(57)【要約】【課題】消耗電極または非消耗電極を用いたステッチパルス溶接において、より所望のビード形状を得ることができる溶接方法を提供すること。【解決手段】ステッチパルス溶接を行なう溶接区間において、溶接区間の距離を算出する第１のステップと、前記第１のステップで算出した距離をあらかじめ設定されたステッチパルス溶接の移動ピッチで除することでステッチパルス溶接の分割数を算出する第２のステップと、前記第１のステップで算出した距離を前記第２のステップで算出した分割数で除することで補正移動ピッチを算出する第３のステップを持ち、ステッチパルス溶接を第３のステップで算出した補正移動ピッチにて行うことで溶接開始点と溶接終了点とその区間を等間隔で溶接ビードを形成する。【選択図】図１
2014087818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接用電極と溶接対象物との間にアークを発生させて溶接を行うアーク溶接方法であり、溶接位置に溶接トーチを移動させて溶接を行った後、アークを維持したままの状態で、あるいは、アークを停止した状態で、所定の移動ピッチだけ離れた次の溶接位置で再度溶接を行い、これらを繰り返しながら溶接を行うアーク溶接方法であって、
第１の移動ピッチを設定するステップと、
教示プログラムに基づいて溶接開始位置から溶接終了位置までの距離である溶接区間距離を算出するステップと、
前記溶接区間距離を前記第１の移動ピッチで除して第１の除算値を求めるステップと、
所定値を前記第１の除算値で除して前記溶接区間距離を乗算した値に、前記溶接開始位置を加算することで、前記次の溶接位置を算出するステップを備え、
前記所定値を１から前記第１の除算値まで１ずつ加算した値とすることで、前記溶接開始位置から前記溶接終了位置まで前記所定の移動ピッチで移動しながら溶接を行うアーク溶接方法。
【請求項２】
溶接区間距離を第１の除算値で除して第２の移動ピッチを求めるステップと、
第１の移動ピッチと前記第２の移動ピッチを表示するステップを備えた請求項１記載のアーク溶接方法。
【請求項３】
溶接用電極と溶接対象物との間にアークを発生させて溶接を行うアーク溶接方法であり、溶接位置に溶接トーチを移動させて溶接を行った後、アークを維持したままの状態で、あるいは、アークを停止した状態で、所定の移動ピッチだけ離れた次の溶接位置で再度溶接を行い、これらを繰り返しながら溶接を行うアーク溶接方法であって、
第１の移動ピッチを設定するステップと、
教示プログラムに基づいて溶接開始位置から溶接終了位置までの距離である溶接区間距離を算出するステップと、
前記溶接区間距離を前記第１の移動ピッチで除して第１の除算値を求めるステップと、
前記溶接区間距離を前記第１の除算値で除して第２の移動ピッチを求めるステップと、を備え、
前記第２の移動ピッチを前記所定の移動ピッチとして溶接を行うアーク溶接方法。
【請求項４】
第１の移動ピッチと第２の移動ピッチを表示するステップを備えた請求項３記載のアーク溶接方法。
【請求項５】
第１の除算値は、切り上げまたは切り下げまたは四捨五入を行って、ゼロより大きい正の整数とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項６】
溶接用電極と溶接対象物との間に電力を供給する溶接電源装置と、前記溶接用電極を保持する溶接用トーチを備えたマニピュレータと、前記マニピュレータの動作を制御する制御装置を備え、前記溶接用電極と前記溶接対象物との間にアークを発生させて溶接を行うものであり、溶接位置に溶前記接トーチを移動させて溶接を行った後、アークを維持したままの状態で、あるいは、アークを停止した状態で、所定の移動ピッチだけ離れた次の溶接位置で再度溶接を行い、これらを繰り返しながら溶接を行うアーク溶接装置であって、
第１の移動ピッチを設定するための設定部と、
教示プログラムを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された教示プログラムに基づいて溶接開始位置から溶接終了位置までの距離である溶接区間距離を算出する溶接区間距離算出部と、
前記第１の算出部で算出した前記溶接区間距離を前記設定部で設定した前記第１の移動ピッチで除して第１の除算値を算出する第１の除算値算出部と、
所定値を前記第１の除算値で除して前記溶接区間距離を乗算した値に、前記溶接開始位置を加算することで、前記次の溶接位置を算出する溶接位置算出部を備え、
前記所定値を１から前記第１の除算値まで１ずつ加算した値とすることで、前記溶接開始位置から前記溶接終了位置まで前記所定の移動ピッチで移動しながら溶接を行うアーク溶接装置。
【請求項７】
溶接区間距離を第１の除算値で除して第２の移動ピッチを求める第２の移動ピッチ算出部と、
情報を表示する表示部を備え、
第１の移動ピッチと前記第２の移動ピッチを前記表示部に表示する請求項６記載のアーク溶接装置。
【請求項８】
溶接用電極と溶接対象物との間に電力を供給する溶接電源装置と、前記溶接用電極を保持する溶接トーチを備えたマニピュレータと、前記マニピュレータの動作を制御する制御装置を備え、前記溶接用電極と前記溶接対象物との間にアークを発生させて溶接を行うものであり、溶接位置に前記溶接トーチを移動させて溶接を行った後、アークを維持したままの状態で、あるいは、アークを停止した状態で、所定の移動ピッチだけ離れた次の溶接位置で再度溶接を行い、これらを繰り返しながら溶接を行うアーク溶接装置であって、
第１の移動ピッチを設定するための設定部と、
教示プログラムを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された教示プログラムに基づいて溶接開始位置から溶接終了位置までの距離である溶接区間距離を算出する第１の算出部と、
前記第１の算出部で算出した前記溶接区間距離を前記設定部で設定した前記第１の移動ピッチで除して第１の除算値を算出する第２の算出部と、
前記第１の算出部で算出した前記溶接区間距離を前記第２の算出部で算出した前記第１の除算値で除して第２の移動ピッチを求める第３の算出部を備え、
前記第２の移動ピッチを前記所定の移動ピッチとして溶接を行うアーク溶接装置。
【請求項９】
情報を表示する表示部を備え、第１の移動ピッチと第２の移動ピッチを前記表示部に表示する請求項８記載のアーク溶接装置。
【請求項１０】
第１の除算値算出部において、第１の除算値を、切り上げまたは切り下げまたは四捨五入を行って、ゼロより大きい正の整数とする請求項６から９のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非消耗電極や消耗電極等の溶接用電極を用いて、所定の周期で２つの溶接条件を切り替えて溶接を行うアーク溶接方法およびアーク溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接とは、非消耗電極や消耗電極を用いて、電極と溶接対象物（母材ともいう）との間にアークを発生させ、アーク熱によって母材を溶融させて金属を接合する技術である。また、多くの生産現場では、産業用ロボットなどの産業用機械を用いて溶接作業を自動化した自動溶接システムが採用されている。
【０００３】
アーク溶接に関する溶接法の１つとして、ステッチパルス溶接法がある。ステッチパルス溶接法とは、溶接トーチを把持する産業用機械の動作と、溶接時の入熱と冷却をコントロールすることにより、母材に与える熱影響を抑え易い溶接法である。ステッチパルス溶接法は、従来の溶接に比べ、溶接歪み量を低減する効果や溶接外観を向上する効果がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図９は、従来のステッチパルス溶接を行う自動溶接システムの一例を示す図である。図９に示す溶接システムは、産業用マニピュレータ９０１と、溶接ワイヤ送給装置９０２と、溶接トーチ９０３と、産業用マニピュレータ９０１の動作を制御する制御装置９０５と、溶接電源装置９０６から構成される。
【０００５】
次に、従来のステッチパルス溶接の溶接制御方法について、図１０を用いて説明する。
【０００６】
先ず、ステッチパルス溶接を開始すると、溶接開始点（図１０のＰｓ）において、溶接トーチ９０３の位置を固定した状態で、予め設定された溶接時間で溶接を行う。これをＳＴＥＰ１とする。
【０００７】
溶接時間が経過した時点で、自動溶接システムは溶接を停止し、溶接を停止した状態で、予め設定された移動ピッチだけ溶接トーチ９０３を移動する。これをＳＴＥＰ２とする。
【０００８】
溶接トーチ９０３のピッチ移動が完了すると、溶接トーチ９０３の移動を停止した状態で再度ＳＴＥＰ１の溶接を行い、以降は、ＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ２として示した溶接の開始と終了および溶接トーチ９０３の移動の停止とピッチ移動を、溶接線の溶接終了点に到達するまで繰り返す。このような制御を行うことで、溶接対象物Ｗに対する入熱を抑えることができ、溶接対象物Ｗの溶け落ちの防止や、溶接ひずみを低減することが可能になる。
【０００９】
しかし、この方法を用いた場合、溶接線の溶接終了点とピッチ移動した最終の点とが一致するとは限らない。図１０に具体例の一例を示しているが、２００ｍｍの溶接区間を３ｍｍの移動ピッチで移動した場合、溶接終了点の２ｍｍ手前で溶接が終了することになり、溶接線の溶接終了点と最終の溶接点とが一致しない。
【００１０】
このように一致しない場合の対応としては、以下の３つの方法が考えられる。第１の方法は、溶接区間に到達する最終溶接点（図１０のＰｅ１）でステッチパルス溶接を終了するものである。第２の方法は、溶接終了点（図１０のＰｅ）で再度溶接を実行するものである。第３の方法は、溶接区間をオーバーした最後のピッチ移動点（図１０のＰｅ２）で溶接を実行してステッチパルス溶接を終了するものである。
【００１１】
しかし、第１の方法では、教示に対して溶接欠けが発生する恐れがある。また、第２の方法では、ピッチ移動の間隔が変わってしまうため、溶接終了部のみ溶接ビードが乱れ、外観を損ねるだけでなく溶接品質に影響を与える可能性もある。また、第３の方法では、本来の溶接区間をオーバーして溶接を行うため、これも、溶接不良となる可能性がある。
【００１２】
これらの問題を解決するための方法の１つとして、第１の方法のように溶接区間に到達する最終溶接点において溶接を実行した後、その場でクレータ溶接を行うことで、溶接終了部での不良を低減する方法が考案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１３】
この溶接方法では、溶接終了位置を図１０のＰｅ１とし、このＰｅ１においてクレータ溶接を行うことで、溶接終了部において、より所望のビード外観を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平６−５５２６８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６１４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、例えば特許文献２に記載のステッチパルス溶接終了方法を用いたとしても、溶接区間を移動ピッチで分割するという考え方は変わっていない。そのため、溶接線の溶接終了点とピッチ移動後の最終の溶接点とが一致しない場合は、本来教示した溶接区間に対して溶接欠けが発生してしまう恐れがある。
【００１６】
また、このような現象を回避するために、本来望ましい溶接区間に対して長めに溶接区間を教示するという方法も考えられる。しかし、最終溶接点がどのようになるかは、溶接区間と移動ピッチによって決まる。そのため、作業者は溶接区間毎に溶接欠けが発生していないか注意する必要があり、作業者の負担となる。
【００１７】
本発明は、上記課題を解決し、より美しいウロコ状のビード外観を得るアーク溶接方法およびアーク溶接装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明のアーク溶接方法は、溶接用電極と溶接対象物との間にアークを発生させて溶接を行うアーク溶接方法であり、溶接位置に溶接トーチを移動させて溶接を行った後、アークを維持したままの状態で、あるいは、アークを停止した状態で、所定の移動ピッチだけ離れた次の溶接位置で再度溶接を行い、これらを繰り返しながら溶接を行うアーク溶接方法であって、第１の移動ピッチを設定するステップと、教示プログラムに基づいて溶接開始位置から溶接終了位置までの距離である溶接区間距離を算出するステップと、前記溶接区間距離を前記第１の移動ピッチで除して第１の除算値を求めるステップと、所定値を前記第１の除算値で除して前記溶接区間距離を乗算した値に、前記溶接開始位置を加算することで、前記次の溶接位置を算出するステップを備え、前記所定値を１から前記第１の除算値まで１ずつ加算した値とすることで、前記溶接開始位置から前記溶接終了位置まで前記所定の移動ピッチで移動しながら溶接を行うものである。
【００１９】
また、本発明のアーク溶接方法は、上記に加えて、溶接区間距離を第１の除算値で除して第２の移動ピッチを求めるステップと、第１の移動ピッチと前記第２の移動ピッチを表示するステップを備えたものである。
【００２０】
また、本発明のアーク溶接方法は、溶接用電極と溶接対象物との間にアークを発生させて溶接を行うアーク溶接方法であり、溶接位置に溶接トーチを移動させて溶接を行った後、アークを維持したままの状態で、あるいは、アークを停止した状態で、所定の移動ピッチだけ離れた次の溶接位置で再度溶接を行い、これらを繰り返しながら溶接を行うアーク溶接方法であって、第１の移動ピッチを設定するステップと、教示プログラムに基づいて溶接開始位置から溶接終了位置までの距離である溶接区間距離を算出するステップと、前記溶接区間距離を前記第１の移動ピッチで除して第１の除算値を求めるステップと、前記溶接区間距離を前記第１の除算値で除して第２の移動ピッチを求めるステップと、を備え、前記第２の移動ピッチを前記所定の移動ピッチとして溶接を行うものである。
【００２１】
また、本発明のアーク溶接方法は、上記に加えて、第１の移動ピッチと第２の移動ピッチを表示するステップを備えたものである。
【００２２】
また、本発明のアーク溶接方法は、上記に加えて、第１の除算値は、切り上げまたは切り下げまたは四捨五入を行って、ゼロより大きい正の整数とするものである。
【００２３】
また、本発明のアーク溶接装置は、溶接用電極と溶接対象物との間に電力を供給する溶接電源装置と、前記溶接用電極を保持する溶接用トーチを備えたマニピュレータと、前記マニピュレータの動作を制御する制御装置を備え、前記溶接用電極と前記溶接対象物との間にアークを発生させて溶接を行うものであり、溶接位置に溶前記接トーチを移動させて溶接を行った後、アークを維持したままの状態で、あるいは、アークを停止した状態で、所定の移動ピッチだけ離れた次の溶接位置で再度溶接を行い、これらを繰り返しながら溶接を行うアーク溶接装置であって、第１の移動ピッチを設定するための設定部と、教示プログラムを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された教示プログラムに基づいて溶接開始位置から溶接終了位置までの距離である溶接区間距離を算出する溶接区間距離算出部と、前記第１の算出部で算出した前記溶接区間距離を前記設定部で設定した前記第１の移動ピッチで除して第１の除算値を算出する第１の除算値算出部と、所定値を前記第１の除算値で除して前記溶接区間距離を乗算した値に、前記溶接開始位置を加算することで、前記次の溶接位置を算出する溶接位置算出部を備え、前記所定値を１から前記第１の除算値まで１ずつ加算した値とすることで、前記溶接開始位置から前記溶接終了位置まで前記所定の移動ピッチで移動しながら溶接を行うものである。
【００２４】
また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、溶接区間距離を第１の除算値で除して第２の移動ピッチを求める第２の移動ピッチ算出部と、情報を表示する表示部を備え、第１の移動ピッチと前記第２の移動ピッチを前記表示部に表示するものである。
【００２５】
また、本発明のアーク溶接装置は、溶接用電極と溶接対象物との間に電力を供給する溶接電源装置と、前記溶接用電極を保持する溶接トーチを備えたマニピュレータと、前記マニピュレータの動作を制御する制御装置を備え、前記溶接用電極と前記溶接対象物との間にアークを発生させて溶接を行うものであり、溶接位置に前記溶接トーチを移動させて溶接を行った後、アークを維持したままの状態で、あるいは、アークを停止した状態で、所定の移動ピッチだけ離れた次の溶接位置で再度溶接を行い、これらを繰り返しながら溶接を行うアーク溶接装置であって、第１の移動ピッチを設定するための設定部と、教示プログラムを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された教示プログラムに基づいて溶接開始位置から溶接終了位置までの距離である溶接区間距離を算出する第１の算出部と、前記第１の算出部で算出した前記溶接区間距離を前記設定部で設定した前記第１の移動ピッチで除して第１の除算値を算出する第２の算出部と、前記第１の算出部で算出した前記溶接区間距離を前記第２の算出部で算出した前記第１の除算値で除して第２の移動ピッチを求める第３の算出部を備え、前記第２の移動ピッチを前記所定の移動ピッチとして溶接を行うものである。
【００２６】
また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、情報を表示する表示部を備え、第１の移動ピッチと第２の移動ピッチを前記表示部に表示するものである。
【００２７】
また、本発明のアーク溶接装置は、上記に加えて、第１の除算値算出部において、第１の除算値を、切り上げまたは切り下げまたは四捨五入を行って、ゼロより大きい正の整数とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明によれば、教示プログラムに基づいて溶接区間の距離を算出し、溶接区間の距離を所定の移動ピッチで分割して除算値を求め、前記溶接区間の距離を除算値で分割して溶接区間を等分に分割できる補正された移動ピッチを求めるステップを備え、補正された移動ピッチによりステッチパルス溶接を行うことで、教示された溶接区間に対して溶接欠けが発生しない均一なビードを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるステッチパルス溶接システムの概略構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における溶接トーチの概要を示す図
【図３】本発明の実施の形態１におけるフローチャートを示す図
【図４】本発明の実施の形態１におけるステッチパルス初期化処理のフローチャートを示す図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１における複数の教示点から溶接区間が構成されるときの溶接区間距離の算出を説明するための図（ｂ）本発明の実施の形態１における円弧で移動する溶接区間の溶接区間距離の算出を説明するための図
【図６】本発明の実施の形態１におけるティーチペンダントの表示の一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態１における具体例を説明するための図
【図８】本発明の実施の形態２におけるフローチャートを示す図
【図９】従来のステッチパルス溶接システムの概略構成を示す図
【図１０】従来のステッチパルス溶接システムにおける課題を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図８を用いて説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１における、消耗電極を用いたステッチパルス溶接を、ロボットシステムを用いて自動で行う自動溶接システムであるアーク溶接装置の概略構成の一例を示す図である。
【００３２】
図１に示すアーク溶接装置は、マニピュレータ１０１と、マニピュレータ１０１の動作の制御等を行う制御装置１１１と、制御装置１１１と通信を行うティーチペンダント１２１に加え、消耗電極である溶接ワイヤ１０４と溶接対象物Ｗとの間に電力を供給する溶接電源装置１３１と、溶接ワイヤ１０４の送給を行うための溶接ワイヤ送給装置１０２を備えている。
【００３３】
マニピュレータ１０１には、消耗電極用の溶接トーチ１０３が取り付けられている。溶接トーチ１０３には、図２に示すように、アルゴンなどのシールドガスを供給するためのガスノズル２０１が取り付けられている。ガスノズル２０１からは、溶接電源装置１３１からの指令に応じて図示しないガスボンベから供給されたシールドガスが、溶接箇所に供給される。また、溶接トーチ１０３の先端には、コンタクトチップ２０２が取り付けられており、溶接ワイヤ１０４は、溶接ワイヤ送給装置１０２によって送給され、溶接ワイヤ１０４は、コンタクトチップ２０２を通じて送給および給電される。
【００３４】
溶接電源装置１３１は、溶接電圧を印加して溶接電流を流すための出力部（図示せず）と、出力に対して実電圧を検出するための電圧検出部（図示せず）と、溶接ワイヤ制御部（図示せず）等を備えた装置である。出力部は、溶接トーチ１０３と溶接対象物Ｗに接続されており、制御装置１１１の指令によって、溶接トーチ１０３を通じて消耗電極である溶接ワイヤ１０４と溶接対象物Ｗとの間に溶接電圧が印加される。
【００３５】
溶接ワイヤ送給装置１０２は、通常、マニピュレータ１０１の上部に取り付けられており、ガイドローラ付きの送給モータと図示しないエンコーダなどの角度センサで送給モータの角度を検出するための角度検出部を備えた装置である。そして、溶接電源装置１３１の指令によって作動し、消耗電極である溶接ワイヤ１０４を送給するための装置である。
【００３６】
制御装置１１１の指令に応じて溶接が開始されると、溶接電源装置１３１では、溶接電圧の印加と指令電流に応じて定まる送給速度で、溶接ワイヤ送給装置１０２の駆動制御が行わる。送給された溶接ワイヤ１０４と溶接対象物Ｗとの間でアークが発生し、溶接ワイヤ１０４が溶接対象物Ｗに溶滴移行を行う。
【００３７】
制御装置１１１は、ティーチペンダント１２１との通信を行うための通信部１１２と、様々な内部演算を行うＣＰＵやメモリなどで構成される演算部１１３と、自動運転時にプレイバック動作させるために教示されたデータ等を記憶するための記憶部１１４と、演算部１１３で演算された結果に基づいてマニピュレータ１０１の動作の制御等を行うマニピュレータ制御部１１５と、溶接電源装置１３１に溶接電流などの溶接条件を指令する溶接条件指令部１１６を備えている。なお、溶接電源装置１３１は、制御装置１１１内に備えるようにしてもよい。
【００３８】
また、ティーチペンダント１２１は、制御装置１１１と通信を行うための通信部１２２と、各種の情報を表示するための表示部１２３と、溶接条件の設定等を行うためのデータ設定部１２４を備えており、マニピュレータ１０１の操作や、本実施の形態１で行うアーク溶接方法の演算パラメータの設定などを行うことができる。
【００３９】
教示者は、ティーチペンダント１２１を用いて、マニピュレータ１０１の動作や溶接の条件などの教示作業を行う。教示されたデータは、ティーチペンダント１２１の通信部１２２を介して、制御装置１１１の記憶部１１４に記憶される。
【００４０】
プレイバック動作時、制御装置１１１は、記憶部１１４からデータを呼び出し、演算部１１３で様々な演算を行い、マニピュレータ１０１の動作指令と溶接電源装置１３１への出力指令を行うことで、教示データ通りにマニピュレータ１０１と溶接電源装置１３１を制御することができる。
【００４１】
次に、ステッチパルス溶接を用いるときの作業手順について説明する。ステッチパルス溶接法を用いる場合、教示者は、ティーチペンダント１２１のデータ設定部１２４により、ステッチパルス溶接に必要な動作パラメータである移動ピッチＰと、溶接時間Ｔと、溶接速度Ｓと、溶接パラメータである電流値Ｉや電圧値Ｖ等を設定する。設定されたデータは、その他のマニピュレータ１０１の動作に関する教示点情報などを含む教示データとして、通信部１２２を介して制御装置１１１の記憶部１１４に記憶される。
【００４２】
次に、本実施の形態１におけるステッチ溶接法の設定パラメータを用いたマニピュレータ１０１の動作制御と、溶接電源装置１３１の溶接制御の詳細について、図面を参照して説明する。
【００４３】
図３と図４は、本実施の形態１の溶接方法を用いた場合の処理のフローチャートを示している。
【００４４】
プレイバック動作時に、制御装置１１１は、記憶部１１４から本実施の形態１のステッチパルス溶接方法を行う教示プログラムを読み出した場合、ステッチパルス溶接を開始する教示点において、ステッチパルス溶接初期化処理が行われる（図３のＳＴＥＰ１）。
【００４５】
ステッチパルス溶接初期化処理では、図４に示すフローチャートの順に処理が行われる。初期化処理では、始めに、教示点間距離Ｌの算出を行う（図４のＳＴＥＰ１−１）。ここで、教示点間距離Ｌは、教示プログラムに基づいて、ステッチパルス溶接法を開始する教示点からステッチパルス溶接法を終了する教示点までの溶接線の距離として算出される。図５は算出例を示している。図５（ａ）に示すように、ステッチパルス溶接区間が溶接開始点Ｐｓと溶接終了点Ｐｅ以外に溶接中間点Ｐｍｉを持つような複数の教示点から構成されている場合は、それぞれの教示点間の距離の合計を算出する。また、図５（ｂ）に示すように、円弧で動作する教示点の場合は、円弧を考慮した教示点間の距離を算出する。
【００４６】
ＳＴＥＰ１−１の教示点間距離Ｌが算出されると、次に、移動回数値ＣＮＴを算出する（図４のＳＴＥＰ１−２）。移動回数値ＣＮＴとは、ＳＴＥＰ１−１で算出した教示点間距離Ｌを、ティーチペンダント１２１を用いて予め設定された移動ピッチＰでピッチ移動した場合、何回のピッチ移動が必要となるかを算出した値である。この移動回数値ＣＮＴは、教示点間距離Ｌを移動ピッチＰで除することで求めることができる。なお、移動回数値ＣＮＴは、演算部１１３で演算される。
【００４７】
ここで、移動回数値ＣＮＴは小数となる場合が多いが、本実施の形態１では、この移動回数値ＣＮＴの小数第一位を四捨五入することにより、ゼロより大きい正の整数化を行う。なお、この整数化は、演算部１１３で行われる。また、本実施の形態１では、整数化の方法として四捨五入を用いる。しかし、整数化の方法として、この他に、切り上げまたは切り下げや、任意の値での切り上げや切捨てを行うようにしてもよい。また、算出した移動回数値ＣＮＴは、ステッチパルス溶接法の演算で用いるため、制御装置１１１の記憶部１１４に内部変数であるＣｏｕｎｔとして記憶する。
【００４８】
次に、補正移動ピッチＰＰを算出する（図４のＳＴＥＰ１−３）。なお、記憶部１１４に予め設定されている移動ピッチＰを用いて教示点間距離Ｌをピッチ移動した場合、ステッチパルス溶接の終了部において残り距離が中途半端な距離で残ってしまう可能性がある。そこで、本ＳＴＥＰでは、元の移動ピッチＰから算出した移動回数値ＣＮＴを元に、移動ピッチを補正する。この補正した移動ピッチを補正移動ピッチＰＰとする。この補正移動ピッチＰＰは、教示点間距離Ｌを整数化された移動回数値ＣＮＴで除することで求めることができる。この補正移動ピッチＰＰによるピッチ移動を、移動回数値ＣＮＴ回行うことで、教示点間距離Ｌと一致させることができる。すなわち、溶接線の溶接終了点とピッチ移動による溶接の最終点とを一致させることができる。なお、補正移動ピッチＰＰは、演算部１１３で演算される。
【００４９】
なお、本実施の形態１において、補正移動ピッチＰＰは、ステッチパルスの動作制御の演算には用いない。しかし、得られた補正移動ピッチＰＰは、教示プログラムのデータとして記憶部１１４に演算結果として記憶する。また、教示プログラムに記憶されている移動ピッチＰと補正移動ピッチＰＰは、制御装置１１１の通信部１１２と、ティーチペンダント１２１の通信部１２２とを介して、ティーチペンダント１２１の表示部１２３に、図６に示すように表示される。
【００５０】
以上のＳＴＥＰが、本実施の形態１のステッチパルス溶接を行うために必要な初期化処理（図３のＳＴＥＰ１）である。以降、初期化処理で設定した内部変数を用いたステッチパルス溶接法の具体的な制御について説明する。
【００５１】
ステッチパルス溶接法では、溶接開始時に溶接開始処理が行われる（図３のＳＴＥＰ２）。溶接開始処理では、コンタクトチップ２０２を通じて溶接ワイヤ１０４と溶接対象物Ｗとの間への溶接電圧が印加され、また、溶接ワイヤ１０４の送給を開始する。溶接電圧が印加された溶接ワイヤ１０４と溶接対象物Ｗとの間でアークが発生する。
【００５２】
アーク発生後は、マニピュレータ１０１を動作させずに溶接トーチ１０３の位置を固定した状態で、溶接時間Ｔが経過するのを待つ（図３のＳＴＥＰ３）。溶接時間Ｔの経過後は、アークオフ処理を行い、溶接を終了する（図３のＳＴＥＰ４）。この溶接トーチ１０３の移動を行わず固定した状態による溶接により、溶接対象物Ｗにはウロコ状の溶接ビードが形成される。アークオフ終了後に、内部変数として記憶している移動回数値ＣＮＴの値の確認を行い、ステッチパルス溶接の終了判定を行う（図３のステップ５）。ＳＴＥＰ１のステッチパルス溶接初期化処理において、移動回数値ＣＮＴはゼロより大きい正の整数となっている。そのため、初回は必ず判定ＮＧとなり、ＳＴＥＰ６に進む。ＳＴＥＰ６では、内部変数である移動回数値Ｃｏｕｎｔを現在値から１を減じた値に更新し、ピッチ移動を開始する（図３のＳＴＥＰ７から図３のＳＴＥＰ８）。ピッチ移動は、現在の溶接トーチ１０３の位置から、下記（式１）で求まる目標位置Ｐｒｅｆに、溶接速度Ｓで移動するようにマニピュレータ１０１の動作を制御する。なお、目標位置Ｐｒｅｆは、演算部１１３で演算される。
【００５３】
Ｐｒｅｆ＝Ｐｓ＋Ｌ×（ＣＮＴ−Ｃｏｕｎｔ）／ＣＮＴ      （式１）
ピッチ移動が完了（図３のＳＴＥＰ８でＹＥＳ判定）となった時点で、再度ＳＴＥＰ２に戻り、ＳＴＥＰ５の判定でＹＥＳとなるまでＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ８までの処理を繰り返す。すなわち、ステッチパルスアーク開始からＳＴＥＰ８までの処理を、ＳＴＥＰ５の移動回数値の判定値でＹＥＳ判定となるまで繰り返す。
【００５４】
ＳＴＥＰ５においてＹＥＳ判定となった時点で、ステッチパルス溶接法は終了となる。ＳＴＥＰ５においてＹＥＳとなるときの最終のピッチ移動は、図３よりＣｏｕｎｔ＝１として行われている。そのため、上記（式１）において最後のピッチ移動では目標位置Ｐｒｅｆは、下記（式２）で示されるように溶接終了点であるＰｅとなる。
【００５５】
Ｐｒｅｆ＝Ｐｓ＋Ｌ＝Ｐｅ      （式２）
なお、（式１）に関し、移動回数値Ｃｏｕｎｔは、図３のＳＴＥＰ６で示すように「現在値−１」で表され、移動回数値Ｃｏｕｎｔの初期値は、移動回数値ＣＮＴであるので、「（ＣＮＴ−Ｃｏｕｎｔ）／ＣＮＴ」は、１回目の算出では１／ＣＮＴとなり、２回目の算出では２／ＣＮＴとなり、ＣＮＴ回目の算出では、ＣＮＴ／ＣＮＴとなる。すなわち、「（ＣＮＴ−Ｃｏｕｎｔ）／ＣＮＴ」は、１からＣＮＴまで１ずつ加算した各々の値をＣＮＴで除した値となる。従って、目標位置Ｐｒｅｆは、所定値を移動回数値ＣＮＴで除した値に教示点間距離Ｌを乗算し、この値に溶接開始点Ｐｓを加算した値となる。なお、所定値は、１からＣＮＴまで１ずつ増加する値である。また、教示点間距離Ｌは、溶接開始点Ｐｓから溶接終了点Ｐｅへ向かう方向ベクトルでもあるので、（式１）により目標位置Ｐｒｅｆを特定することができる。
【００５６】
次に、本実施の形態１の作用について説明する。
【００５７】
本実施の形態１では、ＳＴＥＰ１のステッチパルス溶接初期化処理において、教示点間距離Ｌと移動ピッチＰとから移動回数を算出し、この移動回数から再度移動ピッチを補正した補正移動ピッチＰＰを算出している。また、ステッチパルス溶接の移動ピッチについては、算出した移動回数で確実に教示点間距離Ｌを移動できるようにしている。このようにすることで、溶接開始点Ｐｓおよび溶接終了点Ｐｅに確実に溶接を行うことが可能となり、元の教示に対して溶接欠けや溶接点を越えての溶接などを防ぐことができる。
【００５８】
また、本実施の形態１では、算出された補正移動ピッチＰＰを教示プログラムのデータとして記憶部１１４に記憶する。そして、ティーチペンダント１２１の表示部１２３に、教示プログラムに記憶されている移動ピッチＰと、補正移動ピッチＰＰとを表示するものである。このようにすることで、作業者は、自動運転中または自動運転後の教示作業中に、本来設定した移動ピッチＰに対して自動運転時にはどの程度補正がされたかを確認することができる。すなわち、図６に示すように、移動ピッチＰと補正移動ピッチＰＰの値を表示することで、作業者は、自身が設定した移動ピッチＰと、実際の溶接に用いられた補正移動ピッチＰＰを認識することができる。
【００５９】
本作用の具体的事例について、図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態１の溶接法を用いた場合の例を示している。図７では、２００ｍｍの溶接区間を３ｍｍのピッチ間隔でステッチパルス溶接を行うとする。本実施の形態１に基づくと、教示点間距離Ｌは２００ｍｍと算出される。次に、移動回数値ＣＮＴは、ＣＮＴ＝２００÷３＝６６．６６６６・・・となり、四捨五入により、６７と整数化された状態で算出される。次に、補正移動ピッチＰＰは、ＰＰ＝２００÷６７≒２．９８５ｍｍと算出される。本実施の形態１による方法を用いると、６７回のピッチ移動で、２００ｍｍ移動する。そのため、図７に示すように、溶接開始点と溶接終了点に確実に溶接ビードが形成されるとともに、その間を等間隔の移動ピッチでステッチパルス溶接が実施される。
【００６０】
このように、本実施の形態１のアーク溶接方法およびアーク溶接装置を用いることで、溶接不良の少ない、教示者が希望する溶接を実現することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態１では、移動ピッチを補正してしまっている。そのため、本来の移動ピッチとは異なる距離をピッチ移動することになる。しかし、この例においての差は、溶接作業において影響が少なく無視できる程度である。また、溶接線の長さである教示点間距離Ｌがより長くなることで、あるいは、移動ピッチＰがより小さくなることで、この誤差はより小さくなるので、溶接への影響は低減される。
【００６２】
なお、本実施の形態１では、消耗電極を用いたアーク発生とアーク停止を繰り返すステッチパルス溶接を示した。しかし、非消耗電極を用いたステッチパルス溶接や、アークを発生させたまま、電流や溶接パルスタイプを変更するステッチパルス溶接に適用することも可能である。
【００６３】
なお、本実施の形態１では、溶接トーチ１０３を停止した状態でアークを発生させるステッチパルス溶接を示した。しかし、これは溶接トーチ１０３の停止の処理を溶接線と異なる別の方向（例えば、母材の鉛直方向など）への移動するステッチパルス溶接に適用することも可能である。
【００６４】
（実施の形態２）
本実施の形態２において、実施の形態１と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１と異なる主な点は、目標位置Ｐｒｅｆの算出方法である。図８は、本実施の形態２におけるフローチャートを示している。
【００６５】
本実施の形態２において、ステッチパルス溶接を開始した場合、実施の形態１と同様に、ステッチパルス溶接初期化処理（ＳＴＥＰ１）において、教示点間距離Ｌと、移動回数値ＣＮＴと、補正移動ピッチＰＰを算出する。実施の形態１と同様に、得られた補正移動ピッチＰＰは、教示プログラムに演算結果として記憶し、ティーチペンダント１２１の表示部１２３にも、移動ピッチＰと共に、図６のように表示される。なお、ステッチパルス初期化処理終了後のＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ４までの溶接制御に関しては、実施の形態１と同じである。
【００６６】
ＳＴＥＰ４におけるアークオフ処理の終了後、溶接トーチ１０３の現在値Ｐｎと溶接終了点であるＰｅとの判定を行う。１回目は溶接開始点Ｐｓで溶接を行っているため、ここでの判定はＮｏの判定となる。ＳＴＥＰ５にてＮｏ判定となった場合、ピッチ動作を開始する。このときのピッチ動作は、溶接トーチ１０３の現在値Ｐｎから溶接終了点Ｐｅ方向に向かって補正移動ピッチＰＰを加算した値を目標位置Ｐｒｅｆとして、溶接速度Ｓで移動するようにマニピュレータ１０１の動作を制御する。ピッチ移動が完了したら（ＳＴＥＰ７でＹｅｓ判定）再度ＳＴＥＰ２に戻り、溶接トーチ１０３を固定した状態で溶接を開始する。以降は、ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ７で述べた処理を、ＳＴＥＰ５でＹＥＳ判定となるまで繰り返す。ＳＴＥＰ５においてＹＥＳ判定となった時点で、ステッチパルス溶接法は終了となる。
【００６７】
次に、本実施の形態２の作用について説明する。
【００６８】
本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、ＳＴＥＰ１のステッチパルス溶接初期化処理において、教示点間距離Ｌと移動ピッチＰとから移動回数を算出し、この移動回数から再度移動ピッチを補正した補正移動ピッチＰＰを算出している。また、本実施の形態２では、算出した補正移動ピッチＰＰを用いて移動ピッチを行い、ステッチパルス溶接を行っている。このようにすることで、溶接開始点Ｐｓおよび溶接終了点Ｐｅに確実に溶接を行うことが可能となり、元の教示に対して溶接欠けや溶接点を越えての溶接などを防ぐことができる。
【００６９】
また、本実施の形態２において、実施の形態１と同様に、算出された補正移動ピッチＰＰを教示プログラムのデータとして記憶部１１４に記憶し、ティーチペンダント１２１の表示部１２３に教示プログラムに記憶されている移動ピッチＰと補正移動ピッチＰＰを表示する。このように表示を行うことで、作業者は、自動運転中または自動運転後の教示作業中に、本来設定した移動ピッチに対して自動運転時にはどの程度補正がされたかを確認することができる。
【００７０】
このように、本実施の形態２のアーク溶接方法およびアーク溶接装置を用いることで、溶接不良の少ない、教示者が希望する溶接を実現することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態２では、溶接トーチ１０３の現在値に補正移動ピッチＰＰを加算することで、次の目標位置Ｐｒｅｆを求めており、これを繰り返すものである。理想的には、補正移動ピッチＰＰでのピッチ移動を繰り返すと、必ずＰｅと一致することが可能である。しかし、演算部１１３の有効桁数の丸め誤差などによっては、補正移動ピッチＰＰの加算によるピッチ移動を繰り返したときに、必ずしも最終の目標位置Ｐｒｅｆと溶接終了点Ｐｅが一致しないことも考えられる。その場合はＳＴＥＰ５の終了判定においてある程度の許容誤差λを許容した（式３）による終了判定を行なってもよい。
【００７２】
Ｐｎ≧Ｐｅ−λかつＰｎ≦Ｐｅ＋λ      （式３）
なお、本実施の形態２では、消耗電極を用いたアーク発生とアーク停止を繰り返すステッチパルス溶接を示した。しかし、非消耗電極を用いたステッチパルス溶接や、アークを発生させたまま、電流や溶接パルスタイプを変更するステッチパルス溶接に適用することも可能である。
【００７３】
なお、本実施の形態２では、溶接トーチ１０３を停止した状態でアークを発生させるステッチパルス溶接を示した。しかし、これは溶接トーチ１０３の停止の処理を溶接線と異なる別の方向（例えば、母材の鉛直方向など）への移動するステッチパルス溶接に適用することも可能である。
【００７４】
上記のように、本実施の形態２では、現在値に補正移動ピッチＰＰを加算することで次の目標位置Ｐｒｅｆを求め、これを繰り返すことで溶接終了点Ｐｅまで溶接を行う。しかし、補正移動ピッチＰＰを加算することで次の目標位置Ｐｒｅｆを求める本実施の形態２では、上述のように、溶接終了点Ｐｅと求めた最終の目標位置Ｐｒｅｆとが一致しない場合も起こりうる。従って、最終の目標位置Ｐｒｅｆと溶接終了点Ｐｅとを確実に一致させるためには、実施の形態１の（式１）による目標位置Ｐｒｅｆの算出の方が望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によれば、所望のビード形状を得ることができ、例えばうろこ状のビードの形成等に用いるアーク溶接方法およびアーク溶接装置として産業上有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１０１  マニピュレータ
１０２  溶接ワイヤ送給装置
１０３  溶接トーチ
１０４  溶接ワイヤ
１１１  制御装置
１１２  通信部
１１３  演算部
１１４  記憶部
１１５  マニピュレータ制御部
１１６  溶接条件指令部
１２１  ティーチペンダント
１２２  通信部
１２３  表示部
１２４  データ設定部
１３１  溶接電源装置
２０１  ガスノズル
２０２  コンタクトチップ
Ｐ  移動ピッチ
Ｔ  溶接時間
Ｓ  溶接速度
Ｉ  電流値
Ｖ  電圧値
Ｌ  教示点間距離
ＣＮＴ  移動回数値
Ｃｏｕｎｔ  移動回数値
ＰＰ  補正移動ピッチ
Ｐｓ  溶接開始点
Ｐｅ  溶接終了点
Ｐｎ  現在値
λ    許容誤差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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