(57)【要約】【課題】パルスアーク溶接法を用いた場合においても、パルス形状である溶接電流やアーク電圧の影響を受けることなく、高精度な突出し変化情報の抽出が可能となるパルスアーク溶接の倣い制御方法、制御装置、溶接システム、溶接プログラム及び溶接電源を提供する。【解決手段】ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘは、溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏのうち少なくとも１つをパラメータとして含み、あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出し、平均値Ｙｎに基づいて、開先内の突出し変化情報を抽出して溶接線を追従する、パルスアーク溶接の倣い制御方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従する倣い制御方法であって、
前記電気的変化量Ｘは、溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏのうち少なくとも１つをパラメータとして含み、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出し、
前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出して前記溶接線を追従することを特徴とするパルスアーク溶接の倣い制御方法。
【請求項２】
前記期間Ｔｆは、前記電気的変化量Ｘのパルス１周期又はパルスの複数周期とする、請求項１に記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法。
【請求項３】
前記電気的変化量Ｘは、前記溶接電流検出信号Ｉｏに対するアーク電圧検出信号Ｖｏの比率（Ｖｏ／Ｉｏ）、又は前記アーク電圧検出信号Ｖｏに対する前記溶接電流検出信号Ｉｏの比率（Ｉｏ／Ｖｏ）をパラメータとして含む、請求項１又は２に記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法。
【請求項４】
前記平均値Ｙｎは、前記電気的変化量Ｘを前記アーク電圧検出信号Ｖｏに対する前記溶接電流検出信号Ｉｏの比率（Ｉｏ／Ｖｏ）とした場合における、前記あらかじめ定めた期間Ｔｆにおける前記電気的変化量Ｘの平均値に、あらかじめ定めた設定電圧Ｖｓｅｔを乗じた値である、請求項３に記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法。
【請求項５】
周波数フィルタで濾波された前記電気的変化量Ｘを用いて前記平均値Ｙｎを算出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法。
【請求項６】
前記周波数フィルタは、１０〜１２０Ｈｚの範囲から選択されるカットオフ周波数を有するローパスフィルタである、請求項５に記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法。
【請求項７】
測定対象期間の１区間前における前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを中心値として、あらかじめ定めた上限範囲値を加算して上限制限値を算出するとともに、あらかじめ定めた下限範囲値を減算して下限制限値を算出し、
前記測定対象期間の前記平均値Ｙｎが前記上限制限値を超える場合、又は前記下限制限値を下回る場合に、あらかじめ定めた処理を行う、請求項１〜６のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法。
【請求項８】
溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従する制御装置であって、
前記電気的変化量Ｘは、溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏのうち少なくとも１つをパラメータとして含み、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出することを特徴とする制御装置。
【請求項９】
前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出して前記溶接線を追従するように制御する、請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従する制御機能を備える溶接システムであって、
前記電気的変化量Ｘは、溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏのうち少なくとも１つをパラメータとして含み、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出し、
前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出して前記溶接線を追従するように制御する機能を備えることを特徴とする溶接システム。
【請求項１１】
溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従して溶接する溶接プログラムであって、
開先内で溶接トーチをウィービングさせるステップと、
前記ウィービング時に前記電気的変化量Ｘを検出するステップと、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出するステップと、
前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出するステップと、
前記突出し変化情報に基づいて前記溶接線を追従するステップと、
を備えることを特徴とする溶接プログラム。
【請求項１２】
溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従する機能を備える溶接電源であって、
アークを発生させて溶接を行うための電力を供給する電力供給部と、
送給速度指令、溶接電流指令、アーク電圧指令などの信号を受け取り、前記電力供給部の制御量を演算する電流制御部と、
溶接中の溶接電流Ｉｗを検出し、溶接電流検出信号Ｉｏを出力する電流検出部と、
溶接中のアーク電圧Ｖｗを検出し、アーク電圧検出信号Ｖｏを出力する電圧検出部と、
前記電気的変化量Ｘは、前記溶接電流検出信号Ｉｏ及び前記アーク電圧検出信号Ｖｏのうち少なくとも１つをパラメータとして含み、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出し、
前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出して前記溶接線を追従するように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする溶接電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスアーク溶接の倣い制御方法、制御装置、溶接システム、溶接プログラム及び溶接電源に関する。より詳細には、パルスアーク溶接の溶接線倣い制御において、パルスアーク溶接であっても高精度の溶接線倣い制御が可能となる、パルスアーク溶接の倣い制御方法、制御装置、溶接システム、溶接プログラム及び溶接電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶接線の倣い制御方法として、非接触センサであるアークセンサが用いられる。アークセンサは、溶接ワイヤの通電点（溶接ワイヤとコンタクトチップの接触点）と母材間の距離（以下、「チップ・母材間距離」又は「突出し」ともいう）が変化すると、それに応じて溶接電流やアーク電圧が変化するという特性を利用する。
アークセンサの具体的な適用例としては、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、開先幅方向のチップ・母材間距離の変化を、検出した溶接電流やアーク電圧の変化から読み取り、これらの変化がウィービング左側と右側での挙動において対称となっていれば、トーチは開先中心、すなわち溶接線を狙っていると判断し、これらの変化がウィービング左側と右側での挙動において非対称となっていれば、トーチは溶接線から外れていると判断して、その後対称になるようにウィービング中心を移動させるように制御する方法が挙げられる。
【０００３】
このように、アークセンサは溶接電流やアーク電圧を監視して、その電気的変化量からトーチ位置を判断する方法であるが、溶接電流やアーク電圧がパルス状の波形になる場合、すなわちパルスアーク溶接法に倣い制御を適用する場合は、チップ・母材間距離による溶接電流やアーク電圧の変化以外に、パルスによる周期的な変化も合わさるため、突出し変化に相当する電気的変化情報を精度良く抽出することができず、パルスアーク溶接法を用いない場合に比べて、溶接線の倣い精度が低くなるおそれがあった。
【０００４】
このパルスアーク溶接法を適用した場合の倣い制御方法として、特許文献１では、ピーク電圧Ｖｐを、あらかじめ定めたピーク電圧基準値Ｖｐｃを中心値とするピーク電圧変動範囲Ｖｐｃ±ΔＶｐｃ内に制限してピーク電圧制限値Ｖｐｆを算出し、ベース電圧Ｖｂを、あらかじめ定めたベース電圧基準値Ｖｂｃを中心値とするベース電圧変動範囲Ｖｂｃ±ΔＶｂｃ内に制限してベース電圧制限値Ｖｂｆを算出し、オシレート半周期毎のピーク電圧制限値Ｖｐｆ及び／又はベース電圧制限値Ｖｂｆに基づいて溶接トーチを溶接線に倣わせてパルスアーク溶接している。これにより、種々の要因によってアーク電圧に重畳する異常電圧を除去したアーク電圧制限値、ピーク電圧制限値又はベース電圧制限値に基づいて位置ズレ値を正確に算出することができ、高精度な倣い制御を実現するようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４-８２１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法では、アーク電圧のパルス波形に発生する異常電圧の除去のみであって、トーチ位置に係る溶接電流やアーク電圧の挙動へ及ぼすパルス波形の影響については何ら考慮されていない。言い換えれば、溶接電流やアーク電圧を検出するサンプリング周期（またはロボットコントローラへの伝送周期）次第で、パルス波形中のピーク位置又はベース位置の値を取ることもあり得るため、トーチ突出し変化情報に係る溶接電流やアーク電圧の挙動を精度良く抽出することができないおそれがあり、改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、パルスアーク溶接法を用いた場合においても、パルス形状である溶接電流やアーク電圧の影響を受けることなく、高精度な突出し変化情報の抽出が可能となるパルスアーク溶接の倣い制御方法、制御装置、溶接システム、溶接プログラム及び溶接電源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、パルスアーク溶接の倣い制御方法に係る下記（１）の構成により達成される。
（１）  溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従する倣い制御方法であって、
前記電気的変化量Ｘは、溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏのうち少なくとも１つをパラメータとして含み、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出し、
前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出して前記溶接線を追従することを特徴とするパルスアーク溶接の倣い制御方法。
【０００９】
パルスアーク溶接の倣い制御方法に係る本発明の好ましい実施形態は、下記（２）〜（７）に関する。
（２）  前記期間Ｔｆは、前記電気的変化量Ｘのパルス１周期又はパルスの複数周期とする、上記（１）に記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法。
（３）  前記電気的変化量Ｘは、前記溶接電流検出信号Ｉｏに対するアーク電圧検出信号Ｖｏの比率（Ｖｏ／Ｉｏ）、又は前記アーク電圧検出信号Ｖｏに対する前記溶接電流検出信号Ｉｏの比率（Ｉｏ／Ｖｏ）をパラメータとして含む、上記（１）又は（２）に記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法。
（４）  前記平均値Ｙｎは、前記電気的変化量Ｘを前記アーク電圧検出信号Ｖｏに対する前記溶接電流検出信号Ｉｏの比率（Ｉｏ／Ｖｏ）とした場合における、前記あらかじめ定めた期間Ｔｆにおける前記電気的変化量Ｘの平均値に、あらかじめ定めた設定電圧Ｖｓｅｔを乗じた値である、上記（３）に記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法。
（５）  周波数フィルタで濾波された前記電気的変化量Ｘを用いて前記平均値Ｙｎを算出する、上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法。
（６）  前記周波数フィルタは、１０〜１２０Ｈｚの範囲から選択されるカットオフ周波数を有するローパスフィルタである、上記（５）に記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法。
（７）  測定対象期間の１区間前における前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを中心値として、あらかじめ定めた上限範囲値を加算して上限制限値を算出するとともに、あらかじめ定めた下限範囲値を減算して下限制限値を算出し、
前記測定対象期間の前記平均値Ｙｎが前記上限制限値を超える場合、又は前記下限制限値を下回る場合に、あらかじめ定めた処理を行う、上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法。
【００１０】
本発明の上記目的は、制御装置に係る下記（８）の構成により達成される。
（８）  溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従する制御装置であって、
前記電気的変化量Ｘは、溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏのうち少なくとも１つをパラメータとして含み、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出することを特徴とする制御装置。
【００１１】
制御装置に係る本発明の好ましい実施形態は、下記（９）に関する。
（９）  前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出して前記溶接線を追従するように制御する、上記（８）に記載の制御装置。
【００１２】
本発明の上記目的は、溶接システムに係る下記（１０）の構成により達成される。
（１０）  溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従する制御機能を備える溶接システムであって、
前記電気的変化量Ｘは、溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏのうち少なくとも１つをパラメータとして含み、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出し、
前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出して前記溶接線を追従するように制御する機能を備えることを特徴とする溶接システム。
【００１３】
本発明の上記目的は、溶接プログラムに係る下記（１１）の構成により達成される。
（１１）  溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従して溶接する溶接プログラムであって、
開先内で溶接トーチをウィービングさせるステップと、
前記ウィービング時に前記電気的変化量Ｘを検出するステップと、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出するステップと、
前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出するステップと、
前記突出し変化情報に基づいて前記溶接線を追従するステップと、
を備えることを特徴とする溶接プログラム。
【００１４】
本発明の上記目的は、溶接電源に係る下記（１２）の構成により達成される。
（１２）  溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従する機能を備える溶接電源であって、
アークを発生させて溶接を行うための電力を供給する電力供給部と、
送給速度指令、溶接電流指令、アーク電圧指令などの信号を受け取り、前記電力供給部の制御量を演算する電流制御部と、
溶接中の溶接電流Ｉｗを検出し、溶接電流検出信号Ｉｏを出力する電流検出部と、
溶接中のアーク電圧Ｖｗを検出し、アーク電圧検出信号Ｖｏを出力する電圧検出部と、
前記電気的変化量Ｘは、前記溶接電流検出信号Ｉｏ及び前記アーク電圧検出信号Ｖｏのうち少なくとも１つをパラメータとして含み、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出し、
前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出して前記溶接線を追従するように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする溶接電源。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のパルスアーク溶接の倣い制御方法、制御装置、溶接システム、溶接プログラム及び溶接電源によれば、パルスによる溶接電流やアーク電圧の周期的変化に影響を受けることなく、アーク倣い制御に必要となるトーチ突出し変化情報を高精度に抽出することが可能となり、精度の良い溶接線の倣い制御が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に係る倣い制御溶接を実施可能な一実施形態の溶接システムの概略図である。
【図２】図２は、図１に示す溶接システムのアーク倣い制御系に係る構成図である。
【図３Ａ】図３Ａは、パルスアーク溶接の溶接電流波形及びアーク電圧波形と、該溶接電流波形及びアーク電圧波形から、従来の制御方法により抽出した突出し変化情報を示すグラフである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、パルスアーク溶接の溶接電流波形及びアーク電圧波形と、該溶接電流波形及びアーク電圧波形から、本発明に係る制御方法により抽出した突出し変化情報を示すグラフである。
【図４】図４は、入力された溶接電流及びアーク電圧の検出信号の拡大図である。
【図５Ａ】図５Ａは、異常電圧が発生した場合の溶接電流波形及びアーク電圧波形と、該溶接電流波形及びアーク電圧波形から、従来の制御方法により抽出した突出し変化情報を示すグラフである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、異常電圧が発生した場合の溶接電流波形及びアーク電圧波形と、該溶接電流波形及びアーク電圧波形から、本発明に係る制御方法により抽出した突出し変化情報を示すグラフである。
【図５Ｃ】図５Ｃは、異常電圧が発生した場合の溶接電流波形及びアーク電圧波形と、該溶接電流波形及びアーク電圧波形から、周波数フィルタによるフィルタリング処理を適用した本発明の変形例の制御方法により抽出した突出し変化情報を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る溶接システムの一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態は溶接ロボットを用いた場合の一例であり、本発明の倣い制御は本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、台車を用いた自動装置に本発明の倣い制御を搭載しても良い。また、本実施形態ではパルスアーク溶接方法を用いている。
【００１８】
＜システム構成＞
図１は、本実施形態に係るアーク溶接システム１の構成例を示す概略図である。アーク溶接システム１は、溶接ロボット１２０と、送給装置１３０と、シールドガス供給装置１４０と、溶接電源１５０と、ロボットコントローラ１６０と、倣い装置１７０を備えている。図中では、倣い装置１７０を溶接電源１５０とロボットコントローラ１６０の間に配置しているが、倣い装置１７０の機能を、溶接電源１５０やロボットコントローラ１６０に持たせても良い。
【００１９】
溶接電源１５０は、プラスのパワーケーブルを介して溶接電極に接続され、マイナスのパワーケーブルを介して被溶接物（以下、「母材」又は「ワーク」ともいう）２００と接続されている。この接続は、逆極性で溶接を行う場合であり、正極性で溶接を行う場合、溶接電源１５０は、プラスのパワーケーブルを介して母材２００に接続され、マイナスのパワーケーブルを介して溶接電極に接続される。また、溶接電源１５０は、消耗式電極（以下、「溶接ワイヤ」ともいう）１００の送給装置１３０とも信号線によって接続され、溶接ワイヤ１００の送り速度を制御することができる。
【００２０】
溶接ロボット１２０は、エンドエフェクタとして、溶接トーチ１１０を備えている。溶接トーチ１１０は、溶接ワイヤ１００に通電させる通電機構（コンタクトチップ）を有している。溶接ワイヤ１００は、コンタクトチップからの通電により、先端からアークを発生し、その熱で溶接の対象である母材２００を溶接する。
【００２１】
さらに、溶接トーチ１１０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。シールドガスは、炭酸ガス、アルゴンガス、又は、例えばアルゴンガス＋炭酸ガスといった混合ガスのいずれでも良い。なお、シールドガスとしては炭酸ガスを用いる場合がより好ましく、混合ガスの場合には、アルゴンガスに１０〜３０％の炭酸ガスを混合したガスを用いる場合がより好ましい。シールドガスは、シールドガス供給装置１４０から供給される。
【００２２】
本実施形態で使用する溶接ワイヤ１００は、フラックスを含まないソリッドワイヤと、フラックスを含むフラックス入りワイヤのどちらでも良い。また、溶接ワイヤ１００の材質も特に限定されず、例えば、軟鋼、ステンレス、アルミニウム、チタンが使用可能である。さらに、溶接ワイヤ１００の径も特に問わない。本実施形態の場合、好ましくは、径の上限を１．６ｍｍ、下限を０．８ｍｍとする。
【００２３】
ロボットコントローラ１６０は、溶接ロボット１２０の動作を制御する。ロボットコントローラ１６０は、あらかじめ溶接ロボット１２０の動作パターン、溶接開始位置、溶接終了位置、溶接条件、ウィービング動作等を定めた教示データを保持し、溶接ロボット１２０に対してこれらを指示して溶接ロボット１２０の動作を制御する。また、ロボットコントローラ１６０は、教示データに従い、溶接作業中の溶接電流、アーク電圧、送給速度等の溶接条件を溶接電源１５０に与える。
【００２４】
溶接電源１５０は、ロボットコントローラ１６０からの指令により、溶接ワイヤ１００及び被溶接物２００に電力を供給することで、溶接ワイヤ１００と被溶接物２００との間にアークを発生させる。また、溶接電源１５０は、ロボットコントローラ１６０からの指令により、送給装置１３０に、溶接ワイヤ１００を送給する速度を制御するための信号を出力する。
【００２５】
＜アーク倣い制御系に係る機能構成＞
図２は、本実施形態のアーク倣い制御系に係る構成図である。本実施形態において、ワーク２００は開先を有する。なお、図２に示すＶ開先は一例であり、本発明は他の開先形状やすみ肉溶接であっても適用可能である。溶接部１１は、溶接進行方向から見たものであり、ワーク２００に対し、溶接ロボット１２０によって、溶接トーチ１１０を図２における左右方向にウィービングさせながら溶接する。
【００２６】
＜ロボットコントローラの機能構成＞
ロボットコントローラ１６０は、あらかじめ作成された教示データを記憶して格納する教示データ格納部２１と、教示データを解析する教示データ解析部２２と、溶接ロボット１２０の各軸を制御するロボット駆動部５０（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軌跡計画部２０を備える。
【００２７】
教示データ格納部２１は、溶接ロボット１２０の動作パターン等を定めた教示データを格納する。教示データは、作業者により、図示しない教示器によってあらかじめ作成される。なお、作成方法は教示ペンダント以外でも良い。例えば、パソコン上で教示データを作成し、無線または有線通信等により教示データ格納部２１に格納しても良い。
【００２８】
教示データ解析部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、教示データ格納部２１から教示データを呼び込み、教示データを解析する。この教示データの解析により、教示軌跡情報及び溶接条件指令情報が生成される。教示軌跡情報は、溶接速度、ウィービング条件等を含む溶接作業における溶接ロボット１２０の軌跡を定めた情報である。また、溶接条件指令情報は、溶接作業における溶接電流、アーク電圧、送給速度などに関する指令を行うための情報であり、アークＯＮ／ＯＦＦの指令を含め、各溶接条件の制御指令などが含まれる。そして、教示データ解析部２２は、生成した教示軌跡情報を軌跡計画部２０に出力する。また、教示データ解析部２２は、生成した溶接条件指令情報を溶接電源１５０に出力しても良い。例えば、アーク電圧指令２５または送給速度指令２６によって、それぞれアーク電圧指令信号Ｖｒまたは送給速度指令信号Ｆｒが、溶接電源１５０へ出力される。
【００２９】
軌跡計画部２０は、教示データ解析部２２から入力された教示軌跡情報をもとに、溶接ロボット１２０の目標位置を計算し、溶接ロボット１２０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、軌跡計画部２０は、生成したサーボ指令情報を溶接ロボット１２０のロボット駆動部５０へ出力する。
溶接ロボット１２０は、サーボ指令情報に基づく動作を行う。また、サーボ指令情報には、溶接トーチ１１０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、軌跡計画部２０は、教示データ解析部２２から出力される教示軌跡情報および後述する電気的変化量算出部４０から出力される突出し変化情報を元に、後述する左右ズレ検出部２４が溶接線からの左右のズレ量を検出する。後述する補正量算出部２３は、左右のズレ量から、ウィービング中心に対する補正量を算出する。軌跡計画部２０は、補正量を元にウィービング位置指令情報を再設定し、サーボ指令情報を溶接ロボット１２０のロボット駆動部５０へ出力する。
【００３０】
＜溶接電源の機能構成＞
溶接電源１５０は、アークを発生させて溶接を行うための電力を供給する電力供給部３０と、送給速度指令、溶接電流指令又はアーク電圧指令などの信号を受け取り、電力供給部３０の制御量を演算する電流制御部３３と、溶接中の溶接電流Ｉｗを検出し、溶接電流検出信号Ｉｏを出力する電流検出部３１と、溶接中のアーク電圧Ｖｗを検出し、アーク電圧検出信号Ｖｏを出力する電圧検出部３２と、を備える。
【００３１】
溶接電源１５０の電力供給部３０は、３相２００Ｖ等の商用電源を入力として、入力された交流電圧を、後述する電流制御部３３から出力される誤差増幅信号にしたがって、インバータ制御、インバータトランス、整流器等で出力制御を行い、アーク電圧Ｖｗおよび溶接電流Ｉｗを出力する。また、出力電圧を平滑するためにリアクトルを構成しても良い。
【００３２】
溶接電源１５０の電流制御部３３は、溶接ワイヤ１００に流れる溶接電流に係る各種のパラメータを設定する機能を持つ。本実施形態の場合、パルス電流であって、電流制御部３３は、ロボットコントローラ１６０から入力される溶接条件指令情報（アーク電圧指令２５、送給速度指令２６）を基としてピーク電流、ベース電流などパルス溶接のパラメータを決定する。なお、パルス波形は、特に限定されず、サイン波、台形形状、三角波のいずれであっても良い。
【００３３】
また、電圧設定信号Ｖｒは、電圧検出部３２によって検出された電圧検出信号Ｖｏと比較され、電圧設定信号Ｖｒと電圧検出信号Ｖｏとの差分を増幅し、電流制御部３３が、電圧誤差増幅信号を元に、溶接ワイヤ１００の先端とワーク２００間に発生するアークの長さ（アーク長）が一定になるように、パルス周波数を制御し、溶接電流を増減させる指令を電流設定制御信号Ｉｒとして、電力供給部３０へ出力し、溶接電流Ｉｗを制御する。
【００３４】
換言すると、電流制御部３３は、溶接電流Ｉｗの制御を通じて、ワイヤ溶融速度を微調整し、チップ・母材間距離を一定にする定電圧制御を実行する。さらに、電流制御部３３は、１パルス期間を判別するため、パルス状態生成部３４およびパルス周期カウンタ３５を備える。パルス周期カウンタ３５はパルス状態生成部３４からパルス信号を入力し、パルスの開始または終了の状態信号を基に、パルスの開始点からカウントを開始し、次のパルスの開始点に移行した場合にカウンタをリセットする。リセット後に更にカウントを開始し、このカウント値Ｐｃｎｔを電気的変化量算出部４０に出力する。電気的変化量算出部４０は、受け取ったカウント値Ｐｃｎｔを基に、1パルスの期間やパルスの開始または終了を判別する。
【００３５】
電流検出部３１は、溶接中の溶接電流Ｉｗを検出して溶接電流検出信号Ｉｏを出力する。溶接電流検出信号ＩｏはＡ／Ｄ変換部でデジタル変換され、電流制御部３３および電気的変化量算出部４０へ入力される。
【００３６】
電圧検出部３２は、溶接中のアーク電圧Ｖｗを検出してアーク電圧検出信号Ｖｏを出力する。アーク電圧検出信号ＶｏはＡ／Ｄ変換部でデジタル変換され、電流制御部３３および電気的変化量算出部４０へ入力される。
【００３７】
＜倣い装置の機能構成＞
倣い装置１７０は、倣いを制御する機能を持つ制御装置の一例であって、突出し変化情報を抽出する電気的変化量算出部４０を備える。本実施形態においては、電流検出部３１から検出される溶接電流検出信号Ｉｏ又は電圧検出部３２から検出されるアーク電圧検出信号Ｖｏのうち、少なくとも１つの電気的変化量Ｘを電気的変化量算出部４０へ入力する。
【００３８】
本実施形態においては、前述の通り、パルスアーク溶接方法を用いているため、入力された溶接電流Ｉｗ、アーク電圧Ｖｗにおける各々の検出信号Ｉｏ、Ｖｏ（電気的変化量Ｘ）は、図４に示すようなパルス形状となる。なお、図４は、図３Ａや図３Ｂに示されるような、時間ｔに対する溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏの変化を表すグラフの一部を拡大したものである。
電気的変化量算出部４０は、下記式（１）に基づいて、あらかじめ定められた期間Ｔｆ、例えば、電気的変化量Ｘのパルス１周期を１区間（図４においては、Ｔｆ＝Ｔｎ−Ｔｎ−１）として、電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出する。この１区間の平均値Ｙｎをロボットコントローラ１６０に定められた伝送周期で送信する。
本実施形態では、精度の良い突出し変化情報が得られやすいことから、期間Ｔｆとして最も好ましいパルス１周期とし、１区間としているが、例えば、ロボットコントローラ１６０に定められた伝送周期の１周期を期間Ｔｆとしても良い。また、パルスの複数周期、またはロボットコントローラ１６０に定められた伝送周期の複数周期を、期間Ｔｆとして１区間としても良い。例えば、パルス２周期分を期間Ｔｆとし、その期間Ｔｆを１区間として、平均値Ｙｎを算出する。
なお、期間Ｔｆの情報は、例えば、パルス１周期を１区間とする場合、前述したカウント値Ｐｃｎｔによって、電気的変化量算出部４０へ与えられる。
【００３９】
【数１】
2020116595.tif 000003
【００４０】
なお、式（１）中、Ｘは電気的変化量、Ｔｎ−Ｔｎ−１はあらかじめ定めた期間（Ｔｆ）、Ｙｎは電気的変化量Ｘの平均値である。
【００４１】
電気的変化量算出部４０へ入力する信号、すなわち電気的変化量Ｘとして、溶接電流検出信号Ｉｏ又はアーク電圧検出信号Ｖｏのうち、少なくとも一方を入力する。好ましくは、溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏの双方を入力するのが良い。また、アーク電圧検出信号Ｖｏに対する溶接電流検出信号Ｉｏの比率であるＩｏ／Ｖｏ（抵抗の逆数）、又は、溶接電流検出信号Ｉｏに対するアーク電圧検出信号Ｖｏの比率であるＶｏ/Ｉｏ（抵抗）とし、あらかじめ定めた期間であるパルス１区間Ｔｆの平均値を算出することがより好ましい。溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏをともに入力する理由は、後述する＜外部特性＞にて詳述する。
【００４２】
また、溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏに加えて、設定電圧Ｖｓｅｔまたは設定電流Ｉｓｅｔのうち少なくとも１つの信号を電気的変化量算出部４０に入力しても良い。すなわち、設定電圧Ｖｓｅｔまたは設定電流Ｉｓｅｔを入力値として含める。好ましくは、設定電圧Ｖｓｅｔを入力すると良い。すなわち、下記式（２）に示すように、電気的変化量Ｘを、アーク電圧検出信号Ｖｏに対する溶接電流検出信号Ｉｏの比率であるＩｏ／Ｖｏ（抵抗の逆数）とした場合における、あらかじめ定めた期間Ｔｆでの電気的変化量Ｘの平均値に、あらかじめ定めた設定電圧Ｖｓｅｔを乗じた値を、平均値Ｙｎとして出力する。電気的変化量Ｘとして、Ｉｏ／Ｖｏを用いた場合において、電気的変化量Ｘの平均値に対して設定電圧Ｖｓｅｔを乗じることで、算出される平均値Ｙｎの単位がＩｏと同じになり、従来の溶接電流検出信号Ｉｏのみで制御するロボットコントローラと互換性を持たせることができるため、汎用性の観点から更に好ましい。
【００４３】
【数２】
2020116595.tif 000004
【００４４】
なお、式（２）中、Ｉｏは溶接電流検出信号、Ｖｏはアーク電圧検出信号、Ｔｎ−Ｔｎ−１はあらかじめ定めた期間（Ｔｆ）、Ｖｓｅｔはあらかじめ定めた設定電圧、Ｙｎは電気的変化量Ｘ（＝Ｖｏ／Ｉｏ）の平均値である。
【００４５】
ここで、図３Ａは、溶接電流検出信号Ｉｏ（図中の（ａ））及びアーク電圧検出信号Ｖｏ（図中の（ｂ））と、溶接電流検出信号Ｉｏを所定のサンプル周期（例えば、５μｓ）でサンプリングする従来の制御方法による突出し変化情報（図中の（ｃ））を示している。また、図３Ｂは、溶接電流検出信号Ｉｏ（図中の（ａ））及びアーク電圧検出信号Ｖｏ（図中の（ｂ））と、本実施形態による制御方法を用いて式（１）により算出された突出し変化情報（図中の（ｃ））を示している。
図３Ａに示すように、従来の制御方法によれば、突出し変化情報となる信号（電気的変化量Ｘの波形情報）において、信号のブレが発生するのに対して、図３Ｂに示すように、本実施形態の制御方法によれば、突出し変化情報となる信号（電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎの波形情報）において、信号のブレがほとんど発生せず、その信号が高精度で得られることが分かる。
【００４６】
ロボットコントローラ１６０の左右ズレ検出部２４は、電気的変化量算出部４０から入力された突出し変化情報に従って、左右の差を検出して、補正量算出部２３へ出力する。補正量算出部２３は、ウィービング中心に対する補正量を算出し、ロボットコントローラ１６０の軌跡計画部２０へ補正量を出力する。左右ズレ及び補正量の算出方法は特に限定されず、例えば、パワースペクトルを検出する方式、コンタクトチップと母材２００間を演算で求める方式（突出し長さ演算方式）、パターンマッチング法等、いずれの方式を用いても良い。
【００４７】
本実施形態におけるパワースペクトルを検出する方式は、ウィービング周波数に同期した平均値Ｙｎのパワースペクトルを検出する方式である。この方式は、溶接線を中心に溶接トーチ１１０を揺動させると、平均値Ｙｎの時系列データ（突出し変化情報）の波形がウィービング周波数の２倍の周波数で変化することに基づく。すなわち、溶接線に倣って溶接トーチ１１０が揺動している場合（正常の場合）、突出し変化情報の波形は、ウィービング周波数の２倍の周波数の成分が最大となる。一方、溶接トーチ１１０が溶接線から右または左に大きくずれる場合は、ウィービング周波数の成分が最大となり、ウィービング周波数の２倍の周波数の成分がほぼ確認できなくなる。この特性を利用し、パワースペクトルのウィービング周波数およびウィービング周波数の２倍の周波数の成分の比からトーチ位置の左右ズレ量を判断する。
【００４８】
本実施形態における突出し長さ演算方式は、開先内で溶接トーチ１１０を揺動させた場合のコンタクトチップと母材２００間の距離を演算で求め、トーチ位置から溶接線の位置を判断する。コンタクトチップと母材２００間の距離は、検出したワイヤ送給速度、溶接電流Ｉｗ、アーク電圧Ｖｗを基に、不図示の倣い制御部で演算により求める。演算したコンタクトチップと母材２００間の距離でリサージュ図を描画することで、溶接トーチ１１０の位置を抽出することができ、正常の場合と比較することで、溶接線からの左右ズレ量を算出することができる。
【００４９】
本実施形態におけるパターンマッチング法は、平均値Ｙｎのパターン形状（突出し変化情報）を示すパラメータを抽出し、これとウィービング周波数、回路インダクタンス、開先条件、溶接条件等の各種条件から推定されるパラメータをパターン認識し、左右ズレ量を算出する。
【００５０】
（変形例）
また、本実施形態の変形例として、電気的変化量算出部４０から出力される平均値Ｙｎに対し、不図示の周波数フィルタでフィルタリング処理した後、突出し変化情報抽出部（左右ズレ検出部２４、補正量算出部２３）へ入力することが好ましい。周波数フィルタを通すことで、より精度の良い信号を得ることができる。さらに、この周波数フィルタは、ローパスフィルタとし、１０〜１２０Ｈｚの範囲から選択されるカットオフ周波数であることがより好ましい。
【００５１】
また、異常電圧が発生する場合には、電気的変化量算出部４０において、算出中の区間である測定対象期間（例えば、図４中のＴｎ−Ｔｎ−１の期間とする）の１区間前の平均値（Ｙｎ（ｎ−１））を中心値として、あらかじめ定めた上限範囲値ＵＬ、及び下限範囲値ＬＬ（例えば、中心値に対し±２０Ａ）に従い、平均値Ｙｎの上限制限値（Ｙｎ（ｎ−１）＋ＵＬ）、及び下限制限値（Ｙｎ（ｎ−１）−ＬＬ）を設け、算出した測定対象期間の平均値Ｙｎが、上限制御値（Ｙｎ（ｎ−１）＋ＵＬ）を超える場合、又は下限制御値（Ｙｎ（ｎ−１）−ＬＬ）を下回る場合においては、あらかじめ定めた処理の制御を行うことが好ましい。
【００５２】
上限制御値又は下限制御値を超えた場合の具体的な処理としては、例えば、測定対象期間の平均値Ｙｎについて、１区間前の平均値（Ｙｎ（ｎ−１））を代用、上限制限値（Ｙｎ（ｎ−１）＋ＵＬ）、又は下限制限値（Ｙｎ（ｎ−１）−ＬＬ）を代用する等が挙げられ、好ましくは、１区間前の平均値（Ｙｎ（ｎ−１））で代用すると良い。
【００５３】
このように制御することで、アーク電圧検出信号Ｖｏに顕著な異常信号が発生する場合においても、精度の良い突出し変化情報が得られる。
【００５４】
なお、図５Ａ〜図５Ｃは、アーク電圧検出信号Ｖｏに異常信号が発生した場合の例を示している。より具体的に、図５Ａは、溶接電流検出信号Ｉｏ（図中の（ａ））及びアーク電圧検出信号Ｖｏ（図中の（ｂ））と、溶接電流検出信号Ｉｏを所定のサンプル周期（例えば、５μｓ）でサンプリングする、従来の制御方法による突出し変化情報（図中の（ｃ））を示している。また、図５Ｂは、溶接電流検出信号Ｉｏ（図中の（ａ））及びアーク電圧検出信号Ｖｏ（図中の（ｂ））と、溶接電流検出信号Ｉｏを所定のサンプル周期（例えば、５μｓ）でサンプリングする、本実施形態の制御方法により抽出された突出し変化情報（図中の（ｃ））を示している。また、図５Ｃは、溶接電流検出信号Ｉｏ（図中の（ａ））及びアーク電圧検出信号Ｖｏ（図中の（ｂ））と、溶接電流検出信号Ｉｏを所定のサンプル周期（例えば、５μｓ）でサンプリングする、本変形例の制御方法により抽出された突出し変化情報を示している。
【００５５】
図５Ａに示すように、従来の制御方法により抽出された突出し変化情報となる信号（電気的変化量Ｘの波形情報）は、信号のブレが発生している。また、図５Ｂに示すように、本実施形態の制御方法により抽出された突出し変化情報となる信号（電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎの波形情報）は、アーク電圧検出信号Ｖｏにおける異常発生部分に対応して、パルス状波形が見られる。
一方、図５Ｃに示すように、測定対象期間の平均値Ｙｎが、上限制御値又は下限制御値を超えた場合、あらかじめ定めた処理の制御を行うようにした変形例の制御方法により抽出された突出し変化情報となる信号（電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎの波形情報）では、信号のブレやパルス状波形が見られず、精度の高い突出し変化情報が得られることが分かる。
【００５６】
＜外部特性＞
パルスアーク溶接法において、外部特性として、電圧が変化しても電流はほとんど変化しない出力特性となる垂下特性を選択し、その垂下特性の傾きを最適に設定することでパルス周期およびアークの安定性を図る手法がある。しかしながら、外部特性を垂下特性として設定した場合、その出力特性上、突出し長さの変動にともなった溶接電流の変化は、定電圧特性（電流が変化しても電圧はほとんど変化しない出力特性）の場合よりも小さくなる。このため、溶接電流の挙動でアーク倣い制御を行う従来の方法では、溶接作業性に利点があったとしても、精度の良いアーク倣い制御が得られなかった。
【００５７】
本実施形態に係る倣い制御方法においては、外部特性の出力特性は特に問わず、その出力特性が例えば、定電圧特性、定電流特性、垂下特性のいずれの特性を用いても精度の良いアーク倣い制御を達成することができる。なお、上述のパルス周期及びアークの安定性を図るためには、垂下特性に近い特性を用いることが好ましい。具体的には、−１Ｖ/１００Ａ〜−１５Ｖ/１００Ａの範囲で外部特性の傾きを設定することがより好ましく、−３Ｖ/１００Ａ〜−１２Ｖ/１００Ａの範囲で外部特性の傾きを設定することがさらに好ましい。本実施形態では、この傾きの外部特性を設定した場合でも、平均値Ｙｎとして、あらかじめ定めた期間ＴｆにおけるＩｏ/Ｖｏの平均値、又はあらかじめ定めた期間ＴｆにおけるＶｏ/Ｉｏの平均値を用いることで、定電圧特性の場合と同じく精度の良いアーク倣いが得られる。換言すれば、ＩｏやＶｏを用いた場合では、外部特性が影響して倣い性能が劣る可能性がある。
【００５８】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、本実施形態においては、図２に示すように、アーク溶接システム１において、倣いを制御する機能を持つものとして、溶接電源１５０やロボットコントローラ１６０とは別に倣い装置１７０を設けているが、このような機能を持つ制御部を、溶接電源１５０内やロボットコントローラ１６０内に設けるものであっても同様の効果を得ることができる。
【００５９】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）  溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従する倣い制御方法であって、
前記電気的変化量Ｘは、溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏのうち少なくとも１つをパラメータとして含み、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出し、
前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出して前記溶接線を追従することを特徴とするパルスアーク溶接の倣い制御方法。
この構成によれば、パルスアーク溶接法を用いた場合においても、パルス形状である溶接電流やアーク電圧の影響を受けることなく、高精度な突出し変化情報の抽出が可能となる。
【００６０】
（２）  前記期間Ｔｆは、前記電気的変化量Ｘのパルス１周期又はパルスの複数周期とする、上記（１）に記載のパルスアーク溶接の倣い制御方法。
この構成によれば、精度の良い突出し変化情報が得られる。
【００６１】
（３）  前記電気的変化量Ｘは、前記溶接電流検出信号Ｉｏに対するアーク電圧検出信号Ｖｏの比率（Ｖｏ／Ｉｏ）、又は前記アーク電圧検出信号Ｖｏに対する前記溶接電流検出信号Ｉｏの比率（Ｉｏ／Ｖｏ）をパラメータとして含む、上記（１）又は（２）に記載の倣い制御方法。
この構成によれば、定電圧特性、定電流特性、垂下特性などの外部特性の出力特性に係わらず、精度の良いアーク倣い制御を達成することができる。
【００６２】
（４）  前記平均値Ｙｎは、前記電気的変化量Ｘを前記アーク電圧検出信号Ｖｏに対する前記溶接電流検出信号Ｉｏの比率（Ｉｏ／Ｖｏ）とした場合における、前記あらかじめ定めた期間Ｔｆにおける前記電気的変化量Ｘの平均値に、あらかじめ定めた設定電圧Ｖｓｅｔを乗じた値である、上記（３）に記載の倣い制御方法。
この構成によれば、あらかじめ定めた期間ＴｆにおけるＩｏ／Ｖｏの平均値に、設定電圧Ｖｓｅｔを乗じることで、算出される平均値Ｙｎの単位がＩｏと同じになり、従来の電流検出信号Ｉｏのみで制御するロボットコントローラと互換性を持たせることができる。
【００６３】
（５）  周波数フィルタで濾波された前記電気的変化量Ｘを用いて前記平均値Ｙｎを算出する、上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の倣い制御方法。
この構成によれば、精度の良い突出し変化情報が得られる。
【００６４】
（６）  前記周波数フィルタは、１０〜１２０Ｈｚの範囲から選択されるカットオフ周波数を有するローパスフィルタである、上記（５）に記載の倣い制御方法。
この構成によれば、精度の良い突出し変化情報が得られる。
【００６５】
（７）  測定対象期間の１区間前における前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを中心値として、あらかじめ定めた上限範囲値を加算して上限制限値を算出するとともに、あらかじめ定めた下限範囲値を減算して下限制限値を算出し、
前記測定対象期間の前記平均値Ｙｎが前記上限制限値を超える場合、又は前記下限制限値を下回る場合に、あらかじめ定めた処理を行う、上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の倣い制御方法。
この構成によれば、アーク電圧に異常電圧が発生する場合においても、精度の良い突出し変化情報が得られる。
【００６６】
（８）  溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従する制御装置であって、
前記電気的変化量Ｘは、溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏのうち少なくとも１つをパラメータとして含み、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出することを特徴とする制御装置。
この構成によれば、パルス形状である溶接電流やアーク電圧の影響を受けることなく、高精度な突出し変化情報の抽出が可能となる。
【００６７】
（９）  前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出して前記溶接線を追従するように制御する、上記（８）に記載の制御装置。
この構成によれば、パルス形状である溶接電流やアーク電圧の影響を受けることなく、高精度な突出し変化情報の抽出が可能となる。
【００６８】
（１０）  溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従する制御機能を備える溶接システムであって、
前記電気的変化量Ｘは、溶接電流検出信号Ｉｏ及びアーク電圧検出信号Ｖｏのうち少なくとも１つをパラメータとして含み、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出し、
前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出して前記溶接線を追従するように制御する機能を備えることを特徴とする溶接システム。
この構成によれば、パルス形状である溶接電流やアーク電圧の影響を受けることなく、高精度な突出し変化情報の抽出が可能となる。
【００６９】
（１１）  溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従して溶接する溶接プログラムであって、
開先内で溶接トーチをウィービングさせるステップと、
前記ウィービング時に前記電気的変化量Ｘを検出するステップと、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出するステップと、
前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出するステップと、
前記突出し変化情報に基づいて前記溶接線を追従するステップと、
を備えることを特徴とする溶接プログラム。
この構成によれば、パルス形状である溶接電流やアーク電圧の影響を受けることなく、高精度な突出し変化情報の抽出が可能となり、正確に溶接線を追従することができる。
【００７０】
（１２）  溶接電流及びアーク電圧を周期的に変化させて溶接するパルスアーク溶接において、開先内で溶接トーチをウィービングさせ、前記ウィービング時に検出される電気的変化量Ｘから溶接線を追従する機能を備える溶接電源であって、
アークを発生させて溶接を行うための電力を供給する電力供給部と、
送給速度指令、溶接電流指令、アーク電圧指令などの信号を受け取り、前記電力供給部の制御量を演算する電流制御部と、
溶接中の溶接電流Ｉｗを検出し、溶接電流検出信号Ｉｏを出力する電流検出部と、
溶接中のアーク電圧Ｖｗを検出し、アーク電圧検出信号Ｖｏを出力する電圧検出部と、
前記電気的変化量Ｘは、前記溶接電流検出信号Ｉｏ及び前記アーク電圧検出信号Ｖｏのうち少なくとも１つをパラメータとして含み、
あらかじめ定めた期間Ｔｆを１区間として、前記１区間ごとにおける前記電気的変化量Ｘの平均値Ｙｎを算出し、
前記平均値Ｙｎに基づいて、前記開先内の突出し変化情報を抽出して前記溶接線を追従するように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする溶接電源。
この構成によれば、パルス形状である溶接電流やアーク電圧の影響を受けることなく、高精度な突出し変化情報の抽出が可能となる。
【符号の説明】
【００７１】
１        アーク溶接システム
１１      溶接部
２０      軌跡計画部
２１      教示データ格納部
２２      教示データ解析部
２３      補正量算出部
２４      左右ズレ検出部
２５      アーク電圧指令
２６      送給速度指令
３０      電力供給部
３１      電流検出部
３２      電圧検出部
３３      電流制御部
３４      パルス状態生成部
３５      パルス周期カウンタ
３６      電流設定部
４０      電気的変化量算出部（制御装置）
５０      ロボット駆動部
１００    溶接ワイヤ（消耗式電極）
１１０    溶接トーチ
１２０    溶接ロボット
１３０    送給装置
１４０    シールドガス供給装置
１５０    溶接電源
１６０    ロボットコントローラ（制御装置）
１７０    倣い装置（制御装置）
２００    母材（被溶接物、ワーク）
Ｉｗ      溶接電流
Ｉｏ      溶接電流検出信号
Ｉｒ      電流設定制御信号
Ｉｓｅｔ  設定電流
ＬＬ      下限範囲値
Ｔｆ      あらかじめ定めた期間（パルス１区間）
ＵＬ      上限範囲値
Ｖｓｅｔ  設定電圧
Ｖｗ      アーク電圧
Ｖｏ      アーク電圧検出信号
Ｖｒ      アーク電圧指令信号
Ｆｒ      送給速度指令信号
Ｐｃｎｔ  カウント値
Ｘ        電気的変化量
Ｙｎ      電気的変化量Ｘの平均値
Ｙｎ（ｎ−１）        １区間前の電気的変化量Ｘの平均値
Ｙｎ（ｎ−１）＋ＵＬ  上限制限値
Ｙｎ（ｎ−１）−ＬＬ  下限制限値
【図１】
2020116595.tif 000005
【図２】
2020116595.tif 000006
【図３Ａ】
2020116595.tif 000007
【図３Ｂ】
2020116595.tif 000008
【図４】
2020116595.tif 000009
【図５Ａ】
2020116595.tif 000010
【図５Ｂ】
2020116595.tif 000011
【図５Ｃ】
2020116595.tif 000012