(57)【要約】【課題】  ワークを溶接するときに用いる計測機器による計測結果の信頼性を確保するのに有効な計測機器用保護装置を提供する。【解決手段】  計測機器用保護装置１０は、ワークＷを溶接するときに用いる計測機器４を保護する装置であり、計測機器４においてワークＷの溶接箇所Ｗａを計測する計測光が通過する通過部としての通過領域４ａ，４ｂと溶接箇所Ｗａとの間に介在する保護部材としてのシート部材１１と、このシート部材１１を計測機器４の通過領域４ａ，４ｂが溶接箇所Ｗａに対して遮蔽される遮蔽位置とこの遮蔽が解除される遮蔽解除位置との間で動かすための駆動部１７と、を備えている。【選択図】図１
2019018234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを溶接するときに用いる計測機器を保護する計測機器用保護装置であって、
上記計測機器において上記ワークの溶接箇所を計測する計測光が通過する通過部と上記溶接箇所との間に介在する保護部材と、
上記保護部材を上記計測機器の上記通過部が上記溶接箇所に対して遮蔽される遮蔽位置とこの遮蔽が解除される遮蔽解除位置との間で動かすための駆動部と、
を備える、計測機器用保護装置。
【請求項２】
上記保護部材は、可撓性を有するシート部材によって構成されている、請求項１に記載の計測機器用保護装置。
【請求項３】
上記駆動部は、上記シート部材をその張設方向に弾性付勢するバネ部材と、上記バネ部材による弾性付勢力に対抗して上記シート部材を引張り可能なアクチュエータと、を備え、上記弾性付勢力に対する上記アクチュエータの引張り荷重を調節することによって、上記シート部材を上記遮蔽位置と上記遮蔽解除位置との間でスライドさせるように構成されている、請求項２に記載の計測機器用保護装置。
【請求項４】
上記シート部材のシート幅方向にいずれも延在し且つシート長手方向に互いに離間した状態でこのシート部材に接合された複数の支持軸と、
上記複数の支持軸のそれぞれの両端部に回転可能に取付けられたローラーと、
上記ローラーを上記シート部材が動く方向に走行可能にガイドするガイドフレームと、
を備える、請求項２または３に記載の計測機器用保護装置。
【請求項５】
上記シート部材は、上記複数の支持軸を挟んでその両側に配置された２つのシート片を互いに貼り合わせることによって成る、請求項２〜４のいずれか一項に記載の計測機器用保護装置。
【請求項６】
上記アクチュエータは、上記シート部材に連結されたロッドと、上記ロッドを媒体の圧力を利用して伸縮可能に収容するシリンダーと、を有するシリンダー装置によって構成されている、請求項２〜５のいずれか一項に記載の計測機器用保護装置。
【請求項７】
上記計測機器の上記通過部には、上記ワークの上記溶接箇所に向けて照射した照射光が上記計測光として通過する第１通過領域と、上記ワークの上記溶接箇所で反射した反射光が上記計測光として通過する第２通過領域と、が含まれており、
上記保護部材は、上記第１通過領域を上回る大きさの第１貫通穴と、上記第２通過領域を上回る大きさの第２貫通穴と、上記第１貫通穴及び上記第２貫通穴を除く非貫通部と、を有し、上記第１貫通穴及び上記第２貫通穴が上記第１通過領域と上記第２通過領域との間の距離に相当する間隔を隔てて配置されており、
上記保護部材が上記遮蔽解除位置にあるときにこの保護部材の上記第１貫通穴が上記第１通過領域に合致し且つ上記第２貫通穴が上記第２通過領域に合致する一方で、上記保護部材が上記遮蔽位置にあるときに上記第１通過領域及び上記第２通過領域がともに上記非貫通部によって遮蔽されるように構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の計測機器用保護装置。
【請求項８】
上記駆動部は、上記ワークが溶接処理中であることを示す情報を検出したときに上記保護部材を上記遮蔽位置に設定するように作動する一方で、上記ワークが溶接処理中でないことを示す情報を検出したときに上記保護部材を上記遮蔽解除位置に設定するように作動する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の計測機器用保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを溶接するときに用いる計測装置を保護するための保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、被加工物であるワークを溶接する溶接装置のレーザ加工ヘッドが開示されている。このレーザ加工ヘッドは、ワークの溶接処理中に飛散したスパッタ等の微粒子から集光レンズを保護するための保護構造を備えている。この保護構造は、集光レンズを覆う保護ガラスと、この保護ガラスに向けて空気を供給するエアノズルと、このエアノズルから供給された空気を乱流化させて保護ガラスの表面に付着したスパッタ等の微粒子を除去する保護ガラスクリーニング手段と、によって構成されている。この保護構造によれば、ワークの溶接処理中に飛散して保護ガラスの表面に付着した微粒子を除去する効果が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７７７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の溶接作業では、ワークの溶接処理前の位置合わせや、溶接処理後の溶接状態の検査のために、センサ類やカメラ等の計測機器が使用される。これらの計測機器は、ワークの溶接箇所に向けて配置されるため、上記のレーザ加工ヘッドの場合と同様にワークの溶接処理中に飛散した微粒子の影響を受け易く、この微粒子からの保護が必要になる。
【０００５】
そこで、この計測機器に対して上述の保護構造を適用することが考えられる。即ち、この計測機器に対して、保護ガラスと、エアノズルと、保護ガラスクリーニング手段と、を組み合わせて設置することができる。
【０００６】
しかしながら、上述の保護構造を採用したとしても、保護ガラスに一旦付着した微粒子を完全に除去するのは難しい。そして、微粒子が除去されないで保護ガラスに残留した場合には、レーザ加工ヘッドの場合とは異なり、この微粒子の影響によって計測光の通過が邪魔されるため、計測機器による計測結果の信頼性を確保するのが難しい。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ワークを溶接するときに用いる計測機器による計測結果の信頼性を確保するのに有効な計測機器用保護装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、
ワークを溶接するときに用いる計測機器を保護する計測機器用保護装置であって、
上記計測機器において上記ワークの溶接箇所を計測する計測光が通過する通過部と上記溶接箇所との間に介在する保護部材と、
上記保護部材を上記計測機器の上記通過部が上記溶接箇所に対して遮蔽される遮蔽位置とこの遮蔽が解除される遮蔽解除位置との間で動かすための駆動部と、
を備える、計測機器用保護装置、
にある。
【発明の効果】
【０００９】
上記の計測機器用保護装置において、保護部材は、駆動部によって遮蔽位置と遮蔽解除位置との間で動くことができる。保護部材が遮蔽位置にあるときには、計測機器の通過部が溶接箇所に対して遮蔽される。このため、ワークの溶接処理前に保護部材を駆動部によって予め遮蔽位置に設定することで、この溶接処理中に飛散したスパッタ等の微粒子から計測機器の通過部を保護することができる。
【００１０】
一方で、保護部材が遮蔽解除位置にあるときには、計測機器の通過部が溶接箇所に対して遮蔽されない。このため、ワークの溶接処理前や溶接処理後のタイミングで保護部材を駆動部によって遮蔽解除位置に設定することで、計測光が通る経路が形成されるため、ワークの溶接箇所を計測機器で計測することができる。このとき、微粒子の影響によって計測光の通過が邪魔されることがないため、計測機器による計測結果の信頼性を確保することができる。
【００１１】
以上のごとく、上記の態様によれば、ワークを溶接するときに用いる計測機器による計測結果の信頼性を確保するのに有効な計測機器用保護装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１にかかる溶接設備の側面図。
【図２】図１中のセンサにおいてシート部材が遮蔽解除位置にあるときの側面図。
【図３】図２のセンサを下方から視た図。
【図４】図３のIV-IV線断面矢視図。
【図５】図３のV-V線断面矢視図。
【図６】図３のVI-VI線断面矢視図。
【図７】図１中のセンサにおいてシート部材が遮蔽位置にあるときの側面図。
【図８】図７のセンサを下方から視た図。
【図９】図３のIX-IX線断面矢視図。
【図１０】図８のX-X線断面矢視図。
【図１１】実施形態２にかかる溶接設備の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上述の態様の好ましい実施形態について以下に説明する。
【００１４】
上記の計測機器用保護装置（以下、単に「保護装置」という。）において、上記保護部材は、可撓性を有するシート部材によって構成されているのが好ましい。
【００１５】
この保護装置によれば、シート部材を計測機器の多様な形状に追従させて動かすことができる。このため、汎用性に優れた保護装置を実現できる。
【００１６】
上記の保護装置において、上記駆動部は、上記シート部材をその張設方向に弾性付勢するバネ部材と、上記バネ部材による弾性付勢力に対抗して上記シート部材を引張り可能なアクチュエータと、を備え、上記弾性付勢力に対する上記アクチュエータの引張り荷重を調節することによって、上記シート部材を上記遮蔽位置と上記遮蔽解除位置との間でスライドさせるように構成されているのが好ましい。
【００１７】
この保護装置によれば、バネ部材による弾性付勢力を上回る引張り荷重をアクチュエータからシート部材に付与することによって、このシート部材を一方の方向にスライドさせることができる。これに対して、バネ部材による弾性付勢力を下回る引張り荷重をアクチュエータからシート部材に付与することによって或いは引張り動作を解除することによって、このシート部材を他方の方向にスライドさせることができる。
このため、可撓性を有するシート部材を使用した場合に、このシート部材を遮蔽位置と遮蔽解除位置との間で確実にスライドさせることができる。
【００１８】
上記の保護装置は、上記シート部材のシート幅方向にいずれも延在し且つシート長手方向に互いに離間した状態でこのシート部材に接合された複数の支持軸と、上記複数の支持軸のそれぞれの両端部に回転可能に取付けられたローラーと、上記ローラーを上記シート部材が動く方向に走行可能にガイドするガイドフレームと、を備えるのが好ましい。
【００１９】
この保護装置によれば、シート部材が駆動部によって遮蔽位置と遮蔽解除位置との間で動くときに、複数の支持軸のそれぞれに回転可能に取付けられたローラーがガイドフレームに沿ってシート部材と同方向に走行する。このため、シート部材が動くときの抵抗を低く抑えることができ、駆動部の動力が少なくて済む。
【００２０】
上記の保護装置において、上記シート部材は、上記複数の支持軸を挟んでその両側に配置された２つのシート片を互いに貼り合わせることによって成るのが好ましい。
【００２１】
この保護装置によれば、シート部材の剛性を高めることができ、このシート部材の弛みや潰れの発生を防ぐことができる。
【００２２】
上記の保護装置において、上記アクチュエータは、上記シート部材に連結されたロッドと、上記ロッドを媒体の圧力を利用して伸縮可能に収容するシリンダーと、を有するシリンダー装置によって構成されているのが好ましい。
【００２３】
この保護装置によれば、シート部材を動かすためのアクチュエータとしてシリンダー装置を使用することによって、駆動部の構造を簡素化できる。
【００２４】
上記の保護装置において、上記計測機器の上記通過部には、上記ワークの上記溶接箇所に向けて照射した照射光が上記計測光として通過する第１通過領域と、上記ワークの上記溶接箇所で反射した反射光が上記計測光として通過する第２通過領域と、が含まれており、上記保護部材は、上記第１通過領域を上回る大きさの第１貫通穴と、上記第２通過領域を上回る大きさの第２貫通穴と、上記第１貫通穴及び上記第２貫通穴を除く非貫通部と、を有し、上記第１貫通穴及び上記第２貫通穴が上記第１通過領域と上記第２通過領域との間の距離に相当する間隔を隔てて配置されており、上記保護部材が上記遮蔽解除位置にあるときにこの保護部材の上記第１貫通穴が上記第１通過領域に合致し且つ上記第２貫通穴が上記第２通過領域に合致する一方で、上記保護部材が上記遮蔽位置にあるときに上記第１通過領域及び上記第２通過領域がともに上記非貫通部によって遮蔽されるように構成されているのが好ましい。
【００２５】
この保護装置によれば、計測機器の２つの通過領域は、保護部材が遮蔽位置に設定されたときにこの保護部材の非貫通部によって遮蔽される一方で、保護部材が遮蔽解除位置に設定されたときにそれぞれがこの保護部材の２つの貫通穴のそれぞれに位置合わせされる。このため、２つの通過領域を含む計測機器に対して２つの貫通穴を有する保護部材を使用することで、この保護部材を遮蔽位置と遮蔽解除位置との間で動かすときの移動距離を短く抑えることができる。
【００２６】
上記の保護装置において、上記駆動部は、上記ワークが溶接処理中であることを示す情報を検出したときに上記保護部材を上記遮蔽位置に設定するように作動する一方で、上記ワークが溶接処理中でないことを示す情報を検出したときに上記保護部材を上記遮蔽解除位置に設定するように作動するのが好ましい。
【００２７】
この保護装置によれば、ワークの実際の溶接処理に連動した好ましいタイミングで駆動部を制御して、保護部材を遮蔽位置と遮蔽解除位置との間で動かすことができるため合理的である。
【００２８】
以下、ワークの溶接作業で使用する溶接設備について、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
この実施形態を説明するための図面において、特にことわらない限り、計測機器用保護装置を構成する保護部材としてのシート部材のシート長手方向を矢印Ｘで示し、このシート部材のシート幅方向を矢印Ｙで示し、このシート部材のシート厚み方向を矢印Ｚで示すものとする。
【００３０】
（実施形態１）
図１に示されるように、実施形態１にかかる溶接設備１は、溶接機２と、この溶接機２にブラケット３を介して一体化されたセンサ４と、センサ４に取付けられた計測機器用保護装置１０（以下、単に「保護装置１０」という。）と、制御部２０と、出力部３０と、備えている。
【００３１】
溶接機２は、レーザ光Ｌｃを金属製のワークＷに照射し、このワークＷを局部的に溶融・凝固させることによってその下方の部材と接合するレーザ溶接機として構成されている。特に図示しないものの、この溶接機２は、レーザ発振器で発振されたレーザ光Ｌｃが集光された状態でヘッド部２ａからワークＷの溶接箇所Ｗａに向けて照射されるようになっている。この溶接機２は、制御部２０によって制御されるように構成されている。例えば、レーザ光Ｌｃの照射開始を指示するための指令信号が制御部２０から溶接機２へ出力される。
【００３２】
センサ４は、ワークＷを溶接するときに用いる計測機器であり、本実施形態では、三角測距を検出原理とした光学式変位センサとして構成されている。詳細については後述するが、このセンサ４は、ワークＷの溶接箇所Ｗａを計測する計測光が通過する通過部（第１通過領域４ａ及び第２通過領域４ｂ）を有する。このセンサ４は、制御部２０によって制御され、またこのセンサ４で検出された検出情報は制御部２０に伝送されて処理される。
【００３３】
保護装置１０は、センサ４を保護する装置であり、このセンサ４に取付けられるように構成されている。なお、この保護装置１０は、１つのセンサ４に専用の装置として構成されてもよいし、或いはこのセンサ４を含む複数の計測機器（同種のセンサ４を含む）に兼用の装置として構成されてもよい。この保護装置１０は、複数の計測機器での兼用の場合には、各計測機器との着脱を可能とする着脱構造を有するのが好ましい。
【００３４】
この保護装置１０は、保護部材としてのシート部材１１と、このシート部材１１を遮蔽位置（後述の遮蔽位置Ｐ１）と遮蔽解除位置（後述の遮蔽解除位置Ｐ２）との間で動かすための駆動部１７と、を備えている。
【００３５】
シート部材１１は、折り曲げが容易である柔軟な性質であることをあらわす可撓性を有し、センサ４の第１通過領域４ａ及び第２通過領域４ｂとワークＷの溶接箇所Ｗａとの間に介在する部材として構成されている。
【００３６】
ここで、「遮蔽位置」は、シート部材１１がセンサ４の第１通過領域４ａ及び第２通過領域４ｂをともに溶接箇所Ｗａに対して遮蔽する位置である。これに対して、「遮蔽解除位置」は、シート部材１１がセンサ４の第１通過領域４ａ及び第２通過領域４ｂをともに溶接箇所Ｗａに対して遮蔽しない位置である
【００３７】
駆動部１７は、シリンダー装置１９を含み、このシリンダー装置１９が制御部２０によって制御されるようになっている。
【００３８】
制御部２０は、特に図示しないものの、入力された情報を記憶する記憶手段、予め設定された演算式に基づいて演算処理を実行する演算手段、出力部へ情報を出力するための出力手段、アクチュエータへ駆動信号を出力するための駆動手段等を備えている。
【００３９】
出力部３０は、制御部２０に電気的に接続されたモニターとして構成されている。従って、制御部２０から出力された情報がこの出力部３０に画面表示される。作業者は、センサ４による計測結果を出力部３０に画面表示された情報によって確認することができる。
【００４０】
図２に示されるように、センサ４のハウジングには、レーザ出力用の光源５と、投光レンズ６と、受光レンズ７と、受光素子８と、が内蔵されている。また、このセンサ４において、ハウジングの下面には平板状のガラス部材９が取付けられている。このガラス部材９は、センサ４に関する照射光Ｌａ及び反射光Ｌｂの通過を許容する一方で、溶接機２からレーザ光Ｌｃが照射された溶接処理中に飛散したスパッタ等の微粒子の通過を阻止する機能を有する。この場合、ガラス部材９の一部によってセンサ４の第１通過領域４ａ及び第２通過領域４ｂが構成されている。このガラス部材９を、微粒子に対する保護のための「保護ガラス」ということもできる。
【００４１】
このセンサ４において、光源５から出力された計測光としての照射光Ｌａは、投光レンズ６で集光された後、保護ガラス９の第１通過領域４ａを通って下向きに照射される。従って、ワークＷの溶接箇所Ｗａを計測する場合、この溶接箇所Ｗａに向けて照射した照射光Ｌａが第１通過領域４ａを常時に通過するようになっている。
【００４２】
また、ワークＷの溶接箇所Ｗａで拡散反射した計測光としての反射光Ｌｂは、センサ４の保護ガラス９の第２通過領域４ｂを通って受光レンズ７で集光された後に、受光素子８で受光される。従って、ワークＷの溶接箇所Ｗａを計測する場合、この溶接箇所Ｗａで反射した反射光Ｌｂが第２通過領域４ｂを常時に通過するようになっている。
【００４３】
制御部２０は、受光素子８による受光情報から、対象物の位置、形状、厚み、幅、段差、反り量などの物理量を、センサ４による計測情報として検出することができる。本実施形態の場合、制御部２０は、ワークＷの溶接処理前においては、センサ４の計測情報に基づいて、溶接箇所Ｗａの位置と溶接予定位置との間の位置ずれを検出するように構成されている。また、この制御部２０は、ワークＷの溶接処理後においては、センサ４の計測情報に基づいて、溶接箇所Ｗａの溶接形状を検出するように構成されている。
【００４４】
図２及び図３に示されるように、駆動部１７は、バネ部材１８と、シリンダー装置１９と、を備えている。
【００４５】
バネ部材１８は、シート部材１１のシート長手方向Ｘの一端部１２とセンサ４のハウジングとを連結するように構成されており、このシート部材１１をその張設方向である第１方向Ｄ１に弾性付勢する機能を有する。
【００４６】
シリンダー装置１９は、バネ部材１８による弾性付勢力に対抗してシート部材１１を、第１方向Ｄ１とは逆方向である第２方向Ｄ２へ引張り可能なアクチュエータとして構成されている。このシリンダー装置１９は、シート部材１１の他端部１３に連結されたロッド１９ａと、このロッド１９ａを媒体である空気の圧力を利用して伸縮可能に収容するシリンダー１９ｂと、を有する。そして、制御部２０からの指令信号にしたがって、空気供給源（図示省略）からシリンダー１９ｂへ高圧の空気が供給され、或いはこの空気の供給が遮断されるようになっている。
【００４７】
このシリンダー装置１９の構造は既知であり、その具体的な説明は省略するが、シリンダー１９ｂ内の空気圧の上昇によってロッド１９ａがシリンダー１９ｂから下方へ突出する一方で、この空気圧の下降によってシリンダー１９ｂ内へ突入するように構成されている。このシリンダー装置１９は、「エアシリンダー」とも称呼される。
【００４８】
このシリンダー装置１９によれば、バネ部材１８の弾性付勢力に対するロッド１９ａの引張り荷重を調節することによって、シート部材１１を遮蔽位置（後述の遮蔽位置Ｐ１）と遮蔽解除位置Ｐ２との間でスライドさせることができる。この場合、ロッド１９ａの上下方向の直線運動が、シート部材１１のシート長手方向Ｘのスライド動作に変換される。
【００４９】
図２〜図４に示されるように、保護装置１０は、上記のシート部材１１及び駆動部１７に加えて、複数の支持軸１４と、複数のローラー１５と、ガイドフレーム１６と、を備えている。
【００５０】
複数の支持軸１４は、シート部材１１のシート幅方向Ｙにいずれも延在し且つシート長手方向Ｘに概ね等間隔で互いに離間した状態でこのシート部材１１に接合されている。ローラー１５は、複数の支持軸１４のそれぞれの両端部に回転可能に取付けられた車輪である。ガイドフレーム１６は、各ローラー１５をシート部材１１が動く方向、即ちシート長手方向Ｘに走行可能にガイドする走行面１６ａ（図４を参照）を有する。このため、各ローラー１５がガイドフレーム１６の走行面１６ａを走行することによって、シート部材１１がシート長手方向Ｘにスライドする。
【００５１】
図３に示されるように、シート部材１１は、第１貫通穴１１ｂと、第２貫通穴１１ｃと、これら２つの第１貫通穴１１ｂ及び第２貫通穴１１ｃを除く非貫通部１１ｄと、を有する。第１貫通穴１１ｂは、センサ４の第１通過領域４ａを上回る大きさになるように寸法設定されている。第２貫通穴１１ｃは、センサ４の第２通過領域４ｂを上回る大きさになるように寸法設定されている。
【００５２】
図４に示されるように、シート部材１１は、複数の支持軸１４を挟んでその両側に配置された２つのシート片１１ａを互いに貼り合わせることによって成る。これにより、シート部材１１は、細長い複数の部材を簾のように連接したシャッターのような形状を呈する。シート片１１ａは、溶接機２による溶接処理中に飛散したスパッタ等の高温の微粒子との接触に耐えることができるように、耐熱性或いは防火性に優れた素材によって構成されるのが好ましい。
【００５３】
図５に示されるように、シート部材１１の第１貫通穴１１ｂは、シート部材１１及び支持軸１４の一部をカットすることによって形成されている。また、図６に示されるように、シート部材１１の第２貫通穴１１ｃは、第１貫通穴１１ｂの場合と同様に、シート部材１１及び支持軸１４の一部をカットすることによって形成されている。
【００５４】
また、このシート部材１１において、第１貫通穴１１ｂ及び第２貫通穴１１ｃがセンサ４の第１通過領域４ａと第２通過領域４ｂとの間の距離に相当する間隔を隔てて配置されている。
【００５５】
このため、シート部材１１が遮蔽解除位置Ｐ２にあるときにこのシート部材１１の第１貫通穴１１ｂがセンサ４の第１通過領域４ａに合致し且つ第２貫通穴１１ｃがセンサ４の第２通過領域４ｂに合致するように構成されている。一方で、シート部材１１が遮蔽位置（図８中の遮蔽位置Ｐ１を参照）にあるときに、センサ４の第１通過領域４ａ及び第２通過領域４ｂがともにこのシート部材１１の非貫通部１１ｄによって遮蔽されるように構成されている。
【００５６】
ここで、図１〜図３に加えて図７〜図１０を参照しながら、上記の溶接設備１における溶接作業について説明する。
【００５７】
図１に示されるように、溶接機２でワークＷの溶接箇所Ｗａを溶接する場合、溶接処理前にセンサ４によって溶接箇所Ｗａを計測する。この計測に際して、図２に示されるように、ロッド１９ａがシリンダー１９ｂから下方へ突出するようにシリンダー装置１９を作動させる。これにより、図３に示されるように、シート部材１１は、バネ部材１８から第１方向Ｄ１の弾性付勢力を受けながら遮蔽解除位置Ｐ２までこの第１方向Ｄ１にスライドする。
【００５８】
シート部材１１が遮蔽解除位置Ｐ２に設定されると、その第１貫通穴１１ｂがセンサ４の第１通過領域４ａに合致し、且つその第２貫通穴１１ｃがセンサ４の第２通過領域４ｂに合致する。即ち、図３に示されるように、第１貫通穴１１ｂの領域内に第１通過領域４ａの全体が位置し、且つ第２貫通穴１１ｃの領域内に第２通過領域４ｂの全体が位置する。これにより、図９に示されるように、照射光Ｌａが通過する経路と、反射光Ｌｂが通過する経路との双方が形成される。従って、センサ４による溶接箇所Ｗａの計測が可能になる。この計測では、溶接予定位置に対する溶接箇所Ｗａの位置ずれが検出され、この検出結果に基づいて、溶接箇所Ｗａの位置ずれを補正するように溶接機２の位置が調節される。
【００５９】
なお、第１貫通穴１１ｂと第１通過領域４ａとが合致するという形態については、上述のように第１貫通穴１１ｂの領域内に第１通過領域４ａの全体が位置する形態は勿論、第１貫通穴１１ｂと第１通過領域４ａとが互いに部分的に重なる形態が包含される。同様に、第２貫通穴１１ｃと第２通過領域４ｂとが合致するという形態については、上述のように第２貫通穴１１ｃの領域内に第２通過領域４ｂの全体が位置する形態は勿論、第２貫通穴１１ｃと第２通過領域４ｂとが互いに部分的に重なる形態が包含される。
【００６０】
その後、溶接機２のヘッド部２ａからワークＷの溶接箇所Ｗａへレーザ光Ｌｃを照射することによって、このワークＷの実際の溶接処理が実施される。このとき、図７に示されるように、ロッド１９ａがシリンダー１９ｂ内へ突入するようにシリンダー装置１９を作動させる。これにより、図８に示されるように、シート部材１１は、バネ部材１８から第１方向Ｄ１の弾性付勢力を受けながらこの弾性付勢力に抗して遮蔽位置Ｐ１まで第２方向Ｄ２にスライドする。
【００６１】
シート部材１１が遮蔽位置Ｐ１に設定されると、その非貫通部１１ｄによってセンサ４の第１通過領域４ａ及び第２通過領域４ｂがともに遮蔽される。即ち、図８に示されるように、第１貫通穴１１ｂの領域外に第１通過領域４ａの全体が位置し、且つ第２貫通穴１１ｃの領域外に第２通過領域４ｂの全体が位置する。これにより、図１０に示されるように、ガラス部材９のうち第１通過領域４ａ及び第２通過領域４ｂのそれぞれに相当する部位に、溶接機２による溶接処理中に飛散したスパッタ等の微粒子Ｃが付着するのが阻止される。
【００６２】
ワークＷの溶接処理後に、センサ４によって溶接箇所Ｗａを再び計測する。この計測では、溶接箇所Ｗａに形成された溶接線に沿ってセンサ４を走査することによって、その溶接線の溶接形状が検出される。これにより、作業者は、溶接形状が正常であるか否かを判定できる。この計測に際して、溶接処理前の計測時と同様に、ロッド１９ａがシリンダー１９ｂから下方へ突出するようにシリンダー装置１９を作動させて、シート部材１１を遮蔽解除位置Ｐ２に設定する。これにより、センサ４による溶接箇所Ｗａの計測が可能になる。
【００６３】
なお、上述の溶接作業において、保護装置１０の駆動部１７は、ワークＷが溶接処理中であることを示す情報を検出したときにシート部材１１を遮蔽位置Ｐ１に設定するように作動するのが好ましい。また、駆動部１７は、ワークＷが溶接処理中でないことを示す情報を検出したときにシート部材１１を遮蔽解除位置Ｐ２に設定するように作動するのが好ましい。
【００６４】
このような制御を実現するために、制御部２０は、例えば、溶接機２に運転開始のための指令信号を出力する前に駆動部１７のシリンダー装置１９に対してシート部材１１を遮蔽位置Ｐ１に設定するための指令信号を出力するように構成される。この場合、制御部２０からの指令信号を検出したシリンダー装置１９は、シート部材１１を遮蔽位置Ｐ１に設定するように作動する。
【００６５】
また、制御部２０は、例えば、溶接機２に運転停止のための指令信号を出力した後で駆動部１７のシリンダー装置１９に対してシート部材１１を遮蔽解除位置Ｐ２に設定するための指令信号を出力するように構成される。この場合、制御部２０からの指令信号を検出したシリンダー装置１９は、シート部材１１を遮蔽解除位置Ｐ２に設定するように作動する。
【００６６】
このような制御は、ワークＷを溶接機で溶接するときに用いるセンサ４を保護する保護装置１０と、この保護装置１０を溶接機２とともに制御する制御部２０と、を備える保護装置用制御システムによって実行することができる。
【００６７】
次に、上記の実施形態１の作用効果について説明する。
【００６８】
実施形態１の保護装置１０において、シート部材１１は、シリンダー装置１９によって遮蔽位置Ｐ１と遮蔽解除位置Ｐ２との間で動くことができる。シート部材１１が遮蔽位置Ｐ１にあるときには、センサ４の通過領域４ａ，４ｂが溶接箇所Ｗａに対して遮蔽される。このため、溶接機２による溶接処理中にシート部材１１をシリンダー装置１９によって予め遮蔽位置Ｐ１に設定することで、この溶接処理中に飛散した微粒子Ｃからガラス部材９のうちセンサ４の通過領域４ａ，４ｂに相当する部位を保護することができる。即ち、溶接処理中にガラス部材９のうちセンサ４の２つの通過領域４ａ，４ｂに相当する部位に微粒子Ｃが付着するのが阻止される。
【００６９】
一方で、シート部材１１が遮蔽解除位置Ｐ２にあるときには、センサ４の通過領域４ａ，４ｂが溶接箇所Ｗａに対して遮蔽されない。このため、ワークＷの溶接処理前や溶接処理後のタイミングでシート部材１１をシリンダー装置１９によって遮蔽解除位置Ｐ２に設定することで、照射光Ｌａが通過する経路と、反射光Ｌｂが通過する経路との双方が形成されるため、ワークＷの溶接箇所Ｗａをセンサ４で計測することができる。
【００７０】
このとき、ガラス部材９のうちセンサ４の２つの通過領域４ａ，４ｂに相当する部位には微粒子Ｃが付着しておらず、この微粒子Ｃの影響によって照射光Ｌａ及び反射光Ｌｂのそれぞれの通過が邪魔されることがないため、センサ４による計測結果の信頼性を確保することができる。即ち、ワークＷの溶接箇所Ｗａの溶接処理前の位置ずれや溶接処理後の溶接状態について誤った判定がなされるのを防ぐことができ、誤った判定に対応するための不要な作業をなくすことができる。また、微粒子Ｃの付着が原因となって生じる、ガラス部材９の清掃や交換の頻度を少なく抑えることができる。
【００７１】
また、実施形態１の保護装置１０によれば、可撓性を有するシート部材１１を使用しており、このシート部材１１をセンサ４の多様な形状に追従させて動かすことができる。このため、汎用性に優れた保護装置１０を実現できる。
【００７２】
また、実施形態１の保護装置１０によれば、バネ部材１８による弾性付勢力を上回る引張り荷重をシリンダー装置１９からシート部材１１に付与することによって、このシート部材１１を第２方向Ｄ２にスライドさせることができる。これに対して、バネ部材１８による弾性付勢力を下回る引張り荷重をシリンダー装置１９からシート部材１１に付与することによって或いは引張り動作を解除することによって、このシート部材１１を第１方向Ｄ１にスライドさせることができる。このため、シート部材１１を遮蔽位置Ｐ１と遮蔽解除位置Ｐ２との間で確実にスライドさせることができる。
【００７３】
また、実施形態１の保護装置１０によれば、シート部材１１がシリンダー装置１９によって遮蔽位置Ｐ１と遮蔽解除位置Ｐ２との間で動くときに、複数の支持軸１４のそれぞれに回転可能に取付けられたローラー１５がガイドフレーム１６に沿ってシート部材１１と同方向に走行する。このため、シート部材１１が動くときの抵抗を低く抑えることができ、シート部材１１を動かすためのシリンダー装置１９の動力が少なくて済む。
【００７４】
また、実施形態１の保護装置１０によれば、複数の支持軸１４を挟んでその両側に配置された２つのシート片１１ａを互いに貼り合わせてシート部材１１が形成されるため、シート部材１１の剛性を高めることができ、このシート部材１１の弛みや潰れの発生を防ぐことができる。
【００７５】
また、実施形態１の保護装置１０によれば、シート部材１１を動かすためのアクチュエータとしてシリンダー装置１９を使用することによって、駆動部１７の構造を簡素化できる。
【００７６】
また、実施形態１の保護装置１０によれば、２つの通過領域４ａ，４ｂを含むセンサ４に対して２つの貫通穴１１ｂ，１１ｃを有するシート部材１１を使用することで、このシート部材１１を遮蔽位置Ｐ１と遮蔽解除位置Ｐ２との間で動かすときの移動距離、即ちシリンダー装置１９におけるロッド１９ａのストローク量を短く抑えることができる。このため、シリンダー装置１９の配置について省スペース化が図られる。
【００７７】
また、実施形態１の保護装置１０によれば、ワークＷの実際の溶接処理に連動した好ましいタイミングで制御部２０によってシリンダー装置１９を制御して、保護部材１１を遮蔽位置Ｐ１と遮蔽解除位置Ｐ２との間で動かすことができるため合理的である。
【００７８】
以下、上記の実施形態１に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態１の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明は省略する。
【００７９】
（実施形態２）
図１１に示されるように、実施形態２にかかる溶接設備１０１は、保護装置１１０の構造についてのみ、実施形態１の溶接設備１と相違している。即ち、この保護装置１１０は、実施形態１の保護装置１０に更にエアノズル１２０が追加された構造を有する。このエアノズル１２０は、空気供給源（図示省略）から供給された圧縮空気をシート部材１１の下方の領域に吹き付ける機能を有する。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００８０】
この実施形態２によれば、溶接機２による溶接処理中にシート部材１１に向けて飛散する微粒子Ｃを、エアノズル１２０によって吹き付けられた空気によって吹き飛ばすことができる。従って、センサ４を保護するシート部材１１自体を微粒子Ｃから保護することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。
【００８１】
本発明は、上述の実施形態１，２のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、各実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００８２】
上記の実施形態では、シリンダー装置１９のロッド１９ａの上下方向の直線運動を、シート部材１１のシート長手方向Ｘのスライド動作に変換する構造について例示したが、この構造に代えて、シート部材１１を巻き取り可能な巻取り軸と、この巻取り軸を回転駆動するアクチュエータと、を有する駆動部を採用し、巻取り軸の回転運動をシート部材１１のシート長手方向Ｘのスライド動作に変換する構造を採用することもできる。
【００８３】
上記の実施形態では、シリンダー装置１９としてエアシリンダーを使用する場合について例示したが、これに代えて、空気以外の媒体の圧力を利用した別のタイプのシリンダー装置（例えば、油圧シリンダー）や、電磁石で得られる動力を利用したソレノイドアクチュエータなどを使用することもできる。
【００８４】
上記の実施形態では、シート部材１１を動かすための駆動部１７がバネ部材１８及びシリンダー装置１９によって構成される場合について例示したが、例えばシリンダー装置１９のみでシート部材１１を弛ませることなく動かすことができるような場合には、バネ部材１８を省略することもできる。
【００８５】
上記の実施形態では、複数の支持軸１４を挟んでその両側に配置された２つのシート片１１ａを互いに貼り合わせてシート部材１１を形成する場合について例示したが、これに代えて、一方のシート片１１ａのみが複数の支持軸１４に接合された構造を採用することもできる。
【００８６】
上記の実施形態では、可撓性を有するシート部材１１を用いる場合について例示したが、このシート部材１１に代えて硬質の板状部材を採用することもできる。
【００８７】
上記の実施形態では、シート部材１１に２つの貫通穴１１ｂ，１１ｃを設ける場合について例示したが、センサ４において測定光が通過する通過領域の数に応じて、この数と同数となるように貫通穴の数を変更することもできる。また、シート部材１１を遮蔽位置Ｐ１と遮蔽解除位置Ｐ２との間で動かすときの移動距離に制限が無い場合には、このシート部材１１に代えて、貫通穴のないシート部材を採用することもできる。
【００８８】
上記の実施形態では、センサ４をレーザ溶接機とともに使用するについて例示したが、これに代えて、例えばアーク溶接やスポット溶接などを行う溶接機とともにこのセンサ４を使用することもできる。
【００８９】
上記の実施形態では、保護装置１０，１１０によって保護する保護対象であるセンサ４が変位センサである場合について例示したが、これに代えて、変位センサ以外のセンサや、画像センサとしてのカメラなどの他の計測機器を保護するために、保護装置１０，１１０の構造を適用することもできる。
【００９０】
また、上記の実施形態や、他の変更例に鑑みた場合、以下のような態様が考えられる。
【００９１】
一つの態様として、
「ワークを溶接機で溶接するときに用いる計測機器を保護する保護装置と、
上記保護装置を上記溶接機とともに制御する制御部と、
を備える、保護装置用制御システムであって、
上記保護装置は、上記計測機器において上記ワークの溶接箇所を計測する計測光が通過する通過部と上記溶接箇所との間に介在する保護部材と、上記保護部材を上記計測機器の上記通過部が上記溶接箇所に対して遮蔽される遮蔽位置とこの遮蔽が解除される遮蔽解除位置との間で動かすための駆動部と、を備え、
上記制御部は、上記溶接機に運転開始のための指令信号を出力する前に上記駆動部に対して上記保護部材を上記遮蔽位置に設定するための指令信号を出力する一方で、上記溶接機に運転停止のための指令信号を出力した後で上記駆動部に対して上記保護部材を上記遮蔽解除位置に設定するための指令信号を出力するように構成されている、保護装置用制御システム。」
という態様を採り得る。
この態様によれば、ワークの実際の溶接処理に連動した好ましいタイミングで制御部によって駆動部を制御して、保護部材を遮蔽位置と遮蔽解除位置との間で動かすことができるため合理的である。
【符号の説明】
【００９２】
４  センサ（計測機器）
４ａ  第１通過領域（通過部）
４ｂ  第２通過領域（通過部）
９  ガラス部材
１０，１１０  計測機器用保護装置（保護装置）
１１  シート部材（保護部材）
１１ａ  シート片
１１ｂ  第１貫通穴
１１ｃ  第２貫通穴
１１ｄ  非貫通部
１４  支持軸
１５  ローラー
１６  ガイドフレーム
１７  駆動部
１８  バネ部材
１９  シリンダー装置（アクチュエータ）
１９ａ  ロッド
１９ｂ  シリンダー
Ｄ１  第１方向（張設方向）
Ｌａ  照射光（計測光）
Ｌｂ  反射光（計測光）
Ｐ１  遮蔽位置
Ｐ２  遮蔽解除位置
Ｗ  ワーク
Ｗａ  溶接箇所
Ｘ  シート長手方向
Ｙ  シート幅方向
【図１】
2019018234.tif 000003
【図２】
2019018234.tif 000004
【図３】
2019018234.tif 000005
【図４】
2019018234.tif 000006
【図５】
2019018234.tif 000007
【図６】
2019018234.tif 000008
【図７】
2019018234.tif 000009
【図８】
2019018234.tif 000010
【図９】
2019018234.tif 000011
【図１０】
2019018234.tif 000012
【図１１】
2019018234.tif 000013