JP2019181533A - ワイヤ送給システム、および、溶接システム - Google Patents

Abstract

【課題】プッシュプル送給において溶接ワイヤの送給速度を変化させる場合に、プル側の電源電圧が低下することを抑制できるワイヤ送給システム、および、当該ワイヤ送給システムを備えた溶接システムを提供する。【解決手段】溶接システムＡ１のワイヤ送給システムにおいて、送給モータ２１１の駆動により溶接ワイヤＢを送給する送給部２１と、送給部２１より溶接ワイヤＢの送給方向側に配置され、送給モータ３１１の駆動により溶接ワイヤＢを送給する送給部３１と、速度指令Ｓ1に基づいて送給モータ２１１の回転速度を制御し、速度指令Ｓ2に基づいて送給モータ３１１の回転速度を制御する制御部１１，２２，３２とを備えた。制御部１１は、速度指令Ｓ2の変化量が所定範囲内でない場合に、速度指令Ｓ2を時間経過に伴って徐々に変化させる。【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤを送給するワイヤ送給システム、および、当該ワイヤ送給システムを備える溶接システムに関する。

送給される溶接ワイヤを電極として用いて溶接を行う消耗電極型の溶接システムにおいて、ワイヤ送給装置と溶接トーチとを長尺のトーチケーブルで接続することで、溶接作業範囲を広くしている。しかし、トーチケーブルを長尺化すると、溶接ワイヤの送給抵抗が増大するので、溶接ワイヤは滑らかに送給されなくなる。この場合、アークが不安定になるという問題が生じる。この問題を解決する方法として、溶接ワイヤの送給経路の先端付近に、溶接ワイヤを送給する構成を追加し、当該構成により溶接ワイヤを牽引して張力をかけることで、溶接ワイヤの送給抵抗を減少させることが行われている。このような溶接ワイヤの送給システムは、プッシュプル送給システムと呼ばれている。特許文献１には、プッシュプル送給システムが開示されている。

特開２００６−９０７号公報

溶接ワイヤを牽引するプル側の送給機構は、例えば溶接トーチに搭載される場合があるし、送給経路の溶接トーチ寄りに接続されるプルフィーダとして構成される場合がある。溶接トーチは、溶接時に作業者により把持されて溶接作業に用いられるので、小型軽量化が望まれる。また、プルフィーダは、作業者が溶接箇所を移動するときに、溶接トーチとともに移動先まで持ち運ばれる。したがって、プルフィーダも小型軽量化が望まれる。よって、溶接トーチおよびプルフィーダは、モータを駆動するための電源系統と、モータを制御するためのマイクロコンピュータに電力を供給するための電源系統とをそれぞれ備えるのではなく、１つの電源系統を備えて、当該電源系統がモータおよびマイクロコンピュータに電力を供給するように構成される。また、小型軽量化のために、電源容量も比較的低めに抑えられている。

このような構成において、溶接ワイヤの送給速度を大きく変更させる指令が行われると、問題が生じる場合がある。例えば、溶接条件の切り替えに伴って送給速度が変更される場合や、アーク切れ処理によるスローダウンへの移行時などに、溶接ワイヤの送給速度が大きく変更される場合がある。送給速度を大きく変更させる指令が行われた場合、モータの過渡応答時の電圧降下により、電源の電圧が低下し、マイクロコンピュータに供給される電圧が不足する場合がある。この場合、電源の電圧異常を示すエラーが検出されて溶接電力の供給が停止されたり、マイクロコンピュータが動作を維持できなくなってリセットされてしまう場合がある。

図１２は、溶接ワイヤの送給速度を指令する速度指令を減少させたときの、プル側の送給機構の状態をシミュレーションした結果を示すタイムチャートである。同図（ａ）は、速度指令の時間変化を示している。同図（ｂ）は、モータの回転数の時間変化を示している。同図（ｃ）は、電源からの駆動電流の時間変化を示している。同図（ｄ）は、電源電圧の時間変化を示している。

時刻ｔ０で、速度指令が減少したことで（同図（ａ）参照）、モータ回転数は減少して、速度指令に応じた回転数になっている（同図（ｂ）参照）。モータ回転数が減少する過渡期において、電源からの大きな駆動電流が流れる（同図（ｃ）参照）。これは、モータの回転数を大きく減少させるために、モータに逆方向の電流を流すためである。そして、電源から大きな駆動電流が流れることで、電源電圧が大幅に低下している（同図（ｄ）参照）。速度指令の減少量が大きくなると、電源電圧の低下量も大きくなる。電源電圧が閾値以下になると電圧異常を示すエラーが検出され、さらに低下するとマイクロコンピュータが電圧不足によりリセットされる。速度指令を上昇させる場合も、同様に、モータの回転数が上昇する過渡期において、電源電圧の低下が発生する。

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、プッシュプル送給において溶接ワイヤの送給速度を変化させる場合に、プル側の電源電圧が低下することを抑制できるワイヤ送給システム、および、当該ワイヤ送給システムを備えた溶接システムを提供することをその目的としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面によって提供されるワイヤ送給システムは、第１送給モータを有し当該第１送給モータの駆動によりワイヤを送給する第１送給部と、前記第１送給部より前記ワイヤの送給方向側に配置され、第２送給モータを有し当該第２送給モータの駆動により前記ワイヤを送給する第２送給部と、第１速度指令に基づいて前記第１送給モータの回転速度を制御し、第２速度指令に基づいて前記第２送給モータの回転速度を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第２速度指令の変化量が所定範囲内でない場合に、前記第２速度指令を時間経過に伴って徐々に変化させることを特徴とする。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第２速度指令の変化量が負の値であり、前記制御部は、前記第２速度指令を時間経過に伴って徐々に減少させる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、前記第２速度指令を時間経過に伴って徐々に変化させる場合、前記第１速度指令も前記第２速度指令に連動して変化させる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１送給部は、前記第１送給モータの駆動により回転して前記ワイヤを送給する第１送給ロールを備え、前記第２送給部は、前記第２送給モータの駆動により回転して前記ワイヤを送給する第２送給ロールを備え、前記制御部は、前記第２速度指令を時間経過に伴って徐々に変化させる場合、前記第２送給ロールの表面速度が前記第１送給ロールの表面速度より速くなるように、前記第１速度指令および前記第２速度指令を変化させる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記ワイヤ送給システムは、前記第２送給モータに駆動信号を出力するスイッチ部と、前記第２速度指令と前記第２送給モータの回転速度とに基づいて、前記スイッチ部のスイッチングを制御するスイッチ制御部と、前記スイッチ部に電力を供給し、かつ、前記スイッチ制御部に電力を供給する電源部とをさらに備える。

本発明の第２の側面によって提供される溶接システムは、溶接トーチと、前記溶接トーチに電力を供給する溶接電源装置と、前記溶接トーチに前記ワイヤを送給する、本発明の第１の側面によって提供されるワイヤ送給システムとを備えることを特徴とする。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記溶接システムは、アーク切れを検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、アーク切れが検出された場合に、前記第２速度指令をスローダウン時の送給速度に対応する値に変化させる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記溶接システムは、溶接条件を切り替える操作部をさらに備え、前記制御部は、前記溶接条件が切り替えられた場合に、前記第２速度指令を、切り替え後の溶接条件に含まれる送給速度に対応する値に変化させる。

本発明によると、制御部は、ワイヤの送給速度を変化させるときに、第２速度指令の変化量が所定範囲内でない場合は、一度に変化させず、時間経過に伴って徐々に変化させる。したがって、ワイヤの送給速度の変更時に、第２送給部の電源の電圧の低下を抑制できる。これにより、第２送給モータに電力を供給する電源が、第２送給モータの回転を制御するマイクロコンピュータにも電力を供給している場合でも、マイクロコンピュータへ供給する電圧が低下することを抑制できる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

第１実施形態に係る溶接システムの全体構成を示す概要図である。 図１に示す溶接システムの機能構成を示すブロック図である。 図１に示す溶接システムの溶接トーチの内部構成を示す回路図である。 図１に示す溶接システムにおける送給制御処理を説明するためのフローチャートである。 図１に示す溶接システムにおいて速度指令を減少させたときのシミュレーション結果を示すタイムチャートである。 第２実施形態に係る溶接システムの機能構成を示すブロック図である。 図６に示す溶接システムにおける送給制御処理を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態に係る溶接システムの全体構成を示す概要図である。 図８に示す溶接システムの機能構成を示すブロック図である。 第４実施形態に係る溶接システムの機能構成を示すブロック図である。 第５実施形態に係る溶接システムの機能構成を示すブロック図である。 従来の溶接システムにおいて速度指令を減少させたときのシミュレーション結果を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

〔第１実施形態〕
図１〜図３は、第１実施形態に係る溶接システムＡ１を説明するための図である。図１は、溶接システムＡ１の全体構成を示す概要図である。図２は、溶接システムＡ１の機能構成を示すブロック図である。図３は、溶接トーチ３の内部構成を示す回路図である。

図１に示すように、溶接システムＡ１は、溶接電源装置１、ワイヤ送給装置２、溶接トーチ３、パワーケーブル４１,４２、電力伝送線５、ガスボンベ６、ガス配管７、通信線８、およびトーチケーブル３９を備えている。溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とは、パワーケーブル４１、電力伝送線５および通信線８によって接続されている。また、ワイヤ送給装置２と溶接トーチ３とは、トーチケーブル３９によって接続されている。トーチケーブル３９は、ケーブル内部にパワーケーブル４１、ガス配管７、ライナ、電力伝送線および通信線が配置されている。トーチケーブル３９の長さは、例えば、十数ｍ程度である。トーチケーブル３９に配置されたライナは、溶接ワイヤＢの送給経路の一部であり、トーチケーブル３９が長いので、送給経路も長くなっている。トーチケーブル３９の内部のパワーケーブル４１、ガス配管７、ライナ、電力伝送線および通信線は、それぞれ、ワイヤ送給装置２の内部のパワーケーブル４１、ガス配管７、ライナ、電力伝送線５および通信線８に接続される。

溶接電源装置１の一方の出力端子は、パワーケーブル４１を介して、溶接トーチ３に接続されている。ワイヤ送給装置２は、溶接ワイヤＢを溶接トーチ３に送り出して、溶接ワイヤＢの先端を溶接トーチ３の先端から突出させる。溶接トーチ３の先端に配置されている図示しないコンタクトチップにおいて、パワーケーブル４１と溶接ワイヤＢとは電気的に接続されている。溶接電源装置１の他方の出力端子は、パワーケーブル４２を介して、被加工物Ｗに接続される。溶接電源装置１は、溶接トーチ３の先端から突出する溶接ワイヤＢの先端と、被加工物Ｗとの間にアークを発生させ、アークに電力を供給する。溶接システムＡ１は、当該アークの熱で被加工物Ｗの溶接を行う。

また、本実施形態では、図２に示すように、溶接トーチ３は、溶接ワイヤＢを送給する構成である送給部３１を備えている。つまり、溶接ワイヤＢの送給経路には、溶接ワイヤＢを送給するための構成として、送給部２１（ワイヤ送給装置２）と送給部３１（溶接トーチ３）の２つが配置されている。送給部２１（ワイヤ送給装置２）は、溶接ワイヤＢを送給方向（溶接ワイヤＢが進行する方向）に送り出す（プッシュ側送給部）。また、送給部３１（溶接トーチ３）は、送給部２１（ワイヤ送給装置２）より送給方向側に配置され、溶接ワイヤＢを送給方向に牽引する（プル側送給部）。つまり、送給部２１（ワイヤ送給装置２）と送給部３１（溶接トーチ３）とは、プッシュプル方式のワイヤ送給システムを構成する。なお、溶接トーチ３が送給部３１を備えていると考えることもできるし、ワイヤ送給システムの一部の構成である送給部３１が、溶接トーチ３に配置されていると考えることもできる。

溶接電源装置１からワイヤ送給装置２へは、送給モータ２１１などを駆動させるための電力（例えばＤＣ４８Ｖ）が、電力伝送線５を介して供給される。また、溶接電源装置１から供給される電力は、ワイヤ送給装置２から、トーチケーブル３９内部に設けられている電力伝送線（図示なし）を介して、溶接トーチ３にも供給される。なお、溶接トーチ３が溶接電源装置１から直接電力を供給されてもよい。また、ワイヤ送給装置２および溶接トーチ３は、溶接電源装置１以外から電力を供給されてもよい。

溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とは、通信線８を介して通信を行う。また、ワイヤ送給装置２と溶接トーチ３とは、トーチケーブル３９内部に設けられている通信線（図示なし）を介して通信を行う。溶接トーチ３と溶接電源装置１とは、ワイヤ送給装置２を仲介することで、通信を行う。なお、溶接トーチ３と溶接電源装置１とが直接通信を行ってもよい。また、通信方法は限定されず、電力伝送線やパワーケーブル４１,４２を用いた電力線搬送通信であってもよいし、無線通信であってもよい。また、溶接電源装置１、ワイヤ送給装置２および溶接トーチ３間の情報の伝達は、制御線を介して、電圧や電流のレベルやパルスによって行ってもよい。

溶接システムＡ１は、溶接時にシールドガスを用いる。ガスボンベ６のシールドガスは、ワイヤ送給装置２を通るように設けられているガス配管７によって、溶接トーチ３の先端に供給される。なお、溶接システムＡ１は、溶接トーチ３に冷却水を循環させてもよい。

溶接電源装置１は、アーク溶接のための電力を溶接トーチ３に供給するものである。溶接電源装置１は、電力系統Ｐから入力される三相交流電力をアーク溶接に適した電力に変換して出力する。また、溶接電源装置１は、電力系統Ｐから入力される三相交流電力を、ワイヤ送給装置２の送給モータ３１１などを駆動するための直流電力に変換して、電力伝送線５を介してワイヤ送給装置２に出力する。

溶接電源装置１は、図２に示すように、制御部１１を備えている。制御部１１は、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されており、溶接電源装置１を制御する。制御部１１は、設定された溶接条件に応じて電力を出力するように、図示しないインバータ回路を制御する。また、制御部１１は、ワイヤ送給装置２の制御部２２および溶接トーチ３の制御部３２を介して、送給部２１および送給部３１を制御することで、溶接時およびインチング時の溶接ワイヤＢの送給を制御する。具体的には、制御部１１は、ワイヤ送給装置２の制御部２２に、溶接ワイヤＢの送給速度を指令する速度指令Ｓ₁を送信する。また、制御部１１は、溶接トーチ３の制御部３２に、溶接ワイヤＢの送給速度を指令する速度指令Ｓ₂を送信する。制御部１１による溶接ワイヤＢの送給制御についての詳細は後述する。

ワイヤ送給装置２は、溶接ワイヤＢを溶接トーチ３に送り出すものである。ワイヤ送給装置２は、図２に示すように、送給部２１および制御部２２を備えている。

送給部２１は、制御部２２より入力される駆動信号によって駆動され、溶接ワイヤＢを送り出す構成である。送給部２１は、送給モータ２１１、送給ロール２１２および加圧ロール２１３を備えている。

送給モータ２１１は、溶接ワイヤＢを送給するための駆動力を発生させるものである。送給モータ２１１は、制御部２２（後述する駆動部２２１）より入力される駆動信号によって駆動される。送給モータ２１１は、例えばブラシレスモータであり、駆動信号が調整されることで回転速度が制御される。制御部２２（後述する駆動部２２１）は、例えばパルス幅変調などにより駆動信号のパルス幅を調整することで、送給モータ２１１の回転速度を制御する。

送給ロール２１２は、送給モータ２１１の回転軸に取り付けられており、送給モータ２１１で発生するトルクが伝達されて回転する。なお、送給ロール２１２は、送給モータ２１１の回転軸に直接取り付けられているものに限定されない。１個以上のギヤにより、送給モータ２１１のトルクを送給ロール２１２に伝達させ、送給ロール２１２を回転させる構成であってもよい。溶接ワイヤＢは送給ロール２１２に接触しており、送給モータ２１１のトルクが溶接ワイヤＢを送り出す接線力に変換される。したがって、送給モータ２１１が駆動することで、溶接ワイヤＢが送り出される。

加圧ロール２１３は、溶接ワイヤＢを挟んで、送給ロール２１２に対向するように配置されており、溶接ワイヤＢを送給ロール２１２側に加圧する。これにより、溶接ワイヤＢは、送給ロール２１２の回転に応じて送給される。

制御部２２は、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されており、ワイヤ送給装置２を制御する。制御部２２は、溶接電源装置１の制御部１１からの指令に基づいて、送給部２１を駆動させることで溶接ワイヤＢの送給を行い、また、図示しないガス電磁弁を開放させることで、溶接トーチ３にシールドガスを供給する。なお、ガス電磁弁は、制御部１１によって直接制御されてもよい。図２に示すように、制御部２２は、駆動部２２１を備えている。

駆動部２２１は、送給部２１の駆動を制御して、溶接ワイヤＢの送給を制御する。駆動部２２１は、溶接電源装置１の制御部１１より受信した速度指令Ｓ₁に基づいて、駆動信号を送給部２１の送給モータ２１１に出力する。送給モータ２１１には図示しないエンコーダが取り付けられており、制御部２２は、当該エンコーダより入力されるパルス信号から送給モータ２１１の回転速度を検出する。本実施形態では、当該エンコーダは、磁気式より大きいが、より精度の高い光学式のエンコーダである。なお、エンコーダは限定されず、磁気式のエンコーダであってもよい。駆動部２２１は、検出された送給モータ２１１の回転速度が速度指令Ｓ₁に応じた回転速度に一致するように駆動信号を調整して、フィードバック制御を行う。なお、回転速度の検出方法は限定されない。

なお、ワイヤ送給装置２は、インレットライナ、インレットガイドおよびアウトレットガイドなどの筒状のガイド部材を備えているが、図示を省略している。インレットライナおよびインレットガイドは、溶接ワイヤＢが巻回されたワイヤリール２３から送給ロール２１２まで溶接ワイヤＢを導く。アウトレットガイドは、送給ロール２１２によって送り出される溶接ワイヤＢをワイヤ送給装置２の送出口まで導く。ワイヤ送給装置２から送り出された溶接ワイヤＢは、トーチケーブル３９および溶接トーチ３の内部に設けられているライナの内部を通って、溶接トーチ３の先端に導かれる。インレットライナ、インレットガイドおよびアウトレットガイドなどのガイド部材と、トーチケーブル３９および溶接トーチ３の内部に設けられているライナとが、溶接ワイヤＢの送給経路を構成する。

溶接トーチ３は、溶接電源装置１から供給される溶接電力により、被加工物Ｗの溶接を行う。また、溶接トーチ３は、溶接ワイヤＢを送給する構成を備えており、溶接ワイヤＢを牽引して張力をかけることで、溶接ワイヤＢの送給抵抗を減少させる。溶接トーチ３は、図２に示すように、送給部３１、制御部３２、操作部３３、表示部３４、電源部３５、アーク切れ検出部３６、および電源異常検出部３７を備えている。

送給部３１は、制御部３２より入力される駆動信号によって駆動され、溶接ワイヤＢを牽引する構成である。送給部３１は、送給モータ３１１、送給ロール３１２および加圧ロール３１３を備えている。

送給モータ３１１は、溶接ワイヤＢを送給するための駆動力を発生させるものである。送給モータ３１１は、制御部３２（後述する駆動部３２１）より入力される駆動信号によって駆動される。送給モータ３１１は、例えばブラシレスモータであり、駆動信号が調整されることで回転速度が制御される。制御部３２（後述する駆動部３２１）は、例えばパルス幅変調などにより駆動信号のパルス幅を調整することで、送給モータ３１１の回転速度を制御する。送給モータ３１１は、溶接トーチ３の小型軽量化のため比較的小型のモータとされており、ワイヤ送給装置２の送給モータ２１１より小型のモータである。送給モータ３１１は、送給モータ２１１より出力が小さい。

送給ロール３１２は、送給モータ３１１の回転軸に取り付けられており、送給モータ３１１で発生するトルクが伝達されて回転する。なお、送給モータ３１１のトルクを送給ロール３１２に伝達させる方法は限定されない。溶接ワイヤＢは送給ロール３１２に接触しており、送給ロール３１２のトルクが溶接ワイヤＢを牽引する接線力に変換される。したがって、送給モータ３１１が駆動することで、溶接ワイヤＢが牽引される。

加圧ロール３１３は、溶接ワイヤＢを挟んで、送給ロール３１２に対向するように配置されており、溶接ワイヤＢを送給ロール３１２側に加圧する。これにより、溶接ワイヤＢは、送給ロール３１２の回転に応じて送給される。加圧ロール３１３の加圧力は、送給部２１の加圧ロール２１３の加圧力より小さく設定されている。

制御部３２は、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されており、溶接トーチ３を制御する。制御部３２は、操作部３３より入力される操作信号に応じて、所定の処理を行う。また、制御部３２は、溶接電源装置１およびワイヤ送給装置２との通信や、図示しない記憶部の情報の書き込みおよび読出し、操作部３３からの操作信号の受付および対応する処理、表示部３４での表示などを制御する。また、制御部３２は、溶接電源装置１の制御部１１からの指令に基づいて、送給部３１を駆動させることで溶接ワイヤＢの送給を行う。図２に示すように、制御部３２は、駆動部３２１を備えている。

駆動部３２１は、送給部３１の駆動を制御して、溶接ワイヤＢの送給を制御する。駆動部３２１は、溶接電源装置１の制御部１１より受信した速度指令Ｓ₂に基づいて、駆動信号を送給部３１の送給モータ３１１に出力する。駆動部３２１は、スイッチ部３２１ａおよびスイッチ制御部３２１ｂを備えている。

スイッチ部３２１ａは、送給モータ３１１に駆動信号を出力するものである。スイッチ部３２１ａは、スイッチ制御部３２１ｂから入力されるスイッチ駆動信号に基づいて内蔵されたスイッチング素子のオンオフを切り替えることで、駆動信号を生成する。図３に示すように、スイッチ部３２１ａは、４個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４および４個のダイオードＤ１〜Ｄ４を有するフルブリッジ回路を備えている。本実施形態では、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４としてＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を使用している。なお、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４はＭＯＳＦＥＴに限定されず、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor : 絶縁ゲート・バイポーラトランジスタ）などであってもよい。スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２とは、直列接続されてブリッジ構造を形成している。同様に、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４とは、直列接続されてブリッジ構造を形成している。スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との接続点と、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４との接続点との間に、送給モータ３１１が接続されている。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のゲート端子には、スイッチ制御部３２１ｂから出力されるスイッチ駆動信号が入力される。ダイオードＤ１〜Ｄ４は、それぞれ、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に逆並列に接続されている。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、それぞれスイッチ駆動信号に基づいて、オン状態とオフ状態とを切り替えられる。スイッチ部３２１ａは、電源部３５から例えば４８Ｖの電圧を供給される。なお、スイッチ部３２１ａの回路構成は限定されず、例えばハーフブリッジ回路を備えていてもよい。

スイッチ制御部３２１ｂは、スイッチ部３２１ａを制御するものである。スイッチ制御部３２１ｂは、送給モータ３１１に取り付けられたエンコーダ３８より入力されるパルス信号から送給モータ３１１の回転速度を検出する。本実施形態では、溶接トーチ３の小型軽量化のため、エンコーダ３８は、比較的小型である磁気式のエンコーダである。なお、エンコーダは限定されず、光学式のエンコーダであってもよい。また、回転速度の検出方法は限定されない。スイッチ制御部３２１ｂは、検出された送給モータ３１１の回転速度が速度指令Ｓ₂に応じた回転速度に一致するように、フィードバック制御を行い、スイッチ駆動信号を生成してスイッチ部３２１ａに出力する。図３に示すように、スイッチ制御部３２１ｂは、ＰＷＭ信号生成部３２１ｃおよびスイッチ駆動部３２１ｄを備えている。

ＰＷＭ信号生成部３２１ｃは、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されており、送給モータ３１１の回転速度を制御するためのＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号生成部３２１ｃは、検出された送給モータ３１１の回転速度と、速度指令Ｓ₂に応じた回転速度との差分に基づいてＰＷＭ信号を生成する。

ＰＷＭ信号生成部３２１ｃは、通常時、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のためのＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号生成部３２１ｃは、検出された回転速度が速度指令Ｓ₂に応じた回転速度より小さい場合、ＰＷＭ信号のパルス幅を大きくすることで送給モータ３１１の回転速度を増加させ、検出された回転速度が速度指令Ｓ₂に応じた回転速度より大きい場合、ＰＷＭ信号のパルス幅を小さくすることで、送給モータ３１１の回転速度を減少させる。

しかし、速度指令Ｓ₂が大きく減少した場合、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のオンを短くする（ＰＷＭ信号のパルス幅を小さくする）ことでは回転速度を十分減少できないので、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４をオフにして、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３をオンオフするためのＰＷＭ信号を生成する。この場合、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオンオフにより、送給モータ３１１に逆向きの大きな電流が流れ、送給モータ３１１の回転速度が減少する。しかし、電源部３５から大きな駆動電流が流れることで、電源部３５のコンデンサ３５１の電圧が低下する。また、速度指令Ｓ₂が大きく増加した場合、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のオンが急激に大きくなるので、送給モータ３１１に流れる電流が急激に大きくなる。電源部３５から大きな駆動電流が流れることで、電源部３５のコンデンサ３５１の電圧が低下する。これらの電圧低下を防ぐために、本実施形態では、速度指令Ｓ₂の急激な変化を抑制するための、後述する送給速度急変処理が行われる。

ＰＷＭ信号生成部３２１ｃは、生成したＰＷＭ信号をスイッチ駆動部３２１ｄに出力する。ＰＷＭ信号生成部３２１ｃ（マイクロコンピュータ）は、電源部３５から例えば５Ｖの電圧を供給される。

スイッチ駆動部３２１ｄは、ＰＷＭ信号を増幅したスイッチ駆動信号を生成する。スイッチ駆動部３２１ｄは、ＰＷＭ信号生成部３２１ｃよりＰＷＭ信号を入力され、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動するレベルに増幅して、スイッチ駆動信号としてスイッチ部３２１ａに出力する。スイッチ駆動部３２１ｄは、電源部３５から例えば１６Ｖの電圧を供給される。

図２に戻って、表示部３４は、各種表示を行うものであり、例えば液晶表示装置であるディスプレイ（図示なし）を備えている。表示部３４は、制御部３２によって制御され、各種情報の表示を行う。なお、表示部３４は、制御部１１または制御部２２によって制御されてもよいし、その他の制御部によって制御されてもよい。また、表示部３４は、設けられていなくてもよいし、ワイヤ送給装置２に設けられていてもよい。

操作部３３は、複数の操作手段を備えており、作業者による各操作手段の操作を操作信号として制御部３２に出力する。操作手段としては、図示しないトーチスイッチ、インチングボタンおよび操作ボタンがある。なお、操作部３３は、他の操作手段を備えていてもよい。また、操作部３３は、操作信号を制御部１１または制御部２２に出力してもよいし、その他の制御部に出力してもよい。また、操作部３３は、ワイヤ送給装置２に設けられていてもよい。

トーチスイッチは、溶接の開始／停止操作を受け付けるための操作手段である。トーチスイッチのオン操作（押下）により、操作信号が制御部３２に出力される。当該操作信号を入力された制御部３２は、溶接開始を指示する信号を生成して、溶接電源装置１に送信する。当該信号を受信した溶接電源装置１は、溶接ワイヤＢの送給を開始し、また、溶接電力の出力を開始する。また、オン操作が解除されることにより、操作信号が制御部３２に出力される。当該操作信号を入力された制御部３２は、溶接終了を指示する信号を生成して、溶接電源装置１に送信する。当該信号を受信した溶接電源装置１は、溶接ワイヤＢの送給を停止し、また、溶接電力の出力を停止する。これにより、トーチスイッチを押下している間だけ溶接が行われる。なお、トーチスイッチのオンオフ操作の伝達は、制御線を介した電気信号のレベルの変化で行われてもよい。また、操作信号は、制御部１１に出力されてもよい。

インチングボタンは、インチング操作の開始／停止操作を受け付けるための操作手段である。インチングボタンのオン操作（押下）により、操作信号が制御部３２に出力される。当該操作信号を入力された制御部３２は、インチング開始を指示する信号を生成して、溶接電源装置１に送信する。当該信号を受信した溶接電源装置１は、溶接ワイヤＢの送給を開始する。また、オン操作が解除されることにより、操作信号が制御部３２に出力される。当該操作信号を入力された制御部３２は、インチング終了を指示する信号を生成して、溶接電源装置１に送信する。当該信号を受信した溶接電源装置１は、溶接ワイヤＢの送給を停止する。これにより、インチングボタンを押下している間だけ溶接ワイヤＢが送給される。なお、インチングボタンの操作方法は限定されない。インチングボタンの押下のたびに、溶接ワイヤＢの送給と送給停止とが切り替わるように設定されてもよい。なお、インチングボタンのオンオフ操作の伝達は、制御線を介した電気信号のレベルの変化で行われてもよい。また、インチングボタンは、溶接電源装置１またはワイヤ送給装置２に設けられていてもよい。

操作ボタンは、画面の切り替えや各種設定値を変更する操作を行うための操作手段である。操作ボタンは、例えば、上ボタン、下ボタン、左ボタン、および右ボタンを備えている。各ボタンが押下されると、対応する操作信号が制御部３２に出力され、制御部３２は対応する処理を行う。例えば、左ボタンまたは右ボタンが押下されると、モードが切り替って、ディスプレイに表示される画面が切り替わり、上ボタンまたは下ボタンが押下されると、ディスプレイに表示されている設定値が変更される。例えば、作業者は、左ボタンまたは右ボタンの押下により溶接条件設定モードに切り替え、上ボタンまたは下ボタンの押下により設定したい溶接条件を選択する。このとき、送給速度が異なる溶接条件に切り替えた場合に、送給速度の変化量によっては、後述する送給速度急変処理が行われる。なお、溶接条件は、トーチスイッチの操作によって切り替える場合もあるし、加速度センサにより検出したトーチ角度などに基づいて自動的に切り替える場合もある。

アーク切れ検出部３６は、アーク切れを検出する。アーク切れ検出部３６は、例えば溶接電圧を検出する電圧センサを備え、検出した電圧に基づいてアーク切れを検出する。アーク切れ検出部３６は、アーク切れを検出した場合、検出信号を制御部３２に出力する。検出信号を入力された制御部３２は、アーク切れを知らせる信号を溶接電源装置１に送信する。当該信号を受信した溶接電源装置１は、アーク切れ処理を行う。アーク切れ処理では、溶接電源装置１は、現在の送給速度をスローダウンのための送給速度に変更する。このとき、送給速度の変化量によっては、後述する送給速度急変処理が行われる。なお、アーク切れの検出方法は限定されず、検出した溶接電流に基づいてアーク切れを検出してもよい。また、アーク切れ検出部３６は、検出信号を制御部３２に入力する代わりに、溶接電源装置１に直接入力してもよい。また、溶接電源装置１がアーク切れ検出部３６を備えていてもよい。

電源部３５は、ワイヤ送給装置２の図示しない電源部から図示しない電力伝送線を介して電力を供給され、溶接トーチ３の各部に電力を供給する。なお、電源部３５は、溶接電源装置１から直接電力を供給されてもよいし、溶接電源装置１およびワイヤ送給装置２以外から電力を供給されてもよい。図３に示すように、電源部３５は、コンデンサ３５１およびＤＣ/ＤＣコンバータ３５２,３５３を備えている。

コンデンサ３５１は、供給される電力を蓄積するものである。ＤＣ/ＤＣコンバータ３５２は、スイッチ駆動部３２１ｄに出力する電圧を調整するものであり、コンデンサ３５１の端子間電圧を、スイッチ駆動部３２１ｄに適した電圧に降圧して出力する。ＤＣ/ＤＣコンバータ３５３は、ＰＷＭ信号生成部３２１ｃに出力する電圧を調整するものであり、ＤＣ/ＤＣコンバータ３５２の出力電圧を、ＰＷＭ信号生成部３２１ｃに適した電圧に降圧して出力する。本実施形態では、電源部３５は、例えば４８Ｖの電圧を供給され、コンデンサ３５１に電力を蓄積する。そして、コンデンサ３５１の端子間電圧４８Ｖをスイッチ部３２１ａに供給する。また、電源部３５は、コンデンサ３５１の端子間電圧４８ＶをＤＣ/ＤＣコンバータ３５２によって例えば１６Ｖに降圧して、スイッチ駆動部３２１ｄに供給する。また、電源部３５は、ＤＣ/ＤＣコンバータ３５２の出力電圧１６ＶをＤＣ/ＤＣコンバータ３５３によって例えば５Ｖに降圧して、ＰＷＭ信号生成部３２１ｃに供給する。なお、ＤＣ/ＤＣコンバータ３５３は、供給された４８Ｖの電圧を５Ｖに降圧して、ＰＷＭ信号生成部３２１ｃに供給してもよい。

電源異常検出部３７は、電源部３５の異常を検出する。電源異常検出部３７は、例えばコンデンサ３５１の端子間電圧を検出する電圧センサを備え、検出した電圧に基づいて電源部３５の低電圧異常を検出する。電源異常検出部３７は、低電圧異常を検出した場合、検出信号を制御部３２に出力する。検出信号を入力された制御部３２は、表示部３４に異常を表示させる。また、制御部３２は、低電圧異常を知らせる信号を溶接電源装置１に送信する。当該信号を受信した溶接電源装置１は、溶接電力の出力および溶接ワイヤＢの送給を停止する。本実施形態では、電源部３５の低電圧異常を抑制するために、後述する送給速度急変処理が行われる。なお、低電圧異常の検出方法は限定されない。また、電源異常検出部３７は、検出信号を制御部３２に入力する代わりに、溶接電源装置１に直接入力してもよい。また、溶接電源装置１またはワイヤ送給装置２が、電源異常検出部３７を備えていてもよい。

本実施形態においては、送給部２１が本発明の「第１送給部」に相当し、送給モータ２１１が本発明の「第１送給モータ」に相当し、送給ロール２１２が本発明の「第１送給ロール」に相当する。また、送給部３１が本発明の「第２送給部」に相当し、送給モータ３１１が本発明の「第２送給モータ」に相当し、送給ロール３１２が本発明の「第２送給ロール」に相当する。また、制御部１１、制御部２２および制御部３２が、本発明の「制御部」に相当する。また、速度指令Ｓ₁が本発明の「第１速度指令」に相当し、速度指令Ｓ₂が本発明の「第２速度指令」に相当する。

次に、制御部１１による溶接ワイヤＢの送給制御について説明する。

溶接電源装置１の制御部１１は、ワイヤ送給装置２の制御部２２に速度指令Ｓ₁を送信し、溶接トーチ３の制御部３２に速度指令Ｓ₂を送信することで、溶接ワイヤＢの送給を制御する。制御部２２は、受信した速度指令Ｓ₁に基づいて、送給部２１を制御する。また、制御部３２は、受信した速度指令Ｓ₂に基づいて、送給部３１を制御する。制御部１１は、送給部３１による送給速度が、送給部２１による送給速度より数％大きくなるように、速度指令Ｓ₁，Ｓ₂を送信する。送給部２１による送給速度とは、送給モータ２１１の駆動により回転する送給ロール２１２の、溶接ワイヤＢに接する部分の表面速度である。また、送給部３１による送給速度とは、送給モータ３１１の駆動により回転する送給ロール３１２の、溶接ワイヤＢに接する部分の表面速度である。具体的には、制御部１１は、速度指令Ｓ₂を速度指令Ｓ₁より数％程度大きな指令値に設定することで、送給部３１による送給速度を送給部２１による送給速度より数％大きくする。送給部３１（プル側送給部）による送給速度が送給部２１（プッシュ側送給部）による送給速度より大きくなるので、溶接ワイヤＢに張力がかかる。これにより、溶接ワイヤＢの送給抵抗が抑制され、溶接ワイヤＢの座屈が防止される。上述したように、送給部３１（プル側送給部）の送給ロール３１２および加圧ロール３１３に対して溶接ワイヤＢの滑りが発生するので、溶接ワイヤＢは、速度指令Ｓ₁に応じた速度で送給される。

速度指令Ｓ₂が大きく減少した場合、送給モータ３１１の回転速度を急激に減少させるために、送給モータ３１１に逆向きの大きな電流が流れる。これにより、電源部３５からの駆動電流が大きくなり、電源部３５のコンデンサ３５１の電圧が低下してしまう。また、速度指令Ｓ₂が大きく増加した場合、送給モータ３１１の回転速度を急激に増加させるために、送給モータ３１１に流れる電流が大きくなる。これにより、電源部３５からの駆動電流が大きくなり、電源部３５のコンデンサ３５１の電圧が低下してしまう。本実施形態では、溶接ワイヤＢの送給速度の急激な変化による電源部３５の電圧低下を防ぐために、制御部１１は、所定の場合に、速度指令Ｓ₂を一度に変化させず、スロープ状または階段状に変化させる。当該処理を、以下では「送給速度急変処理」と記載する。

図２に示すように、制御部１１は、送給制御に関する内部構成として、条件判定部１１１、速度指令設定部１１２、および速度指令送信部１１３を備えている。

条件判定部１１１は、送給速度急変処理を行うか否かを判定する機能ブロックである。送給速度急変処理は、送給速度の変化量が所定範囲内でない場合に行われる。なお、送給速度の変化量は、変更後の送給速度から変更前の送給速度を減じたものであり、送給速度が増加する場合は正の値になり、送給速度が減少する場合は負の値になる。送給速度の変化量の絶対値が小さい場合は、送給モータ３１１の回転速度を急激に変化させる必要がないので、電源部３５のコンデンサ３５１の電圧の低下が小さい。したがって、送給速度急変処理を行う必要がない。条件判定部１１１は、送給速度の変化量が所定範囲内であるか否かを判定する。具体的には条件判定部１１１は、変更後の送給速度に応じた速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）の、変更前の送給速度に応じた速度指令Ｓ₀に対する変化量ΔＳ₀が閾値ΔＳth１から閾値ΔＳth２（＞ΔＳth１）までの範囲内であるか否かを判定する。

閾値ΔＳth１は、送給速度を減少させるときの速度指令の変化量ΔＳ₀（＜０）の、送給速度急変処理を行うか否かを判定するための下限の閾値である。閾値ΔＳth１は、例えば最大送給速度２２ｍ／ｍｉｎの１０〜２０％が減少するときの−２．２〜−４．４ｍ／ｍｉｎに応じた値が設定される。閾値ΔＳth２は、送給速度を増加させるときの速度指令の変化量ΔＳ₀（＞０）の、送給速度急変処理を行うか否かを判定するための上限の閾値である。閾値ΔＳth２は、例えば最大送給速度２２ｍ／ｍｉｎの１０〜２０％が増加するときの２．２〜４．４ｍ／ｍｉｎに応じた値が設定される。なお、閾値ΔＳth１および閾値ΔＳth２は限定されない。また、閾値ΔＳth１の絶対値と閾値ΔＳth２の絶対値とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、閾値ΔＳth１および閾値ΔＳth２は、固定値でなくてもよく、変更前の速度指令Ｓ₀によって変更してもよい。閾値ΔＳth１および閾値ΔＳth２は、送給速度の変更により電源部３５が電圧異常とならないように、実験やシミュレーション結果に基づいて、適宜設定される。

条件判定部１１１は、送給速度の変化量が所定範囲内でないと判定した場合、送給速度急変処理を行う必要があると判定する。つまり、速度指令の変化量ΔＳ₀が閾値ΔＳth１（例えば−２．２〜−４．４ｍ／ｍｉｎに応じた値）から閾値ΔＳth２（例えば２．２〜４．４ｍ／ｍｉｎに応じた値）までの範囲内でない場合に、送給速度急変処理を行う必要があると判定する。一方、条件判定部１１１は、送給速度の変化量が所定範囲内であると判定した場合には、送給速度急変処理を行う必要がないと判定する。条件判定部１１１は、判定結果を、速度指令設定部１１２に出力する。

速度指令設定部１１２は、プッシュ側の速度指令Ｓ₁およびプル側の速度指令Ｓ₂を設定する機能ブロックである。具体的には、速度指令設定部１１２は、条件判定部１１１の判定結果に基づいて、速度指令Ｓ₁，Ｓ₂を設定する。

条件判定部１１１が送給速度急変処理を行う必要がないと判定した場合、速度指令設定部１１２は、変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）を速度指令Ｓ₁として設定し、変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）に定常状態加算値αを加算した値を速度指令Ｓ₂として設定する。定常状態加算値αは、定常状態において送給部３１の送給速度を送給部２１の送給速度より大きくするために、加算される加算値である。定常状態加算値αは、送給部３１の送給速度を送給部２１の送給速度より数％大きくする値が設定される。なお、速度指令設定部１１２は、定常状態加算値αを、溶接ワイヤＢの材質や直径などにより、また、溶接時かインチング時かによって変更してもよい。例えば、細径のアルミニウム製の溶接ワイヤＢを用いる場合は座屈しやすいので、定常状態加算値は、比較的大きくなるように設定される。また、インチング時には、溶接ワイヤＢが送給部３１に到達したときに、送給部３１による送給速度が瞬間的に低下する場合がある。この場合でも座屈を発生させないために、定常状態加算値は、インチング時の方が溶接時より大きくなるように設定される。

一方、条件判定部１１１が送給速度急変処理を行う必要があると判定した場合、速度指令設定部１１２は、速度指令Ｓ₁を所定のタイミングごとに変化値βずつ変化させて、変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）まで変化させる。また、速度指令設定部１１２は、速度指令Ｓ₂を所定のタイミングごとに変化値βずつ変化させて、変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）に定常状態加算値αを加算した値まで変化させる。本実施形態では、速度指令設定部１１２は、所定の変化時間Ｔ（例えば１００ミリ秒）の間に例えば１０段階で、速度指令Ｓ₁および速度指令Ｓ₂を変化させる。つまり、（１/１０）Ｔごとに変化値βずつ変化させることで、変化時間Ｔ後にΔＳ₀だけ変化させる。変化値βは、速度指令Ｓ₁および速度指令Ｓ₂を、時間経過に伴って徐々に変化させるための値であり、送給速度が増加する場合は正の値が設定され、送給速度が減少する場合は負の値が設定される。１０段階で変化させる場合は、変化値βとして、（１/１０）ΔＳ₀が設定される。なお、変化時間Ｔおよび変化の段階数は限定されない。所定のタイミングごとに変化値βずつ変化させた場合に、電源部３５が電圧異常とならないように、実験やシミュレーション結果に基づいて、適宜設定される。なお、送給速度が増加するとき（ΔＳ₀＞０）と減少するとき（ΔＳ₀＜０）とで、変化時間Ｔまたは変化の段階数を異ならせてもよい。また、速度指令Ｓ₁，Ｓ₂の変化率は、送給部２１および送給部３１のうち、過渡応答性の低い方に合わせてもよい。

送給速度急変処理開始時の速度指令Ｓ₂は速度指令Ｓ₁より定常状態加算値αだけ大きいので、送給速度急変処理の途中も終了時も、速度指令Ｓ₂は速度指令Ｓ₁より定常状態加算値αだけ大きい。なお、速度指令設定部１１２は、速度指令Ｓ₂の方を基準にして、速度指令Ｓ₁を速度指令Ｓ₂より定常状態加算値αだけ小さい値としてもよい。つまり、例えば送給速度急変処理を行わない場合に、速度指令設定部１１２は、速度指令Ｓ₁を変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）から定常状態加算値αを減算した値に設定し、速度指令Ｓ₂を変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）に設定してもよい。

速度指令送信部１１３は、速度指令を送信する機能ブロックである。速度指令送信部１１３は、速度指令設定部１１２が設定した速度指令Ｓ₁をワイヤ送給装置２の制御部２２に送信し、速度指令Ｓ₂を溶接トーチ３の制御部３２に送信する。実際には、速度指令送信部１１３は、速度指令Ｓ₁，Ｓ₂を図示しない通信部に出力して、当該通信部に送信させる。

図４は、制御部１１が行う送給制御処理を説明するためのフローチャートである。溶接時の溶接電圧（溶接電流）の変化および溶接ワイヤＢの送給速度の変化のシーケンスは、溶接の種別および溶接条件に応じて、あらかじめプログラムとして図示しない記憶部に記憶されている。制御部１１は、選択された溶接の種別および溶接条件に応じて、対応するプログラムを読み出して、これに応じて溶接電圧（溶接電流）および送給速度を制御する。送給速度は、例えば、溶接の工程におけるスローダウン期間、ホットスタート期間、定常送給期間、およびアンチスティック期間などの期間ごとに（期間内に変更する場合もある）設定されており、各期間の変更時に変更される。また、溶接作業の途中に作業者によって溶接条件が切り替えられた場合や、アーク切れ処理によるスローダウンへの移行時などにも、送給速度は変更される。これらの送給速度を変更するときに、送給制御処理が実行される。また、インチング時にも、送給速度を変更するときには、送給制御処理が実行される。

まず、条件判定部１１１によって、送給速度の変化量が所定範囲内であるか否かが判定される（Ｓ１）。具体的には、速度指令Ｓ₀の変化量ΔＳ₀が閾値ΔＳth１から閾値ΔＳth２までの範囲内であるか否かが判定される。

変化量が所定範囲内である場合、すなわち、ΔＳth１≦ΔＳ₀≦ΔＳth２である場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、送給速度急変処理を行う必要がないので、速度指令設定部１１２によって、速度指令Ｓ₁として変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）が設定され（Ｓ２）、速度指令Ｓ₂として変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）に定常状態加算値αを加算した値が設定される（Ｓ３）。そして、速度指令送信部１１３によって、速度指令Ｓ₁がワイヤ送給装置２の制御部２２に送信され、速度指令Ｓ₂が溶接トーチ３の制御部３２に送信され（Ｓ４）、送給制御処理が終了される。

一方、変化量が所定範囲内でないと判定された場合、すなわち、ΔＳ₀＜ΔＳth１またはΔＳ₀＞ΔＳth２である場合（Ｓ１：ＮＯ）、送給速度急変処理（ステップＳ５〜Ｓ９）が行われる。

送給速度急変処理では、まず、速度指令設定部１１２によって、速度指令Ｓ₁が変化値βだけ変化され（Ｓ５）、速度指令Ｓ₂が変化値βだけ変化される（Ｓ６）。そして、速度指令送信部１１３によって、速度指令Ｓ₁がワイヤ送給装置２の制御部２２に送信され、速度指令Ｓ₂が溶接トーチ３の制御部３２に送信される（Ｓ７）。

次に、速度指令Ｓ₁が変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）になったか否かが判別される（Ｓ８）。速度指令Ｓ₁が変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）になっていない場合（Ｓ８：ＮＯ）、所定時間の経過を待って（Ｓ９）、ステップＳ５に戻り、ステップＳ５〜Ｓ９を繰り返す。本実施形態では、変化時間Ｔの間に１０段階で速度指令Ｓ₁および速度指令Ｓ₂を変化させるので、所定時間は、変化時間Ｔの（１/１０）の時間である。そして、ステップＳ８において、速度指令Ｓ₁が変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）になった場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、送給制御処理が終了される。

なお、図４のフローチャートに示す処理は一例であって、制御部１１が行う送給制御処理は上述したものに限定されない。

図５は、溶接システムＡ１において送給速度急変処理が行われた場合の、溶接トーチ３の送給部３１の状態をシミュレーションした結果を示すタイムチャートである。同図（ａ）は、速度指令Ｓ₀の時間変化を示している。同図（ｂ）は、速度指令Ｓ₂の時間変化を示している。同図（ｃ）は、送給モータ３１１の回転数の時間変化を示している。同図（ｄ）は、電源部３５から流れる駆動電流の時間変化を示している。同図（ｅ）は、電源部３５の電圧の時間変化を示している。

時刻ｔ０で、速度指令Ｓ₀が変化量ΔＳ₀（＜０）だけ急変して減少している（同図（ａ）参照）。しかし、変化量ΔＳ₀が閾値ΔＳth１より小さいことで送給速度急変処理が行われて、速度指令Ｓ₂は、時刻ｔ１までの変化時間Ｔの間で、時間経過に伴って徐々に減少している（同図（ｂ）参照）。なお、本シミュレーションでは、速度指令Ｓ₂がスロープ状に変化するように、変化の段階数を大きくしている。これにより、送給モータ３１１の回転数は、速度指令Ｓ₂に応じて、時刻ｔ１までの間、スロープ状に減少している（同図（ｃ）参照）。

時刻ｔ０で、速度指令Ｓ₂は急変せず、変化時間Ｔをかけてゆっくり減少するので、電源部３５から流れる駆動電流はほとんど「０」である（同図（ｄ）参照）。また、電源部３５の電圧は低下せず、逆に、送給モータ３１１の回転数の減少による回生電流によって上昇している（同図（ｅ）参照）。

次に、溶接システムＡ１の作用効果について説明する。

本実施形態によると、速度指令設定部１１２は、条件判定部１１１が送給速度の変化量が所定範囲内でないと判定した場合、速度指令Ｓ₂を一度に変化させず、時間経過に伴って徐々に変化させる。したがって、送給速度の変更時に、電源部３５の電圧が低下することを抑制できる。これにより、ＰＷＭ信号生成部３２１ｃ（マイクロコンピュータ）へ供給する電圧が低下することを抑制できる。

また、本実施形態によると、速度指令設定部１１２は、条件判定部１１１が送給速度の変化量が所定範囲内でないと判定した場合、速度指令Ｓ₁も一度に変化させず、時間経過に伴って徐々に変化させる。したがって、ワイヤ送給装置２の図示しない電源部が、溶接トーチ３の電源部３５と同様の構成であったとしても、送給速度の変更時に、当該電源部の電圧が低下することを抑制できる。また、速度指令Ｓ₁は速度指令Ｓ₂に連動して徐々に変化するので、送給速度を変更する際に、速度指令Ｓ₁が速度指令Ｓ₂より早く上昇することを抑制できる。これにより、送給部２１による送給速度が送給部３１による送給速度を上回ることを防止して、溶接ワイヤＢの座屈が発生することを抑制できる。また、送給速度急変処理のときの速度指令Ｓ₁，Ｓ₂の変化率を、送給部２１および送給部３１のうち、過渡応答性の低い方に合わせることで、過渡応答性の違いによる送給速度の違いを抑制して、座屈の発生を抑制することもできる。

また、本実施形態によると、速度指令設定部１１２は、条件判定部１１１が送給速度の変化量が所定範囲内であると判定した場合、送給速度急変処理を行わない。送給速度の変化量の絶対値が小さい場合は、送給モータ３１１の回転速度を急激に変化させる必要がないので、電源部３５の電圧の低下が小さい。よって、送給速度急変処理を行う必要がない。したがって、このような場合に、必要のない送給速度急変処理を行うことを防止できる。

また、本実施形態によると、制御部１１は、送給部３１による送給速度が送給部２１による送給速度より数％大きくなるように制御する。これにより、溶接ワイヤＢに張力がかかるので、溶接ワイヤＢの送給抵抗が抑制され、溶接ワイヤＢの座屈が防止される。また、本実施形態によると、送給モータ３１１は送給モータ２１１より出力が小さく、加圧ロール３１３は加圧ロール２１３より加圧力が小さい。したがって、送給ロール３１２および加圧ロール３１３に対する溶接ワイヤＢの滑りが発生しやすい。これにより、送給モータ３１１の負荷を軽減しつつ溶接ワイヤＢに張力をかけることができる。

なお、本実施形態においては、送給速度急変処理において、速度指令Ｓ₂を、変化時間Ｔの間に１０段階で変化させる場合を例にしているが、これに限られない。速度指令設定部１１２は、より大きな段階数で変化させてもよいし、より小さな段階数で変化させてもよい。また、速度指令設定部１１２は、速度指令Ｓ₂をスロープ状に変化させてもよい。速度指令Ｓ₂をスロープ状に減少させる場合、速度指令設定部１１２は、速度指令Ｓ₂を変化させる段階数を大きな数（例えば１００段階）にすることで疑似的にスロープ状としてもよいし、演算式Ｓ₂＝Ｓ₀＋α＋（ΔＳ₀／Ｔ）・ｔを用いて、速度指令Ｓ₂を時間ｔに応じて線形的に変化させてもよい。

本実施形態においては、定常状態加算値αを加算することで、定常状態における速度指令Ｓ₂を速度指令Ｓ₁より大きくする場合について説明したが、これに限られない。速度指令設定部１１２は、所定の値（例えば「１．０３」）を乗算することで、定常状態における速度指令Ｓ₂を速度指令Ｓ₁より大きくしてもよい。

本実施形態においては、送給速度急変処理において、速度指令設定部１１２が速度指令Ｓ₁を速度指令Ｓ₂に連動して徐々に変化させる場合について説明したが、これに限られない。例えば、ワイヤ送給装置２の電源部が、十分な容量を有している場合や、モータ駆動用とマイクロコンピュータ駆動用とで電源系統を分けている場合は、速度指令設定部１１２は、速度指令Ｓ₁を徐々に変化させなくてもよい。ただし、この場合、送給速度を増加させるときは、速度指令Ｓ₁が速度指令Ｓ₂より大きくなる期間ができる。これにより、座屈が発生する可能性が高まるのであれば、送給速度を増加させるときだけ、速度指令Ｓ₁を速度指令Ｓ₂に連動して徐々に変化させてもよい。送給速度を減少させるときは、速度指令Ｓ₂が徐々に減少して、速度指令Ｓ₁が急減しても、速度指令Ｓ₂が速度指令Ｓ₁より大きいので、座屈が発生する可能性は低い。

〔第２実施形態〕
図６および図７は、第２実施形態に係る溶接システムＡ２を説明するための図である。図６は、溶接システムＡ２の機能構成を示すブロック図である。図６において、溶接システムＡ１（図２参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図７は、溶接システムＡ２における送給制御処理を説明するためのフローチャートである。溶接システムＡ２の全体構成を示す概要図は、第１実施形態（図１参照）と同様なので、記載および説明を省略する。

本実施形態に係る溶接システムＡ２は、送給速度急変処理のための機能構成を、制御部１１ではなく制御部２２および制御部３２が備えている点で溶接システムＡ１と異なる。

第２実施形態に係る制御部１１は、送給制御に関する内部構成として、条件判定部１１１を備えておらず、第１実施形態に係る速度指令設定部１１２とは機能が異なる速度指令設定部１１２’を備えている。第２実施形態に係る速度指令設定部１１２’は、送給速度の変更が指示された場合、変更後の送給速度に応じた速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）に基づいて、速度指令Ｓ₁および速度指令Ｓ₂を設定する。具体的には、速度指令設定部１１２’は、変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）を速度指令Ｓ₁として設定し、変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）を速度指令Ｓ₂として設定する。そして、速度指令送信部１１３は、速度指令Ｓ₁をワイヤ送給装置２の制御部２２に送信し、速度指令Ｓ₂を溶接トーチ３の制御部３２に送信する。なお、速度指令設定部１１２’は、変更後の速度指令（Ｓ₀＋ΔＳ₀）に定常状態加算値αを加算した値を速度指令Ｓ₂として設定してもよい。なお、この場合は、後述する速度指令設定部３２３は、定常状態加算値αを加算しない。

第２実施形態に係る制御部３２は、送給制御に関する内部構成として、条件判定部３２２および速度指令設定部３２３を備えている。

条件判定部３２２は、第１実施形態に係る条件判定部１１１に類似の機能ブロックであり、制御部１１より入力される速度指令Ｓ₂、および、制御部１１より速度指令Ｓ₂が入力される前の、溶接トーチ３の内部での速度指令Ｓ₂’に基づいて、送給速度急変処理を行うか否かを判定する。条件判定部３２２は、速度指令Ｓ₂の変化量ΔＳ₂（＝Ｓ₂＋α−Ｓ₂’）が所定範囲内であるか否かを判定する。後述するように、速度指令Ｓ₂’は、速度指令Ｓ₂に定常状態加算値αを加算して設定されるので、変化量ΔＳ₂の算出においては、定常状態加算値αを加算している。具体的には条件判定部３２２は、変化量ΔＳ₂が閾値ΔＳ₂th１から閾値ΔＳ₂th２（＞ΔＳ₂th１）までの範囲内であるか否かを判定する。閾値ΔＳ₂th１およびΔＳ₂th２は、限定されない。条件判定部３２２は、速度指令Ｓ₂の変化量ΔＳ₂が所定範囲内でない（閾値ΔＳ₂th１から閾値ΔＳ₂th２までの範囲内でない）と判定した場合、送給速度急変処理を行う必要があると判定する。一方、条件判定部３２２は、速度指令Ｓ₂の変化量ΔＳ₂が所定範囲内である（閾値ΔＳ₂th１から閾値ΔＳ₂th２までの範囲内である）と判定した場合には、送給速度急変処理を行う必要がないと判定する。条件判定部３２２は、判定結果を、速度指令設定部３２３に出力する。

速度指令設定部３２３は、第１実施形態に係る速度指令設定部１１２に類似の機能ブロックであり、制御部１１より入力される速度指令Ｓ₂と、条件判定部３２２より入力される判定結果とに基づいて、溶接トーチ３の内部での速度指令Ｓ₂’を設定する。具体的には、速度指令設定部３２３は、条件判定部３２２が送給速度急変処理を行う必要がないと判定した場合、速度指令Ｓ₂に定常状態加算値αを加算した値を速度指令Ｓ₂’として設定する。定常状態加算値αは、第１実施形態に係る定常状態加算値αと同様である。一方、速度指令設定部３２３は、条件判定部３２２が送給速度急変処理を行う必要があると判定した場合、速度指令Ｓ₂’を所定のタイミングごとに変化値βずつ変化させて、速度指令Ｓ₂に定常状態加算値αを加算した値まで変化させる。変化値βは、第１実施形態に係る変化値βと同様である。本実施形態では、速度指令設定部３２３は、所定の変化時間Ｔ（例えば１００ミリ秒）の間に例えば１０段階で、速度指令Ｓ₂’を変化させる。つまり、（１/１０）Ｔごとに変化値βずつ変化させることで、変化時間Ｔ後にΔＳ₀だけ変化させる。

第２実施形態に係る制御部２２は、送給制御に関する内部構成として、条件判定部２２２および速度指令設定部２２３を備えている。

条件判定部２２２は、条件判定部３２２と同様の機能ブロックであり、制御部１１より入力される速度指令Ｓ₁、および、制御部１１より速度指令Ｓ₁が入力される前の、ワイヤ送給装置２の内部での速度指令Ｓ₁’に基づいて、送給速度急変処理を行うか否かを判定する。条件判定部２２２は、速度指令Ｓ₁の変化量ΔＳ₁（＝Ｓ₁−Ｓ₁’）が所定範囲内であるか否かを判定する。具体的には条件判定部２２２は、変化量ΔＳ₁が閾値ΔＳ₁th１から閾値ΔＳ₁th２（＞ΔＳ₁th１）までの範囲内であるか否かを判定する。閾値ΔＳ₁th１および閾値ΔＳ₁th２は、限定されない。条件判定部２２２は、速度指令Ｓ₁の変化量ΔＳ₁が所定範囲内でない（閾値ΔＳ₁th１から閾値ΔＳ₁th２までの範囲内でない）と判定した場合、送給速度急変処理を行う必要があると判定する。一方、条件判定部２２２は、速度指令Ｓ₁の変化量ΔＳ₁が所定範囲内である（閾値ΔＳ₁th１から閾値ΔＳ₁th２までの範囲内である）と判定した場合には、送給速度急変処理を行う必要がないと判定する。条件判定部２２２は、判定結果を、速度指令設定部２２３に出力する。なお、変化量ΔＳ₂と変化量ΔＳ₁とは一致する。また、条件判定部２２２での判定と、条件判定部３２２での判定とを一致させるために、閾値ΔＳ₁th１は閾値ΔＳ₂th１と同じ値が設定され、閾値ΔＳ₁th２は閾値ΔＳ₂th２と同じ値が設定される。

速度指令設定部２２３は、速度指令設定部３２３と同様の機能ブロックであり、制御部１１より入力される速度指令Ｓ₁と、条件判定部２２２より入力される判定結果とに基づいて、ワイヤ送給装置２の内部での速度指令Ｓ₁’を設定する。具体的には、速度指令設定部２２３は、条件判定部２２２が送給速度急変処理を行う必要がないと判定した場合、速度指令Ｓ₁を速度指令Ｓ₁’として設定する。一方、速度指令設定部２２３は、条件判定部２２２が送給速度急変処理を行う必要があると判定した場合、速度指令Ｓ₁’を所定のタイミングごとに変化値βずつ変化させて、速度指令Ｓ₁まで変化させる。本実施形態では、速度指令Ｓ₁’と速度指令Ｓ₂’とを連動させるために、変化時間Ｔおよび変化の段階数を、速度指令設定部３２３と一致させている。なお、変化時間Ｔおよび変化の段階数は、速度指令設定部３２３と一致させなくてもよい。送給速度急変処理開始時の速度指令Ｓ₂’は速度指令Ｓ₁’より定常状態加算値αだけ大きいので、速度指令Ｓ₁’と速度指令Ｓ₂’とを連動させている場合は、送給速度急変処理の途中も終了時も、速度指令Ｓ₂’は速度指令Ｓ₁’より定常状態加算値αだけ大きい。

図７（ａ）は、制御部３２が行う送給制御処理を説明するためのフローチャートである。当該送給制御処理は、制御部１１より速度指令Ｓ₂が入力されたときに実行される。

まず、条件判定部３２２によって、送給速度の変化量が所定範囲内であるか否かが判定される（Ｓ１１）。具体的には、速度指令Ｓ₂の変化量ΔＳ₂が閾値ΔＳ₂th１から閾値ΔＳ₂th２までの範囲内であるか否かが判定される。

変化量が所定範囲内である場合、すなわち、ΔＳ₂th１≦ΔＳ₂≦ΔＳ₂th２である場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、送給速度急変処理を行う必要がないので、速度指令設定部３２３によって、速度指令Ｓ₂’として速度指令Ｓ₂に定常状態加算値αを加算した値が算出され（Ｓ１３）、設定される（Ｓ１４）。そして、送給制御処理が終了される。

一方、変化量が所定範囲内でないと判定された場合、すなわち、ΔＳ₂＜ΔＳ₂th１またはΔＳ₂＞ΔＳ₂th２である場合（Ｓ１１：ＮＯ）、送給速度急変処理（ステップＳ１６〜Ｓ１９）が行われる。

送給速度急変処理では、まず、速度指令設定部３２３によって、速度指令Ｓ₂’が変化値βだけ変化され（Ｓ１６）、設定される（Ｓ１７）。次に、速度指令Ｓ₂’が速度指令Ｓ₂に定常状態加算値αを加算した値（定常状態の指令値）になったか否かが判別される（Ｓ１８）。速度指令Ｓ₂’が定常状態の指令値でない場合（Ｓ１８：ＮＯ）、所定時間の経過を待って（Ｓ１９）、ステップＳ１６に戻り、ステップＳ１６〜Ｓ１９を繰り返す。そして、ステップＳ１８において、速度指令Ｓ₂’が定常状態の指令値になった場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、送給制御処理が終了される。

図７（ｂ）は、制御部２２が行う送給制御処理を説明するためのフローチャートである。当該送給制御処理は、制御部１１より速度指令Ｓ₁が入力されたときに実行される。

まず、条件判定部２２２によって、送給速度の変化量が所定範囲内であるか否かが判定される（Ｓ２１）。具体的には、速度指令Ｓ₁の変化量ΔＳ₁が閾値ΔＳ₁th１から閾値ΔＳ₁th２までの範囲内であるか否かが判定される。

変化量が所定範囲内である場合、すなわち、ΔＳ₁th１≦ΔＳ₂≦ΔＳ₁th２である場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、送給速度急変処理を行う必要がないので、速度指令設定部２２３によって、速度指令Ｓ₁’として速度指令Ｓ₁が入力され（Ｓ２３）、設定される（Ｓ２４）。そして、送給制御処理が終了される。

一方、変化量が所定範囲内でないと判定された場合、すなわち、ΔＳ₁＜ΔＳ₁th１またはΔＳ₁＞ΔＳ₁th２である場合（Ｓ２１：ＮＯ）、送給速度急変処理（ステップＳ２６〜Ｓ２９）が行われる。

送給速度急変処理では、まず、速度指令設定部２２３によって、速度指令Ｓ₁’が変化値βだけ変化され（Ｓ２６）、設定される（Ｓ２７）。次に、速度指令Ｓ₁’が速度指令Ｓ₁になったか否かが判別される（Ｓ２８）。速度指令Ｓ₁’が速度指令Ｓ₁になっていない場合（Ｓ２８：ＮＯ）、所定時間の経過を待って（Ｓ２９）、ステップＳ２６に戻り、ステップＳ２６〜Ｓ２９を繰り返す。そして、ステップＳ２８において、速度指令Ｓ₁’が速度指令Ｓ₁になった場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、送給制御処理が終了される。

なお、図７（ａ），（ｂ）のフローチャートに示す処理は一例であって、制御部３２および制御部２２が行う送給制御処理は上述したものに限定されない。

本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、ワイヤ送給装置２の電源部が、十分な容量を有している場合や、モータ駆動用とマイクロコンピュータ駆動用とで電源系統を分けている場合は、速度指令Ｓ₁’を徐々に変化させなくてもよい。したがって、この場合は、ワイヤ送給装置２の制御部２２は、条件判定部２２２および速度指令設定部２２３を備えずに、制御部１１より入力される速度指令Ｓ₁をそのまま速度指令Ｓ₁’として設定してもよい。ただし、この場合、送給速度を増加させるときは、速度指令Ｓ₁’が速度指令Ｓ₂’より大きくなる期間ができる。これにより、座屈が発生する可能性が高まるのであれば、送給速度を増加させるときだけ、速度指令Ｓ₁’を速度指令Ｓ₂’に連動して徐々に変化させてもよい。送給速度を減少させるときは、速度指令Ｓ₂’が徐々に減少して、速度指令Ｓ₁’が急減しても、速度指令Ｓ₂’が速度指令Ｓ₁’より大きいので、座屈が発生する可能性は低い。

〔第３実施形態〕
図８および図９は、第３実施形態に係る溶接システムＡ３を説明するための図である。図８は、溶接システムＡ３の全体構成を示す概要図である。図９は、溶接システムＡ３の機能構成を示すブロック図である。これらの図において、溶接システムＡ１（図１および図２参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図９においては、溶接トーチ３’の内部構成の記載を省略している。

本実施形態に係る溶接システムＡ３は、溶接トーチ３’がプル側の送給装置として機能せず、代わりにプル側の送給装置となるプルフィーダ９をさらに備えている点で溶接システムＡ１と異なる。

溶接トーチ３’は、第１実施形態に係る溶接トーチ３（図２参照）において、送給部３１および駆動部３２１を備えていないものである。つまり、溶接トーチ３’は溶接ワイヤＢを送給する機能を有しておらず、その他の機能については溶接トーチ３と同様である。

プルフィーダ９は、溶接ワイヤＢを送給するものであり、溶接ワイヤＢを牽引して張力をかけることで、溶接ワイヤＢの送給抵抗を減少させる。プルフィーダ９は、図８に示すように、ワイヤ送給装置２と溶接トーチ３’との間の溶接ワイヤＢの送給経路上で、溶接トーチ３’寄りに配置されている。具体的には、プルフィーダ９は、トーチケーブル３９によって、ワイヤ送給装置２に接続されている。また、プルフィーダ９は、トーチケーブル３９と同様の構成であるトーチケーブル３９’によって、溶接トーチ３’に接続されている。トーチケーブル３９の長さが例えば数十ｍ程度であるのに対して、トーチケーブル３９’の長さは例えば数ｍ程度である。プルフィーダ９とワイヤ送給装置２とは、トーチケーブル３９内部に設けられている通信線（図示なし）を介して通信を行う。また、プルフィーダ９と溶接トーチ３’とは、トーチケーブル３９’内部に設けられている通信線（図示なし）を介して通信を行う。プルフィーダ９と溶接電源装置１とは、ワイヤ送給装置２を仲介することで、通信を行う。なお、プルフィーダ９と溶接電源装置１とが直接通信を行ってもよい。また、通信方法は限定されない。また、溶接電源装置１、ワイヤ送給装置２およびプルフィーダ９間の情報の伝達は、制御線を介して、電圧や電流のレベルやパルスによって行ってもよい。プルフィーダ９は、トーチケーブル３９内部に設けられている電力伝送線（図示なし）を介して、ワイヤ送給装置２から電力を供給される。なお、プルフィーダ９は、溶接電源装置１から直接電力を供給されてもよいし、溶接電源装置１およびワイヤ送給装置２以外から電力を供給されてもよい。図９に示すように、プルフィーダ９は、送給部９１、制御部９２、および電源部９５を備えている。なお、操作部や表示部などを備えていてもよい。

送給部９１は、制御部９２より入力される駆動信号によって駆動され、溶接ワイヤＢを牽引する構成である。送給部９１は、送給モータ９１１、送給ロール９１２および加圧ロール９１３を備えている。

送給モータ９１１は、溶接ワイヤＢを送給するための駆動力を発生させるものである。送給モータ９１１は、制御部９２（後述する駆動部９２１）より入力される駆動信号によって駆動される。送給モータ９１１は、例えばブラシレスモータであり、駆動信号が調整されることで回転速度が制御される。制御部９２（後述する駆動部９２１）は、例えばパルス幅変調などにより駆動信号のパルス幅を調整することで、送給モータ９１１の回転速度を制御する。送給モータ９１１は、プルフィーダ９の小型軽量化のため比較的小型のモータとされており、ワイヤ送給装置２の送給モータ２１１より小型のモータである。送給モータ９１１は、送給モータ２１１より出力が小さい。

送給ロール９１２は、送給モータ９１１の回転軸に取り付けられており、送給モータ９１１で発生するトルクが伝達されて回転する。なお、送給モータ９１１のトルクを送給ロール９１２に伝達させる方法は限定されない。溶接ワイヤＢは送給ロール９１２に接触しており、送給ロール９１２のトルクが溶接ワイヤＢを牽引する接線力に変換される。したがって、送給モータ９１１が駆動することで、溶接ワイヤＢが牽引される。

加圧ロール９１３は、溶接ワイヤＢを挟んで、送給ロール９１２に対向するように配置されており、溶接ワイヤＢを送給ロール９１２側に加圧する。これにより、溶接ワイヤＢは、送給ロール９１２の回転に応じて送給される。加圧ロール９１３の加圧力は、送給部２１の加圧ロール２１３の加圧力より小さく設定されている。

制御部９２は、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されており、プルフィーダ９を制御する。制御部９２は、溶接電源装置１の制御部１１からの指令に基づいて、送給部９１を駆動させることで溶接ワイヤＢの送給を行う。制御部９２は、駆動部９２１を備えている。

駆動部９２１は、送給部９１の駆動を制御して、溶接ワイヤＢの送給を制御する。駆動部９２１は、溶接電源装置１の制御部１１より受信した速度指令Ｓ₂に基づいて、駆動信号を送給部９１の送給モータ９１１に出力する。駆動部９２１は、スイッチ部９２１ａおよびスイッチ制御部９２１ｂを備えている。スイッチ部９２１ａおよびスイッチ制御部９２１ｂは、それぞれ、第１実施形態に係るスイッチ部３２１ａおよびスイッチ制御部３２１ｂと同様のものである。送給モータ９１１には図示しないエンコーダが取り付けられており、スイッチ制御部９２１ｂは、当該エンコーダより入力されるパルス信号から送給モータ９１１の回転速度を検出する。本実施形態では、プルフィーダ９の小型軽量化のため、当該エンコーダは、比較的小型である磁気式のエンコーダである。なお、エンコーダは限定されず、光学式のエンコーダであってもよい。スイッチ制御部９２１ｂは、検出された送給モータ９１１の回転速度が速度指令Ｓ₂に応じた回転速度に一致するように駆動信号を調整して、フィードバック制御を行う。なお、回転速度の検出方法は限定されない。スイッチ制御部９２１ｂは、図示しないＰＷＭ信号生成部およびスイッチ駆動部を備えている。当該ＰＷＭ信号生成部およびスイッチ駆動部は、それぞれ第１実施形態に係るＰＷＭ信号生成部３２１ｃおよびスイッチ駆動部３２１ｄと同様のものである。

電源部９５は、第１実施形態に係る電源部３５と同様のものであり、ワイヤ送給装置２の図示しない電源部から図示しない電力伝送線を介して電力を供給され、プルフィーダ９の各部に電力を供給する。なお、電源部９５は、溶接電源装置１から直接電力を供給されてもよいし、溶接電源装置１およびワイヤ送給装置２以外から電力を供給されてもよい。本実施形態では、電源部９５は、例えば４８Ｖの電圧を供給され、図示しないコンデンサに電力を蓄積し、当該コンデンサの端子間電圧４８Ｖをスイッチ部９２１ａに供給する。また、電源部９５は、コンデンサの端子間電圧４８Ｖを例えば１６Ｖに降圧してスイッチ駆動部に供給し、１６Ｖの電圧を例えば５Ｖに降圧してＰＷＭ信号生成部に供給する。

本実施形態においては、送給部２１が本発明の「第１送給部」に相当し、送給モータ２１１が本発明の「第１送給モータ」に相当し、送給ロール２１２が本発明の「第１送給ロール」に相当する。また、送給部９１が本発明の「第２送給部」に相当し、送給モータ９１１が本発明の「第２送給モータ」に相当し、送給ロール９１２が本発明の「第２送給ロール」に相当する。また、制御部１１、制御部２２および制御部９２が、本発明の「制御部」に相当する。

本実施形態によると、速度指令設定部１１２は、条件判定部１１１が送給速度の変化量が所定範囲内でないと判定した場合、速度指令Ｓ₂を一度に変化させず、時間経過に伴って徐々に変化させる。したがって、送給速度の変更時に、電源部９５の電圧が低下することを抑制できる。これにより、ＰＷＭ信号生成部（マイクロコンピュータ）へ供給する電圧が低下することを抑制できる。本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、本実施形態によると、溶接トーチ３’は溶接ワイヤＢを送給する構成を備える必要がないので、小型軽量化が可能である。なお、本実施形態において、溶接トーチ３’が制御部３２を備えず、プルフィーダ９の制御部９２が、溶接トーチ３’の表示部３４および操作部３３を制御してもよい。この場合、溶接トーチ３’の更なる小型化に寄与する。

〔第４実施形態〕
図１０は、第４実施形態に係る溶接システムＡ４を説明するための図であり、溶接システムＡ４の機能構成を示すブロック図である。図１０において、溶接システムＡ１（図２参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図１０においては、溶接トーチ３の内部構成の一部の記載を省略している。

本実施形態に係る溶接システムＡ４は、制御部１１が駆動部２２１を備え、制御部２２が駆動部３２１を備えている点で、溶接システムＡ１と異なる。

駆動部２２１は、速度指令設定部１１２が設定した速度指令Ｓ₁を入力され、速度指令Ｓ₁に基づいて駆動信号を送給部２１の送給モータ２１１に出力する。つまり、溶接電源装置１が、送給モータ２１１に供給する駆動信号を調整することで、送給モータ２１１の回転速度を制御する。また、駆動部３２１は、速度指令送信部１１３から受信した速度指令Ｓ₂に基づいて、駆動信号を送給部３１の送給モータ３１１に出力する。つまり、ワイヤ送給装置２が、送給モータ３１１に供給する駆動信号を調整することで、送給モータ３１１の回転速度を制御する。本実施形態においては、制御部１１および制御部２２が、本発明の「制御部」に相当する。

電源部２５は、第１実施形態に係る電源部３５と同様のものであり、溶接電源装置１の図示しない電源部から図示しない電力伝送線を介して電力を供給され、ワイヤ送給装置２の各部に電力を供給する。なお、電源部３５は、溶接電源装置１以外から電力を供給されてもよい。本実施形態では、電源部２５は、例えば４８Ｖの電圧を供給され、図示しないコンデンサに電力を蓄積し、当該コンデンサの端子間電圧４８Ｖをスイッチ部３２１ａに供給する。また、電源部２５は、コンデンサの端子間電圧４８Ｖを例えば１６Ｖに降圧してスイッチ駆動部３２１ｄ（スイッチ制御部３２１ｂ）に供給し、１６Ｖの電圧を例えば５Ｖに降圧してＰＷＭ信号生成部３２１ｃ（スイッチ制御部３２１ｂ）に供給する。

本実施形態によると、速度指令設定部１１２は、条件判定部１１１が送給速度の変化量が所定範囲内でないと判定した場合、速度指令Ｓ₂を一度に変化させず、時間経過に伴って徐々に変化させる。したがって、送給速度の変更時に、電源部２５の電圧が低下することを抑制できる。これにより、ＰＷＭ信号生成部３２１ｃ（マイクロコンピュータ）へ供給する電圧が低下することを抑制できる。本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、本実施形態によると、溶接トーチ３が駆動部３２１を備えていないので、溶接トーチ３の小型化に寄与する。なお、本実施形態において、溶接トーチ３が制御部３２を備えず、ワイヤ送給装置２の制御部２２が、溶接トーチ３の表示部３４および操作部３３を制御してもよい。この場合、溶接トーチ３の更なる小型化に寄与する。

〔第５実施形態〕
図１１は、第５実施形態に係る溶接システムＡ５を説明するための図であり、溶接システムＡ５の機能構成を示すブロック図である。図１１において、溶接システムＡ１（図２参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図１１においては、溶接トーチ３の内部構成の一部の記載を省略している。

本実施形態に係る溶接システムＡ５は、制御部１１が駆動部２２１を備えている点で、溶接システムＡ１と異なる。駆動部２２１は、速度指令設定部１１２が設定した速度指令Ｓ₁を入力され、速度指令Ｓ₁に基づいて駆動信号を送給部２１の送給モータ２１１に出力する。つまり、溶接電源装置１が、送給モータ２１１に供給する駆動信号を調整することで、送給モータ２１１の回転速度を制御する。本実施形態においては、制御部１１および制御部３２が、本発明の「制御部」に相当する。

本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、本実施形態によると、ワイヤ送給装置２が駆動部２２１を備えていないので、ワイヤ送給装置２の小型化に寄与する。なお、本実施形態において、ワイヤ送給装置２は、操作部や表示部を制御するための制御部２２を備えなくてもよい。この場合、ワイヤ送給装置２の更なる小型化に寄与する。

なお、駆動部２２１および駆動部３２１をどこに配置するかは限定されない。例えば、溶接電源装置１の制御部１１が、駆動部２２１および駆動部３２１を備えてもよい。つまり、溶接電源装置１が、送給モータ２１１および送給モータ３１１に供給する駆動信号を調整することで、送給モータ２１１および送給モータ３１１の回転速度を制御する構成でもよい。当該変形例の場合、制御部１１が、本発明の「制御部」に相当する。

上記第１〜５実施形態においては、溶接システムＡ１〜Ａ５において溶接ワイヤＢを送給する場合について説明したが、これに限られない。本発明は、溶接ワイヤＢ以外のワイヤを送給するワイヤ送給システムにおいても適用可能である。例えば、溶射システムにおいて溶射ワイヤを送給するワイヤ送給システムや、ブレージングシステムにおいてブレージングワイヤを送給するワイヤ送給システムにおいても、本発明を適用できる。

本発明に係るワイヤ送給システムおよび溶接システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るワイヤ送給システムおよび溶接システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５：溶接システム
１ ：溶接電源装置
１１ ：制御部
１１１ ：条件判定部
１１２，１１２’：速度指令設定部
１１３ ：速度指令送信部
２ ：ワイヤ送給装置
２１ ：送給部
２１１ ：送給モータ
２１２ ：送給ロール
２１３ ：加圧ロール
２２ ：制御部
２２１ ：駆動部
２２２ ：条件判定部
２２３ ：速度指令設定部
２３ ：ワイヤリール
２５ ：電源部
３，３’ ：溶接トーチ
３１ ：送給部
３１１ ：送給モータ
３１２ ：送給ロール
３１３ ：加圧ロール
３２ ：制御部
３２１ ：駆動部
３２１ａ ：スイッチ部
Ｄ１〜Ｄ４：ダイオード
Ｑ１〜Ｑ４：スイッチング素子
３２１ｂ ：スイッチ制御部
３２１ｃ ：ＰＷＭ信号生成部
３２１ｄ ：スイッチ駆動部
３２２ ：条件判定部
３２３ ：速度指令設定部
３３ ：操作部
３４ ：表示部
３５ ：電源部
３５１ ：コンデンサ
３５２，３５３：ＤＣ/ＤＣコンバータ
３６ ：アーク切れ検出部
３７ ：電源異常検出部
３８ ：エンコーダ
９ ：プルフィーダ
９１ ：送給部
９１１ ：送給モータ
９１２ ：送給ロール
９１３ ：加圧ロール
９２ ：制御部
９２１ ：駆動部
９２１ａ ：スイッチ部
９２１ｂ ：スイッチ制御部
９５ ：電源部
３９，３９’：トーチケーブル
４１，４２：パワーケーブル
５ ：電力伝送線
６ ：ガスボンベ
７ ：ガス配管
８ ：通信線
Ｂ ：溶接ワイヤ
Ｐ ：電力系統
Ｗ ：被加工物

Claims (8)

1. 第１送給モータを有し当該第１送給モータの駆動によりワイヤを送給する第１送給部と、
   前記第１送給部より前記ワイヤの送給方向側に配置され、第２送給モータを有し当該第２送給モータの駆動により前記ワイヤを送給する第２送給部と、
   第１速度指令に基づいて前記第１送給モータの回転速度を制御し、第２速度指令に基づいて前記第２送給モータの回転速度を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記第２速度指令の変化量が所定範囲内でない場合に、前記第２速度指令を時間経過に伴って徐々に変化させる、
   ことを特徴とするワイヤ送給システム。
2. 前記第２速度指令の変化量が負の値であり、
   前記制御部は、前記第２速度指令を時間経過に伴って徐々に減少させる、
   請求項１に記載のワイヤ送給システム。
3. 前記制御部は、
   前記第２速度指令を時間経過に伴って徐々に変化させる場合、前記第１速度指令も前記第２速度指令に連動して変化させる、
   請求項１または２に記載のワイヤ送給システム。
4. 前記第１送給部は、前記第１送給モータの駆動により回転して前記ワイヤを送給する第１送給ロールを備え、
   前記第２送給部は、前記第２送給モータの駆動により回転して前記ワイヤを送給する第２送給ロールを備え、
   前記制御部は、前記第２速度指令を時間経過に伴って徐々に変化させる場合、前記第２送給ロールの表面速度が前記第１送給ロールの表面速度より速くなるように、前記第１速度指令および前記第２速度指令を変化させる、
   請求項１ないし３のいずれかに記載のワイヤ送給システム。
5. 前記第２送給モータに駆動信号を出力するスイッチ部と、
   前記第２速度指令と前記第２送給モータの回転速度とに基づいて、前記スイッチ部のスイッチングを制御するスイッチ制御部と、
   前記スイッチ部に電力を供給し、かつ、前記スイッチ制御部に電力を供給する電源部と、
   をさらに備える、
   請求項１ないし４のいずれかに記載のワイヤ送給システム。
6. 溶接トーチと、
   前記溶接トーチに電力を供給する溶接電源装置と、
   前記溶接トーチに前記ワイヤを送給する、請求項１ないし５のいずれかに記載のワイヤ送給システムと、
   を備えることを特徴とする溶接システム。
7. アーク切れを検出する検出部をさらに備え、
   前記制御部は、アーク切れが検出された場合に、前記第２速度指令をスローダウン時の送給速度に対応する値に変化させる、
   請求項６に記載の溶接システム。
8. 溶接条件を切り替える操作部をさらに備え、
   前記制御部は、前記溶接条件が切り替えられた場合に、前記第２速度指令を、切り替え後の溶接条件に含まれる送給速度に対応する値に変化させる、
   請求項６に記載の溶接システム。

Images