JPH09103873A

JPH09103873A - 溶接装置

Info

Publication number: JPH09103873A
Application number: JP26155095A
Authority: JP
Inventors: Hikari Yamamoto; 光山本
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1995-10-09
Publication date: 1997-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】溶接位置および溶接条件をリアルタイムかつ
精度よく自動制御する。【解決手段】溶接トーチ３の進行方向の前方および後
方にレーザ変位センサ１，２を配設した溶接装置であ
り、まず溶接対象領域内の溶接前の表面形状を形状デー
タ記憶装置１１に格納する処理を行い、溶接トーチ３が
溶接開始位置に到達すると、形状データ記憶装置１１に
格納されている溶接対象領域内の溶接前の表面形状に基
づいて溶接トーチ３の位置決めを行う処理を行い、レー
ザ変位センサ２が溶接開始位置に到達すると、溶接前の
表面形状に基づいて溶接トーチ３の位置決めを行うとと
もに、溶接前後の溶接断面積の差分を算出して次回溶接
時の溶接トーチ３の溶接条件を設定する処理を行い、レ
ーザ変位センサ１が溶接終了位置に到達すると溶接トー
チ３の位置決めおよび溶接条件の設定を行う処理を溶接
トーチ３が溶接終了位置に到達するまで行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、開先内やすみ肉部
などの溶接対象領域内で溶接トーチを移動させながら溶
接を行う溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】開先内やすみ肉部などの溶接対象領域を
溶接トーチを用いて溶接する場合、レーザ変位センサを
用いる方式と視覚センサを用いる方式が従来から各種提
案されている。レーザ変位センサを用いる方式では、レ
ーザ変位センサから溶接対象領域内にレーザを照射し、
その反射光により被溶接物表面の形状情報を検出し、そ
の情報に基づいて溶接トーチの位置検出および位置制御
を行う（例えば、特開平3-52774号公報、特開平3-19327
0号公報）。一方、視覚センサを用いる方式では、視覚
センサにより得られる視覚情報を画像処理して溶接トー
チの位置等を検出し、その検出結果に基づいて溶接トー
チの位置制御等を行う。また、レーザ変位センサと視覚
センサの双方を用い、両センサの長所を生かして溶接ト
ーチの位置制御を行う装置も提案されている（例えば、
特開平3-47680号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置は溶接トーチの位置をリアルタイムに制御できるも
のの、溶接ビード形成直後のビード形状を検出する手段
を備えておらず、形成されたビード形状に基づいて溶接
トーチの溶接条件をリアルタイムに変更制御することは
できなかった。このため、溶接トーチの溶接条件が適切
か否かは溶接が終了するまでわからず、溶け込み不良や
抜け落ちなどの溶接不良が発生する可能性が大きく、溶
接ビードの品質を一定レベルに維持するのが難しかっ
た。

【０００４】本発明の目的は、溶接トーチの溶接位置お
よび溶接条件をリアルタイムに、かつ精度よく自動制御
できる溶接装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】発明の一実施の形態を示
す図１に対応づけて本発明を説明すると、本発明は、溶
接トーチ３を溶接対象領域内で移動させながら該溶接対
象領域内に溶接ビードを形成する溶接装置に適用され、
溶接トーチ３の進行方向前方に設けられ、溶接対象領域
内の形状情報を検出する第１の検出手段１と、溶接トー
チ３の進行方向後方に設けられ、溶接対象領域内の形状
情報を検出する第２の検出手段２と、第１の検出手段１
により検出された溶接対象領域内の形状情報に基づい
て、溶接トーチ３の位置決めを行う位置決め手段と、第
１および第２の検出手段１，２により検出された溶接対
象領域内の形状情報に基づいて、溶接トーチ３の溶接条
件を制御する溶接条件制御手段とを備えることにより、
上記目的は達成される。請求項１に記載の発明では、溶
接トーチ３の進行方向前方に設けた第１の検出手段１に
より溶接対象領域内の形状情報を検出して、溶接トーチ
３の位置決めを行う。また、溶接トーチ３の進行方向後
方に設けた第２の検出手段２と上述した第１の検出手段
１による検出結果に基づいて、例えば直前に溶接を行っ
たビード断面積を演算し、演算したビード断面積に基づ
いて溶接トーチ３の溶接条件を制御する。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の溶接装置において、第１の検出手段１により検出され
た溶接対象領域内の形状情報を逐次記憶する記憶手段１
１と、記憶手段１１に記憶されている形状情報のうち、
溶接トーチ３の現在位置付近の形状情報を抽出する抽出
手段とを備え、抽出手段により抽出された形状情報に基
づいて溶接トーチ３の位置決めを行うように位置決め手
段を構成するものである。請求項２に記載の発明では、
溶接トーチ３の進行方向前方における溶接対象領域内の
形状情報を逐次記憶手段１１に記憶しておき、記憶され
た形状情報に基づいて溶接トーチ３の現在位置付近の形
状情報を読み出して溶接トーチ３の位置決めを行う。

【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の溶接装置において、抽出手段により抽出された形状情
報に基づいて、溶接対象領域内の表面形状が変化する形
状変曲点を検出する変曲点検出手段を備え、検出された
形状変曲点周辺に溶接を行うべく、溶接トーチ３の位置
決めを行うように位置決め手段を構成するものである。
請求項３に記載の発明では、溶接対象領域内の表面形状
が変化する形状変曲点を検出し、検出した形状変曲点周
辺に溶接を行うべく溶接トーチ３を位置決めする。これ
により、むらのない一様な溶接ビードが形成される。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項２または
３に記載の溶接装置において、第２の検出手段２により
検出された溶接対象領域内の所定方向における形状情報
と、記憶手段１１に記憶されている所定方向における形
状情報とに基づいて、直前の溶接時の溶接ビード形状を
検出するビード形状検出手段とを備え、検出された溶接
ビード形状に基づいて次回溶接時の溶接トーチ３の溶接
条件を制御するように溶接条件制御手段を構成するもの
である。請求項４に記載の発明では、溶接対象領域内の
所定方向における形状情報、すなわち、溶接対象領域内
の断面形状を溶接前後で比較し、断面形状の差に基づい
て、直前に溶接を行った際の溶接ビード形状を検出す
る。そして、その溶接ビード形状に基づいて、均一な溶
接ビードが形成されるように溶接トーチ３の溶接条件を
制御する。

【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項１〜３に
記載の溶接装置において、第２の検出手段２により検出
された最新の形状情報を記憶する溶接済情報記憶手段
と、溶接済情報記憶手段に記憶された形状情報に基づい
て、次回溶接時の溶接トーチ３の位置を予測するトーチ
位置予測手段とを備え、多パス多層盛り溶接を行う際
に、第１の検出手段１により検出された形状情報に基づ
いて１回目の溶接時の溶接トーチ３の位置決めを行い、
トーチ位置予測手段により予測された位置に基づいて２
回目以降の溶接時の溶接トーチ３の位置決めを行うよう
に位置決め手段を構成するものである。請求項５に記載
の発明では、直前に溶接を行った場所の形状情報を溶接
済情報記憶手段に記憶しておき、その記憶情報に基づい
て次に溶接トーチ３が溶接すべき場所の位置決めを行う
ようにし、溶接前の形状情報を記憶する手間を省く。

【００１０】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために本発明の一実施の形態の図を用いたが、これによ
り本発明が一実施の形態に限定されるものではない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜６を用いて本発明の
一実施の形態を説明する。図１は、本発明による溶接装
置の一実施の形態の概略ブロック図である。図１の符号
１は溶接トーチ３の進行方向（図示のＹ軸の正方向）前
方に配設されるレーザ変位センサ、２は溶接トーチ３の
進行方向後方に配設されるレーザ変位センサであり、い
ずれのレーザ変位センサ１，２も溶接トーチ３に一体に
取り付けられている。溶接トーチ３は、被溶接物４上に
形成された開先面５の上方（図示のＺ軸の正方向）に移
動可能に設置され、溶接トーチ３の先端部には溶接を行
うための溶接ワイヤ６が取り付けられている。レーザ変
位センサ１，２は、開先面５にレーザを照射し、その反
射光を検出することで開先面５の表面形状を検出する。

【００１２】７はレーザ変位センサ１を制御するレーザ
変位センサ制御装置であり、レーザ変位センサ１により
検出された開先面５の表面形状情報を取り込んで形状デ
ータ記憶装置１１に格納する。８はレーザ変位センサ２
を制御するレーザ変位センサ制御装置であり、レーザ変
位センサ２により検出された開先面５内の表面形状情報
を取り込んで形状検出装置９に送る。形状検出装置９
は、レーザ変位センサ２により検出された表面形状情報
と、形状データ記憶装置１１に格納されているレーザ変
位センサ１により検出された表面形状情報とに基づい
て、溶接トーチ３の次回の溶接位置（狙い位置）と直前
の溶接時の溶接ビード形状を算出し、算出した結果を溶
接機制御装置１０に送る。溶接機制御装置１０は、溶接
トーチ３のＸ軸およびＺ軸方向の制御と、溶接条件の制
御を行う。

【００１３】なお、開先面５内の表面形状を検出するた
めには、レーザ変位センサ１，２をともに溶接トーチ３
の進行方向と直交する方向（図示のＸ軸方向）に走査さ
せる必要がある。このため、図１では省略しているが、
実際にはレーザ変位センサ１，２をＸ軸方向に走査させ
る軸を設けるか、あるいはレーザ照射位置を変更するた
めの回転ミラー等を設ける必要がある。

【００１４】図２は図１の被溶接物の開先面５内に多パ
ス多層盛り溶接を行った場合の開先部分の断面形状を示
す図であり、図２（ａ）はｎパス目の溶接を行う前の断
面形状を示し、図２（ｂ）はｎパス目の溶接を行った後
の断面形状を示す。本実施の形態では、ｎパス目の溶接
を行う前に、まず形状検出装置９により、図２（ａ）の
ように開先左右端の位置ＧＬ１，ＧＲ１と、ビード変曲
点（溶接ビードの表面形状が変化する点）ＢＣを検出す
る。そして、ビード変曲点ＢＣ付近を溶接すべく溶接ト
ーチ３の狙い位置を演算してその位置に溶接トーチ３を
移動させ、図２（ｂ）のようにｎパス目の溶接を行う。
ｎパス目の溶接終了後に再度開先左右端の位置ＧＬ２，
ＧＲ２を検出し、この位置をｎパスを行う直前に検出し
た開先左右端の位置ＧＬ１，ＧＲ１と位置合わせをし
て、開先面５内の溶接断面積を比較する。その結果得ら
れる断面積の差分（図２（ｂ），（ｃ）の領域Ａ）が、
実行パスであるｎパス目のビード形状になる。

【００１５】このように、溶接前後の溶接断面積の差分
を算出することで、直前の溶接時の溶接ビード形状を検
出することができる。したがって、ｎパス目の溶接を行
った後に溶接前後の溶接断面積を比較してその差分（以
下、ビード断面積）を検出し、検出したビード断面積Ａ
に応じて溶接トーチ３の溶接速度を加減速すれば、実行
パスのビード断面積Ａが常に一定になるようなフィード
バック制御が可能となり、前述した溶接トーチ３の位置
制御と溶接速度の制御の双方を同時に行うことができ
る。

【００１６】なお、溶接姿勢が一定の場合には、溶接ト
ーチ３をＹ軸回りに回転させる必要がないため、図２
（ｂ）に示す開先左右端のうちいずれか一方だけを検出
して溶接前の位置と比較すればよく、処理を簡易化でき
る。また、本実施の形態では、装置構成を簡略化するた
め、レーザ変位センサ１，２をともに溶接トーチ３に一
体に取り付けているが、両センサ１，２を溶接トーチ３
とは別にＹ軸方向にのみ移動する駆動部材に取り付けて
もよい。この場合、両センサ１，２はＹ軸方向のみに移
動するため、図２に示す開先左右端の位置合わせを行う
必要がなく、溶接制御処理がより一層簡易化する。

【００１７】図３〜５は、本実施の形態における溶接制
御処理の一例を示すフローチャートであり、以下このフ
ローチャートに基づいて本実施の形態の動作を説明す
る。図３〜５の処理は、第１の溶接制御処理〜第４の溶
接制御処理の４つに大きく分けられる。

【００１８】第１の溶接制御処理は、溶接トーチ３が溶
接開始位置に到達するまでの処理であり、具体的には、
図３のステップＳ１〜Ｓ５の処理である。まずステップ
Ｓ１において、溶接機制御装置１０はレーザ変位センサ
１を溶接開始位置に位置合わせする。次にステップＳ２
において、溶接機制御装置１０は予め定めた初期速度で
Ｙ軸方向に溶接トーチ３の駆動を開始する。次にステッ
プＳ３において、レーザ変位センサ制御装置７はレーザ
変位センサ１により検出された開先面５内の表面形状情
報を取り込み、その情報をステップＳ４で形状データ記
憶装置１１に格納する。次にステップＳ５において、溶
接機制御装置１０は溶接トーチ３がステップＳ１で定め
た溶接開始位置に到達したか否かを判定し、到達してい
ない場合にはステップＳ３に戻り、到達した場合には第
２の溶接制御処理に移行する。

【００１９】第２の溶接制御処理は、レーザ変位センサ
２が溶接開始位置に到達するまで行われる処理であり、
具体的には図３のステップＳ６〜Ｓ１２である。まずス
テップＳ６において、溶接機制御装置１０は予め定めた
初期条件で溶接トーチ３による溶接を開始する。次にス
テップＳ７において、レーザ変位センサ制御装置７はレ
ーザ変位センサ１により検出された開先面５内の表面形
状情報を取り込み、その情報をステップＳ８で形状デー
タ記憶装置１１に記憶する。次にステップＳ９におい
て、形状検出装置９は溶接トーチ３の現在位置付近の表
面形状情報を形状データ記憶装置１１から読み出す。す
なわち、すでにレーザ変位センサ１により検出されて形
状データ記憶装置１１に記憶されている表面形状情報の
うち、溶接トーチ３の現在位置付近の表面形状情報を読
み出す。

【００２０】そしてステップＳ１０において、読み出し
た表面形状情報に基づいて、図２（ｂ）に示すようなビ
ード変曲点ＢＣを検出し、ビード変曲点ＢＣ周辺を溶接
すべく溶接トーチ３の狙い位置Ｔを算出する。算出した
狙い位置Ｔは溶接機制御装置１０に送られ、溶接機制御
装置１０は次のステップＳ１１において、狙い位置Ｔに
応じて溶接トーチ３をＸ軸およびＺ軸方向に制御する。
次にステップＳ１２において、溶接機制御装置１０はレ
ーザ変位センサ２が溶接開始位置に到達したか否かを判
定し、到達していない場合にはステップＳ７に戻り、到
達した場合には第３の溶接制御処理に移行する。

【００２１】第３の溶接制御処理は、レーザ変位センサ
１が溶接終了位置に到達するまで行われる処理であり、
具体的には図４のステップＳ１３〜Ｓ２４の処理であ
る。ステップＳ１３〜Ｓ１６では、ステップＳ７〜Ｓ１
０と同様の処理を行う。すなわち、レーザ変位センサ１
により検出された溶接前の表面形状情報を形状データ記
憶装置１１に格納した後、溶接トーチ３の現在位置付近
の表面形状情報を形状データ記憶装置１１から読み出し
てビード変曲点ＢＣを検出し、ビード変曲点ＢＣ周辺を
溶接すべく溶接トーチ３の狙い位置Ｔを算出する。

【００２２】次にステップＳ１７において、レーザ変位
センサ制御装置８はレーザ変位センサ２により検出され
た溶接後の表面形状情報を取り込み、取り込んだ情報を
形状検出装置９に送る。次にステップＳ１８において、
形状検出装置９はレーザ変位センサ２により検出された
溶接後の表面形状情報に基づいて、図２（ｂ）に示す開
先左右端座標ＧＬ２，ＧＲ２を検出する。次にステップ
Ｓ１９において、形状検出装置９は同一位置（ステップ
Ｓ１７でレーザ変位センサ２が形状情報を検出した位
置）における溶接前の表面形状情報を形状データ記憶装
置１１から読み出し、ステップＳ２０において、読み出
した情報に基づいて図２（ａ）に示す開先左右端座標Ｇ
Ｌ１，ＧＲ１を検出する。次にステップＳ２１におい
て、形状検出装置９は溶接前後の開先左右端座標（ＧＬ
１，ＧＲ１）、（ＧＬ２，ＧＲ２）を位置合わせし、次
のステップＳ２２で溶接断面積の差分（図２（ａ），
（ｃ）の領域Ａ）を算出する。

【００２３】次にステップＳ２３において、溶接機制御
装置１０は、ステップＳ１６で算出された溶接トーチ３
の狙い位置Ｔに基づいて溶接トーチ３をＸ軸およびＺ軸
方向に制御し、かつステップＳ２２で算出された溶接断
面積の差分（ビード断面積）に基づいて溶接トーチ３の
溶接条件（例えば、溶接速度）を制御する。次にステッ
プＳ２４において、溶接機制御装置１０はレーザ変位セ
ンサ１が溶接終了位置に到達したか否かを判定し、到達
していない場合にはステップＳ１３に戻り、到達した場
合には第４の溶接制御処理に移行する。

【００２４】第４の溶接制御処理は、溶接トーチ３が溶
接終了位置に到達するまで行われる処理であり、具体的
には図５のステップＳ２５〜Ｓ３６の処理である。第４
の溶接制御処理を開始する時点では、すでにレーザ変位
センサ１は溶接対象領域外に位置するため、レーザ変位
センサ１による表面形状情報の検出は行わず、ステップ
Ｓ２５〜Ｓ３３ではステップＳ１５〜Ｓ２３と同様の処
理を行う。すなわち、溶接トーチ３の狙い位置Ｔを算出
した後、溶接前後の開先左右端座標を位置合わせして溶
接断面積の差分（ビード断面積）を算出し、算出した狙
い位置およびビード断面積の差分に基づいて、溶接機制
御装置１０は溶接トーチ３のＸ軸およびＺ軸方向の位置
制御と溶接条件の制御を行う。

【００２５】次にステップＳ３４において、溶接機制御
装置１０は溶接トーチ３が溶接終了位置に到達したか否
かを判定し、到達していない場合にはステップＳ２５に
戻り、到達した場合にはステップＳ３５に進んで溶接を
終了した後、ステップＳ３６に進んで溶接トーチ３のＹ
軸方向への駆動を停止する。

【００２６】以下、図３〜５の処理を要約すると次のよ
うになる。第１〜第４の溶接制御処理が順に行われ、第
１の溶接制御処理では、開先面５内の溶接前の表面形状
を形状データ記憶装置１１に格納する処理を行い、溶接
トーチ３が溶接開始位置に到達すると、第２の溶接制御
処理に移行する。第２の溶接制御処理では、形状データ
記憶装置１１に格納されている溶接前の表面形状に基づ
いて溶接トーチ３の位置決めを行う処理を行い、レーザ
変位センサ２が溶接開始位置に到達すると、第３の溶接
制御処理に移行する。第３の溶接制御処理では、溶接前
の表面形状に基づいて溶接トーチ３の位置決めを行うと
ともに、溶接前後の溶接断面積の差分を算出して溶接ト
ーチ３の溶接条件を設定する処理を行い、レーザ変位セ
ンサ１が溶接終了位置に到達すると第４の溶接制御処理
に移行する。第４の溶接制御処理では、第３の溶接制御
処理と同様に溶接トーチ３の位置決めおよび溶接条件の
設定を行う処理を溶接トーチ３が溶接終了位置に到達す
るまで行う。

【００２７】このように、本実施の形態では、溶接トー
チ３の進行方向の前方および後方にレーザ変位センサ
１，２を配設するため、溶接対象領域内（開先面内）の
溶接前後の表面形状を正確に検出できる。また、溶接前
後の表面形状の比較により直前に溶接を行ったときの溶
接ビード形状を検出し、検出した溶接ビード形状に基づ
いて次回溶接時（次パス）の溶接条件を変更制御するた
め、パスごとの溶接ビード形状のばらつきをなくすこと
ができる。また、溶接前の溶接対象領域内の表面形状に
基づいて溶接トーチ３の位置決めを行うため、位置決め
精度が向上する。すなわち、本実施の形態によれば、溶
接トーチの位置決めと溶接条件の双方をリアルタイムに
自動制御でき、欠陥のない高品質の溶接ビードを形成で
きる。

【００２８】上記実施の形態では、溶接トーチ３の溶接
条件として溶接速度を変更制御する例を挙げたが、溶接
速度以外の各種条件（例えば、溶接電流、溶接電圧等）
を変更制御してもよい。上記実施の形態では、レーザ変
位センサ２により検出された表面形状情報をメモリ等に
格納することについては記載されていないが、レーザ変
位センサ２により検出された１パス分（溶接１回分）の
表面形状情報を格納するメモリを設け、溶接を行ってい
る最中に、メモリに格納されている表面形状情報に基づ
いて次パスの溶接トーチ３の狙い位置を算出して格納
し、この格納したデータを溶接前の表面形状情報として
代用すれば、２パス目以降はレーザ変位センサ１で溶接
前の形状情報を検出する必要がなくなり、処理の高速化
が図れる。

【００２９】上記実施の形態では、多パス多層盛り溶接
を行う例について説明したが、１パスだけの単純な溶接
を行う場合でも、同様に溶接トーチ３の狙い位置制御お
よび溶接条件の制御を行える。また、図１〜５では、開
先面５内に溶接ビードを形成する例を示しているが、図
６のようにすみ肉部に溶接ビードを形成する場合にも同
様に適用できる。ただし、すみ肉溶接の場合、図２
（ａ），（ｂ）のような開先左右端に対応する目印がな
いため、図６のように位置決めのための溝１００ａ，１
００ｂを設け、この溝１００ａ，１００ｂの位置を基準
に溶接前後での溶接ビード断面積を比較すればよい。

【００３０】このように構成した一実施の形態にあって
は、レーザ変位センサ１が第１の検出手段に、レーザ変
位センサ２が第２の検出手段に、ステップＳ７〜Ｓ１
０，Ｓ１３〜Ｓ１６，Ｓ２５，Ｓ２６が位置決め手段
に、ステップＳ１７〜Ｓ２２，Ｓ２７〜Ｓ３２が溶接条
件手段に、形状データ記憶装置１１が記憶手段に、ステ
ップＳ９，Ｓ１５，Ｓ２５が抽出手段に、ステップＳ１
０，Ｓ１６，Ｓ２６が変曲点検出手段に、ステップＳ２
１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２がビード形状検出手段に、
それぞれ対応する。

【００３１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、溶接トーチ３の進行方向前方および後方における
溶接対象領域内の形状情報を検出するため、直前の溶接
結果に基づいてリアルタイムに溶接トーチの位置決めと
溶接条件の双方を自動制御でき、欠陥のない高品質の溶
接ビードを形成できる。請求項２に記載の発明によれ
ば、溶接対象領域内の溶接前の形状情報を記憶してお
き、記憶された形状情報に基づいて溶接トーチの位置決
めを行うため、位置決め精度が向上する。請求項３に記
載の発明によれば、溶接対象領域内で表面形状が変化す
る形状変曲点を検出し、形状変曲点周辺に溶接を行うた
め、形状変化のない均一な溶接ビードを形成できる。請
求項４に記載の発明によれば、溶接前後の溶接対象領域
の断面積を比較して直前に溶接を行った溶接ビード形状
を検出するため、直前の溶接時の溶接ビード形状を精度
よく検出できる。また、検出した溶接ビード形状に基づ
いて溶接トーチ３の溶接条件を制御するため、均一な溶
接ビードを形成できる。請求項５に記載の発明によれ
ば、直前に溶接を行った最新の形状情報を記憶してお
き、この記憶情報に基づいて次回溶接時の溶接トーチ３
の位置を予測するため、２パス目以降は溶接前の溶接対
象領域の形状情報を記憶する必要がなくなり、処理の高
速化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による溶接装置の一実施の形態の概略ブ
ロック図。

【図２】被溶接物の開先面内に多パス多層盛り溶接を行
った場合の開先部分の断面形状を示す図。

【図３】本実施の形態における溶接制御方法の一例を示
すフローチャート。

【図４】図３に続くフローチャート。

【図５】図４に続くフローチャート。

【図６】すみ肉部に溶接ビードを形成する例を示す図。

【符号の説明】

１，２レーザ変位センサ制御装置３溶接トーチ４被溶接物５開先面６溶接ワイヤ７，８レーザ変位センサ制御装置９形状検出装置１０溶接機制御装置１１形状データ記憶装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶接トーチを溶接対象領域内で移動させ
ながら該溶接対象領域内に溶接ビードを形成する溶接装
置において、前記溶接トーチの進行方向前方に設けられ、前記溶接対
象領域内の形状情報を検出する第１の検出手段と、前記溶接トーチの進行方向後方に設けられ、前記溶接対
象領域内の形状情報を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段により検出された前記溶接対象領域
内の形状情報に基づいて、前記溶接トーチの位置決めを
行う位置決め手段と、前記第１および第２の検出手段により検出された前記溶
接対象領域内の形状情報に基づいて、前記溶接トーチの
溶接条件を制御する溶接条件制御手段とを備えることを
特徴とする溶接装置。
【請求項２】前記第１の検出手段により検出された前
記溶接対象領域内の形状情報を逐次記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶されている形状情報のうち、前記溶
接トーチの現在位置付近の形状情報を抽出する抽出手段
とを備え、前記位置決め手段は、前記抽出手段により抽出された形
状情報に基づいて前記溶接トーチの位置決めを行うこと
を特徴とする請求項１に記載された溶接装置。
【請求項３】前記抽出手段により抽出された形状情報
に基づいて、前記溶接対象領域内の表面形状が変化する
形状変曲点を検出する変曲点検出手段を備え、前記位置決め手段は、前記検出された形状変曲点周辺に
溶接を行うべく、前記溶接トーチの位置決めを行うこと
を特徴とする請求項２に記載された溶接装置。
【請求項４】前記第２の検出手段により検出された前
記溶接対象領域内の所定方向における形状情報と、前記
記憶手段に記憶されている前記所定方向における形状情
報とに基づいて、直前の溶接時の溶接ビード形状を検出
するビード形状検出手段とを備え、前記溶接条件制御手段は、前記検出された溶接ビード形
状に基づいて次回溶接時の前記溶接トーチの溶接条件を
制御することを特徴とする請求項２または３に記載され
た溶接装置。
【請求項５】前記第２の検出手段により検出された最
新の形状情報を記憶する溶接済情報記憶手段と、前記溶接済情報記憶手段に記憶された形状情報に基づい
て、次回溶接時の前記溶接トーチの位置を予測するトー
チ位置予測手段とを備え、前記位置決め手段は、多パス多層盛り溶接を行う際に、
前記第１の検出手段により検出された形状情報に基づい
て１回目の溶接時の前記溶接トーチの位置決めを行い、
前記トーチ位置予測手段により予測された位置に基づい
て２回目以降の溶接時の前記溶接トーチの位置決めを行
うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
された溶接装置。