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JP7803640B2 - Automatic welding method and automatic welding device - Google Patents
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JP7803640B2 - Automatic welding method and automatic welding device - Google Patents

Automatic welding method and automatic welding device

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JP7803640B2 JP2021160272A JP2021160272A JP7803640B2 JP 7803640 B2 JP7803640 B2 JP 7803640B2 JP 2021160272 A JP2021160272 A JP 2021160272A JP 2021160272 A JP2021160272 A JP 2021160272A JP 7803640 B2 JP7803640 B2 JP 7803640B2
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Description

本開示は、溶接トーチを動作させながら隅肉溶接を行う自動溶接方法、およびその自動溶接装置に関する。 This disclosure relates to an automatic welding method and automatic welding device for performing fillet welding while operating a welding torch.

アーク溶接において溶接継手を安定した品質で得ようとする場合、自動溶接が適用される。自動溶接には、溶接ロボットや台車が利用されており、溶接トーチを溶接線に追従して移動させながら溶接する方法などが採られており、溶接線を検出する検出手段等を備えた構成となっている。 When attempting to achieve consistent quality in arc welding, automatic welding is used. Automatic welding uses welding robots or carts, and employs a method of welding by moving a welding torch along the weld line, and is equipped with a detection device for detecting the weld line.

溶接トーチを溶接線に追従させるための溶接線の検出には、継手形状に応じた方法が提案されており、隅肉溶接では特許文献1や特許文献2に示された方法がある。特許文献1では溶接ロボットを用いた装置が開示されており、レーザ光線を溶接線近傍で走査し、カメラで捉えたレーザ光線の反射光の軌跡を処理することで溶接線を検出している。特許文献2では台車を用いた溶接方法が開示されており、複数のレーザ距離計を用いて台車と溶接線の傾きの有無を測定し、傾きが生じた際には台車を旋回して傾きの無い平行状態に修正するように走行台車の車輪動作が制御される。 Methods have been proposed for detecting weld lines to allow the welding torch to follow the weld line, depending on the shape of the joint. For fillet welding, methods such as those shown in Patent Documents 1 and 2 are available. Patent Document 1 discloses a device using a welding robot, which scans the vicinity of the weld line with a laser beam and detects the weld line by processing the trajectory of the reflected laser beam captured by a camera. Patent Document 2 discloses a welding method using a cart, which uses multiple laser rangefinders to measure whether or not there is any tilt between the cart and the weld line, and if tilt does occur, controls the wheel movement of the traveling cart to rotate the cart and correct the tilt to a parallel position.

特開2001-62566号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-62566 特開平11-216566号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-216566

特許文献1の装置の場合、カメラで得たレーザ光線の軌跡の画像を処理するために、被溶接部の形状特定と、その形状に基づいた溶接線の検出が必要となる。したがって、レーザ光線の走査装置の他、精緻な形状特定と溶接線検出を行う複雑な装置が必要である。 In the case of the device described in Patent Document 1, in order to process the image of the laser beam trajectory obtained by the camera, it is necessary to identify the shape of the part to be welded and detect the weld line based on that shape. Therefore, in addition to a laser beam scanning device, a complex device is required to perform precise shape identification and weld line detection.

また、特許文献2の装置の場合は、複数種類の距離を測定する必要があり、複数の距離測定装置を備え、複数の車輪を制御して溶接線に対して台車を平行に保つための複雑な走行機能も備える。そのため、複数の距離測定装置の制御と、その測定結果の応じた車輪の旋回動作の制御を高精度かつ安定的に行う必要があり、制御面でも複雑化する。 Furthermore, the device in Patent Document 2 requires measuring multiple distances, and is equipped with multiple distance measurement devices and a complex travel function for controlling multiple wheels to keep the carriage parallel to the weld line. Therefore, it is necessary to control the multiple distance measurement devices and the wheel rotation operation in accordance with the measurement results with high precision and stability, which also complicates the control aspect.

自動溶接の方法や装置を採用するに際し、装置や制御の複雑化は費用増加だけでなく、処理時間の増加や重量増加を招く恐れもある。 When adopting automatic welding methods and equipment, the increased complexity of the equipment and controls not only increases costs, but can also lead to increased processing time and weight.

そこで、本発明は、複雑な処理を必要とすることなく、より簡便な装置と制御によって溶接線の位置を検出して自動溶接する方法、およびそれを実現する自動溶接装置の提供を目的とする。 The present invention aims to provide a method for automatic welding that detects the position of a welding line using simpler equipment and control without requiring complex processing, as well as an automatic welding device that can achieve this.

そこで、本発明は溶接線に合わせて溶接トーチを動作しながら隅肉溶接する溶接機を用いた自動溶接方法において、次のようにする。 The present invention therefore provides an automatic welding method using a welding machine that performs fillet welding while moving a welding torch in line with the weld line, as follows:

前記溶接機は前記溶接線に対して傾斜した方向に進行し、前記溶接トーチから被溶接部材までの距離であるトーチ測定距離を測定し、前記トーチ測定距離が変化したとき、前記溶接トーチを前記溶接機の進行方向に対して略直交する第1直交方向かつ前記トーチ測定距離の測定方向に対して略直交して前記第1直交方向とは異なる第2直交方向に動作する。 The welding machine advances in a direction inclined to the weld line, measuring the torch measurement distance, which is the distance from the welding torch to the workpiece, and when the torch measurement distance changes, the welding torch moves in a first orthogonal direction that is approximately perpendicular to the direction of advancement of the welding machine and in a second orthogonal direction that is approximately perpendicular to the measurement direction of the torch measurement distance and different from the first orthogonal direction.

これにより、トーチ測定距離の変化に基づいて、その距離が所定距離となる位置まで上記のとおりに溶接トーチを動作(移動)させるだけで所望する溶接線に沿った良好な溶接を行うことができる。つまり、簡易な手段及び制御で安定的な一定品質の溶接を実現することができる。 This allows for good welding along the desired weld line by simply operating (moving) the welding torch as described above to a position where the measured torch distance reaches a predetermined distance based on changes in the torch distance. In other words, stable, consistent quality welding can be achieved with simple means and control.

また、本発明は、延伸ガイドと、当該延伸ガイドに沿って走行し、被溶接部材を溶接する溶接トーチを有する台車とを備えた自動溶接装置においては、次の構成を備える。 The present invention also provides an automatic welding device equipped with an extension guide and a carriage that travels along the extension guide and has a welding torch that welds the workpieces, and which has the following configuration.

前記延伸ガイドは被溶接部材の溶接線に対して傾斜した方向に延伸してなり、前記台車は、前記溶接トーチと前記被溶接部材までのトーチ測定距離を測定する距離測定部と、前記距離測定部の測定データに基づいて所定距離に合致するかを判定する距離判定部と、前記距離判定部に基づいて前記溶接トーチを移動可能なトーチ移動部とを有し、前記台車が進行する際、前記トーチ測定距離が前記所定距離を維持可能となるように制御される。 The extension guide extends in a direction inclined relative to the weld line of the workpieces to be welded, and the carriage has a distance measurement unit that measures the torch-measured distance between the welding torch and the workpieces to be welded, a distance determination unit that determines whether the measured distance matches a predetermined distance based on the measurement data of the distance measurement unit, and a torch movement unit that can move the welding torch based on the distance determination unit, and is controlled so that the torch-measured distance can be maintained at the predetermined distance as the carriage moves.

この構成により、距離判定部の判定に応じて所定距離に合致するまでトーチ移動部が溶接トーチ部を移動させることで良好な溶接を実現することができる。 With this configuration, the torch movement unit moves the welding torch unit until the predetermined distance is met, based on the determination by the distance determination unit, thereby achieving good welding.

本発明によれば、溶接トーチから被溶接部材までの一方向に沿った距離測定に基づいて、その測定距離(トーチ測定距離)が所定の値に合致するように溶接トーチの位置制御をすることで一定品質の溶接を行うことができ、従来よりも簡便な制御方法と簡便な装置構成の自動溶接方法および自動溶接装置を提供することができる。 According to the present invention, welding of consistent quality can be performed by measuring the distance from the welding torch to the workpiece in one direction and controlling the position of the welding torch so that the measured distance (torch measurement distance) matches a predetermined value, thereby providing an automatic welding method and automatic welding device with a control method and device configuration that are simpler than conventional methods.

本発明の実施形態の一つである塵芥車の外観を示す図である。1 is a diagram showing the appearance of a garbage compactor according to an embodiment of the present invention; (a)は本発明の実施形態の一つである塵芥車のボデーの図2のA-A断面図である。(b)はB部の拡大図である。2A is a cross-sectional view of the body of a refuse compactor according to an embodiment of the present invention, taken along the line A-A in FIG. 2, and FIG. 2B is an enlarged view of part B. 本発明の実施形態に係る自動溶接装置全体の構成示す正面図である。1 is a front view showing the overall configuration of an automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention; レール、被溶接部材、溶接線および台車の関係を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing the relationship between the rail, the workpieces to be welded, the weld line, and the carriage. 溶接トーチとレーザ距離計を適切な位置に設定した状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which a welding torch and a laser rangefinder are set at appropriate positions. 溶接線および端部付近の拡大図で(a)はレーザ距離計のレーザ光線が上側の鋼製部材に照射されている状態、(b)はトーチ部が右側に移動して下側の鋼製部材に照射されている状態を示す図である。This is an enlarged view of the weld line and the edge area. (a) shows the state where the laser beam from the laser rangefinder is irradiating the upper steel member, and (b) shows the state where the torch part has moved to the right and is irradiating the lower steel member.

以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
図1は本発明に係る自動溶接装置の溶接対象となる荷箱11が架装された塵芥車1を示している。荷箱11は車両前後方向を長手方向とするシャシフレーム上に搭載された鋼製の箱体となっており、車両前後方向を長手方向とする延伸した形状を有している。
An example of an embodiment of the present invention will be described below.
1 shows a garbage truck 1 equipped with a cargo box 11 to be welded by the automatic welding device according to the present invention. The cargo box 11 is a steel box mounted on a chassis frame whose longitudinal direction is the fore-and-aft direction of the vehicle, and has an elongated shape whose longitudinal direction is the fore-and-aft direction of the vehicle.

図2(a)は、図1中の荷箱11のA-A断面図である。図示のとおり、荷箱11は複数の金属製の板体(鋼製部材)が組み合わされてなる。本実施形態では、この鋼製部材同士が接合されてなるB部分の溶接を中心に説明する。B部分の拡大図となる図2(b)に示すとおり、荷箱の床にあたる鋼製部材13の上に鋼製部材14が重ねて配置されている。本実施形態では、鋼製部材13の上面と鋼製部材14の端面とが溶接される。鋼製部材13の上面と鋼製部材14の端面が交わってなるとともに車両前後方向を長手方向とする交線が溶接線12となる。本実施形態では溶接線12に沿って進むように溶接を行う。このため、複数の鋼製部材が互いに点溶接(車両前後方向に沿って数か所ずつ局所的に溶接)することで仮組状態とすることで、図示するように上下左右が複数の鋼製部材で囲まれた空間S内に自動溶接装置を入れて車両前後方向に沿って連続的に溶接(本溶接)する。 2(a) is a cross-sectional view of the cargo box 11 taken along the line A-A in FIG. 1. As shown, the cargo box 11 is composed of multiple metal plates (steel members) assembled together. In this embodiment, the welding of part B, where these steel members are joined together, will be mainly described. As shown in FIG. 2(b), which is an enlarged view of part B, a steel member 14 is placed on top of a steel member 13 that forms the floor of the cargo box. In this embodiment, the top surface of steel member 13 is welded to the end surface of steel member 14. The intersection of the top surface of steel member 13 and the end surface of steel member 14, with the longitudinal direction of the vehicle as the longitudinal direction, forms weld line 12. In this embodiment, welding is performed along weld line 12. Therefore, multiple steel members are spot-welded together (locally welded at several locations along the longitudinal direction of the vehicle) to create a temporary assembly state. An automatic welding device is then inserted into the space S, which is surrounded by multiple steel members on all sides as shown, and continuous welding (full welding) is performed along the longitudinal direction of the vehicle.

連続的に溶接するための本実施形態に係る自動溶接装置2の構成を、図3を用いて説明する。図3は自動溶接装置2の正面図である。
自動溶接装置2は、鋼製部材13上に設置されたレール3と、レール3上を走行する台車4を備えており、台車4には上部に設けられた制御部41と、側方(X軸負方向側)に延出したアーム42と、アーム42に取付けられて下方を向いた状態のトーチ部43とが設けられている。
The configuration of an automatic welding device 2 according to this embodiment for continuous welding will be described with reference to Fig. 3. Fig. 3 is a front view of the automatic welding device 2.
The automatic welding device 2 includes a rail 3 installed on a steel member 13 and a carriage 4 that runs on the rail 3. The carriage 4 is provided with a control unit 41 provided on the top, an arm 42 that extends to the side (the negative X-axis direction), and a torch unit 43 attached to the arm 42 and facing downward.

レール3は、台車4の走行をガイドする機能を有し、車両前後方向に溶接線に対して水平面上で傾斜した方向に延びる長尺部材となっている。レール3は、台座部301とガイド部302とを有し、台座部301には下部に固定用のマグネット303を備え、マグネット303の磁力を介して鋼製部材13の上面に固定される。ガイド部302は台座部301の上に固定された状態で設けられており、略逆T字状断面を有する。なお、台座部301及びガイド部302のいずれも上記傾斜した方向に延びる長尺部材となっている。 The rail 3 functions to guide the travel of the bogie 4 and is a long member extending in the longitudinal direction of the vehicle at an angle on a horizontal plane relative to the weld line. The rail 3 has a base portion 301 and a guide portion 302. The base portion 301 is provided with a fixing magnet 303 at its bottom, and is fixed to the upper surface of the steel member 13 via the magnetic force of the magnet 303. The guide portion 302 is fixed on top of the base portion 301 and has a substantially inverted T-shaped cross section. Both the base portion 301 and the guide portion 302 are long members extending in the above-mentioned inclined direction.

台車4は、上述した制御部41、アーム42、及びトーチ部43の他に、ローラ50とローラ駆動部51とを備える。ローラ50は台車4の前後に1組ずつの計2組あり、その1組が図示されており、ガイド部302における略逆T字状の起立部を転動する4つのローラ部を有している。4つのローラ部のうちの2つが、ガイド部302の起立部側面(図中の右側面)を転動し、1つのローラ部が起立部の反対側側面(図中の左側面)を転動し、さらに残りの1つのローラが上記起立部の上面を転動するように設けられている。なお、前側のローラ1組は後ろ側の1組に重複するため図示されていない。これらのローラ部によって、台車4はガイド部302の延伸方向に沿って安定的に移動することができる。ローラ駆動部51は、ローラ50を駆動する駆動源(不図示)を有し、自動溶接を開始する適時のタイミングで駆動源のオンまたはオフ制御が行われる。 In addition to the control unit 41, arm 42, and torch unit 43, the carriage 4 also includes rollers 50 and a roller drive unit 51. There are two sets of rollers 50, one at the front and one at the rear of the carriage 4; one set is shown in the figure. The carriage 4 has four rollers that roll on the approximately inverted T-shaped upright portion of the guide unit 302. Two of the four rollers roll on the side of the upright portion of the guide unit 302 (the right side in the figure), one roller rolls on the opposite side of the upright portion (the left side in the figure), and the remaining roller rolls on the top surface of the upright portion. The front set of rollers overlaps with the rear set and is therefore not shown. These rollers enable the carriage 4 to move stably along the extension direction of the guide unit 302. The roller drive unit 51 has a drive source (not shown) that drives the rollers 50, and controls the on/off of the drive source at the appropriate time to start automatic welding.

制御部41は、ローラ駆動源51に接続されて駆動制御指令の出力が可能となっているとともに、後述するアーム駆動部422、距離測定部432、及び距離判定部(不図示)にも接続されてデータの入出力が可能となっている。 The control unit 41 is connected to the roller drive source 51, allowing it to output drive control commands, and is also connected to the arm drive unit 422, distance measurement unit 432, and distance determination unit (not shown), which will be described later, allowing it to input and output data.

アーム42は、台車4との接合部421と、接合部421から水平方向に延びたアーム駆動部422と、アーム駆動部422に取り付けられて水平方向に移動可能なアーム移動部423とで構成される。アーム移動部423は、アーム駆動部422によって台車4に対して水平方向に移動可能で、アーム駆動部422は電動モータとボールねじによるユニット、又は電動モータとベルトによるユニット等の既知の構成となっている。また、アーム移動部423にはトーチ部43が取り付けられている。 The arm 42 is composed of a joint 421 with the carriage 4, an arm drive unit 422 extending horizontally from the joint 421, and an arm movement unit 423 attached to the arm drive unit 422 and movable horizontally. The arm movement unit 423 can be moved horizontally relative to the carriage 4 by the arm drive unit 422, and the arm drive unit 422 has a known configuration such as a unit consisting of an electric motor and ball screw, or a unit consisting of an electric motor and belt. In addition, the torch unit 43 is attached to the arm movement unit 423.

トーチ部43は、アーク溶接を行う溶接トーチ431と、溶接トーチ431と鋼製部材13,15までの距離(トーチ測定距離)を測定する距離測定部432と、距離測定部432の測定機能を阻害しないように設けられた遮光板433(図3では破線で図示)とを備えている。 The torch unit 43 includes a welding torch 431 for arc welding, a distance measurement unit 432 for measuring the distance between the welding torch 431 and the steel members 13 and 15 (torch measurement distance), and a light shielding plate 433 (shown by a dashed line in Figure 3) arranged so as not to interfere with the measurement function of the distance measurement unit 432.

溶接トーチ431は、図示のとおり鋼製部材13,15で形成される溶接線の部位を指向するように設けられており、鋼製部材13,15を隅肉溶接可能となっている。距離測定部432は、トーチ部43の所定箇所から2枚の鋼製部材のうちの上側にある鋼製部材14の上面までの距離を測定可能なレーザ距離計432aを備えてなる。距離測定部432は、溶接トーチ431に対して台車4の進行方向前側となる位置に隣接した状態で設けられており、鋼製部材14にレーザ光線を照射し、その反射光によって距離を測定する。測定した距離(トーチ測定距離)の情報は制御部41に設けられている距離判定部に送られる。距離判定部では、距離測定部432が測定して出力したデータが予め設定した所定の大きさに合致するか否かの判定を行う。制御部41は、距離判定部の判定結果に基づいてアーム駆動部422に対して駆動制御する指令を出力するする。遮光板433は、溶接のアーク光がレーザ距離計432aの測定に影響を与えることを防ぐため、レーザ距離計432aと溶接トーチ431の間に設けられている。トーチ部43には、さらに鋼製部材14との距離を一定に保持する倣い機構434が設けられており、倣い機構434は、鋼製部材14に向かって延びた棒状の延伸部材と、その延伸部材の先端に設けた車輪とを有し、トーチ部43と共に一体的に上下方向に動くことができ、重力等によって車輪を被溶接部材に押し付けることで、トーチ部43と鋼製部材14との距離を一定に保つことに役立つ。 As shown, the welding torch 431 is positioned to point toward the weld line formed by the steel members 13 and 15, enabling fillet welding of the steel members 13 and 15. The distance measurement unit 432 includes a laser rangefinder 432a capable of measuring the distance from a predetermined location on the torch unit 43 to the top surface of the upper of the two steel members, the steel member 14. The distance measurement unit 432 is positioned adjacent to the welding torch 431 in front of the carriage 4 in the direction of travel. It irradiates the steel member 14 with a laser beam and measures the distance using the reflected light. Information on the measured distance (torch-measured distance) is sent to a distance determination unit in the control unit 41. The distance determination unit determines whether the data measured and output by the distance measurement unit 432 matches a predetermined size. The control unit 41 outputs a drive control command to the arm drive unit 422 based on the determination result of the distance determination unit. A light shielding plate 433 is provided between the laser rangefinder 432a and the welding torch 431 to prevent the welding arc light from affecting the measurements of the laser rangefinder 432a. The torch unit 43 is also provided with a tracing mechanism 434 that maintains a constant distance from the steel member 14. The tracing mechanism 434 has a rod-shaped extension member that extends toward the steel member 14 and a wheel attached to the tip of the extension member, and can move vertically together with the torch unit 43. Gravity or other factors press the wheel against the member to be welded, helping to maintain a constant distance between the torch unit 43 and the steel member 14.

次に、自動溶接装置4を用いた鋼製部材13,15の隅肉溶接に関する自動溶接方法を説明する。
鋼製部材13,15と台車4の上面図となる図4に示すように、鋼製部材13上で車両前後方向(Y軸方向)を長手方向とする溶接線12に対してX軸方向に傾斜したレール3上に設けた台車4を矢印A方向に進行させる。溶接線12に対してレール3は、台車4が進行するにしたがって、溶接線12とレール3の距離が広くなるが、鋼製部材13の端部(起点)と端部(終点)のそれぞれの溶接線12に対する距離の差は、アーム移動部423の可動範囲に対して十分小さな値とする。なお、図4においては説明の便宜上、上側に位置する鋼製部材14の端部で隠れる溶接線12を一点鎖線で表示している。
Next, an automatic welding method for fillet welding the steel members 13 and 15 using the automatic welding device 4 will be described.
As shown in Figure 4, which is a top view of the steel members 13, 15 and the bogie 4, the bogie 4 is mounted on rails 3 that are inclined in the X-axis direction with respect to a weld line 12, the longitudinal direction of which is the fore-and-aft direction of the vehicle (the Y-axis direction) on the steel members 13, and is moved in the direction of arrow A. As the bogie 4 moves forward, the distance between the weld line 12 and the rail 3 increases, but the difference in the distance between the end (starting point) and the end (ending point) of the steel members 13 and the weld line 12 is set to a value sufficiently small relative to the movable range of the arm moving unit 423. Note that, for ease of explanation, the weld line 12, which is hidden by the end of the steel member 14 located above, is shown by a dashed line in Figure 4.

ただし、台車4を進行開始する前に、溶接トーチ431とレーザ距離計432aの位置をそれぞれの位置調整機構435a、435bを用いて調整しておく。本実施形態では、図5に示すように、レーザ距離計432aから照射されるレーザ光線は、鋼製部材14の上面(図中の右側端部)に対して略鉛直方向に照射される。この時、レーザ光線の照射位置103は図6(a)に示すように鋼製部材14の端部付近になるよう調整する。また、この時のレーザ距離計432aの測定距離を所定距離として設定とする。 However, before the carriage 4 begins to move, the positions of the welding torch 431 and laser rangefinder 432a are adjusted using their respective position adjustment mechanisms 435a and 435b. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the laser beam emitted from the laser rangefinder 432a is directed in a direction approximately vertical to the top surface of the steel member 14 (the right end in the figure). At this time, the irradiation position 103 of the laser beam is adjusted so that it is near the end of the steel member 14, as shown in FIG. 6(a). The distance measured by the laser rangefinder 432a at this time is set as the predetermined distance.

溶接を開始するとともに台車4の進行も開始させる。鋼製部材13のうねり等によって、台車4と溶接線12の位置関係が多少変化しても溶接トーチ431と溶接線12の上下方向の距離は倣い機構434によって一定に保たれる。一方で、レール3の延伸方向を溶接線12に対して傾斜させているため、台車4は進行するにしたがって少しずつ溶接線12(鋼製部材13)から離れる。 Welding begins and the carriage 4 also begins to move forward. Even if the relative positions of the carriage 4 and the weld line 12 change slightly due to undulations in the steel members 13, the vertical distance between the welding torch 431 and the weld line 12 is kept constant by the tracing mechanism 434. However, because the extension direction of the rail 3 is tilted relative to the weld line 12, the carriage 4 gradually moves away from the weld line 12 (steel members 13) as it moves forward.

特に、レーザ距離計432aのレーザ光線は鋼製部材14の右側端部に照射されているため、台車4の進行に伴って溶接トーチ431の位置が図上で少し右側にずれると、図6(b)に示すようにレーザ光線の照射対象が鋼製部材13の上面になる。このとき、レーザ距離計432aの測定距離(トーチ測定距離)が概ね上側に重ねられた鋼製部材14の板厚分だけ大きくなる。そのトーチ測定距離に関するデータを距離判定部に出力し、距離判定部において所定距離に合致しないと判定する。その判定結果に基づき、制御部41がアーム駆動部422に駆動指令を出力し、アーム駆動部422が駆動されるとアーム移動部423がアーム42の先端側に移動、具体的にはレールの延伸方向と略直交するとともに溶接線12に近づく方向(図4参照)で、かつレーザ距離計432aのレーザ照射方向(距離測定方向)に対して略直交するXY平面(図4参照)に沿って溶接線12に近づく方向に移動する。 In particular, because the laser beam from the laser rangefinder 432a is directed toward the right end of the steel member 14, if the position of the welding torch 431 shifts slightly to the right as the carriage 4 advances, the target of the laser beam irradiation will be the upper surface of the steel member 13, as shown in Figure 6(b). At this time, the measured distance (torch measured distance) of the laser rangefinder 432a increases approximately by the thickness of the steel member 14 stacked on top. Data regarding the torch measured distance is output to the distance determination unit, which determines that it does not match the predetermined distance. Based on this determination result, the control unit 41 outputs a drive command to the arm drive unit 422. When the arm drive unit 422 is driven, the arm movement unit 423 moves toward the tip of the arm 42; specifically, it moves toward the weld line 12 in a direction that is approximately perpendicular to the extension direction of the rail and approaches the weld line 12 (see Figure 4), along an XY plane (see Figure 4) that is approximately perpendicular to the laser irradiation direction (distance measurement direction) of the laser rangefinder 432a.

レーザ距離計432aによるトーチ測定距離の測定は、台車4の進行中は継続して行うものとし、トーチ測定距離の値が所定距離の値に戻るまでアーム駆動部422を駆動してアーム移動部423の移動も継続する。所定距離の値に合致するトーチ測定距離のデータが距離判定部に入力され、距離判定部が所定距離に合致することを判定すると、制御部41はアーム駆動部422への駆動指令を停止する。これによって、アーム移動部423の移動が停止し、溶接トーチ431の溶接線12に対するずれは解消され、溶接トーチ431が適切に溶接線12上での溶接を継続することができる。ている。 The laser rangefinder 432a continues to measure the torch measurement distance while the carriage 4 is moving, and the arm drive unit 422 continues to drive and move the arm movement unit 423 until the torch measurement distance value returns to the predetermined distance value. When torch measurement distance data that matches the predetermined distance value is input to the distance determination unit and the distance determination unit determines that the distance matches the predetermined distance, the control unit 41 stops issuing a drive command to the arm drive unit 422. This stops the movement of the arm movement unit 423, eliminates any misalignment of the welding torch 431 with respect to the weld line 12, and allows the welding torch 431 to continue welding appropriately on the weld line 12.

本実施形態では、トーチ部43は台車4の進行とともに積極的に台車4を溶接線から離れるようにした上で、トーチ測定距離の測定と距離判定部による判定に基づく制御となっており、溶接トーチ431の溶接線12に対する距離の測定や溶接線の位置や形状を特定する手段や制御を備える必要がなくなり、従来よりも簡便な装置構成と制御で十分な精度での自動溶接が可能となる。また、溶接線12の位置を略鉛直方向を測定方向とするレーザ距離計432aの測定値の変化で検出しているため、複雑な処理を伴うことなく位置を検出することができる。 In this embodiment, the torch unit 43 actively moves the carriage 4 away from the weld line as it advances, and is controlled based on the torch measurement distance and the judgment by the distance judgment unit. This eliminates the need to measure the distance of the welding torch 431 to the weld line 12 or to provide means or control to identify the position and shape of the weld line, enabling automatic welding with sufficient accuracy with a simpler device configuration and control than conventional methods. Furthermore, because the position of the weld line 12 is detected by changes in the measurement value of the laser distance meter 432a, which measures in the approximately vertical direction, the position can be detected without complex processing.

なお、溶接トーチ431を適切に配置可能であれば、レール3を鋼製部材14に設置し、レール3の傾斜を台車4の進行とともに溶接線12に近づく方向に設置しても同様の制御が可能である。 If the welding torch 431 can be positioned appropriately, the rail 3 can be installed on the steel member 14 and tilted in a direction that approaches the weld line 12 as the carriage 4 moves forward, allowing for similar control.

また、レーザ距離計432aのレーザ照射対象を下側にある鋼製部材13としつつ、レール3の延伸方向を台車4の進行と共に溶接線12に近づく方向に傾斜させた状態で設置しても同様の制御が可能である。ただし、仮溶接によって事前に溶接線12上に微小な溶接が数か所行われているために、この仮付け溶接箇所とレーザ光線の照射位置が重複すると、仮付けによる盛り上がり部分の影響でトーチ測定距離が短くなる。短くなる距離は仮付けの大きさによるため、トーチ測定距離の変化が鋼製部材14の板厚分よりも十分小さくなるような仮付けにする必要がある。なお、仮付けの影響が無視できる場合や、仮付けを実施しない場合はこの限りではない。 Similar control is also possible when the laser rangefinder 432a is set to target the steel member 13 below, with the extension direction of the rail 3 tilted toward the weld line 12 as the bogie 4 moves forward. However, because several small welds have been made in advance on the weld line 12 by tack welding, if the tack weld locations overlap with the irradiation position of the laser beam, the torch measurement distance will be shortened due to the influence of the raised portions caused by the tack welding. The shortened distance depends on the size of the tack welding, so the tack welding must be performed so that the change in the torch measurement distance is sufficiently smaller than the thickness of the steel member 14. However, this does not apply when the influence of the tack welding can be ignored or when tack welding is not performed.

本実施形態では主面同士を重ねた鋼製部材13,15の隅肉溶接を示したが、適用対象となる溶接継手の形状はこれに限定されるものではない。距離の変化によって溶接線の位置を検出できるのであれば、例えばT字に突き合わせた板の隅肉溶接等にも適用可能である。 In this embodiment, fillet welding of steel members 13, 15 with their main surfaces overlapping each other is shown, but the shape of the welded joint to which this can be applied is not limited to this. As long as the position of the weld line can be detected based on changes in distance, it can also be applied to fillet welding of plates butted together in a T-shape, for example.

また、マグネット31を用いて被溶接部材12に固定するレール3としたが、固定手段はマグネット31には限定されない。 Furthermore, while the rail 3 is fixed to the workpiece 12 using a magnet 31, the fixing means is not limited to the magnet 31.

また、レール3を被溶接部材12に固定して、その被溶接部材12上を台車4が移動する形態としたが、これに限定されない。例えば、溶接線12の上下左右が覆われてなる(囲われてなる)被溶接部材12を溶接対象としない場合には、被溶接部材とは異なる位置にレール3を設けて、そのレール3上を台車が移動する形式でも良い。 Furthermore, while the rails 3 are fixed to the workpieces 12 and the carriage 4 moves over the workpieces 12, this is not a limitation. For example, if the workpieces 12 that are covered (surrounded) on all sides of the weld line 12 are not to be welded, the rails 3 may be provided in a position different from the workpieces to be welded, and the carriage 4 may move over the rails 3.

また本実施形態ではレール3を1本で示したが、複数に分けて溶接線の長さに合わせて連結する形状としてもよい。レール3の延伸方向に関しても、本実施形態では直線状による一方向としたが、湾曲などの曲線状でも多段的に折れ曲がる形状でも構わない。溶接線12に関しても直線状のものには同様に限定されない。 In addition, while the rail 3 is shown as a single piece in this embodiment, it may be divided into multiple pieces and connected to match the length of the weld line. Regarding the extension direction of the rail 3, while it is shown as a linear one-way in this embodiment, it may also be curved or have multiple bends. Similarly, the weld line 12 is not limited to being linear.

また距離測定手段はレーザ距離計432aには限定されない。距離の変化を適切に検出可能であれば、他の方法から適宜選択可能である。また、距離測定の方向に対しても被溶接部材に対して略鉛直方向に限定されず、溶接方法の簡便性や溶接装置の簡易性を阻害しない範囲で他の角度でも採用可能である。 Furthermore, the distance measurement means is not limited to the laser distance meter 432a. Any other method can be selected as appropriate as long as it can properly detect changes in distance. Furthermore, the direction of distance measurement is not limited to a direction approximately perpendicular to the workpieces to be welded; other angles can also be used as long as they do not impede the simplicity of the welding method or the welding equipment.

さらに、本実施形態では塵芥車1に架装される荷箱11を対象としているが、他種の車両に架装されるものでも、車両分野とは異なる分野の被溶接部材であっても構わない。 Furthermore, while this embodiment focuses on a cargo box 11 mounted on a refuse compactor 1, it may also be mounted on other types of vehicles or may be a welded component in a field other than the automotive field.

1 塵芥車
11 荷箱
12 溶接線
13 鋼製部材 (下)
14 鋼製部材 (上)
2 自動溶接装置
3 レール
301 ガイド部
302 台座部
303 マグネット
4 台車
41 制御部
42 アーム
421 接合部
422 アーム駆動部
423 アーム移動部
43 トーチ部
431 溶接トーチ
432 距離測定部
432a レーザ距離計
433 遮光板
434 倣い機構
435a 位置調整機構
435b 位置調整機構
50 ローラ
51 ローラ駆動部
103 レーザ照射位置
1 Garbage truck 11 Packing box 12 Welding line 13 Steel member (bottom)
14 Steel members (top)
2 Automatic welding device 3 Rail 301 Guide section 302 Base section 303 Magnet 4 Cart 41 Control section 42 Arm 421 Joint section 422 Arm drive section 423 Arm movement section 43 Torch section 431 Welding torch 432 Distance measurement section 432a Laser distance meter 433 Light shielding plate 434 Copying mechanism 435a Position adjustment mechanism 435b Position adjustment mechanism 50 Roller 51 Roller drive section 103 Laser irradiation position

Claims (7)

溶接線に合わせて溶接トーチを動作しながら隅肉溶接する溶接機を用いた自動溶接方法において、
前記溶接機は前記溶接線に対して傾斜した方向に進行し、
前記溶接トーチから被溶接部材までの距離であるトーチ測定距離を測定し、
前記トーチ測定距離が変化したとき、前記溶接トーチを前記溶接機の進行方向に対して略直交する第1直交方向かつ前記トーチ測定距離の測定方向に対して略直交して前記第1直交方向とは異なる第2直交方向に動作する
ことを特徴とする自動溶接方法。
In an automatic welding method using a welding machine that performs fillet welding while moving a welding torch along the weld line,
The welding machine advances in a direction oblique to the weld line,
Measure a torch measurement distance, which is the distance from the welding torch to the workpiece;
an automatic welding method, characterized in that, when the torch measurement distance changes, the welding torch is moved in a first orthogonal direction that is approximately orthogonal to a direction of travel of the welding machine and in a second orthogonal direction that is approximately orthogonal to a measurement direction of the torch measurement distance and different from the first orthogonal direction.
前記溶接機が進行方向に進む際に、前記トーチ測定距離の大きさを維持するように、前記溶接トーチを前記第1直交方向及び前記第2直交方向に移動させる
ことを特徴とする請求項1に記載の自動溶接方法。
2. The automatic welding method according to claim 1, wherein the welding torch is moved in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction so as to maintain the magnitude of the torch measurement distance when the welding machine advances in the forward direction.
前記被溶接部材は積層された2枚の鋼板であり、
前記溶接トーチの伸長は、前記トーチ測定距離が、前記溶接トーチから前記2枚の鋼板のうちの上側に載置された鋼板上面までの距離に対して、前記溶接トーチから前記2枚の鋼板のうちの下側に載置された鋼板上面までの距離に変化した際に行う
ことを特徴とする請求項2に記載の自動溶接方法。
The workpieces are two stacked steel plates,
3. The automatic welding method according to claim 2, wherein the welding torch is extended when the torch measurement distance changes from the distance from the welding torch to the top surface of the upper one of the two steel plates to the distance from the welding torch to the top surface of the lower one of the two steel plates.
延伸ガイドと、当該延伸ガイドに沿って走行し、被溶接部材を溶接する溶接トーチを有する台車とを備えた自動溶接装置であって、
前記延伸ガイドは被溶接部材の溶接線に対して傾斜した方向に延伸してなり、
前記台車は、前記溶接トーチと前記被溶接部材までのトーチ測定距離を測定する距離測定部と、前記距離測定部の測定データに基づいて所定距離に合致するかを判定する距離判定部と、前記距離判定部に基づいて前記溶接トーチを移動可能なトーチ移動部とを有し、
前記トーチ移動部の前記溶接トーチの移動方向は、前記延伸ガイドの延伸方向に対して略直交する第1直交方向かつ前記距離測定部の測定方向に対して略直交して前記第1直交方向とは異なる第2直交方向となるように設定されており、
前記台車が進行する際、前記距離判定部の判定に基づいて前記トーチ移動部が前記溶接トーチを移動することで、前記トーチ測定距離が前記所定距離を維持可能となるように制御される
ことを特徴とする自動溶接装置。
An automatic welding device comprising an extension guide and a carriage having a welding torch that travels along the extension guide and welds members to be welded,
the extension guide extends in a direction inclined with respect to the weld line of the workpieces to be welded,
The carriage includes a distance measurement unit that measures a torch-measured distance between the welding torch and the workpiece, a distance determination unit that determines whether the measured distance matches a predetermined distance based on the measurement data of the distance measurement unit, and a torch movement unit that can move the welding torch based on the distance determination unit,
a movement direction of the welding torch of the torch movement unit is set to a first orthogonal direction that is substantially orthogonal to the extension direction of the extension guide and a second orthogonal direction that is substantially orthogonal to the measurement direction of the distance measurement unit and different from the first orthogonal direction,
An automatic welding device characterized in that when the cart moves, the torch moving unit moves the welding torch based on the judgment of the distance judgment unit, thereby controlling the torch measurement distance so that the specified distance can be maintained.
前記距離測定部は前記溶接トーチに対して前記台車の進行方向の前部側に設けられている
ことを特徴とする請求項4に記載の自動溶接装置。
The automatic welding device according to claim 4, wherein the distance measurement unit is provided on the front side of the welding torch in the direction of travel of the carriage.
前記台車は、前記溶接トーチと、前記距離測定部の位置をそれぞれ調整可能な位置調整機構を備える
ことを特徴とする請求項4または5に記載の自動溶接装置。
6. The automatic welding apparatus according to claim 4, wherein the carriage includes a position adjustment mechanism that can adjust the positions of the welding torch and the distance measurement unit.
前記延伸ガイドはマグネットにより着脱可能であり、前記溶接線の長さに応じて複数の前記ガイドを連結可能に構成されている
ことを特徴とする請求項4からのいずれかに記載の自動溶接装置。
7. The automatic welding device according to claim 4 , wherein the extension guide is detachable by a magnet, and a plurality of the extension guides can be connected in accordance with the length of the welding line.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003220471A (en) 2002-01-29 2003-08-05 Hitachi Ltd Welding position automatic profiling control device
JP2012130954A (en) 2010-12-22 2012-07-12 Takeo Miyake Automatic welding device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2637022B2 (en) * 1992-10-22 1997-08-06 日立造船株式会社 Self-propelled automatic welding equipment
JP2747227B2 (en) * 1994-09-07 1998-05-06 株式会社神戸製鋼所 Horizontal welding equipment
JP3537283B2 (en) * 1997-01-30 2004-06-14 ユニバーサル造船株式会社 Welding robot for welding corrugated laps
KR100907412B1 (en) * 2007-11-15 2009-07-10 현대중공업 주식회사 Locking welding device for diagonal welding of abacus plate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003220471A (en) 2002-01-29 2003-08-05 Hitachi Ltd Welding position automatic profiling control device
JP2012130954A (en) 2010-12-22 2012-07-12 Takeo Miyake Automatic welding device

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