JPH0811300B2 - センサ付溶接ロボツト - Google Patents
センサ付溶接ロボツトInfo
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- JPH0811300B2 JPH0811300B2 JP7390087A JP7390087A JPH0811300B2 JP H0811300 B2 JPH0811300 B2 JP H0811300B2 JP 7390087 A JP7390087 A JP 7390087A JP 7390087 A JP7390087 A JP 7390087A JP H0811300 B2 JPH0811300 B2 JP H0811300B2
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- JP
- Japan
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- welding
- sensor
- welding torch
- robot
- torch
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
- B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
- B23K9/1274—Using non-contact, optical means, e.g. laser means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば重ね継手溶接や隅肉溶接、あるいは
突合わせ溶接等のように溶接部が線状となる溶接作業に
使用して好適なセンサ付溶接ロボットに関するものであ
る。
突合わせ溶接等のように溶接部が線状となる溶接作業に
使用して好適なセンサ付溶接ロボットに関するものであ
る。
（従来の技術） 近年、この種の溶接ロボットによる溶接作業は、溶接
箇所に位置ずれが生じるものや、寸法精度が正確に出な
いものなど複雑な作業形態のものにまで及んでおり、こ
のような作業に対処するために、溶接ロボット自体に線
状の溶接部（以下、溶接線という）を溶接トーチの進行
に先立って検出するセンサを設け、このセンサによる教
示作業の後に溶接トーチを倣い移動させて実行作業を行
わせるようにしたものが普及し始めている。
箇所に位置ずれが生じるものや、寸法精度が正確に出な
いものなど複雑な作業形態のものにまで及んでおり、こ
のような作業に対処するために、溶接ロボット自体に線
状の溶接部（以下、溶接線という）を溶接トーチの進行
に先立って検出するセンサを設け、このセンサによる教
示作業の後に溶接トーチを倣い移動させて実行作業を行
わせるようにしたものが普及し始めている。
なかでも溶接線を含む範囲に光を投射して溶接線の検
出を行うようにした光学センサは、薄板状の被溶接物
（以下、溶接ワークという）に対して好適であるため、
盛んに研究開発が進められている。
出を行うようにした光学センサは、薄板状の被溶接物
（以下、溶接ワークという）に対して好適であるため、
盛んに研究開発が進められている。
例えばこのような光学センサを用いた従来の溶接ロボ
ットでは溶接トーチの前方に所定間隔を有してセンサを
固定して配備し、このセンサから投射されるスポット光
やスリット光によって溶接トーチの前方の溶接線部分を
検出するとともに、この検出により得られた情報に基づ
き、溶接トーチを倣い移動させることにより溶接を行っ
ていた。
ットでは溶接トーチの前方に所定間隔を有してセンサを
固定して配備し、このセンサから投射されるスポット光
やスリット光によって溶接トーチの前方の溶接線部分を
検出するとともに、この検出により得られた情報に基づ
き、溶接トーチを倣い移動させることにより溶接を行っ
ていた。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のような従来構成のものでは、前
記センサは倣い用として溶接トーチに対して固定して設
けられているため、溶接トーチから所定距離だけ離れた
溶接線部分しか検出できず、教示作業ではこのセンサは
使いにくいという問題点がある。つまり溶接開始時にお
いて、溶接トーチの溶接開始位置から前記所定距離分の
間ではセンサで検出し得ないため、センサからの溶接線
位置検出情報がない状態で、その間は直線的に溶接を行
うこととなり、正確な溶接が不可能である。
記センサは倣い用として溶接トーチに対して固定して設
けられているため、溶接トーチから所定距離だけ離れた
溶接線部分しか検出できず、教示作業ではこのセンサは
使いにくいという問題点がある。つまり溶接開始時にお
いて、溶接トーチの溶接開始位置から前記所定距離分の
間ではセンサで検出し得ないため、センサからの溶接線
位置検出情報がない状態で、その間は直線的に溶接を行
うこととなり、正確な溶接が不可能である。
このような不都合を回避するには、まず溶接ロボット
全体を移動させて、センサを溶接開始位置まで移動した
うえで、前記情報欠落部分下の溶接線部分の検出を行わ
せる必要があるが、このように教示作業が煩雑である
上、溶接ロボット全体が移動するため時間がかかり、ま
たこの移動時等において溶接トーチを溶接ワークにぶつ
ける危険性があった。
全体を移動させて、センサを溶接開始位置まで移動した
うえで、前記情報欠落部分下の溶接線部分の検出を行わ
せる必要があるが、このように教示作業が煩雑である
上、溶接ロボット全体が移動するため時間がかかり、ま
たこの移動時等において溶接トーチを溶接ワークにぶつ
ける危険性があった。
本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、溶接ロボットに対する教示作業並びに溶接
実行作業を効率よく行えるようにすることを目的とする
ものである。
れたもので、溶接ロボットに対する教示作業並びに溶接
実行作業を効率よく行えるようにすることを目的とする
ものである。
（問題点を解決するための手段） このような目的を達成するために本発明では、溶接ト
ーチと、被溶接物間に形成された線状の溶接部の位置を
検出する光学センサとを備え、前記光学センサによって
予め検出した溶接部の溶接トーチの移動方向と直角方向
の位置検出情報に基づいて前記溶接トーチを倣い移動さ
せるようにしたセンサ付溶接ロボットであって、前記溶
接トーチ先端の基準点を検出範囲に含む第１位置と、溶
接トーチの移動方向前方で溶接部を検出範囲に含む単一
もしくは複数の前方位置との間で前記光学センサを変位
駆動するセンサ駆動手段並びに、このセンサ駆動手段を
制御して前記センサ位置を設定する位置制御手段を設
け、前記光学センサによって前記第１位置から前記前方
位置までの溶接部の溶接トーチの移動方向と直角方向の
位置を可能とした構成に特徴を有するものである。
ーチと、被溶接物間に形成された線状の溶接部の位置を
検出する光学センサとを備え、前記光学センサによって
予め検出した溶接部の溶接トーチの移動方向と直角方向
の位置検出情報に基づいて前記溶接トーチを倣い移動さ
せるようにしたセンサ付溶接ロボットであって、前記溶
接トーチ先端の基準点を検出範囲に含む第１位置と、溶
接トーチの移動方向前方で溶接部を検出範囲に含む単一
もしくは複数の前方位置との間で前記光学センサを変位
駆動するセンサ駆動手段並びに、このセンサ駆動手段を
制御して前記センサ位置を設定する位置制御手段を設
け、前記光学センサによって前記第１位置から前記前方
位置までの溶接部の溶接トーチの移動方向と直角方向の
位置を可能とした構成に特徴を有するものである。
（作用） 上記構成によると、教示作業においては、センサ駆動
手段並びに位置制御手段の操作により、センサを第１位
置に位置させ、溶接トーチの基準点と前記センサが検出
した溶接線位置とを一致させるように溶接ロボットを動
作させることで、溶接トーチの狙い設定が自動的にでき
るので、このセンサを教示作業の補助として使用でき
る。
手段並びに位置制御手段の操作により、センサを第１位
置に位置させ、溶接トーチの基準点と前記センサが検出
した溶接線位置とを一致させるように溶接ロボットを動
作させることで、溶接トーチの狙い設定が自動的にでき
るので、このセンサを教示作業の補助として使用でき
る。
また教示作業の後の溶接実行作業では、センサを移動
駆動させるだけで、溶接ロボット全体を移動させること
なく溶接開始位置から、溶接トーチの倣い移動時におけ
るセンサによる検出位置までの溶接線位置を迅速に検出
でき、この溶接線部分での溶接を正確かつ高速に行え
る。
駆動させるだけで、溶接ロボット全体を移動させること
なく溶接開始位置から、溶接トーチの倣い移動時におけ
るセンサによる検出位置までの溶接線位置を迅速に検出
でき、この溶接線部分での溶接を正確かつ高速に行え
る。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。第１図は本実施例によるセンサ付溶接ロボットの要
部斜視図である。第１図において、溶接トーチ（１）は
取付ベース（２）に保持筒（2a）を介して垂直に設けら
れており、この溶接トーチ（１）から所定間隔を置いた
取付ベース（２）の一端部には光学式のセンサ（３）が
回転軸（3a）を介して揺動可能に装着されている。
る。第１図は本実施例によるセンサ付溶接ロボットの要
部斜視図である。第１図において、溶接トーチ（１）は
取付ベース（２）に保持筒（2a）を介して垂直に設けら
れており、この溶接トーチ（１）から所定間隔を置いた
取付ベース（２）の一端部には光学式のセンサ（３）が
回転軸（3a）を介して揺動可能に装着されている。
（４）はセンサ（３）を節度的に回転変位させるセン
サ駆動手段であって、この駆動手段（４）は取付ベース
（２）の他端部にステッピングモータ（５）を設け、こ
のステッピングモータ（５）の出力軸（5a）と、前記セ
ンサ回転軸（3a）とにプーリ（6a）（6b）を装着すると
ともに、両プーリ（6a）（6b）間にわたってタイミング
ベルト（７）を張設し、更に回転軸側プーリ（6a）の側
方にセンサ（３）の回転基準位置を設定するためのフォ
トインタラプタ（８）を設定するとともに、前記プーリ
（6a）の外周にフォトインタラプタ（８）によって位置
検出される検出板（8a）を突設したものである。このセ
ンサ駆動手段（４）はセンサ（３）に接続された位置制
御手段（９）によって停止位置を制御されている。
サ駆動手段であって、この駆動手段（４）は取付ベース
（２）の他端部にステッピングモータ（５）を設け、こ
のステッピングモータ（５）の出力軸（5a）と、前記セ
ンサ回転軸（3a）とにプーリ（6a）（6b）を装着すると
ともに、両プーリ（6a）（6b）間にわたってタイミング
ベルト（７）を張設し、更に回転軸側プーリ（6a）の側
方にセンサ（３）の回転基準位置を設定するためのフォ
トインタラプタ（８）を設定するとともに、前記プーリ
（6a）の外周にフォトインタラプタ（８）によって位置
検出される検出板（8a）を突設したものである。このセ
ンサ駆動手段（４）はセンサ（３）に接続された位置制
御手段（９）によって停止位置を制御されている。
したがって、この位置制御手段（９）並びにセンサ駆
動手段（４）により、前記センサ（３）は溶接時におけ
るワイヤ先端位置となる溶接トーチ（１）先端の基準点
（1a）を検出範囲に含む第１位置と、溶接トーチ（１）
の移動方向前方で溶接線（ｗ）を検出範囲に含む単一も
しくは複数の前方位置との間で節度的に回転変異させら
れるのである。
動手段（４）により、前記センサ（３）は溶接時におけ
るワイヤ先端位置となる溶接トーチ（１）先端の基準点
（1a）を検出範囲に含む第１位置と、溶接トーチ（１）
の移動方向前方で溶接線（ｗ）を検出範囲に含む単一も
しくは複数の前方位置との間で節度的に回転変異させら
れるのである。
（10）は位置制御手段（９）に接続されたロボット制
御部であって、このロボット制御部（10）では位置制御
手段（９）で検出されたセンサ座標系（第２図上Ｏ−X
Y）上の溶接線（ｗ）の位置をロボット本体（11）上の
座標系に変換でき、このロボット本体（11）をセンサ
（３）の検出データに基づいて動作させるものである。
御部であって、このロボット制御部（10）では位置制御
手段（９）で検出されたセンサ座標系（第２図上Ｏ−X
Y）上の溶接線（ｗ）の位置をロボット本体（11）上の
座標系に変換でき、このロボット本体（11）をセンサ
（３）の検出データに基づいて動作させるものである。
次に、上記構成のセンサ付溶接ロボットの動作を説明
すると、センサ（３）は図示しないミラーを用いてスポ
ット光を順次溶接ワーク（図示例では重ね継手のワー
ク）（Ａ）の表面上に投射し、その反射光を受光するこ
とにより、溶接ワーク（Ａ）の表面形状を第１図および
第２図に示すように、投光形状（R1）として検出し、こ
の投光形状（R1）中から溶接線（ｗ）の位置を段差点位
置として検出するものである。ただし、第２図において
Ｘ方向は溶接線（ｗ）を直交して横切る方向とする。
すると、センサ（３）は図示しないミラーを用いてスポ
ット光を順次溶接ワーク（図示例では重ね継手のワー
ク）（Ａ）の表面上に投射し、その反射光を受光するこ
とにより、溶接ワーク（Ａ）の表面形状を第１図および
第２図に示すように、投光形状（R1）として検出し、こ
の投光形状（R1）中から溶接線（ｗ）の位置を段差点位
置として検出するものである。ただし、第２図において
Ｘ方向は溶接線（ｗ）を直交して横切る方向とする。
このような検出動作を行うセンサ（３）はセンサ駆動
手段（４）並びに位置制御手段（９）によって溶接トー
チ（１）の基準点（1a）を検出範囲に含む第１位置（投
光形状（R1））から、溶接トーチ（１）の倣い移動時、
その前方の溶接線（ｗ）部分を検出する前方位置（投光
形状（R2））までの長さ（例えば30mm）を任意の所定間
隔（例えば5mm）ごとに設定した位置で溶接線（ｗ）の
位置検出を行う。この位置検出は回転基準位置に設けた
フォトインタラプタ（８）で検出した回転角度を位置制
御手段（９）で制御することによって行われる。
手段（４）並びに位置制御手段（９）によって溶接トー
チ（１）の基準点（1a）を検出範囲に含む第１位置（投
光形状（R1））から、溶接トーチ（１）の倣い移動時、
その前方の溶接線（ｗ）部分を検出する前方位置（投光
形状（R2））までの長さ（例えば30mm）を任意の所定間
隔（例えば5mm）ごとに設定した位置で溶接線（ｗ）の
位置検出を行う。この位置検出は回転基準位置に設けた
フォトインタラプタ（８）で検出した回転角度を位置制
御手段（９）で制御することによって行われる。
このセンサ（３）による検出データはロボット制御部
（10）で座標変換され、このデータに従うロボット本体
（11）の動作により溶接トーチ（１）が倣い移動して溶
接が実行されるのである。
（10）で座標変換され、このデータに従うロボット本体
（11）の動作により溶接トーチ（１）が倣い移動して溶
接が実行されるのである。
なお、本発明は既述実施例において、光学式センサ
（３）として、スリット光を用いて溶接線（ｗ）の位置
検出を行うものとしてもよく、センサ（３）の回転角度
位置検出手段を前記フォトインタラプタ（８）に代え
て、エコーダを使用してもよい。
（３）として、スリット光を用いて溶接線（ｗ）の位置
検出を行うものとしてもよく、センサ（３）の回転角度
位置検出手段を前記フォトインタラプタ（８）に代え
て、エコーダを使用してもよい。
また、本発明は隅肉溶接や突合わせ溶接にも適用でき
ることは勿論である。
ることは勿論である。
更に、前記取付ベース（２）を溶接トーチ（１）回り
に回転する構造とすることにより、センサ（３）の変位
移動範囲が拡大して使い勝手を一層向上させることがで
きる。
に回転する構造とすることにより、センサ（３）の変位
移動範囲が拡大して使い勝手を一層向上させることがで
きる。
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、センサは溶接ト
ーチの基準点を検出範囲に含む位置から倣い時の溶接ト
ーチ前方の溶接部を検出する位置まで変位可能であるの
で、教示作業においては、センサ駆動手段並びに位置制
御手段の操作により、センサを第１位置に位置させ、溶
接トーチの基準点と前記センサが検出した溶接線位置と
を一致させるように溶接ロボットを動作させることで、
溶接トーチの狙い設定が自動的にできるので、このセン
サを教示作業の補助として使用できる。
ーチの基準点を検出範囲に含む位置から倣い時の溶接ト
ーチ前方の溶接部を検出する位置まで変位可能であるの
で、教示作業においては、センサ駆動手段並びに位置制
御手段の操作により、センサを第１位置に位置させ、溶
接トーチの基準点と前記センサが検出した溶接線位置と
を一致させるように溶接ロボットを動作させることで、
溶接トーチの狙い設定が自動的にできるので、このセン
サを教示作業の補助として使用できる。
また教示作業の溶接実行作業では、センサを移動駆動
させるだけで、溶接ロボット全体を移動させることなく
溶接開始位置から、溶接トーチの倣い移動時におけるセ
ンサによる検出位置までの溶接線位置を迅速に検出で
き、この溶接線部分での溶接を正確かつ高速に行えるに
至った。
させるだけで、溶接ロボット全体を移動させることなく
溶接開始位置から、溶接トーチの倣い移動時におけるセ
ンサによる検出位置までの溶接線位置を迅速に検出で
き、この溶接線部分での溶接を正確かつ高速に行えるに
至った。
第１図は本発明にかかるセンサ付溶接ロボットの要部斜
視図、第２図はセンサにより検出した溶接線を含む溶接
ワーク表面の形状図である。 （１）……溶接トーチ、（1a）……基準点、（３）……
センサ、（４）……センサ駆動手段、（９）……位置制
御手段、（Ａ）……溶接ワーク。
視図、第２図はセンサにより検出した溶接線を含む溶接
ワーク表面の形状図である。 （１）……溶接トーチ、（1a）……基準点、（３）……
センサ、（４）……センサ駆動手段、（９）……位置制
御手段、（Ａ）……溶接ワーク。
Claims (1)
- 【請求項１】溶接トーチと、被溶接物間に形成された線
状の溶接部の位置を検出する光学センサとを備え、前記
光学センサによって予め検出した溶接部の溶接トーチの
移動方向と直角方向の位置検出情報に基づいて前記溶接
トーチを倣い移動させるようにしたセンサ付溶接ロボッ
トであって、前記溶接トーチ先端の基準点を検出範囲に
含む第１位置と、溶接トーチの移動方向前方で溶接部を
検出範囲に含む単一もしくは複数の前方位置との間で前
記光学センサを変位駆動するセンサ駆動手段並びに、こ
のセンサ駆動手段を制御して前記センサ位置を設定する
位置制御手段を設け、前記光学センサによって前記第１
位置から前記前方位置までの溶接部の溶接トーチの移動
方向と直角方向の位置を検出可能としたことを特徴とす
るセンサ付溶接ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7390087A JPH0811300B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | センサ付溶接ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7390087A JPH0811300B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | センサ付溶接ロボツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63238976A JPS63238976A (ja) | 1988-10-05 |
| JPH0811300B2 true JPH0811300B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=13531537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7390087A Expired - Fee Related JPH0811300B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | センサ付溶接ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811300B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08388B2 (ja) * | 1989-10-16 | 1996-01-10 | 新日本製鐵株式会社 | ロボット制御装置 |
| JP2008264863A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Kobe Steel Ltd | 片面溶接装置 |
| JP5901284B2 (ja) * | 2011-12-26 | 2016-04-06 | アズビル株式会社 | 倣い溶接装置および倣い溶接方法 |
-
1987
- 1987-03-26 JP JP7390087A patent/JPH0811300B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63238976A (ja) | 1988-10-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |