JPH07509408A - 曲線部分の輪郭に従って自動現場溶接するための，プログラム可能な外挿制御装置を有する機械 - Google Patents

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】 曲線部分の輪郭に従って自動現場溶接するための、プログラム可能な　挿制御装 置を有する本発明は、組み立てたい機械部品を溶接するための自動装置に関する ものである。より詳しく述べると、本発明は、プログラム可能な制御装置により 操作されると共に、組み立てるべき機械部品に共通の輪郭に沿って現場溶接を実 行可能である、少なくとも１つの曲線部分を有する機械に関するものである。

共通の輪郭に沿って少な（とも２つの機械部品を溶接により組み立てることを可 能にする自動機械は、種々のものが既に提案されてきた。一般に、該自動機械の 各々は、組み立てるべき部品に関して固定された支持体を備えており、該支持体 上にロボット又は往復台が装着され、“給送”移行路に沿って案内されるように なっている。自動機械の一部は、特定的には溶接トーチである適当な溶接設備に よって形成されており、該溶接トーチが溶接点及び／又は溶接ビードを造るよう になっている。溶接トーチ自体は、往復台上に可動に装着され案内されるが、一 方、変位装置が設けられていて、往復台と共に溶接トーチを、固定の上記支持体 に関してそれ等の案内方向に又は”給送”移行路に沿って駆動する。また、機械 部品に関する、並びに変位装置及び溶接設備を制御するためのプログラム可能な 制御装置に関する溶接トーチの位置を検出するための検出手段も自動機械に設け られている。制御装置は、該検出手段に接続されていて、機械部品の共通の輪郭 に沿って溶接を行うために、該検出手段により供給される情報の関数として、溶 接トーチの各変位を決めている。

しかし、先行技術の溶接機械は、溶接トーチの位置を検出して調節するために機 械的に接触するセンサ（例えば、フィーラ、従動子等）を屡々使用する。従って 、特に、この溶接が完全自動であったり、輪郭が曲線部分であるような場合には 、先行技術の溶接機械は、比較的に精度が悪く、高品質の溶接部を迅速に得るこ とはできない。更に、既知の溶接機械の大部分のものは大形であり且つ操作性が 悪いので、この溶接機械を使用して、機械部品の溶接を“現場”で、即ちこれ等 の機械部品が使用されるその位置で行うことは難しい。

従って、本発明の目的は、上述した先行技術の欠点を克服するために、精度が良 く、迅速に動作可能であり、しかも軽量である自動“現場”溶接機械を提供する ことである。

この目的のため、本発明の要旨とするところは、少なくとも２つの金属部品に共 通の輪郭に沿って溶接を行うことにより該金属部品を“現場”組み立てするため 、前記金属部品に関して固定の支持体と、該支持体上に装着され給送移行路に沿 って案内される往復台と、該往復台に可動に装着されて該往復台上を案内される 溶接トーチ等を有する溶接設備と、前記支持体に関する前記往復台及び前記溶接 トーチの変位のための変位装置と、前記金属部品に関する前記溶接トーチの位置 を検出するための検出手段と、該検出手段に接続されると共に、前記共通の輪郭 に沿って前記溶接トーチにより溶接を行うために、前記変位装置及び前記溶接設 備を作動させるプログラム可能な制御装置とを備える形式の自動機械において、 前記検出手段は、前記自動機械と前記金属部品の１つとの間の選択された距離を 測定するようになっている位置決定用テレメータを備え、前記輪郭は、少なくと も１つの曲線部分を有していて、該曲線部分のレベルにおいて、前記選択された 距離は所定範囲外にあり、前記制御装置は、前記曲線部分上に分布する通過点の 座標を記憶するメモリを備えており、また、前記制御装置は、一方では、前記位 置決定用テレメータの関数として前記輪郭上の通過点の位置を決定すると共に、 他方では、隣接する通過点間の円弧外挿により、前記通過点を接続すると共に前 記曲線部分に一致する一連の曲線を画定するための第１の演算手段を備えていて 、前記変位装置が、前記溶接トーチの相続く位置の１つを前記一連の曲線のうち の所定数の点に対応させるようにすることを特徴とする自動機械にある。

別の特徴によると、溶接トーチは、前記位置決定用テレメータにより測定された 前記距離に実質的に平行であり且つ前記給送移行路に垂直な高さの方向に前記往 復台上を滑動自在に設けられた板に固着されており、前記変位装置は、前記固定 の支持体と協働すると共に、前記往復台を前記給送移行路に沿って変位させるた めに該往復台に取着されたステップモータのような第１の駆動部材と、前記往復 台に取着されると共に、前記板軸って前記溶接トーチを前記高さの方向に沿って 変位させるように鎖板と協働する第２の駆動部材とを備える。

更に、制御装置は、前記溶接トーチが前記輪郭の直線部分のレベルに位置する時 に第１の演算手段と交互に動作して、線形外挿により、且つ、前記溶接トーチの 変位の初期化の位置に従って、前記直線部分のレベルにおける前記溶接トーチの 相続（位置に対応する一連の整列点を決定する第２の演算手段を備える。

また、更に別の特徴によると、溶接トーチは、前記給送移行路と前記位置決定用 テレメータにより測定された前記距離とに垂直な追跡方向に滑動する要素を介し て、前記往復台上に装着されており、前記変位装置は、前記溶接トーチを前記輪 郭のどちらかの側で前記追跡方向の一方向に及び他方向に交互に駆動するように なっているステップモータのような第３の駆動部材を備え、前記検出手段は、前 記溶接トーチに取着されると共に、該溶接トーチに垂直な前記輪郭の存在を検出 するようになっている追跡用テレメータを備え、前記第３の駆動部材は、前記追 跡用テレメータによる前記輪郭の検出毎に、前記第３の駆動部材による前記溶接 トーチの駆動の方向を逆転させるために、前記追跡用テレメータと追跡関係でイ ンターロックされている。

位置決定用テレメータ及び追跡用テレメータの各々は、前記往復台に装着される と共に、レーザビームの発行器及び受光器を備えた検出ヘッドと、前記制御装置 を前記検出ヘッドに接続する制御箱とから構成されており、前記検出ヘッドは、 前記レーザビームが組み立てるべき前記金属部品の一方又は他方により反射され 、測定すべき前記距離又は検知すべき前記存在が反射された前記レーザビームの 直径及び／又は波長に従って決定されるように、配置されていることが好ましい 。

実施例によると、溶接トーチは、方向性の旋回継手を介して前記往復台に装着さ れていて、該旋回継手が、前記給送移行路と前記位置決定用テレメータにより測 定された前記距離とに実質的に垂直な軸回りの、前記固定の支持体に関する前記 溶接トーチの回転を許容しており、前記変位装置は、前記旋回継手に取着される と共に前記溶接トーチと協働する第４の駆動部材を備えていて、前記輪郭の前記 曲線部分の各点のレベルにおける前記溶接トーチの配向が、前記直線部分のレベ ルおいて、前記第１の演算手段により画定された前記対応する曲線に対する接線 に関してほぼ一定に維持されるようになっている。

また、本発明の特徴とするところは、検出手段は、前記輪郭と前記溶接トーチと の間の間隔を測定するようになっている調節用センサを備え、該溶接トーチは、 前記給送移行路と前記位置決定用テレメータにより測定された前記距離とに実質 的に平行な面内に含まれる調節方向に滑動自在の前記往復台に取着された滑動路 に装着されており、前記変位装置は、前記滑動路に取着されると共に、前記間隔 を所定の設定値に従って実質的に一定に維持するように、前記調節用センサと追 跡関係でインターロックされた第５の駆動部材を備えている点にある。

好ましくは、溶接トーチは、溶加剤はないが不活性ガスのフラックスを有するの が好ましい、例えば、タングステン電極及びアルゴンのフラックスを有するトー チ又はプラズマトーチのような電気アーク溶接トーチである。

この場合、前述した調節用センサは、前記溶接トーチにより発生されるアークの 電圧に従って該溶接トーチと前記輪郭との間の間隔を測定する電圧計であり、前 記設定値は、溶接アークの電圧の所定値である。

本発明の更に別の特徴によると、固定の支持体は、遮断舌状部、吸引カップ等の ような迅速係止機構を備えていて、該迅速係止機構により、前記支持体を組み立 てるべき前記金属部品の少なくとも１つに配置して取り外し可能な仕方で取り付 ける。

更に、固定の支持体は、例えばアルミニウム製のレールによって構成されており 、該レールの長手方向は前記給送移行路に一致している。

次に、第１の駆動部材と共に回転自在に該駆動部材に取着されたビニオンと協働 する歯付きラックと、前記往復台に回転自在に装着されたローラと協働する少な くとも１つの案内条片とが、前記レールにその長手方向に取り付けられている。

本発明による自動機械においては、制御装置と前記自動機械の制御盤とが、例え ば脚軸上に装着されたキャビネット内でグループになっており、該キャビネット が可撓性コードを介して、一方で遠隔制御デスクと前記往復台とに接続されると 共に、他方で前記溶接設備のいわゆる固定部に特に接続されており、該固定部に 前記溶接トーチも可撓性コードにより接続されている。

本発明の更なる特徴及び利点は、−例としてのみ以下に示された実施例について の添付図面を参照しての詳細な記載によりもっと良く説明されている。

第１図は、本発明による自動機械の部分立面正面図である。

第２図は、第１図の自動機械の助成の下に組み立てられる部品の例と共に、その 主基準軸を示す斜視図である。

第３図は、第１図の線■−■に沿った断面図である。

第４図は、第１図の矢印■に沿った図である。

第５図は、第４図の矢印Ｖに沿った部分図である。

第６図は、第４図の矢印■に沿って、本発明による自動機械の迅速係止装置を示 す部分図である。

第７図は、本発明による自動機械の全体を示す概要図である。

第８図は、記憶された通過点に加えて、溶接すべき部品の輪郭の曲線部分を、本 発明による自動機械の溶接トーチの対応する位置と共に示す概要図である。

第９図は、第８図と同様の図であるが、制御装置が曲線部分のレベルでの本発明 による溶接トーチの各連続位置を画定しつる曲線を外挿する方法を示す図である 。

第１図、第４図、第５図及び第７図を参照すると、ＰＩ及びＰ２のような少なく とも２つの機械部品を、組み立てるべき種々の部品について共通である輪郭もし くはプロフィルＰに沿って組み立てることを可能とする自動機械１が示されてい る。

この自動機械１は、部品Ｐ１及びＰ２に対して、従って輪郭Ｐに対して固定の支 持体２を備えている。この支持体２に可動に装着された往復台３は、支持体２に よって案内され、いわゆる“給送１移行路Ｔに沿って一方の方向又は他方の方向 に変位されるようになっている。溶接設備又は溶接ステーション４の一部を形成 する溶接トーチ４０は、往復台３上に可動に装着され同往復台３上を案内される 。勿論、自動機械１は変位装ｒ１５を備えており、該変位装置により、一方では 往復台３が、他方では溶接トーチ４０が、支持体２と往復台３と溶接トーチ４゜ との間に設けられたガイドに沿って、部品Ｐ１及びＰ２の輪郭Ｐに関して変位し つる。

更に、自動機械１は、組み立てるべき部品Ｐ１及びＰ２に関する溶接トーチ４０ の位置を検出するための検出手段６を備えると共に、第７図に見られる制御装置 ７を備えている。この図から分かるように、プログラム可能な制御装置７は、特 に、検出手段６と、変位装置５と、溶接設備４とに接続されている。実際に、制 御装置７は、種々の機能があるが、その中でも特に、輪郭Ｐに沿って溶接を行う ために、検出手段６によって供給される情報に基づいて、溶接設備４の作動、従 って溶接トーチ４０及び変位装置５の作動を制御しつる。

次に、本発明による自動機械１の実施例の詳細について以下に説明する。

図示の実施例によると、自動機械１は、“現場”で、即ち溶接点において、輪郭 Ｐに沿って部品Ｐ１及び２２間に延びる溶接ビードを形成することを可能にする 。符号Ｐ１及びＰ２で示された部品は、２枚のオーステナイトステンレス鋼板で あり、第３図に１つが良く示されている複数の金属インサートＩを介して裏当て 層Ｃに取り付けられる仕切板、膜板等の一部を形成する。各金属インサート■は 裏当て層Ｃに取り付けられており、部品Ｐ１及びＰ２の１つを裏当て層Ｃ上に固 定化するために、不連続溶接部Ｆを取付可能である。この自動機械１により他の 種類の部品や、他の金属材料も溶接可能であり、また、上述したステンレス鋼板 は制限的な例ではないことは明らかである。

更に、各部品Ｐ１又はＰ２は“設置面に沿って裏当て層Ｃ（また、多分金属イン サート■とも）接触状態にある。垂直に、水平に、又は裏当て層Ｃの配位に従っ て延びることが可能なこの設置面は、基準になる系ｘ、　ｙ、ｚの一部を形成す る２つの基準軸Ｘ及びＺを画定しており、この基準系に関して自動機械１の説明 をする。基準系ｘ、　ｙ、ｚの第３の軸Ｙは、特に第２図に最も良く示すように 、設置面ＸＺに対して直交する。

この図を見ると分かるように、逆Ｕ字形の断面を有する実質的に直線状のボスＯ Ｐ及びＯＰ’が部品即ち金属板Ｐ１、Ｐ２に形成されている。これ等のボス又は 波状部ＯＰ及びＯＰ’　は、軸Ｙに沿って基準面Ｘ、Ｚから突出しており、従っ て裏当て層Ｃとは反対側にある部品Ｐ１及びＰ２の面から突出している。ボスＯ Ｐは、軸Ｚと殆ど平行であり、軸Ｚに沿った寸法即ち“高さ”を有していて、こ れはボスＯＰ゛　の高さよりも小さい。大波状部と呼ぶこともあるボスｏＰ°　 は軸Ｘに関して殆ど平行の関係で延びていて、従って小波状部ｏＰに対して直交 している。金属板ＰＬ、Ｐ２が一旦組み立てられて、例えば流体収容タンクの壁 体又は膜板の一部を形成すると、該壁体内では、小波状部及び大波状部が直角に 交差して第２図に見られるような節状部Ｎを形成する。

第２図及び第３図を見ると分かるように、金属板Ｐ１及びＰ２は、互いに“重複 “した関係で配置されており、即ち、重なりありている。輪郭Ｐは、上側の金属 板の棚部と、下側の金属板の裏当て層Ｃとは反対側の面とによって、それ等の重 複したレベルにおいて画定されている。金属板Ｐ２の棚部と金属板Ｐ１の上面と の間の輪郭Ｐは、軸Ｙに平行であり且つ設置面ＸＺに対して実質的に直交する包 絡面に沿って延びる。しかし、この実施例とは反対に、溶接プロフィール又は輪 郭の包絡面は平らでなくてもよ（、平らを選択したのは、本発明の説明を簡単に するためだけの観点からである。従って、本発明の自動機械１が溶接を行う際に 沿って移動するこの輪郭の包絡面は、例えば円筒形、截頭円錐形等の形状でよい 。

同様に、給送移行路Ｔは図の上では基準軸Ｘに対して実質的に平行である。しか し、輪郭Ｐの包絡面が平らでなければ、この給送移行路Ｔは直線形ではなくなる 。

更に、輪郭Ｐは軸Ｘにに対して殆ど平行の関係で延びており、また、小波状部Ｏ Ｐは実質的に軸Ｚに沿って方向付けられているので、輪郭Ｐは、同輪郭が波状部 の１つと交差するレベルにおいて、少なくとも１つの曲線部分子Ｃを示す。勿論 、輪郭Ｐは、波状部と交差する数が多くなるほど、多くの曲線部分子Ｃを有する 。同様に輪郭Ｐは、少なくとも１つの直線部分子Ｒを有する。実際には、輪郭Ｐ は少なくとも２つの直線部分子Ｒを有しており、該直線部分は互いに整列してい て、給送移行路Ｔに対して、また軸Ｘに対して実質的に平行である。

上述したように、自動機械１は、先行技術のものとは、検出手段６が位置決定用 テレメータを備えている点で特に異なっている。このテレメータの１つの検出ヘ ッド６１が、自動機械１と溶接すべき部品Ｐ１又はＰ２の１つ（また、多分双方 の部品）との間の選択された距離を測定可能にする。この距離は、輪郭Ｐ２の曲 線部分子Ｃのレベルにおいて所定範囲外にあるように選択されている。

ここで、位置決定用テレメータはレーザテレメータであり、その検出ヘッド６１ がレーザビームの発光器及び受光器に加え、制御箱（図示せず）を備えている。

例えば、発光器は、５ｍＷ程度の出力を有する半導体レーザ光源であり、これは １０μ及びＱ、７ｍｍ間の精度で１００ｍｍ以下の選択された距離が測定可能で ある。検出ヘッド６１は、往復台の送り方向において溶接トーチ４０に関して下 流側で、金属板Ｐ１の反対側に、同往復台上に装着されている。この検出ヘッド ６１は、軸Ｙにほぼ平行である、第１図及び第４図において符号ＭＬで示す方向 の距離を測定するために方向付けられている。

従って、検出ヘッド６１の発光器から（はぼ１ｍｓ毎に間欠的な態様で）放射さ れたレーザビームは、金属板ＰＩで反射され、テレメータの受光器に送り戻され る。検出ヘッド６１は、制御箱（例えば、第７図に見られるもののように、キャ ビネット９において制御装置７の近くに配置されたもの）に接続されているので 、受光器は、受は取ったレーザビームの波長及び／又は直径を測定して、この測 定値に対応するアナログ信号を制御箱に伝達する。次に、制御箱は、測定値に対 応する値を、アナログ／ディジタル変換器を介して、関係する制御装置７に指示 する。図示の実施例においては、検出ヘッド６１により検出されたレーザビーム の直径は、０．　２〜２ｍｍの程度であり、一方、発光器の振動中心のレベルに おけるレーザビームの波長は、約７８０ｎｍである。勿論、例えば誘起電流セン サ等のような別の形式のテレメータを使用することもできる。

往復台３が検出ヘッド６１を波状部ＯＰ又はＯＰ’　の前方に運んだ時に、同検 出ヘッド６１により放射されたレーザビームが金属板Ｐ１により反射されると、 発光器と放射されたレーザビームの反射点との間の測定したい距離は、この波状 部のＭＬ（又はＹ軸）に沿った寸法に等しい値だけ減少する。この減少によりレ ーザビームの直径及び波長が正比例して変化し、受光器はこの変化を考慮に入れ て測定すべき距離をめる。

次に、この距離の変化に基づくと、レーザビームが遭遇した波状部の存在場所と 多分種類とが容易に決定される。例えば、もしこの距離が、選択された距離の最 大値及び最小値に対応する限界の範囲内になく、直線部分子Ｒのレベルにおいて 測定した振幅の誤差が０．５〜５ｍｍの程度であれば、位置決定用テレメータは 制御装置７に１つの波状部分の検出に対応する情報を与える。その後、制御装置 ７は、この情報の関数として、レーザビームが遭遇した曲線部分子Ｃの輪郭Ｐに 関する存在と位置とを決定する。

特にその目的のために、プログラム可能な制御装置７はメモリ７Ｍと第１の演算 手段７１とを備えている。実際には、制御装置７は、産業用に使用される形式の パーソナルコンピュータにより、或は好ましくは、キャビネット９内に配置され たマザーカード自体に挿入される電子カードからなる通常のオートマトン即ち自 動機械により構成される。所定の制御を委ねられた各カードは、プロセッサ、読 出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、データの獲得及び放出のためのアナ ログ／ディジタルインターフェース、例えば電気パイロットリレーを備えた出力 インターフェース等から構成しつる。

また、メモリ７Ｍは、溶接プロフィールＰと交差する各波状部ｏＰ又はｏＰ。

によって画定される曲線部分子Ｃ上に分布する通過点の相対座標を記憶する。図 示の自動機械１では、所定の輪郭Ｐは１つの形式の波状部のみと、即ち小波状部 （ＯＰ）又は大波状部（ＯＰ’　）と交差する。従って、２つの形状又は形式の 波状部のみｌこ分布した通過点の座標は、制御装置のメモリ７Ｍに記憶されるべ きである。メモリ７Ｍは双安定セレクタスイッチ８７に接続されており、該セレ クタスイッチにより、溶接すべき輪郭Ｐ上に存在する波状部の形式、従ってここ では曲線部分子Ｃが制御装ｆ１７に指示される。しかし、もっと多数の異なる形 状の曲線部分子Ｃの通過点の座標を制御装置７に記憶するようにしてもよいし、 また、同制御装置７は、第１の演算手段７１の協力を得て、輪郭Ｐにおける各曲 線部分の形状と位置とを決定するようにしてもよい。

“相対座標”という表現から分かるように、記憶された各曲線部分子Ｃの通過点 の位置は、ＸＹＺに類似するが原点は異なる基準系の関数として記録される。

さもなければ、同じ曲線部分子Ｃの全通過点は、互いに関して記憶されたそれぞ れの座標を有する。従って、第１の演算手段７１により行われるこれ等の通過点 の位置決定は、位置決定用テレメータ６１によって供給される情報に従って、輪 郭Ｐと同一の基準系ＸＹＺにおけるこれ等の通過点の座標を決定することからな る。

第８図の実施例によると、符号ＣＰ１〜ＣＰ１２で示された１２個の通過点が小 波状部ＯＰによって画定された曲線部分子Ｃにほぼ規則的に沿って給送移行路Ｔ の方向に分布されている。通過点ＣＰＩ及びＣＰＩ２は、該曲線部分子Ｃと同じ 輪郭Ｐの近傍部分との接続点である。大波状部ＯＰ’　についての通過点は小波 状部のものと実質的に同様である。

上述した位置決定が一旦行われても、第１の演算手段７１は、曲線部分子Ｃの隣 合う通過点（即ち、第８図及び第９図の例によれば、ＣＰＩ及びＯＰ２、ＯＰ２ 及びＯＰ３、・・・、ＣＰｌｌ及びＣＰＩ２）間の円弧外挿により、対応する曲 線部分子Ｃと実質的に一致する、隣合う通過点を接続する曲線を画定する一連の 即ち所定数の点を画定しなければならない。

この円弧外挿（ｃｉｒｃｕｌａｒ　ｅｘｔｒａ四１ａｔｉｏｎ）は、工作機械の ディジタル制御の場合と同様の方法で第１の演算手段７１により行われる。これ 等の曲線の各々は、溶接トーチ４０が遭遇する曲線部分子Ｃのレベルでの同溶接 トーチ４ｏの変位中における溶接トーチ４０の各位置に対応する多数の点に分解 される。外挿された曲線の点間のスペースは、変位装置５により得られる溶接ト ーチ４ｏの連続する２つの点間のピッチの正確さを決める。次に、円弧内挿又は 外挿は、溶接トーチ４０の一定の変位速度ベクトルに対して円又は曲線の半径を めることにあり、選択された通過点を接続する該円又は曲線のアークの一部は曲 線部分子Ｃの対応する部分と実質的に一致する。さもなければ、第１の演算手段 ７１が、溶接トーチ４０の相続く位置と輪郭Ｐの残りの部分に関する通過点の位 置との間にあるピッチを画定しての、同溶接トーチ４０の一定の変位速度に従っ て、選択された曲線部分子Ｃの対応する部分にほぼ一致する、或はこの部分に対 して行われる溶接に適切な、円又は曲線のアークを画定する半径及び角度をめる 。第８図及び第９図を参照すると、この円弧外挿は、はぼ一定の距離で波状部ｏ Ｐの形状に倣う、第９図に見られる通過点ＣＰＩ及びＣＰ２間にある各点の位置 の画定を可能にする。曲線部分子Ｃのレベルにおける溶接トーチ４ｏの変位速度 は２．５〜３．５ｍｍ／秒程度でよい。

溶接トーチ４０の変位速度が給送移行路Ｔの向き及び方向に応じて下流側に曲線 部分を越えるために選択された値に等しくない場合、輪郭Ｐの前の部分のレベル のところで、この変位速度を調節するための領域を設ける。従って、図示の実施 例によると、溶接トーチ４０の変位速度は、直線部分のレベルのところで６〜１ ０ｍｍ／秒程度である。従って、各曲線部分子Ｃは、給送移行路Ｔの向き及び方 向に応じて、直線部分子Ｒによって先行され、また、後につけられているので、 減速領域及び加速領域が輪郭にある各波状部の各側に設けられている。後から説 明するように、輪郭Ｐのこれ等の減速領域及び加速領域は、また、溶接すべき輪 郭Ｐに関する溶接トーチ４０の傾斜を調節することを可能にする。

再び第１図、第４図及び第５図を参照して、自動機械１が次の機能を得られるよ うにするための構造要素について説明する。即ち、変位装置５が所定の曲線部分 子Ｏのレベルにおける溶接トーチ４０の相続く位置の１つを第１の演算手段７１ によって画定された曲線の位置の各１つに対応させるようにすることである。

ここで、往復台３は、例えばアルミニウムのような軽量合金から製作するのが好 ましい２つの交差部材３１．３２によって基本的に構成されたフレームを備えて いる。交差部材３１．３２によって構成されたこのフレームは、軸Ｘの方向に固 定支持体２上を案内され、第１駆動部材５１によって給送移行路Ｔに沿って変位 される。更に、溶接トーチ４０は、交差部材３１上に滑動関係で装着された板３ ３自体の助成下に、往復台３に、具体的には交差部材３１に固着されている。

もっと詳しくは、柱状体を有する滑動路３４（その滑動軸は基準軸Ｙと実質的に 平行である）は、ねじで取り付けられた直角ブラケット３５を介して交差部材３ １に固定されている。滑動路３４は、はぼガローズ（絞首台）の形状を呈してお り、アルミニウムのような軽量合金から製作するのが好ましい。板３３は、一対 の鋼製案内柱状体３４３を介して滑動路３４のガローズに滑動自在に装着され、 その上を案内される。案内柱状体３４３は、軸Ｙの方向に指向されていると共に 、Ｙ軸に沿って方向付けられ且つ滑動路３４のガローズ上に回転自在に装着され たねじ式の駆動軸５２３のどちらかの側に配置されている。この駆動軸５２３は 、板３３に取り付けられたねじ式のソケット又はボールソケット（図示せず）に より回される。従って、駆動軸５２３の所定の方向への回転により、Ｙ軸に沿っ た対応する方向へ板３３が、従って溶接トーチ４０が滑動される。駆動軸５２３ と、第２の駆動部材５２（ここに駆動軸が回転可能に取り付けられる）とは、自 動機械１の変位装置５の一部を形成している。図示の実施例によると、第１の駆 動部材５１は、往復台３の交差部材３１上に取着されていて、後からよく説明す るように、往復台を変位するために固定支持体２と協働する。

図示の実施例によると、第１及び第２の駆動部材は、ハイブリッド式のブラシレ スステップモータから構成されている。

ちりと詳しく述べると、最小の回転角度が１．８＠で１回転につき２００ピッチ 程度の解像度を有するステップモータを使用するのが好ましい。かかるステップ モータに印加しつる電流は、整流されろ波された直流である。この電流は、モー タが発生することが可能なトルクに従って決定され、その送電は、同モータの巻 線の各１つのところでほぼ２８Ｖの電圧で電流を供給する周波数チョッピングの 双極コントローラを介して行われる。

前述の説明に鑑みて、溶接トーチ４０は、その昇降部材を構成する駆動部材５２ の助成により、軸Ｙに沿って変位しうろことが良（分かる。モータである駆動部 材５１は給送移行路Ｔの方向における往復台３の変位を可能にするので、このモ ータは軸Ｘに沿った溶接トーチ４０の駆動を保証する。第１の演算手段７１は、 駆動部材５２の一部、また、いわゆる給送モータである駆動部材５１の一部を形 成する、変位装置５に接俗され、同変位装置５を制御するので、自動機械１は、 面ＸＹに平行な輪郭Ｐの包絡面がどのような場合でも溶接トーチ４０を任意の点 に変位させることができ、その結果、この溶接トーチの自由端は、変位装置５に より生じせしめられる軸Ｘ及びＹに沿った運動を組み合わせることにより、この 包絡面に含まれる輪郭Ｐを追従しつる。

更に、滑動要素３６が往復台３の板３３と溶接トーチ４０との間に介挿されてい る。この滑動要素３６は、滑動路３４と同様に、２つの鋼製案内柱状体３６３と 、ねじ式の鋼製駆動軸５３６とからなっている。しがし、該案内柱状体３６３及 び駆動軸５３６は、軸Ｚに対してほぼ平行の関係で、即ち面ＸＹに直交して方向 付けられている。軸Ｚと実質的に平行であり且つ滑動要素３６が溶接トーチ４０ を滑動関係で案内するのを許容するこの方向は、追跡方向と呼ばれる。この案内 は、溶接トーチ４０が装着される突出部３６４の助成により得られる。該突出部 ３６４はねじ式のソケット又はポールソケット（図示せず）を持っており、その 内側に駆動軸５３６がねじ着されている。第５図がら良（分かるように、突出部 ３６４をその長手方向に案内するため、滑動要素３６の案内柱状体３６３は突山 部３６４の対応する孔の中に収容されている。駆動軸５３６の一方向或は他方向 への回転は、同駆動軸５３６の回転方向及びねじピッチに対応する方向への溶接 トーチ４０の軸Ｚに沿った滑動になることは明らかである。

そのため、変位装置５はガローズに取着された第３の駆動部材５３を備えており 、このガローズのため、駆動軸５３６は回転自在に装着される。この駆動軸５３ ６は、第３の駆動部材５３と共に回転自在にこの駆動部材に固着される。この駆 動部材５３は、既に説明したものと同様のステップモータにより構成するのが好 ましい。

しかし、第１及び第２の駆動部材５１．５２と反対に、第３の駆動部材５３は、 少な（とも、溶接トーチ４０が輪郭Ｐの直線部分子Ｒのレベルにおいてこの輪郭 のどちらかの側で追跡方向に一方向又は他方向に交互に変位する時に、突出部３ ６４に沿って溶接トーチ４０を運ぶように配設されている。即ち、駆動部分５３ は、溶接トーチ４０が面ＸＺと平行な面において波状の移行路を描くように同溶 接トーチ４０の運動を生じさせる。波状の移行路の高低差は、大きくても数ミリ の振幅を有し、好ましくはＱ、３ｍｍである。

また、検出手段６は、追跡用テレメータ６３を備えており、このテレメータと駆 動部材とは追跡関係でインターロックされている。テレメータ６３はＺ軸の方向 には溶接トーチ４０に固定されており、Ｘ軸の方向には往復台３に固定されてい る。図示の実施例によると、このテレメータ６３は、同テレメータ６３が方向Ｍ Ｌとほぼ平行な方向ＭＳの測定を行う点を除いて、位置決定用テレメータ６１と ほぼ同一である。追跡用テレメータ６３は、その検出ヘッドと該検出ヘッドから 放射されるレーザビームの反射点との間の距離の差の測定により、溶接トーチ４ ０と垂直な輪郭Ｐの存在を検知するようになっている。前に述べたように、金属 板Ｐ１及びＰ２は重ねて溶接されるので、同金属板は、輪郭Ｐのレベルのところ で、Ｙ軸の方向における頂部の厚さに実質的に等しい水平部を形成する。実際に 、輪郭Ｐ２のレベルのところで金属板Ｐ１及びＰ２の双方により形成される水平 部の寸法に実質的に等しいか同寸法よりも大きい、テレメータ６３により測定さ れた距離の変動は、テレメータ６３の検出ヘッド及び制御箱が信号を発生するの を可能とし、この信号により、溶接トーチ４０が輪郭Ｐと垂直な位置をちょうど 通って移動したことを駆動部材５３に指示する。この第３の駆動部材５３は追跡 用テレメータ６３とは追跡関係でインターロックされているので、該駆動部材５ ３により駆動されている溶接トーチ４０の方向は逆転される。追跡関係でのこの ようなインターロックにより、溶接トーチ４０が精度良く輪郭Ｐに倣うのを許容 し、また、軸Ｚの方向への溶接トーチ４０の偏りを回避する。図示の実施例によ ると、ステップモータである駆動部材５３は、直線部分子Ｒのレベルにおいての み溶接トーチ４０の前後運動を生じさせる結果となり、また、完全に可能である が、曲線部分子Ｃのレベルにおいては作動しない。

次に、溶接トーチ４０の配位方向を自動的に調節するのを許容するための自動機 械１の構造要素について説明する。図示の実施例によると、溶接トーチ４０は方 向性の旋回継手３７を介して往復台３に装着されている。もっと詳しく述べると 、方向性旋回継手３７は、溶接トーチ４０を、第４図に良く示されているように Ｕ字状の形状を呈する突出部３６４の１つの部分に接続している。同旋回継手３ ７は、突出部３６４のＵ字状部分により画成された２つの脚部間に回転自在に装 着された軸３７２を備えている。溶接トーチ４０が装着される後述の部材３８は 、この軸３７２と共に回転自在に同軸に取着されている。従って、溶接トーチ４ ０は、軸Ｚと実質的に平行な軸心回りに傾斜しつる。好ましくは歯が切っである プーリ５３７もこの軸３７２と共に回転自在に同軸に取着されている。このプー リ５３７は、好ましくは歯付きのベルト５７６により、別の恐らく歯が付いてい るプーリ５７４に接続されている。特に第１図に示すように、プーリ５７４は、 支持板を形成すると共に面ＸＹにほぼ平行な面内で延びる突出部３６４の１つの 部分上に、軸Ｚに実質的に平行な軸心回りに回転自在に装着されている。第４の 駆動部材５４（第５図）が取着されているのは突出部３６４のこの支持板である 。

ここで、第４の駆動部材５４も符号５１，５２．５３で示したものと同様にステ ップモータにより構成されている。第５図から分かるように、軸Ｚと実質的に平 行なステップモータである駆動部材５４の出力軸は、プーリ５７４と共に回転自 在にこのプーリ５７４に取着されている。実際に、駆動部材５４が一方向或は他 方向に回転する時、ベルト５７６がプーリ５３７及び部材３８を対応する方向に 回す。部材３８のこの回転により、固定支持体２に関する溶接トーチ４０の方向 に対応する変化が生じる。

勿論、駆動部材５４及びプーリ５７４，５３７だけでなくベルト５７６も自動機 械１の変位装［５の一部を構成する。従って、駆動部材５４は、溶接トーチ４０ を、輪郭Ｐに関して、基準軸Ｚに平行な軸心回りに適当な方法で配向するために 、制御装置７によって作動される。溶接トーチ４０のこの配向は第２図に見られ る角度ＫＡに対応する。図示はしていないが、輪郭Ｐの直線部分のレベルにおい ては、且つ往復台３の給送速度が一定である時には、この配向ＫＡは軸Ｙに関し て４０°程度である。溶接トーチ４０の配向ＫＡは、往復台３が減速を受けるよ うな直線部分子Ｒの諸部分のレベルにおいて軸Ｙに関して角度０°になるまで補 正される。同様に、溶接トーチ４０の配向ＫＡは、往復台３が加速されて溶接ト ーチの長手方向軸心が、面ＸＹに平行な面における投影において、軸Ｙに関して 約４０″の角度を形成するような、直線部分子Ｒの諸部分のレベルで漸次変化す る。

第８図及び第９図を参照すると、制御波！Ｉ！７は、駆動部材５４に対して作動 し、溶接トーチ４０の長手方向軸心の上述した投影を、第１の演算手段７１によ って画定された対応する曲線に対する接線に関して曲線部分子Ｃのレベルにおい てほぼ一定の配向ＫＡに維持する。実際に、接続点ＣＰＩ及びＣＰ１２のレベル において、符号４０１及び４１２で示された溶接トーチ４０の長手方向軸心の投 影はそれぞれ軸Ｙにほぼ平行である。投影４０２〜４１１は、対応する通過点Ｃ Ｐ２〜ＣＰＩＩのレベルにおける輪郭Ｐに対する接線にほぼ直交する。

第７図において、参照数字６４は検出手段６の一部を形成する調節用センサを示 している。ここでは溶接設備４の固定部４２内に配置されているこの調節用セン サは、輪郭Ｐと溶接トーチ４０との間の間隔を測定するようになっている。第１ 図、第４図及び第５図から分かるように、この溶接トーチは、実質的に平行な軸 Ｙに沿って、往復台３に関して滑動可能に装着されている。実際には、溶接トー チ４０が軸Ｙに平行であり且つ“調節“方向と呼ばれる方向ＭＲに滑動自在に装 着されるのは、前述した部材３８を介してであり、それは符号３４で示した間隔 用滑動路に類似する滑動路ガローズの形状のものである。

更に具体的には、部材即ちガローズ３８の一部を形成する調節用滑動路は、滑動 路ガローズ３８に回転自在に装着されたねじ軸３８４を備えている。このねじ軸 ３８４のねじ部は、ねじが切られた固定のブツシュを介して、腕状部３８５に螺 着されそれを通って延びている。この腕状部３８５は、ねじ軸３８４の回転が調 節方向ＭＲに沿った対応する方向への同ねじ軸３８４の変位になるように、ガロ ーズ３８に装着されている。良く分かるように、溶接トーチ４０は、調節ポルト ３９４の協力下に、腕状部３８５に螺着された舌状部３９に取り付けられている 。従って、腕状部３８５の調節方向ＭＲに沿った変位により溶接トーチ４０の対 応する変位が生ずる。他方、変位装置５の第５の駆動部材５５が滑動路ガローズ ３８に装着されている。ここで、第５の駆動部材５５もステップモータにより構 成されており、その出力軸はねじ軸３８４と共に回転自在に同ねじ軸に取着され ている。この駆動部材５５は、有効端即ち溶接トーチ４０の電極との間の間隔を 所定の設定値に従って実質的に一定に維持するように、追跡関係で調節用センサ ６４にインターロックされている。

図示の実施例によると、溶接トーチ４０は電気アーク溶接トーチである。この場 合、調節用センサ６４は電圧計から構成することができ、この溶接トーチにより 発生されたアークの電圧から輪郭Ｐと溶接トーチ４０との間の間隔を測定するよ うになっている。次に、設定値は溶接アークの電圧の所定の値である。例えば、 追跡関係にある第５の駆動部材５５のインターロックは、溶接トーチ４０により 発生されるアークの電圧を１０ボルト程度の設定値に維持することができる。滑 動路３８は、腕状部３８５がいわゆる再設定位置に達した時に方向ＭＲに沿う同 腕状部３８５の滑動を遮るようになっているストローク端制限センサ６３８を備 えている。

軸Ｘとほぼ平行に延びる調節ポルト３９４は、面ＹＺに平行な面における溶接ト ーチ４０の長手方向軸心の傾斜を調節可能になっている。第２図に符号ＫＦで示 されたこの傾斜は、調節ポルト３９４を締め付けることにより維持され、自動機 械１の運転中は変化しない。

再び第７図を参照すると、制御装置７は、符号７１で示されたものと“平行”で あり、第２の演算手段と呼ばれる手段７２を備えていることが分かる。第２の演 算手段７２は、第１の演算手段７１が停止している時に作動するように設けられ ている。従って、第２の演算手段７２は、輪郭Ｐの直線部分子Ｒの各々のレベル において、第１の演算手段７１と交互に溶接トーチ４０の変位を制御する機能を 遂行しなければならない。実際に、該第２の演算手段７２は、溶接トーチ４０が 直線部分子Ｒのレベルにおいて変位される時に沿う相続（点の座標を、曲線状の 外挿ではなく直線状の外挿により決定する点を除いて、第１の演算手段７１にほ ぼ類似している。従って、第２の演算手段７２は、検出手段６の位置決定用テレ メータの検出ヘッド６１が輪郭Ｐ内の波状部ＯＰ又はＯＰ’の存在に対応する測 定を行っていない限り、付勢されている。第２の演算手段７２が、溶接トーチ４ ０が変位される時に沿う直線部分子Ｒに実質的に一致する整列点の座標を決定す る出発点は、溶接前に、又は調節用センサ６４の助力下に図示の実施例によるよ うに、自動機械１の初期化又は再設定中に、或は手動により決定される。

自動機械１の動作並びに固定支持体２を説明する前に、自動機械１は、往復台３ のフレームの交差部材３１．３２に取着されて該往復台に設けられた諸機能部材 の大部分を保護するフード１０３を備えていることに注目されたい。更に、取り 扱い用のハンドグリップ１３３も往復台３のフレームに、更に詳しくは、溶接ト ーチ４０とは反対側の同フレームの面に取着されている。このハンドグリップ１ ．３３は、固定支持体２に関して、往復台３を手動で変位させたり、自動機械１ を取り扱ったり、据え付けることを可能にする。

また、第１図、第４図及び第５図から分かるように、固定支持体はレールによっ て基本的に構成されており、そのレールの長手方向軸心は往復台の給送移行路Ｔ と一致している。従って、レール２２は直線状であり、軸Ｘと実質的に平行であ る。このレール２２は、溶接すべき輪郭Ｐの長さに対応する長さを有し、３ｍ程 度である部分から構成されている。第４図及び第５図に見られる歯付きのラック ２２１は、軸Ｘに平行な関係でレール２２に取着されている。この歯付きのラッ ク２２１はレール２２の全長にわたって延び、前述した第１の駆動部材５１と共 に回転自在に取着された歯付きピニオン５２１と協働している。回転軸心がＹ軸 と実質的に平行である歯付きピニオン５２１は、ラック２２１の歯と噛み合って いるので、駆動部材５１が作動されると、往復台３がレール２２に沿って対応す る方向に変位される。往復台３のこの変位は、Ｙ軸に平行な軸上に回転自在に装 着され且つ往復台３のフレームの交差部材３２．３１にそれぞれ取着された２対 のローラ３２２及び３１２の協力下に案内される。従って、ローラ３１２及び３ ２２は、レール２２の長手方向の各側部に配置されている。各ローラ３１２及び ３２２は、Ｖ形断面の円形周溝を備えている。第４図を見ると分かるように、レ ール２２に取着された歯付きラック２２１の長手方向の外側面は、ローラ３１２ 及び３２２の周溝に対応する形状を有する。条片２１２は、軸Ｘと平行な関係で レール２２に取着されており、同条片２１２自体も、ローラ３１２及び３２２の 周溝の形状に対応するＶ形表面を有する。条片２１２と共に歯付きラック２２１ の外面によって構成される案内条片は、往復台３を固定支持体２に関して給送移 行路Ｔに沿って部品Ｐ１及びＰ２まで案内するように、ローラ３１２及び３２２ の各々と協働している。

図において、参照数時２００は迅速係止機構を示している。実際に、固定支持体 ２は数個のこれ等の迅速係止機構２００から構成されており、該迅速係止機構に より、固定支持体２は組み立てるべき部品の少なくとも１つに除去可能な仕方で 配置されそこに取着されている。

場合に応じて、固定支持体２の迅速係止のための迅速係止機構２００は、吸引カ ップ、磁気パッド等により構成してもよい。反対に、図示実施例によると、該迅 速係止機構２００の各々は、溶接すべき部品Ｐ１及びＰ２に関して自動機械１を 不動化するために節状部Ｎと協働するようになっている遮断舌状部から構成され ている。

より詳しく述べると、舌状部である迅速係止機構２００は、例えばねじ止めする ことによりレール２２に取り付けられた板２０２を備えている。固定の顎状部２ ４は、溶接すべき部品の前にある板２０２の面から突出している。固定の顎状部 ２４は、Ｙ軸にほぼ平行な関係で延びる２つの円筒形の位置決めスタッド２４′ 　１及び２４２を備えている。これ等の顎状部２４１及び２４２の各々の自由端 は溶接すべき部品の少なくとも１つの面Ｘｚに平行な平面上に載置されていて、 従って、支持脚部を構成している。また、各迅速係止機構２００は、Ｚ軸に平行 な方向に板２０２に関して滑動自在に装着された可動の顎状部２３を備えている 。固定の顎状部２４の形状とほぼ類似する形状を有する可動の顎状部２３自体も ２つの円筒形のスタッド又は脚部２３１及び２３２を有する。可動の顎状部２３ は棒２３４により締め付は用ハンドグリップ２５に接続されている。この）Ａン ドグリップは、可動の顎状部２３を固定の顎状部２４に向かって軸Ｚと平行な方 向に変位させて、迅速係止機構２００が緊張又は締め付けられる時に所定位置に おいて当接することにより、自身でロックするようになっている。このようなり ランプ動作は、節状部Ｎが可動及び固定の顎状部２３．２４によって万力のよう につかまれた時に且つハンドグリップ２５が当接により不動化された時に、得ら れる。上述したばかりの迅速係止機構２００は特に据え付は及び取り除きが簡単 であり、また、溶接すべき部品上に自動機械１をしつかり且つ正確に位置決めす ることを確実にする。

また、第７図から分かるように、往復台３は、検出手段６の一部を形成するセン サ２６を有する。特別な使用例では、誘導電流近接検出器から例えばなる１つ又 は２つのセンサ２６を設けて、往復台３がレール２２の長手方向の端部の１つの 近（に達した時に第１の駆動部材５１を減勢するストローク端制限センサとして 動作するようになっている。同様に、往復台に関する溶接トーチ４０の変位の全 ての軸には少なくとも１つのストローク端制限又は開始センサが設けられている 。

前述したように、溶接設備４はここではアーク溶接ユニットである。しかし、本 発明の自動機械１においては、自動的に溶接点及び／又は溶接ビードを形成しう る限りにおいて、他の形式の溶接、ろう付は設備等を用いてもよい。

この実施例の場合、部品Ｐ１及びＰ２の溶接は、その過剰の溶融又は溶出なしに 行われることが肝要である。従って、選択された溶接トーチ４０は、どんな溶加 剤も使用せずに溶接を行うことを可能にする形式のものであり、溶接は不活性ガ スのフラックス中で行われる。そのため、溶接トーチ４０の有効端にタングステ ン電極が設けられる。このタングステン電極には、はぼ１５Ｈｚの周波数で発生 されるパルスの形で、７０〜１４０Ａ程度の強さの電流が供給される。第７図を 見ると分かるように、溶接トーチ４０は固定箱又は固定部４２を介して工業用外 部電源Ｓ４２に接続されており、この固定箱に、不活性ガス源Ｇと冷却流体（例 えば水）源ＳＦとが接続されている。自動機械１の移動性を良好にするために、 。

固定箱４２は可撓性コード又は腑の諸法のコードによって溶接トーチ４０に接続 されており、同コードの内部には、溶接トーチ４０に冷却流体、不活性ガス及び 電流を供給するためのダクト又はケーブルが配設されている。このコードは、自 動機械１の使用状態に従って決められる長さを有し、この実施例では約１０ｍで ある。

外部電源Ｓ４２により例えば特に電圧２２０Ｖ、３２０Ｖ又は４４０■、周波数 ５０又は６０Ｈｚの電流が供給される固定箱４２は、例えば１６０Ａに達する強 度の溶接トーチ４０に供給する電流を発生することができる供給アンデュレータ （ｕｎｄｕｌａｔｏｒ）を備える。溶接の開始のため、電流変換箱４２は、溶接 アークを溶接トーチ４０と輪郭Ｐとの間に発生させるために、溶接トーチの非消 耗性電極に向かって放出された不活性ガスをイオン化するスパークをまず発生す る、高周波インパルスを有する電流を発生させつる。この場合、可撓性コード、 電気装置等は、かかる高周波電流から遮断され保護されていなければならない。

さもなければ、アークが発生ずるかも知れないが、これは、溶接トーチと溶接す べき部品との間の短絡による接触でその外観が制御され、同制御はセンサ６４の 制御下にある。また、制御箱のレベルのところに、溶接トーチ４０への不活性ガ スの供給を調節したり遮断したりする弁を設けるべきであり、溶接トーチを水の ような流体で冷却する場合には、同様の弁をこの溶接トーチと冷却流体源ＳＦと の間に設けるべきである。

第７図を見ると分かるように、可撓性コードは溶接設備４の箱をキャビネット９ に接続する。この可撓性コードは、例えば３０〜６０ｍの可なりの長さを有する 。自動機械１の取り扱いを容易にするために、キャビネット９は脚軸上に設ける ことができる。同様に、箱４２も脚軸上に設けることができる。オペレータによ る自動機械１の制御のための主制御盤が設けられるのはキャビネット９上である 。キャビネット９内にある構造要素は、多分、上述した電流源Ｒ４２と同様の交 流電源Ｓ９７により例えば別個に供給される。しかし、プログラム可能な制御装 置７に供給する電流は整流されろ波された電流であることが肝要である。

図示の実施例によると、２つの位置９１を有する制御ボタン１０は、自動機械１ の自動又は手動運転の選択を可能にする。ボタン９２は、一方向又は他方向に給 送移行路Ｔに沿う溶接トーチ４０の前進を制御するトリステーブル（ｔｒｉｓｔ ａｂｌｅ）スイッチである。ボタン９３．９５及び９６はボタン９２に類似して おり、駆動部材５１．５２及び５４に対してそれぞれ作動する。ボタン９４は自 動機械１の運転の緊急停止用ボタンである。

緊急停止用ボタン９４が作動されると、自動機械１は、溶接トーチ４０を所定の いわゆる初期位置に再び配置することからなる再設定を行う。

第７図において、参照数字８は自動機械１の遠隔制御のための搬送可能なケース を示している。キャビネット９と同様に、このケース８は、緊急停止用ボタン８ ８を備えている。自動機械１を預かるオペレータがケース８及びキャビネット９ から同自動機械１を遠隔制御することを可能にするため、このケース８は、前述 したものと同様の、例えば１５ｍ程度の長さを有する可撓性コード又は慶の諸法 コードによりキャビネット９に接続されている。

ケース８の前面にあるボタン８３は双安定スイッチであり、これは、自動機械１ を操作してその始動及び停止を行うことが可能である。ボタン８２はボタン９２ に類似しており、従って、自動機械１の自動運転又は手動運転を制御することが できる。溶接の作動開始はボタン８４によって制御できる。ノブ８５及び８６は 、それぞれ、溶接トーチ４０の初期化又は離脱を通じて前述した位置へ自動機械 １を配置する操作のためのノブと、自動機械１のランプの運転をチェックするた めの部材とである。ノブ８６は、溶接すべき波状部（ＯＰ又はＯＰ’　）の種類 を決めることを可能にする。固定支持体２が部品Ｐ１及びＰ２に関してロックさ れた位置に一旦装着されたら、往復台３が固定支持体２上に装着され、そして自 動機械１の溶接設備４、キャビネット９及びその他の要素が付勢され、補助流体 （不活性ガス及び冷却ガス）の供給源が開かれ、自動機械１の運転が始まる。

次に、４つのモードでの自動機械１の運転が可能である。これ等のモードの各々 で自動機械１の運転に適応するプログラムが制御装置７に記憶されている。

自動機械１の最初の運転モードは、輪郭Ｐに沿って連続溶接を行うことを可能に する完全自動運転である。輪郭Ｐに沿って行うべき溶接の種々のパラメータは、 前述した選択ノブの協力下に制御装置７に指示される。特に、波状部の形式、溶 接位置及び自動機械１の運転に必要な全てのパラメータが選定されている。

次に、オペレータはサイクル始動ノブを付勢し、それにより、往復台３及び溶接 トーチ４０の位置をｋれ等の全ての案内のため初期化又は再設定する。特に、Ｙ 軸に沿う高さ、Ｚ軸に平行な軸心回りの溶接トーチの配位角度、及び中心追跡位 置Ｓである。その後、オペレータは、自動機械１への電力供給と接地とが適正に 行われているか否かをチェックしなければならない。次いで、溶接運転が適正に 開始される。この運転中、溶接トーチが直線部分子Ｒのレベルにあるか又は曲線 部分子Ｃのレベルにあるかに応じて、もっばら制御装置７の第２の演算手段７２ 又は第１の演算手段７１が、前述したような仕方で溶接トーチ４０の変位を制御 する。

輪郭Ｐに沿った溶接の中断は、オペレータにより、又は、固定支持体２に関する 往復台３のストローク端制限センサ２６の１つがレールの端部における往復台の 存在を検出した時に、制御される。次いで溶接が中断され、溶接トーチ４０の異 なる案内軸心と自動機械１の可動要素とが前述した残りの初期化位置に自動的に 配置される。

自動機械１の第２の運転モードは、例えば、金属インサート上に金属板を予め接 続する、不連続溶接を行うことである。この運転モードは、溶接形式のセレクタ を“不連続溶接“位置上に配置すべき点を除いて、前述したモードと実質的に同 一である。前述した双方の運転モードについて、自動機械１は、既に形成された ビード上にイン・ザ・フライ開始（ｉｎ−ｔｈｅ−ｆｌｙ　１ｎｉｔｉａｔｉｏ ｎ）を必要とし、また、オペレータが再び行おうとする或は補修しようとする、 これから説明する運転モードとは反対に、金属板における右の溶接の開始を行う 。

自動機械１の第３の運転モードは、溶接部の補修を可能にする運転モードである 。この運転モードは、危険のため先に中断された溶接運転を再開することにある 。補修溶接の開始は、前に行った溶接ビード上へ低速度で行われる。これは、既 に行った溶接ビードの端部を再び溶かし、ビードレベルにおいてこの端部を接続 するために必要である。更に、この第３の運転モードは、他の２つのモードと実 質的に同一である。

しかし、往復台３がランダムな位置で停止してしまった場合には、自動機械１に よってそれは認識されないことに注目されたい。実際に、後者の案内軸心の再設 定は、自動機械１が再び付勢されたら直ぐ行うことが取り分は肝要である。次に 、往復台３は、溶接を再開すべき場所まで給送移行路Ｔに沿って変位される。

より具体的には、溶接トーチ４０が、前の溶接が中断された場所のちょうど下流 に位置する輪郭Ｐの直線部分子Ｒに対して垂直に配置される。これは、第１の演 算手段７１が、位置決定用テレメータ６１による検出から、前述した円弧外挿又 は内挿を再び始めることを可能にする。

この運転モードサイクルの選択は対応するノブを“補修″位置にすることを含ん でいる。

溶接開始パルスノブはこの補修溶接のモードに応じてだけ付勢され、他のモー　 。

ドの場合には消勢されなければならない。

最後に、自動機械１の第４の運転モードは、溶接トーチ４０が溶接を行うことな くそれを変位させることを可能にする。従って、それは適当なセレクタを溶接の ない位置におくに足る。この時、自動機械１は、前述した３つの運転モードのい ずれか１つをシミュレートしつる。

勿論、本発明は前述した実施例に限定されるものでは全くなく、説明してきた技 術的手段の全均等物や、該均等物が本発明の要旨により実施されるのなら、同均 等物の組み合わせも本発明に含まれる。

特に、テレメータ６１，６３だけでなく、符号２６で示したもののような検出セ ンサもレーザテレメータでなければならないことはない。また、好ましくは接触 のない他の形式のセンサも使用しつる。

例えば、行うべき測定又は検出が金属部品に関してなされる場合には、誘導近接 検出器を使用すべきであり、一方、可動部品が絶縁材料から形成されている場合 には、例えば容量センサを使用できる。小振幅の線形変位については、例えば追 跡用駆動部材５３及び昇降用駆動部材５２の場合、ステップモータをジヤツキ等 に代えることができる。

上述した自動機械１により、高品質の溶接部が迅速且つ正確な態様で得られる一 方、人間の介在が最少になり、また、対応する部品の組み立てを行うためのコス トが最少になることが分かる。

手続補正書（方式） 平成　７年　４月２０日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも２つの金属部品（Ｐ１，Ｐ２）に共通の輪郭（Ｐ）に沿って溶接 を行うことにより咳金属部品（Ｐ１，Ｐ２）を“現場”組み立てするため、該金 属部品（Ｐ１，Ｐ２）に関して固定の支持体（２）と、該支持体（２）上に装着 され給送移行路（Ｔ）に沿って案内される往復台（３）と、該往復台（３）に可 動に装着されて該往復台（３）上を案内される溶接トーチ（４０）等を有する溶 接設備（４）と、前記支持体（２）に関する前記往復台及び前記溶接トーチの変 位のための変位装置（５）と、前記金属部品（Ｐ１，Ｐ２）に関する前記溶接ト ーチ（４０）の位置を検出するための検出手段（６）と、該検出手段（６）に接 続されると共に、前記共通の輪郭（Ｐ）に沿って前記溶接トーチ（４０）により 溶接を行うために、前記変位装置（５）及び前記溶接設備（４）を作動させるプ ログラム可能な制御装置（７）とを備える形式の自動機械において、前記検出手 段（６）は、前記自動機械（１）と前記金属部品の１つとの間の選択された距離 を測定するようになっている位置決定用テレメータ（６１）を備え、前記輪郭（ Ｐ）は、少なくとも１つの曲線部分（ＴＣ）を有していて、該曲線部分のレベル において、前記選択された距離は所定範囲外にあり、前記制御装置（７）は、前 記位置決定用テレメータ（６１）の関数として前記輪郭上の通過点（ＣＰ１〜Ｃ Ｐ１２）の座標を記憶するメモリ（７Ｍ）を備えていて、隣接する通過点間の円 弧外挿により、前記通過点を接続すると共に前記曲線部分（ＴＣ）に一致する一 連の曲線を画定して、前記変位装置（５）が、前記溶接トーチ（４０）の相続く 位置の１つを前記一連の曲線のうちの所定数の点に対応させるようにすることを 特徴とする自動機械。 ２．前記溶接トーチ（４０）は、前記位置決定用テレメータ（６１）により測定 された前記距離に実質的に平行であり且つ前記給送移行路（Ｔ）に垂直な高さ（ Ｙ）の方向に前記往復台（３）上を滑動自在に設けられた板（３３）に固着され ており、前記変位装置（５）は、前記固定の支持体（２）と協衝すると共に、前 記往復台（３）を前記給送移行路（Ｔ）に沿って変位させるために該往復台（３ ）に取着されたステップモータのような第１の駆動部材（５１）と、前記往復台 （３）に取着されると共に、前記板（３３）従って前記溶接トーチ（４０）を前 記高さ（Ｙ）の方向に沿って変位させるように該板（３３）と協働する第２の駆 動部材（５２）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の自動機械。 ３．前記制御装置（７）は、前記溶接トーチ（４０）が前記輪郭（Ｐ）の直線部 分（ＴＲ）のレベルに位置する時に第１の演算手段（７１）と交互に動作して、 線形外挿により、且つ、前記溶接トーチ（４０）の変位の初期化の位置に従って 、前記直線部分（ＴＲ）のレベルにおける前記溶接トーチ（４０）の相続く位置 に対応する一連の整列点を決定する第２の演算手段（７２）を備えることを特徴 とする請求項２に記載の自動機械。 ４．前記溶接トーチ（４０）は、前記給送移行路（Ｔ）と前記位置決定用テレメ ータ（６１）により測定された前記距離（Ｙ）とに垂直な追跡方向に滑動する要 素（３６）を介して、前記往復台（３）上に装着されており、前記変位装置（５ ）は、前記溶接トーチ（４０）を前記輪郭のどちらかの側で前記追跡方向（Ｚ） の一方向に及び他方向に交互に駆動するようになっているステップモータのよう な第３の駆動部材（５３）を備え、前記検出手段（６）は、前記溶接トーチ（４ ０）に取着されると共に、該溶接トーチ（４０）に垂直な前記輪郭（Ｐ）の存在 を検出するようになっている追跡用テレメータ（６３）を備え、前記第３の駆動 部材（５３）は、前記追跡用テレメータによる前記輪郭の検出毎に、前記第３の 駆動部材（５３）による前記溶接トーチ（４０）の駆動の方向を逆転させるため に、前記追跡用テレメータ（６３）と追跡関係でインターロックされていること を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動機械。 ５．前記位置決定用テレメータ及び前記追跡用テレメータの各々は、前記往復台 （３）に装着されると共に、レーザビームの発行器及び受光器を備えた検出ヘッ ド（６１，６３）と、前記制御装置（７）を前記検出ヘッド（６１，６３）に接 続する制御箱とから構成されており、前記検出ヘッド（６１，６３）は、前記レ ーザビームが組み立てるべき前記金属部品（Ｐ１，Ｐ２）の一方又は他方により 反射され、測定すべき前記距離又は検知すべき前記存在が反射された前記レーザ ビームの直径及び／又は波長に従って決定されるように、配置されていることを 特徴とする請求項４に記載の自動機械。 ６．前記溶接トーチ（４０）は、方向性の旋回継手（３７）を介して前記往復台 （３）に装着されていて、該旋回継手（３７）が、前記給送移行路（Ｔ）と前記 位置決定用テレメータにより測定された前記距離とに実質的に垂直な軸（Ｚ）回 りの、前記固定の支持体（２）に関する前記溶接トーチ（４０）の回転を許容し ており、前記変位装置（５）は、前記旋回継手（３７）に取着されると共に前記 溶接トーチ（４０）と協衝する第４の駆動部材（５４）を備えていて、前記輪郭 （Ｐ）の前記曲線部分（ＴＣ）の各点のレベルにおける前記溶接トーチ（４０） の配向が、前記直線部分（ＴＲ）のレベルおいて、前記第１の演算手段（７１） により画定された前記対応する曲線に対する接線に関してほぼ一定に維持される ようになっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の自動機械。 ７．前記検出手段（６）は、前記輪郭（Ｐ）と前記溶接トーチ（４０）との間の 間隔を測定するようになっている調節用センサ（６４）を備え、該溶接トーチ（ ４０）は、前記給送移行路（Ｔ）と前記位置決定用テレメータ（６１）により測 定された前記距離とに実質的に平行な面内に含まれる調節方向（ＭＲ）に滑動自 在の前記往復台（３）に取着された滑動路（３８）に装着されており、前記変位 装置（５）は、前記滑動路（３８）に取着されると共に、前記間隔を所定の設定 値に従って実質的に一定に維持するように、前記調節用センサ（６４）と追跡関 係でインターロックされた第５の駆動部材（５５）を備えていることを特徴とす る請求項１〜６のいずれかに記載の自動機械。 ８．前記溶接トーチ（４０）は、溶加剤はないが不活性ガスのフラックスを有す るのが好ましい、例えば、タングステン電極及びアルゴンのフラックスを有する トーチ又はプラズマトーチのような電気アーク溶接トーチであることを特徴とす る請求項１〜７のいずれかに記載の自動機械。 ９．前記調節用センサ（６４）は、前記溶接トーチ（４０）により発生されるア ークの電圧に従って該溶接トーチ（４０）と前記輪郭（Ｐ）との間の間隔を測定 する電圧計であり、前記設定値は、溶接アークの電圧の所定値であることを特徴 とする請求項７又は８に記載の自動機械。 １０．前記固定の支持体（２）は、遮断舌状部、吸引カップ等のような迅速係止 機構（２００）を備えていて、該迅速係止機構（２００）により、前記支持体（ ２）を組み立てるべき前記金属部品（Ｐ１，Ｐ２）の少なくとも１つに配置して 取り外し可能な仕方で取り付けることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記 載の自動機械。 １１．前記固定の支持体（２）は、例えばアルミニウム製のレール（２２）によ って構成されており、該レール（２２）の長手方向は前記給送移行路（Ｔ）に一 致していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の自動機械。 １２．前記第１の駆動部材（５１）と共に回転自在に該駆動部材に取着されたピ ニオン（５２１）と協働する歯付きラック（２２１）と、前記往復台（３）に回 転自在に装着されたローラ（３１２，３２２）と協働する少なくとも１つの案内 条片（２１２）とが、前記レール（２２）にその長手方向に取り付けられている ことを特徴とする請求項１１に記載の自動機械。 １３．前記制御装置（７）と前記自動機械（１）の制御盤とが、例えば線輪（９ ９）上に装着されたキャビネット（９）内でグループになっており、該キャビネ ット（９）が可撓性コードを介して、一方で遠隔制御デスク（８）と前記往復台 （３）とに接続されると共に、他方で前記溶接設備（４）のいわゆる固定部（４ ２）に特に接続されており、該固定部に前記溶接トーチ（４０）も可撓性コード により接続されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の自動 機械。