(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接電源、溶接制御装置、トーチを左右に揺動させる揺動ユニット、前記トーチを前記揺動ユニットと共に上下に移動させる上下移動ユニットおよび前記トーチを前記揺動ユニットと共に左右に移動させる左右移動ユニットを用いる非消耗式電極アーク溶接における開先倣い制御とアーク長制御とを共に行う開先倣い制御方法であって、
前記トーチの揺動過程における左停止位置から右停止位置への前記トーチの移動を前記トーチの上下位置調整無しに行う上下位置無調整移動を少なくとも１回行い、前記上下位置無調整移動前の前記左停止位置におけるアーク電圧と前記上下位置無調整移動後の前記右停止位置におけるアーク電圧とを比較することによって前記トーチの左右位置の調整を行い、
前記上下位置無調整移動の後の前記右停止位置から前記左停止位置への前記トーチの移動過程において、アーク電圧が所定のアーク長となる設定の電圧範囲に入るように前記トーチの上下位置の調整を行うことを特徴とする開先倣い制御方法。
【請求項２】
前記トーチの左右位置の調整を、前記上下位置無調整移動の後の前記右停止位置から前記左停止位置への前記トーチの移動過程において、前記トーチの上下位置の調整と共に行うことを特徴とする請求項１に記載の開先倣い制御方法。
【請求項３】
前記トーチの揺動が前記トーチの左右移動であることを特徴とする請求項１に記載の開先倣い制御方法。
【請求項４】
溶接電源、トーチを左右に揺動させる揺動ユニット、前記トーチを前記揺動ユニットと共に上下に移動させる上下移動ユニットおよび前記トーチを前記揺動ユニットと共に左右に移動させる左右移動ユニットを用いる非消耗式電極アーク溶接における開先倣い制御とアーク長制御とを共に行う溶接制御装置であって、
前記トーチの揺動過程における左停止位置から右停止位置への前記トーチの移動を前記トーチの上下位置調整無しに行う上下位置無調整移動を少なくとも１回行い、前記上下位置無調整移動前の前記左停止位置におけるアーク電圧と前記上下位置無調整移動後の前記右停止位置におけるアーク電圧とを比較することによって前記トーチの左右位置の調整を行う手段と、
前記上下位置無調整移動の後の前記右停止位置から前記左停止位置への前記トーチの移動過程において、アーク電圧が所定のアーク長となる設定の電圧範囲に入るように前記トーチの上下位置の調整を行う手段とを備えたことを特徴とする溶接制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパイプなどの突き合わせ溶接に係り、さらに詳しくは非消耗式電極アーク溶接におけるアーク電圧を利用した開先倣い制御方法およびそれを用いた溶接制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非消耗電極式自動溶接装置を用いて、パイプなどの突き合わせ多層盛り溶接を行うためには、開先線とトーチ位置のずれによる開先壁の融合不良などの溶接欠陥発生防止、あるいは開先壁と電極の接触によるスパーク防止のために、開先線へのトーチの追従を精度よく行わなければならない。従来、このトーチ位置調整は、作業者の目視による手動操作か、接触式センサを用いて開先線を検出し、検出した信号を基にトーチの左右移動を行うか、あるいはカメラなどを用いて画像処理を行い、その結果を基にトーチを左右に移動させる方法がある。
溶接の無人・無監視化をはかるためには、上記センサを使用するか画像処理を行う必要があるが、センサを使用した場合にはトーチ近傍にセンサを取り付ける必要があり、画像処理の場合にはトーチ近傍にＣＣＤカメラなどを取り付ける必要があった。その結果、溶接ヘッド部が大きく、かつ重くなるという問題があり、全姿勢溶接用などの可搬式溶接ヘッドでは、固定されたパイプなどへの溶接ヘッドの脱着が必要となるため作業者の負担が大きくなる。また、パイプ周辺のスペースが狭隘な箇所への適用にも問題があるばかりでなく、装置の構成が複雑となり、そのメンテナンス性にも問題が生じる。
そのため非消耗式電極アーク溶接法において、例えば、特開平７−１８５８２０号公報、特開平７−３１４１３８号公報、特開平７−３１４１３９号公報および特開昭６２−１０４６７９号公報などの公知例では、非消耗電極を回転させ、アーク円運動の半周期分のアーク電圧を時間積分して、その計算結果を比較することで、自動開先倣い制御を行う方法と、揺動端停止時のアーク電圧を比較して揺動中心を修正するという方法が開示されているが、図４（ａ）に示すように、回転可能なパイプ３ａ、３ｂなどを、ターニングローラ４ａ、４ｂなどの回転装置にセットして、タングステン電極１０を開先２９ａ内に挿入し、図４（ｂ）に示す溶加材３０を溶融プール３１に送給しながら、下向きの多層盛り溶接を行う場合には、パイプ３ａ、３ｂを回転させるためのターニングローラ４ａ、４ｂに回転むらが存在するため、個々の位置で回転速度が変化してしまい、溶着金属の高さが一定にならないだけでなく、パイプ３ａ、３ｂが回転装置のターニングローラ４ａ、４ｂに固定されていないため、ターニングローラ４ａ、４ｂ上で、パイプ３ａ、３ｂが左右に移動するという問題が生じる。
また、溶加材３０を送給しながら、図５（ａ）に示す回転不可能なパイプ３ｂなどに取り付けたガイドレール３２上を溶接ヘッド３３が走行する全姿勢多層盛り溶接では、図４（ｂ）に示す溶融プール３１が重力の影響を受け、パイプ３ｂ、３ｃの上部と下部では溶着金属の高さが同じとはならない。また、左右倣いを必要としないためには、ガイドレール３２を開先２９ａと平行に取り付ける必要があるが、ガイドレール３２を開先線と一定の距離を保ち、開先線と±１ｍｍ以下の誤差で平行に取り付けることは実際上不可能である。このため、溶接時にはアーク長を一定に保つためのトーチ上下位置制御と、トーチを開先中心に保つためのトーチ左右位置制御が必要となるが、上記公知例において開示されている方法では、開先倣い制御とアーク長制御とを、共に行わなければならない溶接に対しては不十分なものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
溶加材を加えながらパイプなどの突き合わせ多層盛り溶接を行う非消耗式電極アーク溶接の無人、無監視化をはかるためには、溶接欠陥の発生や装置の損傷を防止するためのターニングローラなどの被溶接物の回転装置を使用した下向き溶接の場合には、回転装置上でのパイプの横移動や回転むらによる個々の位置での溶着金属高さの違い、また、固定されたパイプ表面に取り付けられたガイドレール上を溶接ヘッドが走行する全姿勢溶接の場合には、ガイドレールの取り付け位置の不正確さや、重力の影響による溶着金属高さの違いが生じることを考慮しなければならず、開先線にトーチを追従させるためのトーチ左右位置調整機構と、溶着金属の高さに合わせてアーク長を一定に保つためのトーチ上下位置調整機構が必要となる。
従来、トーチ左右の位置調整は作業者の目視による手動操作か、接触式センサを用いて開先線を検出し、検出した信号を基にトーチの左右移動を行うか、あるいはカメラなどを用いて画像処理を行い、その結果を基にトーチを左右に移動させる方法がある。また、非消耗式電極溶接におけるトーチ上下位置の調整は、アーク長とアーク電圧とが比例するという特性を利用して、溶接中のアーク電圧を測定し、基準となる設定電圧値との比較によって、トーチを上下に移動させてアーク長を一定に保つ方法や、接触式のセンサによる方法、カメラを使用した画像処理による方法などがある。
しかしながら、センサを使用した場合にはトーチ近傍にリミットスイッチなどのセンサを取り付ける必要があり、また画像処理の場合には同じくトーチ近傍にＣＣＤカメラなどを取り付ける必要がある。そのため溶接ヘッド部が大きくなり、また重くなるという問題があり、全姿勢溶接用などの可搬式溶接ヘッドにおいては、溶接ヘッド脱着時の作業者への負担が大きくなり、またパイプ周辺のスペースが狭隘な箇所への適用が困難であるという問題がある。さらに、溶接装置の構成が複雑となるため、そのメンテナンス性にも問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、溶加材を加えながらパイプなどの突き合わせ多層盛り溶接を無人、無監視化で行い、かつ溶接欠陥のない溶接継手を得るために、センサなどの付属品を加えることなく、精度よく開先線に溶接トーチを追従させながら、同時に精度よくアーク長の調整も行うことができる非消耗式電極アーク溶接におけるアーク電圧を利用した開先倣い制御方法およびそれを用いた溶接制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成するために、本発明は特許請求の範囲に記載のような構成とするものである。すなわち、
本発明は請求項１に記載のように、溶接電源、溶接制御装置、トーチを左右に揺動させる揺動ユニット、前記トーチを前記揺動ユニットと共に上下に移動させる上下移動ユニットおよび前記トーチを前記揺動ユニットと共に左右に移動させる左右移動ユニットを用いる非消耗式電極アーク溶接における開先倣い制御とアーク長制御とを共に行う開先倣い制御方法であって、前記トーチの揺動過程における左停止位置から右停止位置への前記トーチの移動を前記トーチの上下位置調整無しに行う上下位置無調整移動を少なくとも１回行い、前記上下位置無調整移動前の前記左停止位置におけるアーク電圧と前記上下位置無調整移動後の前記右停止位置におけるアーク電圧とを比較することによって前記トーチの左右位置の調整を行い、前記上下位置無調整移動の後の前記右停止位置から前記左停止位置への前記トーチの移動過程において、アーク電圧が所定のアーク長となる設定の電圧範囲に入るように前記トーチの上下位置の調整を行うことを特徴とする開先倣い制御方法を構成する。
また、本発明は請求項２に記載のように、前記トーチの左右位置の調整を、前記上下位置無調整移動の後の前記右停止位置から前記左停止位置への前記トーチの移動過程において、前記トーチの上下位置の調整と共に行うことを特徴とする請求項１に記載の開先倣い制御方法を構成する。
また、本発明は請求項３に記載のように、前記トーチの揺動が前記トーチの左右移動であることを特徴とする請求項１に記載の開先倣い制御方法を構成する。
また、本発明は請求項４に記載のように、溶接電源、トーチを左右に揺動させる揺動ユニット、前記トーチを前記揺動ユニットと共に上下に移動させる上下移動ユニットおよび前記トーチを前記揺動ユニットと共に左右に移動させる左右移動ユニットを用いる非消耗式電極アーク溶接における開先倣い制御とアーク長制御とを共に行う溶接制御装置であって、前記トーチの揺動過程における左停止位置から右停止位置への前記トーチの移動を前記トーチの上下位置調整無しに行う上下位置無調整移動を少なくとも１回行い、前記上下位置無調整移動前の前記左停止位置におけるアーク電圧と前記上下位置無調整移動後の前記右停止位置におけるアーク電圧とを比較することによって前記トーチの左右位置の調整を行う手段と、前記上下位置無調整移動の後の前記右停止位置から前記左停止位置への前記トーチの移動過程において、アーク電圧が所定のアーク長となる設定の電圧範囲に入るように前記トーチの上下位置の調整を行う手段とを備えたことを特徴とする溶接制御装置を構成する。
【０００６】
本発明の非消耗式電極溶接におけるアーク電圧を利用した開先倣い制御方法とアーク長調整方法は、例えば、図３（ａ）に示すように、狭開先内に挿入された電極ブロック９に、傾斜して取り付けられた非消耗電極（例えば、タングステン電極）１０を、電極ブロック９と共に、あらかじめ設定した開先中心からの振り角度θLと、θRで、開先中心に対し左右に揺動させる方法を適用している。
振り角度が、設定の角度θL、θRに達すると、電極ブロック９の揺動を、あらかじめ設定した時間内で停止させ、停止時間が終了すれば、その後、逆方向に電極ブロック９の揺動を開始させる方法となっている。また、この一連の動作中には、図４（ｂ）に示すような溶加材３０を加えながら溶接を行っている。
この動作で、非消耗電極１０の先端は左右に移動するが、左停止位置２８ａの位置で、非消耗電極１０の停止中のアーク電圧を、図６（ａ）に示すアーク電圧測定回路により一定時間ごとに測定して平均電圧ＶLを求める。次の動作の右停止位置２８ｂに移動中は、アーク電圧測定は行わない。右停止位置２８ｂの位置で、非消耗電極１０が停止中のアーク電圧を一定時間ごとに測定して平均電圧 ＶRを求め、ＶLとＶRを比較する。次の動作である非消耗電極１０が右停止位置２８ｂから左停止位置２８ａに移動する際に、一定時間ごとにアーク電圧を測定し、アーク長制御のためのトーチ上下位置調整を行うと同時に、上記ＶLとＶRの比較結果を基にトーチの左右位置調整を行う。本発明の開先倣い制御方法では、非消耗電極１０を揺動させながら上記調整を繰り返して溶接制御を行うものである。
また、図４（ｃ）に示す、トーチ全体を左右に移動させる平行ウィービングについても、揺動時の電極の回転運動をトーチ全体の左右移動に置き換えることにより、上記と同様に本発明の制御を行うことが可能である。
本発明の非消耗式電極溶接におけるアーク電圧を利用した開先倣い制御方法とアーク長調整方法において、図４（ｂ）に示す、狭開先の非消耗式電極アーク溶接の場合は、前層の溶着金属の断面形状は何らかの問題がない限り、液体である溶融プール３１の表面張力によって、ほぼ左右対称のＵ字型となる。また、図４（ｃ）に示す、Ｖ型開先では開先中心部は平坦で、開先両端部が液体である溶融プール３１の表面張力によって盛り上がった形状となる。非消耗式電極溶接では、上述したように、アーク長とアーク電圧が比例するという特性から、左右停止時のアーク長が等しければ、電極ブロック９は狭開先２９ａ、開先２９ｂの中心に位置していることになる。トーチの左右位置調整は、図３（ａ）に示す、設定の揺動角度θL、θRの位置で、一定の間隔ごとにアーク電圧を測定して平均電圧を求め、左右停止位置２８ａ、２８ｂの電圧ＶL、ＶRを比較して、その差が０となるようにトーチ左右位置を調整し、電極ブロック９を狭開先２９ａ、開先２９ｂの中心に位置するように制御する。また、上下位置調整は、非消耗電極１０が移動している間の電圧Ｖmを一定間隔で測定し、常に、あらかじめ適切なアーク長となる設定の電圧範囲内に入るように調整する制御を行っている。しかし、仮に電極ブロック９が開先中心に位置していたとしても、左停止位置２８ａでアーク電圧ＶLを測定し、右停止位置２８ｂに向かって移動中に、トーチ上下位置調整を行ってしまうと、右停止位置２８ｂでの非消耗電極１０の高さは、左停止位置２８ａでの高さと異なるため、アーク電圧ＶRは、ＶL≠ＶRとなり、電極ブロック９が狭開先２９ａ、開先２９ｂの中心に位置しているにもかかわらず、電極ブロック９を左右方向に移動させてしまう。
そのため本発明の開先倣い制御方法では、左停止位置２８ａで電圧ＶLを測定し、右停止位置２８ｂに向かって移動する際には、トーチの上下位置調整は行わず、右停止位置２８ｂでアーク電圧ＶRを測定し、反転動作である左停止位置  ２８ａに向かって移動する際にアーク電圧Ｖmを測定し、適切なアーク長となる設定電圧範囲内に入るようにトーチの上下位置調整を行うと同時に、両端停止時の電圧ＶL、ＶRの比較結果によるトーチの左右移動調整を行っている。すなわち、トーチの左右停止位置の電圧ＶL、ＶRを比較する揺動サイクル中は、トーチの上下制御は行わず、その次の反転揺動サイクル中に、トーチの上下位置調整と、左右停止位置の電圧ＶL、ＶRの比較結果によるトーチの左右移動調整を行うものである。
上記の開先倣い制御を繰り返すことにより、図７（ｂ）に示すように、トーチの左右移動調整とトーチの上下位置調整が共に干渉することなく、精度の良い開先倣い制御とアーク長制御を行うことができる。さらに、図５（ｂ）に示すように、前層溶接の溶着金属が何らかの理由により偏った場合には、先に述べたように、トーチの左右停止時のアーク電圧差による制御を行うため、図に対して、右方向にトーチを移動させることになり、右側の開先壁を完全に溶融させて、次層溶接時には、左右均等に溶融した溶着金属状態とすることができるので、溶接欠陥である融合不良の発生を防止することができる。また、平行ウィービングについても、揺動時の電極の回転運動をトーチ全体の左右運動に置き換えることで、上記と同様に本発明の作用を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の開先倣い制御方法を実施する装置全体の構成の一例を示す模式図。図２は、溶接トーチ駆動部の詳細を示す模式図、図３は、溶接中のアーク電圧の変化と測定電圧の位置を示す説明図、図６（ａ）は、本発明の開先倣い制御方法の一例を示すフローチャート、図６（ｂ）は、アーク電圧測定回路の一例を示す模式図。図７（ａ）は、比較例であり、トーチ左右位置調整電圧ＶL、ＶRを比較する揺動サイクル中においてトーチ上下制御を行った場合の開先倣い結果を示す図、図７（ｂ）は、本発明の開先倣い制御方法による倣い結果を示す図である。
図１において、１は溶接制御装置、２は溶接電源、３ａは被溶接物であるパイプ、４ａはパイプを回転させるためのターニングローラ、４ｃはパイプ３ａの回転を支持するローラ、５はトーチ駆動部を支持するためのマニプレータ、６はトーチの左右移動ユニット、７はトーチの上下移動ユニット、８はトーチの揺動ユニット、９は電極ブロック、１０は非消耗式電極であるタングステン電極、１１はアーク電流用パワーケーブル、１２はアースケーブルである。
溶接トーチ駆動方法は、図２に示すように、非消耗電極であるタングステン電極１０を、約１５度程度、傾斜させて電極ブロック９に取り付ける。この電極ブロック９は、給電パイプ１３を介して揺動用プーリ１４と揺動ブロック１５に取り付けられている。揺動用プーリ１４は、揺動用モータ１６に直結された揺動用プーリ１７と、揺動位置検出用ロータリーエンコーダ１８に直結された回転位置検出用プーリ１９と、ベルト２７ａ、２７ｂを介して連結されており、精密な回転位置の検出が可能な構造となっている。この機構部はすべて揺動ユニット８に納められており、揺動ユニット８は、ネジ加工を施したサポート２０ａを介してトーチ上下移動ユニット７に固定されている。トーチ上下移動ユニット７は、ネジ加工を施したサポート２０ｂによりトーチ左右移動ユニット６に固定されている。
このサポート２０ａ、２０ｂは、駆動用モータ２１ａ、２１ｂと直結したギヤ２２ａ、２２ｂに噛み合うギヤ２３ａ、２３ｂと直結された送りネジ２４ａ、 ２４ｂに取り付けられており、モータ２１ａ、２１ｂの回転によって送りネジ ２４ａ、２４ｂを回転させ、サポート２０ａ、２０ｂがスライドする構造となっている。さらに、ギヤ２３ａ、２３ｂに噛み合うようにロータリーエンコーダ ２５ａ、２５ｂと直結されたギヤ２６ａ、２６ｂが取り付けられており、サポート２０ａ、２０ｂの移動量を精密に制御できる構造となっている。
上記駆動用モータ１６、２１ａ、２１ｂへの電圧は、溶接制御装置１内のモータドライバにより与えられ、ロータリーエンコーダ１８、２５ａ、２５ｂからのパルス信号は、溶接制御装置１内のカウンタＩＣに入力され、ＣＰＵが通信によりパルス数を読みとっている。
【０００８】
〈実施の形態２〉
狭開先の揺動溶接では、上述したように、前層溶接時の溶着金属の断面形状は図４（ｂ）に示すように、開先中心線に対してほぼ左右対称なＵ字型となる。また、電極ブロック９に傾斜させて取り付けられたタングステン電極１０の先端部は、電極ブロック９を左右に揺動させることにより、横方向からみれば左右の直線往復移動を行うことになる。このため、アーク長とアーク電圧は比例するという特性から、アーク電圧は、図３（ｂ）に示すように変化する。本発明の開先倣い制御方法では、図３（ａ）に示すように、タングステン電極１０があらかじめ設定した振り角度θLに達して左側で停止している間中、一定時間ごとに、図６（ｂ）に示す回路により、アーク電圧をローパスフィルタ３４を通して波形整形後、抵抗３５ａ、３５ｂで分圧して、オペアンプ３６で増幅することにより電圧を調整する。次に、回路保護のための絶縁アンプ３７を通して、Ａ／Ｄコンバータ３８でデジタル信号に変換し、Ａ／Ｄ変換された信号をＣＰＵが読み取ることにより、アーク電圧の測定を行っている。これらの回路により、左側停止時の平均電圧ＶLを求める。非消耗電極であるタングステン電極１０が、図３（ａ）の右側に移動している間は、アーク電圧の測定を行わず、タングステン電極１０が設定の振り角度θRに達するとタングステン電極１０は停止し、タングステン電極１０が停止している間中、上述の方法により、一定時間ごとにアーク電圧を測定し、平均電圧ＶRを求めてΔＶN＝ＶL−ＶRの計算を行う。その後、タングステン電極１０が図３（ａ）の右側から左側に移動する際に、ΔＶN＜０ならばトーチを、あらかじめ設定しておいた量だけ、図３（ａ）の右側に移動させ、ΔＶN＝０ならばトーチの移動は行わない。ΔＶN＞０ならば、トーチを、あらかじめ設定しておいた量だけ、図３（ａ）の左側に移動させる調整を行うと同時に、タングステン電極１０が移動中のアーク電圧Ｖmを、上述の方法で一定時間ごとに測定して、あらかじめ設定された適切なアーク長となる基準電圧Ｖｃとの差（ΔＶA）、ΔＶA＝Ｖc−Ｖmを求める。この時、ΔＶA＜０ならば、基準とするアーク長よりも実際のアーク長が長くなっていると判断して、トーチを下方向に移動させ、ΔＶA＝０ならばトーチの上下移動は行わず、ΔＶA＞０ならば、基準とするアーク長よりも実際のアーク長が短くなっていると判断して、トーチを上方向に移動させる制御を行う。この制御を繰り返し行うことで、アーク長制御と開先倣い制御とが互いに干渉することなく、正確なアーク長の調整と、図７（ｂ）に示すような開先線の変化に精度よく追従する開先倣い制御を行うことができる。
【０００９】
〈実施の形態３〉
Ｖ型開先の平行ウィービング溶接においては、実施の形態１で例示した図１および図２に示す装置を使用し、揺動ユニット８による揺動での非消耗電極であるタングステン電極１０の先端の左右往復移動の代わりに、トーチの左右移動ユニット６を使用して、タングステン電極１０と電極ブロック９を左右に平行移動させた。このことにより、上記実施の形態２における電極ブロック９の回転運動である揺動を、左右の平行ウィービングに置き換えることができ、実施の形態２におけるトーチの左右停止電圧の比較結果によるトーチ左右位置調整を、平行ウィービング中心を左右移動させることに置き換えれば、Ｖ型開先の平行ウィービング溶接においても上記実施の形態２と同様の制御を行うことが可能となった。
【００１０】
【発明の効果】
本発明の非消耗式電極溶接におけるアーク電圧を利用した開先倣い制御方法とアーク長調整方法によれば、突き合わせ多層盛り溶接を行う際の開先倣い制御とアーク長調整を、精度よく自動制御することが可能となるので、作業員が溶接アークを監視することなく、無人、無監視化で、自動で非消耗式電極アーク溶接を実施できる効果がある。また、溶着金属が偏ってしまった場合においても、次層の溶接時に、開先壁が十分に溶融していない側へ溶接アークを集中させる制御ができるので、溶接欠陥である融合不良の発生を未然に防止することができ、無人で、融合不良などの溶接欠陥のない高品質の溶接継手を容易に、しかも安価に作製できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態で例示した非消耗式電極溶接におけるアーク電圧を利用した開先倣い制御方法を実施する装置の構成の一例を示す模式図。
【図２】本発明の実施の形態で例示した非消耗式電極溶接におけるアーク電圧を利用した開先倣い制御方法を実施する装置の溶接トーチ駆動部（左右移動ユニット、上下移動ユニット、揺動ユニット等）の詳細を示す模式図。
【図３】本発明の実施の形態で例示した非消耗式電極溶接におけるアーク電圧を利用した開先倣い制御方法を実施する装置の（ａ）開先内でのタングステン電極の軌跡を示す図と（ｂ）タングステン電極の移動と制御の関係を示す図。
【図４】従来の開先倣い溶接方法で（ａ）溶接トーチとターニングローラ上にセットされた被溶接物であるパイプを側面から見た状態を示す図と（ｂ）狭開先における溶着金属の断面形状と開先内でフィラワイヤを送給する揺動溶接を示す図と（ｃ）Ｖ型開先における溶着金属の断面形状と開先内でフィラワイヤを送給する平行ウィービング溶接を示す図。
【図５】従来の開先倣い溶接方法で（ａ）回転不可能な被溶接物に全姿勢溶接が可能な溶接ヘッドと、溶接ヘッド走行用のガイドレールを取り付けた状態を示す模式図と（ｂ）前層の溶着金属が偏った場合を示す模式図。
【図６】本発明の実施の形態で例示した非消耗式電極溶接におけるアーク電圧を利用した開先倣い制御方法の（ａ）フローチャートおよび（ｂ）アーク電圧測定回路を示す図。
【図７】本発明の実施の形態で例示した非消耗式電極溶接におけるアーク電圧を利用した開先倣い制御方法において（ａ）比較例として例示した開先両端停止電圧測定サイクル中にトーチ上下制御を行った際のトーチの倣い結果を示すグラフと（ｂ）本発明の開先倣いる制御方法によるトーチの倣い結果を示すグラフ。
【符号の説明】
１…溶接制御装置
２…溶接電源
３ａ…パイプ
３ｂ…パイプ
３ｃ…パイプ
４ａ…ターニングローラ
４ｂ…ターニングローラ
４ｃ…ローラ
４ｄ…ローラ
５…マニプレーター
６…左右移動ユニット
７…上下移動ユニット
８…揺動ユニット
９…電極ブロック
１０…タングステン電極
１１…パワーケーブル
１２…アースケーブル
１３…給電パイプ
１４…揺動用プーリ
１５…揺動ブロック
１６…揺動用モータ
１７…駆動用プーリ
１８…ロータリーエンコーダ
１９…回転位置検出用プーリ
２０ａ…サポート
２０ｂ…サポート
２１ａ…駆動用モータ
２１ｂ…駆動用モータ
２２ａ…ギヤ
２２ｂ…ギヤ
２３ａ…ギヤ
２３ｂ…ギヤ
２４ａ…送りネジ
２４ｂ…送りネジ
２５ａ…ロータリーエンコーダ
２５ｂ…ロータリーエンコーダ
２６ａ…ギヤ
２６ｂ…ギヤ
２７ａ…ベルト
２７ｂ…ベルト
２８ａ…左停止位置
２８ｂ…右停止位置
２９ａ…狭開先
２９ｂ…開先
３０…溶加材
３１…溶融プール
３２…ガイドレール
３３…溶接ヘッド
３４…ローパスフィルタ
３５ａ…抵抗
３５ｂ…抵抗
３６…オペアンプ
３７…絶縁アンプ
３８…Ａ／Ｄコンバータ
【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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