特開 2024-79426 溶接システム、送給制御方法、および通信接続方法

(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】P2024079426

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】溶接システム、送給制御方法、および通信接続方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/12 20060101AFI20240604BHJP

   B23K 9/095 20060101ALI20240604BHJP

   B23K 9/10 20060101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

B23K9/12 305

B23K9/12 310Z

B23K9/095 501A

B23K9/10 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022192369

(22)【出願日】2022-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】中司 昇吾

(72)【発明者】

【氏名】福永 敦史

(72)【発明者】

【氏名】東良 敬矢

(72)【発明者】

【氏名】関口 翔太

【テーマコード（参考）】

4E082

【Ｆターム（参考）】

4E082AA04

4E082AA08

4E082AB02

4E082CA01

4E082DA01

4E082ED05

4E082EE01

4E082EE03

4E082EF16

4E082EF23

(57)【要約】

【課題】送給制御方法において、ワイヤの先端位置の動作精度が高く、ワイヤの先端位置又は送給速度のうち少なくとも一つに基づいて行う溶接条件の制御を最適に実現する。
【解決手段】溶接ワイヤの先端が、正送給期間と逆送給期間を１周期として、周期的に母材に向けて送給され、溶接ワイヤの先端位置及び送給速度のうち少なくとも一つに基づいて溶接条件を制御するための溶接システムが、溶接制御装置と、溶接電源と、サーボモータと、サーボアンプとを含み、サーボアンプと溶接電源とがデジタル通信で直接的又は間接的に接続され、サーボアンプは、デジタル通信によって入力された設定情報に基づいて、正送給又は逆送給の送給指令を生成する手段と、生成した送給指令に基づく制御信号をサーボモータに出力する手段と、生成した送給指令に係る同期信号を溶接電源に出力する手段とを有し、溶接電源は、同期信号に基づいてワイヤ位置位相を算出する手段を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接ワイヤの先端が、正送給期間と逆送給期間を１周期として、周期的に繰り返しながら母材に向けて送給され、前記溶接ワイヤの先端位置および送給速度のうち少なくとも一つに基づいて、溶接条件のうち少なくとも一つを制御するための溶接システムであって、
前記溶接システムは少なくとも、溶接制御装置と、溶接電源と、サーボモータと、前記サーボモータを制御するサーボアンプとを含み、
少なくとも前記サーボアンプと前記溶接電源とがデジタル通信で直接的または間接的に接続され、
前記サーボアンプは、
前記デジタル通信によって入力された設定情報に基づいて、正送給または逆送給の送給指令を生成する手段と、
生成した前記送給指令に基づく制御信号を前記サーボモータに出力する手段と、
生成した前記送給指令に係る同期信号を前記溶接電源に出力する手段と、を有し、
前記溶接電源は、前記同期信号に基づいてワイヤ位置位相を算出する手段を有すること、
を特徴とする、溶接システム。

【請求項2】

前記同期信号は、ワイヤ位置位相および送給速度の速度位相のうち、少なくとも一つの位相に基づくことを特徴とする、請求項１に記載の溶接システム。

【請求項3】

前記サーボアンプは、
前記設定情報と前記サーボモータの動作信号を入力し、生成した前記送給指令と前記サーボモータの動作信号との差異を算出する手段を有し、
前記溶接電源は、
前記差異と前記同期信号に基づいて、前記溶接条件の制御を行う手段
を有すること
を特徴とする、請求項２に記載の溶接システム。

【請求項4】

前記溶接電源は、
前記設定情報と前記サーボモータの動作信号との差異を予め算出したデータを含むデータベースを有し、
前記データベースと前記同期信号に基づいて、前記溶接条件の制御を行う手段と、
を有すること
を特徴とする、請求項２に記載の溶接システム。

【請求項5】

前記設定情報は、
平均送給速度と、ワイヤ振幅と、ワイヤ正逆周波数と、ワイヤ正逆周期とのうち少なくとも一つの設定値を含むことを特徴とする、請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の溶接システム。

【請求項6】

前記溶接電源と前記サーボアンプとの間が、少なくともアナログ入出力で接続され、
前記溶接電源には、前記サーボアンプから前記アナログ入出力を介して少なくとも前記同期信号が入力されること、
を特徴とする、請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の溶接システム。

【請求項7】

前記溶接システムは、ワイヤバッファ装置とプッシュモータとを含み、
前記ワイヤバッファ装置は、ワイヤのバッファ量を検出するセンサを有し、
前記溶接電源は、入力した前記バッファ量に基づいて、前記プッシュモータの制御を行う手段を有すること
を特徴とする、請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の溶接システム。

【請求項8】

溶接ワイヤの先端が、正送給期間と逆送給期間を１周期として、周期的に繰り返しながら母材に向けて送給され、前記溶接ワイヤの先端位置または送給速度のうち少なくとも一つに基づいて溶接条件のうち少なくとも一つを制御しつつ溶接する、送給制御方法であって、
溶接制御装置と、溶接電源と、サーボモータと、前記サーボモータを制御するサーボアンプとを少なくとも備える溶接システムにおいて、少なくとも前記サーボアンプと前記溶接電源とがデジタル通信で直接的または間接的に接続されており、
前記サーボアンプが、
前記デジタル通信によって入力された設定情報に基づいて、正送給または逆送給の送給指令を生成し、
生成した前記送給指令に基づく制御信号を前記サーボモータに出力し、
生成した前記送給指令に係る同期信号を前記溶接電源に出力し、
前記溶接電源が、前記同期信号に基づいてワイヤ位置位相を算出する、
送給制御方法。

【請求項9】

溶接ワイヤの先端が、正送給期間と逆送給期間を１周期として、周期的に繰り返しながら母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置および送給速度のうち少なくとも一つに基づいて、溶接条件のうち少なくとも一つを制御する溶接システムを構成する機器間を通信するための通信接続方法であって、
前記溶接システムは少なくとも、溶接制御装置と、溶接電源と、サーボモータと、前記サーボモータを制御するサーボアンプとを含み、
少なくとも前記サーボアンプと前記溶接電源とがデジタル通信で直接的または間接的に接続されており、
前記サーボアンプが、
前期溶接システムを構成する機器のうち、前記サーボアンプ以外の機器からデジタル通信によって入力された設定情報に基づいて、正送給または逆送給の送給指令を生成し、
生成した前記送給指令に基づく制御信号を前記サーボモータに出力し、
生成した前記送給指令に係る同期信号を前記溶接電源に出力し、
前記溶接電源が、前記同期信号に基づいてワイヤ位置位相を算出する、
通信接続方法。

【請求項10】

前記デジタル通信は、産業用のフィールドネットワークで接続されたデジタル通信であり、
前記サーボアンプ、前記溶接制御装置、前記溶接電源の順、または、前記サーボアンプ、前記溶接電源、前記溶接制御装置の順にライン型で接続されることを特徴とする、請求項９に記載の通信接続方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶接システム、送給制御方法、および通信接続方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車、鉄骨、建機、造船その他様々な業種の製造にガスシールドアーク溶接が用いられている。このガスシールドアーク溶接において、スパッタの低減を含む溶接作業性の改善が求められている。スパッタの低減に効果的とされる従来方法に、溶接ワイヤ（以降、単に「ワイヤ」とも称する）の正送給期間と逆送給期間を１周期として、周期的に繰り返しながら、溶接ワイヤの先端位置または送給速度のうち少なくとも一つに基づいて、溶接条件のうち少なくとも一つを制御しつつ溶接する方法（以降、「送給制御方法」とも称する）がある。

【0003】

特許文献１には、消耗電極であるワイヤの先端の正送給と逆送給を周期的に繰り返してアーク溶接する場合に、ワイヤに大電流を流してもスパッタの発生を抑制することができることを目的にし、消耗電極としてのワイヤに溶接電流を供給する消耗電極式アーク溶接電源は、ワイヤの先端が、正送給される期間と逆送給される期間の周期的な切り替えを伴いながら母材に向けて送給される場合に、周期的に変動するワイヤの先端位置に応じて溶接電流を変化させる制御手段を有することで、高い入熱で効率良く溶接できる高電流域の場合によってもスパッタの低減を実現できることを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－４９５０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１は、ワイヤの先端位置またはワイヤの送給速度に応じて溶接電流を制御することにより、スパッタの低減を実現している。しかしながら、ワイヤの先端位置はワイヤの送給速度に基づいて算出されており、ワイヤを正送または逆送させるためのサーボモータを制御するサーボアンプへ出力するワイヤ送給速度の指令（以降、「正逆送給指令」と称する。）の更新周期が遅いと、この正逆送給指令による更新回数が制限され、ワイヤの先端位置の動作が精度良く得られなくなる。さらに、正逆送給指令とワイヤの先端位置の動作に位相ズレが生じることもあり、最適なタイミングで溶接電流の制御が行えない場合もある。結果として、電流制御のタイミングが乱れ、スパッタの低減効果が得られない等、溶接作業性の改善効果が得られない虞がある。このワイヤ送給速度の指令速度が遅くなる要因としては、通信速度が挙げられるが、現状の溶接電源内の制御部からサーボアンプへ送給指令をデジタル通信で送信する構成では、およそ１ｍｓ（ミリ秒）毎にワイヤ送給速度の指令を更新することが限界となる。例えば、正送給期間と逆送給期間を１周期としたときの周波数（以降、「ワイヤ正逆周波数」と称する。）を１００Ｈｚとした場合に、通信速度が１ｍｓであれば、１０回の更新しかできない。なお、溶接作業性の改善効果を得るためには、少なくとも、２００ｕｓより早い周期で送給指令を更新する必要がある。この場合、ワイヤ正逆周波数を１００Ｈｚとした場合、５０回の更新が可能となる。

【0006】

本発明は、送給制御方法において、ワイヤの先端位置の動作精度が高く、ワイヤの先端位置または送給速度のうち少なくとも一つに基づいて行う溶接条件の制御を最適に実現することができる溶接システム、送給制御方法、および通信接続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】

本発明は、下記の構成からなる。
（１） 溶接ワイヤの先端が、正送給期間と逆送給期間を１周期として、周期的に繰り返しながら母材に向けて送給され、前記溶接ワイヤの先端位置および送給速度のうち少なくとも一つに基づいて、溶接条件のうち少なくとも一つを制御するための溶接システムであって、
前記溶接システムは少なくとも、溶接制御装置と、溶接電源と、サーボモータと、前記サーボモータを制御するサーボアンプとを含み、
少なくとも前記サーボアンプと前記溶接電源とがデジタル通信で直接的または間接的に接続され、
前記サーボアンプは、
前記デジタル通信によって入力された設定情報に基づいて、正送給または逆送給の送給指令を生成する手段と、
生成した前記送給指令に基づく制御信号を前記サーボモータに出力する手段と、
生成した前記送給指令に係る同期信号を前記溶接電源に出力する手段と、を有し、
前記溶接電源は、前記同期信号に基づいてワイヤ位置位相を算出する手段を有すること、
を特徴とする、溶接システム。
（２） 溶接ワイヤの先端が、正送給期間と逆送給期間を１周期として、周期的に繰り返しながら母材に向けて送給され、前記溶接ワイヤの先端位置または送給速度のうち少なくとも一つに基づいて溶接条件のうち少なくとも一つを制御しつつ溶接する、送給制御方法であって、
溶接制御装置と、溶接電源と、サーボモータと、前記サーボモータを制御するサーボアンプとを少なくとも備える溶接システムにおいて、少なくとも前記サーボアンプと前記溶接電源とがデジタル通信で直接的または間接的に接続されており、
前記サーボアンプが、
前記デジタル通信によって入力された設定情報に基づいて、正送給または逆送給の送給指令を生成し、
生成した前記送給指令に基づく制御信号を前記サーボモータに出力し、
生成した前記送給指令に係る同期信号を前記溶接電源に出力し、
前記溶接電源が、前記同期信号に基づいてワイヤ位置位相を算出する、
送給制御方法。
（３） 溶接ワイヤの先端が、正送給期間と逆送給期間を１周期として、周期的に繰り返しながら母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置および送給速度のうち少なくとも一つに基づいて、溶接条件のうち少なくとも一つを制御する溶接システムを構成する機器間を通信するための通信接続方法であって、
前記溶接システムは少なくとも、溶接制御装置と、溶接電源と、サーボモータと、前記サーボモータを制御するサーボアンプとを含み、
少なくとも前記サーボアンプと前記溶接電源とがデジタル通信で直接的または間接的に接続されており、
前記サーボアンプが、
前期溶接システムを構成する機器のうち、前記サーボアンプ以外の機器からデジタル通信によって入力された設定情報に基づいて、正送給または逆送給の送給指令を生成し、
生成した前記送給指令に基づく制御信号を前記サーボモータに出力し、
生成した前記送給指令に係る同期信号を前記溶接電源に出力し、
前記溶接電源が、前記同期信号に基づいてワイヤ位置位相を算出する、
通信接続方法。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、送給制御方法において、ワイヤの先端位置の動作精度が高く、ワイヤの先端位置または送給速度のうち少なくとも一つに基づいて、最適な溶接条件の制御を得ることが可能となり、良好な溶接作業性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る溶接システムの構成例を示す概略図である。

【図2】本実施形態における溶接電源、溶接制御装置、およびサーボアンプの制御に係る概略構成を示すブロック図である。

【図3】電流設定信号と、速度位相および位置位相と、同期信号との関係性を例示するグラフである。

【図4】溶接シーケンスに沿ったガスシールドアーク溶接におけるタスク処理を例示する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、本開示に係るガスシールドアーク溶接の溶接システム、送給制御方法、および通信接続方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0011】

なお、本実施形態は溶接ロボットを用いた場合の一例であり、本開示に係る溶接制御方法は本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、溶接ロボット本体の代わりに台車を用いた自動溶接装置を適用してもよいし、可搬型の小型溶接ロボットを適用してもよい。

【0012】

本実施形態においては、ガスシールドアーク溶接のうち消耗式電極である溶接ワイヤを適用したガスメタルアーク溶接（以降、「ＧＭＡＷ」とも称する）方法について説明する。しかし、本開示に係る溶接システムは、ガスメタルアーク溶接を応用した付加製造用のシステムについても同様に適用可能である。なお、フィラーワイヤを適用したＴＩＧなどの非消耗式電極の場合も本開示に該当する。

【0013】

図１は、本実施形態に係る溶接システムの構成例を示す概略図である。溶接システム５０は、溶接ロボット１１０と、溶接制御装置１２０と、溶接電源１４０と、コントローラ１５０と、サーボアンプ１６０と、サーボモータ１７０と、プッシュモータ１８０と、ワイヤバッファ１９０とを備えている。プッシュモータ１８０は溶接ワイヤ１００を送給する。

【0014】

溶接電源１４０は、不図示のプラスのパワーケーブルを介して、消耗式電極である溶接ワイヤ１００に通電できるように溶接ロボット１１０に接続され、不図示のマイナスのパワーケーブルを介して、ワーク（以降、「母材」とも称する）２００と接続されている。この接続は、逆極性で溶接を行う場合である。正極性で溶接を行う場合、溶接電源１４０は、極性を逆にすればよい。

【0015】

また、溶接電源１４０とプッシュモータ１８０が信号線によって接続され、溶接ワイヤの送り速度を制御することができる。本実施形態の送給制御において、プッシュモータ１８０は、正転方向のみ行っており、後述するサーボモータ１７０は正転、逆転方向に切り替えが行われる。

【0016】

溶接ロボット１１０は、エンドエフェクタとして溶接トーチ１１１を備える。溶接トーチ１１１は、溶接ワイヤ１００に通電させる通電機構、すなわち溶接チップを有する。溶接ワイヤ１００は、溶接チップからの通電により先端からアークを発生させ、その熱で溶接の対象であるワーク２００を溶接する。なお、溶接チップは一般的に、コンタクトチップとも称されることがある。

【0017】

溶接トーチ１１１は、シールドガスを噴出する機構となるシールドガスノズルを備える。シールドガスは特に限定しないが、本実施形態で用いる制御の特性上、グロビュール移行の形態を取るガス組成にすればなおよく、具体的には、電位傾度の高い炭酸ガス、窒素ガス、水素ガス、酸素ガスのうち少なくとも一つのガスが含まれることが好ましい。また、汎用性の観点から、アルゴンガス（以降、「Ａｒガス」とも称する）との混合ガスの場合は、少なくとも炭酸ガスが１０体積％以上混合した系がより好ましく、炭酸ガスが９０体積％以上混合した系がさらに好ましく、炭酸ガス単体で用いることがさらにより好ましい。なお、シールドガスは、不図示のシールドガス供給装置から供給される。

【0018】

サーボモータ１７０は溶接トーチ１１１近傍に設けられる。サーボモータ１７０に接続されたサーボアンプ１６０がサーボモータ１７０を制御する。本実施形態は、溶接トーチ１１１がサーボモータ１７０から独立した構成としているが、溶接トーチ１１１の中にサーボモータ１７０を備える構成のトーチであってもよい。サーボモータ１７０は、正逆送給指令に基づいて、正転、逆転方向に切り替えを行い、送給制御を行う。また、サーボアンプ１６０は高速演算処理を可能とし、後述のように正逆送給指令生成部１６１を有する。

【0019】

プッシュモータ１８０とサーボモータ１７０の間にはワイヤバッファ１９０が配置される。プッシュモータ１８０は正転方向のみ、サーボモータ１７０は正転および逆転方向にワイヤを送給することにより、プッシュモータ１８０とサーボモータ１７０とで送給方向が異なる場合がある。そのため、送給経路内でワイヤに大きな負荷がかかり易い状況が生じる。このような送給の状況においても適正に送給制御が可能となるよう、ワイヤバッファ１９０を設けて、ワイヤの座屈などを抑制する。

【0020】

本実施形態で使用する溶接ワイヤ１００は特に問わない。例えば、フラックスを含まないソリッドワイヤと、フラックスを含むフラックス入りワイヤのどちらを用いてもよい。また、溶接ワイヤ１００の材質も問わない。例えば、材質は軟鋼でもよいし、ステンレス、アルミニウム、チタンでもよく、ワイヤ表面にＣｕなどのめっきがあってもよい。溶接ワイヤ１００の径も特に問わない。本実施形態の場合、好ましくは、径の上限を１．６ｍｍ、下限を０．８ｍｍとする。

【0021】

また、本実施形態においてワーク２００の具体的構成は特に問わず、継手形状、溶接姿勢や開先形状などの溶接条件も特に問わない。溶接制御装置１２０は、主に溶接ロボット１１０の動作を制御する。よって、溶接制御装置１２０はロボットコントローラと言い換えても良い。溶接制御装置１２０は、あらかじめ溶接ロボット１１０の動作パターン、溶接開始位置、溶接終了位置、溶接条件、ウィービング動作等を定めた教示データを保持し、溶接ロボット１１０に対してこれらを指示して溶接ロボット１１０の動作を制御する。また、溶接制御装置１２０は、教示データに従い、溶接作業中の溶接電流、溶接電圧、送給速度などの溶接条件を溶接電源１４０に与える。

【0022】

なお、図１に示すように、本実施形態の溶接システム５０は、溶接制御装置１２０が溶接電源１４０から独立した構成としているが、溶接電源１４０の中に溶接制御装置１２０を備える構成であってもよい。

【0023】

コントローラ１５０は、溶接制御装置１２０に接続され、溶接ロボット１１０を動作させるためのプログラムの作成又は表示、教示データの入力等を行う。ユーザがコントローラ１５０に入力した情報は溶接制御装置１２０に与えられる。また、コントローラ１５０は、溶接ロボット１１０のマニュアル操作を行う機能も有していてよい。コントローラ１５０と溶接制御装置１２０の間の接続は、有線又は無線の種類を特に問わない。

【0024】

溶接電源１４０は、溶接制御装置１２０からの指令により、溶接ワイヤ１００及びワーク２００に電力を供給することで、溶接ワイヤ１００とワーク２００との間にアークを発生させる。また、溶接電源１４０は、溶接制御装置１２０からの指令により、プッシュモータ１８０の制御信号を出力する。

【0025】

次に、図２を参照して、本実施形態に係る溶接システム５０の機能構成について詳細に説明する。図２は、本実施形態における溶接電源１４０、溶接制御装置１２０、およびサーボアンプ１６０の制御に係る概略構成を示すブロック図である。

【0026】

溶接電源１４０は溶接制御装置１２０とデジタル通信で接続されており、溶接制御装置１２０はサーボアンプ１６０とデジタル通信で接続されている。すなわち、デジタル通信接続したサーボアンプ１６０、溶接制御装置１２０、および溶接電源１４０の順に、ライン型で接続されている。これは、サーボアンプ１６０と溶接電源１４０とがデジタル通信で間接的に接続されている状態と解釈することができる。なお、サーボアンプ１６０、溶接電源１４０、溶接制御装置１２０の順にライン型で接続されてもよい。これは、サーボアンプ１６０と溶接電源１４０とがデジタル通信で直接的に接続されている状態と解釈することができる。

【0027】

なお、本実施形態では溶接電源１４０と溶接制御装置１２０の間は産業用のフィールドネットワークの一つであるＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で、溶接制御装置１２０とサーボアンプ１６０間は産業用のフィールドネットワークの一つであるＥｔｈｅｒＣＡＴ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ｆｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（登録商標）でそれぞれ通信されているが、これらには限られない。

【0028】

（溶接電源の機能構成）
溶接電源１４０の制御系部１４１は、例えば、溶接制御装置１２０又は不図示のコンピュータによるプログラムの実行を通じて実行される。溶接電源１４０の制御系部１４１には、電流設定部３６が含まれる。本実施形態における電流設定部３６は、溶接ワイヤ１００に流れる溶接電流を規定する各種の電流値を設定する機能を有する。電流設定部３６は、目標電流設定部３６Ａと、ワイヤ先端位置変換部３６Ｂと、電圧設定部３６Ｃとを有する。目標電流設定部３６Ａは、電流制御に係るピーク期間Ｄａｐ、立下がり期間Ｄｄｗｎ、ベース期間Ｄｂ、および立上り期間Ｄｕｐの各期間について、それぞれの期間開始時間と終了時間を設定する機能を有する。ワイヤ先端位置変換部３６Ｂは、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報を求める機能を有する。

【0029】

なお、電流非抑制期間ＴＩＰ（本実施形態ではＤｕｐとＤａｐ期間の合計）、電流抑制期間ＴＩＢ（本実施形態ではＤｄｗｎとＤｂ期間の合計）に係るピーク期間Ｄａｐ、立下がり期間Ｄｄｗｎ、ベース期間Ｄｂ、立上り期間Ｄｕｐの各期間の各種条件設定は、予め用意した波形制御テーブルに基づいて波形制御テーブルリニア演算部３７で決定すればよい。なお、ここでいう各種条件設定とは、本実施形態において電流値、時間または位相などの条件設定を意味する。

【0030】

溶接電流は、ワイヤ先端位置に係る位相（以降、「ワイヤ位置位相」または「位置位相」と称する）に基づいて、電流非抑制期間ＴＩＰと電流抑制期間ＴＩＢの溶接電流を交互に繰り返すパルス波形を示す。なお、本実施形態において、ワイヤ先端位置がチップ側に最も近づく場合を０°母材側に最も近づく場合を１８０°とした０～３６０°（０～２π）のワイヤ位置位相に基づいて、ピーク期間Ｄａｐ、立下がり期間Ｄｄｗｎ、ベース期間Ｄｂ、立上り期間Ｄｕｐのタイミングを制御している。

【0031】

制御系部１４１が保存する溶接条件情報における平均送給速度Ｆａｖｇの設定値に基づいて、波形制御テーブルリニア演算部３７で算出された電流非抑制期間ＴＩＰにおけるピーク期間Ｄａｐの設定電流値Ｉａｐ（以降、「ピーク電流Ｉａｐ」とも称する）と、電流抑制期間ＴＩＢにおけるベース区間Ｄｂの設定電流値Ｉｂ（以降、「ベース電流Ｉｂ」とも称する）が電流設定部３６に設定される。なお、あくまで一例ではあるが、波形制御テーブルからのピーク電流指令値Ｉｐと操作量Ｍｎとを足したものを、ピーク電流Ｉａｐとして使用してよい。この場合、Ｉａｐ＝Ｉｐ＋Ｍｎとなる。操作量Ｍｎは、電圧設定値Ｖａｐと電圧検出信号の値Ｖｏとに基づいて算出される。

【0032】

本実施形態の場合、溶接電流は基本的にピーク電流Ｉａｐとベース電流Ｉｂの２値で制御される。このため、ベース期間Ｄｂの開始時間は、ベース電流Ｉｂが開始する時間、すなわちベース電流開始時間を表す。また、電流抑制期間Ｄｂが終了する時間は、ベース電流Ｉｂが終了する時間、すなわちベース電流終了時間を表す。このベース期間Ｄｂの開始される時間、ベース期間Ｄｂが終了する時間、立下がり期間Ｄｄｗｎの期間（時間）、立下がり期間Ｄｄｗｎの期間（時間）は波形制御テーブルリニア演算部３７において算出される。ピーク期間Ｄａｐが開始される時間は、ピーク電流開始時間と表現されてもよく、ピーク期間Ｄａｐが終了する時間は、ピーク電流終了時間と表現されてもよい。

【0033】

なお、上記における種々の開始時間や終了時間などは、時間を基準として説明を行っている。しかし、ワイヤ位置位相の値を基準として、ワイヤ位置位相から時間または周期ｃｙｃに値を変換して処理が行われてもよい。すなわち、ワイヤ位置位相、時間、および周期ｃｙｃの値は相互に変換可能であるため、いずれの値を基準にして制御を行ってもよい。

【0034】

また、サーボアンプ１６０からの位相同期信号と位相遅延補正量信号に基づいて、ワイヤ先端位置変換部３６Ｂがワイヤ先端位置を決定する。なお、本実施形態において、ワイヤ先端位置は、前述の通りワイヤ位置位相として角度（０～２π）を用いて表現されてよい。

【0035】

位相遅延補正量信号は、位相遅延補正部３８から出力される。位相遅延補正部３８は図示を省略するデータベースを有する。このデータベースには、各種溶接条件ごとに、周期性のある設定情報とサーボモータ１７０の実際の正逆送給動作の動作信号との差異を予め算出したデータが記憶されている。例えば、溶接条件がワイヤ正逆周波数である場合、用いるワイヤ正逆周波数の値に応じて、上記のデータベースに基づき、位相遅延補正量が決定され、位相遅延補正量信号として位相遅延補正部３８から出力される。

【0036】

溶接電源１４０の電源主回路は、三相交流電源（以降、「交流電源」とも称する）１と、１次側整流器２と、平滑コンデンサ３と、スイッチング素子４と、トランス５と、２次側整流器６と、リアクトル７とで構成される。

【0037】

交流電源１から入力された交流電力は、１次側整流器２により全波整流され、さらに平滑コンデンサ３により平滑されて直流電力に変換される。次に、直流電力は、スイッチング素子４によるインバータ制御により高周波の交流電力に変換された後、トランス５を介して２次側電力に変換される。トランス５の交流出力は、２次側整流器６によって全波整流され、さらにリアクトル７により平滑される。リアクトル７の出力電流は、電源主回路からの出力として溶接チップに与えられ、消耗電極としての溶接ワイヤ１００に通電される。

【0038】

溶接ワイヤ１００はプッシュモータ１８０によって送給され、母材２００との間にアークを発生させる。溶接ワイヤ１００の先端を母材２００に向かって移動させる正送給期間を、正送給期間ＴＰと表記する。溶接ワイヤ１００の先端を母材２００の位置する方向と逆方向に移動させる逆送給期間を、逆送給期間ＴＮと表記する。本実施形態の場合、送給モータは、正送給期間ＴＰと逆送給期間ＴＮとを合わせて１周期として、周期的に溶接ワイヤ１００を送給する。なお、溶接ワイヤの先端とは、通常、ワイヤ先端に垂下する溶滴の存在を無視した場合のワイヤ先端を指すものとする。すなわち、アークによって溶融されたワイヤは即時、母材２００へ移行したとみなす。

【0039】

プッシュモータ１８０による溶接ワイヤ１００の送給は、プッシュフィーダ制御部３９に基づく制御信号によって制御される。なお、送給速度の平均値は、溶融速度とほぼ同じである。本実施形態の場合、プッシュモータ１８０による溶接ワイヤ１００の送給も溶接電源１４０により制御される。

【0040】

また、プッシュフィーダ制御部３９は、ワイヤバッファ１９０の状態に応じて制御を行う。本実施形態において、ワイヤバッファ１９０は、プッシュモータ１８０とサーボモータ１７０間の送給経路でワイヤに大きな負荷がかからないように、ワイヤバッファ１９０にワイヤの遊び部（モータ間による送給の影響でワイヤが弛んだ場合に逃げる隙間部分）を設け、ワイヤバッファ１９０に内蔵されたセンサであるアブソリュートエンコーダによって、ワイヤのバッファ量を回転角度として検出する。検出値はシリアルアナログ変換部１９１によってアナログ信号に変換され、電気角演算部で電気角が算出される。算出された電気角は溶接電源のＡ／Ｄ入力部４０に入力される。

【0041】

Ａ／Ｄ入力部４０からの電気角と、電気角調整部４１において予め設定された電気角の基準値との間の差分を取った差分信号が、プッシュフィーダ制御部３９に入力される。プッシュフィーダ制御部３９はこの差分信号に基づいて、適正なワイヤのバッファ量となるように、プッシュモータ１８０を制御することによって、送給系に大きな負荷をかけないようにする干渉制御を行う。なお、本実施形態では前述のような干渉制御を行っているが、これに限られるわけではない。また、本実施形態では、ワイヤバッファ１９０に内蔵されたアブソリュートエンコーダを用いたが、これに限られるわけでもない。例えば、回転角度センサを用いてもよく、この場合、シリアルアナログ変換部１９１は設けなくともよい。

【0042】

電流設定部３６には、溶接チップと母材２００との間に加える電圧の目標値である電圧設定信号Ｖａｐが電圧設定部３６Ｃから与えられる。

【0043】

一方、電圧検出信号Ｖｏは実測値である。本実施形態では、電圧検出信号ＶｏはローパスフィルターＬＰＦを通過し、後述する離脱検出部３３を経て、後述する離脱検出信号ＤＴＲとともに電流設定部３６に入力される。なお、電圧比較部を設け、電圧設定信号Ｖａｐと電圧検出信号Ｖｏとの差分を増幅し、電圧誤差増幅信号として電流設定部３６に出力する構成としてもよい。

【0044】

電流設定部３６は、アークの長さ（以降、「アーク長」とも称する）が一定になるようにピーク期間Ｄａｐの溶接電流を制御する。電流設定部３６は、電圧設定信号Ｖａｐと電圧検出信号Ｖｏとに基づいて、少なくともピーク期間、立ち上がり期間、ベース期間、立ち上り期間を決定し、設定する。なお、ピーク電流Ｉｐの値、ベース電流Ｉｂの値を再設定してもよい。設定された期間又は値に応じた電流設定信号ＣＣｓｅｔを電流誤差増幅部（ＰＷＭ）３４に出力する。

【0045】

電流誤差増幅部３４は、目標値として与えられた電流設定信号ＣＣｓｅｔと電流検出部３１で検出された電流検出信号Ｉｏとの差分を増幅し、電流誤差増幅信号Ｅｄとしてインバータ駆動部３０に出力する。インバータ駆動部３０は、電流誤差増幅信号Ｅｄによってスイッチング素子４の駆動信号Ｅｃを補正する。

【0046】

電流設定部３６には、溶接ワイヤ１００の先端からの溶滴の離脱を検知する信号となる離脱検出信号ＤＴＲも入力される。離脱検出信号ＤＴＲは、離脱検出部３３から出力される。離脱検出部３３は、電圧検出部３２が出力する電圧検出信号Ｖｏの変化を監視し、その変化から溶接ワイヤ１００からの溶滴の離脱を検知する。なお、離脱検出部３３は検出手段の一例である。

【0047】

離脱検出部３３は、例えばＬＰＦを通した電圧検出信号Ｖｏを微分又は二階微分した値を検出用の所定の閾値と比較することにより、溶滴の離脱を検出する。検出用の閾値は、図示を省略する記憶部にあらかじめ記憶されている。なお、離脱検出部３３は、実測値である電圧検出信号Ｖｏと電流検出信号Ｉｏとから算出される抵抗値の変化に基づいて、離脱検出信号ＤＴＲを生成してもよい。

【0048】

波形制御テーブルリニア演算部３７には、送給される溶接ワイヤ１００の平均送給速度Ｆａｖｇが与えられる。平均送給速度Ｆａｖｇは、送給設定データ部３５に予め記憶されている。なお、送給設定データ部３５は本実施形態においては溶接電源１４０内にあるが、溶接制御装置１２０内に送給設定に係る各種の情報を記憶させておき、各種の情報を溶接制御装置１２０から溶接電源１４０へと出力してもよい。

【0049】

波形制御テーブルリニア演算部３７は、与えられた平均送給速度Ｆａｖｇに基づいて、ピーク電流Ｉｐ、ベース電流Ｉｂ、ベース電流Ｉｂが開始する時間、ベース電流Ｉｂが終了する時間などの値を決定し、電流設定部３６へ出力する。なお、上述のようにワイヤ位置位相、時間、および周期ｃｙｃの値は相互に変換可能であるため、ベース開始の位相の設定値などを時間または周期ｃｙｃの値に換算して、換算後の値を電流設定部３６へ出力してもよい。

【0050】

本実施形態では、平均送給速度Ｆａｖｇを波形制御テーブルリニア演算部３７に入力しているが、平均送給速度Ｆａｖｇに関連する値を設定値として波形制御テーブルリニア演算部３７に入力し、波形制御テーブルリニア演算部３７がその設定値を平均送給速度Ｆａｖｇに置き換えて用いてもよい。例えば、図示を省略する記憶部に平均送給速度Ｆａｖｇと、その平均送給速度Ｆａｖｇに対して最適な溶接が可能となる平均電流値のデータベースが記憶されている場合、平均電流値を設定値として用い、設定値を平均送給速度Ｆａｖｇに置き換えて用いてもよい。

【0051】

送給設定データ部３５は、平均送給速度Ｆａｖｇの他、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆおよびワイヤ正逆周期Ｔｆなどの設定値を記憶していてもよい。なお、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆおよびワイヤ正逆周期Ｔｆは、入力された平均送給速度Ｆａｖｇに基づいて決定されてもよい。また、送給設定データ部３５はこれら以外の設定値
を送給設定データとして記憶してもよい。

【0052】

本実施形態では、平均送給速度Ｆａｖｇよりも送給速度が大きい期間を正送給期間とし、平均送給速度Ｆａｖｇよりも送給速度が小さい期間を逆送給期間として、正送給期間と逆送給期間とが交互に現れる送給（以降、「振幅送給」と省略して称する）となる。なお、平均送給速度Ｆａｖｇよりも送給速度が小さい期間とは、平均送給速度Ｆａｖｇ未満を指し、マイナスの送給速度、すなわち、ワイヤ先端が母材２００のある位置と逆方面へ移動する速度を含む。ワイヤ振幅Ｗｆは平均送給速度Ｆａｖｇに対する変化幅を与え、ワイヤ正逆周期Ｔｆは繰り返し単位であるワイヤ振幅の変化の時間を与える。ワイヤ正逆周波数Ｓｆはワイヤ正逆周期Ｔｆの逆数である。

【0053】

送給設定データ部３５に記憶された平均送給速度Ｆａｖｇ、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ、およびワイヤ正逆周期Ｔｆは、デジタル通信部４２から、溶接制御装置１２０のデジタル通信部１２２へと入力される。本実施形態において、これらの送給設定データの通信はＣＡＮ通信で行っている。

【0054】

溶接シーケンス部４３は、ティーチングデータに基づいて、アイドル、ガスフロー、アークスタート、溶接中、アンチスティックの順で各タスクを処理する。これらのタスクのうち、「溶接中」のタスクにおいて、上述した電流設定部３６を主とした制御が行われる。なお、図２において、溶接制御装置１２０が有する溶接条件情報を、便宜上、溶接電源１４０の中においても破線で囲って示している。

【0055】

（溶接制御装置の機能構成）
溶接制御装置１２０のデジタル通信部１２２には、前述の通り、ＣＡＮ通信によって、溶接電源１４０の送給設定データ部３５から、平均送給速度Ｆａｖｇ、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ、ワイヤ正逆周期Ｔｆなどの送給設定データが入力される。溶接制御装置１２０は、これらの送給設定データをサーボアンプ１６０のデジタル通信部１６２へ出力するためのデジタル通信部１２３を有する。本実施形態において、溶接制御装置１２０のデジタル通信部１２３とサーボアンプ１６０のデジタル通信部１６２との間はＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）通信で接続される。

【0056】

（サーボアンプの機能構成）
サーボアンプ１６０のデジタル通信部１６２には、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）通信によって、平均送給速度Ｆａｖｇ、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ、ワイヤ正逆周期Ｔｆなどの送給設定データが入力される。サーボアンプ１６０の正逆送給指令生成部１６１は、デジタル通信によって入力された設定情報、すなわち送給設定データに基づいて、正送給または逆送給の送給指令を生成する。正逆送給指令生成部１６１は、ワイヤ振幅Ｗｆおよびワイヤ正逆周期Ｔｆから振幅送給速度Ｆｆを算出し、振幅送給速度Ｆｆと平均送給速度Ｆａｖｇとに基づいて、送給速度指令信号Ｆｗをサーボモータ１７０に出力する。

【0057】

本実施形態の場合、送給速度指令信号Ｆｗは、次式で表される。
Ｆｗ＝Ｆｆ＋Ｆａｖｇ ・・・式（Ａ）

【0058】

また、正逆送給指令生成部１６１は、離脱検出部３３から与えられる離脱検出信号ＤＴＲにより、振幅送給のどのワイヤ位置位相で離脱が発生したかを検知してもよい。ただし、式（Ａ）で表される送給速度指令信号Ｆｗは、溶接ワイヤ１００の先端からの溶滴の離脱が想定する期間内に検知されている場合に限られる。想定する期間内に溶滴の離脱が検出されなかった場合、正逆送給指令生成部１６１は、送給速度指令信号Ｆｗを一定速度による送給制御に切り替えてもよい。例えば、正逆送給指令生成部１６１は、送給速度指令信号Ｆｗを平均送給速度Ｆａｖｇによる送給に切り替える。平均送給速度Ｆａｖｇによる送給から、式（Ａ）で表される送給制御への切り替えは、溶滴の離脱が検知されるタイミングに応じて定まる。

【0059】

サーボアンプ１６０は、送給速度指令信号Ｆｗに基づいて、サーボモータ１７０のインバータ制御を行う。また、サーボアンプ１６０の同期信号生成部１６３は位相同期信号を溶接電源１４０に出力する。この位相同期信号は、送給速度指令信号Ｆｗに基づいて生成される。

【0060】

なお、溶接電源１４０と、サーボアンプ１６０の同期信号生成部１６３との間は、少なくともアナログ入出力で接続されていてよい。この場合、溶接電源１４０にはサーボアンプ１６０からアナログ入出力を介して同期信号が入力される。平均送給速度Ｆａｖｇ、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ、ワイヤ正逆周期Ｔｆなどの送給設定データをデジタル通信で伝送する一方で、同期信号についてはアナログ通信で伝送することにより、デジタル通信とアナログ通信を用途に応じて効率的に使い分けることができる。

【0061】

図３は、電流設定信号ＣＣｓｅｔと、速度位相および位置位相と、同期信号との関係性を例示するグラフである。なお、送給速度の速度位相において破線で示した波線は、送給速度指令信号Ｆｗが示す送給速度を表している。送給速度の速度位相において実線で示した波線は実際の送給速度Ｆｃ＿ｃｏｍを表している。

【0062】

本実施形態において、位相同期信号は、ワイヤ位置位相の同期信号および送給速度の速度位相（以降、単に「速度位相」とも称する）の同期信号のうち、少なくとも一つとなる。図３に示されるように、速度位相の同期信号は、正送給期間（０～πの位置）をＯＮとし、逆送給期間（π～２π位置）をＯＦＦとする同期信号となる。一方、位置位相の同期信号は、ワイヤが正逆送されるときのワイヤの先端が、ワイヤ振幅ｗｆの中心位置（波高Ｌｍ／２となる位置）より母材２００側に近づく期間（０．５π～１．５πの位置）をＯＮとし、ワイヤ振幅の中心位置よりチップ側に近づく期間（１．５π～０．５πの位置）をＯＦＦとする同期信号となる。なお、本実施形態では、波高Ｌｍはワイヤ先端位置がチップ側に最も近づく位置とワイヤ先端位置が母材側に最も近づく位置の差（ｍｍ）であり、設定値であるワイヤ振幅ｗｆの単位を「ｍｍ」で設定した場合には、波高Ｌｍとワイヤ振幅ｗｆは同じとなる。

【0063】

位相同期信号と、前述の位相遅延補正量とに基づいて、溶接電源１４０におけるワイヤ先端位置変換部３６Ｂが溶接ワイヤ１００のワイヤ位置位相を決定する。電流設定部３６は、決定されたワイヤ位置位相に基づいて、溶接ワイヤ１００に流れる溶接電流を規定する各種の電流値を設定する。すなわち、前述のデータベースと同期信号とに基づいてワイヤ位置位相を決定することにより、溶接条件の制御を行う。なお、本実施形態において、この溶接条件の制御は、溶接電流の波形制御のタイミング補正となる。ここで本実施形態においては、位相遅延補正量は図３において示されるＤｅｇ－ａｄｊに該当し、Ｄｅｇ－ａｄｊ分位相を補正した位相同期信号に基づいてワイヤ位置位相が決まる。

【0064】

なお、位相遅延補正部３８にデータベースを設けずに溶接条件の制御を行ってもよい。これを実現するために、サーボモータ１７０の動作周期を、図示を省略するエンコーダー等で読み込むことにより位相遅延補正量を算出する。つまりサーボアンプ１６０は、設定情報とサーボモータ１７０の動作信号、例えば正逆送動作の位相信号を入力し、サーボアンプ１６０が生成した送給指令とサーボモータ１７０の動作信号との差異、例えば位相ズレを算出する手段であるエンコーダーを有する。前記の差異と同期信号とに基づいてワイヤ位置位相を決定することにより、溶接電源１４０において、溶接条件の制御を行ってもよい。なお、溶接条件の制御は、溶接電流の波形制御のタイミング補正とするとよい。

【0065】

図４は、溶接シーケンスに沿ったガスシールドアーク溶接におけるタスク処理を例示するフローチャートである。

【0066】

まず、溶接電源１４０の送給設定データ部３５には、送給設定データが予め記憶されている。送給設定データは、平均送給速度Ｆａｖｇ、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ、およびワイヤ正逆周期Ｔｆなどである。

【0067】

溶接電源１４０は、送給設定データを溶接制御装置１２０に送信する（Ｓ１）。この送信は、ＣＡＮ通信またはＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）通信で行われてよい。

【0068】

溶接制御装置１２０は、送給設定データをサーボアンプ１６０に送信する（Ｓ２）。この送信は、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）通信で行われてよい。

【0069】

サーボアンプ１６０の正逆送給指令生成部１６１は、取得した送給設定データ、すなわち平均送給速度Ｆａｖｇ、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ、およびワイヤ正逆周期Ｔｆに基づいて、サーボモータ１７０を駆動制御する基となる送給速度指令信号Ｆｗを算出する（Ｓ３）。

【0070】

なお、本実施形態では、溶接電源１４０が溶接制御装置１２０とデジタル通信で接続されており、溶接制御装置１２０がサーボアンプ１６０とデジタル通信で接続されている形態であるため、上記のステップＳ１およびＳ２の処理となる。ただし、これには限られず、各装置のネットワーク接続形態に応じた処理が行われれば良い。例えば、サーボアンプ１６０と溶接電源１４０とがデジタル通信で接続されており、溶接電源１４０と溶接制御装置１２０とがデジタル通信で接続されているというネットワーク接続形態も考えられる。この場合、平均送給速度Ｆａｖｇ、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ、およびワイヤ正逆周期Ｔｆの送給設定データは、溶接電源１４０または溶接制御装置１２０のいずれかに記憶されていてよい。送給設定データが溶接電源１４０に記憶されている場合は、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）通信で溶接電源１４０からサーボアンプ１６０へと送給設定データを伝送する。送給設定データが溶接制御装置１２０に記憶されている場合は、例えば、溶接制御装置１２０から溶接電源１４０へとＣＡＮ通信で送給設定データを伝送し、溶接電源１４０からサーボアンプ１６０へとＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）通信で送給設定データを伝送すればよい。

【0071】

ステップＳ４において、溶接シーケンス部４３の処理が開始される。「アイドル」、「ガスフロー」、および「アークスタート」の各タスクについては、ガスシールドアーク溶接において一般的に行われるタスクであるため、詳しい説明を省略する。

【0072】

ステップＳ５において、溶接シーケンス部４３のタスクが「溶接中」になってから所定時間経過後に、サーボモータ１７０は送給速度指令信号Ｆｗに基づいて制御される。また、同期信号生成部１６３は、送給速度指令信号Ｆｗに基づいて、前述した速度位相の同期信号または位置位相の同期信号のうち少なくとも一つの位相同期信号を生成して、生成した同期信号を溶接電源１４０に出力する。

【0073】

ステップＳ６において溶接電源１４０は、溶接電源１４０の位相遅延補正部３８から算出される位相遅延補正量に基づいて、位相同期信号の位相ズレを補正する。溶接電源１４０は、補正された位相同期信号をワイヤ先端位置変換部３６Ｂに入力し、リアルタイムの溶接ワイヤ１００のワイヤ位置位相を算出する。なお、位相ズレの補正を行うのがワイヤの先端位置の動作精度の観点からより好ましいものの、溶接電源１４０は位相同期信号を補正せずにそのままワイヤ先端位置変換部３６Ｂに入力してもよい。

【0074】

ステップＳ６にて算出したリアルタイムの溶接ワイヤ１００のワイヤ位置位相に基づいて、溶接電源１４０による溶接電流の制御を行う（ステップＳ７）。なお、本実施形態では溶接条件の制御として溶接電流の波形制御を行っている。しかしステップＳ７における溶接条件の制御は溶接電流の波形制御に限られるものでなく、例えば、溶接条件のうちアーク電圧の波形や溶接速度の制御などを行ってもよい。例えば、溶接電流の波形制御とアーク電圧の波形制御を行うなど複数の溶接条件の制御を行ってもよい。

【0075】

Ｓ８において、溶接シーケンス部４３のタスクが「溶接中」の間はステップＳ５～Ｓ７のプロセスを継続し、「溶接中」のタスクが完了すると、「アンチスティック」の制御がなされ、溶接が完了する。なお、「アンチスティック」のタスクについては、ガスシールドアーク溶接において一般的に行われるタスクであるため、詳しい説明を省略する。

【0076】

以上のステップＳ１～Ｓ８のステップにより、デジタル通信によるスムーズなデータ送信が可能となる。かつ高速演算処理が行えるサーボアンプ１６０に正逆送給指令の信号（送給速度指令信号Ｆｗ）を生成させることで高精度にワイヤの先端動作が把握できるようになる。

【0077】

サーボアンプ１６０から溶接電源１４０へ同期信号を出力し、同期信号に基づいて溶接電流などの溶接条件を制御することにより、より高度な制御が可能となる。

【0078】

従って、本開示の溶接システム５０では、送給制御方法において、ワイヤの先端位置の動作精度が高く、ワイヤの先端位置または送給速度のうち少なくとも一つに基づいて行う溶接電流波形制御などの制御を最適に実現することができる。

【0079】

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

【0080】

以上のとおり、本明細書には次の事項が開示されている。

【0081】

（１） 溶接ワイヤの先端が、正送給期間と逆送給期間を１周期として、周期的に繰り返しながら母材に向けて送給され、前記溶接ワイヤの先端位置および送給速度のうち少なくとも一つに基づいて、溶接条件のうち少なくとも一つを制御するための溶接システムであって、
前記溶接システムは少なくとも、溶接制御装置と、溶接電源と、サーボモータと、前記サーボモータを制御するサーボアンプとを含み、
少なくとも前記サーボアンプと前記溶接電源とがデジタル通信で直接的または間接的に接続され、
前記サーボアンプは、
前記デジタル通信によって入力された設定情報に基づいて、正送給または逆送給の送給指令を生成する手段と、
生成した前記送給指令に基づく制御信号を前記サーボモータに出力する手段と、
生成した前記送給指令に係る同期信号を前記溶接電源に出力する手段と、を有し、
前記溶接電源は、前記同期信号に基づいてワイヤ位置位相を算出する手段を有すること、
を特徴とする、溶接システム。
この溶接システムによれば、送給制御方法において、ワイヤの先端位置の動作精度が高く、ワイヤの先端位置または送給速度のうち少なくとも一つに基づいて行う溶接条件の制御を最適に実現することができる。

【0082】

（２） 前記同期信号は、ワイヤ位置位相および送給速度の速度位相のうち、少なくとも一つの位相に基づくことを特徴とする、（１）に記載の溶接システム。
この溶接システムによれば、ワイヤ位置位相または送給速度の速度位相に基づいて、サーボモータと溶接電源との間で同期を取ることができる。

【0083】

（３） 前記サーボアンプは、
前記設定情報と前記サーボモータの動作信号を入力し、生成した前記送給指令と前記サーボモータの動作信号との差異を算出する手段を有し、
前記溶接電源は、
前記差異と前記同期信号に基づいて、前記溶接条件の制御を行う手段と、
を有すること
を特徴とする、（１）または（２）に記載の溶接システム。
この溶接システムによれば、サーボアンプは高速演算処理が可能であるため、設定情報に基づく送給指令と、実際のサーボモータの動作との間のズレを精度よく検知して、ズレの補正を高精度に行うことができる。

【0084】

（４） 前記溶接電源は、
前記設定情報と前記サーボモータの動作信号との差異を予め算出したデータを含むデータベースを有し、
前記データベースと前記同期信号に基づいて、前記溶接条件の制御を行う手段と、
を有すること
を特徴とする、（１）から（３）のうちいずれか一項に記載の溶接システム。
この溶接システムによれば、溶接電源が制御する溶接電流の波形制御のタイミングなどの溶接条件を、ワイヤの送給を制御するサーボモータと適切に同期させることができる。

【0085】

（５） 前記設定情報は、平均送給速度と、ワイヤ振幅と、ワイヤ正逆周波数と、ワイヤ正逆周期とのうち少なくとも一つの設定値を含むことを特徴とする、（１）から（４）のうちいずれか一項に記載の溶接システム。
この溶接システムによれば、サーボモータが上記の設定値に基づいて正送給または逆送給の送給指令を生成することができる。

【0086】

（６） 前記溶接電源と前記サーボアンプとの間が、少なくともアナログ入出力で接続され、
前記溶接電源には、前記サーボアンプから前記アナログ入出力を介して少なくとも前記同期信号が入力されること、
を特徴とする、（１）から（５）のうちいずれか一項に記載の溶接システム。
この溶接システムによれば、設定情報をデジタル通信で伝送する一方で、同期信号についてはアナログ通信で伝送することにより、デジタル通信とアナログ通信を用途に応じて効率的に使い分けることができる。

【0087】

（７） 前記溶接システムは、ワイヤバッファ装置とプッシュモータとを含み、
前記ワイヤバッファ装置は、ワイヤのバッファ量を検出するセンサを有し、
前記溶接電源は、入力した前記バッファ量に基づいて、前記プッシュモータの制御を行う手段を有すること
を特徴とする、（１）から（６）のうちいずれか一項に記載の溶接システム。
この溶接システムによれば、プッシュモータとサーボモータ間の送給経路でワイヤに大きな負荷がかからないようにすることができる。

【0088】

（８） 溶接ワイヤの先端が、正送給期間と逆送給期間を１周期として、周期的に繰り返しながら母材に向けて送給され、前記溶接ワイヤの先端位置または送給速度のうち少なくとも一つに基づいて溶接条件のうち少なくとも一つを制御しつつ溶接する、送給制御方法であって、
溶接制御装置と、溶接電源と、サーボモータと、前記サーボモータを制御するサーボアンプとを少なくとも備える溶接システムにおいて、少なくとも前記サーボアンプと前記溶接電源とがデジタル通信で直接的または間接的に接続されており、
前記サーボアンプが、
前記デジタル通信によって入力された設定情報に基づいて、正送給または逆送給の送給指令を生成し、
生成した前記送給指令に基づく制御信号を前記サーボモータに出力し、
生成した前記送給指令に係る同期信号を前記溶接電源に出力し、
前記溶接電源が、前記同期信号に基づいてワイヤ位置位相を算出する、
送給制御方法。
この送給制御方法によれば、送給制御方法において、ワイヤの先端位置の動作精度が高く、ワイヤの先端位置または送給速度のうち少なくとも一つに基づいて行う溶接条件の制御を最適に実現することができる。

【0089】

（９） 溶接ワイヤの先端が、正送給期間と逆送給期間を１周期として、周期的に繰り返しながら母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置および送給速度のうち少なくとも一つに基づいて、溶接条件のうち少なくとも一つを制御する溶接システムを構成する機器間を通信するための通信接続方法であって、
前記溶接システムは少なくとも、溶接制御装置と、溶接電源と、サーボモータと、前記サーボモータを制御するサーボアンプとを含み、
少なくとも前記サーボアンプと前記溶接電源とがデジタル通信で直接的または間接的に接続されており、
前記サーボアンプが、
前期溶接システムを構成する機器のうち、前記サーボアンプ以外の機器からデジタル通信によって入力された設定情報に基づいて、正送給または逆送給の送給指令を生成し、
生成した前記送給指令に基づく制御信号を前記サーボモータに出力し、
生成した前記送給指令に係る同期信号を前記溶接電源に出力し、
前記溶接電源が、前記同期信号に基づいてワイヤ位置位相を算出する、
通信接続方法。
この通信接続方法によれば、送給制御方法において、ワイヤの先端位置の動作精度が高く、ワイヤの先端位置または送給速度のうち少なくとも一つに基づいて行う溶接条件の制御を最適に実現することができる。

【0090】

（１０） 前記デジタル通信は、産業用のフィールドネットワークで接続されたデジタル通信であり、
前記サーボアンプ、前記溶接制御装置、前記溶接電源の順、または、前記サーボアンプ、前記溶接電源、前記溶接制御装置の順にライン型で接続されることを特徴とする、（９）に記載の通信接続方法。
この通信接続方法によれば、溶接システムを構成する機器同士の間で、産業用のフィールドネットワークを活用して設定情報を円滑に伝送することができる。

【符号の説明】

【0091】

１ 三相交流電源
２ １次側整流器
３ 平滑コンデンサ
４ スイッチング素子
５ トランス
６ ２次側整流器
７ リアクトル
３０ インバータ駆動部
３１ 電流検出部
３２ 電圧検出部
３３ 離脱検出部
３４ 電流誤差増幅部
３５ 送給設定データ部
３６ 電流設定部
３６Ａ 目標電流設定部
３６Ｂ ワイヤ先端位置変換部
３６Ｃ 電圧設定部
３７ 波形制御テーブルリニア演算部
３８ 位相遅延補正部
３９ プッシュフィーダ制御部
４０ Ａ／Ｄ入力部
４１ 電気角調整部
４２ デジタル通信部
４３ 溶接シーケンス部
５０ 溶接システム
１００ 溶接ワイヤ
１１０ 溶接ロボット
１１１ 溶接トーチ
１２０ 溶接制御装置
１２２ デジタル通信部
１２３ デジタル通信部
１４０ 溶接電源
１４１ 制御系部
１５０ コントローラ
１６０ サーボアンプ
１６１ 正逆送給指令生成部
１６２ デジタル通信部
１６３ 同期信号生成部
１７０ サーボモータ
１８０ プッシュモータ
１９０ ワイヤバッファ
１９１ シリアルアナログ変換部
２００ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】