JP3718304B2 - 自動溶接装置及び自動溶接方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の形状のワーク(被溶接物)どうしを溶接する自動溶接機や溶接ロボットに適用して好適な自動溶接装置と、自動溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の自動溶接装置は、例えば、特開平5−212540号公報に記載されている。前記自動溶接装置は、相互に溶接されるべき一対の被溶接物の表面位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を解析して認識する解析処理手段と、
前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の各種形状毎に、最適な溶接条件を予め記憶する記憶手段とが備えられるとともに、
前記解析処理手段の解析結果に基づいて、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分における最適な溶接条件を前記記憶手段から選択して当該溶接部分を自動溶接制御する制御手段が備えられているものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の自動溶接装置において、位置検出手段(距離センサー)の温度変化により、検出された位置検出値に誤差が生じ、適正な溶接狙い位置と溶接条件の選択ができなくなり、その結果溶接不良が発生するという問題がある。
【0004】
本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、位置検出手段の温度変化によって生じる位置検出値の誤差を解消できる自動溶接装置および自動溶接方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、請求項1記載の発明は、相互に溶接されるべき一対の被溶接物の表面位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を解析して認識する解析処理手段と、
前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の各種形状毎に、最適な溶接条件を予め記憶する記憶手段とが備えられるとともに、
前記解析処理手段の解析結果に基づいて、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分における最適な溶接条件を前記記憶手段から選択して当該溶接部分を自動溶接制御する制御手段が備えられている自動溶接装置において、
前記位置検出手段の温度変化に対処して補正する補正手段が備えられていることを特徴とする自動溶接装置である。
【0006】
請求項2記載の発明は、前記請求項1記載の自動溶接装置に、位置検出手段から基準となる基準距離だけ隔てた基準面を設け、
前記位置検出手段には、温度変化に伴って生じた基準距離の距離検出値の変化量を測定する手段を設け、前記解析手段には、相互に溶接されるべき一対の被溶接物の表面位置の検出値を前記距離検出値の変化量を基に補正する補正手段を設けるものである。
【0007】
請求項3記載の発明は、位置検出手段で相互に溶接されるべき一対の被溶接物の表面位置を検出する位置検出工程と、
前記位置検出工程の検出結果に基づいて、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を解析して認識する解析処理工程と、
前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の各種形状毎に、最適な溶接条件を予め記憶する記憶工程とを備えるとともに、
前記解析処理工程の解析結果に基づいて、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分における最適な溶接条件を選択して当該溶接部分を自動溶接制御する制御工程とを備えた自動溶接方法において、
前記位置検出手段から基準となる基準距離だけ隔てた基準面を設け、前記位置検出工程に、基準温度における基準距離を予め検出する工程と、その後温度変化に伴って生じた前記基準距離の距離検出値の変化量を検出する工程とを設け、前記解析処理工程に、相互に溶接されるべき一対の被溶接物の表面位置の検出値を前記距離検出値の変化量を基に補正する補正工程を設けることを特徴とするものである。
【0008】
【作用】
請求項1記載の自動溶接装置においては、位置検出手段の温度変化に対処して補正する補正手段が備えられているものであるから、検出された位置検出値が温度変化に対し補正され、適正な溶接狙い位置と溶接条件の選択ができ、その結果溶接不良の発生を解消できる。
【0009】
請求項2記載の自動溶接装置においては、位置検出手段に、温度変化に伴って生じた基準距離の距離検出値の変化量を測定する手段を設け、解析処理手段に、相互に溶接されるべき一対の被溶接物の表面位置を前記距離検出値の変化量を基に補正する補正手段を設けるものであるから、請求項1記載の発明と同様、検出された位置検出値が温度変化に対し補正され、適正な溶接狙い位置と溶接条件の選択ができ、その結果溶接不良の発生を解消できる。
【0010】
請求項3記載の自動溶接方法においては、位置検出工程に、基準温度における基準距離を予め検出する工程と、その後温度変化に伴って生じた前記基準距離の距離検出値の変化量を検出する工程とを設け、前記解析処理工程に、相互に溶接されるべき一対の被溶接物の表面位置の検出値を前記距離検出値の変化量を基に補正する補正工程を設けるものであるから、検出された位置検出値が温度変化に対し補正され、適正な溶接狙い位置と溶接条件の選択ができ、その結果溶接不良の発生を解消できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1と図2は、本発明の一実施例であって、図1は自動溶接装置の説明図、図2は図1の自動溶接装置を用いて位置検出する位置検出工程を示す説明図、図3は自動溶接方法の全工程を示す説明図である。
図において、1A、1Bは被溶接物、1Cは位置決め部材、1Dは基準面、1Eは作業台、2は位置検出手段、2aは発光部、2bは受光部、3は駆動機構、4はコンピューター、4aは解析処理部、4bは記憶部、4cは制御部、4dは補正部、7は溶接ロボット、8はシールドガスのボンベ、9は電磁弁、L0 は基準距離、L1 は被溶接物1Aの表面位置距離、L2 は被溶接物1Bの表面位置距離、である。
【0012】
図1において、1A、1Bは相互に溶接されるべき一対の被溶接物であって、被溶接物1Aは四角形状の鋼管であり、被溶接物1Bは取付用の鋼板である。
上記被溶接物1A、1Bは、作業台1Eの上に取り付けられた位置決め部材1Cに当接させて設置される。この位置決め部材1Cは、後述する位置検出手段2から基準となる基準距離L0 だけ隔てた基準面1Dを有している。
なお、上記基準面1Dは、位置決め部材1Cの一側面を基準面として利用したものであるが、別途基準面となる面を有する部材を設置してもよい。
【0013】
本実施例の自動溶接装置は、上記被溶接物1A、1Bの所定溶接線に沿って自動溶接する溶接ロボット7に備えられるものであって、位置検出手段2と、この位置検出手段2を所望の位置に移動させる駆動機構3と、コンピューター4とを備えているものである。
また、上記溶接ロボット7には、電磁弁9を介してシールドガスのボンベ8が配管接続されている。
【0014】
上記位置検出手段2は、光学式位置センサーであって、この位置検出手段2は、図1に示すように、光(例えばレーザー光)を発光して被検出物の表面にスポット状に照射する発光部2aと、この発光部2aから照射された後に被検出物の表面にて反射されてきた反射光を受光する受光部2bとを備えて構成されている。
被溶接物1A、1Bの表面位置の検出は、例えば、被溶接物1A、1Bの溶接予定線の方向に直交する方向の検出線に沿って光を走査させて行う。
【0015】
そして、上記位置検出手段2は、図2に示すように、駆動機構3により任意の位置に移動できるようになされていて、上記受光部2bにて得られた受光データー、例えば、光路差データー、反射光強度等に基づき、被溶接物1A、1Bの表面位置距離L1 、L2 と、基準面1Dの表面位置距離、すなわち基準距離L0 とが求められるようになっている。
そしてまた、位置検出手段2には、上記基準距離L0 の検出値の温度変化によって生じる距離検出値変化量△L0 を測定する手段が設けられている。
【0016】
一方、4はコンピューターであって、このコンピューター4は位置検出手段2に接続され、この位置検出手段2による検出データーに基づいて解析処理と自動溶接制御を行うためのものであり、解析処理部4aと、記憶部4bと、制御部4cと、さらに補正部4dとを有して構成されている。
【0017】
上記補正部4dは、前記位置検出手段2で異なるときに検出された基準距離L0 の二つの検出値の差である距離検出値の変化量△L0 を基に、被溶接物1A、1Bの表面位置距離L1 、L2 の検出値を補正する手段を有するものである。
上記解析処理部4aは、補正部4dで補正された補正データーに基づいて一対の被溶接物1A、1Bどうしの溶接部分の形状を解析して認識するものである。
【0018】
上記記憶部4bは、一対の被溶接物1A、1Bどうしの溶接部分の各種形状毎に最適な各種溶接条件を予め記憶するものである。この各種溶接条件としては、溶接電流、シールドガスの種類のほか、溶接電圧、溶接速度、トーチ前進角、トーチ倒れ角、トーチ狙い角などがある。
上記制御部4cは、解析処理部4aの解析結果を記憶部4bに照合し、被溶接物1A、1Bの溶接部分の形状に応じた最適な溶接条件を選択して、選択した溶接条件に応じて溶接ロボット7の動作を制御するとともに、電磁弁9の制御を行って被溶接物1A、1Bの溶接部分を自動溶接制御するものである。
【0019】
つぎに、上述のごとく構成された本実施例の自動溶接装置を用いた自動溶接方法について、図3を参照しながら説明する。
まず、基準温度において、位置検出手段2により、この位置検出手段2と基準面1Dとの距離、すなわち基準距離L0 を検出しておく(ステップA1 )。
その後、自動溶接する時点で、上記基準温度より外れ、その結果生じた基準距離L0 の距離検出値変化量△L0 を、位置検出手段2により検出する(ステップA2 )。
と同時に、被溶接物1A、1Bの表面位置距離L1 、L2 を検出する。
【0020】
コンピューター4の補正部4dにより、上記検出された被溶接物1A、1Bの表面位置距離L1 、L2 を基準距離L0 の距離検出値変化量△L0 を基に補正する(ステップB1 )。
そして、解析手段4aにより、上記補正された表面位置距離L1 、L2 に基づいて、被溶接物1A、1Bどうしの溶接部分の形状を解析して認識する(ステップB2 )。
【0021】
上記解析手段4aにより認識された溶接部分の形状を、記憶部4bに予め入力されている溶接条件に照合する(ステップC)。
そして、溶接部分の形状に応じた最適の溶接条件を選定し、選択された溶接条件に応じて溶接ロボット7に対して制御部4cから動作指示を出力するとともに、電磁弁9を作動させて最適な溶接条件で被溶接物1A、1Bの自動溶接を行う(ステップD)。
【0022】
以下、上述の本実施例の作用について述べる。
本実施例の自動溶接装置においては、位置検出手段2に、温度変化に伴って生じた基準距離L0 の距離検出値の変化量を測定する手段を設け、解析処理手段4aに、相互に溶接されるべき一対の被溶接物1A、1Bの表面位置L1 、L2 を前記基準距離L0 の距離検出値変化量△L0 を基に補正する補正手段を設けるものである。
また、本実施例の自動溶接方法においては、位置検出工程に、基準温度における基準距離L0 を予め検出する工程と、その後温度変化に伴って生じた前記基準距離L0 の距離検出値の変化量を検出する工程とを設け、前記解析処理工程に、相互に溶接されるべき一対の被溶接物1A、1Bの表面位置の検出値を前記距離検出値の変化量△L0 を基に補正する補正工程を設けるものである。
従って、検出された被溶接物1A、1Bの表面位置L1 、L2 の検出値が温度変化に対し補正され、適正な溶接狙い位置と溶接条件の選択ができ、その結果溶接不良の発生を解消できる。
尚、補正は溶接条件を選定したのちに行うものであってもよい。
【0023】
【発明の効果】
請求項1記載の自動溶接装置においては、位置検出手段の温度変化に対処して補正する補正手段が備えられているものであるから、検出された位置検出値が温度変化に対し補正され、適正な溶接狙い位置と溶接条件の選択ができ、その結果溶接不良の発生を解消できる。
【0024】
請求項2記載の自動溶接装置においては、位置検出手段に、温度変化に伴って生じた基準距離の距離検出値の変化量を測定する手段を設け、解析処理手段に、相互に溶接されるべき一対の被溶接物の表面位置を前記距離検出値の変化量を基に補正する補正手段を設けるものであるから、請求項1記載の発明と同様、検出された位置検出値が温度変化に対し補正され、適正な溶接狙い位置と溶接条件の選択ができ、その結果溶接不良の発生を解消できる。
【0025】
請求項3記載の自動溶接方法においては、位置検出工程に、基準温度における基準距離を予め検出する工程と、その後温度変化に伴って生じた前記基準距離の距離検出値の変化量を検出する工程とを設け、前記解析処理工程に、相互に溶接されるべき一対の被溶接物の表面位置の検出値を前記距離検出値の変化量を基に補正する補正工程を設けるものであるから、検出された位置検出値が温度変化に対し補正され、適正な溶接狙い位置と溶接条件の選択ができ、その結果溶接不良の発生を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であって、自動溶接装置の説明図である。
【図2】図1の自動溶接装置を用いて位置検出する位置検出工程を示す説明図である。
【図3】自動溶接方法の全工程を示す説明図である。
【符号の説明】
1A、1B 被溶接物
1C 位置決め部材
1D 基準面
2 位置検出手段
2a 発光部
2b 受光部
3 駆動機構
4 コンピューター
4a 解析処理部
4b 記憶部
4c 制御部
4d 補正部
7 溶接ロボット
L0 基準距離
L1 被溶接物1Aの表面位置距離
L2 被溶接物1Bの表面位置距離
Claims (3)
- 相互に溶接されるべき一対の被溶接物の表面位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を解析して認識する解析処理手段と、
前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の各種形状毎に、最適な溶接条件を予め記憶する記憶手段とが備えられるとともに、
前記解析処理手段の解析結果に基づいて、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分における最適な溶接条件を前記記憶手段から選択して当該溶接部分を自動溶接制御する制御手段が備えられている自動溶接装置において、
前記位置検出手段の温度変化に対処して補正する補正手段が備えられていることを特徴とする自動溶接装置。 - 前記自動溶接装置に、位置検出手段から基準となる基準距離だけ隔てた基準面を設け、
前記位置検出手段には、温度変化に伴って生じた基準距離の距離検出値の変化量を測定する手段を設け、前記解析処理手段には、相互に溶接されるべき一対の被溶接物の表面位置の検出値を前記距離検出値の変化量を基に補正する補正手段を設けることを特徴とする請求項1記載の自動溶接装置。 - 位置検出手段で相互に溶接されるべき一対の被溶接物の表面位置を検出する位置検出工程と、
前記位置検出工程の検出結果に基づいて、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を解析して認識する解析処理工程と、
前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の各種形状毎に、最適な溶接条件を予め記憶する記憶工程とを備えるとともに、
前記解析処理工程の解析結果に基づいて、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分における最適な溶接条件を選択して当該溶接部分を自動溶接制御する制御工程とを備えた自動溶接方法において、
前記位置検出手段から基準となる基準距離だけ隔てた基準面を設け、前記位置検出工程に、基準温度における基準距離を予め検出する工程と、その後温度変化に伴って生じた前記基準距離の距離検出値の変化量を検出する工程とを設け、前記解析処理工程に、相互に溶接されるべき一対の被溶接物の表面位置検出値を前記距離検出値の変化量を基に補正する補正工程を設けることを特徴とする自動溶接方法。
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JPH10180444A JPH10180444A (ja) | 1998-07-07 |
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JP34382396A Expired - Lifetime JP3718304B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 自動溶接装置及び自動溶接方法 |
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