JPH03294064A - 溶接線倣い制御方法 - 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】 （！集土の利用分野） この発明は溶接線倣い制御方法に関するもので、特に溶
接ロボートにウィービング溶接を行わせるに際しての溶
接線倣い制御方法に関する。

（従来の技術とその課題） 溶接ロボットの重要な機能のひとつにウィービング溶接
がある。このウィービング溶接は、周知のように、溶接
トーチを溶接線に対してほぼ直角方向に揺動させつつ、
溶接線に沿って移動せしめる溶接方法である。

ところで、溶接の対象となるワーク（この明細書では「
被溶接体」と呼び、相互に溶接すべき２つの被溶接体を
「第１」と「第２」とによってそれぞれ表現する。）は
、切断精度１曲げ精度、および材料の曲りや歪による組
立精度の各々のバラツキとその集積誤差により、第１と
第２の被溶接体の間の突き合わせ間隔や開先幅など（こ
の明細書ではこれらを総称して、被溶接体の「相互間隔
」と称する。）が、溶接線方向において不均一となるこ
とが多い。したがって、上記のように相互間隔が不均一
であるにもかかわらず、溶接トーチの揺動幅、すなわち
ウィービング幅を一定に保ちながらウィービング溶接を
行うと、場所によって溶接の過不足が生じて溶接品質が
著しく低下する。

そこでこの問題を解決するために、ウィービング溶接に
際しては、相互間隔の変化に応じて自動的に応答し、常
に良好な溶接を行うことができる溶接線倣い制御方法（
例えば、特開昭６２−２４０１６７号）が従来より提案
されている。

この提案例によれば、予め定められた回数だけウィービ
ング溶接を行い、その間の溶接電流および／または溶接
電圧の平均値を求めた後、各ウィービング端点における
溶接電流および／または溶接電圧を検知し、前記平均値
に所定値を加算した値との偏差値が零になるようにウィ
ービング幅を調整している。

また、ウィービング幅を精度良く制御するためには、従
来より周知のように、ウィービング最中に溶接トーチの
先端部と開先面との間隔、すなわちアーク長を一定に保
つことが必要である。そこで、この提案例では、上記平
均値と予め設定した基準値との偏差量が一定範囲内に収
まるように溶接トーチ位置を制御することによって、ア
ーク長を一定に保っている。

ところで、溶接電流および／または溶接電圧の平均値を
上記のようにして求める場合には、その平均値は開先幅
の大きさにともなって大きく変化する。例えば、開先幅
が比較的広いとき（第９図（ａ））には、溶接電流は第
９図（ｂ）の実線に示すように変化し、その平均値は値
！ＶＤとなる。一方、開先幅が比較的狭くなる（第９図
（Ｃ））と、溶接電流は第９図（ｂ）の破線に示すよう
に変化し、その平均値は値１　　（＞　Ｉ　、、）とな
る。

Ｒ このように、この提案例ではウィービング幅の調整の基
準となる溶接電流および／または溶接電圧の平均値（電
流値１　．１　　）が開先幅の変化Ｎｌ？　　　ＶＤ にともなって変化するので、精度の良いウィービング幅
の調整を行うことができない。

また、アーク長を一定に保つ技術についても、同様の理
由から、精度の良いものとは言えない。

（発明の目的） この発明は、上記課題を解消するためになされたもので
、被溶接体の間の相互間隔が溶接線方向に沿って不均一
な場合であっても、過不足のないウィービング溶接を行
うことができる溶接線倣い制御方法を提供することであ
る。

（目的を達成するための手段） この発明は、溶接に先立って与えられるティーチングデ
ータに基づいて溶接トーチを溶接線に対してほぼ直角方
向に揺動させつつ、前記溶接線に沿って移動させて被溶
接体をウィービング溶接するための溶接線倣い制御方法
に関するものである。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、前記テ
ィーチングデータに基づき、溶接開始点から第ｎ番目（
ｎ≧２）のウィービング端点まで溶接を行い、互いに連
続するウィービング端点間のほぼ中間部付近における溶
接電流および／または溶接電圧の平均値を第１の基準値
として求め、奇数番目のウィービング端点付近における
溶接電流および／または溶接電圧の平均値を求め、さら
にその平均値と前記第１の基準値との差を第２の基準値
として求めるとともに、偶数番目のウィービング端点付
近における溶接電流および／または溶接電圧の平均値を
求め、さらにその平均値と前記第１の基準値との差を第
３の基準値として求める工程と、第１番目（ｉ≧ｎ）の
ウィービング端点と第（ｉ＋１）番目のウィービング端
点との間のほぼ中間部付近における溶接電流および／ま
たは溶接電圧を第１の実測値として実測し、また第（ｉ
＋１）番目のウィービング端点付近における溶接電流お
よび／または溶接電圧を第２の実測値として実測する工
程と、前記第１と第２の実測値の相違量を求めた後、値
（１＋１）が奇数の場合にはその相違量と前記第２の基
準値との差に基づいて第（ｉ＋３）番目のウィービング
端点の位置データを補正する一方、偶数の場合にはその
相違量と前記第３の基準値との差に基づいて第（ｉ＋３
）番目のウィービング端点の位置データを補正する工程
と、その補正された位置データに基づいて第（ｉ＋２）
番目のウィービング端点から前記第（ｉ＋３）番目のウ
ィービング端点までのウィービング溶接を行う工程とを
含んでいる。

また、請求項２の発明は、上記目的をより良く達成する
ために、第ｊ番目（ｊ≧ｎ）のウィービング端点から第
（ｊ＋１）番目のウィービング端点への溶接に先立って
、前記第１の実測値と前記第１の基準値との差に基づい
て前記溶接トーチと前記被溶接体との間隔を前記ティー
チングデータに一致させる工程をさらに含んでいる。

（実施例） 第１図は本発明の背景となる溶接ロボットとして採用し
た（Ｘ、Ｙ、Ｚ）直角座標系溶接ロボットＲＯの全体概
要図である。

この溶接ロボットＲＯ（詳細は図示せず）の端末に構成
した垂直軸１には、該軸１まわり（矢印α方向）に旋回
可能に、第１腕２を支承しである。

また、この第１腕２の先端には、斜軸３ａまわり（矢印
β方向）に旋回可能に支承した第２腕３を設けである。

この第２腕３の先端にはエンドエフェクタとしての溶接
トーチ４（この実施例ではＭＩＧ溶接トーチ）を取付け
ている。

そして軸１、軸３ａおよびトーチ４の中心軸線は一点Ｐ
において交差するように構成しである。

さらにトーチ４は、その溶接作動点が点Ｐと一致しうる
ように設定しである。この様な構成において、矢印αお
よびβ方向への回転角を制御することにより、トーチ４
の垂直軸１に対する姿勢角θおよび旋回角ψ（いわゆる
オイラー角）を点Ｐを固定して制御可能となっている。

装置５は溶接電源装置である。この装Ｗ５は、トーチ４
の消耗電極（溶接ワイヤ）４ａを巻き取ったスプール６
を具備し、詳細は図示しないが送りローラを回転して電
極４ａをくり出し可能であり、さらに電極４ａとワーク
ＷＫ間に溶接用電源５ａを接続しうるように構成しであ
る。溶接用電源５ａには通電状態検出器（電流センサ）
５ｅが直列に接続されている。装Ｗ５はまた、検出用電
Ｒ５ｂを備えている。この検出用電源５ｂは例えば、電
圧的１００ないし２０００Ｖ、電流は小電流に制限され
たものを使用する。検出用電源５ｂには通電状態検出器
（電流センサ）５ｃが直列に接続されており、これらと
電源５ａ、電流センサ５ｅとは、切換手段５ｄにより切
換え可能としである。

この実施例全体の制御装置としての公知のコンピュータ
７は、ＣＰＵおよびメモリを含んでおり、このコンビュ
ータフのパスラインＢには、電流センサ５ｃ、５ｅおよ
び切換手段５ｄが接続されている。

パスラインＢにはさらに、ロボットＲＯのＸ軸のサーボ
系ＳＸが接続してあり、このサーボ系ＳＸはＸ軸の動力
ＭＸ、並びにその位置情報を出力するエンコーダＥＸを
含んでいる。同様にして、パスラインＢには、同様に構
成したＹ軸のサーボ系ｓｙ、ｚ軸のサーボ系Ｓ２１α軸
のサーボ系Ｓαおよびβ軸のサーボ系Ｓβを接続しであ
る。

また、遠隔操作盤８がパスラインＢに接続されている。

この操作盤８は、「０」〜「９」の数字式カキ−の他、
予め割当てられた種々の情報を入力するためのキー群な
らびに、対話型式にてティーチング作業を行なえるよう
に逐次必要なメツセージおよびキー操作に応じた情報を
表示するためのデイスプレー８ａを具備して構成されて
いる。

後述スるティーチングのための所定の手順は、コンビュ
ータフのメモリ内に予めプログラムされており、コンビ
エータ７はこのプログラムとオペレータのキー操作とに
基づいて、デイスプレー８ａを表示制御する。なお、キ
ー数を変えることなく容易に機能の追加や削除ができる
ように、ソフトラベル選択キーを用いており、かつこの
ソフトラベル選択キーは、「０」〜「９」の数字式カキ
−と兼用される。どちらのキーとして使うかは、上記予
めプログラムされた所定の処理手順に従ってコンピュー
タ７が判定して決め、オペレータに対してデイスプレー
８ａ上にて明確に示すように構成されている。すなわち
例えば、上記所定の処理手順がソフトラベル選択手順の
ところに来て、デイスプレー８ａ上にソフトキーラベル
が表示されているときには、ソフトラベル選択キーとし
て用い、デイスプレー８ａ上にソフトキーラベルで無く
カーソルが例えばブリンクしていれば、数字式カキ−と
して用いるようにすることができる。

オペレータによりティーチングされたデータは、ユーザ
プログラムとしてコンピュータ７のメモリ内に格納され
、溶接実行時には、コンピュータ７は、このユーザプロ
グラムに従って溶接ロボットを制御する。

一方、この実施例におけるワークＷＫは、第１図に示す
ように、第１と第２の被溶接体としての２枚の水平板材
Ｗｌ、Ｗ２のそれぞれに開先Ｂｌ。

Ｂ２をそれぞれ設けたものであり、この水平板材Ｗｌ、
Ｗ２を突き合わせて溶接すると考える。ただし、同図お
よび第２図に示すように、突き合わせの間隔が何らかの
原因によって不均一となっており、図中の下端において
は互いに接触しているものの、上方（遠方）に向かって
若干量いてしまっているものとする。なお第２図は、第
１図のワークＷＫの開先部分を上から見た状態を示すも
のである。

次に、この発明の実施例における処理を、この発明の特
徴に関連する部分を中心にして説明する。

このうち、最初の処理はティーチングであって、上記第
１図のほか、ティーチング点などの位置関係を示す第２
図と、プログラムのステップを示す第３図とを参照して
説明する。ティーチング処理は、以下に説明するように
、デイスプレー８ａ上に表示されるメツセージにしたが
ってオペレータが操作盤８の数字入力キー等を操作する
ことにより進められる。

（１）　　まずこの装置に電源が投入されると、コンビ
ュータフのメモリ内に予め記憶されているプログラムに
したがって、デイスプレー８ａ上に図示を省略する初期
画面が表示される。そして、この画面を見たオペレータ
は、「０」〜「９」の数字式カキ−を操作して、３種類
のモード（マニュアルモードＭ、テストモードＴＥおよ
びオートモードＡ）のうちからマニュアルモードＭを選
択する。これに対応して、デイスプレー８ａ上にマニュ
アルモードおよびオートモード時のトーチ４の移動速度
Ｖ　　、　Ｖ　ｏの設定を促す旨のメツセージ■ および直線補間「Ｌ」と円補間ｒＣＪのうちいずれを選
択するかのメツセージがそれぞれ表示される。オペレー
タはこのメツセージにしたがって「０」〜「９」の数字
式カキ−を操作して、移動速度Ｖ　をコンピュータ７の
メモリに記憶させるとともに、移動速度Ｖ。および直線
補間ｒＬＪをそれぞれ設定する。その後、溶接ロボット
ＲＯの各部の動作に対応したキー群（以下「オペレート
キー群８ｂＪという）を操作して、トーチ４の電極出口
端をある定められた導電体の面Ｇに対して、１の寸法の
位Ｉ！（第１図における１点鎖線のＰ。

位置）に移動させる。そのうえで「テ≧−チ」キー　８
　ｃを操作すれば、コンピュータ７は点Ｐｏの位置情報
（ｘ、ｙ、ｚ、　θ　およびφ。）、０　　　０　　　
０　　　０ 直線補間ｒＬＪおよび速度Ｖ。の各情報をプログラムの
最初のステップの内容として取り込む。なおトーチ４の
点Ｐ　への移動は、点Ｐ。の位置情報をあらかじめコン
ピュータ７に記憶させておき、これを呼び出して自動的
に位置制御するようにしてもよい。

（２）　　次にデイスプレー８ａ上に表示されているメ
ツセージにしたがって、オペレータは、「０」〜「９」
の数字式カキ−を操作して、センシング指令ｒＳＪを設
定し、さらにセンサメニュ一番号ＳＥＭＮＩとして「９
９」を選択する。そして「ティーチ」キー８０を操作す
れば、点Ｐ。の位置情報、センシングｒｓＪおよびＳＥ
Ｍｌｋｒ９９ＪがステップＮ１１Ｌ２に関するデータと
して取り込まれる。

それと共に、コンピュータ７はＳ　ＥＭｌｌＪｏ、　ｒ
９９Ｊによって指令を出力して、切換手段５ｄを切り換
え（図示実線）、電極４ａをくり出す。くり出された電
極４ａの先端が面Ｇと電気的に接触すれば、回路が閉じ
てセンサ５Ｃから検知信号が出力され、コンピュータ７
はこれを受けて電極４ａのくり出しを停止する（この処
理をエクステンション合わせと称する）。この状態で、
トーチ４に対してその溶接作動点がその電極４ａの先端
位置となるものである。そして切換手段５ｄは元に戻さ
れる。

（８）　　次にオペレートキー群８ｂを操作して、トー
チ４を溶接開始点Ｐ４に近い第１のセンシング開始点Ｐ
ｌに移動させる。そしてメニュ一番号ＳＥＭ胤「９９」
をクリヤし、「０」〜ｒ９Ｊの数字式カキ−を操作して
直線補間「Ｌ」を設定する。そして「ティーチ」キー８
ｃを操作すれば、点Ｐ１の位置情報、直線補間「Ｌ」、
および速度ＶｏがステップＮＩＩＬ３に関する情報とし
て取り込まれる。

（４）　　次にデイスプレー８ａ上に表示されているメ
ツセージにしたがって、オペレータは、「０」〜「９」
の数字式カキ−を操作して、センシング指令ｒＳＪを設
定し、さらにＳＥＭＮ［Ｌとして［０１」を設定する。

そして「ティーチ」キー８０を操作すれば、コンピュー
タ７はＳＥＭＮｌｌＬ「０１」によるセンシングの情報
をステップ魔４に関するデータとして取り込む。このセ
ンシングについては後述する。

（５）　　オペレートキー群８ｂを操作して、トーチ４
を溶接開始点Ｐ　に近い任意の地点Ｐ２に位１決めする
。次に「０」〜「９」の数字式カキ−の操作により直線
補間ｒＬＪを設定する。そして「ティーチ」キー８Ｃを
操作すれば、コンピュータ７は、点Ｐ２の位置情報と直
線補間ｒＬＪの情報とを、ステップ磁５に関するデータ
として取り込む。

（６）　　次にオペレートキー群８ｂの操作により、ト
ーチ４を溶接に適した姿勢で、溶接開始点Ｐ３に位置決
めする。そして「０」〜「９」の数字式カキ−によって
、アークセンシング「ＡＳ」、ＳＥＭ魔「０１」、溶接
条件「０１」および補正方式「９８」を選択する。この
うち、溶接条件を示す「０１」は、ウィービングに適当
な条件に対応して設定された番号であるものとする。ま
たアークセンシングｒＡ　　Ｊおよび補正方式「９８」
を設定することによって、以後の溶接がアークセンシン
グを利用した振幅可変ウィービングのモードで行なわれ
ることを教示したことを意味する。ＳＥＭＮａｒｏｌＪ
は、処理実行時に、前述第１Ａｌセンシング結果による
補正量で点Ｐ３の位置及びウィービング第１サイクル目
の振幅を修正することを意味する。そして、これらの操
作によって、ステップＮＣＬ６に関するデータが入力さ
れたことになる。

（７）　　オペレートキー群８ｂの操作により、トーチ
４を任意の中間地点Ｐ４　（ダミー点と称呼）に位置決
めする。次いで「０」〜「９」の数字式カキ−によりア
ークセンシングｒＡ　　Ｊ、ＳＥＭ磁「０１」、Ｆｌ！
ｌＬ「７」および補正方式「０２」を設定する。このう
ちＦＮＩＩＬ　ｒ７Ｊはダミー点の指定であり、補正方
式「０２」は溶接継手形状として下向隅肉の指定である
。そして「ティーチ」キー８ｃを操作すれば、コンピュ
ータ７はダミー点Ｐ４の位置情報、アークセンシングｒ
Ａ、　Ｊ　、　ＳＥＭｋ　ｒｏ　ＩＪ　、Ｆ嵐「７」お
よび補正方式「０２」をステップ？！ｌＬ７に関するデ
ータとして取り込む。

（８）　　オペレートキー群８ｂの操作により、トーチ
４を溶接終了点Ｐ５に溶接に適した姿勢で位置決めする
。次いで、「０」〜「９」の数字式カキ−により、アー
クセンシング「Ａ　」、および補正方式「９８」を選択
する。このうちアークセンシングｒＡ　　Ｊおよび補正
方式「９８」の設定の意味については上述した通りであ
る。そして、「ティーチ」キー８０を操作すれば、コン
ピュータ７は溶接終了点Ｐ５の位置情報、アークセンシ
ング「Ａ　」、補正方式「９８」をステップ１ｌｋＬ８
に関するデータとして取り込む。

（９）　　最後にオペレートキー群８ｂの操作により、
トーチ４を溶接終了点Ｐ５から直線的に移行できる任意
の退避点Ｐ６に位置決めする。次いで「０」〜「９」の
数字式カキ−により直線補間ｒＬＪを設定した上で「テ
ィーチ」キー８Ｃを操作すれば、点Ｐ６の位置情報およ
び直線補間ｒＬＪがステップ織９に関するデータとして
取り込まれる。

以上でティーチングを終了する。次にオペレータが「０
」〜「９」の数字式カキ−を操作して、マニュアルモー
ドＭからテストモードＴＥに切換え、「スタート」キー
８ｄを操作すると、溶接ロボットＲＯは後述する溶接時
の動作と同様の動作を、溶接を行なわずに実行する。オ
ペレータはその動作を監視して、ティーチング時のデー
タなどに誤りがあれば、修正を施しておく。

上記のようにして、ティーチングおよびそのデータの修
正が完了し、溶接の前準備が完了する。

そして、実際に溶接を行う場合、オペレータはオペレー
トキー群８ｂを操作して、トーチ４を新たに位置決めし
た後、「０」〜「９」の数字式カキ−を操作して、テス
トモードＴＥからオートモードＡに切換え、「スタート
」キー８ｄを操作する。

これに応じて、コンピュータ７から種々の指令信号が出
力され、溶接ロボットＲＯ本体による溶接が実行される
。ここで、実際のウィービング溶接動作の説明に先立っ
て、コンピュータ７の実行する処理および、コンピュー
タ７からの指令出力に基づく溶接ロボットＲＯ本体の動
作について、第４図のフローチャートを参照しつつ以下
に説明する。

コンピュータ７はまず処理１０１において、当該ステッ
プ（第３図の該当ステップ）がセンシングｒＳＪである
かどうかを判断し、ＹＥＳのときは処理１０２、ＮＯの
ときは処理１０３へと処理を進める。処理１０３では当
該ステップがアークセンシングｒＡ　　Ｊであるかどう
かを判断し、ＹＥＳのときは処理１０４、ＮＯのときは
処理１０５へと処理を進める。処理１０５においてはセ
ンシングｒＳＪおよびアークセンシングｒＡ　　Ｊ以外
の処理が実行されるが、第３図のプログラミング（ティ
ーチング）の内容に従えば、ここでは直線補間ｒＬＪに
よるトーチ４の移動（ステップ織１．３，５．９）が実
行される。

処理１０２では、ＳＥＭＮａ、が「９９」であるかどう
かかが判断される。そしてＹＥＳのときは処理１０６、
Ｎｏのときは処理１０７へと進む。処理１０６ではエク
ステンション合わせが実行され、トーチ４の電極４ａ突
出長さが所定長さ！に規制される。一方、処理１０７で
はセンシングが実行される。すなわち、まず切換手段５
ｄが電流センサ５Ｃの側に切り換えられ、次にトーチ４
の電極４ａの先端とワークＷＫとの電気的接触を利用し
たセンシングが実行される。例えばトーチ４は第１のセ
ンシング開始点Ｐ１から水平方向（第２図左右方向）に
振られ、左側の水平板材Ｗ１との接触点（ＳＰｌ、とす
る）および右側の水平板材Ｗ２との接触点（Ｓ　Ｐ　ｌ
□とする）の位置情報が取り込まれる。そしてコンピュ
ータ７は、上記取り込んだＳＰ　およびＳＰ１□の位置
情報に基づいて雨水１ 平板材Ｗｌ、Ｗ２の相互間隔Ｄ　　及びこれらの１２’ 中点Ｐ　　の位置溶接条件「０１」に含まれる情報を演
算し、点Ｐ　の位置情報との差ΔＰ　、及１ び溶接条件「０１」に含まれる振幅情報との差ΔＤ　を
求める。センシング位置情報ΔＰ　、セン■２１ シング振幅情報ΔＤ１２はそれぞれＳＥＭＮａＯＩに関
するデータとして記憶される。そして処理１０７に続く
処理１０８では、このようにして得たセンシング位置情
報ΔＰ　、センシング振幅情報ΔＤ１２により、ティー
チングデータを補正する。すなわちＳＥＭｌｋｏｌの指
定された点Ｐ　、Ｐ　の４ 位置情報が上記センシング位置情報ΔＰ１により補正さ
れるとともに、ウィービング第１サイクル目の振幅情報
がセンシング振幅情報ΔＤ１□により補正される。この
センシング補正は、被溶接体の個体差や、個別の取付は
誤差などの補正に有効である。

処理１０４における判定がＹＥＳのとき処理１０９、Ｎ
ｏのとき処理１１０へと進む。処理１１０では通常のア
ークセンシングを実行する。一方、処理１０９ではこの
発明によるアークセンシングを利用した振幅可変ウィー
ビングを実行する。なお、これについては、後で詳説す
る。

上記処理１０５，１０６，１０８．１０９または１１０
が完了すると、処理１１１において当該ステップが最終
ステップであるか否かが判定される。そして最終ステッ
プであれば一連の処理を完了するが、最終ステップでな
い場合には処理１１２においてステップを更新し、処理
１０１に戻って上述の処理を繰り返す。

次に、第３図のティーチングに基づき第４図のフローチ
ャートに従って行なわれる実際のウィービング溶接動作
について順を追って説明する。上記のような処理フロー
に対して第３図のステップデータが適用された場合、ト
ーチ４の先端は第２図中の軌跡Ｆ（センシング部分を除
く）を倣って行く。すなわち、トーチ４の先端はまず、
ステップＮＩＩＬＩのデータに応じて点Ｐ。（第１図）
に位置決めされ、そこでステップＮａ２のデータに基づ
き上述したエクステンション合わせが実行される。

次にトーチ４の先端はステップＮＯ，３のデータに応じ
て第１のセンシング開始点Ｐ１へ直線補間によって移動
し、そこでステップ胤４のデータに基づき上述したセン
シングが実行される。

次にトーチ４の先端は、ステップ丸５のデータに応じて
点Ｐ２へ移動してから、ステップ？！ｌＬ６のデータに
応じて点Ｐ３へと直線補間によって移動する。そして点
Ｐ３からはステップ胤６〜Ｎ［Ｌ８のデータに基づき溶
接を開始し、水平板材Ｗｌ、Ｗ２の相互間隔の溶接線方
向における変化に追従して後述するように振幅を変化さ
せつつウィービング溶接を行なう。点Ｐ４はＦＮＩＬ　
ｒ７Ｊによりダミー点の指定が行なわれているので、ト
ーチ４はこの点を無視して進行される。このようにして
トーチ４の先端は、第２図中において順次振幅を広げつ
つウィービング溶接を行ない、点Ｐ５においてウィービ
ング溶接を完了すると、ステップ随９のデータに基づき
退避点Ｐ６へと直線補間で移動し、一連の溶接処理を終
了する。

次に、上記処理１０９において行われるアークセンシン
グについて第５図ないし第７図を参照しつつ詳細に説明
する。第５図はこの場合の振幅可変方法を示すフローチ
ャートである。まず、コンピュータ７からの指令に応じ
て、第６図（ａ）に示すように、溶接開始点Ｐ３から第
１ないし第４のウィービング端点ＷＰ１〜ＷＰ４の順で
溶接が実行される（処理２０１）。この時、ウィービン
グ溶接は処理１０８において補正されたティーチングデ
ータに基づいて行なわれる。すなわち、開先幅およびピ
ッチに関するデータに基づいて各ウィービング端点ｗｐ
ｌ−ｗｐ４の位買データがそれぞれ演算され（処理１０
８）、その位置データに基づいて処理２０１が実行され
る。

また、トーチ４が各ウィービング端点ＷＰ１〜Ｗ　Ｐ　
４に到達したことを確認するごとに、コンピュータ７は
第１図の電流センサ５ｅにより測定された各ウィービン
グ端点ｗｐ　　−ｗｐ４付近での溶接電流をサンプリン
グして溶接電流１１〜Ｉ４をそれぞれ求め、そのメモリ
に記憶する。

また、第１のウィービング端点ｗＰ１から第２のウィー
ビング端点ＷＰ２への溶接を行う際には、コンピュータ
７はそれら端点ｗｐ、ｗｐ２間の■ はぼ中間位置付近（以下「中央部」という：第６図の２
０）での一定時間内の溶接電流をサンプリングした後、
その平均値を演算し、その結果、すなわち平均電流値■
。１をメモリに記憶する。なお、第２のウィービング端
点ＷＰ２から第３．第４のウィービング端点ｗｐ、ｗｐ
４への溶接を順次行う際にも、上記と同様にして、コン
ピュータ７は中央部２０での平均電流値ＩＣ２”ＣＢを
それぞれ求め、メモリに記憶する。

ソシて、処理２０２で、コンピュータ７は平均び右端点
（偶数番目のウィービング端点ｗｐ２゜ＷＰ　　）にお
ける電流差ΔＩＲ＊を以下の式Ｃ；６番 たがって求める。

ュ、　本−木−＊ Ｌ　　ＩＬ　　Ｉｏ　　　　　　−（２）ただし、 零　　　　　　　　　　本　　−本 ＲＲＩＣ・・・（８） ΔＩ　　　−ま ただし、 次に、コンピュータ７からの指令に応じて、第６図（ａ
）の２点鎖線に示すように、処理２０１と同様に補正さ
れたティーチングデータに基づいて第４のウィービング
端点ＷＰ４から第５のウィービング端点ＷＰ５への溶接
が実行される（処理２０３）。なお、この溶接を行いな
がら、中央部２０での平均電流ｌｃを、コンピュータ７
が上記と同様にして求める（処理２０４）。

ここで、仮に、トーチ４とワークＷＫの開先底面との間
隔が一定に保たれていれば、上記のようにして求められ
た平均電流Ｉ。は処理２０２で求められた平均電流Ｉ。

＊とほぼ一致する。逆に、処理２０１での溶接時と処理
２０３での溶接時とで、上記間隔が相違している場合に
は、平均電流ｌ　は平均電流Ｉ。零と異なった値となる
。すなわち、上記間隔が広がっている場合には、平均電
流Ｉ　は平均電流Ｉ。本よりも小さくなり、逆にその間
隔が狭まっている場合には、平均電流１０本よりも大き
くなる。そのため、平均電流Ｉ。を平均電流Ｉ。ｆＦと
比較することによって、トーチ４の高さ位置を導きだす
ことができる。

そこヤ、コンピュータ７によって、トーチ４が第５のウ
ィービング端点ＷＰ５に到着する前までに、あるいは到
着直後に、処理２０１での溶接時と処理２０３での溶接
時とでのトーチ４の高さ位置におけるずれ量（以下「高
さ方向補正量ΔＶ」という）を次式から求める（処理２
０５）。

ΔＶ＝ａ　・（Ｉ　　　Ｉｃ　’　）　　　　−（４）
ただし、ａ：定数 そして、トーチ４が第５のウィービング端点ＷＰ５に到
達すると、コンピュータ７は電流センサ５ｅにより測定
されたウィービング端点ＷＰ５付近での溶接電流Ｉ５を
演算し、そのメモリに記憶する（処理２０６）。

ここで、電流値Ｉ　と平均電流！。との電流差ΔＩｔ、
を、処理２０２において求めた電流差ΔＩＬ＊と比較す
ることによって、トーチ４と水平板材Ｗｌ、Ｗ２との位
置関係を正確に判断することができる。というのも、処
理２０１の溶接時では、第７図（ａ）に示すように、ト
ーチ４と水平板材Ｗ１、Ｗ２とが良好な位置関係にあり
、その時の定本 たがって、仮に、電流差ΔＩＬが電流差Δ■Ｌと同一で
あるとすると、そのときのトーチ４と水平板材Ｗ１とは
良好な関係（第７図（ａ））にあると言える。また、上
記電流差ΔＩＬが電流差ΔＩＬ＊よりも小さな値である
場合には、トーチ４が水平板材Ｗ１から非常に離れてい
る（第７図（ｂ））ことがわかる。逆に、電流差ΔＩＬ
＊よりも太きな値である場合には、トーチ４が水平板材
Ｗ１に非常に接近している（第７図（Ｃ））ことがわか
る。

そこで、処理２０７では、 ΔＩ　　−Ｉ５−ＩＣ とおき、左端点におけるトーチ４の幅方向へのずれ量（
以下「幅方向補正量Ｂ　ｔ、　Ｊという）を次式から求
める。

Ｈ−ｂ・（Δ■　−ΔＩＬ”）　　　・・・（５）１、
　　　　　　　し ただし、　Ｃ：定数 次に、第５のウィービング端点ＷＰ５から第６のウィー
ビング端点ＷＰ６への溶接に先立って、処理２０５にお
いて求められた高さ方向補正量ΔＶに基づいて、トーチ
位置が補正される（処理２０８）。これｊビよって、ト
ーチの高さ位置関係について、次に行う溶接を処理２０
１の溶接と同様にして行うことができる。

それに続いて、コンピュータ７からの指令に応じて、処
理２０１，２０３と同様に補正されたティーチングデー
タに基づいて、第５のウィービング端点ＷＰ５から第６
のウィービング！点ＷＰ６への溶接が実行される（処理
２０９）。なお、この溶接においても、中央部２０での
平均電流！。

を、コンピュータ７が上記と同様にして求め（処理２１
０）、さらに高さ方向補正量ΔＶを（４）式に基づいて
求めてメモリに記憶する（処理２１１）。

トーチ４が第６のウィービング端点Ｗ　Ｐ　ｅに到達す
ると、コンピュータ７は電流センサ５ｅにより第６のウ
ィービング端点Ｗ　Ｐ　ａ付近での溶接電流■８を測定
し、そのメモリに記憶する（処理２１２）。

右端点においても、上記と同様に、右端点における電流
差ΔＩＲ（−Ｉ６−Ｉｏ）と電流差ΔＩ＊との大小関係
から、トーチ４の幅方向へのずれ量（以下［幅方向補正
量ΔＨＲＪという）を求めることができる。したがって
、処理２１３では、コンピュータ７が次式に基づいて幅
方向補正量Ｈ２を求める。

Ｈ−ｃ・　（ΔＩ　−ΔＩ　＊）　　・・・（６）ＲＲ
Ｒ ただし、　Ｃ：定数 また、上記処理２０８と同様にして、次のウィービング
端点ＷＰ７への溶接に先立って、高さ方向補正量ΔＶに
基づいて、トーチ位置が補正される（処理２１４）。

さらに、処理２０７で求められた幅方向補正量Ｈに基づ
いて次のウィービング端点ＷＰ７の位り 縦が求められる。例えば、第５のウィービング端点ＷＰ
５の座標を溶接線ＷＬの方向の座標値ｙ５と溶接線ＷＬ
に対し垂直な方向の座標値ｘ５とで表わすとすると、第
７のウィービング端点ＷＰ５の座標（ｘ、ｙ７）は、 Ｘ　７　”　Ｘ　５　＋　ＨＬ Ｙ７−Ｖ５＋１） ただし、ｐは溶接ピッチ となる。

その後、上記のようにして求められたウィービング端点
ＷＰ７の位置データに基づいて次のウィービング端点Ｗ
Ｐ７への溶接が実行される（処理２１５）。なお、この
溶接においても、コンピュータ７は平均電流ｌ。および
高さ方向補正量ΔＶをそれぞれ求める（処理２１６）。

処理２１７で、上記ウィービング端点ＷＰ７が最終ウィ
ービング端点ＷＰ　であるか否かをコンピユータ７が判
別する。そして、最終ウィービング端点ＷＰ　であると
判別すると、コンピュータ７からの指令に応じて、処理
１０８において補正されたティーチングデータに基づい
て、最終ウィービング端点ＷＰ　から溶接終了点Ｐ５ま
での溶接が実行される。

一方、最終ウィービング端点ＷＰ　　でないと判別する
と、コンピュータ７は、上記と同様にして、そのウィー
ビング端点ＷＰ７付近での溶接電流Ｉ７を演算し、幅方
向補正量Ｈｔ、を求める（処理２１８）。それに続いて
、次のウィービング端点ＷＰ８への溶接に先立って、処
理２１６において求められた高さ方向補正量ΔＶに基づ
いて、トーチ位置を補正しく処理２１９）、上記と同様
にして処理２１３で求められた幅方向補正量ＨＲに基づ
いて次のウィービング端点ＷＰ８の位置を求めた後、そ
のウィービング端点ＷＰ８への溶接が実行される（処理
２１５）。なお、これら一連の処理２１５〜２１９は、
処理２１７においてＹＥＳと判別されるまで、繰り返さ
れる。

上記のように、この実施例では、互いに連続するウィー
ビング端点（例えば第１と第２のライ−求め、これをウ
ィービング幅の調整の基準としている。したがって、開
先幅が変化したとしても、平均電流値ｌ。本はほとんど
変化せず、その値１０本に基づいて精度の良いウィービ
ング幅の調整を行うことができる。したがって、ウィー
ビング振幅を水平板材Ｗｌ、Ｗ２の相互間隔の溶接線方
向における変化に追従して正しく変化させることができ
、被溶接体の間の相互間隔が溶接線方向に沿って不均一
な場合であっても、過不足のないウィービング溶接を行
うことができる。

しかも、第４のウィービング端点Ｗ　Ｐ　４から最終ウ
ィービング端点ＷＰｏまでの溶接においては、あるウィ
ービング端点から次のウィービング端点までの溶接に先
立って、高さ方向補正量ΔＶに基づいて、トーチ位置を
補正した（処理２０８．２１４、　２１９）後、次のウ
ィービング端点への溶接を実行するようにしているので
、トーチ４の高さは常に一定に保たれる。

なお、上記実施例では、第４のウィービング端点ＷＰ４
から最終ウィービング端点ＷＰ８までの溶接においては
、トーチ位置の補正（処理２０８゜２１４．２１９）を
必ず行っているが、トーチ４の高さ方向のずれが少ない
ということが補償されている場合には、上記処理２０８
，２１４，２１９が必須処理であるというわけではない
。

また、上記実施例では、溶接開始点Ｐ８から第４のウィ
ービング端点Ｗ　Ｐ　４まで溶接を実行した（処理２０
１）後、処理２０２において平均電流零　　　　　　　
ネ　　　　ネ ＩＣ、電流差Δ１　　、ΔＩ　　を求めているＬ　　　
　　　　　　Ｒ が、これに限定されるものではない。すなわち、木本 電流差ΔＩ　　、Δｌ　　を求めるようにすればＬ　　
　　　Ｒ よい。

また、上記実施例では、第１図および第２図に示すよう
に、先に行くに従って相互間隔が均一に広がるような変
化を考えたが、例えば第８図に示すように相互間隔が不
均一に変化するようなワークに対しても、この発明は適
用することができる。

また水平板材以外のワークに対しても適用可能である。

また、上記実施例では溶接電流に着目して補正量ΔＶ、
Ｈ，Ｈを求めたが、溶接電流の代わ１？Ｌ りに溶接電圧に基づいてこれらの補正量ΔＶ、　ＨＲ”
Ｌを求めてもよいことは言うまでもない。

さらに、溶接電流および溶接電圧を同時に測定し、これ
らから補正量ΔＶ、Ｈ，Ｈを求めてもよＬ い。

また上記実施例では、本発明を１層盛り溶接に適用した
場合について説明したが、多層盛り溶接にも適用するこ
とができる。例えば、１層目のウィービング溶接を上記
のようにして行うとともに、各ウィービング端点の位置
データをコンピュータ７のメモリに記憶し、２層目以降
のウィービング溶接においては、メモリに記憶されてい
るデータに基づいて行うようにしてもよい。この場合に
も上記と同様の効果が得られる。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、溶接に先立っ
て与えられるティーチングデータに基づき、溶接開始点
から第ｎ番目（ｎ≧２）のウィービング端点まで溶接を
行い、互いに連続するウィービング端点間のほぼ中間部
付近における溶接電流および／または溶接電圧の平均値
を第１の基準値として求めているため、前記第１の基準
値たるこの平均値は被溶接体の形状の影響を受けない。

したがって、この平均値に基づいて精度の良いウィービ
ング幅の調整を行うことができる。その結果、被溶接体
の間の相互間隔が溶接線方向に沿って不均一な場合であ
っても、過不足のないウィービング溶接を行なえ、それ
によって高品質の溶接精度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の背景となる溶接ロボットの
全体図、第２図はこの発明の実施例におけるティーチン
グ点の取り方とトーチの軌跡とを示す図、ｊＩ３図はこ
の発明の実施例で使用されるプログラムのステップ図、
第４図はこの発明の実施例の動作を示すフローチャート
、第５Ａ図ないし第５Ｃ図はそれぞれこの発明による振
幅可変方法のフローチャート、第６図は溶接トーチの動
作を示す概略図、第７図はウィービング端点におけるト
ーチと開先面との位置関係の説明図、第８図はこの発明
の詳細な説明図、第９図は従来の溶接線倣い制御方法を
示す図である。 ４・・・溶接トーチ、 Ｐ８・・・溶接開始点、 Ｗｌ、Ｗ２・・・水平板材、 ＷＬ・・・溶接線、 ｗｐ　　、ｗｐ　　、ｗｐ　　、ｗｐ４゜１　　　　２
　　　　８ ｗｐ　　、ｗｐ　　、ｗｐ　　・・・ウィービング端点
５　　　　　　６　　　　　　　ｅ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接に先立って与えられるティーチングデータに
   基づいて溶接トーチを溶接線に対してほぼ直角方向に揺
   動させつつ、前記溶接線に沿って移動させて被溶接体を
   ウィービング溶接するための溶接線倣い制御方法であっ
   て、 前記ティーチングデータに基づき、溶接開始点から第ｎ
   番目（ｎ≧２）のウィービング端点まで溶接を行い、互
   いに連続するウィービング端点間のほぼ中間部付近にお
   ける溶接電流および／または溶接電圧の平均値を第１の
   基準値として求め、奇数番目のウィービング端点付近に
   おける溶接電流および／または溶接電圧の平均値を求め
   、さらにその平均値と前記第１の基準値との差を第２の
   基準値として求めるとともに、偶数番目のウィービング
   端点付近における溶接電流および／または溶接電圧の平
   均値を求め、さらにその平均値と前記第１の基準値との
   差を第３の基準値として求める工程と、 第ｉ番目（ｉ≧ｎ）のウィービング端点と第（ｉ＋１）
   番目のウィービング端点との間のほぼ中間部付近におけ
   る溶接電流および／または溶接電圧を第１の実測値とし
   て実測し、また第（ｉ＋１）番目のウィービング端点付
   近における溶接電流および／または溶接電圧を第２の実
   測値として実測する工程と、 前記第１と第２の実測値の相違量を求めた後、値（ｉ＋
   １）が奇数の場合にはその相違量と前記第２の基準値と
   の差に基づいて第（ｉ＋３）番目のウィービング端点の
   位置データを補正する一方、偶数の場合にはその相違量
   と前記第３の基準値との差に基づいて第（ｉ＋３）番目
   のウィービング端点の位置データを補正する工程と、 その補正された位置データに基づいて第（ｉ＋２）番目
   のウィービング端点から前記第（ｉ＋３）番目のウィー
   ビング端点までのウィービング溶接を行う工程とを含む
   ことを特徴とする溶接線倣い制御方法。
2. （２）第ｊ番目（ｊ≧ｎ）のウィービング端点から第（
   ｊ＋１）番目のウィービング端点への溶接に先立って、
   前記第１の実測値と前記第１の基準値との差に基づいて
   前記溶接トーチと前記被溶接体との間隔を前記ティーチ
   ングデータに一致させる工程をさらに含む請求項１の溶
   接線倣い制御方法。