JPH06182551A

JPH06182551A - 自動溶接方法

Info

Publication number: JPH06182551A
Application number: JP34201492A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kato; 研一加藤
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1992-12-22
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 1994-07-05

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、種々の形状のワーク(被溶接物)どう
しを溶接する自動溶接機や溶接ロボット等に適用して好
適な自動溶接方法に関し、被溶接物相互間の溶接部分の
形状に応じ常に最適な溶接条件で溶接を行なえるように
して、高品質な製品を作成できるようにすることを目的
とする。【構成】そこで、光学式位置検出手段２の検出結果に基
づいて、解析処理手段３により溶接部分の形状を解析し
て認識し、その解析結果に基づいて、その形状に適した
溶接条件についての情報として所定ナンバーを、解析処
理手段３から制御手段６へ転送する。そして、制御手段
６により、転送されてきた所定ナンバーに対応する溶接
条件を記憶手段から読み出し、その溶接条件に基づき溶
接ロボット７の動作を制御して、当該溶接部分を自動溶
接制御することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の形状のワーク
(被溶接物)どうしを溶接する自動溶接機や溶接ロボット
等に適用して好適な自動溶接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動溶接機や溶接ロボット等に
よる自動溶接を行なう際には、作業対象であるワーク
(被溶接物)相互間のギャップ，段差等の形状を検知し、
その検知結果に応じた溶接条件により溶接を実行するこ
とが行なわれているが、精密な溶接作業を行なうために
は、その作業対象であるワークの形状を正確に認識して
溶接条件を決定する必要がある。

【０００３】そこで、従来、特開平３−３２４７０号公
報，特開平３−５２７７４号公報，特開平３−２０７５
７７号公報などには、光学式センサを用い作業対象ワー
クにレーザ光等を照射することにより画像データを得て
から、その画像データに基づいてワークの形状を認識す
る技術が開示されているほか、特開平３−１４２０６９
号公報などには、タッチセンサを用いてギャップを検出
した後、そのギャップに応じた最適な溶接条件のもとで
自動溶接を行なう旨が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た前者の従来技術では、ワーク(被溶接物)相互間のギャ
ップ，段差等の形状をセンサにより検出する手段は提案
されているが、検出後に具体的にどのように自動溶接を
行なうかについては検討されておらず、検出から自動溶
接を行なうまでの一連の作業が統括的に考えられていな
い。

【０００５】また、後者の従来技術では、タッチセンサ
によるギャップ検出後に、そのギャップに応じた最適な
溶接条件のもとで自動溶接が行なわれるが、その記載の
みで具体的な自動溶接についての説明はない。また、タ
ッチセンサを用いてワークとの接触により形状を検出し
ているが、このようなセンシング手段では故障や摩耗が
多く処理時間が長いなどの短所もある。

【０００６】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、被溶接物相互間の溶接部分の形状に応じ常
に最適な溶接条件で溶接を行なえるようにして、高品質
な製品を作成できるようにした自動溶接方法を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自動溶接方法(請求項１)は、一対の被溶接
物どうしを自動溶接すべく、前記一対の被溶接物の表面
位置を検出する光学式位置検出手段と、該光学式位置検
出手段の検出結果に基づいて前記一対の被溶接物どうし
の溶接部分の形状を解析して認識する解析処理手段と、
前記一対の被溶接物に対して溶接を施す溶接ロボット
と、該溶接ロボットの動作を制御する制御手段とをそな
えるとともに、前記制御手段に、前記一対の被溶接物ど
うしの溶接部分の各種形状に対応する各種溶接条件を所
定ナンバーを付して予め記憶する記憶手段をそなえ、前
記解析処理手段による解析結果として得られた前記一対
の被溶接物どうしの溶接部分の形状に基づき、該形状に
適した溶接条件に対応する所定ナンバーを、前記解析処
理手段から前記制御手段へ転送し、前記制御手段におい
て、転送されてきた所定ナンバーに対応する溶接条件を
前記記憶手段から読み出し、読み出された溶接条件に基
づき前記溶接ロボットの動作を制御して前記一対の被溶
接物どうしの溶接部分を自動溶接制御することを特徴と
している。

【０００８】また、請求項２の自動溶接方法は、請求項
１の方法において、前記一対の被溶接物どうしの溶接部
分について予め教示を行なうことにより溶接予定線の始
点および終点の位置を求め、該溶接予定線の始点および
終点の位置を前記記憶手段および前記解析処理手段に記
憶させておき、前記溶接ロボットによる再生動作時に
は、前記解析処理手段において、前記光学式位置検出手
段の検出結果に基づき、前記一対の被溶接物どうしの溶
接部分の形状のほか、前記一対の被溶接物相互間の実溶
接線の始点および終点の位置を求め、教示時の溶接予定
線の始点および終点と再生動作時の実溶接線の始点およ
び終点とのズレ量をそれぞれ求め、これらのズレ量を前
記所定ナンバーとともに前記解析処理手段から前記制御
手段へ転送し、前記制御手段において、転送されてきた
ズレ量と前記記憶手段に記憶された前記溶接予定線の始
点および終点の位置とに基づいて、前記実溶接線の始点
および終点の位置を求め、該実溶接線の始点および終点
の位置に基づいて前記一対の被溶接物どうしの溶接部分
を自動溶接制御することを特徴としている。

【０００９】さらに、請求項３の自動溶接方法は、前記
一対の被溶接物どうしの溶接部分について予め教示を行
なうことにより溶接予定線の始点，中間点および終点の
位置を求め、該溶接予定線の始点，中間点および終点の
位置を前記記憶手段および前記解析処理手段に記憶させ
ておき、前記溶接ロボットによる再生動作時には、前記
解析処理手段において、前記光学式位置検出手段の検出
結果に基づき、前記一対の被溶接物相互間の実溶接線の
始点，中間点および終点の位置を求め、教示時の溶接予
定線の始点，中間点および終点と再生動作時の実溶接線
の始点，中間点および終点とのズレ量をそれぞれ求める
とともに、前記実溶接線の始点および中間点における前
記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を認識して該
形状に適した溶接条件に対応する所定ナンバーを前記実
溶接線の始点および中間点ごとに決定してから、前記ズ
レ量および前記所定ナンバーを前記解析処理手段から前
記制御手段へ転送し、前記制御手段において、転送され
てきたズレ量と前記記憶手段に記憶された前記溶接予定
線の始点，中間点および終点の位置とに基づいて、前記
実溶接線の始点，中間点および終点の位置を求めるとと
もに、転送されてきた所定ナンバーに対応する溶接条件
を前記記憶手段から読み出し、前記実溶接線の始点，中
間点および終点の位置と読み出された前記実溶接線の始
点および中間点についての溶接条件とに基づき、前記溶
接ロボットの動作を制御し前記中間点において溶接条件
を変更しながら前記一対の被溶接物どうしの溶接部分を
自動溶接制御することを特徴としている。

【００１０】なお、請求項３の自動溶接方法において、
前記中間点を複数設定してもよい(請求項４)。

【００１１】

【作用】上述した本発明の自動溶接方法(請求項１)で
は、光学式位置検出手段の検出結果に基づいて、解析処
理手段により溶接部分の形状が解析されて認識され、そ
の解析結果に基づいて、その形状に適した溶接条件につ
いての情報として所定ナンバーが、解析処理手段から制
御手段へ転送される。そして、制御手段により、転送さ
れてきた所定ナンバーに対応する溶接条件が前記記憶手
段から読み出され、読み出された溶接条件に基づき溶接
ロボットの動作が制御され、当該溶接部分が自動溶接制
御される。

【００１２】また、請求項２の自動溶接方法では、溶接
条件についての情報である所定ナンバーを転送する際
に、実溶接線の始点および終点の位置情報が、それぞれ
教示時の位置からのズレ量として転送される。

【００１３】さらに、請求項３の自動溶接方法では、溶
接線の始点および終点以外に、始点と終点との間の中間
点についての位置情報も採り入れ、各点の位置情報が、
それぞれ教示時の位置からのズレ量として転送されるほ
か、実溶接線の始点および中間点における形状に適した
溶接条件についての情報が、各点ごとに所定ナンバーと
して転送される。

【００１４】このとき、中間点を複数設定することによ
り(請求項４)、溶接線の形状が大きく変化する場合に対
応できる。

【００１５】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明すると、図１〜図７は本発明の第１実施例としての自
動溶接方法を示すもので、図１(ａ)はその手順を説明す
るためのフローチャート、図１(ｂ)はその方法を適用さ
れた装置の外観を模式的に示す斜視図、図２(ａ)〜(ｄ)
はそれぞれ本実施例の被溶接物を示す斜視図，平面図，
正面図および側面図、図３は本実施例におけるセンシン
グ動作を説明するための模式的な斜視図、図４は本実施
例のコンピュータのメモリに記憶されるワーク形状に応
じたトーチ姿勢データ等と所定ナンバーとのテーブル例
を示す図、図５は本実施例のロボットコントローラのメ
モリに記憶される所定ナンバーに応じた溶接条件のテー
ブル例を示す図、図６は本実施例においてコンピュータ
からロボットコントローラへ転送されるデータ例を示す
図である。

【００１６】図１(ｂ)，図２および図３において、１Ａ
は平面部を有し配置位置が既知の平板状の第１部材、１
Ｂはこの第１部材１Ａの平面部に対して略直交するよう
に配置された第２部材で、この第２部材１Ｂは、長方形
(もしくは正方形)の板状のもので、各辺１ａ〜１ｄの寸
法，板厚は既知のものであり、辺１ｄが第１部材１Ａの
平面部に対向する対向面側辺となっている。本実施例で
は、これらの部材１Ａ，１ＢからなるＴ形継手部を自動
溶接する場合について説明する。

【００１７】また、２は部材１Ａ，１Ｂの表面位置を検
出するための光学式位置センサ(光学式位置検出手段)
で、この位置センサ２は、光(例えばレーザ光)を発光し
て部材１Ａ，１Ｂの表面にスポット状に照射する発光部
と、この発光部から照射された後に部材１Ａ，１Ｂの表
面にて反射されてきた反射光を受光する受光部とをそな
えて構成されている。

【００１８】そして、本実施例では、位置センサ２は、
溶接ロボット７のアーム先端に取り付けられており、セ
ンシング動作時に図３に示すような所定位置に移動配設
されるようになっている。さらに、位置センサ２は、各
位置において、図示しない駆動機構により駆動され、第
２部材の辺１ａ〜１ｃに交差する方向への検出線５に沿
ってセンシング動作するようになっている。

【００１９】なお、上述した駆動機構は、位置センサ２
自体を全体的に駆動するものであってもよいし、また
は、位置センサ２内部においてミラー等を用い発光部か
らの光の照射方向を変更するものであってもよい。ま
た、位置センサ２からの光は、図１(ｂ)，図３に示すよ
うに、第２部材１Ｂの略直上から照射され、駆動機構に
て位置センサ２を駆動することにより、第２部材１Ｂの
表面位置が、各辺１ａ〜１ｃに交差する方向への検出線
５に沿って検出されるようになっている。

【００２０】これにより、位置センサ２の受光部にて得
られた受光データ(例えば光路差データ，反射光強度等)
に基づき、位置センサ２と第２部材１Ｂの表面との距離
が得られ、第２部材１Ｂの辺１ａ，１ｂ上の位置がエッ
ジとして検出されるようになっている。本実施例では、
上述のようなセンシング動作を図３に示すように３回行
なって、第２部材１Ｂの辺１ａ上の２ヵ所の位置Ｐ₁，
Ｐ₂と、第２部材１Ｂの辺１ｂ上の１ヵ所の位置Ｐ₃との
計３ヵ所の位置を検出している。

【００２１】一方、３は位置センサ２に接続されたコン
ピュータで、このコンピュータ３は、位置センサ２によ
る検出結果(位置Ｐ₁〜Ｐ₃)，第１部材１Ａの位置および
第２部材１Ｂの寸法，形状に基づいて、部材１Ａ，１Ｂ
からなるＴ形継手の溶接部分の形状つまり部材１Ａと１
Ｂとの間のギャップを演算・検出(自動認識)するととも
に、第１部材１Ａの対向面側辺１ｄの両端位置Ｓ₁，Ｓ₂
を算出するものである。

【００２２】また、コンピュータ３のメモリには、第１
部材１Ａの板厚，第２部材１Ｂの板厚および部材１Ａ，
１Ｂ間のギャップに応じて、所定ナンバーや、トーチ姿
勢データ(後退角，倒れ角)，溶接線４の位置設定に用い
られる数値ａを決定するためのテーブル(図４参照)が格
納されている。ここで、トーチ姿勢データである後退
角，倒れ角は、溶接ロボット７のアーム先端に取り付け
られるトーチ７ａの溶接時姿勢を決定するもので、それ
ぞれ図２(ｃ)，(ｄ)に示すように規定されるものであ
る。また、数値ａは、ギャップに応じて設定されるもの
で、図２(ｂ)に示すように、第１部材１Ａの対向面側辺
１ｄからの溶接線４の位置を決めるものである。

【００２３】さらに、コンピュータ３は、位置センサ２
による検出結果に基づいて算出された第１部材１Ａの対
向面側辺１ｄの両端位置Ｓ₁，Ｓ₂と、第１部材１Ａの板
厚，第２部材１Ｂの板厚および部材１Ａ，１Ｂ間のギャ
ップに応じて前記テーブルから読み出された数値ａとに
基づいて、実際の溶接線４の始点および終点の位置を算
出してから、その座標(ｘ，ｙ，ｚ)と、第１部材１Ａの
板厚，第２部材１Ｂの板厚および部材１Ａ，１Ｂ間のギ
ャップに応じて前記テーブルから読み出された所定ナン
バーおよび後退角，倒れ角とを図６に示すようなデータ
としてロボットコントローラ６へ転送するものである。

【００２４】ロボットコントローラ(制御手段)６は、Ｔ
形継手部をなす部材１Ａ，１Ｂに対して溶接を施す溶接
ロボット７(位置センサ２の移動も行なう)の動作を制御
するもので、部材１Ａ，１Ｂの溶接部分の形状(板厚，
ギャップ)に対応する各種溶接条件(溶接電流，溶接電
圧，溶接速度)を所定ナンバーを付して図５に示すよう
なテーブルとして予め記憶する記憶手段(図示せず)を有
している。

【００２５】そして、このロボットコントローラ６は、
図６に示すようなデータをコンピュータ３から受け、そ
のデータ中の所定ナンバーに対応する溶接条件を前記記
憶手段から読み出し、その溶接条件と、実際の溶接線４
の始点および終点の座標，トーチ７ａの後退角および倒
れ角とに基づいて、溶接ロボット７の動作を制御し部材
１Ａ，１Ｂどうしの溶接部分を自動溶接制御するもので
ある。

【００２６】なお、図４，図５に示すようなテーブルと
して記憶される溶接条件は、部材１Ａ，１Ｂの板厚，ギ
ャップ等の形状に応じて予め実験等により求められた最
適のものである。

【００２７】次に、上述のごとく構成された本実施例の
装置による、部材１Ａ，１Ｂ相互間の溶接線４の自動溶
接制御プロセスを、図１(ａ)および図３により説明す
る。まず、本実施例では、溶接ロボット７のアーム先端
に取り付けられた光学式位置センサ２により、第２部材
１Ｂの略直上方向から、例えば図３に示すような３ヵ所
に順次移動・配置し、同様のセンシング動作を３回行な
って、第２部材１Ｂの辺１ａ上の２ヵ所の位置Ｐ₁，Ｐ₂
と、第２部材１Ｂの辺１ｂ上の１ヵ所の位置Ｐ₃との計
３ヵ所の位置を検出する(ステップＡ１，Ａ２)。

【００２８】そして、コンピュータ３において、位置セ
ンサ２の検出結果である位置Ｐ₁〜Ｐ₃のデータに基づい
て、辺１ａ上で検出された２ヵ所の位置Ｐ₁，Ｐ₂を結ん
だ直線Ｌ₁と、辺１ｂ上で検出された１ヵ所の位置Ｐ₃を
通り直線Ｌ₁に直交する直線Ｌ₂との交点位置を求める。
この交点位置は、第２部材１Ｂの４つの頂点のうちの１
つの頂点位置であることから、その交点位置と第２部材
１Ｂの寸法ｌ₁，ｌ₂および形状とに基づいて、第２部材
１Ｂの全頂点位置、つまり、第２部材１Ｂの位置が求め
られ、その位置から第１部材１Ａと第２部材１Ｂとの間
のギャップおよび第１部材１Ａの対向面側辺１ｄの両端
位置Ｓ₁，Ｓ₂が算出される(ステップＡ３)。

【００２９】この後、コンピュータ３においては、第１
部材１Ａの板厚，第２部材１Ｂの板厚および部材１Ａ，
１Ｂ間のギャップに応じて図４に示すテーブルから所定
ナンバーおよび後退角，倒れ角，数値ａを読み出すとと
もに、その数値ａと算出された第１部材１Ａの対向面側
辺１ｄの両端位置Ｓ₁，Ｓ₂とに基づいて図２(ｂ)に示す
ように実際の溶接線４の始点および終点の座標(ｘ，
ｙ，ｚ)を算出する(ステップＡ４)。

【００３０】例えば、第１部材１Ａの板厚が２.３mm、
第２部材１Ｂの板厚が４.０mm、溶接線４の始点におけ
るギャップが２.２mm、溶接線４の終点におけるギャッ
プが２.５mmである場合には、コンピュータ３において
は、図４に示すテーブルから所定ナンバーとして“２”
が選択され、トーチ７ａの後退角，倒れ角としてそれぞ
れ３０°,５０°が読み出されるとともに、数値ａとし
て１.０mmが読み出される。

【００３１】上述のごとく算出された実際の溶接線４の
始点および終点の位置(ｘ，ｙ，ｚ)と、所定ナンバーお
よび後退角，倒れ角とは、図６に示すようなデータとし
てコンピュータ３からロボットコントローラ６へ転送さ
れる(ステップＡ５)。

【００３２】図６に示すようなデータを受け取ったロボ
ットコントローラ６では、転送されてきた所定ナンバー
に対応する溶接条件(溶接電流，溶接電圧，溶接速度)を
図５に示すようなテーブルから読み出す。例えば、所定
ナンバーとして“２”が転送されてきた場合、溶接電流
１７０Ａ，溶接電圧２０Ｖ，溶接速度２０cm／分を読み
出し、その溶接条件に基づき、溶接ロボット７のアーム
先端に取り付けられたトーチ７ａの姿勢を転送されてき
た後退角，倒れ角に保持しながら、実際の溶接線４の始
点から終点までを自動溶接する(ステップＡ６)。これに
より、部材１Ａ，１ＢからなるＴ形継手の溶接線４に対
して自動溶接が施されるのである。

【００３３】このように、本発明の第１実施例の方法に
よれば、第２部材１Ｂの第１部材１Ａとの対向面側辺１
ｄ以外の辺１ａ，１ｂ上の３ヵ所の位置(エッジ部分)を
非接触で検出し、その検出結果に基づいて溶接線４の位
置を検出することができるため、正反射の影響を受ける
ことなく各位置情報を得ることができ、Ｔ形継手の溶接
線４の位置を正確かつ確実に検出し自動認識することが
でき、さらには、その自動認識結果から得られた部材１
Ａ，１Ｂの溶接部分の形状(ギャップ等)に対応した最適
な溶接条件を選択でき、優れた品質の製品を作成するこ
とができる。

【００３４】また、本実施例では、溶接電流，溶接電
圧，溶接速度といった溶接条件は、予め所定ナンバーを
付されてロボットコントローラ６側の記憶手段に記憶さ
れており、コンピュータ３側からは部材１Ａ，１Ｂの溶
接部分の形状(ギャップ，板厚)に対応した所定ナンバー
を転送するだけで、最適な溶接条件を選択できるように
なっているので、コンピュータ３からロボットコントロ
ーラ６へ転送すべきデータ量を少なくでき、転送時間を
短縮できる。

【００３５】さらに、多大な溶接条件のデータをすべて
コンピュータ３側のメモリで格納必要がなくなり、コン
ピュータ３側ではＲＯＭにソフトウエアを格納すること
ができる。また、コンピュータ３のＲＯＭにソフトウエ
アを格納しても、ロボットコントローラ６側で溶接条件
を格納しているため、溶接条件を変更することは容易に
できる。

【００３６】なお、上述した第１実施例では、辺１ａ上
の２ヵ所の位置Ｐ₁，Ｐ₂と、辺１ｂ上の１ヵ所の位置Ｐ
₃とを位置センサ２による３回のセンシング動作を行な
って検出しているが、対向面側辺１ｄ以外の直交する２
つの辺上の３ヵ所の位置を検出できれば、上述と同様の
手順で溶接線４の位置が検出されることは言うまでもな
い。

【００３７】また、上述した第１実施例では、実際の溶
接線４の始点および終点の位置を、ｘ，ｙ，ｚ座標とし
て算出しコンピュータ３からロボットコントローラ６へ
転送しているが、その位置を図７に示すごとくズレ量と
して転送するようにしてもよい。

【００３８】つまり、部材１Ａ，１Ｂどうしの溶接部分
について予め教示(ティーチング)を行なうことにより溶
接予定線の始点および終点の位置を求め、その溶接予定
線の始点および終点の位置をコンピュータ３およびロボ
ットコントローラ６の記憶手段に記憶させておく。

【００３９】そして、溶接ロボット７による再生動作時
には、コンピュータ３において、図１(ａ)のステップＡ
４にて前述したように算出された実際の溶接線４の始点
および終点の位置と、予め記憶された教示時の溶接予定
線の始点および終点の位置とのズレ量(Δｘ₁，Δｙ₁，
Δｚ₁，Δｘ₂，Δｙ₂，Δｚ₂)を求め、図１(ａ)のステ
ップＡ５と同様にして、図７に示すようなデータとして
コンピュータ３からロボットコントローラ６へ転送す
る。

【００４０】ロボットコントローラ６では、転送されて
きたズレ量を予め記憶されている溶接予定線の始点およ
び終点の位置に加算することにより、実際の溶接線４の
始点および終点の位置を求めた後、図１(ａ)のステップ
Ａ６と同様にして、部材１Ａ，１ＢからなるＴ形継手の
溶接線４に対して自動溶接が施される。

【００４１】このように実際の溶接線４の始点および終
点の位置を教示時の位置からのズレ量として転送するこ
とにより、転送すべきデータ量(ビット数)をさらに少な
くすることができる。ただし、上述した教示作業は、被
溶接物である部材１Ａ，１Ｂごとに行なう必要はなく、
ラインを導入した時点に１回だけ行なえばよい。

【００４２】次に、図８〜図１０により本発明の第２実
施例としての自動溶接方法について説明すると、図８は
その手順を説明するためのフローチャート、図９は本実
施例における溶接線を示す溶接部分の平面図、図１０は
本実施例においてコンピュータからロボットコントロー
ラへ転送されるデータ例を示す図である。なお、本実施
例の方法を適用される装置は、図１(ｂ)に示す第１実施
例のものと全く同様であるので、その説明は省略する。
また、本実施例においても、第１部材１Ａおよび第２部
材１ＢからなるＴ形継手を自動溶接制御する場合につい
て説明する。

【００４３】第２実施例の方法では、図８に示すよう
に、まず、部材１Ａ，１Ｂどうしの溶接部分について予
め教示(ティーチング)を行なうことにより溶接予定線の
始点，終点および適当な中間点(始点と終点との間の溶
接予定線上の点)の位置を求め、その溶接予定線の始
点，終点および中間点の位置をコンピュータ３およびロ
ボットコントローラ６の記憶手段に記憶させておく(ス
テップＢ１)。また、部材１Ａ，１Ｂの板厚をコンピュ
ータ３に入力する(ステップＢ２)。

【００４４】ついで、第１実施例のステップＡ１，Ａ２
と全く同様にして、溶接ロボット７のアーム先端に取り
付けられた光学式位置センサ２を順次移動・配置し、第
２部材１Ｂの略直上方向からセンシング動作を３回行な
って、第２部材１Ｂの辺１ａ上の２ヵ所の位置Ｐ₁，Ｐ₂
と、第２部材１Ｂの辺１ｂ上の１ヵ所の位置Ｐ₃との計
３ヵ所の位置を検出する(ステップＢ３，Ｂ４)。

【００４５】そして、コンピュータ３において、位置セ
ンサ２の検出結果である位置Ｐ₁〜Ｐ₃のデータに基づ
き、第１実施例と同様にして、第２部材１Ｂの位置を求
め、その位置から第１部材１Ａと第２部材１Ｂとの間の
ギャップおよび第１部材１Ａの対向面側辺１ｄの両端位
置Ｓ₁，Ｓ₂を求めるとともに、図９に示すように、辺１
ｄ上に両端位置Ｓ₁，Ｓ₂の中間の適当な中間位置Ｓ₃を
設定する(ステップＢ５)。

【００４６】この後、コンピュータ３においては、第１
部材１Ａの板厚，第２部材１Ｂの板厚と、位置Ｓ₁，Ｓ₃
における部材１Ａ，１Ｂ間のギャップとに応じて、図４
に示すテーブルから所定ナンバーおよび後退角，倒れ
角，数値ａを読み出すとともに、その数値ａと算出され
た第１部材１Ａの対向面側辺１ｄの両端位置Ｓ₁，Ｓ₂お
よび中間位置Ｓ₃とに基づいて、図９に示すように、実
際の溶接線４の始点，終点および中間点の位置をｘ，
ｙ，ｚ座標として算出する(ステップＢ６)。

【００４７】本実施例のように溶接４の始点と終点との
間に中間点を設定することは、図９に示すように、部材
１Ａ，１Ｂ相互間のギャップが始点側と終点側とで大き
く異なっている場合に特に有効で、中間点で、溶接線４
の位置を変更するとともに溶接条件も最適なものに変更
する。

【００４８】例えば、第１部材１Ａの板厚が２.３mm、
第２部材１Ｂの板厚が４.０mmであり、溶接線４の始点
(位置Ｓ₁)におけるギャップが３.０mm、溶接線４の終点
(位置Ｓ₂)におけるギャップが２.５mmである場合には、
コンピュータ３においては、始点から中間点までの溶接
に際して、図４に示すテーブルから所定ナンバーとして
“２”を選択し、トーチ７ａの後退角，倒れ角としてそ
れぞれ３０°，５０°を読み出すとともに、溶接線決定
用の数値ａとして１.０mmを読み出す。また、中間点か
ら終点までの溶接に際して、図４に示すテーブルから所
定ナンバーとして“１”を選択し、トーチ７ａの後退
角，倒れ角としてそれぞれ３０°，５０°を読み出すと
ともに、溶接線決定用の数値ａとして０mmを読み出す。

【００４９】そして、コンピュータ３において、ステッ
プＢ６にて前述したように算出された実際の溶接線４の
始点，終点および中間点の位置と、予め記憶された教示
時の溶接予定線の始点，終点および中間点の位置とのズ
レ量(Δｘ₁，Δｙ₁，Δｚ₁，Δｘ₂，Δｙ₂，Δｚ₂，Δ
ｘ₃，Δｙ₃，Δｚ₃)を求め(ステップＢ７)、これらのズ
レ量と、始点から中間点までの所定ナンバー，後退角お
よび倒れ角と、中間点から終点までの所定ナンバー，後
退角および倒れ角とが、図１０に示すようなデータとし
てコンピュータ３からロボットコントローラ６へ転送さ
れる(ステップＢ８)。

【００５０】図１０に示すようなデータを受け取ったロ
ボットコントローラ６では、転送されてきた所定ナンバ
ーに対応する溶接条件(溶接電流，溶接電圧，溶接速度)
を図５に示すようなテーブルから読み出すほか、転送さ
れてきたズレ量を予め記憶されている溶接予定線の始
点，終点および中間点の位置に加算することにより、実
際の溶接線４の始点，終点および中間点の位置を求めた
後、始点から中間点までの自動溶接および中間点から終
点までの自動溶接を、それぞれ所定ナンバーで指定され
た最適な溶接条件に基づいて行なう(ステップＢ９)。

【００５１】これにより、部材１Ａ，１ＢからなるＴ形
継手の溶接線４に対して自動溶接が施されるのであり、
本発明の第２実施例の方法によっても、第１実施例と同
様の作用効果が得られるほか、この第２実施例では、溶
接線４において始点，終点のほかに中間点を設定し、中
間点において溶接線位置および溶接条件を最適なものに
変更できるようにしたので、例えば図９に示すように部
材１Ａ，１Ｂ相互間のギャップが始点から終点までの間
に大きく変化する場合に有効に対応でき、ギャップの変
化に対応した最適な溶接条件での自動溶接を行なうこと
ができ、溶接される製品の品質をより向上させることが
できる。

【００５２】なお、上述した第２実施例では、溶接線４
の始点と終点との間に中間点を１点のみ設けた場合につ
いて説明したが、この中間点は複数設定してもよい。中
間点を複数設定することにより、溶接線４に沿う形状
(ここではギャップ)が大きくあるいは細かく変化する場
合にもキメ細かに対応して常に最適な溶接条件での自動
溶接を行なえ、品質向上に大きく寄与することになる。

【００５３】例えば、始点と終点との間に中間点を２点
設定した場合の例を図１１および図１２に示す。前述し
た図８のステップＢ５において、図１１に示すように、
辺１ｄ上に両端位置Ｓ₁，Ｓ₂の中間の適当な中間位置Ｓ
₃，Ｓ₄を設定する。そして、図８のステップＢ６におい
て、第１部材１Ａの板厚，第２部材１Ｂの板厚と、位置
Ｓ₁，Ｓ₃，Ｓ₄における部材１Ａ，１Ｂ間のギャップと
に応じて、図４に示すテーブルから所定ナンバーおよび
後退角，倒れ角，数値ａを読み出すとともに、その数値
ａと算出された第１部材１Ａの対向面側辺１ｄの両端位
置Ｓ₁，Ｓ₂および中間位置Ｓ₃，Ｓ₄とに基づいて、実際
の溶接線４の始点，終点および２つの中間点の位置を
ｘ，ｙ，ｚ座標として算出する。

【００５４】そして、コンピュータ３において、ステッ
プＢ６にて前述したように算出された実際の溶接線４の
始点，終点および２つの中間点の位置と、予め記憶され
た教示時の溶接予定線の始点，終点および２つの中間点
の位置とのズレ量(Δｘ₁，Δｙ₁，Δｚ₁，Δｘ₂，Δ
ｙ₂，Δｚ₂，Δｘ₃，Δｙ₃，Δｚ₃，Δｘ₄，Δｙ₄，Δ
ｚ ₄)を求め、これらのズレ量と、始点から第１中間点ま
での所定ナンバー，後退角および倒れ角と、第１中間点
から第２中間点までの所定ナンバー，後退角および倒れ
角と、第２中間点から終点までの所定ナンバー，後退角
および倒れ角とが、図１２に示すようなデータとしてコ
ンピュータ３からロボットコントローラ６へ転送され
る。

【００５５】ロボットコントローラ６では、転送されて
きたズレ量を予め記憶されている溶接予定線の始点，終
点および２つの中間点の位置に加算することにより、実
際の溶接線４の始点，終点および２つの中間点の位置を
求め、以降は図８にて説明した手順と同様にして、部材
１Ａ，１ＢからなるＴ形継手に対する自動溶接が行なわ
れる。

【００５６】次に、図１３〜図１９により本発明の第３
実施例としての自動溶接方法について説明すると、図１
３はその手順を説明するためのフローチャート、図１４
はその方法を適用された装置の外観および被溶接物を模
式的に示す斜視図、図１５は本実施例の被溶接物におけ
るギャップおよび段差を示す平面図、図１６(ａ)〜(ｃ)
はそれぞれ本実施例の被溶接物を示す平面図，正面図お
よび側面図、図１７は本実施例のコンピュータのメモリ
に記憶されるワーク形状に応じたトーチ姿勢データ等と
所定ナンバーとのテーブル例を示す図、図１８は本実施
例のロボットコントローラのメモリに記憶される所定ナ
ンバーに応じた溶接条件のテーブル例を示す図、図１９
は本実施例においてコンピュータからロボットコントロ
ーラへ転送されるデータ例を示す図である。

【００５７】なお、本実施例の方法を適用される装置
も、図１４に示すように、図１(ｂ)に示した第１実施例
のものと同様であり、図中、既述の符号と同一の符号は
同一部分を示しているので、その説明は省略する。

【００５８】また、本実施例においては、被溶接物は、
図１４，図１５および図１６(ａ)〜(ｃ)に示すように、
角柱状部材８および平板状部材９であり、平板状部材９
を角柱状部材８の長手方向に沿って配設し、角柱状部材
８と平板状部材９との間の溶接線４に沿い自動溶接を行
なうことによって、角柱状部材８の外周面に平板状部材
９の端面を固着させる場合について説明する。ここで、
角柱状部材８の配置位置は既知であり、平板状部材９の
形状，各辺の寸法は既知であるものとする。

【００５９】ところで、本実施例におけるコンピュータ
３は、位置センサ２による検出結果，角柱状部材８の位
置および平板状部材９の寸法，形状に基づいて、部材
８，９からなる継手の溶接部分の形状つまり部材８，９
との間のギャップおよび段差(図１５参照)を演算・検出
(自動認識)するとともに、図１６(ｃ)に示す平板状部材
９の角柱状部材８に対する対向面側辺９ａの両端位置Ｓ
₁，Ｓ₂および中間位置Ｓ₃を算出・設定するものであ
る。

【００６０】また、コンピュータ３のメモリには、角柱
状部材８の板厚，平板状部材９の板厚，部材８，９間の
ギャップおよび段差に応じて、所定ナンバーや、トーチ
姿勢データ(後退角，倒れ角)，溶接線４の位置設定に用
いられる数値ａを決定するためのテーブル(図１７参照)
が格納されている。ここで、トーチ姿勢データである後
退角，倒れ角は、溶接ロボット７のアーム先端に取り付
けられるトーチ７ａの溶接時姿勢を決定するもので、そ
れぞれ図１６(ａ)，(ｂ)に示すように規定されるもので
ある。また、数値ａは、ギャップおよび段差に応じて設
定されるもので、図１６(ｃ)に示すように、平板状部材
９の対向面側辺９ａからの溶接線４の位置を決めるもの
である。

【００６１】さらに、コンピュータ３は、位置センサ２
による検出結果に基づいて算出された平板状部材９の対
向面側辺９ａの両端位置Ｓ₁，Ｓ₂および中間位置Ｓ
₃と、部材８，９の板厚および部材８，９間のギャッ
プ，段差に応じて前記テーブルから読み出された数値ａ
とに基づいて、実際の溶接線４の始点，終点および中間
点の位置を算出してから、これらの実際の溶接線４の始
点，終点および中間点の位置と、部材８，９どうしの溶
接部分について予め教示(ティーチング)を行なうことに
より得られてメモリに格納された溶接予定線の始点，終
点および適当な中間点の位置とのズレ量(偏差量)を算出
し、そのズレ量と、前記テーブルから読み出された所定
ナンバーおよび後退角，倒れ角とを図１９に示すような
データとしてロボットコントローラ６へ転送するもので
ある。

【００６２】一方、本実施例のロボットコントローラ６
には、部材８，９の溶接部分の形状(板厚，ギャップ，
段差)に対応する各種溶接条件(溶接電流，溶接電圧，溶
接速度)を所定ナンバーを付して図１８に示すようなテ
ーブルとして予め記憶する記憶手段(図示せず)を有して
いる。また、この記憶手段には、部材８，９どうしの溶
接部分について予め教示(ティーチング)を行なうことに
より得られた溶接予定線の始点，終点および適当な中間
点の位置も予め格納されている。

【００６３】そして、このロボットコントローラ６は、
図１９に示すようなデータをコンピュータ３から受け、
そのデータ中の所定ナンバーに対応する溶接条件を前記
記憶手段から読み出すとともに、教示時の溶接予定線の
始点，終点および中間点の位置にズレ量を加算すること
により実際の溶接線４の始点，終点および中間点の座標
を算出し、読み出された溶接条件と、実際の溶接線４の
始点，終点および中間点の座標，トーチ７ａの後退角お
よび倒れ角とに基づいて、溶接ロボット７の動作を制御
し部材８，９どうしの溶接部分を自動溶接制御するもの
である。

【００６４】なお、図１７，図１８に示すようなテーブ
ルとして記憶される溶接条件は、部材８，９の板厚，ギ
ャップ等の形状に応じて予め実験等により求められた最
適のものである。

【００６５】次に、上述のごとく構成された本実施例の
装置による、部材８，９相互間の溶接線４の自動溶接制
御プロセスを、図１３により説明する。まず、本実施例
では、第２実施例と同様に、部材８，９どうしの溶接部
分について予め教示(ティーチング)を行なうことにより
溶接予定線の始点，終点および適当な中間点(始点と終
点との間の溶接予定線上の点)の位置を求め、その溶接
予定線の始点，終点および中間点の位置をコンピュータ
３およびロボットコントローラ６の記憶手段に記憶させ
ておく(ステップＣ１)。また、部材８，９の板厚をコン
ピュータ３に入力する(ステップＣ２)。

【００６６】そして、溶接ロボット７のアーム先端に取
り付けられた光学式位置センサ２により、平板状部材９
の平面部分を見る方向から、例えば、平板状部材９の対
向面側辺９ａ以外の少なくとも２つの辺上の３ヵ所の位
置を、第１実施例と同様のセンシング動作によって検出
する(ステップＣ３，Ｃ４)。

【００６７】そして、コンピュータ３において、位置セ
ンサ２の検出結果である３ヵ所の位置データに基づき、
第１実施例と同様にして、平板状部材９の位置を求め、
その位置から角柱状部材８と平板状部材９との間のギャ
ップ，段差および平板状部材９の対向面側辺９ａの両端
位置Ｓ₁，Ｓ₂を求めるとともに、図１６(ｃ)に示すよう
に、辺９ａ上に両端位置Ｓ₁，Ｓ₂の中間の適当な中間位
置Ｓ₃を設定する(ステップＣ５)。

【００６８】この後、コンピュータ３においては、部材
８，９の板厚と、位置Ｓ₁，Ｓ₃における部材８，９間の
ギャップ，段差とに応じて、図１７に示すテーブルから
所定ナンバーおよび後退角，倒れ角，数値ａを読み出す
とともに(ステップＣ６)、その数値ａと算出された平板
状部材９の対向面側辺９ａの両端位置Ｓ₁，Ｓ₂および中
間位置Ｓ₃とに基づいて、図１６(ｃ)に示すように、実
際の溶接線４の始点，終点および中間点の位置をｘ，
ｙ，ｚ座標として算出する(ステップＣ７)。

【００６９】そして、コンピュータ３において、ステッ
プＣ７にて前述したように算出された実際の溶接線４の
始点，終点および中間点の位置と、予め記憶された教示
時の溶接予定線の始点，終点および中間点の位置とのズ
レ量(Δｘ₁，Δｙ₁，Δｚ₁，Δｘ₂，Δｙ₂，Δｚ₂，Δ
ｘ₃，Δｙ₃，Δｚ₃)を求め(ステップＣ８)、これらのズ
レ量と、始点から中間点までの所定ナンバー，後退角お
よび倒れ角と、中間点から終点までの所定ナンバー，後
退角および倒れ角とが、図１９に示すようなデータとし
てコンピュータ３からロボットコントローラ６へ転送さ
れる(ステップＣ９)。なお、本実施例では、始点から中
間点までの溶接条件と中間点から終点までのとが同一で
あるので、転送される所定ナンバー，後退角および倒れ
角は１種類のみとなっている。

【００７０】図１９に示すようなデータを受け取ったロ
ボットコントローラ６では、転送されてきた所定ナンバ
ーに対応する溶接条件(溶接電流，溶接電圧，溶接速度)
を図１８に示すようなテーブルから読み出すほか、転送
されてきたズレ量を予め記憶されている溶接予定線の始
点，終点および中間点の位置に加算することにより、実
際の溶接線４の始点，終点および中間点の位置を求めた
後、始点から中間点までの自動溶接および中間点から終
点までの自動溶接を、それぞれ所定ナンバーで指定され
た最適な溶接条件に基づいて行なう(ステップＣ１０)。

【００７１】これにより、部材８，９からなる継手の溶
接線４に対して自動溶接が施されるのであり、本発明の
第３実施例の方法によっても、前述した第１実施例，第
２実施例と同様の作用効果が得られる。なお、上述した
第３実施例では、溶接線４の始点と終点との間に中間点
を１点のみ設けた場合について説明したが、この中間点
は複数設定してもよい。

【００７２】次に、図２０〜図２６により本発明の第４
実施例としての自動溶接方法について説明すると、図２
０はその手順を説明するためのフローチャート、図２１
はその方法を適用された装置の外観および被溶接物を模
式的に示す斜視図、図２２(ａ)〜(ｃ)はそれぞれ本実施
例における３種類の溶接線におけるギャップおよび段差
を示す図、図２３(ａ)〜(ｃ)はそれぞれ本実施例の被溶
接物を示す平面図，正面図および側面図、図２４は本実
施例のコンピュータのメモリに記憶されるワーク形状に
応じたトーチ姿勢データ等と所定ナンバーとのテーブル
例を示す図、図２５は本実施例のロボットコントローラ
のメモリに記憶される所定ナンバーに応じた溶接条件の
テーブル例を示す図、図２６は本実施例においてコンピ
ュータからロボットコントローラへ転送されるデータ例
を示す図である。

【００７３】なお、本実施例の方法を適用される装置
も、図２１に示すように、図１(ｂ)，図１４に示した第
１実施例，第３実施例のものと同様であり、図中、既述
の符号と同一の符号は同一部分を示しているので、その
説明は省略する。

【００７４】また、本実施例においては、被溶接物は、
図２１，図２２(ａ)〜(ｃ)および図２３(ａ)〜(ｃ)に示
すように、予め配置位置が既知である角柱状部材１０と
コ形部材１１とである。ここで、角柱状部材１０の頂部
に予めプレート１２がその外周を溶接することにより取
り付けられている。また、コ形部材１１は、第１板状部
分２１，この第１板状部分２１に略直交する第２板状部
分２２およびこの第２板状部分２２に略直交し第１板状
部分２１と対向する第３板状部分２３を有してなる断面
コ字形状のもので、本実施例では、角柱状部材１０とコ
形部材１１とを相互に溶接する際に、角柱状部材１０と
コ形部材１１との間の後述する３本の溶接線４Ａ〜４Ｃ
の位置を検出し、各溶接線４Ａ〜４Ｃについて自動溶接
しようとするものである。なお、コ形部材２のコ字形断
面の寸法は全て既知であるものとする。

【００７５】また、角柱状部材１０およびコ形部材１１
は、それぞれ、その外側平面１０ａおよびコ形端面１１
ａをｙｚ平面に対し略平行に配置されている(つまり溶
接線４Ａ〜４Ｃはｙｚ平面に略平行になっている)。そ
して、本実施例では、角柱状部材１０の外側平面１０ａ
に、この外側平面１０ａの角部１０ｄに沿ってコ形部材
１１のコ形端面１１ａを対向隣接配置し、コ形部材１１
の第１板状部分２１の外側面１１ｂおよび第２板状部分
２２の外側面１１ｃを角柱状部材１０の一外側平面１０
ｂおよびこの一外側平面１０ｂに直交する他外側面１０
ｃに対しそれぞれ略平行に配設して、コ形部材１１の第
１板状部分２１および第２板状部分２２と角柱状部材１
０との間をコ形部材１１の外側から溶接線４Ａ，４Ｂに
沿って自動溶接するとともに、コ形部材１１の第３板状
部分２３と角柱状部材１０との間をコ形部材１１の内側
から溶接線４Ｃに沿って自動溶接する。

【００７６】ところで、本実施例におけるコンピュータ
３は、位置センサ２による検出結果，角柱状部材１０の
位置およびコ形部材１１の寸法，形状に基づいて、部材
１０，１１からなる継手の溶接部分の形状、つまり、部
材１０，１１との間の３本の溶接線４Ａ〜４Ｃそれぞれ
についてのギャップおよび段差〔図２２(ａ)〜(ｃ)参
照〕を演算・検出(自動認識)するとともに、図２１に示
すコ形部材１１のコ形端面１１ａの各端部位置ａ₁，
ａ₂，ｂ₁，ｂ₂，ｃ₁，ｃ₂を算出・設定するものであ
る。

【００７７】また、コンピュータ３のメモリには、角柱
状部材１０の板厚，コ形部材１１の板厚，部材１０，１
１間のギャップおよび段差に応じて、所定ナンバーや、
トーチ姿勢データ(後退角，倒れ角)，各溶接線４Ａ〜４
Ｃの位置設定に用いられる数値ａを決定するためのテー
ブルが、図２４に示すように各溶接線４Ａ〜４Ｃごとに
格納されている。ここで、トーチ姿勢データである後退
角，倒れ角は、溶接ロボット７のアーム先端に取り付け
られるトーチ７ａの溶接時姿勢を決定するもので、それ
ぞれ図２３(ｂ)，(ｃ)に示すように規定されるものであ
る。また、数値ａは、ギャップおよび段差に応じて設定
されるもので、コ形部材１１のコ形端面１１ａからの各
溶接線４Ａ〜４Ｃの位置を決めるものである。

【００７８】さらに、コンピュータ３は、位置センサ２
による検出結果に基づいて算出されたコ形部材１１のコ
形端面１１ａの端部位置ａ₁，ａ₂，ｂ₁，ｂ₂，ｃ₁，ｃ₂
と、部材１０，１１の板厚および３種類の溶接部分にお
ける図２２(ａ)〜(ｃ)に示すギャップ，段差に応じて前
記テーブルから読み出された数値ａとに基づいて、実際
の溶接線４Ａ〜４Ｃの始点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁および終点
Ａ₂，Ｂ₂，Ｃ₂の位置を算出する。

【００７９】これらの実際の各溶接線４Ａ〜４Ｃの始点
および終点の位置と、部材１０，１１どうしの溶接部分
について予め教示(ティーチング)を行なうことにより得
られメモリに格納された溶接予定線の始点および終点の
位置とのズレ量(Δｘ_A1，Δｙ_A1，Δｚ_A1，…)を各溶接
線４Ａ〜４Ｃごとに算出し、そのズレ量と、前記テーブ
ルから読み出された所定ナンバーおよび後退角，倒れ角
とを各溶接線４Ａ〜４Ｃごとに図２６に示すようなデー
タとしてロボットコントローラ６へ転送するものであ
る。

【００８０】一方、本実施例のロボットコントローラ６
には、部材１０，１１の３種類の溶接部分の形状(板
厚，ギャップ，段差)に対応する各種溶接条件(溶接電
流，溶接電圧，溶接速度)を所定ナンバーを付して図２
５に示すようなテーブルとして予め記憶する記憶手段
(図示せず)を有している。また、この記憶手段には、部
材１０，１１どうしの３種類の溶接部分について予め教
示(ティーチング)を行なうことにより得られた溶接予定
線の始点および終点の位置も予め格納されている。

【００８１】そして、このロボットコントローラ６は、
図２６に示すようなデータをコンピュータ３から受け、
そのデータ中の所定ナンバーに対応する溶接条件を各溶
接線４Ａ〜４Ｃごとに前記記憶手段から読み出すととも
に、各溶接線４Ａ〜４Ｃごとに教示時の溶接予定線の始
点および終点の位置にズレ量を加算することにより実際
の溶接線４Ａ〜４Ｃの始点および終点の座標を算出し、
読み出された溶接条件と、実際の溶接線４Ａ〜４Ｃの始
点および終点の座標，トーチ７ａの後退角および倒れ角
とに基づいて、溶接ロボット７の動作を制御し部材１
０，１１どうしの３種類の溶接部分を自動溶接制御する
ものである。

【００８２】なお、図２４，図２５に示すようなテーブ
ルとして記憶される溶接条件は、部材１０，１１の板
厚，ギャップ等の形状に応じて予め実験等により求めら
れた最適のものである。

【００８３】次に、上述のごとく構成された本実施例の
装置による、部材１０，１１相互間の３種類の溶接線４
Ａ〜４Ｃの自動溶接制御プロセスを、図２０により説明
する。まず、本実施例では、第２実施例，第３実施例と
同様に、部材１０，１１どうしの３種類の溶接部分につ
いて予め教示(ティーチング)を行なうことにより溶接予
定線の始点および終点の位置を求め、その溶接予定線の
始点および終点の位置をコンピュータ３およびロボット
コントローラ６の記憶手段に記憶させておく(ステップ
Ｄ１)。また、部材８，９の板厚をコンピュータ３に入
力する(ステップＤ２)。

【００８４】そして、溶接ロボット７により光学式位置
センサ２を適当な位置へ移動して、この光学式位置セン
サ２により、コ形部材１１上の位置を適当な数だけ第１
実施例と同様のセンシング動作によって検出する(ステ
ップＤ３，Ｄ４)。

【００８５】そして、コンピュータ３において、位置セ
ンサ２の検出結果である複数箇所の位置データに基づ
き、コ形部材１１の位置を求め、その位置から、角柱状
部材１０とコ形部材１１との間のギャップ，段差を各溶
接部分ごとに図２２(ａ)〜(ｃ)に示すごとく求めるとと
もに、コ形部材１１のコ形端面１１ａの端部位置ａ₁，
ａ₂，ｂ₁，ｂ₂，ｃ₁，ｃ₂の座標を求める(ステップＤ
５)。なお、コ形部材１１の位置を検出する手段は既知
のものである。

【００８６】この後、コンピュータ３においては、各溶
接部分ごとに、部材１０，１１の板厚と、端部位置
ａ₁，ａ₂，ｂ₁，ｂ₂，ｃ₁，ｃ₂における部材１０，１１
間のギャップ，段差とに応じて、図２４に示すテーブル
から所定ナンバーおよび後退角，倒れ角，数値ａを読み
出すとともに(ステップＤ６)、各数値ａと算出されたコ
形部材１１のコ形端面１１ａの端部位置ａ₁，ａ₂，
ｂ₁，ｂ₂，ｃ₁，ｃ₂とに基づいて、図２１に示すよう
に、実際の各溶接線４Ａ〜４Ｃの始点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁お
よび終点Ａ₂，Ｂ₂，Ｃ₂の位置をｘ，ｙ，ｚ座標として
算出する(ステップＤ７)。

【００８７】そして、コンピュータ３において、ステッ
プＣ７にて前述したように算出された実際の各溶接線４
Ａ〜４Ｃの始点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁および終点Ａ₂，Ｂ₂，Ｃ₂
の位置の位置と、予め記憶された教示時の溶接予定線の
始点および終点の位置とのズレ量を各溶接線４Ａ〜４Ｃ
求め(ステップＤ８)、これらのズレ量と、所定ナンバ
ー，後退角および倒れ角とが、図２６に示すようなデー
タとしてコンピュータ３からロボットコントローラ６
へ、各溶接線４Ａ〜４Ｃごとに転送される(ステップＤ
９〜Ｄ１１)。

【００８８】図２６に示すようなデータを受け取ったロ
ボットコントローラ６では、各溶接線４Ａ〜４Ｃごと
に、転送されてきた所定ナンバーに対応する溶接条件
(溶接電流，溶接電圧，溶接速度)を図２５に示すような
テーブルから読み出すほか、転送されてきたズレ量を予
め記憶されている溶接予定線の始点，終点および中間点
の位置に加算することにより、実際の各溶接線４Ａ〜４
Ｃの始点および終点の位置を求めた後、始点から終点ま
での自動溶接を、それぞれ所定ナンバーで指定された最
適な溶接条件に基づいて行なう(ステップＤ１２〜Ｄ１
４)。

【００８９】これにより、角柱状部材１０およびコ形部
材１１からなり３種類の溶接線４Ａ〜４Ｃを有する継手
に対して自動溶接が施されるのであり、本発明の第４実
施例の方法によっても、前述した第１実施例〜第３実施
例と同様の作用効果が得られる。なお、上述した第４実
施例では、溶接線４の始点と終点との間に中間点を設け
ていないが、第２実施例，第３実施例にて説明したよう
に、始点と終点との間に中間点を１点以上設定してもよ
い。

【００９０】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ことなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更
等があっても、本発明の範囲に含まれる。例えば、上記
実施例では、平板状の第１部材１Ａおよび第２部材１Ｂ
からなるＴ形継手や、角柱状部材８および平板状部材９
からなる継手や、角柱状部材１０およびコ形部材１１か
らなる継手に適用した場合について説明したが、本発明
の方法は、これに限定されるものでなく、他の種々の継
手にも上記実施例と同様に適用され上記実施例と同様の
作用効果が得られる。

【００９１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の自動溶接
方法(請求項１)によれば、光学式位置検出手段の検出結
果に基づいて解析処理手段により溶接部分の形状を解析
して認識し、その解析結果に基づいてその形状に適した
溶接条件についての情報として所定ナンバーを解析処理
手段から制御手段へ転送し、制御手段により、転送され
てきた所定ナンバーに対応する溶接条件を記憶手段から
読み出し、その溶接条件に基づき溶接ロボットの動作を
制御して当該溶接部分を自動溶接制御するように構成し
たので、溶接部分の形状が非接触で検出され従来のよう
な不具合が解消されるほか、自動認識された溶接部分の
形状に対応した最適な溶接条件を選択でき、高水準な品
質条件を満たす溶接を行なえる。

【００９２】また、溶接条件が予め所定ナンバーを付さ
れて制御手段側の記憶手段に記憶されており、解析処理
手段側からは被溶接物の溶接部分の形状に対応した所定
ナンバーを転送するだけで、最適な溶接条件を選択でき
るようになっているので、解析処理手段から制御手段へ
転送すべきデータ量を少なくでき、転送時間を短縮でき
る効果もある。

【００９３】請求項２の自動溶接方法によれば、溶接条
件についての情報である所定ナンバーを転送する際に、
実溶接線の始点および終点の位置情報が、それぞれ教示
時の位置からのズレ量として転送されるように構成され
るので、転送すべきデータ量(ビット数)をより少なくす
ることができる。

【００９４】さらに、請求項３の自動溶接方法によれ
ば、溶接線の始点および終点以外に、始点と終点との間
の中間点についての位置情報も採り入れ、各点の位置情
報が、それぞれ教示時の位置からのズレ量として転送さ
れるほか、実溶接線の始点および中間点における形状に
適した溶接条件についての情報が、各点ごとに所定ナン
バーとして転送されるように構成されるので、被溶接物
の溶接部分の形状が始点から終点までの間に大きく変化
する場合に有効に対応でき、ギャップの変化に対応した
最適な溶接条件での自動溶接を行なうことができ、溶接
される製品の品質をより向上させることができる。

【００９５】このとき、中間点を複数設定することによ
り(請求項４)、溶接線に沿う形状が大きくあるいは細か
く変化する場合にもキメ細かに対応して常に最適な溶接
条件での自動溶接を行なえ、品質向上に大きく寄与する
ことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての自動溶接方法を示
すもので、(ａ)はその手順を説明するためのフローチャ
ート、(ｂ)は本実施例の方法を適用された装置の外観を
模式的に示す斜視図である。

【図２】(ａ)〜(ｄ)はそれぞれ第１実施例の被溶接物を
示す斜視図，平面図，正面図および側面図である。

【図３】第１実施例におけるセンシング動作を説明する
ための模式的な斜視図である。

【図４】第１実施例のコンピュータのメモリに記憶され
るワーク形状に応じたトーチ姿勢データ等と所定ナンバ
ーとのテーブル例を示す図である。

【図５】第１実施例のロボットコントローラのメモリに
記憶される所定ナンバーに応じた溶接条件のテーブル例
を示す図である。

【図６】第１実施例においてコンピュータからロボット
コントローラへ転送されるデータ例を示す図である。

【図７】第１実施例においてコンピュータからロボット
コントローラへ転送されるデータの他例を示す図であ
る。

【図８】本発明の第２実施例としての自動溶接方法の手
順を説明するためのフローチャートである。

【図９】第２実施例における溶接線示す溶接部分の平面
図である。

【図１０】第２実施例においてコンピュータからロボッ
トコントローラへ転送されるデータ例を示す図である。

【図１１】第２実施例において中間点を２点設定した場
合の溶接線を示す溶接部分の平面図である。

【図１２】第２実施例において中間点を２点設定した場
合にコンピュータからロボットコントローラへ転送され
るデータ例を示す図である。

【図１３】本発明の第３実施例としての自動溶接方法の
手順を説明するためのフローチャートである。

【図１４】第３実施例の方法を適用された装置の外観お
よび被溶接物を模式的に示す斜視図である。

【図１５】第３実施例の被溶接物におけるギャップおよ
び段差を示す平面図である。

【図１６】(ａ)〜(ｃ)はそれぞれ第３実施例の被溶接物
を示す平面図，正面図および側面図である。

【図１７】第３実施例のコンピュータのメモリに記憶さ
れるワーク形状に応じたトーチ姿勢データ等と所定ナン
バーとのテーブル例を示す図である。

【図１８】第３実施例のロボットコントローラのメモリ
に記憶される所定ナンバーに応じた溶接条件のテーブル
例を示す図である。

【図１９】第３実施例においてコンピュータからロボッ
トコントローラへ転送されるデータ例を示す図である。

【図２０】本発明の第４実施例としての自動溶接方法の
手順を説明するためのフローチャートである。

【図２１】第４実施例の方法を適用された装置の外観お
よび被溶接物を模式的に示す斜視図である。

【図２２】(ａ)〜(ｃ)はそれぞれ本実施例における３種
類の溶接線におけるギャップおよび段差を示す図であ
る。

【図２３】(ａ)〜(ｃ)はそれぞれ本実施例の被溶接物を
示す平面図，正面図および側面図である。

【図２４】第４実施例のコンピュータのメモリに記憶さ
れるワーク形状に応じたトーチ姿勢データ等と所定ナン
バーとのテーブル例を示す図である。

【図２５】第４実施例のロボットコントローラのメモリ
に記憶される所定ナンバーに応じた溶接条件のテーブル
例を示す図である。

【図２６】第４実施例においてコンピュータからロボッ
トコントローラへ転送されるデータ例を示す図である。

【符号の説明】

１Ａ第１部材(被溶接物) １Ｂ第２部材(被溶接物) １ａ〜１ｃ辺１ｄ対向面側辺２光学式位置センサ(光学式位置検出手段) ３コンピュータ(解析処理手段) ４，４Ａ〜４Ｃ溶接線５検出線６ロボットコントローラ(制御手段) ７溶接ロボット７ａトーチ８角柱状部材(被溶接物) ９平板状部材(被溶接物) １０角柱状部材(被溶接物) １０ａ外側平面１０ｂ一外側平面１０ｃ他外側平面１０ｄ角部１１コ形部材(被溶接物) １１ａコ形端面１１ｂ，１１ｃ外側面１１ｄ内側面１２プレート２１第１板状部分２２第２板状部分２３第３板状部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の被溶接物どうしを自動溶接すべ
く、前記一対の被溶接物の表面位置を検出する光学式位
置検出手段と、該光学式位置検出手段の検出結果に基づ
いて前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を解析
して認識する解析処理手段と、前記一対の被溶接物に対
して溶接を施す溶接ロボットと、該溶接ロボットの動作
を制御する制御手段とがそなえられるとともに、前記制御手段に、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分
の各種形状に対応する各種溶接条件を所定ナンバーを付
して予め記憶する記憶手段がそなえられ、前記解析処理手段による解析結果として得られた前記一
対の被溶接物どうしの溶接部分の形状に基づき、該形状
に適した溶接条件に対応する所定ナンバーを、前記解析
処理手段から前記制御手段へ転送し、前記制御手段において、転送されてきた所定ナンバーに
対応する溶接条件を前記記憶手段から読み出し、読み出
された溶接条件に基づき前記溶接ロボットの動作を制御
して前記一対の被溶接物どうしの溶接部分を自動溶接制
御することを特徴とする自動溶接方法。
【請求項２】前記一対の被溶接物どうしの溶接部分に
ついて予め教示を行なうことにより溶接予定線の始点お
よび終点の位置を求め、該溶接予定線の始点および終点
の位置を前記記憶手段および前記解析処理手段に記憶さ
せておき、前記溶接ロボットによる再生動作時には、前記解析処理
手段において、前記光学式位置検出手段の検出結果に基
づき、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状のほ
か、前記一対の被溶接物相互間の実溶接線の始点および
終点の位置を求め、教示時の溶接予定線の始点および終
点と再生動作時の実溶接線の始点および終点とのズレ量
をそれぞれ求め、これらのズレ量を前記所定ナンバーと
ともに前記解析処理手段から前記制御手段へ転送し、前記制御手段において、転送されてきたズレ量と前記記
憶手段に記憶された前記溶接予定線の始点および終点の
位置とに基づいて、前記実溶接線の始点および終点の位
置を求め、該実溶接線の始点および終点の位置に基づい
て前記一対の被溶接物どうしの溶接部分を自動溶接制御
することを特徴とする請求項１記載の自動溶接方法。
【請求項３】一対の被溶接物どうしを自動溶接すべ
く、前記一対の被溶接物の表面位置を検出する光学式位
置検出手段と、該光学式位置検出手段の検出結果に基づ
いて前記一対の被溶接物どうしの溶接部分の形状を解析
して認識する解析処理手段と、前記一対の被溶接物に対
して溶接を施す溶接ロボットと、該溶接ロボットの動作
を制御する制御手段とがそなえられるとともに、前記制御手段に、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分
の各種形状に対応する各種溶接条件を所定ナンバーを付
して予め記憶する記憶手段がそなえられ、前記一対の被溶接物どうしの溶接部分について予め教示
を行なうことにより溶接予定線の始点，中間点および終
点の位置を求め、該溶接予定線の始点，中間点および終
点の位置を前記記憶手段および前記解析処理手段に記憶
させておき、前記溶接ロボットによる再生動作時には、前記解析処理
手段において、前記光学式位置検出手段の検出結果に基
づき、前記一対の被溶接物相互間の実溶接線の始点，中
間点および終点の位置を求め、教示時の溶接予定線の始
点，中間点および終点と再生動作時の実溶接線の始点，
中間点および終点とのズレ量をそれぞれ求めるととも
に、前記実溶接線の始点および中間点における前記一対
の被溶接物どうしの溶接部分の形状を認識して該形状に
適した溶接条件に対応する所定ナンバーを前記実溶接線
の始点および中間点ごとに決定してから、前記ズレ量お
よび前記所定ナンバーを前記解析処理手段から前記制御
手段へ転送し、前記制御手段において、転送されてきたズレ量と前記記
憶手段に記憶された前記溶接予定線の始点，中間点およ
び終点の位置とに基づいて、前記実溶接線の始点，中間
点および終点の位置を求めるとともに、転送されてきた
所定ナンバーに対応する溶接条件を前記記憶手段から読
み出し、前記実溶接線の始点，中間点および終点の位置
と読み出された前記実溶接線の始点および中間点につい
ての溶接条件とに基づき、前記溶接ロボットの動作を制
御し前記中間点において溶接条件を変更しながら前記一
対の被溶接物どうしの溶接部分を自動溶接制御すること
を特徴とする自動溶接方法。
【請求項４】前記中間点が複数設定されていることを
特徴とする請求項３記載の自動溶接方法。