(57)【要約】【課題】新たな検出機構を追加することなく、ワイヤの到達を検出できるワイヤ送給システム、および、当該ワイヤ送給システムを備えた溶接システムを提供する。【解決手段】溶接システムＡ１のワイヤ送給システムにおいて、溶接ワイヤＢを送給する送給部２１と、送給部２１より溶接ワイヤＢの送給方向側に配置され、送給モータ３１１を有し当該送給モータ３１１の回転により溶接ワイヤＢを送給する送給部３１と、送給部２１および送給部３１を制御する制御部１１，２２，３２とを備えた。制御部３２は、送給モータ３１１に供給される電流を検出する電流センサ３２２と、電流センサ３２２が検出した電流検出値Ｉ1に基づいて、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したことを検出する到達検出部３２３とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤを送給する第１送給部と、
前記第１送給部より前記ワイヤの送給方向側に配置され、送給モータを有し当該送給モータの回転により前記ワイヤを送給する第２送給部と、
前記第１送給部および前記第２送給部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記送給モータに供給される電気的信号、または、前記送給モータの回転速度を検出するセンサと、
前記センサが検出した検出値に基づいて、前記ワイヤが前記第２送給部に到達したことを検出する到達検出部と、
を備える、
ことを特徴とするワイヤ送給システム。
【請求項２】
送給モータを有し当該送給モータの回転によりワイヤを送給する第１送給部と、
前記第１送給部より前記ワイヤの送給方向側に配置され、前記ワイヤを送給する第２送給部と、
前記第１送給部および前記第２送給部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記送給モータに供給される電気的信号を検出するセンサと、
前記センサが検出した検出値に基づいて、前記ワイヤが前記第２送給部に到達したことを検出する到達検出部と、
を備える、
ことを特徴とするワイヤ送給システム。
【請求項３】
前記到達検出部は、
前記検出値を閾値と比較する比較部を備え、
前記比較部での比較結果に基づいて、前記ワイヤの到達を検出する、
請求項１または２に記載のワイヤ送給システム。
【請求項４】
前記到達検出部は、
前記検出値の微分値を算出する算出部と、
前記微分値を閾値と比較する比較部と、
を備え、
前記比較部での比較結果に基づいて、前記ワイヤの到達を検出する、
請求項１または２に記載のワイヤ送給システム。
【請求項５】
前記到達検出部は、前記ワイヤの送給速度の指令値に応じて、前記閾値を変化させる、
請求項３または４に記載のワイヤ送給システム。
【請求項６】
前記電気的信号は電流である、
請求項１ないし５のいずれかに記載のワイヤ送給システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記到達検出部が前記ワイヤの到達を検出したときに、前記第１送給部および前記第２送給部を停止させる、
請求項１ないし６のいずれかに記載のワイヤ送給システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記到達検出部が前記ワイヤの到達を検出したときに、前記第１送給部および前記第２送給部による前記ワイヤの送給速度を低下させ、送給速度の低下後、所定の低速度送給時間が経過したときに、前記第１送給部および前記第２送給部を停止させる、
請求項１ないし６のいずれかに記載のワイヤ送給システム。
【請求項９】
溶接トーチと、
前記溶接トーチに電力を供給する溶接電源装置と、
前記溶接トーチに前記ワイヤを送給する、請求項１ないし８のいずれかに記載のワイヤ送給システムと、
を備えていることを特徴とする溶接システム。
【請求項１０】
前記第２送給部は、前記溶接トーチに配置されている、
請求項９に記載の溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤを送給するワイヤ送給システム、および、当該ワイヤ送給システムを備える溶接システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
送給される溶接ワイヤを電極として用いて溶接を行う消耗電極型の溶接システムにおいて、ワイヤ送給装置と溶接トーチとを長尺のトーチケーブルで接続することで、溶接作業範囲を広くしている。しかし、トーチケーブルを長尺化すると、溶接ワイヤの送給抵抗が増大するので、溶接ワイヤは滑らかに送給されなくなる。この場合、アークが不安定になるという問題が生じる。この問題を解決する方法として、溶接ワイヤの送給経路の先端付近に、溶接ワイヤを送給する構成を追加し、当該構成により溶接ワイヤを牽引して張力をかけることで、溶接ワイヤの送給抵抗を減少させることが行われている。このような溶接ワイヤの送給システムは、プッシュプル送給システムと呼ばれている。
【０００３】
また、消耗電極型の溶接システムにおいて、作業者は、溶接ワイヤを交換したときに、溶接ワイヤをワイヤ送給装置から溶接トーチの先端まで送るインチング作業を行う。作業者は、溶接ワイヤが送給経路のどこまで送給されているのかを途中で確認できないので、溶接ワイヤの先端が溶接トーチの先端から突出したのを見て、インチングボタンを解除する。プッシュプル送給システムの場合、溶接ワイヤの送給経路が長いので、作業者は、長い時間（例えば数十秒から数分）、インチングボタンを押し続けて待つ必要がある。また、インチングボタンを解除するタイミングが遅れると、溶接ワイヤが溶接トーチの先端から出過ぎてしまうので、作業者は、余分な溶接ワイヤをペンチ等で切断する必要があった。
【０００４】
これらの作業者の負担を解消するために、溶接ワイヤの到達を検出して自動的に停止させる方法が提案されている。例えば、特許文献１には、溶接ワイヤが溶接トーチの先端のコンタクトチップに接触したことを電気的に検出する方法が開示されている。また、特許文献２には、非接触センサを用いて溶接ワイヤの到達を検出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平５−１３６６９号公報
【特許文献２】特開２０１７−２４０４３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、これらの方法の場合、溶接ワイヤの到達を検出するために新たな検出機構を追加する必要がある。新たな検出機構を追加するために、溶接トーチまたは溶接電源装置の構造が複雑化し、また、製造コストが増加する。なお、送給モータの回転数から溶接ワイヤの送給量を算出して所定の送給量になったときに送給を停止させる方法も考えられる。しかし、トーチケーブルの長さによって異なる所定の送給量を間違って設定した場合や、溶接ワイヤが送給経路の途中まで進んだ状態から送給量の算出を開始した場合、溶接ワイヤが溶接トーチの先端から大量に飛び出すことになる。したがって、この方法の場合、当該飛び出しを防ぐための検出機構を追加する必要がある。インチング作業においてワイヤの到達を検出するために新たな検出機構が必要となることは、溶接システム以外のシステムにおいても問題になる。例えば、溶射システムにおいて、溶射ワイヤを溶射ガンに送給する場合や、ブレージング（ろう付け）システムにおいて、ブレージングワイヤを送給する場合にも、同様の問題が生じる。
【０００７】
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、新たな検出機構を追加することなく、ワイヤの到達を検出できるワイヤ送給システム、および、当該ワイヤ送給システム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】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明の第１の側面によって提供されるワイヤ送給システムは、ワイヤを送給する第１送給部と、前記第１送給部より前記ワイヤの送給方向側に配置され、送給モータを有し当該送給モータの回転により前記ワイヤを送給する第２送給部と、前記第１送給部および前記第２送給部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記送給モータに供給される電気的信号、または、前記送給モータの回転速度を検出するセンサと、前記センサが検出した検出値に基づいて、前記ワイヤが前記第２送給部に到達したことを検出する到達検出部とを備えることを特徴とする。この構成によると、ワイヤは、まず、第１送給部によって送給され、ワイヤが第２送給部に到達した後は、第１送給部および第２送給部によって送給される。第２送給部の送給モータは、ワイヤが第２送給部に到達するまでは無負荷状態であるが、ワイヤが第２送給部に到達した後は負荷がかかる。したがって、ワイヤが第２送給部に到達する前後で、送給モータに出力される電気的信号は変化する。到達検出部は、センサが検出した検出値に基づいて、送給モータに出力される電気的信号の変化から、ワイヤが第２送給部に到達したことを検出する。ワイヤ送給システムには、異常を検出するために、送給モータに出力される電気的信号を検出するセンサが備えられている。当該センサを用いてワイヤの到達を検出するので、新たな検出機構を追加する必要がない。
【００１０】
なお、「電気的信号」には、電流、電力、電圧などが含まれる。また、「送給モータに供給される電気的信号を検出するセンサ」は、駆動回路と送給モータとを接続する接続線で電気的信号を検出するセンサに限られず、例えば、駆動回路と電源とを接続する接続線で電気的信号を検出することで、送給モータに供給される電気的信号を検出するセンサも含まれる。
【００１１】
本発明の第２の側面によって提供されるワイヤ送給システムは、送給モータを有し当該送給モータの回転によりワイヤを送給する第１送給部と、前記第１送給部より前記ワイヤの送給方向側に配置され、前記ワイヤを送給する第２送給部と、前記第１送給部および前記第２送給部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記送給モータに供給される電気的信号を検出するセンサと、前記センサが検出した検出値に基づいて、前記ワイヤが前記第２送給部に到達したことを検出する到達検出部とを備えることを特徴とする。この構成によると、ワイヤは、まず、第１送給部によって送給され、ワイヤが第２送給部に到達した後は、第１送給部および第２送給部によって送給される。第１送給部の送給モータは、ワイヤが第２送給部に到達するまでは大きな負荷がかかっているが、ワイヤが第２送給部に到達した後は負荷が軽減される。したがって、ワイヤが第２送給部に到達する前後で、送給モータに出力される電気的信号は変化する。到達検出部は、センサが検出した検出値に基づいて、送給モータに出力される電気的信号の変化から、ワイヤが第２送給部に到達したことを検出する。ワイヤ送給システムには、異常を検出するために、送給モータに出力される電気的信号を検出するセンサが備えられている。当該センサを用いてワイヤの到達を検出するので、新たな検出機構を追加する必要がない。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記到達検出部は、前記検出値を閾値と比較する比較部を備え、前記比較部での比較結果に基づいて、前記ワイヤの到達を検出する。この構成によると、検出値が閾値を超えたときに、ワイヤの到達を検出できる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記到達検出部は、前記検出値の微分値を算出する算出部と、前記微分値を閾値と比較する比較部とを備え、前記比較部での比較結果に基づいて、前記ワイヤの到達を検出する。この構成によると、検出値の増加率の変化に基づいて、ワイヤの到達を検出できる。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記到達検出部は、前記ワイヤの送給速度の指令値に応じて、前記閾値を変化させる。この構成によると、ワイヤの送給速度によって送給モータの無負荷状態のときの検出値が変化する場合でも、ワイヤの到達の誤検出を抑制できる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電気的信号は電流である。この構成によると、電流の変化に基づいて、ワイヤの到達を検出できる。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記到達検出部が前記ワイヤの到達を検出したときに、前記第１送給部および前記第２送給部を停止させる。この構成によると、ワイヤの送給を、第２送給部に到達したところで自動停止できる。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記到達検出部が前記ワイヤの到達を検出したときに、前記第１送給部および前記第２送給部による前記ワイヤの送給速度を低下させ、送給速度の低下後、所定の低速度送給時間が経過したときに、前記第１送給部および前記第２送給部を停止させる。この構成によると、ワイヤの送給を、第２送給部に到達した後、低速度送給時間が経過したところで自動停止できる。低速度送給時間を適切に設定すれば、ワイヤを溶接トーチの先端まで送給してから停止することが可能である。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記到達検出部が前記ワイヤの到達を検出したときに、前記ワイヤの到達を報知する報知部をさらに備えている。この構成によると、ワイヤの到達を作業者に知らせることができる。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記第１送給部による前記ワイヤの送給速度を検出する速度検出部と、前記速度検出部が検出した送給速度を積分することで、前記ワイヤの送給開始からの送給量を算出する送給量算出部と、前記送給量算出部が算出した送給量が第１所定値以上になっても、前記到達検出部が前記ワイヤの到達を検出しない場合に、異常を検出する異常検出部とをさらに備える。この構成によると、ワイヤの座屈や第１送給部などの異常を検出できる。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記第１送給部による前記ワイヤの送給速度を検出する速度検出部と、前記速度検出部が検出した速度を積分することで、前記ワイヤの送給開始からの送給量を算出する送給量算出部と、前記送給量算出部が算出した送給量が第２所定値以下のときに、前記到達検出部が前記ワイヤの到達を検出した場合に、異常を検出する異常検出部とをさらに備える。この構成によると、第２送給部などの異常を検出できる。
【００２１】
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、溶接トーチと、前記溶接トーチに電力を供給する溶接電源装置と、前記溶接トーチにワイヤを送給する、本発明の第１の側面によって提供されるワイヤ送給システムとを備えていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第２送給部は、前記溶接トーチに配置されている。この構成によると、ワイヤの到達を検出する位置を、溶接トーチの先端により近い位置とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、ワイヤは、まず、第１送給部によって送給され、ワイヤが第２送給部に到達した後は、第１送給部および第２送給部によって送給される。第２送給部の送給モータは、ワイヤが第２送給部に到達するまでは無負荷状態であるが、ワイヤが第２送給部に到達した後は負荷がかかる。したがって、ワイヤが第２送給部に到達する前後で、送給モータに出力される電気的信号は変化する。到達検出部は、センサが検出した検出値に基づいて、送給モータに出力される電気的信号の変化から、ワイヤが第２送給部に到達したことを検出する。ワイヤ送給システムには、異常を検出するために、送給モータに出力される電気的信号を検出するセンサが備えられている。当該センサを用いてワイヤの到達を検出するので、新たな検出機構を追加する必要がない。
【００２４】
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、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態に係る溶接システムの全体構成を示す概要図である。
【図２】図１に示す溶接システムの機能構成を示すブロック図である。
【図３】溶接ワイヤの送給の自動停止について説明するためのタイミングチャートである。
【図４】第１実施形態に係る溶接システムにおけるインチング処理を説明するためのフローチャートであり、（ａ）は溶接電源装置の制御部が行うインチング制御処理を示し、（ｂ）は溶接トーチの制御部が行う到達検出処理を示している。
【図５】変形例における、インチング処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】変形例における、溶接ワイヤの送給の自動停止について説明するためのタイミングチャートである。
【図７】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。
【図８】第３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。
【図９】第３実施形態における、溶接ワイヤの送給の自動停止について説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】第４実施形態に係る溶接システムの全体構成を示す概要図である。
【図１１】図１０に示す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】
【００２６】
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。
【００２７】
〔第１実施形態〕
図１〜図２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は、溶接システムＡ１の全体構成を示す概要図である。図２は、溶接システムＡ１の機能構成を示すブロック図である。
【００２８】
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、ガスボンベ６、ガス配管７、通信線８、およびトーチケーブル３９を備えている。溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とは、パワーケーブル４１、電力伝送線５および通信線８によって接続されている。また、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、ケーブル内部にパワーケーブル４１、ガス配管７、ライナ、電力伝送線および通信線が配置されている。トーチケーブル３９の長さは、例えば、十数ｍ程度である。トーチケーブル３９に配置されたライナは、溶接ワイヤＢの送給経路の一部であり、トーチケーブル３９が長いので、送給経路も長くなっている。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、電力伝送線および通信線は、それぞれ、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および通信線８に接続される。
【００２９】
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、溶接ワイヤＢを溶接トーチ３に送り出して、溶接ワイヤＢ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図示しないコンタクトチップにおいて、パワーケーブル４１と溶接ワイヤＢ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溶接ワイヤＢ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。
【００３０】
また、本実施形態では、図２に示すように、溶接トーチ３は、溶接ワイヤＢを送給する構成である送給部３１を備えている。つまり、溶接ワイヤＢの送給経路には、溶接ワイヤＢを送給するための構成として、送給部２１（ワイヤ送給装置２）と送給部３１（溶接トーチ３）の２つが配置されている。送給部２１（ワイヤ送給装置２）は、溶接ワイヤＢを送給方向（溶接ワイヤＢが進行する方向）に送り出す（プッシュ側送給部）。また、送給部３１（溶接トーチ３）は、送給部２１（ワイヤ送給装置２）より送給方向側に配置され、溶接ワイヤＢを送給方向に牽引する（プル側送給部）。つまり、送給部２１（ワイヤ送給装置２）と送給部３１（溶接トーチ３）とは、プッシュプル方式のワイヤ送給システムを構成する。なお、溶接トーチ３が送給部３１を備えていると考えることもできるし、ワイヤ送給システムの一部の構成である送給部３１が、溶接トーチ３に配置されていると考えることもできる。
【００３１】
溶接電源装置１からワイヤ送給装置２へは、送給モータ２１１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から供給される電力は、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。なお、溶接トーチ３が溶接電源装置１から直接電力を供給されてもよい。また、ワイヤ送給装置２および溶接トーチ３は、溶接電源装置１以外から電力を供給されてもよい。
【００３２】
溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とは、通信線８を介して通信を行う。また、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内部に設けられている通信線（図示なし）を介して通信を行う。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。なお、溶接トーチ３と溶接電源装置１とが直接通信を行ってもよい。また、通信方法は限定されず、電力伝送線やパワーケーブル４１,４２を用いた電力線搬送通信であってもよいし、無線通信であってもよい。また、溶接電源装置１、ワイヤ送給装置２および溶接トーチ３間の情報の伝達は、制御線を介して、電圧や電流のレベルやパルスによって行ってもよい。
【００３３】
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。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てもよい。
【００３４】
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３１１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。
【００３５】
溶接電源装置１は、図２に示すように、制御部１１を備えている。制御部１１は、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されており、溶接電源装置１を制御する。制御部１１は、設定された溶接条件に応じて電力を出力するように、図示しないインバータ回路を制御する。また、制御部１１は、ワイヤ送給装置２の制御部２２および溶接トーチ３の制御部３２を介して、送給部２１および送給部３１を制御することで、溶接時およびインチング時の溶接ワイヤＢの送給を制御する。具体的には、制御部１１は、ワイヤ送給装置２の制御部２２に、溶接ワイヤＢの送給速度を指令する速度指令Ｓ1を送信する。また、制御部１１は、溶接トーチ３の制御部３２に、溶接ワイヤＢの送給速度を指令する速度指令Ｓ2を送信する。制御部２２は、受信した速度指令Ｓ1に基づいて、送給部２１を制御する。また、制御部３２は、受信した速度指令Ｓ2に基づいて、送給部３１を制御する。制御部１１は、送給部３１による送給速度が、送給部２１による送給速度より数％大きくなるように、速度指令Ｓ1，Ｓ2を送信する。送給部３１（プル側送給部）による送給速度が送給部２１（プッシュ側送給部）による送給速度より大きくなるので、溶接ワイヤＢに張力がかかる。これにより、溶接ワイヤＢの送給抵抗が抑制され、溶接ワイヤＢの座屈が防止される。制御部１１が行う、溶接ワイヤＢのインチングのための制御についての詳細は後述する。
【００３６】
ワイヤ送給装置２は、溶接ワイヤＢを溶接トーチ３に送り出すものである。ワイヤ送給装置２は、図２に示すように、送給部２１および制御部２２を備えている。
【００３７】
送給部２１は、制御部２２より入力される駆動信号によって駆動され、溶接ワイヤＢを送り出す構成である。送給部２１は、送給モータ２１１、送給ロール２１２および加圧ロール２１３を備えている。
【００３８】
送給モータ２１１は、溶接ワイヤＢを送給するための駆動力を発生させるものである。送給モータ２１１は、制御部２２（後述する駆動部２２１）より入力される駆動信号によって駆動される。送給モータ２１１は、例えばブラシレスモータであり、駆動信号が調整されることで回転速度が制御される。制御部２２（後述する駆動部２２１）は、例えばパルス幅変調などにより駆動信号のパルス幅を調整することで、送給モータ２１１の回転速度を制御する。
【００３９】
送給ロール２１２は、送給モータ２１１の回転軸に取り付けられており、送給モータ２１１で発生するトルクが伝達されて回転する。なお、送給ロール２１２は、送給モータ２１１の回転軸に直接取り付けられているものに限定されない。１個以上のギヤにより、送給モータ２１１のトルクを送給ロール２１２に伝達させ、送給ロール２１２を回転させる構成であってもよい。溶接ワイヤＢは送給ロール２１２に接触しており、送給モータ２１１のトルクが溶接ワイヤＢを送り出す接線力に変換される。したがって、送給モータ２１１が駆動することで、溶接ワイヤＢが送り出される。
【００４０】
加圧ロール２１３は、溶接ワイヤＢを挟んで、送給ロール２１２に対向するように配置されており、溶接ワイヤＢを送給ロール２１２側に加圧する。これにより、溶接ワイヤＢは、送給ロール２１２の回転に応じて送給される。
【００４１】
制御部２２は、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されており、ワイヤ送給装置２を制御する。制御部２２は、溶接電源装置１の制御部１１からの指令に基づいて、送給部２１を駆動させることで溶接ワイヤＢの送給を行い、また、図示しないガス電磁弁を開放させることで、溶接トーチ３にシールドガスを供給する。図２に示すように、制御部２２は、駆動部２２１を備えている。
【００４２】
駆動部２２１は、送給部２１の駆動を制御して、溶接ワイヤＢの送給を制御する。駆動部２２１は、溶接電源装置１の制御部１１より受信した速度指令Ｓ1に基づいて、駆動信号を送給部２１の送給モータ２１１に出力する。送給モータ２１１には図示しないエンコーダが取り付けられており、制御部２２は、当該エンコーダより入力されるパルス信号から送給モータ２１１の回転速度を検出する。なお、エンコーダは光学式のエンコーダであってもよいし、磁気式のエンコーダであってもよい。駆動部２２１は、検出された送給モータ２１１の回転速度が速度指令Ｓ1に応じた回転速度に一致するように駆動信号を調整して、フィードバック制御を行う。なお、回転速度の検出方法は限定されない。
【００４３】
なお、ワイヤ送給装置２は、インレットライナ、インレットガイドおよびアウトレットガイドなどの筒状のガイド部材を備えているが、図示を省略している。インレットライナおよびインレットガイドは、溶接ワイヤＢが巻回されたワイヤリール２３から送給ロール２１２まで溶接ワイヤＢを導く。アウトレットガイドは、送給ロール２１２によって送り出される溶接ワイヤＢをワイヤ送給装置２の送出口まで導く。ワイヤ送給装置２から送り出された溶接ワイヤＢ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。インレットライナ、インレットガイドおよびアウトレットガイドなどのガイド部材と、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とが、溶接ワイヤＢの送給経路を構成する。
【００４４】
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。また、溶接トーチ３は、溶接ワイヤＢを送給する構成を備えており、溶接ワイヤＢを牽引して張力をかけることで、溶接ワイヤＢの送給抵抗を減少させる。溶接トーチ３は、図２に示すように、送給部３１、制御部３２、操作部３３、および表示部３４を備えている。
【００４５】
送給部３１は、制御部３２より入力される駆動信号によって駆動され、溶接ワイヤＢを牽引する構成である。送給部３１は、送給モータ３１１、送給ロール３１２および加圧ロール３１３を備えている。
【００４６】
送給モータ３１１は、溶接ワイヤＢを送給するための駆動力を発生させるものである。送給モータ３１１は、制御部３２（後述する駆動部３２１）より入力される駆動信号によって駆動される。送給モータ３１１は、例えばブラシレスモータであり、駆動信号が調整されることで回転速度が制御される。制御部３２（後述する駆動部３２１）は、例えばパルス幅変調などにより駆動信号のパルス幅を調整することで、送給モータ３１１の回転速度を制御する。
【００４７】
送給ロール３１２は、送給モータ３１１の回転軸に取り付けられており、送給モータ３１１で発生するトルクが伝達されて回転する。なお、送給モータ３１１のトルクを送給ロール３１２に伝達させる方法は限定されない。溶接ワイヤＢは送給ロール３１２に接触しており、送給ロール３１２のトルクが溶接ワイヤＢを牽引する接線力に変換される。したがって、送給モータ３１１が駆動することで、溶接ワイヤＢが牽引される。
【００４８】
加圧ロール３１３は、溶接ワイヤＢを挟んで、送給ロール３１２に対向するように配置されており、溶接ワイヤＢを送給ロール３１２側に加圧する。これにより、溶接ワイヤＢは、送給ロール３１２の回転に応じて送給される。
【００４９】
制御部３２は、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されており、溶接トーチ３を制御する。制御部３２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３２は、溶接電源装置１およびワイヤ送給装置２との通信や、図示しない記憶部の情報の書き込みおよび読出し、操作部３３からの操作信号の受付および対応する処理、表示部３４での表示などを制御する。また、制御部３２は、溶接電源装置１の制御部１１からの指令に基づいて、送給部３１を駆動させることで溶接ワイヤＢの送給行う。図２に示すように、制御部３２は、駆動部３２１、電流センサ３２２、および到達検出部３２３を備えている。
【００５０】
駆動部３２１は、送給部３１の駆動を制御して、溶接ワイヤＢの送給を制御する。駆動部３２１は、溶接電源装置１の制御部１１より受信した速度指令Ｓ2に基づいて、駆動信号を送給部３１の送給モータ３１１に出力する。送給モータ３１１には図示しないエンコーダが取り付けられており、制御部３２は、当該エンコーダより入力されるパルス信号から送給モータ３１１の回転速度を検出する。なお、エンコーダは光学式のエンコーダであってもよいし、磁気式のエンコーダであってもよい。駆動部３２１は、検出された送給モータ３１１の回転速度が速度指令Ｓ2に応じた回転速度に一致するように駆動信号を調整して、フィードバック制御を行う。なお、回転速度の検出方法は限定されない。
【００５１】
電流センサ３２２は、駆動部３２１から送給モータ３１１に出力される駆動信号の電流値を検出するセンサである。制御部３２は、電流センサ３２２が検出した電流検出値Ｉ2に基づいて、過電流から送給モータ３１１などを保護するための過電流保護機能を備えている。また、電流センサ３２２が検出した電流検出値Ｉ2は、到達検出部３２３にも出力される。
【００５２】
到達検出部３２３は、電流センサ３２２より入力される電流検出値Ｉ2に基づいて、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したことを検出する。溶接ワイヤＢは、まず、ワイヤ送給装置２の送給部２１によって送給され、溶接ワイヤＢが溶接トーチ３の送給部３１に到達した後は、送給部２１および送給部３１によって送給される。送給部３１の送給モータ３１１は、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達するまでは無負荷状態であるが、溶接ワイヤＢが送給部３１（厳密には送給ロール３１２）に到達した後は負荷がかかる。したがって、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達する前後で、駆動部３２１から送給モータ３１１に出力される駆動信号の電流値は変化する。到達検出部３２３は、電流センサ３２２より入力される電流検出値Ｉ2に基づいて、送給モータ３１１に出力される駆動信号の電流値の変化から、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したことを検出する。具体的には、到達検出部３２３は、電流センサ３２２より入力される電流検出値Ｉ2と電流閾値Ｉ2thとを比較し、電流検出値Ｉ2が電流閾値Ｉ2th以上になった場合に、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したと判断する。電流閾値Ｉ2thは、送給モータ３１１が無負荷状態のとき（溶接ワイヤＢが送給部３１に到達する前）の電流検出値Ｉ2Lと、送給モータ３１１に負荷がかかっているとき（送給部３１が溶接ワイヤＢを送給しているとき）の電流検出値Ｉ2Hとの間の値として設定される。
【００５３】
本実施形態では、無負荷状態のときの電流検出値Ｉ2Lが０．３Ａ程度であり、負荷がかかっているときの電流検出値Ｉ2Hが０．６Ａ程度であるので、電流閾値Ｉ2thを０．４５Ａに設定している。なお、電流閾値Ｉ2thは限定されない。電流閾値Ｉ2thが電流検出値Ｉ2Lに近いほど溶接ワイヤＢの到達を早く検出できるが、到達を誤検出する可能性が高くなる。一方、電流閾値Ｉ2thが電流検出値Ｉ2Hに近いほど到達の誤検出を抑制できるが、到達を検出するタイミングが遅くなる。電流閾値Ｉ2thは、電流検出値Ｉ2Lと電流検出値Ｉ2Hとの間で、適宜設定すればよい。
【００５４】
到達検出部３２３は、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したことを検出すると、到達検出信号を生成する。到達検出信号は、溶接電源装置１に送信される。
【００５５】
表示部３４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（図示なし）を備えている。表示部３４は、制御部３２によって制御され、各種情報の表示を行う。表示部３４が、本発明の「報知部」に相当する。
【００５６】
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３２に出力する。操作手段としては、図示しないトーチスイッチ、インチングボタンおよび操作ボタンがある。なお、操作部３３は、他の操作手段を備えていてもよい。
【００５７】
トーチスイッチは、溶接の開始／停止操作を受け付けるための操作手段である。トーチスイッチのオン操作（押下）により、操作信号が制御部３２に出力される。当該操作信号を入力された制御部３２は、溶接開始を指示する信号を生成して、溶接電源装置１に送信する。当該信号を受信した溶接電源装置１は、溶接ワイヤＢの送給を開始し、また、溶接電力の出力を開始する。また、オン操作が解除されることにより、操作信号が制御部３２に出力される。当該操作信号を入力された制御部３２は、溶接終了を指示する信号を生成して、溶接電源装置１に送信する。当該信号を受信した溶接電源装置１は、溶接ワイヤＢの送給を停止し、また、溶接電力の出力を停止する。これにより、トーチスイッチを押下している間だけ溶接が行われる。なお、トーチスイッチのオンオフ操作の伝達は、制御線を介した電気信号のレベルの変化で行われてもよい。
【００５８】
インチングボタンは、インチング操作の開始／停止操作を受け付けるための操作手段である。インチングボタンのオン操作（押下）により、操作信号が制御部３２に出力される。当該操作信号を入力された制御部３２は、インチング開始を指示する信号を生成して、溶接電源装置１に送信する。当該信号を受信した溶接電源装置１は、溶接ワイヤＢの送給を開始する。また、オン操作が解除されることにより、操作信号が制御部３２に出力される。当該操作信号を入力された制御部３２は、インチング終了を指示する信号を生成して、溶接電源装置１に送信する。当該信号を受信した溶接電源装置１は、溶接ワイヤＢの送給を停止する。これにより、インチングボタンを押下している間だけ溶接ワイヤＢが送給される。なお、インチングボタンの操作方法は限定されない。インチングボタンの押下のたびに、溶接ワイヤＢの送給と送給停止とが切り替わるように設定されてもよい。なお、インチングボタンのオンオフ操作の伝達は、制御線を介した電気信号のレベルの変化で行われてもよい。また、インチングボタンは、溶接電源装置１またはワイヤ送給装置２に設けられていてもよい。本実施形態では、溶接ワイヤＢの送給停止が指示されなくても、溶接ワイヤＢが溶接トーチ３の送給部３１に到達した場合、溶接ワイヤＢの送給が停止される。インチングについての詳細は後述する。
【００５９】
操作ボタンは、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る。操作ボタンは、例えば、上ボタン、下ボタン、左ボタン、および右ボタンを備えている。各ボタンが押下されると、対応する操作信号が制御部３２に出力され、制御部３２は対応する処理を行う。例えば、左ボタンまたは右ボタンが押下されると、モードが切り替って、ディスプレイに表示される画面が切り替わり、上ボタンまたは下ボタンが押下されると、ディスプレイに表示されている設定値が変更される。本実施形態では、左ボタンまたは右ボタンの操作により、「インチングモード」に切り換えられたときに、インチングボタンの操作が受け付け可能になる。なお、インチングの操作は、操作ボタン（例えば左ボタンまたは右ボタン）の操作で行うように設定されてもよい。この場合、インチングボタンを設ける必要がない。
【００６０】
本実施形態においては、送給部２１が本発明の「第１送給部」に相当し、送給部３１が本発明の「第２送給部」に相当する。また、制御部１１、制御部２２および制御部３２が、本発明の「制御部」に相当する。
【００６１】
次に、インチングについて説明する。
【００６２】
インチングは、例えば新しいワイヤリール２３をワイヤ送給装置２に取り付けた後の準備作業として行われる。作業者は、手作業により、ワイヤリール２３から引き出した溶接ワイヤＢの先端を、ワイヤ送給装置２のインレットライナおよびインレットガイドに挿通させて、送給ロール２１２まで導く。
【００６３】
そして、作業者は、溶接トーチ３のインチングボタンを押下する。インチングボタンの押下に応じて、溶接電源装置１は溶接ワイヤＢの送給を開始する。具体的には、溶接電源装置１（制御部１１）は、ワイヤ送給装置２の制御部２２に速度指令Ｓ1を送信し、溶接トーチ３の制御部３２に速度指令Ｓ2を送信する。制御部２２（駆動部２２１）は、受信した速度指令Ｓ1に基づいて、送給モータ２１１の回転速度を制御する。これにより、溶接ワイヤＢは、速度指令Ｓ1に応じた速度で送給される。また、制御部３２（駆動部３２１）は、受信した速度指令Ｓ2に基づいて、送給モータ３１１の回転速度を制御する。
【００６４】
溶接電源装置１（制御部１１）は、速度指令Ｓ1を「０」から徐々に増加させて、設定された速度指令Ｓ1Hにする。また、速度指令Ｓ2を「０」から徐々に増加させて、設定された速度指令Ｓ2Hにする。速度指令Ｓ1，Ｓ2を徐々に増加させているのは、急激に増加させることにより発生する駆動信号の電流値のオーバーシュートを抑制するためである。オーバーシュートが問題にならない場合は、速度指令Ｓ1（Ｓ2）を「０」からＳ1H（Ｓ2H）に切り換えてもよい。
【００６５】
作業者は、インチングを停止させる場合、溶接トーチ３のインチングボタンの押下を解除する。インチングボタンの解除に応じて、溶接電源装置１は溶接ワイヤＢの送給を停止する。具体的には、溶接電源装置１（制御部１１）は、ワイヤ送給装置２の制御部２２に送信する速度指令Ｓ1、および、溶接トーチ３の制御部３２に送信する速度指令Ｓ2を徐々に減少させて「０」にする。これにより、溶接ワイヤＢの送給は停止される。なお、速度指令Ｓ1（Ｓ2）をＳ1H（Ｓ2H）から「０」に切り換えてもよい。
【００６６】
本実施形態では、作業者が溶接ワイヤＢの送給停止を指示しなくても、溶接ワイヤＢが溶接トーチ３の送給部３１に到達した場合、溶接ワイヤＢの送給が停止される。この送給の自動停止について、図３を参照して、以下に説明する。
【００６７】
図３は、溶接ワイヤＢの送給の自動停止について説明するためのタイミングチャートである。図３（ａ）は、溶接電源装置１からワイヤ送給装置２に送信される速度指令Ｓ1の時間変化を示しており、図３（ｂ）は、溶接電源装置１から溶接トーチ３に送信される速度指令Ｓ2の時間変化を示している。図３（ｃ）は、電流センサ３２２が検出した電流検出値Ｉ2の時間変化を示している。図３（ｄ）は、到達検出部３２３が送信する到達検出信号を示している。図３（ｅ）は、溶接ワイヤＢにかかる張力の時間変化を示している。図３（ｆ）は、溶接ワイヤＢの送給量の時間変化を示している。
【００６８】
時刻ｔ０でインチングが開始されると、速度指令Ｓ1，Ｓ2が徐々に増加する。そして、速度指令Ｓ1は設定された速度指令Ｓ1Hになり、速度指令Ｓ2は設定された速度指令Ｓ2Hになる（図３（ａ），（ｂ）参照）。送給開始時は、駆動部３２１が送給モータ３１１に出力する駆動信号の電流値にオーバーシュートが発生して、電流検出値Ｉ2が電流閾値Ｉ2th以上になる（図３（ｃ）参照）。したがって、送給開始から所定時間Ｔ１が経過するまで（時刻ｔ０から所定時刻ｔ４までの間）は、到達検出部３２３は検出を行わない。そして、溶接ワイヤＢは一定速度で送給されて、送給量が増加する（図３（ｆ）参照）。このとき、溶接ワイヤＢはまだ送給部３１（送給ロール３１２）に達していないので、送給モータ３１１は空転しており、無負荷状態である。したがって、電流検出値Ｉ2は、無負荷状態のときの電流検出値Ｉ2Lになっている（図３（ｃ）参照）。
【００６９】
そして、時刻ｔ１で溶接ワイヤＢの送給量がＬ１になったとき（図３（ｆ）参照）に、溶接ワイヤＢの先端が送給部３１（送給ロール３１２）に到達すると、送給経路内で若干たわんでいた溶接ワイヤＢに徐々に張力がかかるようになる（図３（ｅ）参照）。これに応じて送給モータ３１１に負荷がかかるので、電流検出値Ｉ2が増加する（図３（ｃ）参照）。
【００７０】
時刻ｔ２で電流検出値Ｉ2が電流閾値Ｉ2th以上になると（図３（ｃ）参照）、到達検出部３２３は、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したことを検出して、到達検出信号を溶接電源装置１に送信する（図３（ｄ）参照）。到達検出信号を受信した溶接電源装置１は、速度指令Ｓ1，Ｓ2を減少させて「０」にする（図３（ａ），（ｂ）参照）。これにより、送給モータ２１１および送給モータ３１１は停止し、溶接ワイヤＢの送給は停止される（図３（ｆ）参照）。このとき、溶接ワイヤＢにかかる張力は減少して「０」になり（図３（ｅ）参照）、これに応じて電流検出値Ｉ2は減少して「０」になる（図３（ｃ）参照）。なお、溶接ワイヤＢの先端が送給ロール３１２に到達したとき（時刻ｔ１）から、到達検出部３２３が到達を検出したとき（時刻ｔ２）までは、溶接ワイヤＢの送給は継続する。しかし、この時間（ｔ２−ｔ１）は、全体の送給時間と比べて十分小さく、この時間で送給される溶接ワイヤＢの送給量はごくわずか（例えば数ｃｍ程度）である。
【００７１】
溶接ワイヤＢの送給が自動停止した場合、溶接トーチ３の制御部３２は、表示部３４のディスプレイ上に、自動停止したことを表示させる。作業者は、当該表示を見ることにより、自動停止したことを知ることができる。なお、自動停止を作業者に知らせる方法は限定されない。図示しないスピーカからの音声によって知らせてもよいし、図示しないランプを点灯させることで知らせてもよい。また、溶接トーチ３を振動させることで知らせてもよい。なお、制御部３２は、到達検出部３２３が出力する到達検出信号によって自動停止を検出してもよいし、溶接電源装置１からの通信信号（速度指令Ｓ2または自動停止を知らせる信号）で自動停止を検出してもよい。
【００７２】
自動停止の後、作業者は、インチングボタンの操作により、送給部３１から溶接トーチ３の先端まで、溶接ワイヤＢの送給を行う。このとき、溶接電源装置１の制御部１１は、速度指令Ｓ1を速度指令Ｓ1Hより送給速度が遅くなる速度指令Ｓ1Lとし、速度指令Ｓ2を速度指令Ｓ2Hより送給速度が遅くなる速度指令Ｓ2Lとする。本実施形態では、速度指令Ｓ1Hを溶接ワイヤＢが１分あたり１５〜２０ｍ程度送給される速度に設定し、速度指令Ｓ1Lを溶接ワイヤＢが１分あたり数ｍ程度送給される速度に設定し、速度指令Ｓ2H（Ｓ2L）を、速度指令Ｓ1H（Ｓ1L）より数％大きい速度に設定している。なお、速度指令Ｓ1H，Ｓ1L，Ｓ2H，Ｓ2Lは限定されない。送給部３１から溶接トーチ３の先端までの距離は短い（例えば数十ｃｍ程度）ので、送給速度が遅くなっても必要な時間の増加は少ない。一方、送給速度が遅くなることで、操作者は、適切なタイミングで送給を停止させやすい。なお、制御部１１が速度指令Ｓ1、Ｓ2の変更を自動的に行うのではなく、操作者が溶接トーチ３の操作部３３の操作によって、速度指令Ｓ1、Ｓ2の変更を行ってもよい。また、速度指令Ｓ1（Ｓ2）を速度指令Ｓ1H（Ｓ2）のままとしてもよい。
【００７３】
図４は、溶接システムＡ１におけるインチング処理を説明するためのフローチャートである。図４（ａ）は、溶接電源装置１の制御部１１が行うインチング制御処理を示しており、図４（ｂ）は、溶接トーチ３の制御部３２が行う到達検出処理を示している。
【００７４】
図４（ａ）に示すインチング制御処理は、溶接電源装置１が起動したときに開始される。なお、当該処理は、溶接トーチ３で「インチングモード」に切り替えられたときにだけ実行されてもよい。まず、制御部１１は、インチング開始が指示されたか否かを判別する（Ｓ１）。具体的には、制御部１１は、溶接トーチ３の制御部３２からインチング開始を指示する信号を受信したか否かを判別する。インチング開始が指示されない場合（Ｓ１：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って、当該判別を繰り返す。すなわち、制御部１１は、インチング開始が指示されるまで待機する。インチング開始が指示されると（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部１１は、溶接ワイヤＢの送給開始を指示する（Ｓ２）。具体的には、制御部１１は、速度指令Ｓ1を「０」からＳ1Hまで増加させながら、ワイヤ送給装置２に送信する。また、速度指令Ｓ2を「０」からＳ2Hまで増加させながら、溶接トーチ３に送信する。
【００７５】
次に、制御部１１は、インチング終了が指示されたか否かを判別する（Ｓ３）。具体的には、制御部１１は、溶接トーチ３の制御部３２からインチング終了を指示する信号を受信したか否かを判別する。インチング終了が指示されない場合（Ｓ３：ＮＯ）、制御部１１は、溶接トーチ３の制御部３２から到達検出信号を受信したか否かを判別する（Ｓ４）。到達検出信号を受信しない場合（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ３に戻って、ステップＳ３およびステップＳ４の判別を繰り返す。すなわち、制御部１１は、インチング終了が指示されるか、到達検出信号を受信するまで待機する。インチング終了が指示されるか（Ｓ３：ＹＥＳ）、または、到達検出信号を受信すると（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御部１１は、溶接ワイヤＢの送給停止を指示する（Ｓ５）。具体的には、制御部１１は、速度指令Ｓ1をＳ1Hから「０」まで減少させながら、ワイヤ送給装置２に送信する。また、速度指令Ｓ2をＳ2Hから「０」まで減少させながら、溶接トーチ３に送信する。そして、処理はステップＳ１に戻って、制御部１１は、インチング開始が指示されるまで待機する。
【００７６】
図４（ｂ）に示す到達検出処理は、溶接トーチ３が起動したときに開始される。なお、当該制御処理は、「インチングモード」に切り替えられたときにだけ実行されてもよい。まず、制御部３２は、制御部１１から速度指令Ｓ1を受信したか否かを判別する（Ｓ１１）。受信しない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻って、当該判別を繰り返す。すなわち、制御部３２は、速度指令Ｓ1を受信するまで待機する。速度指令Ｓ1を受信すると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御部３２は、所定時間Ｔ１が経過するのを待つ（Ｓ１２）。送給開始時に発生する駆動信号の電流値のオーバーシュートによって到達検出部３２３が溶接ワイヤＢの到達を誤検出してしまうので、オーバーシュートが収束するまで、到達検出部３２３による検出を行わないようにしている。この間に、制御部３２は、制御部１１から受信する速度指令Ｓ1に応じて、送給モータ３１１の回転速度を増加させる。
【００７７】
所定時間Ｔ１経過後（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御部３２は、送給モータ３１１に入力される駆動信号の電流値を検出する（Ｓ１３）。具体的には、制御部３２は、電流センサ３２２が検出した電流検出値Ｉ2を取得して、到達検出部３２３に入力する。次に、到達検出部３２３は、電流検出値Ｉ2を電流閾値Ｉ2thと比較する（Ｓ１４）。電流検出値Ｉ2が電流閾値Ｉ2th未満の場合（Ｓ１４：ＮＯ）、処理はＳ１３に戻る。一方、電流検出値Ｉ2が電流閾値Ｉ2th以上の場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、到達検出部３２３は、到達検出信号を生成する。制御部３２は、到達検出信号を溶接電源装置１に送信する（Ｓ１５）。次に、制御部３２は、所定時間Ｔ２が経過するのを待つ（Ｓ１６）。この間に、制御部３２は、制御部１１から受信する速度指令Ｓ1に応じて、送給モータ３１１の回転速度を減少させて、送給モータ３１１を停止させる。そして、処理はＳ１１に戻って、制御部３２は速度指令Ｓ1の受信を待つ。
【００７８】
なお、図４の各フローチャートに示す処理は一例であって、制御部１１が行うインチング制御処理、および、制御部３２が行う到達検出処理は上述したものに限定されない。
【００７９】
次に、溶接システムＡ１の作用効果について説明する。
【００８０】
本実施形態によると、到達検出部３２３は、電流センサ３２２より入力される電流検出値Ｉ2が電流閾値Ｉ2th以上になった場合に、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したと判断して、到達検出信号を溶接電源装置１に送信する。溶接電源装置１の制御部１１は、到達検出信号を受信すると、速度指令Ｓ1，Ｓ2を減少させて「０」にする。これにより、送給モータ２１１および送給モータ３１１は停止し、溶接ワイヤＢの送給は停止される。したがって、作業者は、長い時間インチングボタンを押し続けて待ったり、溶接トーチの先端から出過ぎてしまった余分な溶接ワイヤＢを切断するなどの煩わしさから開放される。また、送給モータを備えた従来の溶接トーチにおいても、過電流保護のための電流センサ３２２が備えられている。到達検出部３２３は、当該電流センサ３２２が検出した電流検出値Ｉ2に基づいて判断するので、溶接システムＡ１は、溶接ワイヤＢを検出するための新たな検出機構を備える必要がない。したがって、各装置の構造が複雑化することを抑制でき、また、製造コストの増加を抑制できる。
【００８１】
また、本実施形態によると、溶接ワイヤＢの送給が自動停止した場合、溶接トーチ３の制御部３２は、表示部３４のディスプレイ上に、自動停止したことを表示させる。これにより、作業者は、当該表示を見ることで、自動停止したことを知ることができる。
【００８２】
また、本実施形態によると、溶接トーチ３が送給部３１を備えている。送給部３１から溶接トーチ３の先端までの距離は短いので、自動停止により送給部３１まで送給された溶接ワイヤＢを手動操作で溶接トーチ３の先端まで送給するための時間を短くすることができる。
【００８３】
なお、本実施形態においては、到達検出部３２３が電流検出値Ｉ2を電流閾値Ｉ2thと比較することで、溶接ワイヤＢの到達を判断する場合について説明したが、これに限られない。例えば、電流センサ３２２が出力する電流検出値Ｉ1の微分値を算出する算出部を設け、到達検出部３２３は、算出部が算出した微分値を閾値と比較することで溶接ワイヤＢの到達を判断してもよい。この場合、電流検出値Ｉ2を電流閾値Ｉ2thと比較する場合と比べて、溶接ワイヤＢの到達を早く検出できるが、到達を誤検出する可能性が高くなる。到達検出部３２３は、電流検出値Ｉ2に基づいて溶接ワイヤＢの到達を判断すればよく、判断の手法は、電流検出値Ｉ2の変化の波形に応じて適宜設定すればよい。
【００８４】
本実施形態においては、電流閾値Ｉ2thを固定値とした場合について説明したが、これに限られない。速度指令Ｓ2Hが大きいほど、送給モータ３１１が無負荷状態のときの電流検出値Ｉ2Lも大きくなる。したがって、電流閾値Ｉ2thを固定値とした場合、速度指令Ｓ2Hが大きいと、電流閾値Ｉ2thと電流検出値Ｉ2Lとの差が小さくなる。そうすると、到達検出部３２３が、溶接ワイヤＢの到達を誤検出する可能性が高くなる。これを防ぐために、到達検出部３２３は、速度指令Ｓ2Hに応じて電流閾値Ｉ2thを変化させてもよい。速度指令Ｓ2Hが大きいほど電流閾値Ｉ2thを大きくすることで、電流閾値Ｉ2thと電流検出値Ｉ2Lとの差が小さくなることを抑制でき、到達検出部３２３は、誤検出の可能性を低下できる。本実施形態においては、速度指令Ｓ2Hが本発明の「溶接ワイヤの送給速度の指令値」に相当する。なお、到達検出部３２３は、速度指令Ｓ1Hや、送給モータ３１１または送給モータ２１１の実際の回転速度などに応じて電流閾値Ｉ2thを変化させてもよい。
【００８５】
本実施形態においては、到達検出部３２３が電流検出値Ｉ2に基づいて溶接ワイヤＢの到達を判断する場合について説明したが、これに限られない。例えば、制御部３２が、駆動部３２１から送給モータ３１１に出力される電力を検出するセンサを備えている場合、到達検出部３２３は、当該センサが検出した電力検出値に基づいて、溶接ワイヤＢの到達を判断してもよい。また、制御部３２が、駆動部３２１から送給モータ３１１に出力される電圧を検出するセンサを備えている場合、到達検出部３２３は、当該センサが検出した電圧検出値に基づいて、溶接ワイヤＢの到達を判断してもよい。また、到達検出部３２３は、送給モータ３１１の回転速度に基づいて、溶接ワイヤＢの到達を判断してもよい。上述したように、送給モータ３１１の回転速度は、送給モータ３１１に取り付けられたエンコーダの出力から検出される。送給モータ３１１を無負荷状態のときに定電流制御（定トルク制御）で駆動させると、ワイヤ到達時に負荷が上昇することで、送給モータ３１１の回転速度は低下する。したがって、送給モータ３１１の回転速度に基づいてワイヤ到達を検出できる。なお、送給モータ２１１，３１１に出力される電流の設定値は、無負荷時の送給ロール３１２の接線速度が送給ロール２１２の接線速度よりも高くなる適切な電流値に設定される。また、ワイヤ到達後は、溶接ワイヤＢの座屈を防止するための対策が必要になる。この対策としては、例えば、定電流制御から速度制御に切り替える方法や、速度指令Ｓ1を低下させる方法などが考えられるが、限定されない。
【００８６】
本実施形態においては、電流センサ３２２が駆動部３２１から送給モータ３１１に出力される駆動信号の電流値を検出する場合について説明したが、これに限られない。例えば、電流センサ３２２は、溶接トーチ３が備える図示しない電源から駆動部３２１に供給される電流の電流値を検出してもよい。また、電流センサ３２２は、溶接電源装置１またはワイヤ送給装置２から溶接トーチ３の電源に供給される電流の電流値を検出してもよい。送給モータ３１１に出力される駆動信号の電流値が変化すると、これらの電流も同様に変化するので、電流センサ３２２が検出した電流値に基づいて溶接ワイヤＢの到達を検出できる。これらの場合も、電流センサ３２２は、送給モータ３１１に供給される電流を検出していると言える。
【００８７】
本実施形態においては、制御部２２が駆動部２２１を備え、制御部３２が駆動部３２１、電流センサ３２２および到達検出部３２３を備える場合について説明したが、これに限られない。制御部１１が、駆動部２２１、駆動部３２１、電流センサ３２２および到達検出部３２３を備えてもよい。つまり、溶接電源装置１が、送給モータ２１１および送給モータ３１１に供給する駆動信号を調整することで、送給モータ２１１および送給モータ３１１の回転速度を制御する構成でもよい。この場合、電流センサ３２２による駆動信号の電流値の検出、および、到達検出部３２３による判断を、溶接電源装置１の内部で行うことができる。当該変形例の場合、制御部１１が、本発明の「制御部」に相当する。
【００８８】
本実施形態においては、駆動部２２１が送給モータ２１１の回転速度を制御する場合について説明したが、これに限られない。駆動部２２１は、送給モータ２１１のトルクを制御してもよい。
【００８９】
本実施形態においては、送給部２１が送給ロール２１２の回転により溶接ワイヤＢを送り出す場合について説明したが、これに限られない。送給部２１はその他の方法で溶接ワイヤＢを送り出してもよい。
【００９０】
本実施形態においては、溶接ワイヤＢの到達が検出されたときに、溶接ワイヤＢの送給が停止される場合（自動停止）について説明したが、これに限られない。溶接ワイヤＢの送給を停止させずに、溶接ワイヤＢが溶接トーチ３（送給部３１）に到達したことを、作業者に報知してもよい。報知方法は、表示部３４のディスプレイ上への表示でもよいし、スピーカからの音声でもよいし、ランプの点灯でもよいし、溶接トーチ３の振動でもよい。作業者は、これらの報知により、溶接ワイヤＢが溶接トーチ３に到達したことを認識し、溶接ワイヤＢの送給を停止させることができる。
【００９１】
〔変形例〕
図５および図６は、第１実施形態に係る溶接システムＡ１の変形例を説明するための図である。図５は、当該変形例に係るインチング処理を説明するためのフローチャートである。図６は、当該変形例に係るタイミングチャートである。当該変形例は、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したときに溶接ワイヤＢの送給を停止するのではなく、溶接ワイヤＢをさらに溶接トーチ３の先端まで送給してから停止するものである。
【００９２】
図５は、変形例に係る制御部１１が行うインチング制御処理を示している。なお、変形例に係る制御部３２が行う到達検出処理は、図４（ｂ）に示すフローチャートと同様なので、記載および説明を省略する。
【００９３】
図５に示すインチング制御処理のフローチャートは、ステップＳ１〜Ｓ５については、図４（ａ）に示すフローチャートと同様である。図５に示すフローチャートは、ステップＳ４において、制御部１１が到達検出信号を受信した場合に（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５に進む前に、ステップＳ６およびステップＳ７の処理が追加されている点で、図４（ａ）に示すフローチャートと異なる。
【００９４】
制御部１１が到達検出信号を受信した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御部１１は、溶接ワイヤＢの送給速度の減速を指示する（Ｓ６）。具体的には、制御部１１は、速度指令Ｓ1をＳ1HからＳ1Lまで減少させながら、ワイヤ送給装置２に送信する。また、速度指令Ｓ2をＳ2HからＳ2Lまで減少させながら、溶接トーチ３に送信する。次に、制御部１１は、所定時間Ｔ３が経過するのを待ってから（Ｓ７）、溶接ワイヤＢの送給停止を指示する（Ｓ５）。所定時間Ｔ３は、速度指令Ｓ1Lに応じた速度で溶接ワイヤＢが送給されて、溶接ワイヤＢの先端が溶接トーチ３の先端に到達する時間に基づいて設定されている。所定時間Ｔ３の設定は、溶接ワイヤＢの先端が送給ロール３１２に到達したときから、到達検出部３２３によって到達が検出されるまでの送給量、ステップＳ６の減速途中の送給量、および、ステップＳ５の送給停止における減速時の送給量も考慮される。所定時間Ｔ３が、本発明の「低速度送給時間」に相当する。また、制御部３２が行う到達検出処理における所定時間Ｔ２（図４（ｂ）のステップＳ１６参照）には、所定時間Ｔ３が加算される。なお、図５のフローチャートに示す処理は一例であって、制御部１１が行うインチング制御処理は上述したものに限定されない。
【００９５】
図６は、変形例に係る送給の自動停止について説明するためのタイミングチャートである。図６に示すタイミングチャートは、時刻ｔ０〜時刻ｔ２では、図３に示すタイミングチャートと同様なので、説明を省略する。
【００９６】
時刻ｔ２で電流検出値Ｉ2が電流閾値Ｉ2th以上になると（図６（ｃ）参照）、到達検出部３２３は、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したことを検出して、到達検出信号を溶接電源装置１に送信する（図６（ｄ）参照）。到達検出信号を受信した溶接電源装置１は、速度指令Ｓ1をＳ1Hから減少させてＳ1Lにし（図６（ａ）参照）、速度指令Ｓ2をＳ2Hから減少させてＳ2Lにする（図６（ｂ）参照）。これにより、送給モータ２１１および送給モータ３１１は減速し、溶接ワイヤＢの送給速度は低下する（図６（ｆ）参照）。溶接ワイヤＢにかかる張力は所定値まで増加して、その後所定値を継続する（図６（ｅ）参照）。これに応じて電流検出値Ｉ2も電流検出値Ｉ2Hまで増加して、その後、電流検出値Ｉ2Hを継続する（図６（ｃ）参照）。
【００９７】
時刻ｔ２から所定時間Ｔ３が経過して、時刻ｔ３になると、溶接電源装置１は、速度指令Ｓ1，Ｓ2を減少させて「０」にする（図６（ａ），（ｂ）参照）。これにより、送給モータ２１１および送給モータ３１１は停止し、溶接ワイヤＢの送給は停止される（図６（ｆ）参照）。このとき、溶接ワイヤＢにかかる張力は減少して「０」になり（図６（ｅ）参照）、これに応じて電流検出値Ｉ2は減少して「０」になる（図６（ｃ）参照）。
【００９８】
本変形例の場合も、溶接ワイヤＢの送給が自動停止したときに、溶接トーチ３の制御部３２は、表示部３４のディスプレイ上に、自動停止したことを表示させる。作業者は、当該表示を見ることにより、自動停止したことを知ることができる。なお、溶接ワイヤＢが送給部３１に達したとき（時刻ｔ２）にも、溶接トーチ３の制御部３２は、表示部３４のディスプレイ上に、その旨を表示させてもよい。この場合、作業者は、当該表示を見ることにより、もうすぐ自動停止することを事前に知ることができる。
【００９９】
なお、時刻ｔ２で溶接ワイヤＢが送給部３１に到達した後も、溶接電源装置１は、速度指令Ｓ1（Ｓ2）をＳ1H（Ｓ2H）から変更しないようにしてもよい。
【０１００】
本変形例によると、溶接ワイヤＢを溶接トーチ３の先端まで送給してから、送給が自動停止する。したがって、作業者は、自動停止の後、さらにインチングを行う必要がない。また、本変形例においても、溶接ワイヤＢを検出するための新たな検出機構を備える必要がない。
【０１０１】
〔第２実施形態〕
図７は、第２実施形態に係る溶接システムＡ２を説明するための図であり、溶接システムＡ２の機能構成を示すブロック図である。同図において、溶接システムＡ１（図２参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図７においては、溶接トーチ３の記載を省略している。
【０１０２】
本実施形態にかかる溶接システムＡ２は、溶接ワイヤＢを送給する構成における異常を検出する点で溶接システムＡ１と異なる。
【０１０３】
本実施形態にかかる制御部２２は、速度検出部２２２および送給量算出部２２３を備えている。
【０１０４】
速度検出部２２２は、溶接ワイヤＢの送給速度を検出する。速度検出部２２２は、例えば、送給モータ２１１に取り付けられたエンコーダを備えている。当該エンコーダは、送給モータ２１１の回転速度に応じたパルス信号を生成する。速度検出部２２２は、エンコーダが生成したパルス信号に基づいて、送給モータ２１１の回転速度を検出する。そして、当該回転速度から、溶接ワイヤＢの送給速度を算出する。速度検出部２２２は、算出した送給速度を、送給量算出部２２３に出力する。なお、第１実施形態に係るワイヤ送給装置２も、記載を省略しているが、速度検出部２２２を備えている。
【０１０５】
送給量算出部２２３は、速度検出部２２２より送給速度を入力され、インチング開始からの溶接ワイヤＢの送給量を算出する。送給量算出部２２３は、速度検出部２２２より入力される送給速度を積分することで、インチング開始からの溶接ワイヤＢの送給量を算出する。なお、送給量の算出方法は限定されない。制御部２２は、送給量算出部２２３が算出したインチング開始からの送給量を、溶接電源装置１に送信する。なお、速度検出部２２２が送給モータ２１１の回転速度を送給量算出部２２３に出力し、送給量算出部２２３が回転速度から溶接ワイヤＢの送給速度を算出してもよい。
【０１０６】
本実施形態にかかる制御部１１は、異常検出部１１１をさらに備えている。
【０１０７】
異常検出部１１１は、ワイヤ送給装置２の制御部２２より受信した、インチング開始からの送給量と、溶接トーチ３の制御部３２より受信した到達検出信号とに基づいて、溶接ワイヤＢを送給する構成における異常を検出する。異常がない場合、インチング開始からの送給量が、送給部２１（送給ロール２１２）から送給部３１（送給ロール３１２）までの送給経路の長さＬ１になったときに、到達検出信号が受信されるはずである。したがって、インチング開始からの送給量がＬ１を超えても到達検出信号が受信されない場合や、インチング開始からの送給量がＬ１に達する前に到達検出信号が受信された場合は、異常があると判断できる。
【０１０８】
異常検出部１１１は、インチング開始からの送給量が第１所定値（Ｌ１＋α）以上になっても、到達検出信号が受信されない場合に異常があると判断する。この場合、溶接ワイヤＢがライナ内で座屈している、送給部２１または駆動部２２１の異常、電流センサ３２２の異常などが考えられる。α（＞０）は、異常の誤検出を防止するための調整値である。また、異常検出部１１１は、インチング開始からの送給量が第２所定値（Ｌ１−β）以下のときに、到達検出信号が受信された場合に異常があると判断する。この場合、送給部３１または駆動部３２１の異常、電流センサ３２２の異常などが考えられる。β（＞０）は、異常の誤検出を防止するための調整値である。
【０１０９】
制御部１１は、異常検出部１１１が異常を検出した場合、溶接ワイヤＢの送給を停止させ、異常が発生したことを報知する。具体的には、制御部１１は、速度指令Ｓ1（Ｓ2）をＳ1H（Ｓ2H）から「０」に切り換えることで、溶接ワイヤＢの送給を停止させる。また、制御部１１は、異常が発生したことを示す異常信号を、溶接トーチ３の制御部３２に送信する。異常信号には異常の種別を示す情報が含まれている。異常信号を受信した制御部３２は、表示部３４のディスプレイ上に、異常が発生したこと、および、異常の種別に応じた記載を表示させる。なお、異常の報知方法は限定されない。また、溶接電源装置１またはワイヤ送給装置２が異常を報知してもよい。
【０１１０】
本実施形態によると、溶接ワイヤＢを送給する構成における異常を検出できる。そして、異常を検出した場合に、溶接ワイヤＢの送給を停止させることで、故障や事故を防ぐことができる。また、異常を検出した場合に、異常の発生を作業者に知らせることができる。また、本実施形態においても、溶接ワイヤＢを検出するための新たな検出機構を備える必要がない。
【０１１１】
〔第３実施形態〕
図８および図９は、第３実施形態に係る溶接システムＡ３を説明するための図である。図８は、溶接システムＡ３の機能構成を示すブロック図である。図９は、溶接ワイヤＢの送給の自動停止について説明するためのタイミングチャートである。これらの図において、溶接システムＡ１（図２および図３参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【０１１２】
本実施形態にかかる溶接システムＡ３は、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したことを、ワイヤ送給装置２で検出する点で溶接システムＡ１と異なる。
【０１１３】
本実施形態にかかる制御部３２は、到達検出部３２３を備えていない。なお、電流センサ３２２については、本実施形態での溶接ワイヤＢの到達の検出に関係ないので、記載を省略している。一方、本実施形態にかかる制御部２２は、電流センサ２２４および到達検出部２２５を備えている。
【０１１４】
電流センサ２２４は、駆動部２２１から送給モータ２１１に出力される駆動信号の電流値を検出するセンサである。制御部２２は、電流センサ２２４が検出した電流検出値Ｉ1に基づいて、過電流から送給モータ２１１などを保護するための過電流保護機能を備えている。また、電流センサ２２４が検出した電流検出値Ｉ1は、到達検出部２２５にも出力される。
【０１１５】
到達検出部２２５は、電流センサ２２４より入力される電流検出値Ｉ1に基づいて、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したことを検出する。溶接ワイヤＢは、まず、ワイヤ送給装置２の送給部２１によって送給され、溶接ワイヤＢが溶接トーチ３の送給部３１に到達した後は、送給部２１および送給部３１によって送給される。送給部２１の送給モータ２１１は、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達するまでは大きな負荷がかかっているが、溶接ワイヤＢが送給部３１（厳密には送給ロール３１２）に到達した後は負荷が軽減される。したがって、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達する前後で、駆動部２２１から送給モータ２１１に出力される駆動信号の電流値は変化する。到達検出部２２５は、電流センサ２２４より入力される電流検出値Ｉ1に基づいて、送給モータ２１１に出力される駆動信号の電流値の変化から、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したことを検出する。
【０１１６】
図９（ｃ）は、電流センサ２２４が検出した電流検出値Ｉ1の時間変化を示している。時刻ｔ４から時刻ｔ１までは、時間が経過するにつれて、溶接ワイヤＢの送給量が増加する。これに応じて溶接ワイヤＢの送給抵抗が少しずつ増加するので、送給モータ２１１にかかる負荷も少しずつ増加する。これに応じて、電流検出値Ｉ1も少しずつ増加する。そして、時刻ｔ１で溶接ワイヤＢが送給部３１に到達すると、送給モータ２１１にかかる負荷が軽減される。これにより、電流検出値Ｉ1が減少する。図９（ｄ）は、電流検出値Ｉ1を微分した電流微分値の時間変化を示している。図９（ｄ）に示すように、電流微分値は、時刻ｔ４から時刻ｔ１までは正の値である。そして、時刻ｔ１で電流検出値Ｉ1が減少することにより、電流微分値は負の値になる。到達検出部２２５は、この変化に基づいて、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したことを検出する。
【０１１７】
具体的には、到達検出部２２５は、電流センサ２２４より入力される電流検出値Ｉ1を微分して、電流微分値を算出する。そして、到達検出部２２５は、算出した電流微分値と微分閾値とを比較し、電流微分値が微分閾値以下になった場合に、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したと判断する。本実施形態では、微分閾値は、「０」に設定されている。なお、微分閾値は限定されない。また、到達検出部２２５は、その他の方法で、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したことを検出してもよい。
【０１１８】
本実施形態によると、到達検出部２２５は、電流センサ２２４より入力される電流検出値Ｉ1を微分した電流微分値が微分閾値以下になった場合に、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したと判断して、到達検出信号を溶接電源装置１に送信する。溶接電源装置１の制御部１１は、到達検出信号を受信すると、溶接ワイヤＢの送給を停止させる。したがって、作業者は、長い時間インチングボタンを押し続けて待ったり、溶接トーチの先端から出過ぎてしまった余分な溶接ワイヤＢを切断するなどの煩わしさから開放される。また、従来のワイヤ送給装置においても、過電流保護のための電流センサ２２４が備えられている。到達検出部２２５は、当該電流センサ２２４が検出した電流検出値Ｉ1に基づいて判断するので、溶接システムＡ３は、溶接ワイヤＢを検出するための新たな検出機構を備える必要がない。したがって、各装置の構造が複雑化することを抑制でき、また、製造コストの増加を抑制できる。
【０１１９】
なお、第３実施形態において、溶接トーチ３の制御部３２が到達検出部３２３を備えるようにしてもよい。この構成の場合、到達検出部２２５と到達検出部３２３とで、それぞれ溶接ワイヤＢの到達を検出できる。到達検出部２２５と到達検出部３２３とが両方とも到達を検出した場合に送給を停止させてもよいし、到達検出部２２５または到達検出部３２３のどちらかが到達を検出した場合に送給を停止させてもよい。
【０１２０】
〔第４実施形態〕
図１０および図１１は、第４実施形態に係る溶接システムＡ４を説明するための図である図１０は、溶接システムＡ４の全体構成を示す概要図である。図１１は、溶接システムＡ４の機能構成を示すブロック図である。これらの図において、溶接システムＡ１（図１および図２参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図１１においては、溶接トーチ３’の内部構成の記載を省略している。
【０１２１】
本実施形態にかかる溶接システムＡ４は、溶接トーチ３’がプル側の送給装置として機能せず、代わりにプル側の送給装置となるプルフィーダ９をさらに備えている点で溶接システムＡ１と異なる。
【０１２２】
溶接トーチ３’は、第１実施形態に係る溶接トーチ３（図２参照）において、送給部３１、駆動部３２１、電流センサ３２２、および到達検出部３２３を備えていないものである。つまり、溶接トーチ３’は溶接ワイヤＢを送給する機能を有しておらず、その他の機能については溶接トーチ３と同様である。
【０１２３】
プルフィーダ９は、溶接ワイヤＢを送給するものであり、溶接ワイヤＢを牽引して張力をかけることで、溶接ワイヤＢの送給抵抗を減少させる。プルフィーダ９は、図１０に示すように、ワイヤ送給装置２と溶接トーチ３’との間の溶接ワイヤＢの送給経路上で、溶接トーチ３’寄りに配置されている。具体的には、プルフィーダ９は、トーチケーブル３９によって、ワイヤ送給装置２に接続されている。また、プルフィーダ９は、トーチケーブル３９と同様の構成であるトーチケーブル３９’によって、溶接トーチ３’に接続されている。トーチケーブル３９の長さが例えば十数ｍ程度であるのに対して、トーチケーブル３９’の長さがは例えば数ｍ程度である。プルフィーダ９とワイヤ送給装置２とは、トーチケーブル３９内部に設けられている通信線（図示なし）を介して通信を行う。また、プルフィーダ９と溶接トーチ３’とは、トーチケーブル３９’内部に設けられている通信線（図示なし）を介して通信を行う。プルフィーダ９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。なお、プルフィーダ９と溶接電源装置１とが直接通信を行ってもよい。また、通信方法は限定されない。図１１に示すように、プルフィーダ９は、送給部９１および制御部９２を備えている。
【０１２４】
送給部９１は、制御部９２より入力される駆動信号によって駆動され、溶接ワイヤＢを牽引する構成である。送給部９１は、送給モータ９１１、送給ロール９１２および加圧ロール９１３を備えている。
【０１２５】
送給モータ９１１は、溶接ワイヤＢを送給するための駆動力を発生させるものである。送給モータ９１１は、制御部９２（後述する駆動部９２１）より入力される駆動信号によって駆動される。送給モータ９１１は、例えばブラシレスモータであり、駆動信号が調整されることで回転速度が制御される。制御部９２（後述する駆動部９２１）は、例えばパルス幅変調などにより駆動信号のパルス幅を調整することで、送給モータ９１１の回転速度を制御する。
【０１２６】
送給ロール９１２は、送給モータ９１１の回転軸に取り付けられており、送給モータ９１１で発生するトルクが伝達されて回転する。なお、送給モータ９１１のトルクを送給ロール９１２に伝達させる方法は限定されない。溶接ワイヤＢは送給ロール９１２に接触しており、送給ロール９１２のトルクが溶接ワイヤＢを牽引する接線力に変換される。したがって、送給モータ９１１が駆動することで、溶接ワイヤＢが牽引される。
【０１２７】
加圧ロール９１３は、溶接ワイヤＢを挟んで、送給ロール９１２に対向するように配置されており、溶接ワイヤＢを送給ロール９１２側に加圧する。これにより、溶接ワイヤＢは、送給ロール９１２の回転に応じて送給される。
【０１２８】
制御部９２は、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されており、プルフィーダ９を制御する。制御部９２は、溶接電源装置１の制御部１１からの指令に基づいて、送給部９１を駆動させることで溶接ワイヤＢの送給を行う。制御部９２は、駆動部９２１、電流センサ９２２、および到達検出部９２３を備えている。
【０１２９】
駆動部９２１は、送給部９１の駆動を制御して、溶接ワイヤＢの送給を制御する。駆動部９２１は、溶接電源装置１の制御部１１より受信した速度指令Ｓ2に基づいて、駆動信号を送給部９１の送給モータ９１１に出力する。送給モータ９１１には図示しないエンコーダが取り付けられており、制御部９２は、当該エンコーダより入力されるパルス信号から送給モータ９１１の回転速度を検出する。なお、エンコーダは光学式のエンコーダであってもよいし、磁気式のエンコーダであってもよい。駆動部９２１は、検出された送給モータ９１１の回転速度が速度指令Ｓ2に応じた回転速度に一致するように駆動信号を調整して、フィードバック制御を行う。なお、回転速度の検出方法は限定されない。
【０１３０】
電流センサ９２２は、駆動部９２１から送給モータ９１１に出力される駆動信号の電流値を検出するセンサである。制御部９２は、電流センサ９２２が検出した電流検出値Ｉ2に基づいて、過電流から送給モータ９１１などを保護するための過電流保護機能を備えている。また、電流センサ９２２が検出した電流検出値Ｉ2は、到達検出部９２３にも出力される。
【０１３１】
到達検出部９２３は、電流センサ９２２より入力される電流検出値Ｉ2に基づいて、溶接ワイヤＢが送給部９１に到達したことを検出する。溶接ワイヤＢは、まず、ワイヤ送給装置２の送給部２１によって送給され、溶接ワイヤＢがプルフィーダ９の送給部９１に到達した後は、送給部２１および送給部９１によって送給される。送給部９１の送給モータ９１１は、溶接ワイヤＢが送給部９１に到達するまでは無負荷状態であるが、溶接ワイヤＢが送給部９１（厳密には送給ロール９１２）に到達した後は負荷がかかる。したがって、溶接ワイヤＢが送給部９１に到達する前後で、駆動部９２１から送給モータ９１１に出力される駆動信号の電流値は変化する。到達検出部９２３は、電流センサ９２２より入力される電流検出値Ｉ2に基づいて、送給モータ９１１に出力される駆動信号の電流値の変化から、溶接ワイヤＢが送給部９１に到達したことを検出する。具体的な検出方法は、第１実施形態に係る到達検出部３２３と同様である。到達検出部９２３は、溶接ワイヤＢが送給部９１に到達したことを検出すると、到達検出信号を生成する。到達検出信号は、溶接電源装置１に送信される。
【０１３２】
本実施形態においては、送給部２１が本発明の「第１送給部」に相当し、送給部９１が本発明の「第２送給部」に相当する。また、制御部１１、制御部２２および制御部９２が、本発明の「制御部」に相当する。
【０１３３】
本実施形態によると、到達検出部９２３は、電流センサ９２２より入力される電流検出値Ｉ2が電流閾値Ｉ2th以上になった場合に、溶接ワイヤＢが送給部９１に到達したと判断して、到達検出信号を溶接電源装置１に送信する。溶接電源装置１の制御部１１は、到達検出信号を受信すると、溶接ワイヤＢの送給を停止させる。したがって、作業者は、長い時間インチングボタンを押し続けて待ったり、溶接トーチの先端から出過ぎてしまった余分な溶接ワイヤＢを切断するなどの煩わしさから開放される。また、従来のプルフィーダにおいても、過電流保護のための電流センサ９２２が備えられている。到達検出部９２３は、当該電流センサ９２２が検出した電流検出値Ｉ2に基づいて判断するので、溶接システムＡ４は、溶接ワイヤＢを検出するための新たな検出機構を備える必要がない。したがって、各装置の構造が複雑化することを抑制でき、また、製造コストの増加を抑制できる。
【０１３４】
さらに、本実施形態によると、溶接トーチ３’は溶接ワイヤＢを送給する構成を備える必要がないので、小型軽量化が可能である。
【０１３５】
なお、第４実施形態において、溶接トーチ３’が、送給部３１、駆動部３２１、電流センサ３２２、および到達検出部３２３を備える（つまり、溶接トーチ３）ようにしてもよい。この構成の場合、溶接ワイヤＢが溶接トーチ３の送給部３１に到達して自動停止する前に、溶接ワイヤＢがプルフィーダ９の送給部９１に到達したときに、間もなく自動停止することを事前に報知することができる。また、溶接ワイヤＢがプルフィーダ９の送給部９１に到達したとき、および、溶接トーチ３の送給部３１に到達したときの２回、自動停止させてもよい。
【０１３６】
上記第１〜４実施形態においては、溶接システムＡ１〜Ａ４において溶接ワイヤＢを送給する場合について説明したが、これに限られない。本発明は、溶接ワイヤＢ以外のワイヤを送給するワイヤ送給システムにおいても適用可能である。例えば、溶射システムにおいて溶射ワイヤを送給するワイヤ送給システムや、ブレージングシステムにおいてブレージングワイヤを送給するワイヤ送給システムにおいても、本発明を適用できる。
【０１３７】
本発明に係るワイヤ送給システム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。本発明に係るワイヤ送給システム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】
【０１３８】
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４：溶接システム
１        ：溶接電源装置
１１      ：制御部
１１１    ：異常検出部
２        ：ワイヤ送給装置
２１      ：送給部
２１１    ：送給モータ
２１２    ：送給ロール
２１３    ：加圧ロール
２２      ：制御部
２２１    ：駆動部
２２２    ：速度検出部
２２３    ：送給量算出部
２２４    ：電流センサ
２２５    ：到達検出部
２３      ：ワイヤリール
３，３’  ：溶接トーチ
３１      ：送給部
３１１    ：送給モータ
３１２    ：送給ロール
３１３    ：加圧ロール
３２      ：制御部
３２１    ：駆動部
３２２    ：電流センサ
３２３    ：到達検出部
３３      ：操作部
３４      ：表示部
９        ：プルフィーダ
９１      ：送給部
９１１    ：送給モータ
９１２    ：送給ロール
９１３    ：加圧ロール
９２      ：制御部
９２１    ：駆動部
９２２    ：電流センサ
９２３    ：到達検出部
３９，３９’：トーチケーブル
４１，４２：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        ：通信線
Ｂ        ：溶接ワイヤ
Ｐ        ：電力系統
Ｗ        ：被加工物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図１１】
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