(57)【要約】【課題】被溶接物への入熱を抑えつつ品質の高いパルスアーク溶接を施すこと。【解決手段】実施形態の一態様に係るパルスアーク溶接システムは、電源部と、制御部とを備える。上記電源部は、溶接用の電力を発生させる。上記制御部は、送給される消耗電極と被溶接物との間に印加されるパルス電流の波形が１パルス周期内において少なくとも２つの極大を含むように上記電源部による上記パルス電流の印加を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接用の電力を発生させる電源部と、
送給される消耗電極と被溶接物との間に印加されるパルス電流の波形が１パルス周期内において少なくとも２つの極大を含むように前記電源部による前記パルス電流の印加を制御する制御部と
を備えることを特徴とするパルスアーク溶接システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記波形が前記１パルス周期内において２つの極大を含むように前記パルス電流の印加を制御すること
を特徴とする請求項１に記載のパルスアーク溶接システム。
【請求項３】
ロボットアーム
をさらに備え、
前記ロボットアームは、
先端部に取り付けられる溶接用トーチと、
前記溶接用トーチへ前記消耗電極である溶接ワイヤを送給する送給機と
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のパルスアーク溶接システム。
【請求項４】
送給される消耗電極と被溶接物との間に印加されるパルス電流の波形が１パルス周期内において少なくとも２つの極大を含むように前記パルス電流の印加を制御する制御工程と、
前記制御工程を実行した状態で溶接を実行する実行工程と
を含むことを特徴とするパルスアーク溶接方法。
【請求項５】
前記制御工程は、
前記波形が前記１パルス周期内において２つの極大を含むように前記パルス電流の印加を制御すること
を特徴とする請求項４に記載のパルスアーク溶接方法。
【請求項６】
前記制御工程は、
ロボットアームに具備された送給機を介して前記ロボットアームの先端部に取り付けられた溶接用トーチから送給される前記消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間に印加される前記パルス電流の印加を制御すること
を特徴とする請求項４または５に記載のパルスアーク溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、パルスアーク溶接システムおよびパルスアーク溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、消耗電極である溶接ワイヤを所定速で送給しつつ、溶接ワイヤと被溶接物との間にパルス電流を印加してアークを発生させ、このアークによって溶接ワイヤから溶滴を移行させて溶接するパルスアーク溶接方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０４５６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術には、被溶接物への入熱を抑えつつ品質の高いパルスアーク溶接を施すうえで更なる改善の余地がある。
【０００５】
これは、昨今、被溶接物の薄板化が進み、被溶接物への入熱を抑えつつも品質の高いパルスアーク溶接を施すニーズが出てきたためである。
【０００６】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、被溶接物への入熱を抑えつつ品質の高いパルスアーク溶接を施すことができるパルスアーク溶接システムおよびパルスアーク溶接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】
【０００７】
実施形態の一態様に係るパルスアーク溶接システムは、電源部と、制御部とを備える。前記電源部は、溶接用の電力を発生させる。前記制御部は、送給される消耗電極と被溶接物との間に印加されるパルス電流の波形が１パルス周期内において少なくとも２つの極大を含むように前記電源部による前記パルス電流の印加を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
実施形態の一態様によれば、被溶接物への入熱を抑えつつ品質の高いパルスアーク溶接を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、比較例となるパルスアーク溶接方法におけるパルス電流波形の一例を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施形態に係るパルスアーク溶接方法におけるパルス電流波形の一例を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、実施形態に係るパルスアーク溶接方法における溶滴移行の模式図である。
【図２】図２は、実施形態に係るパルスアーク溶接システムの構成の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、電源装置の構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施形態に係る溶接電流、溶接電圧および溶接ワイヤの送給速度の時間変化を示すグラフである。
【図６Ａ】図６Ａは、第１の変形例に係るパルス電流の波形形状を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第２の変形例に係るパルス電流の波形形状を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、第３の変形例に係るパルス電流の波形形状を示す図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、第４の変形例に係るパルス電流の波形形状を示す図である。
【図７】図７は、実施形態に係るパルスアーク溶接システムが実行する処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するパルスアーク溶接システムおよびパルスアーク溶接方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
また、以下では、説明の便宜上、消耗電極と被溶接物との間に印加されるパルス電流の波形が矩形波状である場合を主たる例に挙げて説明を行うが、波形の形状を限定するものではなく、たとえば台形波状や三角波状、正弦波状といった場合にも置換可能である。なお、台形波状の場合については、変形例として、図６Ｄを用いて後ほど詳細に述べることとする。
【００１２】
また、以下では、波形の「ピーク」と述べた場合、「極大」を指すものとする。また、以下では、先端部に溶接用トーチが取り付けられたロボットアームを備えるパルスアーク溶接システムを例に挙げて説明を行い、被溶接物である母材については「ワーク」と記載する。
【００１３】
まず、実施形態に係るパルスアーク溶接方法の概要について図１Ａ〜図１Ｃを用いて説明する。図１Ａは、比較例となるパルスアーク溶接方法におけるパルス電流波形の一例を示す図である。図１Ｂは、実施形態に係るパルスアーク溶接方法におけるパルス電流波形の一例を示す図である。図１Ｃは、実施形態に係るパルスアーク溶接方法における溶滴移行の模式図である。
【００１４】
図１Ａに示すように、比較例となるパルスアーク溶接方法では、ピーク電流値の溶接電流を印加する１つのピーク期間ｐおよびベース電流値の溶接電流を印加するベース期間ｂから形成される周期を１パルス周期としてパルス電流を印加する手法を用いていた。すなわち、図１Ａに示すように、１パルス周期内におけるピークは１つであり、これにより１パルス１溶滴移行を行っている。
【００１５】
ところで、昨今、ワークの薄板化等が進み、ワークへの入熱を抑えつつも品質の高いパルスアーク溶接を施すニーズが高まっている。ここで、ワークへの入熱を抑えるには、溶接電流や溶接電圧を低くすることが考えられるが、溶接電流を低くした場合、パルス周波数が低くなるために溶接が安定しにくくなるおそれがある。一方、溶接電圧を低くした場合には、１パルス１溶滴移行が行えずに、スパッタが増加するという弊害が生じるおそれがある。
【００１６】
そこで、実施形態に係るパルスアーク溶接方法では、１パルス周期内において少なくとも２つのピークを含むようにパルス電流の印加を制御するように構成されている。すなわち、実施形態に係るパルスアーク溶接方法では、図１Ｂに示すように、たとえば１パルス周期内において２つのピーク期間ｐ１およびｐ２が含まれるようにパルス電流の印加を制御する。なお、かかるピーク期間ｐ１およびｐ２の間、すなわち２つのピークの谷間では、ピーク電流値より小さくかつベース電流値以上の電流値（以下、便宜上「バレー電流値」とする）で溶接電流が印加される。
【００１７】
このように、本実施形態では、いわば従来のピーク期間ｐ（図１Ａ参照）を複数に分割する手法を用いている。かかる手法では、まず図１Ｃの矢印１０１に示すように、溶接電流をベース電流値からピーク電流値まで上昇させることによって、消耗電極ＣＥの先端に溶滴ｇを生じさせる。
【００１８】
そして、図１Ｃの矢印１０２に示すように、ピーク電流値からバレー電流値まで一旦溶接電流を低下させることによって、消耗電極ＣＥの先端の溶滴ｇを伸ばしてくびれＮを生じさせる。そして、かかるくびれＮが生じた状態で、図１Ｃの矢印１０３に示すように、バレー電流値からふたたびピーク電流値まで溶接電流を上昇させ、更にベース電流値まで下降させることによって、溶滴ｇを消耗電極ＣＥの先端から離脱させる。
【００１９】
このように、波形の形状をいわば略Ｍ字状とすることで、バレー期間ｖでアーク長ｌを短く保ちながら溶滴ｇの離脱を促進させることができるので、ワークＷへの入熱を抑えつつ安定したパルスアーク溶接を施すことが可能となる。
【００２０】
また、溶滴ｇの離脱を促進させられることで、たとえ溶接電圧を低下させてもスパッタが増加しにくいというメリットも得られる。
【００２１】
このように、実施形態に係るパルスアーク溶接方法では、１パルス周期内において少なくとも２つのピークを含むようにパルス電流の印加を制御することとした。これにより、ワークＷへの入熱を抑えつつ品質の高いパルスアーク溶接を施すことが可能となる。
【００２２】
以下、この実施形態に係るパルスアーク溶接方法を適用したパルスアーク溶接システムについてさらに具体的に説明する。なお、以下では、図１Ｂおよび図１Ｃに示したように、１パルス周期において２つのピークが含まれるものとして説明を進める。
【００２３】
図２は、実施形態に係るパルスアーク溶接システム１の構成の一例を示す模式図である。図２に示すように、パルスアーク溶接システム１は、ロボット１０と、ロボットコントローラ２０と、電源装置３０（電源部）と、ポジショナＰとを備える。
【００２４】
まず、ロボット１０の構成について説明する。ロボット１０は、ベース部１１と、ロボットアーム１２と、関節部１３と、送給部１４（送給機）と、溶接部１５とをさらに備える。具体的には、ロボット１０は、ベース部１１を介して床面などの設置面に固定される。
【００２５】
ロボットアーム１２は、関節部１３を介して相互に接続されるとともに、その基端側はベース部１１に対して回転可能に連結される。また、ロボットアーム１２のベース部１１からの最遠端である先端側には、溶接部１５が取り付けられる。
【００２６】
なお、関節部１３のそれぞれにはサーボモータ等のアクチュエータが搭載されており、ロボット１０はかかるアクチュエータを駆動させることにより、ロボットアーム１２および溶接部１５の位置や姿勢を様々に変化させる。
【００２７】
送給部１４は、ロボットアーム１２の所定位置に配置され、前述の消耗電極ＣＥの一例である溶接ワイヤ１８ａを、溶接ワイヤ缶１８からトーチケーブル１７を介して溶接部１５へ向けて送り出す。
【００２８】
ここで、トーチケーブル１７は、コンジットケーブル１７ａを内包しており、溶接ワイヤ１８ａは、かかるコンジットケーブル１７ａ内を通りつつ溶接部１５へ送り出される。
【００２９】
なお、送給部１４には、溶接ワイヤ１８ａの溶接部１５への送給速度を検出する送給速度検出器が設けられており、検出された送給速度に関する情報は電源装置３０へ出力される。後述するロボットコントローラ２０は、かかる電源装置３０を介し、送給部１４による溶接ワイヤ１８ａの送給速度を制御可能である。なお、本実施形態では、溶接ワイヤ１８ａは、一定の速度で送給されるものとする。
【００３０】
また、トーチケーブル１７は、さらにガス供給ホース１７ｂを内包しており、かかるガス供給ホース１７ｂを介して、ガスボンベ１９から溶接部１５へ向けてシールドガスが供給される。
【００３１】
溶接部１５は、溶接用トーチ１５ａと、コンタクトチップ１５ｂとをさらに備える。溶接用トーチ１５ａは、トーチケーブル１７を挿通可能な中空構造を有し、コンタクトチップ１５ｂは、かかる溶接用トーチ１５ａの最先端部に取り付けられる。
【００３２】
また、コンタクトチップ１５ｂは貫通孔を有しており、溶接ワイヤ１８ａは、溶接用トーチ１５ａに挿通されたトーチケーブル１７からかかる貫通孔を介して、コンタクトチップ１５ｂの先端部から送り出される。
【００３３】
なお、コンタクトチップ１５ｂにはケーブル４９が接続されており、かかるケーブル４９を介して、電源装置３０から溶接用の電力が供給される。
【００３４】
また、前述のガス供給ホース１７ｂを介して供給されたシールドガスは、溶接用トーチ１５ａの先端から吐出されて、溶接ワイヤ１８ａの先端から発生するアークを雰囲気から遮蔽する。
【００３５】
つづいて、ロボットコントローラ２０の構成について説明する。ロボットコントローラ２０は、たとえば端末装置５０から通信ネットワーク５１経由で取得した溶接設定情報に基づき、制御ケーブル４６，４７を介してロボット１０および電源装置３０を制御し、ワークＷへパルスアーク溶接を施す。
【００３６】
なお、端末装置５０は、たとえば作業者がパルスアーク溶接の作業内容を溶接設定情報として入力する場合や、溶接の実行状態を監視する場合などに用いられる。そして、作業者によって入力された溶接設定情報は、通信ネットワーク５１を介し、ロボットコントローラ２０へ送信される。
【００３７】
通信ネットワーク５１としては、有線ＬＡＮ（Local  Area  Network）や、無線ＬＡＮといった一般的なネットワークを用いることができる。なお、端末装置５０からロボットコントローラ２０へ溶接設定情報が送信される場合に限らず、ロボットコントローラ２０自体が、端末装置５０から送られた情報に基づいて溶接設定情報を生成することとしてもよい。
【００３８】
ここで、溶接設定情報には、たとえばロボット１０の動作を制御するためのロボット制御情報や、電源装置３０を制御するための電源制御情報が含まれる。
【００３９】
具体的には、ロボットコントローラ２０は、溶接設定情報のうちのロボット制御情報に従ってロボット１０の動作を制御し、ロボットアーム１２の先端部に取り付けられた溶接部１５の位置や姿勢を変化させる。なお、ロボット制御情報には、溶接予定線の情報や溶接速度の情報、ワークＷを位置決めするべく動作するポジショナＰの動作情報、溶接ワイヤ１８ａの送給速度に関する情報などが含まれる。
【００４０】
溶接予定線の情報は、たとえば溶接部１５の軌道を示す情報である。すなわち、溶接予定線の情報は、溶接部１５の位置の変化や、溶接部１５のワークＷに対する姿勢の変化を示す情報であり、移動位置の座標情報や姿勢情報としてロボット１０へ入力される。
【００４１】
溶接速度の情報は、たとえば溶接部１５によるパルスアーク溶接の速度（単位時間当たりの溶接部１５の移動量）を示す情報であり、溶接速度指令値としてロボット１０へ入力される。
【００４２】
また、ロボットコントローラ２０は、溶接設定情報のうちの電源制御情報に従って電源装置３０を制御し、送給部１４によって溶接ワイヤ１８ａを送給させつつ電源装置３０から溶接部１５へ溶接用の電力を供給させ、溶接部１５によるパルスアーク溶接を実行させる。なお、電源制御情報には、溶接電流指令値、溶接電圧指令値、溶接開始指令、溶接停止指令などが含まれる。
【００４３】
このようにロボットコントローラ２０は、ロボット１０を制御して溶接部１５の位置や姿勢を変化させるとともに、電源装置３０を制御して送給部１４へ溶接ワイヤ１８ａを溶接部１５へ送給させつつコンタクトチップ１５ｂへ溶接用の電力を供給させる。これにより、実施形態に係るパルスアーク溶接システム１は、溶接ワイヤ１８ａの先端からアークを発生させて、ワークＷへパルスアーク溶接を施す。
【００４４】
つづいて、電源装置３０の構成について説明する。電源装置３０は、ケーブル４９を介して溶接用の電力を溶接部１５へ供給することによって、コンタクトチップ１５ｂとケーブル４８に接続されたポジショナＰとの間に溶接電流を流し、溶接ワイヤ１８ａの先端からアークを発生させる。なお、電源装置３０の構成の詳細については、図３を用いて後述する。
【００４５】
ポジショナＰは、図示しないアクチュエータを備えており、かかるアクチュエータを駆動させることによって、ロボット１０がワークＷを溶接しやすいように、載置されたワークＷの位置や姿勢を変化させてワークＷを位置決めする。なお、ポジショナＰは、ケーブル４８を介して電源装置３０と接続される。
【００４６】
次に、電源装置３０の構成についてさらに詳しく説明する。図３は、電源装置３０の構成の一例を示す図である。電源装置３０は、一次整流回路３１と、制御部３２と、スイッチング回路３３と、変圧器３４と、二次整流回路３５と、リアクトル３６と、電流検出器３７と、電圧検出器３８と、記憶部３９とを備え、溶接部１５およびポジショナＰ（ワークＷ）へ溶接用の電力を供給する。
【００４７】
一次整流回路３１は、商用電源４０と接続される。また、一次整流回路３１は、商用電源４０から供給される交流電力を整流する。また、一次整流回路３１は、整流した電力をスイッチング回路３３へ供給する。
【００４８】
スイッチング回路３３は、一次整流回路３１から供給される電力に対してＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御を行い、溶接部１５へ供給する供給電力を生成する。また、スイッチング回路３３は、供給電力を変圧器３４へ出力する。
【００４９】
変圧器３４は供給電力を変圧する。また、変圧器３４は、変圧した供給電力を二次整流回路３５へ出力する。二次整流回路３５は、変圧器３４から出力される供給電力を整流する。また、二次整流回路３５は、出力端子ＴＭ２を介してポジショナＰと接続される。
【００５０】
リアクトル３６は、二次整流回路３５によって整流された供給電力を平滑化する。また、リアクトル３６は、出力端子ＴＭ１を介して溶接部１５と接続される。リアクトル３６によって平滑化された供給電力は、出力端子ＴＭ１，ＴＭ２を介して溶接部１５およびポジショナＰ（ワークＷ）へ供給される。
【００５１】
電流検出器３７は、溶接部１５とワークＷとの間の溶接電流を検出する。また、電流検出器３７は検出結果を制御部３２へ出力する。電圧検出器３８は、溶接部１５とワークＷとの間の溶接電圧を検出する。また、電圧検出器３８は検出結果を制御部３２へ出力する。
【００５２】
制御部３２は、電流検出器３７、電圧検出器３８から入力される検出結果およびロボットコントローラ２０から入力される指示に基づき、スイッチング回路３３および送給部１４を制御する。また、制御部３２は、溶接電流や溶接電圧等の溶接に関する情報をロボットコントローラ２０へ出力する。制御部３２の詳細については図４を用いて後述する。
【００５３】
記憶部３９は、たとえば不揮発性メモリであり、溶接ワイヤ１８ａの送給や、溶接電流および溶接電圧の制御に関する制御パターンや各種パラメータなどを記憶する。
【００５４】
次に、電源装置３０の制御部３２の構成について、さらに詳細に説明する。図４は、制御部３２の構成を示すブロック図である。なお、図４では、本実施形態の説明に必要となる構成要素のみを示している。
【００５５】
制御部３２は、検出部３２ａと、周期計測部３２ｂと、指示部３２ｃと、送給制御部３２ｄと、電流調整部３２ｅとを備える。
【００５６】
検出部３２ａは、電流検出器３７および電圧検出器３８からそれぞれの検出結果を取得して指示部３２ｃへ出力する。
【００５７】
周期計測部３２ｂは、たとえばカウンタであり、パルス電流の印加に必要となるパルス周期を逐次計測して指示部３２ｃへ通知する。
【００５８】
指示部３２ｃは、検出部３２ａおよび周期計測部３２ｂからの通知に基づいて送給制御部３２ｄおよび電流調整部３２ｅに対する指示を行う。たとえば、本実施形態では、溶接ワイヤ１８ａは上述のように一定の速度で送給されるが、指示部３２ｃは、たとえばかかる一定の速度を維持するように送給制御部３２ｄに対して指示する。
【００５９】
また、指示部３２ｃは、周期計測部３２ｂからの通知に基づき、たとえば１パルス周期におけるベース期間ｂであればベース電流値の溶接電流を印加するように電流調整部３２ｅに対して指示する。また、指示部３２ｃは、たとえば１パルス周期におけるベース期間ｂでなければ、パルス電流の波形の形状が略Ｍ字状となるように、電流調整部３２ｅへパルス電流を印加させる。
【００６０】
送給制御部３２ｄは、記憶部３９の記憶する溶接ワイヤ１８ａの送給に関する情報、ロボットコントローラ２０（図３参照）からの溶接設定情報および指示部３２ｃからの指示に基づき、たとえば一定の速度で溶接ワイヤ１８ａが送給されるように送給部１４を制御する。
【００６１】
電流調整部３２ｅは、指示部３２ｃからの指示に基づき、溶接部１５へ向けて印加されるパルス電流の電流値を調整する。具体的には、電流調整部３２ｅは、記憶部３９の記憶する溶接電流の制御パターン、ロボットコントローラ２０からの溶接設定情報および指示部３２ｃからの指示などに従ってパルス電流の波形の形状を略Ｍ字状とするように電流調整信号を生成する。そして、電流調整部３２ｅは、生成した電流調整信号をスイッチング回路３３へ出力する。
【００６２】
次に、これまでの説明を分かりやすく示すために、本実施形態に係る溶接電流、溶接電圧および溶接ワイヤ１８ａの送給速度の時間変化を図５に示す。図５は、本実施形態に係る溶接電流、溶接電圧および溶接ワイヤ１８ａの送給速度の時間変化を示すグラフである。なお、ここでグラフの縦軸は、上段のグラフから順にそれぞれ溶接電流、溶接電圧および送給速度を示している。また、横軸はいずれも時間である。
【００６３】
図５の上段のグラフに示すように、本実施形態では、溶接電流は制御部３２により、１パルス周期ごとに２つのピークを含むように、言い換えれば波形の形状が略Ｍ字状となるように、電源装置３０の印加するパルス電流が制御される。
【００６４】
具体的には、時間Ｔ１〜Ｔ１１のピーク期間ｐ１においてはピーク電流が、時間Ｔ１１〜Ｔ１２のバレー期間ｖにおいてはバレー電流が、時間Ｔ１２〜Ｔ２のピーク期間ｐ２においてはふたたびピーク電流がそれぞれ順に印加されるように、電源装置３０が制御される。また、時間Ｔ２〜Ｔ３のベース期間ｂにおいてはベース電流が印加されるように、電源装置３０が制御される。
【００６５】
なお、図４のブロック図では省略したが、図５の中段のグラフに示すように、溶接電圧もまた１パルス周期ごとに２つのピークを含むように、すなわち溶接電流と同期して波形の形状が略Ｍ字状となるように制御部３２により制御される。
【００６６】
そして、図５の下段のグラフに示すように、本実施形態では、溶接ワイヤ１８ａの送給速度は制御部３２により、時間の経過に関わらず一定の速度に維持されるように制御される。
【００６７】
ところで、これまでは、１パルス周期における２つのピークが同一のピーク電流値をとる場合（図１Ｂ参照）を例に挙げて説明してきたが、２つのピークのピーク電流値は同一でなくてもよい。
【００６８】
かかる変形例を第１の変形例として図６Ａに示す。図６Ａは、第１の変形例に係るパルス電流の波形形状を示す図である。図６Ａに示すように、各ピーク期間ｐ１，ｐ２におけるピーク電流値はそれぞれ異なるものであってもよい。
【００６９】
具体的には、時間Ｔ１〜Ｔ１１のピーク期間ｐ１においては第１のピーク電流値で、時間Ｔ１２〜Ｔ２のピーク期間ｐ２においてはたとえば第１のピーク電流値よりも大きい第２のピーク電流値でそれぞれパルス電流が印加されるように、制御部３２により電源装置３０が制御されてもよい。
【００７０】
また、ピーク期間ｐ１およびｐ２は異なる長さであってもよい。かかる変形例を第２の変形例として図６Ｂに示す。図６Ｂは、第２の変形例に係るパルス電流の波形形状を示す図である。図６Ｂに示すように、たとえば「ピーク期間ｐ１＞ピーク期間ｐ２」の関係となるように、言い換えれば、時間Ｔ１〜Ｔ１３の長さが時間Ｔ１４〜Ｔ２の長さよりも長くなるように、制御部３２によりパルス電流の印加が制御されてもよい。
【００７１】
また、これまでは、１パルス周期において２つのピークが含まれる場合を例に挙げたが、少なくとも２つのピークが含まれればよく、たとえば３つであってもよい。かかる変形例を第３の変形例として図６Ｃに示す。図６Ｃは、第３の変形例に係るパルス電流の波形形状を示す図である。
【００７２】
すなわち、図６Ｃに示すように、１パルス周期における時間Ｔ１〜Ｔ２の間に３つのピーク期間ｐ１，ｐ２，ｐ３が含まれるように、制御部３２によりパルス電流の印加が制御されてもよい。
【００７３】
そして、図１Ｂに示した主たる例、および、図６Ａ〜図６Ｃに示したこれら変形例が適宜組み合わされてもよい。すなわち、消耗電極ＣＥは、フェライト系、オーステナイト系といった素材の違いに応じて粘性等が異なるのが通常であるので、これら素材ごとに応じた異なるパルス電流の制御パターンをあらかじめ用意して、それぞれに好適な波形形状でパルス電流を制御することとしてもよい。
【００７４】
なお、無論、消耗電極ＣＥの素材の違いに限らず、ワークＷの素材、シールドガスの組成比率等、溶接に関する諸要素を考慮してパルス電流の制御パターンをチューニングすればより好適である。
【００７５】
また、これまでは、波形形状が矩形波状である場合を例に挙げて説明してきたが、これに限らず、たとえば台形波状であってもよい。かかる変形例を第４の変形例として図６Ｄに示す。図６Ｄは、第４の変形例に係るパルス電流の波形形状を示す図である。
【００７６】
すなわち、図６Ｄに示すように、パルス電流の波形形状を台形波状として取り扱う場合、たとえばまず時間Ｔ１〜Ｔ１１にかけては溶接電流をベース電流値からピーク電流値へ上昇させて、つづく時間Ｔ１１〜Ｔ１２にかけてはピーク電流値による印加を維持してピーク期間ｐ１を設ける。これにより、消耗電極ＣＥの先端に溶滴ｇを生成することができる（図１Ｃ参照）。
【００７７】
そして、図６Ｄに示すように、時間Ｔ１２〜Ｔ１３にかけては、溶接電流をピーク電流値からバレー電流値へ下降させて、つづく時間Ｔ１３〜Ｔ１４にかけては、バレー電流値による印加を維持してバレー期間ｖを設ける。これにより、消耗電極ＣＥの先端から溶滴ｇを伸ばしてくびれＮを生成することができる（図１Ｃ参照）。
【００７８】
そして、図６Ｄに示すように、時間Ｔ１４〜Ｔ１５にかけては、溶接電流をバレー電流値からふたたびピーク電流値へ上昇させて、つづく時間Ｔ１５〜Ｔ１６にかけては、ピーク電流値による印加を維持してピーク期間ｐ２を設ける。そして、さらにつづく時間Ｔ１６〜Ｔ２にかけては、溶接電流をピーク電流値からベース電流値へ下降させる。これにより、溶滴ｇを消耗電極ＣＥの先端から離脱させることができる（図１Ｃ参照）。
【００７９】
そして、時間Ｔ２〜Ｔ３にかけてはベース電流値により溶接電流を印加するベース期間ｂを設ける。これら時間Ｔ１〜Ｔ３を１パルス周期として、以降はかかる１パルス周期のパルス電流の印加が周期的に繰り返されることとなる。
【００８０】
かかる図６Ｄに示す、波形形状が台形波状である第４の変形例によれば、たとえば、時間Ｔ１〜１１、時間Ｔ１２〜Ｔ１３、時間Ｔ１４〜Ｔ１５あるいは時間Ｔ１６〜Ｔ２にかけた波形の傾きを調整することで、前述の溶接に関する諸要素の違いに応じたより精緻な制御を行うことが可能となる。
【００８１】
次に、実施形態に係るパルスアーク溶接システム１が実行する処理手順について図７を用いて説明する。図７は、実施形態に係るパルスアーク溶接システム１が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、本図では、図１Ｂに示したのと同様に、１パルス周期において２つのピークを含むように電源装置３０によるパルス電流の印加が制御されるものとする。
【００８２】
図７に示すように、まず検出部３２ａおよび周期計測部３２ｂからの通知に基づき、指示部３２ｃがベース期間ｂであるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、ベース期間ｂでない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、指示部３２ｃは、第１のピーク電流（１つ目のピークに対応）を印加するように制御する（ステップＳ１０２）。
【００８３】
つづけて、指示部３２ｃは、バレー電流（２つのピークの谷間に対応）を印加するように制御し（ステップＳ１０３）、さらに第２のピーク電流（２つ目のピークに対応）を印加するように制御する（ステップＳ１０４）。
【００８４】
具体的にステップＳ１０２〜Ｓ１０４では、指示部３２ｃは、パルス電流の波形の形状が略Ｍ字状となるように電流値を調整するよう電流調整部３２ｅに対して指示する。電流調整部３２ｅは、かかる指示に基づき、溶接部１５へ向けて印加されるパルス電流の波形の形状を略Ｍ字状とするように電流調整信号を生成して、スイッチング回路３３へ出力する。
【００８５】
一方、ベース期間ｂである場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、指示部３２ｃは、ベース電流を印加するように制御、すなわち電流値をベース電流値へ調整するよう電流調整部３２ｅに対して指示する（ステップＳ１０５）。
【００８６】
そして、このようにパルス電流の制御を実行した状態で、ロボットコントローラ２０はロボット１０を制御して溶接部１５の位置や姿勢を変化させ、電源装置３０により印加されるパルス電流によって発生するアークでパルスアーク溶接が実行される（ステップＳ１０６）。
【００８７】
そして、制御部３２が、溶接を終了するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、溶接を終了すると判定した場合（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、パルスアーク溶接システム１はワークＷの溶接を終了する。また、溶接を終了しないと判定した場合（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、ステップＳ１０１へ戻り、溶接を継続する。
【００８８】
ここで、溶接を終了するか否かは、例えば溶接開始からの時間やロボットコントローラ２０からの指示等に基づいて判定するようにしてもよい。また、溶接処理実行中に溶接終了指示を割り込みとして受け付けるようにしてもよい。
【００８９】
上述してきたように、実施形態に係るパルスアーク溶接システムは、電源部と、制御部とを備える。電源部は、溶接用の電力を発生させる。制御部は、送給される消耗電極と被溶接物との間に印加されるパルス電流の波形が１パルス周期内において少なくとも２つの極大を含むように電源部によるパルス電流の印加を制御する。
【００９０】
したがって、実施形態に係るパルスアーク溶接システムによれば、被溶接物への入熱を抑えつつ品質の高いパルスアーク溶接を施すことができる。
【００９１】
なお、上述した実施形態では、ポジショナを使用する構成としたが、被溶接物の位置や姿勢を変化させる必要がなければポジショナを使用しない構成とし、電源装置からのケーブルをポジショナに代えてワークへ接続するようにしてもよい。
【００９２】
また、上述した実施形態では、電流検出器および電圧検出器を電源装置側に設けたが、これらの一方または両方をロボットコントローラ側へ設けるようにしてもよい。
【００９３】
また、上述した実施形態では、ロボットコントローラと電源装置とが別体である場合を例に挙げて説明したが、これらを一体に構成してもよい。
【００９４】
また、上述した実施形態では、ロボットとロボットコントローラとが別体である場合を例に挙げて説明したが、これらロボットとロボットコントローラとを一体化してもよい。また、ロボットとロボットコントローラと電源装置とを一体化してもよい。
【００９５】
また、上述した実施形態では、ロボットが、多軸の単腕ロボットである場合を例に挙げたが、軸数や腕の数を限定するものではない。したがって、たとえば、単軸ロボットや双腕ロボット等を用いてもよい。
【００９６】
また、上述した実施形態では、パルスアーク溶接システムが、ロボットアームを備えるロボットシステムである場合を例に挙げて説明したが、溶接部の位置や姿勢を変化させる移動機構は必ずしもロボットアームでなくともよい。また、溶接部が固定的に設けられ、相対的に被溶接物の方を移動させるようにしてもよい。
【００９７】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１    パルスアーク溶接システム
１０    ロボット
１１    ベース部
１２    ロボットアーム
１３    関節部
１４    送給部
１５    溶接部
１５ａ  溶接用トーチ
１５ｂ  コンタクトチップ
１７    トーチケーブル
１７ａ  コンジットケーブル
１７ｂ  ガス供給ホース
１８    溶接ワイヤ缶
１８ａ  溶接ワイヤ
１９    ガスボンベ
２０    ロボットコントローラ
３０    電源装置
３１    一次整流回路
３２    制御部
３２ａ  検出部
３２ｂ  周期計測部
３２ｃ  指示部
３２ｄ  送給制御部
３２ｅ  電流調整部
３３    スイッチング回路
３４    変圧器
３５    二次整流回路
３６    リアクトル
３７    電流検出器
３８    電圧検出器
３９    記憶部
４０    商用電源
４６    制御ケーブル
４７    制御ケーブル
４８    ケーブル
４９    ケーブル
５０    端末装置
５１    通信ネットワーク
ＣＥ    消耗電極
Ｎ      くびれ
Ｐ      ポジショナ
ＴＭ１、ＴＭ２  出力端子
Ｗ      ワーク
ｂ      ベース期間
ｇ      溶滴
ｌ      アーク長
ｐ、ｐ１、ｐ２、ｐ３  ピーク期間
ｖ      バレー期間
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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