(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部からワイヤを導出するワイヤ供給ノズルを有するトーチと、溶接対象物に対して磁気力により前記ワイヤ供給ノズルを回転軸を中心に揺動させる揺動手段と、トーチの傾斜角度を調整するトーチ傾斜角度調整手段と、ワイヤの先端部から溶接部位へ流れる溶接電流を検出する溶接電流検出手段とを備え、前記溶接対象物が水平母材とこの水平母材上に立設された垂直母材から成り、かつ前記溶接電流検出手段が前記水平母材と前記垂直母材の交点に対向する位置を含む前記ワイヤのＬ・Ｒ間の溶接電流を検出し、前記交点に対向する位置における溶接電流の立ち下りのタイミングのばらつきに基づいて前記垂直母材の傾斜を検出し、この検出結果に基づいて前記トーチ傾斜角度調整手段を制御することを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
先端部からワイヤを導出するワイヤ供給ノズルを有するトーチと、溶接対象物に対して磁気力により前記ワイヤ供給ノズルを回転軸を中心に揺動させる揺動手段と、トーチの水平方向の位置を調整するトーチ水平位置調整手段と、ワイヤの先端部から溶接部位へ流れる溶接電流を検出する溶接電流検出手段とを備え、前記溶接対象物が水平母材とこの水平母材上に立設された垂直母材から成り、かつ前記溶接電流検出手段が前記水平母材と前記垂直母材の交点に対向する位置を含む前記ワイヤのＬ・Ｒ間の溶接電流を検出し、前記交点に対向する位置における溶接電流の立ち下りのタイミングのばらつきに基づいて前記垂直母材の傾斜を検出し、この検出結果に基づいて前記トーチ水平位置調整手段を制御することを特徴とする溶接装置。
【請求項３】
先端部からワイヤを導出するワイヤ供給ノズルを有するトーチと、溶接対象物に対して磁気力により前記ワイヤ供給ノズルを回転軸を中心に揺動させる揺動手段と、トーチの水平方向の位置を調整するトーチ水平位置調整手段と、ワイヤの先端部から溶接部位へ流れる溶接電流を検出する溶接電流検出手段とを備え、また前記溶接対象物が水平母材とこの水平母材上に立設された垂直母材から成り、かつ前記溶接電流検出手段が前記水平母材と前記垂直母材の交点に対向する位置を含む前記ワイヤのＬ・Ｒ間の溶接電流を検出し、この検出結果に基づいて前記トーチ水平位置調整手段により前記トーチの水平方向の位置を調整し、前記トーチが水平方向にしきい値以上移動したときは、前記垂直母材が途切れたものと判断するようにしたことを特徴とする溶接方法。
【請求項４】
先端部からワイヤを導出するワイヤ供給ノズルを有するトーチと、溶接対象物に対して磁気力により前記ワイヤ供給ノズルを回転軸を中心に揺動させる揺動手段と、トーチの高さを調整するトーチ高さ調整手段と、ワイヤの先端部から溶接部位へ流れる溶接電流を検出する溶接電流検出手段とを備え、また前記溶接対象物が水平母材とこの水平母材上に立設された垂直母材から成り、かつ前記溶接電流検出手段が前記水平母材と前記垂直母材の交点に対向する位置を含む前記ワイヤのＬ・Ｒ間の溶接電流を検出し、この検出結果に基づいて前記トーチの高さを検知し、前記トーチがしきい値以上上昇したときは、前記トーチの前方に障害物があるものと判断するようにしたことを特徴とする溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤを高速度で揺動させながら溶接を行う溶接装置および溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先きに、トーチの先端部から導出されたワイヤを高速度で揺動させながら溶接を行う溶接装置を提案した（実開平５−７６６６９号）。この溶接装置は、ワイヤ供給ノズルの両側部に永久磁石を配設するとともに電磁コイルを配設し、電磁コイルに交番電圧を印加することにより、電磁コイルと永久磁石の間に引力と反力を繰り返し発生させ、これによりワイヤ供給ノズルを揺動させるようにしたものである。この溶接装置によれば、簡単な機構によりワイヤを所定の方向に揺動させることができ、また交番電圧の周期を変化させることにより揺動速度を調整することができることから、溶接の高能率化が達成できる等の利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような磁気力によりワイヤを揺動させる方式の溶接装置および溶接方法の改良に係るものであって、水平母材や垂直母材などの溶接対象物の状況に応じて、最適の溶接を行うことができる溶接装置および溶接方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の溶接装置は、先端部からワイヤを導出するワイヤ供給ノズルを有するトーチと、溶接対象物に対して磁気力により前記ワイヤ供給ノズルを回転軸を中心に揺動させる揺動手段と、トーチの傾斜角度を調整するトーチ傾斜角度調整手段と、ワイヤの先端部から溶接部位へ流れる溶接電流を検出する溶接電流検出手段とを備え、前記溶接対象物が水平母材とこの水平母材上に立設された垂直母材から成り、かつ前記溶接電流検出手段が前記水平母材と前記垂直母材の交点に対向する位置を含む前記ワイヤのＬ・Ｒ間の溶接電流を検出し、前記交点に対向する位置における溶接電流の立ち下りのタイミングのばらつきに基づいて前記垂直母材の傾斜を検出し、この検出結果に基づいて前記トーチ傾斜角度調整手段を制御することを特徴とする。
【０００５】
また、本発明の溶接装置は、先端部からワイヤを導出するワイヤ供給ノズルを有するトーチと、溶接対象物に対して磁気力により前記ワイヤ供給ノズルを回転軸を中心に揺動させる揺動手段と、トーチの水平方向の位置を調整するトーチ水平位置調整手段と、ワイヤの先端部から溶接部位へ流れる溶接電流を検出する溶接電流検出手段とを備え、前記溶接対象物が水平母材とこの水平母材上に立設された垂直母材から成り、かつ前記溶接電流検出手段が前記水平母材と前記垂直母材の交点に対向する位置を含む前記ワイヤのＬ・Ｒ間の溶接電流を検出し、前記交点に対向する位置における溶接電流の立ち下りのタイミングのばらつきに基づいて前記垂直母材の傾斜を検出し、この検出結果に基づいて前記トーチ水平位置調整手段を制御することを特徴とする。
【０００６】
本発明の溶接方法は、先端部からワイヤを導出するワイヤ供給ノズルを有するトーチと、溶接対象物に対して磁気力により前記ワイヤ供給ノズルを回転軸を中心に揺動させる揺動手段と、トーチの水平方向の位置を調整するトーチ水平位置調整手段と、ワイヤの先端部から溶接部位へ流れる溶接電流を検出する溶接電流検出手段とを備え、また前記溶接対象物が水平母材とこの水平母材上に立設された垂直母材から成り、かつ前記溶接電流検出手段が前記水平母材と前記垂直母材の交点に対向する位置を含む前記ワイヤのＬ・Ｒ間の溶接電流を検出し、この検出結果に基づいて前記トーチ水平位置調整手段により前記トーチの水平方向の位置を調整し、前記トーチが水平方向にしきい値以上移動したときは、前記垂直母材が途切れたものと判断するようにした。
【０００７】
また、本発明の溶接方法は、先端部からワイヤを導出するワイヤ供給ノズルを有するトーチと、溶接対象物に対して磁気力により前記ワイヤ供給ノズルを回転軸を中心に揺動させる揺動手段と、トーチの高さを調整するトーチ高さ調整手段と、ワイヤの先端部から溶接部位へ流れる溶接電流を検出する溶接電流検出手段とを備え、また前記溶接対象物が水平母材とこの水平母材上に立設された垂直母材から成り、かつ前記溶接電流検出手段が前記水平母材と前記垂直母材の交点に対向する位置を含む前記ワイヤのＬ・Ｒ間の溶接電流を検出し、この検出結果に基づいて前記トーチの高さを検知し、前記トーチがしきい値以上上昇したときは、前記トーチの前方に障害物があるものと判断するようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は溶接装置のトーチの構成図、図２は溶接中の溶接装置の全体構成図、図３（ａ）、（ｂ）はワイヤ供給ノズルの揺動動作の説明図、図４は溶接中のトーチの先端部の側面図、図５（ａ）は溶接電流の波形図、図５（ｂ）、（ｃ）はオシレート信号の波形図、図５（ｄ）はオシレート信号の立ち上り・立ち下り時のパルス信号の波形図、図６は制御回路のブロック図である。
【０００９】
まず、溶接装置の全体構成を説明する。図１において、トーチ１は溶接ノズル２の内部にワイヤ供給ノズル（以下、「ノズル」と略称する）３を挿入して構成されており、ノズル３にはワイヤ４が挿通されている。ノズル３の上端部は回転軸５に軸着されている。ノズル３は回転軸５を中心に揺動（オシレート）自在となっている。
【００１０】
ノズル３の上端部は外筒６に挿入されている。外筒６の上端部はトーチ回転軸７に回転自在に軸着されており（図２も参照）、ノズル３を含むトーチ１はトーチ回転軸７を中心にθ方向に回転することによりその姿勢（傾斜角度）を変えることができる。外筒６には、ノズル３の他にシールドガスの供給用パイプ８が挿入されている。
【００１１】
図１において、ノズル３には永久磁石１１が装着されており、永久磁石１１の近傍には電磁コイル１２が配設されている。電磁コイル１２は、オシレート信号発生器１３に接続されている。１４、１５はアンプである。図２において、９、１０はそれぞれ溶接対象物である水平母材と垂直母材であり、垂直母材１０は水平母材９上に立設されている。１６は電源部であり、そのプラス側はノズル３に接続されており、マイナス側は水平母材９に接続されている。トーチ１の外筒６は回転駆動部１７に連結されており、これが駆動することによりトーチ１はトーチ回転軸７を中心にθ方向（上下方向）に回転し、その姿勢（傾斜角度）を調整する。回転駆動部１７は支持アーム１８を介して駆動部１９に連結されている。
【００１２】
駆動部１９はＸ軸駆動部１９Ｘ、Ｙ軸駆動部１９Ｙ、Ｚ軸駆動部１９Ｚから成っている。Ｘ軸駆動部１９Ｘが駆動することにより、トーチ１はＸ方向に移動し、Ｙ軸駆動部１９Ｙが駆動するとＹ方向へ移動し、またＺ軸駆動部１９Ｚが駆動することによりＺ方向に移動する。ここで、本発明で、Ｘ方向とは、トーチ１の軸方向に直交する方向、Ｙ方向とは溶接進行方向（紙面に直交する方向）、Ｚ方向とはトーチ１の高さ方向若しくは軸方向である。したがってトーチ１は、回転駆動部１７や駆動部１９（１９Ｘ、１９Ｙ、１９Ｚ）が駆動することにより、θ方向・Ｘ方向・Ｙ方向・Ｚ方向の位置を調整することができる。なお、Ｘ方向は水平方向の成分を含んでおり、Ｘ軸駆動部１９Ｘを駆動してトーチ１をＸ方向へ移動させることにより、トーチ１の水平方向の位置を調整する。したがって、回転駆動部１７はトーチ傾斜角度調整手段であり、Ｘ軸駆動部１９Ｘはトーチ水平位置調整手段であり、Ｙ軸駆動部１９Ｙは溶接進行方向へのトーチ移動手段であり、Ｚ軸駆動部１９Ｚはトーチ高さ調整手段であり、これらの４つの手段１７、１９Ｘ、１９Ｙ、１９Ｚはトーチ位置調整手段を構成している。
【００１３】
図３（ａ）、（ｂ）は、オシレート信号ａとオシレート信号ｂを電磁コイル１２に交番電圧として交互に印加したときのノズル３の動きを示している。周波数は、例えば５〜２０Ｈｚ程度である。オシレート信号ａではノズル３の先端部はＲ（右側・水平母材側）へ揺動し、オシレート信号ｂではＬ（左側・垂直母材側）へ揺動する。この揺動は永久磁石１１と電磁コイル１２の磁気力（引力・反力）によるものであり、その動作原理は上記実開平５−７６６６９号公報等に記載されているとおりである。
【００１４】
図４は、水平母材９上に垂直母材１０が垂直に正しく接合しており、且つ溶接が正常に行われている様子を示している。また図５（ａ）〜（ｄ）は図４の場合における電流や各信号の波形を示している。図４は基本となる形態を示しており、図５（ａ）はそのときの電流波形を示している。図４において、上記交番電圧により、ワイヤ４は水平母材９と垂直母材１０の交点Ｋに対向する位置を含むＲ（水平母材９側）・Ｌ（垂直母材１０側）間を揺動（オシレート）する。溶接電流は、ワイヤ４の先端部から溶接部位へ流れてアークを生じるが、この溶接電流の大きさは、ワイヤ４の先端部と溶接部位との距離もしくは距離の大きさに反比例する。何故ならば、この距離が大きくなる程、抵抗は大きくなって溶接電流は小さくなるからである。ここで、ワイヤ４の先端部が水平母材９と垂直母材１０の交点Ｋに対向しているとき、ワイヤ先端部と溶接部位との距離は最大であり、溶接電流は最小（Ｉｍｉｎ）となる。またワイヤ先端部がＲ，Ｌのとき上記距離は最小であり、溶接電流は最大（Ｉｍａｘ）となる。
【００１５】
図５（ａ）は、溶接電流の波形を示している。図５（ａ）において、ｔ１はノズル３の揺動時間、ｔ２は揺動停止時間である。図中、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３・・・はワイヤ４の先端部が交点Ｋに対向しているときであり、このときワイヤ４の先端部と溶接部位との距離は最大であり、上述した理由により、溶接電流は最小（Ｉｍｉｎ）となる。またＲ（水平母材側下死点）、Ｌ（垂直母材側上死点）ではワイヤ４の先端部と溶接部位との距離は最小であり、溶接電流は最大（Ｉｍａｘ）となる。図５（ａ）において、ノズル３はＲ・Ｌに揺動するものであるが、この場合、ノズル３を連続的に揺動させずに、Ｒ側下死点とＬ側上死点において揺動停止時間ｔ２だけ揺動を瞬時停止させるようにしている。このように連続揺動させずに間欠揺動を行わせることにより、ビードを確実・十分に形成するようにしている。
【００１６】
図５（ｂ）（ｃ）は、オシレート信号発生器１３で発生するオシレート信号ａ，ｂを示している。また図５（ｃ）はパルス発生器２０（後述）で発生するパルス信号ｃである。このパルス信号ｃは、オシレート信号ａ，ｂのそれぞれの立ち上り時に発生する。図４に示すように溶接が正常に行われているときは、図５（ａ）に示す電流波形が得られる。
【００１７】
次に、図６を参照して制御回路を説明する。オシレート信号発生器１３は図５（ｂ）（ｃ）に示すオシレート信号ａ，ｂを発生するものであって、パルス発生器２０を介して第１演算器２１に接続されている。パルス発生器２０は、図５（ｄ）に示すパルス信号ｃを発生する。また第１演算器２１は第２演算器２２、第３演算器２３、第４演算器２４、第５演算器２５に接続されている。
【００１８】
第１演算器２１には溶接電流検出手段である溶接電流検出器２９が接続されている。溶接電流検出器２９は、図５（ａ）や図８（後述）などに示す溶接電流を検出する。第２演算器２２はＸ軸駆動部１９Ｘに接続されている。第２演算器２２の演算結果にしたがってＸ軸駆動部１９Ｘを駆動し、トーチ１の水平方向の位置を調整する。また第３演算器２３は減算器２６の一方の端子に接続されている。減算器２６の他方の端子には基準値設定器３１が接続されている。基準値設定器３１には、トーチ高さ基準値が設定される。減算器２６の出力側はＺ軸駆動部１９Ｚに接続されている。したがって第３演算器２３で演算されたトーチ高さと、基準値設定器３１に設定されたトーチ高さ基準値を減算器２６で比較し、その比較結果に基づいてＺ軸駆動部１９Ｚを駆動してトーチ１の高さを調整する。
【００１９】
２７は減算器であり、その入力側の端子には第４演算器２４と基準値設定器３２が接続されている。基準値設定器３２には溶接速度基準値が設定される。減算器２７はＹ軸駆動部１９Ｙに接続されている。したがって第４演算器２４の演算結果と基準値設定器３２に設定された溶接速度基準値を減算器２７で比較し、比較結果に基づいてＹ軸駆動部１９Ｙによるトーチ１の溶接進行方向への移動速度を調整する。
第５演算器２５は減算器２８を介して回転駆動部１７に接続されている。減算器２８の他方の端子には基準値設定器３３が接続されている。これにはトーチ角度基準値が設定されている。したがって第５演算器２５の演算結果と基準値設定器３３に設定されたトーチ角度基準値を減算器２８で比較し、比較結果に基づいて回転駆動部１７を駆動してトーチ１の傾斜角度を調整する。
【００２０】
第１演算器２１は、図１０（後述）の溶接電流におけるＩｌｔ２ｍｅａｎ、Ｉｒｔ２ｍｅａｎ、Ｉｌｔ１ｍｉｎ、Ｉｒｔ１ｍｉｎを演算する。Ｉｌｔ２ｍｅａｎおよびＩｒｔ２ｍｅａｎはｔ２（揺動停止中、すなわちワイヤ４がＬ・Ｒに位置するとき）における平均電流である。またＩｌｔ１ｍｉｎおよびＩｒｔ１ｍｉｎはｔ１（ワイヤ４の先端部が交点Ｋに対向しているとき）における最小電流である。
【００２１】
図６において、第２演算器２２は、ΔＩｍｅａｎ＝Ｉｌｔ２ｍｅａｎ−Ｉｒｔ２ｍｅａｎを演算し、この演算結果に基づいてＸ軸駆動部１９Ｘを制御し、トーチ１の水平方向の位置を調整する。この点については、後で詳述する。
【００２２】
第３演算器２３は、Ｉｍｅａｎ＝（Ｉｌｔ２ｍｅａｎ＋Ｉｒｔ２ｍｅａｎ）÷２すなわちＩｌｔ２ｍｅａｎとＩｒｔ２ｍｅａｎの平均値を演算する。このＩｍｅａｎはトーチ１の高さのパラメータであり（図８も参照）、この演算結果にしたがってＺ軸駆動部１９Ｚを制御し、トーチ１の高さ（Ｚ方向の位置）を調整する。すなわち、基準値設定器３１にはトーチ１の高さ基準値（Ｚ方向の位置基準値）が設定されており、第３演算器２３の演算結果とこの高さ基準値を減算器２６で比較演算し、この演算結果に基づいてトーチ１の高さを最適に調整する。この点についても、後述する。
【００２３】
図６において、第４演算器２４は、図１０に示すΔＩｌ＝Ｉｌｔ２ｍｅａｎ−Ｉｌｔ１ｍｉｎ、ΔＩｒ＝Ｉｒｔ２ｍｅａｎ−Ｉｒｔ１ｍｉｎを演算する。ΔＩｌ、ΔＩｒは水平母材９と垂直母材１０のギャップＧ（図９）の大きさのパラメータであり（何故ならば、ギャップＧが存在すれば、Ｉｌｔ１ｍｉｎやＩｒｔ１ｍｉｎは小さくなるから）、ΔＩｌ、ΔＩｒが大きい程、すなわちギャップＧが大きい程、トーチ１の溶接進行方向への移動速度が遅くなるようにＹ軸駆動部１９Ｙを制御する。第５演算器２５は、ｔｌ、ｔｒ（図１２）を演算する。減算器２８は、ｔｌ、ｔｒと基準値設定器３３に設定されたトーチ角度基準値を比較し、回転駆動部１７を制御する。この点についても後述する。
【００２４】
本溶接装置は上記のような構成により成り、次に溶接方法の例を説明する。本溶接装置を用いて溶接を行うのに先立って、トーチ１の位置の基本調整、すなわち溶接対象物に対するトーチ１の位置設定を行う。そこで、この基本調整について、図７、図８を参照して説明する。
【００２５】
図７において、溶接対象物である水平母材９および垂直母材１０に対するトーチ１の位置の基本調整は、次のようにして行う。図７において、ＬＬ＞ＬＲ（ＬＬ：Ｌ位置におけるワイヤ４の先端部と垂直母材１０との距離、ＬＲ：Ｒ位置におけるワイヤ４の先端部と水平母材９との距離）である。すなわち、図７では、Ｒ位置のワイヤ４の先端部と水平母材９との距離ＬＲは、Ｌ位置のワイヤの先端部と垂直母材１０との距離ＬＬよりも短く、したがってＲ位置において、ワイヤ４の先端部は水平母材９に近づきすぎている。そこで以下に述べる方法により、ＬＬ＝ＬＲとなるように基本調整を行う。
【００２６】
図８は、図７の状態における溶接電流の波形を示している。ＬＬ＞ＬＲであるため、Ｉｒｔ２ｍｅａｎ＞Ｉｌｔ２ｍｅａｎとなっており、その差はΔＩｍｅａｎである。ΔＩｍｅａｎは第２演算器２２で演算する。そこで、ＬＬ＝ＬＲとなるように（すなわち図８において、Ｉｒｔ２ｍｅａｎ＝Ｉｌｔ２ｍｅａｎとなって鎖線で示す溶接電流の波形が得られるように）、トーチ１の位置を調整する。この調整は、Ｘ軸駆動部１９Ｘを駆動して、トーチ１をＸ方向へ移動させることにより行う。なお上述したように、Ｘ方向は水平方向の成分を含んでおり、したがってトーチ１をＸ方向へ移動させることにより、トーチ１の水平方向の位置を調整する。この場合、望ましくは、Ｚ軸駆動部１９Ｚを駆動してトーチ１のＺ方向の位置（高さ）も併せて調整し、Ｉｒｔ２ｍｅａｎ＝Ｉｌｔ２ｍｅａｎとなるようにする。以上により、トーチ１の位置の基本調整は終了する。溶接は、この基本調整をしながら行うのが望ましい。なお本形態では、Ｌ・Ｒの電流として平均電流Ｉｌｔ２ｍｅａｎ、Ｉｒｔ２ｍｅａｎを求めているが、Ｌ・Ｒの電流としてはこのような平均電流に限らず、例えばＬ・Ｒの任意ポイントの電流を検知するようにしてもよい。
【００２７】
さて、以上のようにしてトーチ１の位置の基本調整を行いながら溶接を実行するが、本発明は、溶接電流の異常から溶接の異常を検出し、この検出結果に基づいて溶接が正常に行われるようにトーチの溶接進行方向への移動速度や位置などの溶接条件を調整するものであり、次に溶接電流の異常検出に基づいてこのような調整を行う方法の例をいくつか説明する。
【００２８】
まず、図９に示すように、水平母材９と垂直母材１０にギャップＧがある場合について説明する。この場合、上記交点Ｋは存在しない。図１０はギャップＧがある場合の溶接電流の波形図である。図５（ａ）に示す正常状態の溶接電流と、図１０に示すギャップＧがあるときの溶接電流を比較すると、図５（ａ）のＩｍａｘは図１０のＩｌｔ２ｍｅａｎおよびＩｒｔ２ｍｅａｎと実質的に等しいが、図１０のＩｌｔ１ｍｉｎおよびＩｒｔ１ｍｉｎは、図５のＩｍｉｎよりもかなり小さい。これは、ギャップＧのために、ワイヤ４の先端部と溶接部位の距離は、図４の場合よりも図９の場合の方が大きいためである。
【００２９】
図１０において、ギャップＧが大きい程、交点Ｋに対応する位置における溶接電流Ｉｌｔ１ｍｉｎ、Ｉｒｔ１ｍｉｎは低下し、ΔＩｌ、ΔＩｒは大きくなる。したがってΔＩｌ、ΔＩｒが大きくなる程、Ｙ軸駆動部１９Ｙの駆動によるトーチ１の溶接進行への移動速度（Ｙ方向への移動速度）を低下させ、ゆっくり低速度で溶接を行うことにより、ギャップＧにビードを十分に（正常時よりも多量に）形成する。ΔＩｌとΔＩｒは第４演算器２４で演算し、その大きさを基準値設定器２７で溶接速度基準値と比較し、この比較結果にしたがってＹ軸駆動部１９Ｙを制御して溶接進行への移動速度を調整する。
【００３０】
次に、垂直母材が傾いている場合について説明する。図１１において、垂直部材１０は後方へ傾いている。トーチ１は、Ｒ位置のアークＡ１とＬ位置のアークＡ２の大きさが等しくなるように（すなわちＲ位置とＬ位置における溶接電流が等しくなるように）、その位置が制御される。その結果、ノズル３のセンター線ＮＡは交点Ｋを通る線からΔｄ変位する。
【００３１】
図１２（ａ）は正常の場合（図４の場合）の溶接電流を示しており、図１２（ｂ）は、図１１の場合の溶接電流を示している。Ｌ，Ｒにおけるパルス信号ｃの立ち上りからのＩｌｔ１ｍｉｎ、Ｉｒｔ１ｍｉｎがあらわれるまでの時間すなわち溶接電流の立ち下りのタイミングをそれぞれｔｌ、ｔｒとすると、図１２（ａ）の正常の場合はｔｌ＝ｔｒであるが、図１２（ｂ）の異常の場合はｔｌ≠ｔｒである。そこでこの場合には、回転駆動部１７を駆動してトーチ１をトーチ回転軸７を中心に回転させてトーチ１の傾斜角度を調整し、また望ましくは、これにともなってＸ軸駆動部１９Ｘ、Ｚ軸駆動部１９Ｚを駆動してトーチ１をＸ方向やＺ方向の位置を併せて調整することにより、ｔｌ＝ｔｒとなるようにトーチ１の位置を調整する。なおｔｌ、ｔｒは第５演算器２５で演算され、演算結果と基準値設定器３３で設定されたトーチ角度基準値と比較し、比較結果に基づいて回転駆動部１７を駆動してトーチ１の傾斜角度を調整する。
【００３２】
次に、異常事態への対応手段を説明する。図１３は異常事態に対応するための制御回路のブロック図である。３４、３５は異常信号発生器であって、第２演算器２２、第３演算器２３に接続されている。異常信号発生器３４、３５は、しきい値ＴＨＸ、ＴＨＺ（後述）の設定なども併せて行う。勿論、異常信号発生器３４、３５は図６に示す回路に組み込んでよいものである。
【００３３】
まず垂直部材１０が溶接途中で途切れた場合を説明する。図１４はこの場合の斜視図、図１５（ａ）は左右方向（Ｘ方向）補正信号（ΔＩｍｅａｎ＝Ｉｌｔ２ｍｅａｎ−Ｉｒｔ２ｍｅａｎと同じ信号）の波形を示している。このΔＩｍｅａｎは第２演算器２２で演算される。正常な溶接が行われている場合（時間Ｔａ）において、トーチ１の位置は、Ｉｌｔ２ｍｅａｎ＝Ｉｒｔ２ｍｅａｎとなるように制御されるが、垂直母材１０が途切れると、上述したギャップＧの場合と同様の理由により、Ｉｌｔ２ｍｅａｎ＜＜Ｉｒｔ２ｍｅａｎとなり、ΔＩｍｅａｎはＸ方向のしきい値ＴＨＸを超える（タイミングｔ１）。そこで、この場合は垂直母材１０は途中で途切れたものと判断して溶接運転を停止し、またブザーや非常灯などの警報素子（図示せず）により警報を発してオペレータにその旨報知する。なお上記判断や溶接運転の停止指令等はＣＰＵ（図外）により行う。
【００３４】
次に、障害物が存在する場合について説明する。図１６は、溶接進行方向の前方に障害物３６が存在する場合を示している。また図１５（ｂ）はこの場合の上下方向（Ｚ方向）補正信号（Ｉｍｅａｎと同じ信号）の波形を示している。なお、障害物３６が存在すると、ワイヤ４の先端部はこの障害物３６に接近するので、Ｉｍｅａｎは大きくなり、これにより障害物３６の存在が判明する。Ｉｍｅａｎは第３演算器２３で演算する。図１６に示すように、ワイヤ４の先端部が障害物３６に接近すると、Ｉｍｅａｎは次第に大きくなり、Ｚ方向のしきい値ＴＨＺを超える（タイミングｔ２）。そこで、この場合は障害物３６があるものと判断して溶接運転を停止し、またブザーや非常灯などの警報素子により警報を発してオペレータにその旨報知する。なお上記各形態において、装置の運転に必要な全体の制御等はＣＰＵなどにより行う。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ワイヤ供給ノズルを揺動させながら溶接を行うに際し、水平母材や垂直母材などの溶接対象物の状況に応じて、最適の溶接を行うことができる。殊に、水平母材と垂直母材にギャップがある場合、垂直母材が傾いている場合、垂直母材が途中で途切れている場合、溶接進行方向の前方に障害物がある場合にも、このような異常状態に的確に対応して溶接作業を行うことができる。また十分にビードを形成しながら溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶接装置のトーチの構成図
【図２】溶接中の溶接装置の全体構成図
【図３】（ａ）ワイヤ供給ノズルの揺動動作の説明図
（ｂ）ワイヤ供給ノズルの揺動動作の説明図
【図４】溶接中のトーチの先端部の側面図
【図５】（ａ）溶接電流の波形図
（ｂ）オシレート信号の波形図
（ｃ）オシレート信号の波形図
（ｄ）オシレート信号の立ち上り・立ち下り時のパルス信号の波形図
【図６】制御回路のブロック図
【図７】溶接中のトーチ先端部の側面図
【図８】溶接電流の波形図
【図９】溶接中のトーチ先端部の側面図
【図１０】溶接電流の波形図
【図１１】溶接中のトーチ先端部の側面図
【図１２】（ａ）溶接電流の波形図
（ｂ）溶接電流の波形図
（ｃ）パルス信号の波形図
【図１３】制御回路のブロック図
【図１４】溶接中のトーチの斜視図
【図１５】（ａ）左右方向補正信号の波形図
（ｂ）上下方向補正信号の波形図
（ｃ）パルス信号の波形図
【図１６】溶接中のトーチの斜視図
【符号の説明】
１  トーチ
３  ノズル
４  ワイヤ
７  トーチ回転軸
９  水平母材
１０  垂直母材
１１  永久磁石
１２  電磁コイル
１３  オシレート信号発生器
１７  回転駆動部
１９  駆動部
１９Ｘ  Ｘ軸駆動部
１９Ｙ  Ｙ軸駆動部
１９Ｚ  Ｚ軸駆動部
２９  溶接電流検出器
３６  障害物
【図１】
0003794880.tif 000002
【図２】
0003794880.tif 000003
【図３】
0003794880.tif 000004
【図４】
0003794880.tif 000005
【図５】
0003794880.tif 000006
【図６】
0003794880.tif 000007
【図７】
0003794880.tif 000008
【図８】
0003794880.tif 000009
【図９】
0003794880.tif 000010
【図１０】
0003794880.tif 000011
【図１１】
0003794880.tif 000012
【図１２】
0003794880.tif 000013
【図１３】
0003794880.tif 000014
【図１４】
0003794880.tif 000015
【図１５】
0003794880.tif 000016
【図１６】
0003794880.tif 000017