JPH05138353A - 小型レーザセンサ - Google Patents
小型レーザセンサInfo
- Publication number
- JPH05138353A JPH05138353A JP30779091A JP30779091A JPH05138353A JP H05138353 A JPH05138353 A JP H05138353A JP 30779091 A JP30779091 A JP 30779091A JP 30779091 A JP30779091 A JP 30779091A JP H05138353 A JPH05138353 A JP H05138353A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- welding torch
- sensor box
- sensor
- laser diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＭＡＧ溶接における溶接線の自動倣いに適用
される小型レーザセンサにおいて、環境の影響を排除
し、屈曲した溶接線でも容易に自動倣いできる小型軽量
レーザセンサを提供するにある。 【構成】 発光部、駆動部及び電源部からなるレーザダ
イオードと、ピンホール型レンズ及びフィルタを組み込
んだＣＣＤ白黒カメラと、レーザダイオード及びＣＣＤ
白黒カメラを収納し冷却機能を有するセンサボックス
と、溶接トーチに組み込まれて溶接ヒュームを吸引排出
する手段と、センサボックスを溶接トーチ回りに電動モ
ータにより回転させる機構とからなるものである。
される小型レーザセンサにおいて、環境の影響を排除
し、屈曲した溶接線でも容易に自動倣いできる小型軽量
レーザセンサを提供するにある。 【構成】 発光部、駆動部及び電源部からなるレーザダ
イオードと、ピンホール型レンズ及びフィルタを組み込
んだＣＣＤ白黒カメラと、レーザダイオード及びＣＣＤ
白黒カメラを収納し冷却機能を有するセンサボックス
と、溶接トーチに組み込まれて溶接ヒュームを吸引排出
する手段と、センサボックスを溶接トーチ回りに電動モ
ータにより回転させる機構とからなるものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＭＡＧ溶接における溶
接線の自動倣いに適用される小型レーザセンサに関す
る。
接線の自動倣いに適用される小型レーザセンサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＭＡＧ溶接における溶接線の自動倣いに
適用される従来の半導体レーザスリット光式センサは、
溶接環境の影響を受けやすく、また、大型のため重量的
に重くなり溶接トーチ近傍に搭載が困難であった。即
ち、従来の半導体レーザスリット光式センサは、溶接時
に発生するアーク光、スパッタ、熱及びヒュームの影響
を受けるため、溶接トーチとの距離を離さなければなら
なかった。また、大型のため、重量的に重くなり溶接ト
ーチ近傍に搭載が困難であった。
適用される従来の半導体レーザスリット光式センサは、
溶接環境の影響を受けやすく、また、大型のため重量的
に重くなり溶接トーチ近傍に搭載が困難であった。即
ち、従来の半導体レーザスリット光式センサは、溶接時
に発生するアーク光、スパッタ、熱及びヒュームの影響
を受けるため、溶接トーチとの距離を離さなければなら
なかった。また、大型のため、重量的に重くなり溶接ト
ーチ近傍に搭載が困難であった。
【０００３】更に、センサと溶接トーチとの位置関係が
固定されており、また、距離を離す必要があることから
溶接線が屈曲している場合、倣いは不可能となり、更に
狭隘箇所には適用できなかった。このように、従来の半
導体レーザスリット光式センサは、溶接環境の影響、装
置の大型化など種々の制限があり、溶接線が屈曲してい
る場合にはセンシング機能を充分に果たすことは出来な
かった。
固定されており、また、距離を離す必要があることから
溶接線が屈曲している場合、倣いは不可能となり、更に
狭隘箇所には適用できなかった。このように、従来の半
導体レーザスリット光式センサは、溶接環境の影響、装
置の大型化など種々の制限があり、溶接線が屈曲してい
る場合にはセンシング機能を充分に果たすことは出来な
かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑みてなされたものであり、溶接環境の影響を受け
にくく、屈曲した溶接線でも容易に自動倣いできる小型
軽量の小型レーザセンサを提供することを目的とする。
術に鑑みてなされたものであり、溶接環境の影響を受け
にくく、屈曲した溶接線でも容易に自動倣いできる小型
軽量の小型レーザセンサを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の構成は多関節型ロボットに保持される溶接トーチ
に装着される半導体レーザスリット光式小型レーザセン
サであって、ＭＡＧ溶接における溶接線の自動倣いに適
用されるものにおいて、発光部、駆動部及び電源部から
なるレーザダイオードと、ピンホール型レンズ及びフィ
ルタを組み込んだＣＣＤ白黒カメラと、前記レーザダイ
オード及びＣＣＤ白黒カメラを収納し冷却機能を有する
センサボックスと、前記溶接トーチに組み込まれて溶接
ヒュームを吸引排出する手段と、前記センサボックスを
前記溶接トーチ回りに電動モータにより回転させる回転
駆動部とにより構成されることを特徴とする。
発明の構成は多関節型ロボットに保持される溶接トーチ
に装着される半導体レーザスリット光式小型レーザセン
サであって、ＭＡＧ溶接における溶接線の自動倣いに適
用されるものにおいて、発光部、駆動部及び電源部から
なるレーザダイオードと、ピンホール型レンズ及びフィ
ルタを組み込んだＣＣＤ白黒カメラと、前記レーザダイ
オード及びＣＣＤ白黒カメラを収納し冷却機能を有する
センサボックスと、前記溶接トーチに組み込まれて溶接
ヒュームを吸引排出する手段と、前記センサボックスを
前記溶接トーチ回りに電動モータにより回転させる回転
駆動部とにより構成されることを特徴とする。
【０００６】
【作用】レーザセンサに対して溶接時に発生するアーク
光、スパッタ、熱及びヒュームの影響を減少させること
ができ、更に、センサボックスを溶接トーチ近傍に配置
することができる。また、センサボックスの小型、軽量
化を図ることができ、センサボックスを溶接トーチの前
方進行方向へ常に向く様に制御し、溶接線に追従させる
ことが出来る。
光、スパッタ、熱及びヒュームの影響を減少させること
ができ、更に、センサボックスを溶接トーチ近傍に配置
することができる。また、センサボックスの小型、軽量
化を図ることができ、センサボックスを溶接トーチの前
方進行方向へ常に向く様に制御し、溶接線に追従させる
ことが出来る。
【０００７】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。図１、図２に本発明の一実施
例を示す。図２に示すように、多関節ロボット３の先端
に溶接トーチ４が保持され、この溶接トーチ４は溶接材
料５に対して平行で一定距離を有している。溶接トーチ
４の先端ノズル付近には、空気量増幅器１５が吸引口を
下方に向け、噴出口を上方へ向けて組み込まれている。
この空気量増幅器１５は、圧縮空気の供給により、吸引
口より溶接トーチ４の周辺部のヒュームを吸引し、噴出
口から排出することができる。尚、空気量増幅器１５の
噴出口は任意の方向に向けることが可能である。
参照して詳細に説明する。図１、図２に本発明の一実施
例を示す。図２に示すように、多関節ロボット３の先端
に溶接トーチ４が保持され、この溶接トーチ４は溶接材
料５に対して平行で一定距離を有している。溶接トーチ
４の先端ノズル付近には、空気量増幅器１５が吸引口を
下方に向け、噴出口を上方へ向けて組み込まれている。
この空気量増幅器１５は、圧縮空気の供給により、吸引
口より溶接トーチ４の周辺部のヒュームを吸引し、噴出
口から排出することができる。尚、空気量増幅器１５の
噴出口は任意の方向に向けることが可能である。
【０００８】溶接トーチ４には外胴回りにベアリング１
３が設けられ、このベアリング１３を介してセンサボッ
クス１２が回動可能に装着されている。溶接トーチ４に
は同心に平歯車９が固着される一方、センサボックス１
２には、この平歯車９に噛み合う平歯車１０を有する電
動モータ１１が取り付けられている。従って、電動モー
タ１１を駆動して、平歯車９，１０を噛合回転すること
により、センサボックス１２を溶接トーチ４の回りに回
転させることができる。
３が設けられ、このベアリング１３を介してセンサボッ
クス１２が回動可能に装着されている。溶接トーチ４に
は同心に平歯車９が固着される一方、センサボックス１
２には、この平歯車９に噛み合う平歯車１０を有する電
動モータ１１が取り付けられている。従って、電動モー
タ１１を駆動して、平歯車９，１０を噛合回転すること
により、センサボックス１２を溶接トーチ４の回りに回
転させることができる。
【０００９】本実施例では、小型化のため、レーザダイ
オードの発光部１をその駆動部、電源部から分離し、セ
ンサボックス１２内における溶接トーチ４の近傍に配置
している。レーザダイオードの駆動部、電源部は、多関
節ロボット３の非可動部に搭載されている。ここで、レ
ーザダイオードとしては、アーク光に対するＣＣＤ白黒
カメラの感度域及び位置焦点調整の容易さの観点から赤
色半導体レーザダイオードを採用するのが望ましい。レ
ーザダイオード発光部１の前面にシリンドリカルレンズ
２が取り付けられいている。
オードの発光部１をその駆動部、電源部から分離し、セ
ンサボックス１２内における溶接トーチ４の近傍に配置
している。レーザダイオードの駆動部、電源部は、多関
節ロボット３の非可動部に搭載されている。ここで、レ
ーザダイオードとしては、アーク光に対するＣＣＤ白黒
カメラの感度域及び位置焦点調整の容易さの観点から赤
色半導体レーザダイオードを採用するのが望ましい。レ
ーザダイオード発光部１の前面にシリンドリカルレンズ
２が取り付けられいている。
【００１０】センサボックス１２内には、ＣＣＤ白黒カ
メラ６がレーザダイオード発光部１の直下における溶接
部材５の開先部を監視するように配置されている。ＣＣ
Ｄ白黒カメラ６の前面には、レーザダイオード発光部１
のレーザ光の波長のみを透過するフィルタ７及びピンホ
ール型レンズ８が組み込まれている。本発明では、スパ
ッタに対するＣＣＤ白黒カメラ６のレンズ保護及び視野
の限定化のため、レンズの極小化としてピンホール型レ
ンズ８を採用している。
メラ６がレーザダイオード発光部１の直下における溶接
部材５の開先部を監視するように配置されている。ＣＣ
Ｄ白黒カメラ６の前面には、レーザダイオード発光部１
のレーザ光の波長のみを透過するフィルタ７及びピンホ
ール型レンズ８が組み込まれている。本発明では、スパ
ッタに対するＣＣＤ白黒カメラ６のレンズ保護及び視野
の限定化のため、レンズの極小化としてピンホール型レ
ンズ８を採用している。
【００１１】更に、センサボックス１２には、低温空気
発生器１４が供給口を外部側、吐出口を内部側にして取
り付けられている。低温空気発生器１４は、ボルテック
ス・チューブの原理を応用したものであり、圧縮空気か
ら低温冷風を得て、レーザダイオード発光部１及びＣＣ
Ｄ白黒カメラ６を収納したセンサボックス１２内を冷却
し加熱を防止することが可能である。
発生器１４が供給口を外部側、吐出口を内部側にして取
り付けられている。低温空気発生器１４は、ボルテック
ス・チューブの原理を応用したものであり、圧縮空気か
ら低温冷風を得て、レーザダイオード発光部１及びＣＣ
Ｄ白黒カメラ６を収納したセンサボックス１２内を冷却
し加熱を防止することが可能である。
【００１２】上記構成を有する小型レーザセンサにおい
て、ＭＡＧ溶接で溶接線を自動倣いする場合の作用につ
いて説明する。先ず、レーザダイオード発光部１から出
射されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ２を透過し
てスリット光となり、溶接部材５の開先部へ当てられ
る。スリット光が溶接線に対して垂直となるようにシリ
ンドリカルレンズ２を予め位置決めしておく。
て、ＭＡＧ溶接で溶接線を自動倣いする場合の作用につ
いて説明する。先ず、レーザダイオード発光部１から出
射されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ２を透過し
てスリット光となり、溶接部材５の開先部へ当てられ
る。スリット光が溶接線に対して垂直となるようにシリ
ンドリカルレンズ２を予め位置決めしておく。
【００１３】この時、開先部を監視しているＣＣＤ白黒
カメラ６には、フィルタ７を通して溶接前の開先形状の
輪郭のみの映像が得られる。これを画像処理し、溶接ト
ーチの最適な狙い位置を求め、現在位置との差により溶
接トーチ４のずれ量を検出し、多関節ロボット３のアー
ムの位置を制御することにより、自動倣いを行う。ま
た、溶接線が屈曲している場合、電動モータ１１を駆動
制御することにより、センサボックス１２を溶接トーチ
４の回りに回転させ、常に溶接トーチ４の前側にレーザ
ダイオード発光部１、ＣＣＤ白黒カメラ６が位置するよ
うに制御し、多関節ロボット３を溶接線に追従させる。
カメラ６には、フィルタ７を通して溶接前の開先形状の
輪郭のみの映像が得られる。これを画像処理し、溶接ト
ーチの最適な狙い位置を求め、現在位置との差により溶
接トーチ４のずれ量を検出し、多関節ロボット３のアー
ムの位置を制御することにより、自動倣いを行う。ま
た、溶接線が屈曲している場合、電動モータ１１を駆動
制御することにより、センサボックス１２を溶接トーチ
４の回りに回転させ、常に溶接トーチ４の前側にレーザ
ダイオード発光部１、ＣＣＤ白黒カメラ６が位置するよ
うに制御し、多関節ロボット３を溶接線に追従させる。
【００１４】更に、溶接中発生する熱によりセンサボッ
クス１２が加熱されるが、低温空気発生器１４に圧縮空
気を供給することにより、低温冷風が得られ、センサボ
ックス１２の内部を冷却し、過熱を防止し、保護するこ
とができる。さらに、ヒュームについては、空気量増幅
器１５に圧縮空気を供給することにより、吸引口より溶
接トーチ４の周辺部のヒュームを吸引し、噴出口を任意
の位置へ向け、排出することができる。
クス１２が加熱されるが、低温空気発生器１４に圧縮空
気を供給することにより、低温冷風が得られ、センサボ
ックス１２の内部を冷却し、過熱を防止し、保護するこ
とができる。さらに、ヒュームについては、空気量増幅
器１５に圧縮空気を供給することにより、吸引口より溶
接トーチ４の周辺部のヒュームを吸引し、噴出口を任意
の位置へ向け、排出することができる。
【００１５】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように本発明はレーザセンサに対して溶接時に発生す
るアーク光、スパッタ、熱及びヒュームの影響を減少さ
せることができ、更に、センサボックスを溶接トーチ近
傍に配置することができる。また、センサボックスの小
型、軽量化を図ることができ、センサボックスを溶接ト
ーチの前方進行方向へ常に向く様に制御し、溶接線に追
従させることが出来る。
たように本発明はレーザセンサに対して溶接時に発生す
るアーク光、スパッタ、熱及びヒュームの影響を減少さ
せることができ、更に、センサボックスを溶接トーチ近
傍に配置することができる。また、センサボックスの小
型、軽量化を図ることができ、センサボックスを溶接ト
ーチの前方進行方向へ常に向く様に制御し、溶接線に追
従させることが出来る。
【図１】本発明の一実施例に係る小型レーザセンサの断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る小型レーザセンサの斜
視図である。
視図である。
１ レーザダイオード発光部 ２ シリンドリカルレンズ ３ 多関節ロボット ４ 溶接トーチ ５ 溶接部材 ６ ＣＣＤ白黒カメラ ７ フィルタ ８ ピンホール型レンズ ９ 平歯車 １０ 平歯車 １１ 電動モータ １２ センサボックス １３ ベアリング １４ 低温空気発生器 １５ 空気量増幅器
Claims (1)
- 【請求項１】 多関節型ロボットに保持される溶接トー
チに装着される半導体レーザスリット光式小型レーザセ
ンサであって、ＭＡＧ溶接における溶接線の自動倣いに
適用されるものにおいて、発光部、駆動部及び電源部か
らなるレーザダイオードと、ピンホール型レンズ及びフ
ィルタを組み込んだＣＣＤ白黒カメラと、前記レーザダ
イオード及びＣＣＤ白黒カメラを収納し冷却機能を有す
るセンサボックスと、前記溶接トーチに組み込まれて溶
接ヒュームを吸引排出する手段と、前記センサボックス
を前記溶接トーチ回りに電動モータにより回転させる回
転駆動部とにより構成されることを特徴とする小型レー
ザセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30779091A JPH05138353A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 小型レーザセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30779091A JPH05138353A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 小型レーザセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05138353A true JPH05138353A (ja) | 1993-06-01 |
Family
ID=17973282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30779091A Withdrawn JPH05138353A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 小型レーザセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05138353A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100568627B1 (ko) * | 1998-12-30 | 2006-09-18 | 삼성중공업 주식회사 | 코러게이션이 형성된 용접물의 용접방법 및 그 장치 |
| CN1319704C (zh) * | 2004-10-21 | 2007-06-06 | 上海交通大学 | 焊接机器人伺服双目视觉传感器 |
| JP2011123486A (ja) * | 2001-11-26 | 2011-06-23 | Thales Avionics Inc | レンズ組立体 |
| CN110052748A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-26 | 杭州隆湖机电科技有限公司 | 一种机器人焊接用焊烟除尘装置 |
| CN117900714A (zh) * | 2024-03-19 | 2024-04-19 | 山西继禹工程机械有限公司 | 重型矿车厢斗u肋内侧自动焊接装置 |
-
1991
- 1991-11-22 JP JP30779091A patent/JPH05138353A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100568627B1 (ko) * | 1998-12-30 | 2006-09-18 | 삼성중공업 주식회사 | 코러게이션이 형성된 용접물의 용접방법 및 그 장치 |
| JP2011123486A (ja) * | 2001-11-26 | 2011-06-23 | Thales Avionics Inc | レンズ組立体 |
| CN1319704C (zh) * | 2004-10-21 | 2007-06-06 | 上海交通大学 | 焊接机器人伺服双目视觉传感器 |
| CN110052748A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-26 | 杭州隆湖机电科技有限公司 | 一种机器人焊接用焊烟除尘装置 |
| CN117900714A (zh) * | 2024-03-19 | 2024-04-19 | 山西继禹工程机械有限公司 | 重型矿车厢斗u肋内侧自动焊接装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |