JPH0373384B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は三次元位置検出装置をそなえ、しかも
品種の切換えに容易に対応でき、ロボツトとの組
合せに好適なろう付け装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、溶接作業やろう付け作業の自動化が広く
採用されている。特にロボツトとの組合せにより
多品種少量生産に適用することが行なわれてい
る。このような自動化に際しては、最も問題とな
るのは相互の位置関係であるが、これの対策とし
て、例えば発明者等が先に出願した特願昭58−
229780号に記載されているように、視覚センサと
触覚センサとを組合わせて用いて三次元位置検出
を行なつている。しかしこの方法によると、触覚
センサを用いるため検出に時間がかかり、装置が
複雑になる欠点がある。一方ろう付け部材の固定
が緩い場合は、触覚センサによりろう付け部材が
移動してしまう欠点がある。

また溶接ロボツトなどにおいては、位置検出方
法として、ロボツトとは別に固定した２台のカメ
ラを用い、溶接部材の三次元的位置を検出する方
法が実用化されている。しかしこの方法では、溶
接ロボツトと位置センサとが別々にあるため、溶
接位置が大きく変更された場合、位置センサを人
手により変更し、再調節する必要があり、多品種
少量生産には適さないという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上述の事情にかんがみてなされたも
ので、ろう付け部材に接触しないで迅速にろう付
け部位の検出ができ、しかもろう付け部位が大き
く変更されても対応が容易で多品種少量生産に適
したろう付け装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、ろう付け部材のろう付け部位を加熱
するバーナを有する加熱部と、視覚センサおよび
これの光軸方向の位置を検出する光学的手段を有
し、ろう付け部位の三次元的位置検出をする位置
認識部と、ろう付け部位にろう材を案内供給する
案内ノズルを有するろう材供給部と、上記バー
ナ、視覚センサ、光学的手段および案内ノズルを
相互の位置関係を所定関係に保つて保持しなが
ら、これらを移動位置ぎめする位置ぎめ部と、上
記視覚センサに取込まれた画像の処理に基づき位
置ぎめ部を駆動してバーナをろう付け部位に対し
二次元的に位置ぎめし、光学的手段からの位置情
報によりバーナの光軸方向の位置ぎめをした後バ
ーナを駆動してろう付け部を加熱し、案内ノズル
を駆動してろう付け部にろう材を供給するように
各部を制御する制御装置とからなるろう付け装置
である。

〔発明の実施例〕

以下本発明の詳細を第１図ないし第５図に示す
一実施例により説明する。

本実施例は冷却器の組立工程において使用され
るろう付け装置であつて、冷却器から延出してい
る一方の鋼管に他方の鋼管を挿入してろう付けす
るもので、第６図に示すように、ろう付け部材１
は径大な一方の部材２の端部にこれより径小な他
方の部材３を挿入し、その挿入端４をろう付け部
位５とするものである。そして組立ラインに沿つ
て間けつ移送されて来た冷却器は、延出している
一方の部材２に他方の部材３を単に挿入保持させ
た状態で本ろう付け装置の前に送られて来る。従
つて停止位置においてはろう付け部位５の位置は
ほぼ一定の位置にある。

本装置は位置ぎめ部１１と、位置認識部１２
と、加熱部１３と、ろう材供給部１４と、制御部
１５とから構成されている。各部につき説明する
と、位置ぎめ部１１は直角座標形のロボツトで、
図面に直角な方向に移動するＸ軸２１と、支持体
２２をもちＸ軸２１の移動方向に直角で矢印２３
方向に移動するＹ軸２４と、一端がＸ軸２１上に
固定されて立設され、Ｙ軸２４を矢印２５、すな
わち上下方向に移動させるＺ軸２６とからなつて
いる。支持体２２は、支持台２７上にブラケツト
２８を固定して構成されていて、ブラケツト２８
の上面にほぼ15度下方に傾斜した取付面２９にな
つている。後述する各部の移動はこの上に取付け
られており、制御部１５により位置ぎめ部１１は
制御されるので、支持体２２に取付けられた移動
部はＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動自在である。

なお、支持体２２はバーナの角度がろう付け部
材１に対し15〜75゜になるように、位置決め部に
対し可動になつている。

加熱部１３は、ブラケツト２８上に取付けられ
た加熱ヘツド３１と、加熱制御装置３２とからな
つている。加熱ヘツド３１は、バーナ３３とこれ
を前後動させるバーナ駆動体３４とからなつてい
て、バーナ３３は本体管３５の先端に円弧状に形
成したノズル３６，３６をそれらの先端が離間対
向するように取付けて構成されていて、対向した
先端間にろう付け部位５を位置させて加熱する。
バーナ駆動体３４は取付面２９に固定された保持
体３７にエア・シリンダ装置３８を取付け、一方
保持体３７に一対の案内棒３９，３９を摺動自在
に挿通し、これの一端にエア・シリンダ装置３８
のピストンロツド４０を接続して摺動駆動するよ
うにして構成されている。そして案内棒３９にバ
ーナ３３が取付けられていて、前進位置に於てノ
ズル３６，３６はろう付け部位５に上下から対向
するようになつている。

加熱制御装置３２は図示してないが燃焼ガスの
圧力調節装置やガス混合装置などが内蔵されてい
て適切なガスが導管４１を介して本体管３５に送
り込まれるが、その強弱切換えは制御部１５から
の指令によりなされている。

ろう材供給部１４は支持体２２に設けられたろ
う材案内ヘツド４５とろう材供給装置４６とから
なつている。ろう材供給ヘツド４５は、ブラケツ
ト２８の取付け面２９に固定された保持片４７に
設けられたエアシリンダ装置４８と、これを貫通
した中空なピストンロツド４９の先端に取付けら
れた案内ノズル５０とからなつていて、ろう材５
１はピストンロツド４９を通つて案内ノズル５０
から突出して、ピストンロツド４９の前進により
所定位置に臨むようになつている。ろう材供給装
置４６はろう材５１を巻回してスプール５２とこ
れを一定長さ送り出す送りローラ５３をそなえい
て、指令によりローラ５３が一定量回転して所定
長さのろう材５１が供給される。

位置認識部１２は、視覚センサ５６と光学的手
段としての投光体５７とをそなえている。視覚セ
ンサ５６は支持体２２の支持台２７上に取付けら
れていて、例えばCCD（Charged Coupled
Device）カメラ、工業用テレビジヨン（1TV）
カメラなどで構成される。そしてろう付け部位５
に対向したときは制御部１５からの指令により、
その画像による位置情報を制御部１５に入力す
る。投光体５７は、視覚センサ５６に隣接して支
持台２７上に取付けられている。これは光源と光
学系とを内蔵していて、視覚センサ５６の光軸５
８に交差する（平行でなければよい）細いビーム
状のスポツト光５９を放射する。これはろう付け
部材１に対向したとき、その対向部表面にスポツ
ト状の光点６０ａを形成する。

制御部１５は主制御装置６５と、位置ぎめ部１
１に接続された位置ぎめコントローラ６６と、加
熱制御装置３２に接続されたバーナコントローラ
６７と、ろう材供給装置４６に接続されたろう材
コントローラ６８とからなつている。主制御装置
６５はマイクロコンピユータを内蔵していて、画
像処理や上記の各コントローラ６６，６７，６８
を介して各部を制御し、各部に指令して順次動作
を遂行させるようになつている。詳細は本実施例
の作動とともに説明する。

次に本実施例の作動につき説明する。

ろう付け部位５が図示しない搬送装置により送
られて本ろう付け装置の前に停止すると、その信
号が主制御装置６５に入力する。これにより第４
図に示す流れ図のステツプがプログラム通りに主
制御装置６５により遂行される。まず停止信号の
入力により主制御装置６５は位置ぎめコントロー
ラ６６を介して位置ぎめ部１１であるロボツトを
駆動し、予め定められた設定位置へ視覚センサ５
６を移動させろう付け部位５に対向させる。ここ
で視覚センサ５６はろう付け部位５の画像を取込
む。次にこの画像の位置情報と予め記憶された所
定の位置情報とを主制御装置６５で比較演算して
光軸５８に直角な平面内におけるろう付け部位５
の縦横方向の位置が検出される。次にこの二次元
の位置情報にもとづき主制御装置６５は位置ぎめ
部１１のロボツトを駆動し、縦横の位置修正を行
ない、これにより例えば視覚センサ５６とろう付
け部位５とは二次元的には所定の位置関係にな
る。次に第５図に示すようにスポツト光５９がろ
う付け部材１上に形成する光点６０ａの画像と適
正なろう付け位置における光点位置６０ｂの画像
との間隔ｄを用いて演算処理してろう付け部位５
の高さ方向、すなわち光軸５８方向の位置誤差△
Ｈを算出し、これに基づいて位置ぎめ部１１のロ
ボツトを駆動し結局最終的に三次元的に視覚セン
サ５６とろう付け部位５とは所定の位置関係に位
置ぎめされたことになる。なおこの位置関係にお
いて、バーナ駆動体３４が作動してバーナ３３が
所定長前進した場合にはノズル３６，３６はその
間にろう付け部位５が介挿されて、最適の加熱位
置を占めるように調節されており、ろう材の案内
ノズル５０も同様に調節されている。三次元の位
置ぎめが完了すると、次に主制御装置６５の指令
によりバーナ駆動体３４が作動し、バーナ３３が
前進し、同時にフレームは強くなり、ろう付け部
位５を加熱する。一定時間経過後エアシリンダ装
置４８が駆動されて、案内ノズル５０が前進し一
定期間後ろう材がろう材供給部１４によりろう付
け部位５に供給されさらに一定時間経過後、バー
ナ３３および案内ノズル５０は後退し、フレーム
は弱く切換えられてろう付けは完了する。続いて
位置ぎめ部１１であるロボツトが待避点移動を行
ない１サイクルが終る。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明のろう付け装置は
非接触で三次元位置ぎめが可能であるとともに、
加熱用のバーナ、ろう材供給用の案内ノズル、視
覚センサなどを位置ぎめ装置の支持部に取付け、
常に一体的に移動できるように構成したので、ろ
う付け部位の大きな変更に対しても位置ぎめ部の
移動により全体が一体となつて移動できるから、
相互間の再調整は不要で、迅速に対応でき、品種
の切換えにも短時間で対応できる。また非接触で
三次元位置ぎめができるのでろう付け部位が不所
望に動くようなことはない。さらに、これら諸効
果が相俟つて、ろう付けの自動化を確実に行うこ
とができるようになる結果、ろう付け精度及びろ
う付け能率が飛躍的に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２
図は同じく要部の平面図、第３図は同じく正面
図、第４図は同じく作動を説明する流れ図、第５
図は同じく三次元位置ぎめの説明図、第６図は上
記実施例によりろう付けした部材の要部断面図で
ある。 １……ろう付け部材、５……ろう付け部位、１
１……位置ぎめ部、１２……位置認識部、１３…
…加熱部、１４……ろう材供給部、１５……制御
部、２２……支持体、３３……バーナ、３４……
バーナ駆動体、４８……ノズル駆動体、５０……
案内ノズル、５１……ろう材、５６……視覚セン
サ、５７……投光体、５８……光軸、５９……ス
ポツト光、６０ａ……光点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記構成を具備することを特徴とするろう付
   け装置。 (イ) 支持体を有しこれをろう付け部材のろう付け
   部位に対し進退自在に移動して位置決めする位
   置決め部。 (ロ) 上記支持体に設けられて上記ろう付け部位を
   加熱するバーナを有する加熱部。 (ハ) 上記支持部に設けられて上記ろう付け部位に
   ろう材を案内する案内ノズルを有するろう材供
   給部。 (ニ) 上記ろう付け部位に対向してこれの画像をと
   り込み光軸方向に直交する二次元の位置情報を
   得る視覚センサと、上記支持体に設けられかつ
   上記視覚センサの光軸に対し一定角度傾けたス
   ポツト光を照射する投光体を有し上記スポツト
   光の上記ろう付け部位における照射位置に基い
   て上記視覚センサの光軸方向の位置情報を得る
   光学的手段とを備え、かつ上記支持体に設けら
   れて上記ろう付け部位の三次元の位置情報を出
   力する位置認識部。 (ホ) 上記位置認識部から出力された三次元の位置
   情報と予め設定された位置情報に基づいて上記
   位置決め部に指令することにより、上記バーナ
   を上記ろう付け部に対して予め設定された相対
   的位置関係に位置決めし、その後上記バーナを
   前進させて上記ろう付け部位を加熱し、さらに
   上記案内ノズルを前進させて、上記ろう付け部
   材にろう材を供給する制御部。 ２ 加熱部は支持体に設けられてバーナを進退駆
   動するバーナ駆動体を有し、ろう材供給部は支持
   体に設けられて案内ノズルを進退駆動するノズル
   駆動体を有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のろう付け装置。