(57)【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って、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物から離れる方向に前記溶接用電極を移動させる第１のステップと、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物に近づく方向かつ溶接線方向に前記溶接用電極を移動させる第２のステップと、を備え、
前記第１のステップと前記第２のステップとを交互に繰り返して溶接を行い、
前記第１のステップの間は、前記溶接用電極と前記溶接対象物との間にピーク電流を供給し、前記第２のステップの間は、前記溶接用電極と前記溶接対象物との間に前記ピーク電流よりも低いベース電流を供給するアーク溶接方法。
【請求項２】
前記第１のステップの終了時の位置で前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接用電極の位置を所定時間だけ維持する第３のステップを、前記第１のステップと前記第２のステップとの間に備えた請求項１記載のアーク溶接方法。
【請求項３】
前記第３のステップの間は、前記溶接用電極と前記溶接対象物との間にピーク電流を供給する請求項２記載のアーク溶接方法。
【請求項４】
前記溶接用電極は非消耗性電極であり、溶加材を供給しながらアーク溶接を行い、前記溶加材の送給は、ピーク送給速度と前記ピーク送給速度よりも遅いベース送給速度とを交互に繰り返して行い、前記ピーク送給速度での送給は、前記ピーク電流の開始タイミングとは異なるタイミングで開始され、前記ベース送給速度での送給は、前記ベース電流の開始タイミングとは異なるタイミングで開始される請求項１から３のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項５】
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って、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物から離れる方向に前記溶接用電極を移動させる第１のステップと、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物に近づく方向かつ溶接線方向に前記溶接用電極を移動させる第２のステップと、を備え、
前記第１のステップと前記第２のステップとを交互に繰り返して溶接を行い、
前記第１のステップの終了時の位置で前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接用電極の位置を所定時間だけ維持する第３のステップを、前記第１のステップと前記第２のステップとの間に備え、
前記第３のステップの間は、前記溶接用電極と前記溶接対象物との間にピーク電流を供給するアーク溶接方法。
【請求項６】
前記第１のステップにおいて、前記溶接用電極を、前記溶接用電極の前記溶接線上の位置は変化させずに溶接対象物から離れる方向に移動させる、前記溶接用電極を、溶接進行方向に対して戻る方向に移動させながら前記溶接対象物から離れる方向に移動させる、または、前記溶接用電極を、前記溶接進行方向に移動させながら前記溶接対象物から離れる方向に移動させる請求項１から５のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項７】
前記溶接用電極は非消耗性電極であり、溶加材を供給しながらアーク溶接を行い、前記第２のステップの時に前記溶加材の送給が逆送となるように前記溶加材の送給を制御する請求項１から６のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項８】
前記溶接用電極は非消耗性電極であり、溶加材を供給しながらアーク溶接を行い、前記第２のステップの開始時から第１の所定時間の間は、前記溶加材の送給が逆送となるように制御し、前記第１の所定時間の経過後は、前記溶加材の送給を停止する請求項１から６のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項９】
前記溶接用電極は非消耗性電極であり、溶加材を供給しながらアーク溶接を行い、前記第２のステップの開始前のある時点から前記第２のステップの開始後のある時点までの第２の所定時間の間は、前記溶加材の送給が逆送となるように制御し、前記第２の所定時間の経過後は、前記溶加材の送給を停止する請求項１から６のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項１０】
前記溶接用電極は非消耗性電極であり、溶加材を供給しながらアーク溶接を行い、前記第２のステップの開始前のある時点から前記第２のステップの開始時までの第３の所定時間の間は、前記溶加材の送給が逆送となるように制御し、前記第３の所定時間の経過後は、前記溶加材の送給を停止する請求項１から６のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項１１】
前記溶接用電極は消耗性電極であり、前記消耗性電極の送給は、ピーク送給速度と前記ピーク送給速度よりも遅いベース送給速度とを交互に繰り返して行い、前記ピーク送給速度は、前記ピーク電流と同期するように制御され、前記ベース送給速度は、ベース電流に同期するように制御される請求項１から３のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項１２】
非消耗性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、
前記非消耗性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と前記溶接電源装置を制御する制御装置と、
溶加材を送給するために前記溶接トーチに取り付けられた溶加材送給ガイドと、を備えたアーク溶接装置であって、
前記溶加材を送給する溶加材送給装置と、
前記非消耗性電極と前記溶接対象物との間に供給するピーク電流の電流値と時間を設定するためのピーク電流設定部と、
前記ピーク電流よりも小さいベース電流の電流値と時間とを設定するためのベース電流設定部と、
前記溶加材のピーク送給速度と適用する時間を設定するための溶加材ピーク送給速度設定部と、
前記溶加材の前記ピーク送給速度よりも小さいベース送給速度と前記ベース送給速度を適用する時間を設定するための溶加材ベース送給速度設定部と、
前記溶接対象物から離れる条件を設定する退避条件設定部と、
溶接進行方向に移動する移動条件を設定する移動条件設定部と、
を備え、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物から離れる方向に前記非消耗性電極を移動させる第１のステップと、前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物に近づく方向かつ前記溶接進行方向に前記非消耗性電極を移動させる第２のステップと、を交互に繰り返して溶接を行うアーク溶接装置。
【請求項１３】
前記退避条件設定部は、
前記溶接対象物から離れる移動距離である退避移動距離を設定するための退避移動距離設定部と、
前記溶接対象物から離れる方向である退避方向を設定するための退避方向設定部と、
前記退避方向設定部で設定された方向に前記退避移動距離設定部で設定された距離を移動する時間である退避時間を設定するための退避時間設定部と、を有し、
前記移動条件設定部は、
前記溶接進行方向に移動する速度である溶接速度を設定するための溶接速度設定部と、
前記溶接進行方向に移動する距離であるピッチ移動距離を設定するためのピッチ移動距離設定部と、を有し、
前記第１のステップでは、前記退避方向設定部で設定した方向に、前記退避移動距離設定部で設定した距離を、前記退避時間設定部で設定した時間で、前記非消耗性電極を前記溶接対象物から離れる方向に移動させ、前記第２のステップでは、前記第１のステップの完了により前記非消耗性電極が移動した位置から、前記第１のステップの開始時の前記非消耗性電極の位置から前記溶接進行方向に前記ピッチ移動距離設定部で設定した距離だけ進んだ位置を前記非消耗性電極の移動目標位置として、前記ピッチ移動距離設定部で設定した距離を前記溶接速度設定部で設定した溶接速度で除して求められる時間の間に移動させることにより、前記溶接対象物に近づく方向かつ前記溶接進行方向に前記非消耗性電極を移動させる請求項１２記載のアーク溶接装置。
【請求項１４】
前記第１のステップの終了時の位置で前記アークを発生させたままの状態で、前記非消耗性電極の位置を所定時間だけ維持する第３のステップを、第１のステップと第２のステップとの間に行う請求項１２または１３のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。
【請求項１５】
前記第１のステップの間は、非消耗性電極と溶接対象物との間にピーク電流を供給し、前記第２のステップの間は、前記非消耗性電極と前記溶接対象物との間に前記ピーク電流よりも低いベース電流を供給する請求項１２から１４のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。
【請求項１６】
前記第３のステップの間は、前記非消耗性電極と溶接対象物との間にピーク電流を供給する請求項１４記載のアーク溶接装置。
【請求項１７】
前記溶加材の送給は、ピーク送給速度と前記ピーク送給速度よりも遅いベース送給速度とを交互に繰り返して行い、前記ピーク送給速度での送給は、前記ピーク電流の開始タイミングとは異なるタイミングで開始され、前記ベース送給速度での送給は、前記ベース電流の開始タイミングとは異なるタイミングで開始される請求項１２から１６のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。
【請求項１８】
前記第２のステップの時に前記溶加材の送給が逆送となるように前記溶加材の送給を制御する請求項１２から１７のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。
【請求項１９】
前記第２のステップの開始時から第１の所定時間の間は、前記溶加材の送給が逆送となるように制御し、前記第１の所定時間の経過後は、前記溶加材の送給を停止する請求項１２から１７のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。
【請求項２０】
前記第２のステップの開始前のある時点から前記第２のステップの開始後のある時点までの第２の所定時間の間は、前記溶加材の送給が逆送となるように制御し、前記第２の所定時間の経過後は、前記溶加材の送給を停止する請求項１２から１７のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。
【請求項２１】
前記第２のステップの開始前のある時点から前記第２のステップの開始時までの第３の所定時間の間は、前記溶加材の送給が逆送となるように制御し、前記第３の所定時間の経過後は、前記溶加材の送給を停止する請求項１２から１７のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。
【請求項２２】
消耗性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、
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と前記溶接電源装置を制御する制御装置と、
を備えたアーク溶接装置であって、
前記消耗性電極を送給する溶接ワイヤ送給装置と、
前記消耗性電極と前記溶接対象物との間に供給するピーク電流の電流値と時間、または、前記消耗性電極のピーク送給速度と適用する時間を設定するための第１の設定部と、
前記ピーク電流よりも小さいベース電流の電流値と時間、または、前記ピーク送給速度より遅いベース送給速度と適用する時間を設定するための第２の設定部と、
前記消耗性電極と前記溶接対象物との間に印加するピーク電圧の電圧値を設定するためのピーク電圧設定部と、
前記ピーク電圧よりも小さいベース電圧の電圧値を設定するためのベース電圧設定部と、
前記溶接対象物から離れる条件を設定する退避条件設定部と、
溶接進行方向に移動する移動条件を設定する移動条件設定部と、
を備え、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物から離れる方向に前記消耗性電極を移動させる第１のステップと、前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物に近づく方向かつ前記溶接進行方向に前記消耗性電極を移動させる第２のステップと、を交互に繰り返して溶接を行い、
前記消耗性電極の送給は、ピーク送給速度と前記ピーク送給速度よりも遅いベース送給速度とを交互に繰り返して行い、前記ピーク送給速度での送給は、前記ピーク電流の供給と同期するように制御され、前記ベース送給速度での送給は、前記ベース電流の供給と同期するように制御されるアーク溶接装置。
【請求項２３】
前記退避条件設定部は、
前記溶接対象物から離れる移動距離である退避移動距離を設定するための退避移動距離設定部と、
前記溶接対象物から離れる方向である退避方向を設定するための退避方向設定部と、
前記退避方向設定部で設定された方向に前記退避移動距離設定部で設定された距離を移動する時間である退避時間を設定するための退避時間設定部と、を有し、
前記移動条件設定部は、
前記溶接進行方向に移動する速度である溶接速度を設定するための溶接速度設定部と、
前記溶接進行方向に移動する距離であるピッチ移動距離を設定するためのピッチ移動距離設定部と、を有し、
前記第１のステップでは、前記退避方向設定部で設定した方向に、前記退避移動距離設定部で設定した距離を、前記退避時間設定部で設定した時間で、前記消耗性電極を前記溶接対象物から離れる方向に移動させ、前記第２のステップでは、前記第１のステップの完了により前記消耗性電極が移動した位置から、前記第１のステップの開始時の前記消耗性電極の位置から前記溶接進行方向に前記ピッチ移動距離設定部で設定した距離だけ進んだ位置を前記消耗性電極の移動目標位置として、前記ピッチ移動距離設定部で設定した距離を前記溶接速度設定部で設定した溶接速度で除して求められる時間の間に移動させることにより、前記溶接対象物に近づく方向かつ前記溶接進行方向に前記消耗性電極を移動させる請求項２２記載のアーク溶接装置。
【請求項２４】
前記溶接電源装置を前記制御装置内に設けた請求項１２から２３のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。
【請求項２５】
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って、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物から離れる方向に前記溶接用電極を移動させる第１のステップと、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物に近づく方向かつ溶接線方向に前記溶接用電極を移動させる第２のステップと、を備え、
前記第１のステップと前記第２のステップとを交互に繰り返して溶接を行い、
前記溶接用電極は非消耗性電極であり、溶加材を供給しながらアーク溶接を行い、前記溶加材の送給は、ピーク送給速度と前記ピーク送給速度よりも遅いベース送給速度とを交互に繰り返して行い、前記ピーク送給速度での送給は、前記ピーク電流の開始タイミングとは異なるタイミングで開始され、前記ベース送給速度での送給は、前記ベース電流の開始タイミングとは異なるタイミングで開始されるアーク溶接方法。
【請求項２６】
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って、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物から離れる方向に前記溶接用電極を移動させる第１のステップと、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物に近づく方向かつ溶接線方向に前記溶接用電極を移動させる第２のステップと、を備え、
前記第１のステップと前記第２のステップとを交互に繰り返して溶接を行い、
前記溶接用電極は非消耗性電極であり、溶加材を供給しながらアーク溶接を行い、前記第２のステップの時に前記溶加材の送給が逆送となるように前記溶加材の送給を制御するアーク溶接方法。
【請求項２７】
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って、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物から離れる方向に前記溶接用電極を移動させる第１のステップと、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物に近づく方向かつ溶接線方向に前記溶接用電極を移動させる第２のステップと、を備え、
前記第１のステップと前記第２のステップとを交互に繰り返して溶接を行い、
前記溶接用電極は非消耗性電極であり、溶加材を供給しながらアーク溶接を行い、前記第２のステップの開始時から第１の所定時間の間は、前記溶加材の送給が逆送となるように制御し、前記第１の所定時間の経過後は、前記溶加材の送給を停止するアーク溶接方法。
【請求項２８】
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って、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物から離れる方向に前記溶接用電極を移動させる第１のステップと、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物に近づく方向かつ溶接線方向に前記溶接用電極を移動させる第２のステップと、を備え、
前記第１のステップと前記第２のステップとを交互に繰り返して溶接を行い、
前記溶接用電極は非消耗性電極であり、溶加材を供給しながらアーク溶接を行い、前記第２のステップの開始前のある時点から前記第２のステップの開始後のある時点までの第２の所定時間の間は、前記溶加材の送給が逆送となるように制御し、前記第２の所定時間の経過後は、前記溶加材の送給を停止するアーク溶接方法。
【請求項２９】
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って、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物から離れる方向に前記溶接用電極を移動させる第１のステップと、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物に近づく方向かつ溶接線方向に前記溶接用電極を移動させる第２のステップと、を備え、
前記第１のステップと前記第２のステップとを交互に繰り返して溶接を行い、
前記溶接用電極は非消耗性電極であり、溶加材を供給しながらアーク溶接を行い、前記第２のステップの開始前のある時点から前記第２のステップの開始時までの第３の所定時間の間は、前記溶加材の送給が逆送となるように制御し、前記第３の所定時間の経過後は、前記溶加材の送給を停止するアーク溶接方法。
【請求項３０】
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って、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物から離れる方向に前記溶接用電極を移動させる第１のステップと、
前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接対象物に近づく方向かつ溶接線方向に前記溶接用電極を移動させる第２のステップと、を備え、
前記第１のステップと前記第２のステップとを交互に繰り返して溶接を行い、
前記溶接用電極は消耗性電極であり、前記消耗性電極の送給は、ピーク送給速度と前記ピーク送給速度よりも遅いベース送給速度とを交互に繰り返して行い、前記ピーク送給速度は、前記ピーク電流と同期するように制御され、前記ベース送給速度は、ベース電流に同期するように制御されるアーク溶接方法。
【請求項３１】
前記第１のステップの終了時の位置で前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接用電極の位置を所定時間だけ維持する第３のステップを、前記第１のステップと前記第２のステップとの間に備えた請求項２５〜３０のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項３２】
前記第１のステップにおいて、前記溶接用電極を、前記溶接用電極の前記溶接線上の位置は変化させずに溶接対象物から離れる方向に移動させる、前記溶接用電極を、溶接進行方向に対して戻る方向に移動させながら前記溶接対象物から離れる方向に移動させる、または、前記溶接用電極を、前記溶接進行方向に移動させながら前記溶接対象物から離れる方向に移動させる請求項２５〜３１のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項３３】
前記第１のステップの終了時の位置で前記アークを発生させたままの状態で、前記溶接用電極の位置を所定時間だけ維持する第３のステップを、前記第１のステップと前記第２のステップとの間に備え、
前記第３のステップの間は、前記溶接用電極と前記溶接対象物との間にピーク電流を供給する請求項３０に記載のアーク溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非消耗性電極や消耗性電極を用いて、所定の周期で２つの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】
非消耗性電極を用いて溶接を行うＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ  Ｉｎｅｒｔ  Ｇａｓ）溶接や、消耗性電極を用いて溶接を行うＭＩＧ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｅｒｔ  Ｇａｓ）溶接では、電極やアークの発生方法に関しての違いはある。しかしながら、これらのＴＩＧ溶接およびＭＩＧ溶接は、共に、不活性ガス雰囲気中において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溶接法である。
【０００３】
従来から、ＴＩＧ溶接やＭＩＧ溶接における溶接方法の１つとして、ローパルス溶接という溶接方法が用いられることが多い。ローパルス溶接とは、ＴＩＧ溶接の場合は、溶接電流や溶接電圧などの溶接条件を数Ｈｚ程度の周期でピーク条件とピーク条件よりも低いベース条件とを周期的に変化させながら、その熱で溶接対象物の溶接を行なうようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなローパルス溶接を用いる理由は、アルミニウムのような低融点を有する材料を溶接する場合や、板厚が異なる溶接対象物を溶接する場合に、次のような利点があるからである。すなわち、上述の材料や溶接対象物を溶接する場合に、溶接対象物が溶け落ちてしまうことを防ぐ利点や、ギャップのある材質に対応できるなどの利点や、比較的容易にウロコ状のきれいなビード外観が得られるといった利点があるからである。
【０００５】
また、非消耗性電極を用いたＴＩＧ溶接では、溶接中に溶接対象物とほぼ同材質の溶加材を溶接箇所に挿入し、この溶加材の送給量を調整することで溶着させる金属量を調整することが多い。しかし、ＴＩＧ溶接におけるローパルス溶接では、溶接電流の変化に合わせて溶加材の送給速度も切り替える溶接方法が用いられることが多い。
【０００６】
図２３は、従来のＴＩＧ溶接システムのローパルス溶接の一例を示す概略構成図である。図２３に示す溶接システムは、非消耗性電極を備えた溶接トーチ９０１と、溶加材９０２と、溶接電源装置９０３と、溶加材送給装置９０４と、で構成される。
【０００７】
次に、従来のＴＩＧ溶接システムのローパルス溶接における溶接制御方法について、図２４に示すタイムチャートを用いて説明する。
【０００８】
図２４は、従来のＴＩＧ溶接システムにおける溶接トーチ９０１の移動距離、溶接電流の電流値および溶加材送給速度の時間変化を示したタイムチャートである。図２４からもわかるように、従来のＴＩＧ溶接システムのローパルス溶接では、溶接トーチ９０１を一定の速度で動作させ続けながら、電流と溶加材送給速度を一定の周期で切り替えていた。以下に詳細を説明する。
【０００９】
先ず、ＳＴＥＰ１１（以下、「ステップ１１」とする。）として、余盛形成部９１０の制御について説明する。図２４における期間Ｔ１では、切り替える溶接条件のうち、高い条件であるピーク電流値Ｉｐと高いピーク溶加材送給速度Ｗｆｐにより溶接が行われる。そして、溶加材を溶接対象物に溶着させることで、余盛形成部９１０を形成する。
【００１０】
次に、ＳＴＥＰ１２（以下、「ステップ１２」とする。）として、アーク継続部の制御について説明する。図２４における期間Ｔ２では、周期的に切り替える溶接条件のうち、低い電流条件であるベース電流値Ｉｂと低いベース溶加材送給速度Ｗｆｂにより溶接が行われる。通常、ここでは、ベース電流は、アークが維持継続される程度の低い電流値とし、溶加材送給速度は、図２４に示すように低い値Ｗｆｂもしくは０とすることが多い。このように設定することで、溶接対象物Ｗに対して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である。
【００１１】
その後は、溶接が終了するまで、上述のステップ１１とステップ１２とを繰り返し行う。これにより、ウロコ状の溶接ビードを得ることができる。
【００１２】
しかし、このローパルス溶接方法では、溶接トーチ９０１を一定速度で動作させながら溶接条件を切り替える。そのため、余盛形成部９１０において、単位面積辺りの溶着量や形成する余盛ビードの高さを得るためには、溶加材送給速度を速くする必要があった。しかし、溶加材送給速度のみを速くしただけでは、溶加材の溶け不足が発生してしまうため、電流値も上げる必要があり、結果として必要以上の入熱を加えなければならなかった。また、この場合でも、溶接トーチ９０１を動作させながら送給を行うため、得られる溶接ビードもきれいなウロコ状にはすることができなかった。
【００１３】
この問題を解決するための方法の１つとして、消耗性電極を用いた溶接において、次の第１工程と、第２工程とを繰り返して溶接を行う方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。ここで、第１工程は、溶接トーチを溶接進行方向に対して停止させ、停止させた状態でピーク条件により溶接を行う工程である。第２工程は、溶接トーチを溶接進行方向にピッチ移動させながらベース条件により溶接を行う工程である。
【００１４】
この溶接方法では、溶接トーチを溶接進行方向に停止した状態でピーク電流を供給するため、単位面積あたりの溶着量を、溶接電流を上げることなく高めることが可能となる。また、溶接トーチを停止した状態で溶着量を高めるので、さらには、よりはっきりとしたウロコ状のビード外観を得ることができる。
【００１５】
しかし、特許文献２に記載されている消耗性電極による溶接方法をＴＩＧ溶接システムに適用したとすると、溶接トーチを停止させたまま余盛形成部９１０を形成するため、時間の経過とともに非消耗性電極と形成される余盛形成部９１０との距離が短くなる。そして、場合によっては、非消耗性電極と溶接対象物とが短絡してしまう恐れがあった。
【００１６】
また、このような現象を回避するために、予め電極と溶接対象物との距離を離したとすると、アーク継続部においては、電極と溶接対象物との距離が大きくなってしまい、適正な溶接を得ることができないという課題を有している。
【００１７】
また、特許文献２に記載されている消耗性電極を用いた場合であっても、ピーク条件の時の溶接時間などによっては、溶接トーチからの突出長が余盛形成部９１０とアーク継続部とで異なってしまう。そのため、ＴＩＧ溶接と同様に、適正な溶接結果を得ることができないという課題を有していた。
【００１８】
また、従来のＴＩＧ溶接システムのローパルス溶接では、電流と溶加材送給速度を同じタイミングで切り替えている。しかし、一般的に、溶接条件の切り替えに対して、溶加材送給速度の切り替えは、送給装置を構成するモータの反応の遅れなどから遅れてしまう。そのため、溶接電流をピーク電流からベース電流に切り替えるとき、同じタイミングで溶加材送給速度を切り替えた場合、溶加材送給速度の切り替えが遅れるため、溶加材の溶け込み不足が発生してしまうという課題を有していた。
【００１９】
また、溶加材の送給は、溶接対象物に溶融池を形成してから送給を開始するのが好ましい。しかし、ベース電流からピーク電流に切り替えたときに、同じタイミングで溶加材送給速度を切り替えてしまうと、材質などによっては十分な溶融池が形成されていない可能性があり、この場合も適正な溶接を行うことができないという課題を有していた。
【００２０】
また、従来のＴＩＧ溶接方法のローパルス溶接におけるアーク継続部（ベース条件時）の入力可能なベース送給速度の下限としては、送給停止を意味する送給速度０であった。しかし、ピーク条件で送給をしている状態からベース条件で送給を停止した場合、図２５に示すように、ベース電流のアーク９１１の中、または、アーク９１１付近に溶加材９０２が存在してしまう可能性がある。このような条件を満たしてしまうと、ベース条件時に送給されていない溶加材９０２が溶融を開始してしまい、溶加材９０２の先端が玉状の形状となってしまう。そして、このような形状となると、次回のピーク条件にて溶加材９０２を送給した時に、うまく溶接対象物に溶着することができなくなってしまう。
【００２１】
以上のような多数の課題を有するので、美しいウロコ状のビード外観を始めとする適正な溶接結果が得られないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開昭６２−２７９０８７号公報
【特許文献２】特開平１１−２６７８３９号公報
【発明の概要】
【００２３】
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。
【００２４】
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る。そして、本発明のアーク溶接方法は、上記アークを発生させたままの状態で、上記溶接対象物から離れる方向に上記溶接用電極を移動させる第１のステップと、上記アークを発生させたままの状態で、上記溶接対象物に近づく方向かつ溶接線方向に上記溶接用電極を移動させる第２のステップと、を備えている。そして、本発明のアーク溶接方法は、前記第１のステップと前記第２のステップとを交互に繰り返して溶接を行い、  前記第１のステップの間は、前記溶接用電極と前記溶接対象物との間にピーク電流を供給し、前記第２のステップの間は、前記溶接用電極と前記溶接対象物との間に前記ピーク電流よりも低いベース電流を供給する方法からなる。
【００２５】
この方法により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【００２６】
また、本発明のアーク溶接装置は、非消耗性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、非消耗性電極を保持する溶接トーチを備えたマニピュレータと、マニピュレータと溶接電源装置を制御する制御装置と、溶加材を送給するために溶接トーチに取り付けられた溶加材送給ガイドと、を備えたアーク溶接装置である。そして、本発明のアーク溶接装置は、溶加材送給装置と、ピーク電流設定部と、ベース電流設定部と、溶加材ピーク送給速度設定部と、溶加材ベース送給速度設定部と、退避条件設定部と、移動条件設定部と、を備えている。ここで、溶加材送給装置は、溶加材を送給する。ピーク電流設定部は、非消耗性電極と溶接対象物との間に供給するピーク電流の電流値と時間を設定する。ベース電流設定部は、ピーク電流よりも小さいベース電流の電流値と時間とを設定する。溶加材ピーク送給速度設定部は、溶加材のピーク送給速度と適用する時間を設定する。溶加材ベース送給速度設定部は、溶加材のピーク送給速度よりも小さいベース送給速度とベース送給速度を適用する時間を設定する。退避条件設定部は、溶接対象物から離れる条件を設定する。移動条件設定部は、溶接進行方向に移動する移動条件を設定する。そして、本発明のアーク溶接装置は、アークを発生させたままの状態で、溶接対象物から離れる方向に非消耗性電極を移動させる第１のステップと、アークを発生させたままの状態で、溶接対象物に近づく方向かつ溶接進行方向に非消耗性電極を移動させる第２のステップと、を交互に繰り返して溶接を行う構成からなる。
【００２７】
この構成により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【００２８】
また、本発明のアーク溶接装置は、消耗性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、溶接トーチを備えたマニピュレータと、マニピュレータと溶接電源装置を制御する制御装置と、を備えたアーク溶接装置である。そして、本発明のアーク溶接装置は、溶接ワイヤ送給装置と、第１の設定部と、第２の設定部と、ピーク電圧設定部と、ベース電圧設定部と、退避条件設定部と、移動条件設定部と、を備えている。ここで、溶接ワイヤ送給装置は、消耗性電極を送給する。第１の設定部は、消耗性電極と溶接対象物との間に供給するピーク電流の電流値と時間、または、消耗性電極のピーク送給速度と適用する時間を設定する。第２の設定部は、ピーク電流よりも小さいベース電流の電流値と時間、または、ピーク送給速度より遅いベース送給速度と適用する時間を設定する。ピーク電圧設定部は、消耗性電極と溶接対象物との間に印加するピーク電圧の電圧値を設定する。ベース電圧設定部は、ピーク電圧よりも小さいベース電圧の電圧値を設定する。退避条件設定部は、溶接対象物から離れる条件を設定する。移動条件設定部は、溶接進行方向に移動する移動条件を設定する。そして、本発明のアーク溶接装置は、アークを発生させたままの状態で、溶接対象物から離れる方向に消耗性電極を移動させる第１のステップと、アークを発生させたままの状態で、溶接対象物に近づく方向かつ溶接進行方向に消耗性電極を移動させる第２のステップと、を交互に繰り返して溶接を行い、前記消耗性電極の送給は、ピーク送給速度と前記ピーク送給速度よりも遅いベース送給速度とを交互に繰り返して行い、前記ピーク送給速度での送給は、前記ピーク電流の供給と同期するように制御され、前記ベース送給速度での送給は、前記ベース電流の供給と同期するように制御される構成からなる。
【００２９】
この構成により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１におけるＴＩＧ溶接システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は、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正面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１における動作パラメータの設定画面の例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１における溶接パラメータの設定画面の例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の実施の形態１における溶接トーチの退避方向を説明するための正面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の実施の形態１における溶接トーチの退避方向を説明するための正面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明の実施の形態１における溶接トーチの退避方向を説明するための正面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１におけるアーク溶接方法のフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１におけるピッチ方向の移動距離、退避方向の移動距離、溶接電流の電流値および溶加材送給速度のタイムチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１における溶接終了時の処理のフローチャートである。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の実施の形態１における溶接終了方法を説明するための図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の実施の形態１における溶接終了方法を説明するための図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、本発明の実施の形態１における溶接方法を溶接中間教示点にて終了する方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態１におけるピッチ方向の移動距離、退避方向の移動距離、溶接電流の電流値および溶加材送給速度のタイムチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態１におけるピッチ方向の移動距離、退避方向の移動距離、溶接電流の電流値および溶加材送給速度のタイムチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態１におけるピッチ方向の移動距離、退避方向の移動距離、溶接電流の電流値および溶加材送給速度のタイムチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態１におけるピッチ方向の移動距離、退避方向の移動距離、溶接電流の電流値および溶加材送給速度のタイムチャートである。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明の実施の形態２におけるアーク溶接方法に関するフローチャートである。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本発明の実施の形態２におけるアーク溶接方法に関するフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態２におけるピッチ方向の移動距離、退避方向の移動距離、溶接電流の電流値および溶加材送給速度のタイムチャートである。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態３におけるＭＩＧ溶接システムの概略構成を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態３における溶接トーチの概要を示す正面図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態３における動作パラメータの設定画面の例を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態３における溶接パラメータの設定画面の例を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態３におけるアーク溶接方法のフローチャートである。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態３におけるアーク溶接方法のフローチャートである。
【図２２】図２２は、本発明の実施の形態３におけるピッチ方向の移動距離、退避方向の移動距離、溶接電流の電流値および溶加材送給速度のタイムチャートである。
【図２３】図２３は、従来のＴＩＧ溶接システムの概略構成図である。
【図２４】図２４は、従来のＴＩＧ溶接システムにおける溶接トーチ移動距離、溶接電流の電流値および溶加材送給速度のタイムチャートである。
【図２５】図２５は、従来のＴＩＧ溶接システムにおける課題を説明するための正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるＴＩＧ溶接システムの概略構成を示す図である。図２は、本発明の実施の形態１における溶接トーチ１１２の概要を示す正面図である。図３は、本発明の実施の形態１における動作パラメータの設定画面の例を示す図である。図４は、本発明の実施の形態１における溶接パラメータの設定画面の例を示す図である。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、本発明の実施の形態１における溶接トーチの退避方向を説明するための正面図である。
【００３３】
図１は、非消耗性電極を用いたアーク溶接を、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構成の一例を示す図である。
【００３４】
図１に示すように、アーク溶接装置は、マニピュレータ１１１と、溶接電源装置１２１と、溶加材送給装置１３１と、マニピュレータ１１１、溶接電源装置１２１および溶加材送給装置１３１等の制御を行う制御装置１４１と、制御装置１４１に接続されたティーチペンダント１５１とを備えている。
【００３５】
マニピュレータ１１１には、溶接トーチ１１２が取り付けられている。溶接トーチ１１２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２１１、非消耗性電極２１２および溶加材送給ガイド２１３が取り付けられている。ガスノズル２１１からは、溶接電源装置１２１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を、溶接箇所に供給することができる。溶加材送給ガイド２１３からは、溶加材送給装置１３１によって溶加材１１３が送給される。そして、溶接電源装置１２１によって非消耗性電極２１２と溶接対象物Ｗとの間に電力を印加してアークを発生させる。このアークにより溶接対象物Ｗや溶加材１１３を溶融させ、溶接対象物Ｗに溶加材１１３を溶着させることを目的としている。
【００３６】
溶接電源装置１２１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、出力に対して実際の溶接電圧を検出するための電圧検出部（図示せず）とを備えた装置である。出力部は、溶接トーチ１１２と溶接対象物Ｗとに接続されており、制御装置１４１の指令によって溶接トーチ１１２を通じて非消耗性電極２１２と溶接対象物Ｗとの間に溶接電圧を印加し、溶接電流を流すことが可能である。
【００３７】
溶加材送給装置１３１は、送給速度制御部１３２と、ガイドローラ（図示せず）付きの送給モータ１３３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（図示せず）とを備えた装置である。溶加材送給装置１３１は、制御装置１４１の指令によって作動し、ガイドローラにより溶加材１１３を送給することが可能である。
【００３８】
溶加材送給装置１３１によって送給される溶加材１１３は、溶加材送給ガイド２１３を通じて非消耗性電極２１２と溶接対象物Ｗとの間に送給される。送給された溶加材１１３は、溶接電源装置１２１の出力により発生するアークによって溶接対象物Ｗとともに溶融され、溶接対象物Ｗに溶加材１１３を溶着させることを目的としている。
【００３９】
溶加材送給装置１３１は、送給速度制御部１３２を備えており、溶加材１１３を送給する。
【００４０】
制御装置１４１は、通信部１４２と、演算部１４３と、教示データ記憶部１４４と、マニピュレータ制御部１４５と、溶接条件指令部１４６と、送給速度指令部１４７とを備えている。ここで、通信部１４２は、ティーチペンダント１５１と通信を行う。演算部１４３は、様々な内部演算を行うＣＰＵやメモリなどで構成される。教示データ記憶部１４４は、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を記憶する。マニピュレータ制御部１４５は、演算部１４３で演算された結果からマニピュレータ１１１を制御する。溶接条件指令部１４６は、溶接電源装置１２１に溶接電流などの溶接条件を指令する。送給速度指令部１４７は、溶加材送給装置１３１に対して溶加材１１３の送給速度を指令する。
【００４１】
なお、溶接電源装置１２１と送給速度制御部１３２は、制御装置１４１内に備えるようにしてもよい。この構成により、本実施の形態１のアーク溶接装置は、さらに小型化ができる。
【００４２】
また、ティーチペンダント１５１は、制御装置１４１と通信を行うための通信部１５２と、各種の情報を表示するためのデータ表示部１５３と、データ設定部１５４とを備えている。ティーチペンダント１５１は、マニピュレータ１１１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。
【００４３】
ティーチペンダント１５１は、具体的には図３および図４に示すようにデータ表示部１５３およびデータ設定部１５４を含んで表示する。データ設定部１５４は、必要に応じて図３に示す動作パラメータ設定部３０１や図４に示す溶接条件パラメータ設定部４０１を表示する。動作パラメータ設定部３０１は、図３に示すようにピッチ移動距離Ｌｐ、退避距離Ｌｈ、退避方向Ｄ、退避時間Ｔｈ、溶接速度Ｖおよび上端停止タイマＴｈｄ等の動作パラメータを設定する。
【００４４】
すなわち、動作パラメータ設定部３０１は、退避条件設定部３１０と移動条件設定部３２０とを備えている。退避条件設定部３１０は、退避移動距離設定部３１１と、退避方向設定部３１２と、退避時間設定部３１３と、を有している。ここで、退避移動距離設定部３１１は、溶接対象物Ｗから離れる移動距離である退避移動距離Ｌｈを設定する。退避方向設定部３１２は、溶接対象物Ｗから離れる方向である退避方向Ｄを設定する。退避時間設定部３１３は、退避方向設定部３１２で設定された方向に退避移動距離設定部３１１で設定された距離を移動する時間である退避時間Ｔｈを設定する。移動条件設定部３２０は、溶接速度設定部３２１と、ピッチ移動距離設定部３２２と、を有している。溶接速度設定部３２１は、溶接進行方向に移動する速度である溶接速度Ｖを設定する。ピッチ移動距離設定部３２２は、溶接進行方向に移動する距離であるピッチ移動距離Ｌｐを設定する。
【００４５】
溶接条件パラメータ設定部４０１は、図４に示すようにピーク電流値Ｉｐ、ベース電流値Ｉｂ、ピーク溶加材送給速度Ｗｆｐ、ベース溶加材送給速度Ｗｆｂ、ピーク溶加材送給時間Ｔｗｆｐおよび送給タイミング調整時間Ｔａｄｊ等の溶接条件パラメータを設定する。
【００４６】
すなわち、溶接条件パラメータ設定部４０１は、ピーク電流設定部４１０、ベース電流設定部４１１、第１の設定部４２０、第２の設定部４２１、ピーク電圧設定部４２２およびベース電圧設定部４２３のうちの少なくともいずれかを備えている。ピーク電流設定部４１０は、非消耗性電極２１２と溶接対象物Ｗとの間に供給するピーク電流の電流値Ｉｐと時間を設定する。ベース電流設定部４１１は、ピーク電流よりも小さいベース電流の電流値Ｉｂと時間とを設定する。第１の設定部４２０は、非消耗性電極２１２と溶接対象物Ｗとの間に供給するピーク電流の電流値Ｉｐと時間、または、溶加材１１３のピーク送給速度と適用する時間を設定する。第２の設定部４２１は、ピーク電流よりも小さいベース電流の電流値Ｉｂと時間、または、ピーク送給速度より遅いベース送給速度と適用する時間を設定する。ピーク電圧設定部４２２は、非消耗性電極２１２と溶接対象物Ｗとの間に印加するピーク電圧の電圧値を設定する。ベース電圧設定部４２３は、ピーク電圧よりも小さいベース電圧の電圧値を設定する。
【００４７】
図４のピーク電流設定部４１０は、溶加材ピーク送給速度設定部１３６と溶加材ベース送給速度設定部１３７も有している。溶加材ピーク送給速度設定部１３６は、溶加材１１３のピーク送給速度と適用する時間を設定する。溶加材ベース送給速度設定部１３７は、溶加材１１３のピーク送給速度よりも小さいベース送給速度とベース送給速度を適用する時間を設定する。
【００４８】
そして、本実施の形態１のアーク溶接方法を開始する意味も備えている自動運転時のプレイバック用命令Ａ（図示せず）と、本実施の形態１の溶接方法を終了する自動運転時のプレイバック用命令Ｂ（図示せず）を備えている。なお、命令Ａや命令Ｂは、教示データ記憶部１４４に記憶される。
【００４９】
ここで、上述の演算パラメータは、０以上もしくは０より大きい値を設定することを基本とするが、ベース溶加材送給速度Ｗｆｂと、送給タイミング調整時間Ｔａｄｊに関しては、負値を設定することも可能としている。
【００５０】
また、退避方向Ｄの設定では、予め用意されている「トーチ方向」および、「鉛直上向き方向」の２つの選択肢から設定される。
【００５１】
また、図３や図４に示すピッチ移動距離Ｌｐやピーク電流値Ｉｐなどの演算パラメータの設定時に、ティーチペンダント１５１のデータ表示部１５３には、演算パラメータと実際の動作の関係を示した略図（図３、図４参照）が表示され、教示者が演算パラメータ設定時の挙動の変化をイメージし易くしている。
【００５２】
以上、ティーチペンダント１５１のデータ設定部１５４の設定内容については、教示者が教示した自動運転時にプレイバック動作させる教示データ内の命令の１つとして、ティーチペンダント１５１の通信部１５２と制御装置１４１の通信部１４２を通じて、制御装置１４１の教示データ記憶部１４４に記憶される。
【００５３】
後述する本実施の形態１のアーク溶接方法を使用する場合、溶接作業を行う区間の中で、本実施の形態１のアーク溶接方法を開始したい教示位置、すなわち、ロボットの動作プログラム中の教示位置に命令Ａを登録する。
【００５４】
また、本実施の形態１のアーク溶接方法を終了したい教示位置には、命令Ｂを登録しておく。但し、命令Ｂを登録しなくても、本実施の形態１のアーク溶接方法は、溶接区間の終了で自動的に終了される。詳細な動作については後述するが、命令Ｂを登録しているか否かによって本実施の形態１のアーク溶接方法終了時の動作が異なっており、教示内容によって教示者が命令の登録を選択することができる。
【００５５】
以下、演算パラメータを用いたマニピュレータ１１１の動作制御、溶接条件の制御および送給速度の制御の詳細について、図面を参照して説明する。
【００５６】
図６は、本発明の実施の形態１のアーク溶接方法を用いたときの処理のフローチャートを示している。図７は、本発明の実施の形態１のアーク溶接方法を用いたときのピッチ方向の移動距離、退避方向の移動距離、溶接電流の電流値および溶加材送給速度のタイムチャートを示している。
【００５７】
なお、本実施の形態１では、本実施の形態１のアーク溶接方法による効果が最も期待されると考えられる退避方向Ｄとしてツール方向が設定されており、ベース溶加材送給速度Ｗｆｂとして負値（逆送）が設定されており、送給タイミング調整時間Ｔａｄｊとしては正値が設定されているものとする。
【００５８】
ここで退避方向Ｄの「トーチ方向」とは、図５Ａから図５Ｃにおいて溶接進行方向に対して上向きの実線で示している方向であり、溶接進行方向とは関係なく、常に溶接トーチおよび電極方向を指す。そのため、図５Ｂや図５Ｃのように教示を、前進角や後退角を持って行った場合には、その角度方向に退避することになる。
【００５９】
一方、「鉛直上向き方向」とは、図５Ａから図５Ｃにおいて、溶接トーチの角度とは関係なく、溶接進行方向とトーチ方向の成す平面において、常に溶接進行方向に対して垂直方向を指す点線で示している方向である。
【００６０】
用途としては、「トーチ方向」は、教示者が教示に応じて自由に退避方向を選択することが可能となるため、より拡張性の高い教示を行うことが可能となる。
【００６１】
一方、「鉛直上向き方向」は、トーチ角度とは関係なく、常に一定の方向に退避させることが可能であるため、溶接対象物Ｗの形状や溶接場所によってはトーチ角度を一定に保てないような場合も考えられる。しかし、その場合であっても、常に退避方向を一定に保つことができ、余盛ビードを一定に保つ効果が期待できる。
【００６２】
プレイバック動作において、制御装置１４１は、教示データ記憶部１４４から本実施の形態１のアーク溶接方法を開始する命令Ａを読み出すと、先ずは、一般的な溶接開始処理を行う。一般的には、高周波火花を使用して非消耗性電極２１２と溶接対象物Ｗとの間にアークを発生させる。
【００６３】
なお、本実施の形態１のアーク溶接方法について、アークの発生方法については、上述の高周波を用いる以外に、直流高電圧印加方式やリフトスタート方式など、いずれの方式を用いてもかまわない。そして、アークの発生後は、溶接開始時も用いられる条件によって入熱処理がなされる。これら一般的な溶接開始処理（ＳＴＥＰ０：ステップ０）が終了すると、本実施の形態１のアーク溶接方法が開始される。
【００６４】
本実施の形態１のアーク溶接方法では、予め定められた退避方向Ｄに溶接トーチ１１２を退避動作させながらピーク電流値Ｉｐを流す余盛溶接をする部分と、退避完了点から溶接線方向にピッチ移動動作させながらベース電流値Ｉｂを流すアーク継続をする部分とがある。そして、電流の切り替えのタイミングに対して溶加材送給速度の切り替えタイミングをずらして送給速度の切り替えを行う。これらの制御を繰り返すことにより溶接を行う。
【００６５】
先ず、図６を用いて、ＳＴＥＰ１（ステップ１）として、退避動作について説明する。図６に示すように、溶接トーチと上部に書かれた列の各ステップは、溶接トーチ１１２の動作に関するステップを表し、溶接条件指令と上部に書かれた列の各ステップは、溶接条件指令を示す。また、送給速度条件と上部に書かれた列の各ステップは、送給速度条件を示す。
【００６６】
溶接開始処理（ステップ０）終了の後、溶接トーチ１１２を溶接トーチ方向に退避距離Ｌｈの距離を退避時間Ｔｈにて動作するように退避動作を開始する（ＳＴＥＰ１−１：ステップ１−１）。そして、退避させると同時に溶接電源装置１２１にピーク電流値Ｉｐを流すことを指令する（ＳＴＥＰ１−２：ステップ１−２）。
【００６７】
また、溶接電源装置１２１にピーク電流値Ｉｐを流すことを指令してから送給タイミング調整時間Ｔａｄｊ経過のタイミング（ＳＴＥＰ１−４：ステップ１−４でＹｅｓ判定）で、溶加材送給装置１３１に対してピーク溶加材送給速度Ｗｆｐ値を指令する（ＳＴＥＰ１−５：ステップ１−５）。
【００６８】
ＳＴＥＰ１（ステップ１）の状態は図７の下部の「Ａ」に記載の状態であり、溶接トーチ１１２を退避させながら溶加材１１３を送給することで余盛形成部（図示せず）を形成する。
【００６９】
ＳＴＥＰ３（ステップ３）として、退避完了点において退避動作が完了（ＳＴＥＰ１−３：ステップ１−３でＹｅｓ判定）すると、退避を完了したその場で溶接トーチ１１２を上端停止タイマＴｈｄの時間だけ停止させ（ＳＴＥＰ３−１：ステップ３−１）、余盛ビード形成を完成させる。
【００７０】
また、ＳＴＥＰ１−５（ステップ１−５）においてピーク溶加材送給速度に切り替えた後、ピーク溶加材送給時間Ｔｗｆｐが経過するのを待ち、経過を確認したところで（ＳＴＥＰ３−２：ステップ３−２でＹｅｓ判定）、送給速度をベース溶加材送給速度Ｗｆｂに切り替える（ＳＴＥＰ３−３：ステップ３−３）。
【００７１】
また、本実施の形態１では、ベース溶加材送給速度Ｗｆｂに負値を設定しているため、送給速度の切り替え時に、溶加材送給装置１３１の送給モータの回転方向を正回転から逆回転に切り替える内部処理を行う。本実施の形態１のアーク溶接方法の効果を発揮するためには、上端停止タイマＴｈｄの経過完了（ＳＴＥＰ３−４：ステップ３−４でＹｅｓ判定）となる直前となるようにピーク溶加材送給時間Ｔｗｆｐを設定しておく。ＳＴＥＰ３（ステップ３）の状態を示した図が図７の下部の「Ｂ」で示す状態であり、溶接トーチ１１２を退避した位置で停止させながらある時間が経過したところで送給速度のみをベース条件に切り替えている。
【００７２】
次に、ＳＴＥＰ２（ステップ２）として、ピッチ移動動作について説明する。
【００７３】
ＳＴＥＰ３−４（ステップ３−４）において退避完了点での停止動作が完了すると、次に、溶接トーチ１１２をピッチ移動動作させる（ＳＴＥＰ２−１：ステップ２−１）とともに、溶接電源装置１２１にベース電流値Ｉｂを流すように指令する（ＳＴＥＰ２−２：ステップ２−２）。通常、ベース電流値Ｉｂは、ピーク電流値Ｉｐより低い値を設定し、アークを維持継続できる程度の電流値を設定する。
【００７４】
ここで、ピッチ動作は、ＳＴＥＰ１（ステップ１）で退避動作を開始した位置から溶接進行方向にピッチ移動距離Ｌｐを移動させた点を目標点とし、ＳＴＥＰ３（ステップ３）で退避完了した位置から目標の点に向かって（ピッチ移動距離Ｌｐ）／（溶接速度Ｖ）で求められる時間で動作するようにピッチ移動を開始する。これは、図７の下部に示す「Ｃ」の状態であることを示している。
【００７５】
次に、ＳＴＥＰ４（ステップ４）として、溶接終了判定について説明する。
【００７６】
ピッチ動作（ＳＴＥＰ２−３：ステップ２−３でＹｅｓ判定）が完了すると、溶接終了判定が行われる。溶接終了判定では、ピッチ移動が完了した現在位置から溶接終了点までの距離を算出し（ＳＴＥＰ４−１：ステップ４−１）、残り距離がピッチ移動距離Ｌｐより短ければ溶接区間終了とみなして溶接終了処理を行う。なお、溶接終了処理の詳細については後述する。以降はＳＴＥＰ４−２（ステップ４−２）の溶接終了判定においてＹｅｓの判定が行われるまで、ＳＴＥＰ１（ステップ１）からＳＴＥＰ４（ステップ４）の動作を繰り返し行う。
【００７７】
次に、本実施の形態１のアーク溶接方法を終了する処理について、図８のフローチャートと図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃを用いて説明する。図８は、本発明の実施の形態１における溶接終了時の処理のフローチャートである。図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは、本発明の実施の形態１における溶接終了方法を説明するための図である。図１０から図１３は、本発明の実施の形態１におけるピッチ方向の移動距離、退避方向の移動距離、溶接電流の電流値および溶加材送給速度のタイムチャートである。
【００７８】
図８に示す終了処理では、溶接終了点、すなわち、動作プログラム内の溶接区間の終了点に、本実施の形態１のアーク溶接方法を終了させる命令である命令Ｂが登録されているか否かの判定から行う（ＳＴＥＰ５−１：ステップ５−１）。溶接終了点に命令Ｂが登録されている場合（ＳＴＥＰ５−１：ステップ５−１でＹｅｓ判定）は、ピッチ移動が完了した位置で本実施の形態１のアーク溶接方法の処理は完了となる。これ以降は、教示者が以降の処理として教示しているクレータ溶接などが実行される。
【００７９】
この溶接終了方法では、図９Ａで示すように、溶接トーチ１１２は、最終ピッチ移動が完了した時点で溶接終了となる。本実施の形態１のアーク溶接方法では、ピッチ移動では余盛を形成しないため、このままでは最終ピッチ移動部で余盛は形成されない。この溶接終了方法では、最終ピッチ移動での余盛が不要な場合や、溶接終了後に教示者が以降の教示によって溶接トーチ１１２を動作させ、通常の溶接区間とは異なる余盛の形成やクレータ溶接を行う場合などを想定した終了方法である。
【００８０】
なお、本実施の形態１では、溶接終了点において命令Ｂが登録されていることを想定したが、命令Ｂは、溶接区間の途中の教示点に存在していてもよい。その場合は、図９Ｃに示すように、本実施の形態１の終了処理と同様に、ピッチ移動が完了した点で本実施の形態１のアーク溶接方法が終了となり、以降は、通常の溶接区間として溶接を行うことも可能である。
【００８１】
一方、溶接終了点に命令Ｂが登録されていない場合（ＳＴＥＰ５−１：ステップ５−１でＮｏ判定）は、最終ピッチ移動完了後の点から、通常の溶接区間のＳＴＥＰ１（ステップ１）とＳＴＥＰ３（ステップ３）と同様に退避動作とピーク電流の指令を行う。溶接終了点において溶接区間と同じ余盛を形成して溶接方法終了となる（ＳＴＥＰ１−１：ステップ１−１からＳＴＥＰ１−５：ステップ１−５まで、ＳＴＥＰ３−１：ステップ３−１からＳＴＥＰ３−４：ステップ３−４まで）。
【００８２】
その後は、退避が完了した点において教示者が必要に応じてクレータ溶接を実行することが可能である。この方法では、図９Ｂに示すように、通常の溶接区間と同様の余盛を形成して溶接が終了となるので、ビード間隔や余盛高さなどを乱すことない。
【００８３】
また、必要に応じて、溶接トーチ１１２が退避した点においてクレータ溶接を行うことが可能である。そのため、本終了方法は、通常区間と同様のビードを形成し、必要に応じてクレータ溶接でビード外観の微調整を行うことを想定した終了方法である。
【００８４】
次に、本実施の形態１のアーク溶接方法の作用および効果について説明する。
【００８５】
本実施の形態１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って、第１のステップ（ステップ１）と、第２のステップ（ステップ２）と、を備え、第１のステップと第２のステップとを交互に繰り返して溶接を行う方法としている。ここで、第１のステップは、アークを発生させたままの状態で、溶接対象物から離れる方向に溶接用電極を移動させるステップである。第２のステップは、アークを発生させたままの状態で、溶接対象物に近づく方向かつ溶接線方向に溶接用電極を移動させるステップである。この方法により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【００８６】
すなわち、図６に示すＳＴＥＰ１（ステップ１）において、溶接トーチ１１２をトーチ方向に退避させながら、ピーク電流値Ｉｐおよびピーク溶加材送給速度Ｗｆｐを用いて余盛溶接を行っている。これにより、溶接線方向への移動を意識せずウロコ状のきれいな余盛ビードを形成することができる。
【００８７】
また、溶接トーチ１１２を退避させず、溶接トーチ１１２を停止させた状態のみで余盛溶接を行った場合は、送給した溶加材１１３によって形成された余盛ビードと非消耗性電極２１２と間の距離が短くなってしまい、場合によっては、非消耗性電極２１２が溶接対象物Ｗに短絡してしまう。アーク溶接において、電極と溶接対象物Ｗの距離を適正に保たなければ、最適な溶接結果を得ることができない。そこで、本実施の形態１のアーク溶接方法では、溶接トーチ１１２を退避させながら余盛溶接を行うため、電極と溶接対象物Ｗの適正距離を保ったまま溶接を行うことが可能である。
【００８８】
ＳＴＥＰ３（ステップ３）において、溶接トーチ１１２を一定時間一定に保ってピーク電流条件により溶接を行うことで、ウロコ状の余盛ビードの高さを一定に保つ効果が期待される。
【００８９】
また、ＳＴＥＰ３（ステップ３）において、溶接電流の切り替えよりも早く溶加材１１３の送給速度をベース送給速度に切り替えている。また、ベース送給速度は負値である。
【００９０】
溶接の条件の切り替えに対して、溶加材１１３の送給速度の切り替えは、溶加材送給装置１３１を構成する送給モータの反応の遅れなどの問題から遅れる。しかしながら、送給速度の切り替えを電流の切り替えに対してタイミングをずらして行うことで、ベース電流条件でピーク溶加材送給速度となって溶加材１１３が送給されてしまうことを防ぐことが期待できる。
【００９１】
また、ベース送給速度を負値にして溶加材１１３を引き上げることで、ベース条件時のアークの中に溶加材１１３が存在し、溶融してしまうことを防ぐ効果がある。
【００９２】
また、本実施の形態１のアーク溶接方法は、第１のステップ（ステップ１）の終了時の位置でアークを発生させたままの状態で、溶接用電極の位置を所定時間だけ維持する第３のステップ（ステップ３）を、第１のステップ（ステップ１）と第２のステップ（ステップ２）との間に備えた方法としてもよい。この方法により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【００９３】
すなわち、ＳＴＥＰ２（ステップ２）において、溶接電流をベース電流値に切り替えてピッチ移動を行っている。これにより、非消耗性電極２１２と溶接対象物Ｗとの間のアークを消滅させない程度のベース電流値として溶接トーチ１１２を移動することができる。そして、次回のピーク電流への切り替えをスムーズに移行できるため、タクトタイム短縮への効果ときれいなビード外観を得る効果がある。
【００９４】
なお、本実施の形態１では、退避方向Ｄを「トーチ方向」に設定した例を示したが、溶接対象物Ｗに対して「鉛直上向き方向」に設定した場合でも、退避方向が異なる以外は、本実施の形態１と処理は同じである。
【００９５】
なお、本実施の形態１では、説明を簡易化するため、直流電源を用いて直流溶接を実施した例について説明した。しかし、本実施の形態１は、直流溶接だけでなく、交流溶接を用いた溶接システムにも適用することが可能である。
【００９６】
なお、本実施の形態１では、図７の溶加材送給速度Ｗｆのタイムチャートに示すように、溶加材送給速度Ｗｆを正送と逆送とに繰り返す例を示した。しかし、図１０に示すように、ＳＴＥＰ２（ステップ２）の開始時から第１の所定時間Ｔ１の間は、溶加材１１３の送給が逆送となるように制御し、第１の所定時間Ｔ１の経過後は、溶加材１１３の送給を停止するようにしてもよい。あるいは、図１１に示すように、ＳＴＥＰ２（ステップ２）の開始前のある時点からＳＴＥＰ２（ステップ２）の開始後のある時点までの第２の所定時間Ｔ２の間は、溶加材１１３の送給が逆送となるように制御し、第２の所定時間Ｔ２の経過後は、溶加材１１３の送給を停止するようにしてもよい。あるいは、図１２に示すように、ＳＴＥＰ２（ステップ２）の開始前のある時点からＳＴＥＰ２（ステップ２）の開始時までの第３の所定時間Ｔ３の間は、溶加材１１３の送給が逆送となるように制御し、第３の所定時間Ｔ３の経過後は、溶加材１１３の送給を停止するようにしてもよい。
【００９７】
また、本実施の形態１では、図７の退避方向のタイムチャートに示すように、溶接トーチ１１２を退避方向に退避距離Ｌｈだけ移動し、上端停止タイマＴｈｄの間、アークを発生したまま溶接トーチ１１２の位置を維持する例を示した。しかし、図１３に示すように、上端停止タイマＴｈｄの値をゼロとし、ＳＴＥＰ１（ステップ１）から直ぐにＳＴＥＰ２（ステップ２）に移行するようにしてもよい。
【００９８】
また、第１のステップ（ステップ１）において、溶接用電極を、溶接用電極の溶接線上の位置は変化させずに溶接対象物から離れる方向に移動させる方法としてもよい。あるいは、第１のステップにおいて、溶接用電極を、溶接進行方向に対して戻る方向に移動させながら溶接対象物から離れる方向に移動させる方法としてもよい。あるいは、第１のステップにおいて、溶接用電極を、溶接進行方向に移動させながら溶接対象物から離れる方向に移動させる方法としてもよい。この方法により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【００９９】
また、第１のステップ（ステップ１）の間は、溶接用電極と溶接対象物との間にピーク電流を供給し、第２のステップ（ステップ２）の間は、溶接用電極と溶接対象物との間にピーク電流よりも低いベース電流を供給する方法としてもよい。この方法により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【０１００】
また、第３のステップ（ステップ３）の間は、溶接用電極と溶接対象物との間にピーク電流を供給する方法としてもよい。この方法により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【０１０１】
また、本実施の形態１のアーク溶接装置は、非消耗性電極２１２と溶接対象物Ｗとの間に電力を供給する溶接電源装置１２１と、非消耗性電極２１２を保持する溶接トーチ１１２を備えたマニピュレータ１１１と、マニピュレータ１１１と溶接電源装置１２１を制御する制御装置１４１と、溶加材１１３を送給するために溶接トーチ１１２に取り付けられた溶加材送給ガイド２１３と、を備えたアーク溶接装置である。そして、本実施の形態１のアーク溶接装置は、溶加材送給装置１３１と、ピーク電流設定部４１０と、ベース電流設定部４１１と、溶加材ピーク送給速度設定部１３６と、溶加材ベース送給速度設定部１３７と、退避条件設定部３１０と、移動条件設定部３２０と、を備えている。ここで、溶加材送給装置１３１は、溶加材１１３を送給する。ピーク電流設定部４１０は、非消耗性電極２１２と溶接対象物Ｗとの間に供給するピーク電流の電流値Ｉｐと時間を設定する。ベース電流設定部４１１は、ピーク電流よりも小さいベース電流の電流値Ｉｂと時間とを設定する。溶加材ピーク送給速度設定部１３６は、溶加材１１３のピーク送給速度と適用する時間を設定する。溶加材ベース送給速度設定部１３７は、溶加材１１３のピーク送給速度よりも小さいベース送給速度とベース送給速度を適用する時間を設定する。退避条件設定部３１０は、溶接対象物Ｗから離れる条件を設定する。移動条件設定部３２０は、溶接進行方向に移動する移動条件を設定する。そして、本実施の形態１のアーク溶接装置は、アークを発生させたままの状態で、溶接対象物Ｗから離れる方向に非消耗性電極２１２を移動させる第１のステップ（ステップ１）と、アークを発生させたままの状態で、溶接対象物Ｗに近づく方向かつ溶接進行方向に非消耗性電極２１２を移動させる第２のステップ（ステップ２）と、を交互に繰り返して溶接を行う構成からなる。
【０１０２】
この構成により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【０１０３】
また、退避条件設定部３１０は、退避移動距離設定部３１１と、退避方向設定部３１２と、退避時間設定部３１３と、を有する構成としてもよい。ここで、退避移動距離設定部３１１は、溶接対象物Ｗから離れる移動距離である退避移動距離Ｌｈを設定する。退避方向設定部３１２は、溶接対象物Ｗから離れる方向である退避方向Ｄを設定する。退避時間設定部３１３は、退避方向設定部３１２で設定された方向に退避移動距離設定部３１１で設定された距離を移動する時間である退避時間Ｔｈを設定する。また、移動条件設定部３２０は、溶接速度設定部３２１と、ピッチ移動距離設定部３２２と、を有する構成としてもよい。溶接速度設定部３２１は、溶接進行方向に移動する速度である溶接速度Ｖを設定する。ピッチ移動距離設定部３２２は、溶接進行方向に移動する距離であるピッチ移動距離Ｌｐを設定する。そして、本実施の形態１のアーク溶接装置において、第１のステップ（ステップ１）では、退避方向設定部３１２で設定した方向に、退避移動距離設定部３１１で設定した距離Ｌｈを、退避時間設定部３１３で設定した時間Ｔｈで、非消耗性電極２１２を溶接対象物Ｗから離れる方向に移動させる。第２のステップ（ステップ２）では、第１のステップの完了により非消耗性電極２１２が移動した位置から、第１のステップの開始時の非消耗性電極２１２の位置から溶接進行方向にピッチ移動距離設定部３２２で設定した距離Ｌｐだけ進んだ位置を非消耗性電極２１２の移動目標位置として、ピッチ移動距離設定部３２２で設定した距離Ｌｐを溶接速度設定部３２１で設定した溶接速度Ｖで除して求められる時間の間に移動させる。これらの移動を行うことにより、本実施の形態１のアーク溶接装置は、溶接対象物Ｗに近づく方向かつ溶接進行方向に非消耗性電極２１２を移動させる構成としてもよい。
【０１０４】
この構成により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【０１０５】
また、第１のステップ（ステップ１）の終了時の位置でアークを発生させたままの状態で、非消耗性電極２１２の位置を所定時間だけ維持する第３のステップ（ステップ３）を、第１のステップ（ステップ１）と第２のステップ（ステップ２）との間に行う構成としてもよい。この構成により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【０１０６】
また、第１のステップ（ステップ１）の間は、非消耗性電極２１２と溶接対象物Ｗとの間にピーク電流を供給し、第２のステップ（ステップ２）の間は、非消耗性電極２１２と溶接対象物Ｗとの間にピーク電流よりも低いベース電流を供給する構成としてもよい。この構成により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【０１０７】
また、第３のステップ（ステップ３）の間は、非消耗性電極２１２と溶接対象物Ｗとの間にピーク電流を供給する構成としてもよい。この構成により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【０１０８】
以上のように、本発明によれば、第１のステップと、第２のステップとを、交互に繰り返すことで、所望のビード形状を得ることができる。ここで、第１のステップは、溶接対象物Ｗから離れる方向に溶接用電極を移動させながらピーク電流などで構成されるピーク条件により余盛ビードを形成するステップである。第２のステップは、ピーク条件よりも小さいベース電流などで構成されるベース条件によりアークを発生したまま溶接対象物に近づく方向かつ溶接線方向に溶接用電極を移動させるステップである。
【０１０９】
また、電流の切り替えに対して、送給速度の切り替えのタイミングを調整することで、溶融池を形成してから溶加材を送給する場合や、モータの遅れを考慮して送給する場合など、電流と送給速度の切り替えタイミングを調整することが可能となる。その結果、より美しい溶接ビードを得ることができる。
【０１１０】
また、ベース送給速度には、負値、つまり溶加材を逆送して引き上げることができ、アークの中に溶加材が存在してしまい、溶加材の先端が丸くなってしまうといった現象を防ぐことができる。
【０１１１】
（実施の形態２）
図１４Ａ、図１４Ｂは、本発明の実施の形態２におけるアーク溶接方法に関するフローチャートを示している。図１５は、本発明の実施の形態２における各パラメータ（ピッチ方向の移動距離、退避方向の移動距離、溶接電流の電流値および溶加材送給速度など）の時間変化を示したタイムチャートを示している。
【０１１２】
実施の形態１と異なる主な点は、送給タイミング調整時間Ｔａｄｊに負値を設定している点である。送給タイミング調整時間Ｔａｄｊに負値を設定するということは、ピーク溶加材送給速度Ｗｆｐへの切り替えを、ピーク電流への切り替えに対して早く行うことを意味している。
【０１１３】
以下、本実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態１とさらに異なる主な点は、溶接開始の１回目の退避動作時の条件と、２回目以降の退避動作時とで、条件を変更している点である。そして、本実施の形態２においても、実施の形態１と同様の溶接開始処理が行われる（ＳＴＥＰ０：ステップ０）。
【０１１４】
先ず、ＳＴＥＰ１（ステップ１）として、溶接開始後初回の退避動作について説明する。
【０１１５】
溶接開始処理終了後、実施の形態１のＳＴＥＰ１（ステップ１）と同様に、溶接トーチ１１２の退避動作を開始する（ＳＴＥＰ１−１：ステップ１−１）。そして、退避させると同時に溶接電源装置１２１にピーク電流値Ｉｐを指令する（ＳＴＥＰ１−２：ステップ１−２）。
【０１１６】
なお、実施の形態１では、ピーク電流値Ｉｐを指令してから送給タイミング調整時間Ｔａｄｊの経過を待って溶加材送給装置１３１へピーク溶加材送給速度Ｗｆｐ値を指令していた。しかし、本実施の形態２では、ピーク電流を指令するのと同じタイミングでピーク溶加材送給速度Ｗｆｐ値を指令する。（ＳＴＥＰ１−３：ステップ１−３）。
【０１１７】
ＳＴＥＰ１（ステップ１）では、実施の形態１と同様、溶接トーチ１１２を退避しながら溶加材１１３を送給することで、余盛形成部を形成する。
【０１１８】
次に、ＳＴＥＰ３（ステップ３）として、退避完了点での停止動作について説明する。
【０１１９】
退避動作が完了（ＳＴＥＰ１−４：ステップ１−４でＹｅｓ判定）すると、退避を完了したその場で溶接トーチ１１２を上端停止タイマＴｈｄの時間停止させ（ＳＴＥＰ３−１：ステップ３−１）、余盛ビードの形成を完成させる。
【０１２０】
また、ＳＴＥＰ１−３（ステップ１−３）において、ピーク溶加材送給速度Ｗｆｐに切り替えた後、ピーク溶加材送給時間Ｔｗｆｐと送給タイミング調整時間Ｔａｄｊから算出される時間（Ｔｗｆｐ−Ｔａｄｊ）が経過するのを待つ。そして、経過を確認したところで（ＳＴＥＰ３−２：ステップ３−２でＹｅｓ判定）、溶加材１１３の送給速度をベース溶加材送給速度Ｗｆｂに切り替える（ＳＴＥＰ３−３：ステップ３−３）。ベース溶加材送給速度Ｗｆｂに負値を設定しているときの内部処理に関しては、実施の形態１と同じであるため省略する。
【０１２１】
次に、ＳＴＥＰ２（ステップ２）として、ピッチ移動動作について説明する。
【０１２２】
ＳＴＥＰ３−４（ステップ３−４）において、退避完了点での停止動作が完了すると、次に、溶接トーチ１１２を実施の形態１と同様にピッチ移動動作させる（ＳＴＥＰ２−１：ステップ２−１）とともに、溶接電源装置１２１にベース電流値Ｉｂを指令する（ＳＴＥＰ２−２：ステップ２−２）。
【０１２３】
また、ベース電流値Ｉｂを溶接電源装置１２１に指令した後、ピッチ移動距離Ｌｐと溶接速度Ｖと送給タイミング調整時間Ｔａｄｊから算出される時間（（Ｌｐ／Ｖ）−Ｔａｄｊ）の経過の完了（ＳＴＥＰ２−３：ステップ２−３でＹｅｓ判定）を待って、溶加材送給装置１３１にピーク溶加材送給速度Ｗｆｐを指令する（ＳＴＥＰ２−４：ステップ２−４）。
【０１２４】
ピッチ移動動作は、（ピッチ移動距離Ｌｐ／溶接速度Ｖ）の時間で行うため、ベース電流を指令してから（（ピッチ移動距離Ｌｐ／溶接速度Ｖ）−送給タイミング調整時間Ｔａｄｊ）の経過の完了後に送給速度を切り替える。これにより、結果的に、ピーク電流値Ｉｐを溶接電源装置１２１に指令する送給タイミング調整時間Ｔａｄｊ時間前に送給速度をピーク溶加材送給速度Ｗｆｐに切り替えることが可能となる。
【０１２５】
送給速度をピーク溶加材送給速度Ｗｆｐに切り替えた後、ピーク溶加材送給時間Ｔｗｆｐの経過完了を待ってベース溶加材送給速度Ｗｆｂに切り替える（ＳＴＥＰ３−３：ステップ３−３）。通常は、退避動作が完了して上端で溶接トーチ１１２を停止させているＳＴＥＰ３（ステップ３）の終了直前に、ベース溶加材送給速度Ｗｆｂに切り替わるようにピーク溶加材送給時間Ｔｗｆｐを設定する。
【０１２６】
次に、ＳＴＥＰ４（ステップ４）として、溶接終了判定について説明する。
【０１２７】
ピッチ移動が完了すると、溶接終了判定を行う。溶接終了判定の実施方法や終了判断がされたとき（ＳＴＥＰ４−２：ステップ４−２でＹｅｓ判定）の溶接終了方法については、実施の形態１と同じであるので省略する。
【０１２８】
次に、ＳＴＥＰ５（ステップ５）として、溶接開始後２回目以降の退避動作について説明する。
【０１２９】
ピッチ移動が完了すると、再度退避動作を開始する（ＳＴＥＰ５−１：ステップ５−１）。ＳＴＥＰ１（ステップ１）での退避動作と異なる点は、ＳＴＥＰ１（ステップ１）では退避動作の開始と同じタイミングでピーク電流値Ｉｐの指令とピーク溶加材送給速度Ｗｆｐの指令を行っていた。しかしながら、ＳＴＥＰ２（ステップ２）の処理で送給速度の切り替えを実施済みのため、ピーク電流値Ｉｐの指令のみを行い（ＳＴＥＰ５−２：ステップ５−２）、送給速度の切替指令は行わない点である。
【０１３０】
以降は、ＳＴＥＰ４−２（ステップ４−２）の溶接終了判定でＹｅｓの判定が行われるまで、ＳＴＥＰ２（ステップ２）からＳＴＥＰ５（ステップ５）の動作を繰り返し行う。
【０１３１】
次に、本実施の形態２のアーク溶接方法の作用および効果について説明する。
【０１３２】
通常、溶加材１１３を送給するタイミングとしては、溶接電流をピーク条件にし、溶加材１１３が溶融する条件で送給することが望ましい。ここで、本実施の形態２の溶接方法では、ベース溶加材送給速度Ｗｆｂに負値を設定することが可能であるので、ピッチ移動時（ベース電流条件時）に溶加材１１３を引き上げることが可能である。しかし、ピッチ移動距離Ｌｐが長い場合や、溶接速度Ｖが小さい場合などは、ピッチ移動区間で必要以上に溶加材１１３が引き上げられてしまう。そうすると、次のピーク電流条件への切り替えと同時に溶加材送給速度をピーク溶加材送給速度に切り替えたとしても、溶加材１１３が溶接対象物Ｗに対して溶着するまでに時間がかかってしまい、その間に溶接対象物Ｗが過溶融して溶け落ちてしまうことがある。
【０１３３】
そこで、本実施の形態２のように、ピーク電流に切り替える前から送給速度をピーク溶加材送給速度Ｗｆｐに切り替えることで、ピーク電流の切り替え時に溶接対象物Ｗを過溶融させることがなく、溶加材１１３を送給することが可能となる。
【０１３４】
すなわち、本実施の形態２のアーク溶接方法は、溶接用電極は非消耗性電極２１２であり、溶加材１１３を供給しながらアーク溶接を行う。溶加材１１３の送給は、ピーク送給速度とピーク送給速度よりも遅いベース送給速度とを交互に繰り返して行う。ピーク送給速度での送給は、ピーク電流の開始タイミングとは異なるタイミングで開始され、ベース送給速度での送給は、ベース電流の開始タイミングとは異なるタイミングで開始される方法としてもよい。この方法により、ピーク電流の切り替え時に溶接対象物Ｗを過溶融させることがなく、溶加材１１３を送給することが可能となる。
【０１３５】
また、第２のステップ（ステップ２）の時に溶加材１１３の送給が逆送となるように溶加材１１３の送給を制御する方法としてもよい。この方法により、さらにピーク電流の切り替え時に溶接対象物Ｗを過溶融させることがなく、溶加材１１３を送給することが可能となる。
【０１３６】
また、第２のステップ（ステップ２）の開始時から第１の所定時間の間は、溶加材１１３の送給が逆送となるように制御し、第１の所定時間の経過後は、溶加材１１３の送給を停止する方法としてもよい。この方法により、さらにピーク電流の切り替え時に溶接対象物Ｗを過溶融させることがなく、溶加材１１３を送給することが可能となる。
【０１３７】
また、第２のステップ（ステップ２）の開始前のある時点から第２のステップの開始後のある時点までの第２の所定時間の間は、溶加材１１３の送給が逆送となるように制御し、第２の所定時間の経過後は、溶加材１１３の送給を停止する方法としてもよい。この方法により、さらにピーク電流の切り替え時に溶接対象物Ｗを過溶融させることがなく、溶加材１１３を送給することが可能となる。
【０１３８】
また、第２のステップ（ステップ２）の開始前のある時点から第２のステップの開始時までの第３の所定時間の間は、溶加材１１３の送給が逆送となるように制御し、第３の所定時間の経過後は、溶加材１１３の送給を停止する方法としてもよい。この方法により、さらにピーク電流の切り替え時に溶接対象物Ｗを過溶融させることがなく、溶加材１１３を送給することが可能となる。
【０１３９】
また、本実施の形態２のアーク溶接装置において、溶加材１１３の送給は、ピーク送給速度とピーク送給速度よりも遅いベース送給速度とを交互に繰り返して行う。ピーク送給速度での送給は、ピーク電流の開始タイミングとは異なるタイミングで開始され、ベース送給速度での送給は、ベース電流の開始タイミングとは異なるタイミングで開始される構成としてもよい。この構成により、ピーク電流の切り替え時に溶接対象物Ｗを過溶融させることがなく、溶加材１１３を送給することが可能となる。
【０１４０】
また、第２のステップ（ステップ２）の時に溶加材１１３の送給が逆送となるように溶加材１１３の送給を制御する構成としてもよい。この構成により、さらにピーク電流の切り替え時に溶接対象物Ｗを過溶融させることがなく、溶加材１１３を送給することが可能となる。
【０１４１】
また、第２のステップ（ステップ２）の開始時から第１の所定時間の間は、溶加材の送給が逆送となるように制御し、第１の所定時間の経過後は、溶加材１１３の送給を停止する構成としてもよい。この構成により、さらにピーク電流の切り替え時に溶接対象物Ｗを過溶融させることがなく、溶加材１１３を送給することが可能となる。
【０１４２】
また、第２のステップ（ステップ２）の開始前のある時点から第２のステップの開始後のある時点までの第２の所定時間の間は、溶加材の送給が逆送となるように制御し、第２の所定時間の経過後は、溶加材の送給を停止する構成としてもよい。この構成により、さらにピーク電流の切り替え時に溶接対象物Ｗを過溶融させることがなく、溶加材１１３を送給することが可能となる。
【０１４３】
また、第２のステップ（ステップ２）の開始前のある時点から第２のステップの開始時までの第３の所定時間の間は、溶加材１１３の送給が逆送となるように制御し、第３の所定時間の経過後は、溶加材の送給を停止する構成としてもよい。この構成により、さらにピーク電流の切り替え時に溶接対象物Ｗを過溶融させることがなく、溶加材１１３を送給することが可能となる。
【０１４４】
（実施の形態３）
実施の形態１と実施の形態２では、非消耗性電極を用いて溶接を行うアーク溶接装置について説明した。本発明の実施の形態３では、消耗性電極を用いて溶接を行うアーク溶接装置について説明する。
【０１４５】
図１６は、本発明の実施の形態３におけるＭＩＧ溶接システムの概略構成を示す図である。図１７は、本発明の実施の形態３における溶接トーチ５０４の概要を示す正面図である。図１８は、本発明の実施の形態３における動作パラメータの設定画面の例を示す図である。図１９は、本発明の実施の形態３における溶接パラメータの設定画面の例を示す図である。
【０１４６】
図１６は、本実施の形態３における、消耗性電極を用いたアーク溶接を、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ＭＩＧ溶接システムの一例であるアーク溶接装置の概略構成を示している。
【０１４７】
図１６で示すアーク溶接装置は、実施の形態１でも示したマニピュレータ１１１と、制御装置１４１と、ティーチペンダント１５１と、を有し、これに加えて溶接電源装置５０１と溶接ワイヤ送給装置５０２とを備えている。
【０１４８】
マニピュレータ１１１には、消耗性電極用の溶接トーチ５０４が取り付けられている。溶接トーチ５０４には、図１７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６０１が取り付けられている。ガスノズル６０１からは、溶接電源装置５０１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を、溶接対象物Ｗの溶接箇所に供給することができる。
【０１４９】
また、溶接トーチ５０４の先端には、コンタクトチップ６０２が取り付けられており、溶接ワイヤ５０３は、溶接ワイヤ送給装置５０２によって送給され、コンタクトチップ６０２を通じて溶接対象物Ｗに送給および給電される。
【０１５０】
溶接電源装置５０１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、出力に対して実際に印加する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）とを備えた装置である。出力部は、溶接トーチ５０４と溶接対象物Ｗとに接続されており、制御装置１４１の指令によって、溶接トーチ５０４を通じて消耗性電極である溶接ワイヤ５０３と溶接対象物Ｗとの間に溶接電圧が印加される。
【０１５１】
溶接ワイヤ送給装置５０２は、通常、マニピュレータ１１１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（図示せず）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、溶接ワイヤ送給装置５０２は、溶接電源装置５０１の指令によって作動し、消耗性電極である溶接ワイヤ５０３を送給するための装置である。
【０１５２】
制御装置１４１の指令に応じて溶接が開始されると、溶接電源装置５０１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５０２の駆動制御が行わる。送給された溶接ワイヤ５０３と溶接対象物Ｗとの間でアークが発生し、溶接ワイヤ５０３が溶接対象物Ｗに溶滴移行を行う。
【０１５３】
本実施の形態３のアーク溶接装置の制御装置１４１およびティーチペンダント１５１の構成は、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は省略する。実施の形態１では、溶接条件を指令する溶接条件指令部１４６と、送給速度を指令する送給速度指令部１４７とをそれぞれ独立して備えていた。しかし、本実施の形態３の消耗性電極を用いたアーク溶接装置では、実施の形態１と異なる点として、送給速度は、溶接条件に応じて溶接電源装置５０１が駆動制御を行うため、実施の形態１のアーク溶接装置の送給速度指令部１４７を備えていない。溶接条件指令部１４６の指令値を、溶接電源装置５０１に対して、溶接条件として指令する。
【０１５４】
本実施の形態３のアーク溶接方法は、溶接用電極は消耗性電極であり、消耗性電極の送給は、ピーク送給速度とピーク送給速度よりも遅いベース送給速度とを交互に繰り返して行う。そして、ピーク送給速度は、ピーク電流と同期するように制御され、ベース送給速度は、ベース電流に同期するように制御される方法としてもよい。
【０１５５】
この方法により、所望の美しいビード形状を得ることができる溶接方法を実現できる。
【０１５６】
本実施の形態３のティーチペンダント１５１のデータ設定部１５４では、図１８に示す動作パラメータ設定部７０１と、図１９に示す溶接条件パラメータ設定部８０１とを備えている。動作パラメータ設定部７０１は、退避条件設定部３１０と移動条件設定部３２０とを備えている。退避条件設定部３１０は、退避移動距離設定部３１１と、退避方向設定部３１２と、退避時間設定部３１３と、を有している。溶接条件パラメータ設定部８０１は、ピーク電流設定部４１０、ベース電流設定部４１１、第１の設定部４２０、第２の設定部４２１、ピーク電圧設定部４２２およびベース電圧設定部４２３のうちの少なくともいずれかを備えている。これらの構成要素の機能と役割については、図３および図４で具体的に説明した内容と同様なので、個々での説明は省略する。
【０１５７】
図１８に示すように、動作パラメータ設定部７０１は、ピッチ移動距離Ｌｐ、退避距離Ｌｈ、退避方向Ｄ、退避時間Ｔｈ、溶接速度Ｖおよび上端停止タイマＴｈｄ等の動作パラメータを設定し、これらの動作パラメータはデータ表示部１５３に表示される。図１９に示す溶接条件パラメータ設定部８０１は、ピーク電流値Ｉｐ、ピーク電圧値Ｖｐ、ベース電流値Ｉｂおよびベース電圧値Ｖｂ等の溶接条件パラメータを設定し、これらの動作パラメータはデータ表示部１５３に表示される。そして、溶接条件パラメータ設定部８０１は、本実施の形態３のアーク溶接方法を開始する意味も備えている自動運転時のプレイバック用命令Ｃ（図示せず）と、アーク溶接方法を終了する自動運転時のプレイバック用命令Ｅ（図示せず）とを備えている。なお、命令Ｃや命令Ｅは、教示データ記憶部１４４に記憶される。
【０１５８】
動作パラメータ設定部７０１の退避方向設定部３１２では、実施の形態１と同様に、予め用意されている「トーチ方向」および「鉛直上向き方向」の２つの選択肢から設定される。
【０１５９】
また、図１８と図１９に示すように、演算パラメータの設定時、ティーチペンダント１５１のデータ表示部１５３には、演算パラメータと実際の動作の関係を示した略図が表示されており（図１８、図１９参照）、教示者が演算パラメータ設定時の挙動の変化をイメージし易くしている。
【０１６０】
以上、データ設定部１５４の設定内容については、教示者が教示した自動運転時にプレイバック動作させる教示データ内の命令の１つとして、ティーチペンダント１５１の通信部１５２と制御装置１４１の通信部１４２を通じて、制御装置１４１の教示データ記憶部１４４に記憶される。
【０１６１】
本実施の形態３のアーク溶接方法を使用する場合、溶接作業を行う区間の中で、本実施の形態３のアーク溶接方法を開始したい教示位置に命令Ｃを登録する。
【０１６２】
また、本実施の形態３のアーク溶接方法を終了したい教示位置には、命令Ｅを登録しておく。但し、命令Ｅを登録しなくても、本実施の形態３のアーク溶接方法は、溶接区間の終了で自動的に終了される。詳細な動作については後述するが、命令Ｅを登録しているか否かによって、本実施の形態３のアーク溶接方法の終了時の動作が異なっており、教示内容によって教示者が命令の登録を選択することができる。
【０１６３】
次に、演算パラメータを用いたマニピュレータ１１１の動作制御と溶接条件の制御との詳細について図２０から図２２までの図面を参照して説明する。
【０１６４】
図２０および図２１は、本発明の実施の形態３のアーク溶接方法のフローチャートを示している。図２２は、本発明の実施の形態３におけるピッチ方向の移動距離、退避方向の移動距離、溶接電流の電流値およびワイヤ送給速度のタイムチャートである。
【０１６５】
図２２は、溶接トーチ５０４のピッチ方向への移動距離の時間変化および溶接トーチ５０４の溶接線方向とは異なる退避方向設定部で設定した方向への退避距離の時間変化を示したものである。また、図２２は、溶接電源装置５０１に指令する指令電流値の時間変化および溶接電源装置５０１に指令する指令ワイヤ送給速度値の時間変化を示したものである。
【０１６６】
プレイバック動作において、制御装置１４１は、教示データ記憶部１４４から本実施の形態３のアーク溶接方法を開始する命令Ｃを読み出すと、まず、一般的な溶接開始処理を行う。溶接開始処理において、制御装置１４１は、溶接トーチ５０４と溶接対象物Ｗとの間への溶接電圧の印加と、溶接ワイヤ５０３の送給を開始し、アークを発生させる。
【０１６７】
アーク発生後は、溶接開始時用の条件にて入熱処理がなされる。これら一般的な溶接開始処理（ＳＴＥＰ０：ステップ０）の終了後に、本実施の形態３のアーク溶接方法が開始される。
【０１６８】
本実施の形態３のアーク溶接方法では、予め定められた退避方向Ｄに溶接トーチ５０４を退避動作させながらピーク電流値Ｉｐを流す余盛形成部（図示せず）と、退避完了点から溶接線方向にピッチ移動動作させながらベース電流値Ｉｂを流すアーク継続部（図示せず）とがある。そして、これらを繰り返すことにより溶接を行う。
【０１６９】
先ず、ＳＴＥＰ１（ステップ１）として、退避動作について説明する。
【０１７０】
溶接開始処理終了後、溶接トーチ５０４を退避方向Ｄで設定された方向に退避距離Ｌｈの距離を退避時間Ｔｈにて動作するように退避動作を開始する（ＳＴＥＰ１−１：ステップ１−１）。そして、退避させると同時に、溶接電源装置５０１にピーク電流値Ｉｐとピーク電圧Ｖｐを指令する（ＳＴＥＰ１−２：ステップ１−２）。溶接電源装置５０１では、溶接ワイヤ５０３の材質や直径、溶接トーチ５０４からの突き出し長さなどによって予め定められている電流とワイヤ送給速度の関係から、ピーク電流値Ｉｐを流すために必要なワイヤ送給速度Ｗｆｐ１を算出し、溶接ワイヤ送給装置５０２を駆動する（ＳＴＥＰ１−３：ステップ１−３）。これにより、溶接ワイヤ５０３は、溶接対象物Ｗに対して溶滴移行を行う。ＳＴＥＰ１（ステップ１）の状態を示した図は図２２におけるＡの状態である。
【０１７１】
次に、ＳＴＥＰ３（ステップ３）として、退避完了点での停止動作について説明する。退避動作が完了（ＳＴＥＰ１−４：ステップ１−４でＹｅｓ判定）すると、退避を完了したその場で溶接トーチ５０４を上端停止タイマＴｈｄの時間停止させ（ＳＴＥＰ３−１：ステップ３−１）、余盛ビードの形成を完成させる。これは、図２２におけるＢの状態であることを示している。
【０１７２】
次に、ＳＴＥＰ２（ステップ２）として、ピッチ移動動作について説明する。
【０１７３】
ＳＴＥＰ３−２（ステップ３−２）において退避完了点での停止動作が完了すると、次に溶接トーチ５０４をピッチ移動動作させる（ＳＴＥＰ２−１：ステップ２−１）とともに、溶接電源装置５０１にベース電流値Ｉｂとベース電圧値Ｖｂを指令する（ＳＴＥＰ２−２：ステップ２−２）。通常、ベース電流値Ｉｂは、ピーク電流より低い値を設定し、アークを維持継続できる程度の電流値を設定する。溶接電源装置５０１では、ピーク電流時と同様に、ベース電流値Ｉｂを流すために必要なワイヤ送給速度Ｗｆｂ１を算出し、溶接ワイヤ送給装置５０２を駆動する（ＳＴＥＰ２−３：ステップ２−３）。アークを維持継続できる程度の電流値を設定することで、ほとんど溶滴移行を行わせることなくアークを維持することが可能である。
【０１７４】
ここで、ピッチ動作は、ＳＴＥＰ１：ステップ１において退避動作を開始した位置から、溶接進行方向にピッチ移動距離Ｌｐを移動させた点を目標点とし、（ＳＴＥＰ３：ステップ３）において退避が完了した点から目標の点に向かってピッチ移動距離Ｌｐ／溶接速度Ｖで求められる時間で動作するようにピッチ移動を開始する。これは、図２２におけるＣの状態であることを示している。
【０１７５】
次に、ＳＴＥＰ４（ステップ４）として、溶接終了判定について説明する。
【０１７６】
ピッチ動作（ＳＴＥＰ２−４：ステップ２−４でＹｅｓ判定）が完了すると、溶接終了判定が行われる。溶接終了判定については実施の形態１と同じ処理を行うため、詳細な説明を省略する。以降はＳＴＥＰ４−２：ステップ４−２の溶接終了判定にてＹｅｓの判定が行われるまでＳＴＥＰ１（ステップ１）からＳＴＥＰ４（ステップ４）の動作を繰り返し行う。
【０１７７】
次に、本実施の形態３のアーク溶接方法を終了する処理について、図２１のフローチャートを用いて説明する。
【０１７８】
終了処理では、溶接終了点に、本実施の形態３のアーク溶接方法を終了させる命令である命令Ｅが登録されているか否かの判定から行う（ＳＴＥＰ５−１：ステップ５−１）。溶接終了点に命令Ｅが登録されている場合（ＳＴＥＰ５−１：ステップ５−１でＹｅｓ判定）は、ピッチ移動が完了した点において本実施の形態３のアーク溶接方法の処理は完了となる。
【０１７９】
なお、本実施の形態３では、溶接終了点において命令Ｅが登録されていることを想定したが、命令Ｅは溶接区間の途中の教示点に存在していてもよい。その場合は本終了処理の実施の形態と同様に、ピッチ移動が完了した点で本実施の形態３のアーク溶接方法が終了となり、以降は通常の溶接区間として溶接が行われる。
【０１８０】
一方、溶接終了点に命令Ｅが登録されていない場合（ＳＴＥＰ５−１：ステップ５−１でＮｏ判定）は、ピッチ移動完了後の点から、通常の溶接区間のＳＴＥＰ１（ステップ１）とＳＴＥＰ２（ステップ２）と同様に、退避動作とピーク電流の指令を行い、溶接終了点において溶接区間と同じ余盛を形成して溶接方法終了となる（ＳＴＥＰ１−１：ステップ１−１〜ＳＴＥＰ１−４：ステップ１−４、ＳＴＥＰ３−１：ステップ３−１〜ＳＴＥＰ３−２：ステップ３−２）。
【０１８１】
なお、使用用途などは実施の形態１と同じである。
【０１８２】
次に、本実施の形態３を実施した場合の作用について説明する。
【０１８３】
ＳＴＥＰ１（ステップ１）において、溶接トーチ５０４をトーチ方向に退避させながらピーク電流値Ｉｐを用いて余盛溶接を行っている。これにより、溶接線方向への移動を意識せずにウロコ状のきれいな余盛ビードを形成することができる。
【０１８４】
また、溶接トーチ５０４を退避させず、溶接トーチ５０４を停止させた状態のみで余盛溶接を行った場合は、余盛ビードと溶接トーチ５０４からのアーク発生ポイントまでの突き出し長さが短くなってしまい、溶接が悪化し、きれいなビードを形成することができない。しかし、本実施の形態３のアーク溶接方法では、溶接トーチ５０４を退避させながら余盛溶接を行うため、溶接ワイヤ５０３と溶接対象物Ｗとの間の適正距離を保ったまま溶接を行うことが可能である。
【０１８５】
ＳＴＥＰ３（ステップ３）において、溶接トーチ５０４を一定時間の間だけ一定に保ってピーク電流条件にて溶接を行うことで、ウロコ状の余盛ビードの高さを一定に保つ効果が期待される。
【０１８６】
ＳＴＥＰ２（ステップ２）において、溶接電流をベース電流値に切り替えてピッチ移動を行っている。これにより、溶接ワイヤ５０３と溶接対象物Ｗとの間のアークを消滅させない程度のベース電流値で溶接トーチ５０４を移動することができ、次回のピーク電流への切り替えをスムーズに移行できる。これにより、タクトタイム短縮の効果ときれいなビード外観を得る効果がある。
【０１８７】
すなわち、本実施の形態３のアーク溶接装置は、消耗性電極５０５と溶接対象物Ｗとの間に電力を供給する溶接電源装置５０１と、溶接トーチ５０４を備えたマニピュレータ１１１と、マニピュレータ１１１と溶接電源装置５０１を制御する制御装置１４１と、を備えたアーク溶接装置である。そして、本発明のアーク溶接装置は、溶接ワイヤ送給装置５０２と、第１の設定部４２０と、第２の設定部４２１と、ピーク電圧設定部４２２と、ベース電圧設定部４２３と、退避条件設定部３１０と、移動条件設定部３２０と、を備えている。ここで、溶接ワイヤ送給装置５０２は、消耗性電極を送給する。第１の設定部４２０は、消耗性電極と溶接対象物Ｗとの間に供給するピーク電流の電流値と時間、または、消耗性電極のピーク送給速度と適用する時間を設定する。第２の設定部４２１は、ピーク電流よりも小さいベース電流の電流値と時間、または、ピーク送給速度より遅いベース送給速度と適用する時間を設定する。ピーク電圧設定部４２２は、消耗性電極と溶接対象物Ｗとの間に印加するピーク電圧の電圧値を設定する。ベース電圧設定部４２３は、ピーク電圧よりも小さいベース電圧の電圧値を設定する。退避条件設定部３１０は、溶接対象物Ｗから離れる条件を設定する。移動条件設定部３２０は、溶接進行方向に移動する移動条件を設定する。そして、本発明のアーク溶接装置は、アークを発生させたままの状態で、溶接対象物Ｗから離れる方向に消耗性電極を移動させる第１のステップと、アークを発生させたままの状態で、溶接対象物Ｗに近づく方向かつ溶接進行方向に消耗性電極を移動させる第２のステップ（ステップ２）と、を交互に繰り返して溶接を行う構成からなる。この構成により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【０１８８】
また、本実施の形態３のアーク溶接装置の退避条件設定部３１０は、退避移動距離設定部３１１と、退避方向設定部３１２と、退避時間設定部３１３と、を有し、移動条件設定部３２０は、溶接速度設定部３２１と、ピッチ移動距離設定部３２２と、を有している。ここで、退避移動距離設定部３１１は、溶接対象物Ｗから離れる移動距離である退避移動距離Ｌｈを設定する。退避方向設定部３１２は、溶接対象物Ｗから離れる方向である退避方向Ｄを設定する。退避時間設定部３１３は、退避方向設定部３１２で設定された方向に退避移動距離設定部３１１で設定された距離を移動する時間である退避時間Ｔｈを設定する。溶接速度設定部３２１は、溶接進行方向に移動する速度である溶接速度Ｖを設定する。ピッチ移動距離設定部３２２は、溶接進行方向に移動する距離であるピッチ移動距離Ｌｐを設定する。
【０１８９】
そして、第１のステップ（ステップ１）では、退避方向設定部３１２で設定した方向に、退避移動距離設定部３１１で設定した距離を、退避時間設定部３１３で設定した時間で、消耗性電極を溶接対象物Ｗから離れる方向に移動させる。第２のステップ（ステップ２）では、第１のステップの完了により消耗性電極が移動した位置から、移動目標位置に対して、ピッチ移動距離設定部３２２で設定した距離を溶接速度設定部３２１で設定した溶接速度Ｖで除して求められる時間の間に消耗性電極を移動させる。ここで、移動目標位置は、消耗性電極が第１のステップの開始時の消耗性電極の位置から溶接進行方向にピッチ移動距離設定部３２２で設定した距離だけ進んだ位置である。そして、第１のステップと第２のステップとを行うことにより、本実施の形態３のアーク溶接装置は、溶接対象物Ｗに近づく方向かつ溶接進行方向に消耗性電極を移動させる構成としてもよい。この構成により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【０１９０】
また、消耗性電極の送給は、ピーク送給速度とピーク送給速度よりも遅いベース送給速度とを交互に繰り返して行い、ピーク送給速度での送給は、ピーク電流の供給と同期するように制御され、ベース送給速度での送給は、ベース電流の供給と同期するように制御される構成としてもよい。この構成により、所望の美しいビード形状を得ることができる。
【０１９１】
なお、本実施の形態３では、上端停止タイマＴｈｄを設定し、上端において溶接トーチ５０４の停止を行う例を示したが、溶接対象物Ｗの形状や使用する電流条件や形成したい溶接ビードに応じて上端停止タイマＴｈｄを０とし、溶接トーチ５０４を停止させないことも可能である。
【０１９２】
なお、本実施の形態３では、退避方向Ｄを「トーチ方向」に設定した例を示したが、「鉛直上向き方向」に設定した場合でも退避方向が異なる以外は、本実施の形態３と処理は同じである。
【０１９３】
なお、本実施の形態３では、ピーク電流値Ｉｐとベース電流値Ｉｂとを指令し、電流に同期させて、ピーク溶加材送給速度Ｗｆｐとベース溶加材送給速度Ｗｆｂの制御を行う例を示した。しかし、ピーク溶加材送給速度Ｗｆｐとベース溶加材送給速度Ｗｆｂを指令し、送給速度に同期させて電流を制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１９４】
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適用が可能で産業上有用である。
【符号の説明】
【０１９５】
１１１    マニピュレータ
１１２，５０４    溶接トーチ
１１３    溶加材
１２１，５０１    溶接電源装置
１３１    溶加材送給装置
１３２    送給速度制御部
１３３    送給モータ
１３６    溶加材ピーク送給速度設定部
１３７    溶加材ベース送給速度設定部
１４１    制御装置
１４２    通信部
１４３    演算部
１４４    教示データ記憶部
１４５    マニピュレータ制御部
１４６    溶接条件指令部
１４７    送給速度指令部
１５１    ティーチペンダント
１５２    通信部
１５３    データ表示部
１５４    データ設定部
２１１，６０１    ガスノズル
２１２    非消耗性電極
２１３    溶加材送給ガイド
３０１，７０１    動作パラメータ設定部
３１０    退避条件設定部
３１１    退避移動距離設定部
３１２    退避方向設定部
３１３    退避時間設定部
３２０    移動条件設定部
３２１    溶接速度設定部
３２２    ピッチ移動距離設定部
４０１，８０１    溶接条件パラメータ設定部
４１０    ピーク電流設定部
４１１    ベース電流設定部
４２０    第１の設定部
４２１    第２の設定部
４２２    ピーク電圧設定部
４２３    ベース電圧設定部
５０２    溶接ワイヤ送給装置
５０３    溶接ワイヤ
６０２    コンタクトチップ
【図１】
0005990784.tif 000002
【図２】
0005990784.tif 000003
【図３】
0005990784.tif 000004
【図４】
0005990784.tif 000005
【図５Ａ】
0005990784.tif 000006
【図５Ｂ】
0005990784.tif 000007
【図５Ｃ】
0005990784.tif 000008
【図６】
0005990784.tif 000009
【図７】
0005990784.tif 000010
【図８】
0005990784.tif 000011
【図９Ａ】
0005990784.tif 000012
【図９Ｂ】
0005990784.tif 000013
【図９Ｃ】
0005990784.tif 000014
【図１０】
0005990784.tif 000015
【図１１】
0005990784.tif 000016
【図１２】
0005990784.tif 000017
【図１３】
0005990784.tif 000018
【図１４Ａ】
0005990784.tif 000019
【図１４Ｂ】
0005990784.tif 000020
【図１５】
0005990784.tif 000021
【図１６】
0005990784.tif 000022
【図１７】
0005990784.tif 000023
【図１８】
0005990784.tif 000024
【図１９】
0005990784.tif 000025
【図２０】
0005990784.tif 000026
【図２１】
0005990784.tif 000027
【図２２】
0005990784.tif 000028
【図２３】
0005990784.tif 000029
【図２４】
0005990784.tif 000030
【図２５】
0005990784.tif 000031