WO2016175156A1 - 水平すみ肉溶接方法、水平すみ肉溶接システム及びプログラム - Google Patents

水平すみ肉溶接方法、水平すみ肉溶接システム及びプログラム Download PDF

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WO2016175156A1
WO2016175156A1 PCT/JP2016/062850 JP2016062850W WO2016175156A1 WO 2016175156 A1 WO2016175156 A1 WO 2016175156A1 JP 2016062850 W JP2016062850 W JP 2016062850W WO 2016175156 A1 WO2016175156 A1 WO 2016175156A1
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arc voltage
welding
plate side
weaving
voltage
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PCT/JP2016/062850
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勝之 辻
正之 重吉
敦史 福永
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株式会社神戸製鋼所
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    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/173—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode

Definitions

  • the present invention relates to a horizontal fillet welding method, a horizontal fillet welding system, and a program.
  • the leg length is large (hereinafter referred to as large leg length) and a wide-width bead is used. It is required to secure.
  • large leg length In order to secure a large leg length and a wide bead, it is necessary to increase the welding amount per unit weld length by increasing the welding current or decreasing the welding speed.
  • the welding current is made constant and the welding amount is increased by reducing the welding speed, the production efficiency is poor and proper penetration may not be obtained.
  • the welding speed is kept constant and the welding current is increased to increase the amount of welding, the temperature of the weld pool increases and the viscosity may decrease.
  • fillet welding refers to triangular welding that welds two surfaces that are substantially perpendicular to each other in lap joints, T-joints, square joints, etc., and horizontal fillet welding was performed in a downward horizontal posture. It becomes corner welding.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an example of a conventional weaving operation in horizontal fillet welding.
  • the lower plate is arranged horizontally, and the upper plate is placed with the end face of the standing plate abutted thereon.
  • the electrodes provided at the tip of the welding torch 101 are advanced so that they move alternately at substantially right angles to the welding direction, and welding is performed.
  • the welding torch 101 repeats the operation of moving to the weaving end on the vertical plate side and the weaving end on the lower plate side, and always swings forward in the welding progress direction.
  • the object of the present invention is to suppress bead appearance defects and weld defects in horizontal fillet welding.
  • the present invention provides a horizontal fillet welding in which a welding portion is formed by weaving an electrode with a welding line as a welding line, with the butted portion where the standing plate and the lower plate are butted together as a welding line.
  • the arc voltage at the weaving end on the vertical plate side is equal to or lower than the arc voltage at the center position of the welding line
  • the arc voltage at the weaving end on the lower plate side is equal to or higher than the arc voltage at the center position of the welding line
  • a horizontal fillet welding method characterized by controlling an arc voltage at a weaving end on a vertical plate side to be lower than an arc voltage at a weaving end on a lower plate side.
  • the arc voltage at the weaving end on the vertical plate side is a value within the range of 85% or more and 100% or less with respect to the arc voltage at the center position of the weld line
  • the arc voltage at the weaving end on the lower plate side is It may be a value within the range of 100% or more and 125% or less with respect to the arc voltage at the center position of the weld line.
  • the arc voltage when the electrode moves on the vertical plate side and the lower plate side changes in any one of three, linear, stepwise, and curved, in synchronization with the weaving operation, or 3 It may change by combining two or more of the two.
  • the present invention is a horizontal fillet welding method in which the butted portion where the upright plate and the lower plate are abutted is used as a weld line, the electrode is weaved around the weld line, and welding is performed along the weld line.
  • the horizontal voltage is characterized in that the arc voltage at the weaving end on the standing plate side is controlled to a voltage that suppresses undercut, and the arc voltage at the weaving end on the lower plate side is controlled to a voltage that suppresses overlap.
  • a fillet welding method is also provided.
  • the present invention relates to a horizontal fillet welding apparatus that welds along a weld line by weaving an electrode with the butted portion where the standing plate and the lower plate are butted as a weld line, and welding the electrode along the weld line.
  • the arc voltage at the weaving end on the plate side is less than or equal to the arc voltage at the center of the welding line
  • the arc voltage at the weaving end on the lower plate side is greater than or equal to the arc voltage at the center of the welding line
  • the weaving end on the vertical plate side There is also provided a horizontal fillet welding system including a control device for controlling the horizontal fillet welding apparatus so that the arc voltage at the bottom plate is lower than the arc voltage at the weaving end on the lower plate side.
  • the present invention is a horizontal fillet welding system in which the butted portion where the upright plate and the lower plate are abutted is a welding line, the electrode is weaved around the welding line, and welding is performed along the welding line.
  • a weaving position command means for instructing a position for weaving the electrode based on teaching data defining welding conditions
  • a position information generating means for generating position information of the moved electrode in response to a command from the weaving position command means, and position information
  • voltage control is performed in synchronization with the weaving operation of the electrode, the arc voltage at the weaving end on the vertical plate side is less than the arc voltage at the center of the welding line, and the weaving on the lower plate side
  • the arc voltage at the end is equal to or higher than the arc voltage at the center of the weld line
  • the arc voltage at the weaving end on the vertical plate side is Horizontal fillet welding system and a arc voltage control means for controlling so as to be lower than the arc voltage at the Bingu end also provided.
  • the present invention is used in a horizontal fillet welding system in which a butted portion where a standing plate and a lower plate are abutted is used as a welding line, an electrode is weaved around the welding line, and welding is performed along the welding line.
  • the arc voltage at the weaving end on the vertical plate side is less than or equal to the arc voltage at the center position of the welding line
  • the arc voltage at the weaving end on the lower plate side is greater than or equal to the arc voltage at the center position of the welding line
  • a program for causing the horizontal fillet welding system to control the arc voltage at the weaving end on the vertical plate side to be lower than the arc voltage at the weaving end on the lower plate side is also provided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a welding system 1 according to the present embodiment.
  • a welding system 1 includes a welding robot 10, a robot controller 20, a welding power source 30, and a feeding device 40.
  • the welding power source 30 is connected to the electrode side via a positive power cable (1), and is connected to the workpiece W via a negative power cable (2).
  • the power cable (3) in the figure connects the welding power source 30 and the welding wire feeding device 40 to control the feeding speed of the welding wire. Then, the welding system 1 performs horizontal fillet welding along the weld line with an arbitrary position around the butted portion where the upright plate and the lower plate are butted in a T shape as a weld line.
  • the periphery of the butt portion is, for example, within a range of 30 mm from the butt portion to the lower plate side and 30 mm from the standing plate side.
  • welding robot 10 is used as an example of a horizontal fillet welding apparatus.
  • a robot controller 20 is used as an example of the control device.
  • the welding robot 10 generates an arc from the electrode, and welds the workpiece W (a base material, that is, a standing plate and a lower plate) to be welded with the heat.
  • the welding robot 10 has a welding torch 11 that holds an electrode. Then, the welding robot 10 weaves the electrode provided at the tip of the welding torch 11 around the welding line, and performs welding along the welding line (along the welding progress direction).
  • a welding material (hereinafter referred to as a welding wire) that is an electrode holds a certain protruding length from the tip of a cylindrical conductor called a contact tip.
  • the contact tip and the welding wire come into contact with each other, and an arc voltage is applied to energize to generate an arc between the workpiece W and the tip of the welding wire.
  • It is a consumable electrode type which is performed by melting a wire.
  • the upper limit of the protruding length of the electrode during welding is 40 mm and the lower limit is 15 mm.
  • the protruding length exceeds 40 mm, there is a high possibility that the penetration on the weld line cannot be sufficiently obtained or a welding defect is generated due to deterioration of the shielding property.
  • the protruding length is less than 15 mm, the welding current increases, and a welding defect is likely to occur at the weaving end.
  • the welding torch 11 includes a shield gas nozzle (mechanism for ejecting shield gas).
  • the shielding gas for example, 100% CO 2 , 100% Ar, or a mixture of Ar and CO 2 may be used. In particular, when 100% CO 2 is used, the penetration effect is large and preferable.
  • the upper limit of the gas flow rate is preferably 40 liters / min, and the lower limit is preferably 15 liters / min.
  • Robot controller 20 controls the operation of welding robot 10.
  • the robot controller 20 holds teaching data in which the operation pattern of the welding robot 10, the welding start position, the welding end position, the welding conditions, and the like are determined in advance, and instructs the welding robot 10 to provide the teaching data. To control the operation.
  • the robot controller 20 instructs the welding power source 30 to control the power source according to the teaching data during the welding operation.
  • the welding power supply 30 generates an arc between the electrode and the workpiece W by supplying electric power to the electrode and the workpiece W according to a command from the robot controller 20.
  • the welding power source 30 supplies power to the feeding device 40 according to a command from the robot controller 20.
  • the current during the welding operation may be direct current or alternating current, and the waveform thereof is not particularly limited, but may be a pulse such as a rectangular wave or a triangular wave.
  • the feeding device 40 sends a welding wire to the welding torch 11 in accordance with the progress of the welding work.
  • the welding wire sent by the feeding device 40 is not particularly limited, and is selected depending on the nature of the workpiece W, the welding form, and the like. For example, a solid wire or a flux-cored wire is used.
  • the material of a welding wire is not ask
  • the diameter of the welding wire is not particularly limited, but in the present embodiment, the upper limit is preferably 1.6 mm and the lower limit is 1.0 mm.
  • FIG. 2 is a schematic view of horizontal fillet welding according to the present embodiment as viewed from the welding progress direction.
  • the lower plate is disposed horizontally, and the end surface of the upright plate is placed on the upper surface of the lower plate, and the abutting portion where the upright plate and the lower plate are abutted (in the example of FIG. 2, the abutting portion is joined).
  • the welding proceeds in a direction perpendicular to the paper surface.
  • the welding torch 11 weaves alternately in the direction indicated by the arrow, that is, in the direction toward the lower plate and the direction toward the standing plate, as in the conventional weaving as shown in FIG.
  • a torch inclination angle ⁇ an angle formed between the lower plate and the electrode
  • the center position of the weld line indicates a position on the weld line between the lower plate side weaving end and the upright plate side weaving end.
  • the electrode is described as operating like a conventional weaving as shown in FIG. 12, but the electrode weaving operation is not limited to such a configuration.
  • the electrode weaving operation is not limited to such a configuration.
  • the electrodes it is only necessary to perform weaving that alternately moves to the vertical plate side and the lower plate side by horizontal fillet welding.
  • the electrode moves to the weaving end on the lower plate side toward the front in the welding progress direction, and when it reaches the weaving end on the lower plate side, it moves to the weaving end on the standing plate side in the rear direction with respect to the welding progress direction.
  • Such a weaving operation may be performed.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the robot controller 20 according to the present embodiment.
  • the robot controller 20 controls a teaching data storage unit 21 that stores previously created teaching data, a teaching data interpretation processing unit 22 that interprets teaching data, and each axis of the welding robot 10.
  • a robot trajectory plan processing unit 23 for generating servo command information for giving a command to the servo driver, and a welding power source interface for generating command information for setting an arc voltage in accordance with the position of the electrode and outputting the command information to the welding power source 30
  • a processing unit hereinafter referred to as a welding power source I / F processing unit
  • the welding power source I / F processing unit 24 includes a weaving position information delay correction unit 24a and a voltage command generation processing unit 24b.
  • the teaching data storage unit 21 stores teaching data that defines the operation pattern of the welding robot 10. Teaching data is created in advance by an operator.
  • Teaching data interpretation processing unit 22 calls teaching data from teaching data storage unit 21 and interprets teaching data, for example, when a welding start operation is performed. By interpreting the teaching data, teaching trajectory information and voltage command information are generated.
  • the teaching trajectory information is information that defines the trajectory of the welding robot 10 in the welding operation.
  • the voltage command information is information for giving a command related to the arc voltage in the welding operation, and includes an arc ON / OFF command, an arc voltage control command, and the like. Then, the teaching data interpretation processing unit 22 outputs the generated teaching trajectory information to the robot trajectory plan processing unit 23. Further, the teaching data interpretation processing unit 22 outputs the generated voltage command information to the voltage command generation processing unit 24b of the welding power source I / F processing unit 24.
  • the robot trajectory plan processing unit 23 calculates a time (hereinafter referred to as a weaving delay time) from when the servo command information is output to the welding robot 10 until the welding robot 10 actually reaches the commanded position. .
  • the weaving delay time may be calculated by any method, for example, from the control gain of the servo driver. Then, the robot trajectory plan processing unit 23 outputs the calculated weaving delay time to the weaving position information delay correction unit 24 a of the welding power source I / F processing unit 24.
  • the welding power source I / F processing unit 24 generates command information for setting the arc voltage according to the position of the electrode, and outputs the generated command information to the welding power source 30.
  • the weaving position information delay correction unit 24a of the welding power I / F processing unit 24 acquires the weaving position command information and the weaving delay time information from the robot trajectory plan processing unit 23. Then, the weaving position information delay correction unit 24a corrects the position of the electrode by weaving in consideration of the weaving delay time, and shows information indicating the position where the electrode actually exists (hereinafter referred to as actual weaving position information). Generate.
  • the weaving position information delay correction unit 24a outputs the generated actual weaving position information to the voltage command generation processing unit 24b.
  • the weaving position information delay correction unit 24a is used as an example of the position information generation unit.
  • the voltage command generation processing unit 24b acquires voltage command information from the teaching data interpretation processing unit 22, and acquires actual weaving position information from the weaving position information delay correction unit 24a.
  • the voltage command generation processing unit 24b generates command information for setting the arc voltage in synchronization with the electrode weaving operation based on the acquired voltage command information and actual weaving position information, and generates the generated command information. Is output to the welding power source 30. According to the command information of the arc voltage, the welding power source 30 supplies the arc voltage in accordance with the position of the electrode in the weaving.
  • a voltage command generation processing unit 24b is used as an example of the arc voltage control means.
  • the arc voltage in the present embodiment will be described in detail.
  • the arc voltage is controlled in accordance with the position of the electrode in the weaving, but since the increase or decrease in the arc voltage affects the arc force, it affects the penetration depth and bead shape. .
  • the molten pool is pushed backward by the arc force, and the molten pool hangs down to the lower plate side due to the influence of gravity, so an undercut is likely to occur.
  • the molten pool on the vertical plate side hangs down and overlaps without being fused with the base material, so that overlap easily occurs.
  • the arc shape is generally bell-shaped and is generated so as to spread from the electrode tip to the base material side. Therefore, as the arc voltage is increased, that is, the arc length is increased, the arc on the base material side is further spread. Therefore, when the arc voltage is increased on the standing plate side, the base material is scraped by the spread arc, and an undercut is likely to occur. Therefore, the arc voltage on the standing plate side needs to be set low. Further, by setting the arc voltage high on the lower plate side, the molten metal on the lower plate side is further spread and the overlap is suppressed.
  • the arc voltage when the electrode moves on the weaving end on the vertical plate side is the arc voltage when the electrode moves on the center position of the weld line (hereinafter referred to as the vertical plate side voltage).
  • the vertical plate side voltage Referred to as the welding line center voltage
  • the arc voltage (hereinafter referred to as the lower plate side voltage) when the electrode moves on the lower plate side weaving end shows a value equal to or higher than the welding line center voltage.
  • control so that the vertical plate side voltage is lower than the lower plate side voltage that is, the lower plate side voltage is higher than the vertical plate side voltage.
  • the vertical plate side voltage is set to a voltage that suppresses undercutting
  • the lower plate side voltage is set to a voltage that suppresses overlap.
  • the arc voltage is preferably controlled so as to change linearly, stepwise, or curvedly in synchronization with the electrode weaving operation.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the amplitude of an electrode in weaving.
  • 5A to 5C are diagrams for explaining an example of the arc voltage controlled in accordance with the weaving trajectory. In the example shown in FIG. 4, weaving operation for one cycle is shown, and the electrode moves to the weaving end on the standing plate side and the weaving end on the lower plate side.
  • the arc voltage changes linearly in accordance with the weaving locus shown in FIG.
  • V H is a higher voltage
  • VL is a lower voltage
  • V Lower indicates a lower plate side voltage
  • V Upper indicates a vertical plate side voltage.
  • the arc voltage changes stepwise in accordance with the weaving locus shown in FIG.
  • the arc voltage is set lower than V 2 O
  • the arc voltage is It is set to be higher than V O.
  • the arc voltage changes in a curve in accordance with the weaving locus shown in FIG.
  • the arc voltage is set lower than V 2 O
  • the arc voltage is It is set to be higher than V O.
  • the arc voltage may be controlled to change in combination of two or more of three of linear, stepwise, and curvilinear (eg, linear and stepwise, linear and curvilinear).
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example in which the arc voltage is controlled to change linearly and stepwise in accordance with the weaving trajectory.
  • the arc voltage when the electrode first moves from the center position of the weld line to the weaving end on the vertical plate side, the arc voltage changes linearly, but changes stepwise from the middle. Further, when the electrode reaches the weaving end on the vertical plate side and then moves from the center position of the welding line to the weaving end on the lower plate side, the arc voltage changes linearly, but changes stepwise from the middle.
  • the vertical plate side voltage is lower than the lower plate side voltage, but the vertical plate side voltage is relative to the arc voltage value at the center position of the weld line (the arc voltage value on the weld line). More preferably, the lower plate side voltage is set in the range of 100% or more and 125% or less with respect to the arc voltage value at the center position of the weld line.
  • the vertical plate side voltage is less than 85% of the value of the welding line center voltage, there is a possibility that spatter may occur at the weaving end on the vertical plate side. Further, when the vertical plate side voltage exceeds 100% with respect to the value of the weld line center voltage, the effect of preventing undercut is unlikely to appear. On the other hand, when the lower plate side voltage is less than 100% with respect to the value of the weld line center voltage, the effect of preventing overlap is less likely to appear. Further, when the lower plate side voltage exceeds 125% with respect to the value of the welding line center voltage, the arc length becomes excessive, and there is a possibility that insufficient penetration or arc breakage occurs.
  • the robot controller 20 performs increase / decrease control of the arc voltage near the weaving end position and the weaving end, an arc length fluctuation caused by the increase / decrease change of the arc voltage occurs, and spatter due to arc instability occurs at the weaving end position.
  • the occurrence of welding defects or the familiarity of the molten metal is deteriorated (for example, the flank angle described later is deteriorated). Therefore, it is more preferable to control so that the increase or decrease of the arc voltage in the weaving end position and in the vicinity of the weaving end does not increase.
  • the arc voltage when the distance between the position of the electrode during weaving and the weaving end on the vertical plate side is within a quarter of the distance between the weaving end on the vertical plate side and the center position of the weld line, It is more preferable to control the arc voltage so that the voltage at the weaving end on the vertical plate side is a value within a predetermined range. In addition, when the distance between the electrode position during weaving and the lower plate side weaving end is within 1/4 of the distance between the lower plate side weaving end and the weld line center position, It is more preferable to control the arc voltage so that the voltage at the weaving end on the plate side is a value within a predetermined range.
  • the value within a predetermined range as the voltage at the weaving end on the vertical plate side is within a range of 85% or more and 100% or less with respect to the value of the welding line center voltage, It is determined as a value within the range of 90% to 95% with respect to the value of the weld line center voltage. Further, for example, it may be determined as a fixed value such as a value of 92% with respect to the value of the welding line center voltage.
  • the value within a predetermined range as the voltage at the weaving end on the lower plate side is within a range of 100% to 125% with respect to the value of the welding line center voltage. A value within a range of 115% to 120% with respect to the value of the center voltage is determined. Further, for example, a fixed value such as 118% of the value of the welding line center voltage may be set.
  • FIGS. 7A to 7C are diagrams for explaining examples of waveform patterns classified according to the arc voltage in the vicinity of the weaving end.
  • the case where the arc voltage changes stepwise will be described.
  • the case where the arc voltage changes linearly or curvedly is also classified.
  • the arc voltage changes stepwise in accordance with the weaving trajectory, but is controlled to be a value within a predetermined range in the vicinity of the weaving end.
  • the arc voltage is controlled to be a fixed V Upper (that is, a value within a predetermined range as a voltage at the weaving end on the vertical plate side is controlled as V Upper ).
  • the arc voltage is controlled to be a fixed V Lower (that is, a value within a predetermined range as a voltage at the weaving end on the standing plate side is controlled as V Upper. It shall be.
  • the arc voltage is controlled to be V Lower .
  • the arc voltage is controlled to be V Upper .
  • the arc voltage is controlled to be V Lower when the distance between the electrode position and the weaving end on the lower plate side is within the range of d / 4.
  • the arc voltage is controlled to be V Upper . That is, when the electrode position is in the range of d / 4 from each weaving end, the arc voltage is controlled to a value within a predetermined range, and the arc voltage in the vicinity of the weaving end position and the weaving end is controlled. As control, it can be said that more preferable control is performed to suppress generation of spatter, welding defects, deterioration of familiarity of molten metal, and the like.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a procedure in which the robot controller 20 controls the arc voltage.
  • the teaching data interpretation processing unit 22 calls teaching data from the teaching data storage unit 21, interprets the teaching data, and generates teaching trajectory information and voltage command information (Ste 101).
  • the generated teaching trajectory information is output to the robot trajectory plan processing unit 23, and the voltage command information is output to the voltage command generation processing unit 24b of the voltage power supply I / F processing unit 24.
  • the weaving position information delay correction unit 24a obtains the weaving position command information and the weaving delay time information from the robot trajectory plan processing unit 23, corrects the electrode position by the weaving in consideration of the weaving delay time, Real weaving position information is generated (step 104).
  • the generated actual weaving position information is output to the voltage command generation processing unit 24b of the voltage power I / F processing unit 24.
  • the voltage command generation processing unit 24b acquires the voltage command information from the teaching data interpretation processing unit 22, and acquires the actual weaving position information from the weaving position information delay correction unit 24a, and synchronizes with the electrode weaving operation. Then, command information for setting the arc voltage is generated (step 105). The generated command information is output to the welding power source 30. Based on this command information, the welding power source 30 supplies an arc voltage in accordance with the position of the electrode in the weaving. Then, this processing flow ends.
  • Example> examples of the present invention will be described in comparison with comparative examples that are out of the scope of the present invention.
  • this Example and a comparative example give the grounds, such as numerical limitation mentioned above.
  • welding conditions for performing welding in the examples and comparative examples will be described.
  • the welding conditions described here are merely examples, and the present embodiment is not limited to the following welding conditions.
  • the target leg length was 6 mm
  • the welding current was set to 400 amperes (unit of current: A)
  • the average arc voltage corresponding to the electrode welding current was set in the range of about 30 volts (unit of voltage: V) to 35 V.
  • the arc voltage was changed stepwise in accordance with the weaving trajectory of the electrode.
  • the welding speed which is the speed at which the welding torch 11 operates, was set to 50 cm / min, and the weaving frequency was set to 2.5 Hz.
  • the weaving width (distance from the weaving end on the lower plate side to the weaving end on the standing plate side) was set to 3 mm.
  • a soft steel solid wire having a diameter of 1.2 mm was used.
  • a general structural rolled steel material (SS400) having a plate thickness of 12 mm was used.
  • Ar-20% CO 2 was used as the shielding gas.
  • FIG. 9 is a diagram showing test results in Examples and Comparative Examples. In the example shown in FIG. 1 to 12 are shown, and as comparative examples, No. 1 to No. 12 are shown. 13-15 are shown.
  • FIG. 9 shows the arc voltage during the weaving operation among the welding conditions.
  • arc voltage “arc voltage waveform pattern”, “average voltage”, “arc voltage V O ”, “arc voltage V
  • the values set for the items " Lower “ and "Arc voltage V Upper” are shown.
  • “Arc voltage waveform pattern” indicates a waveform pattern of the arc voltage during the weaving operation.
  • the waveform shown in FIG. 7A is pattern A
  • the waveform shown in FIG. 7B is pattern B
  • the waveform shown in FIG. “Average voltage” indicates an average value of arc voltage during welding.
  • “Arc voltage V O ” indicates an arc voltage value at the center position of the weld line (that is, a value of the weld line center voltage).
  • “Arc voltage V Lower ” indicates an arc voltage value at the lower plate side weaving end (that is, a value of the lower plate side voltage).
  • the ratio with respect to the arc voltage V O (arc voltage V Lower / arc voltage V O ) is shown as a percentage.
  • “Arc voltage V Upper ” indicates an arc voltage value at the weaving end on the standing plate side (that is, a value of the standing plate side voltage). Also it shows percentage of the arc voltage V O a (arc voltage V Upper / arc voltage V O) in percent. In the examples and comparative examples, these arc voltages were tested in the range of about 30V to 35V as described above.
  • “Frank angle” indicates the result of evaluation based on the flank angle, which is one of the indices for evaluating the shape of the weld toe (the portion where the surface of the base metal and the surface of the weld bead intersect).
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the flank angle.
  • the flank angle refers to the rising angle of the bead from the weld toe.
  • the flank angle on the lower plate side was measured and evaluated.
  • the larger the flank angle the smoother and better the bead shape. Therefore, when the flank angle is less than 90 degrees, it overlaps, and when the flank angle exceeds 150 degrees, the throat thickness (thickness of the cross section of the molten metal) is insufficient.
  • the flank angle was 110 degrees or more and 135 degrees or less, it was evaluated as “ ⁇ ” as a better toe shape.
  • “Poor appearance due to spatter adhesion” is “ ⁇ ” or 1.0 mm when the spatter adheres to 1.0 mm or less for the weld length of 50 mm, the range from the weld line to the lower plate side 25 mm, and the vertical plate side 25 mm.
  • ⁇ When the number of sputters exceeding 1 was 5 or more, “ ⁇ ”, and when the number of spatters exceeding 1.0 mm was 5, “x” was assigned as the appearance failure due to the spatter was remarkable.
  • “Welding defect” indicates the result of the macrographer observing the bead after the welding by the tester and observing the macro section. By confirming the bead appearance and macro cross-section observation, if a welding defect such as undercut or overlap occurs, it is evaluated as “X”, and if there is no welding defect, it is evaluated as “ ⁇ ”. did.
  • the welding condition of the arc voltage is any one of patterns A to C.
  • the arc voltage V Upper is the arc voltage V O or less
  • the arc voltage V Lower is the arc voltage V O or more
  • the arc voltage V Upper ⁇ Arc voltage V Lower As a result, the flank angle was good, the appearance of the spatter was small and the appearance was good, and a good bead shape without welding defects was obtained. That is, no.
  • the items of “Frank angle”, “Appearance defect due to spatter adhesion”, and “Welding defect” were all “ ⁇ ” or “ ⁇ ”, indicating good results.
  • the arc voltage V Lower / arc voltage V O is in the range of 100% to 125%
  • the arc voltage V Upper / arc voltage V O is in the range of 85% to 100%.
  • the waveform of the arc voltage is pattern A.
  • the arc voltage V Lower / arc voltage V O is in the range of 100% to 125%, and the arc voltage V Upper / arc voltage V O is in the range of 85% to 100%.
  • the waveform of the arc voltage is pattern B. Also in this case, the flank angle was in a more appropriate range and was evaluated as “ ⁇ ”, and the amount of spatter deposition was also evaluated as “ ⁇ ”, indicating a better result.
  • the arc voltage V Lower / arc voltage V O is in the range of 100% to 125%, and the arc voltage V Upper / arc voltage V O is in the range of 85% to 100%.
  • the value of the arc voltage V Lower / arc voltage V O is the upper limit value (125%) of a more preferable range.
  • the value of arc voltage V Lower / arc voltage V O is the lower limit value (100%) of a more preferable range.
  • the value of the arc voltage V Upper / arc voltage V O is the lower limit value (85%) of the more preferable range.
  • the value of the arc voltage V Upper / arc voltage V O is the upper limit value (100%) of a more preferable range.
  • the value of arc voltage V Lower / arc voltage V O is 128%, which is out of the more preferable range of 100% or more and 125% or less.
  • the value of the arc voltage V Upper / arc voltage V O is 80%, which is outside the more preferable range of 85% to 100%.
  • the value of arc voltage V Lower / arc voltage V O is 127%, which is out of the more preferable range of 100% or more and 125% or less, and the value of arc voltage V Upper / arc voltage V O is 82%. It is outside the more preferable range of 85% or more and 100% or less.
  • the waveform of the arc voltage in 10 to 12 is not pattern A or pattern B but pattern C. As a result, the evaluation result of the flank angle was “ ⁇ ”, and the evaluation result of the appearance defect was also “ ⁇ ”.
  • the control for changing the arc voltage is not performed and the values are almost constant, and the arc voltage V Lower , the arc voltage V Upper , and the arc voltage V O are the same value. That is, the arc voltage V Upper is equal to or lower than the arc voltage V O and the arc voltage V Lower is equal to or higher than the arc voltage V O , but the condition that the arc voltage V Upper ⁇ the arc voltage V Lower is not satisfied. As a result, “flank angle” and “appearance defect due to spatter adhesion” were “x”, and further overlap occurred on the lower plate side.
  • the value of the arc voltage V Upper / arc voltage V O is 100%, and it can be said that the arc voltage V Upper is equal to or lower than the arc voltage V O.
  • the value of arc voltage V Lower / arc voltage V O is 88%, and the conditions that arc voltage V Lower is equal to or higher than arc voltage V O and arc voltage V Upper ⁇ arc voltage V Lower are not satisfied.
  • “flank angle” and “appearance defect due to spatter adhesion” were “x”, and further overlap occurred on the lower plate side.
  • the value of arc voltage V Lower / arc voltage V O is 94%, and the value of arc voltage V Upper / arc voltage V O is 112%. That is, the conditions that the arc voltage V Lower is equal to or higher than the arc voltage V O , the arc voltage V Upper is equal to or lower than the arc voltage V O , and the arc voltage V Upper ⁇ arc voltage V Lower are not satisfied. As a result, “defect appearance due to spatter adhesion” was “x”, and undercut occurred on the upper plate side.
  • the flank angle is improved by setting the arc voltage V Lower to the arc voltage V O or more, the arc voltage V Upper to the arc voltage V O or less, and the arc voltage V Upper ⁇ arc voltage V Lower as welding conditions. Further, it was confirmed that appearance defects due to spatter adhesion were suppressed, and that welding defects such as overlap and undercut were further suppressed. Further, by adjusting the values of the arc voltage V Lower and the arc voltage V Upper or setting the waveform pattern to the pattern A or pattern B, a better flank angle can be obtained, and spatter adhesion can be suppressed. It was confirmed that the bead appearance was better.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the robot controller 20.
  • the robot controller 20 includes a CPU 201 that is a calculation means, a volatile memory 202 that is a storage area, and a nonvolatile memory 203.
  • the CPU 201 executes various programs such as an OS (Operating System) and application software to realize each function of the robot controller 20.
  • the volatile memory 202 is a storage area for storing various programs and data used for execution thereof
  • the non-volatile memory 203 is a storage area for storing input data for various programs, output data from various programs, and the like. is there.
  • the robot controller 20 also includes a communication interface (hereinafter referred to as a communication I / F) 204 for performing communication with the outside, and a driver 205 for reading and writing data with respect to the storage medium.
  • a communication interface hereinafter referred to as a communication I / F
  • the CPU 201 executes various programs such as the OS and application software, the function of the robot controller 20 is realized, and the above-described control of the arc voltage and the like are performed.
  • FIG. 11 is merely a hardware configuration example, and the robot controller 20 is not limited to the illustrated configuration.
  • the program for realizing the embodiment of the present invention can be provided by being stored and distributed in a magnetic disk, an optical disk, a semiconductor memory, or other recording medium, or distributed via a network. .
  • the arc voltage V Upper at the weaving end on the vertical plate side is equal to or lower than the arc voltage V O at the center position of the welding line, and at the weaving end on the lower plate side.
  • arc voltage V lower becomes higher arc voltage V O of the welding line center position, further, the arc voltage V Upper controls the arc voltage to be lower than the arc voltage V lower.

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Abstract

水平すみ肉溶接において、ビード外観不良及び溶接欠陥の発生を抑制する。　溶接システムは、立板と下板とを突き合わせた突合せ部を溶接線として、電極を、溶接線を中心にウィービングさせて、溶接線に沿って溶接を行う。この溶接システムにおいて、立板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以下で、下板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以上になり、かつ、立板側のウィービング端でのアーク電圧が、下板側のウィービング端でのアーク電圧よりも低くなるように制御する。

Description

水平すみ肉溶接方法、水平すみ肉溶接システム及びプログラム
　本発明は、水平すみ肉溶接方法、水平すみ肉溶接システム及びプログラムに関する。
　消耗電極式のアーク溶接方法を用いて、中または厚板（以下、中厚板）の水平すみ肉溶接を行う際には、脚長が大きく（以下、大脚長と称する）、広い幅のビードを確保することが求められる。大脚長や広い幅のビードを確保するためには、溶接電流の増加、もしくは溶接速度を低下するなどして、単位溶接長当たりの溶着量を増加させる必要がある。しかし、溶接電流を一定とし、溶接速度を低下させることで溶着量を増加させる場合は、生産効率が悪く、かつ適正な溶込みが得られない場合がある。一方、溶接速度を一定とし、溶接電流を上げて溶着量を増加させる場合は、溶融池の温度が高くなり粘性が低下する場合がある。この場合には、増加した溶着量と溶融池の粘性低下によって、立板側の溶融池が重力の影響で下板側に垂れるため、立板側と下板側の脚長が狙い通りと異なるといったようなビード外観不良や、母材にビードの端部が溶着せずに単に重なっただけの状態になるオーバーラップなどの溶接欠陥が発生することがあった。尚、一般的にすみ肉溶接とは、重ね継手、Ｔ字継手、角継手等においてほぼ直交する二つの面を溶接する三角形状溶接を指し、水平すみ肉溶接は、下向き水平姿勢にて行ったすみ溶接となる。
　また、生産効率を上げるため、一般的には高溶接速度による溶接が行われるが、溶接速度を高めるに従って、単位溶接長当たりの溶着量を維持するために、溶接電流を増加させる必要がある。しかし、溶接電流を増加させる程、溶融池にかかるアーク力が大きくなり、アーク直下の溶融池が後方へ押し出された状態となり、立板側でアークによって掘られた溝に溶融金属が供給されず溝となって残るアンダーカットが発生したり、凝固後のビード形状が凸状の外観不良になったりする場合があった。
　このように、すみ肉溶接における大脚長及び高速溶接では、ビード外観不良が発生したり、アンダーカットやオーバーラップといった溶接欠陥が発生したりする問題があった。
　このような問題を解決するために、一般的には、アーク電圧を高く設定し、アーク長を広げることでアーク力を低減させ、ビード外観の改善を図る方法が用いられる。また、例えば、特許文献１には、ウィービングの両端で、アンダーカットが発生しない電流値まで溶接電流を落とし、ウィービング中央部を高電流にすることにより溶接速度を高速にする、あるいは、ウィービングの両端で溶接電流を上げることにより開先壁の溶込みを改善する技術が開示されている。
　ここで、ウィービングとは、溶接トーチの先端を母材の溶接線を中心に揺動させる動作を指す。図１２は、水平すみ肉溶接における従来のウィービング動作の一例を説明するための図である。図１２に示す例では、下板を水平に配置すると共に、その上表面に立板の端面を当てて配置し、立板と下板とを突き合わせた突合せ部（図１２の例では、突合せ部の接合角度ａ＝９０度）に対してすみ肉溶接が行われる。図示のように、従来のウィービング動作では、溶接トーチ１０１の先端に設けられた電極が溶接進行方向に対してほぼ直角に交互に移動するように前進させて、溶接が行われることとなる。このように、従来のウィービング動作において、溶接トーチ１０１は、立板側のウィービング端及び下板側のウィービング端へ移動する動作を繰り返し、常に溶接進行方向の前方に向かって揺動する。
日本国特開２００２－３２１０５５号公報
　ビード外観の改善を図るためにアーク電圧を高く設定した場合、溶込不良やシールド性劣化による溶接欠陥が発生する。また、ウィービングの両端で溶接電流を調整しても、中厚板の水平すみ肉溶接を想定した大脚長かつ高速な溶接を行う場合においては、溶着量を増加させる必要があり、立板側の溶融金属が重力の影響で下板側に垂れることによって引き起こされる下板側のオーバーラップや立板側のアンダーカット等の溶接欠陥が抑制されるわけではない。
　本発明は、水平すみ肉溶接において、ビード外観不良及び溶接欠陥の発生を抑制することを目的とする。
　かかる目的のもと、本発明は、立板と下板とを突き合わせた突合せ部を溶接線として、電極を、溶接線を中心にウィービングさせて、溶接線に沿って溶接を行う水平すみ肉溶接方法であって、立板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以下で、下板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以上になり、かつ、立板側のウィービング端でのアーク電圧が、下板側のウィービング端でのアーク電圧よりも低くなるように制御することを特徴とする水平すみ肉溶接方法を提供する。
　ここで、立板側のウィービング端でのアーク電圧は、溶接線中心位置のアーク電圧に対して８５％以上１００％以下の範囲内の値とし、下板側のウィービング端でのアーク電圧は、溶接線中心位置のアーク電圧に対して１００％以上１２５％以下の範囲内の値とする、ものであってよい。
　また、電極が立板側及び下板側を移動する際のアーク電圧は、ウィービングの動作に同期して、直線的、ステップ的、及び曲線的の３つのうちのいずれかで変化する、または３つのうちの２以上を組み合わせて変化する、ものであってよい。
　さらに、ウィービングにおいて、電極の位置と立板側のウィービング端との距離が、立板側のウィービング端と溶接線中心位置との間の距離の１／４の範囲内である場合に、立板側のウィービング端での電圧として予め定められた範囲内の値になるようにアーク電圧を制御し、電極の位置と下板側のウィービング端との距離が、下板側のウィービング端と溶接線中心位置との間の距離の１／４の範囲内である場合に、下板側のウィービング端での電圧として予め定められた範囲内の値になるようにアーク電圧を制御する、ものであってよい。
　また、本発明は、立板と下板とを突き合わせた突合せ部を溶接線として、電極を、溶接線を中心にウィービングさせて、溶接線に沿って溶接を行う水平すみ肉溶接方法であって、立板側のウィービング端でのアーク電圧を、アンダーカットを抑制する電圧に制御し、下板側のウィービング端でのアーク電圧を、オーバーラップを抑制する電圧に制御することを特徴とする水平すみ肉溶接方法も提供する。
　さらに、本発明は、立板と下板とを突き合わせた突合せ部を溶接線として、電極を、溶接線を中心にウィービングさせて、溶接線に沿って溶接を行う水平すみ肉溶接装置と、立板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以下で、下板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以上になり、かつ、立板側のウィービング端でのアーク電圧が、下板側のウィービング端でのアーク電圧よりも低くなるように、水平すみ肉溶接装置を制御する制御装置とを備える水平すみ肉溶接システムも提供する。
　そして、本発明は、立板と下板とを突き合わせた突合せ部を溶接線として、電極を、溶接線を中心にウィービングさせて、溶接線に沿って溶接を行う水平すみ肉溶接システムであって、溶接条件を定めたティーチングデータに基づいて、電極をウィービングさせる位置を指令するウィービング位置指令手段と、ウィービング位置指令手段の指令により移動した電極の位置情報を生成する位置情報生成手段と、位置情報生成手段により生成された位置情報をもとに電極のウィービング動作に同期した電圧制御を行い、立板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以下で、下板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以上になり、かつ、立板側のウィービング端でのアーク電圧が、下板側のウィービング端でのアーク電圧よりも低くなるように制御するアーク電圧制御手段とを備える水平すみ肉溶接システムも提供する。
　ここで、位置情報生成手段は、電極の位置情報として、ウィービング位置指令手段の指令と、指令を行ってから実際に電極が指令位置へ到着するまでの時間とをもとに、電極が実際に存在する位置を示す情報を生成する、ものであってよい。
　また、本発明は、立板と下板とを突き合わせた突合せ部を溶接線として、電極を、溶接線を中心にウィービングさせて、溶接線に沿って溶接を行う水平すみ肉溶接システムに用いられるプログラムであって、立板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以下で、下板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以上になり、かつ、立板側のウィービング端でのアーク電圧が、下板側のウィービング端でのアーク電圧よりも低くなるように制御する機能を、水平すみ肉溶接システムに実現させるためのプログラムも提供する。
　本発明によれば、水平すみ肉溶接において、ビード外観不良及び溶接欠陥の発生を抑制することができる。
本実施の形態に係る溶接システムの概略構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係る水平すみ肉溶接について溶接進行方向から見た概略図である。 本実施の形態に係るロボットコントローラの機能構成例を示すブロック図である。 ウィービングにおける電極の振幅の一例を説明するための図である。 ウィービングの軌跡に合わせて制御されるアーク電圧の一例を説明するための図である。 ウィービングの軌跡に合わせて制御されるアーク電圧の一例を説明するための図である。 ウィービングの軌跡に合わせて制御されるアーク電圧の一例を説明するための図である。 ウィービングの軌跡に合わせてアーク電圧が直線的かつステップ的に変化するように制御する場合の一例を説明するための図である。 ウィービング端付近のアーク電圧に応じて分類される波形パターンの一例を説明するための図である。 ウィービング端付近のアーク電圧に応じて分類される波形パターンの一例を説明するための図である。 ウィービング端付近のアーク電圧に応じて分類される波形パターンの一例を説明するための図である。 ロボットコントローラがアーク電圧を制御する手順の一例を示すフローチャートである。 実施例及び比較例における試験結果を示す図である。 フランク角度を説明するための図である。 ロボットコントローラのハードウェア構成例を示す図である。 水平すみ肉溶接における従来のウィービング動作の一例を説明するための図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜システム構成＞
まず、本実施の形態に係る溶接システム１について説明する。図１は、本実施の形態に係る溶接システム１の概略構成の一例を示す図である。
　図１に示すように、本実施の形態に係る溶接システム１は、溶接ロボット１０と、ロボットコントローラ２０と、溶接電源３０と、送給装置４０とを備えている。溶接電源３０はプラスのパワーケーブル（１）を介して電極側に接続され、マイナスのパワーケーブル（２）を介して、ワークＷと接続されている。また、図中のパワーケーブル（３）は溶接電源３０と溶接ワイヤの送給装置４０とを接続し、溶接ワイヤの送り速度を制御する。そして、溶接システム１は、立板と下板とをＴ字に突き合わせた突合せ部周辺の任意の位置を溶接線として、溶接線に沿って水平すみ肉溶接を行う。なお、突合せ部周辺とは、例えば、突合せ部から下板側に３０ｍｍ、立板側に３０ｍｍの範囲とする。本実施の形態では、水平すみ肉溶接装置の一例として、溶接ロボット１０が用いられる。また、制御装置の一例として、ロボットコントローラ２０が用いられる。
　溶接ロボット１０は、電極からアークを出し、その熱で溶接の対象であるワークＷ（母材、即ち、立板及び下板）を溶接する。ここで、溶接ロボット１０は、電極を保持する溶接トーチ１１を有している。そして、溶接ロボット１０は、溶接線を中心として溶接トーチ１１の先端に設けられた電極をウィービングさせて、溶接線に沿って（溶接進行方向に沿って）溶接を行う。
　溶接トーチ１１の先端では、電極である溶接材料（以降溶接ワイヤと称する）を、コンタクトチップと呼ばれる円筒形の導体の先端から一定の突出し長さを保持する。なお、本実施の形態で適用した溶接方法は、コンタクトチップと溶接ワイヤとが接触し、アーク電圧を印加して通電することで、ワークＷと溶接ワイヤ先端との間にアークが発生し、溶接ワイヤを溶融させて行う消耗電極式となる。また、溶接時における電極の突出し長さは、上限を４０ｍｍ、下限を１５ｍｍとすることが好ましい。突出し長さが４０ｍｍを上回ると、溶接線上の溶込みが十分に得られなくなったり、シールド性劣化により溶接欠陥が発生する可能性が高まる。また、突出し長さが１５ｍｍを下回ると、溶接電流が大きくなり、ウィービング端で溶接欠陥が発生し易くなる。
　さらに、溶接トーチ１１は、シールドガスノズル（シールドガスを噴出する機構）を備える。シールドガスとしては、例えば、１００％ＣＯ２、１００％Ａｒ、ＡｒにＣＯ２を混合させたもの等を用いればよい。特に、１００％ＣＯ２を用いた場合には溶込み効果が大きく好ましい。また、シールドガス不良を防止する観点から、ガス流量の上限は４０リットル／ｍｉｎ、下限は１５リットル／ｍｉｎであることが好ましい。
　ロボットコントローラ２０は、溶接ロボット１０の動作を制御する。ここで、ロボットコントローラ２０は、予め溶接ロボット１０の動作パターン、溶接開始位置、溶接終了位置、溶接条件等を定めたティーチングデータを保持し、溶接ロボット１０に対してこれらを指示して溶接ロボット１０の動作を制御する。また、ロボットコントローラ２０は、溶接作業中、ティーチングデータに従って、溶接電源３０に電源を制御する指令を行う。
　溶接電源３０は、ロボットコントローラ２０からの指令により、電極及びワークＷに電力を供給することで、電極とワークＷとの間にアークを発生させる。また、溶接電源３０は、ロボットコントローラ２０からの指令により、送給装置４０に電力を供給する。なお、溶接作業時の電流は、直流または交流であっても良く、その波形は特に問わないが、矩形波や三角波などのパルスであっても良い。
　送給装置４０は、溶接作業の進行に合わせて溶接トーチ１１に溶接ワイヤを送る。送給装置４０により送られる溶接ワイヤは、特に限定されず、ワークＷの性質や溶接形態等によって選択され、例えば、ソリッドワイヤやフラックス入りワイヤが使用される。また、溶接ワイヤの材質も問わず、例えば、軟鋼でも良いし、ステンレスやアルミニウム、チタンといった材質でも良い。さらに、溶接ワイヤの径も特に問わないが、本実施の形態において好ましくは、上限は１．６ｍｍ、下限は１．０ｍｍである。
　図２は、本実施の形態に係る水平すみ肉溶接について溶接進行方向から見た概略図である。図示のように、下板を水平に配置すると共に、その上表面に立板の端面を当てて配置し、立板と下板とを突き合わせた突合せ部（図２の例では、突合せ部の接合角度ａ＝９０度）に対してすみ肉溶接が行われる。ここで、溶接は、紙面に垂直な方向に進行するものとする。また、溶接トーチ１１は、例えば、図１２に示すような従来のウィービングのように、矢印に示す方向、即ち、下板へ向かう方向と立板へ向かう方向との交互にウィービングする。さらに、下板と電極とのなす角度（以下、トーチ傾斜角度θと称する）が例えば４５度となるように、溶接トーチ１１を傾けて溶接が行われる。また、溶接線中心位置は、下板側のウィービング端と立板側のウィービング端との間の溶接線上の位置を示している。
　なお、本実施の形態では、電極が、図１２に示すような従来のウィービングのように動作するものとして説明するが、電極のウィービング動作としてはこのような構成に限られるものではない。電極の動作としては、水平すみ肉溶接にて立板側と下板側に交互に移動するウィービングが行われれば良い。例えば、電極が溶接進行方向の前方へ向かって下板側のウィービング端まで移動し、下板側のウィービング端に到着すると、溶接進行方向に対して後方へ向かって立板側のウィービング端まで移動するようなウィービング動作であっても良い。
＜ロボットコントローラの機能構成＞
　次に、ロボットコントローラ２０の機能構成について説明する。図３は、本実施の形態に係るロボットコントローラ２０の機能構成例を示すブロック図である。
　図３に示すように、ロボットコントローラ２０は、予め作成されたティーチングデータを格納するティーチングデータ格納部２１と、ティーチングデータを解釈するティーチングデータ解釈処理部２２と、溶接ロボット１０の各軸を制御するサーボドライバへ指令を行うためのサーボ指令情報を生成するロボット軌跡計画処理部２３と、電極の位置に合わせてアーク電圧を設定するための指令情報を生成して溶接電源３０に出力する溶接電源インタフェース処理部（以下、溶接電源Ｉ／Ｆ処理部と表記する）２４とを備える。
　また、溶接電源Ｉ／Ｆ処理部２４は、ウィービング位置情報遅延補正部２４ａと、電圧指令生成処理部２４ｂとを有する。
　ティーチングデータ格納部２１は、溶接ロボット１０の動作パターン等を定めたティーチングデータを格納する。ティーチングデータは、作業者により予め作成される。
　ティーチングデータ解釈処理部２２は、例えば溶接開始の操作が行われたことを契機として、ティーチングデータ格納部２１からティーチングデータを呼び込み、ティーチングデータを解釈する。このティーチングデータの解釈により、ティーチング軌跡情報及び電圧指令情報が生成される。ティーチング軌跡情報は、溶接作業における溶接ロボット１０の軌跡を定めた情報である。また、電圧指令情報は、溶接作業におけるアーク電圧に関する指令を行うための情報であり、アークＯＮ／ＯＦＦの指令や、アーク電圧の制御指令などが含まれる。そして、ティーチングデータ解釈処理部２２は、生成したティーチング軌跡情報をロボット軌跡計画処理部２３に出力する。また、ティーチングデータ解釈処理部２２は、生成した電圧指令情報を、溶接電源Ｉ／Ｆ処理部２４の電圧指令生成処理部２４ｂに出力する。
　ロボット軌跡計画処理部２３は、ティーチングデータ解釈処理部２２から入力されたティーチング軌跡情報をもとに、溶接ロボット１０の目標位置を計算し、溶接ロボット１０の各軸を制御するためのサーボ指令情報を生成する。そして、ロボット軌跡計画処理部２３は、生成したサーボ指令情報を溶接ロボット１０へ出力する。サーボ指令情報により、溶接ロボット１０がティーチングデータに基づく動作を行う。
　また、サーボ指令情報には、電極をウィービングさせる位置を指令するためのウィービング位置指令情報が含まれており、ロボット軌跡計画処理部２３は、ウィービング位置指令情報を溶接電源Ｉ／Ｆ処理部２４のウィービング位置情報遅延補正部２４ａに出力する。本実施の形態では、ウィービング位置指令手段の一例として、ロボット軌跡計画処理部２３が用いられる。
　さらに、ロボット軌跡計画処理部２３は、サーボ指令情報を溶接ロボット１０へ出力してから実際に溶接ロボット１０が指令された位置へ到着するまでの時間（以下、ウィービング遅延時間と称する）を計算する。このウィービング遅延時間の計算方法は問わないが、例えば、サーボドライバの制御ゲインから計算される。そして、ロボット軌跡計画処理部２３は、計算したウィービング遅延時間を、溶接電源Ｉ／Ｆ処理部２４のウィービング位置情報遅延補正部２４ａに出力する。
　溶接電源Ｉ／Ｆ処理部２４は、電極の位置に合わせてアーク電圧を設定するための指令情報を生成し、生成した指令情報を溶接電源３０に出力する。
　ここで、溶接電源Ｉ／Ｆ処理部２４のウィービング位置情報遅延補正部２４ａは、ロボット軌跡計画処理部２３からウィービング位置指令情報、及びウィービング遅延時間の情報を取得する。そして、ウィービング位置情報遅延補正部２４ａは、ウィービング遅延時間を考慮してウィービングによる電極の位置を補正し、電極が実際に存在している位置を示す情報（以下、実ウィービング位置情報と称する）を生成する。ウィービング位置情報遅延補正部２４ａは、生成した実ウィービング位置情報を、電圧指令生成処理部２４ｂに出力する。本実施の形態では、位置情報生成手段の一例として、ウィービング位置情報遅延補正部２４ａが用いられる。
　電圧指令生成処理部２４ｂは、ティーチングデータ解釈処理部２２から電圧指令情報を取得し、また、ウィービング位置情報遅延補正部２４ａから実ウィービング位置情報を取得する。そして、電圧指令生成処理部２４ｂは、取得した電圧指令情報及び実ウィービング位置情報をもとに、電極のウィービング動作に同期させてアーク電圧を設定するための指令情報を生成し、生成した指令情報を溶接電源３０に出力する。アーク電圧の指令情報により、溶接電源３０は、ウィービングでの電極の位置に合わせてアーク電圧を供給する。本実施の形態では、アーク電圧制御手段の一例として、電圧指令生成処理部２４ｂが用いられる。
＜アーク電圧＞
　次に、本実施の形態におけるアーク電圧について、詳細に説明する。上述したように、本実施の形態において、アーク電圧は、ウィービングでの電極の位置に合わせて制御されるが、アーク電圧の増減はアーク力に影響するため、溶込み深さやビード形状に影響する。すみ肉溶接の場合、溶接線上では溶込みを確保できるアーク電圧とし、ウィービングの両端ではアンダーカットやオーバーラップを防止できるアーク電圧とすることが好ましい。立板側のウィービング端では、アーク力により溶融池が後方へ押し出され、また溶融池が重力の影響で下板側に垂れるため、アンダーカットが発生し易い。一方、下板側のウィービング端では、立板側の溶融池が垂れて母材に融合せずに重なることで、オーバーラップが発生し易い。
　ここで、アーク形状は一般的に釣鐘状となり、電極先端から母材側に広がるように発生する。そのため、アーク電圧を高くする、つまりアーク長を長くするほど、母材側におけるアークはより広がる。
　したがって、立板側ではアーク電圧を高くすると、広がったアークにより母材を削ってしまい、アンダーカットが発生しやすくなる。よって、立板側のアーク電圧は低く設定する必要がある。また、下板側ではアーク電圧を高く設定することで、下板側の溶融金属をより押し広げられ、オーバーラップが抑制される。
　そこで、本実施の形態では、電極が立板側のウィービング端を移動する際のアーク電圧（以下、立板側電圧と称する）が、電極が溶接線中心位置を移動する際のアーク電圧（以下、溶接線中心電圧と称する）以下の値を示し、電極が下板側のウィービング端を移動する際のアーク電圧（以下、下板側電圧と称する）が、溶接線中心電圧以上の値を示すように制御し、かつ、立板側電圧が下板側電圧よりも低くなるように（即ち、下板側電圧が立板側電圧よりも高くなるように）制御する。付言すると、立板側電圧は、アンダーカットを抑制する電圧に設定され、下板側電圧は、オーバーラップを抑制する電圧に設定される。
　このように、本実施の形態では、立板側と下板側とのアーク電圧に高低差を設けることにより、アンダーカットやオーバーラップといった溶接欠陥がより抑制されて、ビード外観が良好になる。
　また、アーク電圧については、電極のウィービング動作に同期して、直線的、ステップ的、または曲線的に変化するように制御することが好ましい。図４は、ウィービングにおける電極の振幅の一例を説明するための図である。また、図５Ａ～図５Ｃは、ウィービングの軌跡に合わせて制御されるアーク電圧の一例を説明するための図である。図４に示す例では、１周期分のウィービング動作について示されており、電極は、立板側のウィービング端、及び下板側のウィービング端へ移動する。
　そして、図５Ａに示す例では、図４に示すウィービングの軌跡に合わせて、アーク電圧が直線的に変化している。ここで、ＶＨは高い方の電圧、ＶＬは低い方の電圧であり、ＶLowerは下板側電圧を示し、ＶUpperは立板側電圧を示す。そして、電極が溶接線に対して立板側にいる場合には、アーク電圧は、溶接線中心電圧（ＶＯ）よりも低く設定されている。一方、電極が溶接線に対して下板側にいる場合には、アーク電圧は、溶接線中心電圧ＶＯよりも高く設定されている。
　また、図５Ｂに示す例では、図４に示すウィービングの軌跡に合わせて、アーク電圧がステップ的に変化している。そして、電極が溶接線に対して立板側にいる場合には、アーク電圧は、ＶＯよりも低く設定され、電極が溶接線に対して下板側にいる場合には、アーク電圧は、ＶＯよりも高く設定されている。さらに、図５Ｃに示す例では、図４に示すウィービングの軌跡に合わせて、アーク電圧が曲線的に変化している。そして、電極が溶接線に対して立板側にいる場合には、アーク電圧は、ＶＯよりも低く設定され、電極が溶接線に対して下板側にいる場合には、アーク電圧は、ＶＯよりも高く設定されている。
　このように、ウィービングの軌跡に合わせて、直線的、ステップ的、または曲線的にアーク電圧を制御することにより、溶接線上の溶込みを確保しつつ、良好なビード外観が確保される。
　さらに、アーク電圧について、直線的、ステップ的、及び曲線的の３つのうちの２以上（例えば、直線的及びステップ的、直線的及び曲線的など）を組み合わせて変化するように制御しても良い。図６は、ウィービングの軌跡に合わせてアーク電圧が直線的かつステップ的に変化するように制御する場合の一例を説明するための図である。図６に示す例では、まず電極が溶接線中心位置から立板側のウィービング端に移動する際、アーク電圧は直線的に変化するが、途中からステップ的に変化する。また、電極が立板側のウィービング端に到着した後、溶接線中心位置から下板側のウィービング端に移動する際、アーク電圧は直線的に変化するが、途中からはステップ的に変化する。
　また、上述したように、立板側電圧が下板側電圧よりも低くなることが好ましいが、立板側電圧は、溶接線中心位置のアーク電圧値（溶接線上のアーク電圧値）に対して、８５％（パーセント）以上１００％以下の範囲とし、下板側電圧は、溶接線中心位置のアーク電圧値に対して、１００％以上１２５％以下の範囲に設定することがより好ましい。
　立板側電圧が溶接線中心電圧の値に対して８５％を下回ると、立板側のウィービング端でスパッタが発生する恐れがある。また、立板側電圧が溶接線中心電圧の値に対して１００％を上回ると、アンダーカットの防止効果が現れにくい。
　一方、下板側電圧が溶接線中心電圧の値に対して１００％を下回ると、オーバーラップの防止効果が現れにくい。また、下板側電圧が溶接線中心電圧の値に対して１２５％を上回ると、アーク長が過大になり、溶込み不足やアーク切れが発生する可能性がある。
　さらに、ロボットコントローラ２０がウィービング端位置及びウィービング端の近傍でアーク電圧の増減制御を行うと、アーク電圧の増減変化に起因するアーク長変動が発生し、ウィービング端位置においてアーク不安定によるスパッタ発生や溶接欠陥の発生、または溶融金属の馴染みが悪くなる（例えば、後述するフランク角度が悪くなる）可能性がある。
　そのため、ウィービング端位置及びウィービング端の近傍でのアーク電圧の増減が大きくならないように制御することがより好ましい。付言すると、ウィービング中の電極の位置と立板側のウィービング端との距離が、立板側のウィービング端と溶接線中心位置との間の距離の１／４の範囲内である場合には、立板側のウィービング端での電圧として予め定められた範囲内の値になるように、アーク電圧を制御することがより好ましい。また、ウィービング中の電極の位置と下板側のウィービング端との距離が、下板側のウィービング端と溶接線中心位置との間の距離の１／４の範囲内である場合には、下板側のウィービング端での電圧として予め定められた範囲内の値になるように、アーク電圧を制御することがより好ましい。
　具体的には、立板側のウィービング端での電圧として予め定められた範囲内の値とは、溶接線中心電圧の値に対して８５％以上１００％以下の範囲内であって、例えば、溶接線中心電圧の値に対して９０％以上９５％以下の範囲内の値、のように定められる。また、例えば、溶接線中心電圧の値に対して９２％の値、のように固定値として定めても良い。
　同様に、下板側のウィービング端での電圧として予め定められた範囲内の値とは、溶接線中心電圧の値に対して１００％以上１２５％以下の範囲内であって、例えば、溶接線中心電圧の値に対して１１５％以上１２０％以下の範囲内の値、のように定められる。また、例えば、溶接線中心電圧の値に対して１１８％の値、のように固定値として定めても良い。
　図７Ａ～図７Ｃは、ウィービング端付近のアーク電圧に応じて分類される波形パターンの一例を説明するための図である。図７Ａ～図７Ｃに示す例では、アーク電圧がステップ的に変化する場合について説明するが、アーク電圧が、例えば、直線的、曲線的に変化する場合も同様に分類されるものとする。
　図７Ａ～図７Ｃに示す例では、アーク電圧は、ウィービングの軌跡に合わせてステップ的に変化するが、ウィービング端付近では予め定められた範囲内の値になるように制御されている。立板側のウィービング端付近では、アーク電圧が固定のＶUpperになるように制御され（即ち、立板側のウィービング端での電圧として予め定められた範囲内の値をＶUpperとして制御する）、下板側のウィービング端付近では、アーク電圧が固定のＶLowerになるように制御される（即ち、立板側のウィービング端での電圧として予め定められた範囲内の値をＶUpperとして制御する）ものとする。
　ここで、立板側のウィービング端と溶接線中心位置との間の距離をｄ（下板側のウィービング端と溶接線中心位置との間の距離もｄ）とすると、図７Ａに示す例では、電極の位置と下板側のウィービング端との間の距離がｄ／２の範囲内である場合に、アーク電圧がＶLowerになるように制御される。また、電極の位置と立板側のウィービング端との間の距離がｄ／２の範囲内である場合に、アーク電圧がＶUpperになるように制御される。また、図７Ｂに示す例では、電極の位置と下板側のウィービング端との間の距離がｄ／４の範囲内である場合に、アーク電圧がＶLowerになるように制御される。また、電極の位置と立板側のウィービング端との間の距離がｄ／４の範囲内である場合に、アーク電圧がＶUpperになるように制御される。
　即ち、電極の位置が各ウィービング端からｄ／４の範囲にある場合に、アーク電圧が予め定められた範囲内の値に制御されており、ウィービング端位置及びウィービング端の近傍でのアーク電圧の制御として、スパッタ発生や溶接欠陥の発生、溶融金属の馴染みの悪化等を抑制するためのより好ましい制御が行われているといえる。
　一方、図７Ｃに示す例では、電極の位置と下板側のウィービング端との間の距離がｄ／８の範囲内である場合には、アーク電圧がＶLowerになるように制御されるが、電極の位置と下板側のウィービング端との間の距離がｄ／８を超えると、アーク電圧がＶLowerより小さくなるように制御される。また、電極の位置と立板側のウィービング端との間の距離がｄ／８の範囲内である場合には、アーク電圧がＶUpperになるように制御されるが、電極の位置と下板側のウィービング端との距離がｄ／８を超えるとアーク電圧がＶUpperより大きくなるように制御される。
　そのため、図７Ｃに示す場合は、図７Ａ及び図７Ｂに示す場合とは異なり、ウィービング端位置及びウィービング端の近傍でのアーク電圧の制御として、より好ましい制御が行われているとはいえない。
＜アーク電圧の制御手順＞
　次に、ロボットコントローラ２０がアーク電圧を制御する手順について説明する。図８は、ロボットコントローラ２０がアーク電圧を制御する手順の一例を示すフローチャートである。
　まず、作業者により溶接開始の操作が行われると、ティーチングデータ解釈処理部２２は、ティーチングデータ格納部２１からティーチングデータを呼び込み、ティーチングデータを解釈してティーチング軌跡情報及び電圧指令情報を生成する（ステップ１０１）。生成されたティーチング軌跡情報はロボット軌跡計画処理部２３へ出力され、電圧指令情報は電圧電源Ｉ／Ｆ処理部２４の電圧指令生成処理部２４ｂへ出力される。
　次に、ロボット軌跡計画処理部２３は、ティーチングデータ解釈処理部２２から入力されたティーチング軌跡情報をもとに、溶接ロボット１０の目標位置を計算し、サーボ指令情報を生成する（ステップ１０２）。そして、ロボット軌跡計画処理部２３、生成したサーボ指令情報を溶接ロボット１０へ出力し、また、ウィービング位置指令情報を電圧電源Ｉ／Ｆ処理部２４のウィービング位置情報遅延補正部２４ａへ出力する。
　さらに、ロボット軌跡計画処理部２３は、ウィービング遅延時間を計算し（ステップ１０３）、計算したウィービング遅延時間の情報を電圧電源Ｉ／Ｆ処理部２４のウィービング位置情報遅延補正部２４ａへ出力する。
　次に、ウィービング位置情報遅延補正部２４ａは、ロボット軌跡計画処理部２３からウィービング位置指令情報、及びウィービング遅延時間の情報を取得し、ウィービング遅延時間を考慮してウィービングによる電極の位置を補正し、実ウィービング位置情報を生成する（ステップ１０４）。生成された実ウィービング位置情報は、電圧電源Ｉ／Ｆ処理部２４の電圧指令生成処理部２４ｂに出力される。
　次に、電圧指令生成処理部２４ｂは、ティーチングデータ解釈処理部２２から電圧指令情報を取得し、また、ウィービング位置情報遅延補正部２４ａから実ウィービング位置情報を取得し、電極のウィービング動作に同期させてアーク電圧を設定するための指令情報を生成する（ステップ１０５）。生成された指令情報は、溶接電源３０に出力される。この指令情報をもとに、溶接電源３０は、ウィービングでの電極の位置に合わせてアーク電圧を供給する。そして、本処理フローは終了する。
＜実施例＞
　次に、本発明の実施例について、本発明の範囲から外れる比較例と対比して説明する。尚、この実施例及び比較例は、上述した数値限定などの根拠を与えるものでもある。
　まず、実施例及び比較例において溶接を行う際の溶接条件について説明する。ただし、ここで説明する溶接条件は一例であり、本実施の形態では、以下の溶接条件に限定されるものではない。
　狙い脚長は６ｍｍとし、溶接電流は４００アンペア（電流の単位：Ａ）、電極の溶接電流に対応する平均のアーク電圧は約３０ボルト（電圧の単位：Ｖ）以上３５Ｖ以下の範囲で設定された。ここで、アーク電圧は、電極のウィービングの軌跡に合わせてステップ状に変化させた。また、溶接トーチ１１が動作する際の速度である溶接速度は５０ｃｍ／ｍｉｎ、ウィービングの周波数は２．５Ｈｚに設定された。さらに、ウィービング幅（下板側のウィービング端から立板側のウィービング端までの距離）は３ｍｍに設定された。
　また、溶接ワイヤとしては、軟鋼のソリッドワイヤで、径が１．２ｍｍのものが用いられた。立板及び下板としては、板厚が１２ｍｍの一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）が用いられた。シールドガスとしてはＡｒ－２０％ＣＯ２が用いられた。
　次に、実施例及び比較例における試験結果について説明する。図９は、実施例及び比較例における試験結果を示す図である。図９に示す例では、実施例としてＮｏ．１～１２が示されており、比較例としてＮｏ．１３～１５が示されている。
　また、図９では、溶接条件のうち、ウィービング動作時のアーク電圧について示しており、アーク電圧として、「アーク電圧の波形パターン」、「平均電圧」、「アーク電圧ＶＯ」、「アーク電圧ＶLower」、「アーク電圧ＶUpper」のそれぞれの項目について設定されたものを示している。
　「アーク電圧の波形パターン」は、ウィービング動作時のアーク電圧の波形パターンを示す。ここで、図７Ａに示す波形をパターンＡ、図７Ｂに示す波形をパターンＢ、図７Ｃに示す波形をパターンＣとする。「平均電圧」は、溶接中のアーク電圧の平均値を示す。
　「アーク電圧ＶＯ」は、溶接線中心位置におけるアーク電圧値（即ち、溶接線中心電圧の値）を示す。「アーク電圧ＶLower」は、下板側のウィービング端におけるアーク電圧値（即ち、下板側電圧の値）を示す。また、アーク電圧ＶＯに対する割合（アーク電圧ＶLower／アーク電圧ＶＯ）をパーセントで示している。「アーク電圧ＶUpper」は、立板側のウィービング端におけるアーク電圧値（即ち、立板側電圧の値）を示す。また、アーク電圧ＶＯに対する割合（アーク電圧ＶUpper／アーク電圧ＶＯ）をパーセントで示している。
　そして、実施例、比較例では、これらのアーク電圧について、上述したように約３０Ｖ以上３５Ｖ以下の範囲で変化させて試験を行った。
　また、評価結果としては、溶接後の状態について、「フランク角度」、「スパッタ付着による外観不良」、「溶接欠陥」の３項目で評価された結果について示している。
　「フランク角度」は、溶接止端部（母材の面と溶接ビードの表面とが交わる部分）の形状を評価する指標の一つであるフランク角度をもとに評価した結果を示す。図１０は、フランク角度を説明するための図である。図示のように、フランク角度とは、溶接止端部からのビードの立ち上がり角度をいう。本実施例では下板側のフランク角度を測定し、評価した。一般的にフランク角度が大きい程なめらかで良好なビード形状となる。そのため、フランク角度が９０度を下回る場合はオーバーラップ、フランク角度が１５０度を超える場合にはのど厚（溶融金属の断面の厚さ）の不足となるため、「×」と評価し、フランク角度が９０度以上１５０度以下の場合は「○」と評価した。さらに、フランク角度が１１０度以上１３５度以下の場合は、より良好な止端形状であるとして「◎」と評価した。
　「スパッタ付着による外観不良」は、溶接長５０ｍｍ、溶接線から下板側２５ｍｍ、立板側２５ｍｍの範囲に対し、付着しているスパッタが１．０ｍｍ以下の場合は「◎」、１．０ｍｍを上回るスパッタが１個以上５個以下の付着の場合は「○」、さらに、１．０ｍｍを上回るスパッタが５個を超える場合はスパッタ付着による外観不良が著しいものとして「×」とした。
　「溶接欠陥」は、試験実施者が溶接終了後のビードを目視で確認するとともに、マクロ断面を観察した結果を示す。ビード外観の確認やマクロ断面観察により、アンダーカット、オーバーラップなどの溶接欠陥が発生している場合は「×」と評価し、溶接欠陥が発生しておらず正常な場合は「○」と評価した。
　そして、実施例であるＮｏ．１～１２では、アーク電圧の溶接条件として、波形はパターンＡ～Ｃのいずれかであり、アーク電圧ＶUpperはアーク電圧ＶＯ以下、アーク電圧ＶLowerはアーク電圧ＶＯ以上、アーク電圧ＶUpper＜アーク電圧ＶLowerである。その結果、良好なフランク角度であり、スパッタの付着も少量で外観が良く、また溶接欠陥の無い良好なビード形状となった。即ち、Ｎｏ．１～１２の評価結果では、「フランク角度」、「スパッタ付着による外観不良」、「溶接欠陥」の項目について、全て「○」または「◎」となり、良好な結果を示している。
　特に、Ｎｏ．１～４では、アーク電圧ＶLower／アーク電圧ＶＯが１００％以上１２５％以下の範囲にあり、アーク電圧ＶUpper／アーク電圧ＶＯが８５％以上１００％以下の範囲にある。さらに、アーク電圧の波形がパターンＡである。その結果、フランク角度がより適正な範囲になり「◎」と評価され、スパッタの付着量も少なく「◎」と評価されており、より良好な結果を示した。
　また、Ｎｏ．５でも、アーク電圧ＶLower／アーク電圧ＶＯが１００％以上１２５％以下の範囲にあり、アーク電圧ＶUpper／アーク電圧ＶＯが８５％以上１００％以下の範囲にある。また、アーク電圧の波形はパターンＢである。この場合も、フランク角度がより適正な範囲になり「◎」と評価され、スパッタの付着量も少なく「◎」と評価されており、より良好な結果を示した。
　Ｎｏ．６～９では、アーク電圧ＶLower／アーク電圧ＶＯが１００％以上１２５％以下の範囲にあり、アーク電圧ＶUpper／アーク電圧ＶＯが８５％以上１００％以下の範囲にある。付言すると、Ｎｏ．６では、アーク電圧ＶLower／アーク電圧ＶＯの値が、より好ましい範囲の上限値（１２５％）であり、Ｎｏ．７では、アーク電圧ＶLower／アーク電圧ＶＯの値が、より好ましい範囲の下限値（１００％）である。また、Ｎｏ．８では、アーク電圧ＶUpper／アーク電圧ＶＯの値が、より好ましい範囲の下限値（８５％）であり、Ｎｏ．９では、アーク電圧ＶUpper／アーク電圧ＶＯの値が、より好ましい範囲の上限値（１００％）である。一方で、Ｎｏ．６～９におけるアーク電圧の波形は、パターンＡ及びパターンＢのどちらでもなく、パターンＣである。その結果、フランク角度はより適正な範囲になり「◎」と評価されたが、外観不良の評価結果は「○」となった。
　Ｎｏ．１０では、アーク電圧ＶLower／アーク電圧ＶＯの値は１２８％であり、１００％以上１２５％以下のより好ましい範囲から外れている。また、Ｎｏ．１１では、アーク電圧ＶUpper／アーク電圧ＶＯの値は８０％であり、８５％以上１００％以下のより好ましい範囲から外れている。さらに、Ｎｏ．１２では、アーク電圧ＶLower／アーク電圧ＶＯの値は１２７％であり、１００％以上１２５％以下のより好ましい範囲から外れており、またアーク電圧ＶUpper／アーク電圧ＶＯの値は８２％であり、８５％以上１００％以下のより好ましい範囲から外れている。さらに、Ｎｏ．１０～１２におけるアーク電圧の波形は、パターンＡ及びパターンＢのどちらでもなく、パターンＣである。その結果、フランク角度の評価結果が「○」となり、外観不良の評価結果も「○」となった。
　また、比較例について、Ｎｏ．１３では、アーク電圧を変化させる制御が行われておらずほぼ一定の値を示し、アーク電圧ＶLower、アーク電圧ＶUpper、アーク電圧ＶＯが同じ値である。即ち、アーク電圧ＶUpperはアーク電圧ＶＯ以下、アーク電圧ＶLowerはアーク電圧ＶＯ以上といえるが、アーク電圧ＶUpper＜アーク電圧ＶLowerという条件が満たされていない。その結果、「フランク角度」、「スパッタ付着による外観不良」が「×」となり、さらに下板側でオーバーラップが発生した。
　Ｎｏ．１４では、アーク電圧ＶUpper／アーク電圧ＶＯの値は１００％であり、アーク電圧ＶUpperはアーク電圧ＶＯ以下といえる。一方、アーク電圧ＶLower／アーク電圧ＶＯの値は８８％であり、アーク電圧ＶLowerがアーク電圧ＶＯ以上、及びアーク電圧ＶUpper＜アーク電圧ＶLowerという条件が満たされていない。その結果、「フランク角度」、「スパッタ付着による外観不良」が「×」となり、さらに下板側でオーバーラップが発生した。
　Ｎｏ．１５では、アーク電圧ＶLower／アーク電圧ＶＯの値は９４％、アーク電圧ＶUpper／アーク電圧ＶＯの値は１１２％である。即ち、アーク電圧ＶLowerがアーク電圧ＶＯ以上、アーク電圧ＶUpperがアーク電圧ＶＯ以下、及びアーク電圧ＶUpper＜アーク電圧ＶLowerという条件が満たされていない。その結果、「スパッタ付着による外観不良」が「×」となり、さらに上板側でアンダーカットが発生した。
　このように、溶接条件としてアーク電圧ＶLowerをアーク電圧ＶＯ以上、アーク電圧ＶUpperをアーク電圧ＶＯ以下、及びアーク電圧ＶUpper＜アーク電圧ＶLowerとすることにより、フランク角度が良好になり、またスパッタ付着による外観不良が抑制され、さらにオーバーラップやアンダーカットといった溶接欠陥が抑制されることが確認された。さらに、アーク電圧ＶLower及びアーク電圧ＶUpperの値を調整したり、波形パターンをパターンＡまたはパターンＢに設定したりすることにより、フランク角度がより良好な結果になること、スパッタ付着が抑制されてビード外観がより良好な結果になることが確認された。
＜ロボットコントローラのハードウェア構成＞
　最後に、ロボットコントローラ２０のハードウェア構成について説明する。図１１は、ロボットコントローラ２０のハードウェア構成例を示す図である。
　図１１に示すように、ロボットコントローラ２０は、演算手段であるＣＰＵ２０１と、記憶領域である揮発性メモリ２０２、不揮発性メモリ２０３とを備える。ここで、ＣＰＵ２０１は、ＯＳ（Operating System）やアプリケーションソフトウェア等の各種プログラムを実行し、ロボットコントローラ２０の各機能を実現する。また、揮発性メモリ２０２は、各種プログラムやその実行に用いるデータ等を記憶する記憶領域であり、不揮発性メモリ２０３は、各種プログラムに対する入力データや各種プログラムからの出力データ等を記憶する記憶領域である。
　また、ロボットコントローラ２０は、外部との通信を行うための通信インタフェース（以下、通信Ｉ／Ｆと表記する）２０４と、記憶媒体に対してデータの読み書きを行うためのドライバ２０５とを備える。
　そして、例えば、ＣＰＵ２０１がＯＳやアプリケーションソフトウェア等の各種プログラムを実行することにより、ロボットコントローラ２０の機能が実現され、上述したアーク電圧の制御などが行われる。
　ただし、図１１はハードウェアの構成例に過ぎず、ロボットコントローラ２０は図示の構成に限定されない。なお、本発明の実施の形態を実現するプログラムは、磁気ディスクや光ディスク、半導体メモリ、その他の記録媒体に格納して配布したり、ネットワークを介して配信したりすることにより、提供することができる。
　以上説明したように、本実施の形態に係る溶接システム１は、立板側のウィービング端でのアーク電圧ＶUpperが溶接線中心位置のアーク電圧ＶＯ以下で、下板側のウィービング端でのアーク電圧ＶLowerが溶接線中心位置のアーク電圧ＶＯ以上になり、さらに、アーク電圧ＶUpperがアーク電圧ＶLowerよりも低くなるようにアーク電圧を制御する。このような構成により、例えば、立板側と下板側とのアーク電圧に高低差を設けないような構成と比較して、ビード外観不良が抑制されるとともに、立板側でのアンダーカットや下板側でのオーバーラップといった溶接欠陥の発生が抑制される。
　なお、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態には限定されない。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々に変更したり代替態様を採用したりすることが可能なことは、当業者に明らかである。
　本出願は、２０１５年４月３０日出願の日本国特許出願（特願２０１５－０９３６７２）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１…溶接システム、１０…溶接ロボット、１１…溶接トーチ、２０…ロボットコントローラ、２１…ティーチングデータ格納部、２２…ティーチングデータ解釈処理部、２３…ロボット軌跡計画処理部、２４…溶接電源Ｉ／Ｆ処理部、２４ａ…ウィービング位置情報遅延補正部、２４ｂ…電圧指令生成処理部、３０…溶接電源、４０…送給装置、ＶLower…下板側電圧、ＶUpper…立板側電圧、ＶＯ…溶接線中心電圧

Claims (10)

  1. 　立板と下板とを突き合わせた突合せ部を溶接線として、電極を、当該溶接線を中心にウィービングさせて、当該溶接線に沿って溶接を行う水平すみ肉溶接方法であって、
    　前記立板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以下で、前記下板側のウィービング端でのアーク電圧が当該溶接線中心位置のアーク電圧以上になり、かつ、
    　前記立板側のウィービング端でのアーク電圧が、前記下板側のウィービング端でのアーク電圧よりも低くなるように制御すること
    を特徴とする水平すみ肉溶接方法。
  2. 　前記立板側のウィービング端でのアーク電圧は、前記溶接線中心位置のアーク電圧に対して８５％以上１００％以下の範囲内の値とし、前記下板側のウィービング端でのアーク電圧は、当該溶接線中心位置のアーク電圧に対して１００％以上１２５％以下の範囲内の値とすること
    を特徴とする請求項１に記載の水平すみ肉溶接方法。
  3. 　前記電極が前記立板側及び前記下板側を移動する際のアーク電圧は、前記ウィービングの動作に同期して、直線的、ステップ的、及び曲線的の３つのうちのいずれかで変化する、または３つのうちの２以上を組み合わせて変化すること
    を特徴とする請求項１に記載の水平すみ肉溶接方法。
  4. 　前記電極が前記立板側及び前記下板側を移動する際のアーク電圧は、前記ウィービングの動作に同期して、直線的、ステップ的、及び曲線的の３つのうちのいずれかで変化する、または３つのうちの２以上を組み合わせて変化すること
    を特徴とする請求項２に記載の水平すみ肉溶接方法。
  5. 　前記ウィービングにおいて、前記電極の位置と前記立板側のウィービング端との距離が、当該立板側のウィービング端と前記溶接線中心位置との間の距離の１／４の範囲内である場合に、立板側のウィービング端での電圧として予め定められた範囲内の値になるようにアーク電圧を制御し、当該電極の位置と前記下板側のウィービング端との距離が、当該下板側のウィービング端と当該溶接線中心位置との間の距離の１／４の範囲内である場合に、下板側のウィービング端での電圧として予め定められた範囲内の値になるようにアーク電圧を制御すること
    を特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の水平すみ肉溶接方法。
  6. 　立板と下板とを突き合わせた突合せ部を溶接線として、電極を、当該溶接線を中心にウィービングさせて、当該溶接線に沿って溶接を行う水平すみ肉溶接方法であって、
    　前記立板側のウィービング端でのアーク電圧を、アンダーカットを抑制する電圧に制御し、
    　前記下板側のウィービング端でのアーク電圧を、オーバーラップを抑制する電圧に制御すること
    を特徴とする水平すみ肉溶接方法。
  7. 　立板と下板とを突き合わせた突合せ部を溶接線として、電極を、当該溶接線を中心にウィービングさせて、当該溶接線に沿って溶接を行う水平すみ肉溶接装置と、
    　前記立板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以下で、前記下板側のウィービング端でのアーク電圧が当該溶接線中心位置のアーク電圧以上になり、かつ、当該立板側のウィービング端でのアーク電圧が、当該下板側のウィービング端でのアーク電圧よりも低くなるように、前記水平すみ肉溶接装置を制御する制御装置と
    を備える水平すみ肉溶接システム。
  8. 　立板と下板とを突き合わせた突合せ部を溶接線として、電極を、当該溶接線を中心にウィービングさせて、当該溶接線に沿って溶接を行う水平すみ肉溶接システムであって、
    　溶接条件を定めたティーチングデータに基づいて、前記電極をウィービングさせる位置を指令するウィービング位置指令手段と、
    　前記ウィービング位置指令手段の指令により移動した電極の位置情報を生成する位置情報生成手段と、
    　前記位置情報生成手段により生成された前記位置情報をもとに前記電極のウィービング動作に同期した電圧制御を行い、前記立板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以下で、前記下板側のウィービング端でのアーク電圧が当該溶接線中心位置のアーク電圧以上になり、かつ、当該立板側のウィービング端でのアーク電圧が、当該下板側のウィービング端でのアーク電圧よりも低くなるように制御するアーク電圧制御手段と
    を備える水平すみ肉溶接システム。
  9. 　前記位置情報生成手段は、前記電極の位置情報として、前記ウィービング位置指令手段の指令と、当該指令を行ってから実際に当該電極が指令位置へ到着するまでの時間とをもとに、当該電極が実際に存在する位置を示す情報を生成すること
    を特徴とする請求項８に記載の水平すみ肉溶接システム。
  10. 　立板と下板とを突き合わせた突合せ部を溶接線として、電極を、当該溶接線を中心にウィービングさせて、当該溶接線に沿って溶接を行う水平すみ肉溶接システムに用いられるプログラムであって、
    　前記立板側のウィービング端でのアーク電圧が溶接線中心位置のアーク電圧以下で、前記下板側のウィービング端でのアーク電圧が当該溶接線中心位置のアーク電圧以上になり、かつ、当該立板側のウィービング端でのアーク電圧が、当該下板側のウィービング端でのアーク電圧よりも低くなるように制御する機能を、前記水平すみ肉溶接システムに実現させるためのプログラム。
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