(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接トーチおよび前記溶接トーチから送給される溶接ワイヤを継手に対してウィービングさせて溶接を行い、ウィービング毎にウィービング周波数が変化し、ウィービング周期が異なる場合の溶接線倣い制御方法であって、
溶接中における前記溶接ワイヤの位置がウィービングの一方の端点とウィービングの中点とウィービングの他方の端点に到達したタイミングを示す情報を用いて、ウィービング毎のウィービング周波数に応じて、連続的に所定のサンプリング周期でサンプリングした溶接に伴う溶接電流および／または溶接電圧の時系列変化を複数の期間に区分し、
前記複数の期間に複数の所定期間をさらに設け、これら複数の所定期間にて、
前記サンプリングした溶接電流および／または溶接電圧の前記所定期間ごとの平均値を算出し、
算出した平均値と予め定めた所定のパラメータとから、溶接中のウィービング毎に変化するウィービング周波数に応じて、前記溶接ワイヤの位置の適正な位置からのズレを補正するための補正量を算出し、補正しながら溶接を行う溶接線倣い制御方法。
【請求項２】
複数の期間として、第１の中点から前記一方の端点に達するまでの第１の期間と、前記一方の端点から前記第１の中点の次の中点である第２の中点に達するまでの期間である第２の期間と、前記第２の中点から前記他方の端点に達するまでの期間である第３の期間と、前記他方の端点から前記第２の中点の次の中点である第３の中点に達するまでの第４の期間の、４つの期間を設け、
前記第１の期間内に、前記第１の中点からある時点までの第１の所定期間と、前記第１の期間内のある時点から前記一方の端点までの第２の所定期間を設け、前記第２の期間内に、前記一方の端点からある時点までの第３の所定期間と、前記第２の期間内のある時点から前記第２の中点までの第４の所定期間を設け、前記第３の期間内に、前記第２の中点からある時点までの第５の所定期間と、前記第３の期間内のある時点から前記他方の端点までの第６の所定期間を設け、前記第４の期間内に、前記他方の端点からある時点までの第７の所定期間と、前記第４の期間内のある時点から前記第３の中点までの第８の所定期間を設け、
前記サンプリングした溶接電流および／または溶接電圧の時系列変化の前記８つの所定期間ごとの平均値を算出し、算出した複数の平均値と予め定めた所定のパラメータとから、溶接中の前記溶接ワイヤの位置の適正な位置からのズレを補正するための補正量を算出する請求項１記載の溶接線倣い制御方法。
【請求項３】
第２の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と第３の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値を足した後に２で除して第１の演算結果を求め、
第６の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と第７の所定期間の溶接電流および溶接電圧の平均値を足した後に２で除して第２の演算結果を求め、
前記第１の演算結果から前記第２の演算結果を減じた後に第１の所定のパラメータを乗じることで、溶接中の前記溶接ワイヤの位置のウィービング方向の適正な位置からのズレを補正するための補正量を算出する請求項２記載の溶接線倣い制御方法。
【請求項４】
第２の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と第３の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値を足した後に２で除したものから、第１の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と第４の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値を足した後に２で除したものを減じて、第３の演算結果を求め、
第６の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と第７の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値を足した後に２で除したものから、第５の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と第８の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値を足した後に２で除したものを減じて、第４の演算結果を求め、
前記第３の演算結果から前記第４の演算結果を減じた後に第２の所定のパラメータを乗じることで、溶接中の前記溶接ワイヤの位置のウィービング方向の適正な位置からのズレを補正するための補正量を算出する請求項２記載の溶接線倣い制御方法。
【請求項５】
第１の期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と、第２の期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と、第３の期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と、第４の期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と、を加算して４で除し、これからウィービング１周期における予め決定された溶接電流または溶接電圧の標準値を減じ、これに第３の所定のパラメータを乗じることで、溶接中の前記溶接ワイヤの位置のウィービング面に対して直角方向の適正な位置からのズレを補正するための補正量を算出する請求項２から４のいずれか１項に記載の溶接線倣い制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接トーチを搭載した溶接ロボット等からなる溶接装置において、溶接トーチおよび溶接トーチに供給され溶接トーチから溶接対象物へ向けて送給される溶接ワイヤを、継手に対してウィービングさせ、ウィービングに伴うワイヤ突き出し長の変化に応じた電気的変化を検出し、ウィービング動作の中心を溶接線に対して適正な位置に保つように制御する溶接線倣い制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、溶接対象物（以下、「ワーク」と呼ぶ。）は、多数の部材から構成されている。各部材は、それぞれ、素材となる板材から切断工程を経て切り出され、場合によっては曲げ工程を経て曲げられ、仮組工程で互いに組み付けられる。そして、溶接工程により、各部材同士の接合部分（以下、「継手」と呼ぶ）の溶接が行われる。
【０００３】
溶接工程に至るまでの各工程では、切断誤差、曲げ誤差、組み付け誤差等が生じることは不可避である。溶接工程には、これらの誤差が集積したワークが投入されることになる。そのため、溶接工程において、溶接対象とする継手の位置や状態に関し、ワークごとにばらつきが生じることは避けられない。このうち、突合せ開先となっている継手には、このばらつきが顕著に現れる。
【０００４】
この様子を図１に示す。図１（ａ）は、その開先の存在する位置が高さ方向にばらつく様子を示している。図１（ｂ）は、開先底部のルートギャップ（ルート間隔）がばらつき、広い場合や狭い場合があることを示している。さらに、図１（ｃ）は、開先の始めと終わりとでルートギャップが異なる場合があることを示している。
【０００５】
なお、ここでは、ルートギャップが変動するとして説明した。しかし、特定の開先角度の元では、ルートギャップの変動は、開先幅の変動と同じことを示している。ただし、開先幅に言及する場合、厳密には、開先内のどの深さにおける幅であるかを規定しなければならない。そのため、説明が煩雑になる。そこで、ここでは、ルートギャップという言葉を用いて説明している。
【０００６】
溶接ロボット等の溶接装置は、与えられた動作プログラムに従い、部材間の継手に沿って、溶接トーチおよび溶接トーチに供給される溶接ワイヤの動作軌跡を制御しながら溶接作業を行う。
【０００７】
図２は、開先継手２０に対して溶接を行う様子を示す図である。溶接トーチのノズル１０の内側に設けた給電チップ１１を貫通して、消耗電極である溶接ワイヤ１２が供給される。溶接ワイヤ１２には、給電チップ１１内にある図示しない給電点（溶接ワイヤ１２と給電チップ１１が接する箇所）を介して、開先継手２０との間に電圧（以下、「溶接電圧」と呼ぶ）が印加される。これにより、開先継手２０と溶接ワイヤ１２との間にアーク３０を発生し、そのアーク熱によって開先継手２０および溶接ワイヤ１２が溶融する。そして、溶接ワイヤ１２が連続的に供給されることで、アーク３０が継続し、溶接が行なわれる。Ｇはルートギャップを示し、Ｆ１とＦ２は開先面を示している。
【０００８】
図３は、開先継手２０に対してウィービング溶接を行う様子を示す図である。中点Ｍを中心に開先継手２０の一方の開先面側のウィービング端を第１端点Ｅ１とし、水平隅肉継手の下板側の端を第２端点Ｅ２とし、第１端点Ｅ１と第２端点Ｅ２との間でウィービングした例を示している。
【０００９】
水平隅肉継手に対してウィービング溶接を行った場合、アーク３０が中央のルートギャップＧ上にあるときに比べ、開先面Ｆ１または開先面Ｆ２上にあるときの給電チップ１１から突き出している溶接ワイヤ１２の長さ（以下、「突き出し長」と呼ぶ。）は短くなる。開先継手２０の中央でウィービングを行っているなら、中点Ｍにおいて突き出し長はもっとも長くなり、第１端点Ｅ１または第２端点Ｅ２において突き出し長はもっとも短くなる。突き出し長の違いは、溶接電流や溶接電圧といった電気量の差を生じさせる。このように、開先継手２０に対してウィービング溶接を行うと、開先継手２０に対するウィービング位置の変化は、突き出し長の変化を生じさせ、結果的に電気量の変化を生じさせる。この変化は、溶接を続けることに伴い、繰り返し生じる。
【００１０】
図４は、電気量の変化の例として、溶接電流の変化の様子を示している。縦軸は溶接電流、横軸は時間である。ウィービング溶接を続けることに伴う溶接電流の時系列的変化を示している。その変化のピーク部分が、第１端点Ｅ１または第２端点Ｅ２のウィービング端付近を溶接ワイヤ１２が動作しているときの溶接電流を示し、ボトム部分が中点Ｍのウィービング中心付近を溶接ワイヤ１２が動作しているときの溶接電流を示している。
【００１１】
溶接トーチを搭載した溶接ロボット等の溶接装置において、図１（ｃ）に示すようなルートギャップが変化していく開先に対応する溶接方法として、溶接線倣い制御を応用してルートギャップの変動を検知し、検知した開先のルートギャップに合わせてウィービング振幅を適応させる制御方法（以下、「ウィービング幅倣い制御）と呼ぶ。）が知られている（例えば、特許文献１参照）。なお、ここでは、継手に沿った溶接トーチに供給される溶接ワイヤ１２の先端が動作すべき目標軌跡のことを、「溶接線」と呼ぶことにする。ウィービングを行う場合は、ウィービング中心における溶接ワイヤ１２の先端が目標軌跡である「溶接線」上にある。
【００１２】
特許文献１には、奇数番目のウィービング端点付近における溶接電流と、偶数番目のウィービング端点付近における溶接電流を用いて、各ウィービング端点位置を補正することにより、ウィービング振幅を変更する方法が示されている。
【００１３】
ウィービング幅倣い制御は、溶接中の溶接電流を計測し、これを処理してルートギャップの変動を検知するという仕組みである。そのため、溶接電流が正しくルートギャップの変動を反映して変化する必要がある。しかし、実際の溶接では、ルートギャップの変動以外にも溶接電流の変化が起こりうる要因が多数ある。そして、これら多数の要因に対する手当てを十分に行う必要がある。故に、ウィービング幅倣い制御は、幅広く利用されるまでには至っていない。
【００１４】
さらに、ウィービング幅倣い制御は、図１（ｃ）に示すような開先の始めから終わりに向かってルートギャップが一様に変化していくものではなく、ルートギャップの増減が頻繁に存在している開先に対する溶接に適した方法である。しかし、実際のワークにおいて、ルートギャップがそのように変動することは少ない。実際のワークにおける多くの開先は、図１（ｃ）に示すように、開先の始めから終わりに向かって一様にルートギャップが変動していくものがほとんどである。このため、多くの場合、必ずしもウィービング幅倣い制御の使用が適しているわけではない。
【００１５】
そこで、溶接トーチを搭載した溶接ロボット等の溶接装置においては、別途センサを用いて、少なくとも溶接方向の始めと終わりの計測位置におけるルートギャップ、または、特定深さでの開先幅の変動、または、特定深さでの開先面の位置の変動を、センサにより計測する。そして、その計測結果に応じて、ある計測位置付近から次の計測位置付近までのウィービング振幅を徐々に変化させるウィービング（以下、「可変ウィービング）と呼ぶ。）を用いたウィービング溶接方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００１６】
特許文献２では、ルートギャップの変化に関するセンシングによって得られたデータを使い、その変化に応じてウィービング振幅を変化させながら溶接を行う溶接ロボットの制御方法が示されている。実際の溶接では、ウィービング幅倣い制御よりも可変ウィービングが多用されている。
【００１７】
ウィービング幅倣い制御や可変ウィービングのように、ルートギャップの変化に合わせてウィービング振幅を変化させながら溶接を行う場合、ルートギャップの変化に見合った溶着量が確保できるよう、溶接速度を変化させるものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【００１８】
特許文献３では、予め定めた補正式により、ウィービング振幅と溶接速度の関係を補正するものである。なお、この他にも、色々な速度変更方式を考えることが可能である。
【００１９】
ウィービング幅倣い制御は、溶接速度の制御を加えることにより、ルートギャップの変動に応じて溶着金属量を加減し、かつ、溶着高さを概ね一定に保つという目的を、良好に果たすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開平３−２９４０６４号公報
【特許文献２】特開昭６１−１７２６７８号公報
【特許文献３】特開平３−２２１２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
良好な溶接を行うためには、溶接線に対して適正な位置に溶接ワイヤが投入されることが必要である。ウィービング溶接を行う場合も、ウィービング動作の基準となる溶接ワイヤの投入位置（以下、「狙い位置」と呼ぶ）が、溶接線に対して適正であることが必要である。
【００２２】
実際の溶接では、溶接を行う際の熱によるひずみが部材に発生する。その結果、溶接線の位置自体が変位する場合がある。あるいは、溶接ワイヤには曲がり癖があり、かつ、それが一定ではないため、溶接線と狙い位置の位置関係が変動する場合もある。これらに対し、通常の等振幅のウィービング、すなわち、可変ウィービングではないウィービングを行う溶接では、溶接線倣い制御を行うことで、溶接線と狙い位置の位置関係を補正しながら溶接する方法がとられることが多い。
【００２３】
しかし、上述のように、ルートギャップの変動に合わせてウィービングの振幅を徐々に変化させる溶接の場合、上述のように溶着高さを均一化するため、溶接速度も変化させなければならない。
【００２４】
ここで、溶接速度が変化するということは、ウィービング周波数が変化することである。溶接線倣い制御は、ウィービングの動作に同期して生じる電気的変化、例えば、溶接電流や溶接電圧の変化を抽出して処理している。このとき、通常は、ウィービング周期は一定であることを前提にしている。故に、ウィービング周期が変動する状態では、上記のような溶接線倣い制御を使用することができない。
【００２５】
そこで、本発明は、ウィービング周波数が変化する場合の溶接線倣い制御方法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】
【００２６】
上記課題を解決するために、本発明の溶接線倣い制御方法は、溶接トーチおよび前記溶接トーチから送給される溶接ワイヤを継手に対してウィービングさせて溶接を行い、ウィービング毎にウィービング周波数が変化し、ウィービング周期が異なる場合の溶接線倣い制御方法であって、溶接中における前記溶接ワイヤの位置がウィービングの一方の端点とウィービングの中点とウィービングの他方の端点に到達したタイミングを示す情報を用いて、ウィービング毎のウィービング周波数に応じて、連続的に所定のサンプリング周期でサンプリングした溶接に伴う溶接電流および／または溶接電圧の時系列変化を複数の期間に区分し、前記複数の期間に複数の所定期間をさらに設け、これら複数の所定期間にて、前記サンプリングした溶接電流および／または溶接電圧の前記所定期間ごとの平均値を算出し、算出した平均値と予め定めた所定のパラメータとから、溶接中のウィービング毎に変化するウィービング周波数に応じて、前記溶接ワイヤの位置の適正な位置からのズレを補正するための補正量を算出し、補正しながら溶接を行うものである。
【００２７】
また、本発明の溶接線倣い制御方法は、上記に加えて、複数の期間として、第１の中点から前記一方の端点に達するまでの第１の期間と、前記一方の端点から前記第１の中点の次の中点である第２の中点に達するまでの期間である第２の期間と、前記第２の中点から前記他方の端点に達するまでの期間である第３の期間と、前記他方の端点から前記第２の中点の次の中点である第３の中点に達するまでの第４の期間の、４つの期間を設け、前記第１の期間内に、前記第１の中点からある時点までの第１の所定期間と、前記第１の期間内のある時点から前記一方の端点までの第２の所定期間を設け、前記第２の期間内に、前記一方の端点からある時点までの第３の所定期間と、前記第２の期間内のある時点から前記第２の中点までの第４の所定期間を設け、前記第３の期間内に、前記第２の中点からある時点までの第５の所定期間と、前記第３の期間内のある時点から前記他方の端点までの第６の所定期間を設け、前記第４の期間内に、前記他方の端点からある時点までの第７の所定期間と、前記第４の期間内のある時点から前記第３の中点までの第８の所定期間を設け、前記サンプリングした溶接電流および／または溶接電圧の時系列変化の前記８つの所定期間ごとの平均値を算出し、算出した複数の平均値と予め定めた所定のパラメータとから、溶接中の前記溶接ワイヤの位置の適正な位置からのズレを補正するための補正量を算出するものである。
【００２８】
また、本発明の溶接線倣い制御方法は、上記に加えて、第２の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と第３の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値を足した後に２で除して第１の演算結果を求め、第６の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と第７の所定期間の溶接電流および溶接電圧の平均値を足した後に２で除して第２の演算結果を求め、前記第１の演算結果から前記第２の演算結果を減じた後に第１の所定のパラメータを乗じることで、溶接中の前記溶接ワイヤの位置のウィービング方向の適正な位置からのズレを補正するための補正量を算出するものである。
【００２９】
また、本発明の溶接線倣い制御方法は、上記に加えて、第２の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と第３の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値を足した後に２で除したものから、第１の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と第４の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値を足した後に２で除したものを減じて、第３の演算結果を求め、第６の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と第７の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値を足した後に２で除したものから、第５の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と第８の所定期間の溶接電流または溶接電圧の平均値を足した後に２で除したものを減じて、第４の演算結果を求め、前記第３の演算結果から前記第４の演算結果を減じた後に第２の所定のパラメータを乗じることで、溶接中の前記溶接ワイヤの位置のウィービング方向の適正な位置からのズレを補正するための補正量を算出するものである。
【００３０】
また、本発明の溶接線倣い制御方法は、上記に加えて、第１の期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と、第２の期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と、第３の期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と、第４の期間の溶接電流または溶接電圧の平均値と、を加算して４で除し、これからウィービング１周期における予め決定された溶接電流または溶接電圧の標準値を減じ、これに第３の所定のパラメータを乗じることで、溶接中の前記溶接ワイヤの位置のウィービング面に対して直角方向の適正な位置からのズレを補正するための補正量を算出するものである。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明は、ウィービングごとに変化するウィービング周期に応じて、ウィービング端点および中点に到達したタイミングで区分される期間を設け、かつ、各期間の中に所定期間を設定し、所定のサンプリングにより得られた溶接電流および／または溶接電圧の時系列変化の各所定期間における平均値を算出し、この平均値を用いて溶接トーチや溶接ワイヤの位置の適正な位置からのズレを補正するための補正量を求めることができる。そして、この補正量を使用することにより、ウィービング周波数が変化する場合でも、倣い制御を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）開先の存在する位置が変動する例を示す図（ｂ）開先のルートギャップが広い場合や狭い場合の例を示す図（ｃ）開先の始めと終わりでルートギャップが異なる場合の例を示す図
【図２】開先継手に対して溶接を行う様子を示す図
【図３】開先継手に対してウィービング溶接を行う様子を示す図
【図４】開先継手に対してウィービング溶接を行う際の溶接電流の変化の様子を示す図
【図５】本発明の本実施の形態１における溶接線倣い制御方法の処理を行う各構成部の概略構成を示す図
【図６】開先継手に対してウィービング溶接を行う際の溶接電流の変化の様子を示す図
【図７】本発明の本実施の形態１における溶接線倣い制御方法のフェーズ情報発生処理を行う際のフェーズの定義を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図５から図７を用いて説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
図５は、実施の形態１における溶接線倣い制御方法の処理を行う溶接装置を構成する各構成要素の概略構成を示す。
【００３５】
図５において、Ｓ１は、サンプリング処理部である。溶接に伴う電気量Ｖを所定周期でサンプリングし、サンプリング後のサンプリング結果である電気量の時系列変化Ｖｓを得る。なお、電気量Ｖは、溶接の際の溶接電流を図示しない電流検出器等のデバイスにより検出して処理可能なデータに変換したものである。なお、電気量Ｖは、溶接電流に限らず、溶接電圧としてもよいし、溶接電流と溶接電圧の両方としてもよい。
【００３６】
なお、電気量Ｖとして溶接電流を用いる場合、電気量の時系列変化Ｖｓは、図６のような変化を示す。図６の場合と図４の場合とでは、ウィービング周期の変動に伴い、電気量の時系列変化Ｖｓの変化の周期も変動している点である。すなわち、図４は周期の変動が無い例を示しており、図６は周期の変動がある例を示している。
【００３７】
図５において、Ｓ２は、フェーズ情報発生処理部である。図示しない溶接ロボット等のウィービング動作を行う装置のサーボ指令部から与えられる動作を補間するためのウィービング動作情報Ｗｉに応じて、フェーズ情報ｆｉを生成する。なお、このフェーズ情報ｆｉの生成については、図７を用いて後述する。
【００３８】
図５において、Ｓ３は、平均値算出処理部である。フェーズ情報ｆｉと電気量の時系列変化Ｖｓとから、後述する各所定区間における電気量の時系列変化Ｖｓの平均値を算出する。
【００３９】
図５において、Ｓ４は、シフト生成処理部である。後述するように、複数の所定区間の平均値および予め決められた所定のパラメータを用いて演算を行うことにより、後述するシフト情報Ｓｆｔを生成する。
【００４０】
図７は、フェーズ情報発生処理部Ｓ２で行うフェーズ情報ｆｉを求めるための算出要素の定義を示している。例えば、図示しない溶接ロボット等のウィービング動作を行う装置は、ウィービング動作を行う。この際、図示しない溶接ロボット等の描くウィービング動作軌跡をＷで示している。図示しない溶接ロボット等のウィービング動作を行う装置のサーボ指令部は、ウィービングの第１端点Ｅ１およびウィービングの第２端点Ｅ２への動作するタイミングで、および、ウィービングの中点Ｍへの動作するタイミングで、ウィービング動作情報Ｗｉをフェーズ情報発生処理部Ｓ２へ発する。すなわち、ウィービング動作情報Ｗｉは、溶接ワイヤの先端部分が、第１端点Ｅ１や第２端点Ｅ２や中点Ｍの位置にきたことを示す情報である。そのウィービング動作情報Ｗｉをもとに、フェーズ情報発生処理部Ｓ２では、後述するフェーズの判断を行う。
【００４１】
ここで、図７に示すように、１ウィービング周期において、１つ目の中点Ｍ、ウィービングの第１端点Ｅ１、２つ目の中点Ｍ、ウィービングの第２端点Ｅ２、３つ目の中点Ｍ、に溶接ワイヤの先端部分が到達したタイミングに基づき、フェーズ０と、フェーズ１と、フェーズ３と、フェーズ２の、４つのフェーズ（４つの期間）を定義している。
【００４２】
図７において、第１の期間であるフェーズ０は、ウィービング動作周期のうち１つ目の中点Ｍから第１端点Ｅ１に向かう部分である。第２の期間であるフェーズ１は、ウィービング動作周期のうち第１端点Ｅ１から次の（２つ目の）中点Ｍに向かう部分である。第３の期間であるフェーズ３は、ウィービング動作周期のうち２つ目の中点Ｍから第２端点Ｅ２に向かう部分である。第４の期間であるフェーズ２は、ウィービング動作周期のうち第２端点Ｅ２から次の（３つ目の）中点Ｍに向かう部分である。
【００４３】
また、図７に示す所定区間は、フェーズごとに設けた電気量の時系列変化の平均値を算出する区間であり、ウィービング動作との対応を示している。所定区間としては、フェーズ０の始めからフェーズ０内のある時点までの第１の所定期間である所定区間Ｆ０Ｍと、フェーズ０内のある時点からフェーズ０の終わりまでの第２の所定期間である所定区間Ｆ０Ｅと、フェーズ１の始めからフェーズ１内のある時点までの第３の所定期間である所定区間Ｆ１Ｅと、フェーズ１内のある時点からフェーズ１の終わりまでの第４の所定期間である所定区間Ｆ１Ｍと、フェーズ３の始めからのフェーズ３内のある時点までの第５の所定期間である所定区間Ｆ３Ｍと、フェーズ３内のある時点からフェーズ３の終わりまでの第６の所定期間である所定区間Ｆ３Ｅと、フェーズ２の始めからフェーズ２内のある時点までの第７の所定期間である所定区間Ｆ２Ｅと、フェーズ２内のある時点からフェーズ２の終わりまでの第８の所定期間である所定区間Ｆ２Ｍの、８つの所定区間を定義している。
【００４４】
なお、各フェーズ内におけるある時点は、フェーズ（期間）に対する比率に基づいて決定される。比率の例としては、例えば５０％である。
【００４５】
また、上記した８つの所定区間各々で算出した電気量の時系列変化の平均値を次のように呼ぶ。所定区間Ｆ０Ｍの電気量の時系列変化の平均値ＶＦ０Ｍ、所定区間Ｆ０Ｅの電気量の時系列変化の平均値ＶＦ０Ｅ、所定区間Ｆ１Ｅの電気量の時系列変化の平均値ＶＦ１Ｅ、所定区間Ｆ１Ｍの電気量の時系列変化の平均値ＶＦ１Ｍ、所定区間Ｆ３Ｍの電気量の時系列変化の平均値ＶＦ３Ｍ、所定区間Ｆ３Ｅの電気量の時系列変化の平均値ＶＦ３Ｅ、所定区間Ｆ２Ｅの電気量の時系列変化の平均値ＶＦ２Ｅ、所定区間Ｆ２Ｍの電気量の時系列変化の平均値ＶＦ２Ｍ。
【００４６】
また、４つの期間であるフェーズごとの電気量の時系列変化の平均値を次のように呼ぶ。フェーズ０の電気量の時系列変化の平均値ＶＦ０、フェーズ１の電気量の時系列変化の平均値ＶＦ１、フェーズ３の電気量の時系列変化の平均値ＶＦ３、フェーズ２の電気量の時系列変化の平均値ＶＦ２。
【００４７】
図５に示すシフト生成処理部Ｓ４では、各所定区間で求めた平均値等を組み合わせた算出方法を使用し、補正量として、ウィービング方向のシフトと、ウィービング面に対して直角方向のシフトを算出する。
【００４８】
ここで、算出方法の一例として、次式を使用する。
（（ＶＦ０Ｅ＋ＶＦ１Ｅ）／２―（ＶＦ３Ｅ＋ＶＦ２Ｅ）／２）×パラメータｈ１
→ウィービング方向のシフト    （１）
（（ＶＦ０＋ＶＦ１＋ＶＦ３＋ＶＦ２）／４―ＶＭ））×パラメータｖ１
→ウィービング面の直角方向へのシフト    （２）
【００４９】
ここで、パラメータｈ１とパラメータｖ１は、シフト（補正量）に換算する際の係数である。ＶＭは、ウィービング１周期における電気的変化値の標準値、すなわち、電気的変化の平均の目標値である。このＶＭは、例えば、予めサンプル溶接等を行って決定しておくべき値である。また、パラメータｈ１とパラメータｖ１は、例えば実験等を行って決定しておくべく値である。
【００５０】
図７から分かるように、（ＶＦ０Ｅ＋ＶＦ１Ｅ）／２は、フェーズ０とフェーズ１のウィービングの第１端点Ｅ１付近の電気的変化値に関連した値である。（ＶＦ３Ｅ＋ＶＦ２Ｅ）／２は、フェーズ３とフェーズ２のウィービングの第２端点Ｅ２付近の電気的変化値に関連した値である。
【００５１】
上記した式（１）は、ウィービング両端における電気量に関連した値の差を利用して、ウィービング方向のシフトを算出することを示している。（ＶＦ０＋ＶＦ１＋ＶＦ３＋ＶＦ２）／４は、ウィービング１周期にわたる電気量の時系列変化の平均値である。これと、ウィービング１周期における電気量の時系列変化の平均値の標準値との差を利用して、ウィービング方向に対して直角方向のシフトを算出することを、式（２）は示している。
【００５２】
このように算出したシフト（補正量）で、溶接トーチを搭載した溶接ロボット等の溶接装置の動作プログラムで決められたウィービング動作の基準位置をシフト（補正）する。なお、シフトする方法については、特に新しい技術ではなく、本実施の形態は、どのようにシフトされるかには依存しないので、ここではその説明を省くが、例えば、基準位置に補正量を加えることにより補正を行う。
【００５３】
以上のように、本実施の形態によれば、ウィービングごとに変化するウィービング周期について、ウィービング端点および中点に到達したタイミングに応じて区分される４フェーズ、かつ、サンプリングにより得られた電気量の時系列変化の各フェーズに設定した所定区間における平均値を算出することで、ウィービング周波数が変化する場合でも倣い制御を可能とすることができる。
【００５４】
（実施の形態２）
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２において、実施の形態１と異なる主な点は、シフト生成処理部Ｓ４による処理である。その他の事項については実施の形態１と同様であり、詳細な説明を省略する。
【００５５】
シフト生成処理部Ｓ４におけるシフト生成処理算出方法として、ウィービング方向のシフト量の算出に次式を使用する。なお、ウィービング面に直角方向のシフトの算出は、実施の形態１と同じく式（２）を使用するので、説明は省略する。
（（（ＶＦ０Ｅ＋ＶＦ１Ｅ）／２―（ＶＦ０Ｍ＋ＶＦ１Ｍ）／２）
―（（ＶＦ３Ｅ＋ＶＦ２Ｅ）／２―（ＶＦ３Ｍ＋ＶＦ２Ｍ）／２））×パラメータｈ２
→ウィービング方向のシフト  （３）
【００５６】
ここで、パラメータｈ２は、シフト（補正量）に換算する際の係数である。パラメータｈ２とパラメータｖ２は、例えば実験的に決定しておくべく値である。
【００５７】
図７から分かるように、（ＶＦ０Ｅ＋ＶＦ１Ｅ）／２は、フェーズ０とフェーズ１のウィービングの第１端点Ｅ１付近の電気的変化値に関連した値である。（ＶＦ０Ｍ＋ＶＦ１Ｍ）／２は、フェーズ０とフェーズ１のウィービング中央付近の電気的変化値に関連した値である。また、（（ＶＦ０Ｅ＋ＶＦ１Ｅ）／２―（ＶＦ０Ｍ＋ＶＦ１Ｍ）／２）は、フェーズ０とフェーズ１のウィービング中央付近の電気的変化値に対するウィービングの第１端点Ｅ１付近の電気的変化値の差であり、ウィービングの第１端点Ｅ１付近の電気的変化の特徴を示す値である。（ＶＦ３Ｅ＋ＶＦ２Ｅ）／２は、フェーズ３とフェーズ２のウィービングの第２端点Ｅ２付近の電気的変化値に関連した値であり、（ＶＦ３Ｍ＋ＶＦ２Ｍ）／２は、フェーズ３とフェーズ２のウィービング中央付近の電気的変化値に関連した値である。
【００５８】
（（ＶＦ３Ｅ＋ＶＦ２Ｅ）／２―（ＶＦ３Ｍ＋ＶＦ２Ｍ）／２）は、フェーズ３とフェーズ２のウィービング中央付近の電気的変化値に対するウィービングの第２端点Ｅ２付近の電気的変化値の差であり、ウィービングの第２端点Ｅ２付近の電気的変化の特徴を示す値である。
【００５９】
式（２）は、ウィービング両端での電気的変化の特徴を示す値の差を利用して、ウィービング方向のシフトを算出することを示している。
【００６０】
このように算出したシフト（補正量）で、ウィービング動作の基準位置をシフトする。シフトする方法については、ここでもその説明を省く。
【００６１】
以上のように、実施の形態２によれば、ウィービング中央部に対するウィービング端点付近の電気的変化の特徴を抽出することにより、実施の形態１と比べて、ルートギャップが大きい場合に適したウィービング周波数が変化する場合でも倣い制御を可能とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の溶接線倣い制御方法は、ウィービング周波数が変化する場合でも、倣い制御を可能とすることができ、溶接熱によるひずみが部材に発生し、その結果溶接線の位置自体が変位する場合や、あるいは、溶接ワイヤに曲がりがある場合でも、開先幅の変化があっても適正な溶着量で適正な狙い位置の溶接を行うことができ、ウィービングを行う溶接線倣い制御方法として産業上有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  ノズル
１１  給電チップ
１２  溶接ワイヤ
２０  開先継手
３０  アーク
Ｇ    ルートギャップ
Ｆ１  開先面
Ｆ２  開先面
Ｅ１  第１端点
Ｅ２  第２端点
Ｍ    中点
Ｓ１  サンプリング処理部
Ｓ２  フェーズ情報発生処理部
Ｓ３  平均値算出処理部
Ｓ４  シフト生成処理部
Ｖ    電気量
Ｖｓ  電気量の時系列変化（サンプリングされた結果）
Ｗｉ  ウィービング動作情報
ｆｉ  フェーズ情報
Ｆ０Ｍ  所定区間（フェーズ０の始めからフェーズ０のある位置まで）
Ｆ０Ｅ  所定区間（フェーズ０のある位置からフェーズ０の終わりまで）
Ｆ１Ｅ  所定区間（フェーズ１の始めからフェーズ１のある位置まで）
Ｆ１Ｍ  所定区間（フェーズ１のある位置からフェーズ１の終わりまで）
Ｆ３Ｍ  所定区間（フェーズ３の始めからフェーズ３のある位置まで）
Ｆ３Ｅ  所定区間（フェーズ３のある位置からフェーズ３の終わりまで）
Ｆ２Ｅ  所定区間（フェーズ２の始めからフェーズ２のある位置まで）
Ｆ２Ｍ  所定区間（フェーズ２のある位置からフェーズ２の終わりまで）
ＶＦ０  平均値（フェーズ０の溶接電流）
ＶＦ１  平均値（フェーズ１の溶接電流）
ＶＦ２  平均値（フェーズ２の溶接電流）
ＶＦ３  平均値（フェーズ３の溶接電流）
Ｓｆｔ  シフト情報
【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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