(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022102244
(43)【公開日】2022-07-07
(54)【発明の名称】ワイヤ送給装置、送給システムおよび送給制御方法
(51)【国際特許分類】
B23K 9/12 20060101AFI20220630BHJP
B23K 9/133 20060101ALI20220630BHJP
【ＦＩ】
B23K9/12 301A
B23K9/12 301P
B23K9/133 502Z
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020216866
(22)【出願日】2020-12-25
(71)【出願人】
【識別番号】000001236
【氏名又は名称】株式会社小松製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】渡部 泰博
(57)【要約】
【課題】ワイヤの送給経路で発生する負荷を低減するワイヤ送給装置を得る。
【解決手段】ワイヤ送給装置４２は、中空の可撓性導管で構成される送給経路の内部を介して他のワイヤ送給装置１１に溶接用のワイヤ７０を送給するモータ４５１と、モータ４５１の駆動を制御するコントローラ４３０とを備える。コントローラ４３０は、他のワイヤ送給装置１１によって送給されたワイヤ７０の送給量を示す情報を取得する。コントローラ４３０は、当該情報に基づいて、当該送給量と同じ量のワイヤ７０をワイヤ送給装置４２が送給するようにモータ４５１の駆動を制御する。
【選択図】図２
【解決手段】ワイヤ送給装置４２は、中空の可撓性導管で構成される送給経路の内部を介して他のワイヤ送給装置１１に溶接用のワイヤ７０を送給するモータ４５１と、モータ４５１の駆動を制御するコントローラ４３０とを備える。コントローラ４３０は、他のワイヤ送給装置１１によって送給されたワイヤ７０の送給量を示す情報を取得する。コントローラ４３０は、当該情報に基づいて、当該送給量と同じ量のワイヤ７０をワイヤ送給装置４２が送給するようにモータ４５１の駆動を制御する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワイヤ送給装置であって、
中空の可撓性導管で構成される送給経路の内部を介して他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するモータと、
前記モータの駆動を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記他のワイヤ送給装置によって送給された前記ワイヤの送給量を示す情報を取得し、
前記情報に基づいて、前記送給量と同じ量の前記ワイヤを前記ワイヤ送給装置が送給するように前記モータの駆動を制御する、ワイヤ送給装置。
中空の可撓性導管で構成される送給経路の内部を介して他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するモータと、
前記モータの駆動を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記他のワイヤ送給装置によって送給された前記ワイヤの送給量を示す情報を取得し、
前記情報に基づいて、前記送給量と同じ量の前記ワイヤを前記ワイヤ送給装置が送給するように前記モータの駆動を制御する、ワイヤ送給装置。
【請求項2】
前記ワイヤ送給装置内で前記ワイヤに弛みをもたせる、請求項１に記載のワイヤ送給装置。
【請求項3】
前記ワイヤ送給装置は、
内部で前記ワイヤが送給される筐体を含み、
前記筐体内で前記ワイヤに弛みをもたせる、請求項２に記載のワイヤ送給装置。
内部で前記ワイヤが送給される筐体を含み、
前記筐体内で前記ワイヤに弛みをもたせる、請求項２に記載のワイヤ送給装置。
【請求項4】
前記ワイヤ送給装置は、前記筐体内にローラ対をさらに備え、
前記モータは、前記ローラ対を回転させることにより、前記ワイヤを送給し、
前記筐体は、前記可撓性導管を取り付ける取付部を有し、
前記ワイヤ送給装置は、前記ローラ対と前記取付部との間で、前記ワイヤに弛みをもたせる、請求項３に記載のワイヤ送給装置。
前記モータは、前記ローラ対を回転させることにより、前記ワイヤを送給し、
前記筐体は、前記可撓性導管を取り付ける取付部を有し、
前記ワイヤ送給装置は、前記ローラ対と前記取付部との間で、前記ワイヤに弛みをもたせる、請求項３に記載のワイヤ送給装置。
【請求項5】
前記ワイヤ送給装置は、
前記ワイヤが収納された収容容器に取り付けられ、
前記収容容器から前記ワイヤを引き出す、請求項１から４のいずれか１項に記載のワイヤ送給装置。
前記ワイヤが収納された収容容器に取り付けられ、
前記収容容器から前記ワイヤを引き出す、請求項１から４のいずれか１項に記載のワイヤ送給装置。
【請求項6】
前記コントローラは、前記ワイヤ送給装置よりも下流側に設けられ且つ前記他のワイヤ送給装置によって送給された前記ワイヤの送給量を検出する検出装置から、前記情報を取得する、請求項１から５のいずれか１項に記載のワイヤ送給装置。
【請求項7】
中空の可撓性導管を有し、前記可撓性導管の内部を介して溶接用のワイヤが搬送される送給経路と、
前記送給経路を介して他のワイヤ送給装置に前記溶接用のワイヤを送給するワイヤ送給装置と、
前記他のワイヤ送給装置によって送給された前記ワイヤの送給量を検出する検出装置とを備え、
前記ワイヤ送給装置は、前記検出の結果に基づいて、前記送給量と同じ量の前記ワイヤを送給する、送給システム。
前記送給経路を介して他のワイヤ送給装置に前記溶接用のワイヤを送給するワイヤ送給装置と、
前記他のワイヤ送給装置によって送給された前記ワイヤの送給量を検出する検出装置とを備え、
前記ワイヤ送給装置は、前記検出の結果に基づいて、前記送給量と同じ量の前記ワイヤを送給する、送給システム。
【請求項8】
ワイヤ送給装置の送給制御方法であって、
前記ワイヤ送給装置が、可撓性導管で構成される送給経路の内部を介して他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するステップと、
前記ワイヤ送給装置が、前記他のワイヤ送給装置によって送給された前記ワイヤの送給量を示す情報を取得するステップとを備え、
前記他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するステップは、前記情報に基づいて、前記送給量と同じ量の前記ワイヤを前記ワイヤ送給装置が送給するように制御するステップを含む、送給制御方法。
前記ワイヤ送給装置が、可撓性導管で構成される送給経路の内部を介して他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するステップと、
前記ワイヤ送給装置が、前記他のワイヤ送給装置によって送給された前記ワイヤの送給量を示す情報を取得するステップとを備え、
前記他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するステップは、前記情報に基づいて、前記送給量と同じ量の前記ワイヤを前記ワイヤ送給装置が送給するように制御するステップを含む、送給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ワイヤ送給装置、ワイヤの送給システムおよびワイヤの送給制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、溶接用のワイヤを溶接装置に送給する送給システムが知られている。たとえば、特開２００２－１５３６号公報（特許文献１）には、溶接ワイヤの送給経路の途中に多段にわたって配設された複数のワイヤ送給装置を備えた溶接ワイヤ送給システムが開示されている。
【0003】
特許文献１の溶接ワイヤ送給システムは、ワイヤ送給装置として、３台の溶接ワイヤ送出機と１台のワイヤ供給機とを備える。３台の溶接ワイヤ送出機の送給速度は、上流側の溶接ワイヤ送出機よりも下流側の溶接ワイヤ送出機の方が早い。
【0004】
このような速度設定により、特許文献１の溶接ワイヤ送給システムでは、溶接ワイヤにテンションが付与されるため、送給チューブ内の溶接ワイヤの弛みを減少させることにより送給チューブの内面と溶接ワイヤとの接触を少なくしている。これにより、特許文献１の溶接ワイヤ送給システムでは、送給チューブ内での溶接ワイヤの接触抵抗、すなわち送給負荷を軽減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００２－１５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
送給チューブは、しばしば、可撓性のあるチューブであり、複数の箇所が曲がった状態で配設される。特許文献１の送給システムでは、送給チューブが曲がっていない箇所では接触部位を低減できるため、当該箇所での接触抵抗を低減できる。しかしながら、曲がった箇所では、溶接ワイヤの弛みがないため、接触抵抗増加の惧れがある。それゆえ、特許文献１の送給システムでは、必ずしも溶接ワイヤをより小さい負荷で送り出すことはできない。
【0007】
本開示は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、溶接用のワイヤの送給経路で発生する負荷を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示のある局面に従うと、ワイヤを送給するワイヤ送給装置は、中空の可撓性導管で構成される送給経路の内部を介して他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するモータと、モータの駆動を制御するコントローラとを備える。コントローラは、他のワイヤ送給装置によって送給されたワイヤの送給量を示す情報を取得する。コントローラは、情報に基づいて、送給量と同じ量のワイヤをワイヤ送給装置が送給するようにモータの駆動を制御する。
【0009】
本開示の他の局面に従うと、送給システムは、中空の可撓性導管を有し、可撓性導管の内部を介して溶接用のワイヤが搬送される送給経路と、送給経路を介して他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するワイヤ送給装置と、他のワイヤ送給装置によって送給されたワイヤの送給量を検出する検出装置とを備える。ワイヤ送給装置は、検出の結果に基づいて、送給量と同じ量のワイヤを送給する。
【0010】
本開示のさらに他の局面に従うと、ワイヤ送給装置の送給制御方法は、ワイヤ送給装置が、可撓性導管で構成される送給経路の内部を介して他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するステップと、ワイヤ送給装置が、他のワイヤ送給装置によって送給されたワイヤの送給量を示す情報を取得するステップとを備える。他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するステップは、情報に基づいて、送給量と同じ量のワイヤをワイヤ送給装置が送給するように制御するステップを含む。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、ワイヤの送給経路で発生する負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】溶接システムの概略構成を示した図である。
【図2】溶接システムの要部を表した図である。
【図3】送給量検出装置とワイヤ送給装置とのハードウェア構成を示した図である。
【図4】フレキシブルコンジットが曲がった箇所におけるフレキシブルコンジット４３と溶接用ワイヤとの状態を模式的に表した図である。
【図5】フレキシブルコンジット内での溶接用ワイヤの送給負荷の発生メカニズムを模擬的に説明するための図である。
【図6】溶接ロボットが溶接を開始した後のワイヤ送給装置の処理の流れを示したフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一部品には、同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【0014】
図１は、溶接システム１の概略構成を示した図である。
図１に示されるように、溶接システム１は、溶接ロボット１０と、ロボットコントローラ２０と、溶接電源３０と、送給システム４０と、ペールパック５０と、溶接用のワイヤ７０とを備える。溶接ロボット１０は、ロボット側ワイヤ送給装置１１と、アーム１２と、溶接トーチ１３とを含む。送給システム４０は、送給量検出装置４１と、ペールパック側ワイヤ送給装置４２と、フレキシブルコンジット４３（可撓性導管）と、信号線４４とを含む。
図１に示されるように、溶接システム１は、溶接ロボット１０と、ロボットコントローラ２０と、溶接電源３０と、送給システム４０と、ペールパック５０と、溶接用のワイヤ７０とを備える。溶接ロボット１０は、ロボット側ワイヤ送給装置１１と、アーム１２と、溶接トーチ１３とを含む。送給システム４０は、送給量検出装置４１と、ペールパック側ワイヤ送給装置４２と、フレキシブルコンジット４３（可撓性導管）と、信号線４４とを含む。
【0015】
溶接ロボット１０は、ロボットコントローラ２０に通信可能に接続されている。溶接トーチ１３のポジショニングおよび溶接速度が、ロボットコントローラ２０により指令される。
【0016】
ロボット側ワイヤ送給装置１１は、ワイヤ７０を自動的に送給する。ロボット側ワイヤ送給装置１１は、溶接電源３０に接続され、かつ溶接電源３０から電力の供給を受ける。供給された電力は、ワイヤ７０に給電される。ロボット側ワイヤ送給装置１１は、溶接トーチ１３にワイヤ７０を送給（送出）する。溶接トーチ１３によって溶接が行われる。
【0017】
ロボットコントローラ２０は、溶接ロボット１０と溶接電源３０とに通信可能に接続されている。ロボットコントローラ２０は、溶接ロボット１０の動作を制御する。ロボットコントローラ２０は、溶接ロボット１０に動作指令信号を送信する。ロボットコントローラ２０は、溶接電源３０の出力を制御する。ロボットコントローラ２０は、溶接電源３０に溶接指令信号を送信する。ロボットコントローラ２０は、溶接指令信号の送信により、ロボット側ワイヤ送給装置１１の動作および溶接条件の指令を行う。ロボットコントローラ２０は、溶接電源３０の出力を制御する。
【0018】
溶接電源３０は、ロボット側ワイヤ送給装置１１を介して、溶接に必要な電流をワイヤ７０に供給する。溶接電源３０は、母材とワイヤ７０との間に電圧を印加する。
【0019】
ペールパック５０は、ワイヤ７０を螺旋状に巻かれた状態で収容する。
送給システム４０は、ペールパック５０内のワイヤ７０を、溶接ロボット１０に送給する。送給システム４０は、ワイヤ７０をロボット側ワイヤ送給装置１１に送給する。
送給システム４０は、ペールパック５０内のワイヤ７０を、溶接ロボット１０に送給する。送給システム４０は、ワイヤ７０をロボット側ワイヤ送給装置１１に送給する。
【0020】
送給量検出装置４１は、信号線４４によってペールパック側ワイヤ送給装置４２に通信可能に接続されている。送給量検出装置４１は、ワイヤ７０の送給経路においてペールパック側ワイヤ送給装置４２よりも溶接ロボット１０側に設けられている。送給量検出装置４１は、ロボット側ワイヤ送給装置１１によって送給されたワイヤ７０の送給量を検出する。詳しくは、送給量検出装置４１は、送給されたワイヤ７０の長さを検出する。送給量検出装置４１は、信号線４４を介して、検出結果をペールパック側ワイヤ送給装置４２に送る。
【0021】
ペールパック側ワイヤ送給装置４２は、ペールパック５０に取り付けられている。ペールパック側ワイヤ送給装置４２は、ペールパック５０の頂部（開口部）に取り付けられている。ペールパック側ワイヤ送給装置４２は、ペールパック５０からワイヤ７０を引き出す。
【0022】
ペールパック側ワイヤ送給装置４２と、送給量検出装置４１とは、フレキシブルコンジット４３（可撓性導管）で接続されている。フレキシブルコンジット４３は、内部が空洞（中空）であり、内部においてワイヤ７０が搬送される。このように、フレキシブルコンジット４３は、ワイヤ７０の送給経路を構成する。
【0023】
ペールパック側ワイヤ送給装置４２は、ペールパック５０から引き出したワイヤ７０をフレキシブルコンジット４３内に送給する。ワイヤ７０は、送給量検出装置４１を通過した後、ロボット側ワイヤ送給装置１１に送られる。
【0024】
フレキシブルコンジット４３は、溶接時には、通常、複数の箇所が曲がった状態となる。図１では、フレキシブルコンジット４３は、６つの箇所Ｑ１～Ｑ６で曲がっている状態を例示している。
【0025】
なお、各矢印９０１～９０３は、各所におけるワイヤ７０の送給方向を示している。
図２は、溶接システム１の要部を表した図である。
図２は、溶接システム１の要部を表した図である。
【0026】
図２に示されるように、ロボット側ワイヤ送給装置１１は、駆動モータ１１１と、歯車１１２と、ローラ対１１３と、ローラ対１１４とを備える。ローラ対１１３は、駆動ローラ１１３ａと従動ローラ１１３ｂとを含む。ローラ対１１４は、駆動ローラ１１４ａと従動ローラ１１４ｂとを含む。
【0027】
従動ローラ１１３ｂは、駆動ローラ１１３ａに圧力を掛けた状態で設置されている。従動ローラ１１４ｂは、駆動ローラ１１４ａに圧力を掛けた状態で設置されている。従動ローラ１１３ｂ，１１４ｂは、加圧ローラとして機能する。ロボット側ワイヤ送給装置１１内では、ワイヤ７０は、駆動ローラ１１３ａと従動ローラ１１３ｂとに挟まれ、かつ駆動ローラ１１４ａと従動ローラ１１４ｂとに挟まれた状態となる。
【0028】
ロボットコントローラ２０から溶接電源３０を経由しての指令（図１参照）に基づき駆動モータ１１１が回転すると、駆動モータ１１１の回転軸１１９を回転中心として、歯車１１２が矢印９１１の方向に回転する。歯車１１２の回転に伴い、駆動ローラ１１３ａ，１１４ａが回転する。従動ローラ１１３ｂ，１１４ｂが駆動ローラ１１３ａ，１１４ａに圧力を掛けた状態で回転することにより、ワイヤ７０が溶接トーチ１３側に送給される。
【0029】
送給量検出装置４１は、ローラ対４１１を備える。ローラ対４１１は、ローラ４１１ａ，４１１ｂを含む。
【0030】
ペールパック側ワイヤ送給装置４２は、ベース部材４１０と、電源４２０と、コントローラ４３０と、筐体４４０と、駆動機構４５０とを備える。駆動機構４５０は、ステッピングモータ４５１と、歯車４５２と、ローラ対４５３と、ローラ対４５４とを備える。ローラ対４５３は、駆動ローラ４５３ａと従動ローラ４５３ｂとを含む。ローラ対４５４は、駆動ローラ４５４ａと従動ローラ４５４ｂとを含む。
【0031】
電源４２０と、コントローラ４３０と、筐体４４０と、駆動機構４５０とは、ベース部材４１０の上面に設置されている。ベース部材４１０の下面は、ペールパック５０（図１参照）の頂部に接触している。
【0032】
図２を参照して、本例では、ローラ４１１ａは、ローラ４１１ｂに圧力を掛けた状態で設置されている。送給量検出装置４１内では、ワイヤ７０は、ローラ４１１ａとローラ４１１ｂとに挟まれた状態となる。送給量検出装置４１は、ローラ４１１ｂの回転状態に基づき、ロボット側ワイヤ送給装置１１によって送給されたワイヤ７０の送給量を検出する。送給量検出装置４１は、検出結果（本例では、パルス信号）を、信号線４４を介してコントローラ４３０に送る。なお、送給量の具体的な検出方法については、後述する。
【0033】
コントローラ４３０は、駆動機構４５０の動作を制御する。コントローラ４３０は、ステッピングモータ４５１の回転を制御する。コントローラ４３０は、プロセッサと、メモリと、通信インターフェイスとを備える。
【0034】
コントローラ４３０は、電源４２０から給電を受ける。ステッピングモータ４５１は、電源４２０から給電を受ける。
【0035】
従動ローラ４５３ｂは、駆動ローラ４５３ａに圧力を掛けた状態で設置されている。従動ローラ４５４ｂは、駆動ローラ４５４ａに圧力を掛けた状態で設置されている。従動ローラ４５３ｂ，４５４ｂは、加圧ローラとして機能する。駆動機構４５０においては、ワイヤ７０は、駆動ローラ４５３ａと従動ローラ４５３ｂとに挟まれ、かつ駆動ローラ４５４ａと従動ローラ４５４ｂとに挟まれた状態となる。
【0036】
コントローラ４３０からの指令に基づきステッピングモータ４５１が回転すると、ステッピングモータ４５１の回転軸４５９を回転中心として、歯車４５２が矢印９１２の方向に回転する。歯車４５２の回転に伴い、駆動ローラ４５３ａ，４５４ａが回転する。駆動ローラ４５３ａ，４５４ａが回転することにより、ワイヤ７０がペールパック５０から引き出され、かつ引き出されたワイヤ７０がフレキシブルコンジット４３側に送給される。
【0037】
このように、ステッピングモータ４５１は、フレキシブルコンジット４３で構成される送給経路の内部を介してロボット側ワイヤ送給装置１１にワイヤ７０を送給する。フレキシブルコンジット４３は、少なくとも一部に曲がった経路を有する。
【0038】
コントローラ４３０は、送給量検出装置４１から、ロボット側ワイヤ送給装置１１によって送給されたワイヤ７０の送給量を示す情報を取得する。コントローラ４３０は、当該情報として、送給量検出装置４１による検出結果（本例では、パルス信号）を、信号線４４を介して取得する。コントローラ４３０は、ロボット側ワイヤ送給装置１１によるワイヤ７０の送給量と同じ量のワイヤ７０を送給するようにステッピングモータ４５１の駆動を制御する。
【0039】
筐体４４０は、ワイヤ７０を収容している。筐体４４０は、駆動機構４５０の少なくとも一部を収容している。本例では、筐体４４０は、少なくとも、歯車４５２と、ローラ対４５３と、ローラ対４５４とを収容している。
【0040】
筐体４４０は、筐体４４０にフレキシブルコンジット４３を取り付けるための取付部４４１を有する。取付部４４１には、ワイヤ７０が通過するための開口が形成されている。取付部４４１には、フレキシブルコンジット４３の端部４３２が接続される。
【0041】
筐体４４０は、筐体４４０をベース部材４１０に取り付ける取付具４４３を有する。筐体４４０の底部には、ペールパックからワイヤ７０を引き出すための開口部４４２が設けられている。
【0042】
筐体４４０は、内部のメンテナンスおよびワイヤの手動による引き出し操作のため、扉を備えるか、あるいは一部の側面が取り外せることが好ましい。
【0043】
ペールパック側ワイヤ送給装置４２は、ペールパック側ワイヤ送給装置４２内でワイヤ７０に弛みをもたせている。ペールパック側ワイヤ送給装置４２は、筐体４０内でワイヤ７０に弛みをもたせている。ペールパック側ワイヤ送給装置４２は、ローラ対４５４と取付部４４１との間で、ワイヤ７０に弛みをもたせている。
【0044】
ペールパック側ワイヤ送給装置４２内でワイヤ７０に弛みをもたせるために、溶接開始前に、ペールパック５０からワイヤ７０を引き出しておく。たとえば、ユーザが、ペールパック５０から所定量（所定長さ）のワイヤ７０を引き出しておく。
【0045】
ペールパック側ワイヤ送給装置４２は、上述したように、ロボット側ワイヤ送給装置１１によって送給されたワイヤ７０の送給量と同じ量のワイヤ７０を送給するようにステッピングモータ４５１を駆動する。このため、溶接時においても、筐体４４０内におけるワイヤ７０の弛みは維持される。
【0046】
なお、破線Ｃ１は、弛みが略ない状態のワイヤ７０を示している。破線Ｃ２は、破線Ｃ１よりも張った状態のワイヤ７０を示している。矢印９１３は、ワイヤ７０の弛みにより、ワイヤ７０が揺動する方向を示している。
【0047】
【0048】
図３は、送給量検出装置４１とペールパック側ワイヤ送給装置４２とのハードウェア構成を示した図である。
【0049】
図３に示されるように、送給量検出装置４１は、ローラ４１１ｂと、エンコーダ４１２とを備える。エンコーダ４１２は、回転軸４１２１を含む。ローラ４１１ｂは、回転軸４１２１に取り付けられている。ロボット側ワイヤ送給装置１１によるワイヤ７０の送給によってローラ４１１ｂが回転すると、回転軸４１２１も回転する。
【0050】
エンコーダ４１２は、回転軸４１２１の回転に基づき、信号線４４を介してパルス信号を外部出力する。エンコーダ４１２は、パルス出力のロータリーエンコーダであってもよい。
【0051】
ペールパック側ワイヤ送給装置４２は、電源４２０と、コントローラ４３０と、ステッピングモータ４５１と、電源スイッチ４６０とを備える。
【0052】
電源スイッチ４６０は、商用電源から電源４２０への電源供給をオンおよびオフさせるスイッチである。
【0053】
電源４２０は、商用電源の交流電圧（１００ボルトの交流）を、５ボルトの直流電圧と２４ボルトの直流電圧とに変換する。電源４２０は、配線４９を介して、５ボルトの直流電圧をエンコーダ４１２に供給する。電源４２０は、１００ボルトの交流電圧をコントローラ４３０に供給する。
【0054】
コントローラ４３０は、電源４２０から給電された１００ボルトの交流電圧をステッピングモータ４５１に供給する。コントローラ４３０は、エンコーダ４１２から取得したパルス信号（以下、「パルス信号Ｓｅ」とも称する）に基づき、ステッピングモータ４５１を駆動するためのパルス信号（以下、「パルス信号Ｓｍ」とも称する）を生成する。コントローラ４３０は、生成した直流電圧２４ボルトのパルス信号Ｓｍをステッピングモータ４５１に送る。
【0055】
詳しくは、コントローラ４３０は、以下の処理を行う。コントローラ４３０は、周期的に到来する制御タイミングとなると、取得したパルス信号Ｓｅに基づき、制御タイミングの直近の１周期における送給量（以下、「送給量Ｌ」とも称する）を算出する。コントローラ４３０は、送給量Ｌと同じ量のワイヤ７０をペールパック側ワイヤ送給装置４２から送給させるためのパルス信号Ｓｍを生成する。コントローラ４３０は、パルス信号Ｓｍをステッピングモータ４５１に出力する。
【0056】
コントローラ４３０は、パルス信号Ｓｅのパルス数に応じて、ステッピングモータ４５１をどの程度回転させるかを決定する。コントローラ４３０は、ステッピングモータ４５１の回転角度を決定する。コントローラ４３０では、パルス数から回転角度を算出するプログラムが格納されている。コントローラ４３０は、算出された回転角度だけステッピングモータ４５１を回転させるためのパルス信号Ｓｍを、ステッピングモータ４５１に出力する。
【0057】
コントローラ４３０では、パルス信号Ｓｅの入力に同期して制御タイミングが設定されてもよい。この場合、ペールパック側ワイヤ送給装置４２による溶接用ワイヤの送給速度を、ロボット側ワイヤ送給装置１１による溶接用ワイヤの送給速度に一層同期させることができる。
【0058】
なお、矢印９２１は、エンコーダ４１２の回転軸４１２１の回転方向を示している。矢印９２４は、ステッピングモータ４５１の回転軸４５９の回転方向を示している。矢印９２２，９２３は、ワイヤ７０の送給方向を示している。
【0059】
図４は、フレキシブルコンジット４３が曲がっている箇所Ｑ１における、フレキシブルコンジット４３とワイヤ７０との状態を模式的に表した図である。
【0060】
図４に示されるように、ワイヤ７０は、フレキシブルコンジット４３内の複数の位置Ｐ１～Ｐ７でフレキシブルコンジット４３の内壁４３ａと接触する。図１に示されるフレキシブルコンジット４３が曲がった箇所Ｑ２～Ｑ６においても、ワイヤ７０は、フレキシブルコンジット４３の内壁４３ａと接触する。
【0061】
図５は、フレキシブルコンジット４３内でのワイヤ７０の送給負荷の発生メカニズムを模擬的に説明するための図である。
【0062】
図５を参照して、ワイヤ７０を模擬するものとして、紐６０８を用いる。フレキシブルコンジット４３の曲がった箇所Ｑ１～Ｑ６を模擬するものとして、各々、滑車６０１～６０６を用いる。滑車６０１～６０６は、回転しないようにしている。
【0063】
滑車６０１～６０６による紐６０８の折り返し（図５参照）は、フレキシブルコンジット４３の曲がった箇所Ｑ１～Ｑ６（図１参照）に相当する。滑車６０１～６０６の半径がフレキシブルコンジット４３の曲がった箇所の曲率半径に相当する。滑車６０１～６０６の表面が、フレキシブルコンジット４３の内壁に相当する。
【0064】
【0065】
滑車６０１の端部に重さがＷの錘６０９を取り付ける。上下に起伏する滑車６０１～６０６を介して紐６０８を引いたときの力Ｆを計算すると、以下のとおりとなる。
【0066】
滑車６０１には、Ｗとｆ１との合力が位置Ｕ１からＵ７に分布する。このときの分布荷重Ｖ１と摩擦係数μとの積が抵抗となる。接触位置の数が増える毎に抵抗が累加する。
【0067】
滑車６０２～６０６における分布荷重を、それぞれＶ２～Ｖ６とし、かつ摩擦係数を滑車６０１と同じ値μとすると、力Ｆは、以下の式（１）で求まる。
【0068】
Ｆ＝μ×（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４＋Ｖ５＋Ｖ６）＋Ｗ … （１）
図５を参照して、ワイヤ７０の送給負荷は、紐６０８を引く力Ｆと見なすことができる。ペールパック側ワイヤ送給装置４２においてワイヤ７０に弛みを持たせることは、錘６０９をなくすことに相当する。ワイヤ７０に弛みを持たせることは、荷重Ｗが紐６０８に加わらないことに相当する。
図５を参照して、ワイヤ７０の送給負荷は、紐６０８を引く力Ｆと見なすことができる。ペールパック側ワイヤ送給装置４２においてワイヤ７０に弛みを持たせることは、錘６０９をなくすことに相当する。ワイヤ７０に弛みを持たせることは、荷重Ｗが紐６０８に加わらないことに相当する。
【0069】
それゆえ、ワイヤ７０に弛みを持たせる場合には、式（１）におけるＷの値をゼロにすることに相当する。したがって、ペールパック側ワイヤ送給装置４２においてワイヤ７０に弛みを持たせることにより、ワイヤ７０に弛みを持たせない場合よりも、曲がった箇所Ｑ１～Ｑ６において生じる送給負荷を低減することができる。
【0070】
曲がった箇所での接触抵抗の方が、曲がっていない箇所での接触抵抗よりも大きい。よって、曲がった箇所での送給負荷の方が、曲がっていない箇所での送給負荷よりも大きい。また、ワイヤ７０に弛みを持たせる場合、曲がった箇所での送給負荷の低減量の大きさは、曲がっていない箇所での送給負荷の増加量の大きさよりも大きい。したがって、ワイヤ７０に弛みを持たせることにより、全体としての送給負荷を低減できる。
【0071】
図６は、溶接ロボット１０が溶接を開始した後のペールパック側ワイヤ送給装置４２の処理の流れを示したフロー図である。
【0072】
図６を参照して、ステップＳ１において、コントローラ４３０は、エンコーダ４１２が出力したパルス信号Ｓｅの受信を開始する。ステップＳ２において、コントローラ４３０は、周期的に到来する制御タイミングとなったか否かを判断する。
【0073】
コントローラ４３０は、制御タイミングとなったと判断した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ステップＳ３において、パルス信号Ｓｅに基づき、制御タイミングの直近の１周期における送給量Ｌを算出する。コントローラ４３０は、制御タイミングが到来していないと判断した場合（ステップＳ２においてＮＯ）、処理をステップＳ２に戻す。
【0074】
ステップＳ４において、コントローラ４３０は、送給量Ｌと同じ量のワイヤ７０をペールパック側ワイヤ送給装置４２から送給させるためのパルス信号Ｓｍを生成する。ステップＳ５において、コントローラ４３０は、パルス信号Ｓｍをステッピングモータ４５１に出力する。コントローラ４３０は、ステップＳ５の後、処理をステップＳ２に進める。
【0075】
上記においては、筐体４４０内にてワイヤ７０に弛みを持たせた。しかしながら、ワイヤ７０の弛みを持たせることは必須ではない。上流側のペールパック側ワイヤ送給装置４２が下流側のロボット側ワイヤ送給装置１１に同期して、ペールパック側ワイヤ送給装置４２がロボット側ワイヤ送給装置１１によって送給されたワイヤ７０と同量のワイヤ７０を送給することにより、このような同期を取らない構成に比べて、フレキシブルコンジット４３内（送給経路）における接触抵抗を低減できる。よって、同期を取らない構成に比べ、ワイヤ７０の送給経路における送給負荷をより多く低減できる。
【0076】
＜変形例＞
（１）上記においては、ペールパック側ワイヤ送給装置４２は、ペールパック５０からワイヤ７０を引き出す構成を説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、ペールパック５０の代わりにワイヤリールを用い、ペールパック側ワイヤ送給装置４２がワイヤリールからワイヤ７０を引き出す構成としてもよい。
（１）上記においては、ペールパック側ワイヤ送給装置４２は、ペールパック５０からワイヤ７０を引き出す構成を説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、ペールパック５０の代わりにワイヤリールを用い、ペールパック側ワイヤ送給装置４２がワイヤリールからワイヤ７０を引き出す構成としてもよい。
【0077】
（２）ワイヤ７０の送給経路において、送給量検出装置４１をロボット側ワイヤ送給装置１１の上流側に配置したが、これに限定されるものではない。送給量検出装置４１をロボット側ワイヤ送給装置１１の下流側に配置してもよい。
【0078】
（３）ペールパック側ワイヤ送給装置４２は、必ずしも、ペールパック５０に設置されていなくてもよい。ペールパック側ワイヤ送給装置４２をペールパック５０と送給量検出装置４１との間に設置することにより、ペールパック側ワイヤ送給装置４２を設置しない構成に比べて、送給負荷を低減することができる。
【0079】
（４）ステッピングモータ４５１の代わりに他の種類のモータを用いてもよい。
（５）上記においては、ペールバック側ワイヤ送給装置４２は、コントローラ４３０の直近１周期の制御タイミングにおける送給量検出装置４１が検出するロボット側ワイヤ送給装置１１近傍で送給されたワイヤ７０の長さと同じ長さのワイヤを送給するが、これに限定されるものではない。ペールバック側ワイヤ送給装置４２は、ロボット側ワイヤ送給装置１１と同じ単位時間当たりのワイヤ７０の送給量で、ワイヤ７０を送給してもよい。
（５）上記においては、ペールバック側ワイヤ送給装置４２は、コントローラ４３０の直近１周期の制御タイミングにおける送給量検出装置４１が検出するロボット側ワイヤ送給装置１１近傍で送給されたワイヤ７０の長さと同じ長さのワイヤを送給するが、これに限定されるものではない。ペールバック側ワイヤ送給装置４２は、ロボット側ワイヤ送給装置１１と同じ単位時間当たりのワイヤ７０の送給量で、ワイヤ７０を送給してもよい。
【0080】
（６）溶接ロボット１０による自動溶接が説明されているが、これに限定されるものではない。ヒトによる手動溶接に適用してもよい。
【0081】
今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0082】
１ 溶接システム、１０ 溶接ロボット、１１ ロボット側ワイヤ送給装置（他のワイヤ送給装置）、１２ アーム、１３ 溶接トーチ、２０ ロボットコントローラ、３０ 溶接電源、４０ 送給システム、４１ 送給量検出装置、４２ ペールパック側ワイヤ送給装置（ワイヤ送給装置）、４３ フレキシブルコンジット（可撓性導管）、４３ａ 内壁、４４ 信号線、５０ ペールパック、７０ ワイヤ、１１１ 駆動モータ、１１２，４５２ 歯車、１１３，１１４，４１１，４５３，４５４ ローラ対、１１３ａ，１１４ａ，４５３ａ，４５４ａ 駆動ローラ、１１３ｂ，１１４ｂ，４５３ｂ，４５４ｂ 従動ローラ、１１９，４５９，４１２１ 回転軸、４１０ ベース部材、４１１ａ，４１１ｂ ローラ、４１２ エンコーダ、４２０ 電源、４３０ コントローラ、４４０ 筐体、４４１ 取付部、４４２ 開口部、４４３ 取付具、４５０ 駆動機構、４５１ ステッピングモータ（モータ）、４６０ 電源スイッチ、６０１～６０６ 滑車、６０８ 紐、６０９ 錘。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2022-06-27
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワイヤ送給装置であって、
中空の可撓性導管で構成される送給経路の内部を介して他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するモータと、
前記モータの駆動を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記ワイヤ送給装置よりも下流側に設けられ且つ前記他のワイヤ送給装置によって送給された前記ワイヤの送給量を検出する検出装置から、前記送給量を示す情報を取得し、
前記情報に基づいて、前記送給量と同じ量の前記ワイヤを前記ワイヤ送給装置が送給するように前記モータの駆動を制御する、ワイヤ送給装置。
中空の可撓性導管で構成される送給経路の内部を介して他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するモータと、
前記モータの駆動を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記ワイヤ送給装置よりも下流側に設けられ且つ前記他のワイヤ送給装置によって送給された前記ワイヤの送給量を検出する検出装置から、前記送給量を示す情報を取得し、
前記情報に基づいて、前記送給量と同じ量の前記ワイヤを前記ワイヤ送給装置が送給するように前記モータの駆動を制御する、ワイヤ送給装置。
【請求項2】
前記ワイヤ送給装置内で前記ワイヤに弛みをもたせる、請求項１に記載のワイヤ送給装置。
【請求項3】
前記ワイヤ送給装置は、
内部で前記ワイヤが送給される筐体を含み、
前記筐体内で前記ワイヤに弛みをもたせる、請求項２に記載のワイヤ送給装置。
内部で前記ワイヤが送給される筐体を含み、
前記筐体内で前記ワイヤに弛みをもたせる、請求項２に記載のワイヤ送給装置。
【請求項4】
前記ワイヤ送給装置は、前記筐体内にローラ対をさらに備え、
前記モータは、前記ローラ対を回転させることにより、前記ワイヤを送給し、
前記筐体は、前記可撓性導管を取り付ける取付部を有し、
前記ワイヤ送給装置は、前記ローラ対と前記取付部との間で、前記ワイヤに弛みをもたせる、請求項３に記載のワイヤ送給装置。
前記モータは、前記ローラ対を回転させることにより、前記ワイヤを送給し、
前記筐体は、前記可撓性導管を取り付ける取付部を有し、
前記ワイヤ送給装置は、前記ローラ対と前記取付部との間で、前記ワイヤに弛みをもたせる、請求項３に記載のワイヤ送給装置。
【請求項5】
前記ワイヤ送給装置は、
前記ワイヤが収納された収容容器に取り付けられ、
前記収容容器から前記ワイヤを引き出す、請求項１から４のいずれか１項に記載のワイヤ送給装置。
前記ワイヤが収納された収容容器に取り付けられ、
前記収容容器から前記ワイヤを引き出す、請求項１から４のいずれか１項に記載のワイヤ送給装置。
【請求項6】
中空の可撓性導管を有し、前記可撓性導管の内部を介して溶接用のワイヤが搬送される送給経路と、
前記送給経路を介して他のワイヤ送給装置に前記溶接用のワイヤを送給するワイヤ送給装置と、
前記ワイヤ送給装置よりも下流側に設けられ、且つ前記他のワイヤ送給装置によって送給された前記ワイヤの送給量を検出する検出装置とを備え、
前記ワイヤ送給装置は、
前記検出装置から前記送給量を示す情報を取得し、
前記情報に基づいて、前記送給量と同じ量の前記ワイヤを送給する、送給システム。
前記送給経路を介して他のワイヤ送給装置に前記溶接用のワイヤを送給するワイヤ送給装置と、
前記ワイヤ送給装置よりも下流側に設けられ、且つ前記他のワイヤ送給装置によって送給された前記ワイヤの送給量を検出する検出装置とを備え、
前記ワイヤ送給装置は、
前記検出装置から前記送給量を示す情報を取得し、
前記情報に基づいて、前記送給量と同じ量の前記ワイヤを送給する、送給システム。
【請求項7】
ワイヤ送給装置の送給制御方法であって、
前記ワイヤ送給装置が、可撓性導管で構成される送給経路の内部を介して他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するステップと、
前記ワイヤ送給装置が、前記ワイヤ送給装置よりも下流側に設けられ且つ前記他のワイヤ送給装置によって送給された前記ワイヤの送給量を検出する検出装置から、前記送給量を示す情報を取得するステップとを備え、
前記他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するステップは、前記情報に基づいて、前記送給量と同じ量の前記ワイヤを前記ワイヤ送給装置が送給するように制御するステップを含む、送給制御方法。
前記ワイヤ送給装置が、可撓性導管で構成される送給経路の内部を介して他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するステップと、
前記ワイヤ送給装置が、前記ワイヤ送給装置よりも下流側に設けられ且つ前記他のワイヤ送給装置によって送給された前記ワイヤの送給量を検出する検出装置から、前記送給量を示す情報を取得するステップとを備え、
前記他のワイヤ送給装置に溶接用のワイヤを送給するステップは、前記情報に基づいて、前記送給量と同じ量の前記ワイヤを前記ワイヤ送給装置が送給するように制御するステップを含む、送給制御方法。