開始同期アーク溶接方法
【課題】２つの溶接個所を２つの溶接トーチを使用して溶接開始の同期を取って溶接する開始同期アーク溶接方法において、先行してアークが発生した側の溶接開始位置前方部分の溶け込みが不足する現象を抑制する。
【解決手段】第１溶接トーチ及び第２溶接トーチを各々予め教示された溶接開始位置に移動させ（ｔ１）、第１アークが先行して発生したとき（ｔ２）はその状態で待機させ、遅れて第２アークが発生したとき（ｔ３）は前記待機状態を終了して両溶接トーチを各々予め教示された溶接線に沿って移動させて溶接する開始同期アーク溶接方法において、第１アークの溶接開始位置から溶接方向に対して後ろ又は斜め後ろ側に終端位置を予め教示し、前記待機期間Ｔｄの一部又は全部の期間中は第１アークを前記溶接開始位置と前記終端位置との間でウィービングＳｕさせる。
【解決手段】第１溶接トーチ及び第２溶接トーチを各々予め教示された溶接開始位置に移動させ（ｔ１）、第１アークが先行して発生したとき（ｔ２）はその状態で待機させ、遅れて第２アークが発生したとき（ｔ３）は前記待機状態を終了して両溶接トーチを各々予め教示された溶接線に沿って移動させて溶接する開始同期アーク溶接方法において、第１アークの溶接開始位置から溶接方向に対して後ろ又は斜め後ろ側に終端位置を予め教示し、前記待機期間Ｔｄの一部又は全部の期間中は第１アークを前記溶接開始位置と前記終端位置との間でウィービングＳｕさせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの溶接個所に対して２つの溶接トーチを使用し、溶接を開始するタイミングを同期させて同時に溶接を行うための開始同期アーク溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２つの溶接個所に対して２つの溶接トーチを使用し、溶接を開始するタイミングを同期させて同時に溶接する開始同期アーク溶接方法が従来から行われている。例えば、１つのワークに対称の２個所の溶接個所がある場合、溶接中の熱変形を考慮して２個所を同時に溶接することによって溶接品質を良好にすることができる。また、回転治具にワークを固定し、２個所を２つの溶接トーチを使用して同時に溶接する場合、両溶接トーチの溶接開始及び回転治具の回転開始を同期させる必要がある。以下、２台のロボットを使用した溶接装置において、開始同期アーク溶接方法を実施する場合の従来技術について説明する。
【０００３】
図５は、２台のロボットを使用して２個所を同時に溶接する溶接装置の構成図である。以下、同図を参照して各構成について説明する。
【０００４】
ロボット制御装置ＲＣは、１台で後述する２台のロボットＲＭ１、ＲＭ２及び回転治具ＰＴを動作制御する第１動作制御信号Ｍc1、第２動作制御信号Ｍc2及び外部軸制御信号Ｐｃを出力する。さらに、ロボット制御装置ＲＣは、第１溶接電源ＰＳ１との間で第１溶接制御信号Ｗc1及び第１アーク発生信号Ａc1を送受信すると共に、第２溶接電源ＰＳ２との間で第２溶接制御信号Ｗc2及び第２アーク発生信号Ａc2を送受信する。
【０００５】
第１溶接電源ＰＳ１は、上記のロボット制御装置ＲＣから第１溶接制御信号Ｗc1を受信し、第１アーク発生信号Ａc1を送信すると共に、第１送給モータＭ１を回転制御する第１送給制御信号Ｆct1を出力し第１溶接電圧Ｖw1及び第１溶接電流Ｉw1を出力する。第２溶接電源ＰＳ２は、上記のロボット制御装置ＲＣから第２溶接制御信号Ｗc2を受信し、第２アーク発生信号Ａc2を送信すると共に、第２送給モータＭ２を回転制御する第２送給制御信号Ｆct2を出力し第２溶接電圧Ｖw2及び第２溶接電流Ｉw2を出力する。上記の第１及び第２溶接制御信号Ｗc1、Ｗc2には、図示していないが起動信号、電流設定信号（送給速度設定信号）、電圧設定信号、電流波形パラメータ信号等が含まれている。電流波形パラメータ信号とは、ＣＯ2／ＭＡＧ溶接にあっては短絡期間中の溶接電流の波形を設定する信号であり、パルスアーク溶接にあってはパルス電流の波形を設定する信号等である。また、上記の第１及び第２アーク発生信号Ａc1、Ａc2は、溶接開始時にアークが発生したことを判別し上記のロボット制御装置ＲＣに通知する信号である。
【０００６】
第１送給モータＭ１は、第１溶接トーチ４１を通って第１溶接ワイヤ１１を第１送給速度Ｆw1で送給し、第１溶接ワイヤ１１とワーク２との間に第１アーク３１が発生して溶接が行われる。第２送給モータＭ２は、第２溶接トーチ４２を通って第２溶接ワイヤ１２を第２送給速度Ｆw2で送給し、第２溶接ワイヤ１２とワーク２との間に第２アーク３２が発生して溶接が行われる。回転治具ＰＴは、その上にワーク２を固定し、上記の外部軸制御信号Ｐｃによって回転制御される。
【０００７】
同図では、回転治具ＰＴ上に１つのワーク２が載置されており、第１溶接トーチ４１及び第２溶接トーチ４２を使用して２箇所を同時に溶接する。したがってこの溶接を行うためには、両溶接トーチ４１、４２の溶接開始及び回転治具ＰＴの回転開始を同期させる必要がある。
【０００８】
［従来技術１］
図６は、上述した溶接装置において、従来技術１の開始同期アーク溶接方法を行うときのタイミングチャートである。同図（Ａ）は第１溶接ワイヤ１１先端とワーク２との距離である第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1を示し、同図（Ｂ）は第１溶接電流Ｉw1を示し、同図（Ｃ）は第１ロボット移動速度Ｓw1を示し、同図（Ｄ）は第１アーク発生信号Ａc1を示し、同図（Ｅ）は第２溶接ワイヤ１２先端とワーク２との距離である第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2を示し、同図（Ｆ）は第２溶接電流Ｉw2を示し、同図（Ｇ）は第２ロボット移動速度Ｓw2を示し、同図（Ｈ）は第２アーク発生信号Ａc2を示す。以下、同図を参照して説明する。
【０００９】
時刻ｔ１以前において、同図（Ｃ）に示すように、第１ロボットＲＭ１が移動し、同図（Ｇ）に示すように、第２ロボットＲＮ２が移動し、時刻ｔ１において、第１ロボットＲＭ１及び第２ロボットＲＭ２が各々の溶接開始位置に到達する。先に到達したロボットは他のロボットが到達するまで待機する。時刻ｔ１において、両溶接電源ＰＳ１、ＰＳ２に起動信号（図示せず）が入力されると、第１溶接ワイヤ１１及び第２溶接ワイヤ１２はスローダウン速度で送給を開始される。このために、同図（Ａ）に示すように、第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1は次第に短くなり、同図（Ｅ）に示すように、第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2は次第に短くなる。ここで、前回の溶接終了時のワイヤ燃え上がり高さがバラツクためにワイヤ突出し長さがバラツクことになる。この結果、時刻ｔ１時点での上記の第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1と第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2とには差が生じる。溶接ワイヤがワークに接触するまでの送給速度である上記のスローダウン速度は非常に遅い速度に設定されているので、結局、両溶接ワイヤがワークに接触するタイミングに時差（時刻ｔ２とｔ３）が生じることになる。
【００１０】
時刻ｔ２において、同図（Ａ）に示すように、第１溶接ワイヤ１１がワーク２に接触して第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1がゼロになると、同図（Ｂ）に示すように、第１アーク３１が発生して第１溶接電流Ｉw1が通電する。同図（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２において第１アーク３１が発生するので、第１アーク発生信号Ａc1がロボット制御装置ＲＣに送信される。これに応動して、第１送給速度設定信号が第１スローダウン速度設定値から第１定常送給速度設定値に切り換わるので、同図（Ｂ）に示すように、第１定常溶接電流Ｉc1が通電する。この時刻ｔ２においては、まだ同図（Ｈ）に示すように、第２アーク発生信号Ａc2が送信されていないので、同図（Ｃ）及び（Ｇ）に示すように、両ロボットＲＭ１、ＲＭ２は共に溶接開始位置に停止したままである。
【００１１】
第２溶接ワイヤ１２がスローダウン速度で送給され、時刻ｔ３において、同図（Ｅ）に示すように、第２溶接ワイヤ１２が遅れてワーク２に接触すると第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2はゼロになり、同図（Ｆ）に示すように、第２アーク３２が発生して第２溶接電流Ｉw2が通電する。このために、同図（Ｈ）に示すように、第２アーク発生信号Ａc2がロボット制御装置ＲＣに送信される。これに応動して、第２溶接制御信号に含まれる第２送給速度設定信号が第２スローダウン速度設定値から第２定常送給速度設定値に切り換わるので、同図（Ｆ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2の値は第２定常溶接電流値Ｉc2になる。
【００１２】
上記の結果、時刻ｔ３において同図（Ｄ）に示す第１アーク発生信号Ａc1及び同図（Ｈ）に示す第２アーク発生信号Ａc2が共にＨｉｇｈレベル（ロボット制御装置ＲＣに送信された状態）になるので、同図（Ｃ）に示すように、第１ロボットＲＭ１は予め定めた第１溶接速度Ｓc1で、同図（Ｇ）に示すように、第２ロボットＲＭ２は予め定めた第２溶接速度Ｓc2で、予め教示された各々の溶接線に沿って移動を開始して溶接が開始される。これに同期してワーク２を載置した回転治具ＰＴも回転を開始する。
【００１３】
上述した従来技術１においては、先行して第１アーク３１が発生したときは第１ロボットＲＭ１を停止したままで第１溶接電流Ｉw1を通電しながら待機期間Ｔｄの間待機する。そして、遅れて第２アーク３２が発生すると、両ロボットＲＭ１、ＲＭ２の移動及び回転治具ＰＴの回転が同期して開始される。このようにして、従来技術１では開始同期アーク溶接方法を行う。
【００１４】
上記のアーク発生信号は溶接電流が通電したことを判別してアークが発生したと判別することが多い。また、溶接電圧値が、無負荷電圧値ほど高くなく、かつ、短絡電圧値ほど低くない中間の値であるアーク電圧値になったことを判別してアーク発生を判別する場合もある。
【００１５】
［従来技術２］
図７は、図５で上述した溶接装置を用いた従来技術２の開始同期アーク溶接方法を示すタイミングチャートである。同図は上述した図６と対応しており、同図（Ａ）〜（Ｈ）の各信号は同一である。以下、図６と異なる動作部分について説明する。
【００１６】
時刻ｔ２において、同図（Ａ）に示すように、第１溶接ワイヤ１１がワーク２に接触すると第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1はゼロになり、同図（Ｂ）に示すように、第１アーク３１が発生して第１溶接電流Ｉw1が通電する。このとき、第１送給速度は第１スローダウン速度から第１溶接開始送給速度に切り換わるので、同図（Ｂ）に示すように、この送給速度に相当する第１溶接開始電流Ｉs1が通電する。この第１溶接開始電流Ｉs1は定常溶接電流よりも小さな値である。この時刻ｔ２において、同図（Ｄ）に示すように、第１アーク発生信号Ａc1が送信される。しかし、この時点では同図（Ｈ）に示す第２アーク発生信号Ａc2は送信（Ｈｉｇｈレベル）されていないので、同図（Ｃ）及び（Ｇ）に示すように、両ロボットＲＭ１、ＲＭ２は共に停止したままである。
【００１７】
時刻ｔ３において、同図（Ｅ）に示すように、第２溶接ワイヤ１２がワーク２に接触すると第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2はゼロになり、同図（Ｆ）に示すように、第２アーク３２が発生して第２溶接電流Ｉw2が通電する。このとき、第２送給速度は第２スローダウン速度から第２溶接開始送給速度に切り換わるので、同図（Ｆ）に示すように、第２溶接開始電流Ｉs2が通電する。時刻ｔ３において、同図（Ｈ）に示すように、第２アーク発生信号Ａc2が送信（Ｈｉｇｈレベル）される。この結果、両アーク発生信号Ａc1、Ａc2が共に送信（Ｈｉｇｈレベル）されるので、同図（Ｃ）に示すように、第１ロボットＲＭ１は予め定めた第１溶接速度Ｓc1で、また、同図（Ｇ）に示すように、第２ロボットＲＭ２は予め定めた第２溶接速度Ｓc2で移動を開始し、回転治具ＰＴの回転が同期して開始され溶接は開始される。このとき、第１送給速度は第１定常送給速度に切り換わるので、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は第１定常溶接電流Ｉc2に変化する。また、第２送給速度は第２定常送給速度に切り換わるので、同図（Ｆ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は第２定常溶接電流Ｉc2に変化する。
【００１８】
上述したように、従来技術２では、先行して第１アーク３１が発生してから遅れて第２アーク３２が発生するまでの待機期間Ｔｄ中は、先行した第１アーク３１に定常溶接電流よりも小さな値の溶接開始電流を通電する。これにより、待機期間Ｔｄ中の溶け落ちの防止又はビード幅の拡大防止を図るものである（例えば、特許文献１参照）。
【００１９】
上記の従来技術１、２の説明においては、第１アーク３１と第２アーク３２との発生タイミングがズレる原因として、スローダウン送給開始時点におけるワイヤ突出し長さのバラツキを例示した。しかし、これ以外にも、溶接ワイヤがワークに接触してからアークが発生するまでの時間のバラツキ、両スローダウン速度のバラツキ等の種々の原因がある。
【００２０】
【特許文献１】特許第３７３３９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
図８は、上述した従来技術において、待機期間Ｔｄ中における第１アーク３１の発生部及び溶け込み形状を示す図である。同図（Ａ）は待機期間Ｔｄ中の第１アーク３１の発生部を横から見た図であり、同図（Ｂ）は上から見た図であり、同図（Ｃ）は溶け込み形状を横断面から見た図である。以下、同図を参照して説明する。
【００２２】
同図（Ａ）に示すように、待機期間Ｔｄ中は、第１溶接トーチ４１が停止したままで、第１アーク３１とワーク２との間に第１アーク３１が発生しており、溶接開始位置周辺には多くの溶融金属が滞留している。同図（Ｂ）に示すように、この溶融金属は溶接線方向に対して溶接開始位置の前方部分にも存在する。このために、第２アーク３２が発生して待機期間Ｔｄが終了して第１溶接トーチ４１が移動を開始すると、第１アーク３１は溶接開始位置前方の溶融金属上を移動することになる。この結果、同図（Ｃ）に示すように、溶接開始位置前方部分の溶け込みが不足する現象が生じやすくなる。この現象は、待機期間Ｔｄが長くなると生じやすくなる。溶け込み不足は溶接品質を著しく悪くする。
【００２３】
そこで、本発明では、上述した溶接開始位置前方部分の溶け込みが不足する現象の発生を抑制することができる開始同期アーク溶接方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、第１溶接トーチ及び第２溶接トーチを各々予め教示された溶接開始位置に移動させ、各々の溶接トーチからの第１溶接ワイヤ及び第２溶接ワイヤの送給を開始させ、前記第１溶接トーチからの前記第１溶接ワイヤとワークとの間に第１アークが先行して発生したときはその状態で待機させ、遅れて前記第２溶接トーチからの第２溶接ワイヤとワークとの間に第２アークが発生したときは前記待機状態を終了して両溶接トーチを各々予め教示された溶接線に沿って移動させて溶接する開始同期アーク溶接方法において、
前記第１アークの前記溶接開始位置から溶接方向に対して後ろ又は斜め後ろ側に終端位置を予め教示し、前記待機期間の一部又は全部の期間中は前記第１アークを前記溶接開始位置と前記終端位置との間でウィービングさせる、ことを特徴とする開始同期アーク溶接方法である。
【００２５】
また、第２の発明は、前記待機期間に入ってから所定遅延期間が経過した後に前記ウィービングを開始させる、ことを特徴とする第１の発明記載の開始同期アーク溶接方法である。
【００２６】
また、第３の発明は、前記ウィービングが円又は楕円運動である、ことを特徴とする第１又は第２の発明記載の開始同期アーク溶接方法である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、待機期間中の第１アークをウィービングすることによって、溶融金属が溶接開始位置前方部分に滞留することを抑制することができ、溶接開始位置前方部分の溶け込みが不足する現象の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態に係る開始同期アーク溶接方法を示すタイミングチャートである。溶接装置は上述した図５と同一であり、その制御方法が異なる。同図は図６と対応している。同図（Ａ）は第１溶接ワイヤ１１先端とワーク２との距離である第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1を示し、同図（Ｂ）は第１溶接電流Ｉw1を示し、同図（Ｃ）は第１ロボット移動速度Ｓw1を示し、同図（Ｄ）は第１アーク発生信号Ａc1を示し、同図（Ｅ）は第２溶接ワイヤ１２先端とワーク２との距離である第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2を示し、同図（Ｆ）は第２溶接電流Ｉw2を示し、同図（Ｇ）は第２ロボット移動速度Ｓw2を示し、同図（Ｈ）は第２アーク発生信号Ａc2を示す。以下、同図を参照して説明する。
【００３０】
時刻ｔ１以前において、同図（Ｃ）に示すように、第１ロボットＲＭ１が移動し、また、同図（Ｇ）に示すように、第２ロボットＲＮ２が移動し、時刻ｔ１において、第１ロボットＲＭ１及び第２ロボットＲＭ２が各々の溶接開始位置に到達する。先に到達したロボットは他のロボットが到達するまで待機する。時刻ｔ１において、両溶接電源ＰＳ１、ＰＳ２に起動信号（図示せず）が入力されると、第１溶接ワイヤ１１及び第２溶接ワイヤ１２はスローダウン速度で送給を開始される。このために、同図（Ａ）に示すように、第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1は次第に短くなり、同図（Ｅ）に示すように、第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2は次第に短くなる。ここで、前回の溶接終了時のワイヤ燃え上がり高さがバラツクためにワイヤ突出し長さがバラツクことになる。この結果、時刻ｔ１時点での上記の第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1と第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2とには差が生じる。溶接ワイヤがワークに接触するまでの送給速度である上記のスローダウン速度は非常に遅い速度に設定されているので、結局、両溶接ワイヤがワークに接触するタイミングに時差（時刻ｔ２とｔ３）が生じることになる。
【００３１】
時刻ｔ２において、同図（Ａ）に示すように、第１溶接ワイヤ１１がワーク２に接触して第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1がゼロになると、同図（Ｂ）に示すように、第１アーク３１が発生して第１溶接電流Ｉw1が通電する。同図（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２において第１アーク３１が発生するので、第１アーク発生信号Ａc1がロボット制御装置ＲＣに送信される。これに応動して、第１送給速度設定信号が第１スローダウン速度設定値から第１定常送給速度設定値に切り換わるので、同図（Ｂ）に示すように、第１定常溶接電流Ｉc1が通電する。この時刻ｔ２においては、同図（Ｄ）に示すように、第１アーク発生信号Ａc1は送信されているが、同図（Ｈ）に示すように、第２アーク発生信号Ａc2が送信されていないので、同図（Ｃ）に示すように、第１ロボットＲＭ１は溶接開始位置周辺でウィービングＳｕを行う。このウィービングＳｕについては、後述する。他方、同図（Ｇ）に示すように、第２ロボットＲＭ２は溶接開始位置に停止したままである。
【００３２】
第２溶接ワイヤ１２がスローダウン速度で送給され、時刻ｔ３において、同図（Ｅ）に示すように、第２溶接ワイヤ１２が遅れてワーク２に接触すると第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2はゼロになり、同図（Ｆ）に示すように、第２アーク３２が発生して第２溶接電流Ｉw2が通電する。このために、同図（Ｈ）に示すように、第２アーク発生信号Ａc2がロボット制御装置ＲＣに送信される。これに応動して、第２溶接制御信号に含まれる第２送給速度設定信号が第２スローダウン速度設定値から第２定常送給速度設定値に切り換わるので、同図（Ｆ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2の値は第２定常溶接電流値Ｉc2になる。
【００３３】
上記の結果、時刻ｔ３において同図（Ｄ）に示す第１アーク発生信号Ａc1及び同図（Ｈ）に示す第２アーク発生信号Ａc2が共にＨｉｇｈレベル（ロボット制御装置ＲＣに送信された状態）になる。このために、同図（Ｃ）に示すように、第１ロボットＲＭ１は上記のウィービングＳｕを停止し、予め定めた第１溶接速度Ｓc1で、また、同図（Ｇ）に示すように、第２ロボットＲＭ２は予め定めた第２溶接速度Ｓc2で、予め教示された各々の溶接線に沿って移動を開始して溶接が開始される。これに同期してワーク２を載置した回転治具ＰＴも回転を開始する。
【００３４】
上述した実施の形態においては、先行して第１アーク３１が発生したときは第１ロボットＲＭ１を溶接開始位置周辺でウィービングさせて第１溶接電流Ｉw1を通電しながら待機期間Ｔｄの間待機させる。そして、遅れて第２アーク３２が発生すると、両ロボットＲＭ１、ＲＭ２の移動及び回転治具ＰＴの回転が同期して開始される。このようにして、開始同期アーク溶接方法を行う。
【００３５】
図２は、上述した実施の形態において、待機期間Ｔｄ中における第１アーク３１の発生部及び溶け込み形状を示す図である。同図（Ａ）は待機期間Ｔｄ中の第１アーク３１の発生部を横から見た図であり、同図（Ｂ）は上から見た図であり第１溶接トーチ４１のウィービング方向を示し、同図（Ｃ）は溶け込み形状を横断面から見た図である。以下、同図を参照して説明する。
【００３６】
同図（Ａ）に示すように、待機期間Ｔｄ中は、第１溶接トーチ４１はウィービングした状態で、第１溶接ワイヤ１１とワーク２との間に第１アーク３１が発生している。同図（Ｂ）に示すように、ウィービングは、溶接開始位置を中心として溶接線方向に対して直交する方向（左右方向）に行っている。このために、溶融金属は左右に広げられるので、溶接開始位置前方部分への滞留は少なくなる。この結果、同図（Ｃ）に示すように、待機期間が終了して第１溶接トーチ４１が移動を開始したときに溶融金属上を移動しないので、溶接開始位置前方部分の溶け込みが不足する現象は抑制される
【００３７】
図３は、本発明の実施の形態に係る開始同期アーク溶接方法における上述したウィービング方向を示す図である。同図に示すように、溶接開始位置から溶接線方向に対して後ろ又は斜め後ろ側に終端位置Ｐ１〜Ｐ４を予め教示する。そして、溶接開始位置と終端位置との間でウィービングを行う。終端位置がＰ１のときは左右方向へのウィービングとなり、終端位置がＰ２のときは前後方向へのウィービングとなり、終端位置がＰ３のときは左斜め後ろ方向へのウィービングとなり、終端位置がＰ４のときは右斜め後ろ方向へのウィービングとなる。つまり、ウィービングは、溶接開始位置前方部分に溶融金属が滞留しない方向に行う必要がある。ウィービング周波数は、１Ｈｚ程度以上である。
【００３８】
さらに、ウィービングは直線運動の往復だけでなく、図４に示すように、溶接開始位置と終端位置Ｐ５との間で楕円又は円運動であっても良い。また、ウィービングを行う期間は、待機期間Ｔｄの一部又は全部の期間でも良い。また、待機期間Ｔｄに入ってから所定遅延期間が経過した後に、ウィービングを開始しても良い。
【００３９】
上述した実施の形態では、待機期間Ｔｄ中は第１アークに定常溶接電流が通電する場合を例示したが、従来技術２のように、溶接開始電流を通電する場合も同様である。
【００４０】
上述した実施の形態によれば、待機期間中の第１アークをウィービングすることによって、溶融金属が溶接開始位置前方部分に滞留することを抑制することができ、溶接開始位置前方部分の溶け込みが不足する現象の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係る開始同期アーク溶接方法を示すタイミングチャートである。
【図２】本発明の実施の形態において、待機期間中にウィービングを行ったときの第１アークの発生状態及び溶け込み形状を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるウィービングの方向を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるウィービング運動を示す図である。
【図５】従来技術の開始同期アーク溶接方法を実施するための溶接装置の構成図である。
【図６】従来技術１の開始同期アーク溶接方法を示すタイミングチャートである。
【図７】従来技術２の開始同期アーク溶接方法を示すタイミングチャートである
【図８】従来技術の課題を説明するための待機期間中の第１アークの発生状態及び溶け込み形状を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
２ ワーク
１１ 第１溶接ワイヤ
１２ 第２溶接ワイヤ
３１ 第１アーク
３２ 第２アーク
４１ 第１溶接トーチ
４２ 第２溶接トーチ
Ａc1 第１アーク発生信号
Ａc2 第２アーク発生信号
Ｆct1 第１送給制御信号
Ｆct2 第２送給制御信号
Ｆw1 第１送給速度
Ｆw2 第２送給速度
Ｉc1 第１定常電流
Ｉc2 第２定常電流
Ｉs1 第１溶接開始電流
Ｉs2 第２溶接開始電流
Ｉw1 第１溶接電流
Ｉw2 第２溶接電流
Ｌw1 第１ワイヤ・ワーク間距離
Ｌw2 第２ワイヤ・ワーク間距離
Ｍ１ 第１送給モータ
Ｍ２ 第２送給モータ
Ｍc1 第１動作制御信号
Ｍc2 第２動作制御信号
Ｐ１〜ｐ５ 終端位置
Ｐｃ 外部軸制御信号
ＰＳ１ 第１溶接電源
ＰＳ２ 第２溶接電源
ＰＴ 回転治具
ＲＣ ロボット制御装置
ＲＭ１ 第１ロボット
ＲＭ２ 第２ロボット
Ｓc1 第１溶接速度
Ｓc2 第２溶接速度
Ｓw1 第１ロボット移動速度
Ｓw2 第２ロボット移動速度
Ｓｕ ウィービング速度
Ｔｄ 待機期間
Ｖw1 第１溶接電圧
Ｖw2 第２溶接電圧
Ｗc1 第１溶接制御信号
Ｗc2 第２溶接制御信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの溶接個所に対して２つの溶接トーチを使用し、溶接を開始するタイミングを同期させて同時に溶接を行うための開始同期アーク溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２つの溶接個所に対して２つの溶接トーチを使用し、溶接を開始するタイミングを同期させて同時に溶接する開始同期アーク溶接方法が従来から行われている。例えば、１つのワークに対称の２個所の溶接個所がある場合、溶接中の熱変形を考慮して２個所を同時に溶接することによって溶接品質を良好にすることができる。また、回転治具にワークを固定し、２個所を２つの溶接トーチを使用して同時に溶接する場合、両溶接トーチの溶接開始及び回転治具の回転開始を同期させる必要がある。以下、２台のロボットを使用した溶接装置において、開始同期アーク溶接方法を実施する場合の従来技術について説明する。
【０００３】
図５は、２台のロボットを使用して２個所を同時に溶接する溶接装置の構成図である。以下、同図を参照して各構成について説明する。
【０００４】
ロボット制御装置ＲＣは、１台で後述する２台のロボットＲＭ１、ＲＭ２及び回転治具ＰＴを動作制御する第１動作制御信号Ｍc1、第２動作制御信号Ｍc2及び外部軸制御信号Ｐｃを出力する。さらに、ロボット制御装置ＲＣは、第１溶接電源ＰＳ１との間で第１溶接制御信号Ｗc1及び第１アーク発生信号Ａc1を送受信すると共に、第２溶接電源ＰＳ２との間で第２溶接制御信号Ｗc2及び第２アーク発生信号Ａc2を送受信する。
【０００５】
第１溶接電源ＰＳ１は、上記のロボット制御装置ＲＣから第１溶接制御信号Ｗc1を受信し、第１アーク発生信号Ａc1を送信すると共に、第１送給モータＭ１を回転制御する第１送給制御信号Ｆct1を出力し第１溶接電圧Ｖw1及び第１溶接電流Ｉw1を出力する。第２溶接電源ＰＳ２は、上記のロボット制御装置ＲＣから第２溶接制御信号Ｗc2を受信し、第２アーク発生信号Ａc2を送信すると共に、第２送給モータＭ２を回転制御する第２送給制御信号Ｆct2を出力し第２溶接電圧Ｖw2及び第２溶接電流Ｉw2を出力する。上記の第１及び第２溶接制御信号Ｗc1、Ｗc2には、図示していないが起動信号、電流設定信号（送給速度設定信号）、電圧設定信号、電流波形パラメータ信号等が含まれている。電流波形パラメータ信号とは、ＣＯ2／ＭＡＧ溶接にあっては短絡期間中の溶接電流の波形を設定する信号であり、パルスアーク溶接にあってはパルス電流の波形を設定する信号等である。また、上記の第１及び第２アーク発生信号Ａc1、Ａc2は、溶接開始時にアークが発生したことを判別し上記のロボット制御装置ＲＣに通知する信号である。
【０００６】
第１送給モータＭ１は、第１溶接トーチ４１を通って第１溶接ワイヤ１１を第１送給速度Ｆw1で送給し、第１溶接ワイヤ１１とワーク２との間に第１アーク３１が発生して溶接が行われる。第２送給モータＭ２は、第２溶接トーチ４２を通って第２溶接ワイヤ１２を第２送給速度Ｆw2で送給し、第２溶接ワイヤ１２とワーク２との間に第２アーク３２が発生して溶接が行われる。回転治具ＰＴは、その上にワーク２を固定し、上記の外部軸制御信号Ｐｃによって回転制御される。
【０００７】
同図では、回転治具ＰＴ上に１つのワーク２が載置されており、第１溶接トーチ４１及び第２溶接トーチ４２を使用して２箇所を同時に溶接する。したがってこの溶接を行うためには、両溶接トーチ４１、４２の溶接開始及び回転治具ＰＴの回転開始を同期させる必要がある。
【０００８】
［従来技術１］
図６は、上述した溶接装置において、従来技術１の開始同期アーク溶接方法を行うときのタイミングチャートである。同図（Ａ）は第１溶接ワイヤ１１先端とワーク２との距離である第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1を示し、同図（Ｂ）は第１溶接電流Ｉw1を示し、同図（Ｃ）は第１ロボット移動速度Ｓw1を示し、同図（Ｄ）は第１アーク発生信号Ａc1を示し、同図（Ｅ）は第２溶接ワイヤ１２先端とワーク２との距離である第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2を示し、同図（Ｆ）は第２溶接電流Ｉw2を示し、同図（Ｇ）は第２ロボット移動速度Ｓw2を示し、同図（Ｈ）は第２アーク発生信号Ａc2を示す。以下、同図を参照して説明する。
【０００９】
時刻ｔ１以前において、同図（Ｃ）に示すように、第１ロボットＲＭ１が移動し、同図（Ｇ）に示すように、第２ロボットＲＮ２が移動し、時刻ｔ１において、第１ロボットＲＭ１及び第２ロボットＲＭ２が各々の溶接開始位置に到達する。先に到達したロボットは他のロボットが到達するまで待機する。時刻ｔ１において、両溶接電源ＰＳ１、ＰＳ２に起動信号（図示せず）が入力されると、第１溶接ワイヤ１１及び第２溶接ワイヤ１２はスローダウン速度で送給を開始される。このために、同図（Ａ）に示すように、第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1は次第に短くなり、同図（Ｅ）に示すように、第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2は次第に短くなる。ここで、前回の溶接終了時のワイヤ燃え上がり高さがバラツクためにワイヤ突出し長さがバラツクことになる。この結果、時刻ｔ１時点での上記の第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1と第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2とには差が生じる。溶接ワイヤがワークに接触するまでの送給速度である上記のスローダウン速度は非常に遅い速度に設定されているので、結局、両溶接ワイヤがワークに接触するタイミングに時差（時刻ｔ２とｔ３）が生じることになる。
【００１０】
時刻ｔ２において、同図（Ａ）に示すように、第１溶接ワイヤ１１がワーク２に接触して第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1がゼロになると、同図（Ｂ）に示すように、第１アーク３１が発生して第１溶接電流Ｉw1が通電する。同図（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２において第１アーク３１が発生するので、第１アーク発生信号Ａc1がロボット制御装置ＲＣに送信される。これに応動して、第１送給速度設定信号が第１スローダウン速度設定値から第１定常送給速度設定値に切り換わるので、同図（Ｂ）に示すように、第１定常溶接電流Ｉc1が通電する。この時刻ｔ２においては、まだ同図（Ｈ）に示すように、第２アーク発生信号Ａc2が送信されていないので、同図（Ｃ）及び（Ｇ）に示すように、両ロボットＲＭ１、ＲＭ２は共に溶接開始位置に停止したままである。
【００１１】
第２溶接ワイヤ１２がスローダウン速度で送給され、時刻ｔ３において、同図（Ｅ）に示すように、第２溶接ワイヤ１２が遅れてワーク２に接触すると第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2はゼロになり、同図（Ｆ）に示すように、第２アーク３２が発生して第２溶接電流Ｉw2が通電する。このために、同図（Ｈ）に示すように、第２アーク発生信号Ａc2がロボット制御装置ＲＣに送信される。これに応動して、第２溶接制御信号に含まれる第２送給速度設定信号が第２スローダウン速度設定値から第２定常送給速度設定値に切り換わるので、同図（Ｆ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2の値は第２定常溶接電流値Ｉc2になる。
【００１２】
上記の結果、時刻ｔ３において同図（Ｄ）に示す第１アーク発生信号Ａc1及び同図（Ｈ）に示す第２アーク発生信号Ａc2が共にＨｉｇｈレベル（ロボット制御装置ＲＣに送信された状態）になるので、同図（Ｃ）に示すように、第１ロボットＲＭ１は予め定めた第１溶接速度Ｓc1で、同図（Ｇ）に示すように、第２ロボットＲＭ２は予め定めた第２溶接速度Ｓc2で、予め教示された各々の溶接線に沿って移動を開始して溶接が開始される。これに同期してワーク２を載置した回転治具ＰＴも回転を開始する。
【００１３】
上述した従来技術１においては、先行して第１アーク３１が発生したときは第１ロボットＲＭ１を停止したままで第１溶接電流Ｉw1を通電しながら待機期間Ｔｄの間待機する。そして、遅れて第２アーク３２が発生すると、両ロボットＲＭ１、ＲＭ２の移動及び回転治具ＰＴの回転が同期して開始される。このようにして、従来技術１では開始同期アーク溶接方法を行う。
【００１４】
上記のアーク発生信号は溶接電流が通電したことを判別してアークが発生したと判別することが多い。また、溶接電圧値が、無負荷電圧値ほど高くなく、かつ、短絡電圧値ほど低くない中間の値であるアーク電圧値になったことを判別してアーク発生を判別する場合もある。
【００１５】
［従来技術２］
図７は、図５で上述した溶接装置を用いた従来技術２の開始同期アーク溶接方法を示すタイミングチャートである。同図は上述した図６と対応しており、同図（Ａ）〜（Ｈ）の各信号は同一である。以下、図６と異なる動作部分について説明する。
【００１６】
時刻ｔ２において、同図（Ａ）に示すように、第１溶接ワイヤ１１がワーク２に接触すると第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1はゼロになり、同図（Ｂ）に示すように、第１アーク３１が発生して第１溶接電流Ｉw1が通電する。このとき、第１送給速度は第１スローダウン速度から第１溶接開始送給速度に切り換わるので、同図（Ｂ）に示すように、この送給速度に相当する第１溶接開始電流Ｉs1が通電する。この第１溶接開始電流Ｉs1は定常溶接電流よりも小さな値である。この時刻ｔ２において、同図（Ｄ）に示すように、第１アーク発生信号Ａc1が送信される。しかし、この時点では同図（Ｈ）に示す第２アーク発生信号Ａc2は送信（Ｈｉｇｈレベル）されていないので、同図（Ｃ）及び（Ｇ）に示すように、両ロボットＲＭ１、ＲＭ２は共に停止したままである。
【００１７】
時刻ｔ３において、同図（Ｅ）に示すように、第２溶接ワイヤ１２がワーク２に接触すると第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2はゼロになり、同図（Ｆ）に示すように、第２アーク３２が発生して第２溶接電流Ｉw2が通電する。このとき、第２送給速度は第２スローダウン速度から第２溶接開始送給速度に切り換わるので、同図（Ｆ）に示すように、第２溶接開始電流Ｉs2が通電する。時刻ｔ３において、同図（Ｈ）に示すように、第２アーク発生信号Ａc2が送信（Ｈｉｇｈレベル）される。この結果、両アーク発生信号Ａc1、Ａc2が共に送信（Ｈｉｇｈレベル）されるので、同図（Ｃ）に示すように、第１ロボットＲＭ１は予め定めた第１溶接速度Ｓc1で、また、同図（Ｇ）に示すように、第２ロボットＲＭ２は予め定めた第２溶接速度Ｓc2で移動を開始し、回転治具ＰＴの回転が同期して開始され溶接は開始される。このとき、第１送給速度は第１定常送給速度に切り換わるので、同図（Ｂ）に示すように、第１溶接電流Ｉw1は第１定常溶接電流Ｉc2に変化する。また、第２送給速度は第２定常送給速度に切り換わるので、同図（Ｆ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2は第２定常溶接電流Ｉc2に変化する。
【００１８】
上述したように、従来技術２では、先行して第１アーク３１が発生してから遅れて第２アーク３２が発生するまでの待機期間Ｔｄ中は、先行した第１アーク３１に定常溶接電流よりも小さな値の溶接開始電流を通電する。これにより、待機期間Ｔｄ中の溶け落ちの防止又はビード幅の拡大防止を図るものである（例えば、特許文献１参照）。
【００１９】
上記の従来技術１、２の説明においては、第１アーク３１と第２アーク３２との発生タイミングがズレる原因として、スローダウン送給開始時点におけるワイヤ突出し長さのバラツキを例示した。しかし、これ以外にも、溶接ワイヤがワークに接触してからアークが発生するまでの時間のバラツキ、両スローダウン速度のバラツキ等の種々の原因がある。
【００２０】
【特許文献１】特許第３７３３９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
図８は、上述した従来技術において、待機期間Ｔｄ中における第１アーク３１の発生部及び溶け込み形状を示す図である。同図（Ａ）は待機期間Ｔｄ中の第１アーク３１の発生部を横から見た図であり、同図（Ｂ）は上から見た図であり、同図（Ｃ）は溶け込み形状を横断面から見た図である。以下、同図を参照して説明する。
【００２２】
同図（Ａ）に示すように、待機期間Ｔｄ中は、第１溶接トーチ４１が停止したままで、第１アーク３１とワーク２との間に第１アーク３１が発生しており、溶接開始位置周辺には多くの溶融金属が滞留している。同図（Ｂ）に示すように、この溶融金属は溶接線方向に対して溶接開始位置の前方部分にも存在する。このために、第２アーク３２が発生して待機期間Ｔｄが終了して第１溶接トーチ４１が移動を開始すると、第１アーク３１は溶接開始位置前方の溶融金属上を移動することになる。この結果、同図（Ｃ）に示すように、溶接開始位置前方部分の溶け込みが不足する現象が生じやすくなる。この現象は、待機期間Ｔｄが長くなると生じやすくなる。溶け込み不足は溶接品質を著しく悪くする。
【００２３】
そこで、本発明では、上述した溶接開始位置前方部分の溶け込みが不足する現象の発生を抑制することができる開始同期アーク溶接方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、第１溶接トーチ及び第２溶接トーチを各々予め教示された溶接開始位置に移動させ、各々の溶接トーチからの第１溶接ワイヤ及び第２溶接ワイヤの送給を開始させ、前記第１溶接トーチからの前記第１溶接ワイヤとワークとの間に第１アークが先行して発生したときはその状態で待機させ、遅れて前記第２溶接トーチからの第２溶接ワイヤとワークとの間に第２アークが発生したときは前記待機状態を終了して両溶接トーチを各々予め教示された溶接線に沿って移動させて溶接する開始同期アーク溶接方法において、
前記第１アークの前記溶接開始位置から溶接方向に対して後ろ又は斜め後ろ側に終端位置を予め教示し、前記待機期間の一部又は全部の期間中は前記第１アークを前記溶接開始位置と前記終端位置との間でウィービングさせる、ことを特徴とする開始同期アーク溶接方法である。
【００２５】
また、第２の発明は、前記待機期間に入ってから所定遅延期間が経過した後に前記ウィービングを開始させる、ことを特徴とする第１の発明記載の開始同期アーク溶接方法である。
【００２６】
また、第３の発明は、前記ウィービングが円又は楕円運動である、ことを特徴とする第１又は第２の発明記載の開始同期アーク溶接方法である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、待機期間中の第１アークをウィービングすることによって、溶融金属が溶接開始位置前方部分に滞留することを抑制することができ、溶接開始位置前方部分の溶け込みが不足する現象の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態に係る開始同期アーク溶接方法を示すタイミングチャートである。溶接装置は上述した図５と同一であり、その制御方法が異なる。同図は図６と対応している。同図（Ａ）は第１溶接ワイヤ１１先端とワーク２との距離である第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1を示し、同図（Ｂ）は第１溶接電流Ｉw1を示し、同図（Ｃ）は第１ロボット移動速度Ｓw1を示し、同図（Ｄ）は第１アーク発生信号Ａc1を示し、同図（Ｅ）は第２溶接ワイヤ１２先端とワーク２との距離である第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2を示し、同図（Ｆ）は第２溶接電流Ｉw2を示し、同図（Ｇ）は第２ロボット移動速度Ｓw2を示し、同図（Ｈ）は第２アーク発生信号Ａc2を示す。以下、同図を参照して説明する。
【００３０】
時刻ｔ１以前において、同図（Ｃ）に示すように、第１ロボットＲＭ１が移動し、また、同図（Ｇ）に示すように、第２ロボットＲＮ２が移動し、時刻ｔ１において、第１ロボットＲＭ１及び第２ロボットＲＭ２が各々の溶接開始位置に到達する。先に到達したロボットは他のロボットが到達するまで待機する。時刻ｔ１において、両溶接電源ＰＳ１、ＰＳ２に起動信号（図示せず）が入力されると、第１溶接ワイヤ１１及び第２溶接ワイヤ１２はスローダウン速度で送給を開始される。このために、同図（Ａ）に示すように、第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1は次第に短くなり、同図（Ｅ）に示すように、第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2は次第に短くなる。ここで、前回の溶接終了時のワイヤ燃え上がり高さがバラツクためにワイヤ突出し長さがバラツクことになる。この結果、時刻ｔ１時点での上記の第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1と第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2とには差が生じる。溶接ワイヤがワークに接触するまでの送給速度である上記のスローダウン速度は非常に遅い速度に設定されているので、結局、両溶接ワイヤがワークに接触するタイミングに時差（時刻ｔ２とｔ３）が生じることになる。
【００３１】
時刻ｔ２において、同図（Ａ）に示すように、第１溶接ワイヤ１１がワーク２に接触して第１ワイヤ・ワーク間距離Ｌw1がゼロになると、同図（Ｂ）に示すように、第１アーク３１が発生して第１溶接電流Ｉw1が通電する。同図（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２において第１アーク３１が発生するので、第１アーク発生信号Ａc1がロボット制御装置ＲＣに送信される。これに応動して、第１送給速度設定信号が第１スローダウン速度設定値から第１定常送給速度設定値に切り換わるので、同図（Ｂ）に示すように、第１定常溶接電流Ｉc1が通電する。この時刻ｔ２においては、同図（Ｄ）に示すように、第１アーク発生信号Ａc1は送信されているが、同図（Ｈ）に示すように、第２アーク発生信号Ａc2が送信されていないので、同図（Ｃ）に示すように、第１ロボットＲＭ１は溶接開始位置周辺でウィービングＳｕを行う。このウィービングＳｕについては、後述する。他方、同図（Ｇ）に示すように、第２ロボットＲＭ２は溶接開始位置に停止したままである。
【００３２】
第２溶接ワイヤ１２がスローダウン速度で送給され、時刻ｔ３において、同図（Ｅ）に示すように、第２溶接ワイヤ１２が遅れてワーク２に接触すると第２ワイヤ・ワーク間距離Ｌw2はゼロになり、同図（Ｆ）に示すように、第２アーク３２が発生して第２溶接電流Ｉw2が通電する。このために、同図（Ｈ）に示すように、第２アーク発生信号Ａc2がロボット制御装置ＲＣに送信される。これに応動して、第２溶接制御信号に含まれる第２送給速度設定信号が第２スローダウン速度設定値から第２定常送給速度設定値に切り換わるので、同図（Ｆ）に示すように、第２溶接電流Ｉw2の値は第２定常溶接電流値Ｉc2になる。
【００３３】
上記の結果、時刻ｔ３において同図（Ｄ）に示す第１アーク発生信号Ａc1及び同図（Ｈ）に示す第２アーク発生信号Ａc2が共にＨｉｇｈレベル（ロボット制御装置ＲＣに送信された状態）になる。このために、同図（Ｃ）に示すように、第１ロボットＲＭ１は上記のウィービングＳｕを停止し、予め定めた第１溶接速度Ｓc1で、また、同図（Ｇ）に示すように、第２ロボットＲＭ２は予め定めた第２溶接速度Ｓc2で、予め教示された各々の溶接線に沿って移動を開始して溶接が開始される。これに同期してワーク２を載置した回転治具ＰＴも回転を開始する。
【００３４】
上述した実施の形態においては、先行して第１アーク３１が発生したときは第１ロボットＲＭ１を溶接開始位置周辺でウィービングさせて第１溶接電流Ｉw1を通電しながら待機期間Ｔｄの間待機させる。そして、遅れて第２アーク３２が発生すると、両ロボットＲＭ１、ＲＭ２の移動及び回転治具ＰＴの回転が同期して開始される。このようにして、開始同期アーク溶接方法を行う。
【００３５】
図２は、上述した実施の形態において、待機期間Ｔｄ中における第１アーク３１の発生部及び溶け込み形状を示す図である。同図（Ａ）は待機期間Ｔｄ中の第１アーク３１の発生部を横から見た図であり、同図（Ｂ）は上から見た図であり第１溶接トーチ４１のウィービング方向を示し、同図（Ｃ）は溶け込み形状を横断面から見た図である。以下、同図を参照して説明する。
【００３６】
同図（Ａ）に示すように、待機期間Ｔｄ中は、第１溶接トーチ４１はウィービングした状態で、第１溶接ワイヤ１１とワーク２との間に第１アーク３１が発生している。同図（Ｂ）に示すように、ウィービングは、溶接開始位置を中心として溶接線方向に対して直交する方向（左右方向）に行っている。このために、溶融金属は左右に広げられるので、溶接開始位置前方部分への滞留は少なくなる。この結果、同図（Ｃ）に示すように、待機期間が終了して第１溶接トーチ４１が移動を開始したときに溶融金属上を移動しないので、溶接開始位置前方部分の溶け込みが不足する現象は抑制される
【００３７】
図３は、本発明の実施の形態に係る開始同期アーク溶接方法における上述したウィービング方向を示す図である。同図に示すように、溶接開始位置から溶接線方向に対して後ろ又は斜め後ろ側に終端位置Ｐ１〜Ｐ４を予め教示する。そして、溶接開始位置と終端位置との間でウィービングを行う。終端位置がＰ１のときは左右方向へのウィービングとなり、終端位置がＰ２のときは前後方向へのウィービングとなり、終端位置がＰ３のときは左斜め後ろ方向へのウィービングとなり、終端位置がＰ４のときは右斜め後ろ方向へのウィービングとなる。つまり、ウィービングは、溶接開始位置前方部分に溶融金属が滞留しない方向に行う必要がある。ウィービング周波数は、１Ｈｚ程度以上である。
【００３８】
さらに、ウィービングは直線運動の往復だけでなく、図４に示すように、溶接開始位置と終端位置Ｐ５との間で楕円又は円運動であっても良い。また、ウィービングを行う期間は、待機期間Ｔｄの一部又は全部の期間でも良い。また、待機期間Ｔｄに入ってから所定遅延期間が経過した後に、ウィービングを開始しても良い。
【００３９】
上述した実施の形態では、待機期間Ｔｄ中は第１アークに定常溶接電流が通電する場合を例示したが、従来技術２のように、溶接開始電流を通電する場合も同様である。
【００４０】
上述した実施の形態によれば、待機期間中の第１アークをウィービングすることによって、溶融金属が溶接開始位置前方部分に滞留することを抑制することができ、溶接開始位置前方部分の溶け込みが不足する現象の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係る開始同期アーク溶接方法を示すタイミングチャートである。
【図２】本発明の実施の形態において、待機期間中にウィービングを行ったときの第１アークの発生状態及び溶け込み形状を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるウィービングの方向を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるウィービング運動を示す図である。
【図５】従来技術の開始同期アーク溶接方法を実施するための溶接装置の構成図である。
【図６】従来技術１の開始同期アーク溶接方法を示すタイミングチャートである。
【図７】従来技術２の開始同期アーク溶接方法を示すタイミングチャートである
【図８】従来技術の課題を説明するための待機期間中の第１アークの発生状態及び溶け込み形状を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
２ ワーク
１１ 第１溶接ワイヤ
１２ 第２溶接ワイヤ
３１ 第１アーク
３２ 第２アーク
４１ 第１溶接トーチ
４２ 第２溶接トーチ
Ａc1 第１アーク発生信号
Ａc2 第２アーク発生信号
Ｆct1 第１送給制御信号
Ｆct2 第２送給制御信号
Ｆw1 第１送給速度
Ｆw2 第２送給速度
Ｉc1 第１定常電流
Ｉc2 第２定常電流
Ｉs1 第１溶接開始電流
Ｉs2 第２溶接開始電流
Ｉw1 第１溶接電流
Ｉw2 第２溶接電流
Ｌw1 第１ワイヤ・ワーク間距離
Ｌw2 第２ワイヤ・ワーク間距離
Ｍ１ 第１送給モータ
Ｍ２ 第２送給モータ
Ｍc1 第１動作制御信号
Ｍc2 第２動作制御信号
Ｐ１〜ｐ５ 終端位置
Ｐｃ 外部軸制御信号
ＰＳ１ 第１溶接電源
ＰＳ２ 第２溶接電源
ＰＴ 回転治具
ＲＣ ロボット制御装置
ＲＭ１ 第１ロボット
ＲＭ２ 第２ロボット
Ｓc1 第１溶接速度
Ｓc2 第２溶接速度
Ｓw1 第１ロボット移動速度
Ｓw2 第２ロボット移動速度
Ｓｕ ウィービング速度
Ｔｄ 待機期間
Ｖw1 第１溶接電圧
Ｖw2 第２溶接電圧
Ｗc1 第１溶接制御信号
Ｗc2 第２溶接制御信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１溶接トーチ及び第２溶接トーチを各々予め教示された溶接開始位置に移動させ、各々の溶接トーチからの第１溶接ワイヤ及び第２溶接ワイヤの送給を開始させ、前記第１溶接トーチからの前記第１溶接ワイヤとワークとの間に第１アークが先行して発生したときはその状態で待機させ、遅れて前記第２溶接トーチからの第２溶接ワイヤとワークとの間に第２アークが発生したときは前記待機状態を終了して両溶接トーチを各々予め教示された溶接線に沿って移動させて溶接する開始同期アーク溶接方法において、
前記第１アークの前記溶接開始位置から溶接方向に対して後ろ又は斜め後ろ側に終端位置を予め教示し、前記待機期間の一部又は全部の期間中は前記第１アークを前記溶接開始位置と前記終端位置との間でウィービングさせる、ことを特徴とする開始同期アーク溶接方法。
【請求項２】
前記待機期間に入ってから所定遅延期間が経過した後に前記ウィービングを開始させる、ことを特徴とする請求項１記載の開始同期アーク溶接方法。
【請求項３】
前記ウィービングが円又は楕円運動である、ことを特徴とする請求項１又は２記載の開始同期アーク溶接方法。
【請求項１】
第１溶接トーチ及び第２溶接トーチを各々予め教示された溶接開始位置に移動させ、各々の溶接トーチからの第１溶接ワイヤ及び第２溶接ワイヤの送給を開始させ、前記第１溶接トーチからの前記第１溶接ワイヤとワークとの間に第１アークが先行して発生したときはその状態で待機させ、遅れて前記第２溶接トーチからの第２溶接ワイヤとワークとの間に第２アークが発生したときは前記待機状態を終了して両溶接トーチを各々予め教示された溶接線に沿って移動させて溶接する開始同期アーク溶接方法において、
前記第１アークの前記溶接開始位置から溶接方向に対して後ろ又は斜め後ろ側に終端位置を予め教示し、前記待機期間の一部又は全部の期間中は前記第１アークを前記溶接開始位置と前記終端位置との間でウィービングさせる、ことを特徴とする開始同期アーク溶接方法。
【請求項２】
前記待機期間に入ってから所定遅延期間が経過した後に前記ウィービングを開始させる、ことを特徴とする請求項１記載の開始同期アーク溶接方法。
【請求項３】
前記ウィービングが円又は楕円運動である、ことを特徴とする請求項１又は２記載の開始同期アーク溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１２６２８５（Ｐ２００８−１２６２８５Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１４９６０（Ｐ２００６−３１４９６０）
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
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