JPS6028595B2 - 自動溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自動熔接装置に関し、特にアーク溶接を行う
自動溶接装置のウイービング制御に関する。

従来より、例えばアーク熔接における自動溶接装置が実
現されている。

このようなアーク熔接のトーチの熔接容量には或る限度
があり、従って被溶接物（ワーク）の板厚が大きくなる
と、例えば突合せ熔接などでは、接合面への完全な熔材
の溶込みは望めない。そのため、板厚、トーチの容量等
の条件を考慮してウイービングを行なって溶接結果の向
上を計ることはすでに周知である。このような、従来の
、ウイービングを行なう自動熔接装置（例えば平面上の
溶接線にトーチを自動的にならわせるもの）においては
、トーチを機械的に溶接線の左右に振らせたり、アーク
に回転磁界を与えて熔接点を振らせたりしている。しか
しながら、上述のごと〈の従来技術においては、機械的
なェナーシャの問題、トーチ囲りに付属装置（機械的機
動手段や磁界附与手段）を設けるためのスペースの問題
、装置の重量の問題あるいはウイービング条件の変更困
難等の各々の問題点を生じる。このような従釆技術の欠
点ないし問題点を解消して、比較的簡単にウイービング
制御しうるような直角座標系の自動溶接装置を、本件出
願人が先に提案した。

この提案された自動溶接装置は、たとえば昭和５１年２
月９日付で出願公開された侍開昭５１一１６２５ｙ号公
報に開示されている。

この特開昭５１一１６２５ｙ副こ開示される自動溶接装
置は、プログラム装置に直角座標軸に沿ったウイービン
グ軸、移勤方向、ウイービング軸およびウイービングピ
ッチを設定しておき、その設定された指令情報に応じて
ウイービングを連続実行させるウイービング反復制御手
段を備えている自動溶接装置である。この提案された自
動溶接装置によれば、従来のような付加装置を不要とし
、比較的簡単な構成および操作でウイービング制御がで
きる、という従来技術にはない効果を奏することができ
る。しかしながら、この侍開昭５１−１６２５ｙ号‘こ
開示された発明では、さらに、次のような解決すべき問
題点が残るのである。すなわち、この特開昭５１−１６
２５９号に開示されている自動熔接装置においては、溶
接線の方向すなわちトーチの進行方向が直角座標軸のい
ずれかの軸×，ＹまたはＺに対して平行なければならな
い。換言すれば、この提案された自動溶接装置において
は、溶接線を任意の方向に設定できないことを意味する
。このことは、ワーク取付に際して極めて精密な位置決
めを必要とするばかりでなく、ワークが複雑な場合すな
わち１つのワークにおいて方向の異なる熔接線がいくつ
もある場合には、その都度、その溶接線の方向が制御可
能な制御軸に平行になるように、その姿勢を変えなけれ
ばならず、連続的なウイービング溶接ができない。それ
ゆえに、この発明の主たる目的は、従来技術の欠点を除
き、しかも操作容易、構成簡単で先に提案された自動溶
接装置における問題点をすべて解消しうる、自動溶接装
置を提供することである。

この発明では、最初の１ウイービングサイクルの始点Ｗ
，とこの始点Ｗ，から、このウイービングサイクルの終
了点の一つ前のウイービング点Ｗｎまでの各ウイービン
グ点および前記ウイービングの始点から始まる一連のウ
イービングの終点Ｗｅをティーチングすることによって
ウイービングパターンと溶接線を決定する。

そして、最初の１ウイービングサイクルの女台点Ｗ，か
ら、その終了点の一つ前のウイービング点Ｗｎまでの直
線距離を演算で求め、これでもつて前述決定された熔接
線に沿った１ウイービングピッチとする。そして、最初
に決定されたウイービングパターンの各ウイービング点
の位置情報にこのピッチを順次加算し、ウイービング終
点Ｗｅまでの順次のウイービングの各ウイービング点の
位置情報を演算する。これらの位置情報は各制御軸ごと
に演算して指令される。それによって、ティーチングさ
れたウイービングの始点および終点によって決定された
直線の溶接線に沿って、最初にティーチングされたウイ
ービングパターンを順次反復プレイバックしながらトー
チをウイービングさせる。なお通常、プレイバック方式
とは、例えばウイービングの始点から終点に到る各ウイ
ービング点をすべてティーチングし、プレイバック時に
それらの点をたどりながらウイービングすることを意味
するが、この発明においては、最初のウイービングパタ
ーンをティーチングし、それを反復プレイバックするこ
とを意味している。

なお、１ウイービングサイクルの終了点をもティーチン
グしてウイービングパターンを決定しようとしても、被
溶接物上でウイービングの始点と終点を結ぶ直線を求め
てその上にウイービングサイクルの終了点を決定し、ト
ーチを移動してティーチングすることは非常にむずかし
い。

従って、この発明では最初のウイービングサイクルの始
点Ｗ，とこの最初のウイービングサイクルの終了点の一
つ前のウイービング点Ｗｎまでの距離でもつてウイービ
ングピッチを決め最初の１ウイービングサイクルの始点
Ｗ，の位置情報にこのピッチを順次加算し、次のウイー
ビングサイクルの始点すなわち現在のウイービングサイ
クルの終了点とすることによって１ウイービングサイク
ルを決定している。この発明の上述の目的およびその他
の目的を特徴は図面を参照して行なう以下の説明から一
層明らかとなろう。

第１図はこの発明の背景となる、かっこの発明の適用さ
れ得る目敷溶援装置を示す全体斜視図である。この自動
溶俵装置は、必要な自由度を被加工物ないしワークの取
付け具と、トーチの取付け具とに分けて、ワークないし
トーチの位置を制御し得るように構成している。そのた
め、形状の複雑なワークを立体的に溶接する場合でも、
溶接条件のよい姿勢で熔接ができ、機械的構造や制御装
置も簡単となっている。構成において、この自動溶接装
置本体１００は、ワーク（図示せず）の取付け具１０５
を左右、前後方向に移動ないし水平軸日まわりに回転で
きるように、トーチ１０９の取付臭１０８を上下方向に
移動ないし垂直軸Ｌまわりに回転できるようにそれぞれ
構成され、ワークおよびトーチ１０９の移動および回転
位置を自動制御するための制御箱４００が設けられる。

より詳細に説明しよつｏ平面Ｌ字形の床板１０１の一方
辺には第１枠体１０２が固談される。この枠体１０２の
上部には、左右方向（図における×軸万向）に移動可能
な台車１０３が設けられる。この台車１０３の動力手段
は（図示しないが）この実施例では公知の減速機付のブ
レーキ付モータであり、動力伝達手段は（図示しないが
）公知のボールナットとねじ榛との係合手段（いわゆる
ボールスクリュー）である。また、台車１０３の上部に
は、前後方向（図におけるＹ軸方向）に移動可能な第２
枠体１０４が設けられる。この枠体１０４の動力手段お
よび動力伝達手段も、図示しないが、同様の減速機付の
ブレーキ付モータおよびポールスクリューである。前記
枠体１０４の前部には、水平軸日まわりに（図における
８輪方向）に回転可能なワーク取付け具１０５が設けら
れる。

このワーク取付け具１０５の動力手段も、図示しないが
、公知の減速機付のブレーキ付モータである。前記床板
１０１の他方辺端部には、第３枠体１０６が立設される
。

この枠体１０６には、上下方向（図におけるＺ軸方向）
に移動可能な腕１０７が設けられる。この腕１０７の動
力手段および動力伝達手段も、図示しないが、同様の減
速機付のブレーキ付モータおよびボールスクリューであ
る。そして、腕１０７の先端部には、垂直軸Ｌまわり（
図における■軸方向）に回転可能なトーチ１０９の取付
け具１０８が設けられる。このトーチ取付け具１０８の
動力手段も、図示しないが、公知の減速機付のブレーキ
付モータである。また、トーチ１０９の取付け位置は、
該トーチ１０９の中心線延長上の溶接点ＷＰが、前記垂
直軸Ｌ上に一致するように構成され、さらにその取付け
角は、実施する溶接態様（突合せ溶接あるいはすみ肉溶
接等）や被加工物の形状に応じて最適に選ばれるものと
する。また、前記トーチ１０９には溶接用電源２００か
ら電流が与えられる。

前記各部の動力手段（減速機付のブレーキ付モータ）の
正転、逆転、移動速度および前記溶接電流等を、前記制
御箱４００および溶接制御装置３００でプログムに従っ
て自動的に制御し、前記熔接点１１０が被加工物（図示
せず）の溶接線に沿うように、かつ溶接条件の最もよい
姿勢で自動溶接ができるように、２つの取付け具１０５
および１０８の相互位置を制御する。そのためのプログ
ラムを作成する目的ないし手動操作の目的で、リモート
コントロールぐリモコン」）パネル５００が設けられる
。なお、この実施例では、トーチ１０９の中心線延長上
の溶接点ＷＰは、垂直軸Ｌ上に一致するように構成して
いるため、取付け具１０８の■軸方向回転に拘ず一定で
あり、同一溶接点に対するトーチ１０９の姿勢を取付け
具１０８の回転（■軸方向）によって任意に変えること
ができる。

すなわち、この実施例は、５つの自由度を有する宮勤溶
懐装置である。第２図はこの発明の制御箱４００の好ま
しい実施例を示すパネル配置図である。

この制御箱４００は、例えばマイクロプロセッサ等のＣ
ＰＵを収納すべきパターンラック４３０と、前記演算部
にプログラム命令を与える、かつワイヤメモリ等から成
る不漣発性メモリ４４０を有し、このメモリ４４０に前
記プログラムをティーチング（Ｔｅａｃｈｉｎｇ）して
おく。

メモリ４４，川ま、例えば、記憶可能ワーク数が８種類
、記憶可能ステップ数が５５０ステップ、記憶可能ブロ
ック（１つのワークをいくつかのブロックに分けたとき
のブロック）数は１ワークについて１０ブロック等の記
憶容量を有する。この実施例は、このメモリ４４０に予
めティーチングされたプログラムに従って前記自動溶接
装置１００の各軸×す Ｙ，Ｚ，８，■の位置決め、鞠
Ｘ，Ｙ，Ｚ，■方向の移動速度制御ないしシーケンスの
制御を行なうものである。また、この制御箱４００‘こ
は、メインパネル４１０が設けられる。このメインパネ
ル４１０‘こは、メインスイッチとしてのキースイツチ
４１１と、ラインランプ４１１１と、電源投入スイッチ
４１２と、手動（Ｍａｎｕａｌ）、自動（Ａｕｔｏ）、
テスト（Ｔｅｓｔ）の各モードを選択すべきモード選択
スイッチ４１３と、各動作モード開始時に押圧するべき
スタートスイッチｄ１５と、自動モードの一際の一時停
止（ポーズ；Ｐａ瓜ｅ）を指令すべきポーズスイッチ４
１６と、エラーがあったことを表示するエラーランプ４
１７と、非常停止のための電源遮断スイッチ４１８とが
備えられる。これらの操作ないし動作は、後のより詳細
な説明に関連して一層容易に理解されよう。第３図は、
制御箱４００と共同してティーチング点設定手段ＴＳを
礎成る、リモコンパネル５００の前面配置図である。

このリモコンパネル５００１こは、前記自動溶接装置本
体１００を遠隔制御すべき、または前記メモリ４４０に
プログラムをティーチングすべきものである。このパネ
ル５００には、プログラムを再生したときの系速度（合
成速度）を選択するための速度選択スイッチ５０１およ
び速度表示器５０′ｌｄと速度修正スイッチ５０２（ラ
ンプ５０２１）とが設けられる。また、自動溶接装置本
体１００において直線時間で動くか、円補間又は、ウイ
ービングかの選択を行なうファンクション選択スイッチ
５０３およびファンクション表示ランプ５０３１とファ
ンクション修正スイッチ−５０４（ランプ」５０４１）
とが設けられ、溶接条件「Ｃハ「１」，「２」，「′３
」，「４」を選択する溶接条件選択スイッチ５０５およ
びランプ５０５１と溶接条件修正スイッチ５０６（ラン
プ５町６１）とが設けられる。さらに、このリモコンパ
ネル５００１こは、前記補助パネル４２」０のタイマＴ
，，Ｔ２ないし停止（自動モードの際のポーズ）、終了
（プログラムの終り）を選択するファンクション選択ス
イッチ５０７およびランプ５０７１とファンクション修
正スイッチ５０８（ランプ５０８１）とが設けられる。
ブロックナンバ選択スイッチ５０９は、前述のごとく１
つのワークをいくつかのブロックに分けるときに用いる
ものであり、フロックナンバ表示器５０９ｄ，ブロック
ナンバ修正スイッチ５１０（ランプ５１０１）があわせ
て設けられる。

トップ呼出スイッチ５１１（ランプ５１１１）は、手動
モード時にプログラムを書込む際の起点マークを指定し
、自動ないしテストモードのときにプログラムされてい
るワーク（ないしブロック）の先頭ステップを呼出す際
に指定するものであり、電源投入の時点では自動的にセ
ットされる。このリモコンパネル５８０１こは、さらに
、現在実行中のステップが当該ワークの何番目‘こある
か（ステップナンバ）、又はメモリ４４０１こあと何ス
テップ書込みができるかく残りのステップ数）を選択的
に表示すべきステップ切換表示スイッチ５１３および表
示器５１３ｄが設けられる。ティーチングミスランプ５
１２は、ティーチング動作中にエラーを生じた場合に点
灯されてこれを表示する。このリモコンパネル５００‘
こは、前記各軸×，Ｙ，Ｚ，８，■の手動動作をさせる
ための×触手勤スイッチ５２１，Ｙ軸手動スイッチ５２
２，Ｚ軸手勢スイッチ５２３，ひ軸手動スイッチ５２４
，■軸手動スイッチ５２５が設けられる。これら各スイ
ッチ５２１〜５２５と協働して、テストモートの際にス
テップを追加するための追加スイッチ５１７（ランプ５
１７１）およびテストモ−ドの際に１ステップ単位で不
要ステップを抹消するための抹消スイッチ５１６（ラン
プ５１６１）ならびにテストモードないし手塚モードの
際に位置修正のための修正スイッテ５２６（ランプ５２
６１）が配設される。スタートスイッチ５１５（ランプ
５１５１）および電源遮断スイッチ５１４は、前述の制
御箱４００のメインパネル４１０に設けられたものと同
様である。以上においてその構成を概説したが、以下に
はその詳細な動作を説明する。動作において、まず、第
４図を参照して運転準備（これは後述の手動モード、テ
ィーチングモード、テトモードないし自動モードを行な
うための準備である）について説明する。

まず、電線投入スイッチ４１２をオンとし、これら制御
箱４００ないしリモコンパネル５００等を能動化し、機
器に異常がなければ動作可能状態となる。そのため、Ｃ
ＰＵ内のカウンタ合せが行なわれる。すなわち、例えば
ポテンショメータによって得られる装置の各軸位置情報
とＣＰＵ内部の状態（各軸についてカウントしてＮ側（
零）信号の出たときのカウンタの内容）とを合わせる。
それによって、各ランプないし表示器は対応のスイッチ
の状態を表示し、リモコンパネル５００のトップ呼出ス
イッチ５１１はオンとされてランプ５１１１が点灯され
るとともに、表示器５１３ｄにおいては、現在のプログ
ラムステップ数〔ＰＳＣＳ〕が「０」として、また、残
りのステップ数〔ＭＸ〕がそのまま表示される。また、
リモコンパネル５００のブロックナソパ表示器５０９ｄ
はｒｏ」を表示し、補助パネル４２０のワークナンバ表
示ランプ４２３１は現在登録されているワークに対応す
るものが点灯表示される。このようにして運転準備がな
されるが、機器に異常があれば、メインパネル４１０の
エラーランプ４１７が点灯されるともに、補助パネル４
２０のエラーコードランプによってその内容が表示され
る。つぎに、マニュアル操作について説明する。

このマニュアル操作は、主として、後述のティーチング
モードの際に用いられるが、各ランプないし表示器等の
チェックもしくは機器の状態を知るこ０とができる。こ
の場合、まず、メインパネル４１０のモード選択スイッ
チ４１３を手動に入れる。そして、リモコンパネル５０
０の各表示ランプないし表示器は対応のスイッチの指示
ないし状態を表示している。つづいて、速度設定スイッ
チ５０１によって適当な速度（各軸移動速度）を指令す
る。そして、このリモコンパネル５００の各軸×，Ｙ，
Ｚ，８，■の手動（トグル）スイッチ５２１，５２２，
５２３，５２４，５２５をニュートラル位置から所望の
方向（右、左いし右廻り、左廻り）へ倒す。応じて、前
記自動溶接装置本体１００の各軸位置決め装置、すなわ
ち台車１０３，第２枠体１０４，腕１０７，ワーク取付
け具１０５，トーチ取付け具１０８が前記各軸手動スイ
ッチ５２１〜５２５が操作されている間だけ、当該所望
の方向へ前記設定した速度で動く。このようにして、マ
ニュアル操作によって各軸の位置制御すなわちワークと
トーチとの相対位置関係を制御することができる。テイ
−チング（Ｔｅａｃｈｉｇ）モード これは、リモコンパネル５００によってマニュアル操作
（上述した）で谷藤を位置決めするとともに、速度、溶
姿条件等を選択（設定）してリモコン４４０にプログラ
ムを書込みするモードである。

この場合、まず、制御箱４００のメインパネル４１０の
モード選択スイッチ４１３によってマニュアル操作モー
ドを設定する。従って、各軸の手動操作が可能となる。
つづいて、補助パネル４２０のワーク選択スイッチ４２
３によって、未使用のワーク番号を指定する。応じて、
ワークプロテクトランプ４２３１のうち対応のものが点
灯されて選択されたワーク番号を表示する。そして、ト
ップ呼出スイッチ５１１をオンとしてランプ５１１１を
点灯するとともに、ブロックナンバ（もしあれば）を選
択する。その後、前述のマニュアル操作によって、各軸
を手動的に位置決めして、速度選択スイッチ５０１によ
って系速度（合成速度）を、ファンクション選択スイッ
チ５０３によって、直線か円ないし円弧かウイービング
かを、溶接条件選択スイッチ５０５によって、溶接条件
ぐＣ」，「１」ないし「４」）を、ファンクション選択
スイッチ６０７によって、タイマＴ，，Ｔ２，停止ある
いは終了を、シーケンス選択スイッチ４２４によってシ
ーケンスを、それぞれ選択する。

つづいて、スタートスイッチ４１５又は５１５をオンと
する。

ここで、上述の機器の設定に誤り（例えば速度指令ミス
、円補間であるが必要な３点又は３の整数倍点の指示が
ない等）があれば、エラーランプ４１７を点灯してエラ
ーコードランプによってその内容を表示するとともに、
このときの状態はメモリ４４川こは書込まないようにす
るｃまた、エラーがなければ、メモリ４４０には、前記
マニュアル操作によって制御された現在の機器の状態が
、所定のアドレスに書込まれる。そして再びマニュアル
操作を可能とする。同時に、ＣＰＵ内部において、当該
ワークのステップ数〔ＰＳＣＳ〕が「十１」され、残り
のステップ数〔ＰＳＸ〕が「−１」されて表示器５１３
ｄによって表示される。以後、同様の操作を繰返してプ
ログラムをメモリ４４川こ書込む。

ここで、第５図を参照して、特にウイービングのティー
チングについて説明する。

このときはリモコンパネル５００のファンクション選択
スイッチ５０３によつてフアンクシヨン「ウイービング
」を選択し、設定する。そして、最初の１ウイービング
サイクルの終了点の一つ前までの各ウイービング点（Ｗ
，，Ｗ２，Ｗ３但し一般にはＷ，ないしＷｎ）とウイー
ビングの終点（Ｗ４但し一般にはＷｅ）をティーチング
する。なお、速度ないし綾薮条件等の指令は、各ステッ
プ毎に行なってもよい。また、Ｘ，Ｙ，８，Ｚ軸はウイ
ービングを返しながら、終点方向に進むが、■軸は同じ
位を繰返すだけである。以上、直線補間、円ないし円弧
補間のティーチングについては詳述しなかったが、直線
補間、ないし円弧補間またはウイービングの各ファンク
ションのうち所望のファンクションについてティーチン
グされてプログラムが完成される。

書き込んだ情報を修正したい場合は、修正スイッチを押
し、スタートスイッチを押すことにより、マニュアルモ
ードでも修正される。すなわち修正スイッチの押された
機能のみが修正される。オート（Ａｕｔｏ）運転モード これは、前述のごとくティーチングされ、かつテストに
よって正しい動作が確認されたプログラムを実行し、実
際に溶接を行うモードである。

この場合、まず、運転に先立って自動溶接装置本体１０
０の準備をし、溶接制御装置３０川こ設けられた切襖ス
イッチ（図示せず）を溶接ロボット側に設定する。それ
とともに、メインパネル４１０のモード選択スイッチ４
１３によって「自動」モードを設定する。そして、対応
するワークを装置本体ｉｏｏのワーク取付け具１０５に
固定的に取付ける。その後、溶接用電源２００をオンと
してこの溶接装置本体１００１こ電源を供給する。また
、トップ呼出スイッチ５１１をオンとし、ブロック選択
スイッチ５０９につてブロックを選択する。しかる後、
スタートスイッチ４１５，５１５を押圧する。その後、
自動溶接装置本体１００の各軸×，Ｙ，Ｚ，８，■の位
置決め装置、台車１０３，第２枠体１０４，第３枠体１
０６，ワーク取付け具１０５，トーチ取付け具１０８は
、指定されたワークブグラムを最後まで実行し、溶接を
完了する。

ここで、機器の設定に誤りがあるか、溶接途中で異常が
生じた場合には、エラーランプ４１７を点灯するととも
にエラーコードランプ４２９によってその内容を表示す
る。また、前述のように順次プログラムを実行する際に
、リモコンパネル５００には、その順次のステップの状
態を表示することはもちろんである。なお、停止スイッ
チ４１６をオンとするか、ファンクション選択スイッチ
５０７によって「停止」をティーチソグしておくことに
よって、そのステップの終了後、プログラムの実行を一
時停止（ポーズ）させて中断することができる。さらに
、前記溶接用電源２００をオンとしなければ、溶接する
ことなく自動運転することができる。さらに、以下に、
この発明の特徴であるオートモード時のウイービングに
ついて詳細に説明する。このオートモードのためのティ
ーチングは前述の通り行われているものとする。第６図
はウイービングの動作を説明する座標位置図であり、第
７図はその動作を示すサブルーチンのフローチャートで
ある。この第６および第７図を参照して「ウイービング
」モードを説明する。このモードでは、ＣＰＵは、自動
溶接装置本体１００のトーチ１０９が、プログラムされ
たウイービングパターンを繰返しながら進むように制御
する。まず、ＣＰＵは、トーチ１０９がウイービング女
台点Ｗ，までは例えば直線補間によって進むように、「
直線補間」ファンクションをとる。

そして、点Ｗ，まで到達して、Ａｕｔｏかどうか判断さ
れる。この場合当然ＹＥＳと判定される。つぎに、この
ＣＰＵにおいては、ウイービングステップ数をカウント
する（ステップＳ，）。

ところで、この実施例では、プ。グラムした点がＷ，，
Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４であり、このカウントは「４」但し一
般にはｎ＋１）である。なぜならば、第６図の通り１ウ
イービングサイクルは、最初の１ウイービングサイクル
を例にとるとウイービング点Ｗ．〜Ｗ２，Ｗ２〜Ｗ３，
Ｗ３〜Ｗ，′と言う３ステップをトーチ１０９が移動す
ることによって完成され、更に最終回のウイービングサ
イクルの各ウイービング点中、ウイービングの終点に到
着したと判断された点〜ウイービングの終点Ｗ４の１ス
テップをもって一連のウイービングが終了するからであ
る。このウイービングステップ数はメモリ４４０にＭ＝
４として記憶される。づづいて、ＣＰＵにおいて、ウイ
ービング始点Ｗ，とウイービングの１サイクルの終了点
より１つ前のウイービング点（この実施例ではＷ３但し
一般にはＷｎ）との各座標値から、１ウイービングピッ
チＤおよびその各制御軸Ｘ，Ｙ，Ｚ成分Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄ
ｚを演算する（ステップＳ２）。

この１ウイービングピッチＤは次式で求められる。Ｄ＝
ゾ（肌一×，）２十（肌一ｙ，）２十（ｚｎ−ｚ，）２
そして、１ウイービングピッチの各制御軸成分Ｄｘ，Ｄ
ｙ，Ｄｚは、前記式で示されるピッチＤに対してウイー
ビングの始点Ｗ，と終点Ｗｅを結ぶ直線の方向余弦値を
掛ければよい。すなわち、×軸成分Ｄｘは式【１’で、
Ｙ軸成分Ｄｙは式ｔ２１で、Ｚ軸成分Ｄｚは式脚で、そ
れぞれ、与えられる。Ｄ・（ｘｅ−ｘ，） ○×＝ゾ（Ｘｅ−Ｘ．〆十ひｅ−ｙ，ｒ＋セｅ・Ｚ，）
ヒ・・・・・｛１）Ｄｙ＝ゾ（ ｒＤ蓑咋−ｙ蔓（ ｒ
‐…‐【２）×ｅ−×，十 ｅ−ｙ，十 Ｚｅ−Ｚ，Ｄ
Ｚ＝ Ｄセｅ−ｚＪ …”剛ゾ（×ｅ
−×，ｒ＋０ｅ−ｙ，ｒ＋Ｃｅ−ｚ，）２ここで、｛１
），｛２），【３’式の演算結果は必ずしも割切れるも
のではなく、たとえ割り切れたとしても固定小数点方式
の演算を行うこの自動熔接装置の最小位置制御単位であ
る１ビット（例えば１ビットは０．１柵に相当する）ま
たはその整数倍になるとは限らない。

このように、この自動溶接装置の最小位置制御単位以下
の桁数となる数値は余りとして切捨てて演算され、トー
チ１０９の移動量が指令されるので、トーチ１０９の位
置に誤差を生じる。ここで生じる各制御軸成分の演算の
余りＸＱ，ＹＱ，ＺＱはそれぞれ【４’，【９，｛６｝
式で与えられるが、これによる誤差補正については後述
するＸＱ＝Ｄ・（ｘｅ−ｘ，）−Ｄｘノ（ｘｅ−ｘ，）
２十（ｙｅ−ｙ，）２十（ｚｅ−ｚ，）２
・・・・・・■ＹＱ＝Ｄ・（ｙｅ−ｙ，）−Ｄ
ｙノ（ｘｅ−ｘ，）２十（ｙｅ−ｙ，）２十（ｚｅ−ｚ
，）２ ・・・・・・【６｝ＺＱ：
Ｄ・（ｚｅ−ｚ，）一Ｄｚゾ（ｘｅ−ｘ，）２十（ｙｅ
−ｙ．）２十（ｚｅ−ｚ，）２
・・・・・・■つぎに、ウイービング到着判定軸を決定
する（ステップＳ３）。

この、ウイービング到着判定軸は、判定の便宜上前記（
ｘｅ−ｘ，），（ｙｅ−ｙ，），（ｚｅ−ｚ，）のうち
、、いずれか大きい値の制御軸とし、以後、ウイービン
グの終点への到着か否かの判定はこの選ばれた制御軸に
おいて行なわれる。そしてハウィービングステップ数Ｍ
を「１，に初期設定し、、ウイービングサイクル数Ｎを
「ＯＪに初期設定する（ステップＳ４）。このような初
期状態が確立された後、つぎの、ウイービングサイクル
の各ウイービング点（例えば第６図の点Ｗ．′，Ｗ２′
・・・等）の位置情報を演算する。

すなわち、つぎの、ウイービングサイクルの各、ウイー
ビング点の位置情報Ｗｎｅ幻は、‘７｝式で与えられる
（ステップＳ５）。Ｗｎｅｓｔ＝Ｗｓｔ十Ｎ・（Ｄｘ，
Ｄｙ，Ｄｚ）……のただし、Ｗｓｔは最初の１、ウイー
ビングサイクルの始点Ｗ，およびその終了点の一つ前の
、ウイービング点Ｗ３までの各、ウイービング点の位置
情報（ｘ，，ｙ，，ｚ，）…（ｘ３，ｙ３，ｚ３）であ
り、Ｗｎｅｘｔは各制御軸×，Ｙ，Ｚについて求められ
る。

順次のウイービングサイクルの各ウイービング点の位置
情報は、基本的には順次前式の通り求められるのである
が、この位置情報を指令してトーチ１０９と位置制御す
ると前述のように後差を生じる。この後差は例えばＸ軸
成分について言えば１、ウイービングサイクル当りゾ（
ｒ（ＸＱ ）Ｚく ｒ ×ｅ−×・ ，ｙｅ−ｙ・ ，Ｚｅ−Ｚ・であるから、
これをＮ、ウイービングサイクルについて加算した累積
値ＸＱＳは■式の通りになる。

ＸＱ・Ｎ ×ＱＳ＝ゾ（Ｘｅ−Ｘ，ｒ，ひｅ−ｙ，）２，（Ｚｅ・
Ｚ，ｒ・・・｛８１そして、この累積値ＸＱＳがこの自
動溶接装置の最小位置制御単位１ビット以上であればす
なわちＸＱＳ２！１ｌであれば、ウイービング点Ｗｓｔ
の×軸成分に最小位置制御単位「士１」を加える補正を
行なって指令する。

ただし、実際には１ウイービングサイクルごとに余りＸ
Ｑを加算してその累積値がノ（ｘｅ−ｘ，）２，（ｙｅ
−ｙ，）２，（ｚｅ−ｚ，）２以上になったとき前記×
軸成分に±１を加え、補正後はＸＱの累積値からノ（ｘ
ｅ−ｘ，）２，（ｙｅ−ｙ，）２，（ｚｅ−ｚ，）２を
減算または加算しておく。Ｙ軸およびＸ軸成分の誤差の
累積値ＹＱＳおよびＺＱＳについても同様に補正が行わ
れる。そして、ＣＰＵ‘こおいては、前記つぎのウイー
ビング点Ｗｎｅ丸が、ウイービングの終点（この実施例
ではＷ４）を越えるか杏かによって、ウイービングの終
点に到着したか否かを判定する（ステップＳ９）。この
とき、その判定は、前述のごとく選ばれた１つの軸につ
いて行われる。ここで、ＮＯならば、すなわち未だウイ
ービング終点Ｗ４に到らない場合には、次のウイービン
グ点Ｗｎｅ丸まで、例えば第６図中１の径路で直線補間
によってトーチ１０９を進める。

そして、前記ウイービングステップ数Ｍをカウントする
ことによって、１ウイービングサイクルが終了したか杏
かが判断される。すなわち、ウイービングステップ数Ｍ
は、このような順次の桶間期間中は、この実施例では１
からカウントし、先に記憶した「４」から「１」を引い
た「３」になると１ウイービングサイクルが終了したと
判定する。１ウイービングサイクルが未だ終了しなけれ
ば、ＣＰＵでは、ウイービングステップ数Ｍに十１して
（ステップＳ７）、再びつぎのウイービング点Ｗｎｅ幻
を与える。

そして、１ウイービングサイクルが終了すると、ＣＰＵ
では、ウイービングステップ数Ｍを１にして初期状態に
するとともに、ウイービングサイクル数Ｎに十１して（
ステップＳ８）、再びつぎのウイービングサイクルの各
ウイービング点Ｗｎｅ幻の位置情報を演算する。また、
ウイービングの終点への到着か否かの判断で、ＹＥＳな
らば、ＣＰＵは、装置１００に対して、ウイービングの
終点（この実施例ではＷ４）をつぎの指令位置として与
える。そして、このとき、装置本体１０川まこの終点Ｗ
４まで例えば第６図中０の経路で直線補間によってトー
チ１０９を進める。このようにして、最初にティーチン
グした点位置情報によってプログラムされたウイービン
グパターンを順次反復プレイバックしてウイービング始
点と終点から決まる直線の溶接線をならいながらトーチ
を位置制御し、溶接が行なわれる。なお、このウイービ
ングファンクションの際には、■軸は、１ウイービング
パターンの各位層を対応的に繰返すのみである。

そして、その速度は「直線補間」の場合と同様に決定さ
れている。すなわち各動作ファンクションの場合とも、
つぎに移動すべき点を演算する場合に、最４・位置制御
単位以下（小数点以下）を切捨てて余りとし、この余り
を累積してそれがウイービングの始点と終点間の直線距
離値以上になったとき、前記演算によって求めたつぎの
点＆直情報に最小位置制御単位「１」を加算ないし減算
して補正するようにしている。そのため、比較的演算速
度の遅い安価なマイクロプロセッサをＣＰＵとして用い
ても、十分実用可能な程度にまで処理速度を上げること
ができる。従って、ＣＰＵが非常に安価なものとなる。
以上のように、この発明によれば、チイーチング点設定
手段によって設定すべき情報は、ウイービングの始点を
含めた最初の１ウイービングサイクルの終了点の一つ前
のウイービング点までの各点位置とウイービングの終点
位置だけで良いため、先に本件出願人が提案したものに
比べて、その操作ないし取扱いが非常に簡便になると言
う顕著な効果がある。

すなわち、この発明では、先に本件出願人が提案したも
のに比べて、ゥィービング軸や移動方向（溶接線の方向
）、ウイービング幅およびウイービングピッチを設定す
る必要がなく、点位置情報のみを設定すれば良いのでテ
ィーチングが簡単である。溶接線を特定の直角座標軸に
平行に設定する必要がないので、ワークの取付けにそれ
ほど精密な位置決めが要求されない。しかも、１つのワ
ークに異なる方向の溶接線があっても、その都度ワーク
の姿勢を変えることなく各熔接線に沿ってウイービング
溶接が可能になる。さらに、ティーチングされた始点を
含めた１ウイービングサイクルの終了点の一つ前までの
各ウイービング点の位置情報に、（ウイービングピッチ
）×（サイクル数）を加えた値で、逐次のウイービング
の各点の位置情報を演算するようにしたから、演算した
各点にウイービングピッチを逐次加算するのに比し、記
憶容量は小ですむ。更に、ウイービングの始点から終点
までの全行程のウイービング点をティーチングし、プレ
イバックするのではなく、前述のように最初の１ウイー
ビングサイクルについてだけティーチングし、一定ピッ
チだけ進めながらこのパターンを順次反復プレイバック
するのでメモリの記憶容量を非常に小さくできる。

したがって、コンピュータの構成は小容量かつ安価なも
のですむ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例としての自動熔接装置を示
す全体斜視図である。 第２図は制御箱４００の好ましい実施例を示す前面配置
図である。第３図はリモコンパネル５００の好ましい実
施例を示す前面配置図である。第４図はこの実施例の動
作の概略を示すフローチャートである。第５図はプログ
ラムのティーチングモードを示す座標位置図であり、特
にウイービング補間の場合を示す。第６図はこの実施例
の動作を示す座標位置図であり、特にウイービング補間
動作モードを示す。第７図は「ウイービング」動作モー
ドを示す詳細なフローチャートである。図において、１
００は自動溶接装置本体、１０３は台車、１０４は第２
枠体、１０５はワーク取付け臭、１０６は第３枠体、１
０８はトーチ取付け具、１０９はトーチ、２０川ま溶接
用電源、３００は溶接制御装置、４００‘ま制御箱、４
１０はメインパネル、４２０は補助パネル、４３０はパ
ターンラック、４４０はメモリ、５００はリモコンパネ
ル、ＴＳ・・・・・・ティーチング点設定手段（制御箱
４００とＩＪモコンパネル５００）、Ｓ２・・・・・・
ピッチ演算ステップ（ステップＳ２と制御箱４００とで
ピッチ演算手段）、Ｓ５・・・・・・点位置演算ステッ
プ（ステップＳ２，Ｓ５および制御箱４００で、点位置
演算手段）、Ｓ６・・・・・・誤差修正ステップ（ステ
ップＳ６と制御箱４００とで誤差修正手段）、Ｓ９・・
・・・・ウイービング到着判断ステップ（ステップＳ９
と制御箱４００でウイービング到直判断手段）。 第６図 第１図 第５図 第２図 図 の 船 図 寸 舷 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トーチもしくは被溶接物またはトーチおよび被溶接
   物をプレイバツク方式およびＰＴＰ方式により、直角座
   標系の制御軸に沿つて、固定小数点方式の演算に基いて
   位置制御するべくした自動溶接装置において、 最初の
   １ウイービングサイクル始点Ｗ＿１とこの始点Ｗ＿１か
   ら、この最初の１ウイービングサイクルの終了点の一つ
   前のウイービング点Ｗｎまでの各ウイービング点および
   前記始点Ｗ＿１から始まる一連のウイービングの終点Ｗ
   ｅを少なくともテイーチングするテイーチング点設定手
   段、 前記テイーチング点設定手段によつて設定される
   前記ウイービングの始点Ｗ＿１およびウイービング点Ｗ
   ｎの各位置情報（ｘ＿１，ｙ＿１，ｚ＿１），（ｘｎ，
   ｙｎ，ｚｎ）を基にして、前記ウイービングの始点Ｗ＿
   １および終点Ｗｅで決定される溶接線に沿つてとられる
   べき１ウイービングピツチ■＝（ｘｎ−ｘ＾１）＾２＋
   （ｙｎ−ｙ＿１）＾２＋（ｚｎ−ｚ＿１）＾２を演算す
   るピツチ演算手段、 前記ウイービングの始点Ｗ＿１お
   よびＷｅの各位置情報（ｘ＿１，ｙ＿１，ｚ＿１）、（
   ｘｅ，ｙｅ，ｚｅ）並びにこの１ウイービングピツチＤ
   から、この１ウイービングピツチＤの各制御軸成分Ｄｘ
   ＝（Ｄ・（ｘｅ−ｘ＿１））／√（（ｘｅ−ｘ＿１）＾
   ２＋（ｙｅ−ｙ＿１）＾２＋（ｚｅ−ｚ＿１）＾２）Ｄ
   ｙ＝（Ｄ・（ｙｅ−ｙ＿１））／√（（ｘｅ−ｘ＿１）
   ＾２＋（ｙｅ−ｙ＿１）＾２＋（ｚｅ−ｚ＿１）＾２）
   Ｄｚ＝（Ｄ・（ｚｅ−ｚ＿１））／√（（ｘｅ−ｘ＿１
   ）＾２＋（ｙｅ−ｙ＿１）＾２＋（ｚｅ−ｚ＿１）＾２
   ）を演算し、前記最初の１ウイービングサイクルに対し
   て前記テイーチングされた前記各ウイービング点Ｗ＿１
   〜Ｗｎの位置情報Ｗｓｔおよびウイービングサイクル数
   Ｎおよび前記各制御軸成分Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚから前記ウ
   イービングの終点までの順次のウイービングの各ウイー
   ビング点の位置情報Ｗｎｅｘｔ＝Ｗｓｔ＋Ｎ・（Ｄｘ，
   Ｄｙ，Ｄｚ）を演算する点位置演算手段を具備してなり
   、前記テイーチングした最初の１ウイービングサイクル
   のウイービングパターンを前記溶接線に沿つて順次反復
   プレイバツクすることを特徴とする前記自動溶接装置。 ２ 前記点位置演算手段は、 前記ウイービングピツチの各制御軸成分の演算におい
   て、 前記固定小数点方式の演算の最小位置制御単位以
   下を切捨てて余りとし、この余りを１ウイービングサイ
   クル毎に累積し、 この累積された余りが前記ウイービ
   ングの始点Ｗ＿１と終点Ｗｅの間の直線距離以上になつ
   たとき、前記演算された順次のウイービングサイクルの
   各ウイービング点の位置情報を前記最小位置制御単位分
   だけ補正するべくしてなる、特許請求の範囲第１項記載
   の自動溶接装置。 ３ 前記ウイービングの終点に至つたか否かを判定する
   終点到達判定手段を含み、 前記終点到達判定手段は、
   前記ウイービングの終点の前記各制御軸成分のうちその
   成分が最も大きい制御軸について判定するべくしてなる
   、特許請求の範囲第１項ないし第２項のいずれかに記載
   の自動溶接装置。