アーク溶接ロボットの制御装置、その方法及びそのプログラム
【課題】本発明は、アーク溶接ロボットがウィービングする場合であっても、連続的な溶接条件の変更と精度の良いアーク倣いを可能とするアーク溶接ロボットの制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】アーク溶接ロボットの制御装置は、記憶手段と、制御手段と、溶接条件変更位置算出手段と、溶接トーチが所定の動作パターンのウィービングを１周期実施する毎にウィービング１周期完了信号を出力するウィービング動作制御手段と、変更予定溶接条件を算出する溶接条件算出手段と、ウィービング１周期完了信号が入力される毎に変更予定溶接条件に基づいてアーク溶接ロボットの溶接条件を変更する溶接条件変更手段と、を備える。
【解決手段】アーク溶接ロボットの制御装置は、記憶手段と、制御手段と、溶接条件変更位置算出手段と、溶接トーチが所定の動作パターンのウィービングを１周期実施する毎にウィービング１周期完了信号を出力するウィービング動作制御手段と、変更予定溶接条件を算出する溶接条件算出手段と、ウィービング１周期完了信号が入力される毎に変更予定溶接条件に基づいてアーク溶接ロボットの溶接条件を変更する溶接条件変更手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接ロボットの溶接条件を連続的に変更するアーク溶接ロボットの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶接電流、溶接電圧、溶接速度、ウィービング周期、ウィービング振幅等の溶接条件を段階的に変更するために、溶接線上に複数の溶接条件変更位置（教示点）を設定（教示）し、溶接条件変更位置毎に異なる溶接条件を手動で設定する必要がある。このように、溶接条件変更位置毎に溶接条件を手動で設定することは非常に煩雑であるため、自動的に溶接条件を変更する技術が開示されている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１で開示されている技術は、溶接ロボットの移動距離に基づいて、アーク溶接ロボットの溶接条件をリニアに変更するものである。また、特許文献２で開示されている技術は、溶接条件の変更する始点及び終点を設定し、この始点及び終点における溶接条件を設定し、この終点で、終点における溶接条件に達するように溶接条件を除々に変更するものである。
【特許文献１】実開昭６１−１３８４７０号公報
【特許文献２】特開平１０−６００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２に開示されている技術では、溶接トーチがウィービングを１周期実施する間に溶接電流等の溶接条件が変更されてしまい、ウィービングの左右両端での溶接電流の指令値が異なるため、溶接ビードが偏肉してしまう問題がある。また、アーク溶接ロボットがアークセンサを備える場合でも、ワークにずれが生じていなくともウィービングの左右両端での実際の溶接電流が異なるため、所望の溶接線に追従できず、溶接ワイヤの狙いにずれが生じてしまう。また、ウィービング指令に対して、実際の溶接トーチのウィービング動作には微少な遅れが発生し、この遅れによって、溶接トーチが実際にウィービングを１周期実施するタイミングと溶接電流等の溶接条件を変更するタイミングとがずれてしまう。これによって、ウィービングの左右両端での溶接電流が等しくならず、ウィービング周期を早くするほど溶接ビードが偏肉してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、アーク溶接ロボットがウィービングする場合であっても、溶接ビードが偏肉しないアーク溶接ロボットの制御装置、その方法及びそのプログラム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】
【０００６】
前記した課題を解決するため、請求項１に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、所定の動作パターンでウィービングしながらワークを溶接するアーク溶接ロボットの溶接条件を、溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの間で連続的に変更するアーク溶接ロボットの制御装置であって、前記溶接条件変更開始位置と、前記溶接条件変更終了位置と、前記溶接条件変更開始位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接開始条件と、前記溶接条件変更終了位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接終了条件と、を記憶する記憶手段と、
前記アーク溶接ロボットの溶接トーチを前記所定の動作パターンでウィービングさせるウィービング指令を生成すると共に、前記ウィービング指令に従って前記溶接トーチが前記所定の動作パターンのウィービングを１周期実施する毎にウィービング１周期完了信号を出力するウィービング動作制御手段と、前記溶接トーチが前記溶接条件変更開始位置から前記溶接条件変更終了位置に向かって進んだ進行位置を算出する溶接条件変更位置算出手段と、前記溶接開始条件と前記溶接終了条件との差に基づいて、前記溶接条件変更開始位置から前記進行位置までの距離に応じた補正値を算出し、前記溶接開始条件に前記補正値を加算して前記進行位置の変更予定溶接条件を算出する溶接条件算出手段と、前記ウィービング１周期完了信号が入力される毎に、前記進行位置の変更予定溶接条件に基づいて前記アーク溶接ロボットの溶接条件を変更する溶接条件変更手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、アーク溶接ロボットの制御装置は、アーク溶接ロボットの溶接トーチが溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの間に位置する場合、溶接トーチがウィービングを１周期実施する毎に、進行位置の変更予定溶接条件に基づいてアーク溶接ロボットの溶接条件を変更する。これによって、アーク溶接ロボットの制御装置は、溶接トーチがウィービングを１周期実施する間に溶接条件を変更することがない。ここで、アーク溶接ロボットの制御装置は、溶接条件変更開始位置、溶接条件変更終了位置、溶接開始条件及び溶接終了条件を開先の形状、ワークの形状、材質や大きさに応じて任意に設定することができる。
【０００８】
また、請求項２に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、請求項１に記載のアーク溶接ロボットの制御装置において、前記溶接条件変更手段に前記ウィービング１周期完了信号が入力されてから前記溶接トーチが前記所定の動作パターンのウィービングを１周期実施するまでの遅れ時間に基づいて、前記溶接条件変更手段に、前記ウィービング１周期完了信号が入力されてから前記遅れ時間を経過させて、前記アーク溶接ロボットの溶接条件を変更させるウィービング動作遅れ時間調整手段、をさらに備えることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、アーク溶接ロボットの制御装置は、ウィービング動作遅れ時間調整手段によって、フィルタ遅れや機械遅れ等の遅れ時間の分だけ遅らせて、溶接トーチが溶接線中心に到達したときに、溶接条件変更手段に溶接条件を変更させる。通常、ウィービング周期が早くなる程、遅れの影響が大きくなるが、アーク溶接ロボットの制御装置は、このような場合であっても、遅れの影響を低減させることができる。
【００１０】
また、請求項３に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、請求項１又は請求項２に記載のアーク溶接ロボットの制御装置において、前記アーク溶接ロボットの制御装置は、先行電極及び後行電極を先端に備える前記溶接トーチが手首部に取り付けられ、当該溶接トーチを溶接進行方向に対して左右にウィービングさせる前記アーク溶接ロボットと、前記先行電極及び前記後行電極に給電を行う２個の溶接電源とを備え、溶接線に倣ってアーク溶接を行うタンデムアーク溶接システムで用いられ、前記記憶手段は、前記先行電極及び前記後行電極のそれぞれについて、前記溶接開始条件と、前記溶接終了条件とを記憶し、前記溶接条件算出手段は、前記先行電極及び前記後行電極のそれぞれについて、前記進行位置の変更予定溶接条件を算出することを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、アーク溶接ロボットの制御装置は、タンデム型のアーク溶接ロボットにおいても、溶接トーチがウィービングを１周期実施する毎に、進行位置の変更予定溶接条件に基づいてアーク溶接ロボットの溶接条件を変更する。これによって、アーク溶接ロボットの制御装置は、タンデム型のアーク溶接ロボットにおいても、溶接トーチがウィービングを１周期実施する間に溶接条件を変更することがない。
【００１２】
また、請求項４に係るアーク溶接ロボットの制御方法は、溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの間で連続的に変更するアーク溶接ロボットの制御方法であって、格納ステップと、ウィービング動作制御ステップと、溶接条件変更位置算出ステップと、溶接条件算出ステップと、溶接条件変更ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に係るアーク溶接ロボットの制御プログラムは、前記溶接条件変更開始位置と、前記溶接条件変更終了位置と、溶接開始条件と、溶接終了条件と、を記憶する記憶手段を備えるコンピュータを、ウィービング動作制御手段、溶接条件変更位置算出手段、溶接条件算出手段、溶接条件変更手段、として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置、その方法及びそのプログラムによれば、以下のような優れた効果を奏する。請求項１，４，５に係る発明によれば、アーク溶接ロボットがウィービングする場合であっても、溶接トーチがウィービングを１周期実施する毎に溶接条件を変更することから、溶接ビードが偏肉することを防止できる。また、請求項２に係る発明によれば、ウィービング周期が早い場合であっても溶接ビードの偏肉を防ぐことができ、遅れの影響を低減させて正確なアーク溶接を可能とすることができる。さらに、請求項３に係る発明によれば、タンデム型のアーク溶接ロボットにおいても、溶接ビードが偏肉することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。第１実施形態では、１個の電極に１個の溶接電源を接続して行うシングル溶接の場合について説明し、第２実施形態では、２個の電極にそれぞれ独立した溶接電源を接続して行うダンデム溶接の場合について説明する。なお、本発明の各実施形態について、同一の機能を有する手段及び同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略した。
＜第１実施形態：シングル溶接＞
【００１６】
［制御装置の概要］
以下、本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１を参照して、制御装置の概要について説明する。図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る制御装置を含むアーク溶接システムの概要を示す構成図であり、図１（ｂ）は、本発明の第１実施形態におけるワーク及び溶接線の拡大図である。図１（ａ）には、制御装置（アーク溶接ロボットの制御装置）１、アーク溶接ロボット２、教示ペンダント４、溶接トーチ９及びワークＷを示す。また、図１（ｂ）には、ワークＷ及び溶接ビードＢを示す。
【００１７】
制御装置１は、教示ペンダント４から入力されるコマンドや教示プログラムに基づいて、アーク溶接ロボット２を制御し、アーク溶接ロボット２の溶接条件を変更するものである。また、制御装置１は、アーク溶接ロボット２、溶接電源Ｐ及び教示ペンダント４と接続されている。
【００１８】
アーク溶接ロボット２は、例えば、６軸構成の垂直多関節ロボットであり、その手首部分には、溶接トーチ９が取り付けられている。また、アーク溶接ロボット２は、制御装置１からの移動命令に基づいて、アーク溶接ロボット用モータＭが駆動して、溶接トーチ９をワークＷの溶接線に移動させることができる。なお、図１では、説明のために１個のアーク溶接ロボット用モータＭを示したが、その数は特に制限されず、例えば、アーク溶接ロボット２が６軸構成の垂直多関節ロボットであれば、６個のアーク溶接ロボット用モータＭを備える。
【００１９】
溶接トーチ９は、溶接ワイヤ（図示しない）をワークＷの溶接線に向けて送り出すものである。この送り出された溶接ワイヤとワークＷの溶接線の間にアークが形成されることでアーク溶接が行われる。また、溶接トーチ９は、ワイヤ送給装置（図示しない）を介して溶接電源Ｐに接続される。この溶接電源Ｐは、制御装置１に接続される。そして、制御装置１が溶接指令を溶接電源Ｐに出力すると、溶接電源Ｐからの給電によりワイヤ送給装置が駆動され、溶接トーチ９に溶接ワイヤが送給される。
【００２０】
制御装置１は、例えば、センサコンピュータを内蔵する。このセンサコンピュータは、溶接電流の変化とアーク溶接ロボット２の溶接ワイヤの突き出し長さとの対応関係に基づいて、ウィービングの右端での溶接電流とウィービングの左端での溶接電流とを検出するものである（アークセンサ）。
【００２１】
教示ペンダント４は、アーク溶接ロボット２の教示作業の際に、教示プログラム、溶接開始条件や溶接終了条件を入力するものである。また、教示ペンダント４は、操作者の操作に基づいて、アーク溶接ロボット２を停止させるコマンドを制御装置１に出力することができる。なお、図１では、教示ペンダント４は、制御装置１に有線通信回線で接続しているが、制御装置１に無線通信回線で接続しても良い。また、教示ペンダント４は、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード等の記録媒体に教示プログラムを記録し、制御装置１は、この記録媒体から教示プログラムを読み出しても良い。
【００２２】
ワークＷは、アーク溶接の対象となる金属等の部材である。図１（ｂ）では、いわゆるひげビードと呼ばれる溶接ビードＢを形成するように、制御装置１は、ウィービング周期やウィービング振幅等の溶接条件を連続的に変更している。
【００２３】
［制御装置の構成］
図２を参照して、制御装置１の構成について説明する。図２は、図１に示した制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。制御装置１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）及び入出力インターフェースから構成される。また、制御装置１は、後記する各種機能を実現するために、センサコンピュータ３、入出力手段１０、記憶手段２０、ロボット軸制御手段３０、アーク溶接ロボット制御手段４０及び溶接電源制御手段５０を備える。
【００２４】
入出力手段１０は、所定の入力インターフェース及び出力インターフェースから構成される。なお、図２では、説明の都合上、入出力手段１０を一体に表示しているが、個別に構成しても良い。この入出力手段１０は、教示ペンダント４から入力されるコマンドや教示プログラムを記憶手段２０やロボット軸制御手段３０に出力する。また、入出力手段１０は、溶接電源制御手段５０から出力される溶接指令を溶接電源Ｐに出力する。
【００２５】
また、入出力手段１０は、アーク溶接ロボット制御手段４０からの命令をアーク溶接ロボット用モータＭに出力し、アーク溶接ロボット用モータＭからの溶接トーチ９の位置等を示すフィードバック信号やフィードフォワード信号をアーク溶接ロボット制御手段４０に出力する。
【００２６】
記憶手段２０は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等から構成され、教示プログラム記憶手段２１、溶接条件変更位置記憶手段２２及び溶接条件記憶手段２３を備える。また、溶接ワイヤの切断やノズルの接触によってアーク溶接が中断する場合に備え、記憶手段２０は、後記する残り距離や算出した進行位置の変更予定溶接条件を記憶することが好ましい。この場合、溶接条件の変更時に溶接が中断しても、制御装置１は、記憶手段２０から残り距離や進行位置の変更予定溶接条件を読み出して、アーク溶接を再開することができる。なお、図２では、説明の都合上、記憶手段２０を一体に表示しているが、個別に構成しても良い。
【００２７】
教示プログラム記憶手段２１は、アーク溶接ロボット２への命令等を記述した教示プログラムを記憶するものである。また、教示プログラム記憶手段２１に記憶された教示プログラムは、予め作成されたものであり、教示ペンダント４又はパーソナルコンピュータ等の接続機器（図示しない）での操作によって編集可能なものである。
【００２８】
溶接条件変更位置記憶手段２２は、溶接条件変更開始位置及び溶接条件変更終了位置を記憶するものである。ここで、溶接条件変更開始位置は、溶接条件の変更を開始する位置であり、１箇所に限らず、複数設定しても良い。また、溶接条件変更終了位置は、溶接条件の変更を終了する位置であり、溶接条件変更開始位置より後方に位置する。なお、溶接条件変更終了位置は、１箇所に限らず、溶接条件変更開始位置と同数設定すれば良い。
【００２９】
溶接条件記憶手段２３は、溶接条件変更開始位置での溶接条件である溶接開始条件及び溶接条件変更終了位置での溶接条件である溶接終了条件を記憶するものである。以下、「溶接開始条件」とは、溶接条件変更開始位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つを含むと共に、溶接条件変更開始位置でのウィービング周期とウィービング振幅とを含むことを言う。また、「溶接終了条件」とは、溶接条件変更終了位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つを含むと共に、溶接条件変更終了位置でのウィービング周期とウィービング振幅とを含むことを言う。
【００３０】
図３を参照して、溶接条件の一例について説明する。図３は、図２に示した制御装置に入力される溶接条件の一例を示す説明図である。まず、「溶接条件連続変更 区間開始」とは、位置Ｐ１が溶接条件変更開始位置であることを示す。また、「直線移動」とは、ワークＷに設定された位置Ｐ１に直線移動することを示す。そして、「アークＯＮ」とは、アーク溶接を行うことを示す。さらに、位置Ｐ１での溶接開始条件は、溶接電流が２２０Ａ、溶接電圧が所定電圧の１００％、溶接速度が３０ｃｍ／分、ウィービング周期が１２０回／分、ウィービング振幅が５ｍｍであることを示す。なお、本例では、ウィービングの進行方向に向かって左右両端での停止する時間を意味する両端停止時間が設定されていないが、この両端時間を設定しても良い。
【００３１】
「溶接条件連続変更 区間終了」とは、位置Ｐ２が溶接条件変更終了位置であることを示す。また、位置Ｐ２での溶接終了条件は、溶接電流が２８０Ａ、溶接電圧が所定電圧の１００％、溶接速度が６０ｃｍ／分、ウィービング周期が１８０回／分、ウィービング振幅が５ｍｍであることを示す。従って、制御装置１は、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの間で、連続的に、ウィービング周期を１２０回／分から１８０回／分まで増加させ、溶接電流を２２０Ａから２８０Ａまで増加させ、溶接速度を３０ｃｍ／分から６０ｃｍ／分まで増加させる。なお、制御装置１は、溶接開始条件及び溶接終了条件のうちの一部、例えば、上記のように、溶接電流、溶接速度、ウィービング周期のみを変更しても良く、溶接開始条件及び溶接終了条件の全てを変更しても良い。
【００３２】
ロボット軸制御手段３０は、教示プログラムに格納された命令を実行し、溶接条件の変更をおこなうものであり、例えば、教示プログラム実行手段３１、溶接条件変更位置算出手段３２、溶接条件算出手段３３、溶接条件変更手段３４及びウィービング動作制御手段３５を備える。
【００３３】
教示プログラム実行手段３１は、教示プログラムを教示プログラム記憶手段２１から読み出し、その教示プログラムに格納された命令を実行するものである。また、教示プログラム実行手段３１は、溶接トーチ９の位置を示す信号に基づいて、溶接トーチ９の位置を示す信号が所定の教示点に到達したか否かを判別し、溶接トーチ９の位置を示す信号がその教示点に到達した場合、その教示点で設定された命令を実行する。
【００３４】
溶接条件変更位置算出手段３２は、アーク溶接ロボット２の溶接トーチ９の補間位置を算出する補間計算によって、溶接トーチ９が溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置に向かって進んだ進行位置を算出するものである。さらに、溶接条件変更位置算出手段３２は、補間位置が溶接条件変更開始位置を越えた場合には補間位置と溶接条件変更開始位置の差から進行位置を算出する。ここで、補間位置とは、教示点間を補間する位置である。
【００３５】
ウィービング動作制御手段３５は、溶接トーチ９を所定の動作パターンでウィービングさせるウィービング指令を、例えば、溶接条件として入力されたウィービング周期やウィービング振幅から生成するものである。また、ウィービング動作制御手段３５は、生成したウィービング指令を、アーク溶接ロボット制御手段４０を介してアーク溶接ロボット用モータＭに出力する。また、ウィービング動作制御手段３５は、ウィービング指令に従って溶接トーチ９が所定の動作パターンのウィービングを１周期実施する毎にウィービング１周期完了信号を溶接条件算出手段３３や溶接条件変更手段３４に出力するものである。
【００３６】
溶接条件算出手段３３は、溶接開始条件と溶接終了条件との差に基づいて、溶接条件変更開始位置から進行位置までの距離に応じた補正値を算出し、溶接開始条件に補正値を加算して変更予定溶接条件を算出するものである。
【００３７】
（変更予定溶接条件の算出）
図４を参照して、進行位置の変更予定溶接条件の算出について具体的に説明する。図４（ａ）は、図１の溶接トーチの拡大図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の溶接トーチを用いて溶接を行う本発明の第１実施形態において、溶接条件の変更を説明するためにワークの溶接線を示す説明図である。なお、図４では、溶接線、進行位置、溶接条件変更開始位置Ｐ１、溶接条件変更終了位置Ｐ２、溶接条件変更開始位置Ｐ１から溶接条件変更終了位置Ｐ２までの距離を全距離ｌ、及び、進行位置から溶接条件変更終了位置Ｐ２までの距離を残り距離ｌｒを示す。
【００３８】
図４（ｂ）に示すように、溶接条件算出手段３３は、進行位置の変更予定溶接条件のうち、溶接速度、ウィービング周期及びウィービング振幅について、式１を用いて進行位置の変更予定溶接条件を算出することができる。なお、溶接終了条件と溶接開始条件との差を溶接条件差分とする。ここで、式１のうち、｛（全距離−残り距離）／全距離｝×溶接条件差分の項が、溶接条件変更開始位置から進行位置までの距離に応じた補正値であり、溶接条件算出手段３３は、この補正値を溶接開始条件に加算して進行位置の変更予定溶接条件を算出する。なお、溶接開始条件が溶接終了条件より大きい場合には補正値が負の値となり、溶接条件算出手段３３は、溶接開始条件に負の値を加算、すなわち、溶接開始条件から補正値を減算する。
【００３９】
【数１】
【００４０】
例えば、溶接開始条件のうちウィービング周期が１２０回／分、溶接終了条件のうちウィービング周期が１８０回／分、全距離ｌが１００ｍｍ及び残り距離ｌｒが５０ｍｍである場合、進行位置でのウィービング周期は、１５０回／分となる（式２参照）。
【００４１】
【数２】
【００４２】
また、溶接開始条件のうち溶接速度が３０ｃｍ／分、溶接終了条件のうち溶接速度が６０ｃｍ／分、全距離ｌが１００ｍｍ及び残り距離ｌｒが５０ｍｍである場合、進行位置での溶接速度は、４５ｃｍ／分となる（式３参照）。
【００４３】
【数３】
【００４４】
さらに、溶接条件算出手段３３は、進行位置の変更予定溶接条件のうち、図４（ａ）の電極の溶接電流及び溶接電圧について、式４を用いて進行位置の変更予定溶接条件を算出することができる。式４のうち、｛全距離−（残り距離−溶接速度／ウィービング周期）｝／全距離×溶接条件差分の項が、溶接条件変更開始位置から進行位置までの距離に応じた補正値であり、溶接条件算出手段３３は、この補正値を溶接開始条件に加算して進行位置の変更予定溶接条件を算出する。なお、ここでは、溶接条件算出手段３３は、溶接トーチ９がウィービングを１周期実施する毎に溶接速度をウィービング周期で除算し、溶接トーチ９がウィービングを１周期実施するまでの距離を求めている。
【００４５】
【数４】
【００４６】
例えば、溶接開始条件のうち溶接電流が２２０Ａ、溶接終了条件のうち溶接電流が２８０Ａ、全距離ｌが１００ｍｍ、残り距離ｌｒが５０ｍｍ、ウィービング周期が１５０回／分及び溶接速度が４５０ｍｍ／分である場合、進行位置での溶接電流は、２５１．８Ａとなる（式５参照）。以後、図２に戻り、制御装置１の構成について説明を続ける。
【００４７】
【数５】
【００４８】
図２に戻って、制御装置１の構成について説明を続ける。溶接条件変更手段３４は、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６を備え、ウィービング動作制御手段３５からウィービング１周期完了信号が入力される毎に、溶接条件算出手段３３が算出した進行位置の変更予定溶接条件に基づいて、アーク溶接ロボット２の溶接条件を変更するものである。また、進行位置の変更予定溶接条件のうち、溶接電流及び／又は溶接電圧を変更する場合、溶接条件変更手段３４は、溶接電源制御手段５０に溶接指令を出力し、溶接電源Ｐに溶接電流及び／又は溶接電圧を変更させる。また、進行位置の変更予定溶接条件のうち、ウィービング周期及びウィービング振幅を変更する場合、溶接条件変更手段３４は、ウィービング動作制御手段３５に変更後のウィービング周期及びウィービング振幅を出力する。そして、ウィービング動作制御手段３５は、上記変更後のウィービング周期及びウィービング振幅からウィービング指令を生成してアーク溶接ロボット制御手段４０に出力する。さらに、進行位置の変更予定溶接条件のうち、溶接速度を変更する場合、溶接条件変更手段３４は、変更後の溶接速度を溶接条件変更位置算出手段３２に出力する。そして、溶接条件変更位置算出手段３２は、変更後の溶接速度を補間計算に適用して補間位置を算出・更新し、この補間位置を、アーク溶接ロボット制御手段４０を介してアーク溶接ロボット用モータＭに出力する。
【００４９】
アーク溶接ロボット制御手段４０は、ロボット軸制御手段３０からの移動命令やウィービング指令をアーク溶接ロボット用モータＭに出力するものである。また、アーク溶接ロボット制御手段４０は、アーク溶接ロボット用モータＭからの信号、例えば、フィードバック信号やフィードフォワード信号をロボット軸制御手段３０に出力する。さらに、アーク溶接ロボット用モータＭは、上記の移動命令によってアーク溶接ロボット２を駆動して溶接トーチ９の位置を移動させ、上記のウィービング指令によって溶接トーチ９をウィービングさせると共にウィービング周期やウィービング振幅を変更するものである。
【００５０】
溶接電源制御手段５０は、ロボット軸制御手段３０からの溶接指令を溶接電源Ｐに出力するものである。また、溶接電源Ｐは、溶接電源制御手段５０からの溶接指令によって、溶接電流や溶接電圧を変更するものである。
【００５１】
（遅れの影響の低減）
図５及び図６を参照して、フィルタ遅れや機械遅れ等の遅れが発生した場合、制御装置１がその影響を低減することについて説明する。図５（ａ）は、本発明におけるアーク溶接ロボットの溶接トーチの軌道を示す説明図であり、図５（ｂ）は、本発明におけるアーク溶接ロボットの溶接トーチのウィービング動作を示す説明図である。なお、図５（ａ）では、時間の進行を矢印で示し、ウィービング指令に従った溶接トーチ９の位置（指令位置）を実線で示し、実際の溶接トーチ９の位置（実際の位置）を破線で示し、遅れ時間を符号Ｔで示す。
【００５２】
図５（ｂ）に示すように、溶接トーチ９は、左右にウィービングしながら溶接線上を移動する。ここで、制御装置１では、アーク溶接ロボット制御手段４０でのフィルタ遅れや、アーク溶接ロボット制御手段４０が移動命令やウィービング指令を出力してからアーク溶接ロボット用モータＭが実際に駆動するまでの機械遅れ等の遅れが発生する場合がある。遅れが発生した場合、図５（ａ）に示すように、溶接トーチ９の実際の位置は、指令位置に対して遅れ時間Ｔ、遅れることになる。なお、この遅れ時間Ｔは、アーク溶接ロボット２の特性によるものであり、遅延時間Ｔを予め求めて記憶手段２０に記憶させておいても良い。そして、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６は、記憶手段２０に記憶した遅れ時間Ｔを参照してもよい。
【００５３】
このとき、制御装置１は、以下のように遅れの影響を低減する。図６（ａ）は、本発明におけるアーク溶接ロボットの溶接トーチのウィービング軌道を示す説明図であり、図６（ｂ）は、溶接トーチの位置に対応した溶接電流の指令値を示す説明図である。なお、図６（ａ）では、時間の進行を矢印で示し、ウィービング指令に従った溶接トーチ９の位置（指令位置）を実線で示し、実際の溶接トーチ９の位置（実際の位置）を破線で示し、遅れ時間を符号Ｔで示す。また、図６（ｂ）では、本発明における遅れに対応していない場合の溶接電流の指令値を実線で示し、本発明における遅れに対応した場合の溶接電流の指令値を破線で示し、ウィービング指令に従って溶接トーチ９がウィービングを１周期実施したタイミングと溶接電流を変更するタイミングとのズレを溶接電流のズレとして示した。
【００５４】
遅れが発生していない場合、溶接トーチ９の指令位置と溶接トーチ９の実際の位置は同じであり（図６（ａ）で実線と破線が重なる状態）、実際に溶接トーチ９がウィービングを１周期実施するタイミングと溶接条件変更手段３４が溶接電流の変更指令を溶接電源Ｐに出力するタイミング（溶接条件変更手段３４にウィービング１周期完了信号が入力されるタイミング）が一致する。しかし、遅れが発生した場合、図６に示すように、実際に溶接トーチ９がウィービングを１周期実施するタイミングと、溶接条件変更手段３４が溶接電流の変更指令を溶接電源Ｐに出力するタイミングがずれる（図６（ａ）の溶接トーチの実際の位置と図６（ｂ）の遅れに対応していない溶接電流の指令値を参照）。この場合、実際に溶接トーチ９がウィービングを１周期実施して遅れ時間Ｔが経過した後、溶接電流が変更されることになる（図６（ｂ）の溶接電流のズレを参照）。
【００５５】
そこで、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６は、溶接条件変更手段３４に、ウィービング１周期完了信号が入力されてから遅れ時間Ｔを経過させて、アーク溶接ロボットの溶接条件を変更させる。例えば、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６は、溶接条件変更手段３４に予め待ち信号を出力する。この待ち信号を受信した溶接条件変更手段３４は、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６から遅れ時間Ｔ信号を受信するまで溶接電源Ｐに溶接電流の変更指令を出力しない。そして、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６が遅れ時間Ｔを算出し、遅れ時間Ｔを含む信号（遅れ時間信号）を溶接条件変更手段３４に出力する。溶接条件変更手段３４は、この遅れ時間信号を受信してから溶接電源Ｐに溶接電流の変更指令を出力する。このようにして、制御装置１は、実際に溶接トーチ９がウィービングを１周期実施するタイミング（実際の位置）と、溶接条件変更手段３４が溶接電流の変更指令を溶接電源Ｐに出力するタイミングを一致させ、遅れの影響を低減させることができる（図６（ａ）の溶接トーチの実際の位置と図６（ｂ）の遅れに対応した溶接電流の指令値を参照）。なお、溶接電流を遅れに対応させる例で説明したが、制御装置１は、溶接電流と同様に溶接電圧の指令値を遅れに対応させても良い。
【００５６】
［制御装置の動作］
図７を参照して、本実施形態に係る制御装置の動作について説明する。図７は、図２に示した制御装置の動作を示すフローチャートである。なお、制御装置１は、記憶手段２０に、予め溶接条件等を記憶しているものとする。
【００５７】
溶接トーチ９がある教示点に到着しているものとして、以下説明する。まず、制御装置１は、教示プログラム実行手段３１によって、教示点に設定された命令を順次実行する（ステップＳ１）また、制御装置１は、教示プログラム実行手段３１によって、教示プログラムで設定された次の教示点へ溶接トーチ９を移動させる移動命令を、アーク溶接ロボット制御手段４０を介してアーク溶接ロボット用モータＭに出力する（ステップＳ２）。
【００５８】
制御装置１は、溶接条件変更位置算出手段３２によって、溶接条件を連続的に変更するか否かを判別する（ステップＳ３）。溶接条件を連続的に変更する場合に、制御装置１は、ステップＳ４の処理に進む（ステップＳ３でＹｅｓ）。一方、溶接条件を連続的に変更しない場合に、制御装置１は、ステップＳ７の処理に進む（ステップＳ３でＮｏ）。
【００５９】
ステップＳ３でＹｅｓのとき、制御装置１は、記憶手段２０から次の教示点に設定されている溶接条件を取得する（ステップＳ４）。また、制御装置１は、溶接条件記憶手段２３に溶接開始条件及び溶接終了条件が設定されているか否かを判別する（ステップＳ５）。そして、溶接開始条件及び溶接終了条件が設定されている場合、制御装置１は、ステップＳ６の処理に進む（ステップＳ５でＹｅｓ）。一方、溶接開始条件及び溶接終了条件が設定されていない場合、制御装置１は、ステップＳ７の処理に進む（ステップＳ５でＮｏ）。
【００６０】
ステップＳ５でＹｅｓのとき、制御装置１は、溶接条件変更位置算出手段３２によって、溶接条件変更位置記憶手段２２から溶接条件変更開始位置及び溶接条件変更終了位置を読み出し、溶接条件算出手段３３によって、溶接条件記憶手段２３から溶接開始条件及び溶接終了条件を読み出して、演算用データを取得する（ステップＳ６）。このステップＳ６の処理の後に、溶接トーチ９が次の教示点に向けて移動を開始する。また、制御装置１は、溶接条件変更位置算出手段３２によって、教示点間における溶接トーチ９の補間位置、例えば、制御周期毎に溶接トーチ９の補間位置を直線補間、円弧補間等の補間計算によって算出し、この補間位置を、アーク溶接ロボット制御手段４０を介してアーク溶接ロボット用モータＭに出力する（ステップＳ７）。
【００６１】
制御装置１は、教示プログラム実行手段３１によって、溶接トーチ９が目標とする教示点に到着したか否かを判別する（ステップＳ８）。溶接トーチ９が教示点に到着した場合、制御装置１は、ステップＳ１の処理に戻る（ステップＳ８でＹｅｓ）。一方、溶接トーチ９が教示点に到着していない場合、制御装置１は、ステップＳ９の処理に進む（ステップＳ８でＮｏ）。
【００６２】
ステップＳ８でＮｏのとき、制御装置１は、ウィービング動作制御手段３５によって、溶接トーチ９がウィービングを１周期実施したか否かを判別する（ステップＳ９）。ここで、溶接トーチ９がウィービングを１周期実施した場合、制御装置１は、ステップＳ１０の処理に進む（ステップＳ９でＹｅｓ）。一方、溶接トーチ９がウィービングを１周期実施していない場合、制御装置１は、ステップＳ７の処理に戻る（ステップＳ９でＮｏ）。ステップＳ９でＹｅｓのとき、制御装置１は、溶接条件変更位置算出手段３２によって、溶接条件を連続的に変更するか否かを判別する（ステップＳ１０）。溶接条件を連続的に変更する場合、制御装置１は、ステップＳ１１の処理に進む（ステップＳ１０でＹｅｓ）。一方、溶接条件を連続的に変更しない場合に、制御装置１は、ステップＳ７の処理に戻る（ステップＳ１０でＮｏ）。
【００６３】
ステップＳ１０でＹｅｓのとき、制御装置１は、溶接条件変更手段３４によって、進行位置の変更予定溶接条件のうち、予め算出した溶接電流及び溶接電圧を溶接電源Ｐに出力する（ステップＳ１１）。なお、遅れが発生している場合、制御装置１は、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６によって、溶接条件変更手段３４に、遅れ時間経過させてから溶接電流及び溶接電圧を溶接電源Ｐに出力する。また、制御装置１は、溶接条件算出手段３３によって、進行位置の変更予定溶接条件のうち、ウィービング動作条件であるウィービング周期及びウィービング振幅を算出し、かつ、溶接速度を算出する（ステップＳ１２）。また、制御装置１は、溶接条件算出手段３３によって、進行位置の変更予定溶接条件のうち、次にウィービングを１周期実施したときの溶接電流及び溶接電圧を算出する（ステップＳ１３）。さらに、制御装置１は、溶接条件変更手段３４によって、進行位置の変更予定溶接条件のうち、ウィービング動作条件であるウィービング周期及びウィービング振幅をウィービング動作制御手段３５に出力し、変更後の溶接速度を溶接条件変更位置算出手段３２に出力し、溶接トーチ９の動作軌跡を再計算してステップＳ７の処理に戻る（ステップＳ１４）。
【００６４】
＜第２実施形態：ダンデム溶接＞
［制御装置の概要］
以下、図８を参照して、本発明の第２実施形態に係る制御装置の概要について説明する。図８（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る制御装置を含むアーク溶接システムの概要を示す構成図であり、図８（ｂ）は、本発明の第２実施形態におけるワーク及び溶接線の拡大図である。図８（ａ）には、制御装置（アーク溶接ロボットの制御装置）１、アーク溶接ロボット２、教示ペンダント４、溶接トーチ９、２個の溶接電源Ｐａ，Ｐｂ及びワークＷを示す。また、図８（ｂ）には、ワークＷ及び溶接ビードＢを示す。
【００６５】
図８（ａ）に示すように、アーク溶接ロボット２は、先行電極及び後行電極を先端に備える溶接トーチ９が手首部に取り付けられ、溶接トーチ９を左右にウィービングさせるタンデム型のアーク溶接ロボットである。
【００６６】
制御装置１は、タンデム型のアーク溶接ロボット２の先行電極及び後行電極にそれぞれ給電する２個の溶接電源Ｐａ，Ｐｂが接続される。この場合、２個の溶接電源Ｐを区別するため、例えば、溶接電源ＰａをＬ極とし、溶接電源ＰｂをＲ極とする。溶接方向に応じて、都度、どちらの極を先行電極とするかが設定される。
【００６７】
なお、溶接電源Ｐａ，Ｐｂのそれぞれは、第１実施形態の溶接電源Ｐと同様のものであるため、説明を省略する。また、教示ペンダント４、ワークＷ及び溶接ビードＢは、第１実施形態と同様のものであるため、説明を省略する。
【００６８】
［制御装置の構成］
以下、図９を参照して、本発明の第２実施形態に係る制御装置の構成について説明する。図９は、第２実施形態に係る制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。制御装置１は、センサコンピュータ３、入出力手段１０、記憶手段２０、ロボット軸制御手段３０、アーク溶接ロボット制御手段４０及び溶接電源制御手段５０ａ，５０ｂを備える。
【００６９】
溶接条件変更位置記憶手段２２は、図２の溶接条件変更位置記憶手段２２と同様に、溶接条件変更開始位置及び溶接条件変更終了位置を、先行電極及び後行電極のそれぞれについて記憶する。
【００７０】
溶接条件記憶手段２３は、図２の溶接条件記憶手段２３と同様に、溶接開始条件及び溶接終了条件を、先行電極及び後行電極のそれぞれについて記憶する。なお、溶接条件の一例は、後記する。
【００７１】
溶接条件算出手段３３は、図２の溶接条件算出手段３３と同様に、先行電極及び後行電極のそれぞれについて、変更予定溶接条件を算出する。なお、変更予定溶接条件の算出の詳細は、後記する。
【００７２】
溶接条件変更手段３４は、図２の溶接条件変更手段３４と同様に、先行電極及び後行電極のそれぞれについて、溶接条件算出手段３３が算出した進行位置の変更予定溶接条件に基づいて、アーク溶接ロボット２の溶接条件を変更する。
【００７３】
溶接電源制御手段５０ａ，５０ｂは、ロボット軸制御手段３０からの溶接指令を溶接電源Ｐａ，Ｐｂにそれぞれ出力する。また、溶接電源Ｐａ，Ｐｂは、溶接電源制御手段５０ａ，５０ｂからの溶接指令によって、溶接電流や溶接電圧を変更する。
【００７４】
なお、センサコンピュータ３、入出力手段１０、教示プログラム記憶手段２１、教示プログラム実行手段３１、溶接条件変更位置算出手段３２、ウィービング動作制御手段３５及びアーク溶接ロボット制御手段４０は、第１実施形態と同様のものであるため、説明を省略する。
【００７５】
（溶接条件の一例）
図１０を参照して、タンデム溶接における溶接条件の一例について説明する。図１０は、図８に示した制御装置に入力される溶接条件の一例を示す説明図である。図１０では、先行溶接電流は先行電極の溶接電流を示し、先行溶接電圧は先行電極の溶接電圧を示し、後行溶接電流は後行電極の溶接電流を示し、後行溶接電圧は後行電極の溶接電圧を示す。まず、「溶接条件連続変更 区間開始」とは、位置Ｐ１が溶接条件変更開始位置であることを示す。また、「直線移動」とは、ワークＷに設定された位置Ｐ１に直線移動することを示す。そして、「アークＯＮ」とは、アーク溶接を行うことを示す。また、「タンデム条件」とは、タンデム溶接を行うことを示し、２個の溶接電源Ｐａ，Ｐｂに定義したＬ極又はＲ極に対し、どちらを先行電極とし、残りを後行電極とするかを示す。例えば、「タンデム条件 モードＲＬ」と指令された場合、Ｒ極が先行電極であり、Ｌ極が後行電極であることを示す。さらに、位置Ｐ１での溶接開始条件は、先行電極の溶接電流が３２０Ａ、先行電極の溶接電圧が所定電圧の１００％、後行電極の溶接電流が２２０Ａ、後行電極の溶接電圧が所定電圧の１０３％、溶接速度が３０ｃｍ／分、ウィービング周期が１２０回／分、ウィービング振幅が５ｍｍであることを示す。
【００７６】
「溶接条件連続変更 区間終了」とは、位置Ｐ２が溶接条件変更終了位置であることを示す。また、位置Ｐ２での溶接終了条件は、先行電極の溶接電流が３８０Ａ、先行電極の溶接電圧が所定電圧の１００％、後行電極の溶接電流が２８０Ａ、後行電極の溶接電圧が所定電圧の１０３％、溶接速度が６０ｃｍ／分、ウィービング周期が１８０回／分、ウィービング振幅が５ｍｍであることを示す。従って、制御装置１は、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの間で、連続的に、ウィービング周期を１２０回／分から１８０回／分まで増加させ、先行電極の溶接電流を３２０Ａから３８０Ａまで増加させ、後行電極の溶接電流を２２０Ａから２８０Ａまで増加させ、溶接速度を３０ｃｍ／分から６０ｃｍ／分まで増加させる。
【００７７】
（変更予定溶接条件の算出）
図１１を参照して、タンデム溶接における進行位置の変更予定溶接条件の算出について具体的に説明する。図１１（ａ）は、図８の溶接トーチの拡大図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の溶接トーチを用いて溶接を行う本発明の第２実施形態において、溶接条件の変更を説明するためにワークの溶接線を示す説明図である。なお、図１１では、溶接線、進行位置、溶接条件変更開始位置Ｐ１、溶接条件変更終了位置Ｐ２、溶接条件変更開始位置Ｐ１から溶接条件変更終了位置Ｐ２までの距離を全距離ｌ、及び、進行位置から溶接条件変更終了位置Ｐ２までの距離を残り距離ｌｒを示す。
【００７８】
図１１（ｂ）に示すように、溶接条件算出手段３３は、進行位置の変更予定溶接条件のうち、図１１（ａ）の先行電極及び後行電極それぞれの溶接電流及び溶接電圧について、前記した式４を用いて進行位置の変更予定溶接条件を算出する。
【００７９】
例えば、溶接開始条件のうち先行電極の溶接電流が３２０Ａ、溶接終了条件のうち先行電極の溶接電流が３８０Ａ、全距離ｌが１００ｍｍ、残り距離ｌｒが５０ｍｍ、ウィービング周期が１５０回／分及び溶接速度が４５０ｍｍ／分である場合、進行位置での先行電極の溶接電流は、３５１．８Ａとなる（式６参照）。
【００８０】
【数６】
【００８１】
また、例えば、溶接開始条件のうち後行電極の溶接電流が２２０Ａ、溶接終了条件のうち後行電極の溶接電流が２８０Ａ、全距離ｌが１００ｍｍ、残り距離ｌｒが５０ｍｍ、ウィービング周期が１５０回／分及び溶接速度が４５０ｍｍ／分である場合、進行位置での後行電極の溶接電流は、２５１．８Ａとなる（式７参照）。なお、溶接速度、ウィービング周期及びウィービング振幅の算出については、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。
【００８２】
【数７】
【００８３】
［制御装置の動作］
図１２を参照して、本発明の第２実施形態に係る制御装置の動作について説明する。図１２は、図８に示した制御装置の動作を示すフローチャートである。図１１では、先行溶接電流は先行電極の溶接電流を示し、先行溶接電圧は先行電極の溶接電圧を示し、後行溶接電流は後行電極の溶接電流を示し、後行溶接電圧は後行電極の溶接電圧を示す。なお、制御装置１は、記憶手段２０に、予め溶接条件等を記憶しているものとする。
【００８４】
ステップＳ１からステップＳ１０までの処理は、第１実施形態と同様のものであるため、説明を省略する。ステップＳ１０でＹｅｓのとき、制御装置１は、溶接条件変更手段３４によって、進行位置の変更予定溶接条件のうち、予め算出した先行電極の溶接電流、先行電極の溶接電圧、後行電極の溶接電流及び後行電極の溶接電圧を溶接電源Ｐａ，Ｐｂに出力する（ステップＳ１１ａ）。
【００８５】
ステップＳ１２の処理は、第１実施形態と同様のものであるため、説明を省略する。ステップＳ１２の処理に続いて、制御装置１は、溶接条件算出手段３３によって、進行位置の変更予定溶接条件のうち、次にウィービングを１周期実施したときの先行電極の溶接電流、先行電極の溶接電圧、後行電極の溶接電流及び後行電極の溶接電圧を算出する（ステップＳ１３ａ）。ステップＳ１４の処理は、第１実施形態と同様のものであるため、説明を省略する。以上の動作によって、制御装置１は、タンデム型のアーク溶接ロボットにおいても、溶接トーチがウィービングを１周期実施する間に溶接条件を変更することがなく、溶接ビードが偏肉することを防止できる。
【００８６】
なお、本発明の第２実施形態では、ダンデム溶接の例を説明したが、制御装置１は、タンデム型のアーク溶接ロボットにおいて、先行電極又は後行電極の何れか１つを用いることにより、シングル溶接を行うこともできる。この場合、制御装置１は、先行電極又は後行電極の一方について、第１実施形態と同様の方法で溶接条件を変更する。
【００８７】
なお、本発明の各実施形態では、溶接開始条件として、溶接電流と溶接電圧と溶接速度との全てを含む例で説明したが、本発明は、これに限定されない。本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、溶接開始条件として、溶接電流、溶接電圧又は溶接速度の何れか１つのみを含んでも良い。例えば、本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、所望の形状の溶接ビードを形成するために、溶接電流又は溶接電圧の一方を変更する場合がある。また、例えば、本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、溶接電流を一定に保って溶接ビードを細くする場合には溶接速度を高くする等、溶接速度のみを変更する場合がある。
【００８８】
本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、溶接開始条件として、溶接電流と溶接電圧の２つ、溶接電圧と溶接速度の２つ又は溶接電流と溶接速度の２つを含んでも良い。例えば、本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、溶込み深さを深くするために溶接電流と溶接速度を高くする等、これらのうちの何れか２つを変更する場合がある。
【００８９】
また、溶接開始条件と同様の理由で、本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、溶接終了条件として、溶接電流、溶接電圧又は溶接速度の何れか１つを含んでも良く、溶接電流と溶接電圧の２つ、溶接電圧と溶接速度の２つ又は溶接電流と溶接速度の２つを含んでも良い。
【００９０】
なお、制御装置１は、一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させるプログラムによって動作させることもできる。このプログラムは、通信回線を介して配布しても良く、ＣＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布しても良い。また、本実施形態では、溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの区間を１区間設定した例で説明したが、この区間を２区間以上としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る制御装置を含むアーク溶接システムの概要を示す構成図であり、（ｂ）は、本発明の第１実施形態におけるワーク及び溶接線の拡大図である。
【図２】図１に示した制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】図１に示した制御装置に入力される溶接条件の一例を示す説明図である。
【図４】（ａ）は、図１の溶接トーチの拡大図であり、（ｂ）は、図４（ａ）の溶接トーチを用いて溶接を行う本発明の第１実施形態において、溶接条件の変更を説明するためにワークの溶接線を示す説明図である。
【図５】（ａ）は、本発明におけるアーク溶接ロボットの溶接トーチの軌道を示す説明図であり、（ｂ）は、本発明におけるアーク溶接ロボットの溶接トーチのウィービング動作を示す説明図である。
【図６】（ａ）は、本発明におけるアーク溶接ロボットの溶接トーチのウィービング軌道を示す説明図であり、（ｂ）は、溶接トーチの位置に対応した溶接電流の指令値を示す説明図である。
【図７】図２に示した制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る制御装置を含むアーク溶接システムの概要を示す構成図であり、（ｂ）は、本発明の第２実施形態におけるワーク及び溶接線の拡大図である。
【図９】図８に示す制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１０】図８に示した制御装置に入力される溶接条件の一例を示す説明図である。
【図１１】（ａ）は、図８の溶接トーチの拡大図であり、（ｂ）は、図１１（ａ）の溶接トーチを用いて溶接を行う本発明の第２実施形態において、溶接条件の変更を説明するためにワークの溶接線を示す説明図である。
【図１２】図８に示した制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９２】
１ 制御装置（アーク溶接ロボットの制御装置）
２ アーク溶接ロボット
３ センサコンピュータ
４ 教示ペンダント
９ 溶接トーチ
１０ 入出力手段
２０ 記憶手段
２１ 教示プログラム記憶手段
２２ 溶接条件変更位置記憶手段
２３ 溶接条件記憶手段
３０ ロボット軸制御手段
３１ 教示プログラム実行手段
３２ 溶接条件変更位置算出手段
３３ 溶接条件算出手段
３４ 溶接条件変更手段
３５ ウィービング動作制御手段
３６ ウィービング動作遅れ時間調整手段
４０ アーク溶接ロボット制御手段
５０ 溶接電源制御手段
５０ａ 溶接電源制御手段
５０ｂ 溶接電源制御手段
Ｂ 溶接ビード
Ｍ アーク溶接ロボット用モータ
Ｐ 溶接電源
Ｐａ 溶接電源
Ｐｂ 溶接電源
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接ロボットの溶接条件を連続的に変更するアーク溶接ロボットの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶接電流、溶接電圧、溶接速度、ウィービング周期、ウィービング振幅等の溶接条件を段階的に変更するために、溶接線上に複数の溶接条件変更位置（教示点）を設定（教示）し、溶接条件変更位置毎に異なる溶接条件を手動で設定する必要がある。このように、溶接条件変更位置毎に溶接条件を手動で設定することは非常に煩雑であるため、自動的に溶接条件を変更する技術が開示されている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１で開示されている技術は、溶接ロボットの移動距離に基づいて、アーク溶接ロボットの溶接条件をリニアに変更するものである。また、特許文献２で開示されている技術は、溶接条件の変更する始点及び終点を設定し、この始点及び終点における溶接条件を設定し、この終点で、終点における溶接条件に達するように溶接条件を除々に変更するものである。
【特許文献１】実開昭６１−１３８４７０号公報
【特許文献２】特開平１０−６００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２に開示されている技術では、溶接トーチがウィービングを１周期実施する間に溶接電流等の溶接条件が変更されてしまい、ウィービングの左右両端での溶接電流の指令値が異なるため、溶接ビードが偏肉してしまう問題がある。また、アーク溶接ロボットがアークセンサを備える場合でも、ワークにずれが生じていなくともウィービングの左右両端での実際の溶接電流が異なるため、所望の溶接線に追従できず、溶接ワイヤの狙いにずれが生じてしまう。また、ウィービング指令に対して、実際の溶接トーチのウィービング動作には微少な遅れが発生し、この遅れによって、溶接トーチが実際にウィービングを１周期実施するタイミングと溶接電流等の溶接条件を変更するタイミングとがずれてしまう。これによって、ウィービングの左右両端での溶接電流が等しくならず、ウィービング周期を早くするほど溶接ビードが偏肉してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、アーク溶接ロボットがウィービングする場合であっても、溶接ビードが偏肉しないアーク溶接ロボットの制御装置、その方法及びそのプログラム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】
【０００６】
前記した課題を解決するため、請求項１に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、所定の動作パターンでウィービングしながらワークを溶接するアーク溶接ロボットの溶接条件を、溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの間で連続的に変更するアーク溶接ロボットの制御装置であって、前記溶接条件変更開始位置と、前記溶接条件変更終了位置と、前記溶接条件変更開始位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接開始条件と、前記溶接条件変更終了位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接終了条件と、を記憶する記憶手段と、
前記アーク溶接ロボットの溶接トーチを前記所定の動作パターンでウィービングさせるウィービング指令を生成すると共に、前記ウィービング指令に従って前記溶接トーチが前記所定の動作パターンのウィービングを１周期実施する毎にウィービング１周期完了信号を出力するウィービング動作制御手段と、前記溶接トーチが前記溶接条件変更開始位置から前記溶接条件変更終了位置に向かって進んだ進行位置を算出する溶接条件変更位置算出手段と、前記溶接開始条件と前記溶接終了条件との差に基づいて、前記溶接条件変更開始位置から前記進行位置までの距離に応じた補正値を算出し、前記溶接開始条件に前記補正値を加算して前記進行位置の変更予定溶接条件を算出する溶接条件算出手段と、前記ウィービング１周期完了信号が入力される毎に、前記進行位置の変更予定溶接条件に基づいて前記アーク溶接ロボットの溶接条件を変更する溶接条件変更手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、アーク溶接ロボットの制御装置は、アーク溶接ロボットの溶接トーチが溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの間に位置する場合、溶接トーチがウィービングを１周期実施する毎に、進行位置の変更予定溶接条件に基づいてアーク溶接ロボットの溶接条件を変更する。これによって、アーク溶接ロボットの制御装置は、溶接トーチがウィービングを１周期実施する間に溶接条件を変更することがない。ここで、アーク溶接ロボットの制御装置は、溶接条件変更開始位置、溶接条件変更終了位置、溶接開始条件及び溶接終了条件を開先の形状、ワークの形状、材質や大きさに応じて任意に設定することができる。
【０００８】
また、請求項２に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、請求項１に記載のアーク溶接ロボットの制御装置において、前記溶接条件変更手段に前記ウィービング１周期完了信号が入力されてから前記溶接トーチが前記所定の動作パターンのウィービングを１周期実施するまでの遅れ時間に基づいて、前記溶接条件変更手段に、前記ウィービング１周期完了信号が入力されてから前記遅れ時間を経過させて、前記アーク溶接ロボットの溶接条件を変更させるウィービング動作遅れ時間調整手段、をさらに備えることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、アーク溶接ロボットの制御装置は、ウィービング動作遅れ時間調整手段によって、フィルタ遅れや機械遅れ等の遅れ時間の分だけ遅らせて、溶接トーチが溶接線中心に到達したときに、溶接条件変更手段に溶接条件を変更させる。通常、ウィービング周期が早くなる程、遅れの影響が大きくなるが、アーク溶接ロボットの制御装置は、このような場合であっても、遅れの影響を低減させることができる。
【００１０】
また、請求項３に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、請求項１又は請求項２に記載のアーク溶接ロボットの制御装置において、前記アーク溶接ロボットの制御装置は、先行電極及び後行電極を先端に備える前記溶接トーチが手首部に取り付けられ、当該溶接トーチを溶接進行方向に対して左右にウィービングさせる前記アーク溶接ロボットと、前記先行電極及び前記後行電極に給電を行う２個の溶接電源とを備え、溶接線に倣ってアーク溶接を行うタンデムアーク溶接システムで用いられ、前記記憶手段は、前記先行電極及び前記後行電極のそれぞれについて、前記溶接開始条件と、前記溶接終了条件とを記憶し、前記溶接条件算出手段は、前記先行電極及び前記後行電極のそれぞれについて、前記進行位置の変更予定溶接条件を算出することを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、アーク溶接ロボットの制御装置は、タンデム型のアーク溶接ロボットにおいても、溶接トーチがウィービングを１周期実施する毎に、進行位置の変更予定溶接条件に基づいてアーク溶接ロボットの溶接条件を変更する。これによって、アーク溶接ロボットの制御装置は、タンデム型のアーク溶接ロボットにおいても、溶接トーチがウィービングを１周期実施する間に溶接条件を変更することがない。
【００１２】
また、請求項４に係るアーク溶接ロボットの制御方法は、溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの間で連続的に変更するアーク溶接ロボットの制御方法であって、格納ステップと、ウィービング動作制御ステップと、溶接条件変更位置算出ステップと、溶接条件算出ステップと、溶接条件変更ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に係るアーク溶接ロボットの制御プログラムは、前記溶接条件変更開始位置と、前記溶接条件変更終了位置と、溶接開始条件と、溶接終了条件と、を記憶する記憶手段を備えるコンピュータを、ウィービング動作制御手段、溶接条件変更位置算出手段、溶接条件算出手段、溶接条件変更手段、として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置、その方法及びそのプログラムによれば、以下のような優れた効果を奏する。請求項１，４，５に係る発明によれば、アーク溶接ロボットがウィービングする場合であっても、溶接トーチがウィービングを１周期実施する毎に溶接条件を変更することから、溶接ビードが偏肉することを防止できる。また、請求項２に係る発明によれば、ウィービング周期が早い場合であっても溶接ビードの偏肉を防ぐことができ、遅れの影響を低減させて正確なアーク溶接を可能とすることができる。さらに、請求項３に係る発明によれば、タンデム型のアーク溶接ロボットにおいても、溶接ビードが偏肉することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。第１実施形態では、１個の電極に１個の溶接電源を接続して行うシングル溶接の場合について説明し、第２実施形態では、２個の電極にそれぞれ独立した溶接電源を接続して行うダンデム溶接の場合について説明する。なお、本発明の各実施形態について、同一の機能を有する手段及び同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略した。
＜第１実施形態：シングル溶接＞
【００１６】
［制御装置の概要］
以下、本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１を参照して、制御装置の概要について説明する。図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る制御装置を含むアーク溶接システムの概要を示す構成図であり、図１（ｂ）は、本発明の第１実施形態におけるワーク及び溶接線の拡大図である。図１（ａ）には、制御装置（アーク溶接ロボットの制御装置）１、アーク溶接ロボット２、教示ペンダント４、溶接トーチ９及びワークＷを示す。また、図１（ｂ）には、ワークＷ及び溶接ビードＢを示す。
【００１７】
制御装置１は、教示ペンダント４から入力されるコマンドや教示プログラムに基づいて、アーク溶接ロボット２を制御し、アーク溶接ロボット２の溶接条件を変更するものである。また、制御装置１は、アーク溶接ロボット２、溶接電源Ｐ及び教示ペンダント４と接続されている。
【００１８】
アーク溶接ロボット２は、例えば、６軸構成の垂直多関節ロボットであり、その手首部分には、溶接トーチ９が取り付けられている。また、アーク溶接ロボット２は、制御装置１からの移動命令に基づいて、アーク溶接ロボット用モータＭが駆動して、溶接トーチ９をワークＷの溶接線に移動させることができる。なお、図１では、説明のために１個のアーク溶接ロボット用モータＭを示したが、その数は特に制限されず、例えば、アーク溶接ロボット２が６軸構成の垂直多関節ロボットであれば、６個のアーク溶接ロボット用モータＭを備える。
【００１９】
溶接トーチ９は、溶接ワイヤ（図示しない）をワークＷの溶接線に向けて送り出すものである。この送り出された溶接ワイヤとワークＷの溶接線の間にアークが形成されることでアーク溶接が行われる。また、溶接トーチ９は、ワイヤ送給装置（図示しない）を介して溶接電源Ｐに接続される。この溶接電源Ｐは、制御装置１に接続される。そして、制御装置１が溶接指令を溶接電源Ｐに出力すると、溶接電源Ｐからの給電によりワイヤ送給装置が駆動され、溶接トーチ９に溶接ワイヤが送給される。
【００２０】
制御装置１は、例えば、センサコンピュータを内蔵する。このセンサコンピュータは、溶接電流の変化とアーク溶接ロボット２の溶接ワイヤの突き出し長さとの対応関係に基づいて、ウィービングの右端での溶接電流とウィービングの左端での溶接電流とを検出するものである（アークセンサ）。
【００２１】
教示ペンダント４は、アーク溶接ロボット２の教示作業の際に、教示プログラム、溶接開始条件や溶接終了条件を入力するものである。また、教示ペンダント４は、操作者の操作に基づいて、アーク溶接ロボット２を停止させるコマンドを制御装置１に出力することができる。なお、図１では、教示ペンダント４は、制御装置１に有線通信回線で接続しているが、制御装置１に無線通信回線で接続しても良い。また、教示ペンダント４は、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード等の記録媒体に教示プログラムを記録し、制御装置１は、この記録媒体から教示プログラムを読み出しても良い。
【００２２】
ワークＷは、アーク溶接の対象となる金属等の部材である。図１（ｂ）では、いわゆるひげビードと呼ばれる溶接ビードＢを形成するように、制御装置１は、ウィービング周期やウィービング振幅等の溶接条件を連続的に変更している。
【００２３】
［制御装置の構成］
図２を参照して、制御装置１の構成について説明する。図２は、図１に示した制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。制御装置１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）及び入出力インターフェースから構成される。また、制御装置１は、後記する各種機能を実現するために、センサコンピュータ３、入出力手段１０、記憶手段２０、ロボット軸制御手段３０、アーク溶接ロボット制御手段４０及び溶接電源制御手段５０を備える。
【００２４】
入出力手段１０は、所定の入力インターフェース及び出力インターフェースから構成される。なお、図２では、説明の都合上、入出力手段１０を一体に表示しているが、個別に構成しても良い。この入出力手段１０は、教示ペンダント４から入力されるコマンドや教示プログラムを記憶手段２０やロボット軸制御手段３０に出力する。また、入出力手段１０は、溶接電源制御手段５０から出力される溶接指令を溶接電源Ｐに出力する。
【００２５】
また、入出力手段１０は、アーク溶接ロボット制御手段４０からの命令をアーク溶接ロボット用モータＭに出力し、アーク溶接ロボット用モータＭからの溶接トーチ９の位置等を示すフィードバック信号やフィードフォワード信号をアーク溶接ロボット制御手段４０に出力する。
【００２６】
記憶手段２０は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等から構成され、教示プログラム記憶手段２１、溶接条件変更位置記憶手段２２及び溶接条件記憶手段２３を備える。また、溶接ワイヤの切断やノズルの接触によってアーク溶接が中断する場合に備え、記憶手段２０は、後記する残り距離や算出した進行位置の変更予定溶接条件を記憶することが好ましい。この場合、溶接条件の変更時に溶接が中断しても、制御装置１は、記憶手段２０から残り距離や進行位置の変更予定溶接条件を読み出して、アーク溶接を再開することができる。なお、図２では、説明の都合上、記憶手段２０を一体に表示しているが、個別に構成しても良い。
【００２７】
教示プログラム記憶手段２１は、アーク溶接ロボット２への命令等を記述した教示プログラムを記憶するものである。また、教示プログラム記憶手段２１に記憶された教示プログラムは、予め作成されたものであり、教示ペンダント４又はパーソナルコンピュータ等の接続機器（図示しない）での操作によって編集可能なものである。
【００２８】
溶接条件変更位置記憶手段２２は、溶接条件変更開始位置及び溶接条件変更終了位置を記憶するものである。ここで、溶接条件変更開始位置は、溶接条件の変更を開始する位置であり、１箇所に限らず、複数設定しても良い。また、溶接条件変更終了位置は、溶接条件の変更を終了する位置であり、溶接条件変更開始位置より後方に位置する。なお、溶接条件変更終了位置は、１箇所に限らず、溶接条件変更開始位置と同数設定すれば良い。
【００２９】
溶接条件記憶手段２３は、溶接条件変更開始位置での溶接条件である溶接開始条件及び溶接条件変更終了位置での溶接条件である溶接終了条件を記憶するものである。以下、「溶接開始条件」とは、溶接条件変更開始位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つを含むと共に、溶接条件変更開始位置でのウィービング周期とウィービング振幅とを含むことを言う。また、「溶接終了条件」とは、溶接条件変更終了位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つを含むと共に、溶接条件変更終了位置でのウィービング周期とウィービング振幅とを含むことを言う。
【００３０】
図３を参照して、溶接条件の一例について説明する。図３は、図２に示した制御装置に入力される溶接条件の一例を示す説明図である。まず、「溶接条件連続変更 区間開始」とは、位置Ｐ１が溶接条件変更開始位置であることを示す。また、「直線移動」とは、ワークＷに設定された位置Ｐ１に直線移動することを示す。そして、「アークＯＮ」とは、アーク溶接を行うことを示す。さらに、位置Ｐ１での溶接開始条件は、溶接電流が２２０Ａ、溶接電圧が所定電圧の１００％、溶接速度が３０ｃｍ／分、ウィービング周期が１２０回／分、ウィービング振幅が５ｍｍであることを示す。なお、本例では、ウィービングの進行方向に向かって左右両端での停止する時間を意味する両端停止時間が設定されていないが、この両端時間を設定しても良い。
【００３１】
「溶接条件連続変更 区間終了」とは、位置Ｐ２が溶接条件変更終了位置であることを示す。また、位置Ｐ２での溶接終了条件は、溶接電流が２８０Ａ、溶接電圧が所定電圧の１００％、溶接速度が６０ｃｍ／分、ウィービング周期が１８０回／分、ウィービング振幅が５ｍｍであることを示す。従って、制御装置１は、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの間で、連続的に、ウィービング周期を１２０回／分から１８０回／分まで増加させ、溶接電流を２２０Ａから２８０Ａまで増加させ、溶接速度を３０ｃｍ／分から６０ｃｍ／分まで増加させる。なお、制御装置１は、溶接開始条件及び溶接終了条件のうちの一部、例えば、上記のように、溶接電流、溶接速度、ウィービング周期のみを変更しても良く、溶接開始条件及び溶接終了条件の全てを変更しても良い。
【００３２】
ロボット軸制御手段３０は、教示プログラムに格納された命令を実行し、溶接条件の変更をおこなうものであり、例えば、教示プログラム実行手段３１、溶接条件変更位置算出手段３２、溶接条件算出手段３３、溶接条件変更手段３４及びウィービング動作制御手段３５を備える。
【００３３】
教示プログラム実行手段３１は、教示プログラムを教示プログラム記憶手段２１から読み出し、その教示プログラムに格納された命令を実行するものである。また、教示プログラム実行手段３１は、溶接トーチ９の位置を示す信号に基づいて、溶接トーチ９の位置を示す信号が所定の教示点に到達したか否かを判別し、溶接トーチ９の位置を示す信号がその教示点に到達した場合、その教示点で設定された命令を実行する。
【００３４】
溶接条件変更位置算出手段３２は、アーク溶接ロボット２の溶接トーチ９の補間位置を算出する補間計算によって、溶接トーチ９が溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置に向かって進んだ進行位置を算出するものである。さらに、溶接条件変更位置算出手段３２は、補間位置が溶接条件変更開始位置を越えた場合には補間位置と溶接条件変更開始位置の差から進行位置を算出する。ここで、補間位置とは、教示点間を補間する位置である。
【００３５】
ウィービング動作制御手段３５は、溶接トーチ９を所定の動作パターンでウィービングさせるウィービング指令を、例えば、溶接条件として入力されたウィービング周期やウィービング振幅から生成するものである。また、ウィービング動作制御手段３５は、生成したウィービング指令を、アーク溶接ロボット制御手段４０を介してアーク溶接ロボット用モータＭに出力する。また、ウィービング動作制御手段３５は、ウィービング指令に従って溶接トーチ９が所定の動作パターンのウィービングを１周期実施する毎にウィービング１周期完了信号を溶接条件算出手段３３や溶接条件変更手段３４に出力するものである。
【００３６】
溶接条件算出手段３３は、溶接開始条件と溶接終了条件との差に基づいて、溶接条件変更開始位置から進行位置までの距離に応じた補正値を算出し、溶接開始条件に補正値を加算して変更予定溶接条件を算出するものである。
【００３７】
（変更予定溶接条件の算出）
図４を参照して、進行位置の変更予定溶接条件の算出について具体的に説明する。図４（ａ）は、図１の溶接トーチの拡大図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の溶接トーチを用いて溶接を行う本発明の第１実施形態において、溶接条件の変更を説明するためにワークの溶接線を示す説明図である。なお、図４では、溶接線、進行位置、溶接条件変更開始位置Ｐ１、溶接条件変更終了位置Ｐ２、溶接条件変更開始位置Ｐ１から溶接条件変更終了位置Ｐ２までの距離を全距離ｌ、及び、進行位置から溶接条件変更終了位置Ｐ２までの距離を残り距離ｌｒを示す。
【００３８】
図４（ｂ）に示すように、溶接条件算出手段３３は、進行位置の変更予定溶接条件のうち、溶接速度、ウィービング周期及びウィービング振幅について、式１を用いて進行位置の変更予定溶接条件を算出することができる。なお、溶接終了条件と溶接開始条件との差を溶接条件差分とする。ここで、式１のうち、｛（全距離−残り距離）／全距離｝×溶接条件差分の項が、溶接条件変更開始位置から進行位置までの距離に応じた補正値であり、溶接条件算出手段３３は、この補正値を溶接開始条件に加算して進行位置の変更予定溶接条件を算出する。なお、溶接開始条件が溶接終了条件より大きい場合には補正値が負の値となり、溶接条件算出手段３３は、溶接開始条件に負の値を加算、すなわち、溶接開始条件から補正値を減算する。
【００３９】
【数１】
【００４０】
例えば、溶接開始条件のうちウィービング周期が１２０回／分、溶接終了条件のうちウィービング周期が１８０回／分、全距離ｌが１００ｍｍ及び残り距離ｌｒが５０ｍｍである場合、進行位置でのウィービング周期は、１５０回／分となる（式２参照）。
【００４１】
【数２】
【００４２】
また、溶接開始条件のうち溶接速度が３０ｃｍ／分、溶接終了条件のうち溶接速度が６０ｃｍ／分、全距離ｌが１００ｍｍ及び残り距離ｌｒが５０ｍｍである場合、進行位置での溶接速度は、４５ｃｍ／分となる（式３参照）。
【００４３】
【数３】
【００４４】
さらに、溶接条件算出手段３３は、進行位置の変更予定溶接条件のうち、図４（ａ）の電極の溶接電流及び溶接電圧について、式４を用いて進行位置の変更予定溶接条件を算出することができる。式４のうち、｛全距離−（残り距離−溶接速度／ウィービング周期）｝／全距離×溶接条件差分の項が、溶接条件変更開始位置から進行位置までの距離に応じた補正値であり、溶接条件算出手段３３は、この補正値を溶接開始条件に加算して進行位置の変更予定溶接条件を算出する。なお、ここでは、溶接条件算出手段３３は、溶接トーチ９がウィービングを１周期実施する毎に溶接速度をウィービング周期で除算し、溶接トーチ９がウィービングを１周期実施するまでの距離を求めている。
【００４５】
【数４】
【００４６】
例えば、溶接開始条件のうち溶接電流が２２０Ａ、溶接終了条件のうち溶接電流が２８０Ａ、全距離ｌが１００ｍｍ、残り距離ｌｒが５０ｍｍ、ウィービング周期が１５０回／分及び溶接速度が４５０ｍｍ／分である場合、進行位置での溶接電流は、２５１．８Ａとなる（式５参照）。以後、図２に戻り、制御装置１の構成について説明を続ける。
【００４７】
【数５】
【００４８】
図２に戻って、制御装置１の構成について説明を続ける。溶接条件変更手段３４は、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６を備え、ウィービング動作制御手段３５からウィービング１周期完了信号が入力される毎に、溶接条件算出手段３３が算出した進行位置の変更予定溶接条件に基づいて、アーク溶接ロボット２の溶接条件を変更するものである。また、進行位置の変更予定溶接条件のうち、溶接電流及び／又は溶接電圧を変更する場合、溶接条件変更手段３４は、溶接電源制御手段５０に溶接指令を出力し、溶接電源Ｐに溶接電流及び／又は溶接電圧を変更させる。また、進行位置の変更予定溶接条件のうち、ウィービング周期及びウィービング振幅を変更する場合、溶接条件変更手段３４は、ウィービング動作制御手段３５に変更後のウィービング周期及びウィービング振幅を出力する。そして、ウィービング動作制御手段３５は、上記変更後のウィービング周期及びウィービング振幅からウィービング指令を生成してアーク溶接ロボット制御手段４０に出力する。さらに、進行位置の変更予定溶接条件のうち、溶接速度を変更する場合、溶接条件変更手段３４は、変更後の溶接速度を溶接条件変更位置算出手段３２に出力する。そして、溶接条件変更位置算出手段３２は、変更後の溶接速度を補間計算に適用して補間位置を算出・更新し、この補間位置を、アーク溶接ロボット制御手段４０を介してアーク溶接ロボット用モータＭに出力する。
【００４９】
アーク溶接ロボット制御手段４０は、ロボット軸制御手段３０からの移動命令やウィービング指令をアーク溶接ロボット用モータＭに出力するものである。また、アーク溶接ロボット制御手段４０は、アーク溶接ロボット用モータＭからの信号、例えば、フィードバック信号やフィードフォワード信号をロボット軸制御手段３０に出力する。さらに、アーク溶接ロボット用モータＭは、上記の移動命令によってアーク溶接ロボット２を駆動して溶接トーチ９の位置を移動させ、上記のウィービング指令によって溶接トーチ９をウィービングさせると共にウィービング周期やウィービング振幅を変更するものである。
【００５０】
溶接電源制御手段５０は、ロボット軸制御手段３０からの溶接指令を溶接電源Ｐに出力するものである。また、溶接電源Ｐは、溶接電源制御手段５０からの溶接指令によって、溶接電流や溶接電圧を変更するものである。
【００５１】
（遅れの影響の低減）
図５及び図６を参照して、フィルタ遅れや機械遅れ等の遅れが発生した場合、制御装置１がその影響を低減することについて説明する。図５（ａ）は、本発明におけるアーク溶接ロボットの溶接トーチの軌道を示す説明図であり、図５（ｂ）は、本発明におけるアーク溶接ロボットの溶接トーチのウィービング動作を示す説明図である。なお、図５（ａ）では、時間の進行を矢印で示し、ウィービング指令に従った溶接トーチ９の位置（指令位置）を実線で示し、実際の溶接トーチ９の位置（実際の位置）を破線で示し、遅れ時間を符号Ｔで示す。
【００５２】
図５（ｂ）に示すように、溶接トーチ９は、左右にウィービングしながら溶接線上を移動する。ここで、制御装置１では、アーク溶接ロボット制御手段４０でのフィルタ遅れや、アーク溶接ロボット制御手段４０が移動命令やウィービング指令を出力してからアーク溶接ロボット用モータＭが実際に駆動するまでの機械遅れ等の遅れが発生する場合がある。遅れが発生した場合、図５（ａ）に示すように、溶接トーチ９の実際の位置は、指令位置に対して遅れ時間Ｔ、遅れることになる。なお、この遅れ時間Ｔは、アーク溶接ロボット２の特性によるものであり、遅延時間Ｔを予め求めて記憶手段２０に記憶させておいても良い。そして、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６は、記憶手段２０に記憶した遅れ時間Ｔを参照してもよい。
【００５３】
このとき、制御装置１は、以下のように遅れの影響を低減する。図６（ａ）は、本発明におけるアーク溶接ロボットの溶接トーチのウィービング軌道を示す説明図であり、図６（ｂ）は、溶接トーチの位置に対応した溶接電流の指令値を示す説明図である。なお、図６（ａ）では、時間の進行を矢印で示し、ウィービング指令に従った溶接トーチ９の位置（指令位置）を実線で示し、実際の溶接トーチ９の位置（実際の位置）を破線で示し、遅れ時間を符号Ｔで示す。また、図６（ｂ）では、本発明における遅れに対応していない場合の溶接電流の指令値を実線で示し、本発明における遅れに対応した場合の溶接電流の指令値を破線で示し、ウィービング指令に従って溶接トーチ９がウィービングを１周期実施したタイミングと溶接電流を変更するタイミングとのズレを溶接電流のズレとして示した。
【００５４】
遅れが発生していない場合、溶接トーチ９の指令位置と溶接トーチ９の実際の位置は同じであり（図６（ａ）で実線と破線が重なる状態）、実際に溶接トーチ９がウィービングを１周期実施するタイミングと溶接条件変更手段３４が溶接電流の変更指令を溶接電源Ｐに出力するタイミング（溶接条件変更手段３４にウィービング１周期完了信号が入力されるタイミング）が一致する。しかし、遅れが発生した場合、図６に示すように、実際に溶接トーチ９がウィービングを１周期実施するタイミングと、溶接条件変更手段３４が溶接電流の変更指令を溶接電源Ｐに出力するタイミングがずれる（図６（ａ）の溶接トーチの実際の位置と図６（ｂ）の遅れに対応していない溶接電流の指令値を参照）。この場合、実際に溶接トーチ９がウィービングを１周期実施して遅れ時間Ｔが経過した後、溶接電流が変更されることになる（図６（ｂ）の溶接電流のズレを参照）。
【００５５】
そこで、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６は、溶接条件変更手段３４に、ウィービング１周期完了信号が入力されてから遅れ時間Ｔを経過させて、アーク溶接ロボットの溶接条件を変更させる。例えば、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６は、溶接条件変更手段３４に予め待ち信号を出力する。この待ち信号を受信した溶接条件変更手段３４は、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６から遅れ時間Ｔ信号を受信するまで溶接電源Ｐに溶接電流の変更指令を出力しない。そして、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６が遅れ時間Ｔを算出し、遅れ時間Ｔを含む信号（遅れ時間信号）を溶接条件変更手段３４に出力する。溶接条件変更手段３４は、この遅れ時間信号を受信してから溶接電源Ｐに溶接電流の変更指令を出力する。このようにして、制御装置１は、実際に溶接トーチ９がウィービングを１周期実施するタイミング（実際の位置）と、溶接条件変更手段３４が溶接電流の変更指令を溶接電源Ｐに出力するタイミングを一致させ、遅れの影響を低減させることができる（図６（ａ）の溶接トーチの実際の位置と図６（ｂ）の遅れに対応した溶接電流の指令値を参照）。なお、溶接電流を遅れに対応させる例で説明したが、制御装置１は、溶接電流と同様に溶接電圧の指令値を遅れに対応させても良い。
【００５６】
［制御装置の動作］
図７を参照して、本実施形態に係る制御装置の動作について説明する。図７は、図２に示した制御装置の動作を示すフローチャートである。なお、制御装置１は、記憶手段２０に、予め溶接条件等を記憶しているものとする。
【００５７】
溶接トーチ９がある教示点に到着しているものとして、以下説明する。まず、制御装置１は、教示プログラム実行手段３１によって、教示点に設定された命令を順次実行する（ステップＳ１）また、制御装置１は、教示プログラム実行手段３１によって、教示プログラムで設定された次の教示点へ溶接トーチ９を移動させる移動命令を、アーク溶接ロボット制御手段４０を介してアーク溶接ロボット用モータＭに出力する（ステップＳ２）。
【００５８】
制御装置１は、溶接条件変更位置算出手段３２によって、溶接条件を連続的に変更するか否かを判別する（ステップＳ３）。溶接条件を連続的に変更する場合に、制御装置１は、ステップＳ４の処理に進む（ステップＳ３でＹｅｓ）。一方、溶接条件を連続的に変更しない場合に、制御装置１は、ステップＳ７の処理に進む（ステップＳ３でＮｏ）。
【００５９】
ステップＳ３でＹｅｓのとき、制御装置１は、記憶手段２０から次の教示点に設定されている溶接条件を取得する（ステップＳ４）。また、制御装置１は、溶接条件記憶手段２３に溶接開始条件及び溶接終了条件が設定されているか否かを判別する（ステップＳ５）。そして、溶接開始条件及び溶接終了条件が設定されている場合、制御装置１は、ステップＳ６の処理に進む（ステップＳ５でＹｅｓ）。一方、溶接開始条件及び溶接終了条件が設定されていない場合、制御装置１は、ステップＳ７の処理に進む（ステップＳ５でＮｏ）。
【００６０】
ステップＳ５でＹｅｓのとき、制御装置１は、溶接条件変更位置算出手段３２によって、溶接条件変更位置記憶手段２２から溶接条件変更開始位置及び溶接条件変更終了位置を読み出し、溶接条件算出手段３３によって、溶接条件記憶手段２３から溶接開始条件及び溶接終了条件を読み出して、演算用データを取得する（ステップＳ６）。このステップＳ６の処理の後に、溶接トーチ９が次の教示点に向けて移動を開始する。また、制御装置１は、溶接条件変更位置算出手段３２によって、教示点間における溶接トーチ９の補間位置、例えば、制御周期毎に溶接トーチ９の補間位置を直線補間、円弧補間等の補間計算によって算出し、この補間位置を、アーク溶接ロボット制御手段４０を介してアーク溶接ロボット用モータＭに出力する（ステップＳ７）。
【００６１】
制御装置１は、教示プログラム実行手段３１によって、溶接トーチ９が目標とする教示点に到着したか否かを判別する（ステップＳ８）。溶接トーチ９が教示点に到着した場合、制御装置１は、ステップＳ１の処理に戻る（ステップＳ８でＹｅｓ）。一方、溶接トーチ９が教示点に到着していない場合、制御装置１は、ステップＳ９の処理に進む（ステップＳ８でＮｏ）。
【００６２】
ステップＳ８でＮｏのとき、制御装置１は、ウィービング動作制御手段３５によって、溶接トーチ９がウィービングを１周期実施したか否かを判別する（ステップＳ９）。ここで、溶接トーチ９がウィービングを１周期実施した場合、制御装置１は、ステップＳ１０の処理に進む（ステップＳ９でＹｅｓ）。一方、溶接トーチ９がウィービングを１周期実施していない場合、制御装置１は、ステップＳ７の処理に戻る（ステップＳ９でＮｏ）。ステップＳ９でＹｅｓのとき、制御装置１は、溶接条件変更位置算出手段３２によって、溶接条件を連続的に変更するか否かを判別する（ステップＳ１０）。溶接条件を連続的に変更する場合、制御装置１は、ステップＳ１１の処理に進む（ステップＳ１０でＹｅｓ）。一方、溶接条件を連続的に変更しない場合に、制御装置１は、ステップＳ７の処理に戻る（ステップＳ１０でＮｏ）。
【００６３】
ステップＳ１０でＹｅｓのとき、制御装置１は、溶接条件変更手段３４によって、進行位置の変更予定溶接条件のうち、予め算出した溶接電流及び溶接電圧を溶接電源Ｐに出力する（ステップＳ１１）。なお、遅れが発生している場合、制御装置１は、ウィービング動作遅れ時間調整手段３６によって、溶接条件変更手段３４に、遅れ時間経過させてから溶接電流及び溶接電圧を溶接電源Ｐに出力する。また、制御装置１は、溶接条件算出手段３３によって、進行位置の変更予定溶接条件のうち、ウィービング動作条件であるウィービング周期及びウィービング振幅を算出し、かつ、溶接速度を算出する（ステップＳ１２）。また、制御装置１は、溶接条件算出手段３３によって、進行位置の変更予定溶接条件のうち、次にウィービングを１周期実施したときの溶接電流及び溶接電圧を算出する（ステップＳ１３）。さらに、制御装置１は、溶接条件変更手段３４によって、進行位置の変更予定溶接条件のうち、ウィービング動作条件であるウィービング周期及びウィービング振幅をウィービング動作制御手段３５に出力し、変更後の溶接速度を溶接条件変更位置算出手段３２に出力し、溶接トーチ９の動作軌跡を再計算してステップＳ７の処理に戻る（ステップＳ１４）。
【００６４】
＜第２実施形態：ダンデム溶接＞
［制御装置の概要］
以下、図８を参照して、本発明の第２実施形態に係る制御装置の概要について説明する。図８（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る制御装置を含むアーク溶接システムの概要を示す構成図であり、図８（ｂ）は、本発明の第２実施形態におけるワーク及び溶接線の拡大図である。図８（ａ）には、制御装置（アーク溶接ロボットの制御装置）１、アーク溶接ロボット２、教示ペンダント４、溶接トーチ９、２個の溶接電源Ｐａ，Ｐｂ及びワークＷを示す。また、図８（ｂ）には、ワークＷ及び溶接ビードＢを示す。
【００６５】
図８（ａ）に示すように、アーク溶接ロボット２は、先行電極及び後行電極を先端に備える溶接トーチ９が手首部に取り付けられ、溶接トーチ９を左右にウィービングさせるタンデム型のアーク溶接ロボットである。
【００６６】
制御装置１は、タンデム型のアーク溶接ロボット２の先行電極及び後行電極にそれぞれ給電する２個の溶接電源Ｐａ，Ｐｂが接続される。この場合、２個の溶接電源Ｐを区別するため、例えば、溶接電源ＰａをＬ極とし、溶接電源ＰｂをＲ極とする。溶接方向に応じて、都度、どちらの極を先行電極とするかが設定される。
【００６７】
なお、溶接電源Ｐａ，Ｐｂのそれぞれは、第１実施形態の溶接電源Ｐと同様のものであるため、説明を省略する。また、教示ペンダント４、ワークＷ及び溶接ビードＢは、第１実施形態と同様のものであるため、説明を省略する。
【００６８】
［制御装置の構成］
以下、図９を参照して、本発明の第２実施形態に係る制御装置の構成について説明する。図９は、第２実施形態に係る制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。制御装置１は、センサコンピュータ３、入出力手段１０、記憶手段２０、ロボット軸制御手段３０、アーク溶接ロボット制御手段４０及び溶接電源制御手段５０ａ，５０ｂを備える。
【００６９】
溶接条件変更位置記憶手段２２は、図２の溶接条件変更位置記憶手段２２と同様に、溶接条件変更開始位置及び溶接条件変更終了位置を、先行電極及び後行電極のそれぞれについて記憶する。
【００７０】
溶接条件記憶手段２３は、図２の溶接条件記憶手段２３と同様に、溶接開始条件及び溶接終了条件を、先行電極及び後行電極のそれぞれについて記憶する。なお、溶接条件の一例は、後記する。
【００７１】
溶接条件算出手段３３は、図２の溶接条件算出手段３３と同様に、先行電極及び後行電極のそれぞれについて、変更予定溶接条件を算出する。なお、変更予定溶接条件の算出の詳細は、後記する。
【００７２】
溶接条件変更手段３４は、図２の溶接条件変更手段３４と同様に、先行電極及び後行電極のそれぞれについて、溶接条件算出手段３３が算出した進行位置の変更予定溶接条件に基づいて、アーク溶接ロボット２の溶接条件を変更する。
【００７３】
溶接電源制御手段５０ａ，５０ｂは、ロボット軸制御手段３０からの溶接指令を溶接電源Ｐａ，Ｐｂにそれぞれ出力する。また、溶接電源Ｐａ，Ｐｂは、溶接電源制御手段５０ａ，５０ｂからの溶接指令によって、溶接電流や溶接電圧を変更する。
【００７４】
なお、センサコンピュータ３、入出力手段１０、教示プログラム記憶手段２１、教示プログラム実行手段３１、溶接条件変更位置算出手段３２、ウィービング動作制御手段３５及びアーク溶接ロボット制御手段４０は、第１実施形態と同様のものであるため、説明を省略する。
【００７５】
（溶接条件の一例）
図１０を参照して、タンデム溶接における溶接条件の一例について説明する。図１０は、図８に示した制御装置に入力される溶接条件の一例を示す説明図である。図１０では、先行溶接電流は先行電極の溶接電流を示し、先行溶接電圧は先行電極の溶接電圧を示し、後行溶接電流は後行電極の溶接電流を示し、後行溶接電圧は後行電極の溶接電圧を示す。まず、「溶接条件連続変更 区間開始」とは、位置Ｐ１が溶接条件変更開始位置であることを示す。また、「直線移動」とは、ワークＷに設定された位置Ｐ１に直線移動することを示す。そして、「アークＯＮ」とは、アーク溶接を行うことを示す。また、「タンデム条件」とは、タンデム溶接を行うことを示し、２個の溶接電源Ｐａ，Ｐｂに定義したＬ極又はＲ極に対し、どちらを先行電極とし、残りを後行電極とするかを示す。例えば、「タンデム条件 モードＲＬ」と指令された場合、Ｒ極が先行電極であり、Ｌ極が後行電極であることを示す。さらに、位置Ｐ１での溶接開始条件は、先行電極の溶接電流が３２０Ａ、先行電極の溶接電圧が所定電圧の１００％、後行電極の溶接電流が２２０Ａ、後行電極の溶接電圧が所定電圧の１０３％、溶接速度が３０ｃｍ／分、ウィービング周期が１２０回／分、ウィービング振幅が５ｍｍであることを示す。
【００７６】
「溶接条件連続変更 区間終了」とは、位置Ｐ２が溶接条件変更終了位置であることを示す。また、位置Ｐ２での溶接終了条件は、先行電極の溶接電流が３８０Ａ、先行電極の溶接電圧が所定電圧の１００％、後行電極の溶接電流が２８０Ａ、後行電極の溶接電圧が所定電圧の１０３％、溶接速度が６０ｃｍ／分、ウィービング周期が１８０回／分、ウィービング振幅が５ｍｍであることを示す。従って、制御装置１は、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの間で、連続的に、ウィービング周期を１２０回／分から１８０回／分まで増加させ、先行電極の溶接電流を３２０Ａから３８０Ａまで増加させ、後行電極の溶接電流を２２０Ａから２８０Ａまで増加させ、溶接速度を３０ｃｍ／分から６０ｃｍ／分まで増加させる。
【００７７】
（変更予定溶接条件の算出）
図１１を参照して、タンデム溶接における進行位置の変更予定溶接条件の算出について具体的に説明する。図１１（ａ）は、図８の溶接トーチの拡大図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の溶接トーチを用いて溶接を行う本発明の第２実施形態において、溶接条件の変更を説明するためにワークの溶接線を示す説明図である。なお、図１１では、溶接線、進行位置、溶接条件変更開始位置Ｐ１、溶接条件変更終了位置Ｐ２、溶接条件変更開始位置Ｐ１から溶接条件変更終了位置Ｐ２までの距離を全距離ｌ、及び、進行位置から溶接条件変更終了位置Ｐ２までの距離を残り距離ｌｒを示す。
【００７８】
図１１（ｂ）に示すように、溶接条件算出手段３３は、進行位置の変更予定溶接条件のうち、図１１（ａ）の先行電極及び後行電極それぞれの溶接電流及び溶接電圧について、前記した式４を用いて進行位置の変更予定溶接条件を算出する。
【００７９】
例えば、溶接開始条件のうち先行電極の溶接電流が３２０Ａ、溶接終了条件のうち先行電極の溶接電流が３８０Ａ、全距離ｌが１００ｍｍ、残り距離ｌｒが５０ｍｍ、ウィービング周期が１５０回／分及び溶接速度が４５０ｍｍ／分である場合、進行位置での先行電極の溶接電流は、３５１．８Ａとなる（式６参照）。
【００８０】
【数６】
【００８１】
また、例えば、溶接開始条件のうち後行電極の溶接電流が２２０Ａ、溶接終了条件のうち後行電極の溶接電流が２８０Ａ、全距離ｌが１００ｍｍ、残り距離ｌｒが５０ｍｍ、ウィービング周期が１５０回／分及び溶接速度が４５０ｍｍ／分である場合、進行位置での後行電極の溶接電流は、２５１．８Ａとなる（式７参照）。なお、溶接速度、ウィービング周期及びウィービング振幅の算出については、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。
【００８２】
【数７】
【００８３】
［制御装置の動作］
図１２を参照して、本発明の第２実施形態に係る制御装置の動作について説明する。図１２は、図８に示した制御装置の動作を示すフローチャートである。図１１では、先行溶接電流は先行電極の溶接電流を示し、先行溶接電圧は先行電極の溶接電圧を示し、後行溶接電流は後行電極の溶接電流を示し、後行溶接電圧は後行電極の溶接電圧を示す。なお、制御装置１は、記憶手段２０に、予め溶接条件等を記憶しているものとする。
【００８４】
ステップＳ１からステップＳ１０までの処理は、第１実施形態と同様のものであるため、説明を省略する。ステップＳ１０でＹｅｓのとき、制御装置１は、溶接条件変更手段３４によって、進行位置の変更予定溶接条件のうち、予め算出した先行電極の溶接電流、先行電極の溶接電圧、後行電極の溶接電流及び後行電極の溶接電圧を溶接電源Ｐａ，Ｐｂに出力する（ステップＳ１１ａ）。
【００８５】
ステップＳ１２の処理は、第１実施形態と同様のものであるため、説明を省略する。ステップＳ１２の処理に続いて、制御装置１は、溶接条件算出手段３３によって、進行位置の変更予定溶接条件のうち、次にウィービングを１周期実施したときの先行電極の溶接電流、先行電極の溶接電圧、後行電極の溶接電流及び後行電極の溶接電圧を算出する（ステップＳ１３ａ）。ステップＳ１４の処理は、第１実施形態と同様のものであるため、説明を省略する。以上の動作によって、制御装置１は、タンデム型のアーク溶接ロボットにおいても、溶接トーチがウィービングを１周期実施する間に溶接条件を変更することがなく、溶接ビードが偏肉することを防止できる。
【００８６】
なお、本発明の第２実施形態では、ダンデム溶接の例を説明したが、制御装置１は、タンデム型のアーク溶接ロボットにおいて、先行電極又は後行電極の何れか１つを用いることにより、シングル溶接を行うこともできる。この場合、制御装置１は、先行電極又は後行電極の一方について、第１実施形態と同様の方法で溶接条件を変更する。
【００８７】
なお、本発明の各実施形態では、溶接開始条件として、溶接電流と溶接電圧と溶接速度との全てを含む例で説明したが、本発明は、これに限定されない。本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、溶接開始条件として、溶接電流、溶接電圧又は溶接速度の何れか１つのみを含んでも良い。例えば、本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、所望の形状の溶接ビードを形成するために、溶接電流又は溶接電圧の一方を変更する場合がある。また、例えば、本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、溶接電流を一定に保って溶接ビードを細くする場合には溶接速度を高くする等、溶接速度のみを変更する場合がある。
【００８８】
本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、溶接開始条件として、溶接電流と溶接電圧の２つ、溶接電圧と溶接速度の２つ又は溶接電流と溶接速度の２つを含んでも良い。例えば、本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、溶込み深さを深くするために溶接電流と溶接速度を高くする等、これらのうちの何れか２つを変更する場合がある。
【００８９】
また、溶接開始条件と同様の理由で、本発明に係るアーク溶接ロボットの制御装置は、溶接終了条件として、溶接電流、溶接電圧又は溶接速度の何れか１つを含んでも良く、溶接電流と溶接電圧の２つ、溶接電圧と溶接速度の２つ又は溶接電流と溶接速度の２つを含んでも良い。
【００９０】
なお、制御装置１は、一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させるプログラムによって動作させることもできる。このプログラムは、通信回線を介して配布しても良く、ＣＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布しても良い。また、本実施形態では、溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの区間を１区間設定した例で説明したが、この区間を２区間以上としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る制御装置を含むアーク溶接システムの概要を示す構成図であり、（ｂ）は、本発明の第１実施形態におけるワーク及び溶接線の拡大図である。
【図２】図１に示した制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】図１に示した制御装置に入力される溶接条件の一例を示す説明図である。
【図４】（ａ）は、図１の溶接トーチの拡大図であり、（ｂ）は、図４（ａ）の溶接トーチを用いて溶接を行う本発明の第１実施形態において、溶接条件の変更を説明するためにワークの溶接線を示す説明図である。
【図５】（ａ）は、本発明におけるアーク溶接ロボットの溶接トーチの軌道を示す説明図であり、（ｂ）は、本発明におけるアーク溶接ロボットの溶接トーチのウィービング動作を示す説明図である。
【図６】（ａ）は、本発明におけるアーク溶接ロボットの溶接トーチのウィービング軌道を示す説明図であり、（ｂ）は、溶接トーチの位置に対応した溶接電流の指令値を示す説明図である。
【図７】図２に示した制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る制御装置を含むアーク溶接システムの概要を示す構成図であり、（ｂ）は、本発明の第２実施形態におけるワーク及び溶接線の拡大図である。
【図９】図８に示す制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１０】図８に示した制御装置に入力される溶接条件の一例を示す説明図である。
【図１１】（ａ）は、図８の溶接トーチの拡大図であり、（ｂ）は、図１１（ａ）の溶接トーチを用いて溶接を行う本発明の第２実施形態において、溶接条件の変更を説明するためにワークの溶接線を示す説明図である。
【図１２】図８に示した制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９２】
１ 制御装置（アーク溶接ロボットの制御装置）
２ アーク溶接ロボット
３ センサコンピュータ
４ 教示ペンダント
９ 溶接トーチ
１０ 入出力手段
２０ 記憶手段
２１ 教示プログラム記憶手段
２２ 溶接条件変更位置記憶手段
２３ 溶接条件記憶手段
３０ ロボット軸制御手段
３１ 教示プログラム実行手段
３２ 溶接条件変更位置算出手段
３３ 溶接条件算出手段
３４ 溶接条件変更手段
３５ ウィービング動作制御手段
３６ ウィービング動作遅れ時間調整手段
４０ アーク溶接ロボット制御手段
５０ 溶接電源制御手段
５０ａ 溶接電源制御手段
５０ｂ 溶接電源制御手段
Ｂ 溶接ビード
Ｍ アーク溶接ロボット用モータ
Ｐ 溶接電源
Ｐａ 溶接電源
Ｐｂ 溶接電源
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の動作パターンでウィービングしながらワークを溶接するアーク溶接ロボットの溶接条件を、溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの間で連続的に変更するアーク溶接ロボットの制御装置であって、
前記溶接条件変更開始位置と、前記溶接条件変更終了位置と、前記溶接条件変更開始位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接開始条件と、前記溶接条件変更終了位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接終了条件と、を記憶する記憶手段と、
前記アーク溶接ロボットの溶接トーチを前記所定の動作パターンでウィービングさせるウィービング指令を生成すると共に、前記ウィービング指令に従って前記溶接トーチが前記所定の動作パターンのウィービングを１周期実施する毎にウィービング１周期完了信号を出力するウィービング動作制御手段と、
前記溶接トーチが前記溶接条件変更開始位置から前記溶接条件変更終了位置に向かって進んだ進行位置を算出する溶接条件変更位置算出手段と、
前記溶接開始条件と前記溶接終了条件との差に基づいて、前記溶接条件変更開始位置から前記進行位置までの距離に応じた補正値を算出し、前記溶接開始条件に前記補正値を加算して前記進行位置の変更予定溶接条件を算出する溶接条件算出手段と、
前記ウィービング１周期完了信号が入力される毎に、前記進行位置の変更予定溶接条件に基づいて前記アーク溶接ロボットの溶接条件を変更する溶接条件変更手段と、
を備えることを特徴とするアーク溶接ロボットの制御装置。
【請求項２】
前記溶接条件変更手段に前記ウィービング１周期完了信号が入力されてから前記溶接トーチが前記所定の動作パターンのウィービングを１周期実施するまでの遅れ時間に基づいて、前記溶接条件変更手段に、前記ウィービング１周期完了信号が入力されてから前記遅れ時間を経過させて、前記アーク溶接ロボットの溶接条件を変更させるウィービング動作遅れ時間調整手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接ロボットの制御装置。
【請求項３】
前記アーク溶接ロボットの制御装置は、
先行電極及び後行電極を先端に備える前記溶接トーチが手首部に取り付けられ、当該溶接トーチを溶接進行方向に対して左右にウィービングさせる前記アーク溶接ロボットと、前記先行電極及び前記後行電極に給電を行う２個の溶接電源とを備え、溶接線に倣ってアーク溶接を行うタンデムアーク溶接システムで用いられ、
前記記憶手段は、前記先行電極及び前記後行電極のそれぞれについて、前記溶接開始条件と、前記溶接終了条件とを記憶し、
前記溶接条件算出手段は、前記先行電極及び前記後行電極のそれぞれについて、前記進行位置の変更予定溶接条件を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアーク溶接ロボットの制御装置。
【請求項４】
所定の動作パターンでウィービングしながらワークを溶接するアーク溶接ロボットの溶接条件を、溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの間で連続的に変更するアーク溶接ロボットの制御方法であって、
前記溶接条件変更開始位置と、前記溶接条件変更終了位置と、前記溶接条件変更開始位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接開始条件と、前記溶接条件変更終了位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接終了条件と、を記憶手段に格納する格納ステップと、
前記アーク溶接ロボットの溶接トーチを前記所定の動作パターンでウィービングさせるウィービング指令を生成すると共に、前記ウィービング指令に従って前記溶接トーチが前記所定の動作パターンのウィービングを１周期実施する毎にウィービング１周期完了信号を出力するウィービング動作制御ステップと、
前記溶接トーチが前記溶接条件変更開始位置から前記溶接条件変更終了位置に向かって進んだ進行位置を算出する溶接条件変更位置算出ステップと、
前記溶接開始条件と前記溶接終了条件との差に基づいて、前記溶接条件変更開始位置から前記進行位置までの距離に応じた補正値を算出し、前記溶接開始条件に前記補正値を加算して前記進行位置の変更予定溶接条件を算出する溶接条件算出ステップと、
前記ウィービング１周期完了信号が入力される毎に、前記進行位置の変更予定溶接条件に基づいて前記アーク溶接ロボットの溶接条件を変更する溶接条件変更ステップと、
を備えることを特徴とするアーク溶接ロボットの制御方法。
【請求項５】
所定の動作パターンでウィービングしながらワークを溶接するアーク溶接ロボットの溶接条件を溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの間で連続的に変更するために、前記溶接条件変更開始位置と、前記溶接条件変更終了位置と、前記溶接条件変更開始位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接開始条件と、前記溶接条件変更終了位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接終了条件と、を記憶する記憶手段を備えるコンピュータを、
前記アーク溶接ロボットの溶接トーチを前記所定の動作パターンでウィービングさせるウィービング指令を生成すると共に、前記ウィービング指令に従って前記溶接トーチが前記所定の動作パターンのウィービングを１周期実施する毎にウィービング１周期完了信号を出力するウィービング動作制御手段、
前記溶接トーチが前記溶接条件変更開始位置から前記溶接条件変更終了位置に向かって進んだ進行位置を算出する溶接条件変更位置算出手段、
前記溶接開始条件と前記溶接終了条件との差に基づいて、前記溶接条件変更開始位置から前記進行位置までの距離に応じた補正値を算出し、前記溶接開始条件に前記補正値を加算して前記進行位置の変更予定溶接条件を算出する溶接条件算出手段、
前記ウィービング１周期完了信号が入力される毎に、前記進行位置の変更予定溶接条件に基づいて前記アーク溶接ロボットの溶接条件を変更する溶接条件変更手段、
として機能させることを特徴とするアーク溶接ロボットの制御プログラム。
【請求項１】
所定の動作パターンでウィービングしながらワークを溶接するアーク溶接ロボットの溶接条件を、溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの間で連続的に変更するアーク溶接ロボットの制御装置であって、
前記溶接条件変更開始位置と、前記溶接条件変更終了位置と、前記溶接条件変更開始位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接開始条件と、前記溶接条件変更終了位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接終了条件と、を記憶する記憶手段と、
前記アーク溶接ロボットの溶接トーチを前記所定の動作パターンでウィービングさせるウィービング指令を生成すると共に、前記ウィービング指令に従って前記溶接トーチが前記所定の動作パターンのウィービングを１周期実施する毎にウィービング１周期完了信号を出力するウィービング動作制御手段と、
前記溶接トーチが前記溶接条件変更開始位置から前記溶接条件変更終了位置に向かって進んだ進行位置を算出する溶接条件変更位置算出手段と、
前記溶接開始条件と前記溶接終了条件との差に基づいて、前記溶接条件変更開始位置から前記進行位置までの距離に応じた補正値を算出し、前記溶接開始条件に前記補正値を加算して前記進行位置の変更予定溶接条件を算出する溶接条件算出手段と、
前記ウィービング１周期完了信号が入力される毎に、前記進行位置の変更予定溶接条件に基づいて前記アーク溶接ロボットの溶接条件を変更する溶接条件変更手段と、
を備えることを特徴とするアーク溶接ロボットの制御装置。
【請求項２】
前記溶接条件変更手段に前記ウィービング１周期完了信号が入力されてから前記溶接トーチが前記所定の動作パターンのウィービングを１周期実施するまでの遅れ時間に基づいて、前記溶接条件変更手段に、前記ウィービング１周期完了信号が入力されてから前記遅れ時間を経過させて、前記アーク溶接ロボットの溶接条件を変更させるウィービング動作遅れ時間調整手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接ロボットの制御装置。
【請求項３】
前記アーク溶接ロボットの制御装置は、
先行電極及び後行電極を先端に備える前記溶接トーチが手首部に取り付けられ、当該溶接トーチを溶接進行方向に対して左右にウィービングさせる前記アーク溶接ロボットと、前記先行電極及び前記後行電極に給電を行う２個の溶接電源とを備え、溶接線に倣ってアーク溶接を行うタンデムアーク溶接システムで用いられ、
前記記憶手段は、前記先行電極及び前記後行電極のそれぞれについて、前記溶接開始条件と、前記溶接終了条件とを記憶し、
前記溶接条件算出手段は、前記先行電極及び前記後行電極のそれぞれについて、前記進行位置の変更予定溶接条件を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアーク溶接ロボットの制御装置。
【請求項４】
所定の動作パターンでウィービングしながらワークを溶接するアーク溶接ロボットの溶接条件を、溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの間で連続的に変更するアーク溶接ロボットの制御方法であって、
前記溶接条件変更開始位置と、前記溶接条件変更終了位置と、前記溶接条件変更開始位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接開始条件と、前記溶接条件変更終了位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接終了条件と、を記憶手段に格納する格納ステップと、
前記アーク溶接ロボットの溶接トーチを前記所定の動作パターンでウィービングさせるウィービング指令を生成すると共に、前記ウィービング指令に従って前記溶接トーチが前記所定の動作パターンのウィービングを１周期実施する毎にウィービング１周期完了信号を出力するウィービング動作制御ステップと、
前記溶接トーチが前記溶接条件変更開始位置から前記溶接条件変更終了位置に向かって進んだ進行位置を算出する溶接条件変更位置算出ステップと、
前記溶接開始条件と前記溶接終了条件との差に基づいて、前記溶接条件変更開始位置から前記進行位置までの距離に応じた補正値を算出し、前記溶接開始条件に前記補正値を加算して前記進行位置の変更予定溶接条件を算出する溶接条件算出ステップと、
前記ウィービング１周期完了信号が入力される毎に、前記進行位置の変更予定溶接条件に基づいて前記アーク溶接ロボットの溶接条件を変更する溶接条件変更ステップと、
を備えることを特徴とするアーク溶接ロボットの制御方法。
【請求項５】
所定の動作パターンでウィービングしながらワークを溶接するアーク溶接ロボットの溶接条件を溶接条件変更開始位置から溶接条件変更終了位置までの間で連続的に変更するために、前記溶接条件変更開始位置と、前記溶接条件変更終了位置と、前記溶接条件変更開始位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接開始条件と、前記溶接条件変更終了位置での溶接電流と溶接電圧と溶接速度とのうちの少なくとも１つとウィービング周期とウィービング振幅とが設定された溶接終了条件と、を記憶する記憶手段を備えるコンピュータを、
前記アーク溶接ロボットの溶接トーチを前記所定の動作パターンでウィービングさせるウィービング指令を生成すると共に、前記ウィービング指令に従って前記溶接トーチが前記所定の動作パターンのウィービングを１周期実施する毎にウィービング１周期完了信号を出力するウィービング動作制御手段、
前記溶接トーチが前記溶接条件変更開始位置から前記溶接条件変更終了位置に向かって進んだ進行位置を算出する溶接条件変更位置算出手段、
前記溶接開始条件と前記溶接終了条件との差に基づいて、前記溶接条件変更開始位置から前記進行位置までの距離に応じた補正値を算出し、前記溶接開始条件に前記補正値を加算して前記進行位置の変更予定溶接条件を算出する溶接条件算出手段、
前記ウィービング１周期完了信号が入力される毎に、前記進行位置の変更予定溶接条件に基づいて前記アーク溶接ロボットの溶接条件を変更する溶接条件変更手段、
として機能させることを特徴とするアーク溶接ロボットの制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１３１８９３（Ｐ２００９−１３１８９３Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０７７２３（Ｐ２００８−２０７７２３）
【出願日】平成２０年８月１２日（２００８．８．１２）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１２日（２００８．８．１２）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]