JP7489592B1 - アーク溶接装置及びそれを用いた溶接条件補正方法、溶接条件補正プログラム - Google Patents

Abstract

アーク溶接装置（７０）は、溶接電源（１０）とリモートコントローラ（２０）と溶接トーチ（５０）とを備えている。リモートコントローラ（２０）は、タッチパネル（２１ａ）を有している。溶接電源（１０）の第１記憶部（１３）は、複数の溶接条件テーブルを複数種類のワーク（Ｗ）のそれぞれに関して保存している。リモートコントローラ（２０）の第２演算部（２２ａ）は、溶接作業者が自身の手を動かす移動速度である第１速度を計測、算出し、第１記憶部（１３）から読み出された第１溶接条件テーブル中の第１溶接速度と第１速度との差分が所定の範囲を超えた場合、第１溶接条件テーブルの各溶接パラメータを前述の差分に応じて補正する。

Description

本開示は、アーク溶接装置及びそれを用いた溶接条件補正方法、溶接条件補正プログラムに関する。

従来、溶接作業者が溶接トーチ等を手に持ってワークに対して溶接を行う、いわゆる手溶接が広く行われている。

一方で、手溶接の出来栄えは、溶接作業者の技能に大きく左右されるため、溶接作業者に対して十分に溶接作業の訓練を行う必要があり、訓練方法に関して種々提案されている。

例えば、特許文献１には、溶接作業者による溶接トーチの操作をシミュレートするシミュレーションシステムが開示されている。具体的には、このシミュレーションシステムは、３次元表示装置とコンピュータ装置とトラッキングコントローラとを備えている。３次元表示装置は、３次元形状の溶接部位に対する溶接作業をシミュレートする。コンピュータ装置は、作業内容と作業条件とを設定する。トラッキングコントローラは、溶接作業者が溶接トーチを手に持って操作する場合において、３次元表示装置に対する溶接トーチの先端の位置と姿勢と移動軌跡とをリアルタイムでかつ３次元で検出する。シミュレーションシステムは、コンピュータ装置で設定した作業内容と作業条件及びトラッキングコントローラで検出した溶接トーチの先端の位置と姿勢と移動軌跡とに基づいて、溶接作業者が溶接トーチを用いて溶接作業を行っている場合と視覚的に同一の作業状況を、溶接トーチの先端の位置を基準としてリアルタイムで疑似表示する。

このようにすることで、溶接作業の結果の良否を溶接作業中における複数条件の見掛けを含めて判断することを要求される複雑な作業に適合したシミュレーションを行うことができる。

特開２０１５－２２５２１４号公報

ところで、手溶接において、溶接速度は、ワークにおける溶接予定箇所に沿って、溶接作業者が溶接トーチを移動させる速度に相当する。

しかし、当該溶接予定箇所に沿って、溶接トーチを一定の速度で移動させることは、初心者には難しい作業である。このため、初心者が手溶接を行った場合、溶接トーチの移動速度がばらついたり、目標値からずれたりすることがある。

しかし、溶接速度の変動は、溶接電流や溶接電圧の実際の値に影響する。このため、溶接中に溶接電流や溶接電圧の実際の値が、溶接開始前に設定した、所望の溶接を行うための値からずれてしまうことがある。また、このことにより、ワークに形成される溶接ビードの形状が所望の形状と異なってしまうことがある。また、溶接ビードの外観が悪化するおそれがある。

本開示はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、溶接作業者の熟度に応じて、溶接条件、具体的には溶接パラメータを適切に補正することができるアーク溶接装置及びそれを用いた溶接条件補正方法、溶接条件補正プログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本開示に係るアーク溶接装置は、入力部と記憶部と演算部と溶接電源と溶接トーチとを少なくとも備えたアーク溶接装置であって、前記入力部は、タッチパネルを含み、前記記憶部は、複数の溶接条件テーブルを複数種類のワークのそれぞれに関して保存しており、前記演算部は、溶接作業者が自身の手を前記タッチパネルの表面に沿って動かすことで、第１速度を前記タッチパネルで検出された前記手の移動距離に基づいて算出し、溶接対象となる前記ワークに対応する前記複数の溶接条件テーブルのうち、第１溶接条件テーブルを前記記憶部から読み出し、前記第１溶接条件テーブルに記述された第１溶接速度と前記第１速度との差分が所定の範囲を超えた場合、前記演算部は、前記第１溶接条件テーブルに記述された溶接パラメータを前記差分に応じて補正することを特徴とする。

本開示に係る溶接条件補正方法は、前記アーク溶接装置を用いた溶接条件補正方法であって、第１ステップは、前記溶接作業者が前記自身の手を前記タッチパネルの表面に沿って移動させたときの前記第１速度を算出し、第２ステップは、前記第１溶接速度と前記第１速度との前記差分が前記所定の範囲を超えた場合、前記第１溶接条件テーブルに記述された溶接パラメータを前記差分に応じて補正することを特徴とする。

本開示に係る溶接条件補正プログラムは、前記溶接条件補正方法における各ステップを、１または複数のプロセッサを有するコンピュータシステムに実行させることを特徴とする。

本開示によれば、溶接パラメータを溶接作業者の熟度に応じて適切に補正することができる。また、溶接トーチの操作に関する溶接作業者の熟度を定量的に把握できる。

実施形態に係るアーク溶接装置の概略構成図である。 溶接条件補正手順を示すフローチャートである。 第１速度計測処理時のリモートコントローラの表示画面を示す模式図である。 第１速度計測処理時の溶接電源の表示画面を示す模式図である。

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態）
［アーク溶接装置の構成］
図１は、実施形態に係るアーク溶接装置の概略構成図を示し、アーク溶接装置７０は、溶接電源１０とリモートコントローラ２０とワイヤ送給装置３０と溶接トーチ５０とを有する。

溶接電源１０は、溶接電力を発生させる主回路１１と第１制御部１２と第１記憶部１３と第１表示部１４とを少なくとも有している。主回路１１は、溶接トーチ５０に保持された溶接ワイヤ６０に溶接電力を供給する。主回路１１は、図示しないトランスやパワースイッチ等を有しており、本実施形態に示す例では、プラス端子がワイヤ送給装置３０を介して溶接ワイヤ６０に接続され、マイナス端子がアース線４１を介して母材Ｗに接続されている。

第１制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＣＵ（Micro Controller Unit）あるいはこれらの組み合わせで構成される。なお、複数個のＣＰＵまたはＭＣＵあるいはこれらの組み合わせで第１制御部１２が構成されてもよい。

第１制御部１２は、第１表示部１４またはリモートコントローラ２０からの入力内容に基づいて、第１記憶部１３に予め保存された溶接プログラムを読み出して、主回路１１の動作を制御する。さらに、第１制御部１２は、第１表示部１４またはリモートコントローラ２０からの入力内容に基づいて、溶接条件の変更やワイヤ送給装置３０に対するワイヤ送給指令等の送信を行う。

第１記憶部１３は、半導体メモリ、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＳＳＤ（Solid State Drive）等で構成される。第１記憶部１３は、溶接プログラムや当該プログラムを実行するために必要な溶接条件テーブルを保存する。なお、第１記憶部１３には、溶接対象であるワークＷの種類に応じた複数の溶接パラメータの組がテーブル形式で保存されており、当該溶接パラメータの組を溶接条件テーブルと言う。また、第１記憶部１３は、リモートコントローラ２０からの入力内容、また第１表示部１４が入力部として機能する場合は、第１表示部１４からの入力内容を一時的に保存してもよい。

ワークＷの種類は、ワークＷの材質や溶接方式（直流またはパルス）や溶接ワイヤ６０の直径（以下、ワイヤ径と呼ぶことがある。）に応じて分類される。また、ワークＷの種類は、ワークＷの形状やワークＷの板厚によっても分類される。また、溶接ケーブル４０に設けられたガス供給管（図示せず）から溶接箇所にシールドガスが吹き付けられる場合は、シールドガスの種類に応じてもワークＷの種類が分類される。

本実施形態における主な溶接パラメータは、主回路１１から溶接ワイヤ６０に流す溶接電流と、溶接ワイヤ６０とワークＷとの間に加わる溶接電圧と、ワイヤ送給装置３０による溶接ワイヤ６０の送給速度と、溶接速度とである。なお、シールドガスの使用時は、シールドガスの流量も溶接パラメータに含まれる。

ここで、溶接速度とは、溶接作業者が溶接トーチ５０をワークＷにおける溶接線に沿って移動させるときの移動速度を言う。なお、溶接線とは、ワークＷの表面における仮想線であり、手溶接を行った後は、溶接線に沿ってワークＷの表面に溶接ビード（図示せず）が形成される。

第１表示部１４は、液晶ディスプレイ等の表示デバイスで構成される。第１表示部１４は、第１記憶部１３から呼び出した溶接条件や新たに生成した溶接条件、また、溶接中の各パラメータ等を表示する。なお、後で述べるように、第１表示部１４を入力部として機能させることがある。このことを踏まえると、第１表示部１４は、タッチパネル１４ａで構成されるのが好ましい。また、第１表示部１４を入力部として機能させるために、図示しない操作ボタンやジョグダイヤル等をさらに設けてもよい。

リモートコントローラ２０は、第２入力部２１と第２制御部２２とを少なくとも有している。通常、溶接作業者がリモートコントローラ２０を手に持って、手動で操作する。

第２入力部２１は、タッチパネル２１ａを含んでいる。後で述べるように、このタッチパネル２１ａは、表示部としても機能する。また、第２入力部２１には、図示しない操作ボタンやジョグダイヤル等が設けられている。

溶接作業者が第２入力部２１を操作することで、第１記憶部１３に保存された複数の溶接条件テーブルの中から所望の溶接条件テーブルを選択する。選択された溶接条件テーブルは第１制御部１２に呼び出される。また、第２入力部２１から新たに各溶接パラメータを入力して、新たに溶接条件テーブルが生成される。生成後の溶接条件テーブルは第１記憶部１３に保存される。また、後で述べるように、第１記憶部１３からワークＷの種類に応じた１つの溶接条件テーブル（以下、第１溶接条件テーブルと言う。）を呼び出した後、第１溶接条件テーブルに記述された各溶接パラメータを補正する場合にも、溶接作業者が第２入力部２１を操作する。

また、第２入力部２１を操作して選択した溶接条件テーブルの各溶接パラメータの値や第２入力部２１を操作して入力した各溶接パラメータの値は、リアルタイムで表示されるように構成されている。このようにすることで、溶接作業者が入力内容を確認しながら、溶接条件の変更等を行うことができる。なお、前述したように、第２入力部２１のタッチパネル２１ａが表示部として機能し、溶接パラメータの値が表示されるのが好ましい。

第２制御部２２は、第１制御部１２と同様に、ＣＰＵまたはＭＣＵあるいはこれらの組み合わせで構成される。第２制御部２２は、溶接作業者が第２入力部２１を操作して入力した内容、例えば、溶接電圧や溶接電流の変更値等を溶接電源１０の第１制御部１２に送信する。また、リモートコントローラ２０は、溶接電源１０の第１制御部１２から、使用中の溶接条件等を受信し、この内容を第２入力部２１のタッチパネル２１ａに表示させる。また、第２制御部２２が、第２入力部２１への入力内容を溶接電源１０の第１記憶部１３に送信し、第１制御部１２が、入力された内容を第１記憶部１３から呼び出す。

なお、図１に示す例では、リモートコントローラ２０は、第１信号線３１，第２信号線３２とワイヤ送給装置３０とを介して溶接電源１０に接続されているが、特にこの例に限定されない。例えば、溶接ケーブル４０と第１信号線３１とが一体化され、途中から第１信号線３１が分岐してリモートコントローラ２０に接続されていてもよい。または、第１信号線３１が直接、溶接電源１０に接続されていてもよい。あるいは、リモートコントローラ２０の第２制御部２２と溶接電源１０の第１制御部１２とが相互に無線通信可能に構成されていてもよい。その場合、第１信号線３１，第２信号線３２は省略される。また、相互通信用に溶接電源１０とリモートコントローラ２０のそれぞれに通信部（図示せず）が設けられていてもよい。

以上説明したように、溶接電源１０または溶接電源１０とリモートコントローラ２０との組み合わせは、ＣＰＵまたはＭＣＵ等と第１記憶部１３とを含んでおり、一種のコンピュータシステムとして捉えることもできる。また、以降の説明において、第１制御部１２及び第２制御部２２がそれぞれ有する機能ブロックのうち、数値演算機能及び後で示す数値補正機能を実行する機能ブロックをそれぞれ第１演算部１２ａ及び第２演算部２２ａと呼ぶことがある。

ワイヤ送給装置３０は、溶接電源１０またはリモートコントローラ２０からのワイヤ送給指令に基づいて、溶接ワイヤ６０を母材Ｗに向けて送給する。なお、母材Ｗから離れるように溶接ワイヤ６０を送給する、いわゆる逆送動作を行うようにしてもよい。

溶接ケーブル４０は、溶接ワイヤ６０の送給管（図示せず）とシールドガスの供給管（図示せず）とが一体化された複合ケーブルである。

溶接トーチ５０は、溶接作業者が手動で操作し、溶接トーチ５０に保持された溶接ワイヤ６０がワークＷに向けて送給される。溶接ワイヤ６０には所定の溶接電力が供給されており、溶融した溶接ワイヤ６０の先端がワークＷに移行して、溶接が順次進行する。なお、溶接箇所には溶接ケーブル４０からシールドガスが吹き付けられる。

なお、本実施形態では、溶接ワイヤ６０を溶融させてワークＷに移行させる、いわゆる消耗電極式のアーク溶接装置について述べたが、アーク溶接装置７０が、非消耗電極式のアーク溶接装置であってもよい。

［溶接条件補正手順］
図２は、溶接条件補正手順を示すフローチャートであり、図３は、第１速度計測処理時のリモートコントローラの表示画面を示す模式図である。なお、説明の便宜上、図３に示すリモートコントローラ２０において、タッチパネル２１ａ以外の部品の図示を省略している。

前述したように、溶接作業者の熟度、特に、溶接トーチ５０を操作する技能の熟度によっては、ワークＷを溶接するのに適切な溶接条件テーブルを選択したとしても、所望の溶接速度が得られず、その結果、所望の形状の溶接ビードが得られないことがある。

そこで、本実施形態では、まず、溶接作業者の技能を評価し、その評価結果に応じて、溶接条件の補正が必要である場合は、補正を行って、ワークＷを溶接するための溶接条件テールとするという方法を提案する。以下、図面を用いて詳細を説明する。

まず、溶接作業者は、第２入力部２１を操作して、第１記憶部１３に保存された溶接条件補正プログラムを呼び出して、これを起動する（ステップＳ１）。さらに、ワークＷの種類に応じた適切な溶接条件テーブルとして第１溶接条件テーブルを呼び出す。また、第１溶接条件テーブルに記述された溶接速度、つまり、第１溶接速度を確認する（ステップＳ２）。この場合、第１溶接速度を含む第１溶接条件テーブルの各溶接パラメータは、第２入力部２１のタッチパネル２１ａに表示される。

次に、第１速度計測処理を行う。この処理はループ処理であり、以下に示すステップＳ３とステップＳ４とをｍ回（ｍは１以上の整数）繰り返すまで行われる。

溶接作業者は、タッチパネル２１ａの表面に沿って自身の指を移動させる（ステップＳ３）。この場合、タッチパネル２１ａにより、指の移動軌跡が検出され、当該軌跡に基づいて指の移動距離を求めることができる。よって、第２演算部２２ａにおいて、移動に要した時間で移動距離を除することで、指の移動速度である第１速度が算出される（ステップＳ４；第１ステップ）。なお、ステップＳ４において、指の移動距離と移動時間とをリモートコントローラ２０から溶接電源１０に送信し、第１演算部１２ａで第１速度を算出してもよい。

なお、ｍの値は、溶接作業者の熟度に応じて適宜変更されうる。例えば、溶接作業者が初心者であれば、ｍの値が１０以上となることもある。一方、溶接作業者がある程度の経験者であれば、ｍの値は１ないし３程度としてもよい。ｍの値は、溶接条件補正プログラムで予め設定してもよいし、溶接作業者がその場で決めてもよい。

第１速度計測処理の実行前、また実行後には、タッチパネル２１ａには、図３に示すメッセージが表示される。

まず、ステップＳ３の実行前には、図３の左側に示すように、「タッチパネルをなぞって下さい。」とのメッセージがタッチパネル２１ａに表示される。また、第１速度計測処理の実行後には、図３の右側に示すように、「測定結果：〇〇ｃｍ／ｍｉｎ、 測定内容で溶接条件を補正しますか？」とのメッセージがタッチパネル２１ａに表示される。後者のメッセージは、ステップＳ３とステップＳ４とをｍ回繰り返した後にタッチパネル２１ａに表示される。ただし、これに限定されず、ステップＳ４を実行する毎にタッチパネル２１ａに表示されてもよい。

第１速度計測処理の実行後、ステップＳ５に進み、第１溶接速度と第１速度との差分が所定の範囲以下であるか否かを判断する。ステップＳ５の判断は、第２演算部２２ａまたは第１演算部１２ａで行われる。ただし、溶接作業者が自身で計算してステップＳ５の判断作業を実行してもよい。

なお、ステップＳ４を実行する毎に第１速度を算出すると、ｍ個の第１速度が得られる。この場合、ｍ個の第１速度の平均値と第１溶接速度との差分をステップＳ５で評価するようにしてもよいし、ｍ個の第１速度のうち、第１溶接速度との差分が最も大きい値をステップＳ５の評価対象としてもよい。

また、本実施形態において、第１溶接速度をＶとし、第１速度をＶ１とするとき、これらの差分が所定の範囲以下である場合、例えば、式（１）に示す関係を満足する。

０≦１００×（|Ｖ－Ｖ１|／Ｖ）≦Ａ ・・・（１）
ここで、０≦Ａ≦３であるが、Ａの範囲は特にこれに限定されず、適宜変更されうる。

ステップＳ５の判断結果が否定的な場合、つまり、第１溶接速度と第１速度との差分が所定の範囲を超えた場合は、第１演算部１２ａまたは第２演算部２２ａは、第１条件テーブルに記述された各溶接パラメータを当該差分に応じて補正し、新たな溶接条件テーブルを生成する（ステップＳ６；第２ステップ）。生成された新たな溶接条件テーブルを用いて、ワークＷの溶接が行われる。

具体的には、ステップＳ６において、第１記憶部１３に保存された複数の溶接条件テーブルのうち、第１溶接条件テーブルと同じ種類のワークＷに関する溶接条件テーブルを複数用いて、新たな溶接条件テーブルを生成する。

また、新たな溶接条件テーブルにおいて、溶接速度は、第１溶接速度との差分が所定の範囲内となるように複数の溶接条件テーブルにおける溶接速度を補間処理して生成される。

溶接速度以外の溶接パラメータである他の溶接パラメータは、前述した補間処理で得られた補間係数に基づいて、複数の溶接条件テーブルにおける他の溶接パラメータに対して補間処理を行うことで生成される。

なお、この場合の補間方法は線形補間である。ただし、これに限定されず、高次の補間処理で生成してもよい。

一方、ステップＳ５の判断結果が肯定的な場合、つまり、第１溶接速度と第１速度との差分が所定の範囲以下である場合は、溶接速度を補正することなく作業を終了してもよい。この場合、他の溶接パラメータも変更されず、第１溶接条件テーブルをそのまま用いてワークＷの溶接が行われる。

ただし、同じ種類のワークＷに関する溶接条件であって、第１溶接速度との差分が所定の範囲以下である溶接速度が記述された第２溶接条件テーブルが、第１記憶部１３に保存されていることがある。この場合は、第１演算部１２ａまたは第２演算部２２ａは、第２溶接条件テーブルを第１溶接条件テーブルに置き換える（ステップＳ７；第３ステップ）。置き換えられた第２溶接条件テーブルを用いて、ワークＷの溶接が行われる。

なお、本実施形態では、タッチパネル２１ａの表面を溶接作業者が指でなぞることで第１速度を算出したが、溶接トーチ５０または溶接トーチ５０に擬した訓練用器具を用いて、これらの先端でタッチパネル２１ａの表面をなぞることで第１速度を算出してもよい。つまり、タッチパネル２１ａで検出されるのは、溶接作業者が第１溶接速度に合わせるように自身の手を移動させた場合の手の移動軌跡である。当該移動軌跡に基づいて、第１演算部１２ａまたは第２演算部２２ａは、手の移動距離を算出する。また、移動に要した時間と手の移動距離とに基づいて、第１演算部１２ａまたは第２演算部２２ａは、第１速度を算出する。この場合、タッチパネル２１ａの表面に傷が付かないように、先端部分に保護具が装着されるのが好ましい。

また、タッチパネル２１ａは、例えば、感圧式等の接触型タッチパネルに限られず、静電容量方式や光学検出方式等の非接触型タッチパネルであってもよい。この場合、溶接トーチ５０や訓練用器具の先端に保護具を装着することは省略されうる。

［効果等］
以上説明したように、本実施形態に係るアーク溶接装置７０は、溶接電源１０とリモートコントローラ２０と溶接トーチ５０とを少なくとも備えている。

溶接電源１０は、主回路１１と第１制御部１２と第１記憶部１３と第１表示部１４とを少なくとも有している。第１制御部１２は、第１演算部１２ａを有している。

リモートコントローラ２０は、第２入力部２１と第２制御部２２とを少なくとも有している。第２制御部２２は、第２演算部２２ａを有している。第２入力部２１は、タッチパネル２１ａを含んでいる。

第１記憶部１３は、複数種類のワークＷのそれぞれに関して、複数の溶接条件テーブルを保存している。

第１演算部１２ａまたは第２演算部２２ａは、溶接作業者がタッチパネルの表面２１ａに沿って自身の手を動かすことで、タッチパネルで検出された手の移動距離に基づいて第１速度を算出する。第１演算部１２ａまたは第２演算部２２ａは、溶接対象となるワークＷに対応する複数の溶接条件テーブルのうち、第１記憶部１３から第１溶接条件テーブルを読み出す。

第１溶接条件テーブルに記述された第１溶接速度と第１速度との差分が所定の範囲を超えた場合、第１演算部１２ａまたは第２演算部２２ａは、第１溶接条件テーブルに記述された溶接パラメータを差分に応じて補正する。

実際の溶接作業を行う際に、溶接速度が目標値通りになるように溶接トーチ５０を移動させることができるか否かは、溶接作業者の技能や経験に応じて異なってくる。このため、初心者や作業経験が十分とは言えない溶接作業者は、目標値通りになるように溶接トーチ５０を移動させたとしても、実際には当該移動速度が目標値から大きく外れてしまうことがある。

しかし、従来の構成のアーク溶接装置では、目標値と実際の溶接トーチ５０の移動速度とのずれ量を把握することが難しく、両者の間に大きなずれがあったとしても、これを修正することは困難であった。

一方、本実施形態によれば、タッチパネル２１ａの表面に沿って、溶接作業者が自身の指や溶接トーチ５０等を移動させることで、溶接作業者が溶接トーチ５０を目標値通りの速度で移動させることができるか否かを定量的に評価できる。また、当該速度はワークＷの溶接速度に相当するため、目標値である第１溶接速度と溶接作業者の実動作速度である第１速度との間の差分がどの程度であるかを溶接作業者は実地で感じ取ることができる。

さらに、本実施形態によれば、第１溶接速度と第１速度との差分を定量化して把握することで、当該差分に応じて溶接速度及びその他の溶接パラメータを適切に補正することができる。このことにより、溶接作業者が溶接トーチ５０を目標値と異なる速度で移動させてワークＷを溶接した場合も、所望の形状、または、それに近い形状の溶接ビードを得ることができる。また溶接ビードの外観が悪化するのを抑制できる。

なお、第１速度は、溶接作業者がタッチパネル２１ａの表面に沿って自身の指を移動させたときの指の移動速度であってもよい。また、溶接作業者がタッチパネル２１ａの表面に沿って溶接トーチ５０またはこれに模した訓練用器具の先端を移動させたときの当該先端の移動速度が第１速度であってもよい。

また、溶接パラメータの補正方法として、前述した補間処理を用いるのが好ましい。

つまり、第１記憶部１３に保存された溶接条件テーブルであって、同じ種類のワークＷに関する複数の溶接条件テーブルの中に、第１溶接速度との差分が所定の範囲以下である溶接速度が記述された溶接条件テーブルが存在しない場合、第１演算部１２ａまたは第２演算部２２ａは、以下に示す処理を実行する。

第１演算部１２ａまたは第２演算部２２ａは、第１記憶部１３に保存された複数の溶接条件テーブルを用いて、ワークＷを溶接するための新たな溶接条件テーブルを生成する。

この新たな溶接条件テーブルにおいて、溶接速度は、第１溶接速度との差分が所定の範囲以下となるように複数の溶接条件テーブルにおける溶接速度を補間処理して生成される。

また、溶接速度以外の溶接パラメータである他の溶接パラメータは、前述の補間処理で得られた補間係数に基づいて、複数の溶接条件テーブルにおける他の溶接パラメータに対して補間処理を行うことで生成される。

このように、同じ種類のワークＷに関して既に取得済の複数の溶接条件テーブルを用いて、各溶接パラメータを補正することで、補正のための演算処理を簡素化できる。また、溶接速度の補正時に用いた補間係数に基づいて、他の溶接パラメータも補正するため、補正後の新たな溶接条件テーブルの各溶接パラメータが、実使用条件から大きく外れた値になるおそれが少ない。つまり、溶接作業者の実動作速度に合わせて溶接パラメータを補正した場合も、各溶接パラメータを実際に使用可能な適切な数値とすることができる。

なお、第１記憶部１３に保存された溶接条件テーブルであって、同じ種類のワークＷに関する複数の溶接条件テーブルの中に、第２溶接条件テーブルが存在する場合、第１演算部１２ａまたは第２演算部２２ａは、以下に示す処理を実行するのが好ましい。

つまり、第１演算部１２ａまたは第２演算部２２ａは、第２溶接条件テーブルを第１記憶部１３から読み出し、ワークＷを溶接するための新たな溶接条件テーブルに設定する。なお、第２溶接条件テーブルには、第１溶接速度との差分が所定の範囲以下である溶接速度が記述されている。

このようにすることで、補正のための演算処理を省略でき、第１演算部１２ａまたは第２演算部２２ａの演算負荷を低減できる。また、既に取得済の第２溶接条件テーブルを用いるため、溶接ビードの形状等を悪化させること無く適切な溶接を行うことができる。

なお、本実施形態によれば、複数の溶接作業者に図２に示す各ステップを行わせることで、溶接作業者毎の第１速度のばらつき度合い、言い換えると、作業のばらつき度合いを定量的にできる。このことにより、溶接作業者毎に作業の熟度を適切に把握できる。

本実施形態に係る溶接条件補正方法は、第１速度を算出する第１ステップ（図２のステップＳ４）と、溶接対象となるワークＷに対応する第１溶接条件テーブルに記述された第１溶接速度と第１速度との差分が所定の範囲を超えた場合、第１溶接条件テーブルに記述された溶接パラメータを当該差分に応じて補正する第２ステップ（図２のステップＳ６）と、を少なくとも備えている。

本実施形態によれば、第１溶接速度と第１速度との差分を定量化して把握することで、溶接作業者の作業の熟度を適切に把握できる。

また、本実施形態によれば、第１溶接速度と第１速度との差分を定量化して把握することで、当該差分に応じて溶接速度及びその他の溶接パラメータを適切に補正することができる。このことにより、溶接作業者が溶接トーチ５０を目標値と異なる速度で移動させてワークＷを溶接した場合も、所望の形状、または、それに近い形状の溶接ビードを得ることができる。また溶接ビードの外観が悪化するのを抑制できる。

また、本実施形態によれば、図２に示すフローチャートにおける第１速度計測処理（図２のステップＳ３，Ｓ４）をｍ回（ｍは１以上の整数）実行することで、溶接作業者に目標値にあわせた速度で溶接トーチ５０を移動させる感覚を養わせるという訓練効果も奏することができる。特に、溶接作業者の熟度に応じてｍの値を設定することで、より適切な訓練となりうる。

第１記憶部１３に保存された溶接条件テーブルであって、同じ種類のワークＷに関する複数の溶接条件テーブルの中に、第１溶接速度との差分が所定の範囲以下である溶接速度が記述された溶接条件テーブルが存在しない場合、第２ステップでは、第１記憶部１３に保存された複数の溶接条件テーブルを用いて、ワークＷを溶接するための新たな溶接条件テーブルを生成する。

この新たな溶接条件テーブルにおいて、溶接速度は、第１溶接速度との差分が所定の範囲内となるように複数の溶接条件テーブルにおける溶接速度を補間処理して生成される。

また、溶接速度以外の溶接パラメータである他の溶接パラメータは、前述の補間処理で得られた補間係数に基づいて、複数の溶接条件テーブルにおける他の溶接パラメータに対して補間処理を行うことで生成される。

このようにすることで、補正処理を簡素化できる。また、溶接作業者の実動作速度である第１速度に合わせて溶接パラメータを補正した場合も、各溶接パラメータを実際に使用可能な適切な数値とすることができる。

また、第１記憶部１３に保存された溶接条件テーブルであって、同じ種類のワークＷに関する複数の溶接条件テーブルの中に、第２溶接条件テーブルが存在する場合、第２ステップに代えて、第２溶接条件テーブルをワークＷを溶接するための新たな溶接条件テーブルに設定する第３ステップ（図２のステップＳ７）をさらに備えるのが好ましい。なお、第２溶接条件テーブルには、第１溶接速度との差分が所定の範囲以下である溶接速度が記述されている。

このようにすることで、補正のための演算処理を省略できる。また、既に取得済の第２溶接条件テーブルを用いるため、溶接ビードの形状等を悪化させること無く適切な溶接を行うことができる。

本実施形態に係る溶接作業訓練プログラムは、１または複数のプロセッサを有するコンピュータシステムに、前述の溶接条件補正方法における第１ステップ及び第２ステップ（図２のステップＳ４及びステップＳ６）または第１ステップ及び第３テップ（図２のステップＳ４及びステップＳ７を少なくとも実行させる。なお、本実施形態におけるコンピュータシステムは、第１演算部１２ａまたは第２演算部２２ａあるいはその両方と第１記憶部１３とを少なくとも含み、第１表示部１４及び第２入力部２１を含むのがより好ましい。

このように溶接条件補正方法の実行手順をプログラムにしておくことで、溶接作業者が簡便かつ効率良く溶接パラメータを補正することができる。

（その他の実施形態）
実施形態では、溶接作業者が、リモートコントローラ２０のタッチパネル２１ａの表面に沿って自身の指や溶接トーチ５０等を動かすことで、第１速度を算出する例を示した。

しかし、特にこれに限定されず、図４に示すように、溶接電源１０に設けられた第１表示部１４のタッチパネル１４ａの表面に沿って自身の指や溶接トーチ５０等を動かすことで、第１速度を算出してもよい。この場合、第１表示部１４は入力部としても機能する。また、タッチパネル１４ａは接触型または非接触型のいずれであってもよい。

なお、図４に示す場合であっても、リモートコントローラ２０が第１速度計測機能を有していてもよい。つまり、溶接作業者の選択に応じて、第１速度を計測するのに、第１表示部（入力部）１４のタッチパネル１４ａを用いてもよいし、第２入力部２１のタッチパネル２１ａを用いてもよい。

また、実施形態では、溶接電源１０に第１記憶部１３を設けたが、溶接条件補正プログラムや溶接条件テーブルの保存先は、特にこれに限定されない。例えば、溶接電源１０に第１記憶部１３を設ける代わりに、外部メモリを溶接電源１０に接続し、当該外部メモリを溶接条件補正プログラムや溶接条件テーブル等の保存先としてもよい。外部メモリは、例えば、ＳＤ（登録商標）カードやＵＳＢ（商標）メモリでもよいし、溶接電源１０と相互通信可能に構成されたサーバーであってもよい。

本開示のアーク溶接装置は、溶接パラメータを溶接作業者の熟度に応じて適切に補正することができるため、有用である。

１０ 溶接電源
１１ 主回路
１２ 第１制御部
１２ａ 第１演算部（演算部）
１３ 第１記憶部（記憶部）
１４ 第１表示部（入力部）
１４ａ タッチパネル
２０ リモートコントローラ
２１ 第２入力部
２１ａ タッチパネル
２２ 第２制御部
２２ａ 第２演算部（演算部）
３０ ワイヤ送給装置
３１ 第１信号線
３２ 第２信号線
４０ 溶接ケーブル
４１ アース線
５０ 溶接トーチ
６０ 溶接ワイヤ
７０ アーク溶接装置
Ｗ ワーク

Claims (9)

1. 入力部と記憶部と演算部と溶接電源と溶接トーチとを少なくとも備えたアーク溶接装置であって、
   前記入力部は、タッチパネルを含み、
   前記記憶部は、複数の溶接条件テーブルを複数種類のワークのそれぞれに関して保存しており、
   前記演算部は、
   溶接作業者が自身の手を前記タッチパネルの表面に沿って動かすことで、第１速度を前記タッチパネルで検出された前記手の移動距離に基づいて算出し、
   溶接対象となる前記ワークに対応する前記複数の溶接条件テーブルのうち、第１溶接条件テーブルを前記記憶部から読み出し、
   前記第１溶接条件テーブルに記述された第１溶接速度と前記第１速度との差分が所定の範囲を超えた場合、
   前記演算部は、前記第１溶接条件テーブルに記述された溶接パラメータを前記差分に応じて補正することを特徴とするアーク溶接装置。
2. 請求項１に記載のアーク溶接装置において、
   前記記憶部に保存された前記溶接条件テーブルであって、前記第１溶接速度との前記差分が前記所定の範囲以下である溶接速度が記述された前記溶接条件テーブルが同じ種類の前記ワークに関する複数の前記溶接条件テーブルの中に存在しない場合、
   前記演算部は、前記ワークを溶接するための新たな溶接条件テーブルを前記記憶部に保存された複数の前記溶接条件テーブルを用いて生成し、
   前記新たな溶接条件テーブルにおいて、
   前記溶接速度は、前記複数の溶接条件テーブルにおける前記溶接速度が、前記第１溶接速度との前記差分が前記所定の範囲内となるように補間処理して生成され、
   前記溶接速度以外の溶接パラメータである他の溶接パラメータは、複数の前記溶接条件テーブルにおける前記他の溶接パラメータに対して、前記補間処理で得られた補間係数に基づいて補間処理を行うことで生成されることを特徴とするアーク溶接装置。
3. 請求項１に記載のアーク溶接装置において、
   前記記憶部に保存された前記溶接条件テーブルであって、前記第１溶接速度との前記差分が前記所定の範囲以下である溶接速度が記述された第２溶接条件テーブルが、同じ種類の前記ワークに関する複数の前記溶接条件テーブルの中に存在する場合、
   前記演算部は、前記第２溶接条件テーブルを前記記憶部から読み出し、前記ワークを溶接するための新たな溶接条件テーブルに設定することを特徴とするアーク溶接装置。
4. 請求項１に記載のアーク溶接装置において、
   前記第１速度は、前記溶接作業者が自身の指を前記タッチパネルの表面に沿って移動させたときの前記指の移動速度であることを特徴とするアーク溶接装置。
5. 請求項１に記載のアーク溶接装置において、
   前記第１速度は、前記溶接作業者が前記溶接トーチの先端を前記タッチパネルの表面に沿って移動させたときの前記先端の移動速度であることを特徴とするアーク溶接装置。
6. 請求項１に記載のアーク溶接装置を用いた溶接条件補正方法であって、
   第１ステップは、前記溶接作業者が前記自身の手を前記タッチパネルの表面に沿って移動させたときの前記第１速度を算出し、
   第２ステップは、前記第１溶接速度と前記第１速度との前記差分が前記所定の範囲を超えた場合、
   前記第１溶接条件テーブルに記述された溶接パラメータを前記差分に応じて補正することを特徴とする溶接条件補正方法。
7. 請求項６に記載の溶接条件補正方法において、
   前記記憶部に保存された前記溶接条件テーブルであって、前記第１溶接速度との前記差分が前記所定の範囲以下である溶接速度が記述された前記溶接条件テーブルが、同じ種類の前記ワークに関する複数の前記溶接条件テーブルの中に存在しない場合、
   前記第２ステップは、前記ワークを溶接するための新たな溶接条件テーブルを、前記記憶部に保存された複数の前記溶接条件テーブルを用いて生成し、
   前記新たな溶接条件テーブルにおいて、
   前記溶接速度は、前記複数の溶接条件テーブルにおける前記溶接速度を、前記第１溶接速度との前記差分が前記所定の範囲内となるように補間処理して生成され、
   前記溶接速度以外の溶接パラメータである他の溶接パラメータは、複数の前記溶接条件テーブルにおける前記他の溶接パラメータに対して、前記補間処理で得られた補間係数に基づいて補間処理を行うことで生成されることを特徴とする溶接条件補正方法。
8. 請求項６に記載の溶接条件補正方法において、
   前記記憶部に保存された前記溶接条件テーブルであって、前記第１溶接速度との前記差分が前記所定の範囲以下である溶接速度が記述された第２溶接条件テーブルが、同じ種類の前記ワークに関する複数の前記溶接条件テーブルの中に存在する場合、
   前記第２ステップに代えて、前記第２溶接条件テーブルを、前記ワークを溶接するための新たな溶接条件テーブルに設定する第３ステップをさらに備えることを特徴とする溶接条件補正方法。
9. 請求項６ないし８のいずれか１項に記載の溶接条件補正方法における各ステップを、１または複数のプロセッサを有するコンピュータシステムに実行させるための溶接条件補正プログラム。

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