JPWO2012035718A1 - 溶接条件決定方法および溶接装置 - Google Patents

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Abstract

本発明の溶接条件決定方法は、溶接条件の種々の設定パラメータに関する関係式あるいはテーブルを備えることで、作業者が溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報を設定すると、それに適した溶接電流や溶接電圧やワイヤ送給速度や溶接速度や脚長といった溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。さらに、作業者が溶接条件の推奨値から値を変更した場合でも、その変更後の値に適した溶接条件の新たな推奨値を決定して表示することができる。

Description

本発明は、電極であるワイヤと溶接対象物（母材）との間にアークを発生させる消耗電極式アーク溶接において、溶接対象物に対応した溶接条件を決定する溶接条件決定方法および溶接装置に関するものである。
溶接対象物が決まり、アーク溶接が行われる場合、従来は、次のように溶接装置の溶接条件が決定されていた。溶接対象物に対し、これまで行った溶接施工の経験又は勘に基づき、作業者が溶接対象物に対する溶接電流、溶接電圧、溶接速度等の溶接条件を溶接装置に設定していた。そして、この溶接装置を用いて溶接を行っていた。そして、作業者は、溶接結果を検証しながら再度溶接条件を変更し、これを何度か繰り返すことで溶接対象物に適した溶接条件を決定していた。
なお、作業者がこれら溶接条件等を設定するため、通常ジョグダイヤルと呼ばれるエンコーダとＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）表示装置を備えた溶接機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
溶接条件の設定に関し、経験と勘という点で、熟練作業者は比較的短時間で溶接条件を設定できる可能性がある。しかしながら、最近では溶接施工の経験が少ない作業者も多い。このように経験が少ない作業者が、適正な溶接条件を設定するまでには多くの時間を費やしてしまう課題がある。また、繰り返し溶接を行って溶接条件等を設定する場合、多くの溶接対象物を消費してしまうといった課題がある。
意匠登録第１２７４１４２号公報
本願発明は、溶接条件を容易に求めることがきる溶接条件設定方法および溶接装置を実現する。
上記課題を解決するために、本発明の溶接条件設定方法は、溶接対象物に関する情報である溶接対象物情報を入力する第１ステップと、アーク溶接法に関する情報である溶接法情報を入力する第２ステップと、溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて電極であるワイヤと溶接対象物との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量を決定する第３ステップと、溶接対象物情報と溶接法情報とアーク熱量に基づいてワイヤ送給速度の推奨値と脚長の推奨値と溶接速度の推奨値と溶接電流の推奨値と溶接電圧の推奨値を決定する第４ステップと、第４ステップの後に溶接条件として表示される脚長又は溶接速度の少なくとも一方が、第４ステップで決定した推奨値とは異なる値に変更されると、変更後の値から脚長の２乗に比例し溶接速度に比例する関係にあるワイヤ送給速度を算出するためのワイヤ送給速度算出式に基づいて、ワイヤ送給速度を求める送給速度算出ステップと、ワイヤ送給速度の増加にあわせて増加する関係にある溶接電流を算出するための溶接電流算出式又はワイヤ送給速度と溶接電流の関係を表す表に基づいて、送給速度算出ステップで算出されたワイヤ送給速度から溶接電流を求める電流値算出ステップと、電流値算出ステップで求めた溶接電流から溶接電圧を求める電圧値算出ステップと、を備え、電流値算出ステップで求めた溶接電流及び電圧値算出ステップで求めた溶接電圧を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する構成である。
この構成により、作業者が溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報を設定することで、それに適した溶接電流、溶接電圧、ワイヤ送給速度、溶接速度及び脚長といった溶接条件の推奨値を決定して表示することができ、さらに、作業者が推奨値から値を変更した場合でも、その変更後の値に適した溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。
故に、溶接条件を決定するまでの試行錯誤を行う時間と労力を低減することができ、溶接条件設定に関する作業者の負担を軽減することができる。また、溶接条件を決定するまでに繰り返し行われる溶接に用いられ廃棄される溶接対象物の量も低減することができる。
また、本発明の溶接条件決定方法は、溶接対象物に関する情報である溶接対象物情報を入力する第１ステップと、アーク溶接法に関する情報である溶接法情報を入力する第２ステップと、溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて電極であるワイヤと溶接対象物との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量を決定する第３ステップと、溶接対象物情報と溶接法情報とアーク熱量に基づいて、ワイヤ送給速度の推奨値と脚長の推奨値と溶接速度の推奨値と溶接電流の推奨値と溶接電圧の推奨値を決定する第４ステップと、第４ステップの後に溶接条件として表示される溶接速度が、溶接速度の推奨値とは異なる値に変更されると、溶接電流と溶接電圧に比例し溶接速度に反比例する関係にあるアーク熱量を算出するためのアーク熱量算出式を基に、既に決定されたアーク熱量と表示される溶接速度の変更後の値から、溶接電流と溶接電圧の積算値を算出し、溶接電流と溶接電圧との関係を示す関係式または関係表を基に、積算値より溶接電流及び溶接電圧を求める電流値及び電圧値算出ステップを備え、表示される溶接速度が変更されると、電流値及び電圧値算出ステップで求めた溶接電流及び溶接電圧を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する構成である。
この構成により、作業者が溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報を設定することで、それに適した溶接電流、溶接電圧、ワイヤ送給速度、溶接速度及び脚長といった溶接条件の推奨値を決定して表示することができ、さらに、作業者が推奨値から値を変更した場合でも、その変更後の値に適した溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。
故に、溶接条件を決定するまでの試行錯誤を行う時間と労力を低減することができ、溶接条件設定に関する作業者の負担を軽減することができる。また、溶接条件を決定するまでに繰り返し行われる溶接に用いられ廃棄される溶接対象物の量も低減することができる。
図１は、本発明の実施の形態１における溶接装置の概略構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１における溶接対象物の一例を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態１における溶接条件の推奨値を決定する手順を示すフローチャートである。 図４は、本発明の実施の形態１における板厚と溶接に必要なアーク熱量の関係を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態１における設定器の表示画面の表示例を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態１における板厚と溶接必要なアーク熱量の関係とアーク熱量の適正範囲を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態１における継手毎の板厚と溶接に必要なアーク熱量の関係を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態２における溶接条件の推奨値を決定する手順を示すフローチャートである。 図９は、本発明の実施の形態２における溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖとワイヤ送給速度ＷＦの関係を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態２における溶接条件の推奨値を決定する別の手順を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の実施の形態２における板厚と溶接速度の関係を示す図である。 図１２Ａは、本発明の実施の形態３における溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第１のフローチャートである。 図１２Ｂは、本発明の実施の形態３における溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第２のフローチャートである。 図１３Ａは、本発明の実施の形態３における別の溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第１のフローチャートである。 図１３Ｂは、本発明の実施の形態３における別の溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第２のフローチャートである。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における溶接装置の概略構成を示す図である。
本実施の形態１の溶接装置はアーク溶接装置であり、図１に示すように、マニピュレータ３と、マニピュレータ３の動作を制御するロボット制御装置４と、設定器５を備える。マニピュレータ３は、電極であるワイヤ１を保持する溶接トーチ２を移動させる。設定器５は、ロボット制御装置４との間で通信を行い、且つこの通信によってロボット制御装置４に対して情報の設定等を行う。
ロボット制御装置４は、溶接電源装置７と、制御部８と、演算部９と、記憶部１０を備える。溶接電源装置７は、ワイヤ１と溶接対象物６との間に溶接を行うための電力を供給する。制御部８は、マニピュレータ３と溶接電源装置７の動作を制御する。演算部９は、溶接条件等に関する演算を行う。記憶部１０は、制御部８がマニピュレータ３の動作を制御するための動作プログラムと、演算部９が演算する際に用いる数式や表（テーブル）と、演算結果等を記憶する。なお、図１では、溶接電源装置７をロボット制御装置４の内部に設けた例を示している。しかし、溶接電源装置７をロボット制御装置４の外部に設けるようにしても良い。
また、設定器５は、詳細を後述するが、溶接対象物６に関する情報を入力するための溶接対象物情報入力部１１と、溶接法に関する情報を入力するための溶接法情報入力部１２と、を備える。さらに、溶接対象物６を溶接する際の脚長を設定する、あるいは変更するための脚長設定部１３と、溶接速度を設定あるいは変更するための溶接速度設定部１４と、各種情報を表示するための表示部１５を備えている。
次に、本実施の形態１の溶接条件決定方法について説明する。
図２は、本発明の実施の形態１における溶接対象物６の一例を示す図である。図３は、本発明の実施の形態１における溶接条件の推奨値を決定する手順を示すフローチャートである。
図２に示すように、上板１６と下板１７とからなるＴ継手に関して溶接を行う場合を例にして説明する。
なお、本実施の形態１では、先ず、設定器５を用いて溶接対象物情報と溶接法情報が溶接装置に入力される。この入力された情報に対する溶接速度ｖの推奨値と、溶接電流Ｉの推奨値と、溶接電圧Ｖの推奨値と、ワイヤ送給速度ＷＦの推奨値と、脚長Ｓの推奨値を求める溶接条件決定方法について説明する。これらの推奨値は設定器５の表示部１５に表示され、作業者に対して溶接条件の情報として提供される。その次に、表示された脚長の推奨値を作業者が変更した際に、新たに、溶接速度ｖの推奨値と、溶接電流Ｉの推奨値と、溶接電圧Ｖの推奨値と、ワイヤ送給速度ＷＦの推奨値を決定する溶接条件決定方法について説明する。これらの新たな推奨値は、表示部１５に表示される。新たな推奨値は、作業者に対して溶接条件として提供される。
では、まず、溶接対象物情報と溶接法情報を入力することにより溶接電流等の推奨値を決定する溶接条件決定方法について説明する。
図３に示すように、第１ステップＳ１として、設定器５の溶接対象物情報入力部１１を用いて、溶接対象物６に関する情報である溶接対象物情報が溶接装置に入力される。なお、この第１ステップＳ１では、溶接対象物情報として、上板１６及び下板１７の材質と、上板１６の板厚と、下板１７の板厚と、溶接対象物６の継手形状が設定される。
次に、図３に示すように、第２ステップＳ２として、設定器５の溶接法情報入力部１２を用いて、アーク溶接法に関する情報である溶接法情報が溶接装置に入力される。なお、この第２ステップＳ２では、溶接情報として、アーク溶接を行う際にパルス溶接を行うか否かのパルス溶接の可否情報と、パルスモードの種類と、シールドガスの種類と、溶接ワイヤ突出長設定と、ワイヤ送給制御方法の選択と、ワイヤ１の材質と、ワイヤ１の直径の情報であるワイヤ径が溶接装置に入力される。
以下、溶接速度の推奨値ｖｒと、ワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒと、溶接電流の推奨値Ｉｒと、溶接電圧の推奨値Ｖｒと、脚長の推奨値Ｓｒを求める手順について順に説明する。
先ず、溶接速度の推奨値ｖｒを求める手順について説明する。
溶接対象物情報および溶接法情報に対応付けられた溶接速度ｖに関する情報が、計算式やテーブル等として記憶部１０に予め複数記憶されている。
そして、設定器５を用いて入力された溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて、演算部９が記憶部１０から１つの溶接速度ｖを選択し、これを溶接速度の推奨値ｖｒとする。
次に、ワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒを求める手順について説明する。
図４は、本発明の実施の形態１における板厚と溶接に必要なアーク熱量の関係を示す図である。
記憶部１０には、溶接対象物情報および溶接法情報に対応付けられた図４に示すような特性が予め複数記憶されている。図４は、溶接対象物６である上板１６の板厚Ｔ１と下板１７の板厚Ｔ２の平均値である板厚Ｔと、ワイヤ１と溶接対象物６との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量Ｑとの適切な溶接を行うことができる関係を示す図である。板厚Ｔが溶接対象物情報に対応し、アーク熱量Ｑが溶接法情報に対応する。ここで、適切な溶接とは、適度な強度を有すること、ビード形状に不具合が無いこと、溶け落ちが無いこと等を意味する。
そして、設定器５を用いて入力された溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて、演算部９が記憶部１０から図４に示す１つの特性を選択する。また、演算部９は、設定器５を用いて入力された上板１６の板厚Ｔ１と下板１７の板厚Ｔ２から、２つの板厚の平均値である板厚Ｔを算出する。さらに、演算部９は、選択した図４に示す特性と板厚Ｔとからワイヤ１と溶接対象物６との間に発生させるに必要なアーク熱量Ｑｎを求める。これが図３に示す第３ステップＳ３である。
ここで、アーク熱量Ｑとワイヤ送給速度ＷＦとの関係は、アーク熱量Ｑが増加するとワイヤ送給速度ＷＦも増加するといった関係にある。そして、溶接法情報に基づいて、アーク熱量Ｑとワイヤ送給速度ＷＦの関係は一意的に決まる。そこで、溶接法情報に対応付けられたアーク熱量Ｑとワイヤ送給速度ＷＦの関係（数式またはテーブル）の情報が複数、予め記憶部１０に記憶されている。
演算部９は、第２ステップＳ２で入力された溶接法情報と、記憶部１０に記憶されているアーク熱量Ｑとワイヤ送給速度ＷＦとの関係の情報と、上記で求めたアーク熱量Ｑｎから、ワイヤ送給速度ＷＦを求め、これをワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒとする。
次に、溶接電流Ｉの推奨値を求める手順について説明する。
ワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係は、ワイヤ送給速度ＷＦが増加すると溶接電流Ｉも増加するといった関係にある。そのために、溶接法情報に基づいて、ワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係は一意的に決まる。溶接法情報に対応付けられたワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係の情報（数式あるいはテーブル）が複数、予め記憶部１０に記憶されている。
演算部９は、記憶部１０に記憶されているワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係の情報と、第２ステップＳ２で入力された溶接法情報と、上記で求めたワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒに基づいて溶接電流Ｉを求める。演算部９は、ここで求められた値を、溶接電流の推奨値Ｉｒとする。
次に、溶接電圧Ｖの推奨値Ｖｒを求める手順について説明する。
アーク熱量Ｑと溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖと溶接速度ｖとは（数１）に示す関係にあり、この（数１）は記憶部１０に記憶されている。
Ｑ＝（Ｉ×Ｖ×６０）／ｖ （数１）
そして、演算部９は、記憶部１０に記憶されている（数１）と、上記で求めた溶接速度の推奨値ｖｒと、上記で算出したアーク熱量Ｑｎから、溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖを算出する。
さらに、演算部９は、この溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖと、上記で求めた溶接電流の推奨値Ｉｒとから溶接電圧Ｖを求め、これを溶接電圧の推奨値Ｖｒとする。
次に、脚長Ｓの推奨値Ｓｒを求める手順について説明する。
脚長Ｓとワイヤ径ｄとワイヤ送給速度ＷＦと溶接速度ｖとは（数２）に示す関係にあり、この（数２）は記憶部１０に記憶されている。
Ｓ＝ｄ√（（π×ＷＦ）／（２×ｖ）） （数２）
そして、演算部９は、記憶部１０に記憶されている（数２）と、第２ステップＳ２で入力されたワイヤ径ｄと、上記で求めたワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒと、上記で求めた溶接速度の推奨値ｖｒとから脚長Ｓを求め、これを脚長の推奨値Ｓｒとする。
なお、演算部９で求められた溶接速度の推奨値ｖｒと、ワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒと、溶接電流の推奨値Ｉｒと、溶接電圧の推奨値Ｖｒと、脚長の推奨値Ｓｒは、設定器５の表示部１５に表示される。
図５は、本発明の実施の形態１における設定器の表示画面の表示例を示す図である。
図５に、設定器５の表示部１５の表示の一例を示す。図５では、溶接対象物情報として、Ｔ継手、上板の板厚１．６ｍｍ、下板１．６ｍｍが入力され、推奨値として、溶接速度ｖが０．８ｍ／ｍｉｎ、溶接電流Ｉが１２０Ａ、溶接電圧Ｖが１６．８Ｖ、脚長Ｓが３．５ｍｍと表示された例を示している。
なお、この図５においては、ワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒは表示していない。その理由は、溶接電流Ｉとワイヤ送給速度ＷＦとは比例の関係にあり、溶接条件としては、溶接電流Ｉまたはワイヤ送給速度ＷＦの一方を設定すればよい。しかし、溶接電流Ｉを設定することが一般的であるので、溶接電流Ｉを表示しており、ワイヤ送給速度ＷＦｒは表示していない。
以上のようにして、溶接対象物情報や溶接法情報に基づいて溶接電流Ｉ等の推奨値を決定することができる。これが図３に示す第４ステップＳ４である。
次に、上記のように算出されて表示された脚長の推奨値Ｓｒの値を、作業者が変更した際に、新たに、溶接速度ｖの推奨値と、溶接電流Ｉの推奨値と、溶接電圧Ｖの推奨値と、ワイヤ送給速度ＷＦの推奨値と、を決定して表示する溶接条件決定方法について説明する。
脚長Ｓは、溶接継手強度を支配する重要な要素であり、溶接を行う際の図面の中で指示される場合もある。そこで、任意の脚長Ｓを直接変更入力可能とするため、本実施の形態１の溶接装置では、設定器５に、脚長Ｓの値の変更を行うための脚長設定部１３を設けている。
以下、脚長の推奨値Ｓｒが設定器５の表示部１５に表示されている状態で、作業者が設定器５の脚長設定部１３を用いて脚長Ｓの値を推奨値Ｓｒから脚長Ｓ１に変更した際に、新たに、溶接電流Ｉ等の溶接条件の推奨値を決定する手順について説明する。
先ず、新たな溶接速度ｖの推奨値を求める手順について説明する。
上記のように、溶接速度の推奨値ｖｒは、設定器５を用いて入力された溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて、演算部９が記憶部１０から１つの溶接速度ｖを選択し、これを溶接速度の推奨値ｖｒとするものである。ここで、脚長の推奨値Ｓｒが変更されても、溶接対象物情報と溶接法情報は変えていないので、溶接速度の推奨値ｖｒは変わらない。
次に、新たなワイヤ送給速度ＷＦの推奨値を求める手順について説明する。
演算部９は、記憶部１０に記憶されている脚長Ｓを求める算出式である（数２）からワイヤ送給速度算出式（数３）を導出する。
ＷＦ＝（２×Ｓ２×ｖ）／（π×ｄ２） （数３）
そして、演算部９は、（数３）と変更後の脚長の値Ｓ１と上記溶接速度の推奨値ｖｒと溶接法情報として入力されたワイヤ１の直径であるワイヤ径ｄの値から、ワイヤ送給速度ＷＦの新たな推奨値であるワイヤ送給速度ＷＦ１を求める。これが図３に示す送給速度算出ステップＳ５である。
次に、溶接電流Ｉの新たな推奨値を求める手順について説明する。
ワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係は、ワイヤ送給速度ＷＦが増加すると溶接電流Ｉも増加するといった関係にある。そして、溶接法情報に基づいて、ワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係は一意的に決まる。そこで、溶接法情報に対応付けられたワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係の情報（数式あるいはテーブル）が複数、予め記憶部１０に記憶されている。
演算部９は、記憶部１０に記憶されているワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係の情報と、第２ステップＳ２で入力された溶接法情報と、上記で求めた新たなワイヤ送給速度ＷＦの推奨値とから、溶接電流Ｉ１を求め、これを新たな溶接電流Ｉの推奨値とする。これが図３に示す電流値算出ステップＳ６である。
次に、新たな溶接電圧Ｖの推奨値を求める手順について説明する。
溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとの関係は、溶接電流Ｉが増加すると溶接電圧Ｖも増加するといった関係にある。そして、溶接法情報に基づいて、溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖの関係は一意的に決まる。そこで、溶接法情報に対応付けられた溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとの関係の情報（数式あるいはテーブル）が複数、予め記憶部１０に記憶されている。
演算部９は、記憶部１０に記憶されている溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとの関係の情報と、上記で求めた溶接電流Ｉ１（新たな推奨値）に基づいて、溶接電圧Ｖ１を求め、これを新たな溶接電圧Ｖの推奨値とする。これが図３に示す電圧値算出ステップＳ７である。
以上により、脚長Ｓが脚長の推奨値Ｓｒから脚長Ｓ１に変更された場合、溶接装置は、溶接速度の推奨値ｖｒ（変更無し）と、新たな溶接電流Ｉの推奨値と、新たな溶接電圧Ｖの推奨値と、新たなワイヤ送給速度ＷＦの推奨値を決定することができる。そして、これらを設定器５の表示部１５に表示することで、作業者に対して情報として提供することができる。
但し、溶接装置は、推奨値から変更された脚長Ｓ１の値が適正な値でなければ、溶接電流Ｉ１等の新たな推奨値に関する情報を作業者に提供することができない。そこで、アーク熱量Ｑに着目し、求めた新たな推奨値を表示部１５に表示するか否かを判定する例について、以下に説明する。
（数１）と、新たな溶接電圧Ｖの推奨値と新たな溶接電流Ｉの推奨値と溶接速度の推奨値ｖｒとにより、変更後の脚長Ｓ１におけるアーク熱量Ｑ１が求まる。ここで、ワイヤ１と溶接対象物６との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量Ｑ１は、第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報に対し一意的に決定されるものではない。
図６は、本発明の実施の形態１における板厚と溶接に必要なアーク熱量の関係とアーク熱量の適正範囲を示す図である。
実際は、図６に示すように、板厚と溶接必要なアーク熱量の関係は、溶接に必要なアーク熱量に上限と下限を備えた条件裕度が存在し、この条件裕度は、板厚Ｔが厚くなるほど広くなる傾向となることが発明者らによる実験により確認されている。
従って、推奨値とは異なる脚長Ｓ１が作業者により設定された場合、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流の値、電圧値算出ステップＳ７で求めた溶接電圧の値および溶接速度の推奨値ｖｒから、演算部９でアーク熱量Ｑ１が求められる。これが図３に示す熱量決定ステップＳ８である。この求められたアーク熱量Ｑ１が、予め決められており記憶部１０に記憶されているアーク熱量Ｑの上限を超える、又は、下限を下回る場合、作業者により設定された脚長Ｓ１は、適正範囲外であると判断される。
そして、判断結果が適正範囲外である場合、溶接装置は、設定された脚長Ｓ１が適正範囲外であることを設定器５の表示部１５に表示する。また、脚長Ｓ１が適正範囲外の場合には、新たな推奨値として演算した溶接電流Ｉ１と溶接電圧Ｖ１等の値を表示部１５に表示しない。このようにして、新たに演算された推奨値を溶接条件として設定できないようにする。また、表示部１５に脚長Ｓ１を再度入力することを促す旨のメッセージを表示する。
なお、設定された脚長Ｓ１が適正範囲内である場合には、新たな推奨値として、演算した溶接電流Ｉ１や溶接電圧Ｖ１等の値を表示部１５には表示する。そして、新たに演算された推奨値を溶接条件として設定できるようにする。
以上のように、本実施の形態１の溶接装置および溶接条件決定方法によれば、作業者が溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報を設定する。このことで、それに適した溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとワイヤ送給速度ＷＦと溶接速度ｖと脚長Ｓといった溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。さらに、作業者が脚長Ｓの推奨値から値を変更した場合でも、その変更後の脚長Ｓ１に適した溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。
従って、本実施の形態１の溶接装置および溶接条件決定方法は、溶接条件を決定するまでの試行錯誤を行う時間と労力と、溶接設定トライ用として廃棄する溶接対象物を最大限低減することが可能となる。
また、溶接装置は、溶接対象物６に対し必要となるアーク熱量Ｑを用いて演算するため、いかなる板厚の組み合わせに対しても、また、いかなる継手形状に対しても、溶接条件を提示することが可能である。
図７は、本発明の実施の形態１における継手毎の板厚と溶接に必要なアーク熱量の関係を示す図である。
図４と図７に示すようなアーク熱量Ｑと板厚Ｔとの関係を表す特性の情報（計算式やテーブル）を継手毎に、溶接装置は、記憶部１０に記憶しており、入力された溶接対象物情報に基づいてアーク熱量Ｑを求める。そして、溶接装置は、このアーク熱量Ｑを用いて溶接条件の推奨値を求めるようにしている。なお、図４と図７における板厚Ｔは、上板１６の板厚と下板１７の板厚の平均値である。従って、上板１６の板厚と下板１７の板厚がどのような板厚であっても、溶接装置は、平均値であるＴを算出することができる。そして、このＴに基づいてアーク熱量Ｑを決定し、このアーク熱量Ｑを用いて溶接条件の推奨値を求めることができる。すなわち、溶接装置は、いかなる板厚の組み合わせにも対応することができる。
また、溶接装置は、脚長Ｓに関し、作業者により推奨値から異なる値に変更することを可能としている。しかし、適正範囲外の脚長Ｓが設定された場合には、適正範囲外であることを表示する機能も備えているので、非常に利便性の高いものとなっている。
なお、第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報に対し、適正な溶接ねらい位置および溶接トーチ角度は異なる。そこで、それぞれを第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報である上板１６と下板１７の平均板厚である板厚Ｔに対する適正条件と、第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報の上板１６と下板１７の板厚差を考慮した適正条件とを合算して出力する方式も具備している。
そして、図５に示すように、溶接装置は、トーチ角度とねらい位置を設定器５の表示部１５に表示して作業者に情報として提供可能としている。
すなわち、本発明の溶接条件決定方法は、第１ステップＳ１と、第２ステップＳ２と、第３ステップＳ３と、第４ステップＳ４と、送給速度算出ステップＳ５と、電流値算出ステップＳ６と、電圧値算出ステップＳ７とを備える方法である。第１ステップＳ１は溶接対象物に関する情報である溶接対象物情報を入力する。第２ステップＳ２はアーク溶接法に関する情報である溶接法情報を入力する。第３ステップＳ３は溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて電極であるワイヤと溶接対象物との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量Ｑを決定する。第４ステップＳ４は、溶接対象物情報と溶接法情報とアーク熱量Ｑに基づいて、ワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒと脚長の推奨値Ｓｒと溶接速度の推奨値ｖｒと溶接電流の推奨値Ｉｒと溶接電圧の推奨値Ｖｒを決定する。送給速度算出ステップＳ５は、第４ステップＳ４の後に溶接条件として表示される脚長Ｓ又は溶接速度ｖの少なくとも一方が、第４ステップで決定した推奨値とは異なる値に変更されると、変更後の値から脚長Ｓの２乗に比例し溶接速度ｖに比例する関係にあるワイヤ送給速度ＷＦを算出するためのワイヤ送給速度算出式に基づいて、ワイヤ送給速度ＷＦを求める。電流値算出ステップＳ６は、ワイヤ送給速度ＷＦの増加にあわせて増加する関係にある溶接電流Ｉを算出するための溶接電流算出式又はワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉの関係を表す表に基づいて、送給速度算出ステップＳ５で算出されたワイヤ送給速度ＷＦ１から溶接電流Ｉを求める。電圧値算出ステップＳ７は、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉから溶接電圧Ｖを求める。そして、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ及び電圧値算出ステップＳ７で求めた溶接電圧Ｖを、新たな溶接電流Ｉの推奨値及び新たな溶接電圧Ｖの推奨値として決定する方法である。
この方法により、作業者が溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報を設定することで、それに適した溶接電流Ｉ、溶接電圧Ｖ、ワイヤ送給速度ＷＦ、溶接速度ｖ及び脚長Ｓといった溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。さらに、作業者が推奨値から値を変更した場合でも、その変更後の値に適した溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。
故に、溶接条件を決定するまでの試行錯誤を行う時間と労力を低減することができ、溶接条件設定に関する作業者の負担を軽減することができる。また、溶接条件を決定するまでに繰り返し行われる溶接に用いられ廃棄される溶接対象物の量も低減することができる。
また、本発明の溶接条件決定方法の送給速度算出ステップＳ５は、第４ステップＳ４の後に溶接条件として表示される脚長Ｓが、第４ステップＳ４で決定した脚長の推奨値とは異なる値に変更されると、ワイヤ送給速度算出式に基づいて、脚長の変更後の値Ｓ１と溶接速度の推奨値ｖｒからワイヤ送給速度ＷＦ１を求める。電圧値算出ステップＳ６は、溶接電流Ｉの増加にあわせて増加する関係にある溶接電圧Ｖを算出するための溶接電圧算出式又は溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖの関係を表す表に基づいて、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉから溶接電圧Ｖを求める。そして、表示される脚長Ｓが変更されると、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１及び電圧値算出ステップＳ７で求めた溶接電圧Ｖ１を、新たな溶接電流Ｉの推奨値及び新たな溶接電圧Ｖの推奨値として決定してもよい。
また、本発明の溶接条件決定方法は、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１と、電圧値算出ステップＳ７で求めた溶接電圧Ｖ１と、溶接速度の推奨値ｖｒとからアーク熱量Ｑを求める熱量決定ステップＳ８を備えてもよい。そして、熱量決定ステップＳ８で求めたアーク熱量Ｑ１が適正範囲内にある場合のみ、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１と電圧値算出ステップＳ７で求めた溶接電圧Ｖ１を、新たな溶接電流Ｉの推奨値及び新たな溶接電圧Ｖの推奨値として決定する。
この方法により、適正なアーク熱量Ｑを発生する溶接電流Ｉ及び溶接電圧Ｖの推奨値を決定することができる。
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における溶接条件の推奨値を決定する手順を示すフローチャートである。
本実施の形態２の溶接装置と溶接条件設定方法について、主に図８を用いて説明する。なお、本実施の形態２において、実施の形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１と異なる主な点は、溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて溶接条件の推奨値の決定を行った後の処理である。実施の形態１では、脚長の推奨値Ｓｒを変更した際に溶接条件の新たな推奨値を求める例を示した。しかし、本実施の形態２では、脚長ではなく溶接速度に関し、溶接速度の推奨値ｖｒを変更した際に溶接条件の新たな推奨値を求めるようにした点である。
表示された溶接速度の推奨値ｖｒの値を、作業者が変更した際に、新たに、溶接電流Ｉの推奨値と、溶接電圧Ｖの推奨値と、ワイヤ送給速度ＷＦの推奨値と、脚長Ｓの推奨値を決定して表示する溶接条件決定方法について説明する。
図８に示すように、溶接条件決定方法は、溶接対象物情報や溶接法情報に基づいて、溶接速度の推奨値ｖｒと、溶接電流の推奨値Ｉｒと、溶接電圧の推奨値Ｖｒと、ワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒと、脚長の推奨値Ｓｒを求める。第４ステップＳ４までは、図３と同じである。よって第４ステップＳ４の説明を省略し、第４ステップＳ４の後の処理について説明する。
溶接速度ｖは、タクト時間のバランス等により決定される場合がある。従って、溶接速度の推奨値ｖｒとは異なる値に変更されることもある。そこで、任意の溶接速度ｖを直接変更入力可能とするため、本実施の形態２の溶接装置では、設定器５に、溶接速度ｖの値の変更を行うための溶接速度設定部１４を設けている。
そして、溶接速度の推奨値ｖｒが設定器５の表示部１５に表示されている状態で、作業者が設定器５の溶接速度設定部１４を用いて溶接速度ｖの値を推奨値ｖｒからｖ２に変更する。この時、溶接装置が、新たに、溶接電流Ｉ等の溶接条件の推奨値を決定する手順について説明する。
先ず、溶接電流Ｉの新たな推奨値と溶接電圧Ｖの新たな推奨値を求める手順について説明する。
溶接速度ｖが推奨値ｖｒから新たな値である溶接速度ｖ２に変更されたとしても、溶接対象物情報および溶接法情報は変更されていない。故に、溶接対象物６である上板１６の板厚Ｔ１と下板１７の板厚Ｔ２の平均値である板厚Ｔは変更されない。また、ワイヤ１と溶接対象物６との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量Ｑｎとの適切な溶接を行うことができる関係を示す図４も変更されない。従って、アーク熱量Ｑｎも変更されず、実施の形態１の場合と同じ値である。
そして、演算部９は、このアーク熱量Ｑｎと、変更された溶接速度である溶接速度ｖ２と（数１）により、（数１）内の溶接電流Ｉ２×溶接電圧Ｖ２を算出する。
ここで、溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとの関係は、溶接電流Ｉが増加すると溶接電圧Ｖも増加するといった関係にある。そして、溶接法情報に基づいて、溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖの関係は一意的に決まる。そこで、溶接法情報に対応付けられた溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとの関係の情報（数式あるいはテーブル）が複数、予め記憶部１０に記憶されている。そして、演算部９は、入力された溶接法情報に基づいて溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとの関係の情報の１つを特定する。この特定した情報に基づいて溶接電流Ｉ２と溶接電圧Ｖ２を算出する。すなわち、溶接電流Ｉ２×溶接電圧Ｖ２が決まっているので、溶接電流Ｉ２と溶接電圧Ｖ２の関係を示す特性上で１つの点が決まる。そして、その点の溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖが求める溶接電流Ｉ２と溶接電圧Ｖ２になる。これが図８に示す電流値及び電圧値算出ステップＳ１５である。
次に、ワイヤ送給速度ＷＦの新たな推奨値を求める手順について説明する。
ワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係は、ワイヤ送給速度ＷＦが増加すると溶接電流Ｉも増加するといった関係にある。そして、溶接法情報に基づいて、ワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係は一意的に決まる。そこで、溶接法情報に対応付けられたワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係の情報（数式あるいはテーブル）が複数、予め記憶部１０に記憶されている。
演算部９は、記憶部１０に記憶されているワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係の情報と、第２ステップＳ２で入力された溶接法情報と、上記で求めた溶接電流Ｉの新たな推奨値である溶接電流Ｉ２に基づいて、ワイヤ送給速度ＷＦ２を求める。そして、これをワイヤ送給速度ＷＦ２の新たな推奨値とする。これが図８に示す送給速度算出ステップＳ１６である。
次に、脚長Ｓの新たな推奨値Ｓ２を求める手順について説明する。
実施の形態１で説明したように、脚長Ｓとワイヤ径ｄとワイヤ送給速度ＷＦと溶接速度ｖとは（数２）に示す関係にあり、この（数２）は記憶部１０に記憶されている。
そして、演算部９は、記憶部１０に記憶されている（数２）と、第２ステップＳ２で入力されたワイヤ径ｄと、上記で求めたワイヤ送給速度ＷＦ２（推奨値）と、推奨値ｖｒから変更された値である溶接速度ｖ２とから脚長Ｓを求め、これを脚長の推奨値Ｓ２とする。これが図８に示す脚長算出取得ステップＳ１７である。
以上のようにして、溶接条件決定方法は、溶接速度ｖを溶接速度の推奨値ｖｒから変更した際、溶接条件決定方法は溶接条件の推奨値を求めることができる。そして、演算部９で求められたワイヤ送給速度ＷＦ２と、溶接電流Ｉ２と、溶接電圧Ｖ２と、脚長Ｓ２は、設定器５の表示部１５に新たな推奨値として表示される。
すなわち、溶接条件決定方法は、第４ステップＳ４の後に、溶接電流及び溶接電圧を求める電流値及び電圧値算出ステップＳ１５を備える。
そして、溶接条件として表示される溶接速度ｖが、溶接速度の推奨値ｖｒとは異なる値ｖ２に変更されると、電流値及び電圧値算出ステップＳ１５は、アーク熱量算出式を基に、既に決定されたアーク熱量Ｑｎと表示される溶接速度の変更後の値から、溶接電流と溶接電圧の積算値Ｉ２×Ｖ２を算出する。そのアーク熱量算出式は、溶接電流と溶接電圧に比例し溶接速度に反比例する関係にあるアーク熱量を算出するためのものである。そして、溶接電流と溶接電圧との関係を示す関係式または関係表を基に、積算値Ｉ２×Ｖ２より溶接電流Ｉ２及び溶接電圧Ｖ２を求める。
このように、表示される溶接速度ｖｒが変更されると、溶接条件決定方法は、電流値及び電圧値算出ステップＳ１５で求めた溶接電流Ｉ２及び溶接電圧Ｖ２を、新たな溶接電流の推奨値Ｉ２及び新たな溶接電圧の推奨値Ｖ２として決定する。
作業者が溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報を設定することで、それに適した溶接電流、溶接電圧、ワイヤ送給速度、溶接速度及び脚長といった溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。さらに、作業者が推奨値から値を変更した場合でも、その変更後の値に適した溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。
また、溶接条件決定方法は、電流値及び電圧値取得ステップＳ１５の後に、送給速度算出ステップＳ１６と、脚長算出ステップＳ１７と、を備える。送給速度算出ステップＳ１６は、溶接電流とワイヤ送給速度の関係式または関係表を基に、電流値及び電圧値算出ステップＳ１５で求めた溶接電流の値Ｉ２より、ワイヤ送給速度ＷＦ２を求める。脚長算出ステップＳ１７は、送給速度算出ステップＳ１６で求めたワイヤ送給速度ＷＦ２より、脚長Ｓ２を求める。
なお、別の仕方でも溶接条件の推奨値を算出することができる。以下に、溶接条件の推奨値の別の算出の仕方について説明する。
図９は、本発明の実施の形態２における溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖとワイヤ送給速度ＷＦの関係を示す図である。図１０は、本発明の実施の形態２における溶接条件の推奨値を決定する別の手順を示すフローチャートである。図１１は、本発明の実施の形態２における板厚と溶接速度の関係を示す図である。
ここで、溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖと、ワイヤ送給速度ＷＦとの関係は、図９に示すように比例関係を示すことが発明者らの実験により確認された。溶接速度ｖｒから溶接速度ｖ３へα倍変更したとすると、アーク熱量Ｑを一定に保つ場合、（数１）に従うと、溶接電流Ｉ３×溶接電圧Ｖ３も、溶接電流Ｉｒ×溶接電圧Ｖｒと比較するとα倍とする必要がある。
図９に示すように、ワイヤ送給速度ＷＦは溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖと比例関係にある。そのため、溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖがα倍になると、ワイヤ送給速度ＷＦもα倍となる。すなわち、溶接速度ｖｒが溶接速度ｖ２へα倍に変更されると、ワイヤ送給速度ＷＦ２はワイヤ送給速度ＷＦｒのα倍となる。よって、（数２）より、溶接速度ｖが変化してもアーク熱量Ｑを一定としている限り脚長Ｓは変化しないこととなる。溶接速度ｖを変化させた場合、脚長Ｓを一定となるようにワイヤ送給量ＷＦを設定すると、同じアーク熱量Ｑでの適正な施工を行うことが可能となる。
前述では、溶接速度の推奨値ｖｒを溶接速度ｖ２に変更した場合、アーク熱量Ｑが一定となるように演算を行って溶接電流Ｉ２と溶接電圧Ｖ２を算出する例を示した。しかし、図９の関係を満たす場合、溶接条件決定方法は、別の手順で溶接条件の推奨値を決定してもよい。つまり、演算部９は、脚長Ｓを一定に保つよう、（数３）を基に、ワイヤ送給速度ＷＦ２を算出する。そして、溶接電流Ｉ２を、ワイヤ送給速度ＷＦが増加すると溶接電流Ｉも増加するといった関係（計算式あるいはテーブル）に基づいて算出する。そして、溶接電圧Ｖ２を、溶接電流Ｉ２が増加すると溶接電圧Ｖ２も増加するといった関係（計算式あるいはテーブル）に基づいて算出するようにしても良い。
本実施の形態２の別の溶接条件設定方法について、図１０を用いて説明する。
本実施の形態２の別の溶接条件の決定方法は、第４ステップＳ４の後に、溶接速度の推奨値ｖｒが溶接速度ｖ２に変更されると、送給速度算出ステップＳ５、電流値算出ステップＳ６、電圧値算出ステップＳ２７を行なう。そして、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ２及び電圧値算出ステップＳ２７で求めた溶接電圧Ｖ２を、新たな溶接電流Ｉの推奨及び新たな溶接電圧Ｖの推奨値とする。
詳細には、送給速度算出ステップＳ５は、第４ステップの後に表示される溶接速度ｖが、溶接速度の推奨値ｖｒとは異なる値に変更されると、ワイヤ送給速度算出式に基づいて、溶接速度の変更後の値ｖ２と、脚長の推奨値Ｓｒからワイヤ送給速度ＷＦ２を求める。
電圧値算出ステップＳ２７は、アーク熱量算出式に基づいて、第３ステップＳ３で決定したアーク熱量Ｑｎと、溶接速度の変更後の値ｖ２と、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ２とから、溶接電圧Ｖ２を算出する。そのアーク熱量算出式は、溶接電流と溶接電圧に比例し溶接速度に反比例する関係にあるアーク熱量を算出するためのものである。
表示される溶接速度ｖｒが溶接速度ｖ２に変更されると、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ２及び電圧値算出ステップＳ２７で求めた溶接電圧Ｖ２を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する。
このように、作業者が溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報を設定することで、それに適した溶接電流Ｉ、溶接電圧Ｖ、ワイヤ送給速度ＷＦ、溶接速度ｖ及び脚長Ｓといった溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。さらに、作業者が送給速度の推奨値ｖｒから値を変更した場合でも、その変更後の値ｖ２に適した溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。
なお、第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報に対し、適正な溶接ねらい位置および溶接トーチ角度は異なる。そこで、それぞれを第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報である上板１６と下板１７の平均板厚である板厚Ｔに対する適正条件と第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報の上板と下板の板厚差を考慮した適正条件とを合算して出力する方式も具備している。
そして、図５に示すように、トーチ角度とねらい位置を設定器５の表示部１５に表示して作業者に情報として提供可能としている。なお、溶接速度ｖは、第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報に対し一意的に決定されるものではない。
実際は、図１１に示すように、上限溶接速度が存在する。この上限溶接速度は、板厚Ｔが厚くなるほど低くなる傾向となることが発明者らによる実験により確認されている。
従って、推奨値とは異なる、作業者により設定された溶接速度ｖ２に関し、記憶部１０に記憶されている溶接速度ｖの上限を超える場合がある。その場合には、作業者により設定された溶接速度ｖ２は、適正範囲外であると判断される。
そして、判断結果が適正範囲外である場合、溶接装置は、設定された溶接速度ｖ２が適正範囲外であることを設定器５の表示部１５に表示する。また、設定された溶接速度ｖ２が適正範囲外である場合には、新たな推奨値として演算した溶接電流Ｉ２や溶接電圧Ｖ２等の値を表示部１５には表示しないようにし、溶接条件として設定できないようにする。また、表示部１５に溶接速度ｖ２を再度入力することを促す旨のメッセージを表示する。
なお、設定された溶接速度ｖ２が適正範囲内である場合には、新たな推奨値として、演算した溶接電流Ｉ２や溶接電圧Ｖ２等の値を表示部１５には表示し、溶接条件として設定できるようにする。
（実施の形態３）
図１２Ａは、本発明の実施の形態３における溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第１のフローチャートである。図１２Ｂは、本発明の実施の形態３における溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第２のフローチャートである。
本実施の形態の溶接装置と溶接条件設定方法について、図１２Ａ、図１２Ｂを用いて説明する。なお、本実施の形態３において、実施の形態１や実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１や実施の形態２と異なる主な点は、溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて溶接条件の推奨値の決定を行った後の処理である。実施の形態１では、脚長の推奨値Ｓｒを変更した際に溶接条件の新たな推奨値を求める例を示した。実施の形態２では、溶接速度の推奨値ｖｒを変更した際に溶接条件の新たな推奨値を求める例を示した。本実施の形態３では、脚長の推奨値Ｓｒと溶接速度の推奨値ｖｒの両方を変更した際に溶接条件の新たな推奨値を求めるようにした点である。
表示された脚長の推奨値Ｓｒと、表示された溶接速度の推奨値ｖｒを、作業者が変更して脚長Ｓ１と溶接速度ｖ２にすることがある。その場合、新たに、溶接電流Ｉの推奨値と、溶接電圧Ｖの推奨値と、ワイヤ送給速度ＷＦの推奨値とを決定して表示する溶接条件決定方法について説明する。
脚長Ｓと溶接速度ｖの両方を推奨値から変更することに関し、脚長Ｓは溶接継手性能を決定する項目となり優先順位が高くなると考えられる。従って、脚長Ｓの変更による溶接条件算出の処理が行なわれ、その後に、溶接速度ｖの変更による溶接条件算出の処理が行なわれることとして説明する。
先ずは、脚長の推奨値Ｓｒの変更による溶接条件の算出について説明する。但し、脚長の推奨値Ｓｒの変更による溶接条件の算出（送給速度算出ステップＳ５、電流値算出ステップＳ６、電圧値算出ステップＳ７、熱量決定ステップＳ８）は、実施の形態１で説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、本算出に関し、溶接速度ｖは、変更された溶接速度ｖ２ではない。実施の形態１と同様に、第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報に基づいて決定された溶接速度の推奨値ｖｒを用いている。
そして、溶接装置は、この算出による各溶接条件の推奨値を、溶接電流Ｉ１、溶接電圧Ｖ１の推奨値、ワイヤ送給速度ＷＦ１とする。
なお、実施の形態１と同様、変更された脚長Ｓ１の値が適正な範囲内であるか否かの判定を行った上で各溶接条件の推奨値を求めている（熱量決定ステップＳ８）。
次に、溶接速度の推奨値ｖｒの変更による溶接条件の算出について説明する。但し、溶接速度の推奨値ｖｒの変更による条件の算出や溶接速度ｖが上限を超えるか否かの判定は、実施の形態２で説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。但し、本算出に関し、実施の形態２と同様に、脚長Ｓとしては、変更された脚長Ｓ１を用いている。
そして、溶接装置は、この算出による各溶接条件の推奨値を、溶接電流Ｉ１２、溶接電圧Ｖ１２、ワイヤ送給速度ＷＦ１２とする。
なお、実施の形態２と同様、演算部９は、変更された溶接速度ｖ２の値が適正な範囲内であるか否かの判定を行った上で各溶接条件の推奨値を求めている。
以上のように、脚長を推奨値Ｓｒから脚長Ｓ１に変更し、かつ、溶接速度を推奨値ｖｒから溶接速度ｖ２に変更した際に、溶接装置は各溶接条件の推奨値として、溶接電流Ｉ１２、溶接電圧Ｖ１２、ワイヤ送給速度ＷＦ１２が算出され、設定器５の表示部１５に表示される。なお、脚長Ｓと溶接速度ｖに関しては、推奨値からの変更値である脚長Ｓ１と溶接速度ｖ２が設定器５の表示部１５に表示される。
すなわち、溶接条件設定方法は、第４ステップＳ４の後に、送給速度算出ステップＳ５と、電流値算出ステップＳ６と、熱量決定ステップＳ７と、熱量算出ステップＳ８と、電流値及び電圧値算出ステップＳ１６とを備える。
そして、溶接条件として表示される脚長及び溶接速度が、第４ステップＳ４で決定した推奨値とは異なる値に変更されると、電流値及び電圧値算出ステップＳ１６で求めた溶接電流Ｉ１２及び溶接電圧Ｖ１２を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する。
送給速度算出ステップＳ５は、脚長の２乗に比例し溶接速度に比例する関係にあるワイヤ送給速度を算出するためのワイヤ送給速度算出式に基づいて、脚長の変更後の値Ｓ１と溶接速度の推奨値ｖｒからワイヤ送給速度ＷＦ１を求める。
電流値算出ステップＳ６は、ワイヤ送給速度の増加にあわせて増加する関係にある溶接電流を算出するための溶接電流算出式又はワイヤ送給速度と溶接電流の関係を表す表に基づいて、送給速度算出ステップＳ５で算出したワイヤ送給速度ＷＦ１から溶接電流Ｉ１を求める。
電圧値算出ステップＳ７は、溶接電流の増加にあわせて増加する関係にある溶接電圧を算出するための溶接電圧算出式又は溶接電流と溶接電圧の関係を表す表に基づいて、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１から溶接電圧Ｖ１を求める。
熱量決定ステップＳ８は、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１と電圧値算出ステップＳ７で求めた溶接電圧Ｖ１と、溶接速度の推奨値ｖｒとからアーク熱量Ｑ１を決定する。
電流値及び電圧値算出ステップＳ１６は、アーク熱量算出式に基づいて、熱量決定ステップＳ８で決定したアーク熱量Ｑ１と溶接速度の変更後の値ｖ２から、溶接電流と溶接電圧の積算値を算出する。そして、溶接電流と溶接電圧との関係を示す関係式または関係表を基に、積算値より新たな溶接電流Ｉの推奨値及び新たな溶接電圧Ｖの推奨値を求める。
このようにして、溶接条件設定方法は、電流値及び電圧値算出ステップＳ１６で求めた溶接電流Ｉ１２及び溶接電圧Ｖ１２を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する。
本実施の形態３の溶接装置および溶接条件決定方法によれば、溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報が設定されることで、溶接装置は、それに適した溶接電流Ｉｒと溶接電圧Ｖｒとワイヤ送給速度ＷＦｒと溶接速度ｖｒと脚長Ｓｒといった溶接条件の推奨値を決定する。そして、この決定した溶接条件の推奨を表示部１５に表示することができる。さらに、作業者が脚長の推奨値Ｓｒから値を変更し、かつ、溶接速度の推奨値ｖｒから値を変更した場合でも、溶接装置は、その変更後における溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。従って、溶接条件を決定するまでの試行錯誤を行う時間と労力や、試作トライ用として廃棄する溶接対象物を最大限低減することが可能となる。
なお、別の仕方でも溶接条件の推奨値を算出することができる。以下に、溶接条件の推奨値の別の算出の仕方について説明する。
図１３Ａは、本発明の実施の形態３における別の溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第１のフローチャートである。図１３Ｂは、本発明の実施の形態３における別の溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第２のフローチャートである。
すなわち、溶接条件設定方法は、第４ステップＳ４の後に、送給速度算出ステップＳ５と、電流値算出ステップＳ６と、熱量決定ステップＳ８と、電圧値算出ステップＳ２７とを備える。
送給速度算出ステップＳ５は、第４ステップＳ４の後に表示される脚長及び溶接速度が、いずれも推奨値とは異なる値に変更されると、ワイヤ送給速度算出式に基づいて、脚長の変更後の値Ｓ１と溶接速度の推奨値ｖｒからワイヤ送給速度ＷＦ１を求める。
電流値算出ステップＳ６は、ワイヤ送給速度の増加にあわせて増加する関係にある溶接電流を算出するための溶接電流算出式又はワイヤ送給速度と溶接電流の関係を表す表に基づいて、送給速度算出ステップＳ５で算出したワイヤ送給速度ＷＦ１から溶接電流Ｉ１を求める。
熱量決定ステップＳ８は、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１と、溶接電圧算出式又は溶接電流と溶接電圧の関係を表す表に基づいて、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１から求めた溶接電圧Ｖ１と、溶接速度の推奨値ｖｒとからアーク熱量Ｑ１を決定する。その溶接電圧算出式は、溶接電流の増加にあわせて増加する関係にある溶接電圧を算出するためのものである。
電圧値算出ステップＳ２７は、アーク熱量算出式に基づいて、熱量決定ステップＳ８で求めたアーク熱量Ｑ１と、溶接速度の変更後の値ｖ２と、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１とから、溶接電圧Ｖ１２を求める。そのアーク熱量算出式は、溶接電流と溶接電圧に比例し溶接速度に反比例する関係にあるアーク熱量を算出するためのである。
このように、表示される脚長及び表示される溶接速度が変更されると、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１及び電圧値算出ステップＳ２７で求めた溶接電圧Ｖ１２を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する。
なお、上記した実施の形態１から実施の形態３において、第１ステップＳ１として溶接対象物６に関する情報である溶接対象物情報を作業者は溶接装置に入力する。この溶接対象物情報としては、溶接対象物６の材質、溶接対象物６の上板１６の板厚、溶接対象物６の下板１７の板厚、溶接対象物６の上板１６の板厚と溶接対象物６の下板１７の板厚の平均板厚Ｔ、溶接対象物６の継手形状等が挙げられる。そして、これらの情報の内少なくとも１つを溶接対象物情報として用いるようにすれば良い。
また、継手形状の例としては、Ｔ継手、重ね継手、突合継手、角継手、へり継手、フレア継手等が挙げられる。
なお、上記した実施の形態１から実施の形態３において、第２ステップＳ２としてアーク溶接法に関する情報である溶接法情報を作業者は溶接装置に入力する。この溶接法情報としては、アーク溶接におけるパルス溶接の可否、パルスモードの種類、シールドガスの種類、溶接ワイヤ突出長設定、ワイヤ送給制御方法の選択、ワイヤ材質、ワイヤ径等が挙げられる。これらの情報の内少なくとも１つを溶接法情報として用いるようにすれば良い。
ここで、パルス溶接の可否とは、パルスありもしくはなしの選択である。パルスモードの種類とは、複数あるパルスモードの中からの選択である。シールドガスの種類とは、ＣＯ２ガスもしくは８０％Ａｒ−２０％ＣＯ２ガスもしくは９８％Ａｒ−２％Ｏ２など溶接用に使用されるシールドガスである。ワイヤ突出長設定は、チップと母材間の距離のことをいい、１５ｍｍもしくは２０ｍｍなどの個別設定である。ワイヤ送給制御方法とは、常時正送、もしくは正送と逆送を繰り返すなどワイヤ送給のモード設定である。ワイヤ材質とは、軟鋼もしくはステンレスなど溶接用ワイヤの材質である。ワイヤ径とは、溶接ワイヤの直径を示しφ０．９ｍｍもしくはφ１．０ｍｍなど使用する溶接用ワイヤの直径をいう。
なお、実施の形態１から３においては、溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて、溶接条件の推奨値として、溶接速度ｖと、溶接電流Ｉと、溶接電圧Ｖと、ワイヤ送給速度ＷＦと、脚長Ｓが演算されて表示される。
また、実施の形態１において、脚長Ｓが変更して設定された場合、その溶接条件の推奨値として、溶接速度ｖと、溶接電流Ｉと、溶接電圧Ｖと、ワイヤ送給速度ＷＦが演算されて表示される。
また、実施の形態２において、溶接速度ｖが変更して設定された場合、その溶接条件の推奨値として、溶接電流Ｉと、溶接電圧Ｖと、ワイヤ送給速度ＷＦと、脚長Ｓが演算されて表示される。
また、実施の形態３において、脚長Ｓが変更して設定され、かつ、溶接速度ｖが変更して設定された場合、その溶接条件の推奨値として、溶接電流Ｉと、溶接電圧Ｖと、ワイヤ送給速度ＷＦが演算されて表示される。
そして、このように推奨値として演算された値及び、変更されて設定された値に関し、記憶部１０に記憶されている動作プログラムに溶接電流や溶接電圧等、演算された値や設定された値と同じ項目がある場合がある。その場合、制御部８は、動作プログラムを演算された値や設定された値に修正する。このようにすることで、適切な溶接条件で溶接を行うことが可能となる。
本発明は、溶接を行う際の溶接条件の決定を容易に行うことができ、様々な溶接対象物の溶接を行う際の溶接条件設定方法および溶接装置として、産業上有用である。
１ ワイヤ
２ 溶接トーチ
３ マニピュレータ
４ ロボット制御装置
５ 設定器
６ 溶接対象物
７ 溶接電源装置
８ 制御部
９ 演算部
１０ 記憶部
１１ 溶接対象物情報入力部
１２ 溶接法情報入力部
１３ 脚長設定部
１４ 溶接速度設定部
１５ 表示部
１６ 上板
１７ 下板
本発明は、電極であるワイヤと溶接対象物（母材）との間にアークを発生させる消耗電極式アーク溶接において、溶接対象物に対応した溶接条件を決定する溶接条件決定方法および溶接装置に関するものである。
溶接対象物が決まり、アーク溶接が行われる場合、従来は、次のように溶接装置の溶接条件が決定されていた。溶接対象物に対し、これまで行った溶接施工の経験又は勘に基づき、作業者が溶接対象物に対する溶接電流、溶接電圧、溶接速度等の溶接条件を溶接装置に設定していた。そして、この溶接装置を用いて溶接を行っていた。そして、作業者は、溶接結果を検証しながら再度溶接条件を変更し、これを何度か繰り返すことで溶接対象物に適した溶接条件を決定していた。
なお、作業者がこれら溶接条件等を設定するため、通常ジョグダイヤルと呼ばれるエンコーダとＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）表示装置を備えた溶接機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
溶接条件の設定に関し、経験と勘という点で、熟練作業者は比較的短時間で溶接条件を設定できる可能性がある。しかしながら、最近では溶接施工の経験が少ない作業者も多い。このように経験が少ない作業者が、適正な溶接条件を設定するまでには多くの時間を費やしてしまう課題がある。また、繰り返し溶接を行って溶接条件等を設定する場合、多くの溶接対象物を消費してしまうといった課題がある。
意匠登録第１２７４１４２号公報
本願発明は、溶接条件を容易に求めることがきる溶接条件設定方法および溶接装置を実現する。
上記課題を解決するために、本発明の溶接条件設定方法は、溶接対象物に関する情報である溶接対象物情報を入力する第１ステップと、アーク溶接法に関する情報である溶接法情報を入力する第２ステップと、溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて電極であるワイヤと溶接対象物との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量を決定する第３ステップと、溶接対象物情報と溶接法情報とアーク熱量に基づいてワイヤ送給速度の推奨値と脚長の推奨値と溶接速度の推奨値と溶接電流の推奨値と溶接電圧の推奨値を決定する第４ステップと、
第４ステップの後に溶接条件として表示される脚長又は溶接速度の少なくとも一方が、第４ステップで決定した推奨値とは異なる値に変更されると、変更後の値から脚長の２乗に比例し溶接速度に比例する関係にあるワイヤ送給速度を算出するためのワイヤ送給速度算出式に基づいて、ワイヤ送給速度を求める送給速度算出ステップと、ワイヤ送給速度の増加にあわせて増加する関係にある溶接電流を算出するための溶接電流算出式又はワイヤ送給速度と溶接電流の関係を表す表に基づいて、送給速度算出ステップで算出されたワイヤ送給速度から溶接電流を求める電流値算出ステップと、電流値算出ステップで求めた溶接電流から溶接電圧を求める電圧値算出ステップと、を備え、電流値算出ステップで求めた溶接電流及び電圧値算出ステップで求めた溶接電圧を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する構成である。
この構成により、作業者が溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報を設定することで、それに適した溶接電流、溶接電圧、ワイヤ送給速度、溶接速度及び脚長といった溶接条件の推奨値を決定して表示することができ、さらに、作業者が推奨値から値を変更した場合でも、その変更後の値に適した溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。
故に、溶接条件を決定するまでの試行錯誤を行う時間と労力を低減することができ、溶接条件設定に関する作業者の負担を軽減することができる。また、溶接条件を決定するまでに繰り返し行われる溶接に用いられ廃棄される溶接対象物の量も低減することができる。
また、本発明の溶接条件決定方法は、溶接対象物に関する情報である溶接対象物情報を入力する第１ステップと、アーク溶接法に関する情報である溶接法情報を入力する第２ステップと、溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて電極であるワイヤと溶接対象物との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量を決定する第３ステップと、溶接対象物情報と溶接法情報とアーク熱量に基づいて、ワイヤ送給速度の推奨値と脚長の推奨値と溶接速度の推奨値と溶接電流の推奨値と溶接電圧の推奨値を決定する第４ステップと、第４ステップの後に溶接条件として表示される溶接速度が、溶接速度の推奨値とは異なる値に変更されると、溶接電流と溶接電圧に比例し溶接速度に反比例する関係にあるアーク熱量を算出するためのアーク熱量算出式を基に、既に決定されたアーク熱量と表示される溶接速度の変更後の値から、溶接電流と溶接電圧の積算値を算出し、溶接電流と溶接電圧との関係を示す関係式または関係表を基に、積算値より溶接電流及び溶接電圧を求める電流値及び電圧値算出ステップを備え、表示される溶接速度が変更されると、電流値及び電圧値算出ステップで求めた溶接電流及び溶接電圧を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する構成である。
この構成により、作業者が溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報を設定することで、それに適した溶接電流、溶接電圧、ワイヤ送給速度、溶接速度及び脚長といった溶接条件の推奨値を決定して表示することができ、さらに、作業者が推奨値から値を変更した場合でも、その変更後の値に適した溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。
故に、溶接条件を決定するまでの試行錯誤を行う時間と労力を低減することができ、溶接条件設定に関する作業者の負担を軽減することができる。また、溶接条件を決定するまでに繰り返し行われる溶接に用いられ廃棄される溶接対象物の量も低減することができる。
本発明の実施の形態１における溶接装置の概略構成を示す図 本発明の実施の形態１における溶接対象物の一例を示す図 本発明の実施の形態１における溶接条件の推奨値を決定する手順を示すフローチャート 本発明の実施の形態１における板厚と溶接に必要なアーク熱量の関係を示す図 本発明の実施の形態１における設定器の表示画面の表示例を示す図 本発明の実施の形態１における板厚と溶接必要なアーク熱量の関係とアーク熱量の適正範囲を示す図 本発明の実施の形態１における継手毎の板厚と溶接に必要なアーク熱量の関係を示す図 本発明の実施の形態２における溶接条件の推奨値を決定する手順を示すフローチャート 本発明の実施の形態２における溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖとワイヤ送給速度ＷＦの関係を示す図 本発明の実施の形態２における溶接条件の推奨値を決定する別の手順を示すフローチャート 本発明の実施の形態２における板厚と溶接速度の関係を示す図 本発明の実施の形態３における溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第１のフローチャート 本発明の実施の形態３における溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第２のフローチャート 本発明の実施の形態３における別の溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第１のフローチャート 本発明の実施の形態３における別の溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第２のフローチャート
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における溶接装置の概略構成を示す図である。
本実施の形態１の溶接装置はアーク溶接装置であり、図１に示すように、マニピュレータ３と、マニピュレータ３の動作を制御するロボット制御装置４と、設定器５を備える。マニピュレータ３は、電極であるワイヤ１を保持する溶接トーチ２を移動させる。設定器５は、ロボット制御装置４との間で通信を行い、且つこの通信によってロボット制御装置４に対して情報の設定等を行う。
ロボット制御装置４は、溶接電源装置７と、制御部８と、演算部９と、記憶部１０を備える。溶接電源装置７は、ワイヤ１と溶接対象物６との間に溶接を行うための電力を供給する。制御部８は、マニピュレータ３と溶接電源装置７の動作を制御する。演算部９は、溶接条件等に関する演算を行う。記憶部１０は、制御部８がマニピュレータ３の動作を制御するための動作プログラムと、演算部９が演算する際に用いる数式や表（テーブル）と、演算結果等を記憶する。なお、図１では、溶接電源装置７をロボット制御装置４の内部に設けた例を示している。しかし、溶接電源装置７をロボット制御装置４の外部に設けるようにしても良い。
また、設定器５は、詳細を後述するが、溶接対象物６に関する情報を入力するための溶接対象物情報入力部１１と、溶接法に関する情報を入力するための溶接法情報入力部１２と、を備える。さらに、溶接対象物６を溶接する際の脚長を設定する、あるいは変更するための脚長設定部１３と、溶接速度を設定あるいは変更するための溶接速度設定部１４と、各種情報を表示するための表示部１５を備えている。
次に、本実施の形態１の溶接条件決定方法について説明する。
図２は、本発明の実施の形態１における溶接対象物６の一例を示す図である。図３は、本発明の実施の形態１における溶接条件の推奨値を決定する手順を示すフローチャートである。
図２に示すように、上板１６と下板１７とからなるＴ継手に関して溶接を行う場合を例にして説明する。
なお、本実施の形態１では、先ず、設定器５を用いて溶接対象物情報と溶接法情報が溶接装置に入力される。この入力された情報に対する溶接速度ｖの推奨値と、溶接電流Ｉの推奨値と、溶接電圧Ｖの推奨値と、ワイヤ送給速度ＷＦの推奨値と、脚長Ｓの推奨値を求める溶接条件決定方法について説明する。これらの推奨値は設定器５の表示部１５に表示され、作業者に対して溶接条件の情報として提供される。その次に、表示された脚長の推奨値を作業者が変更した際に、新たに、溶接速度ｖの推奨値と、溶接電流Ｉの推奨値と、溶接電圧Ｖの推奨値と、ワイヤ送給速度ＷＦの推奨値を決定する溶接条件決定方法について説明する。これらの新たな推奨値は、表示部１５に表示される。新たな推奨値は、作業者に対して溶接条件として提供される。
では、まず、溶接対象物情報と溶接法情報を入力することにより溶接電流等の推奨値を決定する溶接条件決定方法について説明する。
図３に示すように、第１ステップＳ１として、設定器５の溶接対象物情報入力部１１を用いて、溶接対象物６に関する情報である溶接対象物情報が溶接装置に入力される。なお、この第１ステップＳ１では、溶接対象物情報として、上板１６及び下板１７の材質と、上板１６の板厚と、下板１７の板厚と、溶接対象物６の継手形状が設定される。
次に、図３に示すように、第２ステップＳ２として、設定器５の溶接法情報入力部１２を用いて、アーク溶接法に関する情報である溶接法情報が溶接装置に入力される。なお、この第２ステップＳ２では、溶接情報として、アーク溶接を行う際にパルス溶接を行うか否かのパルス溶接の可否情報と、パルスモードの種類と、シールドガスの種類と、溶接ワイヤ突出長設定と、ワイヤ送給制御方法の選択と、ワイヤ１の材質と、ワイヤ１の直径の情報であるワイヤ径が溶接装置に入力される。
以下、溶接速度の推奨値ｖｒと、ワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒと、溶接電流の推奨値Ｉｒと、溶接電圧の推奨値Ｖｒと、脚長の推奨値Ｓｒを求める手順について順に説明する。
先ず、溶接速度の推奨値ｖｒを求める手順について説明する。
溶接対象物情報および溶接法情報に対応付けられた溶接速度ｖに関する情報が、計算式やテーブル等として記憶部１０に予め複数記憶されている。
そして、設定器５を用いて入力された溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて、演算部９が記憶部１０から１つの溶接速度ｖを選択し、これを溶接速度の推奨値ｖｒとする。
次に、ワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒを求める手順について説明する。
図４は、本発明の実施の形態１における板厚と溶接に必要なアーク熱量の関係を示す図である。
記憶部１０には、溶接対象物情報および溶接法情報に対応付けられた図４に示すような特性が予め複数記憶されている。図４は、溶接対象物６である上板１６の板厚Ｔ１と下板１７の板厚Ｔ２の平均値である板厚Ｔと、ワイヤ１と溶接対象物６との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量Ｑとの適切な溶接を行うことができる関係を示す図である。板厚Ｔが溶接対象物情報に対応し、アーク熱量Ｑが溶接法情報に対応する。ここで、適切な溶接とは、適度な強度を有すること、ビード形状に不具合が無いこと、溶け落ちが無いこと等を意味する。
そして、設定器５を用いて入力された溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて、演算部９が記憶部１０から図４に示す１つの特性を選択する。また、演算部９は、設定器５を用いて入力された上板１６の板厚Ｔ１と下板１７の板厚Ｔ２から、２つの板厚の平均値である板厚Ｔを算出する。さらに、演算部９は、選択した図４に示す特性と板厚Ｔとからワイヤ１と溶接対象物６との間に発生させるに必要なアーク熱量Ｑｎを求める。これが図３に示す第３ステップＳ３である。
ここで、アーク熱量Ｑとワイヤ送給速度ＷＦとの関係は、アーク熱量Ｑが増加するとワイヤ送給速度ＷＦも増加するといった関係にある。そして、溶接法情報に基づいて、アーク熱量Ｑとワイヤ送給速度ＷＦの関係は一意的に決まる。そこで、溶接法情報に対応付けられたアーク熱量Ｑとワイヤ送給速度ＷＦの関係（数式またはテーブル）の情報が複数、予め記憶部１０に記憶されている。
演算部９は、第２ステップＳ２で入力された溶接法情報と、記憶部１０に記憶されているアーク熱量Ｑとワイヤ送給速度ＷＦとの関係の情報と、上記で求めたアーク熱量Ｑｎから、ワイヤ送給速度ＷＦを求め、これをワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒとする。
次に、溶接電流Ｉの推奨値を求める手順について説明する。
ワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係は、ワイヤ送給速度ＷＦが増加すると溶接電流Ｉも増加するといった関係にある。そのために、溶接法情報に基づいて、ワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係は一意的に決まる。溶接法情報に対応付けられたワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係の情報（数式あるいはテーブル）が複数、予め記憶部１０に記憶されている。
演算部９は、記憶部１０に記憶されているワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係の情報と、第２ステップＳ２で入力された溶接法情報と、上記で求めたワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒに基づいて溶接電流Ｉを求める。演算部９は、ここで求められた値を、溶接電流の推奨値Ｉｒとする。
次に、溶接電圧Ｖの推奨値Ｖｒを求める手順について説明する。
アーク熱量Ｑと溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖと溶接速度ｖとは（数１）に示す関係にあり、この（数１）は記憶部１０に記憶されている。
Ｑ＝（Ｉ×Ｖ×６０）／ｖ （数１）
そして、演算部９は、記憶部１０に記憶されている（数１）と、上記で求めた溶接速度の推奨値ｖｒと、上記で算出したアーク熱量Ｑｎから、溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖを算出する。
さらに、演算部９は、この溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖと、上記で求めた溶接電流の推奨値Ｉｒとから溶接電圧Ｖを求め、これを溶接電圧の推奨値Ｖｒとする。
次に、脚長Ｓの推奨値Ｓｒを求める手順について説明する。
脚長Ｓとワイヤ径ｄとワイヤ送給速度ＷＦと溶接速度ｖとは（数２）に示す関係にあり、この（数２）は記憶部１０に記憶されている。
Ｓ＝ｄ√（（π×ＷＦ）／（２×ｖ）） （数２）
そして、演算部９は、記憶部１０に記憶されている（数２）と、第２ステップＳ２で入力されたワイヤ径ｄと、上記で求めたワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒと、上記で求めた溶接速度の推奨値ｖｒとから脚長Ｓを求め、これを脚長の推奨値Ｓｒとする。
なお、演算部９で求められた溶接速度の推奨値ｖｒと、ワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒと、溶接電流の推奨値Ｉｒと、溶接電圧の推奨値Ｖｒと、脚長の推奨値Ｓｒは、設定器５の表示部１５に表示される。
図５は、本発明の実施の形態１における設定器の表示画面の表示例を示す図である。
図５に、設定器５の表示部１５の表示の一例を示す。図５では、溶接対象物情報として、Ｔ継手、上板の板厚１．６ｍｍ、下板１．６ｍｍが入力され、推奨値として、溶接速度ｖが０．８ｍ／ｍｉｎ、溶接電流Ｉが１２０Ａ、溶接電圧Ｖが１６．８Ｖ、脚長Ｓが３．５ｍｍと表示された例を示している。
なお、この図５においては、ワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒは表示していない。その理由は、溶接電流Ｉとワイヤ送給速度ＷＦとは比例の関係にあり、溶接条件としては、溶接電流Ｉまたはワイヤ送給速度ＷＦの一方を設定すればよい。しかし、溶接電流Ｉを設定することが一般的であるので、溶接電流Ｉを表示しており、ワイヤ送給速度ＷＦｒは表示していない。
以上のようにして、溶接対象物情報や溶接法情報に基づいて溶接電流Ｉ等の推奨値を決定することができる。これが図３に示す第４ステップＳ４である。
次に、上記のように算出されて表示された脚長の推奨値Ｓｒの値を、作業者が変更した際に、新たに、溶接速度ｖの推奨値と、溶接電流Ｉの推奨値と、溶接電圧Ｖの推奨値と、ワイヤ送給速度ＷＦの推奨値と、を決定して表示する溶接条件決定方法について説明する。
脚長Ｓは、溶接継手強度を支配する重要な要素であり、溶接を行う際の図面の中で指示される場合もある。そこで、任意の脚長Ｓを直接変更入力可能とするため、本実施の形態１の溶接装置では、設定器５に、脚長Ｓの値の変更を行うための脚長設定部１３を設けている。
以下、脚長の推奨値Ｓｒが設定器５の表示部１５に表示されている状態で、作業者が設定器５の脚長設定部１３を用いて脚長Ｓの値を推奨値Ｓｒから脚長Ｓ１に変更した際に、新たに、溶接電流Ｉ等の溶接条件の推奨値を決定する手順について説明する。
先ず、新たな溶接速度ｖの推奨値を求める手順について説明する。
上記のように、溶接速度の推奨値ｖｒは、設定器５を用いて入力された溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて、演算部９が記憶部１０から１つの溶接速度ｖを選択し、これを溶接速度の推奨値ｖｒとするものである。ここで、脚長の推奨値Ｓｒが変更されても、溶接対象物情報と溶接法情報は変えていないので、溶接速度の推奨値ｖｒは変わらない。
次に、新たなワイヤ送給速度ＷＦの推奨値を求める手順について説明する。
演算部９は、記憶部１０に記憶されている脚長Ｓを求める算出式である（数２）からワイヤ送給速度算出式（数３）を導出する。
ＷＦ＝（２×Ｓ2×ｖ）／（π×ｄ2） （数３）
そして、演算部９は、（数３）と変更後の脚長の値Ｓ１と上記溶接速度の推奨値ｖｒと溶接法情報として入力されたワイヤ１の直径であるワイヤ径ｄの値から、ワイヤ送給速度ＷＦの新たな推奨値であるワイヤ送給速度ＷＦ１を求める。これが図３に示す送給速度算出ステップＳ５である。
次に、溶接電流Ｉの新たな推奨値を求める手順について説明する。
ワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係は、ワイヤ送給速度ＷＦが増加すると溶接電流Ｉも増加するといった関係にある。そして、溶接法情報に基づいて、ワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係は一意的に決まる。そこで、溶接法情報に対応付けられたワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係の情報（数式あるいはテーブル）が複数、予め記憶部１０に記憶されている。
演算部９は、記憶部１０に記憶されているワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係の情報と、第２ステップＳ２で入力された溶接法情報と、上記で求めた新たなワイヤ送給速度ＷＦの推奨値とから、溶接電流Ｉ１を求め、これを新たな溶接電流Ｉの推奨値とする。これが図３に示す電流値算出ステップＳ６である。
次に、新たな溶接電圧Ｖの推奨値を求める手順について説明する。
溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとの関係は、溶接電流Ｉが増加すると溶接電圧Ｖも増加するといった関係にある。そして、溶接法情報に基づいて、溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖの関係は一意的に決まる。そこで、溶接法情報に対応付けられた溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとの関係の情報（数式あるいはテーブル）が複数、予め記憶部１０に記憶されている。
演算部９は、記憶部１０に記憶されている溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとの関係の情報と、上記で求めた溶接電流Ｉ１（新たな推奨値）に基づいて、溶接電圧Ｖ１を求め、これを新たな溶接電圧Ｖの推奨値とする。これが図３に示す電圧値算出ステップＳ７である。
以上により、脚長Ｓが脚長の推奨値Ｓｒから脚長Ｓ１に変更された場合、溶接装置は、溶接速度の推奨値ｖｒ（変更無し）と、新たな溶接電流Ｉの推奨値と、新たな溶接電圧Ｖの推奨値と、新たなワイヤ送給速度ＷＦの推奨値を決定することができる。そして、これらを設定器５の表示部１５に表示することで、作業者に対して情報として提供することができる。
但し、溶接装置は、推奨値から変更された脚長Ｓ１の値が適正な値でなければ、溶接電流Ｉ１等の新たな推奨値に関する情報を作業者に提供することができない。そこで、アーク熱量Ｑに着目し、求めた新たな推奨値を表示部１５に表示するか否かを判定する例について、以下に説明する。
（数１）と、新たな溶接電圧Ｖの推奨値と新たな溶接電流Ｉの推奨値と溶接速度の推奨値ｖｒとにより、変更後の脚長Ｓ１におけるアーク熱量Ｑ１が求まる。ここで、ワイヤ１と溶接対象物６との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量Ｑ１は、第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報に対し一意的に決定されるものではない。
図６は、本発明の実施の形態１における板厚と溶接に必要なアーク熱量の関係とアーク熱量の適正範囲を示す図である。
実際は、図６に示すように、板厚と溶接必要なアーク熱量の関係は、溶接に必要なアーク熱量に上限と下限を備えた条件裕度が存在し、この条件裕度は、板厚Ｔが厚くなるほど広くなる傾向となることが発明者らによる実験により確認されている。
従って、推奨値とは異なる脚長Ｓ１が作業者により設定された場合、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流の値、電圧値算出ステップＳ７で求めた溶接電圧の値および溶接速度の推奨値ｖｒから、演算部９でアーク熱量Ｑ１が求められる。これが図３に示す熱量決定ステップＳ８である。この求められたアーク熱量Ｑ１が、予め決められており記憶部１０に記憶されているアーク熱量Ｑの上限を超える、又は、下限を下回る場合、作業者により設定された脚長Ｓ１は、適正範囲外であると判断される。
そして、判断結果が適正範囲外である場合、溶接装置は、設定された脚長Ｓ１が適正範囲外であることを設定器５の表示部１５に表示する。また、脚長Ｓ１が適正範囲外の場合には、新たな推奨値として演算した溶接電流Ｉ１と溶接電圧Ｖ１等の値を表示部１５に表示しない。このようにして、新たに演算された推奨値を溶接条件として設定できないようにする。また、表示部１５に脚長Ｓ１を再度入力することを促す旨のメッセージを表示する。
なお、設定された脚長Ｓ１が適正範囲内である場合には、新たな推奨値として、演算した溶接電流Ｉ１や溶接電圧Ｖ１等の値を表示部１５には表示する。そして、新たに演算された推奨値を溶接条件として設定できるようにする。
以上のように、本実施の形態１の溶接装置および溶接条件決定方法によれば、作業者が溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報を設定する。このことで、それに適した溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとワイヤ送給速度ＷＦと溶接速度ｖと脚長Ｓといった溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。さらに、作業者が脚長Ｓの推奨値から値を変更した場合でも、その変更後の脚長Ｓ１に適した溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。
従って、本実施の形態１の溶接装置および溶接条件決定方法は、溶接条件を決定するまでの試行錯誤を行う時間と労力と、溶接設定トライ用として廃棄する溶接対象物を最大限低減することが可能となる。
また、溶接装置は、溶接対象物６に対し必要となるアーク熱量Ｑを用いて演算するため、いかなる板厚の組み合わせに対しても、また、いかなる継手形状に対しても、溶接条件を提示することが可能である。
図７は、本発明の実施の形態１における継手毎の板厚と溶接に必要なアーク熱量の関係を示す図である。
図４と図７に示すようなアーク熱量Ｑと板厚Ｔとの関係を表す特性の情報（計算式やテーブル）を継手毎に、溶接装置は、記憶部１０に記憶しており、入力された溶接対象物情報に基づいてアーク熱量Ｑを求める。そして、溶接装置は、このアーク熱量Ｑを用いて溶接条件の推奨値を求めるようにしている。なお、図４と図７における板厚Ｔは、上板１６の板厚と下板１７の板厚の平均値である。従って、上板１６の板厚と下板１７の板厚がどのような板厚であっても、溶接装置は、平均値であるＴを算出することができる。そして、このＴに基づいてアーク熱量Ｑを決定し、このアーク熱量Ｑを用いて溶接条件の推奨値を求めることができる。すなわち、溶接装置は、いかなる板厚の組み合わせにも対応することができる。
また、溶接装置は、脚長Ｓに関し、作業者により推奨値から異なる値に変更することを可能としている。しかし、適正範囲外の脚長Ｓが設定された場合には、適正範囲外であることを表示する機能も備えているので、非常に利便性の高いものとなっている。
なお、第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報に対し、適正な溶接ねらい位置および溶接トーチ角度は異なる。そこで、それぞれを第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報である上板１６と下板１７の平均板厚である板厚Ｔに対する適正条件と、第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報の上板１６と下板１７の板厚差を考慮した適正条件とを合算して出力する方式も具備している。
そして、図５に示すように、溶接装置は、トーチ角度とねらい位置を設定器５の表示部１５に表示して作業者に情報として提供可能としている。
すなわち、本発明の溶接条件決定方法は、第１ステップＳ１と、第２ステップＳ２と、第３ステップＳ３と、第４ステップＳ４と、送給速度算出ステップＳ５と、電流値算出ステップＳ６と、電圧値算出ステップＳ７とを備える方法である。第１ステップＳ１は溶接対象物に関する情報である溶接対象物情報を入力する。第２ステップＳ２はアーク溶接法に関する情報である溶接法情報を入力する。第３ステップＳ３は溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて電極であるワイヤと溶接対象物との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量Ｑを決定する。第４ステップＳ４は、溶接対象物情報と溶接法情報とアーク熱量Ｑに基づいて、ワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒと脚長の推奨値Ｓｒと溶接速度の推奨値ｖｒと溶接電流の推奨値Ｉｒと溶接電圧の推奨値Ｖｒを決定する。送給速度算出ステップＳ５は、第４ステップＳ４の後に溶接条件として表示される脚長Ｓ又は溶接速度ｖの少なくとも一方が、第４ステップで決定した推奨値とは異なる値に変更されると、変更後の値から脚長Ｓの２乗に比例し溶接速度ｖに比例する関係にあるワイヤ送給速度ＷＦを算出するためのワイヤ送給速度算出式に基づいて、ワイヤ送給速度ＷＦを求める。電流値算出ステップＳ６は、ワイヤ送給速度ＷＦの増加にあわせて増加する関係にある溶接電流Ｉを算出するための溶接電流算出式又はワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉの関係を表す表に基づいて、送給速度算出ステップＳ５で算出されたワイヤ送給速度ＷＦ１から溶接電流Ｉを求める。電圧値算出ステップＳ７は、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉから溶接電圧Ｖを求める。そして、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ及び電圧値算出ステップＳ７で求めた溶接電圧Ｖを、新たな溶接電流Ｉの推奨値及び新たな溶接電圧Ｖの推奨値として決定する方法である。
この方法により、作業者が溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報を設定することで、それに適した溶接電流Ｉ、溶接電圧Ｖ、ワイヤ送給速度ＷＦ、溶接速度ｖ及び脚長Ｓといった溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。さらに、作業者が推奨値から値を変更した場合でも、その変更後の値に適した溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。
故に、溶接条件を決定するまでの試行錯誤を行う時間と労力を低減することができ、溶接条件設定に関する作業者の負担を軽減することができる。また、溶接条件を決定するまでに繰り返し行われる溶接に用いられ廃棄される溶接対象物の量も低減することができる。
また、本発明の溶接条件決定方法の送給速度算出ステップＳ５は、第４ステップＳ４の後に溶接条件として表示される脚長Ｓが、第４ステップＳ４で決定した脚長の推奨値とは異なる値に変更されると、ワイヤ送給速度算出式に基づいて、脚長の変更後の値Ｓ１と溶接速度の推奨値ｖｒからワイヤ送給速度ＷＦ１を求める。電圧値算出ステップＳ６は、溶接電流Ｉの増加にあわせて増加する関係にある溶接電圧Ｖを算出するための溶接電圧算出式又は溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖの関係を表す表に基づいて、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉから溶接電圧Ｖを求める。そして、表示される脚長Ｓが変更されると、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１及び電圧値算出ステップＳ７で求めた溶接電圧Ｖ１を、新たな溶接電流Ｉの推奨値及び新たな溶接電圧Ｖの推奨値として決定してもよい。
また、本発明の溶接条件決定方法は、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１と、電圧値算出ステップＳ７で求めた溶接電圧Ｖ１と、溶接速度の推奨値ｖｒとからアーク熱量Ｑを求める熱量決定ステップＳ８を備えてもよい。そして、熱量決定ステップＳ８で求めたアーク熱量Ｑ１が適正範囲内にある場合のみ、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１と電圧値算出ステップＳ７で求めた溶接電圧Ｖ１を、新たな溶接電流Ｉの推奨値及び新たな溶接電圧Ｖの推奨値として決定する。
この方法により、適正なアーク熱量Ｑを発生する溶接電流Ｉ及び溶接電圧Ｖの推奨値を決定することができる。
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における溶接条件の推奨値を決定する手順を示すフローチャートである。
本実施の形態２の溶接装置と溶接条件設定方法について、主に図８を用いて説明する。なお、本実施の形態２において、実施の形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１と異なる主な点は、溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて溶接条件の推奨値の決定を行った後の処理である。実施の形態１では、脚長の推奨値Ｓｒを変更した際に溶接条件の新たな推奨値を求める例を示した。しかし、本実施の形態２では、脚長ではなく溶接速度に関し、溶接速度の推奨値ｖｒを変更した際に溶接条件の新たな推奨値を求めるようにした点である。
表示された溶接速度の推奨値ｖｒの値を、作業者が変更した際に、新たに、溶接電流Ｉの推奨値と、溶接電圧Ｖの推奨値と、ワイヤ送給速度ＷＦの推奨値と、脚長Ｓの推奨値を決定して表示する溶接条件決定方法について説明する。図８に示すように、溶接条件決定方法は、溶接対象物情報や溶接法情報に基づいて、溶接速度の推奨値ｖｒと、溶接電流の推奨値Ｉｒと、溶接電圧の推奨値Ｖｒと、ワイヤ送給速度の推奨値ＷＦｒと、脚長の推奨値Ｓｒを求める。第４ステップＳ４までは、図３と同じである。よって第４ステップＳ４の説明を省略し、第４ステップＳ４の後の処理について説明する。
溶接速度ｖは、タクト時間のバランス等により決定される場合がある。従って、溶接速度の推奨値ｖｒとは異なる値に変更されることもある。そこで、任意の溶接速度ｖを直接変更入力可能とするため、本実施の形態２の溶接装置では、設定器５に、溶接速度ｖの値の変更を行うための溶接速度設定部１４を設けている。
そして、溶接速度の推奨値ｖｒが設定器５の表示部１５に表示されている状態で、作業者が設定器５の溶接速度設定部１４を用いて溶接速度ｖの値を推奨値ｖｒからｖ２に変更する。この時、溶接装置が、新たに、溶接電流Ｉ等の溶接条件の推奨値を決定する手順について説明する。
先ず、溶接電流Ｉの新たな推奨値と溶接電圧Ｖの新たな推奨値を求める手順について説明する。
溶接速度ｖが推奨値ｖｒから新たな値である溶接速度ｖ２に変更されたとしても、溶接対象物情報および溶接法情報は変更されていない。故に、溶接対象物６である上板１６の板厚Ｔ１と下板１７の板厚Ｔ２の平均値である板厚Ｔは変更されない。また、ワイヤ１と溶接対象物６との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量Ｑｎとの適切な溶接を行うことができる関係を示す図４も変更されない。従って、アーク熱量Ｑｎも変更されず、実施の形態１の場合と同じ値である。
そして、演算部９は、このアーク熱量Ｑｎと、変更された溶接速度である溶接速度ｖ２と（数１）により、（数１）内の溶接電流Ｉ２×溶接電圧Ｖ２を算出する。
ここで、溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとの関係は、溶接電流Ｉが増加すると溶接電圧Ｖも増加するといった関係にある。そして、溶接法情報に基づいて、溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖの関係は一意的に決まる。そこで、溶接法情報に対応付けられた溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとの関係の情報（数式あるいはテーブル）が複数、予め記憶部１０に記憶されている。そして、演算部９は、入力された溶接法情報に基づいて溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとの関係の情報の１つを特定する。この特定した情報に基づいて溶接電流Ｉ２と溶接電圧Ｖ２を算出する。すなわち、溶接電流Ｉ２×溶接電圧Ｖ２が決まっているので、溶接電流Ｉ２と溶接電圧Ｖ２の関係を示す特性上で１つの点が決まる。そして、その点の溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖが求める溶接電流Ｉ２と溶接電圧Ｖ２になる。これが図８に示す電流値及び電圧値算出ステップＳ１５である。
次に、ワイヤ送給速度ＷＦの新たな推奨値を求める手順について説明する。
ワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係は、ワイヤ送給速度ＷＦが増加すると溶接電流Ｉも増加するといった関係にある。そして、溶接法情報に基づいて、ワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係は一意的に決まる。そこで、溶接法情報に対応付けられたワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係の情報（数式あるいはテーブル）が複数、予め記憶部１０に記憶されている。
演算部９は、記憶部１０に記憶されているワイヤ送給速度ＷＦと溶接電流Ｉとの関係の情報と、第２ステップＳ２で入力された溶接法情報と、上記で求めた溶接電流Ｉの新たな推奨値である溶接電流Ｉ２に基づいて、ワイヤ送給速度ＷＦ２を求める。そして、これをワイヤ送給速度ＷＦ２の新たな推奨値とする。これが図８に示す送給速度算出ステップＳ１６である。
次に、脚長Ｓの新たな推奨値Ｓ２を求める手順について説明する。
実施の形態１で説明したように、脚長Ｓとワイヤ径ｄとワイヤ送給速度ＷＦと溶接速度ｖとは（数２）に示す関係にあり、この（数２）は記憶部１０に記憶されている。
そして、演算部９は、記憶部１０に記憶されている（数２）と、第２ステップＳ２で入力されたワイヤ径ｄと、上記で求めたワイヤ送給速度ＷＦ２（推奨値）と、推奨値ｖｒから変更された値である溶接速度ｖ２とから脚長Ｓを求め、これを脚長の推奨値Ｓ２とする。これが図８に示す脚長算出取得ステップＳ１７である。
以上のようにして、溶接条件決定方法は、溶接速度ｖを溶接速度の推奨値ｖｒから変更した際、溶接条件決定方法は溶接条件の推奨値を求めることができる。そして、演算部９で求められたワイヤ送給速度ＷＦ２と、溶接電流Ｉ２と、溶接電圧Ｖ２と、脚長Ｓ２は、設定器５の表示部１５に新たな推奨値として表示される。
すなわち、溶接条件決定方法は、第４ステップＳ４の後に、溶接電流及び溶接電圧を求める電流値及び電圧値算出ステップＳ１５を備える。
そして、溶接条件として表示される溶接速度ｖが、溶接速度の推奨値ｖｒとは異なる値ｖ２に変更されると、電流値及び電圧値算出ステップＳ１５は、アーク熱量算出式を基に、既に決定されたアーク熱量Ｑｎと表示される溶接速度の変更後の値から、溶接電流と溶接電圧の積算値Ｉ２×Ｖ２を算出する。そのアーク熱量算出式は、溶接電流と溶接電圧に比例し溶接速度に反比例する関係にあるアーク熱量を算出するためのものである。そして、溶接電流と溶接電圧との関係を示す関係式または関係表を基に、積算値Ｉ２×Ｖ２より溶接電流Ｉ２及び溶接電圧Ｖ２を求める。
このように、表示される溶接速度ｖｒが変更されると、溶接条件決定方法は、電流値及び電圧値算出ステップＳ１５で求めた溶接電流Ｉ２及び溶接電圧Ｖ２を、新たな溶接電流の推奨値Ｉ２及び新たな溶接電圧の推奨値Ｖ２として決定する。
作業者が溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報を設定することで、それに適した溶接電流、溶接電圧、ワイヤ送給速度、溶接速度及び脚長といった溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。さらに、作業者が推奨値から値を変更した場合でも、その変更後の値に適した溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。
また、溶接条件決定方法は、電流値及び電圧値取得ステップＳ１５の後に、送給速度算出ステップＳ１６と、脚長算出ステップＳ１７と、を備える。送給速度算出ステップＳ１６は、溶接電流とワイヤ送給速度の関係式または関係表を基に、電流値及び電圧値算出ステップＳ１５で求めた溶接電流の値Ｉ２より、ワイヤ送給速度ＷＦ２を求める。脚長算出ステップＳ１７は、送給速度算出ステップＳ１６で求めたワイヤ送給速度ＷＦ２より、脚長Ｓ２を求める。
なお、別の仕方でも溶接条件の推奨値を算出することができる。以下に、溶接条件の推奨値の別の算出の仕方について説明する。
図９は、本発明の実施の形態２における溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖとワイヤ送給速度ＷＦの関係を示す図である。図１０は、本発明の実施の形態２における溶接条件の推奨値を決定する別の手順を示すフローチャートである。図１１は、本発明の実施の形態２における板厚と溶接速度の関係を示す図である。
ここで、溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖと、ワイヤ送給速度ＷＦとの関係は、図９に示すように比例関係を示すことが発明者らの実験により確認された。溶接速度ｖｒから溶接速度ｖ３へα倍変更したとすると、アーク熱量Ｑを一定に保つ場合、（数１）に従うと、溶接電流Ｉ３×溶接電圧Ｖ３も、溶接電流Ｉｒ×溶接電圧Ｖｒと比較するとα倍とする必要がある。
図９に示すように、ワイヤ送給速度ＷＦは溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖと比例関係にある。そのため、溶接電流Ｉ×溶接電圧Ｖがα倍になると、ワイヤ送給速度ＷＦもα倍となる。すなわち、溶接速度ｖｒが溶接速度ｖ２へα倍に変更されると、ワイヤ送給速度ＷＦ２はワイヤ送給速度ＷＦｒのα倍となる。よって、（数２）より、溶接速度ｖが変化してもアーク熱量Ｑを一定としている限り脚長Ｓは変化しないこととなる。溶接速度ｖを変化させた場合、脚長Ｓを一定となるようにワイヤ送給量ＷＦを設定すると、同じアーク熱量Ｑでの適正な施工を行うことが可能となる。
前述では、溶接速度の推奨値ｖｒを溶接速度ｖ２に変更した場合、アーク熱量Ｑが一定となるように演算を行って溶接電流Ｉ２と溶接電圧Ｖ２を算出する例を示した。しかし、図９の関係を満たす場合、溶接条件決定方法は、別の手順で溶接条件の推奨値を決定してもよい。つまり、演算部９は、脚長Ｓを一定に保つよう、（数３）を基に、ワイヤ送給速度ＷＦ２を算出する。そして、溶接電流Ｉ２を、ワイヤ送給速度ＷＦが増加すると溶接電流Ｉも増加するといった関係（計算式あるいはテーブル）に基づいて算出する。そして、溶接電圧Ｖ２を、溶接電流Ｉ２が増加すると溶接電圧Ｖ２も増加するといった関係（計算式あるいはテーブル）に基づいて算出するようにしても良い。
本実施の形態２の別の溶接条件設定方法について、図１０を用いて説明する。
本実施の形態２の別の溶接条件の決定方法は、第４ステップＳ４の後に、溶接速度の推奨値ｖｒが溶接速度ｖ２に変更されると、送給速度算出ステップＳ５、電流値算出ステップＳ６、電圧値算出ステップＳ２７を行なう。そして、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ２及び電圧値算出ステップＳ２７で求めた溶接電圧Ｖ２を、新たな溶接電流Ｉの推奨及び新たな溶接電圧Ｖの推奨値とする。
詳細には、送給速度算出ステップＳ５は、第４ステップの後に表示される溶接速度ｖが、溶接速度の推奨値ｖｒとは異なる値に変更されると、ワイヤ送給速度算出式に基づいて、溶接速度の変更後の値ｖ２と、脚長の推奨値Ｓｒからワイヤ送給速度ＷＦ２を求める。
電圧値算出ステップＳ２７は、アーク熱量算出式に基づいて、第３ステップＳ３で決定したアーク熱量Ｑｎと、溶接速度の変更後の値ｖ２と、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ２とから、溶接電圧Ｖ２を算出する。そのアーク熱量算出式は、溶接電流と溶接電圧に比例し溶接速度に反比例する関係にあるアーク熱量を算出するためのものである。
表示される溶接速度ｖｒが溶接速度ｖ２に変更されると、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ２及び電圧値算出ステップＳ２７で求めた溶接電圧Ｖ２を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する。
このように、作業者が溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報を設定することで、それに適した溶接電流Ｉ、溶接電圧Ｖ、ワイヤ送給速度ＷＦ、溶接速度ｖ及び脚長Ｓといった溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。さらに、作業者が送給速度の推奨値ｖｒから値を変更した場合でも、その変更後の値ｖ２に適した溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。
なお、第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報に対し、適正な溶接ねらい位置および溶接トーチ角度は異なる。そこで、それぞれを第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報である上板１６と下板１７の平均板厚である板厚Ｔに対する適正条件と第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報の上板と下板の板厚差を考慮した適正条件とを合算して出力する方式も具備している。
そして、図５に示すように、トーチ角度とねらい位置を設定器５の表示部１５に表示して作業者に情報として提供可能としている。なお、溶接速度ｖは、第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報に対し一意的に決定されるものではない。
実際は、図１１に示すように、上限溶接速度が存在する。この上限溶接速度は、板厚Ｔが厚くなるほど低くなる傾向となることが発明者らによる実験により確認されている。
従って、推奨値とは異なる、作業者により設定された溶接速度ｖ２に関し、記憶部１０に記憶されている溶接速度ｖの上限を超える場合がある。その場合には、作業者により設定された溶接速度ｖ２は、適正範囲外であると判断される。
そして、判断結果が適正範囲外である場合、溶接装置は、設定された溶接速度ｖ２が適正範囲外であることを設定器５の表示部１５に表示する。また、設定された溶接速度ｖ２が適正範囲外である場合には、新たな推奨値として演算した溶接電流Ｉ２や溶接電圧Ｖ２等の値を表示部１５には表示しないようにし、溶接条件として設定できないようにする。また、表示部１５に溶接速度ｖ２を再度入力することを促す旨のメッセージを表示する。
なお、設定された溶接速度ｖ２が適正範囲内である場合には、新たな推奨値として、演算した溶接電流Ｉ２や溶接電圧Ｖ２等の値を表示部１５には表示し、溶接条件として設定できるようにする。
（実施の形態３）
図１２Ａは、本発明の実施の形態３における溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第１のフローチャートである。図１２Ｂは、本発明の実施の形態３における溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第２のフローチャートである。
本実施の形態の溶接装置と溶接条件設定方法について、図１２Ａ、図１２Ｂを用いて説明する。なお、本実施の形態３において、実施の形態１や実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１や実施の形態２と異なる主な点は、溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて溶接条件の推奨値の決定を行った後の処理である。実施の形態１では、脚長の推奨値Ｓｒを変更した際に溶接条件の新たな推奨値を求める例を示した。実施の形態２では、溶接速度の推奨値ｖｒを変更した際に溶接条件の新たな推奨値を求める例を示した。本実施の形態３では、脚長の推奨値Ｓｒと溶接速度の推奨値ｖｒの両方を変更した際に溶接条件の新たな推奨値を求めるようにした点である。
表示された脚長の推奨値Ｓｒと、表示された溶接速度の推奨値ｖｒを、作業者が変更して脚長Ｓ１と溶接速度ｖ２にすることがある。その場合、新たに、溶接電流Ｉの推奨値と、溶接電圧Ｖの推奨値と、ワイヤ送給速度ＷＦの推奨値とを決定して表示する溶接条件決定方法について説明する。
脚長Ｓと溶接速度ｖの両方を推奨値から変更することに関し、脚長Ｓは溶接継手性能を決定する項目となり優先順位が高くなると考えられる。従って、脚長Ｓの変更による溶接条件算出の処理が行なわれ、その後に、溶接速度ｖの変更による溶接条件算出の処理が行なわれることとして説明する。
先ずは、脚長の推奨値Ｓｒの変更による溶接条件の算出について説明する。但し、脚長の推奨値Ｓｒの変更による溶接条件の算出（送給速度算出ステップＳ５、電流値算出ステップＳ６、電圧値算出ステップＳ７、熱量決定ステップＳ８）は、実施の形態１で説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、本算出に関し、溶接速度ｖは、変更された溶接速度ｖ２ではない。実施の形態１と同様に、第１ステップＳ１で設定された溶接対象物情報に基づいて決定された溶接速度の推奨値ｖｒを用いている。
そして、溶接装置は、この算出による各溶接条件の推奨値を、溶接電流Ｉ１、溶接電圧Ｖ１の推奨値、ワイヤ送給速度ＷＦ１とする。
なお、実施の形態１と同様、変更された脚長Ｓ１の値が適正な範囲内であるか否かの判定を行った上で各溶接条件の推奨値を求めている（熱量決定ステップＳ８）。
次に、溶接速度の推奨値ｖｒの変更による溶接条件の算出について説明する。但し、溶接速度の推奨値ｖｒの変更による条件の算出や溶接速度ｖが上限を超えるか否かの判定は、実施の形態２で説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。但し、本算出に関し、実施の形態２と同様に、脚長Ｓとしては、変更された脚長Ｓ１を用いている。
そして、溶接装置は、この算出による各溶接条件の推奨値を、溶接電流Ｉ１２、溶接電圧Ｖ１２、ワイヤ送給速度ＷＦ１２とする。
なお、実施の形態２と同様、演算部９は、変更された溶接速度ｖ２の値が適正な範囲内であるか否かの判定を行った上で各溶接条件の推奨値を求めている。
以上のように、脚長を推奨値Ｓｒから脚長Ｓ１に変更し、かつ、溶接速度を推奨値ｖｒから溶接速度ｖ２に変更した際に、溶接装置は各溶接条件の推奨値として、溶接電流Ｉ１２、溶接電圧Ｖ１２、ワイヤ送給速度ＷＦ１２が算出され、設定器５の表示部１５に表示される。なお、脚長Ｓと溶接速度ｖに関しては、推奨値からの変更値である脚長Ｓ１と溶接速度ｖ２が設定器５の表示部１５に表示される。
すなわち、溶接条件設定方法は、第４ステップＳ４の後に、送給速度算出ステップＳ５と、電流値算出ステップＳ６と、熱量決定ステップＳ７と、熱量算出ステップＳ８と、電流値及び電圧値算出ステップＳ１６とを備える。
そして、溶接条件として表示される脚長及び溶接速度が、第４ステップＳ４で決定した推奨値とは異なる値に変更されると、電流値及び電圧値算出ステップＳ１６で求めた溶接電流Ｉ１２及び溶接電圧Ｖ１２を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する。
送給速度算出ステップＳ５は、脚長の２乗に比例し溶接速度に比例する関係にあるワイヤ送給速度を算出するためのワイヤ送給速度算出式に基づいて、脚長の変更後の値Ｓ１と溶接速度の推奨値ｖｒからワイヤ送給速度ＷＦ１を求める。
電流値算出ステップＳ６は、ワイヤ送給速度の増加にあわせて増加する関係にある溶接電流を算出するための溶接電流算出式又はワイヤ送給速度と溶接電流の関係を表す表に基づいて、送給速度算出ステップＳ５で算出したワイヤ送給速度ＷＦ１から溶接電流Ｉ１を求める。
電圧値算出ステップＳ７は、溶接電流の増加にあわせて増加する関係にある溶接電圧を算出するための溶接電圧算出式又は溶接電流と溶接電圧の関係を表す表に基づいて、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１から溶接電圧Ｖ１を求める。
熱量決定ステップＳ８は、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１と電圧値算出ステップＳ７で求めた溶接電圧Ｖ１と、溶接速度の推奨値ｖｒとからアーク熱量Ｑ１を決定する。
電流値及び電圧値算出ステップＳ１６は、アーク熱量算出式に基づいて、熱量決定ステップＳ８で決定したアーク熱量Ｑ１と溶接速度の変更後の値ｖ２から、溶接電流と溶接電圧の積算値を算出する。そして、溶接電流と溶接電圧との関係を示す関係式または関係表を基に、積算値より新たな溶接電流Ｉの推奨値及び新たな溶接電圧Ｖの推奨値を求める。
このようにして、溶接条件設定方法は、電流値及び電圧値算出ステップＳ１６で求めた溶接電流Ｉ１２及び溶接電圧Ｖ１２を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する。
本実施の形態３の溶接装置および溶接条件決定方法によれば、溶接対象物に関する情報と溶接法に関する情報が設定されることで、溶接装置は、それに適した溶接電流Ｉｒと溶接電圧Ｖｒとワイヤ送給速度ＷＦｒと溶接速度ｖｒと脚長Ｓｒといった溶接条件の推奨値を決定する。そして、この決定した溶接条件の推奨を表示部１５に表示することができる。さらに、作業者が脚長の推奨値Ｓｒから値を変更し、かつ、溶接速度の推奨値ｖｒから値を変更した場合でも、溶接装置は、その変更後における溶接条件の推奨値を決定して表示することができる。従って、溶接条件を決定するまでの試行錯誤を行う時間と労力や、試作トライ用として廃棄する溶接対象物を最大限低減することが可能となる。
なお、別の仕方でも溶接条件の推奨値を算出することができる。以下に、溶接条件の推奨値の別の算出の仕方について説明する。
図１３Ａは、本発明の実施の形態３における別の溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第１のフローチャートである。図１３Ｂは、本発明の実施の形態３における別の溶接条件の推奨値を決定する手順を示す第２のフローチャートである。
すなわち、溶接条件設定方法は、第４ステップＳ４の後に、送給速度算出ステップＳ５と、電流値算出ステップＳ６と、熱量決定ステップＳ８と、電圧値算出ステップＳ２７とを備える。
送給速度算出ステップＳ５は、第４ステップＳ４の後に表示される脚長及び溶接速度が、いずれも推奨値とは異なる値に変更されると、ワイヤ送給速度算出式に基づいて、脚長の変更後の値Ｓ１と溶接速度の推奨値ｖｒからワイヤ送給速度ＷＦ１を求める。
電流値算出ステップＳ６は、ワイヤ送給速度の増加にあわせて増加する関係にある溶接電流を算出するための溶接電流算出式又はワイヤ送給速度と溶接電流の関係を表す表に基づいて、送給速度算出ステップＳ５で算出したワイヤ送給速度ＷＦ１から溶接電流Ｉ１を求める。
熱量決定ステップＳ８は、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１と、溶接電圧算出式又は溶接電流と溶接電圧の関係を表す表に基づいて、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１から求めた溶接電圧Ｖ１と、溶接速度の推奨値ｖｒとからアーク熱量Ｑ１を決定する。その溶接電圧算出式は、溶接電流の増加にあわせて増加する関係にある溶接電圧を算出するためのものである。
電圧値算出ステップＳ２７は、アーク熱量算出式に基づいて、熱量決定ステップＳ８で求めたアーク熱量Ｑ１と、溶接速度の変更後の値ｖ２と、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１とから、溶接電圧Ｖ１２を求める。そのアーク熱量算出式は、溶接電流と溶接電圧に比例し溶接速度に反比例する関係にあるアーク熱量を算出するためのものである。
このように、表示される脚長及び表示される溶接速度が変更されると、電流値算出ステップＳ６で求めた溶接電流Ｉ１及び電圧値算出ステップＳ２７で求めた溶接電圧Ｖ１２を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する。
なお、上記した実施の形態１から実施の形態３において、第１ステップＳ１として溶接対象物６に関する情報である溶接対象物情報を作業者は溶接装置に入力する。この溶接対象物情報としては、溶接対象物６の材質、溶接対象物６の上板１６の板厚、溶接対象物６の下板１７の板厚、溶接対象物６の上板１６の板厚と溶接対象物６の下板１７の板厚の平均板厚Ｔ、溶接対象物６の継手形状等が挙げられる。そして、これらの情報の内少なくとも１つを溶接対象物情報として用いるようにすれば良い。
また、継手形状の例としては、Ｔ継手、重ね継手、突合継手、角継手、へり継手、フレア継手等が挙げられる。
なお、上記した実施の形態１から実施の形態３において、第２ステップＳ２としてアーク溶接法に関する情報である溶接法情報を作業者は溶接装置に入力する。この溶接法情報としては、アーク溶接におけるパルス溶接の可否、パルスモードの種類、シールドガスの種類、溶接ワイヤ突出長設定、ワイヤ送給制御方法の選択、ワイヤ材質、ワイヤ径等が挙げられる。これらの情報の内少なくとも１つを溶接法情報として用いるようにすれば良い。
ここで、パルス溶接の可否とは、パルスありもしくはなしの選択である。パルスモードの種類とは、複数あるパルスモードの中からの選択である。シールドガスの種類とは、ＣＯ２ガスもしくは８０％Ａｒ−２０％ＣＯ２ガスもしくは９８％Ａｒ−２％Ｏ２など溶接用に使用されるシールドガスである。ワイヤ突出長設定は、チップと母材間の距離のことをいい、１５ｍｍもしくは２０ｍｍなどの個別設定である。ワイヤ送給制御方法とは、常時正送、もしくは正送と逆送を繰り返すなどワイヤ送給のモード設定である。ワイヤ材質とは、軟鋼もしくはステンレスなど溶接用ワイヤの材質である。ワイヤ径とは、溶接ワイヤの直径を示しφ０．９ｍｍもしくはφ１．０ｍｍなど使用する溶接用ワイヤの直径をいう。
なお、実施の形態１から３においては、溶接対象物情報と溶接法情報に基づいて、溶接条件の推奨値として、溶接速度ｖと、溶接電流Ｉと、溶接電圧Ｖと、ワイヤ送給速度ＷＦと、脚長Ｓが演算されて表示される。
また、実施の形態１において、脚長Ｓが変更して設定された場合、その溶接条件の推奨値として、溶接速度ｖと、溶接電流Ｉと、溶接電圧Ｖと、ワイヤ送給速度ＷＦが演算されて表示される。
また、実施の形態２において、溶接速度ｖが変更して設定された場合、その溶接条件の推奨値として、溶接電流Ｉと、溶接電圧Ｖと、ワイヤ送給速度ＷＦと、脚長Ｓが演算されて表示される。
また、実施の形態３において、脚長Ｓが変更して設定され、かつ、溶接速度ｖが変更して設定された場合、その溶接条件の推奨値として、溶接電流Ｉと、溶接電圧Ｖと、ワイヤ送給速度ＷＦが演算されて表示される。
そして、このように推奨値として演算された値及び、変更されて設定された値に関し、記憶部１０に記憶されている動作プログラムに溶接電流や溶接電圧等、演算された値や設定された値と同じ項目がある場合がある。その場合、制御部８は、動作プログラムを演算された値や設定された値に修正する。このようにすることで、適切な溶接条件で溶接を行うことが可能となる。
本発明は、溶接を行う際の溶接条件の決定を容易に行うことができ、様々な溶接対象物の溶接を行う際の溶接条件設定方法および溶接装置として、産業上有用である。
１ ワイヤ
２ 溶接トーチ
３ マニピュレータ
４ ロボット制御装置
５ 設定器
６ 溶接対象物
７ 溶接電源装置
８ 制御部
９ 演算部
１０ 記憶部
１１ 溶接対象物情報入力部
１２ 溶接法情報入力部
１３ 脚長設定部
１４ 溶接速度設定部
１５ 表示部
１６ 上板
１７ 下板

Claims (14)

  1. 溶接対象物に関する情報である溶接対象物情報を入力する第１ステップと、
    アーク溶接法に関する情報である溶接法情報を入力する第２ステップと、
    前記溶接対象物情報と前記溶接法情報に基づいて電極であるワイヤと溶接対象物との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量を決定する第３ステップと、
    前記溶接対象物情報と前記溶接法情報と前記アーク熱量に基づいて、ワイヤ送給速度の推奨値と脚長の推奨値と溶接速度の推奨値と溶接電流の推奨値と溶接電圧の推奨値を決定する第４ステップと、
    前記第４ステップの後に溶接条件として表示される脚長又は溶接速度の少なくとも一方が、前記第４ステップで決定した推奨値とは異なる値に変更されると、変更後の値から脚長の２乗に比例し溶接速度に比例する関係にあるワイヤ送給速度を算出するためのワイヤ送給速度算出式に基づいて、ワイヤ送給速度を求める送給速度算出ステップと、
    ワイヤ送給速度の増加にあわせて増加する関係にある溶接電流を算出するための溶接電流算出式又はワイヤ送給速度と溶接電流の関係を表す表に基づいて、前記送給速度算出ステップで算出されたワイヤ送給速度から溶接電流を求める電流値算出ステップと、
    前記電流値算出ステップで求めた溶接電流から溶接電圧を求める電圧値算出ステップと、を備え、
    前記電流値算出ステップで求めた溶接電流及び前記電圧値算出ステップで求めた溶接電圧を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する
    溶接条件決定方法。
  2. 前記送給速度算出ステップは、前記第４ステップの後に溶接条件として表示される脚長が、前記第４ステップで決定した脚長の推奨値とは異なる値に変更されると、前記ワイヤ送給速度算出式に基づいて、前記脚長の変更後の値と前記溶接速度の推奨値からワイヤ送給速度を求め、
    前記電圧値算出ステップは、溶接電流の増加にあわせて増加する関係にある溶接電圧を算出するための溶接電圧算出式又は溶接電流と溶接電圧の関係を表す表に基づいて、前記電流値算出ステップで求めた溶接電流から溶接電圧を求め、
    前記表示される脚長が変更されると、前記電流値算出ステップで求めた溶接電流及び前記電圧値算出ステップで求めた溶接電圧を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する
    請求項１に記載の溶接条件決定方法。
  3. 前記電流値算出ステップで求めた溶接電流と、前記電圧値算出ステップで求めた溶接電圧と、前記溶接速度の推奨値とからアーク熱量を求める熱量決定ステップを備え、
    前記熱量算出ステップで求めたアーク熱量が適正範囲内にある場合のみ、前記電流値算出ステップで求めた溶接電流と前記電圧値算出ステップで求めた溶接電圧を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する
    請求項２記載の溶接条件決定方法。
  4. 前記送給速度算出ステップは、前記第４ステップの後に前記表示される溶接速度が、前記溶接速度の推奨値とは異なる値に変更されると、前記ワイヤ送給速度算出式に基づいて、前記溶接速度の変更後の値と、前記脚長の推奨値からワイヤ送給速度を求め、
    前記電圧値算出ステップは、溶接電流と溶接電圧に比例し溶接速度に反比例する関係にあるアーク熱量を算出するためのアーク熱量算出式に基づいて、前記第３ステップで決定したアーク熱量と、前記溶接速度の変更後の値と、前記電流値算出ステップで求めた溶接電流とから、溶接電圧を算出し、
    前記表示される溶接速度が変更されると、前記電流値算出ステップで求めた溶接電流及び前記電圧値算出ステップで求めた溶接電圧を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する
    請求項１に記載の溶接条件決定方法。
  5. アーク熱量を求める熱量決定ステップを備え、
    前記送給速度算出ステップは、前記第４ステップの後に前記表示される脚長及び溶接速度が、いずれも推奨値とは異なる値に変更されると、前記ワイヤ送給速度算出式に基づいて、前記脚長の変更後の値と前記溶接速度の推奨値からワイヤ送給速度を求め、
    前記熱量決定ステップは、前記電流値算出ステップで求めた溶接電流と、溶接電流の増加にあわせて増加する関係にある溶接電圧を算出するための溶接電圧算出式又は溶接電流と溶接電圧の関係を表す表に基づいて、前記電流値算出ステップで求めた溶接電流から求めた溶接電圧と、前記溶接速度の推奨値とからアーク熱量を決定し、
    前記電圧値算出ステップは、溶接電流と溶接電圧に比例し溶接速度に反比例する関係にあるアーク熱量を算出するためのアーク熱量算出式に基づいて、前記熱量決定ステップで求めたアーク熱量と、前記溶接速度の変更後の値と、前記電流値算出ステップで求めた溶接電流とから、溶接電圧を求め、
    前記表示される脚長及び前記表示される溶接速度が変更されると、前記電流値算出ステップで求めた溶接電流及び電圧値算出ステップで求めた溶接電圧を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する
    請求項１に記載の溶接条件決定方法。
  6. 前記送給速度算出ステップは、前記脚長の変更後の値が適正入力範囲外であれば、前記表示される脚長を変更することを不可とし、前記脚長の変更後の値が適正入力範囲内であれば、前記ワイヤ送給速度算出式に基づいて、前記脚長の変更後の値と前記溶接速度の推奨値からワイヤ送給速度を求める
    請求項５に記載の溶接条件決定方法。
  7. 前記電圧値算出ステップは、前記溶接速度の変更後の値が適正入力範囲外であれば、前記表示される溶接速度を変更することを不可とし、前記溶接速度の変更後の値が適正入力範囲内であれば、前記アーク熱量算出式に基づいて、前記熱量決定ステップで決定したアーク熱量と、前記溶接速度の変更後の値と、前記電流値算出ステップで求めた溶接電流とから、溶接電圧を求める
    請求項５に記載の溶接条件決定方法。
  8. 溶接対象物に関する情報である溶接対象物情報を入力する第１ステップと、
    アーク溶接法に関する情報である溶接法情報を入力する第２ステップと、
    前記溶接対象物情報と前記溶接法情報に基づいて電極であるワイヤと溶接対象物との間に発生させるアークの熱量であるアーク熱量を決定する第３ステップと、
    前記溶接対象物情報と前記溶接法情報と前記アーク熱量に基づいて、ワイヤ送給速度の推奨値と脚長の推奨値と溶接速度の推奨値と溶接電流の推奨値と溶接電圧の推奨値を決定する第４ステップと、
    前記第４ステップの後に溶接条件として表示される溶接速度が、前記溶接速度の推奨値とは異なる値に変更されると、溶接電流と溶接電圧に比例し溶接速度に反比例する関係にあるアーク熱量を算出するためのアーク熱量算出式に基づいて、既に決定されたアーク熱量と前記表示される溶接速度の変更後の値から、溶接電流と溶接電圧の積算値を算出し、溶接電流と溶接電圧との関係を示す関係式または関係表を基に、前記積算値より溶接電流及び溶接電圧を求める電流値及び電圧値算出ステップを備え、
    前記表示される溶接速度が変更されると、前記電流値及び電圧値算出ステップで求めた溶接電流及び溶接電圧を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する
    溶接条件決定方法。
  9. 溶接電流とワイヤ送給速度の関係式または関係表を基に、前記電流値及び電圧値算出ステップで求めた溶接電流の値より、ワイヤ送給速度を求める送給速度算出ステップと、
    前記ワイヤ送給速度算出ステップで求めたワイヤ送給速度より、脚長を求める脚長算出ステップと、
    を備える
    請求項８に記載の溶接条件決定方法。
  10. 前記第４ステップの後に溶接条件として表示される脚長及び溶接速度が、前記第４ステップで決定した推奨値とは異なる値に変更されると、脚長の２乗に比例し溶接速度に比例する関係にあるワイヤ送給速度を算出するためのワイヤ送給速度算出式に基づいて、前記脚長の変更後の値と前記溶接速度の推奨値からワイヤ送給速度を求める送給速度算出ステップと、
    ワイヤ送給速度の増加にあわせて増加する関係にある溶接電流を算出するための溶接電流算出式又はワイヤ送給速度と溶接電流の関係を表す表に基づいて、前記送給速度算出ステップで算出したワイヤ送給速度から溶接電流を求める電流値算出ステップと、
    溶接電流の増加にあわせて増加する関係にある溶接電圧を算出するための溶接電圧算出式又は溶接電流と溶接電圧の関係を表す表に基づいて、前記電流値算出ステップで求めた溶接電流から溶接電圧を求める電圧値算出ステップと、
    前記電流値算出ステップで求めた溶接電流と前記電圧値算出ステップで求めた溶接電圧と前記溶接速度の推奨値とからアーク熱量を決定する熱量決定ステップと、を備え、
    前記電流値及び電圧値算出ステップは、前記アーク熱量算出式に基づいて、前記熱量算出ステップで決定したアーク熱量と前記溶接速度の変更後の値から、溶接電流と溶接電圧の積算値を算出し、溶接電流と溶接電圧との関係を示す関係式または関係表を基に、前記積算値より新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値を求め、
    前記電流値及び電圧値算出ステップで求めた溶接電流及び溶接電圧を、新たな溶接電流の推奨値及び新たな溶接電圧の推奨値として決定する
    請求項８に記載の溶接条件決定方法。
  11. 前記溶接対象物情報は、材質、上板の板厚、下板の板厚、上板の板厚下板の板厚の平均板厚及び継手形状のうちの少なくとも１つを含む
    請求項１又は８のいずれか１項に記載の溶接条件決定方法。
  12. 前記溶接法情報は、パルス溶接の可否情報、パルス溶接の種類情報、シールドガス情報、ワイヤ突出長情報、ワイヤ送給制御情報、ワイヤ材質、及びワイヤ径のうちの少なくとの１つを含む
    請求項１又は８のいずれか１項に記載の溶接条件決定方法。
  13. 溶接対象物に関する情報である溶接対象物情報を入力するための溶接対象物情報入力部と、
    アーク溶接法に関する情報である溶接法情報を入力するための溶接法情報入力部と、
    前記溶接対象物情報と前記溶接法情報に基づいて電極と母材間に発生させるアーク熱量を決定するアーク熱量決定部と、
    溶接条件として表示される脚長を脚長の推奨値とは異なる値に変更するための脚長設定部と、
    溶接条件として表示される溶接速度を溶接速度の推奨値とは異なる値に変更するための溶接速度設定部と、
    請求項１又は８のいずれか１項に記載の溶接条件決定方法の演算を行う演算部と、
    前記演算部の演算結果を表示する表示部を備えた溶接装置。
  14. 溶接装置は、溶接トーチを備えたマニピュレータを制御するロボット制御装置と、
    前記ロボット制御装置に接続された設定器と、
    前記ロボット制御装置に接続されたあるいは前記ロボット制御装置内に設けられた溶接出力を行うための溶接電源装置と、を備え、
    前記ロボット制御装置は、前記マニピュレータと前記溶接電源装置を動作させるための動作プログラムを記憶する記憶部と、
    前記記憶部に記憶された前記動作プログラムを修正する制御部と、を備え、
    前記制御部は前記記憶部の前記動作プログラムにある、溶接電流の値、溶接電圧の値および溶接速度の値を前記演算部で演算された溶接電流、溶接電圧および溶接速度に修正する
    請求項１３記載の溶接装置。
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