JP5241074B2 - 開先倣いアーク溶接方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば大型船の船体外板など、大板鋼板の溶接に関し、特に、開先にカットワイヤ，鋼粒，鉄粉などの溶加材（開先充填材とも言う）を充填して複数の電極で片面からアーク溶接を行う、厚鋼板の高速溶接に関する。

特開平 １１−１９７８３１号公報 特開平 ９− ２４４７０号公報 特開２００４−１９５５０２号公報 特開２００５−３１９５０７号公報 特開２００５−３４９４０７号公報。

特許文献１は、船首あるいは船尾の外板となる曲面鉄鋼パネルを、開先倣いローラを用いる開先位置検出をしながら、複数の溶接電極を開先に倣わせて溶接する、曲面開先の倣い片面溶接を開示している。特許文献２は、開先を横切るスリット状のレーザ光線を開先に投射してその反射光を２次元カメラで撮影して開先位置および形状を検出する光横断方式の開先センサを用い、該開先センサと溶接トーチとは同一の移動機構で支持し、検出した開先の中心に開先センサの視野中心を置くように移動機構を駆動することによって、溶接トーチを開先に倣わせる溶接装置を開示している。特許文献３は、溶接中の開先計測に適した、上記光横断方式の溶接用レーザセンサを提示している。特許文献４および５はそれぞれ、厚鋼板の片面溶接を高速で行う、３電極又はそれ以上の電極数の片面サブマージアーク溶接の溶接条件を具体的に開示している。

従来より、厚鋼板の高能率溶接方法として、上面にフラックスを散布した裏当て部材を、片面溶接対象の鋼板間の板継ぎ開先部の下面に、下方から上駆動して裏当て支持し、開先には溶加材を散布する、片面サブマージアーク溶接方法が造船を中心に盛んに適用されている。

片面溶接を行う開先には、Ｙ開先とＶ開先がある。Ｙ開先は、鋼板の溶接対象端部を垂直に切断又は切削し、更に切断面を、少しの厚み部分（ルートフェース）を残して斜めに切削するので、開先加工に手数がかかるとともに、長尺の切断部材は切断時の熱で歪みが生じるので、厚み部分の残しを均一にすることは難しく、直線性にも歪みが生じ、２枚の部材を合わせた場合、ギャップを生じる結果となる。Ｖ開先は鋼板の溶接対象端部を厚み全体に及んで斜めに切断又は切削すればよいので開先加工が簡単である。しかしＶ開先，Ｙ開先加工の場合、ともに切断時の熱歪みにより、２枚の鋼板を、開先加工した端部を突き合わせたとき、長手方向ｙで部分的に、図１９の（ｂ）に示すギャップを生じ易く、ギャップにばらつきを生ずる。また図１９の（ｃ）に示す厚み差がある開先もある。ギャップのばらつきにより、あるいは厚み差のばらつきにより、溶接時に裏ビード形状の乱れを生じ易く、また、溶接欠陥を生ずる可能性が高くなる。

本発明は、片面溶接の溶接欠陥を防止し裏ビード形状を安定化することを第１の目的とし、複数電極を用いる高速片面溶接の品質を向上することを第２の目的とし、高品質に安定化することを第３の目的とする。

（１）溶接対象材(5)の開先の横断方向(x)の位置(dC)およびギャップ(wG)を検出し、該開先に溶加材を送給し、溶接電極である溶接ワイヤ(71,74,76)を前記検出した位置(dC)に適合する位置に駆動し、該開先を、該溶接ワイヤが発生する電気アークにより溶接し前記溶接対象材と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が目標値になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する、開先倣いアーク溶接方法において、
前記溶接対象材(5)の厚み(wT)及び前記ギャップ(wG)に対応付けられた、開先への溶加材供給速度情報(Vcw)を生成し、該溶加材供給速度情報(Vcw)をメモリ手段(103)に保持し、開先長手方向(y)の溶接の進行に連繋して、溶接方向(y)で前記電気アークの前方であって前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に溶加材供給口(58)が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度が該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度となるタイミング(Acw)で、前記メモリ手段(103)より前記溶加材供給速度情報(Vcw)を読み出し（図10，図11）、読み出した溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度で前記溶加材供給口(58)に溶加材を供給する、ことにより前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とする、ことを特徴とする開先倣いアーク溶接方法。

なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応又は相当要素の符号を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。

これによれば、自動的に、開先長手方向(y)の各位置のギャップと溶接対象材厚さに対応付けられた送給速度で溶加材が該各位置に供給され、しかも溶接ワイヤが、開先の横断方向(x)の位置(dC)に適合する位置に駆動されかつ溶接電圧が目標値になるように開先に送給される。これにより、溶接欠陥をなくして開先長手方向(y)で裏ビード形状を安定化することができる。

（２）溶接対象材(5)の開先の横断方向(x)の位置(dC)およびギャップ(wG)を検出し、該開先に溶加材を送給し、溶接電極である溶接ワイヤ(71,74,76)を前記検出した位置(dC)に適合する位置に駆動し、該開先を、該溶接ワイヤが発生する電気アークにより溶接する、開先倣いアーク溶接方法において、
前記ギャップの検出と同時に前記溶接対象材(5)の厚み(wT)を検出し、前記検出した位置(dC)に適合する位置に前記溶接ワイヤを駆動し、前記検出した厚み(wT)およびギャップ(wG)に対応付けられた、開先への溶加材供給速度情報(Vcw)を生成し、前記検出した厚み(wT)に対応付けられた溶接電流情報(Ao)，溶接電圧情報(Vo)および溶接速度情報(Vw)を生成し、前記溶加材供給速度情報(Vcw)，溶接電流情報(Ao)，溶接電圧情報(Vo)および溶接速度情報(Vw)をメモリ手段(103)に保持し、開先長手方向(y)の溶接の進行に連繋して、溶接方向(y)で前記電気アークの前方であって前記厚みおよびギャップを検出した開先長手方向(y)の位置に溶加材供給口(58)が到達するときに該溶加材供給口(58)から開先に供給する溶加材の供給速度が該厚みおよびギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度となる第１タイミング(Acw)で、前記メモリ手段(103)より前記溶加材供給速度情報(Vcw)を読み出し（図10，図11）、読み出した溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度で前記溶加材供給口(58)に溶加材を供給する、ことにより前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とし、かつ、開先長手方向(y)の溶接の進行に連繋して、前記厚みを検出した開先長手方向(y)の位置に溶接ワイヤが到達するときに該溶接ワイヤ(71)の溶接電流，溶接電圧および溶接速度が該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報(Ao)，溶接電圧情報(Vo)および溶接速度情報(Vw)が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度となる第２タイミング(Ad1〜Ad3)で、前記メモリ手段(102)より前記溶接電流情報(Ao)，溶接電圧情報(Vo)および溶接速度情報を読み出し、読み出した溶接電流情報(Ao)および溶接速度情報(Vw)が表わす溶接電流および溶接速度に、前記溶接ワイヤの溶接電流および溶接速度を制御し、前記溶接対象材(5)と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が、前記読み出した溶接電圧情報(Vo)が表わす値になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する、ことにより前記厚みを検出した開先長手方向の位置に前記溶接ワイヤが到達するとき該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度を該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度とする、
ことを特徴とする開先倣いアーク溶接方法。

これによれば、開先長手方向(y)で溶接の溶込みを安定化して溶接品質を高め、かつ開先長手方向(y)で裏ビード形状を安定化することができる。

（３）溶接対象材(5)の開先の横断方向(x)の位置(dC)およびギャップ(wG)を検出し、該開先に溶加材を送給し、溶接電極である溶接ワイヤ(71,74,76)を前記検出した位置(dC)に適合する位置に駆動し、該開先を、該溶接ワイヤが発生する電気アークにより溶接し前記溶接対象材と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が目標値になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する、開先倣いアーク溶接方法において、
検出したギャップ(wG)をメモリ手段(103)に保持し、開先長手方向(y)の溶接の進行に連繋した所定のタイミング(Acw)で前記メモリ手段(103)より前記ギャップ(wG)を読み出して前記溶接対象材(5)の厚み(wT)及び前記ギャップ(wG)に対応付けられた開先への溶加材供給速度情報(Vcw)を生成し（図17，図18)、生成した溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度で前記溶加材供給口(58)に溶加材を供給し、前記所定のタイミング(Acw)は、溶接方向(y)で前記電気アークの前方であって前記ギャップを検出した開先長手方向(y)の位置に溶加材供給口(58)が到達するときに該溶加材供給口(58)から開先に供給する溶加材の供給速度が、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度となるタイミングとする、ことにより前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とする、
ことを特徴とする開先倣いアーク溶接方法。

これによれば、自動的に、開先長手方向(y)の各位置のギャップに対応付けられた送給速度で溶加材が該各位置に供給されしかも溶接ワイヤが、開先の横断方向(x)の位置(dC)に適合する位置に駆動される。これにより、溶接欠陥をなくして開先長手方向(y)で裏ビード形状を安定化することができる。

（４）溶接対象材(5)の開先の横断方向(x)の位置(dC)およびギャップ(wG)を検出し、該開先に溶加材を送給し、溶接電極である溶接ワイヤ(71,74,76)を前記検出した位置(dC)に適合する位置に駆動し、該開先を、該溶接ワイヤが発生する電気アークにより溶接する、開先倣いアーク溶接方法において、
前記ギャップの検出と同時に前記溶接対象材(5)の厚み(wT)を検出し、前記検出した位置(dC)に適合する位置に前記溶接ワイヤを駆動し、検出した厚み(wT)およびギャップ(wG)をメモリ手段(103)に保持し、開先長手方向(y)の溶接の進行に連繋した第１タイミング(Acw)で前記メモリ手段(103)より前記厚み(wT)およびギャップ(wG)を読み出して、読み出した厚み(wT)およびギャップ(wG)に対応付けられた開先への溶加材供給速度情報(Vcw)を生成し（図17，図18）、該溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度で前記溶加材供給口(58)に溶加材を供給し、開先長手方向の溶接の進行に連繋した第２タイミング(Ad1〜Ad3)で前記メモリ手段(103)より前記厚み(wT)を読み出して、該厚み(wT)に対応付けられた溶接電流情報(Ao)，溶接電圧情報(Vo)および溶接速度情報(Vw)を生成し、生成した溶接電流情報(Ao)および溶接速度情報(Vw)が表わす溶接電流および溶接速度に、前記溶接ワイヤ(71)の溶接電流および溶接速度を制御し、前記溶接対象材(5)と前記溶接ワイヤ(71,74,76)の間の溶接電圧が、前記読み出した溶接電圧情報(Vo)が表す値になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御し、第１タイミングは、溶接方向(y)で前記電気アークの前方であって前記厚みおよびギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口(58)が到達するとき、溶加材供給口(58)から開先に供給する溶加材の供給速度が、該厚みおよびギャップに対応つけられた前記溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度となるタイミングとすることにより前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とし、第２タイミング(Ad1〜Ad3)は、前記厚みを検出した開先長手方向(y)の位置に溶接ワイヤが到達するときに該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度が該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報(Ao)，溶接電圧情報(Vo)および溶接速度情報(Vw)が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度となるタイミングとすることにより前記厚みを検出した開先長手方向の位置に前記溶接ワイヤが到達するとき該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度を該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度とする、
ことを特徴とする開先倣いアーク溶接方法。

これによれば、開先長手方向(y)で溶接の溶込みを安定化して溶接品質を高め、かつ開先長手方向(y)で裏ビード形状を安定化することができる。

（５）前記溶接対象材(5)の開先面側表面の高さ(dH)も検出して、検出した高さ(dH)に適合する高さに前記溶接ワイヤを駆動する、上記（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の開先倣いアーク溶接方法。

（６）前記溶接ワイヤは、前記開先長手方向(y)に分布する複数個(71,74,76)であり、第２タイミングは、各溶接ワイヤ宛ての各タイミング(Ad1〜Ad3)を含む、上記（２）又は（４）に記載の開先倣いアーク溶接方法。

（７）溶接対象材(5)の開先の横断方向ｘの位置(dC)およびギャップ(wG)を繰返し検出する開先計測手段(54)；
前記開先に溶加材を供給する手段(58)；
前記開先を電気アークにより溶接する溶接電極である溶接ワイヤ(71,74,76)；
前記開先計測手段，溶加材を供給する手段(58)および溶接ワイヤ(71,74,76)を保持する基台(4)；
該基台を開先長手方向ｙおよび開先の横断方向ｘに駆動するためのｙ駆動手段(3d)およびｘ駆動手段(52)；
前記開先計測手段が繰り返し検出する前記位置(dC)に適合する位置に前記溶接ワイヤを合わせるように前記ｘ駆動手段(52)を介して前記基台を駆動するｘ駆動制御手段(52dx);
前記溶接対象材(5)の厚み(wT)及び前記ギャップ(wG)に対応付けられた、開先への溶加材供給速度情報(Vcw)を生成する手段(99)；
メモリ手段(103)；
前記開先計測手段(54)が繰り返し検出する前記ギャップ(wG)に対応して前記生成する手段(99)が繰り返し生成する溶加材供給速度情報(Vcw)を生成順に前記メモリ手段に書き込み、前記ｙ駆動手段(3d)による前記基台の開先長手方向ｙの駆動に連繋して、溶接方向(y)で前記電気アークの前方であって前記開先計測手段(54)がギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材を供給する手段(58)の溶加材供給口が到達するときに開先に対する溶加材供給速度が該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度となるタイミング(Acw)で、前記メモリ手段(103)より前記溶加材供給速度情報(Vcw)を読み出す（図10，図11）、読み書き制御手段(105)；
該読み書き制御手段(105)が前記メモリ手段(103)より読み出した溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度で、前記溶加材を供給する手段(58)を介して前記開先に溶加材を供給する供給制御手段(58c)；および、
前記溶接対象材(5)と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が目標値になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する手段(71c)；を備え、
前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とする；開先倣いアーク溶接装置。

（８）溶接対象材(5)の厚み(WT)ならびに該溶接対象材(5)の開先の横断方向ｘの位置(dC)およびギャップ(wG)を繰返し検出する開先計測手段(54)；
前記開先に溶加材を供給する手段(58)；
前記開先を電気アークにより溶接する溶接電極である溶接ワイヤ(71,74,76)；
前記開先計測手段，溶加材を供給する手段(58)および溶接ワイヤ(71,74,76)を保持する基台(4)；
該基台を開先長手方向ｙおよび開先の横断方向ｘに駆動するためのｙ駆動手段(3d)およびｘ駆動手段(52)；
前記開先計測手段が繰り返し検出する前記位置(dC)に適合する位置に前記溶接ワイヤを合わせるように前記ｘ駆動手段(52)を介して前記基台を駆動するｘ駆動制御手段(52dx);
前記開先計測手段(54)が検出した厚み(wT)及びギャップ(wG)に対応付けられた、開先への溶加材供給速度情報(Vcw)を生成する手段(99)；
前記検出した厚み(WT)に対応付けられた溶接電流情報(Ao)，溶接電圧情報(Vo)および溶接速度情報(Vw)を生成する手段；
メモリ手段(103)；
前記溶加材供給速度情報，溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報を前記メモリ手段に書き込み、開先長手方向(y)の溶接の進行に連繋して、溶接方向(y)で前記電気アークの前方であって前記開先計測手段が厚みおよびギャップを検出した開先長手方向(y)の位置に前記溶加材を供給する手段(58)の溶加材供給口(58)が到達するときに溶加材供給口(58)から開先に供給する溶加材の供給速度が該厚みおよびギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度となる第１タイミング(Acw)で、前記メモリ手段(103)より前記溶加材供給速度情報(Vcw)を読み出し（図10，図11）、開先長手方向(y)の溶接の進行に連繋して、前記開先計測手段が厚みを検出した開先長手方向(y)の位置に溶接ワイヤが到達するときに該溶接ワイヤ(71)の溶接電流，溶接電圧および溶接速度が該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報(Ao)，溶接電圧情報(Vo)および溶接速度情報(Vw)が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度となる第２タイミング(Ad1〜Ad3)で、前記メモリ手段(102)より前記溶接電流情報(Ao)，溶接電圧情報(Vo)および溶接速度情報(Vw)を読み出す（図10，図11）、読み書き制御手段(105)；
読みだされた溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度で、前記溶加材を供給する手段(58)を介して前記開先に溶加材を供給する供給制御手段(58c)；
読み出された溶接電流情報(Ao)および溶接速度情報(Vw)が表わす溶接電流および溶接速度に、前記溶接ワイヤ(71,74,76)の溶接電流および溶接速度を制御する溶接制御手段(71c,74c,76c,3dy)；および、
前記溶接対象材(5)と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が、読み出された溶接電圧情報が表わす溶接電圧になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する手段(71c)；を備え、
前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とし、かつ、前記厚みを検出した開先長手方向の位置に前記溶接ワイヤが到達するとき該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度を該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度とする；開先倣いアーク溶接装置。

（９）溶接対象材(5)の開先の横断方向ｘの位置(dC)およびギャップ(wG)を繰返し検出する開先計測手段(54)；
前記開先に溶加材を供給する手段(58)；
前記開先を電気アークにより溶接する溶接電極である溶接ワイヤ(71,74,76)；
前記開先計測手段，溶加材を供給する手段(58)および溶接ワイヤ(71,74,76)を保持する基台(4)；
該基台を開先長手方向ｙおよび開先の横断方向ｘに駆動するためのｙ駆動手段(3d)およびｘ駆動手段(52)；
前記開先計測手段が繰り返し検出する前記位置(dC)に適合する位置に前記溶接ワイヤを合わせるように前記ｘ駆動手段(52)を介して前記基台を駆動するｘ駆動制御手段(52dx);
メモリ手段(103)；
前記開先計測手段(54)が繰り返し検出する前記ギャップ(wG)を生成順に前記メモリ手段に書き込み、前記ｙ駆動手段(3d)による前記基台の開先長手方向ｙの駆動に連繋して所定のタイミング(Acw)で前記メモリ手段(103)より前記ギャップ(wG)を読み出す（図17，図18）、読み書き制御手段(105a)；
前記溶接対象材(5)の厚み(wT)及び読み出されたギャップ(wG)に対応付けられた、開先への溶加材供給速度情報(Vcw)を生成する手段(99)；
生成された溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度で、前記溶加材を供給する手段(58)を介して前記開先に溶加材を供給する供給制御手段(58c)；および、
前記溶接対象材(5)と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が、生成された溶接電圧情報が表わす溶接電圧になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する手段(71c)；を備え、
前記所定のタイミング(Acw)は、溶接方向(y)で前記電気アークの前方であって前記開先計測手段がギャップを検出した開先長手方向(y)の位置に前記溶加材を供給する手段(58)の溶加材供給口が到達するときに開先に対する溶加材供給速度が、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度となるタイミング(Acw)であり、これにより前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とする；開先倣いアーク溶接装置。

（１０）溶接対象材(5)の厚み(WT)ならびに該溶接対象材(5)の開先の横断方向ｘの位置(dC)およびギャップ(wG)を繰返し検出する開先計測手段(54)；
前記開先に溶加材を供給する手段(58)；
前記開先を電気アークにより溶接する溶接電極である溶接ワイヤ(71,74,76)；
前記開先計測手段，溶加材を供給する手段(58)および溶接ワイヤ(71,74,76)を保持する基台(4)；
該基台を開先長手方向ｙおよび開先の横断方向ｘに駆動するためのｙ駆動手段(3d)およびｘ駆動手段(52)；
前記開先計測手段が繰り返し検出する前記位置(dC)に適合する位置に前記溶接ワイヤを合わせるように前記ｘ駆動手段(52)を介して前記基台を駆動するｘ駆動制御手段(52dx);
メモリ手段(103)；
前記開先計測手段(54)が繰り返し検出する前記厚み(WT)およびギャップ(wG)を生成順に前記メモリ手段に書き込み、前記ｙ駆動手段(3d)による前記基台の開先長手方向ｙの駆動に連繋して、第１タイミング(Acw)で前記メモリ手段(103)より前記厚み(WT)およびギャップ(wG)を読み出し、第２タイミング(Ad1〜Ad3)で前記メモリ手段(103)より前記厚み(WT)を読み出す（図17，図18）、読み書き制御手段(105a)；
第１タイミングで読み出された厚み(wT)及びギャップ(wG)に対応付けられた、開先への溶加材供給速度情報(Vcw)を生成する手段(99)；
第２タイミングで読み出された厚み(wT)に対応付けられた、溶接電流情報(Ao)，溶接電圧情報(Vo)および溶接速度情報(Vw)を生成する手段(100)；
生成された溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度で、前記溶加材を供給する手段(58)を介して前記開先に溶加材を供給する供給制御手段(58c)；
生成された溶接電流情報(Ao)および溶接速度情報(Vw)が表わす溶接電流および溶接速度に、前記溶接ワイヤ(71,74,76)の溶接電流および溶接速度を制御する溶接制御手段(71c,74c,76c,3dy)；および、
前記溶接対象材(5)と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が、生成された溶接電圧情報が表わす溶接電圧になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する手段(71c)；を備え、
第１タイミング(Acw)は、溶接方向(y)で前記電気アークの前方であって前記開先計測手段が厚みおよびギャップを検出した開先長手方向(y)の位置に前記溶加材を供給する手段(58)の溶加材供給口(58)が到達するときに溶加材供給口(58)から開先に供給する溶加材の供給速度が、該厚みおよびギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報(Vcw)が表わす供給速度となるタイミングであり、これにより前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とし、第２タイミング(Ad1〜Ad3)は、前記厚みを検出した開先長手方向(y)の位置に溶接ワイヤが到達するときに該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度が該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報(Ao)，溶接電圧情報(Vo)および溶接速度情報(Vw)が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度となるタイミングであり、これにより前記厚みを検出した開先長手方向の位置に前記溶接ワイヤが到達するとき該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度を該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度とする；開先倣いアーク溶接装置。

（１１）前記溶接ワイヤは、前記開先長手方向(y)に分布する複数個(71,74,76)であり、第２タイミングは、各溶接ワイヤ宛ての各タイミング(Ad1〜Ad3)を含む、上記（８）又は（１０）に記載の開先倣いアーク溶接装置。

（１２）前記計測手段(54)は前記溶接対象材(5)の開先面側表面の高さ(dH)も検出し、開先倣いアーク溶接装置は更に、前記基台を前記開先の深さ方向ｚに駆動するためのｚ駆動手段(53)、および、検出された前記高さ(dH)に適合する位置に前記溶接ワイヤを合わせるように前記ｚ駆動手段(53)を介して前記基台を駆動するｚ駆動制御手段(53dz)、を備える、上記（７）乃至（１１）のいずれか１つに記載の開先倣いアーク溶接装置。

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

図１に本発明の第１実施例の溶接装置を装備した大板溶接設備の一部概要を示す。図１紙面に垂直な水平ｘ方向に延びるレール１に門型台車２が乗っており、レール１上を水平ｘ方向に走行することができる。門型台車２の水平ｙ方向に延びる梁には、水平ｙ方向に走行する溶接台車３が装着されており、該溶接台車３で、溶接ヘッド基台４が支持されている。基台４には、本実施例では、複数電極の片面サブマージアーク溶接装置を装備している。

複数の鋼板を仮付け溶接により連接した大板５は、図示しない搬送ローラで、図１に示す高さ（ｚ位置）で水平ｘ方向に搬送される。なお、基台４（片面サブマージアーク溶接装置）は、水平ｙ方向（矢印ｙの矢印と逆方向）に駆動されて、大板５の、水平ｘ方向に分布する、仮付け溶接で連接した２鋼板間の板継ぎ溶接部をサブマージアーク溶接する。そのときは、裏当て銅板２１は上方向ｚに上昇して、その上面に散布されたフラックスを介して大板５の裏面の板継ぎ溶接部に圧接している。

床面（ピット底面）には、水平ｙ方向に数１０ｍに渡って、水平ｘ方向に延びる複数のレール６〜９，・・・が敷設されており、これらのレールに、裏当て銅板台車１１が載っている。この台車１１に、複数の裏当て支持装置１２〜１６，・・・が組付けられている。

図２に、裏当て支持装置１４を拡大して示す。台車１１には垂直ブロック４２，４３があり、その上に大板搬送ローラ４４，４５および板継ぎ部の高さ調整のための下支え固定ローラ４６および下支え昇降調整ローラ４７がある。板継ぎ部は裏当て銅板２１の真上に位置し、板継ぎ部の、図２上で左方の鋼板はローラ４６で下支持されるが、右方の鋼板はローラ４７の昇降調整によって左方の鋼板と高さが揃えられる。ブロック４２と４３で昇降フレーム２２が上下ｚに移動可に案内されている。昇降フレームの上面には、裏当て銅板台車２３が左右方向ｘに移動可能に乗っており、この台車２３上に裏当て銅板２１がある。昇降フレーム２２には、左右に突出するアーム２４，２５があり、これらのアーム２４，２５を、２段シリンダ式の油圧ジャッキ２６，２７が、下支持している。油圧ジャッキ２６，２７は、裏当て銅板台車１１で下支持されている。昇降フレーム２２が昇降する空間の下方には、チェーンコンベア２８があり、裏当て銅板台車１１で支持されている。

チェーンコンベア２８のエンドレスチェーン３０，３１は、スプロケットホイール３２（図１）に噛み合って張架されており、粉体搬送用の多数の掻き脚をムカデの脚のようにチェーンの両側（ｘ方向）に突き出したものである。上側のチェーン３０の掻き脚は、ｙ方向に延びる溝板２９に摺接し、これがｙ方向に移動することにより、裏当て銅板２１から排除されて落下し溝板２９に落ち込んだ、溶接後の残留フラックス，スラグが、ｙ方向に搬送されて、図１に示す、ｘ方向に延びるベルトコンベア４８に落下してベルトコンベア４８によってｘ方向に搬出される。

裏当て銅板２１上の、溶接後残留フラックス，スラグを、フラックス散布／回収車４９で除去してチェーンコンベア２８上に落とす回収時、ならびに、次の溶接のために新規フラックスを裏当て銅板２１上に散布するときには、裏当て銅板２１は、図２に実線で示す下退避位置（ｚ位置）に置かれる。次の溶接用の新規フラックスを散布した裏当て銅板２１は、２段シリンダ式の油圧ジャッキ２６，２７に圧油を注入してピストンロッドを突き出すことにより、図２に２点鎖線で示す位置（ｚ位置）に押し上げられる。このように板継ぎ部に新規フラックスを散布した裏当て銅板２１を押し付けた状態を図３の（ａ）に示す。

図３の（ａ）に示す５ｒｆが、裏当て銅板２１上に散布された裏フラックスである。油圧ジャッキ２６，２７による裏当て銅板２１の上駆動は、裏当て銅板２１の上面が、溶接対象材である大板５の下面から２ｃｍ前後下の位置になったときに止められる。ついで、消防用の高圧送水用ホースを転用したエアーホース２１ｈに高圧エアーが送給され、ホース２１ｈが円形になるように膨らみ、これによって銅板支持台２１ｓが上駆動されて、裏当て銅板２１を上駆動し、裏当て銅板２１上に５ｍｍ厚程度に散布された裏フラックス５ｒｆが大板５の下面に圧接する。この状態で、溶接ヘッド基台４にある複数台のサブマージアーク溶接機がｙ方向に走行しながら板継ぎ部である開先を溶接する。溶接中には、大板５の開先にカットワイヤ５ｃｗが送給され、サブマージアーク溶接のときには、図３の（ｂ）に示すように、溶加材であるカットワイヤ５ｃｗの上に表フラックス５ｆｆが散布されその中で、消耗電極である溶接ワイヤＥｗのアークがカットワイヤ５ｃｗを溶かす。ｙ方向の全長の溶接が終わると、裏当て銅板２１は、図２に実線で示す下退避位置（ｚ位置）に戻される。

チェーンコンベア２８は、昇降フレーム２２の下方にあって昇降フレーム２２とは分離し台車１１で固定支持するので、昇降フレーム２２を下支持する油圧ジャッキの負荷とはならない。従来は、油圧ジャッキをチェーンコンベア又はスクリューコンベアの下方に置いて昇降フレーム２２を上駆動するので、大板下面（溶接中の裏当て銅板の上面位置）から油圧ジャッキの下底までの深さ（ｚ距離）が深く（長く）、裏当て銅板台車１１を設置する深いピットが必要である。

しかし、図２に示すように、昇降フレーム２２が昇降する空間の、ｘ方向で両側の外に支持アーム２４，２５を突き出し、これらの支持アーム２４，２５を２段シリンダ式の油圧ジャッキ２６，２７で下支持するので、大板５の下面から油圧ジャッキ２６，２７の下底までの深さ（ｚ距離）を浅く（短く）して、裏当て銅板台車１１を設置するピットの所要深さを浅くすることができる。すなわち、浅いピットにも、裏当て支持装置を装備し、残留フラックス排出用のコンベアを装備することができる。

図４および図５に、溶接ヘッド基台４の支持構造を示す。車輪駆動モータを含む、図５に示す車輪駆動機構３ｄ（ｙ駆動機構）によってｙ方向に自走する溶接台車３から、垂直フレーム５０が垂下しており、このフレーム５０に昇降フレーム５１が、上下方向ｚに昇降自在に支持され、かつ、昇降モータ５３を含む昇降機構（ｚ駆動機構）により上下方向ｚに昇降駆動される。この昇降フレーム５１に水平方向ｘに水平移動自在に溶接ヘッド基台４が吊り下げ支持されており（図５）、昇降フレーム５１上の、図示を省略した水平駆動モータを含む水平ｘ駆動機構５２（図５）により水平方向ｘすなわち開先を横切る方向（開先の幅方向）に駆動される。

図６に示すように、溶接ヘッド基台４には、大板５の存否を検出する近接センサ６０ａ，６０ｂ，開先計測ヘッド５４，カットワイヤ散布装置５８，第１の上フラックス散布ノズル７０，第１のサブマージアーク溶接トーチ７１（Ｌ），第２のサブマージアーク溶接トーチ７４（Ｔ１），第２の上フラックス散布ノズル７５，第３のサブマージアーク溶接トーチ７６（Ｔ２）およびフラックス回収器７７が、溶接移動方向ｙで前方から後方にこの順で配置され、基台４で支持されている。なお、第３のサブマージアーク溶接トーチ７６（Ｔ２）およびフラックス回収器７７の間の、第３のトーチ７６（Ｔ２）の直後に、図示しない第４のサブマージアーク溶接トーチ（Ｔ３）を装備することもできる。

溶接移動方向ｙで最先頭となる近接センサ６０ａ，６０ｂはそれぞれ、磁界発生コイルを持ち、該コイルに交流電圧を印加して、下方に該コイルが発生する交番磁界によって渦電流を生ずる導電体、代表的には金属体、があるかないかによる該コイル又は別途付加したセンサコイルのインピーダンスの変動を検出信号に変換する磁気センサであり、鋼板（鉄）に対して最も感度が高い。本実施例では、これらの近接センサ６０ａ，６０ｂで溶接対象大板の溶接方向の終端（鋼板有りから無し）を検出する。溶接対象大板５には、図１９の（ａ）に示すように、スタートタブ５ｓおよびエンドタブ５ｅが予め溶接により接続されており、片面サブマージアーク溶接は、スタートタブ５ｓの位置で開始し、エンドタブ５ｅに進んでから終了する。終了の直前の、大板終端部の溶接箇所に溶接欠陥を生じ易いので、近接センサ６０ａ，６０ｂを用いて大板終端を検出して、終端検出からタイミングをとってスリット形態又はカスケード形態の溶接停止処理を実行するが、終端検出の信頼性を高くするために２個の近接センサ６０ａ，６０ｂを装備し、しかも両者はエンドタブ５ｅを検出しないように、エンドタブ５ｅの外側に位置するように配置されている（図５，図７）。

近接センサ６０ａ，６０ｂの後方にある開先計測ヘッド５４が、開先を横切るスリット状のレーザ光線を投射して、開先からの反射光を２次元ＣＣＤカメラで撮影して、撮影画像すなわち光横断画像を定周期で開先計測器９７（図８）に送出する。溶接ヘッド基台４の溶接時移動方向ｙで前記開先計測ヘッド５４の後方には、カットワイヤ散布装置５８の散布ノズルがある。該カットワイヤ散布装置５８は、手動位置調整機構で支持されている。このカットワイヤ散布装置５８には、溶接ヘッド基台４に装着したカットワイヤホッパ５９に収納したカットワイヤが、ホッパ５９の下方にあるカットワイヤ送給機構によって送給される。

溶接ヘッド基台４の溶接時移動方向ｙで前記カットワイヤ散布装置５８の後方となる位置に、第１のフラックス散布ノズル７０が、その後方に第１のサブマージアーク溶接トーチ７１（Ｌ）があって、フラックス散布ノズル７０はサブマージアーク溶接トーチ７１の基幹で支持されている。サブマージアーク溶接トーチ７１の基幹は、溶接ヘッド基台４で支持されている。サブマージアーク溶接トーチ７１には、溶接台車３上のコイルホルダ７２（図４，図５）に装着された３巻のワイヤーコイルの１つから、消耗電極である溶接ワイヤ（Ｅｗ：図３）が払い出される。第１のフラックス散布ノズル７０には、フラックスホッパ７３（図４，図５）からフラックスが供給される。

溶接ヘッド基台４の溶接時移動方向ｙで前記第１のサブマージアーク溶接トーチ７１（Ｌ）の後方となる位置に、第２のサブマージアーク溶接トーチ７４（Ｔ１）があり、その基幹が溶接ヘッド基台４で支持されている。サブマージアーク溶接トーチ７４には、溶接台車３上のコイルホルダ７２に装着された３巻のワイヤーコイルのもう１つから、溶接ワイヤが払い出される。溶接ヘッド基台４の溶接時移動方向ｙで前記第２のサブマージアーク溶接トーチ７４（Ｔ１）の後方となる位置に、第２のフラックス散布ノズル７５が、その後方に第３のサブマージアーク溶接トーチ７６（Ｔ２）があって、第２のフラックス散布ノズル７５は第３のサブマージアーク溶接トーチ７６の基幹で支持されている。サブマージアーク溶接トーチ７６の基幹は、溶接ヘッド基台４で支持されている。サブマージアーク溶接トーチ７６には、溶接台車３上のコイルホルダ７２に装着された３巻のワイヤーコイルの残りの１つから溶接ワイヤが払い出される。フラックス散布ノズル７５には、フラックスホッパ７３からフラックスが供給される。

なお、４電極を用いる場合には、図示しない第４のサブマージアーク溶接トーチ（Ｔ３）が、溶接ヘッド基台４の溶接時移動方向ｙで前記第３のサブマージアーク溶接トーチ７４（Ｔ２）の後方となる位置に配置され、溶接ヘッド基台４に装着される。溶接台車３上のコイルホルダ７２にはワイヤーコイル４巻が装着されて、その１つから払い出される溶接ワイヤが第４のサブマージアーク溶接トーチ（Ｔ３）を通して開先に送り出される。

溶接ヘッド基台４の溶接時移動方向ｙで前記第３のサブマージアーク溶接トーチ７６（Ｔ２）のかなり後方となる位置に、フラックス回収器（吸引ノズル）７７があり、その基幹が溶接ヘッド基台４で支持されている。フラックス回収器７７は、溶接後の開先周りに残留するフラックスを吸引してフラックスホッパ７３（図４，図５）に戻す。フラックス回収のための空気吸引は粉塵回収機６９が行う。粉塵回収機６９には、微粒塵埃を補足するフィルタ（エアークリーナー）があり、微粒塵埃を除去した空気が粉塵回収機６９から排出される。

台車３には制御盤９０（図５）が搭載されており、溶接ヘッド基台４には操作ボード８０（図４，図６）が装着されている。

図８に、制御盤９０に装備した溶接制御システム要素の概要を示す。制御盤９０にある台車駆動制御器３ｄｙは、台車駆動機構３ｄ（図５）の車輪駆動用の交流モータを回転駆動し速度制御するＡＣサーボ回路であり、入出力インターフェイス９６を介して開先倣い制御器９２のマイコン（ＭＰＵ）９３が与える正転／逆転，起動／停止指示に応じて交流モータの正転起動，逆転起動，停止を行い、しかも、変換＆遅延器９８が与える溶接目標速度データＶｗを入出力インターフェイス９６のＤ／Ａコンバータがアナログ変換した目標速度信号に応答して、台車３の走行速度を目標速度Ｖｗに制御する。台車駆動制御器３ｄｙは、交流モータの速度フィードバックのために用いられる回転同期パルスを入出力インターフェイス９６に出力する。入出力インターフェイス９６は、該回転同期パルスを分周して低周波数の台車移動同期パルスＳｘｏ（図１０）に変換して、変換＆遅延器９８に与える。

上下駆動制御器５３ｄｚは、ｚ駆動機構の昇降モータ５３（パルスモータ）をステップ駆動するパルス駆動回路であり、入出力インターフェイス９６を介して変換＆遅延器９８が与える正転，逆転ステップ数（ｄＨ：図１０）に応じて昇降モータ５３の正転ステップ駆動，逆転ステップ駆動を行う。

左右駆動制御器５２ｄｘは、水平ｘ駆動機構５２の横行モータ（パルスモータ）をステップ駆動するパルス駆動回路であり、入出力インターフェイス９６を介して変換＆遅延器９８が与える正転，逆転ステップ数（ｄＣ：図１０）に応じて横行モータの正転ステップ駆動，逆転ステップ駆動を行う。

第１トーチの溶接制御器７１ｃは、入出力インターフェイス９６を介して開先倣い制御器９２のＭＰＵ９３が与える起動／停止信号に応答して、地上に設置されている第１溶接電源から第１トーチへの溶接電力の供給／停止を制御するとともに、変換＆遅延器９８が与える溶接目標電流データ１Ａｏを入出力インターフェイス９６のＤ／Ａコンバータがアナログ変換した目標電流信号に応答して、第１溶接電源の電流出力（溶接電流）を、目標電流値１Ａｏに制御する。また、変換＆遅延器９８が与える溶接目標電圧データ１Ｖｏを入出力インターフェイス９６のＤ／Ａコンバータがアナログ変換した目標電圧信号に応答して、溶接制御器７１ｃが検出している溶接電圧（トーチから開先に向けてのワイヤエクステンションに依存する）が目標電圧Ｖｏになるように、第１トーチ７１が開先に向けて送り出す溶接ワイヤの送給速度を制御する。

第２トーチの溶接制御器７４ｃ，第３トーチの溶接制御器７６ｃおよび第４トーチの溶接制御器７８ｃの構成および機能は、上述の第１トーチの溶接制御器７１ｃと同様であり、上述の説明を、第１を第２〜４と置換し、１Ａｏを２Ａｏ〜４Ａｏと置換し、そして１Ｖｏを２Ｖｏ〜４Ｖｏと置換したものとなる。

カットワイヤ供給制御器５８ｃは、変換＆遅延器９８が与える目標供給速度データＶｃｗを入出力インターフェイス９６のＤ／Ａコンバータがアナログ変換した目標速度信号Ｖｃｗを、変換＆遅延器９８が与える溶接目標速度Ｖｗを入出力インターフェイス９６のＤ／Ａコンバータがアナログ変換した溶接目標速度信号Ｖｗで補正して、補正値を目標速度値として、カットワイヤホッパ５９（図６）の下部にあるカットワイヤ送給機構の送給モータによるカットワイヤ送給速度が目標速度値になるように、該送給モータの回転速度を制御する。本実施例では、上記目標供給速度データＶｃｗは標準溶接速度Ｖｗｓで台車３が走行する場合に適用するものである。そこで、溶接目標速度信号Ｖｗの溶接速度となる場合には、目標供給速度Ｖｃｗと補正係数Ｖｗ／Ｖｗｓとの積を、上記補正値とする。

フラックス供給制御器７０ｃは、入出力インターフェイス９６を介して開先倣い制御器９２のＭＰＵ９３が与えるＯＮ／ＯＦＦ信号に応答して、フラックスホッパ７３（図５）にあるフラックス送給器の駆動，停止を行う。フラックス送給速度は、ホッパ７３にある手動調整機構の設定により定まる。

フラックス回収制御器７３ｃは、入出力インターフェイス９６を介して開先倣い制御器９２のＭＰＵ９３が与えるＯＮ／ＯＦＦ信号に応答して、粉塵回収機６９（図５）にある吸引ブロアの駆動，停止を行う。吸引速度は、粉塵回収機６９にある手動調整器の設定により定まる。

図８に示すように、もう１つの入出力インターフェイス９１に、操作ボード８０，近接センサ６０ａ，６０ｂおよび開先計測器９７が接続されている。近接センサ６０ａ，６０ｂの、大板（溶接対象材）有無を表わす検出信号が、入出力インターフェイス９１を介して開先倣い制御器９２のＭＰＵ９３に与えられる。ＭＰＵ９３は、溶接スタート入力があると、基台４（台車３）をスタートタブ５ｓ（図１９）の外側からスタートタブ上方を通過して大板５の上方に移動するｙ方向に駆動し、近接センサ６０ａ，６０ｂがともに大板有りの検出信号を発生したときを基点に、そこからタイミングを計って溶接を開始する。大板５の終端近くに溶接が進み、近接センサ６０ａ，６０ｂがともに大板なしの検出信号を発生したときを基点に、そこからタイミングを計って溶接を停止する。

図９に、開先計測ヘッド５４の撮影画面の概要を示す。開先計測器９７は、開先計測ヘッド５４が定周期で繰り返し送り出す、図９に示すような、横断光線像を表す開先撮影画像を取り込んで、画像処理技術により、横断光線像を強調し直線処理しそして細線化して、三角法に基づく演算処理によって、画像上の大板表面の高さ偏差ｄＨｉを大板５の高さ偏差ｄＨに、画像上の大板の厚みｗＴｉを大板５の厚みｗＴに、画像上の開先のギャップｗＧｉを実際の開先のギャップｗＧに、そして、横断方向ｘの画面中心位置に対するギャップｗＧｉの中心位置のずれｄＣｉを、ギャップｗＧの、計測ヘッド５４に対する横断方向ｘの位置ずれｄＣ、に変換する。すなわち、大板５の高さ偏差ｄＨ，厚みｗＴならびに開先の、ギャップｗＧおよび位置ずれｄＣを算出する。算出したｄＨ，ｗＴ，ｗＧ，ｄＣは、過去数回の算出値を、古いものを棄ててあたらしいものを加入する更新をしながら保持し、平均値を算出して該平均値に対する偏差が過大な算出値を棄てて再度平均値を算出してそれを、変換＆遅延器９８に出力する。開先計測器９７はこの処理を、開先計測ヘッド５４が新たな開先撮影画像を開先計測器９７に送り込む度に実施する。

なお、ディスプレイを持つリモート（遠隔）端末、たとえばパソコンＰＣが開先計測器５４に接続され、該パソコンＰＣに、開先計測ソフト（プログラム）をインストールしている場合は、計測器９７は、開先計測ヘッド５４が出力する開先撮影画像と、算出した高さ偏差ｄＨ，厚みｗＴ，ギャップｗＧおよび位置ずれｄＣをパソコンＰＣに出力し、パソコンＰＣがそれらをディスプレイに表示する。パソコンＰＣによって、開先計測ヘッド５４の撮像条件ならびに開先計測器９７の画像処理条件および演算パラメータの調整を行うことができる。

図１０に、変換＆遅延器９８の構成の概要を示す。開先計測器９８が出力する高さ偏差ｄＨ，厚みｗＴ，ギャップｗＧおよび位置ずれｄＣのうち、高さ偏差ｄＨおよび位置ずれｄＣは出力ラッチ１０４のＮｏ．０ラッチにラッチ（書込み，保持）されて、インターフェイス９６を介して、上下駆動制御器５３ｄｚおよび左右駆動制御器５２ｄｘに与えられる。上下駆動制御器５３ｄｚは、高さ偏差ｄＨを零とする方向に、ｄＨ相当分、ｚ駆動機構の昇降モータ５３をステップ駆動する。左右駆動制御器５２ｄｘは、位置ずれｄＣを零とする方向に、ｄＣ相当分、水平ｘ駆動機構５２の横行モータをステップ駆動する。これにより、基台４が駆動されて、開先計測ヘッド５４の高さが、大板５の表面から所定定位置に維持されかつ撮影視野中心が開先中心に維持される。開先計測ヘッド５４のみならず、カットワイヤ散布装置５８および溶接トーチ７1，７４，７６ならびにフラックス散布ノズル７０，７５およびフラックス回収器７７が基台４で支持されているので、これらも同じく大板５の表面から所定定位置かつ開先中心に位置決めされる。これが本実施例での、開先倣いである。

大板５の厚みデータｗＴおよびギャップデータｗＧは、不揮発メモリで構成された、カットワイヤ供給速度への変換テーブル９９にアドレス指定データとして与えられ、厚みデータｗＴはまた、不揮発メモリで構成された、溶接条件（溶接電流，電圧，速度）への変換テーブル１００にアドレス指定データとして与えられる。

本実施例のサブマージアーク溶接を適用する開先は、図１９の（ｂ）に示すように４０°の角度であり、その場合の板厚（ｗＴ）とギャップ（ｗＧ）に依存する開先断面積は、表１に示すものとなる。このような開先断面積に対して、良好な裏ビードを形成することができるカットワイヤ高さが表２に示すように求められており、大板の厚みｗＴ対応の標準溶接速度Ｖｗｓにおいて上記好適なカットワイヤ高さにカットワイヤを充填するためのカットワイヤ送給速度を表す送給速度データＶｃｗが、厚み値およびギャップ値に対応付けて変換テーブル９９に書き込まれている。開先計測器９８が与えるｗＴ，ｗＧに割り付けられた供給速度データＶｃｗを、変換テーブル９９が、入力ラッチ１０１に、出力する。

また、使用する電極数に対して、高品質の片面サブマージアーク溶接を実現するための、各溶接トーチに供給する溶接ワイヤ，溶接電流，溶接電圧および溶接速度が求められている。４電極を用いる場合の一例を表２に示した。溶接条件（溶接電流，電圧，速度）への変換テーブル１００には、２電極片面サブマージアーク溶接に適用する２電極用の変換テーブル，３電極片面サブマージアーク溶接に適用する３電極用の変換テーブルおよび４電極片面サブマージアーク溶接に適用する４電極用の変換テーブルがある。各変換テーブルは、大板５の厚みに対応する、溶接速度値Ｖｗ（溶接中の台車３の走行速度）ならびに使用する各溶接トーチ宛ての溶接電流目標値Ａｏおよび溶接電圧目標値Ｖｏを格納したものであり、与えられる電極数に該当する変換テーブルにある、与えられる厚みデータｗＴに対応する溶接速度データＶｗならびに各溶接トーチ宛ての溶接電流目標値Ａｏおよび溶接電圧目標値Ｖｏを、入力ラッチ１０１に出力する。

基台４には４本の溶接トーチ（Ｌ，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を装備することができるので、変換テーブル１００以降のデータラインには、第１〜４トーチのそれぞれ宛ての溶接電流目標データ１Ａｏ〜４Ａｏを転送するもの、第１〜４トーチのそれぞれ宛ての溶接電圧目標データ１Ｖｏ〜４Ｖｏを転送するもの、溶接目標速度データＶｗを転送するもの、および、カットワイヤ送給目標速度データＶｃｗを転送するもの、が含まれる。

開先計測器９８が、定周期で繰り返しデータを出力するのに同期して、データ読み込み有効期間信号Ｓｄｏを、読み書き制御器１０５に出力する。該有効期間信号Ｓｄｏの、低レベルＬがデータ読み込み（出力データ有効）を指示し、Ｈはデータ無効を意味する。マイコン（ＭＰＵ）で構成した読み書き制御器１０５は、有効期間信号ＳｄｏがＨからＬに切り換わってから所定の遅延時間後に入力ラッチ１０１にラッチ指示信号を与えて開先計測器９８が出力しているデータの、変換テーブル９９，１００による変換データＶｃｗ，Ｖｗ，１Ａｏ〜４Ａｏおよび１Ｖｏ〜４Ｖｏを入力ラッチ１０１にラッチ（更新保持）する。

読み書き制御器１０５は、データセレクタ１０２の入力選択および遅延メモリ１０３の書込み／読み出しを制御して、変換データＶｃｗ，Ｖｗ，１Ａｏ〜４Ａｏおよび１Ｖｏ〜４Ｖｏを遅延メモリ１０３に書き込んで、書込みから数種の遅延時間の後に読み出して出力ラッチ１０４にラッチして、入出力インターフェイス９６を介して、ＶｃｗおよびＶｗをカットワイヤ供給制御器５８cに、Ｖｗを台車駆動制御器３ｄｙに、１Ａｏおよび１Ｖｏを第１トーチの溶接制御器７１ｃに、２Ａｏおよび２Ｖｏを第２トーチの溶接制御器７４ｃに、３Ａｏ，３Ｖｏを第３トーチの溶接制御器７６ｃに、４Ａｏおよび４Ｖｏを第４トーチの溶接制御器７８ｃに、それぞれ出力する。遅延メモリ１０３は、本実施例ではＲＡＭで構成している。

読み書き制御器１０５には、開先倣い制御器９２のＭＰＵ９３が、操作ボード８０からオペレータが入力し操作ボード８０内の不揮発メモリに保存している片面サブマージアーク溶接のトーチ構成データの中の、電極数ならびに開先計測ヘッド５４からの、カットワイヤ散布装置５８の散布口までの距離（Ａｃｗ），第１トーチ７１の溶接ワイヤ先端までの距離（Ａｄ１），第２トーチ７４の溶接ワイヤ先端までの距離（Ａｄ２），第３トーチ７６の溶接ワイヤ先端までの距離（Ａｄ３）および第４トーチ（Ｔ３）の溶接ワイヤ先端までの距離（Ａｄ４）、のそれぞれに相当する台車移動同期パルスＳｘｏの発生数Ａｃｗ，Ａｄ１〜Ａｄ４、を与える。

読み書き制御器１０５は、遅延メモリ１０３に書き込んだＶｃｗは、書込み後に台車移動同期パルスＳｘｏがＡｃｗ個発生したときに遅延メモリ１０３から読み出して出力ラッチ１０４のＮｏ．１にラッチしてカットワイヤ供給制御器５８ｃに出力する。なお、Ａｃｗは、カットワイヤホッパ５９の下部のカットワイヤ送給機構の送給モータの目標速度値を変更してから、カットワイヤ散布装置５８の供給口でのカットワイヤ供給速度が変更後の供給速度値となるまでの遅れ時間の間の移動同期パルスＳｘｏの発生数を、開先計測ヘッド５４からカットワイヤ散布装置５８の散布口までの距離に相当する移動同期パルスＳｘｏの発生数から、減算した値である。

読み書き制御器１０５は、遅延メモリ１０３に書き込んだＶｗ，１Ａｏおよび１Ｖｏは、書込み後に台車移動同期パルスＳｘｏがＡｄ１個発生したときに遅延メモリ１０３から読み出して出力ラッチ１０４のＮｏ．２にラッチして、Ｖｗは台車駆動制御器３ｄｙに、１Ａｏおよび１Ｖｏは第１トーチの溶接制御器７１ｃに、それぞれ出力する。遅延メモリ１０３に書き込んだ２Ａｏおよび２Ｖｏは、書込み後に台車移動同期パルスＳｘｏがＡｄ２個発生したときに遅延メモリ１０３から読み出して出力ラッチ１０４のＮｏ．３にラッチして、第２トーチの溶接制御器７４ｃに出力する。遅延メモリ１０３に書き込んだ３Ａｏおよび３Ｖｏは、書込み後に台車移動同期パルスＳｘｏがＡｄ３個発生したときに遅延メモリ１０３から読み出して出力ラッチ１０４のＮｏ．４にラッチして、第３トーチの溶接制御器７４ｃに出力する。そして、遅延メモリ１０３に書き込んだ４Ａｏおよび４Ｖｏは、書込み後に台車移動同期パルスＳｘｏがＡｄ４個発生したときに遅延メモリ１０３から読み出して出力ラッチ１０４のＮｏ．５にラッチして、第４トーチの溶接制御器７４ｃに出力する。

遅延メモリ１０３は、上記データＶｃｗ，Ｖｗ，１Ａｏ〜４Ａｏおよび１Ｖｏ〜４Ｖｏを１グループとすると、Ａｄ４の設定し得る最大値（開先計測ヘッド５４から第４トーチＴ３の溶接ワイヤまでの距離の設定可能な最大値）以上のグループ数を書込みそして読出しできるメモリ容量である。読み書き制御器１０５は、移動同期パルスＳｘｏが１パルス到来する度に、遅延メモリ１０３の全データグループに対して、書込みアドレスを１アドレス分大きくするアドレスアップシフトを行い、空になった最先頭アドレスに、入力ラッチ１０１に保持する１グループのデータを書き込む。該アドレスアップシフトでは、アドレスＡｄ４のデータグループを読み出して読み書き制御器１０５の内部のレジスタに保持し、アドレス指定をアドレスＡｄ４＋１に変更してから、該保持するデータグループをデータセレクタ１０２のＢ入力端に与えてデータセレクタ１０２から遅延メモリ１０３に出力してアドレスＡｄ４＋１に書き込む。すなわちアドレスＡｄ４にあったデータグループのアドレスを１インクレメント（１アドレス分アップシフト）する。このアドレスシフトを次のアドレスＡｄ４−１のデータグループにも同様に実施し、そして順次に最先頭アドレスのデータグループまで、アドレスアップシフトする。そして最先頭アドレスには、データセレクタ１０２のＡ入力端のデータすなわち入力ラッチ１０１が保持するデータグループを書き込む。

このようなアドレスアップシフトと新規データグループの書込みを移動同期パルスＳｘｏが１パルス到来する度に実行するので、遅延メモリ１０３のアドレスＡｃｗ，Ａｄ１〜Ａｄ４には、上記遅延をしたデータグループがあるので、遅延メモリ１０３のアドレスＡｃｗ，Ａｄ１〜Ａｄ４のデータグループを読み出すと、上記遅延をしたデータグループがえられる。

図１１に、読み書き制御器１０５のデータ入出力制御の概要を示す。操作ボード８０から、オペレータのスタート指示（溶接起動スイッチオン）が入出力インターフェイス９１を介して開先倣い制御器９２のＭＰＵ９３に与えられると、ＭＰＵ９３は、サブマージアーク溶接の開始条件が満たされていると、スタート指示（Start）を読み書き制御器１０５に与える。読み書き制御器１０５は、このスタート指示に応答して、有効期間信号Ｓｄｏの到来検出を行い（ステップＳ２〜Ｓ５）、有効期間信号Ｓｄｏの到来（信号ＳｄｏのＨからＬへの変化）が無いと、台車移動同期パルスＳｘｏの到来検出を行う（ステップＳ８〜Ｓ１１）。なお、以下においては、括弧内には、ステップという語を省略してステップ識別記号のみを記す。

有効期間信号Ｓｄｏの到来検出（ステップＳ２〜Ｓ５）では、Ｓｄｏラインの電圧レベルがＨ（無効）からＬ（有効）に切り換わると、読み書き制御器１０５は、レジスタＦｓｄｏ（ＭＰＵの内部メモリ）にＬ（「０」）を書込み（Ｓ２〜Ｓ４）、入力データの更新（Ｓ６，Ｓ７）を行う。すなわち、入力データｄＨ，ｄＣは出力ラッチ１０４のＮｏ．０に更新ラッチし（Ｓ６）、入力データｗＴ，ｗＧの、変換テーブル９９，１００による変換データＶｃｗ，Ｖｗ，１Ａｏ〜４Ａｏ，１Ｖｏ〜４Ｖｏは、入力ラッチ１０１に更新ラッチする（Ｓ７）。Ｓｄｏラインの電圧レベルがＬ（有効）からＨ（無効）に切り換わると、レジスタＦＳｄｏにＨ（「１」）を書込むが（Ｓ５）、Ｓｄｏラインの電圧レベルがその後Ｈ（無効）からＬ（有効）に切り換わるまで、入力データの更新は行わない。したがって、有効期間信号Ｓｄｏのパルス（Ｌ）に同期して、入力データの更新、すなわち開先計測器９８の計測データの読み込み、が行われる。

台車移動同期パルスＳｘｏの到来検出（ステップＳ８〜Ｓ１０）では、Ｓｘｏパルス信号ラインの電圧レベルがＨ（無効）からＬ（有効）に切り換わると、読み書き制御器１０５は、レジスタＦｓｘｏ（ＭＰＵの内部メモリ）にＬ（「０」）を書込み（Ｓ８〜Ｓ１０）、遅延メモリ１０３の格納データのアドレスアップシフト（Ｓ１２），最先頭アドレスへの、入力ラッチ１０１のデータの書込み（Ｓ１３）、および、アドレスＡｃｗ，Ａｄ１〜Ａｄ４のデータ（遅延データ）の読み出しと出力（Ｓ１４）を行う。Ｓｘｏパルス信号ラインの電圧レベルがＬ（有効）からＨ（無効）に切り換わると、レジスタＦＳｘｏにＨ（「１」）を書込むが（Ｓ１１）、Ｓｘｏパルス信号ラインの電圧レベルがその後Ｈ（無効）からＬ（有効）に切り換わるまで、上記アドレスアップシフト（Ｓ１２），最先頭アドレスへの、入力ラッチ１０１のデータの書込み（Ｓ１３）、および、アドレスＡｃｗ，Ａｄ１〜Ａｄ４のデータ（遅延データ）の読み出しと出力（Ｓ１４）は、行わない。したがって、台車移動同期パルスＳｘｏ（Ｌ）に同期して、データの遅延処理および遅延データ出力の更新、すなわち制御器５８ｃ，３ｄｙ，７１ｃ，７４ｃおよび７８ｃへの目標値データの更新、が行われる。

近接センサ６０ａ，６０ｂがともに大板５を検出しなくなると、開先倣い制御器９２のＭＰＵ９３は終端停止制御を行い、終端停止処理が終わると、制御器３ｄｙ以下７３ｃ（図８）にＯＦＦ指示を与え、読み書き制御器１０５には停止（Stop）指示を与える。読み書き制御器１０５は、停止（Stop）指示に応答して入力データ読み込みおよび出力データの更新を停止し、入力ラッチ１０１，遅延メモリ１０３および出力ラッチ１０４を初期化（データ消去）して、スタート指示待ちとなる。

図８を再度参照する。入出力インターフェイス９６には、変換＆遅延器９８の出力データをオペレータ介入に応じて調整（補正）する補正回路があり、オペレータが操作ボード８０から入力した調整値又は変更値が、開先倣い制御器９２を介して入出力インターフェイスの補正回路の補正値入力端に与えられる。したがって、片面サブマージアーク溶接の実際の溶接条件は、開先計測ヘッド５４および開先計測器９８の開先計測特性ならびに変換テーブル９９および１００のデータ変換特性のみならず、操作ボード８０からのオペレータ介入によって定まる。ただし、オペレータ介入による溶接条件の補正，調整又は変更には、遅延がかからず、オペレータ介入時に直ちに溶接条件に反映される。

図１２に、操作ボード８０の操作盤面を示す。盤面の最上部の「終端検出」の２つのランプ８２の中の「左」および「右」ランプは、それぞれ近接センサ６０ｂおよび６０ａの大板検出／非検出を表示するものであり、大板検出状態で緑色で発光し、大板非検出になると消灯する。４個のメータ８３は、左側から順次第１〜４トーチそれぞれの溶接電流計である。その右側のメータは、台車走行速度（溶接速度）を表す速度メータである。各メータの下側の丸表示のボタン８４ａ，８４ｂの中の、Ｄと表記したボタンはダウン指示スイッチ、Ｕと表記したボタンはアップ指示スイッチであり、これらが押されると表示値を下げる又は上げる方向に、目標値が変更され、これにより、実際の溶接電流値あるいは溶接速度が低下又は上昇し、メータの表示が変わる。４個のメータ８５は、左側から順次第１〜４トーチそれぞれの溶接電圧計である。丸表示の５個のボタン８７の中の、「前」と表記したボタンは、溶接台車３を手動指示で「前方向」（溶接時の進行方向）へ駆動することを指示する前駆動指示スイッチ、「後」と表記したボタンは、後方向への駆動を指示するスイッチ、「停」ボタンは台車駆動停止を指示するスイッチである。「高」ボタンは高速駆動を指示し、「低」ボタンは低速駆動を指示する。

下方には、液晶タッチパネル８１があり、その左側に、３個のボタン８６がある。その中の１つは、システム電源（制御系電源）の投入（ＯＮ）を指示する「入」ボタンスイッチ、もう１つは該電源の遮断（ＯＦＦ）を指示する「切」ボタンスイッチ、そして「Ｅ」ボタンスイッチは非常停止指示スイッチである。液晶タッチパネル８１の右側の４個のボタンは、フラックス回収のＯＮ，ＯＦＦ指示用の「起」，「停」ボタンスイッチ、および、フラックス散布のＯＮ，ＯＦＦ指示用の「起」，「停」ボタンスイッチである。それらの左側に、溶接開始指示用の「起」ボタンスイッチおよび停止指示用の「停」ボタンスイッチ８９がある。

液晶タッチパネル８１の裏側には、操作ボード８０の入力を読取り、操作ボード８０上の表示灯（発光ダイオード）を制御するＣＰＵ，このＣＰＵの制御プログラムが格納されているＲＯＭ，制御時にデータの一時格納等を行うためのＲＡＭ，液晶タッチパネル８１の描画データを格納するＶＲＡＭ，このＶＲＡＭに接続され液晶タッチパネル８１の描画タイミング制御およびタッチ入力検知等を行う液晶表示コントローラＬＣＤＣ等がある。ＬＣＤＣには、バックライトで照明される液晶タッチパネル８１が接続されている。ＣＰＵには、バックライト９を駆動するインバータ，操作キー（入力スイッチ）群のキーマトリクス，表示ＬＥＤのＬＥＤマトリクスおよびそれらのＬＥＤを駆動するＬＥＤドライバ等が接続されている。また、ＣＰＵが接続されたデータバスには、溶接モードおよび初期設定値記憶用の不揮発ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）が接続されている。

図１３〜図１６に、液晶タッチパネル８１に表示される、溶接条件確認用および設定用入力画面の数例を示す。なお、図１３〜図１６では、いずれの画面でも、表示数値「１２３」および「１２」は、色々な値の設定値又は入力値を表示する個所であり、これらの値は表示個所（かつ入力位置）を示すために付記したものであって、実際の値を示すものではない。図１３の（ａ）は、片面サブマージアーク溶接の入力初期画面である。オペレータが、この画面上の溶接対象大板の厚みに該当する板厚（たとえば１６ｍｍ）にタッチしそして「Ｖ開先」ボタンにタッチすると、液晶タッチパネル８１の表示は、図１３の（ｂ）に示す、指定板厚のＶ開先溶接用の標準溶接条件を表すものとなり、「Ｙ開先」ボタンにタッチしたときには、図１４の（ａ）に示す指定板厚のＹ開先溶接用の標準溶接条件を表すものとなる。

溶接条件を表示する画面上の「仕上げ条件」にオペレータがタッチすると、液晶タッチパネル８１の表示は、図１４の（ｂ）に示す、指定板厚の標準仕上げ条件を表すものとなる。オペレータが、溶接条件表示画面上の「ＳＵＬＩＴ」ボタンと「機械条件Ｎｏ．１」ボタンにタッチすると、図１５の（ａ）に示す、大板溶接の終端を「スリット」処理する終端停止条件を表わすものとなる。「ＣＡＳＣＡＤＥ」ボタンと「機械条件Ｎｏ．１」ボタンにタッチしたときには、図１５の（ｂ）に示す、大板溶接の終端を「カスケード」処理する終端停止条件を表わすものとなる。表示画面上の「機械条件２」ボタンにオペレータがタッチすると、液晶タッチパネル８１には、図１６に示す、トーチ距離等の入力画面となり、その初期表示値は、基準設定状態の距離Ｌ７〜Ｌ１３を示している。実際のトーチ距離等が基準設定状態の距離でないときには、オペレータは、図１６に示す画面上に、実際の設定距離を入力する。

上記各種入力画面上の数値（ただし図１３の（ａ）の板厚リストは除く）は、オペレータ入力によって変更が可能である。開先倣い制御器９２には、図１３の（ａ）に示す画面上の特定の板厚にタッチしそして「Ｖ開先」又は「Ｙ開先」にタッチして、表示を図１３の（ｂ）又は図１４の（ａ）に示す標準条件画面を表示したときに、指定板厚のＶ開先又はＹ開先の標準溶接条件が登録される。その後オペレータ入力によって変更があり、オペレータが画面上のエンターキー「Ｅ」にタッチすると、該画面上の表示値（オペレータ入力値）に、開先倣い制御器９２の登録情報が変更される。なお、開先倣い制御器９２は、登録したトーチ距離等（図１６のＬ７〜Ｌ１３）に基づいて遅延読み出しのアドレス値Ａｃｗ，Ａｄ１〜Ａｄ４を算出して、電極数と共に、読み書き制御器１０５に与える。

操作ボード８０の溶接起動ボタン８９が押されると、開先倣い制御器９２が、それに登録している溶接条件を入出力インターフェイス９６を介して制御器３ｄｙ他に与えて登録溶接条件の溶接を開始する。その後近接センサ６０ａ，６０ｂが共に大板検出状態に切り換わってから、近接センサ６０ａ，６０ｂから第４トーチＴ３までの距離（４電極使用の場合），近接センサ６０ａ，６０ｂから第３トーチ７６までの距離（３電極使用の場合）、又は、近接センサ６０ａ，６０ｂから第２トーチ７６までの距離（２電極使用の場合）以上台車３が進行すると、開先倣い制御器９２は、入出力インターフェイス９６を介して変換＆遅延器９８の出力を制御器３ｄｙ他に出力する倣いモードに、入出力インターフェイス９６を切り替える。この倣いモードにおいて、操作ボード８０のアップ，ダウンスイッチ８４ａ，８４ｂのオンに応じて開先倣い制御器９２は、入出力インターフェイス９６において変換＆遅延器９８の出力に加える補正値をアップ，ダウンする。

近接センサ６０ａ，６０ｂが共に大板非検出状態に切り換わると開先倣い制御器９２は、その後の所定のタイミングで、終端停止条件（図１５）の停止処理を行って、溶接を終了する。

本発明の第２実施例の溶接装置は、上述の第１実施例の変換＆遅延器９８を、図１７に示す変換＆遅延器９８ａに変更したものである。図１７に示す変換＆遅延器９８ａは、開先計測器９８が出力する厚みデータｗＴおよびギャップデータｗＧを遅延メモリ１０３で遅延してから、変換テーブル９９，１００で、それらのデータｗＴ，ｗＧを、カットワイヤ供給速度Ｖｃｗ，溶接速度Ｖｗ，目標溶接電流１Ａｏ〜４Ａｏおよび目標溶接電圧１Ｖｏ〜４Ｖｏに変換する。

図１８に、図１７に示す読み書き制御器１０５ａのデータ入出力制御の概要を示す。操作ボード８０から、オペレータのスタート指示が入出力インターフェイス９１を介して開先倣い制御器９２のＭＰＵ９３に与えられると、ＭＰＵ９３は、片面サブマージアーク溶接の開始条件が満たされていると、スタート指示（Start）を読み書き制御器１０５ａに与える。読み書き制御器１０５ａは、このスタート指示に応答して、有効期間信号Ｓｄｏの到来検出を行い（Ｓ２〜Ｓ５）、有効期間信号Ｓｄｏの到来（信号ＳｄｏのＨからＬへの変化）が無いと、台車移動同期パルスＳｘｏの到来検出を行う（Ｓ８〜Ｓ１１）。

有効期間信号Ｓｄｏの到来検出（Ｓ２〜Ｓ５）の内容は、図１１に示す第１実施例のものと同様である。有効期間信号Ｓｄｏが到来すると、すなわちＳｄｏラインの電圧レベルがＨ（無効）からＬ（有効）に切り換わると、読み書き制御器１０５ａは、入力データの更新（Ｓ６，Ｓ７ａ）を行う。すなわち、入力データｄＨ，ｄＣは出力ラッチ１０４のＮｏ．０に更新ラッチし（Ｓ６）、入力データｗＴ，ｗＧは、入力ラッチ１０１に更新ラッチする（Ｓ７ａ）。この入力データの更新を、有効期間信号Ｓｄｏが到来するたびに行う。

台車移動同期パルスＳｘｏの到来検出（ステップＳ８〜Ｓ１０）の内容も、図１１に示す第１実施例のものと同様である。台車移動同期パルスＳｘｏが到来すると、すなわちＳｘｏパルス信号ラインの電圧レベルがＨ（無効）からＬ（有効）に切り換わると、読み書き制御器１０５ａは、遅延メモリ１０３の格納データのアドレスアップシフト（Ｓ１２），最先頭アドレスへの、入力ラッチ１０１のデータｗＴ，ｗＧの書込み（Ｓ１３ａ）、および、アドレスＡｃｗ，Ａｄ１〜Ａｄ４のデータ（遅延データ）ｗＴ，ｗＧの読み出しとＶｃｗ，Ｖｗ，１Ａｏ〜４Ａｏ，１Ｖｏ〜４Ｖｏへの変換および出力（Ｓ１４ａ）を行う。この処理を、台車移動同期パルスＳｘｏ（Ｌ）が到来する度に行う。その他の構成および機能は、上述の第１実施例のものと同様である。

本発明の第１実施例の溶接装置を装備した大板溶接設備の一部分の概要を示すブロック図である。 図１に示す裏当て支持装置１４の拡大側面図である。 図２に示す裏当て銅板支持構造部分の拡大側面図であり、（ａ）は裏当て銅板２１上に裏フラックス５ｒｆを散布した直後の状態を示し、（ｂ）は裏フラックス５ｒｆを大板５の裏面に圧接したサブマージアーク溶接の状態を示す。 図１に示す溶接台車３に吊り下げられた溶接ヘッド基台４の拡大正面図である。 図１に示す溶接台車３に吊り下げられた溶接ヘッド基台４の支持構造の概要を示す拡大側面図である。 図４の溶接ヘッド基台４を更に拡大して示す拡大正面図である。 図５の溶接ヘッド基台４を更に拡大して示す拡大側面図である。 図５に示す制御盤９０に装備した溶接制御システム要素の概要を示すブロック図である。 図６および図８に示す開先計測ヘッド５４の開先撮影画面を示す平面図である。 図８に示す変換＆遅延器９８の構成の概要を示すブロツク図である。 図１０に示す読み書き制御器１０５のデータ入出力制御の概要を示すフローチャートである。 図６および図８に示す操作ボード８０の拡大正面図である。 図１２に示す液晶タッチパネル８１の表示画面を示す拡大正面図である。 図１２に示す液晶タッチパネル８１の表示画面を示す拡大正面図である。 図１２に示す液晶タッチパネル８１の表示画面を示す拡大正面図である。 図１２に示す液晶タッチパネル８１の表示画面を示す拡大正面図である。 本発明の第２実施例の溶接装置に装備した変換＆遅延器９８ａの構成の概要を示すブロツク図である。 図１７に示す読み書き制御器１０５ａのデータ入出力制御の概要を示すフローチャートである。 （ａ）は溶接対象の開先を形成した大板５の平面図、（ｂ）は該開先の拡大横断面図、（ｃ）は他の開先形状を示す拡大横断面図である。

１：レール
２：門型台車
３：溶接台車
３ｄ：台車駆動機構（ｙ駆動手段）
４：溶接ヘッド基台
５：大板
５ｒｆ：裏フラックス
５ｆｆ：表フラックス
５ｃｗ：カットワイヤ
Ｅｗ：サブマージアーク溶接ワイヤ
６〜９：レール
１１：裏当て銅板台車
１２〜１６：裏当て支持装置
２１：裏当て銅板
２１ｓ：銅板支持台
２１ｈ：エアーホース
２２：昇降フレーム
２３：裏当て銅板台車
２４，２５：アーム
２６，２７：２段シリンダ式油圧ジャッキ
２８：チェーンコンベア
２９：溝板
３０，３１：エンドレスチェーン
３２：スプロケットホイール
４１：車輪
４２，４３：垂直ブロック
４４，４５：大板搬送ローラ
４６：固定ローラ
４７：昇降調整ローラ
４８：ベルトコンベア
４９：フラックス散布／回収車
５０：垂直フレーム
５１：昇降フレーム
５２：水平ｘ駆動機構（ｘ駆動手段）
５３：昇降モータ（ｚ駆動手段）
５４：開先計測ヘッド
５７：吊り脚
５８：カットワイヤ散布装置
５９：カットワイヤホッパ
６０ａ，６０ｂ：近接センサ
６９：粉塵回収機
７０：第１のフラックス散布ノズル
７１：第１のサブマージアーク溶接トーチ（Ｌ）
７２：コイルホルダ
７３：フラックスホッパ
７４：第２のサブマージアーク溶接トーチ（Ｔ１）
７５：第２のフラックス散布ノズル
７６：第３のサブマージアーク溶接トーチ（Ｔ２）
７７：フラックス回収器
８０：操作ボード
９０：制御盤

Claims (12)

1. 溶接対象材の開先の横断方向の位置およびギャップを検出し、該開先に溶加材を送給し、溶接電極である溶接ワイヤを前記検出した位置に適合する位置に駆動し、該開先を、該溶接ワイヤが発生する電気アークにより溶接し前記溶接対象材と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が目標値になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する、開先倣いアーク溶接方法において、
   前記溶接対象材の厚み及び前記ギャップに対応付けられた、開先への溶加材供給速度情報を生成し、該溶加材供給速度情報をメモリ手段に保持し、開先長手方向の溶接の進行に連繋して、溶接方向で前記電気アークの前方であって前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度が該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度となるタイミングで、前記メモリ手段より前記溶加材供給速度情報を読み出し、読み出した溶加材供給速度情報が表わす供給速度で前記溶加材供給口に溶加材を供給する、ことにより前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とする、
   ことを特徴とする開先倣いアーク溶接方法。
2. 溶接対象材の開先の横断方向の位置およびギャップを検出し、該開先に溶加材を送給し、溶接電極である溶接ワイヤを前記検出した位置に適合する位置に駆動し、該開先を、該溶接ワイヤが発生する電気アークにより溶接する、開先倣いアーク溶接方法において、
   前記ギャップの検出と同時に前記溶接対象材の厚みを検出し、前記検出した位置に適合する位置に前記溶接ワイヤを駆動し、前記検出した厚みおよびギャップに対応付けられた、開先への溶加材供給速度情報を生成し、前記検出した厚みに対応付けられた溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報を生成し、前記溶加材供給速度情報，溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報をメモリ手段に保持し、開先長手方向の溶接の進行に連繋して、溶接方向で前記電気アークの前方であって前記厚みおよびギャップを検出した開先長手方向の位置に溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度が該厚みおよびギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度となる第１タイミングで、前記メモリ手段より前記溶加材供給速度情報を読み出し、読み出した溶加材供給速度情報が表わす供給速度で前記溶加材供給口に溶加材を供給する、ことにより前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とし、かつ、
   開先長手方向の溶接の進行に連繋して、前記厚みを検出した開先長手方向の位置に前記溶接ワイヤが到達するとき、該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度が該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度となる第２タイミングで、前記メモリ手段より前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報を読み出し、前記読み出した溶接電流情報および溶接速度情報が表わす溶接電流および溶接速度に、前記溶接ワイヤの溶接電流および溶接速度を制御し、前記溶接対象材と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が、前記読み出した溶接電圧情報が表す値になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する、ことにより前記厚みを検出した開先長手方向の位置に前記溶接ワイヤが到達するとき該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度を該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度とする、
   ことを特徴とする開先倣いアーク溶接方法。
3. 溶接対象材の開先の横断方向の位置およびギャップを検出し、該開先に溶加材を送給し、溶接電極である溶接ワイヤを前記検出した位置に適合する位置に駆動し、該開先を、該溶接ワイヤが発生する電気アークにより溶接し前記溶接対象材と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が目標値になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する、開先倣いアーク溶接方法において、
   検出したギャップをメモリ手段に保持し、開先長手方向の溶接の進行に連繋した所定のタイミングで前記メモリ手段より前記ギャップを読み出して前記溶接対象材の厚み及び前記ギャップに対応付けられた開先への溶加材供給速度情報を生成し、生成した溶加材供給速度情報が表わす供給速度で溶加材供給口に溶加材を供給し、前記所定のタイミングは、溶接方向で前記電気アークの前方であって前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度が該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度となるタイミングとする、ことにより前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とする、
   ことを特徴とする開先倣いアーク溶接方法。
4. 溶接対象材の開先の横断方向の位置およびギャップを検出し、該開先に溶加材を送給し、溶接電極である溶接ワイヤを前記検出した位置に適合する位置に駆動し、該開先を、該溶接ワイヤが発生する電気アークにより溶接する、開先倣いアーク溶接方法において、
   前記ギャップの検出と同時に溶接対象材の厚みを検出し、前記検出した位置に適合する位置に前記溶接ワイヤを駆動し、検出した厚みおよびギャップをメモリ手段に保持し、開先長手方向の溶接の進行に連繋した第１タイミングで前記メモリ手段より前記厚みおよびギャップを読み出して、読み出した厚みおよびギャップに対応付けられた開先への溶加材供給速度情報を生成し、該溶加材供給速度情報が表わす供給速度で溶加材供給口に溶加材を供給し、開先長手方向の溶接の進行に連繋した第２タイミングで前記メモリ手段より前記厚みを読み出して、該厚みに対応付けられた溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報を生成し、生成した溶接電流情報および溶接速度情報が表わす溶接電流および溶接速度に、前記溶接ワイヤの溶接電流および溶接速度を制御し、前記溶接対象材と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が、前記生成した溶接電圧情報が表す値になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御し、第１タイミングは、溶接方向で前記電気アークの前方であって前記厚みおよびギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度が該厚みおよびギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度となるタイミングとすることにより前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とし、第２タイミングは、前記厚みを検出した開先長手方向の位置に溶接ワイヤが到達するときに該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度が該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度となるタイミングとすることにより前記厚みを検出した開先長手方向の位置に前記溶接ワイヤが到達するとき該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度を該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度とする、
   ことを特徴とする開先倣いアーク溶接方法。
5. 前記溶接対象材の開先面側表面の高さも検出して、検出した高さに適合する高さに前記溶接ワイヤを駆動する、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の開先倣いアーク溶接方法。
6. 前記溶接ワイヤは、前記開先長手方向に分布する複数個であり、第２タイミングは、各溶接ワイヤ宛ての各タイミングを含む、請求項２又は４に記載の開先倣いアーク溶接方法。
7. 溶接対象材の開先の横断方向ｘの位置およびギャップを繰返し検出する開先計測手段；
   前記開先に溶加材を供給する手段；
   前記開先を電気アークにより溶接する溶接電極である溶接ワイヤ；
   前記開先計測手段，溶加材を供給する手段および溶接ワイヤを保持する基台；
   該基台を開先長手方向ｙおよび開先の横断方向ｘに駆動するためのｙ駆動手段およびｘ駆動手段；
   前記開先計測手段が繰り返し検出する前記位置に適合する位置に前記溶接ワイヤを合わせるように前記ｘ駆動手段を介して前記基台を駆動するｘ駆動制御手段;
   前記溶接対象材と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が目標値になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する手段；
   前記溶接対象材の厚み及び前記ギャップに対応付けられた、開先への溶加材供給速度情報を生成する手段；
   メモリ手段；
   前記開先計測手段が繰り返し検出する前記ギャップに対応して前記生成する手段が繰り返し生成する溶加材供給速度情報を生成順に前記メモリ手段に書き込み、前記ｙ駆動手段による前記基台の開先長手方向ｙの駆動に連繋して、溶接方向で前記電気アークの前方であって前記前記開先計測手段がギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材を供給する手段の溶加材供給口が到達するときに開先に対する溶加材供給速度が該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度となるタイミングで、前記メモリ手段より前記溶加材供給速度情報を読み出す、読み書き制御手段；および、
   該読み書き制御手段が前記メモリ手段より読み出した溶加材供給速度情報が表わす供給速度で、前記溶加材を供給する手段を介して前記開先に溶加材を供給する供給制御手段；を備え、
   前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とする；開先倣いアーク溶接装置。
8. 溶接対象材の厚みならびに該溶接対象材の開先の横断方向ｘの位置およびギャップを繰返し検出する開先計測手段；
   前記開先に溶加材を供給する手段；
   前記開先を電気アークにより溶接する溶接電極である溶接ワイヤ；
   前記開先計測手段，溶加材を供給する手段および溶接ワイヤを保持する基台；
   該基台を開先長手方向ｙおよび開先の横断方向ｘに駆動するためのｙ駆動手段およびｘ駆動手段；
   前記開先計測手段が繰り返し検出する前記位置に適合する位置に前記溶接ワイヤを合わせるように前記ｘ駆動手段を介して前記基台を駆動するｘ駆動制御手段;
   前記開先計測手段が検出した厚み及びギャップに対応付けられた、開先への溶加材供給速度情報を生成する手段；
   前記検出した厚みに対応付けられた溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報を生成する手段；
   メモリ手段；
   前記溶加材供給速度情報，溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報を前記メモリ手段に書き込み、開先長手方向の溶接の進行に連繋して、溶接方向で前記電気アークの前方であって前記開先計測手段が厚みおよびギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材を供給する手段の溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度が該厚みおよびギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度となる第１タイミングで、前記メモリ手段より前記溶加材供給速度情報を読み出し、開先長手方向の溶接の進行に連繋して、前記開先計測手段が厚みを検出した開先長手方向の位置に溶接ワイヤが到達するときに該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度が該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度となる第２タイミングで、前記メモリ手段より前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報を読み出す、読み書き制御手段；
   読み出された溶加材供給速度情報が表わす供給速度で、前記溶加材を供給する手段を介して前記開先に溶加材を供給する供給制御手段；
   読み出された溶接電流情報および溶接速度情報が表わす溶接電流および溶接速度に、前記溶接ワイヤの溶接電流および溶接速度を制御する溶接制御手段；および、
   前記溶接対象材と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が、読み出された溶接電圧情報が表わす溶接電圧になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する手段；を備え、
   前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とし、かつ、前記厚みを検出した開先長手方向の位置に前記溶接ワイヤが到達するとき該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度を該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度とする；開先倣いアーク溶接装置。
9. 溶接対象材の開先の横断方向ｘの位置およびギャップを繰返し検出する開先計測手段；
   前記開先に溶加材を供給する手段；
   前記開先を電気アークにより溶接する溶接電極である溶接ワイヤ；
   前記開先計測手段，溶加材を供給する手段および溶接ワイヤを保持する基台；
   該基台を開先長手方向ｙおよび開先の横断方向ｘに駆動するためのｙ駆動手段およびｘ駆動手段；
   前記開先計測手段が繰り返し検出する前記位置に適合する位置に前記溶接ワイヤを合わせるように前記ｘ駆動手段を介して前記基台を駆動するｘ駆動制御手段;
   前記溶接対象材と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が目標値になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する手段；
   メモリ手段；
   前記開先計測手段が繰り返し検出する前記ギャップを生成順に前記メモリ手段に書き込み、前記ｙ駆動手段による前記基台の開先長手方向ｙの駆動に連繋して所定のタイミングで前記メモリ手段より前記ギャップを読み出す、読み書き制御手段；
   前記溶接対象材の厚み及び読み出されたギャップに対応付けられた、開先への溶加材供給速度情報を生成する手段；および、
   生成された溶加材供給速度情報が表わす供給速度で、前記溶加材を供給する手段を介して前記開先に溶加材を供給する供給制御手段；を備え、
   前記所定のタイミングは、前記溶加材を供給する手段の溶加材供給口が前記開先計測手段がギャップを検出した開先長手方向の位置に到達するときに開先に対する溶加材供給速度が該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度となるタイミングであり、これにより前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とする；開先倣いアーク溶接装置。
10. 溶接対象材の厚みならびに該溶接対象材の開先の横断方向ｘの位置およびギャップを繰返し検出する開先計測手段；
    前記開先に溶加材を供給する手段；
    前記開先を電気アークにより溶接する溶接電極である溶接ワイヤ；
    前記開先計測手段，溶加材を供給する手段および溶接ワイヤを保持する基台；
    該基台を開先長手方向ｙおよび開先の横断方向ｘに駆動するためのｙ駆動手段およびｘ駆動手段；
    前記開先計測手段が繰り返し検出する前記位置に適合する位置に前記溶接ワイヤを合わせるように前記ｘ駆動手段を介して前記基台を駆動するｘ駆動制御手段;
    メモリ手段；
    前記開先計測手段が繰り返し検出する前記厚みおよびギャップを生成順に前記メモリ手段に書き込み、前記ｙ駆動手段による前記基台の開先長手方向ｙの駆動に連繋して、第１タイミングで前記メモリ手段より前記厚みおよびギャップを読み出し、第２タイミングで前記メモリ手段より前記厚みを読み出す、読み書き制御手段；
    第１タイミングで読み出された厚み及びギャップに対応付けられた、開先への溶加材供給速度情報を生成する手段；
    第２タイミングで読み出された厚みに対応付けられた、溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報を生成する手段；
    生成された溶加材供給速度情報が表わす供給速度で、前記溶加材を供給する手段を介して前記開先に溶加材を供給する供給制御手段；
    生成された溶接電流情報および溶接速度情報が表わす溶接電流および溶接速度に、前記溶接ワイヤの溶接電流および溶接速度を制御する溶接制御手段；および、
    前記溶接対象材と前記溶接ワイヤの間の溶接電圧が、生成された溶接電圧情報が表わす溶接電圧になるように前記溶接ワイヤの送給速度を制御する手段；を備え、
    第１タイミングは、溶接方向で前記電気アークの前方であって前記開先計測手段が厚みおよびギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材を供給する手段の溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度が、該厚みおよびギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度となるタイミングであり、これにより前記ギャップを検出した開先長手方向の位置に前記溶加材供給口が到達するときに該溶加材供給口から開先に供給する溶加材の供給速度を、該ギャップに対応付けられた前記溶加材供給速度情報が表わす供給速度とし、第２タイミングは、前記開先計測手段が厚みを検出した開先長手方向の位置に溶接ワイヤが到達するときに該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度が、該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度となるタイミングであり、これにより前記厚みを検出した開先長手方向の位置に前記溶接ワイヤが到達するとき該溶接ワイヤの溶接電流，溶接電圧および溶接速度を該厚みに対応付けられた前記溶接電流情報，溶接電圧情報および溶接速度情報が表わす溶接電流，溶接電圧および溶接速度とする；開先倣いアーク溶接装置。
11. 前記溶接ワイヤは、前記開先長手方向に分布する複数個であり、第２タイミングは、各溶接ワイヤ宛ての各タイミングを含む、請求項８又は１０に記載の開先倣いアーク溶接装置。
12. 前記計測手段は前記溶接対象材の開先面側表面の高さも検出し、開先倣いアーク溶接装置は更に、前記基台を前記開先の深さ方向ｚに駆動するためのｚ駆動手段、および、検出された前記高さに適合する位置に前記溶接ワイヤを合わせるように前記ｚ駆動手段を介して前記基台を駆動するｚ駆動制御手段、を備える、請求項７乃至１１のいずれか１つに記載の開先倣いアーク溶接装置。

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