JPH0334086B2

JPH0334086B2 -

Info

Publication number: JPH0334086B2
Application number: JP59084946A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Fukuoka; Kazumasa Yoshima; Yoshuki Ueno; Shigeo Maruyama
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1984-04-25
Filing date: 1984-04-25
Publication date: 1991-05-21
Also published as: JPS60229116A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、溶接トーチを開先幅方向に揺動させ
ながらアーク溶接を行い、この揺動中に溶接トー
チの位置ずれを検出し、この位置ずれを修正する
ことにより溶接トーチを溶接線に追従させるよう
にした溶接ロボツトにおいて、特に円弧溶接線に
アークセンサーを適用するためのテイーチングの
簡略化に関する。

前述揺動パターンをテイーチングする方法とし
ては、本出願人による特願昭59−43275で提案し
たように、数値入力による揺動パターン作成手段
を具備し、テイーチング時に開先を含む座標象限
内で目視および位置決めし易い任意の地点（ダミ
ー点と呼称）に溶接トーチを位置決めし、このト
ーチを静止させたまま揺動パターンを教示する方
法、並びに同じく本出願人が昭和59年３月26日付
の特許出願（発明の名称「溶接ロボツトにおける
溶接線追従方法」）で提案したように、実際に溶
接トーチの電極先端（溶接点）を開先付近に位置
決めし、揺動パターンの半周期の両端地点を教示
する方法がある。前者の自動設定、後者の手動設
定のいずれにおいても、揺動パターンを教示した
場合、溶接ロボツト全体を制御するコンピユータ
は教示点間を結ぶ仮層溶接線（パターン基準線と
も呼称）を溶接線とみなして揺動パターンを作成
する。また、コンピユータはアークセンサー実行
時に補正をかける方法はパターン基準線に対し直
角方向であり、補正量は溶接トーチ先端の揺動端
点（但し、補正をかけたときは、揺動端の位置修
正点）を中心にパターンを基準線に対し左・右に
Δδの角度範囲内に固定されている。

上記各技術は本発明の出願時において未公開で
あるが、これらの技術を適用して、円弧の溶接線
に対しアークセンサーで溶接する場合、第９図に
示すように円弧溶接線WLc上にほぼ等間隔で多
数の点ａ、ｂ、……を教示する。いま、テイーチ
ング時のワークと寸分違わぬワークについてアー
ク溶接を行うとすれば、コンピユータは先ず教示
点ａ・ｂを結ぶ弦をパターン基準線ｌとし、これ
を二等辺三角形の底辺とする第１周期目の揺動パ
ターンPTa₁を作成し実行指令する。従つて、溶
接トーチ先端はａ→a′→a″と移動し、a″に達して
もまだワークWaに達しないため、それ以後はワ
ークWaに達するまでa″→ａで示すように基準
線ｌに対し直角方向に移動する。そしてコンピユ
ータは現在点ａを起点とする第２周期目の揺動
パターンPTa₂を作成し実行する。この例では、
点ａが点ａを中心としたパターン基準線ｌに対
する前記補正可能角度Δδの範囲内にあるため、
トーチ先端は円弧溶接線WLcに追従できたが、
教示点の間隔を広げる（教示点の数は減る）と、
溶接線は角度Δδの範囲から外れ、もはや溶接線
WLcに追従できなくなる。言い換えると、円弧
溶接線WLcの場合、教示点の数を多くすれば追
従性は良くなるもののテイーチングが煩雑で時間
がかかり、逆に教示点の数を減らせばテイーチン
グは簡単になるものの追従性は保証できなくな
る。このことは円弧の曲率半径についても言え
る。曲率半径の小さい円弧は曲率が大きいため、
溶接線を補正可能角度Δδに収めるべく教示点の
間隔を狭める必要がある。これは教示点数が多く
なつてテイーチングが煩雑になるばかりでなく、
ロボツトの移動精度の限界を越えることにもな
る。従つて、円弧溶接線に対するアークセンサー
の適用は、ある程度大きな曲率半径をもつものに
限られることが判る。

本発明は前述事情に鑑み、円弧溶接線に対する
揺動パターン作成手段を含み、テイーチング時、
少くとも円弧開始点、円弧中間点、円弧終了点の
３点を教示し、揺動パターン作成時、前記３点よ
り円の方程式を求め、該方程式より揺動パターン
の１周期ピツチを弦とする中心角を求め、揺動パ
ターン実行時、毎回揺動パターンを前記円の円周
上を前記中心角に相当する角度ずつ回転させると
ともに、前記揺動パターンに従つた揺動を行うご
とに、前記弦に直角な方向へのワークのアークセ
ンシングを実行することによつて次の揺動の起点
位置を前記方向について修正することを特徴と
し、円弧溶接線のアークセンサー適用に際しテイ
ーチング作業の簡略化および追従性能の向上を図
つた。溶接ロボツトにおける円弧溶接線追従方法
を提供せんとするものである。

以下、第１〜８図に示す実施例に基づき詳述す
る。

１は本発明の一実施例として採用した直角座標
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）ロボツトRO（詳細は図示せず）の
端末に構成された垂直軸である。

２は垂直軸１の下端に軸１まわり（矢印α）に
旋回可能に支承した第１腕である。

３は腕２の先端に斜軸３ａまわり（矢印β）に
旋回可能に支承した第２腕である。第２腕３先端
にはエンドエフエ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）を取着している。

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

さらにトーチ４はその溶接作動点Ｐと一致しう
るように設定してある。かくして、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
ゆるオイラ角）を点Ｐを固定して制御可能となつ
ている。

５は溶接電源装置である。装置５はトーチ４の
消耗電極６を巻き取つたスプール７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６を
くり出し可能であり、さらに電極６とワークＷ間
に溶接用電源８および電流センサ９を直列に接続
しうるように構成してある。

１０はこの実施例全体の制御装置としの公知の
コンピユータである。コンピユータ１０には、
CPUおよびメモリを含む。

そしてコンピユータ１０のバスラインＢには、
電源８および電流センサ９が接続してある。

バスラインＢにはさらに、ロボツト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。同様にしてバス
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SZ、α軸のサーボ系Sαおよびβ
軸のサーボ系Sβを接続してある。

１１は遠隔操作盤であり、トーチ４を手動で移
動させるためのマニユアル操作スナツプスイツチ
群SW、溶接時以外の速度を指令するための速度
指令ロータリスイツチSV、３種類のモード（マ
ニユアルモードＭ、テストモードTE、およびオ
ートモードＡ）に切換えるためのモード切換スイ
ツチSM、テンキーTK、テンキーTKの操作によ
り後述の各切換位置で種々の条件を設定するため
の条件設定用切換スイツチSE、並びに各モード
において動作を開始したりテイーチング内容をメ
モリに取込む際に使用するスタートスイツチ
STA等を備えている。

前記切換スイツチSEは以下に示す６つの切換
位置SE₁〜SE₆を有する。

(1) 切換位置SE₁…直線補間「Ｌ」、ウイービン、
グ「Ｗ」、円補間「Ｃ」、直線アークセンシング
「As」、円弧アークセンシング「CAs」、の５つ
の表示ランプを備え、それぞれテンキーTKの
キー番号「１」〜「５」を押すことにより各表
示ランプを点灯させて選択することができる。

(2) 切換位置SE₂…溶接条件番号ＷNo.の表示部を
有し、コンピユータ１０のメモリには予めNo.ご
とに溶接電圧Ｅ、溶接電流Ｉ、および溶接速度
Vwをセツトとして記憶されており、所望のセ
ツトに対応するテンキーTKのキー番号を押す
ことにより呼び出せるようになつている。

(3) 切換位置SE₃…フアンクシヨン番号ＦNo.の表
示部を有し、本実施例ではテンキーTKのキー
番号「７」の操作により、溶接トーチ４の現在
位置は移動位置の教示点ではなくダミー点であ
ることを教示する。

(4) 切換位置SE₄…補正方式番号AUXNo.の表示
部を有し、本実施例では、テンキーTKのキー
番号「01」、「02」、「03」の押動により、それぞ
れ第２図ａ，ｂ，ｃに示すように下向隅肉、水
平隅肉、レ形開先の各溶接継手形状を選択する
ようになつている。またAUXNo.「10」は、予
め別のワークで作成した揺動パターンのデータ
に基づき位置補正することを意味する。

(5) 切換位置SE₅…パターン表示部を有し、本実
施例では４桁の数字で揺動パターンを設定する
ようになつている。例えば、４〜１桁目にはそ
れぞれ、揺動パターンの振幅ｍ（開先幅方向の
移動距離）、高さｈ（第２図ａ，ｂ，ｃで示すよ
うに下向隅肉およびレ形開先では溶接線から揺
動面までの距離であり、水平隅肉では脚長であ
る）、ピツチPC（第３図に示すように揺動パタ
ーンの半周期における溶接線の延びる方向への
移動距離）、きざみ数ｎ（揺動パターンの半周期
における移動分割数でこれにより周波数が決
定）の各メニユー番号を設定するようになつて
いる。尚、水平隅肉における等脚長の場合は、
特別にｈNo.「３」で設定すれば自動的に等脚長
になるようにしてある。

(6) 切換位置SE₆…タイマー表示部を有し、揺動
の左・右端での停止時間をメニユー番号で設定
できるようになつている。

今、ワークＷは第１図に示すように、水平板材
Ｗ１の上面に２枚の垂直板材Ｗ２，Ｗ３を左右離
間して載置し、両板材Ｗ２，Ｗ３間に円弧状垂直
板材Ｗ４を配置し、これら４枚の板材Ｗ１〜Ｗ４
を一体に仮付けしてある。そして水平板材Ｗ１と
各垂直板材Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４で形成される直角隅
部の溶接線WLに沿つて、一端の溶接開始点P₂か
ら他端の溶接終了点P₇までアークセンサーを伴
いながら連続溶接せんとするものである。

以下オペレータのテイーチング操作、およびこ
れに伴いコンピユータ１０が実行する処理につき
説明する。

(T1) スイツチSMの操作によりマニユアルモー
ドＭを選択する。そしてスイツチSWの操作に
よりトーチ４を前記溶接開始点P₂に近い任意
の地点P₁に位置決めする。次に切換スイツチ
SEを切換位置SE₁に切換え、テンキーTKの操
作により直線補間「Ｌ」を設定し、スイツチ
STAを操作すれば、コンピユータ１０は点P₁
の位置情報（X₁、Y₁、Z₁、θ₁、およびψ₁）と
直線補間「Ｌ」を最初のステツプとして取り込
む。

(T2) スイツチSWの操作によりトーチ４を溶接
開始点P₂に溶接に適した姿勢に位置決めする。

次いで切換スイツチSEの切換位置はそのま
までテンキーTKの操作により直線アークセン
シング「As」を設定し、スイツチSTAを操作
すれば、コンピユータ１０は点P₂の位置情報
と直線アークセンシング「As」を次のステツ
プとして取り込む。

(T3) スイツチSWの操作によりトーチ４を板材
Ｗ１，Ｗ２で囲まれ溶接線WLを含む座標象限
内の任意の点P₃（ダミー点の呼称）に位置決め
する。

次いで切換スイツチSEの切換位置SE₁，
SE₃，SE₄においてテンキーTKの操作によりそ
れぞれ「As」、「７」，「02」を設定する。この
うちＦNo.「７」はダミー点の指定であり、
AUXNo.「02」は溶接継手状として水平隅肉の
指定である（第２図参照）。さらに切換スイツ
チSEの切換位置SE₅では、テンキーTKにより
既述の揺動パターンを構成する振幅ｍ、高さ
ｈ、ピツチPC、きざみ数ｎを４桁のメニユー
数値で設定する。その後、スイツチSTAを操
作すれば、コンピユータ１０はダミー点P₃の
位置情報、直線アークセンシング「As」、ＦNo.
「７」、AUXNo.「02」、並びに揺動パターンの情
報を次のステツプとして取り込む。

(T4) スイツチSWの操作によりトーチ４を板材
Ｗ２，Ｗ４の合流点（円弧開始点と呼称）P₄
に溶接に適した姿勢に位置決めする。

次いで切換スイツチSEの切換位置SE₁，
SE₂，SE₄，SE₆においてテンキーTKの操作に
よりそれぞれ「CAs」、「01」、「10」、「１」を設
定する。このうち「CAs」は円弧アークセンシ
ングの開始を意味し、ＷNo.「01」は溶接開始点
P₂から円弧開始点P₄までの溶接条件（溶接電
圧、溶接電流等）として最適の条件を備えたメ
ニユー番号である。またAUXNo.「10」は予め
別のワークで得られた揺動パターンのデータで
位置補正することを意味する。さらにタイマー
「１」は揺動の左・右端で溶接トーチ４を一時
停止させるのに適したメニユー番号を指定して
いる。これでスイツチSTAを操作すれば、コ
ンピユータ１０は円弧開始点P₄の位置情報、
円弧アークセンシング「CAs」、ＷNo.「01」、
AUXNo.「10」、タイマー「１」を次のステツプ
として取り込む。

(T5) スイツチSWの操作によりトーチ４を溶接
線WLの円弧中間点P₅に溶接に適した姿勢に位
置決めする。

以下は前記（T4）と同様に切換スイツチ
SE、テンキーTK、およびスイツチSTAの操
作により円弧中間点P₅の位置情報、円弧アー
クセンシング「CAs」、ＷNo.「01」、AUXNo.
「10」、タイマー「１」を次のステツプとして取
り込む。

(T6) スイツチSWの操作によりトーチ４を板材
Ｗ４，Ｗ３の合流点（円弧終了点と呼称）P₆
に溶接に適した姿勢に位置決めし、前記（T4）
と同様に切換スイツチSE、テンキーTK、およ
びスイツチSTAの操作により円弧終了点P₆の
位置情報、円弧アークセンシング「CAs」、Ｗ
No.「01」、AUXNo.「10」、タイマー「１」を次
のステツプとして取り込む。

(T7) スイツチSWの操作によりトーチ４を溶接
終了点P₇に溶接に適した姿勢で位置決めする。
次いで切換スイツチSEの切換位置SE₁，SE₂，
SE₄，SE₆においてテンキーTKの操作によりそ
れぞれ「As」、「01」、「10」、「１」を設定する。

これでスイツチSTAを操作すれば、コンピ
ユータ１０は溶接終了点P₇の位置情報、直線
アークセンシング「As」、ＷNo.「01」、AUXNo.
「10」、タイマー「１」を次のステツプとして取
り込む。

(T8) スイツチSWの操作によりトーチ４を前記
溶接終了点P₇から直線的に移行できる任意の
退避点P₈に位置決めする。そして切換スイツ
チSEを切換位置SE₁に切換え、テンキーTKの
操作により直線補間「Ｌ」を設定し、スイツチ
STAを操作すれば、コンピユータ１０は点P₈
の位置情報と直線補間「Ｌ」を最後のステツプ
として取り込む。

以上でテイーチングを終了する。第４図に前述
一連のユーザプログラムの内容を示す。

次にオペレータがスイツチSMをテストモード
TEとし、スイツチSTAを操作すれば、前述プロ
グラムの１ステツプずつが実行（但し溶接は実行
されずに）され、誤りがあれば修正する。

続いてスイツチSMをオートモードＡとし、ス
イツチSTAを操作すれば、前述プログラムが連
続して実行される。このときコンピユータ１０が
実行する処理の流れを第５図のフローチヤートを
参照しながら説明する。

(A1) コンピユータ１０はユーザプログラムのス
テツプ中にアークセンサーの指令があるか、否
か判断する（処理PR１）。

(A2) 指令「As」，「CAs」のいずれも無ければ、
このステツプの内容を実行する（処理PR２）。

(A3) 処理PR１の判断が「YES」であれば、直
線のアークセンサー「As」か、否か判断する。
（処理PR３）。

(A4) 「As」であれば、さらにパターン作成は
自動設定か否か判断する（処理PR４）。

(A5) ＦNo.が「７」であれば自動設定と判断し、
ダミー点P₃にテイーチングされた情報に基づ
き振幅ｍ、高さｈ、ピツチPCよりアークウイ
ービングの揺動パターンを作成し、きざみ数ｎ
から与えられる速度（周波数）でアークセンサ
ーを実行する（処理PR５）。

(A6) 処理PR４で、ＦNo.が「７」でなければ手
動設定と判断し、ここでは説明を省略したが、
実際に溶接トーチ４を開先に位置決めしてテイ
ーチングされた通りの揺動パターンを作成し、
アークセンサーを実行する（処理PR６）。

(A7) 処理PR３で「As」でなければ、円弧のア
ークセンサー「CAs」と判断し、さらにパター
ン作成は自動設定か否か判断する（処理PR
７）。

(A8) ＦNo.が「７」であれば自動設定と判断し、
前記処理PR５と同様にパターンを作成し、円
弧開始点、円弧中間点、円弧終了点の３点より
円の方程式を求め、この方程式の下で毎回パタ
ーンを所定角度回転させながらアークセンサー
を実行する（処理PR８）。

(A9) 処理PR７で、ＦNo.が「７」でなければ手
動設定と判断し、前記処理PR６と同様にパタ
ーンを作成し、前記処理PR８と同様に円の方
程式を求め、この方程式の下で毎回パターンを
所定角度回転させながらアークセンサーを実行
する（処理PR９）。

(A10) 前記処理PR２，PR５，PR６，PR８，
PR９のいずれにおいてもそれぞれの処理が終
了したならば、そのステツプがエンドであつた
か否か判断する（処理PR１０）。

(A11) エンドであればオートモードにおける一
連の実行を終了するが、そうでないならば、ス
テツプを更新し（処理PR１１）、前記処理PR
１の手前に戻る。

しかして、溶接ロボツトROはコンピユータ１
０からの指令出力に基づき以下の動作を行う。先
ずトーチ４を点P₁に位置決めし、該トーチ４は
直線補間で溶接開始点P₂に向つて移動する。ト
ーチ４は点P₂に達するとアークウイービングを
開始し、溶接条件ＷNo.「01」に基づき次の目標点
P₄に向つて水平隅肉溶接を実行する。そしてコ
ンピユータ１０は溶接実行中絶えずアークセンシ
ングを行い、予め格納されているデータAUXNo.
「10」を用いて位置ずれを補正し、その上で前記
処理PR５により揺動パターンを作成し出力する。
即ち、揺動パターンは逐次補正分だけ開先幅方向
（厳密に言えば、点P₂と点P₄を結ぶパターン基準
線に対し直角方向）および高さ方向に平行移動さ
せられ、トーチ４は常に溶接線WLに追従するこ
とになる。

次にトーチ４が累積補正を施され位置補正され
た円弧開始点Ｐ４′に達すると、コンピユータ１
０はこの点P₄′と円弧中間（教示）点P₅および円
弧終了（教示）点P₆の３点より円の方程式を求
める。そしてこの方程式から円の中心位置Q₁お
よび半径r₁と点P₄′・P₅間円弧の中心角θ_T1を求め、
これらから揺動パターンの１周期のピツチ（前記
PCの２倍）を弦とする中心角θ₁を求め、この角
度θ₁を１パターン当りの回転角とする。そして、
コンピユータ１０は、第１周期目の揺動パターン
PT₁については、点P₄′に対し中心角θ₁の円弧上
の点P₄₁とを結ぶ線をパターン基準線L₁として作
成し実行指令する。従つて、トーチ４は点P₄′を
起点として揺動パターンPT₁を描き、アークセン
シングの結果により位置ずれがあつたとすれば、
前記基準線L₁に対し直角方向に補正がかかり、
点P₄₁′に到達する。次いで、コンピユータ１０
は、現在点P₄₁′を起点として前記基準線L₁を角度
θ₁だけ回転させた基準線L₂に基づき第２周期目の
揺動パターンPT₂を作成し実行する（第６・７図
参照）。

このように基準線L₁に直角な方向へと次の揺
動パターンの起点を修正すると、次のような利点
がある。まず、第１１図のように円弧溶接線に対
する「円周方向」と「半径方向」とを定義する
と、点P₄₁からP₄₁′への修正の方向は実質的に
「半径方向」であることに着目する。そして、溶
接線が伸びている方向は円周方向であるから、点
P₄₁からP₄₁′への位置修正は溶接線に沿つた方向
での溶接トーチの進みに影響を与えることはな
い。したがつて上記位置修正を行ないつつ揺動を
繰返せば、半径方向における溶接線のずれを補償
しつつ、溶接トーチが実際の溶接線に十分に追従
することになる。

また、中心点Q₁と点P₄₁とを結ぶ直線をL_cとす
ると、基準線L₁は仮想線L_cに対してほぼ直角で
ある。したがつてこの基準線L₁から直角方向に
修正された点P₄₁′はほぼ仮想線L_cの延長線上に存
在する。このため、点P₄′からP₄₁までの第１の揺
動パターンPT₁と点P₄₁′から始まる第２の揺動パ
ターンPT₂との間に、円周方向に沿つたとびはな
い。これに対して、第１０図に示すように点P₄₁
からの修正を基準線L₁に直角な方向以外の方向
について行なうと、点P₄′からP₄₁までの第１の揺
動と、点P₄₁″から始まる第２の揺動との間に、円
周方向へのギヤツプが生じる。中心点Q₁と点P₄₁
とを結ぶ直線をL_c1とし、中心点Q₁と点P₄₁″とを
結ぶ直線をL_c2とすると、このギヤツプは中心角
Δθ₁に相当するギヤツプである。

このようなギヤツプの有無は実質的な揺動ピツ
チが変わつてしまうかどうかに関係する。すなわ
ち、第１０図のような場合には第１の揺動起点
P₄′と第２の揺動起点P₄₁″との間の中心角がθ₁か
ら（θ₁＋Δθ₁）へ変化するとともにそのずれ角
Δθ₁は一定しておらず、ワークにおける開先の位
置誤差に応じて種々にばらつくことになる。そし
て、その結果として均一なウイービング溶接が困
難となる。これに対して第７図のような実施例の
方法ではずれ角Δθ₁に相当する角度ギヤツプが生
じないため、均一なウイービング溶接が可能とな
る。

こうしてトーチ４が位置修正された円弧中間点
P₅′に達すると、コンピユータ１０は第８図に示
すように、この点P₅′、円弧開始（教示）点P₄、
および円弧終了（教示）点P₆の３点より新めて
円の方程式を求め、これから円の中心位置Q₂お
よび半径r₂と点P₅′・P₆間円弧の中心角θ_T2を求め、
前述同要領で１パターン当りの回転角θ₂を求め
る。そしてコンピユータ１０は第７図について説
明した通りにパターン基準線を１パターン実行毎
に角度θ₂宛回転させ順次揺動パターンを作成し実
行指令する。

前記トーチ４は、アークセンサーにより位置修
正された円弧終了点P₆′（図示せず）に達すると、
点P₂→点P₄′と同様に直線のアークセンサーで溶
接を実行し、溶接終了点P₇′（図示せず）に達する
と溶接を終了し、直線補間で退避点P₈に移動す
る。これらの連続溶接を通じてトーチ４の姿勢は
点P₂、P₄、P₅、P₆、P₇でテイーチングした姿勢
に徐々に変換していく。

本発明は前述実施例以外に下記する変形もまた
可能である。

() 前述実施例では、アークセンシングによる
位置修正は予め作成されたデータ（AUXNo.
「10」）を用いて行うようにしたが、溶接実行の
初期においてサンプリングデータを作成し、そ
れに基づいて位置補正してもよい。

() 前述実施例では、円弧開始点から円弧中間
点までの溶接に際し、点P₄′、P₅、P₆の３つの
点から円の方程式を求めたが、点P₄・P₄′の位
置補正量を点P₅、P₆に平行補正し、得られた
点P₅″、P₆″とP₄′で円の方程式を求めてもよい。

() 前述実施例では、円弧中間点から円弧終了
点までの溶接に際し、点P₄、P₅′、P₆の３点か
ら円の方程式を求めたが、実際の円弧開始点
P₄′を記憶しておき、その点P₄′と点P₅′、P₆の
３点、あるいは点P₅・P₅′の位置補正量を点P₆
に平行補正して得られた点P₆および前記点
P₄′、P₅′の３点から円の方程式を求めてもよ
い。

() 前述実施例では、点P₄・P₅・P₆で形成され
る円弧の溶接について述べたが、点P₄に極く
近い点（勿論、点P₄に一致してもよい）を付
加して教示すれば円のアークセンサーによる溶
接ができる。

() 前述実施例では、回転角θ₁、θ₂をＸ−Ｙ座
標平面で示したが、三次元の立体的な角度にな
ることもある。

() ロボツトは直角座標形以外のメカ構成のも
のでも実施できる。

以上詳述せるごとく本発明によるときは下記す
る特有且つ顕著な効果を奏するものである。

(イ) 曲率半径の大小にかかわらず円弧溶接線に対
しても円弧開始点、円弧中間点、円弧終了点の
３点を教示するだけで、多数の中間点の教示が
不要のため、テイーチング作業が非常に簡単に
なり、従来適用できなかつたような曲率半径の
小さな円弧にもアークセンサーの適用が可能と
なる。

(ロ) 前記３点の教示点のうち、円弧中間点は円弧
開始点と円弧終了点の間の円弧上であれば任意
の点でよいため、従来のように補正範囲に入る
か否かを考慮する必要がなく、従来ほどテイー
チング作業に神経を使う必要がない。

(ハ) 最初のパターンに対するパターン基準線は１
周期パターンのピツチを弦とし、それ以後の基
準線はこの弦の中心角に相当する角度宛回転補
正し、アークセンサーによる平行補正は常に新
たな基準線に対し直角方向に施され、この補正
方向は実際の溶接線に対しほぼ直角方向となる
ため、溶接線の追従性が向上するとともに、ひ
とつの揺動パターンと次の揺動パターンとの間
な円周方向のギヤツプが生ずることはなく、均
一なウイービング溶接が可能となる。

(ニ) 前記(ハ)の理由からも明らかなように、本発明
の場合、ワークの個体差や取付誤差が無ければ
補正は零であり、従来のようにテイーチング自
体に誤差を伴うことがないため、補正範囲は従
来より実質上大巾に広がり、それに伴いワーク
の個体差が大きいものでもアークセンサーが適
用できる。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は本発明の実施例を示すもので、こ
のうち第１図は本発明の溶接ロボツトの全体図、
第２図は各種溶接継手形状を示す略図、第３図は
揺動パターンの説明図、第４図はプログラムのス
テツプ図、第５図はフローチヤート、第６〜８図
は円弧溶接線における揺動パターンの実行説明
図、また第９図および第１０図は本発明を比較す
べき技術での円弧溶接線における揺動パターンの
実行説明図、第１１図は円弧溶接線の円周方向と
半径方向との説明図である。図中、ROは溶接ロボツト、４は溶接トーチ１
０はコンピユータ、１１は遠隔操作盤、Ｗはワー
クである。

Claims

【特許請求の範囲】

１溶接トーチを開先幅方向に揺動させながらア
ーク溶接を行い、該揺動中に溶接トーチの位置ず
れを検出し、この位置ずれを修正することにより
溶接トーチを溶接線に追従させるようにした溶接
ロボツトにおいて、円弧溶接線に対する揺動パタ
ーン作成手段を含み、テイーチング時、少くとも
円弧開始点、円弧中間点、円弧終了点の３点を教
示し、揺動パターン作成時、前記３点より円の方
向式を求め、該方程式より揺動パターンの１周期
ピツチを弦とする中心角を求め、揺動パターン実
行時、毎回揺動パターンを前記円の円周に沿つて
前記中心角に相当する角度ずつ回転させるととも
に、前記揺動パターンに従つた揺動を行うごと
に、前記弦に直角な方向へのワークのアークセン
シグを実行することによつて次の揺動の起点位置
を前記方向について修正することを特徴とする、
溶接ロボツトにおける円弧溶接線追従方法。