JPS60124475A - 溶接線倣い制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の利用分野〕 本発明は開先きのある突合せ溶接、あるいは隅肉溶接を
行う際に、溶接トーチをウィービングさせ、とくに溶接
トーチに流ｎ、るアーク電流もしくは電圧、−ｒなわち
アークに対応する電気量を検出し、その溶接トーチの位
置を制御する溶接線倣い制御方法ぢよび装置に関する。 〔発明の背景〕 溶接トーチをウィービングさせ５当該溶接トーチに流ｎ
、るアーク電流を検出し、当該溶接トーチの位置を所定
の溶接線から外ｎ、ないように倣い制御することは丁で
に知ら石、ている。 こｎ、の具体的な１つの方法は、アーク電流の検出喧を
予め定めた一定量の基準量と比較し、その結果に基づい
て溶接トーチの位置を制御するものである。ｋとえは、
ウィービングパターンの中心におけるアーク電流の検出
直を、こｎ、に対応する一定量の基準値と比較し、その
結果に基づいて溶接トーチの位置を制（財）するもので
ある、　別の具体的な方法は１丁°フイービングバダー
ンの両端における検出１ｉ［’Ｆ互いｌこ一方を基準量
として相互ｌこ比軟し、この結果に基づいて制御するも
のである。こわけ例えば、開先に沿つπ溶接線の右側あ
るいけ左側ｑ１いずｎか一方の側に溶接トーチのｍ路が
外れわけ、ウィービングパターンにおける右側あるいけ
左側のアーク電流が他端のそわ、よりも大きくなるとい
う現象を利用し、たものである。 このような、溶接トーチの物理的な運行は産業、。 用ロボットによって行なわｎ、る。すなわち、こｎ。 は産業用ロボットの手首先端に溶接トーチを取り付ける
ことによって実現ぎわ、る。こσ）手首先端に取り付け
に溶接トーチの運行に必要な情報ｃ′ｌｔ、子イーチン
グ等の方法により前記ロボ゛ントＯ）制御装置内に備え
た記憶装置にブロクラムとして記憶される。そして、こ
の制御装置は前記プログラムの再生モードにおいて、記
憶装置に記憶したプログラムを順次読み出し、読み出し
たプログラム情報に基づいてロボットを作動し、溶接１
・−チを予定の運行経路に沿って移動させる。同時に、
制御装置はアークに対応する電気量を検出し、この電気
量の検出に基づいて当該溶接トーチの溶接線に対する位
置ずれを修正制御する。 溶接トーチの溶接線に対する位置ずわ、の修正に際し、
そのすｎ、量、すなわち修正しなけｎ、ばならない修正
量は、アークに対応する電気量を検出することにより比
較的容易ｌこ算出することができる。 こわ、は上記した通りである。しかしながら、この修正
量に基づいて溶接トーチを物理的に修正移動させるため
には、この修正量に加え、その修正方向が必要となる。 すなわち、溶接トーチをどの方向に前記修正量に応じた
量だけ移動させるかが必要となる。この修正方向を決定
するため、従来は溶接トーチの実際の位置を認識し、こ
ｎ、によりその修正方向を決定していた。衆知のようＥ
こ、産業用ロボットは多数の軸を有し、こｎ、ら多数の
軸の合理的す糺み合せにより、手首に取り付けた溶接ト
ーチを所望の経路ζこ沿って運行する。従って、溶接ト
ーチの現在の位置を認識するに当っては、各軸の位置情
報を取り込み、この情報から計算処理が行なわｎ、る。 こｎ、らの計算処理は実質的に制御装置内に設けた演算
処理部１例えばマイクロプロセッサ等が主に行なうが、
この計算は複雑であり、多大な処理時間を要する。 制御装置内の記憶装置に記憶ざｎ、たプログラムｌこ基
づいて、溶接トーチを運行するのにけ、かなりの量の計
算処理を要し、演算処理部の処理時間の大部分はこｎ、
ｌＣ費やきｎ、ているのが現状である。 丁なわち、手首に取り付けだ溶接トーチを円滑に運行す
るために、制御装置は極めて短かい時間間隔で、溶接ト
ーチが次に進まなけわ、はならない位置情報を順次出力
しなけｎ、ばならない。したがっテ、コの短かい時間内
ｌこブロクラムに基づいた運行のための計算を実行し、
しかもこわ、に加えて溶接トーチの位置づｎ、修正を実
行↑るためσ）当該溶接トーチの現在σ）位置２よび修
正方向を算出処理することはかなりの困難が伴う。特に
、軸数の多い関節形ロボットにぢいては、溶接トーチの
現在の位置の算出にかなりθ）演算時間が必要となり、
実質的に不可能であることから、前記りまた倣い制御は
実施さｎ、でいないのが現状である。 〔発明の目的〕 本発明は上記の点に鑑みて成さｎ、たものであり、その
目的とするところは、溶接線ζこ対する溶接ト′−チの
修正方向を一義的に決定でき、修正に要する時間をより
短時間にすることのできる溶接線倣い制御方法および装
置を得ることにある。 〔発明の概要〕 上記の目的を連敗するｋめ、本発明においては、溶接線
に沿って溶接トーチを相対的に移動するための溶接主経
路ベクトルと５前記溶接線に対し前記溶接トーチに相対
的ｌこ振り動作を与える振りベクトル（！：を合成する
ことにより前記浴接線に対し前記溶接トーチに相対的に
ライビング動作を与える。そして、前記溶接トーチのア
ークに対応する電気量を検出し、当該検出量と所定の基
準量と４の偏差に応じて修正ｔを算出する。当該修正量
の方向決定は、前記振りベクトルを基にして定める。 そして、前記＠接線ζこ対する前記溶接トーチの相対的
な運行は、前記浴接主経路ベクトルと前記振りベクトル
と前記修正ベクトルとを合成したベクトルに基づいて実
行する。すなわち、本発明は修正ｔｆ振りベクトルに基
づいてその方向を一義的に決定するこ七に特徴を有する
。 本発明の好才しい実施態様によれば、修正ベクトルＺ・
オ振りベクトルと１頁交する方向である。 装置の構成に当っては、溶接線１ｒ対し、溶接トーチを
相対約６（所望θ）経路に沿って移動する移動機構を備
える。好ましい実施態様によｎ、ば、こｎ、は産業用ロ
ボットである。そして、前記溶接線に沿って前記溶接ト
ーチを相対的ｌこ移動するための直接主経路ベクトル情
報と、前記溶接線に対し、前記溶接トー十に相対的に振
り動作を与える振りベクトル情報とを記憶する記憶手段
を備える、更に、前記溶接トーチのアークに対応ｆ、６
電気ｔを検出する検出手段と、当記検出量と所定の基準
量との偏差ｌこ応じて修市量を算出する修正量算出手段
とを備える。そし、で、当該修正量を前記振′／）ベク
トル情報を基ＩＣシで定めた方向−こよりベクトル化す
る修正ベクトル作成手段を設ける。修正ベクトルσ）作
成に当って参照される撮りベクトルは前記記憶手段に記
憶さｎ、る振りベクトル情報であってもよいが、こｎが
溶接主経路ベクトル情報により時間と共に麦作する場合
−こけ、この変化しｒものであることが望才しい、装置
の構成に当っては更ＩＣ１前記溶接主経路ベクトル情報
と前記振りベクトル情報と前記修正ベクトル情報コヲ合
成し、当該合成ベクトル情報ζこ基づいて前記溶接トー
千ヲ前記溶接線に沿って相対的に移動するよう前記移動
機構を移動制御する制御手段を備える。 好ましい実施態様ｉζおいで、修正量算出手段。 修正ベクトル情報作成手段、および制御手段はデジタル
コンビューダ等Ｏ）演算処理装置、更に好まシくハマイ
クロコンピュータ等のソフトウニ゛ｒで実現さｎ５る。 したがって、こｎ、らマイクロコンヒ一−タの記憶装置
ｌこはこのようなソフトウェアを実現するためのプログ
ラムが記憶ざ石、る。もつとも、このようなマイクロコ
ンピュータの出力をそσ）まま前記移動機構に入力する
のは困難であることから、制御手段は適当なインダーフ
ェース部を有することは勿論である。 １発明の実施テ１〕 Ｎ下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。 本実＠例では、自動溶接装置とし、て、制御部にマイク
ロコンピュータを備えたマニピュレータである多関節型
ロボット（以下、単にロボットと略記するつ）を用いた
場合について示しである。 第１図は本実施例の全体の構成Ｐ示している。 全体チ１で示ｊロボットは、旋回軸２、上腕軸３゜前腕
軸４１曲げ軸５．ひねり軸６０）５軸よＧ’）成ってお
り、各々は適当なサーボモー８によって駆動される。７
はロボット１の制御ツマネルであり、図示し、ない多数
のキースイッチを備え、電源Ｏ）オン。 オフ、後述するロボツ目のモードの切ＩＱ替工ｆ、にど
を設定できるようになっている。８はティーチングボッ
クスであり、ロボット１の動作を教示する多数のキース
イッチを備えている。９は溶接機であり、後述するよろ
に、ロボット１の制御装置１５からの指令により、溶接
電流、電圧を供給する。また１図示しないが内部に電流
検出装置を備え、検出した電流の値をロボット１の制御
装置１５へ送る、１０はワイヤ供給装置であり、溶接機
９からの指令により、ローラにまいたワイヤを供給する
。】１はワイヤ送給装置であり、ワイヤ供給装置１０か
らのワイヤを、トーチ先端に送り出す。 】２は溶接トーチである。Ｃの他に図示しないが、シー
ルドガス供給装置も備えている。１３は溶接すべき対象
物（以下、ワークというＣ）である。 】４はワーク１３を固定するための台であり、電気的に
接地キわ、でいる。１５は全体を制御する制御装置であ
り、内部構成および外部装置♂の関係を第２図１ご示ｆ
。 以下、第２図について説明する。２．３．・・・、９は
外部装置であり、第１図の同符号部分と対応し。 でいる。２０，２］、２２，２４，２５．・・・、３］
は第３図１こ示す制御装置】５の内部装置である０２３
は表示装置であり、ロボット１の種々の状態を、操作者
ｑ）ために表示する。２０は中央処理装置（は下、単に
ＣＰＵという、）であり、制御パネル７からの、例えば
モード切替、起＠等の指令により、記憶装置２４内のデ
ー帽ご基づいて全体を制御する。２９はサーボアンプ部
であり、ＣＰＵ２０の指令によって、サーボモータ２，
３，４．５，６の各サーボモータを駆動し対応する軸を
回動する。３０け溶接機ｑの内部にある電流検出部であ
り、溶接電流をそｎに対応した微弱な電圧信号に変換す
る。２１はローパスフィルターであり、電流検出部３０
の出力である電圧信号からノイズ成分を除去↑るｃ、２
２はアナログ−ディジタル変換器であり、ローパスフィ
ルタ２Ｊからの電圧信号を、ＣＰＵ２０が解読可能なデ
ィジタル信号Ｃご変換するＣ、また、この変換のタイミ
ングは、制御＃線３２１こよって、ＣＰＵ２０より指示
ざｎ、る。 なお、第２図中、３２で示すような一本線は制御部を示
し、３３のような２本線はデータの流石、るデータＩＲ
を示すものとする。３１は溶接機インターフェースであ
り、ＣＰＵ２０の指令、および。 ＣＰ　Ｕ　２　（ｌから送らｎ、るデータを、溶接機９
の指令信号ｌこ変換する。２４Ｇオ記憶装置であり、こ
ｎ。 は内部がいくつかのニー１アに分けらｎ、でおり、そｎ
、ぞｎ、の記憶部２５．２６．２７．２８は次のような
ものを記憶している。記憶部２５は制御記憶部であり、
ＣＰＵ２０の起動プログラム、ロボット１の単位動作プ
ログラム、各モードの基本処理プロクラムを格納してい
る。こｎ、は例えば、制御パネル７により教示モードが
選歌さｎ、ると、ＣＰＵ２０は当該記憶部２５の基本処
理プログラムｌこより、ティー千ングボックス８で指定
すｎ、たロボット１の所定の軸を単位動作プログラムを
用いて作動するＣまた、その時、教示指令が信号線３４
によってティーチングボックス８より送られて来ると、
ＣＰＵ２０は制御記憶部２５の基本処理プログラムｌこ
従って、そＯ）時の、ロボット１の位置情報、およびテ
ィーチングボックス８で設定された動作条件を、教示記
憶部２６Ｊこ格納する。制御記憶部２５はＲＯＭで構成
する。一方、記憶部２６は不揮発性のＲＡＭで構成する
。 欠に、制御パネル７により作業モードが指定さｎ２、制
御パネル７の図示しない起動スイッチが押さｎ、ると、
ＣＦ’Ｕ２０は制御記憶部２５の基本処理ブロクラムに
よって、作業モードの手順に従い、教示記憶部２６の教
示内容と、制御記憶部２５内部０１ＣＪボット単位動作
プログラムを用いて、教示さｎ、た動作を再現する。２
８は本発明の主要部を成す倣い制御のアルゴリズムを格
納しに倣いアルゴ１１ズム記憶部である。作業モードに
おいて、溶接状態で、しかも倣いの指定が、教示データ
で指定さｎ、ている場合に、この記憶部２８のプログラ
ムがＣＰＵ２０によって実行さｎ、る。２７は記憶部２
８のプログラムが実行きｎ、る際のデータを記憶してい
る倣いデータ記憶部である。 欠番ζ、本実施例において採用したウィービングの一例
について説明する。自動溶接に２いて、ウィービングを
かける場合、大別して、２つの方式がある。その第１は
専用のウィービング駆動部を設け、その駆動部によって
ウィービングをかける方式である。その第２は本実施例
のよ肩こ、３ないし６の自由度を有する装置を用いて、
各軸の協調動作によりウィービングをかける方式である
、第３図、第４図９こ第２の方式によるウイービンクバ
ダーンの−ｆ！ＡＪを示す。第４の方式に比べ、第２の
方式のものは、一般的ｌこ多り０）τ゛フイーピングパ
ターン実行することができ、より熟練溶接工σ）溶＼ 接接法に近い溶接を行なうことが可能である。本実施例
では、５自由度のロボット１と、ロボット１、位動作プ
ログラム内のウィービングサブルーチンによって、複雑
なパターンのウィービンク干行なっている。 第３図、第４図は本実施例１ごＢけるウィービングの様
子を示したものである。第４図において、溶接トーチ】
２は位置Ａ、Ｂ、Ｃ０）３つの位置の間ｐＡ−Ｂ−Ａ−
Ｃ−Ａそいう反復動作と行う。 この動きｌこ、溶接主経路方向の動きを合成１−１たも
のが嬉３図である。こｎ、を実現τるため、教示モード
ｌこ２いては一列として次の各点等が教示さｎ。 る。まず、溶接主経路Ｍの始点Ｓと終点Ｅである。 こｎ、は、主経路Ｍを知るためｌご教示する。５Ｒ９Ｓ
Ｌは始点Ｓにおける反復の方向を示す補助的な点であコ
ツ、反復の方向及び大きさを示すベクトルＷ１．Ｗｙ　
ｆ認識１−るために教示する。更には、主経路Ｍ上での
連接トーチの速度ｖ、３よび撮方向の速度Ｖｌ、Ｍｌが
教示さｎ、る。こｎ、らの情報を基ｌこ第３図に示すウ
ィービングが達成さｒｌ、る。 第３図１ｒ忘いて、ウィービング波形の一周期は６つの
フェイズに分けらｒｌｌ、その各々は次の止うなもので
ある０、 第１フエイズｉＷ１方向に速度ｖ１で進む。この場合、
同様Ｃご溶接主経路方向ｖｌこも進むため、その軌跡は
第３図のＰ１〜Ｐ２のようになる。Ｗ１方向の位置Ｗが
位置Ｗ１になると１次のフェイズｌこ進む。このフェイ
ズは（Ｗ＝Ｗ１／Ｎ１１ｘｑｖ１ａｔ）と氏わずことが
できる。 −第２フェイズ：振り方向速度を０とし、一定時間だけ
Ｖ方向に進む。このフェイズは（Ｗ−Ｗｌ）と表わすこ
とができる。 第３フエイズニーＷｌ方向に速度ｖ１で進む。位ＲＷ−
０で次のフェイズに移る。このフェイズはことができる
。 嬉４フェイズ、第５フエイズ、第６フエイズは、各々、
第１．第２．第３７エイズに対応した動きを、Ｗ２方向
、速度ｖ２で同様に実現さｎ、る。 次ｌζ、作業モードにおける処理手順を第５図に示すフ
ローチャートラ参照して説明する。本実施例では一定周
期（サンプルタイミング）ごトｌこ。 サーボ系へ位置データを出力することにより、連続経路
制御を実現している。図１こけ示不ないが、ロボットは
常に自分の現在位置を内部データとして持つでいる。ま
ず、起動命令が入ると、ブロクラムはステップ１から実
行さｎ、る。そして、ステップ２１こ８いて、ロボット
が教示点にいるか否かの判別が行なわｎ、る。教示点ｌ
ζいた場合は、次に進ムべき教示点のデータをステップ
３に８いて教示記憶部２６から読み出す、ステップ４に
おいて、次の教示点データが記憶すｎ、でいないと判断
さｎ。 た場合、起動終了と判断し、上位のプログラムにコント
ロールを移す。当該ステップ４において。 終了点でないと判断した場合は、次の処理ステップに進
ム。ステップ２で教示点でないと判断さｎ、た場合２及
びステップ４で終了点でないと判断さｎ、ｒ：場合は、
ステップ悼ρおいて進行方向のベクトルｅｖを算出する
。こｎ、は、現教示点Ｔｃと前教示点ＴＢとから、 ｅｖ＝（Ｔｃ−ＴＢ）／１Ｔｃ−ＴＢｊによって算出す
ｎ、る。続くステップ６では、指定さｎでいる速度ｖｔ
を用いて、 ｖ＝ｖｔＸｅｖ という処理を行なう。　次に、ステップ７においてウィ
ービングの指示が有か否かを判断し、ウィービング有の
場合は、ステップ８．９の処理を行い、そｎ、以外の場
合は、ステップ１２の処理に移る。ウィービング有の場
合は、ステップ８においてウィービングベクトルの算出
を行う。こｒは、前述の＋”フィーピングＯ）各フェイ
ズに従って処理さｎ、る。ここで算出さｎ、るベクトル
は、フェーズ１（△ｖ１は、サンプ１１ングタイムを、
単位としたウィービング速度である。） フェーズ２については、 Ｗ−。 フェーズ３については、 フェーズ４については、 （△ｖ２はサンプ１１ンクタイムを単位と、たウィービ
ング速度である。） フェーズ５１こついては、 △＝　０ フェーズ６については。 である。ステップ９においては、 Ｗ＝Ｗ十ΔＷ きいう計算をしでいる。ここで％Ｗはフェイズの移行の
判断に使用する、ステップ］０では倣いの指定が、ある
か否かを判別し、倣いの指定があわ、ば、後述のステッ
プ１１の処理を実行する。 次の補間点の算出は、ステップ１２により次の式に基づ
いて成さｎ、る。 ＰＮ＝Ｐｃ−４−ｖ−１−Ｗ−）−ＤＸｏＫたたし、こ
の式において。 ＰＣ：ロボット現在位置ベクトル Ｖ　二進行方向速度ベクトル（複数の教示点と速度教示
モータにより算出ざｎ、るｃ、）Ｗ　：ウィービング位
置ベクトル Ｄ　：倣いベクトル（後述） ＰＮ：次の補間点 ＯＫ＝出カフカフ ラグ出力フラグｏＫは、後述（第１１図の第６処理にお
けるステップ６６）の倣い処理の中でセントさｎｌ、補
間点算出後り（１ア（ＯＫ−ｏ’）さｎ、る。 ステップ１３では、算出さｎ、た補間点ＰＮを、ロボッ
ト各軸の回転角に変換する。−その後、ステラｍ”１４
１こよって出力のタイミングを合せ、ステップ１５で実
際にサーボモータに直を出力する。ステップ１５の処理
が終了すると、再びステップ２ｔこ戻り、以上の各処理
ステップをくり返す。 第６図は第５図でステップ１１として示した倣い処理Ｑ
）判断部を示すフローチャートである。Ｐｈは前記のウ
ィービングフェイズを示してぢり、ステップＩｌａ、ｌ
ｌｂ、１１Ｃ９・　、１１ｆによってフェイズを判断し
、その結果に応じて各フェイズごとに別々の処理ルーチ
ンｌ１ｇ、ｌｌｈ。 １１１、・・・、１１１へ移るようにする。次に、ステ
ップＩ１ｇ、ｌｌｈ、Ｉｌｉ、・・・、１】ｌの各処理
についで説明する。第７図は第６図σ）ステップ１１ｇ
の処理を詳細に示したフローチャートであり、以下この
図について説明する。Ｗｌ、Ｗｌは°前記のウィービン
グ動作を実現するための第１．蘂２振リベクトルである
。ステップ７１においてはベクトルＷ１とＷｌの条件を
判別している。すなわち、ベクトルＷ１とＷｌのなす角
が０度、もしくは１８０度等、平行になる場合は、こｎ
、をエラートシてステップ７５．７６のエラー処理系ｔ
こ移りロボツＨ，停止する。ステップ７２のＰｌとはＷ
１方向に対応した修正ベクトルであり、ステップ７３の
Ｐ２はベクトルＷ２方向ｌこ対応したそｎ、である。 ステップ７２．７３のＰｌ、Ｐ２は次のような方式でめ
る。 条件（×は外積、・は内積を示す。） Ｐｌ　−１，Ｐ２　−１　・・・・・−（１）Ｐｌ　Ｗ
ｌ、Ｐ２　Ｗ２　・・・・・・（２）Ｐｌｌｌ（Ｗ１×
Ｗ２）＝０　・・・・・・（８）Ｐ２・（ＷＩ　ＸＷ２
　）　＝　Ｏ・・・・・・（４）Ｐｌ・Ｗ２≧０　・・
・・・・（５） Ｐ２・Ｗソ≧０　・・・・・・（６） 各式の意味は次のとうりである、すなわち１式（１）の
ＰＩ、Ｐ２は単位ベクトルである。式（２）は第１２図
に示すようｌ乙Ｐ１とＷｌ、Ｐ２とＷ２は直角であるこ
とを示す。式（８）９式（４）は第１３図Ｏ）ベクトル
Ｗ１．Ｗ２の作る平面ＵＯ内に、ベクトルＰ１．Ｐ２が
共に存在することを示している。 式（５）９式（６）はベクトルＰ１．Ｆ’２がベクトル
Ｗ１とＷ２のな丁角Ｏ）小さい方へ向いていることを示
−ｒｃ、式（１）〜（６）を用いて、Ｐｌ、Ｐ２につい
て解くとなる。ここで、８　、に１．に２け Ｓ＝ｌ’Ｗｉｌ’°ｌＷ２１　’　−（Ｗｌ・Ｗ２）゛
　・・・（９）ｋｌ−（ＩＷ１１’　／８　）±　・・
・００）ｋ２−（１Ｗ２１’　／Ｓ　）＋　・・・（１
１）となる。続くステップ７４で、ウィービングのフェ
ーズ１に２ける酵接電流の基準直Ｒ１を、設定さｎ、て
いる溶接電流呟より算出する。ＪＶ上が第１処理］】ｇ
である、 次に禰２処理１１ｈを説明する。第８図に処理のフロー
チャートを示す、ステップ８１のＦｌの判断は、ステッ
プ８５と対応して同一ウィービング周期内でこれ以降の
処理が複数回行なわ２″１５るのをふせいでいる。ステ
ップ８２ＩＣ，おいては、実際のｍ接電流工１を検出す
る。ステップ８３では。 次の式により修正ｔＤ１をめる。 Ｄｌ−ｏｘ（１ｌ−Ｒ１）　・・・０２）（ここで、Ｇ
け変換定数である。） ステップ４では、第１処理でめたベクトルＰ１を用いＣ
１ １）＋　＝　１）１Ｘ　Ｐｌ　・・・・・・０３）とし
、修正量をベクトル化する。、、第３処理では第９図に
示すように何もしない、第４処理では、第１０図に示す
ように第１処理のＲ１の設定と同じコトヲ、ステップ１
０１によりＲ２につイテ行つ。 第５処理では、第１１図に示すように第２処理とほぼ同
じことを、第２方向について行う、ただ（，５、第１１
図のステップ１１６に示すように、第６処理をうなが−
「フラグ０　’Ｕ　Ｔを設定している。第６処理；（お
いては、第１２図に示ｆ、、ｊ：う

【こ、フラグ′ＯＵ
Ｔによって、ステップ１２１と］２５ｉこより、同一ウ
ィービング周期内で複数回同一σ）処理力５行わｎゐの
を一≦、せいでいろ。ステ゛ンブ１２２１こオＧ１ては
、第２処理と第５処理によってめらｊ、たベクトルＤ１
とＤ２を用いて。 Ｔ）　＝　Ｄ　Ｉ　−トＤ２　・・・・・・α→の演算
を実行し、全修正量を算出する、そして、ステップ１２
６によって出力終了フラグＯＫをゼントし、第５図に示
すメイン処理部の補間計算部Ｃ（ベクトルＤＯ’１７：
＝Ｌ込みを指示する。ステップ１２３．１２４は、次の
ウィービング周期における第２、第５処理をうながす。 次に、第１４図、第１５図を用いて、倣いの原理を説明
する。定電圧特性の溶接電源を用いに場合。 エクステンシヨンは流わ、る溶接電流とある一定）関係
をもっている。一般ｌこ、こｎはある範囲に２いて、次
の近似丈で示すｎ、る。 Ｉ　−−ａ　−Ｌ−１−ｈ−−−−・−（＋５）（Ｋだ
し、ａ）Ｏ，ｂ’＞０である。−）今、第１４図０１よ
うに、溶接トーチ１２が正確に開先をねらっているとす
る。そうすると、距離１１に対応ＬＪ、−電流鳴Ｒ１、
距離／２＃Ｃ対応しに電流匝Ｒ，２に対し、Ｂ側とＣ側
の電流匝を比較することになる。 そのため、 Ｄｌ−Ｇ・（１１−Ｒｔ）　・・・・・・０６）＝Ｇ・
（（−ａ＠／！１＋ｂ）−（−ａ−）１＋ｂ））−〇 同様Ｓこして、 Ｄｌ−０・・・・０″７） 、！：なり、 Ｄ＝Ｐ１・Ｄｌ　＋Ｐ２−Ｄ２＝０　・・・・・・０８
）となって、修正動作は実行しない。次に、第１５図に
示すよろ９こワーク１３が左＋ｒ△Ｘだけずｎ、たとす
ると、ｌ’１〉ＩＡ　、１１７＜１２　となるため、Ｄ
ｌ−Ｇ・（工′１−Ｒｌ） ＝Ｑ−（（−ａ慟ｌ〆１＋ｂ）−（−ａ−ｊ１＋ｂ））
−−Ｇｏａ＊（ｊ’１−１１）　・−・−・（ｔ９）同
様ｉｊ　ｃ、て。 Ｄｌ−Ｇ−ａ　・（ｔＩ２−ｔ２）　・−・・＝（２０
）となる。 従って・ Ｄ１＝　−Ｇｏ　ａ　（１’１−７１　）　・−（２１
）Ｄ２＝　Ｇ−ａ（ｌ’２−１２）　−−−−べ勾Ｄ　
−ＤＩ＋Ｄ２　・・・・・・（２時となる、そして、Ｉ
ｈ　、Ｄｌ、Ｄは第１５図に示す関係となる。したがっ
て。 ｔ、　ｘ　−ｌ　Ｄ　ｌ　叫＝（２ａ）となるように定
数Ｇを決定τ石、は、正しい倣い制御ができることにな
る。例えば、第１５図で；α−９０°Ｖθ−４５°のと
きは、 △ｘ−（ｔ’１−１１）＝　−（１’１−１２）・・・
・（＠となる。 又。 となり。 Ｄ　＝Ｇ−ａΦ△ｘｘ　−Ｘ２ 質 ＝Ｖ２　（）　−ａ　−△ｘ　−−−−・−（Ｘ！７）
△ｘ　−Ｄ　亡おくと、 Ｇ−□　・・・・・（２４ シフａ となる。 又、一般には、θ、αによって式（２Ａ）〜（イ）を解
くことｌこより、定数Ｇが得らｎ、る。 以上０）ようにして、一般のすわ、に対して、倣い制御
力Ｓ可能となる。 第】６図は実際に倣いを行なっている様子である。 この図において、１３ａは薄板であり、１３ｂは！厚板
である゛。従来、このような薄板１３ａと厚板１３ｂと
の溶接による接合は、高度な技術を必要とし７、単振動
的なウィービングでは溶接はむずかしく、さらに倣いを
行うことはそ３Ｖ以上に困難であった。し７かしながら
１本実ｌｌｆｆ４列においては、図に示すようなウィー
ビングを用い、倣いが可能であることから、艮好な溶接
が可能となる。 第１７図は開先が切り欠いてあり、しかも板厚が異って
いる。この場合も、倣いとは独立にＳ〜ＳＲと８−、＝
ＳＬの各振幅を選択できる。と石により良好な溶接が可
能となる。 第１８図は上進連接の列である。この場合、従来の単振
動ｊ（よるウィービングでは、接合部分に必ず溶は込み
不良が発生しでしまい、また倣い自体もこＯ）ような一
般的な方向の溶接に対しては非常に困難であった。しか
し５本実施列３こおいては、図のようなウィービングバ
ダー７により、接合部１の饅は込り不良をなくシ、シか
も本方式ではベクトルＰ１．Ｐ２が一般的なベクトルで
あるため、このような方向の倣いも良好に行うことがで
きる。 ざらに、円弧補間を用いた円形部位の溶接においても、
ウィービング振幅方向さえ正しく方向を変化させていけ
ば、修正ベクトルＰ１．Ｐ２は各ウィービング周期ごと
に計算していくため、容易に対応が可能である。 本実施例では２千面にわたるウィービングを用いたが、
一般に複数のｎ平面９こわたるウィービングに２いても
各平面に対応して修正単位ベクトルＰ１．Ｐ２．Ｐｊ−
、Ｐｎを乞％ざらに各平面に２けるエクステンション対
応基準随Ｒ１，Ｒ２゜・・・、Ｒｎにより、同様の方式
で によって修正ベクトルをめることができ、倣いが可能と
なる。 まだ、以上の実施列においては、修正ベクトノ１／Ｉ）
１．Ｄ２′ｆｒ：、ｃｒｉ、の方向決定の基準となった
振　−リベクトルＷ１．Ｗ２と直角方向と定めたがこｎ
。 は平行であってもよい。また修正ベクトルＤ１゜Ｄｌは
当該ベクトルの修正量の検出側でない振りベクトルに基
づいてその方向を定めるようにしてもよい。こｎ、は例
えば、修正ベクトルＤ１の方向決定は振りベクトルＷ２
に基づいて、こｎｌと直角又は平行、修正ベクトルＤ２
の方向決定は振りベクトルＷ１に基づいて、こｎ、と直
角又は平行ということである。また１以上の説明におい
ては、修正ベクトルＤＩ、Ｄ２＞ｐ振りベクトルＷ１．
Ｗ２と直角、又は平行として説明したが、この角度は任
意であり、特に限定はない。実施例にぢいては、振りベ
クトルＷ１とＷ２の成す角が０度、又は１８０度の場合
、こｎ、ヲ工う−として処理したが、こｎ、け説明の便
宜上であり％例えば前記１７たようｌこ修正ベクトルＤ
Ｉ、Ｄ２の方向決定に当り他の振りベクトルと平行にす
ｎ、は、このような条件の場合においても倣い制御が実
現可能であることは明らかである。更ｌこ、修正ベクト
ルＤ１．Ｄ；ｚ７）振すベークトルＷ１．Ｗ２に基づい
て方向を決定する場合、条件によっては修正ベクｌ−／
しＤｌ、Ｄ２の方向反転、あるいは多少の幾何学的処理
を旋す必要のある場合があるが、こｎ、は当業者であわ
、は容易に可能であり、このようなものに８ける説明は
省略する。要するに１本発明ｌこぢいては、修正ベクト
ルの方向を振りベクｈ　／Ｌｌこ基づいて決定すること
が重要であり、振りベクトルさの角度、あるいは多少の
演算処理の追加、減少等は何ら本発明を限定するもので
はない。 更に、以上の実施列にぢいては、啓接＃ｉを有するワー
クを固定とし、こｎ、に対し溶接トーチを移動する場合
について説明したが、こｎ、は相対的なものであり、溶
接トーチを固定さし、ワークを移動するようにしでもよ
いことは明らかである。 〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明は耐液トーチを
溶接線に対し相対的にウィービンク作動するための振り
ベクトルに着目し、これヲ基に修正量の方向を決定する
ようにしているため、修正方向が一義的に決定でき５溶
接トーチの実際の位置情報を不要亡しでいることから、
倣い制御のための修正が短時間で実行できる。したがっ
て、より軸数の多い産業用ロボットにも倣い制御の適用
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示したものであり、帆１図は自
動溶接装置の全体を示す概略図、第２図は全体の制御系
を示すブロック図１色３図はウィービング動作を説明す
るための斜視図、第４図は第３図グ）右側面図、第５図
は全体の処理動作を示すフローチャート、第６図は倣い
処理動作を示すフローチャート、第７図、＠８図、第９
図、第１０図、第１′１図、第１２図は第６図の第１．
嬶２゜第３．第４．第５．第６処理動作を示すフし→ヤ
ード、第１３図、第１４図、第１５図、第１６図。 第１７図、框１８図は本発明を説明するための説明図で
ある。 Ｍ：溶接主経路％Ｗ１．Ｗ２　：振りベクトル。 Ｉｈ　、Ｄ２　：修正ベクトル、１：移動機構、１２：
溶接トーチ％２６：記・億手段、３０：検出手段。 ８３．１１３：修正量算出手段、８４，１１４：修正ベ
クトル情報作成手段、２０：制御手段。 潴４図 第　５　図 年６図　凍７図 ＄８図　＄９図 第１１図 沸　１２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶接線に沿って溶接トーチを相対的に移動するため
   の溶接主経路ベクトルと、前記溶接線に対し前記溶接ト
   ーチｌこ相対的ｌこ振り動作を与えるための振りベクト
   ルと、前記溶接トーチのアークに対応する電気量を検出
   し、当該検出量と所定の基準量との偏差に応じて算出し
   た修正量を前記振りベクトルを基ｌこして定めた方向に
   よりベクトル化した修正ベクトルとを合成し、当該合成
   ベクトルに基づいて前記溶接トーチを前記溶接Ｉｗｉこ
   沿って倣い制御する溶接線倣い制御方法。 ２、振りベクトルは複数のベクトルから成り、修正ベク
   トルは前記各種りベクトルに基づいて方向が定めらｎ、
   た複数の修正ベクトルから威令ことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の溶接線倣い制御方法。 ３、振りベクトルはその方向が溶接主経路ベクトルの各
   側方を向く一対の振りベクトルから成り、修正ベクトル
   は当該一対の撮りベクトルの各々と直角な一対の修正ベ
   クトルとから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の溶接線倣い制御方法Ｃ ４振りベクトルはその方向が溶接主経路ベクトルの各側
   方を向く一対の振りベクトルから成り。 修正ベクトルは当該一対の振りベクトルの各々と平行な
   一対の修正ベクトルとから成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の溶接ｉ倣い制御方法。 ５、所望の経路に対し溶接トーチを相対的に移動する移
   動機構と、溶接線ｌこ沿って前記溶接トーチを相対的に
   移動するための予め定めた溶接主経路ベクトル情報と前
   記溶接トーチに振り動作を与えるための予め定めた振り
   ベクトル情報とを記憶する記憶手段と、前記溶接トーチ
   のアークに対応する電気量を検出する横用手段と、当該
   検出量と所定の基準量との偏差に応じて修正量を算出す
   る修正量算出手段と、当該修正量を前記振りベクトル情
   報を基にして定めた方向によりベクトル化した情報を作
   成する修正ベクトル情報作成手段と、前記溶接主経路ベ
   クトル情報と前記撮りベクトル情報と前記修正ベクトル
   情報とを合成し、当該ベクトル情報に基づいて前記溶接
   トーチを前記溶接線に沿って移動するよう前記移動手段
   を制御する制御手段とを具備して成る溶接線倣い装置、 ６、振りベクトル情報は複数のベクトル情報から成り、
   修正ベクトル情報は前記各種りベクトル情報に基づいて
   方向が定めらｎ、た複数の修正ベクトル情報から成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載ｑ）溶接線倣
   い制御装置。 ７、振りベクトル情報はその方向が溶接主経路ベクトル
   情報の各側方を向く一対の振りベクトル情報から成り、
   修正ベクトル情報は当該一対０）撮りベクトル情報の各
   々と直角な一対の修正ベクトル情報とから成ることを特
   徴とする特許請求の範囲第５項記載の溶接線倣い制御装
   置。 ８、振りベクトル情報はその方向が溶接主経路ベクトル
   情報の各側方を向く一対の振りベクトル情報から成り、
   修正ベクトル情報は当該一対の振りベクトル情報の各々
   と平行な一対の修正ベクトル情報とから成ることを特徴
   とする溶接線倣い制御装置。