(57)【要約】【課題】母材温度及び溶接休止時間が変化しても良好なアークスタート性を得ること。【解決手段】ホットスタート電流Ｉｈをホットスタート期間Ｔｈ中通電して溶接を開始する。溶接開始時点の母材温度を計測し、前回の溶接終了から今回の溶接開始までの溶接休止時間を計測する。溶接休止時間に基づいて算出されたホットスタート電流Ｉｈと母材温度計測値に基づいて算出されたホットスタート電流Ｉｈとを比較して小さい方の値を今回の溶接開始におけるホットスタート電流Ｉｈとして設定する。溶接休止時間に基づいて算出されたホットスタート期間Ｔｈと母材温度計測値に基づいて算出されたホットスタート期間Ｔｈとを比較して小さい方の値を今回の溶接開始におけるホットスタート期間Ｔｈとして設定する。これにより、母材温度及び溶接休止時間が変化しても、常に良好なアークスタート性を得ることができる。【選択図】  図１
2015037799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接電流が通電すると、予め定めたホットスタート電流を予め定めたホットスタート期間中通電して溶接を開始するアークスタート制御方法において、
溶接開始時点における母材の温度を計測し、この母材温度計測値に基づいて前記ホットスタート電流及び前記ホットスタート期間を算出して設定する、
ことを特徴とするアークスタート制御方法。
【請求項２】
前回の溶接終了時点から今回の溶接開始時点までの溶接休止時間を計測し、この溶接休止時間に基づいて前記ホットスタート電流及び前記ホットスタート期間を算出し、
前記溶接休止時間に基づいて算出された前記ホットスタート電流と前記母材温度計測値に基づいて算出された前記ホットスタート電流とを比較して小さい方の値を今回の溶接開始における前記ホットスタート電流として設定し、
前記溶接休止時間に基づいて算出された前記ホットスタート期間と前記母材温度計測値に基づいて算出された前記ホットスタート期間とを比較して小さい方の値を今回の溶接開始における前記ホットスタート期間として設定する、
ことを特徴とする請求項１記載のアークスタート制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接電流が通電すると、予め定めたホットスタート電流を予め定めたホットスタート期間中通電して溶接を開始するアークスタート制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
消耗電極式アーク溶接及び非消耗電極式アーク溶接の溶接開始時において、溶接電流が通電（アークが点弧）すると、予め定めたホットスタート電流を予め定めたホットスタート期間中通電して溶接を開始するアークスタート制御方法が従来から行なわれている。このホットスタート電流の値は定常溶接電流の値よりも大きな値に設定される。これにより、電極及び母材に急速に入熱を与えることによって、良好なアークスタート性を得ることができる。
【０００３】
上記のホットスタート電流及びホットスタート期間の値が適正値よりも大きいと、入熱が過大になり、消耗電極式アーク溶接にあってはアーク長が長くなり過ぎて定常溶接状態に移行するのに時間がかかるようになる。他方、非消耗電極式アーク溶接にあっては、電極の消耗が大きくなるという問題がある。逆に、上記のホットスタート電流及びホットスタート期間の値が適正値よりも小さいと、入熱不足となり、アーク切れが発生したりして定常溶接状態に円滑に移行しないという問題がある。したがって、溶接法、電極の種類、溶接電流平均値等に応じて、ホットスタート電流及びホットスタート期間が適正値になるように、実験によって設定している。
【０００４】
前回の溶接終了時点から今回の溶接開始時点までの溶接休止時間が短いときは今回の溶接開始時点における電極の温度は高くなる。溶接休止時間が長いときは、電極の温度は低くなる。溶接開始時点における電極の温度によって、ホットスタート電流及びホットスタート期間の適正値は異なってくる。このために、特許文献１の発明では、溶接休止時間を計測し、この溶接休止時間に応じてホットスタート電流及び／又はホットスタート期間の値を変化させている。これにより、溶接休止時間が変化して、電極の温度が変化しても、ホットスタート電流及びホットスタート期間が適正値になるように自動調整されるので、常に良好なアークスタート性を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−９７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
１つのワーク（母材）に複数の溶接個所がある場合には、複数の溶接個所の溶接が進行するのに伴い母材温度が高くなる。従来技術では、母材温度に関係なくホットスタート電流及びホットスタート期間の値は一定値であるので、母材温度が高くなると、入熱が過大となり、上述したように、アークスタート性が悪くなるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明では、溶接開始時の母材温度が変化しても良好なアークスタート性を得ることができるアークスタート制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
溶接電流が通電すると、予め定めたホットスタート電流を予め定めたホットスタート期間中通電して溶接を開始するアークスタート制御方法において、
溶接開始時点における母材の温度を計測し、この母材温度計測値に基づいて前記ホットスタート電流及び前記ホットスタート期間を算出して設定する、
ことを特徴とするアークスタート制御方法である。
【０００９】
請求項２の発明は、前回の溶接終了時点から今回の溶接開始時点までの溶接休止時間を計測し、この溶接休止時間に基づいて前記ホットスタート電流及び前記ホットスタート期間を算出し、
前記溶接休止時間に基づいて算出された前記ホットスタート電流と前記母材温度計測値に基づいて算出された前記ホットスタート電流とを比較して小さい方の値を今回の溶接開始における前記ホットスタート電流として設定し、
前記溶接休止時間に基づいて算出された前記ホットスタート期間と前記母材温度計測値に基づいて算出された前記ホットスタート期間とを比較して小さい方の値を今回の溶接開始における前記ホットスタート期間として設定する、
ことを特徴とする請求項１記載のアークスタート制御方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、溶接開始時の母材温度が変化しても良好なアークスタート性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るアークスタート制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、溶接開始時における母材温度計測信号Ｂｄ（℃）とホットスタート電流Ｉｈ（Ａ）及びホットスタート期間Ｔｈ（ms）との関係図の一例である。
【図３】図１で上述した溶接電源における各信号のタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２に係るアークスタート制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態２において、溶接休止時間信号Ｔｄ（sec）とホットスタート電流Ｉｈ（Ａ）及びホットスタート期間Ｔｈ（ms）との関係図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
［実施の形態１］
実施の形態１の発明は、溶接法が消耗電極式アーク溶接の一つである炭酸ガスアーク溶接である場合について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態１に係るアークスタート制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。
【００１５】
電源主回路ＰＭは、３相２００Ｖ等の商用電源（図示は省略）を入力として、後述する駆動信号Ｄｖに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、アーク３を発生させるための溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗを出力する。電源主回路ＰＭは、図示は省略するが、商用電源を整流する１次整流器、整流された直流を平滑するコンデンサ、平滑された直流を上記の駆動信号Ｄｖに従って高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流をアーク溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を整流する２次整流器、整流された直流を平滑するリアクトルを備える。
【００１６】
溶接ワイヤ１は、送給モータＷＭに結合された送給ロール５の回転によって溶接トーチ４内を通って送給され、母材２との間にアーク３が発生する。アーク３中を溶接電流Ｉｗが通電し、溶接トーチ４内の給電チップ（図示は省略）と母材２との間に溶接電圧Ｖｗが印加する。
【００１７】
電圧検出回路ＶＤは、上記の溶接電圧Ｖｗを検出して、電圧検出信号Ｖｄを出力する。電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流Ｉｗを検出して、電流検出信号Ｉｄを出力する。電流通電判別回路ＣＤは、この電流検出信号Ｉｄを入力として、この値が予め定めた電流判別値以上であるときは溶接電流Ｉｗが通電していると判別してＨｉｇｈレベルになる電流通電判別信号Ｃｄを出力する。この電流判別値は、例えば１０Ａ程度に設定される。
【００１８】
温度センサＢＤは、溶接トーチ４に取り付けられており、母材２の温度を計測して、母材温度計測信号Ｂｄを出力する。この温度センサＢＤには、非接触式の放射温度計が使用される。また、温度センサＢＤに接触式の温度計を使用して、母材２が設置される治具（図示は省略）の温度を計測することで母材２の温度を間接的に計測しても良い。
【００１９】
インターフェース回路ＩＦは、ロボット制御装置ＲＣからの溶接条件信号Ｗｃを入力として、この信号に含まれる溶接開始信号Ｓｔ、定常溶接電圧設定信号Ｖｒ及び定常送給速度設定信号Ｆｒを出力する。起動回路ＯＮは、この溶接開始信号Ｓｔを入力として、予め定めたアンチスティック制御期間だけオフディレイして、起動信号Ｏｎを出力すると共に、アンチスティック制御期間の間Ｈｉｇｈレベルになるアンチスティック制御期間信号Ｔａを出力する。
【００２０】
ホットスタート電流設定回路ＩＨＲは、上記の溶接開始信号Ｓｔ及び上記の母材温度計測信号Ｂｄを入力として、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（溶接開始）に変化した時点における母材温度計測信号Ｂｄの値を、図２で後述するような予め定めたホットスタート電流算出関数に入力してホットスタート電流設定信号Ｉhrを算出し出力する。電流誤差増幅回路ＥＩは、このホットスタート電流設定信号Ｉhrと上記の電流検出信号Ｉｄとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。
【００２１】
アンチスティック電圧設定回路ＶＡＲは、予め定めたアンチスティック電圧設定信号Ｖarを出力する。電圧制御設定回路ＶＣＲは、上記の定常溶接電圧設定信号Ｖｒ、このアンチスティック電圧設定信号Ｖar及び上記のアンチスティック制御期間信号Ｔａを入力として、アンチスティック制御期間信号ＴａがＬｏｗレベル（定常溶接期間）のときは上記の定常溶接電圧設定信号Ｖｒを電圧制御設定信号Ｖcrとして出力し、Ｈｉｇｈレベルのときは上記のアンチスティック電圧設定信号Ｖarを電圧制御設定信号Ｖcrとして出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、この電圧制御設定信号Ｖcrと上記の電圧検出信号Ｖｄとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。
【００２２】
ホットスタート期間設定回路ＴＨＲは、上記の溶接開始信号Ｓｔ及び上記の母材温度計測信号Ｂｄを入力として、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（溶接開始）に変化した時点における母材温度計測信号Ｂｄの値を、図２で後述するような予め定めたホットスタート期間算出関数に入力してホットスタート期間設定信号Ｔhrを算出し出力する。ホットスタート期間タイマ回路ＴＨは、このホットスタート期間設定信号Ｔhr及び上記の電流通電判別信号Ｃｄを入力として、電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベルに変化した時点からホットスタート期間設定信号Ｔhrによって定まる期間だけＨｉｇｈレベルとなるホットスタート期間信号Ｔｈを出力する。
【００２３】
外部特性切換回路ＳＷは、上記の電流誤差増幅信号Ｅｉ、上記の電圧誤差増幅信号Ｅｖ及び上記のホットスタート期間信号Ｔｈを入力として、ホットスタート期間信号ＴｈがＨｉｇｈレベルのときは電流誤差増幅信号Ｅｉを誤差増幅信号Ｅａとして出力し、Ｌｏｗレベルのときは電圧誤差増幅信号Ｅｖを誤差増幅信号Ｅａとして出力する。駆動回路ＤＶは、この誤差増幅信号Ｅａ及び上記の起動信号Ｏｎを入力として、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルのときは、誤差増幅信号Ｅａに基づいてパルス幅変調制御を行い、駆動信号Ｄｖを出力する。これにより、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルになると定電圧特性となり溶接電圧Ｖｗの出力が開始される。溶接電流Ｉｗが通電を開始すると、定電流特性になり、ホットスタート期間Ｔｈの間はホットスタート電流Ｉｈが通電する。この期間が終了すると、定電圧特性になり、溶接電圧Ｖｗは定常溶接電圧設定信号Ｖｒによって定まる値になる。溶接開始信号ＳｔがＬｏｗレベルに変化すると、この時点からアンチスティック制御期間の間は溶接電圧Ｖｗはアンチスティック電圧設定信号Ｖarによって定まる値になる。
【００２４】
送給速度制御設定回路ＦＣＲは、上記の溶接開始信号Ｓｔ、上記の電流通電判別信号Ｃｄ及び上記の定常送給速度設定信号Ｆｒを入力として、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルになると予め定めたスローダウン送給速度設定値となり、電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベルになると定常送給速度設定信号Ｆｒによって定まる値となり、溶接開始信号ＳｔがＬｏｗレベルになると０となる送給速度制御設定信号Ｆcrを出力する。
【００２５】
送給制御回路ＦＣは、この送給速度制御設定信号Ｆcrを入力として、この値に相当する送給速度で溶接ワイヤ１を送給するための送給制御信号Ｆｃを上記の送給モータＷＭに出力する。
【００２６】
図２は、溶接開始時における母材温度計測信号Ｂｄ（℃）とホットスタート電流Ｉｈ（Ａ）及びホットスタート期間Ｔｈ（ms）との関係図の一例である。横軸は母材温度計測信号Ｂｄを示し、０〜２５０℃の範囲となっている。左の縦軸は、ホットスタート期間Ｔｈを示し、０〜１０msの範囲である。右の縦軸は、ホットスタート電流Ｉｈを示しており、３００〜６００Ａの範囲である。同図は、母材の材質が鉄鋼であり、溶接ワイヤの材質が鉄鋼であり、直径が１．２mmであり、溶接法が炭酸ガスアーク溶接の場合である。
【００２７】
実線で示すホットスタート電流Ｉｈは、Ｂｄ≦２０℃の範囲では５００Ａとなり、Ｂｄが大きくなるほどＩｈは小さくなり、Ｂｄ≧２２０℃の範囲では４００Ａとなる。破線で示すホットスタート期間Ｔｈは、Ｂｄ≦２０℃の範囲では５msとなり、Ｂｄが大きくなるほどＴｈは小さくなり、Ｂｄ≧２２０℃の範囲では１msとなる。
【００２８】
同図における実線の特性が、図１のホットスタート電流設定回路ＩＨＲに内蔵されているホットスタート電流算出関数となる。また、同図における破線の特性が、図１のホットスタート期間設定回路ＴＨＲに内蔵されているホットスタート期間算出関数となる。これらの関数は、母材の材質、溶接ワイヤの材質、直径、溶接法等の溶接条件ごとに、実験によって適正な特性になるように設定される。
【００２９】
上述した図１及び図２は、アークスタート時のパラメータであるホットスタート電流Ｉｈ及びホットスタート期間Ｔｈを、母材温度計測信号Ｂｄに応じて変化させる場合であるが、２つのパラメータの少なくとも１つを変化させるようにしても良い。例えば、母材温度計測信号Ｂｄが変化してもホットスタート期間Ｔｈを変化させないようにするときは、図２において、破線で示すホットスタート期間算出関数を母材温度計測信号Ｂｄの値によらず一定値になるようにすれば良い。この一定値は、Ｂｄ≦２０℃のときの値に設定する。すなわち、母材が冷えた状態にあるときの値に設定する。
【００３０】
図３は、図１で上述した溶接電源における各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接ワイヤの送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示す。以下、同図を参照して動作について説明する。
【００３１】
［溶接開始時（アークスタート時）］
ロボットの移動によって溶接トーチが溶接開始位置に到達すると、ロボット制御装置ＲＣから溶接電源に対して、同図（Ａ）に示すように、Ｈｉｇｈレベルの溶接開始信号Ｓｔが時刻ｔ１に出力される。図１のホットスタート電流設定回路ＩＨＲは、この溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルに変化した時点における母材温度計測信号Ｂｄの値を、図２で上述したホットスタート電流算出関数に入力して、ホットスタート電流設定信号Ｉhrを出力する。同時に、図１のホットスタート期間設定回路ＴＨＲは、この溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルに変化した時点における母材温度計測信号Ｂｄの値を、図２で上述したホットスタート期間算出関数に入力して、ホットスタート期間設定信号Ｔhrを出力する。これにより、溶接開始時の母材温度に応じて、適正なホットスタート電流Ｉｈ及びホットスタート期間Ｔｈが自動設定される。
【００３２】
時刻ｔ１において、同図（Ａ）に示すように、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（溶接開始）になると、同図（Ｂ）に示すように、溶接ワイヤは１m/min程度の予め定めた遅いスローダウン送給速度Ｆｉでの送給が開始される。同時に、溶接電源の出力も開始されるので、同図（Ｄ）に示すように、最大値である無負荷電圧値となる溶接電圧Ｖｗが溶接ワイヤと母材との間に印加する。この状態では、溶接ワイヤと母材との間は離れており無負荷状態であるので、同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは通電しない。
【００３３】
時刻ｔ２において、上記のスローダウン送給によって溶接ワイヤの先端が母材に接触すると、同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗが通電を開始し、アークが点弧する。溶接電流Ｉｗの通電が開始すると、母材温度に応じて適正値に設定されたホットスタート電流Ｉｈが、母材温度に応じて適正値に設定されたホットスタート期間Ｔｈ（時刻ｔ２〜ｔ３の期間）中通電する。また、時刻ｔ２において、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは無負荷電圧値よりも小さな値のホットスタート電圧値になる。時刻ｔ２において溶接電流Ｉｗが通電すると、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは傾斜を有して加速し、時刻ｔ４において定常送給速度設定信号Ｆｒによって定まる値に収束する。
【００３４】
ホットスタート電流Ｉｈを通電する理由は、溶接ワイヤの先端が母材に接触した時点から大電流値のホットスタート電流Ｉｈを通電することで溶接ワイヤ先端を急激に溶融して瞬時的にアークを点弧させるためである。さらに、適正な入熱を初期的に与えることによって、瞬時アーク発生状態から定常アーク発生状態へと円滑に移行させるためである。
【００３５】
［定常溶接期間］
時刻ｔ４〜ｔ５の期間が定常溶接期間となる。この期間中は、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは、定常送給速度設定信号Ｆｒによって定まる値となる。時刻ｔ４１〜ｔ４２の短絡期間中は、同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは次第に増加し、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数Ｖの短絡電圧値となる。時刻ｔ４２〜ｔ４３のアーク期間中は、同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは次第に減少し、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数十Ｖのアーク電圧値となる。同図では、時刻ｔ４〜ｔ５の定常溶接期間中に３回の短絡期間及びアーク期間を描画している。実際には、短絡は１秒間に３０〜１００回程度発生する。定常溶接期間中の溶接電流Ｉｗの平均値が定常溶接電流値となり、定常送給速度設定信号Ｆｒによって設定される。また、定常溶接期間中の溶接電圧Ｖｗの平均値が、定常溶接電圧値となり、定常溶接電圧設定信号Ｖｒによって設定される。
【００３６】
［溶接終了時（アンチスティック制御期間）］
時刻ｔ５において、同図（Ａ）に示すように、溶接開始信号ＳｔがＬｏｗレベル（溶接終了）になると、同図（Ｂ）に示すように、送給モータは停止制御されるが、送給速度Ｆｗは慣性によって次第に減速して、時刻ｔ６において停止する。同時に、時刻ｔ５〜ｔ８の予め定めたアンチスティック制御期間Ｔａ中は、溶接電源ＰＳからの出力が継続される。このアンチスティック制御期間Ｔａ中に、時刻ｔ５１〜ｔ５２及び時刻ｔ５３〜ｔ５４の期間に２回の短絡が発生している。実際には、３〜８回程度の短絡が発生する。時刻ｔ５３〜ｔ５４の短絡が最後の短絡となる。同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、時刻ｔ５３〜ｔ５４の最後の短絡期間中は短絡電圧値となり、時刻ｔ５４にアークが再発生すると次第に増加し、送給が停止する時刻ｔ６よりも少し後の時刻ｔ７においてアークを維持することができなくなりアークが消弧する。時刻ｔ７においてアークが消弧すると、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは無負荷電圧値に上昇し、時刻ｔ８まで無負荷電圧が出力される。他方、同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、時刻ｔ５３〜ｔ５４の最後の短絡期間中は次第に増加し、時刻ｔ５４〜ｔ７の燃え上がり期間中は数十Ａ程度の小電流値となり、時刻ｔ７において０となる。
【００３７】
時刻ｔ５〜ｔ７の期間中の溶接電圧Ｖｗの平均値は、予め定めたアンチスティック電圧設定信号Ｖarによって定まる値となる。このアンチスティック電圧設定信号Ｖarの値は、定常溶接電圧設定信号Ｖｒの値よりも小さな値に設定される。
【００３８】
上述した実施の形態１によれば、溶接開始時点における母材の温度を計測し、この母材温度計測値に基づいてホットスタート電流及びホットスタート期間が適正値に自動設定される。このために、本実施の形態では、溶接開始時の母材温度が変化しても良好なアークスタート性を得ることができる。
【００３９】
［実施の形態２］
実施の形態２の発明は、溶接休止時間Ｔｄを計測し、この溶接休止時間Ｔｄ及び実施の形態１の母材温度計測信号Ｂｄの両方の値からホットスタート電流Ｉｈ及びホットスタート期間Ｔｈを自動設定するものである。
【００４０】
図４は、本発明の実施の形態２に係るアークスタート制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。同図は上述した図１と対応しており、同一のブロックについては同一符号を付して、それらの説明は繰り返さない。同図は、図１に溶接休止時間計測回路ＴＤを追加し、図１のホットスタート電流設定回路ＩＨＲを第２ホットスタート電流設定回路ＩＨＲ２に置換し、図１のホットスタート期間設定回路ＴＨＲを第２ホットスタート期間設定回路ＴＨＲ２に置換したものである。以下、同図を参照してこれらの異なるブロックについて説明する。
【００４１】
溶接休止時間計測回路ＴＤは、溶接開始信号Ｓｔを入力として、溶接開始信号ＳｔがＬｏｗレベル（溶接終了）に変化した時点から溶接開始信号Ｓｔが再びＨｉｇｈレベル（溶接開始）に変化した時点までの時間を計測して、溶接休止時間信号Ｔｄとして出力する。したがって、この溶接休止時間信号Ｔｄの値は、前回の溶接終了時点から今回の溶接開始時点までの時間である。溶接開始信号Ｓｔを使用して溶接休止時間を計測する場合には、上述した図３において、溶接終了時点を時刻ｔ５のタイミングとし、溶接開始時点を時刻ｔ１のタイミングとしている。時刻ｔ５と溶接電流Ｉｗが通電しなくなる時刻ｔ７とは差異があるが、時刻ｔ５〜ｔ７の時間は５０〜１００msと短いために無視することができる。同様に、時刻ｔ１と溶接電流Ｉｗが通電を開始する時刻ｔ２とは差異があるが、時刻ｔ１〜ｔ２の時間は５０〜１００msと短いために無視することができる。溶接開始信号Ｓｔの代わりに電流通電判別信号Ｃｄを使用しても良い。この場合には、溶接電流Ｉｗが通電しなくなる時点を溶接終了時点とし、溶接電流Ｉｗが通電を開始する時点を溶接開始時点とすることができる。
【００４２】
第２ホットスタート電流設定回路ＩＨＲ２は、溶接開始信号Ｓｔ、母材温度計測信号Ｂｄ及び上記の溶接休止時間信号Ｔｄを入力として、以下の処理を行ない、ホットスタート電流設定信号Ｉhrを出力する。
１）溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（溶接開始）に変化した時点における母材温度計測信号Ｂｄの値を、図２で上述したような予め定めたホットスタート電流算出関数に入力して温度対応ホットスタート電流値を算出する。
２）同時に、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（溶接開始）に変化した時点において、溶接休止時間信号Ｔｄの値を、図５で後述するような予め定めた時間対応ホットスタート電流算出関数に入力して、時間対応ホットスタート電流値を算出する。
３）上記の温度対応ホットスタート電流値と上記の時間対応ホットスタート電流値を比較して、小さい方の値をホットスタート電流設定信号Ｉhrとして出力する。
【００４３】
第２ホットスタート期間設定回路ＴＨＲ２は、溶接開始信号Ｓｔ、母材温度計測信号Ｂｄ及び上記の溶接休止時間信号Ｔｄを入力として、以下の処理を行ない、ホットスタート期間設定信号Ｔhrを出力する。
１）溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（溶接開始）に変化した時点における母材温度計測信号Ｂｄの値を、図２で上述したような予め定めたホットスタート期間算出関数に入力して温度対応ホットスタート期間値を算出する。
２）同時に、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（溶接開始）に変化した時点において、溶接休止時間信号Ｔｄの値を、図５で後述するような予め定めた時間対応ホットスタート期間算出関数に入力して、時間対応ホットスタート期間値を算出する。
３）上記の温度対応ホットスタート期間値と上記の時間対応ホットスタート期間値を比較して、小さい方の値をホットスタート期間設定信号Ｔhrとして出力する。
【００４４】
図５は、溶接休止時間信号Ｔｄ（sec）とホットスタート電流Ｉｈ（Ａ）及びホットスタート期間Ｔｈ（ms）との関係図の一例である。横軸は溶接休止時間信号Ｔｄを示し、０〜７秒の範囲となっている。左の縦軸は、ホットスタート期間Ｔｈを示し、０〜１０msの範囲である。右の縦軸は、ホットスタート電流Ｉｈを示しており、３００〜６００Ａの範囲である。同図は、母材の材質が鉄鋼であり、溶接ワイヤの材質が鉄鋼であり、直径が１．２mmであり、溶接法が炭酸ガスアーク溶接の場合である。
【００４５】
実線で示すホットスタート電流Ｉｈは、Ｔｄ≦１秒のときは４００Ａとなり、Ｔｄが大きくなるほどＩｈは大きくなり、Ｔｄ≧５秒の範囲では５００Ａとなる。破線で示すホットスタート期間Ｔｈは、Ｔｄ≦１秒のときは１msとなり、Ｔｄが大きくなるほどＴｈは大きくなり、Ｔｄ≧５秒の範囲では５msとなる。
【００４６】
同図における実線の特性が、図４の第２ホットスタート電流設定回路ＩＨＲ２に内蔵されている時間対応ホットスタート電流算出関数となる。また、同図における破線の特性が、図４の第２ホットスタート期間設定回路ＴＨＲ２に内蔵されている時間対応ホットスタート期間算出関数となる。これらの関数は、母材の材質、溶接ワイヤの材質、直径、溶接法等の溶接条件ごとに、実験によって適正な特性になるように設定される。
【００４７】
上述した図４及び図５は、アークスタート時のパラメータであるホットスタート電流Ｉｈ及びホットスタート期間Ｔｈを、溶接休止時間信号Ｔｄに応じて変化させる場合であるが、２つのパラメータの少なくとも１つを変化させるようにしても良い。例えば、溶接休止時間信号Ｔｄが変化してもホットスタート期間Ｔｈを変化させないようにするときは、図５において、破線で示す時間対応ホットスタート期間算出関数を溶接休止時間信号Ｔｄの値によらず一定値になるようにすれば良い。この一定値は、Ｔｄ≧５秒のときの値に設定する。すなわち、溶接ワイヤが冷えた状態にあるときの値に設定する。
【００４８】
図４で上述した溶接電源における各信号のタイミングチャートは、上述した図３と同一であるので、説明は繰り返さない。但し、溶接開始時におけるホットスタート電流Ｉｈ及びホットスタート期間Ｔｈの自動設定方法は異なるので、以下、この点について説明する。
【００４９】
ロボットの移動によって溶接トーチが溶接開始位置に到達すると、ロボット制御装置ＲＣから溶接電源に対して、図３（Ａ）に示すように、Ｈｉｇｈレベルの溶接開始信号Ｓｔが時刻ｔ１に出力される。図４の第２ホットスタート電流設定回路ＩＨＲ２は、溶接開始時における母材温度計測信号Ｂｄの値に基づいて算出された温度対応ホットスタート電流値と、溶接休止時間信号Ｔｄに基づいて算出された時間対応ホットスタート電流値とを比較して、小さい方の値をホットスタート電流設定信号Ｉhrとして出力する。同時に、図４の第２ホットスタート期間設定回路ＴＨＲ２は、溶接開始時における母材温度計測信号Ｂｄの値に基づいて算出された温度対応ホットスタート期間値と、溶接休止時間信号Ｔｄに基づいて算出された時間対応ホットスタート期間値とを比較して、小さい方の値をホットスタート期間設定信号Ｔhrとして出力する。これにより、溶接開始時の母材温度及び溶接休止時間に応じて、適正なホットスタート電流Ｉｈ及びホットスタート期間Ｔｈが自動設定される。
【００５０】
上述した動作を、２つのケースにおける数値例を挙げて説明する。
ケース１）  今回の溶接開始時における母材温度計測信号Ｂｄ＝１２０℃、かつ、溶接休止時間信号Ｔｄ＝７．０秒である場合とする。図２から、Ｂｄ＝１２０℃のときの温度対応ホットスタート電流値は４５０Ａとなり、温度対応ホットスタート期間値は３．０msとなる。また、図５から、Ｔｄ＝７．０秒のときの時間対応ホットスタート電流値は５００Ａとなり、時間対応ホットスタート期間値は５．０msとなる。両値の小さい方の値が選択されるので、今回の溶接開始におけるホットスタート電流Ｉｈ＝４５０Ａとなり、ホットスタート期間Ｔｈ＝３．０msとなる。
【００５１】
ケース２）  今回の溶接開始時における母材温度計測信号Ｂｄ＝１２０℃、かつ、溶接休止時間信号Ｔｄ＝１．０秒である場合とする。図２から、Ｂｄ＝１２０℃のときの温度対応ホットスタート電流値は４５０Ａとなり、温度対応ホットスタート期間値は３．０msとなる。また、図５から、Ｔｄ＝１．０秒のときの時間対応ホットスタート電流値は４００Ａとなり、時間対応ホットスタート期間値は１．０msとなる。両値の小さい方の値が選択されるので、今回の溶接開始におけるホットスタート電流Ｉｈ＝４００Ａとなり、ホットスタート期間Ｔｈ＝１．０msとなる。
【００５２】
上述した実施の形態２によれば、前回の溶接終了時点から今回の溶接開始時点までの溶接休止時間を計測し、この溶接休止時間に基づいてホットスタート電流及びホットスタート期間を算出し、溶接休止時間に基づいて算出されたホットスタート電流と実施の形態１による母材温度計測値に基づいて算出されたホットスタート電流とを比較して小さい方の値を今回の溶接開始におけるホットスタート電流として設定し、溶接休止時間に基づいて算出されたホットスタート期間と実施の形態１による母材温度計測値に基づいて算出されたホットスタート期間とを比較して小さい方の値を今回の溶接開始におけるホットスタート期間として設定する。このために、本実施の形態では、実施の形態１の効果に加えて、以下の効果を奏する。本実施の形態では、溶接開始時の母材温度及び溶接休止時間に応じて、適正なホットスタート電流及びホットスタート期間が自動設定されるので、母材温度及び溶接休止時間が変化しても良好なアークスタート性を得ることができる。
【００５３】
上述した実施の形態１及び２では、アーク溶接法が消耗電極式アーク溶接である場合について説明したが、非消耗電極式アーク溶接である場合も同様に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１            溶接ワイヤ
２            母材
３            アーク
４            溶接トーチ
５            送給ロール
ＢＤ            温度センサ
Ｂｄ            母材温度計測信号
ＣＤ            電流通電判別回路
Ｃｄ            電流通電判別信号
ＤＶ            駆動回路
Ｄｖ            駆動信号
Ｅａ            誤差増幅信号
ＥＩ            電流誤差増幅回路
Ｅｉ            電流誤差増幅信号
ＥＶ            電圧誤差増幅回路
Ｅｖ            電圧誤差増幅信号
ＦＣ            送給制御回路
Ｆｃ            送給制御信号
ＦＣＲ            送給速度制御設定回路
Ｆcr            送給速度制御設定信号
Ｆｉ            スローダウン送給速度
Ｆｒ            定常送給速度設定信号
Ｆｗ            送給速度
ＩＤ            電流検出回路
Ｉｄ            電流検出信号
ＩＦ            インターフェース回路
Ｉｈ            ホットスタート電流
ＩＨＲ            ホットスタート電流設定回路
Ｉhr            ホットスタート電流設定信号
ＩＨＲ２          第２ホットスタート電流設定回路
Ｉｗ            溶接電流
ＯＮ            起動回路
Ｏｎ            起動信号
ＰＭ            電源主回路
ＰＳ            溶接電源
ＲＣ            ロボット制御装置
Ｓｔ            溶接開始信号
ＳＷ            外部特性切換回路
Ｔａ            アンチスティック制御期間（信号）
ＴＤ            溶接休止時間計測回路
Ｔｄ            溶接休止時間（信号）
ＴＨ            ホットスタート期間タイマ回路
Ｔｈ            ホットスタート期間（信号）
ＴＨＲ            ホットスタート期間設定回路
Ｔhr            ホットスタート期間設定信号
ＴＨＲ２          第２ホットスタート期間設定回路
ＶＡＲ            アンチスティック電圧設定回路
Ｖar            アンチスティック電圧設定信号
ＶＣＲ            電圧制御設定回路
Ｖcr            電圧制御設定信号
ＶＤ            電圧検出回路
Ｖｄ            電圧検出信号
Ｖｒ            定常溶接電圧設定信号
Ｖｗ            溶接電圧
Ｗｃ            溶接条件信号
ＷＭ            送給モータ
【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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