(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-07
(45)【発行日】2023-07-18
(54)【発明の名称】溶接電源、溶接システム、溶接電源の制御方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
B23K 9/12 20060101AFI20230710BHJP
B23K 9/095 20060101ALI20230710BHJP
【ＦＩ】
B23K9/12 305
B23K9/095 501A
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2020137245
(22)【出願日】2020-08-17
(65)【公開番号】P2022033399
(43)【公開日】2022-03-02
【審査請求日】2022-11-01
(73)【特許権者】
【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】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100125346
【弁理士】
【氏名又は名称】尾形 文雄
(74)【代理人】
【識別番号】100166981
【弁理士】
【氏名又は名称】砂田 岳彦
(72)【発明者】
【氏名】橋本 裕志
(72)【発明者】
【氏名】中司 昇吾
【審査官】豊島 唯
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－４９５０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１７１４１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－１８０６７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１０／１４６８４４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－１７２０６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１５５４１８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ９／１２
Ｂ２３Ｋ ９／０９５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
消耗電極としてのワイヤに溶接電流を供給し、当該ワイヤを溶融池に短絡させることなくオープンアーク状態で溶滴を離脱させる溶接電源であって、前記ワイヤの先端が、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ように当該ワイヤの送給を制御する送給制御手段と、
前記母材の表面との距離が周期的に変動する前記ワイヤの先端位置に応じて前記溶接電流を変化させる電流制御手段と
を備え、
前記送給制御手段は、前記ワイヤの先端が前記母材に最も近付いた位置である最近点から前記母材から最も遠ざかった位置である最遠点へ至るまで時間を、前記ワイヤの先端が前記最遠点から前記最近点へ至るまでの時間よりも短くするように制御し、
前記電流制御手段は、前記ワイヤの先端が逆送給される期間内に、前記溶接電流を予め定めた電流値よりも低下させる低電流期間を設けるように制御することを特徴とする溶接電源。
【請求項2】
前記送給制御手段は、前記ワイヤの先端が逆送給される期間における当該ワイヤの最大の送給速度を、当該ワイヤの先端が正送給される期間における当該ワイヤの最大の送給速度よりも大きくするように制御することを特徴とする請求項１に記載の溶接電源。
【請求項3】
前記電流制御手段は、周期的に変動する前記ワイヤの先端位置が、前記最近点及び前記最遠点で規定される波高の１／２の位置よりも前記母材側に位置する場合に、前記低電流期間を開始するように制御することを特徴とする請求項１に記載の溶接電源。
【請求項4】
前記電流制御手段は、前記低電流期間が、前記ワイヤの先端が正送給される期間から逆送給される期間に切り替わる時点における当該ワイヤの先端位置から、逆送給に切り替わった当該ワイヤの送給速度の指令値が最大になる時点における当該ワイヤの先端位置までの範囲内で開始されるように制御することを特徴とする請求項３に記載の溶接電源。
【請求項5】
前記電流制御手段は、前記低電流期間が、逆送給に切り替わった前記ワイヤの送給速度の指令値が最大になった時点における当該ワイヤの先端位置から、当該ワイヤの先端が逆送給される期間から正送給される期間に切り替わる時点における当該ワイヤの先端位置までの範囲内で終了されるように制御することを特徴とする請求項３に記載の溶接電源。
【請求項6】
消耗電極としてのワイヤに溶接電流を供給してアーク溶接し、当該ワイヤを溶融池に短絡させることなくオープンアーク状態で溶滴を離脱させる溶接システムであって、前記ワイヤの先端が、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ように当該ワイヤの送給を制御する送給制御手段と、
前記母材の表面との距離が周期的に変動する前記ワイヤの先端位置に応じて前記溶接電流を変化させる電流制御手段と
を備え、
前記送給制御手段は、前記ワイヤの先端が前記母材に最も近付いた位置である最近点から前記母材から最も遠ざかった位置である最遠点へ至るまで時間を、前記ワイヤの先端が前記最遠点から前記最近点へ至るまでの時間よりも短くするように制御し、
前記電流制御手段は、前記ワイヤの先端が逆送給される期間内に、前記溶接電流を予め定めた電流値よりも低下させる低電流期間を設けるように制御することを特徴とする溶接システム。
【請求項7】
消耗電極としてのワイヤに溶接電流を供給し、当該ワイヤを溶融池に短絡させることなくオープンアーク状態で溶滴を離脱させる溶接電源の制御方法であって、前記ワイヤの先端が、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ように当該ワイヤの送給を制御するステップと、
前記母材の表面との距離が周期的に変動する前記ワイヤの先端位置に応じて前記溶接電流を変化させるステップと
を含み、
前記送給を制御するステップでは、前記ワイヤの先端が前記母材に最も近付いた位置である最近点から前記母材から最も遠ざかった位置である最遠点へ至るまで時間を、前記ワイヤの先端が前記最遠点から前記最近点へ至るまでの時間よりも短くするように制御し、
前記溶接電流を変化させるステップでは、前記ワイヤの先端が逆送給される期間内に、前記溶接電流を予め定めた電流値よりも低下させる低電流期間を設けるように制御することを特徴とする溶接電源の制御方法。
【請求項8】
消耗電極としてのワイヤに溶接電流を供給してアーク溶接し、当該ワイヤを溶融池に短絡させることなくオープンアーク状態で溶滴を離脱させる溶接システムのコンピュータに、前記ワイヤの先端が、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ように当該ワイヤの送給を制御する機能と、
前記母材の表面との距離が周期的に変動する前記ワイヤの先端位置に応じて前記溶接電流を変化させる機能と
を実現させ、
前記送給を制御する機能は、前記ワイヤの先端が前記母材に最も近付いた位置である最近点から前記母材から最も遠ざかった位置である最遠点へ至るまで時間を、前記ワイヤの先端が前記最遠点から前記最近点へ至るまでの時間よりも短くするように制御し、
前記溶接電流を変化させる機能は、前記ワイヤの先端が逆送給される期間内に、前記溶接電流を予め定めた電流値よりも低下させる低電流期間を設けるように制御することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶接電源、溶接システム、溶接電源の制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
消耗電極としてのワイヤに溶接電流を供給する溶接電源において、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、母材の表面との距離が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し、制御手段は、ワイヤの先端が逆送給される期間内に、溶接電流を予め定めた電流値よりも低下させる低電流期間を設けるように制御する溶接電源は、知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】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】
【0004】
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際におけるワイヤの先端が逆送給される期間内に低電流期間を設けて、溶滴離脱によるスパッタの飛散を低減させる技術がある。このような技術において、正弦波形状で変化するワイヤの送給速度に従ってワイヤを送給する構成を採用したのでは、ワイヤの先端が逆送給される期間、つまり低電流期間に溶滴が離脱する可能性を高くすることには限界がある。すなわち、スパッタを飛散しにくくすることには限界がある。
【0005】
本発明の目的は、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際におけるワイヤの先端が逆送給される期間内に低電流期間を設ける技術において、正弦波形状で変化するワイヤの送給速度に従ってワイヤを送給する構成を採用した場合に比較して、スパッタを飛散しにくくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
かかる目的のもと、本発明は、消耗電極としてのワイヤに溶接電流を供給し、ワイヤを溶融池に短絡させることなくオープンアーク状態で溶滴を離脱させる溶接電源であって、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ようにワイヤの送給を制御する送給制御手段と、母材の表面との距離が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電流制御手段とを備え、送給制御手段は、ワイヤの先端が母材に最も近付いた位置である最近点から母材から最も遠ざかった位置である最遠点へ至るまで時間を、ワイヤの先端が最遠点から最近点へ至るまでの時間よりも短くするように制御し、電流制御手段は、ワイヤの先端が逆送給される期間内に、溶接電流を予め定めた電流値よりも低下させる低電流期間を設けるように制御する溶接電源を提供する。
【0007】
送給制御手段は、ワイヤの先端が逆送給される期間におけるワイヤの最大の送給速度を、ワイヤの先端が正送給される期間におけるワイヤの最大の送給速度よりも大きくするように制御する、ものであってよい。
【0008】
電流制御手段は、周期的に変動するワイヤの先端位置が、最近点及び最遠点で規定される波高の１／２の位置よりも母材側に位置する場合に、低電流期間を開始するように制御する、ものであってよい。その場合、電流制御手段は、低電流期間が、ワイヤの先端が正送給される期間から逆送給される期間に切り替わる時点におけるワイヤの先端位置から、逆送給に切り替わったワイヤの送給速度の指令値が最大になる時点におけるワイヤの先端位置までの範囲内で開始されるように制御する、ものであってよい。また、電流制御手段は、低電流期間が、逆送給に切り替わったワイヤの送給速度の指令値が最大になった時点におけるワイヤの先端位置から、ワイヤの先端が逆送給される期間から正送給される期間に切り替わる時点におけるワイヤの先端位置までの範囲内で終了されるように制御する、ものであってよい。
【0009】
また、本発明は、消耗電極としてのワイヤに溶接電流を供給してアーク溶接し、ワイヤを溶融池に短絡させることなくオープンアーク状態で溶滴を離脱させる溶接システムであって、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ようにワイヤの送給を制御する送給制御手段と、母材の表面との距離が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電流制御手段とを備え、送給制御手段は、ワイヤの先端が母材に最も近付いた位置である最近点から母材から最も遠ざかった位置である最遠点へ至るまで時間を、ワイヤの先端が最遠点から最近点へ至るまでの時間よりも短くするように制御し、電流制御手段は、ワイヤの先端が逆送給される期間内に、溶接電流を予め定めた電流値よりも低下させる低電流期間を設けるように制御する溶接システムも提供する。
【0010】
さらに、本発明は、消耗電極としてのワイヤに溶接電流を供給し、ワイヤを溶融池に短絡させることなくオープンアーク状態で溶滴を離脱させる溶接電源の制御方法であって、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ようにワイヤの送給を制御するステップと、母材の表面との距離が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ステップとを含み、送給を制御するステップでは、ワイヤの先端が母材に最も近付いた位置である最近点から母材から最も遠ざかった位置である最遠点へ至るまで時間を、ワイヤの先端が最遠点から最近点へ至るまでの時間よりも短くするように制御し、溶接電流を変化させるステップでは、ワイヤの先端が逆送給される期間内に、溶接電流を予め定めた電流値よりも低下させる低電流期間を設けるように制御する溶接電源の制御方法も提供する。
【0011】
さらにまた、本発明は、消耗電極としてのワイヤに溶接電流を供給してアーク溶接し、ワイヤを溶融池に短絡させることなくオープンアーク状態で溶滴を離脱させる溶接システムのコンピュータに、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ようにワイヤの送給を制御する機能と、母材の表面との距離が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機能とを実現させ、送給を制御する機能は、ワイヤの先端が母材に最も近付いた位置である最近点から母材から最も遠ざかった位置である最遠点へ至るまで時間を、ワイヤの先端が最遠点から最近点へ至るまでの時間よりも短くするように制御し、溶接電流を変化させる機能は、ワイヤの先端が逆送給される期間内に、溶接電流を予め定めた電流値よりも低下させる低電流期間を設けるように制御するプログラムも提供する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、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際におけるワイヤの先端が逆送給される期間内に低電流期間を設ける技術において、正弦波形状で変化するワイヤの送給速度に従ってワイヤを送給する構成を採用した場合に比較して、スパッタが飛散しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本実施の形態に係るアーク溶接システムの構成例を示す図である。
【図2】溶接電源の制御系部分の構成例を説明する図である。
【図3】ワイヤ送給速度の時間変化を説明する波形図である。
【図4】溶接ワイヤの先端位置の時間変化を説明する波形図である。
【図5】本実施の形態における溶接電流の制御例を説明するフローチャートである。
【図6】溶接電流の電流値を指定する電流設定信号の制御例を示す図である。
【図7】特許文献１によるワイヤ送給速度、溶接電流及び溶接電圧の波形、並びに溶滴離脱タイミングを示したグラフである。
【図8】本実施の形態によるワイヤ送給速度、溶接電流及び溶接電圧の波形、並びに溶滴離脱タイミングを示したグラフである。
【図9】特許文献１による溶滴離脱タイミングの計測結果を示したグラフである。
【図10】本実施の形態による溶滴離脱タイミングの計測結果を示したグラフである。
【図11】特許文献１における電流抑制期間開始から離脱までの時間を計測した結果を示したグラフである。
【図12】本実施の形態における電流抑制期間開始から離脱までの時間を計測した結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0015】
＜本実施の形態が解決しようとする課題＞
本実施の形態が解決しようとする課題は２つある。
本実施の形態が解決しようとする課題は２つある。
【0016】
１つ目の課題は、スパッタが飛散しやすいという点である。
特許文献１の技術は、短絡を伴わない炭酸ガス溶接（オープンアーク溶接）において、ワイヤ送給速度及び溶接電流を適切に制御し、低電流期間にて溶滴（溶融金属）を離脱させて溶接母材に移行させるものである。
ここで重要なのは、溶滴が離脱しやすい状態で溶接ワイヤを引き戻すことで、積極的に溶滴を離脱させることである。溶滴の離脱のしやすさは、溶滴のサイズ（重量）、表面張力、アーク反力等の影響を受ける。例えば、溶滴サイズが大きいほど離脱しやすくなり、溶滴サイズが小さいほど離脱しにくくなる。
ロボットを使った自動溶接機では、安定した溶接結果を得るためにアーク長を一定に保つ「アーク長の自己保持機能」を利用している。「アーク長の自己保持機能」とは、溶接電源に「定電圧特性」を持たせ、アーク長が長くなると溶接電流を少し下げて（溶接ワイヤの溶融を遅らせて）アーク長を短くする方向に動作させ、アーク長が短くなると逆に溶接電流を上げて（溶接ワイヤの溶融を早めて）アーク長を長くする方向に動作させる機能のことである。特許文献１では、溶接中に何らかの外的要因でアーク長が長くなり溶接電流が下がった場合、溶滴成長期間での溶滴成長が遅れて溶滴サイズが小さくなり、溶滴が離脱させたい電流抑制期間に離脱しないことがある。溶滴が電流非抑制期間に離脱すると、スパッタが飛散しやすいという問題がある。
特許文献１の技術は、短絡を伴わない炭酸ガス溶接（オープンアーク溶接）において、ワイヤ送給速度及び溶接電流を適切に制御し、低電流期間にて溶滴（溶融金属）を離脱させて溶接母材に移行させるものである。
ここで重要なのは、溶滴が離脱しやすい状態で溶接ワイヤを引き戻すことで、積極的に溶滴を離脱させることである。溶滴の離脱のしやすさは、溶滴のサイズ（重量）、表面張力、アーク反力等の影響を受ける。例えば、溶滴サイズが大きいほど離脱しやすくなり、溶滴サイズが小さいほど離脱しにくくなる。
ロボットを使った自動溶接機では、安定した溶接結果を得るためにアーク長を一定に保つ「アーク長の自己保持機能」を利用している。「アーク長の自己保持機能」とは、溶接電源に「定電圧特性」を持たせ、アーク長が長くなると溶接電流を少し下げて（溶接ワイヤの溶融を遅らせて）アーク長を短くする方向に動作させ、アーク長が短くなると逆に溶接電流を上げて（溶接ワイヤの溶融を早めて）アーク長を長くする方向に動作させる機能のことである。特許文献１では、溶接中に何らかの外的要因でアーク長が長くなり溶接電流が下がった場合、溶滴成長期間での溶滴成長が遅れて溶滴サイズが小さくなり、溶滴が離脱させたい電流抑制期間に離脱しないことがある。溶滴が電流非抑制期間に離脱すると、スパッタが飛散しやすいという問題がある。
【0017】
２つ目の課題は、コンタクトチップが摩耗しやすいという点である。
アーク溶接では、溶接トーチ先端に取り付けた「コンタクトチップ」と呼ばれる銅合金製の給電部品にて、溶接電流を溶接ワイヤに供給する。コンタクトチップと溶接ワイヤとの接触部では大電流の通過によるジュール熱が発生し、コンタクトチップが軟化しやすい。軟化したコンタクトチップは、溶接ワイヤがその表面に接触しながら動くと、溶接ワイヤによって徐々に削り取られて摩耗していく。コンタクトチップのワイヤ給電部が摩耗すると溶接ワイヤへの給電が不安定となり、所定の溶接電流が流せなくなって溶着量が変化するとともに、コンタクトチップと溶接ワイヤとが溶着するなどの問題が生じる。コンタクトチップは、溶接電流が大きいほど摩耗しやすく、またワイヤ送給速度が大きいほど摩耗しやすい。
特許文献１では、溶接電流のピーク期間とワイヤ送給速度のピーク期間とが重なっており、大電流で軟化したコンタクトチップに高速に溶接ワイヤを通すことになるため、コンタクトチップが摩耗しやすいという問題がある。
アーク溶接では、溶接トーチ先端に取り付けた「コンタクトチップ」と呼ばれる銅合金製の給電部品にて、溶接電流を溶接ワイヤに供給する。コンタクトチップと溶接ワイヤとの接触部では大電流の通過によるジュール熱が発生し、コンタクトチップが軟化しやすい。軟化したコンタクトチップは、溶接ワイヤがその表面に接触しながら動くと、溶接ワイヤによって徐々に削り取られて摩耗していく。コンタクトチップのワイヤ給電部が摩耗すると溶接ワイヤへの給電が不安定となり、所定の溶接電流が流せなくなって溶着量が変化するとともに、コンタクトチップと溶接ワイヤとが溶着するなどの問題が生じる。コンタクトチップは、溶接電流が大きいほど摩耗しやすく、またワイヤ送給速度が大きいほど摩耗しやすい。
特許文献１では、溶接電流のピーク期間とワイヤ送給速度のピーク期間とが重なっており、大電流で軟化したコンタクトチップに高速に溶接ワイヤを通すことになるため、コンタクトチップが摩耗しやすいという問題がある。
【0018】
そこで、本実施の形態では、ワイヤを溶融池に短絡させることなくオープンアーク状態で溶滴を離脱させる際に、スパッタを飛散しにくくし、かつ、コンタクトチップを摩耗しにくくする。以下、このような実施の形態について詳細に説明する。
【0019】
＜システムの全体構成＞
図１は、本実施の形態に係るアーク溶接システム１０の構成例を示す図である。
アーク溶接システム１０は、溶接ロボット１２０と、ロボットコントローラ１６０と、溶接電源１５０と、送給装置１３０と、シールドガス供給装置１４０とを備えている。
溶接電源１５０は、プラスのパワーケーブルを介して溶接電極に接続され、マイナスのパワーケーブルを介して被溶接物（以下「母材」又は「ワーク」ともいう）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り、正極性で溶接を行う場合、溶接電源１５０は、プラスのパワーケーブルを介して母材２００に接続され、マイナスのパワーケーブルを介して溶接電極に接続される。
また、溶接電源１５０と消耗式電極（以下「溶接ワイヤ」ともいう）１００の送給装置１３０とも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。
図１は、本実施の形態に係るアーク溶接システム１０の構成例を示す図である。
アーク溶接システム１０は、溶接ロボット１２０と、ロボットコントローラ１６０と、溶接電源１５０と、送給装置１３０と、シールドガス供給装置１４０とを備えている。
溶接電源１５０は、プラスのパワーケーブルを介して溶接電極に接続され、マイナスのパワーケーブルを介して被溶接物（以下「母材」又は「ワーク」ともいう）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り、正極性で溶接を行う場合、溶接電源１５０は、プラスのパワーケーブルを介して母材２００に接続され、マイナスのパワーケーブルを介して溶接電極に接続される。
また、溶接電源１５０と消耗式電極（以下「溶接ワイヤ」ともいう）１００の送給装置１３０とも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。
【0020】
溶接ロボット１２０は、エンドエフェクタとして、溶接トーチ１１０を備えている。溶接トーチ１１０は、溶接ワイヤ１００に通電させる通電機構（コンタクトチップ）を有している。溶接ワイヤ１００は、コンタクトチップからの通電により、先端からアークを発生し、その熱で溶接の対象である母材２００を溶接する。
さらに、溶接トーチ１１０は、シールドガスノズル（シールドガスを噴出する機構）を備える。シールドガスは、炭酸ガス、アルゴン＋炭酸ガス（ＣＯ２）等の混合ガスのどちらでもよい。なお、炭酸ガスがより好ましく、混合ガスの場合はＡｒに１０～３０％の炭酸ガスを混合した系が好ましい。シールドガスは、シールドガス供給装置１４０から供給される。
本実施の形態で使用する溶接ワイヤ１００は、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でもよい。溶接ワイヤ１００の材質も問わない。例えば材質は、軟鋼でも良いし、ステンレス、アルミニウム、チタンでも良い。さらに、溶接ワイヤ１００の径も特に問わない。本実施の形態の場合、好ましくは、径の上限を１．６ｍｍ、下限を０．８ｍｍとする。
さらに、溶接トーチ１１０は、シールドガスノズル（シールドガスを噴出する機構）を備える。シールドガスは、炭酸ガス、アルゴン＋炭酸ガス（ＣＯ２）等の混合ガスのどちらでもよい。なお、炭酸ガスがより好ましく、混合ガスの場合はＡｒに１０～３０％の炭酸ガスを混合した系が好ましい。シールドガスは、シールドガス供給装置１４０から供給される。
本実施の形態で使用する溶接ワイヤ１００は、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でもよい。溶接ワイヤ１００の材質も問わない。例えば材質は、軟鋼でも良いし、ステンレス、アルミニウム、チタンでも良い。さらに、溶接ワイヤ１００の径も特に問わない。本実施の形態の場合、好ましくは、径の上限を１．６ｍｍ、下限を０．８ｍｍとする。
【0021】
ロボットコントローラ１６０は、溶接ロボット１２０の動作を制御する。ロボットコントローラ１６０は、予め溶接ロボット１２０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ティーチングデータを保持し、溶接ロボット１２０に対してこれらを指示して溶接ロボット１２０の動作を制御する。また、ロボットコントローラ１６０は、ティーチングデータに従い、溶接作業中の電源を制御する指令を溶接電源１５０に与える。
ここでのアーク溶接システム１０は、溶接システムの一例である。また、溶接電源１５０は、溶接電流を変化させる制御手段の一例でもある。
ここでのアーク溶接システム１０は、溶接システムの一例である。また、溶接電源１５０は、溶接電流を変化させる制御手段の一例でもある。
【0022】
＜溶接電源の構成＞
図２は、溶接電源１５０の制御系部分の構成例を説明する図である。
溶接電源１５０の制御系部分は、例えば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１５０の制御系部分には、電流設定部３６が含まれる。本実施の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と、溶接電流の電流値が抑制される期間が開始される時間と終了する時間を設定する機能（電流抑制期間設定部３６Ａ）と、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報を求めるワイヤ先端位置変換部３６Ｂとを有する。
本実施の形態の場合、パルス電流であって、電流設定部３６は、ピーク電流Ｉｐ、ベース電流Ｉｂ、溶滴離脱用の定常電流Ｉａを設定する。本実施の形態の場合、溶接電流は、基本的に、ピーク電流Ｉｐとベース電流Ｉｂの２値で制御される。このため、電流値が抑制される期間が開始される時間ｔ１は、ベース電流Ｉｂが開始する時間（ベース電流開始時間）を表し、電流値が抑制される期間が終了する時間ｔ２はベース電流Ｉｂが終了する時間（ベース電流終了時間）を表す。
図２は、溶接電源１５０の制御系部分の構成例を説明する図である。
溶接電源１５０の制御系部分は、例えば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１５０の制御系部分には、電流設定部３６が含まれる。本実施の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と、溶接電流の電流値が抑制される期間が開始される時間と終了する時間を設定する機能（電流抑制期間設定部３６Ａ）と、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報を求めるワイヤ先端位置変換部３６Ｂとを有する。
本実施の形態の場合、パルス電流であって、電流設定部３６は、ピーク電流Ｉｐ、ベース電流Ｉｂ、溶滴離脱用の定常電流Ｉａを設定する。本実施の形態の場合、溶接電流は、基本的に、ピーク電流Ｉｐとベース電流Ｉｂの２値で制御される。このため、電流値が抑制される期間が開始される時間ｔ１は、ベース電流Ｉｂが開始する時間（ベース電流開始時間）を表し、電流値が抑制される期間が終了する時間ｔ２はベース電流Ｉｂが終了する時間（ベース電流終了時間）を表す。
【0023】
溶接電源１５０の電源主回路は、交流電源（ここでは三相交流電源）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。
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８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。
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８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。
【0024】
溶接ワイヤ１００は、送給モータ２４によって送給され、母材２００との間にアーク９を発生させる。本実施の形態の場合、送給モータ２４は、溶接ワイヤ１００の先端を平均速度よりも速い速度で母材２００に送り出す正送給期間と、溶接ワイヤ１００の先端を平均速度よりも遅い速度で母材２００に送り出す逆送給期間とが周期的に切り替わるように、溶接ワイヤ１００を送給する。逆送給期間における溶接ワイヤ１００の先端は、母材２００から遠ざかる方向に移動する。
送給モータ２４による溶接ワイヤ１００の送給は、送給駆動部２３からの制御信号Ｆｃによって制御される。送給速度の平均値は、ほぼ溶融速度と同じである。本実施の形態の場合、送給モータ２４による溶接ワイヤ１００の送給も溶接電源１５０により制御される。
送給モータ２４による溶接ワイヤ１００の送給は、送給駆動部２３からの制御信号Ｆｃによって制御される。送給速度の平均値は、ほぼ溶融速度と同じである。本実施の形態の場合、送給モータ２４による溶接ワイヤ１００の送給も溶接電源１５０により制御される。
【0025】
電流設定部３６には、溶接チップ８と母材２００との間に加える電圧の目標値（電圧設定信号Ｖｒ）が電圧設定部３４から与えられる。
ここでの電圧設定信号Ｖｒは、電圧比較部３５にも与えられ、電圧検出部３２によって検出された電圧検出信号Ｖｏと比較される。電圧検出信号Ｖｏは、実測値である。
電圧比較部３５は、電圧設定信号Ｖｒと電圧検出信号Ｖｏとの差分を増幅し、電圧誤差増幅信号Ｖａとして電流設定部３６に出力する。
電流設定部３６は、アーク９の長さ（すなわちアーク長）が一定になるように溶接電流を制御する。換言すると、電流設定部３６は、溶接電流の制御を通じて定電圧制御を実行する。
ここでの電圧設定信号Ｖｒは、電圧比較部３５にも与えられ、電圧検出部３２によって検出された電圧検出信号Ｖｏと比較される。電圧検出信号Ｖｏは、実測値である。
電圧比較部３５は、電圧設定信号Ｖｒと電圧検出信号Ｖｏとの差分を増幅し、電圧誤差増幅信号Ｖａとして電流設定部３６に出力する。
電流設定部３６は、アーク９の長さ（すなわちアーク長）が一定になるように溶接電流を制御する。換言すると、電流設定部３６は、溶接電流の制御を通じて定電圧制御を実行する。
【0026】
電流設定部３６は、電圧設定信号Ｖｒと電圧誤差増幅信号Ｖａとに基づいて、ピーク電流Ｉｐの値、ベース電流Ｉｂの値、ピーク電流Ｉｐを与える期間、又は、ピーク電流Ｉｐの値、ベース電流Ｉｂの値の大きさを再設定し、再設定された期間又は値の大きさに応じた電流設定信号Ｉｒを電流誤差増幅部３７に出力する。
本実施の形態の場合、ピーク電流Ｉｐを与える期間は、ベース電流Ｉｂを与えられる期間以外の期間である。換言すると、ピーク電流Ｉｐを与える期間は、電流が抑制されていない期間（電流非抑制期間）である。このピーク電流Ｉｐを与える期間は、第１の期間の一例である。
一方、ベース電流Ｉｂを与える期間を電流抑制期間ともいう。電流抑制期間は低電流期間の一例であるとともに、第２の期間の一例でもある。
電流誤差増幅部３７は、目標値として与えられた電流設定信号Ｉｒ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。
本実施の形態の場合、ピーク電流Ｉｐを与える期間は、ベース電流Ｉｂを与えられる期間以外の期間である。換言すると、ピーク電流Ｉｐを与える期間は、電流が抑制されていない期間（電流非抑制期間）である。このピーク電流Ｉｐを与える期間は、第１の期間の一例である。
一方、ベース電流Ｉｂを与える期間を電流抑制期間ともいう。電流抑制期間は低電流期間の一例であるとともに、第２の期間の一例でもある。
電流誤差増幅部３７は、目標値として与えられた電流設定信号Ｉｒ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。
【0027】
電流設定部３６には、送給される溶接ワイヤ１００の平均送給速度Ｆａｖｅも与えられる。平均送給速度Ｆａｖｅは、平均送給速度設定部２０が不図示の記憶部に記憶されているティーチングデータに基づいて出力する。
電流設定部３６は、与えられた平均送給速度Ｆａｖｅに基づいて、ピーク電流Ｉｐ、ベース電流Ｉｂ、定常電流Ｉａ、ベース電流Ｉｂが開始する時間ｔ１、ベース電流Ｉｂが終了する時間ｔ２の値を決定する。
本実施の形態では、図２の通り、平均送給速度Ｆａｖｅを電流設定部３６に入力しているが、電流設定部３６に入力される信号は平均送給速度Ｆａｖｅに関連する値を設定値として、平均送給速度Ｆａｖｅに置き換えて用いても良い。例えば、不図示の記憶部に平均送給速度と、その平均送給速度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、平均送給速度Ｆａｖｅに置き換えて用いても良い。
平均送給速度Ｆａｖｅは、振幅送給速度設定部２１と送給速度指令設定部２２にも与えられる。
ここでの振幅送給速度設定部２１は、入力された平均送給速度Ｆａｖｅに基づいて、基本的送給条件としての振幅Ｗｆ及び周期Ｔｆの値を決定する。振幅Ｗｆは平均送給速度Ｆａｖｅに対する変化幅であり、周期Ｔｆは繰り返し単位である振幅変化の時間である。
電流設定部３６は、与えられた平均送給速度Ｆａｖｅに基づいて、ピーク電流Ｉｐ、ベース電流Ｉｂ、定常電流Ｉａ、ベース電流Ｉｂが開始する時間ｔ１、ベース電流Ｉｂが終了する時間ｔ２の値を決定する。
本実施の形態では、図２の通り、平均送給速度Ｆａｖｅを電流設定部３６に入力しているが、電流設定部３６に入力される信号は平均送給速度Ｆａｖｅに関連する値を設定値として、平均送給速度Ｆａｖｅに置き換えて用いても良い。例えば、不図示の記憶部に平均送給速度と、その平均送給速度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、平均送給速度Ｆａｖｅに置き換えて用いても良い。
平均送給速度Ｆａｖｅは、振幅送給速度設定部２１と送給速度指令設定部２２にも与えられる。
ここでの振幅送給速度設定部２１は、入力された平均送給速度Ｆａｖｅに基づいて、基本的送給条件としての振幅Ｗｆ及び周期Ｔｆの値を決定する。振幅Ｗｆは平均送給速度Ｆａｖｅに対する変化幅であり、周期Ｔｆは繰り返し単位である振幅変化の時間である。
【0028】
特許文献１におけるワイヤ送給は、平均送給速度Ｆａｖｅよりも送給速度が速い期間（正送給期間）と平均送給速度Ｆａｖｅよりも送給速度が遅い期間（逆送給期間）とが交互に現れ、かつ正送給期間の時間幅と逆送給期間の時間幅とが同じ送給方式であった。
これに対して本実施の形態では、正逆速度比率設定部３８が、周期Ｔｆに対する逆送給期間の割合であるＰＦＲ（％）を設定し、振幅送給速度設定部２１に与える。
ここで、振幅送給速度設定部２１では、振幅Ｗｆと周期Ｔｆと正逆送給比率ＰＦＲとに基づいて、正送給期間の振幅送給速度Ｆｆと逆送給期間の振幅送給速度Ｆｆとが計算される。
逆送給期間の振幅送給速度Ｆｆは次式で与えられる。ここでｔは時刻を表す。
これに対して本実施の形態では、正逆速度比率設定部３８が、周期Ｔｆに対する逆送給期間の割合であるＰＦＲ（％）を設定し、振幅送給速度設定部２１に与える。
ここで、振幅送給速度設定部２１では、振幅Ｗｆと周期Ｔｆと正逆送給比率ＰＦＲとに基づいて、正送給期間の振幅送給速度Ｆｆと逆送給期間の振幅送給速度Ｆｆとが計算される。
逆送給期間の振幅送給速度Ｆｆは次式で与えられる。ここでｔは時刻を表す。
【0029】
【数1】
【0030】
また、正送給期間の振幅送給速度Ｆｆは次式で与えられる。
【0031】
【数2】
【0032】
振幅送給速度設定部２１は、上記の様に正送給期間と逆送給期間とで異なる振幅送給速度Ｆｆを生成して出力する。
【0033】
送給速度指令設定部２２は、振幅送給速度Ｆｆと平均送給速度Ｆａｖｅとに基づいて、送給速度指令信号Ｆｗを出力する。
本実施の形態の場合、送給速度指令信号Ｆｗは、次式で表される。
Ｆｗ＝Ｆｆ＋Ｆａｖｅ …式３
本実施の形態の場合、送給速度指令信号Ｆｗは、次式で表される。
Ｆｗ＝Ｆｆ＋Ｆａｖｅ …式３
【0034】
送給速度指令信号Ｆｗは、位相ずれ検出部２６と、送給誤差増幅部２８と、電流設定部３６とに出力される。
送給誤差増幅部２８は、目標速度である送給速度指令信号Ｆｗと送給モータ２４による溶接ワイヤ１００の送給速度を実測した送給速度検出信号Ｆｏとの差分を増幅し、誤差分を補正した速度誤差増幅信号Ｆｄを送給駆動部２３に出力する。
送給駆動部２３は、速度誤差増幅信号Ｆｄに基づいて制御信号Ｆｃを生成し、送給モータ２４に与える。
ここでの送給速度変換部２５は、送給モータ２４の回転量などを溶接ワイヤ１００の送給速度検出信号Ｆｏに変換する。
本実施の形態における位相ずれ検出部２６は、送給速度指令信号Ｆｗと測定値である送給速度検出信号Ｆｏとを比較し、位相ずれ時間Ｔθｄを出力する。なお、位相ずれ検出部２６は、振幅送給を規定するパラメータ（周期Ｔｆ、振幅Ｗｆ、平均送給速度Ｆａｖｅ）を可変した場合における送給モータ２４の送給動作を測定して位相ずれ時間Ｔθｄを求めても良い。
送給誤差増幅部２８は、目標速度である送給速度指令信号Ｆｗと送給モータ２４による溶接ワイヤ１００の送給速度を実測した送給速度検出信号Ｆｏとの差分を増幅し、誤差分を補正した速度誤差増幅信号Ｆｄを送給駆動部２３に出力する。
送給駆動部２３は、速度誤差増幅信号Ｆｄに基づいて制御信号Ｆｃを生成し、送給モータ２４に与える。
ここでの送給速度変換部２５は、送給モータ２４の回転量などを溶接ワイヤ１００の送給速度検出信号Ｆｏに変換する。
本実施の形態における位相ずれ検出部２６は、送給速度指令信号Ｆｗと測定値である送給速度検出信号Ｆｏとを比較し、位相ずれ時間Ｔθｄを出力する。なお、位相ずれ検出部２６は、振幅送給を規定するパラメータ（周期Ｔｆ、振幅Ｗｆ、平均送給速度Ｆａｖｅ）を可変した場合における送給モータ２４の送給動作を測定して位相ずれ時間Ｔθｄを求めても良い。
【0035】
位相ずれ時間Ｔθｄは、電流設定部３６のワイヤ先端位置変換部３６Ｂに与えられる。ワイヤ先端位置変換部３６Ｂは、送給速度指令信号Ｆｗと位相ずれ時間Ｔθｄとに基づいて、母材２００を基準面とした溶接ワイヤ１００の先端位置を算出し、算出された先端位置の情報を電流抑制期間設定部３６Ａに与える。
ここで、電流抑制期間設定部３６Ａは、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報に基づいて、又は、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報と送給速度指令信号Ｆｗとに基づいて溶接電流を抑制する期間（すなわち、電流設定信号Ｉｒをベース電流Ｉｂに制御する期間）を設定する。
ここでの電流設定部３６は、溶接ワイヤ１００の送給を制御する送給制御手段、及び、溶接ワイヤ１００の先端位置に応じて溶接電流を変化させる電流制御手段の一例である。
ここで、電流抑制期間設定部３６Ａは、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報に基づいて、又は、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報と送給速度指令信号Ｆｗとに基づいて溶接電流を抑制する期間（すなわち、電流設定信号Ｉｒをベース電流Ｉｂに制御する期間）を設定する。
ここでの電流設定部３６は、溶接ワイヤ１００の送給を制御する送給制御手段、及び、溶接ワイヤ１００の先端位置に応じて溶接電流を変化させる電流制御手段の一例である。
【0036】
＜溶接電流の制御例＞
以下では、溶接電源１５０による溶接電流の制御例について説明する。
溶接電流の制御は、溶接電源１５０を構成する電流設定部３６によって実現される。前述したように、本実施の形態における電流設定部３６は、プログラムの実行を通じて制御を実現する。
本実施の形態における電流設定部３６は、溶接ワイヤ１００の送給速度指令信号Ｆｗと溶接ワイヤ１００の先端位置の情報とに基づいて溶接電流の電流値の切り替えを制御する。このため、溶接電流の制御の説明に先立って、送給速度指令信号Ｆｗの時間変化と溶接ワイヤ１００の先端位置の時間変化について説明する。
以下では、溶接電源１５０による溶接電流の制御例について説明する。
溶接電流の制御は、溶接電源１５０を構成する電流設定部３６によって実現される。前述したように、本実施の形態における電流設定部３６は、プログラムの実行を通じて制御を実現する。
本実施の形態における電流設定部３６は、溶接ワイヤ１００の送給速度指令信号Ｆｗと溶接ワイヤ１００の先端位置の情報とに基づいて溶接電流の電流値の切り替えを制御する。このため、溶接電流の制御の説明に先立って、送給速度指令信号Ｆｗの時間変化と溶接ワイヤ１００の先端位置の時間変化について説明する。
【0037】
図３は、送給速度指令信号Ｆｗの時間変化を説明する波形図である。横軸は時間（位相）であり、縦軸は速度である。縦軸の単位はメートル毎分または回転数である。ただし、数値は一例である。例えば溶接ワイヤ１００（図１参照）の直径を１．２ｍｍとする場合、平均送給速度Ｆａｖｅは１２～２５メートル毎分である。もっとも、後述するグロビュール移行または、スプレー移行を維持するためには、溶接ワイヤ１００の突出し長さにもよるが、送給速度を８メートル毎分以上にすることが望ましい。例えば溶接ワイヤ１００の突出し長さを２５ｍｍとする場合、溶接電流は２２５Ａ程度となる。短絡移行とグロビュール移行の臨界領域は、およそ２５０Ａである。
【0038】
図３では、平均送給速度Ｆａｖｅよりも速い速度を正値で表し、平均送給速度Ｆａｖｅよりも遅い速度を負値で表している。送給速度が平均送給速度Ｆａｖｅよりも速い期間を正送給期間といい、反対に送給速度が平均送給速度Ｆａｖｅよりも遅い期間を逆送給期間という。なお、溶接ワイヤ１００（図１参照）は母材２００（図１参照）に近づくように送出される。
特許文献１では、正送給期間の時間幅と逆送給期間の時間幅とは等しく、また正送給期間の速度振幅と逆送給期間の速度振幅とは等しいため、速度波形は周期Ｔｆ、振幅Ｗｆの正弦波であった。
本実施の形態の場合、送給速度指令信号Ｆｗは、正送給期間の時間幅と逆送給期間の時間幅とが異なり、かつ正送給期間の速度振幅Ｗｆ＿ｆと逆送給期間の速度振幅Ｗｆ＿ｒとが異なる。
すなわち、送給１周期における逆送給時間の割合をＰＦＲ（％）と定義すると、正送給期間の周期及び速度振幅と、逆送給期間の周期及び速度振幅とは、次のように定義できる。
正送給期間：周期が（（１００－ＰＦＲ）×Ｔｆ＿ｆ）／５０であり、速度振幅Ｗｆ＿ｆがＰＦＲ×Ｗｆ／５０である正弦波の半波。
逆送給期間：周期がＰＦＲ×Ｔｆ／５０であり、速度振幅Ｗｆ＿ｒが（（１００－ＰＦＲ）×Ｗｆ／５０である正弦波の半波。
ここでＷｆは、ＰＦＲが５０のとき、すなわち特許文献１のように速度波形が正弦波のときの速度振幅である。
また、本実施の形態では、ＰＦＲ＜５０であるとする。これにより、速度振幅Ｗｆ＿ｆは速度振幅Ｗｆよりも小さくなり、速度振幅Ｗｆ＿ｒは速度振幅Ｗｆよりも大きくなる。
平均送給速度Ｆａｖｅは、ワイヤ溶融速度Ｆｍとみなすことができる。
特許文献１では、正送給期間の時間幅と逆送給期間の時間幅とは等しく、また正送給期間の速度振幅と逆送給期間の速度振幅とは等しいため、速度波形は周期Ｔｆ、振幅Ｗｆの正弦波であった。
本実施の形態の場合、送給速度指令信号Ｆｗは、正送給期間の時間幅と逆送給期間の時間幅とが異なり、かつ正送給期間の速度振幅Ｗｆ＿ｆと逆送給期間の速度振幅Ｗｆ＿ｒとが異なる。
すなわち、送給１周期における逆送給時間の割合をＰＦＲ（％）と定義すると、正送給期間の周期及び速度振幅と、逆送給期間の周期及び速度振幅とは、次のように定義できる。
正送給期間：周期が（（１００－ＰＦＲ）×Ｔｆ＿ｆ）／５０であり、速度振幅Ｗｆ＿ｆがＰＦＲ×Ｗｆ／５０である正弦波の半波。
逆送給期間：周期がＰＦＲ×Ｔｆ／５０であり、速度振幅Ｗｆ＿ｒが（（１００－ＰＦＲ）×Ｗｆ／５０である正弦波の半波。
ここでＷｆは、ＰＦＲが５０のとき、すなわち特許文献１のように速度波形が正弦波のときの速度振幅である。
また、本実施の形態では、ＰＦＲ＜５０であるとする。これにより、速度振幅Ｗｆ＿ｆは速度振幅Ｗｆよりも小さくなり、速度振幅Ｗｆ＿ｒは速度振幅Ｗｆよりも大きくなる。
平均送給速度Ｆａｖｅは、ワイヤ溶融速度Ｆｍとみなすことができる。
【0039】
図４は、溶接ワイヤ１００（図１参照）の先端位置（ワイヤ先端位置）の時間変化を説明する波形図である。横軸は時間（位相）であり、縦軸は母材２００の表面（母材表面）から法線方向上方への距離（高さ）を表している。
ただし、図４では、溶接ワイヤ１００が平均送給速度Ｆａｖｅで送給される場合における距離（高さ）を基準距離とし、基準距離よりも大きい距離を正値、基準距離よりも小さい距離を負値で表している。
図４に示すように、溶接ワイヤ１００の先端位置が時間の経過とともに母材表面に近づく期間が正送給期間であり、溶接ワイヤ１００の先端位置が時間の経過とともに母材表面から遠ざかる期間が逆送給期間である。
図４は、溶接ワイヤ１００の先端位置が母材表面に最も近づいた位置（最下点）に対応する時点をＴ０、Ｔ４で表し、溶接ワイヤ１００の先端位置が母材表面から最も遠ざかった位置（最上点）に対応する時点をＴ２で表している。ここでの最下点は、最近点の一例であり、最上点は、最遠点の一例である。
ただし、図４では、溶接ワイヤ１００が平均送給速度Ｆａｖｅで送給される場合における距離（高さ）を基準距離とし、基準距離よりも大きい距離を正値、基準距離よりも小さい距離を負値で表している。
図４に示すように、溶接ワイヤ１００の先端位置が時間の経過とともに母材表面に近づく期間が正送給期間であり、溶接ワイヤ１００の先端位置が時間の経過とともに母材表面から遠ざかる期間が逆送給期間である。
図４は、溶接ワイヤ１００の先端位置が母材表面に最も近づいた位置（最下点）に対応する時点をＴ０、Ｔ４で表し、溶接ワイヤ１００の先端位置が母材表面から最も遠ざかった位置（最上点）に対応する時点をＴ２で表している。ここでの最下点は、最近点の一例であり、最上点は、最遠点の一例である。
【0040】
また、基準距離に対応する時点をＴ１、Ｔ３とする。Ｔ１は、溶接ワイヤ１００の先端位置が母材表面に最も近づいた位置（最下点）から最も遠ざかる位置（最上点）に向かう中間の時点である。Ｔ３は、溶接ワイヤ１００の先端位置が母材表面に最も遠ざかった位置から最も近づく位置に向かう中間の時点である。図４に示すように、溶接ワイヤ１００の先端位置と基準点Ｔ１、Ｔ３における位置との差分が振幅である。
【0041】
図５は、本実施の形態における溶接電流の制御例を説明するフローチャートである。図５に示す制御は、電流設定部３６（図２参照）において実行される。図中の記号Ｓはステップである。
図５に示す制御は、溶接ワイヤ１００の先端位置の変化（１周期）に対応する。このため、図５においては、時間Ｔが時点Ｔ０の状態をステップ１とする。
本実施の形態における電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒの制御のために、溶接ワイヤ１００の先端位置を算出する。
平均送給速度Ｆａｖｅは、ワイヤ溶融速度Ｆｍと同等である。従って、送給速度指令信号Ｆｗとワイヤ溶融速度Ｆｍ（≒Ｆａｖｅ）の差分を積分すれば、溶接ワイヤ１００の先端位置を求めることができる。
そこで、電流設定部３６は、次式に基づいて、溶接ワイヤ１００の先端位置を設定する。
ワイヤ先端位置＝∫（Ｆｗ－Ｆａｖｅ）・ｄｔ …式４
式４で計算される先端位置の変化は、図４に対応する。
図５に示す制御は、溶接ワイヤ１００の先端位置の変化（１周期）に対応する。このため、図５においては、時間Ｔが時点Ｔ０の状態をステップ１とする。
本実施の形態における電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒの制御のために、溶接ワイヤ１００の先端位置を算出する。
平均送給速度Ｆａｖｅは、ワイヤ溶融速度Ｆｍと同等である。従って、送給速度指令信号Ｆｗとワイヤ溶融速度Ｆｍ（≒Ｆａｖｅ）の差分を積分すれば、溶接ワイヤ１００の先端位置を求めることができる。
そこで、電流設定部３６は、次式に基づいて、溶接ワイヤ１００の先端位置を設定する。
ワイヤ先端位置＝∫（Ｆｗ－Ｆａｖｅ）・ｄｔ …式４
式４で計算される先端位置の変化は、図４に対応する。
【0042】
ただし、溶接ワイヤ１００の送給に送給モータ２４（図２参照）を用いる場合、指令と実際の送給速度（すなわち送給速度検出信号Ｆｏ）との間に位相ずれが生じる場合がある。そこで、電流設定部３６は、位相ずれ検出部２６から与えられる位相ずれ時間Ｔθｄにより、平均送給速度Ｆａｖｅ及び送給速度指令信号Ｆｗから計算される溶接ワイヤ１００の先端位置に応じて計算されるベース電流開始時間ｔ１を補正する。具体的には、次式に示すように、ベース電流開始時間ｔ１の値を再設定する。
ｔ１＝ｔ１＋Ｔθｄ …式５
同じく、電流設定部３６は、位相ずれ時間Ｔθｄにより、平均送給速度Ｆａｖｅ及び送給速度指令信号Ｆｗから計算されるベース電流終了時間ｔ２を補正する。
ｔ２＝ｔ２＋Ｔθｄ …式６
ここでは、送給速度の観点からベース電流開始時間ｔ１とベース電流終了時間ｔ２を制御する場合について説明しているが、位置制御の観点でも同様である。
ｔ１＝ｔ１＋Ｔθｄ …式５
同じく、電流設定部３６は、位相ずれ時間Ｔθｄにより、平均送給速度Ｆａｖｅ及び送給速度指令信号Ｆｗから計算されるベース電流終了時間ｔ２を補正する。
ｔ２＝ｔ２＋Ｔθｄ …式６
ここでは、送給速度の観点からベース電流開始時間ｔ１とベース電流終了時間ｔ２を制御する場合について説明しているが、位置制御の観点でも同様である。
【0043】
図６は、溶接電流の電流値を指定する電流設定信号Ｉｒの制御例を示す図である。横軸は時間であり、縦軸は電流検出信号Ｉｏである。図中の時点Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、それぞれ図４の時点Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に対応する。ここでの時点Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、平均送給速度Ｆａｖｅ及び送給速度指令信号Ｆｗから計算された溶接ワイヤ１００の先端位置から決定される。
図６に示すようにベース電流開始時間ｔ１は、溶接ワイヤ１００の先端が最下点に位置する時点Ｔ０（すなわち、正送給期間から逆送給期間に切り替わる時点）から遅れた位相を表現する。なお、図６には、ベース電流開始時間ｔ１の最大値をｔ１’で表している。
図５の説明に戻る。
溶接ワイヤ１００の先端位置が最下点（すなわち時点Ｔ０）になると、電流設定部３６は、時点Ｔ０から計測を開始した時間Ｔがベース電流開始時間ｔ１以上であるか否かを判定する（ステップ２）。
ステップ２の判定結果が否定（Ｆａｌｓｅ）の間、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてピーク電流Ｉｐを出力する（ステップ３）。
この期間は、図６における電流非抑制期間に対応する。
図６に示すようにベース電流開始時間ｔ１は、溶接ワイヤ１００の先端が最下点に位置する時点Ｔ０（すなわち、正送給期間から逆送給期間に切り替わる時点）から遅れた位相を表現する。なお、図６には、ベース電流開始時間ｔ１の最大値をｔ１’で表している。
図５の説明に戻る。
溶接ワイヤ１００の先端位置が最下点（すなわち時点Ｔ０）になると、電流設定部３６は、時点Ｔ０から計測を開始した時間Ｔがベース電流開始時間ｔ１以上であるか否かを判定する（ステップ２）。
ステップ２の判定結果が否定（Ｆａｌｓｅ）の間、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてピーク電流Ｉｐを出力する（ステップ３）。
この期間は、図６における電流非抑制期間に対応する。
【0044】
ところで、ベース電流Ｉｂに切り替わる直前のピーク電流Ｉｐの供給期間は、ピーク電流Ｉｐによる溶接ワイヤ１００の溶融が進み、その先端に形成される溶滴が大きく成長している期間である。また、溶接ワイヤ１００の先端位置は、母材表面に近づいていく期間でもある。この期間は、短絡が発生しやすく、短絡に伴うスパッタが発生しやすい期間でもある。
そこで、本実施の形態では、時間ｔ１が経過するまではピーク電流Ｉｐを与え、短絡の発生を防止又は抑制する。換言すると、短絡が生じないように、溶接電流の供給を制御する。
本実施の形態の場合、ピーク電流Ｉｐの好ましい範囲は、３００Ａ～６５０Ａである。また、ベース電流Ｉｂの好ましい範囲は、１０Ａ～２５０Ａである。
そこで、本実施の形態では、時間ｔ１が経過するまではピーク電流Ｉｐを与え、短絡の発生を防止又は抑制する。換言すると、短絡が生じないように、溶接電流の供給を制御する。
本実施の形態の場合、ピーク電流Ｉｐの好ましい範囲は、３００Ａ～６５０Ａである。また、ベース電流Ｉｂの好ましい範囲は、１０Ａ～２５０Ａである。
【0045】
なお、短絡の発生の可能性がある間は、逆送給期間が開始した後も、ピーク電流Ｉｐの供給が望まれる。この期間は、おおよそ時点Ｔ０～Ｔ１の間である。このため、ピーク電流Ｉｐが供給される期間（電流非抑制期間）の終了は、時点Ｔ０～Ｔ１の間で実行されることが望ましい。すなわち、時点Ｔ０とその近傍は、アークの力で押しのけられた溶融池の中に、囲われるようにワイヤ先端の溶滴が位置する、いわゆる「埋もれアーク」の状態になり、短絡しやすい状況になるため、ピーク電流Ｉｐが供給される期間の終了を時点Ｔ０～Ｔ１の間で実行することによって、アークによる溶融池表面の押し下げ作用や溶滴の持ち上げ作用を維持することができ、「埋もれアーク」時における短絡の発生を防止できる。
従って、望ましくは、溶接ワイヤ１００の先端が最下点に位置する時点Ｔ０よりも少し経過した時点（例えば時点Ｔ０を起点として時点Ｔ１までの９分の１から３分の２の時点）で、ベース電流Ｉｂへの切り替えが実行されるように時間ｔ１を設定することが望ましい。
従って、望ましくは、溶接ワイヤ１００の先端が最下点に位置する時点Ｔ０よりも少し経過した時点（例えば時点Ｔ０を起点として時点Ｔ１までの９分の１から３分の２の時点）で、ベース電流Ｉｂへの切り替えが実行されるように時間ｔ１を設定することが望ましい。
【0046】
図５の説明に戻る。
ステップ２の判定結果が肯定（Ｔｒｕｅ）になると、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてベース電流Ｉｂの出力を開始する（ステップ４）。前述したように、ベース電流Ｉｂへの切り替えが開始した時点では、溶接ワイヤ１００の送給は、既に逆送給期間に切り替わっており、溶接ワイヤ１００の先端は、母材表面から遠ざかる方向への移動を始めている。
ピーク電流Ｉｐが大きい場合、溶接ワイヤ１００の先端から離脱する溶滴は、適用したシールドガスや電流域によって変化する移行形態によって異なるが、例えば、グロビュール移行となる場合には溶接ワイヤ１００の直径よりも大きい大粒の形状となり、スプレー移行となる場合には小粒の形状となる。
なお、シールドガスに炭酸ガスを用いた場合には、アークが緊縮して溶滴の底部（溶融池表面と対向する部分）にアーク反力が集中することから、溶滴を持ち上げる力が大きくなり、グロビュール移行となる。また、シールドガスがアルゴンガスまたはアルゴンの混合率が高いガスを用いた場合には、スプレー移行になる。
ステップ２の判定結果が肯定（Ｔｒｕｅ）になると、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてベース電流Ｉｂの出力を開始する（ステップ４）。前述したように、ベース電流Ｉｂへの切り替えが開始した時点では、溶接ワイヤ１００の送給は、既に逆送給期間に切り替わっており、溶接ワイヤ１００の先端は、母材表面から遠ざかる方向への移動を始めている。
ピーク電流Ｉｐが大きい場合、溶接ワイヤ１００の先端から離脱する溶滴は、適用したシールドガスや電流域によって変化する移行形態によって異なるが、例えば、グロビュール移行となる場合には溶接ワイヤ１００の直径よりも大きい大粒の形状となり、スプレー移行となる場合には小粒の形状となる。
なお、シールドガスに炭酸ガスを用いた場合には、アークが緊縮して溶滴の底部（溶融池表面と対向する部分）にアーク反力が集中することから、溶滴を持ち上げる力が大きくなり、グロビュール移行となる。また、シールドガスがアルゴンガスまたはアルゴンの混合率が高いガスを用いた場合には、スプレー移行になる。
【0047】
溶接ワイヤ１００の先端が最下点に位置する時点Ｔ０近傍における溶滴は、溶融池近傍に位置しているのでアーク長が短くなる。また、時点Ｔ０以降は、逆送給期間に切り替わる。すなわち、溶接ワイヤ１００の先端は、引き上げられるように移動する。成長した溶滴全体には、正送給方向（母材２００（図１参照）に近づく方向）への慣性力が作用しているのに対し、溶接ワイヤ１００には逆方向（母材２００から遠ざかる方向）に移動するため、溶滴はより懸垂形状へと変化し、更に離脱が促進される。
しかも、離脱が予測される期間で溶接電流の電流値をベース電流Ｉｂに切り替えておくことで、ピーク電流Ｉｐが供給される期間よりも、アーク反力を低下させることができる。この結果、溶滴を持ち上げる力が更に弱くなり、溶滴は、一段と懸垂形状になり易い状況になる。
なお、Ｔ０～Ｔ１の期間は、前述の通り、ワイヤ先端の溶滴が溶融池に埋もれた「埋もれアーク」の状態になるため、溶滴に対し、ピンチ力等を起因としたせん断力が大きく働き、離脱がより促進される。
このように、溶接電流を抑制している期間（電流抑制期間）中に、溶滴を溶接ワイヤ１００の先端から離脱させることで、スパッタの低減が期待できる。
しかも、離脱が予測される期間で溶接電流の電流値をベース電流Ｉｂに切り替えておくことで、ピーク電流Ｉｐが供給される期間よりも、アーク反力を低下させることができる。この結果、溶滴を持ち上げる力が更に弱くなり、溶滴は、一段と懸垂形状になり易い状況になる。
なお、Ｔ０～Ｔ１の期間は、前述の通り、ワイヤ先端の溶滴が溶融池に埋もれた「埋もれアーク」の状態になるため、溶滴に対し、ピンチ力等を起因としたせん断力が大きく働き、離脱がより促進される。
このように、溶接電流を抑制している期間（電流抑制期間）中に、溶滴を溶接ワイヤ１００の先端から離脱させることで、スパッタの低減が期待できる。
【0048】
図５の説明に戻る。
電流設定信号Ｉｒをベース電流Ｉｂに切り替えた電流設定部３６（図２参照）は、時間Ｔがベース電流終了時間ｔ２以上であるか否かを判定する（ステップ５）。図５では、ベース電流終了時間ｔ２の最大値をｔ２’で示している。
ステップ５の判定結果が否定（Ｆａｌｓｅ）の間、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてベース電流Ｉｂを出力する（ステップ４）。
ベース電流Ｉｂの供給が開始された後、溶接ワイヤ１００の先端は、溶滴の離脱を伴いながら最上点（先端が母材２００から最も遠ざかった位置）まで引き上げられるように移動される。
溶滴の離脱後は、溶接ワイヤ１００を溶融させて溶滴を形成するために、ベース電流Ｉｂの供給期間（電流抑制期間）を終了し、ピーク電流Ｉｐを供給する期間（電流非抑制期間）に切り替える必要がある。
電流設定信号Ｉｒをベース電流Ｉｂに切り替えた電流設定部３６（図２参照）は、時間Ｔがベース電流終了時間ｔ２以上であるか否かを判定する（ステップ５）。図５では、ベース電流終了時間ｔ２の最大値をｔ２’で示している。
ステップ５の判定結果が否定（Ｆａｌｓｅ）の間、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてベース電流Ｉｂを出力する（ステップ４）。
ベース電流Ｉｂの供給が開始された後、溶接ワイヤ１００の先端は、溶滴の離脱を伴いながら最上点（先端が母材２００から最も遠ざかった位置）まで引き上げられるように移動される。
溶滴の離脱後は、溶接ワイヤ１００を溶融させて溶滴を形成するために、ベース電流Ｉｂの供給期間（電流抑制期間）を終了し、ピーク電流Ｉｐを供給する期間（電流非抑制期間）に切り替える必要がある。
【0049】
従って、ベース電流Ｉｂの供給は、時点Ｔ１～Ｔ２の間に終了することが望ましい。
一方で、ベース電流Ｉｂからピーク電流Ｉｐへの切り替えが早すぎると、溶滴の成長が過多になり、溶接ワイヤ１００が最下点に位置した時点で短絡が発生し易くなる、肥大化した溶滴が持ち上がりすぎる、肥大化した溶滴が離脱しにくくなる等の問題が発生する。
このため、更に望ましくは、ベース電流Ｉｂの供給期間の終了（ベース電流終了時間ｔ２）は、例えば時点Ｔ１を起点として時点Ｔ２までの３分の１から時点Ｔ２の間とする。
ステップ５の判定結果が肯定（Ｔｒｕｅ）になると、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてピーク電流Ｉｐの出力を開始する（ステップ６）。
続いて、電流設定部３６は、時点Ｔ０から計測を開始した時間Ｔが時点Ｔ４になったか否かを判定する（ステップ７）。
ステップ７の判定結果が否定（Ｆａｌｓｅ）の間、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてピーク電流Ｉｐを出力する（ステップ６）。
一方、ステップ７の判定結果が肯定（Ｔｒｕｅ）になると、電流設定部３６は、ステップ１に戻る。
以上の制御により、電流設定信号Ｉｒは、ピーク電流Ｉｐとベース電流Ｉｂを周期的に繰り返すパルス波形となる。
一方で、ベース電流Ｉｂからピーク電流Ｉｐへの切り替えが早すぎると、溶滴の成長が過多になり、溶接ワイヤ１００が最下点に位置した時点で短絡が発生し易くなる、肥大化した溶滴が持ち上がりすぎる、肥大化した溶滴が離脱しにくくなる等の問題が発生する。
このため、更に望ましくは、ベース電流Ｉｂの供給期間の終了（ベース電流終了時間ｔ２）は、例えば時点Ｔ１を起点として時点Ｔ２までの３分の１から時点Ｔ２の間とする。
ステップ５の判定結果が肯定（Ｔｒｕｅ）になると、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてピーク電流Ｉｐの出力を開始する（ステップ６）。
続いて、電流設定部３６は、時点Ｔ０から計測を開始した時間Ｔが時点Ｔ４になったか否かを判定する（ステップ７）。
ステップ７の判定結果が否定（Ｆａｌｓｅ）の間、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてピーク電流Ｉｐを出力する（ステップ６）。
一方、ステップ７の判定結果が肯定（Ｔｒｕｅ）になると、電流設定部３６は、ステップ１に戻る。
以上の制御により、電流設定信号Ｉｒは、ピーク電流Ｉｐとベース電流Ｉｂを周期的に繰り返すパルス波形となる。
【0050】
＜本実施の形態の効果＞
以下、本実施の形態による効果について、特許文献１と比較しながら説明する。
以下の効果は、ラボ実験結果に基づいている。
溶接条件は、正逆送給周波数を１００Ｈｚとし、正逆振幅を４．８ｍｍとし、溶接ワイヤ１００としてΦ１．２ｍｍのソリッドワイヤ（神戸製鋼所製ＭＧ－５０Ｒ）を用い、溶接ワイヤ１００の送給速度（ワイヤ送給速度）を平均１６ｍ／ｍｉｎとし、溶接手法としてはビードオンプレートを用いた。
以下、本実施の形態による効果について、特許文献１と比較しながら説明する。
以下の効果は、ラボ実験結果に基づいている。
溶接条件は、正逆送給周波数を１００Ｈｚとし、正逆振幅を４．８ｍｍとし、溶接ワイヤ１００としてΦ１．２ｍｍのソリッドワイヤ（神戸製鋼所製ＭＧ－５０Ｒ）を用い、溶接ワイヤ１００の送給速度（ワイヤ送給速度）を平均１６ｍ／ｍｉｎとし、溶接手法としてはビードオンプレートを用いた。
【0051】
図７は、特許文献１によるワイヤ送給速度、溶接電流及び溶接電圧の波形、並びに溶滴離脱タイミングを示したグラフである。ワイヤ送給速度は、細い実線で示すように、平均ワイヤ送給速度（細い破線）を中心とした正弦波として与えられる。ここでワイヤ送給速度は指令値であり、平均ワイヤ送給速度は検出値である。また、太い実線は溶接電流を示し、太い破線は溶接電圧を示す。ここで溶接電流は指令値であり、溶接電圧は検出値である。さらに、溶滴離脱タイミングは↓で示している。
図８は、本実施の形態によるワイヤ送給速度、溶接電流及び溶接電圧の波形、並びに溶滴離脱タイミングを示したグラフである。ワイヤ送給速度は、細い実線で示すように、平均ワイヤ送給速度（細い破線）を中心とし、上側（正送給側）で速度振幅が小さくなっており、下側（逆送給側）で速度振幅が大きくなっている。また正送給している時間幅の方が逆送給している時間幅よりも長い。ここでも同様にワイヤ送給速度は指令値であり、平均ワイヤ送給速度は検出値である。また、太い実線は溶接電流を示し、太い破線は溶接電圧を示す。ここでも同様に溶接電流は指令値であり、溶接電圧は検出値である。さらに、溶滴離脱タイミングは↓で示している。
図８は、本実施の形態によるワイヤ送給速度、溶接電流及び溶接電圧の波形、並びに溶滴離脱タイミングを示したグラフである。ワイヤ送給速度は、細い実線で示すように、平均ワイヤ送給速度（細い破線）を中心とし、上側（正送給側）で速度振幅が小さくなっており、下側（逆送給側）で速度振幅が大きくなっている。また正送給している時間幅の方が逆送給している時間幅よりも長い。ここでも同様にワイヤ送給速度は指令値であり、平均ワイヤ送給速度は検出値である。また、太い実線は溶接電流を示し、太い破線は溶接電圧を示す。ここでも同様に溶接電流は指令値であり、溶接電圧は検出値である。さらに、溶滴離脱タイミングは↓で示している。
【0052】
この図７及び図８において、ワイヤ送給速度が正送給から逆送給に切り替わる（つまりワイヤ送給速度が平均ワイヤ送給速度と交わるタイミングである）時点Ｔ０から、溶滴離脱タイミングまでの時間を計測した。計測対象期間は１０秒間の溶接のうち、溶接開始３秒後からの５秒間である。
図９は、特許文献１による溶滴離脱タイミングの計測結果を示したグラフである。すなわち、ＰＦＲ＝５０の場合のグラフである。このグラフにおいて、離脱タイミングの分布は３．２ｍｓｅｃから４．８ｍｓｅｃまでほぼ一様に広がっている。
図１０は、本実施の形態による溶滴離脱タイミングの計測結果を示したグラフである。ここではＰＦＲ＝４５の場合のグラフを示している。このグラフにおいて、離脱タイミングの分布は概ね３．０ｍｓｅｃから４．０ｍｓｅｃまでに偏り、４．０ｍｓｅｃ以降に離脱するものは特許文献１に比べて減少している。
図９は、特許文献１による溶滴離脱タイミングの計測結果を示したグラフである。すなわち、ＰＦＲ＝５０の場合のグラフである。このグラフにおいて、離脱タイミングの分布は３．２ｍｓｅｃから４．８ｍｓｅｃまでほぼ一様に広がっている。
図１０は、本実施の形態による溶滴離脱タイミングの計測結果を示したグラフである。ここではＰＦＲ＝４５の場合のグラフを示している。このグラフにおいて、離脱タイミングの分布は概ね３．０ｍｓｅｃから４．０ｍｓｅｃまでに偏り、４．０ｍｓｅｃ以降に離脱するものは特許文献１に比べて減少している。
【0053】
次に図１１及び図１２は、電流抑制期間開始から離脱までの時間を計測した結果を示したグラフである。図１１は特許文献１におけるグラフであり、図１２は本実施の形態におけるグラフである。
図１１から、特許文献１では、電流抑制期間よりも離脱が遅れて、電流非抑制期間に離脱しているものが多いことが分かる。
一方、図１２から、本実施の形態では、溶滴の多くが電流抑制期間に離脱しており、電流非抑制期間に離脱する割合が減少していることが分かる。
図１１から、特許文献１では、電流抑制期間よりも離脱が遅れて、電流非抑制期間に離脱しているものが多いことが分かる。
一方、図１２から、本実施の形態では、溶滴の多くが電流抑制期間に離脱しており、電流非抑制期間に離脱する割合が減少していることが分かる。
【0054】
このように、本実施の形態では、特許文献１の技術よりも引き戻し時のワイヤ送給速度が大きくなるので、特許文献１の技術よりも電流抑制期間で溶滴離脱する確率が高くなることが実証できた。スパッタ低減効果については、高速カメラによる観察で電流非抑制期間に溶滴が離脱するとスパッタが飛散する様子が確認できているので、本実施の形態によってスパッタは低減するものと推察される。
【0055】
また、本実施の形態では、特許文献１の技術よりも送り出し時のワイヤ送給速度の最大速度が小さくなる。一般的にワイヤ送給速度が大きくなるとコンタクトチップの摩耗が増えることは知られているため、コンタクトチップの摩耗が低減するという効果も期待できる。
【0056】
さらに、本実施の形態では、図１２によると、溶滴の離脱タイミングが特許文献１の技術よりも早くなっており、かつ、分布も集中している。このことから、電流抑制期間は不必要に長く確保する必要はなく、離脱タイミングの分布をみて設定すれば良いことが分かる。従って、電流抑制期間は特許文献１の技術よりも短く設定できる。
ここでワイヤ送給の周期Ｔｆは一定であるため、電流非抑制期間を長くすることが可能となる。電流非抑制期間は溶滴成長させる期間であるが、これを長くとることができるということは、電流非抑制期間の電流値を下げても、狙った溶滴成長が可能ということになる。溶接電流が大きいほどコンタクトチップの摩耗が進むことは一般的に知られているため、電流非抑制期間の電流を下げられることは、コンタクトチップの摩耗低減につながると期待できる。
ここでワイヤ送給の周期Ｔｆは一定であるため、電流非抑制期間を長くすることが可能となる。電流非抑制期間は溶滴成長させる期間であるが、これを長くとることができるということは、電流非抑制期間の電流値を下げても、狙った溶滴成長が可能ということになる。溶接電流が大きいほどコンタクトチップの摩耗が進むことは一般的に知られているため、電流非抑制期間の電流を下げられることは、コンタクトチップの摩耗低減につながると期待できる。
【0057】
＜他の実施の形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上述の実施の形態に記載の範囲に限定されない。上述の実施の形態に、種々の変更又は改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
例えば前述の実施の形態の説明では、振幅送給速度設定部２１（図２参照）、送給速度指令設定部２２（図２参照）、電流設定部３６（図２参照）、正逆速度比率設定部３８（図２参照）等を溶接電源１５０（図２参照）に内蔵する場合について説明したが、これらをロボットコントローラ１６０に内蔵してもよい。その場合、ロボットコントローラ１６０では、例えば、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）が、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを、図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）に読み込んで実行することにより、これらの機能部が実現される。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上述の実施の形態に記載の範囲に限定されない。上述の実施の形態に、種々の変更又は改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
例えば前述の実施の形態の説明では、振幅送給速度設定部２１（図２参照）、送給速度指令設定部２２（図２参照）、電流設定部３６（図２参照）、正逆速度比率設定部３８（図２参照）等を溶接電源１５０（図２参照）に内蔵する場合について説明したが、これらをロボットコントローラ１６０に内蔵してもよい。その場合、ロボットコントローラ１６０では、例えば、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）が、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを、図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）に読み込んで実行することにより、これらの機能部が実現される。
【符号の説明】
【0058】
１０…アーク溶接システム、２３…送給駆動部、３６…電流設定部、３６Ａ…電流抑制期間設定部、３６Ｂ…ワイヤ先端位置変換部、１００…消耗式電極（溶接ワイヤ）、１１０…溶接トーチ、１２０…溶接ロボット、１３０…送給装置、１４０…シールドガス供給装置、１５０…溶接電源、１６０…ロボットコントローラ、２００…母材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
