JP3013533B2 - 溶接線倣い方法 - Google Patents
溶接線倣い方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接線倣い方法に関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】溶接線に沿ってアーク溶接を進める場
合、従来は図９に示すように、開先１の上方に配置した
溶接トーチ２を、点３の位置を中心として開先１の幅方
向４へ５〜６ミリの幅で揺動（ウイービング）させるよ
うにし、この時の溶接電流やアーク電圧などを検出し
て、図１０に示すように、溶接トーチ２が揺動の中心位
置Ｃから左限位置Ｌまで揺動して再び揺動の中心位置Ｃ
へ戻ってくるまでの間の溶接電流値或いはアーク電圧値
の合計ＳＬと、溶接トーチ２が揺動の中心位置Ｃから右
限位置Ｒまで揺動して再び揺動の中心位置Ｃへ戻ってく
るまでの間の溶接電流値或いはアーク電圧値の合計ＳＲ
とを比較し、両者が等しくなるように点３の位置を開先
１の幅方向４へ修正させることにより、溶接トーチ２を
溶接線に倣わせるようにしていた。
合、従来は図９に示すように、開先１の上方に配置した
溶接トーチ２を、点３の位置を中心として開先１の幅方
向４へ５〜６ミリの幅で揺動（ウイービング）させるよ
うにし、この時の溶接電流やアーク電圧などを検出し
て、図１０に示すように、溶接トーチ２が揺動の中心位
置Ｃから左限位置Ｌまで揺動して再び揺動の中心位置Ｃ
へ戻ってくるまでの間の溶接電流値或いはアーク電圧値
の合計ＳＬと、溶接トーチ２が揺動の中心位置Ｃから右
限位置Ｒまで揺動して再び揺動の中心位置Ｃへ戻ってく
るまでの間の溶接電流値或いはアーク電圧値の合計ＳＲ
とを比較し、両者が等しくなるように点３の位置を開先
１の幅方向４へ修正させることにより、溶接トーチ２を
溶接線に倣わせるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の溶接線倣い方法には、以下のような問題があった。
来の溶接線倣い方法には、以下のような問題があった。
【０００４】即ち、溶接トーチ２を揺動（ウイービン
グ）させる場合、溶接電流やアーク電圧の変化を確実に
検出させるために、溶接トーチ２の揺動の振り幅を５〜
６ミリと比較的大きく取らなければならないので、小脚
長の溶接ビードを得難いという問題や、揺動の振り幅が
大きいので高速溶接、特に薄板の高速溶接には向かない
という問題や、溶接トーチ２を揺動させた場合、三次元
的で複雑な溶接線の倣いには追従しきれないなどの問題
があった。
グ）させる場合、溶接電流やアーク電圧の変化を確実に
検出させるために、溶接トーチ２の揺動の振り幅を５〜
６ミリと比較的大きく取らなければならないので、小脚
長の溶接ビードを得難いという問題や、揺動の振り幅が
大きいので高速溶接、特に薄板の高速溶接には向かない
という問題や、溶接トーチ２を揺動させた場合、三次元
的で複雑な溶接線の倣いには追従しきれないなどの問題
があった。
【０００５】本発明は、上述の実情に鑑み、溶接トーチ
を揺動させずに溶接線に倣わせ得るようにした溶接線倣
い方法を提供することを目的とするものである。
を揺動させずに溶接線に倣わせ得るようにした溶接線倣
い方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、溶接
線を基準としたトーチ高さ方向の最適位置及びトーチ高
さ方向と直交する平面内で溶接線と直交する方向の最適
位置並びに位置検出器からの溶接トーチの位置を演算制
御装置に入力し、該演算制御装置により、位置検出器か
ら検出された溶接トーチの位置、及び、溶接トーチの制
御軸がトーチ高さ方向の軸であるかトーチ高さと直交す
る平面内で溶接線と直交する方向の軸であるかというこ
と、並びに、溶接トーチの制御方向が溶接線に近付く方
向であるか離れる方向であるかということをパラメータ
として処理することによって、溶接トーチを、最適位置
で区分される領域内からトーチ高さ方向の最適位置近傍
で且つトーチ高さ方向と直交する平面内で溶接線と直交
する方向の最適位置近傍に位置させるようにし、この状
態から、更に演算制御装置により、位置検出器から検出
された溶接トーチの位置、及び、溶接トーチの制御軸が
トーチ高さ方向の軸であるかトーチ高さ方向と直交する
平面内で溶接線と直交する方向の軸であるかというこ
と、並びに、溶接トーチの制御方向が溶接線に近付く方
向であるか離れる方向であるかということ、をパラメー
タとして処理することによって、トーチ高さ方向の最適
位置を越えて溶接線に近付く動きとトーチ高さ方向の最
適位置を越えて溶接線から離れる動きとの往復運動、及
び、トーチ高さ方向と直交する平面内で溶接線と直交す
る方向の最適位置を越えて溶接線に近付く動きと前記溶
接線と直交する方向の最適位置を越えて溶接線から離れ
る動きとの往復運動、を交互に与えるようにし、溶接ト
ーチを三次元的な溶接線に倣わせることを特徴とする溶
接線倣い方法にかかるものである。
線を基準としたトーチ高さ方向の最適位置及びトーチ高
さ方向と直交する平面内で溶接線と直交する方向の最適
位置並びに位置検出器からの溶接トーチの位置を演算制
御装置に入力し、該演算制御装置により、位置検出器か
ら検出された溶接トーチの位置、及び、溶接トーチの制
御軸がトーチ高さ方向の軸であるかトーチ高さと直交す
る平面内で溶接線と直交する方向の軸であるかというこ
と、並びに、溶接トーチの制御方向が溶接線に近付く方
向であるか離れる方向であるかということをパラメータ
として処理することによって、溶接トーチを、最適位置
で区分される領域内からトーチ高さ方向の最適位置近傍
で且つトーチ高さ方向と直交する平面内で溶接線と直交
する方向の最適位置近傍に位置させるようにし、この状
態から、更に演算制御装置により、位置検出器から検出
された溶接トーチの位置、及び、溶接トーチの制御軸が
トーチ高さ方向の軸であるかトーチ高さ方向と直交する
平面内で溶接線と直交する方向の軸であるかというこ
と、並びに、溶接トーチの制御方向が溶接線に近付く方
向であるか離れる方向であるかということ、をパラメー
タとして処理することによって、トーチ高さ方向の最適
位置を越えて溶接線に近付く動きとトーチ高さ方向の最
適位置を越えて溶接線から離れる動きとの往復運動、及
び、トーチ高さ方向と直交する平面内で溶接線と直交す
る方向の最適位置を越えて溶接線に近付く動きと前記溶
接線と直交する方向の最適位置を越えて溶接線から離れ
る動きとの往復運動、を交互に与えるようにし、溶接ト
ーチを三次元的な溶接線に倣わせることを特徴とする溶
接線倣い方法にかかるものである。
【０００７】請求項２の発明は、溶接開始時に、溶接ト
ーチを少くともトーチ高さ方向あるいはトーチ高さ方向
と直交する平面内で溶接線と直交する方向の一方へ連続
的に移動させて、溶接トーチをトーチ高さ方向の最適位
置近傍あるいは前記溶接線と直交する方向の最適位置近
傍まで寄せる請求項１記載の溶接線倣い方法にかかるも
のである。
ーチを少くともトーチ高さ方向あるいはトーチ高さ方向
と直交する平面内で溶接線と直交する方向の一方へ連続
的に移動させて、溶接トーチをトーチ高さ方向の最適位
置近傍あるいは前記溶接線と直交する方向の最適位置近
傍まで寄せる請求項１記載の溶接線倣い方法にかかるも
のである。
【０００８】
【作用】請求項１の発明によれば、溶接線を基準とした
トーチ高さ方向（Ｚ軸）の最適位置及びトーチ高さ方向
と直交する平面内で溶接線と直交する方向（Ｘ−Ｙ軸）
の最適位置並びに位置検出器からの溶接トーチの位置を
演算制御装置に入力し、位置検出器から検出された溶接
トーチの位置、及び、溶接トーチの制御軸がＺ軸である
かＸ−Ｙ軸であるかということ、並びに溶接トーチの制
御方向が溶接線に近付く方向であるか離れる方向である
かということをパラメータとして処理することによっ
て、溶接トーチは最適位置で区分される領域内からＺ軸
の最適位置近傍で且つＸ−Ｙ軸の最適位置近傍に位置
し、更に、位置検出装置から検出された溶接トーチの位
置、及び、溶接トーチの制御軸がＺ軸であるかＸ−Ｙ軸
であるかということ、並びに、溶接トーチの制御方向が
溶接線に近付く方向であるか離れる方向であるかという
ことをパラメータとして処理することによって、溶接ト
ーチは、Ｚ軸の最適位置を越えて溶接線に近付く動きと
Ｚ軸の最適位置を越えて溶接線から離れる動きとの往復
運動、及び、Ｘ−Ｙ軸の最適位置を越えて溶接線に近付
く動きとＸ−Ｙ軸の最適位置を越えて溶接線から離れる
動きを交互に行い、三次元的な溶接線に倣う。従って、
溶接トーチの位置、溶接トーチの制御軸、及び溶接トー
チの溶接線に対する近接離反をパラメータとして処理す
ることにより、溶接開始前には、溶接トーチを、最適位
置で区分される領域内からトーチ高さ方向の最適位置近
傍で且つトーチ高さ方向と直交する平面内で溶接線と直
交する方向の最適位置近傍に位置させることができる。
又、同様に溶接トーチの位置、溶接トーチの制御軸、及
び溶接トーチの溶接線に対する近接離反をパラメータと
して処理することにより、溶接時には、溶接トーチを、
溶接線に倣ってＸ−Ｙ軸方向とＺ軸方向へ往復運動させ
るようほぼ交互に移動させているので、溶接トーチを揺
動させずに済み、小脚長の溶接ビードを得ることや、高
速溶接、特に薄板の高速溶接を行うことが可能となると
共に、三次元的で複雑な溶接線に対して確実に溶接する
ことができる。
トーチ高さ方向（Ｚ軸）の最適位置及びトーチ高さ方向
と直交する平面内で溶接線と直交する方向（Ｘ−Ｙ軸）
の最適位置並びに位置検出器からの溶接トーチの位置を
演算制御装置に入力し、位置検出器から検出された溶接
トーチの位置、及び、溶接トーチの制御軸がＺ軸である
かＸ−Ｙ軸であるかということ、並びに溶接トーチの制
御方向が溶接線に近付く方向であるか離れる方向である
かということをパラメータとして処理することによっ
て、溶接トーチは最適位置で区分される領域内からＺ軸
の最適位置近傍で且つＸ−Ｙ軸の最適位置近傍に位置
し、更に、位置検出装置から検出された溶接トーチの位
置、及び、溶接トーチの制御軸がＺ軸であるかＸ−Ｙ軸
であるかということ、並びに、溶接トーチの制御方向が
溶接線に近付く方向であるか離れる方向であるかという
ことをパラメータとして処理することによって、溶接ト
ーチは、Ｚ軸の最適位置を越えて溶接線に近付く動きと
Ｚ軸の最適位置を越えて溶接線から離れる動きとの往復
運動、及び、Ｘ−Ｙ軸の最適位置を越えて溶接線に近付
く動きとＸ−Ｙ軸の最適位置を越えて溶接線から離れる
動きを交互に行い、三次元的な溶接線に倣う。従って、
溶接トーチの位置、溶接トーチの制御軸、及び溶接トー
チの溶接線に対する近接離反をパラメータとして処理す
ることにより、溶接開始前には、溶接トーチを、最適位
置で区分される領域内からトーチ高さ方向の最適位置近
傍で且つトーチ高さ方向と直交する平面内で溶接線と直
交する方向の最適位置近傍に位置させることができる。
又、同様に溶接トーチの位置、溶接トーチの制御軸、及
び溶接トーチの溶接線に対する近接離反をパラメータと
して処理することにより、溶接時には、溶接トーチを、
溶接線に倣ってＸ−Ｙ軸方向とＺ軸方向へ往復運動させ
るようほぼ交互に移動させているので、溶接トーチを揺
動させずに済み、小脚長の溶接ビードを得ることや、高
速溶接、特に薄板の高速溶接を行うことが可能となると
共に、三次元的で複雑な溶接線に対して確実に溶接する
ことができる。
【０００９】請求項２の発明によれば、溶接開始時に、
溶接トーチは少くともトーチ高さ方向あるいはトーチ高
さ方向と直交する平面内で溶接線と直交する方向の一方
へ連続的に移動されるので、トーチ高さ方向の最適位置
近傍あるいは前記溶接線と直交する方向の最適位置近傍
まで素早く寄せられる。
溶接トーチは少くともトーチ高さ方向あるいはトーチ高
さ方向と直交する平面内で溶接線と直交する方向の一方
へ連続的に移動されるので、トーチ高さ方向の最適位置
近傍あるいは前記溶接線と直交する方向の最適位置近傍
まで素早く寄せられる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
明する。
【００１１】図１〜図８は、本発明の一実施例である。
【００１２】図１中５は水平板、６は水平板５の上に置
かれた曲面状の立板、７は水平板５と立板６とのコーナ
ー部に形成される曲線状の溶接線、８は溶接トーチであ
って、Ｘ軸、Ｙ軸（共に水平で互いに直交する方向）、
Ｚ軸（トーチ高さ方向）の三軸方向へ動き得るようにな
っている。９は上下方向、１０は水平板５の長手方向
（溶接の進行方向）、１１は水平板５の幅方向である
（通常は、溶接トーチ８の制御Ｚ軸を上下方向９と、溶
接トーチ８の制御Ｙ軸を長手方向１０と、溶接トーチ８
の制御Ｘ軸を幅方向１１と一致させるようにしてい
る）。
かれた曲面状の立板、７は水平板５と立板６とのコーナ
ー部に形成される曲線状の溶接線、８は溶接トーチであ
って、Ｘ軸、Ｙ軸（共に水平で互いに直交する方向）、
Ｚ軸（トーチ高さ方向）の三軸方向へ動き得るようにな
っている。９は上下方向、１０は水平板５の長手方向
（溶接の進行方向）、１１は水平板５の幅方向である
（通常は、溶接トーチ８の制御Ｚ軸を上下方向９と、溶
接トーチ８の制御Ｙ軸を長手方向１０と、溶接トーチ８
の制御Ｘ軸を幅方向１１と一致させるようにしてい
る）。
【００１３】又、図２中１２は溶接トーチ８の溶接線７
に対するＸ−Ｙ方向（溶接線７上の各点における接線と
直交する方向、即ちトーチ高さ方向２と直交する平面内
で溶接線７と直交する方向であって、Ｘ軸方向の成分と
Ｙ軸方向の成分とを後述する演算制御装置２２の内部演
算によって合成して得ている）の最適位置１３を設定す
るＸ−Ｙ方向最適位置設定器、１４は溶接トーチ８の溶
接線７に対するＺ方向の最適位置１５を設定するＺ方向
最適位置設定器、１６は溶接電流やアーク電圧に基づい
て溶接トーチ８の現在位置１７を検出する位置検出器、
２０は溶接トーチ８をＸ−Ｙ方向へ移動させるトーチＸ
−Ｙ方向移動装置、２１は溶接トーチ８をＺ方向へ移動
させるトーチＺ方向移動装置、２２はＸ−Ｙ方向最適位
置設定器１２からのＸ−Ｙ方向の最適位置１３、及び、
Ｚ方向最適位置設定器１４からのＺ方向の最適位置１
５、並びに、位置検出器１６からの溶接トーチ８の現在
位置１７を入力し、溶接トーチ８の制御軸とその制御方
向をパラメータとして、図３のフローチャートに示すよ
うな制御を行うことにより、トーチＸ−Ｙ方向駆動装置
２０にトーチＸ−Ｙ方向移動指令２３を、又、トーチＺ
方向駆動装置２１にトーチＺ方向移動指令２４を交互に
出力し、溶接トーチ８をＸ−Ｙ方向及びＺ方向へ０．数
ミリ単位で交互に往復移動させる演算制御装置である。
に対するＸ−Ｙ方向（溶接線７上の各点における接線と
直交する方向、即ちトーチ高さ方向２と直交する平面内
で溶接線７と直交する方向であって、Ｘ軸方向の成分と
Ｙ軸方向の成分とを後述する演算制御装置２２の内部演
算によって合成して得ている）の最適位置１３を設定す
るＸ−Ｙ方向最適位置設定器、１４は溶接トーチ８の溶
接線７に対するＺ方向の最適位置１５を設定するＺ方向
最適位置設定器、１６は溶接電流やアーク電圧に基づい
て溶接トーチ８の現在位置１７を検出する位置検出器、
２０は溶接トーチ８をＸ−Ｙ方向へ移動させるトーチＸ
−Ｙ方向移動装置、２１は溶接トーチ８をＺ方向へ移動
させるトーチＺ方向移動装置、２２はＸ−Ｙ方向最適位
置設定器１２からのＸ−Ｙ方向の最適位置１３、及び、
Ｚ方向最適位置設定器１４からのＺ方向の最適位置１
５、並びに、位置検出器１６からの溶接トーチ８の現在
位置１７を入力し、溶接トーチ８の制御軸とその制御方
向をパラメータとして、図３のフローチャートに示すよ
うな制御を行うことにより、トーチＸ−Ｙ方向駆動装置
２０にトーチＸ−Ｙ方向移動指令２３を、又、トーチＺ
方向駆動装置２１にトーチＺ方向移動指令２４を交互に
出力し、溶接トーチ８をＸ−Ｙ方向及びＺ方向へ０．数
ミリ単位で交互に往復移動させる演算制御装置である。
【００１４】図４中２５は溶接トーチ８のＸ−Ｙ方向の
最適位置１３と溶接線７との間の範囲、２６は溶接トー
チ８のＺ方向の最適位置１５と溶接線７との間の範囲、
２７は範囲２５内で且つ範囲２６内の領域、２８は範囲
２５外で且つ範囲２６内の領域、２９は範囲２５内で且
つ範囲２６外の領域、３０は範囲２５外で且つ範囲２６
外の領域である。
最適位置１３と溶接線７との間の範囲、２６は溶接トー
チ８のＺ方向の最適位置１５と溶接線７との間の範囲、
２７は範囲２５内で且つ範囲２６内の領域、２８は範囲
２５外で且つ範囲２６内の領域、２９は範囲２５内で且
つ範囲２６外の領域、３０は範囲２５外で且つ範囲２６
外の領域である。
【００１５】図５〜図８中、白抜き三角は溶接トーチ８
の溶接開始位置、白抜き点は溶接トーチ８の通過位置、
黒塗り点は溶接トーチ８の繰返し移動位置である。
の溶接開始位置、白抜き点は溶接トーチ８の通過位置、
黒塗り点は溶接トーチ８の繰返し移動位置である。
【００１６】本発明では、演算制御装置２２に、Ｘ−Ｙ
方向最適位置設定器１２からの溶接トーチ８のＸ−Ｙ方
向の最適位置１３、及び、Ｚ方向最適位置設定器１４か
らの溶接トーチ８のＺ方向の最適位置１５、並びに、位
置検出器１６からの溶接トーチ８の現在位置１７を入力
し、演算制御装置２２で、溶接トーチ８の制御軸がＸ−
Ｙ軸であるかＺ軸であるかということと、制御方向が溶
接線７に近付く方向にあるか離れる方向にあるかという
ことをパラメータとして、図３のフローチャートに示す
ような制御を行うことにより、トーチＸ−Ｙ方向駆動装
置２０にトーチＸ−Ｙ方向移動指令２３を、又、トーチ
Ｚ方向駆動装置２１にトーチＺ方向移動指令２４をほぼ
交互に（溶接開始直後においては交互でない場合があ
る）出力して、溶接トーチ８をＸ−Ｙ軸方向及びＺ軸方
向へほぼ交互に、それぞれ最適位置１３，１５へ向け
０．数ミリ単位で往復移動させ、溶接トーチ８を溶接線
７に倣わせるようにする。
方向最適位置設定器１２からの溶接トーチ８のＸ−Ｙ方
向の最適位置１３、及び、Ｚ方向最適位置設定器１４か
らの溶接トーチ８のＺ方向の最適位置１５、並びに、位
置検出器１６からの溶接トーチ８の現在位置１７を入力
し、演算制御装置２２で、溶接トーチ８の制御軸がＸ−
Ｙ軸であるかＺ軸であるかということと、制御方向が溶
接線７に近付く方向にあるか離れる方向にあるかという
ことをパラメータとして、図３のフローチャートに示す
ような制御を行うことにより、トーチＸ−Ｙ方向駆動装
置２０にトーチＸ−Ｙ方向移動指令２３を、又、トーチ
Ｚ方向駆動装置２１にトーチＺ方向移動指令２４をほぼ
交互に（溶接開始直後においては交互でない場合があ
る）出力して、溶接トーチ８をＸ−Ｙ軸方向及びＺ軸方
向へほぼ交互に、それぞれ最適位置１３，１５へ向け
０．数ミリ単位で往復移動させ、溶接トーチ８を溶接線
７に倣わせるようにする。
【００１７】演算制御装置２２では、図３のフローチャ
ートに示すように、先ず、初期設定として演算制御装置
２２内部のフラグに、溶接トーチ８の制御軸をＸ−Ｙ軸
と、又、溶接トーチ８の制御方向を溶接線７に近付く方
向と設定しておき、制御を開始する。
ートに示すように、先ず、初期設定として演算制御装置
２２内部のフラグに、溶接トーチ８の制御軸をＸ−Ｙ軸
と、又、溶接トーチ８の制御方向を溶接線７に近付く方
向と設定しておき、制御を開始する。
【００１８】すると、先ず、初期設定により制御軸がＸ
−Ｙ軸でＸ−Ｙ軸についての制御方向が溶接線７に近付
く方向となっているので、第一の条件分岐Ａでは必ずイ
エスの側へと進むこととなり、そこで、位置検出器１６
により溶接トーチ８の現在位置１７を検出し、検出した
現在位置１７に基づいて内部の条件分岐Ｄにより溶接ト
ーチ８の位置がＸ−Ｙ軸方向の範囲２５内にあるかどう
かを判断し、範囲２５内にない場合には、溶接トーチ８
のＸ−Ｙ軸についての制御方向を溶接線７に近付く方向
とし（指令ａ）、範囲２５内にある場合には、溶接トー
チ８のＸ−Ｙ軸についての制御方向を溶接線７から離れ
る方向に設定変更し（指令ｂ）、その後、トーチＸ−Ｙ
方向駆動装置２０にトーチＸ−Ｙ方向移動指令２３を送
ってトーチＸ−Ｙ方向駆動装置２０により溶接トーチ８
をその方向へ０．数ミリ分移動させる。
−Ｙ軸でＸ−Ｙ軸についての制御方向が溶接線７に近付
く方向となっているので、第一の条件分岐Ａでは必ずイ
エスの側へと進むこととなり、そこで、位置検出器１６
により溶接トーチ８の現在位置１７を検出し、検出した
現在位置１７に基づいて内部の条件分岐Ｄにより溶接ト
ーチ８の位置がＸ−Ｙ軸方向の範囲２５内にあるかどう
かを判断し、範囲２５内にない場合には、溶接トーチ８
のＸ−Ｙ軸についての制御方向を溶接線７に近付く方向
とし（指令ａ）、範囲２５内にある場合には、溶接トー
チ８のＸ−Ｙ軸についての制御方向を溶接線７から離れ
る方向に設定変更し（指令ｂ）、その後、トーチＸ−Ｙ
方向駆動装置２０にトーチＸ−Ｙ方向移動指令２３を送
ってトーチＸ−Ｙ方向駆動装置２０により溶接トーチ８
をその方向へ０．数ミリ分移動させる。
【００１９】溶接トーチ８がＸ−Ｙ軸方向へ移動される
と、再び、第一の条件分岐Ａへ戻ってくるが、制御開始
時における溶接トーチ８の位置が範囲２５外で且つＸ−
Ｙ軸方向の最適位置１３より大きく離れていた場合、第
一の条件分岐Ａでイエスが繰返し成立し内部の条件分岐
Ｄでノーが成立し続けるので、溶接トーチ８が範囲２５
内に入って指令ｂが出されるようになるまで指令ａが繰
り返し出され、溶接トーチ８はＸ−Ｙ軸方向で且つ溶接
線７に近付く方向へ連続的に移動されて最適位置１３へ
と近付けられる。
と、再び、第一の条件分岐Ａへ戻ってくるが、制御開始
時における溶接トーチ８の位置が範囲２５外で且つＸ−
Ｙ軸方向の最適位置１３より大きく離れていた場合、第
一の条件分岐Ａでイエスが繰返し成立し内部の条件分岐
Ｄでノーが成立し続けるので、溶接トーチ８が範囲２５
内に入って指令ｂが出されるようになるまで指令ａが繰
り返し出され、溶接トーチ８はＸ−Ｙ軸方向で且つ溶接
線７に近付く方向へ連続的に移動されて最適位置１３へ
と近付けられる。
【００２０】そして、指令ｂが出されて溶接トーチ８が
溶接線７から離れる方向へ移動されるようになると、も
はや第一の条件分岐Ａでイエスが成立しなくなるので、
第一の条件分岐Ａへ戻ってきたときに第一の条件分岐Ａ
から第二の条件分岐Ｂへ進み、且つ、制御軸がＸ−Ｙ軸
のままなので、第二の条件分岐Ｂでは必ずイエス側へ進
められる。
溶接線７から離れる方向へ移動されるようになると、も
はや第一の条件分岐Ａでイエスが成立しなくなるので、
第一の条件分岐Ａへ戻ってきたときに第一の条件分岐Ａ
から第二の条件分岐Ｂへ進み、且つ、制御軸がＸ−Ｙ軸
のままなので、第二の条件分岐Ｂでは必ずイエス側へ進
められる。
【００２１】第二の条件分岐Ｂでイエス側へ進むと、溶
接トーチ８の制御軸をＺ軸に変更し、次に位置検出器１
６により溶接トーチ８の現在位置１７を検出し、検出し
た現在位置１７に基づいて内部の条件分岐Ｅにより溶接
トーチ８の位置がＺ軸方向の範囲２６内にあるかどうか
を判断し、範囲２６内にない場合には、溶接トーチ８の
Ｚ軸についての制御方向を溶接線７へ近付く方向とし
（指令ｃ）、範囲２６内にある場合には、溶接トーチ８
のＺ軸についての制御方向を溶接線７から離れる方向と
し（指令ｄ）、トーチＺ方向駆動装置２１にトーチＺ方
向移動指令２４を送ってトーチＺ方向駆動装置２１によ
り溶接トーチ８をその方向へ０．数ミリ分移動させる。
接トーチ８の制御軸をＺ軸に変更し、次に位置検出器１
６により溶接トーチ８の現在位置１７を検出し、検出し
た現在位置１７に基づいて内部の条件分岐Ｅにより溶接
トーチ８の位置がＺ軸方向の範囲２６内にあるかどうか
を判断し、範囲２６内にない場合には、溶接トーチ８の
Ｚ軸についての制御方向を溶接線７へ近付く方向とし
（指令ｃ）、範囲２６内にある場合には、溶接トーチ８
のＺ軸についての制御方向を溶接線７から離れる方向と
し（指令ｄ）、トーチＺ方向駆動装置２１にトーチＺ方
向移動指令２４を送ってトーチＺ方向駆動装置２１によ
り溶接トーチ８をその方向へ０．数ミリ分移動させる。
【００２２】溶接トーチ８がＺ軸方向へ移動されたら、
再び第一の条件分岐Ａへ戻されるが、制御軸はＺ軸とな
っているため、第一の条件分岐Ａではノーが成立し、第
二の条件分岐Ｂでもノーが成立するので、必ず第三の条
件分岐Ｃへと進んでくる。
再び第一の条件分岐Ａへ戻されるが、制御軸はＺ軸とな
っているため、第一の条件分岐Ａではノーが成立し、第
二の条件分岐Ｂでもノーが成立するので、必ず第三の条
件分岐Ｃへと進んでくる。
【００２３】そして、Ｚ軸についての制御方向が溶接線
７に近付く方向かという第三の条件分岐Ｃでイエスが成
立する場合、位置検出器１６により溶接トーチ８の現在
位置１７を検出し、検出した現在位置１７に基づいて内
部の条件分岐Ｆにより溶接トーチ８の位置がＺ軸方向に
ついての範囲２６内にあるかどうかを判断し、範囲２６
内にない場合には、溶接トーチ８のＺ軸についての制御
方向を溶接線７に近付く方向とし（指令ｅ）、範囲２６
内にある場合には、溶接トーチ８のＺ軸についての制御
方向を溶接線７から離れる方向とし（指令ｆ）、トーチ
Ｚ方向駆動装置２１にトーチＺ方向移動指令２４を送っ
てトーチＺ方向駆動装置２１により溶接トーチ８をその
方向へ０．数ミリ分移動させる。
７に近付く方向かという第三の条件分岐Ｃでイエスが成
立する場合、位置検出器１６により溶接トーチ８の現在
位置１７を検出し、検出した現在位置１７に基づいて内
部の条件分岐Ｆにより溶接トーチ８の位置がＺ軸方向に
ついての範囲２６内にあるかどうかを判断し、範囲２６
内にない場合には、溶接トーチ８のＺ軸についての制御
方向を溶接線７に近付く方向とし（指令ｅ）、範囲２６
内にある場合には、溶接トーチ８のＺ軸についての制御
方向を溶接線７から離れる方向とし（指令ｆ）、トーチ
Ｚ方向駆動装置２１にトーチＺ方向移動指令２４を送っ
てトーチＺ方向駆動装置２１により溶接トーチ８をその
方向へ０．数ミリ分移動させる。
【００２４】ここで、溶接トーチ８の位置が範囲２６外
で且つＺ方向の最適位置１５より大きく離れていた場
合、第一の条件分岐Ａでノーが成立し、第二の条件分岐
Ｂでノーが成立し、第三の条件分岐Ｃでイエスが成立
し、内部の条件分岐Ｆでノーが成立し続けるので、溶接
トーチ８が範囲２６内に入って指令ｆが出されるように
なるまで指令ｅが繰り返し出され、溶接トーチ８はＺ軸
方向で且つ溶接線７に近付く方向へ連続的に移動されて
最適位置１５へと近付けられる。
で且つＺ方向の最適位置１５より大きく離れていた場
合、第一の条件分岐Ａでノーが成立し、第二の条件分岐
Ｂでノーが成立し、第三の条件分岐Ｃでイエスが成立
し、内部の条件分岐Ｆでノーが成立し続けるので、溶接
トーチ８が範囲２６内に入って指令ｆが出されるように
なるまで指令ｅが繰り返し出され、溶接トーチ８はＺ軸
方向で且つ溶接線７に近付く方向へ連続的に移動されて
最適位置１５へと近付けられる。
【００２５】そして、指令ｆが出されて溶接トーチ８が
溶接線７から離れる方向へ移動されるようになると、も
はや第三の条件分岐Ｃでイエスが成立しなくなるので、
第一の条件分岐Ａへ戻ってきたときに第一の条件分岐Ａ
から第二の条件分岐Ｂへ進み、第三の条件分岐Ｃでノー
側へ進む。
溶接線７から離れる方向へ移動されるようになると、も
はや第三の条件分岐Ｃでイエスが成立しなくなるので、
第一の条件分岐Ａへ戻ってきたときに第一の条件分岐Ａ
から第二の条件分岐Ｂへ進み、第三の条件分岐Ｃでノー
側へ進む。
【００２６】第三の条件分岐Ｃのノー側では、溶接トー
チ８の制御軸をＸ−Ｙ軸に変更し、位置検出器１６によ
り溶接トーチ８の現在位置１７を検出し、検出した現在
位置１７に基づいて内部の条件分岐Ｇにより溶接トーチ
８の位置がＸ−Ｙ軸方向の範囲２５内にあるかどうかを
判断し、範囲２５内にない場合には、溶接トーチ８のＸ
−Ｙ軸についての制御方向を溶接線７に近付く方向とし
（指令ｇ）、範囲２５内にある場合には、溶接トーチ８
のＸ−Ｙ軸についての制御方向を溶接線７から離れる方
向とし（指令ｈ）、トーチＸ−Ｙ方向駆動装置２０にト
ーチＸ−Ｙ方向移動指令２３を送ってトーチＸ−Ｙ方向
駆動装置２０により溶接トーチ８をその方向へ０．数ミ
リ分移動させる。
チ８の制御軸をＸ−Ｙ軸に変更し、位置検出器１６によ
り溶接トーチ８の現在位置１７を検出し、検出した現在
位置１７に基づいて内部の条件分岐Ｇにより溶接トーチ
８の位置がＸ−Ｙ軸方向の範囲２５内にあるかどうかを
判断し、範囲２５内にない場合には、溶接トーチ８のＸ
−Ｙ軸についての制御方向を溶接線７に近付く方向とし
（指令ｇ）、範囲２５内にある場合には、溶接トーチ８
のＸ−Ｙ軸についての制御方向を溶接線７から離れる方
向とし（指令ｈ）、トーチＸ−Ｙ方向駆動装置２０にト
ーチＸ−Ｙ方向移動指令２３を送ってトーチＸ−Ｙ方向
駆動装置２０により溶接トーチ８をその方向へ０．数ミ
リ分移動させる。
【００２７】以後、上記条件に従って溶接トーチ８の制
御が行われ、指令ａによって溶接トーチ８が移動された
後は第一の条件分岐Ａのイエス側へ進み、指令ｂによっ
て溶接トーチ８が移動された後は第二の条件分岐Ｂのイ
エス側へ進み、指令ｃによって溶接トーチ８が移動され
た後は第三の条件分岐Ｃのイエス側へ進み、指令ｄによ
って溶接トーチ８が移動された後は第三の条件分岐Ｃの
ノー側へ進み、指令ｅによって溶接トーチ８が移動され
た後は第三の条件分岐Ｃのイエス側へ進み、指令ｆによ
って溶接トーチ８が移動された後は第三の条件分岐Ｃの
ノー側へ進み、指令ｇによって溶接トーチ８が移動され
た後は第一の条件分岐Ａのイエス側へ進み、指令ｈによ
って溶接トーチ８が移動された後は第二の条件分岐Ｂの
イエス側へ進んで制御が繰返される。
御が行われ、指令ａによって溶接トーチ８が移動された
後は第一の条件分岐Ａのイエス側へ進み、指令ｂによっ
て溶接トーチ８が移動された後は第二の条件分岐Ｂのイ
エス側へ進み、指令ｃによって溶接トーチ８が移動され
た後は第三の条件分岐Ｃのイエス側へ進み、指令ｄによ
って溶接トーチ８が移動された後は第三の条件分岐Ｃの
ノー側へ進み、指令ｅによって溶接トーチ８が移動され
た後は第三の条件分岐Ｃのイエス側へ進み、指令ｆによ
って溶接トーチ８が移動された後は第三の条件分岐Ｃの
ノー側へ進み、指令ｇによって溶接トーチ８が移動され
た後は第一の条件分岐Ａのイエス側へ進み、指令ｈによ
って溶接トーチ８が移動された後は第二の条件分岐Ｂの
イエス側へ進んで制御が繰返される。
【００２８】上記条件に従った、溶接トーチ８の動きを
具体的に述べると、溶接トーチ８の溶接開始位置（白抜
きの三角）が領域２８にある場合には、図５に示すよう
に、溶接トーチ８は矢印ａ，ａ，ｂ，ｄ，ｇ，ｂ，ｄ，
ｇ，ｂ，ｃ，ｆの順に移動し、最終的に矢印ｃ，ｆ，
ｇ，ｂで示すＺ軸方向の往復移動とＸ−Ｙ軸方向の往復
移動を交互に繰り返し、最適位置１３，１５を跨ぐ黒塗
りの点間の移動を繰返しつつ溶接線７に倣う。
具体的に述べると、溶接トーチ８の溶接開始位置（白抜
きの三角）が領域２８にある場合には、図５に示すよう
に、溶接トーチ８は矢印ａ，ａ，ｂ，ｄ，ｇ，ｂ，ｄ，
ｇ，ｂ，ｃ，ｆの順に移動し、最終的に矢印ｃ，ｆ，
ｇ，ｂで示すＺ軸方向の往復移動とＸ−Ｙ軸方向の往復
移動を交互に繰り返し、最適位置１３，１５を跨ぐ黒塗
りの点間の移動を繰返しつつ溶接線７に倣う。
【００２９】又、溶接トーチ８の初期の位置が領域３０
にある場合には、図６に示すように、溶接トーチ８は矢
印ａ，ａ，ｂ，ｃ，ｅ，ｆ，ｇ，ｂ，ｃの順に移動し、
最終的に矢印ｃ，ｆ，ｇ，ｂで示すＺ軸方向の往復移動
とＸ−Ｙ軸方向の往復移動を交互に繰り返し、最適位置
１３，１５を跨ぐ黒塗りの点間の移動を繰返しつつ溶接
線７に倣う。
にある場合には、図６に示すように、溶接トーチ８は矢
印ａ，ａ，ｂ，ｃ，ｅ，ｆ，ｇ，ｂ，ｃの順に移動し、
最終的に矢印ｃ，ｆ，ｇ，ｂで示すＺ軸方向の往復移動
とＸ−Ｙ軸方向の往復移動を交互に繰り返し、最適位置
１３，１５を跨ぐ黒塗りの点間の移動を繰返しつつ溶接
線７に倣う。
【００３０】溶接トーチ８の初期の位置が領域２６にあ
る場合には、図７に示すように、溶接トーチ８は矢印
ｂ，ｄ，ｈ，ｄ，ｇ，ｂ，ｃ，ｆの順に移動し、最終的
に矢印ｃ，ｆ，ｇ，ｂで示すＺ軸方向の往復移動とＸ−
Ｙ軸方向の往復移動を交互に繰り返し、最適位置１３，
１５を跨ぐ黒塗りの点間の移動を繰返しつつ溶接線７に
倣う。
る場合には、図７に示すように、溶接トーチ８は矢印
ｂ，ｄ，ｈ，ｄ，ｇ，ｂ，ｃ，ｆの順に移動し、最終的
に矢印ｃ，ｆ，ｇ，ｂで示すＺ軸方向の往復移動とＸ−
Ｙ軸方向の往復移動を交互に繰り返し、最適位置１３，
１５を跨ぐ黒塗りの点間の移動を繰返しつつ溶接線７に
倣う。
【００３１】溶接トーチ８の初期の位置が領域２９にあ
る場合には、図８に示すように、溶接トーチ８は矢印
ｂ，ｃ，ｅ，ｆ，ｈ，ｃ，ｆ，ｇ，ｂの順に移動し、最
終的に矢印ｃ，ｆ，ｇ，ｂで示すＺ軸方向の往復移動と
Ｘ−Ｙ軸方向の往復移動を交互に繰り返し、最適位置１
３，１５を跨ぐ黒塗りの点間の移動を繰返しつつ溶接線
７に倣う。
る場合には、図８に示すように、溶接トーチ８は矢印
ｂ，ｃ，ｅ，ｆ，ｈ，ｃ，ｆ，ｇ，ｂの順に移動し、最
終的に矢印ｃ，ｆ，ｇ，ｂで示すＺ軸方向の往復移動と
Ｘ−Ｙ軸方向の往復移動を交互に繰り返し、最適位置１
３，１５を跨ぐ黒塗りの点間の移動を繰返しつつ溶接線
７に倣う。
【００３２】黒塗りの点間の移動量は０．数ミリ単位な
ので、溶接トーチ８は高精度で最適位置１３，１５に保
持されつつ溶接線７に倣うことができる。
ので、溶接トーチ８は高精度で最適位置１３，１５に保
持されつつ溶接線７に倣うことができる。
【００３３】そして、本発明では、溶接トーチ８を揺動
させずに、Ｘ−Ｙ軸方向とＺ軸方向へ０．数ミリ単位で
ほぼ交互に移動させるようにしているので、小脚長の溶
接ビードを得ることが可能で、しかも、高速溶接、特に
薄板の高速溶接を行うことができ、更に、Ｚ軸方向とＸ
−Ｙ軸方向の両方向について位置制御を行っているの
で、三次元的で複雑な溶接線に対しても倣うことが可能
である。
させずに、Ｘ−Ｙ軸方向とＺ軸方向へ０．数ミリ単位で
ほぼ交互に移動させるようにしているので、小脚長の溶
接ビードを得ることが可能で、しかも、高速溶接、特に
薄板の高速溶接を行うことができ、更に、Ｚ軸方向とＸ
−Ｙ軸方向の両方向について位置制御を行っているの
で、三次元的で複雑な溶接線に対しても倣うことが可能
である。
【００３４】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、Ｘ−Ｙ軸方向の制御をＺ軸方向の制
御に優先させる代りにＺ軸方向の制御をＸ−Ｙ軸方向の
制御に優先させても良いこと、Ｘ−Ｙ軸方向の制御をＸ
軸方向の制御とＹ軸方向の制御に分けて行っても良いこ
と、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。
れるものではなく、Ｘ−Ｙ軸方向の制御をＺ軸方向の制
御に優先させる代りにＺ軸方向の制御をＸ−Ｙ軸方向の
制御に優先させても良いこと、Ｘ−Ｙ軸方向の制御をＸ
軸方向の制御とＹ軸方向の制御に分けて行っても良いこ
と、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の溶接線倣
い方法によれば、溶接トーチの位置、溶接トーチの制御
軸、及び溶接トーチの溶接線に対する近接離反をパラメ
ータとして処理することにより、溶接開始前には、溶接
トーチを、最適位置で区分される領域内からトーチ高さ
方向の最適位置近傍で且つトーチ高さ方向と直交する平
面内で溶接線と直交する方向の最適位置近傍に位置させ
ることができる。又、同様に溶接トーチの位置、溶接ト
ーチの制御軸、及び溶接トーチの溶接線に対する近接離
反をパラメータとして処理することにより、溶接時に
は、溶接トーチを、溶接線に倣ってＸ−Ｙ軸方向とＺ軸
方向へ往復運動させるようほぼ交互に移動させているの
で、溶接トーチを揺動させずに済み、小脚長の溶接ビー
ドを得ることや、高速溶接、特に薄板の高速溶接を行う
ことが可能となると共に、三次元的で複雑な溶接線に対
して確実に溶接することができる。
い方法によれば、溶接トーチの位置、溶接トーチの制御
軸、及び溶接トーチの溶接線に対する近接離反をパラメ
ータとして処理することにより、溶接開始前には、溶接
トーチを、最適位置で区分される領域内からトーチ高さ
方向の最適位置近傍で且つトーチ高さ方向と直交する平
面内で溶接線と直交する方向の最適位置近傍に位置させ
ることができる。又、同様に溶接トーチの位置、溶接ト
ーチの制御軸、及び溶接トーチの溶接線に対する近接離
反をパラメータとして処理することにより、溶接時に
は、溶接トーチを、溶接線に倣ってＸ−Ｙ軸方向とＺ軸
方向へ往復運動させるようほぼ交互に移動させているの
で、溶接トーチを揺動させずに済み、小脚長の溶接ビー
ドを得ることや、高速溶接、特に薄板の高速溶接を行う
ことが可能となると共に、三次元的で複雑な溶接線に対
して確実に溶接することができる。
【図１】本発明の一実施例によって溶接される溶接線を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例を行うための制御装置を示す
図である。
図である。
【図３】図２の制御装置内部で行われる制御の過程を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図４】図１をＩＶ−ＩＶ矢視方向から見た図である。
【図５】溶接の開始位置に応じた溶接トーチの動きを示
す第一の図である。
す第一の図である。
【図６】溶接の開始位置に応じた溶接トーチの動きを示
す第二の図である。
す第二の図である。
【図７】溶接の開始位置に応じた溶接トーチの動きを示
す第三の図である。
す第三の図である。
【図８】溶接の開始位置に応じた溶接トーチの動きを示
す第四の図である。
す第四の図である。
【図９】従来例にかかる溶接トーチの溶接線倣い方法を
示す図である。
示す図である。
【図１０】図９にかかる溶接線倣い方法の原理を示す、
アーク電圧と溶接トーチの位置との関係を表わすグラフ
である。
アーク電圧と溶接トーチの位置との関係を表わすグラフ
である。
７ 溶接線 ８ 溶接トーチ １３，１５ 最適位置 Ｚ トーチ高さ方向 Ｘ−Ｙ トーチ高さ方向Ｚと直交する平面内で溶接線７
と直交する方向
と直交する方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−111776（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−15210（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−173080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−40622（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−245359（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−24343（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/127 B23Q 15/00 G05B 13/02 G05B 19/4097
Claims (2)
- 【請求項１】 溶接線を基準としたトーチ高さ方向の最
適位置及びトーチ高さ方向と直交する平面内で溶接線と
直交する方向の最適位置並びに位置検出器からの溶接ト
ーチの位置を演算制御装置に入力し、該演算制御装置に
より、位置検出器から検出された溶接トーチの位置、及
び、溶接トーチの制御軸がトーチ高さ方向の軸であるか
トーチ高さと直交する平面内で溶接線と直交する方向の
軸であるかということ、並びに、溶接トーチの制御方向
が溶接線に近付く方向であるか離れる方向であるかとい
うことをパラメータとして処理することによって、溶接
トーチを、最適位置で区分される領域内からトーチ高さ
方向の最適位置近傍で且つトーチ高さ方向と直交する平
面内で溶接線と直交する方向の最適位置近傍に位置させ
るようにし、この状態から、更に演算制御装置により、
位置検出器から検出された溶接トーチの位置、及び、溶
接トーチの制御軸がトーチ高さ方向の軸であるかトーチ
高さ方向と直交する平面内で溶接線と直交する方向の軸
であるかということ、並びに、溶接トーチの制御方向が
溶接線に近付く方向であるか離れる方向であるかという
こと、をパラメータとして処理することによって、トー
チ高さ方向の最適位置を越えて溶接線に近付く動きとト
ーチ高さ方向の最適位置を越えて溶接線から離れる動き
との往復運動、及び、トーチ高さ方向と直交する平面内
で溶接線と直交する方向の最適位置を越えて溶接線に近
付く動きと前記溶接線と直交する方向の最適位置を越え
て溶接線から離れる動きとの往復運動、を交互に与える
ようにし、溶接トーチを三次元的な溶接線に倣わせるこ
とを特徴とする溶接線倣い方法。 - 【請求項２】 溶接開始時に、溶接トーチを少くともト
ーチ高さ方向あるいはトーチ高さ方向と直交する平面内
で溶接線と直交する方向の一方へ連続的に移動させて、
溶接トーチをトーチ高さ方向の最適位置近傍あるいは前
記溶接線と直交する方向の最適位置近傍まで寄せる請求
項１記載の溶接線倣い方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3216185A JP3013533B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 溶接線倣い方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3216185A JP3013533B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 溶接線倣い方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0538580A JPH0538580A (ja) | 1993-02-19 |
| JP3013533B2 true JP3013533B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=16684624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3216185A Expired - Fee Related JP3013533B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 溶接線倣い方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3013533B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103809525B (zh) * | 2014-01-26 | 2016-05-25 | 佛山市蓝箭电子股份有限公司 | 一种自动粘片机三维运动焊头的控制系统和控制方法 |
-
1991
- 1991-08-02 JP JP3216185A patent/JP3013533B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0538580A (ja) | 1993-02-19 |
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