(57)【要約】【課題】ワイヤの正送と逆送とを周期的に繰り返しながら短絡とアークとを交互に発生させる溶接では、溶接電圧を設定電圧に合わせることが難しい。その理由は、アーク期間が固定されているため、決められた時間内に溶接電圧を制御する必要があるためである。もし無理に溶接電圧を制御しようとゲインを上げてしまうと、アーク長の変動が大きくなり、アークの不安定化につながる可能性がある。従って、安定して溶接電流や溶接電圧を制御することが難しい。【解決手段】ワイヤを被溶接物側に送給する正送と、正送とは反対方向に送給する逆送とを繰り返して溶接を行うアーク溶接制御方法であり、予め設定された設定電圧と溶接中の所定期間における平均電圧とを比較し、設定電圧と平均電圧との差に基づいてワイヤ送給速度を制御することで、出力電圧を設定電圧に合わせることができ、溶接電圧を安定化することができる。【選択図】図３
2014172066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアークを発生させ、前記溶接ワイヤを前記被溶接物側に送給する正送と、前記溶接ワイヤを前記正送とは反対方向に送給する逆送とを繰り返して溶接を行うアーク溶接制御方法であって、
予め設定された設定電圧と溶接中の所定期間における平均電圧とを比較し、
前記設定電圧と前記平均電圧との差に基づいて前記溶接ワイヤのワイヤ送給速度を制御するアーク溶接制御方法。
【請求項２】
設定電圧に比べて平均電圧が低い場合には、ワイヤ送給速度の平均速度を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの平均速度よりも低くなるように、ワイヤ送給速度を制御する請求項１記載のアーク溶接制御方法。
【請求項３】
設定電圧に比べて平均電圧が低い場合には、逆送時のワイヤ送給速度の最大値を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの逆送時のワイヤ送給速度の最大値よりも大きくなるように、ワイヤ送給速度を制御する請求項１記載のアーク溶接制御方法。
【請求項４】
設定電圧に比べて平均電圧が低い場合には、逆送時のワイヤ送給速度の最大値を維持する時間を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの逆送時のワイヤ送給速度の最大値を維持する時間よりも長くなるように、ワイヤ送給速度を制御する請求項１記載のアーク溶接制御方法。
【請求項５】
設定電圧に比べて平均電圧が低い場合には、逆送時のワイヤ送給速度の最大値から正送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させる前記ワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの逆送時のワイヤ送給速度の最大値から正送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させる前記ワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量よりも少なくなるように、ワイヤ送給速度を制御する請求項１記載のアーク溶接制御方法。
【請求項６】
設定電圧に比べて平均電圧が高い場合には、ワイヤ送給速度の平均速度を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの平均速度よりも高くなるように、ワイヤ送給速度を制御する請求項１から５のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。
【請求項７】
設定電圧に比べて平均電圧が高い場合には、正送時のワイヤ送給速度の最大値を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの正送時のワイヤ送給速度の最大値よりも大きくなるように、ワイヤ送給速度を制御する請求項１から５のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。
【請求項８】
設定電圧に比べて平均電圧が高い場合には、正送時のワイヤ送給速度の最大値を維持する時間を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの正送時のワイヤ送給速度の最大値を維持する時間よりも長くなるように、ワイヤ送給制御を制御する請求項１から５のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。
【請求項９】
設定電圧に比べて平均電圧が高い場合には、正送時のワイヤ送給速度の最大値から逆送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させる前記ワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの正送時のワイヤ送給速度の最大値から逆送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させる前記ワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量よりも少なくなるように、ワイヤ送給速度を制御する請求項１から５のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。
【請求項１０】
設定電圧と平均電圧との差がない場合には、ワイヤ送給速度の正送と逆送の繰り返しを、所定の周期と所定の振幅で周期的に変化させて行う請求項１から９のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。
【請求項１１】
ワイヤ送給速度の周期的な変化は、正弦波状または台形波状の変化である請求項１０記載のアーク溶接制御方法。
【請求項１２】
設定電圧と平均電圧との差がない場合には、ワイヤ送給速度の正送と逆送の繰り返しは、周期的ではなく、溶接状態が短絡状態であることを検出すると逆送を行い、前記溶接状態がアーク状態であることを検出すると正送を行う請求項１から９のいずれか１項に記載のアーク溶接制御方法。
【請求項１３】
消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアークを発生させ、前記溶接ワイヤを前記被溶接物側に送給する正送と、前記正送とは反対方向に送給する逆送とを繰り返して溶接を行うアーク溶接装置であって、
前記溶接ワイヤを送給するためのワイヤ送給部と、
設定電流を設定するための設定電流設定部と、
設定電圧を設定するための設定電圧設定部と、
溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、
前記溶接電圧検出部の検出結果に基づいて溶接中の所定期間における平均電圧を算出して前記平均電圧と前記設定電圧との差を求める演算部と、
前記設定電流設定部の出力と前記演算部の出力に基づいて前記ワイヤ送給部を制御するワイヤ送給制御部と、を備え、
前記設定電圧と前記平均電圧との差に基づいて前記溶接ワイヤのワイヤ送給速度を制御するアーク溶接装置。
【請求項１４】
設定電流に基づいて溶接ワイヤの平均送給速度を設定する平均送給速度設定部を備え、
設定電圧と平均電圧との差に基づいて、溶接ワイヤの平均送給速度を、前記平均送給速度設定部で設定した平均送給速度とは異なる平均送給速度となるように前記溶接ワイヤの送給を制御する請求項１３記載のアーク溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消耗電極である溶接ワイヤの正送と逆送とを繰り返しながら短絡状態とアーク状態とを交互に発生させて溶接を行うアーク溶接制御方法およびアーク溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接作業工程におけるロス工程の一つとして、スパッタ除去工程がある。スパッタ除去工程を少なくするためには、スパッタの低減が必要である。スパッタの低減を目的として、ワイヤ送給速度として正送と逆送とを繰り返し、短絡状態とアーク状態とを交互に発生させて溶接を行う消耗電極式アーク溶接が知られている。
【０００３】
図１３は、従来のアーク溶接制御方法におけるワイヤ送給速度と溶接出力の時間波形を示す図である。例えば、溶接ワイヤを送給しながら短絡状態とアーク状態とを交互に発生させて溶接を行うアーク溶接制御方法に関し、下記の方法が知られている。すなわち、ワイヤ送給速度として正送と逆送とを周期的に繰り返すようにワイヤ送給モータを制御する送給速度制御器と、この送給速度制御器の増減信号を受けて、図１３に示すようにワイヤ供給量が少ない期間は溶接出力が低出力になるように出力を制御し、ワイヤ供給量が多い期間は溶接出力が高出力になるように出力を制御する出力制御器とを設ける。これにより、短絡状態の時、ワイヤ溶融塊の移行力としてワイヤ送給速度を減じることによる離脱力を利用でき、スパッタ発生の主要な原因となる短絡電流を低減しても、安定した短絡移行溶接が持続できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一般的なアーク溶接制御方法では、設定電流に対応するワイヤ送給速度により溶接ワイヤを一定速度で送給する。そして、出力電圧が設定電圧に合うようにアーク期間に制御される溶接電圧に基づいて溶接電流を出力する制御を行っている。一方、特許文献１に記載された溶接制御では、図１３に示すように、ワイヤ送給速度として正送と逆送とを周期的に繰り返して増減させる。そして、ワイヤ供給量が少ない期間は溶接出力を低出力に制御し、ワイヤ供給量が多い期間は溶接出力を高出力に制御する。このような制御方法では、短絡１周期中に短絡期間とアーク期間とが一定の比率で発生する。このことから、アークが安定し、スパッタの発生の低減が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−６７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、溶接電圧を設定電圧に合わせることは難しい。その理由は、特許文献１の場合、短絡とアークが一定の比率で発生する。すなわち、アーク期間が一定となり、アーク期間が固定される。従って、固定された時間内に溶接電圧を制御する必要があるためである。また、無理に溶接電圧を制御しようとしてゲインを上げてしまうと、アーク長の変動が大きくなり、アークの不安定化につながる可能性がある。これらにより、従来のアーク溶接制御方法では、溶接電流および溶接電圧を安定して制御することが難しいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のアーク溶接制御方法は、消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアークを発生させ、前記溶接ワイヤを前記被溶接物側に送給する正送と、前記溶接ワイヤを前記正送とは反対方向に送給する逆送とを繰り返して溶接を行うアーク溶接制御方法であって、予め設定された設定電圧と溶接中の所定期間における平均電圧とを比較し、前記設定電圧と前記平均電圧との差に基づいて前記溶接ワイヤのワイヤ送給速度を制御するものである。
【０００８】
また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、設定電圧に比べて平均電圧が低い場合には、ワイヤ送給速度の平均速度を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの平均速度よりも低くなるように、ワイヤ送給速度を制御するものである。
【０００９】
また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、設定電圧に比べて平均電圧が低い場合には、逆送時のワイヤ送給速度の最大値を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの逆送時のワイヤ送給速度の最大値よりも大きくなるように、ワイヤ送給速度を制御するものである。
【００１０】
また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、設定電圧に比べて平均電圧が低い場合には、逆送時のワイヤ送給速度の最大値を維持する時間を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの逆送時のワイヤ送給速度の最大値を維持する時間よりも長くなるように、ワイヤ送給速度を制御するものである。
【００１１】
また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、設定電圧に比べて平均電圧が低い場合には、逆送時のワイヤ送給速度の最大値から正送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させる前記ワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの逆送時のワイヤ送給速度の最大値から正送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させる前記ワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量よりも少なくなるように、ワイヤ送給速度を制御するものである。
【００１２】
また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、設定電圧に比べて平均電圧が高い場合には、ワイヤ送給速度の平均速度を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの平均速度よりも高くなるように、ワイヤ送給速度を制御するものである。
【００１３】
また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、設定電圧に比べて平均電圧が高い場合には、正送時のワイヤ送給速度の最大値を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの正送時のワイヤ送給速度の最大値よりも大きくなるように、ワイヤ送給速度を制御するものである。
【００１４】
また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、設定電圧に比べて平均電圧が高い場合には、正送時のワイヤ送給速度の最大値を維持する時間を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの正送時のワイヤ送給速度の最大値を維持する時間よりも長くなるように、ワイヤ送給制御を制御するものである。
【００１５】
また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、設定電圧に比べて平均電圧が高い場合には、正送時のワイヤ送給速度の最大値から逆送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させる前記ワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量を、前記設定電圧と前記平均電圧との差がないときの正送時のワイヤ送給速度の最大値から逆送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させる前記ワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量よりも少なくなるように、ワイヤ送給速度を制御するものである。
【００１６】
また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、設定電圧と平均電圧との差がない場合には、ワイヤ送給速度の正送と逆送の繰り返しを、所定の周期と所定の振幅で周期的に変化させて行うものである。
【００１７】
また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、ワイヤ送給速度の周期的な変化を、正弦波状または台形波状の変化としたものである。
【００１８】
また、本発明のアーク溶接制御方法は、上記に加えて、設定電圧と平均電圧との差がない場合には、ワイヤ送給速度の正送と逆送の繰り返しは、周期的ではなく、溶接状態が短絡状態であることを検出すると逆送を行い、前記溶接状態がアーク状態であることを検出すると正送を行うものである。
【００１９】
また、本発明のアーク溶接制御装置は、消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアークを発生させ、前記溶接ワイヤを前記被溶接物側に送給する正送と、前記正送とは反対方向に送給する逆送とを繰り返して溶接を行うアーク溶接装置であって、前記溶接ワイヤを送給するためのワイヤ送給部と、設定電流を設定するための設定電流設定部と、
設定電圧を設定するための設定電圧設定部と、溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、前記溶接電圧検出部の検出結果に基づいて溶接中の所定期間における平均電圧を算出して前記平均電圧と前記設定電圧との差を求める演算部と、前記設定電流設定部の出力と前記演算部の出力に基づいて前記ワイヤ送給部を制御するワイヤ送給制御部と、を備え、前記設定電圧と前記平均電圧との差に基づいて前記溶接ワイヤのワイヤ送給速度を制御するものである。
【００２０】
また、本発明のアーク溶接制御装置は、上記に加えて、設定電流に基づいて溶接ワイヤの平均送給速度を設定する平均送給速度設定部を備え、設定電圧と平均電圧との差に基づいて、溶接ワイヤの平均送給速度を、前記平均送給速度設定部で設定した平均送給速度とは異なる平均送給速度となるように前記溶接ワイヤの送給を制御するものである。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明は、予め設定された設定電圧と溶接中の所定期間における平均電圧とを比較し、設定電圧と平均電圧との差に基づいて溶接ワイヤのワイヤ送給速度を制御することで、出力電圧を設定電圧に合わせるようにすることができる。
【００２２】
これにより、溶接電圧を安定して制御することができる。そして、溶接速度の高速化や突出し長さのバラツキやギャップなどの外乱によりアーク溶接の状態が異なっても、アークの不安定化を引き起こし難くすることができる。そのため、アークの不安定化によるビード欠陥の発生や溶け込み不良等の問題を最小限に留めることができ、安定したアーク溶接を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアーク溶接装置の概略構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１におけるワイヤ送給速度と溶接電圧と溶接電流の時間波形を示す図
【図３】本発明の実施の形態１におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図
【図４】本発明の実施の形態２におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図
【図５】本発明の実施の形態２におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図
【図６】本発明の実施の形態３におけるワイヤ送給速度と溶接電圧と溶接電流の時間波形を示す図
【図７】本発明の実施の形態４におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図
【図８】本発明の実施の形態４におけるワイヤ送給速度と溶接電圧の時間波形を示す図
【図９】本発明の実施の形態５におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図
【図１０】本発明の実施の形態６におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図
【図１１】本発明の実施の形態７におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図
【図１２】本発明の実施の形態８におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図
【図１３】従来のワイヤ送給速度と溶接出力の時間波形を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１におけるアーク溶接装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、アーク溶接装置は、消耗電極である溶接ワイヤ２０と被溶接物２３との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返し発生させて溶接を行う装置である。溶接ワイヤ２０は、ワイヤ送給モータ１９により、所定の周期と所定の振幅とで周期的に正送と逆送とが繰り返される。溶接ワイヤ２０は、溶接ワイヤ２０に給電するための溶接チップ２１内を通り、溶接ワイヤ２０の先端から被溶接物２３へ溶接アーク２２を放電している。なお、ワイヤ送給モータ１９は、ワイヤ送給制御部３２により制御される。
【００２５】
本実施の形態１のアーク溶接装置は、例えば、以下のように構成される。図１に示すように、アーク溶接装置において、入力電源１からの電力は１次整流部２で整流され、１次整流部２の出力はスイッチング部３により交流電圧に変換される。この交流電圧はトランス４により降圧され、２次整流部５およびインダクタであるＤＣＬ６により整流され、溶接ワイヤ２０と被溶接物２３との間に印加される。
【００２６】
また、アーク溶接装置は、スイッチング部３を制御するための駆動部７と、溶接用電源出力端子間に接続されている溶接電圧検出部８と、溶接出力電流を検出する溶接電流検出部９と、溶接電圧検出部８からの信号に基づいて短絡状態であるのかアーク状態であるのかを判定する状態検出部１０と、状態検出部１０から短絡状態であることを示す信号を受けて短絡期間Ｔｓ中に短絡電流の制御を行う短絡制御部１１と、状態検出部１０からアーク状態であることを示す信号を受けてアーク期間Ｔａ中にアーク電圧の制御を行うアーク制御部１２と、を備えている。
【００２７】
さらに、アーク溶接装置は、電流を設定するための設定電流設定部１３と、電圧を設定するための設定電圧設定部２５と、所定期間の出力電圧の平均電圧と設定電圧設定部２５で設定された設定電圧との差を求める差分計算部２６とを備えている。
【００２８】
また、アーク溶接装置は、設定電流に基づいて溶接ワイヤ２０の基準送給速度（平均送給速度）を決定する平均送給速度設定部２４と、溶接ワイヤ２０を正送と逆送に台形波状に周期的に繰り返し送給制御するための周波数を設定電流に基づいて決定する周波数基本設定部１４と、溶接ワイヤ２０を正送と逆送に台形波状に周期的に繰り返し送給制御するための速度振幅を設定電流に基づいて決定する速度振幅基本設定部１５と、設定電流に基づいて台形波状のピーク時間Ｔｐを決定するピーク時間基本設定部１６と、設定電流に基づいて台形波状の立ち上がり時間Ｔｒを決定するピーク立ち上がり時間基本設定部１７と、設定電流に基づいて台形波状の立ち下がり時間Ｔｆを決定するピーク立ち下がり時間基本設定部１８を備えている。なお、平均送給速度設定部２４の出力と速度振幅基本設定部１５の出力により、正送と逆送各々のワイヤ送給速度のピーク値が決まる。
【００２９】
さらに、アーク溶接装置は、平均送給速度制御部２７と、振幅制御部２８と、ピーク時間制御部２９と、ピーク立ち上がり時間制御部３０と、ピーク立ち下がり時間制御部３１を備えている。
【００３０】
平均送給速度制御部２７は、平均送給速度設定部２４によって設定された基準送給速度（平均送給速度）を、差分計算部２６によって算出された電圧差に基づいて変更する。例えば、電圧差に基づいて基準送給速度を大きさ方向にシフトする。また、振幅制御部２８は、速度振幅基本設定部１５によって設定された速度振幅を、差分計算部２６によって算出された電圧差に基づいて変更する。また、ピーク時間制御部２９は、ピーク時間基本設定部１６によって設定されたピーク時間を、差分計算部２６によって算出された電圧差に基づいて変更する。また、ピーク立ち上がり時間制御部３０は、ピーク立ち上がり時間基本設定部１７によって設定された立ち上がり時間を、差分計算部２６によって算出された電圧差に基づいて変更する。また、ピーク立ち下がり時間制御部３１は、ピーク立ち下がり時間基本設定部１８によって設定された立ち下がり時間を、差分計算部２６によって算出された電圧差に基づいて変更する。
【００３１】
なお、平均送給速度制御部２７により平均送給速度が変更されるおよび／または振幅制御部２８により速度振幅が変更されることにより、正送と逆送各々のワイヤ送給速度の変更後のピーク値が決まる。
【００３２】
そして、平均送給速度制御部２７で決定した平均送給速度と、周波数基本設定部１４で決定した周波数と、振幅制御部２８で決定したピーク値と、ピーク時間制御部２９で決定したピーク時間と、ピーク立ち上がり時間制御部３０で決定したピーク立ち上がり時間と、ピーク立ち下がり時間制御部３１で決定したピーク立ち下がり時間の各々が、ワイヤ送給モータ１９に入力され、溶接ワイヤ２０の送給が制御される。なお、差分計算部２６によって算出された電圧差がゼロの場合には、各パラメータの変更は行われず、平均送給速度設定部２４、周波数基本設定部１４、速度振幅基本設定部１５、ピーク時間基本設定部１６、ピーク立ち上がり時間基本設定部１７、ピーク立ち下がり時間基本設定部１８の出力により、ワイヤ送給モータ１９による溶接ワイヤ２０の送給が制御される。
【００３３】
ここで、平均送給速度設定部２４には、設定電流と平均送給速度とを関係付けたテーブルあるいは関係式が設けられており、このテーブルあるいは関係式と設定電流とに基づいて平均送給速度が決定される。同様に、周波数基本設定部１４と、速度振幅基本設定部１５と、ピーク時間基本設定部１６と、ピーク立ち上がり時間基本設定部１７と、ピーク立ち下がり時間基本設定部１８も、設定電流と各々とを関係付けたテーブルあるいは関係式が設けられており、このテーブルあるいは関係式と設定電流とに基づいて、各々の値が決定される。
【００３４】
また、平均送給速度制御部２７には、電圧差と基準送給速度（平均送給速度）の変化量とを関係付けたテーブルあるいは関係式が設けられており、このテーブルあるいは関係式と電圧差とに基づいて変化量が決定され、そして、平均送給速度が決定される。同様に、振幅制御部２８には、電圧差と速度振幅の変化量とを関係付けたテーブルあるいは関係式が設けられており、このテーブルあるいは関係式と電圧差とに基づいて変化量が決定され、そして、速度振幅が決定される。同様に、ピーク時間制御部２９には、電圧差とピーク時間の変化量とを関係付けたテーブルあるいは関係式が設けられており、このテーブルあるいは関係式と電圧差とに基づいて変化量が決定され、そして、ピーク時間が決定される。同様に、ピーク立ち上がり時間制御部３０には、電圧差とピーク立ち上がり時間の変化量とを関係付けたテーブルあるいは関係式が設けられており、このテーブルあるいは関係式と電圧差とに基づいて変化量が決定され、そして、ピーク立ち上がり時間が決定される。同様に、ピーク立ち下がり時間制御部３１には、電圧差とピーク立ち下がり時間の変化量とを関係付けたテーブルあるいは関係式が設けられており、このテーブルあるいは関係式と電圧差とに基づいて変化量が決定され、そして、ピーク立ち下がり時間が決定される。
【００３５】
なお、図１で示したアーク溶接装置を構成する各構成部は、各々単独に構成してもよいし、複数の構成部を複合して構成するようにしてもよい。
【００３６】
次に、アーク溶接装置のワイヤ送給制御について説明する。なお、上記のように、ワイヤ送給速度を変更するやり方は種々ある。本実施の形態１では、平均送給速度設定部２４によって設定された基準送給速度（平均送給速度）を、差分計算部２６によって算出された電圧差に基づいて、平均送給速度制御部２７が変更することにより平均電圧を設定電圧に近づける例について説明する。
【００３７】
図２は、本実施の形態１におけるワイヤ送給速度と溶接電圧と溶接電流の時間波形を示す図である。
【００３８】
本実施の形態１において、ワイヤ送給速度の変化として、台形波状の例を示している。そして、設定電流に基づいて、台形波状のワイヤ送給制御のピーク時間Ｔｐと、立ち上がり時間Ｔｒと、立ち下がり時間Ｔｆのうちの少なくともいずれかを決定するようにしている。
【００３９】
すなわち、本実施の形態１のアーク溶接制御方法は、設定電流に応じたワイヤ送給速度を基準送給速度（平均送給速度）とし、所定の周期Ｔ（所定の周波数Ｆの逆数）と所定の速度振幅ＡＶで溶接ワイヤ２０の正送と逆送とを周期的に繰り返し、短絡状態とアーク状態とを発生させて溶接を行うものである。そして、このアーク溶接制御方法は、所定の周期Ｔと所定の速度振幅ＡＶのうちの少なくともいずれかを、設定電流に応じた値とし、溶接ワイヤ２０のワイヤ送給速度を台形波状に変化させて溶接ワイヤ２０の送給を行うものである。
【００４０】
図３は、本実施の形態１において、設定電圧と比較して溶接中の所定期間の出力電圧の平均電圧が低い場合のワイヤ送給速度の時間波形を示す図である。設定電圧設定部２５によって設定した設定電圧と比較して、平均出力電圧が低い場合には、差分計算部２６から差分値が出力される。この差分値は、平均送給速度制御部２７へと送られる。本実施の形態１において、設定電圧と比較して平均出力電圧が低い場合、平均送給速度制御部２７へと送られた電圧の差分値によって、平均送給速度制御部２７は、電圧を上げる方向に働こうとする。電圧をアーク長と考えると電圧を上げるために、アーク長が長くなるよう平均送給速度を制御する。すなわち、平均送給速度を、設定電流に基づいて決定された基準送給速度（平均送給速度）よりも下げる。なお、平均送給速度は変更するが、送給波形の形状は変更しない。
【００４１】
このようにワイヤ送給速度を制御することで、被溶接物２３への入熱は変わらず、送られる溶接ワイヤ２０の量が減ることから溶接ワイヤ２０が燃え上がり気味になり、電圧が上がる。図３において実線で示している波形が、平均送給速度設定部２４と、周波数基本設定部１４と、速度振幅基本設定部１５と、ピーク時間基本設定部１６と、ピーク立ち上がり時間基本設定部１７と、ピーク立ち下がり時間基本設定部１８と、によって決定されるワイヤ送給速度の基本波形である。これに対し、一点鎖線で示している波形が、設定電圧に比べて平均電圧が低い場合のワイヤ送給速度の波形である。前述の通り、設定電圧と比べて平均電圧が低い場合は、電圧を上げるため、平均送給速度を下げている。なお、平均送給速度は下げているが、波形の形状は変えない。
【００４２】
なお、本実施の形態１では、ワイヤ送給速度の変化として台形波状の場合を示した。しかし、正弦波状としてもよい。
【００４３】
また、上記では、設定電圧に比べて平均電圧が低い場合について説明した。しかし、設定電圧に比べて平均電圧が高い場合には、平均送給速度を、設定電流に基づいて決定された基準送給速度（平均送給速度）よりも上げるように制御する。
【００４４】
（実施の形態２）
本実施の形態２において、実施の形態１と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図４は、本実施の形態２におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図である。本実施の形態２は、設定電圧と比較して溶接中の所定期間の出力電圧の平均電圧が低い場合を想定している。
【００４５】
なお、実施の形態１では、波形の形状は変更せず、設定電圧と平均電圧との差に基づいて、平均送給速度をシフトすることで電圧差に対応する例を示した。しかし、本実施の形態２では、基準送給速度を基準とし、電圧差に基づいて逆送側のピーク値を変更して電圧差に対応する例を示す。
【００４６】
設定電圧設定部２５によって決定した設定電圧と比較して、平均電圧が低い場合には、差分計算部２６から差分値が出力される。この差分値は、振幅制御部２８へ送られる。
【００４７】
ここで、平均送給速度設定部２４によって平均送給速度が決定され、かつ、速度振幅基本設定部１５によって速度振幅が決定されると、差分値がゼロの場合に相当する基本となる正送側と逆送側の送給量のピーク値が決まる。すなわち、平均送給速度に速度振幅を加算することで、正送側の送給量のピーク値が決まる。また、平均送給速度から速度振幅を減算することで、逆送側の送給量のピーク値が決まる。
【００４８】
本実施の形態２において、設定電圧と比較して出力電圧が低い場合、振幅制御部２８へと送られた電圧の差分値に基づいて、振幅制御部２８は電圧を上げる方向に働こうとする。そして電圧を上げるために、速度振幅を変更し、ピーク値を制御する。すなわち、逆送時の逆送ピーク値を大きくする。なお、正送時の正送ピーク値は変更しない。
【００４９】
このようにワイヤ送給速度を制御することで、アーク長が瞬時に長くなり、出力電圧が高くなる。図４において、実線で示している波形が、平均送給速度設定部２４と、周波数基本設定部１４と、速度振幅基本設定部１５と、ピーク時間基本設定部１６と、ピーク立ち上がり時間基本設定部１７と、ピーク立ち下がり時間基本設定部１８と、によって決定する基本波形である。これに対し、一点鎖線で示している波形は、設定電圧に比べて出力電圧が低い場合の送給波形である。設定電圧に比べて出力電圧が低い場合は、出力電圧を上げるため、逆送時の逆送ピーク値を大きな値としている。なお、一点鎖線の箇所以外の波形は、実線と同様である。
【００５０】
なお、本実施の形態２では、設定電流に基づいてピーク時間Ｔｐと、立ち上がり時間Ｔｒと、立ち下がり時間Ｔｆを決定する例を示した。しかしながら、設定電流はワイヤ送給速度やワイヤ送給量と比例の関係にあることが広く知られている。従って、設定電流に替えて、設定ワイヤ送給速度や設定ワイヤ送給量に基づいて、ピーク時間Ｔｐや、立ち上がり時間Ｔｒや、立ち下がり時間Ｔｆを決定するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態２によれば、設定電流毎に適した周波数や速度振幅などを設定することにより、設定電流に応じた溶接を行うことができる。
【００５２】
また、周期的にワイヤ送給速度を増減させる制御方法において、逆送送給量のピーク値を制御することにより、平均出力電圧を設定電圧に合わせることができ、溶接電圧を安定して制御することができる。
【００５３】
そして、溶接速度の高速化や突出し長さのバラツキやギャップなどの外乱によりアーク溶接の状態が異なっても、アークの不安定化を引き起こしにくいと考えられる。そのため、アークの不安定化によるビード欠陥の発生や溶け込み不良等の問題を最小限に留めることができ、安定なアーク溶接を実現することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態２では、ワイヤ送給速度の変化として台形波状の場合を示した。しかし、図５に示すように、正弦波状としてもよい。ワイヤ送給制御が所定の周波数Ｆ（所定の周期Ｔ）と所定の速度振幅ＡＶで正送と逆送とを周期的に繰り返す制御であれば、正弦波状でも台形波状でも、同様の性能を出すことができる。台形波状の送給制御が正弦波状の送給制御と異なる点は、台形波状のピーク時間Ｔｐと、立ち上がり時間Ｔｒと、立ち下がり時間Ｔｆを設定電流毎に適した値が設定できることである。
【００５５】
なお、図示していないが、設定電流とピーク時間Ｔｐとの関係や、設定電流と立ち上がり時間Ｔｒとの関係や、設定電流と立ち下がり時間Ｔｆとの関係を示す関係式は、１次関数でも良いし、２次関数など１次関数以外でも良い。
【００５６】
また、図示していないが、ピーク時間Ｔｐや、立ち上がり時間Ｔｒや、立ち下がり時間Ｔｆのうちの少なくともいずれかには、上限値および下限値のうちの少なくともいずれかを設けるようにしても良い。その理由は、アーク溶接装置の異常動作を防ぐためである。
【００５７】
なお、本実施の形態２においては、逆送側のピーク値を大きな値とすることで、ワイヤ供給量が少なくなる恐れがある。そのような場合は、平均送給量を上げて対応するようにしてもよい。
【００５８】
（実施の形態３）
本実施の形態３において、実施の形態２と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図６は、本実施の形態３におけるワイヤ送給速度と、溶接電圧と、溶接電流の時間波形を示す図である。
【００５９】
本実施の形態３が実施の形態２と異なる主な点は以下である。実施の形態２は、ワイヤ送給速度の正送と逆送の繰り返しを、所定の周期と所定の振幅で周期的に変化させて行う制御であった。しかし、本実施の形態３は、ワイヤ送給速度の正送と逆送の繰り返しは、周期的ではなく、溶接状態が短絡状態であることを検出すると逆送を行い、溶接状態がアーク状態であることを検出すると正送を行うものである。すなわち、アーク現象に基づいて送給制御を行うものである。その他の点は実施の形態２と同様である。
【００６０】
（実施の形態４）
本実施の形態４において、実施の形態２と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図７は、本実施の形態４におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図である。本実施の形態４は、設定電圧と比較して所定期間の平均電圧が高い場合の例を示す。本実施の形態４が実施の形態２と異なる主な点は以下である。実施の形態２は、設定電圧と比較して平均電圧が低い場合に、逆送側の送給量のピーク値を変更して対応する例を示した。本実施の形態４は、設定電圧と比較して平均電圧が高い場合に、正送側の送給量のピーク値を変更して対応する例について説明する。その他の点は、実施の形態２と同様である。
【００６１】
図７において、設定電圧設定部２５によって設定した設定電圧と比較して、所定期間の平均電圧が高い場合は、差分計算部２６から差分値が出力される。この差分値は、振幅制御部２８へと送られる。
【００６２】
ところで、差分値がゼロの場合に相当する基本となる正送側と逆送側の送給量のピーク値は、平均送給速度設定部２４によって平均送給速度が決定され、かつ、速度振幅基本設定部１５によって速度振幅が決定されると、決まる。本実施の形態４において、設定電圧と比較して所定期間の平均電圧が高い場合は、振幅制御部２８へと送られた電圧の差分値によって、振幅制御部２８は平均電圧を下げる方向に働こうとする。電圧をアーク長と考えると、電圧を下げるために、アーク長が短くなるよう送給波形のピーク値を制御する。すなわち、正送時の正送ピーク値を大きくする。なお、逆送時の逆送ピーク値は変更しない。
【００６３】
図７において、実線で示している波形が、平均送給速度設定部２４と、周波数基本設定部１４と、速度振幅基本設定部１５と、ピーク時間基本設定部１６と、ピーク立ち上がり時間基本設定部１７と、ピーク立ち下がり時間基本設定部１８と、によって決定される基本波形である。これに対し、一点鎖線で示している波形は、設定電圧に比べて平均電圧が高い場合の送給波形である。設定電圧に比べて平均電圧が高い場合は、平均電圧を下げるため、正送時の正送ピーク値を大きな値としている。なお、一点鎖線の箇所以外の波形は、実線と同様である。
【００６４】
なお、本実施の形態４では、設定電流に基づいてピーク時間Ｔｐや、立ち上がり時間Ｔｒや、立ち下がり時間Ｔｆを決定する例を示した。しかしながら、設定電流はワイヤ送給速度やワイヤ送給量と比例の関係にあることが広く知られている。従って、設定電流に替えて、設定ワイヤ送給速度や設定ワイヤ送給量に基づいて、ピーク時間Ｔｐや、立ち上がり時間Ｔｒや、立ち下がり時間Ｔｆを決定するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態４によれば、設定電流毎に適した周波数や速度振幅などを設定することにより、設定電流に応じた溶接を行うことができる。
【００６６】
また、周期的にワイヤ送給速度を増減させる制御方法において、正送送給量のピーク値を制御することにより、平均電圧を設定電圧に合わせることができ、溶接電圧を安定して制御することができる。
【００６７】
そして、溶接速度の高速化、突出し長さのバラツキやギャップなどの外乱によりアーク溶接の状態が異なっても、アークの不安定化を引き起こしにくいと考えられる。そのため、アークの不安定化によるビード欠陥の発生や溶け込み不良等の問題を最小限に留めることができ、安定なアーク溶接を実現することができる。
【００６８】
なお、図８は、本実施の形態４において、外乱によってアーク長が急に長くなった場合の例を示している。すなわち、出力電圧の変化が大きくなった場合の例を示している。このように出力電圧の変化が急に大きくなった場合、電流制御により出力電圧を適切な電圧にするには時間が掛かる。しかし、本実施の形態４のように、ワイヤ送給速度の制御により出力電圧を適切にする制御を行うようにすることで、即座に出力電圧の変化に対応することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態４においては、正送側のピーク値を大きな値とすることで、ワイヤ供給量が多くなる恐れがある。そのような場合は、平均送給量を下げて対応するようにしてもよい。
【００７０】
（実施の形態５）
本実施の形態５において、実施の形態２と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図９は、本実施の形態５におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図である。本実施の形態５は、実施の形態２と同様に、設定電圧と比較して平均電圧が低い場合を想定している。
【００７１】
本実施の形態５が実施の形態２と異なる主な点は以下である。実施の形態２では、逆送側の送給量のピーク値を変化させることで出力電圧の変化に対応する例を示した。これに対し、本実施の形態５では、逆送側の送給量のピーク値ではなく、逆送側の送給量のピーク時間を変化させることで出力電圧の変化に対応している。その他の点は実施の形態２と同様である。
【００７２】
図９において、設定電圧設定部２５によって決定した設定電圧と比較して、所定期間の平均電圧が低い場合には、差分計算部２６から差分値が出力される。この差分値は、ピーク時間制御部２９へと送られる。
【００７３】
なお、差分値がゼロの場合に相当する基本となる正送側と逆送側の送給量のピーク時間は、ピーク時間基本設定部１６によって決定される。本実施の形態５において、設定電圧と比較して平均電圧が低い場合、ピーク時間制御部２９へと送られた電圧の差分値によって、ピーク時間制御部２９は電圧を上げる方向に働こうとする。つまり、逆送側の逆送ピーク時間を長くする。なお、正送側の正送ピーク時間は変更しない。
【００７４】
図９において、実線で示す送給波形が、平均送給速度設定部２４と、周波数基本設定部１４と、速度振幅基本設定部１５と、ピーク時間基本設定部１６と、ピーク立ち上がり時間基本設定部１７と、ピーク立ち下がり時間基本設定部１８と、の出力に基づく基本波形である。これに対し、一点鎖線で示す送給波形は、平均電圧が低い場合の送給波形である。出力電圧が低い場合は、出力電圧を上げるため、逆送時の逆送ピーク時間を大きな値としている。なお、正送時の正送ピーク時間は基本波形と同様である。
【００７５】
なお、本実施の形態５では、設定電流に基づいてピーク時間Ｔｐや、立ち上がり時間Ｔｒや、立ち下がり時間Ｔｆを決定する例を示した。しかしながら、設定電流はワイヤ送給速度やワイヤ送給量と比例の関係にあることが広く知られている。従って、設定電流に替えて、設定ワイヤ送給速度や設定ワイヤ送給量に基づいて、ピーク時間Ｔｐや、立ち上がり時間Ｔｒや、立ち下がり時間Ｔｆを決定するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００７６】
以上のように、本実施の形態５によれば、設定電流毎に適した周波数や速度振幅などを設定することにより、設定電流に応じた溶接を行うことができる。
【００７７】
また、周期的にワイヤ送給速度を増減させる制御方法において、逆送送給量のピーク時間を制御することにより、出力電圧を設定電圧に合わせることができ、溶接電圧を安定して制御することができる。
【００７８】
そして、溶接速度の高速化や突出し長さのバラツキやギャップなどの外乱によりアーク溶接の状態が異なっても、アークの不安定化を引き起こしにくいと考えられる。そのため、アークの不安定化によるビード欠陥の発生や溶け込み不良等の問題を最小限に留めることができ、安定なアーク溶接を実現することができる。
【００７９】
なお、本実施の形態５においては、逆送側のピーク時間を大きな値とすることで、ワイヤ供給量が少なくなる恐れがある。そのような場合は、平均送給量を上げて対応するようにしてもよい。
【００８０】
（実施の形態６）
本実施の形態６において、実施の形態４と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図１０は、本実施の形態６におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図である。本実施の形態６は、実施の形態４と同様に、設定電圧と比較して平均電圧が高い場合の例を示す。
【００８１】
本実施の形態６が実施の形態４と異なる主な点は以下である。実施の形態４は、設定電圧と比較して平均電圧が高い場合であり、正送側の送給量のピーク値を変化して対応する例を示した。本実施の形態６は、設定電圧と比較して平均電圧が高い場合、正送側の送給量のピーク値ではなく、正送側の送給量のピーク時間を変化して対応する例について説明する。その他の点は、実施の形態４と同様である。なお、逆送側の送給量のピーク時間は変更しない。
【００８２】
図１０において、設定電圧設定部２５によって決定した設定電圧と比較して、所定時間の平均電圧が高い場合には、差分計算部２６から差分値が出力される。この差分値は、ピーク時間制御部２９へと送られる。なお、差分値がゼロの場合に相当する基本となる正送側と逆送側の送給量のピーク時間は、ピーク時間基本設定部１６によって決定される。
【００８３】
本実施の形態６において、設定電圧と比較して平均電圧が高い場合、ピーク時間制御部２９へと送られた電圧の差分値によって、ピーク時間制御部２９は電圧を下げる方向に働こうとする。つまり、ピーク時間制御部２９は、正送側のピーク時間を、ピーク時間基本設定部１６で決定されたピーク時間よりも長くする。
【００８４】
図１０において、実線で示している送給波形が、平均送給速度設定部２４と、周波数基本設定部１４と、速度振幅基本設定部１５と、ピーク時間基本設定部１６と、ピーク立ち上がり時間基本設定部１７と、ピーク立ち下がり時間基本設定部１８と、によって決定される基本波形である。これに対し、一点鎖線で示している送給波形は、設定電圧に比べて平均電圧が高い場合の送給波形である。設定電圧に比べて平均電圧が高い場合は、出力電圧を下げるため、正送時のピーク時間を大きな値としている。なお、逆送時のピーク時間は変更しない。
【００８５】
なお、本実施の形態６では、設定電流に基づいてピーク時間Ｔｐや、立ち上がり時間Ｔｒや、立ち下がり時間Ｔｆを決定する例を示した。しかしながら、設定電流はワイヤ送給速度やワイヤ送給量と比例の関係にあることが広く知られている。従って、設定電流に替えて、設定ワイヤ送給速度や設定ワイヤ送給量に基づいて、ピーク時間Ｔｐや、立ち上がり時間Ｔｒや、立ち下がり時間Ｔｆを決定するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００８６】
以上のように、本実施の形態６によれば、設定電流毎に適した周波数や速度振幅などを設定することにより、設定電流に応じた溶接を行うことができる。
【００８７】
また、周期的にワイヤ送給速度を増減させる制御方法において、正送送給量のピーク時間を制御することにより、出力電圧を設定電圧に合わせることができ、溶接電圧を安定して制御することができる。
【００８８】
そして、溶接速度の高速化や突出し長さのバラツキやギャップなどの外乱によりアーク溶接の状態が異なっても、アーク溶接は、アークの不安定化を引き起こしにくいと考えられる。そのため、アークの不安定化によるビード欠陥の発生や溶け込み不良等の問題を最小限に留めることができ、安定なアーク溶接を実現することができる。
【００８９】
なお、本実施の形態６においては、正送側のピーク時間を大きな値とすることで、ワイヤ供給量が多くなる恐れがある。そのような場合は、平均送給量を下げて対応するようにしてもよい。
【００９０】
（実施の形態７）
本実施の形態７において、実施の形態２と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図１１は、本実施の形態７におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図である。本実施の形態７は、実施の形態２と同様に、設定電圧と比較して所定期間の平均電圧が低い場合を想定している。
【００９１】
本実施の形態７が実施の形態２と異なる主な点は以下である。実施の形態２では、逆送側の送給量のピーク値を変化させることで出力電圧の変化に対応する例を示した。これに対し、本実施の形態７では、逆送側の送給量のピーク値ではなく、逆送時のワイヤ送給速度の最大値から正送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させるワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量を変化させることで出力電圧の変化に対応している。その他の点は実施の形態２と同様である。なお、正送時のワイヤ送給速度の最大値から逆送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させるワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量は変化させない。
【００９２】
図１１において、設定電圧設定部２５によって決定した設定電圧と比較して、所定期間の平均電圧が低い場合には、差分計算部２６から差分値が出力される。この差分値は、ピーク立ち上がり時間制御部３０へと送られる。なお、差分値がゼロの場合に相当する基本となるピーク立ち上がり時間は、ピーク立ち上がり時間基本設定部１７によって決定される。
【００９３】
本実施の形態７において、設定電圧と比較して平均電圧が低い場合、ピーク立ち上がり時間制御部３０へと送られた電圧の差分値によって、ピーク立ち上がり時間制御部３０は電圧を上げる方向に働こうとする。つまり、ピーク立ち上がり時間制御部３０は、ピーク立ち上がり時間基本設定部１７で決定されたピーク立ち上がり時間よりもピーク立ち上がり時間を長くする。
【００９４】
図１１において、実線で示している送給波形が、平均送給速度設定部２４と、周波数基本設定部１４と、速度振幅基本設定部１５と、ピーク時間基本設定部１６と、ピーク立ち上がり時間基本設定部１７と、ピーク立ち下がり時間基本設定部１８と、の出力に基づく基本波形である。これに対し、一点鎖線で示している送給波形は、平均電圧が低い場合の送給波形である。設定電圧に対して平均電圧が低い場合は、平均電圧を上げるため、ピーク立ち上がり時間を長くしている。
【００９５】
なお、本実施の形態７では、設定電流に基づいてピーク時間Ｔｐや、立ち上がり時間Ｔｒや、立ち下がり時間Ｔｆを決定する例を示した。しかしながら、設定電流は、ワイヤ送給速度やワイヤ送給量と比例の関係にあることが広く知られている。従って、設定電流に替えて、設定ワイヤ送給速度や設定ワイヤ送給量に基づいて、ピーク時間Ｔｐや、立ち上がり時間Ｔｒや、立ち下がり時間Ｔｆを決定するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００９６】
以上のように、本実施の形態７によれば、設定電流毎に適した周波数や速度振幅などを設定することにより、設定電流に応じた溶接を行うことができる。
【００９７】
また、周期的にワイヤ送給速度を増減させる制御方法において、ピーク立ち上がり時間を制御することにより、平均電圧を設定電圧に合わせることができ、溶接電圧を安定して制御することができる。
【００９８】
そして、溶接速度の高速化や突出し長さのバラツキやギャップなどの外乱によりアーク溶接の状態が異なっても、アークの不安定化を引き起こしにくいと考えられる。そのため、アークの不安定化によるビード欠陥の発生や溶け込み不良等の問題を最小限に留めることができ、安定なアーク溶接を実現することができる。
【００９９】
なお、本実施の形態７においては、逆送時のワイヤ送給速度の最大値から正送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させるワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量を少なくすることで、ワイヤ供給量が少なくなる恐れがある。そのような場合は、平均送給量を上げて対応するようにしてもよい。
【０１００】
（実施の形態８）
本実施の形態８において、実施の形態２と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図１２は、本実施の形態８におけるワイヤ送給速度の時間波形を示す図である。本実施の形態８は、設定電圧と比較して所定期間の平均電圧が高い場合の例を示す。
【０１０１】
本実施の形態８が実施の形態２と異なる主な点は以下である。実施の形態２は、設定電圧と比較して平均電圧が低い場合であり、逆送側の送給量のピーク値を変化して対応する例を示した。本実施の形態８は、設定電圧と比較して平均電圧が高い場合であり、正送時のワイヤ送給速度の最大値から逆送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させるワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量を変化して対応させる例について説明する。その他の点は、実施の形態２と同様である。なお、逆送時のワイヤ送給速度の最大値から正送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させるワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量は変化させない。
【０１０２】
図１２において、設定電圧設定部２５によって決定した設定電圧と比較して、所定期間の平均電圧が低い場合には、差分計算部２６から差分値が出力される。この差分値は、ピーク立ち下がり時間制御部３１へと送られる。なお、差分値がゼロの場合に相当する基本となるピーク立ち下がり時間は、ピーク立ち下がり時間基本設定部１８によって決定される。
【０１０３】
本実施の形態８において、設定電圧と比較して平均電圧が高い場合、ピーク立ち下がり時間制御部３１へと送られた電圧の差分値によって、ピーク立ち下がり時間制御部３１は、電圧を下げる方向に働こうとする。つまり、ピーク立ち下がり時間制御部３１は、ピーク立ち下がり時間基本設定部１８で決定されたピーク立ち下がり時間よりもピーク立ち下がり時間を長くする。
【０１０４】
図１２において、実線で示している送給波形が、平均送給速度設定部２４と、周波数基本設定部１４と、速度振幅基本設定部１５と、ピーク時間基本設定部１６と、ピーク立ち上がり時間基本設定部１７と、ピーク立ち下がり時間基本設定部１８と、の出力による基本波形である。これに対し、一点鎖線で示している送給波形は、設定電圧に比べて平均電圧が高い場合の送給波形である。設定電圧に対して平均電圧が高い場合は、平均電圧を下げるため、ピーク立ち下がり時間を長くしている。
【０１０５】
なお、本実施の形態８では、設定電流に基づいてピーク時間Ｔｐや、立ち上がり時間Ｔｒや、立ち下がり時間Ｔｆを決定する例を示した。しかしながら、設定電流は、ワイヤ送給速度やワイヤ送給量と比例の関係にあることが広く知られている。従って、設定電流に替えて、設定ワイヤ送給速度や設定ワイヤ送給量に基づいて、ピーク時間Ｔｐや、立ち上がり時間Ｔｒや、立ち下がり時間Ｔｆを決定するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態８によれば、設定電流毎に適した周波数や速度振幅などを設定することにより、設定電流に応じた溶接を行うことができる。
【０１０７】
また、周期的にワイヤ送給速度を増減させる制御方法において、ピーク立ち下がり時間を制御することにより、平均電圧を設定電圧に合わせることができ、溶接電圧を安定して制御することができる。
【０１０８】
そして、溶接速度の高速化や突出し長さのバラツキやギャップなどの外乱によりアーク溶接の状態が異なっても、アークの不安定化を引き起こしにくいと考えられる。そのため、アークの不安定化によるビード欠陥の発生や溶け込み不良等の問題を最小限に留めることができ、安定なアーク溶接を実現することができる。
【０１０９】
なお、本実施の形態８においては、正送時のワイヤ送給速度の最大値から逆送時のワイヤ送給速度の最大値へ向けて変化させるワイヤ送給速度の単位時間当たりの変化量を少なくすることで、ワイヤ供給量が多くなる恐れがある。そのような場合は、平均送給量を下げて対応するようにしてもよい。
【０１１０】
なお、実施の形態１から実施の形態８において、所定の周期と所定の速度振幅で周期的にワイヤ送給速度を変化させる例として、台形波状に溶接ワイヤの送給を制御する例を示した。しかし、所定の周期と所定の速度振幅で周期的にワイヤ送給速度を変化させる例として、正弦波状に溶接ワイヤの送給を制御するようにしても良い。
【０１１１】
また、実施の形態１から実施の形態８において、ワイヤ送給速度の例として、所定の周期と所定の速度振幅で周期的にワイヤ送給速度を変化させる例を示した。しかし、周期的ではなく、溶接状態が短絡状態であることを検出すると逆送を行い、溶接状態がアーク状態であることを検出すると正送を行うようにワイヤ送給速度を制御するようにしても良い。
【０１１２】
また、実施の形態１から実施の形態８までの送給制御を適宜組み合わせて実施するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明によれば、溶接速度の高速化および突出し長さの変化や被溶接物間のギャップなどの外乱に対して、アークの不安定化によるビード欠陥の発生や、スパッタの増加や、溶け込み不良等の問題を最小限に留めることができ、生産効率や作業環境への悪影響を抑えることが可能であり、例えば消耗電極式アーク溶接施工を行う自動車などの薄板での高速溶接を主としている業界で使用するアーク溶接制御方法およびアーク溶接装置として産業上有用である。
【符号の説明】
【０１１４】
１  入力電源
２  １次整流部
３  スイッチング部
４  トランス
５  ２次整流部
６  ＤＣＬ
７  駆動部
８  溶接電圧検出部
９  溶接電流検出部
１０  状態検出部
１１  短絡制御部
１２  アーク制御部
１３  設定電流設定部
１４  周波数基本設定部
１５  速度振幅基本設定部
１６  ピーク時間基本設定部
１７  ピーク立ち上がり時間基本設定部
１８  ピーク立ち下がり時間基本設定部
１９  ワイヤ送給モータ
２０  溶接ワイヤ
２１  溶接チップ
２２  溶接アーク
２３  被溶接物
２４  平均送給速度設定部
２５  設定電圧設定部
２６  差分計算部
２７  平均送給速度制御部
２８  振幅制御部
２９  ピーク時間制御部
３０  ピーク立ち上がり時間制御部
３１  ピーク立ち下がり時間制御部
３２  ワイヤ送給制御部
【図１】
2014172066.tif 000003
【図２】
2014172066.tif 000004
【図３】
2014172066.tif 000005
【図４】
2014172066.tif 000006
【図５】
2014172066.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014172066.tif 000009
【図８】
2014172066.tif 000010
【図９】
2014172066.tif 000011
【図１０】
2014172066.tif 000012
【図１１】
2014172066.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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