JPH02182376A - アークセンサーの対物透光窓保護構造 - Google Patents
アークセンサーの対物透光窓保護構造Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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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、自動アーク溶接機、アーク溶接ロボット等の
自動アーク溶接機能を備えた溶接機の溶接トーチに装着
されて溶接位置の検出を走査検出するアークセンサーに
関し、特に、発光素子と受光素子とから成る光学的位置
検出器、その前方に設けられて発光素子から発せられた
光を溶接対象物の検出領域に投射し、反射した光を集光
する対物レンズ、その対物レンズの前方に配置される対
物透光窓の三者を検出系構成要素とするアークセンサー
の測定感度を改善し、保守の簡便化を図る改良構造に関
する。
自動アーク溶接機能を備えた溶接機の溶接トーチに装着
されて溶接位置の検出を走査検出するアークセンサーに
関し、特に、発光素子と受光素子とから成る光学的位置
検出器、その前方に設けられて発光素子から発せられた
光を溶接対象物の検出領域に投射し、反射した光を集光
する対物レンズ、その対物レンズの前方に配置される対
物透光窓の三者を検出系構成要素とするアークセンサー
の測定感度を改善し、保守の簡便化を図る改良構造に関
する。
〔従来の技術〕。
自動アーク溶接機やアーク溶接ロボット等は、例えば、
自動車組立工場における自動溶接ライン等に配置され、
無人省力による自動溶接に多用されている。この種自動
アーク溶接機やアーク溶接ロボットにおいては、その溶
接トーチにアークセンサーを装着して溶接位置を連続検
出しながら精密なアーク溶接を遂行する方法が採られて
いる。
自動車組立工場における自動溶接ライン等に配置され、
無人省力による自動溶接に多用されている。この種自動
アーク溶接機やアーク溶接ロボットにおいては、その溶
接トーチにアークセンサーを装着して溶接位置を連続検
出しながら精密なアーク溶接を遂行する方法が採られて
いる。
このアークセンサーは、発光・受光素子と対物レンズと
を透明材料から成る対物透光窓材の後方容器内に配置し
、当該対物透光窓材を通して位置検出光の発光、受光を
可能にすると共にアーク溶接により生ずるスパッタや油
煙等の外部侵入物から検出系を保護し、また、アーク光
により検出光の透過が阻害されない工夫が成されている
。即ち、従来のアークセンサーでは対物透光窓材の素材
を選定して透明樹脂や耐熱ガラス等で形成し、スパッタ
が当たったとき、スパッタ熱で樹脂表面が剥離し、スパ
ッタの付着を防護する工夫や検出光に特定周波数域の半
導体レーザ光を用いることにより、アーク光を検査光が
透過し得るようにした工夫等がなされている。
を透明材料から成る対物透光窓材の後方容器内に配置し
、当該対物透光窓材を通して位置検出光の発光、受光を
可能にすると共にアーク溶接により生ずるスパッタや油
煙等の外部侵入物から検出系を保護し、また、アーク光
により検出光の透過が阻害されない工夫が成されている
。即ち、従来のアークセンサーでは対物透光窓材の素材
を選定して透明樹脂や耐熱ガラス等で形成し、スパッタ
が当たったとき、スパッタ熱で樹脂表面が剥離し、スパ
ッタの付着を防護する工夫や検出光に特定周波数域の半
導体レーザ光を用いることにより、アーク光を検査光が
透過し得るようにした工夫等がなされている。
〔発明が解決すべき課題〕
然しなから、従来−のアークセンサーの構造では対物透
光窓材にアーク溶接時のスパッタが溶接対象物面から発
出されて衡接し、窓材に焦げ跡が残り、また、アーク溶
接用のフラックスの蒸発油煙等から成る油煙が対物透光
窓材の表面に付着して曇りを生ぜしめ、検出光の透過を
劣化させて検出精度や感度の低下を招くため、定期的に
清浄化のための保守作業を要する等の問題がある。また
、このように定期的保守を要することは、無人省力化を
目指す組立生産ライン等においては、省力効果を低減さ
せる原因に成ると言う問題点がある。
光窓材にアーク溶接時のスパッタが溶接対象物面から発
出されて衡接し、窓材に焦げ跡が残り、また、アーク溶
接用のフラックスの蒸発油煙等から成る油煙が対物透光
窓材の表面に付着して曇りを生ぜしめ、検出光の透過を
劣化させて検出精度や感度の低下を招くため、定期的に
清浄化のための保守作業を要する等の問題がある。また
、このように定期的保守を要することは、無人省力化を
目指す組立生産ライン等においては、省力効果を低減さ
せる原因に成ると言う問題点がある。
依って本発明は斯かる問題点を解消して定期的保守の煩
瑣を解消し、且つ、アークセンサーの検出機能の向上を
も図ることが可能なアークセンサーの対物透光窓保護構
造を提供せんとするものである。
瑣を解消し、且つ、アークセンサーの検出機能の向上を
も図ることが可能なアークセンサーの対物透光窓保護構
造を提供せんとするものである。
本発明に依れば、光学的位置検出器、対物レンズ、対物
透光窓から成る検出系を有し、アーク溶接トーチに装着
される溶接位置検出用のアークセンサーにおいて、前記
検出系の対物透光窓の前方に不透明材から成ると共に光
透過用小孔が穿設された少なくとも２枚のアーク光遮断
板を相互に離隔配置して設けたアークセンサーの対物透
光窓保護構造を提供し、アーク光遮断板の光透過用小孔
を透過して検出光を所定の検出領域に投光せしめると共
にアーク光は２枚の該アーク光遮断板の遮断作用で対物
透光窓材の表面には到達しない構造であるため、検出機
能を長期に渡り定レベルに維持して保守を簡便化し、し
かも溶接スパッタや油煙の侵入も低減せしめ得るので検
出光の投光・受光によるＳ／Ｎ比゛が高い高位置検出機
能を有したアークセンサーとして作用するのである。ま
た、対物透光窓とその前方のアーク光遮断板との間に圧
力流体室、好ましくは、圧力空気室を形成し、外部圧力
空気源から該室に導入した圧力空気をア一り光遮断板の
光透過用小孔を通過して溶接対象物側に吹き出す構成に
して圧力空気によりスパッタや油煙の侵入遮断効果を一
層向上せしめることにより保守性と検出機能の向上とを
一層増大させ得るのである。以下、本発明を添付図面に
示す実施例に基づいて更に詳細に説明する。
透光窓から成る検出系を有し、アーク溶接トーチに装着
される溶接位置検出用のアークセンサーにおいて、前記
検出系の対物透光窓の前方に不透明材から成ると共に光
透過用小孔が穿設された少なくとも２枚のアーク光遮断
板を相互に離隔配置して設けたアークセンサーの対物透
光窓保護構造を提供し、アーク光遮断板の光透過用小孔
を透過して検出光を所定の検出領域に投光せしめると共
にアーク光は２枚の該アーク光遮断板の遮断作用で対物
透光窓材の表面には到達しない構造であるため、検出機
能を長期に渡り定レベルに維持して保守を簡便化し、し
かも溶接スパッタや油煙の侵入も低減せしめ得るので検
出光の投光・受光によるＳ／Ｎ比゛が高い高位置検出機
能を有したアークセンサーとして作用するのである。ま
た、対物透光窓とその前方のアーク光遮断板との間に圧
力流体室、好ましくは、圧力空気室を形成し、外部圧力
空気源から該室に導入した圧力空気をア一り光遮断板の
光透過用小孔を通過して溶接対象物側に吹き出す構成に
して圧力空気によりスパッタや油煙の侵入遮断効果を一
層向上せしめることにより保守性と検出機能の向上とを
一層増大させ得るのである。以下、本発明を添付図面に
示す実施例に基づいて更に詳細に説明する。
第１図は本発明の実施例による対物透光窓保護構造を有
したアークセンサーの構成を示す縦断面図、第２図は同
アークセンサーのアーク遮断板に形成されたスリットを
示す下面図、第３図は、同アークセンサーを自動アーク
溶接機ないしアーク溶接ロボットの溶接トーチに装着し
た状態を示す一部断面正面図である。
したアークセンサーの構成を示す縦断面図、第２図は同
アークセンサーのアーク遮断板に形成されたスリットを
示す下面図、第３図は、同アークセンサーを自動アーク
溶接機ないしアーク溶接ロボットの溶接トーチに装着し
た状態を示す一部断面正面図である。
さて、第１図、第２図を参照すると、本発明に係るアー
クセンサー１０は、一端開口型の容器１２を有し、この
容器１２の底部１２ａに発光、受光素子から成る位置検
出器１４が設けられ、この位置検出器１４には信号ケー
ブル１６が接続されている。容器１２の内部における位
置検出器１４の前方には該位置検出器１４から発せられ
たレーザ光による検出光を溶接対象物表面へ投光し、又
その反射光を受光素子へ集光するレンズ１８が設けられ
ている。このレンズ１８の前方には更に透明樹脂材や耐
熱ガラス材等の光を透光させ得ると同時に溶接スパッタ
や油煙から検出系を防護する対物透光窓２０が設けられ
ている。これらの位置検出器１４、レンズ１８、対物透
光窓２０から成る光学的検出系には特に新規な構成はな
い。
クセンサー１０は、一端開口型の容器１２を有し、この
容器１２の底部１２ａに発光、受光素子から成る位置検
出器１４が設けられ、この位置検出器１４には信号ケー
ブル１６が接続されている。容器１２の内部における位
置検出器１４の前方には該位置検出器１４から発せられ
たレーザ光による検出光を溶接対象物表面へ投光し、又
その反射光を受光素子へ集光するレンズ１８が設けられ
ている。このレンズ１８の前方には更に透明樹脂材や耐
熱ガラス材等の光を透光させ得ると同時に溶接スパッタ
や油煙から検出系を防護する対物透光窓２０が設けられ
ている。これらの位置検出器１４、レンズ１８、対物透
光窓２０から成る光学的検出系には特に新規な構成はな
い。
本発明によると、容器１２の内部において、上記の対１
勿透光窓２０の前方に２つのアーク遮断板２２．２４が
、相互に間隔を置いて設けられ、これらのアーク遮断板
２２．２４はアーク溶接部において発生した強いアーク
光やスパッタ、油煙等の障害物が上記検出系に到達する
のを阻止すべく、不透明かつ耐熱性材料製（例えば、ア
ルミ材料、ステンレス等の鉄系材料等が可）であり、ま
た、略中央部に検出光（投光、受光の両者）の透過を可
能にする小孔２２ａ、２４ａが穿設されている。
勿透光窓２０の前方に２つのアーク遮断板２２．２４が
、相互に間隔を置いて設けられ、これらのアーク遮断板
２２．２４はアーク溶接部において発生した強いアーク
光やスパッタ、油煙等の障害物が上記検出系に到達する
のを阻止すべく、不透明かつ耐熱性材料製（例えば、ア
ルミ材料、ステンレス等の鉄系材料等が可）であり、ま
た、略中央部に検出光（投光、受光の両者）の透過を可
能にする小孔２２ａ、２４ａが穿設されている。
この小孔２２ａ、２４ａは、ピンホール形の小孔又は、
溶接位置を連続走査するときには、細長いスリット形の
小孔に形成され、本実施例では、第２図に図示のように
、スリット形小孔に穿設したものを図示しである。
溶接位置を連続走査するときには、細長いスリット形の
小孔に形成され、本実施例では、第２図に図示のように
、スリット形小孔に穿設したものを図示しである。
更に、本実施例では、対物透光窓２０と内側のアーク遮
断板２２との間に圧力流体室２６が形成され、この圧力
流体室２６には外部の圧力流体源からパイプ等の適当な
管路を用いて導入口２８を介して圧力流体（適正な圧力
に調圧した圧力空気が適当）が供給され、この圧力流体
が上記圧力流体室２６から小孔２２ａ、２４ａを通って
外部に吹き出されるときに溶接スパッタや油煙が検出系
内に侵入して来るのを阻止する機能を果たすのである。
断板２２との間に圧力流体室２６が形成され、この圧力
流体室２６には外部の圧力流体源からパイプ等の適当な
管路を用いて導入口２８を介して圧力流体（適正な圧力
に調圧した圧力空気が適当）が供給され、この圧力流体
が上記圧力流体室２６から小孔２２ａ、２４ａを通って
外部に吹き出されるときに溶接スパッタや油煙が検出系
内に侵入して来るのを阻止する機能を果たすのである。
圧力流体の圧力は従って、高圧である必要はなく、スパ
ッタや油煙の侵入を防ぐ勢いさえ有していれば良い。
ッタや油煙の侵入を防ぐ勢いさえ有していれば良い。
第３図は、上述した本発明に係る対物透光窓保護構造を
有したアークセンサー１０がアーク溶接機又はアーク溶
接ロボットの溶接トーチ４０の胴部に装着され、アーク
光の遮断機能とスパッタや油煙の侵入を阻止している状
態を示している。
有したアークセンサー１０がアーク溶接機又はアーク溶
接ロボットの溶接トーチ４０の胴部に装着され、アーク
光の遮断機能とスパッタや油煙の侵入を阻止している状
態を示している。
即ち、位置検出器１４から発出した検出光と溶接対象物
Ｗから反射した検出反射光は検出可能範囲りの領域を走
査、検出すべく対物透光窓２０、アーク遮断板２２．２
４の光透過小孔２２ａ 、２４ａを介して点線で示すよ
うに通過している。この間に、トーチ４０の先端の溶接
棒４２はアークセンサー１０の検出した領域りを追従し
、被溶接対象Ｗの溶接点に所要の溶接作用を遂行するが
、このとき、溶接点からは強いアーク光とスパッタや油
煙が略放射状に拡散するように発生する。故に、アーク
光は了−クセンサー１０の下面のアーク遮断板２４に向
かう。このとき、同アーク遮断板２４の光透過小孔２４
ａを通過するアーク光分量及びスパッタや油煙の分量は
極限され、然も、この小孔２４ａを通過したアーク光や
スパッタ等は容器１２の内部で第２のアーク遮断板２２
により遮断される。この結果、スパッタや油煙が直接的
に内部の対物透光窓２０に当接して該対物透光窓の表面
２０を汚染したり、又、アーク光が検査光中に混入して
検査光のＳ／Ｎ比を低減させる悪影響等が防止される。
Ｗから反射した検出反射光は検出可能範囲りの領域を走
査、検出すべく対物透光窓２０、アーク遮断板２２．２
４の光透過小孔２２ａ 、２４ａを介して点線で示すよ
うに通過している。この間に、トーチ４０の先端の溶接
棒４２はアークセンサー１０の検出した領域りを追従し
、被溶接対象Ｗの溶接点に所要の溶接作用を遂行するが
、このとき、溶接点からは強いアーク光とスパッタや油
煙が略放射状に拡散するように発生する。故に、アーク
光は了−クセンサー１０の下面のアーク遮断板２４に向
かう。このとき、同アーク遮断板２４の光透過小孔２４
ａを通過するアーク光分量及びスパッタや油煙の分量は
極限され、然も、この小孔２４ａを通過したアーク光や
スパッタ等は容器１２の内部で第２のアーク遮断板２２
により遮断される。この結果、スパッタや油煙が直接的
に内部の対物透光窓２０に当接して該対物透光窓の表面
２０を汚染したり、又、アーク光が検査光中に混入して
検査光のＳ／Ｎ比を低減させる悪影響等が防止される。
つまり、２つのアーク光遮断板２２．２４により、対物
透光窓２０から内部の検出系は保護されるのである。
透光窓２０から内部の検出系は保護されるのである。
加えて、本発明では、圧力流体室２６からアーク光遮断
板２２．２４の光透過小孔２２ａ、２４ａを介して圧力
流体を流出させることも可能にしているから、この圧力
流体流はスパッタや油煙の侵入を阻止する助勢作用を行
い、アーク光遮断板２２．２４の保護作用を強化する作
用を行う。
板２２．２４の光透過小孔２２ａ、２４ａを介して圧力
流体を流出させることも可能にしているから、この圧力
流体流はスパッタや油煙の侵入を阻止する助勢作用を行
い、アーク光遮断板２２．２４の保護作用を強化する作
用を行う。
以上、本発明を実施例に就いて説明したが、上述の実施
例において、２枚設けたアーク光遮断板２２．２４は必
要に応じて３枚、４枚に増数しても良い。又、アーク光
遮断板２２．２４に設けた細長いスリット形状の光透過
小孔２２ ａ ％ ２４ ａも被溶接対象Ｗの定点をア
ーク溶接する場合にはピンホール形の小孔に形成する等
必要に応じて形状変更が可能なことは言うまでもない。
例において、２枚設けたアーク光遮断板２２．２４は必
要に応じて３枚、４枚に増数しても良い。又、アーク光
遮断板２２．２４に設けた細長いスリット形状の光透過
小孔２２ ａ ％ ２４ ａも被溶接対象Ｗの定点をア
ーク溶接する場合にはピンホール形の小孔に形成する等
必要に応じて形状変更が可能なことは言うまでもない。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、自動
アーク溶接機やアーク溶接ロボットの溶接トーチに装着
して溶接位置の検出を行うアークセンサーの検出機能を
長期に渡りスパッタや油煙による汚染から防護して所望
のセンサー性能に維持するための保守作業が著しく簡便
化され、しかも、検出機能上からも検出感度を良好に保
つことができると共に検出光のＳ／Ｎ比を高レベルに長
期維持が可能になると言う効果を奏することができるの
である。この結果、自動アーク溶接機やアーク溶接ロボ
ットの性能向上にも大きく寄与することができる。
アーク溶接機やアーク溶接ロボットの溶接トーチに装着
して溶接位置の検出を行うアークセンサーの検出機能を
長期に渡りスパッタや油煙による汚染から防護して所望
のセンサー性能に維持するための保守作業が著しく簡便
化され、しかも、検出機能上からも検出感度を良好に保
つことができると共に検出光のＳ／Ｎ比を高レベルに長
期維持が可能になると言う効果を奏することができるの
である。この結果、自動アーク溶接機やアーク溶接ロボ
ットの性能向上にも大きく寄与することができる。
第１図は本発明の実施例による対物透光窓保護構造を有
したアークセンサーの構成を示す縦断面図、第２図は同
アークセンサーのアーク遮断板に形成されたスリットを
示す下面図、第３図は、同アークセンサーを自動アーク
溶接機ないしアーク溶接ロボットの溶接トーチに装着し
た状態を示す一部断面正面図。 １０・・・アークセンサー １２・・・容器、１４・・
・位置検出器、１８・・・レンズ、２０・・・対物透光
窓、２２．２４・・・アーク光遮断板、２２ａ、２４ａ
・・・光透過小孔、２６・・・圧力流体室。
したアークセンサーの構成を示す縦断面図、第２図は同
アークセンサーのアーク遮断板に形成されたスリットを
示す下面図、第３図は、同アークセンサーを自動アーク
溶接機ないしアーク溶接ロボットの溶接トーチに装着し
た状態を示す一部断面正面図。 １０・・・アークセンサー １２・・・容器、１４・・
・位置検出器、１８・・・レンズ、２０・・・対物透光
窓、２２．２４・・・アーク光遮断板、２２ａ、２４ａ
・・・光透過小孔、２６・・・圧力流体室。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光学的位置検出器、対物レンズ、対物透光窓から成
る検出系を有し、アーク溶接トーチに装着される溶接位
置検出用のアークセンサーにおいて、 前記検出系の対物透光窓の前方に不透明材から成ると共
に光透過用小孔が穿設された少なくとも２枚のアーク光
遮断板を相互に離隔配置して設けたことを特徴とするア
ークセンサーの対物透光窓保護構造。 ２、前記対物透光窓と、その前方に配置した１枚の前記
アーク光遮断板とにより圧力流体源に連通した圧力流体
室を形成し、該圧力流体室から前記光透過用小孔を介し
て流出する圧力流体流を形成して外部からの侵入物排除
を促進せしめたことを特徴とする特許請求の範囲１、項
に記載のアークセンサーの対物透光窓保護構造。 ３、前記アーク光遮断板の光透過用小孔は、細長スリッ
トから成る特許請求の範囲１、項に記載のアークセンサ
ーの対物透光窓保護構造。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1001378A JPH02182376A (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | アークセンサーの対物透光窓保護構造 |
| EP19900901673 EP0403665A4 (en) | 1989-01-10 | 1990-01-10 | Arc sensor having object transmission window with anti-fouling structure |
| PCT/JP1990/000019 WO1990008007A1 (fr) | 1989-01-10 | 1990-01-10 | Capteur d'arc presentant une fenetre de transmission de la lumiere provenant d'un objectif pourvue d'une structure antisalissures |
| CA002024104A CA2024104A1 (en) | 1989-01-10 | 1990-01-10 | Arc sensor provided with a transparent objective window having a contamination preventing construction |
| US07/571,584 US5075534A (en) | 1989-01-10 | 1990-02-10 | Arc sensor provided with a transparent objective window having a contamination preventing construction |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP1001378A JPH02182376A (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | アークセンサーの対物透光窓保護構造 |
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| JPH02182376A true JPH02182376A (ja) | 1990-07-17 |
Family
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Family Applications (1)
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| JP1001378A Pending JPH02182376A (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | アークセンサーの対物透光窓保護構造 |
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- 1990-02-10 US US07/571,584 patent/US5075534A/en not_active Expired - Fee Related
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| EP0403665A4 (en) | 1991-10-02 |
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