JPH07106452B2 - 自動溶接装置の開先ギャップ検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、予め定めた作業内容を再生動作する自動溶接
装置における消耗電極式溶接トーチにセンシング電圧を
印加し、この溶接トーチをセンサとして用いて溶接継手
の開先ギャップを検出する自動溶接装置の開先ギャップ
検出方法に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、溶接すべき溶接継手の開先には、溶接時の溶け
込み不足を防止するために、溶接部材の板厚に応じて４
〜10mm程度の開先ギャップを予め設定する場合がある。
このギャップは、被溶接物の組立誤差によりどうしても
±２〜4mm程度変動する。また、開先ギャップを設定し
なかった場合であっても、前述の組立誤差によりギャッ
プが生じて変動する。

このような溶接継手を、溶接作業にて記憶・再生式の自
動溶接装置（以下、溶接ロッボットという）を用い、例
えば、ウィービング溶接する場合、溶接ロボットは、ギ
ャップの変動にかかわりなく、教示されたウィービング
条件にて溶接を行なう。このため、溶接ロボットによる
溶接終了後、後工程で作業員により修正溶接を行なって
いる。

この修正溶接も、あまりにもギャップ変動が激しいと作
業員による手直し溶接を必ず行なうことになり、特に組
立誤差の発生しやすい板厚の厚い溶接構造物に適用され
る溶接ロボットに、ギャップを検出しウィービング条件
を修正する機能をそなえることが望まれていた。

［発明が解決しようとする課題］ そこで、溶接ロボットの記憶・演算装置を利用して、溶
接作業の前に、各溶接継手ごとにウィービング条件を教
示するとともに、各溶接継手ごとの溶接線方向でギャッ
プ変動のある位置の開先エッジ両端に溶接トーチを移動
させ位置決め教示した位置データにて、開先エッジ両端
幅すなわちギャップ変動を検知してウィービング幅を変
更するようにした技術も提案されている（特開昭61−17
2678号公報）。

この技術では、予め溶接継手の溶接線方向でのギャップ
変動のある開先エッジ位置に溶接トーチを位置決めし、
その位置データからギャップ変動を演算して求める点で
は、他の検出装置を設けることなく、ギャップ変動を検
出することができる。

しかしながら、ギャップ変動が溶接線方向の略同じ位置
で発生する傾向があるにしても、その変動量は一定では
なく溶接する度に、ギャップ変動のある開先エッジに位
置決め作業することは、溶接作業上、極めて非効率的で
あるとともに、その精度が教示のために不安定である。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされた
もので、溶接開始時にセンシング電圧を印加した溶接ト
ーチを用い、溶接トーチに他装置を付加することなく、
開先ギャップを自動的にまた確実に検出できるようにし
て、溶接作業を効率的に且つ精度よく行なえる自動溶接
装置の開先ギャップ検出方法を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の自動溶接装置の開
先ギャップ検出方法は、 消耗電極の溶接トーチからの突出量を所定の長さに設
定するかもしくは溶接トーチの先端に所定の長さのダミ
ーチップを取り付けるかしてから、溶接トーチにセンシ
ング電圧を印加し、 第１部材の表面上の少なくとも２点と、同第１部材の
開先面上の少なくとも１点と、第２部材の開先面上もし
くは開先を形成する部材表面上の少なくとも１点とをそ
れぞれ溶接トーチにより検知してその位置情報を記憶し
た後、 第１部材の表面上の検知点の位置情報と予め入力記憶
した第１部材の所定板厚寸法とに基づいて溶接継手の開
先に生じるギャップの変動方向と平行なギャップ位置直
線を演算し、第１部材の開先面上の検知点の位置情報と
第１部材の開先角度とに基づいて又は第１部材の開先面
上の複数の検知点の位置情報に基づいて第１部材の開先
直線を演算するとともに、第２部材の開先面上もしくは
部材表面上の検知点の位置情報と第２部材の開先角度と
に基づいて又は第２部材の開先面上もしくは部材表面上
の複数の検知点の位置情報に基づいて第２部材の開先直
線を演算し、 上記ギャップ位置直線と上記第１部材の開先直線との
交点と、上記ギャップ位置直線と上記第２部材の開先直
線との交点とをそれぞれ演算してから、 得られた２つの交点間の距離を溶接継手のギャップし
て演算し検出する ことを特徴としている。

［作用］ 上述した本発明の自動溶接装置の開先ギャップ検出方法
では、自動溶接装置における記憶・演算装置とセンシン
グ電圧を印加した溶接トーチとを用いることにより、溶
接継手の開先ギャップが検出されるので、溶接トーチ以
外にギャップ検出用の特別な装置を自動溶接装置の先端
の溶接トーチ付近に設ける必要がない。また、溶接すべ
き溶接継手の形状に応じて予め第１部材，第２部材上の
各点の検知動作を教示しておくことにより、溶接継手ご
とにギャップ変動量が異なっていても自動的にギャップ
を算出・検出できるので、溶接継手ごとにその開先エッ
ジに溶接トーチを位置決めしてギャップ検出操作を行な
う必要もない。

［発明の実施例］ 以下、図面により本発明の一実施例としての自動溶接装
置の開先ギャップ検出方法を説明する。

まず、第３図により、本発明の方法に適用される自動溶
接装置の１種であるアーク溶接ロボットの構成を説明す
る。第３図に示すように、多関節型のアーク溶接ロボッ
ト１の手首部1aには、消耗電極式溶接トーチ２が取り付
けられその位置と姿勢とが制御されるようになってい
る。この制御は、ロボット制御盤３もしくはこのロボッ
ト制御盤３に付属するティーチングボックス４にて行な
われる。また、溶接トーチ２には、ワイヤ（消耗電極）
が送給され、このワイヤが、常時、溶接トーチ２から適
当量だけ突出するようになっている。

そして、溶接トーチ２をセンサとして用いるべく、溶接
トーチ２とワーク７との間に溶接電圧とセンシング電圧
とを選択的に印加できるように、溶接電源６にはセンシ
ング用電源（図示せず）がそなえられている。

なお、ワーク７は、ポジショナ８により適当な位置に適
当な姿勢で固定・支持される。また、アーク溶接ロボッ
ト１によるワーク７の溶接作業は、予めその溶接作業内
容を教示しておき、ロボット制御盤３の記憶装置に記憶
されたプログラムに従って行なわれる。

以下に、本発明によるワーク７における開先ギャップの
検出方法を、上述のようなアーク溶接ロボット１を用い
て行なう場合の基本的な手順および動作について、第１
図および第２図（ａ）〜（ｅ）に基づき説明する。な
お、第１図は基本的な動作を説明するためのフローチャ
ート、第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明の方法を適用でき
る溶接継手の形状を示す図である。ここで、第２図
（ａ）〜（ｅ）はそれぞれレ型開先突合せ,V型開先突合
せ,I型開先突合せ,X型開先突合せ,K型開先突合せを示し
ており、各図において、符号は共通に用いられ、9a,9b
はそれぞれ溶接継手を構成する第１部材，第２部材、9c
は溶接継手の開先に生じるギャップ変動方向と平行な第
１部材9aの部材表面、9dは第１部材の開先面、9eは第２
部材の部材表面、9fは第２部材の開先面である。

第１図に示すように、開先ギャップの検出にあたり、ま
ず、溶接トーチ２からのワイヤの突出量を所定の長さに
設定してから、溶接トーチ２にセンシング電圧を印加す
る（ステップS1）。なお、ワイヤの突出長さを調整する
代わりに、ギャップ検出時のみ所定長さのダミーチップ
等を取り付け、これを、ギャップ検出後の溶接時に自動
的に取り外すようにしてもよい。

そして、予め行なわれた教示動作（第4,5図により後で
詳述する）に従って、第２図（ａ）〜（ｅ）に示す各点
P₁〜P₆を溶接トーチ２により検知しその位置情報を記憶
する。

つまり、まず、溶接継手を形成する２つの部材9a,9bの
うちで、開先ギャップの変動方向と平行な部材表面9cを
有する第１部材9aについて、その部材表面9c上の２点
P₁,P₂を溶接トーチ２により検知しその位置情報を記憶
する（ステップS2）。なお、第２図（ａ）〜（ｅ）に示
す溶接継手のうち、第２図（ａ），（ｅ）に示す継手で
は、一方の部材9aのみが第１部材となり得（開先ギャッ
プの変動方向と平行な部材表面をもつから）、第２図
（ｂ）〜（ｄ）に示す継手では、左右対称であり部材9
a,9bのいずれを第１部材としてもよい。また、ここで
は、第１部材9aの部材表面9c上の２点P₁,P₂を検知して
いるが、この２点検知は後述する直線▲▼
（L₁）を演算するためのものであるから、２点以上を検
知してもよい。

ついで、第１部材9aの開先面9d上の１点P₃もしくは２点
P₃,P₄を溶接トーチ２により検知しその位置情報を記憶
する（ステップS3）。ここで、第１部材9aの開先面9d上
の点を検知するのは後述する開先直線L₂を演算するため
であり、開先角度θ_Ｒが既知であれば、１点P₃のみを検
知すればよい。なお、第１部材9aの板厚が厚くその開先
面長さが長いため、その開先面9d上で複数点の検知が可
能であれば、２点P₃,P₄（２点以上でもよい）を検知
し、開先角度θ_Ｒを用いることなく開先直線L₂を演算す
るようにしてもよい。一方、第１部材9aの板厚が薄くそ
の開先面長さがあまりない場合には、ステップS2におけ
る２点P₁,P₂の検知でもまだ溶接継手全体のズレ方向を
検知できないので、開先面9d上の点P₃を誤検知する可能
性が高い。そこで、ステップS2における２点P₁,P₂の検
知を含めて、特公昭58−39029号公報ならびに特願昭63
−30832号公報に記載された既知の技術を適用すること
が望ましい。

そして、第２部材9bの部材表面9eまたは開先面9f上の１
点P₅もしくは２点P₅,P₆を溶接トーチ２により検知しそ
の位置情報を記憶する（ステップS4）。ここで、第２部
材9bの部材表面9eまたは開先面9f上の点を検知するのは
後述する開先直線L₃を演算するためであり、第２図
（ｂ）〜（ｄ）に示す継手では開先角度θ_Ｌが既知であ
り、第２図（ａ），（ｅ）に示す継手では部材9a,9bが
相互に直角に組み立てられていると想定されれば、１点
P₅のみを検知すればよい。また、第２図（ｂ）〜（ｄ）
に示す継手において、開先角度θ_Ｌが不明もしくは開先
加工が一定でなければ、２点P₅,P₆を検知する。

なお、各点P₁〜P₆の検知順序は上述した順序に限定され
るものではなく、ギャップ演算に必要な各点の位置情報
がどの面上のものであるかが分かれば、どのような順序
であってもよい。

さて、以上のようにして検知点P₁〜P₆の位置情報を得て
から、まず、第１部材9aの部材表面9c上の２点P₁,P₂の
位置情報と、予め入力記憶されている第１部材9aの板厚
に関する寸法ｔとに基づき、２点P₁′,P₂′を求め、こ
れらの２点P₁′,P₂′を通過するギャップ位置直線（開
先に生じるギャップの変動方向と平行な直線）L₁を演算
する（ステップS5）。ここで、第２図（ａ）〜（ｃ）に
示す継手では、寸法ｔは第１部材9aの板厚に相当し、ギ
ャップ位置直線L₁は、第１部材9aの部材表面9cの裏側表
面に沿う直線となる。また、第２図（ｄ），（ｅ）に示
す継手では、寸法ｔは、第１部材9aの既知の設計寸法
t₁,lに基づきt₁−（l/2）として与えられ、ギャップ位
置直線L₁は、第１部材9aの部材表面9cから寸法ｔだけ部
材内側の、部材9a,9b間の距離が最小となる位置を通過
する直線となる。

また、第１部材9aの開先面9d上の１点P₃の位置情報と予
め入力記憶されている第１部材9aの開先角度θ_Ｒとに基
づいて、または、第１部材9aの開先面9d上の２点P₃およ
びP₄の位置情報を得ている場合にはこれら２点P₃,P₄の
位置情報に基づいて、開先面9dに沿う開先直線L₂を演算
する（ステップS6）。

同様に、第２部材9bの開先面9fもしくは部材表面9e上の
１点P₅の位置情報と予め入力記憶されている第２部材9b
の開先角度θ_Ｌとに基づいて、または、第２部材9bの開
先面9fもしくは部材表面9e上の２点P₅およびP₆の位置情
報を得ている場合にはこれら２点P₅,P₆の位置情報に基
づいて、開先面9fもしくは部材表面9eに沿う開先直線L₃
を演算する（ステップS7）。

そして、ステップS5にて演算したギャップ位置直線L
₁と、ステップS6にて演算した開先直線L₂との交点Q₁を
演算するとともに、ギャップ位置直線L₁と、ステップS7
にて演算した開先直線L₃との交点Q₂を演算する（ステッ
プS8）。これらの交点Q₁,Q₂はギャップの両端点に位置
するもので、これらの交点Q₁,Q₂間の距離▲▼
を演算することで開先ギャップが検出される（ステップ
S9）。

次に、本発明の開先ギャップ検出方法を第２図（ａ）に
示すレ型開先突合せの溶接継手に適用した具体例につい
て、第４〜８図により詳細に説明する。なお、第１部材
9aの開先角度θ_Ｒは既知であり、開先面9d上では１点の
み検知するものとする。

まず、開先ギャップ検出のために必要な各点P1〜P5のセ
ンシングによる検知動作を教示する。つまり、第４図に
示すように、溶接トーチ２からのワイヤ2aの突出長さを
予め定められた長さとして、開先面9dを有する第１部材
9aの部材表面9c上の２点P1,P2と、開先面9d上の１点P3
と、第１部材9aに対して略垂直に組み立てられる第２部
材9bの部材表面9e上の２点P4,P5とをセンシングにより
検知するための動作を教示する。なお、各点P1〜P5は、
溶接線に対して垂直（ギャップ変動方向と平行）な所定
断面にできるだけ近くなるように設定して教示を行な
う。

そして、教示時には、再生時に各点Pi（ｉ＝１〜５）を
検知するために、各点Piごとに第４図に示すような近傍
の点Psi（ｉ＝１〜５）を教示する。つまり、第５図に
示すように、各点Pi（ｉ＝１〜５）ごとに、溶接トーチ
２の先端を点Psi（ｉ＝１〜５）に位置決めしてその位
置情報を記憶してから（ステップA2）、センシング開始
の命令コードや教示点がどの面9c,9d,9e上にあるかを所
定のアドレスにコード入力する（ステップA3）。つい
で、溶接トーチ２の先端を点Pi（ｉ＝１〜５）に位置決
めしその位置情報を記憶する（ステップA4）。ここで、
点Pi（ｉ＝１〜５）の位置情報を取り入れるのは、再生
動作時における点Psiからの溶接トーチ２の移動方向ベ
クトルを設定するためであるので、この移動方向ベクト
ルが設定されるのであれば、ステップA4では点Pi自体の
位置情報を記憶しなくてもよい。このような教示操作
は、各点P1〜P5について行なわれ（ステップA1,A5,A
6）、教示プログラムが作成される。

上述の教示操作後、作成された教示プログラムを再生す
る。このときのフローチャートを第６図に示す。再生時
の点P1を検知するために、まず、溶接トーチ２を点Ps1
に位置決めし（ステップB1,B2）、溶接トーチ２にセン
シング電圧を印加（ステップB3）。次に、点P1へ向けて
溶接トーチ２を移動させ（ステップB4）、ワイヤ2aが第
１部材9aの部材表面9cと接触して通電状態になったとき
（ステップB5）、その溶接トーチ２先端の位置情報を再
生時の点P1の位置情報として指定アドレスに格納・記憶
する（ステップB6）。同様にして、再生時の点P2〜P5の
位置情報を検知してその位置情報を記憶する（ステップ
B7,B8）。

なお、第６図には図示していないが、溶接トーチ２を点
Piへ向けて移動させている場合に、溶接トーチ２が教示
時の点Piを通過してある距離に達しても通電状態になら
ないときには、センシングエラーを発する。

以上のようにして各点P1〜P5の位置情報を記憶してか
ら、以下のような演算手順にて開先ギャップｗを求め
る。

まず、演算を行なう上で開先断面における座標系を第７
図（ａ）もしくは第７図（ｂ）に示すように設定する。
開先断面は、点P1,P2,P3の３点にて定められる平面と
し、ベクトル▲▼の方向をｘ軸の正方向、外積
▲▼×▲▼の方向をｚ軸の正方向、外
積（▲▼×▲▼）×▲▼をｙ
軸の正方向とするｘ−ｙ−ｚ座標系を定め、点P1,P2,P3
の座標値をそれぞれ（x₁,y₁,0），（x₂,y₂,0），（x₃,y
₃,0）とする。また、点P4,P5は、一般には厳密に上記開
先断面上に位置することはあり得ないが、この開先断面
の極近傍にはあるので、各点P4,P5を上記開先断面上に
投影して得られる点P4^＊（x₄,y₄,0）,P5^＊（x₅,y₅,0）
を用いる。なお、上述した各座標値を得るには、検知動
作によって記憶した各点P1〜P5の位置情報（ロボット１
自体の座標系の座標値）を、上述したｘ−ｙ−ｚ座標系
の座標値に座標変換する必要がある。

上述したｘ−ｙ−ｚ座標系は、点P2が点P1よりも開先側
に近い場合、第７図（ａ）に示すようになり（これをＡ
座標系という）、点P1が点P2よりも開先側に近い場合、
第７図（ｂ）に示すようになる（これをＢ座標系とい
う）。

Ａ座標系にて開先ギャップｗを演算する場合について第
７図（ａ）および第８図により説明する。点P4^＊,P5^＊
を通る開先直線（部材表面9eに沿う直線）L3の方程式
は、 となる。また、ｘ軸から第１部材9aの板厚ｔだけ−ｙ方
向にあるギャップ位置直線L1の方程式は、 ｙ＝−ｔ …（２） となる。また、点P3を通りｘ軸に対し開先角度θ_Ｒを成
す開先直線（開先面9dに沿う直線）L2は、 ｙ−y₃＝（ｘ−x₃）・tanθ_Ｒ …（３） となる。

第８図において、点Q1は直線L1とL2との交点、点Q2は直
線L1とL3との交点であり、開先キャップｗは、点Q1,Q2
間の距離である。ここで、点Q1,Q2のｙ座標はいずれも
同じ−ｔであるから、ｘ座標値だけを考えればよい。従
って、点Q1のｘ座標値x_Q1は、（２），（３）式より、 となり、点Q2のｘ座標値x_Q2は、（１），（２）式よ
り、 となる。これらの（４），（５）式を用いて、開先ギャ
ップｗは、下式（６）により演算される。

ｗ＝|x_Q2−x_Q1| …（６） 一方、Ｂ座標系にて開先ギャップｗを演算する場合につ
いて第７図（ｂ）により説明する。第７図（ｂ）におい
て、直線L1の方程式は（２）式と同様に表わされる。ま
た、直線L3の方程式は（１）式と同である。一方、直線
L2の方程式は、 ｙ−y₃＝（ｘ−x₃）・（−tanθ_Ｒ） …（７） となるから、点Q1のｘ座標値x_Q1は、（２），（７）式
より、 と表わされる一方、点Q2のｘ座標値x_Q2は（５）式で表
わされ、（８）式および（５）式を（６）式に代入する
ことによって、開先ギャップｗが演算される。

このように、点P1と点P2との位置関係により直線L2の方
程式は異なる。このとき、第７図（ａ），（ｂ）より明
らかなように、例えば、x₃が負値であればＡ座標系、x₃
が正値であればＢ座標系と判断できることから、これを
利用して、直線L2に関する（３）式と（７）式をまとめ
ることができる。

ｙ−y₃＝（ｘ−x₃）・〔−sign（x₃）〕・（tanθ_Ｒ）
…（９） 従って、上記（９）式を用いることで、点P1,P2の位置
関係に係わらず、同一の演算手段により開先ギャップｗ
を演算することができる。また、同様に点P4^＊,P5^＊の
ｘ座標値を利用して、（９）式におけるsign（x₃）を、
sign（x₄）やsign（x₅）としてもよい。

上述の説明では、第２部材9bの部材表面9e上の２点P4,P
5を検知し、部材表面9eに沿う直線L3の傾きを求めるよ
うにしているが、部材9a,9bが互いに直交するように配
置されるという前提があれば、開先ギャップｗを演算す
るに際して検知すべき点は、P4,P5のいずれか一方を省
略して４個にすることができる。従って、教示時には４
点P1〜P4を検知するプログラムを作成すればよい。この
とき、点Q2のｘ座標値x_Q2はx₄であり、この値と
（２），（９）式より求められる点Q1のｘ座標値x_Q1と
を（６）式に代入して開先ギャップｗが演算される。

次に、本発明の開先ギャップ検出方法を第２図（ｂ）に
示すＶ型開先突合せの溶接継手に適用した具体例につい
て、第9,10図により簡単に説明する。なお、部材9a,9b
の開先角度θ_R,θ_Ｌは既知であり、開先面9d,9f上では
各１点のみ検知するものとする。

まず、開先ギャップ検出のために必要な各点P1〜P4のセ
ンシングによる検知動作を第５図と同様にして教示す
る。ここでは、第９図に示すように、第１部材9aの部材
表面9c上の２点P1,P2と、開先面9d上の１点P3と、第２
部材9bの開先面9f上の１点P4とをセンシングにより検知
するための動作を教示し、教示プログラムを作成する。

上述の教示操作後、作成された教示プログラムを第６図
と同様にして再生し、再生時の各点P1〜P4の位置情報を
検知してその位置情報を記憶し、各点P1〜P4の位置情報
に基づき、Ｖ型開先のギャップｗを下式により演算す
る。

このとき、ギャップ位置直線L1および開先直線L2は、そ
れぞれ（２），（９）式と全く同様になる一方、第２部
材9bの開先面9fに沿う開先直線L3は、 ｙ−y₄＝（ｘ−x₄）・sign（x₃）・tanθ_Ｌ …（10） となる。従って、直線L1とL2との交点Q1のｘ座標値x_Q1
は次式になる。

また、直線L1とL3との交点Q2のｘ座標値x_Q2は、
（２），（10）式より、 となり、（４），（12）式を（６）式に代入することに
よってＶ型開先のギャップｗが演算される。

なお、第２図（ｃ）〜（ｅ）に示す継手についても同様
にしてギャップｗを演算することができる。

このように、本実施例の開先ギャップ検出方法によれ
ば、アーク溶接ロボット１における記憶・演算装置とセ
ンシング電圧を印加した溶接トーチ２とを用い溶接継手
を形成する部材9a,9b上の所定の点を検知し、その位置
情報に基づき前述した演算手順に従うことによって、溶
接継手の開先ギャップｗが演算・検出される。従って、
溶接トーチ２以外にギャップ検出用の特別な装置をロボ
ット１の手首部1a近傍の溶接トーチ２付近に設ける必要
がなくなる。また、溶接すべき溶接継手の形状に応じて
予め部材9a,9b上の各点の検知動作を１回教示するだけ
で、同種の溶接継手に対しては、その継手ごとにギャッ
プ変動量が異なっても自動的にギャップｗを検出でき、
継手ごとにその開先エッジに溶接トーチ２を位置決めし
てギャップ検出操作を行なう必要がなくなる。これによ
り、溶接トーチ２に他装置を付加することなく、開先ギ
ャップｗを自動的に且つ確実に検出でき、溶接作業を極
めて効率的に精度よく行なえるのである。

また、第２図（ａ），（ｅ）に示すように溶接継手にお
けるギャップは、開先エッジに溶接トーチ２を位置決め
してギャップ検出操作を行なう従来手段によっては検出
することができなかったが、本発明の方法によれば、こ
のタイプの溶接継手についても容易にギャップを検出す
ることができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の自動溶接装置の開先ギャ
ップ検出方法によれば、自動溶接装置における記憶・演
算装置とセンシング電圧を印加した溶接トーチとを用い
て溶接継手を構成する部材上の所定点を検知し、その位
置情報に基づき溶接継手の開先ギャップを演算・検出で
きるように構成したので、溶接トーチ以外にギャップ検
出用の他装置を溶接トーチ付近に設ける必要がなく、ま
た、溶接継手の形状に応じ予め第１部材，第２部材上の
各点の検知動作を１回教示するだけで同種の溶接継手で
あれば自動的にギャップを演算・検出でき、溶接作業を
極めて効率的に且つ精度よく行なえる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての自動溶接装置の開先
ギャップ検出方法の基本的な手順を説明するためのフロ
ーチャート、第２図（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の
方法を適用できる溶接継手の形状を示す図、第３図は本
発明の方法の適用を受けるアーク溶接ロボットを示す斜
視図、第４〜８図は本発明の方法をレ型開先突合せの溶
接継手に適用した場合の具体例を示すもので、第４図は
その教示動作を説明するための継手斜視図、第５図はそ
の教示動作を説明するためのフローチャート、第６図は
その再生動作を説明するためのフローチャート、第７図
（ａ），（ｂ）はそれぞれギャップ演算時に用いられる
座標系を説明するための図、第８図はその演算手順を具
体的に説明するための図、第9,10図は本発明の方法をＶ
型開先突合せの溶接継手に適用した場合の具体例を示す
もので、第９図はその教示動作を説明するための継手斜
視図、第10図はその演算手順を具体的に説明するための
図である。 図において、１……アーク溶接ロボット（自動溶接装
置）、1a……手首部、２……溶接トーチ、2a……ワイヤ
（消耗電極）、３……ロボット制御盤、４……ティーチ
ングボックス、６……溶接電源、７……ワーク、８……
ポジショナ、9a……第１部材、9b……第２部材、9c……
第１部材の部材表面、9d……第１部材の開先面、9e……
第２部材の部材表面、9f……第２部材の開先面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】消耗電極を支持する溶接トーチにセンシン
   グ電圧を印加し通電状態を検知することによりワーク位
   置を検出する機能を有する自動溶接装置を用い、第１部
   材および第２部材からなる溶接継手の開先の溶接を開始
   するに際して、 まず、上記溶接トーチからの上記消耗電極の突出量を所
   定の長さに設定するかもしくは上記溶接トーチの先端に
   所定の長さのダミーチップを取り付けてから、上記溶接
   トーチにセンシング電圧を印加し、 上記第１部材の表面上の少なくとも２点と、上記第１部
   材の開先面上の少なくとも１点と、上記第２部材の開先
   面上もしくは開先を形成する部材表面上の少なくとも１
   点とをそれぞれ上記溶接トーチにより検知してその位置
   情報を記憶した後、 上記第１部材の表面上の検知点の位置情報と予め入力記
   憶した上記第１部材の所定板厚寸法とに基づいて上記溶
   接継手の開先に生じるギャップの変動方向と平行なギャ
   ップ位置直線を演算し、上記第１部材の開先面上の検知
   点の位置情報と予め入力記憶した上記第１部材の開先角
   度とに基づいて又は上記第１部材の開先面上の複数の検
   知点の位置情報に基づいて上記第１部材の開先面に沿う
   開先直線を演算するとともに、上記第２部材の開先面上
   もしくは部材表面上の検知点の位置情報と予め入力記憶
   した上記第２部材の開先角度とに基づいて又は上記第２
   部材の開先面上もしくは部材表面上の複数の検知点の位
   置情報に基づいて上記第２部材の開先面もしくは部材表
   面に沿う開先直線を演算し、 ついで、上記ギャップ位置直線と上記第１部材の開先直
   線との交点と、上記ギャップ位置直線と上記第２部材の
   開先直線との交点とをそれぞれ演算してから、 上記の２つの交点間の距離を上記溶接継手のギャップと
   して演算し検出することを特徴とする自動溶接装置の開
   先ギャップ検出方法。