JPH0541354B2 - - Google Patents
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- JPH0541354B2 JPH0541354B2 JP60002180A JP218085A JPH0541354B2 JP H0541354 B2 JPH0541354 B2 JP H0541354B2 JP 60002180 A JP60002180 A JP 60002180A JP 218085 A JP218085 A JP 218085A JP H0541354 B2 JPH0541354 B2 JP H0541354B2
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- Japan
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- welding
- trajectory
- axis
- welding torch
- crank
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- 238000003466 welding Methods 0.000 description 48
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 20
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本発明は、溶接装置やガス切断装置や塗装装置
等の作業機器を直線状にオシレート動作させる揺
動装置に関する。
等の作業機器を直線状にオシレート動作させる揺
動装置に関する。
＜従来の技術＞
自動溶接装置の一例を表す第１０図に示すよう
に、制御器１から走行用信号ケーブル２を介して
送られる信号により移動台車３はレール４上を移
動し、この移動台車３に支持腕５で支持されたト
ーチ揺動装置６の揺動腕７の先端に設けられた溶
接トーチ８により溶接開先９を溶接するようにし
ている。しかし、溶接開先９は必ずしもレール４
と正確に平行ではなく、交差させるような場合も
あるので、溶接トーチ８をその進行方向に対して
高さ方向と左右方向に修正移動させる必要があ
る。そこで、図示しない光学センサや接触センサ
或いはアークセンサ等により溶接開先９の位置を
検出するか、予めレール４に対する溶接開先９の
位置を教示しておいた記憶装置を制御器１に組込
み、揺動用信号ケーブル１０を介してトーチ揺動
装置６の作動を制御し、溶接トーチ８の位置を調
整すると同時に場合によつてはオシレート動作を
行わせて健全な溶接を達成している。
に、制御器１から走行用信号ケーブル２を介して
送られる信号により移動台車３はレール４上を移
動し、この移動台車３に支持腕５で支持されたト
ーチ揺動装置６の揺動腕７の先端に設けられた溶
接トーチ８により溶接開先９を溶接するようにし
ている。しかし、溶接開先９は必ずしもレール４
と正確に平行ではなく、交差させるような場合も
あるので、溶接トーチ８をその進行方向に対して
高さ方向と左右方向に修正移動させる必要があ
る。そこで、図示しない光学センサや接触センサ
或いはアークセンサ等により溶接開先９の位置を
検出するか、予めレール４に対する溶接開先９の
位置を教示しておいた記憶装置を制御器１に組込
み、揺動用信号ケーブル１０を介してトーチ揺動
装置６の作動を制御し、溶接トーチ８の位置を調
整すると同時に場合によつてはオシレート動作を
行わせて健全な溶接を達成している。
従来のトーチ揺動装置６の概略構造を表す第１
１図に示すように、トーチ揺動装置６は取付座１
３を介して支持腕５に連結されるが、溶接トーチ
８を左右方向に調整する場合には、制御器１によ
り左右方向駆動モータ１１を駆動し、減速機１２
を介して揺動腕７を揺動させることにより、溶接
トーチ８の位置が修正される。
１図に示すように、トーチ揺動装置６は取付座１
３を介して支持腕５に連結されるが、溶接トーチ
８を左右方向に調整する場合には、制御器１によ
り左右方向駆動モータ１１を駆動し、減速機１２
を介して揺動腕７を揺動させることにより、溶接
トーチ８の位置が修正される。
＜発明が解決しようとする問題点＞
従来の溶接トーチ揺動装置を溶接線追従のみに
使用る場合には問題はないが、溶接開先の幅が広
い場合や立向溶接等の溶接トーチの姿勢を制御す
る必要のある溶接を行う場合には、溶接線追従と
同時にオシレート動作を組合わせる必要がある。
この場合の従来の溶接トーチの軌跡を表す第１２
図に示すように、従来の溶接トーチ揺動装置６は
トーチ８が円弧軌跡を描く機構となつているた
め、揺動腕７の揺動支点１４の移動軌跡１５から
溶接開先９が遠くなるに従つてオシレート動作の
軌跡１６が溶接線に対して角度を持つことにな
り、ビードの不揃いや片寄り或いはオーバラツプ
等が発生して溶接上問題点が多く、事実上可動範
囲が狭くならざるを得なかつた。
使用る場合には問題はないが、溶接開先の幅が広
い場合や立向溶接等の溶接トーチの姿勢を制御す
る必要のある溶接を行う場合には、溶接線追従と
同時にオシレート動作を組合わせる必要がある。
この場合の従来の溶接トーチの軌跡を表す第１２
図に示すように、従来の溶接トーチ揺動装置６は
トーチ８が円弧軌跡を描く機構となつているた
め、揺動腕７の揺動支点１４の移動軌跡１５から
溶接開先９が遠くなるに従つてオシレート動作の
軌跡１６が溶接線に対して角度を持つことにな
り、ビードの不揃いや片寄り或いはオーバラツプ
等が発生して溶接上問題点が多く、事実上可動範
囲が狭くならざるを得なかつた。
このような不具合は、ガス切断装置や塗装装置
においても同様であり、本発明は上記問題点を解
決し得る揺動装置を提供することを目的とする。
においても同様であり、本発明は上記問題点を解
決し得る揺動装置を提供することを目的とする。
＜問題点を解決するための手段＞
本発明の構成は、本体の駆動回転自在に取付け
られたクランクと、このクランクに基端部が回動
自在に枢着され且つ先端部に作業機器が取付けら
れた揺動腕と、この揺動腕を揺動自在に支持する
と共に前記クランクの軸と平行な軸を介して前記
本体に回転自在に枢支されたホルダとを具えたも
のである。
られたクランクと、このクランクに基端部が回動
自在に枢着され且つ先端部に作業機器が取付けら
れた揺動腕と、この揺動腕を揺動自在に支持する
と共に前記クランクの軸と平行な軸を介して前記
本体に回転自在に枢支されたホルダとを具えたも
のである。
つまり、本発明の原理を表す第３図に示すよう
に、クランク１７は支点１８により基板１９に回
動自在に取付けられており、クランク１７の先端
にはロツド２０が回動自在に枢着されている。こ
のロツド２０はホルダ２１を摺動自在に貫通して
おり、ホルダ２１は支点２２で基板１９に回動自
在に取つけられている。
に、クランク１７は支点１８により基板１９に回
動自在に取付けられており、クランク１７の先端
にはロツド２０が回動自在に枢着されている。こ
のロツド２０はホルダ２１を摺動自在に貫通して
おり、ホルダ２１は支点２２で基板１９に回動自
在に取つけられている。
この状態でクランク１７を支点１８を中心に回
転させると、ロツド２０の先端部２３は２３ａ，
２３ｂに示すように近似直線を描くが、本発明は
このロツド２０を揺動腕として使用しているので
ある。
転させると、ロツド２０の先端部２３は２３ａ，
２３ｂに示すように近似直線を描くが、本発明は
このロツド２０を揺動腕として使用しているので
ある。
＜作用＞
作業機器をオシレート動作させながら溶接線等
を追従させると、作業機器の軌跡は直線軌跡を取
り、揺動支点から溶接線等が離れてもオシレート
動作の軌跡は溶接線等に対して常に一定の角度を
なす。
を追従させると、作業機器の軌跡は直線軌跡を取
り、揺動支点から溶接線等が離れてもオシレート
動作の軌跡は溶接線等に対して常に一定の角度を
なす。
＜実施例＞
本発明の直線揺動装置を溶接トーチに応用した
一実施例の概略構造を表す第１図に示すように、
基板２４には左右方向駆動モータ１１が固定さ
れ、このモータ１１の出力軸には基板２４に固定
された調和減速機等の減速機１２が連結されてい
る。この減速機１２の出力軸にはクランク２５の
一端が固定され、クランク２５の他端には揺動腕
７が回動自在に連結されている。この揺動腕７は
ホルダ２６に摺動自在に保持され、先端に溶接ト
ーチ８を有している。ホルダ２６は支点２７で基
板２４に回動自在に取付けられている。又、基板
２４には高さ方向駆動モータ２８が固定され、こ
のモータ２８の出力軸にはプーリ２９が取付けら
れている。基板２４とこの基板２４と一体の底板
３０とには回転自在にボールねじ３１が支持さ
れ、このボールねじ３１にはプーリ３２が固定さ
れており、このプーリ３２と前記プーリ２９との
間に無端ベルト３３が巻き掛けられている。又基
板２４と底板３０とを連結するガイドバー３４ガ
イドバー３４には、ボールねじ３１に螺合するス
ライダ３５が摺動自在に嵌合しており、その側端
面には図示しない移動台車に対する取付座１３が
形成されている。なお、図中の符号で３６はカバ
ーであり、３７ａ，３７ｂは溶接トーチ８の可動
範囲を示す。
一実施例の概略構造を表す第１図に示すように、
基板２４には左右方向駆動モータ１１が固定さ
れ、このモータ１１の出力軸には基板２４に固定
された調和減速機等の減速機１２が連結されてい
る。この減速機１２の出力軸にはクランク２５の
一端が固定され、クランク２５の他端には揺動腕
７が回動自在に連結されている。この揺動腕７は
ホルダ２６に摺動自在に保持され、先端に溶接ト
ーチ８を有している。ホルダ２６は支点２７で基
板２４に回動自在に取付けられている。又、基板
２４には高さ方向駆動モータ２８が固定され、こ
のモータ２８の出力軸にはプーリ２９が取付けら
れている。基板２４とこの基板２４と一体の底板
３０とには回転自在にボールねじ３１が支持さ
れ、このボールねじ３１にはプーリ３２が固定さ
れており、このプーリ３２と前記プーリ２９との
間に無端ベルト３３が巻き掛けられている。又基
板２４と底板３０とを連結するガイドバー３４ガ
イドバー３４には、ボールねじ３１に螺合するス
ライダ３５が摺動自在に嵌合しており、その側端
面には図示しない移動台車に対する取付座１３が
形成されている。なお、図中の符号で３６はカバ
ーであり、３７ａ，３７ｂは溶接トーチ８の可動
範囲を示す。
従つて、トーチ高さを調整する場合は、図示し
ない制御器により高さ方向駆動モータ２８を駆動
すれば、プーリ２９及びベルト３３及びプーリ３
２を介してボールねじ３１が回転する。そして、
ボールねじ３１に螺合するスライダ３５は移動台
車に保持固定されているので、ボールねじ３１は
回転しながら上下動し、従つて基板２４が上下動
して揺動腕７及び溶接トーチ８が上下動する。
ない制御器により高さ方向駆動モータ２８を駆動
すれば、プーリ２９及びベルト３３及びプーリ３
２を介してボールねじ３１が回転する。そして、
ボールねじ３１に螺合するスライダ３５は移動台
車に保持固定されているので、ボールねじ３１は
回転しながら上下動し、従つて基板２４が上下動
して揺動腕７及び溶接トーチ８が上下動する。
一方、溶接トーチ８を進行方向に向つて左右方
向に調整する場合は、制御器で左右方向駆動モー
タ１１を駆動すれば、減速機１２を介してクラン
ク２５が回転し、揺動腕７が揺動する。従つて、
溶接トーチ８をオシレート動作させながら溶接線
を追従させると、この時の溶接トーチ８の軌跡を
表す第２図に示すように、トーチ８が直線軌跡を
取る機構になつているため、揺動支点１８の移動
軌跡１５から溶接開先９が遠くなつてもオシレー
ト動作の軌跡３８は溶接線に対して常に一定の角
度をなし、ビードの不揃いや片寄り或いはオーバ
ラツプ等の問題を生じることがない。
向に調整する場合は、制御器で左右方向駆動モー
タ１１を駆動すれば、減速機１２を介してクラン
ク２５が回転し、揺動腕７が揺動する。従つて、
溶接トーチ８をオシレート動作させながら溶接線
を追従させると、この時の溶接トーチ８の軌跡を
表す第２図に示すように、トーチ８が直線軌跡を
取る機構になつているため、揺動支点１８の移動
軌跡１５から溶接開先９が遠くなつてもオシレー
ト動作の軌跡３８は溶接線に対して常に一定の角
度をなし、ビードの不揃いや片寄り或いはオーバ
ラツプ等の問題を生じることがない。
これを第４図〜第９図を参照して詳細に説明す
る。
る。
先ず、揺動軌跡は次の理由から近似直線とな
る。第４図において、クランク１７の長さをｒ、
支点１８と支点２２との距離ｄ、揺動腕（以下単
にロツドという）２０の長さをｌとする。さら
に、クランク１７の回転角をθ、クランク１７と
ロツド２０の結合点をＰ点、支点２２をＯ点、計
算の便宜上ｘ軸を支点１８と支点２２とを結ぶ軸
で支点１８から支点２２へ向かう方向を正とす
る。又ｙ軸は支点２２を通りかつｘ軸と直角な軸
とし、図の上方を正とする。
る。第４図において、クランク１７の長さをｒ、
支点１８と支点２２との距離ｄ、揺動腕（以下単
にロツドという）２０の長さをｌとする。さら
に、クランク１７の回転角をθ、クランク１７と
ロツド２０の結合点をＰ点、支点２２をＯ点、計
算の便宜上ｘ軸を支点１８と支点２２とを結ぶ軸
で支点１８から支点２２へ向かう方向を正とす
る。又ｙ軸は支点２２を通りかつｘ軸と直角な軸
とし、図の上方を正とする。
２点Ｐ（rcosθ−ｄ、rsinθ）、Ｏ（０、０）を通
る直線は ｙ＝rsinθ／rcosθ−ｄ・ｘ で表わされる。又、点Ｐを中心とする半径ｌの円
の軌跡は次式で表される。
る直線は ｙ＝rsinθ／rcosθ−ｄ・ｘ で表わされる。又、点Ｐを中心とする半径ｌの円
の軌跡は次式で表される。
｛ｘ−（rcosθ−ｄ）｝2＋
（ｙ−rsinθ）2＝12
式と式を連立方程式とし、その解（ｘ、
ｙ）がロツド２０の先端の軌跡である。
ｙ）がロツド２０の先端の軌跡である。
ｘ、ｙは次式で与えられる。
ｘ＝（rcosθ−ｄ）｛１＋１／√r2−2drcosθ＋d2｝
ｙ＝rsinθ｛１＋１／√r2−2drcosθ＋d2｝
このように、θをパラメータとして（ｘ、ｙ）
を描けば、ロツド２０の先端軌跡は得られる。
を描けば、ロツド２０の先端軌跡は得られる。
又、従来法の場合、回転の中心を支点２２、回
転半径をl′とすれば、 ｘ＝1′cosθ ｙ＝1′sinθ で表わされる。
転半径をl′とすれば、 ｘ＝1′cosθ ｙ＝1′sinθ で表わされる。
本発明の具体例として、ｒ＝40mm、ｄ＝80mm、
ｌ＝30mmの場合の、ロツド２０の先端が描く軌跡
を第５図に示す。さらに、従来法の一例として、
回転中心を支点２２、ロツド長l′＝180mmの場合
のロツド先端の軌跡を第５図に重ねて示す。
ｌ＝30mmの場合の、ロツド２０の先端が描く軌跡
を第５図に示す。さらに、従来法の一例として、
回転中心を支点２２、ロツド長l′＝180mmの場合
のロツド先端の軌跡を第５図に重ねて示す。
３９：本発明のロツド２０の先端の軌跡
４０：従来法のロツド先端の軌跡
第６図に第５図のｙとｚの関係を示す。第６図
から判るようにｙ＝０近傍では大差ないが、ｙが
大なる程（オシレート振幅が大なる程）従来法で
はｚが大きくなり直線性が悪くなつている。これ
に比べ、本発明ではオシレート幅が120（60×２）
mmでもｚは１mm位であり、実際の溶接揺動として
は直線と認められる。
から判るようにｙ＝０近傍では大差ないが、ｙが
大なる程（オシレート振幅が大なる程）従来法で
はｚが大きくなり直線性が悪くなつている。これ
に比べ、本発明ではオシレート幅が120（60×２）
mmでもｚは１mm位であり、実際の溶接揺動として
は直線と認められる。
次に、進行方向に対して一定傾斜のオシレート
が得られるのは次の理由からである。
が得られるのは次の理由からである。
第７図はオシレータをｘ軸の負の方向に移動さ
せながら、ｘ軸とαの角度をなす溶接線ω上で一
定の振幅でオシレートする場合のオシレートパタ
ーンを示す。
せながら、ｘ軸とαの角度をなす溶接線ω上で一
定の振幅でオシレートする場合のオシレートパタ
ーンを示す。
オシレートパターン４１は支点１８がP1の位
置で本発明、オシレートパターン４２は従来法の
場合を示す。さらに、オシレートパターン４３は
支点１８がP1からｘの軸の負の方へ移動した位
置P2の位置で本発明、オシレートパターン４４
は従来法の場合を示す。
置で本発明、オシレートパターン４２は従来法の
場合を示す。さらに、オシレートパターン４３は
支点１８がP1からｘの軸の負の方へ移動した位
置P2の位置で本発明、オシレートパターン４４
は従来法の場合を示す。
実際の溶接トーチ８の軌跡は、オシレータがｘ
軸上での移動を静止した状態で描く軌跡とオシレ
ータがｘ軸を移動する軌跡のベクトル和となる。
軸上での移動を静止した状態で描く軌跡とオシレ
ータがｘ軸を移動する軌跡のベクトル和となる。
第８図はオシレートパターン４１の拡大図を示
す。第８図のａはオシレータがｘ軸上での移動を
静止した状態の軌跡、ｂはオシレータがｘ軸上を
移動する時の軌跡である。
す。第８図のａはオシレータがｘ軸上での移動を
静止した状態の軌跡、ｂはオシレータがｘ軸上を
移動する時の軌跡である。
第９図はオシレータパターン４２の拡大図を示
す。第９図のａはオシレータがｘ軸上での移動を
静止した状態の軌跡、ｂはオシレータがｘ軸を移
動する時の軌跡である。
す。第９図のａはオシレータがｘ軸上での移動を
静止した状態の軌跡、ｂはオシレータがｘ軸を移
動する時の軌跡である。
第７図のオシレータパターン４１，４３がほぼ
ｘ軸に垂直になるのに対し、オシレートパターン
４４はオシレートパターン４２に比べオシレータ
がｘ軸上を右側に移動する程傾いてくる。
ｘ軸に垂直になるのに対し、オシレートパターン
４４はオシレートパターン４２に比べオシレータ
がｘ軸上を右側に移動する程傾いてくる。
この結果、従来法では第９図に示すようにオシ
レータがｘ軸上で右側に移動する程オシレートパ
ターンが傾いて行くのに対し、本発明によるオシ
レートパターンはオシレータがｘ軸上で右側に移
動してもほぼ一定傾きのオシレートパターンを描
く。
レータがｘ軸上で右側に移動する程オシレートパ
ターンが傾いて行くのに対し、本発明によるオシ
レートパターンはオシレータがｘ軸上で右側に移
動してもほぼ一定傾きのオシレートパターンを描
く。
＜発明の効果＞
本発明によれば、作業機器の揺動軌跡は近似直
線となり、作業機器の進行方向に対して常に一定
傾斜のオシレート軌跡を得ることができ、溶接ビ
ート等の不揃いや片寄り或いはオーバラツプ等を
防止することが可能である。
線となり、作業機器の進行方向に対して常に一定
傾斜のオシレート軌跡を得ることができ、溶接ビ
ート等の不揃いや片寄り或いはオーバラツプ等を
防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を溶接トーチに応用した一実施
例を破断状態で示す斜視図、第２図はその溶接ト
ーチの揺動軌跡を示す概念図、第３図は本発明の
原理を表す原理図、第４図は本発明に係るロツド
の作動説明図、第５図はそのロツド先端の軌跡を
示す説明図、第６図はロツド先端の軌跡のオシレ
ート振幅に対する比較説明図、第７図はオシレー
トパターンの比較説明図、第８図は本発明のオシ
レートパターンの拡大図、第９図は従来法のオシ
レートパターンの拡大図、第１０図は従来の自動
溶接装置の概念図、第１１図はその揺動機構を破
断して示す斜視図、第１２図はその溶接トーチの
揺動軌跡を示す概念図である。 又、図中の符号で７，２０は揺動腕、８は溶接
トーチ、１１はモータ、１７，２５はクランク、
１８，２２は支点、２１，２６はホルダ、２４は
基板である。
例を破断状態で示す斜視図、第２図はその溶接ト
ーチの揺動軌跡を示す概念図、第３図は本発明の
原理を表す原理図、第４図は本発明に係るロツド
の作動説明図、第５図はそのロツド先端の軌跡を
示す説明図、第６図はロツド先端の軌跡のオシレ
ート振幅に対する比較説明図、第７図はオシレー
トパターンの比較説明図、第８図は本発明のオシ
レートパターンの拡大図、第９図は従来法のオシ
レートパターンの拡大図、第１０図は従来の自動
溶接装置の概念図、第１１図はその揺動機構を破
断して示す斜視図、第１２図はその溶接トーチの
揺動軌跡を示す概念図である。 又、図中の符号で７，２０は揺動腕、８は溶接
トーチ、１１はモータ、１７，２５はクランク、
１８，２２は支点、２１，２６はホルダ、２４は
基板である。
Claims (1)
- １ 本体に駆動回転自在に取付けられたクランク
と、このクランクに基端部が回動自在に枢着され
且つ先端部に作業機器が取付けられた揺動腕と、
この揺動腕を摺動自在に支持すると共に前記クラ
ンクの軸と平行な軸を介して前記本体に回動自在
に枢支されたホルダとを具えた直線揺動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP218085A JPS61162276A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 直線揺動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP218085A JPS61162276A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 直線揺動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61162276A JPS61162276A (ja) | 1986-07-22 |
| JPH0541354B2 true JPH0541354B2 (ja) | 1993-06-23 |
Family
ID=11522160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP218085A Granted JPS61162276A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 直線揺動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61162276A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3821532B2 (ja) * | 1997-02-10 | 2006-09-13 | ソマール株式会社 | インクジェット用記録材の製造方法及びそれに用いる塗工液 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5116369A (ja) * | 1974-07-31 | 1976-02-09 | Mitsubishi Plastics Ind |
-
1985
- 1985-01-11 JP JP218085A patent/JPS61162276A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5116369A (ja) * | 1974-07-31 | 1976-02-09 | Mitsubishi Plastics Ind |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61162276A (ja) | 1986-07-22 |
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