JPS5916678A

JPS5916678A - 非接触式開先センサ

Info

Publication number: JPS5916678A
Application number: JP58111434A
Authority: JP
Inventors: Kyoji Fukui; 福井　恭次
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1983-06-20
Filing date: 1983-06-20
Publication date: 1984-01-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は被溶接ワークなどにおける、非接触式開先セ
ンサの改良に関する。

前記したような開先センサは種々提案されていて、例え
ば電磁コイルを使用するものがある。しかしながら、従
来の電磁コイル方式の開先センサは、特に狭隘な開先に
対して、検出精度が悪いうらみがあった。この検出精度
を上げる手段としては、２個の検出コイルを出来るだけ
接近させて並列する必要があるが、コイルの直径を小と
するには限度があり、何よりも相互に電磁的に干渉する
ことをさけられなかった。

そこで、この発明においては、前記した電磁的相互干渉
を無くして、狭隘な開先でも、高精度で検出しうる開先
センサを提供しようとするものである。

まず第１図、第２図によって、この発明の一実施例を詳
述する。

Ｗは被溶接ワークであり、突合せ溶接開先線Ｗ煮　３Ｌを有する。

Ｓはセンサである。そして、ワークＷと、溶接トーチと
一体のセンサＳとは、詳細は図示しないが、公知の自動
溶接ロボットの両回動部に設けられ、相互に少なくとも
ワークＷの面ＷＳに平行な面上２次元に位置制御される
ものとする。

１と２は共に電磁コイルである。電磁コイル１は検出用
コイル１１と温度補償用コイル１２とを直列して、また
電磁コイル２は検出用コイル２１と温度補償用コイル２
２とを直列してなる。そして電磁コイル１と２は、ワー
クＷの面ＷＳおよび開先線ＷＬに直角な平面（図示にお
いて紙面）上に一体にかつコイル１１と２１の中心線が
ワークＷの側において交差するべく同一角度傾斜並列し
て、センサＳを構成する。Ｕｌ、　Ｖｌ、　Ｗｌおよび
Ｕ２＋ｖ２．ｗ昶それぞれ図示のように結線された外部
端子である。

１３および１４は共にブリッジ用インピーダンスであり
、交流電源３と、コイル１１および１２とを図示のよう
に接続することにより交流ブリッジＢ１を構成する。

２３および２４も共にブリッジ用インピーダンスであり
、交流電源４と、コイル２１および２２とを図示のよう
に接続することにより、交流ブリッジＢ２を構成する。

これらコイル１１，１２，２１．２２のインピーダンス
およびインピーダンス１ｇ、１４，２３゜２４の値は、
いずれも、使用する電源周波数においてほぼ同一の値と
なるように、構成される。

そして、電源３と４はその周波数を異ならしめ、さらに
これら周波数の相互の最小公倍数ができるかぎり大であ
り、しかもその周波数の比が１に近くないのが望ましい
（例えば電源３はＩＭＨｚ。

電源４は１３ＭＨｚｏ）。そして電源８と４とで、交流
電源装置ＡＣが構成される。

５はブリッジＢ１の出力を、また６はブリッジＢ２の出
力をそれぞれ入力する増幅器である。

７は増幅器５の出力を、８は増幅器６の出力をそれぞれ
入力するフィルタ回路である。フィルタ回路７は電源３
と同一周波数（今の場合Ｉ　Ｍ　Ｈｚ扁　５）の信号を通過させるように、またフィルタ回路８は電
源４と同一周波数（今の場合１．８ＭＨｚ）の信号を通
過させるように構成される。

９はフィルタ回路７の出力を入力する、また１０はフィ
ルタ回路８の出力を入力する、いずれも公知の整流回路
である。

３０は整流回路９および１０の出力を入力する差動増幅
器である。

そして増幅器５，６および３０、回路７，８゜９および
１０によって、差出力回路ＣＴが構成される。

次に前述実施例の作用を説明する。

コイル１および２の近辺にワークＷのような導電体が無
い場合は、ブリッジＢ１およびＢ２は平衡してその出力
は「０」であり、従って増幅器３０からの出力も「０」
となる。

今センサＳがワークＷの面ＷＳから距離Ｈの所にあり、
開先線ＷＬを検出しているものとする。

この場合は、コイル１１および１２共、ワークＷの影響
により、そのＱが変化し、ブリッジＢ１お＆　６よびＢ２ともその平衡はやぶれ出力信号を発する。

これら出力信号は増幅器５または６で増幅される。

そして増幅器５の出力信号はフィルタ回路７に入力し、
今の場合Ｉ　Ｍ　Ｈｚの信号のみを通過させ、整流回路
９で整流し出力する。また増幅器６の出力信号はフィル
タ回路８に入力し、今の場合１．３ＭＨｚの信号のみを
通過させ整流回路１０で整流し出力する。この両整流回
路９と１０との出力信号は、増幅器３０に入力する。

しかしながら、図示のように、開先線ＷＬの中心線ＬＣ
と、コイル１の中心線ＩＣとの距離ｔ１、および中心線
ＬＣとコイル２の中心線２Ｃとの距離ｔ２が等しければ
、コイル１の出力ＩＰとコイル２の出力２Ｐとは等しく
、整流回路９と１０との出力値も等しく、増幅器３０の
出力は「０」となる○ しかしながら、４’ｉ　Ｂ２となったときを考えると、
当然出力値ＩＰ＋２Ｐとなり、それに応じて回路９と１
０との出力値も相違し、増幅器３０からの出力値も「０
」ではなくなり、このときの値の正Ａ７か負かによってセンサＳと開先線ＷＬとはどちらえずれ
ているか判断しうろことは理解されよう。

この実施例においては、電源３および４の周波数を前述
したように適宜選定することにより、その基本周波数の
電磁波のみならず、その高周波とも干渉しないようにで
きる。さらに両コイル１１と２１とをワークＷの側にお
いて交差させるべく傾斜したから、コイル１および２を
相当接近させても、相互に干渉することなく、開先線Ｗ
Ｌの正確な検出が可能であり、前記した自動溶接ロボッ
トの良く知られた作用により、図示しないトーチを開先
線ＷＬになられせることができる。

なお、回路９と１０との出力の和を求める公知の加算器
をこの実施例に追加すれば、図示ＢＰ（但し、Ｂ　ｐ　
＝＝　Ｉ　Ｐ　＋　２　Ｐ　）に示す′ように、コイル
１１と２１の中心線の間に、開先線ＷＬの中心線ＬＣが
あれば、相互距離Ｈを検出しうろことは理解されよう。

次に第３図、第４図に示す実施例につき、前述実施例と
の相違を主として述べる。

１５はコイル１１とは差動巻きとした、温度補償用コイ
ルであり、コイル１６はコイル１１および１５に対する
励磁コイルである。コイル１１゜１５および１６によっ
て、電磁コイル１が構成される０２５はコイル２１とは差動巻きとした、温度補償用コイ
ルであり、コイル２６はコイル２１および２５に対する
励磁コイルである。コイル２１゜２５および２６によっ
て、電磁コイル２が構成される。

すなわちコイル１と２は、別個に差動トランスとして構
成されている。

交流電源装置ＡＣは、１個の交流電源（例えばＩＭＨｚ
）４２と、この電源４２の出力を入力する電源切換回路
４３とよりなる。電源切換回路４８は、詳細は図示しな
いが、ノクルス信号によってその出力が、時分割方式で
端子４８ａと４８ｂとに交互に切換えうる、公知の構成
になる。そして端子４８ａはコイル１６に、端子４８ｂ
はコイル２６にそれぞれ接続される。

９回路ＣＴは、増幅器５，６および３０、回路９および１
０により構成される。

この実施例の作用を述べるに、コイル１および２共、ワ
ークＷの存在しないときには、出力端子Ｕｌ　＋　Ｖｌ
およびＵ２１Ｖ２間には出力があられれない。

ワークＷの存在により、コイル１１と１５の間。

およびコイル２１と２５の間の平衡がやぶれて、出力端
子Ｕｌ　＋　ＶｌおよびＵ２＋　Ｖ２間に出力が立ち、
増幅器５および６に入力する。そして図示の状態では、
増幅器５および６の出力は相等しいが、ｔＩＮｔ２の状
態となれば、コイル１と２の出力に差を生じ前述と同様
にして、増幅器５と６の出力値は相違し、増幅器３０の
出力値によって、開先ＷＬの位置を検出しうるものであ
る。

そして、この実施例も前述実施例と同様に、コイル１１
と２１とを傾斜させ、その交点を開先ＷＬ上にありうる
ようにしたから、開先ＷＬの狭隘な場合であっても、コ
イ）Ｌ／１１と２１とに対する開先ＷＬの影響は充分に
及ばずことができて、正確な検出を出ないうるものであ
る０扁１０さらに前述両実施例共、コイル１２，２２．１５および
２５は、センサＳの近辺に、図示しないが溶接トーチを
センサＳと一体に固設し、センサＳの出力によってトー
チを開先ＷＬにならいつつ自動溶接する場合に、センサ
Ｓの周囲温度が上昇しても、検出用コイル１１および２
１と共に温度が上昇し、温度補償用コイルとして作用す
るものである。

前述したこれら実施例の他に、電源を周波数を異にする
かまたは時分割にするか、コイル１と２を交流ブリッジ
の一部とするか差動トランスとするか、などの相互の組
合せを任意としてもよく、また各構成の均等物との置換
えも、またこの発明の技術的範囲に含まれるものである
。

この発明は前述のとおりであるから、その目的を達しう
るなど、下記する顕著な効果を奏するものである。

（Ｉ）２組のコイルの中心線をワークの側で交差するよ
うに傾斜させたから、コイルのワーク側では必要により
接近させても他の側では隔離されるこ扁１１ととなり、コイル相互の干渉をなくして、挾開先の検出
を正確となしうる。

Ｑｌ）　　開先を検出する２組のコイルに対する励磁交
流電圧を、周波数を異にするか、または時分割して交互
に与えるようにすれば、２組のコイルを接近させて設け
ても電磁的に相互に影響をおよぼすことなく、さらに狭
隘な開先をも検出しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示し、第１
図は正面図、第２図は回路図である。第８図および第４
図は他の実施例を示し、第３図は正面図、第４図は回路
図である。１１および２１・・・検出用コイル、３および４・・・
各別個の交流電源、４２・・・交流電源、４３・・・電
源切換回路、１６および２６・・・励磁コイル、ＡＣ・
・・交流電源装置、ＣＴ・・回路、Ｗ・・・ワーク、Ｗ
Ｌ・・・開先線、ＷＳ・・・ワークの面。出願人　新明和工業株式会社第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　ワークの面およびこのワークの開先線に直角
な平面上に並列した２組の検出用コイル、この２組の検
出用コイルまたはこれら各検出用コイルに対する各励磁
コイルに励磁電圧を印加するべくした交流電源装置、前
記２組の検出用コイルの各検出出力を入力し、少なくと
も前記検出出力の差を出力するべくした回路とを備え、
前記２組の検出用コイルは、その中心線が前記ワークの
側において交差するべく傾斜させてなる、非接触式開先
センサ。
（２）前記交流電源装置は周波数を異にする各別個の交
流電源が前記各コイルに接続されてなる、特許請求の範
囲第１項記載の非接触式開先センサ。
（３）前記交流電源装置は、１個の電源から時分割方式
で前記各コイルに交互に電圧を印加するべくした切換回
路を含んでなる、特許請求の範囲第１扁　２項記載の非接触式開先センサ。