JP6155151B2 - ワイヤ送給装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶接ワイヤを送給するワイヤ送給装置に関する。

従来、溶接ワイヤを母材に対して周期的に前進（インチング）、後退（リトラクト）させることによって溶接ワイヤを機械的に短絡させ、スパッタの少ない溶接を実現することが行われていた。例えば、特許文献１には、駆動源を周期的に駆動させ、溶接ワイヤの高速な前進、後退を実現することにより、安定した溶接を実現できることが記載されている。また、そのような溶接ワイヤを前進、後退させるワイヤ送給において、特許文献２には、溶接ワイヤを送給するワイヤ送給機と、溶接ワイヤを前進、後退させるワイヤ送給機との間に溶接ワイヤのバッファを設置し、そのバッファのフィードバックを利用して溶接ワイヤを送給することが記載されている。そのようなバッファを備えることによって、溶接ワイヤの滑りを抑制することができ、適切なワイヤ送給を実現することができる。

特開２０１２−９１２２２号公報 特開２００４−５０２９２号公報

しかしながら、バッファを設けた場合には、その較正（キャリブレーション）を行う必要があった。その較正を行うことによって、バッファにどれぐらいの溶接ワイヤが収容されているのかを適切に把握することができるようになる。その結果、規定以上の溶接ワイヤをバッファリングすることによる溶接ワイヤの座屈等を防止したり、溶接ワイヤのバッファ量が足りなくなることを防止したりすることができる。
なお、通常、そのような較正は手動で行われていたため、その較正に時間や労力が必要であるという問題があった。特に、バッファ量の記憶機構のないワイヤ送給装置を利用する場合には、起動時ごとにそのような較正の時間や労力が必要となる、という問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、溶接ワイヤのバッファ量に関する較正に必要な時間や労力を低減することができるワイヤ送給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によるワイヤ送給装置は、溶接ワイヤを送給する第１のワイヤ送給部と、第１のワイヤ送給部によって送給された溶接ワイヤがバッファリングされるワイヤバッファと、ワイヤバッファでバッファリングされた溶接ワイヤを溶接トーチに送給する第２のワイヤ送給部と、ワイヤバッファでバッファリングされている溶接ワイヤの量であるバッファ量を取得するバッファ量取得部と、ワイヤバッファでバッファリングされている溶接ワイヤの長さ方向の力を取得する取得部と、バッファ量取得部の較正を行う較正部と、を備え、較正部は、第１及び第２のワイヤ送給部の少なくともいずれかによって、バッファ量が減るように溶接ワイヤを移動させ、取得部によって取得された張力が第１の閾値を超えた時点のバッファ量を最小値に設定し、第１及び第２のワイヤ送給部の少なくともいずれかによって、バッファ量が増えるように溶接ワイヤを移動させ、取得部によって取得された押力が第２の閾値を超えた時点のバッファ量を最大値に設定する、ものである。
このような構成により、バッファ量取得部の較正を自動的に行うことができ、較正に必要な時間や労力を低減することができるようになる。また、バッファ量の記憶機構のないワイヤ送給装置であっても、装置の起動時に自動的に較正を行うことができる。

また、本発明によるワイヤ送給装置では、バッファ量取得部が取得するバッファ量が最大値と最小値との間となるように、第１及び第２のワイヤ送給部の少なくともいずれかによる溶接ワイヤの送給を制御する制御器をさらに備えてもよい。
このような構成により、溶接ワイヤの送給において、正確なバッファ量を用いた適切な制御を実現することが可能となる。

また、本発明によるワイヤ送給装置では、ワイヤバッファは、溶接ワイヤの入口及び出口を有しており、入口から出口までの長さが変化する溶接ワイヤを収容するケースと、ケース内において、溶接ワイヤが通過するワイヤガイドと、ワイヤガイドの少なくとも一部をケースに対して回動可能に軸支する軸支部と、を備え、バッファ量取得部は、軸支部において軸支されているワイヤガイドの角度に応じたバッファ量を取得してもよい。
このような構成により、ワイヤガイドの角度に応じたバッファ量を取得することができるようになる。

本発明によるワイヤ送給装置によれば、バッファ量の取得に関する較正を自動的に行うことができるようになり、その較正のための時間や労力を低減することができる。

本発明の実施の形態１によるワイヤ送給装置の構成を示すブロック図 同実施の形態によるワイヤバッファの構成の一例を示す図 同実施の形態によるワイヤバッファの構成の一例を示す図 同実施の形態によるワイヤ送給装置の動作を示すフローチャート

以下、本発明によるワイヤ送給装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。

本発明の実施の形態によるワイヤ送給装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態によるワイヤ送給装置は、バッファ量取得部のキャリブレーションを自動的に行うものである。
図１は、本実施の形態によるワイヤ送給装置１の構成を示すブロック図である。本実施の形態によるワイヤ送給装置１は、第１のワイヤ送給部１１と、ワイヤバッファ１２と、第２のワイヤ送給部１３と、バッファ量取得部１４と、取得部１５と、較正部１６と、制御器１７とを備える。

第１のワイヤ送給部１１は、ワイヤリール２に巻かれた溶接ワイヤ５を、溶接トーチ３に向けて送給する。第１のワイヤ送給部１１は、通常、溶接ワイヤ５を前進させる方向に送給するが、較正の際には、溶接ワイヤ５を後退させる方向に移動させてもよい。なお、溶接ワイヤ５の前進とは、溶接ワイヤ５が溶接トーチ３の方に進む方向であり、溶接ワイヤ５の後退とは、溶接ワイヤ５がワイヤリール２の方に進む方向である。第１のワイヤ送給部１１は、溶接ワイヤ５を送給する機構を有している。その機構はすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。その機構は、例えば、溶接ワイヤ５を前進または後退させるローラと、そのローラを回転させるモータとを有していてもよい。そのモータは、例えば、較正部１６や制御器１７からの指示に応じて、溶接ワイヤ５を前進させる方向または後退させる方向に回転してもよい。

ワイヤバッファ１２は、第１のワイヤ送給部１１と第２のワイヤ送給部１３との間に存在する。そして、ワイヤバッファ１２では、第１のワイヤ送給部１１によって送給された溶接ワイヤ５がバッファリングされる。このワイヤバッファ１２に収容される溶接ワイヤ５の長さが変化することによって、溶接ワイヤ５のバッファ量が変化することになる。第１のワイヤ送給部１１によって前進方向に送給された溶接ワイヤ５の量が、第２のワイヤ送給部１３によって前進方向に送給された溶接ワイヤ５の量よりも多い場合にはバッファ量が増加することになり、少ない場合にはバッファ量が減少することになる。なお、ワイヤバッファ１２の構成の一例については後述する。

第２のワイヤ送給部１３は、ワイヤバッファ１２でバッファリングされた溶接ワイヤ５を溶接トーチ３に送給する。その溶接トーチ３において、溶接電源から与えられる電圧によってアーク溶接が行われる。第２のワイヤ送給部１３は、例えば、溶接ワイヤ５を母材に対して前進、後退させることを繰り返しながら溶接ワイヤ５を送給してもよい。その前進、後退の繰り返しは、例えば、周期的に行われてもよく、フィードバックによって行われてもよい。前者の場合には、第２のワイヤ送給部１３は、例えば、あらかじめ決められた周期によって繰り返して溶接ワイヤ５を前進、後退させてもよい。また、後者の場合には、第２のワイヤ送給部１３は、例えば、溶接ワイヤ５の前進時に短絡が検知されると溶接ワイヤ５を後退させ、その溶接ワイヤ５の前進と後退とを短絡の検知に応じて繰り返してもよい。第２のワイヤ送給部１３が有する溶接ワイヤ５の送給機構も、第１のワイヤ送給部１１と同様のものであり、その説明を省略する。ただし、第２のワイヤ送給部１３が溶接ワイヤ５の前進、後退を高速で繰り返す場合には、その高速な前進、後退を実現可能なモータを用いることが好適である。

バッファ量取得部１４は、ワイヤバッファ１２でバッファリングされている溶接ワイヤ５の量であるバッファ量を取得する。このバッファ量の取得方法については、ワイヤバッファ１２の構成に応じて異なるため、ワイヤバッファ１２の構成に関する説明と一緒に後述する。

取得部１５は、ワイヤバッファ１２でバッファリングされている溶接ワイヤ５の長さ方向の力を取得する。なお、取得部１５が取得する溶接ワイヤ５の長さ方向の力は、バッファ量の較正時のものである。その長さ方向の力は、溶接ワイヤ５が引っ張られている場合には張力となり、溶接ワイヤ５が長さ方向に圧縮されている場合（押されている場合）には押力となる。なお、押力とは、張力と反対方向にかかる力である。すなわち、引張応力に応じた力が張力となり、圧縮応力に応じた力が押力となる。その長さ方向の力は、ワイヤバッファ１２でバッファリングされている溶接ワイヤ５の量が最小値となったのか、最大値となったのかを知るために用いられるため、厳密な値でなくてもよい。すなわち、取得部１５は、バッファ量が最小値と最大値との間である場合よりも長さ方向の力が大きくなったことを知ることができる程度の力を取得するものであってもよい。モータが溶接ワイヤ５を低速で送給している場合には、そのモータのトルクと溶接ワイヤ５の長さ方向の力には相関がある。したがって、取得部１５は、溶接ワイヤ５の送給に用いられるモータの電流値に応じた溶接ワイヤ５の長さ方向の力を取得してもよい。そのモータは、溶接ワイヤ５を送給している、第１のワイヤ送給部１１及び／または第２のワイヤ送給部１３のモータである。その溶接ワイヤ５の長さ方向の力は、例えば、電流値を長さ方向の力に換算した値であってもよく、電流値そのものであってもよい。後者の場合には、電流値を長さ方向の力とみなしていることになる。なお、電流値として、電流値の絶対値を用いてもよい。また、取得部１５は、長さ方向と直交する方向に関する溶接ワイヤ５の力を用いて溶接ワイヤ５の張力や押力を取得してもよい。その張力や押力の取得は、例えば、張力センサと同様の機構を用いて行われてもよい。具体的には、溶接ワイヤ５が直線になろうとする力に応じて張力を測定することができ、溶接ワイヤ５がたわもうとする力に応じて押力を測定することができる。なお、そのようにして溶接ワイヤ５の長さ方向の力を取得することによって、溶接ワイヤ５の送給に関する新たな摩擦が生じることになるため、その取得は、較正のときのみに行われ、それ以外の通常の送給時には行われないことが好適である。本実施の形態では、取得部１５が第２のワイヤ送給部１３の送給モータの電流値である張力や押力を取得する場合について主に説明する。

較正部１６は、バッファ量取得部１４の較正を行う。バッファ量取得部１４の較正とは、バッファ量取得部１４が取得するバッファ量の（１）最小値の設定、及び（２）最大値の設定のことである。以下、それぞれについて説明する。

（１）バッファ量の最小値の設定
較正部１６は、第１及び第２のワイヤ送給部１１，１３の少なくともいずれかによって、ワイヤバッファ１２でバッファリングされている溶接ワイヤ５のバッファ量が減るように溶接ワイヤ５を移動させる。具体的には、較正部１６は、第１のワイヤ送給部１１によって溶接ワイヤ５を後退させてもよく、第２のワイヤ送給部１３によって溶接ワイヤ５を前進させてもよく、または、第１及び第２のワイヤ送給部１１，１３の両方によって、それぞれ溶接ワイヤ５の後退と前進とを行わせてもよい。一方の送給部に溶接ワイヤ５を移動させる場合には、他方の送給部による溶接ワイヤ５の移動は停止させる。なお、その溶接ワイヤ５の移動が行われている間は、較正部１６は、取得部１５によって取得された溶接ワイヤ５の張力と第１の閾値との比較を行うものとする。ワイヤバッファ１２でバッファリングされている溶接ワイヤ５の量が最も少なくなると、それ以上溶接ワイヤ５を引き出すことができなくなり、溶接ワイヤ５の張力が高くなる。したがって、取得部１５によって取得された張力が第１の閾値を超えた時点で、較正部１６は、その溶接ワイヤ５の移動を停止させ、バッファ量取得部１４において、その時点のバッファ量を最小値に設定する。このようにして、バッファ量の最小値の設定を自動的に行うことができる。

（２）バッファ量の最大値の設定
較正部１６は、第１及び第２のワイヤ送給部１１，１３の少なくともいずれかによって、ワイヤバッファ１２でバッファリングされている溶接ワイヤ５のバッファ量が増えるように溶接ワイヤ５を移動させる。具体的には、較正部１６は、第１のワイヤ送給部１１によって溶接ワイヤ５を前進させてもよく、第２のワイヤ送給部１３によって溶接ワイヤ５を後退させてもよく、または、第１及び第２のワイヤ送給部１１，１３の両方によって、それぞれ溶接ワイヤ５の前進と後退とを行わせてもよい。一方の送給部に溶接ワイヤ５を移動させる場合には、他方の送給部による溶接ワイヤ５の移動は停止させる。なお、その溶接ワイヤ５の移動が行われている間は、較正部１６は、取得部１５によって取得された溶接ワイヤ５の押力と第２の閾値との比較を行うものとする。ワイヤバッファ１２でバッファリングされている溶接ワイヤ５の量が最も多くなると、溶接ワイヤ５を押し入れるために力が必要になり、溶接ワイヤ５の押力が高くなる。したがって、取得部１５によって取得された押力が第２の閾値を超えた時点で、較正部１６は、その溶接ワイヤ５の移動を停止させ、バッファ量取得部１４において、その時点のバッファ量を最大値に設定する。このようにして、バッファ量の最大値の設定を自動的に行うことができる。

ここで、第１の閾値と第２の閾値とは、同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。なお、バッファ量の最小値の場合には、溶接ワイヤ５が延びきるため張力が相当大きくなる。一方、バッファ量の最大値の場合には、溶接ワイヤ５をワイヤバッファ１２に挿入する抵抗が高くなる程度であり、押力はそれほど大きくならない。したがって、第１の閾値の方が、第２の閾値よりも大きい値に設定されてもよい。

なお、この較正は、バッファ量取得部１４にバッファ量の最小値及び最大値が設定されていない場合（例えば、ワイヤ送給装置１の使用開始時や、記憶機構のないワイヤ送給装置の起動時等）に行ってもよく、それ以外の場合にも行ってもよい。後者の場合として、例えば、一定期間ごとに較正を行ってもよい。

また、バッファ量取得部１４が取得するバッファ量の最小値及び最大値の設定は、バッファ量を取得するために測定される値（この値を「センサ値」と呼ぶこともある）の最小値及び最大値を図示しない記録媒体に蓄積することであってもよい。その蓄積は、例えば、バッファ量取得部１４によって行われてもよく、較正部１６によって行われてもよい。この場合には、例えば、較正に応じてセンサ値の最小値Ｓ１と、最大値Ｓ２とが蓄積され、最小値Ｓ１と、最大値Ｓ２と、現在のセンサ値とを用いた制御が制御器１７によって行われることになる。また、バッファ量取得部１４が取得するバッファ量の最小値及び最大値の設定は、センサ値の最小値及び最大値を、あらかじめ決められた範囲であるバッファ量の最小値及び最大値に対応付けることによって、センサ値とバッファ量とを換算するための換算式や換算テーブル等の情報を設定することであってもよい。その設定は、例えば、バッファ量取得部１４によって行われてもよく、較正部１６によって行われてもよい。この場合には、例えば、取得されたセンサ値の最小値Ｓ１及び最大値Ｓ２と、あらかじめ決められているバッファ量の最小値Ｂ１及び最大値Ｂ２とが対応するように、Ｓ１〜Ｓ２の範囲のセンサ値を、Ｂ１〜Ｂ２の範囲のバッファ量に換算するための式やテーブル（対応情報）等が生成され、図示しない記録媒体に蓄積されてもよい。この場合には、バッファ量取得部１４は、センサ値をバッファ量に換算して出力してもよい。また、制御器１７は、換算後のバッファ量を用いて溶接ワイヤ５の送給制御を行ってもよい。なお、Ｓ１〜Ｓ２の範囲のセンサ値と、Ｂ１〜Ｂ２の範囲のバッファ量との関係は線形であってもよく、そうでなくてもよい。両者の関係が線形でない場合には、両者の関係を示す情報があらかじめ図示しない記録媒体で記憶されており、較正部１６は、その情報を用いて両者の換算のための情報を生成してもよい。

また、バッファ量取得部１４または較正部１６は、バッファ量の最大値と最小値との間となるバッファ量の最適量を設定してもよい。そのバッファ量の最適量は、例えば、バッファ量の最大値と最小値とのちょうど中点であってもよく、バッファ量の最大値と最小値との間をあらかじめ決められた割合で分ける点（値）であってもよい。

制御器１７は、バッファ量取得部１４が取得するバッファ量が最大値と最小値との間となるように、第１及び第２のワイヤ送給部１１，１３の少なくともいずれかによる溶接ワイヤ５の送給を制御する。制御器１７は、例えば、バッファ量が上述の最適量となるように、第１及び第２のワイヤ送給部１１，１３の少なくとも一方を制御してもよい。この制御の方法は問わないが、その一例について簡単に説明する。例えば、第１のワイヤ送給部１１があらかじめ決められた送給スピードで溶接ワイヤ５を送給している場合には、制御器１７は、バッファ量が一定となるように、第２のワイヤ送給部１３による溶接ワイヤ５の送給を制御してもよい。そのようにすることで、あらかじめ決められた量の溶接ワイヤ５を消費することができ、溶接の欠陥等が生じる可能性を低減させることができる。なお、その制御の場合には、バッファ量が一定となることが求められるため、細かい制御が要求される。また、例えば、第２のワイヤ送給部１３が溶接ワイヤ５の速度指令等に応じて溶接ワイヤ５を送給している場合には、制御器１７は、バッファ量が最小値とならないように、第１のワイヤ送給部１１による溶接ワイヤ５の送給を制御してもよい。その制御の場合には、バッファリングされている溶接ワイヤ５の量が最小値と最大値との間であるだけでよいため、細かい制御は要求されないことになる。

図２Ａは、ワイヤバッファ１２の一例を示す図である。図２Ａにおいて、ワイヤバッファ１２は、ケース２１と、ワイヤガイド２２と、軸支部２３とを備える。
ケース２１は、溶接ワイヤ５の入口２１ａ及び出口２１ｂを有している。また、ケース２１には、その入口２１ａから出口２１ｂまでの長さが変化する溶接ワイヤ５が収容される。すなわち、溶接ワイヤ５の収容長さが変化することによって、バッファリングが行われることになる。収容長さが長くなればバッファ量が多くなり、収容長さが短くなればバッファ量が少なくなる。

ワイヤガイド２２は、ケース２１内において、溶接ワイヤ５が通過するガイドである。そのワイヤガイド２２は、ケース２１に収容されている溶接ワイヤ５の一部が通過するだけであってもよく、または、ケース２１に収容されている溶接ワイヤ５の全部が通過するものであってもよい。図２Ａでは、後者の場合について示している。すなわち、入口２１ａから出口２１ｂまで、ワイヤガイド２２が存在する。なお、ワイヤガイド２２は、例えば、金属線材をコイル状に形成したものや、コイル状の樹脂であってもよい。そのワイヤガイド２２は、ケース２１で収容される溶接ワイヤ５の量に応じて、長さが伸び縮みすることになる。

軸支部２３は、ワイヤガイド２２の少なくとも一部をケース２１に対して回動可能に軸支する。図２Ａの場合には、軸支部２３は、ケース２１の略中央において、ワイヤガイド２２の略中央を矢印方向に回動可能に軸支している。なお、軸支部２３は、例えば、ケース２１に対して回動可能に設けられた円盤状の部材であってもよい。また、そのような軸支部２３の直径方向に設けられた孔をワイヤガイド２２が通過していてもよい。

図２Ａで示されるワイヤバッファ１２では、溶接ワイヤ５のバッファ量が最小値となった場合に、ワイヤガイド２２の曲率は小さくなり、２２ａの位置となる。一方、溶接ワイヤ５のバッファ量が増えるに応じてワイヤガイド２２の曲率は大きくなり、それに応じて軸支部２３が回動し、例えば、ワイヤガイド２２が２２ｂの位置となる。このように、溶接ワイヤ５のバッファ量と、軸支部２３におけるワイヤガイド２２の角度とは単調写像の関係にあるため、バッファ量取得部１４は、軸支部２３において軸支されているワイヤガイド２２の角度に応じたバッファ量を取得してもよい。その場合には、バッファ量取得部１４は、軸支部２３の角度を取得することによって、バッファ量を取得してもよい。そのバッファ量は、角度そのものであってもよく、角度をバッファ量に換算したものであってもよい。その角度は、例えば、軸支部２３の角度を測定するエンコーダによって取得されてもよく、軸支部２３のあらかじめ決められた箇所の角度を測定するレーザ角度計によって取得されてもよく、その他の角度センサ等によって取得されてもよい。そのエンコーダは、例えば、インクリメンタル形であってもよく、アブソリュート形であってもよい。前者の場合には、現在の角度を記憶する記憶機構を別途、有していてもよく、そうでなくてもよい。記憶機構を有していない場合には、例えば、装置の起動時ごとに較正が行われてもよい。較正部１６によって設定されたバッファ量の最小値に応じた角度がＡであり、最大値に応じた角度がＢである場合には、制御器１７によって、軸支部２３の角度がＡより大きく、Ｂ未満となるようにバッファ量が制御されてもよい。

図２Ｂは、ワイヤバッファ１２の他の一例を示す図である。図２Ｂにおいて、ワイヤバッファ１２は、ケース２１と、ワイヤガイド２５とを備える。なお、ワイヤガイド２５には、ケース２１で収容されている溶接ワイヤ５の一部が通過しているだけである。したがって、そのワイヤガイド２５は、ワイヤガイド２２と異なり、伸び縮みしないものであってもよい。すなわち、コイル状のものではなく、管状のものであってもよい。また、ワイヤガイド２５は、図２Ｂ中の矢印の範囲を移動可能に設けられているものとする。そして、ワイヤガイド２５は、バッファ量が多くなると図中の上方に移動し、バッファ量が少なくなると図中の下方に移動する。したがって、バッファ量取得部１４は、ワイヤガイド２５の矢印方向の位置を取得することによって、バッファ量を取得することができる。そのバッファ量は、位置そのものであってもよく、位置をバッファ量に換算したものであってもよい。

バッファ量を取得する方法は、上述のものに限定されないことは言うまでもない。例えば、バッファ量取得部１４は、ケース２１の入口２１ａと出口２１ｂとにそれぞれ設けられた、溶接ワイヤ５の移動に応じて回転するローラと、そのローラの回転数を検知するエンコーダとを有していてもよい。そのローラやエンコーダを用いることによって、バッファ量取得部１４は、ケース２１に入った溶接ワイヤ５の長さと、ケース２１から出た溶接ワイヤ５の長さとを取得することができる。したがって、バッファ量取得部１４は、ケース２１に入った溶接ワイヤ５の長さから、ケース２１から出た溶接ワイヤ５の長さを減算することによって、バッファ量を取得してもよい。

次に、ワイヤ送給装置１の動作について図３のフローチャートを用いて説明する。図３のフローチャートは、較正部１６等による較正の処理を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）較正部１６は、第１及び第２のワイヤ送給部１１，１３の少なくとも一方に、バッファ量を減少させるための指示を渡す。その指示に応じて、ワイヤバッファ１２から溶接ワイヤ５が引き出され、バッファ量は減少することになる。なお、その際に駆動するモータは、溶接ワイヤ５を低速で移動させることが好適である。

（ステップＳ１０２）較正部１６は、取得部１５によって取得された張力が第１の閾値より大きいかどうか判断する。そして、張力が第１の閾値より大きい場合には、ステップＳ１０３に進み、そうでない場合には、張力が第１の閾値より大きくなるまでステップＳ１０２の処理を繰り返す。

（ステップＳ１０３）較正部１６は、溶接ワイヤ５を移動させている第１及び第２のワイヤ送給部１１，１３の少なくとも一方に対して、移動の停止の指示を渡す。その指示に応じて、溶接ワイヤ５の移動が停止される。

（ステップＳ１０４）較正部１６は、その時点のバッファ量を最小値に設定する指示をバッファ量取得部１４に渡す。その指示に応じて、バッファ量取得部１４は、その時点の軸支部２３の角度や、ワイヤガイド２５の位置、またはエンコーダの値等を、バッファ量の最小値に設定する。

（ステップＳ１０５）較正部１６は、第１及び第２のワイヤ送給部１１，１３の少なくとも一方に、バッファ量を増加させるための指示を渡す。その指示に応じて、ワイヤバッファ１２に対して溶接ワイヤ５が引き入れられ、バッファ量は増大することになる。なお、その際に駆動するモータは、溶接ワイヤ５を低速で移動させることが好適である。

（ステップＳ１０６）較正部１６は、取得部１５によって取得された押力が第２の閾値より大きいかどうか判断する。そして、押力が第２の閾値より大きい場合には、ステップＳ１０７に進み、そうでない場合には、押力が第２の閾値より大きくなるまでステップＳ１０６の処理を繰り返す。

（ステップＳ１０７）較正部１６は、溶接ワイヤ５を移動させている第１及び第２のワイヤ送給部１１，１３の少なくとも一方に対して、移動の停止の指示を渡す。その指示に応じて、溶接ワイヤ５の移動が停止される。

（ステップＳ１０８）較正部１６は、その時点のバッファ量を最大値に設定する指示をバッファ量取得部１４に渡す。その指示に応じて、バッファ量取得部１４は、その時点の軸支部２３の角度や、ワイヤガイド２５の位置、またはエンコーダの値等を、バッファ量の最大値に設定する。

（ステップＳ１０９）バッファ量取得部１４は、バッファ量の最大値と最小値との間をあらかじめ決められた割合で内分する点（例えば、中点等）に応じた量を最適量に設定する。そして、較正の一連の処理は終了となる。
なお、図３のフローチャートには示されていないが、その後、溶接が行われることに応じて、制御器１７による溶接ワイヤ５の送給制御が行われてもよい。その際に、制御器１７は、例えば、バッファ量取得部１４が蓄積したバッファ量の最大値と最小値とを用いてもよい。

次に、本実施の形態によるワイヤ送給装置１の動作について、具体例を用いて説明する。この具体例では、第２のワイヤ送給部１３に溶接ワイヤ５を移動させることによって、バッファ量のキャリブレーションを行うものとする。また、ワイヤバッファ１２は、図２Ａで示されるものであり、バッファ量取得部１４は、軸支部２３の角度をエンコーダを用いて取得するものとする。

ワイヤ送給装置１をはじめて使用する際に、操作者が、ワイヤリール２から引き出した溶接ワイヤ５を、第１のワイヤ送給部１１、ワイヤバッファ１２、第２のワイヤ送給部１３、溶接トーチ３の順に通したとする。そして、操作者が、キャリブレーションを開始する指示をワイヤ送給装置１に与えたとする。すると、その指示に応じて、較正部１６は、バッファ量を減少させるため、第２のワイヤ送給部１３に、溶接ワイヤ５を前進させる指示を与える。そして、その指示に応じて、第２のワイヤ送給部１３は、溶接ワイヤ５を前進させる（ステップＳ１０１）。なお、その前進に用いられるモータの電流値は、取得部１５で取得され、その電流値に応じた張力が較正部１６に渡される。その張力は、例えば、電流値の絶対値であってもよい。そして、較正部１６は、その張力が第１の閾値より大きくなったかどうか判断する（ステップＳ１０２）。第２のワイヤ送給部１３による溶接ワイヤ５の移動に応じて、張力が第１の閾値を超えると、較正部１６は、第２のワイヤ送給部１３による溶接ワイヤ５の移動を停止させる（ステップＳ１０３）。また、較正部１６は、バッファ量取得部１４に最小値の設定を行う旨の指示を渡す。その指示に応じて、バッファ量取得部１４は、その時点のエンコーダの値をバッファ量の最小値に設定する（ステップＳ１０４）。その時点のエンコーダの値が１０°であったとすると、バッファ量取得部１４は、１０°を最小値に設定する。

次に、較正部１６は、第２のワイヤ送給部１３に溶接ワイヤ５を後退させると共に、押力が第２の閾値より大きくなったかどうか判断する（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。その押力は、例えば、溶接ワイヤ５の後退に用いられるモータの電流値の絶対値であってもよい。そして、押力が第２の閾値を超えると、較正部１６は、第２のワイヤ送給部１３による溶接ワイヤ５の移動を停止させ、その時点のエンコーダの値をバッファ量の最大値に設定させる（ステップＳ１０７，Ｓ１０８）。その時点のエンコーダの値が７０°であったとすると、バッファ量取得部１４は、７０°を最大値に設定する。また、エンコーダによって取得されるワイヤガイド２２の角度と、バッファリングされる溶接ワイヤ５の長さとの関係が線形であるとすると、較正部１６は、バッファ量取得部１４が蓄積した最大値と最小値との中央のエンコーダの値４０°をバッファ量の０点に設定する。また、バッファ量の最大値が「１０」であり、バッファ量の最小値が「−１０」である場合には、較正部１６は、バッファ量Ｙを、Ｙ＝（Ｘ−４０）／３に設定する。なお、Ｘは、エンコーダの値である。このようにしてキャリブレーションが終了すると、バッファ量取得部１４は、その式を用いて、エンコーダの値Ｘに応じたバッファ量Ｙを算出し、そのバッファ量を制御器１７に渡す。そして、制御器１７は、バッファ量取得部１４から受け取ったバッファ量Ｙを用いて、溶接ワイヤ５のバッファ量が、−１０〜１０の範囲内となるように、溶接ワイヤ５の送給の制御を行うことになる。

以上のように、本実施の形態によるワイヤ送給装置１によれば、バッファ量に関する較正を自動的に行うことができる。したがって、人手で較正を行っていた場合に必要であった時間や労力を軽減することができる。また、装置の起動時に自動的に較正を行うことも可能なため、特にバッファ量の記憶機構のないワイヤ送給装置１において利便性が向上することになる。また、自動的に較正を行うことができるため、バッファ量取得部１４がバッファ量の記憶機構を備えていなくてもよく、そのようなバッファ量取得部１４を用いることによって、コストを削減することができる。また、取得部１５が電流値に応じた張力等を取得する場合には、物理的な構成を新たに追加することなく、較正のための機構を追加することが可能となりうる。また、時間の経過に応じて定常誤差が生じるようなバッファ量取得部１４であっても、定期的に較正を行うことができるため、正確なバッファ量を取得でき、その結果として、正確なフィードバック制御が可能となる。また、溶接システムの構成や状態により理想的な原点位置が異なる場合であっても、柔軟に対応することができる。

なお、本実施の形態では、ワイヤ送給装置１が制御器１７を備え、ワイヤの送給に関する制御をも行う場合について説明したが、そうでなくてもよい。ワイヤの送給に関する制御は、別の装置によって行われてもよい。その場合には、ワイヤ送給装置１は、バッファ量を出力し、そのバッファ量に応じた制御指示を受け付け、その制御指示によって第１及び第２のワイヤ送給部１１，１３が動作してもよい。

また、前述のように、ワイヤバッファ１２やバッファ量取得部１４の構成が上述のものに限定されないことは言うまでもない。上述した以外の構成のワイヤバッファ１２やバッファ量取得部１４を用いてもよい。

また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、あるいは、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いる閾値や数式、設定値等の情報等は、上記説明で明記していなくても、図示しない記録媒体において、一時的に、あるいは長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、あるいは、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、あるいは、図示しない読み出し部が行ってもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いる閾値や各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していなくても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。その実行時に、プログラム実行部は、記憶部や記録媒体にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。また、そのプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。また、そのプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

以上より、本発明によるワイヤ送給装置によれば、バッファ量の較正を自動的に行うことができるという効果が得られ、ワイヤバッファを有するワイヤ送給装置として有用である。

１ ワイヤ送給装置
５ 溶接ワイヤ
１１ 第１のワイヤ送給部
１２ ワイヤバッファ
１３ 第２のワイヤ送給部
１４ バッファ量取得部
１５ 取得部
１６ 較正部
１７ 制御器
２１ ケース
２２、２５ ワイヤガイド
２３ 軸支部

Claims (3)

1. 溶接ワイヤを送給する第１のワイヤ送給部と、
   前記第１のワイヤ送給部によって送給された溶接ワイヤがバッファリングされるワイヤバッファと、
   前記ワイヤバッファでバッファリングされた溶接ワイヤを溶接トーチに送給する第２のワイヤ送給部と、
   前記ワイヤバッファでバッファリングされている溶接ワイヤの量であるバッファ量を取得するバッファ量取得部と、
   前記ワイヤバッファでバッファリングされている溶接ワイヤの長さ方向の力を取得する取得部と、
   前記バッファ量取得部の較正を行う較正部と、を備え、
   前記較正部は、
   前記第１及び第２のワイヤ送給部の少なくともいずれかによって、バッファ量が減るように溶接ワイヤを移動させ、前記取得部によって取得された張力が第１の閾値を超えた時点のバッファ量を最小値に設定し、
   前記第１及び第２のワイヤ送給部の少なくともいずれかによって、バッファ量が増えるように溶接ワイヤを移動させ、前記取得部によって取得された押力が第２の閾値を超えた時点のバッファ量を最大値に設定する、ワイヤ送給装置。
2. 前記バッファ量取得部が取得するバッファ量が前記最大値と前記最小値との間となるように、前記第１及び第２のワイヤ送給部の少なくともいずれかによる溶接ワイヤの送給を制御する制御器をさらに備えた、請求項１記載のワイヤ送給装置。
3. 前記ワイヤバッファは、
   溶接ワイヤの入口及び出口を有しており、前記入口から前記出口までの長さが変化する溶接ワイヤを収容するケースと、
   前記ケース内において、前記溶接ワイヤが通過するワイヤガイドと、
   前記ワイヤガイドの少なくとも一部を前記ケースに対して回動可能に軸支する軸支部と、を備え、
   前記バッファ量取得部は、前記軸支部において軸支されている前記ワイヤガイドの角度に応じたバッファ量を取得する、請求項１または請求項２記載のワイヤ送給装置。

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