特許 7591479 缶体溶接装置および缶体溶接方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-20

(45)【発行日】2024-11-28

(54)【発明の名称】缶体溶接装置および缶体溶接方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 31/00 20060101AFI20241121BHJP

   B23K 9/127 20060101ALI20241121BHJP

   B23K 9/00 20060101ALI20241121BHJP

   B23K 37/047 20060101ALI20241121BHJP

   B23K 9/095 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

B23K31/00 M

B23K9/127 506Z

B23K9/00 501L

B23K37/047 501A

B23K9/095 505A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021140594

(22)【出願日】2021-08-31

(65)【公開番号】P2023034378

(43)【公開日】2023-03-13

【審査請求日】2023-12-07

(73)【特許権者】

【識別番号】399048917

【氏名又は名称】日立グローバルライフソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】西野 肇

(72)【発明者】

【氏名】牧野 聖也

(72)【発明者】

【氏名】草野 崇

(72)【発明者】

【氏名】出町 一馬

【審査官】山下 浩平

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－０８５９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５０－１２９６２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０１－０９５８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８７６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２３２５４０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０８－１９７２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３４７３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国実用新案第２０２０１８００２２８１（ＤＥ，Ｕ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ３１／００ － ３１／０２、

３１／１０ － ３３／００、

３７／００ － ３７／０８

Ｂ２３Ｋ ９／００、９／０２ － ９／０３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鏡部と胴部とを組み合わせたワークを回転させる回転装置と、
前記鏡部と前記胴部の合わせ部を溶接する溶接装置と、
前記合わせ部の位置を検出する非接触式の位置検出装置と、
前記位置検出装置によって検出された前記合わせ部の位置に基づいて前記溶接装置の位置を制御する制御部と、を備え、
前記位置検出装置は、前記溶接装置に対して所定回転角度の手前に配置され、
前記制御部は、前記ワークが前記所定回転角度の回転時に前記溶接装置による溶接を開始し、前記所定回転角度前の前記合わせ部の位置を前記溶接装置にフィードバックして溶接し、溶接終了時に溶接の始点側となる、すでに溶接が行われた溶接ビードの領域を再び溶接するラップ部において前記フィードバックする制御を行わずに前記溶接装置を前記ワークに近づく方向に位置するように制御して溶接することを特徴とする缶体溶接装置。

【請求項2】

請求項１に記載の缶体溶接装置において、
前記溶接装置および前記位置検出装置は、前記ワークを挟んで対向する位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする缶体溶接装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の缶体溶接装置において、
前記所定回転角度は、前記溶接装置による溶接光の影響を受けない角度以上であることを特徴とする缶体溶接装置。

【請求項4】

鏡部と胴部とを組み合わせたワークを回転させる回転装置と、前記鏡部と前記胴部との合わせ部を溶接する溶接装置と、前記合わせ部の位置を検出する非接触式の位置検出装置と、を備えた缶体溶接方法であって、
前記ワークが所定回転角度の手前で前記位置検出装置によって前記合わせ部の位置を検出し、前記ワークが前記所定回転角度の回転時に前記溶接装置による溶接を開始し、前記所定回転角度前に検出された位置を前記溶接装置にフィードバックして溶接し、溶接終了時に溶接の始点側となる、すでに溶接が行われた溶接ビードの領域を再び溶接するラップ部において前記フィードバックする制御を行わずに前記溶接装置を前記ワークに近づく方向に位置するように制御して溶接することを特徴とする缶体溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、缶体の溶接装置および溶接方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ワークを回転させるための手段と、回転中のワークの開先加工部の三次元位置情報を経時的に取得するセンサー部と、センサー部によって得られた加工対象部分の三次元位置情報に基づいて溶接トーチの位置を制御する溶接機が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－９０４１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、給湯機の缶体（鏡板と胴板）を円周に沿って溶接する場合、溶接の始点と終点において溶接がラップする部分が生じる。しかしながら、特許文献１に記載の溶接機のセンサー部は、ワークの表面に接触しながら検出を行うものであるため、溶接ビードにセンサー部が接触して、溶接トーチの位置がずれてしまうという課題があった。このため、溶接機による溶接終了後に、手動で溶接部を補修する必要があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、鏡部と胴部とを組み合わせたワークを回転させる回転装置と、前記鏡部と前記胴部の合わせ部を溶接する溶接装置と、前記合わせ部の位置を検出する非接触式の位置検出装置と、前記位置検出装置によって検出された前記合わせ部の位置に基づいて前記溶接装置の位置を制御する制御部と、を備え、前記位置検出装置は、前記溶接装置に対して所定回転角度の手前に配置され、前記制御部は、前記ワークが前記所定回転角度の回転時に前記溶接装置による溶接を開始し、前記所定回転角度前の前記合わせ部の位置を前記溶接装置にフィードバックして溶接し、溶接終了時に溶接の始点側となる、すでに溶接が行われた溶接ビードの領域を再び溶接するラップ部において前記フィードバックする制御を行わずに前記溶接装置を前記ワークに近づく方向に位置するように制御して溶接することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本実施形態の溶接装置によって溶接される貯湯タンクを示す斜視図である。

【図2】貯湯タンクの縦断面図である。

【図3】本実施形態の溶接装置の全体構成図である。

【図4】溶接トーチと倣い装置の構成図である。

【図5】合わせ部と溶接トーチの位置関係を示す縦断面図である。

【図6】合わせ部が膨らんだ場合の状態を示す断面図である。

【図7】合わせ部が凹んだ場合の状態を示す断面図である。

【図8】本実施形態の溶接装置の動作を示すフローチャートである。

【図9】図４のＢ部拡大図である。

【図10】ラップ部のワーク変形の予測制御図である。

【図11】溶接開始から溶接終了までの溶接電流の変化を示すグラフである。

【図12】ダウンスロープ制御を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態の缶体溶接装置によって溶接される給湯機の貯湯タンクを示す斜視図である。
図１に示すように、貯湯タンク１は、例えばヒートポンプ式給湯機（給湯器）に用いられるものであり、円筒形状の胴板１０（胴部）と、この胴板１０の上部の開口を覆う上鏡２０（鏡部）と、胴板１０の下部開口を覆う下鏡３０（鏡部）との３部材を組み合わせて構成されるものである。胴板１０は、１枚のステンレス鋼の板材を円筒状にし、周方向の両端縁同士を重ね合わせて溶接することで構成される。上鏡２０および下鏡３０は、ステンレス鋼の板材をしぼり加工等することで構成される。

【0008】

また、貯湯タンク１は、図示しないヒートポンプユニットと接続され、沸き上げ運転時には貯湯タンク１の下部から取り出した水を、ヒートポンプユニットによって加熱し、貯湯タンク１の上部に戻すようになっている。また、沸き上げた湯は、貯湯タンク１の上部から取り出して、所定の給湯栓に供給されるようになっている。

【0009】

図２は、貯湯タンクの縦断面図である。
図２に示すように、上鏡２０は、上方に向けて凸状のおわん型であり、上鏡２０の下部開口の縁２０ａと胴板１０の上部開口の縁１０ａとが、上鏡２０が径方向の外側、胴板１０が径方向の内側になるように組み合わせられる。なお、上鏡２０と胴板１０とを合わせてワークＷという。そして、上鏡２０の縁２０ａと胴板１０の縁１０ａとが径方向に重なった部分を合わせ部（合わせ面）Ｓと言う。この合わせ部Ｓに沿って溶接が行われることで、合わせ部Ｓに溶接ビードＢが形成される。なお、図示省略しているが、下鏡３０についても、上鏡２０と同様にして、上鏡２０の上部開口の縁と胴板１０の下部開口の縁とが重ね合わされ（これらを合わせてワークという）、下鏡３０と胴板１０との合わせ部に沿って溶接が行われる。

【0010】

図３は、本実施形態の溶接装置の全体構成図である。
図３に示すように、缶体溶接装置１００は、回転装置４０、溶接トーチ５０（溶接装置）、倣い装置６０（非接触式の位置検出装置）、制御部７０を備えて構成されている。なお、以下では、胴板１０と上鏡２０との溶接について説明し、同様に行われる胴板１０と下鏡３０との溶接については説明を省略する。

【0011】

回転装置４０は、胴板１０と上鏡２０とが組み合わされたワークＷを保持して、胴板１０の径方向の中心（上鏡２０の径方向の中心）を支点として回転するように構成されている。また、回転装置４０は、上鏡２０が溶接された胴板１０と下鏡３０とが組み合わされたワークを保持して、胴板１０の径方向の中心（下鏡３０の径方向の中心）を支点として回転するように構成されている。

【0012】

溶接トーチ５０は、例えば、アーク放電によるティグ（ＴＩＧ）溶接を行うものであり、タングステン電極が突出して配置されるとともにシールドガス（Ａｒガス）が吐出されるノズル（不図示）を有している。また、溶接トーチ５０は、胴板１０と上鏡２０との合わせ部Ｓ（図２参照）に対向する位置に近づけて配置される。

【0013】

倣い装置６０は、溶接トーチ５０から胴板１０と上鏡２０とが溶接される被溶接面（合わせ部Ｓ）までの距離Ｌ（合わせ部Ｓの位置）を非接触で検出するものであり、例えばレーザ変位計によって構成される。詳述すると、倣い装置６０は、溶接トーチ５０の電極先端と合わせ部Ｓとの距離Ｌを検出する。この距離Ｌに応じて溶接トーチ５０の合わせ部Ｓからの位置が制御される。

【0014】

制御部７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェイス、電子回路等を含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、回転装置４０、溶接トーチ５０および倣い装置６０を制御する。また、制御部７０は、倣い装置６０によって検出された距離Ｌ（合わせ部Ｓの位置）を取得し、溶接トーチ５０の位置に反映するようになっている。また、制御部７０は、回転装置４０を所定の回転速度で回転するように制御する。

【0015】

図４は、溶接トーチと倣い装置の構成図である。
図４に示すように、断面視円形のワークＷに対して、溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂ（溶接装置）と、倣い装置６０Ａ，６０Ｂ（非接触式の位置検出装置）とが配置されている。溶接トーチ５０Ａと倣い装置６０Ａとが一つの組み合わせであり、溶接トーチ５０Ｂと倣い装置６０Ｂとがもう一つの組み合わせである。また、溶接トーチ５０Ｂと倣い装置６０Ｂとを組み合わせた構成は、溶接トーチ５０Ａと倣い装置６０Ａとを組み合わせた構成と同様である。

【0016】

溶接トーチ５０Ａと溶接トーチ５０Ｂは、ワークＷの回転中心Ｏを挟んで互いに対向する位置に配置されている。換言すると、溶接トーチ５０Ｂは、溶接トーチ５０Ａに対して１８０°（度）回転した反対側に位置している。また、溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂは、ワークＷに対して近づく方向と離れる方向に移動可能に構成されている。

【0017】

また、倣い装置６０Ａと倣い装置６０Ｂは、ワークＷの回転中心Ｏを挟んで互いに対向する位置に配置されている。換言すると、倣い装置６０Ｂは、倣い装置６０Ａに対して１８０°回転した反対側に位置している。また、倣い装置６０Ａ，６０Ｂは、レーザ照射が固定して行われる。

【0018】

また、倣い装置６０Ａは、溶接トーチ５０Ａに対して回転角度θ１（所定回転角度）ずれた位置に配置されている。換言すると、倣い装置６０Ａは、ワークＷの回転方向Ｒに対して逆方向の溶接トーチ５０Ａの手前側に位置している（位置検出装置としての倣い装置６０は溶接装置としての溶接トーチ５０の所定回転角度の手前に配置）。なお、手前とは、これから溶接される側を意味している。倣い装置６０Ｂも同様にして、溶接トーチ５０Ｂに対して前記回転角度θ１と同様の回転角度（所定回転角度）ずれた位置に配置されている。換言すると、倣い装置６０Ｂは、ワークＷの回転方向Ｒに対して逆方向の溶接トーチ５０Ｂの手前側に位置している。このように、倣い装置６０Ａ，６０Ｂを溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂに対して回転角度θ１ずらして配置するのは、検出時のレーザ光が溶接時に発生する溶接光によって影響を受けるのを避けるためである。なお、回転角度θ１は、例えば２０°（度）に設定される。なお、溶接光の影響を受けない範囲であれば、２０°未満であっても、２０度を超えていてもよい。これにより、倣い装置６０Ａ，６０Ｂを非接触式センサにした場合であっても、合わせ部Ｓ（図２参照）の位置（溶接トーチ５０の先端から合わせ部Ｓまでの距離Ｌ）を検出することが可能になる。

【0019】

また、倣い装置６０Ａは、図４において点Ｐ１で示す位置が溶接の始点である場合、ワークＷの回転が開始されると、０°の位置（点Ｐ１の位置）で合わせ部Ｓの位置検出が開始される。そして、ワークＷが回転角度θ１回転したときに、溶接トーチ５０Ａに対して、０°のときに読み取った検出値（位置）を溶接トーチ５０Ａにフィードバックする。なお、回転角度θ１の区間は、ワークＷは回転しているが、溶接は開始されていない（旋回待ち）区間である。そして、フィードバックした検出値（位置）に基づいて溶接トーチ５０ＡをワークＷの合わせ部Ｓの位置に合わせて動作させながら溶接を開始する。

【0020】

そして、溶接が開始されてからワークＷが回転角度θ２回転する区間は、倣い装置６０Ａの検出値（２０°前の検出値）をフィードバックしながら溶接トーチ５０Ａによって通常の溶接が行われる（通常溶接）。なお、回転角度θ２は、１７９°に設定される。すなわち、溶接トーチ５０ＡによってワークＷが半円分溶接される。

【0021】

ワークＷが回転角度θ２回転しながら溶接が行われた後（通常溶接が行われるθ２区間の溶接が終わると）、さらにワークＷが回転角度θ３回転する。このようにワークＷが回転角度θ３回転すると、もう一方の溶接トーチ５０Ｂによってすでに溶接された溶接ビードの始点に重ねて、溶接トーチ５０Ａによって溶接が行われる（ラップ部の溶接）。この回転角度θ３は、溶接ビードに重ねて溶接されるラップ部Ｑ（図９、図１０参照）に相当する区間になる。なお、回転角度θ３は、例えば５°に設定される。また、溶接トーチ５０Ｂと倣い装置６０Ｂとの構成においても、ワークＷが回転角度θ３回転すると、溶接トーチ５０Ａによって溶接された溶接ビードの始点に重ねて、溶接トーチ５０Ｂによって溶接が行われる。つまり、溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂと倣い装置６０Ａ，６０Ｂとの組み合わせでは、ラップ部が２ケ所に形成される。

【0022】

図５は、合わせ部と溶接トーチの位置関係を示す縦断面図である。
図５に示すように、溶接トーチ５０は、ワークＷの合わせ部Ｓの高さ位置に配置されるとともにワークＷに近づく方向と遠ざかる方向に動作するように構成されている。また、溶接トーチ５０の基準位置を予め設定し、溶接トーチ５０の先端部５０ａから溶接前の合わせ部Ｓまでの距離をＬとする。また、溶接開始前のＺ軸上の合わせ部Ｓの位置を基準位置Ｚ_０とする。なお、基準位置Ｚ_０に対して溶接トーチ５０に近づく方向をＺ軸のマイナス（Ｚ軸（＋））とし、溶接トーチ５０から遠ざかる方向をＺ軸のプラス（Ｚ軸（－））とする。

【0023】

また、溶接トーチ５０は、ワークＷの上下方向（軸方向）に動作するようになっている。なお、溶接トーチ５０が上方（上鏡２０側）に移動する場合をＸ軸方向のプラス（Ｘ軸（＋））とし、下方に（胴板１０側、下鏡３０側）に移動する場合をＸ軸方向のマイナス（Ｘ軸（－））とする。

【0024】

図６は、合わせ部が膨らんだ場合の状態を示す断面図である。図７は、合わせ部が凹んだ場合の状態を示す断面図である。このように、合わせ部Ｓが膨らんだり、凹んだりするのは、胴板１０と上鏡２０には大きさの違いがあり、このように大きさに違があるもの同士を重ね合わせながら溶接するためであり、結果的として歪（ひずみ）が生じるものである。

【0025】

図６に示すように、溶接時において合わせ部Ｓが膨らみ、合わせ部Ｓの位置はＺ_０＋αとなり、合わせ部Ｓから溶接トーチ５０の先端部５０ａまでの距離は、Ｌ－αとなる。つまり、溶接トーチ５０の先端部５０ａから合わせ部Ｓまでの距離が基準位置Ｚ_０の場合よりも短くなるので、この場合には溶接トーチ５０を合わせ部Ｓから遠ざかる方向（Ｚ軸（＋）方向）に移動するように制御する。

【0026】

図７に示すように、溶接時において合わせ部Ｓが凹み、合わせ部Ｓの位置はＺ_０－αとなり、合わせ部Ｓから溶接トーチ５０の先端部５０ａまでの距離は、Ｌ＋αとなる。つまり、溶接トーチ５０の先端部５０ａから合わせ部Ｓまでの距離が基準位置Ｚ_０の場合よりも長くなるので、この場合には溶接トーチ５０を合わせ部Ｓから近づける方向（Ｚ軸（－）方向）に移動するように制御する。

【0027】

図８は、本実施形態の溶接装置の動作を示すフローチャートである。なお、図８で示す回転角度θは、溶接が行われない最初の２０°を含む角度を示している。
図８に示すように、ステップＳ１０において、制御部７０は、回転装置４０を制御して、ワークＷの旋回（回転）を開始する。これにより、上鏡２０と胴板１０の合わせ部Ｓが胴板１０（上鏡２０）の径方向中心Ｏ（図４参照）を軸として回転する。

【0028】

ステップＳ２０において、制御部７０は、ワークＷの旋回角度θ(回転角度)２０°になったか否かを判定する。なお、ワークＷの旋回角度θは、図示しないエンコーダ（回転角度検出部）によって検出される。制御部７０は、旋回角度θが２０°ではないと判定した場合には（Ｓ２０、Ｎｏ）、ステップＳ２０の処理を繰り返し、旋回角度θが２０°であると判定した場合には（Ｓ２０、Ｙｅｓ）、ステップＳ３０の処理に進む。

【0029】

ステップＳ３０において、制御部７０は、通常溶接による倣い制御を開始する。すなわち、倣い装置６０Ａ，６０Ｂによって検出した合わせ部Ｓの位置（検出値）を溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂにフィードバックして、溶接トーチ５０Ａ，５０ＢのＺ軸上の位置を制御する。例えば、合わせ部Ｓにおいて、胴板１０が外側に膨らんだ状態の場合には、溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂを合わせ部Ｓから遠ざける方向に移動するように制御する。また、胴板１０が内側に凹んだ状態の場合には、溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂを合わせ部Ｓに近づける方向に移動するように制御する。

【0030】

ステップＳ４０において、制御部７０は、旋回を開始してからの旋回角度（回転角度）θが１９９°になった否かを判定する。なお、旋回角度θが１９９°（１７９°＋２０°）とは、それぞれの溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂによって半円分の溶接（通常溶接）が行われた状態である。制御部７０は、旋回角度θが１９９°未満の場合には、ステップＳ３０に戻り、旋回角度θが１９９°である場合には、ステップＳ５０の処理に進む。

【0031】

ステップＳ５０において、制御部７０は、ラップ部ＱのワークＷの変形量に応じた溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂの自動制御を開始する。つまり、倣い装置６０Ａ，６０Ｂは、回転角度２０°ずらして読み取っているので、ラップ部Ｑでは読み取りができない（フィードバックできない）。そこで、ワークＷの変形量を予測して溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂの位置を自動制御しながら溶接する。この自動制御について後記する。

【0032】

ステップＳ６０において、制御部７０は、ワークＷの旋回角度（回転角度）θが２０４°になったか否かを判定する。制御部７０は、旋回角度θが２０４°未満の場合には（Ｓ６０、Ｎｏ）、ステップＳ６０の処理を繰り返し、旋回角度θが２０４°になったと判定した場合には（Ｓ６０、Ｙｅｓ）、ワークＷの旋回を呈して、溶接を終了する。

【0033】

図９は、図４のＢ部拡大図である。
図９に示すように、ワークＷの旋回角度θが１９９°を超えると、回転角度２００°から２０４°の範囲では、すでに溶接が行われた溶接ビードの領域を再び溶接するラップ部Ｑになる。このラップＱでは、これまでの溶接試験によってワークＷの合わせ部Ｓが常にワークＷの内側に凹むように変形することが確認された。このため、ラップ部Ｑの区間では、ワークＷが凹む方向に常に変形するので、倣い装置６０Ａ，６０Ｂによるフィードバック制御を実行することなく、溶接トーチ５０Ａ，５０ＢをワークＷに対して近づく方向および遠ざかる方向に制御して、ラップ部Ｑを溶接できるようにしたものである。

【0034】

図１０は、ラップ部のワーク変形の予測制御図である。
図１０に示すように、通常溶接の区間から予測制御区間（１９９°～２０４°）に切り替わると、ワークＷが凹む方向（Ｚ軸（－）方向）に変形する。そこで、予測制御区間では、倣い装置６０Ａ，６０Ｂで読み取った値を溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂにフィードバックする制御を行なわずに（フィードバックレス）、溶接トーチ５０Ａ，５０ＢをワークＷに近づける制御を自動で行うことが可能になった。

【0035】

また、予測制御区間（ラップ部Ｑ）では、ワークＷが凹み変形すること、換言すると溶接トーチ５０Ａ，５０ＢがワークＷから遠ざかる方向に変形することから、溶接トーチ５０Ａ，５０ＢをＺ軸方向においてワークＷに近づく方向に位置するように制御する。

【0036】

図１１は、溶接開始から溶接終了までの溶接電流の変化を示すグラフである。
図１１に示すように、溶接トーチ５０に与える溶接電流は、まずスタート電流まで上げて、所定時間後に電流を徐々に上昇させるアップスロープ制御を行う。そして、アップスロープ制御後、一定の電流値で制御した後、溶接終了時に電流を徐々に下降させるダウンスロープ制御を行う。ところで、従来の溶接電流制御では、スタート電流と同時にワークの回転を開始すると同時に溶接を開始すると、ラップ部Ｑにおいて溶接ビード不良が発生していた。本実施形態では、アップスロープ制御開始時にワークの回転を開始して溶接を開始することで、溶接ビードを良好にできるようにした。なお、アップスロープ制御開始時とは、スタート電流からアップスロープ制御に切り替わるときである。

【0037】

図１２は、ダウンスロープ制御を示す模式図である。なお、図１２は、溶接始点の溶接ビードＢ１と溶接終点の溶接ビードＢ２とが重なるラップ部Ｑを示し、溶接の終点が溶接の始点に重なる直前の溶接ビードＢの状態を示している。
図１２に示すように、溶接ビードＢ２が回転角度１９９°の位置まで進んできた状態であり、回転角度１９９°以降はこれから溶接が行われる状態である。また、回転角度２００°以降の溶接ビードＢ２は、他方の溶接トーチによって溶接された溶接始点側を示している。溶接終了時、矢印の方向から進んできた溶接ビードＢ１は、回転角度２００°の位置で溶接始点側の溶接ビードＢ２と重なり、回転角度２０４°まで溶接が行われる。

【0038】

溶接終了時、アップスロープ制御直前にダウンスロープ制御が開始される。具体的には、アップスロープ制御開始よりも前の回転角度１９９°においてダウンスロープ制御を開始し、回転角度２０４°でダウンスロープ制御を終了する。ところで、従来の溶接電流制御では、スタート電流直前にダウンスロープ制御が行われていたため、ラップ部において溶接ビード不良が発生していた。本実施形態では、アップスロープ制御開始直前にダウンスロープ制御を開始することで、ラップ部Ｑにおいて溶接ビードを良好にできるようにした。

【0039】

以上説明したように、本実施形態の缶体溶接装置１００は、上鏡２０と胴板１０とを組み合わせたワークＷを回転させる回転装置４０と、上鏡２０と胴板１０との合わせ部Ｓを溶接する溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂと、合わせ部Ｓの位置を検出する倣い装置６０Ａ，６０Ｂと、倣い装置６０Ａ，６０Ｂによって検出された合わせ部Ｓの位置に基づいて溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂの位置を制御する制御部７０と、を備える。倣い装置６０Ａ，６０Ｂは、溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂに対して回転角度θ１（２０°）手前に配置される（所定回転角度の手前に配置）。制御部７０は、ワークＷが回転角度θ１回転時に溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂによる溶接を開始し、回転角度θ１より前の合わせ部Ｓの位置（検出値）を溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂにフィードバックして溶接する。これによれば、従来の接触式の倣いセンサにおいて、ラップ部のビードにセンサが接触して、溶接トーチの位置がずれていたものを、非接触式の倣い装置６０Ａ，６０Ｂにしたことで、ラップ部における溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂの飛びを防止でき、溶接位置がずれることがなくなり、溶接後の補修作業が不要になった。また、接触式の倣いセンサでは、毎回補修溶接が必要であり、次ワークの溶接を開始するときも人の手で元の位置に戻す作業が必要だったが、非接触式の倣い装置６０Ａ，６０Ｂにしたことで、毎回の補修溶接や次ワークのための調整作業も不要になった。

【0040】

また、本実施形態において、溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂおよび倣い装置６０Ａ，６０Ｂは、ワークＷを挟んで対角の位置に一対設けられている。このように溶接トーチと倣い装置を対で設けることで、胴板１０と上鏡２０とを溶接する場合の時間を短縮でき、貯湯タンク１の製造効率を高めることができる。

【0041】

また、本実施形態において、制御部７０は、溶接終了時、溶接の始点側と重なるラップ部Ｑ（予測制御区間）においてワークＷの変形量に応じて溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂの位置を自動制御する。これによれば、倣い装置６０Ａ，６０Ｂによる制御を行うことができない（フィードバック制御を行うことができない）ラップ部Ｑにおいて、溶接不良を発生させることなく溶接が可能になる。

【0042】

また、本実施形態において、回転角度θ１は、溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂによる溶接光の影響を受けない角度以上である。これによれば、非接触式の倣い装置を用いても合わせ部Ｓの位置検出を行うことが可能になる。

【0043】

また、本実施形態において、制御部７０は、アップスロープ制御開始時にワークＷの回転を開始する（図１１参照）。これによれば、溶接開始時の溶接ビードＢを良好にすることができる。

【0044】

また、本実施形態において、制御部７０は、溶接終了時、アップスロープ制御開始直前にダウンスロープ制御を実行する。これによれば、ラップ部Ｑにおける溶接ビード不良を抑制でき、溶接補修が不要になる。

【0045】

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を変更しない範囲において種々変更することができる。例えば、前記した実施形態では、溶接トーチ５０Ａ，５０Ｂと倣い装置６０Ａ，６０Ｂとを対で設けた構成を例に挙げて説明したが、溶接トーチ５０Ａと倣い装置６０Ａとによって、回転角度３６０°＋２０°＋４°回転させる構成であってもよい。

【符号の説明】

【0046】

１ 貯湯タンク
１０ 胴板（胴部）
２０ 上鏡（鏡部）
３０ 下鏡（鏡部）
４０ 回転装置
５０，５０Ａ，５０Ｂ 溶接トーチ（溶接装置）
６０，６０Ａ，６０Ｂ 倣い装置（非接触式の位置検出装置）
７０ 制御部
１００ 缶体溶接装置
Ｑ ラップ部
Ｓ 合わせ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】