JP2502533B2 - センサ付溶接ロボツト - Google Patents
センサ付溶接ロボツトInfo
- Publication number
- JP2502533B2 JP2502533B2 JP61182150A JP18215086A JP2502533B2 JP 2502533 B2 JP2502533 B2 JP 2502533B2 JP 61182150 A JP61182150 A JP 61182150A JP 18215086 A JP18215086 A JP 18215086A JP 2502533 B2 JP2502533 B2 JP 2502533B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- sensor
- weaving
- robot
- gap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は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、溶接ロボットは位置ずれや寸法精度の出ない被
溶接物（以後、溶接ワークという）に対処するためのセ
ンサを付けるようになってきた。センサとしてはアーク
センサと光学センサが主要なものである。アークセンサ
はウィービング溶接をしながらアーク電流や電圧の変動
から溶接線位置を検出して中厚板の溶接ワークの溶接線
を倣うものである。また従来の光学センサはスポット光
やスリット光を溶接ワークに投光することによって形状
を得，その形状から溶接線位置を検出するもので，薄板
にも適用できる。
溶接物（以後、溶接ワークという）に対処するためのセ
ンサを付けるようになってきた。センサとしてはアーク
センサと光学センサが主要なものである。アークセンサ
はウィービング溶接をしながらアーク電流や電圧の変動
から溶接線位置を検出して中厚板の溶接ワークの溶接線
を倣うものである。また従来の光学センサはスポット光
やスリット光を溶接ワークに投光することによって形状
を得，その形状から溶接線位置を検出するもので，薄板
にも適用できる。
発明が解決しようとする問題点 アークセンサの場合はアーク電流や電圧の変動の小さ
い薄板の溶接ワークに適用できず，また，ウィービング
無しのストレートのきれいな溶接ビードを形成できない
等の問題があり，その適用範囲が狭かった。
い薄板の溶接ワークに適用できず，また，ウィービング
無しのストレートのきれいな溶接ビードを形成できない
等の問題があり，その適用範囲が狭かった。
また従来の光学センサの場合は溶接線位置を検出して
倣ってストレートの比較的幅の狭い溶接ビードを形成す
るので，ギャップ部で強度のある正常な溶接ができない
場合があり、後工程で検査をし，手直しが必要であっ
た。
倣ってストレートの比較的幅の狭い溶接ビードを形成す
るので，ギャップ部で強度のある正常な溶接ができない
場合があり、後工程で検査をし，手直しが必要であっ
た。
問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために，本発明は溶接線の位
置とギャップ幅を検出する光学センサと，検出したギャ
ップ幅の大きさに対応してウィービング溶接およびウィ
ービング幅の大きさ、またはストレート溶接を決定する
第１の手段と，この第１の手段により決定したウィービ
ング幅に基づいてウィービングする第２の手段を備えて
なるものである。
置とギャップ幅を検出する光学センサと，検出したギャ
ップ幅の大きさに対応してウィービング溶接およびウィ
ービング幅の大きさ、またはストレート溶接を決定する
第１の手段と，この第１の手段により決定したウィービ
ング幅に基づいてウィービングする第２の手段を備えて
なるものである。
作用 溶接線のギャップのある所はウィービングをしてビー
ド幅の広い溶接を行なうことにより強度のある正常な溶
接を可能とする。
ド幅の広い溶接を行なうことにより強度のある正常な溶
接を可能とする。
実施例 本発明の一実施例を第１図，第２図，第３図により説
明する。第１図，第２図，第３図はそれぞれ本実施例に
よるセンサ付溶接ロボットの要部斜視図，光学センサの
検出した形状図，センサデータの処理を行なう制御装置
のブロック図である。第１図において,1は光学距離計,1
aは投光部,1bは受光部,2は光学センサを振るための揺動
機構,3は揺動するためのステッピングモータ,4は重ね継
手ワーク,5は距離測定部,5aはスポット光,6は重ね継手
ワーク４の溶接線,7は溶接トーチ,8は溶接ビード,9は溶
接トーチホルダ,10は取付ベース,11はロボットの手首回
転部,12はセンサ制御部,13はロボット制御部,14はロボ
ット本体である。上記のように構成されたセンサ付溶接
ロボットの動作を下記に説明する。投光部1aからスポッ
ト光5aを重ね継手ワーク４の表面上に投光し，受光部1b
でその反射光を受光し，受光素子上の像の結像位置から
距離を検出する光学距離計１はステッピングモータ３に
より揺動機構２を介して溶接トーチ７の回りに揺動回転
し，溶接線６を横切る距離測定部５の距離データを一定
間隔0.1mmまたは0.2mmごとに順次得ると第２図に示すよ
うな形状が得られる。第２図のａはギャップのない部
分,bとｃはギャップのある部分の溶接線形状であり，第
３図のセンサ制御部12の認識部12aでマイコンにより溶
接線位置P1またはP2またはP3を走査位置と距離の座標と
して得る。溶接線位置P1とP3は距離データの差分をとる
ことにより特徴点として得られ，P2はギャップ部からの
反射による受光量が少ないために正しく距離が検出でき
ない点であるので特徴点O2を検出し、その後の２直線を
求めてその交点として得る。ギャップ幅はｂの場合は受
光量の少ないデータ数をもとに検出し,cの場合は溶接線
位置近傍で距離データの変化が大きいので差分の値の大
きいもののデータ数より検出できる。
明する。第１図，第２図，第３図はそれぞれ本実施例に
よるセンサ付溶接ロボットの要部斜視図，光学センサの
検出した形状図，センサデータの処理を行なう制御装置
のブロック図である。第１図において,1は光学距離計,1
aは投光部,1bは受光部,2は光学センサを振るための揺動
機構,3は揺動するためのステッピングモータ,4は重ね継
手ワーク,5は距離測定部,5aはスポット光,6は重ね継手
ワーク４の溶接線,7は溶接トーチ,8は溶接ビード,9は溶
接トーチホルダ,10は取付ベース,11はロボットの手首回
転部,12はセンサ制御部,13はロボット制御部,14はロボ
ット本体である。上記のように構成されたセンサ付溶接
ロボットの動作を下記に説明する。投光部1aからスポッ
ト光5aを重ね継手ワーク４の表面上に投光し，受光部1b
でその反射光を受光し，受光素子上の像の結像位置から
距離を検出する光学距離計１はステッピングモータ３に
より揺動機構２を介して溶接トーチ７の回りに揺動回転
し，溶接線６を横切る距離測定部５の距離データを一定
間隔0.1mmまたは0.2mmごとに順次得ると第２図に示すよ
うな形状が得られる。第２図のａはギャップのない部
分,bとｃはギャップのある部分の溶接線形状であり，第
３図のセンサ制御部12の認識部12aでマイコンにより溶
接線位置P1またはP2またはP3を走査位置と距離の座標と
して得る。溶接線位置P1とP3は距離データの差分をとる
ことにより特徴点として得られ，P2はギャップ部からの
反射による受光量が少ないために正しく距離が検出でき
ない点であるので特徴点O2を検出し、その後の２直線を
求めてその交点として得る。ギャップ幅はｂの場合は受
光量の少ないデータ数をもとに検出し,cの場合は溶接線
位置近傍で距離データの変化が大きいので差分の値の大
きいもののデータ数より検出できる。
またｂとｃは同じ方向に傾いた２直線の距離から得る
こともできる。この時、スポット光5aのサイズ径は0.5m
m以下の方が検出精度が良い。第３図において，センサ
制御部12の認識部12aで得た溶接線位置とギャップ幅を
ロボット制御部13のセンサからのデータ処理部13aに通
信し，そこでマイコンにより溶接線位置を現在位置計算
部13bからのロボットの位置データと合せてロボットの
一般座標系に変換し，さらにギャップ幅をあらかじめマ
イコンの処理プログラムに登録した定数（一例0.5mm）
の何倍あるかでウィービング幅とウィービング速度等の
ウィービング条件をテーブルから選択してメモリ13cに
格納する。ウィービング条件のテーブルでギャップ幅が
所定定数未満の時はウィービング無しの条件にしておく
ことによってギャップ幅によりウィービングの有無およ
びウィービング幅の大きさを決める。ロボットの現在位
置が、メモリ13cに格納された溶接線位置と一致すれば
次の溶接線位置のデータを動作位置計算部13dに現在位
置計算部13bに設けたマイコンにより送る。動作位置計
算部13dでは次の溶接線位置へ移動するための倣い量と
ウィービング量を計算して合成し，サーボ制御部13eに
データを送る。13eはロボット本体14を動作させる。
こともできる。この時、スポット光5aのサイズ径は0.5m
m以下の方が検出精度が良い。第３図において，センサ
制御部12の認識部12aで得た溶接線位置とギャップ幅を
ロボット制御部13のセンサからのデータ処理部13aに通
信し，そこでマイコンにより溶接線位置を現在位置計算
部13bからのロボットの位置データと合せてロボットの
一般座標系に変換し，さらにギャップ幅をあらかじめマ
イコンの処理プログラムに登録した定数（一例0.5mm）
の何倍あるかでウィービング幅とウィービング速度等の
ウィービング条件をテーブルから選択してメモリ13cに
格納する。ウィービング条件のテーブルでギャップ幅が
所定定数未満の時はウィービング無しの条件にしておく
ことによってギャップ幅によりウィービングの有無およ
びウィービング幅の大きさを決める。ロボットの現在位
置が、メモリ13cに格納された溶接線位置と一致すれば
次の溶接線位置のデータを動作位置計算部13dに現在位
置計算部13bに設けたマイコンにより送る。動作位置計
算部13dでは次の溶接線位置へ移動するための倣い量と
ウィービング量を計算して合成し，サーボ制御部13eに
データを送る。13eはロボット本体14を動作させる。
なお溶接ワークとしては隅肉継手ワークや突き合せ継
手ワークでも同様に行なえる。
手ワークでも同様に行なえる。
また光学センサとしてはスリット光を投光しても同様
に行える。
に行える。
発明の効果 以上説明したように本発明によれば，光学センサによ
り溶接線位置とギャップ幅を検出して倣いギャップがあ
る部分はウィービング溶接を行い、ギャップがない部分
はストレート溶接を行うことができるので薄板のギャッ
プのある溶接ワークに適用でき，強度のある正常な溶接
ができる。このため後工程での検査や手直しが非常に少
なくなる。
り溶接線位置とギャップ幅を検出して倣いギャップがあ
る部分はウィービング溶接を行い、ギャップがない部分
はストレート溶接を行うことができるので薄板のギャッ
プのある溶接ワークに適用でき，強度のある正常な溶接
ができる。このため後工程での検査や手直しが非常に少
なくなる。
従って、適用範囲が拡がる。また、ギャップ幅が大き
い場合には異常なワークとして検出することもできる。
このように本発明の実用効果は大なるものがある。
い場合には異常なワークとして検出することもできる。
このように本発明の実用効果は大なるものがある。
第１図は本発明によるセンサ付溶接ロボットの要部斜視
図、第２図は同ロボットの光学センサの検出した形状
図、第３図はセンサデータの処理を行なう制御装置のブ
ロック図である。 １……光学距離計、２……揺動機構、３……ステッピン
グモータ、４……重ね継手ワーク、５……距離測定部、
６……溶接線、７……溶接トーチ、８……溶接ビード、
12……センサ制御部、12a……認識部、13……ロボット
制御部、13a……センサからのデータ処理部、13b……現
在位置計算部、13e……サーボ制御部、14……ロボット
本体。
図、第２図は同ロボットの光学センサの検出した形状
図、第３図はセンサデータの処理を行なう制御装置のブ
ロック図である。 １……光学距離計、２……揺動機構、３……ステッピン
グモータ、４……重ね継手ワーク、５……距離測定部、
６……溶接線、７……溶接トーチ、８……溶接ビード、
12……センサ制御部、12a……認識部、13……ロボット
制御部、13a……センサからのデータ処理部、13b……現
在位置計算部、13e……サーボ制御部、14……ロボット
本体。
Claims (1)
- 【請求項１】溶接線位置とギャップ幅を検出するセンサ
とウィービング機能を備えたセンサ付溶接ロボットであ
って、前記溶接線の位置とギャップ幅を検出する光学セ
ンサと、検出したギャップ幅の大きさに対応してウィー
ビング溶接およびウィービング幅の大きさ、またはスト
レート溶接を決定する第１の手段と、前記第１の手段に
より決定したウィービング幅に基づいてウィービングす
る第２の手段を備え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 |
|---|---|---|---|
| JP61182150A JP2502533B2 (ja) | 1986-08-01 | 1986-08-01 | センサ付溶接ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61182150A JP2502533B2 (ja) | 1986-08-01 | 1986-08-01 | センサ付溶接ロボツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6340677A JPS6340677A (ja) | 1988-02-22 |
| JP2502533B2 true JP2502533B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=16113230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61182150A Expired - Lifetime JP2502533B2 (ja) | 1986-08-01 | 1986-08-01 | センサ付溶接ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2502533B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2791400B2 (ja) * | 1996-07-30 | 1998-08-27 | 川崎重工業株式会社 | 消耗電極式のアーク溶接方法及びアーク溶接装置 |
| KR20030078133A (ko) * | 2002-03-28 | 2003-10-08 | 현대중공업 주식회사 | 갭 변화량에 대응할 수 있는 시각센서를 이용한 써스코러게이션 판넬 플라즈마 용접방법 |
| JP2020015075A (ja) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | ファナック株式会社 | 制御装置 |
| CN113664357A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-11-19 | 湘潭大学 | 一种用于两薄板电子束焊板间高低差测量的系统和方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5091559A (ja) * | 1973-12-14 | 1975-07-22 | ||
| JPS513346A (ja) * | 1974-06-28 | 1976-01-12 | Hitachi Ltd | Jidoyosetsukinoseigyosochi |
| JPS6133774A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-17 | Toyota Motor Corp | 自動ア−ク溶接におけるワ−クの隙間検出方法 |
| JPS61147978A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 知能型溶接装置 |
-
1986
- 1986-08-01 JP JP61182150A patent/JP2502533B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6340677A (ja) | 1988-02-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |