技术领域
[0001] 本发明涉及焊接装置，更详细而言，涉及进行预热作业及焊接作业的自动化的焊接装置。
相关背景技术
[0002] 以往，用于防止焊接裂纹的预热作业根据焊接工件、焊接部位的不同而预热条件不同，因此，通常通过使用燃烧器的手动作业来进行，在进入焊接作业之前需要准备作业时间。作为预热作业的自动化，已知有将焊接辅助作业用具相对于焊炬或焊炬运动机构部拆装而进行作业的方法(例如参照专利文献1)。
[0003] 在先技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1：日本特开2001-300770号公报
具体实施方式
[0121] 以下，基于附图对本发明的焊接装置的各实施方式详细进行说明。需要说明的是，为了方便说明，有时在附图中夸大地示出构件的大小、形状或者省略一部分结构的描写。
[0122] [第一实施方式]
[0123] 参照图1～图13对本发明的第一实施方式的焊接装置进行说明。
[0124] 焊接装置1例如通过气体保护弧焊对作为焊接用工件的钢骨结构物W进行焊接。如图1所示，焊接装置1具备旋转定位器10、台车20、焊接机器人30、焊丝供给容器40、喷嘴更换装置50、喷嘴清扫装置60、焊丝切断装置80以及焊接控制装置90。另外，焊接装置1除了图1所示的结构以外还具备熔渣去除装置70及预热装置200(参照图6、图7)。
[0125] (旋转定位器)
[0126] 旋转定位器10在焊接时对钢骨结构物W进行保持并且使焊接工件W旋转。如图1所示，旋转定位器10构成为一对，在柱状的钢骨结构物W的长边方向上的两个点对该钢骨结构物W进行保持。旋转定位器10在例如由焊接机器人30对钢骨结构物W的直线部分进行焊接的情况下不使该钢骨结构物W旋转，在由焊接机器人30对钢骨结构物W的圆弧部分(拐角部)进行焊接的情况下使该钢骨结构物W旋转。由此，焊接装置1不仅在钢骨结构物W的直线部分能够不切断电弧地连续焊接，在圆弧部分也能够不切断电弧地连续焊接。这里，如图1所示，旋转定位器10具备环状保持部11、升降臂机构12、托架13以及轨道台车14。
[0127] 环状保持部11将钢骨结构物W收容并保持于内部。如图1所示，用于从四周保持钢骨结构物W的多个固定夹具111伸缩自如地设置在环状保持部11的内侧。而且，如图1所示，环状保持部11借助这些多个固定夹具111从四周夹着钢骨结构物W进行固定。另外，如图2A所示，在环状保持部11的外周形成有齿轮11a，如后所述，构成为该齿轮11a与设置于托架13内部的小齿轮131啮合(参照图3A及图3B)。需要说明的是，在图1中，除了一部分(仅圆周的右侧)之外省略了齿轮11a的图示。
[0128] 升降臂机构12使环状保持部11以断开的方式开闭。如图2A所示，升降臂机构12设置在环状保持部11及托架13的侧方(这里为右侧)，一端侧与环状保持部11的上部连接，另一端侧与托架13的侧面(这里为右侧)连接。
[0129] 具体而言，如图2A所示，升降臂机构12使环状保持部11以在规定位置处断开的方式敞开，通过使该环状保持部11的一部分即圆弧部分11b与环状保持部11的其余部分分开，从而成为能够收容钢骨结构物W的状态。而且，如图2B所示，当升降臂机构12收容钢骨结构物W后，如图2C所示，再次关闭圆弧部分11b，利用设置于环状保持部11的内侧的四个固定夹具111夹着钢骨结构物W进行保持。
[0130] 如图1所示，托架13收容环状保持部11。如图2A所示，托架13形成为收容环状保持部11的下半部分且使环状保持部11的上半部分露出这样的形状。另外，如图3A所示，在托架13的内部设置有配置为与环状保持部11的齿轮11a啮合的小齿轮131、以及使该小齿轮131驱动的驱动部132。需要说明的是，该驱动部132设置于一对旋转定位器10的至少一方即可，也可以构成为另一方的旋转定位器10从动于一方的旋转定位器10的旋转。
[0131] 轨道台车14能够使旋转定位器10沿着定位器用移动轨道R1移动。如图1所示，轨道台车14在旋转定位器10的下部设置为一对，能够使该旋转定位器10沿钢骨结构物W的长边方向移动。
[0132] 如上所述，旋转定位器10构成为使形成于环状保持部11的外周的齿轮11a与设置于托架13内部的小齿轮131啮合(参照图3A)。因此，如图3B所示，旋转定位器10通过在驱动部132的驱动下使环状保持部11旋转，从而能够在焊接作业中使钢骨结构物W旋转。
[0133] (台车)
[0134] 台车20用于载置构成焊接装置1的各机构。如图1所示，台车20形成为平板状。而且，在台车20的上部载置有焊接机器人30、焊丝供给容器40、喷嘴更换装置50、喷嘴清扫装置60、焊丝切断装置80以及焊接控制装置90。另外，在台车20的上部载置有对熔渣去除装置70(参照图6)进行载置的熔渣去除装置用载置台70a、以及对预热装置200的预热焊炬机构
201(参照图7)进行载置的预热焊炬用载置台200a。
[0135] 在台车20的下部设置有车轮21，台车20构成为，能够借助该车轮21沿着台车用移动轨道R2移动。即，台车20设置为能够在与钢骨结构物W的长边方向、即所述的旋转定位器10的移动方向平行的方向上移动。
[0136] 在台车20的上部设置有滑块机构22，在该滑块机构22的上部载置有焊接机器人30。该滑块机构22构成为能够在与旋转定位器10的移动方向、即钢骨结构物W的长边方向正交的方向上移动。因此，载置于该滑块机构22的上部的焊接机器人30构成为在焊接时，能够在与旋转定位器10的移动方向正交的方向上移动。
[0137] (焊接机器人)
[0138] 焊接机器人30对钢骨结构物W进行焊接。如图1所示，焊接机器人30具备向臂前端供给焊丝的焊炬31。该焊炬31与未图示的焊接电源连接，构成为经由该焊炬31向焊丝供给电力。焊接机器人30经由滑块机构22而载置于台车20，如上所述，设置为能够在与旋转定位器10的移动方向正交的方向(钢骨结构物W的宽度方向)上移动。另外，焊接机器人30配置在一对旋转定位器10之间或者一对旋转定位器10的外侧，对该一对旋转定位器10之间的焊接接头进行焊接。
[0139] (焊丝供给容器)
[0140] 焊丝供给容器40收容向焊炬31供给的焊丝。如图1所示，焊丝供给容器40形成为圆筒状，焊丝以卷绕成线圈状的状态收容在焊丝供给容器40的内部。焊丝供给容器40内的焊丝由未图示的焊丝进给装置在焊接时开卷，通过容器上部的呈锥状缩窄的焊丝抽出夹具，经由未图示的导管向焊炬31供给。
[0141] (喷嘴更换装置)
[0142] 喷嘴更换装置50对设置于焊炬31前端的保护气体供给用的喷嘴进行更换。例如，在使用焊接装置1对坡口深的焊接接头进行焊接的情况下，有时在第一层或第二层的焊接中为了防止喷嘴与坡口的干涉而使用短喷嘴，在之后的层的焊接中为了确保保护性而使用长喷嘴。在这样的情况下，通过使用喷嘴更换装置50，即便在焊接的中途也能够更换喷嘴，因此，能够使该更换作业自动化。
[0143] 如图1所示，喷嘴更换装置50载置于台车20上的焊接机器人30的附近。具体而言，如图4所示，喷嘴更换装置50具备圆筒状的基台51、配置在该基台51上的圆筒状的喷嘴拆装机构52、配置在基台51上的圆筒状的焊嘴清扫机构53、以及将喷嘴拆装机构52与焊嘴清扫机构53连接的中间齿轮55。需要说明的是，虽然这里省略了图示，但在基台51上配置有多个喷嘴拆装机构52。
[0144] 喷嘴拆装机构52对焊炬31前端的喷嘴进行拆装。如图4所示，喷嘴拆装机构52具备供喷嘴插入的螺旋弹簧521、支承该螺旋弹簧的筒构件522、以及经由平齿轮523使螺旋弹簧521正转或反转的旋转驱动源524。需要说明的是，如图4所示，平齿轮523经由中间齿轮55而与平齿轮534连接。因此，如图4所示，喷嘴更换装置50构成为，在喷嘴拆装机构52侧的平齿轮523旋转时，还经由中间齿轮55将其旋转力向焊嘴清扫机构53侧的平齿轮534传递。
[0145] 具备这种结构的喷嘴拆装机构52例如通过以下那样的步骤从焊炬31拆卸喷嘴。首先，如图5A所示，喷嘴拆装机构52通过旋转驱动源524而使螺旋弹簧521向弹簧内径扩宽的方向(这里为左旋)旋转。接下来，如图5B所示，在焊炬31下降而向螺旋弹簧521内插入喷嘴311时，如图5C所示，喷嘴拆装机构52通过旋转驱动源524使螺旋弹簧521向弹簧内径收缩的方向(这里为右旋)旋转。通过这样的动作，螺旋弹簧521的弹簧内径收缩，喷嘴311被螺旋弹簧521紧固。因此，如图5C所示，喷嘴拆装机构52通过使焊炬31上升而能够容易地从焊炬主体312卸载喷嘴311。需要说明的是，在像这样卸载了喷嘴311之后将新的喷嘴311安装于焊炬主体312的情况下，相反地进行图5A～图5C所示的步骤即可。
[0146] 焊嘴清扫机构53对喷嘴311被卸载后的焊炬31前端的焊嘴313(参照图5A～图5C)进行清扫。即，喷嘴更换装置50构成为，在由喷嘴拆装机构52将喷嘴311从焊炬31卸载之后，对该焊炬31前端的焊嘴313进行清扫。
[0147] 如图4所示，在焊嘴清扫机构53的筒状的装置主体53a的上部形成有供焊炬31前端的焊嘴313(参照图5C)插入的贯通孔53b。另外，在装置主体53a的内部配置有多个电刷，该多个电刷安装为，被弹簧朝向旋转中心O的方向施加张力，在施加了负荷的情况下其旋转半径扩宽。而且，在进行焊嘴清扫时，使卸下了喷嘴311且装配有焊嘴313及孔口的焊炬31从旋转中心O的上方下降而插入到贯通孔53b，去除附着于焊嘴313及孔口的喷溅物。
[0148] 在具备以上说明那样的喷嘴更换装置50的焊接装置1中，即便在喷嘴311偏移地插入到螺旋弹簧521的情况下，也能够通过螺旋弹簧521的变形及挠曲而容易地追随于该偏移，因此，即便喷嘴311存在热变形、尺寸误差，也能够可靠地进行喷嘴311的更换。
[0149] (喷嘴清扫装置)
[0150] 喷嘴清扫装置60对焊炬31前端的喷嘴311进行清扫。如图1所示，在喷嘴清扫装置60的上部形成有供焊炬31的喷嘴311插入的贯通孔(省略图示)。而且，喷嘴清扫装置60在喷嘴311插入到该贯通孔之后，对该喷嘴311吹送喷砂，由此，将附着于喷嘴311前端且成为环状的喷溅物去除。焊接装置1通过具备这样的喷嘴清扫装置60，能够防止与附着于喷嘴311的喷溅物的增加相伴的保护性的下降。
[0151] (熔渣去除装置)
[0152] 熔渣去除装置70在通过焊接机器人30对钢骨结构物W进行焊接时，将在焊接部产生的熔渣去除。熔渣去除装置70存在与焊接机器人30前端的焊炬31替换而使用的类型和追加装配于焊炬31而使用的类型，但以下针对与焊炬31替换而使用的类型进行说明。
[0153] 熔渣去除装置70构成为，在焊接时载置于图1所示的熔渣去除装置用载置台70a，按照焊接中的预先准备的规定道次与焊炬31自动地替换而安装于焊接机器人30前端，从而将焊接部的熔渣去除。这里如图6所示，熔渣去除装置70具备錾子机构71、滑动保持机构72、錾子侧拆装机构73以及机器人侧拆装机构74。另外，如图6所示，熔渣去除装置70的錾子机构71、滑动保持机构72、錾子侧拆装机构73以及机器人侧拆装机构74设置为能够拆装。
[0154] 錾子机构71通过敲击来去除在焊接部产生的熔渣。如图6所示，錾子机构71具备：将例如直径3mm的多个针711a捆扎而成的针集合体711；以及将针集合体711的前部在突出的状态下保持、且通过錾子工作用空气的供给使针集合体711例如以4000次/分钟进行进退移动的针驱动体712。
[0155] 如图6所示，弹簧726的轴芯方向与针移动方向一致，弹簧726对针驱动体712在针移动方向上进行柔性支承。即，弹簧726在针驱动体712成为水平状态的姿势时，在不产生压缩力及拉伸力的中立位置处对针驱动体712在针移动方向上进行柔性支承。而且，该弹簧726通过使轴芯方向与针移动方向一致，从而能够利用由通过伸缩产生的压缩力及拉伸力构成的弹性力而使来自针驱动体712的针移动方向的冲击力有效地衰减为1/10以下。
[0156] 这里，弹簧726的弹簧常量例如在运转部的重量为3.3kg的情况下，优选处于0.20～0.35(kg/mm)的范围。将弹簧常量设为该范围的原因是，虽然通常认为当使弹簧726柔软时使振动衰减的效果高，但由于针驱动体712的姿势根据焊接接头的位置而变化，因此，当过于柔软时，向弹簧726赋予的重量根据针驱动体712的姿势变化而变化，导致錾子前端位置变化较大。另外，还因为，在欲良好地去除熔渣的情况下，若不以规定以上的保持力对针驱动体712进行保持，则无法将对于熔渣的去除来说充分的冲击力赋给焊道及熔渣。需要说明的是，只要滑动保持机构72具有与弹簧726同等的功能即可，也可以代替该弹簧726而采用其他方式的减震器。
[0157] 錾子侧拆装机构73能够将錾子机构71及滑动保持机构72相对于机器人侧拆装机构74拆装。如图6所示，錾子侧拆装机构73的一方与滑动保持机构72的滑动支承构件725连接，并且另一方与机器人侧拆装机构74的机器人侧拆装构件741连接。如图6所示，錾子侧拆装机构73具备：与滑动支承构件725的下表面连结的连结构件731；与该连结构件731连接且对从滑动保持机构72传递来的冲击力进行检测的冲击传感器732；对该冲击传感器732进行支承的工具板733；以及固定设置于该工具板733的工具板侧拆装构件734。
[0158] 如图6所示，在工具板侧拆装构件734的侧周面形成有空气口734a。如图6所示，空气口734a经由具有柔性的第一空气配管735a而与针驱动体712连结，以使得向所述的针驱动体712供给錾子工作用空气。另外，在工具板侧拆装构件734的侧周面，在未图示的空气口连接有图6所示的第二空气配管735b。如图6所示，该第二空气配管735b构成为，开口端配置在针集合体711的前端部附近，通过从开口端向针集合体711的前端部前方喷出吹气用空气而吹起焊接部表面的熔渣。
[0159] 另外，如图6所示，机器人侧拆装构件741以能够借助拆装用空气进行拆装的方式与工具板侧拆装构件734连结。而且，工具板侧拆装构件734与机器人侧拆装构件741构成为，能够以传递来自所述冲击传感器732的冲击检测信号的方式电连接，并且，能够以使錾子工作用空气及吹气用空气通过的方式形成空气通路。
[0160] 如图6所示，在机器人侧拆装构件741的侧周面形成有第一空气口741a及第二空气口741b，并且形成有未图示的第三空气口。该第一空气口741a经由空气通路而与所述的工具板侧拆装构件734的空气口734a连通，并且，与在熔渣去除时供给錾子工作用空气的未图示的錾子工作用空气供给装置连接。另外，第二空气口741b与在拆装动作时供给拆装用空气的未图示的拆装用空气供给装置连接。而且，第三空气口经由空气通路而与第二空气配管735b连通，并且，与在熔渣去除时供给吹气用空气的未图示的吹气用空气供给装置连接。需要说明的是，所述的三种空气供给装置(省略图示)也可以由在规定的时机进行开闭控制的三口的开闭阀以及与各开闭阀连接的一台空气进给装置构成。
[0161] 需要说明的是，这里，如图6所示，针对向滑动保持机构72依次配置冲击传感器732、工具板733、工具板侧拆装构件734、机器人侧拆装构件741以及托架742、且工具板侧拆装构件734与机器人侧拆装构件741构成为能够拆装的熔渣去除装置70进行了说明，但各结构的配置不局限于图6所示的配置。例如熔渣去除装置70也可以构成为，经由类似于工具板
733的托架(省略图示)或基板(省略图示)向滑动保持机构72依次配置工具板侧拆装构件
734、机器人侧拆装构件741、工具板733、冲击传感器732以及托架742，工具板侧拆装构件
734与机器人侧拆装构件741构成为能够拆装。
[0162] 具备这种结构的熔渣去除装置70在基于焊炬31的焊接时载置于例如图1所示的熔渣去除装置用载置台70a。而且，在预先准备的规定道次结束之后，如图6所示，安装于焊接机器人30的臂部前端32而去除焊接部的熔渣。需要说明的是，在利用熔渣去除装置70去除熔渣的期间，代替熔渣去除装置70，将焊炬31载置于熔渣去除装置用载置台70a。
[0163] 这里，关于利用熔渣去除装置70按照哪个焊接道次去除熔渣，是预先作为教示数据而向焊接控制装置90输入的。例如，在向焊接控制装置90输入了按照第五道次去除熔渣这一旨意的教示数据的情况下，该焊接控制装置90在判断为第五道次的焊接处理结束、且教示数据指示熔渣去除处理的情况下，使焊接机器人30工作，使焊炬31向所述熔渣去除装置用载置台70a的方向移动。
[0164] 接下来，焊接控制装置90将焊炬31载置于熔渣去除装置用载置台70a，解除工具板侧拆装构件734与机器人侧拆装构件741的连结，将焊炬31从焊接机器人30的臂部前端32分离。接下来，焊接控制装置90将预先载置于熔渣去除装置用载置台70a的熔渣去除装置70装配到焊接机器人30的臂部前端32。而且，焊接控制装置90在像这样替换焊炬31与熔渣去除装置70时，继续作成熔渣去除用教示数据，基于该熔渣去除用教示数据来去除焊接部的熔渣。
[0165] 需要说明的是，在不将所述熔渣去除装置70与焊炬31替换使用而是追加装配于焊炬31的情况下，例如在焊炬31的附近设置錾子把持用的工具板拆装构件，或者设置利用空气膨胀式把持机构等来把持熔渣去除装置70的安装单元。而且，构成为在规定的焊接道次结束之后，向焊炬31的安装单元追加装配熔渣去除装置70来去除熔渣即可。
[0166] 具备以上说明的熔渣去除装置70的焊接装置1能够去除在焊接部产生的熔渣，因此，能够防止焊接不良、焊接缺陷。
[0167] (焊丝切断装置)
[0168] 焊丝切断装置80用于切断焊丝。焊接机器人30如后述那样为了检测焊接位置、钢骨结构物W的位置而进行基于焊丝的感应(三个方向、间隙感应等)，但当在焊丝前端附着有熔渣时，有时感应时的通电性变差，无法检测准确的位置。因此，焊接装置1利用焊丝切断装置80将焊丝的前端切断而去除熔渣，由此提高感应精度。
[0169] 如图1所示，焊丝切断装置80在台车20上配置在焊炬31容易到达的高度。而且，焊丝切断装置80例如具备将焊丝切断的多个切刀，该切刀的刀尖例如由空气驱动，通过使多个刀尖交叉来切断焊丝。
[0170] (预热装置)
[0171] 预热装置200在焊接之前将钢骨结构物W的焊接部预热到设定预热温度。预热装置200具备预热焊炬机构201。如图7所示，预热装置200具有与焊接机器人30的臂部前端32的焊炬31替换而使用的类型、将预热装置200设置于专用的台车而使用的类型(参照图13)、以及另外设置用于安装预热焊炬机构201的专用的焊接机器人的类型(未图示)，但以下针对与焊炬31替换而使用的类型进行说明。
[0172] 预热焊炬机构201在焊接时载置于图1所示的预热焊炬用载置台200a，与焊炬31自动地替换而安装于焊接机器人30前端来对焊接部进行预热。如图7所示，预热焊炬机构201具备预热焊炬202、非接触式的温度传感器203、预热焊炬侧拆装机构204以及机器人侧拆装机构74。在预热焊炬机构201中，预热焊炬202、温度传感器203及预热焊炬侧拆装机构204设置为能够相对于机器人侧拆装机构74拆装。
[0173] 如图7所示，预热焊炬侧拆装机构204的一方与预热焊炬支承部205连接，并且，另一方通过拆装用空气而与机器人侧拆装机构74连接。在预热焊炬支承部205配设有预热焊炬202及温度传感器203。在预热焊炬202的前端设置有喷射用于预热钢骨结构物W的焊接部的火焰的燃烧器206，在后端设置有从未图示的气体供给源向燃烧器206供给燃烧气体的气体供给口207。
[0174] 温度传感器203以非接触的形式对由预热焊炬202加热后的焊接部的温度进行测定。温度传感器203的温度可测定范围是图7的虚线所示的范围，利用激光指针来确定预热位置，对燃烧器206的前端部、即由来自燃烧器206的火焰引起的焊接部的加热点的温度进行测定。温度传感器可以为接触式或非接触式，但优选为辐射温度计等非接触式的温度传感器。另外，也可以是热像仪等视觉传感器。更优选将这些温度传感器与激光指针等位置传感器组合地使用。
[0175] 而且，安装于焊接机器人30前端的预热焊炬202能够基于由焊接控制装置90作成的后述的预热条件，在焊接之前，根据焊接工件的尺寸、板厚、接头形状而将焊接部分别预热到不同的设定温度。因此，预热装置200能够防止焊接裂纹且使预热作业自动化。
[0176] (焊接控制装置)
[0177] 焊接控制装置90对旋转定位器10、台车20、焊接机器人30、喷嘴更换装置50、喷嘴清扫装置60、熔渣去除装置70、焊丝切断装置80及预热装置200的动作进行控制。这里，如图8所示，焊接控制装置90具备输入单元91、感应单元92、根部间隙算出单元93、运算单元94以及存储单元95。需要说明的是，以下，针对焊接控制装置90具备的单元中的、主要用于控制焊接机器人30及预热装置200的动作的单元进行说明，针对用于控制其他装置(旋转定位器
10、台车20、喷嘴更换装置50、喷嘴清扫装置60、熔渣去除装置70及焊丝切断装置80)的动作的单元省略说明。
[0178] 向输入单元91输入与焊接工件(以后记载为钢骨结构物W)、焊接接头相关的信息及预热信息。这里，通过作业者的输入或者钢骨结构物W的CAD数据的输入，向输入单元91输入钢骨结构物W的尺寸与焊接接头的形状中的任一方或者两方、焊接执行可否的信息及预热执行可否、以及根据需要而输入设定预热温度。并且，如图8所示，输入单元91将输入的这些信息向运算单元94输出。需要说明的是，也可以通过作业者的输入或者钢骨结构物W的CAD数据的输入，向输入单元91输入例如钢骨结构物W的根部间隙、钢骨结构物W的位置坐标等。
[0179] 感应单元92对钢骨结构物W的位置坐标进行检测。具体而言，感应单元92向对设定为规定突出长度的焊丝进行支承的焊炬31与钢骨结构物W之间施加感应电压，检测通过焊丝与钢骨结构物W的接触而引起的通电状态，由此检测钢骨结构物W的位置。更具体而言，感应单元92从进行了感应(触碰感应)的焊炬31被输入与钢骨结构物W接触时的通电检测信号，基于该通电检测信号对钢骨结构物W的位置坐标进行检测。
[0180] 以下，针对基于焊炬31的感应的步骤的一例进行说明。需要说明的是，以下，如图9所示，针对如下情况下的例子进行说明：钢骨结构物W由钢骨结构物(立柱)W1及钢骨结构物(隔板)W2构成，并且，在两者之间形成有レ型的坡口，而且在该坡口的底部配置有垫板构件BM。
[0181] 首先，作为第一步骤，将对规定突出长度的焊丝进行支承的焊炬31定位于感应开始位置PS，向焊丝与钢骨结构物W1、W2之间施加感应电压。需要说明的是，感应开始位置PS被预先设定为，从开始钢骨结构物W1的表面W1b的检测的检测开始位置P1，与表面W1b平行地向坡口侧分开了距离A的位置。
[0182] 接下来，作为第二步骤，使焊炬31从感应开始位置PS向-Y方向移动到开始钢骨结构物W1的表面W1b的检测的检测开始位置P1。接下来，作为第三步骤，使焊炬31从检测开始位置P1向+X方向移动到位置P2。然后，使焊丝与钢骨结构物W1的表面W1b接触，从焊炬31向感应单元92输出该通电检测信号。由此，感应单元92对钢骨结构物W1的表面W1b的位置P2的位置坐标进行检测。
[0183] 接下来，作为第四步骤，使焊炬31向从位置P2向-X方向退回了预先准备的规定距离b(例如2mm)的位置P3移动。接下来，作为第五步骤，使焊炬31从位置P3向+Y方向移动到位置P4。接下来，作为第六步骤，使焊炬31从位置P4向+X方向移动规定距离D，直到位置P5。需要说明的是，该规定距离D例如能够使用根据预先设定的设定坡口深度C和钢骨结构物W1的表面W1b的检测后的退回距离b、并基于坡口深度C的距离比例比而运算设定出的值。
[0184] 接下来，作为第七步骤，使焊炬31从位置P5向+Y方向移动到位置P6。然后，使焊丝与钢骨结构物W2的坡口面W2a的位置P6接触，从焊炬31向感应单元92输出该通电检测信号。由此，感应单元92对坡口面W2a的位置P6的位置坐标进行检测。接下来，作为第八步骤，使焊炬31从位置P6向-Y方向移动到位置P7。然后，使焊丝与钢骨结构物W1的坡口面W1a的位置P7接触，从焊炬31向感应单元92输出该通电检测信号。由此，感应单元92对坡口面W1a的位置P7的位置坐标进行检测。
[0185] 接下来，作为第九步骤，使焊炬31从位置P7向+Y方向移动到位置P8。需要说明的是，位置P8是坡口面W1a的位置P6与坡口面W2a的位置P7之间的坡口宽度的中央位置，由未图示的坡口宽度中央位置算出单元算出，并向焊接机器人30输入。然后，在由焊炬31进行了这些感应之后，如图8所示，感应单元92将算出的位置P2、P6、P7的位置坐标向根部间隙算出单元93输出。
[0186] 根部间隙算出单元93算出坡口的根部间隙。根部间隙算出单元93例如在图9的例子中，基于由感应单元92检测到的坡口面W1a、W2a的检测位置数据、即位置P6、P7的位置坐标、设定坡口深度C与检测开始位置P1之差、预先设定的坡口面W1a、W2a的角度θ1、θ2，来算出根部间隙。即，如图9所示，根部间隙算出单元93根据位置P6的位置坐标和坡口面W1a的角度θ1(这里为90度)，算出坡口根部位置Q1。另外，如图9所示，根部间隙算出单元93根据位置P7的位置坐标和坡口面W2a的角度θ2，算出坡口根部位置Q2。然后，根部间隙算出单元93算出坡口根部位置Q1与坡口根部位置Q2之间的距离r作为根部间隙，将该根部间隙向运算单元94输出。
[0187] 运算单元94自动生成针对欲进行焊接的焊接接头的层叠图案、焊接机器人动作轨迹、焊接条件及预热条件，作成动作程序。这里，如图10所示，运算单元94具备层叠图案决定单元941、焊接/预热条件决定单元942、以及动作程序作成单元943。
[0188] 层叠图案决定单元941决定针对欲进行焊接的焊接接头的层叠图案。具体而言，层叠图案决定单元941基于与欲进行焊接的焊接接头对应而输入的钢骨结构物W的尺寸(例如板厚)或者钢骨结构物W的尺寸及根部间隙，从预先存储于存储单元95的层叠图案数据库中，选择并决定与欲进行焊接的焊接接头相应的层叠图案。即，在存储单元95中，按照钢骨结构物W的尺寸或者钢骨结构物W的尺寸及根部间隙而存储有层叠图案作为数据库。层叠图案决定单元941参照该数据库，决定最佳的层叠图案。需要说明的是，在层叠图案决定单元941中使用的根部间隙可以是由作业者经由输入单元91输入的钢骨结构物W的根部间隙，或者也可以是通过感应得到的钢骨结构物W的根部间隙，即经由感应单元92及根部间隙算出单元93得到的根部间隙。
[0189] 焊接/预热条件决定单元942决定针对欲进行焊接的焊接接头的焊接条件及预热条件。具体而言，焊接/预热条件决定单元942基于与欲进行焊接的焊接接头对应而输入的钢骨结构物W的尺寸(例如板厚)或者钢骨结构物W的尺寸及根部间隙、以及预热信息，从预先存储于存储单元95的焊接条件数据及预热条件数据的数据库中选择并决定与欲进行焊接的焊接接头相应的焊接条件及预热条件。即，在存储单元95中，按照钢骨结构物W的尺寸或者钢骨结构物W的尺寸及根部间隙，存储有焊接条件数据及预热条件数据作为数据库。焊接/预热条件决定单元942参照该数据库来决定最佳的焊接条件及预热条件。需要说明的是，在焊接/预热条件决定单元942中使用的根部间隙可以是由作业者经由输入单元91输入的钢骨结构物W的根部间隙，或者也可以是通过感应得到的钢骨结构物W的根部间隙，即经由感应单元92及根部间隙算出单元93得到的根部间隙。
[0190] 动作程序作成单元943作成焊接机器人30的动作程序。具体而言，动作程序作成单元943根据由层叠图案决定单元941决定的层叠图案和由焊接/预热条件决定单元942决定的焊接条件，作成包含焊接机器人30的动作轨迹在内的机器人动作程序，向该焊接机器人30输出并设定该动作程序。即，动作程序作成单元943在焊接机器人30进行该焊接处理之前，作成用于教示作为焊接对象的焊接接头的各道次各自的焊接所需的步骤的程序。另外，也可以预先通过作业者的输入或者钢骨结构物W的CAD数据的输入，在存储单元95中作成焊接机器人动作轨迹教示数据作为主数据，根据输入的钢骨结构物W的尺寸(例如板厚)或者钢骨结构物W的尺寸及根部间隙、由层叠图案决定单元941决定的层叠图案、由焊接/预热条件决定单元942决定的焊接条件，作成动作程序，以使得对作为焊接对象的焊接接头的各道次各自的焊接所需的步骤的教示程序进行修正。该教示程序包含与焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊炬31的突出长度、焊丝进给速度对应的电流值等信息、热输入条件、道次间温度、焊接机器人30的动作轨迹、电弧接通位置、该焊接开始位置、熔坑形成位置、接缝处理的开始位置等信息，作为针对欲进行焊接的焊接接头的焊接条件。
[0191] 另外，针对动作程序作成单元943，也可以预先准备预热主程序、点火程序及预热子程序。预热主程序记述用于调用点火程序及预热子程序的命令代码，另外，在预热完成之后，执行利用温度传感器203的预热温度的确认。从预热主程序调用的点火程序在由点火装置对预热焊炬202点火之后，进行点火的确认作业。另外，预热子程序针对欲进行焊接的焊接接头，自动地生成预热装置200的加热温度、加热时间等，由预热装置200将焊接部预热至设定预热温度。
[0192] 这里，在由预热装置200进行的焊接部的温度调整作为预热信息而输入的情况下，如图12A及图12B所示，优选通过向焊接控制装置90的输入单元91手动地输入来设定预热温度。具体而言，对输入单元91的模式键911进行操作来切换模式，在显示部的上层显示焊接部的当前温度，并且，在下层显示辐射率(图12A)。此外，在对模式键911进行操作而切换成温度/设定模式之后，对箭头键912进行操作而设定为设定预热温度(图中为150℃)(图12B)。此外，在图12A及图12B的过程的基础上，为了使温度测定位置变得明确，也可以增加向焊接部的温度测定位置照射激光的设定项目，使得切换成激光投射设定模式。
[0193] 存储单元95按照钢骨结构物W的尺寸或者钢骨结构物W的尺寸及根部间隙来存储层叠图案、焊接条件数据、热输入条件数据及预热条件数据。具体而言，存储单元95由能够存储数据的存储器、硬盘等实现。需要说明的是，这里，如图8所示，存储单元95设置在焊接控制装置90的内部，但也可以设置于外部。
[0194] 优选的是，具备以上那种结构的焊接装置1基于输入到焊接控制装置90的输入单元91的钢骨结构物W的尺寸等信息，在存储单元95中除了存储焊接机器人30的动作轨迹数据、预热条件数据及焊接条件数据之外，还存储热输入条件数据、道次间温度数据作为数据库的信息，从而能够自动地生成热输入条件、道次间温度条件。因此，根据焊接装置1，能够不单独作成动作轨迹、焊接条件、预热条件等示教数据而将预热作业及焊接作业自动化，并且，热输入、道次间温度管理也变得容易，能够实现焊接作业的效率化。
[0195] 尤其是大型焊接工件的预热条件根据焊接工件的尺寸、板厚、接头形状而分别不同，因此，以往按照焊接部位而单独地作成预热条件的数据来进行预热，但根据本实施方式的焊接控制装置90，能够使预热作业自动化，作业效率提高。
[0196] 另外，焊接装置1在由一对旋转定位器10保持钢骨结构物W且例如利用焊接机器人30对钢骨结构物W的直线部分进行焊接的情况下，能够在不使该钢骨结构物W旋转的状态下利用焊接机器人30进行焊接，另外，在利用焊接机器人30对钢骨结构物W的圆弧部分(拐角部)进行焊接的情况下，能够一边使该钢骨结构物W旋转一边进行焊接。由此，焊接装置1不仅在钢骨结构物W的直线部分能够不切断电弧地连续焊接，在圆弧部分也能够不切断电弧地连续焊接。
[0197] 另外，焊接装置1能够利用感应单元92检测钢骨结构物的位置、且利用根部间隙算出单元93按照钢骨结构物W的位置来算出根部间隙，因此，无需检测坡口的底面的位置，例如能够与由于向垫板构件BM的临时定位焊引起的凹凸或者由于临时定位焊引起的熔渣的附着无关地求出根部间隙。
[0198] 另外，焊接装置1能够根据钢骨结构物W的尺寸或者钢骨结构物W的尺寸及根部间隙，自动生成针对欲进行焊接的焊接接头的层叠图案、焊接条件及预热条件。
[0199] [第一实施方式的处理步骤]
[0200] 以下，参照图11(还适当参照图8～图10)对第一实施方式的焊接装置1所具备的焊接控制装置90的处理步骤进行说明。首先，焊接控制装置90通过作业者的输入或者钢骨结构物W的CAD数据的输入，向输入单元91输入钢骨结构物W的尺寸与焊接接头的形状中的任一方或者两方、以及焊接执行可否的信息(步骤S1)。
[0201] 接下来，焊接控制装置90利用感应单元92来检测钢骨结构物W的位置(步骤S2)。接下来，焊接控制装置90利用根部间隙算出单元93，基于由感应单元92检测到的坡口面W1a、W2a的位置P6、P7的位置坐标、设定坡口深度C与检测开始位置P1之差、以及预先设定的坡口面W1a、W2a的角度θ1、θ2，算出根部间隙(步骤S3)。
[0202] 接下来，焊接控制装置90根据钢骨结构物W的尺寸及焊接接头的形状中的任一方或两方以及预热信息，按照在存储单元95中预先准备的焊接机器人动作轨迹教示数据、焊接条件数据及预热条件数据，利用运算单元94自动生成针对欲进行焊接的焊接接头的层叠图案、焊接条件及预热条件，作成动作程序(步骤S4)。然后，焊接控制装置90将由运算单元94作成的动作程序(焊接机器人动作轨迹)向焊接机器人30及预热装置200输出并设定(步骤S5)。经由以上那样的处理步骤，在由预热装置200进行了焊接部的预热之后，开始进行利用焊接机器人30的焊接。
[0203] 需要说明的是，在利用运算单元94自动生成针对欲进行焊接的焊接接头的层叠图案、焊接机器人动作轨迹、焊接条件及预热条件时，也可以在存储单元95中不存放或不使用焊接机器人动作轨迹教示数据(主数据)，而根据钢骨结构物W的尺寸及焊接接头的形状中的任一方或两方以及预热信息直接进行运算。
[0204] (预热装置的变形例)
[0205] 变形例的预热装置200B独立地设置在专用的台车20A上。如图13所示，专用的台车20A构成为能够通过设置于下部的车轮21A沿着台车用移动轨道R2而移动。即，如图1所示，台车20A设置为能够沿钢骨结构物W的长边方向移动。
[0206] 如图13所示，在台车20A的上部设置有滑块机构22A。在滑块机构22A的上部载置有能够供作业者P搭乘的搭乘台210。搭乘台210能够通过滑块机构22A在与钢骨结构物W的长边方向正交的方向上移动。另外，在搭乘台210上竖立设置有预热焊炬保持臂211。在预热焊炬保持臂211固定有多个(图13中为四台)预热焊炬202。另外，在搭乘台210，在作业者P的附近配设有输入单元91A。作业者P能够从输入单元91A设定预热温度等。而且，预热装置200B利用多个预热焊炬202将钢骨结构物W的焊接部预热到所设定的预热温度。
[0207] 需要说明的是，作为其他的预热装置的变形例，也可以除了焊接用的焊接机器人之外另外设置预热专用的焊接机器人，在焊接机器人的前端设置预热焊炬。
[0208] [第二实施方式]
[0209] 以下，参照图14对本发明的第二实施方式的焊接装置1A进行说明。如图1及图14所示，焊接装置1A具备焊接控制装置90A来代替焊接控制装置90，除此之外具备与第一实施方式的焊接装置1同样的结构。因此，以下，以与焊接装置1的不同点为中心进行说明，针对与该焊接装置1重复的结构及焊接装置1A的处理步骤省略详细说明。
[0210] 焊接控制装置90A相对于所述的焊接控制装置90，追加了基于钢骨结构物W的偏心量来修正动作程序的功能。如图14所示，焊接控制装置90A除了具备输入单元91、感应单元92、根部间隙算出单元93、运算单元94及存储单元95之外，还具备中心位置算出单元96、偏心量算出单元97以及修正单元98。
[0211] 中心位置算出单元96算出钢骨结构物W的中心位置。具体而言，如图14所示，中心位置算出单元96根据从输入单元91输入的钢骨结构物W的尺寸和由感应单元92检测到的钢骨结构物W的位置坐标，算出钢骨结构物W的中心位置。然后，如图14所示，中心位置算出单元96将该钢骨结构物W的中心位置向偏心量算出单元97输出。
[0212] 偏心量算出单元97算出钢骨结构物W的偏心量。具体而言，偏心量算出单元97根据预先设定的旋转定位器10的旋转中心位置的位置坐标和由中心位置算出单元96算出的钢骨结构物W的中心位置，算出钢骨结构物W相对于旋转定位器10的旋转中心的偏移量即偏心量。然后，如图14所示，偏心量算出单元97将该钢骨结构物W的偏心量向修正单元98输出。
[0213] 修正单元98对由运算单元94作成的机器人动作轨迹进行修正。具体而言，如图8所示，修正单元98按照由偏心量算出单元97算出的偏心量，修正由运算单元94的动作程序作成单元943(参照图10)作成的动作程序所包含的机器人动作轨迹。即，由运算单元94作成的动作程序是以钢骨结构物W相对于旋转定位器10的旋转中心的偏心量为0作为前提而作成的，但能够利用修正单元98基于偏心量来进行动作程序的修正。需要说明的是，作为由修正单元98进行的具体的机器人动作轨迹的修正方法，例如举出如下方法：通过实验预先求出与预先偏心量相应的机器人动作轨迹的修正数据，根据由偏心量算出单元97算出的偏心量来选择应用修正数据。然后，修正单元98将通过这种方式修正后的动作程序向焊接机器人30输出。
[0214] 具备以上那种结构的焊接装置1A能够利用中心位置算出单元96来算出钢骨结构物W的中心位置，利用偏心量算出单元97来算出钢骨结构物W的偏心量，因此，即便是在旋转定位器10的作用下偏心地旋转的钢骨结构物W，也能够准确地进行焊接。
[0215] [第三实施方式]
[0216] 以下，参照图15～图17F对本发明的第三实施方式的焊接装置1B进行说明。如图1及图15所示，焊接装置1B具备焊接控制装置90B来代替焊接控制装置90，除此之外具备与第一实施方式的焊接装置1同样的结构。因此，以下，以与焊接装置1的不同点为中心进行说明，针对与该焊接装置1重复的结构及焊接装置1B的处理步骤省略详细说明。
[0217] 焊接控制装置90B相对于所述的焊接控制装置90，追加了针对钢骨结构物W的微动的功能。如图15所示，焊接控制装置90B除了具备输入单元91、感应单元92、根部间隙算出单元93、运算单元94及存储单元95之外，还具备微动单元101。
[0218] 微动单元101对从焊炬31突出的焊丝进行微动。具体而言，微动单元101在焊炬31的焊接开始位置处，通过微动操作使施加了感应电压的焊丝相对于钢骨结构物W进退。接下来，微动单元101检测焊丝的前端与钢骨结构物W接触时的短路，确认焊丝与钢骨结构物W的通电。接下来，微动单元101向反方向对焊丝进行规定长度的微动操作。然后，微动单元101在焊炬31的焊接开始位置处向焊丝供给规定的焊接电力，生成使电弧点火而开始焊接的控制信号，如图15所示，向焊接机器人30输出该控制信号。
[0219] 以下，参照图16A～图16F及图17A～图17F来说明由微动单元101进行的微动操作的一例。需要说明的是，以下，如图16A～图16F及图17A～图17F所示，针对如下情况下的例子进行说明：钢骨结构物W由钢骨结构物(立柱)W3及钢骨结构物(隔板)W4构成，并且，在两者之间形成有レ型的坡口，而且在该坡口的底部配置有垫板构件BM。
[0220] 首先，微动单元101在使图16A所示的初始状态的焊炬31到达作为电弧启动位置的钢骨结构物W3与钢骨结构物W4的接合部、即配置有垫板构件BM的坡口之前，如图16B所示，通过焊丝的切断或者焊丝的反向微动操作，使焊炬31前端的焊丝的突出长度比焊接时的突出长度短。需要说明的是，在图16A中，θ是坡口角度，r是根部间隙。
[0221] 接下来，如图16C所示，微动单元101使焊炬31前端的焊丝的长度比焊接时的突出长度短的焊炬31移动到电弧启动位置，在该状态下，向焊丝施加感应电压而进行焊丝微动操作。
[0222] 接下来，微动单元101在焊丝的微动操作中达到最大焊丝微动量、例如20mm之前，在焊丝与钢骨结构物W3、W4之间如图16D所示那样通过感应电压下降而检测通电由此能够检测到焊接开始位置的情况下，如图16E所示，使焊丝与钢骨结构物W3、W4分离而向反方向进行微动操作，直至感应电压上升。然后，如图16F所示，微动单元101在向反方向对焊丝进行了规定长度例如5mm的微动操作而提高了电弧启动性之后，启动电弧，开始焊接。
[0223] 这里，在即便达到最大焊丝微动量也无法在焊丝的微动操作中检测到焊丝与钢骨结构物W3、W4的通电的情况下、且在小于规定的电弧可启动位置检索次数例如三次的情况下，如图16D所示，微动单元101认为在当前的位置无法检测到通电，在不同的位置再次尝试检索。另外，如图17A所示，微动单元101将焊炬31提升规定距离、例如5mm，向反方向对焊丝进行例如15mm的微动操作，如图17B所示，将焊炬31提升到以XYZ方向的电弧启动位置为基准的位置。
[0224] 接下来，如图17C所示，微动单元101移动到在XYZ方向上错开了规定距离的与所述焊接开始位置不同的位置、例如移动到焊接线行进方向的错开量为0mm且焊接线左右错开量为距离壁1mm的位置，在该位置处，如图17D所示，再次施加感应电压而实施通电性确认操作。这里，如图17E所示，在通过该通电性确认操作也无法检测到焊丝与钢骨结构物W3、W4的导通的情况下，微动单元101再次向反方向对焊丝进行规定长度的微动操作。然后，如图17F所示，微动单元101进行焊丝的提升处理，反复进行该通电性确认操作直至检测到通电，或者进行预先设定的规定次数。需要说明的是，与所述焊接开始位置不同的位置是指所述焊接开始位置的附近且焊接开始位置以外的位置，是即便从该位置开始焊接也无妨的位置。
[0225] 另一方面，在即便达到最大焊丝微动量也无法在焊丝的微动操作中检测到焊丝与钢骨结构物W3、W4的通电的情况下、且在超过规定的电弧可启动位置检索次数例如三次的情况下，微动单元101认为无法检测到电弧启动开始位置而移至错误处理。需要说明的是，这里省略说明该错误处理的详细情况。
[0226] 具备以上那种结构的焊接装置1B通过具备微动单元101，从而能够在焊接开始前确认电弧可否产生，能够在焊接开始位置处可靠地启动电弧。
[0227] [第四实施方式]
[0228] 以下，参照图18对本发明的第四实施方式的焊接装置进行说明。第四实施方式的焊接装置1C的特征在于具备两台焊接机器人30。即，第四实施方式的焊接装置1C除了图1所示的焊接装置1的结构之外，还另外具备一组台车20、焊接机器人30、焊丝供给容器40、喷嘴更换装置50、喷嘴清扫装置60、熔渣去除装置70、焊丝切断装置80以及预热装置200。另外，第四实施方式的焊接装置1C构成为能够利用一台焊接控制装置90C来控制各装置。这里，第四实施方式的焊接装置1C中的焊接控制装置以外的结构已经进行了说明，故省略说明。
[0229] 如所述的图8所示，第四实施方式的焊接装置的焊接控制装置90C除了具备输入单元91、感应单元92、根部间隙算出单元93及存储单元95之外，还具备运算单元94C。另外，如图18所示，该运算单元94C除了具备层叠图案决定单元941、焊接/预热条件决定单元942及动作程序作成单元943之外，还具备焊接条件修正单元944。这里，焊接控制装置90C中的运算单元94C以外的结构和运算单元94C中的焊接条件修正单元944以外的结构已经进行了说明，故省略说明。
[0230] 焊接条件修正单元944对由焊接/预热条件决定单元942决定的焊接条件进行修正。具体而言，焊接条件修正单元944在利用两台焊接机器人30同时对由于存在于同一钢骨结构物W的截面积和焊接长度中的任一方或两方不同而导致应焊接的体积不同的多个焊接接头进行焊接的情况下，为了使从基点到下一基点的焊接时间相同，而变更由焊接/预热条件决定单元942决定的焊接条件所包含的焊丝的进给量。由此，焊接条件修正单元944能够补偿多个焊接接头中的应焊接的体积的差异。
[0231] 以下，针对焊接条件修正单元944中的具体的处理进行说明。这里，作为焊接条件修正单元944中的处理的前阶段，预先进行以下那样的准备。首先，预先求出规定突出长度下的相对于焊丝进给速度的焊接电流与适当电弧电压之间的关系。接下来，预先求出使突出长度增减的情况下的相对于焊丝进给速度的焊接电流与适当电弧电压之间的关系。然后，通过实验等预先求出在为规定突出长度及基准根部间隙的情况下各板厚的成为基准的焊接条件(基准焊接条件、即焊接电流、电弧电压、焊接速度及目标位置)，进而，针对该焊接道次(在进行多层堆焊的情况下为该各道次)，预先求出可变动的焊接电流范围及与其对应的电弧电压(焊接电流范围)。在该情况下，认为较薄的板厚的层叠图案、焊接电流及焊接速度(各道次的焊缝厚度相同)大多成为与到较厚的板厚的中途为止相同的条件，但也可以如精加工附近的道次那样采用独立板厚的条件。而且，将这些信息存放于存储单元95，如图18所示，设为能够向焊接条件修正单元944输出的状态。
[0232] 在进行了以上那样的准备的基础上，焊接条件修正单元944进行以下那样的处理。首先，关于由两台焊接机器人30欲同时进行焊接的道次，存在该道次结束后的基准焊接条件下的焊缝厚度相同的情况、即层叠图案、焊接电流及焊接速度相同的情况。在该情况下，焊接条件修正单元944根据各基准焊接条件、该焊接接头的根部间隙、以及在具有在此之前焊接了的道次的情况下到目前为止焊接了的焊缝厚度，求出以确保基准焊接条件下的焊缝厚度为前提的情况下的基点间的焊接所需的熔敷金属量，将其平均值决定为作为目标的熔敷金属量(目标熔敷金属量)。
[0233] 接下来，焊接条件修正单元944根据预先求出的焊丝进给速度与焊接电流之间的关系，求出使用了该道次的基准焊接条件的电流值的情况下的成为目标熔敷金属量的焊接时间。在该情况下，焊接条件修正单元944针对钢骨结构物W的直线部分，根据基点间的焊接长度来算出焊接速度。另外，焊接条件修正单元944针对钢骨结构物W的圆弧部分(拐角部)，由于焊接时间成为旋转定位器10的旋转时间，因此，在考虑了到目前为止的焊缝厚度不同的基础上求出与此次要焊接的焊接位置相应的焊接长度，算出焊接速度(钢骨结构物W与焊炬31的相对速度)。接下来，焊接条件修正单元944根据求出的焊接速度与各焊接接头的在该道次需要的熔敷金属量，求出各焊接接头所需的焊丝进给速度，根据预先求出的焊丝进给速度与焊接电流之间的关系，决定实际电流值和与该实际电流值对应的电弧电压。
[0234] 另一方面，关于由两台焊接机器人30欲同时进行焊接的道次，存在该道次结束后的基准焊接条件下的焊缝厚度不同的情况、即层叠图案、焊接电流及焊接速度不同的情况。在该情况下，焊接条件修正单元944根据各基准焊接条件、该焊接接头的根部间隙、以及在具有在此之前焊接了的道次的情况下到目前为止焊接了的焊缝厚度，针对各个焊接接头，求出以确保基准焊接条件下的焊缝厚度为前提的情况下的基点间的焊接所需的熔敷金属量，将其平均值决定为作为目标的熔敷金属量(目标熔敷金属量)。
[0235] 接下来，焊接条件修正单元944根据各基准焊接条件，求出欲同时进行焊接的道次的相对于电流值的焊丝进给速度，求出其平均值，将该平均值设为焊丝平均进给速度。接下来，焊接条件修正单元944根据目标熔敷金属量和焊丝平均进给速度，求出此时的焊接时间。在该情况下，焊接条件修正单元944针对钢骨结构物W的直线部分，根据基点间的焊接长度和焊接时间来算出焊接速度。另外，焊接条件修正单元944针对钢骨结构物W的圆弧部分(拐角部)，由于焊接时间成为旋转定位器10的旋转时间，因此，在考虑了到目前为止的焊缝厚度不同的基础上求出与此次焊接的焊接位置相应的焊接长度，算出焊接速度(钢骨结构物W与焊炬31的相对速度)。接下来，焊接条件修正单元944根据求出的焊接速度与各焊接接头的在该道次中需要的熔敷金属量，求出各焊接接头所需的焊丝进给速度，根据预先求出的焊丝进给速度与焊接电流之间的关系，决定实际电流值和与该实际电流值对应的电弧电压。
[0236] 这样，第四实施方式的焊接装置通过改变由多个焊接机器人30进给的焊丝的进给量，从而能够利用多个焊接机器人30，对应焊接的体积不同的多个焊接接头同时进行焊接。
[0237] 这里，焊接条件修正单元944优选以如下方式对焊接条件进行修正：设置各道次中能焊接的适当焊接电流范围，进行该范围内的焊接，对该结果产生的壁量的差异在之后的道次中进行补偿，从而使总计的壁量处于所希望的值内。即，在规定的焊接电流范围内变更焊接电流而改变壁量进行了焊接的情况下，各焊接接头的各道次中的熔敷金属量不成为所希望的值，但在该情况下，将该不足的熔敷金属量或溢出的熔敷金属量转入下一道次中进行处理。另外，即便在此次的道次的焊缝厚度为0以下的情况下，也以下限值进行焊接，将溢出的熔敷金属量转入下一道次中进行处理。因此，焊接条件修正单元944将加上了所转入的熔敷金属量的相对于目标的误差而得到的熔敷金属量作为该焊接接头的下一道次所需的熔敷金属量，进行与所述处理同样的处理。
[0238] 这样，第四实施方式的焊接装置在之后的道次中补偿在焊接时产生的壁量的差异，使总计的壁量处于所希望的值内，由此，能够利用多个焊接机器人30，有效且适当地对多个焊接接头同时进行焊接。
[0239] 另外，优选的是，焊接条件修正单元944在不能进行各道次中能焊接的适当焊接电流范围内的焊接的情况下，以如下方式对焊接条件进行修正：按照各焊接接头单独地进行至少一个道次的焊接，从而补偿整体的壁量误差。即，当多个焊接接头间的焊接金属量之差变大时，在所有道次结束时的焊接结果中，发生各焊接接头的熔敷金属量产生误差而无法得到所希望的焊接品质的情况。在该情况下，焊接条件修正单元944不同时焊接一个以上的道次，即，不同时焊接多个焊接接头中的至少一个焊接接头，再次以基准焊接条件的焊接电流为前提，与到该道次为止所需的剩余熔敷金属量配合地重新计算此时的旋转定位器10的旋转速度(焊接速度)。然后，基于像这样修正了的焊接条件进行焊接。需要说明的是，该情况下的剩余的焊接接头在该焊接接头的焊接前或焊接后进行该道次的焊接。
[0240] 这样，第四实施方式的焊接装置按照各焊接接头单独地进行至少一个道次的焊接，补偿整体的壁量误差，由此，即便在各焊接接头中基点间的应焊接的体积的差较大，也能够利用多个焊接机器人30，有效且适当地对多个焊接接头同时进行焊接。
[0241] 另外，优选的是，焊接条件修正单元944在不能进行各道次中能焊接的适当焊接电流范围内的焊接的情况下，以如下方式对焊接条件进行修正：增大焊丝进给量的差，此时，针对焊接电流成为适当范围外而改变焊丝的突出长度，以使得该焊接电流成为所希望的值。即，由于所述的焊接电流范围被限定，因此，当焊接接头间的焊接金属量之差变大时，无法同时焊接的道次增加。而且，当像这样无法同时焊接的道次增加时，结果是，运转时间接近单独焊接的情况，同时焊接的效果减弱。因此，焊接条件修正单元944在即便电流值处于上下限值也无法使熔敷金属量成为所希望的值的情况下，通过改变焊丝突出长度而将焊接电流确保在范围内，同时使熔敷量成为所希望的值。即，焊接条件修正单元944预先通过实验等求出焊接电流及电弧电压的相关关系相对于突出长度的变化而变化的情况，以使由焊接速度和熔敷金属量决定的焊丝进给量中的焊接电流值成为电流范围内的方式改变突出长度，由此，确保适当的焊接条件，能够同时进行焊接。
[0242] 这样，第四实施方式的焊接装置通过改变多个焊接机器人30的焊丝的突出长度，从而能够利用多个焊接机器人30在确保适当的焊接电流的状态下有效地对多个焊接接头同时进行焊接。
[0243] 焊接条件修正单元944将以上那样修正了的焊接条件如图18所示那样向动作程序作成单元943输出。然后，动作程序作成单元943根据由层叠图案决定单元941决定的层叠图案和由焊接条件修正单元944修正后的焊接条件，作成焊接机器人30的机器人动作程序，向该焊接机器人30输出并设定。
[0244] 具备以上那种结构的第四实施方式的焊接装置1C能够基于输入到焊接控制装置90C的输入单元91的钢骨结构物W的尺寸等信息，自动地生成多个焊接机器人30的动作轨迹及焊接条件。
[0245] 另外，第四实施方式的焊接装置1C在利用一对旋转定位器10保持钢骨结构物W、且利用设置于各台车20的焊接机器人30对钢骨结构物W的不同的直线部分进行焊接的情况下，能够在不使该钢骨结构物W旋转的状态下利用多个焊接机器人30进行焊接，另外，在利用设置于各台车20的焊接机器人30对钢骨结构物W的不同的圆弧部分(拐角部)进行焊接的情况下，能够一边使该钢骨结构物W旋转一边利用多个焊接机器人30进行焊接。由此，第四实施方式的焊接装置1C不仅在钢骨结构物W的直线部分能够不切断电弧地连续焊接，在圆弧部分也能够不切断电弧地连续焊接。
[0246] 以上，通过具体实施方式对本发明的焊接装置具体进行了说明，但本发明的技术思想不局限于这些记载，必须基于权利要求书的记载被广义解释。另外，基于这些记载进行的各种变更、改变等当然也包含在本发明的技术思想内。
[0247] 例如，如图5A～图5C所示，在喷嘴清扫装置60中，喷嘴拆装机构52仅进行了焊炬31的喷嘴311的拆装，但例如也可以具备利用焊丝电刷等对卸载后的喷嘴311的内表面(内周面)进行自动清扫的结构。由此，能够去除附着于喷嘴311的内表面的喷溅物，更加有效地防止保护性的下降。
[0248] 另外，针对焊接装置1A、1B均具备一台焊接机器人30的情况(参照图1)进行了说明，但即便在如第四实施方式的焊接装置那样具备两台焊接机器人30的情况下也能够应用。在该情况下，通过在第四实施方式的焊接装置的焊接控制装置90C(参照图8)内追加焊接装置1A的中心位置算出单元96、偏心量算出单元97及修正单元98，从而能够基于钢骨结构物W的偏心量来修正动作程序。
[0249] 另外，针对焊接装置1B均具备一台焊接机器人30的情况(参照图1)进行了说明，但即便在如第四实施方式的焊接装置那样具备两台焊接机器人30的情况下也能应用。在该情况下，通过在第四实施方式的焊接装置的焊接控制装置90C(参照图18)内追加焊接装置1B的微动单元101，从而能够对从两台焊炬31突出的焊丝分别进行微动操作。
[0250] 这里，在焊接控制装置90C(参照图18)内追加了焊接装置1B的微动单元101的情况下，具体而言，该微动单元101在多个台车20上的各个焊接机器人30的前端所设置的焊炬31各自的焊接开始位置处，通过微动操作，使施加了感应电压的焊丝相对于钢骨结构物W3、W4进退。接下来，微动单元101检测焊丝的前端与钢骨结构物W3、W4接触时的短路，确认焊丝与钢骨结构物W3、W4的通电。然后，接下来，微动单元101向反方向对焊丝进行规定长度的微动操作。然后，微动单元101在多个焊炬31的焊接开始位置处同时向焊丝分别供给规定的焊接电力，生成使电弧点火而开始焊接的控制信号，向焊接机器人30输出该控制信号。由此，能够在焊接开始前确认电弧可否产生，能够使多个焊接机器人30中的电弧启动的时机同步地在各个焊接开始位置处可靠地启动电弧。
[0251] 另外，例如，本发明的焊接控制装置能够对焊接多个焊接接头的情况下的预热时机进行编辑来作为预热条件，能够选择性地应用按照各焊接接头交替地进行预热和焊接的方法、以及在对多个焊接接头全部进行了预热之后对多个焊接接头全部进行焊接的方法。
[0252] 本发明是基于2016年7月27日申请的日本专利申请(日本特愿2016-147869)而实现的，在此参照并援引其内容。
[0253] 附图标记说明
[0254] C 坡口深度
[0255] P 作业者
[0256] P1 检测开始位置
[0257] W、W1、W2、W3、W4 钢骨结构物(焊接用工件)
[0258] W1a、W2a 坡口面
[0259] r 距离(根部间隙)
[0260] 1、1A、1B、1C 焊接装置
[0261] 10 旋转定位器
[0262] 11 环状保持部
[0263] 20、20A 台车
[0264] 30 焊接机器人
[0265] 31 焊炬
[0266] 32 臂部前端(焊接机器人的前端)
[0267] 40 焊丝供给容器
[0268] 50 喷嘴更换装置
[0269] 60 喷嘴清扫装置
[0270] 70 熔渣去除装置
[0271] 80 焊丝切断装置
[0272] 90、90A、90B、90C 焊接控制装置
[0273] 91、91A 输入单元
[0274] 92 感应单元
[0275] 93 根部间隙算出单元
[0276] 96 中心位置算出单元
[0277] 97 偏心量算出单元
[0278] 98 修正单元
[0279] 111 固定夹具
[0280] 132 驱动部
[0281] 200、200B 预热装置
[0282] 202 预热焊炬
[0283] 203 温度传感器
[0284] 311 喷嘴
[0285] 521 螺旋弹簧
[0286] 524 旋转驱动源
