(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を支持するトーチがアームの先端に取着されたマニピュレータと、前記電極と溶接対象に接続され、検出手段にて検出した出力電流と出力電圧とに基づいて算出した前記電極の先端電圧に基づいて前記電極と前記溶接対象との間に溶接のためのアークを生じる出力電力を制御する溶接用電源装置と、前記電極を支持するトーチがアームの先端に取着されたマニピュレータにより前記トーチを移動させて溶接対象をアーク溶接するように前記マニピュレータを制御する制御装置とを備えた溶接システムであって、
前記制御装置は、
前記電極の接触又は非接触計測による前記溶接対象の１つの平面上の任意点の座標値を算出し、該任意点の座標値を記憶部に記憶し、前記任意点の座標値に基づいて、前記任意点を含む平面と、その平面に対する法線を検出し、その平面及び法線を前記記憶部に格納する平面検出手段と、
前記トーチを前記法線と平行に制御し、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させる接触制御手段と、
前記溶接用電源装置に前記先端電圧の算出にかかる実測定を指示する測定指示手段と、を有し、
前記接触制御手段は、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させた後、前記トーチを前記法線と平行な方向に、前記溶接対象に対して所定距離押し込むようにしたことを特徴とする溶接システム。
【請求項２】
電極を支持するトーチがアームの先端に取着されたマニピュレータと、前記電極と溶接対象に接続され、検出手段にて検出した出力電流と出力電圧とに基づいて算出した前記電極の先端電圧に基づいて前記電極と前記溶接対象との間に溶接のためのアークを生じる出力電力を制御する溶接用電源装置と、前記電極を支持するトーチがアームの先端に取着されたマニピュレータにより前記トーチを移動させて溶接対象をアーク溶接するように前記マニピュレータを制御する制御装置とを備えた溶接システムであって、
前記制御装置は、
操作部の操作に従って前記マニピュレータを駆動制御し、前記溶接対象の１つの平面上の少なくとも３つの接触点の座標値を算出し、各接触点の座標値を記憶部に記憶し、前記接触点の各座標値に基づいて、前記接触点を含む平面と、その平面に対する法線を検出し、その平面及び法線を前記記憶部に格納する平面検出手段と、
前記トーチを前記法線と平行に制御し、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させる接触制御手段と、
前記溶接用電源装置に前記先端電圧の算出にかかる実測定を指示する測定指示手段と、を有し、
前記接触制御手段は、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させた後、前記トーチを前記法線と平行な方向に、前記溶接対象に対して所定距離押し込むようにしたことを特徴とする溶接システム。
【請求項３】
請求項２に記載の溶接システムにおいて、
前記平面検出手段は、前記操作部の操作に従って前記マニピュレータを制御し、前記電極と前記溶接対象の１つの平面との接触を検出するための検出電力を出力するよう前記溶接用電源装置に対して指示し、
前記溶接用電源装置は、前記平面検出手段の指示に応答して、電流量を制限し所定の検出電圧とした前記検出電力を出力し、前記検出手段にて検出した出力電圧に応じて前記電極と前記溶接対象の１つの平面との接触状態を判定し、その判定結果を出力し、
前記平面検出手段は、前記判定結果に基づいて、前記溶接対象の１つの平面に接触した前記電極の接触点における座標値を算出する、
ことを特徴とする溶接システム。
【請求項４】
請求項１〜３のうちの何れか一項に記載の溶接システムにおいて、
前記接触制御手段は、
前記測定点に対応する位置まで第１の速度にて前記トーチを移動させ、前記第１の速度より遅い第２の速度にて前記トーチを移動させて前記電極を前記測定点に接触させる第１のモードと、
操作部の操作に従って移動された前記トーチを、前記第２の速度にて移動させて前記電極を前記測定点に接触させる第２のモードと、
を有し、
操作部の操作に応じて前記第１のモードと前記第２のモードの何れかを選択可能とした、ことを特徴とする溶接システム。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの何れか一項に記載の溶接システムにおいて、
前記接触制御手段は、前記電極と前記測定点との接触を検出するための検出電力を出力するよう前記溶接用電源装置に対して指示し、
前記溶接用電源装置は、前記接触制御手段の指示に応答して、電流量を制限し所定の検出電圧とした前記検出電力を出力し、前記検出手段にて検出した出力電圧に応じて前記電極と前記溶接対象の１つの平面との接触状態を判定し、その判定結果を出力し、
前記接触制御手段は、前記判定結果に基づいて、前記測定点に前記電極を接触させた後、前記トーチを前記法線と平行な方向に、前記溶接対象に対して所定距離押し込むようにした、ことを特徴とする溶接システム。
【請求項６】
請求項１〜５のうちの何れか一項に記載の溶接システムにおいて、
前記溶接用電源装置は、
直流電力を高周波交流電力に変換するインバータ回路と、
変換した交流電力の電圧調整を行う溶接トランスと、
前記溶接トランスの二次側交流電力から電極と溶接対象との間に溶接のためのアークを生じさせる出力電力を生成する直流変換手段と、
検出手段にて検出した出力電流又は出力電圧に基づいて前記インバータ回路を制御する制御手段と、
前記電極を短絡状態として行われ、前記出力電流を所定電流値とした時の前記出力電圧の電圧値に基づいて前記出力電力を伝達する経路の合計抵抗値を算出する抵抗値算出手段と、
前記電極を短絡状態として行われ、前記出力電流を所定電流値とした時からの電流減衰量に基づいて前記出力電力を伝達する経路の合計インダクタンス値を算出するインダクタンス値算出手段と、
前記検出手段にて検出した前記出力電圧の電圧値に対して前記電極先端までの経路上の前記合計抵抗値及び前記合計インダクタンス値にかかる電圧変化分を補正して前記先端電圧を算出する先端電圧算出手段と、
を有する、ことを特徴とする溶接システム。
【請求項７】
溶接対象を溶接するための電極と前記溶接対象に接続され、検出手段にて検出した出力電流と出力電圧とに基づいて算出した前記電極の先端電圧に基づいて前記電極と前記溶接対象との間に溶接のためのアークを生じる出力電力を制御する溶接用電源装置を含む溶接システムに設けられ、前記電極を支持するトーチがアームの先端に取着されたマニピュレータにより前記トーチを移動させて溶接対象をアーク溶接するように前記マニピュレータを制御する制御装置であって、
前記電極の接触又は非接触計測による前記溶接対象の１つの平面上の任意点の座標値を算出し、該任意点の座標値を記憶部に記憶し、前記任意点の座標値に基づいて、前記任意点を含む平面と、その平面に対する法線を検出し、その平面及び法線を前記記憶部に格納する平面検出手段と、
前記トーチを前記法線と平行に制御し、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させる接触制御手段と、
前記溶接用電源装置に前記先端電圧の算出にかかる実測定を指示する測定指示手段と、を備え、
前記接触制御手段は、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させた後、前記トーチを前記法線と平行な方向に、前記溶接対象に対して所定距離押し込むようにしたことを特徴とする制御装置。
【請求項８】
溶接対象を溶接するための電極と前記溶接対象に接続され、検出手段にて検出した出力電流と出力電圧とに基づいて算出した前記電極の先端電圧に基づいて前記電極と前記溶接対象との間に溶接のためのアークを生じる出力電力を制御する溶接用電源装置を含む溶接システムに設けられ、前記電極を支持するトーチがアームの先端に取着されたマニピュレータにより前記トーチを移動させて溶接対象をアーク溶接するように前記マニピュレータを制御する制御装置であって、
操作部の操作に従って前記マニピュレータを駆動制御し、前記溶接対象の１つの平面上の少なくとも３つの接触点の座標値を算出し、各接触点の座標値を記憶部に記憶し、前記接触点の各座標値に基づいて、前記接触点を含む平面と、その平面に対する法線を検出し、その平面及び法線を前記記憶部に格納する平面検出手段と、
前記トーチを前記法線と平行に制御し、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させる接触制御手段と、
前記溶接用電源装置に対して前記先端電圧を算出するための実測定を指示する測定指示手段と、を備え、
前記接触制御手段は、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させた後、前記トーチを前記法線と平行な方向に、前記溶接対象に対して所定距離押し込むようにしたことを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶接システム及び制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接用電源装置は、商用電源からの交流入力電力を整流した直流電力をインバータ回路にて高周波交流電力に変換し、溶接トランスにて電圧調整された高周波交流電力を整流回路と直流リアクトルとでアーク溶接に適した直流出力電力に変換する。電源装置にて生成された出力電力はトーチにて支持される電極に供給され、これにより電極先端と溶接対象との間にアークが生じて、溶接対象の溶接が行われる。
【０００３】
また、このような溶接用電源装置は、出力電流及び出力電圧の検出を行っており、制御装置は、その時々で検出された出力電流及び出力電圧をインバータ回路のＰＷＭ制御にフィードバックし、その時々の出力電力を適正値とする制御を実施することで、溶接性能の向上が図られている。
【０００４】
好適なアークの生成には、電源装置内で検出する出力電圧をインバータ回路の制御値に反映させるのみならず、正にそのアークが生じている電極の先端電圧を算出し、算出した電極先端電圧を制御値に反映させることが好ましい。このため、ワイヤ電極を保持するトーチの先端と溶接対象との間を短絡状態とし、電圧検出器による検出電圧に基づいて抵抗値Ｒ及びリアクタンス値Ｌを算出する（例えば、特許文献１，２参照）。このように算出した抵抗値Ｒ及びリアクタンス値Ｌと、電源装置内に設けた電圧検出器による検出電圧に基づいて、先端電圧を算出し、この先端電圧に基づいてインバータ回路を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２３８４４５号公報
【特許文献２】特許第３６９６９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、溶接ロボットを用いて溶接を行うシステムにおいても、上記のように、トーチの先端と溶接対象との間を短絡状態としてときの検出電圧に基づいて抵抗値Ｒ及びリアクタンス値Ｌを算出することが求められる。
【０００７】
この場合、作業者は、溶接ロボットの制御装置に接続されたティーチペンダントを操作して溶接ロボットのアーム先端に取着されたトーチの先端を溶接対象に接触させることになる。このような操作によって短絡状態とするためには、作業時間を要する。また、トーチの先端を正しく溶接対象に接触させなければ、検出電圧が正しく測定できない。しかし、ティーチペンダントによりアームを制御してトーチの先端を溶接対象に正しい状態で接触させることは難しく、多くの時間を要する。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電極先端電圧の測定に要する時間の短縮が可能な溶接システム及び制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、電極を支持するトーチがアームの先端に取着されたマニピュレータと、前記電極と溶接対象に接続され、検出手段にて検出
した出力電流と出力電圧とに基づいて算出した前記電極の先端電圧に基づいて前記電極と前記溶接対象との間に溶接のためのアークを生じる出力電力を制御する溶接用電源装置と、前記電極を支持するトーチがアームの先端に取着されたマニピュレータにより前記トーチを移動させて溶接対象をアーク溶接するように前記マニピュレータを制御する制御装置とを備えた溶接システムであって、前記制御装置は、前記電極の接触又は非接触計測による前記溶接対象の１つの平面上の任意点の座標値を算出し、該任意点の座標値を記憶部に記憶し、前記任意点の座標値に基づいて、前記任意点を含む平面と、その平面に対する法線を検出し、その平面及び法線を前記記憶部に格納する平面検出手段と、前記トーチを前記法線と平行に制御し、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させる接触制御手段と、前記溶接用電源装置に前記先端電圧の算出にかかる実測定を指示する測定指示手段と、を有し、前記接触制御手段は、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させた後、前記トーチを前記法線と平行な方向に、前記溶接対象に対して所定距離押し込むようにした。
【００１０】
この発明によれば、電極の接触又は非接触計測により得られた溶接対象の１つの平面上の１以上の任意点の座標値に従って溶接対象の１つの平面が検出され、その平面の法線に沿ってトーチの姿勢が制御される。そして、姿勢が制御されたトーチの先端の電極が溶接対象の１つの平面上の測定点に接触される。これにより、溶接対象の１つの平面に対してトーチ先端の電極が、姿勢よく短時間で接触される。
【００１１】
また、この発明及び請求項２に記載の発明によれば、トーチを平面の法線と平行な方向に、溶接対象に対して押し込むことで、測定点に対して電極を確実に接触させる。
請求項２に記載の発明は、電極を支持するトーチがアームの先端に取着されたマニピュレータと、前記電極と溶接対象に接続され、検出手段にて検出した出力電流と出力電圧とに基づいて算出した前記電極の先端電圧に基づいて前記電極と前記溶接対象との間に溶接のためのアークを生じる出力電力を制御する溶接用電源装置と、前記電極を支持するトーチがアームの先端に取着されたマニピュレータにより前記トーチを移動させて溶接対象をアーク溶接するように前記マニピュレータを制御する制御装置とを備えた溶接システムであって、前記制御装置は、操作部の操作に従って前記マニピュレータを駆動制御し、前記溶接対象の１つの平面上の少なくとも３つの接触点の座標値を算出し、各接触点の座標値を記憶部に記憶し、前記接触点の各座標値に基づいて、前記接触点を含む平面と、その平面に対する法線を検出し、その平面及び法線を前記記憶部に格納する平面検出手段と、前記トーチを前記法線と平行に制御し、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させる接触制御手段と、前記溶接用電源装置に前記先端電圧の算出にかかる実測定を指示する測定指示手段と、を有し、前記接触制御手段は、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させた後、前記トーチを前記法線と平行な方向に、前記溶接対象に対して所定距離押し込むようにした。
【００１２】
この発明によれば、溶接対象の１つの平面上の少なくとも３つの接触点の座標値に従って溶接対象の１つの平面が検出され、その平面の法線に沿ってトーチの姿勢が制御される。そして、姿勢が制御されたトーチの先端の電極が溶接対象の１つの平面上の測定点に接触される。これにより、溶接対象の１つの平面に対してトーチ先端の電極が、姿勢よく短時間で接触される。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の溶接システムにおいて、前記平面検出手段は、前記操作部の操作に従って前記マニピュレータを制御し、前記電極と前記溶接対象の１つの平面との接触を検出するための検出電力を出力するよう前記溶接用電源装置に対して指示し、前記溶接用電源装置は、前記平面検出手段の指示に応答して、電流量を制限し所定の検出電圧とした前記検出電力を出力し、前記検出手段にて検出した出力電圧に応じて前記電極と前記溶接対象の１つの平面との接触状態を判定し、その判定結果を出力し、前記平面検出手段は、前記判定結果に基づいて、前記溶接対象の１つの平面に接触した前記電極の接触点における座標値を算出する。
【００１４】
この発明によれば、所定の検出電圧と、出力電圧とに基づいて、溶接対象の１つの平面上の各接触点と電極との接触が容易に判定される。そして、各接触点と電極との接触の状態が、各接触点において同じようになるため、溶接対象の１つの平面を精度良く検出することが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちの何れか一項に記載の溶接システムにおいて、前記接触制御手段は、前記測定点に対応する位置まで第１の速度にて前記トーチを移動させ、前記第１の速度より遅い第２の速度にて前記トーチを移動させて前記電極を前記測定点に接触させる第１のモードと、操作部の操作に従って移動された前記トーチを、前記第２の速度にて移動させて前記電極を前記測定点に接触させる第２のモードと、を有し、操作部の操作に応じて前記第１のモードと前記第２のモードの何れかを選択可能とした。
【００１６】
この発明によれば、第１のモードを選択することにより、作業者における作業工程を低減し、トーチ先端の電極を溶接対象の１つの平面上の測定点に対して容易に接触させることができる。また、第２のモードを選択することにより、障害物等との接触を回避してトーチを移動させた後、トーチ先端の電極を溶接対象の１つの平面上の測定点に対して容易に接触させることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちの何れか一項に記載の溶接システムにおいて、前記接触制御手段は、前記電極と前記測定点との接触を検出するための検出電力を出力するよう前記溶接用電源装置に対して指示し、前記溶接用電源装置は、前記接触制御手段の指示に応答して、電流量を制限し所定の検出電圧とした前記検出電力を出力し、前記検出手段にて検出した出力電圧に応じて前記電極と前記溶接対象の１つの平面との接触状態を判定し、その判定結果を出力し、前記接触制御手段は、前記判定結果に基づいて、前記測定点に前記電極を接触させた後、前記トーチを前記法線と平行な方向に、前記溶接対象に対して所定距離押し込むようにした。
【００１８】
この発明によれば、所定の検出電圧と、出力電圧とに基づいて、溶接対象の１つの平面上の測定点と電極との接触が容易に判定される。そして、トーチを平面の法線と平行な方向に、溶接対象に対して押し込むことで、測定点に対して電極を確実に接触させる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のうちの何れか一項に記載の溶接システムにおいて、前記溶接用電源装置は、直流電力を高周波交流電力に変換するインバータ回路と、
変換した交流電力の電圧調整を行う溶接トランスと、前記溶接トランスの二次側交流電力から電極と溶接対象との間に溶接のためのアークを生じさせる出力電力を生成する直流変換手段と、検出手段にて検出した出力電流又は出力電圧に基づいて前記インバータ回路を制御する制御手段と、前記電極を短絡状態として行われ、前記出力電流を所定電流値とした時の前記出力電圧の電圧値に基づいて前記出力電力を伝達する経路の合計抵抗値を算出する抵抗値算出手段と、前記電極を短絡状態として行われ、前記出力電流を所定電流値とした時からの電流減衰量に基づいて前記出力電力を伝達する経路の合計インダクタンス値を算出するインダクタンス値算出手段と、前記検出手段にて検出した前記出力電圧の電圧値に対して前記電極先端までの経路上の前記合計抵抗値及び前記合計インダクタンス値にかかる電圧変化分を補正して前記先端電圧を算出する先端電圧算出手段と、を有する。
【００２０】
この発明によれば、溶接対象の１つの平面に対してトーチ先端の電極が正しく接触され、設置した状態において、インバータ回路の出力電力を伝達する経路における合計抵抗値と合計インダクタンス値を高い精度にて算出することが可能となる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、溶接対象を溶接するための電極と前記溶接対象に接続され、検出手段にて検出した出力電流と出力電圧とに基づいて算出した前記電極の先端電圧に基づいて前記電極と前記溶接対象との間に溶接のためのアークを生じる出力電力を制御する溶接用電源装置を含む溶接システムに設けられ、前記電極を支持するトーチがアームの先
端に取着されたマニピュレータにより前記トーチを移動させて溶接対象をアーク溶接するように前記マニピュレータを制御する制御装置であって、前記電極の接触又は非接触計測による前記溶接対象の１つの平面上の任意点の座標値を算出し、該任意点の座標値を記憶部に記憶し、前記任意点の座標値に基づいて、前記任意点を含む平面と、その平面に対する法線を検出し、その平面及び法線を前記記憶部に格納する平面検出手段と、前記トーチを前記法線と平行に制御し、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させる接触制御手段と、前記溶接用電源装置に前記先端電圧の算出にかかる実測定を指示する測定指示手段と、を備え、前記接触制御手段は、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させた後、前記トーチを前記法線と平行な方向に、前記溶接対象に対して所定距離押し込むようにした。
【００２２】
この発明によれば、電極の接触又は非接触計測により得られた溶接対象の１つの平面上の１以上の任意点の座標値に従って溶接対象の１つの平面が検出され、その平面の法線に沿ってトーチの姿勢が制御される。そして、姿勢が制御されたトーチの先端の電極が溶接対象の１つの平面上の測定点に接触される。これにより、溶接対象の１つの平面に対してトーチ先端の電極が、姿勢よく短時間で接触される。
【００２３】
また、この発明及び請求項８に記載の発明によれば、トーチを平面の法線と平行な方向に、溶接対象に対して押し込むことで、測定点に対して電極を確実に接触させる。
請求項８に記載の発明は、溶接対象を溶接するための電極と前記溶接対象に接続され、検出手段にて検出した出力電流と出力電圧とに基づいて算出した前記電極の先端電圧に基づいて前記電極と前記溶接対象との間に溶接のためのアークを生じる出力電力を制御する溶接用電源装置を含む溶接システムに設けられ、前記電極を支持するトーチがアームの先端に取着されたマニピュレータにより前記トーチを移動させて溶接対象をアーク溶接するように前記マニピュレータを制御する制御装置であって、操作部の操作に従って前記マニピュレータを駆動制御し、前記溶接対象の１つの平面上の少なくとも３つの接触点の座標値を算出し、各接触点の座標値を記憶部に記憶し、前記接触点の各座標値に基づいて、前記接触点を含む平面と、その平面に対する法線を検出し、その平面及び法線を前記記憶部に格納する平面検出手段と、前記トーチを前記法線と平行に制御し、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させる接触制御手段と、前記溶接用電源装置に対して前記先端電圧を算出するための実測定を指示する測定指示手段と、を備え、前記接触制御手段は、前記溶接対象の１つの平面上の測定点に前記電極を接触させた後、前記トーチを前記法線と平行な方向に、前記溶接対象に対して所定距離押し込むようにした。
【００２４】
この発明によれば、溶接対象の１つの平面上の少なくとも３つの接触点の座標値に従って溶接対象の１つの平面が検出され、その平面の法線に沿ってトーチの姿勢が制御される。そして、姿勢が制御されたトーチの先端の電極が溶接対象の１つの平面上の測定点に接触される。これにより、溶接対象の１つの平面に対してトーチ先端の電極が、姿勢よく短時間で接触される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、設置状況に応じて、電極先端電圧の測定に要する時間の短縮が可能な溶接システム及び制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】溶接システムの概略構成図である。
【図２】溶接用電源装置及び制御装置の概略構成図である。
【図３】抵抗値及びインダクタンス値の算出処理における波形図である。
【図４】トーチの姿勢制御の概略説明図である。
【図５】非接触計測による平面検出の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、溶接システムの制御装置１１は、マニピュレータ１２と接続されている。マニピュレータ１２は、例えば６軸の間接を有する多関節マニピュレータであり、複数のアームを備えている。各アームは、図示しない駆動モータによって相対回転可能に連結されている。駆動モータに備えられた図示しないエンコーダは、アームの関節角度に応じた信号を出力する。制御装置１１は、各エンコーダの出力信号に基づいて、教示点等の空間座標値を算出する。マニピュレータ１２のアーム先端にはトーチＴＨが取着されている。トーチＴＨは、溶接対象Ｍを溶接するためのワイヤ電極１３を支持する。
【００２８】
また、制御装置１１は、溶接対象Ｍをアーク溶接するための例えば直流電力を生成する溶接用電源装置（単に溶接電源と表記）１４に接続されている。溶接電源１４は、パワーケーブル１５を介してトーチＴＨに接続されている。トーチＴＨは、ワイヤ電極１３への給電を行うコンタクトチップＴＨａ（図２参照）を有している。また、溶接電源１４は、パワーケーブル１６を介して溶接対象Ｍと接続される。
【００２９】
溶接電源１４は、制御装置１１により設定される溶接条件（溶接電流、溶接電圧、等）に応じた直流電力を生成する。この直流電力は、溶接電源１４に接続されたパワーケーブル１５，１６を介してトーチＴＨに支持されたワイヤ電極１３と溶接対象Ｍに供給される。ワイヤ電極１３と溶接対象Ｍに給電された直流電力は、ワイヤ電極１３と溶接対象Ｍとの間にアークを発生させる。
【００３０】
また、制御装置１１は、可搬式操作部としてのティーチペンダント１７と接続されている。ティーチペンダント１７は、例えば液晶表示パネル等からなる表示部１７ａと、各種キーや操作ダイヤル等の入力部１７ｂを備えている。表示部１７ａは、制御装置１１の動作モードや各種の動作における値（例えば座標値）を表示するために用いられる。入力部１７ｂは、動作モードの設定や、マニピュレータ１２に対する教示点の設定、マニピュレータ１２の直接的な操作のために用いられる。
【００３１】
このようなティーチペンダント１７は、溶接対象Ｍの溶接箇所や溶接線を教示するために用いられる。溶接作業者は、ティーチペンダント１７を操作して溶接箇所や溶接線を指定するための点（教示点）、トーチＴＨの姿勢、等を設定する。制御装置１１は、設定された教示点等を含む教示プログラムを記憶装置に記憶する。そして、溶接開始が指示されると、制御装置１１は、記憶装置から読み出した教示プログラムに従ってマニピュレータ１２を制御してトーチＴＨの位置及び姿勢を設定するとともに、溶接電源１４から溶接条件に応じた直流電力を出力させる。その直流電力によりトーチＴＨに支持されたワイヤ電極１３と溶接対象Ｍとの間にアークが発生し、このアークにより溶接対象Ｍに対するアークアーク溶接が行われる。
【００３２】
図２に示すように、制御装置１１の中央処理装置（ＣＰＵ）２１は、メモリ（ＲＯＭ）２２、メモリ（ＲＡＭ）２３、記憶部２４、及びドライバ２５とバス２６を介して相互に接続されている。ＲＯＭ２２は記憶内容を書換え可能な不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）であり、図１に示すマニピュレータ１２を制御するための制御ソフトウェアを記憶する。ＲＡＭ２３は揮発性メモリ（例えば、ＳＲＡＭ）であり、作業メモリとして使用される。記憶部２４は、書換え可能な不揮発性メモリであり、教示プログラムや手動操作座標系等の各種座標系の定義パラメータ等を記憶する。
【００３３】
ドライバ２５は、図１に示すマニピュレータ１２の駆動モータに接続される。ＣＰＵ２１は、教示プログラムに従って、マニピュレータ１２を制御する。例えば、ＣＰＵ２１は、図示しないエンコーダからの現在位置情報（すなわち、関節角度）等に基づいて、マニピュレータ１２の図示しない駆動モータを駆動制御して、トーチＴＨを教示点に移動させるとともに教示プログラムに記述されたトーチ姿勢に基づいてトーチＴＨの姿勢を変更する。そして、ＣＰＵ２１は、教示プログラムに従って、トーチＴＨに支持されたワイヤ電極１３と溶接対象Ｍに対してアークの発生に必要な直流電力を供給するように、溶接電源１４に対して溶接条件を設定する。
【００３４】
溶接電源１４は、制御装置１１により設定された溶接条件に応じて、商用電源から供給される三相の交流入力電力をアーク溶接に適した直流出力電力に変換する。交流入力電力は、ダイオードブリッジ及び平滑コンデンサよりなる整流平滑回路４１にて直流電力に変換され、変換された直流電力はＩＧＢＴ等のスイッチング素子ＴＲを例えば４個用いたブリッジ回路にて構成されるインバータ回路４２にて高周波交流電力に変換される。
【００３５】
インバータ回路４２にて生成された高周波交流電力は、溶接トランス４３にて所定電圧値に調整された二次側交流電力に変換される。溶接トランス４３の二次側交流電力は、ダイオードを用いた整流回路４４と直流リアクトル４５とで、アーク溶接に適した直流出力電力に変換される。
【００３６】
直流リアクトル４５が接続された溶接電源１４のプラス側出力端子は、パワーケーブル１５ａを介してワイヤ供給装置１８に接続される。溶接電源１４のマイナス側出力端子は、パワーケーブル１６を介して溶接対象Ｍに接続される。なお、図１において、ワイヤ供給装置１８は省略されている。
【００３７】
ワイヤ供給装置１８は、一線式パワーケーブル１５ｂを介してトーチＴＨに接続される。一線式パワーケーブル１５ｂは、例えば、中心にワイヤ電極１３をガイドするためのコイルライナが設けられ、その外周にガスを流すためのホースが設けられている。そして、このホースの外周には、電力を供給するための導電線が被覆され、最外周が絶縁被覆されている。トーチＴＨは、ワイヤ電極１３への給電を行うコンタクトチップＴＨａを有し、このコンタクトチップＴＨａは一線式パワーケーブル１５ｂの銅電線と電気的に接続される。これにより、溶接電源１４の出力電力は、ワイヤ電極１３に供給される。
【００３８】
このように、溶接電源１４にて生成された直流出力電力は、ワイヤ電極１３と溶接対象Ｍに給電され、ワイヤ電極１３と溶接対象Ｍとの間に発生するアークにより、溶接対象Ｍに対するアーク溶接が行われる。このとき、ワイヤ電極１３は溶接時に消耗するため、ワイヤ供給装置１８は、溶接による消耗に応じてワイヤ電極１３を送給する。
【００３９】
溶接電源１４は、制御装置１１のＣＰＵ２１と接続された制御装置３１を備える。制御装置３１は、処理部（ＣＰＵ）３２と記憶部３３を備えている。処理部３２は、制御装置１１より設定された溶接条件に応じて、インバータ回路４２のスイッチング素子ＴＲに対しＰＷＭ制御を実施し、直流出力電力をその時々で適正値とする制御を行う。このとき、制御装置３１は、その時々の出力電流Ｉ及び出力電圧Ｖの検出を行い、検出した出力電流Ｉ及び出力電圧Ｖに基づくＰＷＭ制御へのフィードバックを行う。
【００４０】
即ち、溶接電源１４内の例えばマイナス側出力端子の電源線上に電流センサ４６が備えられており、制御装置３１は、処理部（ＣＰＵ）３２においてその電流センサ４６を介して溶接電源１４の出力電流Ｉを検出する。なお、電流センサ４６は、プラス側出力端子の電源線状に備えられても良い。また、整流回路４４の直後の電源線間に電圧センサ４７が備えられており、制御装置３１は、処理部３２においてその電圧センサ４７を介して溶接電源１４の出力電圧Ｖを検出する。そして、制御装置３１は、処理部３２にてその時々に検出した出力電流Ｉ及び出力電圧Ｖに基づいてＰＷＭ制御のデューティの算出を行い、インバータ回路４２に出力するＰＷＭ制御信号を生成する。
【００４１】
ＰＷＭ制御において、制御に用いる出力電圧Ｖに、ワイヤ電極１３の先端電圧Ｖａを用いることが好ましいが、先端電圧Ｖａの直接的な検出は困難である。そこで、制御装置３１は、電圧センサ４７からワイヤ電極１３までの間の電圧変化分を記憶装置（図示略）に予め保持しておき、その時々に検出した出力電圧Ｖにその電圧変化分の補正を行って先端電圧Ｖａを算出し、その先端電圧Ｖａを用いてＰＷＭ制御を実施する。
【００４２】
ところで、電圧センサ４７からワイヤ電極１３までの間の電圧変化分は、溶接電源１４内部の電圧変化分（整流回路４４から出力端子までの抵抗値Ｒ１とインダクタンス値Ｌ１による電圧変化分）と、外部の電圧変化分（接続端子からワイヤ電極１３先端まで（パワーケーブル１５ａ，１６及び一線式パワーケーブル１５ｂ）の抵抗値Ｒ２とインダクタンス値Ｌ２による電圧変化分）を含む。内部電圧変化分は、使用状態の影響を受けないために予め補正項として先端電圧Ｖａの算出に組み込むことが可能である。しかし、外部電圧変化分は、パワーケーブル１５ａ，１６のケーブル長や敷設状態（直線敷設や周回敷設、その周回数）等、使用者毎に条件が相違するため、抵抗値Ｒ２とインダクタンス値Ｌ２の変化の影響を大きく受ける。
【００４３】
そのため、使用者が溶接システムを現場に設置し、パワーケーブル１５ａ，１６の敷設も含めて正に使用状態としたところで、内部の抵抗値Ｒ１及びインダクタンス値Ｌ１と、外部の抵抗値Ｒ２及びインダクタンス値Ｌ２とを合計した抵抗値Ｒ及びインダクタンス値Ｌが測定される。測定した合計抵抗値Ｒ及び合計インダクタンス値Ｌは、制御装置３１内に保持される。
【００４４】
また、制御装置３１は、短絡が発生したときの出力電流を制御することによってスパッタを低減するように、インバータ回路４２を制御する。例えば、制御装置３１は、出力電圧Ｖの変化等により、短絡が発生する期間と、アークが発生する期間を検出し、短絡が発生するとき、出力電流Ｉの減少を急峻として短絡発生時やアーク発生時の電流値を抑制し、スパッタの発生量の低減を図る。
【００４５】
上記の制御装置１１には、マニピュレータ１２を制御してトーチＴＨの先端を溶接対象Ｍに当接させ、合計抵抗値Ｒ及び合計インダクタンス値Ｌの測定を行うための処理を実行する測定モードが備えられている。制御装置１１は、例えばティーチペンダント１７に備えられる操作スイッチ（図示略）の操作に基づいて測定モードに移行する。なお、測定モードへの移行は、溶接電源１４に備えられる操作スイッチや、ワイヤ供給装置１８に備えられる操作リモコン（共に図示略）が使用されてもよい。
【００４６】
測定モードにおいて、トーチＴＨの先端部に備えられワイヤ電極１３への給電を行うコンタクトチップＴＨａを溶接対象Ｍに接触させ、抵抗値Ｒ及びインダクタンス値Ｌを測定する。なお、コンタクトチップＴＨａを溶接対象Ｍに接触させる際、トーチＴＨに備えられたチップノズル（図示略）が取り外される。なお、ワイヤ電極１３を溶接対象Ｍに接触させる、トーチＴＨ先端に接触用の特殊治具を取着してこの治具を溶接対象Ｍに接触させ、抵抗値Ｒ及びインダクタンス値Ｌを測定してもよい。
【００４７】
測定モードについて詳述する。
制御装置１１（ＣＰＵ２１）は、図２に示すＲＯＭ２２に記憶された作業プログラムに従って、溶接対象Ｍの１つの平面を測定する工程［平面測定］と、測定した平面にトーチＴＨの先端を当接させる工程［タッチ検出］と、抵抗値Ｔ及びインダクタンス値Ｌを測定する工程［実測定］とを実施する。各工程について説明する。
【００４８】
［平面測定］
制御装置１１は、図４に示すように、溶接対象Ｍ上の１つの平面Ｍａにおいて互いに座標値が異なる３つの接触点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の空間座標値を測定する。このとき、作業者は、図１に示すティーチペンダント１７を操作してマニピュレータ１２を駆動し、コンタクトチップＴＨａの先端を溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａに当接させる。
【００４９】
制御装置１１は、溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａに対してコンタクトチップＴＨａを当接させる際に、溶接電源１４に対して、当接検出に必要な直流電力（検出用電力）を出力するように、指令する。溶接電源１４は、指令に応答して、所定の出力電圧Ｖｓ（検出用電圧：例えば１５［Ｖ］）であり、電流量を制限した直流電力を出力する。そして、溶接電源１４は、電圧センサ４７により検出した出力電圧Ｖｍに基づいて、コンタクトチップＴＨａが溶接対象Ｍの平面に接触したか否かを判定し、その判定結果に応じた信号を出力する。溶接対象Ｍの平面に対してコンタクトチップＴＨａが非接触の場合、溶接電源１４の出力端子間電圧は、検出電圧と等しい。溶接対象Ｍの平面に対してコンタクトチップＴＨａが接触すると、出力端子間電圧は、整流回路４４の出力端子間の抵抗値と出力電流との積となり、０［Ｖ］付近の僅かな電圧値となる。従って、溶接電源１４は、検出される出力電圧Ｖｍの低下、例えば所定のしきい値より低くなると、溶接対象ＭとコンタクトチップＴＨａが接触状態にあると判定する。
【００５０】
制御装置１１は、溶接電源１４から出力される信号（接触判定結果）に基づいて、コンタクトチップＴＨａと溶接対象Ｍとが接触状態か非接触状態かをティーチペンダント１７の表示部１７ａに表示する。作業者は、この表示部１７ａに示される状態に従って、コンタクトチップＴＨａが溶接対象Ｍの平面に接触するまでマニピュレータ１２を操作する。このようにコンタクトチップＴＨａが溶接対象Ｍの平面に接触させた作業者は、ティーチペンダント１７の所定キー（例えば決定キー）を操作する。制御装置１１は、その操作に応答して、コンタクトチップＴＨａの先端が接触した溶接対象Ｍの平面上の接触点Ｐ１の空間座標値を測定する。例えば、制御装置１１は、マニピュレータ１２の各関節に備えられた図示しないエンコーダの出力信号に基づいて、接触点Ｐ１の空間座標値を算出し、この空間座標値を記憶部２４（図２参照）に格納する。
【００５１】
同様にして、制御装置１１は、他の２つの接触点Ｐ２，Ｐ３の空間座標値を算出し、各点Ｐ２，Ｐ３の空間座標値を記憶部２４に格納する。そして、制御装置１１は、記憶部２４から読み出した３つの接触点Ｐ１〜Ｐ３の空間座標値に基づいて、それら接触点Ｐ１〜Ｐ３を含む平面を検出する。例えば、制御装置１１は、各接触点Ｐ１〜Ｐ３の空間座標値に基づいて、３つの接触点Ｐ１〜Ｐ３を含む平面の方程式を表すパラメータ（平面パラメータ）を算出する。そして、制御装置１１は、算出した平面パラメータを記憶部２４に格納する。更に、制御装置１１は、検出した平面に対する法線の方程式を表すパラメータ（法線パラメータ）を算出し、この法線パラメータを記憶部２４に格納する。
【００５２】
［タッチ検出］
制御装置１１は、マニピュレータ１２を制御し、測定した平面に対して垂直にトーチＴＨの先端を溶接対象Ｍに当接させる。制御装置１１には、この動作において、［全自動モード］（第１のモード）と［半自動モード］（第２のモード）が設定されている。制御装置１１は、例えば、ティーチペンダント１７の表示部に、これら２つのモード（例えば文字列）を、ダイヤル操作やキー操作等によって切替表示し、決定キーの操作に応答して表示されたモードの情報を取得する。そして制御装置１１は、取得した情報に従って、［全自動モード］又は［半自動モード］に応じてマニピュレータ１２及び溶接電源１４を制御する。
【００５３】
先ず、［全自動モード］について説明する。
制御装置１１は、トーチＴＨ先端のコンタクトチップＴＨａを接触させる溶接対象Ｍ上の点（測定点）ＰＭを算出する。例えば、制御装置１１は、測定点ＰＭを上記［平面測定］における３つの接触点Ｐ１〜Ｐ３の中心とし、その測定点ＰＭの空間座標値を算出する。そして、制御装置１１は、算出した測定点ＰＭにコンタクトチップＴＨａの先端が接触し、かつトーチＴＨの先端部が平面の法線と平行になるように、マニピュレータ１２及びトーチＴＨの姿勢を制御する。なお、この［タッチ検出］においてコンタクトチップＴＨａの接触は、上記の［平面測定］と同様に、所定の検出電圧（１５［Ｖ］程度）の直流電力を用いて行うことができる。
【００５４】
このとき、制御装置１１は、コンタクトチップＴＨａの移動速度を、例えば溶接対象ＭとコンタクトチップＴＨａの間の距離に応じて制御する。例えば、制御装置１１は、溶接対象Ｍの近傍（例えば、測定点ＰＭから所定距離（例えば３０［ｍｍ］）離れた位置）までコンタクトチップＴＨａが第１の速度で移動するようにマニピュレータ１２を制御し、溶接対象Ｍに接触するまで第１の速度より遅い第２の速度でマニピュレータ１２を制御する。これにより、短時間でコンタクトチップＴＨａを溶接対象Ｍの平面に接触させる。
【００５５】
そして、制御装置１１は、トーチＴＨを上記の法線方向に沿って溶接対象Ｍに対して所定距離（例えば１［ｍｍ］）移動させる。このようにトーチＴＨ先端のコンタクトチップＴＨａを溶接対象Ｍに対して所定距離押し込む工程を行うことで、コンタクトチップＴＨａと溶接対象Ｍの平面との接触を確実にし、実測定の準備を完了する。このように、コンタクトチップＴＨａを溶接対象Ｍに対して押し込むことで、アーキング即ちコンタクトチップＴＨａと溶接対象Ｍとの間にアークが発生することを防止し、コンタクトチップＴＨａの破損等を防止する。
【００５６】
次に、［半自動モード］について説明する。
制御装置１１は、トーチＴＨ先端のコンタクトチップＴＨａを接触させる溶接対象Ｍ上の点（測定点）ＰＭを算出する。作業者は、ティーチペンダント１７を用いてマニピュレータ１２を駆動し、トーチＴＨ先端のコンタクトチップＴＨａを、測定点ＰＭの近傍まで移動させる。例えば、制御装置１１は、コンタクトチップＴＨａ先端の空間座標値と測定点ＰＭの空間座標値の差をティーチペンダント１７の表示部１７ａに表示する。このような表示は、作業者の操作によるマニピュレータ１２の移動を容易にする。
【００５７】
このように、作業者がマニピュレータ１２を駆動することにより、測定点ＰＭまでの間に障害物が存在する場合に、その障害物を迂回してコンタクトチップＴＨａを測定点ＰＭまで移動させることができる。この移動が完了すると、作業者は、ティーチペンダント１７に備えられたキー（例えば、タッチ検出の開始キー）を操作する。すると、制御装置１１は、その操作に応答して、第２の速度でマニピュレータ１２を制御し、コンタクトチップＴＨａを溶接対象Ｍの平面に接触させる。そして、制御装置１１は、上記［全自動モード］と同様に、トーチＴＨ先端のコンタクトチップＴＨａを溶接対象Ｍに対して所定距離押し込む。そして、実測定の準備を完了する。
【００５８】
［実測定］
制御装置１１は、溶接電源１４に対して、抵抗値Ｒ及びインダクタンス値Ｌを測定するための制御指令を送信する。溶接電源１４の制御装置３１（処理部３２）は、制御指令に応答して、抵抗値Ｒ及びインダクタンス値Ｌの実測定を実施する。
【００５９】
即ち、制御装置３１は、インバータ回路４２を動作させて、図３に示すように、出力電流Ｉを電流値Ｉｐまで増大させる。この電流値Ｉｐは、直流リアクトル４５の単体において、所定のインダクタンス値Ｌａとなる電流値である。合計インダクタンスは、パワーケーブル１５ａ，１６の敷設状態等でオフセットするため、そのオフセット分も考慮した電流値に設定される。そして、制御装置３１は、所定期間、このような電流値Ｉｐを保持し、その期間における電圧センサ４７の出力値Ｖを平均化した平均電圧値Ｖｅを算出する。そして、制御装置３１は、合計抵抗値Ｒを、
Ｒ＝Ｖｅ／Ｉｐ  ・・・  （ａ）
により算出する。そして、制御装置３１は、算出した合計抵抗値Ｒをレジスタ等に記憶する。
【００６０】
次いで、制御装置３１は、インバータ回路４２の動作を停止させて、この時の時刻Ｔ０から計時を開始する。そして、制御装置３１は、刻々と変化する出力電流Ｉをサンプリングし、時定数に該当する電流減衰量となる電流値ΔＩｐ（＝Ｉｐ×３６．８％）に到達した時刻をＴ１とし、その時刻Ｔ１−Ｔ０間の時間（時定数）τを求める。そして、制御装置３１は、合計インダクタンス値Ｌ（リアクトル４５の単体ではインダクタンス値Ｌａ）を、
Ｌ＝Ｒ・τ（＝Ｖｅ・τ／Ｉｐ）  ・・・  （ｂ）
により算出する。そして、制御装置３１は、算出した合計インダクタンス値Ｌをレジスタ等に記憶する。
【００６１】
以上で、制御装置３１は、実測定を終了する。そして、制御装置３１は、測定終了を示す旨の信号を制御装置１１に送信する。制御装置１１は、その信号を受け、測定モードを終了する。
【００６２】
なお、実測定の実施中に、コンタクトチップＴＨａの短絡状態が異常となることも考えられるため、制御装置３１の処理部３２は、検出した出力電圧Ｖｍの異常電圧の検出を行っている。短絡異常に起因する異常電圧が生じたことを検出すると、処理部３２は上記と同様に作業者に異常の旨を報知する。作業者は同様にその異常報知を受け、コンタクトチップＴＨａの確実な短絡を図り、再度測定前判定からの測定が実施される。
【００６３】
更に、コンタクトチップＴＨａの短絡異常が生じないで測定が正常に終了しても、取得した合計抵抗値Ｒと合計インダクタンス値Ｌとが異常値となり得ることも考えられる。例えば、溶接電源１４とトーチＴＨとの間に敷設されるパワーケーブル１５ａ，１６が断面積、ケーブル長等で適合しないものを用いていたり、適合品としても異常な巻回状態となっていたりする場合等では測定値が異常値となり得る。これを踏まえ、本実施形態の制御装置３１に備えられる記憶部３３には、本溶接電源１４に好適なケーブル１５ａ，１６の断面積やケーブル長等と共に、その抵抗値○［Ω］とインダクタンス値△［μＨ］との適正範囲が関連付けられデータベース（ＤＢ）化されて保持されている。
【００６４】
そして、処理部３２は、現在用いているケーブル１５ａ，１６の抵抗値及びインダクタンス値の適正範囲から、実際に測定した合計抵抗値Ｒや合計インダクタンス値Ｌがその適正範囲内か否かの判定を行う。適正範囲内である場合は、合計抵抗値Ｒや合計インダクタンス値Ｌの更新、即ち制御装置３１として現在保持している合計抵抗値Ｒや合計インダクタンス値Ｌのデータ更新を行い、以降の制御に用いる。一方、測定した合計抵抗値Ｒや合計インダクタンス値Ｌが適正範囲外（異常値）であると判定した場合には、制御装置３１として現在保持している合計抵抗値Ｒや合計インダクタンス値Ｌのデータ更新を行わず、異常報知を実施する。作業者はその異常報知を受け、測定状態の確認、現在用いているパワーケーブル１５ａ，１６自体の確認やその敷設状態の確認等を行うことができる。
【００６５】
［溶接時］
制御装置１１は、例えばティーチペンダント１７の操作により溶接開始が指示されると、記憶装置から読み出した教示プログラムに従ってマニピュレータ１２を制御してトーチＴＨの位置及び姿勢を設定するとともに、溶接電源１４に対して溶接に必要な出力電力を出力するように溶接条件を出力する。
【００６６】
制御装置３１は、溶接条件に応じて生成した出力電力を出力する。このとき、制御装置３１は、記憶した合計抵抗値Ｒ及び合計インダクタンス値Ｌと、検出したその時々の出力電流Ｉ及び出力電圧Ｖに基づいて、先端電圧Ｖａを、
Ｖａ＝Ｖ−Ｌ・ｄＩ／ｄｔ−Ｒ・Ｉ  ・・・  （ｄ）
により算出する。そして、制御装置３１は、算出した先端電圧Ｖａを用いてＰＷＭ制御を実施する。
【００６７】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）制御装置１１は、ティーチペンダント１７の操作に従ってマニピュレータ１２を駆動制御し、作業者はトーチＴＨ先端のコンタクトチップＴＨａを、溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａ上の接触点Ｐ１〜Ｐ３に接触させる。制御装置１１は、各接触点Ｐ１〜Ｐ３の空間座標値を算出し、各接触点Ｐ１〜Ｐ３の空間座標値を記憶部２４に記憶する。そして、制御装置１１は、接触点Ｐ１〜Ｐ３の各空間座標値に基づいて、接触点Ｐ１〜Ｐ３を含む平面Ｍａを検出し、その平面Ｍａに対する法線を検出し、その平面Ｍａ及び法線を記憶部２４に格納する。制御装置１１は、トーチＴＨを法線と平行に制御し、溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａ上の測定点ＰＭにコンタクトチップＴＨａを接触させる。そして、制御装置１１は、溶接電源１４に先端電圧Ｖａの算出にかかる実測定を指示するようにした。
【００６８】
溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａ上の少なくとも３つの接触点Ｐ１〜Ｐ３の空間座標値に従って溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａが検出され、その平面Ｍａの法線に沿ってトーチＴＨの姿勢が制御される。そして、姿勢が制御されたトーチＴＨの先端のコンタクトチップＴＨａが溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａ上の測定点ＰＭに接触される。これにより、溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａに対してトーチＴＨ先端のコンタクトチップＴＨａを、姿勢よく短時間で接触させることができ、作業に要する時間を短縮することができる。
【００６９】
（２）制御装置１１は、ティーチペンダント１７の操作に従ってマニピュレータ１２を制御し、コンタクトチップＴＨａと溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａとの接触を検出するための検出電力を出力するよう溶接電源１４に対して指示する。溶接電源１４は、平面Ｍａ検出手段の指示に応答して、電流量を制限し所定の検出電圧とした検出電力を出力し、検出手段にて検出した出力電圧Ｖに応じてコンタクトチップＴＨａと溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａとの接触状態を判定し、その判定結果を出力し、平面Ｍａ検出手段は、判定結果に基づいて、溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａに接触したコンタクトチップＴＨａの接触点Ｐ１〜Ｐ３における空間座標値を算出する。
【００７０】
これにより、所定の検出電圧と、出力電圧Ｖとに基づいて、溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａ上の各接触点Ｐ１〜Ｐ３とコンタクトチップＴＨａとの接触が容易に判定される。そして、各接触点Ｐ１〜Ｐ３とコンタクトチップＴＨａとの接触の状態が、各接触点Ｐ１〜Ｐ３において同じようになるため、溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａを精度良く検出することが可能となる。
【００７１】
（３）制御装置１１は、［全自動モード］と［半自動モード］とを有し、ティーチペンダント１７の操作に応じて［全自動モード］と［半自動モード］の何れかを選択する。［全自動モード］において、制御装置１１は、測定点ＰＭに対応する位置まで第１の速度にてトーチＴＨを移動させ、第１の速度より遅い第２の速度にてトーチＴＨを移動させてコンタクトチップＴＨａを測定点ＰＭに接触させる。［半自動モード］において、制御装置１１は、ティーチペンダント１７の操作に従って移動されたトーチＴＨを、第２の速度にて移動させてコンタクトチップＴＨａを測定点ＰＭに接触させる。
【００７２】
［全自動モード］を選択することにより、作業者における作業工程を低減し、トーチＴＨ先端のコンタクトチップＴＨａを溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａ上の測定点ＰＭに対して容易に接触させることができる。また、［半自動モード］を選択することにより、障害物等との接触を回避してトーチＴＨを移動させた後、トーチＴＨ先端のコンタクトチップＴＨａを溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａ上の測定点ＰＭに対して容易に接触させることができる。
【００７３】
（４）制御装置１１は、コンタクトチップＴＨａと測定点ＰＭとの接触を検出するための検出電力を出力するよう溶接電源１４に対して指示する。溶接電源１４は、平面Ｍａ検出手段の指示に応答して、電流量を制限し所定の検出電圧とした検出電力を出力し、検出手段にて検出した出力電圧Ｖに応じてコンタクトチップＴＨａと溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａとの接触状態を判定し、その判定結果を出力する。制御装置１１は、判定結果に基づいて、測定点ＰＭにコンタクトチップＴＨａを接触させた後、トーチＴＨを法線と平行な方向に、溶接対象Ｍに対して所定距離押し込むようにした。
【００７４】
これにより、所定の検出電圧と、出力電圧Ｖとに基づいて、溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａ上の測定点ＰＭとコンタクトチップＴＨａとの接触を容易に判定することができる。そして、トーチＴＨを平面Ｍａの法線と平行な方向に、溶接対象Ｍに対して押し込むことで、測定点ＰＭに対してコンタクトチップＴＨａを確実に接触させることができ、アーキング等の発生を抑制し、コンタクトチップＴＨａの破損等を防止することができる。
【００７５】
（５）溶接電源１４は、コンタクトチップＴＨａを短絡状態として、出力電力を伝達する経路の合計抵抗値Ｒと合計インダクタンス値Ｌを算出する。そして、溶接電源１４は、検出した出力電圧Ｖの電圧値に対してコンタクトチップＴＨａ先端までの経路上の合計抵抗値Ｒ及び合計インダクタンス値Ｌにかかる電圧変化分を補正して先端電圧Ｖａを算出する。
【００７６】
これにより、溶接対象Ｍの１つの平面Ｍａに対してトーチＴＨ先端のコンタクトチップＴＨａが正しく接触されるため、設置した状態において、インバータ回路の出力電力を伝達する経路における合計抵抗値Ｒと合計インダクタンス値Ｌを高い精度にて算出することができる。そして、その合計抵抗値Ｒと合計インダクタンス値Ｌに従ってインバータ回路４２をＰＷＭ制御することにより、スパッタの低減と、アークの安定性向上を図ることが可能となる。
【００７７】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記形態では、コンタクトチップＴＨａの接触判定に、溶接電源１４から出力される直流電力を用いたが、その他の方法により接触判定を行うようにしてもよい。例えば、マニピュレータ１２の各アームを駆動する駆動モータに流れる電流（モータ駆動電流）の変化（過電流）により、接触判定を行うようにしてもよい。
【００７８】
・上記形態の測定モードにおいて、コンタクトチップＴＨａと溶接対象Ｍが十分な短絡状態となっているかの判定（測定前判定）を行うようにしてもよい。コンタクトチップＴＨａの短絡状態が正常である場合、整流回路４４の出力電圧Ｖｓ（例えば１５［Ｖ］）に対して検出電圧Ｖｍは０［Ｖ］付近の僅かな電圧値である。従って、検出される検出電圧Ｖｍが短絡異常判定のための閾値より低いため、処理部３２は実測定が可能な短絡状態にあると判定する。一方、短絡異常が生じている場合には、検出電圧Ｖｍの電圧値は短絡異常判定のための閾値より高くなる。この場合、処理部３２は、次の実測定が好適に行えない短絡異常状態であると判定し、作業者に異常の旨を報知する。
【００７９】
異常報知には、例えば、ティーチペンダント１７の表示部１７ａが用いられる。なお、溶接電源１４やワイヤ供給装置１８等に備えられる表示器、ブザーやリレーの作動音等、音声を出力する装置、等を用いて異常報知を行うようにしてもよい。また、トーチＴＨの先端部から不活性ガスを放出しながら溶接を行う溶接システムとした場合、ガスの放出音にて先の異常報知を行うこともできる。
【００８０】
・上記形態では、溶接対象Ｍの平面Ｍａに対するコンタクトチップＴＨａの接触・非接触を溶接電源１４が判定するようにしたが、これを制御装置１１が行うようにしてもよい。例えば、溶接電源１４は、測定モードにおいて電圧センサ４７により検出した出力電圧Ｖｍを所定の時間間隔で順次出力し、制御装置１１は、溶接電源１４の出力値（出力電圧Ｖｍ）の変化に基づいて、溶接対象ＭとコンタクトチップＴＨａの状態を判定する。このようにしても、溶接対象ＭとコンタクトチップＴＨａの接触状態を安定して確実に検出することができる。
【００８１】
・上記形態では、コンタクトチップＴＨａを接触させる溶接対象Ｍ上の測定点（ＰＭ）を、３つの接触点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）の中心としたが、測定点を適宜設定するようにしてもよい。例えば、３つの接触点を頂点とする三角形の重心を測定点としてもよい。また、３つの接触点のうちの１つ（例えば、最初に空間座標値を算出した接触点）を測定点としてもよい。
【００８２】
また、コンタクトチップＴＨａ（測定時の電極１３の代用）を溶接対象Ｍの平面Ｍａに接触させたその接触点Ｐ１〜Ｐ３から平面検出を行う態様であったが、例えば図５に示すように、トーチＴＨにレーザセンサ１９を備え、レーザセンサ１９を用いた非接触計測による平面検出を行う態様であってもよい。レーザセンサ１９は、溶接対象Ｍの平面Ｍａに対するレーザ光の照射及びその反射光から得た出力信号を制御装置１１に出力し、制御装置１１は、その出力信号に基づいて、溶接対象Ｍの平面Ｍａ上の計測点Ｐｘの空間座標値を算出し、算出した座標値から平面Ｍａの検出を行う。尚、レーザセンサ１９以外の非接触式センサを用いることもできる。このような非接触式センサを用いることで平面検出を短時間で行うことができ、またトーチＴＨと溶接対象Ｍとの無用な衝突や干渉を低減でき、互いの保護が可能である。
【００８３】
また、上記では計測点Ｐｘの数を特に言及しなかったが、接触点Ｐ１〜Ｐ３のように３点計測による平面検出としてもよく、また２以下、４以上で平面検出するものであってもよい。上記した接触点Ｐ１〜Ｐ３の数についても同様に、３以外であってもよい。
【００８４】
・上記形態では、直流リアクトル４５に、線形特性を有するリアクトルを用いたが、過飽和特性を有するリアクトルを用いてもよい。過飽和リアクトルを用いることで、高電流領域ではインダクタンス値が小さいことから電流平滑のための波形制御への影響が小さく、低電流領域ではインダクタンス値が増大することでアーク切れが防止されると言うように、全電流領域に亘って好適な直流出力電力を生成することが可能となる。
【００８５】
・上記実施形態では、実測定中に電極１３の短絡異常の判定を行うようにしたが、これを省略してもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１１        制御装置（平面検出手段、接触制御手段、測定指示手段）
１２        マニピュレータ
１３        ワイヤ電極
１４        溶接用電源装置（溶接電源）
１５，１６  パワーケーブル
１７        ティーチペンダント（操作部）
１７ａ      表示部
１７ｂ      入力部
２４        記憶部
２５        ドライバ
３１        制御装置（制御手段、先端電圧算出手段、抵抗値算出手段、インダクタンス値算出手段、情報生成手段）
４１        整流回路
４２        インバータ回路
４３        溶接トランス
４４        整流回路（直流変換手段）
４５        直流リアクトル（直流変換手段）
４６        電流センサ（検出手段）
４７        電圧センサ（検出手段）
Ｍ          溶接対象
Ｍａ        平面
ＴＨ        トーチ
ＴＨａ      コンタクトチップ（電極）
Ｉ          出力電流
Ｉｐ        電流値
Ｖ          出力電圧
Ｖａ        先端電圧（先端電圧値）
Ｒ          合計抵抗値
Ｌ          合計インダクタンス値
Ｐ１〜Ｐ３  接触点（任意点）
Ｐｘ        計測点（任意点）
ＰＭ        測定点
【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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