JPH1119771A - アーク溶接における溶接ワイヤー位置の制御方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの被溶接部に対する溶接ワイヤーの位
置を正確にかつ安価に制御する。 【解決手段】 アーク溶接における溶接ワイヤー位置の
制御方法は、ワーク上の被溶接部に対して所定の距離を
隔てて溶接ワイヤーを対向させた後、溶接ワイヤーとワ
ークとの間に電圧を印加しながら溶接ワイヤーを被溶接
部に近づけて接触させることにより溶接を施す工程を繰
り返すアーク溶接において、被溶接部と溶接ワイヤーと
の間の所定の距離を達成するように被溶接部に対する溶
接ワイヤーの位置を制御するための方法である。この方
法は、溶接ワイヤーと被溶接部との各接触中における溶
接ワイヤーと被溶接部との間の電気抵抗値の最小値を求
め、当該最小値を指標として被溶接部に対する溶接ワイ
ヤーの位置決めを行う工程を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、アーク溶接におけ
る溶接ワイヤー位置の制御方法および制御装置、特に、
ワーク上の被溶接部に対して所定の距離を隔てて溶接ワ
イヤーを対向させた後、溶接ワイヤーとワークとの間に
電圧を印加しながら溶接ワイヤーを被溶接部に近づけて
接触させることにより溶接を施す工程を繰り返すアーク
溶接において、被溶接部と溶接ワイヤーとの間の所定の
距離を達成するように被溶接部に対して溶接ワイヤーの
位置を制御するための制御方法および制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術とその課題】金属製のワークに対して溶接
ワイヤーを用いて溶接を施すための方法として、アーク
溶接方法が知られている。この溶接方法では、溶接ワイ
ヤーとワークとの間に電圧を印加する。そして、溶接ワ
イヤー側からワークに向けて炭酸ガスを噴出させながら
溶接ワイヤーをワーク上の被溶接部に接触させ、この際
に溶融する溶接ワイヤーの先端部を被溶接部に溶着させ
る。先端部が被溶接部に溶着した後の溶接ワイヤーは、
被溶接部から離れてワーク上の次の被溶接部と対向する
ように移動させられ、当該次の被溶接部に対して同様に
溶接を施す。これにより、ワーク上の一連の被溶接部に
は、連続的に溶接が施されることになる。

【０００３】上述のアーク溶接方法においては、安定し
た溶接を連続的に施すために、ワーク上の被溶接部から
の最適な距離に溶接ワイヤーを配置し、この状態から溶
接ワイヤーを近づけて被溶接部に接触させる必要があ
る。このような被溶接部と溶接ワイヤーとの距離は、通
常、溶接ワイヤーと被溶接部とが接触したときの両者間
の電圧値または電流値に基づいて制御されている。とこ
ろが、このような電圧値や電流値は、極めて不安定であ
り、被溶接部と溶接ワイヤーとの最適な距離を正確に求
めるためには不適当な場合が多い。

【０００４】このため、磁気センサーや光センサーなど
の各種センサーを用いて被溶接部と溶接ワイヤーとの距
離を正確に求め、これに従って溶接ワイヤーの位置を制
御する方法が種々検討されている。しかし、このような
方法を採用したアーク溶接装置は、高価なセンサーを用
いる必要があることから複雑化し、また、高価になる。

【０００５】本発明の目的は、ワークの被溶接部に対す
る溶接ワイヤーの位置を正確に、しかも安価に制御する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係
る、アーク溶接における溶接ワイヤー位置の制御方法
は、ワーク上の被溶接部に対して所定の距離を隔てて溶
接ワイヤーを対向させた後、溶接ワイヤーとワークとの
間に電圧を印加しながら溶接ワイヤーを被溶接部に近づ
けて接触させることにより溶接を施す工程を繰り返すア
ーク溶接において、被溶接部と溶接ワイヤーとの間の所
定の距離を達成するように被溶接部に対する溶接ワイヤ
ーの位置を制御するための方法である。この方法は、溶
接ワイヤーと被溶接部との各接触中における溶接ワイヤ
ーと被溶接部との間の電気抵抗値の最小値を求め、当該
最小値を指標として被溶接部に対する溶接ワイヤーの位
置決めを行う工程を含んでいる。

【０００７】この制御方法では、溶接ワイヤーと被溶接
部との接触時の電気抵抗値の最小値を求め、これに基づ
いて被溶接部に対する溶接ワイヤーの位置決めをしてい
る。ここで、溶接ワイヤーと被溶接部との接触時の電気
抵抗値は、その時の電圧値や電流値に比べて安定して計
測することができるため、その最小値を正確に求めるこ
とができる。したがって、このようにして正確に求めら
れた電気抵抗値の最小値を指標として被溶接部に対する
溶接ワイヤーの位置を決定すると、被溶接部に対する溶
接ワイヤーの位置を最適に制御することができる。

【０００８】また、本発明の他の見地に係る、アーク溶
接における溶接ワイヤー位置の制御方法は、ワーク上の
被溶接部から所定の距離Ｄを隔てた位置に溶接ワイヤー
を配置した後、溶接ワイヤーとワークとの間に電圧を印
加しながら溶接ワイヤーを前記位置から被溶接部に近づ
けて接触させることにより溶接を施す工程を繰り返すア
ーク溶接において、前記距離Ｄを達成するように被溶接
部に対する溶接ワイヤーの前記位置を制御するための方
法である。この方法は、溶接ワイヤーと被溶接部との各
接触中における溶接ワイヤーと被溶接部との間の電気抵
抗値の最小値を求めるための工程と、下記の数式（１）
に基づいて、電気抵抗値の最小値から補正値Ｌを求める
ための工程と、溶接ワイヤーと被溶接部との距離Ｄが達
成されるように、溶接ワイヤーを距離Ｄと補正値Ｌとの
差Ｘに従って移動させるための工程と、を含んでいる。

【０００９】

【数３】

【００１０】なお、数式（１）中、Ｒｍｉｎは上述の電
気抵抗値の最小値、Ｓは前記溶接ワイヤーの断面積、Ｃ
は前記溶接ワイヤーの材料定数をそれぞれ示している。

【００１１】なお、この位置制御方法においては、例え
ば、差Ｘが正の値の場合は差Ｘ分溶接ワイヤーを上方向
に移動させ、差Ｘが負の値の場合は差Ｘの絶対値分溶接
ワイヤーを下方向に移動させている。

【００１２】このような溶接ワイヤーの位置制御方法で
は、溶接ワイヤーと被溶接部との接触時の電気抵抗値の
最小値を求め、これに基づいて上述の距離Ｄを達成する
ための補正値Ｌを求めている。ここで、溶接ワイヤーと
被溶接部との接触時の電気抵抗値は、その時の電圧値や
電流値に比べて安定して計測することができるため、そ
の最小値を正確に求めることができ、結果的に補正値Ｌ
の値も正確に得ることができる。このため、所定の距離
Ｄと補正値Ｌとの差Ｘに従って溶接ワイヤーを移動させ
ると、溶接ワイヤーと被溶接部との距離Ｄを正確に達成
することができる。

【００１３】なお、差Ｘが正の値の場合、すなわち溶接
ワイヤーと被溶接部との距離がＤよりも小さい場合に差
Ｘ分溶接ワイヤーを上方向に移動させると、溶接ワイヤ
ーは被溶接部から距離Ｄ離れた位置に配置される。一
方、差Ｘが負の値の場合、すなわち溶接ワイヤーと被溶
接部との距離がＤよりも大きい場合に差Ｘの絶対値分溶
接ワイヤーを下方向に移動させると、溶接ワイヤーは被
溶接部から距離Ｄ離れた位置に配置される。したがっ
て、このような差Ｘに基づいて溶接ワイヤーを上下方向
に移動させると、起伏がある被溶接部に対しても、距離
Ｄが保たれるように溶接ワイヤーの位置を制御すること
ができる。

【００１４】本発明に係る、アーク溶接における溶接ワ
イヤー位置の制御装置は、ワーク上の被溶接部から所定
の距離Ｄを隔てた位置に溶接ワイヤーを配置した後、溶
接ワイヤーとワークとの間に電圧を印加しながら溶接ワ
イヤーを前記位置から被溶接部に近づけて接触させるこ
とにより溶接を施す工程を繰り返すアーク溶接におい
て、前記距離Ｄを達成するように被溶接部に対する溶接
ワイヤーの前記位置を制御するための装置である。この
装置は、溶接ワイヤーと被溶接部との各接触中における
溶接ワイヤーと被溶接部との間の電気抵抗値の最小値を
求めるための手段と、上述の数式（１）に基づいて、電
気抵抗値の最小値から補正値Ｌを求めるための手段と、
溶接ワイヤーと被溶接部との距離Ｄが達成されるよう
に、溶接ワイヤーを距離Ｄと補正値Ｌとの差Ｘに従って
移動させるための手段と、を備えている。

【００１５】このような制御装置では、溶接ワイヤーと
被溶接部との接触時の電気抵抗値の最小値を求め、これ
に基づいて上述の距離Ｄを達成するための補正値Ｌを求
めている。ここで、溶接ワイヤーと被溶接部との接触時
の電気抵抗値は、その時の電圧値や電流値に比べて安定
して計測することができるため、その最小値を正確に求
めることができ、結果的に補正値Ｌの値も正確に得るこ
とができる。このため、所定の距離Ｄと補正値Ｌとの差
Ｘに従って溶接ワイヤーを移動させると、溶接ワイヤー
と被溶接部との距離Ｄを正確に達成することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の実施の
一形態に係る溶接ワイヤー位置の制御装置が採用された
ガスメタルアーク溶接装置を説明する。図において、ガ
スメタルアーク溶接装置１は、キャリヤー２、トーチ
３、ワイヤーフィーダー４、電源装置５、炭酸ガスボン
ベ６および制御装置７を主に備えている。

【００１７】キャリヤー２は、溶接を施す対象となるワ
ークＷを載置するためのものであり、図示しない移動装
置により、図の左方向に一定速度で移動し得るように構
成されている。

【００１８】トーチ３は、キャリヤー２の上方に配置さ
れており、ワークＷに対して溶接を施すための金属製の
溶接ワイヤー８を保持している。トーチ３に保持された
溶接ワイヤー８は、図の下方に延びており、キャリヤー
２上のワークＷと対向している。なお、溶接ワイヤー８
は、一般に市販されている溶接用のワイヤーである。

【００１９】このようなトーチ３は、モーター９を備え
ている。このモーター９は、トーチ３を上下方向に移動
させるためのものであり、正転したときにトーチ３を下
方に移動させ、逆転したときにトーチ３を上方に移動さ
せるように設定されている。

【００２０】また、トーチ３は、ワークＷ方向に延びる
溶接ワイヤー８の出口付近に図示しないガス噴出口を有
している。このガス噴出口は、溶接ワイヤー８の周りを
覆い包むようにかつワークＷ方向に吹き付けるようにガ
ス（炭酸ガス）を噴出できるように設定されている。

【００２１】ワイヤーフィーダー４は、トーチ３に向け
て溶接ワイヤー８を供給するためのものであり、一定の
速度で溶接ワイヤー８を送り出すことができるように設
定されている。

【００２２】電源装置５は、キャリヤー４上に載置され
たワークＷとトーチ３に保持された溶接ワイヤー８との
間に電圧を印加するためのものであり、正極がトーチ３
を介して溶接ワイヤー８に接続されており、負極がワー
クＷに接続されている。なお、この電源装置５は、例え
ば電子制御によりＯＮ／ＯＦＦが可能なものが用いられ
る。

【００２３】炭酸ガスボンベ６は、トーチ３に接続され
ており、トーチ３のガス噴出口から噴出する炭酸ガスを
供給するためのものである。

【００２４】制御装置７は、ガスメタルアーク溶接装置
１の動作を制御するためのものである。この制御装置７
は、図２に示すように、制御を司るためのＣＰＵ１０、
各種のデータを記憶するためのＲＡＭ１１、制御プログ
ラムが記録されたＲＯＭ１２および入出力ポート１３を
備えている。入出力ポート１３の入力側には、電圧用Ａ
／Ｄ変換器１４および電流用Ａ／Ｄ変換器１５の他、オ
ペレーターが所定の情報や処理命令等を入力するための
キーボード等のその他の入力装置が接続されている。ま
た、入出力ポート１３の出力側には、電源装置５、モー
ター９およびワイヤーフィーダー４やキャリヤー２など
のその他の装置が接続されている。

【００２５】電圧用Ａ／Ｄ変換器１４は、溶接ワイヤー
８とワークＷとが導通したときの電圧値を測定するため
の電圧測定回路１６（図１）に接続されている。この電
圧測定回路１６は、一端が電源装置５とトーチ３とを接
続する電源回路１７に接続されており、また、他端がワ
ークＷと電源装置５とを接続する電源回路１８に接続さ
れている。したがって、電圧測定回路１６は、結果的に
両電源回路１７，１８からなる一連の電源回路に対して
並列に接続されている。

【００２６】一方、電流用Ａ／Ｄ変換器１５は、溶接ワ
イヤー８とワークＷとが導通したときの電流値を測定す
るための電流測定回路１９（図１）に接続されている。
この電流測定回路１９は、電源回路１８に設けられたシ
ャント抵抗２０から分岐して設けられており、結果的に
電源回路１８に対して直列に接続されている。

【００２７】次に、図３〜図６に示す制御フローチャー
トを参照して、上述のガスメタルアーク溶接装置１によ
る溶接動作を説明する。オペレーターがガスメタルアー
ク溶接装置１の電源をＯＮにすると、先ずステップＳ１
において、キャリヤー２を初期位置に設定したり、電源
装置５を作動させるなどの初期設定が行われる。この
際、炭酸ガスボンベ６からトーチ３への炭酸ガスの供給
も開始される。

【００２８】次に、ステップＳ２において、プログラム
は、オペレーターが所定値を入力するのを待つ。ここ
で、所定値とは、溶接ワイヤー８の断面積Ｓや材料定数
Ｃなどである。因に、材料定数Ｃは、溶接ワイヤー８を
構成する金属材料に固有の定数である。オペレーターが
必要な所定値を入力すると、プログラムはステップＳ２
からステップＳ３に移行し、入力された各種の所定値を
ＲＡＭ１１に記録する。

【００２９】ステップＳ３の後、プログラムは、ステッ
プＳ４において、オペレーターが溶接ワイヤー８とワー
クＷ上の被溶接部との間の最適距離Ｄ（図１参照）を入
力するのを待つ。なお、最適距離Ｄは、溶接ワイヤー８
やワークＷの種類などにより異なり、オペレーターが適
宜設定することができる。オペレーターが最適距離Ｄを
入力すると、ステップＳ５において当該最適距離ＤがＲ
ＡＭ１１に記録される。

【００３０】次に、ステップＳ６において、プログラム
は、オペレーターが溶接開始命令を入力するのを待つ。
オペレーターが溶接開始命令を入力すると、プログラム
はステップＳ７に移行し、そこでモーター９を正転させ
る。これにより、溶接ワイヤー８を保持したトーチ３が
図１の下方に向けて、即ち、ワークＷ方向に向けて移動
する。トーチ３の移動により溶接ワイヤー８の先端部が
ワークＷ上の被溶接部に接触すると、溶接ワイヤー８と
ワークＷとが導通し、モーター９が停止する（ステップ
Ｓ８）。

【００３１】このように溶接ワイヤー８とワークＷとが
接触して導通すると、電源装置５からの電流が溶接ワイ
ヤー８からワークＷに流れ、ワークＷ上の被溶接部に溶
接が施される。

【００３２】図７を参照して、このような溶接時の状況
をより詳細に説明する。先ず、図７の（ａ）に示すよう
に、溶接ワイヤー８がワークＷの被溶接部Ｗ１に接触す
ると、電源装置５により溶接ワイヤー８とワークＷとの
間に電圧が印加され、溶接ワイヤー８の先端部が温めら
れる。この結果、図７の（ｂ）に示すように溶接ワイヤ
ー８の先端部が溶解して被溶接部Ｗ１上に広がり、当該
被溶接部Ｗ１に溶着し始める。この状態が進行すると、
図７の（ｃ）に示すように溶接ワイヤー８がネッキング
し、やがて図７の（ｄ）に示すように溶接ワイヤー８が
途切れてワークＷから離れる。これにより、被溶接部Ｗ
１には、溶着した溶接ワイヤー８の先端部による溶接が
施されることになる。なお、ワークＷから離れた溶接ワ
イヤー８の先端部は、図７の（ｅ）に示すように、キャ
リヤー２が図の左方向に徐々に移動しているためにワー
クＷ上の次の被溶接部Ｗ２上に配置される。

【００３３】上述のような溶接過程において、プログラ
ムは、溶接ワイヤー８とワークＷとの接触当初から、溶
接ワイヤー８とワークＷとの間の電圧値と電流値との測
定を開始する（ステップＳ９）。ここで、電圧値は、電
圧測定回路１６における電圧値を電圧用Ａ／Ｄ変換器１
４でデジタル信号化することに測定され、また、電流値
は、電流測定回路１９を流れる電流値を電流用Ａ／Ｄ変
換器１５でデジタル信号化することにより測定される。

【００３４】次に、ステップＳ１０において、測定され
た電圧値と電流値とに基づいて、溶接ワイヤー８とワー
クＷとの間の抵抗値Ｒを計算する。そして、ステップＳ
１１において計算した抵抗値Ｒを記録し、さらにステッ
プＳ１２において抵抗値Ｒを時間で微分する。次のステ
ップＳ１３では、抵抗値Ｒの微分値が０またはそれ以上
になったか否かを判断する。ステップＳ１３において、
“Ｎｏ”と判断した場合、プログラムはステップＳ９に
戻り、ステップＳ１３において“Ｙｅｓ”と判断するま
でステップＳ９からステップＳ１３を繰り返す。

【００３５】ここで、上述の抵抗値Ｒの変化の様子を説
明する。図８に示すように、抵抗値Ｒは、溶接ワイヤー
８とワークＷとの接触当初（即ち、図７の（ａ）の時
点）から徐々に小さくなり、溶接ワイヤー８の先端部が
溶融してワークＷとの接触面積が最も広くなった時点
（即ち、図７の（ｂ）の時点）で最も小さくなる。そし
て、溶接ワイヤー８がネッキングし始めると（例えば、
図７の（ｃ）の時点）、抵抗値Ｒは徐々に大きくなり始
め、溶接ワイヤー８の先端部がワークＷから離れる直前
が最大値Ｒｍａｘになる。したがって、ステップＳ１３
において“Ｙｅｓ”と判断されるのは、抵抗値Ｒが減少
から増加に転じる時点、すなわち抵抗値Ｒの最小値Ｒｍ
ｉｎの時点になる。この最小値Ｒｍｉｎは、ステップＳ
１１においてＲＡＭ１１に記録される。

【００３６】次のステップＳ１４では、ステップＳ１３
で“Ｙｅｓ”と判断した時点の時間（ｔ）を制御装置７
の内部タイマーで０に設定する。すなわち、ｔ＝０に設
定されるのは、抵抗値Ｒが最小値Ｒｍｉｎになった時点
になる。次に、ステップＳ１５において、ｔ＝０に設定
してからの経過時間がｔ１に達したか否かを判断する。
ここで、経過時間ｔ１は、例えば、抵抗値Ｒが最小値Ｒ
ｍｉｎと最大値Ｒｍａｘとの差の１／３程度最小値Ｒｍ
ｉｎから増加するのに要する時間を想定した時間であり
（図８参照）、通常は最小値Ｒｍｉｎの時点から０．５
ｍｓ程度である。なお、最大値Ｒｍａｘは、最小値Ｒｍ
ｉｎから溶接ワイヤー８の溶融部がワークＷへ移行する
瞬間、すなわち抵抗値Ｒが無限大となる直前の抵抗値で
ある。

【００３７】ステップＳ１５において、“Ｙｅｓ”と判
断した場合は、次のステップＳ１６において電源装置５
をＯＦＦにする。これにより、溶接ワイヤー８とワーク
Ｗとの間に電圧が印加されるのが停止され、溶接ワイヤ
ー８がワークＷから離れたとき（即ち、図７の（ｄ）の
とき）に溶接ワイヤー８の先端部が破裂するのが防止さ
れる。この結果、ワークＷ上には、溶接ワイヤーの溶滴
が飛散しにくくなるので、スパッタの生成が起こりにく
くなる。なお、上述のように電源装置５をＯＦＦにした
場合であっても、溶接ワイヤー８の先端部は、余熱によ
り溶融状態にあり、ワークＷから自然に離れることがで
きる。

【００３８】次に、ステップＳ１７において、時間ｔが
さらにα経過したか否か、すなわち、時間ｔがｔ１＋α
になったか否かを判断する。ここで、αは、通常、０．
２５ｍｓ程度の時間である。ステップＳ１７において
“Ｙｅｓ”と判断した場合、プログラムはステップＳ１
８に移行し、再び電源装置５をＯＮにする。これによ
り、再び溶接ワイヤー８とワークＷとの間に電圧が印加
され、溶接が可能な状態に設定される。

【００３９】次のステップＳ１９において、プログラム
は、下記の数式（１）に従って、溶接ワイヤー８とワー
クＷとの最適距離Ｄを達成するために必要な補正値Ｌを
計算する。なお、数式（１）において、Ｒｍｉｎはステ
ップＳ１１で記録された抵抗値Ｒの上述の最小値であ
り、また、ＣおよびＳは、ステップＳ３で記録された、
それぞれ溶接ワイヤー８の材料定数および断面積であ
る。

【００４０】

【数４】

【００４１】ステップＳ２０では、ステップＳ５におい
て記録された最適距離Ｄ値からステップＳ１９で得られ
た補正値Ｌを引き、差Ｘを算出する。そして、次のステ
ップＳ２１において、差Ｘが０であるか否かを判断す
る。ステップＳ２１において“Ｙｅｓ”と判断した場合
は、図７の（ｅ）において溶接ワイヤー８の先端部とワ
ークＷの次の被溶接部Ｗ２との距離ｄが最適距離Ｄにな
っているため、プログラムはステップＳ７に戻り、被溶
接部Ｗ２に対してステップＳ７以下の溶接動作を繰り返
す。

【００４２】一方、ステップＳ２１において“Ｎｏ”と
判断した場合、プログラムはステップＳ２２に移行し、
そこで差Ｘが０よりも大きいか否かを判断する。ステッ
プＳ２２において“Ｙｅｓ”と判断した場合、プログラ
ムはステップＳ２３に移行し、モーター９を逆転させ
る。これにより、トーチ３が図１の上方に移動する。次
のステップＳ２４では、トーチ３が差Ｘ相当分だけ移動
したか否かを判断する。なお、この移動量は、モーター
９の作動量に置き換えて判断することができる。

【００４３】トーチ３の移動量が差Ｘ相当分になると、
プログラムはステップＳ２４からステップＳ２５に移行
し、モーター９を停止する。この結果、溶接ワイヤー８
の先端部とワークＷの次の被溶接部Ｗ２との間の距離ｄ
（図７の（ｅ）参照）は最適距離Ｄになる。ステップＳ
２５の終了後、プログラムはステップＳ７に戻り、被溶
接部Ｗ２に対してステップＳ７以下の溶接動作を繰り返
す。

【００４４】ステップＳ２２において“Ｎｏ”と判断し
た場合、プログラムはステップＳ２６に移行し、モータ
ー９を正転させる。これにより、トーチ３が図１の下方
に移動する。次のステップＳ２７では、トーチ３が差Ｘ
の絶対値相当分だけ移動したか否かを判断する。なお、
この移動量は、上述の通りモーター９の作動量に置き換
えて判断することができる。

【００４５】トーチ３の移動量が差Ｘの絶対値相当分に
なると、プログラムはステップＳ２７からステップＳ２
８に移行し、モーター９を停止する。この結果、溶接ワ
イヤー８の先端部とワークＷの次の被溶接部Ｗ２との間
の距離ｄ（図７の（ｅ）参照）は最適距離Ｄになる。ス
テップＳ２８の終了後、プログラムはステップＳ７に戻
り、被溶接部Ｗ２に対してステップＳ７以下の溶接動作
を繰り返す。

【００４６】上述のように、本実施の形態では、ステッ
プＳ１６において一時的に電源装置５をＯＦＦにしてい
るため、溶接ワイヤー８の先端部がワークＷから離れた
ときに破裂を起こしにくく、結果的にワークＷにはスパ
ッタが発生しにくい。従って、この実施の形態では、従
来のアーク溶接方法の場合のようにスパッタを抑制する
ための高価なアルゴンガスをワークＷに向けて吹き付け
る炭酸ガスに混入する必要がなく、仕上がり感が良好な
溶接を安価に実現することができる。

【００４７】また、この実施の形態では、溶接ワイヤー
８とワークＷとの接触中の電気抵抗値Ｒの最小値Ｒｍｉ
ｎに基づいて補正値Ｌを算出し、これに従って溶接ワイ
ヤー８とワークＷ上の被溶接部との最適距離Ｄが達成さ
れるようにトーチ３を移動させている。ここで、電気抵
抗値Ｒは、溶接ワイヤー８とワークＷとの接触中におけ
る電圧値や電流値に比べて安定した状態で得られるの
で、その最小値Ｒｍｉｎを正確に得ることができる。こ
のため、トーチ３は、最適距離Ｄが達成されるように、
溶接ワイヤー８を正確に移動させることができる。従っ
て、上述のガスメタルアーク溶接装置１によれば、ワー
クＷの被溶接部の形状（例えば起伏等）に沿って最適距
離Ｄを確保しながら溶接ワイヤー８を自動的に移動させ
ることができ、ワークＷに対して仕上がりの良好な溶接
を施すことができる。

【００４８】なお、この実施の形態では、ステップＳ１
５で判断する経過時間ｔ１を上述のように設定したが、
経過時間ｔ１はこれに限定されない。この経過時間ｔ１
は、溶接ワイヤー８がワークＷから離れる直前（すなわ
ち、溶接ワイヤー８のネッキングが十分に生じた時点）
であればよく、例えば抵抗値や抵抗値の変化量などを基
準にして設定することもできる。

【００４９】

【発明の効果】本発明のアーク溶接における溶接ワイヤ
ー位置の制御方法では、安定に計測することができる溶
接ワイヤーと被溶接部との接触時の電気抵抗値の最小値
を求め、これに基づいて被溶接部に対する溶接ワイヤー
の位置決めをしているので、被溶接部に対する溶接ワイ
ヤーの位置を最適に制御することができる。

【００５０】また、本発明のアーク溶接における溶接ワ
イヤー位置の制御装置では、安定に計測することができ
る溶接ワイヤーと被溶接部との接触時の電気抵抗値の最
小値を求め、これに基づいて被溶接部に対する溶接ワイ
ヤーの位置決めをしているので、被溶接部に対する溶接
ワイヤーの位置を最適に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態が採用されたガスメタル
アーク溶接装置の概略図。

【図２】前記ガスメタルアーク溶接装置に採用された制
御装置の概略構成を示す図。

【図３】前記ガスメタルアーク溶接装置の制御フローチ
ャート。

【図４】前記ガスメタルアーク溶接装置の制御フローチ
ャート。

【図５】前記ガスメタルアーク溶接装置の制御フローチ
ャート。

【図６】前記ガスメタルアーク溶接装置の制御フローチ
ャート。

【図７】前記ガスメタルアーク溶接装置による溶接過程
を示す図。

【図８】前記溶接過程における溶接ワイヤーとワークと
の間の電気抵抗値の変化を示す図。

【符号の説明】

７ 制御装置 ８ 溶接ワイヤー ９ モーター Ｗ ワーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワーク上の被溶接部に対して所定の距離を
   隔てて溶接ワイヤーを対向させた後、前記溶接ワイヤー
   と前記ワークとの間に電圧を印加しながら前記溶接ワイ
   ヤーを前記被溶接部に近づけて接触させることにより溶
   接を施す工程を繰り返すアーク溶接において、前記所定
   の距離を達成するように前記被溶接部に対する前記溶接
   ワイヤーの位置を制御するための方法であって、 前記溶接ワイヤーと前記被溶接部との各接触中における
   前記溶接ワイヤーと前記被溶接部との間の電気抵抗値の
   最小値を求め、前記最小値を指標として前記被溶接部に
   対する前記溶接ワイヤーの位置決めを行う工程を含む、
   アーク溶接における溶接ワイヤー位置の制御方法。
2. 【請求項２】ワーク上の被溶接部から所定の距離Ｄを隔
   てた位置に溶接ワイヤーを配置した後、前記溶接ワイヤ
   ーと前記ワークとの間に電圧を印加しながら前記溶接ワ
   イヤーを前記位置から前記被溶接部に近づけて接触させ
   ることにより溶接を施す工程を繰り返すアーク溶接にお
   いて、前記距離Ｄを達成するように前記被溶接部に対す
   る前記溶接ワイヤーの前記位置を制御するための方法で
   あって、 前記溶接ワイヤーと前記被溶接部との各接触中における
   前記溶接ワイヤーと前記被溶接部との間の電気抵抗値の
   最小値を求めるための工程と、 下記の数式（１）に基づいて、前記電気抵抗値の前記最
   小値から補正値Ｌを求めるための工程と、 前記溶接ワイヤーと前記被溶接部との前記距離Ｄが達成
   されるように、前記溶接ワイヤーを前記距離Ｄと前記補
   正値Ｌとの差Ｘに従って移動させるための工程と、を含
   むアーク溶接における溶接ワイヤー位置の制御方法。 【数１】 （式中、Ｒｍｉｎは前記電気抵抗値の最小値、Ｓは前記
   溶接ワイヤーの断面積、Ｃは前記溶接ワイヤーの材料定
   数をそれぞれ示す。）
3. 【請求項３】前記差Ｘが正の値の場合は前記差Ｘ分前記
   溶接ワイヤーを上方向に移動させ、前記差Ｘが負の値の
   場合は前記差Ｘの絶対値分前記溶接ワイヤーを下方向に
   移動させる、請求項１に記載のアーク溶接における溶接
   ワイヤーの位置制御方法。
4. 【請求項４】ワーク上の被溶接部から所定の距離Ｄを隔
   てた位置に溶接ワイヤーを配置した後、前記溶接ワイヤ
   ーと前記ワークとの間に電圧を印加しながら前記溶接ワ
   イヤーを前記位置から前記被溶接部に近づけて接触させ
   ることにより溶接を施す工程を繰り返すアーク溶接にお
   いて、前記距離Ｄを達成するように前記被溶接部に対す
   る前記溶接ワイヤーの前記位置を制御するための装置で
   あって、 前記溶接ワイヤーと前記被溶接部との各接触中における
   前記溶接ワイヤーと前記被溶接部との間の電気抵抗値の
   最小値を求めるための手段と、 下記の数式（１）に基づいて、前記電気抵抗値の前記最
   小値から補正値Ｌを求めるための手段と、 前記溶接ワイヤーと前記被溶接部との前記距離Ｄが達成
   されるように、前記溶接ワイヤーを前記距離Ｄと前記補
   正値Ｌとの差Ｘに従って移動させるための手段と、を備
   えたアーク溶接における溶接ワイヤー位置の制御装置。 【数２】 （式中、Ｒｍｉｎは前記電気抵抗値の最小値、Ｓは前記
   溶接ワイヤーの断面積、Ｃは前記溶接ワイヤーの材料定
   数をそれぞれ示す。）