JPH0353070B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、揺動パターン作成手段を含み、溶接
トーチを開先幅方向に揺動させながらアーク溶接
を行い、この揺動中に溶接トーチの位置ずれを検
出し、この位置ずれを修正することにより溶接ト
ーチを溶接線に追従させるようにした溶接ロボツ
トにおいて、アークセンサー実行中に現在点が所
定の誤差許容範囲内にあるか否かを判定する制御
装置に関する。

溶接トーチの揺動中、溶接トーチの位置ずれを
検出する方法としては、溶接電流や溶接電圧を検
出して行う方法や光学的に検出するものなどがあ
り、またこれらの検出に基づいて溶接トーチの位
置ずれを修正して溶接トーチを溶接線に追従させ
る方法および装置も多種多様である。いずれの方
法および装置を使用するにしても、溶接ロボツト
を総合的に制御するコンピユータはアークセンサ
ー実行時に補正をかける方向は教示点間を結ぶ仮
想溶接線（「パターン基準線」と呼称）に対し直
角方向であり、補正量は一般的に溶接トーチ先端
の揺動端点（但し、補正をかけたときは、揺動端
の位置修正点）を中心にパターン基準線に対し
左・右に所定角度の範囲内に固定されている。

従つて、前述位置ずれが補正範囲を越える場
合、溶接トーチは最大量の補正で位置修正される
が、もはや実際の溶接線に追従することができな
くなる。勿論、補正範囲を大きく設定すれば、そ
れに応じてかなり大きな位置ずれに対しても溶接
線に追従できるが、溶接ビードの形状および軌跡
がゆがみ、満足すべき仕上り結果は期待し得な
い。むしろ、ワーク個体差、ワーク取付誤差、熱
歪による誤差等が異常に大きいワークについて
は、溶接途中であつても一旦溶接を中断し、異常
な位置ずれの原因がワーク自体の個体差であれば
そのワークを排除し、ワークの取付誤差であれば
取付直しを行つた上で溶接を再会し、また熱歪に
よるものであれば各種溶接条件（溶接電圧・電
流・速度等）についてユーザープログラムを修正
するのが好ましい。

従来、前述異常位置ずれは、位置ずれに対して
付与した補正量が所定の最大値であつたか否かに
よつて検出していた。しかし、対象とするワーク
は材質、形状、大きさ、厚み等種々雑多であり、
さらに１種類のワークでも溶接個所によりそれぞ
れ位置ずれの許容条件が異なる。この位置ずれ許
容条件をあまり厳しくすると、仮付部に対しても
エラーと判定することにもなる。また薄板の場
合、熱歪による位置ずれが大きい際にどこまでそ
れを許容するか、あるいは熱歪によつてワークが
反る方向によつてもそれぞれ許容条件を設定する
のが好ましい。

本発明は前述事情に鑑み、前述位置ずれに関す
る誤差許容範囲を設定した少くとも１個のエラー
判定方式メニユーを記憶する手段と、テイーチン
グ時に前記メニユーの１つを選定する手段と、ア
ーク溶接中揺動パターンの所定回数実行毎に前記
選定メニユーを呼び出し溶接トーチの現在点が前
記誤差許容範囲内に存在するか否かを判定するエ
ラー判定手段とを含み、該エラー判定手段による
判定がエラーのとき少くとも前記アーク溶接を中
断することを特徴とし、各種ワークの材質、形
状、溶接条件等に適した誤差許容範囲を設定でき
るようにし、この範囲から逸脱するワークを溶接
中に検出できるようにした、溶接いロボツトにお
ける制御装置を提供せんとするものである。

以下、図面に示す実施例に基づき詳述する。

１は本発明の一実施例として採用した直角座標
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）ロボツトRO（詳細は図示せず）の
端末に構成された垂直軸である。

２は垂直軸１の下端に軸１まわり（矢印α）に
旋回可能に支承した第１腕である。

３は腕２の先端に斜軸３ａまわり（矢印β）に
旋回可能に死傷した第２腕である。第２腕３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）を取着している。

そして軸１、軸３ａおよびトーチ４の中心軸線
Ｍ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Ｐと一致しう
るように設定してある。かくして、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
ゆるオイラ角）を点Ｐを固定して制御可能となつ
ている。

５は溶接電源装置である。装置５はトーチ４の
消耗電極６を巻き取つたスプール７を具備し、詳
細は図示しないが送りローラを回転して電極６を
くり出し可能であり、さらに電極６とワークＷ間
に溶接用電源８および電流センサ９を直列に接続
しうるように構成してある。

１０はこの実施例全体の制御装置としての公知
のコンピユータである。コンピユータ１０には、
CPUおよびメモリを含む。

そしてコンピユータ１０のバスラインＢには、
電源８および電流センサ９が接続してある。

バスラインＢにはさらに、ロボツト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。

１１は前記コンピユータ１０が、エラーと判断
したとき該コンピユータ１０からの指令で作動す
る警報器である。

１２は遠隔操作盤であり、トーチ４を手動で移
動させるためのマニユアル操作スナツプスイツチ
群SW、溶接時以外の速度を指令するための速度
指令ロータリスイツチSV、３種類のモード（マ
ニユアルモードＭ、テストモードTE、およびオ
ートモードＡ）に切換えるためのモード切換スイ
ツチSM、テンキーTK、テンキーTKの操作によ
り後述の各切換位置で種々の条件を設定するため
の条件設定用切換スイツチSE、並びに各モード
において動作を開始したりテイーチング内容をメ
モリに取込む際に使用するスタートスイツチ
STA等を備えている。

前記切換スイツチSEは以下に示す８つの切換
位置SE₁〜SE₈を有する。

(1) 切換位置SE₁……直線補間「Ｌ」、ウイービ
ング「Ｗ」、円補間「Ｃ」、アークセンシング
「As」の４つの表示ランプを備え、それぞれテ
ンキーTKのキー番号「１」〜「４」を押すこ
とにより各表示ランプを点灯させて選択するこ
とができる。

(2) 切換位置SE₂……溶接条件番号ＷNo.の表示部
を有し、コンピユータ１０のメモリには予めNo.
ごとに溶接電圧Ｅ、溶接電流Ｉ、および溶接速
度Vwをセツトとして記憶されており、所望の
セツトに対応するテンキーTKのキー番号を押
すことにより呼び出せるようになつている。

(3) 切換位置SE₃……フアンクシヨン番号ＦNo.の
表示部を有し、本実施例ではテンキーTKのキ
ー番号「７」の操作により、溶接トーチ４の現
在位置は移動位置の教示点ではなくダミー点で
あることを教示する。

(4) 切換位置SE₄……補正方式番号AUXNo.の表
示部を有し、本実施例では、テンキーTKのキ
ー番号「01」、「02」、「03」の押動により、それ
ぞれ第２図ａ，ｂ，ｃに示すように下向隅肉、
水平隅肉、レ形開先の各溶接継手形状を選択す
るようになつている。またAUXNo.「10」は、
予め別のワークで作成した揺動パターンのデー
タに基づき位置補正することを意味する。

(5) 切換位置SE₅……パターン表示部を有し、本
実施例では４桁の数字で揺動パターンを設定す
るようになつている。例えば、４〜１桁目には
それぞれ、揺動パターンの振幅ｍ（開先幅方向
の移動距離）、高さｈ（第２図ａ，ｂ，ｃで示す
ように下向隅肉およびレ形開先では溶接線から
揺動面までの距離であり、水平隅肉では脚長で
ある）、ピツチPC（第３図に示すように揺動パ
ターンの半周期における溶接線の延びる方向へ
の移動距離）、きざみ数ｎ（揺動パターンの半周
期における移動分割数でこれにより周波数が決
定）の各メニユー番号を設定するようになつて
いる。尚、水平隅肉における等脚長の場合は、
特別にｈNo.「３」で設定すれば自動的に等脚長
になるようにしてある。

(6) 切換位置SE₆……タイマー表示部を有し、揺
動の左・右端での停止時間をメニユー番号で設
定できるようになつている。

(7) 切換位置SE₇……エラー判定方式盆号EJM.
No.の表示部を有し、後述するようにエラー判定
方式のメニユー記憶手段としてコンピユータ１
０のメモリにはNo.ごとにトーチ４の現在点が設
定された誤差許容範囲内にあるか否かを判定す
るのに必要な幾種類もの演算のシステムプログ
ラムがメニユーとして記憶されており、テイー
チング時にこれらのメニユーの中から１つをテ
ンキーTKの操作により選定できるようになつ
ている。この切換位置SE₇はテンキーTKと共
にエラー判定方式のメニユー選定手段を構成し
ている。

(8) 切換位置SE₈……パターン設定回数表示部を
有し、揺動パターンの何回（N_T）目ごとに前
記EJM.No.を呼び出してエラーチエツクを行う
かをキー番号で設定できるようになつている。
尚、前述EJM.No.の選定があつて、パターン回
数（N_T）の設定がない場合は、N_T＝１とみな
し、自動的に各揺動パターンの１周期終了ごと
にそのEJM.No.のエラーチエツクを行うように
なつている。

次に前記各EJM.No.に基づくエラー判定方式に
ついて説明する。エラー判定方式の種類は主に５
種類に分けられる。便宜上、第４図ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅに示すエラー判定方式の種類をそれぞれ第
１種、第２種、第３種、第４種、第５種と呼称す
る。また、以下の説明では溶接始点ａから溶接終
点または中間点ｂに向つてアークセンサーを実行
すると仮定し、点ａ，ｂを結ぶ線をパターン基準
線Ｌと呼称する。

(1) 第１種エラー判定方式（第４図ａ、EJM.No.
＝10番台）は、所定揺動パターン回数ごとにエ
ラーチエツクを行うもので、予め誤差許容範囲
として各パターンの起点を中心に基準線Ｌに対
し左・右（紙面で上・下）にそれぞれδ₁、δ₂の
角度を成す２つの直線方程式f₁、f₂を設定する
ようになつている。いま揺動パターンの設定回
数を３（＝N_T）と設定した場合、図示の通り、
点ａを起点として３回の揺動パターンを実行
し、３回目の揺動パターンがアークセンサーで
位置修正され点C₁に達したとする。コンピユ
ータ１０は現在点C₁の基準線Ｌに対する直角
成分の位置情報を前記直線方程式f₁、f₂に代入
して２つの判定点C₁₁、C₁₂を求め、点C₁が点
C₁₁、C₁₂の間にあるか否かを演算して判定す
る。またコンピユータ１０は次のエラーチエツ
クのために、点C₁を起点とした２つの直線方
程式f₁′、f₂′を設定する。そして、次のパター
ンはC₁を起点として実行され、３回目揺動パ
ターンの終点C₂と方程式f₁′、f₂′から判定点
C₂₁、C₂₂を求め、同様に点C₂が点C₂₁、C₂₂の間
にあるか否か演算して判定する。EJM.No.は角
度δ₁、δ₂の幾種類もの数値を組合せ、それぞれ
10番台の番号でメニユー化してある。この方式
は時に熱歪の生じ易い薄板のワークに適用さ
れ、急激な熱歪をエラーチエツクする目的で採
用される。

(2) 第２種エラー判定方式（第４図ｂ、EJM.No.
＝20番台）は、始点ａから終点ｂまで一律の誤
差許容範囲（図の斜線Ｒ１）を設定し、これよ
り外れたときにエラーの判定を行うものであ
る。従つて、基準線Ｌに対し直角方向左・右に
それぞれ位置ずれ許容値d₁、d₂を設定するよう
になつており、１回の揺動パターン実行毎にエ
ラーチエツクを行う。第４図ｂの実線の曲線は
実行パターンの各１周期端点（位置修正点）の
軌跡WL₁であり、コンピユータ１０は所定回
数のパターン終了ごとに現在点C₃の基準線Ｌ
に対し直角の位置ずれ量ｄを前記d₁、d₂値と比
較し前記誤差許容範囲Ｒ１内にあるか否か判定
する。この軌跡WL₁はこの範囲Ｒ１から外れ
た点C₃′で初めてエラーと判定される。EJM.No.
は前記d₁、d₂値の幾種類もの数値の組合せを20
番台の番号によりメニユー化してある。この第
２種エラー判定方式は熱歪の生じ難い厚板のワ
ークに適する。

(3) 第３種エラー判定方式（第４図ｃ、EJM.No.
＝30番台）は、始点ａを中心に基準線Ｌに対し
左・右にそれぞれδ₃、δ₄の角度を成す２つの直
線方程式f₃、f₄を設定し、両方程式で定まる直
線間の扇形領域（斜線で図示）を誤差許容範囲
Ｒ２としている。これにより始点ａ付近の位置
ずれを厳しく規制し、終点ｂに向うに従い漸次
位置ずれの規制を緩めるようにしてある。第４
図ｃの実線の曲線は実行パターンの各１周期端
点（位置修正点）の軌跡WL₂である。コンピ
ユータ１０は現在点C₄の基準線Ｌに対する直
角成分の位置情報を前記直線方程式f₃、f₄に代
入して２つの判定点C₄₁、C₄₂を求め、点C₄が点
C₄₁、C₄₂の間にあるか否かを演算して判定す
る。この軌跡WL₂は前記範囲Ｒ２から外れた
点C₄′で初めてエラーと判定される。

(4) 第４種エラー判定方式（第４図ｄ、EJM.No.
＝40番台）は、前記第３種の変形で、始点ａか
ら基準線Ｌに対し直角方向左・右にそれぞれ△
l₁、△l₂偏位した点a₁、a₂を定め、これらの点
a₁、a₂を中心に基準線Ｌに対し左・右にそれぞ
れδ₅、δ₆の角度を成す２つの直線方程式f₅、f₆
を設定し、両方程式で定まる直線間の領域（斜
線で図示）を誤差許容範囲Ｒ３としている。こ
れにより、始点ａ付近の位置ずれを若干厳しく
規制し、終点に向うに従い漸次規制を緩めるよ
うにしてある。コンピユータ１０の行うエラー
の判定は前記第３種方式と全く同じである。
EJM.No.は△l₁、△l₂、δ₅、δ₆の幾種類もの組合
せでメニユー化してある。

(5) 第５種エラー判定方式（第４図ｅ、EJM.No.
＝50番台）は、前記第４種の変形で、始点ａか
ら基準線Ｌに対し直角方向左・右にそれぞれ△
l₃、△l₄偏位した点a₃、a₄を定め点ａ、a₃、a₄
を結ぶ直線の延長線上に中心をもつ曲率半径
rC₁、rC₂（図示せず）の２つの円方程式f₇、f₈
を設定し、両方程式で定まる円弧間のラツパ状
領域（斜線で図示）を誤差許容範囲Ｒ４として
いる。これにより、始点ａ付近の位置ずれを若
干厳しく規制し、終点に向うに従い二次曲線的
に規制を緩和するようにしてある。コンピユー
タ１０の行うエラーの判定は前記第４種方式と
同様である。EJM.No.は、△l₃、△l₄、rC₁、rC₂
の組合せで幾種類ものメニユーを備えている。

今、ワークＷは第１図に示すように、水平部材
Ｗ１の上面に２個の垂直部材Ｗ２，Ｗ３をＬ字形
に組合せて仮付けしてあり、これらの部材Ｗ１，
Ｗ２，Ｗ３で形成される直角隅部を一旦の溶接開
始点P₂から部材Ｗ２，Ｗ３の交差する中間点P₄
を経て他端の溶接終了点P₅まで連続溶接せんと
するものである。また、前記垂直部材Ｗ２は薄板
で熱歪が生じ易く、垂直部材Ｗ３は厚板で熱歪の
影響は小さいものとする。

以下オペレータのテイーチング操作、およびこ
れに伴いコンピユータ１０が実行する処理につき
説明する。

(T1) スイツチSMの操作によりマニユアルモー
ドＭを選択する。そしてスイツチSWの操作に
よりトーチ４を前記溶接開始点P₂に近い任意
の地点P₁に位置決めする。次に切換スイツチ
SEを切換位置SE₁に切換え、テンキーTKの操
作により直線補間「Ｌ」を設定し、スイツチ
STAを操作すれば、コンピユータ１０は点P₁
の位置情報（X₁、Y₁、Z₁、θ₁、およびψ₁）と
直線補間「Ｌ」を最初のステツプとして取り込
む。

(T2) スイツチSWの操作によりトーチ４を溶接
開始点P₂に溶接に適した姿勢に位置決めする。

次いで切換スイツチSEの切換位置はそのま
までテンキーTKの操作によりアークセンシン
グ「As」を設定し、スイツチSTAを操作すれ
ば、コンピユータ１０は点P₂の位置情報のア
ークセンシング「As」を次のステツプとして
取り込む。

(T3) スイツチSWの操作によりトーチ４を部材
Ｗ１，Ｗ２で囲まれた座標象限内の任意の点
P₃（ダミー点と呼称）に位置決めする。

次いで切換スイツチSEの切換位置SE₁、
SE₃、SE₄においてテンキーTKの操作によりそ
れぞれ「As」、「７」、「02」を設定する。この
うちＦNo.「７」はダミー点の指定であり、
AUX.No.「02」は溶接継手形状として水平隅肉
の指定である（第２図参照）。さらに切換スイ
ツチSEの切換位置SE₅では、テンキーTKによ
り既述の揺動パターンを構成する振幅ｍ、高さ
ｈ、ピツチPC、きざみ数ｎを４桁のメニユー
数値で設定する。その後、スイツチSTAを操
作すれば、コンピユータ１０はダミー点P₃の
位置情報、アークセンシング「As」、ＦNo.
「７」、AUX.No.「02」、並びに揺動パターンの
情報を次のステツプとして取り込む。

(T4) スイツチSWの操作によりトーチ４を前記
中間点P₄に溶接に適した姿勢で位置決めする。

次いで、切換スイツチSEの切換位置SE₁、
SE₂、SE₄、SE₆、SE₇、SE₈においてテンキー
TKの操作によりそれぞれ「As」、「01」、「10」、
「１」、「10」、「３」を設定する。

この中で、W.No.「01」は前記溶接開始点P₂
から中間点P₄までの溶接条件（溶接電圧、溶
接電流等）として最適の条件を備えたメニユー
番号である。AUX.No.「10」は予め別のワーク
で得られた揺動パターンのデータで位置補正す
ることを意味する。タイマーNo.「１」は揺動の
左・右端で溶接トーチ４を一時停止させるのに
適したメニユー番号を指定している。また
EJM.No.「10」は、前述第１種エラー判定方式
の指定である。この実施例では、ワークＷ全体
としては取付誤差（特に溶接開始点P₂の位置
ずれ）を厳しく規制し、薄板の部材Ｗ２に対し
てある程度の熱歪を許容するものの途中におけ
る急激な熱歪による位置ずれを規制する。さら
にパターン設定回数N_T「３」は前記EJM.No.
「10」に基づくエラーチエツクを３回のパター
ン回数毎に行うことを意味する。

これでスイツチSTAを操作すれいば、コン
ピユータ１０は中間点P₄の位置情報、アーク
センシング「As」、W.No.「01」、AUX.No.
「10」、タイマーNo.「１」、EJM.No.「10」、N_T
「３」を次のステツプとして取り込む。

(T5) スイツチSW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。
次いで切換スイツチSEの切換位置SE₁、SE₂、
SE₄、SE₆、SE₇においてテンキーTKの操作に
よりそれぞれ「As」、「01」、「10」、「１」、「20」
を設定する。この中で、EJM.No.「20」は、前
述第２種エラー判定方式の指定である。この実
施例では、前記部材Ｗ２が薄板で熱歪が生じ易
く、中間点P₄はかなり位置修正されることが
予想され、また部材Ｗ３は厚板で熱歪が小さい
ため、中間点P₄から溶接終了点P₅までの溶接
線WLに対しては既述の通り第２種エラー判定
方式が適する。

これでスイツチSTAを操作すれば、コンピ
ユータ１０は溶接終了点P₅の位置情報、アー
クセンシング「As」、W.No.「01」、AUX.No.
「10」、タイマーNo.「１」、EJM.No.「20」を次の
ステツプとして取り込む。

(T6) スイツチSWの操作によりトーチ４を前記
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。そして切換スイツ
チSEを切換位置SE₁に切換え、テンキーTKの
操作により直線補間「Ｌ」を設定し、スイツチ
STAを操作すれば、コンピユータ１０は点P₆
の位置情報と直線補間「Ｌ」を最後のステツプ
として取り込む。

以上でテイーチングを終了する。第５図に前述
一連のユーザプログラムの内容を示す。

次にオペレータがスイツチSMをテストモード
TEとし、スイツチSTAを操作すれば、前述プロ
グラムの１ステツプずつが実行（但し溶接は実行
されずに）され、誤りがあれば修正する。

続いてスイツチSMをオートモードＡとし、ス
イツチSTAを操作すれば、前述プログラムが連
続して実行される。このときコンピユータ１０が
実行する処理の流れを第６図のフローチヤートを
参照しながら説明する。

(A1) コンピユータ１０はユーザプログラムのス
テツプ中に指令「As」があるか、否か判断す
る（処理PR１）。

(A2) 指令「As」が無ければ、このステツプの
内容を実行する（処理PR２）。

(A3) 前記処理PR１で指令「As」があれば、さ
らにパターン作成は自動設定か否か判断する
（処理PR３）。

(A4) F.No.が「７」であれば自動設定と判断し、
ダミー点P₃にテイーチングされた情報に基づ
き振幅ｍ、高さｈ、ピツチPCよりアークウイ
ービングの揺動パターンを作成し、きざみ数ｎ
から与えられる速度（周波数）でアークセンサ
ーを実行する（処理PR４）。

(A5) 処理PR４で、F.No.が「７」でなければ手
動判定と判断し、ここでは説明を省略したが、
実際に溶接トーチ４を開先に位置決めしてテイ
ーチングされた通りの揺動パターンでアークセ
ンサーを実行する（処理PR５）。尚、本実施例
ではこの処理PR５は適用されない。

(A6) 前記処理PR２、PR４、PR５のいずれに
おいてもそれぞれの処理が終了したならば、そ
のステツプがエンドであつたか否か判断する
（処理PR６）。

(A7) エンドであればオートモードにおける一連
の実行を終了するが、そうでないならば、ステ
ツプを更新し（処理PR７）、前記処理PR１の
手前に戻る。

次に前述処理PR４またはPR５におけるアーク
センサー実行モードの処理の流れを説明する。

(A100) 初期状態としてパターン回数をＮ＝１と
する。（処理PR１００）。

(A101) 前記処理PR４またはPR５の中で作成さ
れた１パターンのアークセンサーを実行する
（処理PR１０１）。

(A102) 次にこのステツプにエラー判定の指令を
含むか、否か判断する（処理PR１０２）。

(A103) EJM.No.が有れば、「YES」と判断し、
さらにパターン回数Ｎが設定回数N_Tであつた
か、否か判断する（処理PR１０３）。

(A104) Ｎ＝N_Tであれば、Ｎ＝１とし（処理PR
１０４）、指定されたEJM.No.に応じて、現在点
が誤差許容範囲内にあるか否か演算して判定す
る（処理PR１０５）。

(A105) 前記処理PR１０５における判定はエラ
ーか、否か判断する（処理PR１０６）。

(A106) エラーでなければ、現在点は目標点か、
否か判断する（処理PR１０７）。目標点でなけ
れば、処理PR１０１の手前に戻り、目標点で
あればアークセンサーを終了し前記処理PR６
の手前に戻る。

(A107) 前記処理PR１０３でＮ≠N_TであればＮ
＝Ｎ＋１とし（処理PR１０８）、処理PR１０
７の手前に移行する。

(A108) 前記処理PR１０６で判定がエラーであ
れば、ロボツトROに対し駆動停止（トーチ４
の移動停止と溶接作業の停止を含む）を指令し
（処理PR１０９）、さらに警報器１１に作動指
令を発する（処理PR１１０）。

しかして、溶接ロボツトROはコンピユータ１
０からの指令出力に基づき以下の動作を行う。先
ずトーチ４を点P₁に位置決めし、該トーチ４は
直線補間で溶接開始点P₂に向つて移動する。ト
ーチ４は点P₂に達すると、前記処理PR４により
アークウイークビングを開始し、溶接条件No.
「01」に基づき中間点P₄に向つて水平隅肉溶接を
実行する。そしてコンピユータ１０は溶接実行中
絶えずアークセンシングを行い、予め格納されて
いるデータAUX.No.「10」を用いて位置ずれを補
正した上で揺動パターンを作成し出力する。即
ち、揺動パターンは毎回補正分だけ開先幅方向お
よび高さ方向に平行移動させられ、トーチ４は常
に溶接線に追従することになる。前記溶接開始点
P₂および中間点P₄をそれぞれ第４図ａにおける
始点ａおよび終点ｂとして説明する。前記揺動パ
ターンが３回（＝N_T）実行されアークセンサー
により位置修正されると、そのトーチ４の現在点
C₁が第１回目のチエツク点となる。従つて、コ
ンピユータ１０は処理PR１０５においてEJM.No.
10に従い現在点C₁が誤差許容範囲にあるか否か、
既述の通り演算して判定する。この判定結果でエ
ラーでなければ、次の揺動パターンの実行に移
る。

こうして溶接トーチ４が中間点P₄の位置修正
点P₄′（図示せず）に達すると、パターン基準線Ｌ
が位置修正済み中間点P₄′と溶接終了点P₅を結ぶ
線に変更されるとともにEJM.No.20に変更され、
トーチ４は溶接終了点P₅に向つて水平隅肉溶接
のアークセンサーを続行する。

溶接トーチ４は溶接終了点P₅に向つてアーク
センサーを実行し、揺動パターン１回終了毎に処
理PR１０５においてEJM.No.20に基づく判定を受
け、現在点が前記範囲Ｒ１内にある限りアークセ
ンサーを続行する。そしてトーチ４が溶接終了点
P₅の位置修正点P₅′（図示せず）に達すると、溶接
を終了し、直線補間で退避点P₆に移動する。

もし、前述アークセンサー実行中に、処理PR
１０５の判定結果として処理PR１０６によりエ
ラーの判定が出れば、コンピユータ１０は処理
PR１０９によりロボツトROの各駆動源に対し駆
動停止の指令を与える。従つて、溶接トーチ４は
直ちに溶接を中断するととともにその場に静止す
る。さらにコンピユータ１０は警報器１１に対し
て作動指令を出力し（処理PR１１０）、警報器１
１は図示しないがブザーを鳴らすと共に表示ラン
プを点滅させる。それに対し、オペレータは、ワ
ークＷの溶接状態（熱歪による位置ずれ等）を観
察し、ワークＷの取付状態を直すだけでよけれ
ば、手動で溶接トーチ４を一旦溶接中断位置から
退避させ、取付直しをした上で、再びトーチ４を
該中断位置に位置決めし、図示しない復帰釦を操
作すれば、アークセンサーが再開される。勿論、
そのワークＷの溶接状態が悪く最後まで仕上げる
に値しないと判断すれば、ワークＷを取り外し、
新たなワークＷに移る。

本発明は前述実施例以外に下記する変形もまた
可能である。

() 前述実施例では、アークセンシングによる
位置補正は予め作成されたデータ（AUX.No.
「10」）を用いて行うようにしたが、溶接実行の
初期においてサンプリングデータを作成し、そ
れに基づいて位置補正してもよい。

() 前述実施例では、第４図で各エラー判定方
式に使用する角度や偏位をＸ−Ｙ座標平面で示
したが、三次元の立体的な角度であつてもよ
い。例えば第４図ｂの第２種エラー判定方式に
おいて、誤差許容範囲Ｒ１は中心軸線が基準線
Ｌに一致またはこれに平行とした円筒空間とし
てもよい（第７図参照）。この場合パラメータ
としては基準線Ｌに対する中心軸線の偏位量、
偏位方向、および円筒半径となる。同様にし
て、第４図ｃ，ｄ，ｅに示す第３種、第４種、
第５種エラー判定方式の誤差許容範囲はそれぞ
れ第８，９，１０図に示すように円錐体、切頭
円錐体、ラツパ状体となる。

() 前述実施例では、５種類のエラー判定方式
の各々について角度や偏位をパラメータとし、
それらの組合せによりEJM.No.を設定したが、
EJM.No.によつて前記５種類のエラー判定方式
の選択を行い、個々の方式における各パラメー
タは数値入力によつてもよい。

() 前述実施例では、処理PR１０５でエラー
の判定の場合、処理PR１０９においてロボツ
トを駆動停止させるようにしたが、トーチ４の
移動を停止させ溶接を中断した際電極が溶接金
属に付着する恐れのある場合は、溶接を中断し
た後トーチ４を溶接線から若干離反させるよう
な一時退避のステツプを付加すればよい。

() ロボツトは直角座標形以外のメカ構成のも
のでも実施できる。

以上詳述せるごとく、本発明によるときは、幾
種類ものエラー判定方式のメニユーを記憶する手
段を設けたため、オペレータはテイーチング時に
ワークの材質、大きさ、溶接条件に応じて各溶接
線に適したエラー判定方式メニユーを教示するだ
けでアークセンサー実行中における位置ずれの異
常を検出でき、また異常検出時に溶接トーチのア
ーク溶接を中断するようにしたため、ワークの取
付け直しを行えば済むものであればそのワークは
排除することなく製品として仕上げることがで
き、またそのワークが最後まで仕上げるには値し
なければその場で不良ワークとして排除でき、ワ
ークの仕上り製品群に不良ワークが紛れ込む恐れ
がない等多くの特有且つ顕著な効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すもので、
第１図は本発明の制御装置を備えた溶接ロボツト
の全体図、第２図は各種溶接継手形状を示す略
図、第３図は揺動パターンの説明図、第４図は各
種エラー判定方式を示す説明図、第５図はプログ
ラムのステツプ図、第６図はフローチヤート、第
７〜１０図は立体的な誤差許容範囲を示す説明図
である。 図中、ROはロボツト、４は溶接トーチ、１０
はコンピユータ、１２は遠隔制御盤、Ｗはワーク
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 揺動パターン作成手段を含み、溶接トーチを
   開先幅方向に揺動させながらアーク溶接を行い、
   該揺動中に溶接トーチの位置ずれを検出し、この
   位置ずれを修正することにより溶接トーチを溶接
   線に追従させるようにした溶接ロボツトにおい
   て、前記位置ずれに関する誤差許容範囲を設定し
   た少くとも１個のエラー判定方式メニユーを記憶
   する手段と、テイーチング時に前記メニユーの１
   つを選定する選定手段と、アーク溶接中前記揺動
   パターンの所定回数実行毎に前記選定メニユーを
   呼び出し溶接トーチの現在点が前記誤差許容範囲
   内に存在するか否かを判定するエラー判定手段と
   を含み、該エラー判定手段による判定がエラーの
   とき少くともアーク溶接を中断することを特徴と
   する、溶接ロボツトにおける制御装置。