JP2016036822A - 溶接方法及び溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】早い段階で部品の良否を判断することができる溶接部品の製造方法及び接合部品の製造装置を提供する。
【解決手段】本発明は、第１のワークにあたるステアリングメンバ本体８２に第２のワークにあたるブラケット８４〜８８を溶接する溶接方法であって、ステアリングメンバ本体にブラケットを位置決めし、ブラケットにおける基準位置からステアリングメンバ本体との接合位置までの距離ｘを計測し、上記距離が第２のワークとの溶接が可能な下限値Ａ−ｑから上限値Ａの範囲内である場合には溶接を実施すると判断し、上記下限値を下回るか、または上記上限値を上回ると判断した場合には溶接を実施しないと判断し、そのうえで溶接を行う。
【選択図】図１０

Description

本発明は溶接方法及び溶接装置に関する。

自動車は、特に車体などの構成において部品同士を溶接して構成することがよく行われている。溶接による接合は、接合するワークを位置決めして溶接することが一般的であり、工数削減のために自動化が図られている（特許文献１参照）。

特開２００６−１９３１２５号公報

量産の場合の溶接による接合では、溶接するワークを把持して位置決めするハンドリングロボットなどが使用される。しかし、ロボット等を使用して自動化を図ることによって、工数の削減ができても、完成品が設定した基準値を満たすか否かの検出が後工程にずれこめば、それだけ前工程での作業が無駄になり、生産性が低下する原因となってしまうといった問題がある。

そこで本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、早い段階で部品の良否を判断することができる溶接方法及び溶接装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明は第１のワークに第２のワークを溶接する溶接方法である。当該方法は、第１のワークを第２のワークに位置決めし、第２のワークにおける基準位置から第１のワーク上の溶接位置までの距離を計測し、当該距離に対し、第２のワークの溶接が可能な範囲の最小距離と最大距離をそれぞれ下限値、上限値とし、
当該距離が第２のワークの溶接が可能な下限値から上限値の範囲内である場合には第２のワークの第１のワークに対する溶接を行う判断をし、上記下限値を下回るまたは前記上限値を上回る場合には溶接を実施しない判断をし、上記判断をしたうえで第２のワークを第１のワークに溶接する。

上記目的を達成する他の本発明は、第１のワークに第２のワークを溶接する溶接装置である。当該装置は、第２のワークを第１のワークに配置する配置部と、第１のワークを保持する保持部と、第２のワークを第１のワークに溶接する溶接部と、第２のワークにおける基準位置から第１のワーク上の溶接位置までの距離を計測する計測部と、溶接部を制御する制御部と、を有する。当該距離に対し、第２のワークの溶接が可能な範囲の最小距離と最大距離をそれぞれ下限値、上限値とした場合、制御部は、上記距離が第２のワークの溶接が可能な下限値から上限値の範囲内である場合には第２のワークの第１のワークに対する溶接を行う判断をし、上記下限値を下回るまたは上記上限値を上回る場合には溶接を実施しないと判断する。

本発明に係る溶接方法及び溶接装置によれば、第２のワークにおける基準位置から第１のワークとの溶接位置までの距離を計測し、当該距離が第２のワークに対する溶接が可能な最小距離にあたる下限値から最大距離にあたる上限値の範囲内である場合には溶接を行う判断をし、上記下限値を下回るまたは上記上限値を上回る場合には溶接を行わない判断をするように構成している。そのため、第２のワークを第１のワークに接合する前、つまり早い段階で完成品が良品とならないことを判断でき、生産性を向上させることができる。更に、第２のワークにおける基準位置から第１のワークとの溶接位置までの距離を計測しているので、第２のワークの基準位置に第３のワークが組み付けられた場合、第３のワークの組み付け位置の良否も事前に判断することができる。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る溶接部品の一例であるステアリングメンバの溶接装置を示す斜視図、正面図である。 同溶接装置を示す平面図である。 図３（Ａ）、（Ｂ）は同溶接装置を構成する固定式のポジショナー（支持治具）を示す斜視図及び正面図である。 図４（Ａ）、（Ｂ）は同溶接装置を構成する可動式のポジショナー（支持治具）を示す斜視図及び正面図である。 図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は同溶接装置を構成するハンドロボットを示す斜視図、正面図、平面図、及び先端のハンドを示す拡大図である。 図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は同溶接装置を構成する溶接ロボットを示す斜視図、正面図、及び平面図である。 溶接部品の一例であるステアリングメンバを示す斜視図である。 同ステアリングメンバを示す正面図である。 同ステアリングメンバを示す右側面図である。 同実施形態に係る溶接方法を示すフローチャートである。 同溶接方法の中でサイドブラケットを配置する様子を示す斜視図である。 ステアリングメンバ本体をサイドブラケットに溶接する様子を示す斜視図である。 ステアリングメンバ本体に図１２とは逆側に位置するサイドブラケットを溶接する様子を示す斜視図である。 ステアリングメンバ本体にブラケットエアバッグを溶接する様子を示す斜視図である。 ステアリングメンバ本体にオーディオブラケットを溶接する様子を示す斜視図である。 ステアリングメンバ本体にオーディオブラケットを溶接する様子を示す斜視図である。 ステアリングメンバ本体にブラケットインパクトを溶接する様子を示す斜視図である。 ステアリングメンバ本体にインストステイを溶接する様子を示す斜視図である。 第１のワークであるステアリングメンバ本体の長手方向に交差する断面図であり、第２のワークであるオーディオブラケットを位置決めした状態を示す図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る溶接部品の一例であるステアリングメンバの溶接装置を示す斜視図、正面図、図２は同溶接装置を示す平面図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は同溶接装置を構成する固定式のポジショナーを示す斜視図及び正面図、図４（Ａ）、（Ｂ）は同溶接装置を構成する可動式のポジショナーを示す斜視図及び正面図である。

図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は同溶接装置を構成するハンドロボットを示す斜視図、正面図、平面図、及び先端のハンドを示す拡大図、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は同溶接装置を構成する溶接ロボットを示す斜視図、正面図、及び平面図である。図７〜図９は溶接部品の一例であるステアリングメンバを示す斜視図、正面図、側面図、図１０は同実施形態にかかる溶接方法を示すフローチャートである。

本実施形態において製造される溶接部品は、自動車のステアリングメンバを例示することができる。本実施形態にかかる溶接方法は、図１０を参照して概説すれば、ステアリングメンバ本体８２にサイドブラケット８１、８３を溶接し（ステップＳＴ１）、所定の位置にワークを位置決めし（ステップＳＴ３）、ブラケット８４〜８８を位置決めした状態でブラケット８４〜８８の各々の基準位置から溶接位置までの距離を計測し（ステップＳＴ５）、当該距離が溶接の可能な下限値から上限値の範囲内であるかによって溶接を実施するか否かを判断する（ステップＳＴ６、ＳＴ７、ＳＴ８）。詳細については後述する。

（溶接部品）
次に本実施形態において製造される溶接部品の一例であるステアリングメンバについて説明する。ステアリングメンバ８０は、図７〜図９に示すように、サイドブラケット８１と、ステアリングメンバ本体８２と、サイドブラケット８３と、ブラケットエアバッグ８４と、オーディオブラケット８５、８６と、ブラケットインパクト８７と、インストステイ８８と、を有する。ステアリングメンバ本体８２は第１のワークにあたり、ブラケットエアバッグ８４、オーディオブラケット８５、８６、ブラケットインパクト８７、インストステイ８８は第２のワークにあたる。

本実施形態では上記符号の順にサイドブラケット８１〜インストステイ８８が溶接装置１００に配置又は配置された上でステアリングメンバ本体８２に溶接される。サイドブラケット８１はポジショナー４０ａに、サイドブラケット８３はポジショナー４０ｂに把持される。また、サイドブラケット８１、８３は、図７、図９に示すように、ポジショナー４０ａ、４０ｂの位置決めピンを取り付けるための穴を有している。サイドブラケット８１、８３は、ステアリングメンバ８０の両端部に配置される部品であり、ステアリングメンバ本体８２との溶接箇所と位置決めピンの穴が形成されていれば、その他は形状が同じであっても、形状が対称であっても、形状が一致していなくてもよい。ステアリングメンバ本体８２は、パイプ状の長尺の部材であり、中空に形成されているが、中実であってもよい。

（溶接装置）
次に本実施形態に係る溶接装置について説明する。溶接装置１００は、図１に示すように、ハンドロボット１０（配置部に相当）と、溶接ロボット２０（溶接部に相当）と、ロケーター３０と、ポジショナー４０ａ、４０ｂ（保持部に相当）と、制御部６０と、カメラ６５と、部品収集部７０と、を有する。

ハンドロボット１０は、胴体部１１と、アーム１２、１３、１４と、ハンド１５と、を有する。胴体部１１は、装置の地面に載置される箇所で、回転部１１ａを有する。胴体部１１は、回転部１１ａによって地面に対して鉛直方向を回転軸として回転できるように構成されている。アーム１２は、回転部１２ａを有し、回転部１２ａによって胴体部１１に回転可能に取り付けられている。アーム１３は、回転部１３ａを有し、回転部１３ａによってアーム１２に対して回転可能に取り付けられている。アーム１４は回転部１４ａを有し、回転部１４ａによってアーム１３に対して回転可能に取り付けられている。

ハンド１５は、固定部１５ａと、可動部１５ｂと、レール１５ｃと、回転部１５ｄと、カメラ１６と、を有する。固定部１５ａは、レール１５ｃに固定した状態で取り付けられている。可動部１５ｂは、レール１５ｃにおいてレール１５ｃの伸びる方向（図５（Ｄ）の横方向）に移動可能に取り付けられている。回転部１５ｄは、固定部１５ａと、可動部１５ｂと、レール１５ｃと、を固定部１５ａや可動部１５ｂの伸びる方向を回転軸として回転可能にしている。このように、ハンドロボット１０は、回転軸が多数設けられた多関節のロボットであり、上記のように構成することによって、ワークとなる部品を様々な状態で把持したり、様々な軌跡から接合される他の部品にアプローチすることができる。

カメラ１６は、レール１５ｃに内蔵されており、ハンド１５がワークを把持する際に当該ワークを撮影して把持したワークの向きや大きさを把握するために使用される。

カメラ１６と異なり、カメラ６５は、この製造装置の作業範囲内を広角に撮影できるように設置されている。カメラ６５は、ハンド１５によって把持されたワークがどのような向きで把持されているのかを確認したり、ハンドロボット１５によって位置決めされ、接合されたワークを撮影して所定の位置に位置決めされているかなどを確認するために用いられる。そのため、カメラ６５は、ハンドロボット１０、溶接ロボット２０、ポジショナー４０ａ、４０ｂまで含めて広範囲に撮影することもできる。

ハンドロボット１０は、ワークを部品収集部７０から取り出した後、カメラ６５に向かって部品をかざすように動作する。これによってハンド１５に把持されたワークをカメラ６５が撮影し、画像処理によってワークがハンド１５にどのような向きや位置で把持されているのかをカメラ１６以外の手段で確認する。また、ハンドロボット１０は、カメラ１６やカメラ６５によって得られた情報から把持するワークの向きを補正することができる。なお、把持したワークの向きなどを補正する動作は一般的なハンドロボットの動作と同様であるため、説明を省略する。

溶接ロボット２０は、胴体部２１と、アーム２２、２３、２４と、溶接トーチ２５と、カメラ２６（計測部に相当）と、ワイヤ２７（溶接部材に相当）と、ワイヤ送給部２８と、を有する。胴体部２１は、装置の地面に載置される箇所で、回転部２１ａを有する。胴体部２１ａは、回転部２１ａによって地面に対して鉛直方向を回転軸として回転できるように構成されている。アーム２２は、回転部２２ａを有し、回転部２２ａによって胴体部２１に回転可能に取り付けられている。アーム２３は、回転部２３ａを有し、回転部２３ａによってアーム２２に対して回転可能に取り付けられている。アーム２４は回転部２４ａを有し、回転部２４ａによってアーム２３に対して回転可能に取り付けられている。

溶接トーチ２５は、アーム２４の先端に取り付けられている。溶接トーチ２５の先端は、ステアリングメンバ本体８２上に位置決めされた部品の位置を基準にして、その部品が溶接できる位置に位置決めされる。このため溶接トーチ２５先端の位置は、ハンドロボット１０に教示された部品位置を基準として教示されている。ハンドロボット１０による部品位置が補正された場合はそれに合わせて溶接トーチ２５先端の位置も補正される。

溶接トーチ２５は、回転部２５ａを有する。回転部２５ａは、アーム２４の伸びる方向を回転軸として回転できるように構成されている。このように溶接ロボット２０についてもハンドロボット１０と同様に多関節に構成され、ステアリングメンバ８０に対して様々な向きや方向から溶接トーチ２５をアプローチさせて溶接を行うことができる。ワイヤ２７は、ワイヤ送給部２８から溶接トーチ２５の内部まで伸びている。ワイヤ送給部２８は、溶接トーチ２５に向けてワイヤ２７を供給する。

また、回転部２５ａにはカメラ２６が内蔵されている。カメラ２６は、ハンド１５によって位置決め保持されているワークを撮影する。そして、撮影された画像から部品の位置（および／または傾き）を計測する。そのため、カメラ２６は、撮影された画像内における物体の大きさや物体間の距離を計測する機能（画像内距離測定機能という）を有する。画像内距離測定機能としては、例えば予め画像内で距離を割り出すための基準となる物（基準スケール）を撮影して、その基準スケールの実物の大きさと画像内での大きさとの対応関係を求めておく。そして、記憶した基準スケールにおける実物と画像との対応関係を用いて、計測するために撮影した物体の画像内での大きさや物体間の距離及び傾きを求める。このような画像内距離測定機能は周知のものを用いればよく、特に限定されない。

また、カメラ２６は、カメラ２６の現在位置から撮影物までの距離を測る測距機能を備えていてもよい。測距機能としては、カメラ２６の焦点合わせに用いるパッシブ型測距、レーザー光や超音波を用いるアクティブ型測距機能などを用いることが出来る。当該測距機能も周知のものを用いればよく、特に限定されない。このような測距機能と画像内距離測定機能を用いれば、カメラ２６によって測定された部品位置が溶接ロボット２０の動作座標系内の位置として算出することが出来る。

ここで、本実施形態におけるワークの測定について具体的に説明する。図１９は第１のワークであるステアリングメンバ本体の長手方向に交差する断面図であり、第２のワークであるオーディオブラケットを位置決めした状態を示す図である。ワークの一つであるオーディオブラケット８５は、穴８５ａ、８５ｂと、計測形状８５ｆ、８５ｇと、溶接箇所８５ｃ、８５ｄ、８５ｅと、を有する。カメラ２６は、ワークであるオーディオブラケット８５を撮影し、上記の画像内距離測定機能によってワーク内の位置や距離を測定する。具体的には、穴８５ａ、８５ｂの位置や計測形状８５ｆ、８５ｇの位置、および穴８５ａの穴中心（基準位置）から溶接箇所８５ｃ上までの距離ｘを計測する。穴８５ａ、８５ｂの位置や計測形状８５ｆ、８５ｇの位置によってワークの位置や角度が計測でき、ワークを位置決めした際の補正に使用される。

また、穴８５ａから溶接箇所８５ｃまでの距離ｘは、ワークであるオーディオブラケット８５が溶接を実施できるか否かを判断する基準として利用される。穴８５ａの中心は基準位置にあたり、ワークであるブラケットの寸法を規定していく際の基準とされている。溶接箇所８５ｃ、８５ｄ、８５ｅは、溶接ロボット２０によってステアリングメンバ本体８２との溶接が行われる位置である。距離ｘは、第１のワークであるステアリングメンバ本体８２や第２のワークであるオーディオブラケット８５の形状バラつきや組付けバラつきを考慮して、距離Ａから例えば一定の許容誤差ｐ、ｑ（ｐ＞ｑ）を差し引いた範囲であれば溶接可能な範囲であると定める。本実施形態において、溶接可能範囲の下限値（最小距離）はＡからｑを引いたＡ−ｑであり、上限値（最大距離）はＡとなる。また、下限値Ａ−ｑから上限値Ａの範囲内においても、後述するように溶接速度や溶融させるワークの量といった溶接条件を変更せずに溶接が可能な他の下限値と他の上限値とがさらに存在する。本実施形態では他の下限値は、Ａからｐを引いたＡ−ｐとし、他の上限値は上限値と同様にＡとする。

溶接条件を考慮すれば、ワークが位置決めされた段階で計測を行うことによって、溶接後の溶接部品が許容された範囲内のものであるか判断することは可能である。そのため、ワークを位置決めした時点で溶接条件を考慮して定めた距離ｘの計測を行い、距離ｘに基づいて溶接の実施を判断することによって、溶接前に溶接部品の良否を判断して生産性を向上させることができる。また、距離ｘは、溶接部材である溶接ワイヤ２７の大きさに基づいて決定する。具体的には、ワイヤ径が大きくなれば距離ｘも大きくさせ、ワイヤ径が小さくなれば距離ｘも小さくする、といったようにして距離ｘやＡ、ｐ、ｑを決定する。なお、基準位置や溶接位置は、他のブラケット８４、８６〜８８についてもワークの仕様に応じて設定される。溶接方法の詳細については後述する。

なお、上記の画像内距離測定機能及び測距機能はカメラ６５も有していてもよい。また、画像内距離測定、必要により行われる測距などにおける画像処理およびそれらの算出処理は制御部６０によって行われる。

ロケーター３０は、ロケーター３１とロケーター３２と、から構成されるが、台数はこれに限定されない。ロケーター３１は、ステアリングメンバ本体８２を把持するか、又は把持を解除した状態にする。ロケーター３２は、ステアリングメンバ本体８２の長手方向において異なる位置でロケーター３１と同様にステアリングメンバ本体８２を把持するか、把持を解除した状態にする。

そのため、ロケーター３０によるステアリングメンバ本体８２の保持には、ロケーター３１、３２による保持か、ロケーター３１、３２のいずれかによる保持が挙げられる。ロケーター３１、３２は、ステアリングメンバ本体８２を把持しない際には、ロケーター３２の上部がスライドベース４３から長手方向に交差する方向（図２の上方向）に離間する。これによって、溶接ロボット２０やハンドロボット１０が動作する際のエリアに侵入しないようにしている。ロケーター３１、３２は、後述するポジショナー４０ａ、４０ｂのスライド部４２と同様の構成を有する。これによって、スライドベース４３の長手方向に対して接近離間することができる。

ポジショナー４０ａ、４０ｂは、ステアリングメンバ本体８２の両端を把持して保持する。ポジショナー４０ａ、４０ｂは、ポジショナー４０ａ、４０ｂの支柱となる支持台４１と、ステアリングメンバ本体８２を把持する把持部４４と、を有する。把持部４４は、クランパ４５，４６と、クランパ４５、４６を動作させるための動力機構を有する動力部４７と、ステアリングメンバ本体８２の両端に取付けられる部材を位置決めする位置決めピン４８、４９と、を有する。また、ポジショナー４０ｂは、図４（Ａ）に示すように、上記構成に加えてポジショナー４０ａをステアリングメンバ本体８１の長手方向にスライド自在に移動可能とするスライド部４２、をも有する。スライド部４２は、スライドベース４３と連携している。

支持台４１は、ステアリングメンバ本体８２を支持する支柱に当たり、ステアリングメンバ本体８２を把持する側の側面において把持部４４と接続する。また、ポジショナー４０ａにおいて、支持台４１の下方は装置１００に固定されており、ポジショナー４０ｂにおいて支持台４１の下方はスライド部４２と接続している。支持台４１は本実施形態において一部材から構成され、所定の高さで構成しているが、これ以外にも例えば２以上の部材から構成し、高さ調整機構を備えるように構成してもよい。また、支持台４１は、図３（Ａ）に示すように把持部４４と回転軸５３を介して接続され、支持台４１はモーターとギヤ対などを有する回転機構を備える。支持台４１に上記回転機構が設けられることによって、把持部４４はステアリングメンバ本体８２を把持した状態で回転軸５３の軸周りに回転することができる。

スライド部４２は、スライドベース４３と連携し、ポジショナー４０ｂをステアリングメンバ本体８２の長手方向に移動可能にする。スライド部４２とスライドベース４３には、ギヤ対を設けることによって、スライド部４２を移動可能に構成しているが、これに限定されない。

クランパー４５、４６は、ステアリングメンバ本体８２を両端部において把持するための構成であり、本実施形態では動力部４７の一部に回転軸５１、５２が設けられ、回転軸５１、５２にクランパー４５、４６が回転可能に取り付けられている。

動力部４７は、クランパー４５、４６を動作させるためのモーターとギヤ対等のクランパー４５、４６のための回転機構を内蔵している。クランパー４５，４６を回転軸５１、５２の軸周りに回転させ、クランパー４５、４６がなす開き角を調整することによってステアリングメンバ８０の把持及び把持の解除が実現される。

位置決めピン４８、４９は、動力部４７の外側面に設けられている。上記のように、ステアリングメンバ８０の中でも長手方向両端に配置されるサイドブラケット８１，８３には位置決めピン４８，４９を挿通させるための位置決め穴が設けられている。サイドブラケット８１，８３の位置決め穴を位置決めピン４８，４９に挿通させることによってサイドブラケット８１、８３がポジショナー４０ａ、４０ｂに取り付けられ、位置決めされる。サイドブラケット８１、８３がポジショナー４０ａ、４０ｂの位置決めピン４８，４９に挿通した状態でステアリングメンバ本体８２に接合された後は、サイドブラケット８１、８３をクランパー４５，４６によって把持することでステアリングメンバ本体８２もサイドブラケット８１、８３と共に支持される。

制御部６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＬＡＮなどから構成され、ハンドロボット１０や溶接ロボット２０、ロケーター３０、ポジショナー４０ａ、４０ｂなどの構成の動作を制御する。

部品収集部７０は、サイドブラケット８１〜インストステイ８８を接合する前の段階においてハンドロボット１０が搬送し易いようにサイドブラケット８１〜インストステイ８８を収集させておくスペースである。部品収集部７０は、２枚のプレート７１と、７２とによって構成しているが、あくまで例示であって、その他にも複数段からなる棚やパレットなどで構成してもよい。

（溶接方法）
次に溶接方法についてステアリングメンバを例に説明する。図１１から図１８はステアリングメンバを溶接する様子について説明する斜視図である。まず、制御部６０によってハンドロボット１０に把持させる部品を教示する。本実施形態では符号の順番でワークを所定の位置に配置するように教示している。

そのため、ハンドロボット１０は、図１１に示すようにサイドブラケット８１を把持して搬送し、ポジショナー４０ａに把持させる。そして、図１２に示すようにステアリングメンバ本体８２を把持してポジショナー４０ａに接近させ、溶接ロボット２０によって溶接させる。そして、図１３に示すようにサイドブラケット８３を把持してポジショナー４０ｂに把持させる。ポジショナー４０ｂは溶接可能位置までステアリングメンバ本体８２に向って移動し、溶接ロボット２０によって溶接を行う（ステップＳＴ１）。

次にハンドロボット１０は、ワークであるブラケットエアバッグ８４を把持し（ステップＳＴ２）、ステアリングメンバ本体８２の所定位置に位置決めする（ステップＳＴ３）。そして、ハンドロボット１０が把持した際の情報をフィードバックして位置の補正を行う（ステップＳＴ４）。これにより、ハンドロボット１０がワークを把持する位置や姿勢を気にせずに把持の作業を行うことができる。

次に、カメラ２６はワークである画像を撮影して基準位置である穴８５ａから接合箇所８５ｃまでの距離ｘを測定する（ステップＳＴ５）。制御部６０にはワークの形状や取り付け位置に応じて溶接が可能な範囲の最小距離と最大距離が設定され、本実施形態では最大距離を上限値および他の上限値としてＡが設定され、最小距離である下限値としてＡ−ｑまたは他の下限値としてＡ−ｐが設定されている。距離ｘが上限値および他の上限値である基準Ａ未満であり、かつ他の下限値であるＡ−ｐ以上である場合には溶接条件の変更も不要であり、通常通り溶接ロボット２０によって溶接を行う（ステップＳＴ６、図１４参照）。

次に距離ｘがＡ−ｐ未満（他の下限値を下回る）であり、かつ、Ａ−ｐ以上（下限値は下回らない）である場合を考える。この場合は、言い換えればステップＳＴ６の場合よりもワークがステアリングメンバ本体８２が離れた場合である。この場合、通常通りの溶接に比べて溶接が実施しにくくなるため、溶接速度を落としたり、溶融させる母材の量を増やして溶接を行う（ステップＳＴ７）。

次に距離ｘがＡ−ｑ未満（下限値を下回る）またはＡ以上（上限値を上回る）の場合を考える。距離ｘがＡ−ｑ未満とは、ステップＳＴ７の場合よりもワークがステアリングメンバ本体８２から離れた場合である。また、距離ｘがＡ以上であるとは、ワークがステアリングメンバ本体８２と干渉している場合である。この場合、当初予定していた溶接は実施できないと判断し、第１のワークであるステアリングメンバ本体および／または第２のワークであるブラケットエアバッグ８４を破棄する（ステップＳＴ８）。

溶接を実施しない部品がない場合、つまり、通常通り又は溶接条件を変更して溶接を行う場合、最後のワークであるかどうかを判断する（ステップＳＴ９）。現時点では溶接するワークが残っているため（ステップＳＴ９：ＮＯ）、残りのオーディオブラケット８５、８６、ブラケットインパクト８７、インストステイ８８についても同様にステップＳＴ２からステップＳＴ７までの溶接動作を行う。

最後のワークまで溶接を終えた場合（ステップＳＴ９：ＹＥＳ）、ハンドロボット１０によってステアリングメンバ８０を把持して次工程へと搬送する（ステップＳＴ１０）。

次に本実施形態にかかる作用効果について説明する。ステアリングメンバなどの溶接部品を量産にて製造する場合には部品を把持して位置決めするハンドリングロボットが使用される。しかし、ロボットの使用により作業工数が削減できたとしても完成品である溶接部品が設定した基準値を満たす否かの検出工程が後工程にずれこめば、それだけ前工程での作業が無駄になり、生産性が低下してしまう。

これに対し、本実施形態にかかる溶接方法および溶接装置では、第２のワークにあたるブラケット８４〜８８を位置決めした後に第２のワークであるブラケットの基準位置からステアリングメンバ本体８２との接合位置までの距離ｘを測定する。そして、距離ｘに対して第２のワークの溶接が可能な範囲の最小距離と最大距離をそれぞれ下限値、上限値とし、図１０に示すように距離ｘがワークの溶接が可能な下限値Ａ−ｑから上限値Ａまでの範囲内である場合には溶接を実施すると判断する（ステップＳＴ６，ステップＳＴ７）。
さらに、上限値Ａ以上（干渉）となるか、または下限値Ａ−ｑ未満となる場合には溶接を実施しないと判断する（ステップＳＴ８）ように構成している。

そのため、溶接部品が完成する前に溶接部品が良品であるか否かを判断することができ、生産性を向上させることができる。また、第２のワークであるブラケットまたは第１のワークであるステアリングメンバ本体のいずれかが良品である場合、接合前に溶接をしないことを判断することによって、良品であるいずれかのワークを別の溶接部品の構成部品として利用することもできる。

また、上限値、下限値に加えてステップＳＴ７のように距離ｘが下限値Ａ−ｑから上限値Ａの範囲内であるが、他の下限値Ａ−ｑを下回る場合、溶接条件を変更して溶接を行うと判断することによって、通常の溶接では溶接強度が十分でない場合であっても溶接速度を遅くしたり、溶融させるワークの量を増やしたりすることによって、溶接ができると判断される溶接部品の数を増やすことができる。

また、通常通りの溶接ができない場合であっても、上記のように溶接速度を遅くしたり、溶融させるワークの量を増やしたりすることによって、上記と同様に溶接できると判断される溶接部品の数を増やすことができる。

また、第２のワークであるブラケットと第１のワークであるステアリングメンバ本体８２との間に隙間が存在する場合に、溶接の実施の判断を溶接ワイヤ２７のワイヤ径などの溶接部材の大きさに基づいて距離ｘを定めることによって、判断の精度を向上させることができる。

また、第２のワークにあたるブラケットを位置決めした際にブラケットを把持した際の位置ずれ分を反映させる補正を行うことによって、ブラケットを把持した際の把持の態様に自由度を持たせることができ、汎用のハンドリングロボットでも精度良くブラケットの位置決めを行なうことができる。

また、本実施形態にかかる溶接装置１００は、長尺状のステアリングメンバ本体８２を第１のワークとし、ブラケット８４〜８８を第２のワークとした溶接部品の溶接に利用することができる。

本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、特許請求の範囲において種々の変更が可能である。

上記ではハンドロボット１０が一台からなる実施形態について説明したがこれに限定されず、２台など複数台で協調制御を行いながらワークの把持、搬送、位置決めを行なうようにしてもよい。また、溶接を実施するか否かの上限値と溶接条件を変更して溶接を行うか否かの上限値は上記実施形態において同一の値Ａとしたが、これに限定されず、値が異なっていてもよい。また、上記とは反対に溶接を実施するか否かを判断する下限値と溶接条件を変更して溶接を実施するか否かの下限値は異なっていると説明したが、上限値と他の上限値が異なっていれば下限値と他の下限値とは同じであってもよい。また、第２のワークであるブラケットを位置決めした際には把持した際の位置ずれ分を補正すると記載したが、これに限定されず、把持の態様によっては補正を行わないように構成してもよい。

１０ ハンドロボット（配置部）、
１１、２１ 胴体部、
１２、１３、１４、２２、２３、２４ アーム、
１５ ハンド、
１５ａ 固定部、
１５ｂ 可動部、
１５ｃ レール、
１５ｄ 回転部、
１６、６５ カメラ、
２６ カメラ（計測部）、
１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ 回転軸、
２０ 溶接ロボット（溶接部）、
２５ 溶接トーチ、
２７ （溶接）ワイヤ（溶接部材）、
２８ ワイヤ送給部、
３０、３１、３２ ロケーター、
４０ａ、４０ｂ ポジショナー（保持部）、
６０ 制御部、
７０、７１、７２ 部品収集部、
８０ ステアリングメンバ、
８１、８３ サイドブラケット、
８２ ステアリングメンバ本体（第１のワーク）、
８４ ブラケットエアバッグ（第２のワーク）、
８５、８６ オーディオブラケット（第２のワーク）、
８５ａ、８５ｂ 穴、
８５ｃ、８５ｄ、８５ｅ 溶接箇所、
８５ｆ、８５ｇ 計測形状、
８７ ブラケットインパクト（第２のワーク）、
８８ インストステイ（第２のワーク）、
１００ 溶接装置、
Ａ 溶接が可能な場合の基準位置から溶接位置までの距離の上限値（他の上限値）、
Ａ−ｐ 溶接条件を変更せずに溶接が可能な基準位置から溶接位置までの距離の下限値（他の下限値）、
Ａ−ｑ 溶接条件を変更して溶接が可能な基準位置から溶接位置までの距離の下限値、
ｐ、ｑ 許容誤差、
ｘ 基準位置から溶接位置までの距離。

Claims (7)

1. 第１のワークに第２のワークを溶接する溶接方法であって、
   前記第１のワークに前記第２のワークを位置決めし、
   前記第２のワークにおける基準位置から前記第１のワーク上の溶接位置までの距離を計測し、
   前記距離に対し、前記第２のワークの溶接が可能な範囲の最小距離と最大距離をそれぞれ下限値、上限値とし、
   前記距離が前記第２のワークの溶接が可能な前記下限値から上限値の範囲内である場合には前記第２のワークの前記第１のワークに対する溶接を行う判断をし、前記下限値を下回るまたは前記上限値を上回る場合には溶接を実施しないと判断し、
   前記判断をしたうえで前記第２のワークを前記第１のワークに溶接する溶接方法。
2. 前記下限値から前記上限値の範囲内であって溶接の条件を変更せずに溶接が可能な否かを判断する他の下限値および／または他の上限値をさらに有し、
   前記他の下限値から前記他の上限値の範囲内である場合には溶接条件を変更せずに溶接を行い、
   前記下限値から前記上限値の範囲内であって前記他の下限値を下回るまたは他の上限値を上回る場合には溶接条件を変更して溶接を行う請求項１に記載の溶接方法。
3. 前記溶接条件の変更は、溶接の速度を遅くするか、または溶接によって溶融させるワークの量を増加させることによって行う請求項２に記載の溶接方法。
4. 前記下限値および前記上限値は、溶接を行う溶接部材の大きさに基づいて定められる請求項１から３のいずれか１項に記載の溶接方法。
5. 前記第２のワークの位置決めは、前記第２のワークを把持したうえで前記第１のワークまで搬送して前記位置決めを行い、
   前記位置決めをした際に、前記第２のワークを把持した際に生じる位置ずれ分の補正を行う請求項１から４のいずれか１項に記載の溶接方法。
6. 前記第１のワークはステアリングメンバを構成する長尺状の長尺部材であり、前記第２のワークは前記長尺部材に接合されるブラケットである請求項１から５のいずれか１項に記載の溶接方法。
7. 第１のワークに第２のワークを溶接する溶接装置であって、
   前記第２のワークを前記第１のワークに配置する配置部と、
   前記第１のワークを保持する保持部と、
   前記第２のワークを前記第１のワークに溶接する溶接部と、
   前記第２のワークにおける基準位置から前記第１のワークとの溶接位置までの距離を計測する計測部と、
   前記溶接部を制御する制御部と、を有し、
   前記距離に対し、前記第２のワークの溶接が可能な範囲の最小距離と最大距離をそれぞれ下限値、上限値とした場合、前記制御部は、前記距離が前記第２のワークの溶接が可能な前記下限値から前記上限値の範囲内である場合には前記第２のワークの前記第１のワークに対する溶接を行う判断をし、前記下限値または前記上限値を超えた場合には溶接を実施しないと判断する溶接装置。