JPH0639547A

JPH0639547A - 自動溶接方法

Info

Publication number: JPH0639547A
Application number: JP21854092A
Authority: JP
Inventors: Iwao Shimizu; 巖清水; Norimitsu Baba; 則光馬場; Hiroshi Tachikawa; 博立川
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-07-24
Filing date: 1992-07-24
Publication date: 1994-02-15

Abstract

(57)【要約】【目的】開先壁部での溶け込み不足を防止できる自動
溶接方法を提供する。【構成】ティーチングプログラムを呼び出し、溶接電
流・溶接電圧・溶接速度等の溶接条件を設定する（Ｓ１
０１）。次に溶接トーチを溶接の始端に移動し（Ｓ１０
２）、溶接トーチを溶接方向に直角な方向（Ｘ方向）に
移動する（Ｓ１０３）。ステップＳ１０４では、溶接電
流が平均値より予め定めた一定値以上に大きくなったと
きにこれを検知する（Ｓ１０５）。ステップＳ１０６
で、溶接電流の大きくなった位置が、予め入力した終端
であるか否かを判断する。終端でなければ、ステップＳ
１０６１に移行して溶接電流を上げ、溶接速度を速くし
た後、溶接方向（Ｙ軸方向）に溶接幅の分だけ移動する
（Ｓ１０７）。ステップＳ１０７１で溶接条件をもとに
戻した後、ステップＳ１０８で、溶接方向に直角な方向
であってステップＳ１０３での移動方向とは逆の方向に
移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、厚板の自動溶接方法に
関し、特に開先部の形状の変化に対応して、開先部を自
動で溶接する自動溶接方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、厚板の開先部を溶接する際に
は、例えば、開先部の幅が場所により異なる場合がある
ので、このような開先部の変動に応じて、溶接トーチを
制御する種々の提案がなされている。図２２は従来の自
動溶接方法を説明するための図である。図２２に示すよ
うに従来の溶接方法は、ウィービング軌跡が略サイン曲
線状、或いは鋸刃状となり、その軌跡の頂点部が開先部
の開先壁部にできるだけ接近するように溶接トーチを制
御している。例えば、特開昭６２−２４０１６７号公報
では、溶接電流や溶接電圧が、開先部の中央部と端部と
で大きく変化することに着目し、この溶接電流の変化を
用いてウィービングの中心位置及びウィービングの振幅
を制御することが提案されている。これにより、厚板材
に多層盛り溶接を施すときに、開先部の形状及び大きさ
が場所毎に異なる場合にあっても、その変動に対応して
溶接することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の方法で
は、例えば、あるサイクルにおいて開先部の端部の位置
を検出し、その結果に基づいて次のサイクルの溶接時に
ウィービングの中心及びその振幅を制御している。すな
わち、あるサイクルで開先部が広くなっていたために、
端部が検出ができなかったときには、次のサイクルで溶
接トーチのウィービングの中心を移動し、また溶接トー
チの振幅を大きくして溶接することにより、開先部の変
動に対応している。しかしながら、上記の方法では、開
先部の変動に対応した制御が１サイクル遅れとなり、し
たがって開先部か緩やかに変動する場合には問題ない
が、開先部が急激に変化する場合には対応しきれないこ
とがあった。

【０００４】また、上記の方法では、ウィービング軌跡
が略サイン曲線状又は鋸刃状となっていることから分か
るように、溶接トーチを溶接方向に移動する制御と、溶
接方向に直角な方向に移動する制御との双方の制御を同
時に行っているので、両方向における溶接速度の制御を
同時に行わなければならず、溶接トーチの速度制御が複
雑なものとなっていた。

【０００５】更に、上記の方法では、図２２に示すウィ
ービング軌跡の折り返し点、すなわち開先壁部を溶接す
るときには開先壁部に対する溶け込み不足が生ずる。ま
た、横向きのレ字状開先部のように一方の端部が開先開
放部である場合、その開先開放部において、溶け落ちが
生ずる。

【０００６】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、開先部の変動に応答性良く対応することがで
き、しかも開先壁部における溶け込み不足を防止するこ
とができる自動溶接方法を提供することを目的とするも
のである。

【０００７】また、本発明は、上記の目的に加えて、開
先開放部における溶け落ちをも防止することができる自
動溶接方法を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１記載の発明の自動溶接方法は、開先部の開
先形状を指示して、溶接トーチの移動を制御することに
より開先部を溶接する自動溶接方法において、前記開先
部の溶接を開始する始端から溶接方向に直角な方向に溶
接トーチを移動し、溶接電流及び溶接電圧のうち一方又
は双方を検知してその値が所定値に変化したときに、そ
の変化を検知する毎に、溶接トーチを溶接方向に移動し
た後、検知前の移動方向とは逆方向に移動することによ
り開先部の溶接を行い、且つ前記変化を検知してから溶
接トーチを逆方向に移動するまでの間は、溶接条件を変
更して熱量を制御することを特徴とするものである。

【０００９】上記の目的を達成するために請求項３記載
の発明の自動溶接方法は、開先部の開先形状を指示し
て、溶接トーチの移動を制御することにより開先部を多
層溶接する自動溶接方法において、前記開先部の溶接を
開始する始端から溶接方向に直角な方向に溶接トーチを
移動し、溶接電流及び溶接電圧のうち一方又は双方を検
知してその検知値が所定値に変化したときに、その変化
を検知する毎に、その変化した位置から溶接トーチを溶
接方向に移動した後、検知前の移動方向とは逆方向に移
動して溶接を行い、且つ前記変化した位置を記憶してお
き、該変化した位置に関する情報と、前記開先部の開先
角度とから今回の層で前記検知値が変化する位置を推測
し、その推測した位置を越えて溶接しても前記検知値が
変化しない場合には、推測した位置に対して一定値進ん
だ位置で溶接トーチを溶接方向に移動した後、溶接トー
チを逆方向に移動して溶接を行い、更に次の層では前層
で前記検知値が変化しなかった位置に対応する部分につ
いては溶接をしないように溶接トーチの移動を制御し、
前記検知値が所定値に変化した位置から前記溶接トーチ
を逆方向に移動するまでの間、及び前記一定値進んだ位
置から前記溶接トーチを逆方向に移動するまでの間は、
溶接条件を変更して熱量を制御することを特徴とするも
のである。

【００１０】上記の目的を達成するために請求項８記載
の発明の自動溶接方法は、溶接継手部の開先形状を指示
して溶接トーチの移動を制御し、開先部の各溶接層を１
又は複数のパスにより溶接する自動溶接方法において、
溶接電流及び溶接電圧のうち一方又は双方の値が所定値
に変化するのを検知する検知手段により前記開先部の開
先壁部の位置を検知し、且つ予め溶接入熱の上限値から
溶接速度を算出し、その溶接速度に基づいて溶接方向に
直角な方向の移動量の上限値を算出し、前記各パスを溶
接するときに始端から溶接方向に直角な方向に溶接トー
チを移動し、第１パスは溶接トーチが前記移動量の上限
値又は前記開先部の一方の開先壁部に到達する毎に、溶
接トーチを溶接方向に移動した後、前記溶接方向に直角
な方向の移動を逆にして溶接を行い、第２パス以降のパ
スは溶接トーチが自己パスの前記移動量の上限値又は前
のパスの溶接端部に到達する毎に、溶接トーチを溶接方
向に移動した後、前記溶接方向に直角な方向の移動を逆
にして溶接を行い、前記各パスで溶接を行っているとき
に前記検知手段により前記開先部の他方の開先壁部を検
知したときにはその位置で溶接トーチを溶接方向に移動
した後、前記溶接方向に直角な方向の移動を逆にして溶
接を行い、前記開先壁部の位置を検知してから前記溶接
トーチの移動を逆にするまでの間、及び前記移動量の上
限値に到達してから前記溶接トーチの移動を逆にするま
での間は、溶接条件を変更して熱量を制御することを特
徴とするものである。

【００１１】上記の目的を達成するために請求項１３記
載の発明の自動溶接方法は、溶接継手部の開先形状を指
示して、溶接トーチの移動を制御することにより横向き
姿勢の開先部を溶接する自動溶接方法において、溶接電
流及び溶接電圧のうち一方又は双方の値が所定値に変化
するのを検知する第１検知手段により前記開先部の開先
壁部を検知し、且つ前記開先部の開先開放部の位置を検
知する第２検知手段により前記開先開放部を検知し、前
記開先部の溶接を開始する開先壁部又は開先開放部の始
端から溶接方向に直角な方向に溶接トーチを移動し、前
記第１検知手段により前記開先壁部を検知した後、又は
第２検知手段により前記開先開放部を検知した後は、そ
の検知をする毎に、溶接トーチを溶接方向に移動した
後、検知前の移動方向とは逆方向に移動することにより
前記開先部の溶接を行い、前記第１検知手段により前記
開先壁部を検知してから前記溶接トーチを逆方向に移動
するまでの間、及び前記第２検知手段により前記開先開
放部を検知してから前記溶接トーチを逆方向に移動する
までの間は、溶接条件を変更して熱量を制御することを
特徴とするものである。

【００１２】上記の目的を達成するために請求項１７記
載の発明の自動溶接方法は、溶接継手部の開先形状を指
示して溶接トーチの移動を制御し、横向き姿勢の開先部
の各溶接層を１又は複数のパスにより溶接する自動溶接
方法において、溶接電流及び溶接電圧のうち一方又は双
方の値が所定値に変化するのを検知する第１検知手段に
より前記開先部の開先壁部の位置を検知し、前記開先部
の開先開放部の位置を検知する第２検知手段により前記
開先開放部を検知し、且つ予め溶接入熱の上限値から溶
接速度を算出し、その溶接速度に基づいて溶接方向に直
角な方向の移動量の上限値を算出し、前記各パスを溶接
するときに前記開先開放部の始端から溶接方向に直角な
方向に溶接トーチを移動し、第１パスは溶接トーチが前
記移動量の上限値又は前記開先部の開先開放部に到達す
る毎に、溶接トーチを溶接方向に移動した後、前記溶接
方向に直角な方向の移動を逆にして溶接を行い、第２パ
ス以降のパスは溶接トーチが自己パスの前記移動量の上
限値又は前のパスの溶接端部に到達する毎に、溶接トー
チを溶接方向に移動した後、前記溶接方向に直角な方向
の移動を逆にして溶接を行い、前記各パスで溶接を行っ
ているときに前記第１検知手段により前記開先部の開先
壁部を検知したときにはその位置で溶接トーチを溶接方
向に移動した後、前記溶接方向に直角な方向の移動を逆
にして溶接を行い、前記第１検知手段が前記開先壁部を
検知してから前記溶接トーチの移動を逆にするまでの
間、前記第２検知手段が前記開先開放部を検知してから
前記溶接トーチの移動を逆にするまでの間、及び前記溶
接トーチが前記移動量の上限値に到達してから前記溶接
トーチの移動を逆にするまでの間は、溶接条件を変更し
て熱量を制御することを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明は前記の構成によって、溶
接を開始する始端から溶接方向に直角な方向に進行し、
溶接電流及び溶接電圧のうち一方又は双方を検知してそ
の値の変化により、開先部の、例えば開先壁部を検出す
る。開先壁部を検知するまでは、溶接方向に直角な方向
に進行して溶接を行うので、開先部の開先壁部の形状が
たとえ急激に変動している場合であっても、その変動に
応じて、開先壁部まで確実に溶接を行うことができる。
また、溶接を開始する始端から溶接方向に直角な方向に
進行し、開先壁部を検知する毎に、溶接トーチを溶接方
向に、例えば溶接幅と同じ距離だけ移動した後、検知前
の移動方向とは逆方向に移動することにより、ウィービ
ング軌跡が矩形波状となり、溶接トーチの移動は溶接方
向及び溶接方向に直角な方向のうちいずれか一方の方向
に移動するときの速度を制御をすればよいので、溶接ト
ーチの速度制御が簡単なものとなる。更に、前記変化を
検知してから溶接トーチを逆方向に移動するまでの間
は、溶接条件を変更して熱量を制御することにより、例
えば溶接電圧を上げ、溶接速度を速くすることにより、
開先壁部における溶け込み不足を防止することができ
る。

【００１４】請求項３記載の発明は前記の構成によっ
て、溶接を開始する始端から溶接方向に直角な方向に進
行し、溶接電流及び溶接電圧のうち一方又は双方を検知
してその値の変化により、開先部の、例えば開先壁部を
検出する。開先壁部を検知するまでは、溶接方向に直角
な方向に進行して溶接を行うので、開先部の開先壁部の
形状がたとえ急激に変動している場合であっても、その
変動に応じて、開先壁部まで確実に溶接を行うことがで
きる。また、溶接を開始する始端から溶接方向に直角な
方向に進行し、開先壁部を検知する毎に、溶接トーチを
溶接方向に、例えば溶接幅と同じ距離だけ移動した後、
検知前の移動方向とは逆方向に移動することにより、ウ
ィービング軌跡が矩形波状となり、溶接トーチの移動は
溶接方向及び溶接方向に直角な方向のうちいずれか一方
の方向に移動するときの速度を制御をすればよいので、
溶接トーチの速度制御が簡単なものとなる。更に、前層
までの前記変化した位置を記憶しておき、該変化した位
置に関する情報と、前記開先部の開先角度とから今回の
層で前記検知値が変化する位置を推測して溶接すること
により、開先部の高さが場所により異なる場合でも、そ
の高さの相違に応じて自動で溶接を行うことができる。
すなわち、開先部の高さが低い部分で最上層を溶接する
ときには、前記推測した位置を越えて溶接しても前記検
知値が変化しないので、推測した位置に対して一定値進
んだ位置でその部分の溶接を終了し、次の層を溶接する
ときにはその部分を飛ばして溶接する。一方、開先部の
高さが高い部分については引き続きさらに上層の溶接が
行われ、開先部の高さに応じて必要な層数の溶接を行
う。加えて、前記検知値が所定値に変化したときから前
記溶接トーチを逆方向に移動するまでの間、及び前記一
定値進んだ位置から前記溶接トーチを逆方向に移動する
までの間は、溶接条件を変更して熱量を制御することに
より、例えば溶接電圧を上げ、溶接速度を速くすること
により、開先壁部における溶け込み不足を防止すること
ができ、また、開先壁部がない位置で折り返す場合、折
り返し位置における溶接ビードの形状を所望の形状にす
ることができる。

【００１５】請求項８記載の発明は前記の構成によっ
て、溶接電流及び溶接電圧のうち一方又は双方を検知し
てその値の変化により、開先部の開先壁部を検出するの
で、開先部の開先壁部の形状がたとえ急激に変化してい
る場合であっても、その変化に応じて、開先壁部まで確
実に溶接を行うことができる。また、溶接トーチを溶接
方向に直角な方向に移動し、所定の位置で溶接方向に移
動した後、溶接方向に直角な方向の移動を逆にすること
により、溶接軌跡が矩形波状となり、また溶接トーチの
移動は溶接方向及び溶接方向に直角な方向のうちいずれ
か一方の方向に移動するときの速度を制御すればよいの
で、溶接トーチの速度制御が簡単なものとなる。また、
各パスでは、溶接方向に直角な方向の溶接トーチの移動
量を制限することにより、溶接速度を予め定めた一定値
とすることができる。したがって、所定の溶接入熱で溶
接しなければならないときでも、要求される溶接入熱の
上限値以内で連続自動溶接を行うことができる。更に、
前記開先壁部の位置を検知してから前記溶接トーチの移
動を逆にするまでの間、及び前記移動量の上限値に到達
してから前記溶接トーチの移動を逆にするまでの間は、
溶接条件を変更して熱量を制御することにより、例えば
溶接電圧を上げ、溶接速度を速くすることにより、開先
壁部における溶け込み不足を防止することができ、ま
た、開先壁部がない位置で折り返す場合、折り返し位置
における溶接ビードの形状を所望の形状にすることがで
きる。

【００１６】請求項１３記載の発明は前記の構成によっ
て、第１検知手段により開先部の開先壁部を検知する。
開先壁部を検知するまでは、溶接方向に直角な方向に進
行して溶接を行うので、開先部の開先壁部の形状がたと
え急激に変化している場合であっても、その変化に応じ
て、開先壁部まで確実に溶接を行うことができる。ま
た、第２検知手段により開先部の開先開放部を検知す
る。開先開放部を検知するまでは、溶接方向に直角な方
向に進行して溶接を行うので、開先部の開先開放部の形
状がたとえ急激に変化している場合であっても、その変
化に応じて、開先開放部まで確実に溶接を行うことがで
きる。更に、溶接を開始する始端から溶接方向に直角な
方向に進行し、開先壁部や開先開放部を検知する毎に、
溶接トーチを溶接方向に、例えば溶接幅と同じ距離だけ
移動した後、検知前の移動方向とは逆方向に移動するこ
とにより、ウィービング軌跡が矩形波状となり、また各
溶接層を一のパスで溶接することができる。更に、前記
第１検知手段により前記開先壁部を検知してから前記溶
接トーチを逆方向に移動するまでの間、及び前記第２検
知手段により前記開先開放部を検知してから前記溶接ト
ーチを逆方向に移動するまでの間は、溶接条件を変更し
て熱量を制御することにより、例えば溶接電流を上げ、
溶接速度を速くすることにより、開先壁部における溶け
込み不足を防止し、また溶接電流を下げ、溶接速度遅く
することにより、開先開放部における溶け落ち（メタル
流出）を防止することができる。

【００１７】請求項１７記載の発明は前記の構成によっ
て、第１検知手段により開先部の開先壁部を検知する。
開先壁部を検知するまでは、溶接方向に直角な方向に進
行して溶接を行うので、開先部の開先壁部の形状がたと
え急激に変化している場合であっても、その変化に応じ
て、開先壁部まで確実に溶接を行うことができる。ま
た、第２検知手段により開先部の開先開放部を検知す
る。開先開放部を検知するまでは、溶接方向に直角な方
向に進行して溶接を行うので、開先部の開先開放部の形
状がたとえ急激に変化している場合であっても、その変
化に応じて、開先開放部まで確実に溶接を行うことがで
きる。更に、第１パスでは、溶接を開始する開先開放部
の始端から溶接方向に直角な方向に進行し、移動量の上
限値の位置で、溶接トーチを溶接方向に、例えば溶接幅
と同じ距離だけ移動した後、移動方向を逆にすることに
より、ウィービング軌跡が矩形波状となり、したがって
各溶接層を少ないパス数で溶接することができる。ま
た、各パスでは、溶接方向に直角な方向の溶接トーチの
移動量を制限することにより、溶接速度を予め定めた一
定値とすることができる。したがって、所定の溶接入熱
で溶接しなければならないときでも、要求される溶接入
熱の上限値以内で連続自動溶接を行うことができる。加
えて、前記第１検知手段が前記開先壁部を検知してから
前記溶接トーチの移動を逆にするまでの間、前記第２検
知手段が前記開先開放部を検知してから前記溶接トーチ
の移動を逆にするまでの間、及び前記溶接トーチが前記
移動量の上限値に到達してから前記溶接トーチの移動を
逆にするまでの間は、溶接条件を変更して熱量を制御す
ることにより、例えば、溶接電流を上げ、溶接速度を速
くすることにより、開先壁部における溶け込み不足を防
止し、また溶接電流を下げ、溶接速度遅くすることによ
り、開先開放部における溶け落ち（メタル流出）を防止
することができ、更に開先壁部や開先開放部がない位置
で折り返す場合、折り返し位置における溶接ビードの形
状を所望の形状にすることができる。

【００１８】

【実施例】以下に本発明の第１実施例を図１乃至図４を
参照して説明する。図１は本発明の第１実施例である自
動溶接方法を実施するための自動溶接装置の概略図であ
る。図１に示す自動溶接装置は、溶接機１０と制御装置
１００とからなり、溶接機１０はレール部１１と、その
レール部１１に沿って移動自在に構成された台車部２０
と、台車部２０に設けられた伸縮自在な伸縮腕３０を介
して取着された溶接トーチ支持部４０と、溶接トーチ支
持部４０によって支持された溶接トーチ５０とを備え
る。

【００１９】制御装置１００は、モータＭ_xにより伸縮
腕３０の伸縮を制御して溶接トーチ５０のｘ軸方向にお
ける移動を調整するｘ軸方向移動制御部６０と、モータ
Ｍ_yにより台車部２０を移動することにより溶接トーチ
５０のｙ軸方向（溶接方向）における移動を調整するｙ
軸方向移動制御部６２と、モータＭ_zにより溶接トーチ
支持部４０のｚ軸方向における移動を制御することによ
り溶接トーチ５０のｚ軸方向における移動を調整するｚ
軸方向移動制御部６４と、モータＭ_rにより溶接トーチ
５０の姿勢を制御する姿勢制御部６６と、装置全体を制
御する主制御部７０と、溶接に必要なデータを記憶する
メモリ７１及び共有メモリ７２と、操作用のスイッチや
ティーチングデータを入力するための入力部等を有する
操作部８０とを備える。尚、ｘ，ｙ，ｚは各々空間直行
座標軸を表している。また、７４はＩ／Ｏポートであ
る。

【００２０】図示しない溶接用ワイヤ供給装置によって
送られた溶接用のワイヤは、溶接トーチ５０から送りだ
され、溶融されて開先部に積層される。図２は厚板のＶ
字状をした開先部を６層に分けて溶接する場合を示して
いる。一般に厚板のＶ字状の開先部を溶接する場合に
は、このように多層溶接になる。

【００２１】本実施例の方法で溶接するには、予め開先
部の始端、終端、開先形状（例えば高さ２４ｍｍのＶ字
状）等の情報を操作部より入力する。これらの値の入力
は手動で行ってもよいし、自動計測して入力してもよ
い。主制御部７０は、これらの情報に基づいて溶接層数
や溶接層の厚さを決定し、その値に基づいて各溶接層の
溶接を行う。尚、開先部は上記の２４ｍｍに限られるも
のではなく、例えば高さ４０ｍｍ以上の開先部を１０層
以上に分けて溶接してもよい。

【００２２】図３は本実施例の方法の手順を示す図であ
る。ステップＳ１０１で、上記のように設定したティー
チングプログラムを呼び出し、溶接電流・溶接電圧・溶
接速度等の溶接条件を設定する。次に溶接トーチ５０を
溶接の始端に移動し（ステップＳ１０２）、シールドガ
スを供給してアーク溶接を開始し、ｘ軸方向移動制御部
６０により溶接トーチ５０を溶接方向に直角な方向（Ｘ
方向）に移動する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１
０４では、実際に溶接しているときの溶接電流の値を検
知し、その値を積算して平均値を算出する。一般に、開
先部の中央部に比べて開先壁部では、溶接電流が大きく
なるので、溶接電流が前記の平均値より予め定めた一定
値以上に大きくなったときにこれを検知する（ステップ
Ｓ１０５）。溶接電流が一定値以上大きくなったことを
検知しなければ、ステップＳ１０４に戻って、Ｘ方向の
溶接を続行し、検知すれば、ステップＳ１０６に移行す
る。

【００２３】ステップＳ１０６で、溶接電流の大きくな
った位置が、予め入力した終端であるか否かを判断す
る。終端でなければ、ステップＳ１０６１に移行して、
溶接条件を変更する。本実施例の場合は、開先壁部を検
知しているので、溶接電流（又は溶接電圧）を上げ、溶
接速度を速くして熱量を増やした後、ｙ軸方向移動制御
部６２により溶接トーチ５０を溶接方向（Ｙ軸方向）に
溶接幅の分だけステップ状に移動する（ステップＳ１０
７）。これにより、開先壁部における溶け込み不足を防
止する。ステップＳ１０７１ではステップＳ１０６１で
変更した溶接条件を元に戻し、ステップＳ１０８で、ｘ
軸方向移動制御部６０により、溶接方向に直角な方向で
あってステップＳ１０３での移動方向とは逆の方向に移
動する。以下、ステップＳ１０４からステップＳ１０８
の動作を繰り返して開先部の溶接を行う。そして、ステ
ップＳ１０６で溶接電流の大きくなった位置が、予め定
めた終端であると判断すれば、クレータ処理をした後、
アークを止め、シールドガスを止め（ステップＳ１０
９）、待拠位置に移動する（ステップＳ１１０）。ステ
ップＳ１１１で次に溶接する層があるか否か判断し、溶
接する層があれば、溶接を開始する始端に溶接トーチを
移動し（ステップＳ１１２）、更にステップＳ１０３に
戻って上記の手順を繰り返して次の層の溶接を行う。ま
た、ステップＳ１１１で次に溶接する層がなければ、溶
接を終了する。

【００２４】上記の本実施例の方法によれば、開先壁部
では、溶接条件を変更し熱量を増やして溶接するので、
開先壁部における溶け込みの安定化を図ることができ、
また溶接ビードの形状を一定にすることができる。溶接
条件を変更する際に溶接速度をも変更して速くしたの
は、溶ける金属量を一定にするためである。また、本実
施例によれば、溶接電流の値を検知することにより、開
先壁部を検出して、溶接の方向を変えているので、リア
ルタイムで溶接を制御することができ、したがって開先
部の形状が図４に示すように変化する場合でも、従来の
１サイクル遅れの制御に比べて、より確実に開先壁部ま
で、溶接を行うことができる。

【００２５】本実施例の方法によれば、図２及び図４に
示すように、ウィービング軌跡が矩形波状となる。すな
わち、本実施例の方法では、溶接速度の制御がＸ軸方向
又はＹ軸方向の速度の制御となり、Ｘ軸方向とＹ軸方向
の双方について同時に速度を制御していた従来の方法に
比べて、溶接速度の制御が容易となる。更に、従来の方
法では、予めウィービングの中心及びその幅を設定して
溶接を行っていたが、本実施例の方法では、このような
設定は不要となり、ティーチングが容易になる。

【００２６】また、上記の本実施例の方法によれば、ウ
ィービング軌跡が矩形波となるので、従来のウィービン
グ軌跡がサイン波形状又は鋸刃状となる場合に比べて、
より溶接面を平坦に仕上げることができる。

【００２７】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能で
ある。例えば、上記の実施例では、溶接電流の値を検知
することにより、開先壁部の位置を検知していたが、溶
接電圧の値を検知するか、あるいは溶接電流と溶接電圧
の双方の値を同時に検知することにより、開先壁部の位
置を検知するようにしてもよい。また、上記の実施例で
は、開先部の開先壁部を検知する場合について説明した
が、例えば開先部の一方の端が開先開放部であり、開先
壁部がない場合には、溶接トーチがその開先開放部にき
たときに、溶接電流の値が中央部の平均値よりも小さく
なるので、これを検知することにより、開先開放部の位
置を検知して、溶接トーチの移動を制御することによ
り、開先開放部の形状が急激に変動している場合でも、
その変動に応じて確実に溶接することができる。更に、
開先部の形状は、上記のＶ字状に限らず、逆Ｖ字状、Ｉ
字状、レ字状等であってもよい。

【００２８】次に、本発明の第２実施例について図５及
び図６をも参照して説明する。尚、本実施例及び以下で
説明する実施例においても、図１に示す自動溶接装置を
使用するものとする。図６は第２実施例の方法の手順を
示す図である。ステップＳ２０１で、第１実施例と同様
にして設定したティーチングプログラムを呼び出し、溶
接電流・溶接電圧・溶接速度等の溶接条件を設定する。
次に溶接トーチ５０を溶接の始端に移動し（ステップＳ
２０２）、シールドガスを供給してアーク溶接を開始
し、ｘ軸方向移動制御部６０により溶接トーチ５０を溶
接方向に直角な方向（Ｘ方向）に移動する（ステップＳ
２０３）。ステップＳ２０４では、実際に溶接している
ときの溶接電流の値を検知し、その値を積算して平均値
を算出する。一般に、開先部の中央部に比べて開先壁部
では、溶接電流が大きくなるので、溶接電流が前記の平
均値より予め定めた一定値以上に大きくなったときにこ
れを検知する（ステップＳ２０５）。溶接電流が一定値
以上大きくなったことを検知しなければ、ステップＳ２
０６に移行する。

【００２９】ステップＳ２０６では、現在の溶接位置が
開先壁部の推定値を越えたか否かを判断する。ここで、
開先壁部の推定値とは、予め入力された開先部の開先角
度から現在溶接している層の開先壁部の位置を予め算出
したものである。この開先壁部の推定値は各層毎に双方
の壁について算出される。また、この開先壁部の推定値
は、過去２回の層を溶接した際に得た開先壁部の情報に
基づいて現在溶接している層の開先壁部の位置を推定し
てもよい。尚、この推定値を決定する際には、溶接ビー
ドの高さを考慮することにより、より正確な推定値を得
ることができる。ステップＳ２０６で現在の溶接位置が
開先壁部の推定値を越えていなければ、ステップＳ２０
３に戻ってＸ方向の溶接を続行し、もし越えていれば、
ステップＳ２０７１に移行する。この後の処理について
は後述する。

【００３０】ステップＳ２０５で溶接電流が一定値以上
大きくなったことを検知し、開先壁部を検知すれば、そ
の位置を記憶し（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０
７１に移行して、溶接条件を変更する。この場合は、開
先壁部を検知しているので、溶接電流（又は溶接電圧）
を上げ、溶接速度を速くして熱量を増やした後、ｙ軸方
向移動制御部６２により溶接トーチをＹ軸方向にステッ
プ状に移動する（ステップＳ２０８）。これにより開先
壁部における溶け込み不足を防止する。ステップＳ２０
９では、その検知した位置が予め入力した終端であるか
否かを判断し、その位置が終端でなければ、その位置が
前層の溶接をしたときに前層の推定値を越えたか否かを
判断する（ステップＳ２１０）。前層の溶接をしたとき
に前層の推定値を越えた溶接をしていなければ、ステッ
プＳ２１０１でステップＳ２０７１で変更した溶接条件
をもとに戻し、Ｘ軸方向に移動して溶接を行い（ステッ
プＳ２１１）、ステップＳ２０３に戻り溶接電流の値を
検知する。以下、上述したステップＳ２０３からステッ
プＳ２１１までの各ステップの処理を行うことにより開
先部の溶接を行う。そして、ステップＳ２０９で、溶接
している位置が予め入力した終端にくれば、これを検知
してクレータ処理をした後、アークを止め、シールドガ
スを止め（ステップＳ２１２）、待拠位置に移動する
（ステップＳ２１３）。ステップＳ２１４で、次に溶接
する層があるか否か判断し、溶接する層があれば、溶接
を開始する始端に溶接トーチを移動し（ステップＳ２１
５）、ステップＳ２１６で、溶接を開始する始端が前層
で推定値を越えて溶接したか否かを判断する。推定値を
越えて溶接していれば、ステップＳ２１７に移行してＹ
軸方向にステップ状に移動した後、ステップＳ２１６で
その位置が前層で推定値を越えて溶接したか否かが判断
される。そして、前層で推定値を越えて溶接しなかった
位置まで、溶接トーチを移動した後、ステップＳ２０３
に戻って上記の手順を繰り返し、次の層の溶接を行う。

【００３１】ところで、例えば図５に示すように、５層
目の開先部の一部（Ａ２部分）の高さが他の部分に比べ
て低い場合、Ａ２部分の５層目の溶接を行っているとき
に、ステップＳ２０５で開先壁部を検知できないので、
このままでは、このＡ２部分のＸ軸方向の移動を停止す
ることができない。この場合、ステップＳ２０６で５層
目のＡ２部分の溶接を行う際に溶接位置が上述した推定
値を越えたか否かを判断し、推定値を越えた場合は、そ
の推定値より一定値（数ミリ）だけ移動した後、ステッ
プＳ２０７１に移行して溶接条件を変更する。今度の場
合、開先壁部ではないので、熱量があまり上昇しないよ
うに溶接電流（又は溶接電圧）を若干低くし、溶接速度
を遅くして溶接を行いながら、Ｙ軸方向にステップ状に
移動する。以下同様にして、開先壁部を検知しない場合
でも、Ａ２部分の溶接を自動で行うことができる。

【００３２】そして、６層目の溶接を行うときには、溶
接位置がＡ２部分にくると、ステップＳ２１０で前層、
すなわち５層で推定値を越えたか否かが判断され、この
場合、Ａ２部分は５層目で推定値を越えて溶接している
ので、Ａ２部分での溶接を行わずに、つまりステップＳ
２１１に移行せずに、ステップＳ２０８に移行してもう
一度、Ｙ軸方向にステップ状に溶接トーチを移動する。
移動した位置が、溶接終端ではなく、しかもまだＡ２部
分であれば、再びステップＳ２０８に移行して、Ｙ軸方
向にステップ状に移動する。このようにして、６層目の
溶接を行うときには、Ａ２部分の溶接を行うことなく、
他の部分だけを溶接することができる。

【００３３】なおＡ２部分が、たとえば溶接を開始する
始端であるときには、上述したようにステップＳ２１６
でこれを検知して、その始端の溶接を行わずに、Ｙ軸方
向のステップ状の移動を繰り返し、Ａ２部分を溶接する
ことなく、Ａ２部分の次の部分から６層目の溶接を行
う。

【００３４】上記の本実施例の方法によれば、溶接トー
チの折り返し点では、溶接条件を変更し熱量を制御して
溶接するので、開先壁部における溶け込みの安定化を図
ることができ、また開先壁部のない折り返し点でも、溶
け込み量を一定にすることができる。これにより溶接ビ
ードの形状を一定にすることができる。溶接条件を変更
する際に溶接速度をも変更したのは、溶ける金属量を一
定にするためである。また、本実施例によれば、例えば
部分的な板厚の違い、目違い、裏当てとの隙間、仮付け
ビード、クロスビードの処理状況等が原因で、開先部の
高さが場所により異なる場合でも、その高さに応じた層
数の溶接を自動で行うことができる。

【００３５】また、上記の本実施例の方法によれば、溶
接電流の値を検知することにより、開先壁部を検出し
て、溶接の方向を変えているので、リアルタイムで溶接
を制御することができ、したがって開先部の形状が図４
に示すように変化する場合でも、従来の１サイクル遅れ
の制御に比べて、より確実に開先壁部まで、溶接を行う
ことができる。

【００３６】本実施例の方法によれば、図５に示すよう
に、ウィービング軌跡が矩形波状となる。すなわち、本
実施例の方法では、溶接速度の制御がＸ軸方向又はＹ軸
方向の速度の制御となり、Ｘ軸方向とＹ軸方向の双方に
ついて同時に速度を制御していた従来の方法に比べて、
溶接速度の制御が容易となる。更に、従来の方法では、
予めウィービングの中心及びその幅を設定して溶接を行
っていたが、本実施例の方法では、このような設定は不
要となり、ティーチングが容易になる。

【００３７】また、上記の本実施例の方法によれば、ウ
ィービング軌跡が矩形波となるので、従来のウィービン
グ軌跡がサイン波形状又は鋸刃状となる場合に比べて、
より平坦に溶接面を仕上げることができる。

【００３８】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能で
ある。例えば、上記の実施例では、溶接電流の値を検知
することにより、開先壁部の位置を検知していたが、溶
接電圧の値を検知するか、あるいは溶接電流と溶接電圧
の双方の値を同時に検知することにより、開先壁部の位
置を検知するようにしてもよい。また、上記の実施例で
は、開先部の開先壁部を検知する場合について説明した
が、例えば開先部の一方の端が開先開放部であり、開先
壁部がない場合には、溶接トーチがその開先開放部にき
たときに、溶接電流の値が中央部の平均値よりも小さく
なるので、これを検知することにより、開先開放部の位
置を検知して、溶接トーチの移動を制御することによ
り、開先開放部の形状が急激に変動している場合でも、
その変動に応じて確実に溶接することができる。更に、
開先部の形状は、上記のＶ字状に限らず、逆Ｖ字状、Ｉ
字状、レ字状等であってもよい。

【００３９】次に、本発明の第３実施例について図７乃
至図１１をも参照して説明する。第３実施例では、特殊
な高級鋼を自動で溶接する場合について説明する。本実
施例でも、図２に示すような厚板のＶ字状をした開先部
を６層に分けて溶接する場合を例に挙げて説明する。

【００４０】特殊な高級鋼、例えば低温用鋼や高張力鋼
の場合、８００°Ｃから５００°Ｃのときの冷却速度を
制御する必要がある。このため、溶接入熱の上限やパス
間の温度が指定される。溶接入熱と他の溶接条件とは次
式で示す関係を持っている。ｖ＝６０ＩＥ／Ｑ但し、Ｉ：溶接電流（Ａ）Ｅ：溶接電圧（Ｖ）Ｑ：溶接入熱（Ｊ）ｖ：溶接方向における速度（溶接速度）（ｃｍ／分）ところで、溶接時に溶接電流や溶接電圧を変えると、溶
接プールの大きさが変わり、ビード形状が平滑でなくな
るので、これらの溶接条件は変えることができない。本
実施例では、各溶接層の各パスのウィービング幅を制限
することにより、溶接速度を制御し、これにより溶接入
熱を制御することとしている。尚、上式で求められる溶
接速度ｖは、下限値であり、これ以上溶接速度ｖが小さ
くなると、溶接入熱Ｑが大きくなってしまう。

【００４１】本実施例の方法で溶接するには、予め開先
部の始端、終端、開先形状（例えば高さ２４ｍｍのＶ字
状）等の情報を操作部より入力する。これらの値の入力
は手動で行ってもよいし、自動計測して入力してもよ
い。主制御部７０は、これらの情報に基づいて溶接層数
や溶接層の厚さ、及び各溶接層におけるパス数を決定
し、更に前記溶接入熱の上限に基づいて、各溶接層のパ
ス数及び、溶接方向に直角な方向に溶接トーチを移動す
るときの速度（ｘ軸方向の移動速度）を算出する。そし
て、これらの値に基づいて各溶接層の各パスの溶接を行
う。尚、開先部は上記の２４ｍｍに限られるものではな
く、例えば高さ４０ｍｍ以上の開先部を１０層以上に分
けて溶接してもよい。

【００４２】以下、開先部の平面形状が図７に示すよう
に広く、またその開先幅が一定でない高級鋼を自動溶接
する場合の手順について説明する。図８乃至図１０は本
実施例方法の手順を示す図である。ステップＳ３０１
で、上記のように設定したティーチングプログラムを呼
び出し、溶接電流・溶接電圧・ｘ軸方向における移動速
度等の溶接条件を設定する。次に、溶接トーチ５０を溶
接の始端に移動し（ステップＳ３０２）、シールドガス
を供給してアーク溶接を開始し、ｘ軸方向移動制御部６
０により溶接トーチ５０を開先壁部Ａ３の始端から溶接
方向に直角な方向（ｘ軸方向）に移動して（ステップＳ
３０３）第１パスの溶接を行う。ステップＳ３０４で
は、ｘ軸方向の移動が予め定めた移動量の上限値である
か否かを判断する。移動した地点が上限値であれば、そ
の位置の座標を記憶し（ステップＳ３０５）、ステップ
Ｓ３０５１で溶接条件を変更した後、ｙ軸方向移動制御
部６２により溶接トーチ５０を溶接方向（ｙ軸方向）に
溶接幅の分だけステップ状に移動する（ステップＳ３０
６）。この場合、折り返し位置は開先壁部ではないの
で、溶接条件を変更することにより、例えば溶接電流
（又は溶接電圧）を上げ、溶接速度を速くすることによ
り、熱量を増やして図１１（ａ）に示すように折り返し
位置における溶接ビードの形状を滑らかにし、次のパス
における溶接ビードとの馴染みを良くする。或いは、溶
接電流（又は溶接電圧）を下げ、溶接速度を遅くして溶
接を行うことにより、熱量を減らして図１１（ｂ）に示
すように折り返し位置における溶接ビードの形状を段差
状とし、次のパスにおける、前のパスの折り返し位置の
検知を容易にする。このように折り返し位置における溶
接条件を変更することにより、溶接ビードの形状を所望
の形状に制御することができる。ステップＳ３０７で
は、その移動した位置がそのパス、この場合は第１パス
の終了端であるか否かを判断する。終了端でなければ、
ステップＳ３０７１に移行して溶接条件をもとに戻した
後、更にステップＳ３０８で、ｘ軸方向移動制御部６０
により、溶接方向に直角な方向であってステップＳ３０
３での移動方向とは逆の方向に移動して溶接を行う。

【００４３】ステップＳ３０４の判断で移動量が上限値
でなければ、実際に溶接しているときの溶接電流の値を
検知し、その値を積算して平均値を算出する（ステップ
Ｓ３０９）。一般に、開先部の中央部に比べて開先壁部
では、溶接電流が大きくなるので、溶接電流が前記の平
均値より予め定めた一定値以上に大きくなったか否かを
検知する（ステップＳ３１０）ことにより開先壁部Ｂ３
を検知する。溶接電流が一定値以上大きくなったことを
検知しなければ、ステップＳ３０４に戻って、ｘ軸方向
の溶接を続行して移動量の上限値を検知する。なお、例
えば第２パスの溶接を行っているときに、ステップＳ３
１０で、溶接電流が一定値以上大きくなったことを検知
すれば、現在溶接している溶接層の図７の開先壁部Ｂ３
を検知したことになり、したがって、その部分について
これ以上溶接を行わないようにするために、その部分の
溶接層の溶接が終了したことと、その部分の位置の座標
を記憶する（ステップＳ３１１）。尚、ステップＳ３１
０で開先壁部Ｂ３を検知してステップＳ３０５１に移行
したときには、溶接電流（又は溶接電圧）を上げ、溶接
速度を速くし、熱量を増やして溶接を行い、開先壁部へ
の溶け込み不足を防止する。

【００４４】次に、ステップＳ３１２では、現在の溶接
が第１パスであるか否かを判断する。今は第１パスの溶
接を行っているので、ステップＳ３１３に移行してステ
ップＳ３０９と同様にして溶接電流を検知することによ
り、溶接位置が図７の開先壁部Ａ３に到達したか否かを
判断する（ステップＳ３１４）。開先壁部Ａ３に到達し
ていなければ、ステップＳ３０８に戻ってｘ軸逆方向移
動を続け溶接を行い、開先壁部Ａ３に到達していれば、
ステップＳ３１４１で溶接条件を変更した後、ｙ軸方向
移動制御部６２により溶接トーチ５０を溶接方向（ｙ軸
方向）に溶接幅の分だけステップ状に移動する（ステッ
プＳ３１５）。この場合、開先壁部に到達しているの
で、例えば溶接電流（又は溶接電圧）を上げ、溶接速度
を速くし、熱量を増やして溶接を行うことにより、開先
壁部への溶け込み不足を防止する。ステップＳ３１６で
は、その移動した位置がそのパス、この場合は第１パス
の終了端であるか否かを判断する。終了端でなければ、
ステップＳ３１６１に移行し、ステップＳ３１４１で変
更した溶接条件をもとに戻した後、ステップＳ３１７
で、ｘ軸方向移動制御部６０により、溶接方向に直角な
方向であってステップＳ３０３での移動方向と同方向に
溶接トーチを移動して溶接を行う。

【００４５】以下、上述したステップＳ３０４からステ
ップＳ３１７まで処理を繰り返して溶接を行うことによ
り第１パスの溶接を行う。ステップＳ３０７か又はステ
ップＳ３１６において第１パスの溶接が終了したことを
検知すれば、ステップＳ３１８に移行して、クレータ処
理をした後、アークを止め、シールドガスを止め（ステ
ップＳ３１８）、待拠位置に移動する（ステップＳ３１
９）。

【００４６】ステップＳ３２０では、次のパスがあるか
否かを判断する。これは、例えばステップＳ３１１で当
該溶接部分についてその溶接層の溶接が終了している
か、終了していないかを判断して記憶しているので、ま
だ、その溶接層の溶接が終了していなければ、次のパス
があることになる。次のパスがあれば、ステップＳ３２
１に移行して第２パスの溶接位置に移動する。次のパス
への移動位置は、ステップＳ３０５の処理で、おり返し
た位置の座標を記憶しているので、この座標を基準にし
て決定することができる。なお、ステップＳ３０５で
は、単に折り返し位置の座標を記憶するだけでなく、各
折り返し地点の間を直線補完した情報をも記憶すること
により、第２パスの溶接を行っているときに、溶接トー
チが第１パスの一の折り返し地点と、次の折り返し地点
との間の中間点に戻ってきた場合でも、前記直線補完し
た情報に基づいてその中間点から折り返して溶接を行う
ことができる。また、例えば図７に示す第４パスの場
合、溶接の開始位置はＣ３地点となる。この位置はステ
ップＳ３１１の処理で、開先壁部Ｂ３を検知して、おり
返した位置の座標を記憶しているので、この情報に基づ
き第３パスでまだ開先壁部Ｂ３を検知していない最初の
点Ｃ３の位置の座標を決定する。なお、予め入力された
開先部の開先形状の情報に基づいて、各溶接層毎のパス
数を算出し、算出したパス数では開先部の開先壁部Ｂ３
を検出できない部分については、さらにパス数を増加さ
せ、また算出したパス数よりも少ないパス数で開先壁部
Ｂ３を検出した部分については、以後のパスでその部分
の溶接を行わないことにより、各溶接層の溶接を行うよ
うにしてもよい。これにより、各溶接層の終了をより確
実なものとすることができる。

【００４７】第２パス以降の溶接も、第１パスとほぼ同
様にして溶接を行う。第２パスの溶接が第１パスの溶接
と異なる点は、図７に示すように第１パスでは、開先端
部Ａ３と移動量の上限値の位置との間で折り返して溶接
を行っているのに対して、第２パス以降では前のパスの
溶接端部、第２パスの場合Ｄ３Ｅ３曲線から第２パスの
移動量の上限値までの間を折り返して溶接する点が異な
る。このため、ステップＳ３１２で第１パスの溶接か否
かを判断し、第２パス以降の場合、第１パスのステップ
Ｓ３１４の代わりに、ステップＳ３２２に移行してステ
ップＳ３０５で記憶した前のパスの折り返し位置、すな
わち溶接端部に到達したか否かを判断する。到達してい
れば、ステップＳ３１４１で溶接条件を変更した後、ス
テップＳ３１５に移行してその位置から折り返し、以下
前述の第１パスと同様にして溶接を行う。なおこの場
合、開先壁部ではないが、溶接条件を変更することによ
り、例えば溶接電流（又は溶接電圧）を上げ、溶接速度
を速くして溶接を行うことにより、前のパスの溶接部分
をも溶かして溶接ビードの形状を一定にすることができ
る。

【００４８】各パスの溶接が全て終了すると、ステップ
Ｓ３２０からステップＳ３２３に移行し、次の溶接層が
あれば、次の溶接層の溶接始端に溶接トーチを移動し、
以下上述の手順に従って、次の溶接層の各パスを順次溶
接し、全ての溶接層の溶接を終了したときに、ステップ
Ｓ３２３でこれを判断し、自動溶接を終了する。

【００４９】また、高級鋼の場合、パス間の温度が指定
されることがある。この場合、あるパスを溶接した後、
そのパスの溶接部分の温度が一定以下に下がらなけれ
ば、次のパスの溶接を行うことができない。このように
パス間の温度が指定された場合は、溶接部分の温度を測
定する手段を設け、各パスの溶接終了後に、ステップＳ
３２１で次のパスのスタート地点に移動する前又は後
に、前のパスで行った溶接部分の温度が指定された温度
以下に下がっているか否かを判断する処理ステップを挿
入することにより、容易に対応することができる。

【００５０】上記の本実施例によれば、溶接トーチの折
り返し点では、溶接条件を変更し熱量を制御して溶接す
るので、開先壁部における溶け込みの安定化を図ること
ができ、また開先壁部のない折り返し点でも、溶け込み
量を制御することができる。これにより溶接ビードの形
状を一定にすることができる。溶接条件を変更する際に
溶接速度をも変更したのは、溶ける金属量を一定にする
ためである。また、本実施例によれば、溶接入熱が指定
された場合でも、ｘ軸方向の移動速度を制御して溶接速
度を制御することにより、指定された溶接入熱の上限値
で溶接を行うことができる。

【００５１】上記の本実施例の方法によれば、溶接電流
の値を検知することにより、開先壁部を検出して、溶接
の方向を変えているので、リアルタイムで溶接を制御す
ることができ、したがって開先部の形状が図７に示すよ
うに変化する場合でも、従来の１サイクル遅れの制御に
比べて、より確実に開先壁部まで、溶接を行うことがで
きる。

【００５２】また、上記の本実施例の方法によれば、図
７に示すように、ウィービング軌跡が矩形波状となる。
すなわち、本実施例の方法では、溶接速度の制御がｘ軸
方向又はｙ軸方向の速度の制御となり、ｘ軸方向とｙ軸
方向の双方について同時に速度を制御していた従来の方
法に比べて、溶接速度の制御が容易となる。更に、従来
の方法では、予めウィービングの中心及びその幅を設定
して溶接を行っていたが、本実施例の方法では、このよ
うな設定は不要となり、ティーチングが容易になる。

【００５３】また、上記の本実施例の方法によれば、ウ
ィービング軌跡が矩形波となるので、従来のウィービン
グ軌跡がサイン波形状又は鋸刃状となる場合に比べて、
より溶接面を平坦に仕上げることができる。

【００５４】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能で
ある。例えば、上記の実施例では、第２パス以降は、各
パスの溶接端部の位置の座標を記憶することにより、そ
の記憶情報に基づいて折り返して溶接していたが、溶接
端部の情報を記憶する代わりに、溶接電流及び溶接電圧
のうち一方又は双方を検知してその値が所定値に変化す
るのを検知することにより、前のパスの溶接端部を検知
してもよい。

【００５５】また、上記の実施例では、溶接電流の値を
検知することにより、開先壁部の位置を検知していた
が、溶接電圧の値を検知するか、あるいは溶接電流と溶
接電圧の双方の値を同時に検知することにより、開先壁
部の位置を検知するようにしてもよい。更に、上記の実
施例では、開先部の開先壁部を検知する場合について説
明したが、例えば開先部の一方の端が開先開放部であ
り、開先壁部がない場合には、溶接トーチがその開先開
放部にきたときに、溶接電流の値が中央部の平均値より
も小さくなるので、これを検知することにより、開先開
放部の位置を検知して、溶接トーチの移動を制御するこ
とにより、開先開放部の形状が急激に変化している場合
でも、その変化に応じて確実に溶接することができる。
更に、開先部の形状は、上記のＶ字状に限らず、逆Ｖ字
状、Ｉ字状、レ字状等であってもよい。

【００５６】次に、本発明の第４実施例について、図１
２乃至図１６をも参照して説明する。本実施例では、図
１２及び図１３に示すように横向き姿勢のレ字状開先部
を溶接する場合について説明する。本実施例の方法で溶
接するには、予め開先部の始端のＡ４、Ｂ４、Ｃ４の３
点をティーチングし、また終端のＤ４、Ｅ４、Ｆ４の３
点をティーチングして開先形状を認識させる。これらの
情報は操作部より入力する。また、これらの情報の入力
は手動で行ってもよいし、自動計測して入力してもよ
い。主制御部７０は、これらの情報に基づいて、Ａ４Ｄ
４間、Ｂ４Ｅ４間、Ｃ４Ｆ４間を直線補完することによ
り開先部の形状の変化を認識し、更に溶接方向、溶接層
数、溶接層の厚さを設定する。なお、開先部の始端と終
端とが曲線状に変化している場合には、その旨を指示す
ることにより、Ａ４Ｄ４間、Ｂ４Ｅ４間、Ｃ４Ｆ４間を
円弧補完することも可能である。尚、図１３では開先部
を６層に分けた例を示しているが、これは、開先部の形
状に応じて、例えば１０層以上に分けて溶接してもよ
い。また、開先部の形状が一定の場合は、終端のＤ４、
Ｅ４、Ｆ４はいずれか一点のみをティーチングすれば足
りる。

【００５７】図１４は本実施例の方法の手順を示す図で
ある。ステップＳ４０１で、上記のように設定したティ
ーチングプログラムを呼び出し、溶接電流・溶接電圧・
溶接速度等の溶接条件を設定する。次に溶接トーチ５０
を溶接の始端、本実施例では、Ａ４点に移動し（ステッ
プＳ４０２）、シールドガスを供給してアーク溶接を開
始し、ｘ軸方向移動制御部６０により溶接トーチ５０を
溶接方向に直角な方向（ｘ軸方向）、すなわちＢ４点に
向かって移動する（ステップＳ４０３）。ステップＳ４
０４では、実際に溶接しているときの溶接電流の値を検
知し、その値を積算して平均値を算出する。一般に、開
先部の中央部に比べて開先壁部では、溶接電流が大きく
なるので、溶接電流が前記の平均値より予め定めた一定
値以上に大きくなったか否かを検知する（ステップＳ４
０５）。溶接電流が一定値以上大きくなったことを検知
しなければ、ステップＳ４０４に戻って、ｘ軸方向の溶
接を続行し、検知すれば、ステップＳ４０６に移行す
る。

【００５８】ステップＳ４０６で、溶接電流の大きくな
った位置が、予め入力した溶接の終端であるか否かを判
断する。終端でなければ、ステップＳ４０６１で溶接条
件を変更した後、ｙ軸方向移動制御部６２により溶接ト
ーチ５０を溶接方向（ｙ軸方向）に溶接幅の分だけステ
ップ状に移動する（ステップＳ４０７）。この場合は開
先壁部を検知しているのであるから、例えば溶接電流
（又は溶接電圧）を上げ、溶接速度を速くし、熱量を増
やして溶接を行うことにより、開先壁部における溶け込
みの不足を防止する。そして、ステップＳ４０７１に移
行し、ステップＳ４０６１で変更した溶接条件をもとに
戻した後、ステップＳ４０８で、ｘ軸方向移動制御部６
０により、溶接方向に直角な方向であってステップＳ４
０３での移動方向とは逆の方向に移動する。

【００５９】次に、主制御部７０は前述したティーチン
グに基づいて開先開放部の位置を認識して記憶している
ので、溶接トーチが開先開放部に到達したか否かを判断
する（ステップＳ４０９）。到達していなければ、ステ
ップＳ４０８に戻って前述の方向に移動し、到達してい
れば、ステップＳ４０９１で溶接条件を変更した後、ス
テップＳ４１０に移行してｙ軸方向移動制御部６２によ
り溶接トーチ５０を溶接方向（ｙ軸方向）に溶接幅の分
だけステップ状に移動する。この場合は、開先開放部に
到達しているので、例えば溶接電流（又は溶接電圧）を
低くし、溶接速度を遅くし、熱量を増やして溶接を行う
ことにより開先開放部における溶け落ちを防止する。ス
テップＳ４１１では、ステップＳ４１０で移動した位置
が溶接の終端であるか否かを判断する（ステップＳ４１
１）。終端でなければ、ステップＳ４１１１に移行し、
ステップＳ４０９１で変更した溶接条件をもとに戻した
後、ステップＳ４１２でステップＳ４０３と同じ移動方
向に溶接トーチを移動して溶接を行い、以下、ステップ
Ｓ４０４からステップＳ４１２の動作を繰り返して開先
部の溶接を行う。

【００６０】そして、ステップＳ４０６で溶接電流の大
きくなった位置が、予め定めた終端であると判断したと
き、又はステップＳ４１１で終端と判断したときには、
クレータ処理をした後、アークを止め、シールドガスを
止め（ステップＳ４１３）、待拠位置に移動する（ステ
ップＳ４１４）。ステップＳ４１５で次に溶接する層が
あるか否か判断し、溶接する溶接層があれば、次の溶接
層の溶接を開始する始端に溶接トーチを移動し（ステッ
プＳ４１６）、更にステップＳ４０３に戻って上記の手
順を繰り返して次の溶接層の溶接を行う。また、ステッ
プＳ４１５で次に溶接する溶接層がなければ、溶接を終
了する。

【００６１】上記の本実施例の方法によれば、溶接トー
チの折り返し点では、溶接条件を変更し熱量を制御して
溶接するので、開先壁部における溶け込みの安定化を図
ることができ、また開先開放部における溶け落ちを防止
することができる。これにより溶接ビードの形状を一定
にすることができる。溶接条件を変更する際に溶接速度
をも変更したのは、溶ける金属量を一定にするためであ
る。また、本実施例によれば、溶接電流の値を検知する
ことにより、開先壁部を検出して、溶接の方向を変えて
いるので、リアルタイムで溶接を制御することができ、
したがって開先部の開先壁部の形状が急激に変化する場
合でも、確実に開先壁部まで、自動で溶接を行うことが
できる。

【００６２】本発明者等は、２５ｍｍ厚のＳＰＶ−５０
Ｑ鋼板を、１．６ｍｍφの溶接ワイヤを用いて、シール
ドガスとしてＣＯ₂ガスを２５ｌ／ｍｉｎ流し、各溶接
層（各パス）の溶接条件を表１に示すように設定して、
自動溶接を行った結果、良好な溶接結果を得ることがで
きた。

【００６３】

【表１】

【００６４】本実施例の方法によれば、図１２に示すよ
うに、ウィービング軌跡が矩形波状となり、各溶接層を
一のパスにより溶接することができる。したがって、従
来の多層多パス溶接の方法に比べて、パス間に欠陥が出
にくくなり、しかも自動化が容易になる。

【００６５】また、開先部の形状は、図１５又は図１６
に示すような形状であってよい。図１５に示すように当
て板２００を設けて溶接する場合は、たとえば始端で
は、Ａ４、Ｂ４、Ｂ４’、Ｃ４の４点をティーチングす
る。また図１６に示すＫ字状の開先部の場合、例えば始
端では、Ａ４、Ｂ４、Ｃ４、Ａ４’、Ｂ４’、Ｃ４’の
６点をティーチングする。

【００６６】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能で
ある。例えば、上記の実施例では、溶接電流の値を検知
することにより、開先壁部の位置を検知していたが、溶
接電圧の値を検知するか、あるいは溶接電流と溶接電圧
の双方の値を同時に検知することにより、開先壁部の位
置を検知するようにしてもよい。

【００６７】また、上記の実施例では、開先開放部は開
先部のティーチングデータに基づいて計算により検知し
たが、開先開放部は機械的センサ、画像処理装置、光レ
ーザセンサ等を用いて検知してもよい。更に、溶接トー
チが開先開放部にきたときには、溶接電流の値が中央部
の平均値よりも小さくなるので、たとえば溶接電流を検
知することにより、開先開放部の位置を検知してもよ
い。特に、第２パス以降では、前のパスの溶接ビードの
形状が開先開放部で傾斜するので、開先開放部の検知が
容易になる。したがって、第２パス以降のみ溶接電流の
値を検知することにより開先開放部を検知してもよい。

【００６８】次に本発明の第５実施例について、図１７
乃至図２１をも参照して説明する。本実施例では、特殊
な高級鋼であって、第４実施例の図１２及び図１３と同
様に、横向き姿勢のレ字状開先部を６層に分けて溶接す
る場合を例に挙げて説明する。

【００６９】特殊な高級鋼、例えば低温用鋼や高張力鋼
の場合、８００°Ｃから５００°Ｃのときの冷却速度を
制御する必要がある。このため、溶接入熱の上限やパス
間の温度が指定される。溶接入熱と他の溶接条件とは、
次式で示す関係を持っている。ｖ＝６０ＩＥ／Ｑ但し、Ｉ：溶接電流（Ａ）Ｅ：溶接電圧（Ｖ）Ｑ：溶接入熱（Ｊ）ｖ：溶接方向における速度（溶接速度）（ｃｍ／分）ところで、溶接時に溶接電流や溶接電圧を変えると、溶
接プールの大きさが変わり、ビード形状が平滑でなくな
るので、これらの溶接条件は変えることができない。本
実施例では、各溶接層の各パスのウィービング幅を制限
することにより、溶接速度を制御し、これにより溶接入
熱を制御することとしている。これにより、各溶接層の
溶接は図１７に示すように各層を複数のパスにより溶接
することとなる。尚、上式で求められる溶接速度ｖは、
下限値であり、これ以上溶接速度ｖが小さくなると、溶
接入熱Ｑが大きくなってしまう。

【００７０】本実施例の方法で溶接するには、予め開先
部の始端のＡ５、Ｂ５、Ｃ５の３点をティーチングし、
また終端のＤ５、Ｅ５、Ｆ５の３点をティーチングして
開先形状を認識させる。これらの情報は操作部より入力
する。また、これらの情報の入力は手動で行ってもよい
し、自動計測して入力してもよい。主制御部７０は、こ
れらの情報に基づいて、Ａ５Ｄ５間、Ｂ５Ｅ５間、Ｃ５
Ｆ５間を直線補完することにより開先部の形状の変化を
認識し、更に溶接方向、溶接層数、溶接層の厚さを設定
する。なお、開先部の始端と終端とが曲線状に変化して
いる場合には、その旨を指示することにより、Ａ５Ｄ５
間、Ｂ５Ｅ５間、Ｃ５Ｆ５間を円弧補完することも可能
である。尚、図１２及び図１３では開先部を６層に分け
た例を示しているが、溶接層は、開先部の形状に応じ
て、例えば１０層以上に分けて溶接してもよい。また、
開先部の形状が一定の場合は、終端のＤ５、Ｅ５、Ｆ５
はいずれか一点のみをティーチングすれば足りる。

【００７１】次に、開先部の平面形状が広く、且つその
平面形状が図１８に示すように一定でない高級鋼を自動
溶接する場合の手順について説明する。図１９乃至図２
１は、本実施例の方法の手順を示す図である。ステップ
Ｓ５０１で、上記のように設定したティーチングプログ
ラムを呼び出し、溶接電流・溶接電圧・溶接速度等の溶
接条件を設定する。次に溶接トーチ５０を溶接の始端、
本実施例では、開先開放部のＡ５点に移動し（ステップ
Ｓ５０２）、シールドガスを供給してアーク溶接を開始
し、ｘ軸方向移動制御部６０により溶接トーチ５０を溶
接方向に直角な方向（ｘ軸方向）、すなわち開先壁部の
Ｂ５点に向かって移動して（ステップＳ５０３）第１パ
スの溶接を行う。ステップＳ５０４では、ｘ軸方向の移
動が予め定めた移動量の上限値であるか否かを判断す
る。移動した地点が上限値であれば、その位置の座標を
記憶し（ステップＳ５０５）、ステップＳ５０５１で溶
接条件を変更した後、ｙ軸方向移動制御部６２により溶
接トーチ５０を溶接方向（ｙ軸方向）に溶接幅の分だけ
ステップ状に移動する（ステップＳ５０６）。この場
合、折り返し位置は開先壁部でも、開先開放部でもな
く、単に折り返すだけであるので、溶接条件を変更する
ことにより、例えば溶接電流（又は溶接電圧）を上げ、
溶接速度を速くし、熱量を増やして溶接することによ
り、図１１（ａ）に示すように折り返し位置における溶
接ビードの形状を滑らかにし、次のパスにおける溶接ビ
ードとの馴染みを良くする。或いは、溶接電流（又は溶
接電圧）を下げ、溶接速度を遅くし、熱量を減らして溶
接を行うことにより、図１１（ｂ）に示すように折り返
し位置における溶接ビードの形状を段差状とし、次のパ
スにおける、前のパスの折り返し位置の検知を容易にす
る。このように折り返し位置における溶接条件を変更す
ることにより、溶接ビードの形状を所望の形状に制御す
ることができる。ステップＳ５０７では、その移動した
位置がそのパス、この場合は第１パスの終了端であるか
否かを判断する。終了端でなければ、ステップＳ５０７
１に移行し、ステップＳ５０５１で変更した溶接条件を
もとに戻した後、ステップＳ５０８で、ｘ軸方向移動制
御部６０により、溶接方向に直角な方向であってステッ
プＳ５０３での移動方向とは逆の方向に移動して溶接を
行う。

【００７２】ステップＳ５０４の判断で移動量が上限値
でなければ、実際に溶接しているときの溶接電流の値を
検知し、その値を積算して平均値を算出する（ステップ
Ｓ５０９）。一般に、開先部の中央部に比べて開先壁部
では、溶接電流が大きくなるので、溶接電流が前記の平
均値より予め定めた一定値以上に大きくなったか否かを
検知する（ステップＳ５１０）ことにより開先壁部を検
知する。溶接電流が一定値以上大きくなったことを検知
しなければ、ステップＳ５０４に戻って、ｘ軸方向の溶
接を続行して移動量の上限値を検知する。なお、例えば
図１８に示す第２パスの溶接を行っているときに、ステ
ップＳ５１０で、溶接電流が一定値以上大きくなったこ
とを検知すれば、現在溶接している溶接層の開先壁部を
検知したことになり、したがって、その部分についてこ
れ以上溶接を行わないようにするために、その部分の溶
接層の溶接が終了したことと、その部分の位置の座標を
記憶する（ステップＳ５１１）。尚、ステップＳ５１０
で開先壁部を検知した後にステップＳ５０５１に移行し
たときには、溶接条件の変更は、例えば溶接電流（又は
溶接電圧）を上げ、溶接速度を速くして熱量を増やす。
このように溶接条件を変更して溶接を行うことにより開
先壁部への溶け込み不足を防止する。ステップＳ５１２
では、現在の溶接が第１パスであるか否かを判断する。
今は第１パスの溶接を行っているので、ステップＳ５１
４に移行する。

【００７３】次に、主制御部７０は、前述したティーチ
ングに基づいて開先開放部の位置を認識して記憶してい
るので、溶接トーチが開先開放部に到達したか否かを判
断する（ステップＳ５１４）。開先開放部に到達してい
なければ、ステップＳ５０８に戻ってｘ軸逆方向移動を
続け溶接を行い、開先開放部に到達していれば、ステッ
プＳ５１４１で溶接条件を変更した後、ｙ軸方向移動制
御部６２により溶接トーチ５０を溶接方向（ｙ軸方向）
に溶接幅の分だけステップ状に移動する（ステップＳ５
１５）。この場合、開先開放部に到達しているので、例
えば溶接電流（又は溶接電圧）を低くし、溶接速度を遅
くし、熱量を減らして溶接を行うことにより、開先開放
部における溶け落ちを防止することができる。ステップ
Ｓ５１６では、その移動した位置がそのパス、この場合
は第１パスの終了端であるか否かを判断する。終了端で
なければ、ステップＳ５１６１に移行し、ステップＳ５
１４１で変更した溶接条件をもとに戻した後、ステップ
Ｓ５１７で、ｘ軸方向移動制御部６０により、溶接方向
に直角な方向であってステップＳ５０３での移動方向と
同方向に溶接トーチを移動して溶接を行う。

【００７４】以下、上述したステップＳ５０４からステ
ップＳ５１７まで処理を繰り返して溶接を行うことによ
り第１パスの溶接を行う。ステップＳ５０７か又はステ
ップＳ５１６において第１パスの溶接が終了したことを
検知すれば、ステップＳ５１８に移行して、クレータ処
理をした後、アークを止め、シールドガスを止め（ステ
ップＳ５１８）、待拠位置に移動する（ステップＳ５１
９）。

【００７５】ステップＳ５２０では、次のパスがあるか
否かを判断する。これは、例えばステップＳ５１１で当
該溶接部分についてその溶接層の溶接が終了している
か、終了していないかを判断して記憶しているので、ま
だ、その溶接層の溶接が終了していなければ、次のパス
があることになる。次のパスがあれば、ステップＳ５２
１に移行して第２パスの溶接位置に移動する。次のパス
への移動位置は、ステップＳ５０５の処理で、折り返し
た位置の座標を記憶しているので、この座標を基準にし
て決定することができる。なお、ステップＳ５０５で
は、単に折り返し位置の座標を記憶するだけでなく、各
折り返し地点の間を直線補完した情報をも記憶すること
により、第２パスの溶接を行っているときに、溶接トー
チが第１パスの一の折り返し地点と、次の折り返し地点
との間の中間点に戻ってきた場合でも、前記直線補完し
た情報に基づいてその中間点から折り返して溶接を行う
ことができる。また、例えば図１８に示す第４パスの場
合、溶接の開始位置はＣ５地点となる。この位置はステ
ップＳ５１１の処理で、開先壁部を検知して折り返した
位置の座標を記憶しているので、この情報に基づいてＣ
５地点の座標を決定することができる。なお、予め入力
された開先部の開先形状の情報に基づいて、各溶接層毎
のパス数を算出し、算出したパス数では開先部の開先壁
部を検出できない部分については、さらにパス数を増加
させ、また算出したパス数よりも少ないパス数で開先壁
部を検出した部分については、以後のパスでその部分の
溶接を行わないことにより、各溶接層の溶接を行うよう
にしてもよい。これにより、各溶接層の終了をより確実
なものとすることができる。

【００７６】第２パス以降の溶接も、第１パスとほぼ同
様にして溶接を行う。第２パスの溶接が第１パスの溶接
と異なる点は、図１８に示すように第１パスでは、開先
開放部と移動量の上限値の位置との間で折り返して溶接
を行っているのに対して、第２パス以降では前のパスの
溶接端部、第２パスの場合、Ｄ５Ｅ５曲線から第２パス
の移動量の上限値までの間を折り返して溶接する点が異
なる。このため、ステップＳ５１２で第１パスの溶接か
否かを判断し、第２パス以降の場合、第１パスのステッ
プＳ５１４の代わりに、ステップＳ５２２に移行してス
テップＳ５０５で記憶した第１パスの折り返し位置、す
なわち溶接端部に到達したか否かを判断する。到達して
いれば、ステップＳ５１４１で溶接条件を変更した後、
ステップＳ５１５に移行してその位置から折り返して溶
接を行う。この場合、前のパスの溶接ビードをも溶かし
て溶接を行うために、例えば溶接電流（又は溶接電圧）
を若干上げ、溶接速度も若干速くし、熱量を若干増やし
て溶接を行うことにより前のパスとの繋ぎを確実に行う
ことができる。以下、前述の第１パスと同様にして溶接
を行う。

【００７７】各パスの溶接が全て終了すると、ステップ
Ｓ５２０からステップＳ５２３に移行し、次の溶接層が
あれば、次の溶接層の溶接始端に溶接トーチを移動し、
以下上述の手順に従って、各溶接層の各パスを順次溶接
し、全ての溶接層の溶接を終了したときに、ステップＳ
５２３でこれを判断し、自動溶接を終了する。

【００７８】ところで、高級鋼の場合、パス間の温度が
指定されることがある。この場合、あるパスを溶接した
後、そのパスの溶接部分の温度が一定以下に下がらなけ
れば、次のパスの溶接を行うことができない。このよう
にパス間の温度が指定された場合は、溶接部分の温度を
測定する手段を設け、各パスの溶接終了後に、ステップ
Ｓ５２１で次のパスのスタート地点に移動する前又は後
に、前のパスで行った溶接部分の温度が指定された温度
以下に下がっているか否かを判断する処理ステップを挿
入することにより、容易に対応することができる。

【００７９】上記の本実施例によれば、溶接トーチの折
り返し点では、溶接条件を変更し熱量を制御して溶接す
るので、開先壁部における溶け込みの安定化を図ること
ができ、また開先開放部における溶け落ちを防止するこ
とができ、更に開先壁部や開先開放部以外の折り返し位
置における溶け込み量を制御することができる。これに
より溶接ビードの形状を一定にすることができる。溶接
条件を変更する際に溶接速度をも変更したのは、溶ける
金属量を一定にするためである。また、本実施例によれ
ば、溶接入熱が指定された場合でも、ｘ軸方向の移動速
度を制御して溶接速度を制御することにより、指定され
た溶接入熱の上限値で溶接を行うことができる。

【００８０】本発明者等は、２５ｍｍ厚のＳＰＶ−５０
Ｑ鋼板を、１．６ｍｍφの溶接ワイヤを用いて、シール
ドガスとしてＣＯ₂を２５ｌ／ｍｉｎ流し、自動溶接を
行った結果、良好な溶接結果を得ることができた。

【００８１】上記の本実施例の方法によれば、溶接電流
の値を検知することにより、開先壁部を検出して、溶接
の方向を変えているので、リアルタイムで溶接を制御す
ることができ、したがって開先部の形状が図１８に示す
ように変化する場合でも、確実に開先壁部まで、溶接を
行うことができる。

【００８２】また、本実施例の方法によれば、図１８等
に示すように、ウィービング軌跡が矩形波状となり、従
来の方法に比べて各溶接層を少ないパス数により溶接す
ることができる。したがって、従来の多層多パス溶接の
方法に比べて、パス間に欠陥が出にくくなり、しかも自
動化が容易になる。

【００８３】開先部の形状は、図１５又は図１６に示す
ような形状であってよい。図１５に示すように当て板２
００を設けて溶接する場合は、例えば始端では、第４実
施例の場合と同様に４点をティーチングする。また図１
６に示すＫ字状の開先部の場合、例えば始端では、第４
実施例と同様に６点をティーチングする。

【００８４】尚、上記の本実施例では、開先開放部から
開先壁部に向かって溶接する場合について説明するが、
逆に開先壁部から開先開放部に向かって溶接する場合も
同様にして溶接することができる。

【００８５】本発明は上記の実施例に限定されるもので
はなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、上記の実施例では、第２パス以降は、各パスの
溶接端部の位置の座標を記憶することにより、その記憶
情報に基づいて折り返して溶接していたが、溶接端部の
情報を記憶する代わりに、溶接電流及び溶接電圧のうち
一方又は双方を検知してその値が所定値に変化するのを
検知することにより、前のパスの溶接端部を検知しても
よい。

【００８６】また、上記の実施例では、溶接電流の値を
検知することにより、開先壁部の位置を検知していた
が、溶接電圧の値を検知するか、あるいは溶接電流と溶
接電圧の双方の値を同時に検知することにより、開先壁
部の位置を検知するようにしてもよい。

【００８７】更に、上記の実施例では、開先開放部は開
先部のティーチングデータに基づいて計算により検知し
たが、開先開放部は機械的センサ、画像処理装置、光レ
ーザセンサ等を用いて検知してもよい。また、溶接トー
チが開先開放部にきたときには、溶接電流の値が中央部
の平均値よりも小さくなるので、これを検知することに
より、開先開放部の位置を検知してもよい。特に、第２
パス以降では、前のパスの溶接ビードの形状が開先開放
部で傾斜するので、開先開放部の検知が容易になる。し
たがって、第２パス以降は、溶接電流の値を検知するこ
とにより開先開放部を検知してもよい。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、上記の構成としたことにより、開先壁部にお
ける溶け込みの安定化を図ることができ、また開先部の
形状が急激に変動した場合でも、応答性よく溶接を行う
ことができ、したがって特に厚板の溶接に好適な自動溶
接方法を提供することができる。

【００８９】以上説明したように請求項３記載の発明に
よれば、上記の構成としたことにより、溶接トーチの折
り返し位置、例えば開先壁部における溶け込みの安定化
を図ることができ、また開先壁部のない折り返し位置で
は溶接ビードの形状を所望の形状に制御することがで
き、更に開先部の形状、例えば開先部の高さが急激に変
動した場合でも、応答性よく溶接を行うことができ、し
たがって特に厚板の溶接に好適な自動溶接方法を提供す
ることができる。

【００９０】以上説明したように請求項８記載の発明に
よれば、前記の構成としたことにより、開先壁部におけ
る溶け込みの安定化を図ることができ、また開先壁部の
ない折り返し位置では溶接ビードの形状を所望の形状に
制御することができ、更に開先部の形状が急激に変化す
る場合でも、応答性よく溶接を行うことができ、しかも
溶接入熱が制限される場合にも容易に対応することがで
き、したがって特に低温用鋼や高張力鋼などの高級鋼の
溶接に好適な自動溶接方法を提供することができる。

【００９１】以上説明したように請求項１３記載の発明
によれば、前記の構成にしたことにより、レ字状又はＫ
字状の開先部を溶接するときに、開先壁部における溶け
込みの安定化を図ることができ、また開先開放部におけ
る溶け落ちを防止することができ、更に開先部の形状が
急激に変化した場合でも、応答性よく溶接を行うことが
でき、各溶接層を一パスで溶接するので、パス間の欠陥
が生じにくい自動溶接方法を提供することができる。

【００９２】以上説明したように請求項１７記載の発明
によれば、前記の構成としたことにより、レ字状又はＫ
字状の開先部を溶接するときに、開先壁部における溶け
込みの安定化を図ることができるとともに、開先開放部
における溶け落ちを防止することができ、また、開先壁
部や開先開放部のない折り返し位置では溶接ビードの形
状を所望の形状に制御することができ、更にレ字状の又
はＫ字状の開先部の形状が急激に変化する場合でも、応
答性よく溶接を行うことができ、またパス間の欠陥が生
じ難く、しかも溶接入熱が制限される場合にも容易に対
応することができ、したがって特に低温用鋼や高張力鋼
などの高級鋼の溶接に好適な自動溶接方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である自動溶接方法を実施
するための自動溶接装置の概略図である。

【図２】第１実施例の自動溶接方法によりＶ字状の開先
部を溶接するときの状態を示す図である。

【図３】第１実施例の自動溶接方法の手順を示す図であ
る。

【図４】第１実施例の自動溶接方法で溶接する開先部の
１例を示す平面図である。

【図５】第２実施例の自動溶接方法によりＶ字状の開先
部を溶接するときの状態を示す図である。

【図６】第２実施例の自動溶接方法の手順を示す図であ
る。

【図７】第３実施例の自動溶接方法で溶接する開先部の
一例を示す平面図である。

【図８】第３実施例の自動溶接方法の手順を示す図であ
る。

【図９】第３実施例の自動溶接方法の手順を示す図であ
る。

【図１０】第３実施例の自動溶接方法の手順を示す図で
ある。

【図１１】第３実施例の折り返し位置の溶接ビードの形
状を示す概略部分拡大断面図である。

【図１２】第４実施例の自動溶接方法によりレ字状の開
先部を溶接するときの状態を示す図である。

【図１３】第４実施例の自動溶接方法により溶接を行う
レ字状の開先部の正面図である。

【図１４】第４実施例の自動溶接方法の手順を示す図で
ある。

【図１５】第４実施例の自動溶接方法で溶接する開先部
の他の例を示す正面図である。

【図１６】第４実施例の自動溶接方法で溶接する開先部
の他の例を示す正面図である。

【図１７】第５実施例の自動溶接方法で溶接するレ字状
の開先部の一例を示す概略斜視図である。

【図１８】第５実施例の自動溶接方法で溶接するレ字状
開先部の平面形状の一例を示す概略図である。

【図１９】第５実施例の自動溶接方法の手順を示す図で
ある。

【図２０】第５実施例の自動溶接方法の手順を示す図で
ある。

【図２１】第５実施例の自動溶接方法の手順を示す図で
ある。

【図２２】従来の自動溶接方法を説明するための図であ
る。

【符号の説明】１０溶接機５０溶接トーチ６０ｘ軸方向移動制御部６２ｙ軸方向移動制御部６４ｚ軸方向移動制御部７０主制御部８０操作部１００制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２３Ｋ 9/127 ５０９Ａ 7920−4ＥＤ 7920−4Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶接継手部の開先形状を指示して、溶接
トーチの移動を制御することにより開先部を溶接する自
動溶接方法において、前記開先部の溶接を開始する始端
から溶接方向に直角な方向に溶接トーチを移動し、溶接
電流及び溶接電圧のうち一方又は双方を検知してその値
が所定値に変化したときに、その変化を検知する毎に、
溶接トーチを溶接方向に移動した後、検知前の移動方向
とは逆方向に移動することにより開先部の溶接を行い、
且つ前記変化を検知してから溶接トーチを逆方向に移動
するまでの間は、溶接条件を変更して熱量を制御するこ
とを特徴とする自動溶接方法。
【請求項２】前記溶接電流及び溶接電圧のうち一方又
は双方を検知するのは、開先部の開先壁部又は開先開放
部のうち少なくとも一方を検知するためである請求項１
記載の自動溶接方法。
【請求項３】溶接継手部の開先形状を指示して、溶接
トーチの移動を制御することにより開先部を多層溶接す
る自動溶接方法において、前記開先部の溶接を開始する
始端から溶接方向に直角な方向に溶接トーチを移動し、
溶接電流及び溶接電圧のうち一方又は双方を検知してそ
の検知値が所定値に変化したときに、その変化を検知す
る毎に、その変化した位置から溶接トーチを溶接方向に
移動した後、検知前の移動方向とは逆方向に移動して溶
接を行い、且つ前記変化した位置を記憶しておき、該変
化した位置に関する情報と、前記開先部の開先角度とか
ら今回の層で前記検知値が変化する位置を推測し、その
推測した位置を越えて溶接しても前記検知値が変化しな
い場合には、推測した位置に対して一定値進んだ位置で
溶接トーチを溶接方向に移動した後、溶接トーチを逆方
向に移動して溶接を行い、更に次の層では前層で前記検
知値が変化しなかった位置に対応する部分については溶
接をしないように溶接トーチの移動を制御し、前記検知
値が所定値に変化した位置から前記溶接トーチを逆方向
に移動するまでの間、及び前記一定値進んだ位置から前
記溶接トーチを逆方向に移動するまでの間は、溶接条件
を変更して熱量を制御することを特徴とする自動溶接方
法。
【請求項４】前記開先部の開先角度は前記指示された
開先形状のティーチングデータから算出したものである
請求項３記載の自動溶接方法。
【請求項５】前記開先部の開先角度は過去２回の層に
おける前記変化した位置に関する情報から算出したもの
である請求項３記載の自動溶接方法。
【請求項６】前記推測した位置は余盛ビードの高さを
も考慮したものである請求項３，４，又は５記載の自動
溶接方法。
【請求項７】前記溶接電流及び溶接電圧のうち一方又
は双方を検知するのは、開先部の開先壁部又は開先開放
部のうち少なくとも一方を検知するためである請求項
３，４，５又は６記載の自動溶接方法。
【請求項８】溶接継手部の開先形状を指示して溶接ト
ーチの移動を制御し、開先部の各溶接層を１又は複数の
パスにより溶接する自動溶接方法において、溶接電流及び溶接電圧のうち一方又は双方の値が所定値
に変化するのを検知する検知手段により前記開先部の開
先壁部の位置を検知し、且つ予め溶接入熱の上限値から
溶接速度を算出し、その溶接速度に基づいて溶接方向に
直角な方向の移動量の上限値を算出し、前記各パスを溶接するときに始端から溶接方向に直角な
方向に溶接トーチを移動し、第１パスは溶接トーチが前記移動量の上限値又は前記開
先部の一方の開先壁部に到達する毎に、溶接トーチを溶
接方向に移動した後、前記溶接方向に直角な方向の移動
を逆にして溶接を行い、第２パス以降のパスは溶接トーチが自己パスの前記移動
量の上限値又は前のパスの溶接端部に到達する毎に、溶
接トーチを溶接方向に移動した後、前記溶接方向に直角
な方向の移動を逆にして溶接を行い、前記各パスで溶接を行っているときに前記検知手段によ
り前記開先部の他方の開先壁部を検知したときにはその
位置で溶接トーチを溶接方向に移動した後、前記溶接方
向に直角な方向の移動を逆にして溶接を行い、前記開先壁部の位置を検知してから前記溶接トーチの移
動を逆にするまでの間、及び前記移動量の上限値に到達
してから前記溶接トーチの移動を逆にするまでの間は、
溶接条件を変更して熱量を制御することを特徴とする自
動溶接方法。
【請求項９】前記移動量の上限値は下式ｖ＝６０ＩＥ／Ｑ但し、Ｉ：溶接電流（Ａ）Ｅ：溶接電圧（Ｖ）Ｑ：被溶接鋼材の継手性能確保可能な上限溶接入熱
（Ｊ）ｖ：溶接方向における速度（溶接速度）（ｃｍ／分）により算出されるものであることを特徴とする請求項８
記載の自動溶接方法。
【請求項１０】前記各パスの溶接端部の位置を記憶
し、その位置情報に基づいて次のパスの溶接を行うこと
を特徴とする請求項８又は９記載の自動溶接方法。
【請求項１１】前記各パスの溶接端部は、溶接電流及
び溶接電圧のうち一方又は双方を検知してその値が所定
値に変化するのを検知することにより検知するものであ
ることを特徴とする請求項８又は９記載の自動溶接方
法。
【請求項１２】予め入力された前記開先部の開先形状
の情報に基づいて、各溶接層毎のパス数を算出し、算出
したパス数では前記開先部の他方の開先壁部を検出でき
ない部分については、さらにパス数を増加させ、また算
出したパス数よりも少ないパス数で前記他方の開先壁部
を検出した部分については、以後のパスでその部分の溶
接を行わないことを特徴とする請求項８，９，１０，又
は１１記載の自動溶接方法。
【請求項１３】溶接継手部の開先形状を指示して、溶
接トーチの移動を制御することにより横向き姿勢の開先
部を溶接する自動溶接方法において、溶接電流及び溶接
電圧のうち一方又は双方の値が所定値に変化するのを検
知する第１検知手段により前記開先部の開先壁部を検知
し、且つ前記開先部の開先開放部の位置を検知する第２
検知手段により前記開先開放部を検知し、前記開先部の溶接を開始する開先壁部又は開先開放部の
始端から溶接方向に直角な方向に溶接トーチを移動し、
前記第１検知手段により前記開先壁部を検知した後、又
は第２検知手段により前記開先開放部を検知した後は、
その検知をする毎に、溶接トーチを溶接方向に移動した
後、検知前の移動方向とは逆方向に移動することにより
前記開先部の溶接を行い、前記第１検知手段により前記開先壁部を検知してから前
記溶接トーチを逆方向に移動するまでの間、及び前記第
２検知手段により前記開先開放部を検知してから前記溶
接トーチを逆方向に移動するまでの間は、溶接条件を変
更して熱量を制御することを特徴とする自動溶接方法。
【請求項１４】前記第２検知手段は、溶接開始位置の
開先形状と溶接終了位置の開先形状のティーチングデー
タに基づき途中を直線補完、又は曲線補完することによ
り前記開先部の開先開放部の位置を検知するものである
請求項１３記載の自動溶接方法。
【請求項１５】前記第２検知手段は、機械的センサ、
画像処理装置又は光センサを用いて前記開先部の開先開
放部の位置を検知するものである請求項１３記載の自動
溶接方法。
【請求項１６】前記第２検知手段は、溶接電流及び溶
接電圧のうち一方又は双方の値が所定値に変化すること
を検知することにより前記開先部の開先開放部の位置を
検知するものである請求項１３記載の自動溶接方法。
【請求項１７】溶接継手部の開先形状を指示して溶接
トーチの移動を制御し、横向き姿勢の開先部の各溶接層
を１又は複数のパスにより溶接する自動溶接方法におい
て、溶接電流及び溶接電圧のうち一方又は双方の値が所定値
に変化するのを検知する第１検知手段により前記開先部
の開先壁部の位置を検知し、前記開先部の開先開放部の
位置を検知する第２検知手段により前記開先開放部を検
知し、且つ予め溶接入熱の上限値から溶接速度を算出
し、その溶接速度に基づいて溶接方向に直角な方向の移
動量の上限値を算出し、前記各パスを溶接するときに前記開先開放部の始端から
溶接方向に直角な方向に溶接トーチを移動し、第１パスは溶接トーチが前記移動量の上限値又は前記開
先部の開先開放部に到達する毎に、溶接トーチを溶接方
向に移動した後、前記溶接方向に直角な方向の移動を逆
にして溶接を行い、第２パス以降のパスは溶接トーチが自己パスの前記移動
量の上限値又は前のパスの溶接端部に到達する毎に、溶
接トーチを溶接方向に移動した後、前記溶接方向に直角
な方向の移動を逆にして溶接を行い、前記各パスで溶接を行っているときに前記第１検知手段
により前記開先部の開先壁部を検知したときにはその位
置で溶接トーチを溶接方向に移動した後、前記溶接方向
に直角な方向の移動を逆にして溶接を行い、前記第１検知手段が前記開先壁部を検知してから前記溶
接トーチの移動を逆にするまでの間、前記第２検知手段
が前記開先開放部を検知してから前記溶接トーチの移動
を逆にするまでの間、及び前記溶接トーチが前記移動量
の上限値に到達してから前記溶接トーチの移動を逆にす
るまでの間は、溶接条件を変更して熱量を制御すること
を特徴とする自動溶接方法。
【請求項１８】開先部の開先形状を指示して溶接トー
チの移動を制御し、横向き姿勢の開先部の各溶接層を１
又は複数のパスにより溶接する自動溶接方法において、溶接電流及び溶接電圧のうち一方又は双方の値が所定値
に変化するのを検知する第１検知手段により前記開先部
の開先壁部の位置を検知し、前記開先部の開先開放部の
位置を検知する第２検知手段により前記開先開放部を検
知し、且つ予め溶接入熱の上限値から溶接速度を算出
し、その溶接速度に基づいて溶接方向に直角な方向の移
動量の上限値を算出し、前記各パスを溶接するときに前記開先壁部の始端から溶
接方向に直角な方向に溶接トーチを移動し、第１パスは溶接トーチが前記移動量の上限値又は前記開
先部の開先壁部に到達する毎に、溶接トーチを溶接方向
に移動した後、前記溶接方向に直角な方向の移動を逆に
して溶接を行い、第２パス以降のパスは溶接トーチが自己パスの前記移動
量の上限値又は前のパスの溶接端部に到達する毎に、溶
接トーチを溶接方向に移動した後、前記溶接方向に直角
な方向の移動を逆にして溶接を行い、前記各パスで溶接を行っているときに前記第２検知手段
により前記開先部の開先開放部を検知したときにはその
位置で溶接トーチを溶接方向に移動した後、前記溶接方
向に直角な方向の移動を逆にして溶接を行い、前記第１検知手段が前記開先壁部を検知してから前記溶
接トーチの移動を逆にするまでの間、前記第２検知手段
が前記開先開放部を検知してから前記溶接トーチの移動
を逆にするまでの間、及び前記溶接トーチが前記移動量
の上限値に到達してから前記溶接トーチの移動を逆にす
るまでの間は、溶接条件を変更して熱量を制御すること
を特徴とする自動溶接方法。
【請求項１９】前記第２検知手段は、溶接開始位置の
開先形状と溶接終了位置の開先形状のティーチングデー
タに基づき途中を直線補完、又は曲線補完することによ
り前記開先部の開先開放部の位置を検知するものである
請求項１７又は１８記載の自動溶接方法。
【請求項２０】前記第２検知手段は、機械的センサ、
画像処理装置又は光センサを用いて前記開先部の開先開
放部の位置を検知するものである請求項１７又は１８記
載の自動溶接方法。
【請求項２１】前記第２検知手段は、溶接電流及び溶
接電圧のうち一方又は双方の値が所定値に変化すること
を検知することにより前記開先部の開先開放部の位置を
検知するものである請求項１７又は１８記載の自動溶接
方法。
【請求項２２】前記移動量の上限値は下式ｖ＝６０ＩＥ／Ｑ但し、Ｉ：溶接電流（Ａ）Ｅ：溶接電圧（Ｖ）Ｑ：被溶接鋼材の継手性能確保可能な上限溶接入熱
（Ｊ）ｖ：溶接方向における速度（溶接速度）（ｃｍ／分）により算出されるものであることを特徴とする請求項１
７，１８，１９，２０又は２１記載の自動溶接方法。
【請求項２３】前記各パスの溶接端部の位置を記憶
し、その位置情報に基づいて次のパスの溶接を行うこと
を特徴とする請求項１７，１８，１９，２０，２１又は
２２記載の自動溶接方法。
【請求項２４】前記各パスの溶接端部は、溶接電流及
び溶接電圧のうち一方又は双方を検知してその値が所定
値に変化するのを検知することにより検知するものであ
ることを特徴とする請求項１７，１８，１９，２０，２
１，２２又は２３記載の自動溶接方法。
【請求項２５】予め入力された前記開先部の開先形状
の情報に基づいて、各溶接層毎のパス数を算出し、算出
したパス数では前記開先部の他方の開先壁部を検出でき
ない部分については、さらにパス数を増加させ、また算
出したパス数よりも少ないパス数で前記他方の開先壁部
を検出した部分については、以後のパスでその部分の溶
接を行わないことを特徴とする請求項１７，１８，１
９，２０，２１，２２，２３又は２４記載の自動溶接方
法。