(57)【要約】【課題】  ２本の電極を用いて自動溶接を行うときに、電極の曲り具合を検出して溶接位置等の補正を行うことにより、溶接部の精度や品質を向上させる。【解決手段】  溶接ロボット２のトーチ４には、ワーク１７の溶接を行う２本の電極５Ａ，５Ｂを設ける。また、溶接ロボット２の近傍には、所定の位置に基準治具１１を設ける。そして、自動溶接時には、電極５Ａ，５Ｂを基準治具１１のテーパ穴１３，１４に挿入してタッチセンシングすることにより、各電極５Ａ，５Ｂの曲り量が許容範囲内であるか否かを判定する。また、曲り量が許容範囲を超えているときには、基準治具１１の立上り壁１５，１６にタッチセンシングすることにより、具体的な曲り量（ΔＸa，ΔＹa），（ΔＸb，ΔＹb）を検出する。これにより、電極５Ａ，５Ｂの曲り具合に応じて溶接位置等を適切に補正することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をもって突出する２本の電極を有し前記２本の電極によって溶接対象物を溶接する溶接ロボットと、
前記溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられ有底状のテーパ穴と立上り壁とを有する基準治具とを備え、
前記溶接ロボットの２本の電極を前記基準治具のテーパ穴にそれぞれ挿入することにより前記各電極の曲り量が許容範囲内であるか否かを判定し、
前記２本の電極の曲り量が許容範囲を超えているときに該各電極を前記基準治具の立上り壁と接触させることによって前記２本の電極の曲り量をそれぞれ検出し、
前記曲り量の検出結果を用いて前記溶接対象物に対する前記２本の電極の溶接位置を補正する自動溶接方法。
【請求項２】
互いに間隔をもって突出する２本の電極を有し前記２本の電極によって溶接対象物を溶接する溶接ロボットと、
前記溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられた基準治具と、
前記溶接ロボットの２本の電極を前記基準治具と接触させることにより前記２本の電極の曲り量をそれぞれ検出する電極曲り検出手段とから構成してなる自動溶接装置。
【請求項３】
互いに間隔をもって突出する２本の電極を有し前記２本の電極によって溶接対象物を溶接する溶接ロボットと、
前記溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられた基準治具と、
前記溶接ロボットの２本の電極を前記基準治具と接触させることにより前記２本の電極の曲り量をそれぞれ検出する電極曲り検出手段と、
前記電極曲り検出手段により検出した前記曲り量が許容範囲を超えているときに前記曲り量を用いて前記２本の電極の先端部を結ぶ直線と溶接進行方向とのなす角度を演算する角度演算手段と、
前記２本の電極のうち一方の電極を中心として他方の電極を前記角度演算手段により演算された前記角度分だけ回転させる電極回転手段とから構成してなる自動溶接装置。
【請求項４】
２本の電極を有する自動溶接用の溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられる基台と、
前記基台の表面から裏面に向けて縮径する有底穴として設けられ前記２本の電極を挿入するときのタッチセンシングに用いられる２個のテーパ穴と、
前記２個のテーパ穴を挟む位置で前記基台の表面から突出すると共に前記基台に沿ってＬ字状に延び前記２本の電極を前記表面に沿って移動させるときのタッチセンシングに用いられる２個の立上り壁とから構成してなる自動溶接に用いる基準治具。
【請求項５】
互いに間隔をもって突出する２本の電極を有し前記２本の電極によって溶接対象物を溶接する溶接ロボットと、
前記溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられ前記２本の電極の位置情報をそれぞれ検出する非接触式センサを有する基準治具とを備え、
前記溶接ロボットの２本の電極を用いて溶接を行うときに該各電極の位置情報を前記非接触式センサによって検出し、
前記２本の電極の位置情報を用いて該各電極の曲り量をそれぞれ検出し、
前記曲り量の検出結果を用いて前記溶接対象物に対する前記２本の電極の溶接位置を補正する自動溶接方法。
【請求項６】
互いに間隔をもって突出する２本の電極を有し前記２本の電極によって溶接対象物を溶接する溶接ロボットと、
前記溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられ前記２本の電極の位置情報をそれぞれ検出する非接触式センサを有する基準治具と、
前記非接触式センサによる位置情報の検出結果を用いて前記２本の電極の曲り量をそれぞれ検出する電極曲り検出手段とから構成してなる自動溶接装置。
【請求項７】
互いに間隔をもって突出する２本の電極を有し前記２本の電極によって溶接対象物を溶接する溶接ロボットと、
前記溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられ前記２本の電極の位置情報をそれぞれ検出する非接触式センサを有する基準治具と、
前記非接触式センサによる位置情報の検出結果を用いて前記２本の電極の曲り量をそれぞれ検出する電極曲り検出手段と、
前記電極曲り検出手段により検出した前記曲り量が許容範囲を超えているときに前記曲り量を用いて前記２本の電極の先端部を結ぶ直線と溶接進行方向とのなす角度を演算する角度演算手段と、
前記２本の電極のうち一方の電極を中心として他方の電極を前記角度演算手段により演算された前記角度分だけ回転させる電極回転手段とから構成してなる自動溶接装置。
【請求項８】
２本の電極を有する自動溶接用の溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられる基台と、
前記基台に設けられた発光部と受光部とを有し前記溶接ロボットの電極が前記発光部から前記受光部に向けて発射される光線の光路上に達したときに当該電極の位置情報を検出する非接触式センサと、
前記基台に設けられ前記光路を２箇所でそれぞれＬ字状に屈曲させる２個の反射部材とから構成してなる自動溶接に用いる基準治具。
【請求項９】
前記溶接ロボットの電極を前記溶接対象物と接触させることにより前記溶接対象物の位置ずれ量を検出して前記電極回転手段の回転中心となる前記一方の電極による溶接位置を補正する位置ずれ補正手段を設けてなる請求項３または７に記載の自動溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば２本の電極を用いてアーク溶接等を自動的に行うのに好適に用いられる自動溶接方法及び自動溶接装置並びに自動溶接に用いる基準治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動溶接装置としては、予め設定されたプログラムに従ってトーチを作動させることにより、各種の形状をもつ溶接対象物（ワーク）に対してアーク溶接を自動的に行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２３２２７１号公報
【０００４】
この種の従来技術による自動溶接装置は、例えば移動及び回転が可能なトーチを有する多関節型の溶接ロボットと、この溶接ロボットを制御する制御装置とによって大略構成されている。また、トーチの先端側には、ワイヤ供給装置等から供給される溶接ワイヤ（電極）が取付けられ、この電極は所定の突出し長さをもってトーチから突出している。
【０００５】
そして、自動溶接装置を用いた溶接作業では、例えば組立ライン等に沿って個々のワークが搬送されてくると、まず溶接ロボットの電極をワークに接触させることによってワークの位置を検出（タッチセンシング）し、制御装置に予め記憶された溶接開始位置等の位置情報をワークの位置ずれ量に応じて補正する。次に、電極の先端側をワークに接触させつつ、予め教示（ティーチング）された溶接線等に沿って電極を移動させることにより、ワークの所定部位に溶接を行う。
【０００６】
この場合、従来技術では、例えばトーチの先端側に２本の電極を設け、これらの電極を同一の溶接線に沿って移動させつつ、個々の電極の溶接部位を重ね合わせることにより、タンデム溶接と呼ばれる２重の溶接を行う構成とした自動溶接装置もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した従来技術では、トーチから突出する電極の先端側をワークに接触させることによって溶接を行う構成としている。しかし、電極の先端側は、例えばドラム等に巻回されていたときの曲り癖や、溶接時に加わる外力等によって曲ることがある。この場合、単一の電極を用いる自動溶接装置では、例えばワークの位置をタッチセンシングすることにより、ワークの位置ずれ分だけでなく、電極の曲り分も補正することができる。
【０００８】
これに対し、２本の電極を用いるタンデム溶接型の自動溶接装置では、一方の電極でタッチセンシングを行うことになるため、この一方の電極の曲り等は補正することができても、他方の電極の曲りを補正するのが難しいという問題がある。
【０００９】
このため、従来技術では、タンデム溶接を行うときに、一方の電極を予め設定された溶接線に沿って移動させたとしても、他方の電極の先端側は溶接線から外れた位置で溶接を行うことがあり、これによって溶接部の外観が悪くなったり、溶接不良が生じ易くなる。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、２本の電極を用いてタンデム溶接を行うときに、それぞれの電極の曲り等を確実に補正することができ、各電極の溶接位置を正確に合わせることができると共に、溶接部の強度や外観を向上できるようにした自動溶接方法及び自動溶接装置並びに自動溶接に用いる基準治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明による自動溶接方法は、互いに間隔をもって突出する２本の電極を有し前記２本の電極によって溶接対象物を溶接する溶接ロボットと、前記溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられ有底状のテーパ穴と立上り壁とを有する基準治具とを備え、前記溶接ロボットの２本の電極を前記基準治具のテーパ穴にそれぞれ挿入することにより前記各電極の曲り量が許容範囲内であるか否かを判定し、前記２本の電極の曲り量が許容範囲を超えているときに該各電極を前記基準治具の立上り壁と接触させることによって前記２本の電極の曲り量をそれぞれ検出し、前記曲り量の検出結果を用いて前記溶接対象物に対する前記２本の電極の溶接位置を補正するようにしている。
【００１２】
また、請求項２の発明による自動溶接装置は、互いに間隔をもって突出する２本の電極を有し前記２本の電極によって溶接対象物を溶接する溶接ロボットと、前記溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられた基準治具と、前記溶接ロボットの２本の電極を前記基準治具と接触させることにより前記２本の電極の曲り量をそれぞれ検出する電極曲り検出手段とから構成している。
【００１３】
また、請求項３の発明による自動溶接装置は、互いに間隔をもって突出する２本の電極を有し前記２本の電極によって溶接対象物を溶接する溶接ロボットと、前記溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられた基準治具と、前記溶接ロボットの２本の電極を前記基準治具と接触させることにより前記２本の電極の曲り量をそれぞれ検出する電極曲り検出手段と、前記電極曲り検出手段により検出した前記曲り量が許容範囲を超えているときに前記曲り量を用いて前記２本の電極の先端部を結ぶ直線と溶接進行方向とのなす角度を演算する角度演算手段と、前記２本の電極のうち一方の電極を中心として他方の電極を前記角度演算手段により演算された前記角度分だけ回転させる電極回転手段とから構成している。
【００１４】
さらに、請求項４の発明による基準治具は、２本の電極を有する自動溶接用の溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられる基台と、前記基台の表面から裏面に向けて縮径する有底穴として設けられ前記２本の電極を挿入するときのタッチセンシングに用いられる２個のテーパ穴と、前記２個のテーパ穴を挟む位置で前記基台の表面から突出すると共に前記基台に沿ってＬ字状に延び前記２本の電極を前記表面に沿って移動させるときのタッチセンシングに用いられる２個の立上り壁とから構成している。
【００１５】
一方、請求項５の発明による自動溶接方法は、互いに間隔をもって突出する２本の電極を有し前記２本の電極によって溶接対象物を溶接する溶接ロボットと、前記溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられ前記２本の電極の位置情報をそれぞれ検出する非接触式センサを有する基準治具とを備え、前記溶接ロボットの２本の電極を用いて溶接を行うときに該各電極の位置情報を前記非接触式センサによって検出し、前記２本の電極の位置情報を用いて該各電極の曲り量をそれぞれ検出し、前記曲り量の検出結果を用いて前記溶接対象物に対する前記２本の電極の溶接位置を補正するようにしている。
【００１６】
また、請求項６の発明による自動溶接装置は、互いに間隔をもって突出する２本の電極を有し前記２本の電極によって溶接対象物を溶接する溶接ロボットと、前記溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられ前記２本の電極の位置情報をそれぞれ検出する非接触式センサを有する基準治具と、前記非接触式センサによる位置情報の検出結果を用いて前記２本の電極の曲り量をそれぞれ検出する電極曲り検出手段とによって構成している。
【００１７】
また、請求項７の発明による自動溶接装置は、互いに間隔をもって突出する２本の電極を有し前記２本の電極によって溶接対象物を溶接する溶接ロボットと、前記溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられ前記２本の電極の位置情報をそれぞれ検出する非接触式センサを有する基準治具と、前記非接触式センサによる位置情報の検出結果を用いて前記２本の電極の曲り量をそれぞれ検出する電極曲り検出手段と、前記電極曲り検出手段により検出した前記曲り量が許容範囲を超えているときに前記曲り量を用いて前記２本の電極の先端部を結ぶ直線と溶接進行方向とのなす角度を演算する角度演算手段と、前記２本の電極のうち一方の電極を中心として他方の電極を前記角度演算手段により演算された前記角度分だけ回転させる電極回転手段とによって構成している。
【００１８】
また、請求項８の発明による基準治具は、２本の電極を有する自動溶接用の溶接ロボットと予め定められた位置関係をもって設けられる基台と、前記基台に設けられた発光部と受光部とを有し前記溶接ロボットの電極が前記発光部から前記受光部に向けて発射される光線の光路上に達したときに当該電極の位置情報を検出する非接触式センサと、前記基台に設けられ前記光路を２箇所でそれぞれＬ字状に屈曲させる２個の反射部材とによって構成している。
【００１９】
さらに、請求項９の発明による自動溶接装置は、前記溶接ロボットの電極を前記溶接対象物と接触させることにより前記溶接対象物の位置ずれ量を検出して前記電極回転手段の回転中心となる前記一方の電極による溶接位置を補正する位置ずれ補正手段を設ける構成としている。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、溶接を行う前には、まず溶接ロボットの２本の電極を基準治具のテーパ穴にそれぞれ挿入しつつ、例えばタッチセンシング等の手段を用いて電極と基準治具との接触位置を検出することができる。この場合、テーパ穴の穴形状を、その奥所側（テーパ穴の底面側）に向けて縮径する形状としておくことにより、例えば電極の先端部がテーパ穴の底面に接触したときには、電極が曲っていないか、または電極の曲り量が許容範囲内に収まっていると判定することができる。
【００２１】
一方、電極の先端部がテーパ穴の内周面に接触したときには、電極が許容範囲を超えて大きく曲っていると判定することができる。そして、この場合には、各電極を基準治具の立上り壁と接触させることにより、例えばタッチセンシング等の手段を用いて各電極の曲り量をそれぞれ検出することができ、これらの検出結果を用いて溶接対象物に対する２本の電極の溶接位置を適切に補正することができる。
【００２２】
このため、溶接を行うときには、何れかの電極に曲りが生じていたとしても、２本の電極の先端部を所望の溶接線上に高い精度で位置合わせすることができ、電極の先端部が溶接線から外れるのを確実に防止することができる。従って、これらの電極によって溶接線上に重なり合うように２重の溶接（タンデム溶接）を行うことができ、このときに各電極の溶接ビードのずれ等を抑えることができるから、十分な量の溶接ビードを短時間で効率よく形成することができ、溶接部の強度や外観を向上させることができる。
【００２３】
また、請求項２の発明によれば、電極曲り検出手段は、溶接ロボットの各電極を基準治具に接触させることができ、このときに例えばタッチセンシング等の手段を用いることにより、２本の電極の曲り量をそれぞれ検出することができる。これにより、例えば各電極の先端部の位置ずれ量等を容易に求めることができ、これらの位置ずれ量に応じて溶接開始位置の位置情報等を適切に補正することができる。
【００２４】
このため、溶接を行うときには、何れかの電極に曲りが生じていたとしても、２本の電極の先端部を所望の溶接線上に高い精度で位置合わせすることができる。従って、請求項１の発明とほぼ同様に、２本の電極によって溶接線上に十分な量の溶接ビードを効率よく形成することができ、溶接部の強度や外観を向上させることができる。
【００２５】
また、請求項３の発明によれば、電極曲り検出手段は、例えば基準治具をタッチセンシングすることによって２本の電極の曲り量をそれぞれ検出することができる。また、角度演算手段は、各電極の曲り量を用いて電極先端部の位置を求めることにより、各電極の先端部を結ぶ直線と溶接進行方向とのなす角度を容易に演算することができる。さらに、電極回転手段は、２本の電極のうち、例えば溶接進行方向に対して先行する一方の電極を中心として他方の電極を回転させることができ、このときの回転角度を前記角度演算手段による角度の演算値に設定することができる。
【００２６】
これにより、２本の電極の先端部がそれぞれ異なる方向に曲っていたとしても、これらの先端部を溶接進行方向（溶接線）と平行な直線上に配置することができ、電極の位置を適切に回転補正することができる。従って、この回転補正後には、例えば溶接対象物の位置等を検出して一方の電極の位置を補正することにより、２本の電極の先端部を溶接線上に正確に位置合わせすることができる。従って、請求項１の発明とほぼ同様に、２本の電極によって溶接線上に十分な量の溶接ビードを効率よく形成することができ、溶接部の強度や外観を向上させることができる。
【００２７】
さらに、請求項４の発明によれば、電極の曲り具合を判定するときには、その先端部を基準治具のテーパ穴に挿入することができ、このとき電極の先端部によってテーパ穴の深さ方向にタッチセンシングを行うことにより、電極の曲り量が許容範囲内であるか否かを容易に判定することができる。
【００２８】
また、電極の曲り量を検出するときには、その先端部を基準治具の表面に沿って移動しつつ、立上り壁のタッチセンシングを行うことができる。この場合、立上り壁の突出した方向を、例えば互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸のうちＺ軸方向とすれば、Ｌ字状をなす立上り壁がＸ軸及びＹ軸方向に延びる各部位にそれぞれタッチセンシングを行うことにより、電極の曲り量を２次元座標での具体的な寸法値として正確に検出することができる。
【００２９】
従って、基準治具を用いることにより、電極の曲り量の許容判定、その具体的な曲り量等を効率よく把握することができ、これらの内容に応じて適切な補正を行うことができる。このため、溶接を行うときには、２本の電極によって溶接線上に十分な量の溶接ビードを効率よく形成することができ、溶接部の強度や外観を向上させることができる。
【００３０】
一方、請求項５の発明によれば、溶接を行うときには、例えば電極を基準の位置から光路に向けて一定の方向に移動し、電極がセンサの検出可能範囲となる所定の位置に達したときには、この状態を非接触式センサによって検出することができる。このとき、自動溶接用の制御装置等は、例えば電極が検出可能な位置に達するまでに移動した移動量を位置情報として取得したり、または非接触式センサによって検出した電極とセンサとの距離を、位置情報として取得することができる。
【００３１】
そして、このような電極の位置情報を、例えば曲っていない電極を用いて予め検出しておいた位置情報と比較することにより、２本の電極の曲り量をそれぞれ正確に検出することができ、これらの検出結果を用いて溶接対象物に対する２本の電極の溶接位置を適切に補正することができる。
【００３２】
従って、請求項１の発明の場合とほぼ同様に、２本の電極の何れかに曲りが生じていたとしても、両方の電極の先端部を所望の溶接線上に高い精度で位置合わせすることができ、タンデム溶接を効率よく行いつつ、溶接部の強度や外観を向上させることができる。また、非接触式のセンサを用いることにより、各電極を基準治具やセンサ等に接触させなくても、電極の位置情報を正確かつ容易に検出することができる。このため、例えば基準治具の各部を電極の接触部位として高い寸法精度に形成する必要がないから、その加工を容易に行うことができる。
【００３３】
また、請求項６の発明によれば、電極曲り検出手段は、基準治具の非接触式センサによって各電極の位置情報を検出することができ、さらに電極の位置情報を用いて電極先端部の曲り量を検出することができる。従って、例えば各電極の先端部の位置ずれ量等を容易に求めることができ、これらの位置ずれ量に応じて溶接開始位置の位置情報等を適切に補正することができる。
【００３４】
また、請求項７の発明によれば、電極曲り検出手段は、非接触式センサの検出結果を用いて、２本の電極の曲り量をそれぞれ検出することができる。そして、角度演算手段は、各電極の先端部を結ぶ直線と溶接進行方向とのなす角度を容易に演算することができ、電極回転手段は、例えば溶接進行方向に対して先行する一方の電極を中心として他方の電極を適切な角度だけ回転補正することができる。従って、請求項３の発明とほぼ同様に、２本の電極の先端部がそれぞれ異なる方向に曲っていたとしても、これらの先端部を溶接線上に正確に位置合わせすることができる。
【００３５】
また、請求項８の発明によれば、非接触式センサは、発光部からビーム光、レーザ光等の光線を発射することにより、この光線を反射部材を介して受光部に受光させることができ、これによって基台上の所定位置に光路を形成することができる。そして、電極の曲り量を検出するときには、まず電極を基準の位置から光路に向けて一定の方向に移動することができ、この電極が光線を遮断したり、反射したときには、電極の先端部が光路に達したことを非接触式センサによって検出することができる。
【００３６】
このとき、自動溶接用の制御装置等は、例えば電極が光路に達するまでに移動した移動量を位置情報として取得したり、または非接触式センサによって検出した光路上の電極とセンサとの距離を、位置情報として取得することができる。そして、このような電極の位置情報を、例えば曲っていない電極を用いて予め検出しておいた位置情報と比較することにより、電極先端部の曲り量を検出することができる。
【００３７】
この場合、２個の反射部材は、非接触式センサの発光部から受光部に至る光路を２箇所でＬ字状に屈曲させることができ、これによって光路を互いに直交する２軸方向（例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向）に延ばすことができる。これにより、電極の位置情報を検出するときには、Ｘ軸方向とＹ軸方向のそれぞれについて、電極を光路に達する位置まで移動することにより、これら２方向の位置情報を個別に得ることができ、電極の曲り量を２次元座標での具体的な寸法値として正確に検出することができる。
【００３８】
従って、非接触式センサを搭載した基準治具を用いることにより、基準治具と電極とを接触させなくても、電極の具体的な曲り量を効率よく把握することができ、これらの内容に応じて適切な補正を行うことができる。
【００３９】
さらに、請求項９の発明によれば、位置ずれ補正手段は、例えばタッチセンシング等の手段によって溶接対象物の位置ずれ量を検出することができ、この検出結果を用いることにより、例えば溶接進行方向に対して先行する一方の電極が溶接線上に配置されるように、電極の位置を補正することができる。従って、位置ずれ補正手段と電極回転手段とが協働することにより、溶接対象物の位置ずれや各電極の曲り具合に影響されることなく、２本の電極の先端部を溶接線上に正確に位置合わせすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態による自動溶接方法及び自動溶接装置並びに自動溶接に用いる基準治具について、添付図面に従って詳細に説明する。
【００４１】
ここで、図１ないし図１８は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、タッチセンシング式の基準治具を用いる場合を例に挙げて述べる。
【００４２】
図中、１は自動溶接装置を示し、この自動溶接装置１は、後述の溶接ロボット２、溶接電源６，７、制御装置８、基準治具１１等によって構成されている。そして、自動溶接装置１は、溶接ロボット２を予め設定された一定の動作パターンで自動的に作動させることにより、後述のワーク１７（溶接対象物）にアーク溶接を行うものである。
【００４３】
２はアーク溶接を行う溶接ロボットで、該溶接ロボット２は、例えば屈曲及び回転が可能な複数個の関節等を有する多関節型のアーム３と、該アーム３の先端側に回転可能に設けられたトーチ４と、後述の電極５Ａ，５Ｂとによって大略構成されている。そして、トーチ４は、アーム３の各関節が制御装置８によって屈曲または回転されることにより、各電極５Ａ，５Ｂと一緒に任意の位置及び向きに移動可能となっている。
【００４４】
５Ａ，５Ｂはトーチ４の先端面４Ａに設けられた２本の電極で、これらの電極５Ａ，５Ｂは、例えば消耗電極式のアーク溶接を行うことによって先端部５ａ，５ｂが消耗される溶接ワイヤであり、消耗した分は溶接ロボット２の近傍に設置されたワイヤ供給装置（図示せず）等によって新たに供給される。また、電極５Ａ，５Ｂは、図２、図３に示す如く、トーチ４の先端面４Ａから所定の突出し長さをもってほぼ垂直に突出し、互いに間隔をもってほぼ平行に延びている。
【００４５】
そして、溶接動作を行うときには、例えば図７に示すように、まずトーチ４を移動させることによって各電極５Ａ，５Ｂの先端部５ａ，５ｂをワーク１７の所定部位に接触させる。次に、これらの先端部５ａ，５ｂを所定の溶接線Ｗに沿って同一線上で移動させつつ、各電極５Ａ，５Ｂとワーク１７との間に溶接電源６，７から電流を通電する。
【００４６】
これにより、ワーク１７には、２本の電極５Ａ，５Ｂによって溶接部がそれぞれ形成され、これらの溶接部は溶接線Ｗに沿って互いに重なり合うように配置される。このように、溶接ロボット２は、溶接進行方向に沿って直列に並べた２本の電極５Ａ，５Ｂによって２重の溶接（所謂タンデム溶接）を行うことにより、強度の高い溶接ビードを短時間で効率よく形成することができる。
【００４７】
８は溶接ロボット２の自動制御を行う制御装置で、該制御装置８は、例えば記憶回路と演算処理回路とを備えたマイクロコンピュータ等によって構成されている。そして、制御装置８の記憶回路には、溶接ロボット２によって行われる所定の動作パターンや、ワーク１７に対する後述の溶接線Ｗ（図７参照）、溶接開始位置、溶接終了位置等の位置情報、後述する基準治具１１のテーパ穴１３，１４、立上り壁１５，１６等の位置情報（座標データ）、図１３ないし図１５に示す制御プログラム等が予め記憶されている。
【００４８】
また、制御装置８には、例えば基準治具１１、ワーク１７等からなる導電性の目標物に対して、電圧を印加した状態の電極５Ａ，５Ｂを接触させることにより、接触したときの電圧または電流の変化を利用して目標物の位置を検出するタッチセンシング機構（図示せず）が設けられている。
【００４９】
そして、タッチセンシング機構は、例えば互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向について、目標物に対するタッチセンシングをそれぞれ行うことにより、目標物の位置情報（例えば、ＸＹＺ座標系での座標データ等）を検出し、この位置情報を制御装置８の記憶回路に記憶させることができる。
【００５０】
これにより、制御装置８は、溶接作業中に順次搬送されてくる複数のワーク１７に対して、それぞれタッチセンシングを行うことによってワーク１７の位置（位置ずれ量）を検出する。そして、個々のワーク１７の位置ずれ量に応じて溶接開始位置等の位置情報を補正した後に、予め設定された溶接線Ｗに沿って溶接開始位置から溶接終了位置までワーク１７の溶接を行う。
【００５１】
また、制御装置８は、ワーク１７の溶接を行う前に、後述の如く基準治具１１を目標物としてタッチセンシングを行うことにより、電極５Ａの先端部５ａの曲り量（ΔＸa，ΔＹa）と、電極５Ｂの先端部５ｂの曲り量（ΔＸb，ΔＹb）とをそれぞれ検出する。なお、電極５Ａ，５Ｂの曲り量を表す４つの成分ΔＸa，ΔＸb，ΔＹa，ΔＹbは、個々の電極５Ａ，５Ｂの曲り方向に応じて、それぞれプラス、マイナスまたは零のうち何れかの値をとるものである。
【００５２】
そして、少なくとも一方の曲り量が許容限度を越えている場合には、後述の図１０、図１１に示す如く、これらの先端部５ａ，５ｂを結ぶ直線Ｌが溶接線Ｗに対して平行となるように、トーチ４の補正角度Φを演算し、この補正角度Φ分だけトーチ４の回転補正を行う構成となっている。
【００５３】
１１は例えば溶接ロボット２の近傍等に所定の位置関係をもって設けられ、自動溶接に用いられるタッチセンシング式の基準治具を示している。この基準治具１１は、例えば金属等の導電性を有する材料によって形成され、溶接作業時にタッチセンシングを行うことによって電極５Ａ，５Ｂの曲り具合の検出に用いられるものである。
【００５４】
ここで、基準治具１１は、図２ないし図４に示す如く、例えばＸ軸及びＹ軸方向に延びる四角形状の平板として形成され、表面１２Ａと裏面１２Ｂとを有する基台１２と、後述のテーパ穴１３，１４、立上り壁１５，１６とによって大略構成されている。また、基準治具１１は、溶接ロボット２に対して予め定められた位置関係を有し、これらの位置関係は、例えばテーパ穴１３，１４、立上り壁１５，１６等の位置を表す座標データとして制御装置８に記憶されている。
【００５５】
１３，１４は例えば基台１２の表面中央に設けられた２個のテーパ穴で、これらのテーパ穴１３，１４には、それぞれ電極５Ａ，５Ｂが挿入されることによってＺ軸方向のタッチセンシングが行われる。これにより、テーパ穴１３，１４は、個々の電極５Ａ，５Ｂの曲り量が許容範囲内であるか否かを判定するときに用いられるものである。
【００５６】
ここで、テーパ穴１３，１４は、例えば基台１２の厚さ方向（Ｚ軸方向）に延びつつ、その表面１２Ａから裏面１２Ｂ側に向けてテーパ状（円錐状）に縮径する有底穴として形成され、Ｚ軸方向に対して所定の深さを有している。また、各テーパ穴１３，１４の間隔は、電極５Ａ，５Ｂの間隔と等しい寸法に設定されている。
【００５７】
また、電極５Ａ用のテーパ穴１３は、例えば電極５Ａの曲り量の許容範囲に対応した大きさ（半径）を有する円形状の底面１３Ａと、該底面１３Ａを取囲む円錐状の内周面１３Ｂとによって構成されている。
【００５８】
これにより、例えば電極５Ａの曲り量が許容範囲を超えていない場合には、図５に示すように、電極５Ａをテーパ穴１３の中心位置に沿ってＺ軸方向に挿入すると、その先端部５ａがテーパ穴１３の底面１３Ａに接触する。また、電極５Ａの曲り量が許容範囲を超えている場合には、図８に示す如く、電極５Ａの先端部５ａはテーパ穴１３の底面１３Ａに接触する前に、これよりも浅い位置で内周面１３Ｂに接触するようになる。
【００５９】
このため、制御装置８は、電極５Ａの曲り具合を判定するときに、所定の突出し長さを有する電極５Ａをテーパ穴１３に挿入しつつ、基準治具１１の位置をＺ軸方向に対してタッチセンシングする。そして、タッチセンシングによる基準治具１１の検出位置と、制御装置８に予め記憶された底面１３Ａの位置情報とを比較する。これにより、制御装置８は、電極５Ａがテーパ穴１３の底面１３Ａと内周面１３Ｂのうち何れの部位に接触したかを識別し、接触部位に応じて電極５Ａの曲り量が許容範囲内であるか否かを判定する。
【００６０】
一方、電極５Ｂ用のテーパ穴１４も、テーパ穴１３と同様に、底面１４Ａと内周面１４Ｂとによって構成され、電極５Ｂの曲り量が許容範囲内であるか否かを判定するときに用いられるものである。
【００６１】
１５，１６は例えば各テーパ穴１３，１４を挟む位置で基台１２の表面１２Ａに設けられた２個の立上り壁で、これらの立上り壁１５，１６は、基台１２の対角線をなす２つの角隅に配置されている。そして、立上り壁１５，１６は、基台１２の表面１２Ａに沿ってＸ軸方向及びＹ軸方向に延びるＬ字状の突起として形成され、表面１２ＡからＺ軸方向に沿って垂直に突出している。
【００６２】
ここで、電極５Ａ用の立上り壁１５は、電極５Ａの基準位置（Ｘa0，Ｙa0，Ｚa0）を取得したり、その曲り量（ΔＸa，ΔＹa）を検出するときに用いられるもので、電極５Ａを基台１２の表面１２Ａに沿って移動させつつ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のタッチセンシングを行うときに目標物となるものである。また、立上り壁１５は、Ｙ軸方向に沿って延びる縦板部１５Ａと、Ｘ軸方向に沿って延びる横板部１５Ｂとによって構成され、これらの部位の位置情報は制御装置８に予め記憶されている。
【００６３】
そして、溶接作業の開始前に行われる後述の教示（ティーチング）作業では、例えば曲りが生じていない教示用電極（図示せず）等を用いて、立上り壁１５を目標物としてＸ軸方向及びＹ軸方向のタッチセンシングが行われ、これによって電極５Ａの基準位置（Ｘa0，Ｙa0，Ｚa0）が取得される。
【００６４】
また、立上り壁１５には、溶接作業中にも電極５Ａによってティーチング時とほぼ同様のタッチセンシングが自動的に行われ、これによって電極５Ａの曲り量（ΔＸa，ΔＹa）が検出される。これらのタッチセンシング動作では、立上り壁１５の縦板部１５Ａを目標物としてＸ軸方向のタッチセンシングが行われ、横板部１５Ｂを目標物としてＹ軸方向のタッチセンシングが行われる。
【００６５】
一方、電極５Ｂ用の立上り壁１６は、縦板部１６Ａと横板部１６Ｂとによって構成され、これらの部位の位置情報も制御装置８に予め記憶されている。そして、立上り壁１６は、立上り壁１５の場合とほぼ同様に、電極５Ｂの基準位置（Ｘb0，Ｙb0，Ｚb0）を取得したり、その曲り量（ΔＸb，ΔＹb）を検出するときに用いられるものである。
【００６６】
なお、図１において、１７は溶接対象物となるワークを示している。そして、溶接ロボット２は、例えば作業現場の組立ライン１８等に沿って複数のワーク１７が搬送されてくるときに、個々のワーク１７に対して順次溶接作業を自動的に行う構成となっている。
【００６７】
本実施の形態による自動溶接装置１は上述の如き構成を有するもので、次に、図１３を参照しつつ、溶接ロボット２を用いた自動溶接方法について説明する。
【００６８】
まず、ステップ１では、組立ライン１８でワーク１７の溶接作業を開始する前に、例えば溶接動作の動作パターン、ワーク１７の形状、位置等を含めて自動制御に必要な情報を制御装置８に教示（ティーチング）する。そして、この教示作業では、後述の初期設定処理を行うことにより、電極５Ａ，５Ｂの基準位置（Ｘa0，Ｙa0，Ｚa0），（Ｘb0，Ｙb0，Ｚb0）を検出、取得し、そのデータを制御装置８に記憶させる。
【００６９】
次に、ステップ２では、溶接ロボット２のトーチ４を基準治具１１の位置に移動し、ステップ３では、後述の電極曲り検出処理を行うことにより、電極５Ａ，５Ｂの曲り量（ΔＸa，ΔＹa），（ΔＸb，ΔＹb）を検出する。そして、これ以後は制御装置８によってステップ４〜１９の自動制御を繰返すことにより、個々のワーク１７に対する溶接を行う。
【００７０】
そして、この自動制御では、まずステップ４で、例えば溶接ロボット２に付設されたワイヤカット装置（図示せず）等を作動させることにより、教示点側の電極（本実施の形態では、電極５Ａとして例示）の先端側を切断し、その突出し長さを所定の寸法に調整する。この場合、教示点とは、制御装置８に溶接動作をティーチングするときに位置情報の基準となる点である。
【００７１】
次に、ステップ５では、ステップ３で電極曲り検出処理を行ったときに、電極５Ａ，５Ｂの曲り量が何れも許容範囲内であったか否かを判定する。そして、ステップ５で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ６でトーチ４をワーク１７（組立ライン１８）の位置に移動し、ステップ７では、教示点側の電極５Ａを用いてワーク１７のタッチセンシングを行う。これにより、ステップ８では、タッチセンシングの検出結果を用いてワーク１７の位置（位置ずれ量）を検出する。
【００７２】
そして、ステップ９では、ワーク１７の位置ずれ量に応じて、制御装置８に予め記憶された溶接開始位置等の位置情報を補正し、位置ずれしたワーク１７に対しても所定の溶接線Ｗに沿って溶接を行うことができるようにする。
【００７３】
次に、ステップ１０では、図７に示す如く、教示点側の電極５Ａを予め設定された溶接線Ｗ上の溶接開始位置に移動し、ステップ１１では、各電極５Ａ，５Ｂの先端部５ａ，５ｂを溶接線Ｗに沿って溶接進行方向（矢示Ａ方向）に移動しつつ、これらの電極５Ａ，５Ｂによってワーク１７の所定部位にタンデム溶接を行う。
【００７４】
そして、溶接動作の終了後には、後述のステップ１９で溶接作業が終了したと判定するまでステップ２〜１９の処理を繰返すことにより、組立ライン１８に沿って搬送されてくる個々のワーク１７に対して順次溶接を行う。
【００７５】
一方、ステップ５で「ＮＯ」と判定したときには、ワーク１７の位置ずれ量だけでなく、電極５Ａ，５Ｂの曲り具合にも対応した補正を行う必要がある。そこで、この場合には、まずステップ１２〜１４で前記ステップ６〜８と同様の処理を行い、ワーク１７の位置ずれ量を検出する。
【００７６】
このとき、ステップ１４では、例えば先端部５ａが曲った電極５Ａによってワーク１７のタッチセンシングを行うことになるから、このタッチセンシングによって検出した位置ずれ量には、ワーク１７の位置ずれ量だけでなく、電極５Ａの曲り量も含まれている。
【００７７】
次に、ステップ１５では、前記ステップ９とほぼ同様に、位置ずれ量の検出結果に応じて溶接開始位置等の位置情報を補正する。これにより、教示点側の電極５Ａについては、ワーク１７の位置ずれ量だけでなく、電極５Ａ自体の曲り量も補正したことになるから、ステップ１６では、ワーク１７の位置ずれや電極５Ａの曲り具合に影響されることなく、電極５Ａを所定の溶接開始位置に移動することができる。
【００７８】
しかし、この状態では、図１１中に仮想線で示す如く、他方の電極５Ｂが先端部５ｂの曲り量分だけ溶接線Ｗから外れた状態となっている。そこで、ステップ１７では、例えばトーチ４をＺ軸周りで回転させることにより、トーチ４の回転補正を行う。この回転補正では、電極５Ａ，５Ｂのうち溶接進行方向（矢示Ａ方向）の先行位置にある一方の電極５Ａを中心として、他方の電極５Ｂを補正角度Φ分だけ回転させる。この場合、補正角度Φは、ステップ３で後述の電極曲り検出処理を行うことによって演算された角度である。
【００７９】
この回転補正を行うことにより、図１１中に実線で示す如く、電極５Ａを一定の位置に保持しつつ、電極５Ｂを溶接線Ｗ上に移動させることができる。この結果、電極５Ａ，５Ｂの先端部５ａ，５ｂは、図１２に示す如く、溶接線Ｗ上に並んだ状態となるので、ステップ１８では、前記ステップ１１とほぼ同様に、これらの先端部５ａ，５ｂにより溶接線Ｗに沿ってタンデム溶接を行う。そして、溶接動作の終了後には、ステップ１９で溶接作業が終了したと判定するまで他のワーク１７に対してステップ４〜１９の処理を繰返す。
【００８０】
次に、図１４を参照しつつ、例えば溶接作業を開始する前にティーチング作業の一部として行われる初期設定処理について説明する。
【００８１】
まず、ステップ２１では、例えば曲りが生じていない２本の教示用電極をトーチ４にセットし、これらの教示用電極の先端側をワイヤカット装置によって切断することにより、トーチ４から突出する各教示用電極の突出し長さを制御装置８に予め記憶された所定の寸法に調整する。
【００８２】
次に、ステップ２２では、トーチ４を基準治具１１の位置に移動し、ステップ２３では、一方の教示用電極の先端部によって基準治具１１の立上り壁１５をＸ軸方向及びＹ軸方向にタッチセンシングする。これにより、ステップ２４では、電極５Ａに曲りが生じていないときの先端部５ａの位置に相当する基準位置（Ｘa0，Ｙa0，Ｚa0）を取得する。
【００８３】
次に、ステップ２５では、他方の教示用電極の先端部によって基準治具１１の立上り壁１６をＸ軸方向及びＹ軸方向にタッチセンシングする。これにより、ステップ２６では、電極５Ｂに曲りが生じていないときの先端部５ｂの位置に相当する基準位置（Ｘb0，Ｙb0，Ｚb0）を取得し、ステップ２７でリターンする。
【００８４】
次に、図１５を参照しつつ、電極５Ａ，５Ｂの曲り具合を検出する電極曲り検出処理について説明する。
【００８５】
まず、ステップ３１では、図３に示す如く、電極５Ａ，５Ｂを基準治具１１のテーパ穴１３，１４の中心に合わせた位置に移動し、これらの先端部５ａ，５ｂをテーパ穴１３，１４の中心位置に挿入していく。そして、最初に、例えば電極５ＡによってＺ軸方向のタッチセンシングを行うことにより、基準治具１１のＺ軸方向位置を検出する。
【００８６】
次に、ステップ３２では、例えば電極５Ａのタッチセンシングによる基準治具１１の検出位置と、制御装置８に予め記憶されたテーパ穴１３の底面１３Ａの位置情報等とを比較することにより、電極５Ａの先端部５ａがテーパ穴１３の底面１３Ａに接触したか否かを判定する。
【００８７】
そして、ステップ３２で「ＹＥＳ」と判定したときには、図５に示す如く、電極５Ａが曲っていないか、またはその曲り量が許容できる程度に小さいので、後述のステップ３３で電極５Ｂの曲り具合を判定する。
【００８８】
また、ステップ３２で「ＮＯ」と判定したときには、図８に示す如く、電極５Ａがテーパ穴１３の内周面１３Ｂに接触したので、その曲り量が許容限度を超えていると判断することができる。そこで、この場合には、後述のステップ３６に移って各電極５Ａ，５Ｂの曲り量を検出する。
【００８９】
次に、ステップ３３では、電極５Ａの場合とほぼ同様に、電極５Ｂによってテーパ穴１４内でＺ軸方向のタッチセンシングを行い、ステップ３４では、電極５Ｂの先端部５ｂがテーパ穴１４の底面１４Ａに接触したか否かを判定する。
【００９０】
そして、ステップ３４で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ３５で何れの電極５Ａ，５Ｂにも補正が必要なほど大きな曲りが生じていないと判断し、ステップ３６〜４２による曲り量の検出を行うことなく、後述のステップ４３でリターンする。
【００９１】
この状態では、図６、図７に示す如く、各電極５Ａ，５Ｂの先端部５ａ，５ｂがそれぞれの基準位置（Ｘa0，Ｙa0，Ｚa0），（Ｘb0，Ｙb0，Ｚb0）にあるから、トーチ４の回転補正を行わなくても、ワーク１７の位置ずれ分を補正するだけで、各電極５Ａ，５Ｂの先端部５ａ，５ｂを溶接線Ｗ上に揃えることができる。
【００９２】
次に、ステップ３６では、電極５Ａ，５Ｂの何れかの曲り量が大きいと判断し、ステップ３７では、図９に示す如く、まず電極５Ａの先端部５ａによって基準治具１１の立上り壁１５をＸ軸方向及びＹ軸方向にタッチセンシングする。これにより、ステップ３８では、例えばタッチセンシングによる立上り壁１５の検出位置と、制御装置８に予め記憶された立上り壁１５の位置情報等とを比較することにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対する電極５Ａの先端部５ａの曲り量（ΔＸa，ΔＹa）を検出する。
【００９３】
また、ステップ３９では、電極５Ａの場合とほぼ同様に、電極５Ｂの先端部５ｂによって基準治具１１の立上り壁１６をＸ軸方向及びＹ軸方向にタッチセンシングし、ステップ４０では、このタッチセンシングによる検出結果を用いて電極５Ｂの先端部５ｂの曲り量（ΔＸb，ΔＹb）を検出する。
【００９４】
次に、ステップ４１では、図１０に示す如く、ティーチング時に取得した電極５ＡのＸＹ平面上における基準位置（Ｘa0，Ｙa0）と、ステップ３８で検出した電極５Ａの曲り量（ΔＸa，ΔＹa）とを用いて、電極５Ａの先端部５ａの位置（Ｘa，Ｙa）を下記数１のように算出する。
【００９５】
【数１】
2007307612.tif 000003
【００９６】
また、電極５Ｂの基準位置（Ｘb0，Ｙb0）と曲り量（ΔＸb，ΔＹb）とを用いて、電極５Ｂの先端部５ｂの位置（Ｘb，Ｙb）を下記数２のように算出する。
【００９７】
【数２】
2007307612.tif 000004
【００９８】
次に、ステップ４２では、電極５Ａの先端部５ａの位置（Ｘa，Ｙa）と、電極５Ｂの先端部５ｂの位置（Ｘb，Ｙb）とを用いて下記数３の演算を行うことにより、これらの先端部５ａ，５ｂを結ぶ直線Ｌと溶接進行方向（溶接線Ｗ）とのなす角度、即ちトーチ４を回転させたときに直線Ｌが溶接線Ｗに対して平行となるような補正角度Φを算出する。
【００９９】
【数３】
2007307612.tif 000005
【０１００】
この場合、前記数３の式は、図１０において、２つの位置（Ｘa，Ｙa），（Ｘb，Ｙb）と、点Ｃ（Ｘb，Ｙa）とによって形成される直角三角形の正接（tangent）を考察することにより導出されるものである。
【０１０１】
そして、ステップ４３でリターンした後には、前述したように図１３中のステップ１７で補正角度Φ分の回転補正が行われる。この結果、図１１に示すように、電極５Ａ，５Ｂの先端部５ａ，５ｂを結ぶ直線Ｌを溶接線Ｗと平行に配置することができ、この状態で電極５Ａを先行の電極として矢示Ａ方向に溶接を行うことができる。
【０１０２】
一方、例えば電極５Ａによってワーク１７のタッチセンシングを行った後に、溶接進行方向が逆向き（矢示Ｂ方向）の溶接を行う場合には、図１６、図１７に示すように、電極５Ｂが先行の電極となる。この場合には、電極５Ｂが基準となるように溶接開始位置等の位置情報を補正した上で、電極５Ｂを中心として電極５Ａを回転させる必要があるから、矢示Ａ方向の溶接時とは補正方法が異なるものとなる。
【０１０３】
そこで、この場合の補正方法について説明すると、まず電極５Ｂを先行させるときに溶接開始位置等の補正に必要な補正量を（ΔＸb′，ΔＹb′）とすれば、この補正量（ΔＸb′，ΔＹb′）は、電極５Ｂの実際の曲り量（ΔＸb，ΔＹb）によって与えられる補正分に対して、電極５Ａのタッチセンシングによって行われた補正（ΔＸa，ΔＹa）分の影響を除去したものとなり、下記数４のように算出される。
【０１０４】
【数４】
2007307612.tif 000006
【０１０５】
また、電極５Ｂを中心として回転補正を行うときの補正角度Φは、図１０と図１６とを比較すると判るように、電極５Ａを中心とした場合と同じ角度になる。このため、電極５Ｂを先行させて矢示Ｂ方向に溶接を行う場合には、溶接開始位置等の位置情報を前記数４の補正量（ΔＸb′，ΔＹb′）分だけ補正した後に、図１８中のステップ１６′に示す如く、電極５Ｂを溶接開始位置に移動し、ステップ１７′では、電極５Ｂを中心として電極５Ａを補正角度Φだけ回転させることにより、これらの先端部５ａ，５ｂを溶接線Ｗ上に揃えることができる。
【０１０６】
かくして、本実施の形態によれば、自動溶接を行うときに、制御装置８は、基準治具１１を用いて各電極５Ａ，５Ｂの曲り具合、及び具体的な曲り量（ΔＸa，ΔＹa），（ΔＸb，ΔＹb）を検出する構成とし、この検出動作に対応して基準治具１１には、有底状のテーパ穴１３，１４とＬ字状の立上り壁１５，１６とを設ける構成としている。
【０１０７】
これにより、溶接動作を行う前には、まず溶接ロボット２の電極５Ａを基準治具１１のテーパ穴１３に挿入しつつ、Ｚ軸方向のタッチセンシングを行うことによって電極５Ａと基準治具１１との接触位置をそれぞれ検出することができる。そして、電極５Ａがテーパ穴１３の底面１３Ａに接触したときには、その曲り量が許容範囲内であると判定することができる。
【０１０８】
また、電極５Ａがテーパ穴１３の内周面１３Ｂに接触したときには、その曲り量が許容範囲を超えていると判定することができ、この場合には、電極５Ａによって立上り壁１５をＸ軸及びＹ軸方向にそれぞれタッチセンシングすることにより、その曲り量（ΔＸa，ΔＹa）を正確に検出することができる。この場合、立上り壁１５の縦板部１５Ａと横板部１５Ｂとにタッチセンシングを行うことにより、曲り量（ΔＸa，ΔＹa）を２次元座標での具体的な寸法値として容易に検出することができる。
【０１０９】
一方、電極５Ｂについても、電極５Ａの場合と同様に、基準治具１１のテーパ穴１４と立上り壁１６とを用いることによって曲り量の許容判定と曲り量（ΔＸb，ΔＹb）の検出とを正確かつ容易に行うことができる。
【０１１０】
この場合、最初にテーパ穴１３，１４を用いて曲り量の許容判定を行っているから、その曲り量が許容範囲内であるときには、Ｘ軸及びＹ軸方向のタッチセンシングによる具体的な曲り量の検出動作を省略することができ、不要な検出動作を省いて自動溶接時の作業効率を高めることができる。
【０１１１】
また、制御装置８は、曲り量（ΔＸa，ΔＹa），（ΔＸb，ΔＹb）の検出値を用いて各電極５Ａ，５Ｂの先端部５ａ，５ｂを結ぶ直線Ｌと溶接線Ｗとのなす角度を補正角度Φとして演算し、さらに溶接進行方向に応じて各電極５Ａ，５Ｂのうち一方の電極を中心として他方の電極を補正角度Φ分だけ回転させるようにしている。
【０１１２】
これにより、２本の電極５Ａ，５Ｂがそれぞれ異なる方向に曲っていたとしても、これらの先端部５ａ，５ｂを溶接進行方向（溶接線Ｗ）と平行な直線上に配置することができ、各電極５Ａ，５Ｂの位置を適切に回転補正することができる。
【０１１３】
さらに、制御装置８は、例えば電極５Ａによってワーク１７の位置ずれを検出し、この位置ずれ分だけ溶接開始位置等の位置情報を補正するようにしている。このため、制御装置８は、例えば図１１中の矢示Ａ方向に向けて溶接を行う場合に、溶接進行方向に対して先行する一方の電極５Ａが溶接線Ｗ上に配置されるように、電極５Ａの位置を適切に補正することができる。一方、図１７中の矢示Ｂ方向に向けて溶接を行う場合にも、例えば前記数４に示す補正量（ΔＸb′，ΔＹb′）分の補正を行うことにより、先行する電極５Ｂを溶接線Ｗ上に配置することができる。
【０１１４】
そして、このようにワーク１７の位置ずれ等に対処する補正と、各電極５Ａ，５Ｂの曲りに対処する回転補正とを一緒に行うことにより、ワーク１７の位置ずれや各電極５Ａ，５Ｂの曲り具合に影響されることなく、２本の電極５Ａ，５Ｂの先端部５ａ，５ｂを溶接線Ｗ上に正確に位置合わせすることができ、何れかの電極が溶接線Ｗから外れるのを確実に防止することができる。
【０１１５】
従って、これらの電極５Ａ，５Ｂによって溶接線Ｗ上に重なり合うように２重の溶接（タンデム溶接）を行うことができ、このときに各電極５Ａ，５Ｂの溶接ビードのずれ等を抑えることができるから、十分な量の溶接ビードを短時間で効率よく形成することができ、溶接部の強度や外観を向上させることができる。
【０１１６】
そして、このような自動溶接を行うときに、有底状のテーパ穴１３，１４とＬ字状の立上り壁１５，１６とを有する基準治具１１を用いるようにしたので、電極５Ａ，５Ｂの曲り量の許容判定、その具体的な曲り量等を効率よく把握することができ、これらの内容に応じて適切な補正を行うことができる。このため、基準治具１１を用いて溶接部の精度や品質を向上させることができ、また作業の効率化を図ることができる。
【０１１７】
次に、図１９ないし図２８は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、非接触式センサである光電センサを用いて電極の曲り具合を検出する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１１８】
２１は自動溶接装置を示し、この自動溶接装置２１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、溶接ロボット２、溶接電源６，７と、後述の制御装置２２、基準治具２３等によって構成されている。
【０１１９】
２２は溶接ロボット２の自動制御を行う制御装置で、該制御装置２２には、第１の実施の形態とほぼ同様に、自動溶接を行うために必要な各種のデータが予め記憶されており、このデータには、第１の実施の形態の図１３に示す制御プログラムと、後述の図２７及び図２８に示す制御プログラムとが含まれている。
【０１２０】
また、制御装置２２には、第１の実施の形態とほぼ同様に、ワーク１７の位置を検出するタッチセンシング機構と、トーチ４を移動したときにその移動量を検出、記憶する記憶回路（何れも図示せず）とが設けられている。
【０１２１】
そして、制御装置２２は、後述の光電センサ２５による電極５Ａ，５Ｂの位置情報の検出結果を用いて、電極５Ａの先端部５ａの曲り量（ΔＸa，ΔＹa）と、電極５Ｂの先端部５ｂの曲り量（ΔＸb，ΔＹb）とをそれぞれ検出する。また、制御装置２２は、第１の実施の形態とほぼ同様に、電極５Ａ，５Ｂの曲り量の検出結果を用いてトーチ４の補正角度Φを演算し、この補正角度Φ分だけトーチ４の回転補正を行う構成となっている。
【０１２２】
２３は例えば溶接ロボット２の近傍等に所定の位置関係をもって設けられ、自動溶接に用いられる非接触式の基準治具を示している。この基準治具２３は、第１の実施の形態とほぼ同様に、電極５Ａ，５Ｂの曲り具合の検出に用いられるものである。ここで、基準治具２３は、図２０ないし図２２に示す如く、例えばＸ軸及びＹ軸方向に延びる四角形状の平板として形成された基台２４と、該基台２４の表面２４Ａ側に突設された後述の光電センサ２５、反射部材２６，２７とによって大略構成されている。
【０１２３】
２５は基台２４に設けられた非接触式センサとしての光電センサを示し、この光電センサ２５は、図２１に示す如く、例えばビーム状の光線を基台２４の表面２４Ａと平行に発射する発光部２５Ａと、この光線を受光する受光部２５Ｂとによって構成されている。ここで、発光部２５Ａと受光部２５Ｂとは、例えば基台２４の四隅のうち対角をなす２つの角隅に配置され、反射部材２６，２７を挟んで互いにＸ軸方向に離間すると共に、Ｙ軸方向にも離間している。
【０１２４】
そして、光電センサ２５は、受光部２５Ｂが光線を受光しているか否かに応じて、後述の光路Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3上に遮蔽物が存在するか否かを識別するものである。これにより、光電センサ２５は、後述の初期設定処理、電極曲り検出処理において、溶接ロボット２の電極５Ａ，５Ｂ（または後述の基準電極１００Ａ，１００Ｂ）が光路Ｐ1〜Ｐ3上に達したことを当該電極の位置情報として検出し、その検出結果を制御装置２２に出力する。
【０１２５】
２６，２７は基台２４上に設けられた例えば２個の反射部材で、これらの反射部材２６，２７は、光電センサ２５の発光部２５Ａから発射される光線の光路を２箇所でそれぞれＬ字状に屈曲させるものである。
【０１２６】
ここで、一方の反射部材２６は、光線の入射側が光電センサ２５の発光部２５ＡとＸ軸方向で対向し、光線の反射側が他方の反射部材２７とＹ軸方向で対向している。そして、反射部材２６は、発光部２５Ａから入射される光線を他方の反射部材２７に向けて直角に反射する。これにより、基台２４上には、発光部２５Ａから反射部材２６に向けてＸ軸方向に延びる光路Ｐ1と、この反射部材２６から他方の反射部材２７に向けてＹ軸方向に延びる光路Ｐ2とが形成されている。
【０１２７】
また、反射部材２７は、反射部材２６から入射される光線を光電センサ２５の受光部２５Ｂに向けて直角に反射するものである。これにより、基台２４上には、反射部材２７から受光部２５Ｂに向けてＸ軸方向に延びる光路Ｐ3が形成されている。ここで、各光路Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3は、全体としてＸ軸方向及びＹ軸方向に屈曲したクランク状の光路を構成しており、これらの光路Ｐ1〜Ｐ3は、後述の如くＸＹ平面上で電極５Ａ，５Ｂ（または基準電極１００Ａ，１００Ｂ）の位置情報を得るときに用いられるものである。
【０１２８】
そして、電極５Ａ，５Ｂの曲り量を検出するときには、後述の如くトーチ４を基準位置からＸ軸方向及びＹ軸方向に移動しつつ、電極５Ａ，５Ｂが光路Ｐ1〜Ｐ3に達したことを光電センサ２５によって検出することにより、このときの移動量を用いて電極５Ａ，５Ｂの曲り量を算出する構成となっている。
【０１２９】
本実施の形態による自動溶接装置２１は上述の如き構成を有するもので、次に、溶接ロボット２を用いた自動溶接方法について説明する。なお、図２７、図２８に示す初期設定処理と電極曲り検出処理とは、第１の実施の形態と同様の基本的な処理（図１３参照）のステップ１，３において、初期設定処理と電極曲り検出処理（図１４、図１５参照）に代えて実行されるものであり、基本的な処理については、その説明を省略するものとする。
【０１３０】
そして、まず最初に、図２７を参照しつつ、例えば溶接作業を開始する前にティーチング作業の一部として行われる初期設定処理について説明する。
【０１３１】
この初期設定処理では、まず曲っていない直線状の基準電極１００Ａ，１００Ｂを用意し（図２３ないし図２５参照）、これらの基準電極１００Ａ，１００Ｂを、電極５Ａ，５Ｂに代えてトーチ４にそれぞれ取付ける。そして、ステップ５１では、基準電極１００Ａ，１００Ｂの突出し長さを、予め定められた電極５Ａ，５Ｂの突出し長さｍよりも大きな寸法値（検出用突出し長）に設定し、ステップ５２では、トーチ４を基準治具２３の位置に移動する。
【０１３２】
次に、ステップ５３では、光電センサ２５を作動させ、その発光部２５Ａから発射された光線を反射部材２６，２７によって受光部２５Ｂに受光させる。次に、ステップ５４では、トーチ４を基準治具２３に向けてＺ軸方向に移動する。これにより、ステップ５５では、図２３に示すように、例えばトーチ４の最先端部が光電センサ２５の光路（例えば、光路Ｐ2）の位置に達し、トーチ４によって光路Ｐ2が遮られる。このため、ステップ５６では、光電センサ２５の受光部２５Ｂが非受光状態に変化し、この位置がトーチ４の先端面４Ａの位置（高さＨ）として検出される。
【０１３３】
次に、ステップ５７では、トーチ４を、基準治具２３から離れる方向に向けて、例えば電極５Ａ，５Ｂの突出し長さｍ分だけＺ軸方向に移動する。この結果、図２４に示すように、基準電極１００Ａ，１００Ｂの先端寄りの部位１００ａ，１００ｂ（電極５Ａ，５Ｂの最先端部に相当する部分）は、Ｚ軸方向に対して光路Ｐ2とほぼ同じ高さに配置された状態となる。
【０１３４】
そして、ステップ５８では、この状態において、基準電極１００Ａの部位１００ａの座標データを、電極５Ａの基準位置（Ｘa0，Ｙa0，Ｚa0）として取得し、同じく基準電極１００Ｂの部位１００ｂの座標データを、電極５Ｂの基準位置（Ｘb0，Ｙb0，Ｚb0）として取得する。
【０１３５】
次に、ステップ５９では、まずトーチ４をＸ軸方向（図２５中の右側）に移動し、基準電極１００Ａを光路Ｐ2に向けて変位させる。そして、基準電極１００Ａが光路Ｐ2に達し、これによって光路Ｐ2が遮断されたことを光電センサ２５によって検出したときには、ステップ６０において、基準位置（Ｘa0，Ｙa0）から光路Ｐ2までの移動量ＸaＬ0を、基準電極１００Ａの位置情報として検出し、この移動量ＸaＬ0を、電極５Ａが曲っていない状態で基準位置から光路Ｐ2まで移動するときのＸ軸方向の基準移動量ＸaＬ0として制御装置２２に記憶する。
【０１３６】
次に、ステップ６１では、トーチ４を、例えば電極５Ａ，５Ｂが前記基準位置となるような検査開始位置に移動し、ステップ６２では、基準電極１００Ａを検査開始位置から光路Ｐ1に向けてＹ軸方向に移動する。そして、ステップ６３では、前記ステップ６０の場合とほぼ同様に、基準電極１００Ａが光路Ｐ2に達したときに、基準位置（Ｘa0，Ｙa0）から光路Ｐ1までの移動量ＹaＬ0を、基準電極１００Ａの位置情報として検出し、この移動量ＹaＬ0を、電極５Ａが曲っていない状態で基準位置から光路Ｐ1まで移動するときのＹ軸方向の基準移動量ＹaＬ0として記憶する。
【０１３７】
また、ステップ６４では、トーチ４を検査開始位置に戻し、ステップ６５〜７０では、他方の基準電極１００Ｂを用いてステップ５９〜６４とほぼ同様の処理を行うことにより、曲っていない（直線状の）電極５Ｂが基準位置（Ｘb0，Ｙb0）から光路Ｐ2まで移動するときのＸ軸方向の基準移動量ＸbＬ0と、同じく直線状の電極５Ｂが基準位置から光路Ｐ3まで移動するときのＹ軸方向の基準移動量ＹbＬ0とを取得する。
【０１３８】
そして、ステップ７１では光電センサ２５を停止し、第１の実施の形態とほぼ同様の制御（図１３中のステップ２以降）にリターンする。
【０１３９】
次に、図２８を参照しつつ、実際の溶接に使用する電極５Ａ，５Ｂの曲り具合を検出する電極曲り検出処理について説明する。
【０１４０】
この検出処理では、まず電極５Ａ，５Ｂをトーチ４に取付けた後に、ステップ８１で光電センサ２５を作動させ、ステップ８２では、トーチ４を検査開始位置（基準位置）に移動する。そして、ステップ８３，８４では、電極５Ａを用いて図２７中に示すステップ５９，６０とほぼ同様の処理を行う。即ち、電極５ＡをＸ軸方向（図２６中の右側）に移動しつつ、光電センサ２５によって電極５Ａが光路Ｐ2に達したことを検出する。これにより、電極５Ａが基準位置（Ｘb0，Ｙb0）から光路Ｐ2まで移動するときのＸ軸方向の移動量ＸaＬ1を、電極５Ａの位置情報として検出することができる。
【０１４１】
そして、ステップ８５では、電極５Ａが曲っていないときの基準移動量ＸaＬ0と、実際の電極５Ａの移動量ＸaＬ1とを比較することにより、下記数５に示すように、電極５ＡのＸ軸方向の曲り量（曲り量のＸ軸方向成分）ΔＸaを、移動量ＸaＬ1と基準移動量ＸaＬ0との差として検出する。
【０１４２】
【数５】
2007307612.tif 000007
【０１４３】
次に、ステップ８６では、トーチ４を検査開始位置に戻し、ステップ８７，８８では、電極５Ａを用いて図２７中に示すステップ６２，６３とほぼ同様の処理を行うことにより、電極５Ａが基準位置（Ｘb0，Ｙb0）から光路Ｐ1まで移動するときのＹ軸方向の移動量ＹaＬ1を検出する。そして、ステップ８９では、下記数６に示すように、電極５ＡのＹ軸方向の曲り量（曲り量のＹ軸方向成分）ΔＹaを、基準移動量ＹaＬ0と移動量ＹaＬ1との差として検出し、ステップ９０でトーチ４を検査開始位置に戻す。
【０１４４】
【数６】
2007307612.tif 000008
【０１４５】
一方、ステップ９１〜９７では、電極５Ｂを用いてステップ８３〜８９とほぼ同様の処理を行うことにより、電極５Ｂの移動量ＸbＬ1，ＹbＬ1を検出する。そして、これらの移動量ＸbＬ1，ＹbＬ1と基準移動量ＸbＬ0，ＹbＬ0とを用いることにより、下記数７，８に示す如く、電極５Ｂの曲り量のＸ軸方向成分ΔＸbとＹ軸方向成分ΔＹbとを検出する。
【０１４６】
【数７】
2007307612.tif 000009
【０１４７】
【数８】
2007307612.tif 000010
【０１４８】
このように、電極５Ａの曲り量（ΔＸa，ΔＹa）と、電極５Ｂの曲り量（ΔＸb，ΔＹb）とを検出することができる。
【０１４９】
次に、ステップ９８では、第１の実施の形態のステップ４１とほぼ同様に、各電極５Ａ，５Ｂの曲り量（ΔＸa，ΔＹa），（ΔＸb，ΔＹb）を用いて前記数１，数２の演算を行うことにより、電極５Ａの先端部５ａの位置（Ｘa，Ｙa）と、電極５Ｂの先端部５ｂの位置（Ｘb，Ｙb）とを導出する。そして、ステップ９９では、これらの位置（Ｘa，Ｙa），（Ｘb，Ｙb）を用いて前記数３の演算を行うことにより、トーチ４の回転補正を行うときの補正角度Φを算出する。また、電極曲り検出処理を終了してリターンした後には、第１の実施の形態（図１３中に示すステップ４〜２０）とほぼ同様に、タッチセンシングによって検出したワーク１７の位置ずれを補正したり、電極５Ａ（または電極５Ｂ）を中心としてトーチ４を補正角度Φだけ回転補正する処理を行う。
【０１５０】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、非接触式の光電センサ２５を用いる構成としている。
【０１５１】
これにより、電極５Ａ，５Ｂの曲り量を検出するために、例えば電極５Ａが基準位置（Ｘa0，Ｙa0）から光路Ｐ1（または光路Ｐ2）に達したときには、この状態を光電センサ２５によって検出することができる。このとき、制御装置２２は、電極５Ａが光路Ｐ1，Ｐ2に達するまでに移動した移動量ＸaＬ1，ＹaＬ1を位置情報として取得することができる。
【０１５２】
そして、これらの移動量ＸaＬ1，ＹaＬ1を、予め検出しておいた基準電極１００Ａの位置情報（基準移動量ＸaＬ0，ＹaＬ0）と比較することにより、電極先端部の曲り量（ΔＸa，ΔＹa）を正確に検出することができる。また、電極５Ｂについても同様に、電極５Ｂが基準位置（Ｘb0，Ｙb0）から光路Ｐ3（または光路Ｐ2）に達したことを光電センサ２５によって検出することができ、このときの移動量ＸbＬ1，ＹbＬ1と基準電極１００Ｂの位置情報（基準移動量ＸbＬ0，ＹbＬ0）と比較することにより、電極先端部の曲り量（ΔＸb，ΔＹb）を正確に検出することができる。
【０１５３】
この場合、非接触式の光電センサ２５を用いることにより、各電極５Ａ，５Ｂを基準治具２３等に接触させなくても、電極５Ａ，５Ｂの位置情報を正確かつ容易に検出することができる。このため、例えば基準治具２３の各部を電極５Ａ，５Ｂの接触部位として高い寸法精度に形成する必要がないから、その加工を容易に行うことができる。
【０１５４】
また、基準治具２３には２個の反射部材２６，２７を設けているので、光電センサ２５の発光部２５Ａから受光部２５Ｂに至る光路Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3を２箇所でＬ字状に屈曲させることができ、これによってＸ軸方向に延びる光路Ｐ1，Ｐ3と、Ｙ軸方向に延びる光路Ｐ2とを形成することができる。
【０１５５】
この結果、電極５Ａ，５Ｂの移動量ＸaＬ1，ＹaＬ1，ＸbＬ1，ＹbＬ1を検出するときには、Ｘ軸方向とＹ軸方向のそれぞれについて、電極５Ａ，５Ｂを光路Ｐ1，Ｐ3（または光路Ｐ2）に達する位置まで移動することにより、これら２方向の位置情報を個別に得ることができ、これによって電極５Ａ，５Ｂの曲り量（ΔＸa，ΔＹa），（ΔＸb，ΔＹb）を２次元座標での具体的な寸法値として正確に検出することができる。
【０１５６】
次に、図２９ないし図３５は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、レーザ式変位センサを用いて電極の曲り具合を検出する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１５７】
３１は自動溶接装置を示し、この自動溶接装置３１は、第２の実施の形態とほぼ同様に、溶接ロボット２、溶接電源６，７と、後述の制御装置３２、基準治具３３等によって構成されている。
【０１５８】
３２は溶接ロボット２の自動制御を行う制御装置で、該制御装置３２には、自動溶接を行うために必要な各種のデータが予め記憶されており、このデータには、第１の実施の形態の図１３に示す制御プログラムと、後述の図３４及び図３５に示す制御プログラムとが含まれている。また、制御装置３２には、第２の実施の形態とほぼ同様に、ワーク１７の位置を検出するタッチセンシング機構と、トーチ４を移動したときにその移動量を検出、記憶する記憶回路（何れも図示せず）とが設けられている。
【０１５９】
そして、制御装置３２は、後述のレーザ式変位センサ３５による電極５Ａ，５Ｂの位置情報の検出結果を用いて、電極５Ａ，５Ｂの曲り量（ΔＸa，ΔＹa），（ΔＸb，ΔＹb）をそれぞれ検出し、これら曲り量の検出結果を用いてトーチ４の補正角度Φを演算した後に、補正角度Φ分だけトーチ４の回転補正を行う構成となっている。
【０１６０】
３３は例えば溶接ロボット２の近傍等に所定の位置関係をもって設けられた非接触式の基準治具を示し、この基準治具３３は、図３０に示す如く、第２の実施の形態とほぼ同様に、例えばＸ軸及びＹ軸方向に延びる四角形状の平板として形成された基台３４と、該基台３４の表面３４Ａ側に突設された後述のレーザ式変位センサ３５、反射部材３６，３７とによって大略構成されている。
【０１６１】
３５は基台３４に設けられた非接触式センサとしてのレーザ式変位センサを示し、このレーザ式変位センサ３５は、例えば半導体レーザ等によってレーザ光線を基台３４の表面３４Ａと平行に発射する発光部３５Ａと、例えば光位置検出素子（ＰＳＤ）等を有し、レーザ光線が検出対象物によって反射されたときに反射波を受光する受光部３５Ｂとによって構成されている。そして、レーザ式変位センサ３５は、反射波の受光状態に応じて検出対象物との距離を検出し、その検出結果を制御装置３２に出力するものである。
【０１６２】
ここで、レーザ式変位センサ３５の検出信号は、図３２に示す如く、受光部３５Ｂによって反射波が受光されたときに、検出対象物との距離に応じた正常な信号値となる。また、反射波が受光されないときには、例えば検出可能な最大値、または検出不能（無限遠）等を表すエラー信号Ｅとなる。このため、図３０に示すように、電極等の検出対象物が光路Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3上に存在しないときには、レーザ光線が反射されることなく基台３４の外部に放射されるので、レーザ式変位センサ３５からエラー信号Ｅが出力される。
【０１６３】
そして、レーザ式変位センサ３５は、後述の初期設定処理、電極曲り検出処理において、溶接ロボット２の電極５Ａ，５Ｂ（または基準電極）が光路Ｐ1〜Ｐ3上に達したか否かを表す位置情報と、光路Ｐ1〜Ｐ3上に達した電極５Ａ，５Ｂ等との距離を表す位置情報とを検出することができる。
【０１６４】
３６，３７は基台３４上に設けられた例えば２個の反射部材で、これらの反射部材３６，３７は、第２の実施の形態とほぼ同様に、レーザ式変位センサ３５から発射されるレーザ光線を直角に反射することにより、その光路を２箇所でそれぞれＬ字状に屈曲させるものである。ここで、一方の反射部材３６は、レーザ式変位センサ３５とＸ軸方向で対向し、他方の反射部材３７とＹ軸方向で対向している。そして、各反射部材３６，３７は、全体としてクランク状に屈曲した光路Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3を形成している。
【０１６５】
本実施の形態による自動溶接装置３１は上述の如き構成を有するもので、次に、溶接ロボット２を用いた自動溶接方法について説明する。なお、図３４、図３５に示す初期設定処理と電極曲り検出処理とは、第１の実施の形態と同様の基本的な処理（図１３参照）のステップ１，３において、初期設定処理と電極曲り検出処理（図１４、図１５参照）に代えて実行されるものであり、基本的な処理については、その説明を省略するものとする。
【０１６６】
そして、まず最初に、図３４を参照しつつ、初期設定処理について説明すると、この初期設定処理は、第２の実施の形態とほぼ同様の手順によって行われるものである。即ち、ステップ１０１では、まず曲っていない直線状の基準電極２００Ａ，２００Ｂ（図３１参照）をトーチ４に取付け、ステップ１０２では、トーチ４を基準治具２３の位置に移動する。また、ステップ１０３では、レーザ式変位センサ３５を作動させ、ステップ１０４では、トーチ４を基準治具２３に向けてＺ軸方向に移動する。
【０１６７】
そして、ステップ１０５では、例えばトーチ４の最先端部が光路Ｐ2上に達したときに、レーザ式変位センサ３５の検出信号がエラー信号Ｅから正常な信号値に変化するので、ステップ１０６では、このときの位置をトーチ４の先端面４Ａの位置として検出する。次に、ステップ１０７では、トーチ４を、基準治具３３から離れる方向に向けて、例えば電極５Ａ，５Ｂの突出し長さ分だけＺ軸方向に移動し、ステップ１０８では、この状態で電極５Ａ，５Ｂの基準位置（Ｘa0，Ｙa0，Ｚa0），（Ｘb0，Ｙb0，Ｚb0）を取得する。
【０１６８】
次に、ステップ１０９では、まずトーチ４をＹ軸方向（図３１中の上側）に移動し、一方の基準電極２００Ａを光路Ｐ1に向けて変位させる。そして、基準電極２００Ａが光路Ｐ1に達すると、レーザ式変位センサ３５の検出信号は、図３２に示すように、エラー信号Ｅから基準電極２００Ａの位置情報を表す信号値に変化し、センサ３５と基準電極２００Ａとの間のＸ軸方向の距離となる。そこで、ステップ１１０では、この距離を、曲っていない電極５Ａが基準位置（Ｘa0，Ｙa0）にあるときのセンサ３５と電極５Ａとの間の基準距離ＸaＤ0として検出し、ステップ１１１でトーチ４を検査開始位置に戻す。
【０１６９】
また、ステップ１１２では、基準電極２００Ａを光路Ｐ2の位置までＸ軸方向に移動する。これにより、レーザ式変位センサ３５の検出信号は、センサ３５と基準電極２００Ａとの間のＹ軸方向の距離に対応する信号値となる。そこで、ステップ１１３では、この距離を、基準位置（Ｘa0，Ｙa0）にある直線状の電極５Ａと、レーザ式変位センサ３５との間の基準距離ＹaＤ0として検出し、ステップ１１４でトーチ４を検査開始位置に戻す。
【０１７０】
この場合、センサ３５の実際の検出距離は、光路Ｐ1の長さと基準距離ＹaＤ0とを加算した値となる。しかし、光路Ｐ1の長さについては、後述する数１０の演算時に基準距離ＹaＤ0と距離ＹaＤ1との間で打消されるので、以下の説明では、距離の図示等を簡略化するために、実際の検出距離のうち光路Ｐ1の長さを除いた主要な寸法成分のみを基準距離ＹaＤ0として説明するものとする。また、後述の基準距離ＸbＤ0，ＹbＤ0と距離ＹaＤ1，ＸbＤ1，ＹbＤ1についても同様に、一定となる光路長を除いた主要な寸法成分のみに符号を付して説明する。
【０１７１】
次に、ステップ１１５〜１２０では、他方の基準電極２００Ｂを用いてステップ１０９〜１１４とほぼ同様の処理を行うことにより、基準位置（Ｘb0，Ｙb0）にある直線状の電極５Ｂとレーザ式変位センサ３５との間のＸ軸方向の基準距離ＸbＤ0、及びこの状態の電極５Ｂとセンサ３５との間のＹ軸方向の基準距離ＹbＤ0を検出する。
【０１７２】
そして、ステップ１２１ではレーザ式変位センサ３５を停止し、第１の実施の形態とほぼ同様の制御（図１３中のステップ２以降）にリターンする。
【０１７３】
次に、図３５を参照しつつ、実際の溶接に使用する電極５Ａ，５Ｂの曲り具合を検出する電極曲り検出処理について説明する。
【０１７４】
この検出処理では、まず電極５Ａ，５Ｂをトーチ４に取付けた後に、ステップ１３１でレーザ式変位センサ３５を作動させ、ステップ１３２では、トーチ４を検査開始位置（基準位置）に移動する。そして、ステップ１３３，１３４では、電極５Ａを用いて図３４中に示すステップ１０９，１１０とほぼ同様の処理を行う。即ち、電極５ＡをＹ軸方向に沿って光路Ｐ1の位置まで移動し、レーザ式変位センサ３５によって電極５Ａの位置情報を、電極５Ａとセンサ３５との間のＸ軸方向の距離ＸaＤ1として検出する。
【０１７５】
そして、ステップ１３５では、下記数９に示すように、電極５Ａの曲り量のＸ軸方向成分ΔＸaを、電極５Ａが曲っていないときの基準距離ＸaＤ0と、実際の電極５Ａの距離ＸaＤ1との差として検出する。
【０１７６】
【数９】
2007307612.tif 000011
【０１７７】
次に、ステップ１３６では、トーチ４を検査開始位置に戻し、ステップ１３７，１３８では、電極５Ａを用いて図３４中に示すステップ１１２，１１３とほぼ同様の処理を行うことにより、電極５Ａとレーザ式変位センサ３５との間のＹ軸方向の距離ＹaＤ1を検出する。そして、ステップ１３９では、下記数１０に示すように、電極５Ａの曲り量のＹ軸方向成分ΔＹaを、基準距離ＹaＤ0と距離ＹaＤ1との差として検出し、ステップ１４０でトーチ４を検査開始位置に戻す。
【０１７８】
【数１０】
2007307612.tif 000012
【０１７９】
一方、ステップ１４１〜１４７では、電極５Ｂを用いてステップ１３３〜１３９とほぼ同様の処理を行うことにより、電極５Ｂとレーザ式変位センサ３５との間の距離ＸbＤ1，ＹbＤ1を検出する。そして、これらの距離ＸbＤ1，ＹbＤ1と基準距離ＸbＤ0，ＹbＤ0とを用いることにより、下記数１１，１２に示すように、電極５Ｂの曲り量のＸ軸方向成分ΔＸbとＹ軸方向成分ΔＹbとを検出する。
【０１８０】
【数１１】
2007307612.tif 000013
【０１８１】
【数１２】
2007307612.tif 000014
【０１８２】
このように、電極５Ａの曲り量（ΔＸa，ΔＹa）と、電極５Ｂの曲り量（ΔＸb，ΔＹb）とを検出することができる。
【０１８３】
次に、ステップ１４８では、第１の実施の形態のステップ４１とほぼ同様に、各電極５Ａ，５Ｂの曲り量（ΔＸa，ΔＹa），（ΔＸb，ΔＹb）を用いて前記数１，数２の演算を行うことにより、電極５Ａの先端部５ａの位置（Ｘa，Ｙa）と、電極５Ｂの先端部５ｂの位置（Ｘb，Ｙb）とを導出する。そして、ステップ１４９では、これらの位置（Ｘa，Ｙa），（Ｘb，Ｙb）を用いて前記数３の演算を行うことにより、トーチ４の回転補正を行うときの補正角度Φを算出する。また、電極曲り検出処理を終了してリターンした後には、第１の実施の形態（図１３中に示すステップ４〜２０）とほぼ同様に、タッチセンシングによって検出したワーク１７の位置ずれを補正したり、電極５Ａ（または電極５Ｂ）を中心としてトーチ４を補正角度Φだけ回転補正する処理を行う。
【０１８４】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１，第２の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、非接触式センサとしてレーザ式変位センサ３５を用いる構成としたので、各電極５Ａ，５Ｂの位置情報を、電極５Ａ，５Ｂとセンサ３５との距離ＸaＤ1，ＹaＤ1，ＸbＤ1，ＹbＤ1として正確かつ容易に検出することができる。
【０１８５】
次に、図３６ないし図３９は本発明による第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、レーザ式変位センサによって電極との距離を検出するときに、電極の移動量も一緒に検出する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第３の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。また、図３８、図３９に示す初期設定処理と電極曲り検出処理とは、第１の実施の形態と同様の基本的な処理（図１３参照）のステップ１，３において、初期設定処理と電極曲り検出処理（図１４、図１５参照）に代えて実行されるものである。
【０１８６】
そして、まず最初に、図３６及び図３８を参照しつつ、初期設定処理について説明すると、この初期設定処理では、ステップ１５１〜１５８において、前記第３の実施の形態のステップ１０１〜１０８と同様の処理を行う。
【０１８７】
次に、ステップ１５９では、まず一方の基準電極２００Ａを基準位置（Ｘa0，Ｙa0）から光路Ｐ1の位置までＹ軸方向に移動し、ステップ１６０では、図３６に示す如く、第３の実施の形態と同様に、基準電極２００Ａが光路Ｐ1に達したときにＸ軸方向の基準距離ＸaＤ0を検出する。
【０１８８】
このとき、自動溶接用の制御装置は、基準電極２００Ａが基準位置（Ｘa0，Ｙa0）から光路Ｐ1まで移動した移動量を把握しているから、ステップ１６１では、前記第２の実施の形態と同様に、この移動量をＹ軸方向の基準移動量ＹaＬ0として検出し、ステップ１６２でトーチ４を検査開始位置に戻す。
【０１８９】
次に、ステップ１６３では、他方の基準電極２００Ｂを基準位置（Ｘb0，Ｙb0）から光路Ｐ3の位置までＹ軸方向に移動する。そして、基準電極２００Ｂが光路Ｐ3に達したときには、基準電極２００Ａの場合とほぼ同様に、ステップ１６４でＸ軸方向の基準距離ＸbＤ0を検出し、ステップ１６５でＹ軸方向の基準移動量ＹbＬ0を検出することにより、これらの検出動作を一緒に行う。そして、ステップ１６６では、レーザ式変位センサ３５を停止する。
【０１９０】
続いて、図３７及び図３９を参照しつつ、電極曲り検出処理について説明すると、この電極曲り検出処理では、まずステップ１７１，１７２において、第３の実施の形態のステップ１３１，１３２と同様の処理を行う。
【０１９１】
次に、ステップ１７３では、まず一方の電極５Ａを基準位置（Ｘa0，Ｙa0）から光路Ｐ1の位置までＹ軸方向に移動する。そして、電極５Ａが光路Ｐ1に達したときには、図３７に示す如く、基準電極２００Ａの場合とほぼ同様に、ステップ１７４でＸ軸方向の距離ＸaＤ1を検出し、ステップ１７５でＹ軸方向の移動量ＹaＬ1を検出する。
【０１９２】
そして、ステップ１７６では、基準距離ＸaＤ0と距離ＸaＤ1とを用いて前記数９の演算を行うことにより、電極５Ａの曲り量のＸ軸方向成分ΔＸaを検出し、ステップ１７７では、基準移動量ＹbＬ0と移動量ＹaＬ1とを用いて前記数６の演算を行うことにより、曲り量のＹ軸方向成分ΔＹaを検出する。
【０１９３】
一方、ステップ１７９〜１８３でも同様に、他方の電極５Ｂを光路Ｐ3の位置までＹ軸方向に移動することにより、Ｘ軸方向の距離ＸbＤ1とＹ軸方向の移動量ＹbＬ1を一緒に検出した後に、前記数８，数１１を用いて電極５Ｂの曲り量のＸ軸方向成分ΔＸbとＹ軸方向成分ΔＹbとを検出する。また、ステップ１８４，１８５では、第３の実施の形態のステップ１４８，１４９と同様の処理を行う。
【０１９４】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第３の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、レーザ式変位センサ３５によって基準電極２００Ａ，２００Ｂ、電極５Ａ，５Ｂとの距離を検出するときに、これらの電極の移動量も一緒に検出する構成としている。
【０１９５】
これにより、初期設定処理では、基準電極２００Ａ，２００Ｂを例えばＹ軸方向に移動させるだけで、Ｘ軸方向の基準距離ＸaＤ0，ＸbＤ0と、Ｙ軸方向の基準移動量ＹaＬ0，ＹbＬ0とを一緒に検出することができる。また、電極曲り検出処理では、電極５Ａ，５ＢをＹ軸方向に移動させるだけで、Ｘ軸方向の距離ＸaＤ1，ＸbＤ1と、Ｙ軸方向の移動量ＹaＬ1，ＹbＬ1とを一緒に検出することができる。
【０１９６】
従って、基準電極２００Ａ，２００Ｂ及び電極５Ａ，５Ｂをそれぞれ１軸方向に移動するだけで曲り量（ΔＸa，ΔＹa），（ΔＸb，ΔＹb）を速やかに検出することができ、個々の電極を２軸方向に移動させる必要がないから、電極の移動回数を減らして検出動作を効率よく行うことができる。
【０１９７】
なお、前記第１の実施の形態では、図１５中に示すステップ３１〜４０が電極曲り検出手段の具体例を示し、ステップ４２が角度演算手段の具体例を示している。また、図１３，１８中に示すステップ８，９，１４，１５が位置ずれ補正手段の具体例を示し、ステップ１７，１７′が電極回転手段の具体例を示している。
【０１９８】
また、第２の実施の形態では、図２８中に示すステップ８１〜９７が電極曲り検出手段の具体例を示し、ステップ９９が角度演算手段の具体例を示している。また、第３の実施の形態では、図３５中に示すステップ１３１〜１４７が電極曲り検出手段の具体例を示し、ステップ１４９が角度演算手段の具体例を示している。さらに、第４の実施の形態では、図３９中に示すステップ１７１〜１８３が電極曲り検出手段の具体例を示し、ステップ１８５が角度演算手段の具体例を示している。
【０１９９】
また、第２ないし第４の実施の形態では、非接触式センサとして光電センサ２５、レーザ式変位センサ３５を用いる構成とした。しかし、本発明はこれらの光学式センサに限らず、非接触式センサとして、例えば電極の位置情報を超音波や磁力（磁界）によって検出する超音波センサ、電磁ピックアップ等を用いる構成としてもよい。
【０２００】
さらに、第４の実施の形態では、基準電極２００Ａ，２００Ｂ（または電極５Ａ，５Ｂ）をＹ軸方向に移動するときに、Ｘ軸方向の距離とＹ軸方向の移動量とを一緒に検出する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば電極をＸ軸方向に移動する時に、そのＸ軸方向の移動量とＹ軸方向の距離とを一緒に検出する構成としてもよい。
【０２０１】
また、実施の形態では、図１３中のステップ３に示すように、個々のワーク１７の溶接を行う毎に電極５Ａ，５Ｂの曲りを検出する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば溶接作業の開始時に電極５Ａ，５Ｂの曲りを検出する構成としたり、一定回数の溶接動作が済む毎に電極５Ａ，５Ｂの曲りを検出する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による自動溶接装置を示す全体構成図である。
【図２】図１中のトーチ、電極及び基準治具を拡大して示す斜視図である。
【図３】基準治具を図２中の矢示III−III方向からみた縦断面図である。
【図４】基準治具を上側からみた平面図である。
【図５】曲っていない電極が基準治具のテーパ穴内で底面に接触する状態を示す縦断面図である。
【図６】各電極の基準位置を示す説明図である。
【図７】曲っていない電極によって溶接を行う状態を示す部分拡大斜視図である。
【図８】曲った電極が基準治具のテーパ穴内で内周面に接触する状態を示す縦断面図である。
【図９】タッチセンシングによって電極の曲り量を検出する状態を図４と同様位置からみた平面図である。
【図１０】各電極の基準位置、曲り量及び補正角度の関係を示す説明図である。
【図１１】電極の位置を回転補正して溶接を行う状態を示す説明図である。
【図１２】曲った電極によって溶接を行う状態を示す部分拡大斜視図である。
【図１３】自動溶接制御を示す流れ図である。
【図１４】図１３中の初期設定処理を示す流れ図である。
【図１５】図１３中の電極曲り検出処理を示す流れ図である。
【図１６】図１１中の溶接進行方向と逆方向に溶接を行う場合に各電極の基準位置、曲り量及び補正角度の関係を示す説明図である。
【図１７】電極の位置を回転補正して逆方向の溶接を行う状態を示す説明図である。
【図１８】逆方向の溶接を行う場合の自動溶接制御を示す流れ図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態による自動溶接装置を示す全体構成図である。
【図２０】図１９中のトーチ、電極及び基準治具を拡大して示す斜視図である。
【図２１】基準治具を上側からみた平面図である。
【図２２】基準治具を図２１中の矢示XXII−XXII方向からみた縦断面図である。
【図２３】電極の基準位置を取得するためにトーチの先端面によって光路を遮断した状態を示す縦断面図である。
【図２４】トーチを図２３中の位置から電極の突出し長さ分だけ上昇させた縦断面図である。
【図２５】基準電極を基準位置から光路の位置まで移動させることにより基準移動量を検出する状態を示す平面図である。
【図２６】光電センサを用いて電極の位置情報を検出する状態を示す平面図である。
【図２７】本発明の第２の実施の形態による自動溶接方法で図１４の処理に代えて行う初期設定処理を示す流れ図である。
【図２８】本発明の第２の実施の形態による自動溶接方法で図１５の処理に代えて行う電極曲り検出処理を示す流れ図である。
【図２９】本発明の第３の実施の形態による自動溶接装置を示す全体構成図である。
【図３０】図２９中のトーチ、電極及び基準治具を拡大して示す平面図である。
【図３１】基準電極を基準位置から光路の位置まで移動させることにより基準移動量を検出する状態を示す平面図である。
【図３２】レーザ式変位センサによって検出される電極の位置情報とセンサの検出信号との関係を示す特性線図である。
【図３３】レーザ式変位センサによって電極の位置情報を検出する状態を示す平面図である。
【図３４】本発明の第３の実施の形態による自動溶接方法で図１４の処理に代えて行う初期設定処理を示す流れ図である。
【図３５】本発明の第３の実施の形態による自動溶接方法で図１５の処理に代えて行う電極曲り検出処理を示す流れ図である。
【図３６】本発明の第４の実施の形態による自動溶接装置の基準治具を示す図２５と同様の平面図である。
【図３７】レーザ式変位センサによって電極の位置情報を検出する状態を示す平面図である。
【図３８】本発明の第４の実施の形態による自動溶接方法で図１４の処理に代えて行う初期設定処理を示す流れ図である。
【図３９】本発明の第４の実施の形態による自動溶接方法で図１５の処理に代えて行う電極曲り検出処理を示す流れ図である。
【符号の説明】
【０２０３】
１，２１，３１  自動溶接装置
２  溶接ロボット
３  アーム
４  トーチ
４Ａ  先端面
５Ａ，５Ｂ  電極
５ａ，５ｂ  先端部
８，２２，３２  制御装置
１１，２３，３３  基準治具
１２，２４，３４  基台
１２Ａ，２４Ａ，３４Ａ  表面
１２Ｂ  裏面
１３，１４  テーパ穴
１３Ａ，１４Ａ  底面
１３Ｂ，１４Ｂ  内周面
１５，１６  立上り壁
１５Ａ，１６Ａ  縦板部
１５Ｂ，１６Ｂ  横板部
１７  ワーク（溶接対象物）
２５  光電センサ（非接触式センサ）
２５Ａ，３５Ａ  発光部
２５Ｂ，３５Ｂ  受光部
３５  レーザ式変位センサ（非接触式センサ）
２６，２７，３６，３７  反射部材
１００Ａ，１００Ｂ，２００Ａ，２００Ｂ  基準電極
Ｌ  直線
Φ  補正角度
（Ｘa0，Ｙa0，Ｚa0），（Ｘb0，Ｙb0，Ｚb0）  基準位置
（ΔＸa，ΔＹa），（ΔＸb，ΔＹb）  曲り量
Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3  光路
ＸaＬ0，ＹaＬ0，ＸbＬ0，ＹbＬ0  基準移動量（基準電極の位置情報）
ＸaＬ1，ＹaＬ1，ＸbＬ1，ＹbＬ1  移動量（電極の位置情報）
ＸaＤ0，ＹaＤ0，ＸbＤ0，ＹbＤ0  基準距離（基準電極の位置情報）
ＸaＤ1，ＹaＤ1，ＸbＤ1，ＹbＤ1  距離（電極の位置情報）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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