JP3259258B2 - 自動溶接機の制御装置 - Google Patents
自動溶接機の制御装置Info
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- JP3259258B2 JP3259258B2 JP26309995A JP26309995A JP3259258B2 JP 3259258 B2 JP3259258 B2 JP 3259258B2 JP 26309995 A JP26309995 A JP 26309995A JP 26309995 A JP26309995 A JP 26309995A JP 3259258 B2 JP3259258 B2 JP 3259258B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットを用いた
自動溶接機において、ギャップをもつ継手を、溶接電流
若しくは溶接速度を補正することにより、脚長を確保し
た溶接を行う自動溶接機の制御装置に関する。
自動溶接機において、ギャップをもつ継手を、溶接電流
若しくは溶接速度を補正することにより、脚長を確保し
た溶接を行う自動溶接機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶断やプレス曲げ加工で製作した素材の
組合せからなる溶接建造物の継手は、素材の加工ばらつ
きに起因した０．５ｍｍ〜数ｍｍのギャップが発生す
る。ギャップをもつ継手を溶接する場合、溶接金属がギ
ャップに埋込まれる脚長不足やビード外観不良を生じな
いようにするため、ギャップに埋込まれる溶接金属量を
補うべく溶接条件を補正する必要がある。これには大き
く分けると、溶接電流を増加する方法と、溶接速度を遅
くする方法がある。
組合せからなる溶接建造物の継手は、素材の加工ばらつ
きに起因した０．５ｍｍ〜数ｍｍのギャップが発生す
る。ギャップをもつ継手を溶接する場合、溶接金属がギ
ャップに埋込まれる脚長不足やビード外観不良を生じな
いようにするため、ギャップに埋込まれる溶接金属量を
補うべく溶接条件を補正する必要がある。これには大き
く分けると、溶接電流を増加する方法と、溶接速度を遅
くする方法がある。
【０００３】しかし、従来は、単に溶接電流を増加させ
たり、溶接速度を低下させたりして、ギャップに埋込ま
れる溶接金属を補うようにしているだけのため、その電
流増加や速度減少をしたことによりギャップに余分に埋
込まれる溶接金属量が不足分となっており、脚長不足を
生じるおそれがある。また、板金溶接の場合、電流を増
加すると溶接金属の抜け落ちのおそれが高い。
たり、溶接速度を低下させたりして、ギャップに埋込ま
れる溶接金属を補うようにしているだけのため、その電
流増加や速度減少をしたことによりギャップに余分に埋
込まれる溶接金属量が不足分となっており、脚長不足を
生じるおそれがある。また、板金溶接の場合、電流を増
加すると溶接金属の抜け落ちのおそれが高い。
【０００４】また、ギャップが大きすぎる場合は、上記
溶接中の溶接電流の増加や、溶接速度を低下させるとい
う補正だけではギャップを埋めて脚長不足を補うことは
できないため、本溶接の前にギャップを埋める手溶接を
行う必要があり、自動溶接の大きなネックとなってい
る。
溶接中の溶接電流の増加や、溶接速度を低下させるとい
う補正だけではギャップを埋めて脚長不足を補うことは
できないため、本溶接の前にギャップを埋める手溶接を
行う必要があり、自動溶接の大きなネックとなってい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題点に鑑みてなされたもので、電流増加や速度低下によ
りギャップに余分に埋込まれる溶接金属量を補うような
演算を行うことにより、溶接金属の抜けを生じることな
く、ギャップをもつ継手の脚長を確実に確保することを
解決すべき課題とする。
題点に鑑みてなされたもので、電流増加や速度低下によ
りギャップに余分に埋込まれる溶接金属量を補うような
演算を行うことにより、溶接金属の抜けを生じることな
く、ギャップをもつ継手の脚長を確実に確保することを
解決すべき課題とする。
【０００６】本発明は、更に上記補正だけでは埋めきれ
ないギャップの場合、人手によらず、ギャップ埋め溶接
を自動で行うようにした自動溶接機の制御装置を提供す
ることを解決すべき課題とする。
ないギャップの場合、人手によらず、ギャップ埋め溶接
を自動で行うようにした自動溶接機の制御装置を提供す
ることを解決すべき課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した請求
項１の本発明の要旨は、（ａ）基本仕様の入力情報に基
づき溶接電源から出力させる電流、電圧と溶接速度とか
らなる溶接条件を設定する初期条件設定手段と、（ｂ）
ギャップを溶接金属で埋めた本溶接を行うべく上記初期
条件設定手段で設定した溶接条件を上記ギャップ演算手
段で算出したギャップ長に応じて溶接金属量が増加する
ように初期補正し、この初期補正後さらに溶接金属量が
不足する場合には、上記初期補正による溶接金属量の更
なる不足分を補填すべく溶接条件を再補正し、溶接金属
量の上記補填が完遂するまで上記再補正を繰返して溶接
条件を演算する条件演算補正手段とを設けたことにあ
る。
項１の本発明の要旨は、（ａ）基本仕様の入力情報に基
づき溶接電源から出力させる電流、電圧と溶接速度とか
らなる溶接条件を設定する初期条件設定手段と、（ｂ）
ギャップを溶接金属で埋めた本溶接を行うべく上記初期
条件設定手段で設定した溶接条件を上記ギャップ演算手
段で算出したギャップ長に応じて溶接金属量が増加する
ように初期補正し、この初期補正後さらに溶接金属量が
不足する場合には、上記初期補正による溶接金属量の更
なる不足分を補填すべく溶接条件を再補正し、溶接金属
量の上記補填が完遂するまで上記再補正を繰返して溶接
条件を演算する条件演算補正手段とを設けたことにあ
る。
【０００８】請求項２の発明の要旨は、上記条件演算補
正手段が、（ａ）少なくとも溶接電流、溶接速度及び上
記ギャップ長とから溶込み深さを表した多項式の演算値
と、板厚に応じた溶込み深さの限界値とを比較し、
（ｂ）上記演算値が上記限界値より小さい場合に溶接電
流を増加させた補正を行い、（ｃ）上記演算値が上記限
界値に等しいかこれより大きい場合に溶接速度を低下さ
せた補正を行うことにある。
正手段が、（ａ）少なくとも溶接電流、溶接速度及び上
記ギャップ長とから溶込み深さを表した多項式の演算値
と、板厚に応じた溶込み深さの限界値とを比較し、
（ｂ）上記演算値が上記限界値より小さい場合に溶接電
流を増加させた補正を行い、（ｃ）上記演算値が上記限
界値に等しいかこれより大きい場合に溶接速度を低下さ
せた補正を行うことにある。
【０００９】請求項３の発明の要旨は、上記条件演算補
正手段が、（ａ）上記溶接電流を増加させた補正による
最終的な溶接電流で上記多項式により溶込み深さを演算
し、（ｂ）該演算した結果が板厚に応じた溶込み深さの
限界値を超える場合に、上記溶接速度を低下させた補正
に切替えることにある。請求項４の発明の要旨は、
（ａ）ギャップ埋込み用の溶接条件が格納されたギャッ
プ埋めファイルと、（ｂ）基本仕様の入力情報に基づき
上記溶接電源から出力させる電流、電圧と溶接速度から
なる溶接条件を設定する初期条件設定手段と、（ｃ）ギ
ャップを溶接金属で埋めた本溶接を行うべく溶着される
溶接金属量が増加するように上記初期条件設定手段で設
定した溶接条件を上記ギャップ演算手段で算出したギャ
ップ長に基づいて補正するとともに、上記ギャップ長が
上記ギャップを溶接金属で埋める本溶接が不可能な大き
さと判断した場合、上記ギャップ埋めファイルの溶接条
件を出力して本溶接前のギャップ埋め前溶接を可能とす
る条件演算補正手段とを設けたことにある。
正手段が、（ａ）上記溶接電流を増加させた補正による
最終的な溶接電流で上記多項式により溶込み深さを演算
し、（ｂ）該演算した結果が板厚に応じた溶込み深さの
限界値を超える場合に、上記溶接速度を低下させた補正
に切替えることにある。請求項４の発明の要旨は、
（ａ）ギャップ埋込み用の溶接条件が格納されたギャッ
プ埋めファイルと、（ｂ）基本仕様の入力情報に基づき
上記溶接電源から出力させる電流、電圧と溶接速度から
なる溶接条件を設定する初期条件設定手段と、（ｃ）ギ
ャップを溶接金属で埋めた本溶接を行うべく溶着される
溶接金属量が増加するように上記初期条件設定手段で設
定した溶接条件を上記ギャップ演算手段で算出したギャ
ップ長に基づいて補正するとともに、上記ギャップ長が
上記ギャップを溶接金属で埋める本溶接が不可能な大き
さと判断した場合、上記ギャップ埋めファイルの溶接条
件を出力して本溶接前のギャップ埋め前溶接を可能とす
る条件演算補正手段とを設けたことにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して詳
細に説明する。本発明に係る自動溶接機の制御装置は、
例えば図１に示すように、消耗電極としてのワイヤが送
給される溶接トーチ１を保持したロボット２と、該ロボ
ット２へ溶接速度とティーチングデータＴＤとを指令し
て該ロボット２を制御するロボットコントローラ５と、
上記溶接トーチ先端のチップ（図示略）を介して上記ワ
イヤに電流、電圧を出力する溶接電源３と、上記溶接ト
ーチ１に取付けられ、レーザ光源と光検出部が一体とな
って継手の形状を光走査してセンシング信号１１ａを得
るレーザセンサユニット（非接触形センサ）１１と、本
溶接の開始前の基本仕様入力により溶接速度ＷＳ、電流
Ｉ及び電圧Ｖ並びにこれら電流及び電圧を上記溶接電源
３より出力させる各指令パラメータＰI ，ＰV からなる
溶接条件を設定し、該設定した溶接速度をロボットコン
トローラ５へ指令するとともに、上記溶接電源３へ上記
各指令パラメータＰI ，ＰV を指令する溶接コントロー
ラ４とを具備するものであり、溶接コントローラ４とロ
ボットコントローラ５とは、一体の溶接制御手段１０と
して構成してもよい。
細に説明する。本発明に係る自動溶接機の制御装置は、
例えば図１に示すように、消耗電極としてのワイヤが送
給される溶接トーチ１を保持したロボット２と、該ロボ
ット２へ溶接速度とティーチングデータＴＤとを指令し
て該ロボット２を制御するロボットコントローラ５と、
上記溶接トーチ先端のチップ（図示略）を介して上記ワ
イヤに電流、電圧を出力する溶接電源３と、上記溶接ト
ーチ１に取付けられ、レーザ光源と光検出部が一体とな
って継手の形状を光走査してセンシング信号１１ａを得
るレーザセンサユニット（非接触形センサ）１１と、本
溶接の開始前の基本仕様入力により溶接速度ＷＳ、電流
Ｉ及び電圧Ｖ並びにこれら電流及び電圧を上記溶接電源
３より出力させる各指令パラメータＰI ，ＰV からなる
溶接条件を設定し、該設定した溶接速度をロボットコン
トローラ５へ指令するとともに、上記溶接電源３へ上記
各指令パラメータＰI ，ＰV を指令する溶接コントロー
ラ４とを具備するものであり、溶接コントローラ４とロ
ボットコントローラ５とは、一体の溶接制御手段１０と
して構成してもよい。
【００１１】ロボットコントローラ５は、溶接コントロ
ーラ４に対し溶接の開始／終了、ギャップセンシングの
開始／終了等の各種タイミング信号を送出したり、溶接
コントローラ４から溶接条件を呼出す信号５ａ，５ｃを
発生するものである。しかして、溶接コントローラ４
は、基本仕様の入力情報に基づいて溶接条件を設定する
初期条件設定４１と、該溶接条件を継手毎に格納した条
件ファイル４５と、該初期条件設定４１で設定した溶接
条件を補正する条件演算補正手段４４とを主体に構成さ
れる電子制御装置であって、とりわけ条件演算補正手段
４４は、該条件ファイル４５より初期設定した溶接条件
を読出し、かつ、溶接中の外乱及び算出されたギャップ
長に応じて上記溶接条件を補正する機能をもつ。設定若
しくは演算補正がされた溶接条件のうち、溶接速度ＷＳ
は既述したようにロボットコントローラ５に送出され、
各指令パラメータＰI ，ＰV は、Ｄ／Ａ変換器によりア
ナログ信号の電流指令信号ｉ及び電圧指令信号ｖとなっ
て溶接電源３に送出されるようになっている。
ーラ４に対し溶接の開始／終了、ギャップセンシングの
開始／終了等の各種タイミング信号を送出したり、溶接
コントローラ４から溶接条件を呼出す信号５ａ，５ｃを
発生するものである。しかして、溶接コントローラ４
は、基本仕様の入力情報に基づいて溶接条件を設定する
初期条件設定４１と、該溶接条件を継手毎に格納した条
件ファイル４５と、該初期条件設定４１で設定した溶接
条件を補正する条件演算補正手段４４とを主体に構成さ
れる電子制御装置であって、とりわけ条件演算補正手段
４４は、該条件ファイル４５より初期設定した溶接条件
を読出し、かつ、溶接中の外乱及び算出されたギャップ
長に応じて上記溶接条件を補正する機能をもつ。設定若
しくは演算補正がされた溶接条件のうち、溶接速度ＷＳ
は既述したようにロボットコントローラ５に送出され、
各指令パラメータＰI ，ＰV は、Ｄ／Ａ変換器によりア
ナログ信号の電流指令信号ｉ及び電圧指令信号ｖとなっ
て溶接電源３に送出されるようになっている。
【００１２】上記溶接コントローラ４は、算出されたギ
ャップ長に応じて溶接電流又は溶接速度を補正するた
め、上記レーザセンサユニット１１からのセンシング信
号１１ａとロボットコントローラ５からのセンシング開
始信号５ｂを入力して継手のギャップ長を演算するギャ
ップ演算手段４７を具備している。上記ギャップ演算手
段４７は、上記センシング信号１１ａを所定の波形処理
によってギャップ長に対応したギャップ波形部を抽出
し、該ギャップ波形部よりギャップ長を演算するもので
ある。この演算は、本発明の範疇から外れるので説明を
割愛する。
ャップ長に応じて溶接電流又は溶接速度を補正するた
め、上記レーザセンサユニット１１からのセンシング信
号１１ａとロボットコントローラ５からのセンシング開
始信号５ｂを入力して継手のギャップ長を演算するギャ
ップ演算手段４７を具備している。上記ギャップ演算手
段４７は、上記センシング信号１１ａを所定の波形処理
によってギャップ長に対応したギャップ波形部を抽出
し、該ギャップ波形部よりギャップ長を演算するもので
ある。この演算は、本発明の範疇から外れるので説明を
割愛する。
【００１３】また、ギャップ演算手段４７は、演算した
ギャップ長が例えば０．１〜２ｍｍの範囲の場合に、そ
のときのギャップ長と補正を指示する信号４７ａを上記
条件演算補正手段４４に出力し、ギャップ長が２〜３ｍ
ｍの範囲の場合にギャップ大を示す信号４７ｂをギャッ
プ埋め条件ファイル４６に出力する。このギャップ埋め
条件ファイル４６は、本溶接の前にロボット２の溶接ト
ーチ１により行うギャップ埋め前溶接に使用する溶接条
件を格納したものである。従って、ギャップ埋め条件フ
ァイル４６は、ギャップ演算手段４７からギャップ大を
示す信号４７ｂが出力されると、該信号４７ｂによりア
クセスされて所定の溶接条件を読出し、該溶接条件に応
じた指令パラメータＰI ，ＰV をそれぞれのＤ／Ａ変換
器を介して溶接電源３に送出することができる。
ギャップ長が例えば０．１〜２ｍｍの範囲の場合に、そ
のときのギャップ長と補正を指示する信号４７ａを上記
条件演算補正手段４４に出力し、ギャップ長が２〜３ｍ
ｍの範囲の場合にギャップ大を示す信号４７ｂをギャッ
プ埋め条件ファイル４６に出力する。このギャップ埋め
条件ファイル４６は、本溶接の前にロボット２の溶接ト
ーチ１により行うギャップ埋め前溶接に使用する溶接条
件を格納したものである。従って、ギャップ埋め条件フ
ァイル４６は、ギャップ演算手段４７からギャップ大を
示す信号４７ｂが出力されると、該信号４７ｂによりア
クセスされて所定の溶接条件を読出し、該溶接条件に応
じた指令パラメータＰI ，ＰV をそれぞれのＤ／Ａ変換
器を介して溶接電源３に送出することができる。
【００１４】また、ギャップ演算手段４７は、ギャップ
長が３ｍｍを超える場合に、ギャップ埋め条件ファイル
４６の溶接条件でもギャップを埋めることができないこ
とを指示する信号４７ｃを出力してシステムを停止する
ようになっている。上記自動溶接機の制御装置におい
て、ギャップをもつ継手を溶接する場合に溶接コントロ
ーラ４の行う処理を図２〜図４を参照して説明する。
長が３ｍｍを超える場合に、ギャップ埋め条件ファイル
４６の溶接条件でもギャップを埋めることができないこ
とを指示する信号４７ｃを出力してシステムを停止する
ようになっている。上記自動溶接機の制御装置におい
て、ギャップをもつ継手を溶接する場合に溶接コントロ
ーラ４の行う処理を図２〜図４を参照して説明する。
【００１５】図２は全体の流れを示す。例えば電源によ
りシステムが立ち上がると、先ず、オペレータにより継
手毎に継手形状、溶接姿勢、溶接速度ＷＳ、脚長Ｌ、チ
ップ母材間距離ＥＸＴ（トーチ内チップの先端と母材と
の距離）、板厚ｔ、スミ肉断面積Ａ等が入力され、溶接
コントローラ４はこれら入力情報を保持するＳ1 〔基本
仕様入力〕を行う。続いて、溶接コントローラ４は、Ｓ
2 〔初期溶接条件設定〕を実行し、上記入力情報に基づ
いて継手毎に溶接条件（電流Ｉ、電圧Ｖ、該電流，電圧
を出力させるために溶接電源３に送出する電流指令パラ
メータＰI 及び電圧指令パラメータＰV 並びに溶接速度
ＷＳ）を演算し条件ファイルに格納する。
りシステムが立ち上がると、先ず、オペレータにより継
手毎に継手形状、溶接姿勢、溶接速度ＷＳ、脚長Ｌ、チ
ップ母材間距離ＥＸＴ（トーチ内チップの先端と母材と
の距離）、板厚ｔ、スミ肉断面積Ａ等が入力され、溶接
コントローラ４はこれら入力情報を保持するＳ1 〔基本
仕様入力〕を行う。続いて、溶接コントローラ４は、Ｓ
2 〔初期溶接条件設定〕を実行し、上記入力情報に基づ
いて継手毎に溶接条件（電流Ｉ、電圧Ｖ、該電流，電圧
を出力させるために溶接電源３に送出する電流指令パラ
メータＰI 及び電圧指令パラメータＰV 並びに溶接速度
ＷＳ）を演算し条件ファイルに格納する。
【００１６】上記溶接条件を設定した後、溶接コントロ
ーラ４は、Ｓ3 〔ギャップ有〕でギャップの有無を判断
する。この判断は、ロボットコントローラ５がロボット
２を操縦して行うギャップセンシングステップにより、
レーザセンサユニット１１から得られるセンシング信号
１１ａのギャップ波形部を判断してもよいし、Ｓ1 〔基
本仕様入力〕の時にオペレータが入力により指示しても
よい。
ーラ４は、Ｓ3 〔ギャップ有〕でギャップの有無を判断
する。この判断は、ロボットコントローラ５がロボット
２を操縦して行うギャップセンシングステップにより、
レーザセンサユニット１１から得られるセンシング信号
１１ａのギャップ波形部を判断してもよいし、Ｓ1 〔基
本仕様入力〕の時にオペレータが入力により指示しても
よい。
【００１７】Ｓ3 〔ギャップ有〕で「ギャップ無“Ｎ
ｏ”」の場合、Ｓ14〔溶接スタート〕にジャンプし、
「ギャップ有“Ｙｅｓ”」の場合、ギャップ演算手段４
７によりＳ4 〔ギャップＧ算出〕に進む。上記Ｓ4 によ
って算出したギャップ長Ｇは、次のＳ5 〔Ｇ≧ｇ2 〕で
ギャップ埋め条件ファイル４６の溶接条件でもギャップ
埋めが不能な上限値ｇ2 と比較される。上限値ｇ2 は、
実験により例えば３ｍｍに設定する。そして、ギャップ
長Ｇが上限値ｇ2 を上回る場合は、ギャップ演算手段４
７から出力される信号４７ｃによりＳ19〔ギャップ上限
オーバー〕を実行してメッセージを提示した後、システ
ムを停止する。
ｏ”」の場合、Ｓ14〔溶接スタート〕にジャンプし、
「ギャップ有“Ｙｅｓ”」の場合、ギャップ演算手段４
７によりＳ4 〔ギャップＧ算出〕に進む。上記Ｓ4 によ
って算出したギャップ長Ｇは、次のＳ5 〔Ｇ≧ｇ2 〕で
ギャップ埋め条件ファイル４６の溶接条件でもギャップ
埋めが不能な上限値ｇ2 と比較される。上限値ｇ2 は、
実験により例えば３ｍｍに設定する。そして、ギャップ
長Ｇが上限値ｇ2 を上回る場合は、ギャップ演算手段４
７から出力される信号４７ｃによりＳ19〔ギャップ上限
オーバー〕を実行してメッセージを提示した後、システ
ムを停止する。
【００１８】ギャップ長Ｇが上限値ｇ2 以下の場合はＳ
6 〔Ｇ≧ｇ1 〕に進み、ギャップ長Ｇが溶接条件の補正
によって埋めが可能な大きさか、ギャップ埋め条件ファ
イル４６の溶接条件でギャップ埋めが可能な大きさかを
判断する。しきい値ｇ1 は、ここでは２ｍｍとしてい
る。Ｓ6 で「Ｇ≧ｇ1 」の場合、ギャップ演算手段４７
から出力される信号４７ｂによりＳ16〔ギャップ埋め条
件ファイルによる溶接〕に進む。この溶接は、ギャップ
埋め条件ファイル４６に格納された継手の種類に応じた
いくつかのファイルより一つを選択し、選択されたファ
イルの溶接条件で継手のギャップ埋め前溶接を行うもの
である。このギャップ埋め条件ファイル４６には、本溶
接のときの溶接電流より十分に低下させた電流値で所定
のトーチ角度、前進角及び溶接速度が設定されている。
6 〔Ｇ≧ｇ1 〕に進み、ギャップ長Ｇが溶接条件の補正
によって埋めが可能な大きさか、ギャップ埋め条件ファ
イル４６の溶接条件でギャップ埋めが可能な大きさかを
判断する。しきい値ｇ1 は、ここでは２ｍｍとしてい
る。Ｓ6 で「Ｇ≧ｇ1 」の場合、ギャップ演算手段４７
から出力される信号４７ｂによりＳ16〔ギャップ埋め条
件ファイルによる溶接〕に進む。この溶接は、ギャップ
埋め条件ファイル４６に格納された継手の種類に応じた
いくつかのファイルより一つを選択し、選択されたファ
イルの溶接条件で継手のギャップ埋め前溶接を行うもの
である。このギャップ埋め条件ファイル４６には、本溶
接のときの溶接電流より十分に低下させた電流値で所定
のトーチ角度、前進角及び溶接速度が設定されている。
【００１９】Ｓ6 で「Ｇ＜ｇ1 」の場合、ギャップ演算
手段４７から出力される信号４７ａによりＳ7 〔Ｐ0 ′
＜Ｋ５９・ｔ〕に進む。このＳ7 〜Ｓ13の処理は、条件
演算補正手段４４で実行され、基本仕様に基づいて初期
設定した溶接条件をギャップ長Ｇに応じて演算補正を行
い、ギャップ埋め本溶接を行うものである。補正される
ファクターは、溶接電流か溶接速度であるが、いずれを
補正するかは、本実施形態ではＳ7 〔Ｐ0 ′＜Ｋ５９・
ｔ〕で選択する。Ｓ7 は初期設定した溶接条件より後述
する多項式を用いて溶込み深さＰ0 ′を求め、この溶込
み深さＰ0 ′と板厚ｔに所定係数Ｋ５９を乗じた、板厚
に応じた溶込み深さの限界値とを比較することで選択す
る。即ち、溶接電流による補正は、薄板の場合、溶接金
属の抜けの虞れが高いので、Ｐ0 ′が溶込み深さの限界
値より小さい場合は、溶込み深さＰ0 ′が板厚ｔに対し
て抜けを生じない深さと判断して、溶接電流を増加した
ギャップ埋め本溶接を選択し（Ｓ9 〔溶接電流Ｉにより
条件補正〕）、Ｐ0 ′が溶込み深さの限界値に等しいか
大きい場合は、溶込み深さＰ0 ′が板厚ｔに対して抜け
を生じる虞れのある深さと判断して、溶接速度を低下さ
せたギャップ埋め本溶接を選択する（Ｓ8 〔溶接速度Ｗ
Ｓにより条件補正〕）。
手段４７から出力される信号４７ａによりＳ7 〔Ｐ0 ′
＜Ｋ５９・ｔ〕に進む。このＳ7 〜Ｓ13の処理は、条件
演算補正手段４４で実行され、基本仕様に基づいて初期
設定した溶接条件をギャップ長Ｇに応じて演算補正を行
い、ギャップ埋め本溶接を行うものである。補正される
ファクターは、溶接電流か溶接速度であるが、いずれを
補正するかは、本実施形態ではＳ7 〔Ｐ0 ′＜Ｋ５９・
ｔ〕で選択する。Ｓ7 は初期設定した溶接条件より後述
する多項式を用いて溶込み深さＰ0 ′を求め、この溶込
み深さＰ0 ′と板厚ｔに所定係数Ｋ５９を乗じた、板厚
に応じた溶込み深さの限界値とを比較することで選択す
る。即ち、溶接電流による補正は、薄板の場合、溶接金
属の抜けの虞れが高いので、Ｐ0 ′が溶込み深さの限界
値より小さい場合は、溶込み深さＰ0 ′が板厚ｔに対し
て抜けを生じない深さと判断して、溶接電流を増加した
ギャップ埋め本溶接を選択し（Ｓ9 〔溶接電流Ｉにより
条件補正〕）、Ｐ0 ′が溶込み深さの限界値に等しいか
大きい場合は、溶込み深さＰ0 ′が板厚ｔに対して抜け
を生じる虞れのある深さと判断して、溶接速度を低下さ
せたギャップ埋め本溶接を選択する（Ｓ8 〔溶接速度Ｗ
Ｓにより条件補正〕）。
【００２０】ただし、本実施形態では、Ｓ9 の溶接電流
による条件補正を行った後のＳ10〔Ｐn ＜Ｋ６２・ｔ〕
において、補正後の溶接条件で演算した溶込み深さＰn
と板厚ｔに所定係数Ｋ６２を乗じた値とを比較してい
る。これは、電流増加後の溶接電流によった溶込み深さ
Ｐn が板厚ｔに対して抜けを生じるか否かを再度判断す
るものであり、抜けの虞れありと判断した場合は、Ｓ11
〔電流初期化〕を実行した後、溶接速度による条件補正
Ｓ8 でギャップ埋め本溶接を行うことにする。
による条件補正を行った後のＳ10〔Ｐn ＜Ｋ６２・ｔ〕
において、補正後の溶接条件で演算した溶込み深さＰn
と板厚ｔに所定係数Ｋ６２を乗じた値とを比較してい
る。これは、電流増加後の溶接電流によった溶込み深さ
Ｐn が板厚ｔに対して抜けを生じるか否かを再度判断す
るものであり、抜けの虞れありと判断した場合は、Ｓ11
〔電流初期化〕を実行した後、溶接速度による条件補正
Ｓ8 でギャップ埋め本溶接を行うことにする。
【００２１】なお、係数Ｋ５９とＫ６２は、等しくして
もよいが、Ｐn の演算を信頼して、Ｋ５９＜Ｋ６２に設
定することにより、抜けを生じない限界まで、溶接速度
を速くできる溶接電流を増加したギャップ埋め本溶接が
可能になる。上記ギャップに応じて溶接電流若しくは溶
接速度が補正されると、これに応じて電圧指令パラメー
タＰV 及び電流指令パラメータＰI もＳ12〔電圧指令パ
ラメータ設定〕及びＳ13〔電流指令パラメータＰI 〕に
より補正する。
もよいが、Ｐn の演算を信頼して、Ｋ５９＜Ｋ６２に設
定することにより、抜けを生じない限界まで、溶接速度
を速くできる溶接電流を増加したギャップ埋め本溶接が
可能になる。上記ギャップに応じて溶接電流若しくは溶
接速度が補正されると、これに応じて電圧指令パラメー
タＰV 及び電流指令パラメータＰI もＳ12〔電圧指令パ
ラメータ設定〕及びＳ13〔電流指令パラメータＰI 〕に
より補正する。
【００２２】なお、本溶接コントローラ４では、継手に
応じてパルス溶接とマグ溶接とを選択することができ、
ギャップに応じた溶接条件の補正もそれぞれの溶接法に
設定した溶込み深さの演算式に基づいてそれぞれの継手
毎に電流増加若しくは速度低下の補正を行い、プログラ
ム上は別の流れとなるが、各溶込み深さの演算式は、基
本的には同じ多項式のため、溶接法に分けることなく共
通に説明する。
応じてパルス溶接とマグ溶接とを選択することができ、
ギャップに応じた溶接条件の補正もそれぞれの溶接法に
設定した溶込み深さの演算式に基づいてそれぞれの継手
毎に電流増加若しくは速度低下の補正を行い、プログラ
ム上は別の流れとなるが、各溶込み深さの演算式は、基
本的には同じ多項式のため、溶接法に分けることなく共
通に説明する。
【００２３】以上のように本溶接の使用するギャップに
応じた溶接条件の補正がなされた後、Ｓ14〔本溶接スタ
ート〕に進み、上記Ｓ12及びＳ13で設定した各指令パラ
メータＰI 及びＰV のアナログ信号ｉ，ｖを溶接電源３
へ送出（Ｓ15）するとともに、ロボットコントローラ５
へ溶接速度ＷＳを送出（Ｓ16）して、ロボット２が溶接
を行うことになる。この本溶接中、溶接コントローラ４
は、Ｓ17によりチップ母材間距離の変動、ワイヤ送給抵
抗の変動等の外乱に応じて溶接条件を更に補正するが、
この外乱に応じて溶接条件を更に補正する処理（Ｓ17）
は本発明と関係がないため説明を省略する。
応じた溶接条件の補正がなされた後、Ｓ14〔本溶接スタ
ート〕に進み、上記Ｓ12及びＳ13で設定した各指令パラ
メータＰI 及びＰV のアナログ信号ｉ，ｖを溶接電源３
へ送出（Ｓ15）するとともに、ロボットコントローラ５
へ溶接速度ＷＳを送出（Ｓ16）して、ロボット２が溶接
を行うことになる。この本溶接中、溶接コントローラ４
は、Ｓ17によりチップ母材間距離の変動、ワイヤ送給抵
抗の変動等の外乱に応じて溶接条件を更に補正するが、
この外乱に応じて溶接条件を更に補正する処理（Ｓ17）
は本発明と関係がないため説明を省略する。
【００２４】次に上記Ｓ8 〔溶接速度ＷＳにより条件補
正〕及びＳ9 〔溶接電流Ｉにより条件補正〕の処理を図
３及び図４により更に詳細に説明するが、その前にこれ
らの処理で確実にギャップに余分に埋込まれる溶接金属
量を求める演算手段を図５〜図９を参照して説明する。
先ず、ギャップ埋め用に溶接条件を演算し補正する場
合、ギャップに埋込まれる溶接金属量（ギャップ埋込み
溶接金属量）を知る必要がある。そのためには、ギャッ
プをもつ場合の溶込み深さＰG を知ることが不可欠であ
る。
正〕及びＳ9 〔溶接電流Ｉにより条件補正〕の処理を図
３及び図４により更に詳細に説明するが、その前にこれ
らの処理で確実にギャップに余分に埋込まれる溶接金属
量を求める演算手段を図５〜図９を参照して説明する。
先ず、ギャップ埋め用に溶接条件を演算し補正する場
合、ギャップに埋込まれる溶接金属量（ギャップ埋込み
溶接金属量）を知る必要がある。そのためには、ギャッ
プをもつ場合の溶込み深さＰG を知ることが不可欠であ
る。
【００２５】図５はギャップを０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ
まで種々変化させて、溶接電流を２６０Ａと３００Ａの
２種類で溶接した場合の溶込み深さＰG を測定しグラフ
としたものである。このグラフから、溶込み深さＰ
G は、ギャップ長増加に応じて直線的に増加し、溶接電
流に関係なくほぼ同じ傾きとなることがわかる。従っ
て、この傾きをＫとすれば、溶込み深さＰG は、次式で
表すことができる。
まで種々変化させて、溶接電流を２６０Ａと３００Ａの
２種類で溶接した場合の溶込み深さＰG を測定しグラフ
としたものである。このグラフから、溶込み深さＰ
G は、ギャップ長増加に応じて直線的に増加し、溶接電
流に関係なくほぼ同じ傾きとなることがわかる。従っ
て、この傾きをＫとすれば、溶込み深さＰG は、次式で
表すことができる。
【００２６】
【数式１】 ＰG ＝Ｋ・Ｇ＋Ｐ0 ここでＰ0 はギャップ零の場合の溶込み深さであって、
初期溶接条件（Ｉ0 ，Ｖ0 ，ＷＳ0 ）より次の多項式で
表される。
初期溶接条件（Ｉ0 ，Ｖ0 ，ＷＳ0 ）より次の多項式で
表される。
【００２７】
【数式２】 Ｐ0 ＝ａ・Ｉ0 −ｂ・Ｖ0 −ｃ・ＷＳ0 −
ｄ （ａ〜ｄ：他の溶接条件より定まる定数） さて、溶接速度により条件補正を行う場合、図６に示す
ように、ギャップ零の場合のスミ肉継手を溶接速度ＷＳ
0 で溶接して脚長Ｌが得られるが、図７（Ａ）に示すよ
うに、ギャップがＧだけあいていると、ギャップ零の場
合と同じ溶接条件で溶接を行うと、ギャップに埋込まれ
る体積分だけ脚長不足を生じてしまう。
ｄ （ａ〜ｄ：他の溶接条件より定まる定数） さて、溶接速度により条件補正を行う場合、図６に示す
ように、ギャップ零の場合のスミ肉継手を溶接速度ＷＳ
0 で溶接して脚長Ｌが得られるが、図７（Ａ）に示すよ
うに、ギャップがＧだけあいていると、ギャップ零の場
合と同じ溶接条件で溶接を行うと、ギャップに埋込まれ
る体積分だけ脚長不足を生じてしまう。
【００２８】ここで、１分間に埋込まれる体積をΔＶ0
とすると、これは次式で表せる。
とすると、これは次式で表せる。
【００２９】
【数式３】 ΔＶ0 ＝ΔＳ×ＷＳ0 ＝Ｐ0 ・Ｇ・ＷＳ0
×１０-2 （ΔＳは断面積） このΔＶ0 の不足分を補うために、溶接速度をギャップ
零の時の溶接速度ＷＳ0 からＷＳ1 に遅くすると、溶込
み深さはＰ0 からＰ1 へと増加する（図７（Ｂ））。そ
のために脚長不足に効いてくる体積不足分ΔＶ1 は次式
のようになる。
×１０-2 （ΔＳは断面積） このΔＶ0 の不足分を補うために、溶接速度をギャップ
零の時の溶接速度ＷＳ0 からＷＳ1 に遅くすると、溶込
み深さはＰ0 からＰ1 へと増加する（図７（Ｂ））。そ
のために脚長不足に効いてくる体積不足分ΔＶ1 は次式
のようになる。
【００３０】
【数式４】ΔＶ1 ＝ΔＳ1 ×ＷＳ1 ＝Ｇ・（Ｐ1 −
Ｐ0 ）・ＷＳ1 ×１０-2 この操作を順次繰り返していくと、ΔＶn は最終的は零
に収束していく。ここで、ΔＶn は次式で表せる。
Ｐ0 ）・ＷＳ1 ×１０-2 この操作を順次繰り返していくと、ΔＶn は最終的は零
に収束していく。ここで、ΔＶn は次式で表せる。
【００３１】
【数式５】ΔＶn ＝ΔＳn ×ＷＳn ＝Ｇ・（Ｐn −Ｐ
n-1 ）・ＷＳn ×１０-2 数式５のΔＳn に当たる部分が不足分の断面積であるの
で、この値が十分小さくなった時が演算終了の条件であ
るとして数値解析を行うことができる。即ち、最終的な
断面積不足ΔＳn は、脚長不足が例えば０．１ｍｍとな
った時に演算を終了すると、次のようになる。なお、こ
の最終的な脚長不足は自由に変更（例えばもっと小さく
することも可）できるようになっている。
n-1 ）・ＷＳn ×１０-2 数式５のΔＳn に当たる部分が不足分の断面積であるの
で、この値が十分小さくなった時が演算終了の条件であ
るとして数値解析を行うことができる。即ち、最終的な
断面積不足ΔＳn は、脚長不足が例えば０．１ｍｍとな
った時に演算を終了すると、次のようになる。なお、こ
の最終的な脚長不足は自由に変更（例えばもっと小さく
することも可）できるようになっている。
【００３２】
【数式６】 ΔＳn ＝（１／２）・Ｌ2 −（１／２）・
（Ｌ−０．１）2＝０．１Ｌ−０．００５従って、演算
終了の条件は、数式５と数式６より次式で表せる。
（Ｌ−０．１）2＝０．１Ｌ−０．００５従って、演算
終了の条件は、数式５と数式６より次式で表せる。
【００３３】
【数式７】 ΔＳn ＝Ｇ・（Ｐn −Ｐn-1 ）≦０．１Ｌ
−０．００５ 数式７で未知なのは、順次上記操作を繰り返した場合の
ギャップ有時の溶込み深さＰであるので、以下にその演
算手段について説明する。ギャップに吸い込まれて不足
する体積は、図３（Ａ）から図３（Ｂ）のように、溶接
速度がＷＳ0 からＷＳ1 に減少して補われるΔＶ0 とな
り、これは次式で表せる。
−０．００５ 数式７で未知なのは、順次上記操作を繰り返した場合の
ギャップ有時の溶込み深さＰであるので、以下にその演
算手段について説明する。ギャップに吸い込まれて不足
する体積は、図３（Ａ）から図３（Ｂ）のように、溶接
速度がＷＳ0 からＷＳ1 に減少して補われるΔＶ0 とな
り、これは次式で表せる。
【００３４】
【数式８】 ΔＶ0 ＝（１／２）・Ｌ2 ・（ＷＳ0 −Ｗ
Ｓ1 ）×１０-2 ここで、数式３と数式８よりＷＳ1 について整理する
と、次式が得られる。
Ｓ1 ）×１０-2 ここで、数式３と数式８よりＷＳ1 について整理する
と、次式が得られる。
【００３５】
【数式９】 ＷＳ1 ＝ＷＳ0 −２・Ｇ・Ｐ0 ・ＷＳ0 ／
Ｌ2 数式９でＷＳ0 ，Ｇ，Ｌは既知であり、Ｐ0 は数式２か
ら計算できる。従って、溶接速度をＷＳ1 に遅くした後
の溶込み深さＰ1 は、
Ｌ2 数式９でＷＳ0 ，Ｇ，Ｌは既知であり、Ｐ0 は数式２か
ら計算できる。従って、溶接速度をＷＳ1 に遅くした後
の溶込み深さＰ1 は、
【００３６】
【数式１０】 Ｐ1 ＝ａ・Ｉ0 −ｂ・Ｖ0 −ｃ・ＷＳ1
−ｄ＋Ｋ・Ｇ となる。数式９を導出した手順を次々と繰り返していく
と、次の一般式が得られる。
−ｄ＋Ｋ・Ｇ となる。数式９を導出した手順を次々と繰り返していく
と、次の一般式が得られる。
【００３７】
【数式１１】ＷＳn ＝ＷＳn-1 −２・Ｇ・（Ｐn −Ｐ
n-1 ）・ＷＳn-1 ／Ｌ2 数式１１のＷＳn を数式２に代入すると、ｎ番目の溶込
み深さＰn は
n-1 ）・ＷＳn-1 ／Ｌ2 数式１１のＷＳn を数式２に代入すると、ｎ番目の溶込
み深さＰn は
【００３８】
【数式１２】 Ｐn ＝ａ・Ｉ0 −ｂ・Ｖ0 −ｃ・ＷＳn
−ｄ＋Ｋ・Ｇ となる。数式１２で求まるＰn の値を数式７に代入し、
数式７の条件を満足した時のＷＳが最終的に求めたい溶
接速度である。この手段は、板厚があまり大きくない場
合や、初期設定した溶接電流がかなり高く、抜けの虞れ
がある場合に有効である。
−ｄ＋Ｋ・Ｇ となる。数式１２で求まるＰn の値を数式７に代入し、
数式７の条件を満足した時のＷＳが最終的に求めたい溶
接速度である。この手段は、板厚があまり大きくない場
合や、初期設定した溶接電流がかなり高く、抜けの虞れ
がある場合に有効である。
【００３９】次に、ギャップ埋め用に溶接電流により条
件補正を行う場合の演算手段を説明する。この場合、溶
接速度を一定にし、溶接電流のみを増加させる。仮に、
ギャップ零と同じ条件（電流Ｉ0 ，ＷＳ0 ）で溶接を行
ったとすると、図８（Ａ）に示すようなギャップ埋込み
溶接金属量ΔＤＲ0 （ｇ／ｍｉｎ）は、
件補正を行う場合の演算手段を説明する。この場合、溶
接速度を一定にし、溶接電流のみを増加させる。仮に、
ギャップ零と同じ条件（電流Ｉ0 ，ＷＳ0 ）で溶接を行
ったとすると、図８（Ａ）に示すようなギャップ埋込み
溶接金属量ΔＤＲ0 （ｇ／ｍｉｎ）は、
【００４０】
【数式１３】 ΔＤＲ0 ＝Ｇ・Ｐ0 ・ＷＳ0 ×１０-2 となる。次にこのギャップに吸い込まれる溶接金属量Δ
ＤＲ0 を補うために必要な溶接電流をＩ1 とすると、Ｉ
0 ，Ｉ1 の時の溶着速度ＭＲ0 ，ＭＲ1 （ｇ／ｍｉｎ）
は、それぞれ次式で表せる。
ＤＲ0 を補うために必要な溶接電流をＩ1 とすると、Ｉ
0 ，Ｉ1 の時の溶着速度ＭＲ0 ，ＭＲ1 （ｇ／ｍｉｎ）
は、それぞれ次式で表せる。
【００４１】
【数式１４】 ＭＲ0 ＝Ｋ４９・Ｉ0 ＋Ｋ５０・ＥＸＴ
−Ｋ５１
−Ｋ５１
【００４２】
【数式１５】 ＭＲ1 ＝Ｋ４９・Ｉ1 ＋Ｋ５０・ＥＸＴ
−Ｋ５１ ここで、ΔＤＲ0 とＭＲ0 及びＭＲ1 の間には、次式が
成立する。
−Ｋ５１ ここで、ΔＤＲ0 とＭＲ0 及びＭＲ1 の間には、次式が
成立する。
【００４３】
【数式１６】 ΔＤＲ0 ＝ＭＲ1 −ＭＲ0 従って、数式１６に数式１３〜１５を代入し、Ｉ1 につ
いて整理すると、ΔＤＲ0 を補うのに必要な溶接電流と
して、
いて整理すると、ΔＤＲ0 を補うのに必要な溶接電流と
して、
【００４４】
【数式１７】 Ｉ1 ＝Ｋ５２・Ｇ・Ｐ0 ・ＷＳ0 ＋Ｉ0 が得られる。実際には、溶接電流Ｉ1 で溶接すると、図
８（Ｂ）に示すうよに溶込み深さがＰ0 からＰ1 へ増加
するので、ギャップに吸い込まれる溶接金属量は、ΔＤ
Ｒ0よりΔＤＲ1 に大きくなる。従って、ΔＤＲ1 −Δ
ＤＲ0 を補うため、更に大きな溶接電流で溶接する必要
がある。以上の手順を繰り返していくと、溶接速度によ
る演算手段で説明したように、ギャップ埋込み溶接金属
量の不足分は零に収束していく。数式１７でＧ，Ｗ
Ｓ0 ，Ｉ0 は既知であり、Ｐ0 は数式２から計算でき
る。従って、溶接電流をＩ1 に増加した時の溶込み深さ
Ｐ1 は、数式１７で計算したＩ1 を数式２に代入して、
８（Ｂ）に示すうよに溶込み深さがＰ0 からＰ1 へ増加
するので、ギャップに吸い込まれる溶接金属量は、ΔＤ
Ｒ0よりΔＤＲ1 に大きくなる。従って、ΔＤＲ1 −Δ
ＤＲ0 を補うため、更に大きな溶接電流で溶接する必要
がある。以上の手順を繰り返していくと、溶接速度によ
る演算手段で説明したように、ギャップ埋込み溶接金属
量の不足分は零に収束していく。数式１７でＧ，Ｗ
Ｓ0 ，Ｉ0 は既知であり、Ｐ0 は数式２から計算でき
る。従って、溶接電流をＩ1 に増加した時の溶込み深さ
Ｐ1 は、数式１７で計算したＩ1 を数式２に代入して、
【００４５】
【数式１８】 Ｐ1 ＝ａ・Ｉ1 −ｂ・Ｖ0 −ｃ・ＷＳ0
−ｄ となる。数式１７を導出した手順を次々に繰り返してい
くと、次の一般式が得られる。
−ｄ となる。数式１７を導出した手順を次々に繰り返してい
くと、次の一般式が得られる。
【００４６】
【数式１９】 Ｉn ＝Ｋ５２・Ｇ・（Ｐn-1 −Ｐn-2 ）
・ＷＳ0 ＋Ｉn-1 数式１９を数式２に代入すると、
・ＷＳ0 ＋Ｉn-1 数式１９を数式２に代入すると、
【００４７】
【数式２０】 Ｐn ＝ａ・Ｉn −ｂ・Ｖ0 −ｃ・ＷＳ0
−ｄ＋Ｋ・Ｇ が得られ、ｎ番目の溶込み深さＰn も演算することがで
きる。上記手順で求めたＰn の値を数式７に代入し、同
数式７の条件を満足した時のＩが最終的に求めたい溶接
電流である。この手段は、溶接速度を低下せずに補正で
き、溶接時間が長くなることを防止できる。
−ｄ＋Ｋ・Ｇ が得られ、ｎ番目の溶込み深さＰn も演算することがで
きる。上記手順で求めたＰn の値を数式７に代入し、同
数式７の条件を満足した時のＩが最終的に求めたい溶接
電流である。この手段は、溶接速度を低下せずに補正で
き、溶接時間が長くなることを防止できる。
【００４８】上記演算手段を原理として溶接コントロー
ラ４は、ギャップをもつ継手の溶接条件を補正する。図
３は溶接速度による条件補正の演算過程を示す。この溶
接速度による条件補正は、Ｓ7 〔Ｐ0 ′＜Ｋ５９・ｔ〕
の判断で、溶込み深さの演算値Ｐ0 ′が板厚に応じた溶
込み深さの限界値Ｋ５９・ｔと等しいかこれより大きい
場合に実行される。ここで、Ｐ0 ′は、初期溶接条件の
電流、電圧、溶接速度及び算出したギャップ長とから溶
込み深さを表した多項式、即ちＰ0 ′＝ａ・Ｉ0 −ｂ・
Ｖ0 −ｃ・ＷＳ0 −ｄ＋Ｋ・Ｇの演算結果である。
ラ４は、ギャップをもつ継手の溶接条件を補正する。図
３は溶接速度による条件補正の演算過程を示す。この溶
接速度による条件補正は、Ｓ7 〔Ｐ0 ′＜Ｋ５９・ｔ〕
の判断で、溶込み深さの演算値Ｐ0 ′が板厚に応じた溶
込み深さの限界値Ｋ５９・ｔと等しいかこれより大きい
場合に実行される。ここで、Ｐ0 ′は、初期溶接条件の
電流、電圧、溶接速度及び算出したギャップ長とから溶
込み深さを表した多項式、即ちＰ0 ′＝ａ・Ｉ0 −ｂ・
Ｖ0 −ｃ・ＷＳ0 −ｄ＋Ｋ・Ｇの演算結果である。
【００４９】Ｓ21は上記数式６の演算に相当し、最終的
な断面積不足分ΔＳ（ΔＳn ）を求めている。Ｓ22でギ
ャップ埋込み溶接金属量が零に収束するまでの処理回数
ｎを「０」にセットし、Ｓ23より演算ループに入る。上
記演算ループでは、ｎを歩進するＳ23と、数式１２に相
当の溶込み深さＰnを演算するＳ24と、ｎが２未満の場
合に数式１１の一般式で次に遅くする溶接速度ＷＳ
2 （次回溶込み深さＰn の演算で用いる）を求めるＳ26
と、上記Ｓ24で求めた溶込み深さＰ2 をＱと置き代えＳ
23に戻るＳ28とからなるループを実行し、次に、上記ｎ
が２以上の場合に溶込み深さの差（Ｐ−Ｑ）とギャップ
長Ｇより現演算時の断面積不足分Ｕを求めるＳ27と、上
記断面積不足分Ｕと最終的な断面積不足分ΔＳとを比較
し（数式７に相当）、ＵがΔＳより大きい場合に更に溶
接速度を遅くするため数式１１の演算を行うＳ30とから
なるループを実行する。
な断面積不足分ΔＳ（ΔＳn ）を求めている。Ｓ22でギ
ャップ埋込み溶接金属量が零に収束するまでの処理回数
ｎを「０」にセットし、Ｓ23より演算ループに入る。上
記演算ループでは、ｎを歩進するＳ23と、数式１２に相
当の溶込み深さＰnを演算するＳ24と、ｎが２未満の場
合に数式１１の一般式で次に遅くする溶接速度ＷＳ
2 （次回溶込み深さＰn の演算で用いる）を求めるＳ26
と、上記Ｓ24で求めた溶込み深さＰ2 をＱと置き代えＳ
23に戻るＳ28とからなるループを実行し、次に、上記ｎ
が２以上の場合に溶込み深さの差（Ｐ−Ｑ）とギャップ
長Ｇより現演算時の断面積不足分Ｕを求めるＳ27と、上
記断面積不足分Ｕと最終的な断面積不足分ΔＳとを比較
し（数式７に相当）、ＵがΔＳより大きい場合に更に溶
接速度を遅くするため数式１１の演算を行うＳ30とから
なるループを実行する。
【００５０】上記Ｓ29において、ＵがΔＳに等しいか小
さい場合に演算ループから抜け出す。これにより上記Ｓ
26又はＳ30で求めた溶接速度ＳＷが最終的に溶接条件と
して設定される。上記設定さたれ溶接速度ＷＳは、次に
Ｓ31により溶接速度の下限値Ｋ６０と比較され、溶接速
度ＷＳが同下限値Ｋ６０より下回っている場合は、Ｓ33
に進んでその旨のメッセージを行いシステムを停止す
る。
さい場合に演算ループから抜け出す。これにより上記Ｓ
26又はＳ30で求めた溶接速度ＳＷが最終的に溶接条件と
して設定される。上記設定さたれ溶接速度ＷＳは、次に
Ｓ31により溶接速度の下限値Ｋ６０と比較され、溶接速
度ＷＳが同下限値Ｋ６０より下回っている場合は、Ｓ33
に進んでその旨のメッセージを行いシステムを停止す
る。
【００５１】また、Ｓ31で溶接速度ＷＳが下限値Ｋ６０
より大きいか等しい場合、Ｓ32に進み、溶接速度の上限
値Ｋ６１と溶接速度ＷＳとを比較する。そして溶接速度
ＷＳが上限値Ｋ６１に等しいか小さい場合は、Ｓ12，Ｓ
13の各パラメータの設定に進んで、補正した溶接速度で
本溶接に移る。また、溶接速度ＷＳが上限値Ｋ６１より
大きい場合は、Ｓ34に進んで溶接速度が上限より上回っ
ている旨のメッセージを行いシステムを停止する。
より大きいか等しい場合、Ｓ32に進み、溶接速度の上限
値Ｋ６１と溶接速度ＷＳとを比較する。そして溶接速度
ＷＳが上限値Ｋ６１に等しいか小さい場合は、Ｓ12，Ｓ
13の各パラメータの設定に進んで、補正した溶接速度で
本溶接に移る。また、溶接速度ＷＳが上限値Ｋ６１より
大きい場合は、Ｓ34に進んで溶接速度が上限より上回っ
ている旨のメッセージを行いシステムを停止する。
【００５２】次に図４に示す溶接電流による条件補正を
行う場合のＳ41〜Ｓ43は溶接速度の条件補正のＳ21〜Ｓ
23と同じである。即ち、最終的な断面積不足分ΔＳ（Δ
Ｓn）の演算と、処理回数ｎのセットと、ｎの歩進とを
行う。ｎを歩進した後、演算ループに入り、先ず、数式
２０に相当の溶込み深さＰnを演算するＳ44と、溶接速
度の場合と同様ｎが２未満の場合に、ギャップ埋込み溶
接金属量を補うために増加させる次の溶接電流Ｉ2 をギ
ャップ長Ｇ，溶接速度ＷＳ1 、溶込み深さＰ1 より求め
るＳ47と、上記Ｓ44で求めた溶込み深さＰ2をＱと置き
代えＳ43に戻るＳ46とからなるループ処理を行う。
行う場合のＳ41〜Ｓ43は溶接速度の条件補正のＳ21〜Ｓ
23と同じである。即ち、最終的な断面積不足分ΔＳ（Δ
Ｓn）の演算と、処理回数ｎのセットと、ｎの歩進とを
行う。ｎを歩進した後、演算ループに入り、先ず、数式
２０に相当の溶込み深さＰnを演算するＳ44と、溶接速
度の場合と同様ｎが２未満の場合に、ギャップ埋込み溶
接金属量を補うために増加させる次の溶接電流Ｉ2 をギ
ャップ長Ｇ，溶接速度ＷＳ1 、溶込み深さＰ1 より求め
るＳ47と、上記Ｓ44で求めた溶込み深さＰ2をＱと置き
代えＳ43に戻るＳ46とからなるループ処理を行う。
【００５３】次にｎが２以上の場合に溶込み深さの差
（Ｐ−Ｑ）とギャップ長Ｇより現演算時の断面積不足分
Ｕを求め（Ｓ49）、上記断面積不足分Ｕと最終的な断面
積不足分ΔＳとを比較し（Ｓ50）、ＵがΔＳより大きい
場合に更に溶接電流を増加するため数式１９の演算を行
う（Ｓ52）。これは、溶接速度の場合と同じである。ま
た、Ｓ50でＵがΔＳに等しいか小さい場合、既述したＳ
10（増加後の溶接電流によった溶込み深さＰn が板厚ｔ
に対して抜けを生じるか否かを再度判断）に進む。
（Ｐ−Ｑ）とギャップ長Ｇより現演算時の断面積不足分
Ｕを求め（Ｓ49）、上記断面積不足分Ｕと最終的な断面
積不足分ΔＳとを比較し（Ｓ50）、ＵがΔＳより大きい
場合に更に溶接電流を増加するため数式１９の演算を行
う（Ｓ52）。これは、溶接速度の場合と同じである。ま
た、Ｓ50でＵがΔＳに等しいか小さい場合、既述したＳ
10（増加後の溶接電流によった溶込み深さＰn が板厚ｔ
に対して抜けを生じるか否かを再度判断）に進む。
【００５４】なお、増加後の溶接電流Ｉn を演算した
後、Ｓ48，Ｓ53に示すように、溶接電圧も修正してい
る。このように本実施形態では、電流増加や速度低下に
よりギャップに余分に吸い込まれる溶接金属量を補うよ
うに溶接条件を演算し、演算後の溶接条件によって増加
するギャップ埋込み溶接金属量が最終的にほぼ零となる
ように溶接条件の演算を繰返すことにより、脚長不足を
防止している。
後、Ｓ48，Ｓ53に示すように、溶接電圧も修正してい
る。このように本実施形態では、電流増加や速度低下に
よりギャップに余分に吸い込まれる溶接金属量を補うよ
うに溶接条件を演算し、演算後の溶接条件によって増加
するギャップ埋込み溶接金属量が最終的にほぼ零となる
ように溶接条件の演算を繰返すことにより、脚長不足を
防止している。
【００５５】ここで、演算補正により埋込み可能なギャ
ップの場合、見かけ上の脚長が指定脚長Ｌを満足してい
る場合でも、実質的な脚長はＬ−Ｇとなる。従って、演
算に使用する脚長ＬをＬ＋Ｇとすれば、本演算補正によ
り強度不足が生じない脚長を得ることができる。以上か
ら、本実施形態では、見かけ上の脚長を保証し、ビード
外観を正常に保ちたい場合は（図２のＳ20で判断する定
数Ｋ１１９が「０」に設定される）、Ｌ＝Ｌとし、強度
不足を生じさせない（図２のＳ20で判断する定数Ｋ１１
９が「１」に設定される）ためには、Ｌ＋Ｇとして溶接
条件を演算補正できるようになっている。
ップの場合、見かけ上の脚長が指定脚長Ｌを満足してい
る場合でも、実質的な脚長はＬ−Ｇとなる。従って、演
算に使用する脚長ＬをＬ＋Ｇとすれば、本演算補正によ
り強度不足が生じない脚長を得ることができる。以上か
ら、本実施形態では、見かけ上の脚長を保証し、ビード
外観を正常に保ちたい場合は（図２のＳ20で判断する定
数Ｋ１１９が「０」に設定される）、Ｌ＝Ｌとし、強度
不足を生じさせない（図２のＳ20で判断する定数Ｋ１１
９が「１」に設定される）ためには、Ｌ＋Ｇとして溶接
条件を演算補正できるようになっている。
【００５６】また、抜けを生じない溶接速度を遅くした
溶接と、溶接時間が長くならない溶接電流を増加した溶
接とを、少なくとも電流、速度及びギャップ長を含む溶
込み深さの多項式より判断しているので、継手に応じた
最適な条件補正を自動的に選択することができる。更
に、本実施形態では、溶接条件の補正だけでは埋めきれ
ないギャップの場合、特別のギャップ埋込みファイルの
溶接条件を使って本溶接の前にロボットによりギャップ
を埋めることができる。
溶接と、溶接時間が長くならない溶接電流を増加した溶
接とを、少なくとも電流、速度及びギャップ長を含む溶
込み深さの多項式より判断しているので、継手に応じた
最適な条件補正を自動的に選択することができる。更
に、本実施形態では、溶接条件の補正だけでは埋めきれ
ないギャップの場合、特別のギャップ埋込みファイルの
溶接条件を使って本溶接の前にロボットによりギャップ
を埋めることができる。
【００５７】また更に、電流を増加する条件補正におい
て、最終的に増加させた溶接電流が板厚に応じた溶込み
深さの限界値を超える場合には、溶接速度の条件補正に
切替えるようにしているので、電流増加による抜けを未
然に防止することができる。
て、最終的に増加させた溶接電流が板厚に応じた溶込み
深さの限界値を超える場合には、溶接速度の条件補正に
切替えるようにしているので、電流増加による抜けを未
然に防止することができる。
【００５８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、初期
設定した溶接条件を補正したことによって、更にギャッ
プ埋込み溶接金属量を補い不足分がほぼ零に収束するよ
うに溶接条件の補正を繰り返すことにより、脚長が確保
されるまでギャップに溶接金属を埋込む溶接が可能とな
って、ギャップをもつ継手の強度を確実に保証すること
ができる。
設定した溶接条件を補正したことによって、更にギャッ
プ埋込み溶接金属量を補い不足分がほぼ零に収束するよ
うに溶接条件の補正を繰り返すことにより、脚長が確保
されるまでギャップに溶接金属を埋込む溶接が可能とな
って、ギャップをもつ継手の強度を確実に保証すること
ができる。
【００５９】また、本発明によれば、溶接条件の補正だ
けでは埋めきれないギャップの場合、ギャップ埋込みフ
ァイルの溶接条件を使って本溶接の前にロボットにより
ギャップを埋めることにより、ギャップ埋め本溶接がで
きないような大きなギャップをもつ継手でも、ギャップ
埋め前溶接とギャップ埋め本溶接とをロボットによる自
動溶接で可能となる。
けでは埋めきれないギャップの場合、ギャップ埋込みフ
ァイルの溶接条件を使って本溶接の前にロボットにより
ギャップを埋めることにより、ギャップ埋め本溶接がで
きないような大きなギャップをもつ継手でも、ギャップ
埋め前溶接とギャップ埋め本溶接とをロボットによる自
動溶接で可能となる。
【図１】 本発明の一実施形態に係る構成を示す構成図
である。
である。
【図２】 本発明に用いた溶接コントローラの動作の一
例を示すフローチャートである。
例を示すフローチャートである。
【図３】 図２に示す溶接速度による条件補正の一例を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図４】 図２に示す溶接電流による条件補正の一例を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図５】 ０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲でギャップを
種々変化させて、溶込み深さとの関係を示すグラフであ
る。
種々変化させて、溶込み深さとの関係を示すグラフであ
る。
【図６】 ギャップをもたない無い場合の脚長を示す説
明図である。
明図である。
【図７】 溶接速度による条件補正でギャップ埋込み溶
接金属量が増加する様子を示す説明図であって、（Ａ）
は初期条件で脚長不足を生じた状態を示し、（Ｂ）は１
回補正でも脚長不足が生じている状態を示す。
接金属量が増加する様子を示す説明図であって、（Ａ）
は初期条件で脚長不足を生じた状態を示し、（Ｂ）は１
回補正でも脚長不足が生じている状態を示す。
【図８】 溶接電流による条件補正でギャップ埋込み溶
接金属量が増加する様子を示す説明図であって、（Ａ）
は初期条件で脚長不足を生じた状態を示し、（Ｂ）は１
回補正でも脚長不足が生じている状態を示す。
接金属量が増加する様子を示す説明図であって、（Ａ）
は初期条件で脚長不足を生じた状態を示し、（Ｂ）は１
回補正でも脚長不足が生じている状態を示す。
１は溶接トーチ、２はロボット、３は溶接電源、４は溶
接コントローラ、５はロボットコントローラ、４１は初
期条件設定手段、４４は条件演算補正手段、４５は条件
ファイル、４６はギャップ埋め条件ファイル、４７はギ
ャップ演算手段、Ｐは溶込み深さ、ＷＳは溶接速度であ
る。
接コントローラ、５はロボットコントローラ、４１は初
期条件設定手段、４４は条件演算補正手段、４５は条件
ファイル、４６はギャップ埋め条件ファイル、４７はギ
ャップ演算手段、Ｐは溶込み深さ、ＷＳは溶接速度であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−80643（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−20661（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−154869（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−22579（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−70384（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−99949（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−33076（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/127 B23K 9/095
Claims (4)
- 【請求項１】 溶接金属となるワイヤが送給されるトー
チを所定のティーチングデータによって操縦されるロボ
ットに保持し、該トーチに溶接電源により通電して溶接
を行う自動溶接機において、 ギャップを持つ継手のギャップ長を算出するギャップ演
算手段と、 基本仕様の入力情報に基づき上記溶接電源から出力させ
る電流、電圧と溶接速度とからなる溶接条件を設定する
初期条件設定手段と、 上記ギャップを溶接金属で埋めた本溶接を行うべく上記
初期条件設定手段で設定した溶接条件を上記ギャップ演
算手段で算出したギャップ長に応じて溶接金属量が増加
するように初期補正し、該初期補正後さらに溶接金属量
が不足する場合には、上記初期補正による溶接金属量の
更なる不足分を補填すべく溶接条件を再補正し、溶接金
属量の上記補填が完遂するまで上記再補正を繰返して溶
接条件を演算する条件演算補正手段とを具備したことを
特徴とする自動溶接機の制御装置。 - 【請求項２】 上記条件演算補正手段が、少なくとも溶
接電流、溶接速度及び上記ギャップ長とから溶け込み深
さを表した多項式の演算値と、板厚に応じた溶け込み深
さの限界値とを比較し、上記演算値が上記限界値より小
さい場合に溶接電流を増加させた補正を行い、上記演算
値が上記限界値より等しいかこれより大きい場合に溶接
速度を低下させた補正を行うことを特徴とする請求項１
記載の自動溶接機の制御装置。 - 【請求項３】 上記条件補正手段が、上記電流値を増加
させた補正による最終的な溶接電流で上記多項式により
溶け込み深さを演算し、該演算した結果が板厚に応じた
溶け込み深さの限界値を超える場合に、上記溶接速度を
低下させた補正に切替えることを特徴とする請求項２記
載の自動溶接装置の制御装置。 - 【請求項４】 溶接金属となるワイヤが送給されるトー
チを所定のティーチングデータによって操縦されるロボ
ットに保持し、該トーチに溶接電源により通電して溶接
を行う自動溶接機において、 ギャップを持つ継手のギャップ長を算出するギャップ演
算手段と、 ギャップ埋込み用の溶接条件が格納されたギャップ埋込
みファイルと、 基本仕様の入力情報に基づき上記溶接電源から出力させ
る電流、電圧と溶接速度とからなる溶接条件を設定する
初期条件設定手段と、 ギャップを溶接金属で埋めた本溶接を行うべく溶着され
る溶接金属量が増加するように上記初期条件設定手段で
設定した溶接条件を上記ギャップ演算手段で算出したギ
ャップ長に基づいて補正するとともに、上記ギャップ長
が上記ギャップを溶接金属で埋める本溶接が不可能な大
きさと判断した場合、上記ギャップ埋めファイルの溶接
条件を出力して本溶接前のギャップ埋め前溶接を可能と
する条件演算補正手段とを具備したことを特徴とする自
動溶接機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26309995A JP3259258B2 (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | 自動溶接機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26309995A JP3259258B2 (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | 自動溶接機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09103875A JPH09103875A (ja) | 1997-04-22 |
| JP3259258B2 true JP3259258B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=17384816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26309995A Expired - Fee Related JP3259258B2 (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | 自動溶接機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3259258B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016026877A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-02-18 | 株式会社ダイヘン | アーク溶接品質判定システム |
| US20160074970A1 (en) * | 2014-09-16 | 2016-03-17 | Arvinmeritor Technology, Llc | System and Method of Making a Welded Assembly |
| EP3991901A4 (en) * | 2019-06-28 | 2022-09-28 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | REPAIR WELDING SYSTEM, REPAIR WELDING PROCESS, INSPECTION DEVICE AND ROBOT CONTROL DEVICE |
| CN114289830B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-10-20 | 唐山松下产业机器有限公司 | 焊缝成型补偿方法及装置、存储介质及电子设备 |
-
1995
- 1995-10-11 JP JP26309995A patent/JP3259258B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09103875A (ja) | 1997-04-22 |
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