JPH0354032B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、道路橋、鉄道橋、人道橋等の大形
構造物の自動溶接に適したすみ肉溶接用ロボツト
装置に関する。

〔従来の技術〕

橋梁構造物では、主材（Ｉ型鋼材）に、該主材
長手方向の横補強材と、これと直角向きの縦補強
材とを一定の配列パターンで取付けて主材の補強
を行うが、これら補強材は、主材に当接する縁部
両側にすみ肉溶接を施し、端部に角巻き溶接を施
して主材に固着されるのが通常である。

ところで、このような構造物の溶接には、一般
に、専用型の溶接ロボツト、例えば、特開昭59−
73185号公報に記載されているような自走式門形
溶接ロボツト装置が使用される。この装置は、構
造的には、トーチを、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に
駆動可能な直交座標軸駆動系とトーチ姿勢（向
き）を制御するための旋回軸（θ軸）駆動系を有
し、座標制御（トーチ位置制御）としては、始終
端検知装置やのそ他の検知手段を用いてワーク溶
接線に対するトーチ位置の基準位置からのずれ巾
を検出し、該ずれ巾が零になるように上記直交座
標軸駆動系と旋回軸駆動系を制御する所謂自動倣
い制御を採用している。

［発明が解決しようとする問題点］ この自動倣い制御では、溶接線の位置を正確に
検知することが重要であるが、溶接線の位置を直
接検知することはワーク形状によつて実用上不可
能な場合があり、現在行われている溶接線の検知
は、その殆どが間接もしくは相対検知であるた
め、ワークの切断誤差や取付け（仮り止め）誤
差、倒れや溶接による熱歪等があると、溶接にず
れが生じ、これは特に始終端において顕著な問題
となる。

上記した橋梁構造物においては、その強度を補
償するため始端部及び終端部に角巻き溶接を施す
必要があるので、その手直し作業に多大の労力と
時間を要しているのが現状である。

上記トーチの位置制御としては、溶接線の座標
情報を数値データ（NCデータ）として予め作成
しておき、数値制御装置を用いて該NCデータに
従いトーチ位置を制御するNC制御方式を採用す
れば、上記した溶接線検知の問題は無くなり、検
知手段も不要になるが、この方式による場合、上
記溶接線の座標情報は、図面に基づいて予めイン
プツトされた固定情報であるので、溶接装置のワ
ーク台（定盤）に与えられている基準座標に対し
てワークの位置がずれていたり、ワークの切断誤
差や取付け（仮り止め）誤差、倒れや溶接による
熱歪があると、NCデータが与えるテイーチング
溶接線と実際の溶接線とのずれを吸収することが
できず、上記倣い制御方式の場合と同様、多大の
手直し作業が必要となり、また、NCデータのイ
ンプツト作業がとても面倒である。

本発明は上記問題を解消するためになされたも
ので、始終端に正確に自動角巻き溶接を施すこと
ができ、従来に比し、大幅な省人化を図り、溶接
コストを低減することができるすみ肉溶接用溶接
ロボツト装置を得ることも目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するため、ツイント
ーチ形とし、予め作成された数値データに従い制
御される主軸系、NC制御装置、ワーク溶接線倣
い制御により、上記主軸が与えるトーチ位置の溶
接線に対する位置を修正する補助軸系とを有する
構成としたものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

第１図は、本発明を実施したツイン形ガスシー
ルド溶接ロボツト装置を一部省略して斜視図で示
したものである。同図において、１，１Ａはガイ
ドレールであつて、ワーク取付用定盤Ａの前後方
向にレール敷設用架台Ｂ上に敷設され、所定間隔
を隔てて平行に伸びており、該ガイドレール１，
１Ａ上を溶接ロボツトが走行する。この走行方向
が溶接ロボツトのＸ軸方向となる。溶接ロボツト
は、ガイドレール１，１Ａと直交する向き（左右
向き）に水平に伸びるガータ２、該ガータ２の両
端をそれぞれ支持して垂下するガータ支柱３，３
Ａ、長手方向ほぼ中央にガータ支柱３，３Ａ、該
ガータ支柱３，３Ａがそれぞれ立設され長手方向
がガイドレール１と同方向である長方形のサドル
４，４Ａからなる門型のロボツト支持機構を有
し、該ロボツト支持機構はサドル４，４Ａの下面
部に設けられたレール走行用車輪５（第５図）を
介してガイドレール１，１Ａ上に走行自在に載置
されている。第５図において、６，６Ａはサドル
４下面に装着された車輪支持フレーム、７は外側
の支持フレーム６に取着された駆動モータ（Ｘ軸
駆動モータ）、８はＸ軸駆動モータ７の軸端に連
結されたピニオンであつて該ピニオン８と係合す
るラツク９が架台Ｂ上に設けられてガイドレール
１方向と平行に延びており、７〜９による溶接ロ
ボツトＸ軸方向駆動機構を構成している。

上記ロボツト支持機構のガータ２は、第４図に
示すように、その上下面に、ほぼ全長に伸びるガ
イド１０，１０Ａを有し、該ガイド１０，１０Ａ
により案内されて上記Ｘ軸と直交する方向（Ｙ
軸）に走行する横行台車１１を支持している。こ
の横行台車１１は、第４図に示すように、「字形
をなし、ガイド１０，１０Ａにそれぞれ係合する
ガイドローラ１２，１２Ａが、ガータ２の上面の
近接して平行する腕部１１ａの下面と垂直面に近
傍して平行する脚部１１ｂの下端に設けられてい
る。この横行台車１１は上記腕部１１ａの先端側
で駆動モータ１３（Ｙ軸駆動モータ）を支持して
おり、該駆動モータ１３の軸端に連結されたピニ
オン１４が、ガータ２の上記垂直面とは反対側の
垂直面に取着されてガータ２の長手方向に伸びる
ラツク１５に係合している。１３〜１５は溶接ロ
ボツトＹ軸駆動機構を構成している。１６はＹ軸
走行用ガイドローラで対である。

上記横行台車１１の上記脚部１１ｂ前面には、
縦軸（上下動軸）のガイドを兼ねる保持筒部材１
７が取着され、該保持筒部材１７に中空の縦軸１
８が垂直の向きに（Ｚ軸方向）スライド可能に貫
挿されている。縦軸１８の表面には垂直方向に伸
びるレール１９が取着されており、保持筒部材１
７の上記表面と近傍して平行する面に、レール１
９の両側面に係合してガイドされるガイドロール
対２０が上下にそれぞれ設けられている。縦軸１
８の他の表面には垂直方向に伸びるラツク２１が
取着されており、該ラツク２１に、該保持筒部材
１７に支持された駆動モータ２２（Ｚ軸駆動モー
タ）の軸に連結されたピニオン２３が係合してお
り、２１〜２３により溶接ロボツトＺ軸駆動機構
が構成されている。上記縦軸１８の下部には、該
縦軸１８と同軸の補助軸系支持座部（回動座部２
４が回動可能に連結されている。この回動座部２
４は、縦軸１８の下端部に収納保持された駆動モ
ータ２５（θ軸駆動モータ）と減速装置（図示し
ない）からなるθ軸駆動機構（旋回機構）により
水平旋回駆動される。上記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及び
θ軸を総称して、以下、主軸系という。

上記回動座部２４は、第２図、第３図ａに示す
ように、Ｚ軸の軸線をはさんでＸ軸方向に平行す
る取付け面２６Ａ，２６Ｂを有し、一方の取付け
面２６ＡにNo.１トーチ用の電動横向き倣いスライ
ダ装置２７Ａが固着されている。この倣いスライ
ダ装置２７Ａのスライダ（Ｔ軸スライダ）２８Ａ
は前後方向（ガイドレール１と同方向、このスラ
イダ軸の移動方向を以下Ｔ軸という）に水平移動
可能であつて、装置固定部に支持された駆動モー
タ２９Ａ（Ｔ軸駆動モータ）により駆動される。
このＴ軸スライダ２８Ａの先端部には、該Ｔ軸ス
ライダ２８Ａと横Ｔ字形をなすように、No.１トー
チ用の電動縦向き倣いスライダ装置３０Ａが固着
されている。この倣いスライダ装置３０Ａのスラ
イダ（Ｕ軸スライダ）３１Ａは上下向き（前記縦
軸１８の向き）であつて、装置上面に取着された
駆動モータ（Ｕ軸駆動モータ）３２Ａにより駆動
される。以下、このスライダ３１Ａの移動方向を
Ｕ軸方向という。スライダ３１Ａの下端部には、
No.１トーチ用の電動横向き倣いスライダ装置３３
Ａが取着されている。このスライダ装置３３Ａの
スライダ（Ｖ軸スライダ）３４Ａは左右方向に向
いており、駆動モータ（Ｖ軸駆動モータ）３５Ａ
により駆動される。該スライダ３４Ａの移動方向
軸を、以下、Ｖ軸という。このＴ軸、Ｕ軸及びＶ
軸を総称して、以下、補助軸系という。

上記Ｖ状スライダ３４Ａからは垂直軸３６Ａが
垂下しており、該垂直軸３６Ａの下端部にNo.１ト
ーチ支持機構３７Ａが設けられている。このトー
チ支持機構３７Ａはウイービング装置であつて、、
第３図ｂに示すように、支持枠３８Ａ、揺動軸部
材３９Ａと、該揺動軸部材３７Ａを左右方向に揺
動させるための駆動モータ４０ａ、揺動巾調整用
モータ４０ｂを有している。この揺動軸部材３９
Ａは、その下端がピン４２Ａで支持枠３８Ａの下
部に軸支さるとともに、上部に設けたヒンジ部３
９ａをトーチ支持機構３７Ａに形成した横向きの
アーム３８ａに転動可能に係合して該ピン４２Ａ
を中心に揺動可能に保持されている。上記支持枠
３８Ａの下部及び揺動軸部材３９Ａの上部には、
それぞれ、No.１トーチ４１Ａを把持する把持枠４
３Ａ，４３Ａが取着されている。トーチ４１Ａは
揺動軸部材３９Ａに前記Ｚ軸の延長線と平行する
向きに保持され、且つ、上記Ｚ軸の延長板がすみ
肉溶接部材方向に折曲して支持されている。

上記揺動軸部材３９Ａの下端部には、始端検知
装置４４ａが設けられている。この始端検知装置
は、第６図に示すように、ロツド端に光電式の始
端検知器４５ａを取着したシリンダ４６ａを有
し、該シリンダ４６ａは、ロツド下端を下向きに
して、トーチ支持機構３７Ａ下端に設けられてNo.
１トーチ４１Ａ側に突出するブロツク４７Ａのト
ーチ側面に固着された台枠４８Ａに、前後揺動可
能に軸支されており、常時は、弾性装置４９ａに
より後方に付勢されて、始端検知器４５ａがNo.１
トーチ４１Ａ高さより所定高さ上方に位置する退
避傾斜姿勢にあり、ロツド伸張時、始端検知器４
５ａがNo.１トーチ４１Ａの先端部高さにほぼ近い
位置まで降下しNo.１トーチ４１Ａに対して所定距
離Lxだけ後行する。

また、本実施例の溶接ロボツトはツイントーチ
形であるので、上記した電動前後倣いスライダ装
置、電動上下倣いスライダ装置、電動左右倣いス
ライダ装置、ウイービング装置がNo.２トーチ４１
Ｂ用にもう１台づつ設けられており、No.２トーチ
４１Ｂ用のものには数字符号に添字Ｂを付して示
してあるNo.２トーチ４１ＢはＺ軸を含む平面内で
該Ｚ軸の延長線をはさんでNo.１トーチ４１Ａと対
向している。

また、No.２トーチ４１Ｂ側の揺動軸部材３９Ｂ
の下端部には、第３図ａに示すように、始端検知
装置４４ａと同じ構成を持つ終端検知装置４４ｂ
が設けられている。この終端検知装置４４ｂのシ
リンダ４６ｂは弾性装置４６ｂにより前方に付勢
され、ロツド伸張時、終端検知器４５ｂはNo.２ト
ーチ４１Ｂに対して所定距離Lxだけ先行する。

No.１トーチ４１ＡとNo.２トーチ４１Ｂに導かれ
るワイヤは、一方のサドル４上に載置されたパツ
クワイヤ５１Ａ，５１Ｂから、プツシユ側ワイヤ
送給装置５２Ａ，５２Ｂ、コンジツトケーブル５
０Ａ，５０Ｂ、プル側ワイヤ送給装置５３Ａ，５
３Ｂ、コンジツトケーブル５４Ａ，５４Ｂを通し
て導かれる。他方のサドル４Ａ上には、No.１トー
チ用溶接電源６０Ａ、No.２トーチ用溶接電源６０
Ｂ、数値制御装置（NC制御装置）６１、自動倣
い制御装置６２が設けられている。６３は制御ケ
ーブル、ホース等の案内装置である。

第７図に、主軸系と補助軸系の動作を図式的に
示す。

次に、上記溶接ロボツトの制御系を、第８図に
示す制御ブロツクを参照して説明する。同図にお
いて、１００はNC制御装置の主コンピユータで
あつて、NCデータＤを格納したバブルカセツト
ＣからNCデータＤを読込んで、所定のプログラ
ムに従い、Ｘ軸関連データを指令信号に変換して
Ｘ軸駆動モータ７を制御するＸ軸サーボユニツ
ト、Ｘ軸関連データを指令信号に変換してＹ軸駆
動モータ１３を制御するＹ軸サーボユニツト、Ｚ
軸関連データを指令信号に変換してＺ軸駆動モー
タ２２を制御するＺ軸サーボユニツト、θ軸関連
データを指令信号に変換してθ軸駆動モータ２５
を制御するθ軸サーボユニツト、それぞれに送出
する。また、主コンピユータ１００には、CRT
デイスプレイ１０１、該CRTデイスプレイ１０
１のキーボードや他のフアンクシヨンキーを有す
る操作盤１０２、リモートペンダント１０３が接
続されている。

１００Ａ，１００Ｂは、それぞれNo.１トーチ
用、No.２トーチ用の自動倣い制御装置６２Ａ，６
２Ｂのコンピユータ（以下、副コンピユータとい
う）である。これら副コンピユータ１００Ａによ
る主たる制御動作は下記の通りであり、これらの
制御動作は所定のシーケンスに従い実行される。

(1) ワイヤセンシング動作を指令し、Ｕ軸駆動モ
ータ３２Ａ，３２Ｂを制御するＵ軸サーボユニ
ツト、Ｖ軸駆動モータ３５Ａ，３５Ｂを制御す
るＶ軸サーボユニツトに位置修正量を与えて、
電極即ちワイヤ先端が溶接線に対して最適垂直
距離、最適水平距離を確保するようにNo.１トー
チ及びNo.２トーチ位置を制御する。

(2) 始端検知装置４４ａに検知動作指令を与え、
始端検知器４５ａの検知信号を受けとつて、Ｔ
軸駆動モータ２９Ａ，２９Ｂを制御するＴ軸サ
ーボユニツトに後進指令を与え、始端角巻き溶
接開始位置へNo.１トーチ４１Ａ，No.２トーチ４
１Ｂを位置制御する。

(3) アークセンシング動作を指令し、アークセン
シングユニツト１０４Ａ，１０４Ｂが送出する
検出値（溶接電流）を取込み、これを駆動して
Ｕ軸駆動モータ３２Ａ，３２Ｂを制御するＵ軸
サーボユニツト及びＶ軸駆動モータ３５Ａ，３
５Ｂを制御するＶ軸サーボユニツトに位置指令
を与え、No.１トーチ４１Ａ、No.２トーチ４１Ｂ
の揺動中心において該No.１トーチ４１Ａ、No.２
トーチ４１Ｂが実際の溶接線に指向する姿勢と
なるように制御する。

(4) 終端検知装置４５ｂに動作開始指令を与え、
終端検知器４５ｂの検知信号を受けとつて、Ｔ
軸駆動モータ２９Ａ，２９Ｂを制御するＴ軸サ
ーボユニツトに前進指令を与え、終端角巻き溶
接開始位置へNo.１トーチ４１Ａ、No.２トーチ４
１Ｂを位置制御する。

(5) NCデータＤに格納されている脚長データに
基き溶接条件（溶接電流、電圧等）を主コンピ
ユータ１００を通して受け該溶接条件に基づき
溶接電源装置６０Ａ，６０Ｂの出力を制御す
る。

(6) NCデータＤに格納されている脚長データに
基づきウイービング条件（ウイービング巾、ウ
イービング回数、）を主コンピユータ１００を
通して受け、ウイービング装置３７Ａ，３７Ｂ
の駆動モータ４０ａ，４０ａ、ウイービング巾
調整モータ４０ｂ，４０ｂを制御するサーボユ
ニツトにウイービング指令（開始、停止、ウイ
ービング巾、ウイービング回数）を与える。な
お、第８図におけるLSは原点検知かつオーバ
ーラン防止用のリミツトスイツチを示す。

次に、この装置の動作について説明するが、
第９図に示すよな主材（Ｉ形桁）２００に第１
横補強材２１１、第２横補強材２１２、縦補強
材２１３を溶接する場合について説明する。な
お、説明の便宜上、主材２００が定盤Ａ上に標
準姿勢で、即ち、横、縦の溶接線WLa，WLb
が前記Ｘ軸、Ｙ軸にそれぞれ平行する姿勢では
搬入、据え付けられているものとする。第１０
図に補強材の他の形状を示しておく。

準備ステツプ 溶接オペレータはバブルカセツトＣをNC制
御装置６１にセツトする。バブルカセツトＣが
セツトされると溶接準備作業が主コンピユータ
１００と溶接オペレータとの対話形式で進めら
れる。

溶接オペレータはCRTデイスプレイ１０１
のキーボードにより、ワークNo.を指定して、バ
ブルカセツトＣに格納されている該ワークNo.の
形状データを読出させてCRT画面上にワーク
の平面図を映像させる。溶接オペレータは、定
盤Ａ上のワークがCRTデイスプレイ１０１の
画面上に映像しているワークと実ワークが一致
していることを確認後、操作盤１０２上の溶接
開始スイツチをオン側に入れる。溶接開始スイ
ツチがオン投入されると、主コンピユータ１０
０はワークに関するNCデータＤを読込んで、
第１１図に示すフローに従い、下記のステツプ
を進行させる。なお、溶接は、第９図に示す第
１横補強材２１１の図において左端（座標
Psa）から右端（座標Pea）へ、次いで、第２
横補強材２１２の図において左端（座標Psb）
から右端（座標Peb）へ、次いで、縦補強材２
１３の図において上端（座標Psc）から下端
（Pec）へ、という溶接順序で行われるものと
する。この溶接順序はユーザテイーチングとし
てバブルカセツトＣに上記各座標を書込むこと
により指定される。また、ユーザテイーチング
としては、これらの座標（テイーチング座標）
間の距離の他、脚長が書込まれる。

溶接始端への位置決め（主軸制御） 主コンピユータ１００は、ワークのテイーチ
ング溶接線WLa、WLbの始点座標Psa（xs、
ys、zs）、とトーチ向き（角度）θfのNCデータ
を読込んで、座標xsをＸ軸サーボユニツトに、
座標ysをＹ軸サーボユニツトに、トーチ角度θf
をθ軸サーボユニツトにそれぞれ指令する。こ
れにより、ロボツト支持機構がＸ軸駆動機構に
より駆動されてガイドレール上を走行し、横行
台車１１がＹ軸駆動機構によりガータ上２を走
行し、トーチは原点座標Po（xo、yo、zo）か
ら座標（xs、ys、zs）に移動する。なお、トー
チ角度θfは、No.１トーチ４１ＡとNo.２トーチ４
１Ｂがガータ２方向に並ぶ姿勢にある時の角度
（θf＝０）であるとする。次に、主コンピユー
タ１００は座標zoをＺ軸サーボユニツトに指
令する。これにより、縦軸１８が下降してトー
チは座標Psa（xs、ys、zs）へ位置制御される。

溶接始端の位置決め（補助軸制御） (a) ワイヤセンシングによるトーチ位置修正 オフラインテイーチングによる始点座標
Psへの主軸による位置制御が終了すると、
ワイヤセンシング法によるトーチ位置修正動
作が開始される。このワイヤセンシングは、
例えば、特開昭54−124850号公報に記載され
ている技術が応用される。即ち、No.１トーチ
４１Ａにおいて、Ｕ軸スライダ３１Ａが下降
し、ワイヤ先端がＩ型桁２００に接触する位
置まで下降した後規定垂直距離Lzだけ上昇
する動作を行い、次に、Ｖ軸スライダ３４Ａ
が第１横補強材２１１に向つて移動しワイヤ
先端が該第１補強部材２１１に接触する位置
まで移動した後規定距離Lyだけ後退する動
作を行う。この規定距離Lz及びLyはワイヤ
先端が溶接線に対して確保すべき最適垂直距
離及び最適水平距離である。No.２トーチ４１
Ｂについても同様の修正制御が実行される。

(b) 始端検知によるトーチ溶接開始位置へ修正 上記ワイヤセンシングによる位置修正が終
了すると、Ｔ軸サーボユニツトにＴ軸スライ
ダ２８Ａ，２８Ｂ後進指令が与えると共に始
端検出装置４４ａに動作開始指令が与えら
れ、Ｔ軸スライダ２８Ａ，２８ＢがＴ軸駆動
機構により後進駆動されるとともに始端検知
装置４６ａのシリンダ４４ａのロツドが下降
し、始端検知器４５ａが第１横補強材２１１
の前端側へ移動しながら該横補強材２１１の
下縁部分を走査する。始端検知器４５ａが第
１横補強材２１１の前端を検出すると、始端
検知装置４４ａは退避指令を受けて始端検知
器４５ａを退避位置に戻す。Ｔ軸スライダ２
８Ｂは上記前端検出後更に始端検知器４５ａ
のNo.１トーチ４１Ａに対する先行距離Lx＋
ΔLxだけ後進駆動される。この結果、No.１
トーチ４１Ａは横補強材２１１の前端から
ΔLxだけＸ軸方向に後行する位置に位置決
めされる。No.２トーチ４１Ｂも同様に制御さ
れる。

溶接作業−始端角巻き溶接 上記した補助軸系による位置修正が終了する
と、溶接電源６０Ａ，６０Ｂがワイヤへの給電
を開始し、第１横補強材２１１の先端部に対し
て角巻き溶接が施される。この間にＸ軸駆動モ
ータ７が駆動され、No.１トーチ４１Ａ、No.２ト
ーチ４１Ｂは一定距離（前記ΔLx）だけ前方
に移動する。

溶接作業−すみ肉溶接 No.１トーチ４１Ａが上記一定距離だけ移動し
て上記始端の角巻き溶接が終了すると、Ｘ軸サ
ーボユニツトが主コンピユータ１００からの指
令によりＸ軸駆動モータ７を駆動し、溶接ロボ
ツトはガイドレール上を溶接方向前方（第１補
強部材２１１の後方側）へ向つて走行を開始す
る。同時に、ウイービング装置３７Ａが作動開
始してNo.１トーチ４１Ａが揺動を開始し、アー
クセンシング法によるトーチ位置修正動作が始
まる。このアークセンシングには、例えば、特
開昭58−53375号公報に記載されている技術を
応用する。アークセンシングユニツト１０４
Ａ，１０４ＢによりNo.１トーチ４１Ａ、No.２ト
ーチ４１Ｂが対応する実際の溶接線を指向した
時の左右揺動角時の溶接電流を演算し、その演
算結果に基づき副コンピユータ１００Ａ，１０
０Ｂがトーチ位置修正をＵ軸サーボユニツト、
Ｖ軸サーボユニツトに指令する。

従つて、No.１トーチ４１Ａ、No.２トーチ４１
Ｂは、テイーチング溶接線に基づく移動経路に
対して、リアルタイムで検知される実溶接線に
基づく位置修正を受けながら、Ｘ軸方向に所定
速度で移動し、溶接ロボツトは第１横補強材２
１１の両側に、倣い溶接によるすみ肉溶接を施
しながら走行する。

溶接作業−後端角巻き溶接 トーチ４１Ａ，４１Ｂが第１横補強材２１１
の後端近傍まで移動すると、即ち、テイーチン
グ終点座標Pea（xe、ye、ze）に達すると、終
端検知装置４４ｂが作動指令を受けてシリンダ
４６ｂのロツドを伸張する。終端検知器４５ｂ
が第１横補強材２１１の後端を検出すると、ウ
イービング装置３７Ａ，３７Ｂが動作を停止し
てアークセンシング動作が停止される。同時
に、Ｘ軸サーボユニツトに減速停止指令が、ま
た、Ｔ軸サーボユニツトに起動加速指令が与え
られ、Ｘ軸駆動モータ７とＴ軸駆動モータ２９
Ａ，２９Ｂとが一定期間だけ併動したのち、前
者は停止し後者の２つは定速駆動に移り、トー
チ４１Ａ，４１Ｂの駆動を担う主体が主軸系の
Ｘ軸から補助軸系のＴ軸に切換わる。この駆動
主体の切換わり区間の間、トーチ４１Ａ，４１
Ｂを定速に維持するため上記併動制御が行われ
る。終端検知後、トーチ４１Ａ，４１Ｂが所定
距離（トーチと終端検知器間距離Lx＋ΔLx）
だけ移動するとＴ軸スライダ２８Ａ，２８Ｂが
一定距離（ΔLx）だけ前進駆動され、この間
に、後端の角巻き溶接が終了する。

以上のシーケンスが終了すると、No.１トーチ
４１Ａ、No.２トーチ４１Ｂは原点座標Poaへ復
帰制御され、第２横補強部材２１２に対して上
記〜のシーケンスが実行される。第２補強
材２１２に対するこのシーケンスが完了する
と、No.１トーチ４１Ａ、No.２トーチ４１Ｂは縦
補強材２１３のテイーチング始点Pscへ移動す
るが、この時、θ軸が90度回転する。

このように、本実施例の装置では、主軸系が、
トーチを、NCデータにより教示される溶接線に
基づく移動経路（テイーチング経路）を移動する
ように制御し、補助軸系が実際の溶接線に基づき
トーチの移動経路ずれをリアルタイムで検出しつ
つトーチの位置を修正する。

従つて、本実施例では、バブルカセツトに書込
むユーザテイーチングを極めて簡単なものにする
ことができ、対象が大型構造物であつても、オペ
レータの負担は少なくて済み、省人化を図ること
ができる。

本実施例では、主軸系によりテイーチング始点
座標でへ制御し、この座標Ｐを基点として始端検
知を行い、角巻き溶接開始位置を特定し、また、
後端においては、トーチをテイーチング終点座標
へ制御し、この座標を基点として終端検知を行
い、角巻き溶接開始位置を特定するから、正確に
角巻き溶接を自動施工することができる。

また、本実施例の装置は、ツイントーチ形であ
り、No.１トーチとNo.２トーチがワークを両側から
はさむようにして移動するので、横補強材と縦補
強材との間隔が小さい場合でも、容易に所要の角
巻き溶接を行わせることができる。

ワークが例えば前記横補強材だけであり、縦補
強材が無いような場合には、一度、トーチ姿勢が
調整されると制御機会は無くなるので、水平旋回
駆動機構に関するNCデータは全く簡単なものと
なり、主軸系は実質上直交座標軸系となる。

また、上記実施例における始端検知装置、終端
検知装置はそれぞれの端検知器が上方退避可能で
あるので、トーチの邪魔になることはない。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明した通り、ワーク始終端部に
正確に角巻き溶接を自動的に施すことのできるの
で、ワーク始終端部の人手による溶接手直し作業
を不要にすることができる上、主軸系は、NCに
によるオフラインテイーチング方式であり、ユー
ザテイーチングとしては、位置に関するデータと
溶接条件に関するデータをインプツトするだけで
よいようにすることができ、面倒なテイーチング
作業が不要となる為、対象が大形構造物であつて
も溶接オペレータ一人で所要の溶接を施工するこ
とができ、溶接コストを省人効果により、従来に
比し大幅に低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す一部省略斜視
図、第２図は上記実施例における補助軸系を示す
一部省略正面図、第３図ａは第２図の側面図、第
３図ｂはウイービング装置部分を示す側面図、第
４図は上記実施例における主軸系（Ｙ軸、Ｚ軸）
部分を示す要部側面図、第５図は上記実施例にお
ける主軸系（Ｘ軸）部分の要部を示す正面図、第
６図は上記実施例における始端検知器の正面図、
第７図は上記実施例における主軸系と補助軸系の
動作を示す図、第８図は上記実施例における制御
ブロツクを示す図、第９図は上記実施例が適用さ
れる構造物の一部を示す図、第１０図は上記実施
例が適用される補強部材例を示す図、第１１図は
上記実施例の制御フローチヤートを示す図であ
る。 １……ガイドレール、１１……横行台車、１８
……縦軸、２４……回動座部、２８Ａ，２８Ｂ…
…Ｔ軸スライダ、３０Ａ，３０Ｂ……Ｕ軸スライ
ダ、３５Ａ，３５Ｂ……Ｖ軸スライダ、３７Ａ，
３８Ｂ……ウイービング装置、４１Ａ，４１Ｂ…
…トーチ、４４ａ……始端検知装置、４４ｂ……
終端検知装置、６０Ａ，６０Ｂ……溶接電源、６
１……NC制御装置、６２……自動倣い制御装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レール上を走行する支持機構、該支持機構を
   駆動する駆動機構、上記支持機構に搭載され上記
   走行方向と直交する向きに移動可能な台車、該台
   車を駆動する左右方向駆動機構、上記台車に上下
   動可能に支持された上下動軸、該上下動軸を駆動
   する上下方向駆動機構、該上下動軸の下部に回動
   可能に装着された支持座部からなる主軸系、上記
   支持座部の両側に支持され水平方向に移動可能な
   対をなす第１の補助軸、該第１の補助軸のそれぞ
   れに支持され、上記上下方向に移動可能な第２の
   補助軸、該第２の補助軸のそれぞれに支持され上
   記第１の補助軸の移動方向に直交する方向に移動
   可能な第３の補助軸とこれら補助軸の駆動機構か
   らなる２系統補助軸系、該２系統補助軸系のそれ
   ぞれにトーチ支持装置を介して保持され先端部が
   上記上下動軸の軸線を上下左右方向にはさんで所
   定間隔を隔てるツイントーチ、予め作成された数
   値データに従い上記主軸系を制御するNC制御装
   置、ワーク溶接線を検出して該溶接線に対するト
   ーチ位置のずれを検出し、該ずれを修正する向き
   に上記補助軸系を制御する自動倣い制御装置を有
   し、上記補助軸系が上記主軸に与えるトーチ位置
   の溶接線に対する位置を修正することを特徴とす
   るすみ肉溶接用溶接ロボツト装置。 ２ トーチ支持装置が、トーチを所定振幅で振動
   させるウイービング装置であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のすみ肉溶接用溶接ロ
   ボツト装置。 ３ ２系補助軸系統が、始端検知装置と終端検知
   装置を有し、両検知装置が上方退避可能かつ衝突
   弾性退避可能に端検知部を支持していることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   のすみ肉溶接用溶接ロボツト装置。