JPH09295140A - 溶接ワイヤ送給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】溶接ワイヤ送給条件を自動制御し、溶接ワイヤ
の溶融状態を一定にすることにより溶接作業における省
人化，自動化を可能とする溶接ワイヤ送給装置及び自動
溶接装置を提供する。 【解決手段】溶接ワイヤ加熱電源１２により溶接ワイヤ
６と母材３との間に通電し、溶接ワイヤ６をジュール加
熱しながら送給する溶接ワイヤ送給装置で、母材３から
溶接ワイヤ６が離れると母材３と溶接ワイヤ６間の電気
抵抗が増大するため、溶接ワイヤ加熱電源１２の電流が
減少し、電圧が増加する現象を利用し、これら因子の時
間的監視を行い、母材３と溶接ワイヤ６の接触時間を検
出することにより溶接ワイヤの送給条件を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は溶接ワイヤ送給装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特公昭53−4817号公報のアーク自
動溶接法に開示されているように、溶接ワイヤの案内チ
ップを溶接母材に押し付け接触させて、溶接ワイヤと溶
接母材の間隔を一定に保持する方法がある。

【０００３】また、（社）溶接学会編第１０２回溶接法
研究委員会資料Ｎo.ＳＷ−１６０９−８５に記載のよう
に、無通電の溶接ワイヤと母材間の電圧を測定し、電圧
が溶融池内への溶接ワイヤ送給位置で変化する現象に着
目し、前記電圧を一定にするように送給位置を制御する
方法などが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】溶融池に溶接ワイヤを
送給しながら溶接を行う溶接法では、溶接姿勢や母材の
熱変形による溶融池形状や位置の変化、また溶接ワイヤ
の曲がり癖などの影響により、溶接ワイヤの溶融状態が
安定しない。溶接ワイヤが適正な溶融状態で送給されな
い場合、溶接ワイヤが溶融せず、非消耗電極に接触し、
損傷したり、あるいは溶接ワイヤが溶滴となり、非消耗
電極あるいは赤外線レーザの集光レンズに付着し、母材
の溶融状態を不安定なものにし、溶接結果の悪化の原因
となる。

【０００５】上記の理由から溶接ワイヤ送給状態調整の
ため、人員を配することになり、溶接の自動化の障害と
なっている。

【０００６】本発明の目的は、溶接ワイヤ送給条件を自
動制御することにより、溶接ワイヤの溶融状態を一定
し、溶接作業における省人化，自動化を可能とする溶接
ワイヤ送給装置及び自動溶接装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は溶接ワイヤ送
給条件の制御手段として、溶接ワイヤ加熱電源により溶
接ワイヤ（溶加材）と母材（溶融池）との間に通電し、
溶接ワイヤをジュール加熱しながら送給する溶接ワイヤ
送給装置で、溶接ワイヤ加熱電源の電流、もしくは電圧
を監視することにより溶接ワイヤが母材に接触（短絡）
している時間を測定し、この接触時間を制御因子として
溶接ワイヤの送給位置，加熱電流，送給量などの送給条
件を制御する手段を用いることで達成される。

【０００８】本発明は、溶接ワイヤ加熱電源により溶接
ワイヤ（溶加材）と母材（溶融池）との間に通電し、溶
接ワイヤをジュール加熱しながら送給する溶接ワイヤ送
給装置で、母材から溶接ワイヤが離れると母材と溶接ワ
イヤ間の電気抵抗が増大するため、溶接ワイヤ加熱電源
の電流が減少し、電圧が増加する現象を利用し、これら
因子の時間的監視を行い、母材と溶接ワイヤの接触時間
を検出することにより溶接ワイヤの送給条件を制御する
溶接ワイヤ送給装置及び前記装置を搭載する自動溶接装
置に関する。

【０００９】なお、制御因子として、溶接ワイヤの母材
への接触時間ではなく、非接触時間を用いて、同様の制
御を行っても良い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に従
って説明する。

【００１１】図１は、本発明の原理となる一定期間にお
ける溶接ワイヤが母材へ接触している時間と溶接ワイヤ
の溶融状態制御因子の関係を示したものであり、（１）
は一定期間における溶接ワイヤの接触時間Ｔｗと母材加
熱源（非消耗電極または集光レンズ）直下からの溶接ワ
イヤ送給位置の距離Ｄｗとの関係であり、ある溶接条件
で溶接中は、距離Ｄｗが長くなるほど、接触時間Ｔｗが
長くなる関係にある。この関係を利用し、溶接ワイヤを
ある条件で送給する場合、接触時間Ｔｗを監視し、一定
保持するように母材加熱源直下からの溶接ワイヤ送給位
置の距離Ｄｗを変化させれば、溶接ワイヤは常に一定の
溶融状態で送給される。（２）は一定期間における溶接
ワイヤの接触時間Ｔｗと溶接ワイヤを加熱する溶接ワイ
ヤ加熱電流Ｉｗの関係であり、ある溶接条件で溶接中
は、加熱電流Ｉｗが小さくなるほど、接触時間Ｔｗが長
くなる関係にある。この関係を利用し、溶接ワイヤをあ
る条件で送給する場合、接触時間Ｔｗを監視し、一定保
持するように溶接ワイヤ加熱電流Ｉｗを変化させれば、
溶接ワイヤは常に一定の溶融状態で送給される。(３)は
一定期間における溶接ワイヤの接触時間Ｔｗと溶接ワイ
ヤの送給量Ｖｗの関係であり、ある溶接条件で溶接中
は、溶接ワイヤ送給量Ｖｗが多くなるほど、接触時間Ｔ
ｗが長くなる関係にある。この関係を利用し、溶接ワイ
ヤをある条件で送給する場合、接触時間Ｔｗを監視し、
一定保持するように溶接ワイヤの送給量Ｖｗを変化させ
れば、溶接ワイヤは常に一定の溶融状態で送給される。

【００１２】図２は本発明の溶接ワイヤ送給位置を移動
することにより溶融状態を一定保持する溶接ワイヤ送給
装置の制御方法のフローチャートである。まず、溶接ワ
イヤの溶融状態が最適となる一定期間内の基準接触時間
Ｔｒと、１回の制御当りの溶接ワイヤ支持部の移動量Ｄ
ｓを設定，記憶させる。次に溶接ワイヤ加熱電源から電
流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もしく
は電圧Ｅｗを監視することにより母材と溶接ワイヤの接
触時間Ｔｔを検出する。検出した接触時間Ｔｔと基準接
触時間Ｔｒを比較し、Ｔｒ＝Ｔｔならば、溶接ワイヤ支
持部を移動せず、溶接終了か否かの判断をして、溶接継
続中ならば再度検出を行う。Ｔｒ＞Ｔｔならば、溶接ワ
イヤ支持部を加熱源から遠ざける方向に設定した溶接ワ
イヤ支持部移動量Ｄｓを駆動し、溶接終了か否かの判断
をして、溶接継続中ならば再度検出を行う。Ｔｒ＜Ｔｔ
ならば、溶接ワイヤ支持部を加熱源に近づける方向に設
定した溶接ワイヤ支持部移動量Ｄｓを駆動し、溶接終了
か否かの判断をして、溶接継続中ならば再度検出を行
う。

【００１３】図３は本発明の溶接ワイヤ送給位置を移動
することにより溶融状態を一定保持する溶接ワイヤ送給
装置の制御方法のフローチャートである。まず、溶接ワ
イヤの溶融状態が最適となるために必要な溶接ワイヤ支
持部移動量を算出する溶接ワイヤ支持部移動量算出式Ｄ
ｃ＝α・Ｔｔ＋β（α，βは定数）を設定，記憶させ
る。次に溶接ワイヤ加熱電源から電流Ｉｗ、もしくは電
圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅｗを監視す
ることにより母材と溶接ワイヤの接触時間Ｔｔを検出す
る。検出した接触時間Ｔｔを溶接ワイヤ支持部移動量算
出式Ｄｃ＝α・Ｔｔ＋βに代入し、溶接ワイヤ支持部移
動量Ｄｃを算出する。溶接ワイヤ支持部を算出した溶接
ワイヤ支持部移動量Ｄｃを駆動し、溶接終了か否かの判
断をして、溶接継続中ならば再度検出を行う。

【００１４】図４は本発明の溶接ワイヤ加熱電流を変更
することにより溶融状態を一定保持する溶接ワイヤ送給
装置の制御方法のフローチャートである。まず、溶接ワ
イヤの溶融状態が最適となる一定期間内の基準接触時間
Ｔｒと、１回の制御当りの溶接ワイヤ加熱電流の変更量
Ｉｓを設定，記憶させる。次に溶接ワイヤ加熱電源から
電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もし
くは電圧Ｅｗを監視することにより母材と溶接ワイヤの
接触時間Ｔｔを検出する。検出した接触時間Ｔｔと基準
接触時間Ｔｒを比較し、Ｔｒ＝Ｔｔならば、溶接ワイヤ
加熱電流を変更せず、溶接終了か否かの判断をして、溶
接継続中ならば再度検出を行う。Ｔｒ＞Ｔｔならば、溶
接ワイヤ加熱電流を設定した溶接ワイヤ加熱電流変更量
Ｉｓを減少し、溶接終了か否かの判断をして、溶接継続
中ならば再度検出を行う。Ｔｒ＜Ｔｔならば、溶接ワイ
ヤ加熱電流を設定した溶接ワイヤ加熱電流変更量Ｉｓを
増加し、溶接終了か否かの判断をして、溶接継続中なら
ば再度検出を行う。

【００１５】図５は本発明の溶接ワイヤ加熱電流を変更
することにより溶融状態を一定保持する溶接ワイヤ送給
装置の制御方法のフローチャートである。まず、溶接ワ
イヤの溶融状態が最適となるために必要な溶接ワイヤ加
熱電流変更量を算出する溶接ワイヤ加熱電流変更量算出
式Ｉｃ＝γ・Ｔｔ＋δ（γ，δは定数）を設定，記憶さ
せる。次に溶接ワイヤ加熱電源から電流Ｉｗ、もしくは
電圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅｗを監視
することにより母材と溶接ワイヤの接触時間Ｔｔを検出
する。検出した接触時間Ｔｔを溶接ワイヤ加熱電流変更
量算出式Ｉｃ＝γ・Ｔｔ＋δに代入し、溶接ワイヤ加熱
電流変更量Ｉｃを算出する。溶接ワイヤ加熱電流を算出
した溶接ワイヤ加熱電流変更量Ｉｓを変更し、溶接終了
か否かの判断をして、溶接継続中ならば再度検出を行
う。

【００１６】図６は本発明の溶接ワイヤ送給量を変更す
ることにより溶融状態を一定保持する溶接ワイヤ送給装
置の制御方法のフローチャートである。まず、溶接ワイ
ヤの溶融状態が最適となる一定期間内の基準接触時間Ｔ
ｒと、１回の制御当りの溶接ワイヤ送給量の変更量Ｌｓ
を設定，記憶させる。次に溶接ワイヤ加熱電源から電流
Ｉｗ、もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もしくは
電圧Ｅｗを監視することにより母材と溶接ワイヤの接触
時間Ｔｔを検出する。検出した接触時間Ｔｔと基準接触
時間Ｔｒを比較し、Ｔｒ＝Ｔｔならば、溶接ワイヤ送給
量を変更せず、溶接終了か否かの判断をして、溶接継続
中ならば再度検出を行う。Ｔｒ＞Ｔｔならば、溶接ワイ
ヤ送給量を設定した溶接ワイヤ送給量変更量Ｖｓを増加
し、溶接終了か否かの判断をして、溶接継続中ならば再
度検出を行う。Ｔｒ＜Ｔｔならば、溶接ワイヤ送給量を
設定した溶接ワイヤ送給量変更量Ｖｓを減少し、溶接終
了か否かの判断をして、溶接継続中ならば再度検出を行
う。

【００１７】図７は本発明の溶接ワイヤ送給量を変更す
ることにより溶融状態を一定保持する溶接ワイヤ送給装
置の制御方法のフローチャートである。まず、溶接ワイ
ヤの溶融状態が最適となるために必要な溶接ワイヤ送給
量変更量を算出する溶接ワイヤ送給量変更量算出式Ｖｃ
＝ε・Ｔｔ＋ζ（ε，ζは定数）を設定，記憶させる。
次に溶接ワイヤ加熱電源から電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅ
ｗを抽出し、電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅｗを監視するこ
とにより母材と溶接ワイヤの接触時間Ｔｔを検出する。
検出した接触時間Ｔｔを溶接ワイヤ送給量変更量算出式
Ｖｃ＝ε・Ｔｔ＋ζに代入し、溶接ワイヤ送給量変更量
Ｖｃを算出する。溶接ワイヤ送給量を算出した溶接ワイ
ヤ送給量変更量Ｖｃを変更し、溶接終了か否かの判断を
して、溶接継続中ならば再度検出を行う。

【００１８】図８は本発明の実施例である溶接ワイヤ送
給位置の制御により溶接ワイヤの溶融状態を一定保持す
る溶接ワイヤ送給装置を搭載した非消耗電極アーク自動
溶接装置のブロック図である。図示の非消耗電極アーク
自動溶接装置は、溶接トーチ１先端の非消耗電極２と母
材３との間にアーク４を発生する手段である溶接電源５
と、溶接ワイヤ６を順次送給する手段である溶接ワイヤ
送給装置７と、溶接ワイヤ送給ガイド８を支持し、前後
に移動する手段である溶接ワイヤ支持部移動ステージ９
と、溶接ワイヤ支持部移動ステージ９を制御する溶接ワ
イヤ支持部移動ステージ制御装置１０と、溶接トーチ１
と溶接ワイヤ支持部移動ステージ９を搭載し、溶接線方
向に自走する手段である台車１１と、溶接ワイヤ６と母
材３間に通電し、溶接ワイヤ６をジュール加熱する手段
である溶接ワイヤ加熱電源１２と、この溶接ワイヤ加熱
電源１２より電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電
流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅｗを監視することにより母材３
と溶接ワイヤ６の接触時間Ｔｔを検出する手段である溶
接ワイヤ接触時間検出装置１３と、上記各装置を統括制
御する手段である統括制御装置１４とを含んで構成され
ている。溶接電源５と台車１２と溶接ワイヤ送給装置７
と溶接ワイヤ加熱電源１２と溶接ワイヤ支持部移動ステ
ージ制御装置１０は統括制御装置１４により同期して制
御される。本実施例では、統括制御装置１４としてコン
ピュータが用いられているが、専用の演算制御装置など
を用いてもよい。また、溶接ワイヤ支持部移動ステージ
９は図示のように水平方向ではなく、上下方向に移動す
るものでもよい。さらに、溶接トーチ１と溶接ワイヤ支
持部移動ステージ９を搭載し、溶接線方向に自走する手
段は、台車１１に限らず、ロボット，マニピュレータな
どでもよい。

【００１９】上記構成の装置の動作を次に説明する。ま
ず、溶接する母材３上に台車１１を設置する。次に統括
制御装置１４が起動される。起動された統括制御装置１
４は溶接電源５を起動し、溶接トーチ１先端の非消耗電
極２と母材３間にアーク４を発生させる。アーク４は母
材３を溶融し、溶融池１５を形成する。統括制御装置１
４はアーク４の発生より所定の時間が経過したことを検
知し、溶接ワイヤ送給装置７を起動し、起動された溶接
ワイヤ送給装置７は溶接ワイヤ６の送給を開始する。溶
接ワイヤ６の送給開始と同時に統括制御装置１４は溶接
ワイヤ加熱電源１２を起動する。また、統括制御装置１
４は溶接ワイヤ６の送給の開始より所定の時間が経過し
たことを検知し、台車１１の走行を開始する。

【００２０】溶接ワイヤ送給ガイド８を通して溶融池１
５に送給される溶接ワイヤ６が溶融池１５から離れると
母材３と溶接ワイヤ６間の電気抵抗が増大するため、溶
接ワイヤ加熱電源１２の電流Ｉｗが減少し、電圧Ｅｗが
増加する。この溶接ワイヤ加熱電源１２より電流Ｉｗ、
もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅ
ｗを監視することにより母材３に溶接ワイヤ６が接触し
ている時間Ｔｔを溶接ワイヤ接触時間検出装置１３で一
定期間検出する。検出した接触時間Ｔｔは統括制御装置
１４に送られる。この検出接触時間Ｔｔを制御因子とし
て溶接ワイヤ送給位置の制御を行う方法は、請求項第１
項記載のように統括制御装置１４がこの検出した接触時
間Ｔｔとあらかじめ設定，記憶した基準接触時間Ｔｒと
を比較し、検出した接触時間Ｔｔが基準接触時間Ｔｒよ
り長い場合は溶接ワイヤ支持部移動ステージ制御装置１
０にこれもまたあらかじめ設定，記憶した移動量Ｄｓ，
アーク４に近づける方向に移動する指令を送る。移動指
令を受けた溶接ワイヤ支持部移動ステージ制御装置１０
は溶接ワイヤ支持部移動ステージ９を移動させる。ま
た、検出した接触時間Ｔｔが基準接触時間Ｔｒより短い
場合は溶接ワイヤ支持部移動ステージ制御装置１０にこ
れもまたあらかじめ設定，記憶した移動量Ｄｓ，アーク
４から遠ざける方向に移動する指令を送る。移動指令を
受けた溶接ワイヤ支持部移動ステージ制御装置１０は溶
接ワイヤ支持部移動ステージ９を移動させる。なお、検
出した接触時間Ｔｔと基準接触時間Ｔｒが同じ場合は統
括制御装置１４は移動指令を送信しないという方法と、
請求項第２項記載のように統括制御装置１４はあらかじ
め設定，記憶した溶接ワイヤ支持部移動量算出式にこの
検出した接触時間Ｔｔを代入することにより移動量Ｄｃ
を算出し、溶接ワイヤ支持部移動ステージ制御装置１０
に算出した移動量Ｄｃ，移動する指令を送り、移動指令
を受けた溶接ワイヤ支持部移動ステージ制御装置１０は
溶接ワイヤ支持部移動ステージ９を移動させる、という
方法のどちらの方法でもよい。統括制御装置１４は前述
の処理を溶接終了まで、繰り返し行い、溶接中の溶接ワ
イヤ６の溶融状態を一定保持し、自動溶接を実現する。

【００２１】図９は本発明の実施例である溶接ワイヤ加
熱電流の制御により溶接ワイヤの溶融状態を一定保持す
る溶接ワイヤ送給装置を搭載した非消耗電極アーク自動
溶接装置のブロック図である。図示の非消耗電極アーク
自動溶接装置は、溶接トーチ１先端の非消耗電極２と母
材３との間にアーク４を発生する手段である溶接電源５
と、溶接ワイヤ６を順次送給する手段である溶接ワイヤ
送給装置７と、溶接ワイヤ送給ガイド８を支持し、前後
に移動する手段である溶接ワイヤ支持部移動ステージ９
と、溶接トーチ１と溶接ワイヤ支持部移動ステージ９を
搭載し、溶接線方向に自走する手段である台車１１と、
溶接ワイヤ６と母材３間に通電し、溶接ワイヤ６をジュ
ール加熱する手段である溶接ワイヤ加熱電源１２と、こ
の溶接ワイヤ加熱電源１２より電流Ｉｗ、もしくは電圧
Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅｗを監視する
ことにより母材３と溶接ワイヤ６の接触時間Ｔｔを検出
する手段である溶接ワイヤ接触時間検出装置１３と、溶
接ワイヤ加熱電源１２を制御する加熱電源制御装置１６
と、上記各装置を統括制御する手段である統括制御装置
１４とを含んで構成されている。溶接電源５と台車１１
と溶接ワイヤ送給装置７と加熱電源制御装置１６と溶接
ワイヤ支持部移動ステージ９は統括制御装置１４により
同期して制御される。本実施例では、統括制御装置１４
としてコンピュータが用いられているが、専用の演算制
御装置などを用いてもよい。また、溶接ワイヤ支持部移
動ステージ９は図示のように水平方向ではなく、上下方
向に移動するものでもよい。さらに、溶接トーチ１と溶
接ワイヤ支持部移動ステージ９を搭載し、溶接線方向に
自走する手段は、台車１１に限らず、ロボット，マニピ
ュレータなどでもよい。

【００２２】上記構成の装置の動作を次に説明する。ま
ず、溶接する母材３上に台車１１を設置する。次に統括
制御装置１４が起動される。起動された統括制御装置１
４は溶接電源５を起動し、溶接トーチ１先端の非消耗電
極２と母材３間にアーク４を発生させる。アーク４は母
材３を溶融し、溶融池１５を形成する。統括制御装置１
４はアーク発生より所定の時間が経過したことを検知
し、溶接ワイヤ送給装置７を起動し、起動された溶接ワ
イヤ送給装置７は溶接ワイヤ６の送給を開始する。溶接
ワイヤ６の送給開始と同時に統括制御装置１４は加熱電
源制御装置１６を起動する。起動された加熱電源制御装
置１６は、溶接ワイヤ加熱電源１２を起動し、溶接ワイ
ヤ６への通電を開始する。また、統括制御装置１４は溶
接ワイヤ６の送給の開始より所定の時間が経過したこと
を検知し、台車１１の走行を開始する。

【００２３】溶接ワイヤ送給ガイド８を通して溶融池１
５に送給される溶接ワイヤ６が溶融池１５から離れると
母材３と溶接ワイヤ６間の電気抵抗が増大するため、溶
接ワイヤ加熱電源１２の電流Ｉｗが減少し、電圧Ｅｗが
増加する。この溶接ワイヤ加熱電源１２より電流Ｉｗ、
もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅ
ｗを監視することにより母材３に溶接ワイヤ６が接触し
ている時間Ｔｔを溶接ワイヤ接触時間検出装置１３で一
定期間検出する。検出した接触時間Ｔｔは統括制御装置
１４に送られる。この検出接触時間Ｔｔを制御因子とし
て溶接ワイヤ加熱電流の制御を行う方法は、請求項第３
項記載のように統括制御装置１４がこの検出した接触時
間Ｔｔとあらかじめ設定，記憶した基準接触時間Ｔｒと
を比較し、検出した接触時間Ｔｔが基準接触時間Ｔｒよ
り長い場合は加熱電源制御装置１６にこれもまたあらか
じめ設定，記憶した変更量Ｉｓ，溶接ワイヤ加熱電流を
増加する指令を送る。変更指令を受けた加熱電源制御装
置１６は溶接ワイヤ加熱電源１２に変更指令を送り、変
更指令を受けた溶接ワイヤ加熱電源１２は溶接ワイヤ加
熱電流をＩｓ増加させる。また、検出した接触時間Ｔｔ
が基準接触時間Ｔｒより短い場合は加熱電源制御装置１
６にこれもまたあらかじめ設定，記憶した変更量Ｉｗ，
溶接ワイヤ加熱電流を減少する指令を送る。変更指令を
受けた加熱電源制御装置１６は溶接ワイヤ加熱電源１２
に変更指令を送り、変更指令を受けた溶接ワイヤ加熱電
源１２は溶接ワイヤ加熱電流をＩｓ減少させる。なお、
検出した接触時間Ｔｔと基準接触時間Ｔｒが同じ場合は
統括制御装置１４は変更指令を送信しない、という方法
と、請求項第４項記載のように統括制御装置１４はあら
かじめ設定，記憶した溶接ワイヤ加熱電流変更量算出式
にこの検出した接触時間Ｔｔを代入することにより変更
量Ｉｃを算出し、加熱電源制御装置１６に算出した変更
量，変更する指令を送り、変更指令を受けた加熱電源制
御装置１６は溶接ワイヤ加熱電源１２に変更指令を送
り、変更指令を受けた溶接ワイヤ加熱電源１２は溶接ワ
イヤ加熱電流をＩｃ変更させる、という方法のどちらの
方法でもよい。統括制御装置１４は前述の処理を溶接終
了まで、繰り返し行い、溶接中の溶接ワイヤ６の溶融状
態を一定保持し、自動溶接を実現する。

【００２４】図１０は本発明の実施例である溶接ワイヤ
送給量の制御により溶接ワイヤの溶融状態を一定保持す
る溶接ワイヤ送給装置を搭載した非消耗電極アーク自動
溶接装置のブロック図である。図示の非消耗電極アーク
自動溶接装置は、溶接トーチ１先端の非消耗電極２と母
材３との間にアーク４を発生する手段である溶接電源５
と、溶接ワイヤ６を順次送給する手段である溶接ワイヤ
送給装置７と、溶接ワイヤ送給装置７を制御する手段で
ある溶接ワイヤ送給条件制御装置１７と、溶接ワイヤ送
給ガイド８を支持し、前後に移動する手段である溶接ワ
イヤ支持部移動ステージ９と、溶接トーチ１と溶接ワイ
ヤ支持部移動ステージ９を搭載し、溶接線方向に自走す
る手段である台車１１と、溶接ワイヤ６と母材３間に通
電し、溶接ワイヤ６をジュール加熱する手段である溶接
ワイヤ加熱電源１２と、この溶接ワイヤ加熱電源１２よ
り電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、も
しくは電圧Ｅｗを監視することにより母材３と溶接ワイ
ヤ６の接触時間Ｔｔを検出する手段である溶接ワイヤ接
触時間検出装置１３と、上記各装置を統括制御する手段
である統括制御装置１４とを含んで構成されている。溶
接電源５と台車１１と溶接ワイヤ送給条件制御装置１７
と溶接ワイヤ加熱電源１２と溶接ワイヤ支持部移動ステ
ージ９は統括制御装置１４により同期して制御される。
本実施例では、統括制御装置１４としてコンピュータが
用いられているが、専用の演算制御装置などを用いても
よい。また、溶接ワイヤ支持部移動ステージ９は図示の
ように水平方向ではなく、上下方向に移動するものでも
よい。さらに、溶接トーチ１と溶接ワイヤ支持部移動ス
テージ９を搭載し、溶接線方向に自走する手段は、台車
１１に限らず、ロボット，マニピュレータなどでもよ
い。

【００２５】上記構成の装置の動作を次に説明する。ま
ず、溶接する母材３上に台車１１を設置する。次に統括
制御装置１４が起動される。起動された統括制御装置１
４は溶接電源５を起動し、溶接トーチ１先端の非消耗電
極２と母材３間にアークを発生させる。アークは母材を
溶融し、溶融池を形成する。統括制御装置はアーク４の
発生より所定の時間が経過したことを検知し、溶接ワイ
ヤ送給条件制御装置１７を起動し、起動された溶接ワイ
ヤ送給条件制御装置１７は溶接ワイヤ送給装置７を起動
し、起動された溶接ワイヤ送給装置７は溶接ワイヤ６の
送給を開始する。溶接ワイヤ６の送給開始と同時に統括
制御装置１４は溶接ワイヤ加熱電源１２を起動する。ま
た、統括制御装置１４は溶接ワイヤの送給の開始より所
定の時間が経過したことを検知し、台車１１の走行を開
始する。

【００２６】溶接ワイヤ送給ガイド８を通して溶融池１
５に送給される溶接ワイヤ６が溶融池１５から離れると
母材３と溶接ワイヤ６間の電気抵抗が増大するため、溶
接ワイヤ加熱電源１２の電流Ｉｗが減少し、電圧Ｅｗが
増加する。この溶接ワイヤ加熱電源１２より電流Ｉｗ、
もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅ
ｗを監視することにより母材３に溶接ワイヤ６が接触し
ている時間Ｔｔを溶接ワイヤ接触時間検出装置１３で一
定期間検出する。検出した接触時間Ｔｔは統括制御装置
１４に送られる。この検出接触時間Ｔｔを制御因子とし
て溶接ワイヤ送給量の制御を行う方法は、請求項第５項
記載のように統括制御装置１４がこの検出した接触時間
Ｔｔとあらかじめ設定，記憶した基準接触時間Ｔｒとを
比較し、検出した接触時間Ｔｔが基準接触時間Ｔｒより
長い場合は溶接ワイヤ送給条件制御装置１７にこれもま
たあらかじめ設定，記憶した変更量Ｖｓ，溶接ワイヤ送
給量を減少する指令を送る。変更指令を受けた溶接ワイ
ヤ送給条件制御装置１７は溶接ワイヤ送給装置７を制御
し、溶接ワイヤ送給量をＶｓ減少させる。また、検出し
た接触時間Ｔｔが基準接触時間Ｔｒより短い場合は溶接
ワイヤ送給条件制御装置１７にこれもまたあらかじめ設
定，記憶した変更量Ｖｓ，溶接ワイヤ送給量を増加する
指令を送る。変更指令を受けた溶接ワイヤ送給条件制御
装置１７は溶接ワイヤ送給装置７を制御し、溶接ワイヤ
送給量をＶｓ増加させる。なお、検出した接触時間Ｔｔ
と基準接触時間Ｔｒが同じ場合は統括制御装置１４は変
更指令を送信しない、という方法と、請求項第６項記載
のように統括制御装置１４はあらかじめ設定，記憶した
溶接ワイヤ送給量変更量算出式にこの検出した接触時間
Ｔｔを代入することにより変更量を算出し、溶接ワイヤ
送給条件制御装置１７に算出した変更量Ｖｃ，変更する
指令を送り、変更指令を受けた溶接ワイヤ送給条件制御
装置１７は溶接ワイヤ送給装置７を制御し、溶接ワイヤ
送給量をＶｃ変更させる、という方法のどちらの方法で
もよい。また、統括制御装置１４は、溶接ワイヤ送給量
を常に検知し、単位溶接長当りの溶接ワイヤ送給量が一
定となるように台車１１の速度（溶接速度）を増減す
る。統括制御装置は前述の処理を溶接終了まで、繰り返
し行い、溶接中の溶接ワイヤ６の溶融状態を一定保持
し、自動溶接を実現する。

【００２７】図１１は本発明の実施例である溶接ワイヤ
送給位置の制御により溶接ワイヤの溶融状態を一定保持
する溶接ワイヤ送給装置を搭載した赤外線レーザ自動溶
接装置のブロック図である。図示の赤外線レーザ自動溶
接装置は、赤外線レーザ２０を発振する手段であるレー
ザ発振器１８と、このレーザ発振器１８に接続され発振
された赤外線レーザ２０を導く光ファイバ２１と、この
光ファイバ２１に接続され、赤外線レーザ２０を集光
し、母材３を溶融する手段であるレーザ出射ユニット１
９と、溶接ワイヤ６を順次送給する手段である溶接ワイ
ヤ送給装置７と、溶接ワイヤ送給ガイド８を支持し、前
後に移動する手段である溶接ワイヤ支持部移動ステージ
９と、溶接ワイヤ支持部移動ステージ９を制御する溶接
ワイヤ支持部移動ステージ制御装置１０と溶接ワイヤ支
持部移動ステージ９を搭載し、溶接線方向に自走する手
段である台車１１と、溶接ワイヤ６と母材３間に通電
し、溶接ワイヤ６をジュール加熱する手段である溶接ワ
イヤ加熱電源１２と、この溶接ワイヤ加熱電源１２より
電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もし
くは電圧Ｅｗを監視することにより母材３と溶接ワイヤ
６の接触時間Ｔｔを検出する手段である溶接ワイヤ接触
時間検出装置１３と、上記各装置を統括制御する手段で
ある統括制御装置１４とを含んで構成されている。レー
ザ発振器１８と台車１２と溶接ワイヤ送給装置７と溶接
ワイヤ加熱電源１２と溶接ワイヤ支持部移動ステージ制
御装置１０は統括制御装置１４により同期して制御され
る。本実施例では、統括制御装置１４としてコンピュー
タが用いられているが、専用の演算制御装置などを用い
てもよい。また、溶接ワイヤ支持部移動ステージ９は図
示のように水平方向ではなく、上下方向に移動するもの
でもよい。さらに、レーザ出射ユニット１９と溶接ワイ
ヤ支持部移動ステージ９を搭載し、溶接線方向に自走す
る手段は、台車１１に限らず、ロボット，マニピュレー
タなどでもよい。

【００２８】上記構成の装置の動作を次に説明する。ま
ず、溶接する母材３上に台車１１を設置する。次に統括
制御装置１４が起動される。起動された統括制御装置１
４はレーザ発振器１８を起動し、赤外線レーザ２０を発
振する。発振された赤外線レーザ２０は光ファイバ２１
を通り、レーザ出射ユニット１９に導入され、集光され
る。集光された赤外線レーザ２０は母材３を溶融し、溶
融池１５を形成する。統括制御装置１４は赤外線レーザ
２０の発振より所定の時間が経過したことを検知し、溶
接ワイヤ送給装置７を起動し、起動された溶接ワイヤ送
給装置７は溶接ワイヤ６の送給を開始する。溶接ワイヤ
６の送給開始と同時に統括制御装置１４は溶接ワイヤ加
熱電源１２を起動する。また、統括制御装置１４は溶接
ワイヤ６の送給の開始より所定の時間が経過したことを
検知し、台車１１の走行を開始する。

【００２９】溶接ワイヤ送給ガイド８を通して溶融池１
５に送給される溶接ワイヤ６が溶融池１５から離れると
母材３と溶接ワイヤ６間の電気抵抗が増大するため、溶
接ワイヤ加熱電源１２の電流Ｉｗが減少し、電圧Ｅｗが
増加する。この溶接ワイヤ加熱電源１２より電流Ｉｗ、
もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅ
ｗを監視することにより母材３に溶接ワイヤ６が接触し
ている時間Ｔｔを溶接ワイヤ接触時間検出装置１３で一
定期間検出する。検出した接触時間Ｔｔは統括制御装置
１４に送られる。この検出接触時間Ｔｔを制御因子とし
て溶接ワイヤ送給位置の制御を行う方法は、請求項第１
項記載のように統括制御装置１４がこの検出した接触時
間Ｔｔとあらかじめ設定，記憶した基準接触時間Ｔｒと
を比較し、検出した接触時間Ｔｔが基準接触時間Ｔｒよ
り長い場合は溶接ワイヤ支持部移動ステージ制御装置１
０にこれもまたあらかじめ設定，記憶した移動量Ｄｓ，
赤外線レーザ２０の集光点に近づける方向に移動する指
令を送る。移動指令を受けた溶接ワイヤ支持部移動ステ
ージ制御装置１０は溶接ワイヤ支持部移動ステージ９を
移動させる。また、検出した接触時間Ｔｔが基準接触時
間Ｔｒより短い場合は溶接ワイヤ支持部移動ステージ制
御装置１０にこれもまたあらかじめ設定，記憶した移動
量Ｄｓ，赤外線レーザ２０の集光点から遠ざける方向に
移動する指令を送る。移動指令を受けた溶接ワイヤ支持
部移動ステージ制御装置１０は溶接ワイヤ支持部移動ス
テージ９を移動させる。なお、検出した接触時間Ｔｔと
基準接触時間Ｔｒが同じ場合は統括制御装置１４は移動
指令を送信しない、という方法と、請求項第２項記載の
ように統括制御装置１４はあらかじめ設定，記憶した溶
接ワイヤ支持部移動量算出式にこの検出した接触時間Ｔ
ｔを代入することにより移動量Ｄｃを算出し、溶接ワイ
ヤ支持部移動ステージ制御装置１０に算出した移動量Ｄ
ｃ，移動する指令を送り、移動指令を受けた溶接ワイヤ
支持部移動ステージ制御装置１０は溶接ワイヤ支持部移
動ステージ９を移動させる、という方法のどちらの方法
でもよい。統括制御装置１４は前述の処理を溶接終了ま
で、繰り返し行い、溶接中の溶接ワイヤ６の溶融状態を
一定保持し、自動溶接を実現する。

【００３０】図１２は本発明の実施例である溶接ワイヤ
加熱電流の制御により溶接ワイヤの溶融状態を一定保持
する溶接ワイヤ送給装置を搭載した赤外線レーザ自動溶
接装置のブロック図である。図示の赤外線レーザ自動溶
接装置は、赤外線レーザ２０を発振する手段であるレー
ザ発振器１８と、このレーザ発振器１８に接続され発振
された赤外線レーザ２０を導く光ファイバ２１と、この
光ファイバ２１に接続され、赤外線レーザ２０を集光
し、母材３を溶融する手段であるレーザ出射ユニット１
９と、溶接ワイヤ６を順次送給する手段である溶接ワイ
ヤ送給装置７と、溶接ワイヤ送給ガイド８を支持し、前
後に移動する手段である溶接ワイヤ支持部移動ステージ
９と、レーザ出射ユニット１９と溶接ワイヤ支持部移動
ステージ９を搭載し、溶接線方向に自走する手段である
台車１１と、溶接ワイヤ６と母材３間に通電し、溶接ワ
イヤ６をジュール加熱する手段である溶接ワイヤ加熱電
源１２と、この溶接ワイヤ加熱電源１２より電流Ｉｗ、
もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅ
ｗを監視することにより母材３と溶接ワイヤ６の接触時
間Ｔｔを検出する手段である溶接ワイヤ接触時間検出装
置１３と、溶接ワイヤ加熱電源１２を制御する加熱電源
制御装置１６と、上記各装置を統括制御する手段である
統括制御装置１４とを含んで構成されている。レーザ発
振器１８と台車１１と溶接ワイヤ送給装置７と加熱電源
制御装置１６と溶接ワイヤ支持部移動ステージ９は統括
制御装置１４により同期して制御される。本実施例で
は、統括制御装置１４としてコンピュータが用いられて
いるが、専用の演算制御装置などを用いてもよい。ま
た、溶接ワイヤ支持部移動ステージ９は図示のように水
平方向ではなく、上下方向に移動するものでもよい。さ
らに、レーザ出射ユニット１９と溶接ワイヤ支持部移動
ステージ９を搭載し、溶接線方向に自走する手段は、台
車１１に限らず、ロボット，マニピュレータなどでもよ
い。

【００３１】上記構成の装置の動作を次に説明する。ま
ず、溶接する母材３上に台車１１を設置する。次に統括
制御装置１４が起動される。起動された統括制御装置１
４はレーザ発振器１８を起動し、赤外線レーザ２０を発
振する。発振された赤外線レーザ２０は光ファイバ２１
を通り、レーザ出射ユニット１９に導入され、集光され
る。集光された赤外線レーザ２０は母材３を溶融し、溶
融池１５を形成する。統括制御装置１４は赤外線レーザ
２０の発振より所定の時間が経過したことを検知し、溶
接ワイヤ送給装置７を起動し、起動された溶接ワイヤ送
給装置７は溶接ワイヤ６の送給を開始する。溶接ワイヤ
６の送給開始と同時に統括制御装置１４は加熱電源制御
装置１６を起動する。起動された加熱電源制御装置１６
は、溶接ワイヤ加熱電源１２を起動し、溶接ワイヤ６へ
の通電を開始する。また、統括制御装置１４は溶接ワイ
ヤ６の送給の開始より所定の時間が経過したことを検知
し、台車１１の走行を開始する。

【００３２】溶接ワイヤ送給ガイド８を通して溶融池１
５に送給される溶接ワイヤ６が溶融池１５から離れると
母材３と溶接ワイヤ６間の電気抵抗が増大するため、溶
接ワイヤ加熱電源１２の電流Ｉｗが減少し、電圧Ｅｗが
増加する。この溶接ワイヤ加熱電源１２より電流Ｉｗ、
もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅ
ｗを監視することにより母材３に溶接ワイヤ６が接触し
ている時間Ｔｔを溶接ワイヤ接触時間検出装置１３で一
定期間検出する。検出した接触時間Ｔｔは統括制御装置
１４に送られる。この検出接触時間Ｔｔを制御因子とし
て溶接ワイヤ加熱電流の制御を行う方法は、請求項第３
項記載のように統括制御装置１４がこの検出した接触時
間Ｔｔとあらかじめ設定，記憶した基準接触時間Ｔｒと
を比較し、検出した接触時間Ｔｔが基準接触時間Ｔｒよ
り長い場合は加熱電源制御装置１６にこれもまたあらか
じめ設定，記憶した変更量Ｉｓ，溶接ワイヤ加熱電流を
増加する指令を送る。変更指令を受けた加熱電源制御装
置１６は溶接ワイヤ加熱電源１２に変更指令を送り、変
更指令を受けた溶接ワイヤ加熱電源１２は溶接ワイヤ加
熱電流をＩｓ増加させる。また、検出した接触時間Ｔｔ
が基準接触時間Ｔｒより短い場合は加熱電源制御装置１
６にこれもまたあらかじめ設定，記憶した変更量Ｉｗ，
溶接ワイヤ加熱電流を減少する指令を送る。変更指令を
受けた加熱電源制御装置１６は溶接ワイヤ加熱電源１２
に変更指令を送り、変更指令を受けた溶接ワイヤ加熱電
源１２は溶接ワイヤ加熱電流をＩｓ減少させる。なお、
検出した接触時間Ｔｔと基準接触時間Ｔｒが同じ場合は
統括制御装置１４は変更指令を送信しない、という方法
と、請求項第４項記載のように統括制御装置１４はあら
かじめ設定，記憶した溶接ワイヤ加熱電流変更量算出式
にこの検出した接触時間Ｔｔを代入することにより変更
量Ｉｃを算出し、加熱電源制御装置１６に算出した変更
量，変更する指令を送り、変更指令を受けた加熱電源制
御装置１６は溶接ワイヤ加熱電源１２に変更指令を送
り、変更指令を受けた溶接ワイヤ加熱電源１２は溶接ワ
イヤ加熱電流をＩｃ変更させる、という方法のどちらの
方法でもよい。統括制御装置１４は前述の処理を溶接終
了まで、繰り返し行い、溶接中の溶接ワイヤ６の溶融状
態を一定保持し、自動溶接を実現する。

【００３３】図１３は本発明の実施例である溶接ワイヤ
送給量の制御により溶接ワイヤの溶融状態を一定保持す
る溶接ワイヤ送給装置を搭載した赤外線レーザ自動溶接
装置のブロック図である。図示の赤外線レーザ自動溶接
装置は、赤外線レーザ２０を発振する手段であるレーザ
発振器１８と、このレーザ発振器１８に接続され発振さ
れた赤外線レーザ２０を導く光ファイバ２１と、この光
ファイバ２１に接続され、赤外線レーザ２０を集光し、
母材３を溶融する手段であるレーザ出射ユニット１９
と、溶接ワイヤ６を順次送給する手段である溶接ワイヤ
送給装置７と、溶接ワイヤ送給装置７を制御する手段で
ある溶接ワイヤ送給条件制御装置１７と、溶接ワイヤ送
給ガイド８を支持し、前後に移動する手段である溶接ワ
イヤ支持部移動ステージ９と、レーザ出射ユニット１９
と溶接ワイヤ支持部移動ステージ９を搭載し、溶接線方
向に自走する手段である台車１１と、溶接ワイヤ６と母
材３間に通電し、溶接ワイヤ６をジュール加熱する手段
である溶接ワイヤ加熱電源１２と、この溶接ワイヤ加熱
電源１２より電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電
流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅｗを監視することにより母材３
と溶接ワイヤ６の接触時間Ｔｔを検出する手段である溶
接ワイヤ接触時間検出装置１３と、上記各装置を統括制
御する手段である統括制御装置１４とを含んで構成され
ている。レーザ発振器１８と台車１１と溶接ワイヤ送給
条件制御装置１７と溶接ワイヤ加熱電源１２と溶接ワイ
ヤ支持部移動ステージ９は統括制御装置１４により同期
して制御される。本実施例では、統括制御装置１４とし
てコンピュータが用いられているが、専用の演算制御装
置などを用いてもよい。また、溶接ワイヤ支持部移動ス
テージ９は図示のように水平方向ではなく、上下方向に
移動するものでもよい。さらに、レーザ出射ユニット１
９と溶接ワイヤ支持部移動ステージ９を搭載し、溶接線
方向に自走する手段は、台車１１に限らず、ロボット，
マニピュレータなどでもよい。

【００３４】上記構成の装置の動作を次に説明する。ま
ず、溶接する母材３上に台車１１を設置する。次に統括
制御装置１４が起動される。起動された統括制御装置１
４はレーザ発振器１８を起動し、赤外線レーザ２０を発
振する。発振された赤外線レーザ２０は光ファイバ２１
を通り、レーザ出射ユニット１９に導入され、集光され
る。集光された赤外線レーザ２０は母材３を溶融し、溶
融池１５を形成する。統括制御装置１４は赤外線レーザ
２０の発振より所定の時間が経過したことを検知し、溶
接ワイヤ送給装置７を起動し、起動された溶接ワイヤ送
給装置７は溶接ワイヤ６の送給を開始する。溶接ワイヤ
６の送給開始と同時に統括制御装置１４は溶接ワイヤ加
熱電源１２を起動する。また、統括制御装置１４は溶接
ワイヤの送給の開始より所定の時間が経過したことを検
知し、台車１１の走行を開始する。

【００３５】溶接ワイヤ送給ガイド８を通して溶融池１
５に送給される溶接ワイヤ６が溶融池１５から離れると
母材３と溶接ワイヤ６間の電気抵抗が増大するため、溶
接ワイヤ加熱電源１２の電流Ｉｗが減少し、電圧Ｅｗが
増加する。この溶接ワイヤ加熱電源１２より電流Ｉｗ、
もしくは電圧Ｅｗを抽出し、電流Ｉｗ、もしくは電圧Ｅ
ｗを監視することにより母材３に溶接ワイヤ６が接触し
ている時間Ｔｔを溶接ワイヤ接触時間検出装置１３で一
定期間検出する。検出した接触時間Ｔｔは統括制御装置
１４に送られる。この検出接触時間Ｔｔを制御因子とし
て溶接ワイヤ送給量の制御を行う方法は、請求項第５項
記載のように統括制御装置１４がこの検出した接触時間
Ｔｔとあらかじめ設定，記憶した基準接触時間Ｔｒとを
比較し、検出した接触時間Ｔｔが基準接触時間Ｔｒより
長い場合は溶接ワイヤ送給条件制御装置１７にこれもま
たあらかじめ設定，記憶した変更量Ｖｓ，溶接ワイヤ送
給量を減少する指令を送る。変更指令を受けた溶接ワイ
ヤ送給条件制御装置１７は溶接ワイヤ送給装置７を制御
し、溶接ワイヤ送給量をＶｓ減少させる。また、検出し
た接触時間Ｔｔが基準接触時間Ｔｒより短い場合は溶接
ワイヤ送給条件制御装置１７にこれもまたあらかじめ設
定，記憶した変更量Ｖｓ，溶接ワイヤ送給量を増加する
指令を送る。変更指令を受けた溶接ワイヤ送給条件制御
装置１７は溶接ワイヤ送給装置７を制御し、溶接ワイヤ
送給量をＶｓ増加させる。なお、検出した接触時間Ｔｔ
と基準接触時間Ｔｒが同じ場合は統括制御装置１４は変
更指令を送信しない、という方法と、請求項第６項記載
のように統括制御装置１４はあらかじめ設定，記憶した
溶接ワイヤ送給量変更量算出式にこの検出した接触時間
Ｔｔを代入することにより変更量を算出し、溶接ワイヤ
送給条件制御装置１７に算出した変更量Ｖｃ，変更する
指令を送り、変更指令を受けた溶接ワイヤ送給条件制御
装置１７は溶接ワイヤ送給装置７を制御し、溶接ワイヤ
送給量をＶｃ変更させる、という方法のどちらの方法で
もよい。また、統括制御装置１４は、溶接ワイヤ送給量
を常に検知し、単位溶接長当りの溶接ワイヤ送給量が一
定となるように台車１１の速度（溶接速度）を増減す
る。統括制御装置は前述の処理を溶接終了まで、繰り返
し行い、溶接中の溶接ワイヤ６の溶融状態を一定保持
し、自動溶接を実現する。

【００３６】図１４は本発明の制御因子である溶接ワイ
ヤ接触時間Ｔｔを検出するための因子である溶接ワイヤ
加熱電源１２が設定した溶接ワイヤ加熱電流値Ｉｗｓよ
り大きな電流が流れないようにしたときの溶接ワイヤ加
熱電流Ｉｗと溶接ワイヤ加熱電圧Ｅｗの関係を示したも
のである。このとき、溶接ワイヤ６が溶融池１５から離
れると母材３と溶接ワイヤ６間の電気抵抗が増大し、溶
接ワイヤ加熱電流Ｉｗは減少し、溶接ワイヤ加熱電圧Ｅ
ｗは増加する。すなわち、溶接ワイヤ６が母材３に接触
しているときは、Ｉｗ＝Ｉｗｓであり、Ｅｗ＝０とな
る。溶接ワイヤ加熱電流がＩｗ＝Ｉｗｓ、もしくは溶接
ワイヤ加熱電圧Ｅｗ＝０の時間を監視することで、溶接
ワイヤ６の溶融池１５への接触時間Ｔｔを検出すること
ができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、溶接ワイヤの溶融状態
を一定保持する自動制御を行うことにより、溶接姿勢や
溶接ワイヤ送給量の変化，母材の熱変形，溶接ワイヤの
曲がり癖などに影響されることなく、安定な母材の溶融
状態を保持し、健全な溶接結果を実現することができ
る。また、自動溶接装置と組み合わせることにより、溶
接作業の省人化，無人化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理となる一定期間における溶接ワイ
ヤの接触時間と溶接ワイヤ送給位置，溶接ワイヤ加熱電
流，溶接ワイヤ送給量の関係を示した特性図。

【図２】本発明の溶接ワイヤ送給位置を移動することに
より溶融状態を一定保持する溶接ワイヤ送給装置の制御
方法の一実施例のフローチャート。

【図３】本発明の溶接ワイヤ送給位置を移動することに
より溶融状態を一定保持する溶接ワイヤ送給装置の制御
方法の第二実施例のフローチャート。

【図４】本発明の溶接ワイヤ加熱電流を変更することに
より溶融状態を一定保持する溶接ワイヤ送給装置の制御
方法の一実施例のフローチャート。

【図５】本発明の溶接ワイヤ加熱電流を変更することに
より溶融状態を一定保持する溶接ワイヤ送給装置の制御
方法の第二実施例のフローチャート。

【図６】本発明の溶接ワイヤ送給量を変更することによ
り溶融状態を一定保持する溶接ワイヤ送給装置の制御方
法の一実施例のフローチャート。

【図７】本発明の溶接ワイヤ送給量を変更することによ
り溶融状態を一定保持する溶接ワイヤ送給装置の制御方
法の第二実施例のフローチャート。

【図８】本発明の実施例である溶接ワイヤ送給位置の制
御により溶接ワイヤの溶融状態を一定保持する溶接ワイ
ヤ送給装置を搭載した非消耗電極アーク自動溶接装置の
一実施例のブロック図。

【図９】本発明の実施例である溶接ワイヤ加熱電流の制
御により溶接ワイヤの溶融状態を一定保持する溶接ワイ
ヤ送給装置を搭載した非消耗電極アーク自動溶接装置の
第二実施例のブロック図。

【図１０】本発明の実施例である溶接ワイヤ送給量の制
御により溶接ワイヤの溶融状態を一定保持する溶接ワイ
ヤ送給装置を搭載した非消耗電極アーク自動溶接装置の
ブロック図。

【図１１】本発明の実施例である溶接ワイヤ送給位置の
制御により溶接ワイヤの溶融状態を一定保持する溶接ワ
イヤ送給装置を搭載した赤外線レーザ自動溶接装置のブ
ロック図。

【図１２】本発明の実施例である溶接ワイヤ加熱電流の
制御により溶接ワイヤの溶融状態を一定保持する溶接ワ
イヤ送給装置を搭載した赤外線レーザ自動溶接装置のブ
ロック図。

【図１３】本発明の実施例である溶接ワイヤ送給量の制
御により溶接ワイヤの溶融状態を一定保持する溶接ワイ
ヤ送給装置を搭載した赤外線レーザ自動溶接装置のブロ
ック図。

【図１４】本発明の制御因子である溶接ワイヤ接触時間
を検出するための因子である溶接ワイヤ加熱電源の電流
と電圧の関係を示した特性図。

【符号の説明】

１…溶接トーチ、２…非消耗電極、３…母材、４…アー
ク、５…溶接電源、６…溶接ワイヤ、７…溶接ワイヤ送
給装置、８…溶接ワイヤ送給ガイド、９…溶接ワイヤ支
持部移動ステージ、１０…溶接ワイヤ支持部移動ステー
ジ制御装置、１１…台車、１２…溶接ワイヤ加熱電源、
１３…溶接ワイヤ接触時間検出装置、１４…統括制御装
置、１５…溶融池。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野崎 務 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 原 孝司 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 堀 勝義 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶接ワイヤ加熱電源により溶接ワイヤと母
   材との間に通電し、前記溶接ワイヤをジュール加熱しな
   がら送給する溶接ワイヤ送給装置において、前記溶接ワ
   イヤの支持部を前後または上下に移動する溶接ワイヤ支
   持部移動手段と、前記溶接ワイヤ加熱電源の電流、もし
   くは電圧を監視することにより前記溶接ワイヤが前記母
   材に接触している時間を測定する接触時間測定手段と、
   前記接触時間測定手段により測定された接触時間とある
   基準接触時間を比較し、前記溶接ワイヤ支持部移動手段
   を駆動制御する駆動制御手段とを含んでなり、前記駆動
   制御手段は前記接触時間測定手段より測定された前記接
   触時間が前記基準接触時間より大きい場合は前記溶接ワ
   イヤ支持部移動手段を前方または上方に駆動し、小さい
   場合は、後方または下方に駆動する繰り返し制御を行う
   ように構成したことを特徴とする溶接ワイヤ送給装置。
2. 【請求項２】溶接ワイヤ加熱電源により溶接ワイヤと母
   材との間に通電し、前記溶接ワイヤをジュール加熱しな
   がら送給する溶接ワイヤ送給装置において、前記溶接ワ
   イヤの支持部を前後または上下に移動する溶接ワイヤ支
   持部移動手段と、前記溶接ワイヤ加熱電源の電流、もし
   くは電圧を監視することにより前記溶接ワイヤが前記母
   材に接触している時間を測定する接触時間測定手段と、
   前記接触時間測定手段により測定された接触時間を変数
   として前記溶接ワイヤ支持部移動手段の移動量を算出す
   る移動量算出手段と、前記溶接ワイヤ支持部移動手段を
   駆動制御する駆動制御手段とを含んでなり、前記駆動制
   御手段は前記溶接ワイヤ支持部移動手段を前記移動量算
   出手段より算出された移動量に基づいて、前後もしくは
   上下に駆動する繰り返し制御を行うように構成した溶接
   ワイヤ送給装置。
3. 【請求項３】溶接ワイヤ加熱電源により溶接ワイヤと母
   材との間に通電し、前記溶接ワイヤをジュール加熱しな
   がら送給する溶接ワイヤ送給装置において、前記溶接ワ
   イヤの支持部を前後または上下に移動する溶接ワイヤ支
   持部移動手段と、前記溶接ワイヤ加熱電源の電流、もし
   くは電圧を監視することにより前記溶接ワイヤが前記母
   材に接触している時間を測定する接触時間測定手段と、
   前記接触時間測定手段により測定された接触時間とある
   基準接触時間を比較し、前記溶接ワイヤ加熱電源を制御
   する制御手段とを含んでなり、前記制御手段は前記接触
   時間測定手段より測定された前記接触時間が前記基準接
   触時間より大きい場合は前記溶接ワイヤ加熱電源の溶接
   ワイヤ加熱電流を増加し、小さい場合は電流を減少する
   繰り返し制御を行うように構成した溶接ワイヤ送給装
   置。
4. 【請求項４】溶接ワイヤ加熱電源により溶接ワイヤと母
   材との間に通電し、前記溶接ワイヤをジュール加熱しな
   がら送給する溶接ワイヤ送給装置において、前記溶接ワ
   イヤの支持部を前後または上下に移動する溶接ワイヤ支
   持部移動手段と、前記溶接ワイヤ加熱電源の電流、もし
   くは電圧を監視することにより前記溶接ワイヤが前記母
   材に接触している時間を測定する接触時間測定手段と、
   前記接触時間測定手段により測定された接触時間を変数
   として前記溶接ワイヤ加熱電源の変更量を算出する変更
   量算出手段と、前記溶接ワイヤ加熱電源を制御する制御
   手段とを含んでなり、前記制御手段は前記溶接ワイヤ加
   熱電源を前記変更量算出手段より算出された変更量に基
   づいて、溶接ワイヤ加熱電流を変更する繰り返し制御を
   行うように構成した溶接ワイヤ送給装置。
5. 【請求項５】溶接ワイヤ加熱電源により溶接ワイヤと母
   材との間に通電し、前記溶接ワイヤをジュール加熱しな
   がら送給する溶接ワイヤ送給装置において、前記溶接ワ
   イヤの支持部を前後または上下に移動する溶接ワイヤ支
   持部移動手段と、前記溶接ワイヤ加熱電源の電流、もし
   くは電圧を監視することにより前記溶接ワイヤが前記母
   材に接触している時間を測定する接触時間測定手段と、
   前記接触時間測定手段により測定された接触時間とある
   基準接触時間を比較し、溶接ワイヤの送給量を制御する
   溶接ワイヤ送給量制御手段とを含んでなり、前記溶接ワ
   イヤ送給量制御手段は前記接触時間測定手段より測定さ
   れた前記接触時間が前記接触時間より大きい場合は前記
   溶接ワイヤ送給量を減少し、小さい場合は溶接ワイヤ送
   給量を増加する繰り返し制御を行うように構成した溶接
   ワイヤ送給装置。
6. 【請求項６】溶接ワイヤ加熱電源により溶接ワイヤと母
   材との間に通電し、前記溶接ワイヤをジュール加熱しな
   がら送給する溶接ワイヤ送給装置において、前記溶接ワ
   イヤの支持部を前後または上下に移動する溶接ワイヤ支
   持部移動手段と、前記溶接ワイヤ加熱電源の電流、もし
   くは電圧を監視することにより前記溶接ワイヤが前記母
   材に接触している時間を測定する接触時間測定手段と、
   前記接触時間測定手段により測定された接触時間を変数
   として溶接ワイヤ送給量の変更量を算出する変更量算出
   手段と、溶接ワイヤ送給量を制御する溶接ワイヤ送給量
   制御手段とを含んでなり、前記溶接ワイヤ送給量制御手
   段は、前記変更量算出手段より算出された変更量に基づ
   いて、溶接ワイヤの送給量を変更する繰り返し制御を行
   うように構成した溶接ワイヤ送給装置。
7. 【請求項７】請求項１，２，３または４に記載の前記溶
   接ワイヤ送給装置を搭載した非消耗電極アーク自動溶接
   装置。
8. 【請求項８】請求項５または６に記載の前記溶接ワイヤ
   送給装置を搭載し溶接ワイヤ送給量の増減に応じて、溶
   接速度を制御する溶接速度制御手段を設けてなり、前記
   溶接速度制御手段は、前記溶接ワイヤ送給量の増減を感
   知し、単位溶接長当りの溶接ワイヤ送給量が一定となる
   ように溶接速度を制御するように構成した非消耗電極ア
   ーク自動溶接装置。
9. 【請求項９】請求項１，２，３または４に記載の前記溶
   接ワイヤ送給装置を搭載した赤外線レーザ自動溶接装
   置。
10. 【請求項１０】請求項５または６に記載の溶接ワイヤ送
    給装置を搭載し前記溶接ワイヤ送給量の増減に応じて、
    溶接速度を制御する溶接速度制御手段を設けてなり、前
    記溶接速度制御手段は、前記溶接ワイヤ送給量の増減を
    感知し、単位溶接長当りの溶接ワイヤ送給量が一定とな
    るように溶接速度を制御するように構成した赤外線レー
    ザ自動溶接装置。