(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ワイヤ送給モータを、トーチ側に設けられ定速制御されるプル側駆動モータと、溶接ワイヤ供給スプール側に設けられ定トルク制御されるプッシュ側駆動モータと、から構成した溶接ワイヤ送給装置において、
上記プル側駆動モータは溶接電流等の溶接条件に基づいてワイヤ送給速度を決定する速度決定回路により単位時間あたりの回転数が制御され、
上記プッシュ側駆動モータは回転トルクＡが所定値になるようにトルク決定回路により回転トルクが制御され、
上記トルク決定回路により回転トルクＡを決定する際に、溶接ワイヤのスプールからの巻きほぐしに必要なトルクの変動を要素として加えることを特徴とする溶接ワイヤ送給装置。
【請求項２】
溶接ワイヤ送給モータを、トーチ側に設けられ定速制御されるプル側駆動モータと、溶接ワイヤ供給スプール側に設けられ定トルク制御されるプッシュ側駆動モータと、から構成した溶接ワイヤ送給装置において、
上記プル側駆動モータは溶接電流等の溶接条件に基づいてワイヤ送給速度を決定する速度決定回路により単位時間あたりの回転数が制御され、
上記プッシュ側駆動モータは回転トルクＡが所定値になるようにトルク決定回路により回転トルクが制御され、
上記トルク決定回路により回転トルクＡを決定する際に、回転トルクＡを溶接ワイヤのスプールからの巻きほぐしに必要なトルクの変動分変化させることにより、プル側駆動モータに負荷される回転トルクの変動はプッシュ側モータ以降の溶接ワイヤ通路で発生する必要トルク値の変動の範囲とすることを特徴とする溶接ワイヤ送給装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の溶接ワイヤ送給装置において、プッシュ側駆動モータのトルク決定回路による回転トルクＡの決定は、溶接ワイヤの直径、材質、溶接ワイヤ送給経路の長さ等の送給条件に応じた負荷により予め設定されたプッシュ側駆動モータに必要なトルク値Ｂに、溶接ワイヤのスプールからの巻きほぐしに必要なトルク値Ｃを加えてプッシュ側駆動モータの回転トルクＡを決定することを特徴とする溶接ワイヤ送給装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の溶接ワイヤ送給装置において、プッシュ側駆動モータのトルク決定回路による回転トルクＡの決定は、プル側駆動モータより検出されたプル側駆動モータのトルク値Ｄに一定トルク値Ｅを加えた値に、溶接ワイヤのスプールからの巻きほぐしに必要なトルク値Ｃを加えた値を回転トルクＡとすることを特徴とする溶接ワイヤ送給装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４記載の溶接ワイヤ送給装置において、溶接ワイヤスプールの巻きほぐしに必要なトルク値Ｃは、溶接ワイヤスプールに設けた回転計により計測されるワイヤスプールの単位時間あたりの回転数と、適宜位置に設けた溶接ワイヤ送給速度検出器又は溶接ワイヤ送給モータの回転数検出器により計測された溶接ワイヤ供給速度とにより算出することを特徴とする溶接ワイヤ送給装置。
【請求項６】
請求項５記載の溶接ワイヤ送給装置において、溶接ワイヤスプールに設けた回転計により溶接ワイヤスプールの回転が停止したことを検出し、溶接ワイヤスプールの回転が停止した際に、溶接電流を止めると共に溶接ワイヤ送給モータを停止するようにしたことを特徴とする溶接ワイヤ送給装置。
【請求項７】
請求項５記載の溶接ワイヤ送給装置において、溶接ワイヤスプールに設けた回転計により計測されるワイヤスプールの単位時間あたりの回転数と、適宜位置に設けた溶接ワイヤ送給速度検出器又は溶接ワイヤ送給モータの回転数検出器により計測された溶接ワイヤ供給速度とにより、溶接ワイヤの巻き終わりが近いことを検出し、溶接ワイヤの巻き終わりが近いことを溶接作業者に知らせる信号を出すようにしたことを特徴とする溶接ワイヤ送給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、自動、又は、半自動のＭＩＧ、又はＴＩＧ溶接機の溶接ワイヤ送給装置に係り、特に、溶接ワイヤの供給側と溶接トーチ側とに夫々駆動モータを配置し、供給側の駆動モータによって溶接ワイヤを押し込み、且つ、溶接トーチ側の駆動モータによって溶接ワイヤを引きながら、溶接ワイヤを供給するように構成した、いわゆる「プッシュ・プル型溶接ワイヤ送給装置」の制御機構に特徴を持つものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に知られているプッシュ・プル型溶接機は、概略、次のような構成になっている。まず、溶接電源があり、この溶接電源には入力側ケーブルが接続されていて、この入力側ケーブルには差込プラグが取り付けられている。この入力側ケーブルを介して３相２００Ｖの電源を得るようになっている。又、溶接電源には、シールドガスボンベがガス配管を介して接続されていて、シールドガスを供給する構成になっている。又、溶接電源からは接地ケーブルが延長されていて、その先端はグランドに接地されている。
【０００３】
一方、溶接電源とは別に、溶接ワイヤ供給装置が設けられていて、この溶接ワイヤ供給装置には溶接トーチが接続されている。溶接ワイヤ供給装置とトーチにはそれぞれ溶接ワイヤ送給モータが設けられ溶接ワイヤ送給装置を構成している。溶接ワイヤー供給装置によって、溶接トーチに溶接ワイヤを供給する。
また、溶接ワイヤ供給装置と溶接トーチとの間には、コンジットケーブルが配設されていて、溶接ワイヤはこのコンジットケーブル内を通って供給される。
上記溶接ワイヤ供給装置と溶接電源との間には、電源供給用のパワーケーブル、シールドガスを供給するガスホース、各種制御を行うための制御ケーブルが夫々別個に配設されていて、いわゆる三線式延長ケーブル構造になっている。
尚、これらパワーケーブル、ガスホース、制御ケーブルは、結束バンド等によって所々束ねられることになる。
【０００４】
上記構成において、溶接作業を行う場合には、溶接ワイヤ供給装置と溶接トーチとを携帯して任意の溶接箇所まで移動し、そこで、溶接トーチを使用しながら所望の溶接作業を行うことになる。
そして、上記溶接ワイヤ供給装置内には、前記溶接ワイヤ送給モータであるプッシュ側駆動モータが配置されており、一方、溶接トーチ側には前記溶接ワイヤ送給モータであるプル側駆動モータが配置されている。上記プッシュ側駆動モータによって溶接ワイヤを押し込み、且つ、プル側駆動モータによって溶接ワイヤを引っ張り、その両方の作用によって、溶接ワイヤを送給していくものである。
又、従来、溶接時に溶接ワイヤがなくなると、アークが上昇していき、給電チップを溶融するいわゆる「バーンバック現象」を生じ、不都合が生じるため、スプールに巻かれている溶接ワイヤの残量を目視により判定し、溶接開始時に残量が少ない場合は、溶接ワイヤの残量の多いスプールに交換し溶接作業を開始していたが、早めに交換すると無駄が多く、目視を誤ると上記のような不都合を生じる結果となり、溶接不良を発生していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
すなわち、溶接ワイヤ供給装置に配置されたプッシュ側駆動モータと、溶接トーチに配置されたプル側駆動モータは、所定の制御方法によって制御されることになるが、その制御が決して良好に行われているわけではなく、両駆動モータの速度に大きな違いが発生してしまうことがある。その為、例えば、プッシュ側駆動モータによる押込速度がプル側駆動モータによる引張速度より極端に大きくなってしまった場合には、溶接ワイヤに弛みが発生してしまい、それによる挫屈によって、溶接ワイヤーの供給を停止してしまうことがあり、これによりバーンバック現象を生じてしまうことがあった。又、逆に、プッシュ側の駆動モータによる押込速度がプル側の駆動モータによる引張速度より極端に小さくなってしまった場合には、溶接ワイヤがスリップしたり切れてしまうことになり、それによって、溶接に支障を来してしまうことがあった。
尚、プッシュ・プル型溶接ワイヤ送給装置の制御装置としては、例えば、実公昭６３−４７４２５号公報に示すようなものがある。
これは、溶接トーチ側に配設したプル側駆動モータを、速度設定信号により定速度に制御するモータとし、プッシュ側駆動モータは、溶接ワイヤの直径、送給経路の長さに応じ、予め設定したトルク値で定トルクに制御されるモータとするものであった。
又、これ以外にも、プル側駆動モータを定速度制御とし、プッシュ側駆動モータは、プル側駆動モータより検出されたトルクとプッシュ側駆動モータで検出されるトルクとの差が一定となるように制御するものも知られていた。
しかしながら、これらの場合、溶接ワイヤスプールの溶接ワイヤの巻き残量の変化によるスプールの半径の変化による必要トルクの変動は、プル側駆動モータで受けることになり、プル側駆動モータが大きなものとなり、溶接トーチが大きく重量も大きいものとなった。
【０００６】
本発明はこのような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、溶接ワイヤの挫屈やスリップ現象の発生を防止して、溶接ワイヤを安定して供給することを可能とし、且つ、溶接ワイヤスプールの溶接ワイヤの巻き残量の変化によるスプールの半径の変化及び重量の変化による必要トルクの変動に起因したプル側駆動モータの大型化を防止することが可能な溶接ワイヤ送給装置を提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による溶接ワイヤ送給装置は、  溶接ワイヤ送給モータを、トーチ側に設けられ定速制御されるプル側駆動モータと、溶接ワイヤ供給スプール側に設けられ定トルク制御されるプッシュ側駆動モータと、から構成した溶接ワイヤ送給装置において、上記プル側駆動モータは溶接電流等の溶接条件に基づいてワイヤ送給速度を決定する速度決定回路により単位時間あたりの回転数が制御され、上記プッシュ側駆動モータは回転トルクＡが所定値になるようにトルク決定回路により回転トルクが制御され、上記トルク決定回路により回転トルクＡを決定する際に、溶接ワイヤのスプールからの巻きほぐしに必要なトルクの変動を要素として加えることを特徴とするものである。
又、請求項２による溶接ワイヤ送給装置は、溶接ワイヤ送給モータを、トーチ側に設けられ定速制御されるプル側駆動モータと、溶接ワイヤ供給スプール側に設けられ定トルク制御されるプッシュ側駆動モータと、から構成した溶接ワイヤ送給装置において、上記プル側駆動モータは溶接電流等の溶接条件に基づいてワイヤ送給速度を決定する速度決定回路により単位時間あたりの回転数が制御され、上記プッシュ側駆動モータは回転トルクＡが所定値になるようにトルク決定回路により回転トルクが制御され、上記トルク決定回路により回転トルクＡを決定する際に、回転トルクＡを溶接ワイヤのスプールからの巻きほぐしに必要なトルクの変動分変化させることにより、プル側駆動モータに負荷される回転トルクの変動はプッシュ側モータ以降の溶接ワイヤ通路で発生する必要トルク値の変動の範囲とすることを特徴とするものである。
又、請求項３による溶接ワイヤ送給装置は、請求項１又は請求項２記載の溶接ワイヤ送給装置において、プッシュ側駆動モータのトルク決定回路による回転トルクＡの決定は、溶接ワイヤの直径、材質、溶接ワイヤ送給経路の長さ等の送給条件に応じた負荷により予め設定されたプッシュ側駆動モータに必要なトルク値Ｂに、溶接ワイヤのスプールからの巻きほぐしに必要なトルク値Ｃを加えてプッシュ側駆動モータの回転トルクＡを決定することを特徴とするものである。
又、請求項４による溶接ワイヤ送給装置は、請求項１又は請求項２記載の溶接ワイヤ送給装置において、プッシュ側駆動モータのトルク決定回路による回転トルクＡの決定は、プル側駆動モータより検出されたプル側駆動モータのトルク値Ｄに一定トルク値Ｅを加えた値に、溶接ワイヤのスプールからの巻きほぐしに必要なトルク値Ｃを加えた値を回転トルクＡとすることを特徴とするものである。
又、請求項５による溶接ワイヤ送給装置は、請求項３又は請求項４記載の溶接ワイヤ送給装置において、溶接ワイヤスプールの巻きほぐしに必要なトルク値Ｃは、溶接ワイヤスプールに設けた回転計により計測されるワイヤスプールの単位時間あたりの回転数と、適宜位置に設けた溶接ワイヤ送給速度検出器又は溶接ワイヤ送給モータの回転数検出器により計測された溶接ワイヤ供給速度とにより算出することを特徴とするものである。
又、請求項６による溶接ワイヤ送給装置は、請求項５記載の溶接ワイヤ送給装置において、溶接ワイヤスプールに設けた回転計により溶接ワイヤスプールの回転が停止したことを検出し、溶接ワイヤスプールの回転が停止した際に、溶接電流を止めると共に溶接ワイヤ送給モータを停止するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項７による溶接ワイヤ送給装置は、請求項５記載の溶接ワイヤ送給装置において、溶接ワイヤスプールに設けた回転計により計測されるワイヤスプールの単位時間あたりの回転数と、適宜位置に設けた溶接ワイヤ送給速度検出器又は溶接ワイヤ送給モータの回転数検出器により計測された溶接ワイヤ供給速度とにより、溶接ワイヤの巻き終わりが近いことを検出し、溶接ワイヤの巻き終わりが近いことを溶接作業者に知らせる信号を出すようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
すなわち、本発明による溶接ワイヤ送給装置は、基本的に、溶接ワイヤの送給速度をプル側駆動モータの回転数により制御する点、すなわち溶接電源によって設定される溶接電流等の溶接条件に基づいて速度決定回路により、プル側駆動モータの回転数を決定するように制御する。
且つ、プッシュ側駆動モータの回転トルクＡを、トルク決定回路により、所定値になるように制御するものであり、その際、トルク決定回路により回転トルクＡを決定するときに、溶接ワイヤのスプールからの巻きほぐしに必要なトルクの変動を考慮するものである。
それによって、溶接ワイヤスプールの溶接ワイヤの巻き残量の変化によるスプールの半径の変化による必要トルクの変動に起因したプル側駆動モータの大型化を防止し、プル側駆動モータの小型・軽量化を図ることが可能となる。
又、スプールに巻かれた溶接ワイヤの巻き終わり、又は、巻き終わりが近いことを、溶接ワイヤスプールに設けた回転計等により検出し、溶接装置の停止処理等を行うものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施の形態を説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態によるプッシュ・プル型溶接装置の全体の構成を説明する。
まず、溶接電源１があり、この溶接電源１には入力側ケーブル３が接続されていて、この入力側ケーブル３には差込プラグ５が取り付けられている。この入力側ケーブル３を介して３相２００Ｖの電源を得るようになっている。又、溶接電源１には、シールドガスボンベ７がガス配管９を介して接続されていて、シールドガスを供給する構成になっている。又、溶接電源１からは接地ケーブル１１が延長されていて、その先端はグランドに接地されている。
【００１０】
一方、溶接電源１とは別に、溶接ワイヤ供給装置１３が設けられていて、この溶接ワイヤ供給装置１３には溶接トーチ１６が接続されている。この溶接ワイヤー供給装置１３によって、溶接トーチ１６に溶接ワイヤ１８を供給する。
但し、溶接ワイヤ供給装置１３と溶接トーチ１６との間には、コンジットケーブル２０が配設されていて、溶接ワイヤ１８はこのコンジットケーブル２０内を通って供給される。
上記溶接ワイヤ供給装置１３と溶接電源１との間、及び、溶接ワイヤ供給装置１３と溶接トーチ１６間には、電源供給用のパワーケーブル１５、シールドガスを供給するガスホース１７、各種制御を行うための制御ケーブル１９が夫々別個に配設されていて、いわゆる三線式延長ケーブル構造になっている。
尚、これらパワーケーブル１５、ガスホース１７、制御ケーブル１９は、図示しない結束バンド等によって所々束ねられることになる。
【００１１】
上記構成において、溶接作業を行う場合には、溶接ワイヤ供給装置１３と溶接トーチ１６とを携帯して任意の溶接箇所まで移動し、そこで、溶接トーチ１６を使用しながら所望の溶接作業を行うことになる。
【００１２】
又、本実施の形態における溶接装置の場合には、溶接トーチ１６に溶接ワイヤ矯正装置２１が組み込まれている。この溶接ワイヤ矯正装置２１によって溶接ワイヤ１８の曲がり等を矯正するようにしている。
尚、図中符号１１１は、溶接ワイヤ１８が巻き取られているスプールであり、このスプール１１１には、溶接ワイヤ１８にテンションを加え、溶接ワイヤ１８の弛みを防ぎ、溶接停止時の慣性によるスプール１１１の回転を防ぐための一定の摩擦力が加えられている。
尚、本特許出願人においては、溶接トーチ内に溶接ワイヤ矯正装置を組み込んだ構成を、新たな溶接トーチとして、別途、特許出願している。
【００１３】
溶接ワイヤ送給装置を構成する溶接ワイヤ送給モータはプッシュ側駆動モータ２３とプル側駆動モータ２５とよりなるが以下にこれらを含む部分について詳細に説明する。上記溶接ワイヤ供給装置１３には、図２に示すように、溶接ワイヤ１８を溶接トーチ１６側に供給するために駆動力を与えるプッシュ側駆動モータ２３が設けられており、又、溶接トーチ１６には、プル側駆動モータ２５が設けられている。このプル側駆動モータ２５は、溶接トーチ１６内に設けられている溶接ワイヤを実際に送る送りロールの駆動源として機能するとともに、溶接ワイヤ矯正装置２１の駆動源としても機能するようになっている。
尚、上記溶接トーチ１６に組み込まれた溶接ワイヤ矯正装置２１とは別に、溶接ワイヤ供給装置１３の出口側にも、別の溶接ワイヤ矯正装置２７が設けられている。
【００１４】
図２に示すように、プル側駆動モータ２５は、定速回転制御される。その制御方法は、溶接電源１にて溶接電流、溶接ワイヤ１８の径等の溶接条件が設定され、この溶接条件により、溶接ワイヤ１８の送給速度が決定される。この速度決定回路は送給速度設定回路３１、比較演算回路４５、速度制御回路３３と駆動回路３９とよりなる。すなわち、前記溶接条件は、送給速度設定回路３１に入力され、送給速度が設定される、この信号とプル側駆動モータ２５よりフィードバックされたフィードバック信号２６と比較演算回路４５で比較演算され、速度制御回路３３に入力される。そして、適性な制御値が駆動回路３９に入力され、この駆動回路３９よりプル側駆動モータ２５に駆動電力が供給されて、定速回転制御される。
【００１５】
溶接ワイヤ１８の送給速度は、図示しない適宜検出器により直接検出するか、プル側駆動モータ２５の回転数を適宜検出器にて測定する。この測定値は比較演算回路４５に入力され（これが既に説明したフィードバック信号２６である）、予定した送給速度と比較の上適性な値が速度制御回路３３に入力され、それによって、プル側駆動モータ２５が定速制御される。上記測定値は、比較演算回路４５にフィードバックされるほか、送給速度表示装置４７に送られて送給速度が表示される。
尚、溶接条件による適性な溶接ワイヤ送給速度算出方法は、従来の溶接機と同様の為その説明は省略する。又、フィードバックされた値を比較演算回路４５、速度制御回路３３にて適性値に自動制御する制御方法についても通常の自動制御方法を用いるものとする。
【００１６】
プッシュ側駆動モータ２３は、定トルク制御される。このトルク決定回路は固定トルク設定回路６０、トルク加算回路６１、比較演算回路５１、トルク検出回路５５、駆動トルク設定回路及び駆動回路５３とよりなり設定値Ａによりプッシュ側駆動モータ２３を定トルク制御する。このプッシュ側駆動モータ２３に加えるトルクの設定値Ａは、溶接ワイヤ１８の材質、径、供給路（コンジットケーブル２０の長さ）、プル側駆動モータ２５の性能等の送給条件により定めたプッシュ側駆動モータ２３に必要なトルク値Ｂ｛具体的には物理特性（ワイヤ材質、直径、コンジットケーブル２０の長さ、溶接ワイヤ１８とコンジットケーブル２０との摩擦係数等の送給条件）に応じて決定されるトルク値であり、溶接時に変動しない溶接開始時に決定される一定値である｝にスプール１１１から溶接ワイヤ１８を引き出すのに必要なトルク値Ｃを加えた値であり、この設定されたトルク値Ａによって定トルク制御される。
トルク値Ｂは固定トルク設定回路６０にて設定されている。
【００１７】
この場合、スプール１１１には、回転計としてタコジェネレータ１１３があり、その出力は必要トルク演算回路１１２に信号１１５として出力される。又、この出力信号１１５よりスプールの回転数が容易に算出される。又、溶接ワイヤ１８の送給速度を図示しない適宜検出器により直接検出するか、プル側駆動モータ２５又はプッシュ側駆動モータ２３の単位時間あたりの回転数を適宜検出器にて測定する。この検出された溶接ワイヤ送給速度１１４は、必要トルク演算回路１１２に出力される。図の例はプッシュ側駆動モータ２３に設けた回転計よりの値を用いたが、プル側駆動モータ２５よりフィードバックされる値を利用してもよい。
【００１８】
信号１１５と信号１１４の値に基づいて、スプール１１１より溶接ワイヤ１８を繰り出す際に必要なトルク値Ｃが必要トルク演算回路１１２にて算出される。このトルク値Ｃはスプール１１１の慣性による回転を防ぐ為に、スプール回転軸にスプリング圧を加える等の手段により発生する摩擦力、溶接ワイヤ１８の重量、スプール１１１に巻かれている溶接ワイヤの巻き径（これはスプール１１１の回転数、溶接ワイヤ１８の送給速度とにより算出できる）、プッシュ側駆動モータ２３の送給ローラの径により求まる。このトルク値Ｃは、固定トルク設定回路６０により設定されている前記トルク値Ｂと共にトルク加算回路６１に入力される。前記トルク値Ｂにトルク値Ｃが加えられて、加算トルク（Ｂ＋Ｃ）の出力が比較演算回路５１を経て駆動トルク設定回路５９に出力され、駆動トルク設定回路５９より必要トルクを指示する出力が駆動回路５３に出力され、駆動回路５３より所定電力がプッシュ側駆動モータ２３に与えられる。
【００１９】
駆動回路５３、又は、プッシュ側駆動モータ２３より、プッシュ側駆動モータ２３でのトルク値が電流値としてトルク検出回路５５にフィードバック信号１１６としてフィードバックされ、トルク検出回路５５で算出された実効トルク値は比較演算回路５１に入力され、回転トルクＡである加算トルク値（Ｂ＋Ｃ）と比較され、補正値が駆動トルク設定回路５９を経て、駆動回路５３に入力され、所定の回転トルクＡを得るように自動制御される。これにより、設定トルク値Ｂが適性であれば、コンジットケーブル２０内と溶接トーチ１６内での送給摩擦の変動によるトルク値の変動以上はプル側駆動モータ２５に必要とするトルクの変動を生じないので、プル側駆動モータ２５に余裕を持たせる必要がなく、小型のモータを利用で溶接トーチ１６を小型軽量化できる。
尚、前記スプール１１１から溶接ワイヤ１８を引き出すのに必要なトルク値Ｃの算出方法の具体例については後述する。
【００２０】
又、図２中符号１５０は停止回路で、タコジェネレータ１１３からの信号で、溶接ワイヤ１８が無くなりスプール１１１の回転が停止したことを関知した際は、溶接電流、及び溶接ワイヤ送給モータすなわちプッシュ側駆動モータ２３とプル側駆動モータ２５を停止させ、バーンバック現象の発生やトーチの損傷を防止することができ、作業効率を高め、溶接作業に対する安全性を向上させることができる。
さらに、符号１５１は回転数演算回路で、前記出力１１５と前記溶接ワイヤ送給速度１１４が入力され、単位溶接ワイヤ長さに対するスプール１１１の回転数を演算し、この値が一定値以上となった場合、すなわち、スプール１１１における溶接ワイヤ巻残量が少なくなった際に、予告表示１５２に表示させ作業者に溶接ワイヤ１８の残量が少ないことを予告する。
【００２１】
次に、図３を参照して、本発明の第２の実施の形態を説明する。まず、プル側駆動モータ２５は、定速回転制御される。その制御方法は、溶接電源１にて設定された溶接電流の値、溶接ワイヤ１８の径等の溶接条件により溶接ワイヤ１８の送給速度が決定される。この速度決定回路は送給速度設定回路３１、比較演算回路４５、速度制御回路３３と駆動回路３９とよりなる。すなわち、前記溶接条件は送給速度設定回路３１に入力され、送給速度が設定される、この信号とプル側駆動モータ２５よりフィードバックされた信号２６と比較演算回路４５で比較演算され、速度制御回路３３に入力される。それによって、適性な制御値が駆動回路３９に入力され、駆動回路３９よりプル側駆動モータ２５に駆動電力が供給される。
【００２２】
溶接ワイヤ１８の送給速度は、図示しない適宜検出器により直接検出するか、プル側駆動モータ２５の回転数を適宜検出器にて測定する。この測定値は、比較演算回路４５に、既に述べたフィードバック信号２６としてフィードバックされ、予定した送給速度と比較の上適性な値が速度制御回路３３に入力され、プル側駆動モータ２５は定速回転制御される。又、この測定値は比較演算回路４５にフィードバックされるほか、送給速度表示回路４７に送られて送給速度が表示される。
尚、溶接条件よりの適性な溶接ワイヤ送給速度算出方法は、従来の溶接機と同様であるのでその説明は省略する。又、フィードバックされた値を比較演算回路４５、速度制御回路３３にて適性値に自動制御する方法についても通常の自動制御方法を用いるものとする。
【００２３】
プッシュ側駆動モータ２３は、定トルク制御される。このトルク決定回路はトルクＥ設定回路６０、トルク演算回路１２０、トルク加算回路４９、比較演算回路５１、トルク検出回路５５、駆動トルク設定回路５９及び駆動回路５３とよりなり設定値Ａによりプッシュ側駆動モータ２３を定トルク制御する。このプッシュ側駆動モータ２３に加えるトルクの設定値Ａは、プル側駆動モータ２５の電流値等よりプル側駆動モータ２５のトルク値Ｄを検出して、これに一定トルク値Ｅを加え、さらに、溶接ワイヤ１８をスプール１１１から巻きほぐすに必要なトルク値Ｃを加えた値をプッシュ側駆動モータ２３のトルクの設定値Ａとするものである。
一定トルク値Ｅは、溶接条件、溶接ワイヤ１８の材質、径、供給路（コンジットケーブル２０の長さ）、具体的には、溶接ワイヤ１８の材質、直径、長さ、溶接ワイヤ１８とコンジットケーブル２０との摩擦係数等によって決定される主としてコンジットケーブル２０中の送給抵抗からなる一定値である。
【００２４】
次に、スプール１１１にはタコジェネレータ１１３があり、その出力は必要トルク演算回路１１２に信号１１５として出力される。この値によりスプール１１１の回転数が容易に算出される。又、溶接ワイヤ１８の送給速度を図示しない適宜検出器により直接検出するか、プル側駆動モータ２５又はプッシュ側駆動モータ２３の回転数を適宜検出器にて測定し算出する。この検出された溶接ワイヤ送給速度１１４は、必要トルク演算回路１１２に出力される。図に示す例は、プッシュ側駆動モータ２３に設けた回転計よりの値を用いたが、プル側駆動モータ２５よりフィードバックされる値を利用しても良い。
【００２５】
信号１１５と信号１１４の値よりスプール１１１より溶接ワイヤ１８を繰り出すに必要なトルク値Ｃが必要トルク演算回路１１２にて算出される。このトルク値Ｃはスプール１１１の慣性による回転を防ぐ為に、スプール回転軸にスプリング圧を加える等の手段により発生する摩擦力、溶接ワイヤ１８の重量、スプール１１１に巻かれている溶接ワイヤの巻き径（これはスプール回転数、溶接ワイヤ１８の送給速度、プッシュ側駆動モータ２３の送給ローラの径とにより求まる）とにより求まる。
次に、スプール１１１より溶接ワイヤ１８を繰り出すに必要なプッシュモータ２３に加えるべきトルク値Ｃの具体的算出方法を説明する。
まず、図４に示すように、溶接ワイヤ１８は、スプール１１１に巻かれており、プッシュ側駆動モータ２３に加えられる回転トルクにより溶接ワイヤ１８に張力を加えることにより巻きほぐされる。このスプール１１１は固定台２２０に軸受２０７を介して片持ち式に回転自在に支持される回転軸２２５に固定されており、その中央には軸２０８が配設されている。この固定台２２０にはブレーキパット２０１が軸２０８にはブレーキパット２０２が取り付けられブレーキパット２０２を２０１にスプリング２０４で押し当てることにより、摩擦力を生じさせ、これにより、慣性による回転を防いでいる。ナット２０３はこの摩擦力を調節するためのものである。
ブレーキパット２０２は軸２０８に切られているスプラインにより軸方向に移動可能に保持されている。２２３は端部蓋でありナット２２４で固定され回転軸２２５の回転を軸２０８に伝えている。溶接時にスプール１１１を回転させ、溶接ワイヤを巻きほぐすには、上記摩擦力に抗してスプール１１１を回転させるのに必要な一定値のトルクＴをスプール１１１に加える必要がある。
このトルクＴを得るに必要な溶接ワイヤ１８に加える引張力Ｆp は、半径Ｄ／２（Ｄはスプール１１１における巻き残量の直径）に反比例するので、
Ｆp ＝（２・Ｔ）／Ｄ−−−（式１）
となる。
又、その他軸受２０７部の摩擦抵抗も存在するが、一般に、軸受２０７部にはベアリングが用いられ、ブレーキパット２０１、２０２により生じる摩擦力に比べて無視できる程度に小さいので、トルク値Ｃの算出の要素からは省略できる。
【００２６】
【表１】
0003885313.tif 000002
【００２７】
上記表１は、溶接ワイヤ１８の巻径Ｄmm、溶接ワイヤ１８を巻きほぐすに必要な溶接ワイヤ１８に加えた引張力Ｆp kgf 、スプール１１１に巻かれている溶接ワイヤ１８の総重量Ｗkgと、Ｆp ・Ｄ／２で求めたスプール１１１に加えたトルクＴkgf ・mmを実測した実施例である。
表１中測定NO. １２、NO. １３は、径の小さいスプール１１１を用いて測定した例である。表１の実施例の結果より、実測したトルクＴは概ね一定となり、スプール１１１における巻き残量の直径Ｄのみを考慮し、（式１）による引張力Ｆp によりプッシュ側駆動モータ２３に加えるべきトルク値Ｃを算出すれば、本発明の目的を達成できることが判明した。
すなわち、（式１）の中のＴはブレーキパット２０１、２０２による摩擦力を溶接途中で変更しなければ、一定の値なので、前記必要トルク演算回路１１２での演算式中に定数として設定すればよい。
【００２８】
次に、スプール１１１における巻き残量の直径Ｄの算出方法を説明する。ｖを前記溶接ワイヤ速度１１４とし、ｎをタコジェネレータ１１３により測定されたスプール１１１の回転数１１５とすると、スプール１１１における巻き残量の直径Ｄは、
Ｄ＝ｖ／（π・ｎ）−−−（式２）
として計算される。
したがって、（式１）に（式２）を代入することにより、溶接ワイヤ１８に加えるべき引張力Ｆp が（式３）によって求まる。
Ｆp ＝（２・Ｔ・π・ｎ）／ｖ−−−（式３）
次に、この引張力Ｆp を得るに必要なプッシュ側駆動モータ２３のトルク値Ｃを求める。ここで、プッシュ側駆動モータ２３における駆動ローラの直径をＤp とすると、
Ｃ＝Ｆp ・（Ｄp ／２）−−−（式４）
（式４）に（式３）を代入して整理すると、
Ｃ＝Ｔ・Ｄp ・π・ｎ／ｖ−−−（式５）
となる。
以上によって、必要トルク演算回路１１２により、溶接ワイヤ１８のスプール１１１からの巻きほぐしに必要なトルク値Ｃを求める。
前記値ＣはトルクＥ設定回路６０に設定されている前記値Ｅと共にトルク加算回路４９に出力される。一方、プル側駆動モータ２５の駆動回路３９で測定された電流値はトルク演算回路１２０に出力され、プル側駆動モータ２５のトルク値Ｄが算出され、トルク加算回路４９に出力される。トルク加算回路４９でプッシュ側駆動モータ２３に設定するトルク値Ａが算出され（Ａ＝Ｄ＋Ｅ＋Ｃ）、この出力（Ａ＝Ｄ＋Ｅ＋Ｃ）は、比較演算回路５１を経て駆動トルク設定回路５９に出力され、この駆動トルク設定回路５９より必要トルクを指示する出力が駆動回路５３に出力され、駆動回路５３より駆動電力がプッシュ側駆動モータ２３に与えられる。
【００２９】
又、駆動回路５３、又は、プッシュ側駆動モータ２３より、プッシュ側駆動モータ２３でのトルク値が電流値としてトルク検出回路５５に信号１１６としてフィードバックされ、トルク検出回路５５で算出された実効トルク値は比較演算回路５１に入力され、加算トルク値（Ｄ＋Ｅ＋Ｃ）と比較され補正値がトルク設定回路５９に出力され、駆動回路５３に入力され、所定のトルク値を得るように自動制御される。
これにより、所定トルク値Ｅが適性であれば、コンジットケーブル２０内と溶接トーチ１６内での送給摩擦の変動によるトルク値の変動以上はプル側駆動モータ２５のトルクに変動を生じないので、プル側駆動モータ２５に余裕を持たせる必要がなく、小型のモータを利用でき溶接トーチ１６を小型軽量化できる。
又、停止回路１５０及び予告表示１５２については、前記第１の実施の形態の場合と同じである。
【００３０】
尚、本発明は前記第１、第２の実施の形態に限定されるものではない。
前記第１、第２の実施の形態として、スプール１１１に巻かれた溶接ワイヤ１８の残量が少なくなったことを検知するために、単位溶接ワイヤ長さに対するスプール１１１の回転数を回転数演算回路１５１にて算出する例について述べたが、回転数演算回路１５１に替えて、スプール１１１における溶接ワイヤ巻き残量の直径を演算する回路を設け、（式２）によりこれを求め、巻き残量の直径Ｄが一定値以下になった場合、予告表示１５２に表示させるようにしてもよい。
前記第１、第２の実施の形態では、溶接トーチ１６内に溶接ワイヤ矯正装置２１を組み込んだものを例に挙げて説明したが、溶接ワイヤ矯正装置２１が、溶接トーチ１６の外に別途設けられているようなものにおいても、同様に適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明による溶接ワイヤ送給装置によると、プル側駆動モータの回転数を、溶接電源によって設定される溶接電流等の溶接条件に基づいて制御し、且つ、プッシュ側駆動モータの回転トルクＡを所定値になるようにし、その際、回転トルクＡを決定するときに、溶接ワイヤのスプールからの巻きほぐしに必要なトルクの変動を考慮するように構成し、プル側駆動モータに負荷されるトルクが一定となるように、プッシュ側駆動モータのトルクを制御するようにしているので、プッシュ側駆動モータとプル側駆動モータとの間における溶接ワイヤの張力を一定に保持することができ、さらに、プル側駆動モータに対する負担を軽減させ、プル側駆動モータの小型・軽量化を図ることができる。これにより、溶接トーチを小型のものとすることができる。
また、スプールに巻かれている溶接ワイヤが無くなった場合に溶接電流を止め溶接ワイヤ送給モータを停止させる事または溶接ワイヤの残量の少なくなったことを溶接作業者に知らせることにより、溶接作業中に溶接ワイヤ切れによるバーンバック現象の発生等を生じる心配がなく、作業性が向上すると共に溶接不良の発生を防げる効果をゆうする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、プッシュ・プル型溶接装置の概略を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、プッシュ・プル型溶接装置を制御する制御装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図で、プッシュ・プル型溶接装置を制御する制御装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図で、溶接ワイヤがスプールに巻回されている状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  溶接電源
１３  溶接ワイヤ供給装置
１６  溶接トーチ
１８  溶接ワイヤ
２０  コンジットケーブル
２１  溶接ワイヤ矯正装置
２３  プッシュ側駆動モータ
２５  プル側駆動モータ
２７  溶接ワイヤ矯正装置
３１  送給速度設定回路
３３  速度制御回路
３９  駆動回路
４５  比較演算回路
４７  送給速度表示装置
４９  トルク加算回路
５１  比較演算回路
５３  駆動回路
５５  トルク検出回路
５９  駆動トルク設定回路
６０  固定トルク設定回路
６１  トルク加算回路
１１１  スプール
１１２  必要トルク演算回路
１１３  タコジェネレータ
１５０  停止回路
【図１】
0003885313.tif 000003
【図２】
0003885313.tif 000004
【図３】
0003885313.tif 000005
【図４】
0003885313.tif 000006