JPH09277045A - 多層盛り溶接における制御方法 - Google Patents
多層盛り溶接における制御方法Info
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- JPH09277045A JPH09277045A JP8114371A JP11437196A JPH09277045A JP H09277045 A JPH09277045 A JP H09277045A JP 8114371 A JP8114371 A JP 8114371A JP 11437196 A JP11437196 A JP 11437196A JP H09277045 A JPH09277045 A JP H09277045A
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- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/025—Seam welding; Backing means; Inserts for rectilinear seams
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
- B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
- B23K9/1274—Using non-contact, optical means, e.g. laser means
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アーク溶接ロボットを用いた多層盛り溶接に
おける第２層目以降の溶接時に適応溶接制御を適用する
こと。 【解決手段】 ロボット手先部１に溶接トーチ２とレー
ザセンサ３が搭載され、ワークテーブルＷＴ上のワーク
Ａ，Ｂの突合せ溶接部の多層盛り溶接が実行される。レ
ーザセンサ３は、走査ビーム５がロボット進行方向に関
して溶接点４よりも先行した領域を走査するように配置
される。輝点の軌跡６Ａ，６Ｂがレーザセンサ３の光検
出部で検出され、溶接線の位置とギャップ幅ｇ（ｘ）が
求められる。第１層目では経路補正データとギャップデ
ータに基づき、トラッキングと適応溶接制御が並行実施
される。第２層目以降の溶接時には、経路補正データと
ギャップデータの全部または一部を再利用して、１層目
のトラッキング経路を再現しながら適応溶接制御が実行
される。段差部の多層盛り溶接についても、同様の適応
溶接制御が可能である。
おける第２層目以降の溶接時に適応溶接制御を適用する
こと。 【解決手段】 ロボット手先部１に溶接トーチ２とレー
ザセンサ３が搭載され、ワークテーブルＷＴ上のワーク
Ａ，Ｂの突合せ溶接部の多層盛り溶接が実行される。レ
ーザセンサ３は、走査ビーム５がロボット進行方向に関
して溶接点４よりも先行した領域を走査するように配置
される。輝点の軌跡６Ａ，６Ｂがレーザセンサ３の光検
出部で検出され、溶接線の位置とギャップ幅ｇ（ｘ）が
求められる。第１層目では経路補正データとギャップデ
ータに基づき、トラッキングと適応溶接制御が並行実施
される。第２層目以降の溶接時には、経路補正データと
ギャップデータの全部または一部を再利用して、１層目
のトラッキング経路を再現しながら適応溶接制御が実行
される。段差部の多層盛り溶接についても、同様の適応
溶接制御が可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アーク溶接用のト
ーチを搭載したロボットを用いて多層盛り溶接を行なう
ための技術に関し、更に詳しく言えば、レーザセンサを
用いて多層盛り溶接時に適応溶接制御を行なうための技
術に関する。
ーチを搭載したロボットを用いて多層盛り溶接を行なう
ための技術に関し、更に詳しく言えば、レーザセンサを
用いて多層盛り溶接時に適応溶接制御を行なうための技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】アーク溶接用のトーチとともにレーザセ
ンサをロボットに搭載し、溶接線を先行的にセンシング
して得られるデータを利用してロボットに溶接線のトラ
ッキングを行なわせる技術は、溶接ロボットのリアルタ
イムトラッキング制御の名で広く知られている。また、
リアルタイムトラッキング制御を多層盛り溶接を行なう
ロボット（以下、「多層盛り溶接ロボット」とも言
う。）に対して適用することも行なわれている。
ンサをロボットに搭載し、溶接線を先行的にセンシング
して得られるデータを利用してロボットに溶接線のトラ
ッキングを行なわせる技術は、溶接ロボットのリアルタ
イムトラッキング制御の名で広く知られている。また、
リアルタイムトラッキング制御を多層盛り溶接を行なう
ロボット（以下、「多層盛り溶接ロボット」とも言
う。）に対して適用することも行なわれている。
【０００３】レーザセンサを搭載した多層盛り溶接ロボ
ットの場合、溶接線の位置に関するデータは１層目の溶
接のための移動時のセンシングで得られる。そこで、従
来の多層盛り溶接ロボットでは、１層目の溶接時に得ら
れるセンシングデータの一部あるいは全部をロボットコ
ントローラ内部に記憶しておき、これを読出しながら２
層目以降の溶接のためのロボット移動を行なうという制
御手法が用いられている（例えば、特開平６−３２０４
６２号公報参照）。このような手法は、２層目以降のロ
ボット移動経路を適正に制御し、多層盛り溶接の品質を
良好に保つ上で非常に有用である。
ットの場合、溶接線の位置に関するデータは１層目の溶
接のための移動時のセンシングで得られる。そこで、従
来の多層盛り溶接ロボットでは、１層目の溶接時に得ら
れるセンシングデータの一部あるいは全部をロボットコ
ントローラ内部に記憶しておき、これを読出しながら２
層目以降の溶接のためのロボット移動を行なうという制
御手法が用いられている（例えば、特開平６−３２０４
６２号公報参照）。このような手法は、２層目以降のロ
ボット移動経路を適正に制御し、多層盛り溶接の品質を
良好に保つ上で非常に有用である。
【０００４】一方、アーク溶接の品質は、溶接電流、溶
接電圧、溶接速度（ロボット移動速度）、溶接トーチ先
端位置オフセット量等で表わされる溶接条件によっても
左右される。特に突合せ溶接や重ね合わせ溶接において
は、これら諸量の適正値は継ぎ手間（即ち、溶接対称ワ
ーク間）に存在するギャップの大きさ（以下、「ギャッ
プ幅」と言う。）に左右される。例えば、ギャップ幅の
大小に応じて適正な溶接ビード幅も変化するのが一般的
であるから、それに対応すべく溶接条件を変える必要が
ある。ところが、ギャップ幅には継ぎ手間に個体差があ
り、溶接区間を通して一定とは限らないという性質があ
る。
接電圧、溶接速度（ロボット移動速度）、溶接トーチ先
端位置オフセット量等で表わされる溶接条件によっても
左右される。特に突合せ溶接や重ね合わせ溶接において
は、これら諸量の適正値は継ぎ手間（即ち、溶接対称ワ
ーク間）に存在するギャップの大きさ（以下、「ギャッ
プ幅」と言う。）に左右される。例えば、ギャップ幅の
大小に応じて適正な溶接ビード幅も変化するのが一般的
であるから、それに対応すべく溶接条件を変える必要が
ある。ところが、ギャップ幅には継ぎ手間に個体差があ
り、溶接区間を通して一定とは限らないという性質があ
る。
【０００５】そこで、レーザセンサを用いたリアルタイ
ムトラッキング方式による溶接実行時に、ギャップ幅の
検出を併せて行い、検出されたギャップ幅に応じて溶接
電流、溶接電圧等をリアルタイムに制御する方式が提案
されている（特開平７−８０６４３号公報参照）。この
ようにギャップの状態推移に応じて溶接条件を制御しな
がらアーク溶接を実行する方式は、一般に「適応溶接制
御」と呼ばれている。
ムトラッキング方式による溶接実行時に、ギャップ幅の
検出を併せて行い、検出されたギャップ幅に応じて溶接
電流、溶接電圧等をリアルタイムに制御する方式が提案
されている（特開平７−８０６４３号公報参照）。この
ようにギャップの状態推移に応じて溶接条件を制御しな
がらアーク溶接を実行する方式は、一般に「適応溶接制
御」と呼ばれている。
【０００６】ギャップ幅に応じて溶接条件を変える必要
性は、多層盛り溶接においても当然存在している。例え
ば、継ぎ手のギャップ幅が大きい場合には、１層目のみ
ならず２層目以降についても溶接ビード幅も大きくする
ことが望まれる。そのためには、２層目以降について適
応溶接制御を適用することが考えられる。
性は、多層盛り溶接においても当然存在している。例え
ば、継ぎ手のギャップ幅が大きい場合には、１層目のみ
ならず２層目以降についても溶接ビード幅も大きくする
ことが望まれる。そのためには、２層目以降について適
応溶接制御を適用することが考えられる。
【０００７】しかし、従来の適応溶接制御には、上述し
た多層盛り溶接における第２層目以降の溶接時の制御方
式と両立し難い点がある。即ち、上記の適応溶接制御は
レーザセンサによる溶接線検出を前提としているため、
それが行なわれない第２層目以降の溶接時には適用出来
なかった。
た多層盛り溶接における第２層目以降の溶接時の制御方
式と両立し難い点がある。即ち、上記の適応溶接制御は
レーザセンサによる溶接線検出を前提としているため、
それが行なわれない第２層目以降の溶接時には適用出来
なかった。
【０００８】第２層目以降の溶接時にも適応溶接制御を
行なうためにレーザセンサによる検出を続行することも
考えられるが、レーザセンサによる検出を毎回繰り返す
ことは無駄であるばかりでなく、別の問題が生じる。即
ち、第２層目、第３層目・・・と溶接層を重ねるに従っ
てビードが盛り上がり、継ぎ手のエッジを明確に識別す
ることが難かしくなり、場合によっては検出不能になる
こともある。
行なうためにレーザセンサによる検出を続行することも
考えられるが、レーザセンサによる検出を毎回繰り返す
ことは無駄であるばかりでなく、別の問題が生じる。即
ち、第２層目、第３層目・・・と溶接層を重ねるに従っ
てビードが盛り上がり、継ぎ手のエッジを明確に識別す
ることが難かしくなり、場合によっては検出不能になる
こともある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、アーク溶接ロボットを用いた多層盛り溶接におい
て、第２層目以降の溶接時にも適応溶接制御を適用出来
るようにすることにある。また、本発明はそのことを通
して多層盛り溶接の品質の向上を図るものである。
は、アーク溶接ロボットを用いた多層盛り溶接におい
て、第２層目以降の溶接時にも適応溶接制御を適用出来
るようにすることにある。また、本発明はそのことを通
して多層盛り溶接の品質の向上を図るものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、アーク溶接ト
ーチとレーザセンサを搭載した溶接ロボットを用いた多
層盛り溶接における制御方法において、第１層目の溶接
時にレーザセンサを用いて溶接部（突合せ溶接部、段差
溶接部など）に存在するギャップ長を検出してその推移
を表わすギャップ長データをメモリに記憶し、第２層目
以降の溶接時に前記記憶されたギャップ長データを用い
て適応溶接制御を行なうことにより、前記課題を解決し
たものである。
ーチとレーザセンサを搭載した溶接ロボットを用いた多
層盛り溶接における制御方法において、第１層目の溶接
時にレーザセンサを用いて溶接部（突合せ溶接部、段差
溶接部など）に存在するギャップ長を検出してその推移
を表わすギャップ長データをメモリに記憶し、第２層目
以降の溶接時に前記記憶されたギャップ長データを用い
て適応溶接制御を行なうことにより、前記課題を解決し
たものである。
【００１１】第１層目の溶接時には、レーザセンサを用
いたリアルタイムトラッキングとレーザセンサで検出さ
れたギャップ長に基づく適応溶接制御が実行されること
が好ましい。また、適応溶接制御とは別個に各層の溶接
時に適当な経路シフトが行なわれることが好ましい。
いたリアルタイムトラッキングとレーザセンサで検出さ
れたギャップ長に基づく適応溶接制御が実行されること
が好ましい。また、適応溶接制御とは別個に各層の溶接
時に適当な経路シフトが行なわれることが好ましい。
【００１２】更に、通常の実施形態においては、リアル
タイムトラッキングに利用された経路補正データを前記
ギャップ長データとともに記憶手段に記憶し、第２層目
以降の溶接時に、前記適応溶接制御と並行して前記記憶
された経路補正データを利用してロボットの経路補正が
行われる。
タイムトラッキングに利用された経路補正データを前記
ギャップ長データとともに記憶手段に記憶し、第２層目
以降の溶接時に、前記適応溶接制御と並行して前記記憶
された経路補正データを利用してロボットの経路補正が
行われる。
【００１３】適応溶接制御によって制御される溶接条件
としては、溶接電圧、溶接電流、溶接速度、経路シフト
量、ウィービング条件、トーチ姿勢などがある。
としては、溶接電圧、溶接電流、溶接速度、経路シフト
量、ウィービング条件、トーチ姿勢などがある。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、突合せ溶接部に本発明を
適用する際の基本的な配置とギャップ長の検出について
説明する模式図である。同図において、溶接対称とされ
る継ぎ手は、ワークテーブルＷＴ上に治具（図示省略）
を用いて位置決めされたワークＡ，Ｂで表わされてい
る。継ぎ手は、ロボットに設定済みのワーク座標系のＸ
軸方向にほぼ沿って延びるＹ方向ギャップＧを有してい
る。Ｘ軸座標値がｘである位置（以下、単に「位置ｘ」
と言う。）におけるギャップ幅をｇ（ｘ）で表わすこと
にする。
適用する際の基本的な配置とギャップ長の検出について
説明する模式図である。同図において、溶接対称とされ
る継ぎ手は、ワークテーブルＷＴ上に治具（図示省略）
を用いて位置決めされたワークＡ，Ｂで表わされてい
る。継ぎ手は、ロボットに設定済みのワーク座標系のＸ
軸方向にほぼ沿って延びるＹ方向ギャップＧを有してい
る。Ｘ軸座標値がｘである位置（以下、単に「位置ｘ」
と言う。）におけるギャップ幅をｇ（ｘ）で表わすこと
にする。
【００１５】本体部の大半を省略して示したロボットの
ロボット手先部１には、適当な装着機構を介して溶接ト
ーチ２及びレーザセンサ３が取り付けられている。符号
４はロボットのツール先端点として設定された溶接トー
チ先端位置で、以下、溶接点とも言う。レーザセンサ３
は、走査ビーム５がロボット進行方向に関して溶接点４
よりも先行した領域を走査するように配置される。走査
ビーム５によってワークＡ，Ｂあるいはワークテーブル
ＷＴ上に形成される輝点の軌跡６Ａ，６Ｂは、レーザセ
ンサ３の光検出部で検出され、それに基づいて溶接線の
位置とギャップ幅ｇ（ｘ）が求められる。
ロボット手先部１には、適当な装着機構を介して溶接ト
ーチ２及びレーザセンサ３が取り付けられている。符号
４はロボットのツール先端点として設定された溶接トー
チ先端位置で、以下、溶接点とも言う。レーザセンサ３
は、走査ビーム５がロボット進行方向に関して溶接点４
よりも先行した領域を走査するように配置される。走査
ビーム５によってワークＡ，Ｂあるいはワークテーブル
ＷＴ上に形成される輝点の軌跡６Ａ，６Ｂは、レーザセ
ンサ３の光検出部で検出され、それに基づいて溶接線の
位置とギャップ幅ｇ（ｘ）が求められる。
【００１６】レーザセンサの構造、機能、測定原理並び
にギャップ幅ｇ（ｘ）の求め方などは周知であるが、図
２、図３を参照して簡単に説明しておく。図２は本実施
形態で使用されるレーザセンサの概略構成を例示したも
ので、レーザセンサ３の本体部は、投射部１０と光検出
部１３からなり、投射部１０はレーザ発振器１１とビー
ム走査用の揺動ミラー（ガルバノメータ）１２を備えて
いる。また、光検出部１３は、結像用の光学系１４と受
光素子１５を備えている。
にギャップ幅ｇ（ｘ）の求め方などは周知であるが、図
２、図３を参照して簡単に説明しておく。図２は本実施
形態で使用されるレーザセンサの概略構成を例示したも
ので、レーザセンサ３の本体部は、投射部１０と光検出
部１３からなり、投射部１０はレーザ発振器１１とビー
ム走査用の揺動ミラー（ガルバノメータ）１２を備えて
いる。また、光検出部１３は、結像用の光学系１４と受
光素子１５を備えている。
【００１７】一方、レーザセンサ制御部２０は、揺動ミ
ラー１２を揺動させるミラー駆動部２１、レーザ発振器
１１を駆動しレーザビームを発生させるレーザ駆動部２
２、受光素子１５における受光位置から、対象物へのレ
ーザビーム５の入射位置を検出する信号検出部２３が接
続されている。これらは、回線２４を介してロボットコ
ントローラの汎用インターフェイス（後述）に接続され
ている。
ラー１２を揺動させるミラー駆動部２１、レーザ発振器
１１を駆動しレーザビームを発生させるレーザ駆動部２
２、受光素子１５における受光位置から、対象物へのレ
ーザビーム５の入射位置を検出する信号検出部２３が接
続されている。これらは、回線２４を介してロボットコ
ントローラの汎用インターフェイス（後述）に接続され
ている。
【００１８】回線２４を介してロボットコントローラか
らレーザセンサ３の動作指令を受けると、レーザ駆動部
２２はレーザ発振器１１を駆動し、レーザビーム５を発
生させる。これと並行して、ミラー駆動部２１により揺
動ミラー１２の揺動が開始される。これにより、レーザ
発振器１１から発生するレーザビームが対象物面上で走
査される。
らレーザセンサ３の動作指令を受けると、レーザ駆動部
２２はレーザ発振器１１を駆動し、レーザビーム５を発
生させる。これと並行して、ミラー駆動部２１により揺
動ミラー１２の揺動が開始される。これにより、レーザ
発振器１１から発生するレーザビームが対象物面上で走
査される。
【００１９】対象物面上の反射点Ｓで拡散反射されたレ
ーザビームは、光学系１４により反射点Ｓの位置に応じ
て受光素子１５上に像を作る。受光素子１５には、分割
型素子と受光素子である一次元ＣＣＤアレイ、あるいは
非分割型・積分型素子である位置検出検出器（ＰＳＤ；
Position Sensitive Detector）、あるいは二次元Ｃ
ＣＤアレイを持つＣＣＤカメラなどが使用される。
ーザビームは、光学系１４により反射点Ｓの位置に応じ
て受光素子１５上に像を作る。受光素子１５には、分割
型素子と受光素子である一次元ＣＣＤアレイ、あるいは
非分割型・積分型素子である位置検出検出器（ＰＳＤ；
Position Sensitive Detector）、あるいは二次元Ｃ
ＣＤアレイを持つＣＣＤカメラなどが使用される。
【００２０】ここでは、受光素子１５として１次元ＣＣ
Ｄアレイが使用されているものとする。受光素子１５の
受光面に当たった光（反射光の像）は光電子に変換さ
れ、そのセルに蓄えられる。セルに蓄積された電荷は、
信号検出部２３からのＣＣＤ走査信号に従って所定周期
毎１番端から順に出力され、信号検出部２３、回線２４
を介してロボットコントローラへ送られる。
Ｄアレイが使用されているものとする。受光素子１５の
受光面に当たった光（反射光の像）は光電子に変換さ
れ、そのセルに蓄えられる。セルに蓄積された電荷は、
信号検出部２３からのＣＣＤ走査信号に従って所定周期
毎１番端から順に出力され、信号検出部２３、回線２４
を介してロボットコントローラへ送られる。
【００２１】ＣＣＤの走査周期は、搖動ミラー１２の走
査周期よりも十分短く設定（例えば、数１００分の１）
されており、搖動ミラー１２の搖動角度の推移とＣＣＤ
素子出力状態の推移は、随時把握可能となっている。Ｃ
ＣＤ素子出力状態は、出力最大のセル位置（セル番号）
で把握され、反射光の当たったセル位置が検出される。
この位置から、反射点Ｓのセンサ座標系上の位置が求め
られる。
査周期よりも十分短く設定（例えば、数１００分の１）
されており、搖動ミラー１２の搖動角度の推移とＣＣＤ
素子出力状態の推移は、随時把握可能となっている。Ｃ
ＣＤ素子出力状態は、出力最大のセル位置（セル番号）
で把握され、反射光の当たったセル位置が検出される。
この位置から、反射点Ｓのセンサ座標系上の位置が求め
られる。
【００２２】図３は、受光素子１５における検出位置ｓ
により、反射点Ｓのセンサ座標系上の位置（Ｘs ，Ｙs
）を求める方法を説明する図である。光学系１４の中
心と受光素子１５の中央点とを結ぶ線上にセンサ座標系
の原点（０，０）があるとし、この線をＹ軸、このＹ軸
に直交する軸をＸ軸とする。
により、反射点Ｓのセンサ座標系上の位置（Ｘs ，Ｙs
）を求める方法を説明する図である。光学系１４の中
心と受光素子１５の中央点とを結ぶ線上にセンサ座標系
の原点（０，０）があるとし、この線をＹ軸、このＹ軸
に直交する軸をＸ軸とする。
【００２３】そして、センサ座標系の原点から光学系の
中心までの距離をＬ1 、光学系の中心から受光素子１５
の中央点までの距離をＬ2 、センサ原点からＸ軸方向へ
の揺動ミラー１２の揺動中心までの距離をＤ、センサ原
点から揺動ミラー１２の揺動中心までのＹ軸距離をＬ0
、揺動ミラー１２によるレーザビームの反射光のＹ軸
方向に対する角度をθ、受光素子１５の受光面上の受光
位置をｓとする。
中心までの距離をＬ1 、光学系の中心から受光素子１５
の中央点までの距離をＬ2 、センサ原点からＸ軸方向へ
の揺動ミラー１２の揺動中心までの距離をＤ、センサ原
点から揺動ミラー１２の揺動中心までのＹ軸距離をＬ0
、揺動ミラー１２によるレーザビームの反射光のＹ軸
方向に対する角度をθ、受光素子１５の受光面上の受光
位置をｓとする。
【００２４】すると、レーザビーム５の反射点Ｓの座標
位置（Ｘs ，Ｙs ）は、次の各式（１），（２）の演算
で求められる。 Ｘs ＝ｓ・［（Ｌ1 −Ｌ0 ）・tan θ＋Ｄ］／（ｘａ＋Ｌ2 ・tan θ） ・・・（１） Ｙs ＝［Ｌ1 ・ｓ＋Ｌ2 ・（Ｌ0 ・tan θ−Ｄ）］／
（ｓ＋Ｌ2 ・tan θ） センサ座標系で求められた反射
点Ｓの位置（Ｘs ，Ｙs ）は、ロボットの姿勢データ並
びにキャリブレーションデータ（センサ座標系とロボッ
ト座標系の関係を表わすデータ）を用いて、ロボットが
認識している座標系（例えば、図１に示したＯ−ＸＹ
Ｚ）上の３次元データに変換される。レーザビーム５の
走査サイクル毎に得られる一連のデータ群は、ロボット
コントローラ内のソフトウェア処理によって解析され、
ワークＡ，ＢのエッジＥA，ＥB の位置が求められる。
これを（ｘea，ｙea，ｚea）及び（ｘeb，ｙeb，ｚeb）
すれば、溶接線の位置は、例えばエッジＥA ，ＥB の中
点Ｑの位置（ｘq ，ｙq ，ｚq ）として下記の式で求め
ることが出来る。
位置（Ｘs ，Ｙs ）は、次の各式（１），（２）の演算
で求められる。 Ｘs ＝ｓ・［（Ｌ1 −Ｌ0 ）・tan θ＋Ｄ］／（ｘａ＋Ｌ2 ・tan θ） ・・・（１） Ｙs ＝［Ｌ1 ・ｓ＋Ｌ2 ・（Ｌ0 ・tan θ−Ｄ）］／
（ｓ＋Ｌ2 ・tan θ） センサ座標系で求められた反射
点Ｓの位置（Ｘs ，Ｙs ）は、ロボットの姿勢データ並
びにキャリブレーションデータ（センサ座標系とロボッ
ト座標系の関係を表わすデータ）を用いて、ロボットが
認識している座標系（例えば、図１に示したＯ−ＸＹ
Ｚ）上の３次元データに変換される。レーザビーム５の
走査サイクル毎に得られる一連のデータ群は、ロボット
コントローラ内のソフトウェア処理によって解析され、
ワークＡ，ＢのエッジＥA，ＥB の位置が求められる。
これを（ｘea，ｙea，ｚea）及び（ｘeb，ｙeb，ｚeb）
すれば、溶接線の位置は、例えばエッジＥA ，ＥB の中
点Ｑの位置（ｘq ，ｙq ，ｚq ）として下記の式で求め
ることが出来る。
【００２５】 ｘq ＝（ｘea＋ｘeb）／２ ・・・（２） ｙq ＝（ｙea＋ｙeb）／２ ・・・（３） ｚq ＝（ｚea＋ｚeb）／２ ・・・（４） 本発明の適用は突合せ溶接部の多層盛り溶接に限られる
ものではなく、レーザセンサによるギャップ長検出が可
能であれば、任意の形態の溶接部に適用可能である。図
４は、段違い貼合わせ溶接部に本発明を適用する際の配
置とギャップ長の検出について、図１と同様の形式と参
照符号を用いて説明する模式図である。
ものではなく、レーザセンサによるギャップ長検出が可
能であれば、任意の形態の溶接部に適用可能である。図
４は、段違い貼合わせ溶接部に本発明を適用する際の配
置とギャップ長の検出について、図１と同様の形式と参
照符号を用いて説明する模式図である。
【００２６】図４において、Ｃ，Ｄは継ぎ手を構成する
溶接対象ワークで、少なくとも上側のワークＤの厚みｄ
は既知とする。継ぎ手の段差部には、ロボットに設定済
みのワーク座標系のＸ軸方向に延在するＺ方向ギャップ
Ｈが存在している。位置ｘにおけるギャップ幅をｈ
（ｘ）とする。ロボットの手先部１には適当な装着機構
を介して、溶接トーチ２及びレーザセンサ３が取り付け
られている。符号４はロボットのツール先端ポイントと
して設定された溶接トーチ先端位置（溶接点）である。
溶接対象ワークで、少なくとも上側のワークＤの厚みｄ
は既知とする。継ぎ手の段差部には、ロボットに設定済
みのワーク座標系のＸ軸方向に延在するＺ方向ギャップ
Ｈが存在している。位置ｘにおけるギャップ幅をｈ
（ｘ）とする。ロボットの手先部１には適当な装着機構
を介して、溶接トーチ２及びレーザセンサ３が取り付け
られている。符号４はロボットのツール先端ポイントと
して設定された溶接トーチ先端位置（溶接点）である。
【００２７】レーザセンサ３は、走査ビーム５がロボッ
ト進行方向に関して溶接点４よりも先行した領域を走査
するように配置される。また、本事例では、ロボット手
先部１、溶接トーチ２、レーザセンサ３を含む全体がＸ
ＹＺ各軸と非直角の一定角度を以て交差する方向に傾斜
した態勢で溶接が行なわれる様子が描かれている。
ト進行方向に関して溶接点４よりも先行した領域を走査
するように配置される。また、本事例では、ロボット手
先部１、溶接トーチ２、レーザセンサ３を含む全体がＸ
ＹＺ各軸と非直角の一定角度を以て交差する方向に傾斜
した態勢で溶接が行なわれる様子が描かれている。
【００２８】レーザセンサ３の構造と機能は、上述した
通りである。本事例においては、ワークＣ，Ｄ上に走査
ビーム５によって形成される輝点の軌跡６Ｃ，６Ｈ，６
Ｄが検知される。ここで、６Ｃと６Ｄは各々ワークＣ，
Ｄの平坦面上に形成される軌跡であり、６ＨはワークＤ
の縁部をほぼＺ軸方向に延びる軌跡を表わしている。な
お、軌跡６ＣのギャップＨ側の端部はワークＤの陰にな
るために不鮮明となることが有り得る。
通りである。本事例においては、ワークＣ，Ｄ上に走査
ビーム５によって形成される輝点の軌跡６Ｃ，６Ｈ，６
Ｄが検知される。ここで、６Ｃと６Ｄは各々ワークＣ，
Ｄの平坦面上に形成される軌跡であり、６ＨはワークＤ
の縁部をほぼＺ軸方向に延びる軌跡を表わしている。な
お、軌跡６ＣのギャップＨ側の端部はワークＤの陰にな
るために不鮮明となることが有り得る。
【００２９】図５は、上記説明したレーザセンサ３の３
次元位置計測機能を用いて、ギャップ長ｈ（ｘ）を計測
する方法を説明する図である。同図に示されているよう
に、ギャップ長ｈ（ｘ）は、ワークＣの平坦面上から測
ったワークＤのエッジＥD の高さからワークＤの厚さｄ
を差し引いた長さとして求められる。本事例では、段差
はＺ軸方向に延びているから、エッジＥD のＺ座標値を
ｚed、ワークＣの平坦面のＺ座標値をｚf とすれば、ギ
ャップ長ｈ（ｘ）は次式で求められる。 ｈ（ｘ）＝ｚed−ｚf ・・・（５） ワークＣの平坦面のＺ座標値ｚf は、例えば走査範囲の
ワークＣ側の端点ＣF1から適当に設定された一定距離ｆ
（または一定走査角度）だけ離れたワークＣの平坦面上
の点ＣF2のＺ座標値として求められる。なお、図５では
点ＣF2にレーザビーム５が入射した状態が例示されてい
る。
次元位置計測機能を用いて、ギャップ長ｈ（ｘ）を計測
する方法を説明する図である。同図に示されているよう
に、ギャップ長ｈ（ｘ）は、ワークＣの平坦面上から測
ったワークＤのエッジＥD の高さからワークＤの厚さｄ
を差し引いた長さとして求められる。本事例では、段差
はＺ軸方向に延びているから、エッジＥD のＺ座標値を
ｚed、ワークＣの平坦面のＺ座標値をｚf とすれば、ギ
ャップ長ｈ（ｘ）は次式で求められる。 ｈ（ｘ）＝ｚed−ｚf ・・・（５） ワークＣの平坦面のＺ座標値ｚf は、例えば走査範囲の
ワークＣ側の端点ＣF1から適当に設定された一定距離ｆ
（または一定走査角度）だけ離れたワークＣの平坦面上
の点ＣF2のＺ座標値として求められる。なお、図５では
点ＣF2にレーザビーム５が入射した状態が例示されてい
る。
【００３０】溶接点の位置については、例えばギャップ
Ｈの下端位置Ｋ（ｘk ，ｙk ，ｚk）として下記の式で
求めることが出来る。
Ｈの下端位置Ｋ（ｘk ，ｙk ，ｚk）として下記の式で
求めることが出来る。
【００３１】 ｘk ＝ｘed ・・・（６） ｙk ＝ｙed ・・・（７） ｚk ＝ｚf ・・・（８） なお、本発明はレーザセンサを用いたギャップ長の計測
方法について特に制限を設けるものではなく、上記以外
の如何なる方法によってギャップ長を求めても良い。使
用するレーザセンサについても、例えばＣＣＤカメラや
位置検出光検出器（ＰＳＤ）を用光検出部に用いたもの
を使用しても良い。
方法について特に制限を設けるものではなく、上記以外
の如何なる方法によってギャップ長を求めても良い。使
用するレーザセンサについても、例えばＣＣＤカメラや
位置検出光検出器（ＰＳＤ）を用光検出部に用いたもの
を使用しても良い。
【００３２】次に、本発明を実施する際に使用可能なロ
ボットコントローラを含むシステムの全体構成につい
て、要部ブロック図７を参照して説明する。同図に示さ
れているように、システム全体を制御するロボットコン
トローラ３０は、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵ）３
１を有し、該ＣＰＵ３１には、ＲＯＭからなるメモリ３
２、ＲＡＭからなるメモリ３３、不揮発性メモリ３４、
ロボット軸制御器３５、ＬＣＤ３７を備えた教示操作盤
３８及び外部装置との接続のための汎用インターフェイ
ス３９がバス結合されている。
ボットコントローラを含むシステムの全体構成につい
て、要部ブロック図７を参照して説明する。同図に示さ
れているように、システム全体を制御するロボットコン
トローラ３０は、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵ）３
１を有し、該ＣＰＵ３１には、ＲＯＭからなるメモリ３
２、ＲＡＭからなるメモリ３３、不揮発性メモリ３４、
ロボット軸制御器３５、ＬＣＤ３７を備えた教示操作盤
３８及び外部装置との接続のための汎用インターフェイ
ス３９がバス結合されている。
【００３３】ＲＯＭ３２にはロボットコントローラ３０
自身を含むシステム全体を制御するプログラムが格納さ
れる。これには、後述する態様で本発明を実施するため
の諸データを画面入力するために必要なプログラムが含
まれている。ＲＡＭ３３の一部はＣＰＵ３１が行なう処
理のためのデータの一時記憶に使用される。また、本発
明を実施するために、ＲＡＭ３３には、後述するセンシ
ングデータ、経路補正データなどを記憶するためのいく
つかのバッファレジスタが設定される。不揮発性メモリ
３４内には、位置データや多層盛り時の経路シフト量を
格納するいくつかの位置レジスタが設定されている。
自身を含むシステム全体を制御するプログラムが格納さ
れる。これには、後述する態様で本発明を実施するため
の諸データを画面入力するために必要なプログラムが含
まれている。ＲＡＭ３３の一部はＣＰＵ３１が行なう処
理のためのデータの一時記憶に使用される。また、本発
明を実施するために、ＲＡＭ３３には、後述するセンシ
ングデータ、経路補正データなどを記憶するためのいく
つかのバッファレジスタが設定される。不揮発性メモリ
３４内には、位置データや多層盛り時の経路シフト量を
格納するいくつかの位置レジスタが設定されている。
【００３４】教示によって不揮発性メモリ３４に格納さ
れる教示経路として、ここでは、図６に示したような６
個の教示点を含む経路を想定する。同図において、実線
で示した区間Ｐ2 Ｐ3 ，Ｐ3 Ｐ4 ，Ｐ4 Ｐ5 が溶接区間
であり、残りの破線で示した区間では溶接は行なわれな
い。各溶接区間Ｐ2 Ｐ3 ，Ｐ3 Ｐ4 ，Ｐ4 Ｐ5 には、図
１（突合せ溶接の場合）あるいは図４（段差部溶接の場
合）に示したようなギャップが存在するものとする。ま
た、各区間について動作プログラムに付随した位置デー
タの形で、トーチ２の狙い角（Ｘ軸方向周りの姿勢）と
前進角（Ｘ軸方向に対する傾き）が指定される。
れる教示経路として、ここでは、図６に示したような６
個の教示点を含む経路を想定する。同図において、実線
で示した区間Ｐ2 Ｐ3 ，Ｐ3 Ｐ4 ，Ｐ4 Ｐ5 が溶接区間
であり、残りの破線で示した区間では溶接は行なわれな
い。各溶接区間Ｐ2 Ｐ3 ，Ｐ3 Ｐ4 ，Ｐ4 Ｐ5 には、図
１（突合せ溶接の場合）あるいは図４（段差部溶接の場
合）に示したようなギャップが存在するものとする。ま
た、各区間について動作プログラムに付随した位置デー
タの形で、トーチ２の狙い角（Ｘ軸方向周りの姿勢）と
前進角（Ｘ軸方向に対する傾き）が指定される。
【００３５】動作プログラムの再生運転が開始される
と、ロボットは初期位置（ホームポジション）Ｐ0 から
アプローチ点Ｐ1 を経て溶接開始点Ｐ2 に至り、一層目
の溶接を開始する。そして、区間Ｐ2 Ｐ3 ，Ｐ3 Ｐ4 ，
Ｐ4 Ｐ5 について一層目の溶接を順次実行し、溶接終了
点Ｐ5 で一層目の溶接を終了する。
と、ロボットは初期位置（ホームポジション）Ｐ0 から
アプローチ点Ｐ1 を経て溶接開始点Ｐ2 に至り、一層目
の溶接を開始する。そして、区間Ｐ2 Ｐ3 ，Ｐ3 Ｐ4 ，
Ｐ4 Ｐ5 について一層目の溶接を順次実行し、溶接終了
点Ｐ5 で一層目の溶接を終了する。
【００３６】溶接終了点Ｐ5 からは、退去点Ｐ6 を経て
溶接開始点Ｐ2 に戻り、二層目の溶接を開始する。次い
で、区間Ｐ2 Ｐ3 ，Ｐ3 Ｐ4 ，Ｐ4 Ｐ5 について二層目
の溶接を順次実行し、溶接終了点Ｐ5 で二層目の溶接を
終了する。以下、同様に動作プログラムで指定された回
数Ｎ回（Ｎ層）のロボット移動による溶接を繰り返し、
多層盛り溶接を完了させる。
溶接開始点Ｐ2 に戻り、二層目の溶接を開始する。次い
で、区間Ｐ2 Ｐ3 ，Ｐ3 Ｐ4 ，Ｐ4 Ｐ5 について二層目
の溶接を順次実行し、溶接終了点Ｐ5 で二層目の溶接を
終了する。以下、同様に動作プログラムで指定された回
数Ｎ回（Ｎ層）のロボット移動による溶接を繰り返し、
多層盛り溶接を完了させる。
【００３７】本実施形態においては、次のような前提の
下で本発明に従った多層盛り溶接を行なうものとする。 （１）溶接層数は５層（Ｎ＝５）とする。 （２）二層目〜五層目のすべてについて本発明に従った
適応溶接制御を行なう。 （３）適応溶接制御で制御される溶接条件は、溶接電
圧、溶接電流、溶接速度（ロボットの移動速度）、経路
シフト量、ウィービング条件及びトーチ姿勢のシフト量
とする。但し、溶接電圧と溶接電流は個別に制御するの
ではなく、両者セットとして用意された条件の中から、
ギャップ長に応じて選ばれる。
下で本発明に従った多層盛り溶接を行なうものとする。 （１）溶接層数は５層（Ｎ＝５）とする。 （２）二層目〜五層目のすべてについて本発明に従った
適応溶接制御を行なう。 （３）適応溶接制御で制御される溶接条件は、溶接電
圧、溶接電流、溶接速度（ロボットの移動速度）、経路
シフト量、ウィービング条件及びトーチ姿勢のシフト量
とする。但し、溶接電圧と溶接電流は個別に制御するの
ではなく、両者セットとして用意された条件の中から、
ギャップ長に応じて選ばれる。
【００３８】以下、動作プログラム、条件設定の内容を
例示して説明し、最後にロボットコントローラ３０で行
なわれる処理について述べる。但し、各例で示される条
件指定や数値はあくまで例示的なものである。図８は、
動作プログラムの一例を表わしている。本プログラム
中、イチ［１］〜イチ［６］は、各々図６におけるＰ1
〜Ｐ6 に対応している。従って、本動作プログラムの各
行番号で指定されている動作の要点は次のようになる
（図６も参照）。
例示して説明し、最後にロボットコントローラ３０で行
なわれる処理について述べる。但し、各例で示される条
件指定や数値はあくまで例示的なものである。図８は、
動作プログラムの一例を表わしている。本プログラム
中、イチ［１］〜イチ［６］は、各々図６におけるＰ1
〜Ｐ6 に対応している。従って、本動作プログラムの各
行番号で指定されている動作の要点は次のようになる
（図６も参照）。
【００３９】１；各軸移動で、（初期位置Ｐ0 から）ア
プローチ点Ｐ1 へ移動。位置決め割合は１００％（一旦
停止）。 ２；各軸移動で、溶接開始点Ｐ2 へ移動し、アーク開始
条件［１］でアーク溶接開始。位置決め割合は４０％
（減速はするが、停止はしない）。なお、アーク開始条
件はアーク開始時の条件（溶接電圧、溶接電流など）を
予めたもので、［１］以下適宜数の条件が用意される。
プローチ点Ｐ1 へ移動。位置決め割合は１００％（一旦
停止）。 ２；各軸移動で、溶接開始点Ｐ2 へ移動し、アーク開始
条件［１］でアーク溶接開始。位置決め割合は４０％
（減速はするが、停止はしない）。なお、アーク開始条
件はアーク開始時の条件（溶接電圧、溶接電流など）を
予めたもので、［１］以下適宜数の条件が用意される。
【００４０】３；レーザセンサ（名称；ＭＩＧＥＹＥ）
３を用いたトラッキング開始。トラッキング条件は
［３］の指定に従う。後述するように、トラッキング条
件の指定内容には、適応制御のスケジュールが盛り込ま
れる。また、トラッキングに並行して作成される経路デ
ータは、バッファレジスタ［２］へ格納される。経路デ
ータには、教示経路と検出された溶接線のずれを表わす
経路補正データに加えて、前述した方法によって求めら
れるギャップデータが含まれることが重要である。な
お、経路補正データは、各溶接区間の溶接進行方向をＸ
軸方向とした時のＹ軸方向及びＺ軸方向の補正量として
計算される。
３を用いたトラッキング開始。トラッキング条件は
［３］の指定に従う。後述するように、トラッキング条
件の指定内容には、適応制御のスケジュールが盛り込ま
れる。また、トラッキングに並行して作成される経路デ
ータは、バッファレジスタ［２］へ格納される。経路デ
ータには、教示経路と検出された溶接線のずれを表わす
経路補正データに加えて、前述した方法によって求めら
れるギャップデータが含まれることが重要である。な
お、経路補正データは、各溶接区間の溶接進行方向をＸ
軸方向とした時のＹ軸方向及びＺ軸方向の補正量として
計算される。
【００４１】４；２５ｍｍ／ｓｅｃの指令速度で、Ｐ3
へ向かって直線移動。位置決め割合は０％（滑らかさ１
００％）。 ５；２０ｍｍ／ｓｅｃの指令速度で、Ｐ4 へ向かって直
線移動。位置決め割合は０％（滑らかさ１００％）。 ６；２５ｍｍ／ｓｅｃの指令速度で、溶接終了点Ｐ5 へ
向かって直線移動し、アーク終了条件［１］でアーク終
了。位置決め割合は１００％（一旦停止）。なお、アー
ク終了条件はアーク終了時の条件（アーク休止時の溶接
電圧、溶接電流など）を予めたもので、［１］以下適宜
数の条件が用意される。
へ向かって直線移動。位置決め割合は０％（滑らかさ１
００％）。 ５；２０ｍｍ／ｓｅｃの指令速度で、Ｐ4 へ向かって直
線移動。位置決め割合は０％（滑らかさ１００％）。 ６；２５ｍｍ／ｓｅｃの指令速度で、溶接終了点Ｐ5 へ
向かって直線移動し、アーク終了条件［１］でアーク終
了。位置決め割合は１００％（一旦停止）。なお、アー
ク終了条件はアーク終了時の条件（アーク休止時の溶接
電圧、溶接電流など）を予めたもので、［１］以下適宜
数の条件が用意される。
【００４２】７；トラッキングを終了する。これによ
り、経路補正データのバッファレジスタ［２］への格納
も終了される。
り、経路補正データのバッファレジスタ［２］への格納
も終了される。
【００４３】８；各軸移動で、退去点Ｐ6 へ移動。位置
決め割合は４０％（減速はするが、停止はしない）。
決め割合は４０％（減速はするが、停止はしない）。
【００４４】９；バッファレジスタ［２］へ格納された
経路データと位置レジスタ［４］に格納された経路シフ
トデータを用いて多層盛り溶接を行なう。経路データに
は、経路補正データに加えてギャップデータが含まれて
いる。トラッキング条件の中で、２層目以降の適応溶接
制御を有効とする指定をしておけば、２層目以降の溶接
時に適応溶接制御が行なわれる。
経路データと位置レジスタ［４］に格納された経路シフ
トデータを用いて多層盛り溶接を行なう。経路データに
は、経路補正データに加えてギャップデータが含まれて
いる。トラッキング条件の中で、２層目以降の適応溶接
制御を有効とする指定をしておけば、２層目以降の溶接
時に適応溶接制御が行なわれる。
【００４５】ここで、経路シフトデータについて説明し
ておく。経路シフトデータは、経路補正データで補正さ
れたロボット位置を基準にして、更に経路シフトを行な
うもので、一般に層数を重ねる毎に適正なシフト量は変
化する。図９（ａ），（ｂ）は、突合せ溶接と段差部溶
接について、その様子を例示的に描いた図である。
ておく。経路シフトデータは、経路補正データで補正さ
れたロボット位置を基準にして、更に経路シフトを行な
うもので、一般に層数を重ねる毎に適正なシフト量は変
化する。図９（ａ），（ｂ）は、突合せ溶接と段差部溶
接について、その様子を例示的に描いた図である。
【００４６】各図において、Ｑ及びＫは第１層目の溶接
時に検出された溶接線位置を表わしている。但し、溶接
線の位置の定義の仕方には自由度があることに注意する
必要がある。ここでは、前述の図２、図５の関連説明に
おける定義に従った。それに対して、Ｑ0 及びＫ0 は教
示されている溶接線位置を表わしている。ＱのＱ0 を基
準にした位置ずれ、あるいはＫのＫ0 を基準にした位置
ずれ（Ｙ，Ｚ成分を持つベクトル量Ｑ0 Ｑ1 あるいはＫ
0 Ｋ1 ）が、経路補正データとしてバッファレジスタに
格納されている。
時に検出された溶接線位置を表わしている。但し、溶接
線の位置の定義の仕方には自由度があることに注意する
必要がある。ここでは、前述の図２、図５の関連説明に
おける定義に従った。それに対して、Ｑ0 及びＫ0 は教
示されている溶接線位置を表わしている。ＱのＱ0 を基
準にした位置ずれ、あるいはＫのＫ0 を基準にした位置
ずれ（Ｙ，Ｚ成分を持つベクトル量Ｑ0 Ｑ1 あるいはＫ
0 Ｋ1 ）が、経路補正データとしてバッファレジスタに
格納されている。
【００４７】次に、点Ｑ1 及びＫ1 は、１層目の溶接時
の適正なロボット位置を表わしている。点Ｑと点Ｑ1 あ
るいは点Ｋと点Ｋ1 のずれ量（Ｙ，Ｚ成分を持つベクト
ル量ＱＱ1 あるいはＫＫ1 ）は、後述するトラッキング
時のオフセット量で指定される。溶接線位置が１層目の
溶接で適正とされるツール先端点位置と一致するように
定義されている場合には、トラッキング時のオフセット
量は０に設定され、点Ｑ1 あるいはＫ1 は点Ｑあるいは
Ｋとほぼ一致することになる。
の適正なロボット位置を表わしている。点Ｑと点Ｑ1 あ
るいは点Ｋと点Ｋ1 のずれ量（Ｙ，Ｚ成分を持つベクト
ル量ＱＱ1 あるいはＫＫ1 ）は、後述するトラッキング
時のオフセット量で指定される。溶接線位置が１層目の
溶接で適正とされるツール先端点位置と一致するように
定義されている場合には、トラッキング時のオフセット
量は０に設定され、点Ｑ1 あるいはＫ1 は点Ｑあるいは
Ｋとほぼ一致することになる。
【００４８】一方、Ｑ2 〜Ｑ5 及びＫ2 〜Ｋ5 は、２層
目から５層目の各溶接層形成時の適正なロボット位置を
表わしている。これら各点と点Ｑあるいは点Ｋ点のずれ
量（Ｙ，Ｚ成分を持つベクトル量ＱＱj あるいはＫＫj
；ｊ＝２，３，４，５）が、経路シフトで指定され
る。
目から５層目の各溶接層形成時の適正なロボット位置を
表わしている。これら各点と点Ｑあるいは点Ｋ点のずれ
量（Ｙ，Ｚ成分を持つベクトル量ＱＱj あるいはＫＫj
；ｊ＝２，３，４，５）が、経路シフトで指定され
る。
【００４９】なお、一般にはギャップ長の長短に応じて
適正なシフト量も変化すると考えられる。そこで、後述
するように、本実施形態では、２層目以降の適応溶接制
御に際して、経路シフトデータで指定されたシフト量に
更に別のシフト量を加算して最終的なロボット目標位置
が定められる。以下、動作プログラムの各行の説明を続
ける。
適正なシフト量も変化すると考えられる。そこで、後述
するように、本実施形態では、２層目以降の適応溶接制
御に際して、経路シフトデータで指定されたシフト量に
更に別のシフト量を加算して最終的なロボット目標位置
が定められる。以下、動作プログラムの各行の説明を続
ける。
【００５０】１０；２００ｍｍ／ｓｅｃの指令速度で、
溶接開始Ｐ2 へ向かって直線移動して、１層目と同じく
アーク開始条件［１］でアーク溶接開始。位置決め割合
は０％（滑らかさ１００％）。 １１；２５ｍｍ／ｓｅｃの指令速度で、Ｐ3 へ向かって
直線移動。位置決め割合は０％（滑らかさ１００％）。 １２；２０ｍｍ／ｓｅｃの指令速度で、Ｐ4 へ向かって
直線移動。位置決め割合は０％（滑らかさ１００％）。 １３；２５ｍｍ／ｓｅｃの指令速度で、溶接終了点Ｐ5
へ向かって直線移動し、１層目と同じくアーク終了条件
［１］でアーク終了。位置決め割合は１００％（一旦停
止）。
溶接開始Ｐ2 へ向かって直線移動して、１層目と同じく
アーク開始条件［１］でアーク溶接開始。位置決め割合
は０％（滑らかさ１００％）。 １１；２５ｍｍ／ｓｅｃの指令速度で、Ｐ3 へ向かって
直線移動。位置決め割合は０％（滑らかさ１００％）。 １２；２０ｍｍ／ｓｅｃの指令速度で、Ｐ4 へ向かって
直線移動。位置決め割合は０％（滑らかさ１００％）。 １３；２５ｍｍ／ｓｅｃの指令速度で、溶接終了点Ｐ5
へ向かって直線移動し、１層目と同じくアーク終了条件
［１］でアーク終了。位置決め割合は１００％（一旦停
止）。
【００５１】１４；行番号９の命令で開始された多層盛
り溶接を一旦終了する。
り溶接を一旦終了する。
【００５２】このように、行番号９〜行番号１４の命令
を実行することで、２層目の溶接が完了する。既述の通
り、トラッキング条件の中で２層目以降の適応溶接制御
を有効とする指定がなされている限り、この２層目の溶
接は適応溶接制御の下で実行される。
を実行することで、２層目の溶接が完了する。既述の通
り、トラッキング条件の中で２層目以降の適応溶接制御
を有効とする指定がなされている限り、この２層目の溶
接は適応溶接制御の下で実行される。
【００５３】以下、同様に、行番号１５〜３５の命令に
基づいて、３層目〜５層目の溶接が繰り返し実行され
る。各回の多層盛りは基本的に同じ命令に基づいて行な
われるが、各回の多層盛り溶接開始の命令における位置
レジスタ番号（イチレジスタの引き数）は異なってい
る。これは、各回で指定される経路シフト量が異なって
いるからである。但し、層番号（ここでは２，３，４，
５）毎に経路シフト量を指定するデータが１つの番号の
位置レジスタにまとめられている場合には、位置レジス
タ番号も毎回同じとなる。なお、経路データは毎回同じ
もの（第１層目の溶接時に獲得したデータ）が使用され
るので、ケイロデータ番号（引き数）は毎回共通であ
る。
基づいて、３層目〜５層目の溶接が繰り返し実行され
る。各回の多層盛りは基本的に同じ命令に基づいて行な
われるが、各回の多層盛り溶接開始の命令における位置
レジスタ番号（イチレジスタの引き数）は異なってい
る。これは、各回で指定される経路シフト量が異なって
いるからである。但し、層番号（ここでは２，３，４，
５）毎に経路シフト量を指定するデータが１つの番号の
位置レジスタにまとめられている場合には、位置レジス
タ番号も毎回同じとなる。なお、経路データは毎回同じ
もの（第１層目の溶接時に獲得したデータ）が使用され
るので、ケイロデータ番号（引き数）は毎回共通であ
る。
【００５４】トラッキング条件の設定は、教示操作盤３
６のＬＣＤ３７に呼び出される図１０に例示したような
設定画面上で行なわれる。本例では、４種の条件（ジョ
ウケン１〜ジョウケン４）が設定されている。図８に示
した動作プログラムの行番号３で引用されているトラッ
キング条件は、ジョウケン３である。各行番号で指定さ
れている事項の要点は次のようになる。
６のＬＣＤ３７に呼び出される図１０に例示したような
設定画面上で行なわれる。本例では、４種の条件（ジョ
ウケン１〜ジョウケン４）が設定されている。図８に示
した動作プログラムの行番号３で引用されているトラッ
キング条件は、ジョウケン３である。各行番号で指定さ
れている事項の要点は次のようになる。
【００５５】１２；前述の図９、図１０における点Ｑと
点Ｑ1 あるいは点Ｋと点Ｋ1 のずれ量のＹ成分が指定さ
れる。
点Ｑ1 あるいは点Ｋと点Ｋ1 のずれ量のＹ成分が指定さ
れる。
【００５６】１３；前述の図９、図１０における点Ｑと
点Ｑ1 あるいは点Ｋと点Ｋ1 のずれ量のＺ成分が指定さ
れる。
点Ｑ1 あるいは点Ｋと点Ｋ1 のずれ量のＺ成分が指定さ
れる。
【００５７】これらオフセットにより、第１層目におけ
るトーチ先端位置が調整される。オフセットを０にすれ
ば、検出される溶接線位置とツール先端点（通常はトー
チ先端位置と一致）の位置が一致するようにトラッキン
グ制御が行なわれる。
るトーチ先端位置が調整される。オフセットを０にすれ
ば、検出される溶接線位置とツール先端点（通常はトー
チ先端位置と一致）の位置が一致するようにトラッキン
グ制御が行なわれる。
【００５８】１５；１層目溶接時の適応溶接制御条件が
条件番号で設定される。「０」の設定は、適応溶接制御
を行なわないことを意味する（ジョウケン １，２を参
照）。それ以外の条件番号の内容は、後述する図１２の
画面で設定される。
条件番号で設定される。「０」の設定は、適応溶接制御
を行なわないことを意味する（ジョウケン １，２を参
照）。それ以外の条件番号の内容は、後述する図１２の
画面で設定される。
【００５９】１６；２層目以降の「タソウモリ」溶接時
の適応溶接制御条件の実行（ユウコウ）／非実行（ムコ
ウ）が設定される。本例ではジョウケン １ではムコウ
が指定され、ジョウケン ２，３，４ではユウコウが指
定されている。
の適応溶接制御条件の実行（ユウコウ）／非実行（ムコ
ウ）が設定される。本例ではジョウケン １ではムコウ
が指定され、ジョウケン ２，３，４ではユウコウが指
定されている。
【００６０】１７；＜ショウサイ＞にカーソルを合わせ
ることで、２層目以降の「タソウモリ」溶接時の適応溶
接スケジュールを設定するための画面が呼び出される。
ることで、２層目以降の「タソウモリ」溶接時の適応溶
接スケジュールを設定するための画面が呼び出される。
【００６１】図１１に適応溶接スケジュール設定画面の
例を示す。適応溶接スケジュールの設定は条件番号の指
定で行なわれる。各条件番号が指定する適応溶接条件の
内容は、更に図１２に示したような画面で表示される。
この設定内容は、キーボード操作によって変更可能であ
る。なお、図１２では、図１０のジョウケン３（動作プ
ログラムで指定）と図１１の適応溶接スケジュール設定
画面で［２］と［３］が指定されていることを考慮し
て、ジョウケン２及び３について内容を示した。但し、
数値等はあくまで例示的なものである。各項目の意味は
次の通りである。
例を示す。適応溶接スケジュールの設定は条件番号の指
定で行なわれる。各条件番号が指定する適応溶接条件の
内容は、更に図１２に示したような画面で表示される。
この設定内容は、キーボード操作によって変更可能であ
る。なお、図１２では、図１０のジョウケン３（動作プ
ログラムで指定）と図１１の適応溶接スケジュール設定
画面で［２］と［３］が指定されていることを考慮し
て、ジョウケン２及び３について内容を示した。但し、
数値等はあくまで例示的なものである。各項目の意味は
次の通りである。
【００６２】ハンイ；ギャップ長の範囲で、１は０．０
ｍｍ〜２．０ｍｍ未満、２は２．０ｍｍ〜３．５ｍｍ未
満、３は３．５ｍｍ〜４．０ｍｍ未満、４は４．０ｍｍ
〜５．２ｍｍ未満、５は５．２ｍｍ〜８．０ｍｍ未満、
６は８．０ｍｍ以上を意味している。なお、６のギャッ
プ長８．０ｍｍ以上の各コラムには＊印が記されている
が、これはエラー信号の出力を意味する（ロボットは停
止し、溶接は中止）。
ｍｍ〜２．０ｍｍ未満、２は２．０ｍｍ〜３．５ｍｍ未
満、３は３．５ｍｍ〜４．０ｍｍ未満、４は４．０ｍｍ
〜５．２ｍｍ未満、５は５．２ｍｍ〜８．０ｍｍ未満、
６は８．０ｍｍ以上を意味している。なお、６のギャッ
プ長８．０ｍｍ以上の各コラムには＊印が記されている
が、これはエラー信号の出力を意味する（ロボットは停
止し、溶接は中止）。
【００６３】ヨウセツ；溶接電圧と溶接電流の条件で、
条件番号で指定されている。各番号の設定内容の例は図
１２下部に示されている。
条件番号で指定されている。各番号の設定内容の例は図
１２下部に示されている。
【００６４】Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）；ｍｍ／ｓｅｃ単位で
表わした溶接速度（ロボットの指令移動速度）である。 Ｙ（ｍｍ）；適応溶接制御のために上乗せされる経路シ
フト量のＹ成分。 Ｚ（ｍｍ）；適応溶接制御のために上乗せされる経路シ
フト量のＺ成分。
表わした溶接速度（ロボットの指令移動速度）である。 Ｙ（ｍｍ）；適応溶接制御のために上乗せされる経路シ
フト量のＹ成分。 Ｚ（ｍｍ）；適応溶接制御のために上乗せされる経路シ
フト量のＺ成分。
【００６５】ウィービング；ウィービングの条件で、条
件番号で指定されている。各番号の設定内容の例は図１
２下部に示されている。同例におけるウィービングパタ
ーン番号が表わすウィービングパターンについては別途
設定される（詳細は省略）。なお、条件番号０はウィー
ビングなしを表わすものとする。
件番号で指定されている。各番号の設定内容の例は図１
２下部に示されている。同例におけるウィービングパタ
ーン番号が表わすウィービングパターンについては別途
設定される（詳細は省略）。なお、条件番号０はウィー
ビングなしを表わすものとする。
【００６６】ネライ；教示されているトーチ姿勢に対し
て適応溶接制御のために上乗せされる狙い角（度または
ラジアン単位）である。 ゼンシン；教示されているトーチ姿勢に対して適応溶接
制御のために上乗せされる前進角（度またはラジアン単
位）である。「ネライ」と「ゼンシン」の双方が０（ジ
ョウケン２を参照）は、教示された通りのトーチ姿勢で
の溶接実行を意味する。
て適応溶接制御のために上乗せされる狙い角（度または
ラジアン単位）である。 ゼンシン；教示されているトーチ姿勢に対して適応溶接
制御のために上乗せされる前進角（度またはラジアン単
位）である。「ネライ」と「ゼンシン」の双方が０（ジ
ョウケン２を参照）は、教示された通りのトーチ姿勢で
の溶接実行を意味する。
【００６７】理解を容易にするために、図８の動作プロ
グラムと図９〜図１２で示した設定例に即して第１層目
と第２層目の制御条件の要点を抽出してみると、次のよ
うになる。 ［第１層目］ トラッキング；図１０の画面で設定されたジョウケン３
で、レーザセンサによるリアルタイムトラッキングを行
なう。 適応溶接制御；図１２の画面で設定されたジョウケン３
で、ギャップ長に応じた適応溶接制御を実行する。 経路補正データとギャップ長データ；バッファレジスタ
２に書き込む。
グラムと図９〜図１２で示した設定例に即して第１層目
と第２層目の制御条件の要点を抽出してみると、次のよ
うになる。 ［第１層目］ トラッキング；図１０の画面で設定されたジョウケン３
で、レーザセンサによるリアルタイムトラッキングを行
なう。 適応溶接制御；図１２の画面で設定されたジョウケン３
で、ギャップ長に応じた適応溶接制御を実行する。 経路補正データとギャップ長データ；バッファレジスタ
２に書き込む。
【００６８】［第２層目］ トラッキング；レーザセンサによるリアルタイムトラッ
キングは行なわず、バッファレジスタ２から読み出され
る経路補正データに基づくトラッキングを実行する。
キングは行なわず、バッファレジスタ２から読み出され
る経路補正データに基づくトラッキングを実行する。
【００６９】経路シフト；位置レジスタ［４］に格納さ
れたシフト量だけ、経路シフトを実行する（図９のＱ2
またはＫ2 を参照）。 適応溶接制御；バッファレジスタ２から読み出されるギ
ャップ長データに基づく適応溶接制御を、図１２の画面
で設定されたジョウケン３の下で実行する。
れたシフト量だけ、経路シフトを実行する（図９のＱ2
またはＫ2 を参照）。 適応溶接制御；バッファレジスタ２から読み出されるギ
ャップ長データに基づく適応溶接制御を、図１２の画面
で設定されたジョウケン３の下で実行する。
【００７０】次に、ロボットコントローラ３０内で実行
される処理の要点を第１層目と第２層目以降に分けて説
明する。 ［第１層目］図１３のフローチャートに示した処理１と
図１４のフローチャートに示した処理２をタスク機能に
より並行的に実行する。処理１は、トラッキングと適応
溶接制御（第１層目）のためのデータを作成する処理で
ある。即ち、後述する処理２でトラッキング開始指令が
出力されるのを待って（ステップＳ１）、レーザセンサ
によるセンシングを開始する（ステップＳ２）。前述し
た方法に従い、レーザセンサで検出されたワークのエッ
ジ位置等に基づき経路補正量とギャップ長を求め、バッ
ファレジスタ１へ書き込む（ステップＳ３）。後述する
処理２でトラッキング終了指令が出力されるまで（ステ
ップＳ４）、レーザセンサによるセンシングとバッファ
レジスタ１へのデータ格納を繰り返す。トラッキング終
了指令が出力されたら、処理を終了する。
される処理の要点を第１層目と第２層目以降に分けて説
明する。 ［第１層目］図１３のフローチャートに示した処理１と
図１４のフローチャートに示した処理２をタスク機能に
より並行的に実行する。処理１は、トラッキングと適応
溶接制御（第１層目）のためのデータを作成する処理で
ある。即ち、後述する処理２でトラッキング開始指令が
出力されるのを待って（ステップＳ１）、レーザセンサ
によるセンシングを開始する（ステップＳ２）。前述し
た方法に従い、レーザセンサで検出されたワークのエッ
ジ位置等に基づき経路補正量とギャップ長を求め、バッ
ファレジスタ１へ書き込む（ステップＳ３）。後述する
処理２でトラッキング終了指令が出力されるまで（ステ
ップＳ４）、レーザセンサによるセンシングとバッファ
レジスタ１へのデータ格納を繰り返す。トラッキング終
了指令が出力されたら、処理を終了する。
【００７１】処理２は、第１層目の溶接をトラッキング
と適応溶接制御を並行実施して遂行するための処理であ
る。先ず、図８に示した動作プログラムの第１行を読み
込んで、ロボットをＰ1 へ移動させる処理を行なう（ス
テップＴ１）。更に第２行を読み込み、ロボットをＰ2
へ移動させ、トーチを点火する（ステップＴ２）。
と適応溶接制御を並行実施して遂行するための処理であ
る。先ず、図８に示した動作プログラムの第１行を読み
込んで、ロボットをＰ1 へ移動させる処理を行なう（ス
テップＴ１）。更に第２行を読み込み、ロボットをＰ2
へ移動させ、トーチを点火する（ステップＴ２）。
【００７２】次いで、第３行、４行とそこで指定されて
いる関連データを読み込む（ステップＴ３）。関連デー
タの内容は図８〜図１２に関連して説明済みなので、こ
こでは省略する。更に、第５行を読み込んで、トラッキ
ング開始指令を出力する（ステップＴ４）。これによ
り、処理１でバッファレジスタ１に経路補正データとギ
ャップ長データの蓄積が開始されるので、それを読み出
す（ステップＴ５）。
いる関連データを読み込む（ステップＴ３）。関連デー
タの内容は図８〜図１２に関連して説明済みなので、こ
こでは省略する。更に、第５行を読み込んで、トラッキ
ング開始指令を出力する（ステップＴ４）。これによ
り、処理１でバッファレジスタ１に経路補正データとギ
ャップ長データの蓄積が開始されるので、それを読み出
す（ステップＴ５）。
【００７３】ここで、それが第（１＋ｎＭ）回目の読み
出しであれば、バッファレジスタ２に複写する（ステッ
プＴ６，Ｔ７）。ここで、ｎは０または任意の正整数、
Ｍはサンプリング間隔を指定するために適当に設定され
た正整数である。例えば、Ｍ＝５であれば、第１，６，
１１，１６・・・回毎に経路補正データとギャップ長デ
ータがバッファレジスタ２に書き込まれる（Ｍ＝１とし
ても良い）。
出しであれば、バッファレジスタ２に複写する（ステッ
プＴ６，Ｔ７）。ここで、ｎは０または任意の正整数、
Ｍはサンプリング間隔を指定するために適当に設定され
た正整数である。例えば、Ｍ＝５であれば、第１，６，
１１，１６・・・回毎に経路補正データとギャップ長デ
ータがバッファレジスタ２に書き込まれる（Ｍ＝１とし
ても良い）。
【００７４】続くステップＴ８では、バッファレジスタ
１から読み出されたギャップ長データについて、属する
範囲（図１２、「ハンイ」の説明を参照）をチェックす
る。これを前回の範囲と比較し、範囲に変化があれば、
それに応じた溶接条件（溶接電圧、溶接電流、溶接速
度、経路シフト、ウィービング条件、トーチ姿勢など。
図１２の関連説明を参照）の変更を行なう（ステップＴ
９）。なお、第１回目の読み出しデータについては、無
条件で範囲変更ありとされる。
１から読み出されたギャップ長データについて、属する
範囲（図１２、「ハンイ」の説明を参照）をチェックす
る。これを前回の範囲と比較し、範囲に変化があれば、
それに応じた溶接条件（溶接電圧、溶接電流、溶接速
度、経路シフト、ウィービング条件、トーチ姿勢など。
図１２の関連説明を参照）の変更を行なう（ステップＴ
９）。なお、第１回目の読み出しデータについては、無
条件で範囲変更ありとされる。
【００７５】そして、これらの条件の適応溶接制御下
で、経路補正データを用いて移動目標点を定めてそこへ
の移動のための処理を行なう（ステップＴ１０）。ステ
ップＴ５〜ステップＴ１０は、ロボットが点Ｐ3 へ到達
するまで繰り返される。点Ｐ3へ到達すると（ステップ
Ｔ１１）、次の第５行が読み込まれ、ステップＴ５〜ス
テップＴ１１と同様の処理の繰り返しによって、点Ｐ4
への適応溶接制御下のトラッキング移動が実行される
（ステップＴ１２）。
で、経路補正データを用いて移動目標点を定めてそこへ
の移動のための処理を行なう（ステップＴ１０）。ステ
ップＴ５〜ステップＴ１０は、ロボットが点Ｐ3 へ到達
するまで繰り返される。点Ｐ3へ到達すると（ステップ
Ｔ１１）、次の第５行が読み込まれ、ステップＴ５〜ス
テップＴ１１と同様の処理の繰り返しによって、点Ｐ4
への適応溶接制御下のトラッキング移動が実行される
（ステップＴ１２）。
【００７６】次いで、再度同様に、第６行が読み込ま
れ、点Ｐ5 への適応溶接制御下のトラッキング移動が実
行され、トーチが消灯される（ステップＴ１３）。続い
て、トラッキング終了指令を出力して（ステップＴ１
４）、第１層目のための処理を終了する。
れ、点Ｐ5 への適応溶接制御下のトラッキング移動が実
行され、トーチが消灯される（ステップＴ１３）。続い
て、トラッキング終了指令を出力して（ステップＴ１
４）、第１層目のための処理を終了する。
【００７７】［第２層目］図１５のフローチャートに示
した処理３を実行する。レーザセンサによるセンシング
は行なわれない。処理３は、第１層目のトラッキング経
路を再現しながら適応溶接制御（第２層目以降）による
多層盛り溶接を遂行するための処理である。先ず、図８
に示した動作プログラムの第８行を読み込んで、ロボッ
トをＰ6 へ移動させる処理を行なう（ステップＷ１）。
更に第９行とそこで指定されている関連データを読み込
む（ステップＷ２）。関連データの内容は図８〜図１２
に関連して説明済みなので、ここでは省略する。
した処理３を実行する。レーザセンサによるセンシング
は行なわれない。処理３は、第１層目のトラッキング経
路を再現しながら適応溶接制御（第２層目以降）による
多層盛り溶接を遂行するための処理である。先ず、図８
に示した動作プログラムの第８行を読み込んで、ロボッ
トをＰ6 へ移動させる処理を行なう（ステップＷ１）。
更に第９行とそこで指定されている関連データを読み込
む（ステップＷ２）。関連データの内容は図８〜図１２
に関連して説明済みなので、ここでは省略する。
【００７８】更に、第１０行を読み込んでロボットをＰ
2 へ移動させ、トーチを点火する（ステップＷ３）。次
いで第１１行を読み込み、多層盛り溶接の処理を開始す
る（ステップＷ４）。
2 へ移動させ、トーチを点火する（ステップＷ３）。次
いで第１１行を読み込み、多層盛り溶接の処理を開始す
る（ステップＷ４）。
【００７９】先ず、経路補正データとギャップ長データ
をバッファレジスタ２から読み出す（ステップＷ５）。
続くステップＷ６では、バッファレジスタ２から読み出
されたギャップ長データについて、属する範囲（図１
２、「ハンイ」の説明を参照）をチェックする。これを
前回の範囲と比較し、範囲に変化があれば、それに応じ
た溶接条件（溶接電圧、溶接電流、溶接速度、経路シフ
ト、ウィービング条件、トーチ姿勢など。図１２の関連
説明を参照）の変更を行なう（ステップＷ７）。なお、
第１回目の読み出しデータについては、無条件で範囲変
更ありとされる。
をバッファレジスタ２から読み出す（ステップＷ５）。
続くステップＷ６では、バッファレジスタ２から読み出
されたギャップ長データについて、属する範囲（図１
２、「ハンイ」の説明を参照）をチェックする。これを
前回の範囲と比較し、範囲に変化があれば、それに応じ
た溶接条件（溶接電圧、溶接電流、溶接速度、経路シフ
ト、ウィービング条件、トーチ姿勢など。図１２の関連
説明を参照）の変更を行なう（ステップＷ７）。なお、
第１回目の読み出しデータについては、無条件で範囲変
更ありとされる。
【００８０】そして、これらの条件の適応溶接制御下
で、経路補正データを用いて移動目標点を定めてそこへ
の移動のための処理を行なう（ステップＷ８）。ステッ
プＷ５〜ステップＷ７は、ロボットが点Ｐ3 へ到達する
まで繰り返される。点Ｐ3 へ到達すると（ステップＷ
８）、次の第１２行が読み込まれ、ステップＷ５〜ステ
ップＷ７と同様の処理の繰り返しによって、点Ｐ4 へ適
応溶接制御下の移動が実行される（ステップＷ１０）。
で、経路補正データを用いて移動目標点を定めてそこへ
の移動のための処理を行なう（ステップＷ８）。ステッ
プＷ５〜ステップＷ７は、ロボットが点Ｐ3 へ到達する
まで繰り返される。点Ｐ3 へ到達すると（ステップＷ
８）、次の第１２行が読み込まれ、ステップＷ５〜ステ
ップＷ７と同様の処理の繰り返しによって、点Ｐ4 へ適
応溶接制御下の移動が実行される（ステップＷ１０）。
【００８１】次いで、再度同様に、第１３行が読み込ま
れ、点Ｐ5 への適応溶接制御下の移動が実行され、トー
チが消灯される（ステップＷ１１）。続いて、第１４行
を読み込んで（ステップＷ１２）、多層盛り（第２層
目）のための処理を終了する。
れ、点Ｐ5 への適応溶接制御下の移動が実行され、トー
チが消灯される（ステップＷ１１）。続いて、第１４行
を読み込んで（ステップＷ１２）、多層盛り（第２層
目）のための処理を終了する。
【００８２】
【発明の効果】本発明によれば、アーク溶接ロボットを
用いた多層盛り溶接における第２層目以降の溶接時にも
適応溶接制御の適用が可能になり、多層盛り溶接の品質
の向上が期待出来る。
用いた多層盛り溶接における第２層目以降の溶接時にも
適応溶接制御の適用が可能になり、多層盛り溶接の品質
の向上が期待出来る。
【図１】突合せ溶接部に本発明を適用する際の基本的な
配置とギャップ長の検出について説明する模式図であ
る。
配置とギャップ長の検出について説明する模式図であ
る。
【図２】本実施形態で使用されるレーザセンサの概略構
成を例示した図である。
成を例示した図である。
【図３】レーザセンサの受光素子による検出位置から、
反射点のセンサ座標系上の位置を求める方法を説明する
図である。
反射点のセンサ座標系上の位置を求める方法を説明する
図である。
【図４】段違い貼合わせ溶接部に本発明を適用する際の
配置とギャップ長の検出について説明する模式図であ
る。
配置とギャップ長の検出について説明する模式図であ
る。
【図５】レーザセンサの３次元位置計測機能を用いて、
ギャップ長ｈ（ｘ）を計測する方法を説明する図であ
る。
ギャップ長ｈ（ｘ）を計測する方法を説明する図であ
る。
【図６】本実施形態における教示経路を説明するための
図である。
図である。
【図７】本発明を実施する際に使用可能なロボットコン
トローラを含むシステムの全体構成を要部ブロック図で
示したものである。
トローラを含むシステムの全体構成を要部ブロック図で
示したものである。
【図８】本実施形態における動作プログラムを説明する
図である。
図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は各々突合せ溶接と段差部溶接
について、適正な経路シフト量が多層盛りの各層で変化
することを説明する図である。
について、適正な経路シフト量が多層盛りの各層で変化
することを説明する図である。
【図１０】本実施形態におけるトラッキング条件設定画
面を例示した図である。
面を例示した図である。
【図１１】本実施形態における適応溶接スケジュール設
定画面を例示した図である。
定画面を例示した図である。
【図１２】本実施形態における適応溶接条件設定画面を
例示した図である。
例示した図である。
【図１３】本実施形態における処理１を説明するフロー
チャートである。
チャートである。
【図１４】本実施形態における処理２を説明するフロー
チャートである。
チャートである。
【図１５】本実施形態における処理３を説明するフロー
チャートである。
チャートである。
１ 溶接ロボットの手先部 ２ トーチ ３ レーザセンサ ４ ツール先端点（トーチ先端） ５ レーザビーム（走査ビーム） ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｈ 輝点軌跡 １０ 投光部 １１ レーザ発振器 １２ 搖動ミラー １３ 検出部 １４ 光学系 １５ 受光素子 ２０ 信号処理部 ２１ ミラー駆動部 ２２ レーザ駆動部 ２３ 信号検出部 ２４ 回線 ３０ ロボットコントローラ ３１ ＣＰＵ ３２ メモリ（ＲＯＭ） ３３ メモリ（ＲＡＭ） ３４ 不揮発性メモリ ３５ 軸制御器 ３６ サーボ回路 ３７ ＬＣＤ ３８ 教示操作盤 ３９ 汎用インターフェイス ４０ ロボット（本体機構部） ５０ 電源装置 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ ワーク Ｇ，Ｈ ギャップ Ｓ 反射点 ＷＴ ワークテーブル
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２５Ｊ 9/22 Ｂ２５Ｊ 9/22 Ｚ Ｇ０５Ｂ 13/02 Ｇ０５Ｂ 13/02 Ａ
Claims (8)
- 【請求項１】 アーク溶接トーチとレーザセンサを搭載
した溶接ロボットを用いた多層盛り溶接における制御方
法において、 第１層目の溶接時に前記レーザセンサを用いて溶接部に
存在するギャップ長を検出してその推移を表わすギャッ
プ長データをメモリに記憶し、 第２層目以降の溶接時に前記記憶されたギャップ長デー
タを用いて適応溶接制御を行なうようにした、前記多層
盛り溶接における制御方法。 - 【請求項２】 アーク溶接トーチとレーザセンサを搭載
した溶接ロボットを用いた多層盛り溶接における制御方
法において、 第１層目の溶接時に前記レーザセンサを用いて溶接部に
存在するギャップ長を検出してその推移を表わすギャッ
プ長データをメモリに記憶し、 第２層目以降の溶接時に前記記憶されたギャップ長デー
タを用いて、適応溶接制御を行うようにし、 更に、前記第１層目の溶接時には、前記レーザセンサを
用いてリアルタイムトラッキングを実行する、前記多層
盛り溶接における制御方法。 - 【請求項３】 アーク溶接トーチとレーザセンサを搭載
した溶接ロボットを用いた多層盛り溶接における制御方
法において、 第１層目の溶接時に前記レーザセンサを用いて溶接部に
存在するギャップ長を検出してその推移を表わすギャッ
プ長データをメモリに記憶し、 第２層目以降の溶接時に前記記憶されたギャップ長デー
タを用いて、適応溶接制御を行うようにし、 更に、前記第１層目の溶接時には、前記レーザセンサを
用いてリアルタイムトラッキングを実行するとともに、
該リアルタイムトラッキングに利用された経路補正デー
タを前記ギャップ長データとともに記憶手段に記憶し、 第２層目以降の溶接時に、前記適応溶接制御と並行して
前記記憶された経路補正データを利用して前記ロボット
の経路補正を行なうようにした、前記多層盛り溶接にお
ける制御方法。 - 【請求項４】 アーク溶接トーチとレーザセンサを搭載
した溶接ロボットを用いた多層盛り溶接における制御方
法において、 第１層目の溶接時に前記レーザセンサを用いて溶接部に
存在するギャップ長を検出してその推移を表わすギャッ
プ長データをメモリに記憶し、 第２層目以降の溶接時に前記記憶されたギャップ長デー
タを用いて、適応溶接制御を行うようにし、 更に、前記第１層目の溶接時には、前記レーザセンサを
用いてリアルタイムトラッキングと前記レーザセンサに
よって検出されたギャップ長に応じた適応溶接制御を並
行実施するするとともに、該リアルタイムトラッキング
に利用された経路補正データを前記ギャップ長データと
ともに記憶手段に記憶し、 第２層目以降の溶接時に、前記適応溶接制御と並行して
前記記憶された経路補正データを利用した前記ロボット
の経路補正を行なうようにした、前記多層盛り溶接にお
ける制御方法。 - 【請求項５】 前記適応溶接制御によって制御される溶
接条件に、溶接電圧、溶接電流、溶接速度、経路シフト
量、ウィービング条件、トーチ姿勢の中の少なくとも一
つが含まれている、請求項１〜請求項４のいずれか１項
に記載された多層盛り溶接における制御方法。 - 【請求項６】 各層の溶接について、前記適応溶接制御
とは別個に、経路シフトが行なわれる、請求項１〜請求
項５のいずれか１項に記載された多層盛り溶接における
制御方法。 - 【請求項７】 前記溶接部が突合せ溶接部である、請求
項１〜請求項６のいずれか１項に記載された多層盛り溶
接における制御方法。 - 【請求項８】 前記溶接部が段差溶接部である、請求項
１〜請求項６のいずれか１項に記載された多層盛り溶接
における制御方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8114371A JPH09277045A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 多層盛り溶接における制御方法 |
| DE69727886T DE69727886T2 (de) | 1996-04-12 | 1997-04-14 | Steuerverfahren und system zum mehrschichtigen schweissen |
| US08/981,818 US6023044A (en) | 1996-04-12 | 1997-04-14 | Control method in multi-layer welding |
| EP97915719A EP0842725B1 (en) | 1996-04-12 | 1997-04-14 | Control method and system for multi-layer sequence welding |
| PCT/JP1997/001288 WO1997038819A1 (fr) | 1996-04-12 | 1997-04-14 | Procede de commande pour soudage sequentiel a passes multiples |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8114371A JPH09277045A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 多層盛り溶接における制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09277045A true JPH09277045A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=14636038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8114371A Pending JPH09277045A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 多層盛り溶接における制御方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
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