JPH11320094A - 溶接用センサ - Google Patents

溶接用センサ

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Publication number
JPH11320094A
JPH11320094A JP10156631A JP15663198A JPH11320094A JP H11320094 A JPH11320094 A JP H11320094A JP 10156631 A JP10156631 A JP 10156631A JP 15663198 A JP15663198 A JP 15663198A JP H11320094 A JPH11320094 A JP H11320094A
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JP
Japan
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flow
air flow
layer
welding
air
Prior art date
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Pending
Application number
JP10156631A
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English (en)
Inventor
Yukihiro Matsunaga
幸博 松永
Seiichiro Fukushima
誠一郎 福島
Hiromi Oba
弘実 大場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気流によるヒュームやスパッタの引き込み
がなく、検出面の汚れを効果的に防止する溶接用センサ
を提供する。 【解決手段】 溶接用センサ(3)の検出面(311)
に略平行に流れる2層の空気流(351,352)を発
生させる空気流発生手段(34)を備え、検出面(31
1)に近い第1層の空気流(351)の流速を、検出面
(311)から遠い第2層の空気流(352)の流速に
比べて低速にする。第1層の空気流(351)の一部が
第2層の空気流(352)に引き込まれて流れるが、逆
には流れないので、第2層の空気流(352)中のヒュ
ーム、スパッタ等は第1層の空気流(351)に引き込
まれない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接用センサ、特
に溶接トーチの近傍のヒュームやスパッタの存在する雰
囲気で使用される溶接用センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、産業用ロボットに溶接トーチを取
り付けて自動溶接を行なう際に、ワークの位置の検出、
あるいは溶接状態の監視を行なう溶接用センサを溶接ト
ーチと一緒に産業用ロボットに取り付けることが行なわ
れている。図2は、溶接用センサを産業用ロボットに取
り付けた状態を示す側面図である。図において1は産業
用ロボットであり、2は溶接トーチであり、3は、例え
ば溶接対象のワークの位置を検出するレーザセンサのよ
うな、溶接用センサである。溶接トーチ2と溶接用セン
サ3は、共通のホルダー4を介して、産業用ロボット1
に取り付けられている。溶接用センサ3は、ケース31
と検出素子32と空気流発生手段33とから構成され
る。ケース31は円筒形の筐体であり、底面にカバーシ
ート311を備えた検出窓312が設けられている。カ
バーシート311は、例えばガラス板のような、レーザ
光を透過する物体であり、ヒュームやスパッタのような
異物のケース31の内部への侵入を防止する機能を有す
る。検出素子32はケース31の内部に検出窓312と
対向するように取付けられ、カバーシート311を通し
てレーザ光を検出対象の図示しないワークに照射し、前
記レーザ光に照射された前記ワークの画像をカバーシー
ト311を通して検出する。このように構成されている
ので、カバーシート311は、溶接用センサ3の検出面
に相当する。空気流発生手段33はケース31の底部に
取り付けられ、カバーシート311の全表面を覆うよう
に、カバーシート311の表面に沿って略平行に流れる
空気流を発生させる装置である。図3は、従来の溶接用
センサ3の空気流発生手段33とカバーシート311の
詳細を示す側断面図である。図において、331は図示
しない空気源から高圧空気を導く配管である。前記高圧
空気は、配管331から空気流発生手段33の内部の空
気室332に入りノズル333を通って外部に吐出す
る。ノズル333から吐出する前記高圧空気はは、カバ
ーシート311の表面に沿って、略平行に流れる層状の
空気流334を形成する。溶接用センサ3は、溶接トー
チ2の近傍に配置されているので、ヒュームやスパッタ
5などの存在する雰囲気に曝される。このヒュームやス
パッタ5で、溶接用センサ3の検出面すなわち、カバー
シート311の表面が汚れるのを防止するために、空気
流発生手段33によって、カバーシート311の表面に
沿って流れる空気流334の層を形成し、ヒュームやス
パッタ5がカバーシート311に接近するのを防いでい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
溶接用センサには次のような問題があった。空気流33
4は、周囲の空気に比べて静圧が低いので、周囲の空気
を引き込む流れ、すなわち2次流335が発生する。そ
のため周囲の空気中に存在するヒュームやスパッタ5が
2次流335に乗って空気流334に引き込まれるので
ある。空気流334が完全な層流であれば、問題はない
が、実際の空気流334は乱れ336を伴うから、空気
流334に引き込まれたヒュームやスパッタ5はこの乱
れ336によって、カバーシート311に当たり、カバ
ーシート311を汚すのである。このように、従来の溶
接用センサには、ヒュームやスパッタによる検出面の汚
れを完全には防止できないという問題があった。そこ
で、本発明は空気流によるヒュームやスパッタの引き込
みがなく、検出面の汚れを効果的に防止する溶接用セン
サを提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明は、溶接用センサの検出面に沿って略平行
に流れる複数層の空気流を発生させる空気流発生手段を
備え、前記検出面に最も近い方の空気流の層の流速を他
層の流速より低速にするものである。また、前記複数層
の空気流を2層の空気流とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施例を示す溶接
用センサの側断面図である。以下、図1に従って本発明
の実施例を説明する。なお、従来技術の溶接用センサと
共通する部分については説明を省略する。図1におい
て、34は空気流発生手段である。空気流発生手段34
には、第1の配管341および第2の配管342の一方
端が接続されている。第1の配管341および第2の配
管342の他方端は、それぞれ第1の流速調整弁34
3、第2の流速調整弁344を介して流量調整弁345
に接続されているている。流量調整弁345には、図示
しない空気源から、ヒューム、スパッタ、オイル等の異
物を含まない圧力5kgf/cm2 の高圧空気が供給さ
れる。前記空気源は、通常、工場の空圧機器用の高圧空
気供給設備、いわゆるショップエアを利用すればよい。
第1の配管341および第2の配管342を通って空気
流発生手段34に導かれた高圧空気はそれぞれ第1の空
気室347および第2の空気室348に入り、さらに第
1のノズル349および第2のノズル350を通って外
部に吐出する。第1のノズル349および第2のノズル
350はどちらも、カバーシート311の表面全体を覆
うように、カバーシート311に略平行に空気を吐出す
る。第1のノズル349から吐出される高圧空気はカバ
ーシート311の近くを流れる第1層の空気流351を
形成する。また、第2のノズル350から吐出される高
圧空気はカバーシート311から離れて流れる第2層の
空気流352を形成する。第1の配管341と第2の配
管342の断面形、第1の空気室347と第2の空気室
348の形状および容積、第1のノズル349と第2の
ノズル350の断面形はそれぞれ同一である。また第1
の流速調整弁343と第2の流速調整弁344は同一の
寸法および形式のものである。つまり、流量調整弁34
5から第1のノズル349に至る流路と、流量調整弁3
45から第2のノズル350に至る流路は全く同一の形
状をもっている。
【0006】次に、第1層の空気流351と第2層の空
気流352の流速の比の調整法を説明する。流速の比の
調整は次の手順で行なう。 (1)第1の配管341および第2の配管342を空気
流発生手段34から取り外し、図示しない圧力計に接続
する。 (2)流量調整弁345を全開にする。 (3)第1の流速調整弁343を調整して、第1の配管
341に接続した圧力計が0.5kgf/cm2 を示す
ようにする。 (4)第2の流速調整弁344を調整して、第2の配管
342に接続した圧力計が1.7kgf/cm2 を示す
ようにする。 (5)第1の配管341および第2の配管342と圧力
計との接続を解き、再び空気流発生手段34に接続す
る。 今、損失水頭を無視し、圧力水頭がすべて速度水頭に変
換されると仮定すると、圧力水頭は速度水頭の2乗に比
例する。また前述したように、流量調整弁345から第
1のノズル349に至る流路と、流量調整弁345から
第2のノズル350に至る流路は全く同一の形状をもっ
ている。したがって、上記の手順で調整を行なった場
合、第1層の空気流351と第2層の空気流352の流
速の比は、1:√(1.7/0.5)、すなわち約1:
1.8になる。以上のようにして、第1層の空気流35
1と第2層の空気流352の流速の比が所望の値になる
ように調整できる。
【0007】最後に、本発明の溶接用センサの作用を説
明する。第2層の空気流352は高速で流れるので、周
囲の空気を引き混む流れ、すなわち2次流353が生じ
る。周囲の空気に含まれているヒュームやスパッタ5等
の異物も2次流353と一緒に第2層の空気流352に
引き込まれる。この点は従来技術と同一である。第1層
の空気流351は、第2層の空気流352に比べて低速
なので、第1層の空気流351の一部が第2層の空気流
352に引き込まれる流れ、すなわち2次流354が生
じる。このように、第1層の空気流352と第2層の空
気流の間では、空気は第1層の空気流351から第2の
空気流352に向かって流れ、逆には流れない。したが
って、2次流353と一緒に第2層の空気流352に引
き込まれたヒュームやスパッタ5等の異物は、第2層の
空気流352に乗って、図の左方に流れ去り、第1層の
空気流351に引き込まれることはない。以上のように
して、溶接用センサ3の周囲に存在するヒュームやスパ
ッタ5等の異物がカバーシート311すなわち検出面を
汚すことを効果的に防止できる。また、第1の空気流3
51と第2の空気流352の流量の調整は流量調整弁3
45を操作して行なう。この場合、流量の調整と流速の
調整は同義である。つまり、流量調整弁345を開い
て、流量を増やせば、流速も大きくなり、逆に流量を減
らせば、流速も小さくなる。ヒュームやスパッタ5等の
異物によるカバーシート311の汚れを効果的に、防止
するには、流量の調整が重要である。流量調整弁345
を絞って、流量、流速を小さくすれば、当然、汚れ防止
の効果は得られない。逆に流量調整弁344をを開い
て、流量、流速が過大になれば、第2層の空気流352
に引き込まれるスパッタやヒューム5の量が多くなり、
また第2層の空気流352の運動量が第1層の空気流3
51の運動量に比べて過大になるので、第2層の空気流
352に引き込まれたスパッタやヒューム5が第1層の
空気流351を越えて、カバーシート311に付着する
ので、汚れ防止の効果が減少する。最適な流量、流速は
溶接用センサ3の寸法形状、あるいは外乱の大小等によ
って決まると考えられるので、トライアンドエラーによ
って、流量調整弁345を調整すればよい。
【0008】ここで示した実施例は、あくまでも本発明
の実施態様の一例を示すものであって、本発明の要旨を
変更しない限りにおいて、適宜変更して実施できるもの
である。例えば、第1のノズル349、第2のノズル3
50を、平面的な広がりを持った空気流を得やすいよう
に偏平な断面を持ったものにしてもよいし、複数のノズ
ルを幅方向に並べてもよい。また、空気流の乱れを小さ
くするために整流板を取り付けてもよい。さらに、空気
流の層を3層以上にしてもよい。また、実施例では溶接
用センサ3をレーザセンサとしたが、本発明はこのよう
な光学的、視覚的センサに限らず、超音波センサ、磁気
センサなど検出面の汚れを防止する必要があるセンサに
広く適用できる。なお、実施例の説明に使用した圧力あ
るいは流速の比の値は例示であって、本発明がこれらの
数値によって限定されるものでないことは言うまでもな
い。
【0009】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、第
2層の空気流の流速が第1層の空気流の流速より大きい
ので、第2層の空気流が第1層の空気流に引き込まれる
ことがない。したがって、第2層の空気流に引き込まれ
たヒュームやスパッタなどの異物が第1層の空気流を越
えて、カバーシートに付着することがないので、溶接用
センサの検出面のヒュームやスパッタによる汚れを効果
的に防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す溶接用センサの側断面図
である。
【図2】従来技術による溶接用センサを産業用ロボット
に取り付けた状態をしめす側面図である。
【図3】従来技術による溶接用センサの詳細を示す側断
面図である。
【符号の説明】
1:産業用ロボット 2:溶接トーチ 3:溶接用センサ 4:ホルダー 5:ヒュームやスパッタ 31:ケース 311:カバーシート 312:検出窓 32:検出素子 33:空気流発生手段 331:配管 332:空気室 333:ノズル 334:空気流 335:2次流 336:乱れ 34:空気流発生手段 341:第1の配管 342:第2の配管 343:第1の流速調整弁 344:第2の流速調整
弁 345:流量調整弁 347:第1の空気室 348:第2の空気室 349:第1のノズル 350:第2のノズル 351:第1層の空気流 352:第2層の空気流 353:2次流 354:2次流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B23K 9/32 B23K 9/32 J F24F 9/00 F24F 9/00 C L

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アーク溶接時にワークの位置検出あるい
    は溶接状態の監視をを行なう溶接用センサにおいて、前
    記溶接用センサの検出面に沿って略平行に流れる複数層
    の空気流を発生させる空気流発生手段を備え、前記複数
    層の空気流の前記検出面に最も近い方の層の流速が他層
    の流速に比べて低速であることを特徴とする溶接用セン
    サ。
  2. 【請求項2】 前記複数層の空気流が2層の空気流であ
    ることを特徴とする請求項1に記載の溶接用センサ。
JP10156631A 1998-05-20 1998-05-20 溶接用センサ Pending JPH11320094A (ja)

Priority Applications (1)

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JP10156631A JPH11320094A (ja) 1998-05-20 1998-05-20 溶接用センサ

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JP10156631A JPH11320094A (ja) 1998-05-20 1998-05-20 溶接用センサ

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JPH11320094A true JPH11320094A (ja) 1999-11-24

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JP10156631A Pending JPH11320094A (ja) 1998-05-20 1998-05-20 溶接用センサ

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JP (1) JPH11320094A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010097939A1 (ja) * 2009-02-27 2010-09-02 株式会社ミマキエンジニアリング インクジェットプリンタ、インクジェットヘッド、及び印刷方法
JP2011245517A (ja) * 2010-05-27 2011-12-08 Kobe Steel Ltd 溶接センサ

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010097939A1 (ja) * 2009-02-27 2010-09-02 株式会社ミマキエンジニアリング インクジェットプリンタ、インクジェットヘッド、及び印刷方法
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