(57)【要約】【課題】  フランジ部のコーナ領域を適切に溶接することのできるシーム溶接方法を提供すること。【解決手段】  本発明は、直線領域とコーナ領域を含むフランジＦを有するワークＷを変位させる操作部１０と、フランジＦを挟持しつつ溶接する電極輪対２２とを備える溶接装置Ｘ１を使用して、フランジＦをシーム溶接する方法である。本発明においては、操作部１０により、ワークＷの回転変位を主制御および微細制御しつつワークＷを変位させる。主制御では回転変位の主回転角度を規定する。微細制御では、補正角度および０度を含む角度群から微細制御角度を選択し、主回転角度を基準として当該微細制御角度に応じた回転角度を規定する。直線領域からコーナ領域に電極輪対２２が進入するときには、微細制御において、微細制御角度として０度を選択して回転角度を規定しておく。【選択図】  図１
2005066683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線領域およびこれと連続するコーナ領域を含むフランジ部を有するワークを変位させるためのワーク操作部と、
前記フランジ部を挟持しつつ溶接するための、相互に平行な回転軸心を有する一対の電極輪と、を備えるシーム溶接装置を使用して、前記フランジ部をシーム溶接するための方法であって、
前記ワーク操作部により、前記電極輪対の両回転軸心の離間方向に延びる軸心まわりの前記ワークの回転変位を主制御および微細制御しつつ、当該ワークを変位させ、
前記主制御においては、前記回転変位の主回転角度を規定し、
前記微細制御においては、少なくとも１つの内補正角度、少なくとも１つの外補正角度、および０度よりなる角度群から微細制御角度を選択し、前記主回転角度を基準として当該微細制御角度に応じた回転角度を規定し、
前記直線領域から前記コーナ領域に前記電極輪対が進入するときには、前記微細制御において、前記微細制御角度として０度を選択して前記回転角度を規定しておく、シーム溶接方法。
【請求項２】
前記直線領域から前記コーナ領域に前記電極輪対が進入するときから、前記ワークに対する前記電極輪対の相対的進行方向がコーナ領域進入時に対して３０〜６０度変化するまで、前記微細制御において、前記微細制御角度として０度を選択して前記回転角度を規定する、請求項１に記載のシーム溶接方法。
【請求項３】
直線領域およびこれと連続するコーナ領域を含むフランジ部を有するワークを変位させるためのワーク操作部と、
前記フランジ部を挟持しつつ溶接するための、相互に平行な回転軸心を有する一対の電極輪と、
前記電極輪対が前記コーナ領域に進入するタイミングを認識するための、前記ワークに伴って変位する被検知部および当該被検知部の通過を検知するための検知部を有するコーナ認識手段と、を備えるシーム溶接装置を使用して、前記フランジ部をシーム溶接するための方法であって、
前記ワーク操作部により、前記電極輪対の両回転軸心の離間方向に延びる軸心まわりの前記ワークの回転変位を主制御および微細制御しつつ、当該ワークを変位させ、
前記主制御においては、前記回転変位の主回転角度を規定し、
前記微細制御においては、少なくとも１つの内補正角度、少なくとも１つの外補正角度、および０度よりなる角度群から微細制御角度を選択し、前記主回転角度を基準として当該微細制御角度に応じた回転角度を規定し、
前記検知部が前記被検知部の通過を検知するときには、前記微細制御において、前記微細制御角度として０度を選択して前記回転角度を規定しておく、シーム溶接方法。
【請求項４】
前記直線領域から前記コーナ領域に前記電極輪対が進入するときには、前記微細制御において、前記微細制御角度として０度を選択して前記回転角度を規定しておく、請求項３に記載のシーム溶接方法。
【請求項５】
前記直線領域から前記コーナ領域に前記電極輪対が進入するときから、前記ワークに対する前記電極輪対の相対的進行方向がコーナ領域進入時に対して３０〜６０度変化するまで、前記微細制御において、前記微細制御角度として０度を選択して前記回転角度を規定する、請求項４に記載のシーム溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接用電極としての一対の電極輪を備えるシーム溶接装置を使用してシーム溶接を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気密性や液密性の要求される容器体の製造においては、シーム溶接技術が利用される場合がある。例えば、自動車や自動二輪車の燃料タンクの製造においては、個々に成形されたタンク半体が、シーム溶接により接合されて、一個体へと加工される。このようなシーム溶接技術については、例えば下記の特許文献１や特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開平７−２４１６８４号公報
【特許文献２】特開平９−３１４３４６号公報
【０００３】
図１１および図１２は、シーム溶接を行うための従来装置の一例であるシーム溶接装置Ｘ２を表す。図１１は、シーム溶接装置Ｘ２の側面図であり、図１２は、シーム溶接装置Ｘ２の部分拡大平面図である。シーム溶接装置Ｘ２は、燃料タンクＷのフランジ部Ｆをシーム溶接するためのものであり、ワーク操作部６０および溶接機７０を具備する。ワーク操作部６０は、多関節ロボット６１と、ワーク保持部６２と、回転手段６３とを備える。溶接機７０は、本体７１と、一対の電極輪７２と、微細制御用のセンサシステム７３と、コーナ認識用のフォトセンサ７４とを備える。燃料タンクＷのフランジ部Ｆは、図１２に示すように、直線領域Ｆａおよびコーナ領域Ｆｂを有する。また、フランジ部Ｆには、図１２において２点鎖線で示すように、所望される溶接軌跡が溶接予定線Ｌとして想定されている。
【０００４】
ワーク操作部６０の多関節ロボット６１は複数の関節を有し、各関節の動作は、ワーク操作部６０の具備する所定の制御部（図示せず）により独立に制御される。また、多関節ロボット６１は、予めプログラムされて制御部から発せられる所定のティーチングに従って動作できるように、構成されている。
【０００５】
ワーク保持部６２は、フレーム６２ａと、治具６２ｂと、クランプ６２ｃと、確認プレート６２ｄとを有する。治具６２ｂは、燃料タンクＷの上部を受容するように燃料タンクＷの形状に応じて用意されたものであり、フレーム６２ａの一端側に固定されている。クランプ６２ｃは、燃料タンクＷを下方から押圧支持するためのものであり、フレーム６２ａの他端側に設けられている。確認プレート６２ｄは、後述の微細制御において機能する部位であり、治具６２ｂ上に固定されている。確認プレート６２ｄの周側面６２ｄ’は、図１２に表れているように、溶接予定線Ｌに対して平行である。また、確認プレート６２ｄ上における所定箇所には、後述のコーナ認識において機能するＬＳドグ６２ｅが配設されている。
【０００６】
回転手段６３は、ワーク保持部６２に保持される燃料タンクＷに対して、鉛直方向に延びる軸心まわりの回転変位を付与するためのものである。回転手段６３の一端は、多関節ロボット６１の先端と連結しており、他端は、ワーク保持部６２におけるフレーム６２ａの一端側に連結している。このような構成において、回転手段６３が回転駆動すると、ワーク保持部６２に保持されている燃料タンクＷが、多関節ロボット６１の先端に対して相対的に回転変位する。回転手段６３の回転駆動における回転角度および駆動タイミングは、各々、ワーク操作部６０の具備する所定の制御部（図示せず）により制御される。また、回転手段６３は、予めプログラムされた所定のティーチングに従って回転駆動できるように構成されている。
【０００７】
溶接機７０の一対の電極輪７２は、燃料タンクＷのフランジ部Ｆを挟持しつつ溶接するためのものであり、各々の回転軸心が平行であり且つ各々の周縁が対向するように配設されている。電極輪対７２の両回転軸心は、鉛直方向に離隔している。また、電極輪対７２は、相互に近接離反動可能に設けられている。このような電極輪対７２は、本体７１内に設けられている所定の制御部（図示せず）により回転速度および通電電流が制御され得るように構成されている。
【０００８】
センサシステム７３は、本体７１に固定されているアーム７３ａと、当該アーム７３ａの先端に取り付けられている基準部材７３ｂと、当該アーム７３ａの中腹に取り付けられている測距センサ７３ｃと、本体７１内に設けられている演算部（図示せず）とを備える。図の簡潔化の観点より、図１２においては、本体７１の一部およびアーム７３ａの描出を省略し、基準部材７３ｂについては、本体７１から離隔した状態で表す。
【０００９】
基準部材７３ｂは、図１１および図１２を併せて参照するとよく理解できるように、電極輪対７２の両回転軸心を共に含む仮想平面内において、ワーク保持部６２の確認プレート６２ｄに対向する高さ位置に配設されている。測距センサ７３ｃは、基準部材７３ｂおよび確認プレート６２ｄの離隔距離を測定するように構成されている。センサシステム７３の演算部は、測距センサ７３ｃにより測定される離隔距離と、所定の基準距離とに基づいて、溶接予定線Ｌからの溶接軌跡Ｌ’の前端Ｐの逸脱長さを演算する。基準距離とは、電極輪対７２が溶接予定線上に位置するときの、基準部材７３ｂおよび確認プレート６２ｄの離隔距離である。測距センサ７３ｃにより測定される離隔距離と当該基準距離との差は、溶接予定線Ｌからの溶接軌跡前端Ｐの逸脱長さに相当する。溶接軌跡前端Ｐが溶接予定線Ｌからタンク外方へ逸脱している場合、測距センサ７３ｃにより測定される離隔距離は、基準距離より長い。このときの逸脱長さは例えば正の値で得られる。一方、溶接軌跡前端Ｐが溶接予定線Ｌからタンク内方へ逸脱している場合、測定離隔距離は基準距離より短い。このときの逸脱長さは例えば負の値で得られる。
【００１０】
フォトセンサ７４は、確認プレート６２ｄ上に設けられたＬＳドグ６２ｅの通過を検知するためのものであり、本体７１に取り付けられている。図の簡潔化の観点より、図１２においては、本体７１の一部の描出を省略し、フォトセンサ７４については、本体７１から離隔した状態で表す。フォトセンサ７４の配設位置は、基準部材７３ｂの配設位置より上位であり、且つ、燃料タンクＷに対する電極輪対７２の相対的進行方向Ｂ（シーム溶接方向）において、基準部材７３ｂの配設位置ないし電極輪対７２の回転軸心より、後方である。一方、フォトセンサ７４により検知されるＬＳドグ６２ｅは、確認プレート６２ｄ上において、具体的には、フランジ部Ｆにおける直線領域Ｆａからコーナ領域Ｆｂに電極輪対７２が進入する所定期間前にフォトセンサ７４により検知される位置に配設されている。
【００１１】
このような構成のシーム溶接装置Ｘ２を使用して、燃料タンクＷのフランジ部Ｆに対して溶接作業を行う際には、まず、フランジ部Ｆに対する数カ所のスポット溶接によりタンク半体どうしが仮止めされてなる燃料タンクＷを、治具６２ｂおよびクランプ６２ｃの間に挟み込み、ワーク保持部６２に取り付ける。燃料タンクＷがこのように取り付けられた状態においては、当該燃料タンクＷのフランジ部Ｆにおける溶接予定線Ｌと確認プレートの周壁面６２ｄ’とは平行関係にある。次に、多関節ロボット６１を駆動してワーク保持部６２、従って燃料タンクＷを変位させ、フランジ部Ｆにおける溶接開始箇所を電極輪対７２の間に送り込む。次に、ワーク操作部６０および溶接機７０を駆動して、フランジ部Ｆの一周にわたって電極輪対７２を相対的に移動させつつ当該フランジ部Ｆをシーム溶接する。
【００１２】
このような溶接作業において、電極輪対７２は、適度な押圧力でフランジ部Ｆを挟持しつつ所定の回転速度で回転し、且つ、電極輪対７２間には所定のタイミングで溶接電流が通電される。ワーク操作部６０は、フランジ部Ｆでの溶接予定線Ｌに応じて予めプログラムされたティーチングに従って動作する。直線領域Ｆａに対する溶接作業時には、当該直線領域Ｆａを電極輪対７２間に直線的に送り込むべく、多関節ロボット６１が燃料タンクＷを並進変位させ続け、且つ、回転手段６３が所定の回転角度（主回転角度）を維持し続けるように、ワーク操作部６０はティーチングされる。フランジ部Ｆの直線領域Ｆａからコーナ領域Ｆｂに電極輪対７２が相対的に進入する所定期間前には、フォトセンサ７４がＬＳドグ６２ｅの通過を検知する。当該検知の後の所定期間経過時に、ワーク操作部６０においてコーナ領域用の制御が開始される。コーナ領域用の制御においては、コーナ領域Ｆｂを電極輪対７２間に曲線的に送り込むべく、多関節ロボット６１による並進変位および回転手段６３による回転変位が協働的に燃料タンクＷに付与され続けるように、ワーク操作部６０はティーチングされる。コーナ領域用のティーチング制御では、回転手段６３の回転駆動における回転角度（主回転角度）が適宜更新されて当該回転手段６３に指定される。
【００１３】
フランジ部Ｆに対する溶接作業においては、一方、溶接機７０の測距センサ７３ｃは、基準部材７３ｂと確認プレート６２ｄの距離を常時的に測定している。この測定により得られた距離と上述の基準距離とに基づき、センサシステム７３の演算部（図示せず）は、溶接予定線Ｌからの溶接軌跡前端Ｐの逸脱長さを演算する。
【００１４】
逸脱長さが所定の正の閾値以上である場合、回転手段６３の回転駆動における回転角度は、上述のティーチング制御により指定される主回転角度から負の方向に所定の微小角度異なる角度に指定される。当該微小角度は予め一つ設定されている。これにより、燃料タンクＷの回転変位ないし電極輪対７２の相対的進行方向Ｂは負の方向に補正（内補正）される。負の方向とは、フランジ部Ｆ上での電極輪対７２の相対的進行方向Ｂを燃料タンクＷの内方に振る方向である。一方、逸脱長さが所定の負の閾値以上である場合、回転手段６３の回転駆動における回転角度は、上述のティーチング制御により指定される主回転角度から正の方向に所定の微小角度異なる角度に指定される。当該微小角度は予め一つ設定されている。これにより、燃料タンクＷの回転変位ないし電極輪対７２の相対的進行方向Ｂは正の方向に補正（外補正）される。正の方向とは、フランジ部Ｆ上での電極輪対７２の相対的進行方向Ｂを燃料タンクＷの外方に振る方向である。また、逸脱長さが正負の両閾値間である場合、回転手段６３の回転角度およびこれに伴う燃料タンクＷの回転変位は補正されず、従って、燃料タンクＷの回転変位には、ティーチング制御に基づく主回転角度のみが反映されることとなる。フランジ部Ｆの直線領域Ｆａおよびコーナ領域Ｆｂにわたる溶接作業にて、燃料タンクＷの回転変位は、回転手段６３を介して以上のような微細制御を受ける。
【００１５】
しかしながら、このような微細制御を伴う従来のシーム溶接方法によると、コーナ領域Ｆｂを適切に溶接できない場合がある。例えば、直線領域Ｆａからコーナ領域Ｆｂへと電極輪対７２が進入する時に、即ち、ワーク操作部６０に対するティーチング制御が直線領域用制御からコーナ領域用制御に切り換わる時に、燃料タンクＷの回転変位ないし電極輪対７２の相対的進行方向Ｂが内補正または外補正されていると、コーナ領域Ｆｂを適切に溶接できない場合がある。
【００１６】
直線領域Ｆａからコーナ領域Ｆｂへと電極輪対７２が進入する時に、燃料タンクＷの回転変位ないし電極輪対７２の相対的進行方向Ｂが内補正または外補正されていると、コーナ領域用ティーチング制御は、当該補正角度を含む回転角度を初期角度として始動することとなる。補正角度を含む回転角度を初期角度としてコーナ領域用ティーチング制御が始動すると、上述の従来のシーム溶接方法では、燃料タンクＷの回転変位について微細制御を施しても、当該コーナ領域Ｆｂにて描かれる溶接軌跡Ｌ’が比較的大きく蛇行する傾向にあり、溶接軌跡Ｌ’が溶接予定線Ｌに収束しにくい。具体的には、コーナ領域用ティーチング制御始動時の微細制御にて内補正が施されている場合、当該コーナ領域Ｆｂにおける溶接軌跡Ｌ’は、例えば図１３（ａ）に模式的に示すように描かれ、コーナ領域終了時に溶接予定線Ｌに収束せずに当該溶接予定線Ｌから燃料タンクＷの内方に逸脱する傾向にある。一方、コーナ領域用ティーチング制御始動時の微細制御にて外補正が施されている場合、当該コーナ領域Ｆｂにおける溶接軌跡Ｌ’は、例えば図１３（ｂ）に模式的に示すように描かれ、コーナ領域終了時に溶接予定線Ｌに収束せずに当該溶接予定線Ｌから燃料タンクＷの外方に逸脱する傾向にある。溶接予定線Ｌが所定の曲率を有するコーナ領域Ｆｂにおいては、そうでない直線領域Ｆａにおけるよりも、燃料タンクＷの回転変位ないし電極輪対７２の相対的進行方向Ｂの制御について緻密さが求められるのにも拘わらず、コーナ領域用ティーチング制御にて基準となるべき初期角度が理想的な角度（ティーチング制御に基づく主回転角度）から有意に逸脱するために、上述のような不具合が生ずると考えられる。溶接軌跡Ｌ’が溶接予定線Ｌに収束しない場合、コーナ領域Ｆｂを良好にはシーム溶接できない傾向がある。
【００１７】
また、上述の従来のシーム溶接方法では、フォトセンサ７４によりＬＳドグ６２ｅを検知する時に、燃料タンクＷの回転変位ないし電極輪対７２の相対的進行方向Ｂが内補正または外補正されていると、コーナ領域Ｆｂを良好にシーム溶接できない場合がある。
【００１８】
ＬＳドグ検知時に、燃料タンクＷの回転変位ないし電極輪対７２の相対的進行方向Ｂが内補正または外補正されている場合、ＬＳドグ６２ｅは、当該回転変位が補正されていない場合とは異なるタイミングでフォトセンサ７４に検知されることとなる。具体的には、ＬＳドグ検知時の微細制御にて内補正が施されている場合、ＬＳドグ６２ｅは、図１４（ａ）に示すように、補正が施されていない場合（一点鎖線で表す）よりも遅く、フォトセンサ７４の検知領域を通過する。一方、ＬＳドグ検知時の微細制御にて外補正が施されている場合、ＬＳドグ６２ｅは、図１４（ｂ）に示すように、補正が施されていない場合（一点鎖線で表す）よりも早く、フォトセンサ７４の検知領域を通過する。コーナ領域用ティーチング制御の始動タイミングは、微細制御にて補正が施されていない状態でＬＳドグ６２ｅが検知された時から一定時間経過後に設定されているので、微細制御での補正に起因する上述のようなＬＳドグ検知タイミングのずれは、コーナ領域用ティーチング制御の始動タイミングのずれを招来してしまう。図１４（ａ）に示すようにＬＳドグ検知時の微細制御にて内補正が施されている場合、コーナ領域用ティーチング制御は理想的なタイミングより遅く始動し、その結果、当該コーナ領域Ｆｂにおける溶接軌跡Ｌ’は、コーナ領域終了時に溶接予定線Ｌに収束せずに当該溶接予定線Ｌから燃料タンクＷの外方に逸脱する傾向にある。一方、図１４（ｂ）に示すようにＬＳドグ検知時の微細制御にて外補正が施されている場合、コーナ領域用ティーチング制御は理想的なタイミングより早く始動し、その結果、当該コーナ領域Ｆｂにおける溶接軌跡Ｌ’は、コーナ領域終了時に溶接予定線Ｌに収束せずに当該溶接予定線Ｌから燃料タンクＷの内方に逸脱する傾向にある。溶接軌跡が溶接予定線Ｌに収束しない場合、コーナ領域Ｆｂを良好にはシーム溶接できない傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、このような事情の下で考え出されたものであって、フランジ部のコーナ領域を適切に溶接することのできるシーム溶接方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第１の側面によると、直線領域およびこれと連続するコーナ領域を含むフランジ部を有するワークを変位させるためのワーク操作部と、フランジ部を挟持しつつ溶接するための、相互に平行な回転軸心を有する一対の電極輪と、を備えるシーム溶接装置を使用して、フランジ部をシーム溶接するための方法が提供される。この方法では、ワーク操作部により、電極輪対の両回転軸心の離間方向に延びる軸心まわりのワークの回転変位を主制御および微細制御しつつ、当該ワークを変位させる。主制御においては、回転変位の主回転角度を規定する。微細制御においては、少なくとも１つの内補正角度、少なくとも１つの外補正角度、および０度よりなる角度群から微細制御角度を選択し、主回転角度を基準として当該微細制御角度に応じた回転角度を規定する。また、直線領域からコーナ領域に電極輪対が進入するときには、予め、微細制御において、微細制御角度として０度を選択して回転角度を規定しておく。本発明では、ワークの回転変位についての主制御は、ワーク操作部の具備する所定の回転付与手段に対して提供されるティーチングに基づいて行われる。また、内補正角度とは、フランジ部上での電極輪対の相対的進行方向をワークの内方に振るための補正角度である。外補正角度とは、フランジ部上での電極輪対の相対的進行方向をワークの外方に振るための補正角度である。０度とは、ワークを主回転角度から回転変位させないための角度である。
【００２１】
このような構成のシーム溶接方法においては、直線領域からコーナ領域に電極輪対が進入するとき、即ち、ワークの変位についてのティーチング制御が直線領域用制御からコーナ領域用制御に切り換わる時に、ワークの回転変位ないし電極輪対の相対的進行方向は補正されていないので、主制御（ティーチング制御）により規定ないし指定され且つ補正角度を含まない主回転角度を初期角度として、コーナ領域用ティーチング制御は始動する。補正角度を含まない本来的な回転角度を初期角度としてコーナ領域用ティーチング制御が始動するため、当該コーナ領域にて描かれる溶接軌跡は溶接予定線に収束しやすい。その結果、コーナ領域を適切にシーム溶接することが可能となる。
【００２２】
本発明の第１の側面において、好ましくは、直線領域からコーナ領域に電極輪対が進入するときから、ワークに対する電極輪対の相対的進行方向がコーナ領域進入時に対して３０〜６０度変化するまで、微細制御において、微細制御角度として０度を選択して回転角度を規定する。このような構成は、コーナ領域溶接終端における溶接予定線からの溶接軌跡の逸脱長さを効率的に低減するうえで、好適である。
【００２３】
本発明の第２の側面によると、直線領域およびこれと連続するコーナ領域を含むフランジ部を有するワークを変位させるためのワーク操作部と、フランジ部を挟持しつつ溶接するための、相互に平行な回転軸心を有する一対の電極輪と、電極輪対がコーナ領域に進入するタイミングを認識するための、ワークに伴って変位する被検知部および当該被検知部の通過を検知するための検知部を有するコーナ認識手段と、を備えるシーム溶接装置を使用して、フランジ部をシーム溶接するための方法が提供される。この方法では、ワーク操作部により、電極輪対の両回転軸心の離間方向に延びる軸心まわりのワークの回転変位を主制御および微細制御しつつ、当該ワークを変位させる。主制御においては、回転変位の主回転角度を規定する。微細制御においては、少なくとも１つの内補正角度、少なくとも１つの外補正角度、および０度よりなる角度群から微細制御角度を選択し、主回転角度を基準として当該微細制御角度に応じた回転角度を規定する。また、検知部が被検知部の通過を検知するときには、予め、微細制御において、微細制御角度として０度を選択して回転角度を規定しておく。
【００２４】
このような構成のシーム溶接方法においては、コーナ認識手段の検知部が被検知部を検知するときに、ワークの回転変位ないし電極輪対の相対的進行方向は補正されていないので、被検知部は所定の適切なタイミングで検知される。その結果、適切なタイミングでコーナ領域用ティーチング制御が始動することとなり、コーナ領域を適切にシーム溶接することが可能となる。
【００２５】
本発明の第２の側面において、好ましくは、直線領域からコーナ領域に電極輪対が進入するときには、予め、微細制御において、微細制御角度として０度を選択して回転角度を規定しておく。このような構成によると、本発明の第１の側面に関して上述したのと同様の利益を享受することができる。また、本構成を採用する場合、好ましくは、直線領域からコーナ領域に電極輪対が進入するときから、ワークに対する電極輪対の相対的進行方向がコーナ領域進入時に対して３０〜６０度変化するまで、微細制御において、微細制御角度として０度を選択して回転角度を規定する。このような構成は、コーナ領域溶接終端における溶接予定線からの溶接軌跡の逸脱長さを効率的に低減するうえで、好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１および図２は、本発明に係るシーム溶接装置Ｘ１を表す。図１は、シーム溶接装置Ｘ１の側面図であり、図２は、シーム溶接装置Ｘ１の部分拡大平面図である。
【００２７】
シーム溶接装置Ｘ１は、ワークＷのフランジ部Ｆをシーム溶接するためのものであり、ワーク操作部１０および溶接機２０を具備する。ワーク操作部１０は、多関節ロボット１１と、ワーク保持部１２と、回転手段１３と、スライドプレート１４とを備える。溶接機２０は、本体２１と、一対の電極輪２２と、微細制御用のセンサシステム２３と、コーナ認識用のフォトセンサ２４とを備える。ワークＷは、例えば自動車や自動二輪車の燃料タンクであり、そのフランジ部Ｆは、図２に示すように直線領域Ｆａおよびコーナ領域Ｆｂを有する。また、フランジ部Ｆには、図２において２点鎖線で示すように、所望される溶接軌跡が溶接予定線Ｌとして想定されている。
【００２８】
ワーク操作部１０の多関節ロボット１１は複数の関節を有し、各関節の動作は、ワーク操作部１０の具備する所定の制御部（図示せず）により独立に制御される。また、多関節ロボット１１は、予めプログラムされて制御部から発せられる所定のティーチングに従って動作できるように、構成されている。多関節ロボット１１の先端は、回転手段１３およびスライドプレート１４を介して、ワーク保持部１２と機械的に連結している。
【００２９】
ワーク保持部１２は、ワークＷを保持するためのものであり、フレーム１２ａと、治具１２ｂと、クランプ１２ｃと、確認プレート１２ｄとを有する。治具１２ｂは、ワークＷの上部を受容するようにワークＷの形状に応じて用意されたものであり、フレーム１２ａの一端側に固定されている。クランプ１２ｃは、ワークＷを下方から押圧支持するためのものであり、フレーム１２ａの他端側にて高さ調節可能および回転自在に設けられている。確認プレート１２ｄは、後述するように微細制御において機能する部位であり、治具１２ｂ上に固定されている。確認プレート１２ｄの周側面１２ｄ’は、図２によく表れているように、ワークＷのフランジ部Ｆにて想定されている溶接予定線Ｌに対して平行である。また、確認プレート１２ｄ上における所定箇所には、ＬＳドグ１２ｅが配設されている。各ＬＳドグ１２ｅは、後述するように、コーナ認識において機能する部位である。
【００３０】
回転手段１３は、鉛直方向に延びる軸心まわりの回転変位が可能な部位を有し、ワーク保持部１２に保持されるワークＷに対して、鉛直方向に延びる軸心まわりの回転変位を付与するためのものである。このような回転手段１３は、例えばサーボモータにより構成されている。回転手段１３の一端は、多関節ロボット１１の先端と連結しており、他端は、スライドプレート１４と連結している。当該スライドプレート１４には、ワーク保持部１２におけるフレーム１２ａの一端側が固定されている。このような構成において、回転手段１３が回転駆動すると、スライドプレート１４に固定されているワーク保持部１２ないしこれに保持されているワークＷが、多関節ロボット１１の先端に対して相対的に回転変位する。当該回転変位の回転軸心は、上述のように、鉛直方向に延びる。回転手段１３の回転駆動における回転角度および駆動タイミングは、各々、ワーク操作部１０の具備する所定の制御部（図示せず）により制御される。また、回転手段１３は、予めプログラムされた所定のティーチングに従って回転駆動できるように構成されている。
【００３１】
スライドプレート１４は、ワーク保持部１２に保持されるワークＷの、水平方向における抵抗力での並進変位を許容するためのものであり、図３によく表れているように、３枚のプレート１４ａ，１４ｂ，１４ｃおよび２組の直動ガイド１４ｄ，１４ｅを有する。本実施形態では、平行な２本の直動ガイド１４ｄが、プレート１４ａにおけるプレート１４ｂの側に固定されており、プレート１４ｂは、これら直動ガイド１４ｄに沿ってプレート１４ａに対して低抵抗力でスライド変位可能とされている。一方、本実施形態では、平行な２本の直動ガイド１４ｅが、プレート１４ｂにおけるプレート１４ｃの側に固定されており、プレート１４ｃは、これら直動ガイド１４ｅに沿ってプレート１４ｂに対して低抵抗力でスライド変位可能とされている。また、直動ガイド１４ｄおよび直動ガイド１４ｅは互いに直交している。このようなスライドプレート１４を介して多関節ロボット１１に機械的に連結されているワーク保持部１２に保持されるワークＷは、多関節ロボット１１が不動のときであっても、所定範囲内において水平方向に低抵抗力で並進変位可能である。
【００３２】
溶接機２０の一対の電極輪２２は、ワークＷのフランジ部Ｆを挟持しつつ、当該フランジ部Ｆをその直線領域Ｆａおよびコーナ領域Ｆｂにわたって溶接するためのものであり、図１および図４を併せて参照するとよく理解できるように、各々の回転軸心Ａが平行であり且つ各々の周縁が対向するように配設されている。電極輪対２２の両回転軸心Ａは、鉛直方向Ｙに離隔している。また、電極輪対２２は、鉛直方向Ｙにおいて相互に近接離反動可能に設けられている。このような電極輪対２２は、本体２１内に設けられている所定の制御部（図示せず）により回転速度および通電電流が制御され得るように構成されている。
【００３３】
センサシステム２３は、ワークＷの回転変位についての後述の微細制御に供すべく、フランジ部Ｆにおける溶接軌跡Ｌ’（図２において太線で表す）を実質的に追跡するためのものであり、本体２１に固定されているアーム２３ａと、当該アーム２３ａの先端に取り付けられている基準部材２３ｂと、当該アーム２３ａの中腹に取り付けられている測距センサ２３ｃと、本体２１内に設けられている演算部（図示せず）とを備える。図の簡潔化の観点より、図２においては、本体２１の一部およびアーム２３ａの描出を省略し、基準部材２３ｂについては、本体２１から離隔した状態で表す。
【００３４】
基準部材２３ｂは、図１および図４を併せて参照するとよく理解できるように、電極輪対２２の両回転軸心Ａを共に含む仮想平面Ｑ内において、ワーク保持部１２の確認プレート１２ｄに対向する高さ位置に配設されている。測距センサ２３ｃは、基準部材２３ｂおよび確認プレート１２ｄの離隔距離を測定するように構成されている。センサシステム２３の演算部は、測距センサ２３ｃにより測定される離隔距離と、所定の基準距離Ｒ0とに基づいて、溶接予定線Ｌからの溶接軌跡前端Ｐ（図２に示す）の逸脱長さＤを演算する。
【００３５】
基準距離Ｒ0とは、電極輪対２２が溶接予定線Ｌ上に位置するときの、基準部材２３ｂおよび確認プレート１２ｄの離隔距離である。測距センサ２３ｃにより測定される離隔距離と当該基準距離との差は、溶接予定線Ｌからの溶接軌跡前端Ｐの逸脱長さＤに相当する。溶接軌跡前端Ｐが溶接予定線Ｌからタンク外方へ逸脱している場合には、図５（ａ）に示すように、基準部材２３ｂと確認プレート１２ｄの離隔距離Ｒは、基準距離Ｒ0より長い。この場合、逸脱長さＤは、測距センサ２３ｃにより例えば正の値で算出される。一方、溶接軌跡前端Ｐが溶接予定線Ｌからタンク内方へ逸脱している場合には、図５（ｂ）に示すように、測定離隔距離Ｒは基準距離Ｒ0より短い。このときの逸脱長さＤは、測距センサ２３ｃにより例えば負の値で算出される。
【００３６】
フォトセンサ２４は、確認プレート１２ｄ上に設けられたＬＳドグ１２ｅの通過を検知するためのものであり、本体２１に取り付けられている。図の簡潔化の観点より、図２においては、本体２１の一部の描出を省略し、フォトセンサ２４については、本体２１から離隔した状態で表す。フォトセンサ２４の配設位置は、図１、図２、および図４を併せて参照するとよく理解できるように、基準部材２３ｂの配設位置より上位であり、且つ、電極輪対２２によるシーム溶接方向Ｂにおいて、基準部材２３ｂの配設位置ないし電極輪対２２の回転軸心Ａより、後方である。一方、フォトセンサ２４により検知されるＬＳドグ１２ｅは、確認プレート１２ｄ上において、具体的には、フランジ部Ｆにおける直線領域Ｆａからコーナ領域Ｆｂに電極輪対２２が進入する所定期間前にフォトセンサ２４により検知される位置に配設されている。
【００３７】
このような構成のシーム溶接装置Ｘ１を使用して、ワークＷのフランジ部Ｆに対して溶接作業を行う際には、まず、ワークＷを、治具１２ｂおよびクランプ１２ｃの間に挟み込み、ワーク保持部１２に取り付ける。当該ワークＷは、フランジ部Ｆに対する数カ所のスポット溶接によりタンク半体どうしが予め仮止めされて得られたものである。このように取り付けられた状態においては、ワークＷのフランジ部Ｆにおける溶接予定線Ｌと確認プレート１２ｄの周壁面１２ｄ’とは平行関係にある。次に、多関節ロボット１１を駆動してワーク保持部１２、従ってワークＷを変位させ、フランジ部Ｆにおける所定の溶接開始箇所を電極輪対２２の間に送り込む。次に、ワーク操作部１０および溶接機２０を駆動して、フランジ部Ｆの一周にわたって電極輪対２２を相対的に移動させつつ当該フランジ部Ｆを溶接する。
【００３８】
このような溶接作業においては、電極輪対２２は、適度な押圧力でフランジ部Ｆを挟持しつつ所定の回転速度で回転し、且つ、電極輪対２２間には所定のタイミングで溶接電流が通電される。これとともに、ワーク操作部１０における多関節ロボット１１および回転手段１３は、フランジ部Ｆでの溶接予定線Ｌに応じて予めプログラムされたティーチングに従って協働的に動作する。多関節ロボット１１は、具体的には、フランジ部Ｆでの溶接予定線Ｌに応じて予めプログラムされたティーチングに従って、ワークＷを並進変位させる。回転手段１３は、具体的には、当該ティーチングに従って、主制御として、ワークＷを回転変位させる。予めプログラムされているティーチングによる、回転手段１３を介しての回転変位の主制御においては、まず、所定の回転基準角度（主制御における０度）からの変位角度が、主回転角度として、回転手段１３の回転駆動における回転変位について指定ないし規定される。次に、指定された主回転角度に応じて回転手段１３が回転駆動することにより、ワークＷが回転変位する。シーム溶接作業時にワークＷが回転変位することは、ワークＷないしフランジ部Ｆに対する電極輪対２２の相対的進行方向Ｂが変化することに相当する。
【００３９】
フランジ部Ｆの直線領域Ｆａに対する溶接作業においては、当該直線領域Ｆａを電極輪対２２間に直線的に送り込むべく、多関節ロボット１１を介してワークＷを並進変位させ続け、且つ、回転手段１３が主制御において一定の主回転角度が指定し続けられるように、ワーク操作部１０はティーチングされる。ワークＷの回転変位は、回転手段１３を介してこのように主制御されるとともに、回転手段１３を介して微細制御される。図６は、当該微細制御に係るフローチャートを表す。
【００４０】
微細制御においては、まず、ステップＳ１において、溶接機２０の測距センサ２３ｃが、基準部材２３ｂと確認プレート１２ｄの離隔距離Ｒを測定する。本発明では、この測定は、必要に応じて、常時的に又は所定のタイミングで断続的に行われる。次に、ステップＳ２において、測定された離隔距離Ｒと上述の基準距離Ｒ0とに基づき、センサシステム２３の演算部（図示せず）が、溶接予定線Ｌからの溶接軌跡前端Ｐの逸脱長さＤを演算する。次に、ステップＳ３において、所定の制御部（図示せず）により、得られた逸脱長さＤに基づいて、予め用意されている一群の角度を参照し、当該角度群のうちから微細制御角度が選択される。
【００４１】
図７は、ステップＳ３において参照される角度群の一例である角度群Ｇ１が掲げられた表である。角度群Ｇ１に含まれる合計１３個の角度は、各々、逸脱長さＤに対応付けられて、予め割り当てられている。具体的には、絶対値のより大きな負の逸脱長さＤに対しては、絶対値のより大きな外補正角度（正の補正角度）が割り当てられ、且つ、絶対値のより大きな正の逸脱長さＤに対しては、絶対値のより大きな内補正角度（負の補正角度）が割り当てられている。例えば、逸脱長さＤ≦−１．２ｍｍに対しては上限角度として＋２．１度が割り当てられ、−０．８ｍｍ＜逸脱長さＤ≦−０．６ｍｍに対しては＋１．０５度が割り当てられ、０．４ｍｍ≦逸脱長さＤ＜０．６ｍｍに対しては−０．７度が割り当てられ、１．２ｍｍ≦逸脱長さＤに対しては下限角度として−２．８度が割り当てられている。角度群Ｇ１においては、下限角度の絶対値は上限角度のそれより大きい。これら補正角度に加え、−０．２ｍｍ＜逸脱長さＤ＜０．２ｍｍに対しては０度が割り当てられている。ステップＳ３では、得られた最新の逸脱長さＤに対応する一の角度が、このような角度群Ｇ１のうちから微細制御角度として選択されるのである。
【００４２】
微細制御においては、次に、ステップＳ４にて、回転手段１３の回転駆動における回転角度が微細制御角度に応じて指定され、回転手段１３の回転駆動が制御される。具体的には、まず、回転手段１３における回転角度が、主制御（ティーチング制御）により規定ないし指定される主回転角度から微細制御角度だけ異なる角度に指定される。前回の微細制御にて指定された回転角度と異なる角度が指定される場合、次に、回転手段１３は当該指定角度に至るように回転駆動する。その結果、ワークＷの回転変位、ないし、フランジ部Ｆに対する電極輪対２２の相対的進行方向Ｂが、変化する。本発明のシーム溶接方法においては、以上のような微細制御（ステップＳ１〜Ｓ４）が、必要に応じて、回転手段１３を介してワークＷの回転変位に施されるのである。
【００４３】
例えば、電極輪対２２ないし溶接軌跡前端Ｐが溶接予定線ＬからワークＷの外方に大きく逸脱し、ステップＳ２にて得られる逸脱長さＤが１．５ｍｍである場合、ステップＳ３では、微細制御角度として−２．８度が選択される。ステップＳ４では、主制御により指定されている所定の主回転角度から−２．８度だけ異なる角度位置が、回転手段１３の回転駆動における回転角度として指定される。当該指定角度と、前回の微細制御における指定角度とが異なる場合、回転手段１３は当該今回の指定角度に至るように回転駆動し、その結果、例えば、電極輪対２２の相対的進行方向ＢがワークＷの内方に向けて比較的大きく振られるように、ワークＷの回転変位が比較的大きく変更される。
【００４４】
例えば、溶接軌跡前端Ｐが溶接予定線ＬからワークＷの外方に比較的に小さく逸脱し、ステップＳ２にて得られる逸脱長さＤが０．３ｍｍである場合、ステップＳ３では、微細制御角度として−０．３５度が選択される。ステップＳ４では、主制御により指定されている所定の主回転角度から−０．３５度だけ異なる角度位置が、回転手段１３の回転駆動における回転角度として指定される。当該指定角度と、前回の微細制御における指定角度とが異なる場合、回転手段１３は当該今回の指定角度に至るように回転駆動し、その結果、例えば、電極輪対２２の相対的進行方向ＢがワークＷの内方に向けて比較的小さく振られるように、ワークＷの回転変位が比較的小さく変更される。
【００４５】
例えば、溶接軌跡前端Ｐが溶接予定線ＬからワークＷの内方に逸脱し、ステップＳ２にて得られる逸脱長さＤが−０．７ｍｍである場合、ステップＳ３では、微細制御角度として＋１．０５度が選択される。ステップＳ４では、主制御により指定されている所定の主回転角度から＋１．０５度だけ異なる角度位置が、回転手段１３の回転駆動における回転角度として指定される。当該指定角度と、前回の微細制御における指定角度とが異なる場合、回転手段１３は当該今回の指定角度に至るように回転駆動し、その結果、例えば、電極輪対２２の相対的進行方向ＢがワークＷの外方に向けて振られるように、ワークＷの回転変位が変更される。
【００４６】
例えば、溶接予定線Ｌからの溶接軌跡前端Ｐの逸脱の程度が極めて小さく、ステップＳ２にて得られる逸脱長さＤの絶対値が０．２ｍｍ未満である場合、ステップＳ３では、微細制御角度として０度が選択される。ステップＳ４では、主制御により指定されている所定の主回転角度が、回転手段１３の回転駆動における回転角度として指定される。当該指定角度と、前回の微細制御における指定角度とが異なる場合、回転手段１３は当該今回の指定角度（主回転角度）に至るように回転駆動し、その結果、例えば、電極輪対２２の相対的進行方向Ｂが溶接予定線Ｌに対して平行となるように、ワークＷの回転変位が変更される。
【００４７】
フランジ部Ｆの直線領域Ｆａの溶接作業中、直線領域Ｆａからコーナ領域Ｆｂに電極輪対２２が進入する所定期間前には、ＬＳドグ１２ｅがフォトセンサ２４の検知領域を通過する。本発明のシーム溶接方法では、当該ＬＳドグ検知時には、既に、回転手段１３の回転駆動およびこれに伴うワークＷの回転変位における回転角度は、主回転角度に指定または規定されている。具体的には、ティーチング制御下で予測され得るＬＳドグ検知のタイミングより前の微細制御において、ステップＳ１，Ｓ２で得られる離隔距離Ｒの値や逸脱長さＤの値に拘わらず、ステップＳ３にて微細制御角度として０度が選択され、ステップ４にて、主制御により指定されている所定の主回転角度が、回転手段１３の回転駆動における回転角度として指定される。これにより、回転手段１３が必要に応じて回転駆動する。このようにして、ＬＳドグ検知時には、既に、電極輪対２２の相対的進行方向Ｂが溶接予定線Ｌに対して平行となるように、ワークＷの回転変位が規定されている。
【００４８】
ＬＳドグ検知の後の所定期間経過時には、ワーク操作部１０のコーナ領域用ティーチング制御が始動する。当該所定期間は、溶接速度の相違に応じて例えば０．３〜０．６秒に設定されている。本発明のシーム溶接方法では、コーナ領域用ティーチング制御始動時には、既に、回転手段１３の回転駆動およびこれに伴うワークＷの回転変位における回転角度は、主回転角度に指定または規定されている。具体的には、ティーチング制御下で予測され得るコーナ領域用ティーチング制御始動時のタイミングより前の微細制御において、ステップＳ１，Ｓ２で得られる離隔距離Ｒの値や逸脱長さＤの値に拘わらず、ステップＳ３にて微細制御角度として０度が選択され、ステップ４にて、主制御により指定されている所定の主回転角度が、回転手段１３の回転駆動における回転角度として指定される。これにより、回転手段１３が必要に応じて回転駆動する。このようにして、コーナ領域用ティーチング制御始動時には、既に、電極輪対２２の相対的進行方向Ｂが溶接予定線Ｌに対して平行となるように、ワークＷの回転変位が規定されている。ＬＳドグ検知後からコーナ領域用ティーチング制御始動前までは、必要に応じて、補正制御を含む微細制御を行う。
【００４９】
フランジ部Ｆのコーナ領域Ｆｂに対する溶接作業においては、コーナ領域用ティーチング制御の下、当該コーナ領域Ｆｂを電極輪対２２間に曲線的に送り込むように、ワーク操作部１０は動作する。具体的には、ワークＷに対し、多関節ロボット１１を介して達成される並進変位、および、回転手段１３を介して達成される主制御に基づく回転変位（主回転角度）が、ワークＷに対して協働的に付与され続ける。
【００５０】
コーナ溶接作業においては、直線領域Ｆａにおけるのと同様に、ワークＷの回転変位について、常時的に、補正制御を含む微細制御が施される。或は、コーナ領域用ティーチング制御始動時から所定期間、補正制御を含まない微細制御を採用してもよい。この場合、回転手段１３における回転角度（主制御にて指定される主回転角度）がコーナ領域用ティーチング制御始動時における初期角度から所定角度変化するまで、微細制御において、ステップＳ１，Ｓ２で得られる離隔距離Ｒの値や逸脱長さＤの値に拘わらず、ステップＳ３にて微細制御角度として０度が選択され、ステップ４にて、主制御により指定されている所定の主回転角度が、回転手段１３の回転駆動における回転角度として指定される。これにより、当該所定期間、回転手段１３は、補正角度を含まない主回転角度に応じて回転駆動し、従って、ワークＷは、補正角度を含まない主回転角度に応じて回転変位することとなる。
【００５１】
直線領域Ｆａおよびコーナ領域Ｆｂが連続するフランジ部Ｆの一周にわたって以上のような直線領域溶接作業およびコーナ領域溶接作業を繰り返し行うことにより、ワークＷのフランジ部Ｆがシーム溶接される。
【００５２】
本発明に係るシーム溶接方法においては、上述のように、ＬＳドグ検知時には、既に、回転手段１３の回転駆動の回転角度、および、これに伴うワークＷの回転変位における回転角度は、主回転角度に指定または規定されている。このような構成によると、適切なタイミングでＬＳドグ１２ｅは検知される。その結果、適切なタイミングでコーナ領域用ティーチング制御が始動することとなり、コーナ領域Ｆｂを良好にシーム溶接することが可能となる。ワークＷの回転変位ないし電極輪対２２の相対的進行方向Ｂについて、ＬＳドグ検知時に仮に内補正が施されているとすると（従来技術に関して参照した図１４（ａ）に示すのと同様に）、その後のコーナ領域Ｆｂでの溶接作業中に補正制御を行わない場合、当該コーナ領域Ｆｂでの溶接軌跡Ｌ’は、図８（ａ）に模式的に示すように描かれ、コーナ領域終了時に溶接予定線Ｌに収束せずに当該溶接予定線ＬからワークＷの外方に逸脱する傾向にある。一方、ワークＷの回転変位ないし電極輪対２２の相対的進行方向Ｂについて、ＬＳドグ検知時に仮に外補正が施されているとすると（従来技術に関して参照した図１４（ｂ）に示すのと同様に）、その後のコーナ領域Ｆｂでの溶接作業中に補正制御を行わない場合、当該コーナ領域Ｆｂでの溶接軌跡Ｌ’は、図８（ｂ）に模式的に示すように描かれ、コーナ領域終了時に溶接予定線Ｌに収束せずに当該溶接予定線ＬからワークＷの内方に逸脱する傾向にある。本発明では、これらのような不具合は回避ないし充分に低減され、コーナ領域終了時には、溶接軌跡Ｌ’は溶接予定線Ｌに収束する傾向にある。
【００５３】
本発明に係るシーム溶接方法においては、上述のように、ティーチング制御下で予測され得るコーナ領域用ティーチング制御始動時には、既に、回転手段１３の回転駆動およびこれに伴うワークＷの回転変位における回転角度は、主回転角度に指定または規定されている。このような構成によると、溶接予定線Ｌに対して電極輪対２２の相対的進行方向Ｂが平行である状態からコーナ溶接を始めることができ、その結果、コーナ領域Ｆｂを良好にシーム溶接することが可能となる。ワークＷの回転変位ないし電極輪対２２の相対的進行方向Ｂについて、コーナ領域用ティーチング制御始動時に仮に内補正が施されているとすると、その後のコーナ領域Ｆｂでの溶接作業中に補正制御を行わない場合、当該コーナ領域Ｆｂでの溶接軌跡Ｌ’は、図１３（ａ）に模式的に示すように描かれ、コーナ領域終了時に溶接予定線Ｌに収束せずに当該溶接予定線ＬからワークＷの内方に逸脱する傾向にある。一方、ワークＷの回転変位ないし電極輪対２２の相対的進行方向Ｂについて、コーナ領域ティーチング制御始動時に仮に外補正が施されているとすると、その後のコーナ領域Ｆｂでの溶接作業中に微細制御を行わない場合、当該コーナ領域Ｆｂでの溶接軌跡Ｌ’は、図１３（ｂ）に模式的に示すように描かれ、コーナ領域終了時に溶接予定線Ｌに収束せずに当該溶接予定線ＬからワークＷの外方に逸脱する傾向にある。本発明では、これらのような不具合は回避ないし充分に低減され、コーナ領域終了時には、溶接軌跡Ｌ’は溶接予定線Ｌに収束する傾向にある。
【００５４】
本発明に係るシーム溶接方法において、コーナ領域用ティーチング制御始動時から所定の期間は補正制御を含まない微細制御を採用する場合、コーナ領域終了時における溶接予定線Ｌからの溶接軌跡Ｌ’の逸脱長さＤを効率的に低減することができる。例えば、図９に示すような、フランジ部Ｆの延び方向が９０度変化するコーナ領域Ｆｂに対して溶接作業を行う場合、コーナ始端およびコーナ終端での溶接軌跡前端Ｐの溶接予定線Ｌからのバラツキは、各々、方向Ｚ１のみ及び方向Ｚ２のみに現れる。溶接予定線Ｌに直交する方向に現れる、溶接軌跡Ｌ’ないしその前端Ｐのバラツキは、具体的には、コーナ始端では、方向Ｚ１に成分を有して方向Ｚ２には成分を有さず、コーナ終端では、方向Ｚ２に成分を有して方向Ｚ１には成分を有さない。方向Ｚ１は、コーナ始端にて溶接予定線Ｌに直交する方向であり、方向Ｚ２は、コーナ終端にて溶接予定線Ｌに直交する方向であり、両方向Ｚ１，Ｚ２は直交する。コーナ領域Ｆｂにおける溶接作業中、電極輪対２２の相対的進行方向Ｂについて補正制御を行わなくとも、溶接作業が進行するにつれて、バラツキの方向Ｚ１の成分は次第に小さくなり、方向Ｚ２の成分は次第に大きくなる。そのため、コーナ溶接の初期段階でのバラツキを抑制するための補正制御の効果は、コーナ溶接の終盤段階では低下する傾向にあり、コーナ溶接のより終盤段階での補正制御の方が、コーナ終了時における溶接予定線Ｌからの溶接軌跡Ｌ’の逸脱を低減するうえでは直接的な効果を有する。したがって、コーナ領域用ティーチング制御始動時から所定期間、補正制御を含まない微細制御を採用する場合には、コーナ領域終了時における溶接予定線Ｌからの溶接軌跡Ｌ’の逸脱長さＤを効率的に低減することができるのである。
【００５５】
また、本発明に係るシーム溶接方法によると、シーム溶接作業時における回転手段１３を介してのワークＷの回転変位の微細制御において、基準とされる主回転角度に対してワークＷが取り得る回転角度は、多数である。溶接軌跡前端Ｐが溶接予定線Ｌからワークの外方へ逸脱している状態において、フランジ部Ｆ上で電極輪対２２をワークＷの内方に振る際に許容される振り角度幅は、溶接軌跡前端Ｐが溶接予定線ＬからワークＷの内方へ逸脱している状態において、フランジ部Ｆ上で電極輪対２２をワークＷの外方に振る際に許容される振り角度幅よりも、大きい。より大きな振り角度が許容される内補正については、外補正に対するよりも、実用的な多くの補正角度を設定しやすい。本発明では、シーム溶接におけるこのような技術的特徴を利用しつつ、微細制御において回転手段１３ないしワークＷの取り得る回転角度として複数の角度が設定されている。したがって、本発明によると、多数の角度から微細制御角度を選択してワークＷの回転変位の微細制御をより緻密に行うことができる。緻密な微細制御が可能なシーム溶接方法は、溶接予定線Ｌからの溶接軌跡前端Ｐの逸脱に柔軟に対応することができ、従って、フランジ幅短縮化への対応やシーム溶接速度の高速化への対応に適しているのである。
【００５６】
本発明では、ステップＳ３において、角度群Ｇ１に代えて図１０に示す角度群Ｇ２，Ｇ３を用いてもよい。或は、角度群Ｇ１と共に図１０に示す角度群Ｇ２，Ｇ３を用意しておき、ステップＳ３にて参照される角度群を、当該角度群Ｇ１〜Ｇ３のうちからアクティブ角度群として予め選択しておいてもよい。
【００５７】
角度群Ｇ２に含まれる合計９個の角度は、各々、逸脱長さＤに対応付けられて、予め割り当てられている。例えば、逸脱長さＤ≦−０．８ｍｍに対しては上限角度として＋１．４度が割り当てられ、−０．６ｍｍ＜逸脱長さＤ≦−０．４ｍｍに対しては＋０．７度が割り当てられ、０．４ｍｍ≦逸脱長さＤ＜０．６ｍｍに対しては−０．７度が割り当てられ、０．８ｍｍ≦逸脱長さＤに対しては下限角度として−２．０度が割り当てられている。これら補正角度に加えて、−０．２ｍｍ＜逸脱長さＤ＜０．２ｍｍに対しては０度が割り当てられている。また、角度群Ｇ２においては、下限角度の絶対値は上限角度のそれより大きい。
【００５８】
角度群Ｇ２では、微細補正用の上限角度については角度群Ｇ１のそれよりも絶対値が小さく、且つ、下限角度については角度群Ｇ１のそれよりも絶対値が小さい。溶接予定線ＬがワークＷの隆起部に近接する場合には、微細制御においてフランジ部Ｆに対する電極輪対２２の相対的な最大振れ角度がより小さい角度群Ｇ２の方が、角度群Ｇ１よりも、当該隆起部に対する電極輪対２２の接触を回避するうえで好適である。したがって、例えば、単一のワークＷのフランジ部Ｆにおいて溶接予定線Ｌとワーク隆起部との距離が比較的に短い領域については、或は、フランジ部Ｆの全体にわたって溶接予定線Ｌとワーク隆起部との距離が短いワークＷについては、微細制御における角度群として、角度群Ｇ１よりも角度群Ｇ２を利用するのが好ましい場合がある。
【００５９】
角度群Ｇ３は、逸脱長さＤに対応付けられて予め割り当てられた３つの角度からなる。逸脱長さＤ≦−０．５ｍｍに対しては＋１．４度が割り当てられ、−０．５ｍｍ≦逸脱長さＤに対しては−２．０度が割り当てられいる。これら補正角度に加えて、−０．５ｍｍ＜逸脱長さＤ＜０．５ｍｍに対しては０度が割り当てられている。
【００６０】
角度群Ｇ３は、角度群Ｇ１，Ｇ２よりも粗い角度設定を有する。例えば角度群Ｇ２との比較においては、角度群Ｇ３では、角度群Ｇ２の上限角度と同一の＋１．４度が、唯一の外補正角度として、角度群Ｇ２の上限角度に対して割り当てられているよりも広い逸脱長さ範囲に対して割り当てられている。これとともに、角度群Ｇ３では、角度群Ｇ２の下限角度と同一の−２．０度が、唯一の内補正角度として、角度群Ｇ２の下限角度に対して割り当てられているよりも広い逸脱長さ範囲に対して割り当てられている。溶接予定線Ｌのワーク隆起部からの距離が確保されている場合や、コーナ領域Ｆｂでは、補正制御においてフランジ部Ｆに対する電極輪対２２の相対的な最大振れ可能角度は、厳しくは制限されない傾向にある。したがって、例えば、単一のワークＷのフランジ部Ｆにおいて溶接予定線Ｌとワーク隆起部との距離が比較的に長い領域について、或は、フランジ部Ｆの全体にわたって溶接予定線Ｌとワーク隆起部との距離が長いワークＷについて、或は、フランジ部Ｆのコーナ領域Ｆｂについて、急峻な補正制御が可能な場合には、微細制御における角度群として、角度群Ｇ１よりも角度群Ｇ３を選択するのが好ましい場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係るシーム溶接方法を実施するためのシーム溶接装置の側面図である。
【図２】図１に示すシーム溶接装置の部分拡大平面図である。
【図３】スライドプレートの拡大図である。
【図４】図１に示すシーム溶接装置における溶接機の側面図である。
【図５】溶接軌跡前端が溶接予定線から逸脱しているときの、基準部材と確認プレートの離隔態様を表す。
【図６】微細制御のフローチャートを表す。
【図７】微細制御用の角度群の一例を表す。
【図８】ＬＳドグ検知時に微細制御にて補正が施されている場合にコーナ領域にて描かれる溶接軌跡の一例を表す。
【図９】９０度に曲るコーナ領域の模式図である。
【図１０】微細制御用の他の角度群を表す。
【図１１】従来のシーム溶接方法を実施するためのシーム溶接装置の側面図である。
【図１２】図１１に示すシーム溶接装置の部分拡大平面図である。
【図１３】コーナ領域用ティーチング制御始動時に微細制御にて補正が施されている場合に当該コーナ領域にて描かれる溶接軌跡の一例を表す。
【図１４】ＬＳドグ検知時に微細制御にて補正が施されている場合の状態を表す。
【符号の説明】
【００６２】
Ｘ１，Ｘ２      シーム溶接装置
Ｆ      フランジ部
Ｆａ      直線領域
Ｆｂ      コーナ領域
１０，６０      ワーク操作部
１１,６１      多関節ロボット
１２,６２      ワーク保持部
１２ａ,６２ａ      フレーム
１２ｂ,６２ｂ      治具
１２ｃ,６２ｃ      クランプ
１２ｄ,６２ｄ      確認プレート
１２ｅ，６２ｅ      ＬＳドグ
１３,６３      回転手段
１４      スライドプレート
２０，７０      溶接機
２２,７２      電極輪
２３,７３      センサシステム
２４，７４      フォトセンサ
【図１】
2005066683.tif 000003
【図２】
2005066683.tif 000004
【図３】
2005066683.tif 000005
【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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【図１３】
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【図１４】
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