(57)【要約】【課題】良好な裏ビードが得られているか否かを溶接中に判断することができる溶接装置を提供する。【解決手段】ルートギャップを有する突合せ継手８をアーク溶接する溶接装置において、電極ワイヤ３を挿通した溶接トーチ２を溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させる溶接ロボット１と、前記電極ワイヤ３に電力を供給する電源装置７と、前記溶接トーチ２に前記電極ワイヤ３を送給するワイヤ送給装置５と、前記溶接トーチ２の進退動作の特定位置において溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を計測し、裏ビードが正常に生成されたか否かを判断する判断手段１３とを備えた。【選択図】図１
2005028411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接装置において、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させる溶接ロボットと、前記電極ワイヤに電力を供給する電源装置と、前記溶接トーチに前記電極ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を計測し、裏ビードが正常に生成されたか否かを判断する判断手段とを備えたことを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接装置において、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させる溶接ロボットと、前記電極ワイヤに電力を供給する電源装置と、前記溶接トーチに前記電極ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を計測し、アークが正常な位置に発生しているか否かを判断する判断手段とを備えたことを特徴とする溶接装置。
【請求項３】
ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接装置において、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させる溶接ロボットと、前記電極ワイヤに電力を供給する電源装置と、前記溶接トーチに前記電極ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を計測し、前記突合せ継手を構成する２つの母材のルートエッジ同士が正常にブリッジしたか否かを判断する判断手段とを備えたことを特徴とする溶接装置。
【請求項４】
ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接装置において、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させる溶接ロボットと、前記電極ワイヤに電力を供給する電源装置と、前記溶接トーチに前記電極ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を計測し、溶接後のビード高さが正常範囲にあるか否かを判断する判断手段とを備えたことを特徴とする溶接装置。
【請求項５】
前記判断手段による判断結果に基づき、良好な裏ビードが得られるように、溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の溶接装置。
【請求項６】
ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接方法において、溶接ロボットによって、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させ、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において、溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を、判断手段に取込んで、裏ビードが正常に生成されたか否かを判断することを特徴とする溶接方法。
【請求項７】
ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接方法において、溶接ロボットによって、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させ、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において、溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を、判断手段に取込んで、アークが正常な位置に発生しているか否かを判断することを特徴とする溶接方法。
【請求項８】
ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接方法において、溶接ロボットによって、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させ、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を、判断手段に取込んで、前記突合せ継手を構成する２つの母材のルートエッジ同士が正常にブリッジしたか否かを判断することを特徴とする溶接方法。
【請求項９】
ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接方法において、溶接ロボットによって、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させ、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を、判断手段に取込んで、溶接後のビード高さが正常範囲にあるか否かを判断することを特徴とする溶接方法。
【請求項１０】
前記判断手段の判断結果を制御手段が取込み、良好な裏ビードが得られるように、溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を制御することを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルートギャップを有する突合せ継手を溶接する溶接装置及び溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ルートギャップを有する突合せ継手を溶接する場合、ルートギャップ部分に裏当て材を当て、この状態で開先部分に溶融金属を流し込んでいくことが一般的に行われるが、裏当て材を用いた場合、裏当て材を取り付けるための工数が増加し、また鋼裏当て材を用いた場合には、継手効率が低下する恐れがある。更に、箱型構造物においては、溶接後の裏当て材の除去が困難な場合が多い。そこで、突合せ継手にルートギャップが生じている場合でも、溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させることで、突合せ継手を構成する対向した２つの母材間に溶融金属をブリッジさせ、裏当て材を用いずに突合せ継手を溶接し、なおかつ良好な裏ビードを形成する技術が既に提唱されている（例えば非特許文献１等参照。）。
【非特許文献１】山本  光、外５名、“バッキングレスＶ開先継手におけるルートギャップ変動に対する裏ビードのフィードフォワード制御”、溶接学会論文集、平成１４年１１月、第２０巻、第４号、ｐ４９９−５０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の従来技術は、施工条件の設定により、ルートギャップに良好な裏ビードを形成することができるが、その溶接構造物の接合上の信頼性を確認するために、溶接後の裏ビードの形成状態を確認することがある。この場合に、溶接対象物が例えば箱型構造物であると、当該継手部分に良好な裏ビードが得られたかどうかを直接観察することは不可能である。このため、超音波等の非破壊検出手段により、裏ビードの状態を把握することは可能であるが、溶接後に全数検査を行うことは工程上困難な場合がある。
【０００４】
本発明は上記の事柄に鑑みてなされたもので、良好な裏ビードが得られているか否かを溶接中に判断することができる溶接装置及び溶接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】
【０００５】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接装置において、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させる溶接ロボットと、前記電極ワイヤに電力を供給する電源装置と、前記溶接トーチに前記電極ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を計測し、裏ビードが正常に生成されたか否かを判断する判断手段とを備えたことを特徴とする溶接装置にある。
【０００６】
また、第２の発明は、ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接装置において、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させる溶接ロボットと、前記電極ワイヤに電力を供給する電源装置と、前記溶接トーチに前記電極ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を計測し、アークが正常な位置に発生しているか否かを判断する判断手段とを備えたことを特徴とする溶接装置にある。
【０００７】
更に、第３の発明は、ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接装置において、  電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させる溶接ロボットと、前記電極ワイヤに電力を供給する電源装置と、前記溶接トーチに前記電極ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を計測し、前記突合せ継手を構成する２つの母材のルートエッジ同士が正常にブリッジしたか否かを判断する判断手段とを備えたことを特徴とする溶接装置にある。
【０００８】
また、第４の発明は、ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接装置において、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させる溶接ロボットと、前記電極ワイヤに電力を供給する電源装置と、前記溶接トーチに前記電極ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を計測し、溶接後のビード高さが正常範囲にあるか否かを判断する判断手段とを備えたことを特徴とする溶接装置にある。
【０００９】
更に、第５の発明は、第２乃至第５の発明において、前記判断手段による判断結果に基づき、良好な裏ビードが得られるように、溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を制御する制御手段を備えたことを特徴とする溶接装置にある。
【００１０】
また、第６の発明は、ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接方法において、溶接ロボットによって、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させ、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において、溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を、判断手段に取込んで、裏ビードが正常に生成されたか否かを判断することを特徴とする溶接方法にある。
【００１１】
更に、第７の発明は、ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接方法において、溶接ロボットによって、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させ、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において、溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を、判断手段に取込んで、アークが正常な位置に発生しているか否かを判断することを特徴とする溶接方法にある。
【００１２】
また、第８の発明は、ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接方法において、溶接ロボットによって、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させ、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を、判断手段に取込んで、前記突合せ継手を構成する２つの母材のルートエッジ同士が正常にブリッジしたか否かを判断することを特徴とする溶接方法にある。
【００１３】
更に、第９の発明は、ルートギャップを有する突合せ継手をアーク溶接する溶接方法において、  溶接ロボットによって、電極ワイヤを挿通した溶接トーチを溶接線に対しウィービングさせると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作させ、前記溶接トーチの進退動作の特定位置において溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を、判断手段に取込んで、溶接後のビード高さが正常範囲にあるか否かを判断することを特徴とする溶接方法にある。
【００１４】
また、第１０の発明は、第７乃至第９の発明において、前記判断手段の判断結果を制御手段が取込み、良好な裏ビードが得られるように、溶接電流、電流供給点電圧およびワイヤ送給速度を制御することを特徴とする溶接方法にある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ルートギャップを有する突合せ継手に、良好な裏ビードが得られているか否かを溶接中に判断することができるので、溶接作業後における裏ビードの成形の良否判断作業が不要になり、その溶接作業性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の溶接装置及び溶接方法の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の溶接装置の一実施の形態の全体構成を表す概略図で、この図１において、１は多関節型のアーム１ａを有する溶接ロボット、２はそのアーム１ａ先端に設けた溶接トーチ、３は溶接トーチ２に挿通された電極ワイヤ、４は溶接トーチ２に電極ワイヤ３を導くチューブ、５はリール６に巻回された電極ワイヤ３を溶接トーチ２に順次送給するワイヤ送給装置である。なお、特に図示していないが、溶接トーチ２には、シールドガスを噴射するガスノズルが設けてある。
【００１８】
７は電極ワイヤ３等に電力（電流・電圧）を供給する電源装置で、この電源装置７のプラス端子７ａは電極ワイヤ３（厳密にはチューブ４）に、マイナス端子７ｂは溶接対象であるルートギャップを有する突合せ継手８に、それぞれ接続している。また、電源装置７の図示しない出力端子は、ワイヤ送給装置５に接続しており、電源装置７からワイヤ送給装置５に供給される指令信号（電力）の大きさにより、電極ワイヤ３の送給速度が調整される。
【００１９】
９は溶接ロボット制御盤で、この溶接ロボット制御盤９は、溶接ロボット１、電源装置７に対する指令信号を演算する制御装置１０と、この制御装置１０で演算された各指令信号を溶接ロボット１及び電源装置７にそれぞれ出力する溶接ロボット駆動装置１１及び電源駆動装置１２と、裏ビードの成形の良否を判断する判断装置１３とを備えている。この判断装置１３の入力側には、ワイヤ送給装置５に連結したワイヤ送給量検出器１４と、電極ワイヤ３に印加される電流量を検出する電流量検出器１５と、電極ワイヤ３に印加される電圧量を検出する電圧量検出器１６とが接続されている。また、前記判断装置１３の出力側は、前記制御装置１０に接続されている。この判断装置１３の詳細な構成は後述する。
【００２０】
１７は溶接トーチ２の近傍（図１に矢印Ｘで図示した溶接線方向前方側）のアーム１ａの先端に設けたギャップ検出センサで、このギャップ検出センサ１３は突合せ継手８間のルートギャップや目違いを検出し、この検出値を制御装置１０に出力する。このギャップ検出センサ１３としては、例えばレーザセンサや超音波センサ等が用いられる。
【００２１】
図２は、本発明の溶接装置に用いられる判断装置１３の一実施の形態を示すもので、この判断装置１３の詳細な構成を説明するに先立って、この判断装置１３の判断原理を図３を用いて説明すると、ルートギャップに裏ビードが適正に形成されたか否かを判断するためには、図３に示すように、溶接ノズル２を構成する電極チップ１８の先端からアーク２０の先端までの距離Ｌｔを把握することにより、可能である。この距離Ｌｔは、溶接ノズル２内にある電極チップ１８の先端から電極ワイヤ３の先端までの長さ、すなわち突き出し長Ｌｅｘｔと、電極ワイヤ３の先端からアークＡの先端までの長さ、すなわちアーク長Ｌａｒｃとから求められる。これらは電極ワイヤ３に流れる溶接電流ｉ、電極ワイヤ３の送給速度ｖｆ、電極チップ１８先端からアークＡ先端までの電圧、すなわち電流供給点電圧Ｖｔ、およびアークＡの電流・電圧特性とから計算可能である。
【００２２】
図２に戻り、前述した判断装置１３の具体的な構成を説明すると、この図２において、図１と同符号のものは同一部分である。１９は第１の演算手段で、この第１の演算手段１９は、電極ワイヤ３に流れる溶接電流ｉ、電極ワイヤ３の送給速度ｖｆ、電極チップ１８の先端からアークＡの先端までの電圧、すなわち電流供給点電圧Ｖｔ、およびアークＡの電流・電圧特性を取込んで、溶接ノズル２内にある電極チップ１８の先端から電極ワイヤ３の先端までの長さ、すなわち突き出し長Ｌｅｘｔを演算する。
【００２３】
２０は第２の演算手段で、この第２の演算手段２０は電極ワイヤ３に流れる溶接電流ｉ、電極ワイヤ３の送給速度ｖｆ、電極チップ１８の先端からアークＡの先端までの電圧、すなわち電流供給点電圧Ｖｔ、およびアークＡの電流・電圧特性を取込んで、電極ワイヤ３の先端からアークＡの先端までの長さ、すなわちアーク長Ｌａｒｃを演算する。
【００２４】
２１は第３の演算手段で、この第３の演算手段２１は、第１の演算手段１９からの突き出し長Ｌｅｘｔと第２の演算手段２０からのアーク長Ｌａｒｃとから電極チップ１８の先端からアークＡの先端までの距離Ｌｔを演算する。
【００２５】
２２は記憶手段で、この記憶手段２２は予め設定した適正距離Ｌｘを記憶している。２３は比較手段で、この比較手段２３は、第３の演算手段２１からの演算距離Ｌｔが記憶手段２２に予め記憶した設定距離Ｌｘの範囲内にあるか否かを判断し、演算距離Ｌｔが設定距離Ｌｘの範囲外の場合には、制御装置１０に、停止指令を出力するか、または演算距離Ｌｔが設定距離Ｌｘの範囲になるように、溶接電流ｉ、電極ワイヤ３の送給速度ｖｆ、電流供給点電圧Ｖｔを制御する信号を出力する。
【００２６】
次に、上述した本発明の判断装置の一実施の形態を備えた溶接装置の動作を、図１乃至図５を用いて説明する。溶接ロボット１は、制御装置１０に溶接開始点及び終了点が入力されると、溶接開始の指示に基づき、制御装置１０によって、ギャップ検出センサ１３からの検出信号に基づき、溶接条件を逐次更新し、溶接ロボット１及び電源装置７を制御する（制御装置１０による制御フローについては後述する）。
【００２７】
溶接ロボット１は、図４に示すように、溶接線に対しほぼ直交する方向にウィービング２４させると共に、溶接線方向に繰り返し進退動作２５（第１の前進・後退・第２の前進を１周期とするいわゆるスイッチバック動作）させながら、溶接トーチ２を移動させることができる。溶接ロボット１は、溶接ロボット駆動装置１１を介して出力される制御装置１０からの指令信号を入力すると、その指令信号に応じたウィービング幅及び移動速度（溶接速度）で、溶接トーチ２をウィービングさせつつ、溶接線に沿って図中矢印２４方向に移動させるよう、アーム１ａを動作させる。
【００２８】
一方、これと同時に、電源装置７は、電源駆動装置１２を介して出力される制御装置１０からの指令信号を入力すると、その指令値に応じた電圧・電流を電極ワイヤ３に印加する。電極ワイヤ３に印加される電流は、電源装置７のプラス端子７ａ→電極ワイヤ３→突合せ継手８→電源駆動装置７のマイナス端子７ｂといった順に流れる。
【００２９】
これにより、電極ワイヤ３の先端から突合せ継手８の溶接箇所までの間にアークＡが発生し、そのアーク熱により電極ワイヤ３の先端部と突合せ継手８の溶接箇所とが溶融し、突合せ継手８に溶融金属が付着形成される。また、こうした電極ワイヤ３の消耗（溶融）に伴い、電源駆動装置７は、制御装置１０からの指令信号に応じた大きさのワイヤ送給信号（電圧）をワイヤ送給装置５に出力し、ワイヤ送給装置５の駆動速度を制御することにより、電極ワイヤ３を順次溶接トーチ２に送給する。
【００３０】
次に、上述したルートギャップを有する突合せ継手８の溶接動作とその裏ビードの成形良否判断動作を、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３１】
制御装置１０は、図５において、まずステップ１００にて、ある定まったルートギャップに基づいて設定された施工条件により、溶接ロボット駆動装置１１及び電源駆動装置１２にそれぞれ指令を与え、溶接ロボット１及び電源装置７を駆動し、溶接を開始する。
【００３２】
次に、制御装置１０は、ステップ１０１で、スイッチバックの対象動作（ここでは第１の前進動作）が開始したかどうかを判定する。この判定が満たされた場合、ステップ１０２に手順を移行する。
【００３３】
更に、制御装置１０は、ステップ１０２で、対象動作開始後に予め定めた時間Δｔ１が経過したかどうかを判定する。この判定が満たされた場合、ステップ１０３に移行する。
【００３４】
次に、制御装置１０は、ステップ１０３で、判断装置１３における第１の演算手段１９及び第２の演算手段２０に、溶接電流ｉ、電極ワイヤの送給速度ｖｆ、電流供給点電圧Ｖｔを計測する指示を与え、ステップ１０４に移る。
【００３５】
更に、制御装置１０は、ステップ１０４で、時間Δｔ１経過後さらに予め定めた時間Δｔ２が経過したかどうかを判定する。判定が満たされない場合、ステップ１０３に戻って、更に溶接電流ｉ、電極ワイヤの送給速度ｖｆ、電流供給点電圧Ｖｔを計測する。判定が満たされた場合、ステップ１０５に手順を移行する。すなわち、対象動作の開始から時間Δｔ１経過してからさらに時間Δｔ２経過するまでの間に、上記の計測指示を前記判断装置１３における第１の演算手段１９及び第２の演算手段２０に与える。
【００３６】
ステップ１０５で、判断手段１３は、前述した計測値に基づいて演算距離Ｌｔが予め設定した設定距離Ｌｘの範囲内にあるか否かを判定する。判定が満たされない場合、ステップ１０６に移り、異常となった溶接位置の情報を保存し、前述した制御装置１０に、停止指令を出力するか、または演算距離Ｌｔが設定距離Ｌｘの範囲になるように、溶接電流ｉ、電極ワイヤ３の送給速度ｖｆ、電流供給点電圧Ｖｔを制御する信号を出力する。判定が満たされた場合、ステップ１０７に手順を移行する。
【００３７】
次に、制御装置１０は、ステップ１０７で、スイッチバックの対象動作（ここでは第１の前進動作）が終了したかどうかを判定する。この判定が満たされた場合、ステップ１０８に手順を移行する。
【００３８】
次に、制御装置１０は、ステップ１０８で、溶接終了位置に到達したかどうかを判定する。判定が満たされない場合、ステップ１０１に戻り、上記の処理を繰り返す。判定が満たされた場合、ステップ１０９に手順を移行し、溶接を終了する。上述した本発明の判断制御動作により、突合せ継手８のルートギャップ部に、適正な裏ビードが形成されているか否かを把握することができる。
【００３９】
図６は、本発明の装置に用いられる判断装置の他の実施の形態を示すもので、この図において、図２に示す符号と同符号のものは、同一または相当する部分である。この判断装置１３は、突合せ継手８のルートギャップ部に、適正な裏ビードが形成されているか否かを、突合せ継手８のルートギャップに、溶融物のブリッジが形成されているか否かで判断するようにしたもので、その構成を説明する前に、その判断機能の原理を、図７及び図８を用いて説明すると、図７は、電極ワイヤ３のスイッチバック動作の第１の前進時から後退時の前半の様子を示したものである。アークＡは母材に直接当たり、溶滴がルートエッジ付近に付着する。この際に重要なのは、アークＡがルートエッジ近傍に当たることであり、ウィービング両端での突き出し長Ｌｅｘｔは長く（電極ワイヤの先端位置は下へ）、アーク長Ｌａｒｃ（電極ワイヤから開先表面までの最短距離）は短く設定される。ここで、何らかの外乱等によりアークＡがルートエッジ近傍から離れて発生した場合、アーク長Ｌａｒｃは長くなり、突き出し長Ｌｅｘｔは短くなる。よって、上述のように溶接電流ｉ、電極ワイヤ３の送給速度ｖｆ、電流供給点電圧Ｖｔを計測し、アーク長Ｌａｒｃ及び突き出し長Ｌｅｘｔ監視することにより、アークの発生位置が正常範囲にあるか否かを判断することができる。
【００４０】
図８は電極ワイヤ３のスイッチバック後退時の後半の様子を示したもので、この図８において、付着した溶滴同士がブリッジし、溶融池Ｐが形成される。この時、溶融池Ｐは表面張力により上方へ持ち上がる。アークＡは主に溶融池Ｐの上面へ出るようになり、アーク長Ｌａｒｃは図中に示すように図７に示す場合よりも短くなる。すなわち、溶接電流ｉ、電極ワイヤ３の送給速度ｖｆ、電流供給点電圧Ｖｔを計測して、アーク長Ｌａｒｃを演算することにより、その変化を捉えられるので、その変化を予め記憶した設定値との比較により、ルートエッジのブリッジが正常なタイミングで行われたか否かを判断することができる。
【００４１】
図６に戻り、前述した判断装置１３の構成を説明すると、２５は第１の記憶手段で、この第１の記憶手段２５は、電極ワイヤ３のスイッチバック後退時にルートエッジ間にブリッジが形成されるときのアーク長の設定値を記憶している。２６は第２の記憶手段で、この第２の記憶手段２６は、ルートエッジのブリッジが行われるべき時刻（Δｔ２）を記憶している。
【００４２】
判断装置２３は、前記第１の記憶手段２５、第２の記憶手段２６に記憶された情報を用いて、図９のフローチャート図に沿って判断処理を実行する。すなわち、電極ワイヤ３のスイッチバック後退時にルートエッジ間にブリッジが形成されるときの時刻（Δｔ２）に達したら（ステップ２０４）、溶接電流ｉ、電極ワイヤ３の送給速度ｖｆ、電流供給点電圧Ｖｔを計測して（ステップ２０５）、この時刻（Δｔ２）のアーク長Ｌａｒｃを演算し、この演算値が設定値であれば（ステップ２０６）、ルートエッジのブリッジが正常なタイミングで行われたと判断することができる。
【００４３】
ここでは一定のルートギャップを想定した場合を説明したが、ルートギャップが変化する場合は、逐次ルートギャップを計測し、施工条件を変更しながら上記処理を実行することができる。この際には、第１の前進動作、後退動作、第２の前進動作、それぞれの現象がルートギャップによって異なるため、ステップ２０６ではルートギャップ毎に予め定めた正常範囲を参照し、これを基に判定する。
【００４４】
また、ステップ２０６で計測値が正常範囲外と判定された場合、ステップ２０７では、その場で溶接を中断することもできるし、あるいは計測値が正常範囲内に戻るように施工条件を変更することもできる。さらに、溶接トーチのウィービング中心が開先中心と一致するように制御する、いわゆるアークセンサとの共存も可能である。
【００４５】
本発明の装置に用いられる判断装置の更に他の実施の形態として、突合せ継手８のルートギャップ部に、適正な裏ビードが形成されているか否かを、ビードの高さを監視することによっても可能である。この実施の形態を図１０乃至図１２を用いて説明する。図１０乃至図１２は、溶接ワイヤ４のスイッチバックにおける第２の前進時の様子を示したもので、図１０は裏ビードが出過ぎた場合、図１１は良好な裏ビードが生成された場合、図１２は裏ビードが不足している場合を示すものである。溶着金属の断面積が等しい場合、図８１０おけるビードの高さＨ１は、図１１に示すビードの高さＨ２と比較して低くなり、また、図１２に示すビードの高さＨ３は図１１に示すビードの高さＨ２と比較して高くなる。
【００４６】
この場合、アークＡは図７と同様に溶融池の上面へ出るため、図１０に示す裏ビードが出過ぎた場合には、その電極チップからアーク先端までの距離Ｌｔが、図１１に示す良好な裏ビードが生成された場合に比較して短くなる。また、図１１２に示す裏ビードが不足している場合には、その電極チップからアーク先端までの距離Ｌｔが、図１１に示す良好な裏ビードが生成された場合に比較して長くなるので、溶接電流ｉ、電極ワイヤ３の送給速度ｖｆ、電流供給点電圧Ｖｔを計測し、この計測値から電極チップからアーク先端までの距離Ｌｔを演算し、その変化を監視することにより、ビード高さの変化が検出でき、予め記憶した良好なビード高さとの比較により、裏ビードが良好に生成されているか否かを判断することできる。この実施の形態における判断装置は、図２に示す判断装置２２における記憶手段２２に、前述した図１１は良好な裏ビードが生成された場合のビードの高さＨ２のときの電極チップからアーク先端までの距離（Ｌｔ）を予め設定値として記憶しておき、この設定値と計測値から得られる演算値とを、制御装置２３において判断することにより可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の溶接装置の一実施の形態の全体構成を表す概略図である。
【図２】本発明の装置に用いられる判断装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図３】本発明の溶接装置における電極ワイヤの突き出し部分を説明するための説明図である。
【図４】本発明の溶接装置における電極ワイヤをウィービングとスイッチバックとを組合せて動作させた場合の動作を説明するための説明図である。
【図５】本発明の溶接装置の一実施の形態に備えられた制御装置及び判断装置の処理手順を示すフローチャート図である。
【図６】本発明の装置に用いられる判断装置の他の実施の形態を示す構成図である。
【図７】本発明の溶接装置によって溶接される突合せ継手のルートギャップエッジ近傍の溶接状態を示す説明図である。
【図８】本発明の溶接装置によって溶接される突合せ継手のルートギャップ部の溶接状態を示す説明図である。
【図９】本発明の溶接装置の他の実施の形態に備えられた制御装置及び判断装置の処理手順を示すフローチャート図である。
【図１０】本発明の溶接装置によって溶接される突合せ継手のビードの一例を示す断面図である。
【図１１】本発明の溶接装置によって溶接される突合せ継手のビードの他の例を示す断面図である。
【図１２】本発明の溶接装置によって溶接される突合せ継手のビードの更に他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    溶接ロボット
２    溶接トーチ
３    電極ワイヤ
５    ワイヤ送給装置
７    電源装置
８    突合せ継手
９    溶接ロボット制御盤
１０  制御装置
１３  判断手段
１４  溶接ワイヤ送給量検出器
１５  電流検出器
１６  電圧検出器
【図１】
2005028411.tif 000003
【図２】
2005028411.tif 000004
【図３】
2005028411.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005028411.tif 000007
【図６】
2005028411.tif 000008
【図７】
2005028411.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005028411.tif 000011
【図１０】
2005028411.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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