JP5411542B2

JP5411542B2 - 溶接装置

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Publication number: JP5411542B2
Application number: JP2009069431A
Authority: JP
Inventors: 和仁鬼頭
Original assignee: 和仁鬼頭
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2029-03-23
Also published as: JP2010131668A

Description

本発明は、溶接位置の温度を適切に把握し、溶加材のワイヤを適切に供給する溶接装置に関する。

２つの金属を接合するために種々の手法が知られている。たとえば、ロウ付けとは、固相の２つの金属間に、それより融点の低い金属を溶融添加して接合を行う方法であって、一方が固相で他方が液相で接合が行われる。具体的には、２つの金属間のロウ付け部分全体を加熱し適温になったらロウ材を２つの金属間に流しこむということである。ロウ付けのためには、接合させる金属の温度を適切に制御することが重要である。たとえば、特許文献１には、金属の温度を検出するために、ロウ材とワークとの間の通電状態を調べ、ロウ材が溶融することで、通電状態から非通電状態となることで、ワークおよびロウ材が所定の温度に到達したと判断するロウ付け装置が提案されている。

特開平６−２９７１４２号公報特開２００３−３２０４５３号公報特開２００４−９８１５１号公報

また、特許文献２には、被加工部材の保持治具に温度センサを配置し、治具温度に基づいて、ロウ付け条件を演算するような技術が開示されている。また、特許文献３には、ロウ材が加熱されて、所定温度となった被ロウ部材に供給され、その供給が終了すると、供給時間を計測し、設定時間と異なる場合には、時間に対する温度を表す温度曲線を補正して、適切な加熱量を修正するような技術が開示されている。

特許文献１の技術においては、通電状態から非通電状態となることをもって、ロウ材が所定の温度に到達したと判断している。しかしながら、特許文献１においては、通電状態、および、非通電状態という２つの状態のみが検出され、それ以外の状態（ロウが溶融する以前の状態、および、ロウが溶融した後の状態）を知ることができないという問題点があった。

また、特許文献２および特許文献３の技術においては、ロウ付け位置付近における温度を直接計測している。しかしながら、ロウ付け位置の温度を直接計測することはできないため、相当の誤差が出てしまう恐れがある。ロウ付けにおいて、ロウが溶融するタイミングを見出して、適切にロウの供給やその停止を制御することは重要であり、温度の誤差により適切なロウ付けができなくなるおそれがある。

溶融した溶加材により複数の母材を一体にする溶接には、上述したような、複数の母材の隙間に溶融した溶加材を流入させて、母材を接合させるロウ付けの外、種々のものが知られている。たとえば、アーク溶接の一種であるミグ（ＭＩＧ：ＭｅｔａｌＩｎｅｒｔＧａｓ）溶接やマグ（Ｍａｇ）溶接においても、溶加材の状態を把握して、適切な供給を図る必要がある。

本発明は、溶加材の状態を適切に把握し、かつ、適切に溶加材の供給が可能な溶接装置を提供することを目的とする。

本発明の目的は、溶接位置において、溶融した溶加材により複数の母材を一体にする溶接装置であって、
前記溶接位置において母材および溶加材のワイヤを加熱する加熱部材と、
前記溶加材のワイヤを通過させて、前記溶接位置にガイドする中空のワイヤガイドと、
前記溶加材のワイヤを溶接位置に送り込み、或いは、溶接位置から引き戻すワイヤ供給部材と、
前記ワイヤ供給部材により溶接位置に送り込まれる前記ワイヤの撓みによる前記送り込みに対する反力により生じる、所定の部材における変位を測定する変位測定手段と、
前記変位測定手段による前記変位の変化に基づいて、前記ワイヤ供給部材による溶加材のワイヤの送り込みおよび引き戻しを制御する制御手段であって、前記変位が増加して第１の所定値に達した後、前記ワイヤ供給部材によるワイヤの供給を停止するよう構成された制御手段と、を備えたことを特徴とする溶接装置により達成される。

好ましい実施形態においては、前記制御手段が、前記変位が増加して前記第１の所定値に達した後、前記ワイヤ供給部材により供給されたワイヤの供給量の累算量である供給総量に応じて、前記溶接位置における溶接が終了したと判断するか、または、前記ワイヤ供給部材により前記ワイヤを送り込むように構成される。

また、好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記変位が増加して前記第１の所定値に達した後、前記ワイヤ供給手段により供給されたワイヤの供給量の累算量である供給総量が、所定量より多く、かつ、前記変位が減少して、前記第１の値より小さい第２の値以下となった場合に、前記溶接位置における溶接が終了したと判断して、前記ワイヤ供給部材により前記ワイヤを所定量引き戻すように構成される。

より好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記変位が増加して前記第１の所定値に達した後、前記ワイヤ供給手段により供給されたワイヤの供給総量が前記所定量以下である場合に、前記変位が減少して「０」となると、一旦、前記ワイヤ供給部材により前記ワイヤを所定量引き戻した後、再度、ワイヤ供給部材によりワイヤを送り込むように構成される。

別の好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記変位が増加して前記第１の所定値に達した後、前記ワイヤ供給部材により供給されたワイヤの供給総量が前記所定量以下である場合に、再度変位が減少して、前記第１の所定値より小さい第３の所定値以下となると、
前記ワイヤ供給総量が、前記所定量より多くなるまで、前記ワイヤ供給部材によりワイヤを送り込み、
前記ワイヤ供給総量が、前記所定量以下であるときに、前記変位が増加して、前記第１の所定値と第３の所定値との間の第４の所定値に達したときに、前記ワイヤ供給部材を減速或いは停止し、
前記ワイヤ供給総量が、前記所定量より多くなるまで、ワイヤ供給部材によりワイヤを送り込み、
前記ワイヤ供給総量が、前記所定量より多くなった場合に、前記溶接位置における溶接が終了したと判断して、前記ワイヤ供給部材により前記ワイヤを所定量引き戻すように構成される。

なお、本発明をロウ付け装置に適用する場合には、溶加材としてロウ材が用いられる。

本発明によれば、溶加材の状態を適切に把握し、かつ、適切に溶加材の供給が可能な溶接装置を提供することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。図２は、第１の実施の形態にかかるワイヤ供給装置の概略構成を示す図である。図３は、本実施の形態にかかるストッパをより詳細に示す図である。図４は、本実施の形態にかかるロウ付け装置における動作の概略を示す図である。図５は、本実施の形態にかかるロウ付け装置における動作の概略を示す図である。図６は、本実施の形態にかかるロウ付け装置における動作の概略を示す図である。図７は、本実施の形態にかかるロウ付け装置における動作の概略を示す図である。図８は、回転軸の変位の例を概略的に示すグラフである。図９は、本実施の形態にかかるロウ付け装置の制御装置によるロウ付けシーケンスの一例を示すフローチャートである。図１０は、本実施の形態にかかるロウ付け装置の制御装置によるロウ付けシーケンスの一例を示すフローチャートである。図１１は、第２の実施の形態にかかるワイヤ供給装置の概略構成を示す図である。図１２は、本実施の形態にかかる可動部材をより詳細に示す部分断面図である。図１３は、第２の実施の形態にかかるロウ付け装置における動作の概略を示す図である。図１４は、第２の実施の形態にかかるロウ付け装置における動作の概略を示す図である。図１５は、第２の実施の形態にかかるロウ付け装置の制御装置によるロウ付けシーケンスの一例を示すフローチャートである。図１６は、本発明の第３の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。図１７は、本発明の第４の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。図１８は、本発明の第５の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。図１９は、アーク溶接装置における溶接トーチおよびその周辺の概略構成を示す図である。図２０は、本発明の第６の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。図２１は、本実施の形態にかかる変位検出の概略を説明する図である。図２２は、本実施の形態にかかるロウ付け装置の制御装置によるロウ付けシーケンスの一例を示すフローチャートである。図２３は、本実施の形態にかかるロウ付け装置の制御装置によるロウ付けシーケンスの一例を示すフローチャートである。図２４は、第７の実施の形態にかかるロウ付け装置の制御装置によるロウ付けシーケンスの一例を示すフローチャートである。図２５は、第７の実施の形態にかかるロウ付け装置の制御装置によるロウ付けシーケンスの一例を示すフローチャートである。図２６は、本発明の第８の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。図２７は、本実施の形態にかかる変位検出の概略を説明する図である。図２８は、本発明の第９の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態においては、本発明をロウ付け装置に適用した場合を主として説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態にかかるロウ付け装置１０は、ワイヤガイド１２、ワイヤ供給装置１８、加熱機２２を有する。ワイヤガイド１２は中空であり、その中をワイヤ供給装置１８により供給されるワイヤＷが通る。ワイヤガイド先端部１４からはワイヤＷが突出する。また、ワイヤガイド後部１６はワイヤ供給装置１８と接しており、ワイヤ供給装置１８から供給されるワイヤＷを受けるようになっている。

加熱機２２には、アセチレンガスおよびフラックスの混合気と酸素とが燃焼ガス供給装置（図示せず）から供給され、その先端２４から上記混合気および酸素の燃焼による炎Ｆが放射されるようになっている。ワイヤガイド先端部１４から突出したワイヤＷは、ロウ付け対象である第１の母材Ｍ１と第２の母材Ｍ２との間のロウ付け位置に達し、所定の温度の下で溶融する。溶融されたロウ材がフラックスとともに母材Ｍ１と母材Ｍ２との間に流入することで母材Ｍ１と母材Ｍ２とが接合される。

なお、可燃ガスとしてアセチレンガス以外のガス、たとえば、プロパンガスを利用可能であることはいうまでも無い。また、本実施の形態においては、フラックスを混合気に含ませているが、直接、母材Ｍ１、Ｍ２の溶接位置に、フラックスを塗布するような構成を採用しても良いことは言うまでも無い。

本実施の形態においては、ワイヤ供給装置１８および制御装置（図示せず）により、後述するようにワイヤＷの供給が制御される。図２は、第１の実施の形態にかかるワイヤ供給装置の概略構成を示す図である。ワイヤ供給装置１８は、ワイヤＷを送り込み或いは引き戻すワイヤ供給部材２０と、基部２５と、基部２５から直立してワイヤガイド後部１６と連結される端壁２６と、その上にワイヤ供給部材２０を支持する可動部材３０と、可動部材３０の動きを規制するストッパ３５とを有する。

可動部材３０は、基部２５に固定された可動部材支持部３１と、回転軸３２と、回転軸３２に取り付けられたワイヤ供給装置支持台３３と、を有する。回転軸３２は、バネなどにより矢印Ｄ１方向に付勢されている。ワイヤ供給装置支持台３３は、回転軸３２の回転に伴って動く。また、ワイヤ供給装置支持台３３の上面にはワイヤ供給部材２０が固定されている。また、回転軸３２には、その回転角を検出するための変位センサ（図示せず）が接続されている。

ワイヤ供給部材２０は、その軸にモータ（図示せず）が連結された駆動ローラ３６と、駆動ローラの回転に伴って回転する従動ローラ３７とを有する。駆動ローラ３６と従動ローラ３７との間にワイヤＷが位置し、駆動ローラ３６の回転に伴ってワイヤＷは矢印２００の何れかの方向に動かされる。Ｒ１の方向にワイヤＷが動くことによりワイヤＷは送り込まれることになり、Ｒ２の方向にワイヤＷが動くことによりワイヤＷは引き戻される。Ｒ１の方向（ワイヤＷを送り込む方向）を正方向と称し、Ｒ２の方向（ワイヤＷを引き戻す方向）を逆方向と称する。また、ワイヤＷを正方向に動かすための駆動ローラ３６の回転を正回転、ワイヤＷを逆方向に動かすための駆動ローラ３６の回転を逆回転と称する。

図３は、本実施の形態にかかるストッパをより詳細に示す図である。図３に示すように、ストッパ３５は、基部２５に取り付けられ、基部２５から直立する支持部４１と、その下面の一部が接触面４３として、ワイヤ供給装置支持台３３の上面と接触する延長部４２とを有する。接触面４３と、ワイヤ供給装置支持台３３の上面とが接触する状態で、ワイヤ供給装置支持台３３の上面は、基部２５とほぼ平行となる。図２に示すように、回転軸３２は矢印Ｄ１方向に付勢されている。したがって、通常は、図３に示すように、ワイヤ供給装置支持台３３は、その上面がストッパの接触面４３と接触した状態となっている。

上述した構成のロウ付け装置１０における動作の概略を図４〜図７を参照して説明する。図４に示すように、初期的には、母材Ｍ１とＭ２とを接合させるために、ワイヤガイド１２が所定の位置に移動した状態で、一定時間の予熱の後、ワイヤ供給装置２０が作動してワイヤＷが送り込まれる。これにより、ワイヤガイド先端部１４の開口５１からワイヤＷが、矢印Ｂに示すように、下流側（母材Ｍ１とＭ２とのロウ付け位置）に向かって進み、ワイヤＷの先端５２が母材Ｍ１の上面に当接する。この状態で、加熱機２２からの炎ＦによりワイヤＷ、および、母材Ｍ１とＭ２とのロウ付け位置が加熱される。

ワイヤＷおよび母材Ｍ１とＭ２とのロウ付け位置の加熱が不十分、つまり、ワイヤＷが溶融温度に達しておらず、ワイヤＷの先端５２が母材Ａの上面に当接したままの状態で、ワイヤ供給装置１８のワイヤ供給部材２０において、駆動ローラ３６はワイヤＷを正方向に動かすように作動している。したがって、図５に示すように、駆動ローラ３６がワイヤＷを正方向(矢印Ｒ１)に動かすことによって、ワイヤＷの反力が生じる。この反力は、ロウ付け位置に送り込まれワイヤＷの撓みによる、ワイヤ供給部材２０の送り込みに対するものである。

ワイヤＷの反力によって、ワイヤ供給部材２０およびワイヤ供給部材２０と固定されたワイヤ供給装置支持台３３は、下方に変位しようとする。したがって、可動部材３０の回転軸３２が、付勢力に抗してＤ２方向に回転する。このＤ２方向の回転角は、変位センサ（図示せず）により検出される。

加熱機２２により、さらに、ワイヤＷ、および、母材Ｍ１とＭ２とのロウ付け位置が加熱され、ワイヤＷの溶融温度に達すると、図６に示すように、ワイヤＷが溶融して、溶融したロウ材が母材Ｍ１とＭ２との間の隙間に流入する（符号ＢＲ参照）。ワイヤＷが溶融することで、その先端５２は、母材Ｍ１の上面から離間する。したがって、図７に示すように、ワイヤＷの反力がなくなるため、付勢力により回転軸３２はＤ１方向に回転し、ワイヤ供給装置支持台３３の上面が、ストッパ３５の接触面４３と接触する状態となる。

図８は、回転軸３２の変位の例を概略的に示すグラフである。図８に示す例では、ワイヤが母材Ｍ１に接触し、その後、変位が一定量になったときに、ワイヤ供給部材２０の駆動ローラ３６によるワイヤの供給が停止している。図８に示すように、グラフ８００において、ワイヤの母材Ｍ１への接触（符号ａ１、ａ２、ａ３参照）の後、その変位が「０」から増大する。変位が一定量となり駆動ローラ３６によるワイヤの供給が停止すると、変位はその値で維持される。この状態でも母材およびワイヤの温度は上昇する。その後、ワイヤが溶融し始めると（符号ｂ１、ｂ２、ｂ３参照）、その後は比較的早く変位は「０」に戻る（符号ｃ１、ｃ２、ｃ３参照）。すなわち、符号８０１〜８０３で示す範囲で、母材Ｍ１、Ｍ２の温度が上昇し、符号ｂ１、ｂ２、ｂ３に示すポイントで、母材Ｍ１、Ｍ２の温度が上昇してワイヤが溶融を開始する。その後、符号８１１〜８１３に示す範囲では、ワイヤが継続して溶融する。したがって、符号８１１〜８１３に示す範囲では、溶融したワイヤが、母材Ｍ１と母材Ｍ２との間の隙間に流入して、母材Ｍ１、Ｍ２を接合する。

ワイヤ供給部材２０の駆動ローラ３６によるワイヤの送り込み量は一定であるため、ワイヤ供給部材の駆動ローラ３６が作動する限り、変位はほぼ一次関数的に増大する。また、図８の例では、ワイヤ接触とワイヤ溶融が複数回繰り返されているが、それぞれのグラフの上昇において、変位の増大量（傾き）はほぼ同一である（符号８０１〜８０３参照）。なお、ワイヤ接触からワイヤ溶融までの時間が長い場合には、ワイヤが一定量で維持される時間が長くなる。なお、図８においては、グラフを直線で描いているが、これは概略的なものであり、実際には、細部で折れ線になり或いは曲線となっている。

本実施の形態においては、制御装置（図示せず）が上記変位を入力して、変位に基づいて、駆動ローラ３６を駆動するモータの制御、および、ロウ付け装置の位置の制御などを行う。たとえば、制御装置は、駆動ローラ３６を駆動するモータ、ロウ付け位置をスライド或いは回転させるための駆動装置（モータや油圧装置）を制御する。

図９および図１０は、本実施の形態にかかるロウ付け装置の制御装置によるロウ付けシーケンスの一例を示すフローチャートである。制御装置は、ロウ付け装置１０のワイヤガイド１２がロウ付け位置に到達するように、駆動装置（図示せず）を作動させ、ロウ付け位置に到達させる（ステップ９０１）。制御装置は、ワイヤガイド１２がロウ付け位置に達すると、ワイヤ供給部材２０の駆動ローラ３６を正回転させて、ワイヤＷをロウ付け位置に送り込む（ステップ９０２）。

制御装置は、回転軸３２に取り付けられた変位センサから変位を取得して（ステップ９０３）、変位が増大して所定の値α以上になったか否かを判断する（ステップ９０４）。変位が増大することは、ワイヤＷがロウ付け位置において、溶融していない状態で母材Ｍ１に接触していることを示す。なお、所定の値αは、予め定めておけば良い。値αが大きい方が、より多くのワイヤを供給できることになるため、上限はあるがその範囲内でαは大きいほうが望ましい。特に、所定の値αを、当該変位がαであるときに対応するワイヤ供給量Ｗ_αが、１箇所のロウ付け位置でのロウ付けに必要な量となるように予め設定しておくことで、１箇所のロウ付け位置でのロウ付け回数を少なくすることができる。

ステップ９０４でＹｅｓと判断された場合には、制御装置はワイヤ供給部材２０の駆動ローラ３６を停止する（ステップ９０５）。次いで、制御装置は、ワイヤ供給総量が、所定量Ａ以上であるか否かを判断する（ステップ９０６）。なお、ワイヤ供給総量は、初期的には、１回のワイヤ供給量に一致する。また、本実施の形態において、所定量Ａは、あるロウ付け位置でロウ付けに必要とするロウの量に相当する。また、ワイヤ供給量は、ワイヤＷの先端が母材Ｍ１の上面に接触し、回転軸３２の変位が増大したタイミングから、駆動ローラ３６が停止する（ステップ９０５参照）までの駆動ローラ３６の回転量から取得できる。或いは、制御装置は、変位センサの変位に基づいて、ワイヤ供給量を算出しても良い。変位センサの変位とワイヤ供給量との間の変換式（たとえば、ワイヤ供給量＝ｐ×変位（ただしｐは定数））を利用すれば、変位からワイヤ供給量を算出することができる。

ステップ９０６でＹｅｓと判断された場合には、制御装置は、変位が減少して所定の値β１（α＞β１＞０）以下になったか否かを判断する（ステップ９０７）。ステップ９０７でＹｅｓと判断された場合には、ワイヤＷは、溶融中であり、溶融されたロウによるロウ付け位置の接合が行なわれていることになる。そこで、ステップ９０７でＹｅｓと判断された場合には、制御装置は、ワイヤ供給部材２０の駆動ローラ３６を所定量だけ逆回転させる（ステップ９０８）。そのロウ付け位置におけるロウ付けは完了したと判断され、その後、制御装置は、次のロウ付け位置まで、ワイヤガイド１２を移動させる。

ステップ９０７でＹｅｓと判断された場合には、１回のロウ付けに十分な量が供給されている。したがって、溶融中のロウによりロウ付け位置において母材Ｍ１、Ｍ２がしっかりと接合される。ステップ９０８は、ワイヤＷの先端（たとえば図６の符号５２参照）が、加熱機２２の炎により球状となることを防止するため、ワイヤＷを炎から遠ざける必要があることから実行される。

その一方、ステップ９０６でＮｏと判断された場合には、制御装置は、変位が「０」になったか否かを判断する（ステップ９０９）。ステップ９０９でＹｅｓと判断された場合には、ワイヤＷはほぼ完全に溶融した状態となっている。ステップ９０９でＹｅｓと判断された場合にも、制御装置は、ワイヤ供給部材２０の駆動ローラ３６を所定量だけ逆回転させる（ステップ９１０）。

次いで、制御装置は内蔵したタイマに所定の時間を設定し、タイマをスタートさせる（ステップ１００１）。所定時の時間が経過すると、制御装置は、ワイヤ供給部材２０の駆動ローラを再度正回転させる（ステップ１００２）。

制御装置は、回転軸３２に取り付けられた変位センサから変位を取得して（ステップ１００３）、変位が増大して所定の値α以上になったか否かを判断する（ステップ１００４）。ステップ１００４でＹｅｓとなった場合には、制御装置はローラを停止する（ステップ１００５）。その後、制御装置は、変位が減少したと判断すると（ステップ１００６でＹｅｓ）、ワイヤの供給総量が、所定量Ａ以上であるか否かを判断する（ステップ１００７）。ワイヤの供給総量は、元のワイヤの供給総量に、今回のローラ正回転（ステップ１００２参照）により供給されたワイヤの供給量を加算すれば良い。

ステップ１００７でＹｅｓと判断された場合には、ステップ９０８に進み、制御装置は、ワイヤ供給部材２０の駆動ローラ３６を所定量だけ逆回転させた後、次のロウ付け位置まで、ワイヤガイド１２を移動させる。ステップ１００６で変位が減少したと判断された場合には、ワイヤは溶融中であり、溶融されたロウによるロウ付け位置での接合が行なわれていることになる。このときに、ワイヤの供給総量が、当該ロウ付け位置におけるロウ付けに十分な量であれば、そのロウ付け位置におけるロウ付けは完了したと判断される。

その一方、ステップ１００７でＮｏと判断された場合には、制御装置は、変位がさらに減少して「０」になったか否かを判断する（ステップ１００８）。ステップ１００８でＹｅｓと判断されると、制御装置は、ワイヤ供給部材２０の駆動ローラ３６を所定量だけ逆回転させて、ステップ１００１に戻る。このように、ワイヤ供給総量が、あるロウ付け位置におけるロウ付けに十分な量となるまで、ステップ１００１〜１００９が繰り返される。

本実施の形態においては、制御装置は、ワイヤの反力を、可動部材３０の回転軸３２の変位（回転角）として得ることができる。また、制御装置は、変位に基づいて、ワイヤＷの母材への接触、および、ワイヤＷの溶融を判断することができる。これにより、ワイヤＷの送り込み、引き戻しを適切に制御することができる。また、上記変位が生じた時間間隔に基づいて、ロウ付け位置におけるロウ材の供給量を算出することができる。これにより、ロウ付け位置における適量のロウ材の供給を実現することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、制御装置が、ワイヤの反力を、可動部材３０の回転軸３２の変位（回転角）として取得するように構成されている。第２の実施の形態では、ワイヤの反力を、ワイヤ供給部材２０の、ワイヤＷの延びる方向と平行する向きの変位として表すような構成としている。

図１１は、第２の実施の形態にかかるワイヤ供給装置の概略構成を示す図である。第２の実施の形態にかかるワイヤ供給装置１１８において、第１の実施の形態にかかるワイヤ供給装置１８と同様の構成部分には同一の符号を付している。図１１に示すように、第２の実施の形態にかかるワイヤ供給装置１１８は、ワイヤ供給部材２０、基部２５、側壁２６、可動部材１３０およびストッパ１３５を有する。第２の実施の形態にかかるワイヤ供給装置１１８において、ワイヤ供給部材２０は、可動部材１３０によりワイヤＷと平行に（矢印１２１参照）移動、つまりスライドすることができる。また、可動部材１３０中のスプリングなどにより、ワイヤ供給部材２０は、矢印Ｄ４の方向に付勢され、初期的には、ワイヤ供給装置１３０の下流側（図１１において左側）の面が、ストッパ１３５と接触している。また、可動部材支持部１２０は、ワイヤ供給装置１１８の基部２５に固定されている。

図１２は、本実施の形態にかかる可動部材１３０をより詳細に示す部分断面図である。図１２に示すように、可動部材１３０は、ワイヤ供給部材２０の下端に取り付けられた摺動部材１３１と、摺動部材１３１の側端部のそれぞれにおいて、摺動部材をワイヤＷと平行に移動させることをガイドするガイド部材１３２、１３３とを有している。摺動部材１３１の下面は平滑であり、可動部材支持部１２０の上面をスライドすることができるようになっている。

第２の実施の形態にかかるロウ付け装置の動作の概略を、図１１〜図１４を参照して説明する。

第１の実施の形態と同様に、図４に示すように、初期的には、母材Ｍ１とＭ２とを接合させるために、ワイヤガイド１２が所定の位置に移動した状態で、一定時間の予熱の後、ワイヤ供給装置２０が作動してワイヤＷが送り込まれる。これにより、ワイヤガイド先端部１４の開口５１からワイヤＷが、矢印Ｂに示すように、下流側（母材Ｍ１とＭ２とのロウ付け位置）に向かって進み、ワイヤＷの先端５２が母材Ｍ１の上面に当接する。この状態で、加熱機２２からの炎ＦによりワイヤＷ、および、母材Ｍ１とＭ２とのロウ付け位置が加熱される。

ワイヤＷおよび母材Ｍ１とＭ２とのロウ付け位置の加熱が不十分、つまり、ワイヤＷが溶融温度に達しておらず、ワイヤＷの先端５２が母材Ａの上面に当接したままの状態で、ワイヤ供給装置１１８のワイヤ供給部材２０において、駆動ローラ３６はワイヤＷを正方向に動かすように作動している。したがって、図１３に示すように、駆動ローラ３６がワイヤＷを正方向（矢印Ｒ１）に動かすことによって、ワイヤＷの反力が生じる。ワイヤＷの反力によって、ワイヤ供給部材２０は、可動部材１３０によって、矢印Ｄ３方向に移動する。矢印Ｄ３方向への移動量は、変位センサ（図示せず）により検出される。

加熱機２２により、さらに、ワイヤＷ、および、母材Ｍ１とＭ２とのロウ付け位置が加熱され、ワイヤＷの溶融温度に達すると、図６に示すように、ワイヤＷが溶融して、溶融したロウ材が母材Ｍ１とＭ２との間の隙間に流入する（符号ＢＲ参照）。ワイヤＷが溶融することで、その先端５２は、母材Ｍ１の上面から離間する。したがって、図１４に示すように、ワイヤＷの反力がなくなるため、ワイヤ供給部材２０は、可動部材１３０における付勢力によりＤ４方向に急速に移動し、ワイヤ供給部材２０の下流側の面が、ストッパ１３５に接触する状態となる。

第２の実施の形態においても、図１３のＤ３方向を正とすると、ワイヤ供給部材２０の変位およびワイヤＷの状態は、図８に示すグラフとほぼ同様に表され得る。したがって、制御装置は、第１の実施の形態と同様に、図９および図１０に示す処理フローにしたがって、ロウ付け装置を制御することができる。

第２の実施の形態においては、ワイヤの反力を、ワイヤ供給部材２０のワイヤＷと平行した変位として、制御装置が得ることができる。また、制御装置は、得られた変位に基づいて、ワイヤＷの母材への接触、および、ワイヤＷの溶融を判断することができる。

また、第２の実施の形態においては、変位は、ワイヤの供給された長さと一致する。したがって、第２の実施の形態においては、変位に基づいたワイヤの供給量を容易かつ正確に算出することもできる。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、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。

たとえば、前記実施の形態においては、変位が０まで減少した場合（図９のステップ９０９参照）、一旦駆動ローラ３６を逆回転させて、一旦ワイヤＷをロウ付け位置から離間させている（ステップ９１０参照）。しかしながら、このようなシーケンスに限定されるものではない。図１５は、本実施の形態にかかるロウ付けシーケンスの他の例を示すフローチャートである。図９のステップ９０１〜９０８の処理は、第１の実施の形態と同様である。

ステップ９０６でＮｏと判断された場合、つまり、ワイヤ供給総量が所定量Ａより少なかったであった場合、制御装置は、変位が減少して所定の値β２（α＞β２＞０）以下になったか否かを判断する（ステップ１５０１）。ステップ１５０１でＹｅｓと判断された場合には、ワイヤＷは、溶融中であり、溶融されたロウによるロウ付け位置の接合が行なわれていることになる。

ステップ１５０１でＹｅｓと判断された場合には、制御装置は、ワイヤ供給部材２０の駆動ローラ３６を正回転させて、ワイヤをロウ付け位置に送り込み（ステップ１５０２）、さらに、変位を測定する（ステップ１５０３）。制御装置は、ワイヤ供給総量が、所定の値Ａ以上になっていれば（ステップ１５０４でＹｅｓ）、ステップ９０８に進み、ワイヤ供給部材２０の駆動ローラ３６を所定量だけ逆回転させ、そのロウ付け位置におけるロウ付けが完了したと判断された後、次のロウ付け位置まで、ワイヤガイド１２を移動させる。

ステップ１５０４でＮｏと判断された場合には、制御装置は、取得した変位が増大して、ある値γ（α＞γ＞β２）以上になったか否かを判断する（ステップ１５０５）。変位が増大することは、溶融したロウ材（ワイヤ）が正回転により送り込まれ、ロウ材が溶融しつつ、かつ、ワイヤＷの先端がロウ付け位置において、母材Ｍ１との接触を継続していることを意味している。ステップ１５０５でＮｏと判断された場合には、ステップ１５０４に戻り、当該ロウ付け位置におけるロウ付けに十分な量となっていれば（ステップ１５０４でＹｅｓ）、ステップ９０８に進む。

ステップ１５０５でＹｅｓと判断された場合には、制御装置は、ワイヤ供給部材２０の駆動ローラ３６を減速或いは停止させる（ステップ１５０６）。次いで、制御装置は、ワイヤ供給総量が、所定の値Ａ以上になっていれば（ステップ１５０７でＹｅｓ）、ステップ９０８に進み、ワイヤ供給部材２０の駆動ローラ３６を所定量だけ逆回転させ、そのロウ付け位置におけるロウ付けが完了したと判断された後、次のロウ付け位置まで、ワイヤガイド１２を移動させる。

ステップ１５０７でＮｏと判断された場合には、変位が減少して所定の値β２（α＞β２＞０）以下になったか否かを判断する（ステップ１５０８）。ステップ１５０８でＮｏと判断された場合には、ステップ１５０７に戻り、当該ロウ付け位置におけるロウ付けに十分な量となっていれば（ステップ１５０７でＹｅｓ）、ステップ９０８に進む。

ステップ１５０８でＹｅｓと判断された場合には、ステップ１５０２に戻り、ステップ１５０２〜１５０８の処理を繰り返す。

第２の実施の形態においては、図１５の一連の処理においてはワイヤを供給し続けるため、ロウ付けに要する時間を短くすることが可能となる。また、ワイヤと母材とが接触しながら連続でワイヤを供給するという状態の中で、ワイヤ供給総量が所定量Ａを超えた段階で、あるロウ付け位置におけるロウ付けを終了するため、ロウ付けに使用されるロウ材の量を適切にすることもできる。

また、前記第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、ワイヤ供給部材２０における変位（回転量或いはスライドした移動量）を測定しているが、他の部材における変位が測定されても良い。図１６は、本発明の第３の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。図１６において、第１の実施の形態と同様の構成部分には同一の符号を付している。

図１６に示すように、第３の実施の形態にかかるロウ付け装置２００は、ワイヤガイド２１２およびワイヤ供給装置２１８を有する。第３の実施の形態にかかるワイヤ供給装置２１８において、ワイヤ供給部材２０は固定されており、ワイヤの反力によりその位置は変化しない。その一方、ワイヤガイドは、ワイヤガイド先端部２１４と、ワイヤガイド後部２１６との間に、弾性変形可能な中央部２１８を有する。また、中央部２１８の一端（中央部２１８とワイヤガイド後部２１６との接続部）に、可動部材２３０を有する。可動部材２３０は、回転軸２３２を有し、中央部２１８が回転可能である。回転軸には変位センサが設けられ、中央部２１８の回転角を得ることができる。

また、図１６において中央部２１８が実線で示す位置となるように、中央部２１８は、スプリングなどの付勢部材により付勢される。また、可動部材２３０は、中央部２１８を上記実線で示す位置で停止するようにストッパ（図示せず）を有している。

この例では、ワイヤＷの反力によって、ワイヤガイドの中央部２１８が、付勢部材による付勢に抗して、矢印方向に回転し、これにより、中央部２１８は、破線で示すような形状および位置となる（符号２１８ｂ参照）。このときに、回転角を変位として取得すれば、第１の実施の形態と同様に、ワイヤの供給の制御等が可能となる。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態においても、第３の実施の形態と同様に、ワイヤガイドの変位を取得するように構成される。図１７は、本発明の第４の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。なお、図１７においても、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態と同様の構成部分には同一の符号を付している。

図１７に示すように、第４の実施の形態にかかるロウ付け装置３００は、ワイヤガイド３１２、ワイヤ供給装置２１８、および、可動部材３３０を有する。ワイヤガイド３１２は、上流側（ワイヤ供給装置２１８の側）に、第１のフレキシブルチューブ３１６を有する。第１のフレキシブルチューブ３１６は、その一端がワイヤ供給装置２１８に連結されるとともに、他端が可動部材３３０に連結される。また、ワイヤガイド３１２は、下流側に、第２のフレキシブルチューブ３１８を有する。第２のフレキシブルチューブ３１８は、その一端が、可動部材３３０に連結され、他端が、ワイヤガイド先端部３１４に連結される。

第１のフレキシブルチューブ３１６および第２のフレキシブルチューブ３１８は、それぞれ、中空で、その中をワイヤが通ることができる。たとえば、第１のフレキシブルチューブ３１６は、細いコイル状の金属の本体をゴムなどの樹脂で被ったような構造である。第２のフレキシブルチューブ３１８も、第１のフレキシブルチューブ３１６と同様であるが、可動部材により形状が変化するため、より可撓性を有しているのが望ましい。

可動部材３３０は、ワイヤの延びる方向と平行に延び、ワイヤガイドを支持するワイヤガイド支持部３３４、ワイヤガイド支持部３３４の中央部付近に配置された回転軸３３２、ワイヤガイド支持部３３４の端部から、当該ワイヤガイド支持部３３４に対して直立に延びる連結部３３６、および、連結部３３６の端部から、ワイヤが延びる方向と平行に延びるストッパ３３８を有している。

回転軸３３２からはアーム３４０が延び、アーム３４０の先端にワイヤガイド先端部３１４が取り付けられる。アーム３４０は、回転軸３３２の回転に伴った揺動可能である。回転軸３３２には変位センサが設けられ、その回転角（つまり、アーム３４０の回転角）を、変位として得ることができる。

回転軸３３２は、アーム３４０の下面が、ストッパ３３８の上面と接触するように、スプリング（図示せず）などにより、矢印Ｄ５方向に付勢されている。また、ストッパ３３８により、アーム３４０は、図１７に示す位置より下方にならないようになっている。

第４の実施の形態においては、ワイヤＷの反力によって、ワイヤガイド先端部３１４が上流方向に移動し、これに伴って、アーム３４０が、回転軸３３２を中心に、矢印Ｄ６方向に回転する。したがって、センサが、回転軸３３２の回転角を変位として取得すれば、第１の実施の形態や第３の実施の形態等と同様に、ワイヤの供給の制御等が可能となる。

次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態においても、ワイヤガイドの変位を検出しているが、ワイヤガイドの回転角ではなく、ワイヤの延びる方向と平行の移動を変位として取得する。

図１８は、本発明の第５の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。なお、図１７においても、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態と同様の構成部分には同一の符号を付している。

図１８に示すように、第５の実施の形態にかかるロウ付け装置４００は、ワイヤガイド４１２、ワイヤ供給装置２１８、および、可動部材４３０を有する。ワイヤガイド４１２は、上流側（ワイヤ供給装置２１８の側）に、第１のフレキシブルチューブ３１６を有する。第１のフレキシブルチューブ３１６は、その一端がワイヤ供給装置２１８に連結されるとともに、他端が可動部材４３０に連結される。また、ワイヤガイド４１２は、下流側に、第２のフレキシブルチューブ３１８を有する。第２のフレキシブルチューブ３１８は、その一端が、可動部材４３０に連結され、他端が、ワイヤガイド先端部３１４に連結される。

第１のフレキシブルチューブ３１６および第２のフレキシブルチューブ３１８は、第４の実施の形態と同様に、それぞれ、中空で、その中をワイヤが通ることができる。たとえば、第１のフレキシブルチューブ３１６は、細いコイル状の金属の本体をゴムなどの樹脂で被ったような構造である。第２のフレキシブルチューブ３１８も、第１のフレキシブルチューブ３１６と同様であるが、可動部材により形状が変化するため、より可撓性を有しているのが望ましい。

可動部材４３０は、ワイヤの延びる方向と平行に延び、ワイヤガイドを支持するワイヤガイド支持部３３４、ワイヤガイド支持部３３４の周囲を取り囲む形状のスリーブ部材４３２、ワイヤガイド支持部３３４の端部から、ワイヤガイド支持部３３４に対して直立に延びる連結部３３６、および、連結部３３６の端部から、ワイヤの延びる方向と平行に延びるストッパ３３８を有している。

スリーブ部材４３２からはアーム３４０が延び、アーム３４０の先端にワイヤガイド先端部３１４が取り付けられる。アーム３４０は、スリーブ部材の移動に伴って、ワイヤの延びる方向と平行に移動可能である。スリーブ部材４３２或いはワイヤガイド支持部材３３４には、変位センサが設けられ、スリーブ部材４３２の移動を変位として得ることができる。

スリーブ部材４３２は、重力或いはスプリングにより矢印Ｄ７の方向に付勢され、初期的には、アーム３４０の下面が、ストッパ３３８の上面と接触することで、その位置が保持される。つまり、ストッパ３３８により、スリーブ部材４３２は、図１８に示す位置より下流方向に移動しないようになっている。

第５の実施の形態においては、ワイヤＷの反力によって、ワイヤガイド先端部３１４が上流方向に移動し、これに伴って、アーム３４０およびスリーブ部材４３２が、矢印Ｄ８方向に移動する。したがって、センサが、スリーブ部材４３２の、ワイヤの延びる方向と平行の移動を変位として取得すれば、第２の実施の形態等と同様に、ワイヤの供給の制御等が可能となる。

また、上記実施の形態においては、本発明をロウ付け装置に適用したが、ミグ溶接やマグ溶接を行なうアーク溶接装置に本発明を適用することも可能である。ミグ溶接は、アーク溶接のうち、シールドガスに不活性ガス（たとえば、アルゴンやヘリウム）のみを用いるものであり、その一方、マグ溶接は、アーク溶接の打ち、シールドガスに不活性ガスと炭酸ガスの混合気を用いるものである。

本発明をマグ溶接やミグ溶接のためのアーク溶接装置に使用する場合には、第１の実施の形態ないし第５の実施の形態にかかるロウ付け装置のワイヤガイド（ワイヤガイド先端部１４）を、溶接トーチ（溶接ガン）に置き換える。また、加熱機２２は使用されない。

図１９は、アーク溶接装置における溶接トーチおよびその周辺の概略構成を示す図である。図１９に示すように、溶接トーチ４１４は、ガスノズルが取り付けられた本体４１５、ワイヤに電気を供給するコンタクトチップ４１６を備える。母材Ｍ１は、電力を供給する溶接機（図示せず）の一方の電極と接続されるとともに、コンタクトチップ４１６も、溶接機（図示せず）の他方の電極と接続される。

このようなアーク溶接装置においては、溶加材のワイヤＷはコンタクトチップ４１６を介して通電されている。したがって、ワイヤＷが母材Ｍ１に接近することにより、コンタクトチップ４１６を介して与えられた電流によりアークが形成される。その一方、溶接トーチ４１４の本体４１５の先端部４１７からは、シールドガスが噴出し（符号４１８参照）、アークを空気から遮断する。アークによる熱により母材Ｍ１、Ｍ２と、溶加材とが溶融し、溶接位置４１９において、母材Ｍ１、Ｍ２が接合される。

上記ミグ溶接、マグ溶接を行なう場合にも、第１の実施の形態ないし第５の実施の形態に示したワイヤ供給装置、可動部材を設けることにより、可動部材における変位に基づいて、ワイヤＷの送り込みを制御することができる。

次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、ワイヤの反力を、ワイヤ供給部材２０において、可動部材３０の回転軸３２の変位（回転角）として得ていた。また、第２の実施の形態では、ワイヤの反力を、ワイヤ供給部材２０のワイヤＷと平行した移動量として得ていた。しかしながら、ワイヤの反力は、ワイヤ供給部材２０以外においても取得できる。第６の実施の形態においては、ワイヤガイドを保持する装置において、ワイヤの反力を変位として取得する。図２０は、本発明の第６の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。第６の実施の形態においては、ワイヤガイド５１２を保持するととも移動するワイヤガイド保持・移動装置５２０（以下、単に「保持・移動装置」と称する）も図示している。

図２０に示すように、第６の実施の形態にかかるロウ付け装置５１０は、ワイヤガイド５１２、および、ワイヤガイド５１２を保持する保持・移動装置５２０を有する。ワイヤガイド５１２は、保持・移動装置５２０のワイヤガイド保持部材５２２を介してワイヤ供給装置５１８に接続される。ワイヤ供給装置５１８からは、中空のフレキシブルチューブ５１９が延びる。ワイヤＷは、フレキシブルチューブ５１９中を通過し、ワイヤ供給装置５１８およびワイヤガイド５１２の内部をそれぞれ経て、ワイヤガイド５１２の先端から突出する。

保持・移動装置５２０は、ワイヤガイド保持部材５２２、先端部５２４、上部アーム５２６、下部アーム５２８、旋回部材５３０を有する。旋回部材５３０はベース５３２に上下方向に配置された軸（図示せず）を中心に回転可能に取り付けられる。上部アーム５２６と下部アーム５２８との間には、上部アーム駆動部材５３４が配置され、また、旋回部材５３０と下部アーム５２８との間には、下部アーム駆動部材５３６が配置される。

先端部５２４からはワイヤガイド回転軸５４０が突出し、ワイヤガイド回転軸５４０の先端がワイヤガイド保持部材５２２に連結される。ワイヤガイド回転軸５４０にはモータ（図示せず）が連結され、制御装置（図示せず）からの制御信号により回転することができる。また、先端部５２４は、上下動回転軸５４２を有する。上下動回転軸５４２にも、モータ（図示せず）が連結され、制御装置（図示せず）からの制御信号により回転し、ワイヤガイド５１２を上下動回転軸５４２を中心に上下動させることができる（矢印２００１参照）。

上部アーム駆動部材５３４も回転軸５４４を有する。この回転軸５４４にもモータ（図示せず）が連結され、制御装置（図示せず）からの制御信号により回転し、上部アーム５２６を、回転５４４を中心に上下動させることができる（矢印２００２参照）。同様に、下部アーム駆動部材５３６も回転軸５４６を有する。この回転軸５４６にもモータ（図示せず）が連結され、制御装置（図示せず）からの制御信号により回転し、下部アーム５２８を、回転５４６を中心に上下動させることができる（矢印２００３参照）。

本実施の形態においては、上部アーム駆動部材５３４の回転軸５４４において、ワイヤの反力により生ずる変位を検出する。なお、変位の検出は、上部アーム駆動部材５３４の回転軸５４４に限定されず、先端部５２４の上下動回転軸５４２や、下部アーム駆動部材５３６の回転軸５４６においても、同様の手段或いは処理により検出することが可能である。

図２１は、本実施の形態にかかる変位検出の概略を説明する図である。図２１に示すように、本実施の形態にかかる回転軸５４４には、ポテンショメータなどの角度センサ５５０が取り付けられ、回転軸５４４における所定の基準位置からの回転角を検出することができる。上部アーム駆動部材５３４のモータ（図示せず）は、ワイヤガイド５１２が溶接位置に到達すると、重力に抗して所望の位置で保持されるように制御され、また、重力以外の一時的な力に応じて回転軸５４４を中心に回転できるようになっている。

図２１において実線にて示す位置が、ワイヤガイド５１２、上部アーム５２６の保持された位置である。ワイヤＷの先端が母材Ａの上面に当接したままの状態（符号２１００参照）で、ワイヤ供給装置５１８がワイヤを供給し続けると、ワイヤＷの反力が発生し、これによって、ワイヤガイド５１２は上側に動かされる（符号２１０１参照）。ワイヤガイド５１２の上側の移動に伴って、ワイヤガイド５１２に連結された上側アーム５２６も、回転軸５４４を中心に矢印２１０３方向に回転する。このときの回転角ａｎを、角度センサ５５０が変位として検出する。

図２２および図２３は、本実施の形態にかかるロウ付け装置の制御装置によるロウ付けシーケンスの一例を示すフローチャートである。制御装置は、ワイヤガイド５１２がロウ付け位置に到達するように、保持・移動装置５２０を作動させ、ロウ付け位置に到達させる（ステップ２２０１）。制御装置は、ワイヤガイド５１２がロウ付け位置に達すると、ワイヤ供給装置５１８のモータ（図示せず）を正回転させて駆動ローラ（図示せず）を駆動し、ワイヤＷをロウ付け位置に送り込む（ステップ２２０２）。

制御装置は、角度センサ５５０から、回転軸５４４の所定の基準位置からの角度の変化（変位角）を取得する（ステップ２２０３）。なお、変位角は図２１の矢印２１０３方向に正の値をとる。制御装置は、変位角ａｎが増大して所定の値Ｘ以上になったか否かを判断する（ステップ２２０４）。変位角が増大することは、ワイヤＷがロウ付け位置において、溶融していない状態で母材Ｍ１に接触していることを示す。なお、所定の値Ｘは、予め定めておけば良い。所定の値Ｘを、当該変位角ａｎがＸに一致するときに対応するワイヤ供給量Ｗ_ａｎが、１箇所のロウ付け位置でのロウ付けに必要な量となるように予め設定しておくことで、１箇所のロウ付け位置でのロウ付け回数を少なくすることができる。

ステップ２２０４でＹｅｓと判断された場合には、制御装置はワイヤ供給部材５１８のモータ（図示せず）を停止して、ワイヤＷの送り込みを停止する（ステップ２２０５）。次いで、制御装置は、ワイヤ供給総量が、所定量Ａ以上であるか否かを判断する（ステップ２２０６）。

なお、ワイヤ供給総量は、初期的には、１回のワイヤ供給量に一致する。また、本実施の形態において、所定量Ａは、あるロウ付け位置でロウ付けに必要とするロウの量に相当する。また、ワイヤ供給量は、１動作で終了する場合、すなわち、図２２のステップ２２０６でＹｅｓと判断される場合には、変位角Ｘ（ステップ２２０４参照）と変位角Ｙ（ステップ２２０７参照）との差（Ｘ−Ｙ）に基づいて算出することができる。また、２動作以上となる場合、すなわち、図２３に示す処理も実行される場合には、（変位角Ｘ×動作数）＋（ステップ２３０６における変位角の減少分）に基づいて算出することができる。

ステップ２２０６でＹｅｓと判断された場合には、制御装置は、変位角が減少して所定の値Ｙ（Ｘ＞Ｙ＞０）以下になったか否かを判断する（ステップ２２０７）。ステップ２２０７でＹｅｓと判断された場合には、ワイヤＷは、溶融中であり、溶融されたロウによるロウ付け位置の接合が行なわれていることになる。そこで、ステップ２２０７でＹｅｓと判断された場合には、制御装置は、ワイヤ供給装置５１８のモータを所定量だけ逆回転させて、ワイヤＷを所定量だけ引き戻す（ステップ２２０８）。そのロウ付け位置におけるロウ付けは完了したと判断され、その後、制御装置は、次のロウ付け位置まで、保持・移動装置５２０を制御してワイヤガイド５１２を移動させる。

ステップ２２０６でＹｅｓと判断された場合には、１回のロウ付けに十分な量が供給されている。したがって、溶融中のロウによりロウ付け位置において母材Ｍ１、Ｍ２がしっかりと接合される。ステップ２２０８は、ワイヤＷの先端が、加熱機（図示せず）の炎により球状となることを防止するため、ワイヤＷを炎から遠ざける必要があることから実行される。

その一方、ステップ２２０６でＮｏと判断された場合には、制御装置は、変位角が「０」になったか否かを判断する（ステップ２２０９）。ステップ２２０９でＹｅｓと判断された場合には、ワイヤＷはほぼ完全に溶融した状態となっている。ステップ２２０９でＹｅｓと判断された場合にも、制御装置は、ワイヤ供給装置５１８のモータを所定量だけ逆回転させて、ワイヤＷを所定量だけ引き戻す（ステップ２２１０）。

次いで、制御装置は内蔵したタイマに所定の時間を設定し、タイマをスタートさせる（ステップ２３０１）。所定時の時間が経過すると、制御装置は、ワイヤ供給装置５１８のモータを再度正回転させて、ワイヤＷを送り込む（ステップ２３０２）。

制御装置は、角度センサ５５０から、回転軸５４４の所定の基準位置からの角度の変化（変位角）を取得する（ステップ２３０３）。制御装置は、変位角ａｎが増大して所定の値Ｘ以上になったか否かを判断する（ステップ２３０４）。ステップ２３０４でＹｅｓとなった場合には、制御装置は、ワイヤ供給装置５１８のモータを停止してワイヤＷの送り込みを停止する（ステップ２３０５）。その後、制御装置は、変位角が減少したと判断すると（ステップ２３０６でＹｅｓ）、ワイヤの供給総量が、所定量Ａ以上であるか否かを判断する（ステップ２３０７）。ワイヤの供給総量は、元のワイヤの供給総量に、今回のワイヤ供給装置５１８のモータの正回転（ステップ２３０２参照）により供給されたワイヤの供給量を加算すれば良い。

ステップ２３０７でＹｅｓと判断された場合には、ステップ２２０８に進み、制御装置は、ワイヤ供給装置５１８のモータを所定量だけ逆回転させて、ワイヤを所定量だけ引き戻した後、次のロウ付け位置まで、次のロウ付け位置まで、保持・移動装置５２０を制御してワイヤガイド５１２を移動させる。ステップ２３０６で変位角が減少したと判断された場合には、ワイヤは溶融中であり、溶融されたロウによるロウ付け位置での接合が行なわれていることになる。このときに、ワイヤの供給総量が、当該ロウ付け位置におけるロウ付けに十分な量であれば、そのロウ付け位置におけるロウ付けは完了したと判断される。

その一方、ステップ２３０７でＮｏと判断された場合には、制御装置は、変位角がさらに減少して「０」になったか否かを判断する（ステップ２３０８）。ステップ２３０８でＹｅｓと判断されると、制御装置は、ワイヤ供給装置５１８のモータを所定量だけ逆回転させてワイヤを所定量だけ引き戻した上で、ステップ２３０１に戻る。このように、ワイヤ供給総量が、あるロウ付け位置におけるロウ付けに十分な量となるまで、ステップ２３０１〜２３０９が繰り返される。

本実施の形態においては、制御装置は、ワイヤＷの反力を、ワイヤガイド５１２を保持し、移動させる保持・移動装置５２０の回転軸（本実施の形態では、上部アーム５２６を駆動する上部アーム駆動部材５３４の回転軸５４４）における変位角として取得する。制御装置は、取得された変位角に基づいて、ワイヤＷの母材への接触、および、ワイヤＷの溶融を判断することができる。これにより、ワイヤＷの送り込み、引き戻しを適切に制御することができる。また、上記変位角に基づいて、ロウ付け位置におけるロウ材の供給量を算出することができる。これにより、ロウ付け位置における適量のロウ材の供給を実現することが可能となる。

また、同じように、ワイヤＷの反力を、保持・移動装置５２０の回転軸における他の変位として捉えることも可能である。たとえば、上部アーム駆動部材５３４の回転軸５４４が、トルクセンサ（図示せず）を介してモータ（図示せず）と連結されていても良い。トルクセンサは、回転軸５４４にかかる負荷が増大するのにしたがってトルク値ｔｒが増大する。そこで、第７の実施の形態においては、ワイヤＷの反力を、回転軸５４４のトルク値ｔｒとして取得して、ロウ付け装置を制御する。

図２４および図２５は、第７の実施の形態にかかるロウ付け装置の制御装置によるロウ付けシーケンスの一例を示すフローチャートである。制御装置は、ロウ付け装置１０のワイヤガイド５１２がロウ付け位置に到達するように、保持・移動装置５２０を作動させ、ロウ付け位置に到達させる（ステップ２４０１）。制御装置は、ワイヤガイド５１２がロウ付け位置に達すると、ワイヤ供給装置５１８のモータ（図示せず）を正回転させて駆動ローラ（図示せず）を駆動し、ワイヤＷをロウ付け位置に送り込む（ステップ２４０２）。

制御装置は、回転軸５４４のトルクセンサからトルク値ｔｒを取得して（ステップ２４０３）、トルク値ｔｒが増大して所定の値ｐ以上になったか否かを判断する（ステップ２４０４）。トルク値が増大することは、ワイヤＷがロウ付け位置において、溶融していない状態で母材Ｍ１に接触していることを示す。なお、所定の値ｐは、予め定めておけば良い。値ｐが大きい方が、より多くのワイヤを供給できることになるため、上限はあるがその範囲内でｐは大きいほうが望ましい。特に、所定の値ｐを、当該トルク値ｔｒがｐであるときに対応するワイヤ供給量Ｗ_ｐが、１箇所のロウ付け位置でのロウ付けに必要な量となるように予め設定しておくことで、１箇所のロウ付け位置でのロウ付け回数を少なくすることができる。

ステップ２４０４でＹｅｓと判断された場合には、制御装置はワイヤ供給装置５１８のモータ（図示せず）を停止して、ワイヤＷの送り込みを停止する（ステップ２４０５）。次いで、制御装置は、ワイヤ供給総量が、所定量Ａ以上であるか否かを判断する（ステップ２４０６）。

なお、ワイヤ供給総量は、初期的には、１回のワイヤ供給量に一致する。また、本実施の形態において、所定量Ａは、あるロウ付け位置でロウ付けに必要とするロウの量に相当する。また、ワイヤ供給量は、ワイヤＷの先端が母材Ｍ１の上面に接触し、回転軸５４４のトルクセンサから取得したトルク値が増大したタイミングから、ワイヤＷの送り込みが停止する（ステップ２４０５参照）までの、ワイヤ供給装置５１８のモータ軸（図示せず）の回転量から取得できる。

ステップ２４０６でＹｅｓと判断された場合には、制御装置は、トルク値が減少して所定の値ｑ（ｐ＞ｑ＞０）以下になったか否かを判断する（ステップ２４０７）。ステップ２４０７でＹｅｓと判断された場合には、ワイヤＷは、溶融中であり、溶融されたロウによるロウ付け位置の接合が行なわれていることになる。そこで、ステップ２４０７でＹｅｓと判断された場合には、制御装置は、ワイヤ供給装置５１８のモータを所定量だけ逆回転させて、所定量だけワイヤＷを引き戻す（ステップ２４０８）。そのロウ付け位置におけるロウ付けは完了したと判断され、その後、制御装置は、保持・移動装置５２０を制御して、次のロウ付け位置までワイヤガイド５１２を移動させる。

ステップ２４０７でＹｅｓと判断された場合には、１回のロウ付けに十分な量が供給されている。したがって、溶融中のロウによりロウ付け位置において母材Ｍ１、Ｍ２がしっかりと接合される。ステップ２４０８は、ワイヤＷの先端が、加熱機（図示せず）の炎により球状となることを防止するため、ワイヤＷを炎から遠ざける必要があることから実行される。

その一方、ステップ２４０６でＮｏと判断された場合には、制御装置は、トルク値が「０」になったか否かを判断する（ステップ２４０９）。ステップ２４０９でＹｅｓと判断された場合には、ワイヤＷはほぼ完全に溶融した状態となっている。ステップ２４０９でＹｅｓと判断された場合にも、制御装置は、ワイヤ供給装置５１８のモータを所定量だけ逆回転させて、ワイヤＷを所定量だけ引き戻す（ステップ２４１０）。

次いで、制御装置は内蔵したタイマに所定の時間を設定し、タイマをスタートさせる（ステップ２５０１）。所定時の時間が経過すると、制御装置は、ワイヤ供給装置５１８のモータを再度正回転させて、ワイヤＷを送り込む（ステップ２５０２）。

制御装置は、回転軸５４４のトルクセンサからトルク値ｔｒを取得して（ステップ２５０３）、トルク値ｔｒが増大して所定の値ｐ以上になったか否かを判断する（ステップ２５０４）。ステップ２５０４でＹｅｓとなった場合には、制御装置は、ワイヤ供給装置５１８のモータを停止して、ワイヤＷの送り込みを停止する（ステップ２５０５）。その後、制御装置は、回転軸５４４のトルクセンサからのトルク値ｔｒが減少したと判断すると（ステップ２５０６でＹｅｓ）、ワイヤの供給総量が、所定量Ａ以上であるか否かを判断する（ステップ２５０７）。ワイヤの供給総量は、元のワイヤの供給総量に、今回のワイヤＷの送り込み（ステップ２５０２参照）により供給されたワイヤの供給量を加算すれば良い。

ステップ２５０７でＹｅｓと判断された場合には、ステップ２４０８に進み、制御装置は、ワイヤ供給装置５１８のモータ（図示せず）を所定量だけ逆回転させてワイヤＷを引き戻した後、保持・移動装置５２０を制御して、次のロウ付け位置までワイヤガイド１２を移動させる。ステップ２５０６でトルク値ｔｒが減少したと判断された場合には、ワイヤは溶融中であり、溶融されたロウによるロウ付け位置での接合が行なわれていることになる。このときに、ワイヤの供給総量が、当該ロウ付け位置におけるロウ付けに十分な量であれば、そのロウ付け位置におけるロウ付けは完了したと判断される。

その一方、ステップ２５０７でＮｏと判断された場合には、制御装置は、回転軸５４４のトルクセンサからのトルク値ｔｒがさらに減少して「０」になったか否かを判断する（ステップ２５０８）。ステップ２５０８でＹｅｓと判断されると、制御装置は、ワイヤ供給装置５１８のモータ（図示せず）を所定量だけ逆回転させてワイヤＷを所定量だけ引き戻し、ステップ２５０１に戻る。このように、ワイヤ供給総量が、あるロウ付け位置におけるロウ付けに十分な量となるまで、ステップ２５０１〜２５０９が繰り返される。

本実施の形態においては、制御装置は、ワイヤＷの反力を、上部アーム駆動部材５３４の回転軸５４４におけるトルク値として取得し、制御装置は、トルク値に基づいて、ワイヤＷの母材への接触、および、ワイヤＷの溶融を判断することができる。これにより、ワイヤＷの送り込み、引き戻しを適切に制御することができる。

第６の実施の形態および第７の実施の形態においては、ワイヤＷの反力を、保持・移動装置の回転軸における変位として取得したが、保持・移動装置の他の部分の変位として取得することも可能である。図２６は、本発明の第８の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。

図２６に示すように、第８の実施の形態にかかるロウ付け装置６１０は、ワイヤガイド６１２、および、ワイヤガイド６１２を保持する保持・移動装置６２０を有する。ワイヤガイド６１２は、保持・移動装置６２０のワイヤガイド保持部材６２２を介してワイヤ供給装置６１８に接続される。ワイヤ供給装置６１８からは、中空のフレキシブルチューブ６１９が延びる。ワイヤＷは、フレキシブルチューブ６１９中を通過し、ワイヤ供給装置６１８およびワイヤガイド６１２の内部をそれぞれ経て、ワイヤガイド６１２の先端から突出する。

保持・移動装置６２０は、ワイヤガイド保持部材６２２、アーム部材６２６、アーム保持部材６２８および旋回部材６３０を有する。

旋回部材６３０はベース６３２に上下方向に配置された軸（図示せず）を中心に回転可能に取り付けられる。アーム部材６２６の一端は、ワイヤガイド保持部材６２２に取り付けられる。アーム部材６２６は他端に駆動部材６３４を有し、駆動部材６３４は、アーム保持部材６２８に取り付けられたガイド部材６３６と係合して、制御装置からの制御信号にしたがって垂直方向（矢印２６０１参照）にスライドすることができる。

本実施の形態においては、アーム部材６２６の駆動部材６３４によって、ワイヤの反力により生ずる変位を検出する。図２７は、本実施の形態にかかる変位検出の概略を説明する図である。本実施の形態においては、駆動部材６３４にリニア位置センサなどの位置センサ（図示せず）が設けられ、駆動装置６３４の位置を検出することができる。また、駆動装置６３４は、制御装置からの制御信号にしたがって、重力に抗して所望の位置で保持されるように制御され、また、重力以外の一時的な力に応じて、ガイド部材６３６に沿って垂直方向にスライドすることができる。

図２７において実線にて示す位置が、ワイヤガイド６１２、アーム部材６２６、駆動装置６３４の保持された位置である。ワイヤＷの先端が母材Ａの上面に当接したままの状態（符号２７００参照）で、ワイヤ供給装置６１８がワイヤを供給し続けると、ワイヤＷの反力が発生し、これによって、ワイヤガイド６１２は上側に動かされる（符号２７０２参照）。ワイヤガイド６１２の上側の移動に伴って、ワイヤガイド６１２に連結されたアーム部材６２６も、垂直方向（矢印２７０３参照）に移動する。このときの変位量ｖを、位置センサにより検出する。

第８の実施の形態における制御装置における処理は、第６の実施の形態と略同様である。第６の実施の形態において変位角ａｎが、所定の値Ｘ、Ｙなどと比較されていたが、第８の実施の形態においては、垂直方向の変位量ｖを、他の所定の値Ｘ’、Ｙ’などと比較すれば良い。

第８の実施の形態によれば、制御装置は、ワイヤＷの反力を、アーム部材６２６の駆動装置６３４における垂直方向の変位量として取得し、制御装置は、変位量に基づいて、ワイヤＷの母材への接触、および、ワイヤＷの溶融を判断することができる。これにより、ワイヤＷの送り込み、引き戻しを適切に制御することができる。

さらに、ワイヤＷの反力を、保持・移動装置５２０の部材の連結部における応力として捉えることもできる。図２８は、本発明の第９の実施の形態にかかるロウ付け装置の概略構成を示す図である。

図２８に示すように、第９の実施の形態にかかるロウ付け装置７１０は、ワイヤガイド７１２、および、ワイヤガイド７１２を保持する保持・移動装置７２０を有する。ワイヤガイド７１２は、保持・移動装置７２０のワイヤガイド保持部材７２２を介してワイヤ供給装置７１８に接続される。ワイヤ供給装置７１８からは、中空のフレキシブルチューブ７１９が延びる。ワイヤＷは、フレキシブルチューブ７１９中を通過し、ワイヤ供給装置７１８およびワイヤガイド７１２の内部をそれぞれ経て、ワイヤガイド７１２の先端から突出する。

保持・移動装置７２０は、ワイヤガイド保持部材７２２、アーム部材７２６、アーム保持部材７２８および旋回部材７３０を有する。

旋回部材７３０はベース７３２に上下方向に配置された軸（図示せず）を中心に回転可能に取り付けられる。アーム部材７２６の一端は、ワイヤガイド保持部材７２２に取り付けられる。アーム部材７２６は、他端で連結部材７３４を介して、アーム保持部材７２８に取り付けられる。本実施の形態においては、アーム保持部材７２８において、連結部材７３４と接触した位置の近傍に、歪ゲージなどの応力検出部材７３６が配置されている。なお、応力検出部材７３６の配置する位置はこれに限定されず、アーム部材７２６の一端に生じた力が、応力として検出できる位置、たとえば、アーム部材７２６と連結部材７３４との接触位置（符号２８０１）、アーム保持部材７２８と旋回部材７３０との接触位置（符号２８０２）、旋回部材７３０とベース７３２との接触位置（符号２８０３）などに、応力検出部材７３６を配置しても良い。

第９の実施の形態において、ワイヤＷの先端が母材Ａの上面に当接したままの状態（符号２７００参照）で、ワイヤ供給装置７１８がワイヤを供給し続けると、ワイヤＷの反力が発生し、これによって、ワイヤガイド７１２は上側に動かされようとする。しかしながら、第９の実施の形態においては、ワイヤガイド７１２は、アーム部材７２６に固定され、かつ、アーム部材７２６は、連結部材７３４を介してアーム保持部材７２８と固定される。したがって、反力の大きさにしたがった歪みが生じる。第９の実施の形態では、応力検出部材７３６が、上記歪みを検出し、歪みの値に基づいて、ワイヤＷの母材への接触、および、ワイヤＷの溶融を判断する。第８の実施の形態における制御装置における処理は、第６の実施の形態と略同様である。第６の実施の形態において変位角ａｎが、所定の値Ｘ、Ｙなどと比較されていたが、第８の実施の形態においては、歪みを示す値ｓｔを、他の所定の値Ｘ”、Ｙ”などと比較すれば良い。

なお、第９の実施の形態では、保持・移動装置７２０は、ワイヤガイド保持部材７２２、アーム部材７２６、アーム保持部材７２８および旋回部材７３０を有するものであった（図２８）。しかしながら、保持・移動装置は、上記構成に限定されず、たとえば、第６の実施の形態に記載されたように、ワイヤガイド保持部材５２２、先端部５２４、上部アーム５２６、下部アーム５２８、旋回部材５３０を有するような構成であっても良い（図２０参照）。この場合にも、図２０に示すアーム部材５２６の一端に生じた力が、応力として検出できる位置に、応力検出部材を配置すれば良い。

１０ロウ付け装置
１２ワイヤガイド
１４ワイヤガイド先端部
１６ワイヤガイド後部
１８ワイヤ供給装置
２０ワイヤ供給部材
２２加熱機
２４加熱機先端
Ｍ１第１の母材
Ｍ２第２の母材
Ｗワイヤ
Ｆ炎
２５基部
２６端壁
３０可動部材
３２回転軸
３１可動部材支持部
３３ワイヤ供給装置支持台
３５ストッパ
３６駆動ローラ
３７従動ローラ

Claims

溶接位置において、溶融した溶加材により複数の母材を一体にする溶接装置であって、
前記溶接位置において母材および溶加材のワイヤを加熱する加熱部材と、
前記溶加材のワイヤを通過させて、前記溶接位置にガイドする中空のワイヤガイドと、
前記溶加材のワイヤを溶接位置に送り込み、或いは、溶接位置から引き戻すワイヤ供給部材と、
前記ワイヤ供給部材により溶接位置に送り込まれる前記ワイヤの撓みによる前記送り込みに対する反力により生じる、所定の部材における変位を測定する変位測定手段と、
前記変位測定手段による前記変位の変化に基づいて、前記ワイヤ供給部材による溶加材のワイヤの送り込みおよび引き戻しを制御する制御手段であって、前記変位が増加して第１の所定値に達した後、前記ワイヤ供給部材によるワイヤの供給を停止するよう構成された制御手段と、を備えたことを特徴とする溶接装置。
前記制御手段が、前記変位が増加して前記第１の所定値に達した後、前記ワイヤ供給部材により供給されたワイヤの供給量の累算量である供給総量に応じて、前記溶接位置における溶接が終了したと判断するか、または、前記ワイヤ供給部材により前記ワイヤを送り込むように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
前記制御手段が、前記変位が増加して前記第１の所定値に達した後、前記ワイヤ供給手段により供給されたワイヤの供給量の累算量である供給総量が、所定量より多く、かつ、前記変位が減少して、前記第１の値より小さい第２の値以下となった場合に、前記溶接位置における溶接が終了したと判断して、前記ワイヤ供給部材により前記ワイヤを所定量引き戻すように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の溶接装置。
前記制御手段が、前記変位が増加して前記第１の所定値に達した後、前記ワイヤ供給手段により供給されたワイヤの供給総量が前記所定量以下である場合に、前記変位が減少して「０」となると、一旦、前記ワイヤ供給部材により前記ワイヤを所定量引き戻した後、再度、ワイヤ供給部材によりワイヤを送り込むように構成されたことを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の溶接装置。
前記制御手段が、前記変位が増加して前記第１の所定値に達した後、前記ワイヤ供給部材により供給されたワイヤの供給総量が前記所定量以下である場合に、再度変位が減少して、前記第１の所定値より小さい第３の所定値以下となると、
前記ワイヤ供給総量が、前記所定量より多くなるまで、前記ワイヤ供給部材によりワイヤを送り込み、
前記ワイヤ供給総量が、前記所定量以下であるときに、前記変位が増加して、前記第１の所定値と第３の所定値との間の第４の所定値に達したときに、前記ワイヤ供給部材を減速或いは停止し、
前記ワイヤ供給総量が、前記所定量より多くなるまで、ワイヤ供給部材によりワイヤを送り込み、
前記ワイヤ供給総量が、前記所定量より多くなった場合に、前記溶接位置における溶接が終了したと判断して、前記ワイヤ供給部材により前記ワイヤを所定量引き戻すように構成されたことを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の溶接装置。