JPH0630801B2

JPH0630801B2 - 溶接ロボットの制御方法

Info

Publication number: JPH0630801B2
Application number: JP60013292A
Authority: JP
Inventors: 久博福岡; 基次八木
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1985-01-25
Filing date: 1985-01-25
Publication date: 1994-04-27
Anticipated expiration: 2009-04-27
Also published as: JPS61172678A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の分野）この発明の溶接ロボットの制御方法に関するもので、特
に、溶接ロボットにウィービング溶接を行なわせるに際
しての制御方法に関する。

（先行技術の説明）溶接ロボットの重要な機能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。このような
ウィービング溶接を溶接ロボットに行なわせるための制
御方法は既に存在するが、この技術においては、上記直
角方向の揺動幅すなわちウィービング幅を、一定値とし
てあらかじめコンピュータにセットしておき、溶接ロボ
ットのトーチの先端は当該一定のウイービング振幅で揺
動しつつ溶接を行なうように構成されている。

ところが、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。）
が比較的大きい場合などにおいては、被溶接体の自重
や、取り付け精度・加工精度の限界などに起因して、こ
の第１と第２の被溶接体の間の開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
一となっていることが多い。このため、このような被溶
接体についてのウィービング溶接にあたって溶接ロボッ
トに従来の制御方法を適用しても、上記不均一性を無視
した一定のウイービング振幅でウィービング溶接が行な
われてしまうため、場所によって溶接の過不足が生じて
溶接品質が低いものとなってしまうという欠点があっ
た。

このような問題を解消する方法として、特公昭５２−４
０９０２号公報に開示されるようなウィービングの制御
方法がある。ここに開示される方法は、溶接時に検出さ
れるウィービングパンターンの左右端部における溶接電
流を、予め記憶された所定のウィービングパターンの左
右端部における溶接電流と比較し、検出された溶接電流
が記憶された溶接電流に等しくなるようにウィービング
パターンの幅を変えることにより、被溶接体の間隔に応
じたウィービングを行うようにしたものである。

しかしながら、この特公昭５２−４０９０２号公報に開
示される方法では、ウィービングの両端に対応する位置
に鉄粉等の埃やごみが付着していたり仮溶接跡が存在し
ていたりすると、被溶接体の間隔が短い箇所であると判
断してウィービングの幅を小さくしてしまい、溶接の不
足が生じてしまうという問題があった。また、一般に溶
接電流は溶接過程において種々の不安定要因の影響を受
けて変動し易く、このためこうした溶接電流に基づいて
は正確なウィービング幅の制御は到底困難であるという
問題もあった。さらに、溶接電流に基づく制御では、溶
接電流が発生しない限りは制御を開始することはでき
ず、したがって溶接開始時には各被溶接体毎にウィービ
ング幅を作業者が手動により設定しなければならなかっ
た。さらに、溶接電流を計測するために、溶接作業とは
直接関係のない計測装置を必要とし、コスト的にも効率
が悪いという問題もあった。

（発明の目的）この発明は、上記のような欠点の克服を意図しており、
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、確実に過不足のないウィービング溶接
を行い、それによって比較的に安価に高品質の溶接精度
を確保することのできる溶接ロボットの制御方法を提供
することを目的とする。

（発明の構成および効果）上記目的を達成するため、この発明にかかる制御方法に
おいては、溶接開始点と、溶接開始点からウィービング
の揺動を開始して最初に到達すべき地点と、該地点から
揺動反転して次に到達すべき地点をティーチングするこ
とによりウィービングの揺動パターンの１周期に関する
ティーチングデータを求める工程と、前記溶接線方向に
沿った前記第１と第２の被溶接体の突き合わせ部の相互
間隔の変化に関するティーチングデータを求める工程
と、前記各ティーチングデータに基づき、前記溶接線に
沿って前記相互間隔の変化に応じて変化するウィービン
グ振幅で、前記溶接ロボットにウィービング溶接を行な
わせる工程と、を備え、前記各ティーチングデータは、
センシングによって補正されたティーチングデータを用
いることを特徴としている。

以上のように溶接ロボットを制御することにより、ウィ
ービングの両端に対応する位置に鉄粉付着していたり仮
溶接跡が存在していても、それに関係なく、あらかじめ
求めたウィービングの揺動パターンの１周期に関するテ
ィーチングデータと溶接線方向に沿った前記第１と第２
の被溶接体の突き合わせ部の相互間隔の変化に関するテ
ィーチングデータとに基づくウィービング振幅で、確実
に過不足のないウィービング溶接を行うことができる。
また、同様の理由により、不安定要因の多い溶接電流を
用いる場合のような溶接不良が生じない。すなわち、本
発明によれば品質のよい溶接が可能になるという効果を
奏する。

さらに、この発明は溶接電流値を用いるものでないか
ら、溶接作業と直接関係のない計測装置を必要としな
い。また、同様の理由により、最初のデータとしての溶
接電流を得るために各被溶接体毎にウィービング幅を設
定しなければならないような煩雑さもない。したがっ
て、この発明によれば、２つの被溶接体の突き合わせ部
の相互間隔の変化に応じてウィービング振幅を変化させ
ることができるにも拘らず、その制御を比較的低コスト
で行うことがきるときう効果も奏する。

さらにまた、ティーチングデータはセンシングによって
補正されたティーチングデータを用いる方法であるた
め、単に両被溶接体間における不均一な相互間隔だけで
なく、各被溶接体毎の個体差や個別の取り付け誤差等に
応じた不均一な相互間隔にも対応でき、常に高品質の溶
接精度が確保できるという効果を奏する。

（実施例）第１図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）直角座標形溶接ロボット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を支承してある。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を設けてある。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は一転
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、その溶接作動点が点Ｐと一致しうるように設定し
てある。かくして、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。この装置５は、トーチ４
の消耗電極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てある。装置５ま
た、小電流の検出用電源５ｂを備えている。電源５ｂに
は電流センサ５ｃが直列に接続されており、これらと電
源５ａとは、切換手段５ｄによって切換えて接続される
ようになっている。

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、このコンピュ
ータ７のバスラインＢには、電源５ａ，電流センサ５ｃ
および切換手段５ｄが接続してある。

バスライン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、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。

一方、遠隔操作盤８は、トーチ４を手動で移動させるた
めのマニュアル操作スナップスイッチ群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ッチＳ
Ｖ、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）に切換えるためのモー
ド切換スイッチ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ッチＳＥ、修正スイッチＲＥ、並
びに各モードにおいて動作を開始したりティーチングデ
ータ内容をメモリに取込む際に使用するスタートスイッ
チＳＴＡ等を備えている。

前記切換スイッチＳＥは、以下に示す４つの切換位置Ｓ
Ｅ_１〜ＳＥ_４を有する。

(1) 切換位置ＳＥ_１…直線補間「Ｌ」，円補間「Ｃ」，
ウィービング「Ｗ」，センシング「Ｓ」の４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」〜
「４」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ＳＥ_２…溶接条件番号ＷNo.の表示部を有
し、コンピュータ７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がセットとして
記憶されており、所望のセットに対応するテンキーＴＫ
のキー番号を押すことにより、そのセットを呼び出せる
ようになっている。

(3) 切換位置ＳＥ_３…センサメニュー番号ＳＥＭNo.の
表示部を有し、コンピュータ７のメモリにはNo.ごとに
トーチ４の電極４ａ自体でワークＷＫの溶接線ＷＬをセ
ンシングするのに必要なサブルーチンがセットとして記
憶されており、テンキーＴＫの操作で随時呼び出せるよ
うになっている。

(4) 切換位置ＳＥ_４…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「９９」
の押動によって、ウィービング振幅を可変とすることが
できる。

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
Ｗ１，Ｗ２のそれぞれに開先Ｂ１，Ｂ２をそれぞれ設け
たものであり、この水平板材Ｗ１，Ｗ２を突き合わせて
溶接すると考える。ただし、同図に示すように、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）に向かって若干開いてしまっているものと
する。

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〜第４図
と、プログラムのステップの一部を示す第５図とを参照
して説明する。

(1) まず、この装置のオペレータは、ワークＷＫの取
り付け誤差等を補正するためのセンシングを教示する。
即ち、スイッチＳＭを操作することによってマニュアル
モードＭを選択する。そして、スイッチＳＷを操作し、
トーチ４を、溶接開始点Ｐ_２（第２図参照）側に近い水
平板材Ｗ２上方の任意の地点ＳＰ_１に位置決めする。次
に切換スイッチＳＥを切換位置ＳＥ_１に切換え、テンキ
ーＴＫの操作によってセンシグ「Ｓ」を設定すると共
に、切換位置ＳＥ_３に切換え、テンキーＴＫの操作によ
ってＺ軸方向のセンシングモードを設定する。そして、
スイッチＳＴＡを操作すれば、コンピュータ７は、点Ｓ
Ｐ_１の位置情報と、センシング「Ｓ」の情報と、Ｚ軸方
向のセンシングモードの情報およびそのセンシングによ
って得られた水平板材Ｗ２上面の点ＳＰ_２の位置情報と
を、ステップNo.１に関するデータとして取り込む。

(2) 次に、トーチ４を、水平板材Ｗ２の溶接開始点Ｐ
_２側端面から幅方向に離隔した任意の地点ＳＰ_３に位置
決めする。そして、切換スイッチＳＥとテンキーＴＫと
の操作によって、センシング「Ｓ」、水平板材Ｗ２の前
記端面方向のセンシングモードを設定する。次にスイッ
チＳＴＡを操作すれば、点ＳＰ_３の位置情報と、センシ
ング「Ｓ」の情報と、端面方向のセンシングモードの情
報およびそのセンシングによって得られた水平板材Ｗ２
端面の点ＳＰ_４の位置情報とを、ステップNo.２に関す
るデータとして取り込む。

(3) 次に、トーチ４を、溶接開始点Ｐ_２側に近い水平
板材Ｗ２上方の任意の地点ＳＰ_５に位置決めし、センシ
ング「Ｓ」、水平板材Ｗ１方向の開先場所センシングモ
ードを設定する。この開先場所センシングモードは地点
ＳＰ_５より下降して水平板材Ｗ２上面の点ＳＰ₅₁を検出
すると、一定高さ上昇し、その後、一定距離水平板材Ｗ
１方向に移動し、再度下降して次の点ＳＰ₅₂を検出す
る。以下、同様の作業により検出された各点ＳＰ₅₁、Ｓ
Ｐ₅₂、…から開先場所を検出する。そして、スイッチＳ
ＴＡを操作すれば、点ＳＰ_５の位置情報と、センシング
「Ｓ」の情報と、開先場所センシングモードの情報およ
びそのセンシングによって得られた開先場所の位置情報
とを、ステップNo.３に関するデータとして取り込む。

(4) 次に、トーチ４を溶接開始点Ｐ_２側に近い開先内
の上下方向中間部の地点ＳＰ_６に位置決めし、センシン
グ「Ｓ」、開先Ｂ１方向のセンシングモードを設定す
る。そしてスイッチＳＴＡを操作すれば、点ＳＰ_６の位
置情報と、センシング「Ｓ」の情報と、開先Ｂ１方向の
センシングモードの情報およびそのセンシングによって
得られた開先Ｂ１上の点ＳＰ_７の位置情報とを、ステッ
プNo.４に関するデータとして取り込む。

(5) 次に、トーチ４を、同様に溶接開始点Ｐ_２側に近
い開先内の上下方向中間部の地点ＳＰ_８（地点ＳＰ_６と
同一であってもよい）に位置決めし、センシング
「Ｓ」、開先Ｂ２方向のセンシングモードを設定する。
そしてスイッチＳＴＡを操作すれば、点ＳＰ_８の位置情
報と、センシング「Ｓ」の情報と、開先Ｂ２方向のセン
シングモードの情報およびそのセンシングによって得ら
れた開先Ｂ２上の点ＳＰ_９の位置情報とを、ステップN
o.５に関するデータとして取り込む。

次に、終了点Ｐ_７側でも溶接開始点Ｐ_２側のステップN
o.１〜No.５に対応するティーチングを行う。

(6) 即ち、トーチ４を、終了点Ｐ_７側に近い水平板材
Ｗ２上方の任意の地点ＳＰ₁₁に位置決めし、センシング
「Ｓ」、Ｚ軸方向のセンシングモードを設定する。そし
て、スイッチＳＴＡを操作すれば、点ＳＰ₁₁の位置情報
と、センシング「Ｓ」の情報と、Ｚ軸方向のセンシング
モードの情報およびそのセンシングによって得られた点
ＳＰ₁₂の位置情報とを、ステップNo.６に関するデータ
として取り込む。

(7) 次に、トーチ４を、水平板材Ｗ２の終了点Ｐ_７側
端面から軸方向に離隔した任意の地点ＳＰ₁₃に位置決め
し、センシング「Ｓ」、水平板材Ｗ２の前記端面方向の
センシングモードを設定する。そしてスイッチＳＴＡを
操作すれば、点ＳＰ₁₃の位置情報と、センシング「Ｓ」
の情報と、端面方向のセンシングモードの情報およびそ
のセンシングによって得られた水平板材Ｗ２端面の点Ｓ
Ｐ₁₄の位置情報とを、ステップNo.７に関するデータと
して取る込む。

(8) 次に、トーチ４を、終了点Ｐ_７側に近い水平板材
Ｗ２上方の任意の地点ＳＰ₁₅に位置決めし、センシング
「Ｓ」、水平板材Ｗ１方向の開先場所センシングモード
を設定する。そして、スイッチＳＴＡを操作すれば、点
ＳＰ₁₅の位置情報と、センシング「Ｓ」の情報と、開先
場所センシングモードの情報およびそのセンシングによ
って得られた開先場所の位置情報とを、ステップNo.８
に関するデータとして取り込む。

(9) 次に、トーチ４を、終了点Ｐ_７側に近い開先内の
上下方向中間部の地点ＳＰ₁₆に位置決めし、センシング
「Ｓ」、開先Ｂ１方向のセンシングモードを設定する。
そしてスイッチＳＴＡを操作すれば、点ＳＰ₁₆の位置情
報と、センシング「Ｓ」の情報と、開先Ｂ１方向のセン
シングモードの情報およびそのセンシングによって得ら
れた開先Ｂ１上の点ＳＰ₁₇の位置情報とを、ステップN
o.９に関するデータとして取り込む。

(10) 次に、トーチ４を、同様に終了点Ｐ_７側に近い開
先内の上下方向中間部の地点ＳＰ₁₈（地点ＳＰ₁₆と同一
であってもよい）に位置決めし、センシング「Ｓ」、開
先Ｂ２方向のセンシングモードを設定する。そしてスイ
ッチＳＴＡを操作すれば、点ＳＰ₁₈の位置情報と、セン
シング「Ｓ」の情報と、開先Ｂ２方向のセンシングモー
ドの情報およびそのセンシングによって得られた開先Ｂ
２上のＳＰ₁₉の位置情報とを、ステップNo.１０に関す
るデータとして取り込む。

(11) 次に、トーチ４を、溶接開始点Ｐ_２に近い任意の
地点Ｐ_１に位置決めする。次に切換スイッチＳＥを切換
位置ＳＥ_１に切換え、テンキーＴＫの操作によって直線
補間「Ｌ」を設定する。そして、スイッチＳＴＡを操作
すれば、コンピュータ７は、点Ｐ_１の位置情報と直線補
間「Ｌ」の情報とを、第５図のステップNo.１１に関す
るデータとして取り込む。

(12) 次に、トーチ４を、溶接に適した姿勢で、溶接開
始点Ｐ_２に位置決めする。そして、切換スイッチＳＥと
テンキーＴＫとの操作によって、ウィービング「Ｗ」、
溶接条件「０１」および補正方式「９９」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、補正方式「９９」を設定することによって、
以後のウィービング溶接が振幅可変のモードで行なわれ
ることを教示したことを意味する。そして、これらの操
作によって、第５図のステップNo.１２に関するものデ
ータが入力されたことになる。またこの際、前記ステッ
プNo.１〜３におけるセンシングによって得られたデー
タとティーチング時のデータとの差で溶接開始点Ｐ_２の
ティーチングデータを補正する補正情報も入力される。

(13)〜(16) 第５図に示すステップNo.１３〜No.１６に
ついてのデータ入力は、上記ステップNo.１２に関する
データ入力と同様に、ウィービング「Ｗ」、溶接条件
「０１」、補正方式「９９」で設定を行なうが、トーチ
４の位置決め場所は、それぞれ次のようになる。まず、
ステップNo.１３に対応するティーチング点Ｐ_３は、第
２図中に示すように、溶接開始点Ｐ_２からウィービング
の揺動を開始して最初に到達すべき地点（開先Ｂ１のエ
ッジ上）とする。そして、ステップNo.１４に対応する
ティーチング点Ｐ_４は、点Ｐ_３において揺動反転して次
に到達すべき地点（開先Ｂ２のエッジ上）である。点Ｐ
_４から次に到達すべき地点は、点Ｐ_４から溶接線ＷＬに
下した垂線の足（参照符号なし）であるものとし、その
後は点Ｐ_２〜Ｐ_４のパターンを繰返す（ただし、振幅は
変化させる）ように設定するものとすれば、これらの点
Ｐ_２〜Ｐ_４を教示することによって、ウィービングの揺
動パターンの１周期に関するデータが取り込まれること
になり、特に、ウィービングのピッチは、溶接線ＷＬ方
向における点Ｐ_２とＰ_４との距離として指示される。ま
た、このデータから得られる振幅は、溶接開始時におけ
る振幅となる。このような意味から、ここで与える２つ
の点Ｐ_３とＰ_４とは、「パターン点」としての意味を有
する。

また、ステップNo.１３においては、ステップNo.４にお
けるセンシングによって得られた点ＳＰ_７のデータとテ
ィーチング時のＳＰ_７のデータとの差で点Ｐ_３のティー
チングデータを補正する補正情報が入力され、ステップ
No.１４においては、ステップNo.５におけるセンシング
によって得られた点ＳＰ_９のデータとティーチング時の
点ＳＰ_９のデータとの差で点Ｐ_４のティーチングデータ
を補正する補正情報が入力される。

一方、ステップNo.１５，１６に対応する２つの点
Ｐ_５，Ｐ_６は、それぞれ、開先Ｂ１，Ｂ２のエッジ上で
あって、かつ上記地点Ｐ_３，Ｐ_４とは異なる任意の地点
に設定する。この２つの点Ｐ_５，Ｐ_６は、水平板材Ｗ
１，Ｗ２の相互間隔の、溶接線方向の変化を知るための
データとして設定される位置情報であって、実際の溶接
にあたってトーチ４を通過させるための点ではない。つ
まり、この点Ｐ_５，Ｐ_６は、相互間隔の変化を知るため
にのみ使用されるデータ入力専用点である。

ここで、上記２つの点Ｐ_５，Ｐ_６を付加することによっ
て、水平板材Ｗ１，Ｗ２の相互間隔の変化がわかる理由
を説明しておく。この実施例における水平材Ｗ１，Ｗ２
においては、その開先Ｂ１，Ｂ２が共に、ほぼ直線的な
ものであると想定している。すると、開先Ｂ１，Ｂ２相
互の、溶接線ＷＬに沿った開きの程度がわかれば、溶接
線ＷＬ上の各地点における、水平板材Ｗ１，Ｗ２の間の
相互間隔の変化がわかることになる。ところが、開先Ｂ
１，Ｂ２が共に直線的であるということは、パターン点
Ｐ_３，Ｐ_４の他に、各開先上の１地点ずつ、計２地点の
位置座標を付加的に知れば、それぞれの開先の方向がわ
かることを意味する。このため、開先Ｂ１の位置と方向
とを知るために点Ｐ_５を、また開先Ｂ２の位置と方向と
を知るために点Ｐ_６を、ティーチングによってそれぞれ
付加的に教示すればよいのである。但し、開きの程度を
精度よく知ろうと思えば、点Ｐ_３とＰ_５との距離や点Ｐ
_４とＰ_６との距離は、できるだけ離れている方が望まし
い。

もっとも、このような情報は、必ずしもトーチ４の具体
的位置決めによる設定で行なう必要はなく、あらかじめ
想定されるような相互間隔の変化のパターンをいくつか
準備し、メニュー方式で選択して入力してもよい。この
場合は、たとえば、溶接開始点Ｐ_２や終了点Ｐ_７（後述
する）についてのティーチングデータを入力する際に、
このようなデータを併せて入力すればよい。

また、ステップNo.１５においては、ステップNo.９にお
けるセンシングによって得られた点ＳＰ₁₇のデータとテ
ィーチング時の点ＳＰ₁₇のデータとの差で点Ｐ_５のティ
ーチングデータを補正する補正情報が入力され、ステッ
プNo.１６においては、ステップNo.１０におけるセンシ
ングによって得られた点ＳＰ₁₉のデータとティーチング
時の点ＳＰ₁₉のデータとの差で点Ｐ_６のティーチングデ
ータを補正する補正情報が入力される。

(17) ステップNo.１７に対応する点Ｐ_７は、溶接の終
了点である。したがって、トーチ４をこの点に位置決め
し、上記の地点を同様に、ウィービング「Ｗ」，溶接条
件「０１」，および補正方式「９９」を入力しておく。

(18) ステップNo.１８に対応するものとして入力され
る地点Ｐ_８は、溶接完了後の退避点としての性格を有す
る点であって、直線補間「Ｌ」を指定して、この位置の
情報を取り込んでおく。

以上で、ティーチングの基本的操作が完了する。なお、
水平板材Ｗ１，Ｗ２の相互間隔の変化に関するデータす
なわち聞きの程度に関するセンシングを行なわせたいと
きには、たとえば、開先Ｂ１，Ｂ２のそれぞれの上に２
点ずつ、計４点をセンシングポイントとして与えておけ
らよいが（他の方法も可能である）、前記センシングポ
イントとしての点ＳＰ_６，ＳＰ_８，ＳＰ₁₆，ＳＰ₁₈はそ
れぞれ、点Ｐ_３，Ｐ_４，Ｐ_５，Ｐ_６に近い位置に設定す
ることが精度的に好ましい。

次に、再生時におけるこの溶接ロボットＲＯの動作を説
明する。まず、モード切換スイッチＳＭをテストモード
ＴＥに設定し、スイッチＳＴＡ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。次に、トーチ４を新たに位置決めし、
モード切換スイッチＳＭをオートモードＡに設定し、ス
イッチＳＴＡを操作する。この時点から実際のウィービ
ング溶接のための動作が始まるわけであるが、その後の
処理は、第６図のフローチャートを参照しつつ説明す
る。

まず、処理１０１において、当該ステップがウィービン
グ「Ｗ」であるかどうかが判断される。そして、ウィー
ビング「Ｗ」でない場合は処理１０２に移り、センシン
グ「Ｓ」であるかどうかが判断される。そしてセンシン
グ「Ｓ」が含まれている場合には、処理１０３に移行し
てセンシングを行なった後に、処理１０４において、テ
ィーチング時のデータをそのセシングによって得られた
データで補正する。このセンシングは、トーチ４とワー
クＷＫとの間に検出用電源５ｂと電流センサ５ｃとを接
続して、電極４ａによるセンシングの形式で行なうこと
ができる。処理１０２における判断がセンシング「Ｓ」
以外のもの、たとえば直線補間「Ｌ」や円補間「Ｃ」の
場合には、処理１０５において当該ステップの内容を実
行する。

一方、処理１０１における判断がウィービング「Ｗ」で
ある場合には、次の処理１０６においてそのウィービン
グが振幅可変であるか否かが判断される。この判断は補
正方式（ＡＵＸ，No.）としての「９９」が当該ステッ
プ内のデータとして与えられているかどうかによって行
なうことができる。振幅可変ではない場合は、次の処理
１０７において従来のウィービングすなわちあらかじめ
設定されて一定のウィービング振幅によるウィービング
溶接を行なう。逆に、振幅可変であるときには、処理１
０６から処理１０８へと移り、第１と第２の被溶接体の
相互間隔の、溶接線方向における変化に応じてウィービ
ング振幅を変えながらウィービング溶接を行なう。そし
て、上記処理１０４，１０５，１０７または１０８が完
了すると、処理１０９において最終ステップであるが否
かが判断され、最終ステップであれば一連の処理を完了
するが、最終ステップではない場合には処理１１０にお
いてステップを更新し、処理１０１に戻って以上の処理
を繰返す。

このような処理フローに対して、ティーチングに供した
ワークＷＫのウィービング溶接を実行する場合には、セ
ンシングによる各ステップNo.１〜１０において、ティ
ーチング時のデータと差が０となり、ここにティーチン
グデータの点Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４，Ｐ_５，Ｐ_６，Ｐ_７とセ
ンシングによって補正された各点Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４，Ｐ
_５，Ｐ_６，Ｐ_７のデータとは同一となる。この状態で以
下の各ステップNo.１１〜１８のデータが実行されると
トーチ４の先端の軌跡Ｆは第２図にされる如く移動す
る。この場合、トーチ４の先端は、まず、第５図のステ
ップNo.１１のデータに応じて点Ｐ_１からＰ_２へと直線
補間によって移動する。そして、点Ｐ_２からは溶接を開
始し、点Ｐ_３，Ｐ_４を経て点Ｐ_７までの区間を、ウィー
ビング振幅を変化させつつウィービング溶接する。この
例では、ウィービング振幅を、点Ｐ_２からＰ_７までの区
間内の各溶接場所において、水平板材Ｗ１，Ｗ２の間
の、当該場所付近における局所的な間隔に比例させてい
る。このような処理は、前述したような点Ｐ_３〜Ｐ_６の
位置座標データから求められた水平板材Ｗ１，Ｗ２の間
隔の変化に関するデータを事前に数値的に求めておいて
メモリ中に格納しておき、トーチ４の移動位置に応じて
それらを順次読出して振幅に対する出力としてもよい。
また、ウィービングの周期があらかじめ設定されている
のであるから、その時点が何番目の揺動に属するかを判
断し、それに応じてデータを演算して指令値とし、それ
を溶接ロボットＲＯに出力してもよい。いずれにしても
あらかじめ与えられたデータに基いて演算を行なうこと
になる。

ところで点Ｐ_５，Ｐ_６については、実現の溶接時におけ
る通過点ではないことを溶接ロボットＲＯに指示してや
る必要があるが、この実施例では、水平板材Ｗ１，Ｗ２
のウィービング溶接に関するティーチング点６個と定め
ており、ＣＰＵは、第５図のステップのうち、振幅可変
ウィービングが開始されたステップNo.１２から数えて
４番目と５番目のステップすなわちステップNo.１５，
１６に属する位置座標は通過点ではないと判断するよう
にプログラムすることによって、これを達成している。
もっとも、ティーチング時にデータ入力専用点であるこ
とを示すデータを付加しておき、読出し時にそのデータ
と出会ったときには、その点を無視するように構成する
こともできる。ウィービング溶接の開始点，パターン
点，終了点などの通過点の指定についても同様である。

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Ｐ_７
においてウィービング溶接を完了すると、点Ｐ_８へと、
直線補間で移動し、一連の溶接処理を完了する。

次に、溶接が完了したワークＷＫを取外し、同種の次の
ワークＷＫをセットした後、再度ウィービング溶接を実
行すれば、ワークＷＫの溶接実行に先立つセンシングに
よる各ステップNo.１〜１０によって得られたデータと
ティーチング時のデータとの差により、各点Ｐ_２，
Ｐ_３，Ｐ_４，Ｐ_５，Ｐ_６，Ｐ_７のティーチングデータが
補正され、この補正されたティーチングデータの点
Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４，Ｐ_５，Ｐ_６，Ｐ_７に基づいて以下の
各ステップNo.１１〜１８が実行される。従って、各ワ
ークＷＫ毎の個体差や個別の取り付け誤差等に応じた不
均一な相互間隔にも対応でき、高品質の溶接精度が確保
できる。

以下、同様に同種のワークＷＫのウィービング溶接を実
行すればよい。

なお、上記実施例において、ワークＷＫの誤差をセンシ
ングするために、ステップNo.１〜３やステップNo.５〜
７により３次元的に検出する例を示しているが、１方向
のみや２方向のみにしか誤差が生じない場合には、その
方向に応じたセンシングのみを行う方式とすればよい。
さらに上記実施例では、第１図および第２図に示すよう
に、先に行くに従って広がるような相互間隔の不均一性
を考えたが、第７図(a) に示すような先細りの場合や、
第７図(b) のように相互間隔の変化率が変わる場合など
についても、この発明は適用できる。これらの場合に
は、たとえば溶接開始点Ｑ_Ｓ，終了点Ｑ_Ｅ，パターン点
Ｑ_Ｐ，上記変化データを与えるためのデータ入力専用点
Ｑ_Ｄとして、たとえば図示の点を採用すれば、上記実施
例と同様の処理が可能である。また、水平板材以外のワ
ークに対しても適用可能である。ウィービングの１周期
のパターンも例示のものに限定されない。さらに、この
発明は相互間隔が不均一の場合に限って使用できるとい
うものではなく、振幅可変モードにおいて相互間隔が均
一の被溶接体に遭遇した場合には、「変化なし」という
意味において相互間隔変化データを取り込み、その部分
については自動的に振幅一定のウィービングを行なうよ
うに構成することもできる。

【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〜第４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、第５
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６図はこの発明の実施例の動作を示すフローチ
ャート、第７図は、この発明の変形例に関するデータ入
力の態様を示す図である。ＲＯ……溶接ロボット、４……トーチ、８……遠隔操作盤、ＷＬ……溶接線、Ｗ１，Ｗ２……水平板材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者八木基次兵庫県宝塚市新明和町１番１号新明和工業株式会社産業機械事業部内 (56)参考文献特開昭59−50971（ＪＰ，Ａ) 特公昭52−40902（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１と第２の被溶接体を所定の溶接線に沿
ってウィービング溶接するための溶接ロボットの制御方
法において、溶接開始点と、溶接開始点からウィービングの揺動を開
始して最初に到達すべき地点と、該地点から揺動反転し
て次に到達すべき地点をティーチングすることによりウ
ィービングの揺動パターンの１周期に関するティーチン
グデータを求める工程と、前記溶接線方向に沿った前記第１と第２の被溶接体の突
き合わせ部の相互間隔の変化に関するティーチングデー
タを求める工程と、前記各ティーチングデータに基づき、前記溶接線に沿っ
て前記相互間隔の変化に応じて変化するウィービング振
幅で、前記溶接ロボットにウィービング溶接を行なわせ
る工程と、を備え、前記各ティーチングデータは、センシングによって補正
されたティーチングデータを用いることを特徴とする溶
接ロボットの制御方法。
【請求項２】前記相互間隔の変化に関するティーチング
データは、前記第１と第２の被溶接体の位置関係に関連
する所定点の位置情報である、特許請求の範囲第１項記
載の溶接ロボットの制御方法。