JPH0641030B2

JPH0641030B2 - 溶接ロボットにおける溶接線追従方法

Info

Publication number: JPH0641030B2
Application number: JP59045979A
Authority: JP
Inventors: 久博福岡; 喜之上野; 茂生丸山; 昇蘭; 正実池田
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1984-03-09
Filing date: 1984-03-09
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: JPS60191671A

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ットにおい
て、溶接線がロボット本体自体の溶接トーチの移動範囲
を越えて長い場合の追従性能を飛躍的に向上させること
を目的とした溶接ロボットにおける溶接線追従方法に関
する。

前述揺動パターンをティーチングする方法としては実際
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、並びに本出願人が昭和５９年３月２日付で特許出願
（発明の名称「溶接ロボット」）で提案したように（特
開昭６０−１８４４７４号参照）、数値入力による揺動
パターン作成手段を具備し、ティ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があ
る。

さて、一般的に溶接ロボットはエンドエフェクタとして
の溶接トーチを含むロボット本体を床面に設置し、ワー
クを適宜治具により固定するためのワーク取付具はロボ
ット本体の付近に配置されている。このワーク取付具
は、最も簡単なものとして床面に固定設置した作業台が
あり、さらにワークを移動・回転位置決めできる各種ポ
ジショナもあり、ワークの形状，大きさ，溶接の種類等
により最適のものが選ばれる。対象とするワークが細長
く、それに伴い溶接線が一方向に非常に長く、溶接トー
チの移動範囲を越える場合、溶接線の全長をカバーでき
る溶接トーチの移動範囲がより広範囲の大型ロボット本
体を使用すればよいが、ロボット本体の大型化により設
備費の大幅なコスト高を招くという不利がある。そこ
で、溶接トーチの移動範囲のあまり広くない比較的小型
のロボット本体を利用して、その溶接トーチの移動範囲
を越える一方向に非常に長い溶接線の溶接を行う場合、
ロボット本体またはワーク取付具、あるいはこれら両者
をワークの延びる方向に走行させることが必要となる。
以下便宜上、このように本体とは別個に制御される走行
軸等を総称して周辺軸と呼称する。

そして、前記周辺軸を有する溶接ロボットにおいて、溶
接ロボット全体を制御するコンピュータは周辺軸が溶接
線に平行とみなして周辺軸を基準に揺動パターンを作成
するように制御されている場合、前述揺動パターンを教
示すると（手動設定または自動設定のいずれでも）、コ
ンピュータは周辺軸を基準に揺動パターンを作成する。
従ってワーク取付の際、溶接線が周辺軸に沿うように努
めるのであるが、溶接線は必ずしも直線ばかりとは限ら
ず、途中屈曲したり湾曲したり様々の方向に向いている
のが普通である。例えば、第８図（水平隅肉溶接の例）
のように、溶接線ＷＬが周辺軸Ｔに対して斜めに配置さ
れている場合、オペレータは溶接線ＷＬを底辺とする二
等辺三角形の揺動パターンＰＴ（二点鎖線）をもくろ
み、揺動の両端点ａ・ｂを手動設定により教示する。し
かし、実際にはコンピュータの方では既述のように溶接
線ＷＬを周辺軸Ｔに平行とみなすため、周辺軸Ｔを底辺
とした二等辺三角形の揺動パターンＰＴ′（実線ａ・ｂ
・ｃ）を作成する。

従って、オペレータが溶接に最適と考える揺動パターン
ＰＴとコンピュータの作成する揺動パターンＰＴ′と
は、周辺軸Ｔと溶接線ＷＴとの成す偏位角Δδが大きく
なればなるほど大きく食い違ってくる。このことは、揺
動の半周期または一周期における溶接線ＷＬの延びる方
向への移動距離として規定されるピチにも大きく変動を
来たし、オペレータのもくろむ最適の溶接条件は得られ
ない。

いま、ティーチング時のワークと寸分違わぬワークにつ
いてアーク溶接を実行したとすれば、第８図に点線で示
す揺動パターンＰＴ″が描かれる。最初の揺動パターン
はコンピュータの作成した揺動パターンＰＴ′に従って
ａ→ｂ→ｃと移動し、まだ溶接トーチの電極先端がワー
クＷに達しないため、それ以後は電極先端がワークＷに
接触するまでｃ→ｄで示すように周辺軸Ｔに対し直角方
向に移動する。そしてコンピュータは次のパターンは地
点ｄを起点として作成し、同様に第２周期の揺動パター
ンを実行する。補正をかける方向はワーク面に対して直
角方向とすれば、補正後の実行揺動パターンがティーチ
ング揺動パターンに近ずくという点で理想的と言える
が、周辺軸Ｔに直角方向に補正がかけられるため、実行
揺動パターンは第８図に示すようにΔｌ（＝ΔＰｓｉｎ
Δδ）宛溶接線ＷＬ方向に流れることになり、前述揺動
パターンの食い違いと合わせて溶接条件に悪い影響とな
る。勿論、溶接線ＷＬが周辺軸Ｔの下側（第８図紙面
で）に傾斜するときは、前述ピッチおよびΔｌは溶接線
ＷＬの延びる方向とは逆方向に縮まり、これもオペレー
タの希望する揺動パターンとはならない。

本発明は前述事情に鑑み、溶接トーチを開先幅方向に揺
動パターンに従って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ットが、少なくとも互いに直交す
るＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の自由度を有する溶接トーチを含む
ロボット本体、およびワーク取付具のいずれか一方また
は両者を、ロボット本体とは別個に移動制御し得る周辺
軸を有してなり、ロボット本体自体の溶接トーチの移動
範囲を越える長い溶接線に沿ってアーク溶接を行う溶接
ロボットにおける溶接線追従方法であって、揺動パター
ン作成時、ロボット本体側の座標軸に対する周辺軸の取
付角度から、周辺軸の移動量に基づく溶接トーチの移動
量の、ロボット本体の座標軸成分に換算した座標軸成分
を求め、これらの換算された座標軸成分を、ロボット本
体の各座標軸自体のもつ溶接トーチの移動量の座標軸成
分に加えた状態で揺動パターンを作成し、該揺動パター
ンを周辺軸側の移動量とロボット本体側の移動量との合
成により得るべくするため、周辺軸とロボット本体側の
各座標軸にそれぞれの移動量を振り分けて前記アーク溶
接を実行することを特徴とし、溶接線の追従性の改良を
図り、良好な溶接状態を得ることができる溶接ロボット
における溶接追従方法を提供せんとするものである。

以下、図面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）ロボット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
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
して制御可能となっている。そして前述ロボットＲＯ本
体は、図示しない移動体上に載置し、全体がＸ軸に対し
てγの取付角度で延びる軸線（以下、周辺軸Ｔと呼称）
に沿って走行し得るごとくなっている。

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を巻き取ったスプール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ての公知のコンピ
ュータである。コンピュータ１０には、ＣＰＵおよびメ
モリを含む。

そしてコンピュータ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、さらにＴ軸のサ
ーボ系ＳＴ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
ＳＶ，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，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内容をメモリに取り
込む際に使用するスタートスイッチＳＴＡ等を備えてい
る。

前期切換スイッチＳＥは以下に示す６つの切換位置ＳＥ
_１〜ＳＥ_６を有する。

(1)切換位置ＳＥ_１…直線補間「Ｌ」，ウィービング
「Ｗ」，円補間「Ｃ」，アークセンシング「Ａｓ」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１０のメモリには予めNO.毎に溶接電
圧Ｅ，溶接電流Ｉ，および溶接速度Ｖｗをセットして記
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呼び出せるようになってい
る。

(3)切換位置ＳＥ_３…ファンクション番号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「０
１」，「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っ
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ＳＥ_５…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って
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），ピッチＰ（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）の各メニュー番
号を設定するようになっている。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ＳＥ_６…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ュー番号で設定できるように
なっている。

今、ワークＷは第１図に示すように、床に固定設置した
大きな作業台ＷＴ上においてＴ軸方向に細長い水平部材
Ｗ１の上面に２個の垂直部材Ｗ２，Ｗ３を「く」の字形
に組合わせて仮付けしてあり、ロボットＲＯ本体自体の
溶接トーチ４の移動範囲を越えて、これらの部材Ｗ１・
Ｗ２・Ｗ３で形成される直角隅部を一端の溶接開始点Ｐ
_２から部材Ｗ２・Ｗ３の交差する中間点Ｐ_４を経て他端
の溶接終了点Ｐ_５まで連続溶接せんとするものである。

以下オペレータのティーチング操作、およびこれに伴い
コンピュータ１０が実行する処理につき説明する。

（Ｔ１）スイッチＳＭの操作によりマニュアルモードＭ
を選択する。そしてスイッチＳＷの操作によりトーチ４
を前期溶接開始点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の操作により直線補間「Ｌ」を設定
し、スイッチＳＴＡを操作すれば、コンピュータ１０は
点Ｐ_１のロボットＲＯ本体における位置情報（Ｘ_１，Ｙ
_１，Ｚ_１，θ_１，およびψ_１）および周辺軸Ｔの位置情
報と直線補間「Ｌ」を最初のステップとして取り込む。

（Ｔ２）スイッチＳＷの操作によりトーチ４を溶接開始
地点Ｐ_２に溶接に適した姿勢に位置決めする。

次いで切換スイッチＳＥの切換位置はそのままでテンキ
ーＴＫの操作によりアークセンシング「Ａｓ」を設定
し、スイッチＳＴＡを操作すれば、コンピュータ１０は
地点Ｐ_２のロボットＯＲ本体における位置情報および周
辺軸Ｔの位置情報とアークセンシング「Ａｓ」を次のス
テップとして取り込む。

（Ｔ３）スイッチＳＷの操作によりトーチ４を部材Ｗ１
・Ｗ２・Ｗ３で囲まれた座標象限内の任意の地点Ｐ
_３（ダミー点と呼称）に位置決めする。

次いで切換スイッチＳＥの切換位置ＳＥ_１，ＳＥ_３，Ｓ
Ｅ_４においてテンキーＴＫの操作によりそれぞれ「Ａ
ｓ」，「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
溶接継手形状として水平隅肉の指定である（第２図参
照）。さらに切換スイッチＳＥの切換位置ＳＥ_５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，ピッチＰ，きざみ数ｎを４桁のメニュー数
値で設定する。その後、スイッチＳＴＡを操作すれば、
コンピユータ１０はダミー点Ｐ_３のロボットＲＯ本体に
おける位置情報および周辺軸Ｔの位置情報，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ップとして取り込
む。

（Ｔ４）スイッチＳＷの操作によりトーチ４を前記中間
点Ｐ_４に溶接に適した姿勢で位置決めする。

次いで、切換スイッチＳＥの切換位置ＳＥ_１，ＳＥ_２，
ＳＥ_４，ＳＥ_６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。この中で、ＷNO.「０１」は前記溶接開始点Ｐ_２か
ら中間点Ｐ_４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ュー番号である。またＡ
ＵＭNO.「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ュー番号を指定している。これ
でスイッチＳＴＡを操作すれば、コンピュータ１０は中
間点Ｐ_４のロボットＲＯ本体における位置情報および周
辺軸Ｔの位置情報，アークセンシング「Ａｓ」，ＷNO.
「０１」，ＡＵＸNO.「１０」，タイマー「１」を次の
ステップとして取り込む。

（Ｔ５）スイッチＳＷの操作によりトーチ４を溶接終了
点Ｐ_５に溶接に適した姿勢で位置決めする。そして切換
スイッチＳＥの切換とテンキーＴＫの操作により（Ｔ
４）と全く同様に設定し、スイッチＳＴＡを操作すれ
ば、コンピュータ１０は溶接終了点Ｐ_５のロボットＲＯ
本体における位置情報および周辺軸Ｔの位置情報，アー
クセンシング「Ａｓ」，ＷNO.「０１」，ＡＵＸNO.「１
０」，タイマー「１」を次のステップとして取り込む。

（Ｔ６）スイッチＳＷの操作によりトーチ４を前記溶接
終了点Ｐ_５から直線的に移行できる任意の退避点Ｐ_６に
位置決めする。そして切換スイッチＳＥを切換位置ＳＥ
_１に切換、テンキーＴＫの操作により直線補間「Ｌ」を
設定し、スイッチＳＴＡを操作すれば、コンピュータ１
０は点Ｐ_６のロボットＲＯ本体における位置情報および
周辺軸Ｔの位置情報と直線補間「Ｌ」を次のステップと
して取り込む。

以上でティ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。このときの実行揺動パターンに
ついては後述する。

続いてスイツチＳＭをオートモードＡとし、スイツチＳ
ＴＡを操作すれば、前述プログラムが連続して実行され
る。このときコンピュータ１０が実行する処理の流れを
第５図のフローチャートを参照しながら説明する。

（Ａ１）コンピュータ１０はユーザプログラムのステッ
プ中に指令「Ａｓ」があるか、否か判断する（処理ＰＲ
１）。

（Ａ２）指令「Ａｓ」が無ければ、このステップの内容
を実行する（処理ＰＲ２）。

（Ａ３）前記処理ＰＲ１で指令「Ａｓ」があれば、さら
に周辺軸Ｔを含むか否か判断する（処理ＰＲ３）。

（Ａ４）周辺軸Ｔを含めば周辺軸Ｔの取付角度（いまの
場合、Ｘ軸に対する周辺軸Ｔの成す取付角度γ）から移
動量のベクトル計算を行い、即ち、ロボットＲＯ本体側
の座標軸に対する周辺軸Ｔの取付角度γから、周辺軸Ｔ
の移動量に基づく溶接トーチ４の移動量を、ロボットＲ
Ｏ本体のＸ，Ｙ，Ｚ軸の座標軸成分に換算した座標軸成
分を求め、これらの換算された座標軸成分をロボットＲ
Ｏ本体の各座標軸本体のもつ溶接トーチ４の移動量の
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の座標軸成分に加える（処理ＰＲ４）。

（Ａ５）現在位置が中間点Ｐ_４であるか否か判断する
（処理ＰＲ５）。

（Ａ６）中間点Ｐ_４でなければ、さらに自動設定か否か
判断する（処理ＰＲ６）。

（Ａ７）処理ＰＲ６で、ＦNO.が「７」であれば自動設
定と判断し、ダミー点Ｐ_３にティーチングされた情報に
基づき振幅ｍ，高さｈ，ピッチＰよりアークウィービン
グの揺動パターンを作成する（いまの場合、周辺軸Ｔを
含むため、上記処理ＰＲ４においてロボットＲＯ本体と
周辺軸Ｔとの合成された状態で揺動パターンが作成され
る）（処理ＰＲ７）。

なおアークウィービングとは溶接トーチ４を開先幅方向
に揺動させながらアーク溶接を行う場合、この揺動中に
アークセンサーにより溶接トーチ４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線に追従さ
せるアークセンサーを実行しながらのウィービングをい
う。

（Ａ８）処理ＰＲ６で、ＦNO.「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ィーチングされた通りの
揺動パターンを作成する（処理ＰＲ８）。

（Ａ９）処理ＰＲ５で現在位置が中間点Ｐ_４であれば、
先の処理ＰＲ７で作成したパターンを新たな溶接線に沿
うように回転補正を施して新たなパターンを作成する
（処理ＰＲ９）。

（Ａ１０）前記処理ＰＲ７，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、再び周辺軸
Ｔを含むか否か判断する（処理ＰＲ１０）。

（Ａ１１）周辺軸Ｔを含めば、前期処理ＰＲ４と逆に、
作成した揺動パターンを周辺軸Ｔ側の移動量とロボット
ＲＯ本体側の移動量との合成により得るべく、周辺軸Ｔ
とロボットＲＯ本体側のＸ，Ｙ，Ｘ軸の各座標軸にそれ
ぞれ移動量を振り分ける（いわゆる分解する）（処理Ｐ
Ｒ１１）。

（Ａ１２）出来たパターンでアークセンサーを実行する
（処理ＰＲ１２）。

（Ａ１３）ステップがエンドであったか否か判断する
（処理ＰＲ１３）。

（Ａ１４）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、ステップを更新
し（処理ＰＲ１４）、前記処理ＰＲ１の手前に戻る。

しかして、溶接ロボットＲＯ本体および周辺軸Ｔの駆動
部はコンピュータ１０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Ｐ_１に位置決めし、該トー
チ４は直線補間で溶接開始点Ｐ_２に向かって移動する。
トーチ４は点Ｐ_２に達するとアークウィービングを開始
し、ロボットＲＯ本体が周辺軸Ｔに沿って移動するに伴
い溶接条件NO.「０１」に基づき地点Ｐ_４に向かって水
平隅肉溶接を実行する。そして、コンピュータ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ＰＲ７により揺動パターンを作
成し出力する。即ち、第６図実線に示すように、実行揺
動パターンＰＴ′は逐次補正分だけティーチングに供し
たワークＷの溶接線ＷＬ（溶接実行のワークＷの溶接線
ＷＬ′ではない）に直角の開先幅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。尚、第６図に点線で示したワークＷは
ティーチングに供したものであり、テストモード（溶接
は実行されない）において描かれる揺動パターンＰＴを
点線で示してあり、テストモード時にも溶接線ＷＬに沿
うことが判る。

次に前記トーチ４は中間点Ｐ_４に達すると処理ＰＲ９に
より作成された新たな揺動パターンにより、中間点Ｐ_４
から溶接終了点Ｐ_５に方向転換して、前述Ｐ_２→Ｐ_４間
の溶接実行と同様にアークウィービングする。但し、ト
ーチ４の姿勢は地点Ｐ_２，Ｐ_４，Ｐ_５でティーチングし
た姿勢に徐々に変換していく。そして、トーチ４は溶接
終了点Ｐ_５に達すると溶接を終了し、直線補間で退避点
Ｐ_６に移動する。

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。

(1)前述実施例においては、アークセンシングによる位
置補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。

(2)前述実施例では、ロボット本体を周辺軸Ｔに沿って
走行させるようにしたが、作業台ＷＴを該軸Ｔに沿って
移動させたり、両者共走行させるようにしてもよい。

(3)周辺軸は１軸に限らず、複数でもよく、これらには
回転軸を含ませることもできる。例えば、第７図に示す
ように周辺軸として走行する軸Ｔ_１と該軸Ｔ_１と平行の
回転軸Ｔ_２を設ければ、円筒体Ｗａの外表面にスクリュ
ー状の羽根Ｗｂをアークセンシングを行いながら水平隅
肉の連続溶接が可能となる。

(4)周辺軸はロボット本体の座標軸のいずれにも一致し
なくてもよく、ロボット本体の座標軸に対する取付角度
さえ明確にしておけば、任意に設定できる。

(5)ロボッ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。

即ち、溶接トーチの移動範囲を越える長い溶接線に沿っ
てアーク溶接を行う場合であっても、揺動パターン作成
時、ロボット本体側の座標軸に対する周辺軸の取付角度
から、周辺軸の移動量に基づく溶接トーチの移動量の、
ロボット本体の座標軸成分に換算した座標軸成分を求
め、これらの換算された座標軸成分を、ロボット本体の
各座標自体のもつ溶接トーチの移動量の座標軸成分に加
えた状態で揺動パターンを作成するようにしたため、例
えば溶接線を底辺とする二等辺三角形の揺動パターンを
最適として教示した場合、溶接線が周辺軸に平行でなく
ても、溶接線に沿った揺動パターンが作成され、またア
ーク溶接実行時には、その揺動パターを周辺軸側の移動
量とロボット本体側の移動量との合成により得るべくす
るため、周辺軸とロボット本体側の各座標軸にそれぞれ
の移動量が振り分けられるため、ワークの溶接線に適す
る希望通りの揺動パターンでアーク溶接を実行でき、こ
こに溶接線に対する追従性能が大幅に向上するととも
に、良好な溶接状態を得ることができ、溶接トーチの移
動範囲のあまり広くない比較的小型のロボット本体が有
効に利用でき、汎用性が広がる。

また、揺動パターンは周辺軸ではなく、溶接線を基準に
して作成されるため、アーク溶接を実行しないテストモ
ード等における各種条件のチェック・修正が容易とな
る。

さらに、補正方向を周辺軸ではなく、ティーチング時の
ワークの溶接線に対してであり、溶接線の追従性も向上
する。従ってこのことからも良好な溶接状態を得ること
ができる。

また、補正範囲は、周辺軸ではなく、ティーチング時の
ワークの溶接線を基準としているため、周辺軸に対し溶
接線がいくら斜めになっていても、これには無関係であ
る。従って補正範囲は、ワークの個体差がこの範囲にあ
ればよく、周辺軸に対する溶接線の変位角度を含めた場
合より実質上大幅に広がる。

さらに、溶接線は周辺軸に沿わせる必要がないため、自
由に屈曲・湾曲した溶接線でもアークセンシングが可能
となり、適用ワークの範囲が大幅に広がる。

【図面の簡単な説明】

第１〜７図は本発明の実施例、第８図は比較例を示すも
ので、このうち第１図は本発明の溶接ロボットの全体
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ップ
図、第５図はフローチャート、第６図はテストモード時
とオートモード時における揺動パターンの形成模様を示
す説明図、第７図は周辺軸として走行軸と回転軸を含む
例を示す斜視図であり、第８図は比較例としての揺動パ
ターンの説明図である。図中、ＲＯはロボット、４は溶接トーチ、１０はコンピ
ュータ、１１は遠隔操作盤、Ｗはワークである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丸山茂生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 (72)発明者蘭昇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 (72)発明者池田正実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58−122179（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−73450（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶接トーチを開先幅方向に揺動パターンに
従って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
溶接ロボットが、少なくとも互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ
軸方向の自由度を有する溶接トーチを含むロボット本
体、およびワーク取付具のいずれか一方または両者を、
ロボット本体とは別個に移動制御し得る周辺軸を有して
なり、ロボット本体自体の溶接トーチの移動範囲を越え
る長い溶接線に沿ってアーク溶接を行う溶接ロボットに
おける溶接線追従方法であって、揺動パターン作成時、
ロボット本体側の座標軸に対する周辺軸の取付角度か
ら、周辺軸の移動量に基づく溶接トーチの移動量の、ロ
ボット本体の座標軸成分に換算した座標軸成分を求め、
これらの換算された座標軸成分を、ロボット本体の各座
標軸自体のもつ溶接トーチの移動量の座標軸成分に加え
た状態で揺動パターンを作成し、該揺動パターンを周辺
軸側の移動量とロボット本体側の移動量との合成により
得るべくするため、周辺軸とロボット本体側の各座標軸
にそれぞれの移動量を振り分けて前記アーク溶接を実行
することを特徴とする溶接ロボットにおける溶接線追従
方法。
【請求項２】前記周辺軸は一方向への走行軸，回転軸の
少くとも１つを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の溶接ロボットにおける溶接線追従方法。