JP2008279461A - Welding method and welding equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a welding method and welding equipment for more rapidly and more accurately detecting a weld line. <P>SOLUTION: An automatic welding equipment 1 highly accurately specifies the position coordinate of the weld line 13c in respective positions and creates the actual trajectory information of a welding torch 2 by performing touch sensing in three or more places in a plurality of respective positions (position y<SB>1</SB>, y<SB>2</SB>, ... y<SB>n</SB>) along the weld line. At that time, the position coordinate of the weld line 13c is highly accurately specified by performing touch sensing in the minimum places, it is made possible to perform the detection of the actual weld line more rapidly as a result. Further, since the touch sensing is performed by making a shielding nozzle 3 touch a workpiece (actual workpiece) 13, the position detection is highly accurately performed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、溶接トーチを被溶接部材（以下、「ワーク」）の溶接線に沿って自動的溶接する方法および装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for automatically welding a welding torch along a weld line of a member to be welded (hereinafter, “work”).

ワークの溶接線に対し予め溶接ワイヤ（以下、単に「ワイヤ」）の位置を設定し、この予め設定されたワイヤの位置に基づき、自動的にワイヤを溶接線に沿って溶接を行っている。溶接を正確に行うために、溶接中に移動するワイヤが溶接線に正確に沿う必要がある。ワイヤを溶接線に正確に沿わせるためには、溶接を開始する位置において、溶接線に対して溶接トーチが正確に位置決めされなければならない。
自動溶接を行う場合、ワークに対して予め溶接線を設定する。この溶接線を「基準溶接線」と言う。溶接トーチ（またはワイヤ）は基準溶接線に沿って移動することになる。ところが、現場での溶接作業において、実際にセットされたワークの溶接線（以下、「実溶接線」）が基準溶接線に対してずれていることがある。これでは、正確な溶接作業を自動で行うことができなくなる。
そこで、溶接を開始する前に、基準溶接線と実溶接線とのずれを検出し、このずれ量に基づいて溶接線を補正する技術が種々提案されている。 A position of a welding wire (hereinafter simply referred to as “wire”) is set in advance with respect to the workpiece welding line, and the wire is automatically welded along the welding line based on the preset wire position. In order to perform welding accurately, the wire moving during welding needs to follow the weld line accurately. In order for the wire to follow the weld line accurately, the welding torch must be accurately positioned relative to the weld line at the position where welding is to begin.
When performing automatic welding, a welding line is set in advance for the workpiece. This weld line is referred to as a “reference weld line”. The welding torch (or wire) will move along the reference weld line. However, in the welding work on site, the welding line of the workpiece that is actually set (hereinafter, “actual welding line”) may be displaced from the reference welding line. This makes it impossible to perform accurate welding work automatically.
Therefore, various techniques have been proposed for detecting a deviation between the reference weld line and the actual weld line before starting welding and correcting the weld line based on the deviation amount.

例えば、特許文献１は、タッチセンサでワークの大まかな位置を検出し、このタッチセンサが検出したワークの大まかな位置に応じて、カメラの位置を補正して、この補正された位置でカメラがワークの溶接箇所を撮像する。この場合、補正された位置でカメラがワークの溶接箇所を撮像することができるので、溶接箇所を十分に拡大して撮像することができる。したがって、ワークの溶接箇所の位置を精密に算出し、この算出した溶接箇所の位置に基づきワイヤの位置を制御することで、ワークの溶接箇所に対するワイヤの位置決め精度を向上することができる。   For example, in Patent Document 1, a rough position of a workpiece is detected by a touch sensor, the position of the camera is corrected according to the rough position of the workpiece detected by the touch sensor, and the camera is corrected at the corrected position. Image the welded part of the workpiece. In this case, since the camera can image the welded part of the workpiece at the corrected position, the welded part can be sufficiently enlarged and imaged. Therefore, by accurately calculating the position of the welded part of the workpiece and controlling the position of the wire based on the calculated position of the welded part, the positioning accuracy of the wire with respect to the welded part of the workpiece can be improved.

特許文献１は、ワイヤとは別個にタッチセンサを設けるとともに、カメラを設けているため、装置構成が複雑かつ高価となる。これに対して、ワイヤにタッチセンサの機能を持たせ、ワイヤを用いて基準溶接線と実溶接線とのずれ量を検出する手法が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３）。ワイヤにタッチセンサの機能を持たせる場合、ワイヤに検出電圧を印加しておき、ワイヤがワークに接触すると電流がワークに流れることにより、電圧が低下して接触を検知することができる。または、ワークに流れた電流を検知することによっても、接触を検知することができる。   In Patent Document 1, since a touch sensor is provided separately from a wire and a camera is provided, the device configuration is complicated and expensive. On the other hand, a technique is known in which a wire has a function of a touch sensor, and a deviation amount between a reference weld line and an actual weld line is detected using the wire (for example, Patent Document 2 and Patent Document 3). . When the wire has a function of a touch sensor, a detection voltage is applied to the wire, and when the wire comes into contact with the workpiece, a current flows through the workpiece, so that the voltage is lowered and the contact can be detected. Alternatively, the contact can be detected by detecting the current flowing through the workpiece.

図２５は、隅肉継手において、タッチセンサ１００で基準溶接線と実溶接線とのずれ量を検出する原理を説明する図である。
図２５に示すように、基準ワークモデル１０１が点線で示されている。この基準ワークモデル１０１は、ティーチングを行うために予め設定されるものであり、板１０１ａと板１０１ｂとが直交して隅肉継手を構成する。この交差部が基準溶接線１０３で示してある。実際にセットされた実ワーク１０２が実線で示されている。実ワーク１０２も、板１０２ａと板１０２ｂとが直交して隅肉継手を構成する。この交差部が実溶接線１０４で示してある。 FIG. 25 is a diagram for explaining the principle of detecting the shift amount between the reference weld line and the actual weld line by the touch sensor 100 in the fillet joint.
As shown in FIG. 25, the reference work model 101 is indicated by a dotted line. The reference workpiece model 101 is preset for teaching, and the plate 101a and the plate 101b are orthogonal to each other to form a fillet joint. This intersection is indicated by reference weld line 103. The actual work 102 that is actually set is indicated by a solid line. In the actual workpiece 102, the plate 102a and the plate 102b are orthogonal to each other to form a fillet joint. This intersection is indicated by the actual weld line 104.

基準ワークモデル１０１に対して、タッチセンサ１００の初期位置Ｐｓがティーチングにより設定される。タッチセンサ１００は触針として機能するワイヤ１００ａを備えている。タッチセンサ１００は、ワイヤ１００ａの先端が初期位置Ｐｓに一致するように配置される。以下説明するセンシングは、ワイヤ１００ａの突き出し長さを一定として行われる。
タッチセンサ１００の初期位置Ｐｓから、ｘ軸に沿って板１０１ａに向かって、タッチセンサ１００を移動させたとき、タッチセンサ１００のワイヤ１００ａ（以下、単にタッチセンサ１００と言うことがある）と板１０１ａが仮想的に接触する位置を、位置座標Ｐ１０１ａと設定する。また、タッチセンサ１００の初期位置Ｐｓから、ｚ軸に沿って板１０１ｂに向かって、タッチセンサ１００を移動させたとき、ワイヤ１００ａと板１０１ｂが仮想的に接触する位置を位置座標Ｐ１０１ｂと設定する。 With respect to the reference work model 101, the initial position Ps of the touch sensor 100 is set by teaching. The touch sensor 100 includes a wire 100a that functions as a stylus. The touch sensor 100 is disposed so that the tip of the wire 100a coincides with the initial position Ps. The sensing described below is performed with the protruding length of the wire 100a being constant.
When the touch sensor 100 is moved from the initial position Ps of the touch sensor 100 toward the plate 101a along the x-axis, a wire 100a (hereinafter sometimes simply referred to as the touch sensor 100) and the plate of the touch sensor 100 The position at which 101a virtually contacts is set as a position coordinate P 101a . Further, when the touch sensor 100 is moved from the initial position Ps of the touch sensor 100 toward the plate 101b along the z-axis, a position where the wire 100a and the plate 101b virtually contact with each other is set as a position coordinate P101b. To do.

タッチセンサ１００を、初期位置Ｐｓからｘ軸に沿って板１０２ａに向かって移動させる。ワイヤ１００ａと板１０２ａとが接触して、ワイヤ１００ａと板１０２ａが接触する位置座標Ｐ１０２ａを検出する。ワイヤ１００ａが板１０２ａと接触する位置座標Ｐ１０２ａを検出した後、タッチセンサ１００は、初期位置Ｐｓに復帰する。次いで、タッチセンサ１００を、初期位置Ｐｓからｚ軸方向に沿って板１０２ｂに向かって移動させる。ワイヤ１００ａと板１０２ｂとが接触して、ワイヤ１００ａと板１０２ｂが接触する位置座標Ｐ１０２ｂを検出する。
予め設定されている位置座標Ｐ１０１ａと検出された位置座標Ｐ１０２ａにより、基準ワークモデル１０１に対する実ワーク１０２との水平方向、つまり、ｘ軸方向のずれ量Δｘが求められる。また、予め設定されている位置座標Ｐ１０１ｂと検出された位置座標Ｐ１０２ｂにより、基準ワークモデル１０１に対する実ワーク１０２との垂直方向、つまり、ｚ軸方向のずれ量Δｚが求められる。求められたΔｘおよびΔｚに基づいて、基準ワークモデル１０１の基準溶接線１０３を実ワーク１０２の実溶接線１０４に合わせて補正することができる。 The touch sensor 100 is moved from the initial position Ps toward the plate 102a along the x axis. The position coordinates P 102a where the wire 100a and the plate 102a are in contact with each other and the wire 100a and the plate 102a are in contact is detected. After detecting the position coordinate P 102a at which the wire 100a contacts the plate 102a, the touch sensor 100 returns to the initial position Ps. Next, the touch sensor 100 is moved from the initial position Ps toward the plate 102b along the z-axis direction. The position coordinates P 102b where the wire 100a and the plate 102b are in contact with each other and the wire 100a and the plate 102b are in contact is detected.
Based on the preset position coordinates P 101a and the detected position coordinates P 102a , the amount of deviation Δx in the horizontal direction with respect to the actual work 102 relative to the reference work model 101, that is, the x-axis direction is obtained. Further, a deviation amount Δz in the direction perpendicular to the actual workpiece 102 with respect to the reference workpiece model 101, that is, the z-axis direction is obtained from the preset position coordinates P 101b and the detected position coordinates P 102b . Based on the obtained Δx and Δz, the reference weld line 103 of the reference workpiece model 101 can be corrected in accordance with the actual weld line 104 of the actual workpiece 102.

特開２００３−３３８７４号公報JP 2003-33874 A 特開平６−５５２６９号公報JP-A-6-55269 特開２００１−２２５２８８号公報JP 2001-225288 A

しかしながら、上述したような従来の技術においては、実溶接線の検出を、より迅速に、より高精度に行うという点で更なる改善の余地がある。例えば、図２５の例では、基準ワークモデル１０１と実ワーク１０２の設置角度が同一となっているが、実ワーク１０２を実際にセットした時には、実ワーク１０２が基準ワークモデル１０１に対して傾くことがある。このような場合、上記手法では、実溶接線１０４の位置を正確に特定できず、補正後の基準溶接線１０３も実溶接線１０４からずれたままとなる。また、実ワーク１０２の板１０２ａと板１０２ｂとが直交するものとしているが、これについても、板１０２ａと板１０２ｂを実際にセットした時に、その交差角度がずれることがある。このような場合も、上記手法では実溶接線１０４の位置を正確に特定することができない。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、溶接線の検出を、より迅速に、より高精度に行うことのできる溶接方法、溶接装置を提供することを目的とする。 However, in the conventional technology as described above, there is room for further improvement in that the actual weld line is detected more quickly and with higher accuracy. For example, in the example of FIG. 25, the installation angle of the reference workpiece model 101 and the actual workpiece 102 is the same, but when the actual workpiece 102 is actually set, the actual workpiece 102 is inclined with respect to the reference workpiece model 101. There is. In such a case, in the above method, the position of the actual welding line 104 cannot be accurately specified, and the corrected reference welding line 103 remains shifted from the actual welding line 104. In addition, the plate 102a and the plate 102b of the actual work 102 are assumed to be orthogonal to each other. However, when the plate 102a and the plate 102b are actually set, the crossing angle may be shifted. Even in such a case, the position of the actual weld line 104 cannot be accurately specified by the above method.
The present invention has been made based on such a technical problem, and an object of the present invention is to provide a welding method and a welding apparatus that can detect a weld line more quickly and with higher accuracy.

上記のような課題を解決すべくなされた本発明の溶接方法は、隅肉継手部を有するワークを隅肉溶接する際に溶接トーチを隅肉継手部の溶接線に沿って動作させるための軌道情報を作成するステップと、作成された軌道情報に基づいて溶接トーチを溶接線に沿って動作させてワークを隅肉溶接するステップと、を備える。そして、軌道情報を作成するステップでは、ワークに対し、溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおいて、隅肉継手部の溶接線を挟んだ両側でタッチセンサによる３箇所以上のタッチセンシングを行って各箇所の位置座標を取得する。さらに、取得された各箇所の位置座標から、溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおける溶接線の位置座標を特定し、特定された溶接線の位置座標から軌道情報を生成する。
ここで、本発明においては、隅肉継手部の溶接線を挟んだ両側で３箇所以上のタッチセンシングを行うが、ここで言う３箇所とは、隅肉継手部の溶接線を挟んだ一方の側におけるタッチセンシングの箇所数と、他方の側におけるタッチセンシングの箇所数の合計である。 The welding method of the present invention, which has been made to solve the above problems, is a track for operating a welding torch along a weld line of a fillet joint when a workpiece having a fillet joint is fillet welded. A step of creating information, and a step of welding the fillet by moving the welding torch along the weld line based on the created trajectory information. Then, in the step of creating the trajectory information, three or more locations by the touch sensor are provided on both sides of the fillet joint at the plurality of positions spaced from each other along the weld line with respect to the workpiece. The position coordinates of each part are acquired by performing touch sensing. Furthermore, the position coordinates of the weld line at each of a plurality of positions spaced from each other along the weld line are specified from the acquired position coordinates of each location, and the trajectory information is generated from the position coordinates of the specified weld line. To do.
Here, in the present invention, touch sensing is performed at three or more locations on both sides of the fillet joint weld line, and the three locations referred to here are one of the fillet joint weld lines. It is the total of the number of touch sensing locations on the side and the number of touch sensing locations on the other side.

このような方法によれば、実際のワークに対して３箇所以上でタッチセンシングを行うことで、実際のワークが傾いている場合にも、溶接線に沿った複数の位置のそれぞれにおける溶接線の位置座標を正確に特定することができ、特定された位置座標から溶接トーチの軌道情報を生成できる。平板どうしを隅肉溶接するような単純な形状のワークであれば、実際にセットしたワークのタッチセンシングのみで軌道情報を生成して自動溶接を行うこともできる。
溶接線が３次元上に湾曲している場合等、複雑な形状のワークの場合には、ワークの設計データに基づいて、ワークを隅肉溶接する際に溶接トーチを動作させるための基準軌道情報を作成するステップをさらに備えるのが好ましい。そして、軌道情報を作成するステップでは、特定された溶接線の位置座標と基準軌道情報との位置ずれ量を取得し、取得された位置ずれ量から基準軌道情報を補正し、ワークを隅肉溶接するステップでは、補正された基準軌道情報を軌道情報とし、溶接トーチを動作させる。 According to such a method, by performing touch sensing at three or more locations on the actual workpiece, even when the actual workpiece is tilted, the welding line at each of a plurality of positions along the weld line is detected. The position coordinates can be specified accurately, and the trajectory information of the welding torch can be generated from the specified position coordinates. If the workpiece has a simple shape such that the flat plates are welded to the fillet, automatic welding can be performed by generating orbit information only by touch sensing of the actually set workpiece.
In the case of workpieces with complicated shapes, such as when the weld line is curved three-dimensionally, reference trajectory information for operating the welding torch when welding the workpiece fillet based on the workpiece design data Preferably, the method further comprises the step of creating In the step of creating the trajectory information, the positional deviation amount between the position coordinates of the identified welding line and the reference trajectory information is acquired, the reference trajectory information is corrected from the acquired positional deviation amount, and the workpiece is welded to the fillet In this step, the corrected reference trajectory information is used as trajectory information, and the welding torch is operated.

軌道情報を作成するステップでは、タッチセンサによる３箇所以上のタッチセンシングを行うことで、溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおける溶接線の位置座標を特定することで、溶接線の位置座標を高精度に特定できる。
ここで、タッチセンサによる３箇所以上のタッチセンシングを行うわけであるが、これには以下に示すような複数の形態が有効である。 In the step of creating the trajectory information, by performing touch sensing at three or more locations by the touch sensor, the position coordinates of the weld line at each of a plurality of positions spaced apart from each other along the weld line are specified. The position coordinates of the line can be specified with high accuracy.
Here, the touch sensing is performed at three or more places by the touch sensor, and a plurality of modes as shown below are effective for this.

まず、溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおいて、ワークに対し、隅肉継手部の溶接線を挟んだ一方の側のタッチ箇所と他方の側のタッチ箇所でそれぞれタッチセンシングを行って、一方の側のタッチ箇所と他方の側のタッチ箇所の中間位置を算出するステップと、算出された中間位置にタッチセンサを移動させ、タッチセンサを溶接線に接近させるステップと、を複数回繰り返していく手法がある。この手法では、タッチセンサは最終的に溶接線に対向する位置に到達する。これにより、ワークが傾いている場合だけでなく、隅肉継手部の角度がずれている場合にも、溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおける溶接線の位置座標を正確に特定することができる。   First, at each of a plurality of positions spaced apart from each other along the weld line, touch sensing is performed at the touch location on one side and the touch location on the other side across the weld line of the fillet joint with respect to the workpiece. Performing the steps of calculating an intermediate position between the touch location on one side and the touch location on the other side, moving the touch sensor to the calculated intermediate location, and bringing the touch sensor closer to the weld line. There is a method to repeat several times. In this method, the touch sensor finally reaches a position facing the weld line. As a result, not only when the workpiece is tilted but also when the fillet joint angle is misaligned, the position coordinates of the weld line at each of a plurality of positions spaced apart from each other along the weld line are accurate. Can be specified.

また、溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおいて、隅肉継手部の溶接線を挟んだ一方の側と他方の側で、それぞれ２箇所でタッチセンシングを行い、隅肉継手部の一方の側でタッチセンシングを行った２箇所を含む第一の仮想線と、隅肉継手部の他方の側でタッチセンシングを行った２箇所を含む第二の仮想線との交点を、溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおける溶接線の位置座標として特定することもできる。この場合も、ワークが傾いていた場合や、隅肉継手部の角度がずれていた場合にも、溶接線の位置座標を正確に特定することができる。また、タッチセンシングを行う箇所数が少ないので、溶接線位置の特定を迅速に行える。   In addition, at each of a plurality of positions spaced apart from each other along the weld line, touch sensing is performed at two locations on one side and the other side across the weld line of the fillet joint part, The intersection of the first virtual line including two places where touch sensing is performed on one side of the part and the second virtual line including two places where touch sensing is performed on the other side of the fillet joint part, It can also be specified as the position coordinates of the weld line at each of a plurality of positions spaced apart from each other along the weld line. Also in this case, the position coordinates of the weld line can be accurately specified even when the workpiece is tilted or when the angle of the fillet joint is shifted. In addition, since the number of locations where touch sensing is performed is small, the position of the weld line can be quickly identified.

また、ワークの設計データに基づいて、少なくともワークの隅肉継手部の形状を示す設計モデルを生成するステップをさらに備えるようにし、軌道情報を作成するステップは、溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおいて、隅肉継手部の溶接線を挟んだ一方の側で２箇所のタッチセンシングを行うとともに、他方の側で１箇所のタッチセンシングを行うステップと、設計モデルにおいて隅肉継手部の一方の側の形状を示す第一の線分が、溶接線を挟んだ一方の側でタッチセンシングを行った２箇所の位置座標に合致するよう、設計モデルを回転させるステップと、回転させた設計モデルにおいて隅肉継手部の他方の側を示す第二の線分が、溶接線を挟んだ他方の側でタッチセンシングを行った１箇所の位置座標に合致するよう、設計モデルを第一の線分に平行に移動させるステップと、平行移動した設計モデルにおける第一の線分と第二の線分の交点を、溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおける溶接線の位置座標として特定するステップとを含むこともできる。つまり、実際にセットされたワークに対し、設計モデルを合わせ込むのである。この場合も、ワークが傾いていた場合や、隅肉継手部の角度がずれていた場合にも、溶接線の位置座標を正確に特定することができる。また、タッチセンシングを行う箇所数が少ないので、溶接線位置の特定を迅速に行える。   Further, the method further includes a step of generating a design model indicating at least the shape of the fillet joint portion of the workpiece based on the design data of the workpiece, and the step of creating the trajectory information is spaced apart from each other along the weld line. In each of a plurality of positions, two touch sensing is performed on one side across the weld line of the fillet joint, and one touch sensing is performed on the other side. Rotating the design model so that the first line segment indicating the shape of one side of the joint matches the position coordinates of the two locations where touch sensing was performed on one side across the weld line, and rotation In the designed model, the second line segment indicating the other side of the fillet joint matches the position coordinate of one place where touch sensing is performed on the other side across the weld line. The step of moving the design model parallel to the first line segment, and a plurality of intersections of the first line segment and the second line segment in the translated design model spaced apart from each other along the weld line Identifying the position coordinates of the weld line at each of the positions. In other words, the design model is adapted to the actually set work. Also in this case, the position coordinates of the weld line can be accurately specified even when the workpiece is tilted or when the angle of the fillet joint is shifted. In addition, since the number of locations where touch sensing is performed is small, the position of the weld line can be quickly identified.

さらに、軌道情報を作成するステップでは、溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のうち、互いに前後する第一の位置Ｓ１と第二の位置Ｓ２において、それぞれ３箇所でタッチセンシングを行うことで、それぞれの位置における溶接線の位置座標を特定することもできる。具体的には、第一の位置Ｓ１においては、隅肉継手部の溶接線を挟んだ一方の側の第一の箇所ａおよび第二の箇所ｂでタッチセンシングを行うとともに、他方の側の第三の箇所ｃでタッチセンシングを行う。そして、第二の位置Ｓ２においては、隅肉継手部の溶接線を挟んだ一方の側の第四の箇所ｄでタッチセンシングを行うとともに、他方の側の第五の箇所ｅおよび第六の箇所ｆでタッチセンシングを行う。この後、第一の箇所ａ、第二の箇所ｂ、および第四の箇所ｄを含む第一の平面Ｆ１と、第三の箇所ｃ、第五の箇所ｅ、および第六の箇所ｆを含む第二の平面Ｆ２と、第一の箇所ａ、第二の箇所ｂ、および第三の箇所ｃを含む第三の平面Ｆ３と、第四の箇所ｄ、第五の箇所ｅ、および第六の箇所ｆを含む第四の平面Ｆ４とを算出する。そして、第一の平面Ｆ１、第二の平面Ｆ２、および第三の平面Ｆ３の交点を第一の位置Ｓ１における溶接線の位置座標として特定し、第一の平面Ｆ１、第二の平面Ｆ２、および第四の平面Ｆ４の交点を第二の位置Ｓ２における溶接線の位置座標として特定するのである。
溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置を、順次上記の第一の位置Ｓ１、第二の位置Ｓ２に当てはめて同様の処理を行うことで、それぞれの位置における溶接線の位置座標を特定できる。
この場合も、ワークが傾いていた場合や、隅肉継手部の角度がずれていた場合にも、溶接線の位置座標を正確に特定することができる。また、タッチセンシングを行う箇所数が少ないので、溶接線位置の特定を迅速に行える。 Further, in the step of creating the trajectory information, touch sensing is performed at each of three positions at the first position S1 and the second position S2 that are front and back from each other among a plurality of positions spaced apart from each other along the weld line. Thereby, the position coordinate of the welding line in each position can also be specified. Specifically, at the first position S1, touch sensing is performed at the first location a and the second location b on one side across the weld line of the fillet joint, and the first location S1 Touch sensing is performed at the third point c. And in 2nd position S2, while performing touch sensing in the 4th location d of one side which pinched | interposed the weld line of the fillet joint part, the 5th location e and 6th location of the other side Touch sensing is performed with f. After this, the first plane F1 including the first location a, the second location b, and the fourth location d, and the third location c, the fifth location e, and the sixth location f are included. The second plane F2, the third plane F3 including the first location a, the second location b, and the third location c, the fourth location d, the fifth location e, and the sixth location A fourth plane F4 including the location f is calculated. Then, the intersection of the first plane F1, the second plane F2, and the third plane F3 is specified as the position coordinates of the weld line at the first position S1, and the first plane F1, the second plane F2, And the intersection of 4th plane F4 is specified as a position coordinate of the welding line in 2nd position S2.
A plurality of positions spaced apart from each other along the weld line are sequentially applied to the first position S1 and the second position S2, and the same processing is performed, so that the position coordinates of the weld line at each position are obtained. Can be identified.
Also in this case, the position coordinates of the weld line can be accurately specified even when the workpiece is tilted or when the angle of the fillet joint is shifted. In addition, since the number of locations where touch sensing is performed is small, the position of the weld line can be quickly identified.

さて、上記したような手法は、ＭＩＧ溶接（Metal Inert Gas welding）等において、溶接トーチの先端に取り付けられたシールドノズルからシールドガスを吐出するとともに、シールドノズルをワークに接触させながら隅肉溶接を行う場合に有効である。これ以外にも、シールドガスを用いない場合等においても、適宜のタッチセンサを用いることで溶接トーチの軌道情報を高精度に生成して、溶接を行うことが可能である。   By the way, in the above-described method, in MIG welding (Metal Inert Gas welding) or the like, the shield gas is discharged from the shield nozzle attached to the tip of the welding torch, and fillet welding is performed while the shield nozzle is in contact with the workpiece. It is effective when performing. In addition to this, even when shield gas is not used, welding information can be generated with high accuracy by using an appropriate touch sensor to perform welding.

ところで、例えば、図２６（ａ）に示すように、シールドノズル１０５をワーク（隅肉継手）１０６に接触させながら溶接を行う場合、前述したように、基準ワークモデル１０１に対する実ワーク１０２のずれ量を求めるセンシング過程で、ワイヤ１００ａの突き出し長さは一定である。そして、溶接時におけるワイヤ１００ａの突き出し長さも、このずれ量を求める過程の突き出し長さと一致させることを前提としている。この場合、継手角度が一定のワーク１０６を溶接する場合には支障はない。ところが、溶接線上の位置によって継手角度が変化するワーク１０６を溶接する場合には、問題が生ずる。すなわち、図２６（ｂ）に示すように、継手角度が小さい部分では、ワーク１０６とシールドノズル１０５が干渉してしまい、溶接自体ができなくなる。また、図２６（ｃ）のように、継手角度が大きい部分では、ワーク１０６とシールドノズル１０５とが離間してしまい、シールドガスのシールド性を確保することができなくなる。   By the way, for example, as shown in FIG. 26A, when welding is performed while the shield nozzle 105 is in contact with the workpiece (fillet joint) 106, as described above, the deviation amount of the actual workpiece 102 with respect to the reference workpiece model 101. The protruding length of the wire 100a is constant in the sensing process for obtaining. Then, it is assumed that the protruding length of the wire 100a at the time of welding is also made to coincide with the protruding length in the process of obtaining this deviation amount. In this case, there is no problem when the workpiece 106 having a constant joint angle is welded. However, when welding the workpiece 106 whose joint angle changes depending on the position on the weld line, a problem arises. That is, as shown in FIG. 26 (b), at the portion where the joint angle is small, the workpiece 106 and the shield nozzle 105 interfere with each other, and welding itself cannot be performed. Further, as shown in FIG. 26 (c), in the portion where the joint angle is large, the workpiece 106 and the shield nozzle 105 are separated from each other, and the shielding property of the shielding gas cannot be ensured.

従来、図２５にも示しているように、突き出し量が一定のワイヤ１００ａにタッチセンサの機能を持たせてセンシングを行っていた。したがって、前述したように、ワーク１０６とシールドノズル１０５の干渉または離間が発生した。そこで、本発明者は、ワークに接触させるべきシールドノズルにタッチセンサの機能を持たせ、シールドノズルのずれ量を求めることを着想した。センシングの際にシールドノズルと実ワークとは接触するから、このセンシングに基づき補正されたトーチの軌道情報に沿って溶接を行う過程で、シールドノズルと実ワークとの接触を確保することができる。これにより、継手角度が変化するワークであっても、シールドノズルとワークの干渉または離間を防止して自動で溶接を行うことが可能となる。   Conventionally, as shown in FIG. 25, sensing is performed by providing the wire 100a having a fixed protrusion amount with the function of a touch sensor. Therefore, as described above, interference or separation between the workpiece 106 and the shield nozzle 105 occurs. Therefore, the present inventor has conceived that the shield nozzle to be brought into contact with the workpiece has the function of a touch sensor and the amount of deviation of the shield nozzle is obtained. Since the shield nozzle and the actual workpiece come into contact with each other during sensing, it is possible to ensure contact between the shield nozzle and the actual workpiece in the process of performing welding along the torch trajectory information corrected based on this sensing. As a result, even a workpiece whose joint angle changes can be automatically welded while preventing interference or separation between the shield nozzle and the workpiece.

このような着想に基づき、本発明者らは、以下のような溶接方法を既に提案した（特願２００７−４４８２２）。この方法は、ガスシールドアーク溶接によって溶接される隅肉継手部を有するワークの設計データに基づいて、溶接する際の溶接トーチの基準軌道情報を作成するステップ（ａ）と、基準軌道情報に対する溶接トーチの位置ずれ量を、溶接位置に実際にセットされたワークへのタッチセンシングにより取得するステップ（ｂ）と、溶接トーチの位置ずれ量に基づいて基準軌道情報を補正して実軌道情報を作成するステップ（ｃ）と、実軌道情報に基づいて溶接トーチの軌道を制御して溶接するステップ（ｄ）と、を備えている。ここで、溶接は、溶接トーチの先端に取付けられ、かつ溶接時にシールドガスが吐出されるシールドノズルを隅肉継手部に接触させながら行われる。シールドガスによるシールド性を確保するためである。そこで、基準軌道情報を、シールドノズルをワークに接触させながら溶接するものとして作成するとともに、溶接トーチの位置ずれ量を、シールドノズルをワークに接触させることにより取得する。その結果、補正された溶接トーチの実軌道情報に基づいて、シールドノズルをワークに接触させながら溶接を行うことができる。
このような溶接方法において、シールドノズル上において、溶接の際にシールドノズルが隅肉継手部に接触する位置にタッチセンサの触針を配置して、ワークへのタッチセンシングを行うことができる。シールドノズル自体がワークに接触してセンシングできることから、その結果得られる溶接トーチの実軌道情報は、シールドノズルとワークの接触を確保するものとなる。 Based on such an idea, the present inventors have already proposed the following welding method (Japanese Patent Application No. 2007-44822). This method includes a step (a) of creating reference trajectory information of a welding torch at the time of welding based on design data of a workpiece having a fillet joint portion to be welded by gas shielded arc welding, and welding for the reference trajectory information. Step (b) of acquiring the amount of positional deviation of the torch by touch sensing to the workpiece actually set at the welding position, and correcting the reference trajectory information based on the positional deviation amount of the welding torch to create actual trajectory information A step (c) for performing welding, and a step (d) for performing welding by controlling the track of the welding torch based on the actual track information. Here, welding is performed while contacting a fillet joint portion with a shield nozzle that is attached to the tip of the welding torch and discharges a shielding gas during welding. This is for securing the shielding property by the shielding gas. Therefore, the reference trajectory information is created by welding while bringing the shield nozzle into contact with the workpiece, and the positional deviation amount of the welding torch is acquired by bringing the shield nozzle into contact with the workpiece. As a result, it is possible to perform welding while bringing the shield nozzle into contact with the workpiece based on the corrected actual trajectory information of the welding torch.
In such a welding method, the touch sensor of the touch sensor can be arranged on the shield nozzle at a position where the shield nozzle contacts the fillet joint during welding to perform touch sensing on the workpiece. Since the shield nozzle itself can contact and sense the workpiece, the actual track information of the welding torch obtained as a result ensures the contact between the shield nozzle and the workpiece.

また、シールドノズルと同形状を有したシールドノズル模擬体にタッチセンサの機能を持たせてセンシングを行っても、溶接位置に実際にセットされたワークに対する溶接トーチの位置ずれ量を同様に取得することができる。そして、実際に溶接を行う際には模擬体に替えてシールドノズルを装着すればよい。この着想は、シールドノズルが取付けられた溶接トーチ全体を、タッチセンサとしての機能を有する模擬体に替えて実現することを含む。つまり、シールドシールドノズルに替えて、シールドノズル模擬体をワークに接触させることにより、溶接トーチの位置ずれ量を取得することもできる。   Moreover, even if sensing is performed by providing a function of a touch sensor to a simulated shield nozzle having the same shape as the shield nozzle, the positional deviation amount of the welding torch with respect to the workpiece actually set at the welding position is similarly acquired. be able to. Then, when welding is actually performed, a shield nozzle may be attached instead of the simulated body. This idea includes realizing the entire welding torch with the shield nozzle attached in place of a simulated body having a function as a touch sensor. That is, the displacement amount of the welding torch can be acquired by bringing the shield nozzle simulated body into contact with the workpiece instead of the shield shield nozzle.

上記のような技術について、本発明者らが更なる検討を重ねた結果、上記技術には以下に示すような解決すべき課題があることを見出した。
まず、シールドノズル模擬体を用いてセンシングを行う場合には、実際に溶接を行うときに用いるシールドノズルとの間での精度の確保に課題がある。すなわち、シールドノズル模擬体でセンシングを行った後、シールドノズル模擬体をシールドノズルに交換する際、その取付誤差等により、位置ずれが生じる可能性がある。また、使用に伴い、シールドノズル模擬体やシールドノズルに変形などが生じれば、これも実際のシールドノズルに交換したときの位置ずれに繋がる。さらに、ワークが大型のものである場合、溶接トーチも長尺なものとなることがある。長尺な溶接トーチにおいては、使用にともなって外力等によって形状変化が生じることもある。したがって、シールドノズル模擬体とシールドノズルの双方の精度維持が必要となり、そのための管理に手間がかかる。
また、シールドノズル模擬体を用いず、シールドノズルにタッチセンサの触針を設ける場合、溶接トーチやシールドノズルが導電性材料から形成されているため、これらと触針との絶縁を図る必要がある。このためには触針と溶接トーチおよびシールドノズルとの間に絶縁層を形成する必要があるが、溶接トーチは、隅肉継手部の狭い空間に挿入する必要があるため、絶縁のために溶接トーチやシールドノズルが大型化するのは好ましくない。しかし、絶縁層の厚さが小さくては、十分な絶縁が図れない。
さらに、触針は、シールドノズルあるいはシールドノズル模擬体に対称な位置に一対を設ける必要があるが、それぞれの触針に通電するための配線も必要であり、これもシールドノズルあるいはシールドノズル模擬体の大型化につながってしまう。加えて、溶接線が３次元的に湾曲しているような場合、シールドノズルあるいはシールドノズル模擬体の中心軸に対し、隅肉継手部の両側の被溶接材料の位置（角度）が、溶接線上の位置によって異なる。その結果、シールドノズルあるいはシールドノズル模擬体に設けられた一対の触針に対するワークのタッチ角度が変わり、確実なタッチセンシングが行えないこともある。これに対応するため、溶接トーチをその中心軸線周りに回転させ、一対の触針によるワークのタッチ角度を常に適切なものとすることも考えられるが、これでは制御が複雑化する。
上記したような理由から、本発明者らが既に提案した手法については更なる改善の余地があるのである。 As a result of further studies by the present inventors on the above technique, it has been found that the above technique has the following problems to be solved.
First, when sensing is performed using a simulated shield nozzle, there is a problem in ensuring accuracy with the shield nozzle used when actually performing welding. In other words, after sensing with the shield nozzle simulated body, when the shield nozzle simulated body is replaced with the shield nozzle, there is a possibility that a positional deviation may occur due to an attachment error or the like. Further, if deformation or the like occurs in the shield nozzle simulated body or the shield nozzle with use, this also leads to a positional shift when the actual shield nozzle is replaced. Furthermore, when the workpiece is large, the welding torch may be long. In a long welding torch, a shape change may occur due to an external force or the like with use. Therefore, it is necessary to maintain the accuracy of both the shield nozzle simulated body and the shield nozzle, and it takes time to manage the accuracy.
In addition, when the touch nozzle of the touch sensor is provided on the shield nozzle without using the shield nozzle simulated body, since the welding torch and the shield nozzle are formed of a conductive material, it is necessary to insulate them from the touch needle. . For this purpose, it is necessary to form an insulating layer between the stylus and the welding torch and shield nozzle. However, since the welding torch must be inserted into a narrow space in the fillet joint, welding is performed for insulation. It is not preferable that the torch or the shield nozzle is enlarged. However, sufficient insulation cannot be achieved if the thickness of the insulating layer is small.
Further, the stylus needs to be provided in a pair at a position symmetrical to the shield nozzle or the shield nozzle simulated body, but wiring for energizing each stylus is also required, and this is also the shield nozzle or the shield nozzle simulated body. Will lead to an increase in size. In addition, when the weld line is three-dimensionally curved, the position (angle) of the material to be welded on both sides of the fillet joint is relative to the center axis of the shield nozzle or the simulated shield nozzle. Depends on the position of. As a result, the touch angle of the workpiece with respect to the pair of styluses provided on the shield nozzle or the shield nozzle simulated body changes, and reliable touch sensing may not be performed. In order to cope with this, it is conceivable that the welding torch is rotated around its central axis and the work touch angle of the pair of styluses is always appropriate, but this complicates the control.
For the reasons described above, there is room for further improvement with respect to the method already proposed by the present inventors.

そこで、本発明においては、シールドノズルを用いる場合、タッチセンサは、導電性材料から形成されたシールドノズルと、シールドノズルに電圧を印加する電源と、シールドノズルに印加された電圧の変化を検出し、電圧の変化が検出されたときの溶接トーチの位置座標を取得するコントローラと、を含むものとすることを提案する。つまり、シールドノズル自体をタッチセンサとして機能させるのである。これによって上記のような問題が解決できる。   Therefore, in the present invention, when a shield nozzle is used, the touch sensor detects a change in the voltage applied to the shield nozzle, a power supply that applies a voltage to the shield nozzle, a power supply that applies a voltage to the shield nozzle. And a controller for obtaining the position coordinates of the welding torch when a change in voltage is detected. That is, the shield nozzle itself functions as a touch sensor. This can solve the above problems.

本発明は、隅肉継手部を有するワークの隅肉溶接を行う溶接トーチと、溶接トーチを移動させる移動装置と、溶接トーチに設けられて溶接時にシールドガスを吐出し、導電性材料からなるシールドノズルと、シールドノズルに電圧を印加する電源と、シールドノズルに印加された電圧の変化を検出し、電圧の変化が検出されたときの溶接トーチの位置座標を取得するとともに、取得された位置座標に基づき溶接トーチを隅肉継手部の溶接線に沿って動作させるための軌道情報を生成する軌道生成部と、軌道情報に基づいて溶接トーチの動作を制御するトーチ動作制御部と、を備えることを特徴とする溶接装置とすることもできる。   The present invention relates to a welding torch for performing fillet welding of a workpiece having a fillet joint, a moving device for moving the welding torch, and a shield made of a conductive material that is provided on the welding torch and discharges a shielding gas during welding. The nozzle, the power source that applies the voltage to the shield nozzle, the change in the voltage applied to the shield nozzle is detected, and the position coordinates of the welding torch when the change in voltage is detected are obtained, and the obtained position coordinates A trajectory generator that generates trajectory information for operating the welding torch along the weld line of the fillet joint, and a torch operation controller that controls the operation of the welding torch based on the trajectory information. It can also be set as the welding apparatus characterized by these.

ここで、軌道生成部は、ワークに対し、溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおいて、隅肉継手部の溶接線を挟んだ両側でシールドノズルを３箇所以上で接触させて各箇所の位置座標を取得し、取得された各箇所の位置座標から位置における溶接線の位置座標を特定し、特定された溶接線の位置座標から軌道情報を生成するものとすることができる。   Here, the trajectory generating unit makes the shield nozzle contact with the workpiece at three or more positions on both sides of the fillet joint portion at each of a plurality of positions spaced apart from each other along the weld line. The position coordinates of each part are acquired, the position coordinates of the weld line at the position are specified from the acquired position coordinates of each part, and the trajectory information is generated from the position coordinates of the specified weld line. .

本発明によれば、実際のワークに対して、溶接線に沿った複数の位置のそれぞれにおいて、３箇所以上のタッチセンシングを行うことで、それぞれの位置における溶接線の位置座標を高精度に特定することができ、特定された位置座標から溶接トーチの軌道情報を生成できる。このとき、最小限の箇所へのタッチセンシングにより溶接線の位置座標が高精度に特定できるので、実溶接線の検出をより迅速に行うことが可能となる。
また、シールドノズル自体をタッチセンサとして機能させることにより、シールドノズル模擬体を用いる場合に比較し、精度を確実に確保できる。また、シールドノズルにタッチセンサの触針を設ける場合に比較し、シールドノズルが大型化することもなく、隅肉継手部の狭い空間にもシールドノズルを確実に挿入してタッチセンシングや溶接を行うことが可能となる。 According to the present invention, with respect to an actual workpiece, by performing touch sensing at three or more locations at each of a plurality of positions along the weld line, the position coordinates of the weld line at each position are specified with high accuracy. The trajectory information of the welding torch can be generated from the specified position coordinates. At this time, since the position coordinates of the weld line can be specified with high accuracy by touch sensing to the minimum part, it becomes possible to detect the actual weld line more quickly.
In addition, by causing the shield nozzle itself to function as a touch sensor, it is possible to reliably ensure accuracy as compared with the case where the shield nozzle simulated body is used. Compared to the touch sensor stylus provided on the shield nozzle, the shield nozzle is not enlarged, and the shield nozzle is securely inserted into the narrow space of the fillet joint for touch sensing and welding. It becomes possible.

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本発明を適用した自動溶接装置１の概略構成を示す図である。なお、自動溶接装置１は、例えばＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接（Tungsten Inert Gas）、ＭＡＧ溶接（Metal Active Gas welding）等のシールドガスをシールドノズルから吐出するガスシールド溶接に広く適用することができる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an automatic welding apparatus 1 to which the present invention is applied. In addition, the automatic welding apparatus 1 can be widely applied to gas shield welding which discharges shield gas, such as MIG welding, TIG welding (Tungsten Inert Gas), and MAG welding (Metal Active Gas welding), from a shield nozzle.

自動溶接装置１は、図１に示すように、溶接ワイヤ５を保持する溶接トーチ２と、溶接トーチ２の先端に着脱自在に取付けられるシールドノズル３と、を備えている。ここで、シールドノズル３は、実際にセットされたワーク１３（以下、これを実ワークと称することがある）の位置を検出するためのタッチセンサとして機能するものとされている。
なお、図１は、実ワークの位置ずれ量を検出する状態を示しているため、溶接ワイヤ５はシールドノズル３内に退避している。溶接時には溶接ワイヤ５はシールドノズル３から所定の長さだけ突き出す。自動溶接装置１は、所謂消耗電極式の溶接装置であり、溶接ワイヤ５は溶接時には図示しないワイヤ供給装置から逐次供給される。
また、自動溶接装置１は、溶接トーチ２を保持する多関節ロボット（移動装置）６、シールドガスを供給するガス供給装置７、この多関節ロボット６を駆動制御するロボットコントローラ（コントローラ、トーチ動作制御部）８、シールドノズル３に所定の電圧を印加するセンサ用電源（電源）９、溶接時に溶接ワイヤ５に電力を供給する溶接電源１０を備えている。
さらに、自動溶接装置１はＣＡＤシステム１１およびオフライン教示データ作成システム（軌道生成部）１２を備えている。 As shown in FIG. 1, the automatic welding apparatus 1 includes a welding torch 2 that holds a welding wire 5 and a shield nozzle 3 that is detachably attached to the tip of the welding torch 2. Here, the shield nozzle 3 is assumed to function as a touch sensor for detecting the position of an actually set work 13 (hereinafter, this may be referred to as an actual work).
Since FIG. 1 shows a state in which the amount of positional deviation of the actual workpiece is detected, the welding wire 5 is retracted in the shield nozzle 3. During welding, the welding wire 5 protrudes from the shield nozzle 3 by a predetermined length. The automatic welding apparatus 1 is a so-called consumable electrode type welding apparatus, and the welding wire 5 is sequentially supplied from a wire supply apparatus (not shown) during welding.
The automatic welding apparatus 1 includes an articulated robot (moving device) 6 that holds a welding torch 2, a gas supply device 7 that supplies a shielding gas, and a robot controller (controller, torch operation control that drives and controls the articulated robot 6. Part) 8, a sensor power source (power source) 9 for applying a predetermined voltage to the shield nozzle 3, and a welding power source 10 for supplying power to the welding wire 5 during welding.
The automatic welding apparatus 1 further includes a CAD system 11 and an offline teaching data creation system (orbit generation unit) 12.

自動溶接装置１にて溶接されるワーク１３は、底板１３ａと縦板１３ｂを備えている。隅肉継手を構成するワーク１３は、溶接線１３ｃが連続する方向において、図１に示すように底板１３ａと縦板１３ｂからなる継手角度が一定ではなく、変化する。このワーク１３は、図中、手前から継手角度が連続的に小さくなる例を示しているが、本発明はこれに限らず、継手角度が増減するワークについて適用できることは言うまでもない。また、図１において、溶接線１３ｃは直線状であるが、溶接線１３ｃは、３次元状に湾曲したものであっても本発明は適用できる。   The workpiece 13 to be welded by the automatic welding apparatus 1 includes a bottom plate 13a and a vertical plate 13b. In the workpiece 13 constituting the fillet joint, the joint angle formed by the bottom plate 13a and the vertical plate 13b is not constant and changes in the direction in which the weld line 13c continues as shown in FIG. Although the workpiece 13 shows an example in which the joint angle continuously decreases from the front in the figure, it goes without saying that the present invention is not limited to this and can be applied to a workpiece whose joint angle increases or decreases. In FIG. 1, the weld line 13c is linear, but the present invention can be applied even if the weld line 13c is curved in a three-dimensional shape.

自動溶接装置１は、ガス供給装置７から供給され、かつ溶接トーチ２を通過してきた不活性ガスで溶接部分を外部から効果的にシールドするために、シールドノズル３を備えている。シールドノズル３は、中空円筒状の形態をなしている。ワーク１３を溶接する場合、図２６に示したのと同様にして、シールドノズル３の先端外周縁を、底板１３ａおよび縦板１３ｂに接触させる。シールド性を高めるためである。シールドノズル３の先端外周縁の１点が底板１３ａに接触し、この点と中心を挟んで対称に位置するシールドノズル３の先端外周縁の１点が縦板１３ｂに接触しながら、ワーク１３の長手方向に連続する溶接線１３ｃに沿って溶接が行われる。溶接時には、溶接電源１０から溶接ワイヤ５に電力を供給するとともに、ガス供給装置７からシールドガス（不活性ガス）を供給する。溶接電源１０からの電力供給制御、ガス供給装置７からのシールドガス供給制御は、ロボットコントローラ８によって行われる。   The automatic welding apparatus 1 includes a shield nozzle 3 in order to effectively shield a welded part from the outside with an inert gas supplied from a gas supply apparatus 7 and passing through a welding torch 2. The shield nozzle 3 has a hollow cylindrical shape. When welding the workpiece 13, the outer peripheral edge of the tip of the shield nozzle 3 is brought into contact with the bottom plate 13a and the vertical plate 13b in the same manner as shown in FIG. This is to improve the shielding property. One point on the outer peripheral edge of the tip of the shield nozzle 3 contacts the bottom plate 13a, and one point on the outer peripheral edge of the shield nozzle 3 positioned symmetrically with respect to this point and the center contacts the vertical plate 13b. Welding is performed along a welding line 13c continuous in the longitudinal direction. At the time of welding, electric power is supplied from the welding power source 10 to the welding wire 5, and shield gas (inert gas) is supplied from the gas supply device 7. The robot controller 8 performs power supply control from the welding power supply 10 and shield gas supply control from the gas supply device 7.

シールドノズル３は、導電性材料から形成され、外形が、例えば円形、矩形等、左右対称形状とされている。
このシールドノズル３を実ワークの位置を検出するためのタッチセンサとして機能させるため、センサ用電源９からシールドノズル３に電圧を印加するための通電ケーブル４ａ、４ｂがシールドノズル３に接続されている。
センサ用電源９から通電ケーブル４ａ、４ｂを介して電圧が印加された状態で、シールドノズル３が底板１３ａまたは縦板１３ｂに接触すると、シールドノズル３に印加されていた電圧が低下する。センサ用電源９に電気的に接続されるロボットコントローラ８において、この電圧の低下を検知することで、シールドノズル３が底板１３ａまたは縦板１３ｂに接触したことを検出できる。ロボットコントローラ８においては、シールドノズル３の底板１３ａまたは縦板１３ｂへの接触を検出したときのシールドノズル３（溶接トーチ２）の位置（座標）を検出できるようになっている。
このとき、シールドノズル３の移動方向は既知であるため、ロボットコントローラ８では、底板１３ａに接触したのか、縦板１３ｂに接触したのかを認識できる。そして、シールドノズル３の外形寸法も既知であるため、ロボットコントローラ８で検出する位置座標から、シールドノズル３の底板１３ａまたは縦板１３ｂに対するタッチ箇所の位置座標を検出できる。 The shield nozzle 3 is made of a conductive material, and has an outer shape that is bilaterally symmetric, such as a circle or a rectangle.
In order for this shield nozzle 3 to function as a touch sensor for detecting the position of the actual workpiece, current-carrying cables 4 a and 4 b for applying a voltage from the sensor power supply 9 to the shield nozzle 3 are connected to the shield nozzle 3. .
When the shield nozzle 3 comes into contact with the bottom plate 13a or the vertical plate 13b in a state where a voltage is applied from the sensor power supply 9 via the energization cables 4a and 4b, the voltage applied to the shield nozzle 3 is lowered. The robot controller 8 electrically connected to the sensor power supply 9 can detect that the shield nozzle 3 has contacted the bottom plate 13a or the vertical plate 13b by detecting this voltage drop. In the robot controller 8, the position (coordinates) of the shield nozzle 3 (welding torch 2) when the contact of the shield nozzle 3 with the bottom plate 13a or the vertical plate 13b is detected can be detected.
At this time, since the moving direction of the shield nozzle 3 is known, the robot controller 8 can recognize whether it is in contact with the bottom plate 13a or the vertical plate 13b. Since the outer dimensions of the shield nozzle 3 are also known, the position coordinates of the touch location of the shield nozzle 3 with respect to the bottom plate 13a or the vertical plate 13b can be detected from the position coordinates detected by the robot controller 8.

多関節ロボット６は、例えば、６つの互いに独立したジョイントを有するものとすることができる。多関節ロボット６は、ヘッド６ａを備え、このヘッド６ａで溶接トーチ２を保持する。ヘッド６ａを移動させることにより、溶接軌道上に沿って溶接トーチ２を自在に移動させることができる。ヘッド６ａに対して溶接トーチ２は着脱自在な装置を別途設けることにより、溶接トーチ２を自動で交換する自動溶接装置１とすることができる。これらの動作は、多関節ロボット６に電気的に接続されるロボットコントローラ８により制御される。   The articulated robot 6 can have, for example, six independent joints. The articulated robot 6 includes a head 6a, and the head 6a holds the welding torch 2. By moving the head 6a, the welding torch 2 can be moved freely along the welding track. The welding torch 2 can be used as an automatic welding device 1 that automatically replaces the welding torch 2 by providing a separate device for the welding torch 2 with respect to the head 6a. These operations are controlled by a robot controller 8 electrically connected to the articulated robot 6.

ロボットコントローラ８は、センサ用電源９、溶接電源１０の動作を制御する他、上述のように、多関節ロボット６の動作を制御する。この動作制御は、基準ワークモデル（設計モデル）に対する実ワークのずれ量の検知、溶接時の溶接トーチ２の動作を含んでいる。ロボットコントローラ８には、オフライン教示データ作成システム１２が接続され、かつオフライン教示データ作成システム１２を介してＣＡＤシステム１１が接続されている。ロボットコントローラ８は、コンピュータ装置のＣＰＵやメモリ等が協働して所定の処理を実行することによって上記の動作制御を実現する。   The robot controller 8 controls the operation of the articulated robot 6 as described above, in addition to controlling the operations of the sensor power supply 9 and the welding power supply 10. This operation control includes detection of the deviation amount of the actual workpiece with respect to the reference workpiece model (design model) and the operation of the welding torch 2 at the time of welding. An offline teaching data creation system 12 is connected to the robot controller 8, and a CAD system 11 is connected via the offline teaching data creation system 12. The robot controller 8 realizes the above-described operation control by executing predetermined processing in cooperation with the CPU, the memory, and the like of the computer device.

ＣＡＤシステム１１は、オフライン教示データ作成システム１２と協働して、ワーク１３のＣＡＤデータ（設計データ）に基づき、より理想的な溶接状態を得るための溶接トーチ２の基準軌道情報を作成する。ＣＡＤシステム１１は、マウス、キーボード等からなる入力手段と、予めインストールされたコンピュータプログラムに基づいて所定の処理を行う処理手段と、処理手段での処理結果等を出力（表示）する表示部と、溶接対象物であるワーク１３のＣＡＤデータ等、各種データを格納するデータ格納部とを含んでいる。オフライン教示データ作成システム１２は、オフライン教示データを作成するためのコンピュータプログラムを含んでいる。   The CAD system 11 creates reference trajectory information of the welding torch 2 for obtaining a more ideal welding state based on the CAD data (design data) of the workpiece 13 in cooperation with the offline teaching data creation system 12. The CAD system 11 includes an input unit including a mouse, a keyboard, and the like, a processing unit that performs a predetermined process based on a computer program installed in advance, a display unit that outputs (displays) a processing result and the like in the processing unit, And a data storage unit for storing various data such as CAD data of the workpiece 13 as a welding object. The offline teaching data creation system 12 includes a computer program for creating offline teaching data.

ＣＡＤシステム１１において基準軌道情報を作成するには、まず、処理手段にて、データ格納部から読み出されたワーク１３のＣＡＤデータに基づき、ワーク１３の三次元モデル（ワーク形状モデル）を仮想的に作成する。このモデルが基準ワークモデルとなる。このモデルは、少なくともワーク１３の底板１３ａ、縦板１３ｂの表面の形状を示す線分を含んでいる。ワーク形状モデルは、表示部に表示される。オペレータは、表示部に表示されたワーク１３のワーク形状モデルを見ながら、溶接トーチ軌道生成の基準となる溶接線位置情報を、入力手段のマウス等を用いて作成する。したがって、この溶接線位置情報は、ＣＡＤシステム１１とオフライン教示データ作成システム１２が協働してティーチングによって作成される。次に、ＣＡＤシステム１１およびオフライン教示データ作成システム１２は、データ格納部に格納された溶接トーチ２の寸法データおよび溶接線位置情報に基づき、溶接線位置情報で特定される溶接線に沿って溶接トーチ２が溶接を行うための基準軌道情報を作成する。
つまりこのようにして作成された基準軌道情報は、設計データ（基準ワークモデル）上における基準軌道を示す情報である。 In order to create the reference trajectory information in the CAD system 11, first, the processing means virtually generates a three-dimensional model (work shape model) of the work 13 based on the CAD data of the work 13 read from the data storage unit. To create. This model is the reference work model. This model includes at least line segments indicating the shapes of the surfaces of the bottom plate 13a and the vertical plate 13b of the workpiece 13. The workpiece shape model is displayed on the display unit. The operator creates welding line position information that serves as a reference for generating the welding torch trajectory by using a mouse or the like of the input means while looking at the workpiece shape model of the workpiece 13 displayed on the display unit. Therefore, the weld line position information is created by teaching in cooperation with the CAD system 11 and the offline teaching data creation system 12. Next, the CAD system 11 and the off-line teaching data creation system 12 perform welding along the weld line specified by the weld line position information based on the dimension data and the weld line position information of the welding torch 2 stored in the data storage unit. The reference trajectory information for the torch 2 to perform welding is created.
That is, the reference trajectory information created in this way is information indicating the reference trajectory on the design data (reference work model).

オフライン教示データ作成システム１２は、実際にセットされたワーク１３の溶接線１３ｃに沿って溶接トーチ２を移動させるため、前記のように作成された基準軌道情報を、実際にセットされたワーク１３の位置に応じて補正し、実軌道情報（軌道情報）を作成する。   The offline teaching data creation system 12 moves the welding torch 2 along the welding line 13c of the workpiece 13 that is actually set, so that the reference trajectory information created as described above is used for the workpiece 13 that is actually set. The actual trajectory information (trajectory information) is created by correcting according to the position.

次に、自動溶接装置１を用いてワーク１３の底板１３ａおよび縦板１３ｂを溶接する手順についてなお、以下に示す処理は、ＣＡＤシステム１１、オフライン教示データ作成システム１２が協働して、予めインストールされたプログラムに基づいて所定の処理を実行することで行われる。   Next, regarding the procedure of welding the bottom plate 13a and the vertical plate 13b of the workpiece 13 using the automatic welding apparatus 1, the processing shown below is preinstalled in cooperation with the CAD system 11 and the offline teaching data creation system 12. This is performed by executing a predetermined process based on the programmed program.

自動溶接装置１を用いてワーク１３を溶接する場合、まず、前述したように、実際の溶接を行う前に溶接トーチ２の実軌道情報を作成する。これには、図２のＳ１０１（ワーク形状モデル作成）、Ｓ１０３（溶接線位置情報作成）、Ｓ１０５（トーチ基準軌道情報作成）、Ｓ１０７（タッチセンシング）およびＳ１０９（トーチ軌道補正）の各ステップを順次行う。溶接トーチ２の実軌道情報の作成が終了した後に、当該軌道情報に基づいて溶接トーチ２を移動させながら溶接を実行させる。   When welding the workpiece 13 using the automatic welding apparatus 1, first, as described above, actual track information of the welding torch 2 is created before actual welding is performed. For this purpose, the steps of S101 (work shape model creation), S103 (weld line position information creation), S105 (torch reference trajectory information creation), S107 (touch sensing) and S109 (torch trajectory correction) in FIG. 2 are sequentially performed. Do. After the creation of the actual track information of the welding torch 2, the welding is performed while moving the welding torch 2 based on the track information.

「ステップＳ１０１（ワーク形状モデル作成）」
溶接トーチ２の実軌道情報作成の最初の手順として、ワーク１３について、三次元のワーク形状モデルを作成する。このモデルは、前述したようにして、ＣＡＤシステム１１の処理手段がデータ格納部から読み出したワーク１３のＣＡＤデータに基づいて作成される。この三次元のワーク形状モデルが基準ワークモデルとなる。したがって、このモデルはｘ，ｙおよびｚの三次元座標によって特定される。 "Step S101 (work shape model creation)"
As an initial procedure for creating the actual trajectory information of the welding torch 2, a three-dimensional workpiece shape model is created for the workpiece 13. As described above, the model is created based on the CAD data of the work 13 read from the data storage unit by the processing unit of the CAD system 11. This three-dimensional workpiece shape model becomes the reference workpiece model. This model is therefore specified by the three-dimensional coordinates of x, y and z.

「ステップＳ１０３（溶接線位置情報作成）」
基準ワークモデルが作成されたならば、このモデル上における溶接線の位置情報が作成される。この溶接線位置情報は、前述したように、ＣＡＤシステム１１とオフライン教示データ作成システム１２が協働して作成される。この溶接線位置情報もまた、ｘ，ｙおよびｚの三次元座標によって特定される。溶接線の位置情報は、基準ワークモデル上の溶接線上において、互いに間隔を隔てた複数の点の位置情報からなる。これにより、基準ワークモデル上における溶接線（これを基準溶接線と適宜称する）を特定できる。 “Step S103 (Create Welding Line Position Information)”
If the reference work model is created, the position information of the weld line on this model is created. As described above, the weld line position information is created in cooperation with the CAD system 11 and the offline teaching data creation system 12. This weld line position information is also specified by the three-dimensional coordinates of x, y, and z. The position information of the weld line includes position information of a plurality of points spaced from each other on the weld line on the reference workpiece model. Thereby, it is possible to specify a weld line (referred to as a reference weld line as appropriate) on the reference work model.

「ステップＳ１０５（トーチ基準軌道情報作成）」
ロボットコントローラ８は、ＣＡＤシステム１１およびオフライン教示データ作成システム１２により作成された溶接線位置情報とデータ格納部に格納された溶接トーチ２の寸法データを取得し、溶接線位置情報で特定される基準溶接線に沿って溶接トーチ２が溶接を行うための基準軌道情報を作成する。 "Step S105 (Create torch reference trajectory information)"
The robot controller 8 acquires the welding line position information created by the CAD system 11 and the offline teaching data creation system 12 and the dimension data of the welding torch 2 stored in the data storage unit, and is specified by the welding line position information. Reference trajectory information for the welding torch 2 to perform welding along the weld line is created.

「ステップＳ１０７（タッチセンシング）」
次いで、実際にセットされたワーク１３へのタッチセンシングを行う。タッチセンシングのステップは、本願発明の最も特徴的な部分であり、後に詳述するように複数のステップを含んでいる。タッチセンシングはロボットコントローラ８が、多関節ロボット６の動作を制御して、タッチセンサとして機能するシールドノズル３を接触させることでワーク１３の位置を検出し、基準ワークモデルに対するワーク１３の位置ずれ量を取得する。 “Step S107 (Touch Sensing)”
Next, touch sensing is performed on the workpiece 13 actually set. The touch sensing step is the most characteristic part of the present invention and includes a plurality of steps as will be described in detail later. In touch sensing, the robot controller 8 controls the operation of the articulated robot 6 to detect the position of the work 13 by bringing the shield nozzle 3 functioning as a touch sensor into contact, and the amount of displacement of the work 13 relative to the reference work model. To get.

上記のタッチセンシングは、ワーク１３を所定の溶接位置に設置して行う。ワーク１３を設置する対象は特に限定されず、タッチセンシング時および溶接時にワーク１３を適切に固定できるものであればよい。ワーク１３の姿勢を変えることのできるポジショナに設置することもできる。
そして、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿って互いに間隔を隔てた複数の位置ｙ１、ｙ２、ｙ３、…、ｙｎのそれぞれにおいて、タッチセンシングを行っていき、位置ｙ１、ｙ２、ｙ３、…、ｙｎのそれぞれにおいて、溶接線１３ｃの位置（底板１３ａと縦板１３ｂの交差位置）情報を取得する。 The touch sensing is performed by setting the work 13 at a predetermined welding position. The object on which the workpiece 13 is installed is not particularly limited as long as the workpiece 13 can be appropriately fixed at the time of touch sensing and welding. It can also be installed in a positioner that can change the posture of the workpiece 13.
Then, touch sensing is performed at each of a plurality of positions y 1 , y 2 , y 3 ,..., N n spaced from each other along the weld line 13 c of the workpiece 13, and the positions y 1 , y 2 , y 3, ..., in each of the y n, to obtain information (intersection of the bottom plate 13a and the vertical plate 13b) position of the welding line 13c.

「ステップＳ１０９（トーチ軌道補正）」
位置ｙ１、ｙ２、ｙ３、…、ｙｎのそれぞれにおける、溶接線１３ｃの位置情報が求められたなら、この位置情報を用いてロボットコントローラ８がトーチ軌道補正を行う。トーチ軌道補正は、ステップＳ１０５で作成された基準軌道情報に含まれる位置ｙ１、ｙ２、ｙ３、…、ｙｎのそれぞれにおける基準溶接線の位置と、前記の実際のワーク１３の溶接線１３ｃの位置とのずれ量を算出し、基準軌道情報にこのずれ量を加算することにより得ることができる。例えば、位置ｙ１におけるトーチ軌道情報を（ｘ１、ｚ１）とし、位置ｙ１における位置ずれ量を（Δｘ１、Δｚ１）とすると、（ｘ１＋Δｘ１、ｚ１＋Δｚ１）が補正された実軌道情報となる。補正された実軌道情報は、実際の溶接線１３ｃに対応する。この補正を、位置ｙ２、ｙ３、…、ｙｎまで行って、トーチ軌道の補正は終了する。 "Step S109 (torch trajectory correction)"
Position y 1, y 2, y 3 , ..., in each of the y n, if the position information of the weld line 13c is determined, the robot controller 8 performs the torch trajectory correction using the position information. In the torch trajectory correction, the position of the reference weld line at each of the positions y 1 , y 2 , y 3 ,..., N included in the reference trajectory information created in step S105 and the weld line of the actual workpiece 13 are described. It can be obtained by calculating the amount of deviation from the position 13c and adding this amount of deviation to the reference trajectory information. For example, if the torch trajectory information at the position y 1 is (x 1 , z 1 ) and the amount of displacement at the position y 1 is (Δx 1 , Δz 1 ), (x 1 + Δx 1 , z 1 + Δz 1 ) is corrected. The actual trajectory information is obtained. The corrected actual trajectory information corresponds to the actual weld line 13c. This correction, position y 2, y 3, ..., go to y n, the correction of the torch track is finished.

位置ずれ量を求めるワーク１３の溶接線１３ｃに沿った方向における位置は任意であるが、必要以上に多くの位置で位置ずれ量を求めることにすれば、センシングの時間が無駄に長くなる。そこで、溶接線１３ｃの曲率に応じてセンシングを行う位置を定めることが好ましい。図３はこのことを示している。つまり、溶接線１３ｃの曲率が大きい領域ではセンシングの間隔が広くなるようにセンシングの位置を特定し、逆に、溶接線１３ｃの曲率が小さい領域ではセンシングの間隔が狭くなるようにセンシングの位置を特定する。そうすることにより、位置精度を確保しつつもセンシング点数を低減することができる。溶接線１３ｃの曲率は、ティーチングによって求められる基準溶接線から求めることができる。そして、得られた実軌道情報（ｘ１＋Δｘ１、ｚ１＋Δｚ１）、（ｘ２＋Δｘ２、ｚ２＋Δｚ２）（ｘ３＋Δｘ３、ｚ３＋Δｚ３）、（ｘ４＋Δｘ４、ｚ４＋Δｚ４）…の間は、当該曲率に応じて直線補間または円弧補間すればよい。 The position in the direction along the weld line 13c of the workpiece 13 for obtaining the positional deviation amount is arbitrary, but if the positional deviation amount is obtained at more positions than necessary, the sensing time is wasted. Therefore, it is preferable to determine the position for sensing according to the curvature of the weld line 13c. FIG. 3 illustrates this. That is, the sensing position is specified so that the sensing interval is wide in the region where the curvature of the weld line 13c is large, and conversely, the sensing position is narrowed so that the sensing interval is narrow in the region where the curvature of the weld line 13c is small. Identify. By doing so, the number of sensing points can be reduced while ensuring the position accuracy. The curvature of the weld line 13c can be obtained from a reference weld line obtained by teaching. Then, the obtained real trajectory information (x 1 + Δx 1 , z 1 + Δz 1 ), (x 2 + Δx 2 , z 2 + Δz 2 ) (x 3 + Δx 3 , z 3 + Δz 3 ), (x 4 + Δx 4 , z Between 4 + Δz 4 )..., Linear interpolation or circular interpolation may be performed according to the curvature.

なお、以上では溶接線１３ｃの位置ずれ量として説明した。しかし、位置検出はシールドノズル３で行うため、溶接線１３ｃを溶接するときのシールドノズル３の位置ずれ量として取り扱うことも可能である。さらに、シールドノズル３は溶接トーチ２に取付けられているものであるから、溶接トーチ２の位置ずれ量として取り扱うこともできる。   In the above description, the displacement amount of the weld line 13c has been described. However, since the position detection is performed by the shield nozzle 3, it can also be handled as a positional deviation amount of the shield nozzle 3 when welding the weld line 13c. Further, since the shield nozzle 3 is attached to the welding torch 2, it can be handled as a positional deviation amount of the welding torch 2.

「ステップＳ１１１（溶接）」
実軌道情報に基づいて溶接トーチ２を移動させながら溶接が行われる。一連の溶接の制御はロボットコントローラ８が行う。なお、トーチ軌道の補正までは、溶接ワイヤ５はシールドノズル３内に退避しているので、溶接ワイヤ５を所定長だけ突き出した後に溶接を行う。溶接は、シールドノズル３をワーク１３に接触させながら、かつシールドノズル３内にシールドガスを供給しながら行う。
ワーク１３の場合、溶接線１３ｃが一つであるが、複数の溶接線１３ｃを有するワーク１３の場合には、溶接線１３ｃ毎にステップＳ１０３（溶接線位置情報作成）〜Ｓ１１１（溶接）までの手順を実行する（ステップＳ１１３、Ｓ１１７）。
全ての溶接線１３ｃについて溶接が完了したならば（ステップＳ１１３）、次に溶接すべきワーク１３がある場合には（ステップＳ１１５）、次のワーク１３について、ステップＳ１０１（ワーク形状モデル作成）〜Ｓ１１１（溶接）までの手順を実行する。次に溶接すべきワーク１３がない場合には（ステップＳ１１５）、一連の処理は終了する。 "Step S111 (welding)"
Welding is performed while moving the welding torch 2 based on the actual track information. A series of welding controls are performed by the robot controller 8. Until the torch trajectory is corrected, the welding wire 5 is retracted into the shield nozzle 3, so that welding is performed after the welding wire 5 is projected by a predetermined length. The welding is performed while the shield nozzle 3 is in contact with the workpiece 13 and the shield gas is supplied into the shield nozzle 3.
In the case of the workpiece 13, there is one welding line 13c. However, in the case of the workpiece 13 having a plurality of welding lines 13c, steps S103 (welding line position information creation) to S111 (welding) are performed for each welding line 13c. The procedure is executed (steps S113 and S117).
If welding has been completed for all the weld lines 13c (step S113), if there is a workpiece 13 to be welded next (step S115), steps S101 (work shape model creation) to S111 are performed for the next workpiece 13. Execute the procedure up to (welding). Next, when there is no workpiece 13 to be welded (step S115), the series of processing ends.

ここで、前記のタッチセンシングのステップＳ１０７について詳述する。図４はタッチセンシングの詳細な処理の流れを示す図である。タッチセンシングを行うには、まず、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った方向の位置ｙ１、ｙ２、ｙ３、…、ｙｎのそれぞれにおいて、タッチセンシングを行う際の、基準となる当初のタッチセンサの位置（以下、これを初期位置と称する）Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、…、Ｐｎを設定する。例えば図５に示すように、初期位置Ｐ１は、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った方向における位置ｙ１におけるものである。この初期位置Ｐ１は、オペレータがティーチングによって設定する。ただし、初期位置Ｐ１の設定はティーチングに限定されるものではなく、基準軌道情報に所定のオフセット値を与える等の方法により自動設定してもよい。なお、初期位置Ｐ１の設定にあたっては、タッチセンサとワーク１３とが干渉しないように行われることは言うまでもない。 Here, step S107 of the touch sensing will be described in detail. FIG. 4 is a diagram showing a detailed processing flow of touch sensing. To do touch sensing, first, the position y 1 direction along the weld line 13c of the workpiece 13, y 2, y 3, ..., in each of the y n, in performing touch sensing, a primary initial The touch sensor positions (hereinafter referred to as initial positions) P 1 , P 2 , P 3 ,..., P n are set. For example, as shown in FIG. 5, the initial position P 1 is the position y 1 in the direction along the weld line 13 c of the workpiece 13. The initial position P 1, the operator sets the teaching. However, setting of the initial position P 1 is not limited to the teaching may be automatically set by a method such as providing a reference orbit information a predetermined offset value. Incidentally, when setting up the initial position P 1, it is needless to say that the touch sensor and the workpiece 13 is performed so as not to interfere.

この後、まず、位置ｙ１におけるタッチセンシングを行う。
「ステップＳ２０１（タッチセンサ初期位置Ｐ１に移動）」
図５に示すようにワーク１３の溶接線１３ｃに沿った方向における位置ｙ１における初期位置Ｐ１にタッチセンサを移動させる。ここでいうタッチセンサとは、センサ用電源９から通電したシールドノズル３を意味し、シールドノズル３の中心が初期位置Ｐ１と一致するように移動させる。なお、シールドノズル３は溶接トーチ２に取付けられているが、図５〜図９ではシールドノズル３のみを記載している。
図５において、ワーク（実ワーク）１３は便宜上、図１の設置状態とは姿勢を変えて描いている。また、図５は、位置ｙ１におけるワーク１３の断面を示している。さらに、図５において、三次元ｘ、ｙ、ｚの軸方向は図示矢印のように定義されるものとする。したがって、ｙ軸はワーク１３の長手方向に沿っている。図５に示すように、ワーク（実ワーク）１３は、基準ワークモデル１３’に対してずれて設置されている。 Thereafter, first, touch sensing at the position y 1 is performed.
"Step S201 (move the touch sensor initial position P 1)"
As shown in FIG. 5, the touch sensor is moved to the initial position P 1 at the position y 1 in the direction along the weld line 13 c of the workpiece 13. The touch sensor here refers to a shield nozzle 3 which is energized from the sensor power 9, the center of the shield nozzle 3 is moved to coincide with the initial position P 1. In addition, although the shield nozzle 3 is attached to the welding torch 2, only the shield nozzle 3 is described in FIGS.
In FIG. 5, a work (actual work) 13 is depicted in a different posture from the installation state of FIG. Further, FIG. 5 shows a cross section of the workpiece 13 in position y 1. Furthermore, in FIG. 5, the three-dimensional x, y, and z axial directions are defined as shown by arrows. Therefore, the y-axis is along the longitudinal direction of the workpiece 13. As shown in FIG. 5, the workpiece (actual workpiece) 13 is installed so as to be shifted from the reference workpiece model 13 ′.

「ステップＳ２０２（タッチセンサ底板１３ａに接触）」
初期位置Ｐ１のシールドノズル３を、図６に示すように、図中右方向に移動させて底板１３ａに接触させる。初期位置Ｐ１から底板１３ａに接触したことを検知するまでのシールドノズル３の移動量ｘＲが求められる。シールドノズル３の移動は、ｘ軸と平行に行われる。ロボットコントローラ８は、移動量ｘＲを取得する。
「ステップＳ２０３（タッチセンサ縦板１３ｂに接触）」
移動量ｘＲが求められたら、次いで、縦板１３ｂに接触するまで、図７に示すように、シールドノズル３を図中左方向に移動させる。縦板１３ｂに接触したことを検知することにより、初期位置Ｐ１から縦板１３ｂに接触するまでのシールドノズル３の移動量ｘＬが求められる。この場合も、シールドノズル３の移動は、ｘ軸と平行に行われる。ロボットコントローラ８は、移動量ｘＬを取得する。
「ステップＳ２０４（底板１３ａ−縦板１３ｂ間の中央位置座標Ｐｃ１算出）」
移動量ｘＲおよび移動量ｘＬが求められたなら、ロボットコントローラ８は（ｘＲ＋ｘＬ）／２の演算処理を行う（図８）。この演算処理で求められる中央位置座標Ｐｃ１は、底板１３ａと縦板１３ｂの間の中央となる。この中央位置座標Ｐｃ１は、初期位置Ｐ１を通りかつｘ軸と平行な線上に存在する。 "Step S202 (contact touch sensor bottom plate 13a)"
The shield nozzle 3 of the initial position P 1, as shown in FIG. 6, into contact with the bottom plate 13a is moved in the right direction in FIG. Movement amount x R of the shield nozzle 3 from the initial position P 1 until it is detected that in contact with the bottom plate 13a is obtained. The movement of the shield nozzle 3 is performed in parallel with the x axis. Robot controller 8 obtains the amount of movement x R.
"Step S203 (contact touch sensor vertical plate 13b)"
When the move amount x R is determined, then, until it contacts the vertical plate 13b, as shown in FIG. 7, to move the shield nozzle 3 to the left in FIG. By detecting that it has contact with the vertical plate 13b, moving distance x L of the shield nozzle 3 from the initial position P 1 until it contacts the vertical plate 13b is obtained. Also in this case, the movement of the shield nozzle 3 is performed in parallel with the x axis. Robot controller 8 obtains the amount of movement x L.
“Step S204 (Calculate the center position coordinate P c1 between the bottom plate 13a and the vertical plate 13b)”
If the movement amount x R and the movement amount x L have been determined, the robot controller 8 performs arithmetic processing of (x R + x L) / 2 ( Fig. 8). Center position coordinate P c1 obtained by this calculation processing, the center between the bottom plate 13a and the vertical plate 13b. The central position coordinate P c1 exists on a line passing through the initial position P 1 and parallel to the x axis.

「ステップＳ２０５（タッチセンサ中央位置へ移動、下降）」
底板１３ａと縦板１３ｂの間の中央位置座標Ｐｃ１が求められたなら、図８に示すように、シールドノズル３の中心が中央位置座標Ｐｃ１と一致するようにシールドノズル３を移動させる。
シールドノズル３が中央位置座標Ｐｃ１に移動したならば、今度は、シールドノズル３をｚ軸方向に平行に下降させる。すると、図９に示すように、シールドノズル３が底板１３ａおよび縦板１３ｂに接触する。そこで、シールドノズル３が底板１３ａおよび縦板１３ｂに接触したときの位置座標Ｐｗ１を取得する。 “Step S205 (Move to touch sensor center position, descend)”
When the center position coordinate P c1 between the bottom plate 13a and the vertical plate 13b is obtained, the shield nozzle 3 is moved so that the center of the shield nozzle 3 coincides with the center position coordinate P c1 as shown in FIG.
If the shield nozzle 3 has moved to the center position coordinate P c1 , this time the shield nozzle 3 is lowered in parallel with the z-axis direction. Then, as shown in FIG. 9, the shield nozzle 3 comes into contact with the bottom plate 13a and the vertical plate 13b. Therefore, the position coordinate P w1 when the shield nozzle 3 contacts the bottom plate 13a and the vertical plate 13b is acquired.

このとき、ワーク１３の形状が複雑な３次元形状である場合や、ワーク１３が基準ワークモデル１３’に対して傾いて設置されている場合等においては、シールドノズル３をｚ軸方向に平行に下降させても、シールドノズル３が底板１３ａおよび縦板１３ｂに接触しないことがある。そこで、ワーク１３の形状等によっては、シールドノズル３を中央位置座標Ｐｃ１に移動させた後、シールドノズル３をｚ軸方向に平行に所定寸法だけ移動させ、溶接線１３ｃに接近させる（ステップＳ２０６、Ｓ２０７）。このときの移動寸法は、シールドノズル３が底板１３ａおよび縦板１３ｂに接触しない位置までの下降に留める。
その位置において、上記のステップＳ２０２、Ｓ２０３、Ｓ２０４を、シールドノズル３が底板１３ａおよび縦板１３ｂに接触するまで繰り返す。そして、シールドノズル３が底板１３ａおよび縦板１３ｂに接触したときの位置座標Ｐｗ１を取得する。 At this time, when the shape of the workpiece 13 is a complicated three-dimensional shape, or when the workpiece 13 is installed inclined with respect to the reference workpiece model 13 ′, the shield nozzle 3 is made parallel to the z-axis direction. Even if it is lowered, the shield nozzle 3 may not contact the bottom plate 13a and the vertical plate 13b. Therefore, depending on the shape of the workpiece 13, the shield nozzle 3 is moved to the center position coordinate P c1 , and then the shield nozzle 3 is moved by a predetermined dimension parallel to the z-axis direction to approach the weld line 13c (step S206). , S207). The moving dimension at this time is kept down to a position where the shield nozzle 3 does not contact the bottom plate 13a and the vertical plate 13b.
At that position, the above steps S202, S203, and S204 are repeated until the shield nozzle 3 comes into contact with the bottom plate 13a and the vertical plate 13b. Then, to acquire the position coordinates P w1 when the shield nozzle 3 is in contact with the bottom plate 13a and vertical plate 13b.

ここで、図２のステップＳ１０５において作成されている溶接トーチ２の軌道情報から、シールドノズル３が基準ワークモデル１３’の底板１３’ａおよび縦板１３’ｂに接触する位置座標Ｐ’ｗ１を算出することができる。したがって、図９に示すように、位置座標Ｐｗ１と位置座標Ｐ’ｗ１を比較することにより、基準ワークモデル１３’に対するワーク（実ワーク）１３の位置ずれ量（Δｘ１、Δｚ１）を求めることができる（ステップＳ２０８）。 Here, from the trajectory information of the welding torch 2 created in step S105 of FIG. 2, the position coordinate P ′ w1 where the shield nozzle 3 contacts the bottom plate 13′a and the vertical plate 13′b of the reference work model 13 ′ is obtained. Can be calculated. Therefore, as shown in FIG. 9, the positional deviation amount (Δx 1 , Δz 1 ) of the work (actual work) 13 with respect to the reference work model 13 ′ is obtained by comparing the position coordinates P w1 and the position coordinates P ′ w1. (Step S208).

以上で、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った方向における位置ｙ１におけるワーク１３の位置ずれ量の算出が終了する。ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った方向における他の位置（位置ｙ２、ｙ３、…、ｙｎ）において、ワーク１３の位置ずれ量の算出が必要であれば、シールドノズル３を、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った方向に移動させ、他の位置（位置ｙ２、ｙ３、…、ｙｎ）に位置させる（ステップＳ２０９、Ｓ２１０）。そして、ステップＳ２０１に戻り、上記と同様の位置ずれ量の算出を行う。必要とされる全ての溶接線１３ｃに沿った方向における他の位置において、ワーク１３の位置ずれ量の算出が終了していれば、タッチセンシングのステップＳ１０７は終了する。 Thus, the calculation of the positional deviation amount of the workpiece 13 in position y 1 in the direction along the weld line 13c of the workpiece 13 is completed. If it is necessary to calculate the amount of displacement of the workpiece 13 at other positions (positions y 2 , y 3 ,..., Y n ) in the direction along the weld line 13 c of the workpiece 13, the shield nozzle 3 is connected to the workpiece 13. Are moved in the direction along the welding line 13c and are positioned at other positions (positions y 2 , y 3 ,..., Y n ) (steps S209 and S210). Then, the process returns to step S201, and the amount of positional deviation similar to the above is calculated. If the calculation of the positional deviation amount of the workpiece 13 has been completed at other positions in the direction along all the required weld lines 13c, the touch sensing step S107 is completed.

本実施の形態による自動溶接装置１は、ワーク１３の位置ずれ量を、シールドノズル３をワーク（実ワーク）１３に接触させて自動的に算出することができる。したがって、自動溶接装置１がシールドノズル３をワーク１３に接触させながら溶接する場合にも、溶接の過程においてシールドノズル３がワーク１３と干渉し、あるいはシールドノズル３がワーク１３から離間することがない。また、シールドノズル３自体をタッチセンサとして機能させるので、シールドノズル模擬体を用いる場合に比較し、精度を確実に確保できる。また、シールドノズル３にタッチセンサの触針を設ける場合に比較し、シールドノズル３が大型化することもなく、隅肉継手部の狭い空間にもシールドノズル３を確実に挿入してタッチセンシングや溶接を行うことが可能となる。
また、このとき、ワーク１３の形状が複雑な３次元形状である場合や、ワーク１３が基準ワークモデル１３’に対して傾いて設置されている場合等においては、溶接線１３ｃに沿った複数の位置（位置ｙ１、ｙ２、…、ｙｎ）のそれぞれにおいて３箇所以上のタッチセンシングを行うことで、それぞれの位置における溶接線１３ｃの位置座標を高精度に特定することができ、特定された位置座標から溶接トーチ２の実軌道情報を生成できる。このとき、最小限の箇所へのタッチセンシングにより溶接線１３ｃの位置座標が高精度に特定できるので、実溶接線の検出をより迅速に行うことが可能となる。 The automatic welding apparatus 1 according to the present embodiment can automatically calculate the amount of displacement of the workpiece 13 by bringing the shield nozzle 3 into contact with the workpiece (actual workpiece) 13. Therefore, even when the automatic welding apparatus 1 performs welding while bringing the shield nozzle 3 into contact with the workpiece 13, the shield nozzle 3 does not interfere with the workpiece 13 or the shield nozzle 3 is not separated from the workpiece 13 in the welding process. . Further, since the shield nozzle 3 itself functions as a touch sensor, the accuracy can be ensured more reliably than when a shield nozzle simulated body is used. In addition, the shield nozzle 3 is not increased in size compared with the case where the touch nozzle of the touch sensor is provided on the shield nozzle 3, and the shield nozzle 3 is securely inserted into the narrow space of the fillet joint portion to perform touch sensing. It becomes possible to perform welding.
At this time, when the shape of the workpiece 13 is a complicated three-dimensional shape, or when the workpiece 13 is installed to be inclined with respect to the reference workpiece model 13 ′, a plurality of pieces along the weld line 13c are provided. By performing touch sensing at three or more locations in each of the positions (positions y 1 , y 2 ,..., Y n ), the position coordinates of the weld line 13c at each position can be identified with high accuracy and identified. The actual trajectory information of the welding torch 2 can be generated from the obtained position coordinates. At this time, since the position coordinates of the welding line 13c can be specified with high accuracy by touch sensing to the minimum part, the actual welding line can be detected more quickly.

ところで、上記のステップＳ１０７のタッチセンシングにおいては、図４に示したような処理に変えて、図１０に示すような処理を採用することもできる。
「ステップＳ３０１（タッチセンサ初期位置Ｐ１に移動）」
まず、設定された初期位置Ｐ１にタッチセンサ（シールドノズル３）を移動させる。 Incidentally, in the touch sensing in step S107 described above, a process as shown in FIG. 10 can be adopted instead of the process as shown in FIG.
"Step S301 (move the touch sensor initial position P 1)"
First, move the touch sensor (shield nozzle 3) in the initial position P 1 that has been set.

「ステップＳ３０２（タッチセンサ底板１３ａに接触）」
初期位置Ｐ１のシールドノズル３を、図６に示すように、図中右方向に移動させて底板１３ａに接触させる。このときのシールドノズル３の移動は、ｘ軸と平行に行われる。そして、ロボットコントローラ８は、シールドノズル３が底板１３ａに接触した箇所の位置座標Ｐ１１を取得する。 “Step S302 (Contact Touch Sensor Bottom Plate 13a)”
The shield nozzle 3 of the initial position P 1, as shown in FIG. 6, into contact with the bottom plate 13a is moved in the right direction in FIG. The movement of the shield nozzle 3 at this time is performed in parallel with the x axis. Then, the robot controller 8 obtains the position coordinates P 11 places the shield nozzle 3 is in contact with the bottom plate 13a.

「ステップＳ３０３（タッチセンサ縦板１３ｂに接触）」
位置座標Ｐ１１が求められたら、次いで、縦板１３ｂに接触するまで、図７に示すように、シールドノズル３を図中左方向に移動させる。この場合も、シールドノズル３の移動は、ｘ軸と平行に行われる。縦板１３ｂに接触したときのシールドノズル３の位置座標Ｐ１２を、ロボットコントローラ８で取得する。 "Step S303 (contact with the touch sensor vertical plate 13b)"
When the position coordinate P 11 is determined, then, until it contacts the vertical plate 13b, as shown in FIG. 7, to move the shield nozzle 3 to the left in FIG. Also in this case, the movement of the shield nozzle 3 is performed in parallel with the x axis. The position coordinates P 12 of the shield nozzle 3 upon contact with the vertical plate 13b, acquired by the robot controller 8.

「ステップＳ３０４（タッチセンサ下降）」
位置座標Ｐ１１と位置座標Ｐ１２が求められたなら、シールドノズル３を位置座標Ｐ１１と位置座標Ｐ１２の間の位置に移動させる。そして、図１１に示すように、シールドノズル３をｚ軸方向に平行に一定寸法だけ下降させる。このときの移動位置、下降寸法は、シールドノズル３を下降させても底板１３ａおよび縦板１３ｂに接触しない位置、寸法とする。 “Step S304 (Descent touch sensor)”
Position if the coordinates P 11 and the position coordinates P 12 is determined, to move the shield nozzle 3 at a position between the position coordinate P 11 and the position coordinates P 12. Then, as shown in FIG. 11, the shield nozzle 3 is lowered by a certain dimension parallel to the z-axis direction. The moving position and the descending dimension at this time are the position and dimension that do not contact the bottom plate 13a and the vertical plate 13b even when the shield nozzle 3 is lowered.

「ステップＳ３０５（タッチセンサ底板１３ａに接触）」
その位置において、図１２に示すように、ｘ軸と平行に図中右方向に移動させて底板１３ａに接触させる。そして、ロボットコントローラ８は、シールドノズル３が底板１３ａに接触した箇所の位置座標Ｐ１３を取得する。 "Step S305 (contact touch sensor bottom plate 13a)"
At that position, as shown in FIG. 12, it is moved in the right direction in the drawing parallel to the x-axis and brought into contact with the bottom plate 13a. Then, the robot controller 8 obtains the position coordinates P 13 places the shield nozzle 3 is in contact with the bottom plate 13a.

「ステップＳ３０６（タッチセンサ縦板１３ｂに接触）」
次いで、縦板１３ｂに接触するまで、図１３に示すように、シールドノズル３をｘ軸と平行に図中左方向に移動させる。縦板１３ｂに接触したときのシールドノズル３の位置座標Ｐ１４を、ロボットコントローラ８で取得する。
このようにして、タッチセンサを、底板１３ａ、縦板１３ｂのそれぞれにおいて２点ずつ、合計４点で接触させる。 "Step S306 (contact touch sensor vertical plate 13b)"
Next, as shown in FIG. 13, the shield nozzle 3 is moved in the left direction in the drawing in parallel with the x axis until it comes into contact with the vertical plate 13b. The position coordinates P 14 of the shield nozzle 3 upon contact with the vertical plate 13b, acquired by the robot controller 8.
In this way, the touch sensor is brought into contact with a total of four points, two on each of the bottom plate 13a and the vertical plate 13b.

「ステップＳ３０７（溶接位置の算出）」
このようにして取得された位置座標Ｐ１１、Ｐ１３から、図１４に示すように、底板１３ａの表面に沿った仮想線（第一の仮想線）Ｌａを算出し、位置座標Ｐ１２、Ｐ１４から、縦板１３ｂの表面に沿った仮想線（第二の仮想線）Ｌｂを算出し、最終的に、仮想線Ｌａ、Ｌｂの交点、すなわち位置ｙ１における溶接位置Ｐ１５を算出する。 "Step S307 (calculation of welding position)"
From the position coordinates P 11 and P 13 acquired in this way, as shown in FIG. 14, a virtual line (first virtual line) La along the surface of the bottom plate 13a is calculated, and the position coordinates P 12 and P 13 are calculated. from 14, the virtual line along the surface of the vertical plate 13b calculates a (second virtual line) Lb, finally, calculates the imaginary line La, the intersection of Lb, namely a welding position P 15 in the position y 1.

ここで、図２のステップＳ１０５において作成されている溶接トーチ２の軌道情報は、基準ワークモデル１３’における溶接位置Ｐ’１５を含むことができる。したがって、図１４に示すように、溶接位置Ｐ１５と溶接位置Ｐ’１５を比較することにより、基準ワークモデル１３’とワーク（実ワーク）１３の位置ずれ量（Δｘ１、Δｚ１）を求めることができる。 Here, track information of the welding torch 2 that have been created in step S105 of FIG. 2 may comprise a 15 'welding position P' in the reference work model 13. Therefore, as shown in FIG. 14, by comparing the welding position P 15 and the welding position P ′ 15 , the amount of displacement (Δx 1 , Δz 1 ) between the reference workpiece model 13 ′ and the workpiece (actual workpiece) 13 is obtained. be able to.

以上で、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った方向の位置ｙ１におけるワーク１３の位置ずれ量の算出が終了する。この後、シールドノズル３を、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った方向に移動させ、他の位置（位置ｙ２、ｙ３、…、ｙｎ）に位置させる（ステップＳ３０８、Ｓ３０９）。そして、ステップＳ３０１に戻り、上記と同様の位置ずれ量の算出を行う。必要とされる他の位置の全てにおいて、ワーク１３の位置ずれ量の算出が終了していれば、タッチセンシングのステップＳ１０７は終了する。 Thus, the calculation of the positional deviation amount of the work 13 in the direction of the position y 1 along the weld line 13c of the workpiece 13 is completed. Thereafter, the shield nozzle 3 is moved in the direction along the weld line 13c of the workpiece 13 to be positioned at other positions (positions y 2 , y 3 ,..., Y n ) (steps S308 and S309). Then, the process returns to step S301, and the amount of positional deviation similar to the above is calculated. If the calculation of the amount of displacement of the workpiece 13 has been completed at all other required positions, the touch sensing step S107 ends.

このようにすることで、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った各位置において、４点においてのみ位置検出を行うことで、シールドノズル３の位置ずれ量を求め、トーチ軌道補正を行うことができる。ここで、前述の図４に示した手法の場合、ワーク１３が複雑な３次元形状等である場合等には、シールドノズル３を徐々に下降させながら、底板１３ａ、縦板１３ｂへのタッチセンシングを多数回繰り返す必要があったが、図１０に示した手法によれば、４点のみの位置検出で、溶接位置Ｐ１５の高精度な検出・補正が行える。 By doing in this way, the position deviation amount of the shield nozzle 3 can be calculated | required by performing position detection only in four points in each position along the welding line 13c of the workpiece | work 13, and a torch track | orbit correction | amendment can be performed. Here, in the case of the method shown in FIG. 4 described above, when the workpiece 13 has a complicated three-dimensional shape or the like, touch sensing to the bottom plate 13a and the vertical plate 13b while the shield nozzle 3 is gradually lowered. the repeated it was necessary number of times, according to the method shown in FIG. 10, the position detection of only four points, allows highly accurate detection and correction of the welding position P 15.

上記のステップＳ１０７のタッチセンシングにおいては、図１５に示すような処理を採用することもできる。
「ステップＳ４０１（タッチセンサ初期位置Ｐ１に移動）」
まず、設定された初期位置Ｐ１にタッチセンサを移動させる。 In the touch sensing in step S107 described above, a process as shown in FIG. 15 may be employed.
"Step S401 (move the touch sensor initial position P 1)"
First, move the touch sensor to the initial position P 1 that has been set.

「ステップＳ４０２（タッチセンサ縦板１３ｂに接触）」
初期位置Ｐ１のシールドノズル３を、図１６に示すように、図中左方向に移動させて縦板１３ｂに接触させる。このときのシールドノズル３の移動は、ｘ軸と平行に行われる。そして、ロボットコントローラ８は、シールドノズル３が縦板１３ｂに接触した箇所の位置座標Ｐ２１を取得する。 “Step S402 (Contact Touch Sensor Vertical Plate 13b)”
The shield nozzle 3 of the initial position P 1, as shown in FIG. 16, into contact with the vertical plate 13b is moved leftward in FIG. The movement of the shield nozzle 3 at this time is performed in parallel with the x axis. Then, the robot controller 8 obtains the position coordinates P 21 places the shield nozzle 3 is in contact with the vertical plate 13b.

「ステップＳ４０３（タッチセンサ底板１３ａに接触）」
位置座標Ｐ２１が求められたら、次いで、底板１３ａに接触するまで、図１７に示すように、シールドノズル３を図中右方向に移動させる。この場合も、シールドノズル３の移動は、ｘ軸と平行に行われる。底板１３ａに接触したときのシールドノズル３の位置座標Ｐ２２を、ロボットコントローラ８で取得する。 "Step S403 (contacts the touch sensor bottom plate 13a)"
When the position coordinate P 21 is determined, then, until it contacts the bottom plate 13a, as shown in FIG. 17, to move the shield nozzle 3 rightward in the figure. Also in this case, the movement of the shield nozzle 3 is performed in parallel with the x axis. The position coordinate P 22 of the shield nozzle 3 upon contact with the bottom plate 13a, and acquires the robot controller 8.

「ステップＳ４０４（タッチセンサ下降）」
位置座標Ｐ２１と位置座標Ｐ２２が求められたなら、シールドノズル３を位置座標Ｐ２１と位置座標Ｐ２２の間の位置に移動させる。そして、シールドノズル３をｚ軸方向に平行に一定寸法だけ下降させる。このときの移動位置、下降寸法は、シールドノズル３を下降させても底板１３ａおよび縦板１３ｂに接触しない位置、寸法とする。 "Step S404 (touch sensor lowering)"
If the position coordinates P 21 and the position coordinates P 22 is determined, is moved to a position between the position and the position coordinates P 21 the shield nozzle 3 coordinates P 22. Then, the shield nozzle 3 is lowered by a certain dimension parallel to the z-axis direction. The moving position and the descending dimension at this time are the position and dimension that do not contact the bottom plate 13a and the vertical plate 13b even when the shield nozzle 3 is lowered.

「ステップＳ４０５（タッチセンサ縦板１３ｂに接触）」
その位置において、図１８に示すように、ｘ軸と平行に図中一方の側（例えば左方向）に移動させて底板１３ａ、縦板１３ｂのいずれか一方（例えば縦板１３ｂ）に接触させる。そして、ロボットコントローラ８は、シールドノズル３が縦板１３ｂに接触した箇所の位置座標Ｐ２３を取得する。 "Step S405 (contact touch sensor vertical plate 13b)"
At that position, as shown in FIG. 18, it is moved parallel to the x-axis to one side (for example, the left direction) in the figure and brought into contact with either the bottom plate 13a or the vertical plate 13b (for example, the vertical plate 13b). Then, the robot controller 8 obtains the position coordinates P 23 places the shield nozzle 3 is in contact with the vertical plate 13b.

「ステップＳ４０６（基準ワークモデル１３’の移動）」
次いで、図１９に示すように、取得された縦板１３ｂ上の位置座標Ｐ２１に、基準ワークモデル１３’の縦板１３’ｂが重なるように基準ワークモデル１３’をセットする。 “Step S406 (Movement of Standard Work Model 13 ′)”
Then, as shown in FIG. 19, the position coordinates P 21 on acquired vertical plate 13b, the reference work model 13 is set to 'vertical plate 13'b of reference work model 13 so as to overlap'.

「ステップＳ４０７（基準ワークモデル１３’の回転）」
次いで、図２０に示すように、取得された縦板１３ｂ上の位置座標Ｐ２１、Ｐ２３の２点を含む仮想線Ｌを算出し、さらにこの仮想線Ｌと、基準ワークモデル１３’における縦板１３’ｂの表面を示す線分との角度θを算出する。
そして、基準ワークモデル１３’を、位置座標Ｐ２１を中心として角度θだけ回転させる。すると、図２１に示すように、基準ワークモデル１３’の縦板１３’ｂの表面を示す線分が、仮想線Ｌ、すなわち実際のワーク１３の縦板１３ｂに重なる。 “Step S407 (Rotation of Reference Work Model 13 ′)”
Next, as shown in FIG. 20, a virtual line L including two points of the acquired position coordinates P 21 and P 23 on the vertical plate 13b is calculated, and this virtual line L and the vertical line in the reference work model 13 ′ are further calculated. An angle θ with the line segment indicating the surface of the plate 13′b is calculated.
Then, the reference work model 13 'by an angle θ rotated about the position coordinate P 21. Then, as shown in FIG. 21, the line segment indicating the surface of the vertical plate 13′b of the reference workpiece model 13 ′ overlaps the virtual line L, that is, the vertical plate 13b of the actual workpiece 13.

「ステップＳ４０８（基準ワークモデル１３’の実際のワーク１３への合わせ込み）」
基準ワークモデル１３’を回転させた時点においては、図２１に示すように、実際のワーク１３と基準ワークモデル１３’とが、底板１３ａ側においてずれている。そこで、図２２に示すように、基準ワークモデル１３’の底板１３’ａの表面を示す線分が位置座標Ｐ２２を含むように、基準ワークモデル１３’を縦板１３’ｂに平行な方向に移動させる。
これにより、基準ワークモデル１３’が実際のワーク１３に合致することになる。
「ステップＳ４０９（溶接位置の算出）」
そこで、基準ワークモデル１３’における底板１３’ａの表面を示す線分と縦板１３’ｂの表面を示す線分との交点を算出する。算出した交点の位置を、溶接位置Ｐ２５とすることができる。 “Step S408 (Adjusting the standard workpiece model 13 ′ to the actual workpiece 13)”
When the reference workpiece model 13 ′ is rotated, as shown in FIG. 21, the actual workpiece 13 and the reference workpiece model 13 ′ are shifted on the bottom plate 13a side. Therefore, as shown in FIG. 22, 'as a line segment showing the bottom plate surface of the 13'a of including the position coordinate P 22, the reference work model 13' standard work model 13 direction parallel to the vertical plate 13'b Move to.
As a result, the reference work model 13 ′ matches the actual work 13.
“Step S409 (Calculation of Welding Position)”
Therefore, the intersection of the line segment indicating the surface of the bottom plate 13′a and the line segment indicating the surface of the vertical plate 13′b in the reference work model 13 ′ is calculated. The position of the calculated intersection point may be a welding position P 25.

以上で、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った方向の位置ｙ１における溶接位置Ｐ２５の取得が終了する。この後、シールドノズル３を、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った方向に移動させ、他の位置（位置ｙ２、ｙ３、…、ｙｎ）に位置させる（ステップＳ４１０、Ｓ４１１）。そして、ステップＳ４０１に戻り、上記と同様の溶接位置の算出を行う。必要とされる全ての溶接線１３ｃに沿った方向における他の位置において、溶接位置の算出が終了していれば、タッチセンシングのステップＳ１０７は終了する。 Thus, the acquisition of the welding position P 25 in the position y 1 of the direction along the weld line 13c of the workpiece 13 is completed. Thereafter, the shield nozzle 3 is moved in a direction along the weld line 13c of the workpiece 13 and is positioned at other positions (positions y 2 , y 3 ,..., Y n ) (steps S410 and S411). And it returns to step S401 and the calculation of the welding position similar to the above is performed. If the calculation of the welding position is completed at other positions in the direction along all the required welding lines 13c, the touch sensing step S107 ends.

このようにすることで、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った各位置において、溶接位置を求め、トーチ軌道補正を行うことができる。このとき、ワーク１３が複雑な３次元形状等である場合においても、図４や図１０に示した手法よりも少ない点数でのタッチセンシングにより溶接位置Ｐ２５の高精度な検出が行え、生産性の向上に寄与できる。 By doing in this way, a welding position can be calculated | required in each position along the welding line 13c of the workpiece | work 13, and a torch track | orbit correction | amendment can be performed. At this time, when the workpiece 13 is a complex three-dimensional shape is also performed highly precise detection of the welding position P 25 by the touch sensing with less points than the method shown in FIGS. 4 and 10, productivity It can contribute to improvement.

上記のステップＳ１０７のタッチセンシングにおいては、図２３に示すような処理を採用することもできる。
まず、ワーク１３の所定の溶接位置への設置、タッチセンサの初期位置の設定を行った後に、以下の処理を行う。
「ステップＳ５０１（タッチセンサ初期位置Ｐ１に移動）」
ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った位置ｙ１に設定された初期位置Ｐ１にタッチセンサを移動させる。 In the touch sensing in step S107 described above, a process as shown in FIG. 23 may be employed.
First, after setting the work 13 at a predetermined welding position and setting the initial position of the touch sensor, the following processing is performed.
"Step S501 (move the touch sensor initial position P 1)"
Moving the touch sensor to the initial position P 1 set in the position y 1 along the weld line 13c of the workpiece 13.

「ステップＳ５０２（タッチセンサ底板１３ａに接触）」
図２４に示すように、初期位置Ｐ１のシールドノズル３を移動させて底板１３ａに接触させる。このときのシールドノズル３の移動は、ｘ軸と平行に行われる。そして、ロボットコントローラ８は、シールドノズル３が底板１３ａに接触した箇所（第一の位置Ｓ１）の位置座標（第一の箇所ａ）Ｐ３１を取得する。 "Step S502 (touch the touch sensor bottom plate 13a)"
As shown in FIG. 24, it is contacted to move the shield nozzle 3 of the initial position P 1 in the bottom plate 13a. The movement of the shield nozzle 3 at this time is performed in parallel with the x axis. Then, the robot controller 8 obtains the position coordinates (first position a) P 31 places the shield nozzle 3 is in contact with the bottom plate 13a (first position S1).

「ステップＳ５０３（タッチセンサ縦板１３ｂに接触）」
位置座標Ｐ３１が求められたら、次いで、縦板１３ｂに接触するまで、シールドノズル３を移動させる。この場合も、シールドノズル３の移動は、ｘ軸と平行に行われる。シールドノズル３が縦板１３ｂに接触した箇所（第二の位置Ｓ２）の位置座標（第二の箇所ｂ）Ｐ３２を、ロボットコントローラ８で取得する。 "Step S503 (contacts the touch sensor vertical plate 13b)"
When the position coordinate P 31 is determined, then, until it contacts the vertical plate 13b, to move the shield nozzle 3. Also in this case, the movement of the shield nozzle 3 is performed in parallel with the x axis. The position coordinates (second position b) P 32 places the shield nozzle 3 is in contact with the vertical plate 13b (second position S2), and acquired by the robot controller 8.

「ステップＳ５０４（タッチセンサ下降）」
位置座標Ｐ３１と位置座標Ｐ３２が求められたなら、シールドノズル３を位置座標Ｐ３１と位置座標Ｐ３２の間の位置に移動させる。そして、シールドノズル３をｚ軸方向に平行に一定寸法だけ下降させる。このときの移動位置、下降寸法は、シールドノズル３を下降させても底板１３ａおよび縦板１３ｂに接触しない位置、寸法とする。 "Step S504 (touch sensor lowering)"
If the position coordinates P 31 and the position coordinates P 32 is determined, to move the shield nozzle 3 at a position between the position coordinate P 31 and the position coordinates P 32. Then, the shield nozzle 3 is lowered by a certain dimension parallel to the z-axis direction. The moving position and the descending dimension at this time are the position and dimension that do not contact the bottom plate 13a and the vertical plate 13b even when the shield nozzle 3 is lowered.

「ステップＳ５０５（タッチセンサ底板１３ａに接触）」
その位置において、ｘ軸と平行に一方の側に移動させて底板１３ａ、縦板１３ｂのいずれか一方（本実施の形態では底板１３ａ）に接触させる。そして、ロボットコントローラ８は、シールドノズル３が底板１３ａに接触した箇所（第三の位置）の位置座標（第三の箇所ｃ）Ｐ３３を取得する。 “Step S505 (contact touch sensor bottom plate 13a)”
At that position, it is moved to one side parallel to the x-axis and brought into contact with one of the bottom plate 13a and the vertical plate 13b (in this embodiment, the bottom plate 13a). Then, the robot controller 8 obtains the position coordinates (third point c) P 33 places the shield nozzle 3 is in contact with the bottom plate 13a (third position).

「ステップＳ５０６（位置ｙ２に設定された初期位置Ｐ２へのタッチセンサ移動）」
次いで、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った位置ｙ２に設定された初期位置Ｐ２にタッチセンサを移動させる。 "(Touch sensor movement to position y 2 which is set to the initial position P 2) Step S506"
Next, the touch sensor is moved to the initial position P 2 set at the position y 2 along the weld line 13 c of the workpiece 13.

「ステップＳ５０７（タッチセンサ底板１３ａに接触）」
初期位置Ｐ２のシールドノズル３を他方の側に移動させて底板１３ａに接触させる。このときのシールドノズル３の移動は、ｘ軸と平行に行われる。そして、ロボットコントローラ８は、シールドノズル３が底板１３ａに接触した箇所（第四の位置）の位置座標（第四の箇所ｄ）Ｐ３４を取得する。 "Step S507 (contact touch sensor bottom plate 13a)"
The shield nozzle 3 of the initial position P 2 is moved to the other side into contact with the bottom plate 13a. The movement of the shield nozzle 3 at this time is performed in parallel with the x axis. Then, the robot controller 8 obtains the position coordinates (fourth location d) P 34 places the shield nozzle 3 is in contact with the bottom plate 13a (fourth position).

「ステップＳ５０８（タッチセンサ縦板１３ｂに接触）」
位置座標Ｐ３４が求められたら、次いで、縦板１３ｂに接触するまで、シールドノズル３を移動させる。この場合も、シールドノズル３の移動は、ｘ軸と平行に行われる。シールドノズル３が縦板１３ｂに接触した箇所（第五の位置）の位置座標（第五の箇所ｅ）Ｐ３５を、ロボットコントローラ８で取得する。 "Step S508 (contact touch sensor vertical plate 13b)"
When the position coordinate P 34 is determined, then, until it contacts the vertical plate 13b, to move the shield nozzle 3. Also in this case, the movement of the shield nozzle 3 is performed in parallel with the x axis. The robot controller 8 acquires the position coordinate (fifth location e) P 35 of the location (fifth location) where the shield nozzle 3 contacts the vertical plate 13b.

「ステップＳ５０９（タッチセンサ下降）」
位置座標Ｐ３４と位置座標Ｐ３５が求められたなら、シールドノズル３を位置座標Ｐ３４と位置座標Ｐ３５の間の位置に移動させる。
そして、シールドノズル３をｚ軸方向に平行に一定寸法だけ下降させる。このときの下降寸法は、シールドノズル３が底板１３ａおよび縦板１３ｂに接触しない位置までの下降に留める。 "Step S509 (touch sensor lowering)"
If the position coordinates P 34 and the position coordinates P 35 is determined, to move the shield nozzle 3 at a position between the position coordinate P 34 and the position coordinates P 35.
Then, the shield nozzle 3 is lowered by a certain dimension parallel to the z-axis direction. The descending dimension at this time is kept down to a position where the shield nozzle 3 does not contact the bottom plate 13a and the vertical plate 13b.

「ステップＳ５１０（タッチセンサ縦板１３ｂに接触）」
その位置において、ｘ軸と平行に、ステップＳ５０５とは反対の側に移動させて底板１３ａ、縦板１３ｂのいずれか他方（本実施の形態では縦板１３ｂ）に接触させる。そして、ロボットコントローラ８は、シールドノズル３が縦板１３ｂに接触した箇所（第六の位置）の位置座標（第六の箇所ｆ）Ｐ３６を取得する。 “Step S510 (Touch Sensor Vertical Plate 13b)”
At that position, it is moved parallel to the x-axis to the side opposite to step S505 and brought into contact with either the bottom plate 13a or the vertical plate 13b (vertical plate 13b in the present embodiment). Then, the robot controller 8 obtains the position coordinates (sixth point f) P 36 places the shield nozzle 3 is in contact with the vertical plate 13b (sixth position).

「ステップＳ５１１（仮想平面の算出）」
このようにして取得された６点の位置座標Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３、Ｐ３４、Ｐ３５、Ｐ３６、から、以下の仮想平面Ｆ１〜Ｆ４を算出する。
・仮想平面（第一の平面）Ｆ１：位置座標Ｐ３１、Ｐ３３、Ｐ３４の３点を含み、底板１３ａに相当する平面、
・仮想平面（第二の平面）Ｆ２：位置座標Ｐ３２、Ｐ３５、Ｐ３６の３点を含み、縦板１３ｂに相当する平面、
・仮想平面（第三の平面）Ｆ３：位置座標Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３の３点を含み、位置ｙ１における断面に相当する平面、
・仮想平面（第四の平面）Ｆ４：位置座標Ｐ３４、Ｐ３５、Ｐ３６の３点を含み、位置ｙ２における断面に相当する平面。 “Step S511 (Calculation of Virtual Plane)”
The following virtual planes F1 to F4 are calculated from the position coordinates P 31 , P 32 , P 33 , P 34 , P 35 , P 36 obtained in this way.
Virtual plane (first plane) F1: A plane that includes three points of position coordinates P 31 , P 33 , and P 34 and corresponds to the bottom plate 13a,
Virtual plane (second plane) F2: a plane that includes three points of position coordinates P 32 , P 35 , and P 36 and corresponds to the vertical plate 13b,
Virtual plane (third plane) F3: a plane including three points of position coordinates P 31 , P 32 , and P 33 and corresponding to a cross section at the position y 1
Virtual plane (fourth plane) F4: A plane that includes three points of position coordinates P 34 , P 35 , and P 36 and corresponds to a cross section at position y 2 .

「ステップＳ５１２（溶接位置の算出）」
上記のように算出された仮想平面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の交点を、位置ｙ１における溶接位置Ｐ３７として算出し、仮想平面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ４の交点を、位置ｙ２における溶接位置Ｐ３８として算出する。
なお、溶接線１３ｃが３次元曲線を描く場合であっても、互いに隣接する位置ｙ１、ｙ２間においては、上記のような仮想平面Ｆ１〜Ｆ４を組み合わせることで、ワーク１３の形状をモデル化することができる。 “Step S512 (Calculation of Welding Position)”
The intersection of the imaginary plane F1, F2, F3, which were calculated as described above, calculated as the welding position P 37 in the position y 1, the intersection of the virtual plane F1, F2, F4, as welding position P 38 in the position y 2 calculate.
Even when the welding line 13c draws a three-dimensional curve, the shape of the workpiece 13 is modeled by combining the virtual planes F1 to F4 as described above between the positions y 1 and y 2 adjacent to each other. Can be

以上で、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った方向の位置ｙ１、ｙ２における溶接位置Ｐ３７、Ｐ３８の取得が終了する。
この後、シールドノズル３を、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った方向に移動させ（ステップＳ５１３、Ｓ５１４）、ステップＳ４０１に戻り、互いに前後する次の位置（位置ｙ２、ｙ３）について、上記と同様の溶接位置の算出を行う。このとき、位置ｙ２における位置座標Ｐ３４、Ｐ３５、Ｐ３６は既知であるため、新たに位置ｙ３においてのみ、上記と同様に三点の位置座標を取得する（ステップＳ５１５〜Ｓ５１９）。そして、既知の位置ｙ２における位置座標Ｐ３４、Ｐ３５、Ｐ３６を前記のステップＳ５１１における位置座標Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３に置き換え（ステップＳ５２０）、これら位置座標Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３と、新たに取得した位置ｙ３における位置座標Ｐ３４、Ｐ３５、Ｐ３６とから、位置ｙ３における溶接位置を算出する（ステップＳ５１１）。ただしこの場合、上記における「底板１３ａ、縦板１３ｂのいずれか一方」、「他方」は上記とは逆に取り扱う必要がある。
必要とされる全ての溶接線１３ｃに沿った方向における他の位置において、上記と同様に順次溶接位置の算出を行っていき、すべての位置において溶接位置の算出が終了していれば、タッチセンシングのステップＳ１０７は終了する。 The acquisition of the welding positions P 37 and P 38 at the positions y 1 and y 2 in the direction along the weld line 13c of the workpiece 13 is thus completed.
Thereafter, the shield nozzle 3 is moved in the direction along the weld line 13c of the workpiece 13 (steps S513 and S514), the process returns to step S401, and the following positions (positions y 2 and y 3 ) before and after each other are described above. The welding position is calculated in the same manner as above. At this time, since the position coordinates P 34 , P 35 , and P 36 at the position y 2 are already known, the position coordinates of the three points are acquired only at the position y 3 as described above (steps S515 to S519). Then, the position coordinates P 34 , P 35 , P 36 at the known position y 2 are replaced with the position coordinates P 31 , P 32 , P 33 in step S511 (step S520), and these position coordinates P 31 , P 32 , and P 33, newly from the acquired position coordinate P 34 at position y 3, P 35, P 36 Prefecture, calculates a welding position at the position y 3 (step S511). However, in this case, “one of the bottom plate 13a and the vertical plate 13b” and “the other” in the above must be handled in the opposite manner.
At other positions in the direction along all required welding lines 13c, the welding positions are calculated in the same manner as described above, and if the calculation of the welding positions is completed at all positions, touch sensing is performed. Step S107 ends.

このようにすることで、ワーク１３の溶接線１３ｃに沿った各位置において、溶接位置を求め、トーチ軌道補正を行うことができる。ここで、ワーク１３の底板１３ａと縦板１３ｂの継手角度が、ワーク１３の姿勢等によって設計値に対してずれてしまうことがあるが、上記の手法によれば、そのような場合であっても、実際のワーク１３の底板１３ａと縦板１３ｂの継手角度に応じて溶接位置Ｐ３７、Ｐ３８の算出が行えるため、高精度な実軌道情報の生成が行える。また、この場合も、図１５の手法と同様、より少ない点数でのタッチセンシングにより高精度な実軌道情報の生成が行えるため、生産性の向上に寄与できる。 By doing in this way, a welding position can be calculated | required in each position along the welding line 13c of the workpiece | work 13, and a torch track | orbit correction | amendment can be performed. Here, the joint angle between the bottom plate 13a and the vertical plate 13b of the work 13 may be deviated from the design value depending on the posture of the work 13 or the like. In addition, since the welding positions P 37 and P 38 can be calculated according to the joint angle between the bottom plate 13 a and the vertical plate 13 b of the actual work 13, highly accurate actual trajectory information can be generated. Also in this case, as in the method of FIG. 15, since the real orbit information can be generated with high accuracy by touch sensing with a smaller number of points, it can contribute to the improvement of productivity.

なお、上記実施の形態において、図４〜図２４に示したような、実起動情報を生成するための各手法については、シールドノズル３自体をタッチセンサとして機能させる場合のみならず、シールドノズル３にタッチセンサの触針を設けたり、シールドノズル３に変えてタッチセンシング専用のシールドノズル模擬体を設けたりする場合にも適用することが可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。 In the above embodiment, each method for generating actual activation information as shown in FIGS. 4 to 24 is not limited to the case where the shield nozzle 3 itself functions as a touch sensor. The present invention can also be applied to a case where a stylus for a touch sensor is provided, or a shield nozzle simulation body dedicated to touch sensing is provided instead of the shield nozzle 3.
In addition to this, as long as it does not depart from the gist of the present invention, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.

本実施の形態における自動溶接装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the automatic welding apparatus in this Embodiment. 本実施の形態による自動溶接装置における溶接手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the welding procedure in the automatic welding apparatus by this Embodiment. センシング位置を特定する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of specifying a sensing position. タッチセンサで実ワークの位置ずれ量を検出する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which detects the positional offset amount of a real workpiece | work with a touch sensor. タッチセンサで実ワークの位置ずれ量を検出する原理を説明する図であって、タッチセンサが初期位置に配置された状態を示す図である。It is a figure explaining the principle which detects the amount of position shift of an actual work with a touch sensor, and is a figure showing the state where the touch sensor was arranged in the initial position. 同、タッチセンサが一方の板に接触した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the touch sensor contacted one board same as the above. 同、タッチセンサが他方の板に接触した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the touch sensor contacted the other board same as the above. 同、タッチセンサが両方の板間の中央に配置した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which has arrange | positioned the touch sensor in the center between both boards similarly. 同、タッチセンサが両方の板に接触した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the touch sensor contacted both the plates similarly. タッチセンサで実ワークにおける溶接線の位置を検出する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which detects the position of the welding line in a real workpiece | work with a touch sensor. タッチセンサで実ワークにおける溶接線の位置を検出する原理を説明する図であって、タッチセンサが初期位置に配置された状態を示す図である。It is a figure explaining the principle which detects the position of the welding line in a real work with a touch sensor, and is a figure showing the state where the touch sensor was arranged in the initial position. 同、タッチセンサが一方の板に接触した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the touch sensor contacted one board same as the above. 同、タッチセンサが他方の板に接触した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the touch sensor contacted the other board same as the above. タッチセンシングした４箇所の位置情報から溶接線位置を算出する手法を示す図である。It is a figure which shows the method of calculating a welding line position from the positional information of 4 places touch-sensed. タッチセンサで実ワークにおける溶接線の位置を検出する他の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other procedure which detects the position of the welding line in a real workpiece | work with a touch sensor. タッチセンサで実ワークにおける溶接線の位置を検出する原理を説明する図であって、タッチセンサが一方の板に接触した状態を示す図である。It is a figure explaining the principle which detects the position of the welding line in an actual workpiece | work with a touch sensor, Comprising: It is a figure which shows the state which the touch sensor contacted one board. 同、タッチセンサが他方の板に接触した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the touch sensor contacted the other board same as the above. 同、タッチセンサを下降させて一方の板に接触した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which lowered | hung the touch sensor and contacted one board. タッチセンシングした３箇所の位置に対し、基準ワークモデルを合わせ込むため、基準ワークモデルを１箇所に位置に合わせてセットした状態を示す図である。It is a figure which shows the state which set the reference | standard work model according to the position in one place, in order to match | combine a reference | standard work model with respect to the position of 3 places which carried out touch sensing. 実ワークと基準ワークモデルの交差角度を示す図である。It is a figure which shows the crossing angle of an actual workpiece | work and a reference | standard workpiece model. 基準ワークモデルを回転させて実ワークと同角度とした状態を示す図である。It is a figure which shows the state which rotated the reference | standard workpiece model and was made into the same angle as an actual workpiece | work. 基準ワークモデルを移動させて実ワークに合わせ込んだ状態を示す図である。It is a figure which shows the state which moved the reference | standard work model and matched with the actual workpiece | work. タッチセンサで実ワークにおける溶接線の位置を検出するさらに他の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the further another procedure which detects the position of the welding line in a real workpiece | work with a touch sensor. 図２３の手法において、タッチセンシングを行う箇所と、溶接線の位置を算出するために用いる仮想平面との関係を示す図である。FIG. 24 is a diagram illustrating a relationship between a location where touch sensing is performed and a virtual plane used to calculate the position of a weld line in the method of FIG. 23. 隅肉継手において、タッチセンサで基準溶接線と実溶接線とのずれ量を検出する原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle which detects the deviation | shift amount of a reference | standard weld line and an actual weld line with a touch sensor in a fillet joint. 継手角度が変化するワークで、シールドノズルがワークと干渉し、または離間することを示す図である。It is a figure which shows that a shield nozzle interferes with a workpiece | work or leaves | separates by the workpiece | work from which a joint angle changes.

符号の説明Explanation of symbols

１…自動溶接装置、２…溶接トーチ、３…シールドノズル、５…溶接ワイヤ、６…多関節ロボット（移動装置）、７…ガス供給装置、８…ロボットコントローラ（コントローラ、トーチ動作制御部）、９…センサ用電源（電源）、１０…溶接電源、１１…ＣＡＤシステム、１２…オフライン教示データ作成システム（軌道生成部）、１３…ワーク、１３’…基準ワークモデル、１３ａ…底板、１３ｂ…縦板、１３ｃ…溶接線、Ｆ１…仮想平面（第一の平面）、Ｆ２…仮想平面（第二の平面）、Ｆ３…仮想平面（第三の平面）、Ｆ４…仮想平面（第四の平面）、Ｌ…仮想線、Ｌａ…仮想線（第一の仮想線）、Ｌｂ…仮想線（第二の仮想線）   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Automatic welding apparatus, 2 ... Welding torch, 3 ... Shield nozzle, 5 ... Welding wire, 6 ... Articulated robot (movement apparatus), 7 ... Gas supply apparatus, 8 ... Robot controller (controller, torch operation control part), DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Power supply for sensors (power supply), 10 ... Welding power supply, 11 ... CAD system, 12 ... Offline teaching data creation system (trajectory generation part), 13 ... Work, 13 '... Standard work model, 13a ... Bottom plate, 13b ... Vertical Plate, 13c ... weld line, F1 ... virtual plane (first plane), F2 ... virtual plane (second plane), F3 ... virtual plane (third plane), F4 ... virtual plane (fourth plane) , L ... virtual line, La ... virtual line (first virtual line), Lb ... virtual line (second virtual line)

Claims (10)

隅肉継手部を有するワークを隅肉溶接する際に溶接トーチを前記隅肉継手部の溶接線に沿って動作させるための軌道情報を作成するステップと、
作成された前記軌道情報に基づいて前記溶接トーチを前記溶接線に沿って動作させて前記ワークを隅肉溶接するステップと、を備え、
前記軌道情報を作成するステップでは、前記ワークに対し、前記溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおいて、前記隅肉継手部の前記溶接線を挟んだ両側でタッチセンサによる３箇所以上のタッチセンシングを行って各箇所の位置座標を取得し、
取得された前記各箇所の位置座標から前記位置における前記溶接線の位置座標を特定し、
特定された前記溶接線の位置座標から前記軌道情報を生成することを特徴とする溶接方法。 Creating trajectory information for operating a welding torch along the weld line of the fillet joint when a workpiece having a fillet joint is welded;
Operating the welding torch along the weld line based on the created trajectory information to weld the workpiece fillet,
In the step of creating the trajectory information, a touch sensor 3 is provided on both sides of the fillet joint portion with respect to the workpiece at each of a plurality of positions spaced from each other along the weld line. Perform touch sensing over the location to obtain the position coordinates of each location,
Identify the position coordinates of the weld line at the position from the acquired position coordinates of each location,
The welding method, wherein the trajectory information is generated from the position coordinates of the identified welding line. 前記ワークの設計データに基づいて、前記ワークを隅肉溶接する際に前記溶接トーチを動作させるための基準軌道情報を作成するステップをさらに備え、
前記軌道情報を作成するステップでは、特定された前記溶接線の位置座標の前記基準軌道情報に対する位置ずれ量を取得し、取得された前記位置ずれ量から前記基準軌道情報を補正し、
前記ワークを隅肉溶接するステップでは、補正された前記基準軌道情報を前記軌道情報とし、前記溶接トーチを動作させることを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。 Based on design data of the workpiece, further comprising the step of creating reference trajectory information for operating the welding torch when fillet welding the workpiece,
In the step of creating the trajectory information, a positional deviation amount with respect to the reference trajectory information of the position coordinates of the identified welding line is acquired, and the reference trajectory information is corrected from the acquired positional deviation amount,
2. The welding method according to claim 1, wherein in the step of performing fillet welding of the workpiece, the corrected reference trajectory information is used as the trajectory information, and the welding torch is operated. 前記軌道情報を作成するステップでは、
前記溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおいて、前記ワークに対し、前記隅肉継手部の前記溶接線を挟んだ一方の側のタッチ箇所と他方の側のタッチ箇所でそれぞれタッチセンシングを行って、前記一方の側のタッチ箇所と前記他方の側のタッチ箇所の中間位置を算出するステップと、
算出された前記中間位置に前記タッチセンサを移動させ、さらに前記タッチセンサを前記溶接線に接近させるステップと、
を複数回繰り返すことで、前記位置における前記溶接線の位置座標を特定することを特徴とする請求項１または２に記載の溶接方法。 In the step of creating the trajectory information,
At each of a plurality of positions spaced apart from each other along the weld line, the touch location on one side and the touch location on the other side of the fillet joint portion with respect to the workpiece, respectively. Performing touch sensing to calculate an intermediate position between the touch location on the one side and the touch location on the other side;
Moving the touch sensor to the calculated intermediate position, and further bringing the touch sensor closer to the weld line;
The welding method according to claim 1 or 2, wherein a position coordinate of the welding line at the position is specified by repeating the operation a plurality of times. 前記軌道情報を作成するステップでは、
前記溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおいて、前記隅肉継手部の前記溶接線を挟んだ一方の側と他方の側で、それぞれ２箇所でタッチセンシングを行い、
前記隅肉継手部の一方の側でタッチセンシングを行った２箇所を含む第一の仮想線と、前記隅肉継手部の他方の側でタッチセンシングを行った２箇所を含む第二の仮想線との交点を、前記位置における前記溶接線の位置座標として特定することを特徴とする請求項１または２に記載の溶接方法。 In the step of creating the trajectory information,
At each of a plurality of positions spaced apart from each other along the weld line, touch sensing is performed at two locations on one side and the other side of the fillet joint portion across the weld line,
A first imaginary line including two locations where touch sensing is performed on one side of the fillet joint portion and a second imaginary line including two locations where touch sensing is performed on the other side of the fillet joint portion 3. The welding method according to claim 1, wherein the intersection point is defined as a position coordinate of the weld line at the position. 前記ワークの設計データに基づいて、少なくとも前記ワークの前記隅肉継手部の形状を示す設計モデルを生成するステップをさらに備え、
前記軌道情報を作成するステップは、
前記溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおいて、前記隅肉継手部の前記溶接線を挟んだ一方の側で２箇所のタッチセンシングを行うとともに、他方の側で１箇所のタッチセンシングを行うステップと、
前記設計モデルにおいて前記隅肉継手部の一方の側の形状を示す第一の線分が、前記溶接線を挟んだ一方の側でタッチセンシングを行った２箇所の位置座標に合致するよう、前記設計モデルを回転させるステップと、
回転させた前記設計モデルにおいて前記隅肉継手部の他方の側を示す第二の線分が、前記溶接線を挟んだ他方の側でタッチセンシングを行った１箇所の位置座標に合致するよう、前記設計モデルを前記第一の線分に平行に移動させるステップと、
平行移動した前記設計モデルにおける前記第一の線分と前記第二の線分の交点を、前記位置における前記溶接線の位置座標として特定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の溶接方法。 Based on the design data of the workpiece, further comprising the step of generating a design model showing at least the shape of the fillet joint portion of the workpiece,
The step of creating the trajectory information includes
At each of a plurality of positions spaced apart from each other along the weld line, touch sensing is performed at two locations on one side of the fillet joint between the weld lines, and at one location on the other side. Performing touch sensing;
In the design model, the first line segment indicating the shape of one side of the fillet joint is matched with the position coordinates of two places where touch sensing is performed on one side across the welding line. Rotating the design model;
In the rotated design model, the second line segment indicating the other side of the fillet joint portion matches the position coordinates of one place where touch sensing is performed on the other side across the weld line, Moving the design model parallel to the first line segment;
Identifying the intersection of the first line segment and the second line segment in the translated design model as position coordinates of the weld line at the position;
The welding method according to claim 1 or 2, characterized by comprising: 前記軌道情報を作成するステップでは、
前記溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のうち、互いに前後する第一の位置Ｓ１と第二の位置Ｓ２において、それぞれ３箇所でタッチセンシングを行うことで、それぞれの位置における前記溶接線の位置座標を特定するため、
前記第一の位置Ｓ１において、前記隅肉継手部の前記溶接線を挟んだ一方の側の第一の箇所ａおよび第二の箇所ｂでタッチセンシングを行うとともに、他方の側の第三の箇所ｃでタッチセンシングを行うステップと、
前記第二の位置Ｓ２において、前記隅肉継手部の前記溶接線を挟んだ一方の側の第四の箇所ｄでタッチセンシングを行うとともに、他方の側の第五の箇所ｅおよび第六の箇所ｆでタッチセンシングを行うステップと、
前記第一の箇所ａ、前記第二の箇所ｂ、および前記第四の箇所ｄを含む第一の平面Ｆ１、前記第三の箇所ｃ、前記第五の箇所ｅ、および前記第六の箇所ｆを含む第二の平面Ｆ２、前記第一の箇所ａ、前記第二の箇所ｂ、および前記第三の箇所ｃを含む第三の平面Ｆ３、前記第四の箇所ｄ、前記第五の箇所ｅ、および前記第六の箇所ｆを含む第四の平面Ｆ４を算出するステップと、
前記第一の平面Ｆ１、前記第二の平面Ｆ２、および前記第三の平面Ｆ３の交点を前記第一の位置Ｓ１における前記溶接線の位置座標として特定し、前記第一の平面Ｆ１、前記第二の平面Ｆ２、および前記第四の平面Ｆ４の交点を前記第二の位置Ｓ２における前記溶接線の位置座標として特定するステップと、を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の溶接方法。 In the step of creating the trajectory information,
Among the plurality of positions spaced apart from each other along the weld line, touch sensing is performed at each of three positions at the first position S1 and the second position S2 that are back and forth with each other, so that the welding at each position is performed. To identify the position coordinates of the line,
In the first position S1, touch sensing is performed at the first location a and the second location b on one side across the weld line of the fillet joint, and the third location on the other side performing touch sensing in c;
In the second position S2, touch sensing is performed at the fourth location d on one side of the fillet joint portion with the weld line interposed therebetween, and the fifth location e and the sixth location on the other side. performing touch sensing with f;
The first plane F1 including the first location a, the second location b, and the fourth location d, the third location c, the fifth location e, and the sixth location f. Including the second plane F2, the first location a, the second location b, and the third location F3 including the third location c, the fourth location d, and the fifth location e. And calculating a fourth plane F4 including the sixth location f;
An intersection of the first plane F1, the second plane F2, and the third plane F3 is specified as a position coordinate of the weld line at the first position S1, and the first plane F1, the first plane And a step of specifying an intersection of the second plane F2 and the fourth plane F4 as a position coordinate of the weld line at the second position S2. Method. 前記隅肉溶接は、前記溶接トーチの先端に取り付けられたシールドノズルからシールドガスを吐出するとともに、前記シールドノズルを前記ワークに接触させながら行われることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の溶接方法。   The fillet welding is performed while discharging a shield gas from a shield nozzle attached to a tip of the welding torch and bringing the shield nozzle into contact with the workpiece. The welding method as described in. 前記タッチセンサは、
導電性材料から形成された前記シールドノズルと、
前記シールドノズルに電圧を印加する電源と、
前記シールドノズルに印加された電圧の変化を検出し、電圧の変化が検出されたときの前記溶接トーチの位置座標を取得するコントローラと、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の溶接方法。 The touch sensor is
The shield nozzle formed from a conductive material;
A power supply for applying a voltage to the shield nozzle;
A controller that detects a change in voltage applied to the shield nozzle and obtains a position coordinate of the welding torch when a change in voltage is detected;
The welding method according to claim 7, comprising: 隅肉継手部を有するワークの隅肉溶接を行う溶接トーチと、
前記溶接トーチを移動させる移動装置と、
前記溶接トーチに設けられて溶接時にシールドガスを吐出し、導電性材料からなるシールドノズルと、
前記シールドノズルに電圧を印加する電源と、
前記シールドノズルに印加された電圧の変化を検出し、電圧の変化が検出されたときの前記溶接トーチの位置座標を取得するとともに、取得された前記位置座標に基づき前記溶接トーチを前記隅肉継手部の溶接線に沿って動作させるための軌道情報を生成する軌道生成部と、
前記軌道情報に基づいて前記溶接トーチの動作を制御するトーチ動作制御部と、を備えることを特徴とする溶接装置。 A welding torch for performing fillet welding of a workpiece having a fillet joint,
A moving device for moving the welding torch;
A shield nozzle that is provided on the welding torch and discharges a shielding gas during welding, and is made of a conductive material;
A power supply for applying a voltage to the shield nozzle;
A change in voltage applied to the shield nozzle is detected, and a position coordinate of the welding torch when the voltage change is detected is obtained, and the welding torch is attached to the fillet joint based on the acquired position coordinate. A trajectory generator for generating trajectory information for operation along the weld line of the part,
And a torch operation control unit that controls the operation of the welding torch based on the track information. 前記軌道生成部は、
前記ワークに対し、前記溶接線に沿って互いに間隔を隔てた複数の位置のそれぞれにおいて、前記隅肉継手部の前記溶接線を挟んだ両側で前記シールドノズルを３箇所以上で接触させて各箇所の位置座標を取得し、
取得された前記各箇所の位置座標から前記位置における前記溶接線の位置座標を特定し、特定された前記溶接線の位置座標から前記軌道情報を生成することを特徴とする請求項９に記載の溶接装置。 The trajectory generator is
At each of a plurality of positions spaced apart from each other along the weld line, the shield nozzle is brought into contact with the workpiece at three or more positions on both sides of the weld line of the fillet joint portion. Get the position coordinates of
The position information of the welding line at the position is specified from the acquired position coordinates of the respective parts, and the trajectory information is generated from the specified position coordinates of the welding line. Welding equipment.
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