JP3192942B2 - 溶接位置ずれ自動修正システム - Google Patents
溶接位置ずれ自動修正システムInfo
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- JP3192942B2 JP3192942B2 JP26067595A JP26067595A JP3192942B2 JP 3192942 B2 JP3192942 B2 JP 3192942B2 JP 26067595 A JP26067595 A JP 26067595A JP 26067595 A JP26067595 A JP 26067595A JP 3192942 B2 JP3192942 B2 JP 3192942B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ティーチングプレ
イバック方式自動溶接装置に適用される溶接位置ずれ自
動修正システムに関する。
イバック方式自動溶接装置に適用される溶接位置ずれ自
動修正システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、図４の斜視図に示すように管に
管台を溶接部２により取付ける溶接対象物１に対し、テ
ィーチングプレイバック方式自動溶接装置により溶接部
２を形成するにあたっては、溶接中に溶接対象物１が溶
接熱で膨張，収縮して歪み、溶接部２が変位するので、
この溶接部２の変位を常に検出し、溶接前のティーチン
グ時と溶接中における溶接部の位置ずれを溶接装置側に
フィードバックし、溶接装置の溶接位置ずれを修正する
必要があり、従来は溶接部２の変位の検出は、接触式セ
ンサーを用いる方法か、図４に示すＺ軸方向のレーザー
変位型距離センサー９1 及びＸ軸方向のレーザー変位型
距離センサー９2 等の非接触式センサーを用いる方法が
採られている。しかしながら、接触式センサーを用いる
と、溶接ポイントが連続で移動していく溶接対象物１で
は、測定するポイントが次々と移動しかつ溶接対象物１
が熱で膨張、収縮を繰り返すため、センサーと溶接対象
物１とをしっかりと固定しないと測定するポイントがず
れを起こし、正確な変位をとらえることができない。ま
た非接触式センサーでは、溶接対象物１及び対象物周辺
をセンシングするため、溶接対象物１の形状，寸法や隣
接する溶接部２との間隔によって適用の可否や精度が大
きく影響される。
管台を溶接部２により取付ける溶接対象物１に対し、テ
ィーチングプレイバック方式自動溶接装置により溶接部
２を形成するにあたっては、溶接中に溶接対象物１が溶
接熱で膨張，収縮して歪み、溶接部２が変位するので、
この溶接部２の変位を常に検出し、溶接前のティーチン
グ時と溶接中における溶接部の位置ずれを溶接装置側に
フィードバックし、溶接装置の溶接位置ずれを修正する
必要があり、従来は溶接部２の変位の検出は、接触式セ
ンサーを用いる方法か、図４に示すＺ軸方向のレーザー
変位型距離センサー９1 及びＸ軸方向のレーザー変位型
距離センサー９2 等の非接触式センサーを用いる方法が
採られている。しかしながら、接触式センサーを用いる
と、溶接ポイントが連続で移動していく溶接対象物１で
は、測定するポイントが次々と移動しかつ溶接対象物１
が熱で膨張、収縮を繰り返すため、センサーと溶接対象
物１とをしっかりと固定しないと測定するポイントがず
れを起こし、正確な変位をとらえることができない。ま
た非接触式センサーでは、溶接対象物１及び対象物周辺
をセンシングするため、溶接対象物１の形状，寸法や隣
接する溶接部２との間隔によって適用の可否や精度が大
きく影響される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、ティーチングプレイバ
ック方式自動溶接における溶接部の溶接中の位置ずれ
を、溶接対象物の形状，寸法に左右されずに簡便、的確
かつ高精度に検出でき、溶接作業の工数低減化及び効率
化を図ることができる、溶接位置ずれ自動修正システム
を提供することを目的とする。
事情に鑑みて提案されたもので、ティーチングプレイバ
ック方式自動溶接における溶接部の溶接中の位置ずれ
を、溶接対象物の形状，寸法に左右されずに簡便、的確
かつ高精度に検出でき、溶接作業の工数低減化及び効率
化を図ることができる、溶接位置ずれ自動修正システム
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の溶接
位置ずれ自動修正システムは、自動溶接装置における溶
接作業中の溶接熱変形による溶接位置ずれを自動的に修
正するための溶接位置ずれ自動修正システムであって、
溶接対象物上の溶接の対象となる溶接部の位置とは別の
位置において当該溶接部の位置と常に相対位置関係が維
持される当該溶接対象物上の任意に選択された位置に設
けられるマークと、マニピュレーター上に取付けられ上
記マークの表面に向けてレーザー光を発することによっ
て当該マークが正常な位置にあるときには当該マークを
横断する横断線が横切る一対の縁部のうちの一方の縁部
に当該レーザー光を投射して当該レーザー光の反射光に
より当該マークの存在を検出する第１のマーク検出型セ
ンサーと、上記マニピュレーター上に取付けられ上記マ
ークの表面に向けてレーザー光を発することによって当
該マークが正常な位置にあるときには当該マークを横断
する上記横断線が横切る上記一対の縁部のうちの他方の
縁部に当該レーザー光を投射して当該レーザー光の反射
光により当該マークの存在を検出する第２のマーク検出
型センサーと、上記マニピュレーター上に取付けられ上
記マークの表面に向けてレーザー光を発し当該レーザー
光の反射光により当該マークの正常な位置から当該マー
クの当該表面に垂直な方向への移動量を検出するレーザ
ー変位型距離センサーと、上記第１のマーク検出型セン
サー、上記第２のマーク検出型センサー及び上記レーザ
ー変位型距離センサーの各出力信号に基いて当該各出力
信号が表す検出値をそれぞれ数値化するエンコーダーと
を備え、溶接作業中における上記溶接部の上記横断線の
方向への位置ずれ及び上記マークの上記表面に垂直な方
向への位置ずれを上記自動溶接装置へフィードバックし
て当該自動溶接装置の溶接位置ずれを修正するように構
成されていることを特徴とする。
位置ずれ自動修正システムは、自動溶接装置における溶
接作業中の溶接熱変形による溶接位置ずれを自動的に修
正するための溶接位置ずれ自動修正システムであって、
溶接対象物上の溶接の対象となる溶接部の位置とは別の
位置において当該溶接部の位置と常に相対位置関係が維
持される当該溶接対象物上の任意に選択された位置に設
けられるマークと、マニピュレーター上に取付けられ上
記マークの表面に向けてレーザー光を発することによっ
て当該マークが正常な位置にあるときには当該マークを
横断する横断線が横切る一対の縁部のうちの一方の縁部
に当該レーザー光を投射して当該レーザー光の反射光に
より当該マークの存在を検出する第１のマーク検出型セ
ンサーと、上記マニピュレーター上に取付けられ上記マ
ークの表面に向けてレーザー光を発することによって当
該マークが正常な位置にあるときには当該マークを横断
する上記横断線が横切る上記一対の縁部のうちの他方の
縁部に当該レーザー光を投射して当該レーザー光の反射
光により当該マークの存在を検出する第２のマーク検出
型センサーと、上記マニピュレーター上に取付けられ上
記マークの表面に向けてレーザー光を発し当該レーザー
光の反射光により当該マークの正常な位置から当該マー
クの当該表面に垂直な方向への移動量を検出するレーザ
ー変位型距離センサーと、上記第１のマーク検出型セン
サー、上記第２のマーク検出型センサー及び上記レーザ
ー変位型距離センサーの各出力信号に基いて当該各出力
信号が表す検出値をそれぞれ数値化するエンコーダーと
を備え、溶接作業中における上記溶接部の上記横断線の
方向への位置ずれ及び上記マークの上記表面に垂直な方
向への位置ずれを上記自動溶接装置へフィードバックし
て当該自動溶接装置の溶接位置ずれを修正するように構
成されていることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の溶接位置ずれ自動修正シ
ステムの一実施形態を図面について説明すると、図１は
本システムの正面図、図２は溶接部とマークの変位関係
の説明図、図３はマーク検出型センサーの作用の説明図
である。図１において、管に管台を溶接部２により取付
ける溶接対象物１には、溶接部２から周方向で９０°離
れた側部に溶接対象物１の軸線Ｙに沿い延在するマーク
３が固定されており、その表面は溶接対象物１の外面色
より高い輝度を有している。このマーク３に対向する位
置に配設されているマニピュレーター４上には、マーク
３の上下部に対向しレーザー光８を投射する上部マーク
検出型センサー５ａ及び下部マーク検出型センサー５ｂ
が取付けられるとともに、上部マーク検出型センサー５
ａにレーザー変位型距離センサー６が固定されマーク３
に向けレーザー光８を投射するようになっており、更に
これらセンサー５ａ，５ｂ，６の出力端にはそれぞれエ
ンコーダー７が接続されている。
ステムの一実施形態を図面について説明すると、図１は
本システムの正面図、図２は溶接部とマークの変位関係
の説明図、図３はマーク検出型センサーの作用の説明図
である。図１において、管に管台を溶接部２により取付
ける溶接対象物１には、溶接部２から周方向で９０°離
れた側部に溶接対象物１の軸線Ｙに沿い延在するマーク
３が固定されており、その表面は溶接対象物１の外面色
より高い輝度を有している。このマーク３に対向する位
置に配設されているマニピュレーター４上には、マーク
３の上下部に対向しレーザー光８を投射する上部マーク
検出型センサー５ａ及び下部マーク検出型センサー５ｂ
が取付けられるとともに、上部マーク検出型センサー５
ａにレーザー変位型距離センサー６が固定されマーク３
に向けレーザー光８を投射するようになっており、更に
これらセンサー５ａ，５ｂ，６の出力端にはそれぞれエ
ンコーダー７が接続されている。
【０００６】このような装置において、溶接部２とマー
ク３の変位の関係は図２に示す通りであり、図２（Ａ）
において、溶接部２がＺ方向に動く場合、溶接対象物１
も溶接部２と同一方向に同一量移動するため、溶接対象
物１に固定してあるマーク３の移動量を上部マーク検出
型センサー５ａ，下部マーク検出型センサー５ｂで反射
レーザービームの光量により検出し、溶接部２の移動量
とする。また図２（Ｂ）において、溶接部２がＸ方向に
動く場合、Ｚ方向同様に溶接対象物１も溶接部２と同一
方向に同一量移動するため、溶接対象物１に固定してあ
るマーク３のＸ方向の移動量をレーザー変位型距離セン
サー６で反射レーザービームの結像位置により検出す
る。なおＺ方向検出の要領を図３について説明すると、
図３（Ａ）のようにマーク３が上へ移動すると、下部マ
ーク検出型センサー５ｂが暗部をとらえ上部マーク検出
型センサー５ａは明部のまゝとなるためマーク３が上へ
移動したことを認識し、図３（Ｂ）のようにマーク３が
下へ移動すると、その逆となる。
ク３の変位の関係は図２に示す通りであり、図２（Ａ）
において、溶接部２がＺ方向に動く場合、溶接対象物１
も溶接部２と同一方向に同一量移動するため、溶接対象
物１に固定してあるマーク３の移動量を上部マーク検出
型センサー５ａ，下部マーク検出型センサー５ｂで反射
レーザービームの光量により検出し、溶接部２の移動量
とする。また図２（Ｂ）において、溶接部２がＸ方向に
動く場合、Ｚ方向同様に溶接対象物１も溶接部２と同一
方向に同一量移動するため、溶接対象物１に固定してあ
るマーク３のＸ方向の移動量をレーザー変位型距離セン
サー６で反射レーザービームの結像位置により検出す
る。なおＺ方向検出の要領を図３について説明すると、
図３（Ａ）のようにマーク３が上へ移動すると、下部マ
ーク検出型センサー５ｂが暗部をとらえ上部マーク検出
型センサー５ａは明部のまゝとなるためマーク３が上へ
移動したことを認識し、図３（Ｂ）のようにマーク３が
下へ移動すると、その逆となる。
【０００７】かくして溶接中において、マーク３のＺ方
向の変位を上部マーク検出型センサー５ａ及び下部マー
ク検出型センサー５ｂで検出するとともに、マーク３の
Ｘ方向の変位をレーザー変位型距離センサー６で検出
し、それぞれの検出値をエンコーダー７で数値化し、溶
接前と溶接中における溶接部２の位置ずれを溶接装置へ
フィードバックし、溶接装置の溶接位置ずれを的確かつ
高精度に修正する。
向の変位を上部マーク検出型センサー５ａ及び下部マー
ク検出型センサー５ｂで検出するとともに、マーク３の
Ｘ方向の変位をレーザー変位型距離センサー６で検出
し、それぞれの検出値をエンコーダー７で数値化し、溶
接前と溶接中における溶接部２の位置ずれを溶接装置へ
フィードバックし、溶接装置の溶接位置ずれを的確かつ
高精度に修正する。
【０００８】
【発明の効果】要するに本発明の溶接位置ずれ自動修正
システムによれば、自動溶接装置における溶接作業中の
溶接熱変形による溶接位置ずれを自動的に修正するため
の溶接位置ずれ自動修正システムであって、溶接対象物
上の溶接の対象となる溶接部の位置とは別の位置におい
て当該溶接部の位置と常に相対位置関係が維持される当
該溶接対象物上の任意に選択された位置に設けられるマ
ークと、マニピュレーター上に取付けられ上記マークの
表面に向けてレーザー光を発することによって当該マー
クが正常な位置にあるときには当該マークを横断する横
断線が横切る一対の縁部のうちの一方の縁部に当該レー
ザー光を投射して当該レーザー光の反射光により当該マ
ークの存在を検出する第１のマーク検出型センサーと、
上記マニピュレーター上に取付けられ上記マークの表面
に向けてレーザー光を発することによって当該マークが
正常な位置にあるときには当該マークを横断する上記横
断線が横切る上記一対の縁部のうちの他方の縁部に当該
レーザー光を投射して当該レーザー光の反射光により当
該マークの存在を検出する第２のマーク検出型センサー
と、上記マニピュレーター上に取付けられ上記マークの
表面に向けてレーザー光を発し当該レーザー光の反射光
により当該マークの正常な位置から当該マークの当該表
面に垂直な方向への移動量を検出するレーザー変位型距
離センサーと、上記第１のマーク検出型センサー、上記
第２のマーク検出型センサー及び上記レーザー変位型距
離センサーの各出力信号に基いて当該各出力信号が表す
検出値をそれぞれ数値化するエンコーダーとを備え、溶
接作業中における上記溶接部の上記横断線の方向への位
置ずれ及び上記マークの上記表面に垂直な方向への位置
ずれを上記自動溶接装置へフィードバックして当該自動
溶接装置の溶接位置ずれを修正するように構成されてい
ることにより、ティーチングプレイバック方式自動溶接
における溶接部の溶接中の位置ずれを検出することがで
き、また溶接対象物の形状，寸法に左右されずに溶接部
の溶接中の位置ずれを検出することができ、さらに、簡
便，的確かつ高精度に溶接部の溶接中の位置ずれを検出
することができ、溶接作業の工数低減化及び効率化を図
ることができ、産業上極めて有益な溶接位置ずれ自動修
正システムを提供することができる。
システムによれば、自動溶接装置における溶接作業中の
溶接熱変形による溶接位置ずれを自動的に修正するため
の溶接位置ずれ自動修正システムであって、溶接対象物
上の溶接の対象となる溶接部の位置とは別の位置におい
て当該溶接部の位置と常に相対位置関係が維持される当
該溶接対象物上の任意に選択された位置に設けられるマ
ークと、マニピュレーター上に取付けられ上記マークの
表面に向けてレーザー光を発することによって当該マー
クが正常な位置にあるときには当該マークを横断する横
断線が横切る一対の縁部のうちの一方の縁部に当該レー
ザー光を投射して当該レーザー光の反射光により当該マ
ークの存在を検出する第１のマーク検出型センサーと、
上記マニピュレーター上に取付けられ上記マークの表面
に向けてレーザー光を発することによって当該マークが
正常な位置にあるときには当該マークを横断する上記横
断線が横切る上記一対の縁部のうちの他方の縁部に当該
レーザー光を投射して当該レーザー光の反射光により当
該マークの存在を検出する第２のマーク検出型センサー
と、上記マニピュレーター上に取付けられ上記マークの
表面に向けてレーザー光を発し当該レーザー光の反射光
により当該マークの正常な位置から当該マークの当該表
面に垂直な方向への移動量を検出するレーザー変位型距
離センサーと、上記第１のマーク検出型センサー、上記
第２のマーク検出型センサー及び上記レーザー変位型距
離センサーの各出力信号に基いて当該各出力信号が表す
検出値をそれぞれ数値化するエンコーダーとを備え、溶
接作業中における上記溶接部の上記横断線の方向への位
置ずれ及び上記マークの上記表面に垂直な方向への位置
ずれを上記自動溶接装置へフィードバックして当該自動
溶接装置の溶接位置ずれを修正するように構成されてい
ることにより、ティーチングプレイバック方式自動溶接
における溶接部の溶接中の位置ずれを検出することがで
き、また溶接対象物の形状，寸法に左右されずに溶接部
の溶接中の位置ずれを検出することができ、さらに、簡
便，的確かつ高精度に溶接部の溶接中の位置ずれを検出
することができ、溶接作業の工数低減化及び効率化を図
ることができ、産業上極めて有益な溶接位置ずれ自動修
正システムを提供することができる。
【図１】本発明溶接位置ずれ自動修正システムの一実施
形態の正面図である。
形態の正面図である。
【図２】同上における溶接部とマークの変位関係の説明
図である。
図である。
【図３】同上におけるマーク検出型センサーの作用の説
明図である。
明図である。
【図４】従来の非接触式センサーの斜視図である。
１ 溶接対象物 ２ 溶接部 ３ マーク ４ マニピュレーター ５ａ 上部マーク検出型センサー ５ｂ 下部マーク検出型センサー ６ レーザー変位型距離センサー ７ エンコーダー ８ レーザー光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−325611（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−155470（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−196414（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−249838（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−132272（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−14073（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/127 H01S 3/00
Claims (1)
- 【請求項１】 自動溶接装置における溶接作業中の溶接
熱変形による溶接位置ずれを自動的に修正するための溶
接位置ずれ自動修正システムであって、溶接対象物上の
溶接の対象となる溶接部の位置とは別の位置において当
該溶接部の位置と常に相対位置関係が維持される当該溶
接対象物上の任意に選択された位置に設けられるマーク
と、マニピュレーター上に取付けられ上記マークの表面
に向けてレーザー光を発することによって当該マークが
正常な位置にあるときには当該マークを横断する横断線
が横切る一対の縁部のうちの一方の縁部に当該レーザー
光を投射して当該レーザー光の反射光により当該マーク
の存在を検出する第１のマーク検出型センサーと、上記
マニピュレーター上に取付けられ上記マークの表面に向
けてレーザー光を発することによって当該マークが正常
な位置にあるときには当該マークを横断する上記横断線
が横切る上記一対の縁部のうちの他方の縁部に当該レー
ザー光を投射して当該レーザー光の反射光により当該マ
ークの存在を検出する第２のマーク検出型センサーと、
上記マニピュレーター上に取付けられ上記マークの表面
に向けてレーザー光を発し当該レーザー光の反射光によ
り当該マークの正常な位置から当該マークの当該表面に
垂直な方向への移動量を検出するレーザー変位型距離セ
ンサーと、上記第１のマーク検出型センサー、上記第２
のマーク検出型センサー及び上記レーザー変位型距離セ
ンサーの各出力信号に基いて当該各出力信号が表す検出
値をそれぞれ数値化するエンコーダーとを備え、溶接作
業中における上記溶接部の上記横断線の方向への位置ず
れ及び上記マークの上記表面に垂直な方向への位置ずれ
を上記自動溶接装置へフィードバックして当該自動溶接
装置の溶接位置ずれを修正するように構成されているこ
とを特徴とする、溶接位置ずれ自動修正システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26067595A JP3192942B2 (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 溶接位置ずれ自動修正システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26067595A JP3192942B2 (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 溶接位置ずれ自動修正システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0976068A JPH0976068A (ja) | 1997-03-25 |
| JP3192942B2 true JP3192942B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=17351216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26067595A Expired - Fee Related JP3192942B2 (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 溶接位置ずれ自動修正システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3192942B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103143815B (zh) * | 2013-02-04 | 2015-01-21 | 江苏科技大学 | 基于波形匹配的旋转电弧窄间隙气保焊焊缝偏差识别方法 |
| CN106595495A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-04-26 | 长沙理工大学 | 一种光学位移测量系统 |
-
1995
- 1995-09-13 JP JP26067595A patent/JP3192942B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0976068A (ja) | 1997-03-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010418 |
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