JPH09155543A - 自動溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開先形状の変化に対応した高精度かつ高品質
の自動多層盛り溶接が可能な自動溶接装置を提供する。 【解決手段】 溶接ワークの開先断面形状を測定する非
接触式形状計測センサを設ける。溶接技術データを記憶
する溶接技術データ記憶手段と、溶接電源及び溶接ヘッ
ドを制御する溶接トーチ制御手段とを備えた溶接トーチ
制御装置を設ける。非接触式形状計測センサを制御する
センサ制御手段と、センサからの計測データに基づいて
溶接技術データの補正データを計算する補正条件演算手
段とを備えた形状計測制御装置を設ける。溶接トーチ制
御手段は、溶接技術データに基づいて初層溶接を行い、
溶接技術データの補正データに基づいて２層目以降の溶
接を実施して多層盛り溶接を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動溶接装置に係
わり、特に溶接前又は溶接中の開先位置及び開先断面形
状を非接触式形状計測センサで検出して多層溶接を行う
ことができる自動溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動溶接装置は、例えば図２２に
示したような構成を備えており、この装置は、溶接施工
条件を作成して蓄積する溶接データベース１と、この溶
接データベース１のデータを格納し、溶接の指示を行う
制御カード２及び条件カード３と、このカードの条件で
溶接の動作制御を行う制御装置４と、この制御装置４か
らの指令で溶接動作を行う溶接ヘッド５と、この溶接ヘ
ッド５で保持される溶接トーチ９と、制御装置４からの
指令で溶接アークを発生させる溶接電源６と、溶接線を
検出する溶接線倣いセンサ７及び倣いセンサ駆動機構８
と、上記溶接データベース１に設けられたパーソナルコ
ンピュータ１１により構成されている。

【０００３】上記溶接データベース１には溶接技術デー
タが蓄積されており、この溶接技術データは各種対象
物、材質、溶接種類の溶接制御データ及び溶接条件デー
タを含み、これらの溶接制御データ及び溶接条件データ
の中から対象物に合った指示データをそれぞれ制御カー
ド２及び条件カード３に格納する。そして、これらの制
御カード２及び条件カード３を制御装置４に接続するこ
とによりそのデータを制御装置４に入力する。制御装置
４は、溶接制御データ及び溶接条件データにより溶接ヘ
ッド５の動作制御及び溶接電源６の出力制御を行うこと
により、溶接アークの位置及び出力を制御して自動溶接
を行う。このときの溶接ヘッド５の動作軌跡は、溶接箇
所を溶接線倣いセンサ７で検出して予め記憶しておく
か、又は溶接ヘッド５に先行させて記憶させ、その記憶
データに基づき溶接ヘッド５を再生動作させる。上述し
た作用によって所定の溶接線に追従する自動溶接が行わ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の自動溶接装置は、単に溶接線を倣いセンサ７によっ
て検出して溶接線に追従する自動溶接を行っているの
で、開先の加工精度や開先ギャップの大小で開先断面積
が異なる場合や、溶接時の熱変形によって開先形状が変
化すると、指示された条件では溶接肉盛量が不足した
り、又は多すぎたりすることがあり、このため、溶接の
状況を常に作業者が監視し、必要に応じて溶接作業を中
断して溶接条件の修正を行わなければならなかった。ま
た、この従来の自動溶接装置は、多層溶接の層数及びパ
ス数を溶接条件として指示するようにしているので、開
先形状の熱変形等が生じた場合、当初指示された溶接層
数及びパス数が現状に合わなくなって溶接の品質が大幅
に劣化するという問題があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、溶接前及び溶接
中の開先位置、開先断面形状を非接触式形状計測センサ
によって検出し、開先位置及び開先断面形状に応じた溶
接トーチの位置制御、及び溶接ビード高さに応じた層毎
の溶接条件の自動補正を行い、開先形状の変化に対応し
た高精度かつ高品質の自動多層盛り溶接が可能な自動溶
接装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
溶接技術データを内部に記憶した記憶装置と、溶接トー
チを保持して溶接動作を行う溶接ヘッドと、溶接アーク
を発生させる溶接電源と、前記溶接ヘッド及び溶接電源
を制御する溶接トーチ制御装置と、溶接ワークの開先位
置及び開先断面形状を測定する非接触式形状計測センサ
と、この非接触式形状計測センサの測定制御を行う形状
計測制御装置とを備え、前記溶接トーチ制御装置は、前
記記憶装置から転送された溶接技術データを記憶する溶
接技術データ記憶手段と、溶接技術データに基づいて前
記溶接電源及び溶接ヘッドを制御する溶接トーチ制御手
段とを有し、前記形状計測制御装置は、前記非接触式形
状計測センサを制御するセンサ制御手段と、前記非接触
式形状計測センサからの計測データに基づいて前記溶接
技術データ記憶手段から転送された溶接技術データの補
正データを計算する補正条件演算手段とを有し、前記溶
接トーチ制御手段は、前記溶接技術データ記憶手段に記
憶された溶接技術データに基づいて前記溶接電源及び溶
接ヘッドを制御して初層溶接を行い、前記補正条件演算
手段から転送された溶接技術データの補正データに基づ
いて前記溶接電源及び溶接ヘッドを制御して２層目以降
の溶接を実施して多層盛り溶接を行うようにしたことを
特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、溶接技術データを
内部に記憶した記憶装置と、溶接トーチを保持して溶接
動作を行う溶接ヘッドと、溶接アークを発生させる溶接
電源と、溶接ワークの開先位置及び開先断面形状を測定
する非接触式形状計測センサと、前記溶接ヘッド、溶接
電源及び非接触式形状計測センサを制御する自動溶接制
御装置とを備え、前記自動溶接制御装置は、前記記憶装
置から転送された溶接技術データを記憶する溶接技術デ
ータ記憶手段と、溶接技術データに基づいて前記溶接電
源及び溶接ヘッドを制御する溶接トーチ制御手段と、前
記非接触式形状計測センサを制御するセンサ制御手段
と、前記非接触式形状計測センサからの計測データに基
づいて前記溶接技術データ記憶手段に記憶された溶接技
術データの補正データを計算する補正条件演算手段とを
有し、前記溶接トーチ制御手段は、前記溶接技術データ
記憶手段に記憶された溶接技術データに基づいて前記溶
接電源及び溶接ヘッドを制御して初層溶接を行い、前記
補正条件演算手段で算出された溶接技術データの補正デ
ータに基づいて前記溶接電源及び溶接ヘッドを制御して
２層目以降の溶接を実施して多層盛り溶接を行うように
したことを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、前記非接触式形状
計測センサに代えてＣＣＤカメラと、このＣＣＤカメラ
で撮像された溶接ワークの画像を処理して溶接ワークの
開先断面形状の計測データを求める画像処理装置とを設
け、前記画像処理装置で得られた計測データを前記補正
条件演算手段に転送するようにしたことを特徴とする。

【０００９】請求項４記載の発明は、前記非接触式形状
計測センサによって測定された初層溶接前の溶接ワーク
の開先位置及び開先断面形状についての計測データに基
づいて、前記溶接技術データの一部を構成する溶接条件
データを計算する溶接条件演算手段を有することを特徴
とする。

【００１０】請求項５記載の発明は、前記非接触式形状
計測センサによって積層ビード幅を検出できない場合
に、積層ビード幅及び開先深さについての前層の計測デ
ータに基づいて積層ビード幅を計算する積層ビード幅演
算手段を有することを特徴とする。

【００１１】請求項６記載の発明は、多層盛り溶接作業
が途中で中断された場合に、前記非接触式形状計測セン
サによって測定された溶接途中の溶接ワークの開先断面
形状についての計測データに基づいて、溶接を再開する
際のパス数を計算するパス数演算手段を有することを特
徴とする。

【００１２】請求項７記載の発明は、前記非接触式形状
計測センサは、前記溶接トーチの前方に設けられた第１
非接触式形状計測センサと、前記溶接トーチの後方に設
けられた第２非接触式形状計測センサとを備え、溶接方
向が前進のときは前記第１非接触式形状計測センサによ
って溶接ワークの開先位置及び開先断面形状を計測し、
溶接方向が後進のときは前記第２非接触式形状計測セン
サによって溶接ワークの開先位置及び開先断面形状を計
測して多層盛り溶接を行うようにしたことを特徴とす
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】第１の実施形態 以下、本発明による自動溶接装置の第１の実施形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、上述した従来の自
動溶接装置と同一部材には同一符号を付して詳細な説明
は省略する。

【００１４】図１は本実施形態による自動溶接装置の概
略構成を示したブロック図であり、この自動溶接装置
は、溶接施工条件を作成して蓄積する溶接データベース
１と、この溶接データベース１のデータを格納する制御
カード２及び条件カード３と、溶接ヘッド５及びこの溶
接ヘッド５で保持された溶接トーチ９と、溶接アークを
発生させる溶接電源６と、上記溶接データベース１に設
けられたパーソナルコンピュータ１１とを備えている。
なお、パーソナルコンピュータ１１に代えて他の種類の
電子計算機を使用することもできる。

【００１５】さらに、本実施形態による自動溶接装置
は、溶接ヘッド５及び溶接電源６の制御を行う溶接トー
チ制御装置１２と、開先形状を計測する非接触式形状計
測センサ１３と、開先形状の計測制御を行う形状計測制
御装置１４とを備えている。ここで、非接触式形状計測
センサ１３には、例えばレーザースキャン型のセンサや
レーザースリットを利用したセンサを使用することがで
きる。また、上記制御カード２及び条件カード３は、上
記溶接トーチ制御装置１２と溶接データベース１との間
のデータの授受に使用される。

【００１６】また、溶接データベース１には溶接技術デ
ータが蓄積されており、この溶接技術データは、溶接に
関する種々のデータ、例えば一般常識データ、材料別の
データ、構造物のデータ、継手別のデータ、製品別のデ
ータ、規格別のデータ、施工別のデータ、資格別のデー
タ等を含んだ溶接制御データ及び溶接条件データを備え
ている。そして、パーソナルコンピュータ１１は、溶接
対象物及び溶接ヘッド５等の仕様に応じて上記データの
中から適切なものを制御カード２及び条件カード３に書
き込んだり、実際の溶接完了時にこれらのカードの内容
を読み出して格納されたデータに対する修正及び加工を
行うことができる。本実施形態においては、溶接技術デ
ータベース１に蓄積された溶接技術データの中から、少
なくとも、ビード高さｈ、溶接速度Ｖs 、ウィービング
幅Ｗ、ウィービング速度Ｖw 、ワイヤ速度Ｖｆ、ワイヤ
径ｄ、ウィービング左右停止時間ｔs を溶接トーチ制御
装置１２に転送する。

【００１７】図２は、図１に示した概略構成と共に溶接
トーチ制御装置１２及び形状計測制御装置１４の内部の
各種手段を示したブロック図である。溶接トーチ制御装
置１２は、制御カード２、条件カード３、溶接ヘッド５
及び溶接電源６とのインターフェースとしての入出力処
理手段１２ｃと、制御カード２及び条件カード３から転
送された溶接技術データを記憶する溶接技術データ記憶
手段１２ａと、溶接技術データに基づいて溶接電源６及
び溶接ヘッド５を制御する溶接トーチ制御手段１２ｂと
を備えている。

【００１８】形状計測制御装置１４は、溶接トーチ制御
手段１２及び非接触式形状計測センサ１３とのインター
フェースとしての入出力処理手段１４ｃと、非接触式形
状計測センサ１３を制御するセンサ制御手段１４ａと、
非接触式形状計測センサ１３からの計測データに基づい
て溶接技術データ記憶手段１２ａから転送された溶接技
術データの補正データを計算する補正条件演算手段１４
ｂとを備えている。

【００１９】図３は、本実施形態による自動溶接装置の
運転手順を示したフローチャートであり、図４はこの運
転手順の中の１つのステップである計測処理及び条件デ
ータ補正処理の手順を示したフローチャートである。

【００２０】まず、図３に示したように、制御カード２
からの溶接制御データ及び条件カード３からの溶接条件
データがそれぞれ溶接トーチ制御装置１２の入出力処理
手段１２ｃを介して溶接技術データ記憶手段１２ａに読
み込まれ、自動又は手動で開始信号が入力されると自動
溶接運転が開始される（ステップ１）。

【００２１】自動溶接運転が開始されると、溶接技術デ
ータ記憶手段１２ａに記憶された溶接技術データに基づ
いて溶接トーチ制御手段１２ｂによって溶接ヘッド５及
び溶接電源６を制御して初層溶接を行うと共に、溶接ト
ーチ制御装置１２の溶接技術データ記憶手段１２ａから
入出力処理手段１２ｃを介して形状計測制御装置１４の
入出力処理手段１４ｃに次パスの溶接条件データが出力
される（ステップ２）。次に、計測開始信号が出力さ
れ、形状計測制御装置１４のセンサ制御手段１４ａから
入出力処理手段１４ｃを介して非接触式形状計測センサ
１３に制御信号が伝送され、この非接触式形状計測セン
サ１３によって開先形状の計測が開始される（ステップ
３）。

【００２２】次に、図４に示したように、非接触式形状
計測センサ１３による開先形状の計測が開始されると
（ステップ４）、形状計測制御装置１４のセンサ制御手
段１４ａは非接触式形状計測センサ１３の計測動作制御
を行い、この非接触式形状計測センサ１３を溶接ワーク
Ｗの開先の長手方向に沿って走査させながら開先断面形
状を計測する（ステップ５）。この開先形状の計測は、
溶接ワークＷの開先長手方向の予め設定された間隔毎に
行われる。

【００２３】この計測によって検出された計測データを
形状計測制御装置１４の入出力処理手段１４ｃを介して
補正条件演算手段１４ｂに伝送される。そして、補正条
件演算手段１４ｂにおいて計測データを処理し、開先位
置及び断面形状を検出し、図５（ａ）に示した開先深さ
Ｔ、開先角度θ、積層ビード幅Ｗｂを検出する（ステッ
プ６）。

【００２４】図５（ｂ）は予め設定してある溶接条件デ
ータによる積層パターンを示している。設定条件は、１
パス／層で、２層目以降のビード高さｈは一定の値にな
っている。

【００２５】検出データに基づいて、残りパス数ＰN を
以下の式（１）を用いて計算する（ステップ７）。な
お、この計算においては小数点以下は四捨五入する。 ＰN ＝（Ｔ＋２）／ｈ （１） 次に、次層のビード高さｈr を以下の式（２）を用いて
計算する（ステップ８）。 ｈr ＝ｈ＋（（Ｔ＋２）−ＰN ・ｈ） （２） 次に、補正条件として、溶接速度Ｖs 、ウィービング幅
Ｗ、ウィービング速度ＶW を以下の式（３）、（４）、
（５）を用いて計算する（ステップ９）。但し、ワイヤ
速度Ｖf 、ワイヤ径ｄ、ウィービング左右停止時間ｔs
は予め溶接条件データに設定してあるものとする。

【数１】

【００２６】形状計測制御装置１４は、上記補正条件の
計算を終了したら（ステップ１０）、算出した補正条件
データを入出力処理手段１４ｃを介して溶接トーチ制御
装置１２の入出力処理手段１２ｃに転送する。入出力処
理手段１２ｃに転送された補正条件データは溶接トーチ
制御手段１２ｂに伝送されて次パスの補正条件が設定さ
れ（ステップ１１）、溶接トーチ制御手段１２ｂは、転
送された補正条件データに基づいて、溶接ヘッド５を動
作させ、溶接電源６へ溶接アーク指示データを出力して
溶接を行う（ステップ１２）。次に、すべてのパスの溶
接が終了したか否かを判定し（ステップ１３）、まだ終
了していない場合は上述した手順によって順次溶接条件
データの補正を行いながら残りの各パスの溶接を実施す
る。そして、すべてのパスの溶接を実施して多層盛り溶
接を完了したら、溶接運転を終了する（ステップ１
４）。

【００２７】以上述べたように本実施形態によれば、各
層の溶接前及び溶接動作中に溶接ワークの開先位置及び
開先断面形状をリアルタイムで計測し、計測された開先
断面形状に対し溶接技術データで設定されたビード高さ
になるように各種の補正値を計算し、この補正値で多層
盛り溶接を行うようにしたので、開先加工精度や開先ギ
ャップの大小で開先断面積が異なる場合や、溶接時の熱
変形により開先形状が変化した場合でも、適切な溶接条
件で高精度かつ高品質の多層盛り溶接を自動運転で行う
ことができる。

【００２８】第２の実施形態 以下、本発明による自動溶接装置の第２実施形態につい
て図面を参照して説明する。なお、上述した従来の自動
溶接装置又は第１実施形態と同一部材には同一符号を付
して詳細な説明は省略する。

【００２９】図６は本実施形態による自動溶接装置の概
略構成を示したブロック図であり、この自動溶接装置
は、上記第１実施形態と同様に、溶接データベース１、
制御カード２、条件カード３、溶接ヘッド５、溶接トー
チ９、溶接電源６、上記溶接データベース１に設けられ
たパーソナルコンピュータ１１、非接触式の形状計測セ
ンサ１３を備えている。

【００３０】さらに、本実施形態による自動溶接装置は
自動溶接制御装置１５を備えており、この自動溶接制御
装置１５は、制御カード２及び条件カード３から指示さ
れる溶接制御データ及び溶接条件データに基づいて、溶
接ヘッド５及び溶接電源６の制御と、非接触式形状計測
センサ１３の形状計測制御を行う。

【００３１】図７は、図８に示した概略構成と共に自動
溶接制御装置１５の内部の各種手段を示したブロック図
である。自動溶接制御装置１５は、制御カード２、条件
カード３、溶接ヘッド５、溶接電源６及び非接触式形状
計測センサ１３とのインターフェースとしての入出力処
理手段１５ｅと、制御カード２及び条件カード３から転
送された溶接技術データを記憶する溶接技術データ記憶
手段１５ａと、溶接技術データに基づいて溶接電源６及
び溶接ヘッド５を制御する溶接トーチ制御手段１５ｂ
と、非接触式形状計測センサ１３を制御するセンサ制御
手段１５ｃと、非接触式形状計測センサ１３からの計測
データに基づいて溶接技術データ記憶手段１５ａに記憶
された溶接技術データの補正データを計算する補正条件
演算手段１５ｄとを備えている。

【００３２】まず、制御カード２からの溶接制御データ
及び条件カード３からの溶接条件データがそれぞれ自動
溶接制御装置１５の入出力処理手段１５ｅを介して溶接
技術データ記憶手段１５ａに読み込まれる。本実施形態
においては、溶接技術データベース１に蓄積された溶接
技術データの中から、少なくとも、ビード高さｈ、溶接
速度Ｖs 、ウィービング幅Ｗ、ウィービング速度Ｖw 、
ワイヤ速度Ｖｆ、ワイヤ径ｄ、ウィービング左右停止時
間ｔs を溶接トーチ制御装置１２に転送する。そして、
自動又は手動で運転開始の信号が入力されると自動溶接
運転が開始される。

【００３３】自動溶接運転が開始されると、上記第１実
施形態と同様に、自動溶接制御装置１５のセンサ制御手
段１５ｃは非接触式形状計測センサ１３を制御して開先
断面形状を計測し、補正条件演算手段１５ｄは検出デー
タの処理、溶接条件データの補正処理を行い、溶接トー
チ制御手段１５ｂは補正された溶接条件データに基づい
て、溶接ヘッド５を動作させ、溶接電源６へ溶接アーク
指示データを出力して溶接を実施する。そして、この手
順によってすべてのパスについて溶接を実施して多層盛
り溶接を完了する。

【００３４】以上述べたように本実施形態によれば、上
記第１実施形態と同様に高精度かつ高品質の多層盛り溶
接を自動運転で行うことができるばかりでなく、データ
の理と補正された溶接条件データに基づく動作指示とを
共に自動溶接制御装置１５によって行うようにしたの
で、設定条件データ及び補正条件データを他の装置に転
送する必要がなく、装置全体の構成を簡素化することが
できる。

【００３５】第３の実施形態 以下、本発明による自動溶接装置の第３実施形態につい
て図面を参照して説明する。なお、上述した従来の自動
溶接装置又は各実施形態と同一部材には同一符号を付し
て詳細な説明は省略する。

【００３６】図８は本実施形態による自動溶接装置の概
略構成を示したブロック図であり、この自動溶接装置
は、上記第１実施形態と同様に、溶接データベース１、
制御カード２、条件カード３、溶接ヘッド５、溶接トー
チ９、溶接電源６、上記溶接データベース１に設けられ
たパーソナルコンピュータ１１、溶接ヘッド５及び溶接
電源６の制御を行う溶接トーチ制御装置１２、開先形状
の計測制御を行う形状計測制御装置１４を備えている。
上記制御カード２及び条件カード３は、上記溶接トーチ
制御装置１２と溶接データベース１との間のデータの授
受に使用される。本実施形態においては、溶接技術デー
タベース１に蓄積された溶接技術データの中から、少な
くとも、ビード高さｈ、溶接速度Ｖs 、ウィービング幅
Ｗ、ウィービング速度Ｖw 、ワイヤ速度Ｖｆ、ワイヤ径
ｄ、ウィービング左右停止時間ｔsを溶接トーチ制御装
置１２に転送する。

【００３７】さらに、本実施形態による自動溶接装置
は、溶接ワークＷの開先部分を撮像するＣＣＤカメラ１
７を備えており、このＣＣＤカメラ１７は、溶接ワーク
Ｗの側方から開先の断面形状を撮像するようになってい
る。このＣＣＤカメラ１７で撮像された開先断面画像は
画像処理装置１６に入力されて画像処理が行われる。

【００３８】図９は、図１２に示した概略構成と共に溶
接トーチ制御装置１２及び形状計測制御装置１４の内部
の各種手段を示したブロック図であり、画像処理装置１
６は形状計測制御装置１４の入出力処理手段に信号ケー
ブルを介して接続されている。

【００３９】本実施形態においては、まず、自動溶接運
転が開始されると、形状計測制御装置１４のセンサ制御
手段１４ａからＣＣＤカメラ１７に制御信号が伝送され
て開先形状の計測が開始され、センサ制御手段１４ａ
は、ＣＣＤカメラ１７を制御して溶接ワークＷの側方か
ら開先部分の断面が写るようにして撮像する。次に、Ｃ
ＣＤカメラ１７で撮像された画像を画像処理装置１６で
処理して開先断面形状の計測が行われる。そして、上記
第１実施形態と同様に、補正条件演算手段１４ｂにおい
て検出データの処理、溶接条件データの補正処理を行
い、溶接トーチ制御手段１２ｂは補正された溶接条件デ
ータに基づいて溶接ヘッド５を動作させ、溶接電源６へ
溶接アーク指示データを出力して溶接を実施する。そし
て、上記手順によってすべてのパスについて溶接を実施
して多層盛り溶接を完了する。

【００４０】以上述べたように本実施形態によれば、上
記第１実施形態と同様に高精度かつ高品質の自動多層盛
り溶接を行うことができるばかりでなく、ＣＣＤカメラ
１７によって溶接ワークＷの側方から開先断面形状を撮
像するようにしたので、上記第１実施形態のように形状
計測センサ１３を走査させる必要がなく、開先断面形状
を即座に計測して自動運転による多層盛り溶接を迅速に
行うことができる。

【００４１】なお、上記溶接トーチ制御装置１２及び上
記形状計測制御装置１４に代えて、上記第２実施形態と
同様に自動溶接制御装置１５を設け、この自動溶接制御
装置１５によって、制御カード２及び条件カード３から
指示される溶接制御データ及び溶接条件データに基づい
て溶接ヘッド５及び溶接電源６の制御と、ＣＣＤカメラ
１７の形状計測制御を行うようにすることもできる。

【００４２】第４の実施形態 以下、本発明による自動溶接装置の第４実施形態につい
て図面を参照して説明する。なお、上述した従来の自動
溶接装置又は各実施形態と同一部材には同一符号を付し
て詳細な説明は省略する。

【００４３】図１０は、本実施形態による自動溶接装置
の概略構成を示したブロック図でありは、この自動溶接
装置は、上記た第１実施形態の概略構成と同様に、溶接
データベース１、制御カード２、条件カード３、溶接ヘ
ッド５、溶接トーチ９、溶接電源６、上記溶接データベ
ース１に設けられたパーソナルコンピュータ１１を備
え、さらに、溶接ヘッド５及び溶接電源６の制御を行う
溶接トーチ制御装置１２と、開先形状を計測する非接触
式形状計測センサ１３と、開先形状の計測制御を形状計
測制御装置１４とを備えている。また、上記制御カード
２及び条件カード３は、上記溶接トーチ制御装置１２と
溶接データベース１との間のデータの授受に使用され
る。本実施形態においては、溶接データベース１に蓄積
された溶接技術データの中から、少なくとも、余盛り高
さｈY 、初層ビード高さｈl 、基準ビード高さｈk 、ワ
イヤ速度Ｖf 、ワイヤ径ｄ、ウィービング左右停止時間
ｔs を溶接トーチ制御装置１２に転送する。

【００４４】さらに、本実施形態による自動溶接装置
は、形状計測制御装置１４の内部に、非接触式形状計測
センサ１３によって測定された初層溶接前の溶接ワーク
の開先位置及び開先断面形状についての計測データに基
づいて、溶接条件データの一部を計算する溶接条件演算
手段１４ｄを備えている。

【００４５】図１１は溶接前の溶接ワークＷの開先形状
を示し、図１２は溶接ビード高さの計算方法を説明する
ための開先形状の断面図である。また、図１３は自動溶
接運転制御の手順を示し、図１４は溶接条件演算手段１
４ｄにおける溶接条件データ自動生成の手順を示してい
る。

【００４６】図１３に示したように、自動溶接運転が開
始されると（ステップ２０）、形状計測制御装置１４の
溶接条件演算手段１４ｄは溶接条件データの自動生成処
理を開始する（ステップ２１）。この処理は、図１１に
示した初層溶接前の溶接ワークＷの開先に対し、センサ
制御手段１４ａによって非接触式形状計測センサ１３を
走査させて開先位置及び開先断面形状を計測し（ステッ
プ２３）、その計測データに基づいて開先深さＴ及び開
先角度θを検出し（ステップ２４）、溶接条件演算手段
１４ｄにおいて以下の式によって溶接総数Ｎを計算する
（ステップ２５）。ここで、余盛り高さｈY 、初層ビー
ド高さｈ1 及び基準ビード高さｈk は予め設定されてい
る。また、小数点以下は四捨五入する。但し、ワイヤ速
度Ｖf 、ワイヤ径ｄ、ウィービング左右停止時間ｔs は
予め溶接条件データに設定してある。 Ｎ＝（Ｔ＋ｈY −ｈ1 ）／ｈK （６）

【００４７】次に、２層目以降の溶接ビード高さを以下
の式を用いて計算する（ステップ２６）。 ｈ＝（Ｔ＋ｈY −ｈ1 ）／Ｎ （７）

【００４８】次に、初層の溶接条件として、溶接速度Ｖ
S1を以下の式を用いて計算する（ステップ２７）。

【数２】

【００４９】さらに、２層目以降の溶接条件として、溶
接速度ＶSn、ウィービング幅Ｗn 、ウィービング速度Ｖ
Wn、上下方向シフト量Ｚn を以下の式を用いて計算す
る。

【数３】

【００５０】上記データ処理が終了したら（ステップ２
８）、溶接条件演算手段１４ｄは算出した溶接条件デー
タを入出力処理手段１４ｃを介して溶接トーチ制御装置
１２の入出力処理手段１２ｃに転送する。次に、溶接ト
ーチ制御装置１２の溶接トーチ制御手段１２ｂは、転送
された溶接条件データに基づいて、溶接ヘッド５を動作
させ、溶接電源６へ溶接アーク指示データを出力し、ま
ず初層溶接を実施する（ステップ２９）。以降は、上記
第１実施形態と同様に、溶接技術データ記憶手段１２ａ
から次パス設定条件を読み出し（ステップ３０）、計測
処理、溶接条件データの補正を上記図４に示した手順
（ステップ４〜１０）に従って行い、次パス補正条件を
設定し（ステップ３２）、１パスの溶接を行い（ステッ
プ３３）、順次溶接条件データの補正を行いながら２層
目以降の溶接を行ってすべてのパスの溶接が終了したら
（ステップ３４）、自動溶接運転を終了する（ステップ
３５）。

【００５１】以上述べたように本実施形態によれば、初
層溶接前の溶接ワークＷの開先位置及び開先断面形状を
計測し、予め入力された溶接技術データと計測データに
基づいて多層盛り溶接条件データを自動作成するように
したので、開先形状に合わせた多層溶接条件の設定が不
要で、溶接ビード溶融量のばらつき等が生じた場合でも
最適の溶接を行うことができ、高精度かつ高品質の多層
盛り溶接を自動運転で行うことができる。

【００５２】なお、上記溶接トーチ制御装置１２及び上
記形状計測制御装置１４に代えて、上記第２実施形態と
同様に自動溶接制御装置１５を設け、この自動溶接制御
装置１５によって、制御カード２及び条件カード３から
指示される溶接制御データ及び溶接条件データに基づい
て溶接ヘッド５及び溶接電源６の制御と、非接触式形状
計測センサ１３の形状計測制御を行うようにすることも
できる。

【００５３】第５の実施形態 以下、本発明による自動溶接装置の第５実施形態につい
て図面を参照して説明する。なお、上述した従来の自動
溶接装置又は各実施形態と同一部材には同一符号を付し
て詳細な説明は省略する。

【００５４】図１５は、本実施形態による自動溶接装置
の概略構成を示したブロック図であり、この自動溶接制
御装置は、上記第１実施形態と同様に、溶接データベー
ス１、制御カード２、条件カード３、溶接ヘッド５、溶
接トーチ９、溶接電源６、上記溶接データベース１に設
けられたパーソナルコンピュータ１１を備え、さらに、
溶接ヘッド５及び溶接電源６の制御を行う溶接トーチ制
御装置１２と、開先形状を計測する非接触式形状計測セ
ンサ１３と、開先形状の計測制御を行う形状計測制御装
置１４とを備えている。また、上記制御カード２及び条
件カード３は、上記溶接トーチ制御装置１２と溶接デー
タベース１との間のデータの授受に使用される。本実施
形態においては、溶接技術データベース１に蓄積された
溶接技術データの中から、少なくとも、ビード高さｈ、
溶接速度Ｖs 、ウィービング幅Ｗ、ウィービング速度Ｖ
w 、ワイヤ速度Ｖｆ、ワイヤ径ｄ、ウィービング左右停
止時間ｔs を溶接トーチ制御装置１２に転送する。

【００５５】さらに、本実施形態による自動溶接装置
は、形状計測制御装置１４の内部に、積層ビード幅及び
開先深さについての前層の計測データに基づいて積層ビ
ード幅を計算する積層ビード幅演算手段１４ｅを備えて
いる。

【００５６】図１６は、積層ビード幅演算手段１４ｅに
おいて行う積層幅予想計算の計算方法を説明するための
開先形状を示した断面図であり、図１７は、本実施形態
による自動溶接装置における形状計測、条件データ補正
処理の手順を示している。

【００５７】まず、上記第１実施形態と同様に、図３に
示した手順による自動溶接運転が開始され（ステップ
１）、溶接技術データ記憶手段１２ａから次パス設定条
件の読み出しが行われる（ステップ２）。次に、計測処
理及び溶接条件データの補正処理が行われ（ステップ
３）、これらの処理は次に述べる手順に従って行われ
る。

【００５８】図１７に示したように、まず、計測処理及
び溶接条件データの補正処理が開始されると（ステップ
４０）、センサ制御手段１４ａによって非接触式形状計
測センサ１３を走査させて溶接ワークＷの開先形状の計
測が行われる（ステップ４１）。次に、補正条件演算手
段１４ｂにおいて開先形状の検出データの処理が行われ
（ステップ４２）、積層ビード幅Ｗbnが検出できたか否
かを判定する（ステップ４３）。そして、積層ビード幅
Ｗbnを検出できた場合には残りパス数の計算へと進み
（ステップ４５）、一方、開先深さが浅い等の理由で積
層ビード幅Ｗbnを検出できなかった場合には、積層ビー
ド幅演算手段１４ｅにおいて積層ビード幅予測計算を行
う（ステップ４４）。この積層ビード幅予測計算は、記
憶しておいた前層の積層ビード幅Ｗbn-1及び前層の開先
深さＴn-1 を使用して、以下の式を用いて積層ビード幅
Ｗbnを計算する。 Ｗbn＝Ｗbn-1＋２・（Ｔn-1 −Ｔn ）・ｔａｎ（θ／２） （１３）

【００５９】このようにして積層ビード幅Ｗbnを算出し
たら、上記第１実施形態と同様に、補正条件演算手段１
４ｂにおいて、残りパス数を計算し（ステップ４５）、
次パスビード高さを計算し（ステップ４６）、次パス補
正条件を計算し（ステップ４７）、データ処理を終了す
る（ステップ４８）。次に、上記第１実施形態と同様
に、図３に示したように次パス補正条件を設定し（ステ
ップ１１）、１パスの溶接を行い（ステップ１２）、順
次溶接条件データの補正を行いながら２層目以降の溶接
を行ってすべてのパスの溶接が終了したら（ステップ１
３）、自動溶接運転を終了する（ステップ１４）。

【００６０】以上述べたように本実施形態によれば、開
先形状の計測時に、開先深さが浅い等の理由で積層ビー
ド幅データの検出ができないときは、前層の計測データ
と今回のビード高さデータにより開先幅データを予測計
算し、最終層まで補正値を計算して最適の溶接を行うこ
とが可能であり、高精度かつ高品質の多層盛り溶接を自
動運転で行うことができる。

【００６１】なお、上記溶接トーチ制御装置１２及び上
記形状計測制御装置１４に代えて、上記第２実施形態と
同様に自動溶接制御装置１５を設け、この自動溶接制御
装置１５によって、制御カード２及び条件カード３から
指示される溶接制御データ及び溶接条件データに基づい
て溶接ヘッド５及び溶接電源６の制御と、非接触式形状
計測センサ１３の形状計測制御を行うようにすることも
できる。

【００６２】第６の実施形態 以下、本発明による自動溶接装置の第６実施形態につい
て図面を参照して説明する。なお、上述した従来の自動
溶接装置又は各実施形態と同一部材には同一符号を付し
て詳細な説明は省略する。

【００６３】図１８は、本実施形態による自動溶接装置
の概略構成を示したブロック図であり、この自動溶接装
置は、上記第１実施形態と同様に、溶接データベース
１、制御カード２、条件カード３、溶接ヘッド５、溶接
トーチ９、溶接電源６、上記溶接データベース１に設け
られたパーソナルコンピュータ１１を備え、さらに、溶
接ヘッド５及び溶接電源６の制御を行う溶接トーチ制御
装置１２と、開先形状を計測する非接触式形状計測セン
サ１３と、開先形状の計測制御を行う形状計測制御装置
１４とを備えている。また、上記制御カード２及び条件
カード３は、上記溶接トーチ制御装置１２と溶接データ
ベース１との間のデータの授受に使用される。本実施形
態においては、溶接データベース１に蓄積された溶接技
術データの中から、少なくとも、ビード高さｈ、溶接速
度Ｖs 、ウィービング幅Ｗ、ウィービング速度Ｖw 、ワ
イヤ速度Ｖｆ、ワイヤ径ｄ、ウィービング左右停止時間
ｔs、ビード高さｈ及び総層数ＰT を溶接トーチ制御装
置１２に転送する。

【００６４】さらに、本実施形態による自動溶接装置
は、形状計測制御装置１４の内部に、多層盛り溶接作業
が途中で中断された場合に、非接触式形状計測センサ１
３によって測定された溶接途中の溶接ワークの開先断面
形状についての計測データに基づいて、溶接を再開する
際のパス数を計算するパス数演算手段１４ｆを備えてい
る。

【００６５】図１９は、パス数演算手段１４ｆにおける
残り層数の計算方法を説明するための開先形状を示した
断面図であり、図２０は、本実施形態による自動溶接運
転の手順を示したフローチャートである。

【００６６】まず、多層盛り溶接作業が途中で中断され
た後に自動溶接運転が再開されると（ステップ５０）、
溶接トーチ制御装置１２は残り層数の計算に必要な基本
条件データを条件カード３から溶接技術データ記憶手段
１２ａに読み込む（ステップ５１）。次に、形状計測制
御装置１４のセンサ制御手段１４ａによって非接触式形
状計測センサ１３を制御して開先形状を計測し、計測さ
れた開先深さＴ及び基本条件データに基づいて、パス数
演算手段１４ｆによって残りパス数ＰE 、溶接パスＰn
を以下の式を用いて計算する（ステップ５２）。ここ
で、ビード高さｈ及び総層数ＰT は基本条件データで設
定されており、また、１パス／層データとする。 ＰE ＝（Ｔ＋２）／ｈ （１４） Ｐn ＝ＰT −ＰE ＋１ （１５）

【００６７】そして、上記第１実施形態と同様に、溶接
技術データ記憶手段１２ａから次パス設定条件を読み出
し（ステップ５３）、計測制御装置１４において計測処
理及び溶接条件データの補正処理を図４に示した手順
（ステップ４〜１０）に従って行い（ステップ５４）、
次パス補正条件を設定し（ステップ５５）、溶接トーチ
制御手段１２ｂによって溶接ヘッド５及び溶接電源６を
制御して１パスの溶接を行い（ステップ５６）、順次溶
接条件データの補正を行いながら２層目以降の溶接を行
ってすべてのパスの溶接が終了したら（ステップ５
７）、自動溶接運転を終了する（ステップ５８）。

【００６８】以上述べたように本実施形態によれば、多
層盛り溶接作業が途中で中断された場合でも、途中まで
溶接済みの溶接ワークの開先断面形状を計測し、計測し
た溶接ビード高さから残り層数を計算し、開始する層、
パスを自動検出して多層盛り溶接を行うことが可能であ
り、溶接中断後に自動溶接を再開する場合も開始パス数
を設定することなく自動的に溶接を継続することができ
る。

【００６９】なお、上記溶接トーチ制御装置１２及び上
記形状計測制御装置１４に代えて、上記第２実施形態と
同様に自動溶接制御装置１５を設け、この自動溶接制御
装置１５によって、制御カード２及び条件カード３から
指示される溶接制御データ及び溶接条件データに基づい
て溶接ヘッド５及び溶接電源６の制御と、非接触式形状
計測センサ１３の形状計測制御を行うようにすることも
できる。

【００７０】第７の実施形態 以下、本発明による自動溶接装置の第７実施形態につい
て図面を参照して説明する。なお、上述した従来の自動
溶接装置又は各実施形態と同一部材には同一符号を付し
て詳細な説明は省略する。

【００７１】本実施形態による自動溶接装置の概略構成
は、図１に示した第１実施形態の概略構成と概ね共通す
るが、非接触式形状計測センサが２個設けられている点
で相違する。

【００７２】本実施形態による自動溶接装置は、上記第
１実施形態と同様に、溶接データベース１、制御カード
２、条件カード３、溶接ヘッド５、溶接トーチ９、溶接
電源６、上記溶接データベース１に設けられたパーソナ
ルコンピュータ１１を備え、さらに、溶接ヘッド５及び
溶接電源６の制御を行う溶接トーチ制御装置１２と、開
先形状の計測制御を行う形状計測制御装置１４とを備え
ている。また、上記制御カード２及び条件カード３は、
上記溶接トーチ制御装置１２と溶接データベース１との
間のデータの授受に使用される。本実施形態において
は、溶接技術データベース１に蓄積された溶接技術デー
タの中から、少なくとも、ビード高さｈ、溶接速度Ｖs
、ウィービング幅Ｗ、ウィービング速度Ｖw 、ワイヤ
速度Ｖｆ、ワイヤ径ｄ、ウィービング左右停止時間ｔs
を溶接トーチ制御装置１２に転送する。

【００７３】そして、本実施形態による自動溶接装置
は、図２１に示したように、溶接トーチ９の前方に第１
の非接触式形状計測センサ１３１が設けられ、溶接トー
チ９の後方に第２の非接触式形状計測センサ１３２が設
けられている。

【００７４】本実施形態は概ね上記第１実施形態と同様
の手順によって自動溶接を行うものであるが、開先断面
形状の計測において上記第１実施形態と相違する。すな
わち、本実施形態においては、溶接ワークＷの開先に対
して前進及び後進の双方向で溶接が行われる場合に、前
進時には第１の非接触式形状計測センサ１３１によって
溶接ワークＷの開先形状の計測を行い、後進時には第２
の非接触式形状計測センサ１３２によって溶接ワークＷ
の開先形状の計測を行うようにする。

【００７５】以上述べたように本実施形態によれば、第
１の非接触式形状計測センサ１３１及び第２の非接触式
形状計測センサ１３２を溶接トーチ９の前方及び後方に
設置し、溶接方向が前進時又は後進時のいずれのときに
おいても第１又は第２の非接触式形状計測センサ１３
１、１３２で溶接ワークＷの開先位置及び開先断面形状
をリアルタイムで計測できるので、溶接中の溶接トーチ
９の位置の補正及び条件補正を双方向溶接において行う
ことが可能となり、高精度かつ高品質の多層盛り溶接を
迅速かつ的確に自動運転で行うことができる。

【００７６】なお、上記溶接トーチ制御装置１２及び上
記形状計測制御装置１４に代えて、上記第２実施形態と
同様に自動溶接制御装置１５を設け、この自動溶接制御
装置１５によって、制御カード２及び条件カード３から
指示される溶接制御データ及び溶接条件データに基づい
て溶接ヘッド５及び溶接電源６の制御と、非接触式形状
計測センサ１３の形状計測制御を行うようにすることも
できる。

【００７７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、各層溶接
前及び溶接動作中に溶接ワークの開先位置及び開先断面
形状を非接触式形状計測センサによってリアルタイムで
計測し、計測された開先断面形状に対して溶接技術デー
タで設定されたビード高さになるように各種データの補
正データを計算し、その補正データに基づいて多層盛り
溶接を行うようにしたので、開先加工精度や開先ギャッ
プの大小で開先断面積が異なる場合や、溶接時の熱変形
により開先形状が変化した場合でも、適正な溶接条件で
高精度かつ高品質の多層盛り溶接を自動運転で行うこと
ができる。

【００７８】請求項２記載の発明によれば、各層溶接前
及び溶接動作中に溶接ワークの開先位置及び開先断面形
状を非接触式形状計測センサによってリアルタイムで計
測し、計測された開先断面形状に対して溶接技術データ
で設定されたビード高さになるように各種データの補正
データを計算し、その補正データに基づいて多層盛り溶
接を行うようにしたので、開先加工精度や開先ギャップ
の大小で開先断面積が異なる場合や、溶接時の熱変形に
より開先形状が変化した場合でも、適正な溶接条件で高
精度かつ高品質の多層盛り溶接を自動運転で行うことが
可能であり、さらに、データの処理及び補正された溶接
条件データに基づく動作指示を自動溶接制御装置によっ
て行うようにしたので、設定条件データ及び補正条件デ
ータを他の装置に転送する必要がなく、装置全体の構成
を簡素化することができる。

【００７９】請求項３記載の発明は、非接触式形状計測
センサに代えてＣＣＤカメラを設け、このＣＣＤカメラ
の画像を処理する画像処理装置を設け、画像処理装置で
得られた計測データを補正条件演算手段に転送するよう
にしたので、開先断面形状を即座に計測して自動運転に
よる多層盛り溶接を迅速に行うことができる。

【００８０】請求項４記載の発明によれば、非接触式形
状計測センサによって初層溶接前の溶接ワークの開先位
置及び開先断面形状を計測し、溶接条件演算手段によっ
て、計測データ及び予め入力された溶接技術データに基
づいて多層盛り溶接条件データを自動生成するようにし
たので、開先形状に合わせた多層盛り溶接条件の設定が
不要となり、溶接ビードの溶融量がばらついたりした場
合でも最適の溶接を行うことが可能であり、高精度かつ
高品質の多層盛り溶接を自動運転で行うことができる。

【００８１】請求項５記載の発明によれば、非接触式形
状計測センサによって積層ビード幅データが検出できな
い場合に、積層ビード幅演算手段によって、前層の計測
データに基づいて積層ビード幅を予測計算するようにし
たので、最適の溶接を行うことが可能であり、高精度か
つ高品質の多層盛り溶接を行うことができる。

【００８２】請求項６記載の発明によれば、多層盛り溶
接作業が途中で中断された場合に、非接触式形状計測セ
ンサによって途中まで溶接済みの溶接ワークの開先断面
形状を計測し、パス数演算手段によって計測データに基
づいて残り層数を計算し、開始パスを自動検出して多層
盛り溶接を行うようにしたので、開先の溶接作業が途中
で中断された場合でも、作業再開時の開始パス数を設定
することなく自動溶接を継続して行うことができる。

【００８３】請求項７記載の発明によれば、第１非接触
式センサ及び第２非接触式センサを溶接トーチの前方及
び後方に設置し、溶接方向が前進時又は後進時のいずれ
のときにおいても第１又は第２非接触式センサで溶接ワ
ークの開先位置及び開先断面形状をリアルタイムで計測
できるので、溶接条件の補正を双方向溶接において行う
ことが可能となり、高精度かつ高品質の多層盛り溶接を
迅速かつ的確に自動運転で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動溶接装置の第１実施形態の概
略構成を示したブロック図。

【図２】同実施形態における概略構成と共に溶接トーチ
制御装置及び形状計測制御装置の内部の各種機能を示し
たブロック図。

【図３】同実施形態における自動溶接運転手順を示した
フローチャート。

【図４】同実施形態における計測処理及び条件データ補
正処理の手順を示したフローチャート。

【図５】同実施形態における溶接積層ビード形状に応じ
た条件補正方法を説明するための開先形状を示した断面
図。

【図６】本発明による自動溶接装置の第２実施形態の概
略構成を示したブロック図。

【図７】同実施形態における概略構成と共に自動溶接制
御装置の内部の各種機能を示したブロック図。

【図８】本発明による自動溶接装置の第３実施形態の概
略構成を示したブロック図。

【図９】同実施形態における概略構成と共に溶接トーチ
制御装置及び形状計測制御装置の内部の各種機能を示し
たブロック図。

【図１０】本発明による自動溶接装置の第４実施形態の
概略構成を示したブロック図。

【図１１】同実施形態によって溶接される開先の溶接前
の形状を示した断面図。

【図１２】同実施形態における溶接ビード高さの計算方
法を説明するための開先形状を示した断面図。

【図１３】同実施形態における自動溶接運転手順を示し
たフローチャート。

【図１４】同実施形態における溶接条件データの自動作
成手順を示したフローチャート。

【図１５】本発明による自動溶接装置の第５実施形態の
概略構成を示したブロック図。

【図１６】同実施形態における積層ビード幅予想の計算
方法を説明するための開先形状を示した断面図。

【図１７】同実施形態における計測処理及び条件データ
補正処理の手順を示したフローチャート。

【図１８】本発明による自動溶接装置の第６実施形態の
概略構成を示したブロック図。

【図１９】同実施形態における残り層数の計算方法を説
明するための開先形状を示した断面図。

【図２０】同実施形態における自動溶接運転手順を示し
たフローチャート。

【図２１】本発明による自動溶接装置の第７実施形態の
要部を示した斜視図。

【図２２】従来の自動溶接装置の概略構成を示したブロ
ック図。

【符号の説明】

１ 溶接データベース ２ 制御カード ３ 条件カード ５ 溶接ヘッド ６ 溶接電源 ９ 溶接トーチ １１ パーソナルコンピュータ １２ 溶接トーチ制御装置 １２ａ、１５ａ 溶接技術データ記憶手段 １２ｂ、１５ｂ 溶接トーチ制御手段 １２ｃ、１４ｃ、１５ｅ 入出力処理手段 １３ 非接触式形状計測センサ １４ 形状計測制御装置 １４ａ、１５ｃ センサ制御手段 １４ｂ、１５ｄ 補正条件演算手段 １４ｄ 補正条件演算手段 １４ｅ 積層ビード幅演算手段 １４ｆ パス数演算手段 １５ 自動溶接制御装置 １６ 画像処理装置 １７ ＣＣＤカメラ １３１ 第１の非接触式形状計測センサ １３２ 第２の非接触式形状計測センサ Ｗ 溶接ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 9/127 ５０９ 8315−4Ｅ Ｂ２３Ｋ 9/127 ５０９Ｄ 8315−4Ｅ ５０９Ｆ Ｇ０６Ｔ 7/00 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４００

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶接技術データを内部に記憶した記憶装置
   と、溶接トーチを保持して溶接動作を行う溶接ヘッド
   と、溶接アークを発生させる溶接電源と、前記溶接ヘッ
   ド及び溶接電源を制御する溶接トーチ制御装置と、溶接
   ワークの開先位置及び開先断面形状を測定する非接触式
   形状計測センサと、この非接触式形状計測センサの測定
   制御を行う形状計測制御装置とを備え、 前記溶接トーチ制御装置は、前記記憶装置から転送され
   た溶接技術データを記憶する溶接技術データ記憶手段
   と、溶接技術データに基づいて前記溶接電源及び溶接ヘ
   ッドを制御する溶接トーチ制御手段とを有し、 前記形状計測制御装置は、前記非接触式形状計測センサ
   を制御するセンサ制御手段と、前記非接触式形状計測セ
   ンサからの計測データに基づいて前記溶接技術データ記
   憶手段から転送された溶接技術データの補正データを計
   算する補正条件演算手段とを有し、 前記溶接トーチ制御手段は、前記溶接技術データ記憶手
   段に記憶された溶接技術データに基づいて前記溶接電源
   及び溶接ヘッドを制御して初層溶接を行い、前記補正条
   件演算手段から転送された溶接技術データの補正データ
   に基づいて前記溶接電源及び溶接ヘッドを制御して２層
   目以降の溶接を実施して多層盛り溶接を行うようにした
   ことを特徴とする自動溶接装置。
2. 【請求項２】溶接技術データを内部に記憶した記憶装置
   と、溶接トーチを保持して溶接動作を行う溶接ヘッド
   と、溶接アークを発生させる溶接電源と、溶接ワークの
   開先位置及び開先断面形状を測定する非接触式形状計測
   センサと、前記溶接ヘッド、溶接電源及び非接触式形状
   計測センサを制御する自動溶接制御装置とを備え、 前記自動溶接制御装置は、前記記憶装置から転送された
   溶接技術データを記憶する溶接技術データ記憶手段と、
   溶接技術データに基づいて前記溶接電源及び溶接ヘッド
   を制御する溶接トーチ制御手段と、前記非接触式形状計
   測センサを制御するセンサ制御手段と、前記非接触式形
   状計測センサからの計測データに基づいて前記溶接技術
   データ記憶手段に記憶された溶接技術データの補正デー
   タを計算する補正条件演算手段とを有し、 前記溶接トーチ制御手段は、前記溶接技術データ記憶手
   段に記憶された溶接技術データに基づいて前記溶接電源
   及び溶接ヘッドを制御して初層溶接を行い、前記補正条
   件演算手段で算出された溶接技術データの補正データに
   基づいて前記溶接電源及び溶接ヘッドを制御して２層目
   以降の溶接を実施して多層盛り溶接を行うようにしたこ
   とを特徴とする自動溶接装置。
3. 【請求項３】前記非接触式形状計測センサに代えてＣＣ
   Ｄカメラと、このＣＣＤカメラで撮像された溶接ワーク
   の画像を処理して溶接ワークの開先断面形状の計測デー
   タを求める画像処理装置とを設け、前記画像処理装置で
   得られた計測データを前記補正条件演算手段に転送する
   ようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載
   の自動溶接装置。
4. 【請求項４】前記非接触式形状計測センサによって測定
   された初層溶接前の溶接ワークの開開先位置及び開先断
   面形状についての計測データに基づいて、前記溶接技術
   データの一部を構成する溶接条件データを計算する溶接
   条件演算手段を有することを特徴とする請求項１又は請
   求項２記載の自動溶接装置。
5. 【請求項５】前記非接触式形状計測センサによって積層
   ビード幅を検出できない場合に、積層ビード幅及び開先
   深さについての前層の計測データに基づいて積層ビード
   幅を計算する積層ビード幅演算手段を有することを特徴
   とする請求項１又は請求項２記載の自動溶接装置。
6. 【請求項６】多層盛り溶接作業が途中で中断された場合
   に、前記非接触式形状計測センサによって測定された溶
   接途中の溶接ワークの開先断面形状についての計測デー
   タに基づいて、溶接を再開する際のパス数を計算するパ
   ス数演算手段を有することを特徴とする請求項１又は請
   求項２記載の自動溶接装置。
7. 【請求項７】前記非接触式形状計測センサは、前記溶接
   トーチの前方に設けられた第１非接触式形状計測センサ
   と、前記溶接トーチの後方に設けられた第２非接触式形
   状計測センサとを備え、溶接方向が前進のときは前記第
   １非接触式形状計測センサによって溶接ワークの開先位
   置及び開先断面形状を計測し、溶接方向が後進のときは
   前記第２非接触式形状計測センサによって溶接ワークの
   開先位置及び開先断面形状を計測して多層盛り溶接を行
   うようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記
   載の自動溶接装置。