JPH0318478A - 溶接線倣い制御方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は溶接線倣い制御方法に関するもので、特に溶
接ロボットにウィービング溶接を行わせるに際しての溶
接線倣い制御方法に関する。

（従来の技術とその課題） 溶接ロボットの重要な機能のひとつにウィービング溶接
がある。このウィービング溶接は、周知のように、溶接
トーチを溶接線に対してほぼ直角方向に揺動させつつ、
溶接線に沿って移動せしめる溶接方法である。

ところで、溶接の対象となるワーク（この明細書では「
被溶接体」と呼び、相互に溶接すべき２つの披溶接体を
「第１」と「第２」とによってそれぞれ表現する。）は
、切断精度，曲げ情度，および材料の曲りや歪による組
立精度の各々のバラツキとその集積誤差により、第１と
第２の被溶接体の間の突き合わせ間隔や開先幅など（こ
の明細書ではこれらを総称して、被溶接体の「相互間隔
」と称する。）が、溶接線方向において不均一となるこ
とが多い。したがって、上記のように相互間隔が不均一
であるにもかがわかず、溶接トーチの揺動幅、すなわち
ウィービング幅を一定に保ちながらウィービング溶接を
行うと、場所によって溶接の過不足が生じて溶接品質が
著しく低下する。

そこでこの問題を躬決するために、ウィービング溶接に
際しては、相互間隔の変化に応じて自動的に応答し、常
に良好な溶接を行うことができる溶接線倣い制御方法（
例えば、特開［６２−２５４９７９号等）が従来より提
案されている。

これらの提案例によれば、ウィービング溶接を行いなが
ら、溶接電圧や溶接電流を同時に計測し、溶接電圧等の
変化に基づいてウィービング端点を検出している。例え
ば、溶接トーチのアークを定電圧制御したとすると、溶
接中に溶接トーチに流れる電流、すなわち溶接電流は、
溶接トーチの先端部と開先面との間隔が広がるにしたが
って減少し、逆にその間隔が狭まるにしたがって′増大
する。

そこで、溶接電流を連続的に計７１ｐＩ　Ｌ，なから、
その電流が急激に変化した位置を求め、その位置をウィ
ービング端点と判断している。

しかしながら、上記提案例では、以下に説明するように
、開先幅の変化に対しても常に一定の溶着高さが確保さ
れるような溶接（以下「溶着高さ一定制御」という）を
良好に行うことができないという問題点がある。一般的
に、単位時間当りの溶接ワイヤの溶融量は溶接ワイヤの
送り速度に比例することが知られている。すなわち、通
常の消耗電極式がスシールド溶接のように、定電圧特性
の電源を用いる場合、溶接ワイヤの送り速度を大きくす
ると、一定のアーク電圧を維持する為に単位時間当りの
溶接ワイヤの溶融量が大きくなり、その結果溶接電流が
増大する。逆に、溶接ワイヤの送り速度を小さくすると
、一定のアーク電圧を維持する為に単位時間当りの冶接
ワイヤの溶融量が少なくなり、その結果溶接電流が減少
する。

したがって、溶着高さ一定制御ためには、２つの方法が
考えられる。第１の方法とは、溶接進行速度を一定に保
ちながら開先幅に応じて溶接ワイヤの送り速度を変化さ
せる方法である。この方法により溶着高さ一定制御を行
う場合には、溶接ワイヤの送り速度の変化にともなって
溶接電流が大きく変化し、溶込み不良等の欠陥が生じや
すい。

これに対して、第２の方法は、溶接ワイヤの送り速度を
一定に保持（単位時間当りの溶融量を一定にする）しな
がら開先幅に応じて溶接進行速度を変化させる方法であ
る。ここで、第２の方法を実施するにあたっては、速度
制御を行う関係上、少なくとも溶接トーチの現在位置に
対する次のウィービング端点の位置が既知であることが
必要である。しかしながら、上記提案例では、ウィービ
ング動作を行いながら、次のウィービング端点を検出す
るため、第２の方法により溶着高さ一定制御を行うこと
が不可能である。

（発明の目的） この発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、被溶
接体の間の相互間隔が溶接線方向に沿って不均一な場合
であっても、過不足のないウィ−ビング溶接を行い、し
かも溶接ワイヤの送り速度を一定に保持しなから溶着高
さ一定制御を良好に行うことができる溶接線倣い制御方
法を提供することである。

（目的を達戊するための手段） この発明は溶接に先立って与えられるティーチングデー
タに基づいて第１と第２の被溶接体を溶接線に沿ってウ
ィービング溶接するための溶接線倣い制御方法であって
、上記目的を達成するため、ウィービング端点近傍位置
における溶接電流および／または溶接電圧を基準値とし
て求め、さらに第ｎ番目（ｎ≧２）のウィービング端点
付近における溶接電流および／または溶接電圧をそれぞ
れ実δＩＩ　Ｌた後、その実測値と前記基準値との差に
基づいて第（ｎ−１）番目のウィービング端点から第ｎ
番目のウィービング端点までのウィービング幅を補正し
、さらにその補正されたウィービング幅に基づき第（ｎ
　＋　１）番目のウィービング端点位置を求めて前記第
ｎ番目のウィービング端点から前記（ｎ　＋　１）番目
のウィービング端点までのウィービング溶接を行ってい
る。

（実施例） 第１図は本発明の背景となる溶接ロボットとして採用し
た（ｘ，ｙ，ｚ）直角座標系溶接ロボットＲＯの全体概
要図である。

この溶接ロボットＲＯ（詳細は図示せず）の端末に構成
した垂直軸１には、該軸１まわり（矢印α方向）に旋回
可能に、第１腕２を支承してある。

また、この第１腕２の先端には、斜輔３ａまわり（矢印
β方向）に旋回可能に支承した第２腕３を設けてある。

この第２腕３の先端にはエンドエフエクタとしての溶接
トーチ４（この実施例ではＭＩＧ溶接トーチ）を取付け
ている。

そして軸１、輔３ａおよびトーチ４の中心軸線は一点Ｐ
において交差するように構成してある。

さらにトーチ４は、その溶接作動点が点Ｐと一致しうる
ように設定してある。この様な構或において、矢印αお
よびβ方向への回転角を制御することにより、トーチ４
の垂直軸１に対する姿勢角θおよび旋回角ψ（いわゆる
オイラー角）を点Ｐを固定して制御可能となっている。

装置５は溶接電源装置である。この装置５は、トーチ４
の消耗電極（溶接ワイヤ）４ａを巻き取ったスプール６
を具備し、詳細は図示しないが送リローラを回転して電
極４ａをくり出し可能であり、さらに電極４ａとワーク
ＷＫ間に溶接用電源５ａを接続しうるように構威してあ
る。溶接用電源５ａには通電状態検出器（電流センサ）
５ｅが直列に接続されている。装置５はまた、検出用電
源５ｂを備えている。この検出用電源５ｂは例えば、電
圧約１００ないし２０００Ｖ，電流は小電流に制限され
たものを使用する。検出用電源５ｂには通電状態検出器
（電流センサ）５ｃが直列に接続されており、これらと
１！源５ａ，電流センサ５ｅとは、切換手段５ｄにより
切換え可能としてある。

この実施例全体の制御装置としての公知のコンピュータ
７は、ＣＰＵおよびメモリを含んでおり、このコンピュ
ータ７のバスラインＢには、電流センサ５ｃ，５ｅおよ
び切換手段５ｄが接続されている。

バスラインＢにはさらに、ロボットＲＯのＸ軸のサーボ
系Ｓｘが接続してあり、このサーボ系ＳＸはＸ軸の動力
ＭＸ、並びにその位置情報を出力するエンコーダＥＸを
含んでいる。同様にして、バスラインＢには、同様に構
成したＹ軸のサーボ系ＳＹ，Ｚ軸のサーボ系ＳＺ，α軸
のサーボ系Ｓαおよびβ軸のサーボ系Ｓβを接続してあ
る。

また、遠隔操作盤８がバスラインＢに接続されている。

この操作盤８は、「０」〜「９」の数字人カキーの他、
予め割当てられた種々の情報を入力するためのキー群な
らびに、対話型式にてティーチング作業を行なえるよう
に逐次必要なメッセージおよびキー操作に応じた情報を
表示するためのディスプレー８ａを具備して構成されて
いる。

後述するティーチングのための所定の手順は、コンピュ
ータ７のメモリ内に予めプログラムされており、コンピ
ュータ７はこのプログラムとオペレータのキー操作とに
基づいて、ディスプレー８ａを表示制御する。なお、キ
ー数を変えることなく容易に機能の追加や削除ができる
ように、ソフトラベル選択キーを用いており、かっこの
ソフトラベル選択キーは、「Ｏｊ〜「９」の数字入カキ
ーと兼用される。どちらのキーとして使うかは、上記予
めプログラムされた所定の処理手順に従ってコンピュー
タ７が判定して決め、オペレータに対してディスプレー
８ａ上にて明確に示すように構成されている。すなわち
例えば、上記所定の処理手順がソフトラベル選択手順の
ところに来て、ディスプレー８ａ上にソフトキーラベル
が表示されているときには、ソフトラベル選択キーとし
て用い、ディスプレー８ａ上にソフトキーラベルで無く
カーソルが例えばブリンクしていれば、数字人カキーと
して用いるようにすることができる。

オペレータによりティーチングされたデータは、ユーザ
プログラムとしてコンピュータ７のメモリ内に格納され
、溶接実行時には、コンピュータ７は、このユーザプロ
グラムに従って溶接ロボットを制御する。

一方、この実施例におけるワークＷＫは、第１図に示す
ように、第１と第２の被溶接体としての２枚の水平板材
Ｗｌ，Ｗ２のそれぞれに開先Ｂｌ，Ｂ２をそれぞれ設け
たものであり、この水平板材Ｗｌ，Ｗ２を突き合わせて
溶接すると考える。ただし、同図および第２図に示すよ
うに、突き合わせの間隔が何らかの原因によって不均一
となっており、図中の下端においては互いに接触してい
るものの、上方（遠方）に向かって若干開いてしまって
いるものとする。なお第２図は、第１図のワークＷＫの
開先部分を上から見た状態を示すものである。

次に、この発明の実施例における処理を、この発明の特
徴に関連する部分を中心にして説明する。

このうち、最初の処理はティーチングであって、上記第
１図のほか、ティーチング点などの位置関係を示す第２
図と、プログラムのステップを示す第３図とを参照して
説明する。ティーチング処理は、以下に説明するように
、ディスプレー８ａ上に表示されるメッセージにしたが
ってオペレータが操作盤８の数字人カキー等を操作する
ことにより進められる。

（１）　　まずこの装置に電源が投入されると、コンピ
ュータ７のメモリ内に予め記憶されているプログラムに
したがって、ディスプレー８ａ上に図示を省略する初期
画面が表示される。そして、この画面を見たオペレータ
は、「０」〜「９」の数字人カキーを操作して、３種類
のモード（マニュアルモードＭ，テストモードＴＥおよ
びオートモードＡ）のうちからマニュアルモードＭを選
択する。これに対応して、ディスプレー８ａ上にマニュ
アルモードおよびオートモード時のトーチ４の移動速度
Ｖ，Ｖｏの設定を促す旨のメッセージ瞑 および直線補間ｒＬＪと円補間「Ｃ」のうちいずれを選
択するかのメッセージがそれぞれ表示される。オペレー
タはこのメッセージにしたがって「０」〜「９」の数字
人カキーを操作して、移動速度Ｖ　をコンピュータ７の
メモリに記憶させる園 とともに、移動速度Ｖ。および直線補間ｒＬＪをそれぞ
れ設定する。その後、溶接ロボットＲＯの各部の動作に
対応したキー群（以下「オペレートキー群８ｂＪという
）を操作して、トーチ４の電極出口端をある定められた
導電体の面Ｇに対して、ｇの寸法の位置（第１図におけ
る１点鎖線のＰｏ位置）に移動させる。そのうえで「テ
ィーチ」キ８Ｃを操作すれば、コンピュータ７は点Ｐｏ
の直置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ，　θ。およびψ。）、０　　
　　０　　　　０ 直線補間ｒＬＪおよび速度Ｖ。の各情報をプログラムの
最初のステップの内容として取り込む。なおトーチ４の
点Ｐｏへの移動は、点Ｐ。の位置情報をあらかじめコン
ピュータ７に記憶させておき、これを呼び出して自動的
に位置制御するようにしてもよい。

（２）　　次にディスプレー８ａ上に表示されているメ
ッセージにしたがって、オペレータは、「０」〜「９」
の数字人カキーを操作して、センシング指令「Ｓ」を設
定し、さらにセンサメニュ一番号Ｓ　Ｅ　Ｍ　Ｎｏ．と
して「９つ」を選択する。そして「ティーチ」キー８Ｃ
を操作すれば、点Ｐ。の位置情報、センシングｒｓＪお
よびＳＥＭＮｏ．ｒ９９Ｊがステップ魔２に関するデー
タとして取り込まれる。

それと共に、コンピュータ７はＳＥＭＮｏ．ｒ９９Ｊに
よって指令を出力して、切換手段５ｄを切り換え（図示
実線）、電ｉ４ａをくり出す。くり出された電極４ａの
先端が面Ｇと電気的に接触すれば、回路が閉じてセンサ
５Ｃから検知信号が出力され、コンピュータ７はこれを
受けて電極４ａのくり出しを停止する（この処理をエク
ステンション合わせと称する）。この状態で、トーチ４
に対してその溶接作動点がその電極４ａの先端位置とな
るものである。そして切換手段５ｄは元に戻される。

（３〉　　次にオペレートキー群８ｂを操作して、トー
チ４を溶接開始点Ｐ４に近い第１のセンシング開始点Ｐ
１に移動させる。そしてメニュ一番号ＳＥＭＮａ．ｒ９
９Ｊをクリャし、「０」〜「９」の数字人カキーを操作
して直線補間ｒＬＪを設定する。そして「ティーチ」キ
ー８０を操作すれば、点Ｐ１の位置情報、直線補間「Ｌ
」、および速度ＶｏがステップＮｏ．　３に関する情報
として取り込まれる。

〈４）　　次にディスプレー８ａ上に表示されているメ
ッセージにしたがって、オペレータは、「０」〜「９」
の数字人カキーを操作して、センシング指令「Ｓ」を設
定し、さらにＳＥＭＮ（Ｌとして「０１」を設定する。

そして「ティーチ」キー８ｃを操作すれば、コンピュー
タ７はＳＥＭｋｒＯＩＪによるセンシングの情報をステ
ップＮｌｌ４に関するデータとして取り込む。このセン
シングについては後述する。

（５〉　　オペレートキー群８ｂを操作して、トーチ４
を溶接開始点Ｐ３に近い任意の地点Ｐ２に位置決めする
。次に「０」〜「９」の数字人カキーの操作により直線
補間ｒＬＪを設定する。そして「ティーチ」キー８Ｃを
操作すれば、コンビュータ７は、点Ｐ２の位置情報と直
線補間ｒＬＪの情報とを、ステップＮｏ．　５に関する
データとして取り込む。

（８）　　次にオペレートキー群８ｂの操作により、ト
ーチ４を溶接に適した姿勢で、溶接開始点Ｐ３に位置決
めする。そして「０」〜「９」の数字人カキーによって
、アークセンシングｒＡＪ、ＳＳ ＥＭＮｏ．ｒ０１Ｊ、溶接条件「０１」および補正方式
「９８」を選択する。このうち、溶接条件を示す「０１
」は、ウィービングに適当な条件に対応して設定された
番号であるものとする。またアークセンシングｒＡ　　
Ｊおよび補正方式「９８」をＳ 設定することによって、以後の溶接がアークセンシング
を利用した振幅可変ウィービングのモードで行なわれる
ことを教示したことを意味する。ＳＥＭＮｏ．ｒＯＩＪ
は、処理実行時に、前述第１点目センシング結果による
補正量で点Ｐ３の位置及びウィービング第１サイクル目
の振幅を修正することを意味する。そして、これらの操
作によって、ステップＮ（Ｌ　６に関するデータが入力
されたことになる。

（７）　　オペレートキー群８ｂの操作により、トーチ
４を任意の中間地点Ｐ４　（ダミー点と称呼）に位置決
めする。次いで「Ｏ」〜「９」の数字入カキーによりア
ークセンシングｒＡＪ、ＳＥＭＳ Ｎ住ｒ０１Ｊ、ＦＮ代「７」および補正方式「０２」を
設定する。このうちＦＮｏ．ｒ７Ｊはダミー点の指定で
あり、補正方式「０２」は溶接継手形状として下向隅肉
の指定である。そして「ティーチ」キ−８ｃを操作すれ
ば、コンピュータ７はダミー点Ｐ４の位置情報、アーク
センシング「ＡＳ」、ＳＥＭＮｏ．ｒｏ　ｉＪ　、ＦＮ
ｏ．ｒ７Ｊおよび補正方式「０２」をステップＮＯ．７
に関するデータとして取り込む。

（８）　　オペレートキー群８ｂの操作により、トーチ
４を溶接終了点Ｐ５に溶接に適した姿勢で位置決めする
。次いで、「０」〜「９」の数字入力キーにより、アー
クセンシング「Ａ　」、およびＳ 補正方式「９８」を選択する。このうちアークセンシン
グｒＡ　　Ｊおよび補正方式「９８」の設定Ｓ の意味については上述した通りである。そして、「ティ
ーチ」キー８Ｃを操作すれば、コンビュータ７は溶接終
了点Ｐ５の位置情報、アークセンシング「Ａ　」、補正
方式「９８」をステップＮＱ．８Ｓ に関するデータとして取り込む。

（９）　　最後にオペレートキー群８ｂの操作により、
トーチ４を溶接終了点Ｐ５から直線的に移行できる任意
の退避点Ｐ６に位置決めする。次いでｒＯＪ〜「９」の
数字人カキーにより直線補間ｒＬＪを設定した上で「テ
ィーチ」キー８Ｃを操作すれば、点Ｐ６の位置情報およ
び直線補間ｒＬＪがステップｋ９に関するデータとして
取り込まれる。

以上でティーチングを終了する。次にオペレータが「０
」〜「９」の数字人カキーを操作して、マニュアルモー
ドＭからテストモードＴＥに切換え、「スタート」キー
８ｄを操作すると、溶接ロボットＲＯは後述する溶接時
の動作と同様の動作を、溶接を行なわずに実行する。オ
ペレータはその動作を監視して、ティーチング時のデー
タなどに誤りがあれば、修正を施しておく。

上記のようにして、ティーチングおよびそのデータの修
正が完了し、溶接の前準備が完了する。

そして、実際に溶接を行う場合、オペレータはオペレー
トキー群８ｂを操作して、トーチ４を新たに位置決めし
た後、「０」〜「９」の数字入カキーを操作して、テス
トモードＴＥからオートモードＡに切換え、「スタート
」キー８ｄを操作する。

これに応じて、コンピュータ７から種々の指令信号が出
力され、溶接ロボットＲＯ本体による溶接が実行される
。ここで、実際のウィービング溶接動作の説明に先立っ
て、コンピュータ７の実行する処理および、コンピュー
タ７からの指令出力に基づく溶接ロボットＲＯ本体の動
作について、第４図のフローチャートを参照しつつ以下
に説明する。

コンピュータ７はまず処理１０１において、当該ステッ
プ（第３図の該当ステップ）がセンシングｒＳＪである
かどうかを判断し、ＹＥＳのときは処理１０２、ＮＯの
ときは処理１０３へと処理を進める。処理１０３では当
該ステップがアークセンシングｒＡ　　Ｊであるかどう
かを判断し、ＹＳ ＥＳのときは処理１０４、Ｎｏのときは処理１０５へと
処理を進める。処理１０５においてはセンシングｒＳＪ
およびアークセンシングｒＡ　　Ｊ以Ｓ 外の処理が実行されるが、第３図のプログラミング（テ
ィーチング）の内容に従えば、ここでは直？補間ｒＬＪ
によるトーチ４の移動（ステップＮ（Ｌ１，３，５．９
）が実行される。

処理１０２では、ＳＥＭＮｏ．が「９９」であるかどう
かかが判断される。そしてＹＥＳのときは処理１０６、
Ｎｏのときは処理１０７へと進む。処理１０６ではエク
ステンション合わせが実行され、トーチ４の電極４ａ突
出長さが所定長さ１に規制される。一方、処理１０７で
はセンシングが実行される。すなわち、まず切換手段５
ｄが電流センサ５Ｃの側に切り換えられ、次にトーチ４
の電極４ａの先端とワークＷＫとの電気的接触を利用し
たセンシングが実行される。例えばトーチ４は第１のセ
ンシング開始点Ｐ１から水平方向（第２図左右方向）に
振られ、左側の水平板材Ｗ１との接触点（ＳＰ１、とす
る）および右側の水平板材Ｗ２との接触点（ＳＰ１■と
する）の位置情報が取り込まれる。そしてコンピュータ
７は、上記取り込んだＳＰ　およびＳ　Ｐ　１２の位置
情報に基づいて雨水１ｌ 平板材Ｗｌ，Ｗ２の相互間隔Ｄ　　及びこれらのｌ２゜ 中点Ｐ　　の位置溶接条件「０１」に含まれる情１ 報を演算し、点Ｐ　の位置情報との差ΔＰ　，及１　　
　　　　　　　　　１ び溶接条件「０１」に含まれる振幅情報との差ΔＤ　を
求める。センシング位置情報ΔＰ　，セン１２　　　　
　　　　　　　　　　　　　ｔシング振幅情報ΔＤｌ２
はそれぞれＳＥＭＮＱ．０１に関するデータとして記憶
される。そして処理１０７に続く処理１０８では、この
ようにして得たセンシング位置情報ΔＰ　，センシング
振幅情報Δｔ Ｄ１。により、ティーチングデータを補正する。すなわ
ちＳＥＭＮ（ＬＯＩの指定された点Ｐ　．Ｐ　の３４ 位置情報が上記センシング位置情報ΔＰ１により補正さ
れるとともに、ウィービング第１サイクル目の振幅情報
がセンシング振幅情報ΔＤ１２により補正される。この
センシング補正は、被溶接体の個体差や、個別の取付け
誤差などの補正に有効である。

処理１０４における判定がＹＥＳのとき処理１０９、Ｎ
ｏのとき処理１１０へと進む。処理１１０では通常のア
ークセンシングを実行する。一方、処理１０９ではこの
発明によるアークセンシングを利用した振幅可変ウィー
ビングを実行する。なお、これについては、後で詳説す
る。

上記処理１０５，１０６，１０８，１０９または１１０
が完了すると、処理１１１において当該ステップが最終
ステップであるか否かが判定される。そして最終ステッ
プであれば一連の処理を完了するが、最終ステップでな
い場合には処理１１２においてステップを更新し、処理
１０１に戻って上述の処理を繰り返す。

次に、第３図のティーチングに基づき第４図のフローチ
ャートに従って行なわれる実際のウィービング溶接動作
について順を追って説明する。上記のような処理フロー
に対して第３図のステップデータが適用された場合、ト
ーチ４の先端は第２図中の軌跡Ｆ（センシング部分を除
く）を倣って行く。すなわち、トーチ４の先端はまず、
ステップＮＯ．１のデータに応じて点Ｐ。（第１図）に
位置決めされ、そこでステップＮｌｌＬ２のデータに基
づき上述したエクステンション合わせが実行される。

次にトーチ４の先端はステップＮｏ．　３のデータに応
じて第１のセンシング開始点Ｐｌへ直線補間によって移
動し、そこでステップＮａ　４のデータに基づき上述し
たセンシングが実行される。

次にトーチ４の先端は、ステップｌｌｌ［Ｌ５のデータ
に応じて点Ｐ２へ移動してから、ステップ！ｌｌｏ．６
のデータに応じて点Ｐ３へと直線補間によって移動する
。そして点Ｐ３からはステップ弘６〜胤８のデータに基
づき溶接を開始し、水平板材Ｗｌ，Ｗ２の相互間隔の溶
接線方向における変化に追従して後述するように振幅を
変化させつつウィービング溶接を行なう。点Ｐ４はＦｌ
ｌｌａ　ｒ７Ｊによりダミー点の指定が行なわれている
ので、トーチ４はこの点を無視して進行される。このよ
うにしてトーチ４の先端は、第２図中において順次振幅
を広げつつウィービング溶接を行ない、点Ｐ５において
ウィービング溶接を完了すると、ステップＮ（Ｌ　９の
データに基づき退避点Ｐ，へと直線補間で移動し、一連
の溶接処理を終了する。

次に、上記処理１０９において行われるアークセンシン
グについて第５図を参照しつつ詳細に説明する。第５図
はこの場合の振幅可変方法を示すフローチャートである
。まず、コンビュータ７からの指令に応じて、溶接開始
点Ｐ３から第１のウィービング端点Ｗ　Ｐ　ｔに向けて
溶接が実行される（処理２０１）。この時、ウィービン
グ溶接は処理１０８において補正されたティーチングデ
ータに基づいて行なわれる。そして、トーチ４が第１の
ウィービング端点ＷＰ１に到達したことが確認される（
処理２０２）と、コンピュータ７は第１図の電流センサ
５ｅにより測定された第１のウィービング端点ＷＰ１付
近での一定時間内の溶接電流をサンプリングしてその加
算値に相当する積分溶接電流ｌ１を求め（処理２０３）
、その電流値Ｉ１をそのメモリに記憶する。ここで、溶
接電流の積分値を求めるとしたのは、ウィービング端点
ＷＰ１で測定される値がノイズ等に誤差を含んだとして
も、その端点ＷＰ１付近で実測された電流値を積分する
ことによりそのノイズの影響を小さくするためである。

次に、トーチ４の進行方向が逆方向に変えられ、コンピ
ュータ７からの指令に応じて、第１のウィービング端点
ＷＰｌから第２のウィービング端点ＷＰ２に向けて溶接
が実行される（処理２０４）。

この時のウィービング溶接は、処理２０１と同様に、補
正されたティーチングデータに基づいて行なわれる。そ
して、トーチ４が第２のウィービング端点ＷＰ２に到達
したことが確認される（処理２０５）と、上記と同様に
、コンピュータ７は電流センサ５ｅにより測定された第
２のウィービング端点ＷＰ２付近での溶接電流を積分し
て積分溶接電流Ｉ２を求め（処理２０６）、その値ｌ２
をメモリに記憶する。なおここまでの溶接を行うに際し
ては、処理１０８において補正されたデータに基づいて
行われているため、第１および第２のウィービング端点
ｗｐ，ｗｐ　　におけるトーチｌ２ ４と水平板材Ｗｌ，Ｗ２との位置関係は常に第６図（ａ
）に示すようなものとなり、良好な溶接が得られる。

次に、コンピュータ７がメモリから積分溶接電流１　　
，Ｉ　　の値を読み出し、次式にしたがって１２ 基準電流Ｉ。を求め（処理２０７）、コンビュータ７の
メモリに記憶する。

１　　−（１，＋１２）／２　　　　　　　・・・（１
）Ｏ ここで、基準電流ｌｏが持つ意味について考えてみる。

上記の説明からわかるように、第１および第２のウィー
ビング端点ＷＰｌ，ＷＰ２では、第６図（ａ）に示すよ
うに、トーチ４と被溶接体Ｗ１，Ｗ２とが良好な位置関
係にあり、その時の積分溶接電流が電流■ｌ．’！２で
あるため、仮に、あるウィービング端点付近での積分溶
接電流ｌが電流１．１２の平均値である基準電流！。と
同一値ｌ であるとすると、そのときのトーチ４と被溶接体Ｗｌ，
Ｗ２とは良好な関係（第６図（ａ））にあると言える。

また、積分溶接電流ｌが基準電流！。

よりも小さな値である場合には、このこと（１＜！。）
よりトーチ４が被溶接体Ｗｌ，Ｗ２から非常に離れてい
る（第６図（ｂ））ことがわかる。逆に、基準電流！。

よりも大きな値である場合には、このこと（１　＞Ｉｏ
）よりトーチ４が被溶接体Ｗ１．Ｗ２に非常に接近して
いる（第６図（Ｃ〉）ことがわかる。すなわち、ウィー
ビング端点付近で実δｌｌ１される溶接電流の積分値（
積分溶接電流■）と基準電流Ｉ。との大小関係から、ト
ー千４と被溶接体Ｗｌ，Ｗ２との位置関係が導きだせる
。

したがって、処理２０８では、ウィービング端点におけ
るトーチ４のずれ量（以下「補正量Δ」という）を次式
から求める。

・・・（２） ただし、 ｄｌ−（ｉｏ−１ｎ） Ｉ０：第ｎのウィービング端点ｗｐ における実＋１Ｐ＋溶接電流 ｎ　：自然数 ｋｌ　：定数 なお、本実施例では補正量Δを（２）式で近似したが、
これに限定されるものではない。また種々の実験から、
（２〉式の代わりに（２）式の１次近似により補正量Δ
を求めても充分な精度が得られることが検証された。

そして、補正量Δが求められると、処理２０４における
ウィービング幅に補正量Δが加えられて、次に行う溶接
（第２のウィービング端点ＷＰ２から第３のウィービン
グ端点ＷＰ３への溶接）のウィービング幅が補正される
。例えば第７図に示すように、第１のウィービング端点
ＷＰｌから第２のウィービング端点ＷＰ２への溶接（第
７図の実線）がウィービング幅Ｌ　．ビッチｐに基づい
てｌ２ 実行され、処理２０８において補正量Δ（正の値）が求
められた場合、コンピュータ７において次式にしたがっ
てウィービング幅Ｌ２３が求められる。

Ｌ２３”＝　”　１２＋Δ さらに、ウィービング幅Ｌ２３とビッチｐに基づいて第
３のウィービング端点Ｗ　Ｐ　３の位置が幾何学的に求
められる。

そして、この位置データにしたがって第２のウィービン
グ端点ＷＰ２から第３のウィービング端点ＷＰ３への溶
接（第７図の点線）が実行される（処理２０９）。

そして、トーチ４が第３のウィービング端点ＷＰ３に到
達したことが確認される（処理２１０）と、電流センサ
５ｅによりδｐ１定された第３のウィービング端点ＷＰ
３付近での溶接電流を積分して積分溶接電流Ｉ３を求め
る（処理２１１）。そして、上記処理２０８と同様にし
て、補正量Δが求められ（処理２１２）、処理２０９に
おけるウィービング幅に補正量Δが加えられて、次に行
う溶接（第３のウィービング端点ＷＰ３から第４のウィ
ービング端点Ｗ　Ｐ　４への溶接）のウィービング幅が
補正される。そして、その幅に基づいて次のウィービン
グ端点ＷＰ４の位置が求められ、次のウィービング端点
ＷＰ４に向けて溶接が実行される（処理２１３）。

以上の処理２１０ないし２１３が、トーチ４が最終ウィ
ービング端点ＷＰ　に至る（処理２ｌ４）ｅ までの間実行される。なお、最終ウィービング端点ＷＰ
　から溶接終了点Ｐ５までの溶接は処理１ｅ ０８において補正されたティーチングデータに基づいて
実行される。

上記のように、この実施例では、溶接トーチ４の現在位
置に対する次のウィービング端点の位置が常に既知であ
る（例えば溶接トーチ４の現在位置が第２のウィービン
グ端点ＷＰ２である場合、上記のようにして第３のウィ
ービング端点Ｗ　Ｐ　ｓの位置が求められている）ので
、現在位置から次のウィービング端点までの溶接におけ
る溶接トーチ４の移動速度（すなわち溶接進行速度）を
適当に制御することが容易である。したがって、溶接ワ
イヤの送り速度を一定に保持しながら（単位時間当りの
消耗電極（溶接ワイヤ）４ａの溶融量を一定にする）し
ながら溶接進行速度を制御して、溶着高さ一定制御を良
好に行うことができる。また、上記のように、すべての
ウィービング端点の億置が既知となるため、ウィービン
グ振幅を水平板材Ｗｌ，Ｗ２の相互間隔の溶接線方向に
おける変化に追従して正しく変化させることができる。

したがって、被溶接体の間の相互間隔が溶接線方向に沿
って不均一な場合であっても、過不足のないウィービン
グ溶接を行うことができる。

さらに、ウィービング端点付近での一定時間内の溶接電
流をサンプリングしてその加算値に相当する積分溶接電
流！　　，Ｉ　　，Ｉ　　，・・・を求め、１２３ それらの値に基づいてウィービング端点の位置情報を求
めているため、ノイズ等によるウィービング端点の誤検
出が防止され、正確な溶接を行うことができる。もっと
も、ノイズ等の外乱の影響を考慮しなくてもよい場合に
は、基準電流■を求めるための溶接電流は必ずしも積分
処理されたものを用いる必要はなく、ウィービング端点
でサンプリングされた溶接電流を直接用いてもよい。

なお、上記実施例では、積分溶接電流Ｉ１，■　に基づ
いて基準電流Ｉ。を求めた（処理２０２ ７）が、基準電流Ｉ。の設定はこれに限定されない。例
えば、積分溶接電流■　を基準電流Ｉ。と１ することも可能である。また、基準電流Ｉ。を積分溶接
電流１．１２の単純平均により求めたが、ｌ 重みづけ平均等を採用してもよい。また、積分溶接電流
■　を基準電流Ｉ。に設定してもよい。

２ さらに、基準電流をウィービングの左右端で独立に持た
せる事も可能である為、例えばレ形開先など、左右非対
象な継手に対しても適用可能である また、上記実施例では溶接開始点Ｐ３から第２のウィー
ビング端点ＷＰ２までの溶接を処理１０８で補正された
ティーチングデータに基づいて行う一方、第２のウィー
ビング端点Ｗ　Ｐ　２から溶接終了点Ｐ５までの溶接に
おいてはまず補正量Δを求め（処理２０８，２１２）、
それに基づいて次のウィービング幅を補正し、さらにそ
の幅に基づいて次のウィービング端点の位置を求めた後
溶接を行っている。本発明においては上記実施例に限定
されず、溶接開始点Ｐ３から第１のウィービング端点Ｗ
　Ｐ　ｔまでの溶接を前者（処理１０８）により行い、
積分溶接電流■　を基準電流Ｉ。とす１ る一方、第１のウィービング端点ＷＰ１から溶接終了点
Ｐ５までの溶接を後者により行うようにしてもよい。ま
た、溶接開始点Ｐ３から第ｍ番１コのウィービング端点
ＷＰ　（ただしｍ≧３）までのａ 溶接を前者により行う一方、第ｍ番目のウィービング端
点ＷＰ　から溶接終了点Ｐ５までの溶接をｍ 後者により行うようにしてもよい。

また、上記実施例では、第１図および第２図に示すよう
に、先に行くに従って相互間隔が均一に広がるような変
化を考えたが、例えば第８図に示すように相互間隔が不
均一に変化するようなワークに対しても、この発明は適
用することができる。

また水平板材以外のワークに対しても適用可能である。

また、上記実施例では溶接電流に着目して補正量Δを求
めたが、溶接電流の代わりに溶接電圧に基づいて補正量
Δを求めてもよいことは言うまでもない。さらに、溶接
電流および溶接電圧を同時に測定し、これらから補正量
Δを求めてもよい。

また上記実施例では、本発明を１層盛り溶接に適用した
場合について説明したが、多層盛り溶接にも適用するこ
とができる。例えば、１層目のウィービング溶接を上記
のようにして行うとともに、各ウィービング端点の位置
データをコンピュータ７のメモリに記憶し、２層目以降
のウィービング溶接においては、メモリに記憶されてい
るデータに基づいて行うようにしてもよい。この場合に
も上記と同様の効果が得られる。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、第ｎ番目（ｎ
≧２）のウィービング端点において次のウィービング端
点、すなわち第（ｎ＋１）番目のウィービング端点の位
置を求めることができるため、被溶接体の間の相互間隔
が溶接線方向に沿って不均一な場合であっても、過不足
のないウィービング溶接を行なえ、それによって高品質
の溶接精度を確保することができる。また、第（　ｎ　
＋　１．　）番目のウィービング端点の位置データに基
づいて、第ｎ番目のウィービング端点から第（ｎ＋１）
番目のウィービング端点への溶接を行うため、溶接速度
制御が容易であり、溶接ワイヤの送り速度を一定に保ち
なから溶着高さ一定制御を良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の背景となる溶接ロボットの
全体図、第２図はこの発明の実施例におけるティーチン
グ点の取り方とトーチの軌跡とを示す図、第３図はこの
発明の実施例で使用されるプログラムのステップ図、第
４図はこの発明の実施例の動作を示すフローチャート、
第５図はこの発明による振幅可変方法のフローチャート
、第６図はウィービング端点におけるトーチと開、先面
との位置関係の説明図、第７図は溶接トーチの現在位置
に対する次のウィービング端点の位置の算出方法を説明
するための説明図、第８図はこの発明の変化例の説明図
である。 Ｉｏ・・・基準電流、 １，Ｉ　　，Ｉ２，Ｉ３・・・積分溶接電流、ｌ ＬＩ２’　　Ｌ２３・・・ウィービング幅、Ｗｌ．Ｗ２
・・・水平板材、　ＷＬ・・・溶接線、ｗｐ　　，ｗｐ
　　，ｗｐ　　，ｗｐ　　，ｗｐ１．　　　　２　　　
　３　　　　４　　　　ｅ・・・ウィービング端点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接に先立って与えられるティーチングデータに
   基づいて第１と第２の被溶接体を溶接線に沿ってウィー
   ビング溶接するための溶接線倣い制御方法であって、 ウィービング端点近傍位置における溶接電流および／ま
   たは溶接電圧を基準値として求める工程と、 第ｎ番目（ｎ≧２）のウィービング端点付近における溶
   接電流および／または溶接電圧をそれぞれ実測した後、
   その実測値と前記基準値との差に基づいて第（ｎ−１）
   番目のウィービング端点から第ｎ番目のウィービング端
   点までのウィービング幅を補正し、さらにその補正され
   たウィービング幅に基づき第（ｎ＋１）番目のウィービ
   ング端点位置を求めて前記第ｎ番目のウィービング端点
   から前記（ｎ＋１）番目のウィービング端点までのウィ
   ービング溶接を行う工程とを含むことを特徴とする溶接
   線倣い制御方法。