JP2021007978A - 現場溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現場溶接の自動化に伴う品質の低下を抑制可能な現場溶接装置を提供する。【解決手段】溶接装置１は、ロボットと、対象の溶接区間の溶接を行うようにロボットを制御する制御部と、を備える。溶接区間は、順に並ぶブロックＢ１〜Ｂ７を含む。制御部は、ブロックＢｋを溶接する際の溶接パスのパス断面Ｐの面積を取得する面積取得処理と、ブロックＢｋを溶接する際の溶接ツールの移動速度のパターンである第ｋ速度パターンを設定する第１設定処理と、第ｋ速度パターンに従って溶接ツールが移動しながらブロックＢｋの溶接を行うように、ロボットを制御するロボット制御処理と、をそれぞれｋ＝１〜７について実行し、第１設定処理において、ブロックＢｋにおける溶接ツールの移動速度の平均値と、ブロックＢｋにおけるパス断面Ｐの面積の平均値とが負の相関関係を有するように第１速度パターン〜第７速度パターンを設定する。【選択図】図４

Description

本発明は、現場溶接装置に関する。

特許文献１には、溶接ロボットによって溶接を行う溶接装置が記載されている。この溶接装置は、溶接ロボットのコントローラと、当該コントローラに溶接条件を入力する溶接条件設定装置とから構成される制御装置を備える。制御装置は、被溶接物の板厚方向を積層方向とする複数の溶接層を形成する際、各溶接層ののど厚、溶接ビード数、溶接ビードの狙い位置及び溶接速度の溶接条件を設定する。

特開平９−１０８８３８号公報

上記のような技術分野においては、建設現場で行われる現場溶接の自動化が可能な装置が検討されている。現場溶接では、工場溶接の場合と比較して、溶接対象物の開先の形状（例えば、開先の延在方向に交差する断面の形状）が場所ごとに一定でない場合が多い。一方で、上記特許文献１に記載の溶接装置では、開先の延在方向に沿って行う１回の溶接パスの際に、一定の溶接条件に従って溶接ロボットが動作する。このため、溶接対象物の開先の状態と設定された溶接条件とが対応していない箇所が存在し得る。その結果、溶接ビードの不足箇所や過剰箇所等が生じ、溶接の品質が低下してしまう場合がある。

本発明は、現場溶接の自動化に伴う品質の低下を抑制可能な現場溶接装置を提供することを目的とする。

本発明に係る現場溶接装置は、溶接ロボットと、溶接対象物の開先に設定された溶接区間の溶接を行うように溶接ロボットを制御する制御部と、を備え、溶接区間は、開先の延在方向に沿って順に並ぶ第１ブロック〜第ｎブロック（但し、ｎは２以上の自然数）を含み、制御部は、第ｋブロック（但し、ｋは１〜ｎの自然数）を溶接する際の溶接パスのパス断面の面積に関する情報を取得する面積取得処理と、第ｋブロックを溶接する際に溶接ロボットの溶接ツールの移動速度のパターンである第ｋ速度パターンを設定する第１設定処理と、第ｋ速度パターンに従って溶接ツールが移動しながら第ｋブロックの溶接を行うように、溶接ロボットを制御するロボット制御処理と、をそれぞれｋ＝１〜ｎについて実行し、ｋ＝１〜ｎの各第１設定処理において、第ｋブロックにおける溶接ツールの移動速度の平均値と、第ｋブロックにおけるパス断面の面積の平均値とが負の相関関係を有するように第１速度パターン〜第ｎ速度パターンを設定する。

本発明に係る現場溶接装置においては、溶接ロボットを制御する制御部が、溶接パスのパス断面の面積に関する情報を取得する面積取得処理と、第ｋブロックを溶接する際の溶接ツールの移動速度のパターンである第ｋ速度パターンを設定する第１設定処理と、第ｋ速度パターンに従って溶接ツールが移動しながら第ｋブロックの溶接を行うように、溶接ロボットを制御するロボット制御処理と、をそれぞれｋ＝１〜ｎについて実行する。ここで、第ｋ速度パターンは、第ｋブロックにおける溶接ツールの移動速度の平均値と、第ｋブロックにおけるパス断面の面積の平均値とが負の相関関係を有するように設定される。これにより、第１ブロック〜第ｎブロックに亘って形成される溶接ビードが、各ブロック間のパス断面の面積の大小に応じた太さとなるように、溶接ロボットの溶接ツールの移動速度が調整される。したがって、溶接対象物の開先の形状が場所ごとに一定でない場合であっても、溶接ビードの不足箇所や過剰箇所等が生じるおそれが低減される。以上により、現場溶接の自動化の際の溶接の品質の低下を抑制可能となる。

また、本発明に係る現場溶接装置において、溶接区間は、溶接対象物における開先が形成された部位の種類が互いに異なる第１ゾーン〜第ｍゾーン（但し、ｍは２以上の自然数）を含み、制御部は、第ｊゾーン（但し、ｊは１〜ｍの自然数）の部位の種類に関する情報を取得する種類取得処理と、第ｊゾーンを溶接する際の溶接ツールの向きを調節する第ｊ動作パターンを設定する第２設定処理と、をそれぞれｊ＝１〜ｍについて実行し、ロボット制御処理では、第ｊ動作パターンに従って溶接ツールの向きを調節しながら第ｊゾーンの溶接を行うように、溶接ロボットを制御してもよい。この場合、溶接区間に、溶接対象物における開先が形成された部位の種類が互いに異なる部分が存在している場合であっても、現場溶接の自動化が可能となる。

また、本発明に係る現場溶接装置において、溶接対象物は、第１平面部と、第１平面部に交差する第２平面部と、第１平面部と第２平面部との交差部と、を含み、開先は、第１平面部から第２平面部に亘って延在し、第１平面部には、開先を跨ぐように第１エレクションが設けられており、第２平面部には、開先を跨ぐように第２エレクションが設けられており、開先には、第１エレクションに覆われた位置から第２エレクションに覆われた位置までが溶接区間として設定されていてもよい。

また、本発明に係る現場溶接装置は、開先の延在方向（第１ブロック〜第ｎブロックの並ぶ方向）に交差する開先断面の位置、当該開先断面の深さ、及び当該開先断面の高さを含む開先データを取得する開先センサを更に備え、制御部は、開先センサによって、第ｉブロック（但し、ｉは１〜ｎ−１の任意の自然数）と第ｉ＋１ブロックとの境界の開先断面の開先データを取得するデータ取得処理と、開先データに基づいて、開先断面に対して割り付ける複数のパス断面を設定する第３設定処理と、を更に実行し、第３設定処理は、パス断面の各層の厚みが所定範囲内となるように、開先断面の深さに応じてパス断面の層数を算出する第１処理と、パス断面の各段の幅が所定範囲内となるように、開先断面の各層の高さに応じてパス断面の各層の段数を算出する第２処理と、第１処理の算出結果及び第２処理の算出結果を満たすように、開先断面に対して複数のパス断面を割り付ける第３処理と、を含み、第３処理では、開先断面が第１処理の算出結果で深さ方向に分割されるとともに当該開先断面の各層が第２処理の算出結果で高さ方向に分割され、得られた各分割点が溶接ツールの狙い位置に設定されてもよい。この場合、開先断面に対する複数のパス断面の割り付けを自動化によって行うことができるとともに、パス断面の割り付けを活用して溶接ツールの狙い位置を設定することが可能となる。

本発明によれば、現場溶接の自動化に伴う品質の低下を抑制可能な現場溶接装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る溶接装置を模式的に示す斜視図である。 図２は、図１のロボットを示す側面図である。 図３は、制御部の機能的な構成を示すブロック図である。 図４は、制御部の処理内容を説明するための図であり、図４（ａ）は、溶接区間の平面図、図４（ｂ）は、開先断面図の一例を示す図である。 図５（ａ）は、動作パターンを説明するための概略平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の一部を拡大して示す図である。 図６は、現場溶接処理の手順を示すフローチャートである。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、センシング位置を説明するための溶接区間の平面図である。 図８は、バス割付処理の手順を示すフローチャートである。 図９は、バス割付処理を説明するための開先の断面図である。 図１０は、ロボット溶接処理の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して一実施形態について説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

［溶接装置］
図１〜図２を参照しながら溶接装置１の構成について説明する。図１に示される溶接装置１が適用される溶接対象物（例えば２つの柱部品３）の外形状は、例えば角形状である。溶接対象物は、４つの側面部Ｗｓ（第１平面部、第２平面部）と４つの隅角部Ｗｃ（交差部）とを含む。４つの側面部Ｗｓのそれぞれは平坦に形成されており、４つの側面部Ｗｓのうち隣り合う２つの側面部Ｗｓ同士は、隅角部Ｗｃにおいて互いに交差（直交）している。溶接装置１は、建物の施工現場において、例えば上記溶接対象物としての柱部品３同士の溶接を行うための現場溶接装置である。

柱部品３は例えば角形の鋼管であり、複数の柱部品３が鉛直方向に重ねられ互いに溶接されることで角形の鋼管柱が構築される。溶接される柱部品３同士は、水平な端部同士を全周に亘って近接させ対向させるように配置される。この端部同士が対向する箇所が、溶接装置１により溶接される被溶接部Ｗであり、被溶接部Ｗの開先は柱部品３の全周に亘って（すなわち、すべての側面部Ｗｓに亘って）水平面内に延在している。以下では、互いに溶接される柱部品３のうち下に位置するものを柱部品３Ａ、上に位置するものを柱部品３Ｂとする。

柱部品３Ａ，３Ｂには、被溶接部Ｗの開先を跨ぐようにそれぞれエレクション（第１エレクション、第２エレクション）が設けられている。エレクションは、被溶接部Ｗの近傍において、各柱部品３Ａ，３Ｂの各側面の中央部に溶接されたエレクションピース５と、建て方治具７とを有する。柱部品３Ａに設けられたエレクションピース５と、柱部品３Ｂに設けられたエレクションピース５とが鉛直方向に並び、建て方治具７によって互いに接続されている。このようなエレクションによって柱部品３Ａと柱部品３Ｂとが仮接続されている。

溶接装置１は、２台の同型のロボット９と、ロボット９を柱部品３の周囲で移動させるためのレール１１と、ロボット９の動作及び移動を制御する制御部１３と、を備えている。

ロボット９は多関節ロボットであり、例えば汎用の６軸の垂直多関節ロボットである。２台のロボット９を互いに区別する場合には、それぞれ「ロボット９Ａ」、「ロボット９Ｂ」と呼ぶ。ロボット９Ａは、被溶接部Ｗの開先形状（例えば、開先の断面形状）をセンシングするための開先センサ１５（例えば、レーザーセンサ）をエンドエフェクタとして備えている。ロボット９Ａは、制御部１３の制御下で動作し、開先センサ１５を被溶接部Ｗに沿って移動させ開先形状（例えば、開先の３次元座標データ）を取得する。取得された開先形状は、制御部１３で一時的に記憶される。ロボット９Ｂは、被溶接部Ｗを溶接するための溶接ツール１７（例えば、アーク溶接用の溶接トーチ）をエンドエフェクタとして備えている。ロボット９Ｂ（溶接ロボット）は、制御部１３の制御下で動作し、溶接ツール１７を被溶接部Ｗに沿って移動させ被溶接部Ｗを溶接する。

レール１１は、被溶接部Ｗよりもやや低い位置で柱部品３の周囲を取り囲むように円環状に延びており、柱部品３Ａの外周面に固定され支持されている。レール１１は、平面視で柱部品３の材軸を中心とする円環をなしている。レール１１には、当該レール１１上をスライド可能でそれぞれ別々に走行可能な２つのキャリッジ１９が設置されている。各ロボット９は、それぞれキャリッジ１９に取付けられることで、レール１１に沿って柱部品３の周囲を別々に走行可能である。

キャリッジ１９の取付座面２１は鉛直面に対して傾斜している。また、取付座面２１は、キャリッジ１９のスライド方向に対して平行である。この取付座面２１に取付けられたロボット９の第１軸２３（旋回軸）は、取付座面２１に直交し、鉛直方向及び水平面の両方に対して傾斜している。すなわち第１軸２３は鉛直軸でもなく水平軸でもない。この構成によれば、水平に延びる被溶接部Ｗに沿って移動する開先センサ１５や溶接ツール１７の移動範囲を、ロボット９の可動域の中で好適な可動範囲に合せることが容易になる。すなわち、例えばロボット９がアームの可動限界の付近で動作するといった状態を回避し易くなる。

更に溶接装置１は、レール１１を搭載した状態で例えば水平な床面上を走行移動可能な台車２７を備えている。台車２７により、２台のロボット９Ａ，９Ｂが設置された状態のレール１１が、水平に搬送されて柱部品３の周囲に設置される。また、台車２７とレール１１とは切離しが可能であり、ロボット９Ａによるセンシングやロボット９Ｂによる溶接が実行されるときには、レール１１は、台車２７から絶縁されて柱部品３Ａに固定される。これにより、ロボット９Ａのセンシング精度やロボット９Ｂの溶接精度に対して床面の振動が及ぼす影響を低減することができる。

［現場溶接方法］
溶接装置１を用いた被溶接部Ｗの溶接方法は、次に説明するセンシング工程と溶接工程とを備えている。

（センシング工程）
制御部１３は、ロボット９Ａをレール１１上の適切な位置に移動させる。そして制御部１３は、ロボット９Ａを動作させ、開先センサ１５を溶接区間の被溶接部Ｗに沿って移動させて、開先形状を取得する。制御部１３は、上記のように取得された開先形状を一時的に記憶する。なお、このセンシング工程は、キャリッジ１９がレール１１上で停止し、ロボット９Ａの位置がレール１１上で停止した状態で実行されることが好ましい。これにより、キャリッジ１９の動作精度がセンシング精度に及ぼす影響を低減することができる。

（溶接工程）
続いて、制御部１３は、ロボット９Ｂをレール１１上の適切な位置に移動させる。そして制御部１３は、ロボット９Ｂを動作させ、溶接ツール１７を上記溶接区間の被溶接部Ｗに沿って移動させて、被溶接部Ｗを溶接する。このとき、制御部１３は、センシング工程で取得され記憶された開先形状に基づいて、開先形状に適した溶接を実行する。例えば、制御部１３は、記憶された開先形状に基づいて、被溶接部Ｗの断面内における溶接ツール１７の移動軌跡、溶接ツール１７の移動速度、溶接ツール１７の姿勢等を所定のアルゴリズムで計画し、この計画に従って溶接ツール１７を移動させる。なお、この溶接工程は、キャリッジ１９がレール１１上で停止し、ロボット９Ｂの位置がレール１１上で停止した状態で実行されることが好ましい。これにより、キャリッジ１９の動作精度が溶接精度に及ぼす影響を低減することができる。

上記の溶接方法は、被溶接部Ｗのうち、１つのエレクションの建て方治具７に覆われた位置から隣接するエレクションの建て方治具７に覆われた位置までを対象の溶接区間とする。本実施形態では、被溶接部Ｗのうちの４分の１の開先に１つの溶接区間が設定されている。そして、この溶接方法が溶接区間ごとに繰り返されて被溶接部Ｗの開先の全周分の溶接が完了する。１つの溶接区間のセンシング工程と、他の溶接区間の溶接工程と、が並行して実行されてもよい。

またここでは、ロボット９Ｂとして垂直多関節ロボットが採用されるので、ロボット９Ｂは、溶接ツール１７を複雑に動作させることが可能であり、建て方治具７と被溶接部Ｗとの隙間に溶接ツール１７の先端を挿入することができる。従って、この溶接装置１によれば、建て方治具７の内側部分の溶接も建て方治具７が存在する状態で行われ、被溶接部Ｗの全周分の溶接が完了した後に建て方治具７及びエレクションピース５を除去するといった運用が可能である。

［制御部］
続いて、制御部１３と、制御部１３が溶接区間の溶接作業で実行する制御について更に詳細に説明する。

（制御部の構成）
図３は、制御部の機能的な構成を示すブロック図である。図４は、制御部の処理内容を説明するための図である。図３に示されるように、制御部１３は、機能的な構成（以下、「機能モジュール」という。）として、記憶部３１と、センシング制御部３２と、エリア割付部３３と、パス割付部３４と、動作パターン設定部３５と、速度パターン設定部３６と、溶接制御部３７と、を有する。これらの機能モジュールは、制御部１３の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、制御部１３を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものであってもよく、専用の電気回路（例えば論理回路）、又は、これを集積した集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）により実現されるものであってもよい。

センシング制御部３２は、ロボット９Ａを制御する。具体的には、センシング制御部３２は、ロボット９Ａを移動させる処理と、ロボット９Ａを動作させる処理と、開先センサ１５によってセンシングする処理とを実行する。ロボット９Ａを移動させる処理において、センシング制御部３２は、レール１１上における隅角部Ｗｃに対向する位置までロボット９Ａを移動させる。ロボット９Ａを動作させる処理において、センシング制御部３２は、複数のセンシング位置のいずれかに開先センサ１５を配置するようにロボット９Ａを動作させる。複数のセンシング位置は、初期センシング位置とエリア割付部３３によって設定された複数の開先センシング位置とを含む。初期センシング位置は、例えば隅角部Ｗｃに対向する位置である。

センシングする処理において、センシング制御部３２は、柱部品３Ａ，３Ｂのうち対象の溶接区間の全域を含む部分の形状（例えば、溶接区間の周辺環境の３次元座標データ）を取得することと、複数の開先形状を取得することとを含む。例えばセンシング制御部３２は、開先形状として、開先の延在方向に交差（直交）する開先断面の深さ及び高さと、当該開先断面の溶接区間における相対位置とを対応付けたデータ（開先データ；例えば、開先断面の３次元座標データ）を取得する（データ取得処理）。

図４（ａ）は、溶接区間の平面図である。図４（ａ）に示されるように、センシング制御部３２は、柱部品３Ａ，３Ｂのうち対象の溶接区間の全域を含む部分の形状に基づいて隅角部Ｗｃを原点Ｏに設定するとともに、原点Ｏから一方の側面部Ｗｓに沿って水平に延びるＸ軸、及び原点Ｏから他方の側面部Ｗｓに沿って水平に延びるＹ軸、原点Ｏから上方に沿って延びるＺ軸によって規定される直交座標系Ｓを設定し、当該直交座標系Ｓに基づいて各開先形状を取得してもよい。センシング制御部３２は、取得した各形状を記憶部３１に保存する。

エリア割付部３３は、対象の溶接区間にゾーンＺ１（第１ゾーン）〜ゾーンＺｍ（第ｍゾーン）（但し、ｍは２以上の自然数）を割り付ける処理と、当該溶接区間にブロックＢ１（第１ブロック）〜ブロックＢｎ（第ｎブロック）（但し、ｎは２以上の自然数）を割り付ける処理と、を実行する。本実施形態においては、ｍは５であり、ｎは７である。ただし、ｍ及びｎはこれに限定されず、適宜変更してよい。

エリア割付部３３は、柱部品３Ａ，３Ｂのうち対象の溶接区間の全域を含む部分の形状に基づいて、柱部品３Ａ，３Ｂにおける部位の種類に応じたゾーンＺ１〜Ｚ５を当該溶接区間に割り付ける。本実施形態において、ゾーンＺ１は、溶接区間の上流側の端部にエレクションが設けられた部位に割り当てられる。ゾーンＺ１の上流側の端部は、建て方治具７で覆われている。ゾーンＺ２は、平坦な部位であって、隅角部Ｗｃに対して溶接区間の上流側に位置する部位に割り当てられる。ゾーンＺ３は、隅角部Ｗｃを含む部位に割り当てられる。ゾーンＺ４は、平坦な部位であって、隅角部Ｗｃに対して溶接区間の下流側に位置する部位に割り当てられる。ゾーンＺ５は、溶接区間の下流側の端部にエレクションが設けられた部位に割り当てられる。ゾーンＺ５の下流側の端部は、建て方治具７で覆われている。エリア割付部３３は、設定した各ゾーンの割り付け（以下、「ゾーン割」という。）を記憶部３１に保存する。

また、エリア割付部３３は、被溶接部Ｗの開先の延在方向に沿って順に並ぶブロックＢ１〜Ｂ７を当該溶接区間に割り付ける。本実施形態において、ブロックＢ１は、ゾーンＺ１が割り当てられた区間に割り当てられる。ブロックＢ２，Ｂ３は、ゾーンＺ２が割り当てられた区間にこの順で割り当てられる。ブロックＢ４は、ゾーンＺ３が割り当てられた区間に割り当てられる。ブロックＢ５，Ｂ６は、ゾーンＺ５が割り当てられた区間にこの順で割り当てられる。ブロックＢ７は、ゾーンＺ５が割り当てられた区間に割り当てられる。エリア割付部３３は、ブロックＢ１〜Ｂｎを割り付ける処理において設定した各ブロックの割り付け（以下、「ブロック割」という。）を記憶部３１に保存する。

また、エリア割付部３３は、ブロックＢｉ（第ｉブロック）（但し、ｉは１〜ｎ−１の任意の自然数）とブロックＢｉ＋１（第ｉ＋１ブロック）との境界をセンシング対象の開先断面として設定する。本実施形態では、エリア割付部３３は、ブロック同士の境界のすべてをセンシング対象の開先断面として設定し、各開先断面に対向する位置を開先センシング位置として設定する。ここでは、ゾーン同士の境界は、ブロック同士の境界に一致している。ただし、ゾーン同士の境界は、ブロック同士の境界に一致していなくてもよい。ブロックＢ１〜Ｂｎは、ゾーン同士の境界を跨ぐように割り当てられたブロックを含んでいてもよい。例えば、ブロック同士の境界の間隔が一定となるようにブロックＢ１〜Ｂｎが割り付けられていてもよい。エリア割付部３３は、設定した各センシング位置をセンシング制御部３２に送信する。

パス割付部３４は、溶接区間を溶接する際の複数の溶接パスをブロックＢｋ（第ｋブロック）（但し、ｋは１〜ｎの自然数）に対して割り付ける。本実施形態において、パス割付部３４は、ブロックＢ１〜Ｂ７に対して同数の溶接パスをそれぞれ割り付ける。対象の溶接区間は、その全域に亘って共通の溶接パス数で溶接される。なお、「溶接パス」とは、開先の延在方向に沿って行う１回の溶接操作（設計上の区画）をいう。溶接パスは、開先の延在方向に沿って延在する。１つの溶接パスによって１つの溶接ビードが形成され、パス割付部３４が設定した複数の溶接パスによって複数の溶接ビードが形成されることにより、被溶接部Ｗが溶接される。

図４（ｂ）は、開先断面図の一例（図４（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿った開先断面図）を示す図である。パス割付部３４は、ブロックＢ１〜Ｂ７のそれぞれの複数の開先断面に対し、溶接パスの延在方向に交差（直交）する各パス断面Ｐを割り付ける。複数のパス断面Ｐの割り付け（以下、「パス割」という。）が行われる対象の複数の開先断面は、ブロックＢ１〜Ｂ７のそれぞれの始端の開先断面及び終端の開先断面を含む。ブロックＢ１〜Ｂ６の終端の開先断面、及びブロックＢ２〜Ｂ７の始端の開先断面は、エリア割付部３３が設定したセンシング対象の開先断面（すなわち、ブロック同士の各境界）である。パス割付部３４は、対象の開先断面の開先データを記憶部３１から取得する。ブロックＢ１の始端の開先断面及びブロックＢ７の終端の開先断面の各開先データとしては、近傍の開先断面の開先データを用いて設定された開先データが代用されてもよい。

パス割付部３４は、記憶部３１に保存された開先データに基づいて、各開先断面に対して割り付ける複数のパス断面Ｐを設定する処理を実行する（第３設定処理）。複数のパス断面Ｐを設定する処理は、パス断面Ｐの層数（開先の深さ方向の積層数）を算出する第１処理と、パス断面Ｐの段数（開先の高さ方向の積層数）を算出する第２処理と、第１処理の算出結果及び第２処理の算出結果を満たすように、開先断面に対して複数のパス断面を割り付ける第３処理と、を含む。

第１処理において、パス断面Ｐの層数は、各層の厚み（例えば、各層の下端部の厚みＤ１）が所定範囲内（例えば、９ｍｍ未満）となるように、開先断面の深さ（例えば、各層の下端部の深さＤ２）に応じて算出される。厚みＤ１の範囲は、例えば４．５ｍｍ以上９ｍｍ未満に設定されてもよい。パス断面Ｐの段数は、層ごとに算出される。第２処理において、パス断面Ｐの各層（図４（ｂ）の例では、開先の奥から２層目）の段数は、各段の幅（例えば各段の最深部の上下方向の幅Ｄ３）が所定範囲内（例えば、９ｍｍ未満）となるように、開先断面の各層の高さ（例えば各層の最深部の高さＤ４）に応じて算出される。幅Ｄ３の範囲は、例えば４．５ｍｍ以上９ｍｍ未満に設定されてもよい。第３処理において、算出された層数及び段数によって開先断面を分割（例えば均等割）してパス割を行う。パス割付部３４は、分割によって得られた各分割点を、溶接ツール１７の狙い位置Ｋに設定してもよい。また、パス割付部３４は、溶接ツール１７からの溶加材（例えば、溶接用ワイヤ）の突き出し長さ（例えば５ｍｍ）だけ狙い位置Ｋよりも奥の位置を、補正狙い位置として更に設定してもよい。

パス割付部３４は、各開先断面に対して設定した複数のパス割及び複数の狙い位置Ｋを記憶部３１に保存する。パス割付部３４は、すべての開先断面のパス断面Ｐ数（ここでは、層数及び各層の段数）が共通していない場合には、すべての開先断面のパス断面Ｐ数が共通するように調整する調整処理を実行してもよい。パス割付部３４は、パス断面Ｐ数が最も多い開先断面に合わせて、すべての開先断面のパス断面Ｐ数を共通させてもよいし、パス断面Ｐ数が最も少ない開先断面に合わせて、すべての開先断面のパス断面Ｐ数を共通させてもよい。また、パス割付部３４は、調整処理においてパス断面Ｐ数を変更すべき開先断面に対して、パス割を再設定する再設定処理を行ってもよい。

動作パターン設定部３５は、ゾーンＺｊ（第ｊゾーン）（但し、ｊは１〜ｍの自然数）の柱部品３Ａ，３Ｂにおける部位の種類に関する情報を取得する処理（種類取得処理）を、それぞれｊ＝１〜ｍ（本実施形態では、ｊ＝１〜５）について実行する。具体的には、動作パターン設定部３５は、対象の溶接区間のゾーン割と、柱部品３Ａ，３ＢにおけるゾーンＺ１〜Ｚ５が割り当てられた部位の種類とを記憶部３１からそれぞれ取得する。

本実施形態において、ゾーンＺ１は、柱部品３Ａ，３Ｂのうち溶接区間の上流側の端部にエレクションが設けられた部位に割り当てられている。ゾーンＺ２は、柱部品３Ａ，３Ｂのうち平坦な部位であって、隅角部Ｗｃに対して溶接区間の上流側に位置する部位に割り当てられている。ゾーンＺ３は、柱部品３Ａ，３Ｂのうち隅角部Ｗｃを含む部位に割り当てられている。ゾーンＺ４は、柱部品３Ａ，３Ｂのうち平坦な部位であって、隅角部Ｗｃに対して溶接区間の下流側に位置する部位に割り当てられている。ゾーンＺ５は、柱部品３Ａ，３Ｂのうち溶接区間の下流側の端部にエレクションが設けられた部位に割り当てられている。

また、動作パターン設定部３５は、ゾーンＺｊの柱部品３Ａ，３Ｂにおける部位の種類に応じて、ゾーンＺｊを溶接する際の溶接ツール１７の向きを調節する第ｊ動作パターンを設定する処理（第２設定処理）を、それぞれｊ＝１〜ｍ（本実施形態では、ｊ＝１〜５）について実行する。例えば、動作パターン設定部３５は、ゾーンＺ１〜Ｚ５を溶接する際の溶接ツール１７の先端の向きの動かし方のパターンをそれぞれ設定する。各動作パターンは、予め設定された複数の動作パターンから選択されてもよい。

図５（ａ）は、動作パターンを説明するための概略平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の一部を拡大して示す図である。本実施形態において、ゾーンＺ１を溶接する際には、上方から見て、溶接ツール１７の先端の向きが、開先の延在方向に沿うように後方に傾斜した向きから開先の延在方向に直交する向きに徐々に変化するように、第１動作パターンが設定されてもよい。ゾーンＺ２を溶接する際には、上方から見て、溶接ツール１７の先端が開先の延在方向に直交する向きで維持されるように、第２動作パターンが設定されてもよい。

ゾーンＺ３は、上述したように、隅角部Ｗｃを含む部位に割り当てられている。図５（ｂ）に示されるように、ゾーンＺ３において、被溶接部Ｗは、延在部Ｗ１，Ｗ２と角部Ｗ３とを含む。延在部Ｗ１（第１延在部）は、角部Ｗ３から第１方向（図４（a）に示すＸ軸方向）に沿って延在する部分である。延在部Ｗ２（第２延在部）は、角部Ｗ３から第２方向（図４（a）に示すＹ軸方向）に沿って延在する部分である。以下では、角部Ｗ３は、特に、被溶接部Ｗのうち延在部Ｗ１の延在方向と延在部Ｗ２の延在方向とが為す角を二等分する直線Ｌｃに沿う部分をいう。

ゾーンＺ３を溶接する際には、被溶接部Ｗの延在方向（すなわち、開先の延在方向）に沿って、延在部Ｗ１、角部Ｗ３、及び延在部Ｗ２の順に溶接ツール１７を移動させつつ、第１状態、第２状態及び第３状態との間で溶接ツール１７の向きを順に変化させるように、第３動作パターンが設定されてもよい。

第１状態は、図５（ｂ）に二点鎖線Ｔ１で示されるように、溶接ツール１７の先端が延在部Ｗ１の延在方向に交差する向きである。第１状態において、溶接ツール１７の姿勢は、延在部Ｗ１を溶接するのに適した状態となっている。上方から見て、第１状態の溶接ツール１７の先端は、延在部Ｗ１の開先の延在方向に直交する向きに維持されている。

第２状態は、図５（ｂ）に実線Ｔ２で示されるように、溶接ツール１７の先端が角部Ｗ３の開先に正対する向きである。第２状態において、溶接ツール１７の姿勢は、直線Ｌｃに溶接ツール１７の先端が沿う状態となっている。上方から見て、第２状態の溶接ツール１７の先端は、第１状態から４５°傾斜した向き（第３状態から４５°傾斜した向き）に維持されている。

第３状態は、図５（ｂ）に二点鎖線Ｔ３で示されるように、溶接ツール１７の先端が延在部Ｗ２の延在方向に交差する向きである。第３状態において、溶接ツール１７の姿勢は、延在部Ｗ２を溶接するのに適した状態となっている。上方から見て、第３状態の溶接ツール１７の先端は、延在部Ｗ２の開先の延在方向に直交する向きに対して前方に僅かに傾斜する向きで維持されている。

第３動作パターンにおいては、延在部Ｗ１に沿って移動する溶接ツール１７が角部Ｗ３と距離Ｌ１（第１距離）だけ離れた位置から角部Ｗ３に到達するまでの間に、溶接ツール１７の向きが第１状態から第２状態に徐々に変更される。距離Ｌ１は、例えば５ｍｍ程度である。また、溶接ツール１７の向きが第１状態から第２状態に変更された後、所定時間（例えば０．３秒）だけ溶接ツール１７の移動が停止される。そして、所定時間経過後、延在部Ｗ２に沿って移動する溶接ツール１７が角部Ｗ３から角部Ｗ３と距離Ｌ２（第２距離）だけ離れた位置まで遠ざかる間に、溶接ツール１７の向きが第２状態から第３状態に徐々に変更される。距離Ｌ２は、例えば１０ｍｍ程度である。

なお、ゾーンＺ３のうち角部Ｗ３と距離Ｌ１だけ離れた位置よりも上流側では、溶接ツール１７の姿勢は第１状態で固定されている。また、ゾーンＺ３のうち、角部Ｗ３と距離Ｌ２だけ離れた位置よりも下流側では、溶接ツール１７の姿勢は第３状態で固定されている。

更に、第３動作パターンは、後退パターン（停止処理）及び前進パターン（前進処理）を含んでいてもよい。後退パターンは、延在部Ｗ１に沿って移動する溶接ツール１７が角部Ｗ３と距離Ｌ３（第３距離）だけ離れた位置から角部Ｗ３に到達するまでの間に、被溶接部Ｗの開先から遠ざかる向きに溶接ツール１７を後退させるように設定されている。距離Ｌ３は、例えば距離Ｌ１と同じである。ただし、距離Ｌ３は、距離Ｌ１と異なっていてもよい。前進パターンは、延在部Ｗ２に沿って移動する溶接ツール１７が角部Ｗ３から角部Ｗ３と距離Ｌ４（第４距離）だけ離れた位置まで遠ざかる間に、後退パターンにおいて後退した分だけ溶接ツール１７を前進させるように設定されている。距離Ｌ４は、例えば距離Ｌ２と同じである。ただし、距離Ｌ４は、距離Ｌ２と異なっていてもよい。後退パターンにおいて、溶接ツール１７が被溶接部Ｗの開先から遠ざかる距離Ｌ５は、例えば３ｍｍ程度である。

ゾーンＺ４を溶接する際には、上方から見て、溶接ツール１７の先端が、開先の延在方向に直交する向きに対して前方に僅かに傾斜する向きで維持されるように、第４動作パターンが設定されてもよい。あるいは、上方から見て、溶接ツール１７の先端が開先の延在方向に直交する向きで維持されるように、第４動作パターンが設定されてもよい。ゾーンＺ５を溶接する際には、上方から見て、溶接ツール１７の先端の向きが、ゾーンＺ４で設定された向きから開先の延在方向に沿うように前方に傾斜した向きに徐々に変化するように、第５動作パターンが設定されてもよい。

また、動作パターン設定部３５は、第１回目の溶接パス（図４（ｂ）のパス断面Ｐ１の溶接操作）においては、ゾーンＺ１〜Ｚ５の少なくとも一部をウィービング溶接する（すなわち、溶接ツール１７を上下に揺動させる）ように、各動作パターンを設定してもよい。また、動作パターン設定部３５は、上方の溶接パス（図４（ｂ）の各パス断面ＰＵの溶接操作）においては、ゾーンＺ１〜Ｚ５の少なくとも一部において、溶接ツール１７が斜め上方を向くように、各動作パターンを設定してもよい。

速度パターン設定部３６は、ブロックＢｋ（第ｋブロック）（但し、ｋは１〜ｎの自然数）を溶接する際の溶接パスの延在方向に交差するパス断面Ｐの面積に関する情報を記憶部３１から取得する処理（面積取得処理）を、それぞれｋ＝１〜ｎ（本実施形態では、ｋ＝１〜７）について実行する。例えば、速度パターン設定部３６は、対象の溶接区間のブロック割と、各ブロック同士の境界の各開先断面のパス割とを記憶部３１からそれぞれ取得する。速度パターン設定部３６は、ブロックＢ１の始端の開先断面のパス割及びブロックＢ７の終端の開先断面のパス割を併せて取得してもよい。

また、速度パターン設定部３６は、ブロックＢｋを溶接する際の溶接ツール１７の移動速度のパターンである第ｋ速度パターンを設定する処理（第１設定処理）を、それぞれｋ＝１〜ｎ（本実施形態では、ｋ＝１〜７）について実行する。具体的に、速度パターン設定部３６は、ブロックＢ１〜Ｂ７を溶接する際にロボット９Ｂの溶接ツール１７を移動させる速度の調整の仕方のパターンである第１速度パターン〜第７速度パターンをそれぞれ設定する。速度パターン設定部３６は、溶接パスごとに第１速度パターン〜第７速度パターンをそれぞれ設定してもよいし、すべての溶接パスで共通の第１速度パターン〜第７速度パターンをそれぞれ設定してもよい。

速度パターン設定部３６は、ブロックＢｋにおける溶接ツール１７の移動速度の平均値と、ブロックＢｋにおけるパス断面Ｐの面積の平均値とが負の相関関係を有するように、第１速度パターン〜第７速度パターンを設定する。例えば、第１速度パターン〜第７速度パターンは、ブロックＢ１〜Ｂ７のすべての間で、溶接ツール１７の移動速度の平均値とパス断面Ｐの面積の平均値との積が一定となるように設定される。なお、本実施形態において、速度パターン設定部３６は、ブロックＢ１〜Ｂ７のすべてにおいて、各ブロックの境界のパス断面Ｐの面積に応じて、第１速度パターン〜第７速度パターンをそれぞれ設定する。

一例として、パス割付部３４が設定したブロックＢ１，Ｂ２の境界のパス断面Ｐの面積（以下、「第１面積」という。）が、ブロックＢ２，Ｂ３の境界のパス断面Ｐの面積（以下、「第２面積」という。）よりも大きく、ブロックＢ３，Ｂ４の境界のパス断面Ｐの面積（以下、「第３面積」という。）よりも小さい場合について説明する。このとき、ブロックＢ２におけるパス断面Ｐの面積の平均値（ここでは、第１面積と第２面積との平均値）は、ブロックＢ３におけるパス断面Ｐの面積の平均値（ここでは、第２面積と第３面積との平均値）よりも小さい。したがって、速度パターン設定部３６は、ブロックＢ２における溶接ツール１７の移動速度の平均値が、ブロックＢ３における溶接ツール１７の移動速度の平均値よりも大きくなるように、第２速度パターン（ブロックＢ２を溶接する際の溶接ツール１７の移動速度のパターン）及び第３速度パターン（ブロックＢ２を溶接する際の溶接ツール１７の移動速度のパターン）をそれぞれ設定する。

速度パターン設定部３６は、第２速度パターンとして、第１面積の溶接に適した速度と、第２面積の溶接に適した速度との平均値である一定速度を設定してもよい。あるいは、速度パターン設定部３６は、第２速度パターンとして、第１面積の溶接に適した速度から第２面積の溶接に適した速度に徐々に変化するように（ここでは大きくなるように）設定してもよい。このとき、第２速度パターンは、連続的に変化するように設定されてもよいし、段階的に変化するように設定されてもよい。第１，第３〜第７速度パターンも同様に設定されてよい。

速度パターン設定部３６は、各速度パターンを設定する際に用いるパス断面Ｐの面積の溶接に適した速度を、溶加材の供給速度（単位時間当たりの溶加材の供給量）を当該面積で除して求めてもよい。あるいは、速度パターン設定部３６は、対象の面積の溶接に適した速度を、溶加材の供給速度を当該面積で除した値に対して補正値を乗じて求めてもよい。補正値としては、例えば溶接時のスパッタによる影響を考慮した補正値、溶加材の単位重量の差に応じた補正値等が挙げられる。溶接時のスパッタによる影響を考慮した補正値は、例えば０．９５程度である。補正値は、事前に実験によって定められてもよい。

溶接制御部３７は、ロボット９Ｂを制御する。具体的には、溶接制御部３７は、ロボット９Ｂを移動させる処理と、ロボット９Ｂを動作させる処理と、溶接ツール１７による溶接状態を調節する処理とを実行する。ロボット９Ｂを移動させる処理において、溶接制御部３７は、レール１１上における隅角部Ｗｃに対向する位置までロボット９Ｂを移動させる。ロボット９Ｂを動作させる処理において、溶接制御部３７は、動作パターン設定部３５が設定した第ｊ動作パターンに従って溶接ツール１７の向きを調節しながら第ｊゾーンの溶接を行い、速度パターン設定部３６が設定した第ｋ速度パターンに従って溶接ツール１７が移動しながら第ｋブロックの溶接を行うように、ロボット９Ｂを制御する処理（ロボット制御処理）を、それぞれｋ＝１〜ｎ，ｊ＝１〜ｍについて実行する。

また、溶接状態を調節する処理において、溶接制御部３７は、溶接パスごとの溶接電流値や溶加材の供給速度等を調節する。溶接制御部３７は、各パス断面Ｐの位置（例えば、開先の奥から何層目であるか）と溶接条件（例えば、溶接電流値及び溶加材の供給速度）とが予め対応付けられたテーブルを参照して溶接状態を調節してもよい。

また、溶接状態を調節する処理として、溶接制御部３７は、ゾーンＺ３においては、溶接ツール１７が延在部Ｗ１、角部Ｗ３、及び延在部Ｗ２の順に移動する間、溶接ツール１７に連続的にアーク放電を発生させるようにロボット９Ｂを制御してもよい。本実施形態において、溶接制御部３７は、ブロックＢ１〜Ｂ７（ゾーンＺ１〜Ｚ３）に亘って溶接ツール１７が移動する間、溶接ツール１７に連続的にアーク放電を発生させるようにロボット９Ｂを制御する。

制御部１３のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。本実施形態では、溶接装置１は、一つのコントローラ１００を備えている。制御部１３が複数のコンピュータで構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータによって実現されていてもよいし、２つ以上のコンピュータの組み合わせによって実現されていてもよい。

（現場溶接処理）
次に、制御部１３による現場溶接処理の概要について説明する。図６は、現場溶接処理の手順を示すフローチャートである。図６に示されるように、制御部１３は、まず、ステップＳ０１を実行する。ステップＳ０１では、センシング制御部３２が、センシングを行うようにロボット９Ａを制御する。具体的に、センシング制御部３２は、ロボット９Ａを移動させる処理と、ロボット９Ａを動作させる処理と、開先センサ１５によってセンシングする処理とを実行する。

センシング制御部３２は、まず、レール１１上における隅角部Ｗｃに対向する位置までロボット９Ａを移動させる。次に、図７（ａ）に示されるように、センシング制御部３２は、初期センシング位置に開先センサ１５を配置するようにロボット９Ａを動作させる。その状態で、センシング制御部３２は、開先センサ１５によってセンシングするようにロボット９Ａを制御して、柱部品３Ａ，３Ｂのうち対象の溶接区間の全域を含む部分の形状を取得する。

次に、制御部１３は、ステップＳ０２を実行する。ステップＳ０２では、エリア割付部３３が、ステップＳ０１におけるセンシング結果に基づいて、対象の溶接区間にゾーンＺ１〜Ｚ５を割り付ける処理と、当該溶接区間にブロックＢ１〜Ｂ７を割り付ける処理と、を実行する（図４（ａ）参照）。また、エリア割付部３３は、ブロック同士の境界のすべてをセンシング対象の開先断面として設定し、各開先断面に対向する位置を開先センシング位置として設定する。

次に、制御部１３は、ステップＳ０３を実行する。ステップＳ０３では、センシング制御部３２が、ロボット９Ａを動作させる処理と、開先センサ１５によってセンシングする処理とを実行する。図７（ｂ）に示されるように、センシング制御部３２は、エリア割付部３３によって設定された開先センシング位置に開先センサ１５を配置するようにロボット９Ａを動作させる。その状態で、センシング制御部３２は、開先センサ１５によってセンシングするようにロボット９Ａを制御して、開先データを取得する。センシング制御部３２は、この処理をエリア割付部３３によって設定されたすべての開先センシング位置において実行し、センシング対象の開先断面として設定されたすべての開先データを取得する。

次に、制御部１３は、ステップＳ０４，Ｓ０５を順に実行する。ステップＳ０４においては、パス割付部３４が、溶接区間を溶接する際の複数の溶接パスをブロックＢ１〜Ｂ７に対してそれぞれ割り付ける。ステップＳ０５では、制御部１３が、溶接区間の溶接を行うようにロボット９Ｂを制御する。具体的に、制御部１３は、動作パターン設定部３５がゾーンＺ１〜Ｚ５を溶接する際の溶接ツール１７の先端の向きの動かし方のパターンをそれぞれ設定する処理と、速度パターン設定部３６がブロックＢ１〜Ｂ７を溶接する際にロボット９Ｂの溶接ツール１７を移動させる速度の調整の仕方のパターンをそれぞれ設定する処理と、溶接制御部３７が、対象の溶接区間を溶接するようにロボット９Ｂを制御する処理と、をそれぞれ実行する。ステップＳ０４，Ｓ０５の具体的な処理内容については、以下で詳細に説明する。

（パス割付処理）
ステップＳ０４の具体的な処理内容の一例について説明する。図８は、バス割付処理の手順を示すフローチャートである。図９は、バス割付処理を説明するための開先の断面図である。図８に示されるように、制御部１３は、まず、ステップＳ４１を実行する。ステップＳ４１では、パス割付部３４が、記憶部３１から各開先データを取得し、パス割が設定されていない開先断面を、今回パス割を行う開先断面として特定する。パス割付部３４は、溶接区間の上流の開先断面から下流の開先断面に向けて順にパス割を行ってもよいし、特殊な開先断面（例えば、面積が最大である開先断面又は面積が最小である開先断面等）に対するパス割を先に行ってもよい。

次に、制御部１３は、ステップＳ４２を実行する。ステップＳ４２では、パス割付部３４が、特定した開先断面に対してパス断面Ｐの層数を算出する第１処理を実行する。図９（ａ）に示されるように、パス割付部３４は、各層の厚みＤ１が所定範囲内となるように、開先断面の深さＤ２に応じてパス断面Ｐの層数を算出する。

次に、制御部１３は、ステップＳ４３を実行する。ステップＳ４３では、パス割付部３４が、特定した開先断面に対してパス断面Ｐの段数を算出する第２処理を実行する。図９（ｂ）に示されるように、パス割付部３４は、パス断面Ｐの段数を層ごとに算出する。パス割付部３４は、各段の幅Ｄ３が所定範囲内となるように、開先断面の各層の高さＤ４に応じてパス断面Ｐの各層（図９（ｂ）の例では、開先の奥から２層目）の段数を算出する。

次に、制御部１３は、ステップＳ４４を実行する。ステップＳ４４では、パス割付部３４が、第１処理の算出結果及び第２処理の算出結果を満たすように、特定した開先断面に対して複数のパス断面を割り付ける第３処理を実行する。パス割付部３４は、算出された層数及び各段数によって開先断面を分割（例えば均等割）してパス割を行う（図４（ｂ）参照）。また、パス割付部３４は、分割によって得られた各分割点を、溶接ツール１７の狙い位置Ｋに設定してもよい。パス割付部３４は、設定したパス割及び各狙い位置Ｋを記憶部３１に保存する。

次に、制御部１３は、ステップＳ４５を実行する。ステップＳ４５では、パス割付部３４が、パス割を行う対象のすべての開先断面に対するパス割を設定したか否かを確認する。本実施形態では、ブロックＢ１〜Ｂ７のそれぞれの始端の開先断面及び終端の各開先断面がパス割を行う対象である。パス割を行う対象のすべての開先断面のうちパス割を設定していない開先断面がある場合、制御部１３は、処理をステップＳ４１に戻す。以後、制御部１３は、パス割を行う対象のすべての開先断面に対するパス割を設定するまで、ステップＳ４１〜４４を繰り返し実行する。

パス割を行う対象のすべての開先断面に対するパス割を設定した後、制御部１３は、ステップＳ４６を実行する。ステップＳ４６では、パス割付部３４が、パス割を行ったすべての開先断面の溶接パス数（すなわち、パス断面Ｐ数）が共通しているか否かを確認する。例えば、パス割付部３４は、対象のすべての開先断面のパス断面Ｐの層数が共通しているか否か、及び、対象のすべての開先断面のパス断面Ｐの各層の段数が共通しているか否かを確認する。

ステップＳ４６において、パス割を行ったすべての開先断面の溶接パス数が共通していないと判断した場合、制御部１３は、ステップＳ４７を実行する。ステップＳ４７では、パス割付部３４が、パス割を行ったすべての開先断面の溶接パス数が共通するように各パス割を調整する。

本実施形態では、すべての開先断面のパス断面Ｐの層数が共通するとともにすべての開先断面のパス断面Ｐの各層の段数が共通するように各パス割りが調整される。例えば、パス割付部３４は、パス断面Ｐの層数が最も多い開先断面に合わせて、当該開先断面のパス断面Ｐの層数によってすべての開先断面のパス断面Ｐの層数を共通させる。あるいは、パス割付部３４は、パス断面Ｐの層数が最も少ない開先断面に合わせて、当該開先断面のパス断面Ｐの層数によってすべての開先断面のパス断面Ｐの層数を共通させる。パス断面Ｐの各層の段数についても同様に、段数が最も多い開先断面（又は段数が最も少ない開先断面）に合わせて、すべての開先断面に対して層ごとに段数を共通させる。

パス割付部３４は、上記の調整によってパス断面Ｐ数を変更すべき開先断面に対して、パス割及び各狙い位置Ｋを再設定する。例えば、パス割付部３４は、共通のパス断面Ｐ数の層数及び各段数によって開先断面を分割（例えば均等割）してパス割を行う。パス割付部３４は、記憶部３１のパス割及び各狙い位置Ｋを更新する。

以上により、制御部１３は、パス割付処理用の制御を完了する。なお、ステップＳ４６において、パス割を行ったすべての開先断面の溶接パス数が共通していると判断した場合、制御部１３は、ステップＳ４６を省略してパス割付処理用の制御を完了する。

（ロボット溶接処理）
続いて、上記ステップＳ０５の具体的な処理内容について説明する。図１０は、ロボット溶接処理の手順を示すフローチャートである。なお、図１０では、１回の溶接パスによるロボット溶接処理の手順を示している。１回の溶接パスは、ステップＳ０６でパス割を行ったすべての開先断面の同じ位置のパス断面Ｐ（ここでは、同じ層の同じ段のパス断面Ｐ）を通過して、対象の溶接区間の全域に亘って延在する。本実施形態において、すべての溶接パス（パス断面Ｐ数分の溶接パス）によるロボット溶接処理は、レール１１上における隅角部Ｗｃに対向する位置にロボット９Ｂが停止した状態で実行される。

図１０に示されるように、制御部１３は、まず、ステップＳ５１を実行する。ステップＳ５１では、動作パターン設定部３５及び速度パターン設定部３６が、対象のエリア（ここでは、ゾーンＺｊのブロックＢｋ）を確認する。具体的に、動作パターン設定部３５は、対象の溶接区間のゾーン割及びブロック割に基づき、対象のエリアのゾーンＺｊがゾーンＺ１〜Ｚ５のうちのいずれであるかを確認する。また、速度パターン設定部３６は、対象のエリアのブロックＢｋがブロックＢ１〜Ｂ７のうちのいずれであるかを確認する。

次に、制御部１３は、ステップＳ５２を実行する。ステップＳ５２では、動作パターン設定部３５が、柱部品３Ａ，３ＢにおけるゾーンＺｊが割り当てられた部位の種類を記憶部３１から取得する。柱部品３Ａ，３ＢにおけるゾーンＺｊが割り当てられた部位の種類は、溶接区間の上流側の端部にエレクションが設けられた部位（ｊ＝１の場合）と、平坦な部位であって、隅角部Ｗｃに対して溶接区間の上流側に位置する部位（ｊ＝２の場合）と、隅角部Ｗｃを含む部位（ｊ＝３の場合）と、平坦な部位であって、隅角部Ｗｃに対して溶接区間の下流側に位置する部位（ｊ＝４の場合）と、溶接区間の下流側の端部にエレクションが設けられた部位（ｊ＝５の場合）とを含む（図４（ａ）参照）。

次に、制御部１３は、ステップＳ５３を実行する。ステップＳ５３では、動作パターン設定部３５が、ゾーンＺｊの柱部品３Ａ，３Ｂにおける部位の種類に応じて、ゾーンＺｊを溶接する際の溶接ツール１７の向きを調節する第ｊ動作パターンを設定する。動作パターン設定部３５は、第１動作パターン〜第５動作パターンのいずれかを設定する。第１動作パターンでは、上方から見た溶接ツール１７の先端の向きは、開先の延在方向に沿うように後方に傾斜した向きから開先の延在方向に直交する向きに徐々に変化する（図５（ａ）参照）。第２動作パターンでは、溶接ツール１７の先端は、上方から見て、開先の延在方向に直交する向きで維持される。

第３動作パターンでは、図５（ｂ）に示されるように、溶接ツール１７の向きは、溶接ツール１７が延在部Ｗ１、角部Ｗ３、及び延在部Ｗ２の順に移動する間に第１状態（図５（ｂ）に二点鎖線Ｔ１で示される状態）、第２状態（図５（ｂ）に実線Ｔ２で示される状態）及び第３状態（図５（ｂ）に二点鎖線Ｔ３で示される状態）との間で徐々に変化する。具体的には、延在部Ｗ１に沿って移動する溶接ツール１７が角部Ｗ３と距離Ｌ１だけ離れた位置から角部Ｗ３に到達するまでの間に、溶接ツール１７の向きが第１状態から第２状態に徐々に変化する。また、溶接ツール１７の向きが第１状態から第２状態に変更した後、その状態で、所定時間だけ溶接ツール１７の移動が停止する。そして、所定時間経過後、延在部Ｗ２に沿って移動する溶接ツール１７が角部Ｗ３から角部Ｗ３と距離Ｌ２だけ離れた位置まで遠ざかる間に、溶接ツール１７の向きが第２状態から第３状態に徐々に変化する。

更に、第３動作パターンでは、延在部Ｗ１に沿って移動する溶接ツール１７が角部Ｗ３と距離Ｌ３だけ離れた位置から角部Ｗ３に到達するまでの間に、被溶接部Ｗの開先から遠ざかる向きに溶接ツール１７を後退させる。また、延在部Ｗ２に沿って移動する溶接ツール１７が角部Ｗ３から角部Ｗ３と距離Ｌ４だけ離れた位置まで遠ざかる間に、後退パターンにおいて後退した分だけ溶接ツール１７を前進させる。

第４動作パターンでは、溶接ツール１７の先端は、上方から見て、開先の延在方向に直交する向きに対して前方に僅かに傾斜する向きで維持される（図５（ａ）参照）。あるいは、溶接ツール１７の先端は、上方から見て、開先の延在方向に直交する向きで維持される。第５動作パターンでは、上方から見た溶接ツール１７の先端の向きは、ゾーンＺ４で設定された向きから開先の延在方向に沿うように前方に傾斜した向きに徐々に変化する（図５（ａ）参照）。

次に、制御部１３は、ステップＳ５４を実行する。ステップＳ５４では、速度パターン設定部３６が、ブロックＢｋのパス断面Ｐの面積に関する情報を記憶部３１から取得する。速度パターン設定部３６は、少なくともブロックＢｋの始端及び終端の各開先断面のパス断面Ｐの面積を取得する。速度パターン設定部３６は、ブロックＢｋの始端及び終端の各開先断面のパス割をそれぞれ取得してもよい。あるいは、速度パターン設定部３６は、各ブロック同士の境界の各開先断面のパス割と、ブロックＢ１の始端の開先断面のパス割と、ブロックＢ７の終端の開先断面のパス割とを同時に取得してもよい。

次に、制御部１３は、ステップＳ５５を実行する。ステップＳ５５では、速度パターン設定部３６が、ブロックＢｋを溶接する際の溶接ツール１７の移動速度のパターンである第ｋ速度パターンを設定する。速度パターン設定部３６は、ブロックＢｋにおける溶接ツール１７の移動速度の平均値と、ブロックＢｋにおけるパス断面Ｐの面積の平均値とが負の相関関係を有するように、第ｋ速度パターンを設定する。第ｋ速度パターンとして、ブロックＢｋの始端のパス断面Ｐの面積の溶接に適した速度と、ブロックＢｋの終端のパス断面Ｐの面積の溶接に適した速度との平均値である一定速度が設定されてもよい。あるいは、第ｋ速度パターンとして、ブロックＢｋの始端のパス断面Ｐの面積の溶接に適した速度からブロックＢｋの終端のパス断面Ｐの面積の溶接に適した速度に徐々に変化することが設定されてもよい。

次に、制御部１３は、ステップＳ５６を実行する。ステップＳ５６では、動作パターン設定部３５及び速度パターン設定部３６が、対象の溶接区間内のすべてのエリア（ここでは、ゾーンＺ１〜Ｚ５、ブロックＢ１〜Ｂ７）に対する各設定が完了したか否かを確認する。換言すると、動作パターン設定部３５が第ｊ動作パターンの設定をｊ＝１〜５について実行し、速度パターン設定部３６が第ｋ速度パターンの設定をｋ＝１〜７について実行したか否かを確認する。

設定が完了していないエリアがある場合（ここでは、速度パターン設定部３６がｋ＝１〜７の少なくとも１つについて第ｋ速度パターンの設定を実行していないと判断した場合）、制御部１３は、処理をステップＳ５１に戻す。以後、制御部１３は、対象の溶接区間内のすべてのエリアに対する各設定が完了するまで、ステップＳ５１〜Ｓ５５を繰り返し実行する。すなわち、動作パターン設定部３５は、第ｊ動作パターンの設定をｊ＝１〜５について実行し、速度パターン設定部３６は、第ｋ速度パターンの設定をｋ＝１〜７について実行する。

対象の溶接区間内のすべてのエリアに対する各設定が完了した後、制御部１３は、ステップＳ５７を実行する。ステップＳ５７では、溶接制御部３７が、対象の溶接区間を溶接するようにロボット９Ｂを制御する。具体的に、溶接制御部３７は、ロボット９Ｂを動作させる処理と、溶接ツール１７による溶接状態を調節する処理とを実行する。ロボット９Ｂを動作させる処理において、溶接制御部３７は、動作パターン設定部３５が設定した第ｊ動作パターンに従って溶接ツール１７の向きを調節しながら速度パターン設定部３６が設定した第ｋ速度パターンに従って溶接ツール１７が移動するように、ロボット９Ｂを制御する処理を、それぞれｋ＝１〜７，ｊ＝１〜５について実行する。また、溶接状態を調節する処理において、溶接制御部３７は、溶接電流値や溶加材の供給速度等を調節する。また、溶接制御部３７は、ブロックＢ１〜Ｂ７（ゾーンＺ１〜Ｚ３）に亘って溶接ツール１７が移動する間、溶接ツール１７に連続的にアーク放電を発生させるようにロボット９Ｂを制御する。

以上により、制御部１３は、１回の溶接パスによるロボット溶接処理用の制御を完了する。対象の溶接区間の溶接は、パス断面Ｐ数分の回数の上記ロボット溶接処理用の制御が繰り返されることによって完了する。制御部１３は、すべての溶接パスが完了するまで、以上のロボット溶接処理用の制御を繰り返し実行する。すべての溶接パスの完了により、対象の溶接区間（被溶接部Ｗのうちの４分の１の開先に設定された区間）の溶接が完了する。制御部１３は、この現場溶接処理を溶接区間ごとに繰り返し、被溶接部Ｗの開先の全周分の溶接を完了する。

なお、制御部１３は、上記ステップＳ５２，Ｓ５３，Ｓ５４のそれぞれにおいて、ｋ＝１〜７，ｊ＝１〜５のすべてについて処理を実行した後に次のステップを実行するように構成されていてもよい。この場合、制御部１３は、ステップＳ５１，Ｓ５６を省略してステップＳ５７を実行する。

また、制御部１３は、被溶接部Ｗのうち、対象の溶接区間に隣接する溶接区間の溶接の進捗に応じて、対象の溶接区間の始端（ここでは、ゾーンＺ１の始端）及び終端（ここでは、ゾーンＺ５の終端）において、溶接ビードの盛り方を、カスケード状（階段状）とするか、逆カスケード状（上下反転させた階段状）とするかを判断し、当該判断結果に基づいて、各溶接パスの始点及び終点を調節する処理を更に実行してもよい。

以上説明した溶接装置１の作用効果について説明する。本実施形態に係る溶接装置１においては、ロボット９Ｂを制御する制御部１３が、溶接パスのパス断面Ｐの面積に関する情報を取得する面積取得処理と、ブロックＢｋを溶接する際の溶接ツール１７の移動速度のパターンである第ｋ速度パターンを設定する第１設定処理と、第ｋ速度パターンに従って溶接ツール１７が移動しながらブロックＢｋの溶接を行うように、ロボット９Ｂを制御するロボット制御処理と、をそれぞれｋ＝１〜７について実行する。

ここで、第１速度パターン〜第７速度パターンは、ブロックＢｋにおける溶接ツール１７の移動速度の平均値と、ブロックＢｋにおけるパス断面Ｐの面積の平均値とが負の相関関係を有するようにそれぞれ設定される。これにより、ブロックＢ１〜Ｂ７に亘って形成される溶接ビードが、各ブロック間のパス断面Ｐの面積の大小に応じた太さとなるように、ロボット９Ｂの溶接ツール１７の移動速度が調整される。そのため、１回の溶接パスにおいて他の溶接条件を調整することなく（例えば、溶加材の供給速度等が一定である場合でも）溶接ビードの太さが調整される。したがって、柱部品３Ａ，３Ｂの被溶接部Ｗの開先の形状が場所ごとに一定でない場合であっても（すなわち、溶接区間にテーパーギャップが存在する場合であっても）、溶接ビードの不足箇所や過剰箇所等が生じるおそれが低減される。以上により、現場溶接の自動化の際の溶接の品質の低下を抑制可能となる。

ところで、例えば、溶接区間にテーパーギャップが存在する場合、太さが一定の溶接ビードしか形成できないと、テーパーギャップに応じて溶接区間の途中で溶接パス数を増減させることがある。溶接パス数を増減させる際には、溶接ツール１７のアーク放電を中断させるので、溶接の品質の低下につながるおそれがある。これに対し、溶接装置１によれば、各ブロック間のパス断面Ｐの面積の大小に応じた太さの溶接ビードが形成されるので、溶接区間にテーパーギャップが存在する場合であっても、溶接区間の全域に亘って共通の溶接パス数で溶接することが可能となる。そして、溶接装置１において制御部１３は、ブロックＢ１〜Ｂ７に対して同数の溶接パスをそれぞれ割り付けるので、溶接ツール１７のアーク放電の中断に起因する溶接の品質の低下を抑制可能となる。

また、溶接装置１において、溶接区間は、柱部品３Ａ，３Ｂにおける開先が形成された部位の種類が互いに異なるゾーンＺ１〜ゾーンＺ５を含む。制御部１３は、ゾーンＺｊの部位の種類に関する情報を取得する種類取得処理と、ゾーンＺｊを溶接する際の溶接ツールの向きを調節する第ｊ動作パターンを設定する第２設定処理と、をそれぞれｊ＝１〜５について実行する。制御部１３は、ロボット制御処理では、第ｊ動作パターンに従って溶接ツール１７の向きを調節しながらゾーンＺｊの溶接を行うように、ロボット９Ｂを制御する。これにより、溶接区間に、柱部品３Ａ，３Ｂにおける開先が形成された部位の種類が互いに異なる部分が存在している場合であっても、現場溶接の自動化が可能となる。

溶接装置１において、柱部品３Ａ，３Ｂは、互いに交差する２つの側面部Ｗｓと、２つの側面部Ｗｓの間の隅角部Ｗｃと、を含む。開先は、一の側面部Ｗｓから当該一の側面部Ｗｓとは別の側面部Ｗｓに亘って延在し、２つの側面部Ｗｓには、開先を跨ぐようにエレクション（エレクションピース５及び建て方治具７）がそれぞれ設けられている。開先には、１つのエレクションに覆われた位置から隣接するエレクションに覆われた位置までが溶接区間として設定されている。換言すると、本実施形態における溶接区間は、隅角部Ｗｃやエレクションに覆われた位置を含む。このように、溶接装置１によれば、隅角部Ｗｃやエレクションに覆われた位置等が混在している溶接区間を含むあらゆる溶接区間を自動化によって現場溶接することができる。

また、溶接装置１は、開先の延在方向（ブロックＢ１〜Ｂ７の並ぶ方向）に交差する開先断面の位置、当該開先断面の深さ、及び当該開先断面の高さを含む開先データを取得する開先センサ１５を更に備える。制御部１３は、開先センサ１５によって、各ブロック同士の境界の開先断面の開先データを取得するデータ取得処理と、開先データに基づいて、開先断面に対して割り付ける複数のパス断面Ｐを設定する第３設定処理と、を更に実行する。第３設定処理は、パス断面Ｐの各層の厚みＤ１が所定範囲内となるように、開先断面の深さＤ２に応じてパス断面Ｐの層数を算出する第１処理と、パス断面Ｐの各段の幅Ｄ３が所定範囲内となるように、開先断面の各層の高さＤ４に応じてパス断面Ｐの各層の段数を算出する第２処理と、第１処理の算出結果及び第２処理の算出結果を満たすように、開先断面に対して複数のパス断面Ｐを割り付ける第３処理と、を含む。第３処理では、開先断面が第１処理の算出結果で深さ方向に分割されるとともに当該開先断面の各層が第２処理の算出結果で高さ方向に分割され、得られた各分割点が溶接ツール１７の狙い位置Ｋに設定される。

上記の構成により、開先断面に対する複数のパス断面Ｐの割り付けを自動化によって行うことができるとともに、パス断面Ｐの割り付けを活用して溶接ツール１７の狙い位置Ｋを設定することが可能となる。溶接が行われる際には、作業のし易さの観点から、複数のパス断面Ｐに対し、最も深い層から順に溶接するとともに各層において下段から上段に順に溶接する場合がある。このような場合、上記の狙い位置Ｋによれば、溶接ビードが形成されていない位置のうち最も奥に向けて溶加材が供給されるので、溶接ビード同士の間に隙間が形成されにくい。したがって、現場溶接の自動化の際の溶接の品質の低下をより一層抑制できる。

また、本実施形態に係る溶接装置１においては、ロボット９Ｂを制御する制御部１３が、被溶接部Ｗの延在方向に沿って溶接ツール１７を移動させるようにロボット９Ｂを制御する処理と、溶接ツール１７が移動する間、溶接ツール１７に連続的にアーク放電を発生させるようにロボット９Ｂを制御する処理と、溶接ツール１７の向きを変更させるようにロボット９Ｂを制御する処理と、を実行する。また、溶接ツール１７の向きは、延在部Ｗ１に沿って移動する溶接ツール１７が角部Ｗ３と距離Ｌ１だけ離れた位置から角部Ｗ３に到達するまでの間に徐々に変更されるとともに、延在部Ｗ２に沿って移動する溶接ツール１７が角部Ｗ３から角部Ｗ３と距離Ｌ２だけ離れた位置まで遠ざかる間に徐々に変更される。このため、溶接ツール１７を移動させながら溶接ツール１７の姿勢がゆっくり変換されるので、角部Ｗ３に溶着金属が過剰に付着することが抑制される。これにより、溶着金属の垂れ等が抑制され、溶接ビードの形状が滑らかになる。したがって、角部Ｗ３における溶接の品質の低下を抑制することができる。

ところで、角部Ｗ３における開先断面は、その他の開先断面よりも大きい。本実施形態において、角部Ｗ３の開先断面の大きさは、延在部Ｗ１，Ｗ２の開先断面の大きさの約１．４倍である。そのため、角部Ｗ３において溶接を中断せずに溶接ツール１７の姿勢を変換させると、角部Ｗ３において溶接ビードの量が不足（いわゆる角落ち）しやすい。

溶接装置１において、溶接ツール１７を移動させる処理は、延在部Ｗ１に沿って移動する溶接ツール１７が角部Ｗ３と距離Ｌ３だけ離れた位置から角部Ｗ３に到達するまでの間に、被溶接部Ｗの開先から遠ざかる向きに溶接ツール１７を後退させる後退処理と、延在部Ｗ２に沿って移動する溶接ツール１７が角部Ｗ３から角部Ｗ３と距離Ｌ４だけ離れた位置まで遠ざかる間に、後退処理において後退した分だけ溶接ツール１７を前進させる前進処理と、を含んでいる。これにより、溶接ツール１７の先端が角部Ｗ３に正対する際の溶接ツール１７の位置が被溶接部Ｗの開先から離間するので、角部Ｗ３において突出した形状の溶接ビードが形成されやすくなる。したがって、溶接ビードの角落ちを抑制することができる。

また、溶接装置１において、制御部１３は、溶接ツール１７の向きを第１状態から第２状態に変更した後、所定時間だけ溶接ツール１７の移動を停止させるようにロボット９Ｂを制御する処理を更に実行し、所定時間だけ移動が停止された後、溶接ツール１７の向きが第２状態から第３状態に変更される。これにより、溶接ツール１７の移動の一時的な停止によって角部Ｗ３に十分な量の溶接金属が確保される。したがって、溶接ビードの角落ちを抑制することができる。

以上の実施形態は、本発明に係る現場溶接装置の一実施形態について説明したものである。本発明に係る現場溶接装置は、上述した溶接装置１を任意に変更したものとすることができる。

例えば、上記の実施形態ではロボット９Ａとロボット９Ｂとが同型であるが、ロボット９Ａとロボット９Ｂとは互いに異なる型のものであってもよい。また、溶接装置１がロボット９を２台備えることは必須ではなく、ロボット９は１台のみであってもよい。この場合、１台のロボット９のエンドエフェクタが選択的に交換可能であればよい。そして、センシング工程ではロボット９に開先センサ１５を取付けてセンシング用ロボットとして機能させ、溶接工程ではロボット９に溶接ツール１７を取付けて溶接用ロボットとして機能させるようにしてもよい。或いは、１台のロボット９のアーム先端に開先センサ１５と溶接ツール１７とが両方とも取付けられてもよい。この場合、ロボット９は、センシング工程では開先センサ１５を使用するセンシング用ロボットとして機能し、溶接工程では溶接ツール１７を使用する溶接用ロボットとして機能してもよい。

また、上記の実施形態で説明したゾーン割、ブロック割、及びパス割の決め方は一例であって、適宜変更してよい。例えば、上記実施形態では、対象の開先断面内の全領域に対して一連のパス割を行ったが、対象の開先断面内の複数の領域ごとにパス割を行ってもよい。例えば、対象の開先断面内の奥側の領域と手前側の領域とに対してそれぞれパス割を行ってもよい。このとき、奥側の領域の最外層が垂直に延びるように各層を設定してもよい。これにより、手前側の領域を溶接するための溶接ツール１７の動作を簡易にすることができる。

また、制御部１３は、パス割付処理において、すべての開先断面で共通させるパス断面Ｐ数を設定した後に、当該パス断面Ｐ数によって各開先断面にパス割を行ってもよい。制御部１３は、特殊な開先断面（例えば、面積が最大である開先断面又は面積が最小である開先断面等）に対するパス割を先に行い、当該開先断面に設定したパス断面Ｐ数をすべての開先断面で共通させるパス断面Ｐ数に設定し、当該パス断面Ｐ数によって他の開先断面に対するパス割を行ってもよい。このとき、パス割付部３４は、共通のパス断面Ｐ数の層数及び各段数によって開先断面を分割（例えば均等割）してパス割を行ってもよい。

また、上記の実施形態で説明した溶接区間は一例であって、適宜変更してよい。例えば、上記実施形態では、溶接区間は隅角部Ｗｃを含んでいたが、隅角部Ｗｃを含まない直線状の溶接区間であってもよい。例えば、柱部品３Ａ，３Ｂ等の溶接対象物において、一の側面部Ｗｓのうち互いに異なる位置のそれぞれに、開先を跨ぐように２つのエレクション（エレクションピース５及び建て方治具７）が設けられていてもよい。この場合、当該開先には、当該２つのエレクションのうち一方のエレクションに覆われた位置から他方のエレクションに覆われた位置までが溶接区間として設定されてもよい。このような溶接区間が設定される例としては、溶接対象物としての柱部品３Ａ，３Ｂが、大断面の柱を構成する場合等が挙げられる。

また、例えば上記のように隅角部Ｗｃを含まない直線状の溶接区間の溶接を行う場合、制御部１３は、ロボット９Ｂを移動させる処理において、側面部Ｗｓに対向する位置（例えば、２つのエレクション間の中心に対向する位置）までロボット９Ｂを移動させてもよい。制御部１３は、この位置にロボット９Ｂを停止させた状態で、溶接区間の溶接を行うようにロボット９Ｂを制御してもよい。同様に、制御部１３は、ロボット９Ａを移動させる処理において、側面部Ｗｓに対向する位置（例えば、２つのエレクション間の中心に対向する位置）までロボット９Ａを移動させ、この位置にロボット９Ａを停止させた状態で、溶接区間の開先のセンシングを行うようにロボット９Ａを制御してもよい。

１…溶接装置（現場溶接装置）、３Ａ，３Ｂ…柱部品（溶接対象物）、９，９Ｂ…ロボット（溶接ロボット）、１３…制御部、１５…開先センサ、１７…溶接ツール、Ｂ１…ブロック（第１ブロック）、Ｂｎ…ブロック（第ｎブロック）、Ｄ１…厚み、Ｄ２…深さ、Ｄ３…幅、Ｄ４…高さ、Ｋ…狙い位置、Ｐ…パス断面、Ｗｃ…隅角部（交差部）、Ｗｓ…側面部（第１平面部、第２平面部）、Ｚ１…ゾーン（第１ゾーン）、Ｚｍ…ゾーン（第ｍゾーン）。

Claims (4)

1. 溶接ロボットと、
   溶接対象物の開先に設定された溶接区間の溶接を行うように前記溶接ロボットを制御する制御部と、を備え、
   前記溶接区間は、前記開先の延在方向に沿って順に並ぶ第１ブロック〜第ｎブロック（但し、ｎは２以上の自然数）を含み、
   前記制御部は、
   前記第ｋブロック（但し、ｋは１〜ｎの自然数）を溶接する際の溶接パスのパス断面の面積に関する情報を取得する面積取得処理と、
   前記第ｋブロックを溶接する際の溶接ツールの移動速度のパターンである第ｋ速度パターンを設定する第１設定処理と、
   前記第ｋ速度パターンに従って前記溶接ツールが移動しながら前記第ｋブロックの溶接を行うように、前記溶接ロボットを制御するロボット制御処理と、をそれぞれｋ＝１〜ｎについて実行し、
   ｋ＝１〜ｎの各前記第１設定処理において、前記第ｋブロックにおける前記溶接ツールの移動速度の平均値と、前記第ｋブロックにおける前記パス断面の面積の平均値とが負の相関関係を有するように前記第１速度パターン〜前記第ｎ速度パターンを設定する、
   現場溶接装置。
2. 前記溶接区間は、前記溶接対象物における前記開先が形成された部位の種類が互いに異なる第１ゾーン〜第ｍゾーン（但し、ｍは２以上の自然数）を含み、
   前記制御部は、
   前記第ｊゾーン（但し、ｊは１〜ｍの自然数）の前記部位の種類に関する情報を取得する種類取得処理と、
   前記第ｊゾーンを溶接する際の前記溶接ツールの向きを調節する第ｊ動作パターンを設定する第２設定処理と、をそれぞれｊ＝１〜ｍについて実行し、
   前記ロボット制御処理では、前記第ｊ動作パターンに従って前記溶接ツールの向きを調節しながら前記第ｊゾーンの溶接を行うように、前記溶接ロボットを制御する、
   請求項１に記載の現場溶接装置。
3. 前記溶接対象物は、第１平面部と、前記第１平面部に交差する第２平面部と、前記第１平面部と前記第２平面部との交差部と、を含み、
   前記開先は、前記第１平面部から前記第２平面部に亘って延在し、
   前記第１平面部には、前記開先を跨ぐように第１エレクションが設けられており、
   前記第２平面部には、前記開先を跨ぐように第２エレクションが設けられており、
   前記開先には、前記第１エレクションに覆われた位置から前記第２エレクションに覆われた位置までが前記溶接区間として設定されている、
   請求項１又は２に記載の現場溶接装置。
4. 前記開先の前記延在方向に交差する開先断面の位置、当該開先断面の深さ、及び当該開先断面の高さを含む開先データを取得する開先センサを更に備え、
   前記制御部は、
   前記開先センサによって、前記第ｉブロック（但し、ｉは１〜ｎ−１の任意の自然数）と第ｉ＋１ブロックとの境界の前記開先断面の前記開先データを取得するデータ取得処理と、
   前記開先データに基づいて、前記開先断面に対して割り付ける複数のパス断面を設定する第３設定処理と、を更に実行し、
   前記第３設定処理は、
   前記パス断面の各層の厚みが所定範囲内となるように、前記開先断面の深さに応じて前記パス断面の層数を算出する第１処理と、
   前記パス断面の各段の幅が所定範囲内となるように、前記開先断面の各層の高さに応じて前記パス断面の各層の段数を算出する第２処理と、
   前記第１処理の算出結果及び前記第２処理の算出結果を満たすように、前記開先断面に対して複数の前記パス断面を割り付ける第３処理と、を含み、
   前記第３処理では、前記開先断面が前記第１処理の算出結果で深さ方向に分割されるとともに当該開先断面の各層が前記第２処理の算出結果で高さ方向に分割され、得られた各分割点が前記溶接ツールの狙い位置に設定される、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の現場溶接装置。
   
   
   

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