、被溶接物３からの反射２
次電子をアンテナ24で受け、両者をシンクロスコープ74
に映し出させると同時に自動開先検出装置60へも信号出
力している。
回路71,デフレクシヨンアンプ72,絶縁アンプ73,シンク
ロスコープ74等より構成されており、電子銃20の偏向コ
イル23を励磁して弱ビーム２を被溶接物３の開先４の直
角方向に振動させるとともに、被溶接物３からの反射２
次電子をアンテナ24で受け、両者をシンクロスコープ74
に映し出させると同時に自動開先検出装置60へも信号出
力している。
自動開先検出装置60は、マイコン61,位置・幅検出回
路62,表示器62,キースイツチ64,プリンタ65等から構成
され、開先検出器70,ワーク位置検出ユニツト5,NC制御
装置８等からの情報を整理，集積し、最終的に電子銃20
を被溶接物３の開先４に沿つてどう駆動させるのかとい
う情報をNC制御装置８へ入力（テイーチングと呼ぶ）す
るものである。つまり、NC制御装置８へ入力するNCプロ
グラムをマイコン61に作成させる構成となつている。
路62,表示器62,キースイツチ64,プリンタ65等から構成
され、開先検出器70,ワーク位置検出ユニツト5,NC制御
装置８等からの情報を整理，集積し、最終的に電子銃20
を被溶接物３の開先４に沿つてどう駆動させるのかとい
う情報をNC制御装置８へ入力（テイーチングと呼ぶ）す
るものである。つまり、NC制御装置８へ入力するNCプロ
グラムをマイコン61に作成させる構成となつている。
ここで開先４の位置・幅を検出する際、前述の如く開
先４が微小な場合、（第２図参照）シンクロスコープ72
に映し出される波形40中の開先信号41が、他のノイズと
判別不可能になることがある。そこで、開先が判別でき
ない場合は、電子銃20をΔｌだけ移動させもう一度シン
クロスコープ74の波形40を解析するという機能をマイコ
ン61に持たせてやれば、Δｌだけ移動した波形を選択す
るという操作で、開先波形41を他のノイズと判別できる
わけである。具体的には、本操作をマイコンにやらせる
場合、例えば電子銃中心からの距離を波形の変化率（微
分係数）との関係を、Δｌ移動の前後で比較させ、Δｌ
移動したところにある波形を微分係数の一致する部分を
検出させ、その部分を拡大し、第５図に示すような開先
の部分のみの波形として置き換えて、予め定めた開先ギ
ヤツプ基準44と開先信号41のと交差する点を基準に、電
子銃中心42と開先中心43とのずれ45、および開先ギヤツ
プ46を検出させ、NCプログラム作成データとするという
方式になる。又、１回Δｌだけ電子銃を移動しても開先
波形が検出できない場合、更にΔｌ移動して同様の操作
を行なわせるようにしておけば、実際に開先ギヤツプが
存在しない場合以外は、微少ギヤツプも検出可能とな
る。
先４が微小な場合、（第２図参照）シンクロスコープ72
に映し出される波形40中の開先信号41が、他のノイズと
判別不可能になることがある。そこで、開先が判別でき
ない場合は、電子銃20をΔｌだけ移動させもう一度シン
クロスコープ74の波形40を解析するという機能をマイコ
ン61に持たせてやれば、Δｌだけ移動した波形を選択す
るという操作で、開先波形41を他のノイズと判別できる
わけである。具体的には、本操作をマイコンにやらせる
場合、例えば電子銃中心からの距離を波形の変化率（微
分係数）との関係を、Δｌ移動の前後で比較させ、Δｌ
移動したところにある波形を微分係数の一致する部分を
検出させ、その部分を拡大し、第５図に示すような開先
の部分のみの波形として置き換えて、予め定めた開先ギ
ヤツプ基準44と開先信号41のと交差する点を基準に、電
子銃中心42と開先中心43とのずれ45、および開先ギヤツ
プ46を検出させ、NCプログラム作成データとするという
方式になる。又、１回Δｌだけ電子銃を移動しても開先
波形が検出できない場合、更にΔｌ移動して同様の操作
を行なわせるようにしておけば、実際に開先ギヤツプが
存在しない場合以外は、微少ギヤツプも検出可能とな
る。
第１図は本発明装置による開先検出状態を模式的に描
いた説明図であつて、距離Δｌだけ離れた２個の電子銃
20,20′が、それぞれ電子ビーム2,2′を開先４に向けて
投射している。
いた説明図であつて、距離Δｌだけ離れた２個の電子銃
20,20′が、それぞれ電子ビーム2,2′を開先４に向けて
投射している。
本発明を実施する際、上記２個（又は２個以上であつ
てもよい）の電子銃20,20′は別体の部材であつてもよ
く、また、同一の電子銃を距離Δｌだけ移動させて２回
（又はそれ以上の回数）のビーム投射を行なつてもよ
い。
てもよい）の電子銃20,20′は別体の部材であつてもよ
く、また、同一の電子銃を距離Δｌだけ移動させて２回
（又はそれ以上の回数）のビーム投射を行なつてもよ
い。
１個の電子銃をΔｌだけ動かす場合について、第１図
を参照しつつ更に具体的に説明する。
を参照しつつ更に具体的に説明する。
被溶接物３の開先４は電子銃20から被溶接物３に向け
て発した検出用弱ビーム２の被溶接物３からの反射二次
電子を電子銃20に取付けたアンテナ24で受けることによ
り検出する。つまり、電子銃20から発する検出用弱ビー
ム２を第１図のように開先４に対して直交する方向に偏
向電磁石を用いて振つてやり、検出用弱ビーム２を発し
た方向（角度）すなわち偏向電磁石の励磁電流値と、反
射２次電子の量をそれぞれ例えばシンクロスコープのＸ
軸とＹ軸に入力することにより開先波形としてビジユア
ル化するものである。
て発した検出用弱ビーム２の被溶接物３からの反射二次
電子を電子銃20に取付けたアンテナ24で受けることによ
り検出する。つまり、電子銃20から発する検出用弱ビー
ム２を第１図のように開先４に対して直交する方向に偏
向電磁石を用いて振つてやり、検出用弱ビーム２を発し
た方向（角度）すなわち偏向電磁石の励磁電流値と、反
射２次電子の量をそれぞれ例えばシンクロスコープのＸ
軸とＹ軸に入力することにより開先波形としてビジユア
ル化するものである。
第２図（Ａ），（Ｂ）はシンクロスコープ74に映し出
された２つの画面であつて、図の左右方向が距離軸であ
る。
された２つの画面であつて、図の左右方向が距離軸であ
る。
２つの開先信号41,41′は、それぞれノイズを含む波
形40,40′に埋もれた状態になつているので、それぞれ
単独では識別できないが、図の左右方向にΔｌに相当す
る寸法だけ離れていることをキーとすれば（マイコンに
よる自動探索によつて）容易に可能である。
形40,40′に埋もれた状態になつているので、それぞれ
単独では識別できないが、図の左右方向にΔｌに相当す
る寸法だけ離れていることをキーとすれば（マイコンに
よる自動探索によつて）容易に可能である。
本発明の方法、及び装置によれば、従来の自動開先検
出装置では検出不可能であつた微小ギヤツプも検出可能
となるので、 （イ）被溶接物組立時工数の低減、 （ロ）テイーチングエラー発生の減少、 （ハ）テイーチングデータ修正時間の短縮、 の効果がある。
出装置では検出不可能であつた微小ギヤツプも検出可能
となるので、 （イ）被溶接物組立時工数の低減、 （ロ）テイーチングエラー発生の減少、 （ハ）テイーチングデータ修正時間の短縮、 の効果がある。
これにより、溶接作業時間の短縮，溶接性能の向上等
作業の大幅な改善が期待される。
作業の大幅な改善が期待される。
第１図は本発明方法の１実施例の操作を説明するための
模式図、第２図は上記実施例における検出画面の平面
図、第３図は同じく駆動装置の説明図である。 第４図は本発明装置の１実施例における全体的ブロツク
図、第５図は上記実施例における検出波形の説明図であ
る。 １……溶接チヤンバ、２……電子ビーム、３……被溶接
物、４……開先、５……ワーク位置検出ユニット、８…
…NC制御装置、20……電子銃、21……カソード、22……
フイラメント、23……偏向コイル、24……アンテナ、25
……ワーク倣い装置、40……波形、41……開先信号、42
……電子銃中心信号、43……開先中心線、44……開先ギ
ヤツプ基準、45……電子銃−開先中心ずれ、46……開先
ギヤツプ、60……自動開先検出装置、61……マイコン、
62……位置・幅検出回路、63……表示器、64……キース
イツチ。
模式図、第２図は上記実施例における検出画面の平面
図、第３図は同じく駆動装置の説明図である。 第４図は本発明装置の１実施例における全体的ブロツク
図、第５図は上記実施例における検出波形の説明図であ
る。 １……溶接チヤンバ、２……電子ビーム、３……被溶接
物、４……開先、５……ワーク位置検出ユニット、８…
…NC制御装置、20……電子銃、21……カソード、22……
フイラメント、23……偏向コイル、24……アンテナ、25
……ワーク倣い装置、40……波形、41……開先信号、42
……電子銃中心信号、43……開先中心線、44……開先ギ
ヤツプ基準、45……電子銃−開先中心ずれ、46……開先
ギヤツプ、60……自動開先検出装置、61……マイコン、
62……位置・幅検出回路、63……表示器、64……キース
イツチ。
Claims (2)
- 【請求項１】被溶接物に電子ビームを照射し該被溶接物
から放出される２次電子の信号波形を解析して該被溶接
物の開先位置を検出する自動開先検出方法において、前
記開先位置を跨ぐ距離Δｌだけ離れた２点から前記電子
ビームを照射し、各点夫々から電子ビームを照射したと
きに得られる前記第２次電子の信号波形を比較し、両信
号波形で前記距離Δｌと同じ距離だけ離れた位置に同形
波形があるとき該同形波形を前記開先位置からの信号と
判定することを特徴とする自動開先検出方法。 - 【請求項２】被溶接物の開先位置を跨ぐ距離Δｌだけ離
れた２点から該被溶接物に電子ビームを照射する電子銃
と、各点夫々から電子ビームを前記被溶接物に照射した
ときに該被溶接物から放出される２次電子の信号波形を
前記各点からの電子ビーム照射毎に求めて両信号波形を
比較し両信号波形中に同形波形が存在し且つ該同形波形
間の距離が前記距離Δｌと同じとき該同形波形を前記開
先位置からの信号と判定する開先検出手段とを備えるこ
とを特徴とする自動開先検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26663387A JP2651158B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 自動開先検出方法及び、同装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26663387A JP2651158B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 自動開先検出方法及び、同装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01109651A JPH01109651A (ja) | 1989-04-26 |
| JP2651158B2 true JP2651158B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=17433538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26663387A Expired - Lifetime JP2651158B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 自動開先検出方法及び、同装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2651158B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5110250B2 (ja) | 2006-02-06 | 2012-12-26 | Ｎｏｋ株式会社 | オイルシール |
-
1987
- 1987-10-23 JP JP26663387A patent/JP2651158B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01109651A (ja) | 1989-04-26 |
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