(57)【要約】【課題】溶接開始点及び溶接中において溶接トーチの高さと、溶接線方向と溶接線に直交する方向に対する溶接トーチの姿勢と、溶接線に直交する方向の位置を制御する方法および装置を提供する。【解決手段】溶接用レーザ１を照射して溶接を行うレーザ溶接であって被溶接部材９に照射されたセンサ用レーザの反射光の形状によって溶接用トーチの姿勢及び位置を制御する溶接トーチ制御装置において、センサ用レーザとして溶接用レーザの周囲に溶接用レーザを中心とした円形状レーザを照射するリング状レーザ出射部２と、円形状レーザの反射光を円形状レーザと同軸上で受光する撮像手段３と、撮像手段３によって受光された円形状レーザの反射光の形状を認識する形状判定部４と、形状判定部４によって溶接トーチの高さと姿勢の両方またはいずれか一方を判断する高さ・姿勢判定部５を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　被溶接部材の継目に溶接用レーザを照射して溶接を行うレーザ溶接であって被溶接部材に照射されたセンサ用レーザの反射光の形状によって溶接用トーチの姿勢及び位置を制御する溶接トーチ制御装置において、
　前記センサ用レーザとして前記溶接用レーザの周囲に前記溶接用レーザを中心とした円形状レーザを照射するリング状レーザ出射部と、
　前記円形状レーザの反射光を前記円形状レーザと同軸上で受光する撮像手段と、
　前記撮像手段によって受光された前記円形状レーザの反射光の形状を認識する形状判定部と、
　前記形状判定部によって前記溶接トーチの高さと姿勢の両方またはいずれか一方を判断する高さ・姿勢判定部を備えたことを特徴とする溶接トーチ制御装置。
【請求項２】
　溶接を開始するにあたり溶接開始点における前記溶接用トーチの高さと姿勢またはいずれか一方を判断し、溶接開始点における前記溶接用トーチの高さと姿勢を制御することを特徴とする請求項１記載の溶接トーチ制御装置。
【請求項３】
　被溶接部材の継目に溶接用レーザを照射して溶接を行うレーザ溶接であって被溶接部材に照射されたセンサ用レーザの反射光の形状によって溶接用トーチの姿勢及び位置を制御する溶接トーチ制御装置において、
　前記センサ用レーザとして前記溶接用レーザの周囲に前記溶接用レーザを中心とした円形状レーザを照射するリング状レーザ出射部と、
　前記円形状レーザの反射光を前記円形状レーザと同軸上で受光する撮像手段と、
　前記撮像手段によって受光された前記円形状レーザの反射光の形状を認識する形状判定部と、
　前記形状判定部によって前記溶接トーチの溶接線に直交する方向における位置を判断する直交位置判定部を備えたことを特徴とする溶接トーチ制御装置。
【請求項４】
　溶接を開始するにあたり溶接開始点における前記溶接用トーチの溶接線に直交する方向における位置を判断し、溶接開始点における前記溶接用トーチの位置を制御することを特徴とする請求項３記載の溶接トーチ制御装置。
【請求項５】
　前記溶接用レーザの周囲に前記溶接用レーザを中心として照射する円形状レーザは先細りの円錐状であることを特徴とする請求項１乃至４記載の溶接トーチ制御装置。
【請求項６】
　溶接線近傍にセンサ用レーザを用いて溶接線を検出して溶接を行う溶接トーチの制御方法において、
　前記センサ用レーザが溶接を施工している点の周りに円形となるように照射され、
　前記円形状レーザの反射光を撮像し、
　前記撮像された反射光の形状に基づいて、前記溶接トーチの高さと姿勢の両方またはいずれか一方を所望のトーチの高さまたは姿勢となるように制御することを特徴とする溶接トーチの制御方法。
【請求項７】
　溶接線近傍にセンサ用レーザを用いて溶接線を検出して溶接を行う溶接トーチの制御方法において、
　前記センサ用レーザが溶接を施工している点の周りに円形となるように照射され、
前記円形状レーザの反射光を撮像し、
前記撮像された反射光の形状に基づいて、前記溶接トーチの溶接線に直交する方向における位置を所望のトーチの位置となるように制御することを特徴とする溶接トーチの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は溶接用トーチを適切な姿勢・位置に制御できる溶接トーチ制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　従来の溶接トーチ制御方法では、溶接ロボット等の溶接トーチ移動体（以下、一例として溶接ロボットと言う）にレーザセンサ等のセンサを取り付け、該センサによってリアルタイムで溶接線位置を検出し、その測定結果を制御装置に送り、溶接線を追跡するようにしている。例えば、図７はレーザセンサの構造を示す図で、１０は検出部で、レーザ発振器１１、レーザビームをスキャンさせる揺動ミラー（ガルバノメータ）１２、反射光を捕らえて受光素子１４に像を作る光学系１３を有し、制御部２０には、レーザ発振器１１を駆動しレーザビームを発生させるレーザ駆動部２１、揺動ミラー１２を揺動させるミラー操作部２２、受光素子１４で受光した位置から、検出対象物位置を検出する信号検出部２３で構成されている。
【０００３】
　レーザ駆動部２１により、レーザ発振器１１を駆動し、レーザビームを発生させると共に、ミラー操作部２２を駆動し揺動ミラー１２を揺動させて、レーザ発振器１１から発生するレーザビームをワーク３０上に当て走査させる。ワーク３０上で拡散反射したレーザビームは光学系１３により、対象物上の反射位置に応じて、受光素子１４上に像を作ることになる。この受光素子１４上の位置から三角測量の原理を用いて対象物との距離を測定する。そして、上記揺動ミラーを１回走査（１片側揺動）させることにより、レーザビーム走査方向の対象物の断面データを得て、この断面データより溶接線位置を求めるようにしている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
　このようなレーザセンサを用いて溶接線位置をリアルタイムで検出し、溶接線を追跡して溶接を行う溶接ロボットにおいては、トーチ先端を溶接線上に位置するように制御するだけで、トーチの姿勢は初めに教示された状態を維持するだけである。
【０００４】
　溶接を行う場合、最適な溶接を得るにはトーチ姿勢・位置を被溶接部材に対して一定にする必要がある。しかし、従来の溶接ロボットではトーチ姿勢は教示された姿勢を保持し、溶接線（溶接線の傾き等）が変化しても、トーチ姿勢は変化せず上記トーチ角度は溶接線の変化に合わせて変化することはない。例えば、図８に示すような曲面ワークの溶接線Ｌに対して溶接を行う場合、トーチ姿勢が一定であるとトーチ角度は大きく変化することになる。図８において、３１はトーチ、３２はレーザセンサ、３３はワイヤ、Ｌは溶接線である。図８のような溶接線Ｌに対してＡ点からＢ点まで溶接を行う場合に、Ａ点でトーチ姿勢を教示しても、溶接線Ｌが変化し、トーチ３１に対するワークの角度（トーチ角度）も変化することになるので、溶接条件にあったトーチ角度をＡ点で教示していても、Ｂ点まで移動する途中において、ワークに対する最適なトーチ角度で溶接が行われないことになる。そのため、従来の方法では、教示点を増加して、トーチ角度を最適な状態にする必要がある。
【０００５】
　また、上記問題を解決するために、以下の技術が提案されている。図９に示すように、ワーク（溶接線Ｌ）に対するトーチ３１の角度（前進角または後進角）θは溶接条件等によって最適値がある。そこで、トーチの位置（ワイヤ先端点位置）Ｐｔとレーザセンサ２で検出される溶接線位置Ｐｗ、及びレーザセンサ座標系の原点Ｐｓよりトーチ角度θを求め、このトーチ角度θが教示したトーチ角度αからずれると、トーチ姿勢をトーチ角度が教示角度αになるように（θ−α）だけ移動させトーチ角度が教示角度αに常になるように補正している（例えば、特許文献３）。
【特許文献１】特開平５−２６６１９号公報
【特許文献２】特開平５−５２５１６号公報
【特許文献３】特開平５−１２３８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　しかしながら上記従来の溶接トーチの姿勢制御装置ではトーチの姿勢を補正する方向が溶接線方向のみであり、溶接線と直交する方向においては姿勢を制御していない。このため溶接線と直交する方向に教示した角度からトーチ角度がずれた場合破れやアンダーカット等の溶接欠陥が発生する問題があった。また溶接線と直交する方向も姿勢制御しようとすると新たなレーザセンサを溶接トーチに装着しなければならず溶接トーチが大型化、猥雑化するといった問題があった。また溶接を開始する際においても被溶接部材の開始点位置において前もって教示した位置・姿勢から溶接線と直交する方向にトーチ角度がずれた場合適切に溶接が開始されずに溶接開始不良やアーク切れといった問題があった。
【０００７】
　したがって本発明の目的は、溶接開始点及び溶接中において溶接トーチの高さと、溶接線方向と溶接線に直交する方向に対する溶接トーチの姿勢と、溶接線に直交する方向の位置の制御ができ、かつ溶接トーチを簡素化することができるレーザ溶接トーチ制御方法および制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　本発明の請求項１記載の溶接トーチ制御装置は、被溶接部材の継目に溶接用レーザを照射して溶接を行うレーザ溶接であって被溶接部材に照射されたセンサ用レーザの反射光の形状によって溶接用トーチの姿勢及び位置を制御する溶接トーチ制御装置において、前記センサ用レーザとして前記溶接用レーザの周囲に前記溶接用レーザを中心とした円形状レーザを照射するリング状レーザ出射部と、前記円形状レーザの反射光を前記円形状レーザと同軸上で受光する撮像手段と、前記撮像手段によって受光された前記円形状レーザの反射光の形状を認識する形状判定部と、前記形状判定部によって前記溶接トーチの高さと姿勢の両方またはいずれか一方を判断する高さ・姿勢判定部を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
　本発明の請求項２記載の溶接トーチ制御装置は、溶接を開始するにあたり溶接開始点における前記溶接用トーチの高さと姿勢またはいずれか一方を判断し、溶接開始点における前記溶接用トーチの高さと姿勢を制御することを特徴とするものである。
【００１０】
　本発明の請求項３記載の溶接トーチ制御装置は、被溶接部材の継目に溶接用レーザを照射して溶接を行うレーザ溶接であって被溶接部材に照射されたセンサ用レーザの反射光の形状によって溶接用トーチの姿勢及び位置を制御する溶接トーチ制御装置において、前記センサ用レーザとして前記溶接用レーザの周囲に前記溶接用レーザを中心とした円形状レーザを照射するリング状レーザ出射部と、前記円形状レーザの反射光を前記円形状レーザと同軸上で受光する撮像手段と、前記撮像手段によって受光された前記円形状レーザの反射光の形状を認識する形状判定部と、前記形状判定部によって前記溶接トーチの溶接線に直交する方向における位置を判断する直交位置判定部を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
　本発明の請求項４記載の溶接トーチ制御装置は、溶接を開始するにあたり溶接開始点における前記溶接用トーチの溶接線に直交する方向における位置を判断し、溶接開始点における前記溶接用トーチの位置を制御することを特徴とするものである。
【００１２】
　本発明の請求項５記載の溶接トーチ制御装置は、前記溶接用レーザの周囲に前記溶接用レーザを中心として照射する円形状レーザは先細りの円錐状であることを特徴とするものである。
【００１３】
　本発明の請求項６記載の溶接トーチ制御方法は、溶接線近傍にセンサ用レーザを用いて溶接線を検出して溶接を行う溶接トーチの制御方法において、前記センサ用レーザが溶接を施工している点の周りに円形となるように照射され、前記円形状レーザの反射光を撮像し、前記撮像された反射光の形状に基づいて、前記溶接トーチの高さと姿勢の両方またはいずれか一方を所望のトーチの高さまたは姿勢となるように制御することを特徴とするものである。
【００１４】
　本発明の請求項７記載の溶接トーチ制御方法は、溶接線近傍にセンサ用レーザを用いて溶接線を検出して溶接を行う溶接トーチの制御方法において、前記センサ用レーザが溶接を施工している点の周りに円形となるように照射され、前記円形状レーザの反射光を撮像し、前記撮像された反射光の形状に基づいて、前記溶接トーチの溶接線に直交する方向における位置を所望のトーチの位置となるように制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
　本発明の溶接トーチ制御方法によれば、溶接開始点及び溶接中において溶接トーチの高さと姿勢が変化した場合、円形状の溶接線方向と溶接線に直交する方向の４方向の半径の変化が溶接トーチの高さと姿勢の変化に対して一意的に決まることで、溶接トーチの高さと、溶接線方向と溶接線に直交する方向に対する姿勢ともに適切に制御でき、また溶接トーチの直交方向の位置が変化した場合、溶接用レーザの位置と円形状レーザの形状上の偏曲点の直交方向における距離を計算することで溶接トーチの直交方向の位置を適切に制御でき、溶接開始点における溶接開始不良やアーク切れ、また溶接途中における破れやアンダーカット等の溶接欠陥を防止することができる。また溶接用レーザと円形状レーザ、円形状レーザの反射光を撮像するカメラが同軸となっているため溶接トーチが簡素化し小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
　以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
　図１に本発明のレーザ溶接トーチ制御方法を実現する装置の概略を示す。溶接用レーザ出射部から出射された溶接用レーザ光はレーザ全反射ミラーにより９０度折り返され、集光レンズを通して被溶接部材に照射される。この光学系により溶接が行われる。
　円形状レーザ出射部から出射された円形状レーザは可視光ハーフミラー、集光レンズを介して被溶接部材表面に照射される。このとき円形状レーザの中心と溶接用レーザの被溶接部材表面への照射位置は一致している。つまり溶接用レーザと円形状レーザは同軸である。また円形状レーザは集光レンズにより円錐状に被溶接部材に照射される。なお円形状レーザは可視光であり、レーザ全反射ミラーは溶接用レーザ光のみを全反射し可視光は透過する。被溶接部材表面で反射された円形状レーザは集光レンズ及びレーザ全反射ミラー、可視光ハーフミラーを介して撮像部で取り込む。この場合にもレーザ全反射ミラーは可視光は透過する。また可視光ハーフミラーは５０％は透過する。撮像部としてはＣＣＤカメラが挙げられる。撮像部で撮像された画像は形状判定部へと送られる。
【００１８】
　形状判定部では送られてきた画像より円形状レーザの形状を認識する。具体的には円形状レーザの中心から溶接線方向と溶接線と直交する方向の４方向の半径を測定する。円形状レーザの中心と溶接線方向、溶接線と直交する方向は溶接前に認識しておく。形状判定部で測定された距離データは高さ・姿勢判定部に送られる。高さ・姿勢判定部では送られてきた距離データにより高さと姿勢の変化を判定する。判定方法の一つとしては事前に高さと溶接トーチの傾き角度と円形状レーザの中心から溶接線方向と溶接線と直交する方向の４方向の半径の関係を求めておいてテーブルとして記憶しておき、得られた距離データと照合して高さと姿勢の変化を判定する方法が挙げられる。判定された高さと姿勢の変化データは溶接トーチを把持している図示しない移動装置のコントローラに送られる。移動装置では送られてきた高さと姿勢の変化データに基づいて溶接トーチの高さと姿勢を修正する。
【００１９】
　以降溶接トーチの高さと姿勢の変化に対する円形状レーザの形状の変化を説明する。円形状レーザの形状は撮像部から見た形状である。
　図２に溶接トーチと被溶接部材の距離（以降、高さという）のみ変動した場合の円形状レーザの形状を示す。円形状レーザの中心に溶接用レーザ光が位置している。溶接開始時の円形状レーザの形状は図中のＳの形状である。溶接トーチが上方向に変動した場合図中のＵの形状のように半径が小さくなる。このとき溶接線方向と溶接線と直交する方向の４方向において半径の減少分は等しい。また溶接トーチが下方向に変動した場合図中のＤの形状のように半径は大きくなる。やはり溶接線方向と溶接線と直交する方向の４方向において半径の増加分は等しい。
【００２０】
　図３に溶接トーチの姿勢が溶接線方向に傾いた場合の円形状レーザの形状を示す。溶接トーチは円形状レーザの中心（溶接用レーザ光）を基点に傾いている。溶接トーチが溶接方向（以降、前方向という）に傾いた場合図中のＦの形状のように前方向の半径は大きくなり溶接方向と逆方向（以降、後ろ方向という）の半径は小さくなる。また前方向における半径の変化分は後ろ方向の半径の変化分より大きい。これは円形状レーザが円錐状に照射されているためである。溶接トーチが後ろ方向に傾いた場合図中のＢの形状のように前方向の半径は小さくなり後ろ方向の半径は大きくなる。また前方向における半径の変化分は後ろ方向の半径の変化分より小さい。
【００２１】
　図４に溶接トーチの姿勢が溶接線と直交方向に傾いた場合の円形状レーザの形状を示す。溶接トーチは円形状レーザの中心（溶接用レーザ光）を基点に傾いている。溶接トーチが溶接線と直交する右方向（以降、右方向という）に傾いた場合図中のＲの形状のように右方向の半径は大きくなり溶接線と直交する左方向（以降、左方向）の半径は小さくなる。また右方向の半径の変化分は左方向の半径の変化分より大きい。溶接トーチが左方向に傾いた場合図中のＬの形状のように左方向の半径は大きくなり右方向の半径は小さくなる。また左方向の半径の変化分は右方向の半径の変化分より大きい。
【００２２】
　図５に溶接トーチの高さが変動し、かつ溶接線方向と溶接線に直交する方向に傾いた場合の円形状レーザの形状を示す。溶接トーチが上方向に変動し、かつ前方向と左方向に傾いた場合図中のＦＬＵの形状のようになる。前方向と左方向において半径は大きくなっており、後ろ方向と右方向において半径は小さくなっている。上方向に変動した分だけ前方向と左方向のみに傾いた場合より４方向における半径は小さくなっている。また図では前方向と左方向において半径は大きくなっているが、上方向の変動分が大きい場合は基準より小さくなることもある。溶接トーチが下方向に変動し、かつ後ろ方向、右方向に傾いた場合図中のＢＲＤの形状のようになる。後ろ方向と右方向において半径は大きくなっており、前方向と左方向において半径は基準とほぼ同等となっている。下方向に変動した分だけ後ろ方向と右方向のみに傾いた場合より４方向における半径は大きくなっている。また図では前方向と右方向において半径は大きくなっているが、下方向の変動分が大きい場合は基準より小さくなることもある。前方向と左方向においては半径は基準とほぼ同等となっているが、下方向の変動分によっては基準より大きく、または小さくなることがある。
【００２３】
　図６には溶接トーチが後ろ方向に傾きかつ高さが変動した場合の高さ、傾きと前方向／後ろ方向における半径の関係を概略的に示した。前方向においては傾きが大きくなるほど半径は小さくなり、また高さが高くなるほど半径は小さくなる方向にシフトしていく。また後ろ方向においては傾きが大きくなるほど半径は大きくなり、また高さが高くなるほど半径は小さくなる方向にシフトしていく。今図中の溶接トーチがある高さと傾きの場合の点Ａを考える。点Ａにおいて前方向と後ろ方向各々において半径が定まる。これは図より明らかなように一意的に決まる。反対に前方向と後ろ方向の半径だけが与えられた場合を考える。前述した点Ａにおける半径が与えられた場合前方向と後ろ方向において点Ａ以外にも候補点は存在する（横点線と実線の交わる点）。前方向においては点Ａより傾きが大きい位置での候補点は点Ａより高さは低い。しかし後ろ方向では点Ａより傾きが大きい位置での候補点は点Ａより高さは高くなっている。つまり相反する結果となっているため点Ａより傾きが大きい位置には与えられた半径を満たす高さと傾きは存在しないことになる。同様に点Ａより傾きが小さい位置においても前方向では高さは点Ａより高くなっており、後ろ方向では低くなっている。つまり相反する結果となっているため点Ａより傾きが小さい位置においても与えられた半径を満たす高さと傾きは存在しないことになる。よって前方向と後ろ方向の半径だけが与えられた場合においても高さと傾きは一意的に決定される。
【００２４】
　次に溶接開始点における溶接トーチの高さ・姿勢が変動した場合の実施の形態を説明する。図１０は溶接開始点における溶接開始点、溶接用レーザ、円形状レーザの位置関係である。図示しない移動装置に把持された溶接トーチは前もって教示された位置・姿勢に従って溶接開始点に移動する。円形状レーザは溶接用レーザを中心として被溶接部材の高さ・姿勢に応じた円形状に被溶接部材上に照射される。高さ・姿勢の変化に対する円形状レーザの形状の変化は図２〜図６に示しており前述した通りである。被溶接部材表面で反射された円形状レーザは集光レンズ及びレーザ全反射ミラー、可視光ハーフミラーを介して撮像部で取り込む。撮像部で撮像された画像は形状判定部へと送られる。形状判定部では送られてきた画像より円形状レーザの形状を認識する。形状判定部で測定された距離データは高さ・姿勢判定部に送られる。高さ・姿勢判定部では送られてきた距離データにより高さと姿勢の変化を判定する。判定された高さと姿勢の変化データは溶接トーチを把持している図示しない移動装置のコントローラに送られる。移動装置では送られてきた高さと姿勢の変化データに基づいて溶接トーチの高さと姿勢を修正する。その後溶接用レーザが溶接開始点に出射され図示しない移動装置により溶接用トーチが溶接線に沿って移動し溶接が行われる。
【実施例２】
【００２５】
　次に溶接トーチの溶接線に直交する方向（以降、直交方向と言う）の位置が変動した場合の実施の形態を説明する。図１１に本発明のレーザ溶接トーチ制御方法を実現する装置の概略を示す。光学系構造、撮像構造は図１と同様であるので説明を割愛する。撮像部で撮像された画像は形状判定部へと送られる。形状判定部では送られてきた画像より円形状レーザの形状を認識する。具体的には溶接用レーザの位置と円形状レーザの形状上の偏曲点（不連続点）を測定し、この２点間の直交方向における距離を計算する。溶接線方向、直交方向は溶接前に認識しておく。形状判定部で計算された距離データは直交位置判定部に送られる。直交位置判定部では送られてきた距離データにより直交方向の変化を判定する。判定された変化データは溶接トーチを把持している図示しない移動装置のコントローラに送られる。移動装置では送られてきた変化データに基づいて溶接トーチの直交方向の位置を修正する。
【００２６】
　次に溶接トーチの直交方向の変化に対する円形状レーザの形状の変化を説明する。円形状レーザの形状は撮像部から見た形状である。
　図１２に継手がＶ字開先における円形状レーザの形状を示す。実細線は溶接トーチの直交方向への変動が無い場合の円形状レーザの形状であり、実太線は溶接トーチが溶接線方向に対して左側（以降、左方向と言う）に変動した場合の円形状レーザの形状である。変動が無い場合、溶接用レーザは溶接線上にあり円形状レーザの形状には溶接線上に偏曲点は存在しない。この時溶接用レーザの位置と偏曲点の位置の直交方向の距離は“０”である。溶接トーチが左方向に変動した場合、溶接用レーザは溶接線より左側に位置し円形状レーザの形状は実太線のように溶接線上に偏曲点が存在する。この時溶接用レーザの位置と偏曲点の位置には直交方向の距離が存在することになる。撮像画面上における位置と溶接ロボット上における位置の関係は一意的に決まっているので撮像画面上における直交方向の距離が得られれば溶接トーチの変動距離は決定される。
【００２７】
　この実施の形態のレーザ溶接トーチ制御方法は、溶接開始点及び溶接中において溶接用レーザ光と同軸に円形状レーザの中心を位置させて被溶接部材に円錐状に照射させてその反射光を円形状レーザと同軸に配置した撮像部にて撮像し、その撮像された円形状レーザの形状、具体的には円形状レーザの中心から溶接線方向と溶接線に直交する方向における４方向の半径を測定し、その半径の変化分から溶接トーチの高さと姿勢の変化分を認識して溶接トーチの高さと姿勢を適正にするものである。また溶接用レーザの位置と円形状レーザの形状上の偏曲点を測定し、この２点間の直交方向における距離を計算して溶接トーチの直交方向の変化分を認識して溶接トーチの直交方向の位置を適正にするものである。この実施の形態によれば、溶接トーチの高さと姿勢が変化した場合、円形状レーザの溶接線方向と溶接線に直交する方向の４方向の半径の変化が溶接トーチの高さと姿勢の変化に対して一意的に決まることで、溶接トーチの高さと、溶接線方向と溶接線に直交する方向に対する姿勢ともに適切に制御でき、また溶接トーチの直交方向の位置が変化した場合、溶接用レーザの位置と円形状レーザの形状上の偏曲点の直交方向における距離を計算することで溶接トーチの直交方向の位置を適切に制御でき、溶接開始不良やアーク切れ、また破れやアンダーカット等の溶接欠陥を防止することができる。
　また、上記の実施例では、レーザ溶接について、説明したが、アーク溶接用トーチについても、同様に適用できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
　本発明は、溶接用トーチを適切な姿勢・位置に制御できる溶接トーチ制御装置および制御方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明請求項１のレーザ溶接トーチ制御装置を示す概略図である。
【図２】本発明のレーザ溶接トーチ制御方法において溶接トーチが高さのみに変動した場合の円形状レーザの形状図である。
【図３】本発明のレーザ溶接トーチ制御方法において溶接トーチが溶接線方向のみに傾いた場合の円形状レーザの形状図である。
【図４】本発明のレーザ溶接トーチ制御方法において溶接トーチが溶接線に直交する方向のみに傾いた場合の円形状レーザの形状図である。
【図５】本発明のレーザ溶接トーチ制御方法において溶接トーチの高さが変動しかつ溶接線方向と溶接線に直交する方向に傾いた場合の円形状レーザの形状図である。
【図６】本発明のレーザ溶接トーチ制御方法において溶接トーチの高さが変動しかつ溶接線方向に傾いた場合の高さ、傾きと溶接線方向における半径の関係の概略図である。
【図７】従来の技術におけるレーザセンサの構造を示す図である。
【図８】従来の技術における溶接トーチの動きを説明する図である。
【図９】特許２９３５６００号における溶接トーチ制御を説明する図である。
【図１０】本発明の溶接開始点におけるレーザ照射位置を示す図である。
【図１１】本発明請求項５のレーザ溶接トーチ制御装置を示す概略図である。
【図１２】本発明のレーザ溶接トーチ制御方法において溶接トーチが直交方向に変動した場合の円形状レーザの形状図である。
【符号の説明】
【００３０】
１：溶接用レーザ出射部
２：円形状レーザ出射部
３：撮像部
４：形状判定部
５：高さ・姿勢判定部
６：可視光ハーフミラー
７：レーザ全反射ミラー
８：集光レンズ
９：被溶接部材
１０：直交位置判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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