JPS6231364B2

JPS6231364B2 -

Info

Publication number: JPS6231364B2
Application number: JP12588979A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Maruyama; Tatsuya Miura
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1979-09-29
Filing date: 1979-09-29
Publication date: 1987-07-08
Also published as: JPS5650403A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は位置制御装置に関し、特に例えば自
動溶接装置等においてワークないしトーチが連続
的に移動できるようにした制御装置に関する。

従来から用いられている位置制御装置は、大別
するとPTPタイプ（POint To Point）と、CPタ
イプ（Continuous Path）とがあつた。PTPタイ
プの位置制御装置は構造が簡単で安価であるが、
動作が連続的でない。他方、CPタイプの位置制
御装置は、動作が連続的であるが、構造が複雑で
かつ操作も困難であり、実用に乏しい。従つて、
PTPタイプの位置制御装置を改良して、その動
作をより連続的にすることが望まれる。

たとえば、被制御体が溶接トーチや塗装ガンな
どである場合、従来のPTP制御では、その指示
点ごとに被制御体が停止する。このため、特に指
示点を多くして曲線に近い制御をしようとすれ
ば、停止点が多くなり溶接仕上り、塗装仕上りな
どが悪くなる。もつとも、被制御体の停止時に、
溶接電流を停止したり、スプレーのための圧縮空
気を停止するなどの方法も考えられる。しかしこ
の場合でも、溶接や塗装の仕上りは必ずしも良好
ではなく、また構造も複雑となり、かつさらに時
間浪費となる。

そこで、本出願人は特願昭51―88450（特公昭
60―19523）においてて、PTPでありながら被制
御体の位置を連続的に制御することができる位置
制御装置を提案した。この位置制御装置は、マイ
クロコンピユータ等によつて、予め設定した点位
置に基づいて、補間点位置を演算し、被制御体に
位置指令として与えるが、マイクロコンピユータ
においては、被制御体がサーボ系のサーボ領域に
達したことを示す信号またはサーボアンプからの
零信号に応答してつぎの補間点位置を演算し、指
令するようにして移動速度にむらを生じることな
く連続的に位置制御するようにしたものである。

しかしながら、上述の従来の位置制御装置で
は、被制御体が指令された補間点位置に達する前
に、次の指令信号が出力されるため、被制御体は
指令された補間点位置に達する前に次の指令信号
に追従してしまい、指令値よりも内側を通ること
になる。すなわち、被制御体がサーボ領域に達し
たときの信号またはサーボアンプの零信号に基づ
いて、次の指令を出すようにしているため、たと
えば直角に折曲がるべきところを、角の部分で円
弧を描いてしまい、または、円補間の場合に正確
に補間点をなぞらないなど、予め設定した位置に
制御体を正確に移動させることができない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、PTP
タイプでありながら被制御体の位置を連続的に制
御することができ、かつ被制御体を予め設定した
位置に正確に移動制御し得る位置制御装置を提供
することである。

第１Ａ図はこの発明の機能ブロツク図であり、
この第１Ａ図を参照して、この発明を要約して簡
単に説明する。移動機構は位置制御すべき被制御
物体を指示して移動させるものであつて、サーボ
回路によつて駆動される。中央処理装置は予め設
定した点位置に基づいて順次補間点位置を演算
し、その補間点位置情報に基づく指令点位置情報
をサーボ回路に与える。サーボ回路は被制御物体
がサーボ領域に到達したことを検出し、その検出
に応じてサーボ領域到達信号を発生するサーボ領
域到達信号発生手段と、被制御物体が目標位置の
手前ごく近傍の所定位置に到達したことを検出
し、その検出に応じて零信号を発生する零信号発
生手段とを含む。サーボ領域到達信号と零信号が
移動機構の速度に応じていずれかが早く出力され
るようになつており、中央処理装置は先行の位置
制御期間中においてサーボ領域到達信号および零
信号のいずれかが早く出力されたタイミングか
ら、移動機構が指令された点位置に制御されるま
での遅れ量に基づいて、指令点位置情報に所定の
先行量を付加して新たな指令位置を求める。

この発明の上述の目的およびその他の目的と特
徴は図面を参照して行なう以下の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

第１図はこの発明の背景となる、かつこの発明
の適用され得る自動溶接装置を示す全体斜視図で
ある。この自動溶接装置は、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
件のよい姿勢で溶接ができ、機械的構造や制御装
置も簡単となつている。

構成において、この自動溶接装置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Ｈまわりに回転できるよ
うに、トーチ１０９の取付け具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１０
９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
う。

平面Ｌ字形の床板１０１の一方辺には第１枠体
１０２が固設される。この枠体１０２の上部に
は、左右方向（図におけるＸ軸方向）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の動力手段図示しないが、同様の
減速機付のブレーキ付モータである。

前記枠体１０４の前部には、水平軸Ｈまわりに
（図におけるΘ軸方向）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１
０５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１
０６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の動力手段も、図示
しないが、同様の減速機付のブレーキ付モータで
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Φ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１
０９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でプログラムに従つて
自動的に制御し、前記溶接点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
（「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Φ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（Φ軸
方向）によつ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自動
溶接装置である。

ここで、前記溶接制御装置３００には、図示を
省略するが、周知のように、電圧調整手段ないし
電流調整手段（ともに可変抵抗器等から成る）が
設けられる。さらに、溶接機単独のモードと、溶
接ロボツトモードとに切換えるためのロボツト切
換スイツチが設けられる。このスイツチは通常は
溶接ロボツトモードとされて、ワークに連動す
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４０
０は、例えばマイクロプロセツサ等のCPUを収
納すべきパターンラツク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の
不揮発性メモリから成るメモリ４４０を有し、こ
のメモリ４４０に前記プログラムをテイーチング
（Teaching）しておく。メモリ４４０は、例え
ば、記憶可能ワーク数が８種類、記憶可能ステツ
プ数が550ステツプ、記憶可能ブロツク（１つの
ワークをいくつかのブロツクに分けたときのブロ
ツク）数は１ワークについて10ブロツク等の記憶
容量を有する。この実施例は、このメモリ４４０
に予めテイーチングされたプログラムに従つて前
記自動溶接装置１００の各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ，Θ，Φ
の位置決め、軸Ｘ，Ｙ，Ｚ，Θ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には、メインパネル４
１０が設けられる。このメインパネル４１０に
は、メインスイツチとしてのキースイツチ４１１
と、ラインランプ４１１ｌと、電源投入スイツチ
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
スイツチ４１３と、各動作モード開始時に押圧す
るべきスタートスイツチ４１５と、自動モードの
際の一時停止（ポーズ；Pause）を指令すべきポ
ーズスイツチ４１６と、エラーがあつたことを表
示するエラーランプ４１７と、非常停止のための
電源遮断スイツチ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。

さらに、この制御箱４００には、補助パネル４
２０が設けられる。この補助パネル４２０には、
後述の各動作モードの際に必要な定められた時間
を計時するための２種のタイマの前記定められた
時間を設定すべきデイジタルスイツチ４２１，４
２２が設けられる。これらスイツチ４２１，４２
２は、ともに1/10秒きざみで9.9秒まで設定可能
とされている。

補助パネル４２０には、さらに、前記８種類の
ワークを選択するワーク選択スイツチ４２３およ
びすでに登録されているワークを表示すべきワー
クプロテクトランプ４２３ｌが設けられる。この
ワークプロテクトランプ４２３ｌは、いずれかの
ワークに関してプログラムが１ワードでも書込ま
れると当該ワーク番号に対応したランプが点灯さ
れ、逆にワーク番号消去スイツチ４２５（とワー
ク選択スイツチ４２３と）によつてワーク番号消
去動作が実行されると該当番号のランプが消灯さ
れる。

シーケンス選択スイツチ４２４は、シーケンス
「１」，「２」，「３」，「４」（これは外部機器との
イ
ンタロツクを示す）を選択し、該選択されたシー
ケンス番号はシーケンスランプ４２４ｌによつて
表示される。そして、このシーケンスを修正する
ためのシーケンス修正スイツチ４２６（ランプ４
２６ｌ）が設けられる。このシーケンス修正スイ
ツチ４２６は、手動もしくはテストモードの際に
プログラムされた条件を変更する場合に用いるも
のである。また、この補助パネル４２０には、磁
気テープ（Magnetic TaPe；MT）からメモリ４
４０へのデータ読出し（リード）か、該メモリ４
４０から磁気テープへのデータ書込み（ライト）
かの切換えをするためのリードライトスイツチ４
２７と、磁気テープをスタートさせるためのスタ
ートスイツチ４２８（ランプ４２８ｌ）と、何ら
かのエラーが生じたときそのエラーの内容を知ら
せるエラーコードランプ４２９とが設けられる。
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５００は、前記自動溶
接装置１００を遠隔制御すべき、または前記メモ
リ４４０にプログラムをテイ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
の速度選択スイツチ５０１および速度表示器５０
１ｄと速度修正スイツチ５０２（ランプ５０２
ｌ）とが設けられる。また、自動溶接装置１００
において直線で動くか、円補間かの選択を行なう
フアンクシヨン選択スイツチ５０３およびフアン
クシヨン表示ランプ５０３ｌとフアンクシヨン修
正スイツチ５０４（ランプ５０４ｌ）とが設けら
れ、溶接条件「Ｃ」，「１」，「２」，「３」，「４」
を
選択する溶接条件選択スイツチ５０５およびラン
プ５０５ｌと溶接条件修正スイツチ５０６（ラン
プ５０６ｌ）とが設けられる。さらに、このリモ
コンパネル５００には、前記補助パネル４２０の
タイマＴ１，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
フアンクシヨン選択スイツチ５０７およびランプ
５０７ｌとフアンクシヨン修正スイツチ５０８
（ランプ５０８ｌ）とが設けられる。

ブロツクナンバ選択スイツチ５０９は、前述の
ごとく１つのワークをいくつかのブロツクに分け
るときに用いるものであり、ブロツクナンバ表示
器５０９ｄ，ブロツクナンバ修正スイツチ５１０
（ランプ５１０ｌ）があわせて設けられる。トツ
プ呼出スイツチ５１１（ランプ５１１ｌ）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（ないしブロツク）の先
頭ステツ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ツトされる。このリ
モコンパネル５００には、さらに、現在実行中の
ステツプが当該ワークの何番目にあるか（ステツ
プナンバ）、又はメモリ４４０にあと何ステツプ
書込みができるか（残りステツプ数）を選択的に
表示すべきステツプ切換表示スイツチ５１３およ
び表示器５１３ｄが設けられる。テイーチングミ
スランプ５１２は、テイ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には、前記各軸Ｘ，
Ｙ，Ｚ，Θ，Φを手動動作させるためのＸ軸手動
スイツチ５２１，Ｙ軸手動スイツチ５２２，Ｚ軸
手動スイツチ５２３，Θ軸手動スイツチ５２４，
Φ軸手動スイツチ５２５が設けられる。これら各
スイツチ５２１〜５２５と協働して、テストモー
ドの際にステツプを追加するための追加スイツチ
５１７（ランプ５１７ｌ）およびテストモードの
際に１ステツプ単位で不要ステツプを抹消するた
めの抹消スイツチ５１６（ランプ５１６ｌ）なら
びにテストモードないし手動モードの際に位置修
正のための修正スイツチ５２６（ランプ５２６
ｌ）が、さらに配設される。スタートスイツチ５
１５（ランプ５１５ｌ）および電源遮断スイツチ
５１４は、前述の制御箱４００のメインパネル４
１０に設けられたものと同様である。

第４図はこの発明の一実施例の概略ブロツク図
である。構成において、CPU431には、ランダム
アクセスメモリ（RAM）４４１と記憶手段とし
てのリードオンメモリ（ROM）４４２とを含む
前記メモリ４４０が接続される。ROM４４２は
トーチ１０９の移動速度に応じた遅れ量（後で説
明する）をテーブルとして記憶する。また、
CPU４３１にはバスラインBLを介して前述のメ
インパネル４１０と、リモコンパネル５００と、
位置決め装置６００〜６４０とが接続される。

位置決め装置６００は、前記台車１０３をＸ軸
方向に駆動するものであり、CPU４３１から与
えられる指令情報を一時記憶するバツフア６０１
と、バツフア６０１に記憶された指令情報をアナ
ログ情報に変換するＤ／Ａ変換器６０２と、前記
アナログ情報を増幅するサーボアンプ６０３と、
サーボアンプ出力に応じて回転する直流モータ６
０４と、直流モータ６０４の回転に応じて前記台
車１０３をＸ軸方向に駆動する駆動手段６０５
と、駆動手段６０５の動作量を検知する検知器６
０６とを含む。そして、サーボアンプ６０３と直
流モータ６０４と駆動手段６０５と検知器６０６
とによつてサーボ系が構成される。

前記位置決め装置６１０，６２０，６３０，６
４０は、それぞれ位置決め装置６００と同様にし
て構成され、位置決め装置６１０は前記第２枠体
１０４をＹ軸方向に駆動し、位置決め装置６２０
は前記第３枠体１０６をＺ軸方向に駆動し、位置
決め装置６３０は前記ワーク取付具１０５をΘ軸
方向に駆動し、位置決め装置６４０は取付具１０
８をΦ軸方向に駆動する。

第５図はサーボ系の速度状態を示す、かつ前記
非飽和領域信号又はNu11信号を説明するための
図解図である。ここで横軸は位置ないしタイミン
グを示し、縦軸は速度を示す。この第５図からも
理解され得るように、前記非飽和領域信号は、位
置決め装置がサーボ系のサーボ領域に入り、その
速度が低下し始める点の信号である。また、前記
Nu11信号は、サーボ系によつて位置制御された
ときにサーボアンプから得られ、±αの幅を持つ
た零領域にはいつたときに出力される零信号であ
り、目標位置のごく近い一定の領域（ほとんど停
止するタイミング）内で導出される。換言すれ
ば、Nu11信号は速度に関係なくほぼ一定の範囲
内の位置で導出され、非飽和領域信号は速度に応
じて、その導出タイミングが変わる（破線）もの
である。なお、零信号は完全に停止した位置で
は、速度が完全に零になるが、完全に停止した位
置から一定の領域内では、わずかな速度を有して
いるために、第５図に示すように直線状に変化し
ている。従つて、この実施例においては、この非
飽和領域信号又はNu11信号のいずれか早いタイ
ミングで得られるものを検出するようにしてい
る。

まず、マニユアル操作について説明する。この
マニユアル操作は、主として、後述のテイーチン
グモードの際に用いられるが、各ランプないし表
示器等のチエツクもしくは機器の状態を知ること
ができる。この場合、まず、メインパネル４１０
のモード選択スイツチ４１３を手動に入れる。そ
して、リモコンパネル５００の各表示ランプない
し表示器は対応のスイツチの指示ないし状態を表
示している。つづいて、速度設定スイツチ５０１
によつて適当な速度（各軸移動速度）を指令す
る。そうして、このリモコンパネル５００の各軸
Ｘ，Ｙ，Ｚ，Θ，Φの手動（トグル）スイツチ５
２１，５２２，５２３，５２４，５２５をニユー
トラル位置から所望の方向（右，左ないし右廻
り、左廻り）へ倒す。応じて、前記自動溶接装置
１００の各軸位置決め装置、すなわち台車１０
３，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
イツチ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、マニユアル操作によつて各軸の位置
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。

テイーチング（Teaching）モードこれは、リモコンパネル５００によつてマニユ
アル操作（上述した）で各軸を位置決めするとと
もに、速度、溶接条件等を選択（設定）してメモ
リ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のモード選択スイツチ４１３によつてマ
ニユアル操作モードを設定する。従つて、各軸の
手動操作が可能となる。つづいて、補助パネル４
２０のワーク選択スイツチ４２３によつて、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４２３ｌ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、
トツプ呼出スイツチ５１１をオンとしてランプ５
１１ｌを点灯するとともに、ブロツクナンバ（も
しあれば）を選択する。

その後、前述のマニユアル操作によつて、各軸
を手動的に位置決めして、速度選択スイツチ５０
１によつて系速度（合成速度）を、フアンクシヨ
ン選択スイツチ５０３によつて、直線か円ないし
円弧かウイービングかを、溶接条件選択スイツチ
５０５によつて、溶接条件（「Ｃ」，「１」ないし
「４」）を、フアンクシヨン選択スイツチ５０７に
よつて、タイマＴ１，Ｔ２、停止あるいは終了
を、シーケンス選択スイツチ４２４によつてシー
ケンスを、それぞれ選択する。

つづいて、スタートスイツチ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４２９によつ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４４０には書込まないよ
うにする。また、エラーがなければ、メモリ４４
０には、前記マニユアル操作によつて制御された
現在の機器の状態が、所定アドレスに書込まれ
る。そして再びマニユアル操作を可能とする。同
時に、CPU４３１内部において、当該ワークの
現在のステツプ数〔PSCS〕が「＋１」され、残
りステツプ数〔PSX〕が「−１」されて表示器５
１３ｄによつて表示されるとともに、ワークプロ
テクトランプ４２３ｌは対応のものが点灯され、
トツプ呼出ランプ５１１ｌは消灯される。

以後、同様の操作を繰返してプログラムをメモ
リ４４０に書込む。

ここで、第６図を参照して、直線補間のテイー
チング又は円ないし円弧補間のテイーチングにつ
いて説明する。

まず、第６図ａに示す、直線の場合を説明す
る。このとき、リモコンパネル５００のフアンク
シヨン選択スイツチ５０３によつて、モード「直
線」を選択し、設定する。そして、マニユアル操
作（これは後の円弧の場合も同様）で、順次点
P1，P2，P3，P4へ位置決めするとともに、各点
において、速度選択スイツチ５０１，フアンクシ
ヨン選択スイツチ５０３，溶接条件選択スイツチ
５０５，フアンクシヨン選択スイツチ５０７によ
る各条件を設定する。そして、そのステツプごと
に位置情報ないし各条件情報をメモリ４４０に書
込んでプログラムを完成させる。なお、各ステツ
プ間（点Ｐ１〜Ｐ２，Ｐ２〜Ｐ３，…）の速度な
いし溶接条件等の前記各条件情報は後のステツプ
（点Ｐ２，Ｐ３，…）において指示するものと
し、この第６図ａのごとくテイーチングされたと
き、後述の自動運転モードの際には、Ｘ，Ｙ，Ｚ
軸は点Ｐ１―Ｐ２―Ｐ３―Ｐ４と直線になるよう
に位置制御される。

つぎに、第６図ｂに示す、円の場合を説明す
る。このとき、点Ｐ１から点Ｃ１へは直線とさ
れ、点Ｃ１からＣ３、点Ｃ４からＣ６、点Ｃ７か
らＣ９へは円（又は円弧）とされる。このような
円弧のテイーチングに際しては少なくとも３ステ
ツプ（円ならば６ステツプ）必要であり、これが
満たされなければテイーチングエラーとなる。な
お、溶接条件，速度，シーケンス，フアンクシヨ
ンの指示は円弧の３ステツプ目（点Ｃ３，Ｃ６，
Ｃ９）で行ない、２ステツプ目（点Ｃ２，Ｃ５，
Ｃ８）のこれらの指示は無視される。そして、円
弧の場合、Θ軸方向は２，３ステツプ目では動か
すことなく、また、Φ軸は円弧に対してできるだ
け直角に向けられるようにする。

テスト（Test）モードこれは、前述のテイーチングモードにおいて作
成した自動溶接プログラムを、１ステツプ毎に実
行して溶接装置１００の動作を確認し、修正，追
加ないし抹消する。。このとき、まず、制御箱４
００のメインパネル４１０に設けられたモード選
択スイツチ４１３によつて「テスト」モードを設
定する。つづいて、補助パネル４２０のワーク選
択スイツチ４２３によつてテストしたいワーク番
号を選択して設定し、ブロツク選択スイツチ５０
９によつてブロツク番号を選択する。そして、ト
ツプ呼出スイツチ５１１をオンとして、該当ワー
ク番号の該当ブロツクのトツプ（先頭）ステツプ
を呼出す。しかる後、スタートスイツチ４１５，
５１５をオンとする。

ここで、機器の設定に誤りがあれば、エラーラ
ンプ４１７が点灯され、エラーコードランプ４２
９によつてその内容が表示される。また、誤りが
なければ、CPU４３１における現在ステツプ数
〔PSCS〕に「＋１」され、そのステツプにおけ
る速度，モード（直線，円弧），溶接条件，フア
ンクシヨン（Ｔ１，Ｔ２，停止又は終了）および
シーケンスがそれぞれ対応の表示器５０１ｄ，ラ
ンプ５０３ｌ，ランプ５０５ｌ，ランプ５０９ｌ
およびランプ４２４ｌによつて表示される。そし
て、自動溶接装置１００の各軸位置決め装置は、
このフアンクシヨン選択スイツチ５０３によつて
選択されたモードで１ステツプ毎に移動する。

また、プログラムの修正，追加もしくは抹消が
必要なときは、リモコンパネル５００上の各修正
スイツチ５０２，５０４，５０６，５０８，５１
０，５２６、補助パネル４２０上のスイツチ４２
６を押圧してプログラムの修正を行ない、追加ス
イツチ５１７を押圧してプログラムの追加を行な
い、もしくは、抹消スイツチ５１６を押圧してプ
ログラムの抹消を行なう。すなわち、修正スイツ
チ５０２，５０４，…，５１０を押圧すると、そ
れぞれ対応の選択スイツチ５０１，５０３，…，
５０９が有効となるとともに、修正スイツチ５２
６を押圧すると各軸手動スイツチ５２１〜５２５
が有効となり、それぞれ、修正可能状態にされ
る。また補助パネル上のスイツチ４２６を押した
ときも同様である。このとき、修正されるステツ
プは現在ステツプであるが、位置修正に限り、そ
の後に連続したステツプで同じ位置情報のものは
異なるステツプがあるまで修正される。そして、
表示器５１３ｄによる現在ステツプ数〔PSCS〕
は変わらない。また、追加スイツチ５１７を押圧
すると、マニユアル操作（前述した）と同様の操
作が可能となり、ステツプの追加が可能となる。
なお、このとき追加されるステツプは現在ステツ
プの直前にプログラムされ、表示器５１３ｄにお
ける現在ステツプ数は変わらないが、残りステツ
プ数〔PSX〕は「−１」される。さらに、抹消ス
イツチ５１６を押圧すると、このときのステツプ
がメモリ４４０から抹消されて、表示器５１３ｄ
における現在ステツプ数は「−１」され、残りス
テツプ数は「＋１」される。

そして、再びスタートスイツチ４１５，５１５
をオンとしてテストを繰返し、プログラムのチエ
ツクを行なう。このとき、フアンクシヨン選択ス
イツチ５０３によるモード選択が直線であれば、
現在ステツプからつぎのステツプまでＸ，Ｙ，Ｚ
軸で直線補間を行ない、Θ，Φ軸で回転を行な
う。

オート（Auto）運転モードこれは、前述のごとくテイーチングされ、かつ
テストによつて正しい動作が確認されたプログラ
ムを実行し、実際に溶接を行なうモードである。
この場合、まず、運転に先立つて自動溶接装置１
００の準備をし、溶接制御装置３００に設けられ
た切換スイツチ（図示せず）を溶接ロボツト側に
設定する。それとともに、メインパネル４１０の
モード選択スイツチ４１３によつて「自動」モー
ドを設定する。そして、ワーク選択スイツチ４２
３によつて所望のワーク番号を選択し、当該ワー
ク番号に応じたワークを装置１００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をオンとしこの溶接装置１００に電源
を供給する。また、トツプ呼出スイツチ５１１を
オンとし、ブロツク選択スイツチ５０９によつて
ブロツクを選択する。しかる後、スタートスイツ
チ４１５，５１５を押圧する。

その後、自動溶接装置１００の各軸Ｘ，Ｙ，
Ｚ，Θ，Φの位置決め位置、台車１０３，第２枠
体１０４，第３枠体１０６，ワーク取付け具１０
５，トーチ取付け具１０８は、指定されたワーク
プロ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によつ
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５０
０には、その順次のステツプの状態を表示するこ
とはもちろんである。なお、停止スイツチ４１６
をオンとするか、フアンクシヨン選択スイツチ５
０７によつて「停止」をテイーチングしておくこ
とによつて、そのステツプの終了後、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。以上において、この発明の背景とな
る実施例の概略的な構成ないし操作について説明
したが、以下に、この発明の特徴であるオートモ
ード時の直線補間，円弧補間について詳細に説明
する。

第７図ａは直線補間の動作を説明する座標位置
図であり、第９図はその動作を示すサブル―チン
のフローチヤートである。まず、この第７図ａお
よび第９図を参照して「直線補間」モードを説明
する。このモードでは、CPU４３１は、自動溶
接装置１００のトーチ１０９が、指示された２点
間を内挿法によつて補間しながら、直線で進むよ
うに制御する。

溶接を正しく行なう条件として、パスを正確に
するとともに速度も正確であることが要求され
る。いま、点P1（x₁，y₁，z₁）から点２（x₂，
y₂，z₂）に移動する際に、各軸方向の移動速度
（分速度）と該点P2の位置とを指示すれば、目的
位置には合成速度Ｖにて直線で進むことになる。

しかしながら、この実施例における直流モータ
等の動力手段を用いた場合、低速であつても定ト
ルクが得られれば問題ないが、負荷が大きいと第
１１図に示すように垂下特性となる。従つて、こ
のままでは、第１２図に示すように、いずれかの
軸がより早く目的位置に達し、パスが一点鎖線で
示すイ又は二点鎖線で示すロのように、その位置
が不正確となる。このためには、前記点P1とP2
との間を細分化（補間）することにより、正確な
パスと速度とを実現することができる。このよう
に、直流モータ等の動力手段の垂下特性を補うた
めに、補間機能が必要となるものである。

まず、CPU431が指示された２点間を直線補間
によつて進むことを判断し、溶接のシーケンス信
号を自動溶接装置１００に与える。つづいて、各
軸Ｘ，Ｙ，Ｚ，Θの速度Ｖ_x，Ｖ_y，Ｖ_z，Ｖ〓
を、速度選択スイツチ５０１によつて指示された
速度Ｖとプログラムされた座標位置とをメモリ４
４０から読出して、演算する。すなわち、Ｘ軸方
向移動速度Ｖ_xは次式(1)で、Ｙ軸方向移動速度Ｖ_y
は次式(2)で、Ｚ軸方向移動速度Ｖ_zは次式(3)で、
Θ軸方向移動（回転）速度Ｖ〓は次式(4)で、それ
ぞれ、求められる。

ただし、x₁，x₂；Ｘ軸座標位置、y₁，y₂；Ｙ軸
座標位置、z₁，z₂；Ｚ軸座標位置、Ｋ；係数であ
る。ここで、前記Θ軸方向の回転速度Ｖ〓は、ワ
ーク取付け具１０５の中心位置がＸ軸の中心位置
とＺ軸の中心位置との交点になるように設定され
ているので、このＸ軸の任意の点ｘおよびＺ軸の
任意の点ｚのそれぞれのΘ軸の中心（4096ビツト
の中心4096／２）からの距離を求めれば得られ、
前記式(4)のごとくとなる。なお、係数Ｋは動力手
段からワーク取付け具１０５へのギヤ比等であ
る。このようにして、各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ，Θ（φは
不要）の移動速度が得られる。前述(4)式の、中心
をあらわす2048の数字は、必ずしもこれに限定さ
れるものではない。

つづいて、CPU431においては、各軸Ｘ，Ｙ，
Ｚ，φ方向のつぎの補間点までの長さ（ピツチ）
を求める。ただし、φ軸については、トーチ１０
９の先端がその溶接線に対して常に最適な角度と
なるように制御するために、この２点間における
全補間回数（長さ／ピツチ＝Ｎ）について比例配
分的に決定する。すなわち、Ｘ軸方向ピツチＤ_x
は次式(5)で、Ｙ軸方向ピツチＤ_yは次式(6)で、Ｚ
軸ピツチＤ_zは次式(7)で、φ軸方向ピツチＤ〓は
次式(8)で、それぞれ、求められる。なお、これら
ピツチ演算の際の商の余り（誤差；これは
CPU431において固定小数点方式で演算するため
に発生するものであり、切捨てられる）DD_x，
DD_y，DD〓が同時に得られる。

Ｄ〓＝φ_２−φ_１／Ｎ ……DD〓……(8) ただし、Ｄ；補間ピツチ、φ_１，φ_２；点
P1，P2におけるトーチ先の配向角度である。こ
のようにして、各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ，Φ方向の１ピツ
チと誤差成分とが求められる。

しかる後、CPU４３１においては、つぎの補
間すべき点位置ｘ_o，ｙ_o，ｚ_o，φ_oを求める。こ
れは、前記各軸ピツチＤ_x，Ｄ_y，Ｄ_z，Ｄ〓と、
各軸の最初の座標位置（ここではx₁，y₁，z₁，φ
_１）と、前記各移動速度Ｖ_x，Ｖ_y，Ｖ_zに応じた
遅れ量Ｘ_TD，Ｙ_TD，Ｚ_TDとを加算することによつ
て得られる。ここで、遅れ量Ｘ_TD，Ｙ_TD，Ｚ_TDに
ついて説明する。

第８図はサーボ系の速度状態に応じた遅れ量を
説明するための図解図である。前述の第５図で説
明したように、この実施例では非飽和領域信号ま
たはNu11信号のいずれか早いタイミングで得ら
れるものを検出するが、この検出したタイミング
A1で次の補間点の指令を与えるのではなく、こ
のタイミングから次の補間点に達するまでの各軸
Ｘ，Ｙ，Ｚの遅れ量Ｔを先行量として補間点位置
情報に付加し、この情報に基づいて移動制御して
非飽和領域信号またはNu11信号を検出したとき
（A2）に次の補間指令を出す。換言すればトーチ
１０９がほぼ所定の補間点位置に達したときに次
の補間指令を出す。このために、各移動速度Ｖ
_x，Ｖ_y，Ｖ_zのそれぞれの変化に応じた遅れ量Ｘ_T
_Ｄ，Ｙ_TD，Ｚ_TDがテーブルとして前記ROM４４２
に予め記憶されている。なお、この遅れ量Ｘ_TD，
Ｙ_TD，Ｚ_TDはROM４４２に予め記憶しておくこ
となく、CPU４３１の演算によつて求めるよう
にしてもよい。

再び第９図に戻つて、前記ｘ_o，ｙ_o，ｚ_o，φ_o
は、次の補間点の、Ｘ軸座標位置ｘ_o＝ｘ_o-1＋Ｄ
_x＋Ｘ_TDで、Ｙ軸座標位置ｙ_o＝ｙ_o-1＋Ｄ_y＋Ｙ_TD
で、Ｚ軸座標位置ｚ_o＝ｚ_o-1＋Ｄ_z＋Ｚ_TDで、Φ
軸座標位置 φ_o＝φ_o-1＋Ｄ〓で、それぞれ求められる。

このとき、CPU４３１では、前記各軸誤差成
分（DD_x，DD_y，DD_z，DD〓）に基づいて、前記
ｘ_o，ｙ_o，ｚ_o，φ_oの誤差修正を行なう。すなわ
ち、これらピツチ演算毎に得られる誤差を順次累
積し、この累積値（DD_xS，DD_yS，DD_zS，
DD〓S）が所定値を越えると、それによつて補
正する。例えばＸ軸について説明すれば、まず、
DD_xS_o＝DD_xS_o-1＋DD_xを求め、このDD_xS_oが（これはビツトを示す）ならば、前記補間点位置
ｘ_o＝ｘ_o±１として補正する。そしてDD_xS_o＝
DD_xS_o〓√（₂−₁）²＋（₂−₁）²＋（₂−₁
）²とし
ておく。同様にＹ軸，Ｚ軸についてDD_yS_o，
DD_zS_oを求め、同様の判断ないし補正を行なう。
また、φ軸については、DD〓S_o（DD〓S＋
DD〓）を求め、ＤＤ〓Ｓ_ｏ／Ｎ≧±１ならば、前記補間点位置φ_oに対して、±１を行なう。ただしＮは補
間回数。そして、DD〓S_o＝DD〓S_o〓Ｎとしてお
く。

つづいて、この演算され、修正されたつぎの補
間点Ｐ_oの座標位置ｘ_o，ｙ_o，ｚ_oが各軸につい
て、到達点P2の座標位置（x₂，y₂，x₂）を越えた
か否かが、CPU４３１において判断される。こ
こで、NOならば、すなわちつぎの補間点が目的
位置を越えることがなければ、CPU４３１から
自動溶接装置１００に対して、この補間点Ｐ_oの
位置情報および速度情報を出力するとともに、こ
のタイミングで前記フアンクシヨン選択スイツチ
５０２によつて選ばれたタイマT1もしくはT2を
起動（セツト）する。

応じて、装置１００の各軸位置決め装置、すな
わち台車１０３（Ｘ軸），第２枠体１０４（Ｙ
軸），第３枠体１０６（Ｚ軸），ワーク取付け具１
０５（Θ軸），トーチ取付け具１０９（Θ軸）
が、前述のごとく与えられた位置情報ないし速度
情報に応じて、ワーク（図示せず）ないしトーチ
１０９を位置決めする。ここで、CPU４３１は
各軸Ｘ，Ｙ，Ｚについて、該当のサーボ系のサー
ボアンプ（図示せず）からの非飽和領域信号又は
Nu11信号が得られたか否かを検出する。

前記各軸Ｘ，Ｙ，Ｚについて非飽和領域信号又
はNu11信号が得られたかどうかの判断におい
て、YESならば、CPU４３１はこのタイミング
で再びつぎの補間点位置の情報と速度情報とを装
置１００に与え、同様の位置決めが繰返される。
逆に、NOならば、つぎにCPU４３１は前記情報
出力時にセツトしたタイマがタイムアツプしたか
どうか判断する。これは、位置情報ないし速度情
報を出力したにもかかわらず、或る所定時間以内
に前記非飽和領域信号又はNu11信号が得られな
いときには、機器に何らかの異常ないしエラーが
発生したとみなし、エラーのサブルーチンにリタ
ーンさせる。そして、好ましくは、タイムアツプ
する前にこの非飽和領域信号又はNu11信号が得
られると、このタイマはこの信号によつてリセツ
トされるようにする。

なお、前述のCPU４３１の判断動作におい
て、つぎの指令位置（補間点）が目的位置を越え
ると判断されると、このCPU４３１からは、こ
の補間点ないし速度情報に代えて、該目的位置
（この場合点P2）の位置情報ないし速度情報を装
置１００に与える。この場合にも、タイマをセツ
トする。そして、この自動溶接装置１００におい
ては、前記目的位置ないし速度情報に応じた制御
を行ない、非飽和領域信号又はNu11信号をCPU
４３１へ送る。ここで、いずれの信号も得られな
ければ、エラールーチンにリターンされることは
前述した通りである。

また、各軸位置決め装置が、前記目的位置に達
して、非飽和領域信号又はNu11信号が得られる
と、CPU４３１は、予めプログラムしているタ
イマセツト時間（これは溶接装置１００において
後処理に必要な時間に選ばれている）をメモリ４
４０から読出し、タイマ処理する。そして或るタ
イマセツト時間が経過すると、溶接装置１００な
いし溶接用電源２００をオフとする。さらに、例
えばシーケンス選択スイツチ４２４によつて何ら
かのシーケンス信号が設定されていれば、それに
応じたシーケンス信号を発し、それに応じた外部
機器からの信号を待つて直線補間を終る。なお、
このとき、前記シーケンス信号に対して何らの信
号も入力されなければ、エラーありとして、エラ
ールーチンに入る。この直線補間が終ると、
CPU４３１は再びメインルーチンにリターンす
る。

第１０図はこの発明の一実施例によつて、トー
チが移動した軌跡を示す図である。この第１０図
から明らかなように、この実施例によれば、各軸
の遅れ量を補間点位置情報に付加して、非飽和領
域信号またはNu11信号のいずれかを検出したと
き、次の補間点の位置指令を与えるようにしてい
るため、トーチ１０９を予め設定した点位置に正
確に移動することができる。したがつて、単に非
飽和領域信号またはNu11信号のいずれかを検出
したときに次の補間指令を与えるような従来例で
は、第１０図の点線で示すように、補間点に達す
る前に次の補間指令が与えられるため、角の部分
で円弧を描いたが、この実施例ではほぼ直角に折
曲がつた直線を描くことができる。ただし、この
実施例では、先行量を付加して補間指令を与えて
いるための、直角部分で折曲がるときに、わずか
に外方に円弧を描くことになる。

第７図ｂは円弧補間の動作を説明する座標位置
図であり、第１３図はその動作を示すサブルーチ
ンのフローチヤートである。つぎに、この第７図
ｂおよび第１３図を参照して「円弧補間」モード
を説明する。このモードでは、CPU４３１は、
自動溶接装置１００のトーチ１０９が、指示され
た３点間を内挿法によつて補間しながら、折線近
似的に円弧を描いて進むように制御する。

まず、CPU４３１はトーチ１０９が点C1まで
は直線補間によつて進むように、前述の「直線補
間」モードをとる。従つて、点C1がありと判断
すると、この点C1までは直線補間を行なう。こ
こで、直線補間が終つて、さらに点C2，C3があ
れば、この点C1〜C3間は円弧補間であり、メイ
ンルーチンにリターンされる。また、点C1，C2
がなければエラーコードとともにメインルーチン
へ戻る。C2，C3点がある場合、C2点が指示され
て再びサブルーチンへ入つてくる。

そして、フラグ（Ｆ１ag；これは点C1からC2
へ進む場合に例えば「０」とされる）をクリアす
る。

つづいて、前記メモリ４４０にプログラムされ
ているこれら各点C1，C2，C3の位置情報に基づ
いて、この円弧の中心座標位置x₀，y₀およびおよ
び半径Ｒを求める。すなわち、前記中心座標x₀は
次式(9)で、y₀は次式(10)で、半径Ｒは次式(11)で、そ
れぞれ求められる。

x₀＝｛（y₃−y₂）・α１ −（y₂−y₁）・α２｝／２β ……(9) y₀＝｛（x₂−x₁）・α２ −（x₃−x₂）・α１｝／２β ……(10) Ｒ＝√（₁−₀）²＋（₁−₀）²……(11) ただし、α１＝y₂ ²＋x₂ ²−y₁ ²−x₁ ²、α２＝y₃ ²
＋x₃ ²−y₂ ²−x₂ ²、 β＝（x₂−x₁）（y₃−y₂）−（x₃−x₂）（y₂−y₁）とす
る。そして、これら中心座標位置x₀，y₀と半径Ｒ
とに基づいて、前記各点C1，C2，C3の該中心に
対するＸ軸の角度θ_１，θ_２，θ_３を求める。こ
れら角度θ_１，θ_２，θ_３は、それぞれ、次式
(12)，（13），（14）によつて求められる。

θ_１＝cos^-1 ｘ_１−ｘ_０／Ｒ ……(12) θ_２＝cos^-1 ｘ_２−ｘ_０／Ｒ ……(13) θ_３＝cos^-1 ｘ_３−ｘ_０／Ｒ ……(14) 従つて、CPU４３１ないしメモリ４４０には、
これら三角関数テーブルを内蔵しているものであ
る。なお、このとき角度θは１ピツチ毎に１゜進
むように前記ピツチＤ〓は１゜に決められてい
る。

さらに、ここで、トーチ１０９の各補間点に対
する向き角度すなわちΦ軸方向の１ピツチＤ〓を
演算するが、このΦ軸方向成分ないしピツチＤ〓
は、前記点C1からC2への角度差（θ_２−θ_１）
において、および点C2からC3への角度差（θ_３
−θ_２）において、前記ピツチＤ〓毎に比例配分
的に、与えられる。従つて、このピツチＤ〓₁，
Ｄ〓₂は、それぞれ、次式（15），（16）で求めら
れる。

Ｄ〓₁＝φ_２−φ_１／θ_２−θ_１…DD〓₁ ……(15) Ｄ〓₂＝φ_３−φ_２／θ_３−θ_２…DD〓₂ ……(16) この成分Ｄ〓₁，Ｄ〓₂は、換言すれば、前記角
度θが１゜変化する毎のトーチ配向角度の変化で
ある。そして、その余り（誤差成分；これは「直
線補間」の場合と同様に、CPU４３１において
小数点以下を切捨てるために生じるものである）
DD〓₁，DD〓₂は、後述の誤差補正に際して、Ｚ
軸方向とともに修正される。

また、このとき、ワーク（図示せず）が取付け
具１０５にＺ軸方向に或る傾斜を有して取付けら
れているときのこのＺ軸方向に補正するために、
１ピツチ分のＺ軸方向成分Ｄ_z1およびＤ_z2を演算
する。このＺ軸方向成分ないしピツチＤ_z1，Ｄ_z2
も前記ピツチＤ〓と同様にピツチＤ〓に対して比
例配分的に与えられる。すなわち、このピツチＤ
_z1，Ｄ_z2は、それぞれ、次式（17），（18）によつ
て与えられる。

Ｄ_z1＝ｚ_２−ｚ_１／θ_２−θ_１…DD_z1 ……(17) Ｄ_z2＝ｚ_３−ｚ_２／θ_３−θ_２…DD_z2 ……(18) なお、このときの余りDD_z1，DD_z2は、前記余
りないし誤差成分DD〓₁，DD〓₂と同様に後述の
誤差補正に用いられる。しかる後、前記θ_１，θ
_２，θ_３によつて角度θに関する回転方向（右廻
りないし左廻り）を決定する。

つづいて、例えば、プログラムには３点指示さ
れているけれどもこの３点は実質的に１点ないし
２点であり、また、この３点が直線上の点であつ
たりして、計算が不可能でないかどうか、すなわ
ち計算が可能かどうかが判断される。そして、こ
のときNOならば、全ステツプの絶体ステツプ数
〔PSCA〕と当該ワークの現在ステツプ数
〔PSCS〕とを、それぞれ−１するとともに、エ
ラーサブルーチンにリターンする。また、このと
きYESならば、補間演算を行なう。

まず、前記点C1のＸ軸に対する角度θ_１に前
記Ｄ〓を加算する。そして、このとき、つぎに補
間すべき点が点C2を越えるかどうかが判断され
る。

ここで、つぎの補間点が点C2を越えない場合
は、前記トーチ１０５をこの補間点に進めてもよ
いことを意味し、CPU４３１からは当該補間点
の位置情報ないし速度情報等を演算し、かつ自動
溶接装置１００に与える。すなわち、リモコンパ
ネル５００の速度選択スイツチ５０１で与えら
れ、プログラムされている速度Ｖに基づいて各軸
Ｘ，Ｙ方向の速度Ｖ_x，Ｖ_yを演算する。この速度
Ｖ_x，Ｖ_yは、それぞれ、次式（19），（20）で与え
られる。

Ｖ_x＝Ｖ sinθ_１ ……(19) Ｖ_y＝Ｖ cosθ_１ ……(20) この移動速度Ｖ_x，Ｖ_yに基づいて、ROM442か
ら遅れ量Ｘ_TD，Ｙ_TDを読出す。そして、次の補間
点のＸ軸，Ｙ軸の座標位置Ｘ_o，Ｙ_oは次式
（21），（22）で与えられる。

Ｘ_o＝x₀＋Rcosθ_１＋Ｘ_TD ……(21) ｙ_o＝y₀＋Rsinθ_１＋Ｙ_TD ……(22) 同時に、前記トーチ１０９の向き角φおよびＺ
軸方向の補正が行なわれる。このＺ軸方向の補正
およびΦ軸方向の補正は、前述のごとく、前記Ｄ
〓の補間ごとに比例配分的に行なわれ、それぞれ
次式（23），（24）で与えられる。

φ_o＝φ＋Ｄ〓 ……(23) ｚ_o＝ｚ＋Ｄ_z1＋Ｚ_TD ……(24) ここで、点C2を越えていないためＺ軸方向の補
正はＤ_z1が加算される。このようにして、つぎに
補間すべき点の座標位置、速度を、CPU４３１
から自動溶接装置１００に対して指令する。すな
わち、この装置１００には、前記式（21），
（22），（23），（24）で与えられる軸Ｘ，Ｙ，Φ，
Ｚの座標位置と式（19），（20）で与えられる各軸
速度Ｖ_x，Ｖ_yとΘ軸とが指令される。応じて、こ
の装置１００の各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ，Θ，Φの動力手
段が位置決め装置を動かし、前記指令される補間
点に位置制御する。

なお、このとき、タイマT1又はT2がセツトさ
れ、或る時間経過してもなお各軸Ｘ，Ｙからの非
飽和領域信号又はNu11信号が得られなければ、
CPU４３１はエラー処理のサブルーチンにリタ
ーンされる。

そして、前記位置決めに応じて、Ｘ，Ｙ軸か
ら、ともに、非飽和領域信号又はNu11信号が得
られると、CPU４３１は再びつぎに補間すべき
点位置ないし速度情報を装置１００に与える。こ
のようにして、点C2まで円弧が折線近似的に繰
返し補間される。

その後、前記点C2を越えることになり、前述
の判断（C2を越えるか？）がYESとなる。この
場合、まずフラグ（Ｆ１ag；これは点C2からC3
へ進む場合に例えば「１」とされる）がオンされ
ているかどうかを判断し、YESならばさらに点
C3を越えるかどうかが判断される。NOならば、
F1agをセツトし、さらに、Autoモードかどうか
判断される。このとき、装置１００はAutoモー
ドに切換えられているため、当然YESである。
このように点C2を越えて、Autoモードの場合に
は、前述のＺ軸方向の補正値Ｄ_z1をＤ_z2に、そし
て誤差成分DD_z1をDD_z2に入れ換えて補正する。
すなわち、点C2を越えると、Ｚ軸方向は、次式
（25）によつて補正される。

ｚ_o＝ｚ＋Ｄ_z2 ……(25) それ以外の各軸位置情報ないし速度情報は、前
述のごとく、式（19），（20），（23）ないし
（21），（22）によつて得られるものが与えられ
る。なお、Φ軸方向も、同様に、Ｄ〓（＝１゜）
ずつ補正ないし補間されていく。

また、前述の補間点位置を決定するに際して、
Ｚ，Φ軸方向の誤差成分DD_z1（又はDD_z2），
DD〓₁（又はDD〓₂）が補正されることは、「直
線補間」の場合と同様である。例えば、Ｚ軸につ
いて説明すれば、まず、点C1からC2（又はC2か
らC3）の場合には、その区間における誤差成分
DD_z1（又はDD_z2）を累積し、この累積値DD_z1S_o
（又はDD_z2S_o）がその区間における補間点数ない
し回数Ｎ（又はＭ）毎に１（ビツト）を越えるか
どうかを判断し、補正する。すなわち、ＤＤ_ｚ１Ｓ_ｏ／Ｎ（又はＤＤ_ｚ２Ｓ_ｏ／Ｍ）≧±１なら
ば、前記補間点位置ｚ_oに対して±１の補正を行な
う。

同様にΦ軸についても、ＤＤ〓_１Ｓ_ｏ／Ｎ（又はＤＤ〓_２Ｓ_ｏ／Ｍ）≧±１なら
ば、前記補間点位置φ_oに対して±１の補正を行な
う。このようなＺ軸およびΦ軸の補正は、つぎに
補間すべき点位置を演算する際に同時に行なわれ
る。

なお、前述のごとく点C2を越え、Autoモード
ではない場合（例えばテスト）には、このCPU
４３１からは、該点C2をつぎの指令値として装
置１００に与える。それとともに、速度も同様に
指令する。応じて、装置１００は、各軸Ｘ，Ｙ，
Ｚ，Θ，Φを位置決めするが、このときタイマを
セツトして或る時間経過しても非飽和領域信号又
はNu11信号が得られなければ、何らかのエラー
ありとしてエラールーチンにリターンされる。そ
して、各軸から非飽和領域信号又はNu11信号が
得られれば、CPU４３１はつづいて、C2点正常
ルーチンへリターンされる。

また、このTestモードの（すなわちAutoでは
ない）場合、装置１００が点C2まで補間されて
進むと、つぎは点C3まで進むようにするため、
（C2点か？）という判断は当然NOとなりF1agは
「０」でないようにセツトされる。このようなと
き、再び、このCPU４３１においては、描くべ
き円弧の中心位置座標x₀，y₀、半径Ｒ、各点
C1，C2，C3のΘ軸方向位置θ_１，θ_２，θ_３、
Θ軸方向ピツチＤ〓（誤差成分DD〓）ならびに
Ｚ軸方向ピツチＤ_z（誤差成分DD_z）を前記式
(9)，(10)、(11)，(12)，（13），（14）、（15），（1
6）なら
びに（17），（18）に従つて、演算する。このよう
に、再度、同じ演算を行なうのは、前回の演算に
ミスがないかどうかのチエツクにもなる。その
後、前述の点C1から点C2へ進む場合と同様に、
点C2からC3へＭ回の補間動作が繰返される。こ
のとき、点C2は越えており、かつF1agがセツト
されているので、CPU４３１においては、この
点C2からC3への前記補間動作毎に、つぎの補間
点が点C3を越えるかどうかが判断される。そし
て、NOならば、Ａで示すルーチンに戻り、逐次
点C3（の直前）まで補間されながら進む。

その後、トーチ１０９が点C3まで進んだと
き、このCPU４３１から装置１００に対して、
目的位置としての点C3の位置情報をつぎの指令
値とする。そして、第９図に示すＢのルーチンに
うつる。従つて、CPU４３１からは、点C3の位
置情報ないし速度情報が装置１００に対して出力
される。応じて、この装置１００は、各軸Ｘ，
Ｙ，Ｚ，Θ，Φを点C3位置に位置決めする。こ
のようにして、点C1から点C2，C3まで順次補間
されて結果として折線近似的に円弧が描かれる。

したがつて、第１４図に示すように、点C1か
ら点C3まで順次補間するときに、補間点位置よ
り先行する位置の点を次に補間すべき点位置とし
たことによつて、非飽和領域信号またはNu11信
号のいずれかを検出したとき、トーチ１０９の位
置を指令された位置に達するように移動制御する
ことができ、より忠実に円弧を描くことができ
る。なお、上述の実施例においては、自動溶接装
置の際の位置制御を例にとつて説明したが、これ
は溶接装置に限ることなく、あらゆる位置制御を
必要とする工作機械等にも適用可能なことはいう
までもない。

以上のように、この発明によれば、サーボ系の
非飽和領域信号またはNu11信号を検出してから
移動部材が補間点位置に制御されるまでの遅れ量
に基づいて、補間点位置の情報に所定の先行量を
付加して新たな指令位置を求め、非飽和領域信号
またはNu11信号を検出したとき、前記新たな指
令位置を次の補間点の位置信号として与えるよう
にしているため、移動むらを生じることなく移動
物体を正確に補間点位置に移動させることができ
る。したがつて、移動物体を極めて正確に、予め
設定した点位置に連続的に移動制御することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図はこの発明の機能ブロツク図である。
第１図はこの発明の一実施例としての自動溶接装
置を示す全体斜視図である。第２図は制御箱の好
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図はこの発明の一実施例の概略ブ
ロツク図である。第５図はサーボ系の速度と位置
ないしタイミングとの関係を示す図である。第６
図はプログラムのテイーーチングモードを示す座
標位置図であり、第６図ａは直線補間、第６図ｂ
は円ないし円弧補間の場合を示す。第７図はこの
実施例の動作を示す座標位置図であり、第７図ａ
は直線補間動作モード、第７図ｂは円弧補間動作
モードを示す。第８図はサーボ系の速度状態に応
じた遅れ量を説明するための図である。第９図は
直線補間動作モードを示すフロー図である。第１
０図は直線補間動作モードによつて移動体が移動
した軌跡を示す図解図である。第１１図は、直流
モータの垂下特性を示す図である。第１２図は補
間の必要性を説明するための速度誤差を示すグラ
フである。第１３図は、円弧補間動作モードを示
すフロー図である。第１４図は円弧補間動作モー
ドによつて移動体が移動した軌跡を示す図解図で
ある。図において、１００は自動溶接装置、１０３は
台車、１０４は枠体、１０５はワーク取付け具、
１０６は第３枠体、１０８はトーチ取付け具、１
０９はトーチ、２００は溶接用電源、３００は溶
接制御装置、４００は制御箱、４１０はメインパ
ネル、４３０はパターンラツク、４３１は
CPU、４４１はRAM、４４２はROM、５００は
リモコンパネル、６００〜６４０は位置決め装置
を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１位置制御すべき被制御物体を指示して移動さ
せるための移動機構と、予め設定した点位置に基づいて、順次補間点位
置を演算し、その補間点位置に基づく指令点位置
情報を出力する中央処理装置と、前記中央処理装置から与えられる指令情報に応
じて、前記移動機構を駆動するサーボ回路とを備
えた位置制御装置において、前記サーボ回路は、前記被制御物体が該サーボ回路のサーボ領域に
到達したことを検出し、かつ該検出に応じてサー
ボ領域到達信号を発生するサーボ領域到達信号発
生手段と、前記被制御物体が目標位置の手前ごく近傍の所
定位置に到達したことを検出し、かつ該検出に応
じて零信号を発生する零信号発生手段とを含み、前記サーボ領域到達信号と前記零信号とは、前
記移動機構の速度に応じていずれかの信号が早く
出力され、前記中央処理装置は、先行の位置制御期間中に
おいて、前記サーボ領域到達信号および前記零信
号のいずれか早く出力されたタイミングから、前
記移動機構が指令された点位置に制御されるまで
の遅れ量に基づいて、前記指令点位置情報に所定
の先行量を付加して新たな指令位置を求める手段
を備えた、位置制御装置。２前記新たな指令位置を求める手段は、前記移
動機構の移動速度に対応した前記遅れ量をテーブ
ルで記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した前記遅れ量に基づい
て、前記指令点位置の情報に所定の先行量を加算
する加算手段とを含む、特許請求の範囲第１項記
載の位置制御装置。