[其他]焊接坡口截面積檢測裝置

無效

• 申請號: 85106473
• 申請日: 1985-08-29
• 公開（公告）號: CN85106473A
• 公開（公告）日: 1987-03-18
• 發明（設計）人: 玉井誠一郎;村田正雄;小林圭一
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳秉芬

本發明是關于作為以電弧焊接的高質、高效率，低成本為目的之自動焊接機器或焊接機械人等的非接觸傳感器而使用的焊接坡口截面積檢測裝置。

現有技術，在電弧焊接，特別是在中，厚板工件的焊接時，如圖1所示，開了坡口進行焊接。在這情形下，由于焊接工件1的設定精度、定位焊精度或坡口的加工精度的偏移，坡口的截面積和坡口中心線2（焊接線，圖1）的位置將會變動。因此，為了坡口焊接的自動化，必須檢測坡口的截面積，進行適當焊接條件的控制，并檢測出坡口中心線，使焊接焊炬與焊接線相一致。以前的焊接用傳感器，例如以接觸式的傳感器來檢測焊接線是比較容易的，并已有多種實用化。可是，精確地檢測坡口斷面積的傳感器還未有制成，如圖2所示，將觸頭了插入坡口內，以接觸于觸頭3的傳感器4，檢測其上下方向的位置變動，在這數據的基礎上，以運算電路5近似地求出坡口截面積。可是，以這種根據接觸式近似運算處理的方法，由于坡口內的塵粒焊接飛濺，或定位焊焊道等的障礙物及坡口的不規則和焊盤差等的緣故，要得到必需精度的檢測是困難的，而且在信賴性方面也有很多問題。

本發明是鑒于本來的實施例而作成的，目的在于提供一以非接觸方式，高精度，高信賴度地檢測坡口截面積的焊接坡口截面積檢測裝置，以有助于電弧焊接的自動化、機械人化。

本發明裝置，是由將光點投射于焊接工件上的投光手段，以及將被投在上述焊接件上的光點接收的受光手段而構成的傳感器裝置，計算上述受光手段的光點像位置的手段，將上述傳感器裝置在上述焊接工作的焊接線上大致上成直角地掃描的掃描手段，將上述每掃描單位節距的上述光點，像位置檢測手段的輸出作為距離數據而存儲的距離數據變換存儲手段，將存儲的數據變換為以上述焊接工件的母材面為基準的距離數據的距離數據變換手段，以及將上述距離數據變換手段的輸出積分，以求出上述焊接工件的坡口截面積的積分手段向構成的焊接坡口截面積檢測裝置。

作為本發明的投光手段，可考慮的有激光，發光二極管（LED）、鎢絲燈、瑩絲燈、閃光燈等，但對于將投光光束（即光點）從焊接工件表面投向底面時，例如，距離為數10mm時，收縮成直徑為0.5mm的圓，或短軸是0.5mm，長軸約為短軸的3倍的橢圓，激光是有效的。作為集光的手段，可使用光學透鏡。

其次，作為受光手段，可使用將投到上述焊接工件上的光集中的光學透鏡、半導體或攝象管式的光電敏感元件。這里所說的半導體傳感器可以是圖象傳感器或在光電二極管上形成有一層均勻電阻層的光半導體位置檢出傳感器（別名位置感測裝置，簡稱PSD），但為了除去外來光干擾，在上述點光上加上變調，而在以后將其變調信號回復時，PSD則比圖象傳感器更好。其次，光點像位置檢測手段，將上述在傳感器表面上結像的光點位置變換成時間或電壓值而輸出。傳感器是圖象傳感器的情形，作為光點像位置的檢測手段，例如，由圖象傳感器驅動電路，將圖象傳感器的輸出增幅的增幅電路，設定基準值的基準值設定電路，將上述增幅電路與基準設定電路的輸出比較，以檢測上述增幅電路的輸出大于基準值的范圍的比較電路，根據上述比較電路的輸出，計測從上述圖象傳感器的一掃描開始點至上述比較電路的輸出倒置之間的時間的計數器等構成的時間計測回路等所構成。還有，傳感器是PSD的時候，則由將從PSD兩電極流出的電流分別變換成電壓的電流電壓變換電路，只檢出特定的變調頻率的帶通濾波器、將帶通濾波器的輸出的和及差以運算放大器等模擬地求出的電路，以及將上述的差除以上述的和作模擬的除法的模擬除法IC所構成，并把PSD上面的光點結像位置作為電壓值而檢出。

其次，作為傳感器裝置的掃描手段，例如，使AC或DC馬達反復回轉，并通過螺桿使之成為滑尺的平行運動，使附于滑尺上的傳感器裝置與焊接線路略成直角地掃描，為了檢出掃描的位置，可在螺桿上附上編碼器，或用脈沖馬達，藉著齒輪而使傳感器裝置在平行于焊接工件表面的平面內橫切焊接線地作圓弧運動。這時，由于脈沖馬達的緣故，傳感器裝置的掃描位置可通過檢出脈沖馬達的驅動脈沖而加以檢測。