JP2001179471A - レーザ溶接機のフィラーワイヤ供給方法およびレーザ溶接機のフィラーワイヤ供給装置 - Google Patents
レーザ溶接機のフィラーワイヤ供給方法およびレーザ溶接機のフィラーワイヤ供給装置Info
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Abstract
まで行うことにより容易に溶接不良の発生を抑えること
のできるレーザ溶接機のフィラーワイヤ供給方法および
レーザ溶接機のフィラーワイヤ供給装置を提供する。 【解決手段】 レーザ光LBを用いた溶接加工の際に、
フィラー送り出し装置17からフィラーノズル11を経
て溶接箇所に送り出されてくるフィラーワイヤ13の先
端部分を、レーザ加工機1に設けられている撮像手段2
7によりレーザ光LBの照射一を中心として撮像し、こ
の撮像データを画像処理手段33により画像処理してフ
ィラーワイヤ13の送り出し量および送り出し方向のず
れを検出し、フィラーワイヤ13の先端が前記レーザ光
LBの照射位置から許容範囲内に位置するようにフィラ
ーワイヤ制御装置25により前記フィラー送り出し装置
17を自動制御する。
Description
し装置によりフィラーノズルから加工位置に送り出され
たフィラーワイヤを用いて、レーザ加工ヘッドから照射
されるレーザ光により溶接加工するレーザ溶接機のフィ
ラーワイヤ供給方法およびレーザ溶接機のフィラーワイ
ヤ供給装置に関するものである。
1のアーム103の先端にレーザ加工ヘッド105を取
り付けたレーザ溶接機107の、フィラーワイヤ供給装
置109においては、フィラーワイヤ111は、多関節
ロボット101の肩113の部分に設置されたフィラー
送り出し装置115によりガイドパイプ117を通って
多関節ロボット101のアーム103先端まで導かれ、
フィラーノズル119からレーザ加工ヘッド105先端
の加工点に向けて送り出される。
121が取り付けられており、フィラーノズル119か
ら送り出されてきたフィラーワイヤ111がCCDカメ
ラ信号ケーブル123を介してモニター125に映し出
されるようになっている。
装置115は、例えばモータと加圧ローラによりフィラ
ーワイヤ111を送り出すものである。モータはインチ
ング(正転)/リトラクト(逆転)が可能であり、フィ
ラーワイヤ111を送り出したり、あるいは引き込んだ
りすることができる。
このフィラー送り出し装置115を制御するためのフィ
ラーワイヤコントローラ127が接続され、インチング
/リトラクト/指令速度による定速運転/停止等が制御
可能となっている。
令は、ロボットコントローラ129からのプレイバック
中にプログラムにより速度指令/運転/停止指令が行わ
れる。また、プログラミングペンダント131から直接
ボタン操作でロボットコントローラ129を介して、固
定速度によるインチング/リトラクト指令を行うことも
できる。
なくて加工点に届いていないまま加工すると、ワイヤ肉
盛不足が発生してしまう。また、送り出し量が多すぎる
と、余った分は溶けないため溶け残りとなり溶接不良を
起こしてしまう。
が、フィラーワイヤ111の送り出し方向と直交する方
向、あるいは上下方向にずれるとフィラーワイヤ111
にレーザ光が当たらないため溶け残りが発生してしま
う。
ント131のインチング/リトラクトボタンを使用して
フィラーワイヤ111を引き出し、モニター125でフ
ィラーワイヤ111の先端位置を確認しながら調整して
いる。
な従来の技術にあっては、一定速度で調整するため、出
しすぎたり、戻しすぎたりしながら調整しなければなら
ず、長時間を要するという問題がある。
に必ずフィラーワイヤ111の調整を行わねばならず、
面倒である。
するためのティーチングポイント修正システムがある
が、ティーチングポイントを修正するための画像にフィ
ラーワイヤ111があると溶接線が検出できなくなると
いう問題もある。
術の問題点に着目してなされたものであり、フィラーワ
イヤの送り出しを自動で最適位置まで行うことにより容
易に溶接不良の発生を抑えることのできるレーザ溶接機
のフィラーワイヤ供給方法およびレーザ溶接機のフィラ
ーワイヤ供給装置を提供することにある。
めに、請求項1による発明のレーザ溶接機のフィラーワ
イヤ供給方法は、フィラー送り出し装置によりフィラー
ノズルから加工位置に送り出されたフィラーワイヤを用
いて、レーザ加工ヘッドから照射されるレーザ光により
溶接加工するためのレーザ溶接機のフィラーワイヤ供給
方法において、送り出されてきたフィラーワイヤの先端
を前記レーザ加工ヘッドに設けられている撮像手段によ
り撮像し、この撮像信号を画像処理手段により画像処理
して前記フィラーワイヤの送り出し量および送り出し方
向のずれを検出し、前記フィラーワイヤの先端が前記レ
ーザ光の照射位置から許容範囲内に位置するように前記
フィラー送り出し装置を自動制御すること、を特徴とす
るものである。
ーノズルを経て溶接箇所に送り出されてくるフィラーワ
イヤの先端部分を、レーザ加工機に設けられている撮像
手段により撮像し、この撮像データを画像処理手段によ
り画像処理して、フィラーワイヤの送り出し量および送
り出し方向のずれを検出し、フィラーワイヤの先端が前
記レーザ光の照射位置から許容範囲内に位置するように
前記フィラー送り出し装置を自動制御する。
ラーワイヤ供給方法は、請求項1記載のレーザ溶接機の
フィラーワイヤ供給において、前記画像処理手段により
検出された前記フィラーワイヤの送り出し方向のずれが
許容値を超える場合にはアラームを発すること、を特徴
とするものである。
ワイヤの送り出し方向から許容値以上ずれている場合に
は、アラーム処理して作業者に知らせる。
ラーワイヤ供給方法は、請求項1または2に記載のレー
ザ溶接機のフィラーワイヤ供給において、前記撮像手段
によりフィラーワイヤを最適位置に位置決めする際に
は、フィラーワイヤを一旦引き込んだ後、フィラーワイ
ヤを徐々に送り出しながら撮像すること、を特徴とする
ものである。
フィラーワイヤを引き込んでから送り出し、先端を撮像
手段により撮像して画像処理を行う。
ラーワイヤ供給装置は、フィラー送り出し装置によりフ
ィラーノズルから加工位置に送り出されたフィラーワイ
ヤを用いて、レーザ加工ヘッドから照射されるレーザ光
により溶接加工するためのレーザ溶接機のフィラーワイ
ヤ供給装置であって、前記レーザ加工ヘッドに設けられ
て前記レーザ光の照射位置を中心として撮像する撮像手
段と、この撮像手段からの信号により画像処理を行って
前記フィラーワイヤの送り出し量および送り出し方向の
ずれを検出する画像処理手段と、この画像処理手段によ
り検出されたフィラーワイヤの先端が前記レーザ光の照
射位置から許容範囲内に位置するように前記フィラー送
り出し装置を自動制御するフィラーワイヤ制御装置と、
を備えてなることを特徴とするものである。
に、フィラー送り出し装置からフィラーノズルを経て溶
接箇所に送り出されてくるフィラーワイヤの先端部分
を、レーザ加工機に設けられている撮像手段によりレー
ザ光の照射位置を中心として撮像し、この撮像データを
画像処理手段により画像処理してフィラーワイヤの送り
出し量および送り出し方向のずれを検出し、フィラーワ
イヤの先端が前記レーザ光の照射位置から許容範囲内に
位置するようにフィラーワイヤ制御装置により前記フィ
ラー送り出し装置を自動制御する。
ラーワイヤ供給装置は、請求項4記載のレーザ溶接機の
フィラーワイヤ供給装置において、前記画像処理手段に
より検出された前記フィラーワイヤの送り出し方向のず
れが許容値を超える場合にはアラームを発する警報機
を、備えてなることを特徴とするものである。
ワイヤの送り出し方向から許容値以上にずれている場合
には、警報機によりアラーム等を発して作業者に知らせ
る。
面に基づいて詳細に説明する。
のフィラーワイヤ供給装置3が示されている。このレー
ザ溶接機1では、多関節ロボット5のアーム7の先端に
レーザ加工ヘッド9が取り付けられており、レーザ光を
ワークに照射して溶接を行う。
は、多関節ロボット5のアーム7の先端にフィラーノズ
ル11が設けられており、フィラーワイヤ13をガイド
パイプ15を通って送り出すフィラー送り出し装置17
が、多関節ロボット5の肩19の部分に設置されてい
る。フィラー送り出し装置17では、図示しないが例え
ばモータにより回転される加圧ローラでフィラーワイヤ
13の送り出しあるいは引き込みを行う。
り出し装置17によりガイドパイプ15を通って多関節
ロボット5のアーム7先端まで導かれ、フィラーノズル
11からレーザ加工ヘッド9先端の加工点に向けて送り
出し、あるいはフィラーワイヤ13を引き込む。
ラ21が接続されており、このロボットコントローラ2
1にはマンマシンインターフェースであるプログラミン
グペンダント23が接続されている。また、前述のフィ
ラー送り出し装置17は、フィラーワイヤ制御装置であ
るフィラーワイヤコントローラ25を介してロボットコ
ントローラ21に接続されている。
グラムに従って多関節ロボット5に速度指令/運転/停
止命令を発して制御する。あるいは、プログラミングペ
ンダント23によりティーチングプログラムの作成や多
関節ロボット5を手動で動作させたり、フィラー送り出
し装置17に定速のインチング/リトラクトを操作した
りできる。
CCDカメラ27が取り付けられており、レーザ光と同
軸上からの撮像が可能になっている。このCCDカメラ
27は、CCDカメラ信号ケーブル29および画像処理
ボード31を介して画像処理手段である画像処理システ
ムパソコン33に接続されている。また、ロボットコン
トローラ21も画像処理システムパソコン33に接続さ
れている。
ザスリット光を利用したノズルギャップ検出/溶接線検
出等が可能で、ティーチングポイントの位置補正量を算
出することができる。さらに、以下に示すようにして、
フィラーワイヤ13の突き出し量/ずれ量を検出するこ
とができる。なお、画像処理システムパソコン33に
は、アラーム処理による警報を発する警報機35が設け
られている。
けるフィラーワイヤ供給方法に付いて説明する。
多関節ロボット5に例えば図3に示されているようなJ
OBを通信により指令して、まずフィラーワイヤ13引
き込み工程(リトラクト)を実施する(ステップS
1)。
ソコン33による画像処理により各ティーチングポイン
トを補正する(ステップS2)。そして、溶接加工の開
始前に以下のようにしてフィラーワイヤ13の自動調整
を開始する(ステップS3)。
グのJOBを選択して、多関節ロボット5に通信でスタ
ート指令する(ステップS4)。画像処理システムパソ
コン33による画像処理によりフィラーワイヤ13の突
き出し量を確認する(ステップS5)。
に、画像処理では、図5(A)に示されている入力画像
を、図6に示されていような最大値演算によりフィルタ
処理して図5(B)に示されているようなフィルタ処理
画像を得る。このフィルタ処理画像を垂直方向に射影処
理すると、図7に示されているようなグラフが得られ
る。このグラフから、フィラーワイヤ13の先端位置を
検出する。
るように、前述のようにして得られたフィラーワイヤ1
3の先端位置が、最適位置であるレーザ光の中心位置と
なるまで(ステップS6)、多関節ロボット5へのイン
チングJOB指令により徐々にフィラーワイヤ13の送
り出しを行うと共にフィラーワイヤ13突き出し量の確
認を繰り返し行って自動調整する。なお、レーザ光の中
心位置は、予めキャリブレーションにより画像上のピク
セル座標が確認されている。
の先端がレーザ光の中心位置を通り過ぎた場合には(ス
テップS7)、リトラクトJOBを多関節ロボット5に
指令して、フィラーワイヤ13を引き込む(ステップS
8)。
ばタイマーで0.1秒だけモータをオンとしてフィラー
ワイヤ13の送り出しまたは引き込みを行うが、例えば
移動量を大きく採る粗動用としてタイマーにより0.5
秒オンとし、最適位置に近づいたら微動用としてタイマ
ーにより0.1秒オンとするようにしてもよい。
ブレーションデータの中心に対して±0.2mm程度を
採用することができる。
突き出し量の自動調整が完了したら、次に、画像処理に
おけるフィルタの処理方向を前述の突き出し量の検出の
場合と直交する方向に変更し(ステップS9)、射影処
理も直交方向に行って(ステップS10)、フィラーワ
イヤ13の位置(図5(B)における画面の上下位置)
の確認を行う(ステップS11)。
ーションデータの中心位置から例えば±0.2mm以上
ずれている場合は(ステップS12)、溶け残り発生の
可能性があるとしてアラーム処理して警報機35により
作業者に警告する(ステップS13)。
正常に終了した場合、通常通りティーチングポイントを
補正したJOBを多関節ロボット5にダウンロードして
スタート指令を実施してレーザ溶接加工を行う(ステッ
プS14)。
端の突き出し量を画像処理で検出して最適位置となるよ
うに自動調整するので、従来のように作業者がモニター
で確認しながら調整する必要がなく、作業効率を改善す
ることができる。
みならず突き出し位置を検出することができるので、フ
ィラーワイヤ13のずれ等によるフィラーワイヤ13の
溶け残り等の溶接不良を防止することができる。
等でティーチングポイントの修正を自動化する際におい
て、手動により調整を行わなければならない部分を自動
化することが可能になるので、作業効率を改善すること
ができる。
に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、
その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述
の実施の形態においては、フィラーワイヤ13の位置が
適切でない場合にはアラーム処理を行ったが、フィラー
ワイヤ13の先端に溶融した玉が付いている場合にも正
常な溶接加工が行われないとしてアラーム処理すること
ができる。
ッターを設け、専用JOBによりフィラーワイヤ13を
自動切断するようにすることもできる。
いる場合に、アラーム処理するのではなく、フィラーノ
ズル11をモータやエアシリンダ等の駆動手段により移
動させて、位置調整を行うことも可能である。
は、フィラー送り出し装置17への指令をJOBを介し
て行ったが、画像処理システムパソコン33からロボッ
トコントローラ21に直接I/Oで指令することも可能
である。この場合には、画像処理システムパソコン33
においてタイマーによりオンとする時間の制御を行う必
要がある。あるいは、画像処理システムパソコン33か
らフィラー送り出し装置17に直接I/Oで指令するこ
とも可能である。
よるレーザ溶接機のフィラーワイヤ供給方法では、フィ
ラー送り出し装置からフィラーノズルを経て溶接箇所に
送り出されてくるフィラーワイヤの先端部分を、レーザ
加工機に設けられている撮像手段により撮像し、この撮
像データを画像処理手段により画像処理して、フィラー
ワイヤの送り出し量および送り出し方向のずれを検出
し、フィラーワイヤの先端が前記レーザ光の照射位置か
ら許容範囲内に位置するように前記フィラー送り出し装
置を自動制御するので、従来のように作業者がモニター
で確認しながら調整する必要がなく、作業効率を改善す
ることができる。また、フィラーワイヤの突き出し量の
みならず突き出し位置を検出することができるので、フ
ィラーワイヤのずれ等により発生するフィラーワイヤの
溶け残り等の溶接不良を防止することができる。
ラーワイヤ供給方法では、フィラーワイヤの位置がフィ
ラーワイヤの送り出し方向から許容値以上ずれている場
合には、アラーム処理して作業者に知らせるので、フィ
ラーワイヤのずれ等により発生するフィラーワイヤの溶
け残り等の溶接不良を防止することができる。
ラーワイヤ供給方法では、溶接加工を開始する際には、
一旦フィラーワイヤを引き込んでから送り出し、先端を
撮像手段により撮像して画像処理を行うので、確実にフ
ィラーワイヤの先端位置を画像処理により得ることがで
きる。
ラーワイヤ供給装置では、レーザ光を用いた溶接加工の
際に、フィラー送り出し装置からフィラーノズルを経て
溶接箇所に送り出されてくるフィラーワイヤの先端部分
を、レーザ加工機に設けられている撮像手段によりレー
ザ光の照射位置を中心として撮像し、この撮像データを
画像処理手段により画像処理してフィラーワイヤの送り
出し量および送り出し方向のずれを検出し、フィラーワ
イヤの先端が前記レーザ光の照射位置から許容範囲内に
位置するようにフィラーワイヤ制御装置により前記フィ
ラー送り出し装置を自動制御するので、従来のように作
業者がモニターで確認しながら調整する必要がなく、作
業効率を改善することができる。また、フィラーワイヤ
の突き出し量のみならず突き出し位置を検出することが
できるので、フィラーワイヤのずれ等により発生するフ
ィラーワイヤの溶け残り等の溶接不良を防止することが
できる。
ラーワイヤ供給装置では、フィラーワイヤの位置がフィ
ラーワイヤの送り出し方向から許容値以上にずれている
場合には、警報機によりアラームを発して作業者に知ら
せるので、フィラーワイヤのずれ等により発生するフィ
ラーワイヤの溶け残り等の溶接不良を防止することがで
きる。
供給装置を示す構成図である。
供給方法を示すフローチャートである。
像であり、(B)はフィルタ処理された後の画像であ
る。
る。
交する方向へ射影処理した結果を示すグラフである。
のフィラーワイヤ供給方法における各段階の撮像画像で
ある。
を示す構成図である。
御装置) 27 CCDカメラ(撮像手段) 33 画像処理システムパソコン(画像処理手段) 35 警報機
Claims (5)
- 【請求項1】 フィラー送り出し装置によりフィラーノ
ズルから加工位置に送り出されたフィラーワイヤを用い
て、レーザ加工ヘッドから照射されるレーザ光により溶
接加工するためのレーザ溶接機のフィラーワイヤ供給方
法において、送り出されてきたフィラーワイヤの先端を
前記レーザ加工ヘッドに設けられている撮像手段により
撮像し、この撮像信号を画像処理手段により画像処理し
て前記フィラーワイヤの送り出し量および送り出し方向
のずれを検出し、前記フィラーワイヤの先端が前記レー
ザ光の照射位置から許容範囲内に位置するように前記フ
ィラー送り出し装置を自動制御すること、を特徴とする
レーザ溶接機のフィラーワイヤ供給方法。 - 【請求項2】 前記画像処理手段により検出された前記
フィラーワイヤの送り出し方向のずれが許容値を超える
場合にはアラームを発すること、を特徴とする請求項1
記載のレーザ溶接機のフィラーワイヤ供給方法。 - 【請求項3】 前記撮像手段によりフィラーワイヤを最
適位置に位置決めする際には、フィラーワイヤを一旦引
き込んだ後、フィラーワイヤを徐々に送り出しながら撮
像すること、を特徴とする請求項1または2記載のレー
ザ溶接機のフィラーワイヤ供給方法。 - 【請求項4】 フィラー送り出し装置によりフィラーノ
ズルから加工位置に送り出されたフィラーワイヤを用い
て、レーザ加工ヘッドから照射されるレーザ光により溶
接加工するためのレーザ溶接機のフィラーワイヤ供給装
置であって、前記レーザ加工ヘッドに設けられて前記レ
ーザ光の照射位置を中心として撮像する撮像手段と、こ
の撮像手段からの信号により画像処理を行って前記フィ
ラーワイヤの送り出し量および送り出し方向のずれを検
出する画像処理手段と、この画像処理手段により検出さ
れたフィラーワイヤの先端が前記レーザ光の照射位置か
ら許容範囲内に位置するように前記フィラー送り出し装
置を自動制御するフィラーワイヤ制御装置と、を備えて
なることを特徴とするレーザ溶接機のフィラーワイヤ供
給装置。 - 【請求項5】 前記画像処理手段により検出された前記
フィラーワイヤの送り出し方向のずれが許容値を超える
場合にアラームを発する警報機を、備えてなることを特
徴とする請求項4記載のレーザ溶接機のフィラーワイヤ
供給装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35975799A JP2001179471A (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | レーザ溶接機のフィラーワイヤ供給方法およびレーザ溶接機のフィラーワイヤ供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35975799A JP2001179471A (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | レーザ溶接機のフィラーワイヤ供給方法およびレーザ溶接機のフィラーワイヤ供給装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001179471A true JP2001179471A (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=18466147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35975799A Pending JP2001179471A (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | レーザ溶接機のフィラーワイヤ供給方法およびレーザ溶接機のフィラーワイヤ供給装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001179471A (ja) |
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1999
- 1999-12-17 JP JP35975799A patent/JP2001179471A/ja active Pending
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