(57)【要約】溶接条件の設定方法は、溶接の仕上がりに関係する調整可能な指標を選択するステップと、指標の調整方向を選択するステップと、選択された指標及び調整方向に基づいて設定された溶接条件で、溶接を実行するステップとを備えたことを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接の仕上がりに関係する調整可能な指標を選択するステップと、
前記指標の調整方向を選択するステップと、
選択された前記指標及び前記調整方向に基づいて設定された溶接条件で、溶接を実行するステップとを備えたことを特徴とする溶接条件の設定方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記溶接を実行するステップの後で、前記指標の前記調整方向を再選択するステップと、
再選択された前記調整方向に基づいて設定された溶接条件で、再度、溶接を実行するステップとを備えたことを特徴とする溶接条件の設定方法。
【請求項３】
溶接の仕上がりに関係する調整可能な指標及び前記指標の調整方向を作業者に通知する通知部と、
前記通知部で通知された前記指標及び前記調整方向を、前記作業者の操作に基づいて選択可能な操作部と、
前記操作部で選択された前記指標及び前記調整方向に基づいて溶接条件を設定する操作制御部と、
前記操作制御部で設定された前記溶接条件で、溶接出力の制御を行う溶接制御部とを備えたことを特徴とする溶接条件の設定装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記通知部は、前記溶接を実行した後で、前記指標の前記調整方向を再選択するように前記作業者に通知することを特徴とする溶接条件の設定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、溶接条件の設定方法及び設定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、調整可能な多くのパラメータを有しており、そのパラメータを調整することで自分の好み又はワークに適した溶接を行うことが可能な溶接機が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１には、パラメータ番号、パラメータ名称、調整量が溶接機の表示器に表示され、備え付けの操作部によって調整できるようにした構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０１４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の溶接機では、溶接現象とパラメータの調整量との関係が直感的ではない。そのため、従来の溶接機では、多くの設定項目について、作業者の知識や経験に基づいて設定するか、あるいは、取扱説明書等の参考資料に基づいて設定する必要がある。そのため、従来の溶接機の設定は、時間がかかり、また、熟練作業者でなければ正しい設定ができないという問題があった。【０００６】
本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶接条件に関する知識が乏しい作業者でも、溶接条件の設定を容易に行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る第１の態様は、溶接の仕上がりに関係する調整可能な指標を選択するステップと、指標の調整方向を選択するステップと、選択された指標及び調整方向に基づいて設定された溶接条件で、溶接を実行するステップとを備えたことを特徴とするものである。【０００８】
本開示に係る第１の態様では、作業者が、自らが希望する溶接の仕上がりに関係する指標及び調整方向を選択する。そして、選択された指標及び調整方向に基づいて設定された溶接条件で溶接を実行する。【０００９】
これにより、溶接条件に関する知識が乏しい作業者でも、多くのパラメータを意識することなく、直感的に指標及び調整方向を選択するだけで、自分の好み又はワークに適した溶接条件に設定することができる。【００１０】
具体的に、アークの硬さを変えたい場合について説明する。この場合には、例えば、液晶表示部に、アークの硬さに関係する指標である「アークの硬さを変えたい」というコメントが表示される。作業者は、決定ボタンを押すことで、この指標を選択する。【００１１】
次に、液晶表示部に、指標の調整方向である「硬くしたい」というコメントが表示される。ここで、作業者がアークを硬くしたい場合（例えば、高速で溶接を行うために速い溶滴移行速度が要求される場合など）には、決定ボタンを押すことで、アークを硬くするための溶接条件が設定される。【００１２】
具体的には、短絡期間中の電流波形の傾きを変更して、溶接電流を上げる方向に波形制御が行われる。これにより、作業者は、アークが硬くなる溶接条件で、溶接を実行することができる。【００１３】
一方、作業者がアークを柔らかくしたい場合（例えば、アンダーカットが生じ難い穏やかなアーク状態が必要な場合など）には、液晶表示部に、指標の調整方向である「柔らかくしたい」というコメントが表示されるまでスクロールボタンを押す。その後、決定ボタンを押すことで、アークを柔らかくするための溶接条件が設定される。【００１４】
具体的には、短絡期間中の電流波形の傾きを変更して、溶接電流を下げる方向に波形制御が行われる。これにより、作業者は、アークが柔らかくなる溶接条件で、溶接を実行することができる。【００１５】
本開示に係る第２の態様は、本開示に係る第１の態様において、
溶接を実行するステップの後で、指標の調整方向を再選択するステップと、
再選択された調整方向に基づいて設定された溶接条件で、再度、溶接を実行するステップとを備えたことを特徴とするものである。【００１６】
本開示に係る第２の態様では、溶接を実行した後、指標の調整方向を再選択して、再選択された調整方向に基づいて設定された溶接条件で溶接を実行する。【００１７】
具体的に、アークの硬さが硬くなる溶接条件で溶接を実行した後で、液晶表示部に、「もっと硬くしたい」というコメントが表示される。作業者がアークをもっと硬くしたいと考えている場合には、決定ボタンを押すことで、アークをさらに硬くするための溶接条件が設定される。【００１８】
これにより、作業者が希望する溶接の仕上がりが得られるまで、溶接条件を繰り返し変更することができる。【００１９】
本開示に係る第３の態様は、溶接条件の設定装置を対象とし、
溶接の仕上がりに関係する調整可能な指標及び該指標の調整方向を作業者に通知する通知部と、通知部で通知された指標及び調整方向を、作業者の操作に基づいて選択可能な操作部と、操作部で選択された指標及び調整方向に基づいて溶接条件を設定する操作制御部と、操作制御部で設定された溶接条件で、溶接出力の制御を行う溶接制御部とを備えたことを特徴とするものである。【００２０】
本開示に係る第３の態様では、作業者は、通知部で通知された指標のうち、自らが希望する溶接の仕上がりに関係する指標及び調整方向を、操作部によって選択する。そして、選択された指標及び調整方向に基づいて溶接条件が設定され、設定された溶接条件で溶接出力の制御が行われる。【００２１】
これにより、溶接条件に関する知識が乏しい作業者でも、多くのパラメータを意識することなく、直感的に指標及び調整方向を選択するだけで、自分の好み又はワークに適した溶接条件に設定することができる。【００２２】
本開示に係る第４の態様は、本開示に係る第３の態様において、
通知部は、溶接を実行した後で、指標の調整方向を再選択するように作業者に通知することを特徴とするものである。【００２３】
本開示に係る第４の態様では、溶接を実行した後、通知部によって、指標の調整方向を再選択するように作業者に通知される。【００２４】
これにより、作業者が希望する溶接の仕上がりが得られるまで、溶接条件を繰り返し変更することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本開示によれば、溶接条件に関する知識が乏しい作業者でも、溶接条件の設定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係るアーク溶接機の回路構成の概略を示す図である。
【図２】アーク溶接機の外観を示す図である。
【図３】アーク溶接機の操作部を示す図である。
【図４】アークの硬さを硬くしたい場合の手順を示す図である。
【図５】アークを硬くするために調整されるパラメータについて説明するためのグラフ図である。
【図６】アークの硬さをもっと硬くしたい場合の手順を示す図である。
【図７】アークの硬さを柔らかくしたい場合の手順を示す図である。
【図８】アークを柔らかくするために調整されるパラメータについて説明するためのグラフ図である。
【図９】アークの硬さが希望通りにならない場合の手順を示す図である。
【図１０】溶け込みが浅い場合と深い場合とを比較して示す断面図である。
【図１１】溶け込み深さを変えたい場合の手順を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２８】
図１〜図３に示すように、アーク溶接機１は、操作部１０を有する。操作部１０は、条件設定用のジョグダイヤル１１と、溶接条件の設定等に用いられる複数のスイッチ部１２と、文字情報等を表示するための液晶表示部１３（通知部）と、英数字等を表示するためのＬＥＤ表示部１４とを有する。
【００２９】
操作部１０では、例えば、パラメータとして、溶接対象物の材質や板厚、溶接対象物の溶接継手形状、ワイヤ径、ガスの種類、溶接速度等を入力する。
【００３０】
また、アーク溶接機１は、操作制御部２０と、記憶部２１と、溶接制御部２５と、出力駆動部２６と、シールドガス駆動部２７と、スタート装置駆動部２８と、ワイヤ送給モータ駆動部２９とを有する。
【００３１】
操作制御部２０は、操作部１０を用いて設定された溶接に関するパラメータに応じて条件を修正して溶接制御を行う。記憶部２１には、複数の溶接条件が記憶されている。操作制御部２０は、記憶部２１から溶接条件を読み出したり、変更された溶接条件の設定値を記憶部２１に記憶させる。
【００３２】
なお、初期状態では、記憶部２１には、工場出荷時の初期値が溶接条件のパラメータとして設定されている。作業者は、スイッチ部１２を操作することにより溶接条件項目を選択し、ジョグダイヤル１１の操作により選択した溶接条件項目に対する数値を設定する。これにより、操作制御部２０における溶接条件の設定が変更され、記憶部２１に記憶される。
【００３３】
溶接条件項目の設定された数値は、液晶表示部１３やＬＥＤ表示部１４に表示され、作業者が確認を行うことができる。そして、溶接条件項目毎の値の設定を行うことにより、目的とする溶接に必要な条件を設定し、その後、実際に溶接を開始する。
【００３４】
操作制御部２０で決定されて記憶部２１に記憶された各設定値は、溶接制御部２５に送られる。溶接制御部２５は、記憶部２１から送られてきた設定値に従って、出力駆動部２６、シールドガス駆動部２７、スタート装置駆動部２８、ワイヤ送給モータ駆動部２９を動作させる。これにより、作業者が設定した溶接条件で溶接を行うことができる。このように、アーク溶接機１は、溶接を行うとともに、溶接条件を設定するための設定装置として用いられる。
【００３５】
ところで、作業者が自分の好み又はワークに適した溶接条件に設定するためには、作業者が、溶接現象とパラメータの調整量との関係について十分に理解する必要があった。つまり、従来の溶接機では、多くの設定項目について、作業者の知識や経験に基づいて設定するか、あるいは、取扱説明書等の参考資料に基づいて設定する必要があった。そのため、従来の溶接機は、設定に時間がかかり、また、熟練作業者でなければ正しい設定ができないという問題があった。
【００３６】
そこで、本実施形態では、溶接条件に関する知識が乏しい作業者でも、多くのパラメータを意識することなく、直感的に、自分の好み又はワークに適した溶接条件に設定できるようにしている。
【００３７】
具体的に、本実施形態では、溶接の仕上がりに関係する調整可能な指標や、指標の調整方向を入力することで、溶接条件を自動的に変更可能にサポートする溶接コンシェルジュと呼ばれる設定方法を用いている。
【００３８】
〈アークの硬さを硬くしたい場合の手順〉
以下では、例えば、高速で溶接を行うために速い溶滴移行速度が要求される場合など、アークの硬さを硬くしたい場合の手順について説明する。
【００３９】
まず、作業者は、ジョグダイヤル１１やスイッチ部１２を操作して、溶接コンシェルジュモードを起動する。これにより、図４の画面［１］に示すように、タッチパネル式の液晶表示部１３には、「溶接コンシェルジュモード」の起動を示すメッセージが表示され、一定時間経過後に、画面［２］に切り替わる。
【００４０】
画面［２］では、溶接の仕上がりに関係する指標についてのコメントが表示窓３０に表示されている。作業者は、表示窓３０に表示されているコメントを確認して、自らが希望する溶接の仕上がりに関係する指標を選択する。
【００４１】
具体的に、液晶表示部１３の表示窓３０の下側には、上スクロールボタン３１、下スクロールボタン３２、決定ボタン３３が横並びで表示されている。そして、図４の画面［２］には、「アークの硬さを変えたい」というコメントが表示されているので、決定ボタン３３を指ＦＮでタッチすることにより、「アークの硬さを変えたい」という指標を選択する。なお、ジョグダイヤル１１を操作することで選択してもよい。これにより、画面［３］に切り替わる。
【００４２】
画面［３］では、指標の調整方向の変更を促すコメントが表示窓３０に表示されている。作業者は、表示窓３０に表示されているコメントを確認して、指標の調整方向を選択する。
【００４３】
具体的に、図４の画面［３］には、「硬くしたい」というコメントが表示されているので、決定ボタン３３を指ＦＮでタッチすることにより、「硬くしたい」という指標の調整方向を選択する。これにより、アークの硬さが硬くなるように溶接条件が自動的に変更される。
【００４４】
ここで、図５を用いて、アークの硬さを硬くするために調整されるパラメータについて説明する。図５には、調整前の電流波形を点線で示し、調整後の電流波形を実線で示している。図５に示すように、アークの硬さを硬くするためには、短絡期間中の電流波形の傾きを変更して、溶接電流を上げる方向に波形制御が行われる。この波形制御は、電流波形の傾きの異なる２つの区間（波形制御Ａ、波形制御Ｂ）について行われる。
【００４５】
溶接条件が変更された後、図４に示すように、画面［４］に切り替わる。画面［４］では、「溶接してみてください」というメッセージが表示されている。このとき、作業者は、選択された指標及び調整方向に基づいて設定された溶接条件で、溶接を実行する。
【００４６】
溶接が完了した後、画面［５］に切り替わる。画面［５］では、溶接の仕上がりについて確認を促すコメントが表示窓３０に表示されている。作業者は、表示窓３０に表示されているコメントを確認して、処理を終了する。
【００４７】
具体的に、図４の画面［５］には、「希望通りになった」というコメントが表示されているので、決定ボタン３３を指ＦＮでタッチすることにより、処理を終了する。
【００４８】
処理を終了すると、ホーム画面である画面［６］に切り替わる。画面［６］には、現在の材料、ワイヤ径、溶接法、制御法が表示されている。
【００４９】
なお、溶接条件を変更して溶接を実行した後で、アークの硬さをさらに硬くしたい場合がある。この場合には、図６の画面［１］（図４の画面［５］と同じ画面）に示すように、下スクロールボタン３２をタッチする。下スクロールボタン３２をタッチすると、画面［２］に切り替わる。
【００５０】
図６の画面［２］には、「もっと硬くしたい」というコメントが表示されているので、決定ボタン３３を指ＦＮでタッチすることにより、「もっと硬くしたい」という指標の調整方向を選択する。これにより、アークの硬さがもっと硬くなるように溶接条件が自動的に変更される。その後の図６の画面［３］〜［５］については、図４の画面［４］〜［６］と同様であるので、説明を省略する。
【００５１】
これにより、作業者が希望する溶接の仕上がりが得られるまで、溶接条件を繰り返し変更することができる。
【００５２】
〈アークの硬さを柔らかくしたい場合の手順〉
以下では、例えば、アンダーカットが生じ難い穏やかなアーク状態が必要な場合など、アークを柔らかくしたい場合の手順について説明する。図７に示すように、溶接コンシェルジュモードの起動後の画面［１］では、溶接の仕上がりに関係する指標についてのコメントが表示窓３０に表示されている。作業者は、表示窓３０に表示されているコメントを確認して、自らが希望する溶接の仕上がりに関係する指標を選択する。
【００５３】
具体的に、図７の画面［１］には、「アークの硬さを変えたい」というコメントが表示されているので、決定ボタン３３を指ＦＮでタッチすることにより、「アークの硬さを変えたい」という指標を選択する。これにより、画面［２］に切り替わる。
【００５４】
画面［２］では、指標の調整方向の変更を促すコメントが表示窓３０に表示されている。作業者は、表示窓３０に表示されているコメントを確認して、指標の調整方向を選択する。
【００５５】
具体的に、図７の画面［２］には、「硬くしたい」というコメントが表示されている。今回は、アークを柔らかくしたいので、下スクロールボタン３２を指ＦＮでタッチすることにより、画面［３］に切り替わる。
【００５６】
画面［３］には、「柔らかくしたい」というコメントが表示されているので、決定ボタン３３を指ＦＮでタッチすることにより、「柔らかくしたい」という指標の調整方向を選択する。これにより、アークの硬さが柔らかくなるように溶接条件が自動的に変更される。
【００５７】
ここで、図８を用いて、アークの硬さを柔らかくするために調整されるパラメータについて説明する。図８には、調整前の電流波形を点線で示し、調整後の電流波形を実線で示している。図８に示すように、アークの硬さを柔らかくするためには、短絡期間中の電流波形の傾きを変更して、溶接電流を下げる方向に波形制御が行われる。この波形制御は、電流波形の傾きの異なる２つの区間（波形制御Ａ、波形制御Ｂ）について行われる。
【００５８】
溶接条件が変更された後、図７に示すように、画面［４］に切り替わる。画面［４］では、「溶接してみてください」というメッセージが表示されている。このとき、作業者は、選択された指標及び調整方向に基づいて設定された溶接条件で、溶接を実行する。
【００５９】
溶接が完了した後、画面［５］に切り替わる。画面［５］には、「希望通りになった」というコメントが表示されているので、決定ボタン３３を指ＦＮでタッチすることにより、処理を終了する。
【００６０】
処理を終了すると、ホーム画面である画面［６］に切り替わる。画面［６］には、現在の材料、ワイヤ径、溶接法、制御法が表示されている。
【００６１】
なお、アークの硬さを柔らかくする場合についても、上述した手順と同様に、画面［５］において、「もっと柔らかくしたい」というコメントを選択することで、アークの硬さをもっと柔らかくするような溶接条件に設定することができる。
【００６２】
〈アークの硬さが希望通りにならない場合の手順〉
なお、溶接条件を変更して溶接を実行した後でも、アークの硬さが希望通りにならない場合がある。この場合には、図９の画面［１］に示すように、下スクロールボタン３２を繰り返しタッチして、「もっと硬くしたい」と表示された画面［２］、「もっと柔らかくしたい」と表示された画面［３］、「希望通りにならない」と表示された画面［４］へと、順に切り替える。
【００６３】
そして、画面［４］が表示されているときに、決定ボタン３３を指ＦＮでタッチすることにより、処理を終了する。処理を終了すると、ホーム画面である画面［５］に切り替わる。
【００６４】
〈溶け込み深さを変えたい場合の手順〉
上述した例では、溶接の仕上がりに関係する指標として、アークの硬さを変えたい場合について説明したが、その他の指標についても変更可能である。例えば、図１０に示すように、溶接対象物の溶け込み深さが浅い場合よりも、溶け込み深さが深い場合の方が、接合強度を確保する上で有利となるので、作業者が、溶け込み深さを変えたいと希望する場合がある。
【００６５】
以下、溶け込み深さを変えたい場合の手順について、図１１を用いて説明する。図１１の画面［１］には、「アークの硬さを変えたい」というコメントが表示されている。今回は、溶け込み深さを変えたいので、下スクロールボタン３２を指ＦＮでタッチすることにより、画面［２］に切り替わる。
【００６６】
画面［２］には、「溶け込み深さを変えたい」というコメントが表示されているので、決定ボタン３３を指ＦＮでタッチすることにより、「溶け込み深さを変えたい」という指標を選択する。これにより、画面［３］に切り替わる。
【００６７】
画面［３］では、指標の調整方向の変更を促すコメントが表示窓３０に表示されている。作業者は、表示窓３０に表示されているコメントを確認して、指標の調整方向を選択する。
【００６８】
具体的に、図１１の画面［３］には、「深くしたい」というコメントが表示されているので、決定ボタン３３を指ＦＮでタッチすることにより、「深くしたい」という指標の調整方向を選択する。これにより、溶け込み深さが深くなるように溶接条件が自動的に変更される。
【００６９】
具体的に、ＣＯ２系のアーク溶接は、短絡とアークとの繰り返しで行われる。そして、短絡開始時の出力を変更することで、溶け込みを増やしたり、減らしたりすることができる。ここで、溶け込み深さを深くする場合には、出力停止時間を短くするように溶接条件を変更している。
【００７０】
溶接条件が変更された後、画面［４］に切り替わる。画面［４］では、「溶接してみてください」というメッセージが表示されている。このとき、作業者は、選択された指標及び調整方向に基づいて設定された溶接条件で、溶接を実行する。
【００７１】
溶接が完了した後、画面［５］に切り替わる。画面［５］には、「希望通りになった」というコメントが表示されているので、決定ボタン３３を指ＦＮでタッチすることにより、処理を終了する。
【００７２】
処理を終了すると、ホーム画面である画面［６］に切り替わる。画面［６］には、現在の材料、ワイヤ径、溶接法、制御法が表示されている。
【００７３】
なお、溶接条件を変更して溶接を実行した後で、溶け込み深さをもっと深くしたい場合については、画面［５］において下スクロールボタン３２をタッチすることで、「もっと深くしたい」というコメントを表示して選択すればよい。
【００７４】
また、溶け込み深さを浅くしたい場合には、画面［３］において下スクロールボタン３２をタッチすることで、「浅くしたい」というコメントを表示して選択すればよい。
【００７５】
以上のように、本実施形態に係る溶接条件の設定方法によれば、溶接条件に関する知識が乏しい作業者でも、多くのパラメータを意識することなく、直感的に指標及び調整方向を選択するだけで、自分の好み又はワークに適した溶接条件に設定することができる。
【００７６】
《その他の実施形態》
実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００７７】
本実施形態では、液晶表示部１３に指標や調整方向をコメントで表示することで、作業者に通知するようにしたが、この形態に限定するものではない。例えば、スピーカを用いて作業者に指標や調整方向を通知するとともに、マイクを用いて作業者が口頭で選択した指標や調整方向を音声認識するようにしてもよい。
【００７８】
また、本実施形態では、溶接の仕上がりに関係する指標として、アークの硬さや溶け込み深さについて説明したが、この形態に限定するものではない。例えば、溶接終了時のワイヤ先端の玉の大きさや、スタート時の挙動（燃え上がらせたい、突っ込ませたい、弾かないようにしたい）等の作業者に分かりやすいコメントを、指標として選択できるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上説明したように、本開示は、溶接条件に関する知識が乏しい作業者でも、溶接条件の設定を容易に行うことができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００８０】
１    アーク溶接機（設定装置）
１０    操作部
１３    液晶表示部（通知部）
２０    操作制御部
２５    溶接制御部
【図１】
2019181178.tif 000003
【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】
2019181178.tif 000009
【図８】
2019181178.tif 000010
【図９】
2019181178.tif 000011
【図１０】
2019181178.tif 000012
【図１１】
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【国際調査報告】
2019181178.tif 000014
2019181178.tif 000015
2019181178.tif 000016