JPH07115176B2

JPH07115176B2 - 自動溶接装置における隅肉継手の立板端面位置検出方法

Info

Publication number: JPH07115176B2
Application number: JP31688791A
Authority: JP
Inventors: 勝美岡田; 敏之泉
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1991-11-29
Publication date: 1995-12-13
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPH05154657A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接ロボット等の自動
溶接装置において、所定突出し長さに設定された溶接ワ
イヤを支持する溶接トーチをセンサとするセンシング手
段を用いて隅肉継手の立板端面位置を検出する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、橋梁の橋桁は、主材であるＩ型
鋼材(以下、下板という)上に複数の横，縦補強材(以
下、立板という)を所定のパターンで配置し、下板表面
上に立板の板厚側端面を当接してなるＴ型の隅肉継手を
アーク溶接して製作されている。このとき、立板の両側
面部および両端面部を下板に対し、隅肉溶接を行ない、
立板の両端面部では、いわゆる角巻溶接が行なわれてい
る。

【０００３】このような溶接に際しては、例えば、一対
の溶接トーチを対向させてツイン形式に配置し、立板の
一方側の端面近傍に一対の溶接トーチを位置させて同時
にアークを出してビードを会合させ始端角巻溶接を行な
い、続けて立板の両側面部を隅肉溶接した後、他方側の
端面近傍に一対の溶接トーチを位置させてビードを会合
させ終端角巻溶接を行なうという手順が採られている。

【０００４】このとき、角巻溶接を自動溶接により欠陥
なく行なうためには、立板に切断誤差があったり、下板
に対し立板の取付誤差があったりすることから、立板の
端面位置を検出し、その検出位置に基づいて溶接トーチ
を位置制御する必要がある。

【０００５】そこで、従来、自動溶接装置(溶接ロボッ
ト)により、隅肉継手の立板端面の位置を検出する手段
として、例えば特開平２−２６８９７４号公報に開示さ
れるようなものが提案されている。

【０００６】この従来手段では、溶接トーチが、下板表
面から所定距離ΔＺ₁だけ上方に位置する最初に検出さ
れた立板の側面位置から、所定距離ΔＹ₁だけ引き戻さ
れた後、立板端面方向へ所定距離ΔＸだけ移動され、こ
の位置から立板の側面方向へ距離ΔＹ₁＋ΔＹ₂だけ離れ
た位置に向かって移動される。この移動の間に、センシ
ング手段によって立板側面が検出されたか否かが判断さ
れる。立板側面が検出された場合、溶接トーチは、距離
ΔＹ₁だけ引き戻され、再び、立板端面方向へ所定距離
ΔＸだけ移動され、同様の動作が行なわれる。

【０００７】一方、溶接トーチが立板の側面方向へ距離
ΔＹ₁＋ΔＹ₂だけ離れた位置に到達するまで、立板側面
が検出されなかった場合、即ち、溶接トーチが、立板端
面を通過した位置まで到達したと判断された場合には、
溶接トーチは下板の方向へ移動される。そして、センシ
ング手段によって下板表面位置が検出された後、溶接ト
ーチが引き戻されてその溶接ワイヤ先端部が下板表面に
接近した位置に配置される。ついで、溶接トーチが、立
板端面方向と逆方向へ移動され、この移動中にセンシン
グ手段によって検出された位置の位置データが記憶さ
れ、この位置データを下板表面近辺における立板端面位
置として検出している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
隅肉継手の立板端面位置検出手段では、溶接トーチが、
立板端面に対向する位置に到達するまで、繰り返し、立
板端面に接近する方向へ一定の距離(刻み幅)ΔＸだけ移
動されているが、この距離ΔＸを小さく設定すると、立
板端面位置の検出時間が長くなる一方、距離ΔＸを大き
く設定すると、立板と略直交する方向に部材が配置され
ている時に、この部材に溶接トーチが当たってしまいセ
ンシングを行なえなくなるなどの課題があった。

【０００９】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、立板端面付近に配設される部材等の影響を
受けることなく、短時間で且つ精度よく立板端面位置を
検出できるようにした、自動溶接装置における隅肉継手
の立板端面位置検出方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自動溶接装置における隅肉継手の立板端面
位置検出方法は、溶接トーチを空間３軸で位置制御する
制御手段と、該溶接トーチに所定突出し長さに設定され
た溶接ワイヤを支持させた状態で前記溶接トーチとワー
クとの間にセンシング電圧を印加し前記の溶接ワイヤと
ワークとの接触による通電状態を検出することによりワ
ーク位置を検出するセンシング手段とをそなえた自動溶
接装置を用い、下板と立板とからなる隅肉継手の該立板
の端面位置を、該立板の側面を前記３軸のうちの１軸と
略直交して配置した状態で検出する方法であって、前
記溶接トーチを、前記立板の端面位置から所定距離だけ
離れ且つ前記立板の側面と向き合う位置Ｐ_kに配置し、
該位置Ｐ_kを基準として、前記溶接トーチを前記下板
の表面方向，前記立板の側面方向へ移動させ、前記セン
シング手段によって下板表面位置Ｐ_s，立板側面位置Ｐ₁
をそれぞれ検出してから、前記溶接トーチを、該下板表
面位置Ｐ_s，該立板側面位置Ｐ₁からそれぞれ予め定めら
れた距離ΔＺ₁，ΔＹ₁だけ離れた位置Ｐ₂に引き戻して
配置し、前記溶接トーチを、該位置Ｐ₂から前記立板
の側面に沿い立板端面方向へ、前記所定距離と略同一の
距離ΔＸ₀だけ離れた位置Ｐ₂′に移動させた後、前記
溶接トーチを、該位置Ｐ₂′から前記立板の側面方向へ
予め定められた距離(ΔＹ₁＋ΔＹ₂)だけ離れた位置Ｐ₃
へ向け移動させ、この移動中に、前記センシング手段に
よって前記立板の側面が検出されたか否かを判断し、
前記のステップにて前記立板の側面が検出された場合
には、前記溶接トーチを、前記位置Ｐ₂′に引き戻して
から、前記立板の側面に沿い前記立板端面方向へ、前記
距離ΔＸ₀よりも短い距離ΔＸ_iだけ離れた位置Ｐ₂″に
移動させた後、前記のステップに戻る一方、前記
のステップにて前記立板の側面が検出されなかった場合
には、前記溶接トーチを、前記位置Ｐ₃から前記立板端
面方向と逆方向へ移動させ、この移動中に前記センシン
グ手段によって検出した位置Ｐ₅の位置データを記憶
し、該位置Ｐ₅の位置データに基づき、前記立板の端
面位置を検出することを特徴としている。

【００１１】また、上記ステップにおいて、前記立板
の端面位置を、前記位置Ｐ₅の位置データに対して前記
立板の端部形状に応じた補正を施して検出してもよい。

【００１２】

【作用】上述した本発明の自動溶接装置における隅肉継
手の立板端面位置検出方法では、立板端面位置から所定
距離だけ離れた位置において、センシング手段によって
下板表面位置Ｐ_s，立板側面位置Ｐ₁が検出され、溶接ト
ーチは、これらの位置Ｐ_s，Ｐ₁からそれぞれ距離Δ
Ｚ₁，ΔＹ₁だけ離れた位置Ｐ₂に配置された後、立板端
面方向へ前記所定距離と略同一の距離ΔＸ₀だけ移動さ
れ、この位置Ｐ₂′から立板側面の方向へ距離ΔＹ₁＋Δ
Ｙ₂だけ離れた位置Ｐ₃に向かって移動される。

【００１３】この移動中に、センシング手段によって立
板側面が検出されたか否かが判断され、立板側面が検出
された場合、溶接トーチは、位置Ｐ₂′に引き戻され、
立板端面方向へ、今度は前記距離ΔＸ₀よりも短い距離
ΔＸ_iだけ移動された後、前述と同様に、位置Ｐ₃に向か
って移動されて同様の判断を行なう。

【００１４】一方、溶接トーチが位置Ｐ₃に到達するま
で、立板側面が検出されなかった場合、即ち、溶接トー
チが、立板端面を通過した位置まで到達したと判断され
た場合、溶接トーチは、位置Ｐ₃から立板端面方向と逆
方向へ移動され、この移動中にセンシング手段によって
検出した位置Ｐ₅の位置データが記憶され、この位置Ｐ₅
の位置データに基づき、立板の端面位置が検出される。

【００１５】また、位置Ｐ₅の位置データに対して立板
の端部形状に応じた補正を施することにより、立板端部
形状に応じた正確な立板端面位置が検出される。

【００１６】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
自動溶接装置における隅肉継手の立板端面位置検出方法
について説明すると、図１はその手順を説明するための
フローチャート、図２は本方法に従い位置制御される溶
接トーチの動きを示す斜視図、図３は本方法を適用され
る自動溶接装置の構成を示す斜視図である。

【００１７】まず、図３により、本方法を適用される自
動溶接装置の１種である隅肉溶接用門形溶接ロボット
(以下、溶接ロボットという)について説明すると、この
図３において、１ａ，１ｂは所定間隔を隔てて敷設され
た一対のガイドレールで、これらのガイドレール１ａ，
１ｂ上を門形の溶接ロボット本体が走行するようになっ
ている。

【００１８】溶接ロボット本体は、門形ビーム２，門形
台車３ａ，３ｂ，横行台車４，昇降アーム５および溶接
ヘッド６ａ，６ｂから構成されている。ここで、門形ビ
ーム２は、ガイドレール１ａ，１ｂの敷設方向(Ｘ方向)
と直交する方向(Ｙ方向)に配置されるもので、この門形
ビーム２両側の脚部２ａ，２ｂには、左右一対の門形台
車３ａ，３ｂがそれぞれ固定され車輪(図示せず)を介し
てガイドレール１ａ，１ｂ上をＸ方向に走行してＸ軸を
構成している。また、横行台車４は、門形ビーム２に沿
って走行しＹ軸を構成するものであり、昇降アーム５
が、この横行台車４に支持されＸ，Ｙ方向と直交するＺ
方向に昇降してＺ軸を構成している。

【００１９】左右一対の溶接ヘッド６ａ，６ｂは、昇降
アーム５の下端部に設けられたθ方向まわりの旋回機構
５ａを介して支持され、それぞれ、Ｘ方向と同一方向の
Ｔ方向に移動可能なスライド機構によりＴ軸を構成する
Ｔ軸スライダ６ａｔ，６ｂｔと、Ｙ方向と同方向のＶ方
向に移動可能なスライド機構によりＶ軸を構成するＶ軸
スライダ６ａｖ，６ｂｖと、Ｚ方向と同方向のＵ方向に
移動可能なスライド機構によりＵ軸を構成するＵ軸スラ
イダ６ａｕ，６ｂｕとから構成されている。

【００２０】そして、溶接ヘッド６ａ，６ｂの先端に取
り付けられた溶接トーチ７ａ，７ｂには、それぞれ、門
形台車３ａ，３ｂ上に載置されたワイヤパック８ａ，８
ｂからこれに対応するプッシュ側ワイヤ送給装置９ａ，
９ｂおよびプル側ワイヤ送給装置１０ａ，１０ｂを経由
するコンジットケーブル１１ａ，１１ｂを介して、溶接
ワイヤ７ａｗ，７ｂｗが送給されるようになっている。

【００２１】また、一方の門形台車３ａ上には、制御装
置１２，操作盤１３，溶接電源１４ａ，１４ｂが載置さ
れている。

【００２２】制御装置１２は、マイクロコンピュータを
そなえており、ＮＣ制御装置，主軸系サーボユニットお
よび補助軸系サーボユニットを含んで構成されている。
ここで、ＮＣ制御装置は、ＣＡＤシステム等で予め作成
されたワーク(本実施例では、図２，図４に示すような
下板Ｄと立板Ｆとからなる隅肉継手)の形状，寸法など
に関するＮＣデータ(数値データ)の座標を所定の手順に
従って、Ｘ，Ｙ，Ｚおよびθからなる主軸系の座標に変
換するためのものであり、主軸サーボユニットは、ＮＣ
制御装置の制御指令に従って主軸系の各軸を構成する各
部(符号３ａ，３ｂ，４，５，５ａ参照)を駆動制御する
ものであり、補助軸系サーボユニットは、ＮＣ制御され
る主軸系が与える溶接トーチ７ａ，７ｂの位置を本方法
を含む手段によって修正するために用いられるＴ，Ｖ，
Ｕからなる補助軸系の各軸を構成する各部(符号６ａ
ｔ，６ｂｔ，６ａｖ，６ｂｖ，６ａｕ，６ｂｕ参照)を
駆動制御するものである。また、ＮＣデータに入力され
る隅肉の脚長寸法に従って溶接電源１４ａ，１４ｂに溶
接条件が指令されるようになっている。

【００２３】さらに、溶接電源１４ａ内には、溶接ワイ
ヤ７ａｗを支持する溶接トーチ７ａと溶接対象であるワ
ークとの間にセンシング電圧(溶接電圧と異なるもの)を
印加するセンシング用電源が設けられるとともに、制御
装置１２内には、センシング電圧の印加時に溶接ワイヤ
７ａｗとワークとの接触による通電状態を検出し通電が
あった時のワーク位置データの取り込み指令信号を出力
する通電検出装置が設けられており、これらのセンシン
グ用電源，通電検出装置によりワーク位置を検出するセ
ンシング手段が構成されている。そして、必要により溶
接ワイヤ７ｂｗを支持するもう一方の溶接トーチ７ｂに
対応するセンシング手段が設けられる。

【００２４】なお、そのセンシング手段における方法
は、特開平２−９２４５９号公報に開示された技術を用
いる。但し、正確な位置データが得られれば、他の方法
を用いてもよい。また、本実施例による方法は、制御装
置１２にそなえられたマイクロコンピュータにより実行
される所定のプログラムに従って行なわれるようになっ
ている。

【００２５】次に、上述のごとく構成された溶接ロボッ
ト用いて行なわれる本方法の手順を、図１および図２に
従って説明する。なお、図１に示すフローチャートの説
明中、Ｓ１〜Ｓ１６は処理手順(ステップ)の番号を示
し、図２には、本方法を適用した場合のワイヤ７ａｗ先
端部の軌跡を模式的に示している。また、図２に示すよ
うに、本実施例の隅肉継手を構成する立板Ｆは、その側
面ＦＳが本実施例におけるＹ(−Ｙ)方向と略直交するよ
うに配置されている。

【００２６】まず、図２に示すように、所定突出し長さ
の溶接ワイヤ７ａｗを支持するとともに、下板Ｄの表面
ＤＦに対し、例えば３０〜５０度のトーチ角度をなす溶
接トーチ７ａを位置Ｐ_kに位置させ、センシング電圧を
印加する(ステップＳ１)。この位置Ｐ_kは、立板Ｆの端
面ＦＥ位置から所定距離Ｌ(例えば２０〜４０mm程度)だ
け離れ、且つ、溶接トーチ７ａが立板Ｆの側面ＦＳと向
き合う位置であり、前述したＮＣデータに基づいて予め
教示されている。

【００２７】このＰ_kから溶接トーチ７ａを予め設定さ
れたＺ方向へ降下させ、センシング手段によって下板Ｄ
の表面位置Ｐ_sを検出し、その位置データ(ｘ_s，ｙ_s，ｚ
_s)を記憶する(ステップＳ２)。

【００２８】ついで、溶接トーチ７ａを下板表面位置Ｐ
_sから予め設定された−Ｚ方向へ距離ΔＺ₁だけ上昇させ
て引き戻す(ステップＳ３)。ステップＳ２で記憶された
位置データ(ｘ_s，ｙ_s，ｚ_s)は、このステップＳ３にお
いて距離ΔＺ₁だけ引き戻した位置を得るために用いら
れ、距離ΔＺ₁だけ引き戻し後は溶接始端検出の場合の
みＺ位置データｚ_sが記憶される。

【００２９】さらに、溶接トーチ７ａを、下板表面から
引き戻した位置から予め設定されたＹ方向へ移動させ、
センシング手段によって立板Ｆの側面ＦＳ上の位置Ｐ₁
を検出し、その位置データ(ｘ₁，ｙ₁，ｚ₁)を記憶する
(ステップＳ４)。

【００３０】そして、溶接トーチ７ａを、立板側面位置
Ｐ₁から予め設定された−Ｙ方向へ距離ΔＹ₁だけ引き戻
し(ステップＳ５)、位置Ｐ₂に配置する。ステップＳ４
で記憶された位置データ(ｘ₁，ｙ₁，ｚ₁)は、このステ
ップＳ５において距離ΔＹ₁だけ引き戻した位置を得る
ために用いられ、距離ΔＹ₁だけ引き戻し後は溶接始端
検出の場合のみＹ位置データｙ₁が記憶される。また、
位置Ｐ₂の位置データ(ｘ₂，ｙ₂，ｚ₂)についてもＹ方向
の成分ｙ₂のみが記憶され、後述するステップＳ６，Ｓ
９においてＹ方向データとして用いられる。

【００３１】ここで、ステップＳ３，Ｓ５における溶接
トーチ７ａの引き戻し距離ΔＺ₁，ΔＹ₁は、例えば、図
６に示すように、立板Ｆと下板Ｄとが仮付けされている
場合に、溶接トーチ７ａ(溶接ワイヤ７ａｗ先端)がその
仮付けビード１５の影響を受けないように、想定仮付け
ビードの高さ，幅よりも大きく設定される。これによ
り、図６に示すように、ステップＳ５以降、仮付けビー
ド１５に左右されることなく、立板Ｆの端面位置検出が
行なわれる。

【００３２】なお、上述したステップＳ２およびＳ３に
よる処理と、ステップＳ４およびＳ５による処理とは順
序を逆にして実行してもよい。

【００３３】続いて、溶接トーチ７ａを、位置Ｐ₂から
立板Ｆの端面ＦＥに接近する予め設定されたＸ方向(立
板端面方向)へ、立板Ｆの側面ＦＳに沿って、前述した
所定距離Ｌと略同一の距離ΔＸ₀(例えば２０〜４０mm程
度)だけ離れた位置Ｐ₂′まで大きく移動させる(ステッ
プＳ６)。ここで、教示されたセンシング開始位置Ｐ_kの
データと実溶接時の位置との誤差はそれ程大きいものと
はならないので、このステップＳ６の移動により、溶接
トーチ７ａは、立板Ｆの端面ＦＥ近傍に配置されること
になり、その配置位置Ｐ₂′から後述するような端部セ
ンシングが始められる。

【００３４】位置Ｐ₂′から、溶接トーチ７ａを、予め
設定されたＹ方向へ距離(ΔＹ₁＋ΔＹ₂)だけ離れた位置
Ｐ₃へ向け移動させる(ステップＳ７)。ここで、距離Δ
Ｙ₂は予め設定された距離であり、その値は少なくとも
立板Ｆの板厚ｔよりも小さな値とし、例えば、板厚ｔの
１／２程度の値とする。

【００３５】ステップＳ７による溶接トーチ７ａの移動
中に、センシング手段によって立板Ｆの側面ＦＳが検出
されたか否かを判断し(ステップＳ８)、立板Ｆの側面Ｆ
Ｓが検出された場合、即ち、Ｘ方向に移動された溶接ト
ーチ７ａが立板Ｆの端面ＦＥをまだ通過していない状態
であると判断された場合には、溶接トーチ７ａを、−Ｙ
方向へ移動させ位置Ｐ₂′に引き戻してから(ステップＳ
９)、立板Ｆの側面ＦＳに沿いＸ方向(立板端面方向)
へ、距離ΔＸ₀よりも短い距離ΔＸ_iだけ離れた位置
Ｐ₂″に移動させた後(ステップＳ１０)、ステップＳ７
に戻る。なお、ステップＳ７に戻った場合には、前記位
置Ｐ₂″を前記位置Ｐ₂′に置き換えて同様の処理を実行
する。

【００３６】このとき、ステップＳ１０における移動距
離ΔＸ_iは、距離ΔＸ₀の略１／３〜１／４の値、例えば
３〜１０mm程度に設定され、ステップＳ７〜Ｓ１０の繰
り返しにより、溶接トーチ７ａを立板端面方向へ小きざ
みに移動させる端部センシングが行なわれる。

【００３７】一方、ステップＳ８にて立板Ｆの側面ＦＳ
が検出されなかった場合には、溶接トーチ７ａの移動を
位置Ｐ₃で一旦停止させた後(ステップＳ１１)、溶接ト
ーチ７ａを、この位置Ｐ₃から−Ｘ方向(立板端面方向と
逆方向)に位置する位置Ｐ₄へ向けて移動させる(ステッ
プＳ１２)。ここで、位置Ｐ₄は、位置Ｐ₃よりも−Ｘ方
向へ相対的に距離ΔＸ₂だけ離れた位置で、この距離Δ
Ｘ₂は、後述するステップＳ１３，Ｓ１６による立板検
知不能時のエラー出力判断基準となるものである。

【００３８】ステップＳ１２による溶接トーチ７ａの移
動中に、センシング手段によって立板Ｆの端面ＦＥが検
出されたか否かを判断し(ステップＳ１３)、立板Ｆの端
面ＦＥが検出された場合、即ち、−Ｘ方向に移動された
溶接トーチ７ａが立板Ｆの端面ＦＥ上の位置Ｐ₅まで到
達したと判断された場合には、溶接トーチ７ａの移動を
位置Ｐ₅で停止させ、この位置Ｐ₅の位置データを記憶す
る(ステップＳ１４)。

【００３９】そして、ステップＳ１４により記憶された
位置Ｐ₅の位置データに対して、立板Ｆの端部形状に応
じた補正を施し、正確な立板Ｆの端面位置Ｐ₆を検出す
る(ステップＳ１５)。立板Ｆの端部形状としては、例え
ば図４(ａ)〜(ｃ)に示すようなものがあり、図２には図
４(ｃ)に示す端部形状の立板Ｆが図示されているが、そ
の端部形状については予め教示データとして与えられて
いる。また、ステップＳ１５による補正は、例えば、図
４(ａ)に示す端部形状の立板Ｆの端面位置について、図
５に示すように、上述したステップＳ１〜Ｓ１４にて位
置Ｐ₅が検出された場合、その端部形状の曲率に基づい
て補正量を求めることにより行なわれ、その補正量から
立板Ｆと下板Ｄとが接する正確な端面位置Ｐ₆が検出さ
れる。なお、図４(ｂ)，(ｃ)に示す端部形状の場合、Ｐ
₅＝Ｐ₆となる場合もある。

【００４０】ステップＳ１３にて立板Ｆの端面ＦＥが検
出されずに溶接トーチ７ａが位置Ｐ₄まで到達した場合
には、何らかの理由により立板Ｆの端面ＦＥを検出でき
ないと判断しエラー出力を行なう(ステップＳ１６)。

【００４１】なお、上述した立板Ｆの端面ＦＥの検出手
順は、溶接トーチ７ａに適用した場合について説明した
が、ツイン形式の溶接トーチ７ａ，７ｂのそれぞれにつ
いて行なってもよいし、一方の溶接トーチ７ａもしくは
７ｂについてのみ行ないその結果を他方の溶接トーチ７
ｂもしくは７ａに反映させるようにしてもよい。

【００４２】また、上述のような手順によりセンシング
を行ない、溶接始端もしくは終端について立板Ｆの端面
位置を検出した場合、そのセンシング時に記憶された位
置データは、例えば次のように活用される。溶接始端部
については、位置データｘ₆，ｙ₁，ｚ_sにてコーナ位置
Ｐ_cを演算し角巻溶接の開始位置の設定に用いる。溶接
終端部については、始端部のコーナ位置Ｐ_cの位置デー
タもしくはステップＳ１５の検出位置Ｐ₆の位置データ
(ｘ₆，ｙ₆，ｚ₆)のうちのＸ位置データのみを記憶し、
例えば、溶接中に周知のアーク倣いを用いれば、終端位
置は、溶接進行方向のＸ位置データのみで正確な終端部
位置を把握することができる。

【００４３】このように、本実施例の立板端面位置検出
方法によれば、溶接トーチ７ａを、まず位置Ｐ₂からＸ
方向へ所定距離Ｌと略同一の距離ΔＸ₀だけ大きく移動
させ、立板側面が検出された場合には、溶接トーチ７ａ
を立板端面方向へΔＸ₀よりも短いΔＸ_iずつ小きざみに
移動させながら、立板側面動作検出を繰り返し、立板側
面が検出されず位置Ｐ₃に到達した場合、溶接トーチ７
ａを−Ｘ方向へ移動させて立板Ｆの端面ＦＥの位置Ｐ₅
を検出し、この位置Ｐ₅に対し立板端部形状に応じた補
正を施して正確な立板端面位置Ｐ₆が求められるため、
立板端面付近に配設される部材等の影響を受けることな
く、短時間で且つ極めて精度よく立板端面位置が検出さ
れる。

【００４４】また、本方法によるセンシングは、立板Ｆ
の端部近傍で開始されるため、そのセンシングのための
仮付けの制約が少なくなり、例えば図６に示すように、
仮付けビード１５を形成して立板Ｆと下板Ｄとの仮付け
を行なうことができる。

【００４５】なお、上述した本方法によるワイヤセンシ
ングによる立板端面位置検出(始端位置／終端位置)を適
用して、立板Ｆと下板Ｄとの隅肉継手を溶接する際に
は、図７(ａ)〜(ｄ)に溶接ワイヤ先端の軌跡で模式的に
示すような、４つの溶接パターンが存在する(ただし、
図７(ｄ)に示す溶接パターンについては本方法は適用さ
れていない)。

【００４６】つまり、図７(ａ)は立板Ｆの始端Ｓおよび
終端Ｅで角巻溶接が有る場合、つまり、立板Ｆの始端端
面位置および終端端面位置の検出を行なう場合を示して
おり、図７(ａ)中、は開始第２退避点、は開始第１
退避点、は終端端面位置のセンシング開始点、，
は開始第１退避点、は始端端面位置のセンシング開始
点かつ溶接開始点、は溶接終了点、は終了第１退避
点、は終了第２退避点である。

【００４７】図７(ｂ)は立板Ｆの始端Ｓで角巻溶接が無
く終端Ｅで角巻溶接が有る場合、つまり、立板Ｆの終端
端面位置のみ検出を行なう場合を示しており、図７(ｂ)
中、は開始第２退避点、は開始第１退避点、は終
端端面位置のセンシング開始点、，は開始第１退避
点、は立板下板のセンシング開始点かつ溶接開始点、
は溶接終了点、は終了第１退避点、は終了第２退
避点である。

【００４８】図７(ｃ)は立板Ｆの始端Ｓで角巻溶接が有
り終端Ｅで角巻溶接が無い場合、つまり、立板Ｆの始端
端面位置のみ検出を行なう場合を示しており、図７(ｃ)
中、は開始第２退避点、は開始第１退避点、は始
端端面位置のセンシング開始点かつ溶接開始点、は溶
接終了点、は終了第１退避点、は終了第２退避点で
ある。

【００４９】図７(ｄ)は立板Ｆの始端Ｓ，終端Ｅいずれ
でも角巻溶接が無い場合、つまり、立板Ｆの始端端面位
置，終端端面位置のいずれも検出する必要が無い場合
(本方法の適用する必要が無い場合)を示しており、図７
(ｄ)中、は開始第２退避点、は開始第１退避点、
は立板下板のセンシング開始点かつ溶接開始点、は溶
接終了点、は終了第１退避点、は終了第２退避点で
ある。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の自動溶接
装置における隅肉継手の立板端面位置検出方法によれ
ば、溶接トーチを、まず立板側面に対向する所定位置Ｐ
₂から立板端面方向へ、位置Ｐ₂と立板端面位置との間の
所定距離と略同一のΔＸ₀だけ移動させ、立板側面が検
出された場合、溶接トーチを立板端面方向へ今度はΔＸ
₀よりも短いΔＸ_iだけ移動させ、同様の立板側面検出を
行なう一方、立板側面が検出されなかった場合、溶接ト
ーチを立板端面方向と逆方向へ移動させ、該移動中に検
出した位置Ｐ₅に基づいて立板端面位置を検出するとい
う手順により、立板端面付近に配設される部材等の影響
を受けることなく、短時間で且つ精度よく立板端面位置
を検出できる効果がある。

【００５１】また、前記位置Ｐ₅に対して立板の端部形
状に応じた補正を施して立板端面位置とすることによ
り、立板端部形状に応じた正確な端面位置を検出できる
効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての自動溶接装置におけ
る隅肉継手の立板端面位置検出方法の手順を説明するた
めのフローチャートである。

【図２】本方法に従い位置制御される溶接トーチの動き
を示す斜視図である。

【図３】本方法を適用される自動溶接装置の構成を示す
斜視図である。

【図４】(ａ)〜(ｃ)はそれぞれ隅肉継手を構成する立板
の各種端面形状を示す要部斜視図である。

【図５】立板が図４(ａ)に示す端面形状である場合の端
面位置補正手段を説明するための側面図である。

【図６】本方法による効果を説明すべく仮付けされた隅
肉継手の要部を示す側面図である。

【図７】(ａ)〜(ｄ)はそれぞれワイヤセンシングによる
立板端面位置の検知による溶接パターンを説明するため
の立板側面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂガイドレール２門形ビーム２ａ，２ｂ脚部３ａ，３ｂ門形台車４横行台車５昇降アーム５ａ旋回機構６ａ，６ｂ溶接ヘッド６ａｔ，６ｂｔＴ軸スライダ６ａｖ，６ｂｖＶ軸スライダ６ａｕ，６ｂｕＵ軸スライダ７ａ，７ｂ溶接トーチ７ａｗ，７ｂｗ溶接ワイヤ８ａ，８ｂワイヤパック９ａ，９ｂプッシュ側ワイヤ送給装置１０ａ，１０ｂプル側ワイヤ送給装置１１ａ，１１ｂコンジットケーブル１２制御装置１３操作盤１４ａ，１４ｂ溶接電源１５仮付けビード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶接トーチを空間３軸で位置制御する制
御手段と、該溶接トーチに所定突出し長さに設定された
溶接ワイヤを支持させた状態で前記溶接トーチとワーク
との間にセンシング電圧を印加し前記の溶接ワイヤとワ
ークとの接触による通電状態を検出することによりワー
ク位置を検出するセンシング手段とをそなえた自動溶接
装置を用い、下板と立板とからなる隅肉継手の該立板の
端面位置を、該立板の側面を前記３軸のうちの１軸と略
直交して配置した状態で検出する方法であって、(1) 前
記溶接トーチを、前記立板の端面位置から所定距離だけ
離れ且つ前記立板の側面と向き合う位置Ｐ_kに配置し、
(2) 該位置Ｐ_kを基準として、前記溶接トーチを前記下
板の表面方向，前記立板の側面方向へ移動させ、前記セ
ンシング手段によって下板表面位置Ｐ_s，立板側面位置
Ｐ₁をそれぞれ検出してから、前記溶接トーチを、該下
板表面位置Ｐ_s，該立板側面位置Ｐ₁からそれぞれ予め定
められた距離ΔＺ₁，ΔＹ₁だけ離れた位置Ｐ₂に引き戻
して配置し、(3) 前記溶接トーチを、該位置Ｐ₂から前
記立板の側面に沿い立板端面方向へ、前記所定距離と略
同一の距離ΔＸ₀だけ離れた位置Ｐ₂′に移動させた後、
(4) 前記溶接トーチを、該位置Ｐ₂′から前記立板の側
面方向へ予め定められた距離(ΔＹ₁＋ΔＹ₂)だけ離れた
位置Ｐ₃へ向け移動させ、この移動中に、前記センシン
グ手段によって前記立板の側面が検出されたか否かを判
断し、(5) 前記(4)のステップにて前記立板の側面が検
出された場合には、前記溶接トーチを、前記位置Ｐ₂′
に引き戻してから、前記立板の側面に沿い前記立板端面
方向へ、前記距離ΔＸ₀よりも短い距離ΔＸ_iだけ離れた
位置Ｐ₂″に移動させた後、前記(4)のステップに戻る一
方、(6) 前記(4)のステップにて前記立板の側面が検出
されなかった場合には、前記溶接トーチを、前記位置Ｐ
₃から前記立板端面方向と逆方向へ移動させ、この移動
中に前記センシング手段によって検出した位置Ｐ₅の位
置データを記憶し、(7) 該位置Ｐ₅の位置データに基づ
き、前記立板の端面位置を検出することを特徴とする自
動溶接装置における隅肉継手の立板端面位置検出方法。
【請求項２】前記立板の端面位置が、前記位置Ｐ₅の
位置データに対して前記立板の端部形状に応じた補正を
施して検出されることを特徴とする請求項１記載の自動
溶接装置における隅肉継手の立板端面位置検出方法。