JP7227332B1 - 溶接装置及び溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動で被溶接部の溶接を適切に行う。【解決手段】溶接装置２０２は、溶接トーチ２２０と、溶接トーチ２２０を支持する支持体と、支持体を所定方向に移動させる車台と、支持体を回転させると共に、支持体を並進移動させる支持体駆動部２４０と、溶接トーチ２２０を所定軸周りに回転させる回転駆動部２５０と、少なくとも回転駆動部２５０を駆動させて溶接トーチの姿勢を変化させながら、溶接トーチ２２０に被溶接部の溶接を行わせる制御部２７４とを備える。制御部２７４は、溶接トーチ２２０に少なくとも第１隅部の溶接を行わせ、車台が停止した状態で、支持体駆動部２４０によって支持体を回転及び並進移動させ、かつ回転駆動部２５０で溶接トーチ２２０を回転させることで、溶接トーチ２２０が第１隅部とは反対側の第２隅部を溶接可能な位置に溶接トーチ２２０を移動させ、移動後の溶接トーチ２２０に、第２隅部に溶接を行わせる。【選択図】図１１

Description

本発明は、溶接トーチで被溶接部の溶接を行う溶接装置に関する。

建設現場の溶接作業において、近年、自動走行溶接が可能な溶接ロボットの利用が検討されている。溶接ロボットは、母材（例えば鋼板）の周囲に配置されたガイドレールに沿って溶接装置を移動しながら、溶接トーチによって母材の被溶接部の溶接を行う（下記の特許文献１を参照）。

特許第３３１４２２７号公報

自動走行溶接により母材に対する隅肉溶接を行うと、溶接トーチが母材と干渉することで未溶接部が残置され、未溶接部は、自動溶接後の手作業による溶接に頼らざるを得なかった。しかし、手作業で溶接を行う場合には、溶接の品質を十分に確保することが困難となりやすい。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、自動で被溶接部の溶接を適切に行えるようにすることを目的とする。

本発明の第１の態様においては、母材の被溶接部の溶接を行う溶接トーチと、前記溶接トーチを支持する支持体と、前記支持体を所定方向に移動させる車台と、前記支持体を回転させると共に、前記支持体を並進移動させる支持体駆動部と、前記溶接トーチを所定軸周りに回転させる回転駆動部と、少なくとも前記回転駆動部を駆動させて前記溶接トーチの姿勢を変化させながら、前記溶接トーチに前記被溶接部の溶接を行わせる制御部と、を備え、前記制御部は、前記被溶接部として、少なくとも直交する第１金属板と第２金属板の第１隅部に、前記溶接トーチに溶接を行わせ、前記車台が停止した状態で、前記支持体駆動部によって前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ前記回転駆動部で前記溶接トーチを回転させることで、前記溶接トーチが前記第１隅部とは反対側の第２隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを移動させ、移動後の前記溶接トーチに、前記第２隅部に溶接を行わせる、溶接装置を提供する。

また、前記制御部は、前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ前記溶接トーチを前記支持体の回転軸と平行な前記所定軸周りに回転させることで、前記第２隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを移動させることとしてもよい。

また、前記回転駆動部は、互いに直交する３つの軸周りに前記溶接トーチを回転させる第１回転駆動部、第２回転駆動部及び第３回転駆動部を有し、前記第３回転駆動部は、前記溶接トーチを前記支持体の回転軸と平行な前記所定軸周りに回転させることとしてもよい。

また、前記支持体は、鉛直方向に沿った支柱と、前記支柱に対して水平方向に移動可能な水平梁とを有し、前記支持体駆動部は、前記支柱を回転させると共に、前記水平梁を並進移動させることとしてもよい。

また、前記第２金属板は、前記第１金属板に対して立設しており、前記制御部は、前記水平梁を前記鉛直方向及び前記水平方向に移動させて、前記溶接トーチを前記第２金属板を越えさせ、前記支柱を回転させ、かつ前記溶接トーチを回転させることで、前記第２隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを位置させることとしてもよい。

また、前記母材の形状に関する母材情報を記憶している記憶部を更に備え、前記制御部は、前記車台が停止した状態で、前記記憶部に記憶された前記母材情報に基づいて、前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ前記溶接トーチを回転させることで、前記第２隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを移動させることとしてもよい。

また、前記制御部は、前記被溶接部として、前記第１隅部と共に、前記第１金属板及び前記第２金属板に直交する第３金属板と前記第１金属板の第３隅部に、前記溶接トーチに溶接を行わせ、前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ前記溶接トーチを回転させることで、前記第２隅部を溶接可能な位置又は、前記第３隅部とは反対側の第４隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを移動させ、移動後の前記溶接トーチに、前記第２隅部及び前記第４隅部の溶接を行わせることとしてもよい。

本発明の第２の態様においては、母材の被溶接部の溶接を行う溶接方法であって、前記被溶接部として、直交する第１金属板と第２金属板の第１隅部に、溶接トーチに溶接を行わせる第１溶接ステップと、前記溶接トーチを支持する支持体を所定方向に移動可能な車台が停止した状態で、支持体駆動部によって前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ回転駆動部で前記溶接トーチを回転させることで、前記溶接トーチが前記第１隅部とは反対側の第２隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを移動させる移動ステップと、移動後の前記溶接トーチに、前記第２隅部に溶接を行わせる第２溶接ステップと、を有する、溶接方法を提供する。

本発明によれば、自動で被溶接部の溶接を適切に行うことができるという効果を奏する。

第１の実施形態に係る溶接システムＳの概略構成を説明するための模式図である。 溶接装置２の構成を説明するための模式図である。 溶接装置２の構成を説明するためのブロック図である。 溶接トーチ２０及び把持部３０の詳細構成を説明するための模式図である。 図４に示す溶接トーチ２０及び把持部３０を平面視した図である。 被溶接部１１０を溶接中の溶接トーチ２０の姿勢の変化を説明するための模式図である。 鋼管製柱の現場接合溶接の一例を説明するための部分模式図である。 曲率部の溶接を説明するための模式図である。 溶接装置２による被溶接部１１０の溶接の流れを説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態に係る溶接システムＳの概略構成を説明するための模式図である。 溶接装置２０２の構成を説明するためのブロック図である。 隅部１１２、１１４の溶接を行う際の溶接トーチ２２０の態様を説明するための模式図である。 隅部１１２、１１４の溶接を行う際の溶接トーチ２２０の態様を説明するための模式図である。 変形例に係る溶接装置２０２を説明するための模式図である。 変形例における溶接トーチ２２０の移動の態様を説明するための模式図である。

＜第１の実施形態＞
（溶接システムの概略構成）
本発明の第１の実施形態に係る溶接システムの概略構成について、図１を参照しながら説明する。

図１は、溶接システムＳの概略構成を説明するための模式図である。溶接システムＳは、図１に示すように、溶接装置２と、ガイドレール４とを有する。溶接システムＳは、ガイドレール４に沿って溶接装置２を走行させつつ、溶接装置２によって母材１００の被溶接部１１０に対して溶接を行う。

溶接装置２は、母材１００の被溶接部１１０に対して、自動で溶接を行う。具体的には、溶接装置２は、走行しながら、被溶接部１１０に対して溶接トーチ２０で溶接を行う。例えば、溶接装置２は、母材１００であるＨ型鋼と鋼板による被溶接部１１０（隅肉溶接部）を、自動で溶接を行う。また、溶接装置２は、突き合わせ溶接を自動で行ってもよい。このように、溶接装置２は、溶接の一連の作業を、自動で行う。これにより、未溶接部位がなくなり、作業効率が向上すると共に、溶接の品質も安定化する。なお、溶接装置２の詳細構成については、後述する。

ガイドレール４は、溶接装置２を走行させる案内部材である。ガイドレール４は、溶接トーチ２０による溶接が円滑に行える位置に、配置されている。ここでは、ガイドレール４は、母材１００の上方に配置されている。なお、ガイドレール４の形状は、図１に示す形状以外の形状でもよく、溶接装置２の重量を保持する強度を有すればよい。

（溶接装置の詳細構成）
溶接装置２の詳細構成について、図２及び図３を参照しながら説明する。
図２は、溶接装置２の構成を説明するための模式図である。図３は、溶接装置２の構成を説明するためのブロック図である。

溶接装置２は、図２及び図３に示すように、支持部１０と、支柱１４と、溶接トーチ２０と、把持部３０と、並進駆動部４０と、第１回転駆動部５０と、第２回転駆動部５２と、第３回転駆動部５４と、入力受付部６０と、制御装置７０とを有する。

支持部１０は、溶接トーチ２０を走行可能に支持する。具体的には、支持部１０は、溶接トーチ２０を把持する把持部３０を、３方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）に移動可能に支持する。支持部１０は、図２に示すように、車台１２と、支柱１４と、水平梁１６とを有する。

車台１２は、支持部１０の支柱１４の土台となる部分である。車台１２は、図１に示すガイドレール４上を左右方向（Ｙ軸方向）に移動する。例えば、車台１２は、ガイドレール４上を移動するための車輪を有する。

支柱１４は、車台１２上に垂直方向に沿って設けられている。支柱１４は、車台１２と共に移動する。

水平梁１６は、支柱１４に対して水平に設けられた梁部材である。水平梁１６は、支柱１４に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に上下動可能である。また、水平梁１６は、支柱１４に対して水平方向（Ｘ軸方向）に移動可能である。

溶接トーチ２０は、母材１００の被溶接線に沿って被溶接部１１０（図１）の溶接を行う。溶接トーチ２０は、支持部１０により水平梁１６に支持されている。例えば、溶接トーチ２０は、ワイヤをアーク熱で溶かした溶融金属を被溶接部１１０に溶着させることにより、溶接を行う。溶接トーチ２０は、ワイヤを供給する供給路を有し、供給されてきたワイヤを連続的にアーク熱で溶かすものである。

図４は、溶接トーチ２０及び把持部３０の詳細構成を説明するための模式図である。図５は、図４に示す溶接トーチ２０及び把持部３０を平面視した図である。溶接トーチ２０は、図４に示すように、溶接を行う先端部２２を有する。先端部２２に供給されてきたワイヤが、先端部２２でアーク熱によって溶融する。なお、アーク熱の量は、先端部２２に供給されるワイヤの送給速度や電流及び電圧の大きさによって、調整される。

把持部３０は、溶接トーチ２０を把持する。把持部３０は、溶接トーチ２０を回転可能に把持している。把持部３０は、溶接トーチ２０の被溶接部１１０に対するねらい角及び進行角を変更できるように、溶接トーチ２０を把持している。また、把持部３０は、支持部１０に移動可能に支持されている。具体的には、把持部３０は、支持部１０の水平梁１６に対して、図２に示す回転軸Ｃ周りに回転可能に支持されている。

把持部３０は、図４に示すように、第１支持部３２と、第２支持部３５と、連結軸３８とを有する。
第１支持部３２は、溶接トーチ２０を回転可能に支持している。第１支持部３２は、軸部材３３と、軸支え３４とを有する。軸部材３３は、溶接トーチ２０に連結している。また、軸部材３３は、回転モータ５０ａの動力を受けて、回転軸Ａ周りに回転する。軸支え３４は、軸部材３３を回転可能に支える。軸部材３３が回転することで、溶接トーチ２０が回転軸Ａ周りに回転する。

第２支持部３５は、第１支持部３２と連結しており、第１支持部３２を支持している。第２支持部３５は、軸部材３６と、軸支え３７とを有する。軸部材３６は、第１支持部３２に連結している。また、軸部材３６は、回転モータ５２ａの動力を受けて、回転軸Ｂ周りに回転する。軸支え３７は、軸部材３６を回転可能に支える。軸部材３６が回転することで、第１支持部３２に支持された溶接トーチ２０が回転軸Ｂ周りに回転する。

連結軸３８は、第２支持部３５と水平梁１６（図２）とを連結している。連結軸３８は、回転モータ５４ａ（図２）の動力を受けて、回転軸Ｃ（図２）周りに回転する。連結軸３８が回転することで、溶接トーチ２０も回転軸Ｃ周りに回転する。

並進駆動部４０は、互いに直交する３方向（すなわち、図１に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）に、支持部１０及び水平梁１６を並進移動させる。並進駆動部４０が支持部１０及び水平梁１６を並進移動させることで、把持部３０に把持された溶接トーチ２０が、母材１００の被溶接部１１０の近傍に位置できる。並進駆動部４０の制御装置は、破損のおそれの少ない車台１２の内部もしくは外部に設けられている。並進駆動部４０は、図３に示すように、Ｘ軸モータ４２と、Ｙ軸モータ４３と、Ｚ軸モータ４４とを有する。

Ｘ軸モータ４２は、支持部１０の水平梁１６をＸ軸方向に沿って移動させるモータである。具体的には、Ｘ軸モータ４２は、水平梁１６を支柱１４に対してＸ軸方向に沿って移動させる。Ｘ軸モータ４２は、例えば、水平梁１６の端部側に設けられている。
Ｙ軸モータ４３は、支持部１０の車台１２（図２）をＹ軸方向に沿って移動させるモータである。具体的には、Ｙ軸モータ４３は、車台１２をガイドレール４に沿って移動させる。Ｙ軸モータ４３は、例えば、車台１２内に設けられている。
Ｚ軸モータ４４は、支持部１０の水平梁１６をＺ軸方向に沿って移動させるモータである。具体的には、Ｚ軸モータ４４は、水平梁１６を支柱１４に対して上下動させる。Ｚ軸モータ４４は、例えば、車台１２内に設けられている。

第１回転駆動部５０は、溶接トーチ２０を回転軸Ａ周りに回転させる。第１回転駆動部５０は、把持部３０（具体的には、第１支持部３２）に設けられている。第１回転駆動部５０は、図４に示すように、軸部材３３を回転軸Ａ周りに回転させる回転モータ５０ａを有する。回転モータ５０ａが軸部材３３を回転させることで、溶接トーチ２０が回転軸Ａ周りに回転する。これにより、溶接トーチ２０の被溶接部１１０に対する進行角を変更できる。

第２回転駆動部５２は、溶接トーチ２０を、回転軸Ａと直交する回転軸Ｂ周りに回転させる。第２回転駆動部５２は、把持部３０（具体的には、第２支持部３５）に設けられている。第２回転駆動部５２は、図４に示すように、軸部材３６を回転軸Ｂ周りに回転させる回転モータ５２ａを有する。回転モータ５２ａが軸部材３６を回転させることで、溶接トーチ２０が回転軸Ｂ周りに回転する。これにより、溶接トーチ２０の被溶接部１１０に対するねらい角を変更できる。

第３回転駆動部５４は、回転軸Ａ及び回転軸Ｂに直交する回転軸Ｃ周りに、把持部３０を溶接トーチ２０と共に回転させる。第３回転駆動部５４は、把持部３０（具体的には、連結軸３８）を回転軸Ｃ周りに回転させる回転モータ５４ａ（図２参照）を有する。回転モータ５４ａが把持部３０を回転させることで、溶接トーチ２０も回転軸Ｃ周りに回転する。なお、本実施形態では、回転軸Ａが第１軸に該当し、回転軸Ｂが第２軸に該当し、回転軸Ｃが第３軸に該当する。

入力受付部６０は、作業者の入力情報を受け付ける。例えば、入力受付部６０は、作業者が入力した被溶接部１１０の溶接の始点、終点の位置情報を受け付ける。また、入力受付部６０は、溶接開始の指示を受け付ける。入力受付部６０は、受け付けた入力情報を制御装置７０に出力する。

制御装置７０は、溶接装置２の全体の動作を制御する。制御装置７０は、図３に示すように、記憶部７２と、制御部７４を有する。
記憶部７２は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。記憶部７２は、制御部７４が実行するためのプログラムや、溶接に関する各種データを記憶する。

記憶部７２は、被溶接部１１０を溶接する際に溶接トーチ２０を走行させる走行軌跡を記憶している。例えば、記憶部７２は、被溶接部１１０の溶接前に制御部７４が溶接トーチ２０を被溶接線に沿って走行させたルートを、走行軌跡として記憶している。記憶された走行軌跡は、溶接直前に実測されたものであってもよいし、過去に同様な溶接条件で実測したものであってもよい。

制御部７４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部７４は、記憶部７２に記憶されたプログラムを実行することにより、溶接装置２の動作を制御する。
例えば、制御部７４は、溶接トーチ２０が母材１００の被溶接部１１０を溶接するために、並進駆動部４０、第１回転駆動部５０、第２回転駆動部５２、第３回転駆動部５４を動作させて、溶接トーチ２０を被溶接線に沿って走行させる。また、制御部７４は、溶接トーチ２０に供給するワイヤの供給量、電流・電圧の大きさを制御する。

本実施形態では、被溶接部１１０を溶接中の溶接トーチ２０が母材１００の側板と干渉しないように、溶接中に溶接トーチ２０の向き（進行角）を変化させるために、第１回転駆動部５０又は第３回転駆動部５４を駆動させる。制御部７４は、第１回転駆動部５０又は第３回転駆動部５４を駆動させて溶接トーチ２０の進行角を変化させながら、溶接トーチ２０を被溶接線に沿って被溶接部１１０の溶接を行わせる。すなわち、制御部７４は、被溶接部１１０を溶接中の溶接トーチ２０が母材１００に衝突する前に、溶接トーチ２０の進行角を変える。なお、制御部７４は、並進駆動部４０の３軸のモータを駆動させ、溶接トーチ２０の先端を第１回転駆動部５０又は第３回転駆動部５４の駆動により位置補正しながら、溶接を行う。例えば、制御部７４は、第１回転駆動部５０又は第３回転駆動部５４を駆動させ、溶接トーチ２０の進行角を変化させながら、並進駆動部４０の３軸のモータを並進駆動させ溶接を行ってもよい。

制御部７４は、溶接トーチ２０を被溶接線に沿って走行させる際に、第１回転駆動部５０及び第２回転駆動部５２を駆動させて溶接トーチ２０の位置を所望位置へ移動させる。これにより、溶接を中断することなく、溶接トーチ２０の姿勢が変化しても、ねらい位置のズレを発生させることなく溶接を継続できる。

図６は、被溶接部１１０を溶接中の溶接トーチ２０の姿勢の変化を説明するための模式図である。ここでは、溶接トーチ２０が、被溶接部１１０の一端側の隅部１１１ａから他端側の隅部１１１ｂの間を溶接するものとする。
まず、制御部７４は、図６（ａ）に示す姿勢の溶接トーチ２０に隅部１１１ａを溶接させる。その後、制御部７４は、他端側の隅部１１１ｂへ向かって走行しながら、溶接トーチ２０を被溶接部１１０の溶接を継続する。
ところで、隅部１１１ａを溶接した溶接トーチ２０の姿勢のまま隅部１１１ｂへ向かって走行すると、走行途中に母材１００に接触するおそれがある。そこで、制御部７４は、走行の途中で、溶接トーチ２０を図６（ｂ）に示す姿勢に変化させる。これにより、溶接トーチ２０が母材１００に接触することなく、被溶接部１１０の溶接を継続できる。

制御部７４は、記憶部７２に記憶された走行軌跡に沿って溶接トーチ２０を走行させる際に、並進駆動部４０の３軸のモータ、第１回転駆動部５０及び第２回転駆動部５２を駆動させて溶接トーチ２０の姿勢を変化させる。制御部７４は、現在位置から溶接トーチ２０の姿勢を変化させる開始位置と終了位置を特定し、特定した開始位置に溶接トーチ２０が到達したら、第１回転駆動部５０及び第２回転駆動部５２を駆動させる。例えば、図６に示す被溶接部１１０の場合には、溶接トーチ２０の形状と隅部１１４の位置から、開始位置を特定できる。これにより、適切なタイミングで溶接トーチ２０の姿勢を変化させることができる。

制御部７４は、並進駆動部４０により溶接トーチ２０を並進移動させる際に、第１回転駆動部５０及び第２回転駆動部５２を駆動させてもよい。例えば、並進駆動部４０が、図６に示す隅部１１１ａと隅部１１１ｂの間で溶接トーチ２０を並進移動させる際に、第１回転駆動部５０と第２回転駆動部５２が駆動して、溶接トーチ２０の姿勢を変化させる。

なお、上記では、制御部７４が、溶接トーチ２０が被溶接部１００の始点である隅部１１１ａと、終点である隅部１１１ｂの近傍を溶接する際に、溶接トーチ２０の姿勢を変化させる点について説明したが、これに限定されない。例えば、制御部７４は、溶接トーチ２０が突き合わせ溶接をする際に、溶接トーチ２０の姿勢を変化させてもよい。

図７は、突き合わせ溶接の一例を説明するための模式図である。ここでは、図７に示すように、第１角鋼管１２０と、第１角鋼管１２０の上方に位置する第２角鋼管１３０とを溶接するものとする。具体的には、第１角鋼管１２０の上端部１２２と、第２角鋼管１３０の下端部１３２と、裏当て金１４０とを、溶接トーチ２０で溶接する。なお、図７では、説明の便宜上、第１角鋼管１２０及び第２角鋼管１３０の断面の一部が示されている。

第２角鋼管１３０は、上下方向において第１角鋼管１２０と離間している。具体的には、第２角鋼管１３０の下端部１３２と、第１角鋼管１２０の上端部１２２との間には、隙間１５０が存在する。また、下端部１３２には、溶接時に溶接トーチ２０の先端部が開先部に当たらないようにテーパー１３２ａが形成されている。

角鋼管柱の現場自動溶接は、角部の曲率の製造誤差と建て入れ（柱の垂直性）の現場調整により、開先部の断面形状を所望の精度で組み立てることが困難なため、開先部の断面形状が自動溶接施工に適合出来ず、角鋼管柱の現場自動溶接の開発が遅れている。隙間１５０（図７）の開口は、現場組立時に建て入れ調整にも使用されるため、建て入れ精度の影響をうけて隙間１５０の開口がテーパー状になる。被溶接部の断面が被溶接線の位置により異なるため、完全な現場自動溶接は困難であった。しかし、柱毎に溶接断面が異なるが、隙間１５０を実測し、その情報を現場溶接に反映させれば、鋼管柱の現場自動溶接は可能になる。

裏当て金１４０は、環状に形成されており、第１角鋼管１２０の内側面に接している。また、裏当て金１４０は、第１角鋼管１２０の内面に溶接で固定されている。裏当て金１４０は、第１角鋼管１２０と第２角鋼管１３０との間の隙間１５０を確保し、また第２角鋼管１３０より成る上の柱の重量を支える。裏当て金１４０には、上方へ向かってテーパー１４２ａが形成されている。テーパー１４２ａを設けることで、第１角鋼管１２０と第２角鋼管１３０を円滑に連結できる。

第２角鋼管１３０の内側面には、下がり止め１３４が設けられている。下がり止め１３４の下部が、裏当て金１４０の端に接することで、上下方向において第２角鋼管１３０が第１角鋼管１２０に対して位置決めされる。下がり止め１３４及び裏当て金１４０の位置を調整することで、所望の大きさの隙間１５０を形成できる。

溶接トーチ２０は、図７に示す第１角鋼管１２０の平面部と裏当て金１４０及び開先加工された第２角鋼管１３０に囲まれた開先部の溶接を行う。すなわち、溶接トーチ２０は、溶融金属を、第１角鋼管１２０、第２角鋼管１３０及び裏当て金１４０を溶接で一体化ささることにより、この部位の溶接が成立する。

ところで、上述した第１角鋼管１２０及び第２角鋼管１３０には、角に曲率部が形成されている。溶接装置２は、第１角鋼管１２０と第２角鋼管１３０を溶接する際には、曲率部を溶接することになる。図８を参照しながら、第１角鋼管１２０の内周線１２６の曲率部を溶接する際の溶接トーチ２０の制御について説明する。

図８は、曲率部の溶接を説明するための模式図である。ここでは、外周線１２７と内周線１２６の曲率部（曲げ加工された部分）の間が、溶接部位である。内周線１２６の直線部及び曲率部が、溶接トーチ２０が溶接する被溶接線となる。内周線１２６の曲率部は、板厚等により定められた曲率の中心点から所定距離にあると仮定する。具体的には、内周線１２６から中心点までの距離は、図８に示すように、中心点１２８から所定半径の円弧で示されるが、仮定した曲率のため、内周線１２６から中心点までの距離を外周線１２７の曲率部を所望数で角度分割した線上の中心点から実測した距離とする。

制御部７４は、溶接トーチ２０を内周線１２６に沿って走行させる。例えば、制御部７４は、溶接トーチ２０が直線部から曲率部の内周線１２６に到達すると、内周線１２６に沿って溶接トーチ２０を回動させる。すなわち、溶接トーチ２０は、先端が中心点１２８を向いた状態で、溶融金属を内周線１２６に溶着させる。

制御部７４は、内周線１２６の曲率部を溶接する際に、溶接トーチ２０の溶接条件を調整する。具体的には、制御部７４は、分割角度と中心点１２８からの実測距離を利用して、各区間の弦長又は周長を算出し分割角度内の溶接長とする。これにより、各区間に対する溶接トーチ２０による溶接条件を調整する。よって、曲率部が中心点１２８からの円弧として計画されていた鋼管の円弧に製造過程で歪みが発生しても、実測距離から算定する区間の弦長又は周長を溶接長（走行距離）とすることにより、製造誤差の影響を吸収し溶接する。この時、溶接トーチ２０は常に中心点１２８を向いているが、溶接線に対する狙い角度誤差が微細なため溶融金属に影響を与えない。よって、曲率部は、完全な円弧でなくてもよい。

図８では、仮の条件として、外周線１２７が８つの領域Ｒ１～Ｒ８に分割されている。例えば、領域Ｒ１～Ｒ８は、等間隔で配置されている。制御部７４は、領域Ｒ１～Ｒ８の算定による溶接長に対する溶接条件として、各領域を溶接する際のワイヤの供給量、電流・電圧の大きさを調整する。これにより、内周線１２６を溶接する際に、領域Ｒ１～Ｒ８の各々に対して均質な溶接ビードを確保できる。この結果、内周線１２６に対して均質な溶接を行うことが可能となる。

（溶接の流れ）
溶接装置２が母材１００の被溶接部１１０を溶接する流れについて、図９を参照しながら説明する。
図９は、被溶接部１１０の溶接の流れの一例を説明するためのフローチャートである。溶接装置２は、例えば被溶接部１１０の隅肉溶接や突き合わせ溶接を行う際に、図９に示す一連の処理を実行する。

まず、被溶接部１１０の溶接を開始する前に、入力受付部６０は、溶接の始点、終点の位置情報を受け付ける（ステップＳ１０２）。なお、入力受付部６０は、開先部の隙間１５０の平行性情報を作業者から受け付けてもよい。

次に、制御部７４は、受け付けた始点と終点を結ぶ被溶接線に倣うように溶接トーチ２０を走行させて、走行軌跡の実測を行う（ステップＳ１０４）。例えば、制御部７４は、並進駆動部４０が溶接トーチ２０を走行させる際の走行軌跡の実測を行う。

次に、制御部７４は、実測した溶接トーチ２０の走行軌跡を、記憶部７２に記憶させる（ステップＳ１０６）。例えば、制御部７４は、走行軌跡を示す情報を、記憶部７２に記憶させ、以後の自動溶接に備える。

次に、制御部７４は、被溶接部１１０の位置や走行軌跡等に基づいて、溶接トーチ２０による溶接条件を決定する（ステップＳ１０８）。例えば、制御部７４は、溶接トーチ２０の先端部２２に供給する電流、電圧の大きさや、ワイヤの供給量を決定する。

次に、制御部７４は、決定した溶接条件に基づいて、溶接トーチ２０を走行させながら被溶接部１１０の溶接を開始する（ステップＳ１１０）。例えば、制御部７４は、記憶部７２に記憶された走行軌跡に沿って溶接トーチ２０を走行させる。

上記では、被溶接部１１０の１パス自動溶接について述べたが、記憶されている溶接情報とさらなる情報の組合せを次パスの自動溶接に適用することにより、多パス自動溶接が可能になり、被溶接部の全パス（全層）の自動溶接を可能にする。

なお、記憶部７２には、作業者が溶接線の始端の溶接条件、中間部前の溶接条件変更、中間部の溶接条件、終端部前の溶接条件変更、終端の溶接条件、終端処理の溶接条件、開先部の平行性の数値を、被溶接線中の溶接走行位置別に整理した情報が、記憶されてもよい。必要であれば、溶接トーチ２０を仮走行させ被溶接線中に配分した情報の確認を行い、結果を記憶部７２に記憶させてもよい。

（第１の実施形態における効果）
第１の実施形態の溶接装置２は、溶接トーチ２０を回転軸Ａ周りに回転させる第１回転駆動部５０と、溶接トーチ２０を、回転軸Ａと直交する回転軸Ｂ周りに回転させる第２回転駆動部５２とを有する。そして、溶接装置２は、第１回転駆動部５０及び第２回転駆動部５２を駆動させて溶接トーチ２０の姿勢を変化させながら、溶接トーチ２０に被溶接部１１０の溶接を行わせる。
これにより、溶接中に溶接トーチ２０の姿勢を適宜変化させて、被溶接部１１０の溶接を行うことが可能となる。溶接トーチ２０が姿勢を適宜変化させることによって、母材１００に溶接トーチ２０が干渉することなく溶接できる。この結果、手作業溶接部位なしで被溶接部１１０を自動で溶接することができ、作業性が向上し、かつ溶接品質を高められる。

また、Ｈ型鋼状の母材の側壁上に溶接装置２を設置することにより、手溶接による未溶接部がなくなり、複数の溶接装置２を使用すると、単位時間当たりの溶接量は飛躍的に増加する。溶接装置２を架台上設置し、被溶接品を移動（動かす）する作業方法であれば、溶接装置２を所望位置に設置するための部分改良を施せば、特殊な自動溶接機を作成する必要がなくなる。
さらに、第１の実施形態の溶接装置２によれば、角鋼管の曲率部が完全な円弧でなくてもよく、曲率部に製造誤差のある角鋼管の溶接が可能となる。

＜第２の実施形態＞
（溶接装置の構成）
第２の実施形態に係る溶接装置の構成について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。

図１０は、第２の実施形態に係る溶接システムＳの概略構成を説明するための模式図である。図１１は、溶接装置２０２の構成を説明するためのブロック図である。

第２の実施形態では、溶接装置２０２が、母材１００の第１金属板１０２と第２金属板１０４の隅部を溶接するものとする。第２金属板１０４は、直交する第１金属板１０２に対して立設しており、溶接装置２０２は、第１金属板１０２と第２金属板１０４の隅部１１２及び隅部１１４（図１２参照）を溶接する隅部１１２は、溶接装置２０２から見て表側の隅部であり、隅部１１４は、裏側の隅部である。詳細は後述するが、溶接装置２０２は、隅部１１２を溶接した後、隅部１１４を続けて溶接する。第２の実施形態では、隅部１１２が第１隅部に該当し、隅部１１４が第２隅部に該当する。
また、第２の実施形態の溶接装置２０２は、隅部１１２と共に、第１金属板１０２及び第２金属板１０４に直交する一対の第３金属板１０６と第１金属板１０２の隅部１１３（隅部１１３が第３隅部に該当する）を溶接する。すなわち、溶接装置２０２は、連続する３辺の隅部１１２、１１３を溶接する。この場合、溶接装置２０２は、隅部１１３の反対側の隅部（当該隅部が、第４隅部に該当する）の溶接を、隅部１１４を溶接する際に共に行う。なお、第３金属板１０６が第１金属板１０２の両側に設けられていない場合には、第１金属板１０２と第２金属板１０４の隅部１１２、１１４のみに溶接が行われる。

溶接装置２０２は、図１０及び図１１に示すように、支持部２１０と、溶接トーチ２２０と、把持部２３０と、支持体駆動部２４０と、回転駆動部２５０と、入力受付部２６０と、制御装置２７０を有する。

支持部２１０は、溶接トーチ２２０を移動可能に支持する。具体的には、支持部２１０は、溶接トーチ２２０を３方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）に移動可能に支持する。支持部２１０は、図１０に示すように、車台２１２と、支持体２１４を有する。

車台２１２は、第１の実施形態の車台１２と同様にガイドレール４上を左右方向（Ｙ軸方向）に移動し、溶接トーチ２２０を支持する支持体２１４を所定方向に移動させる。車台２１２には、支持体２１４を回転させる回転部２１３が設けられている。回転部２１３は、例えば回転可能な円盤であり、支持体２１４の下部を支持している。

支持体２１４は、支柱２１５と水平梁２１６を有する。支柱２１５は、車台２１２上に鉛直方向に沿って設けられている。水平梁２１６は、支柱２１５に対して水平方向（Ｘ軸方向）及び鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられている。また、支持体２１４は、車台２１２の回転部２１３によって、図１０に示す回転軸Ｄ周りに回転可能である。

溶接トーチ２２０は、第１の実施形態の溶接トーチ２０と同様に、母材１００の被溶接部１１０の溶接を行う。例えば、溶接トーチ２２０は、ワイヤをアーク熱で溶かした溶融金属を被溶接部１１０に溶着させることにより、溶接を行う。

把持部２３０は、溶接トーチ２２０の被溶接部１１０に対するねらい角及び進行角を変更できるように、溶接トーチ２２０を回転可能に把持している。また、把持部２３０は、水平梁２１６に対して、回転軸Ｃ周りに回転可能に支持されている。把持部２３０の構成は、図４に示す把持部３０の構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。

支持体駆動部２４０は、支持体２１４を移動させる駆動部である。支持体駆動部２４０は、支持体２１４を回転させると共に、支持体２１４を並進移動させる。具体的には、支持体駆動部２４０は、支持体２１４の支柱２１５を回転させると共に、水平梁２１６を並進移動させる。より具体的には、支持体駆動部２４０は、支柱２１５を回転軸Ｄ周りに回転させ、水平梁２１６をＸ軸方向及びＺ軸方向に並進移動させる。

支持体駆動部２４０は、図１１に示すように、Ｘ軸モータ２４２、Ｙ軸モータ２４３、Ｚ軸モータ２４４及び回転モータ２４５を有する。Ｘ軸モータ２４２は、支持体２１４の水平梁２１６をＸ軸方向に移動させるモータであり、水平梁２１６の軸方向の一端部に設けられている。Ｙ軸モータ２４３は、支持体２１４を支持する車台２１２をＹ軸方向に移動させるモータであり、車台２１２内に設けられている。Ｚ軸モータ２４４は、水平梁２１６をＺ軸方向に移動させるモータであり、支柱２１５の上端部に設けられている。回転モータ２４５は、回転部２１３を回転させるモータであり、支持体２１４を回転軸Ｄ周りに回転させる。回転モータ２４５は、車台２１２内に設けられている。なお、回転モータ２４５は、車台２１２の外部に設けられていてもよい。

回転駆動部２５０は、溶接トーチ２２０を所定軸周りに回転させる。具体的には、回転駆動部２５０は、互いに直交する３つの軸（回転軸Ａ、回転軸Ｂ、回転軸Ｃ）周りに溶接トーチ２２０を回転させる。

回転駆動部２５０は、図１１に示すように、第１回転駆動部２５１、第２回転駆動部２５２及び第３回転駆動部２５３を有する。第１回転駆動部２５１は、溶接トーチ２２０を回転軸Ａ（図４参照）周りに回転させ、第２回転駆動部２５２は、溶接トーチ２２０を回転軸Ｂ（図４参照）周りに回転させ、第３回転駆動部２５３は、溶接トーチ２２０を回転軸Ｃ（図１０）周りに回転させる。すなわち、第１回転駆動部２５１、第２回転駆動部２５２及び第３回転駆動部２５３は、第１の実施形態の第１回転駆動部５０、第２回転駆動部５２及び第３回転駆動部５４と同様な機能を有する。

第２の実施形態において、図１０に示すように、回転軸Ｄは回転軸Ｃと平行である。このため、第３回転駆動部２５３は、溶接トーチ２２０を支持体２１４の回転軸Ｄと平行な所定軸である回転軸Ｃ周りに回転させることになる。

入力受付部２６０は、作業者の入力情報を受け付ける。入力受付部２６０は、第１の実施形態の入力受付部６０と同様な機能を有するので、詳細な説明は省略する。

制御装置２７０は、溶接装置２０２の全体の動作を制御する。制御装置２７０は、第１の実施形態の制御装置７０と同様な制御を行う。制御装置２７０は、図１１に示すように、記憶部２７２と、制御部２７４を有する。

記憶部２７２は、制御部２７４が実行するためのプログラムや、溶接に関する各種データを記憶する。記憶部２７２は、母材１００の形状に関する母材情報を記憶している。母材情報は、例えば、作業者が入力受付部２６０を介して入力される。

制御部２７４は、記憶部２７２に記憶されたプログラムを実行することにより、溶接装置２０２の動作を制御する。例えば、制御部２７４は、溶接トーチ２２０が母材１００の被溶接部１１０を溶接するために、支持体駆動部２４０及び回転駆動部２５０を動作させる。また、制御部２７４は、溶接トーチ２２０に供給するワイヤの供給量、電流・電圧の大きさを制御する。

制御部２７４は、少なくとも回転駆動部２５０を駆動させて溶接トーチ２２０の姿勢を変化させながら、溶接トーチ２２０に被溶接部１１０の溶接を行わせる。制御部２７４は、回転駆動部２５０に加えて支持体駆動部２４０を駆動させて溶接トーチ２２０の姿勢を変化させながら、溶接トーチ２２０に被溶接部１１０の溶接を行ってもよい。第２の実施形態では、制御部２７４は、被溶接部１１０として、第１金属板１０２と第２金属板１０４の隅部１１２、１１４の溶接を行う。隅部１１２、１１４の両方を溶接することで、第１金属板１０２と第２金属板１０４を強固に溶接できる。

図１２及び図１３を参照しながら、隅部１１２、１１４の溶接の流れを説明する。
図１２及び図１３は、隅部１１２、１１４の溶接を行う際の溶接トーチ２２０の態様を説明するための模式図である。

制御部２７４は、図１２（ａ）に示すように、溶接トーチ２２０に隅部１１２の溶接を行わせる。例えば、車台２１２がＹ軸方向（図１０）に移動しながら、溶接トーチ２２０が隅部１１２の溶接を行う。制御部２７４は、隅部１１２と共に、隅部１１３も溶接する（立向き溶接）。例えば、溶接トーチ２２０は、隅部１１２、１１３を連続して溶接する。

隅部１１２及び隅部１１３の溶接が完了すると、制御部２７４は、車台２１２が停止した状態で、溶接トーチ２２０が隅部１１２とは反対側の隅部１１４を溶接可能な位置に溶接トーチ２２０を移動させる。この際、制御部２７４は、支持体駆動部２４０によって支持体２１４を回転及び並進移動させ、かつ回転駆動部２５０で溶接トーチ２２０を回転させることで、隅部１１４を溶接可能な位置に溶接トーチ２２０を移動させる。具体的には、以下のように支持体２１４の並進移動等を行う。

まず、制御部２７４は、Ｚ軸モータ２４４を駆動させて、図１２（ｂ）に示すように水平梁２１６をＺ軸方向の上方へ移動させる。例えば、制御部２７４は、溶接トーチ２２０の先端が第２金属板１０４の上端よりも高くなるように、水平梁２１６を上方へ移動させる。次に、制御部２７４は、Ｘ軸モータ２４２を駆動させて、図１２（ｃ）に示すように水平梁２１６をＸ軸方向の前方へ移動させる。例えば、制御部２７４は、溶接トーチ２２０が第２金属板１０４を越えるように、水平梁２１６を前方へ移動させる。このように、制御部２７４は、水平梁２１６を鉛直方向（Ｚ軸方向）及び水平方向（Ｘ軸方向）に移動させて、溶接トーチ２２０を第２金属板１０４の反対側へ越えさせる。

次に、制御部２７４は、回転駆動部２５０に溶接トーチ２２０を回転させて、図１３（ａ）に示すように、隅部１１４を溶接可能な位置に溶接トーチ２２０に位置させる。例えば、制御部２７４は、第３回転駆動部２５３によって溶接トーチ２２０を回転軸Ｃ周りに回転させて、隅部１１４を溶接可能な位置に溶接トーチ２２０を位置させる。移動後の溶接トーチ２２０は、第２金属板１０４から見て移動開始前の位置の反対位置である。上記のように制御を行うことで、第２金属板１０４に干渉することなく溶接トーチ２２０を所望の位置へ移動できる。

なお、上記では、第３回転駆動部２５３を駆動して溶接トーチ２２０を回転させることとしたが、これに限定されず、制御部２７４は、第３回転駆動部２５３に加えて、第１回転駆動部２５１や第２回転駆動部２５２を駆動させて、溶接トーチ２２０を回転させてもよい。これにより、溶接トーチ２２０は、図１３（ｂ）に示す姿勢で、隅部１１４の溶接が可能となる。図１３（ｂ）に示す姿勢の場合には、水平梁２１６のＸ軸方向への移動量を少なくできる。

上記では、制御部２７４は、水平梁２１６を並進移動させることとしたが、これに限定されず、制御部２７４は、回転モータ２４５を駆動させて、支柱２１５と共に水平梁２１６を回転軸Ｄ周りに回転させてもよい。例えば、制御部２７４は、水平梁２１６を上方へ移動させた後に、支柱２１５を回転Ｄ軸周りに回転させつつ、水平梁２１６を前方へ移動させる。これにより、回転軸Ａ、Ｂ、Ｃ周りに回転可能な溶接トーチ２２０の移動の自由度がより高まる。例えば、Ｙ軸方向において、隅部１１２の溶接の完了位置と、隅部１１４の溶接の開始位置とが異なっても、支柱２１５を回転させることで、車台２１２を移動させることなく溶接トーチ２２０の所望の位置に移動させることができる。

溶接トーチ２２０が隅部１１４を溶接可能な位置に位置すると、制御部２７４は、移動後の溶接トーチ２２０に、隅部１１４の溶接を行わせる。これにより、隅部１１２の溶接が完了した後に、作業者が溶接装置２０２を第２金属板１０４の反対側に再設置することなく、隅部１１４の溶接を行うことができる。制御部２７４は、隅部１１３の反対側の隅部の溶接も、隅部１１４の溶接と共に行う（立向き溶接）。
なお、上記では、隅部１１４を溶接可能な位置に溶接トーチ２２０を移動させることとしたが、これに限定されない。例えば、制御部２７４は、隅部１１３の反対側の隅部を溶接可能な位置に溶接トーチ２２０を移動させてもよい。

制御部２７４は、記憶部２７２に記憶されたプログラミングに従って、隅部１１２及び隅部１１４の溶接を自動で行う。記憶部２７２は、母材１００の形状に関する母材情報も記憶しているが、第２金属板１０４の形状に関する情報が母材情報に含まれている場合には、制御部２７４は、当該母材情報を用いて、隅部１１４を溶接可能な位置に溶接トーチ２２０を自動で移動させる。すなわち、制御部２７４は、車台２１２が停止した状態で、記憶部２７２に記憶された母材情報に基づいて、支持体２１４を回転及び並進移動させ、かつ溶接トーチ２２０を回転させることで、隅部１１４を溶接可能な位置に溶接トーチ２２０を移動させる。これにより、隅部１１４を溶接可能な位置に溶接トーチ２２０を高精度に位置させることができ、この結果、隅部１１４の溶接も適切に行われる。

（変形例）
図１４及び図１５を参照しながら、変形例について説明する。
図１４は、変形例に係る溶接装置２０２を説明するための模式図である。

変形例に係る溶接装置２０２の構成は、図１０に示す溶接装置２０２の構成と同様であるが、変形例の溶接装置２０２は、母材１００の第１金属板１０２上に載置されており、第１金属板１０２上で移動しない。ここでは、図１４に示すように、第２金属板１０４の両側の金属板１０６に挟まれた状態で、溶接装置２０２の車台２１２が第１金属板１０２に固定されている。このように第１金属板１０２に載置された溶接装置２０２は、第１金属板１０２と第２金属板１０４の隅部１１２、１１４を自動で溶接する。

以下では、図１５を参照しながら、隅部１１２、１１４の溶接の流れを説明する。
図１５は、変形例における溶接トーチ２２０の移動の態様を説明するための模式図である。なお、図１５は、上方から溶接装置２０２及び母材１００を見た図であり、説明の便宜上、溶接装置２０２の構成要素を簡略化すると共に、母材１００の一対の金属板１０６の間隔を小さくしている。

まず、制御部２７４は、溶接トーチ２２０に隅部１１２の溶接を行わせる。例えば、制御部２７４が支持体駆動部２４０及び回転駆動部２５０が駆動することで、溶接トーチ２２０が隅部１１２に沿って移動しながら隅部１１２を溶接する。また、制御部２７４は、第２金属板１０４と第３金属板１０６の隅部１１３も溶接する（立向き溶接）。ここでは、溶接トーチ２２０が図１５（ａ）に示す位置に位置した状態で、隅部１１２、１１３の溶接が完了したものとする。

次に、制御部２７４は、図１５（ｂ）に示すように、水平梁２１６を回転及び並進移動させる。具体的には、まず、制御部２７４は、水平梁２１６を上方へ移動させる。次に、制御部２７４は、溶接トーチ２２０が左右の金属板１０６と、金属板１０４と干渉しない程度に、水平梁２１６を支える支柱２１５を回転させると共に、水平梁２１６を前方へ移動させる。

次に、制御部２７４は、図１５（ｃ）に示すように、水平梁２１６を回転軸Ｄ周りに回転させる共に、溶接トーチ２２０を回転軸Ｃ周りに回転させる。そして、制御部２７４は、水平梁２１６を下方へ移動させることで、隅部１１４を溶接可能な位置に溶接トーチ２２０を位置させる。このように、第１金属板１０２に載置された溶接装置２０２を移動させることなく、隅部１１２を溶接した溶接トーチ２２０を、隅部１１４を溶接可能な位置に位置させることができる。これにより、狭い場所でも、例えば、立向上進溶接や水平隅肉溶接が可能となる。

次に、制御部２７４は、移動後の溶接トーチ２２０に隅部１１４の溶接を行わせる。例えば、制御部２７４が支持体駆動部２４０及び回転駆動部２５０が駆動することで、溶接トーチ２２０が隅部１１４に沿って移動しながら隅部１１４を溶接する。これにより、隅部１１２及び隅部１１４の自動溶接が完了する。

（第２の実施形態における効果）
第２の実施形態に係る溶接装置２０２は、母材１００の第１金属板１０２と第２金属板１０４の２つの隅部１１２、１１４に溶接を行う。この際、溶接装置２０２は、支持体２１４を回転及び並進移動させ、かつ溶接トーチ２２０を回転させることで、溶接トーチ２２０が隅部１１２とは反対側の隅部１１４を溶接可能な位置に溶接トーチ２２０を移動させる。
上記のように支持体２１４及び溶接トーチ２２０の回転等を行うことで、第２金属板１０４と干渉することなく溶接トーチ２２０を所望の位置に移動できるので、第２金属板１０４から見て両側にある２つの隅部１１２、１１４を連続して自動で溶接することが可能となる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１００ 母材
１０２ 第１金属板
１０４ 第２金属板
１０６ 第３金属板
１１２ 隅部
１１３ 隅部
１１４ 隅部
２０２ 溶接装置
２１２ 車台
２１４ 支持体
２１５ 支柱
２１６ 水平梁
２２０ 溶接トーチ
２４０ 支持体駆動部
２５０ 回転駆動部
２７２ 記憶部
２７４ 制御部

Claims (8)

1. 母材の被溶接部の溶接を行う一つの溶接トーチと、
   前記溶接トーチを回転可能に把持している把持部と、
   鉛直方向に沿った支柱と、前記支柱に対して水平方向及び鉛直方向に移動可能な水平梁とを有し、前記水平梁を介して前記把持部を支持する支持体と、
   前記支持体を回転させる回転部を有し、前記支持体を所定方向に移動させる車台と、
   前記車台を介して、前記支持体を回転させると共に、前記支持体を並進移動させる支持体駆動部と、
   前記溶接トーチを所定軸周りに回転させる回転駆動部と、
   少なくとも前記回転駆動部を駆動させて前記溶接トーチの姿勢を変化させながら、前記溶接トーチに前記被溶接部の溶接を行わせる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記被溶接部として、少なくとも直交する底板である第１金属板と立板である第２金属板の第１隅部に、前記溶接トーチに溶接を行わせ、
   前記車台が停止し、かつ前記第１金属板及び前記第２金属板の位置を保持した状態で、前記支持体駆動部によって前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ前記回転駆動部で前記溶接トーチを回転させることで、前記溶接トーチが前記第２金属板から見て前記第１隅部とは反対側の第２隅部を溶接可能な位置に前記第２金属板を超えて前記溶接トーチを移動させ、
   移動後の前記溶接トーチに、前記第２隅部に溶接を行わせる、
   溶接装置。
2. 前記制御部は、前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ前記溶接トーチを前記支持体の回転軸と平行な前記所定軸周りに回転させることで、前記第２隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを移動させる、
   請求項１に記載の溶接装置。
3. 前記回転駆動部は、互いに直交する３つの軸周りに前記溶接トーチを回転させる第１回転駆動部、第２回転駆動部及び第３回転駆動部を有し、
   前記第３回転駆動部は、前記溶接トーチを前記支持体の回転軸と平行な前記所定軸周りに回転させる、
   請求項２に記載の溶接装置。
4. 前記支持体駆動部は、前記支柱を回転させると共に、前記水平梁を並進移動させる、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の溶接装置。
5. 前記第２金属板は、前記第１金属板に対して立設しており、
   前記制御部は、
   前記水平梁を前記鉛直方向及び前記水平方向に移動させて、前記溶接トーチを前記第２金属板を越えさせ、
   前記支柱を回転させ、かつ前記溶接トーチを回転させることで、前記第２隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを位置させる、
   請求項４に記載の溶接装置。
6. 前記母材の形状に関する母材情報を記憶している記憶部を更に備え、
   前記制御部は、前記車台が停止した状態で、前記記憶部に記憶された前記母材情報に基づいて、前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ前記溶接トーチを回転させることで、前記第２隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを移動させる、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の溶接装置。
7. 前記制御部は、
   前記被溶接部として、前記第１隅部と共に、前記第１金属板及び前記第２金属板に直交する第３金属板と前記第２金属板の第３隅部であって前記第１隅部と直交する第３隅部に、前記溶接トーチに溶接を行わせ、
   前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ前記溶接トーチを回転させることで、前記第２隅部を溶接可能な位置又は、前記第２金属板から見て前記第３隅部とは反対側の第４隅部を溶接可能な位置に前記第２金属板を超えて前記溶接トーチを移動させ、
   移動後の前記溶接トーチに、前記第２隅部及び前記第４隅部の溶接を行わせる、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の溶接装置。
8. 母材の被溶接部の溶接を行う溶接方法であって、
   前記被溶接部として、直交する底板である第１金属板と立板である第２金属板の第１隅部に、把持部に回転可能に把持された一つの溶接トーチに溶接を行わせる第１溶接ステップと、
   鉛直方向に沿った支柱と前記支柱に対して水平方向及び鉛直方向に移動可能な水平梁とを有し前記水平梁を介して前記把持部を支持する支持体を、前記支持体を回転させる回転部を有し所定方向に移動可能な車台が停止し、かつ前記第１金属板及び前記第２金属板の位置を保持した状態で、支持体駆動部によって前記車台を介して前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ回転駆動部で前記溶接トーチを回転させることで、前記溶接トーチが前記第１隅部とは反対側の第２隅部を溶接可能な位置に前記第２金属板を超えて前記溶接トーチを移動させる移動ステップと、
   移動後の前記溶接トーチに、前記第２隅部に溶接を行わせる第２溶接ステップと、
   を有する、溶接方法。

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