JPS5877775A - 溶接ロボツトの制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アーク溶接ロゼツトの浴接線倣い制御方式に
関するものである。

従来消耗電極式アーク溶接機で第１図ｔａｌに示すよう
な隅肉溶接や、第１図（ｂＪに示すよりなＶ開先溶接を
行う場合、ウィービング運動する溶接トーチ１を搭載し
た台車を開先線に沿って走行させているが、台車がワー
クの開先線に泊って正しく走行しなりときは溶接部２が
偏って溶接される。この問題点を除去するため、溶接ト
ーチ先端のウィービングの中心が％溶接線から偏った場
合、ウィービング両端における浴接電流又は電圧が異な
ったものとなることを利用し、溶接トーチ１を溶接線に
対し、ウィービング方向に水平に移動させるアクチュエ
ータを設け、これを前記ウィービング両端での検出値の
差がＯになるように制御して左右にずれのない浴接ビー
ドが得られるようにし、またその検出値が常に一定にｋ
るように垂直方向（−＃４粍電極方向）にアクチュエー
タを制御する浴接巌自動追従倣い制御装置が提案されて
いる、この倣い方式を公知の円筒座像ロボッ）　（ｃｙ
−ｊｉｎｄｒｉｃａｌ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ　ｒｏ
ｂｏｔ　）、極座標口ぎット（ｐｏｌａｒ　ｃｏｏｒｄ
ｉｎａｔＢ　ｒｏｂｏｔ　）　、直角座標口ぎット（ｃ
ａｒｅｓｉａｎ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｒｏｂｏｔ　
）　、多関節口Ｉット（ａｒｔｒｃｕｌａｔｅｄｒｏｂ
ｏｔ　）で実行する場合を考えると、例えば第２図に示
すよう表構成のアーク溶接ロゼツトとなる。

この第２図に示すものは多関節ロゼツトに前記方式を適
用した場合の一例を示すもので、ロヂッＦの千ｔＩＩＫ
ウィービング装置３と水平駆動アクチュエータ４．及び
垂直駆動アクチュエータを装備したものであるが、２軸
のアクチュエータとウィービング装置の合計３軸の駆動
源がロゼツト手首に装着されることになるため、その重
量と大きさが問題になる。即ち、作業ツールが重くなる
と。

ロゼツト手首への負担が大きくなり１手首の耐久性から
好ましくないし、また作業ツールが大きくなると、狭い
所へ入って行けないため、溶接箇所の制約を受け、汎用
性を損う欠点がある。

第１の発明はこの欠点を除去するためになされ友もので
、クイ−ピング軸、水平軸アクチュエータ及び％＆［軸
アクチュエータの３軸動作又は水平及び垂直軸アクチュ
エータの動作をロボットの三次元運動を行なわせるため
の基本３軸又は基本３要素で代行させ、ウィービング中
心が予め教示されている軌跡上を進行するよう制御する
と共に、クイ−ピング端に来る毎に溶接部Ｒまたは溶接
電圧を検出し、前回のクイ−ピング端でのそれと比較し
、その差かめれば、その差をなくす方向、すなわち、ウ
ィービング中心（実際の溶接線］の進行方向に対する左
、右（ウィービング方向ンと、前回のクイ−ピング端と
今回のウィービング端での溶接電流または溶接電圧の平
均値をプリセットされてφる値と比較し、その差があれ
ば、その差をなくす方Ｉ、すなわちウィービング中心の
進行方向に対する上、下（ウィービング方向と直交すに
１９シフトさせ（修正制御）、ウィービング中心と実際
の′Ｉｆ１接線の位置ずれを修正して適正なるウィービ
ング浴接が行なわれるようＫしたものである。

第２の発明以下は、前記第１の発明にか＼る制御方式を
ティーチング・ゾレイノ考ツク・ロゼツトに適用する場
合に有効な制御方式に関するもので。

以下にそれら各制御方式について図面を参照しながらａ
明する。

第３図は本発明を実行するための多関節型ティーチング
龜プレイパックｓｏｄットの一例を示すもので、１１が
消耗電極式溶接トーチである。

この溶接ロゼツトは、土台１２上に屈曲する２つのアー
ム１３．１４を具えた旋回体１５を設け、アーム１３の
先端に取付けられた溶接トーチ１１はふり角度及びひね
）角度を駆動モータで変えられる工うになってお９、溶
接トーチ１１のウィービングは、アーム１３と１４を制
御して行なわれる。

周知のＬうに、ティーチング−プレイバック・ロボット
は、図示しなりティーチボックスで２点を教示すると、
　ＩＮ！！補関に１ってその２点間を結ぶ直縁上ｔ−ｍ
接トーチ１１が移動する。

従って、第略図に示すような曲線からなるワーク溶接線
Ｒを追跡させるような場合には、多数の教示点を与えな
いと、前記軌跡修正機能を持ったロボットでも適正な溶
接を行なうことができない。

そこで、この発明ではおおまかにＰ　ｌ　＊　ＰＭ　＋
　ＰＭの３教示点を与えるだけで、ワーク溶接線入を追
跡する制御方式を提供しようとするものでるる。この実
用的価値は、溶接開始前の教示作業を簡単化し、ロボッ
トの取扱を容易すると共に、ワークのｔ＃度が悪い場合
でも適正な溶接が実行されることを可能とするものであ
る。

先ず原理について説明する。

ロボットの浴接トーチ１１の先端がワークの溶接ｌ１ｉ
ｌＲ上の軌跡を動くためには前述のずれ菫検出のための
ウィービング運動を続は乍ら、浴接トーチ−のウィービ
ング中心を常に浴接線上に持って行くようにすればよい
。そして、ウィービング中心が溶接４ＩＢ上をたどるた
めには、クイーピング両□ 端での軌跡修正信号に対応した方向にウィービング中心
を移動させ、その後、教示された軌跡を３次元的に平行
シフトした軌跡４＋　ｔ！＋　４・・・・・・上をたど
るようにすればよい。

１ウィービング運動、ウィービング中心の軌跡修正、テ
ィーチング軌跡の３次元平行シフトされたーピング中心
より等しい距離、だけ溶接線に対し左右にウィービング
しながら両端での軌跡修正信号が与えられると、その方
向へウィービング中心を移動させ、移動完了後は３次元
平行シフトされた新たな軌跡上をウィービング中心が移
動、与えられないときにはもとも軌跡上を移動しながら
次の軌跡修正信号を待つ動作を〈′フ返し、ＰＭ“に到
達する。

このＰＭ”点即ち変曲点以後は平行シフトの方向をＰｇ
　ｐｓ方向としてシフトさせ乍ら追跡動作を行なわせれ
ばワーク溶接線Ｂの追跡制御が実行されることになる。

。 この平行シフト方向の切換を行うための変曲点Ｐ！＃の
検出は１曲９角検出監視点Ｐ３．を、？ｐｌｐ。

Ｐ３　　の補角側に定め、溶接トーチ先端のウィービン
グ中心との距離ｍを常に演算し、その最小値よりある変
動中だけ大きくなった点を検出すればＰ、′が求めるこ
とが出来る。

なおＰ８．は／ＰＨｐ、　ｐｍの２等分線上に設定され
ることが望ましい。

このようにして追跡制御を行えば、従来法に比し、極め
てラフなティーチング（教示）で、適正なウィービング
溶接が実行され％溶接ロボットの動に関し第５図に基づ
き説明する。

ロボット運転に先立って先ず、ウィービングの方向、振
巾２周波数等、倣い溶接上盛装な条件をティーチングす
る必要がめる。

前記教示点Ｐ盈、Ｐ！間でＱｔ、Ｑ鵞＋　Ｑｓ　　の３
点を任意にティーチングする仁とにより、ウィービング
の方向と振巾を設定する。２点Ｑｌ、　Ｑｚのみでは浴
接線に対するウィービングする面が決まらないため、点
Ｑ３を設定するものでろる。

こ＼でＱｓ　（ｈにＱｓ　　がら垂線を下ろしてその足
をＨとし、　ＱＩ　Ｈ＝　ＨＱ雪’＝Ｊとなる点。３′
を求め。

ウィービング中心Ｈｆ）ｓらの振巾を等しくＨ−＋Ｑｌ
→Ｈ→Ｑ鵞′→Ｈの単振動ウィービングをさせる。

ＱｈＱｚ、　Ｑａで作られる面とＰＩ　ＦＨＦ）交点Ｗ
（Ｘｗ、Ｙｗ、Ｚｗ）は、 とすると、ＷＯ０ｌｌ ただし’Ｉ　＊ｆｌ　＊ｆｌは関数をあられす記号なる
関数式で足幌さｎる。

Ｐ＋　ｅ　Ｐ　＊　ｔ　Ｑｓ　ｔ　Ｑｓ　ｅ　Ｑｓは教
示された唐でアリ。

その座標値は判明しているので、α、／、γ、α′。

β＃　、１ｔ、λ、μ、ν　　すなわちＸｙｙ　＋　Ｙ
ｗ＋　１Ｗ参は演−鼻装蓋により（資）単に求められる
。

ウィービング中心はＨであるが、説明をわかりやすくす
るために１本記載事項中では、交点Ｗ′ｔ′ウィービン
グ中心と仮称する。このウィービング中心Ｗが１４４図
におけるＰｌ　　から始まり倣い動作ｔしながらＰＩ　
　点に到達することになる。ロデットの千１に鉄層した
溶接トーチ先端Ｌａ、１Ｗの軌跡クトルとＨからのウィ
ービング増任値を刀口丼した軌跡上たどることになる。

ＷはＰ、Ｐｌ　　上まｆｃはＰ、ＰＩ　の３次元平行シ
フト軌跡石＋Ｊ１ｇ　・・・・・・上まｆｃｔｒｉ修正
軌跡をたどる。

溶接トーチの先端かＨから出発し基準クロックＫ（２）
恢のウィービング点庫慄を求めるために１回の基準クロ
ックでＱ＊Ｑ賜’上を動く距離Ｓを求める。

基準クロック周期ｔ”Ｏｏ、ウィービング筒波数をｈと
すると、 Ｓ−４ｈｊＯｎ　　　　　　　　・・・・・・・・・　
　（４）ＳのＸ、Ｙ、Ｚ成分ΔＸ、Δｙ、ｉ、はで表わ
さ扛る。また基準クロックＮ画体のウィービングパター
ン上の曳仕仙ｘｋｙｋｚｋ　　はで六わさ扛る。なおＨ
−４Ｑ、→Ｈ→Ｑ番→ＨのウィービングでＱｔ　＋　Ｑ
Ｓから折り返すときにはΔＸ。

Δｙ、Δ２の符号を逆にするのは当然である。

ＷＨｑ）ｆｆさと方向は富に一定でるり、その数分Ｘ＋
＋　、ｆＬＩ、ｉｎ　　ｎ とｆ（％る。

従って、（６）式、（７）式にウィービング中心Ｗの座
１１を７１１１簀した軌跡を溶接トーチ先喝がたどれば
よいことになる。ｍ４図に示すようにウィービング中心
Ｗは最初Ｐ１會始点ｂＰｌ會終点とする直栂上を動き始
めウィービング両端での軌跡修正信号により方向ｔ−音
正し１次にＰ、　Ｐ、　　と平行な倉たな軌跡Ａｔ　　
ｋｆＣどる。丁なわちウィービング中心Ｗの１ｌｌ−に
は修止モードと平行移動モードの２つがある。修正モー
ド時におけるウィービング中心Ｗの通行方向に対する左
、右の軌跡方向はウィービング方間すなわちＱ＆Ｑｓ　
　、ＱｔＱ４　　、上下方同社ベクトルＱｓ　（ＭとＰ
ＩＰＩ　　Ｏ外積の方向と定義する。

ＱＩＱ菅を平行後側させＰ、　Ｐ、とＨ虜で交わらした
ときの’Ｐ當ＨＱｋ　＝ω　とおくと、上１方向の方向
余弦（ｅ、ｆ、賦）は で求めらｔしる。左右方向の方向余弦は前記α、β。

ｒとなる。

第６図は８通りのに右上下の修正ベクトルを示す・ 軸止ベクトルの方向余弦（ｕ　ｅ　Ｖ　＋　Ｗ　）はと
なる。

ウィービング中心、Ｗの修止なしのときの進行万ｌ′０
１はＰＩＰＩ　に平行でめＶ、その方向余弦は前ｈピ（
λ、μ、ν）をなる。第１図はウィービング中心Ｗ’ｋ
（λ、μ、ν）の方向へｒだけ移動させな□ から修正させることを示す図でるる。合成さｎた拠旧の
Ｗ（１）修止ベクトルδのｘ、ｙ、ｚｈＸ、分指定さ扛
た溶接速度■１ｉｌ−実祝するために平行移動モード時
の基準クロック毎の移し１−はで表わさｎる。

１１１正モードを除き平行移動モードでウィービング中
心Ｗが基準クロックに回後に移動する。

となる。

第１図のベクトルδｔ−たどる修正モードではｒ方向が
指定Ｓ度■で制御さｎるので−なる時１ｉ１にＷはδだ
け移動する。よって基準クロック１回当りのδ方向への
移動量ｘｆｉ、　＋　　Ｙｎｌ　ｌ　　ｚｎｌ　　はと
なる。

ｋ正モード中の基準クロックに′回目の移動量はとなる
。

最Ｍ回でその差を補正する。

よってウィービング中心Ｗの基準りｐツクＮ回目〇座Ｉ
Ｉ　Ｘ（１書Ｙｎ＠　！１１　ＢＮ　＝＝　Ｋ　＋　Ｋ
’　　　　　・・・・・・・−Ｍとして求まる。

前記したように溶接トーチ先端の制御点の座標Ｘｎ５Ｙ
ｎ、Ｚｎ　　′Ｊｋ次式になるよう劃−すればよい。

またそのブロックの終点Ｐｇを求めるために点Ｐ２１１
（気ｏ　１４／＊ｏ　、ｚｔｅ　）　　とウィービング
中心Ｗとの距離り を基準クロック母に求め、最小値全保存し、Ｗがｐｔ　
　に近う（にっｔ′Ｌ取小値が更新さｎ１ｗがＰＪ点を
過ぎるとＤが最小値より大きくなる。ＷのＰ１→Ｐｌｆ
への進行につれ平均的には距離りは小さくなっていくが
、修正モードでの輪圧ベクトルの出かたによ・つては必
ずしもミクロな意味でＤは小さくなるとはかき“らない
。このため蜆在までの最小値にある微小な変動中を持た
せ、、それｔ−越えた点をそのブロックの終点とする。

この曲り角認識方法は第４図に示すようななだらかな曲
り角検出には有効であるが急峻な直角コーナ等の曲９角
には適用できない。よって第１Ｊ図で説明する曲り角認
識法と併用することになる。

つぎにロボット手首軸の制御について説明する。

手首姿勢は、溶接線に沿いトーチ角、前進角が溶接上で
決まるある変化中門にあるよう劃−されねばならない。

教示点Ｐｔ　＊Ｐ冨＊Ｐ８点での手首姿勢は当然正しく
ティーチングされている。Ｐ、→Ｐ、　　への溶接倣い
の場合１手首ふり軸Ｂ１ひねり軸Ｔのｐｌ、ｐｔ　点で
のイｌ！ｔ　Ｙｔ　＊　Ｔ　ｔ　、Ｂ□も　として、基
準クロック０゜当りの増分量ΔＢ、ΔＴは次式より求め
らｎる。

基準クロック毎にこれを加典しＰ亀→ＰＪへの進行にと
もない延圧モード、平行移動モードを間ゎず一様に変化
させる。よって基準クロックＮ回目のＢｎ　、　Ｔｏは となる。

ブロックの終点ＰＺでのＢ、ＴにＢ雪、ＴＩと一般ＫＶ
しくならないが、第４図ではワークのずれが誇俗して曹
かｎているにすぎず、現実の対象ワークでのＰＩ＋ＰＩ
点間の距離は小さいため、この差は伺ら実用上の支障に
ならない。

（１）式のＸ、Ｙ、Ｚ伽は劃一点である溶接トーチ先端
の稙でおるから、（１）式を求めるために、ロゼツトの
形態が直父形、多関節形１円筒形、惨座懐形を問わす、
メモリに格納さｎているＰＩ　ｅＰｌ　＊Ｑ１ｔＱ＊　
、Ｑｓの各駆動軸挫椰データからＩ！父座懐への変侠か
８資となる。

またＣ１７Ｊ式、一式で紺寞さｎた時々刻々（基準クロ
ック母）のｍ振トーチのあるべき位ｋ（Ｘｎ＊Ｙａ、Ｚ
ｍ、Ｂｍ、Ｔａ）ｔ−０２ツかとして実曳するためＫ（
ＬＭ式の解Ｘｎ　、　Ｙｎ、會ローット基本３軸の駆動
軸データに逆変換しなければならない、四−ット手首軸
データはＢｎ　、　Ｔｎとなる。

纂８図に示し良実總例セゼットの基本８軸すなわちｓｌ
！素の旋回体１ｓ了−＾１　Ｂ　、　１４ｈそれぞれ回
転角ψ、ψ、＃で制御され１手首ふ９軸。

ひねｖ軸は回転角Ｂ、Ｔて制御ｌｌｌ１されゐ、劃一点
Ｐ社溶′Ｗｋトーチ１１０先端である。

手首ふ９軸回転中心より距離ム、ひねり軸回転中心より
距＠ｄ離れた点がティーチングされ九制一点であるから
、その直交座標値は となるーま九（財）式で求めたＸｎ　、　Ｙｎ　、　Ｚ
ｎと一式で求めたＢｎ　、　Ｔａより＠大管逆変換した
次式により関節ロボットの基本３軸の回転角ψｎ、　ｔ
ｌｎ　、ψ。

か求まる。

製式、ｃ／４式はそｎぞれのロボット形態に応じ、夫々
定義さ扛る。

第８図はウィービング両端での溶接電圧、溶接′−流等
から上、下、左、右方向へ一定警ｑだけ移動させるため
の軌跡修正信号を発生させるセンサ回路部である。

第５図で祝明した＋Ｊ＋　、Ｑｔ　、Ｑｓがティーチン
グで与えら扛ると、垂線の足Ｈｑ）座ＩＩＡは求まり、
それｋＸｈ　＋　Ｖｈ　ｒ　”ｂ　　とすると、ウィー
ビングの曳仕値ｘｋ　＋　Ｖｋ　、　ｚｋ（（６）式〕
より現在の振ｒＴＪ　ｊ’か水筒る。

ｊ’＝が７品唄π−ｙｌ　）”　＋（ｚｌ−ｘｌ　）”
　　・・・・・・−溶接トーチのウィービング中心が実
際の溶接線より溶接機方向に対し右にずれているときに
は１左”信号が発生ａｎる。左にずれたときには右”信
号が発生さｎる。ウィービング両端の値の平均値がプリ
セットされている儀より大きいときには“上”信号が、
小さいときにに“下＠信号が発生される。この上下に右
信号は８通りの組み合わせがある（図６）。

第９図にこ＼で言う上下ん右の方向を示す。左右はウィ
ービング方向で、上下は溶接１−ψ方向すなわちワイヤ
電極１１ａの出てくる方向である。

第１０図にウィービング教示パターンの自動継続ｔ−貌
明するための図である。図においてＰｌ。

ＰｌｓＰｌは第５図同様ティーチング点ｂ　Ｑ（＠　Ｑ
ｆ　ＩＱｓ　　は第５図と全く同じことを意味する。

ＰｔＰ、の１量線上にＰｅをとる。ＰｌとΔＱＩＱ鵞Ｑ
ｌ會このま−Ｐ、Ｐ、にそって平行移動しＰ１會Ｐ、　
　に島とＰ２　Ｐｅ　　で作る平面に垂直な方向名石を
引（１まただしＰＩＵは２つのベクトルＰ＝Ｐ、とＰｇ
　ｒｅの外積の方向にとる。−ＰＩＦｌＰｅ　＝ω０　
としてＱｔｎＱｔｏをＰＩＵの軸のまわりにＰｌＰｅか
ら−ｖツラへ回う方向へω０だけ回転させると次のブロ
ックのウィービングノぐターンＱｓ　（ｈ　　が求まる
。

Ｐｔ（Ｘ＋＋五１石）、Ｐ禦（”　＋　Ｙｔ　Ｉ　Ｚｌ
　）の雁懐埴からＰｔＦ、の方向余弦（λ、μ、ν）を
求めＰｔ　（石＋７ｍ　、Ｚｌ　）　　、　Ｐｇ　（気
ｅＶｓ、ｚｓ）の座標値からｐ、　ｐ３　の方向余弦（
λ’、Ｊ／、シ′）を求めるとω１１　　は次式で定概
さ牡る。

輸”ｆｔｇ（λ、μ、シ、λ′、メ、シ′）・・・・・
（至）Ｑｔ　＋　Ｑ２．　Ｑｓ　ＣＤ　ＩＩ　ＩＩ値が
そｎぞ’ｆ’　（Ｘｔ　ｔ　Ｙｔ　＋　ｚｔ　）　＠（
Ｘｓ　＊ｙ＊　、Ｅｌ　）　＠　（ｘｓ　＋Ｙ３　＊ｚ
ｓ　）のときＱｔ（ｘ（＊ｙ（、ｚ’＠　）は次式で定
義さｎる。

めらｎる。ウィービングノゼターン、振…（Ｄｆティー
チング最初の溶接機で１１ｇ１行なうだけでよく。

後続ブロックでＩａ、Ｑｔ　、名＋Ｑｓを１１次求め第
５図で説明したことをくり返しながらウィービングが適
止な方向に自動継続さ２１．４　、連中にライ−ビン／
’ｔしないエアーカットのブロックがめっても演算上は
上記計ＪＬｔ−Ｍ行するのでエアーカッか後の溶接−で
もウィービング点Ｑｔ　、Ｑ雪、Ｑｓのティーチングは
不資である。換言するとｈ　Ｑｔ　＊Ｑｓ　＊Ｑｓのテ
ィーチングは１胞で講む。

ティーチング点Ｐｔ、Ｐ、曲の同一ブロック内で。

ティーチングされている軌跡と実際のワーク溶接線のず
れ角ζ（第１１図、第１２図参照）Ｋは溶接倣い上の制
約がおる。

すなわちウィービング同波ａ　ｈ　（Ｈｚ　）、　ｆｇ
嶺ｍ腋Ｖ　（ａｍ／ｍ１ｎ）　ｈ。２４６図に示した軌
跡音正童ｑ−）。

またはＦ丁ｑ−によりこの許容最大値ζｍａｘが決まる
。

このζｒｎａｘ以下なら同一ブロック内での溶接倣いが
１５°と溶接自動化上の生産技術からみても１５゜ｔワ
ークのバラツキがわる扱溶接物は一般に存在ζｍａｘ しないことからして□を採用することは妥当といえる。

第１３図は隅肉溶接における急峻な直角コーナ部での倣
い溶接の挙動管示している。

第４図で説明したように実際のワーク溶接線上を倣いな
がら進み、ウィービング中心はＰｉ　　点に達する。　
Ｐ（〜Ｐ＆間のウィービング方向はｐ、　Ｐ。

に直角な方向である。

円　で隅岡部がな（なると平板上に溶接ビードを乗せだ
す・この場合ロボットは平板上を■ヌに平行なベクトル
Ｆｉｎｎ’　ｆ基準とし倣い溶接を続行し、　ＴＡ、＠
式で決まるζｍａｘの角度の方向へウィービング中心は
進む。

第１４図ＩＩ−Ｊ、Ｐｉ　　点近傍におけるウィービン
グ中心の挙動を更に砕細に示す拡大図である。前記叫式
で与えらｎるウィービング中心（Ｘｎ　ｔ　ｙｎ　、ｚ
ｎ）を修゛止モード前後■、■、■　Ｏｌ・・・・・・
で記憶しておき、前回の修正モードに入る直前の座標（
ＸＪ’−１ｔ　１ｎ−１ｔ　ｚｆｉ−、）と今回の修正
モードに入る直前の鳥機（ｘｎｅＹｎｔＺ（Ｈ）ｋ結ぶ
直線石をティーチングされている直線前とｐ、　ｐ、で
作らｎる面上へ投影したときのｐ、　ｐ、　　とのなす
角度ξを求める。また今回の修正モード児了厘後の庫体
（Ｘｎ’　ｌ　、Ｖｎ’　Ｉ　Ｚｎ・）と前回の延圧モ
ード完了直後の座’Ｗｌ　（ｘｎ／−、ｌ　ｙｎｒ−、
Ｉ’　”ｎ’−１）　ｔ”結ぶｉ［＃Ｊ＊　　ｔ”上記
面へ投影したときの前とのなす角度ηを求める。

■■、■■、■■・・・・・・・・・の方向余弦（ａ、
ｂ。

ｃ）ｂ■■、■の・・・・・・・・の方向余弦（ａ’　
ｊ”　Ｉ”’ｌ＋Ｇｈの方向余弦（λｌ　”　ｌν）、
ｐｏｐｓの方向余弦（λ′、μ′、シ′）はｈ　ｐ、　
＋Ｐｌ　＋　ｐ、　Ｉ■、■。

■、■、・・・・・・・・・の座標値がわかっているか
ら簡単に求まる。よってξ、η社次式で足較さｒ′Ｌ心
。

ξ”　ｆ＊ｏ　（λ、μ、シ、λ′、μ′、ν　、ａ、
ｂ、ｃ）・・・・・・−η＝ｆ重Ｋ（λ、μ、ν、・λ
′、μ′、シＩ　、　ａｆ　、ｂ／　、ｃ／　）・・・
・・・四このξとηの平均値を溶接倣い中音上モードの
たとき第１３一点Ｐｇを曲ｐ角と認識するようにする。

と−で第１０図で説明したようにウィービング方向が切
り替わりＰ、Ｐ３　Ｋ直角な方向となる。Ｐｉを始点と
しＰ、→Ｐｆｉ位ベクトルだけＰ３　　をシフトしたＰ
≦　ｔ−ｉ点とするｔｍｓｔ−基準として次のブロック
の倣い溶接が始まる。・ しかしまだ隅内部でなく平板上にトーチウィービング中
心がめるため、ＰｉＰｉとζｍａｘ　なる角度の方向へ
向かいＰＨ１点へ到達後、正確な隅内部溶接倣いｔ−災
行する。

曲り角認識後のξ、ηの平均値もζｍａｘ　　となるた
めこ−で曲ｖ角の認識をしないためのインターロックは
８嶽である。

この場合Ｐ＆→Ｐ！−４Ｐｆというようにオーパターン
をすることになるが、とのオーパターンは必ずしも思い
とはいえない。即ちもともと鋭角コーナ部の溶接に睦し
くアンダーカットをなくすために。

倣なしのロボットによる鋭角曲り角のティーチングは、
第１５１に示すように溶接線の外側え曲す例が多い。

第１５図は隅肉溶接でのティーチング位置と浴接トーチ
姿勢を上と横からみた図である。

比較的大きな溶接電流を使う隅肉溶接では１通°ｇウェ
ブ側のアンダーカッ七ヲ防ぐため溶接トーチのねらい位
ｌ１ｔｔ１″７ランジ側にｔだけずらして溶接する。

そして特にコーナ部では、肉量が多くなるためウェブ側
のフンダーカットが生じやすいので図示のようにコーナ
部では溶接トーチのねらい位置上ｔよりも太き（するこ
とを考えるとこの曲り角線−法には妥当性があるといえ
る。

まｆｃ第１５図に示すｔなるオフセットｍはセンサ回路
部の圧右信号比ｗＩＺ回路（図示せず）にバイアスｔか
け零点をオフセットす扛は本溶Ｗｃ倣いでも当然口Ｊ能
である。

第１６図、第１１図は、′１に童の場合にしばしば起る
実際の溶接開始点がもともと溶接開始点としてティーチ
ングさ扛ていた点から大きくずｎているときの溶ｉ開始
点サーチ機能の説明図でおる。

第１６図中点線で示されたワーク位置で正しくティーチ
ングされた滞ｉｉ！開始点ｐｔ　　が、ワークが点線か
ら実線の位置に斜め上方にずれ九ため隅内部がなく実際
の溶接開始点は平板上になるので。

その点Ｐ（でウィービング溶接倣いｔ−開始すると平板
上ｔｓｅ図で説明したウィービング方向（左右方向）に
溶接トーチ１ｌｔ−振る九めウィー♂ング両端で電流差
が生じる。溶接線に平行なベクトル石Ｐｒｔ−基準とし
、その差をな（シ、シかも溶接電ｍｅ一定にしようとし
て左方向、下方向の合成ベクトル方向すなわち隅内部へ
向ってζｍａＸなる角度で近づ１＆Ｐｒ、ＩＩより正常
な溶接を始めることになる。

長さｍｌを最小にし、しか％Ｐ（→Ｐ（への不要溶接ビ
ードができ６ｐυ溶接物に悪影譬管与えないようぺすゐ
ため、　Ｐ（→Ｐｆ間は実際の溶接線（Ｐｒ以降）と異
なるウィービング条件、溶接速度で溶接倣い１行なうよ
うにする。

すなわち溶接速度Ｖと溶接電流値を極端に落とし、ウィ
ービング同波数ｈｔ上げ、軌跡修正量ｑ１大き（シ、に
）、１ｉ１７１式のζｍａｘが大きくなるようにする。

Ｐｉ　点の認ｍは第１３図、第１４図で説明した方法を
準用すｎばよい。第１７図はワークか逆にずｎたときの
図であり一第１６図と全く同様に処理さｎる。

第１８図は本発明の一実施例における演算益と２段バッ
フ了付きＢＲＭで構成さｎｆｃ溶接溶接割（２）器とロ
ボット全体の動作を統括するメイン０ＰＬＩ（マイクロ
プロセッサクー溶接電流指令切替スイッチ＆第８図で説
明したセンナ回路部とのつなぎｔ示すブロック図である
。

刺舅器からのコマンド安水に対し、全体のロゼツト動作
シーケンス上から溶接倣い上行なう場合には、メイン０
Ｐ０２０は図示しないテイーチーツクスで指にした倣う
べきブロックの始点ＰｓｂＭ点Ｐ、　　と倣うべきブロ
ックに絖（つぎのブロックの終点Ｐ３とライ−ピン／パ
ターン定義点Ｑ＋、Ｑｍ。

Ｑｓおよび距■Ｉ［ｋ扉Ｐ會・　０−一シト基本８軸と
ロボット手首軸の原点からのパルス数、溶ｈ！速度■、
ウィービングー波ａｈ、軌跡修正′ｊｉｉｑ′にメモリ
（図示せず）から読み出しレデスタ２１〜レヂスタ３０
にセットし、溶接倣い開始マクロコマンドを出力する機
能を有している。

演ｎ器８１Ｆ；Ｌ、シーケンスコントローラ３１マイク
ロプログラムメそり３３．パイプライフレデスタ３４．
マルチプレクサ３５．　ＲＡＬＵ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ　
ａｎｄ　Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ　Ｌｏｇｉｃａｌ　Ｌｊ
ｎｉｔ　）３６、レデスタ２１．レデスタ３０クロック
φの分周、立ち上ｐ微分回路３７及び基準クロック・ア
ドレスゼネレータ３８より楕成さｎる。

シーケンスコントローラｓ２はマイクロプログラムメモ
リ３３に格納されているマイクロインストラクションの
夾行シーケンスｔ　Ｉｌｌ　ｌｉｔするアドレスコント
ローラである。パイプラインレヂスタ３４からの制−命
令により種々の７ドレツシングとスタックコントルール
を行なう。

更に評しくいえば、現在５ｊ！竹中のアドレスのインク
リメント、マクロコマンドで指定されたアドレス選択、
基準クロックアドレスジェネレータ３８で指定さｒｔ、
ｆｃチアド２選択、）’Ｌ＆ＬＵステイタスを含めたテ
スト条件に応じた条件ジャンプのときパイプラインレデ
スタ３４から与えられるジャンプアドレスの選択、無案
件ジャンプのときパイプ２インレデスタ３４から与えら
れるジャンプアドレスの選択、マイクロサブルーチンコ
ール時のスタックコントロール等を処理する部分である
。

了ドレッシングのための入力情報としてＦＸ、ＯＰＵか
らのマクロコマンド、基準クロックアドレスジエネレー
ク３Ｂの出力及びパイプ２インレデスク３４の出力の３
つがある。

マイクロプログラムすなわちパイプラインレデスタ３４
のＩＩＩ　ｆｉｌｌ　＠　９により、シーケンスコント
ローラ３２がこの３つのうちどれ會選ぶか、またはどち
らも選ばずカレントアドレスのインクリメントを行なう
かが決まる。

溶接倣い制（財）用には次の４つのマクロコマンドがあ
る。

■　エアカット直後のアークスタートブロックであり、
しかも次のブロックとの曲り角誌鵬を距離監視方式で行
なう。

■　エアカット直後の了−クスタートブロック■　践に
前回のブロックで了−クスタートか出され溶愼會連続し
て行なうブロックで、次のブロックとの曲り角認識・を
距離監視方式で行なう。

■　既に前回のブロックでアークスタートが出され、溶
′ｆｋｔ連続して行なうブロックで１決方式で行なう。

このマクロコマンド基準クロックアドレスジェネレータ
ａ８の出力はハードウェア上からいえば。

それぞれの処理マイクロプログラムの先順アドレスを示
す形で与えられる。こｎらがシーケンスコントローラに
与えられていないときには、ノ七イプラインレデスタ３
４出力からのジャンプアドレス。

サブルーチンコールアドレス、カレントアドレスインク
リメントが与えられる。

マイクロプログラムメモリ３３は本演算器３１の中枢部
で、全ての演算処理はこあマイクロプログラムの指令通
）に実行される。

パイプ２インレデス／３４はマイクロプログラムメモリ
３３のパンツアレデスタで現在実行すべき演算用マイク
ロインストラクションをＲＡＬＬ１６へ出力するととも
に５次のマイクロアドレス決定のための制御命令をジ−
タンスコントロー″）３２と、マルチプレクサ３５へ出
力し、ジャンプアドレス、サブルーケンコールアドレス
、カレントアトレスインフリメントラシータンスコント
ローラ３２へ出力する。また溶接倣い実行中のブロック
で曲り角が検出されたときには１次のブロックの座標デ
ータを要求するコマンド要求をメイン（ＩＰＵ２０へ出
力する。

このバイクラインレデスタ３辱は、２つの信号パスを形
成し、各々を並列に同時進行させ、マイクルサイクルタ
イムを短縮させ、演算の高速化をはかるためにある。

すなわち、１つのパスはパイプライフレデスタ３４→シ
ーケンスコントｐ−ラ３２→マイクロプログラムメモリ
３３とつながるコントロール系の）ぐス、今一つはノ９
イクラインレヂスタ：ｌ　４−４ＡＬＵ３６の演算系の
パスで、この２つのノぞスを同じりｐツクサイクルの間
に並列に動作させるために、パイプ２インレデスタ３４
が声量されている。

りｐツクＣＰの立ち上ル時には既にコントロール系のパ
スで準備され九マイクロプログラムの次の命令がパイプ
ラインレデスタ３４の入力にあられれているため、メモ
リ７工ツチ時間がゼロと等価な高速動作が可能となる。

マルチツレフサ３Ｓはバイクラインレヂスタ３４の制御
命令に応じルＡＬＵスティタスセンサ部よシの軌跡修正
信号の第６図に示す８通シのテスト条件ヲシータンスコ
ントローラ３２へ与え、それぞれの処理グロダラムへの
条件ジャンプを実行させるためのものである。

ＲＡＬＵ３６は論理・算術演算ユニットとプログラマフ
ルレデスタで構成され、マイクロプログラムで規定され
た演算インストラクションを実行する。演算結果である
基準クロック毎のロボット各駆動軸Ω増分パルス数がＲ
ＡＬＵ３６内の所定のレデスタ゛に格納される。

レデスタ２１は始点Ｐｌ、レデスタ２２は終点Ｐ鵞、レ
デスタ２３はｐｍ点、レデスタ２４は９１点、レヂスタ
２５１ｄ　Ｑｍ点、レヂスタ２６はＱｓ点、レデスタ２
７はｐｌｏ点のロボット基本３軸とロゼツト手首軸の原
点からのパルス数を格納するレデスタである。

レデスタ２８は倣い溶接速度Ｖを、レデスタ２９はウィ
ービング周波数りを、レヂスタ３ｏは軌跡修正量ｑを格
納するレデスタである。バッファ４１はロボット各駆動
軸のつぎの基準クロックで払い出すべき増分パルス数を
格納するレヂスタ、バッファ４２は現在払い出し中の増
分ノ七ルス数を格納するレデスタである。

ＢＲＭはバッファ４２に格納されているパルス数を基準
クロック周期内に１クロツクφに同期したパルスとして
均−一様に配分し、基準クロック毎にバッファ転送用払
い出し完了信号を出力する。

分局、立ち上ル微分回路はクロックφよｆｉ　ＢＲＭの
ビット数だけ分周された基準クロックを作シその立ち上
りを微分する回路で、ＢＲＭ払い出し完了信号と基準ク
ロックの同期をとるためのものである。

溶接機とセンナ回路部５０への溶接電流指令はメイン０
ＰＵ２０から与えられるが溶接開始点検出時には演算器
出力によル溶接拳電流指令切替スイッチ５１が切替わ）
、固定値を選択するし、溶接開始点が検出されると演算
器出力によりメインＯＰＵ指令値側に切替わる。

第１９図は、第１８図で説明したＢＲＭから払い出され
る指令パルスによシ制御される多関節形ローットの基本
３軸（φ軸、θ軸、ψ軸］と手首２軸（Ｂ軸、Ｔ軸ンの
位置サーーである。

溶接トーチ先端がウィービング運動をしながら溶接倣い
をするべく与えられた各軸指令）臂ルスと各パルスゼネ
レータ６１６，６２６，６１６゜６４６．６５４１から
のフィートノ９ツクパルスとの差が偏差カクンタｓｉ１
，６２１．６３１，６４１゜６５１から出力されＤ／Ａ
変換器６１２．＠２２゜８３２．６４２，６５２を介し
てアナログの速度指令がサーゼアンプ６１３，８２３，
６３３゜６４３．６５３に夫々入力される。サーゼアン
グはその速度指令とタコゼネレータ＠　１５　、６２５
゜６３５．６４５，６５５の出力（検出速度）とを夫々
比較し、その差がなくなるように客駆動モータを制御す
る。この位置サーゲ系によシ、ロゼツトに装着された溶
接トーチ先端が籟令パルス通シに追従し所望の溶接倣い
動作が行なわれる。

つぎに、第１８図に示した制御回路による溶接倣い制御
動作について説明する。

演算器３１は最初クエイトルーチンを実行している。ジ
−タンスコントローラ３２は、メ（ン０ＰＵ２０からマ
クロコマンドが与えられると、そのサービスプログラム
の先頭アドレスを選択する制御命令をパイプツインレデ
スタ３４から与えられながら、演算器３１が９エイトル
ーチンを実行するようアドレスコントロールしている。

このクエイトルーチンには基準クロック分周回路３７を
リセットする命令が入っているため、基準クロックは発
生しない。

溶接倣い制御を始めるにあたってメイン０ＰＵ２（ｌま
ずレデスタ２１〜レデスタ２６に、溶接倣いブロックの
始点Ｐ己ψ１＋”ｉｔψ１ｅＴ１ｓＢ１）、点Ｐｓ（ψ
ｈ０ｓ、ψｌ＊ＴＩ＋Ｂｌ）、クイ−ピングパターン定
義点Ｑｌ（φ１．θ皿、ψ１ｔＴ１ｔＢｌン、Ｑ諺（φ
ｌ＊＃ｌｓ’Ｐｓ　　ｅ　Ｔｍ　　歩Ｂｓ　　）％Ｑｓ
　　（ψｓ　　ｌ０ｓｓψ畠　、Ｔ＠、Ｂ、　　ンの座
標値をセットする。

またレヂスタ２８〜レデスタ３０に、倣い溶接速度ｖ１
クイーピング周波数ｈ１軌跡修正量ｑをセットする。そ
してそのブロックの曲９角認識が距離監視方式であると
きにはレデスタ２７　Ｋ　Ｐ！・る。

メイン０ＰＵ２Ｇが前記４つのマクロコマンドのうち１
ケを出力するとそれぞれの対応するサービスマイクロゾ
ルグラムの先頭アドレスが選択される。この４通〕のサ
ービスグログラムは％＃！接開接点始点検出むブロック
であるときには溶接ｐＲＭ点検出フラグ（図示せず）を
１にセットし、含まないクロックであるときにはＯにリ
セットし５曲９角検出が距離監視方式であるときに社、
曲多角検方式であるときには曲ｐ角検出フラグをＯにリ
セットした後溶接倣い処理プログラムＮ転エントリーす
るプログラムである。またこの４通りのプログラムには
基準クロック分周回路３１のリセット信号の解除命令が
人っているため１分周回路３７はクロックφをカウント
し始める。以後次の基準クロックアドレスゼネレータ３
８よシの出力がくるまでジ−タンスコントローラ３２は
ｙＬ′ｓ−処理に必要なアドレツ７ングを行なうよう動
作する。

では次にＮ％−ら始まる溶接倣い処理グログラムについ
て説明しよう。

アークスタート時のブロックから＃！接倣いを始めるの
で、最初は溶接開始点フラグは１になっている。よって
正規の溶接開始点に溶接倣い動作が到達する迄は、溶接
速度ｖ１クイーピング周波数ｈ１軌跡修正ｔｑはレヂス
タ２８〜レデスタ３０にセットされている値を使わずに
、演算器内に固定値として記憶されている値を使う。ま
た溶接機とセンサ回路部５０に与える溶接電流指令が固
定値となるよう溶接電流指令切替スイッチ５１を演算器
出力で切替える。

レデスタにセットされているＰＩ　ｐ　Ｐｓ　ｌ　ＰＩ
　ｙ　Ｑｔｅ　Ｑｓ　ｔ　Ｑｓを（２１）式によシ（１
）式に示す直交座標系データに変換する。また曲多角検
出フラグが１のときにはＰＩ（１を（２１）式により　
ＰＩＯ（Ｘ２＠　ｔ　’！ｇｏ　＋　ｚｓｏ）に変換す
る。

つぎに０Ｘ３４．器内に固定値として記憶されているｈ
によシυ）式、（へ）式を解＜、また、固定値Ｖによル
（１１２式を解く。また（２）弐及び（３）式を解き次
いで０式を解く。

ＰＨ，Ｐ、の手首軸角度より　（１９）式を解く、これ
以降の処理ノログラムが格納されている先頭番地がＭφ
であるとする。

溶接倣いを開始する最初の基準クロックでは。

溶接トーチｔｉｔまだウィービング中心上に位置してい
るため軌跡修正信号は発生しない。よって今の時点では
■式〜（１０）式、　（１３）Ｅ、（１４）式は関与せ
ず演算器３１は平行移動モードの状態となる。

−喬最初の基準クロックではＮ＝ＩＫして優）式を解く
。を九に’＝＝　Ｏであるから（１６）式よ〕Ｋ＝１と
なる。（１２）式、（１５）式、０式よ、？　（１７）
式のＸｎ。

Ｙｎ、Ｚｎを求める。（２０）式よｊ）　Ｂｎ、Ｔｏを
求める。

（２０）式の解Ｂｎ、Ｔｎと前回の基準クロック時のＢ
ｎ、Ｔｎ　（今の場合にはＢｌ　、　Ｔ凰ンの差ΔＢ、
△Ｔを）ｔＡＬＵ　３６内の所定のレデスタにセットす
る。

（１１）式の解Ｘｎ　、　Ｙｎ　、　ＺｎとＢｎ、Ｔｎ
を（２２）弐に代入して基本３軸ψｎ、Ｉｎ、Ｔｎを求
め、前回の基準クロック時のψｎ、θｎ、ψｎ（今の場
合ψ１−θ１１ψ１）の差△ψ、Δθ、ΔψをＲＡＬＵ
内の所定のレゾλりにセットする。

また白シ角検出フラグが１のときには（１８試を計算し
その値を１４ＡＬＵ内の所定のレデスタにセットし演算
器３１は待機する。

この待機はメイン０ＰｔＪ！０よりのマクロコマノドを
待つウェイトルーチンとは異なル、次の基準クロックア
ドレスゼネレータ出力ｕ％待つルーチンで１ｈ分周回路
３７のリセットは行なわれない。

以上の演算が終了するまでの時間以上に基準りｐツク周
期が長くなるようにクロックφとＢＲＭビット数を設定
しているので、演算時間が間に６わないというトラブル
は６発生しない。

演算器ｓ１がＭ〜待つウェイトルーチンを実行している
とき基準）ｐツクが発生すると同時ＫＢＲＭよシ払い出
し完了信号が出力され５ケのバッファ４１に：前記ＲＡ
ＬＵ３　＠内の所定のレデスタからΔψ、Δθ、△ψ、
ΔＢ１△Ｔがそれぞれロードされ、バッファ４２にはノ
ぐツ７ア◆１の自答がロードされる。

初回の基準クロックではバッファ４１がクリアされたま
まであるため、バッファ４２にはＯが入シ、ＢＲＭによ
るパルス払い出しは行なわれない。

この基準クロックにより基準りｐツクアドレスジ墨ネレ
ー／ａｌ１１が作ｒＩｋし、マイＩ蘭ｌ膣１２ムはＭ％
ら実行され始めＮ＝２にして（６）式を求める。

前回の基準クロック時の（２３）式のｊ′がｊになつて
いないため軌跡修正信号は発生せず演算器は平行移動モ
ードを継続する。よってに′＝ｏのまｔで（１６）式よ
シに＝２となる。

そζで（１２）式、　（１５２式より　（１７ツ式のＸ
ｎ、Ｙｎ、Ｚｎを求める。また（２ｏ）式のＢｎ　、　
Ｔｌｌを求め、前回との差ΔＢ１ΔＴをｈＡＬＵ内の所
定のレヂスタにセントする。このＸｎ、Ｙｎ、ＺｎとＢ
ｎ　、　Ｔｒｌを（２２）式に代入しψｎ、ｏｎ、ψｎ
を求め、前回との差Δψ、Δθ。

Δψを）ｔＡＬＵ内のＷｒ定のレデスタにセットする。

また（１８）式を計算し、その値が１ｔＡＬＵ内に格納
されている前回の値よシ小さいことを確認してその値を
入れ換える。

その後演算器は待機し、次のａｉ＊クロックアドレスゼ
ネレータ出カＭを待つ。

りぎの基準クロックでバッファ尋２には前回の７９ツ“
７ア１の内容が入Ｌバッファ番１に紘今同のΔψ、Δθ
、△ψ、ΔＴ１ΔＢがそれぞれロー枦會れｅＲ１４Ｍべ
よシ冬軸位置をｍ−へ指令パルスが払い出される。この
動作は（２３）式におけるｊ′ｔよｊになるまでくｐ返
えされるａＪ””Ｊとなった時点で（１５）式で求めた
ウィービング中ＫＸｎ＋３’ｎ＋Ｉｎ　を記憶しておき
、測定開始指令をセッサ回路部５０へ与え、次の基準ク
ロックで演算器３１は軌跡修正子−ドに入る。すなわち
セッサ回路部よシの上下左右の軌跡修正信号をＭでテス
ト条件として受けとＬ既に計算済み９α、β、７％　λ
、μ、νと演算器内に固定値として記憶されてｂるｑと
固定値ｒとにより（８）式、（１ｏ）式、（１ｓ）式を
解く。Ｋ′＝１とおき（１４）式を解き、Ｋは前回の値
の１／ ままで（１５）式を解いて求めたクイーピング中心Ｘｎ
％ｙロー露口を””　ｂ　　Ｙ／ｎ＠　　Ｚ’０として
記憶しておく。

Ｎ＝に＋に’とおき（１６）式を解く。（１７ツ式の解
ｘｎｋｙ′ｎ１ｚ′ｎとして記憶しておく。Ｎ　＝　Ｋ
　＋　Ｋ’とおき（１６）式を解＜、　　（１７）式の
解ｘｎｓ　Ｙｎｓ　Ｚｎを求める。

Ｂｎ、　Ｔｎを求め、Δψ、Δθ、Δψ、ΔＴ１　ΔＢ
Ｋ変換し）ｔＡＬＵ内の所定のレデスタにセットし。

ＢＲＭによル位置す−２制御をする。

また（１８）式をｉｔ算しその値を更新する。

次に演算器祉再度平行移動モードに入９、基準クロック
がくる毎にψ。、θｎ、ψ。％Ｔｎ％、Ｂｌｌを求め前
回の基準クロック時との差Δφ、Δθ、Δψ。

△Ｔ、ΔＢによ）位置サーー制御を行なう、　（ＩＵ式
の計算も毎回性ない最小値上保存しておく。再度ｊ′＝
＝＝１になるまで平行移動モードを続行する。

再度ｊ’＝ｊとなつ走時、（１５）式で求めたχ７、Ｙ
Ｈｓ！０と前回記憶したｘｏ、ＹＨｓ　！Ｉｔ（Ｘ　ｎ
−１，７（（−１ｈ　’　ｆｌ−１となる］を結ぶ直線
の方向余弦（ａ、ｂ、ｃ）をＸｎ％Ｙｎｓ　Ｘｎｓ　”
ｏ−１＊　Ｆｎ−１ｓ　ＸＨ−ｓの座標値よシ求へＰ２
　Ｐｓの方向余弦（λ′、ｄ、ｖ’ンをＰｓＣＸｓ　＋
ｙ＠＋”！　）、の座標値よシ求め、既に■式で求めて
いるｐｔ　Ｐ、の方向余弦とより　（２８）式のξを計
算する。そのξの値をＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ　Ｉｎ　０
ｕｔ）に記憶しておく。

また今回求めｆｃｘｎ％ｙｎ１ｚｎを前回値と入れ替え
記憶する。測定開始指令をセンサ回路部５０へ与え、次
の基準クロックで演算器３１は軌跡修正モードに入る。

センナ回路部５０から軌跡修正信号に応じ（６）式、（
１０２式、（１３）式を解く、モしてｒ−２とおき（１
４）式を解き、Ｋ捻前回の基準クロック時の値の壕まで
（１５）式を解いて求めたり、イーピング中心Ｘｎｓ　
Ｙｎｓ　１ｎをＸ′ｎ、ＹＩｎｂ　Ｘ−とする。このｘ
％。

、−１！／、、と前回記憶した””　”ｎ　ｓ　”ｎ　
（”ｎ−１、Ｙ僧１１、Ｚｎ−１となる）を結ぶ直線の
方向余弦（ａ’　、ｂ’　、ｃ’　）を’に’ｎ　ｂ　
Ｆ’ａ　％ｇ’ｎｓ　ｘｚ、、、３”　Ｂ−ｓ　ｓ　！
’！１”’ｌ　Ｏｇｉ　ａ　値カｂ　求め、既に求めて
いる方向余弦（λ、μ、シンと（λξＩ、シ′）！ｌｃ
よｊＤ　（２９）式のダを計算する。そのηの値ＰＩＦ
ＯＫ記憶しておく、また今回求めたＸＢＺＹｎ’、ｚ　
、／を前回値を入れ替え記憶する。Ｎ＝＝Ｋ　＋　Ｋ’
　とおき（６）式を解く。（１１）式の＃　Ｘ（Ｂ　Ｙ
ｎ　ｓ　ｚｎを求める。Ｂｆｌ　％　’ｒｎを求めΔψ
、△θ、ΔへΔＴ１ΔＢに変換しＲＡＬＵ内所定のレデ
スタにセットし。

ＢＲＭにより位置ナーＩ制御をする。

また（１８）式を計算しその値を更新する。これで修正
モードは終ル再度平行移動モード→修正モード→平行移
動モード・・・を繰り返えす。

この修正モードでの前後でＦＩＦＯに記憶されている（
ξ＋η〕／２の平均値が（２６）式また紘（２７試で計
算され九ζｍａｘの１以上でζユに近づｉているかどう
か計算し、ζｍ□に近い値であるときには溶接開始点検
出中であると認識しｂ　Ｗｂ　　ｂｚ　ｑをｉのままの
値で、溶接電流指令切替スイッチｓ１も固定値側にした
まま溶接倣いを続行する。

とき溶接開始点に到達したと判断し、溶接電流指令、切
替スイッチ５１がメイ１０ＰＵ２０よりの指令値を選択
するよう演算器出力を制御し％　ｋ　　ｈ％ｑの値をレ
デスタ２８〜レデスタ３０の値に変更し、（＋）、（５
）を解き基準クロック当りのウィービング移動量△ｘ１
Δｙ１△２を求め直し、　　（ｌｉ）式のｉ。

ｉ％　らを求め直し、（１Ｇ）式の計算にもレデスタ２
０のｑを使う。また（２６）式、（２７）式のζｍａｘ
も計算し直す。

以降１曲υ角検出フラグが１の・ときには（１８）式の
最小値を更新していき、曲９角検出フラグがＯのときに
はξ、ηを順次ＦＩＦＯＫ貯えておき、上記溶接倣い動
作を続行する。

曲シ角検出フラグが１のときには、　　（１８）式の最
小値がある変動中以上になったときをそのブロックの終
点とする。曲シ角検出フラグが０のときにに近づいたと
きをそのブロックの終点とする。

曲シ角検出が終ると演算器３１は５次のブロックでのウ
ィービング方向を決め、前のナロツクの９イーピング振
巾と等しい振巾になるようにウィービングパターン継続
処理を行なう。すなわち、既に前ブロックで求めたＨも
の方向余弦（λ、Ａν）とＰ、　Ｐ、の方向余弦（λ′
、μ′、シ′）Ｋよシ（２◆］式のω０を求め１、（２
ｓ）式よル次ブロックでのｑ点すなわち第９図で説明し
た９１点の座標”１　ｓ　Ｙ’ｋ　＠　ｇ／ｌを求める
。同様ＫＱｓ点、Ｑｓ点を求め（１）式のＱｌ、Ｑｍｂ
ＱｓＹｔ入れ替える。

曲多角が検出されたときのウィービング中心の位置＜Ｘ
ＨｂＹｎｓＺＢ）が次ブロックの始点となる。

このＸ（（ｓ　Ｙｎｓ　！Ｈと２８点（Ｘｚｓ　Ｙｘｓ
　ｚｚ　）との差ｊ１＝（Ｘｌ−Ｘｓ）ｓ　　１ｓ＝（
）’ｎ−３’！　　）ｓ　　ｉｓ＝　（エロー２３　）
を記憶しておき、ｘｎ％’ｊＢｈＺｎを（１）式のＰｌ
の座標データ８□、ガｓ　Ｋｌとする。

その後演算器３１からのコマンド要求に対しメイン０Ｐ
Ｕ２０は次ブロックの終点のロボット６軸の原点からの
パルス数をレデスタ２２にセットし、つぎのつぎのブロ
ックの終点および次のブロックの距離監視点のロボット
５軸の原点からのパルスａｔレデスタ２３、レデスタ２
７にセットした後。

前記マクロコマンドを演算器３１に与える。このマクロ
コマンドは溶接開始点検出を含まない。

ｔＲｘａｓｌはレデスタ２２にセットされたブロックの
：１ｒｆｃな終点Ｐｌ座Ｉ！（φｈθｍ％９’ｌ＆　Ｔ
１％　ｇｇ　）ｈレデスタ２３にセットされた次ブロッ
クの新たなのＰｓ＋（ｘｉａＦｓ％″□）へ１値を、記
憶している處ｌ。

ｊｌｂｊｌだけシフトした点を新たな終点Ｆ！４！ｉｓ
とする。

すなわちｘｓ＋　ｉｌ−＋ｘｓ　ｈ　ｙｓ　＋　１ｓ→
ｙｈ１１　＋ｉｌ−＋ｚ怠と変更を行ない新たな終点Ｐ
ａ（ＸｈＹｈＸｍ　）とする−その後の溶接倣い動作は
溶接開始点検出を行なわないことを除いて前ブロックの
動作と全く同様である。

また２段バッファによシ指令パルスを払い出しながらい
つもバッファ４１に次のデータが入っている丸め曲多角
にき九ときもブロック間停止がなくなめらかな溶接倣い
が実現される。

以上説明したように、本実施例による溶接倣いシステム
は精度の悪いワークの溶接の自動化を可能とするもので
次のような長所をもっている。

（１）　　ロボット手首に溶接トー５チ以外なにも装着
されない九め、溶接トーチが入っていける所ならどんな
狭い所でも溶接倣いが可能である。

（２）　ワーク精度が悪く実際のワーク溶接点がティー
チングされた点から大巾にずれていても高価なビジョン
システム等の形状認識装置がなくても溶接開始点を検出
できる。

（３）形状認識装置がなくても、溶接倣いをしながら円
滑にどんな形状の曲９角をも適正な溶接が可能である。

またその曲多角がワークによシ大巾にばらついても適正
な溶接が可能である。

（＠　ウィービング周波数、溶接速度、軌跡修正量の設
定値で決まる溶接倣い角度以下のワーク溶接線は同一ブ
ロックに含めてよいため、最初のティーチフグ作業が簡
単で操作性が良い。

（５）　クイーピングパターン自動継続機能があるため
最初の溶接ブロックにのみウィービングパター７を定義
する３点をティーチングするだけでよいのでティーチン
メ作業性が良い。

（６）％別ノセンサをＩ：Ｉキット手首に装着するので
はなく、アーク埃象（溶接電流、溶接電圧）そのものか
ら七ンシング情報を得るため、非接触センサ、接触セ／
すを問わず通常他のセンサでは問題になる１溶接時セン
サが邪魔になる＃、１死角が存在する１、１溶接熱、ス
パッター。

ヒユー五等による悪環境下での信頼性に弱点がある“等
の欠点がない。

従って本発明によれに、精度の悪いワークでも、つまり
ワーク取付位置が多少ずれたシ、溶接線が波を打ってい
るような場合でもロゼツトによる溶接の自動化が可能と
なり、溶接自動化に貢献するところが極めて大きいとい
える。

なお、第３図に例示し九〇ポットはクイ−ピング運動制
御及び軌跡修正制御ともロボット３軸を制御するととＫ
よシ行うものであるが、ウィービング運動のみをロゼツ
ト駆動軸とは別の専用アクチュエータを四ポット手首に
装着して、軌跡修正制御をｐボット基本３軸で行うよう
にする等の設計的変更あるは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ウィービング溶接の説明図、第２図は、従来
のウィービング溶接方式を適用したアーク＃！接口ｌッ
トの斜視図、第３図は本発明を実施するためのアーク溶
接ロボットの斜視図、第４図は本発明による倣い制御方
式の説明図、第５図はクイ−ピング運動設定用教示点の
説明図、第６図及び第７図は修正ベクトル図、第８図は
センサ回路部の入出力信号の説明図、第９図は溶接トー
チの制御方向を示す図、第１０図はウィービング教示ノ
ックーンの自動継続上説明するための図、第１１図及び
第１２図はティーチング軌跡と実際の溶接線のずれ角を
説明するための図、第１３図は隅肉溶接における急峻な
直角コーナ部での倣い？！接の挙動を示す説明図、第１
４図はその一部拡大説明図、第１５図は隅肉浴接での教
示点と溶接トーチ姿勢を示す図、第１６図及び第１１図
は実際の溶接開始点が教示点と相違する場合の動作説明
図。 第１８図は実施例における制御回路のブロック図、第１
９図は実施例におけるサーブ制御部のブロック図でおる
。 １１・・・溶接トーチ　　　１２・・・土台１３及び１
４・・・アーム　１５・・・旋回体特許出願人　　株式
会社　安用電機製作所同　代理人　　　　服　　部　修
　　−第ｉ問 （幻　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第２問 第８間 第９闘 第１０闘 第１Ｉ＠ 可 〉 第１２岡 第７４岡 第１５問 第１Ｃ岡 第１７問 （’Ｑ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　（ｂ）手続補正書（自発） 昭和５７年１２月１７日 特許庁長官若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５６年特　許　願第１５８６２７号事件との関係　
　特許出願人 ４、代理人 ８、補正の内容 ｉｌｌ　　明細書全文を別紙の通）補正致します。 （２）第９図、第１０図、第１１図、第１２図、第１６
図、第１４図１．第１５図、第１６図及び第１８図を別
紙の通り補正致します。 明　　　細　　　書 １、発明の名称 溶接ロゼツトの制御方式 ２、特許請求の範囲 させ乍ら教示線に従って移動させる溶接ロゼツトにおい
て、ウィービング両端での溶接電流又は溶接電圧を検出
し、その検出値の変化により被溶接物の実際の溶接線と
のずれと設定された溶１ｓ電流又紘溶接電圧との差を検
出し、前記検出値から演算した軌跡修正信号によってロ
ボット基本３軸又は基本３要素を制御してウィービング
中心の軌跡を修正制御することを特徴とする溶接０？ツ
トの制御方式。 （２）教示点間を直線補間によって夾行するティ　　　
（−チング・ツレイパツク・溶接ロボットを使用したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶接ｃ１永
ットの制御方式。 （３）　　溶接トーチ先端をウィービングさせ乍ら教示
線に従って移動させる溶接ロゼツトにおいて、ウィービ
ング両端での溶接電流又は溶接電圧を検出し、その検出
値の変化により被溶接物の実際の溶接線とのずれを検出
し、前記検出値から演算した軌跡修正信号によってロボ
ット基本３軸又は基本３要素を制御してウィービング中
心の軌跡を修正制御すると共に、御することを特徴とす
る溶接ロゼツトの制御方式。 ４）　溶接トーチ先端をウィービングさせ乍ら教示線に
従って移動させる溶接口ｌットにおいて、通常の溶接作
業のための教示点の他に、被溶接物の曲り角検出のため
の監視点を定義ティーチングし、その監視点と、ウイー
ビング中心の距離全演算し、その距離が単調減小してい
る時には現在実行中の溶接倣いブロックであると認識し
ス追跡動作を継続し、その距離が′ある変化中以上に増
大すると被溶接物の曲り角であると認識してそのブロッ
クの追跡を終了し、その時の溶接トーチの位１１１を始
点とし、この点と既に教示されている当骸ブロックの終
点との変位ベクトルだけ次のブロックの既に教示されて
いる終点ｔ−ａ次元平行移動シフトさせた点を終点とす
る直線を基準とする溶接ロゼツトの制御方式。 （５）　　溶接トーチ先端をウィービングさせ乍ら教示
線に従って移動させ、且つウィービング両端での溶接電
流又は溶接電圧を検出し、その検出値の変化により被溶
接物の実際の溶接線とのずれと設定された溶−電流又は
溶接電圧との差を検出し、！ＩｆＪ記検出値から演算し
た軌跡修正信号によってロゼツト基本３軸又は基本３要
素を制御してウィービング中心の軌跡を修正制御すると
共に、直角コーナ弊の急峻な曲９角溶接の場合、前回の
軌跡修正信号が与えられたときのウィービング中心位置
（ｘｎ１１ｙｎ→　ｔ　ｇｎ→　）と軌跡修正完了後の
ウィービング中心の位ｆｊｊｌ　（ｘ’ｎ−１ｒＹ’ｎ
−１ｒｚ’ｎ−ｔ）を記憶しておき、今回の軌跡修正信
号が与えられた瞬間のウィービング中心位置（ｘｎ　＋
　’Ｉｎ　＋　”ｎ　）　　と前回の位ｒｌｔ　（Ｘｆ
ｌ−１１）’ｎ−１、ｚれ−１）を結ぶ直線７１１に％
既に数示されている＠＠Ｌ１と、この直線の終点の曲り
角を過ぎた次のブロックで教示されている直線Ｌ２とで
作られる面へ投影したときの７１とＬｌのなす角度ξと
今回軌跡修正信号が与えられ、軌跡修正が完了した直後
のウィービング中心位置（”ｎ　＋　Ｙ’ｎ　＊　”（
１）　　の前回の位置（ｘ’ｎ−１ｔ　Ｙ′ｎ−ｔ　’
　＠　ｚ′ｎ−１）　を結ぶ直線７２ｔ−上記面へ投影
したときの！２とＬｌのなす角度ηを演算し、このξと
ηの平均値倉溶接倣い中、軌跡修正の両波で毎回計算し
、ｐｘｐｏ　　記憶回路に順次記慣しておき、ＦＩＦＯ
記憶回路の平均値がウィービング周波数、溶接速度及び
町跡修正量で決まるある値以上になると曲９角であると
認識すると共にＦＩＦＯ記憶回路内をクリアし、そのブ
ロックＬ１を終了し、そのと声の溶接トーチ先端の位置
を始点とし、この点と既に教示されているＬｌの終点と
の変位ベクトルだ社次のブロックＬ２の既に教示されて
いる終点を８次元平行移動シフトさせた点を終点とする
直線上をウィービング中心が移動する次のブロックにな
ったと判断して次のブロックの追跡制御に移行させるこ
とを特徴とするロゼツトの制御方式。 （６）溶接トーチ先端をかイーピングさせ乍ら教示＃ｊ
Ｋ従って移動させ、ウィービング両端での溶接電流又は
溶接電圧？検出し、その検出値の変化により被溶接物の
実際の溶接線との！ｊ検出し、前記検出値から演算した
軌跡修正信号によってロゼツト基本３軸又は基本３要素
を制御してウィービング中心の軌跡を修正制御すると共
に、実際の溶接開始点が既に教示されている溶―開始点
よりずれているとき、実際のＷｊ接線に到達するまでの
＃接速度及び溶接電流を正規の値より極端に下げウィー
ビング周波数と軌跡修正量を正規の値より大きくするこ
とを特徴とする溶接口承ットの制御方式。 されている２点を結ぶ直線をその軌跡修正べ３、発明の
詳細な説明 本発明は、アーク溶接ロボットの溶接線倣い制御方式に
関するものである。 従来消耗電極式アーク溶接機で第１図（、）に示すよう
な隅肉溶接や、第１図ｆｂ）に示すよりなＶ開先溶接を
行う場合、ウィービング運動する溶接トーチ１ｔ−搭載
した台車を開先線に沿って走行させているが１台車がワ
ークの開先線に沿って正しく走行しないときは溶接部２
が偏って溶接される。この問題点を除去するため、溶接
トーチ先端のウィービングの中心が、溶接線から偏った
場合、ウィービング両端における溶接電流又は電圧が異
なった本のとなることを利用し、溶接トーチ１を溶接線
に対し、ウィービング方向に水平に移動させるアクチュ
エータを設け、これを前記ウィービング両端での検出値
の差がＯになるように制御して左右にずれのない溶接ビ
ードが得られるようにし、またその検出値が常に一定に
なるように垂直方向（消耗電極方向）に７クチユエータ
を制御する溶接線自動追従倣い制御装置が提案されてい
る。 この倣い方式を公知の円筒座標ロゼソ）　（ｃｙ−１ｉ
ｎｄｒｉｃａｌ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ　ｒｏｂｏｔ
　）、極座標口ｄ？ツ）　（ｐｏｌａｒ　ｃｏｏｒｄｉ
ｎａｔｅｓ　ｒｏｂｏｔ　）、直角座標ロボ′ット（ｃ
ａｒｅｓｉａｎ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ　ｒｏｂｏｔ
　）　、多関節ロボット（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ　ｒ
ｏｂｏｔ　）で実行する場合倉考えると％例えば第２図
に示すような構成のアーク溶接ロボットとなる。 この第２図に示すものは多関節ロゼツトにＭｉ＋記方式
を適用した場合の一同を示すもので、ロゼツトの手首に
ウィービング装置３と水平駆動アクチュエータ４、及び
垂直軸アクチュエータ５を装備したものであるが、２軸
のアクチュエータとウィービング装置の合計８軸の駆動
源がロゼツト手首に装着されることになるため、その重
量と大きさが問題になる。即ち１作業ツールが重くなる
と、ロピット手首への負担が大きくなり、手首の耐久性
から好ましくないし、′また作業ツールが大きくなると
、狭い所へ入って行けないため、溶接箇所の制約ケ受け
、汎用性を損う欠点がある。 第１の発明はこの欠点を除去するためになされたもので
、ウィービング軸、水平軸アクチュエータ及び、垂直軸
アクチュエータの３軸動作又は水平及び垂直軸アクチュ
エータの動作をロゼツトの三次元運動を行なわせるため
の基本３軸又は基本３要素で代行させ、ウィービング中
心が予め教示されている軌跡上またはその軌跡を３次元
平行シフトした軌跡上全進行するよう制御すると共に、
ウィービング端に来る毎に溶接電流または溶接電圧を検
出し、前回のウィービング端でのそれと比較し、その差
があれば、その差をなくす方向、すなわち、ウィービン
グ中心（実際の溶接＃）の進行方向に対する左、右（ウ
ィービング方向）と、前回のウィービング端と今回のウ
ィービング端での溶接電流または溶接電圧の平均値をプ
リセットされている値と比較し、その差があれは、その
差をなくす方向、すなわちウィービング中心の進行方向
に対する上、下（ウィービング方向と直交する方向）と
で規定される合成ベクトル方向へウィービング中心をロ
ーット基本３軸又は基本３要素全制御することによ？）
７７トさせ（修正制御）。 ウィービング中心と実際の溶接線の位置ずれを修正し、
かつ溶接電流又紘溶接電圧を一定にすることによって適
正なるウィービング＃接が行なわれるようにしたもので
ある。 第２の発明以下は、前記第１の発明にか＼る制御方式を
ティーチング・プレイパック・ロボットに適用する場合
に有効な制御方式に関するもので、以下にそれら各制御
方式について図面全参照しながら説明する。 第３図は本発明を実行するための多関節型ティーチング
・ゾレイノ々ツク・口？ットの一１ＨＪ　ｋ示すもので
、１１が消耗電極式溶接トーチである。 この溶接品デッドは、土台１２上に屈曲する２つのアー
ム１３．１４Ｔｈ具えた旋回体１５を設はアーム１３の
先端に取付けられた溶接トーチ１１はふり角度及びひね
ｐ角度を駆動モータで変えられるようになっており、溶
接トーチ１１のウィービングは、アーム１３と１４と旋
回体１５ｆ：制御して行なわれる。 周知のように、ティーチング・ブレイノセック・ロゼツ
トは、図示しないテイーチゼックスで２点を教示すると
、直線補間によ２てその２点間を結ぶ直線上を溶接トー
チ１１が移動する。 従って、第４図に示すような曲線からなるワーク溶接線
ａｔ−追跡させるような場合に拡、軌跡修正機能を持危
ないロボットでは多数の教示点を与えないと、適正な溶
ｉ！を行なうことができない。 そこで、この発明ではおおまかにＲ，、Ｒ，、Ｒ。 の３教示点を与えるだけで、ワーク溶接ＩＲ？追跡する
制御方式を提供しようとするものである。 この実用的価値は、溶接開始前の教示作業を簡単化し、
ロゼツトの取扱を容易すると共に、ワークの装置が悪い
場合で４適正な溶接が実行されることを可能とするもの
である。 先ず原理について説明する。 ロゼツトのＷＩＩＭトーチ１１の先端がワークの溶接線
Ｒ上の軌跡を動くためには前述のずれ量検出のためのウ
ィービング運動を続は乍ら、溶接トーチのウィービング
中心を常に溶接線上に持って行くようにすればよい。ナ
して、ウィービング中心が溶接線Ｒ上をたどるためには
、ウィービング両端での軌跡修正信号に対応した方向に
ウィービング中心全移動させ、その後、教示された軌跡
を３次元的に平行シフトした軌跡Ｊｌｌ　、４２　、Ｊ
Ｓ・・・・・・上ｔたどるようにすればよい。 ウィービング運動、ウィービング中心の軌跡修正、ティ
ーチング軌跡の３次元平行シフトされた軌跡上をウィー
ビング中心が移動する連動、この３つの動きをロボット
基本３軸又は基本３斐素で実行させ、ウィービング中心
より等しい距離だけ溶接線に対し左右にウィービングし
ながら両端での軌跡修正信号が与えられると、その方向
へウィービング中心を移動させ、移動完了後は３次元平
行シフトされた新たな軌跡上をウィービング中心が移動
、与えられないときにはもとの軌跡上を移動しながら次
の軌跡修正信号を持つ動作を（シ返し、Ｐｇ　　に到達
する。 仁のＰ／点即ち変曲点以後は平行シフトの方向ｅＰｓＰ
ｍ方向としてシフ訂させ乍ら追跡動作を行なわせればワ
ーク溶接線Ｒの追跡制御が実行されるととになる。 この平行シフト方向の切換ケ行うための変曲点Ｒ１′の
検出は１曲り角検出監視点Ｐｇ（１ｔ−ＺＰＩ　ＰｇＰ
、　　の補角側に定め、溶接トーチ先端のウィービング
中心との距ｌ１１１ｍｔ−常に演算し、その最小値より
′ｊ）る変動中だけ大きくなった点を検出すれはＰｌ＃
が求めることが出来る。 なおＰｇ・はｌ：ＰＩ　Ｐ婁Ｐｇ　　の２勢分線上に設
定されることが望ましい。 このようにして追跡制御を行えば、従来法に比し、極め
てラフなティーチング（教示）で、適正なウィービング
溶接が実行され、溶接ロゼツトの運転操作に貢献すると
ζろ極めて大である。 次に、ロボット基本３軸又は基本８１！素によるウィー
ビング運動に関し第６図に基づき説明する。 ロゼツト運転に先立って先ず、ウィービングの方向、振
巾、周波数等、倣い溶接上必要な条件をティーチングす
る必要がある。 前記教示点Ｐ凰、Ｐ寓間でＱｓ　ｔＱｍ　、、Ｑｉの３
点を任意にティーチングす；Ｅ）？−とにより、ウィー
ビングの方向と振巾を設定する。２点Ｑ１．（ｈのみで
は溶接線に対するウィービングする面が決まらないため
、点Ｑａ　　を設定するものである。 こ＼でＱｓ　（ｈ　Ｋ　Ｑｓ　　から垂ｉｔ下ろしてそ
の足をＨとし、ＱＩ　Ｈ＝ＨＱ、’＝　Ｊとなる点Ｑｇ
’ｔｌ”求め。 ウィービング中心Ｈからの振巾會尋しく　ｌ（−＋Ｑｔ
−Ｈ→Ｑ、／→Ｈの単振動ウィービングをさせる。 Ｑｌ、Ｑｉ、Ｑｓで作られる面とＰＩｐ、の交点Ｗ（Ｘ
ｗ　ｔ　Ｆｗ　＃　Ｚｗ　）　　は。 とすると、Ｗの位置は、 ｒ、α′、β１．１１．λ、μ、ν） ただし−’１　ｔ、ｆＭ　ｔ　ｆｌ　　は関数をあらゎ
す記号なる関数式で定義される。 ｐｌ、ｐ黛、Ｑｌ　、（ｈ　−Ｑｌ　は教示された点で
あり、その座標値は判明してい。るので、α、β９１．
α′。 β１，１１．λ、μ、ν　すなわち”Ｗ　ｔ　ｙｗ　ｔ
　ＺＷ＊　　は演算装置により簡単に求められる。 ウィービング中心はＨであるが、説明をゎカｖやすくす
るために、本記載事項中で鉱、交点Ｗをウィービング中
心と仮称する。このウィービング中心Ｗが第４図におけ
るＰＫから始まり、倣い動作音しなから２３２点に到達
することになる。ロゼツトの手首に装着した溶接トーチ
先端は、Ｗの軌跡ｐｇ　ｐ、の３次元平行シフト軌跡）
１．Ｊ２・・・・・・上または修正軌跡をたどる。 溶接トーチの先端がＨから出発し基準クロックに回後の
ウィービング点座標を求めるために１回の基準クロック
でＱＩＱａ　’上を動く距離ｓｌ求める。 基準クロック周期’ｋ　Ｏｏ　ｓウィービング周波数ｔ
−ｈとすると。 ８　＝　４ｈ　ｊｏｏ　　　　　””・・・（４）８の
ｘ、ｙ、ｚ成分ΔＸ、Δｙ、Δｚ唸で表わされる。また
基準クロックＮ回後のウィービングノぐ”ターン上の現
在値ｘｋｙｋｚｋ祉で表わされる。なおＨ−ｈ　Ｑ　１
→Ｈ→Ｑ５→ＨのウィービングでＱｌ、Ｑ４から折り返
すときにはΔＸ。 ”　ｒ　７ｇ１６　ｇＱは となる。 従って、（６）式、（７）式にウィービング中心Ｗの座
標を加算した軌跡を溶接トーチ先端がたどればよいこと
になる。第４図に示すようにウィービング中心ｗＨ最初
Ｐ、を始点、Ｐ寞を終点とする直線上を動き始めウィー
ビング両端での軌跡修正信号により方向を修正し、次に
ｐ、　ｐ、と平行な新たな軌跡！！ヲたどる。すなわち
ウィービング中心Ｗの制御には修正モードと〒行移動モ
ードの２つがある。修正モード時におけるウィービング
中心Ｗの通行方向に対する左、右の軌跡方向はウィービ
ング方向すなやちＱ／　Ｑｔ　、　Ｑｔ　Ｑ≦、上下方
向はベクトルＱＩＱ４とＰＩＰ、　　の外積の方向と定
義する。 ＱｘＣｈｔ？平行移動させＰＩ　ｐ、　　とＨ点で交わ
らしたときのｊＰ、ＨＱ（＝ω　とおくと、上下方向の
方向余弦（ｅ＊’ｐｇ）は で求められる。左右方向の方向余弦は前記αＩ　ｊ”　
ｔｒとなる。 第６図は８通りの左右上下の修正ベクトルケ示す。 修正ベクトルの方向余弦（ｕ、ｖ、ｗ）はとなる。 ウィービング中心、Ｗの修正なしのときの進行方向はＰ
ｉ　Ｐ、に平行であり、七の方向余弦は前記（λ、μ＊
　ｖ）ｔ−なる、第１図はウィービング中心Ｗを（λ、
μ、ν）の方向へｒだけ移動させながら修正させること
を示す図である。合成された実際のＷの修正ベクトルδ
のＸ５Ｆｓ”成分ａｘ、ｂｙ＋ｚ　は次式より求まる。 指定された溶接速Ｈｖを実現するために平行移動モード
時の基準クロック毎の移動量は （ｘｔ　−ｘｔ　）Ｏｏ　Ｖ で茂わされる。 修正モードを除き平行移動モードでウィービング中止Ｗ
が基準クロックに凹稜に移動する距献ζ・δｙ′Ｑｚ／
は となる。 第７図のベクトルδをたどる修正モードではｒ方向が指
定速Ｈｖで制御されるのでなる時間にＷはδだけ移動す
る。よって基準クロック１回当りの一方向への移動量”
’−ｎｌ　　＃　）’ｎｌ　　ｔ　ｘｆｉ、はとなる。 修正モード中の基準クロックに′回目の移動量はとなる
。 このδ８．．δ７１　１　δ８□が修正モード終了時７
１　ｔ　”ｊ７　ｍ　”ｊＺ　　と一致するように修正
そ−ドの最終回でその差を補正する。 よってウィービング中心Ｗの基準クロックＮ回目の座標
”ｎ　＋　Ｙｎ　＊　ｚｎ、はＮ　＝　Ｋ　＋　Ｋ’　
　　　　・・・・・・・・・・・・　（ト）として求ま
る。 前記したように溶接トーチ先端の制御点の座標Ｘｎ、Ｙ
ｎ、Ｚｎｆ次式になるよう制御すればよい。 またそのブロックの終点Ｐｌ′を求めるために点Ｐｒｏ
　にｌｘｏ　　ｓ　ｙｓｏ　　ａ　ｓｏ　）とウィービ
ング中心Ｗとの距離Ｄ ｔ基準りｐツク毎に求め、最少値を保存し、ＷがＰｌに
近づ（につれ最小値が更新され、Ｗが２１点を過ぎると
Ｄが最小値より大きくなる。ＷのＰ１→Ｐ？への進行に
つれ平均的には距離りは小さくなっていくが、修正モー
ドでの修正ベクトルの出かたによっては必ずしもミクロ
な意味でＤは小さくなるとはかぎらない。このため現在
までの最小−にある微小な変動中を持たせ、それを越え
た点をそのクロックの終点とする。 この曲り角ｉ１ｉ！職方法は、第４図に示すようななだ
らかな曲り角検出咳は有効であるが、急峻な直角コーナ
等の曲９角には適用できな匹。よって第１３図、第１４
図で説明する曲９角認識法と併用することになる。 つぎにロゼツト手首軸の制御について説明する。 手首姿勢は、溶接線に沿いトーチ角、前進角が溶接上で
決まるある変化中肉にあるよう制御されねばならない。 教示点ｐｌ、ｐ２．ｐ３点での手首姿勢は当然正しぐテ
ィーチングされている。Ｐｌ→Ｐ２　への溶接倣いの場
合、手首ぷり軸Ｂ１ひねり軸Ｔのｐｌ、ｐ２点での値を
Ｂｌ、Ｔｌ、Ｂ２．Ｔ２として、基準り・ツク占・当ジ
の増分量ΔＢ、ΔＴ　は次式より求められる。 基準クロック毎にこれを加算しＰｌ→Ｐ２″への進行に
ともない修正モード、平行移動モードを問わず一様に変
化させる。よって基準クロックＮ回目のＢｎ、Ｔｎは となる。 ブロックの終点Ｐ？でのＢ　、　ＴｔｉＢ、　、Ｔ、と
一般に等しくならないが、第４図ではワークのずれが誇
張して書かれているにすかず、現実の対象ワークでのＰ
、、Ｐ、’点間の距離は小さいため、この差は何ら実用
上の支障にならない。従って溶接倣い中、常に適正な溶
接トーチ姿勢が保たれる。 （１）式のｘ、ｙ、ｚ値は制御点である溶接トーチ先端
の値であるから、（１）式を求めるために、ロボットの
形態が直交形、多関節形５円筒形、極座標形を問わず、
メモリに格納されているＰ、、Ｐ、。 Ｑｌ、Ｑｓ　、Ｑｍの各駆動軸座標データから直交座標
への変換が必要となる。 またαη式、四式で計算された時々刻々（基準クロック
毎）の溶接トーチのあるべき位＊　（Ｘｎ　ｔＹｎ　、
　Ｚｎ　、　Ｂｎ　、　Ｔｎ　）　ｆ　Ｉ：ｌ　Ｎット
として実現するためにＱ９式の解Ｘｎ　、　Ｙｎ　、Ｚ
ｎ　ｋロゼツト基本３軸の駆動軸データに逆変換しなけ
ればならない。ロゼツト手首軸データはＢｎ　、　Ｔｎ
となる。 第３図に示した実施例口？ットの基本３軸、すなわち３
要素の旋回体第５アーム１３，１４はそれぞれ回転角ψ
、ψ、０で制御され、手首ふり軸。 ひねυ軸は回転角Ｂ、Ｔで制御される。制御点Ｐは溶接
トーチ１１の先端である。 手首ぷり軸回転中心より距離Ａ１ひねり軸回転中心より
距離ｄ離れた点Ｐがティーチングされた制御点であるか
ら、その直交座標値は となる。またＢ７）式で求めたＸｎ　、　Ｙｎ　、　Ｚ
ｎとに）１式で求めたＢｎ　、　Ｔｎより（ロ）式を逆
変換した次式により関節ロゼツトの基本３軸の回転角ｆ
”　＋θ。、ψ。 が求まる。 Ｑυ式、（イ）式はそれぞれのロゼツト形態に応じ、夫
々定義される。 第８図はウィービング両端÷の溶接電圧、溶接電１５！
尋から上、下、左、右方向へ一定量ｑだけ移動させるた
めの軌跡修正信号を発生させるセンサ回路部である。 第５図で説明したＱｌ−Ｑｍ　、Ｑｓがティーチングで
与えられると、垂線の足Ｈの座標は求まり、それｋ　Ｘ
ｈ　＊　Ｆｈ　＊　”ｈ　　とすると、ウィービングの
現在値”ｋ　＊　３’ｋ　＊　”ｋ　　（（６）式）よ
り現在の振巾ｊ′が求まる。 このｊ′がｊとなったときがウィニピング端であり、こ
のときセンサ回路部へ測定開始指令が与えられる。 溶接トーチのウィービング中心が実際の溶接線より溶接
線方向に対し右にずれているときには”左”信号が発生
される。左にずれたときには”右”信号が発生される。 ウィービング両端の値の平均値がプリセットされている
値より大きいときには“上”信号が、小さいときには１
下”信号が発生される。この上下左右信号は８通りの組
み合わせがある（第６図示）。 第９図にこ＼で言う上下左右の方向を示す。左右はウィ
ービング方向で、上下は溶接トーチ方向、すなわちワイ
ヤ電極１１ｍの出てぐる方向である。 第１０図はウィービング教示パターンの自動継続を説明
するための図である０図においてＰｌ。 Ｐ、、Ｐ３は第５図同様ティーチング点、Ｑｌ、　Ｑ７
　。 Ｑｌは第５図と全く同じことを意味する。 ＰＩＦ！の延長線上にＰｅをとる。ＰＲとΔＱｔ（ｈ’
Ｑ＊をこのま＼ＰｔＰ、にそって平行移動しＰｌをＰ３
に（。ただしＰ＠ＵｒｊニアつのベクトルＰ！　Ｐ、と
Ｐ２Ｐｅの外積の方向にとる。ｔＰ３Ｐ２Ｐｅ＝ω０と
してＱｔｏＱｏ’ｔ−ＰｓＵの軸のまわりにＰｌＰｅか
らＰ、Ｐ、　ヘ向う方向へω０だけ回転させると次のブ
ロックのウイービ、ングノぞターンＱｓ　Ｑｍ’が求ま
る。 ｐｍ　（ＸＩ　＊Ｙ１　ｓｉ）＠　Ｐｌ　（ま＋Ｙｍｓ
”Ｍ＞の座標値からＰ、Ｐ、の方向余弦（λ、μ、ν）
を求めＰＩ　（Ｘｌ　ｔｎ　ｔ”＊　）　ｔ　Ｐｌ　（
ＸＩ　ｓ）’ａ　＊庁）の座標値からｐ、　ｐ、の方向
余弦（λ′、μ′、シ′）ヲ求めるとω０は次式で定義
される。 ωｏ＝ｆｔｇ（λ、μ、シ、λ′、μ′、シ′）・・・
・・・（ハ）ＱｈＱ４１Ｑ３の座標値がそれぞれ（ＸＩ
　＋Ｆ１　ｔ”す、（！！　＋７１　、！１　）＋　（
ＸＩ　＋Ｆｓ　、ｉｌ　）　　のときＱｔ　（Ｘ（。 ｙ（＊　ｚ（）は次式で定義される。 互！（ｘｊｔｙ長、２遥）、α（Ｘ遥＋Ｙｇ＊”≦）も
同様に求められる。ウィービングノリーン、振巾めティ
ーチングは最初の溶接線で１回行なうだけでよく、後続
ブロックでは、Ｑｌ　、　Ｑ遥、　Ｑａを順次求め、第
５図で説明したこと＠：くり返しながらウィービングが
適正な方面に自動継続される。途中にウィービングをし
ないエアーカットのブロックがあっても演算上は上記計
算を続行するのでエアーカット後の溶接線でもウィービ
ング点ＱＩ、Ｑ！　、Ｑｓのティーチングは不要である
。換言するとｂ　Ｑｔ　＊ＱＱｌＱ３のティーチングは
１回で済む。 ティーチング点ＰＩ、Ｐ１間の同一ブロック内で、ティ
ーチングされている軌跡と実際のワーク溶接線のずれ角
ζ（第１１図、第１２図参照）には溶接倣い上の制約が
ある。 すなわちウィービング周波数ｈ　（Ｈｚ）、　溶接速度
ｙ（ａｓ＋／ｍ１ｎ）、第を図に示した軌跡修正ｔ　ｑ
　（ｗｌ、またはＦｑ−によりこの許容最大値ζｍａｘ
　　が決まる。 Ｖ または ■ このζｍａＸ以下なら同一ブロック内での溶接倣いが１
５１１と溶接自動化上の生産技術からみても１５″もワ
ークのパランΦがある被溶接物は一般に存在といえる。 第１３図拡隅肉溶接における急峻な直角コーナ部での倣
い溶接の挙動を示している。 実際のワーク溶接線上を倣いながら進み、ウィービング
中心はＰｉ　　点に達する。ｐ（−ｐ４間のウィービン
グ方向はＰＩＰ、　Ｋｆ！ｆ角な方向である。 Ｐｉ　　で隅肉部がなくなると平板上に溶接ビードに平
行なベクトルＰ４Ｐｎ’　ｆ基準とし倣い溶接を続行し
、　ｆｌＪ、＠式で決ま２るζｍａｘの角度の方向へウ
ィービング中心は進む。 第１４図はＰｊ　　点近傍におけるウィービング中心の
挙動倉更に詳細に示す拡大図である。繭記（至）式で与
えられるウィービング中心（”ｎ　ｙ　）’ｎ　＋”ｎ
）を修正モード前後■、０．■ｔＯｔ・・・・・・で配
憶しておき、前回の修正モードに入る直前の座標（Ｘｎ
　−１ｔ　Ｙｎ−１＊　”ｎ−１）と今回の修正モード
に入る直前の座標（ｘｎ　＋　ｙｎ　＊　Ｘｎ　）　　
を結ぶ＠縁石をティーチングされている直線ＰｓＰｍと
Ｐ、　ｐ、で作られる面上へ投影したときのｐ、　ｐ、
とのなす角度ξ全求める。また今回の修正モード完了＠
彼の座標（Ｘｎ’　、Ｙｎ’　ｅ　”ｎ’　）　　と前
回の修正モード完了直後の座ｉｒｔ　（”ｎ’−１＊　
Ｙｎ’　−１ｒ　ｚｎ＃−１）　　を結ぶ＠腺！雪を上
記面へ投影したときのＰＩＰ、とのなす角度ηを求める
。 ■■、■■、■■・・・・・・・・・の方向栄弘（ａｘ
ｂｓｃ　）、　Ｏｏ、■Ｏ・・・・・・・・・の方向余
弦（、ｔ　、　ｂＩ　、　ｃＩχｐ１ｐ、の方向余弦（
λ、μ、ν）、ＰｆｉＰ、　　の方向余弦（λ′、μ＃
　、　ｙｌ　）は％Ｐｌ　＋　Ｐｌ　ｔ　Ｐｌ　＊■、
■。 ■、■、・・・・・・・・・の座標値がわかっているか
ら簡単に求まる。よってξ、ηは次式で定義される。 ξ＝ｆ２ｊ（λ、μ、シ、λ’、７／、シ’　＊”＊ｂ
＊’）　”””Ｇｅη＝ｆｓｔ（λ、μ、シ、λ′、μ
′、シＩ　、　ａＩ　、　ｂ’　、　ｃ’　）・・・・
・・翰とのξとηの平均値を溶接倣い中修正モードのと
き第１３図点Ｐｌを曲９角と認識するようにする。 と＼で第１０図で説明したようにウィービング方向が切
り替わりｐ、　Ｐ、に直角な方向となる。Ｐｊ１を始点
としＰ３→Ｐｓ′変位ベクトルだけＰｓ　ｋシフトした
点Ｐ３′　を終点とする直線を基準として次のブロック
の倣い溶接が′＃３まる。 しかし、ｔだ隅肉部でなく平板上にトーチウィービング
中心があるため、Ｐ（Ｐｉとζｍａｘ　　なる角度の方
向へ向かいＰ（’点へ到達後、正確な隅肉部溶接倣いを
実行する。 曲り角認識後のξ９．ηの平均値もζｍａｘ　　となる
ためと＼で曲り角の認識をしないためのインターロック
は必散である。 この゛場合、Ｐ遥→ＰＪ−＋Ｐｆというようにオーツマ
ターンをすることになるが、とのオーパターンは必ずし
も悪いとはいえない。即ち、鳴ともと鋭角コーナ部の溶
接は難しく、アンダーカットをなくすために、倣なしの
ロボットによる鋭角−り角のティーチングは、第１５図
に示すように溶接線の外供０を曲す例が多い。 第１５図は隅肉溶接でのティーチング位置と溶接トーチ
姿勢を°上と横からみた図である。 比較的大きな溶接電流を使う隅肉溶接では、通常ウェブ
側のアンダーカットを防ぐため、溶接トーチのねらい位
置をフランジ側にｔだけずらして溶接する。 そして、特にコーナ部では肉量が多くなるため、ウェブ
側のアンダーカットが生じやすいので、図示のようにコ
ーナ部では溶Ｗトーチのねらい位置を１よりも大きくす
る。このことを考えると、この曲り角認識法には妥当性
があるといえる。 また第１５図に示すｔなるオフセット量は、センサ回路
部の左右１６号比較回ｍ（図示せず）にノ々イアスをか
け、＝点をオフセットすれば本醪接倣いでも当然可能で
ある。 第１６図、第１７図は、蓋産の場合にしばしば起る実際
の溶接開始点が、もともと溶接開始点としてテイーテシ
メ耀れていた点から大自くずれているときの溶接開始点
サーチ機能の説明図である。 第１６図中、点線で示されたワーク位置で正しくティー
チングされ九溶接開始点Ｐ１が、ワークが点線から実線
の位置に斜め上方にずれたため隅肉部がなく実際の溶接
開始点は平板上になるので、その点Ｐ′ｌでウィービン
グ溶接倣いを開始すると平板上を第９図で説明したウィ
ービング方向（左右方向）に溶接トーチ１１を振るため
ウィービング両端で電流差が生じる。溶接線に平行なベ
クトルＰＥＰ；に基準とし、その電流差をなくシ、シか
も溶接電流を一定にしようとして左方向、下方向の合成
ベクトル方向すなわち隅肉部へ向ってζｍａｘなる角度
で近づきＰｌ　　点より正常な溶接を始めることになる
。 長さ町を最小にし、しかもＰＪ−＋Ｐ？への不要溶接ビ
ードが被溶接物に悪影４を与えないようにするため、Ｐ
Ｈ−ｅＰＨ間は実際の溶接線（Ｐｔ以降ンと異なるウィ
ービング条件、溶接速度で溶接倣いを行なうようにする
。 すなわち、溶轍運ばＶと溶接電流値を憔端に落とし、ウ
ィービング周波数・ｈを上げ、軌跡修正電ｑを大きくシ
、（ハ）、＠式のζｍａｘが大きくなるようにする。 Ｐｒ点の認識はメ１３図、第１４図で説明した方法を準
用すればよい。第１７図はワークが逆にずれたときの図
であり、第１６図と全く同様に処理される。 第１８図は本発明の一実施例における演算器と２段ノ々
ソファ付きＢＢＭで構成された溶接倣い制御器とロゼツ
ト全体の動作を統括するメインＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）と、溶接電流指令切替スイッチ及び第８図で説明
したセンサ回路部とのつなぎを示すブロック図である。 演算器からのコマンド要求に対し、全体のロゼツト動作
シーケンス上から溶接倣いを行なう場合には、メイン（
３ＰＵ２０は図示しないティーチ２ツクスで指定した倣
うべきブロックの始点Ｐ１、終点Ｐ２と倣うべきブロッ
クに続くつぎのブロックの終点Ｐ、とウィービングノぐ
ターン定義点Ｑｔ　＊　Ｑ２　＊Ｑ３オヨび距離監視点
ＰＩＯのロボット基本３軸とロゼツト手首軸の原点から
の、ｅルス数、溶接速度■、ウィービング周波数ｈ％軌
跡修正ｔ　ｑｔ−メモリ（図示せず）から読み出してレ
ヂスタ２１〜レヂスタ３０にセットし、溶接倣い開始マ
クロコマンドを出力する機能を有している。 演算器３１は、シーケンスコントローラ３２、マイクロ
プログラム１モリ３３、ノぞイプラインレヂスタ３４、
マルチ、ゾレクサ３５、ＢＡＬＤ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ　
ａｎｄ　Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ　Ｌｏｇｉｃａｌ　Ｕｎ
ｉｔ）３６、レヂスタ２１〜レヂスタ３Ｇ、クロックφ
の分局、立ち上り微分回路３１及び基準クロック・アド
レスゼネレータ３８より構成される。 シーケンスコントローラ３２はマイクロプログラムメモ
リ３３に格納ぢれているマイクロインストラクションの
実行シーケンスを制御するアドレスコントローラである
。パイプラインレデスタ３４からの制御命令により種々
のアドレッシングトスタックコントロールを行なう。 更に詳しくいえば、現在実行中のアドレスのインクリメ
ント、マクロコマンドで指定されたアドレス選択、基準
クロックアドレスジェネレータ３８で指定されたアドレ
ス選択、ＥＬＡＬＵステイタスを含めたテスト条件に応
じた条件ジャンプのときパイプラインレヂスタ３４から
与えられるジャンプアドレスの選択、無条件ジャンプの
ときパイプラインレデスタ３４から与えられるジャンプ
アドレスの選択、マイクロサブルーチンコール時のスタ
ックコントロール等を処理する部分である。 アドレッシングのための入力情報としてはＯＰＵからの
マクロコマンド、基準りｌ’Ｊツクアドレスジェネレー
タ３８の出力及びノぐイゾラインレデスタ３４の出力の
３つがある。 マイクロプログラムすなわちパイプラインレヂスタ３４
の制御命令により、シーケンスコントローラ３２がこの
３つのうちどれを選ぶが、またはどちらも選ばずカレン
トアドレスのインクリメントを行なうかが決まる。 溶接倣い制御用には次の４つのマクロコマンドがある。 ■　エアカット直後のアークスタートブロックであり、
しかも次のブロックとの曲り角認識を距離監視方式で行
う。 ■　エアカット直後のアークスタートブロックであり、
しかも次のブロックとの曲り角ｍｓを′＋７角度計算方
式で行なう。 ■　既に前回のブロックでアークスタートが出され溶接
を連続して行なうブロックで、次のブロックとの曲、り
角認識を距離監視方式で行なう。 ■　既に前回のブロックでアークスタートが出され、溶
接を連続して行なうブロックで、久方式で行なう。 このマクロコマンドと基準クロックアドレスジェネレー
タ３８の出力はハードウェア上からいえば、それぞれの
悪埋マイクロプログラムの先頭アドレスを示す形で与え
られる。こｆＬらがシーケンスコントローラ゛に与えら
れていないときには、パイプラインレヂスタ３４出力か
らのジャンプアドレス、サブルーケンコールアドレス、
カレントアドレスインクリメントが与えられる。 マイクロプログラムメモリ３３は本演算器３１の中枢部
で、全ての演算処理はこのマイクロプログラムの指令通
りに実行される。 パイプラインレデスタ３４はマイクロプログラムメモリ
３３のノ々ツファレデスタで現在実行すべき演算用マイ
クロインストラクションをＲＡＬＵ　３６へ出力すると
ともに、次のマイクロアドレス決定のための制御命令を
シーケンスコントローラ３２と、マルチプレクサ３５へ
出力し、ジャンプアドレス、サブルーケンコールアドレ
ス、カレントアドレスインクリメントをシーケンスコン
トローラ３２へ出力する、また溶接倣い実行中のブロッ
クで曲り角が検出されたときには、次のブロックの座標
データを要求するコマンド要求をメインＣＰＵ２０へ出
力する。 このノぞイズラインレデスタ３４は、２つの信号パスを
形成し、各々を並列に同時進行させ、マイクロサイクル
タイムを短縮させ、演算の高速化をはかるためにある。 すなわち、１つのノぐスはパイプライフレデスタ３４→
シーケンスコントローラ３２→マイクロプログラムメモ
リ３３とつながるコントロール系のノソス、今一つハハ
イプラインレデスタ３４→ＢＡＬＵ３６の演算系のノ々
スで、この２つのパスヲ同シクロツクサイクルの間に並
列に動作させるために、ノぐイゾラインレデスタ３４が
用意されている。 クロックＣＰの立ち上り時には既にコントロール系のパ
スで準備されたマイクロプログラムの次の命令がノにイ
ゾラインレヂスタ３４０入力にあられれているため、メ
モリフェッチ時間がゼロと等価な高速動作が可能となる
。 マルチプレクサ３５はノぞイプラインレデスタ３４の制
御命令に応じａＡＬＵスティタス、センサ部よりの軌跡
修正１６号の第６図に示す８通りのテスト条件をシーケ
ンスコントローラ３２へ与え、それぞれの処理プログラ
ムへの条件ジャンプを実行させるためのものである。 ＦＬＡＬＵ３−６は論理・算術演算ユニットとプログラ
マブルレヂスタで構成され、マイクロプログラムで規定
された演算インストラクションを実行する。演４Ｍ来で
ある基準クロック毎のロボット各駆動軸の増分パルス数
がＦＬＡＬＵ　３６内の所定のシヂスタに格納される。 レヂスタ２１は始点Ｐｈレデスタ２２は終点Ｐ２、レデ
スタ２３はＰＩ点、レヂスタ２４は９１点、レヂスタ２
５は９１点、レデスタ２６は９３点、レデスタ２７　ｊ
ｄ　Ｐｓｏ点のロボット基本３軸とロゼツト手首軸の原
点からの、ｅルス数を格納するレヂスタである。 レヂスタ２８は倣い溶接速度Ｖを、レヂスタ２９はウィ
ービング周波数ｈｔ−、レデスタ３０は軌跡修正ｊｌｑ
ｅ格納するレデスタである。ノ々ツファ４１はロゼツト
各駆動軸のつぎの基準クロックで払い出すべき増分パル
ス数を格納するレデスタ、バッファ４２は現在払い出し
中の増分ノぞルスｅｔ格納するレヂスタである。 ＢａＭはノ々ツファ４２に格納されているパルス数１６
ｉ準クロック周期内に、クロックφに同期したノぞルス
として均−一様に配分し、基準クロック毎にノ々ソファ
転送用払い出し完了信号を出力する。 分周、゛立ち上り減分回路はクロックφよりＢＲＭの、
ピ′ット数だけ分周された基準クロックを作りその立ち
上＃）全微分する回路で、ＢａＭ払い出し完了信号と基
準クロックの同期をとるためのものである。 溶接機とセンサ回路部５０への溶接′１流指令はメイン
０ＰＵ２０から与えられるが溶接開始点検出時には演算
器出力−より＃Ｉ号電流指令切替スイッチ５１が切替わ
り、固定値を選択するし、溶接開始点が検出されると演
算器出力によりメインＣＰＵ指令値側に切替わる。 第１９図は、第１８図で説明したＢＦＬＭから払い出さ
れる指令パルスにより制御される多関節形ロボットの基
本３軸（φ軸、θ軸、ψ＠）と手首２＠（Ｂ軸、Ｔ軸）
の位置サーばである。 ｍ接トーチ先端がウィービング運動全しながら溶接倣い
ｔするべく与えられた各軸指金パルスと各ノぞルスゼネ
レータ８１６，６２６，６３６゜６４６．６５６からの
フィートノ々ツクノぞルスとの差が偏差カウンタ６１１
．６２１，６３１．６４１゜６５１から出力されＤ／Ａ
変換！６１２，６２２゜６３２．６４２，６５２を介し
てアナログの速度指令がサーボアンプ６１３，６２３，
６３３゜６４３．６５３に夫々入力される。サーボアン
プはその速度指令とタコゼネレータ８１５，６２５゜６
３５．６４５．６５５の出力（検出速度）とを夫々比較
し、その差がなくなるように各駆動モータを制御する。 この位置サーボ系により、ロボットに装着された溶接ト
ーチ先端が指令パルス通りに追従し所望の溶接倣い動作
が行なわれる。 つぎに、第１８図に示した劃−回路による溶接倣い制御
１１１ｍ作について説明する。 演算器３１Ｆｉ最初ウエイトルーチンを実行している。 シーケンスコントローラ３２は、メイン０Ｐ０２０から
マクロコマンドが与えられると、そのサービスプログラ
ムの先頭アドレスを選択する？ＩｔｌＪ　ｆｉｌｌ命令
ｆ　Ａイブライフレデスタ３４から与えられながら、演
算器３１がウェイトルーチンを実行するようアドレスコ
ントロールしてイル。 このウェイトルーチンには基準クロック分周回１Ｎｒ３
７をリセットする命令が入っているなめ、基準クロック
は発生しない。 溶接倣い制御を始めるにあたって、メインＣＰＵ２０は
まずレヂスタ２１〜レヂスタ２６に、溶接倣いブロック
の始点Ｐｌ（ψ１．θ１％９’ｌ、ＴＩｓ　Ｂｌ　）。 −ン定義点Ｑ１（ψ１．θｌ、ψｘ　ｅ　Ｔ＋　ｔ　Ｊ
　）、Ｑ！（へ。 θｈψｌ　＃　Ｔ２　＃　Ｂ冨）−Ｑｓ（φ３．θ３．
ψｓ　＋　Ｔｓ　＋　Ｂｓ）Ｉ７）座標値をセットする
。 またレデスタ２８〜レヂスタ３０に、倣い溶接速度ｖ、
ウィービング周波数ｈ１軌跡修正１ｔｑをセットする。 そしてそのブロックの曲り角認識が距離監視方式である
ときにはレデスタ２７にＰ８゜（ψ釣−０２０＃ψ２０
　＋　Ｔｏｏ　＊　Ｂ１０　）の座標値をセットする。 メインＯＰＵ　２　Ｇが前記４つのマクロコマンドのう
ち１ケを出力するとそれぞれの対応するサービスマイク
ロプログラムの先頭アドレスが選択される。この４通り
のサービスプログラムは、俗接開始点楡出を含むシーツ
クでめると−にはｆａ瘤！４始点検出フラグ（図示せず
）ｔ−１にセットし、含まないブロックであるときには
０にリセットし、曲り角検出が距離監視方式であるとき
には、曲り角算方式であるときには曲り角検出７ラグ１
−０にリセットした後溶接倣い処理プログラムＮ＃−Ｎ
エントリーするプログラムである。ま念この４通りのプ
ログラムには基準クロック分周回路３７のリセット信号
の解除命令が入っているため、分周回路３７はクロック
φをカウントし始める。以後法の基準クロックアドレス
ゼネレータ３８よりの出力がくるまでシーケンスコント
ローラ３２は演算処理に必要なアドレレシングを行なう
よう動作する。 では次にＮ＃から始まる溶接倣い処理プログラムについ
て説明しよう。 アークスタート時のブロックから溶接倣いを始めるので
、最初は溶接開始点フラグは１になっている。よって正
規の溶接開始点に溶接倣い動作が到達する迄は、溶接速
度ｖ１　ウィービング周波数ｈ１軌跡修正皺ｑはレデス
タ２８〜レヂスタ３０にセットされている値を使わずに
、演算器内に固定値として記憶されている値を使う。ま
た溶接機とセンサ回路部５０に与える溶接電流指令が固
定値となるよう溶接磁流指令切替スイッチ５１を演算器
出力で切替える。 レデスタにセットされているｐ、　＠　ｐ！Ｉ　ｐｓ　
ｌ　Ｑｔ　ＩＱｓ、Ｑｓｔ−（２１）式により（１）式
に示す直交座標系データに変換する。また曲り角検出フ
ラグが１のときにはＰＩＩＯを（２１）式によ！Ｊ　Ｐ
ｇｏ　（ｘｓｏ　ｓ　ｙ意ｏ　＋　ｔ！ｏ　）に変換す
る。 つぎに演算器内に固定値として記憶されているｈにより
（４）式、（５）式を解く。また、固定値Ｖにより（１
１）式ｔ−解く。また（２）式及び（３）式を解き次い
で（７）式を解く。 石ｓＰｌの手首軸角度より（１９２式を解く。これ以降
の処理プログラムが格納されている先頭番地がＭ譜ある
とする。 溶接倣いを開始する最初の基準クロックでは、溶接トー
チｄまだウィービング中心上に位置しているため軌跡修
正信号は発生しない。よって今の時点では（８）弐〜（
１０）式、（１３）式、（１４）式は関与せず演算器３
１は平行移動モードの状態となる。 一番最初の基準クロックでＩｆｉＮ−１にして（６）式
を解く。またに’＝Ｑであるから（１６）式よりに；１
となる。（１２）式、（１５）式、（７）式より（１７
）式のＫｎ、Ｙｎ、Ｚｎを求める。（２ｏ）式よりＢｎ
、Ｔｎを求める。 （２０）式の解Ｂｎ、Ｔｎと前回の基準クロック時のＢ
ｎ　、　Ｔｎ　（今の場合にＨＢＩ、Ｔｌ）の差ΔＢ１
ΔＴをＦＬＡＬＵ　３６内の所定のレデスタにセットす
る。 （１７）式の解Ｘｎ、Ｙｎ、ＺｎとＢｎ、Ｔｏ　’ｋ　
（２２）式に代入して基本３軸ψｎ、θｎ、ψｎｆ求め
、前回の基準クロック時のψｎ、θｎ、ψｎ（今の場合
ψｈθｈψ１）の差Δψ、Δθ、ΔψをＲＡＬＵ内の所
定のレデスタにセットする。 また曲り角検出フラグが１のときには（１８）式を計算
しその値ｔｌ−ＲＡＬＵ内の所定のレヂスタにセットし
演算器３１は待機する。 この待機はメイン０ＰＵ２０よりのマクロコマンドを待
つウェイトルーチンとは異な９、次の基準クロックアド
レスゼネレータ出方Ｍ〜待つルーチンであり、分周回路
３７のリセットは行なわれない。 以上の演算が終了するまでの時間以上に基準クロック周
期が長くなるようにクロックφとＢＡＬＭビット数金設
足金設定るので、演算時間が間にあわないというトラツ
クは発生しない。 演算器３１がＭ＃を侍つウェイトルーチンを実行してい
るとき基準クロックが発生すると同時にＢａＭより払い
出し完了１ｄ号が出方され、５ケのノ々ツブ７４１に前
記ＥＬＡＬＵ　３６内の所定のレヂスタからΔψ、Δθ
、Δψ、ΔＢ１ΔＴがそれでれロードされ、ノ々ツ７ア
４２にはノ々ツファ４１の８谷がロードさ扛る。 初回の基準クロックではノ々ツファ４１がクリアされた
ままであるため、ノ々ツ７ア４２には０が人り“、ＢＲ
ＭＩζよるノぞルス払い出しは行なわれない。 このｉ！、卑クロックにより基準クロックアドレスジェ
ネレータ３８が作動し、マイクロ〉ログラムはＭ＃から
実行され始めＮ＝２にして（６）式を求める。 前回の基準クロック時の（２３）式のｊ′がｊになつて
いないため軌跡修正信号は発生せず演算器は平行移動モ
ードを継続する。よってに’−０のままで、（１６ン式
よりに＝２となる。 そこで（１２）式、（１５）式より（１７）式のＸｎ。 Ｙｎ、Ｚｎを求める。また（２０）式のＢｎ、Ｔｎを求
め、前回との差ΔＢ１ΔＴをＲＡＬＵ内の所定のレヂス
タにセットする。このＸｎ、Ｙｎ、ＺｎとＢｎ、Ｔｎを
（２２）式に代入しψｎ、ｏｎ、ψｎｔ−求め、前回と
の差Δψ、Δθ、△ψｉ　ＦＬＡＬＵ内の所定のレヂス
タにセットする。 また（１８ン式を計算【７、その値がａＡＬＵ内に格納
さ扛ている前回の値より小さいことを確認してその値を
入れ換える。 そのに演算器は待機し、次の基準クロックアドレスゼネ
レータ出力Ｍを待つ。 つぎの基準クロックで）々ソファ４２には前回のノ々ツ
ファ１の内容が入り、バッファ４１には今回の△ψ、Δ
θ、Δψ、ΔＴ１ΔＢがそれぞれロードされ、　　Ｂａ
Ｍにより各軸位置サーボへ指令、Ｒルスが払い出される
。この動作は（２３）式におけるｊ′がｊになるまでく
り返えされる。ｊ’＋ｊとなった時点で（１５）式で求
めたウィービング中にｘｎ、ｙｎ。 ｚｎを記憶しておき、測定開始指令をセンサ回路部５０
へ与え、久の基準クロックで演算器３１は軌跡修正モー
ドに入る。すなわちセンサ回路部よりの上下左右の軌跡
修正信号をＭ＃でテスト条件として受けとり、既に計算
済みのα、β、ｒ、λ、μ、νと演算赤門に固定値とし
て記憶されているｑと固定値γとにより（８ン式、（１
０）式、（１３）式を解く。Ｋ′＝１とおき（１４）式
を解き、Ｋは前回の値の壕まで（１５）式を解いて求め
たウィービング中心ｘｎ１ｙｎ％ｚｎ、をｘ’ｎ、　ｙ
’ｎ％ｚ’ｎとして記憶しておく。Ｎ　＝　Ｋ　＋　Ｋ
’とおき（６）式を鱗＜、、（１７）式の解Ｘｎ、　Ｙ
ｎ％Ｚｎを求める。Ｂｎ％Ｔｎを求め、△ψ、△θ、Δ
ψ、ΔＴ１ΔＢに変換しＲＡＬＵ内の所定のレヂスタに
セットし、ＢａＭにより位置サーゼ制御′とすｂつ また（１８）式を計算しその値を更新する。 次に演算器は再度平行移動モードに入り、基準クロック
がくる毎にψｎ１θｎ１ψｎ１Ｔｎ、　Ｂｎを求め前回
の基準クロック時との差Δψ、Δθ、Δψ、ΔＴ１ΔＢ
により位置サーボ制御全行なう。（１８）式の計算も毎
回性ない最小値全保存しておく・再度ｊ’＝ｊになるま
で平行移動モードを続行する。 再度ｊ’＝ｊとなった時、（１５）式で求めた”Ｈｂ　
Ｙｎ％ｇＱと前回記憶したＸｎｓ　Ｙｎｓ　ｉｎ　（Ｘ
ｎ−１ｍ　Ｆｎ−１、ＺＨ−１となる）を結ぶ直線の方
向余弦（ａ、ｂ、ｃ）ｔｘｎ−Ｙｎ　％　Ｂｎ　ｈ　”
１ｌ−Ｉｓ　Ｆｎ−ｔｂ　Ｚ”−１の座標値より求め、
Ｐ、　Ｐ。 の方向余弦（λへμ′、シ’）ｔ’Ｐｍ　（ｘｘ＊ｙｓ
ｓ気ン、Ｐｓ（ｘｓｅｙｓ　＃ｚｓ）の座標値より求め
、既に（２）式で求めているＰＩＰＩの方向余弦とより
　（２Ｂ）式のξ全計算する。 そのこの値＠ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ　Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ
　０ｕｔ）メモリに記憶しておく。 ｔｆＩ−今回求めたＸｎｂ　７ｍ％ｇｎｔ−前回値と入
れ替え記憶する。測定開始指令をセンサ回路部５０へ与
え５次の基準クロックで演算器３１は軌跡修正モードに
入る。センナ回路部５０から軌跡修正信号に応じ（８）
式、（１０）式、（１３）式を解く、そしてに′＝２と
おき（１４］式を解き、Ｋは前回の基準りｐツク時の値
の１まで（１５）式を解いて求めたウィービング中心ｘ
ｎｂＹｎｍ”ｎをＸ′。、ｙ′。、ｚ′１とする。この
ｘ’ｎ、　ｙ’、　ｚ’ｎと前回記憶したｘ’ｎ％ｙ’
ｎ、　ｚ’ｎ（ｘ’ｎ−ｔ、Ｙ’ｎ−１、！’ｎ−１と
なる）を結ぶ直線の方向余弦（ａｌ　、　ｂ／　、　、
Ｃ／　）を””％Ｙ’ｎ１”０１Ｘ’ｎ−１ｂ　Ｙ’Ｈ
−１ｓ２′。−五の座標値から求め・、既に求めている
方向余弦（λ、μ、ν）と（λ′、μ′、ｙ′）により
（２９）式のηｔ−計算する。、そのηの値ＦＩＦＯメ
モリに記憶しておく。また今回求めたＸ　ｎ′、７　ｎ
’％ｚｎ’を前回値と入れ賛え記憶する。Ｎ＝に＋に’
とおき（６）式を解く。（１７）式の解Ｘｎ１Ｙｎ、　
Ｚｎを求める。Ｂｎ。 Ｔｎを求めΔψ、Δθ、Δψ、ΔＴ１ΔＢに変換しＦＬ
ＡＬＵ内所定のレデスタにセットし、ＢａＭにより位置
サーゼ制御をする。 また（１８）式を計算しその値を更新する。７これで修
正モードは終り再度平行移動モード→修正モード→平行
移動モード・・・を繰り返見す。 この修正モードでの前後でＦＩＦＯメモリに記憶されて
いる（ξ＋η）／２の平均値が（２６）式まに近づいて
いるかどうか計算し、ζｍａｘに近い値であるときには
溶接開始点検出中であると認識し、ｖ、ｈ％　ｑをその
ままの固定値で、溶接電流指令切替スイッチ５１も固定
値側にしたまま溶接倣いを続行する。 なったとき溶接開始点に到達したと判断し、溶接電流指
令切替スイッチ５１がメ・イン０ＰＵ２０よυの溶接電
流指令値を選択するよう演算器出力を制御し、■、ｈｌ
　ｑの値をレデスタ２８〜レデスタ３０の値に変更し、
（４）、（５）を解き基準クロック当りのウィービング
移動量Δｘ１Δｙ、Δｚｆ（１０）式の計算にもレヂス
タ３０のｑを使う。また（２６）式、（２７）式のζｍ
ａｘも計算し直す。 以降、曲り角検出フラグが１のときには（１８）式の最
小値を更新していき、曲９角検出フラグがＯのときには
ξ、η全順次ＦＩＦＯに貯えておき、上記溶接倣い動作
を続行する。 曲ｐ角検出フラグが１のときには、（１８）式の最小値
がある変動中以上になったときをそのブロックの終点と
する。曲り角検出フラグがＯのとき上でζｍａｘに近づ
いたときをそのブロックの終点とする。 曲り角検出が終ると演算器３１は、次のブロックでのウ
ィービング方向を決め、前のブロックのウィービング振
巾と等しい振巾になるようにウィービングパターン継続
処理を行なう。すなわち、既に前ブトノックで求めたｐ
ｌｐ、の方向余弦（λ、μ、ν）とＰ、　：ｐａの方向
余弦（λ′、μ′、ν′）により（２４）式のωｏｋ求
め、（２５）式より次ブロックでの９１点すなわち第９
図で説明した９１点の座標ｘ／、　、Ｙ’ｌ　％　ｚ′
１を求める。同様にＣｈ点ｓ　Ｑｓ点を求め（１別ρＱ
１％　Ｑ１％Ｑｓを入れ替える。 曲り角が、咲出さｎたときのウィービング中心の位置（
ｘｎ％ｙｎ、　ｉｎ）が次ゾロツクの始点となる。 このｘｎ％ｙｎ％ｚｎとＰ！点（ｘｌ、１１％１ｍ）と
の走１ｔ＝（ｘｎ−ｇ）、ｉｓ＝（ｙｎ−ｙｍ）、這１
＝（！ｎ−１３に記憶しておき、ｘｎ、　ｙｎ、　ｉｎ
を（１）式のｐｌのｖｍデータｘＩ、）’１、Ｚ＠とす
る。 その後演算器３１からのコマンド要求に対しメイン０Ｐ
Ｕ２０は次ブロックの終点のロゼツト５軸　。 の原点からのパルス数をレヂスタ２２にセットし、つぎ
のつぎのブロックの終点および次のブロックの距離監視
点のロゼツト５軸の原点からのパルス数をレヂスタ２３
、レデスタ２１にセットした後、前記マクロコマンドを
演算器３１に与える。このマクロコマンドは溶接開始点
検出を含まない。 演算器３１はレデスタ２２にセットされたプロレヂスタ
２３にセットされた次ブロックの新たな（ηｓ　）’Ｉ
ｓ　Ｘｍ　）の座標値を、記憶しているｉｌ、ｉｌ、１
ｓだけシフトした点を新たな終点座標とする。すなわち
Ｘｌ＋ｉｌ→ｘｓｓ　Ｙｓ＋ｉ＊→ｙ３、！＊＋ｉ、−
＋１．と変更を行ない新たな終点ＰＩ　＜Ｘｍｓ　Ｙｅ
ｓ　”ｌ　）とする。その後の溶接倣い動作は溶接開始
点検出を行なわないことを除いて前ブロックの動作と全
く同様である。 また２段バッファにより指令パルスを払い出（。 ながらいつもバッファ４１に次のデータが入っているた
め曲９角にきたときもブロック間停止がなくなめらかな
溶接倣いが実現される。 以上説明したように、本実施例による溶接倣いシステム
は精度の畢いワークの溶接の自動化を可能とするもので
次のような長所をもっている。 （１）　　ロボット手首に溶接トーチ以外なにも装着さ
れないため、浴接トーチが入っていける所ならどんな狭
い所でも溶接倣いが可能である。 （２）　　ワーク積度が悪く実際のワーク溶接点がティ
ーチングされた点から大巾にずれていても４１曲なビジ
ョンシステム等の形状ｇ歳装置がなくても溶接開始点を
検出できる。 （３）形状認猷装−がなくても、浴接倣いをしながら円
滑にどんな形状の曲９角をも適正な溶接が可能である。 またその曲り角がワークにより大巾にばらついても適正
な溶接が可能である。 （４）　　ウィービング周波数、溶接速度、軌跡修正蓋
の設定値で決まる溶接倣い角度以下のワ゛−り溶接線は
同一ブロックに含めてよいため、最初のティーチング作
業が簡単で操作性が良い。 （５）　　ウィービングノミターン自動継続機能がある
ため最初の溶接ブロックにのみウィービング、ｅターン
を定義する３点をティーチングするだけでよいのでティ
ーチング作業性が良い。 （６）％別のセンサを口ぎット手首に装着するのではな
く、アーク現象（浴接電流、溶接電圧）そのものからセ
ンシング情報を得るため、非接触センサ、接触センサを
問わず通常他のセンサでは間組になる％溶接待センサが
邪魔になる１１１死角が存在するＩ、１溶接熱、スパッ
ター、ヒユーム等による悪環境下での１ぎ頼性に弱点が
ある１等の欠点がない。 従って本発明によれに、積度の悪いワークでも、ワーク
取付位置が多少ずれたり、溶接線が波を打っているよう
な場曾でもロゼツトによる溶接の自動化が可能となり、
溶接自動化に貢献するところが極めて大きいといえる。 なお、第３図に例示したロボットはウィービング運動制
御及び軌跡修正制御とも口、ぜ・ント３軸を制御するこ
とにより行うものでめるが、ウィービング運動のみをロ
ゼツト駆動軸とは別の専用アクチュエータをロゼツト手
首に装着して、軌跡修正市Ｕ御ｔ−ｃ４ポット基本３軸
で行うようにする等の設計的変更あるは勿論である。 ４、図面の簡単な説明 第１図は、ウィービング溶接の説明図、第２図は、従来
のウィービング溶接万代ｔ−Ｊ用したアーク溶接ロボッ
トの斜視図、第３図は本発明を実施するためのアーク溶
接ロボットの斜視図、第４図は不発明による倣い制一方
式の説明図、嬉５図はウィービング運動設定用教示点の
説明図、第６図及び第７図は修正ベクトル図、第８図は
センサ回路部の入出力信号の説明図、第９図は溶接トー
チの制御方向を示す図、８ｇ１０図はウィービング教示
パターンの自動継続′ｔ−説明するための図、　＠１１
図及び８１！１２図はティーチング軌跡と実際の′Ｉ＃
接線のずれ角を説明するための図、第１３図は隅肉溶接
における急峻な直角コーナ部での倣い溶接の挙動を示す
説明図、第１４図はその一部拡大説明図、第１５図は隅
肉溶接での教示点と溶接トーチ姿勢を示す図、第１６図
及び第１７図は実際の溶接開始点が教示点と相違する場
合の動作説明図。 第１８図は実施例における制御回路のブロック図。 第１９図は実施例におけるチー２制御部のブロック図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）溶接トーチ先端をウィービングさせ乍ら教示線に
   従って移動させる溶接ロゼツトにおいて、ウィービング
   両端での溶接電流又は溶接電圧を検出し、その検出値の
   変化により被溶接物の実際の溶接線とのずれを検出し、
   前記検出値から演算した軌跡修正信号によってロゼツト
   基本３軸又は基本３ｊＩＩ素を制御してウィービング中
   心の軌跡を修正制御することを特徴とする溶接ロボット
   の制御方式。 （２）教示点間を直線補間によって実行するティーチン
   グ−ブレイノクック・溶接ロゼツトを使用したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶接ロボットの制
   御方式。 （３）　　＠接トーチ先端をウィービングさせ乍ら教示
   線に従って移動させるポ接ロボットにおいて、ウィービ
   ング両端での溶接電流又は溶接電圧を検出し、その検出
   値の変化により被溶接物の実際の溶接線とのずれを検出
   し、前記検出値から演算した軌跡修正信号と溶接トーチ
   姿勢修正信号によってロゼツト基本３軸又は基本３要素
   を制御してウィービング中心の軌跡と溶接トーチの姿勢
   を修正制御することを特徴セする溶接口Ｉットの制御方
   式。 （４）　　＃！接トーチ先端をウィービングさせ乍ら教
   示線に従って移動させる溶接ロゼツトにおφて１通常の
   溶接作業のための教示点の他に。 被溶接物の曲り角検出のための監視点を定義ティーチン
   グし、その監視点と、ウィービング中心の距離を演算し
   、その距離が単調減小して―る時には現在実行中の溶接
   倣いブロックであると認識して追跡動作を継続し、その
   距離がある変・化巾以上に増大すると被溶接物の曲り角
   であると６１＃してそのブロックの追跡を終了し、その
   時の溶接トーチの位置を始点とし、この点と既に教示さ
   れている当該ブロックの終点との変位ベクトルだけ次の
   プロツクの既に教示されている終点を３次元平行移動シ
   フトさせた点を終点とする直線上を倣うよう追跡制御す
   ることを特徴とする溶接ロボットの制御方式。 （５）　　溶接トーチ先端をウィービングさせ乍ら教示
   線に従って移動させ、且つウィービング両端での溶接電
   流又は溶接電圧を検出し、その検出値の変化により被溶
   接物の実際の溶接線とのずれを検出し、前記検出値から
   演算した軌跡修正信号によ？て口ぎット基本３軸又は基
   本３９素を制御してウィービング中心ノ軌跡を修正制御
   すると共に、直角コーナ等の急峻な曲シ角溶接の場合、
   前回の軌跡修正信号が与えられたときのウィービング中
   心位置（”　１　＋　ＹＥｌ−１＊　Ｚ　’−１）　　
   と軌跡修正完了波のウィービング中心の位置（Ｘ’ｎ−
   １、Ｙ’　ｎ−１。 Ｚｎ−１）を記憶しておき、今回の軌跡修正信号が与え
   られた瞬間のつ′イーピング中心位置（Ｘｎ　、　Ｙｎ
   　、　Ｚｎ）と前回の位置（Ｘｎ−１，Ｙｎ−１。 Ｚｎ−１）を結ぶ直線ｔ１を、既に教示されている直線
   Ｌ１と、この直線の終点の曲９角を過ぎた次のブロック
   で教示されている直！１ｉＬ２とで作られる面へ投影し
   たときのｔｌとＬｌのなす角度ξと今回軌跡修正信号が
   与えられ。 軌跡修正が完了した直後のウィービング中心位置（Ｘｎ
   ’、　Ｙｎ’、　Ｚｎ’）、と前回の位置（Ｘｎ−！Ｉ
   Ｙｎ　−（、Ｚ　ｎ−１）を結ぶ直線ｔ２を上記面へ投
   影したときのｔ２とＬｌのなす角度ダを演算し、このξ
   とダの平均値を溶接倣い中軌跡修正の前後で毎回計算し
   、ＦＩＦＯ記憶回路に順次記憶しておき、ＦＩＦＯ記憶
   回路の平均値がウィービング周波数、溶接速度及び軌跡
   修正量で決まるある値以上になると曲）角でめると認識
   すると共にＦＩＦＯ記憶回路内をクリアし、そのブロッ
   クＬ１を終了し、そのときの溶接トーチ先端の位置を始
   点とし、この点と既に教示されてφるＬｌの終点との変
   位ペク”ｔ トルだけ次のブロックＬ２の既に教示されている終点を
   ３次元平行移動シフトさせた点を終点とする［線上をウ
   ィービング中心が移動する次のブロックになったと判断
   して次のブロックの追跡制御に移行させることを特徴と
   するロボットの制御方式。 （６）＃接トーチ先端をクイ−ピングさせ乍ら教示線に
   従って移動させ、ウィービング両端での溶接電流又は溶
   接電圧を検出し、その検出値の変化に工す被溶接物の実
   際の浴接線とのずれを検出し、前記検出値から演算した
   軌跡修正信号によってロボ′ット基本３軸又は基本３要
   素を制御してウィービング中心の軌跡を修正制御すると
   縞実際の溶接開始点が既に教示されている浴接開始点よ
   シずれているとき。 実際の浴接線に到達するまでの溶接速度及び溶接電流を
   正規の値より極端に下はウィービング周波数と軌跡修正
   量を正規の値エリ大きくすることを特徴とする溶接ロボ
   ットの制御方式。 （１）溶接トーチ先端をウィービングさせ乍ら教示線に
   従って移動させ、ウィービング両端での浴接電流又は浴
   接電圧を検出し、その検出値の変化により被溶接物の実
   際の溶接線とのずれを検出し、前記検出値から、演算し
   た軌跡修正信号によってロボット基本３軸又は基本３要
   素を制御してウィービング中心の軌跡を修正制御すると
   共に、直線補間さるべき線上、すなわち溶接線近傍に３
   点を教示し、この３点で決まる３角面をその溶接線方向
   へ移動させて出来る三角柱の一つの面上を前記３点教示
   で定義された振巾と所望のウィービング周波数、ウィー
   ビング両端停止時間、溶接速度で決まるクイ−ピング運
   動を溶接トーチの先端が実行しながら移動するように制
   御することを特徴とする溶接ロボットの制御方式。 （８）　　直線補間さるべき第１の溶接線近傍にウィー
   ビング運動を定義する３点を教示し、絖〈第２以下の溶
   接線への前記３点教示し、演算によって行うようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の浴接ロボ
   ットの制御方式。