JP2014018809A

JP2014018809A - 溶接装置、プログラム、溶接方法、および溶接構造物の製造方法

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Publication number: JP2014018809A
Application number: JP2012157546A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kida; 直希木田; Nobuaki Tanaka; 伸明田中
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2014-02-03
Anticipated expiration: 2032-07-13
Also published as: JP5865203B2

Abstract

【課題】安価な装置でもより迅速に精度高くオシレートを制御することができる技術を提供する。
【解決手段】溶接トーチをオシレートさせ母材を溶接する溶接装置であって、溶接中のアーク電圧を測定し、測定されたアーク電圧に基づいて溶接トーチを上下動させてアーク長を制御する縦スライド制御部と、溶接トーチのオシレート動作中にて、縦スライド制御部によりアーク長が制御された溶接トーチの上昇量である実測反転高さｈ´を把握し、予め設定されている設定反転高さｈｔと比較して開先面を検知する開先面検知部２５１と、開先面検知部２５１による複数回の開先面の検知に基づいて溶接トーチのオシレート幅を算出し、算出されたオシレート幅により溶接トーチのオシレートを制御する開先幅演算部２５２、平均値演算部２５３およびオシレート制御部２５４と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、溶接装置、プログラム、溶接方法、および溶接構造物の製造方法に関する。

従来、自動ＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接装置において、溶接トーチのアーク長を一定に制御するために、溶接中のアーク電圧を測定し、この電圧が一定になるように溶接トーチを上下させるＡＶＣ（Arc Voltage Control）法を用いる溶接装置が提案されている。
例えば、特許文献１に記載されている溶接装置は以下のように構成されている。すなわち、溶接電源と、制御装置と、溶接トーチと、上下スライドベースと、左右スライドベースを含んで溶接装置を構成し、制御装置内には、オシレート制御装置と、左右スライドベース駆動回路と、ＡＶＣ制御装置と、上下スライドベース駆動回路とを備える。オシレート制御装置は、オシレート位置検出回路と、オシレート両端電圧測定回路と、左右停止位置制御回路とから構成する。オシレート位置検出回路によってオシレート動作中の溶接トーチの左端又は右端が検出されたときは、オシレート両端電圧測定回路によって夫々の溶接アーク電圧Ｅ_Ｌ，Ｅ_Ｒを測定する。溶接トーチの中央位置が検出されたときは、測定されたアーク電圧Ｅを基準電圧Ｅ_０と比較し、ＡＶＣ制御装置によるアーク長一定制御を行う。

特開平９−７６０７１号公報

ＡＶＣ法を用いて溶接トーチのアーク長を一定に制御する溶接装置においては、溶接トーチの反転高さ（開先面の形状にしたがって上昇する高さ）という指標を用いて開先面を検知し、開先面を検知したら溶接トーチの進行方向を切り替えてオシレート動作を行うことが考えられる。
溶接ビード外観や品質を向上させるには開先の形状に精度高く沿ったオシレート動作を行うことが重要であり、そのためには開先面の検知精度が高いことが重要である。これに対して、開先面の検知精度を高めるために、開先面付近で溶接トーチの進行速度を減速することや、制御周期が早い高価な制御装置を用いることが考えられる。しかしながら、かかる場合には、溶接速度が遅くなったり、装置が高価になったりしてしまう。
本発明は、安価な装置でもより迅速に精度高くオシレートを制御することができる溶接装置などを提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明は、溶接トーチをオシレートさせ母材を溶接する溶接装置であって、溶接中のアーク電圧を測定し、測定されたアーク電圧に基づいて前記溶接トーチを上下動させてアーク長を制御するアーク長制御手段と、前記溶接トーチのオシレート動作中にて、前記アーク長制御手段によりアーク長が制御された当該溶接トーチの上昇量である実測反転高さｈ´を把握し、予め設定されている設定反転高さｈｔと比較して開先面を検知する開先面検知手段と、前記開先面検知手段による複数回の開先面の検知に基づいて前記溶接トーチのオシレート幅を算出し、算出された当該オシレート幅により当該溶接トーチのオシレートを制御するオシレート制御手段と、を備えたことを特徴とする溶接装置である。

ここで、前記オシレート制御手段は、前記溶接トーチのオシレート幅を算出する前には、オシレートに際して、当該溶接トーチの進行方向を切り替えない範囲として予め定められた切替禁止区間を越えると当該溶接トーチの進行速度を減速し、前記開先面検知手段は、前記溶接トーチの進行速度を減速した状態で前記実測反転高さｈ´を把握して開先面を検知し、前記オシレート制御手段は、前記溶接トーチのオシレート幅を算出した後には、前記切替禁止区間を超えても、前記開先面検知手段が前記開先面を検知するときのようには当該溶接トーチの進行速度を減速させないとよい。これにより、開先の形状に沿って精度高くかつ迅速にオシレートを制御することが可能となる。

また、前記オシレート制御手段は、算出された前記オシレート幅により前記溶接トーチのオシレートが制御され、前記開先面検知手段が前記開先面を検知するときのようには当該溶接トーチの進行速度を減速させずに、オシレートの両端の少なくとも何れか一方にて反転高さを複数回、把握し、把握した複数回の反転高さの平均値ｈ´´に基づいて当該オシレート幅を補正するとよい。これにより、開先の形状が変化しても精度高くオシレートを制御することが可能となる。

また、前記開先面検知手段は、把握した前記実測反転高さｈ´が、予め設定されている前記設定反転高さｈｔを上回っていれば開先面を検知するとともに、予め定められた予備設定オシレート幅に到達しても開先面を検知できない場合には、当該予備設定オシレート幅を広げて開先面を検知するとよい。これにより、精度高く開先面を検知することが可能となる。

また、他の観点から捉えると、本発明は、溶接トーチをオシレートさせ、溶接中のアーク電圧を測定し、測定されたアーク電圧に基づいて当該溶接トーチを上下動させてアーク長を制御しながら母材を溶接する溶接装置に用いられるプログラムであって、前記溶接トーチのオシレート動作中にて、前記溶接トーチの上昇量である実測反転高さｈ´を把握し、予め設定され記憶手段に記憶されている設定反転高さｈｔと比較して開先面を検知する開先面検知機能と、前記開先面検知機能によってなされた連続する複数回の開先面の検知に基づいて前記溶接トーチのオシレート幅を算出し、算出された当該オシレート幅により当該溶接トーチのオシレートを制御するオシレート制御機能とを溶接装置に実現させるプログラムである。

ここで、前記オシレート制御機能は、算出された前記オシレート幅により前記溶接トーチのオシレートを制御している状態で、オシレートの両端の少なくとも何れか一方にて、反転高さを複数回、把握し、把握した複数回の反転高さの平均値ｈ´´に基づいて当該オシレート幅を補正するとよい。これにより、開先の形状が変化しても精度高くオシレートを制御することが可能となる。
また、前記オシレート制御機能による前記オシレート幅の補正は、前記反転高さの平均値ｈ´´と予め設定されている設定反転高さｈｔとの差分が予め定められている差分値よりも大きい場合に実行されるとともに、当該差分が大きければ補正量が大きくなるように補正量が決定されるとよい。これにより、頻繁に補正が実行されることを抑制するとともにより開先の形状に沿わせることが可能となる。

さらにまた、他の観点から捉えると、本発明は、溶接トーチをオシレートさせ、溶接中のアーク電圧を測定し、測定されたアーク電圧に基づいて当該溶接トーチを上下動させてアーク長を制御しながら母材を溶接する溶接方法であって、前記溶接トーチのオシレート動作中にて、アーク長が制御された当該溶接トーチの上昇量である実測反転高さｈ´を把握し、予め設定されている設定反転高さｈｔと比較して開先面を連続して複数回、検知し、複数回の開先面の検知に基づいて前記溶接トーチのオシレート幅を算出し、算出された当該オシレート幅により当該溶接トーチのオシレートを制御することを特徴とする溶接方法である。

さらにまた、他の観点から捉えると、本発明は、溶接トーチをオシレートさせ、溶接中のアーク電圧を測定し、測定されたアーク電圧に基づいて当該溶接トーチを上下動させてアーク長を制御しながら母材を溶接して溶接構造物を製造する溶接構造物の製造方法であって、前記溶接トーチのオシレート動作中にて、アーク長が制御された当該溶接トーチの上昇量である実測反転高さｈ´を把握し、予め設定されている設定反転高さｈｔと比較して開先面を連続して複数回、検知する工程と、前記開先面を連続して複数回、検知する工程による複数回の開先面の検知に基づいて前記溶接トーチのオシレート幅を算出し、算出された当該オシレート幅により当該溶接トーチのオシレートを制御して溶接を行う工程とを備えたことを特徴とする溶接構造物の製造方法である。

本発明によれば、安価な装置でもより迅速に精度高くオシレートを制御することができる。

実施の形態に係る溶接装置の概略構成図である。図１に示した溶接ロボットの溶接トーチの駆動部の概略構成と、コントローラのブロック図を示す図である。横スライド制御部のブロック図を示す図である。オシレート制御部が行う方式移行処理の手順を示すフローチャートである。オシレート制御部が行うオシレート幅補正処理の手順を示すフローチャートである。オシレート幅が予め定められた幅以上であるときの溶接トーチの移動について説明する図である。オシレート幅が予め定められた幅未満であるときの溶接トーチの移動について説明する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る溶接装置１の概略構成図である。
図２は、図１に示した溶接ロボット１０の溶接トーチ１１の駆動部の概略構成と、コントローラ２０のブロック図を示す図である。
本実施の形態に係る溶接装置１は、タングステン電極棒からアークを出し、その熱で溶接するＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接用の溶接ロボット１０と、溶接ロボット１０を制御するコントローラ２０と、を備えている。また、溶接装置１は、溶接ロボット１０に取り付けられた溶接トーチ１１に電圧を印加し、アークを発生させる溶接電源３０と、溶接ロボット１０にて被溶接部位に送られた溶接ワイヤ１３１に通電するＭＣ電源４０と、溶接ロボット１０内に冷却水を循環させる冷却水循環器５０とを備えている。

＜溶接ロボット＞
溶接ロボット１０は、溶接トーチ１１と、溶接トーチ１１を図１および図２における左右方向であるＹ軸方向、および図１では紙面に垂直な方向であり図２では上下方向であるＺ軸方向にスライドさせる２軸スライダ１２と、被溶接部位に溶接ワイヤ１３１を送給するワイヤ送給装置１３と、を備えている。また、溶接ロボット１０は、２軸スライダ１２およびワイヤ送給装置１３などを保持しつつ図１では上下方向であり図２では紙面に垂直な方向であるＸ軸方向に走行するキャリッジ１４を備えている。また、溶接ロボット１０は、キャリッジ１４に保持され、２軸スライダ１２、ワイヤ送給装置１３およびキャリッジ１４など溶接ロボット１０を構成する部位とコントローラ２０との間を中継する中継器１５を備えている。

溶接トーチ１１は、タングステン電極棒を有し、このタングステン電極棒に溶接電源３０から電圧が印加されることでアークを発生させる。
２軸スライダ１２は、図２に示すように、Ｙ軸方向、言い換えれば溶接の対象である母材Ｂの表面に平行であって被溶接部位である開先Ｇの幅方向（図２では横方向）に溶接トーチ１１をスライドさせる横スライド部１２１と、Ｚ軸方向、言い換えれば溶接の対象である母材Ｂの厚さ方向（図２では縦方向）に溶接トーチ１１をスライドさせる縦スライド部１２２とを有している。横スライド部１２１および縦スライド部１２２は、モータ、このモータの動力を伝達する動力伝達機構などを有し、溶接トーチ１１を、それぞれＹ軸方向、Ｚ軸方向にスライドさせる。

ワイヤ送給装置１３は、図１に示すように、溶接ワイヤ１３１が巻かれたワイヤリール１３２と、溶接ワイヤ１３１をワイヤリール１３２から開先Ｇへ送る送給部１３３とを有している。
キャリッジ１４は、図１に示すように、ガイドレール１４１にガイドされてＸ軸方向、言い換えれば溶接の対象である母材Ｂの表面に平行に溶接線方向に走行する。これにより、溶接トーチ１１、ワイヤ送給装置１３などがＸ軸方向に移動する。
中継器１５は、コントローラ２０からの制御信号を２軸スライダ１２、ワイヤ送給装置１３およびキャリッジ１４などに伝送するとともに、２軸スライダ１２、キャリッジ１４などからの出力信号をコントローラ２０に伝送する。

＜コントローラ＞
コントローラ２０は、図１に示すように、溶接の制御を行う際の演算処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）２１と、各種データやＣＰＵ２１にて実行されるプログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）２２と、ＣＰＵ２１の作業用メモリ等として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）２３と、内容を書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable & Programmable Read Only Memory)２４と、ＦｌａｓｈＲＯＭ２５と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２６などから構成される。

そして、コントローラ２０は、図２に示すように、２軸スライダ１２の横スライド部１２１を駆動させる横スライド駆動部２１０と、２軸スライダ１２の縦スライド部１２２を駆動させる縦スライド駆動部２２０と、キャリッジ１４を駆動させるキャリッジ駆動部２３０と、を備えている。また、コントローラ２０は、溶接トーチ１１のＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置およびＺ軸方向の位置を検出する位置検出部２４０と、位置検出部２４０が検出した溶接トーチ１１の位置に基づいて溶接トーチ１１のＹ軸方向（横方向）の移動を制御する横スライド制御部２５０と、を備えている。また、コントローラ２０は、溶接トーチ１１のＺ軸方向（縦方向）の移動を制御する縦スライド制御部２６０と、キャリッジ１４の駆動、ひいては溶接トーチ１１のＸ軸方向の移動を制御するキャリッジ駆動制御部２７０と、を備えている。

横スライド駆動部２１０、縦スライド駆動部２２０およびキャリッジ駆動部２３０は、周知のモータドライバを含んで構成され、それぞれ、横スライド制御部２５０、縦スライド制御部２６０、キャリッジ駆動制御部２７０からの制御に基づいて、横スライド部１２１、縦スライド部１２２、キャリッジ１４が有するモータに通電することで、溶接トーチ１１を移動させる。

位置検出部２４０は、横スライド部１２１、縦スライド部１２２およびキャリッジ１４が有するモータのエンコーダからの出力値に基づいて、溶接トーチ１１の位置を検出する。そして、位置検出部２４０は、検出した溶接トーチ１１のＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置およびＺ軸方向の位置を、逐次、横スライド制御部２５０へ出力する。
キャリッジ駆動制御部２７０は、予め定められた速度でキャリッジ１４をＸ軸方向に移動させる。これにより、溶接トーチ１１は、溶接時に、予め定められた速度でＸ軸方向に移動する。

＜ＡＶＣ制御＞
縦スライド制御部２６０は、溶接中のアーク電圧を測定し、この電圧が一定になるように溶接トーチ１１を上下動させることでアーク長を一定に制御するＡＶＣ(Arc Voltage Control)法による位置制御を行う。ＡＶＣ法は、アークの長さによってＴＩＧ溶接におけるアーク電圧が変化することを利用したものである。縦スライド制御部２６０は、溶接中に測定した実際のアーク電圧Ｅを予め定められた基準電圧と比較し、測定したアーク電圧Ｅが基準電圧よりも小さい場合には溶接トーチ１１を上昇させてアーク電圧Ｅを大きくし、測定したアーク電圧Ｅが基準電圧よりも大きい場合には溶接トーチ１１を下降させてアーク電圧Ｅを小さくする。このように、縦スライド制御部２６０は、アーク長を一定に保つように溶接トーチ１１の縦方向の位置を制御する。なお、縦スライド制御部２６０は、縦スライド駆動部２２０に制御指令値を出力することで、縦スライド駆動部２２０を介して溶接トーチ１１の位置を制御する。
このように、縦スライド制御部２６０は、溶接中のアーク電圧を測定し、測定されたアーク電圧に基づいて溶接トーチ１１を上下動させてアーク長を制御するアーク長制御手段の一例として機能する。

＜オシレート制御＞
図３は、横スライド制御部２５０のブロック図を示す図である。
横スライド制御部２５０は、開先Ｇ（図１、図２参照）の幅方向にオシレート（揺動あるいはウィービング）するように溶接トーチ１１の位置制御を行う。
横スライド制御部２５０は、開先Ｇの幅方向の端面である開先面Ｇｆ（図２参照）を検知する開先面検知部２５１と、両開先面Ｇｆ間の距離である開先幅Ｗを演算する開先幅演算部２５２と、開先幅演算部２５２が演算した開先幅Ｗの複数の値の平均値Ｗａを演算する平均値演算部２５３と、開先Ｇの幅方向に溶接トーチ１１をオシレートさせるオシレート制御部２５４と、を有している。

開先面検知部２５１は、溶接トーチ１１のオシレート動作中における、縦スライド制御部２６０によるＡＶＣ制御に基づく溶接トーチ１１の位置を、位置検出部２４０からの出力値に基づいて把握する。そして、開先面検知部２５１は、溶接トーチ１１の上昇量である、反転高さ（開先面Ｇｆの形状にしたがって上昇する高さ）ｈという指標を用いて、開先面Ｇｆの検出を行う。つまり、開先面検知部２５１は、溶接トーチ１１のオシレート動作中に、縦スライド制御部２６０によりアーク長が制御された溶接トーチ１１の上昇量である実測反転高さｈ´を位置検出部２４０からの出力に基づいて把握し、予め設定されている設定反転高さｈｔと比較して開先面Ｇｆを検知する。開先面検知部２５１は、実測反転高さｈ´が設定反転高さｈｔを上回っていれば、開先面Ｇｆを検知したと判断する。
このように、開先面検知部２５１は、溶接トーチ１１のオシレート動作中にて、縦スライド制御部２６０によりアーク長が制御された溶接トーチ１１の上昇量である実測反転高さｈ´を把握し、予め設定されている設定反転高さｈｔと比較して開先面Ｇｆを検知する開先面検知手段の一例として機能する。

開先幅演算部２５２は、開先面検知部２５１が開先面Ｇｆを検知したときの溶接トーチ１１のＹ軸方向の位置を位置検出部２４０から取得する。そして、開先幅演算部２５２は、開先面検知部２５１が一方の開先面Ｇｆを検知したときの溶接トーチ１１のＹ軸方向の位置と開先面検知部２５１が他方の開先面Ｇｆを検知したときの溶接トーチ１１のＹ軸方向の位置とから、一方の開先面Ｇｆと他方の開先面Ｇｆとの間の距離である開先幅Ｗを演算する。そして、開先幅演算部２５２は、演算した開先幅Ｗを平均値演算部２５３へ出力する。

平均値演算部２５３は、開先幅演算部２５２から、予め定められた複数個の開先幅Ｗの値を連続して取得した場合には、これら複数個の開先幅Ｗの値を平均化する。例えば、複数個として２個が予め設定されている場合には、連続して取得した２個の開先幅Ｗである１個目の開先幅Ｗ１および２個目の開先幅Ｗ２の平均値Ｗａを演算する（Ｗａ＝（Ｗ１＋Ｗ２）／２）。そして、平均値演算部２５３は、演算した平均値Ｗａをオシレート制御部２５４へ出力する。

オシレート制御部２５４は、先ず、開先面検知部２５１による開先面Ｇｆの検知に基づいてオシレート動作を行う方式である第１の方式のオシレート制御を行い、その後、平均値演算部２５３から開先幅Ｗの平均値Ｗａを取得した場合には、取得した平均値Ｗａをオシレート幅として設定し、設定したオシレート幅にてオシレート動作させる方式である第２の方式のオシレート制御へ移行する。つまり、オシレート制御部２５４は、先ず、第１の方式のオシレート制御を行い、平均値演算部２５３から、その期間中に開先幅演算部２５２が演算した開先幅Ｗに基づいて平均値Ｗａを演算した値を取得した場合には、取得した平均値Ｗａをオシレート幅として設定して、第２の方式のオシレート制御へ移行する。

オシレート制御部２５４は、第１の方式のオシレート制御においては、溶接トーチ１１を開先の一方の開先面Ｇｆ側から他方の開先面Ｇｆ側へ移動させているときに、開先面検知部２５１から開先面Ｇｆを検知した旨の情報を取得したら、他方の開先面側から一方の開先面側への移動に溶接トーチ１１の進行方向を切り替える。その後、オシレート制御部２５４は、溶接トーチ１１を他方の開先面側から一方の開先面側へ移動させているときに、開先面検知部２５１から開先面Ｇｆを検知した旨の情報を取得したら、一方の開先面側から他方の開先面側への移動に溶接トーチ１１の進行方向を切り替える。その後、オシレート制御部２５４は、溶接トーチ１１を一方の開先面側から他方の開先面側へ移動させているときに、開先面検知部２５１から開先面Ｇｆを検知した旨の情報を取得したら、他方の開先面側から一方の開先面側への移動に溶接トーチ１１の進行方向を切り替える。このように、第１の方式のオシレート制御においては、オシレート制御部２５４は、開先面検知部２５１による開先面Ｇｆの検知に基づいてオシレート動作を行うように溶接トーチ１１の位置制御を行う。
ただし、オシレート制御部２５４は、第１の方式のオシレート制御において、予め定められた範囲内で開先面検知部２５１から開先面Ｇｆを検知した旨の情報を取得しない場合には、溶接トーチ１１の進行方向を強制的に切り替える。このことについては後で説明する。

そして、オシレート制御部２５４は、平均値演算部２５３から開先幅Ｗの平均値Ｗａを取得した場合には、この平均値Ｗａをオシレート幅とするオシレート動作を行うように溶接トーチ１１の位置制御を行う第２の方式のオシレート制御に切り替える。この第２の方式のオシレート制御においては、オシレート制御部２５４は、溶接トーチ１１を開先の一方の開先面側から他方の開先面側へ移動させているときに、溶接トーチ１１の一方の開先面側から他方の開先面側への移動量が設定したオシレート幅となったときに、他方の開先面側から一方の開先面側への移動に溶接トーチ１１の進行方向を切り替える。その後、オシレート制御部２５４は、溶接トーチ１１を開先の他方の開先面側から一方の開先面側へ移動させているときに、溶接トーチ１１の他方の開先面側から一方の開先面側への移動量が設定したオシレート幅となったときに、一方の開先面側から他方の開先面側への移動に溶接トーチ１１の進行方向を切り替える。その後、オシレート制御部２５４は、溶接トーチ１１を開先の一方の開先面側から他方の開先面側へ移動させているときに、溶接トーチ１１の一方の開先面側から他方の開先面側への移動量が設定したオシレート幅となったときに、他方の開先面側から一方の開先面側への移動に溶接トーチ１１の進行方向を切り替える。このように、オシレート制御部２５４は、第２の方式のオシレート制御においては、第１の方式のオシレート動作におけるオシレート幅に基づいて設定したオシレート幅にて溶接トーチ１１をオシレート動作させる。

このように、開先幅演算部２５２、平均値演算部２５３およびオシレート制御部２５４は、開先面検知部２５１による複数回の開先面Ｇｆの検知に基づいて溶接トーチ１１のオシレート幅を算出し、算出されたオシレート幅により溶接トーチ１１のオシレートを制御するオシレート制御手段の一例として機能する。

次に、フローチャートを用いて、オシレート制御部２５４が行う方式移行処理の手順について説明する。
図４は、オシレート制御部２５４が行う方式移行処理の手順を示すフローチャートである。オシレート制御部２５４は、溶接トーチ１１をオシレートすべき旨の指令信号を、溶接装置１が内蔵する操作箱などを介して取得した場合にこの方式移行処理を実行する。

オシレート制御部２５４は、先ず、第１の方式のオシレート制御にてオシレート動作を開始する（ステップ（以下、単に、「Ｓ」と記す。）４０１）。その後、オシレート制御部２５４は、平均値演算部２５３から平均値Ｗａを取得したか否かを判別する（Ｓ４０２）。言い換えれば、第１の方式のオシレート制御において、開先幅演算部２５２が予め定められた複数個の開先幅Ｗの値を連続して演算し、演算した開先幅Ｗを平均値演算部２５３へ出力し、平均値演算部２５３が平均値Ｗａを演算したか否かを判別する。

そして、平均値演算部２５３から平均値Ｗａを取得した場合（Ｓ４０２でＹＥＳ）、第２の方式のオシレート制御へ移行する（Ｓ４０３）。つまり、オシレート制御部２５４は、平均値Ｗａをオシレート幅として設定し、設定したオシレート幅にて溶接トーチ１１をオシレート動作させる。他方、平均値演算部２５３から平均値Ｗａを取得していない場合（Ｓ４０２でＮＯ）、Ｓ４０１以降の処理を行う。

オシレート制御部２５４は、第２の方式のオシレート制御へ移行した後、溶接すべき位置の終端まで到達したか否かを判別する（Ｓ４０４）。これは、オシレート制御部２５４が位置検出部２４０からの出力値に基づいて溶接トーチ１１のＸ方向の位置を把握し、把握した溶接トーチ１１のＸ方向の位置が予め定められた位置まで到達したか否かを判別する処理である。
そして、溶接すべき位置の終端まで到達した場合（Ｓ４０４でＹＥＳ）、オシレート制御を終了し（Ｓ４０５）、溶接すべき位置の終端まで到達していない場合（Ｓ４０４でＮＯ）、そのまま第２の方式のオシレート制御を継続する。

＜オシレート幅の補正＞
次に、第２の方式のオシレート制御中におけるオシレート幅の補正について説明する。
オシレート制御部２５４は、第２の方式のオシレート制御へ移行した後、オシレート端での反転高さｈに基づいて、設定されたオシレート幅を補正し、補正後のオシレート幅にてオシレート動作を行うように溶接トーチ１１の位置制御を行う。

オシレート制御部２５４は、第２の方式のオシレート制御に移行した後には、この第２の方式のオシレート動作中におけるオシレート端での反転高さｈを、位置検出部２４０から逐次取得する。オシレート端とは、溶接トーチ１１の移動を、開先Ｇの他方の開先面側から一方の開先面側への移動から、一方の開先面側から他方の開先面側への移動へと溶接トーチ１１の進行方向を切り替えたときのＹ軸の位置（以下では、「一方側オシレート端」という。）、および開先Ｇの一方の開先面側から他方の開先面側への移動から、他方の開先面側から一方の開先面側への移動へと溶接トーチ１１の進行方向を切り替えたときのＹ軸の位置（以下では、「他方側オシレート端」という。）である。

そして、オシレート制御部２５４は、連続する予め定められた複数個の一方側オシレート端での反転高さｈｏの平均値ｈｏａと、連続する予め定められた複数個の他方側オシレート端での反転高さｈａの平均値ｈａａとを演算する。予め定められた複数個とは４個であることを例示することができる。
そして、オシレート制御部２５４は、一方側オシレート端での平均値ｈｏａ、他方側オシレート端での平均値ｈａａそれぞれと設定反転高さｈｔとを比較し、差分がある場合はオシレート位置の補正を行う。

例えば、設定反転高さｈｔから一方側オシレート端での平均値ｈｏａを減算した値（ｈｔ−ｈｏａ）が予め定められた基準値αよりも大きい場合（ｈｔ−ｈｏａ＞α）には、オシレート幅を大きくするように補正する。補正量としては、（（ｈｔ−ｈｏａ）／２）であることを例示することができ、かかる場合、オシレート幅をこれまでよりも（（ｈｔ−ｈｏａ）／２）長くする。つまり、次回の溶接トーチ１１の、他方の開先面側から一方の開先面側への移動のときに、他方側オシレート端からの移動距離を今回の距離よりも（（ｈｔ−ｈｏａ）／２）長くする。他方、設定反転高さｈｔから平均値ｈｏａを減算した値（ｈｔ−ｈｏａ）が基準値αに−１を乗算した値よりも小さい場合（ｈｔ−ｈｏａ＜−α）には、オシレート幅を小さくするように補正する。補正量としては、（（ｈｔ−ｈｏａ）／２）であることを例示することができ、かかる場合、オシレート幅をこれまでよりも（（ｈｔ−ｈｏａ）／２）短くする。つまり、次回の溶接トーチ１１の、他方の開先面側から一方の開先面側への移動のときに、他方側オシレート端からの移動距離を今回の距離よりも（（ｈｔ−ｈｏａ）／２）短くする。
ただし、設定反転高さｈｔから平均値ｈｏａを減算した値（ｈｔ−ｈｏａ）の絶対値が基準値α以内である場合（−α≦ｈｔ−ｈｏａ≦α）には、補正しない。補正処理が頻繁に発生することを防止するためである。

同様に、設定反転高さｈｔから他方側オシレート端での平均値ｈａａを減算した値（ｈｔ−ｈａａ）が予め定められた基準値αよりも大きい場合（ｈｔ−ｈａａ＞α）には、オシレート幅を大きくするように補正する。基準値αは、０．１ｍｍであることを例示することができる。また、補正量としては、（（ｈｔ−ｈａａ）／２）であることを例示することができ、かかる場合、オシレート幅をこれまでよりも（（ｈｔ−ｈａａ）／２）長くする。つまり、次回の溶接トーチ１１の、一方の開先面側から他方の開先面側への移動のときに、一方側オシレート端からの移動距離を今回の距離よりも（（ｈｔ−ｈａａ）／２）長くする。他方、設定反転高さｈｔから平均値ｈａａを減算した値（ｈｔ−ｈａａ）が基準値αに−１を乗算した値よりも小さい場合（ｈｔ−ｈａａ＜−α）には、オシレート幅を小さくするように補正する。補正量としては、（（ｈｔ−ｈａａ）／２）であることを例示することができ、かかる場合、オシレート幅をこれまでよりも（（ｈｔ−ｈａａ）／２）短くする。つまり、次回の溶接トーチ１１の、一方の開先面側から他方の開先面側への移動のときに、一方側オシレート端からの移動距離を今回の距離よりも（（ｈｔ−ｈａａ）／２）短くする。設定反転高さｈｔから平均値ｈａａを減算した値（ｈｔ−ｈａａ）の絶対値が基準値α以内である場合（−α≦ｈｔ−ｈａａ≦α）には、補正しない。

次に、フローチャートを用いて、オシレート制御部２５４が行うオシレート幅補正処理の手順について説明する。
一方側オシレート端での反転高さｈｏの平均値ｈｏａに基づいてオシレート幅を補正する処理と、他方側オシレート端での反転高さｈａの平均値ｈａａに基づいてオシレート幅を補正する処理とは、基本的に同じであるので、以下では、一方側オシレート端での反転高さｈｏの平均値ｈｏａに基づいてオシレート幅を補正する処理について例示する。

図５は、オシレート制御部２５４が行うオシレート幅補正処理の手順を示すフローチャートである。オシレート制御部２５４は、定期的に（例えば１００ミリ秒毎に）このオシレート幅補正処理を実行する。
オシレート制御部２５４は、新たな一方側オシレート端に到達したか否かを判別する（Ｓ５０１）。これは、開先Ｇの他方の開先面側から一方の開先面側への移動から、一方の開先面側から他方の開先面側への移動へと溶接トーチ１１の進行方向が切り替えられたか否かを判別する処理である。そして、新たな一方側オシレート端に到達していない場合（Ｓ５０１でＮＯ）、Ｓ５０１以降の処理を行う。他方、一方側オシレート端に到達した場合（Ｓ５０１でＹＥＳ）、位置検出部２４０から取得した、今回の一方側オシレート端での反転高さｈｏを含めて、直近に連続する所定の複数個の反転高さｈｏを取得したか否かを判別する（Ｓ５０２）。例えば所定の複数個が４個に設定されている場合には、今回新たに到達した一方側オシレート端の反転高さｈｏをｎ個目の反転高さｈｏ（ｎ）（ただし、ｎは正の整数）とし、ｈｏ（ｎ）、ｈｏ（ｎ−１）、ｈｏ（ｎ−２）、ｈｏ（ｎ−３）の値を取得し、記憶領域（ＲＡＭ２３またはＥＥＰＲＯＭ２４）に記憶しているか否かを判別する。言い換えれば、ｎが４以上、あるいはｎ−３が１以上であるか否かを判別する。

直近に連続する所定の複数個の反転高さｈｏを取得していない場合（Ｓ５０２でＮＯ）、Ｓ５０１以降の処理を行う。他方、直近に連続する所定の複数個の反転高さｈｏを取得している場合（Ｓ５０２でＹＥＳ）、直近に連続する所定の複数個の反転高さｈｏの平均値ｈｏａを演算する（Ｓ５０３）。例えば所定の複数個が４個で、今回新たに到達した一方側オシレート端の反転高さｈｏがｎ個目の反転高さｈｏ（ｎ）である場合には、ｈｏａ＝（ｈｏ（ｎ）＋ｈｏ（ｎ−１）＋ｈｏ（ｎ−２）＋ｈｏ（ｎ−３））／４を演算する。また、例えば所定の複数個が４個で、今回新たに到達した一方側オシレート端の反転高さｈｏがｎ＋１個目の反転高さｈｏ（ｎ＋１）である場合には、ｈｏａ＝（ｈｏ（ｎ＋１）＋ｈｏ（ｎ）＋ｈｏ（ｎ−１）＋ｈｏ（ｎ−２））／４を演算する。

その後、設定反転高さｈｔから、演算した一方側オシレート端での反転高さｈｏの平均値ｈｏａを減算した値（ｈｔ−ｈｏａ）が予め定められた基準値αよりも大きい（ｈｔ−ｈｏａ＞α）か否かを判別する（Ｓ５０４）。そして、基準値αよりも大きい場合（Ｓ５０４でＹＥＳ）、オシレート幅を大きくするように補正する（Ｓ５０５）。他方、基準値αよりも小さい場合（Ｓ５０４でＮＯ）、設定反転高さｈｔから、演算した一方側オシレート端での反転高さｈｏの平均値ｈｏａを減算した値（ｈｔ−ｈｏａ）が予め定められた基準値αに−１を乗算した値よりも小さい（ｈｔ−ｈｏａ＜−α）か否かを判別する（Ｓ５０６）。
そして、基準値αに−１を乗算した値よりも小さい場合（Ｓ５０６でＹＥＳ）、オシレート幅を小さくするように補正する（Ｓ５０７）。他方、基準値αに−１を乗算した値よりも大きい場合（Ｓ５０６でＮＯ）、オシレート幅を補正することなしに本処理の実行を終了する。

なお、他方側オシレート端での反転高さｈａの平均値ｈａａに基づいてオシレート幅を補正する処理は、図５を用いて説明した、一方側オシレート端での反転高さｈｏの平均値ｈｏａに基づいてオシレート幅を補正する処理における「反転高さｈｏ」を「反転高さｈａ」に、「平均値ｈｏａ」を「平均値ｈａａ」に置き換えればよい。

＜第１の方式のオシレート制御における溶接トーチの移動＞
次に、第１の方式のオシレート制御における溶接トーチ１１の移動について詳細に説明する。
オシレート制御部２５４は、第１の方式のオシレート制御においては、開先面検知部２５１が開先面を検知した場合に、溶接トーチ１１の進行方向を切り替える。また、オシレート制御部２５４は、第１の方式のオシレート動作期間中に、開先面検知部２５１が検知した開先面Ｇｆに基づいて第２の方式のオシレート動作におけるオシレート幅を設定する。ゆえに、開先面検知部２５１による開先面Ｇｆの検知精度が向上すると、オシレート制御部２５４による溶接トーチ１１のオシレート動作の精度が向上する。

逆に、開先面検知部２５１による開先面Ｇｆの検知精度が悪いと、溶接トーチ１１の進行方向が切り替わる位置が毎回バラバラになるとともに、第２の方式のオシレート動作で設定するオシレート幅が実際のオシレート幅からずれてしまうおそれがある。開先面検知部２５１による開先面Ｇｆの検知精度が悪化する理由としては、位置検出部２４０が溶接トーチ１１の位置を検出する時間間隔、言い換えれば制御周期が遅いことが考えられる。

そこで、本実施の形態に係るオシレート制御部２５４においては、第１の方式のオシレート制御を行うときに、以下のように溶接トーチ１１の位置制御を行う。
図６は、オシレート幅が予め定められた幅Ｗ０以上であるときの溶接トーチ１１の移動について説明する図である。幅Ｗ０は、５ｍｍであることを例示することができる。オシレート幅は、前回のオシレート時の位置検出部２４０からの出力値に基づいて把握することが可能である。

オシレート制御部２５４は、第１の方式のオシレート制御にて、溶接トーチ１１を開先の一方の開先面Ｇｆ側から他方の開先面Ｇｆ側へ移動させているときに、前回の他方側オシレート端よりも予め定められた距離Ｌ１手前側の位置までは設定された基本移動速度Ｖ０にて溶接トーチ１１を移動させ、前回の他方側オシレート端よりも予め定められた距離Ｌ１手前側の位置を越えたら基本移動速度Ｖ０の４０％の速度である移動速度Ｖ１に切り替える。距離Ｌ１は、１ｍｍであることを例示することができる。

その後、前回の他方側オシレート端よりも予め定められた距離Ｌ２手前側の位置を越えたら基本移動速度Ｖ０の２０％の速度である移動速度Ｖ２に切り替える。距離Ｌ２は、距離Ｌ１の１／２であることを例示することができる。例えば、距離Ｌ１が１ｍｍである場合には、距離Ｌ２は０．５ｍｍである。その後、開先面検知部２５１が開先面を検知するまで移動速度Ｖ２を維持する。

なお、一方側オシレート端から前回の他方側オシレート端よりも予め定められた距離Ｌ１手前側の位置までは進行方向を切り替えることを禁止する区間である切替禁止区間とし、この切替禁止区間内においては開先面検知部２５１による開先面Ｇｆの検知を行わないようにすることでコントローラ２０の処理負荷を軽減することが可能となる。

そして、オシレート制御部２５４は、第１の方式のオシレート制御にて、溶接トーチ１１を開先の一方の開先面Ｇｆ側から他方の開先面Ｇｆ側へ移動させているときに、切替禁止区間を越えても開先面検知部２５１が開先面Ｇｆを検知しない場合は、前回の他方側オシレート端から進行方向に距離Ｌ３だけオシレート幅を拡張する。言い換えれば、今回の一方側オシレート端から前回の他方側オシレート端までを予備設定オシレート幅とし、この予備設定オシレート幅に到達しても開先面Ｇｆを検知できない場合には、この予備設定オシレート幅を広げて開先面Ｇｆを検知する。そして、前回の他方側オシレート端から距離Ｌ３まで（拡張後の予備設定オシレート幅）の間に開先面検知部２５１が開先面Ｇｆを検知しない場合には強制的に進行方向を切り替える。なお、進行方向にオシレート幅を拡張するのは１度に距離Ｌ３だけとする。つまり、次に再度拡張する場合には距離Ｌ３の２倍拡張し、その次に再度拡張する場合には距離Ｌ３の３倍拡張する、というように徐々に距離を延ばすようにする。距離Ｌ３は、距離Ｌ１の６倍であることを例示することができる。例えば、距離Ｌ１が１ｍｍである場合には、距離Ｌ３は６ｍｍである。

図７は、オシレート幅が予め定められた幅Ｗ０未満であるときの溶接トーチ１１の移動について説明する図である。
オシレート制御部２５４は、第１の方式のオシレート制御にて、溶接トーチ１１を開先Ｇの一方の開先面Ｇｆ側から他方の開先面Ｇｆ側へ移動させているときに、前回の他方側オシレート端よりも予め定められた距離Ｌ１手前側の位置までは設定された基本移動速度Ｖ０にて溶接トーチ１１を移動させ、前回の他方側オシレート端よりも予め定められた距離Ｌ１手前側の位置を越えたら基本移動速度Ｖ０の４０％の速度である移動速度Ｖ１に切り替える。前回の一方側オシレート端から、前回の他方側オシレート端よりも予め定められた距離Ｌ１手前側の位置までの距離は、前回のオシレート幅の８０％であることを例示することができる。また、一方側オシレート端から前回の他方側オシレート端よりも予め定められた距離Ｌ１手前側の位置までは進行方向を切り替えることを禁止する区間である切替禁止区間とする。

その後、前回の他方側オシレート端よりも予め定められた距離Ｌ２手前側の位置を越えたら基本移動速度Ｖ０の２０％の速度である移動速度Ｖ２に切り替える。前回の一方側オシレート端から、前回の他方側オシレート端よりも予め定められた距離Ｌ２手前側の位置までの距離は、前回のオシレート幅の９０％であることを例示することができる。その後、開先面検知部２５１が開先面Ｇｆを検知するまで移動速度Ｖ２を維持する。

そして、オシレート制御部２５４は、第１の方式のオシレート制御にて、溶接トーチ１１を開先Ｇの一方の開先面Ｇｆ側から他方の開先面Ｇｆ側へ移動させているときに、切替禁止区間を越えても開先面検知部２５１が開先面Ｇｆを検知しない場合は、前回の他方側オシレート端から進行方向に距離Ｌ３だけオシレート幅を拡張する。そして、前回の他方側オシレート端から距離Ｌ３までの間に開先面検知部２５１が開先面Ｇｆを検知しない場合には強制的に進行方向を切り替える。なお、進行方向にオシレート幅を拡張するのは１度に距離Ｌ３だけとする。つまり、次に再度拡張する場合には距離Ｌ３の２倍拡張し、その次に再度拡張する場合には距離Ｌ３の３倍拡張する、というように徐々に距離を延ばすようにする。距離Ｌ３は、６ｍｍであることを例示することができる。

図６および図７を用いて説明したように、オシレート制御部２５４が第１の方式のオシレート制御を行うときには、開先Ｇの開先面Ｇｆ付近で溶接トーチ１１の進行速度を小さくする。それゆえ、たとえコントローラ２０の制御周期が遅くても開先面検知部２５１による開先面Ｇｆの検知精度はよい。
そして、オシレート制御部２５４は、第２の方式のオシレート制御を行うときには、切替禁止区間を超えても、開先面検知部２５１が開先面Ｇｆを検知するときのようには溶接トーチ１１の進行速度を減速させない。それゆえ、より迅速にオシレートを行うことができる。

なお、図４のフローチャートを用いて説明した、オシレート制御部２５４が行う方式移行処理のＳ４０２は、開先幅演算部２５２が予め定められた複数個の開先幅Ｗの値を連続して演算し、平均値演算部２５３がこれら複数個の平均値Ｗａを演算したか否かを判別する処理である。それゆえ、オシレート制御部２５４が、拡張した距離Ｌ３までの間に開先面検知部２５１が開先面を検知せずに強制的に溶接トーチ１１の進行方向を切り替えた場合には、開先幅演算部２５２が開先幅Ｗの値を演算できないことから、Ｓ４０２では否定判定される。

以上のように構成された溶接装置１においては、第１の方式のオシレート制御を行うときには、コントローラ２０のオシレート制御部２５４は、溶接トーチ１１の進行速度を小さくするので、開先面検知部２５１はより精度高く開先面を検知することができる。それゆえ、１層目から開先形状の変化に柔軟に対応することができ、精度高く開先の形状に沿ったオシレート動作を行うことができる。その結果、溶接ビード外観や品質を向上させることができる。

また、コントローラ２０のオシレート制御部２５４は、上述のように開先面検知部２５１が精度高く検知した開先面間のオシレート幅に基づいて第２の方式のオシレート制御を行うので、第２の方式のオシレート制御に移行した後も、より精度高く開先の形状に沿ったオシレート動作を行うことができる。その結果、溶接ビード外観や品質を向上させることができる。

また、コントローラ２０のオシレート制御部２５４は、第２の方式のオシレート制御に移行した後は、設定したオシレート幅に基づいてオシレート動作を行うのであり、開先面検知部２５１による開先面の検知に基づくのではないため溶接トーチ１１の進行速度を小さくする必要がない。それゆえ、より迅速にオシレートを行うことができる。また、制御周期が遅い廉価な装置であっても、より精度高くオシレート動作を行うように制御することができる。

また、コントローラ２０のオシレート制御部２５４は、第２の方式のオシレート動作制御に移行した後、オシレート動作中におけるオシレート端での反転高さｈに基づいて設定されたオシレート幅を補正し、補正後のオシレート幅にてオシレート動作を制御するので、途中で開先形状が変化した場合でもその変化に柔軟に対応することができる。その結果、開先形状が変化しているとしても、溶接ビード外観や品質が悪化するのを抑制することができる。
したがって、本実施の形態に係る溶接装置１によれば、安価な装置にてより迅速に精度高く溶接トーチ１１のオシレートを制御することができる。

なお、本実施の形態に係る溶接装置１において、コントローラ２０における各部の機能は、ＣＰＵ２１がプログラムをＲＯＭ２２やＦｌａｓｈＲＯＭ２５またはＨＤＤ２６からＲＡＭ２３に読み込んで実行することにより実現される。また、コントローラ２０における機能を実現するプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＤＶＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリなどの記録媒体に格納して提供するようにしてもよい。

また、本実施の形態に係る溶接装置１を用いて母材Ｂを溶接することは、以下の溶接方法を用いて母材Ｂを溶接することを意味する。すなわち、溶接装置１を用いて母材Ｂを溶接することは、溶接トーチ１１をオシレートさせ、溶接中のアーク電圧を測定し、測定されたアーク電圧に基づいて溶接トーチ１１を上下動させてアーク長を制御しながら母材Ｂを溶接する溶接方法であって、溶接トーチ１１のオシレート動作中にて、アーク長が制御された溶接トーチ１１の上昇量である実測反転高さｈ´を把握し、予め設定されている設定反転高さｈｔと比較して開先面Ｇｆを連続して複数回、検知し、複数回の開先面の検知に基づいて溶接トーチ１１のオシレート幅を算出し、算出されたオシレート幅により溶接トーチ１１のオシレートを制御することを特徴とする溶接方法を用いて母材Ｂを溶接することを意味する。かかる溶接方法を用いることで、より迅速に溶接できるとともに、溶接ビード外観や品質を向上させることができる。

さらに、本実施の形態に係る溶接装置１を用いて溶接構造物を製造することは、以下の溶接構造物の製造方法を用いて溶接構造物を製造することを意味する。すなわち、溶接装置１を用いて溶接構造物を製造することは、溶接トーチ１１をオシレートさせ、溶接中のアーク電圧を測定し、測定されたアーク電圧に基づいて溶接トーチ１１を上下動させてアーク長を制御しながら母材Ｂを溶接して溶接構造物を製造する溶接構造物の製造方法であって、溶接トーチ１１のオシレート動作中にて、アーク長が制御された溶接トーチ１１の上昇量である実測反転高さｈ´を把握し、予め設定されている設定反転高さｈｔと比較して開先面Ｇｆを連続して複数回、検知する工程と、開先面Ｇｆを連続して複数回、検知する工程による複数回の開先面Ｇｆの検知に基づいて溶接トーチ１１のオシレート幅を算出し、算出されたオシレート幅により溶接トーチ１１のオシレートを制御して溶接を行う工程とを備えたことを特徴とする溶接構造物の製造方法を用いて溶接構造物を製造することを意味する。かかる製造方法を用いることで、より迅速に溶接構造物を製造できるとともに、溶接構造物の外観や品質を向上させることができる。

１…溶接装置、１０…溶接ロボット、１１…溶接トーチ、１２…２軸スライダ、１３…ワイヤ送給装置、１４…キャリッジ、２０…コントローラ、３０…溶接電源、２４０…位置検出部、２５０…横スライド制御部、２５１…開先面検知部、２５２…開先幅演算部、２５３…平均値演算部、２５４…オシレート制御部、２６０…縦スライド制御部、２７０…キャリッジ駆動制御部

Claims

溶接トーチをオシレートさせ母材を溶接する溶接装置であって、
溶接中のアーク電圧を測定し、測定されたアーク電圧に基づいて前記溶接トーチを上下動させてアーク長を制御するアーク長制御手段と、
前記溶接トーチのオシレート動作中にて、前記アーク長制御手段によりアーク長が制御された当該溶接トーチの上昇量である実測反転高さｈ´を把握し、予め設定されている設定反転高さｈｔと比較して開先面を検知する開先面検知手段と、
前記開先面検知手段による複数回の開先面の検知に基づいて前記溶接トーチのオシレート幅を算出し、算出された当該オシレート幅により当該溶接トーチのオシレートを制御するオシレート制御手段と、
を備えたことを特徴とする溶接装置。
前記オシレート制御手段は、前記溶接トーチのオシレート幅を算出する前には、オシレートに際して、当該溶接トーチの進行方向を切り替えない範囲として予め定められた切替禁止区間を越えると当該溶接トーチの進行速度を減速し、
前記開先面検知手段は、前記溶接トーチの進行速度を減速した状態で前記実測反転高さｈ´を把握して開先面を検知し、
前記オシレート制御手段は、前記溶接トーチのオシレート幅を算出した後には、前記切替禁止区間を超えても、前記開先面検知手段が前記開先面を検知するときのようには当該溶接トーチの進行速度を減速させないことを特徴とする請求項１記載の溶接装置。
前記オシレート制御手段は、算出された前記オシレート幅により前記溶接トーチのオシレートが制御され、前記開先面検知手段が前記開先面を検知するときのようには当該溶接トーチの進行速度を減速させずに、オシレートの両端の少なくとも何れか一方にて反転高さを複数回、把握し、把握した複数回の反転高さの平均値ｈ´´に基づいて当該オシレート幅を補正することを特徴とする請求項２記載の溶接装置。
前記開先面検知手段は、把握した前記実測反転高さｈ´が、予め設定されている前記設定反転高さｈｔを上回っていれば開先面を検知するとともに、予め定められた予備設定オシレート幅に到達しても開先面を検知できない場合には、当該予備設定オシレート幅を広げて開先面を検知することを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の溶接装置。
溶接トーチをオシレートさせ、溶接中のアーク電圧を測定し、測定されたアーク電圧に基づいて当該溶接トーチを上下動させてアーク長を制御しながら母材を溶接する溶接装置に用いられるプログラムであって、
前記溶接トーチのオシレート動作中にて、前記溶接トーチの上昇量である実測反転高さｈ´を把握し、予め設定され記憶手段に記憶されている設定反転高さｈｔと比較して開先面を検知する開先面検知機能と、
前記開先面検知機能によってなされた連続する複数回の開先面の検知に基づいて前記溶接トーチのオシレート幅を算出し、算出された当該オシレート幅により当該溶接トーチのオシレートを制御するオシレート制御機能と
を溶接装置に実現させるプログラム。
前記オシレート制御機能は、算出された前記オシレート幅により前記溶接トーチのオシレートを制御している状態で、オシレートの両端の少なくとも何れか一方にて、反転高さを複数回、把握し、把握した複数回の反転高さの平均値ｈ´´に基づいて当該オシレート幅を補正することを特徴とする請求項５記載のプログラム。
前記オシレート制御機能による前記オシレート幅の補正は、前記反転高さの平均値ｈ´´と予め設定されている設定反転高さｈｔとの差分が予め定められている差分値よりも大きい場合に実行されるとともに、当該差分が大きければ補正量が大きくなるように補正量が決定されることを特徴とする請求項６記載のプログラム。
溶接トーチをオシレートさせ、溶接中のアーク電圧を測定し、測定されたアーク電圧に基づいて当該溶接トーチを上下動させてアーク長を制御しながら母材を溶接する溶接方法であって、
前記溶接トーチのオシレート動作中にて、アーク長が制御された当該溶接トーチの上昇量である実測反転高さｈ´を把握し、予め設定されている設定反転高さｈｔと比較して開先面を連続して複数回、検知し、
複数回の開先面の検知に基づいて前記溶接トーチのオシレート幅を算出し、算出された当該オシレート幅により当該溶接トーチのオシレートを制御すること
を特徴とする溶接方法。
溶接トーチをオシレートさせ、溶接中のアーク電圧を測定し、測定されたアーク電圧に基づいて当該溶接トーチを上下動させてアーク長を制御しながら母材を溶接して溶接構造物を製造する溶接構造物の製造方法であって、
前記溶接トーチのオシレート動作中にて、アーク長が制御された当該溶接トーチの上昇量である実測反転高さｈ´を把握し、予め設定されている設定反転高さｈｔと比較して開先面を連続して複数回、検知する工程と、
前記開先面を連続して複数回、検知する工程による複数回の開先面の検知に基づいて前記溶接トーチのオシレート幅を算出し、算出された当該オシレート幅により当該溶接トーチのオシレートを制御して溶接を行う工程と
を備えたことを特徴とする溶接構造物の製造方法。