JPH05293643A - 異形鉄筋溶接方法および溶接ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉄筋の交差箇所への結合部材の搬入工程と、
結合部材および異形鉄筋の溶接工程とからなる溶接作業
の自動化を可能とすること。 【構成】 鉄筋の予想交点デ−タおよび被溶接物デ−タ
を入力し、プレイバック作動時に、予想交点に相当する
交差箇所で、交差する夫々の鉄筋の半径方向の中心位置
を接触検出器により検出して、鉄筋の実際の交点を算出
すると共に、上側および下側の鉄筋の節またはリブの位
置を検出して、夫々の鉄筋の節またはリブ上の溶接点を
演算することにより、鉄筋の交差箇所に結合部材が確実
に鞍置きされ、かつ結合部材と上・下の鉄筋とが夫々の
節またはリブ上で確実にア−クスポット溶接されること
を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築や土木等における
コンクリ−ト補強用の異形鉄筋の溶接方法および溶接ロ
ボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に鉄筋コンクリ−ト構築物において
は、コンクリ−ト補強用として丸鋼や異形棒鋼が用いら
れるが、特に補強の点で優る異形鉄筋が格子状に組立て
られて使用されている。異形鉄筋の交差部を鉄線により
緊結する手作業は非能率的であるため、交差部の結合作
業の省力化が嘱望されている。ところで、図２５および
図２６に示されるごとく、格子状に交差する上下の異形
鉄筋１，２を水平状に配置し、この交差箇所に夫々の異
形鉄筋１，２と接触する凹部３０１，３０２の形成され
た結合部材３を鞍置きして、結合部材３と異形鉄筋１，
２とを溶接する場合、異形鉄筋１，２の機械的強度を低
下させることなく溶接するためには、異形鉄筋１，２の
節１０１，２０１またはリブ１０２，２０２と結合部材
３とを溶接しなければならない（＝溶接点Ｗ₁ ，Ｗ₂ ）
ことは公知である。

【０００３】このため、例えばア−クスポット溶接用ト
−チと、適宜の位置決め治具とを用いて交差箇所毎に半
自動作業により溶接すれば、手作業により鉄線で緊結す
る場合に比べて、１ヶ所の交差箇所の作業量は軽微とな
る。しかし１日の作業時間が決まっているため、個別の
作業時間が短縮されても、その分だけ多数の交差箇所の
溶接を行なわなければならず、交差箇所を半自動溶接す
る場合でも、作業者にとって過酷な作業となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、異形鉄筋の
寸法は、一応ＪＩＳ「Ｇ３１１２−1987」により規定さ
れているが、節の平均間隔の最大値や節の高さの最大値
等かなり裕度があり、製造メ−カ−によって節の間隔や
節の幅にバラツキがあり、かつ、異形鉄筋の直径として
多種類が使用され、しかも格子状に配置される配筋ピッ
チも作業毎に所望の値に選定されるため、交差部におけ
る節およびリブの配置状況は、交差箇所毎に異なってい
るといっても過言ではない。

【０００５】上記のごとく、対象とする異形鉄筋は多種
類であり、かつ個々の異形鉄筋の寸法は製造メ−カ−に
よりバラツキがあり、しかも格子状に配置される配筋ピ
ッチも適宜の値に選定されるため、溶接の自動化が困難
であって、水平に配置された、格子状に交差する上下の
異形鉄筋と、交差箇所に鞍置きされた結合部材とを、異
形鉄筋の節またはリブ上で自動的に溶接する溶接方法お
よび溶接ロボットが未だ提言されていない。

【０００６】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的は、鉄筋の交差箇所への結合部材の搬入が確実
に行なわれて、安定した品質で結合部材と異形鉄筋とを
溶接することができる、自動化の図れる溶接方法および
溶接ロボットを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本第１の発明は、水平状
に配置された、格子状に交差する上下の異形鉄筋を、各
々の異形鉄筋と接触する凹部の形成された結合部材を介
して所望の交差箇所で溶接する異形鉄筋溶接方法に適用
される。その特徴とするところは、少なくとも前記鉄筋
の予想交点デ−タ−および被溶接物デ−タ−を教示し、
前記予想交点に相当する交差箇所で、前記鉄筋の夫々の
半径方向に接触検出器を移動させて前記鉄筋の夫々の中
心位置を検出し、かつ前記中心位置の下方向に前記検出
器を移動させて前記鉄筋の夫々の上端位置を検出すると
共に、前記鉄筋の軸線方向に前記検出器を移動させて前
記夫々の鉄筋の節またはリブの位置を検出して前記鉄筋
の節またはリブ上の溶接位置を演算し、前記検出後に前
記交差箇所に配置される結合部材と前記鉄筋とを夫々ア
−クスポット溶接することである。

【０００８】本第２の発明は、水平状に配置された、格
子状に交差する上下の異形鉄筋を、各々の異形鉄筋と接
触する凹部の形成された結合部材を介して所望の交差箇
所で溶接する異形鉄筋溶接ロボットに適用される。その
特徴とするところは、前記溶接ロボットは、結合部材の
供給装置と、結合部材を溶接位置へ移送する移送装置
と、ア−クスポット溶接用ト−チを支持するマニピュレ
−タと、接触検出器を支持するマニピュレ−タと、前記
各々の装置を制御する制御装置とにより構成され、かつ
前記制御装置は、少なくとも前記鉄筋の予想交点デ−タ
−および被溶接物デ−タ−を予め入力する入力手段と、
前記予想交点に相当する交差箇所で、前記鉄筋の夫々の
半径方向に接触検出器を移動させて前記鉄筋の夫々の中
心位置を検出する第１および第２の検出ステップおよび
前記中心位置の下方向に前記検出器を移動させて前記鉄
筋の夫々の上端位置を検出すると共に、前記鉄筋の軸線
方向に前記検出器を移動させて前記夫々の鉄筋の節また
はリブの位置を検出する第３および第４の検出ステップ
からなる検出手段と、前記検出された夫々の中心位置か
ら前記鉄筋の交点を算出する手段と、前記第３および第
４の検出結果に基いて前記鉄筋の節またはリブ上の溶接
位置を演算する溶接位置演算手段と、算出した前記鉄筋
の交点に結合部材を移送した後、前記溶接用ト−チを移
動して溶接させる制御手段とからなることである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例により詳細に説
明する。まず、本発明に係る溶接ロボットの構成につい
て説明すると、図１乃至図５において、１および２は、
水平面に格子状に配置されて上下に交差する異形鉄筋
（以下、鉄筋という。）で、上側の鉄筋１の直径Ｄ_k お
よび下側の鉄筋２の直径Ｄ_m は夫々種々の寸法のものが
適宜に用いられる。また、上下の鉄筋１，２には、夫々
軸線と直交する多数の節１０１，２０１が形成されてい
る。なお、上下の鉄筋１，２には、夫々軸線方向のリブ
１０２，２０２が形成されているものとして説明する。
３は、上下の鉄筋１，２の交差箇所に配置される結合部
材で、この結合部材３には、上下の鉄筋の節１０１，２
０１と夫々接触する凹部３０１，３０２が形成されてい
る。なお、結合部材３は、板材を適宜にプレス加工した
り、あるいは溶接又は鋳造により製作することができ
る。

【００１０】４はマニピュレ−タで、図示の場合、６自
由度を有する産業用ロボットが用いられている。５はマ
ニピュレ−タ４の先端部材４０１に支持されたア−クス
ポット溶接用ト−チで、例えば溶接ワイヤを用いる、い
わゆる消耗性電極式の溶接用ト−チである。６は、先端
部材４０１に支持された、いわゆるロボットハンドで、
このロボットハンド６により結合部材３が一体的に支持
され、かつ所望時にアンクランプの状態で解放される。
７は鉄筋１，２を検出するための接触式の検出器で、例
えば、この接触検出器７は、接触検出器７の接触子７０
１と鉄筋１，２との間に電圧を印加しておき、接触子７
０１を鉄筋１，２に当接させて鉄筋１，２の位置を検出
する、いわゆるタッチセンサである。

【００１１】８は接触検出器用の駆動機構で、例えばこ
の駆動機構８は、回転用のアクチュエ−タ９と、第１お
よび第２のストッパ−１０，１１とにより構成されてい
て、この駆動機構８は先端部材４０１に支持されてい
る。例えば、溶接用ト−チ５の基部を介して先端部材４
０１に支持されている。なお、接触検出器７はアクチュ
エ−タ９の回転駆動軸９０１に支持された締結具９０２
を介して回転自在に支持されている。２０は、結合部材
用の供給装置で、供給貯蔵容器２１に収納された結合部
材３が、公知の供給機構により適宜に供給位置ＦＰに順
次供給される。３０はロボット制御装置、４０は溶接用
電源装置、５０は接触検出器用制御装置である。

【００１２】次に、図２３を参照して上記の各装置の動
作を制御するロボット制御装置３０について説明する。
ロボット制御装置３０は、中央処理装置（＝ＣＰＵ）
と、ＣＰＵを制御する制御プログラムを記憶する制御用
メモリＭＭ１と、ティ−チングおよび検出デ−タ用メモ
リＭＭ２と、節検出アルゴリズム用メモリＭＭ３と、被
溶接物寸法用メモリＭＭ４と、マニピュレ−タ駆動回路
ＭＤと、溶接電源装置インタ−フェイスＷＩと、外部制
御インタ−フェイスＥＩ等の内部回路とが内蔵されてい
る。またＣＰＵに、これらの各回路とティ−チングボッ
クス３２、入力装置３３、表示装置３４等の入出力装置
とが接続されている。

【００１３】制御用メモリＭＭ１には、上述したロボッ
ト制御装置内の内部回路および入出力装置の入出力信号
を制御する制御用プログラムが予め記憶されている。こ
の制御プログラムと上述した入出力装置からの入力信号
とによって、ＣＰＵが上述した各メモリに記憶させたデ
−タを解釈して実行する。

【００１４】ティ−チングおよび検出デ−タ用メモリＭ
Ｍ２には、位置デ−タ、検出デ−タ、溶接条件デ−タ等
をユ−ザが入力して記憶させる。位置デ−タとしては、
結合部材供給位置ＦＰ、接触子の検出初期設定位置、結
合部材の予想設置位置、鉄筋の予想交点位置（Ｔ_i ）等
である。鉄筋の予想交点位置のティ−チングは、上側の
鉄筋１（以下、上筋１という。）および下側の鉄筋２
（以下、下筋２という。）のＸ−Ｙ座標での予想交点位
置Ｔ_i を、上筋１の照合番号ｋおよび下筋２の照合番号
ｍとともに、ティ−チングおよび検出用メモリＭＭ２に
記憶させる。検出デ−タとしては、後述するように、鉄
筋の交点の上筋表面上の検出位置、下筋の節の検出位
置、上筋の節の検出位置、上筋の中心線、下筋の中心線
等である。溶接条件デ−タとしては、溶接電流値、溶接
電圧値、アークスポット溶接の通電時間、プリフロ−時
間、アフタフロ−時間、クレ−タフィラ時間、クレ−タ
フィラ電流値、クレ−タフィラ電圧値、通電電流波形等
である。

【００１５】節検出アルゴリズム用メモリＭＭ３には、
後述するように、上筋１および下筋２の節１０１および
２０１並びにリブ１０２および２０２の配置状況に応じ
て検出が行なわれるように、予め作成されたプログラム
が記憶されている。被溶接物寸法用メモリＭＭ４には、
図６に示すように、各鉄筋の種類ごとに、鉄筋直径
Ｄ_i 、鉄筋の最大節間隔Ａ_i 、鉄筋の節幅Ｂ_i ，鉄筋の
最小節高さＣ_i、結合部材の寸法Ｌ_i 等を１組として照
合番号（１乃至Ｎ）とともに記憶させる。例えば、図６
に示すように、Ｎ組のデ−タが照合番号１乃至Ｎとして
記憶される。

【００１６】上述したように、被溶接物寸法用メモリＭ
Ｍ４に、ユ−ザ−が予めデ−タを入力しておけば、ティ
−チングおよび検出デ−タ用メモリＭＭ２に、後述する
ティ−チングデ−タおよび検出用デ−タを、溶接前にデ
−タ入力をして記憶させれば、制御用メモリＭＭ１に記
憶させた制御プログラムによって、ＣＰＵがこれらのデ
−タを解釈して被溶接物の交点の検出、結合部材３の移
送、ア−クスポット溶接等の一連の溶接作業の動作手順
を実行する。

【００１７】教示作業について さて、溶接に先だって教示作業が行なわれるが、上筋１
および下筋２は、図５に示されるごとく格子状に配置さ
れていて、Ｘ，ＹおよびＺ方向の基準点をＴ₀とする。
例えば、図７に示されるごとく、下筋２の垂直方向オフ
セットＦ、すなわち、基準点Ｔ₀ から教示時における下
筋２の下面までのＺ方向の寸法Ｆ、鉄筋用デ−タｋ，
ｍ、検出用デ−タＵ，Ｈ，ＶおよびＸ−Ｙ座標における
交点用デ−タＴ₁ ，Ｔ₂ ，……が教示される。使用され
る上筋１および下筋２が各々照合番号ｋおよびｍによっ
て指示されると、予じめ記憶された被溶接物寸法用メモ
リＭＭ４から照合番号ｋおよびｍに相当する被溶接物デ
−タが読み出される。勿論、上筋１および下筋２の照合
番号は任意であって、夫々異なる場合あるいは同一の場
合がある。

【００１８】交点用デ−タとして、図５に示されるごと
く、上筋１および下筋２の予想交点、すなわち溶接対象
とする交差箇所に相当する個数の予想交点の位置Ｔ₁ ，
Ｔ₂，……が、原点Ｔ₀ を基準として夫々Ｘ方向および
Ｙ方向の値として教示される。なお、Ｚ方向の値は、上
記教示デ−タから求められる。さらに、予想交点Ｔ₁ ，
Ｔ₂ ，……において後述する「検出」と「溶接」とを行
なうが、実行する交点の順番Ｔ₁ →Ｔ₂ →……，交点で
の、後述する「検出」におけるＳＴＥＰ１およびＳＴＥ
Ｐ２の実行の要否と、ＳＴＥＰ１およびＳＴＥＰ２を実
行しないときの参照位置情報（Ｋ₁ ，Ｋ₄₁等）が教示さ
れる。なお、参照位置情報（Ｋ₁ ，Ｋ₄₁等）については
後述する。

【００１９】検出作業までの動作について 上記教示作業が終了後、ユ−ザが入力したデータを制御
プログラムが解釈し、中央処理装置（＝ＣＰＵ）が実行
して、結合部材３の取込み，溶接装置の検出および被溶
接物の溶接よりなる、いわゆる一連の溶接作業が行なわ
れる。すなわち、マニピュレ−タ４が適宜に駆動され、
供給位置ＦＰに置かれた結合部材３がロボットハンド６
により把持されて取込まれる。この後、マニピュレ−タ
４が駆動されると共に、回転用のアクチュエ−タ９によ
り接触検出器７が回転されて、図２に示されるごとく、
接触検出器７がストッパ−１１に当接した下向きの状態
に保持され、かつ接触検出器７の先端位置が最初に実行
される予想交点Ｔ₁ に位置決めされる。

【００２０】予想交点Ｔ₁ はＸ−Ｙ−Ｚ座標ではＴ
₁ （Ｘ_T1，Ｙ_T1，Ｚ_T1）で表わされ、このＸ_T1およびＹ
_T1は教示デ−タである。教示された上筋１および下筋２
の夫々の直径がＤ_k ，Ｄ_m であるとすれば、Ｚ方向の値
Ｚ_T1は次の演算式で算出される。 Ｚ_T1＝Ｆ＋Ｄ_m ＋Ｄ_k ＋Ｕ ……（１）

【００２１】この後、入力済の節検出アルゴリズム用メ
モリＭＭ３およびティチングデータ用メモリＭＭ２に記
憶されたデ−タに基いて、検出ステップ１乃至検出ステ
ップ４からなる「検出」作業が実行され、検出した位置
データはティチングおよび検出データ用メモリＭＭ２に
記憶される。なお、検出時には、接触検出器７の姿勢は
一定に維持されつつ移動されるものとする。

【００２２】検出ステップ１について 図８は、図４および図５におけるVIII−VIII線断面図で
あって、２点鎖線は教示時における予想鉄筋位置を示
し、実線は検出時における鉄筋位置を示している。検出
ステップ１は、例えば予想交点Ｔ₁ における、上筋１の
Ｙ方向の位置を検出するために、節検出アルゴリズム用
メモリＭＭ３に記憶された節検出用プログラムに従っ
て、図９に示される順序で実行され、検出したティチン
グおよび検出データ用メモリＭＭ２に記憶させる。

【００２３】すなわち、検出器７の先端が、予想交点Ｔ
₁ から点Ｐ₁ を経由して点Ｐ₂ の位置となるよう移動さ
れる。点Ｐ₁ および点Ｐ₂ はＹ−Ｚ座標ではＰ
₁ （Ｙ_P1，Ｚ_P1）およびＰ₂ （Ｙ_P2，Ｚ_P2）で表わさ
れ、これらの値Ｙ_P1，Ｚ_P1，Ｙ_P2，Ｚ_P2は、ＣＰＵが節
検出アルゴリズム用メモリＭＭ３に記憶された下記の演
算式を実行することによって算出され、ティチングおよ
び検出データ用メモリＭＭ２に記憶される。なお、Ｚ_T1
は演算式（１）で算出された値である。 Ｙ_P1＝Ｙ_T1＋Ｈ＋（Ｄ_k ）／２ ……（２） Ｚ_P1＝Ｚ_T1−Ｕ＋Ｖ ……（３） Ｙ_P2＝Ｙ_P1 ……（４） Ｚ_P2＝Ｚ_T1−Ｕ−（Ｄ_k ）／２ ……（５）

【００２４】この後、接触検出器７の先端が点Ｐ₂ か
ら、マイナスのＹ方向となるようサ−チ動作が行なわ
れ、接触検出器７の接触子７０１と上筋１とが接触した
ことを、短絡電流の検出により検知して、この検出され
た位置をＳ₁ （Ｙ_S1、Ｚ_S1）とする。この後、検出器７
の先端が、点Ｐ₁ および点Ｐ₃ を経由して点Ｐ₄ の位置
となるよう移動される。Ｐ₃ （Ｙ_P3，Ｚ_P3）およびＰ₄
（Ｙ_P4，Ｚ_P4）で表わされるＹ_P3，Ｚ_P3，Ｙ_P4およびＺ
_P4は、演算式（２）乃至（５）と同様に下記の演算式か
ら算出されて記憶される。 Ｙ_P3＝Ｙ_T1−Ｈ−（Ｄ_k ）／２ ……（６） Ｚ_P3＝Ｚ_P1 ……（７） Ｙ_P4＝Ｙ_P3 ……（８） Ｚ_P4＝Ｚ_P2 ……（９）

【００２５】次に、接触検出器７の先端が点Ｐ₄ から、
プラスのＹ方向となるようサ−チ動作が行なわれ、接触
検出器７の接触子７０１と上筋１とが接触したことを検
知し、この検出された位置をＳ₂ （Ｙ_S2，Ｚ_S2）とす
る。上記検出された２つの位置Ｓ₁ （Ｙ_S1，Ｚ_S1），Ｓ
₂ （Ｙ_S2，Ｚ_S2）から、上筋１のＹ座標の中心位置Ｙ_1C
を次の演算式によって算出して、記憶する。 Ｙ_1C＝（Ｙ_S1＋Ｙ_S2）／２ ……（１０）

【００２６】なお、仮に接触子７０１が直径ｄの円形断
面である場合、接触子７０１と接触検出器７との軸方向
の中心が一致しているときでも、検出位置Ｓ₁ のＹ方向
の値Ｙ_S1は上筋１の表面よりｄ／２だけ大きい値とな
る。他方、検出位置Ｓ₂ ではＹ_S2が上筋１の表面よりｄ
／２だけ小さい値となる。しかし、検出位置Ｓ₁ および
Ｓ₂ における誤差は演算式（１０）において相殺される
ため、Ｙ_1Cは正しい値となっている。上記のごとく、位
置Ｓ₂ を検出した後、接触検出器７の先端が点Ｐ₃ を経
由して、予想交点Ｔ₁ の位置となるよう移動される。上
記により検出ステップ１が終了する。

【００２７】検出ステップ２について 図１０は図４および図５におけるＸ−Ｘ線断面図であっ
て、２点鎖線は教示時における予想鉄筋位置を示し、実
線は検出時における鉄筋位置を示している。検出ステッ
プ２は、例えば予想交点Ｔ₁ における、下筋２のＸ方向
の位置を検出するために、節検出アルゴリズム用メモリ
ＭＭ３に記憶させた節検出用プログラムに従って、図１
２に示される順序で実行され、検出したデータは、ティ
チングおよび検出データ用メモリＭＭ２に記憶させる。
なお、予想交点Ｔ₁ の下方には上筋１が存在するため、
上筋１から離れた位置で検出が行なわれる。例えば図１
１に示されるごとく、下記点Ｐ₅ 乃至点Ｐ₈ の位置およ
びサ−チ位置Ｓ₃ ，Ｓ₄ は、予想交点Ｔ₁ に対してＹ方
向にＤ_k ／２＋Ｌ_m だけ離れた位置とする。この場合、
Ｌ_m は結合部材３のＬ寸法である。

【００２８】まず、接触検出器７の先端が、予想交点Ｔ
₁ （Ｘ_T1，Ｙ_T1，Ｚ_T1）から点Ｐ₅を経由して点Ｐ₆ の
位置となるよう移動される。点Ｐ₅ および点Ｐ₆ はＸ−
Ｙ−Ｚ座標ではＰ₅ （Ｘ_P5，Ｙ_P5，Ｚ_P5）およびＰ
₆ （Ｘ_P6，Ｙ_P6，Ｚ_P6）で表わされ、これらの値Ｘ_P5〜
Ｚ_P5，Ｘ_P6〜Ｚ_P6は、ＣＰＵが節検出アルゴリズム用メ
モリＭＭ３に記憶された下記の演算式を実行することに
よって算出され、ティチングおよび検出データ用メモリ
ＭＭ２に記憶される。なお、Ｚ_T1は演算式（１）で算出
された値である。

【００２９】 Ｘ_P5＝Ｘ_T1＋Ｄ_m ／２＋Ｈ ……（１１） Ｙ_P5＝Ｙ_T1＋Ｄ_k ／２＋Ｌ_m ……（１２） Ｚ_P5＝Ｚ_T1−Ｕ−Ｄ_k ＋Ｖ ……（１３） Ｘ_P6＝Ｘ_P5 ……（１４） Ｙ_P6＝Ｙ_P5 ……（１５） Ｚ_P6＝Ｚ_T1−Ｕ−Ｄ_k −Ｄ_m ／２ ……（１６） この後、検出器７の先端が点Ｐ₆ から、マイナスのＸ方
向となるようサ−チ動作が行なわれ、接触検出器７の接
触子７０１と下筋２とが接触したことを検知し、この検
出された位置をＳ₃ （Ｘ_S3，Ｚ_S3）とする。

【００３０】この後、接触検出器７の先端が、点Ｐ₅ お
よび点Ｐ₇ を経由して点Ｐ₈ の位置となるよう移動され
る。Ｐ₇ （Ｘ_P7，Ｙ_P7，Ｚ_P7）およびＰ₈ （Ｘ_P8，
Ｙ_P8，Ｚ_P8）で表わされるＸ_P7〜Ｚ_P7およびＸ_P8〜Ｚ_P8
は、ＣＰＵが節検出アルゴリズム用メモリＭＭ３に記憶
された下記の演算式を実行することによって算出され、
ティチングおよび検出データ用メモリＭＭ２に記憶され
る。

【００３１】 Ｘ_P7＝Ｘ_T1−Ｈ−Ｄ_m ／２ ……（１７） Ｙ_P7＝Ｙ_P5 ……（１８） Ｚ_P7＝Ｚ_P5 ……（１９） Ｘ_P8＝Ｘ_P7 ……（２０） Ｙ_P8＝Ｙ_P5 ……（２１） Ｚ_P8＝Ｚ_P6 ……（２２）

【００３２】次に、接触検出器７の先端が点Ｐ₈ から、
プラスのＸ方向となるようサ−チ動作が行なわれ、接触
検出器７の接触子７０１と下筋２とが接触したことを検
知し、この検出された位置をＳ₄ （Ｘ_S4，Ｚ_S4）とす
る。上記検出された２つの位置Ｓ₃ （Ｘ_S3，Ｚ_S3），Ｓ
₄ （Ｘ_S4，Ｚ_S4）より下筋２のＸ座標の中心Ｘ_1Cを、次
の演算式によって算出して記憶する。 Ｘ_1C＝（Ｘ_S3＋Ｘ_S4）／２ ……（２３）

【００３３】上記Ｘ_1Cは、接触子７０１の厚肉寸法を含
まない正しい値であることは検出ステップ１で説明した
通りである。上記のごとく、位置Ｓ₄ を検出した後、接
触検出器７の先端が点Ｐ₇ を経由して、予想交点Ｔ₁ の
位置となるよう移動される。上記により検出ステップ２
が終了する。演算式（２３）および演算式（１０）によ
り算出されたＸ_1C，Ｙ_1Cが検出時における鉄筋の実際の
交点Ｋ₁ のＸ−Ｙ座標である。

【００３４】このため、下記の演算式によって算出され
る交点Ｋ₁ （Ｘ_K1，Ｙ_K1，Ｚ_K1）を以下の基準点とす
る。 Ｘ_K1＝Ｘ_1C＝（Ｘ_S3＋Ｘ_S4）／２ ……（２４） Ｙ_K1＝Ｙ_1C＝（Ｙ_S1＋Ｙ_S2）／２ ……（２５） Ｚ_K1＝Ｚ_T1＝Ｆ＋Ｄ_m ＋Ｄ_k ＋Ｕ ……（２６）

【００３５】検出ステップ１および２において、図７に
示されるごとく、予め入力されたオフセット量Ｕ，Ｈ，
Ｖにより定まる位置となるよう、接触検出器７の先端が
予想交点Ｔ₁ から移動されるため、検出作業が迅速に行
なわれる。勿論、上記オフセット量Ｕ，Ｈ，Ｖは鉄筋の
は位置誤差を予め考慮して定められた値であるため、接
触検出器７の先端をサーチ動作させる場合以外の位置で
接触検出器７が鉄筋に当接することがない。すなわち、
サーチ動作以外の位置で接触検出器７を鉄筋に当接させ
て、接触検出器７を破損させるという虞れがない。

【００３６】検出ステップ３について 図１３は、図５において、交点Ｋ₁ を含むＸ−Ｚ座標を
示す図であって、２点鎖線は教示時における予想鉄筋位
置を示し、実線は検出時における鉄筋位置を示してい
る。なお、図１４および図１５は、夫々図１３における
鉄筋位置の違いによる検出状態を説明するための拡大図
である。検出ステップ３は、例えば交点Ｋ₁ における、
上筋１の節１０１およびリブ１０２の配置状態を検出す
るために、節検出アルゴリズム用メモリＭＭ３に記憶さ
せた節検出用プログラムに従って、図１６に示される順
序で実行され、検出したデータは、ティチングおよび検
出データ用メモリＭＭ２に記憶させる。

【００３７】検出ステップ３のケ−ス１について 図１４（Ａ）に示されるごとく、接触検出器７の先端
が、予想交点Ｔ₁ から交点Ｋ₁ の下方の点Ｐ₉ の位置と
なるよう移動される。点Ｐ₉ （Ｘ_P9，Ｙ_P9，Ｚ_P9）で表
わされるＸ_P9〜Ｚ_P9は、ＣＰＵが節検出アルゴリズム用
メモリＭＭ３に記憶された下記の演算式を実行すること
によって算出され、ティチングおよび検出データ用メモ
リＭＭ２に記憶される。 Ｘ_P9＝Ｘ_K1 ……（２７） Ｙ_P9＝Ｙ_K1 ……（２８） Ｚ_P9＝Ｚ_K1−Ｕ＋Ｖ ……（２９） この後、接触検出器７の先端が点Ｐ₉ からマイナスのＺ
方向となるようサ−チ動作が行なわれ、接触検出器７の
接触子７０１と上筋１とが接触したことを検知し、この
検出された位置をＳ₅ （Ｘ_S5，Ｚ_S5）とする。

【００３８】次に、接触検出器７の先端が、接触点Ｓ₅
の上方の点Ｐ₁₀の位置となるよう移動される。なお、点
Ｐ₁₀と点Ｓ₅ とのＺ方向の間隔は、上筋１の最小節高さ
Ｃ_kを最大値とする。例えば、上記間隔としてＣ_k を設
定する。このため、Ｐ₁₀（Ｘ_P10 ，Ｚ_P10 ）で表わされ
るＸ_P10 ，Ｚ_P10 は、下記の演算式から算出されて記憶
される。 Ｘ_P10 ＝Ｘ_S5＝Ｘ_P9 ……（３０） Ｚ_P10 ＝Ｚ_S5＋Ｃ_k ……（３１） この後、接触検出器７の先端が点Ｐ₁₀から、プラスのＸ
方向へ（Ａ_k ）／２を最大サ−チ量としてサ−チ動作が
行なわれる。ただし、Ａ_k は上筋１の最大節間隔であ
る。

【００３９】上記サ−チ動作中に、接触検出器７の接触
子７０１と上筋１との接触を検知した場合、この検出さ
れた位置Ｓ₆ のＸ方向の値をＸ_S6とする。上記のごとく
点Ｓ₆ が検出されたときに、節１０１の溶接点Ｇ_1Uを下
記のごとく決定する。すなわち、点Ｇ_1U（Ｘ_G1U ，Ｙ
_G1U ，Ｚ_G1U ）の値は、下記の演算式から算出されて記
憶される。 Ｘ_G1U ＝Ｘ_S6＋（Ｂ_k ）／２ ……（３２） Ｙ_G1U ＝Ｙ_K1 ……（３３） Ｚ_G1U ＝Ｚ_S5＋Ｃ_k ……（３４） ただし、Ｂ_k ：上筋１の節幅，Ｃ_k ：上筋１の最小節高
さである。上記のごとく、点Ｓ₆ を検出した場合をケ−
ス１とし、ケ−ス１のときには、接触検出器７の先端が
点Ｓ₆ から演算式（２４）乃至（２６）で示される交点
Ｋ₁ の位置となるよう移動される。ケ−ス１に該当しな
い場合、次に示されるケ−ス２が実行される。

【００４０】検出ステップ３のケ−ス２について 上記のごとく、点Ｐ₁₀からプラスのＸ方向に（Ａ_k ）／
２の最大サ−チ量でサ−チさせたときに、接触検出器７
の先端が上筋１と接触しなかったときには、接触検出器
７の先端が、点Ｐ₁₀の位置となるよう移動される。この
後、図１４（Ｂ）に示されるごとく、接触検出器７の先
端が点Ｐ₁₀から、マイナスのＸ方向へ（Ａ_k ）／２を最
大サ−チ量としてサ−チ動作が行なわれる。

【００４１】上記サ−チ動作中に、接触検出器７の接触
子７０１と上筋との接触を検知した場合、この検出され
た位置Ｓ₇ のＸ方向の値をＸ_S7とする。上記のごとく点
Ｓ₇が検出されたときに、節１０１の溶接点Ｇ_1Uを下記
のごとく決定する。この場合、点Ｇ_1U（Ｘ_G1U ，
Ｙ_G1U ，Ｚ_G1U ）の値は、下記の演算式から算出され
る。 Ｘ_G1U ＝Ｘ_S7−（Ｂ_k ）／２ ……（３５） Ｙ_G1U ＝Ｙ_K1 ……（３６） Ｚ_G1U ＝Ｚ_S5＋Ｃ_k ……（３７） 上記のごとく、点Ｓ₇ を検出した場合をケ−ス２とし、
ケ−ス２のときには、接触検出器７の先端が、点Ｓ₇ か
ら演算式（２４）乃至（２６）で示される交点Ｋ₁ の位
置となるよう移動される。ケ−ス２に該当しない場合、
次に示されるケ−ス３が実行される。

【００４２】検出ステップ３のケ−ス３について 上記のごとく、点Ｐ₁₀からマイナスのＸ方向に（Ａ_k ）
／２のサ−チ量でサ−チさせたときに、接触検出器７の
先端が上筋１と接触しなかったときには、接触検出器７
の先端が点Ｐ₁₁の位置となるよう移動される。点Ｐ₁₁に
ついては後述する。ケ−ス３は、図１５に示されるごと
く、点Ｐ₁₀の下方に上筋１の節１０１またはリブ１０２
が存在するときに該当する。この場合、点Ｐ₁₁は点Ｐ₁₀
に対して、Ｘ方向に上筋１の節幅Ｂ_k の半分だけ小さい
値となる点を選定する。従って、点Ｐ₁₁（Ｘ_P11 ，Ｚ
_P11 ）で表わされるＸ_P11 ，Ｚ_P11 は、下記の演算式か
ら算出される。

【００４３】 Ｘ_P11 ＝Ｘ_P10 −（Ｂ_k ）／２ ……（３８） Ｚ_P11 ＝Ｚ_S5＋Ｃ_k ……（３９） この後、接触検出器７の先端が点Ｐ₁₁から、マイナスの
Ｚ方向となるようサ−チ動作が行なわれ、接触検出器７
の接触子７０１と上筋１とが接触したことを検知し、こ
の検出された位置Ｓ₈ （Ｘ_S8，Ｚ_S8）を記憶する。

【００４４】上記のごとく、位置Ｓ₈ を検出した後、接
触検出器７の先端が点Ｐ₁₁を経由して、点Ｐ
₁₂（Ｘ_P12 ，Ｚ_P12 ）の位置となるよう移動される。こ
の場合、点Ｐ₁₂は点Ｐ₁₀に対して、Ｘ方向に上筋１の節
幅Ｂ_k の半分だけ大きい値となる点が選定される。すな
わち、点Ｐ₁₁と点Ｐ₁₂とのＸ方向の間隔は上記Ｂ_k の値
と同じ値となるように選定される。従って、点Ｐ₁₂（Ｘ
_P12 ，Ｚ_P12）で表わされるＸ_P12 ，Ｚ_P12 は、下記の
演算式から算出される。 Ｘ_P12 ＝Ｘ_P10 ＋（Ｂ_k ）／２ ……（４０） Ｚ_P12 ＝Ｚ_P11 ＝Ｚ_S5＋Ｃ_k ……（４１）

【００４５】この後、接触検出器７の先端が点Ｐ12か
ら、マイナスのＺ方向となるようサ−チ動作が行なわ
れ、接触検出器７の接触子７０１と上筋１とが接触した
ことを検知し、この検出された位置Ｓ₉ （Ｘ_S9，Ｚ_S9）
を記憶する。以上の検出点Ｓ₅ ，Ｓ₈ ，Ｓ₉ において、
Ｚ方向に大きい値となる２点または３点の中間位置を上
筋１の溶接点Ｇ_1Uとする。点Ｇ_1U（Ｘ_G1U ，Ｙ_G1U ，Ｚ
_G1U）で表わされる値のうち、Ｙ_G1U およびＺ_G1U の値
は、夫々演算式（３６）および演算式（３７）から算出
される。

【００４６】Ｘ_G1U は、図１５（Ａ）で示される場合に
は、下記の演算式から算出される。 Ｘ_G1U ＝（Ｘ_S5＋Ｘ_S8）／２ ……（４２） また、図１５（Ｂ）で示される場合には、Ｘ_G1U は、下
記の演算式から算出される。 Ｘ_G1U ＝（Ｘ_S5＋Ｘ_S8）／２ ……（４３） さらに、図１５（Ｃ）で示される場合には、Ｘ_G1U は、
下記の演算式から算出される。 Ｘ_G1U ＝（Ｘ_S5＋Ｘ_S8＋Ｘ_S9）／３ ……（４４）

【００４７】上記のごとく、点Ｓ₈ ，Ｓ₉ を検出した場
合をケ−ス３とし、ケ−ス３においては、点Ｓ₉ を検出
した後、接触検出器７の先端が点Ｓ₉ から演算式（２
４）乃至（２６）で示される交点Ｋ₁ の位置となるよう
移動される。なお、検出ステップ３においては、鉄筋の
交点Ｋ₁ を基準として、上筋１の長軸方向のプラス方向
およびマイナス方向に、上筋１の最大節間隔の半分を最
大サーチ量としてサーチ動作が行なわれるため、鉄筋の
交点Ｋ₁ 近くの上筋１の節１０１の位置を能率よく検出
することができる。

【００４８】検出ステップ４について 図１７は、図５において、交点Ｋ₁ を含むＹ−Ｚ座標を
示す図であって、２点鎖線は教示時における予想鉄筋位
置を示し、実線は検出時における鉄筋位置を示してい
る。なお、図１８および図１９は、夫々図１７における
鉄筋位置の違いによる検出状態を説明するための拡大図
である。検出ステップ４は、例えば交点Ｋ₁ における、
下筋２の節２０１およびリブ２０２の配置状態を検出す
るために、節検出アルゴリズム用メモリＭＭ３に記憶さ
せた節検出用プログラムに従って、図２０に示される順
序で実行される。

【００４９】検出ステップ４のケ−ス１について 図１７および図８に示されるごとく、接触検出器７の先
端が、交点Ｋ₁ から点Ｐ₁₃を経由して、点Ｐ₁₄の位置と
なるよう移動される。交点Ｋ₁ と点Ｐ₁₃との間隔は、結
合部材のＬ寸法であるＬ_m に設定される。点Ｐ₁₃（Ｘ
_P13 ，Ｙ_P13 ，Ｚ_P13 ）および点Ｐ₁₄（Ｘ_P14 ，
Ｙ_P14 ，Ｚ_P14 ）で表わされるＸ_P13 〜Ｚ_P13 およびＸ
_P14 〜Ｚ_P14 は、下記の演算式から算出される。 Ｘ_P13 ＝Ｘ_P14 ＝Ｘ_K1 ……（４５） Ｙ_P13 ＝Ｙ_P14 ＝Ｙ_K1＋（Ｄ_m ）／２＋Ｌ_k ……（４６） Ｚ_P13 ＝Ｚ_K1 ……（４７） Ｚ_P14 ＝Ｚ_K1−Ｕ−Ｄ_k ＋Ｖ ……（４８） ただし、Ｄ_k ：上筋１の直径，Ｄ_m ：下筋２の直径であ
る。

【００５０】この後、接触検出器７の先端が点Ｐ₁₄から
マイナスのＺ方向となるようサ−チ動作が行なわれ、接
触検出器７の接触子７０１と下筋２とが接触したことを
検知し、この検出された位置Ｓ₁₀（Ｙ_S10 ，Ｚ_S10 ）を
記憶する。次に、接触検出器７の先端が、接触点Ｓ₁₀の
上方の点Ｐ₁₅の位置となるよう移動される。なお、点Ｐ
₁₅と点Ｓ₁₀とのＺ方向の間隔は、下筋２の最小節高さＣ
_mを最大値とする。例えば、上記間隔としてＣ_m を設定
する。このため、Ｐ₁₅（Ｙ_P15 ，Ｚ_P15 ）で表わされる
Ｙ_P15 ，Ｚ_P15 は、下記の演算式から算出される。 Ｙ_P15 ＝Ｙ_S10 ＝Ｙ_P13 ……（４９） Ｚ_P15 ＝Ｚ_S10 ＋Ｃ_m ……（５０）

【００５１】この後、接触検出器７の先端が点Ｐ₁₅か
ら、マイナスのＹ方向へ下筋１の最大節間隔Ａ_m を最大
サ−チ量としてサ−チ動作が行なわれる。上記サ−チ動
作中に、接触検出器７の接触子７０１と下筋２との接触
を検知した場合、この検出された位置Ｓ₁₁のＹ方向の値
をＹ_S11 とする。上記のごとく点Ｓ₁₁が検出されたとき
に、下筋２の溶接点Ｇ_1Dを下記のごとく決定する。すな
わち、点Ｇ_1D（Ｘ_G1D ，Ｙ_G1D ，Ｚ_G1D ）の値は、下記
の演算式から算出される。

【００５２】 Ｘ_G1D ＝Ｘ_S11 ＝Ｘ_K1 ……（５１） Ｙ_G1D ＝Ｙ_S11 −（Ｂ_m ）／２ ……（５２） Ｚ_G1D ＝Ｚ_S10 ＋Ｃ_m ……（５３） ただし、Ｂ_m ：下筋２の節幅，Ｃ_m ：下筋２の最小節高
さである。上記のごとく、点Ｓ₁₁を検出した場合をケ−
ス１とし、ケ−ス１のときには、接触検出器７の先端が
点Ｓ₁₁から演算式（２４）乃至（２６）で示される交点
Ｋ ₁ の位置となるよう移動される。ケ−ス１に該当しな
い場合、次に示されるケ−ス２が実行される。

【００５３】検出ステップ４のケ−ス２について 上記のごとく、点Ｐ₁₅からマイナスのＹ方向にＡ_m の最
大サ−チ量でサ−チさせたときに、接触検出器７の先端
が下筋２と接触しなかったときには、接触検出器７の先
端が、点Ｐ₁₆の位置となるよう移動される。点Ｐ₁₆につ
いては後述する。ケ−ス２は、図１９（Ａ）乃至（Ｃ）
に示されるごとく、点Ｐ₁₅の下方に下筋２の節２０１ま
たはリブ２０２が存在するときに該当する。この場合点
Ｐ₁₆は点Ｐ₁₅に対してＹ方向に下筋２の節幅Ｂ_m の半分
だけ小さい値となる点を選定する。従って、点Ｐ₁₆（Ｙ
_P16 ，Ｚ_P16 ）で表わされるＹ_P16 ，Ｚ_P16 は、下記の
演算式から算出される。 Ｙ_P16 ＝Ｙ_P15 −（Ｂ_m ）／２ ……（５４） Ｚ_P16 ＝Ｚ_S10 ＋Ｃ_m ……（５５）

【００５４】この後、接触検出器７の先端が点Ｐ₁₆か
ら、マイナスのＺ方向となるようサ−チ動作が行なわ
れ、接触検出器７の接触子７０１と下筋２とが接触した
ことを検知し、この検出された位置Ｓ₁₂（Ｙ_S12 ，Ｚ
_S12 ）を記憶する。上記のごとく、位置Ｓ₁₂を検出した
後、接触検出器７の先端が点Ｐ₁₆を経由して、点Ｐ
₁₇（Ｙ_P17 ，Ｚ_P17 ）の位置となるよう移動される。こ
の場合点Ｐ₁₇は点Ｐ₁₅に対してＹ方向に下筋２の節幅Ｂ
_m の半分だけ大きい値となる点が選定される。すなわ
ち、点Ｐ₁₆と点Ｐ₁₇とのＹ方向の間隔は上記Ｂ_m の値と
同じ値となるように選定される。従って、点Ｐ₁₇（Ｙ
_P17 ，Ｚ_P17 ）で表わされるＹ_P17 ，Ｚ_P17 は、下記の
演算式から算出される。

【００５５】 Ｙ_P17 ＝Ｙ_P15 ＋（Ｂ_m ）／２ ……（５６） Ｚ_P17 ＝Ｚ_P16 ＝Ｚ_S10 ＋Ｃ ……（５７） この後、接触検出器７の先端が点Ｐ17から、マイナスの
Ｚ方向となるようサ−チ動作が行なわれ、接触検出器７
の接触子７０１と下筋２とが接触したことを検知し、こ
の検出された位置Ｓ₁₃（Ｘ_S13 ，Ｚ_S13 ）を記憶する。

【００５６】以上の検出点Ｓ₁₀，Ｓ₁₂，Ｓ₁₃において、
Ｚ方向に大きい値となる２点または３点の中間位置を下
筋２の溶接点Ｇ_1Dとする。点Ｇ_1D（Ｘ_G1D ，Ｙ_G1D ，Ｚ
_G1D）で表わされる値のうち、Ｘ_G1D およびＺ_G1D の値
は、夫々演算式（５１）および演算式（５３）から算出
される。Ｙ_G1D は、図１９（Ａ）で示される場合は、下
記の演算式から算出される。 Ｙ_G1D ＝（Ｙ_S10 ＋Ｙ_S12 ）／２ ……（５８） また、図１９（Ｂ）で示される場合には、Ｙ_G1D は、下
記の演算式から算出される。 Ｙ_G1D ＝（Ｙ_S10 ＋Ｙ_S13 ）／２ ……（５９） さらに、図１９（Ｃ）で示される場合には、Ｙ_G1D は、
下記の演算式から算出される。 Ｙ_G1D ＝（Ｙ_S10 ＋Ｙ_S12 ＋Ｙ_S13 ）／３ ……（６０）

【００５７】上記のごとく、点Ｓ₁₂，Ｓ₁₃を検出した場
合をケ−ス２とし、ケ−ス２においては、点Ｓ₁₃を検出
した後、接触検出器７の先端が点Ｓ₁₃から演算式（２
４）乃至（２６）で示される交点Ｋ₁ の位置となるよう
移動される。この場合、点Ｐ₁₃を経由するように移動さ
せることができる。勿論、検出ステップ４においては、
所望の位置（＝点Ｐ₁₄）から、接触検出器７の先端を上
筋１の方向に移動させる最大サーチ量は、下筋１の最大
節間隔Ａ_mであるため、下筋１の節２０１およびリブ２
０２の配置状況の如何に拘わらず、接触検出器７の先端
を上筋１に当接させて、接触検出器７を破損させるとい
う虞れがない。

【００５８】以上の検出作業により、予想交点Ｔ₁ に対
して、鉄筋の交点Ｋ₁ （Ｘ_K1，Ｙ_K1，Ｚ_K1）と、上筋１
および下筋２の溶接点Ｇ_1U（Ｘ_G1U ，Ｙ_G1U ，Ｚ_G1U ）
およびＧ_1D（Ｘ_G1D ，Ｙ_G1D ，Ｚ_G1D ）とが求められ
る。上筋１および下筋２に結合部材３をかぶせて、結合
部材３の上部から溶接を行なうため、実際の溶接位置
は、点Ｇ_1U，Ｇ_1Dに結合部材３の溶接部の肉厚ｔを夫々
Ｚ方向に加算した位置となる。

【００５９】すなわち、上筋側の溶接位置Ｗ
_1U（Ｘ_W1U ，Ｙ_W1U ，Ｚ_W1U ），下筋側の溶接位置Ｗ_1D
（Ｘ_W1D ，Ｙ_W1D ，Ｚ_W1D ）は下記の通りとなる。 Ｘ_W1U ＝Ｘ_G1U ，Ｙ_W1U ＝Ｙ_G1U ，Ｚ_W1U ＝Ｚ_G1U ＋
ｔ， Ｘ_W1D ＝Ｘ_G1D ，Ｙ_W1D ＝Ｙ_G1D ，Ｚ_W1D ＝Ｚ_G1D ＋ｔ なお、上筋１および下筋２の寸法に拘わらず、結合部材
３の肉厚ｔを一定とすることができる。この場合、結合
部材３の肉厚ｔを教示時に入力することができる。勿
論、鉄筋の寸法にに応じて、結合部材３の肉厚ｔを変え
る場合には、図６に示される被溶接物寸法データに結合
部材３の肉厚ｔを入力しておくこともできる。

【００６０】検出作業後の動作について 上述の検出作業により、予想交点Ｔ₁ に対して、鉄筋の
交点Ｋ₁ と溶接点Ｗ_1U，Ｗ_1Dとが演算された後、回転用
のアクチュエ−タ９により接触検出器７が反転・退避さ
れると共に、ロボットハンド６が交点Ｋ₁ 上に位置決め
される。図示の場合、マニピュレ−タ４の回転部材４０
１が回転され、かつマニピュレ−タ４が適宜に作動され
て、ロボットハンド６が交点Ｋ₁ 上に位置決めされる。
この後、ロボットハンド６に支持された結合部材３が鉄
筋の交点Ｋ₁ 相当部に鞍置きされる。この後、ア−クス
ポット溶接用ト−チ５により溶接が行なわれる。図示の
場合、回転部材４０１の回転とマニピュレ−タ４の動作
により、ア−クスポット溶接用ト−チ５が溶接点Ｗ_1U，
Ｗ_1Dに順次に位置決めされて、ティチングおよび検出デ
ータ用メモリＭＭ２に記憶させて溶接条件データに従っ
て、結合部材３と上筋１および下筋２との溶接が夫々行
なわれる。

【００６１】なお、歪のない溶接結果を得るためには、
結合部材３と下筋２とを溶接点Ｗ_1Dでア−クスポット溶
接を行なった後、結合部材３と上筋１との溶接を行なう
方が好ましい。

【００６２】上記溶接点Ｗ_1U，Ｗ_1Dは、溶接に先だって
自動的に検出された、上筋１および下筋２の節またはリ
ブ相当位置であるため、結合部材３は上下筋の節または
リブの位置に確実にア−クスポット溶接される。以上に
より、ロボットハンド６による結合部材３の取込み→鉄
筋の溶接交差箇所および溶接点の検出→上下筋と結合部
材３との溶接よりなる、いわゆるロボットの一サイクル
の溶接作業が完了する。

【００６３】この後、溶接作業を継続する場合には、供
給位置ＦＰの結合部材３を取込むように、マニピュレ−
タ４およびロボットハンド６が作動されて、次の溶接作
業、例えば予想交点Ｔ₂ における溶接作業が繰返され
る。この予想交点Ｔ₂ における溶接作業時に、予想交点
Ｔ₁ の場合と同様に検出ステップ１乃至検出ステップ４
を実施すれば、鉄筋の交点Ｋ₂ が正確に演算され、かつ
正確な溶接点Ｗ_2U，Ｗ_2Dでのア−クスポット溶接が行な
われる。

【００６４】ところで、水平状に配置された、格子状に
交差する鉄筋は、比較的真直性に豊んでいて、極めて長
尺の場合はさておき、比較的短い区間においては殆んど
ストレ−トと見做すことができる。このため、図２１に
おいて、例えばＸ方向およびＹ方向に夫々間隔Ｈ_L の領
域では鉄筋をストレ−トと見做すことができる。

【００６５】例えば、交点Ｑ₁ ，Ｑ₂ ，……，Ｑ₄₁，Ｑ
₄₂，Ｑ₄₃，……，Ｑ₅₁，Ｑ₅₂，……を順番に溶接する場
合、交点Ｑ₁ ，Ｑ₂ ，……に相当する予想交点Ｔ₁ ，Ｔ
₂ ，……の位置および実行する順番を交点用デ−タ−と
して、夫々教示する。この場合、例えば交点Ｑ₄₁，
Ｑ₄₂，Ｑ₄₃および交点Ｑ₅₁，Ｑ₅₂，Ｑ₅₃に相当する予想
交点Ｔ₄₁，Ｔ₄₂，Ｔ₄₃およびＴ₅₁，Ｔ₅₂，Ｔ₅₃におい
て、検出作業の検出ステップ１および２を図７に示され
るごとくの教示デ−タ−により指示することができる。

【００６６】すなわち、予想交点Ｔ₄₁においては、検出
ステップ１および２を実行させて、鉄筋の交点Ｋ₄₁を算
出させる。予想交点Ｔ₄₂においては、下筋２がストレ−
トと見做して、Ｘ方向の検出、すなわち、下筋２の中心
位置を検出するための、検出ステップ２を行なわない。
この場合、活用する交点、例えば鉄筋の交点Ｋ₄₁を教示
しておいて、交点Ｋ₄₁のＸ座標値Ｘ_K41 と、検出ステッ
プ１の実行によるＹ座標の演算値Ｙ_K42 とにより鉄筋の
交点Ｋ₄₂を算出させる。

【００６７】同様に、予想交点Ｔ₄₃においても、検出ス
テップ１はアリ、検出ステップ２はナシ（活用交点
Ｋ₄₁）を教示しておき、活用する交点Ｋ₄₁のＸ座標値Ｘ
_K41 と、検出ステップ１の実行によるＹ座標の演算値Ｙ
_K43 とにより鉄筋の交点Ｋ₄₃を算出させる。また、予想
交点Ｔ₅₁においては、上筋１の中心位置を検出するため
の、検出ステップ１を割愛している。この場合、活用す
る交点Ｋ₄₁のＹ座標値Ｙ_K41 と、検出ステップ２の実行
によるＸ座標の演算値Ｘ_K51 とにより、鉄筋の交点Ｋ₅₁
を算出させる。さらに、予想交点Ｔ₅₂においては、検出
ステップ１および２を割愛している。この場合、活用す
る交点Ｋ₅₁およびＫ₄₂の夫々のＸ，Ｙ座標値Ｘ_K51 とＹ
_K41 とにより鉄筋の交点Ｋ₅₂を算出させる。

【００６８】図１乃至図３に示されるごとく、１台のマ
ニピュレ−タ４に、ア−クスポット溶接用ト−チ５，ロ
ボットハンド６および接触検出器７を搭載すれば、マニ
ピュレ−タ４をあたかも１台３役として使用することが
できるため、設備費を大幅に軽減することができる。し
かも１台のマニピュレ−タ４に搭載しているため、ア−
クスポット溶接用ト−チ５，ロボットハンド６および接
触式の接触検出器７の位置を夫々移動させるときに、こ
れらの部品が夫々干渉することはない。

【００６９】変形例 上記に拘わらず、ア−クスポット溶接用ト−チ５，ロボ
ットハンド６および接触検出器７を適宜に２台あるいは
３台のマニピュレ−タにより支持することができる。こ
の場合、作業を並行して行なうことができるため、いわ
ゆるタクトタイムが短縮される。また接触検出器７は上
下移動機構により退避状態と検出状態とに位置変位させ
ることができる。

【００７０】ア−クスポット溶接用ト−チ５として、消
耗性の電極ワイヤを用いる場合には、電極ワイヤと鉄筋
１，２との間に電圧を印加させて、接触検出器として使
用することができる。この場合、検出作業時には、溶接
ワイヤが溶接時よりも所望量だけ突出されて使用される
こととなる。勿論、検出作業後に、溶接ワイヤは所望量
だけ引込まれて溶接に供される。

【００７１】さらに、マニピュレ−タや、結合部材の供
給装置などの各装置を移動台車に取付けて、Ｘ方向およ
びＹ方向のすくなくとも一方向に移動させて、溶接領域
の拡大を図るよう制御することができる。勿論、上筋１
と下筋２はＸ，Ｙ軸が相互に逆であってもよい。

【００７２】図２２に示されるごとく、Ｘ−Ｙ平面に配
置された格子状の鉄筋に対して、最も外側の結合部材３
の幾つかをＸ−Ｙ平面の外方側となるよう配置すること
ができる。この場合、外方に指向する結合部材３によ
り、鉄筋の交差部から外方に向う鉄筋の自由端部の強度
が増大し、鉄筋の自由端側に外力が作用した場合に対処
することができる。

【００７３】勿論、図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）に
示されるごとく、結合部材の配置状態を適宜に選定し
て、強度の必要な鉄筋の交差部に対処することができ
る。さらに、交点用デ−タとして、図２１において、点
Ｑ₁ ，Ｑ₃ ，Ｑ₅ ，Ｑ₇ ，……Ｑ₂₂，Ｑ₂₄，Ｑ₂₆……，
Ｑ₃₁，Ｑ₃₃，Ｑ₃₅，……に相当する予想交点Ｔ₁ ，
Ｔ₃ ，Ｔ₅ ，……を適宜に教示して、溶接交差箇所を、
いわゆる千鳥状とすることができる。

【００７４】ついで、図２４により、以上述べてきた動
作手順を、再度ティ−チングプレイバック方式について
取まとめて説明する。なお、図２３に示す各制御装置に
は、ティチングおよび検出データ用メモリＭＭ２、節検
出アルゴリズム用メモリＭＭ３並びに被溶接物寸法用メ
モリＭＭ四が装填されており、ユ−ザが各メモリにデー
タ入力する。

【００７５】まず、溶接ロボット稼動時に、下筋の垂直
方向オフセットＦ、鉄筋用デ−タｋ，ｍ、検出用デ−タ
Ｕ，Ｈ，Ｖ、Ｘ−Ｙ座標における予想交点用デ−タ
Ｔ₁ ，Ｔ₂ 、……が入力される。なお、予想交点用デ−
タとして、検出ステップ１および２の要否デ−タと、検
出ステップ１または２を行なわないときに活用する鉄筋
の参照交点デ−タＫ_j とが包含される。

【００７６】デ−タ入力後、ロボットハンド６が結合部
材供給装置２０の供給位置ＦＰに位置決めされる。次
に、結合部材３がロボットハンド６により把持される。
この後、接触接触検出器７が上下方向に位置変位され
て、退避状態から検出状態に位置決めされる。次に、接
触接触検出器７の先端が予想交点Ｔ_i の位置となるよう
移動される。この後、検出作業が実行される。

【００７７】まず、検出ステップ１を実行する場合、接
触検出器７が上筋１を跨いだ半径方向に移動するようサ
−チ動作が行なわれて、上筋１の中心位置Ｙ_icが求めら
れる。検出ステップ１が実行されないときには、活用す
る鉄筋の参照交点デ−タＫ_jからＹ_kjが取込まれる。次
に、検出ステップ２を実行する場合、予想交点Ｔ_i から
下筋２の軸方向にズラした位置で、接触検出器７が下筋
２を跨いだ半径方向に移動するようサ−チ動作が行なわ
れて、下筋２の中心位置Ｘ_icが求められる。検出ステッ
プ２が実行されないときには、活用する鉄筋の参照交点
デ−タＫ_j からＸ_kjが取込まれる。上記により、Ｘ_ki＝
Ｘ_ic ｏｒ Ｘ_kj，Ｙ_ki＝Ｙ_ic ｏｒ Ｙ_kjからなる鉄
筋の交点Ｋ_i （Ｘ_ki，Ｙ_ki）が算出される。

【００７８】次に、検出ステップ３が実行される。即
ち、鉄筋の交点Ｋ_i の下方に接触検出器７を移動させて
上筋１の上端位置を検出すると共に、上筋１の軸線方向
に接触検出器７を移動させて、上筋１の節またはリブの
位置を検出し、この検出結果に基いて上筋１の溶接点Ｗ
_iuが演算される。この後、検出ステップ４を実行する場
合、鉄筋の交点Ｋ_i から下筋２の軸方向にズラした位置
で鉄筋の交点Ｋ_i の下方向に接触検出器７を移動させて
下筋２の上端位置を検出すると共に、下筋２の軸線方向
に接触検出器７を移動させて、下筋２の節またはリブの
位置を検出し、この検出結果に基いて下筋２の溶接点Ｗ
_iDが演算される。

【００７９】この後、接触検出器７は退避状態となるよ
う位置変位される。次に、結合部材３を把持したロボッ
トハンド６が、鉄筋の交点Ｋ_i 上に位置決めされた後、
結合部材３が鉄筋の交点Ｋ_i 相当部に鞍置きされる。こ
の後、ア−クスポット溶接用ト−チ５により、結合部材
３と下側の鉄筋２とが溶接点Ｗ_iDでア−クスポット溶接
される。次に、結合部材３と上側の鉄筋１とが溶接点Ｗ
_iuでア−クスポット溶接される。

【００８０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、鉄筋の予想交点デ−タおよび被溶接物デ−タを
入力し、いわゆるプレイバック作動時に、予想交点に相
当する交差箇所で、交差する夫々の鉄筋の半径方向の中
心位置を接触検出器により検出して、鉄筋の実際の交点
を算出すると共に、上側および下側の鉄筋の節またはリ
ブの位置を検出して、夫々の鉄筋の節またはリブ上の溶
接点を演算するため、異形鉄筋が多種類であっても、か
つ格子状に配置される配筋ピッチや鉄筋の寸法が種々に
選定されても、鉄筋の交差箇所に結合部材を確実に鞍置
きでき、かつ鞍置きされた結合部材と上・下の鉄筋とを
夫々の節またはリブ上で確実にア−クスポット溶接する
ことにより、安定した高品質な溶接部を得ることができ
る。このように、対象とする異形鉄筋の寸法や配置状況
の如何に拘わらず、鉄筋の交差箇所への結合部材の搬入
が確実に行なわれると共に、安定した品質で結合部材と
異形鉄筋とを溶接することができるため、溶接作業の自
動化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す正面斜視図

【図２】図１に示される溶接ロボットの先端部を示す拡
大正面図

【図３】図２におけるIII −III 線断面矢視図

【図４】図１における被溶接物を示す拡大斜視図

【図５】図１における被溶接物の配置状態を示す平面図

【図６】ユーザーにより入力される被溶接物寸法データ
の説明図

【図７】教示データの説明図

【図８】図４および図５におけるVIII−VIII断面図

【図９】図８に示される検出ステップ１の動作を説明す
るためのフローチャート

【図１０】図４および図５におけるＸ−Ｘ線断面矢視図

【図１１】図１０の平面図

【図１２】図１０に示される検出ステップ２の動作を説
明するためのフローチャート

【図１３】図１における検出ステップ３の検出状態を説
明するための図

【図１４】図１３におけるケース１および２を説明する
ための拡大図

【図１５】図１３におけるにおけるケース３を説明する
ための拡大図

【図１６】図１３乃至図１５に示される検出ステップ３
の動作を説明するためのフローチャート

【図１７】図１における検出ステップ４の検出状態を説
明するための図

【図１８】図１７におけるケース１を説明するための拡
大図

【図１９】図１７におけるケース２を説明するための拡
大図

【図２０】図１７乃至図１９に示される検出ステップ４
の動作を説明するためのフローチャート

【図２１】図７に示される教示データの詳細を説明する
ための鉄筋配置図

【図２２】結合部材３の変形配置図

【図２３】図１に用いる制御回路の例を示す接続図

【図２４】図２３の制御回路の動作を説明するためのフ
ローチャート

【図２５】従来の溶接例を示す斜視図

【図２６】図２５の縦断面図

【符号の説明】

１…上側の異形鉄筋（上筋）、１０１…上筋の節、１０
２…上筋のリブ、２…下側の異形鉄筋（下筋）、２０１
…下筋の節、２０２…下筋のリブ、３…結合部材、４…
マニピュレ−タ、５…ア−クスポット溶接用ト−チ、６
…ロボットハンド、７…接触検出器、７０１…接触子、
２０…結合部材供給装置、３０…ロボット制御装置、４
０…溶接用電源装置、５０…接触検出器用制御装置、Ｍ
Ｍ１…制御用メモリ、ＭＭ２…ティ−チングおよび検出
デ−タ用メモリ、ＭＭ３…節検出アルゴリズム用メモ
リ、ＭＭ４…被溶接物寸法用メモリ、Ｔi …鉄筋の予想
交点位置、Ｋi …鉄筋の交点位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 37/04 Ｊ 7011−4Ｅ (72)発明者 益城 浩司 大阪市淀川区田川２丁目１番11号 株式会 社ダイヘン内 (72)発明者 森本 昌平 大阪市淀川区田川２丁目１番11号 株式会 社ダイヘン内 (72)発明者 中本 学 大阪市淀川区田川２丁目１番11号 株式会 社ダイヘン内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平状に配置された、格子状に交差する
   上下の異形鉄筋を、各々の異形鉄筋と接触する凹部の形
   成された結合部材を介して所望の交差箇所で溶接する異
   形鉄筋溶接方法において、少なくとも前記鉄筋の予想交
   点デ−タ−および被溶接物デ−タ−を教示し、前記予想
   交点に相当する交差箇所で、前記鉄筋の夫々の半径方向
   に接触検出器を移動させて前記鉄筋の夫々の中心位置を
   検出し、かつ前記中心位置の下方向に前記検出器を移動
   させて前記鉄筋の夫々の上端位置を検出すると共に、前
   記鉄筋の軸線方向に前記検出器を移動させて前記夫々の
   鉄筋の節またはリブの位置を検出して前記鉄筋の節また
   はリブ上の溶接位置を演算し、前記検出後に前記交差箇
   所に配置される結合部材と前記鉄筋とを夫々ア−クスポ
   ット溶接する異形鉄筋溶接方法。
2. 【請求項２】 前記結合部材は、上側鉄筋の長軸方向に
   向って左右勝手違いに前記交差箇所に配置されてなる請
   求項１に記載された異形鉄筋溶接方法。
3. 【請求項３】 水平状に配置された、格子状に交差する
   上下の異形鉄筋を、各々の異形鉄筋と接触する凹部の形
   成された結合部材を介して所望の交差箇所で溶接する異
   形鉄筋溶接ロボットにおいて、前記溶接ロボットは、結
   合部材の供給装置と、結合部材を溶接位置へ移送する移
   送装置と、ア−クスポット溶接用ト−チを支持するマニ
   ピュレ−タと、接触検出器を支持するマニピュレ−タ
   と、前記各々の装置を制御する制御装置とにより構成さ
   れ、かつ前記制御装置は、少なくとも前記鉄筋の予想交
   点デ−タ−および被溶接物デ−タ−を予め入力する入力
   手段と、前記予想交点に相当する交差箇所で、前記鉄筋
   の夫々の半径方向に接触検出器を移動させて前記鉄筋の
   夫々の中心位置を検出する第１および第２の検出ステッ
   プおよび前記中心位置の下方向に前記検出器を移動させ
   て前記鉄筋の夫々の上端位置を検出すると共に、前記鉄
   筋の軸線方向に前記検出器を移動させて前記夫々の鉄筋
   の節またはリブの位置を検出する第３および第４の検出
   ステップからなる検出手段と、前記検出された夫々の中
   心位置から前記鉄筋の交点を算出する手段と、前記第３
   および第４の検出結果に基いて前記鉄筋の節またはリブ
   上の溶接位置を演算する溶接位置演算手段と、算出した
   前記鉄筋の交点に結合部材を移送した後、前記溶接用ト
   −チを移動して溶接させる制御手段とからなる異形鉄筋
   溶接ロボット。
4. 【請求項４】 前記入力手段における前記鉄筋の予想交
   点デ−タ−は、検出ステップ１および２の要否デ−タ−
   と、検出ステップ１または２を行なわないときに活用す
   る鉄筋の参照交点デ−タ−とが包含され、検出時に、検
   出ステップ１または２が実行されないときには、検出値
   に代えて鉄筋の参照交点の値を用いて鉄筋の当該交点を
   算出するよう制御される請求項３に記載された異形鉄筋
   溶接ロボット。