串联电弧焊接中的电极位置控制方法、串联电弧焊接系统的机器人控制器和串联电弧焊接系统

技术领域

本发明涉及一种在焊接开始前对先行极和后行极相对焊接线(焊接工件的坡口中心)的位置进行控制的串联电弧焊接中的电极位置控制方法、串联电弧焊接系统的机器人控制器和串联电弧焊接系统。 

背景技术

在使用先行极和后行极2个电极来进行焊接的串联电弧焊接中，在焊接开始前，对图7(a)所示那样作为焊接目标而预先示教(teaching)的焊接线即焊接工件W的坡口中心，必须使先行极2a和后行极2b一致。 

关于这种在焊接开始前的电极的位置控制，例如在日本特开2007-307612号中提出了一种技术，其通过在焊接开始前处于预定位置的基准模具(jig)来分别检测2根电极的弯曲量，使用该弯曲量的检测结果来补正2根电极相对焊接对象物(焊接工件)的位置。 

在日本特开昭54-124850号中提出了一种技术，其在焊接开始前通过焊炬来进行传感检测，判别焊炬相对焊接对象物的相对位置，从而将该焊炬修正到适当焊接位置。 

但是，在由日本特开2007-307612号所提出的技术中，由于只在预定位置能够使用基准模具，因此在运用时的灵活性上不够。而且，在该技术中，虽然能够检测电极的弯曲状况，但是，如图7(b)所示那样，在焊接线相对于示教时的位置(参考图7(a))发生歪斜的情况下，不能够进行对应处理。 

在由日本特开昭54-124850号所提出的技术中，由于是由单电弧焊接所使用的技术，因此单纯地适用于串联电弧焊接是困难的。即，在串联电弧焊接中，当由于装配误差等而使焊接工件被设置在与预先示教的位置不同的位置上时，如图7(b)所示，就存在焊接线相对于示教时的位置(参 考图7(a))发生歪斜的情况。在这种情况下，通过适用由该专利公报所提出的技术，如图7(b)所示那样，尽管能够使先行极2a与变成焊接线的坡口中心位置一致，但是，却不能够使后行极2b与该坡口中心位置一致。 

当在这种状态下开始焊接时，由于不能够对后行极2b应该进行焊接的焊接工件的坡口中心位置进行焊接，因此例如在图7(b)中，存在在由虚线圆圈围着的区域上产生焊接缺陷的可能性。这样，当焊接线与示教时的位置不同时，如图7(c)所示那样，将先行极2a和后行极2b两者的焊接开始位置与焊接线一致来进行补正的技术迄今并不存在。 

发明内容

本发明是为了解决这种问题而提出的，目的在于提供一种在串联电弧焊接中，即使是在焊接开始时的焊接线与示教时的位置不同的情况下，也能够通过将先行极和后行极的位置与焊接线的位置一致来进行适当地补正，从而能够防止焊接缺陷的串联电弧焊接中的电极位置控制方法、串联电弧焊接系统的机器人控制器和串联电弧焊接系统。 

为了解决上述问题，本发明的串联电弧焊接中的电极位置控制方法，是用于在焊接开始前控制先行极和后行极相对焊接线的位置的串联电弧焊接中的电极位置控制方法，由以下的步骤构成：电压检测步骤，其通过电流电压检测单元，检测与作为焊接对象的焊接工件相接触的所述先行极和所述后行极的电压；传感检测步骤，其通过传感检测处理单元，根据由所述电压检测步骤检测出的所述先行极和所述后行极的电压的电气变化，来检测所述焊接工件的位置信息；补正量计算步骤，其通过补正量计算处理单元，根据由所述传感检测步骤检测出的所述焊接工件的位置信息，算出用于对所述先行极和所述后行极相对预先示教的所述焊接线的位置偏差进行补正的补正量；和位置补正步骤，其通过机器人轨迹计划处理单元，以加上或者减去由所述补正量计算步骤所算出的所述补正量的方式，来补正所述先行极和所述后行极相对所述焊接线的位置。 

这种串联电弧焊接中的电极位置控制方法，通过使用施加了电压之状态的先行极和后行极来对焊接工件进行传感检测，能够检测焊接工件相对 先行极和后行极的相对位置。由此，能够检测所设置的焊接工件的位置是否与预先示教的位置不同即先行极和后行极相对焊接线(焊接工件的坡口中心位置)有无位置偏差和程度。通过基于检测出的该位置偏差的程度来算出补正量，能够使先行极和后行极相对焊接线的位置与焊接线的位置一致来适当地进行补正。 

此外，本发明的串联电弧焊接中的电极位置控制方法，优选地，所述电压检测步骤，检测在通过所述先行极和所述后行极对所述焊接工件的坡口的左右壁进行接触式传感检测时的电压，所述传感检测步骤，通过所述传感检测处理单元，根据由所述电压检测步骤检测出的所述先行极和所述后行极的电压的电气变化，来检测所述焊接工件的坡口中心位置，所述补正量计算步骤，包括：先行极补正量计算步骤，其通过先行极补正量计算单元，根据由所述传感检测步骤所算出的所述坡口中心位置和当前的所述先行极的位置，算出用于对所述先行极的位置偏差进行补正的先行极补正量；和后行极补正量计算步骤，其通过后行极补正量计算单元，根据由所述传感检测步骤所算出的所述坡口中心位置、当前的所述后行极的位置、以及所述先行极和所述后行极之间的距离，算出用于对所述后行极的位置偏差进行补正的后行极补正量，所述位置补正步骤，通过所述机器人轨迹计划处理单元，以分别加上或者减去所述先行极补正量和所述后行极补正量的方式，来补正所述先行极和所述后行极相对所述焊接线的位置。 

这种串联电弧焊接中的电极位置控制方法，通过使用施加了电压之状态的先行极和后行极来接触式传感检测焊接工件的坡口的左右壁，能够检测出焊接工件相对先行极和后行极的坡口中心位置。然后，通过将该坡口中心位置与先行极和后行极的当前位置进行比较，能够检测先行极和后行极相对焊接线有无位置偏差和程度。通过基于检测的该位置偏差的程度来算出补正量，能够使先行极和后行极相对焊接线的位置与焊接线的位置一致来更适当地进行补正。 

此外，本发明的串联电弧焊接中的电极位置控制方法，优选地，所述电压检测步骤，相对于所述焊接工件的坡口的左右壁，使所述焊炬相对所述焊接线直线地移动、或者以预定的旋转中心旋转，同时，通过所述先行极和所述后行极对该左右壁进行接触式传感检测。 

这种串联电弧焊接中的电极位置控制方法，能够与焊接工件的坡口的形状一致来变更在接触式传感检测时的焊炬的移动方法。因此，与焊接工件的坡口形状无关，能够检测出先行极和后行极相对焊接线有无位置偏差和程度。通过基于检测的该位置偏差的程度来算出补正量，能够使先行极和后行极相对焊接线的位置与焊接线的位置一致来更适当地进行补正。 

此外，本发明相关的串联电弧焊接中的电极位置控制方法，优选地，所述补正量计算步骤还包括旋转中心补正量计算步骤，所述旋转中心补正量计算步骤通过旋转中心补正量计算单元，来算出用于对由所述位置补正步骤中的所述后行极的位置的补正所产生的所述先行极的位置偏差进行补正的旋转中心补正量，所述位置补正步骤，通过所述机器人轨迹计划处理单元，通过分别加上或者减去所述先行极补正量、所述后行极补正量和所述旋转中心补正量，来补正所述先行极和所述后行极相对所述焊接线的位置以及所述焊炬的旋转中心。 

这种串联电弧焊接中的电极位置控制方法，除了先行极补正量和后行极补正量之外，还算出用于补正焊炬之旋转中心的旋转中心补正量，从而还进行焊炬的旋转中心的补正。因此，即使在用任意的旋转中心进行后行极的位置补正的情况下，也不会由于该后行极的位置补正而产生先行极的位置偏差。因此，能够使先行极和后行极相对焊接线的位置与焊接线的位置一致而更可靠地进行补正。 

此外，本发明的串联电弧焊接中的电极位置控制方法，优选地，所述旋转中心补正量计算步骤，根据所述先行极和所述焊炬的旋转中心之间的距离、以及表示将在顶端安装了所述焊炬的机器人作为基准的该焊炬的姿态的焊炬姿态信息，来算出所述先行极的基准位置，同时，通过根据所述先行极的基准位置和所述后行极补正量，求得使用该后行极补正量来进行补正之前的所述先行极的位置和使用所述后行极补正量来进行补正之后的所述先行极的位置之间的差，从而算出所述旋转中心补正量。 

这种串联电弧焊接中的电极位置控制方法，通过使用先行极和焊炬的旋转中心之间的距离、焊炬姿态信息、以及后行极补正量，在通过由后行极补正量实现的后行极的位置补正而产生或者进行产生时，能够容易地算出用于补正先行极相对假定的焊接线的位置偏差的旋转中心补正量。 

为了解决上述问题，本发明的串联电弧焊接系统，是一种效仿焊接线来进行焊接的串联电弧焊接系统，由下述构成：焊炬，其使先行极和后行极在焊接进行方向上隔开预定的电极间距离而配置；机器人，其使在顶端所安装的所述焊炬相对于所述焊接线移动或者旋转；焊接电源，其给所述先行极和所述后行极进行供电；电流电压检测器，其检测所述先行极和所述后行极的电流和电压的至少一个；以及机器人控制器，其在焊接开始前用于控制所述先行极和所述后行极相对所述焊接线的位置，这里，所述机器人控制器，由以下部分构成：传感检测处理部，其根据由所述电流电压检测器检测出的所述先行极和所述后行极的电压的电气变化，来检测作为焊接对象的焊接工件的位置信息；补正量计算处理部，其根据所述焊接工件的位置信息，算出用于对所述先行极和所述后行极相对预先示教的所述焊接线的位置偏差进行补正的补正量；和机器人轨迹计划处理部，其通过加上或者减去所述补正量，来补正所述先行极和所述后行极相对所述焊接线的位置。 

这种串联电弧焊接系统，通过使用施加了电压之状态的先行极和后行极来对焊接工件进行传感检测，能够检测焊接工件相对先行极和后行极的相对位置。由此，能够检测所设置的焊接工件的位置是否与预先示教的位置不同即先行极和后行极相对焊接线(焊接工件的坡口中心位置)有无位置偏差和程度。通过基于检测的该位置偏差的程度来算出补正量，能够使先行极和后行极相对焊接线的位置与焊接线的位置一致来适当地进行补正。 

被用于所述串联电弧焊接系统的机器人控制器，也是本发明的范围。 

根据本发明的串联电弧焊接中的电极位置控制方法、串联电弧焊接系统的机器人控制器和串联电弧焊接，即使是在串联电弧焊接中焊接开始时的焊接线与示教时的位置不同的情况下，也能够使先行极和后行极的位置与焊接线的位置一致而进行适当地补正。因此，能够适当地防止将先行极和后行极相对焊接线的位置偏差作为原因的焊接缺陷。 

附图说明

图1是表示本发明实施方式的串联电弧焊接系统的整体的概略图。 

图2是表示本发明实施方式的机器人控制器的内部构成的方框图。 

图3是表示本发明实施方式的电极位置控制方法的具体例子的示意图。 

图4是表示每个TCP的位置补正的概要的概略图，(a)是表示将TCP设定于先行极时的位置补正的过程的示意图，(b)是表示将TCP设定在先行极和后行极的中间时的位置补正的过程的示意图。 

图5是表示本发明实施方式的电极位置控制方法的处理流程的一个例子的示意图。 

图6是表示本发明实施方式的先行极和后行极的传感检测动作的例子的概略图，(a)是表示先行极相对焊接工件W的传感检测动作的示意图，(b)是表示后行极相对焊接工件W的传感检测动作的示意图。 

图7是用于说明先行极和后行极相对焊接线的位置关系的例子的示意图，(a)是表示示教时的位置的示意图，(b)是表示在焊接线相对于示教时歪斜的情况下没有后行极之补正的情况的示意图，(c)是表示在焊接线相对于示教时歪斜的情况下具有后行极之补正的情况的示意图。 

具体实施方式

下面，参考附图，说明本发明实施方式的串联电弧焊接中的电极位置控制方法(以后简称为电极位置控制方法)、串联电弧焊接系统的机器人控制器(以后简称为机器人控制器)和串联电弧焊接系统。这里，在以下的说明中，首先对串联电弧焊接系统和作为其一构成的机器人控制器进行说明，之后，对电极位置控制方法进行说明。 

<串联电弧焊接系统> 

串联电弧焊接系统1是将2个电极相对于焊接工件W的焊接进行方向进行左右摇摆(ウイ一ビング)、同时效仿焊接线来进行电弧焊接的系统。这里，所谓焊接线，是沿着作为焊接对象的焊接工件W的坡口中心的假想线的情况，意味着通过后述的机器人控制器8而被预先示教(teaching)的线的情况。串联电弧焊接系统1，如图1所示，包括先行极2a和后行极2b的焊炬2、机器人3、焊接电源4，5、电流电压检测器6，7、机器人控制器8、以及进给电动机9a，9b来作为主要的构成。下面， 说明各个构成。 

焊炬2在其顶端包括被配置在焊接进行方向之前方的先行极2a、以及与先行极2a隔开预定的电极间距离(例如10～30mm)且被配置在焊接进行方向之后方的后行极2b。优选地，先行极2a和后行极2b作为消耗电极而起作用，将焊接焊丝10a，10b插通到管状的先行极焊炬和后行极焊炬(没有图示)的内部，并且从各个焊炬的顶端以预定的突出长度(例如20～35mm)突出。焊接焊丝10a，10b从进给电动机9a，9b供给。对于焊接焊丝10a，10b，根据焊接工件W的材质、焊接形态等，来适合地选择具有预定组成的焊接焊丝，例如，使用含有预定量的C、Si、Mn、Ti、S和O以及剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的焊接焊丝。 

焊炬2还可以是安装了保护气体喷嘴的焊炬。作为保护气体，使用气体组成是惰性气体富余(rich)的气体，例如举出Ar+CO₂、Ar+He+O、Ar+He+CO₂等。 

如图1所示，机器人3是在其顶端安装了焊炬2、并且使该焊炬2相对焊接线上下左右移动或者以预定的旋转中心旋转的机器人。此外，机器人3在实际的焊接时，使焊炬2相对焊接线方向左右摆动。该摆动对机器人3的各个轴驱动和控制，该控制由后述的机器人控制器8进行。 

焊接电源4，5将电力供给到先行极2a、后行极2b和焊接工件W上。在这里，与实际的焊接时不同，焊接电源4，5在先行极2a和焊接工件W之间以及在后行极2b和焊接工件W之间施加不发生电弧程度的预定的电压。 

电流电压检测器(电流电压检测单元)6，7检测先行极2a和后行极2b的电流和/或者电压。在这里，电流电压检测器6，7通过前述的焊接电源4，5施加电压，并且分别检测在该状态下与焊接工件W的预定位置接触的先行极2a和后行极2b的电压。 

通过如上那样，实施方式的机器人控制器8和串联电弧焊接系统1通过使用施加了电压的状态的先行极2a和后行极2b来传感检测焊接工件W，能够检测出焊接工件W相对先行极2a和后行极2b的相对位置。由此，能够检测所设置的焊接工件W的位置是否与预先示教的位置不同即先行极2a和后行极2b相对焊接线有无位置偏差和程度。 

而且，在这里，电流电压检测器6，7如图1所示那样被包括在焊接电源4，5内部，但是，也可以被包括在焊接电源4，5的外部。 

如后述的图6所示那样，电流电压检测器6，7优选地检测通过先行极2a和后行极2b对焊接工件W的坡口的左右壁进行接触式传感检测时的电压。实施方式的机器人控制器8和串联电弧焊接系统1通过这样使用施加了电压的状态的先行极2a和后行极2b来对焊接工件W的坡口的左右壁接触式传感检测，从而能够检测出焊接工件W相对先行极2a和后行极2b的坡口中心位置。然后，如后述，通过将该坡口中心位置与先行极2a和后行极2b的当前位置进行比较，能够检测先行极2a和后行极2b相对焊接线有无位置偏差和程度。 

此外，电流电压检测器6，7，优选地，相对于焊接工件W的坡口的左右壁，使焊炬2相对焊接线直线地移动、或者以预定的旋转中心旋转，同时，检测通过先行极2a和后行极2b进行接触式传感检测时的电压。实施方式的机器人控制器8和串联电弧焊接系统1通过这样使焊炬2相对焊接线直线地移动、或者以预定的旋转中心旋转、同时进行接触式传感检测，能够与焊接工件W的坡口的形状一致来变更焊炬2的移动方法。因此，与焊接工件W的坡口形状无关，能够检测出先行极2a和后行极2b相对焊接线有无位置偏差和程度。 

机器人控制器8，控制在焊接开始前焊炬2的先行极2a和后行极2b相对焊接线的位置，基于由电流电压检测器6，7检测出的先行极2a和后行极2b的电压的电气变化，经由机器人3，控制焊炬2的位置。这里，所谓先行极2a和后行极2b的电压的电气变化，具体地意味着电压下降等变化。机器人控制器8，如图2所示，包括示教数据部11、传感检测处理部12、焊接电源I/F处理部13，14、设定值存储存储器15、补正量运算处理部16、以及机器人轨迹计划处理部17。下面，说明各个构成。 

示教数据部(示教数据单元)11，保存了由机器人3进行的预定的动作模式以及焊接线的位置、焊接开始位置、焊接结束位置等位置信息等的示教数据，相对焊炬2对这些进行预先示教(teaching)。示教数据部11，在焊接开始前，从示教数据存储存储器11a中取出由变成焊接目标的焊接线(焊接工件W的坡口中心)的位置、焊接开始位置、焊接结束位置等 位置信息等数据构成的示教轨迹信息。然后，如图2所示，经由示教数据解释处理11b，将该示教轨迹信息输出到机器人轨迹计划处理部17。 

此外，示教数据部11，如图2所示，在焊接开始前，将用于对焊接工件W开始传感检测处理的指令即传感检测开始指令输出到传感检测处理部12。 

传感检测处理部(传感检测处理单元)12根据由电流电压检测器6检测的先行极2a和后行极2b的电压的电气变化来检测焊接工件W的位置信息。而且，在这里，将如上那样根据与焊接工件W相接触的先行极2a和后行极2b的电压的电气变化来检测焊接工件W的位置信息的一系列的处理称为传感检测(sensing)处理。传感检测处理部12，能够根据先行极2a和后行极2b的电压的电气变化来检测焊接工件W的所有位置信息，但根据本实施方式，使用在其中的焊接工件W的坡口中心位置、坡口左壁位置、坡口右壁位置等位置信息。 

传感检测处理部12，如图2所示，当从前述的示教数据部11输入传感检测开始指令时，经由对焊接电源4，5进行接口处理的焊接电源I/F处理部(焊接电源I/F处理单元)13，14，将传感检测电压指令输出到焊接电源4，5。这里，所谓传感检测电压指令，是记载了在进行传感检测处理时施加到先行极2a和后行极2b的电压的值的指令。然后，被输入了该传感检测电压指令的焊接电源4，5，在先行极2a和后行极2b上施加各自被指令的电压。此外，电流电压检测器6，7，分别检测与焊接工件W的预定位置相接触的先行极2a和后行极2b的电压，经由焊接电源I/F处理部13，14，将该电压随时反馈到传感检测处理部12。 

传感检测处理部12，在先行极2a和后行极2b的电压从电流电压检测部6，7反馈时，观察该电压的电压下降等电气变化，输出焊接工件W的位置信息。然后，传感检测处理部12将这样检测的焊接工件W的位置信息作为传感检测位置输出到补正量计算处理部16。 

这里，对于根据先行极2a和后行极2b的电压的电气变化来检测焊接工件W的位置信息的具体方法，由于已经是公知的，因此省略说明。而且，传感检测处理部12包括用于存储从电流电压检测器6，7反馈的电压和根据该电压的电气变化检测的焊接工件W的位置信息的没有图示的存 储单元。 

设定值存储存储器15预先保存焊炬2的先行极2a和焊炬2的旋转中心之间的距离即先行极-旋转中心间距离。对于该先行极-旋转中心间距离，具体地，以用矢量表示的数据的形式来保存焊炬2的坐标系即工具坐标系上的从先行极2a开始到焊炬2的旋转中心为止的距离。设定值存储存储器15，在开始传感检测处理时，如图2所示，将该先行极-旋转中心间距离输出到补正量计算处理单元16。 

补正量计算处理部(补正量计算处理单元)16，根据焊接工件W的位置信息，算出用于对先行极2a和后行极2b相对预先示教的焊接线的位置偏差进行补正的补正量。补正量计算处理部16，在焊接开始时的焊接线与示教时的位置不同、从而需要使先行极2a和后行极2b的位置与焊接线的位置一致而进行补正的情况下，如图2所示，算出先行极补正量、后行极补正量、旋转中心补正量(TCP补正量)这3个补正量，并且将它们输出到机器人轨迹计划处理部17。 

这里，补正量计算处理部16，通常不算出前述的3个补正量，例如如图7(b)所示，在仅仅后行极2b相对焊接线的位置发生偏差而先行极2a不需要位置补正的情况下，不算出先行极补正量。补正量计算处理部16，如图2所示那样，包括先行极补正量计算部16a、后行极补正量计算部16b和旋转中心补正量计算部16c。 

先行极补正量计算部(先行极补正量计算单元)16a，根据由传感检测处理部12检测的焊接工件W的坡口中心位置和当前的先行极2a的位置，算出用于补正先行极2a相对焊接线的位置偏差的先行极补正量。这里，焊接工件W的坡口中心位置，如图2所示，从传感检测处理部12作为传感检测位置被输入到先行极补正量计算部16a。此外，当前的先行极2a的位置，通过由传感检测处理部12进行的传感检测处理而取得，并且被输入到先行极补正量计算部16a(图示省略)。这里，对于用于算出先行极补正量的具体的计算步骤，由于已经是公知的，因此省略说明。 

后行极补正量计算部(后行极补正量计算单元)16b，根据由传感检测处理部12检测的焊接工件W的坡口中心位置、当前的后行极2b的位置、以及先行极2a和后行极2b之间的距离，算出用于补正后行极2b相 对焊接线的位置偏差的后行极补正量。这里，焊接工件W的坡口中心位置，如图2所示，从传感检测处理部12作为传感检测位置被输入到后行极补正量计算部16b。此外，当前的后行极2b的位置，通过由传感检测处理部12进行的传感检测处理而取得，并且被输入到后行极补正量计算部16b(图示省略)。此外，先行极2a和后行极2b之间的距离，被预先保存在机器人控制器8内的没有图示的存储单元中，并且被输入到后行极补正量计算部16b(图示省略)。这里，对于用于算出后行极补正量的具体的计算步骤，后述。 

旋转中心补正量计算部(旋转中心补正量计算单元)16c，通过根据先行极2a的基准位置和后行极补正量，求得使用后行极补正量来进行补正之前的先行极2a的位置和使用后行极补正量来进行补正之后的先行极2a的位置之间的差，从而算出旋转中心补正量。这里，先行极2a的基准位置，是根据先行极2a和焊炬2的旋转中心(TCP)之间的距离、以及用于表示将在顶端安装了焊炬2的机器人3作为基准的焊炬2的姿态的焊炬姿态信息而算出。此外，如图2所示，先行极2a和焊炬2的旋转中心之间的距离，被预先保存在设定值存储存储器15中，并且被输入到旋转中心补正量计算部16c。此外，焊炬姿态信息，被预先保存在机器人轨迹计划处理部17中，并且被输入到旋转中心补正量计算部16c。这里，对于用于算出旋转中心补正量的具体的计算步骤，后述。 

这样，本实施方式的机器人控制器8和串联电弧焊接系统1，除了先行极补正量和后行极补正量之外，还算出用于补正焊炬2之旋转中心的旋转中心补正量，从而还进行焊炬2的旋转中心的补正。因此，即使在用任意的旋转中心进行后行极2b的位置补正的情况下，也不会通过该后行极2b的位置补正而产生先行极2a的位置偏差。因此，能够使先行极2a和后行极2b相对焊接线的位置与焊接线的位置一致而更可靠地进行补正。 

此外，本实施方式的机器人控制器8和串联电弧焊接系统1，通过这样使用先行极2a和焊炬2旋转中心之间的距离、焊炬姿态信息、以及后行极补正量，在通过由后行极补正量实现的后行极2b的位置补正产生或者进行产生时，能够容易地算出用于补正先行极2a相对假定的焊接线的位置偏差的旋转中心补正量。 

机器人轨迹计划处理部(机器人轨迹计划处理单元)17，通过加上或者减去从补正量计算处理部16输入的各个补正量，来补正先行极2a和后行极2b相对焊接线的位置。机器人轨迹计划处理部17，具体地，对如图2所示从示教数据部11预先输入的示教轨迹信息所包括的焊接开始位置即先行极2a相对焊接线之位置数据、后行极2b的位置数据和旋转中心的位置数据，通过分别加上或者减去先行极补正量、后行极补正量和旋转中心补正量，来补正各个位置数据。 

之后，机器人轨迹计划处理部17，将补正的焊接开始位置作为机器人3的各个轴指令值，送到该机器人3的伺服驱动器，将在机器人3的顶端所安装的焊炬2的先行极2a和后行极2b相对于焊接线方向分别进行位置控制。 

根据包括以上那样构成的本发明实施方式相关的机器人控制器8和串联电弧焊接系统1，即使是在串联电弧焊接中焊接开始时的焊接线与示教时的位置不同的情况下，也能够将先行极2a和后行极2b的位置与焊接线的位置一致而进行适当地补正。因此，能够适当地防止将先行极2a和后行极2b相对焊接线的位置偏差作为原因的焊接缺陷。 

<电极位置控制方法> 

下面，详细地说明前述的机器人控制器8和串联电弧焊接系统1的动作即电极位置控制方法。而且，在以下的说明中，对于已经说明的构成，赋予相同的符号并省略说明。 

本实施方式的电极位置控制方法，是用于对焊接开始前先行极2a和后行极2b相对焊接工件W的焊接线的位置进行控制的方法。电极位置控制方法与电压检测步骤、传感检测步骤、补正量计算步骤、和位置补正步骤有大致的区别。以下，说明各个步骤。 

(1)电压检测步骤 

电压检测步骤是通过电流电压检测单元6，7检测与焊接工件W相接触的先行极2a和后行极2b的电压的步骤。对于电压检测步骤，在这里，通过焊接电源4，5施加电压，并且通过电流电压检测单元6，7分别检测在该状态下与焊接工件W的预定位置相接触的先行极2a和后行极2b的电压。 

本实施方式的电极位置控制方法，通过这样使用施加了电压之状态的先行极2a和后行极2b来对焊接工件W进行传感检测，从而能够检测焊接工件W相对先行极2a和后行极2b的相对位置。由此，能够检测所设置的焊接工件W的位置是否与预先示教的位置不同即先行极2a和后行极2b相对焊接线有无位置偏差以及程度。 

优选地，电压检测步骤，检测通过先行极2a和后行极2b对焊接工件W的坡口的左右壁进行接触式传感检测时的电压。所谓接触式传感检测，是用于将实际的焊接工件W的位置告知机器人的功能，按下述那样进行。即，当在把电压施加在从各个焊炬突出的焊丝上的状态下与焊接工件W相接触时，利用焊丝的电压下降(该电压下降是本发明的传感检测步骤中的电压的电气变化的一个例子)，将该电压下降的位置作为焊接工件W的位置而进行存储。然后，通过接触式传感检测取得坡口左壁和右壁的位置，将该两个壁的中央设为坡口中心位置。本实施方式相关的电极位置控制方法，通过这样使用施加了电压之状态的先行极2a和后行极2b来接触式传感检测焊接工件W的坡口的左右壁，能够检测出焊接工件W相对先行极2a和后行极2b的坡口中心位置。然后，如后述，通过将该坡口中心位置与先行极2a和后行极2b的当前位置进行比较，能够检测先行极2a和后行极2b相对焊接线有无位置偏差和程度。 

优选地，电压检测步骤，相对于焊接工件W的坡口的左右壁，使焊炬2相对焊接线直线地移动、或者以预定的旋转中心旋转，同时，检测通过先行极2a和后行极2b进行接触式传感检测时的电压。本实施方式的电极位置控制方法，通过这样使焊炬2相对焊接线直线地移动、或者以预定的旋转中心旋转、同时进行接触式传感检测，能够与焊接工件W的坡口的形状一致来变更接触式传感检测之时的焊炬2的移动方法。因此，与焊接工件W的坡口形状无关，能够检测出先行极2a和后行极2b相对焊接线的有无位置偏差和程度。 

(2)传感检测步骤 

传感检测步骤，是通过传感检测处理单元12，根据由电压检测步骤检测出的先行极2a和后行极2b的电压的电气变化，来检测焊接工件W的位置信息的步骤。尽管在传感检测步骤中，能够根据先行极2a和后行极 2b的电压的电气变化来检测焊接工件W的所有位置信息，但是在本实施方式中，使用在其中的焊接工件W的坡口中心位置、坡口左壁位置、坡口右壁位置等位置信息。这里，对于根据先行极2a和后行极2b的电压的电气变化来检测焊接工件W的位置信息的具体方法，由于已经是公知的，因此省略说明。 

优选地，传感检测步骤，通过传感检测处理单元12，根据由电压检测步骤检测出的先行极2a和后行极2b的电压的电气变化，来检测焊接工件W的坡口中心位置。本实施方式的电极位置控制方法，通过这样检测焊接工件W的坡口中心位置，如后述，通过将该坡口中心位置与先行极2a和后行极2b的当前位置进行比较，能够检测先行极2a和后行极2b相对焊接线有无位置偏差和程度。 

(3)补正量计算步骤 

补正量计算步骤，是通过补正量计算处理单元16，根据由传感检测步骤检测出的焊接工件W的位置信息，算出用于补正先行极2a和后行极2b相对预先示教的焊接线的位置偏差的补正量的步骤。补正量计算步骤，更具体地，能够与先行极补正量计算步骤、后行极补正量计算步骤、旋转中心补正量计算步骤大致区别。 

(3-1)先行极补正量计算步骤 

先行极补正量计算步骤，是通过先行极补正量计算单元16a，根据由传感检测步骤所算出的坡口中心位置和当前的先行极2a的位置，来算出用于补正先行极2a的位置偏差的先行极补正量的步骤。这里，对于用于算出先行极补正量的具体的计算方法，由于已经是公知的，因此省略说明。 

(3-2)后行极补正量计算步骤 

后行极补正量计算步骤，是通过后行极补正量计算单元16b，根据由传感检测步骤所算出的坡口中心位置、当前的后行极2b的位置以及先行极2a和后行极2b之间的距离，来算出用于补正后行极2b的位置偏差的后行极补正量的步骤。这里，对于用于算出后行极补正量的具体的计算方法，后述。 

(3-3)旋转中心补正量计算步骤 

旋转中心补正量计算步骤，是通过旋转中心补正量计算单元16c，来 算出用于对由位置补正步骤中的后行极2b的位置补正所产生的先行极2a的位置偏差进行补正的旋转中心补正量的步骤。这里，对于用于算出旋转中心补正量的具体的计算方法，后述。 

(4)位置补正步骤 

位置补正步骤，是通过机器人轨迹计划处理单元17，通过分别加上或者减去先行极补正量、后行极补正量θ和旋转中心补正量Δtcp，来补正先行极2a和后行极2b相对焊接线的位置和焊炬2的旋转中心的步骤。 

机器人轨迹计划处理单元17，具体地，如前述，对从示教数据单元11预先输入的示教轨迹信息所包含的焊接开始位置即对焊接线之先行极2a的位置数据、后行极2b的位置数据和旋转中心的位置数据，通过加上或者减去先行极补正量、后行极补正量θ和旋转中心补正量Δtcp，来补正各个位置数据。 

根据进行以上那样步骤的本发明实施方式相关的电极位置控制方法，即使是在串联电弧焊接中焊接开始时的焊接线与示教时的位置不同的情况下，也能够使先行极2a和后行极2b的位置与焊接线的位置一致来进行适当地补正。因此，能够适当地防止将先行极2a和后行极2b相对焊接线的位置偏差作为原因的焊接缺陷。 

(电极位置控制方法的具体例子) 

下面，沿着图3的各图，简单说明本发明实施方式的电极位置控制方法的具体例子。而且，在以下的说明中，说明将作为旋转中心的TCP设定在先行极2a和后行极2b的中间、并且后行极补正量以同一平面状进行旋转的情况，即仅仅后行极2b相对焊接线发生偏差、从而不需要先行极2a的位置补正的情况。 

首先，后行极补正量计算单元16b，如图3(a)所示，取得焊接工件W的坡口中心位置Tp’、当前的后行极2b的位置Tp、以及先行极2a和后行极2b之间的距离d。这里，如前述，从传感检测处理单元12输入焊接工件W的坡口中心位置Tp’，通过由传感检测处理部12实现的传感检测处理取得当前的后行极2b的位置Tp，先行极2a和后行极2b之间的距离d被预先保存在机器人控制器8内的没有图示的存储单元中。而且，图3(a)中的Lp是当前的先行极2a的位置。然后，后行极补正量计算单元 16b通过下述式(1)来算出后行极补正量θ。 

sinθ＝(|Tp-Tp′|)/d    …(7) 

接着，机器人轨迹计划处理单元17，将在当前的后行极2b的位置数据上加上后行极补正量θ后的位置数据作为机器人3的各个轴指令值而送到该机器人3的伺服驱动器，使在机器人3的顶端所安装的焊炬2的后行极2b仅仅旋转后行极补正量θ，对后行极2b进行位置补正。其结果，如图3(b)所示，先行极2a的位置从Lp变化到Lp’，存在先行极2a相对于焊接线发生位置偏差的情况。 

接着，旋转中心补正量计算单元16c，通过下述式(2)，将从先行极2a开始到旋转中心为止的矢量从工具坐标系坐标变换到机器人坐标系，如图3(c)所示，算出变成基准的基准先行极位置矢量n。这里，下述式(2)中的基准先行极位置矢量n表示使用后行极补正量θ来进行后行极2b的位置补正之前的先行极2a的位置。^RR_T是所述的焊炬姿态信息，是用于将坐标系从工具坐标系变换到机器人坐标系的旋转矩阵。此外，矢量Td是所述的先行极-旋转中心间距离，是在工具坐标系上从先行极2a开始到焊炬2的旋转中心为止的矢量。 

$\overrightarrow{n}={}^{R}R_T·\overrightarrow{\mathrm{Td}}···\left(2\right)$

接着，旋转中心补正量计算单元16c，通过下述式(3)，将基准先行极位置矢量n通过旋转矩阵R_α旋转θ(α，β＝0，γ＝0)，如图3(d)所示，算出当前的先行极位置矢量l。这里，前述的θ是后行极补正量(α：翻滚角(ロ一ル，roll)，β：俯仰角(pitch)，γ：偏航角(yaw))。下述式(3)中的当前的先行极位置矢量l表示使用后行极补正量θ来进行后行极2b的位置补正后的先行极2a的位置。 

$\overrightarrow{l}=R_{\alpha }·\overrightarrow{n}···\left(3\right)$

接着，旋转中心补正量计算单元16c，通过下述式(4)，取得基准先行极位置矢量n和当前的先行极位置矢量l之间的差，如图3(d)所示，算出由x轴方向的Δtcp_x和y轴方向的Δtcp_y构成的旋转中心补正量Δtcp。 

$\mathrm{\Delta tcp}=\overrightarrow{n}-\overrightarrow{l}···\left(4\right)$

接着，机器人轨迹计划处理单元17，如图3(e)所示，使用下述式(5)在当前的旋转中心TCP将旋转中心补正量Δtcp加在旋转中心补正量上，算出目标旋转中心TCP’。 

TCP’＝TCP+Δtcp    (5) 

然后，机器人轨迹计划处理单元17，将目标旋转中心TCP’作为机器人3的各个轴指令值而送到该机器人3的伺服驱动器，对在机器人3的顶端所安装的焊炬2的旋转中心进行位置补正。 

根据进行这种步骤的本发明实施方式的电极位置控制方法，能够在任意的旋转中心进行后行极2b的位置补正。例如，如图4(a)左图所示那样，在将TCP设定为先行极2a的情况即仅仅在后行极2b上发生位置偏差的情况下，如图4(a)右图所示那样，通过将先行极2a设为轴而对后行极2b用后行极补正量θ进行位置补正，能够用1个步骤进行位置补正。 

另一方面，如图4(b)左图所示那样，在将TCP设定在先行极2a和后行极2b的中间的情况下，如图4(b)右图所示那样，当将该TCP设为轴而用后行极补正量θ对后行极2b进行位置补正时，就产生先行极2a的位置偏差。 

但是，根据本发明实施方式的电极位置控制方法，除了先行极补正量和后行极补正量之外，还算出用于补正焊炬2之旋转中心的旋转中心补正量，从而还进行焊炬2的旋转中心的补正。因此，即使在用任意的旋转中心进行后行极2b的位置补正的情况下，如图4(b)下图所示，也不会通过该后行极2b的位置补正而产生先行极2a的位置偏差。因此，能够使先行极2a和后行极2b对焊接线的位置与焊接线的位置一致而更可靠地进行补正。 

下面，参考图5和图6，简单说明本实施方式的电极位置控制方法的处理流程的一个例子。首先，当开始传感检测处理时，焊接电源4将预定电压施加在先行极2a上(步骤S1)。接着，机器人控制器8，如图6(a)所示，经由机器人3，使先行极2a移动直到焊接焊丝10a与坡口左壁接触为止(步骤S2)。之后，电流电压检测单元6检测与坡口左壁接触之状态的先行极2a的电压。接着，机器人控制器8，如图6(a)所示，经由机 器人3，使先行极2a移动直到焊接焊丝10a与坡口右壁接触为止(步骤S3)。之后，电流电压检测单元6检测与坡口右壁接触之状态的先行极2a的电压。 

接着，传感检测处理单元12，通过例如前述的接触式传感检测，根据检测的电压的电气变化，来检测相对先行极2a的坡口中心位置(步骤S4)。接着，机器人控制器8，经由进给电动机9a，对先行极2a的焊接焊丝10a进行预定量反向微调(inching，インチング)(将焊丝突出的长度仅仅变短预定量)(步骤S5)。接着，机器人控制器8，经由进给电动机9b，对后行极2b的焊接焊丝10b进行预定量微调(将焊丝突出的长度仅仅变长预定量)(步骤S6)。该步骤S5和步骤S6是用于对缩短后行极焊丝相对于先行极焊丝的突出长度来使得在用先行极进行传感检测时后行极的焊丝与工件接触而不弯曲的情况进行切换，使得为了用后行极进行传感检测，相反地使后行极焊丝比先行极焊丝突出的长度变长的步骤。 

接着，焊接电源5将预定的电压施加在后行极2b上(步骤S7)。接着，机器人控制器8，如图6(b)所示，经由机器人3，使后行极2b移动直到焊接焊丝10b与坡口左壁接触为止(步骤S8)。之后，电流电压检测单元7检测与坡口左壁接触之状态的后行极2b的电压。接着，机器人控制器8，如图6(b)所示，经由机器人3，使后行极2b移动直到焊接焊丝10b与坡口右壁接触(步骤S9)。电流电压检测单元7检测与坡口右壁接触之状态的后行极2b的电压。 

接着，传感检测处理单元12，根据检测的电压的电气变化，检测相对于后行极2b的坡口中心位置(步骤S10)。接着，补正量计算处理单元16，根据坡口中心位置和当前的先行极2a与后行极2b的位置等，算出各个补正量(S11)。而且，各个补正量的计算步骤是与前述相同。接着，机器人控制器8，经由进给电动机9b，对后行极2b的焊接焊丝10b进行预定量反向微调(步骤S12)。接着，机器人控制器8，经由进给电动机9a，对先行极2a的焊接焊丝10a进行预定量微调(步骤S13)。然后，使先行极2a和后行极2b的位置移动到补正后的位置(步骤S14)，处理结束。 

以上，通过用于实施本发明的方式来具体地说明了本发明的串联电弧 焊接中的电极位置控制方法、串联电弧焊接系统1的机器人控制器8和串联电弧焊接系统1，但是，本发明的宗旨不局限于这些的记载，必须基于权利要求书的记载来进行宽的解释。当然，基于这些记载，各种变更、改变等也包含在本发明的宗旨中。 

例如，在前述的实施方式的电极位置控制方法、机器人控制器8和串联电弧焊接系统1中，通过电流电压检测器(电流电压检测单元)6，7来检测先行极2a和后行极2b的电压，使用其电气变化来进行传感检测处理，但是，也可以通过电流电压检测器(电流电压检测单元)6，7来检测先行极2a和后行极2b的电流，使用其电气变化来进行传感检测处理。作为这种情况的电流的电气变化，例如能够利用有无短路。