JPH05215523A - 被溶接物のギャップ検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、自動溶接機や溶接ロボット等により
生産ラインに沿って自動溶接を行なう場合などに用いて
好適の被溶接物のギャップ検出方法に関し、特に相互に
溶接すべき被溶接物のうちの一方の位置が既知である場
合に、その溶接部におけるギャップのセンシングや解析
に要する時間の短縮をはかることを目的とする。 【構成】そこで、相互に溶接されるべき一対の被溶接物
１Ａ，１Ｂの表面位置を検出する位置検出手段２を、一
対の被溶接物１Ａ，１Ｂの溶接予定線６の近傍にて走査
可能にそなえ、一方の被溶接物１Ａの位置が既知である
場合には、他方の被溶接物１Ｂ側から位置検出手段２に
よるセンシングを行なうとともに、位置検出手段２の検
出結果に基づく一対の被溶接物１Ａ，１Ｂ相互間におけ
るギャップの解析処理も他方の被溶接物１Ｂ側から行な
うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動溶接機や溶接ロボ
ット等により生産ラインに沿って自動溶接を行なう場合
などに用いて好適の被溶接物のギャップ検出方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動溶接機や溶接ロボット等に
おいては、精密な溶接作業を行なうために、その作業対
象であるワーク(被溶接物)の形状を認識して、相互に溶
接されるべき一対の被溶接物の間のギャップ(位置ズレ
や段差)を正確に検出する必要がある。

【０００３】そこで、従来、特開平３−１４２０６９号
公報などに開示されるようにタッチセンサを用いてギャ
ップを検出するものや、光学式センサを用い作業対象ワ
ークにレーザ光等を照射することにより画像データを得
てから、その画像データに基づいてギャップを検出する
ものなど種々提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
被溶接物のギャップ検出手段では、通常、ギャップの位
置は未知であるため、タッチセンサもしくは光学式セン
サ等により、被溶接物どうしの溶接予定線の近傍の広い
範囲内においてセンシング動作を行なう必要があり、さ
らにセンシング動作によって得られたデータについて解
析処理も施す必要があって、そのセンシング動作や解析
処理に多大の時間を要している。

【０００５】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、特に相互に溶接すべき被溶接物のうちの一
方の位置が既知である場合に、その溶接部におけるギャ
ップのセンシングや解析に要する時間の短縮をはかった
被溶接物のギャップ検出方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の被溶接物のギャップ検出方法は、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
検出手段を、前記一対の被溶接物の溶接予定線の近傍に
て走査可能にそなえ、前記一対の被溶接物のうちの一方
の位置が既知である場合には、前記一対の被溶接物のう
ちの他方側から前記位置検出手段によるセンシングを行
なうとともに、前記位置検出手段の検出結果に基づく前
記一対の被溶接物相互間におけるギャップの解析処理も
前記一対の被溶接物のうちの他方側から行なうことを特
徴としている。

【０００７】

【作用】上述した本発明の被溶接物のギャップ検出方法
では、一対の被溶接物のうちの一方の位置が既知である
場合、位置検出手段によるセンシングが、一対の被溶接
物のうちの他方側つまり位置が未知である被溶接物側か
ら行なわれ、そのセンシング結果に基づくギャップの解
析処理も位置が未知である被溶接物側から行なわれる。
つまり、位置が既知である被溶接物に対して無駄なセン
シングや解析処理を行なうことがない。

【０００８】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
被溶接物のギャップ検出方法について説明すると、図１
はその方法を適用された装置の構成を示すブロック図、
図２はその装置の外観を模式的に示す斜視図、図３はそ
の位置センサによる検出データを説明するための図、図
４は本実施例における実際のワーク断面形状を示す図、
図５は従来手段の位置センサによる検出データを説明す
るための図である。

【０００９】図１，図２において、１Ａ，１Ｂは相互に
溶接されるべき一対のワーク(被溶接物)で、本実施例で
は、ワーク１Ａは、所定半径Ｒで湾曲するコーナー部
(Ｒ部分)を四隅に有する四角柱であり、ワーク１Ｂは、
Ｒ部分をもたない四角柱であって、これらのワーク１
Ａ，１Ｂどうしを相互に溶接する際に、これらのワーク
１Ａ，１Ｂ相互間のギャップを検出しようとしている。

【００１０】そして、本実施例では、ワーク１Ａの位置
は予め既知であり、ワーク１Ｂの位置は未知であるもの
とする。このように一方のワーク１Ａの位置が既知であ
り他方のワーク１Ｂの位置が未知である具体的な例とし
ては、生産ライン上でワーク１Ａ，１Ｂどうしの溶接を
行なうような場合がある。例えば、住宅ユニットの枠組
みを生産ラインに沿って製造する際、生産ラインを流れ
てきた柱部材に、梁部材を連結するためのジョイントピ
ースを溶接にて取り付ける場合があるが、このような場
合、柱部材(ワーク１Ａ)の位置は既知であるが、この柱
部材に取り付けられるジョイントピース(ワーク１Ｂ)の
位置は未知であり、本発明の方法はこのような場合に極
めて有効に適用される。

【００１１】また、２はワーク１Ａ，１Ｂの長手方向つ
まり溶接予定線６の方向に直交する方向の検出線５に沿
ってワーク１Ａ，１Ｂの表面位置(高さ位置)を検出する
ための光学式位置センサ(位置検出手段)で、この位置セ
ンサ２は、図１に示すように、光(例えばレーザ光)を発
光してワーク１Ａ，１Ｂ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ワー
ク１Ａ，１Ｂの表面にて反射されてきた反射光を受光す
る受光部２ｂとをそなえて構成されている。

【００１２】そして、受光部２ｂにて得られた受光デー
タ、例えば光路差データ，反射光強度等に基づき、位置
センサ２とワーク１Ａ，１Ｂの表面との距離が得られ、
図３や図５に示すような検出データ(ワーク１Ａ，１Ｂ
の表面の高さ位置データ)が求められるようになってい
る。

【００１３】さらに、３は位置センサ２を駆動するため
の駆動機構３で、この駆動機構３によって、位置センサ
２は、ワーク１Ａ，１Ｂの溶接予定線６の近傍において
走査可能にそなえられ、図２に示すような検出線５に沿
うワーク１Ａ，１Ｂの表面位置が、位置センサ２により
走査・検出されるようになっている。この駆動機構３
は、位置センサ２自体を全体的に駆動するものであって
もよいし、または、位置センサ２内部においてミラー等
を用い発光部２ａからの光の照射方向を変更するもので
あってもよい。

【００１４】一方、４は位置センサ２に接続されこの位
置センサ２による検出データに基づいて解析処理を行な
いワーク１Ａ，１Ｂ相互間のギャップを演算・検出する
ためのコンピュータである。

【００１５】上述のごとく構成された本実施例の装置に
より、ワーク１Ａ，１Ｂ相互間のギャップの検出を行な
う際には、必ず、位置が未知であるワーク１Ｂ側から位
置センサ２によるセンシングを開始する。つまり、本実
施例の場合、検出線５に沿うセンシング動作を図１，図
２の左側から開始し、図３に実線で示すような検出デー
タを位置センサ２によって得ており、このようにして得
られたデータに基づいて、ギャップの解析処理もワーク
１Ｂ側から順次行なわれることになる。

【００１６】本実施例では、図３に示すように、位置が
未知であったワーク１Ｂの肩部１ａの位置データを検出
できれば、ワーク１Ａの位置は既知であるので、図３に
示すように直ちに、ワーク１Ａ，１Ｂ相互間のギャップ
を算出・検知することができる。

【００１７】ここで、従来の手段によるセンシング動作
を図５により説明すると、従来手段では、ワーク１Ａ，
１Ｂ相互間のギャップを検出する際には、各ワーク１
Ａ，１Ｂの位置の既知，未知に関係なく、図５に示すよ
うに、ワーク１Ａ，１Ｂの位置を溶接予定線近傍の広い
範囲に亘ってセンシング動作を行ない、ワーク１Ａ，１
Ｂ相互間の表面形状を認識してからギャップの解析処理
を行なっていた。

【００１８】しかしながら、本実施例の方法によれば、
一方のワーク１Ａの位置が既知である場合には、位置が
未知である他方のワーク１Ｂ側からセンシングを行な
い、本実施例では、そのワーク１Ｂの肩部１ａの位置を
検出した時点で、ワーク１Ａ，１Ｂ相互間のギャップを
解析処理により検出することができるため、ギャップの
センシングや解析に要する時間が大幅に短縮されるので
ある。

【００１９】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ことなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更
等があっても、本発明の範囲に含まれる。例えば、上記
実施例では、一方のワーク１ＡがＲ部分を有する四角柱
であり、他方のワーク１ＢがＲ部分をもたない四角柱で
ある場合について説明したが、本発明の方法は、このよ
うなワーク形状に限定されるものではなく、一対のワー
クについて一方のみその位置が既知である場合に同様に
適用され、上記実施例と同様の作用効果が得られる。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の被溶接物
のギャップ検出方法によれば、一対の被溶接物のうちの
一方の位置が既知である場合には、位置検出手段による
センシングおよびその解析処理を、位置が未知である被
溶接物側から行なうようにしたので、位置が既知である
被溶接物に対して無駄なセンシングや解析処理を行なう
ことがなく、ギャップのセンシングや解析に要する時間
を大幅に短縮できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての被溶接物のギャップ
検出方法を適用された装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本実施例の装置の外観を模式的に示す斜視図で
ある。

【図３】本実施例の位置センサによる検出データを説明
するための図である。

【図４】本実施例における実際のワーク断面形状を示す
図である。

【図５】従来手段の位置センサによる検出データを説明
するための図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ ワーク(被溶接物) １ａ 肩部 ２ 光学式位置センサ(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 ５ 検出線 ６ 溶接予定線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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が、前記一対の被溶接
   物の溶接予定線の近傍にて走査可能にそなえられ、前記
   一対の被溶接物のうちの一方の位置が既知である場合に
   は、前記一対の被溶接物のうちの他方側から前記位置検
   出手段によるセンシングを行なうとともに、前記位置検
   出手段の検出結果に基づく前記一対の被溶接物相互間に
   おけるギャップの解析処理も前記一対の被溶接物のうち
   の他方側から行なうことを特徴とする被溶接物のギャッ
   プ検出方法。