JPH08267242A - 自動溶接装置及び溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】非溶接時における障害物位置検出と溶接時にお
ける開先情報検出とをともに可能とする検出手段を用
い、障害物を飛び越しながらの自動溶接とその障害物除
去後の自動溶接とを可能とすることにより、溶接線上に
開先ブロックがある溶接ワークの開先継手溶接における
溶接作業の完全自動化を図ることができる自動溶接装置
及び溶接方法を提供する。 【構成】溶接前に、開先継手２に設置された開先ブロッ
ク３の位置等をセンサヘッド２１及びセンサ画像処理装
置２２で検出した後、検出結果に基づき自走式溶接制御
ヘッド９を走行させ自動溶接を開始し、開先ブロック３
のある部分は溶接トーチ６を飛び越えさせ開先ブロック
３のない部分は仮付け溶接し分割溶接を行う。そして開
先ブロック３を撤去後、そのまま継続して、センサヘッ
ド２１で溶接トーチ６の溶接位置をモニターしつつ開先
継手２内全域の接続溶接・初層裏波溶接・多層多パス溶
接を自動的に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、開先継手の溶接に係わ
り、特に、溶接線を横切って設けられた複数個の開先ブ
ロックによって固定されている開先継手において、溶接
ワークどうしの溶接を行なうのに好適な自動溶接装置及
び溶接方法を提供する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、原子力発電プラントや化学プラ
ントのような重要構造物の溶接においては、高品質で信
頼性の高い溶接構造が求められている。そして、開先継
手の寸法精度や溶接品質を確保するため、例えば、溶接
前には開先継手に対する立会い検査が行なわれ、また溶
接を実施した後にはその溶接結果に対する品質検査が行
なわれる。すなわち、万一溶接前の立会い検査におい
て、開先継手の寸法精度が不十分として不合格となった
場合には、溶接の実施許可が認められず、寸法精度を満
たすように開先継手の施工を再び改めなければならな
い。溶接前に立会い検査を必要とするような溶接ワーク
に対しては、その開先継手の形状や寸法精度が検分でき
るように、溶接線を横切って取付けた複数個の開先ブロ
ックによって開先継手の溶接ワークが位置決め固定され
る。

【０００３】このような開先ブロックで固定した開先継
手の一例として、円管の円周開先継手を図２２（ａ）〜
（ｃ）に示す。図２２（ａ）において、固定円管（パイ
プ）の溶接ワーク５０１ａと５０１ｂとの間に形成され
た開先継手５０２の周方向の溶接線上に、数個（例えば
４箇所）の開先ブロック５０３が設けられている。ま
た、この開先ブロック５０３の設置箇所であるＡ−Ａ断
面を図２２（ｂ）に、開先ブロック５０３の未設置箇所
であるＢ−Ｂ断面を図２２（ｃ）にそれぞれ示す。図２
２（ｂ）に示されるように、左右の溶接ワーク５０１
ａ,５０１ｂと開先ブロック５０３は、溶接５０４によ
って固定されている。

【０００４】なお、図２２（ａ）に示した固定円管の円
周開先継手の変形例として、例えば図２３に示すような
インサートリング５０５を設けた開先継手５１２を使用
することもある。

【０００５】以上、例を挙げて説明したように、溶接線
を横切って取付けた開先ブロックで固定された開先継手
においても、溶接前に立会い検査を受けなければならな
い場合がある。この立会い検査に合格して始めて、溶接
の実施許可が認可されることになる。

【０００６】通常、開先継手の溶接は、多層多パス溶接
を行なわなければならず、しかも、裏側まで完全溶け込
みの高品質な溶接結果が要求されることから高度な溶接
技術が必要となる。 （１）手動溶接 上記背景のもと、前述した開先ブロック付きの開先継手
の溶接方法として、従来、高度な溶接技能を有する熟練
溶接作業者によって手動操作の溶接が行われていた。こ
の時の溶接法は、主としてＴＩＧ（タングステン イナ
ート ガス）アーク溶接法が用いられ、例えば、手動式
の溶接トーチの電極と溶接母材との間に発生させたアー
クの中に溶加材（溶接ワイヤ）を送り溶融させながら溶
接を行なうものである。

【０００７】このとき特に、溶接線を横切るように複数
箇所に開先ブロックが設置されていることから、まず、
開先ブロックが設置されていない箇所の初層溶接を、断
続的に分割溶接（この分割数は開先ブロックの設置個数
と等しくなる）する形で行うことになる。このとき、裏
側まで完全に溶融させながら均一な裏波ビードが形成す
るようにしなければならない。上記開先ブロック未設置
箇所の断続的な分割溶接を終えると、開先ブロックを除
去し、分割されている残りの未溶接部の溶接を含む全体
の初層溶接を、先の分割溶接によるビードと接続させる
形で行う。この接続溶接では、均一な裏波ビードを形成
させるために、前のビードと溶接中のビードとの重ね合
わせの溶接処理に注意深い高度な施工技術が必要であ
る。

【０００８】このようにして初層溶接を終了した後、さ
らに、この開先継手を溶融金属で埋めるための次層から
最終層までの多層多パス溶接を順次実施する。すなわ
ち、溶接作業者が溶接トーチを手動操作してＴＩＧ溶接
を行っていく。この時の溶接動作では、アーク中に溶加
材を送ると同時に、溶接トーチを巧みに揺動（ウィービ
ング動作）させながら溶接ビードを形成させる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
ら手動溶接作業は悪環境下の労働であると言われてお
り、特に、多層多パス溶接は、長時間にわたる過酷な作
業にならざるを得ない。そして、上述したように溶接線
を横切るように開先ブロックが設置されている開先継手
に対し、熟練溶接作業者による溶接トーチの手動操作に
よって溶接を行なうと、担当する作業者の技能・体調が
溶接結果に及ぼす影響が大きく、常に健全で良好な溶接
品質を確保することが難しい。さらに、熟練作業者の高
齢化や溶接継承者の不足によって、将来、熟練溶接作業
者の確保が困難になることが予想されている。したがっ
て、溶接の自動化及び高度化を図ることが強く要求され
ている。

【００１０】（２）汎用自動溶接装置 そこで、上記の自動化への要望に応じる形で汎用の自動
溶接装置が開発され、実用化されている。すなわち、溶
接トーチを備えた溶接ヘッドが台車上に設けられ、これ
らの動作を作業者がスイッチ等によって遠隔操作するこ
とで溶接を行うものである。このような汎用自動溶接装
置を用いる場合には、開先ブロック設置中における分割
溶接及び開先ブロック除去直後における接続溶接を含む
初層溶接と、その後の数パス溶接とは、上記（１）の熟
練溶接作業者による手動溶接で行い、これより後の多層
多パス溶接のみこの自動溶接装置を取り付けて行うこと
になる。多層多パス溶接時には、自動溶接装置を所定の
位置にセットした後、熟練溶接作業者が、溶接状態を常
時監視しながら溶接位置や溶接条件の修正動作を手動操
作で行ない、溶接トーチ及び溶接ワイヤを揺動させなが
ら溶接作業を順次実施する。

【００１１】（３）手動操作不要の自動溶接装置 ここにおいて、上記（２）の汎用自動溶接装置において
は、溶接作業者による手動操作が依然として必要であ
る。すなわち、溶接中において、溶接位置・溶接条件の
自動設定機能・自動補正機能を持っていないことから、
溶接作業者が溶接パス毎にその溶接状況を常時監視し、
手動操作によって頻繁に溶接位置の修正や溶接条件の設
定・変更等を行なわなければならない。そこで、さらに
自動化を進め、基本的に溶接中における監視・手動操作
を不要とする自動溶接装置が提唱されており、これに関
する公知技術として、例えば、以下のものがある。 特公平４−５９９９３号公報 この公知技術は、溶接線と直角方向に揺動させた光学式
距離センサから得られる開先検出の情報をもとに、トー
チ狙い位置の補正や溶接条件補正を演算決定し、円筒継
手の多層振り分け溶接を行うものである。 特公平３−７５２６８号公報 この公知技術は、アーク光を含む溶接部の映像をテレビ
カメラで撮像し、その輝度分布から相対位置を演算し
て、トーチ位置の補正制御を行うものである。 特公平２−５４１８８号公報 この公知技術は、上進姿勢となる両溶接方向に振り分け
て溶接線を教示した後、その教示データの再生によって
溶接の実行制御を行うものである。

【００１２】ここにおいて、上記公知技術〜による
自動溶接装置を、開先ブロック付きの固定円管の円周開
先継手に適用しようとした場合、以下の問題点が存在す
る。すなわち、公知技術による自動溶接装置において
は、アーク光の溶接部がフラックスで覆われる潜弧溶接
（サブマージドアーク溶接）によって多層多パス溶接を
行うものである。この潜弧溶接は、電極が溶加材を兼ね
ることやフラックスを用いることから、溶接姿勢によっ
ては溶融金属やフラックスが流動する恐れがあり、また
大形の溶接設備になりやすい。したがって、溶接制御ヘ
ッド自体を固定管の外周に設置して全姿勢溶接を行う固
定円管の円周開先継手の溶接に対しては、適用すること
が困難である。また、固定円管の円周開先継手の溶接に
おいては、通常、アーク光が散乱するアーク溶接（ＴＩ
Ｇ溶接・プラズマ溶接等）が採用されので、この場合、
そのアーク光が光学式距離センサの検出結果に多大な悪
影響を及ぼし、事実上検出が不可能となる。さらに、こ
こでは光学式距離センサを溶接線と直角方向に揺動させ
ているので、その揺動機構が必要で複雑になりやすい上
に、溶接速度の大小によって開先断面形状が変化しやす
い。

【００１３】さらに、公知技術による自動溶接装置に
おいては、アークが発生している間はそのアーク光の輝
度分布を利用してテレビカメラによる撮像が可能である
が、アーク消去時には画像が見えなくなる。すなわち、
開先ブロック付きの固定円管の円周開先継手の場合、前
述したように、開先ブロック設置中における分割溶接を
自動で行うとすれば分割溶接に先立って開先ブロックの
位置を検出する必要があるが、この場合の位置検出が不
可能である。逆に、テレビカメラ側の輝度分布設定をこ
の位置検出が可能なように調整したとすると、こんどは
溶接時における開先情報検出が不可能となる。つまり、
非溶接時における障害物位置検出と溶接時における開先
情報検出とを同時に可能とすることができず、すべての
溶接作業の完全自動化を図ることができない。また、ア
ーク光の赤外線領域の輝度分布を抽出するためには特殊
な大形のカメラが必要となる。

【００１４】また、公知技術の自動溶接装置において
は、上進姿勢方向に振り分けて溶接を行うようにしてい
るので、溶接線の教示動作や反転の溶接動作が複雑にな
りやすく、円周を一周するような全姿勢溶接を行う固定
円管の円周開先継手の溶接に対しては適用することがで
きない。

【００１５】さらに、結局、公知技術〜の自動溶接
装置においては、溶接線を横切って取り付けられた障害
物を飛び越えるような溶接動作制御機能を持っていない
ので、開先ブロック付きの開先継手の自動溶接に適用す
ることができない。すなわち、もし使用するとしても、
結局上記（２）の汎用の自動溶接装置と同様、溶接線を
横切って取り付けられた開先ブロックを除去した後、さ
らに手動溶接を数層数パス実施した後からしか適用でき
ない。

【００１６】本発明の第１の目的は、非溶接時における
障害物位置検出と溶接時における開先情報検出とをとも
に可能とする検出手段を用い、障害物を飛び越しながら
の自動溶接とその障害物除去後の自動溶接とを可能とす
ることにより、溶接線上に開先ブロックがある溶接ワー
クの開先継手溶接における溶接作業の完全自動化を図る
ことができる自動溶接装置及び溶接方法を提供すること
である。

【００１７】本発明の第２の目的は、非溶接時における
障害物位置検出と溶接時における開先情報検出とをとも
に可能とする検出手段を用い、障害物を飛び越しながら
の全姿勢自動溶接とその障害物除去後の全姿勢自動溶接
とを可能とすることにより、溶接線上に開先ブロックが
ある固定円管の円周開先継手溶接における溶接作業の完
全自動化を図ることができる自動溶接装置及び溶接方法
を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明によれば、溶接ワークの突き合わせ部
に形成された開先継手に対し溶接を行う可動式の溶接ト
ーチと、この溶接トーチを駆動するトーチ駆動手段とを
備え、前記開先継手の溶接線にほぼ沿って溶接進行方向
へ走行する自走式の溶接制御ヘッドと、前記溶接制御ヘ
ッドの走行を案内するガイドレールと、溶接時において
前記溶接トーチの溶接位置を検出する第１の検出手段
と、この第１の検出手段の検出結果に基づき、前記溶接
トーチの溶接出力条件、前記トーチ駆動手段の駆動動
作、及び前記溶接制御ヘッドの走行動作を制御する制御
手段とを有し、前記開先継手に対する溶接を行う自動溶
接装置において、非溶接時において前記開先継手の開先
形状及びこの開先形状内に設けられた障害物の位置・形
状・寸法を検出する第２の検出手段をさらに有し、か
つ、前記制御手段は、前記第１及び第２の検出手段の検
出結果に基づき、前記溶接トーチが、前記開先形状のう
ち前記障害物のない部分を溶接し、前記開先形状のうち
前記障害物のある部分は溶接を行わず該障害物を飛び越
えて回避するように、前記溶接トーチの溶接出力条件、
前記トーチ駆動手段の駆動動作、及び前記溶接制御ヘッ
ドの走行動作を制御する飛び越し溶接制御手段と、前記
第１の検出手段の検出結果に基づき、前記溶接トーチ
が、前記開先形状内全域にわたって連続的に溶接を行う
ように、前記溶接トーチの溶接出力条件、前記トーチ駆
動手段の駆動動作、及び前記溶接制御ヘッドの走行動作
を制御する連続溶接制御手段とを備えていることを特徴
とする自動溶接装置が提供される。

【００１９】好ましくは、前記自動溶接装置において、
前記第１及び第２の検出手段は、同一の１つの検出手段
であり、かつこの１つの検出手段は、前記開先継手に線
状の光線を照射する線状投光器と、前記線状の光線の反
射像を撮像するカメラと、このカメラの検出画像を画像
処理し、前記開先形状、前記障害物の位置・形状・寸
法、及び前記溶接位置に関する必要な情報を抽出する画
像処理手段とを備えていることを特徴とする自動溶接装
置が提供される。

【００２０】また好ましくは、前記自動溶接装置におい
て、前記連続溶接制御手段は、前記溶接トーチが前記開
先形状内を全域にわたって溶接するときの溶接経路を演
算する第１の経路演算手段と、この第１の経路演算手段
の演算結果に基づき、前記溶接トーチの溶接出力条件、
前記トーチ駆動手段の駆動動作、及び前記溶接制御ヘッ
ドの走行動作を制御し、前記開先形状内全域にわたる連
続溶接を行う第１の溶接実行手段とを備えていることを
特徴とする自動溶接装置が提供される。

【００２１】さらに好ましくは、前記自動溶接装置にお
いて、前記連続溶接制御手段は、前記溶接トーチの溶接
出力条件があらかじめ複数種類の溶接データとして設定
入力されて記憶されている第１の溶接条件記憶手段をさ
らに有しており、前記第１の溶接実行手段は、前記第１
の溶接条件記憶手段に記憶された複数種類の溶接出力条
件のうちの１つにしたがって前記開先形状内全域にわた
る連続溶接を行うことを特徴とする自動溶接装置が提供
される。

【００２２】また好ましくは、前記自動溶接装置におい
て、前記第１の溶接条件記憶手段に記憶されている複数
種類の溶接データのうち少なくとも一部は、前記開先継
手の表側だけを溶かし裏側を溶かさない大きさのエネル
ギーである、仮付け溶接条件のデータであることを特徴
とする自動溶接装置が提供される。

【００２３】さらに好ましくは、前記自動溶接装置にお
いて、前記連続溶接制御手段は、前記第１の検出手段の
検出結果に基づいて溶接時における前記溶接制御ヘッド
の走行方向と前記開先継手の溶接線の方向との偏差を計
算し、この偏差に従って前記第１の経路演算手段で演算
された溶接経路を補正する第１の補正手段をさらに有
し、前記第１の溶接実行手段は、この補正された溶接経
路に基づいて前記溶接トーチの溶接出力条件、前記トー
チ駆動手段の駆動動作、及び前記溶接制御ヘッドの走行
動作を制御することを特徴とする自動溶接装置が提供さ
れる。

【００２４】また好ましくは、前記自動溶接装置におい
て、前記第１の検出手段は、前記溶接トーチよりも溶接
方向に先行した位置でかつ前記障害物の高さより高い位
置となるように前記溶接制御ヘッドに固定されており、
前記第１の補正手段は、前記第１の検出結果に基づいて
計算された偏差を基に、前記第１の検出手段よりも遅れ
て進行してくる前記溶接トーチの遅れ距離を考慮しつ
つ、前記第１の経路演算手段で演算された溶接経路を補
正する遅延倣い補正を行うことを特徴とする自動溶接装
置が提供される。

【００２５】さらに好ましくは、前記自動溶接装置にお
いて、前記飛び越し溶接制御手段は、前記溶接トーチが
前記開先形状のうち前記障害物のない部分を溶接すると
きの溶接経路及び該溶接トーチが前記障害物を飛び越え
て回避するための回避経路を演算する第２の経路演算手
段と、この第２の経路演算手段の演算結果に基づき、前
記溶接トーチの溶接出力条件、前記トーチ駆動手段の駆
動動作、及び前記溶接制御ヘッドの走行動作を制御し、
飛び越し溶接を行う第２の溶接実行手段とを備えている
ことを特徴とする自動溶接装置が提供される。

【００２６】また好ましくは、前記自動溶接装置におい
て、前記飛び越し溶接制御手段は、前記溶接トーチの溶
接出力条件があらかじめ複数種類の溶接データとして設
定入力されて記憶されている第２の溶接条件記憶手段を
さらに有しており、前記第２の溶接実行手段は、前記第
２の溶接条件記憶手段に記憶された複数種類の溶接出力
条件のうちの１つにしたがって前記溶接経路における溶
接を行うことを特徴とする自動溶接装置が提供される。

【００２７】さらに好ましくは、前記自動溶接装置にお
いて、前記第２の溶接条件記憶手段に記憶されている複
数種類の溶接データのうち少なくとも一部は、前記開先
継手の表側だけを溶かし裏側を溶かさない大きさのエネ
ルギーである、仮付け溶接条件のデータであることを特
徴とする自動溶接装置が提供される。

【００２８】また好ましくは、前記自動溶接装置におい
て、前記飛び越し溶接制御手段は、前記第１の検出手段
の検出結果に基づいて溶接時における前記溶接制御ヘッ
ドの走行方向と前記開先継手の溶接線の方向との偏差を
計算し、この偏差に従って前記第２の経路演算手段で演
算された溶接経路を補正する第２の補正手段をさらに有
し、前記第２の溶接実行手段は、この補正された溶接経
路に基づいて前記溶接トーチの溶接出力条件、前記トー
チ駆動手段の駆動動作、及び前記溶接制御ヘッドの走行
動作を制御することを特徴とする自動溶接装置が提供さ
れる。

【００２９】さらに好ましくは、前記自動溶接装置にお
いて、前記第１の検出手段は、前記溶接トーチよりも溶
接方向に先行した位置でかつ前記障害物の高さより高い
位置となるように前記溶接制御ヘッドに固定されてお
り、前記第２の補正手段は、前記第１の検出結果に基づ
いて計算された偏差を基に、前記第１の検出手段よりも
遅れて進行してくる前記溶接トーチの遅れ距離を考慮し
つつ、前記第２の経路演算手段で演算された溶接経路を
補正する遅延倣い補正を行うことを特徴とする自動溶接
装置が提供される。

【００３０】また好ましくは、前記自動溶接装置におい
て、略平板形状の溶接ワークの直線状開先継手に対し、
溶接を行うことを特徴とする自動溶接装置が提供され
る。

【００３１】さらに好ましくは、上記第１及び第２の目
的を達成するために、前記自動溶接装置において、略円
管形状の溶接ワークの円周状開先継手に対し、全姿勢溶
接を行うことを特徴とする自動溶接装置が提供される。

【００３２】また上記第１の目的を達成するために、本
発明によれば、自走式の溶接制御ヘッドに備えられた可
動式の溶接トーチの溶接位置を第１の自動検出手段で検
出し、これに応じて該溶接トーチを駆動するとともに前
記溶接制御ヘッドを走行させることにより、溶接ワーク
の突き合わせ部に形成された開先継手に対し溶接を行う
溶接方法において、前記開先継手の開先形状内に前記溶
接線を横切って複数の開先ブロックを設置し溶接ワーク
どうしを固定する第１の手順と、前記開先形状内の開先
ブロックの位置を第２の自動検出手段で検出する第２の
手順と、前記第１及び第２の自動検出手段の検出結果に
基づき、前記溶接トーチを駆動しつつ前記溶接制御ヘッ
ドを溶接進行方向に走行させて、前記開先形状のうち前
記開先ブロックのある部分は前記溶接トーチに該開先ブ
ロックを飛び越えさせて回避させ、前記開先形状のうち
前記開先ブロックのない部分には分割溶接を行う第３の
手順と、前記分割溶接終了後、前記開先ブロックを撤去
する第４の手順と、前記開先ブロック撤去後、第１の自
動検出手段の検出結果に基づき前記溶接トーチを駆動し
つつ前記溶接制御ヘッドを走行させ、前記開先形状内全
域の溶接を行う第５の手順と、を有することを特徴とす
る溶接方法が提供される。

【００３３】好ましくは、前記溶接方法において、前記
第２の手順は、前記溶接トーチが前記開先ブロックに衝
突しないように回避する方向に該溶接トーチを移動させ
た後、この回避した状態で前記溶接制御ヘッドを走行さ
せることにより、該溶接制御ヘッドに設けられた検出手
段で前記開先形状内の開先ブロックの位置を自動検出す
る手順であることを特徴とする溶接方法が提供される。

【００３４】また好ましくは、前記溶接方法において、
略平板形状の溶接ワークの直線状開先継手に対し、溶接
を行うことを特徴とする溶接方法が提供される。

【００３５】さらに好ましくは、上記第１及び第２の目
的を達成するために、前記溶接方法において、略円管形
状の溶接ワークの円周状開先継手に対し、全姿勢溶接を
行うことを特徴とする溶接方法が提供される。

【００３６】

【作用】以上のように構成した本発明においては、溶接
線上に開先ブロックがある開先継手の溶接を行う際に
は、溶接を開始する前に、あらかじめ第２の検出手段
で、開先継手の開先形状と、この開先形状内に設けられ
た障害物としての開先ブロックの位置・形状・寸法を検
出する。そして、可動式の溶接トーチを備えた自走式の
溶接制御ヘッドを、ガイドレールを介して開先継手の溶
接線に沿って溶接進行方向へ走行させ、同時にトーチ駆
動手段で溶接トーチを所定位置に適宜動かし（例えばウ
ィービングも行い）つつ、溶接を開始する。このとき、
まず最初は、第２の検出手段からの開先形状・障害物に
関する検出結果と、第１の検出手段からの溶接トーチの
溶接位置に関する検出結果に応じ、制御手段に設けられ
た飛び越し溶接制御手段によって溶接トーチ・トーチ駆
動手段・溶接制御ヘッドが制御され、溶接トーチは、開
先形状のうち開先ブロックのない部分を溶接するととも
に、開先ブロック部分は溶接を行わず開先ブロックを飛
び越えて回避する。例えば、開先ブロックが設置されて
いる手前で溶接動作を一時停止すると共に、溶接トーチ
を溶接面から上昇する方向に回避させて開先ブロックに
衝突させることなく飛び越え、開先ブロックを十分通過
した位置で溶接面に下降し、再び溶接を再開して次の開
先ブロックの手前までの溶接動作を行う。このような飛
び越し動作を開先ブロック設置個数だけ繰り返すことに
より、開先ブロック設置箇所以外の箇所を断続的に分割
溶接することができる。このようにして分割溶接が終了
すると、分割溶接部分で溶接ワークどうしが固定される
ことから、開先ブロックを除去しても開先継手部が保持
される。そして開先ブロックを除去した後は、第１の検
出手段からの溶接トーチの溶接位置に関する検出結果に
応じ、制御手段に設けられた連続溶接制御手段で溶接ト
ーチ・トーチ駆動手段・溶接制御ヘッドが制御されて通
常の溶接動作が行われ、溶接トーチは、開先形状内全域
にわたって連続的に溶接を行うことができる。すなわ
ち、溶接制御ヘッドを取り外すことなく、分割溶接部と
の接続溶接を含む全体の初層溶接と、その後の多層多パ
ス溶接とを継続して行うことができる。

【００３７】また、第１及び第２の検出手段が同一の１
つの検出手段で、開先継手に線状の光線を照射する線状
投光器と、線状の光線の反射像を撮像するカメラと、こ
のカメラの検出画像を画像処理し、開先形状、障害物の
位置・形状・寸法、及び溶接位置に関する必要な情報を
抽出する画像処理手段とを備えていることにより、溶接
時において溶接トーチの溶接位置を検出する第１の検出
手段と、非溶接時において開先継手の開先形状及びこの
開先形状内に設けられた障害物の位置・形状・寸法を検
出する第２の検出手段とを実現するとともに、これらを
１つの手段で兼ねることができる。さらに、連続溶接制
御手段は、溶接トーチが開先形状内を全域にわたって溶
接するときの溶接経路を演算する第１の経路演算手段
と、この第１の経路演算手段の演算結果に基づき、溶接
トーチの溶接出力条件、トーチ駆動手段の駆動動作、及
び溶接制御ヘッドの走行動作を制御し、開先形状内全域
にわたる連続溶接を行う第１の溶接実行手段とを備えて
いることにより、第１の検出手段の検出結果に基づき、
溶接トーチが、開先形状内全域にわたって連続的に溶接
を行う手段を実現できる。また、連続溶接制御手段は、
溶接トーチの溶接出力条件があらかじめ複数種類の溶接
データとして設定入力されて記憶されている第１の溶接
条件記憶手段をさらに有しており、第１の溶接実行手段
は、第１の溶接条件記憶手段に記憶された複数種類の溶
接出力条件のうちの１つにしたがって開先形状内全域に
わたる連続溶接を行うことにより、溶接条件を毎回手動
操作で設定しないでも、ある程度の溶接出力のバリエー
ションを使い分けることができる。すなわち、連続溶接
時に接続溶接から多層多パス溶接までを行うとき、第１
の溶接条件記憶手段に記載の溶接条件群にしたがって全
パス終了するまで順次繰り返し溶接を行える。さらに、
第１の溶接条件記憶手段に記憶されている溶接データが
開先継手の表側だけを溶かし裏側を溶かさない大きさの
エネルギーである、仮付け溶接条件のデータであること
により、分割溶接の後の全域溶接を開始するときであっ
ても、多層多パスの本溶接へ移行する前にさらに仮付け
溶接を行うことができる。また、連続溶接制御手段は、
第１の検出手段の検出結果に基づいて溶接時における溶
接制御ヘッドの走行方向と開先継手の溶接線の方向との
偏差を計算し、この偏差に従って第１の経路演算手段で
演算された溶接経路を補正する第１の補正手段をさらに
有し、第１の溶接実行手段は、この補正された溶接経路
に基づいて溶接トーチの溶接出力条件、トーチ駆動手段
の駆動動作、及び溶接制御ヘッドの走行動作を制御する
ことにより、ガイドレールの設置誤差等に由来して溶接
制御ヘッド走行方向と開先継手溶接線方向との偏差が発
生したとしても、この偏差が連続溶接に与える影響を自
動的に補正することができる。さらに、第１の検出手段
は、溶接トーチよりも溶接方向に先行した位置でかつ障
害物の高さより高い位置となるように溶接制御ヘッドに
固定されており、第１の補正手段は、第１の検出結果に
基づいて計算された偏差を基に、第１の検出手段よりも
遅れて進行してくる溶接トーチの遅れ距離を考慮しつ
つ、第１の経路演算手段で演算された溶接経路を補正す
る遅延倣い補正を行うことにより、溶接制御ヘッドの走
行方向と開先継手の溶接線の方向との偏差に従い、第１
の経路演算手段で演算された溶接経路を補正する手段を
実現することができる。また、飛び越し溶接制御手段
は、溶接トーチが開先形状のうち障害物のない部分を溶
接するときの溶接経路及び溶接トーチが障害物を飛び越
えて回避するための回避経路を演算する第２の経路演算
手段と、この第２の経路演算手段の演算結果に基づき、
溶接トーチの溶接出力条件、トーチ駆動手段の駆動動
作、及び溶接制御ヘッドの走行動作を制御し、飛び越し
溶接を行う第２の溶接実行手段とを備えていることによ
り、第１及び第２の検出手段の検出結果に基づき、溶接
トーチを、開先形状のうち障害物のない部分は溶接さ
せ、障害物のある部分は溶接を行わず障害物を飛び越え
て回避させる手段を実現できる。さらに、飛び越し溶接
制御手段は、溶接トーチの溶接出力条件があらかじめ複
数種類の溶接データとして設定入力されて記憶されてい
る第２の溶接条件記憶手段をさらに有しており、第２の
溶接実行手段は、第２の溶接条件記憶手段に記憶された
複数種類の溶接出力条件のうちの１つにしたがって溶接
経路における溶接を行うことにより、溶接条件を毎回手
動操作で設定しないでも、ある程度の溶接出力のバリエ
ーションを使い分けることができる。また、第２の溶接
条件記憶手段に記憶されている溶接データが開先継手の
表側だけを溶かし裏側を溶かさない大きさのエネルギー
である、仮付け溶接条件のデータであることにより、後
に行う連続溶接における初層裏波溶接に支障をきたすこ
となく、開先継手の底部を固定することができる。さら
に、飛び越し溶接制御手段は、第１の検出手段の検出結
果に基づいて溶接時における溶接制御ヘッドの走行方向
と開先継手の溶接線の方向との偏差を計算し、この偏差
に従って第２の経路演算手段で演算された溶接経路を補
正する第２の補正手段をさらに有し、第２の溶接実行手
段は、この補正された溶接経路に基づいて溶接トーチの
溶接出力条件、トーチ駆動手段の駆動動作、及び溶接制
御ヘッドの走行動作を制御することにより、ガイドレー
ルの設置誤差等に由来して溶接制御ヘッド走行方向と開
先継手溶接線方向との偏差が発生したとしても、この偏
差が飛び越し溶接に与える影響を自動的に補正すること
ができる。また、第１の検出手段は、溶接トーチよりも
溶接方向に先行した位置でかつ障害物の高さより高い位
置となるように溶接制御ヘッドに固定されており、第２
の補正手段は、第１の検出結果に基づいて計算された偏
差を基に、第１の検出手段よりも遅れて進行してくる溶
接トーチの遅れ距離を考慮しつつ、第２の経路演算手段
で演算された溶接経路を補正する遅延倣い補正を行うこ
とにより、溶接制御ヘッドの走行方向と開先継手の溶接
線の方向との偏差に従い、第２の経路演算手段で演算さ
れた溶接経路を補正する手段を実現することができる。
さらに、略平板形状の溶接ワークの直線状開先継手に対
し、溶接を行うことにより、溶接線上に開先ブロックが
ある固定平板の直線開先継手溶接における溶接作業の完
全自動化を図ることができる。

【００３８】また、略円管形状の溶接ワークの円周状開
先継手に対し、全姿勢溶接を行うことにより、溶接線上
に開先ブロックがある固定円管の円周開先継手溶接にお
ける溶接作業の完全自動化を図ることができる。

【００３９】さらに、本発明においては、溶接を開始す
る前に、まず第１の手順で、開先継手の開先形状内に溶
接線を横切って複数の開先ブロックを設置し、溶接ワー
クどうしを固定する。そして、第２の手順で、この開先
形状内に設けられた開先ブロックの位置を第１の自動検
出手段によって検出する。さらに、第３の手順で、第１
及び第２の自動検出手段の検出結果に基づき、可動式の
溶接トーチを駆動しつつ自走式の溶接制御ヘッドを溶接
進行方向へ走行させ溶接を開始する。このとき、第１及
び第２の自動検出手段の検出結果に基づき、溶接トーチ
は、開先形状のうち開先ブロックのない部分を分割溶接
するとともに、開先ブロック部分は溶接を行わず開先ブ
ロックを飛び越えて回避する。すなわち例えば、開先ブ
ロックが設置されている手前で溶接動作を一時停止する
と共に、溶接トーチを溶接面から上昇する方向に回避さ
せて開先ブロックに衝突させることなく飛び越え、開先
ブロックを十分通過した位置で溶接面に下降し、再び溶
接を再開して次の開先ブロックの手前までの溶接動作を
行う。このような飛び越し動作を開先ブロック設置個数
だけ繰り返すことにより、開先ブロック設置箇所以外の
箇所を断続的に分割溶接して溶接ワークどうしを固定す
る。その後、第４の手順で開先ブロックを除去し、第５
の手順で、第１の自動検出手段の検出結果に基づき溶接
トーチを駆動しつつ溶接制御ヘッドを走行させ、開先形
状内全域にわたって連続的に溶接を行う。すなわち、溶
接制御ヘッドを取り外すことなく、分割溶接部との接続
溶接を含む全体の初層溶接と、その後の多層多パス溶接
とを継続して行うことができる。

【００４０】また、第２の手順で、溶接トーチが開先ブ
ロックに衝突しないように回避する方向に溶接トーチを
移動させた後、この回避した状態で溶接制御ヘッドを走
行させることにより、溶接制御ヘッドに設けられた検出
手段で開先形状内の開先ブロックの位置を自動検出する
ことにより、開先形状内に設けられた開先ブロックの位
置を円滑に自動検出する手段を実現することができる。
また、略平板形状の溶接ワークの直線状開先継手に対
し、溶接を行うことにより、溶接線上に開先ブロックが
ある固定平板の直線開先継手溶接における溶接作業の完
全自動化を図ることができる。さらに、略円管形状の溶
接ワークの円周状開先継手に対し、全姿勢溶接を行うこ
とにより、溶接線上に開先ブロックがある固定円管の円
周開先継手溶接における溶接作業の完全自動化を図るこ
とができる。

【００４１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本発明の第１の実施例を図１〜図１９により説明
する。図１は、本実施例による自動溶接装置の概略構成
を示す斜視図である。自動溶接装置１００はＴＩＧアー
ク溶接を行うものであり、固定円管の溶接ワーク１ｂに
設定されたレール１０と、このレール１０の上を走行す
る溶接制御ヘッド９と、その溶接制御ヘッド９の駆動制
御及び溶接電源１２の出力制御を行う溶接コントローラ
１１と、この溶接コントローラ１１や溶接制御ヘッド９
の運転管理及び制御を行う演算制御装置１４とを備えて
いる。溶接コントローラ１１には、この溶接コントロー
ラ１１へ種々の入力操作をおこなうための操作ペンダン
ト１３が接続されており、また演算制御装置１４には、
画面表示を行うＣＲＴ１６とキー操作可能なキーボード
１５とが併設されている。

【００４２】この自動溶接装置１００は、溶接ワーク１
ａ,１ｂの突き合わせ部に形成された開先継手（円周継
手）２の溶接を行うものであり、対象となる開先継手２
には、４個の開先ブロック３が溶接線を横切るようにし
て設置されており、また、開先底部にはインサート５が
設けられている（後述する図９参照）。そしてこのイン
サート５により、後述する本溶接１パス目の初層裏波溶
接において、裏ビード１９ｂが一段と均一で凸形に形成
しやすくなるようになっている。

【００４３】溶接制御ヘッド９は、溶接トーチ６とその
トーチ先端に送るワイヤ７及びワイヤリール８が搭載さ
れており、また、レール１０上を走行する方向を走行軸
（Ｙ軸）、溶接トーチ６及びワイヤ７を上下動させる方
向を上下軸（Ｚ軸）、溶接トーチ６及びワイヤ７を左右
に揺動させる方向を左右軸（Ｘ軸）、ワイヤ送り方向を
送り軸（Ｗ軸）として、これら各軸の位置検出を行う位
置検出器９２（後述する図２参照）が内蔵されている。

【００４４】また溶接トーチ６及びワイヤ７の近傍の溶
接進行方向に向かって先行する位置には、溶接の制御に
必要な情報を検出するためのセンサヘッド２１が設けら
れており、溶接動作中においても、溶接ワーク１ａ,１
ｂを固定する開先ブロック３に接触しない高さでかつ開
先継手２の真上の位置になるように、溶接制御ヘッド９
に固定されている。またセンサヘッド２１は溶接トーチ
６及びワイヤ７の上下動に同期して上下できるが、左右
揺動の動作には同期しないようになっている。

【００４５】センサヘッド２１からの検出画像はセンサ
画像処理装置２２に取り込まれ、センサ画像処理装置２
２は、開先ブロック３の設置箇所と開先ブロック３のな
い箇所の開先形状及び溶接位置を判別し必要な情報を検
出する。そして、この検出情報は、センサ画像処理装置
２２から演算制御装置１４に送信される。

【００４６】溶接制御ヘッド９、溶接コントローラ１
１、演算制御装置１４、センサ画像処理装置２２内部の
機能ブロック図を図２に示す。図２において、溶接コン
トローラ１１は、溶接制御ヘッド９を駆動するための各
軸駆動回路１１１と、溶接制御ヘッド９内の位置検出器
９２からの信号を受信する各軸位置カウント回路１１２
と、溶接電源１２から任意の電流波形を溶接トーチ６に
出力させるための溶接出力回路１１３と、溶接コントロ
ーラ１１全体をコントロールする制御ソフトウェアを備
えた制御回路１１４と、操作ペンダント１３からの入力
信号を設定・記憶回路１１６及び制御回路１１４に伝達
する入出力回路１１５と、演算制御装置１４から指令信
号を制御回路１１４に伝達する通信インターフェース回
路１１７と、演算制御装置１４あるいは操作ペンダント
１３から設定及び変更された溶接条件（例えば、ピーク
の電流Ｉｐとその時間Ｔｐ、ベースの電流Ｉｂとその時
間Ｔｂ、溶接速度Ｖ、ワイヤ送り速度Ｗｐ,Ｗｂなど）
や運転動作中の各軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の現在位置を制御パ
ネルに表示する溶接表示部１１８とから構成されてい
る。このような構成により、溶接コントローラ１１は、
演算制御装置１４からの遠隔制御の指令信号あるいは操
作ペンダント１３による操作信号をそれぞれ取り込み、
溶接制御ヘッド９の駆動制御及び溶接電源１２の出力制
御ができるようになっている。

【００４７】溶接制御ヘッド９内の位置検出器９２は、
溶接トーチ６の左右移動系のＸ軸、溶接線方向への走行
系のＹ軸、上下移動系のＺ軸ともパルスエンコーダがそ
れぞれ使用されており、このパルス信号を溶接コントロ
ーラ１１の位置検出カウント回路１１２に取り込むこと
によって各軸の現在位置を求めることができるようにな
っている。特に、走行移動系のＹ軸に関しては、溶接制
御ヘッド９の姿勢が分かるようにするため、その現在位
置を姿勢角度で表すようになっている。またワイヤ送り
に使用しているＷ軸については、この検出器のパルス信
号からワイヤ送り速度を求めるようになっている。

【００４８】センサ画像処理装置２２は、センサヘッド
２１へ線状のレーザ光を照射するレーザ投光制御電源２
２ｃと、そのレーザ光の反射像を撮像するカメラ制御器
２２ｂと、撮像された画像を処理する画像処理装置２２
ａとを備えており、センサ検出動作を行うようになって
いる。画像処理装置２２ａにはモニター用の画像モニタ
２３が接続されている。

【００４９】演算制御装置１４は、パーソナルコンピュ
ータ（パソコン）を使用しており、キーボード１５から
のキー操作によりマンマシンインターフェース回路１４
４を介して溶接動作制御部１４２内の制御プログラムが
起動するようになっている。そして、溶接動作制御部１
４２から送信される指令信号は、通信インターフェース
回路１４１を介し溶接コントローラ１１の制御回路１１
４に伝達され、この指令信号によって溶接制御ヘッド９
の制御が行われる。溶接動作制御部１４２は、溶接運転
の動作中において、溶接制御ヘッド９から通信インター
フェイス回路１４１を介し入力される溶接出力データ
と、溶接制御ヘッドの現在の各軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）位置
データと、さらにこの位置データが位置計算処理部１４
７で処理された処理データとをそれぞれ取り込みなが
ら、溶接制御ヘッド９の位置や溶接トーチ６の動作状況
及び溶接条件を管理・制御する。

【００５０】また演算制御装置１４は、演算制御装置１
４と溶接コントローラ１１との通信が行えるように通信
の初期化及びパラメータを運転時に自動設定する通信パ
ラメータ作成部１４６と、開先ブロック３の入力画面・
センサ検出の各種データ表示及びデータ処理表示や自動
運転時の動作表示等種々の情報を処理する画面表示処理
部１４３と、溶接のパスプランすなわち多層多パス溶接
に必要な溶接パス毎の溶接条件を自動演算で求めて作成
するパスプラン演算プログラム作成部１４９と、入力さ
れた開先ブロック３の情報及びセンサ画像処理装置２２
からのセンサ検出情報を用いて、開先ブロック３の設置
箇所の溶接経路・未設置箇所の回避経路を演算し溶接制
御ヘッド９の動作を演算するブロック飛び演算処理部１
５０とを備えている。パスプラン演算プログラム作成部
１４９には、溶接作業員がＣＲＴ１６に表示される画面
を見ながら溶接対象ワーク１ａ,１ｂの開先継手２の寸
法形状と溶接条件を決定するための基本条件が入力され
る。またブロック飛び演算処理部１５０での演算結果
は、溶接動作制御部１４２内の溶接動作制御プログラム
に取り込まれて実行処理されるようになっている。

【００５１】上記構成による、開先ブロック検出動作及
びその後の溶接動作を以下に説明する。 （１）開先ブロックの検出 検出する開先ブロック３の配置を表す概念図を図３に示
す。図３に示されるように、開先継手２の円周上に高さ
Ｈ、幅Ｗの４個の開先ブロック３ａ〜３ｄが任意の角度
（設置角θ₁〜θ₄）に設置されている。このように配置
された開先ブロック３を検出する動作の実行手順を表す
フローチャートを図４に示す。図４に示されるように、
自動運転前の準備として、溶接コントローラ１１は、ペ
ンダント操作により手順１６１で全軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の
座標設定に必要な原点合わせ動作をするとともに溶接ト
ーチ６の位置決め動作指令を出し、手順１６３で自動運
転が可能な自動運転待機状態になる。また、センサ画像
処理装置２２は、位置決めされた溶接トーチ６とセンサ
ヘッド２１の座標が一致するように手順１８５でセンサ
検出座標合わせ及び動作設定を行い、手順１８６で検出
動作指令待ち状態として待機する。そして、演算制御装
置（パソコン）１４は、手順１７０でキーボード１５の
キー入力によりブロックの検出及び飛び越し動作モード
に設定される。そして、手順１７１でブロック検出動作
運転の実行キーを押すことによって、この開先ブロック
検出動作の運転が開始され、後述するように、演算制御
装置（パソコン）１４から出される各指令に対して、溶
接コントローラ１１がその指令動作の実行とその結果報
告を行う形で進行するようになっている。

【００５２】すなわち、最初に演算制御装置１４が手順
１７２でブロック検出開始位置への移動要求指令を出
し、溶接コントローラ１１はこれに応じて手順１６４で
センサヘッド２１が検出開始位置に来るように溶接制御
ヘッド９を移動させ、その結果を演算制御装置１４に報
告する。そして、演算制御装置１４は手順１７３でＹ軸
走行要求指令を出し、これを受けた溶接コントローラ１
１は手順１６５で溶接制御ヘッド９を走行させる。この
ときの走行動作を図５に示す。すなわち、図５に示され
るように、溶接制御ヘッド９において、溶接トーチ６及
びワイヤ７を各開先ブロック３ａ〜３ｄに接触しない高
さまで上昇させ、また、センサヘッド２１をこの溶接ト
ーチ６よりも溶接方向に先行させ（センサヘッド２１の
先行距離：Ｌｓ≒５０−１００ｍｍ）かつ十分高い位置
に保持しつつ、これらを矢印方向に走行させる。この時
の溶接トーチ６の走行経路Ｙｓは、スタート位置Ｓ点か
ら溶接ワーク１ａの外周を一周してエンド位置Ｅ点まで
である。そして溶接コントローラ１１はこのような動作
制御が開始されたらそのことを演算制御装置１４に報告
する。

【００５３】演算制御装置１４は報告を受けると、手順
１７４でセンサ画像処理装置２２に画像取り込み要求指
令を出す。これに応じてセンサ画像処理装置２２は、上
述したように走行しつつ、手順１８７でセンサヘッド２
１に画像取り込み動作指令を出す。これにより、センサ
ヘッド２１に備えられたレーザ投光器２１ａが開先継手
２の検出しようとする部位に線状光線を照射し、この線
状光線の反射光が、レーザ光と同波長の光のみを抽出す
る干渉フィルタ２１ｃを介して撮像カメラ２１ｂで撮像
される。そしてセンサ画像処理装置２２は、この撮像カ
メラ２１ｂによる撮像に対して手順１８８で画像認識処
理を行った後、手順１８９でブロック検出及び開先形状
検出を行う。このときの画像認識に基づくブロック・開
先形状検出を図６及び図７により説明する。

【００５４】開先継手２内の開先形状における、開先ブ
ロック３が設置されていない箇所及び設置されている箇
所の断面は、それぞれ図６（１）及び（２）のようにな
っており、図６（２）において開先ブロック３は、溶接
ワーク１ａ,１ｂに溶接固定部４を介し溶接・固定され
ている。これらのうち、図６（１）に示された断面を撮
像した生画像を図７（１）に、そしてこの生画像をセン
サ画像処理装置２２に取り込んで画像処理を施した後の
検出画像を図７（２）に示し、また図６（２）に示され
た断面を撮像した生画像を図７（３）に、そしてこの生
画像をセンサ画像処理装置２２に取り込んで画像処理を
施した後の検出画像を図７（４）に示す。図７（１）に
おいて、モニタ画面２４中に開先継手２における開先線
の生画像２４ａが図示のように撮像され、これが画像処
理されると、図７（２）に示すような開先肩幅Ｗｓ、開
先中心座標Ｑｓ、開先深さｈｓ、開先底幅Ｗｔ、開先段
面積Ａｓなど溶接の制御に必要な開先形状検出が行われ
た検出画像２５ａとなる。なおこのとき、レール１０の
取付誤差等に由来するレール１０と溶接線との非平行に
基づく開先中心座標Ｑｓの中心座標ずれΔＱｓも検出画
像中に表示される。また、図７（３）におけるブロック
線の生画像２４ｂが画像処理されると、ブロックがある
ことを確認するための確認寸法Ｌ_cやブロック高さＨ
等、後に行う開先ブロック飛びの動作に必要なブロック
検出が行われた検出画像２５ｂとなる。

【００５５】このような検出画像を短い時間間隔（例え
ば１秒毎）で連続的に検出しその検出結果を演算制御装
置１４でデータ処理することによって、開先ブロック３
の設置位置・高さ・個数等のブロック設置状況を判定す
ることができる。また、このブロック検出動作では、溶
接線を横切って設置されている各開先ブロック３に接触
しなうように溶接トーチ６及びワイヤ７を上方向に上昇
回避させた位置で溶接線方向に走行させているが、これ
に限られず、この溶接トーチ６及びワイヤ７を左右方向
に移動回避させた位置で走行移動しても開先ブロック３
への接触を回避することができる。この場合でも、溶接
トーチ６よりも先行し、かつ開先ブロック３に接触しな
い高さの位置に設けられているセンサヘッド２１を溶接
線上及び開先ブロック３上を走行移動させることによ
り、ブロック検出動作を行うことができる。

【００５６】上記センサ画像処理装置２２による検出の
間に、演算制御装置１４は手順１７５で溶接コントロー
ラ１１へ走行現在位置報告要求指令を出し、溶接コント
ローラ１１は、手順１６６で溶接制御ヘッド９の上述し
た動作結果を現在位置データとして演算制御装置１４に
報告する。そして、報告を受けた演算制御装置１４は、
手順１７６でセンサ画像処理装置２２に検出結果問合せ
要求指令を出し、センサ画像処理装置２２はこれに応じ
て手順１９０で上述した検出結果をセンサ検出データと
して演算制御装置１４に送信し、手順１９１で検出動作
指令待ちとなって待機する。演算制御装置１４は送信さ
れた検出結果より手順１７７で検出データの処理及びブ
ロック設置位置の計算を行う。そして手順１７８で溶接
トーチ６の位置Ｙがエンド位置Ｅまで来たかどうかが判
定され、満たされない場合は、手順１７４に戻る。すな
わち、手順１７４〜１７７の一連のセンサ検出動作は、
図５に示したような溶接トーチ６がスタート位置Ｓから
一周してエンド位置Ｅに到達するまで繰返し続けられる
ことになる。

【００５７】手順１７８の条件が満たされ、すなわち、
溶接トーチ６がエンド位置Ｅに達してセンサヘッド２１
及びセンサ画像処理装置２２による検出動作が終了する
と、演算制御装置１４は手順１７９で溶接コントローラ
１１でＹ軸走行停止要求指令を、手順１８０で反転戻り
動作要求指令を出し、溶接コントローラ１１はこれらに
応じた動作を手順１６７ａ,ｂで溶接制御ヘッド９に行
わせ、その結果を演算制御装置１４に報告し、手順１６
８で動作指令待ち状態となって待機する。

【００５８】その後、演算制御装置１４は、手順１８１
で、検出したセンサ検出情報から開先ブロック３の設置
箇所の飛び越し動作のための回避経路と未設置箇所の溶
接動作のための溶接経路を計算する。この経路計算の手
法を図８及び図９により説明する。図８は飛び越し溶接
時における溶接トーチの動作経路を表す説明図であり、
図９はその詳細説明図である。図８及び図９において、
スタート位置Ｓ（図５参照）の例えば径方向直下にある
溶接開始位置Ｓ_oからスタートする溶接進路で、まず最
初の１個目の開先ブロック３ａ（ブロック幅Ｗ、設置角
θ₁）について、開先ブロック３ａの飛び越しが必要な
箇所はＰ₁点からＰ₄点までである。このＰ₁点とＰ₄点の
角度は、溶接トーチ６の接触を避けるため前後に設けら
れる接触回避距離（予め設定される定数、例えば約４０
ｍｍ）をＬ、溶接ワーク１ａの外径をＤとして、（１）
式及び（２）式よりそれぞれ求められる。 θ（Ｐ₁）＝θ₁−（３６０／π・Ｄ）・（Ｗ／２＋Ｌ） ………（１） θ（Ｐ₄）＝θ₁＋（３６０／π・Ｄ）・（Ｗ／２＋Ｌ） ………（２） また、開先深さをｓ、余裕距離をｃ₁とすると、溶接ト
ーチ６が上昇・下降すべきＺ軸方向位置Ｚ₁は（３）式
より求められる。 Ｚ₁＝ｓ＋Ｈ＋ｃ₁ ………（３） 一方、ブロックのない箇所の溶接線は溶接開始位置Ｓ_o
点からＰ₁点までと、Ｐ₄点からＰ₅点までとなる。Ｐ₅点
の角度θ（Ｐ₅）は、２個目の開先ブロック３ｂ（設置
角θ₂）の手前であり、（４）式より求められる。 θ（Ｐ₅）＝θ₂−（３６０／π・Ｄ）・（Ｗ／２＋Ｌ） ………（４） すなわち、これらにより、開先ブロック３ａに関して、
溶接経路Ｓ_o→Ｐ₁とＰ₄→Ｐ₅、回避経路Ｐ₁→Ｐ₂→Ｐ₃
→Ｐ₄を設定することができる。

【００５９】他の３箇所の開先ブロック３ｂ，３ｃ，３
ｄに関しても、上記と同様な方法で、θ（Ｐ₈）,θ（Ｐ
₉）,θ（Ｐ₁₂）,θ（Ｐ₁₃）,θ（Ｐ₁₆）を求め、それぞ
れ、溶接経路Ｐ₄→Ｐ₅,Ｐ₈→Ｐ₉及び回避経路Ｐ₅→Ｐ₆
→Ｐ₇→Ｐ₈、溶接経路Ｐ₈→Ｐ₉,Ｐ₁₂→Ｐ₁₃及び回避経
路Ｐ₉→Ｐ₁₀→Ｐ₁₁→Ｐ₁₂、溶接経路Ｐ₁₂→Ｐ₁₃,Ｐ₁₆→
Ｅ_o及び回避経路Ｐ₁₃→Ｐ₁₄→Ｐ₁₅→Ｐ₁₆を設定するこ
とができる。なおここでＥ_oは溶接終了位置である。

【００６０】以上のようにして、溶接経路・回避経路の
設定計算が終了すると、ブロック飛び越し溶接の手順へ
と移る。

【００６１】（２）ブロック飛び越し溶接 検出された開先ブロック３ａ〜ｄの形状に対応したブロ
ック飛び越し溶接の実行手順を示すフローチャートを図
１０及び図１１に示す。図１０に示されるように、飛び
越し溶接の準備として、まず、演算制御装置１４は、手
順１８２で、パスプラン演算プログラム作成部１４９
（図２参照）によって溶接パスプランを演算し作成す
る。この手順１８２の詳細を図１２により説明する。図
１２において、まず、手順５１でパスプランを新規に作
成するか登録済みのファイルを引き出すかが選択され
る。新規作成を行う場合、最初に手順５４で溶接対象ワ
ーク１ａ,１ｂの開先形状が入力され、手順５５で溶接
施工に必要な基本溶接条件を設定入力された後、この入
力情報に誤りがないかを手順５６で判断し、誤りがなけ
ればその入力情報を基にして手順５７で溶接パスプラン
の自動演算処理を行う。右側に別掲するように手順５７
での主な処理内容は、溶接を行うのに必要な開先断面積
の計算を行う手順６２、求められたその開先断面積を埋
めるのに必要な溶接の層数とパス数の計算を行う手順６
３、溶接パス毎のパルス電流とその時間の計算及びワイ
ヤ送り速度の計算を行う手順６４、溶接によって積層さ
れるビード高さの決定及び累計ビード高さの計算を行う
手順６５、その時の積層ビード幅の計算と溶接トーチを
揺動させるのに必要なウィービング条件の計算を行う手
順６６、層当たりの溶着面積と溶接速度の計算を行う手
順６７、溶接パス毎の溶接位置座標の計算を行う手順６
８である。以上のような手順５７を行った後、手順５８
で演算処理したその結果であるパスプラン表示する。

【００６２】一方、手順５１で新規作成でなく既成ファ
イルの引き出しを選択した場合は、手順５２で引き出し
たい既成のファイルの番号が入力され、手順５３でその
番号のファイルを引き出す。そして手順６９でその引き
だしたファイルの内容（溶接パスプラン）を表示する。

【００６３】手順６７又は手順６９で表示を行った後
は、手順５９に移り、ファイルの編集を行うかどうかが
選択される。編集を行わない場合は直ちに手順６１に移
るが、手順６０で編集のための修正入力が行われた後に
手順６１へ移る。手順６１では、ファイル登録を行うか
どうかが選択される。登録を行わない場合は直ちに手順
１８２全体を終了して後述する手順１９５へ移り、登録
を行う場合は、手順７０でファイル登録を行った後に手
順１９５へ移る。なお、図１２に示した溶接パスプラン
は、ブロック検出動作を行う前に作成してもよいことは
言うまでもない。

【００６４】以上のようにして手順１８２で作成された
溶接パスプランには、開先ブロック飛び越し溶接動作で
使用する溶接条件のみならず、ブロック除去後の多層多
パス溶接に必要な溶接パス毎の溶接条件・溶接座標が記
載されている。よって、この作成された溶接パスプラン
は、図２に示した溶接動作制御部１４２による自動運転
時に読み込まれて開先ブロック飛び越し溶接動作で用い
られるとともに、後述する開先ブロックの除去作業後の
接続溶接・初層溶接・多層溶接等を継続して行う場合に
も、この溶接パスプランに記載の内容が全パス終了する
まで使用されることになる。

【００６５】手順１８２が終了すると、演算制御装置１
４は手順１９５で溶接条件の設定要求指令、手順１９６
でセンサ検出開始位置移動要求指令、手順１９７で溶接
開始位置への移動要求指令を順次出す。これに応じて溶
接コントローラ１１は、先の手順１８２で演算された溶
接パスプランに基づく溶接条件（例えば１パス目なら仮
付け溶接の条件）を手順２０２で設定してその設定結果
を報告し、手順２０３でセンサヘッド２１がセンサ検出
開始位置（図５に示した位置）となるように移動する指
令を溶接制御ヘッド９に出してその移動結果を報告し、
さらに手順２０４で溶接トーチ６が初期位置Ｐ_oから溶
接開始位置Ｓ_o（図８,９参照）となるように移動する指
令を溶接制御ヘッド９に出してその移動結果を報告す
る。

【００６６】報告を受け取った演算制御装置１４は、手
順１９８で溶接開始要求指令を出し、これに応じて溶接
コントローラ１１は、図８及び図９で説明した経路Ｓ_o
→Ｅ_oへ向かう溶接制御ヘッド９の走行・溶接を開始さ
せ、手順２０５で溶接開始・溶接出力動作指令を溶接制
御ヘッド９に出力した旨のＯＮ信号を返す。演算制御装
置１４はＯＮ信号を受けると、手順２７４でセンサ画像
処理装置２２に画像取り込み要求指令を出す。これに応
じてセンサ画像処理装置２２は、上述した経路で走行し
つつ、手順２８７で、溶接トーチ６よりも先行距離Ｌｓ
だけ先行しているセンサヘッド２１に画像取り込み動作
指令を出す。そしてブロック検出の時と同様、センサヘ
ッド２１のレーザ投光器２１ａで開先継手２の検出部位
に線状光線を照射し、その反射光が干渉フィルタ２１ｃ
を介して撮像カメラ２１ｂで撮像され、センサ画像処理
装置２２がこの撮像カメラ２１ｂによる撮像に対して手
順２８８で画像認識処理を行った後、手順２８９でブロ
ック検出及び開先形状検出を行う。

【００６７】上記センサ画像処理装置２２による検出の
間に、演算制御装置１４は手順２７５で溶接コントロー
ラ１１へ各軸現在位置報告要求指令を出し、溶接コント
ローラ１１は、手順２０６で溶接制御ヘッド９の上述し
た動作結果を現在位置データとして演算制御装置１４に
報告する。報告を受けた演算制御装置１４は、そのトー
チ位置のデータから、手順１９９でトーチ位置の補正を
行うべきかどうかを判断し、補正する必要がない場合
は、手順２７６へ移ってセンサ画像処理装置２２に検出
結果問合せ要求指令を出し、センサ画像処理装置２２は
これに応じて手順２９０で上述した検出結果をセンサ検
出データとして演算制御装置１４に送信し、手順２９１
で検出動作指令待ちとなって待機する。

【００６８】手順２７６の後、演算制御装置１４は、手
順２０１で検出データ処理及びトーチ位置の遅延倣い補
正制御のための制御演算を行うが、これについては後述
する。

【００６９】手順２０１の後、図１１に示される手順に
移り、手順２２１で開先ブロック３のある箇所（４ヵ
所）の一時停止位置（Ｙ＝Ｐ₁，Ｐ₅，Ｐ₉，Ｐ₁₃）に到
達したかどうかが判定される。これらの位置に到達した
と判定されると、手順２２２で溶接及び走行の一時停止
要求指令、手順２２３で溶接トーチ６の回避及び開先ブ
ロック３の飛び越しを行うためのＺ軸上昇要求指令（Ｐ
₁→Ｐ₂，Ｐ₅→Ｐ₆，Ｐ₉→Ｐ₁₀，Ｐ₁₃→Ｐ₁₄）、手順２
２４でＹ軸走行要求指令及び現在位置報告要求指令を出
す。溶接コントローラ１１はこれに対応する動作を溶接
制御ヘッド９に行わせるために、手順２１１で溶接及び
走行停止動作指令を出してその結果をＯＦＦ信号として
演算制御装置１４に報告し、手順２１２でＺ軸上昇動作
指令を出してその結果を演算制御装置１４に報告し、手
順２１３でＹ軸走行動作指令を出力した後に手順２１４
で溶接トーチ６の現在位置データを演算制御装置１４に
報告する。

【００７０】そして演算制御装置１４は、溶接コントロ
ーラ１１からこれら動作実行の結果報告を順次受けなが
ら、手順２２５で、溶接トーチ６が開先ブロック３終了
位置（Ｙ＝Ｐ₃，Ｐ₇，Ｐ₁₁，Ｐ₁₅）に到達したかどうか
を判定する。これらの位置に到達したと判定された場合
には、手順２２６でＹ軸走行停止要求指令、手順２２７
でＺ軸下降要求指令（Ｐ₃→Ｐ₄，Ｐ₇→Ｐ₈，Ｐ₁₁→
Ｐ₁₂，Ｐ₁₅→Ｐ₁₆）、手順２２８で溶接開始要求指令を
出す。溶接コントローラ１１はこれに対応する動作を溶
接制御ヘッド９に行わせるために、手順２１５でＹ軸走
行停止動作指令、手順２１６でＺ軸下降動作指令を出し
てその結果を演算制御装置１４に報告し、手順２１７で
開先ブロック３のない箇所の溶接を再開するための溶接
開始及び溶接出力動作指令を出してその結果をＯＮ信号
として演算制御装置１４に報告する。こうした一連のブ
ロック飛びの動作は開先ブロック３の数（４回）だけ繰
返し行われる。すなわち、手順２２９で溶接トーチ６が
溶接終了位置Ｅ_oに到達したと判断されるまでは、前述
した手順２７４へ戻って同様の手順を繰り返す。これに
より、図８における、開先ブロック３ａ〜ｄのない箇所
Ｓ_o→Ｐ₁，Ｐ₄→Ｐ₅，Ｐ₈→Ｐ₉，Ｐ₁₂→Ｐ₁₃，Ｐ₁₆→Ｅ
_oまでの各区間は断続的な分割溶接を行い、開先ブロッ
ク３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのある箇所Ｐ₁〜Ｐ₄，Ｐ₅〜
Ｐ₈，Ｐ₉〜Ｐ₁₂，Ｐ₁₃〜Ｐ₁₆までの各区間では、各ブロ
ック手前のＰ₁，Ｐ₅，Ｐ₉，Ｐ₁₃で溶接一時停止し、各
ブロック後方のＰ₄，Ｐ₈，Ｐ₁₂，Ｐ₁₆の飛び越し後の位
置でアークを再発生させることにより、溶接停止状態で
溶接トーチ６を上昇・移動・下降させて開先ブロック３
飛び越し動作を行う。そしてセンサヘッド２１による検
出動作は溶接トーチ６の動作と連動させて行う。

【００７１】なおこの飛び越し溶接動作においては、本
溶接に満たない小エネルギーの仮付け溶接条件を使用し
ており、図１３に示すように、裏側まで溶かさず表側だ
けを溶かした溶接ビード１８が形成するように溶接を行
う。このように溶接することによって本溶接の初層裏波
溶接に支障をきたすことなく、開先継手の底部を溶接固
定することができる。また、特に図示しないが、溶接動
作中はアーク長が常に一定になるようにアーク電圧の検
出によるフィードバック制御を行うようにしている。

【００７２】ここで、上記溶接動作中において、レール
１０の設置誤差等に由来する溶接トーチ６の位置ずれΔ
Ｓ（Ｘ軸方向のΔＸとＺ軸方向のΔＺ）に対する遅延倣
い補正制御について、以下詳細に説明する。

【００７３】前述したように、ブロック飛び溶接動作
は、手順２４７〜手順２２９の間で開先ブロック３の数
（４回）だけ繰り返されるが、この間、図１０の手順２
９０で演算制御装置１４がセンサ画像処理装置２２から
受け取るセンサ検出データは、溶接トーチ６の移動位置
（θ_T）よりも常に先行距離Ｌｓ（先行角度θ_Ls）だけ
先行した位置で検出されたデータとなる。このときのセ
ンサ検出点の角度（θ_S）は下記の（５）式で示され
る。 θ_S＝θ_T＋θ_Ls＝θ_T＋（３６０・Ｌｓ／π・Ｄ） …………（５） そしてその時の溶接トーチ６は、センサ検出点よりも角
度θ_Lsだけ遅れた位置（θ_T＝θ_S−θ_Ls）で溶接動作を
行っている。

【００７４】従って、この溶接動作を行っている溶接ト
ーチがセンサ検出点（θ_T＝θ_S）に到達する前に、あら
かじめ手順２０１で、この検出データを用いて溶接トー
チ６の位置ずれ補正に必要な遅延倣い補正制御の計算を
図７（２）に示した検出画像の開先形状の検出情報に従
って済ませておき、手順１９９で溶接トーチ６の補正が
必要と判定されたとき、つまり溶接トーチ６がセンサ検
出点に到達した時に、手順２００へ移って既に計算して
いたトーチ位置補正量を設定するように要求指令を溶接
コントローラ１１に出し、手順２０７で溶接制御ヘッド
９に補正移動動作を行わせるようにしている。

【００７５】図１１に戻り、溶接が進行して溶接トーチ
６がエンド位置（Ｙ＝Ｅ_o）に到達すると、演算制御装
置１４は手順２２９で溶接終了位置に到達したと判定
し、手順２３０で溶接動作終了要求指令、手順２３１で
溶接トーチ６の回避及び次パスの準備動作をするための
Ｚ軸上昇要求及びＹ軸反転戻り動作要求指令を出す。溶
接コントローラ１１はこれに対応する動作を溶接制御ヘ
ッド９に行わせるために、手順２１８で溶接終了動作指
令を出してその結果を溶接及び走行ＯＦＦ信号として演
算制御装置１４に報告し、手順２１９でＺ軸上昇動作指
令及びＹ軸反転戻り動作指令を出してその結果を演算制
御装置１４に報告した後、手順２２０で動作指令待ち状
態となって待機する。

【００７６】報告を受けた演算制御装置１４は、手順２
３２に移り、操作オペレータに知らせるための溶接終了
表示を行うとともに、ブロック除去要求表示を行う。そ
して、手順２３３に移って、開先ブロック３が除去され
るのを待つ待機状態となる。

【００７７】以上のようにして、ブロック飛び越し溶接
が終了すると、ブロック除去後の溶接の手順へと移る。

【００７８】（３）ブロック除去後の溶接 ブロック除去後の溶接の実行手順を表すフローチャート
を図１４及び図１５に示す。図１４に示されるように、
演算制御装置１４は、手順２４４で溶接前の準備として
ブロックが除去されたことが確認されると、手順２４５
で溶接継続か否かが選択される。溶接継続が選択されな
ければ直ちにフローを終了してすべての作業が終了する
が、溶接継続が選択されると、手順２４６で溶接パスの
更新が行われ、先に図１２を用いて説明した溶接パスプ
ランのファイルに記載されている溶接条件群等のうち、
２パス目に記載されている仮付け溶接（すなわち断続的
に形成された分割溶接を接続する接続溶接）動作が開始
される。

【００７９】こうして更新された溶接パスプランに基づ
き、まず、演算制御装置１４は手順３９５で溶接条件の
設定要求指令、手順２４７で溶接開始位置への移動要求
指令を順次出す。これに応じて先の手順２２０で動作指
令待ち状態となっていた溶接コントローラ１１は、先の
手順２４６で更新演算された溶接パスプランに基づく溶
接条件を手順３０２で設定してその設定結果を演算制御
装置１４に報告し、さらに手順３０４で溶接トーチ６が
溶接開始位置Ｓ_o（図８,９参照、但し飛び越し溶接にお
ける溶接開始位置と異なる場合もありうる）となるよう
に移動する指令を溶接制御ヘッド９に出してその移動結
果を演算制御装置１４に報告する。

【００８０】報告を受け取った演算制御装置１４は、手
順３９８で溶接開始要求指令を出し、これに応じて溶接
コントローラ１１は、図８及び図９で説明した経路Ｓ_o
→Ｅ_o（Ｅ_oも飛び越し溶接のときと異なる場合もありう
る）へ向かう溶接制御ヘッド９の走行・溶接を開始さ
せ、手順３０５で溶接開始・溶接出力動作指令を溶接制
御ヘッド９に出力した旨のＯＮ信号を返す。この時の溶
接トーチ６はセンサ検出点（θ_S）よりも先行角度θ_Ls
だけ遅れた位置（θ_T＝θ_S−θ_Ls）で溶接動作を行って
いる。演算制御装置１４はＯＮ信号を受けると、手順３
７４でセンサ画像処理装置２２に画像取り込み要求指令
を出す。これに応じて先の手順２９１で検出動作指令待
ち状態であったセンサ画像処理装置２２が、上述した経
路で走行しつつ、手順２５８で、センサヘッド２１に画
像取り込み動作を出して、センサヘッド２１のレーザ投
光器２１ａの反射光を撮像カメラ２１ｂで撮像させると
ともに、飛び越し溶接時と同様、その撮像に対して画像
処理認識動作を行う。その後、手順２５９で開先形状及
び溶接トーチ６による溶接位置ずれの検出を行う。この
ときの手順２５９で検出された撮像生画像を図１６
（１）に、その生画像をセンサ画像処理装置２２に取り
込んで画像処理を施した後の検出画像を図１６（２）に
示す。図１６（１）において、モニタ画面２４中に開先
継手２における開先線（既に分割溶接されている部分）
の生画像２４ａ、仮付け溶接のビード１８、インサート
５が図示のように撮像され、これが画像処理されると、
図１６（２）に示すような開先肩幅Ｗｓ、開先中心座標
Ｑｓ、開先深さｈｓ、開先底幅Ｗｔ、開先段面積Ａｓな
ど溶接の制御に必要な開先形状検出が行われた検出画像
２７となる。なおこのとき、レール１０の取付誤差等に
由来するレール１０と溶接線との非平行に基づく開先中
心座標Ｑｓの中心座標ずれΔＱｓも検出画像中に表示さ
れる。

【００８１】上記センサ画像処理装置２２による検出の
間に、演算制御装置１４は手順２４８で溶接コントロー
ラ１１へ各軸現在位置報告要求指令を出し、溶接コント
ローラ１１は、手順２４１で溶接制御ヘッド９の上述し
た動作結果を現在位置データ及び溶接出力データとして
演算制御装置１４に報告する。報告を受けた演算制御装
置１４は、まずそのトーチ位置のデータから、まず手順
２５０でトーチ位置の補正を行うべきかどうかを判断し
補正する必要がない場合は、さらに手順２５２へ移って
溶接条件のデータから溶接条件の補正を行うべきかどう
かを判断し、補正する必要がない場合は、手順２５４へ
移る。そして手順２５４でセンサ画像処理装置２２に検
出結果問合せ要求指令を出し、センサ画像処理装置２２
はこれに応じて手順２６０で上述した検出結果をセンサ
検出データとして演算制御装置１４に送信し、手順３９
１で検出動作指令待ちとなって待機する。

【００８２】手順２５４の後、演算制御装置１４は、飛
び越し溶接時と同様、手順２５５で検出データ処理及び
トーチ位置の遅延倣い補正制御のための制御演算を、そ
して手順２５６で溶接条件補正制御のための制御演算
を、溶接トーチ６がセンサ検出点（θ_T＝θ_S）に到達す
る前に済ませておく。

【００８３】こうした一連の動作は、手順２５７で溶接
トーチ６が溶接終了位置（Ｙ＝Ｅ_o）２５７に到達した
と判断されるまで、手順３４７に戻って繰り返される。
その際、手順２５０や手順２５２でトーチ位置又は溶接
条件の補正を行うと判断されたときは、先の手順２５５
及び手順２５６で行った補正のための計算結果に従っ
て、手順２５１で位置ずれΔＳ（ΔＸ，ΔＺ）を無くす
ためのトーチ位置補正量設定要求指令を、手順２５３で
溶接の乱れ防止及び溶融金属の調整をするための溶接条
件補正量設定要求指令を溶接コントローラ１１に出す。
溶接コントローラ１１はこれに応じて、手順２４２でト
ーチ位置補正動作指令を、手順２４３で溶接条件補正動
作指令を出し、溶接制御ヘッドにこれら補正動作を実施
させるようにしている。なお、上記のうち、溶接条件の
補正制御については、主として、開先継手２を多層多パ
ス溶接する本溶接（後述）で用いる。例えば、溶接の乱
れ防止に対しては溶接電流やウィービング幅を変化さ
せ、また、溶融金属の調整に対しては溶接速度やワイヤ
送り速度を変化させるなどの補正制御を行う。

【００８４】そして、溶接トーチ６が溶接終了位置に到
達すると、演算制御装置１４は手順２５７で溶接終了位
置に到達したと判定し、図１５に示す手順２３０に移
る。そしてこの手順３３０で溶接動作終了要求指令、手
順３３１で溶接トーチ６の回避及び次パスの準備動作を
するためのＺ軸上昇要求及びＹ軸反転戻り動作要求指令
を出す。溶接コントローラ１１はこれに対応する動作を
溶接制御ヘッド９に行わせるために、手順３１８で溶接
終了動作指令を出してその結果を溶接及び走行ＯＦＦ信
号として演算制御装置１４に報告し、手順３１９でＺ軸
上昇動作指令及びＹ軸反転戻り動作指令を出してその結
果を演算制御装置１４に報告した後、手順３２０で動作
指令待ち状態となって待機する。以上の動作により、断
続的に形成された分割溶接を接続する接続溶接を仮付け
溶接の形で行うことができ、開先継手２内の全周が図１
３で示されるように仮付け溶接されたことになる。な
お、ここで特に図示していないが、溶接動作中に操作員
の判断によってキーボード１５から溶接位置の変更や溶
接一時停止などが行えるようにして、操作性及び使い勝
手の向上を図っている。

【００８５】このようにして２パス目の仮付け溶接（接
続溶接）が終了すると、手順２６１で最終パス終了かど
うかがＮＯと判定されて手順２４６に戻る。

【００８６】そして手順２４６で、再び溶接パスの更新
が行われ、溶接パスプランのファイルに記載の３パス目
の溶接、すなわち本溶接１パス目の溶接（初層裏波溶
接）動作が開始される。以下、手順２６１まで、前述と
同様にして溶接が行われるが、この初層裏波溶接のとき
の溶接条件として、前述までの分割溶接・接続溶接の仮
付け溶接と異なり、図１７に示されるように、完全溶け
込みの裏ビード１９が形成するような溶接条件が用いら
れる。そして、本溶接１パス目の溶接が終わると、手順
２６１から再度手順２４６に戻り、本溶接２パス目の溶
接動作に更新される。このようにして、以降、最終パス
が終了するまで、溶接パスの更新が行われて多層多パス
溶接である本溶接が継続される。この多層多パス溶接の
最中（３層４パス終了後）における手順２５９で検出さ
れた撮像生画像を図１８に示す。図１８において、モニ
タ画面２４中に開先継手２における開先線の生画像２
６、多層多パス溶接のビードのイ，ロ，ハ，ニが図示の
ように撮像される。なお、これが画像処理されると、図
１６（２）に示した検出画像とほぼ同様となる。そし
て、最終パス終了（Ｎ＝Ｎｐ；パスプラン記載の最終パ
ス数）に至るまで順次繰返し行われ、最終的には、図１
９に示されるようなイ〜リの積層多パスビードが得ら
れ、手順２６４ですべての溶接作業を終了する。

【００８７】なお、上記構成において、センサヘッド２
１及びセンサ画像処理装置２２が、溶接時に溶接位置を
検出する第１の検出手段と、非溶接時に開先形状及び障
害物の位置・形状・寸法を検出する第２の検出手段との
両方を構成し、溶接コントローラ１１及び演算制御装置
１４が、溶接トーチの溶接出力条件・トーチ駆動手段の
駆動動作・溶接制御ヘッドの走行動作を制御する制御手
段を構成する。

【００８８】以上のように構成した本実施例によれば、
溶接前における開先ブロック３検出と溶接時における開
先情報検出をともにセンサヘッド２１及びセンサ画像処
理装置２２で行うことにより、開先ブロック３の飛び越
し自動溶接（分割溶接）と開先ブロック３除去後の自動
溶接（接続溶接・本溶接）とを継続して行うことができ
るので、開先ブロック３がある開先継手２溶接における
溶接作業の完全自動化を図ることができる。よって、従
来の手動溶接からの脱却を図りつつ健全な溶接品質を得
ることができる。また、パスプランの記載の溶接条件群
にしたがって接続溶接から多層多パス溶接終了まで順次
繰り返し溶接を行えるので、溶接の段取り時間の削減を
図ることができる。さらに、レール１０の設置誤差等に
由来して溶接制御ヘッド９走行方向と開先継手２溶接線
方向との偏差が発生したとしても、この偏差が溶接に与
える影響を自動的に補正することができるので、溶接パ
ス毎の溶接トーチ６と溶接線との位置合わせや溶接出力
条件の修正に神経を使うことなく、一連の飛び越し溶接
〜多層多パス溶接を自動で行うことができる。

【００８９】なお、上記第１の実施例では、仮付け溶接
による分割接続の後、開先ブロック３ａ〜ｄを除去して
再度仮付け溶接による接続溶接を行ったが、これに限ら
れず、手順２４６で更新する溶接パスプランに、仮付け
溶接の回数が１回限りと予め設定されている場合には、
この２パス目の仮付け溶接の動作はなく、本溶接１パス
目の初層裏波溶接の動作が開始される（すなわち初層裏
波溶接が接続溶接の役割を兼ねる）ことになる。また、
上記第１の実施例においては、（１）ブロック検出動作
と（２）ブロック飛び溶接動作を分けて行う実施例を示
したが、図１０及び図１１に示したブロック飛び溶接動
作の中でブロック検出と溶接動作経路及びブロック回避
経路の計算をさせることによって、図４に示したブロッ
ク検出動作を省略することもできる。このようにして構
成した実行手順によっても、開先ブロック３のない箇所
の溶接動作と開先ブロック３のある箇所の飛び越し動作
を繰返し正確に行うことができるばかりでなく、同時に
溶接トーチ６の位置ずれを無くすことができる。さら
に、上記第１の実施例においては開先継手２にインサー
ト５を設けたが、これに限られず、インサートを設けな
い開先継手の溶接においても適用でき、同様の効果を得
る。また、上記実施例の自動溶接装置１００はＴＩＧア
ーク溶接を行うものであったが、これに限られず、例え
ばプラズマアーク溶接やホットワイヤＴＩＧアーク溶接
など他の溶接方法を適用する場合であっても、上記同様
の方法で、ブロック飛び溶接及びブロック除去後の溶接
を実施することが可能であり、これらの場合も同様の効
果を得ることができる。

【００９０】本発明の第２の実施例を図２０及び図２１
により説明する。本実施例は、平板の溶接ワークに対し
溶接を行う自動溶接装置の実施例である。第１の実施例
と同等の部材には同一の符号を付す。図２０は、本実施
例による自動溶接装置４００の概略構成を示す斜視図で
ある。第１の実施例における図１と異なる主要な点は、
溶接ワーク１ｃ,１ｄが平板であり、これに伴って自動
溶接装置４００のレール１０１が直線状になり、また直
線状の開先継手１０２に２個の開先ブロック１０３が設
けられていることである。その他の点は第１の実施例と
ほぼ同様である。

【００９１】上記構成の自動溶接装置４００の動作は基
本的には第１の実施例の自動溶接装置１００と同様であ
り、同様の制御フローによって（１）開先ブロックの検
出・（２）ブロック飛び越し溶接・（３）ブロック除去
後の溶接の３つの手順を経て開先継手１０２に対する溶
接を行う。これらのうち、（１）開先ブロックの検出の
手順１８１（図４参照）における、演算制御装置１４に
よる飛び越し動作のための回避経路及び溶接動作のため
の溶接経路の計算手法を図２１により説明する。

【００９２】図２１は第１の実施例の図８に相当する図
であり、飛び越し溶接時における溶接トーチの動作経路
を表す説明図である。図８において、溶接開始位置Ｓ_o
からスタートする溶接進路で、最初の１個目の開先ブロ
ック１０３ａ（ブロック幅Ｗ、Ｓ_oからの設置距離Ｙ₁）
について、飛び越しが必要な箇所はＰ₁点からＰ₄点まで
である。このＰ₁点及びＰ₄点のＳ_oからの距離は、溶接
トーチ６の接触を避けるため前後に設けられる接触回避
距離（予め設定される定数、例えば約４０ｍｍ）をＬと
して、（６）式及び（７）式で求められる。 Ｙ（Ｐ₁）＝Ｙ₁−（Ｗ／２＋Ｌ） ……………（６） Ｙ（Ｐ₄）＝Ｙ₁＋（Ｗ／２＋Ｌ） ……………（７） 同様に、２個目の開先ブロック１０３ｂ（ブロック幅
Ｗ、Ｓ_oからの設置距離Ｙ₂）に関してもＰ₅点およびＰ₈
点のＳ_oからの距離は、（８）式及び（９）式となる。 Ｙ（Ｐ₅）＝Ｙ₂−（Ｗ／２＋Ｌ） ……………（８） Ｙ（Ｐ₈）＝Ｙ₂＋（Ｗ／２＋Ｌ） ……………（９） また、ブロック飛びにおける溶接トーチの上昇（Ｐ₁→
Ｐ₂，Ｐ₅→Ｐ₆）や下降（Ｐ₃→Ｐ₄，Ｐ₇→Ｐ₈）の距離
Ｚ₁については、第１の実施例で説明した（３）式によ
り求められる。

【００９３】すなわち、これらにより、開先ブロック１
０３ａに関する溶接経路Ｓ_o→Ｐ₁,Ｐ₄→Ｐ₅及び回避経
路Ｐ₁→Ｐ₂→Ｐ₃→Ｐ₄、開先ブロック１０３ｂに関する
溶接経路Ｐ₄→Ｐ₅,Ｐ₈→Ｅ_o及び回避経路Ｐ₅→Ｐ₆→Ｐ₇
→Ｐ₈、を設定することができる。

【００９４】その他の制御方法等の手順は、第１の実施
例の自動溶接装置１００とほぼ同様である。

【００９５】本実施例の自動溶接装置４００によれば、
平板の溶接ワーク１ｃ,１ｄに対し溶接を行う場合であ
っても、第１の実施例と同様の効果を得ることができ
る。

【００９６】

【発明の効果】本発明の自動溶接装置によれば、非溶接
時における開先ブロック検出と溶接時における開先情報
検出を第１・第２の検出手段で行うことにより、障害物
を飛び越しながらの自動溶接とその障害物除去後の連続
的な自動溶接とを継続して行うことができるので、溶接
線上に開先ブロックがある開先継手溶接における溶接作
業の完全自動化を図ることができる。よって、従来の手
動溶接からの脱却を図りつつ健全な溶接品質を得ること
ができる。

【００９７】また、連続溶接時に接続溶接から多層多パ
ス溶接までを行うとき、第１の溶接条件記憶手段に記載
の溶接条件群にしたがって全パス終了するまで順次繰り
返し溶接を行えるので、溶接の段取り時間の削減を図る
ことができる。さらに、ガイドレールの設置誤差等に由
来して溶接制御ヘッド走行方向と開先継手溶接線方向と
の偏差が発生したとしても、この偏差が連続溶接に与え
る影響を自動的に補正することができるので、溶接パス
毎の溶接トーチと溶接線との位置合わせや溶接出力条件
の修正に神経を使うことなく、一連の多層多パス溶接を
自動で行うことができる。また、ガイドレールの設置誤
差等に由来して溶接制御ヘッド走行方向と開先継手溶接
線方向との偏差が発生したとしても、この偏差が飛び越
し溶接に与える影響を自動的に補正することができるの
で、溶接トーチと溶接線との位置合わせや溶接出力条件
の修正に神経を使うことなく、飛び越し溶接を自動で行
うことができる。さらに、本発明の溶接方法によれば、
非溶接時における開先ブロック検出と溶接時における開
先情報検出を第１・第２の自動検出手段で行うことによ
り、障害物を飛び越しながらの自動溶接とその障害物除
去後の連続的な自動溶接とを継続して行うことができる
ので、溶接線上に開先ブロックがある開先継手溶接にお
ける溶接作業の完全自動化を図ることができる。よっ
て、従来の手動溶接からの脱却を図りつつ健全な溶接品
質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による自動溶接装置の概
略構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示した溶接制御ヘッド、溶接コントロー
ラ、演算制御装置、センサ画像処理装置内部の機能ブロ
ック図である。

【図３】検出する開先ブロックの配置を表す概念図であ
る。

【図４】図３に示された開先ブロックを検出する動作の
実行手順を表すフローチャートである。

【図５】溶接制御ヘッドの走行動作を表す説明図であ
る。

【図６】開先ブロックの設置箇所・非設置箇所の断面を
表す概念図である。

【図７】図６に表された断面を撮像した生画像とこの生
画像をセンサ画像処理装置で画像処理を施した後の検出
画像を表す図である。

【図８】飛び越し溶接時における溶接トーチの動作経路
を表す説明図である。

【図９】図８の動作経路の詳細説明図である。

【図１０】ブロック飛び越し溶接の実行手順を示すフロ
ーチャートである。

【図１１】ブロック飛び越し溶接の実行手順を示すフロ
ーチャートである。

【図１２】図１０に示された手順１８２の詳細を示すフ
ローチャートである。

【図１３】飛び越し溶接時に開先ブロック非設置箇所に
行う仮付け溶接断面を表す概念図である。

【図１４】ブロック除去後の溶接の実行手順を表すフロ
ーチャートである。

【図１５】ブロック除去後の溶接の実行手順を表すフロ
ーチャートである。

【図１６】既に分割溶接済みの開先ブロック非設置箇所
断面を撮像した生画像とこの生画像をセンサ画像処理装
置で画像処理を施した後の検出画像を表す図である。

【図１７】初層裏波溶接のときに行われる、完全とけ込
み裏ビードが生じる溶接断面を表す概念図である。

【図１８】多層多パス溶接最中における溶接断面を撮像
した生画像を表す図である。

【図１９】最終パスが終了し積層多パスビードが生じた
溶接断面を表す概念図である。

【図２０】本発明の第２の実施例による自動溶接装置の
概略構成を示す斜視図である。

【図２１】飛び越し溶接時における溶接トーチの動作経
路を表す説明図である。

【図２２】円管の円周開先継手の構造を示す図である。

【図２３】インサートリングを設ける場合の開先継手の
構造を示す図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 円管の溶接ワーク １ｃ，１ｄ 平板の溶接ワーク ２ 開先継手 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 開先ブロック ４ 溶接固定部 ５ インサート ６ 溶接トーチ ７ ワイヤ ８ ワイヤリール ９ 溶接制御ヘッド １０ レール １１ 溶接コントローラ １２ 溶接電源 １３ 操作ペンダント １４ 演算制御装置 １５ キーボード １６ ＣＲＴ １８ 仮付け溶接の溶接ビード １９ 完全溶け込みの裏ビード ２１ センサヘッド ２１ａ レーザ投光器 ２１ｂ 撮像カメラ ２１ｃ 干渉フィルタ ２２ センサ画像処理装置 ２３ 画像モニタ ２４ モニタ画面 ２４ａ 開先線の生画像 ２４ｂ ブロック線の生画像 ２５ａ，２５ｂ 画像処理後の検出画像 ２６ 多パス溶接時の開先線の生
画像 ２７ 画像処理後の検出画像 １０１ 直線レール １０２ 開先継手 １０３ａ，１０３ｂ 開先ブロック Ｄ 溶接ワークの外径 Ｅ エンド位置 Ｅ_o 溶接終了位置 Ｈ 開先ブロック高さ Ｌ 接触回避距離 Ｌｓ センサの先行距離 Ｐ_o〜Ｐ₁₆ 溶接トーチの動作経路 Ｓ スタート位置 Ｓ_o 溶接開始位置 Ｗ 開先ブロック幅 Ｙ₁，Ｙ₂ 開先ブロック設置位置 θ_S センサ検出点の角度 θ_T 溶接トーチ移動点 θ₁〜θ₄ 開先ブロック設置角 イ〜リ 積層多パスビード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 信雄 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 中島 吉男 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 菊池 宏成 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 上原 壮夫 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 小林 正宏 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 日野 英司 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 水口 和彦 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接ワークの突き合わせ部に形成された
   開先継手に対し溶接を行う可動式の溶接トーチと、この
   溶接トーチを駆動するトーチ駆動手段とを備え、前記開
   先継手の溶接線にほぼ沿って溶接進行方向へ走行する自
   走式の溶接制御ヘッドと、前記溶接制御ヘッドの走行を
   案内するガイドレールと、溶接時において前記溶接トー
   チの溶接位置を検出する第１の検出手段と、この第１の
   検出手段の検出結果に基づき、前記溶接トーチの溶接出
   力条件、前記トーチ駆動手段の駆動動作、及び前記溶接
   制御ヘッドの走行動作を制御する制御手段とを有し、前
   記開先継手に対する溶接を行う自動溶接装置において、 非溶接時において前記開先継手の開先形状及びこの開先
   形状内に設けられた障害物の位置・形状・寸法を検出す
   る第２の検出手段をさらに有し、かつ、 前記制御手段は、前記第１及び第２の検出手段の検出結
   果に基づき、前記溶接トーチが、前記開先形状のうち前
   記障害物のない部分を溶接し、前記開先形状のうち前記
   障害物のある部分は溶接を行わず該障害物を飛び越えて
   回避するように、前記溶接トーチの溶接出力条件、前記
   トーチ駆動手段の駆動動作、及び前記溶接制御ヘッドの
   走行動作を制御する飛び越し溶接制御手段と、前記第１
   の検出手段の検出結果に基づき、前記溶接トーチが、前
   記開先形状内全域にわたって連続的に溶接を行うよう
   に、前記溶接トーチの溶接出力条件、前記トーチ駆動手
   段の駆動動作、及び前記溶接制御ヘッドの走行動作を制
   御する連続溶接制御手段とを備えていることを特徴とす
   る自動溶接装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動溶接装置において、
   前記第１及び第２の検出手段は、同一の１つの検出手段
   であり、かつこの１つの検出手段は、前記開先継手に線
   状の光線を照射する線状投光器と、前記線状の光線の反
   射像を撮像するカメラと、このカメラの検出画像を画像
   処理し、前記開先形状、前記障害物の位置・形状・寸
   法、及び前記溶接位置に関する必要な情報を抽出する画
   像処理手段とを備えていることを特徴とする自動溶接装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の自動溶接装置において、
   前記連続溶接制御手段は、前記溶接トーチが前記開先形
   状内を全域にわたって溶接するときの溶接経路を演算す
   る第１の経路演算手段と、この第１の経路演算手段の演
   算結果に基づき、前記溶接トーチの溶接出力条件、前記
   トーチ駆動手段の駆動動作、及び前記溶接制御ヘッドの
   走行動作を制御し、前記開先形状内全域にわたる連続溶
   接を行う第１の溶接実行手段とを備えていることを特徴
   とする自動溶接装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の自動溶接装置において、
   前記連続溶接制御手段は、前記溶接トーチの溶接出力条
   件があらかじめ複数種類の溶接データとして設定入力さ
   れて記憶されている第１の溶接条件記憶手段をさらに有
   しており、前記第１の溶接実行手段は、前記第１の溶接
   条件記憶手段に記憶された複数種類の溶接出力条件のう
   ちの１つにしたがって前記開先形状内全域にわたる連続
   溶接を行うことを特徴とする自動溶接装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の自動溶接装置において、
   前記第１の溶接条件記憶手段に記憶されている複数種類
   の溶接データのうち少なくとも一部は、前記開先継手の
   表側だけを溶かし裏側を溶かさない大きさのエネルギー
   である、仮付け溶接条件のデータであることを特徴とす
   る自動溶接装置。
6. 【請求項６】 請求項３記載の自動溶接装置において、
   前記連続溶接制御手段は、前記第１の検出手段の検出結
   果に基づいて溶接時における前記溶接制御ヘッドの走行
   方向と前記開先継手の溶接線の方向との偏差を計算し、
   この偏差に従って前記第１の経路演算手段で演算された
   溶接経路を補正する第１の補正手段をさらに有し、前記
   第１の溶接実行手段は、この補正された溶接経路に基づ
   いて前記溶接トーチの溶接出力条件、前記トーチ駆動手
   段の駆動動作、及び前記溶接制御ヘッドの走行動作を制
   御することを特徴とする自動溶接装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の自動溶接装置において、
   前記第１の検出手段は、前記溶接トーチよりも溶接方向
   に先行した位置でかつ前記障害物の高さより高い位置と
   なるように前記溶接制御ヘッドに固定されており、前記
   第１の補正手段は、前記第１の検出結果に基づいて計算
   された偏差を基に、前記第１の検出手段よりも遅れて進
   行してくる前記溶接トーチの遅れ距離を考慮しつつ、前
   記第１の経路演算手段で演算された溶接経路を補正する
   遅延倣い補正を行うことを特徴とする自動溶接装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の自動溶接装置において、
   前記飛び越し溶接制御手段は、前記溶接トーチが前記開
   先形状のうち前記障害物のない部分を溶接するときの溶
   接経路及び該溶接トーチが前記障害物を飛び越えて回避
   するための回避経路を演算する第２の経路演算手段と、
   この第２の経路演算手段の演算結果に基づき、前記溶接
   トーチの溶接出力条件、前記トーチ駆動手段の駆動動
   作、及び前記溶接制御ヘッドの走行動作を制御し、飛び
   越し溶接を行う第２の溶接実行手段とを備えていること
   を特徴とする自動溶接装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の自動溶接装置において、
   前記飛び越し溶接制御手段は、前記溶接トーチの溶接出
   力条件があらかじめ複数種類の溶接データとして設定入
   力されて記憶されている第２の溶接条件記憶手段をさら
   に有しており、前記第２の溶接実行手段は、前記第２の
   溶接条件記憶手段に記憶された複数種類の溶接出力条件
   のうちの１つにしたがって前記溶接経路における溶接を
   行うことを特徴とする自動溶接装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の自動溶接装置におい
    て、前記第２の溶接条件記憶手段に記憶されている複数
    種類の溶接データのうち少なくとも一部は、前記開先継
    手の表側だけを溶かし裏側を溶かさない大きさのエネル
    ギーである、仮付け溶接条件のデータであることを特徴
    とする自動溶接装置。
11. 【請求項１１】 請求項８記載の自動溶接装置におい
    て、前記飛び越し溶接制御手段は、前記第１の検出手段
    の検出結果に基づいて溶接時における前記溶接制御ヘッ
    ドの走行方向と前記開先継手の溶接線の方向との偏差を
    計算し、この偏差に従って前記第２の経路演算手段で演
    算された溶接経路を補正する第２の補正手段をさらに有
    し、前記第２の溶接実行手段は、この補正された溶接経
    路に基づいて前記溶接トーチの溶接出力条件、前記トー
    チ駆動手段の駆動動作、及び前記溶接制御ヘッドの走行
    動作を制御することを特徴とする自動溶接装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の自動溶接装置におい
    て、前記第１の検出手段は、前記溶接トーチよりも溶接
    方向に先行した位置でかつ前記障害物の高さより高い位
    置となるように前記溶接制御ヘッドに固定されており、
    前記第２の補正手段は、前記第１の検出結果に基づいて
    計算された偏差を基に、前記第１の検出手段よりも遅れ
    て進行してくる前記溶接トーチの遅れ距離を考慮しつ
    つ、前記第２の経路演算手段で演算された溶接経路を補
    正する遅延倣い補正を行うことを特徴とする自動溶接装
    置。
13. 【請求項１３】 請求項１記載の自動溶接装置におい
    て、略平板形状の溶接ワークの直線状開先継手に対し、
    溶接を行うことを特徴とする自動溶接装置。
14. 【請求項１４】 請求項１記載の自動溶接装置におい
    て、略円管形状の溶接ワークの円周状開先継手に対し、
    全姿勢溶接を行うことを特徴とする自動溶接装置。
15. 【請求項１５】 自走式の溶接制御ヘッドに備えられた
    可動式の溶接トーチの溶接位置を第１の自動検出手段で
    検出し、これに応じて該溶接トーチを駆動するとともに
    前記溶接制御ヘッドを走行させることにより、溶接ワー
    クの突き合わせ部に形成された開先継手に対し溶接を行
    う溶接方法において、 前記開先継手の開先形状内に前記溶接線を横切って複数
    の開先ブロックを設置し溶接ワークどうしを固定する第
    １の手順と、 前記開先形状内の開先ブロックの位置を第２の自動検出
    手段で検出する第２の手順と、 前記第１及び第２の自動検出手段の検出結果に基づき、
    前記溶接トーチを駆動しつつ前記溶接制御ヘッドを溶接
    進行方向に走行させて、前記開先形状のうち前記開先ブ
    ロックのある部分は前記溶接トーチに該開先ブロックを
    飛び越えさせて回避させ、前記開先形状のうち前記開先
    ブロックのない部分には分割溶接を行う第３の手順と、 前記分割溶接終了後、前記開先ブロックを撤去する第４
    の手順と、 前記開先ブロック撤去後、第１の自動検出手段の検出結
    果に基づき前記溶接トーチを駆動しつつ前記溶接制御ヘ
    ッドを走行させ、前記開先形状内全域の溶接を行う第５
    の手順と、を有することを特徴とする溶接方法。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の溶接方法において、
    前記第２の手順は、前記溶接トーチが前記開先ブロック
    に衝突しないように回避する方向に該溶接トーチを移動
    させた後、この回避した状態で前記溶接制御ヘッドを走
    行させることにより、該溶接制御ヘッドに設けられた検
    出手段で前記開先形状内の開先ブロックの位置を自動検
    出する手順であることを特徴とする溶接方法。
17. 【請求項１７】 請求項１５記載の溶接方法において、
    略平板状の溶接ワークの直線状開先継手に対し、溶接を
    行うことを特徴とする溶接方法。
18. 【請求項１８】 請求項１５記載の溶接方法において、
    略円管形状の溶接ワークの円周状開先継手に対し、全姿
    勢溶接を行うことを特徴とする溶接方法。