WO2023084907A1 - アーク溶接装置及びアーク溶接方法 - Google Patents

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昌広 前野
雅之 岡田
泰明 堀
克明 大熊
学 西原
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Definitions

  • the present disclosure relates to an arc welding apparatus and an arc welding method that perform arc welding by applying a welding voltage between a welding wire and a workpiece.
  • the arc welding device disclosed in Patent Document 1 includes a welding torch, a laser sensor, a manipulator, and a controller.
  • a welding torch holds a welding wire.
  • the laser sensor irradiates an object to be processed with laser light and detects reflected light from the object to be processed.
  • the manipulator has a welding torch and a laser sensor attached to its tip.
  • the control unit controls the manipulator to perform movement control to move the welding position along a predetermined teaching trajectory with the laser sensor arranged in front of the welding torch in the direction of travel, between the welding wire and the workpiece.
  • the control unit identifies the position of the characteristic portion of the workpiece based on the detection result of the reflected light by the laser sensor during execution of the movement control so that the identified characteristic portion becomes the welding position. corrects the teaching trajectory.
  • the present disclosure has been made in view of this point, and its object is to provide an arc welding apparatus that moves the welding position along a predetermined teaching locus, even if the teaching locus is a curve. To facilitate correction of a teaching trajectory based on a detection result of .
  • an arc welding apparatus performs arc welding by applying a welding voltage between a welding wire and a workpiece, and holds the welding wire.
  • a welding torch that irradiates the object to be processed with a laser beam and detects reflected light from the object to be processed; and a rotary joint that rotates around a predetermined axis, wherein the predetermined axis is the A manipulator having the welding torch and the laser sensor attached to its tip so as to pass through the irradiation area of the laser beam on the workpiece, and by controlling the manipulator, the welding position is moved along a predetermined teaching trajectory.
  • Movement control is executed in a state in which the welding voltage is applied between the welding wire and the workpiece, and during execution of the movement control, based on the result of detection of the reflected light by the laser sensor.
  • a control unit that identifies the position of the characteristic portion of the workpiece and corrects the predetermined teaching locus so that the identified characteristic portion becomes the welding position.
  • the characteristic portion is less likely to leave the laser beam irradiation area. Therefore, even when the taught trajectory is a curved line, it is easy to correct the taught trajectory based on the detection result of the laser sensor.
  • an arc welding apparatus that moves a welding position along a predetermined teaching trajectory, even when the teaching trajectory is a curved line, it is possible to easily correct the teaching trajectory based on the detection result of the laser sensor.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an arc welding apparatus according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a schematic diagram around the manipulator.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control system.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating an object to be processed.
  • FIG. 5 is a flow chart for explaining the operation of the arc welding apparatus when welding joints of workpieces.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an arc welding device 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • This arc welding apparatus 1 performs arc welding by applying a welding voltage between the welding wire 11 and the workpiece W.
  • the arc welding apparatus 1 includes a welding torch 12, a wire feeder 13, a laser sensor 14, a manipulator 15, a welding power supply 16, and a control system 20 (control unit in the present disclosure). I have.
  • the welding torch 12 holds the welding wire 11.
  • the wire feeding device 13 feeds the welding wire 11 to the welding torch 12.
  • the welding power supply 16 controls the feeding speed of the welding wire 11 by the wire feeding device 13 .
  • the laser sensor 14 obtains position information indicating the distance from the laser sensor 14 to the processing object W by irradiating the processing object W with the laser light L and detecting the reflected light from the processing object W.
  • FIG. 2 is a schematic diagram around the manipulator 15.
  • FIG. The manipulator 15, as shown in FIG. 2, is a 6-axis vertical articulated robot having first to sixth revolute joints 151-156.
  • the first to sixth rotary joints 151 to 156 are provided in order from the base end (opposite to the tip) side of the manipulator 15 .
  • the first revolute joint 151 rotates around the first axis A1.
  • the second revolute joint 152 rotates about a second axis A2.
  • the third revolute joint 153 rotates around the third axis A3.
  • the fourth revolute joint 154 rotates about a fourth axis A4.
  • the fifth revolute joint 155 rotates about a fifth axis A5.
  • the sixth revolute joint 156 rotates about a sixth axis A6.
  • a fourth axis A4 is parallel to the X-axis shown in FIG.
  • the second axis A2 the third axis A3 and the fifth axis A5 are parallel to the Y-axis shown in FIG.
  • the first axis A1 and the sixth axis A6 are parallel to the Z-axis shown in FIG.
  • a welding torch 12 and a laser sensor 14 are attached to the tip of the manipulator 15 .
  • the laser sensor 14 is arranged such that the sixth axis A6 (predetermined axis in the present disclosure) passes through the center of the irradiation area R of the laser beam L on the workpiece W.
  • a wire feeding device 13 is attached to the manipulator 15 as shown only in FIG. The wire feeding device 13 is attached, for example, to an arm between the third rotary joint 153 and the fourth rotary joint 154 .
  • the welding power supply 16 applies a welding voltage between the welding wire 11 and the workpiece W.
  • the welding power supply device 16 is also used as an operating power source for the wire feeding device 13 .
  • Welding power supply 16 controls the feed speed of welding wire 11 by wire feeder 13 (see FIG. 1).
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control system 20. As shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view illustrating the workpiece W. FIG.
  • control system 20 includes a sensor control device 30 and a robot control device 40.
  • the sensor control device 30 has a joint identifying unit 31, a trajectory acquiring unit 32, a movement amount calculating unit 33, a correction amount calculating unit 34, an adaptive condition calculating unit 35, and an adding unit 36.
  • a sensor controller 30 is connected to the laser sensor 14 .
  • an object W to be processed is composed of two members joined to each other, that is, a member W1 and a member W2.
  • the joint identification unit 31 identifies the position of the joint J between the member W1 and the member W2 as a characteristic portion in the workpiece W based on the detection result of the reflected light by the laser sensor 14 .
  • the position of the joint J is identified based on positional information obtained by the laser sensor 14 .
  • the joint identifying unit 31 also identifies the width of the gap between the member W1 and the member W2 based on the positional information obtained by the laser sensor 14 .
  • the trajectory acquisition unit 32 acquires a taught trajectory input by the user or obtained in past welding operations.
  • the movement amount calculation unit 33 calculates the amount of movement in the three-dimensional direction from the current welding position to the next welding position on the teaching locus acquired by the locus acquisition unit 32 .
  • the correction amount calculation unit 34 calculates a correction amount in the three-dimensional direction for moving the corresponding location in the teaching trajectory acquired by the trajectory acquisition unit 32 to the position of the joint J specified by the joint specification unit 31 .
  • the adaptive condition calculation unit 35 calculates the welding current, the welding voltage, and their amplitudes based on the width of the gap between the member W1 and the member W2 identified by the joint identification unit 31.
  • the addition unit 36 adds the correction amount calculated by the correction amount calculation unit 34 to the movement amount calculated by the movement amount calculation unit 33, and outputs the corrected movement amount.
  • the robot controller 40 includes a robot position controller 41 and a power controller 42 .
  • Robot controller 40 is connected to manipulator 15 , welding power supply 16 and sensor controller 20 .
  • the robot position control unit 41 controls the rotary joints 151 to 156 of the manipulator 15 so as to move the welding position by the corrected movement amount output by the addition unit 36 of the sensor control device 30 .
  • the power supply control unit 42 controls the welding power supply 16 based on the welding current and welding voltage calculated by the adaptive condition calculation unit 35 and their amplitudes.
  • the object W to be processed shown in FIG. 4 is composed of two plate-like members, that is, a member W1 and a member W2, which are stacked vertically in a stepped manner.
  • step 101 (S101) the trajectory acquisition unit 32 acquires a taught trajectory.
  • the movement amount calculation unit 33 moves the manipulator 15 from the current position to a position where the welding start position on the teaching locus acquired by the locus acquisition unit 32 in step 101 (S101) can be irradiated with the laser beam L of the laser sensor 14.
  • the correction amount calculator 34 does not calculate the correction amount.
  • the robot position control unit 41 controls each of the rotary joints 151 to 156 of the manipulator 15 so as to move the welding position by the amount of movement calculated by the movement amount calculation unit 33 .
  • the laser sensor 14 moves to a position where the laser beam L can be applied to the welding start position on the teaching locus acquired by the locus acquisition unit 32 in step 101 (S101).
  • step 102 the laser sensor 14 irradiates the object W to be processed with the laser light L and detects light reflected from the object W to be processed.
  • the joint identification unit 31 identifies the position of the joint J as a characteristic portion in the workpiece W based on the detection result of the reflected light by the laser sensor .
  • step 104 the movement amount calculation unit 33 calculates the distance from the welding position corresponding to the current position of the welding torch 12 to the next welding position on the teaching locus acquired by the locus acquisition unit 32 in step 101 (S101). , the amount of movement in the three-dimensional direction is calculated.
  • step 105 the correction amount calculation unit 34 places the teaching trajectory acquired by the trajectory acquisition unit 32 in step 101 (S101) on the position of the joint J specified by the joint specifying unit 31 in step 103 (S103). A correction amount in the three-dimensional direction for moving the corresponding portion in is calculated.
  • step 106 the addition unit 36 adds the correction amount calculated by the correction amount calculation unit 34 in step 105 (S105) to the movement amount calculated by the movement amount calculation unit 33 in step 104 (S104). By doing so, the movement amount after correction is output.
  • step 107 the robot position control unit 41 moves the welding position corresponding to the position of the welding torch 12 by the corrected movement amount output by the addition unit 36 in step 106 (S106). It controls the rotary joints 151 to 156 of the manipulator 15, respectively.
  • the movement trajectory of the welding position becomes a trajectory obtained by correcting the teaching trajectory acquired by the trajectory acquisition section 32 by the correction amount calculated by the correction amount calculation section 34 .
  • the joint J specified by the joint specifying unit 31 becomes the welding position.
  • step 108 the movement amount calculation unit 33 determines whether or not there is a next welding position in the teaching locus. If it is determined that there is a next welding position, the process proceeds to step 109 (S109). When it is determined that there is no next welding position, the process proceeds to step 111 (S111).
  • step 109 the robot position control unit 41 determines whether the welding position corresponding to the current position of the welding torch 12 is the desired welding position. If it is determined that the welding position is not the desired one, the process returns to step 102 (S102). If the desired welding position is determined, the process proceeds to step 110 (S110).
  • the power supply controller 42 causes the welding power supply 16 to apply a welding voltage between the welding wire 11 and the workpiece W. Also, the welding power supply 16 causes the wire feeder 13 to feed the welding wire 11 . Thereby, arc welding is performed.
  • step 111 the movement amount calculation unit 33 determines that the welding position corresponding to the current position of the welding torch 12 is the welding end position on the teaching locus acquired by the locus acquisition unit 32 in step 101 (S101). Determine whether or not If it is determined to be the welding end position, the process proceeds to step 112 (S112). If it is determined that the welding end position is not reached, the process returns to step 103 (S103).
  • the power supply controller 42 causes the welding power supply 16 to stop applying the welding voltage between the welding wire 11 and the workpiece W. This completes the arc welding.
  • control system 20 performs movement control to move the welding position along a predetermined teaching trajectory by controlling the manipulator 15.
  • the welding voltage is applied between the welding wire 11 and the workpiece W.
  • the position of the joint J of the workpiece W is specified based on the detection result of the reflected light by the laser sensor 14, and the specified characteristic portion is taught to be the welding position. Correct the trajectory.
  • the sixth axis A6 of the manipulator 15 does not pass through the irradiation area R of the laser light L emitted by the laser sensor 14, but passes through the vicinity of the tip of the welding wire 11, for example, the sixth rotary joint Due to the rotation of 156, the irradiation area R of the laser light L is separated from the joint J, and there is a possibility that the above-described correction of the teaching trajectory based on the detection result of the laser sensor 14 cannot be performed.
  • the sixth axis A6 of the manipulator 15 passes through the center of the irradiation area R of the laser beam L on the workpiece W. Therefore, even if the sixth rotary joint 156 is rotated while the joint J is positioned in the irradiation region R of the laser light L, the joint J does not leave the irradiation region R of the laser light L. FIG. Therefore, even if the taught locus is a curved line, the taught locus can be corrected based on the detection result of the laser sensor 14 .
  • the sixth axis A6 of the manipulator 15 passes through the center of the irradiation area R of the laser beam L on the object W to be processed.
  • the sixth axis A6 may pass through the irradiation area R.
  • the joint J is less likely to leave the irradiation region R of the laser light L due to the rotation of the sixth revolute joint 156 compared to the case where the sixth axis A6 does not pass through the irradiation region R of the laser light L.
  • the arc welding apparatus and the arc welding method of the present disclosure in an arc welding apparatus that moves the welding position along a predetermined teaching trajectory, corrects the teaching trajectory based on the detection result of the laser sensor even if the teaching trajectory is a curved line. It can be done easily. Therefore, it is useful as an arc welding apparatus and an arc welding method for performing arc welding by applying a welding voltage between a welding wire and a workpiece.
  • control system control unit 156 sixth revolute joint A6 sixth axis J joint L laser beam R irradiation area W object to be processed

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Abstract

マニピュレータの第６の回転関節の第６の軸線が加工対象物におけるレーザ光の照射領域を通過するように、マニピュレータの先端にレーザセンサを取り付ける。

Description

アーク溶接装置及びアーク溶接方法
　本開示は、溶接ワイヤと加工対象物との間に溶接電圧を印加することによりアーク溶接を行うアーク溶接装置及びアーク溶接方法に関する。
　特許文献１に開示されたアーク溶接装置は、溶接トーチと、レーザセンサと、マニピュレータと、制御部を備えている。溶接トーチは、溶接ワイヤを保持する。レーザセンサは、加工対象物にレーザ光を照射し、加工対象物からの反射光を検出する。マニピュレータは、溶接トーチ及びレーザセンサが先端に取り付けられている。制御部は、マニピュレータを制御することにより、レーザセンサを溶接トーチの進行方向前方に配置した状態で所定の教示軌跡に沿って溶接位置を移動させる移動制御を、溶接ワイヤと加工対象物との間に溶接電圧が印加された状態で実行する。このアーク溶接装置では、制御部が、移動制御の実行中に、レーザセンサによる反射光の検出結果に基づいて加工対象物の特徴部の位置を特定し、特定した特徴部が溶接位置となるように教示軌跡を補正する。
国際公開第２０１５／１４６１８０号
　ところで、特許文献１に開示されているようなアーク溶接装置では、マニピュレータの回転関節の軸線を、溶接位置を通過するように配置すると、教示軌跡が曲線である場合に、回転関節の回転により、レーザ光の照射領域が特徴部から離れる。そのため、レーザセンサの検出結果に基づく上述のような教示軌跡の補正を行えなくなる可能性がある。
　本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、溶接位置を所定の教示軌跡に沿って移動させるアーク溶接装置において、教示軌跡が曲線である場合でも、レーザセンサの検出結果に基づく教示軌跡の補正を行いやすくすることにある。
　上記の目的を達成するため、本開示に係るアーク溶接装置は、溶接ワイヤと加工対象物との間に溶接電圧を印加することによりアーク溶接を行うアーク溶接装置であって、前記溶接ワイヤを保持する溶接トーチと、前記加工対象物にレーザ光を照射し、前記加工対象物からの反射光を検出するレーザセンサと、所定の軸線周りに回転する回転関節を有し、前記所定の軸線が前記加工対象物における前記レーザ光の照射領域を通過するように前記溶接トーチ及び前記レーザセンサが先端に取り付けられたマニピュレータと、前記マニピュレータを制御することにより所定の教示軌跡に沿って溶接位置を移動させる移動制御を、前記溶接ワイヤと前記加工対象物との間に前記溶接電圧が印加された状態で実行するとともに、前記移動制御の実行中に、前記レーザセンサによる前記反射光の検出結果に基づいて前記加工対象物の特徴部の位置を特定し、前記特定した特徴部が前記溶接位置となるように前記所定の教示軌跡を補正する制御部と、を備える。
　これにより、特徴部がレーザ光の照射領域に位置している状態で回転関節を回転させても、特徴部がレーザ光の照射領域から離脱しにくい。したがって、教示軌跡が曲線である場合でも、レーザセンサの検出結果に基づく教示軌跡の補正を行いやすい。
　本開示によれば、溶接位置を所定の教示軌跡に沿って移動させるアーク溶接装置において、教示軌跡が曲線である場合でも、レーザセンサの検出結果に基づく教示軌跡の補正を行いやすくできる。
図１は、本開示の実施形態に係るアーク溶接装置を示す概略図である。 図２は、マニピュレータ周りの概略図である。 図３は、制御システムの構成を示すブロック図である。 図４は、加工対象物を例示する斜視図である。 図５は、アーク溶接装置が、加工対象物の継手を溶接する際の動作を説明するフローチャートである。
　以下、本開示の実施形態について図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
　図１は、本開示の実施形態に係るアーク溶接装置１を示す概略図である。このアーク溶接装置１は、溶接ワイヤ１１と加工対象物Ｗとの間に溶接電圧を印加することによりアーク溶接を行う。具体的には、アーク溶接装置１は、溶接トーチ１２と、ワイヤ送給装置１３と、レーザセンサ１４と、マニピュレータ１５と、溶接電源装置１６と、制御システム２０（本開示における制御部）とを備えている。
　溶接トーチ１２は、溶接ワイヤ１１を保持する。
　ワイヤ送給装置１３は、溶接ワイヤ１１を溶接トーチ１２に送給する。ワイヤ送給装置１３による溶接ワイヤ１１の送給速度は、溶接電源装置１６によって制御される。
　レーザセンサ１４は、加工対象物Ｗにレーザ光Ｌを照射し、加工対象物Ｗからの反射光を検出することにより、レーザセンサ１４から加工対象物Ｗまでの距離を示す位置情報を得る。
　図２は、マニピュレータ１５周りの概略図である。マニピュレータ１５は、図２に示すように、第１～第６の回転関節１５１～１５６を有する６軸垂直多関節型ロボットである。第１～第６の回転関節１５１～１５６は、マニピュレータ１５の基端（反先端）側から順に設けられている。第１の回転関節１５１は、第１の軸線Ａ１周りに回転する。第２の回転関節１５２は、第２の軸線Ａ２周りに回転する。第３の回転関節１５３は、第３の軸線Ａ３周りに回転する。第４の回転関節１５４は、第４の軸線Ａ４周りに回転する。第５の回転関節１５５は、第５の軸線Ａ５周りに回転する。第６の回転関節１５６は、第６の軸線Ａ６周りに回転する。第４の軸線Ａ４は図２に示すＸ軸に対して平行である。第２の軸線Ａ２、第３の軸線Ａ３および第５の軸線Ａ５は図２に示すＹ軸に対して平行である。第１の軸線Ａ１および第６の軸線Ａ６は図２に示すＺ軸に対して平行である。
　マニピュレータ１５の先端には、溶接トーチ１２及びレーザセンサ１４が取り付けられている。レーザセンサ１４は、第６の軸線Ａ６（本開示における所定の軸線）が加工対象物Ｗにおけるレーザ光Ｌの照射領域Ｒの中心を通過するように配置されている。また、マニピュレータ１５には、図１にのみ示すように、ワイヤ送給装置１３が取り付けられている。ワイヤ送給装置１３は、例えば、第３の回転関節１５３及び第４の回転関節１５４の間のアームに取り付けられる。
　溶接電源装置１６（図１参照）は、溶接ワイヤ１１と加工対象物Ｗとの間に溶接電圧を印加する。また、溶接電源装置１６は、ワイヤ送給装置１３の動作用電源としても用いられる。溶接電源装置１６は、ワイヤ送給装置１３（図１参照）による溶接ワイヤ１１の送給速度を制御する。
　図３は、制御システム２０の構成を示すブロック図である。図４は、加工対象物Ｗを例示する斜視図である。
　図３において、制御システム２０は、センサ制御装置３０と、ロボット制御装置４０とを備える。
　センサ制御装置３０は、継手特定部３１と、軌跡取得部３２と、移動量算出部３３と、補正量算出部３４と、適応条件算出部３５、及び加算部３６とを有する。センサ制御装置３０は、レーザセンサ１４と接続されている。加工対象物Ｗが、図４に示すように、互いに接合される２つの部材、すなわち部材Ｗ１，部材Ｗ２で構成される場合について説明する。継手特定部３１は、レーザセンサ１４による反射光の検出結果に基づいて、加工対象物Ｗにおける特徴部として部材Ｗ１と部材Ｗ２との継手Ｊの位置を特定する。継手Ｊの位置は、レーザセンサ１４で得られる位置情報に基づいて特定される。また、継手特定部３１は、部材Ｗ１と部材Ｗ２との間の隙間の幅を、レーザセンサ１４で得られる位置情報に基づいて特定する。
　軌跡取得部３２は、ユーザによって入力されるか、又は過去の溶接動作において得られた教示軌跡を取得する。
　移動量算出部３３は、現在の溶接位置から、軌跡取得部３２により取得された教示軌跡における次の溶接位置までの三次元方向の移動量を算出する。
　補正量算出部３４は、継手特定部３１により特定された継手Ｊの位置に、軌跡取得部３２により取得された教示軌跡における対応箇所を移動させるための三次元方向の補正量を算出する。
　適応条件算出部３５は、継手特定部３１により特定された部材Ｗ１と部材Ｗ２との隙間の幅に基づいて、溶接電流、溶接電圧、及びこれらの振幅を算出する。
　加算部３６は、移動量算出部３３によって算出された移動量に、補正量算出部３４によって算出された補正量を加算することにより補正後の移動量を出力する。
　ロボット制御装置４０は、ロボット位置制御部４１と、電源制御部４２とを備える。ロボット制御部４０は、マニピュレータ１５、溶接電源装置１６およびセンサ制御装置２０と接続されている。
　ロボット位置制御部４１は、センサ制御装置３０の加算部３６により出力された補正後の移動量だけ溶接位置を移動させるように、マニピュレータ１５の回転関節１５１～１５６をそれぞれ制御する。
　電源制御部４２は、適応条件算出部３５により算出された溶接電流、溶接電圧、及びこれらの振幅に基づいて、溶接電源装置１６を制御する。
　次に、上述のように構成されたアーク溶接装置１が、図４に示す加工対象物Ｗの継手Ｊを溶接する際の動作について図５のフローチャートを参照して説明する。図４に示す加工対象物Ｗは、段差状に上下方向に重ねられた板状の２つの部材、すなわち部材Ｗ１，部材Ｗ２で構成されている。
　まず、ステップ１０１（Ｓ１０１）において、軌跡取得部３２は、教示軌跡を取得する。そして、移動量算出部３３は、現在の位置からレーザセンサ１４のレーザ光Ｌをステップ１０１（Ｓ１０１）で軌跡取得部３２により取得された教示軌跡における溶接開始位置に照射できる位置への、マニピュレータ１５の先端の三次元方向の移動量を算出する。このとき、補正量算出部３４は補正量を算出しない。そして、ロボット位置制御部４１は、移動量算出部３３によって算出された移動量だけ溶接位置を移動させるように、マニピュレータ１５の回転関節１５１～１５６のそれぞれを制御する。これにより、レーザセンサ１４は、ステップ１０１（Ｓ１０１）で軌跡取得部３２により取得された教示軌跡における溶接開始位置にレーザ光Ｌを照射できる位置に移動する。
　次いで、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、レーザセンサ１４は、加工対象物Ｗへのレーザ光Ｌの照射と、加工対象物Ｗからの反射光の検出とを実行する。
　ステップ１０３（Ｓ１０３）において、継手特定部３１は、レーザセンサ１４による反射光の検出結果に基づいて、加工対象物Ｗにおける特徴部としての継手Ｊの位置を特定する。
　ステップ１０４（Ｓ１０４）において、移動量算出部３３は、現在の溶接トーチ１２の位置に対応する溶接位置からステップ１０１（Ｓ１０１）で軌跡取得部３２により取得された教示軌跡における次の溶接位置までの、三次元方向の移動量を算出する。
　ステップ１０５（Ｓ１０５）において、補正量算出部３４は、ステップ１０３（Ｓ１０３）で継手特定部３１により特定された継手Ｊの位置に、ステップ１０１（Ｓ１０１）で軌跡取得部３２により取得された教示軌跡における対応箇所を移動させるための三次元方向の補正量を算出する。
　ステップ１０６（Ｓ１０６）において、加算部３６は、ステップ１０４（Ｓ１０４）で移動量算出部３３によって算出された移動量に、ステップ１０５（Ｓ１０５）で補正量算出部３４によって算出された補正量を加算することにより、補正後の移動量を出力する。
　ステップ１０７（Ｓ１０７）において、ロボット位置制御部４１は、ステップ１０６（Ｓ１０６）で加算部３６により出力された補正後の移動量だけ、溶接トーチ１２の位置に対応する溶接位置を移動させるように、マニピュレータ１５の回転関節１５１～１５６をそれぞれ制御する。これにより、溶接位置の移動軌跡は、軌跡取得部３２により取得された教示軌跡を補正量算出部３４により算出された補正量だけ補正した軌跡となる。そして、継手特定部３１により特定された継手Ｊが溶接位置となる。
　ステップ１０８（Ｓ１０８）において、移動量算出部３３は、教示軌跡に次の溶接位置が有るか否かを判定する。次の溶接位置が有ると判定された場合にはステップ１０９（Ｓ１０９）に進む。次の溶接位置がないと判定された場合には、ステップ１１１（Ｓ１１１）に進む。
　ステップ１０９（Ｓ１０９）において、ロボット位置制御部４１は、現在の溶接トーチ１２の位置に対応する溶接位置が所望の溶接位置であるか否かを判定する。所望の溶接位置でないと判定された場合にはステップ１０２（Ｓ１０２）に戻る。所望の溶接位置であると判定された場合にはステップ１１０（Ｓ１１０）に進む。
　ステップ１１０（Ｓ１１０）において、電源制御部４２は、溶接電源装置１６に、溶接ワイヤ１１と加工対象物Ｗとの間へ溶接電圧を印可させる。また、溶接電源装置１６が、ワイヤ送給装置１３に溶接ワイヤ１１を送給させる。これにより、アーク溶接が行われる。
　ステップ１１１（Ｓ１１１）において、移動量算出部３３は、現在の溶接トーチ１２の位置に対応する溶接位置が、ステップ１０１（Ｓ１０１）で軌跡取得部３２により取得された教示軌跡における溶接終了位置であるか否かを判定する。溶接終了位置であると判定された場合にはステップ１１２（Ｓ１１２）に進む。溶接終了位置でないと判定された場合にはステップ１０３（Ｓ１０３）に戻る。
　ステップ１１２（Ｓ１１２）において、電源制御部４２は、溶接電源装置１６に、溶接ワイヤ１１と加工対象物Ｗとの間への溶接電圧の印可を終了させる。これにより、アーク溶接が終了する。
　このように、制御システム２０は、マニピュレータ１５を制御することにより所定の教示軌跡に沿って溶接位置を移動させる移動制御を、溶接ワイヤ１１と加工対象物Ｗとの間に溶接電圧が印加された状態で実行するとともに、移動制御の実行中に、レーザセンサ１４による反射光の検出結果に基づいて加工対象物Ｗの継手Ｊの位置を特定し、特定した特徴部が溶接位置となるように教示軌跡を補正する。
　仮に、マニピュレータ１５の第６の軸線Ａ６がレーザセンサ１４によるレーザ光Ｌの照射領域Ｒを通過せず、例えば、溶接ワイヤ１１の先端近傍を通過するようにした場合には、第６の回転関節１５６の回動により、レーザ光Ｌの照射領域Ｒが継手Ｊから離れ、レーザセンサ１４の検出結果に基づく上述のような教示軌跡の補正を行えなくなる可能性がある。
　これに対し、本実施形態では、マニピュレータ１５の第６の軸線Ａ６が加工対象物Ｗにおけるレーザ光Ｌの照射領域Ｒの中心を通過するようにしている。したがって、継手Ｊがレーザ光Ｌの照射領域Ｒに位置している状態で第６の回転関節１５６を回転させても、継手Ｊがレーザ光Ｌの照射領域Ｒから離脱しない。したがって、教示軌跡が曲線である場合でも、レーザセンサ１４の検出結果に基づく教示軌跡の補正を行える。
　なお、上記実施形態では、マニピュレータ１５の第６の軸線Ａ６が加工対象物Ｗにおけるレーザ光Ｌの照射領域Ｒの中心を通過するようにしている。しかし、第６の軸線Ａ６が加工対象物Ｗにおけるレーザ光Ｌの照射領域Ｒにおける中心から外れた位置であっても、第６の軸線Ａ６が照射領域Ｒを通過すればよい。このような場合でも、第６の軸線Ａ６がレーザ光Ｌの照射領域Ｒを通過しない場合に比べ、第６の回転関節１５６の回転によって継手Ｊがレーザ光Ｌの照射領域Ｒから離脱しにくい。
　本開示のアーク溶接装置及びアーク溶接方法は、溶接位置を所定の教示軌跡に沿って移動させるアーク溶接装置において、教示軌跡が曲線である場合でも、レーザセンサの検出結果に基づく教示軌跡の補正を行いやすくできる。よって、溶接ワイヤと加工対象物との間に溶接電圧を印加することによりアーク溶接を行うアーク溶接装置及びアーク溶接方法として有用である。
１　　　アーク溶接装置
１１　　　溶接ワイヤ
１２　　　溶接トーチ
１４　　　レーザセンサ
１５　　　マニピュレータ
２０　　　制御システム（制御部）
１５６　　　第６の回転関節
Ａ６　　　第６の軸線
Ｊ　　　継手
Ｌ　　　レーザ光
Ｒ　　　照射領域
Ｗ　　　加工対象物

Claims (4)

  1. 　溶接ワイヤと加工対象物との間に溶接電圧を印加することによりアーク溶接を行うアーク溶接装置であって、
    　前記溶接ワイヤを保持する溶接トーチと、
    　前記加工対象物にレーザ光を照射し、前記加工対象物からの反射光を検出するレーザセンサと、
    　所定の軸線周りに回転する回転関節を有し、前記所定の軸線が前記加工対象物における前記レーザ光の照射領域を通過するように前記溶接トーチ及び前記レーザセンサが先端に取り付けられたマニピュレータと、
    　前記マニピュレータを制御することにより所定の教示軌跡に沿って溶接位置を移動させる移動制御を、前記溶接ワイヤと前記加工対象物との間に前記溶接電圧が印加された状態で実行するとともに、前記移動制御の実行中に、前記レーザセンサによる前記反射光の検出結果に基づいて前記加工対象物の特徴部の位置を特定し、前記特定した特徴部が前記溶接位置となるように前記所定の教示軌跡を補正する制御部と、
    　を備えるアーク溶接装置。
  2. 　請求項１に記載のアーク溶接装置において、
    　前記所定の軸線は、前記レーザ光の照射領域の中心を通過するアーク溶接装置。
  3. 　溶接ワイヤと加工対象物との間に溶接電圧を印加することによりアーク溶接を行うアーク溶接方法であって、
    　前記溶接ワイヤを保持する溶接トーチと、
    　前記加工対象物にレーザ光を照射し、前記加工対象物からの反射光を検出するレーザセンサと、
    　所定の軸線周りに回転する回転関節を有し、前記溶接トーチ及び前記レーザセンサが先端に取り付けられたマニピュレータと、を備えたアーク溶接装置を用いて、
    　前記マニピュレータを制御することにより所定の教示軌跡に沿って溶接位置を移動させる移動制御を、前記溶接ワイヤと前記加工対象物との間に前記溶接電圧が印加され、かつ前記所定の軸線が前記加工対象物における前記レーザ光の照射領域を通過する溶接状態で実行するとともに、前記移動制御の実行中に、前記レーザセンサによる前記反射光の検出結果に基づいて前記加工対象物の特徴部の位置を特定し、
    　前記特定した特徴部が前記溶接位置となるように前記所定の教示軌跡を補正する、
    　ことを含む、アーク溶接方法。
  4. 　請求項３に記載のアーク溶接方法において、
    　前記溶接状態において、前記所定の軸線は、前記レーザ光の照射領域の中心を通過するアーク溶接方法。
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