(57)【要約】【課題】溶接の途中で溶接トーチの傾きが変化しても、溶接の品質が低下することを抑制することができる溶接トーチ、および、当該溶接トーチを備えた溶接システムを提供する。【解決手段】溶接電源装置１から電力を供給されてアーク溶接を行う溶接トーチ３において、溶接トーチ３の進行方向情報および姿勢情報を検出するセンサ部３５（および制御部３６）と、センサ部３５が検出した進行方向情報および姿勢情報に適応した溶接情報を取得する制御部３６と、制御部３６が取得した溶接情報を溶接電源装置１に送信する通信部３１とを備えた。【選択図】図１
2018126762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接電源装置から電力を供給されてアーク溶接を行う溶接トーチであって、
前記溶接トーチの進行方向情報および姿勢情報を検出するセンサ部と、
前記センサ部が検出した前記進行方向情報および前記姿勢情報に適応した溶接情報を取得する溶接情報取得部と、
前記溶接情報取得部が取得した前記溶接情報を前記溶接電源装置に送信する通信部と、
を備えていることを特徴とする溶接トーチ。
【請求項２】
前記センサ部は、前記溶接トーチの先端部分の速度ベクトルを前記進行方向情報として検出し、前記溶接トーチの先端部分の軸方向の姿勢ベクトルを前記姿勢情報として検出する、
請求項１に記載の溶接トーチ。
【請求項３】
前記溶接情報取得部は、前記進行方向情報および前記姿勢情報に基づいてトーチ角度を算出し、算出された前記トーチ角度に適応した前記溶接情報を取得する、
請求項１または２に記載の溶接トーチ。
【請求項４】
前記溶接情報取得部は、前記トーチ角度が複数の範囲のどの範囲に属するかを判別し、判別した範囲に対応付けられた値に基づいて前記溶接情報を取得する、
請求項３に記載の溶接トーチ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の溶接トーチと、
前記溶接電源装置と、
を備えていることを特徴とする溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接に用いられる溶接トーチおよび溶接システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接電源装置から供給される電力によって、溶接トーチと被加工物との間にアークを発生させて溶接を行うアーク溶接が知られている。半自動式のアーク溶接の場合、作業者が溶接トーチを把持して、溶接トーチの先端を被加工物に近づけて溶接を行う。半自動式のアーク溶接を行うための溶接システムについては、例えば特許文献１などに記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１８４１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半自動式のアーク溶接においては、溶接トーチの姿勢によって、溶接状態が変わってくる。溶接進行方向に向けて溶接トーチを傾けて溶接を行う方法である後退法の場合、溶込みが深く、余盛が高く幅が狭いビードが形成される。一方、溶接進行方向とは逆方向に向けて溶接トーチを傾けて溶接を行う方法である前進法の場合、溶込みが浅く、余盛が低く幅が広いビードが形成される。溶接進行方向に対して溶接トーチを傾けなかった場合は、前進法と後退法との間のビード状態になる。作業者は、被加工物Ｗの板厚などの条件に応じて、溶接トーチの傾きを維持したまま溶接を行う。しかし、作業者の熟練度によっては、溶接トーチの傾きを維持したまま溶接トーチを移動させ続けるのは困難であり、溶接トーチの傾きが溶接の途中で変化する場合がある。溶接トーチの傾きが変化すると溶接状態が変化するので、溶接の品質が低下する。特に、前進法で溶接トーチの傾きが大きくなりすぎるとスパッタの発生が多くなり、溶接の品質がより低下する。
【０００５】
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、溶接の途中で溶接トーチの傾きが変化しても、溶接の品質が低下することを抑制することができる溶接トーチ、および、当該溶接トーチを備えた溶接システムを提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００７】
本発明の第１の側面によって提供される溶接トーチは、溶接電源装置から電力を供給されてアーク溶接を行う溶接トーチであって、前記溶接トーチの進行方向情報および姿勢情報を検出するセンサ部と、前記センサ部が検出した前記進行方向情報および前記姿勢情報に適応した溶接情報を取得する溶接情報取得部と、前記溶接情報取得部が取得した前記溶接情報を前記溶接電源装置に送信する通信部とを備えていることを特徴とする。「進行方向情報」とは、溶接トーチの溶接進行方向を示す情報であって、例えば、溶接トーチの先端部分の速度ベクトルや３軸の各軸方向の速度などが含まれる。「姿勢情報」とは、溶接トーチの姿勢を示す情報であって、例えば、重力方向を基準とした、溶接トーチの先端部分の中心軸の方向ベクトル（姿勢ベクトル）などが含まれる。「溶接情報」とは、溶接電源装置が出力する溶接電力を制御するためのパラメータ値である。例えば、溶接電源装置が直流出力を行う場合は、溶接電流設定値、溶接電圧設定値、短絡時の電流の立上り変化速度などが溶接情報に相当する。また、溶接電源装置がパルス出力を行う場合は、パルスのベース電流設定値、ピーク電流設定値、ローレベル期間、ハイレベル期間、パルス周波数、パルスのデューティ比、パルスの立上りおよび立下りの傾斜などが溶接情報に相当し、溶接電源装置が交流出力を行う場合は、交流周波数、溶接トーチをプラスにする時間の割合などが溶接情報に相当する。この構成によると、センサ部が検出した進行方向情報および姿勢情報に適応した溶接情報が、自動的に溶接電源装置に送信される。溶接電源装置が受信した溶接情報に応じて溶接電力を供給することで、溶接トーチは、進行方向情報および姿勢情報に適応した溶接を行うことができる。したがって、溶接の途中で溶接トーチの傾きが変化しても、溶接の品質が低下することを抑制することができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記センサ部は、前記溶接トーチの先端部分の速度ベクトルを前記進行方向情報として検出し、前記溶接トーチの先端部分の軸方向の姿勢ベクトルを前記姿勢情報として検出する。この構成によると、速度ベクトルおよび姿勢ベクトルに基づいて、溶接情報を取得することができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記溶接情報取得部は、前記進行方向情報および前記姿勢情報に基づいてトーチ角度を算出し、算出された前記トーチ角度に適応した前記溶接情報を取得する。「トーチ角度」とは、溶接トーチの傾きを示す角度で溶接進行方向に対する向きを示す情報が含まれたものである。例えば、鉛直上方向に対する溶接トーチの先端部分の中心軸の傾き角で、溶接進行方向に対する向きを示す情報が含まれたものや、いわゆる前進角、後退角などが含まれる。この構成によると、算出されたトーチ角度に基づいて、容易に溶接情報を取得することができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記溶接情報取得部は、前記トーチ角度が複数の範囲のどの範囲に属するかを判別し、判別した範囲に対応付けられた値に基づいて前記溶接情報を取得する。この構成によると、トーチ角度に対応する溶接情報を容易に取得することができる。
【００１１】
本発明の第２の側面によって提供される溶接システムは、本発明の第１の側面によって提供される溶接トーチと、前記溶接電源装置とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、センサ部が検出した進行方向情報および姿勢情報に適応した溶接情報が、自動的に溶接電源装置に送信される。溶接電源装置が受信した溶接情報に応じて溶接電力を供給することで、溶接トーチは、進行方向情報および姿勢情報に適応した溶接を行うことができる。したがって、溶接の途中で溶接トーチの傾きが変化しても、溶接の品質が低下することを抑制することができる。
【００１３】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る溶接システムを説明するための図であり、（ａ）は全体構成を示す概要図であり、（ｂ）は機能構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る溶接トーチの一例の外観を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図３】溶接トーチのトーチ角度と前進角および後退角との関係を説明するための図である。
【図４】トーチ角度を説明するための図である。
【図５】溶接情報の設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】トーチ角度θに応じて各溶接情報を変更した場合の出力電流波形を示している。
【図７】トーチ角度θに応じて各溶接情報を変更した場合の出力電流波形を示している。
【図８】（ａ）はトーチ角度θに対する各溶接情報の値を設定するテーブルの一例を示す図であり、（ｂ）はトーチ角度θおよび（ａ）に示すテーブルに応じて各溶接情報を変更した場合の出力電流波形を示している。
【図９】トーチ角度θに応じて各溶接情報を変更した場合の出力電流波形を示している。
【図１０】第２実施形態に係る溶接システムの機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１６】
図１は、第１実施形態に係る溶接システムＡ１を説明するための図である。図１（ａ）は、溶接システムＡ１の全体構成を示す概要図である。図１（ｂ）は、溶接システムＡ１の機能構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示すように、溶接システムＡ１は、溶接電源装置１、ワイヤ送給装置２、溶接トーチ３、パワーケーブル４１,４２、電力伝送線５、信号線８、ガスボンベ６、およびガス配管７を備えている。溶接電源装置１の一方の出力端子は、パワーケーブル４１を介して、溶接トーチ３に接続されている。ワイヤ送給装置２は、ワイヤ電極を溶接トーチ３に送り出して、ワイヤ電極の先端を溶接トーチ３の先端から突出させる。溶接トーチ３の先端に配置されているコンタクトチップにおいて、パワーケーブル４１とワイヤ電極とは電気的に接続されている。溶接電源装置１の他方の出力端子は、パワーケーブル４２を介して、被加工物Ｗに接続される。溶接電源装置１は、溶接トーチ３の先端から突出するワイヤ電極の先端と、被加工物Ｗとの間にアークを発生させ、アークに電力を供給する。溶接システムＡ１は、当該アークの熱で被加工物Ｗの溶接を行う。
【００１８】
溶接システムＡ１は、溶接時にシールドガスを用いる。ガスボンベ６のシールドガスは、ワイヤ送給装置２を通るように設けられているガス配管７によって、溶接トーチ３の先端に供給される。溶接電源装置１からワイヤ送給装置２へは、送給モータなどを駆動させるための電力（例えばＤＣ２４Ｖ）が、電力伝送線５を介して供給される。また、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とは、信号線８を介して通信を行っている。なお、溶接システムＡ１は、溶接トーチ３に冷却水を循環させるようになっていてもよい。
【００１９】
溶接電源装置１は、アーク溶接のための電力を溶接トーチ３に供給するものである。溶接電源装置１は、電力系統Ｐから入力される三相交流電力をアーク溶接に適した電力に変換して出力する。また、溶接電源装置１は、電力系統Ｐから入力される三相交流電力を、ワイヤ送給装置２の送給モータなどを駆動するための直流電力に変換して、電力伝送線５を介してワイヤ送給装置２に出力する。
【００２０】
溶接電源装置１は、溶接情報に応じて電力を出力するように制御されており、溶接情報は、図示しない操作部の操作に応じて変更される。また、溶接電源装置１は、信号線８を介して溶接トーチ３から入力される信号に応じて、溶接情報を変更する。
【００２１】
ワイヤ送給装置２は、ワイヤ電極を溶接トーチ３に送り出すものである。ワイヤ電極は、トーチケーブル３９および溶接トーチ３の内部に設けられているライナの内部を通って、溶接トーチ３の先端に導かれる。ワイヤ送給装置２は、電力伝送線５を介して溶接電源装置１から供給される電力で、送給モータなどを駆動させる。また、この電力は、ワイヤ送給装置２からトーチケーブル３９内部に設けられている電力伝送線（図示なし）を介して、溶接トーチ３にも供給される。ワイヤ送給装置２は、信号線８を介して、溶接電源装置１と通信を行う。また、ワイヤ送給装置２は、トーチケーブル３９内部に設けられている信号線（図示なし）を介して、溶接トーチ３と通信を行う。溶接トーチ３と溶接電源装置１とは、ワイヤ送給装置２を仲介することで、通信を行う。
【００２２】
ワイヤ送給装置２と溶接トーチ３とは、トーチケーブル３９によって接続されている。トーチケーブル３９は、溶接トーチ３の基端に接続されたケーブルであり、ケーブル内部にパワーケーブル４１、ガス配管７、ライナ、電力伝送線および信号線が配置されている。
【００２３】
コネクタ２１は、溶接トーチ３とワイヤ送給装置２とを接続するための接続用端子である。例えば、コネクタ２１は、凹型の接続用端子であり、溶接トーチ３のトーチケーブル３９の一端に備えられた凸型のトーチプラグ（図示しない）を差し込まれることで、溶接トーチ３とワイヤ送給装置２とを接続する。このコネクタ２１を介して、ワイヤ送給装置２の内部のパワーケーブル４１、ガス配管７、ライナ、電力伝送線５および信号線８が、それぞれ、トーチケーブル３９の内部のパワーケーブル４１、ガス配管７、ライナ、電力伝送線および信号線に接続される。
【００２４】
溶接トーチ３は、溶接電源装置１から供給される溶接電力により、被加工物Ｗの溶接を行う。溶接トーチ３は、機能ブロックとして、通信部３１、表示部３２、操作部３３、記憶部３４、センサ部３５、および制御部３６を備えている。
【００２５】
通信部３１は、ワイヤ送給装置２との間で通信を行うためのものである。通信部３１は、制御部３６から入力される信号を、トーチケーブル３９内部の信号線を介して、ワイヤ送給装置２に送信する。また、通信部３１は、トーチケーブル３９内部の信号線を介してワイヤ送給装置２から入力される信号を受信して、制御部３６に出力する。通信の規格としては、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）が使用される。
【００２６】
表示部３２は、各種表示を行うものであり、例えば液晶表示装置であるディスプレイ３２１（後述）を備えている。表示部３２は、制御部３６によって制御されており、記憶部３４に記憶されている溶接情報の表示を行う。
【００２７】
操作部３３は、複数の操作手段を備えており、作業者による各操作手段の操作を操作信号として制御部３６に出力するものである。操作手段としては、後述するように、トーチスイッチ３３１および操作ボタン３３２がある。なお、操作部３３には、他の操作手段が設けられていてもよい。
【００２８】
記憶部３４は、溶接情報の各設定値や、総溶接時間などの情報を記憶するものである。
【００２９】
センサ部３５は、複数のセンサを備えており、各センサの検出値を制御部３６に出力する。本実施形態において、センサ部３５は、後述する加速度センサ３５１およびジャイロセンサ３５２を備えている。なお、センサ部３５は、その他のセンサを備えていてもよい。
【００３０】
制御部３６は、溶接トーチ３の制御を行うものであり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御部３６は、操作部３３より入力される操作信号に応じて、所定の処理を行う。また、制御部３６は、通信部３１による通信や、記憶部３４の情報の書き込みおよび読出し、表示部３２での表示を制御する。また、制御部３６は、センサ部３５より入力される検出値に基づいて、所定の演算を行い、演算結果を処理に用いる。具体的には、制御部３６は、加速度センサ３５１が検出した検出値、および、ジャイロセンサ３５２が検出した検出値に基づいて、溶接トーチ３のトーチ角度（後述）を演算し、当該トーチ角度に適応した溶接情報の設定を行う。速度情報に適応した溶接情報の設定処理の詳細については後述する。
【００３１】
図２は、溶接トーチ３の一例の外観を示す図である。同図（ａ）は正面図であり、同図（ｂ）は平面図である。図２に示すように、溶接トーチ３は、トーチボディ３７、ハンドル３８、制御基板３８１、トーチスイッチ３３１、操作ボタン３３２、ディスプレイ３２１、加速度センサ３５１、ジャイロセンサ３５２およびトーチケーブル３９を備えている。
【００３２】
トーチボディ３７は、金属製の筒状の部材であり、内部に、溶接ケーブルが挿通されたライナ、パワーケーブル４１、およびガス配管７が配置されている。トーチボディ３７の先端には、ノズル３７１が取り付けられている。トーチボディ３７は、作業者が被加工物Ｗに対してノズル３７１を向けやすいように、湾曲部分を有している。
【００３３】
ハンドル３８は、作業者が把持するための部位であり、トーチボディ３７の基端部を保持するように設けられている。作業者は、このハンドル３８を把持して、溶接作業を行う。ハンドル３８には、トーチスイッチ３３１、操作ボタン３３２、およびディスプレイ３２１が配置されている。また、ハンドル３８の内部には、制御基板３８１が配置されている。制御基板３８１には、通信部３１、表示部３２、操作部３３、記憶部３４、センサ部３５、および制御部３６を構成する回路が搭載されている。
【００３４】
トーチスイッチ３３１は、溶接の開始／停止操作を受け付けるための操作手段であり、ハンドル３８を把持した作業者が、人差し指で押動操作しやすい位置に配置されている。トーチスイッチ３３１のオン操作（押下）により、操作信号が制御部３６に出力され、当該操作信号が溶接電源装置１に入力されることで、溶接電源装置１は溶接電力の出力を行う。オン操作が解除されることで、溶接電源装置１は、溶接電力の出力を停止する。すなわち、トーチスイッチ３３１を押下している間だけ溶接が行われる。
【００３５】
ディスプレイ３２１は、各種表示を行うものであり、ハンドル３８を把持して溶接作業を行う作業者が画面を見やすいように、ハンドル３８のトーチスイッチ３３１とは反対側に配置されている。
【００３６】
操作ボタン３３２は、画面の切り替えや各種設定値を変更する操作を行うための操作手段であり、ハンドル３８のディスプレイ３２１と同じ側の、ハンドル３８の把持部分とディスプレイ３２１との間に配置されている。操作ボタン３３２は、上ボタン３３２ａ、下ボタン３３２ｂ、左ボタン３３２ｃ、および右ボタン３３２ｄからなる。各ボタン３３２ａ〜３３２ｄが押下されると、対応する操作信号が制御部３６に出力され、制御部３６は対応する処理を行う。左ボタン３３２ｃおよび右ボタン３３２ｄは、ディスプレイ３２１に表示される画面を切り替えるための操作手段である。上ボタン３３２ａおよび下ボタン３３２ｂは、ディスプレイ３２１に表示されている設定値を変更するための操作手段である。
【００３７】
各操作ボタン３３２の押下を検知するセンサは、制御基板３８１に搭載されている。また、ディスプレイ３２１は、同じ制御基板３８１上に配置されている。本実施形態においては、作業者がディスプレイ３２１の表示画面を見ながら各操作ボタン３３２の操作を行いやすいように、ディスプレイ３２１の表示画面が制御基板３８１に対して所定の角度を有するようになっている。なお、ディスプレイ３２１は、表示画面が制御基板３８１と平行になるように配置されていてもよい。制御基板３８１には、制御部３６としてのマイクロコンピュータ、記憶部３４としてのメモリ、通信部３１としての通信モジュール、および各種電子部品も搭載されている。加速度センサ３５１およびジャイロセンサ３５２も制御基板３８１上に搭載されている。
【００３８】
加速度センサ３５１は、３軸の加速度センサであり、各軸方向の加速度を検出して、検出値を制御部３６に出力する。ジャイロセンサ３５２は、３軸のジャイロセンサであり、各軸周りの角速度を検出して、検出値を制御部３６に出力する。制御部３６は、センサ部３５の加速度センサ３５１およびジャイロセンサ３５２より入力される検出値に基づいて、溶接トーチ３のトーチ角度を演算する。
【００３９】
ジャイロセンサ３５２は、自身に設定されている互いに直交する３つの軸の各軸周りの角速度を検出する。制御部３６は、これらの角速度を積分することで各軸周りの回転角を算出する。そして、各軸周りの回転角に基づいて、各軸方向の加速度を演算する。さらに、演算された各加速度から、ノズル３７１の先端部分を中心としたジャイロセンサ３５２の回転運動による加速度の要素を減じることで、ノズル３７１の先端部分における３軸方向の各加速度を演算する。制御部３６は、ノズル３７１の先端部分における各軸方向の加速度から重力加速度の要素を減じた加速度（ノズル３７１の先端部分の移動による加速度）を積分することで各軸方向の速度を演算する。この演算された３軸の各軸方向の速度（すなわち、速度ベクトル）が、本発明の「進行方向情報」に相当する。また、制御部３６は、ノズル３７１の先端部分における３軸方向の各加速度から、重力方向を基準とした、溶接トーチ３の姿勢、より具体的には、溶接トーチ３のノズル３７１の中心軸の姿勢ベクトルを演算する。この演算された姿勢ベクトルが、本発明の「姿勢情報」に相当する。加速度センサ３５１は、自身に設定されている互いに直交する３つの軸の各軸方向の加速度を検出する。制御部３６は、これらの加速度を、ジャイロセンサ３５２の各軸方向の加速度の補正に利用する。本実施形態においては、加速度センサ３５１、ジャイロセンサ３５２および制御部３６の一部が本発明の「センサ部」に相当する。そして、制御部３６は、速度ベクトルと姿勢ベクトルとから、トーチ角度を演算する。トーチ角度の演算については後述する。
【００４０】
なお、制御部３６による速度ベクトルおよび姿勢ベクトルの演算方法は限定されない。例えば、加速度センサ３５１を利用せず、ジャイロセンサ３５２による検出値のみから演算するようにしてもよい。また、ジャイロセンサ３５２を利用せずに、加速度センサ３５１による検出値のみから演算するようにしてもよい。
【００４１】
なお、溶接トーチ３の外観は上述したものに限定されない。例えば、トーチスイッチ３３１、操作ボタン３３２、およびディスプレイ３２１の配置場所や形状は限定されない。また、本実施形態においては、操作ボタン３３２が４つの独立したボタンである場合を示したが、１つの十字ボタンであってもよい。また、ボタンの数も限定されない。
【００４２】
次に、トーチ角度の演算とトーチ角度に適応した溶接情報の設定処理について説明する。
【００４３】
後退法において、鉛直上方向に対する溶接トーチ３のノズル３７１の中心軸の傾き角は、後退角と呼ばれ、前進法において、鉛直上方向に対する溶接トーチ３のノズル３７１の中心軸の傾き角は、前進角と呼ばれている。本願明細書等では、鉛直上方向に対する溶接トーチ３のノズル３７１の中心軸の傾き角を、溶接進行方向に傾いている場合を正の値とし、進行方向とは逆方向に傾いている場合を負の値で表したものを、「トーチ角度」とする。つまり、トーチ角度は、正の値の場合には後退角を表しており、負の値の場合には前進角を表している。図３に示す溶接トーチ３ｂは、ノズル３７１の中心軸が鉛直上方向に一致している場合、すなわち、トーチ角度が０°の場合を示している。溶接トーチ３ｃは、ノズル３７１の中心軸が溶接進行方向（図における太線矢印の方向）に傾いている場合、すなわち、後退法による溶接であり、トーチ角度が正の値となる場合（後退角）を示している。溶接トーチ３ａは、ノズル３７１の中心軸が溶接進行方向（図における太線矢印の方向）とは逆方向に傾いている場合、すなわち、前進法による溶接であり、トーチ角度が負の値となる場合（前進角）を示している。
【００４４】
トーチ角度が所定範囲内の場合は溶接状態が大きく変化しないが、トーチ角度が所定範囲より大きくなった場合（後退角オーバー）や、トーチ角度が所定範囲より小さくなった場合（前進角オーバー）、溶接状態が大きく変化する。本実施形態では、溶接トーチ３は、トーチ角度を検出し、検出されたトーチ角度に適応させて、自動的に溶接電圧を変更することで、溶接状態の変化を抑制する。特に、トーチ角度が所定範囲より小さくなった場合（前進角オーバー）に、溶接電圧を高くすることで、スパッタの発生を抑制する。
【００４５】
制御部３６は、加速度センサ３５１およびジャイロセンサ３５２より入力される検出値に基づいて、速度ベクトルおよび姿勢ベクトルを演算し、速度ベクトルおよび姿勢ベクトルに基づいてトーチ角度を演算する。姿勢ベクトルを鉛直方向と速度ベクトルで規定される平面に投影させたベクトルが、鉛直上方向となす角度が、トーチ角度になる。
【００４６】
図４は、トーチ角度を説明するための図である。同図に示すベクトルＡは、速度ベクトルであり、溶接進行方向を示している。ｚ軸は鉛直上方向を示しており、ｚ軸とｘ軸で規定されるｘｚ平面が速度ベクトル（ベクトルＡ）と平行となるように、ｘ軸が設定されている。ｘ軸の向きはベクトルＡの向きに合わせている。ｙ軸は、ｚ軸およびｘ軸に直交する。ベクトルＢは、姿勢ベクトルであり、溶接トーチ３のノズル３７１の中心軸の方向（先端から基端に向かう向き）を示している。ベクトルＣは、姿勢ベクトル（ベクトルＢ）をｘｚ平面に投影したベクトルである。ｚ軸とベクトルＣとがなす角度θが、トーチ角度になる。ベクトルＣが、ｘ軸の向きとは反対の向きの場合、角度θは負の値とする（前進角）。
【００４７】
なお、トーチ角度を演算する方法は限定されない。例えば、速度ベクトル（ベクトルＡ）と姿勢ベクトル（ベクトルＢ）とから（両ベクトルのなす角度が鈍角か鋭角かによって）前進角か後退角かを判断し、姿勢ベクトル（ベクトルＢ）と鉛直上方向（ｚ軸）とがなす角度をトーチ角度として、簡易的に演算するようにしてもよい。
【００４８】
制御部３６は、記憶部３４に記憶されている溶接電圧設定値を読み出してこれを基準電圧値とする。溶接電圧設定値は、溶接電源装置１で設定されたものが受信されて、記憶部３４に記憶されている。制御部３６は、算出したトーチ角度θが所定範囲内である場合、基準電圧値を溶接電圧設定値とする。所定範囲は、溶接状態が大きく変化しない範囲として、あらかじめ設定されている。本実施形態では、例えば−１０°〜１０°が所定範囲として設定されている。なお、これは一例であって、所定範囲をどのように設定するかは限定されない。所定範囲は、被加工物Ｗの板厚や材質、ワイヤ電極の材質、直径、送給速度などに応じて設定されており、溶接開始時にこれらの情報を設定することで自動的に設定される。図３に示す溶接トーチ３ｂの場合、トーチ角度θが０°で所定範囲内なので、基準電圧値が溶接電圧設定値に設定される。
【００４９】
また、制御部３６は、演算されたトーチ角度θが所定範囲より小さい角度の場合（前進角オーバー）、基準電圧値に所定値αを加算した値を溶接電圧設定値とする。図３に示す溶接トーチ３ａの場合、トーチ角度θが−１０°より小さいので、基準電圧値に所定値αを加算した値が溶接電圧設定値に設定される。一方、演算されたトーチ角度θが所定範囲より大きい角度の場合（後退角オーバー）、基準電圧値から所定値βを減算した値を溶接電圧設定値とする。図３に示す溶接トーチ３ｃの場合、トーチ角度θが１０°より大きいので、基準電圧値から所定値βを減算した値が溶接電圧設定値に設定される。所定値αおよび所定値βは、基準電圧値に応じてあらかじめ設定されている。例えば、本実施形態では、基準電圧値が２０Ｖの場合、所定値αおよび所定値βは０．５Ｖとして設定されている。したがって、トーチ角度θが所定範囲の場合（−１０≦θ≦１０）、溶接電圧設定値は基準電圧値である２０Ｖとなり、トーチ角度θが所定範囲より小さい場合（θ＜−１０）、溶接電圧設定値は基準電圧値に所定値αを加算した２０．５Ｖとなり、トーチ角度θが所定範囲より大きい場合（θ＞１０）、溶接電圧設定値は基準電圧値から所定値βを減算した１９．５Ｖとなる。なお、これは所定値αおよび所定値βの一例であって、これに限定されない。所定値αと所定値βとは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。また、所定値を加減算するのではなく、割合である所定値を乗算するようにしてもよい（例えば小さい場合に１．０２５を乗算し、大きい場合に０．９７５を乗算する）。本実施形態においては、制御部３６が本発明の「溶接情報取得部」に相当する。
【００５０】
制御部３６は、溶接電圧設定値を通信部３１に出力して、溶接電源装置１に送信させる。通信部３１から送信された溶接電圧設定値は、溶接電源装置１に受信されて設定される。溶接電源装置１は、出力電圧を設定された溶接電圧設定値になるように制御する。これにより、溶接電源装置１の出力電圧は、トーチ角度θに適応した電圧に制御される。なお、制御部３６は、通信部３１から溶接電源装置１に溶接電圧設定値自体を送信させるのではなく、溶接電源装置１に設定されている溶接電圧設定値を所定値αだけ増加(または所定値βだけ減少)させるための信号を送信させるようにしてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、トーチ角度θに基づく情報がディスプレイ３２１に表示されるようになっている。具体的には、制御部３６は、演算により算出したトーチ角度θを表示部３２に出力する。表示部３２は、入力されたトーチ角度θに基づく情報をディスプレイ３２１に表示させる。なお、トーチ角度θをそのまま表示するようにしてもよいし、トーチ角度θが所定範囲であるか、小さいか、大きいかを表示するようにしてもよい。また、トーチの絵を表示して、アニメーションにより、前進角（後退角）が所定範囲をオーバーしていることを表示するようにしてもよい。作業者は、ディスプレイ３２１を見ることで、溶接トーチ３のトーチ角度θが所定範囲をオーバーしていることを知ることができるので、適切な角度となるように溶接トーチ３の姿勢を変化させることができる。なお、作業者は、ディスプレイ３２１の画面を切り替えて、現在設定されている溶接電圧設定値を表示させることができ、当該溶接電圧設定値を手動で変化させることもできる。例えば、溶接中に溶接状態を見て、もう少し電圧を上げたい（下げたい）と考えた場合は、左ボタン３３２ｃまたは右ボタン３３２ｄを押下することでディスプレイ３２１に表示される画面を切り替えて「溶接電圧設定」画面を表示させ、上ボタン３３２ａ（下ボタン３３２ｂ）を押下することで、溶接電圧設定値を上げる(下げる)ことができる。
【００５２】
作業者が未熟な場合や被加工物Ｗの関係で、トーチ角度θが大きく（小さく）なりすぎる場合がある。この場合、上述したようにトーチ角度θに適応させて溶接電圧設定値を変更したとしても、溶接の品質が低下する。本実施形態では、トーチ角度θが大きく（小さく）なりすぎた場合に、警告がディスプレイ３２１に表示されるようになっている。具体的には、制御部３６は、トーチ角度θが大きくなりすぎた場合（例えば、２０°を超えた場合）、および、トーチ角度θが小さくなりすぎた場合（例えば、−２０°未満になった場合）、表示部３２に警告を表示する指示を出力する。なお、トーチ角度θが大きく（小さく）なりすぎたことの判定のための閾値は限定されない。制御部３６から指示を入力された表示部３２は、所定の警告文（例えば、「トーチの後退角が大きすぎます」、「トーチの前進角が大きすぎます」）をディスプレイ３２１に表示させる。なお、警告の報知はディスプレイ３２１に表示する場合に限定されない。例えば、音声やブザー音で警告を報知するようにしてもよい。作業者は、警告によりトーチ角度θが大きく（小さく）なりすぎたことに気付いて、適切な角度となるように溶接トーチ３の姿勢を変化させることができる。
【００５３】
また、トーチ角度θの変化が激しい場合、溶接欠陥が発生する場合がある。本実施形態では、トーチ角度θが急変した場合にも、警告がディスプレイ３２１に表示されるようになっている。具体的には、制御部３６は、所定時間でのトーチ角度θの変化量Δθを演算しており、変化量Δθの絶対値が所定値を超えた場合（トーチ角度θが急変した場合）に、表示部３２に警告を表示する指示を出力する。本実施形態では、例えば、１秒間に１０°以上変化する場合に警告するようにしているが、これに限定されない。制御部３６から指示を入力された表示部３２は、所定の警告文（例えば、「溶接欠陥に注意して下さい。」）をディスプレイ３２１に表示させる。作業者は、溶接欠陥が発生している可能性があることを警告によって知ることができ、溶接欠陥に気付くことができる。
【００５４】
図５は、制御部３６が行う溶接情報の設定処理を説明するためのフローチャートである。当該処理は、溶接作業時（トーチスイッチ３３１が押下されている間）に、所定の時間間隔で、繰り返し実行される。
【００５５】
まず、溶接電圧設定値が基準電圧値Ｖとして、記憶部３４から読み出される（Ｓ１）。次に、加速度情報および角速度情報が検出され（Ｓ２）、トーチ角度θが演算される（Ｓ３）。具体的には、制御部３６は、加速度センサ３５１が検出した３軸の加速度検出値と、ジャイロセンサ３５２が検出した３軸の角速度検出値とを取得し、これらの検出値を用いて所定の演算によりトーチ角度θを算出する。
【００５６】
次に、トーチ角度θに基づいて、溶接電圧設定値Ｖ’が設定される（Ｓ４〜Ｓ８）。まず、トーチ角度θが−１０°未満であるか否かが判別される（Ｓ４）。トーチ角度θが−１０°未満である場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、基準電圧値Ｖに所定値αを加算した値が溶接電圧設定値Ｖ’として設定される（Ｓ５）。トーチ角度θが−１０°以上である場合（Ｓ４：ＮＯ）、トーチ角度θが１０°以下であるか否かが判別される（Ｓ６）。トーチ角度θが１０°以下である場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、トーチ角度θが所定範囲であるとして、基準電圧値Ｖが溶接電圧設定値Ｖ’として設定される（Ｓ７）。トーチ角度θが１０°より大きい場合（Ｓ６：ＮＯ）、基準電圧値Ｖから所定値βを減算した値が溶接電圧設定値Ｖ’として設定される（Ｓ８）。
【００５７】
次に、溶接電圧設定値Ｖ’が溶接電源装置１に送信される（Ｓ９）。具体的には、制御部３６は、溶接電圧設定値Ｖ’を通信部３１に出力する。通信部３１は、溶接電圧設定値Ｖ’を溶接電源装置１に送信する。溶接電源装置１は、溶接電圧設定値Ｖ’を受信して設定し、出力電圧を設定された溶接電圧設定値Ｖ’になるように制御する。これにより、溶接電源装置１の出力電圧は、トーチ角度θに適応した電圧に制御される。
【００５８】
次に、トーチ角度θに基づく情報がディスプレイ３２１に表示される（Ｓ１０）。具体的には、制御部３６は、トーチ角度θを表示部３２に出力する。表示部３２は、入力されたトーチ角度θに基づく情報をディスプレイ３２１に表示させる。
【００５９】
次に、トーチ角度θが−２０°未満であるか否かが判別される（Ｓ１１）。トーチ角度θが−２０°未満の場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、トーチ角度θが小さすぎると判断され、警告が表示されて（Ｓ１５）、処理は終了される。具体的には、制御部３６は、表示部３２に警告を表示する指示を出力する。当該指示を入力された表示部３２は、所定の警告文をディスプレイ３２１に表示させる。一方、トーチ角度θが−２０°以上の場合（Ｓ１１：ＮＯ）、トーチ角度θが２０°より大きいか否かが判別される（Ｓ１２）。トーチ角度θが２０°より大きい場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、トーチ角度θが大きすぎると判断され、警告が表示されて（Ｓ１５）、処理は終了される。一方、トーチ角度θが２０°以下の場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３に進む。
【００６０】
次に、トーチ角度θの変化量Δθが演算される（Ｓ１３）。具体的には、制御部３６は、今回演算したトーチ角度θと、前回演算されたトーチ角度θとの差から、変化量Δθを演算する。そして、変化量Δθの絶対値が所定値Δθ0以下であるか否かが判別される（Ｓ１４）。変化量Δθの絶対値が所定値Δθ0以下の場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、処理は終了される。一方、変化量Δθの絶対値が所定値Δθ0より大きい場合（Ｓ１４：ＮＯ）、トーチ角度θの変化が大きすぎると判断され、警告が表示されて（Ｓ１５）、処理は終了される。
【００６１】
なお、図４のフローチャートに示す処理は一例であって、制御部３６が行う溶接情報の設定処理は上述したものに限定されない。例えば、警告表示のための処理（Ｓ１１〜Ｓ１５）は、溶接情報を設定する処理（Ｓ１〜Ｓ１０）とは異なるタイミング（例えば、Ｓ１〜Ｓ１０を所定回数行った時など）で実行するようにしてもよい。
【００６２】
次に、溶接トーチ３の作用効果について説明する。
【００６３】
本実施形態によると、制御部３６は、加速度センサ３５１およびジャイロセンサ３５２より入力される検出値に基づいて、トーチ角度θを演算し、算出したトーチ角度θに応じて溶接電圧設定値を変更する（変更しない場合も含む）。溶接電圧設定値は、通信部３１を介して送信されて、溶接電源装置１に設定される。溶接電源装置１は、出力電圧を設定された溶接電圧設定値になるように制御する。これにより、溶接電源装置１の出力電圧は、溶接トーチ３のトーチ角度θに適応した電圧に制御される。したがって、溶接の途中で溶接トーチ３のトーチ角度θが変化しても、溶接の品質が低下することを抑制することができる。
【００６４】
また、本実施形態によると、トーチ角度θに基づく情報がディスプレイ３２１に表示される。これにより、作業者は、ディスプレイ３２１を見ることで溶接トーチ３のトーチ角度θが所定範囲をオーバーしていることを知ることができるので、適切な角度となるように溶接トーチ３の姿勢を変化させることができる。また、作業者は、溶接状態とトーチ角度θから判断して、もう少し電圧を上げたい（下げたい）と考えた場合は、溶接電圧設定値を手動で変更することもできる。
【００６５】
また、本実施形態によると、制御部３６は、トーチ角度θが大きく（小さく）なりすぎた場合に、表示部３２に警告を表示させる。これにより、作業者は、トーチ角度θが大きく（小さく）なりすぎたことに気付いて、適切な角度となるように溶接トーチ３の姿勢を変化させることができる。また、制御部３６は、トーチ角度θの変化量Δθを演算しており、変化量Δθの絶対値が所定値Δθ0を超えた場合（トーチ角度θが急変した場合）に、表示部３２に警告を表示させる。これにより、作業者は、溶接欠陥が発生している可能性があることを警告によって知ることができ、溶接欠陥に気付くことができる。
【００６６】
なお、本実施形態においては、制御部３６が、加速度センサ３５１およびジャイロセンサ３５２が検出した検出値から速度ベクトルおよび姿勢ベクトルを演算し、速度ベクトルおよび姿勢ベクトルに基づいてトーチ角度θを演算する場合について説明したが、これに限られない。加速度センサ３５１およびジャイロセンサ３５２が検出した検出値から、溶接進行方向を示す情報（進行方向情報）と、溶接トーチ３の姿勢を示す情報（姿勢情報）とを演算し、これらに基づいてトーチ角度θを演算してもよい。また、トーチ角度θを演算せずに、溶接進行方向を示す情報と溶接トーチ３の姿勢を示す情報とに基づいて、溶接電圧設定値を変更するようにしてもよい。また、溶接進行方向を示す情報（進行方向情報）または溶接トーチ３の姿勢を示す情報（姿勢情報）は、加速度センサ３５１またはジャイロセンサ３５２以外のセンサが検出した検出値から演算してもよい。例えば、溶接トーチ３に位置を検出するためのセンサを備えておき、溶接トーチ３の位置の変化から、溶接進行方向を示す情報（進行方向情報）を演算するようにしてもよい。
【００６７】
本実施形態においては、トーチ角度θが、−１０≦θ≦１０（所定範囲）、θ＜−１０（前進角オーバー）、θ＞１０（後退角オーバー）のうちのいずれの範囲に属するかを判別しているが、これに限られない。例えば、各範囲の境界領域にヒステリシス特性を有する領域（過去のトーチ角度θに依存して溶接電圧設定値を変更する領域）を設けてもよい。例えば、θ＜−１５（前進角オーバー）、−１５≦θ＜−５（ヒステリシス領域）、−５≦θ≦５（所定範囲）、５＜θ≦１５（ヒステリシス領域）、θ＞１５（後退角オーバー）とした場合、トーチ角度θが（前進角オーバー）範囲から（ヒステリシス領域）に入ったときには、溶接電圧設定値を基準電圧値に所定値αを加算した値のままとし、（ヒステリシス領域）から（所定範囲）に入ったときに、溶接電圧設定値を基準電圧値に変更する。一方、トーチ角度θが（所定範囲）から（ヒステリシス領域）に入ったときには、溶接電圧設定値を基準電圧値のままとし、（ヒステリシス領域）から（後退角オーバー）範囲に入ったときに、溶接電圧設定値を基準電圧値から所定値βを減算した値に変更する。これにより、トーチ角度θが各範囲の境界で頻繁に上下することによる溶接電圧設定値の頻繁な切り替えを防ぐことができる。
【００６８】
また、本実施形態においては、トーチ角度θの判別のための範囲分けを、３つの範囲としているが、これに限られず、２つの範囲としてもよいし、４つ以上の範囲としてもよい。例えば、θ＜−１５（前進角オーバー）、−１５≦θ＜−１０（前進角少しオーバー）、−１０≦θ≦１０（所定範囲）、１０＜θ≦１５（後退角少しオーバー）、θ＞１５（後退角オーバー）の５つの範囲としてもよい。この場合、溶接電圧設定値を５段階で切り替えることができる。
【００６９】
また、溶接電圧設定値をトーチ角度θに応じて線形的に変化させるようにしてもよい。例えば、基準電圧値Ｖ、溶接電圧設定値Ｖ’の場合、ａを所定の係数とすると、下記(１)式により、溶接電圧設定値Ｖ’を算出するようにしてもよい。この場合、ａ＝０．０５とすると、θ＝０のときＶ’＝Ｖとなり、θ＝−１０のときＶ’＝Ｖ＋０．５となり、θ＝１０のときＶ’＝Ｖ−０．５となり、これらの間は線形的に変化させることができる。
Ｖ’＝Ｖ−ａ・θ  ・・・・  （１）
【００７０】
本実施形態においては、トーチ角度θに基づいて溶接電圧設定値を変更する場合について説明したが、これに限られない。溶接電圧設定値の代わりに溶接電流設定値を変更するようにしてもよい。この場合は、トーチ角度θが大きいほど、溶接電流設定値を小さくするように設定すればよい。また、短絡時の電流の立上り変化速度を変更するようにしてもよい。この場合は、トーチ角度θが大きいほど、立上り変化速度を小さくするように設定すればよい。また、変更する溶接情報は複数であってもよい。また、トーチ角度θに対する各溶接情報の値をテーブルとして記憶部３４に記憶しておいてもよい。
【００７１】
本実施形態においては、溶接電源装置１の出力が直流出力の場合について説明したが、これに限られない。溶接電源装置１の出力は、パルス電流出力であってもよい。この場合、トーチ角度θが大きいほど、パルスのハイレベルの電流設定値（ピーク電流設定値）を小さくするように設定すればよい。図６（ａ）は、トーチ角度θに応じてピーク電流設定値を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ角度θがθ＜−１０（前進角オーバー）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ角度θが−１０≦θ≦１０（所定範囲）のものであり、実線の波形はトーチ角度θがθ＞１０（後退角オーバー）のものである。また、トーチ角度θが大きいほど、パルスのローレベルの電流設定値（ベース電流設定値）を小さくするように設定してもよい。
【００７２】
また、トーチ角度θが大きいほど、パルスのハイレベル期間を短くするように設定してもよい。図６（ｂ）は、トーチ角度θに応じてハイレベル期間を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ角度θがθ＜−１０（前進角オーバー）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ角度θが−１０≦θ≦１０（所定範囲）のものであり、実線の波形はトーチ角度θがθ＞１０（後退角オーバー）のものである。また、トーチ角度θが大きいほど、パルスのローレベル期間を長くするように設定してもよい。図６（ｃ）は、トーチ角度θに応じてローレベル期間を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ角度θがθ＜−１０（前進角オーバー）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ角度θが−１０≦θ≦１０（所定範囲）のものであり、実線の波形はトーチ角度θがθ＞１０（後退角オーバー）のものである。
【００７３】
また、トーチ角度θが大きいほど、パルス周波数を高くするように設定してもよい。図７（ａ）は、トーチ角度θに応じてパルス周波数を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ角度θがθ＜−１０（前進角オーバー）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ角度θが−１０≦θ≦１０（所定範囲）のものであり、実線の波形はトーチ角度θがθ＞１０（後退角オーバー）のものである。また、トーチ角度θが大きいほど、パルスのデューティ比を小さくすように設定してもよい。図７（ｂ）は、トーチ角度θに応じてパルスのデューティ比を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ角度θがθ＜−１０（前進角オーバー）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ角度θが−１０≦θ≦１０（所定範囲）のものであり、実線の波形はトーチ角度θがθ＞１０（後退角オーバー）のものである。
【００７４】
また、トーチ角度θが大きいほど、パルスの立上りおよび立下りの傾斜を緩やかにするように設定してもよい。図７（ｃ）は、トーチ角度θに応じてパルスの立上りおよび立下りの傾斜を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ角度θがθ＜−１０（前進角オーバー）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ角度θが−１０≦θ≦１０（所定範囲）のものであり、実線の波形はトーチ角度θがθ＞１０（後退角オーバー）のものである。
【００７５】
また、変更する溶接情報は複数であってもよい。この場合、トーチ角度θに対する各溶接情報の値をテーブルとして記憶部３４に記憶しておけばよい。図８（ａ）は、テーブルの一例を示す図である。図８（ａ）に示すテーブルでは、トーチ角度θがθ＜−１０（前進角オーバー）の場合、ベース電流から所定値Ｉ１[Ａ]だけ減算すること、および、ローレベル期間から所定値ｔ１[ｍｓ]だけ減算すること（条件１）、トーチ角度θが−１０≦θ≦１０（所定範囲）の場合、ベース電流およびローレベル期間を変更しないこと（条件２）、トーチ角度θがθ＞１０（後退角オーバー）の場合、ベース電流に所定値Ｉ２[Ａ]だけ加算すること、および、ローレベル期間に所定値ｔ２[ｍｓ]だけ加算すること（条件３）が記憶されている。図８（ｂ）は、トーチ角度θおよび図８（ａ）に示すテーブルに応じて、ベース電流設定値およびローレベル期間を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ角度θがθ＜−１０（前進角オーバー）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ角度θが−１０≦θ≦１０（所定範囲）のものであり、実線の波形はトーチ角度θがθ＞１０（後退角オーバー）のものである。トーチ角度θが大きいほど、ベース電流とピーク電流との差を小さくしてローレベル期間を長くすることで、供給される電力量を小さくするようにしている。
【００７６】
また、溶接電源装置１の出力は、交流電流出力であってもよい。この場合、トーチ角度θが大きいほど、交流周波数を高くするように設定すればよい。図９（ａ）は、トーチ角度θに応じて交流周波数を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ角度θがθ＜−１０（前進角オーバー）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ角度θが−１０≦θ≦１０（所定範囲）のものであり、実線の波形はトーチ角度θがθ＞１０（後退角オーバー）のものである。
【００７７】
また、トーチ角度θが大きいほど、溶接トーチ３をプラスにする時間の割合を小さくするように設定してもよい。溶接電源装置１が交流電流出力の場合、溶接トーチ３をプラスとし被加工物Ｗをマイナスとして電流を流す状態と、溶接トーチ３をマイナスとし被加工物Ｗをプラスとして電流を流す状態とが、交互に繰り返される。このうち、溶接トーチ３をプラスにする時間の割合を調整する。具体的には、溶接電源装置１の出力交流電流の制御目標Ｉrefを示す下記（２）式において、オフセット値ｘを調整する。なお、Ａは振幅であり、ωは角周波数、φは初期位相である。オフセット値ｘを小さくするほど、電流波形はマイナス側に移動し、溶接トーチ３をプラスにする時間の割合が小さくなり、被加工物Ｗをプラスにする時間の割合が大きくなる。溶接トーチ３をプラスにする時間の割合が小さくなると、ワイヤ電極が溶けにくくなる。逆に、オフセット値ｘを大きくするほど、電流波形はプラス側に移動し、溶接トーチ３をプラスにする時間の割合が大きくなり、被加工物Ｗをプラスにする時間の割合が小さくなる。溶接トーチ３をプラスにする時間の割合が大きくなると、ワイヤ電極が溶け易くなる。
Ｉref＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ＋φ）＋ｘ  ・・・・  （２）
【００７８】
図９（ｂ）は、トーチ角度θに応じて溶接トーチ３をプラスにする時間の割合を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ角度θがθ＜−１０（前進角オーバー）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ角度θが−１０≦θ≦１０（所定範囲）のものであり、実線の波形はトーチ角度θがθ＞１０（後退角オーバー）のものである。
【００７９】
なお、上述したのは溶接情報のパラメータの一例である。トーチ角度θに応じて変更する溶接情報のパラメータは、上述したものに限定されない。
【００８０】
本実施形態においては、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とが信号線８を介して通信を行う場合について説明したが、これに限られない。例えば、パワーケーブル４１，４２または電力伝送線５に信号を重畳させて通信を行うようにしてもよい、この場合、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とを接続する信号線８を必要としない。
【００８１】
図１０は、第２実施形態に係る溶接システムＡ２の機能構成を示すブロック図である。なお、図１０において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一の符号を付している。
【００８２】
図１０に示す溶接システムＡ２は、溶接トーチ３が溶接電源装置１と無線通信を行う点で、第１実施形態に係る溶接システムＡ１と異なる。
【００８３】
通信部３１は、アンテナを介して信号の送受信を行う。通信部３１は、制御部３６より入力される信号を変調して、電磁波として送信する。また、通信部３１は、アンテナが受信した電磁波を復調して、制御部３６に出力する。通信部３１は、溶接電源装置１の通信部１１と無線通信を行う。
【００８４】
第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８５】
本発明に係る溶接トーチおよび溶接システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る溶接トーチおよび溶接システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【００８６】
Ａ１，Ａ２：溶接システム
１        ：溶接電源装置
１１      ：通信部
２        ：ワイヤ送給装置
２１      ：コネクタ
３        ：溶接トーチ
３１      ：通信部
３２      ：表示部
３２１    ：ディスプレイ
３３      ：操作部
３３１    ：トーチスイッチ
３３２    ：操作ボタン
３３２ａ  ：上ボタン
３３２ｂ  ：下ボタン
３３２ｃ  ：左ボタン
３３２ｄ  ：右ボタン
３４      ：記憶部
３５      ：センサ部
３５１    ：加速度センサ
３５２    ：ジャイロセンサ
３６      ：制御部（センサ部、溶接情報取得部）
３７      ：トーチボディ
３７１    ：ノズル
３８      ：ハンドル
３８１    ：制御基板
３９      ：トーチケーブル
４１      ：パワーケーブル
４２      ：パワーケーブル
５        ：電力伝送線
６        ：ガスボンベ
７        ：ガス配管
８        ：信号線
Ｐ        ：電力系統
Ｗ        ：被加工物
【図１】
2018126762.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018126762.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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