WO2017155041A1 - アーク溶接システム及びワイヤ送給装置 - Google Patents

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WO2017155041A1
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supply source
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雅博 井上
森田 幸也
寿朗 宮原
河合 宏和
松杰 侯
勇人 馬塲
塩崎 秀男
哲生 惠良
上山 智之
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株式会社ダイヘン
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Definitions

  • the present invention relates to a consumable electrode type arc welding system and a wire feeding device.
  • the consumable electrode type arc welding system includes a wire feeding device that feeds a welding wire from a wire supply source to a welding torch, and a power supply device.
  • the wire feeding device is provided on a drawing / feeding roller that pulls out a welding wire from a wire supply source such as a wire reel and a pack wire, and an arm of a welding robot, and welds the welding wire fed from the wire supply source.
  • An extrusion feeding roller for extruding the torch.
  • the drawing and feeding roller and the extrusion feeding roller are connected by a conduit cable through which the fed welding wire is inserted, and the welding wire is guided by the conduit cable and fed to the welding torch.
  • the arc welding system generates an arc by feeding the welding wire to the welding torch and supplying electric power between the welding wire and the base material by controlling the rotation of the drawing feeding roller and the extrusion feeding roller. And the base metal is welded by the heat of the arc. If it is a thin plate of about 5 mm, the butt joint of the base material can be welded in one pass.
  • the base material cannot be welded in one pass with the conventional arc welding system. For this reason, thick plates are welded by multilayer welding in which a plurality of welding operations are repeated. However, in multi-layer welding, an increase in the number of welding steps becomes a problem. In addition, the amount of heat input becomes large, and deformation of the base material and embrittlement of the welded part become problems.
  • the inventors of the present application as compared with a general arc welding system, feed a welding wire at a high speed, and supply a large current.
  • the knowledge that pass welding can be realized was obtained.
  • one-pass welding of a thick plate can be realized by feeding a welding wire at about 5 to 100 m / min and supplying a large current of 300 A or more.
  • a concave melted portion is formed in the base material by the heat of the arc, and the tip of the welding wire enters the melted portion.
  • an arc generated between the tip of the welding wire that has entered the molten portion and the base material or the molten portion is appropriately referred to as a buried arc.
  • This invention is made
  • the objective is that a welding wire can be stably fed to a welding torch at a required speed, and 1 pass welding of a thick plate is realized. It is an object of the present invention to provide an arc welding system and a wire feeding device.
  • An arc welding system includes a wire feeding device that feeds a welding wire from a wire supply source to a welding torch, and electric power between the welding wire and the base material that are fed to the welding torch by the wire feeding device.
  • a consumable electrode type arc welding system that welds a base material with an arc generated between the welding wire and the base material by the supplied power, and the wire feeding device includes:
  • An intermediate wire supply source is disposed between the wire supply source and the welding torch, temporarily stores the welding wire supplied from the wire supply source, and supplies the stored welding wire to the welding torch.
  • the wire feeding device includes a first feeding unit that feeds a welding wire of the wire supply source to the intermediate wire supply source, and a welding accommodated in the intermediate wire supply source.
  • a second feeding unit that feeds the wire to the welding torch.
  • the intermediate wire supply source between the wire supply source and the welding torch, the feeding load of the welding wire on the wire supply source side is absorbed, and the welding wire on the welding torch side is absorbed.
  • the feeding load can be reduced. Therefore, the welding wire can be stably fed to the welding torch at a required speed, and one-pass welding of a thick plate can be realized.
  • the intermediate wire supply source includes a detection unit that detects a storage amount of the welding wire, and a predetermined amount of the welding wire is stored based on a detection result of the detection unit.
  • a feeding control unit that controls feeding of the first feeding unit is provided.
  • the intermediate wire supply source accommodates a predetermined amount of welding wire
  • the wire supply source to the intermediate wire supply source is caused by the welding load of the welding wire on the wire supply source side. Even if the feeding amount of the welding wire is temporarily reduced or increased, the welding wire can be stably supplied to the welding torch side.
  • the intermediate wire supply source includes a housing that accommodates the welding wire, and the housing and the wire supply source are connected by a first conduit cable through which the welding wire is inserted, The housing and the second feeding section are connected by a second conduit cable through which a welding wire is inserted, and the welding wire is guided by the first conduit cable and the second conduit cable, and the intermediate wire supply source And then fed to the welding torch.
  • the welding wire itself supplied from the wire supply source and sent from the first conduit cable is housed in the casing. Therefore, a sufficient welding wire can be accommodated in the housing. Moreover, since the housing accommodates the welding wire itself, the frictional resistance between the welding wire and the conduit cable does not become a problem.
  • the first feeding unit is accommodated in the casing.
  • the welding wire is compared with the case where the first feeding unit and the intermediate wire supply source are configured separately. Can be controlled more directly.
  • the first feeding unit and the intermediate wire supply source are integrated, the user can easily construct an arc welding system.
  • the load related to the feeding of the welding wire inserted through the first conduit cable is larger than the load related to the feeding of the welding wire inserted through the second conduit cable.
  • the large feeding load related to the first conduit cable is absorbed, and the substantial feeding load of the welding wire on the welding torch side is reduced to the small feeding load related to the second conduit cable. be able to.
  • the casing has a mounting surface for mounting the intermediate wire supply source.
  • the intermediate wire supply source can be arranged at an arbitrary place such as a floor.
  • the arc welding system includes a welding robot having an arm for holding the welding torch, the second feeding unit is provided in the arm of the welding robot, and the intermediate wire supply source is the welding robot. Juxtaposed.
  • the intermediate wire supply source is juxtaposed to the welding robot, and the second feeding unit is provided on the arm of the welding robot. Since the feeding load from the intermediate wire supply source to the second feeding unit is small, the second feeding unit can be reduced in size and weight, and the load applied to the welding robot can be reduced.
  • the power supply device is connected in parallel and includes a first power supply and a second power supply for supplying power between the welding wire and the base material.
  • a large current can be supplied between the welding torch and the base material using the first power source and the second power source connected in parallel.
  • the first power source controls power feeding by the first power source and the second power source and feeding of the welding wire by the wire feeding device.
  • the first power source controls power feeding by itself and the second power source, and controls feeding of the welding wire by the first and second feeding parts. That is, the first power supply centrally controls the operation of the entire power supply device and the welding wire feeder. Therefore, the arc welding system can be stably controlled.
  • the wire feeding device welds at a speed at which the tip of the welding wire enters a concave melted portion formed in the base material by an arc generated between the welding wire and the base material.
  • the power supply device varies the welding current so that the frequency of the welding current flowing between the welding wire and the base material is 10 Hz to 1000 Hz, the average current is 300 A or more, and the current amplitude is 50 A or more.
  • tip part of a welding wire approachs to a concave melting part, and a buried arc generate
  • the tip of the welding wire is surrounded by the melted portion, and an arc is generated between the tip and the bottom and sides of the melted portion.
  • the base metal melted by the heat of the arc and the molten metal of the welding wire try to flow in the direction in which the tip of the welding wire is buried, but it was pushed back by the force of the arc and the tip was surrounded by the melted part. Stabilize in state.
  • the molten metal in such a state may wavy greatly, but by periodically changing the welding current at the frequency, the average current and the current amplitude, the molten metal is finely pulverized at a period higher than a large waving period. It can be vibrated to suppress large undulations of the molten metal. Further, by periodically changing the welding current, it is possible to periodically change the first state in which the arc flies to the bottom of the concave melting portion and the second state in which the arc flies to the side of the melting portion. The undulation of the molten metal can be suppressed.
  • the molten metal can be slightly vibrated at a period higher than a large wave period, and the large wave of the molten metal can be suppressed.
  • the frequency of the welding current is 50 Hz to 300 Hz
  • the average current is 400 A to 1000 A
  • the current amplitude is 100 A to 300 A
  • the wire feeding device feeds the welding wire at a speed of 5 m / min or more.
  • a one-pass welding of a thick plate by a buried arc can be realized by feeding the welding wire at a speed of 5 m / min or more.
  • the wire feeding device is a wire feeding device that feeds a welding wire from a wire supply source to a welding torch, and is arranged between the wire supply source and the welding torch, and from the wire supply source.
  • An intermediate wire supply source that temporarily accommodates the supplied welding wire and supplies the accommodated welding wire to the welding torch, and a first feed that feeds the welding wire of the wire supply source to the intermediate wire supply source.
  • a feeder and a second feeder for feeding the welding wire accommodated in the intermediate wire supply source to the welding torch.
  • the intermediate wire supply source between the wire supply source and the welding torch, the feeding load of the welding wire on the wire supply source side is absorbed, and the welding wire on the welding torch side is absorbed.
  • the feeding load can be reduced.
  • the welding wire can be stably fed to the welding torch at a required speed, and one-pass welding of a thick plate can be realized.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows one structural example of the arc welding system which concerns on this Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows one structural example of the intermediate
  • FIG. It is a flowchart which shows the procedure of the arc welding method which concerns on this embodiment. It is a graph which shows the fluctuation
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an intermediate wire supply source according to Embodiment 2.
  • FIG. It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the power supply device which concerns on this Embodiment 3. It is a block diagram which shows one structural example of a power supply. It is a flowchart which shows the process sequence of each power supply which concerns on electric power feeding control. It is a flowchart which shows the process sequence of each power supply which concerns on electric power feeding control.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the arc welding system according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the intermediate wire supply source 41 according to the first embodiment.
  • the arc welding system according to the present embodiment is a consumable electrode type gas shielded arc welding machine capable of butt welding a base material A having a thickness of 9 mm to 30 mm in one pass.
  • a control device 2 a wire supply source 3, a wire feeding device 4, and a power supply device 5 are provided.
  • the welding robot 1 automatically performs arc welding of the base material A.
  • the welding robot 1 includes a base 11 that is fixed to an appropriate location on the floor surface.
  • a plurality of arms 12 are rotatably connected to the base 11 via a shaft portion (not shown).
  • a welding torch 13 is held at the distal end portion of the arm 12 connected to the distal end side.
  • a motor is provided at the connecting portion of the arm 12, and each arm 12 is rotated around the shaft portion by the rotational driving force of the motor. The rotation of the motor is controlled by the robot controller 2.
  • the robot control device 2 can move the welding torch 13 up, down, front, back, left, and right with respect to the base material A by rotating each arm 12.
  • an encoder that outputs a signal indicating the rotation position of the arm 12 to the robot control device 2 is provided at a connection portion of each arm 12, and the robot control device 2 is based on a signal output from the encoder. The position of the welding torch 13 is recognized.
  • the welding torch 13 is made of a conductive material such as a copper alloy, and has a cylindrical shape that guides the welding wire W to the base material A to be welded and supplies a welding current necessary for generating the arc 7 (see FIG. 5). It has a contact tip. The contact tip contacts the welding wire W that is inserted through the contact tip, and supplies a welding current to the welding wire W. Further, the welding torch 13 has a hollow cylindrical shape surrounding the contact tip, and has a nozzle for injecting a shielding gas from the opening at the tip to the base material A. The shield gas is for preventing oxidation of the base material A and the welding wire W melted by the arc 7.
  • the shield gas is, for example, carbon dioxide, a mixed gas of carbon dioxide and argon, an inert gas such as argon, or the like.
  • a flow channel for water-cooling the welding torch 13 is formed inside the contact tip and the nozzle.
  • the contact tip and the nozzle are connected on the non-tip side, and an inflow port through which water for water cooling flows in and an outflow port through which the water flowing through the flow channel flows out are provided outside the non-tip side.
  • the flow channel is a path from the inflow port to the non-tip portion of the contact tip, the tip portion of the contact tip, the non-tip portion of the contact tip, the non-tip portion of the nozzle, and the tip portion of the nozzle to the outflow port.
  • the wire supply source 3 accommodates the welding wire W in the welding torch 13 so that it can be fed out.
  • the welding wire W is, for example, a solid wire and has a diameter of 0.8 mm to 1.6 mm and functions as a consumable electrode.
  • the wire supply source 3 is, for example, a pack wire.
  • the pack wire includes a cylindrical container that accommodates a spirally wound welding wire W with the terminal end on the bottom side, and the welding wire W is sequentially drawn out from a hole (not shown) provided at the top end. It is configured.
  • the pack wire is an example of the wire supply source 3 and may be a reel wire around which the welding wire W is wound.
  • the wire feeding device 4 is arranged between the wire supply source 3 and the welding torch 13, temporarily stores the welding wire W supplied from the wire supply source 3, and transfers the stored welding wire W to the welding torch 13.
  • An intermediate wire supply source 41 is provided.
  • the intermediate wire supply source 41 absorbs the difference in the wire feeding speed of each part in the feeding path and reduces the feeding load of the welding wire W on the welding torch 13 side.
  • the intermediate wire supply source 41 includes a hollow substantially rectangular parallelepiped housing 41 a that accommodates the welding wire W.
  • the casing 41a has a flat placement surface 41m on the bottom that can be placed on a floor or the like.
  • the casing 41a is formed with an inlet portion 41b into which the welding wire W supplied from the wire supply source 3 is introduced, and an outlet portion 41c that sends out the welding wire W accommodated inside the casing 41a. .
  • the wire supply source 3 and the inlet 41b of the intermediate wire supply source 41 are connected by a first conduit cable 4a through which the welding wire W is inserted.
  • a drawing / feeding unit 41d (first feeding unit) that draws the welding wire W from the wire supply source 3 and draws the welding wire W into the housing 41a via the inlet 41b is provided in the inlet 41b inside the housing 41a. Is provided.
  • the drawing / feeding unit 41d has a pair of rollers facing each other at a position where the welding wire W introduced from the inlet 41b can be sandwiched. At least one of the rollers is rotationally driven by a drawer feed motor 41f capable of speed control.
  • the drawer feeding unit 41d can feed the welding wire W at a speed of, for example, 100 m / min.
  • the drawing / feeding unit 41d rotates the roller in accordance with a feed control signal output from the power supply device 5.
  • the welding wire W drawn into the housing 41a from the first conduit cable 4a via the inlet 41b is bent into an arbitrary shape, and a predetermined amount of the welding wire W is accommodated in the housing 41a. In the example shown in FIG. 1, the welding wire W is accommodated in a loop shape.
  • casing 41a so that the welding wire W may be accommodated without being entangled in a predetermined space region.
  • the outlet 41c inside the casing 41a guides the welding wire W accommodated inside the intermediate wire supply source 41 to the outlet 41c and sends it out of the casing 41a via the outlet 41c.
  • 41e is provided.
  • the wire guide part 41e has a pair of rollers facing each other at a position where the welding wire W is sandwiched and can be guided to the outlet part 41c.
  • the roller may be configured to be rotationally driven by a motor that rotates in synchronization with the drawing / feeding motor 41f, or may be passively rotated.
  • the wire feeding device 4 includes a push feeder 42 that pulls out the welding wire W from the intermediate wire supply source 41 and pushes the drawn welding wire W to the welding torch 13.
  • the push feeder 42 is provided, for example, on the arm 12 of the welding robot 1.
  • the push feeder 42 is connected to the outlet 41c of the intermediate wire supply source 41 by the second conduit cable 4b through which the welding wire W is inserted, and is connected to the welding torch 13 by the third conduit cable 4c.
  • the intermediate wire supply source 41 is juxtaposed in the vicinity of the welding robot 1.
  • the push feeder 42 includes an extrusion feeding unit 42 a (second feeding unit) that draws the welding wire W from the intermediate wire supply source 41 and pushes the drawn welding wire W to the welding torch 13.
  • the extrusion feeding unit 42a has a pair of rollers facing each other at a position where the welding wire W can be sandwiched. At least one of the rollers is rotationally driven by an unillustrated extrusion feed motor capable of speed control.
  • the extrusion feeding unit 42a can feed the welding wire W at a speed of, for example, 100 m / min.
  • the extrusion feeding unit 42 a rotates the roller according to a feeding control signal output from the power supply device 5.
  • the intermediate wire supply source 41 includes an accommodation amount detection unit 41g that detects the accommodation amount of the welding wire W, a feed control unit 41h that controls the rotation of the drawing and feeding motor 41f, and a feed output from the power supply device 5. And a control signal input unit 41i for inputting a feed control signal.
  • the accommodation amount detection unit 41g includes, for example, a rod member 41j whose one end portion is rotatably fixed and whose other end portion is in contact with the arc portion of the welding wire W accommodated in a loop shape from the outer peripheral side, and the rod member 41j A rotational position sensor for detecting the rotational position.
  • the rotational position sensor can detect the accommodation amount of the welding wire W by detecting the rotational position of the rod member 41j, and outputs the detection result to the feed control unit 41h.
  • the accommodation amount detection unit 41g provided with the rotational position sensor is an example, and the accommodation amount of the welding wire W may be detected optically using an infrared sensor or the like. Further, the accommodation amount detection unit 41g may be configured by using a limit switch that comes into contact with the accommodated welding wire W and is turned on / off according to the accommodation amount of the welding wire W.
  • the feed control unit 41h corrects the feed control signal input to the control signal input unit 41i based on the detection result of the accommodation amount detection unit 41g, and the withdrawal feed motor 41f is corrected by the corrected feed control signal.
  • a predetermined amount of the welding wire W is accommodated in the housing 41a.
  • the feeding control unit 41h rotates the drawing / feeding motor 41f at a higher speed than the rotation speed instructed by the feeding control signal.
  • the feeding control unit 41h rotates the drawing / feeding motor 41f at a lower speed than the rotation speed instructed by the feeding control signal when the accommodation amount of the welding wire W exceeds a predetermined amount.
  • the power supply device 5 is connected to the contact tip of the welding torch 13 and the base material A through a power supply cable, and supplies a power supply unit 51 that supplies a welding current and a feed rate control unit that controls the feed rate of the welding wire W. 52.
  • the power supply unit 51 includes a power supply circuit that outputs a PWM-controlled DC current, a signal processing unit that controls the operation of the power supply circuit, a voltage detection unit, a current detection unit, and the like.
  • the voltage detection unit detects a voltage applied to the welding torch 13 and the base material A, and outputs a voltage value signal indicating the detected voltage value to the signal processing unit.
  • the current detection unit is supplied to the welding wire W from the power supply device 5 via the welding torch 13, for example, detects a welding current flowing through the arc 7, and outputs a current value signal indicating the detected current value to the signal processing unit. .
  • the signal processing unit outputs a signal for PWM control of the power supply circuit to the power supply circuit based on the voltage value signal, the current value signal, the setting value of the welding condition, and the like.
  • the power supply circuit includes an AC-DC converter for AC / DC conversion of commercial AC, an inverter circuit for converting AC / DC converted DC into required AC, and a rectifier circuit for rectifying the converted AC.
  • the power supply circuit PWM-controls the inverter circuit according to the signal output from the signal processing unit, and outputs a predetermined welding current and voltage to the welding wire W. For example, a periodically varying welding voltage is applied between the base material A and the welding wire W, and a welding current is applied.
  • the power supply device 5 is configured to receive an output instruction signal from the robot control device 2 via the control communication line, and the power supply unit 51 is welded to the power supply circuit using the output instruction signal as a trigger. Start supplying current.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the arc welding method according to the present embodiment.
  • a pair of base materials A to be joined by welding are arranged in an arc welding apparatus, and various settings of the power supply apparatus 5 are performed (step S11).
  • plate-shaped first base material A1 and second base material A2 (see FIG. 5) are prepared, end surfaces a1 and a2 which are welded portions are butted and arranged at predetermined welding work positions.
  • the first base material A1 and the second base material A2 are steel plates such as mild steel, carbon steel for machine structure, alloy steel for machine structure, and the thickness is 9 mm or more and 30 mm or less.
  • the power supply device 5 sets the welding conditions of welding current in the range of frequency 10Hz or more and 1000Hz or less, average current 300A or more, and current amplitude 50A or more.
  • all welding current conditions may be set by a welding operator, or the power supply device 5 accepts execution of the welding method according to the present embodiment at the operation unit and automatically sets all conditions. You may comprise as follows. Further, the power supply device 5 is configured to accept a part of welding conditions such as an average current at the operation unit, determine the remaining welding conditions that match the accepted part of the welding conditions, and perform condition setting semi-automatically. You may do it.
  • the power supply device 5 determines whether or not the welding current output start condition is satisfied (step S12). Specifically, the power supply device 5 determines whether or not a welding output instruction signal is input. When it is determined that the output instruction signal is not input and the welding current output start condition is not satisfied (step S12: NO), the power supply device 5 stands by in the input waiting state for the output instruction signal.
  • the feeding speed control unit 52 of the power supply device 5 sends a feeding control signal for instructing the feeding of the wire to the wire feeding device 4.
  • the welding wire W is fed at a predetermined speed (step S13).
  • the feeding speed of the welding wire W is set, for example, within a range of about 5 to 100 m / min.
  • the welding wire W may be fed at a speed of 5 m / min or more.
  • the buried arc state can be maintained well.
  • the feeding speed control unit 52 determines the feeding speed according to the average current setting signal output from the average current setting circuit. In addition, you may comprise so that a welding operator may set the feed speed of a wire directly.
  • the power supply unit 51 of the power supply device 5 detects the welding voltage and welding current at the voltage detection unit and the current detection unit (step S14), and the frequency, current amplitude, and average current of the detected welding current are set. PWM control is performed so that the welding current is periodically changed in accordance with the welding conditions (step S15).
  • the external characteristic of the power supply device 5 that is, the ratio of the voltage change amount to the welding current change amount is ⁇ 40 V / 100 A or more and ⁇ 2 V / 100 A or less.
  • the power supply unit 51 of the power supply device 5 determines whether or not to stop the output of the welding current (step S16). Specifically, the power supply device 5 determines whether or not the input of the output instruction signal is continued. When the input of the output instruction signal is continued and it is determined not to stop the output of the welding current (step S16: NO), the power supply unit 51 returns the process to step S13 and continues the output of the welding current.
  • step S16 YES
  • the power supply part 51 returns a process to step S12.
  • FIGS. 4A, 4B and 4C are graphs showing fluctuations in the set voltage, welding voltage and welding current
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the arc welding method according to the present embodiment.
  • the horizontal axis of each graph shown in FIGS. 4A to 4C represents time
  • the vertical axis of each graph shown in FIGS. 4A to 4C represents the set voltage of the power supply 5 and the welding voltage between the base material A and the welding wire W, respectively.
  • the power supply unit 51 controls the welding current so that the frequency of the welding current is 10 Hz to 1000 Hz, the average current is 300 A or more, and the current amplitude is 50 A or more.
  • the power supply unit 51 controls the welding current so that the frequency of the welding current is 50 Hz to 300 Hz, the average current is 400 A to 1000 A, and the current amplitude is 100 A to 300 A.
  • the power supply unit 51 sets the welding current so that the frequency of the power supply device 5 is 100 Hz to 200 Hz, the current amplitude is 200 A to 300 A, and the average current is 500 A to 800 A. Control.
  • the welding wire W may be fed at a speed of about 40 m / min.
  • the set voltage becomes a rectangular wave voltage having a frequency of 100 Hz and a voltage amplitude of 30 V as shown in FIG. 4A, for example, and between the welding wire W and the base material A.
  • the power supply device 5 controls the set voltage at a frequency of 100 Hz so that the current amplitude of the welding current is 240A and the average current is 530A, for example. Further, the power supply device 5 controls the feeding of the welding wire W at a speed of about 40 m / min.
  • the welding voltage is fluctuate
  • a first state in which the arc 7 flies from the tip of the welding wire W to the bottom of the molten portion 6 and a second state in which the arc 7 flies from the tip of the welding wire W to the side of the molten portion 6 are performed.
  • the molten metal tends to flow in the direction in which the tip of the welding wire W is buried.
  • the second state the arc 7 jumps to the side wall of the molten portion 6, and the molten metal in the molten portion 6 is separated from the welding wire W.
  • the molten portion 6 is stabilized in a concave state.
  • tip part of the molten welding wire W falls to the molten pool in the bottom part of the fusion
  • the first state and the second state at 100 Hz or more and 200 Hz or less, the molten metal can be finely vibrated at a period higher than a large waving period, and the undulation of the molten metal can be suppressed.
  • the arc welding method and the arc welding apparatus according to the present embodiment, even when gas shield arc welding is performed using a large current of 300 A or more, the welding current is periodically changed. In addition, the undulation of the molten metal can be suppressed, and the occurrence of bead disturbance and sagging can be prevented.
  • the ratio of each period may be changed.
  • the ratio of the period it is possible to adjust the width of the vertical position fluctuation of the tip of the welding wire W while suppressing the undulation of the molten metal.
  • the ratio at which the tip of the welding wire W is held at a position higher than the bottom of the melted portion 6 is increased.
  • the amount of heat input to the upper part of the base material A can be increased, and the bead formability can be improved.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the wire feed amount of the welding wire W and the penetration depth in butt welding by the large current buried arc 7.
  • the horizontal axis indicates the wire feed amount per minute, and the vertical axis indicates the maximum penetration depth.
  • the circle plot graph, the ⁇ mark plot graph, and the x mark plot graph show the wire feed amount and penetration depth when using welding wires W with wire diameters of 1.2 mm, 1.4 mm, and 1.6 mm, respectively. It is an experimental result which shows the relationship.
  • the experimental conditions are as follows.
  • the welding wire W to be used is a wire system 1.2 mm, a 1.4 mm YGW 11, and a wire system 1.6 mm YGW 12.
  • the welding speed is 30 cm / min.
  • the distance between the contact tip and the base material A is 25 mm, and the shielding gas is carbon dioxide.
  • the external characteristic is -10V / 100A.
  • a voltage whose voltage amplitude is ⁇ 10 V and fluctuates at a frequency of 100 Hz is applied between the welding torch 13 and the base material A. From the graph of FIG. 6, it can be seen that as the wire diameter increases, the penetration per wire feed amount becomes deeper. In addition, the maximum penetration depth of about 16 mm to 19 mm was obtained at wire diameters of 1.2 mm and 1.4 mm, which can provide relatively stable bead formation. On the other hand, as the wire diameter increased, the upper limit of the amount of wire that can stably maintain the large-current buried arc 7 tended to decrease.
  • FIG. 7A, 7B, and 7C are schematic views showing a cross section of a base material A to be welded and a bead portion after welding.
  • FIG. 7A is a schematic diagram showing a cross section of a base material A to be butt welded.
  • the base material A is a thick plate having a thickness of 25 mm and has a Y groove.
  • the groove angle of the Y groove is 90 degrees, and the dimension of the root surface is 16 mm.
  • FIG. 7B is a cross section of the bead B subjected to butt welding with an average current of 720A, an average voltage of 47V, a voltage amplitude of ⁇ 10V, a frequency of 100Hz, and an external characteristic of ⁇ 10V / 100A.
  • FIG. 7A is a schematic diagram showing a cross section of a base material A to be butt welded.
  • the base material A is a thick plate having a thickness of 25 mm and has a Y groove.
  • 7C is a cross section of the bead B subjected to butt welding with an average current of 720A, an average voltage of 47V, a voltage amplitude of ⁇ 10V, a frequency of 100Hz, and an external characteristic of ⁇ 20V / 100A.
  • an average current of 720A an average voltage of 47V
  • a voltage amplitude of ⁇ 10V a frequency of 100Hz
  • an external characteristic of ⁇ 20V / 100A Under the welding conditions in FIG. 7B, although through welding could be realized, some fusion failure was observed in the groove portion.
  • FIG. 7C it was possible to perform penetration welding without poor fusion and lack of pores. Further, the end of the bead B was evenly aligned along the welding direction, and a stable welding result could be obtained.
  • welding may be performed by periodically changing the first state in which the feeding speed, welding current, and voltage of the welding wire W are high and the second state in which the feeding speed, welding current, and voltage are low.
  • the second state is that the feeding speed of the welding wire W is 60 m / min, the welding current is 700 A, and the voltage is 64 V.
  • the welding may be performed by changing the state at a frequency of 0.2 to 2 Hz.
  • the transfer form of the droplets related to welding is a drop transfer or a transfer in which the arc rotates while reciprocating on the same plane in a pendulum shape, and the penetration depth of the welding wire W becomes deep.
  • the droplet transfer mode is the rotting transfer, and the penetration depth of the welding wire W becomes shallow.
  • welding may be performed with a constant welding voltage and periodically varying the welding current and the feeding speed of the welding wire W.
  • Wire feed speed is 25m / min
  • current value is 400A
  • voltage value is 35V
  • external characteristics is -10 to -20V / 100A
  • wire protrusion length is 25mm
  • wire feed speed is 30m / min.
  • Thick plates can be welded through.
  • current value 450A current value 450A
  • voltage value 39V external characteristics -10 ⁇ -20V / 100A
  • wire protrusion length 25mm wire feed speed 30m / min
  • a 12 mm thick plate can be welded through.
  • the wire feed speed is 40 m / min
  • the current value is 550 A
  • the voltage value is 52 V
  • the external characteristic is -20 V / 100 A
  • the wire protrusion length is 25 mm
  • the wire feed speed is 30 m / min.
  • the plate can be welded through.
  • the wire feed speed is 50 m / min
  • the current value is 770 A
  • the voltage value is 57 V
  • the external characteristic is -20 V / 100 A
  • the wire protrusion length is 15 mm
  • the welding condition is 19 mm under the wire feed speed of 30 m / min. Thick plates can be welded through.
  • the base material A having the Y groove is butt-welded
  • the base material A having a lathe groove, an I-shaped groove, or any other groove can also be welded.
  • the butt joint was demonstrated as an example of a welded joint, the joining form of welding is not specifically limited.
  • the feeding load of the welding wire W on the welding torch 13 side can be reduced. Therefore, the welding wire W can be stably fed to the welding torch 13 at a required speed, and one-pass welding of a thick plate can be realized.
  • the intermediate wire supply source 41 can stably The welding wire W can be fed to the welding torch 13.
  • the casing 41a of the intermediate wire supply source 41 accommodates the welding wire W itself, it is necessary for stable supply of the welding wire W as compared with a buffer mechanism configured by simply bending the conduit cable. A sufficient amount of welding wire W can be accommodated. Further, since the housing 41a accommodates the welding wire W itself, the friction resistance between the welding wire W and the conduit cable does not become a problem, and the welding wire W is fed to the welding torch 13 with a low load. can do.
  • the welding wire W is stably fed from the intermediate wire supply source 41 to the welding torch 13. be able to.
  • the welding wire W can be stably fed to the welding torch 13 even when the wire supply source 3 is arranged at a position away from the welding robot 1 and the first conduit cable 4a is long.
  • the intermediate wire supply source 41 is configured to be placed on a flat surface such as a floor, and can be freely arranged at an arbitrary position between the wire supply source 3 and the welding torch 13.
  • the drawer feeding unit 41d is provided inside the housing 41a of the intermediate wire supply source 41 .
  • the drawer feeding unit 41d and the intermediate wire supply source 41 are configured separately. You may do it.
  • the installation location of the separate drawing / feeding unit 41d is not necessarily limited, and may be provided in the wire supply source 3.
  • the example in which the intermediate wire supply source 41 is arranged on the welding robot 1 has been described, but the installation location of the intermediate wire supply source 41 is not particularly limited and may be provided on the arm 12 of the welding robot 1.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the intermediate wire supply source 141 according to the second embodiment.
  • the intermediate wire supply source 141 according to the second embodiment includes a casing 141a similar to that of the first embodiment, and the welding wire W supplied from the wire supply source 3 is horizontally disposed on the side surface of the casing 141a (first An inlet portion 141b introduced from the direction) is formed, and an outlet portion 141c that feeds the welding wire W accommodated in the housing 141a vertically upward intersecting the horizontal direction is formed on the upper surface portion of the housing 141a. Is formed.
  • the welding wire W drawn into the housing 141a is accommodated in an arcuate shape between the inlet portion 141b and the outlet portion 141c.
  • the accommodation amount detection unit 141g includes a rod member 141j whose one end is rotatably fixed.
  • a pair of curvature detection rollers 141k that sandwich the curved portion of the welding wire W are rotatably supported at the other end of the bar member 141j.
  • the accommodation amount detection unit 141g is a rotational position sensor that detects the rotational position of the rod member 141j, and the accommodation amount detection unit 141g detects the accommodation amount of the welding wire W by detecting the rotation position of the rod member 141j.
  • a signal indicating the capacity can be output to the power supply device 5 via the input / output unit 141i.
  • the power supply device 5 receives the signal output from the intermediate wire supply source 141 and outputs a feed control signal calculated based on the received signal to the intermediate wire supply source 141.
  • the feed control signal output from the power supply device 5 is input to the input / output unit 141 i of the intermediate wire supply source 141.
  • the drawing / feeding motor 41f rotates at a speed corresponding to the feeding control signal, and a predetermined amount of the welding wire W is accommodated in the casing 141a.
  • the welding wire W is accommodated in the intermediate wire supply source 141 in a state of being curved in an arc shape between the inlet portion 141b and the outlet portion 141c. Therefore, compared with the case where the welding wire W is bent greatly and accommodated in the housing 141a, such as a loop shape, the feeding load can be reduced. Further, the internal structure of the housing 141a can be simplified as compared with the case where the welding wire W to be accommodated is accommodated in a loop shape.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the power supply device 5 according to the third embodiment.
  • the power supply device 5 according to the third embodiment includes a plurality of power supplies 8 that are connected in parallel to a common load related to arc welding and supply power to the load. Each power supply 8 is connected by a communication line.
  • the plurality of power supplies 8 are insulated switching power supplies, and AC / DC converts alternating current into required direct current, and supplies the direct-current subjected to AC / DC conversion to a load.
  • one power supply 8 functions as a master power supply that controls the output of each power supply 8 by transmitting PWM control information to another power supply 8 via a communication line.
  • the other power supply 8 functions as a slave power supply that receives the PWM control information transmitted from the one power supply 8 and controls the output based on the received PWM control information.
  • the power source 8 that functions as a master power source is appropriately referred to as a first power source 8
  • the power source 8 that functions as a slave power source is referred to as a second power source 8.
  • the second power source 8 may be plural or single.
  • the second power supply 8 detects the current output from the own device to the load, and transmits current information indicating the detected current to the first power supply 8 via the communication line.
  • the first power supply 8 receives the current information transmitted from the second power supply 8, and outputs the current indicated by the current information and the current detected by the own device to the load from the power supply device 5 Calculate the total current that will be generated.
  • the 1st power supply 8 detects the voltage output to a load from an own apparatus, and controls the output of each power supply 8 which comprises the power supply device 5 based on the voltage obtained by detection, and a total current.
  • PWM control information is calculated.
  • the first power supply 8 controls the output of its own device based on the PWM control information calculated in this way, and transmits the PWM control information to the second power supply 8 as described above, thereby The operation of the power supply 8 is controlled.
  • each power supply 8 can function as either a master power supply or a slave power supply by switching the operation mode. Further, by switching the operation mode, it can function as a single independent power supply 8.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of the power supply 8.
  • the power supply device 5 includes two units, a first power supply 8 and a second power supply 8.
  • the first power supply 8 and the second power supply 8 are, for example, constant voltage characteristic power supplies with a maximum output of 500 A.
  • the power supply device 5 has a maximum output of 1000 A by synchronous control of the first power supply 8 and the second power supply 8. A current can be output. Since the first and second power supplies 8 have the same configuration, the configuration of one of the power supplies 8 will be mainly described.
  • the power supply 8 includes an operation panel 80, an input unit 81, a rectifier 82, an inverter 83, a transformer 84, a rectifier / smoothing device 85, a voltage detection unit 86, a current detection unit 87, a main control unit 88, and a signal processing unit 89.
  • the input unit 81 is an input terminal connected to, for example, a three-phase AC power source (not shown).
  • the input unit 81 is connected to the rectifier 82, and the three-phase alternating current applied to the input terminal is input to the rectifier 82.
  • the rectifier 82 is, for example, a diode bridge circuit.
  • the diode bridge has a circuit configuration in which three series circuits each including two forward-connected diodes (not shown) are arranged in parallel.
  • a smoothing capacitor (not shown) is provided at the output end of the diode bridge circuit.
  • the rectifier 82 performs full-wave rectification on the alternating current input from the three-phase alternating current power supply via the input unit 81, and outputs the direct current smoothed by the smoothing capacitor to the inverter 83.
  • the inverter 83 is a circuit that converts the direct current rectified and smoothed by the rectifier 82 into a high frequency alternating current and outputs it to the transformer 84.
  • the inverter 83 is, for example, a full bridge circuit composed of four switching elements.
  • the full bridge circuit has a circuit configuration in which two pairs of legs formed by connecting two switching elements in series are connected in parallel.
  • Each switching element is a power device such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor).
  • the transformer 84 transforms the alternating current output from the inverter 83 and outputs the transformed alternating current to the rectifying / smoothing device 85.
  • the transformer 84 includes a primary coil and a secondary coil wound around a core and magnetically coupled. The primary coil is connected to the inverter 83, and the secondary coil is connected to the rectifying / smoothing device 85.
  • the rectifying / smoothing device 85 is a circuit that rectifies and smoothes the alternating current output from the transformer 84, and the rectified direct current voltage and current are output from the positive output terminal 8a and the negative output terminal 8b to the load.
  • the rectifying / smoothing device 85 includes, for example, a full-wave rectifying circuit using a center tap, a smoothing circuit using a reactor, and the like.
  • the load relates to, for example, arc welding, and the welding wire W, the base material A, the arc 7 in which the shielding gas is ionized, and the like are loads.
  • the positive output terminal 8a is electrically connected to the welding wire W via the positive power supply line and the welding torch 13, and the negative output terminal 8b is connected to the base material A via the negative power supply line.
  • the voltage detection unit 86 is connected to, for example, the output side of the rectifying / smoothing device 85, detects a voltage output from its own device to the load, and outputs a voltage value signal indicating the detected voltage value to the main control unit 88. Circuit.
  • the current detection unit 87 is provided on the output side of the rectifying / smoothing device 85, for example, detects a current output from the device itself to the load, and outputs a current value signal indicating the detected current value to the main control unit 88. Circuit.
  • the current detector 87 is a Hall current sensor including a magnetoelectric conversion element such as a Hall element.
  • the main control unit 88 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM, a RAM, an interface, and the like, and is a processor that controls the operation of the entire power supply 8.
  • a control terminal 8 c is connected to the interface of the main control unit 88.
  • a control communication line of the welding machine is connected to the control terminal 8c of the power supply 8 that functions as a master power supply, and a drive instruction signal output from the welding machine is input.
  • the main control unit 88 monitors the input state of the drive instruction signal, and outputs a drive request for operating the inverter 83 to the signal processing unit 89 when the drive instruction signal is input. Note that no drive instruction signal is input to the control terminal 8c of the power supply 8 functioning as a slave power supply.
  • a voltage detection unit 86 and a current detection unit 87 are connected to the interface of the main control unit 88, and a voltage value signal and a current value signal are input thereto.
  • the main control unit 88 performs AD conversion on the input voltage value signal and current value signal, and outputs voltage information and current information obtained by AD conversion to the signal processing unit 89.
  • the main control unit 88 is connected to the operation panel 80, and a signal corresponding to an operation on the operation panel 80 is input.
  • the main control unit 88 receives an operation on the operation panel 80 by monitoring the signal.
  • the main control unit 88 according to the present embodiment can accept selection of the operation mode of the power supply 8 on the operation panel 80.
  • the operation modes include a master power supply mode (first control method) that causes the power supply 8 to function as a master power supply, a slave power supply mode (second control method) that functions as a slave power supply, and a single power supply that functions as a single power supply.
  • a mode There is a mode.
  • the main control unit 88 outputs the display instruction signal for displaying various operation states such as the operation mode, output voltage, and output current of the own device to the operation panel 80, thereby changing the operation state of the own device to the operation panel. 80.
  • the main control unit 88 of the power supply 8 operating as a master power supply outputs a wire feed control signal for controlling the feed of the welding wire W in the welding machine from the control terminal 8c to the welding machine.
  • the power supply 8 operating as a slave power supply does not output a wire feed control signal.
  • the signal processing unit 89 is a DSP (digital signal processor) that outputs a PWM signal to a switching element constituting the inverter 83 and performs PWM control of on / off of the switching element, and includes a control information calculation unit 89a, a PWM control unit 89b, and a communication Part 89c.
  • the signal processing unit 89 is connected to the inverter 83 and the main control unit 88, and voltage information, current information, a drive request, and the like output from the main control unit 88 are input to the signal processing unit 89.
  • the signal processing unit 89 stores the operation mode of the device itself, and the content of the signal processing varies depending on the operation mode of the power supply 8. Details of signal processing will be described later.
  • the control information calculation unit 89a is a functional unit that calculates PWM control information for controlling the voltage or current output to the load by controlling the operation of the inverter 83.
  • the PWM control information is information indicating the pulse width and pulse waveform of the PWM signal output to the inverter 83.
  • the control information calculation unit 89a uses the voltage information and current information output from the main control unit 88, that is, the voltage and current detected by the own device, PWM control information for performing PWM control of 83 is calculated.
  • the control information calculation unit 89a determines the first information based on the voltage information and current information of the own device output from the main control unit 88 and the current information related to the other power supply 8.
  • PWM control information for PWM control of the inverter 83 of the second power source 8 is calculated. That is, the control information calculation unit 89a calculates the PWM control information based on the voltage and current detected by the own device and the current detected by the other power supply 8 that is the slave power supply. Note that the current information detected by the other power supply 8 can be received by the communication unit 89c. When the operation mode is the slave power supply mode, the control information calculation unit 89a does not calculate PWM control information.
  • the PWM control unit 89 b is a functional unit that generates a PWM signal having a required pulse width and pulse waveform using the PWM control information and outputs the PWM signal to the inverter 83.
  • the PWM control unit 89b causes the inverter 83 to output an alternating current by alternately switching the switching element of the full bridge circuit between the on state and the off state.
  • the operation mode is the single power supply mode or the master power supply mode
  • the PWM control unit 89b generates a PWM signal using the PWM control information calculated by the control information calculation unit 89a of its own device.
  • the PWM control unit 89b When the operation mode is the slave power supply mode, the PWM control unit 89b generates a PWM signal using the PWM control information calculated by the other power supply 8.
  • the PWM control information calculated by the other power supply 8 can be received by the communication unit 89c.
  • the PWM signal of the own device and the PWM signal of the other power source 8 result in substantially the same signal.
  • the PWM control unit 89b generates a PWM signal in which the output capacity difference is corrected using the PWM control information calculated by the other power supply 8. In this case, the PWM signal of the own device and the PWM signal of the other power source 8 are different signals.
  • the communication unit 89c is a communication circuit for transmitting / receiving various types of information to / from another power source 8.
  • the communication unit 89c transmits and receives information in accordance with, for example, an HCI (Host Control Interface) communication standard.
  • HCI Health Control Interface
  • the signal processing unit 89 receives the operation information indicating the operation state of the inverter 83 of the own device and the PWM control information calculated by the control information calculation unit 89a via the communication unit 89c. , And transmit to another power supply 8 operating in the slave power supply mode.
  • the power source 8 receives operation information and PWM control information transmitted from the power source 8 operating in the master power mode in the communication unit 89c.
  • the signal processing unit 89 via the communication unit 89c, current information indicating the current output from the own device to the load, and operation information indicating the operation state of the inverter 83 of the own device. And the abnormality information indicating the presence / absence of abnormality of the own device is transmitted to the power supply 8 operating in the master power supply mode.
  • the abnormality information is information indicating, for example, overcurrent, abnormal stop, and the like.
  • the power supply 8 that is a master power supply receives the current information, the operation information, and the abnormality information transmitted from the power supply 8 operating in the slave power supply mode by the communication unit 89c.
  • the operation panel 80 includes a current display unit and a voltage display unit that indicate the current and voltage output to the load.
  • the main control unit 88 causes the current display unit to display the value of the total current obtained by adding the currents output from the power supplies 8. In addition, the voltage value obtained by the detection by the own device is displayed on the voltage display unit.
  • the operation mode is the slave power supply mode
  • the main control unit 88 causes the current display unit and the voltage display unit to display predetermined information indicating that the own device is being driven.
  • the predetermined information is, for example, character information such as “Driving” or “RUN”, but the content of the information to be displayed is not particularly limited, and display pixels or segments constituting the current display unit and the voltage display unit are not limited. A configuration in which all lights or all lights are turned off is also included.
  • the operation mode is the single power supply mode
  • the main control unit 88 causes the current display unit and the voltage display unit to display the values of the current and voltage output from the device itself.
  • the operation panel 80 also includes an operation unit for switching the operation mode of the power supply 8 and an operation mode display unit for displaying the current operation mode of the own device.
  • the operation unit is, for example, a sealed tactile switch, a push button switch, or the like.
  • the main control unit 88 of the power supply 8 switches the current operation mode to another operation mode.
  • the signal processing unit 89 stores the current operation mode
  • the main control unit 88 switches the operation mode of the signal processing unit 89 by outputting a mode switching instruction to the signal processing unit 89.
  • the operation mode is switched in the order of single power supply mode, master power supply mode, slave power supply mode, single power supply mode,.
  • the operation mode display unit has a plurality of light emitting elements.
  • the plurality of light emitting elements include, for example, a light emitting element that lights when in the master power supply mode, and a light emitting element that lights when in the slave power supply mode.
  • 11 and 12 are flowcharts showing the processing procedure of each power supply 8 related to power supply control.
  • processing of the first power supply 8 operating in the master power supply mode and the second power supply 8 operating in the slave power supply mode will be described.
  • the main control unit 88 When a drive instruction signal is input to the first power supply 8 that is the master power supply, the main control unit 88 causes the current detection unit 87 and the voltage detection unit 86 to output the current and voltage output from the device to the load. Detection is performed (step S51). The main control unit 88 outputs the current information and voltage information obtained by the detection to the signal processing unit 89.
  • the signal processing unit 89 in the master power supply mode calculates PWM control information based on the current and voltage indicated by the current information and the voltage information (Step S52). At the time of start-up, since the slave power supply 8 has not started operation, for example, the PWM control information is calculated using the current and voltage detected by the first power supply 8. Then, the signal processing unit 89 performs PWM control on the inverter 83 based on the calculated PWM control information (step S53). Next, the signal processing unit 89 transmits the operation information indicating the operation state of the inverter 83 and the PWM control information to the second power supply 8 that is the slave power supply via the communication unit 89c (step S54). The operation information is information indicating whether or not the inverter 83 is being driven, for example.
  • the signal processing unit 89 in the slave power supply mode receives the operation information and the PWM control information transmitted from the first power supply 8 by the communication unit 89c (step S55). Then, the signal processing unit 89 in the slave power supply mode confirms that the master power supply is driven by the operation information, and performs PWM control of the inverter 83 of the own apparatus based on the received PWM control information (step S56).
  • the communication unit 89c that performs the transmission in step S54 corresponds to the control information transmission unit
  • the communication unit 89c that performs the reception in step S55 corresponds to the control information reception unit.
  • the main control unit 88 of the second power supply 8 displays on the operation panel 80 that it is being driven when the device itself is operating normally (step S57). For example, the main control unit 88 causes the current display unit and the voltage display unit to display that driving is in progress.
  • the main control unit 88 detects the current output from its own device to the load by the current detection unit 87 (step S58).
  • the main control unit 88 outputs current information obtained by the detection to the signal processing unit 89.
  • the signal processing unit 89 in the slave power supply mode transmits the current information obtained by detection by the own device to the first power supply 8 that is the master power supply via the communication unit 89c (step S59). In addition, the signal processing unit 89 transmits operation information indicating the operation state of the inverter 83 of the own device and abnormality information indicating the presence or absence of abnormality to the first power supply 8 via the communication unit 89c (step S60).
  • the signal processing unit 89 in the master power supply mode that transmitted the PWM control information or the like receives the current information, the operation information, and the abnormality information transmitted from the second power supply 8 (step S61), and whether or not the reception is successful. Is determined (step S62).
  • the communication unit 89c that performs the transmission in step S60 corresponds to the current information transmission unit
  • the communication unit 89c that performs the transmission in step S60 corresponds to the abnormality information transmission unit
  • the communication unit 89c that performs the reception in step S61 corresponds to a current information reception unit and an abnormality information reception unit.
  • step S62 NO
  • the signal processing unit 89 stops the operation of the inverter 83 and the calculation of the PWM control information.
  • the output to the load is stopped (step S63).
  • the signal processing unit 89 notifies the main control unit 88 of a communication abnormality, and the main control unit 88 displays on the operation panel 80 that there is an abnormality related to communication (step S64), and the process ends.
  • the communication abnormality occurs due to the disconnection of the communication line and the poor connection of the connector, and also when the power supply 8 to be operated as the slave power supply is erroneously operated in the master power supply mode.
  • the signal processing unit 89 When there is a response from the second power supply 8 and it is determined that the current information, the operation information, and the abnormality information have been successfully received (step S62: YES), the signal processing unit 89 has a predetermined current indicated by the received current information. It is determined whether it is less than the threshold value (step S65). The signal processing unit 89 that performs the determination in step S65 corresponds to the determination unit.
  • the signal processing unit 89 determines whether or not the state of the second power supply 8 is abnormal based on the received abnormality information (step S65). S66). For example, when the abnormality information indicates that the inverter 83 of the second power supply 8 is in a stopped state, or when the abnormality information indicates an abnormality such as an overcurrent, the signal processing unit 89 has an abnormality. judge.
  • step S65 When it is determined that the current is less than the threshold (step S65: YES), or when it is determined that the second power supply 8 is abnormal (step S66: YES), the signal processing unit 89 operates the inverter 83. And the output to the load is stopped by stopping the calculation of the PWM control information (step S67). In addition, the signal processing unit 89 notifies the main control unit 88 of the state abnormality, and the main control unit 88 displays on the operation panel 80 that the slave power source is abnormal (step S68), and ends the process.
  • step S66 When it is determined that the second power supply 8 is operating normally (step S66: NO), the main control unit 88 is output from its own device to the load by the current detection unit 87 and the voltage detection unit 86. The current and voltage are detected by the current detector 87 and the voltage detector 86 (step S69). Then, the main control unit 88 adds the current detected by the own device and the current indicated by the current information received from the second power supply 8 (step S70). Then, the signal processing unit 89 calculates PWM control information based on the current obtained by adding in step S70 and the voltage detected by the own device (step S71). The PWM control information calculated here is based on the current and voltage output from the entire power supply device 5 to the load, and is information that can control the output of the entire power supply device 5.
  • the main control unit 88 displays the current value calculated in step S70 on the current display unit, and displays the voltage value detected in step S69 on the voltage display unit (step S72).
  • the main controller 88 transmits information for controlling the welding machine, for example, a wire feeding control signal for controlling feeding of the welding wire W from the control terminal 8c to the welding machine (step S73).
  • the wire feeding control signal is a signal for controlling, for example, the feeding speed of the welding wire W, the start and stop of feeding, and the like.
  • step S74 determines whether or not the input of the drive instruction signal is continued.
  • step S74: NO the output to the load is stopped by stopping the control of the inverter 83 by the signal processing unit 89 (step S75), and the process is finished.
  • step S74: YES the main control part 88 returns a process to step S53, and continues the electric power feeding control to a load.
  • the first power supply 8 that is the master power supply acquires current information from the second power supply 8 that is the slave power supply, and controls the output of each power supply 8. Control information is calculated. Then, the first power supply 8 transmits the calculated PWM control information to the second power supply 8, and the power supply 8 as a slave power supply controls the output based on the PWM control information calculated on the master power supply side. . Therefore, in the power supply device 5 according to the present embodiment, the current output from each power supply 8 to the load can be stably controlled.
  • the user can confirm information on the current and voltage output from the power supply device 5 to the load by using the current display unit and the voltage display unit of the first power supply 8 operating as the master power supply. it can.
  • the first power supply 8 that is the master power supply cannot receive the current information that should be transmitted from the slave power supply, it is assumed that there is an abnormality in the communication with the second power supply 8 that is the slave power supply, and the power supply device 5 The entire system can be stopped to ensure safety.
  • the first power supply 8 that is the master power supply has the first power supply 8 when the current output from the second power supply 8 that is the slave power supply is less than the threshold value even though the device outputs the current. As a result, it is possible to ensure the safety by stopping the whole power supply device 5.
  • the entire power supply device 5 can be stopped to ensure safety.
  • the power supply device 5 can be maintained by stopping the power supply device 5 in the event of these abnormalities.
  • the power source 8 can function as either a master power source or a slave power source by operating the operation unit. Therefore, even if the master power supply that constitutes the power supply device 5 fails, the power supply device 5 can be easily reconfigured by switching the operation mode of the power supply 8 functioning as the slave power supply to the master power supply mode. .
  • the power supply 8 according to the present embodiment can function as a single power supply by operating the operation unit.
  • the power supply device 5 may be configured using three or more power supplies 8.
  • the load related to arc welding has been described as the load, it may be used as the power supply device 5 that supplies power to a load that requires arc cutting or other large current.
  • the power supply device 5 can output a large current to the arc welder.
  • the example in which the insulated transformer type switching power supply is PWM controlled has been described.
  • the configuration and control method of the power supply 8 are not particularly limited, and a known configuration and control method may be used. .
  • the example in which the power supply device 5 as a whole is stopped when there is an abnormality in the power supply 8 operating as the slave power supply has been described.
  • You may comprise so that the electric power feeding to may be continued.
  • a plurality of slave power supplies are connected in parallel, and a shut-off relay or the like that shuts off the power supply 8 in which an abnormality is found is provided from the power supply device 5, so that the remaining power supply 8 can supply the required power.
  • a plurality of normally operating power supplies 8 may be continuously operated.

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Abstract

消耗電極式のアーク溶接システムは、溶接ワイヤ(W)をワイヤ供給源(3)から溶接トーチ(13)へ送給するワイヤ送給装置(4)と、溶接トーチ(13)へ送給された溶接ワイヤ(W)及び母材(A)間に電力を供給する電源装置(5)とを備え、供給された電力により発生するアークにて母材(A)を溶接する。ワイヤ送給装置(4)は、ワイヤ供給源(3)及び溶接トーチ(13)の間に配され、ワイヤ供給源(3)から供給される溶接ワイヤ(W)を一時的に収容し、収容された溶接ワイヤ(W)を溶接トーチ(13)へ供給する中間ワイヤ供給源(41)と、ワイヤ供給源(3)の溶接ワイヤ(W)を中間ワイヤ供給源(41)へ送給する引出送給部(41d)と、中間ワイヤ供給源(41)に収容された溶接ワイヤ(W)を溶接トーチ(13)へ送給する押出送給部(42)とを備える。

Description

アーク溶接システム及びワイヤ送給装置
 本発明は、消耗電極式のアーク溶接システム及びワイヤ送給装置に関する。
 消耗電極式のアーク溶接システムは、溶接ワイヤをワイヤ供給源から溶接トーチへ送給するワイヤ送給装置と、電源装置とを備える。ワイヤ送給装置は、ワイヤリール、パックワイヤ等のワイヤ供給源から溶接ワイヤを引き出す引出送給ローラと、溶接ロボットのアーム等に設けられており、ワイヤ供給源から送給された溶接ワイヤを溶接トーチへ押し出す押出送給ローラとを備える。引出送給ローラと、押出送給ローラとの間は、送給された溶接ワイヤが挿通するコンジットケーブルによって接続されており、溶接ワイヤはコンジットケーブルに案内されて溶接トーチへ送給される。アーク溶接システムは、引出送給ローラ及び押出送給ローラの回転を制御することによって、溶接ワイヤを溶接トーチへ送給すると共に、溶接ワイヤ及び母材間に電力を供給することによって、アークを発生させ、アークの熱により母材を溶接する。5mm程度の薄板であれば、母材の突き合わせ継手を1パスで溶接することもできる。
 ところが、9~30mmの厚板になると、従来のアーク溶接システムでは1パスで母材を溶接することができない。このため、複数回の溶接操作を繰り返し行う多層溶接によって、厚板の溶接が行われている。しかし、多層溶接においては、溶接工数の増大が問題となる。また、入熱量が大きくなり、母材の変形、溶接部分の脆化が問題となる。
 本願発明者等は、かかる問題を解決すべく鋭意検討した結果、一般的なアーク溶接システムに比して、高速で溶接ワイヤの送給を行い、大電流を供給することによって、厚板の1パス溶接を実現することができるという知見を得た。具体的には、溶接ワイヤを約5~100m/分で送給し、300A以上の大電流を供給することによって、厚板の1パス溶接を実現することができる。溶接ワイヤの高速送給及び大電流供給を行うと、アークの熱によって母材に凹状の溶融部分が形成され、溶接ワイヤの先端部が溶融部分に進入する。溶接ワイヤの先端部が母材表面より深部に進入することによって、溶融部分が母材の厚み方向裏面側にまで貫通し、1パス溶接が可能になる。以下、溶融部分に進入した溶接ワイヤの先端部と、母材又は溶融部分との間に発生するアークを、適宜、埋もれアークと呼ぶ。
特開2007-229775号公報
 しかしながら、溶接ワイヤの高速送給、大電流の供給等を可能にするアーク溶接システムを実用化するにあたっては種々の技術的問題がある。例えば、ワイヤ供給源及び溶接トーチ間の距離、配置によっては、送給時に溶接ワイヤにかかる送給抵抗、慣性等の送給負荷が大きくなり、従来のアーク溶接システムにおいては、ワイヤ供給源から溶接トーチへ溶接ワイヤを高速で安定的に送給することができないという問題があった。具体的には、ワイヤ供給源と、溶接トーチの距離が長い場合、送給負荷が大きくなる。また、ワイヤ供給源としてワイヤリールが用いられた場合、ワイヤリールの慣性によって、送給負荷が大きくなる。送給負荷が大きくなると、溶接ワイヤ及びローラ間の滑り等が生じ、所要の速度で溶接ワイヤを母材へ供給することができなくなり、厚板の1パス溶接を安定的に実現することができなくなる。
 本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所要の速度で溶接ワイヤを安定的に溶接トーチへ送給することができ、厚板の1パス溶接を実現することができるアーク溶接システム及びワイヤ送給装置を提供することにある。
 本発明に係るアーク溶接システムは、溶接ワイヤをワイヤ供給源から溶接トーチへ送給するワイヤ送給装置と、該ワイヤ送給装置によって前記溶接トーチへ送給された溶接ワイヤ及び母材間に電力を供給する電源装置とを備え、供給された電力により溶接ワイヤ及び母材間に発生するアークにて母材を溶接する消耗電極式のアーク溶接システムであって、前記ワイヤ送給装置は、前記ワイヤ供給源及び前記溶接トーチの間に配され、前記ワイヤ供給源から供給される溶接ワイヤを一時的に収容し、収容された溶接ワイヤを前記溶接トーチへ供給する中間ワイヤ供給源を備える。
 本発明に係るアーク溶接システムは、前記ワイヤ送給装置は、前記ワイヤ供給源の溶接ワイヤを前記中間ワイヤ供給源へ送給する第1送給部と、前記中間ワイヤ供給源に収容された溶接ワイヤを前記溶接トーチへ送給する第2送給部とを備える。
 本発明にあっては、ワイヤ供給源と、溶接トーチとの間に中間ワイヤ供給源を配置することによって、ワイヤ供給源側における溶接ワイヤの送給負荷を吸収し、溶接トーチ側における溶接ワイヤの送給負荷を低減することができる。従って、所要の速度で安定的に溶接ワイヤを溶接トーチへ送給することができ、厚板の1パス溶接を実現することができる。
 本発明に係るアーク溶接システムは、前記中間ワイヤ供給源は、溶接ワイヤの収容量を検出する検出部を備え、更に、該検出部の検出結果に基づいて、所定量の溶接ワイヤが収容されるように前記第1送給部の送給を制御する送給制御部を備える。
 本発明にあっては、中間ワイヤ供給源は、所定量の溶接ワイヤを収容しているため、ワイヤ供給源側における溶接ワイヤの送給負荷が原因で、ワイヤ供給源から中間ワイヤ供給源への溶接ワイヤの送給量が一時的に減少したり、増加したりしても、溶接トーチ側へ安定して溶接ワイヤを供給することができる。
 本発明に係るアーク溶接システムは、前記中間ワイヤ供給源は、溶接ワイヤを収容する筐体を備え、該筐体及び前記ワイヤ供給源は、溶接ワイヤが挿通する第1コンジットケーブルによって接続され、前記筐体及び前記第2送給部は、溶接ワイヤが挿通する第2コンジットケーブルによって接続されており、溶接ワイヤは、前記第1コンジットケーブル及び前記第2コンジットケーブルによって案内され、前記中間ワイヤ供給源を介して前記溶接トーチへ送給される。
 本発明にあっては、ワイヤ供給源から送給され、第1コンジットケーブルから送出した溶接ワイヤ自体を筐体に収容している。従って、十分な溶接ワイヤを筐体に収容しておくことができる。また、筐体は、溶接ワイヤそのものを収容しているため、溶接ワイヤと、コンジットケーブルとの摩擦抵抗が問題になることも無い。
 本発明に係るアーク溶接システムは、前記第1送給部は、前記筐体に収容されている。
 本発明にあっては、第1送給部は中間ワイヤ供給源の筐体に収容されているため、第1送給部及び中間ワイヤ供給源を別体で構成する場合に比べて、溶接ワイヤの収容量をより直接的に制御することができる。また、第1送給部及び中間ワイヤ供給源が一体化されているため、使用者によるアーク溶接システムの構築が容易になる。
 本発明に係るアーク溶接システムは、前記第1コンジットケーブルを挿通する溶接ワイヤの送給に係る負荷は、前記第2コンジットケーブルを挿通する溶接ワイヤの送給に係る負荷に比べて大きい。
 本発明にあっては、第1コンジットケーブルに係る大きな送給負荷を吸収し、溶接トーチ側における溶接ワイヤの実質的な送給負荷を、第2コンジットケーブルに係る小さな送給負荷にまで低減することができる。
 本発明に係るアーク溶接システムは、前記筐体は、前記中間ワイヤ供給源を載置するための載置面を有する。
 本発明にあっては、中間ワイヤ供給源をフロア等の任意箇所に配置することができる。
 本発明に係るアーク溶接システムは、前記溶接トーチを保持するアームを有する溶接ロボットを備え、前記第2送給部は、前記溶接ロボットの前記アームに設けられ、前記中間ワイヤ供給源は前記溶接ロボットに並置される。
 本発明にあっては、溶接ロボットに中間ワイヤ供給源が並置され、第2送給部が溶接ロボットのアームに設けられる。中間ワイヤ供給源から第2送給部への送給負荷は小さいため、第2送給部を小型かつ軽量化することができ、溶接ロボットにかかる荷重を低減することができる。
 本発明に係るアーク溶接システムは、前記電源装置は、並列接続されており、溶接ワイヤ及び母材間に電力を供給する第1の電源及び第2の電源を備える。
 本発明にあっては、並列接続された第1の電源及び第2の電源を用いて溶接トーチ及び母材間に大電流を供給することができる。
 本発明に係るアーク溶接システムは、前記第1の電源は、該第1の電源及び第2の電源による給電及び前記ワイヤ送給装置による溶接ワイヤの送給を制御している。
 本発明にあっては、第1の電源が、自身及び第2の電源による給電を制御し、第1及び第2送給部による溶接ワイヤの送給を制御する。つまり、第1の電源が、電源装置全体及び溶接ワイヤ送給装置の動作を集中的に制御する。従って、アーク溶接システムを安定的に制御することができる。
 本発明に係るアーク溶接システムは、前記ワイヤ送給装置は、溶接ワイヤ及び母材間に発生したアークによって母材に形成された凹状の溶融部分に溶接ワイヤの先端部が進入する速度で、溶接ワイヤを送給し、前記電源装置は、溶接ワイヤ及び母材間に流れる溶接電流の周波数が10Hz以上1000Hz以下、平均電流が300A以上、電流振幅が50A以上になるように、該溶接電流を変動させる。
 本発明にあっては、溶接ワイヤの先端部は、凹状の溶融部分まで進入し、埋もれアークが発生する。具体的には、溶接ワイヤの先端部は溶融部分に囲まれた状態となり、先端部と、溶融部分の底部及び側部との間にアークが発生する。アークの熱によって溶融した母材及び溶接ワイヤの溶融金属は、溶接ワイヤの先端部が埋没される方向へ流れようとするが、アークの力によって押し返され、先端部が溶融部分に囲まれた状態で安定化する。
 このような状態にある溶融金属は、大きく波打つおそれがあるが、前記周波数、平均電流及び電流振幅にて溶接電流を周期的に変動させることにより、大きな波打ち周期よりも高周期で溶融金属を微振動させ、溶融金属の大きな波打ちを抑えることができる。
 また、溶接電流を周期的に変動させることにより、凹状の溶融部分の底部にアークが飛ぶ第1状態と、溶融部分の側部にアークが飛ぶ第2状態とを周期的に変動させることができ、溶融金属の波打ちを抑えることができる。具体的には、第1状態及び第2状態を10Hz以上1000Hz以下の周波数で変動させることにより、大きな波打ち周期よりも高周期で溶融金属を微振動させ、溶融金属の大きな波打ちを抑えることができる。
 更に、溶接電流の周波数が50Hz以上300Hz以下、平均電流が400A以上1000A以下、電流振幅が100A以上300A以下の溶接条件によれば、より効果的に、溶融金属の波打ちを抑えることができる。
 本発明に係るアーク溶接システムは、前記ワイヤ送給装置は、溶接ワイヤを5m/分以上の速度で送給する。
 本発明にあっては、溶接ワイヤを5m/分以上の速度で送給することによって、埋もれアークによる厚板の1パス溶接を実現することができる。
 本発明に係るワイヤ送給装置は、溶接ワイヤをワイヤ供給源から溶接トーチへ送給するワイヤ送給装置であって、前記ワイヤ供給源及び前記溶接トーチの間に配され、前記ワイヤ供給源から供給される溶接ワイヤを一時的に収容し、収容された溶接ワイヤを前記溶接トーチへ供給する中間ワイヤ供給源と、前記ワイヤ供給源の溶接ワイヤを前記中間ワイヤ供給源へ送給する第1送給部と、前記中間ワイヤ供給源に収容された溶接ワイヤを前記溶接トーチへ送給する第2送給部とを備える。
 本発明にあっては、ワイヤ供給源と、溶接トーチとの間に中間ワイヤ供給源を配置することによって、ワイヤ供給源側における溶接ワイヤの送給負荷を吸収し、溶接トーチ側における溶接ワイヤの送給負荷を低減することができる。
 本願によれば、所要の速度で溶接ワイヤを安定的に溶接トーチへ送給することができ、厚板の1パス溶接を実現することができる。
本実施形態1に係るアーク溶接システムの一構成例を示す模式図である。 本実施形態1に係る中間ワイヤ供給源の一構成例を示す模式図である。 本実施形態に係るアーク溶接方法の手順を示すフローチャートである。 設定電圧の変動を示すグラフである。 溶接電圧の変動を示すグラフである。 溶接電流の変動を示すグラフである。 本実施形態に係るアーク溶接方法を示す模式図である。 大電流埋もれアークによる突き合わせ溶接における溶接ワイヤのワイヤ送給量と、溶け込み深さの関係を示すグラフである。 溶接対象の母材の断面を示す模式図である。 溶接後のビード部分の断面を示す模式図である。 溶接後のビード部分の断面を示す模式図である。 実施形態2に係る中間ワイヤ供給源の一構成例を示す模式図である。 本実施形態3に係る電源装置の一構成例を示すブロック図である。 電源の一構成例を示すブロック図である。 給電制御に係る各電源の処理手順を示すフローチャートである。 給電制御に係る各電源の処理手順を示すフローチャートである。
 以下、本発明をその実施形態を示す図面に基づいて詳述する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
(実施形態1)
 図1は、本実施形態1に係るアーク溶接システムの一構成例を示す模式図、図2は、本実施形態1に係る中間ワイヤ供給源41の一構成例を示す模式図である。本実施形態に係るアーク溶接システムは、板厚が9mm以上30mm以下の母材Aを1パスで突き合わせ溶接することが可能な消耗電極式のガスシールドアーク溶接機であり、溶接ロボット1と、ロボット制御装置2と、ワイヤ供給源3と、ワイヤ送給装置4と、電源装置5とを備える。
 溶接ロボット1は、母材Aのアーク溶接を自動で行うものである。溶接ロボット1は、床面の適宜箇所に固定される基部11を備える。基部11には、複数のアーム12が図示しない軸部を介して回動可能に連結している。先端側に連結されたアーム12の先端部には、溶接トーチ13が保持されている。アーム12の連結部分にはモータが設けられており、モータの回転駆動力によって軸部を中心に各アーム12が回動する。モータの回転はロボット制御装置2によって制御されている。ロボット制御装置2は、各アーム12を回動させることによって、母材Aに対して溶接トーチ13を上下前後左右に移動させることができる。また、各アーム12の連結部分には、アーム12の回動位置を示す信号をロボット制御装置2へ出力するエンコーダが設けられており、ロボット制御装置2は、エンコーダから出力された信号に基づいて、溶接トーチ13の位置を認識する。
 溶接トーチ13は、銅合金等の導電性材料からなり、溶接対象の母材Aへ溶接ワイヤWを案内すると共に、アーク7(図5参照)の発生に必要な溶接電流を供給する円筒形状のコンタクトチップを有する。コンタクトチップは、その内部を挿通する溶接ワイヤWに接触し、溶接電流を溶接ワイヤWに供給する。また、溶接トーチ13は、コンタクトチップを囲繞する中空円筒形状をなし、先端の開口から母材Aへシールドガスを噴射するノズルを有する。シールドガスは、アーク7によって溶融した母材A及び溶接ワイヤWの酸化を防止するためのものである。シールドガスは、例えば炭酸ガス、炭酸ガス及びアルゴンガスの混合ガス、アルゴン等の不活性ガス等である。コンタクトチップ及びノズルの内部には溶接トーチ13を水冷するための流水路が形成されている。コンタクトチップ及びノズルは、非先端側で連結しており、当該非先端側の外側に水冷用の水が流入する流入口と、流水路を流れた水が流出する流出口が設けられている。流水路は、流入口からコンタクトチップの非先端部分、コンタクトチップの先端部分、コンタクトチップの非先端部分、ノズルの非先端部分、ノズルの先端部分を経て、流出口に至る経路である。
 ワイヤ供給源3は、溶接トーチ13へ溶接ワイヤWを繰り出し可能に収容している。溶接ワイヤWは、例えばソリッドワイヤであり、その直径は0.8mm以上1.6mm以下であり、消耗電極として機能する。ワイヤ供給源3は、例えば、パックワイヤである。パックワイヤは、末端を底側にして螺旋状に巻かれた溶接ワイヤWを収容した円筒状の収容体を備え、上部先端に設けられた図示しない穴部から溶接ワイヤWが順に繰り出されるように構成されている。なお、パックワイヤはワイヤ供給源3の一例であり、溶接ワイヤWが巻かれたリールワイヤであっても良い。
 ワイヤ送給装置4は、ワイヤ供給源3及び溶接トーチ13の間に配され、ワイヤ供給源3から供給される溶接ワイヤWを一時的に収容し、収容された溶接ワイヤWを溶接トーチ13へ供給する中間ワイヤ供給源41を備える。中間ワイヤ供給源41は、送給経路内における各部のワイヤ送給速度の相違を吸収すると共に、溶接トーチ13側における溶接ワイヤWの送給負荷を低減させるものである。中間ワイヤ供給源41は、溶接ワイヤWを収容する中空略直方体の筐体41aを有する。筐体41aは、フロア等の箇所に載置可能な平らな載置面41mを底部に有する。筐体41aには、ワイヤ供給源3から供給された溶接ワイヤWが導入される入口部41bと、筐体41aの内部に収容された溶接ワイヤWを送出する出口部41cとが形成されている。
 ワイヤ供給源3と、中間ワイヤ供給源41の入口部41bとは、溶接ワイヤWが挿通する第1コンジットケーブル4aによって接続されている。筐体41a内部の入口部41bには、ワイヤ供給源3から溶接ワイヤWを引き出し、入口部41bを介して筐体41a内に溶接ワイヤWを引き込む引出送給部41d(第1送給部)が設けられている。引出送給部41dは、入口部41bから導入された溶接ワイヤWを挟むことが可能な位置で対向する1対のローラを有する。少なくとも一方のローラは速度制御可能な引出送給モータ41fによって回転駆動される。引出送給部41dは、例えば100m/分の速度で溶接ワイヤWの送給を行うことができる。引出送給部41dは、電源装置5から出力される送給制御信号によってローラを回転させる。
 第1コンジットケーブル4aから入口部41bを介して筐体41a内部へ引き込まれた溶接ワイヤWは、任意形状に湾曲し、所定量の溶接ワイヤWが筐体41a内に収容される。図1に示す例では、溶接ワイヤWは、ループ状に湾曲して収容されている。なお、筐体41a内部には、溶接ワイヤWが所定の空間領域内に絡まらずに収容されるように、溶接ワイヤWを案内する部材を設けると良い。
 筐体41a内部の出口部41cには、中間ワイヤ供給源41の内部に収容された溶接ワイヤWを出口部41cへ案内し、出口部41cを介して筐体41aの外部へ送出させるワイヤ案内部41eが設けられている。ワイヤ案内部41eは、溶接ワイヤWを挟み、出口部41cへ案内可能な位置で対向する1対のローラを有する。当該ローラは、引出送給モータ41fに同期して回転するモータによって回転駆動される構成であっても良いし、受動的に回転するものであっても良い。
 また、ワイヤ送給装置4は、中間ワイヤ供給源41から溶接ワイヤWを引き出し、引き出された溶接ワイヤWを溶接トーチ13へ押し出すプッシュフィーダ42を備える。プッシュフィーダ42は、例えば溶接ロボット1のアーム12に設けられている。プッシュフィーダ42は、溶接ワイヤWが挿通する第2コンジットケーブル4bによって中間ワイヤ供給源41の出口部41cに接続され、第3コンジットケーブル4cによって溶接トーチ13に接続されている。中間ワイヤ供給源41は、溶接ロボット1の近傍に並置されている。プッシュフィーダ42は、中間ワイヤ供給源41から溶接ワイヤWを引き出し、引き出された溶接ワイヤWを溶接トーチ13へ押し出す押出送給部42a(第2送給部)を備える。押出送給部42aは、溶接ワイヤWを挟むことが可能な位置で対向する1対のローラを有する。少なくとも一方のローラは速度制御可能な図示しない押出送給モータによって回転駆動される。押出送給部42aは、例えば100m/分の速度で溶接ワイヤWの送給を行うことができる。押出送給部42aは、電源装置5から出力される送給制御信号によってローラを回転させる。
 更に、中間ワイヤ供給源41は、溶接ワイヤWの収容量を検出する収容量検出部41gと、引出送給モータ41fの回転を制御する送給制御部41hと、電源装置5から出力される送給制御信号が入力する制御信号入力部41iとを備える。
 収容量検出部41gは、例えば、一端部が回転可能に固定され、他端部が、ループ状に収容された溶接ワイヤWの円弧部分に外周側から当接する棒部材41jと、棒部材41jの回転位置を検出する回転位置センサとを有する。溶接ワイヤWの収容量が増減すると、図2中二点鎖線で示すように筐体41a内に収容された溶接ワイヤWのループの直径が変化し、棒部材41jが上記一端部を支点にして回動する。回転位置センサは、棒部材41jの回動位置を検出することによって、溶接ワイヤWの収容量を検出することができ、検出結果を送給制御部41hへ出力する。
 なお、回転位置センサを備えた収容量検出部41gは一例であり、溶接ワイヤWの収容量を、赤外線センサ等を用いて光学的に検出しても良い。また、収容された溶接ワイヤWに当接し、当該溶接ワイヤWの収容量に応じてオンオフするリミットスイッチを用いて収容量検出部41gを構成しても良い。
 送給制御部41hは、制御信号入力部41iに入力された送給制御信号を、収容量検出部41gの検出結果に基づいて補正し、補正後の送給制御信号にて引出送給モータ41fの回転を制御することによって、所定量の溶接ワイヤWを筐体41a内に収容する。
 例えば、送給制御部41hは、溶接ワイヤWの収容量が所定量未満である場合、送給制御信号によって指示された回転速度よりも、より高速で引出送給モータ41fを回転させる。また、送給制御部41hは、溶接ワイヤWの収容量が所定量超である場合、送給制御信号によって指示された回転速度よりも、より低速で引出送給モータ41fを回転させる。
 電源装置5は、給電ケーブルを介して、溶接トーチ13のコンタクトチップ及び母材Aに接続され、溶接電流を供給する電源部51と、溶接ワイヤWの送給速度を制御する送給速度制御部52とを備える。電源部51は、PWM制御された直流電流を出力する電源回路、電源回路の動作を制御する信号処理部、電圧検出部、電流検出部等を備える。
 電圧検出部は、溶接トーチ13及び母材Aに印加される電圧を検出し、検出した電圧値を示す電圧値信号を信号処理部へ出力する。
 電流検出部は、例えば、電源装置5から溶接トーチ13を介して溶接ワイヤWへ供給され、アーク7を流れる溶接電流を検出し、検出した電流値を示す電流値信号を信号処理部へ出力する。
 信号処理部は、電圧値信号、電流値信号、溶接条件の設定値等に基づいて、電源回路をPWM制御するための信号を電源回路へ出力する。
 電源回路は、商用交流を交直変換するAC-DCコンバータ、交直変換された直流をスイッチングにより所要の交流に変換するインバータ回路、変換された交流を整流する整流回路等を備える。電源回路は、信号処理部から出力される信号に従ってインバータ回路をPWM制御し、所定の溶接電流及び電圧を溶接ワイヤWへ出力する。例えば、母材A及び溶接ワイヤW間には、周期的に変動する溶接電圧が印加され、溶接電流が通電する。なお、電源装置5には、制御通信線を介してロボット制御装置2から出力指示信号が入力されるように構成されており、電源部51は、出力指示信号をトリガにして、電源回路に溶接電流の供給を開始させる。
 図3は、本実施形態に係るアーク溶接方法の手順を示すフローチャートである。まず、溶接により接合されるべき一対の母材Aをアーク溶接装置に配置し、電源装置5の各種設定を行う(ステップS11)。具体的には、板状の第1母材A1及び第2母材A2(図5参照)を用意し、被溶接部である端面a1,a2を突き合わせて、所定の溶接作業位置に配する。第1母材A1及び第2母材A2は、例えば軟鋼、機械構造用炭素鋼、機械構造用合金鋼等の鋼板であり、厚みは9mm以上30mm以下である。
 そして、電源装置5は、周波数10Hz以上1000Hz以下、平均電流300A以上、電流振幅50A以上の範囲内で溶接電流の溶接条件を設定する。
 なお、溶接電流の条件設定は、全て溶接作業者が行っても良いし、電源装置5が、本実施形態に係る溶接方法の実施を操作部にて受け付け、全ての条件設定を自動的に行うように構成しても良い。また、電源装置5が、平均電流等、一部の溶接条件を操作部にて受け付け、受け付けた一部の溶接条件に合う残りの溶接条件を決定し、条件設定を半自動的に行うように構成しても良い。
 各種設定が行われた後、電源装置5は、溶接電流の出力開始条件を満たすか否かを判定する(ステップS12)。具体的には、電源装置5は、溶接の出力指示信号が入力されたか否かを判定する。出力指示信号が入力されておらず、溶接電流の出力開始条件を満たさないと判定した場合(ステップS12:NO)、電源装置5は、出力指示信号の入力待ち状態で待機する。
 溶接電流の出力開始条件を満たすと判定した場合(ステップS12:YES)、電源装置5の送給速度制御部52は、ワイヤの送給を指示する送給制御信号を、ワイヤ送給装置4へ出力し、所定速度で溶接ワイヤWを送給させる(ステップS13)。溶接ワイヤWの送給速度は、例えば、約5~100m/分の範囲内で設定される。好ましくは、5m/分以上の速度で溶接ワイヤWを送給すると良い。埋もれアーク状態を良好に維持することができる。送給速度制御部52は、平均電流設定回路から出力された平均電流設定信号に応じて、送給速度を決定する。なお、溶接作業者が、ワイヤの送給速度を直接設定するように構成しても良い。
 次いで、電源装置5の電源部51は、電圧検出部及び電流検出部にて溶接電圧及び溶接電流を検出し(ステップS14)、検出された溶接電流の周波数、電流振幅及び平均電流が設定された溶接条件に一致し、溶接電流が周期的に変動するように、PWM制御する(ステップS15)。
 ここで、電源装置5の外部特性、即ち溶接電流の変化量に対する電圧の変化量の割合が-40V/100A以上、-2V/100A以下の状態で溶接を行うと良い。このような外部特性で溶接を行うと、埋もれアーク状態を維持することが容易になる。溶接電流の増加に対する低下電圧が2V未満になると、外乱要因によるアーク長の変動に対して電圧の変動が小さく、電流が大きく変動する。その結果、溶融領域が大きく揺動して、埋もれアーク7の状態を維持することが難しくなる。また、低下電圧が40Vを超えると、アーク長の自己制御作用が小さくなり、埋もれアーク状態を維持することが難しくなる。
 次いで、電源装置5の電源部51は、溶接電流の出力を停止するか否かを判定する(ステップS16)。具体的には、電源装置5は、出力指示信号の入力が継続しているか否かを判定する。出力指示信号の入力が継続しており、溶接電流の出力を停止しないと判定した場合(ステップS16:NO)、電源部51は、処理をステップS13へ戻し、溶接電流の出力を続ける。
 溶接電流の出力を停止すると判定した場合(ステップS16:YES)、電源部51は、処理をステップS12へ戻す。
 図4A、図4B及び図4Cは、設定電圧、溶接電圧及び溶接電流の変動を示すグラフ、図5は、本実施形態に係るアーク溶接方法を示す模式図である。図4A~図4Cに示す各グラフの横軸は時間を示し、図4A~図4Cに示す各グラフの縦軸はそれぞれ、電源装置5の設定電圧、母材A及び溶接ワイヤW間の溶接電圧、アーク7を流れる溶接電流である。
 本実施形態に係るアーク溶接方法においては、電源部51は、溶接電流の周波数が10Hz以上1000Hz以下、平均電流が300A以上、電流振幅が50A以上になるように、溶接電流を制御する。
 好ましくは、電源部51は、溶接電流の周波数が50Hz以上300Hz以下、平均電流が400A以上1000A以下、電流振幅が100A以上300A以下になるように、溶接電流を制御する。
 より好ましくは、電源部51は、図4Cに示すように、電源装置5の周波数が100Hz以上200Hz以下、電流振幅が200A以上300A以下、平均電流が500A以上800A以下になるように、溶接電流を制御する。かかる溶接電流の溶接条件で、例えば、溶接ワイヤWの直径を1.2mmとすると、約40m/分の速度で溶接ワイヤWを送給すると良い。このように溶接電流及びワイヤ送給速度が設定された場合、設定電圧は、例えば図4Aに示すように、周波数100Hz、電圧振幅30Vの矩形波状の電圧となり、溶接ワイヤW及び母材A間には図4Bに示すような溶接電圧が印加され、図4Cに示すような溶接電流が流れる。電源装置5は、例えば溶接電流の電流振幅が240A、平均電流が530Aになるように、周波数100Hzで設定電圧の制御を行う。また、電源装置5は、約40m/分の速度で溶接ワイヤWの送給を制御する。なお、溶接電圧は27V以上41V以下の範囲で変動しているが、溶接電圧の変動範囲は、各種インピーダンスの影響によって変化する。
 かかる溶接条件で溶接電流を周期的に変動させると、溶接ワイヤWの先端部及び被溶接部間に発生したアーク7の熱によって溶融した母材A及び溶接ワイヤWの溶融金属からなる凹状の溶融部分6が母材Aに形成される。そして、アーク7の様子を高速度カメラで撮影したところ、図5左図に示すように、溶接ワイヤWの先端部及び溶融部分6の底部間にアーク7が発生する第1状態と、先端部及び溶融部分6の側部間にアーク7が発生する第2状態とを周期的に変動することが確認された。
 具体的には、溶接ワイヤWの先端部から溶融部分6の底部へアーク7が飛ぶ第1状態と、溶接ワイヤWの先端部から溶融部分6の側部へアーク7が飛ぶ第2状態とを繰り返す。溶融金属は、溶接ワイヤWの先端部が埋没される方向へ流れようとするが、第2状態において溶融部分6の側壁部にアーク7が飛び、溶融部分6の溶融金属は溶接ワイヤWから離隔する方向へ押し返され、溶融部分6は凹状の状態で安定化する。なお、図5右図では、溶融した溶接ワイヤWの先端部が溶融部分6の底部にある溶融池に落下し、溶接ワイヤWの先端部が短くなっている。
 このような第1状態及び第2状態を100Hz以上200Hz以下で変動させることによって、大きな波打ち周期よりも高周期で溶融金属を微振動させることができ、溶融金属の波打ちが抑えられる。
 以上の通り、本実施形態に係るアーク溶接方法及びアーク溶接装置によれば、300A以上の大電流を用いてガスシールドアーク溶接を行う場合であっても、溶接電流を周期的に変動させることによって、溶融金属の波打ちを抑えることができ、ビードの乱れ及び垂れの発生を防止することができる。
 なお本実施形態では、溶接電流及び溶接電圧が大きい期間と、小さい期間とが略同一である場合を説明したが、各期間の比率を変化させても良い。当該期間の比率を変化させることによって、溶融金属の波打ちを抑えつつ、溶接ワイヤWの先端部の上下位置変動の幅を調整することができる。例えば、溶接電流及び溶接電圧が大きい期間の比率を大きくすることによって、溶接ワイヤWの先端部が、溶融部分6の底部より高い位置に保持される割合が高くなる。その結果、母材A上部への入熱量を増加させ、ビード成形性を向上させることができる。
 図6は、大電流埋もれアーク7による突き合わせ溶接における溶接ワイヤWのワイヤ送給量と、溶け込み深さの関係を示すグラフである。横軸は、1分間あたりのワイヤ送給量を示しており、縦軸は、最大溶け込み深さを示している。丸印プロットのグラフ、△印プロットのグラフ、×印プロットのグラフは、それぞれワイヤ径が1.2mm、1.4mm、1.6mmの溶接ワイヤWを用いたときのワイヤ送給量及び溶け込み深さの関係を示す実験結果である。
 実験条件は次の通りである。使用する溶接ワイヤWは、ワイヤ系1.2mm、1.4mmのYGW11、ワイヤ系1.6mmのYGW12である。溶接速度は30cm/分である。コンタクトチップ及び母材A間の距離は25mm、シールドガスは二酸化炭素である。外部特性は-10V/100Aである。そして、電圧振幅が±10V、周波数100Hzで変動する電圧を、溶接トーチ13及び母材A間に印加する。
 図6のグラフから、ワイヤ径の増加に伴い、ワイヤ送給量あたりの溶け込みが深くなることが分かる。また、比較的安定なビード形成が得られるワイヤ径1.2mm、1.4mmにおいては、16mmから19mm程度の最大溶け込み深さが得られた。一方、ワイヤ径の増加に伴い大電流埋もれアーク7を安定維持できるワイヤ送給量の上限は低下する傾向が認められた。
 図7A、図7B及び図7Cは、溶接対象の母材Aと、溶接後のビード部分の断面を示す模式図である。図7Aは、突き合わせ溶接対象の母材Aの断面を示す模式図である。母材Aは厚み25mmの厚板であり、Y開先を有する。Y開先の開先角度は90度、ルート面の寸法は16mmである。
 図7Bは、平均電流720A、平均電圧47V、電圧振幅が±10V、周波数100Hz、外部特性-10V/100Aで突き合わせ溶接を行ったビードBの断面である。
 図7Cは、平均電流720A、平均電圧47V、電圧振幅が±10V、周波数100Hz、外部特性-20V/100Aで突き合わせ溶接を行ったビードBの断面である。
 図7Bにおける溶接条件では、貫通溶接を実現できたものの、開先部に若干の融合不良が認められた。一方、図7Cにおける溶接条件では、融合不良、気孔欠損の無い貫通溶接を行うことができた。また、ビードB端部も溶接方向に沿って均一に揃っており、安定した溶接結果を得ることができた。
 なお上記例では、溶接電流及び電圧を100Hzで周期的に変動させて埋もれアーク7を実現する例を説明したが一例であり、溶接電流及び電圧の制御方法は特に限定されるものでは無い。
 例えば、溶接ワイヤWの送給速度、溶接電流及び電圧が高い第1状態と、送給速度、溶接電流及び電圧が低い第2状態とを周期的に変動させて、溶接を行っても良い。例えば、溶接ワイヤWの送給速度が50m/分、溶接電流が620A、電圧が55Vの第1状態と、溶接ワイヤWの送給速度が60m/分、溶接電流が700A、電圧64Vの第2状態とを周波数0.2~2Hzで変動させるようにして、溶接を行っても良い。第1状態では、溶接に係る液滴の移行形態がドロップ移行又は振り子状にアークが同一平面を往復しながら回転する移行となり、溶接ワイヤWの進入深さは深くなる。第2状態では液滴の移行形態がローティング移行になり、溶接ワイヤWの進入深さは浅くなる。
 また、溶接電圧を一定にし、溶接電流及び溶接ワイヤWの送給速度を周期的に変動させて、溶接を行っても良い。
 埋もれアーク状態を維持することによって母材Aの貫通溶接が可能な以下の溶接条件を適宜利用しても良い。
 ワイヤ送給速度が25m/分、電流値が400A、電圧値が35V、外部特性が-10~-20V/100A、ワイヤ突き出し長さ25mm、ワイヤ送給速度30m/分の溶接条件で、9mmの厚板を貫通溶接することができる。
 また、ワイヤ送給速度が30m/分、電流値が450A、電圧値が39V、外部特性が-10~-20V/100A、ワイヤ突き出し長さ25mm、ワイヤ送給速度30m/分の溶接条件で、12mmの厚板を貫通溶接することができる。
 更に、ワイヤ送給速度が40m/分、電流値が550A、電圧値が52V、外部特性が-20V/100A、ワイヤ突き出し長さ25mm、ワイヤ送給速度30m/分の溶接条件で、16mmの厚板を貫通溶接することができる。
 更にまた、ワイヤ送給速度が50m/分、電流値が770A、電圧値が57V、外部特性が-20V/100A、ワイヤ突き出し長さ15mm、ワイヤ送給速度30m/分の溶接条件で、19mmの厚板を貫通溶接することができる。
 また、Y開先を有する母材Aを突き合わせ溶接する例を説明したが、レ形開先、I形開先、その他の任意の開先を有する母材Aを溶接することもできる。また、開先を有しない母材Aを溶接しても良い。更に、溶接継手の例として突き合わせ継手を説明したが、溶接の接合形態は特に限定されるものでは無い。
 実施形態1に係るアーク溶接システムによれば、溶接トーチ13側における溶接ワイヤWの送給負荷を低減させることができる。従って、所要の速度で溶接ワイヤWを安定的に溶接トーチ13へ送給することができ、厚板の1パス溶接を実現することができる。
 また、筐体41a内に収容された溶接ワイヤWの収容量を監視し、中間ワイヤ供給源41に所定量の溶接ワイヤWを収容するようにしているため、中間ワイヤ供給源41から安定的に溶接トーチ13へ溶接ワイヤWを送給することができる。
 更に、中間ワイヤ供給源41の筐体41aは溶接ワイヤW自体を収容しているため、単に、コンジットケーブルを湾曲させて構成された緩衝機構に比して、溶接ワイヤWの安定的供給に必要な十分量の溶接ワイヤWを収容することができる。
 また、筐体41aは、溶接ワイヤWそのものを収容しているため、溶接ワイヤWと、コンジットケーブルとの摩擦抵抗が問題になることは無く、溶接トーチ13へ低負荷で溶接ワイヤWを送給することができる。
 更にまた、ワイヤ供給源3及び中間ワイヤ供給源41間における溶接ワイヤWの送給負荷が大きい場合であっても、中間ワイヤ供給源41から安定的に溶接トーチ13へ溶接ワイヤWを送給することができる。例えば、ワイヤ供給源3が溶接ロボット1から離れた位置に配され、第1コンジットケーブル4aが長いときも、溶接トーチ13へ安定的に溶接ワイヤWを送給することができる。
 更にまた、中間ワイヤ供給源41はフロア等の平坦面に載置可能な構成であり、ワイヤ供給源3及び溶接トーチ13間の任意箇所に自由に配置することができる。
 なお、実施形態1では、引出送給部41dを、中間ワイヤ供給源41の筐体41a内部に設ける例を説明したが、引出送給部41dと、中間ワイヤ供給源41とを別体で構成しても良い。別体の引出送給部41dの設置箇所は必ずしも限定されるものでは無く、ワイヤ供給源3に設けても良い。
 また、中間ワイヤ供給源41を溶接ロボット1に並べ置く例を説明したが、中間ワイヤ供給源41の設置箇所は特に限定されるものでは無く、溶接ロボット1のアーム12に設けても良い。
(実施形態2)
 溶接ワイヤWの高速送給に好適な中間ワイヤ供給源141の他の例を説明する。
 図8は、実施形態2に係る中間ワイヤ供給源141の一構成例を示す模式図である。実施形態2に係る中間ワイヤ供給源141は、実施形態1と同様の筐体141aを有し、筐体141aの側面には、ワイヤ供給源3から供給された溶接ワイヤWが水平方向(第1方向)から導入される入口部141bが形成され、筐体141aの上面部には、筐体141aの内部に収容された溶接ワイヤWを、水平方向に交差する鉛直上方へ送出する出口部141cとが形成されている。筐体141aに引き込まれた溶接ワイヤWは入口部141b及び出口部141cの間で弧状に湾曲した状態で収容される。
 実施形態2に係る収容量検出部141gは、一端部が回転可能に固定された棒部材141jを備える。棒部材141jの他端部には、溶接ワイヤWの湾曲部分を挟む1対の曲率検出ローラ141kが回転可能に支持されている。溶接ワイヤWの収容量が増減すると、図8に示すように筐体141a内に収容された溶接ワイヤWの曲率が変化し、棒部材141jが上記一端部を支点にして回動する。収容量検出部141gは、棒部材141jの回転位置を検出する回転位置センサであり、収容量検出部141gは、棒部材141jの回動位置を検出することによって、溶接ワイヤWの収容量を検出することができ、収容量を示す信号を、入出力部141iを介して電源装置5へ出力する。電源装置5は、中間ワイヤ供給源141から出力された信号を受信し、受信した信号基づいて算出された送給制御信号を中間ワイヤ供給源141へ出力する。
 中間ワイヤ供給源141の入出力部141iには電源装置5から出力された送給制御信号が入力される。引出送給モータ41fは、当該送給制御信号に応じた速度で回転し、所定量の溶接ワイヤWが筐体141a内に収容される。
 実施形態2によれば、溶接ワイヤWが入口部141b及び出口部141cの間で弧状に湾曲した状態で中間ワイヤ供給源141に収容される。従って、ループ状等、溶接ワイヤWを大きく曲げて筐体141a内に収容する場合に比べて、送給負荷を低減することができる。また収容する溶接ワイヤWをループ状にして収容する場合に比べて、筐体141aの内部構造を簡単化することができる。
(実施形態3)
 大電流を出力可能な電源装置5の好適な構成例を説明する。
 図9は、本実施形態3に係る電源装置5の一構成例を示すブロック図である。本実施形態3に係る電源装置5は、アーク溶接に係る共通の負荷に並列接続され、当該負荷に対して給電を行う複数の電源8を備える。各電源8は通信線によって接続されている。複数の電源8は、絶縁型のスイッチング電源であり、交流を所要の直流にAC/DC変換し、交直変換された直流を負荷へ供給する。
 複数の電源8の内、一の電源8は、通信線を介して他の電源8へPWM制御情報を送信することにより、各電源8の出力を制御するマスタ電源として機能する。他の電源8は当該一の電源8から送信されたPWM制御情報を受信し、受信したPWM制御情報に基づいて出力を制御するスレーブ電源として機能する。以下、マスタ電源として機能する電源8を、適宜第1の電源8と呼び、スレーブ電源として機能する電源8を第2の電源8と呼ぶ。第2の電源8は複数であっても良いし、単一であっても良い。
 第2の電源8は、自装置から負荷へ出力される電流を検出し、検出された電流を示す電流情報を、通信線を介して第1の電源8へ送信する。第1の電源8は、第2の電源8から送信された電流情報を受信し、当該電流情報が示す電流と、自装置で検出した電流とを加算することによって、電源装置5から負荷へ出力される総電流を算出する。そして、第1の電源8は、自装置から負荷へ出力される電圧を検出し、検出して得た電圧と、総電流とに基づいて、電源装置5を構成する各電源8の出力を制御するためのPWM制御情報を算出する。第1の電源8は、このようにして算出したPWM制御情報に基づいて、自装置の出力を制御すると共に、上記のように当該PWM制御情報を第2の電源8へ送信することによって、各電源8の動作を制御する。
 なお、後述するように、動作モードを切り替えることによって、各電源8を、マスタ電源及びスレーブ電源のいずれの電源としても機能させることができる。また、動作モードを切り替えることによって、一台の独立した電源8としても機能させることができる。
 図10は、電源8の一構成例を示すブロック図である。以下、説明を簡単にするため、電源装置5が第1の電源8と、第2の電源8の2台で構成されているものとして説明する。第1の電源8及び第2の電源8は、例えば最大出力が500Aの定電圧特性電源であり、電源装置5は、第1の電源8及び第2の電源8の同期制御によって、最大1000Aの電流を出力することができる。また、第1及び第2の電源8の構成は同じであるため、主に一方の電源8の構成を説明する。
 電源8は、操作パネル80、入力部81、整流器82、インバータ83、トランス84、整流平滑器85、電圧検出部86、電流検出部87、主制御部88及び信号処理部89を備える。
 入力部81は、例えば図示しない3相交流電源に接続される入力端子である。入力部81は、整流器82に接続されており、入力端子に印加された3相交流は整流器82に入力される。
 整流器82は、例えばダイオードブリッジ回路である。ダイオードブリッジは図示しない2つの順接続されたダイオードからなる直列回路を3組並列させた回路構成である。また、ダイオードブリッジ回路の出力端には図示しない平滑コンデンサが設けられている。整流器82は、入力部81を介して3相交流電源から入力された交流を全波整流し、平滑コンデンサにて平滑化された直流をインバータ83へ出力する。
 インバータ83は、整流器82にて整流及び平滑化された直流を高周波の交流に変換してトランス84へ出力する回路である。インバータ83は、例えば、4つのスイッチング素子からなるフルブリッジ回路である。フルブリッジ回路は、2つのスイッチング素子を直列接続してなるレグを2組並列接続させた回路構成である。各スイッチング素子は、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)等のパワーデバイスである。
 トランス84は、インバータ83から出力された交流を変圧し、変圧された交流を整流平滑器85へ出力する。トランス84は、コアに巻回され、磁気結合した一次コイル及び二次コイルを備え、一次コイルはインバータ83に接続され、二次コイルは整流平滑器85に接続されている。
 整流平滑器85は、トランス84から出力された交流を整流及び平滑化する回路であり、整流された直流の電圧及び電流は正出力端子8a及び負出力端子8bから負荷へ出力される。整流平滑器85は、例えばセンタータップを用いた全波整流回路、リアクトルを用いた平滑化回路等によって構成される。
 負荷は、例えばアーク溶接に係るものであり、溶接ワイヤW、母材A、シールドガスが電離したアーク7等が負荷となる。正出力端子8aは、正側給電線及び溶接トーチ13を介して溶接ワイヤWに電気的に接続され、負出力端子8bは負側給電線を介して母材Aに接続される。
 電圧検出部86は、例えば、整流平滑器85の出力側に接続されており、自装置から負荷へ出力される電圧を検出し、検出した電圧値を示す電圧値信号を主制御部88へ出力する回路である。
 電流検出部87は、例えば、整流平滑器85の出力側に設けられており、自装置から負荷へ出力される電流を検出し、検出した電流値を示す電流値信号を主制御部88へ出力する回路である。電流検出部87は、例えばホール素子等の磁電変換素子を備えたホール式電流センサである。
 主制御部88は、CPU(Central Processing Unit)、ROM、RAM、インタフェース等を有し、電源8全体の動作を制御するプロセッサである。主制御部88のインタフェースには制御端子8cが接続されている。マスタ電源として機能する電源8の制御端子8cには、溶接機の制御通信線が接続され、溶接機から出力された駆動指示信号が入力される。主制御部88は、駆動指示信号の入力状態を監視しており、駆動指示信号が入力された場合、インバータ83を動作させるための駆動要求を信号処理部89へ出力する。なお、スレーブ電源として機能している電源8の制御端子8cには、駆動指示信号は入力されない。
 また、主制御部88のインタフェースには、電圧検出部86及び電流検出部87が接続されており、電圧値信号及び電流値信号が入力される。主制御部88は、入力された電圧値信号及び電流値信号をAD変換し、AD変換して得られた、電圧情報及び電流情報を信号処理部89へ出力する。
 更に、主制御部88は操作パネル80に接続されており、操作パネル80に対する操作に応じた信号が入力される。主制御部88は、当該信号を監視することによって、操作パネル80に対する操作を受け付ける。本実施形態に係る主制御部88は、操作パネル80にて、電源8の動作モードの選択を受け付けることができる。動作モードには、電源8を、マスタ電源として機能させるマスタ電源モード(第1制御方式)と、スレーブ電源として機能させるスレーブ電源モード(第2制御方式)と、単一電源として機能させる単一電源モードとがある。また、主制御部88は、自装置の動作モード、出力電圧、出力電流等、各種動作状態を表示するための表示指示信号を操作パネル80へ出力することによって、自装置の動作状態を操作パネル80に表示させる。
 更にまた、マスタ電源として動作している電源8の主制御部88は、溶接機における溶接ワイヤWの送給を制御するためのワイヤ送給制御信号を制御端子8cから当該溶接機へ出力する。なお、スレーブ電源として動作している電源8は、ワイヤ送給制御信号の出力を行わない。
 信号処理部89は、インバータ83を構成するスイッチング素子へPWM信号を出力し、当該スイッチング素子のオンオフをPWM制御するDSP(digital signal processor)であり、制御情報算出部89a、PWM制御部89b及び通信部89cを有する。信号処理部89は、インバータ83及び主制御部88に接続されており、信号処理部89には、主制御部88から出力される電圧情報、電流情報、駆動要求等が入力される。信号処理部89は、自装置の動作モードを記憶しており、その信号処理内容は、電源8の動作モードによって異なる。信号処理内容の詳細は後述する。
 制御情報算出部89aは、インバータ83の動作を制御することによって、負荷へ出力する電圧又は電流を制御するためのPWM制御情報を算出する機能部である。PWM制御情報は、インバータ83へ出力するPWM信号のパルス幅及びパルス波形等を示す情報である。
 動作モードが単一電源モードである場合、制御情報算出部89aは、主制御部88から出力された電圧情報及び電流情報、つまり自装置で検出された電圧及び電流に基づいて、自装置のインバータ83をPWM制御するためのPWM制御情報を算出する。
 動作モードがマスタ電源モードである場合、制御情報算出部89aは、主制御部88から出力された自装置の電圧情報及び電流情報と、他の電源8に係る電流情報とに基づいて、第1及び第2の電源8のインバータ83をPWM制御するためのPWM制御情報を算出する。つまり、制御情報算出部89aは、自装置で検出された電圧及び電流と、スレーブ電源である他の電源8で検出された電流とに基づいて、PWM制御情報を算出する。なお、他の電源8で検出される電流情報は、通信部89cによって受信することができる。
 動作モードがスレーブ電源モードである場合、制御情報算出部89aは、PWM制御情報の算出を行わない。
 PWM制御部89bは、PWM制御情報を用いて、所要のパルス幅及びパルス波形を有するPWM信号を発生させ、インバータ83へ出力する機能部である。PWM制御部89bは、フルブリッジ回路のスイッチング素子を、たすき掛けで交互にオン状態及びオフ状態に切り替えることによって、インバータ83から交流を出力させる。
 動作モードが単一電源モード又はマスタ電源モードである場合、PWM制御部89bは、自装置の制御情報算出部89aにて算出されたPWM制御情報を用いてPWM信号を発生させる。
 動作モードがスレーブ電源モードである場合、PWM制御部89bは、他の電源8で算出されたPWM制御情報を用いてPWM信号を発生させる。他の電源8で算出されたPWM制御情報は、通信部89cによって受信することができる。自装置と他の電源8とが同一出力容量であるときは、自装置のPWM信号と他の電源8のPWM信号とは結果的に略同一の信号となる。出力容量が異なるときは、PWM制御部89bは、他の電源8で算出されたPWM制御情報を用いて出力容量差を補正したPWM信号を発生させる。この場合には、自装置のPWM信号と他の電源8のPWM信号とは異なる信号となる。
 通信部89cは、他の電源8と各種情報を送受信するための通信回路である。通信部89cは、例えばHCI(Host Control Interface)通信規格に従って情報を送受信する。
 動作モードがマスタ電源モードである場合、信号処理部89は通信部89cを介して、自装置のインバータ83の動作状態を示す動作情報と、制御情報算出部89aにて算出したPWM制御情報とを、スレーブ電源モードで動作している他の電源8へ送信する。当該電源8は、マスタ電源モードで動作している電源8から送信された動作情報及びPWM制御情報を通信部89cにて受信する。
 動作モードがスレーブ電源モードである場合、信号処理部89は通信部89cを介して、自装置から負荷へ出力されている電流を示す電流情報と、自装置のインバータ83の動作状態を示す動作情報と、自装置の異常の有無を示す異常情報とを、マスタ電源モードで動作している電源8へ送信する。異常情報は、例えば過電流、異常停止等を示す情報である。マスタ電源である当該電源8は、スレーブ電源モードで動作している電源8から送信された電流情報、動作情報及び異常情報を通信部89cにて受信する。
 操作パネル80は、負荷へ出力している電流及び電圧を示す電流表示部及び電圧表示部を備える。
 動作モードがマスタ電源モードである場合、主制御部88は、各電源8から出力されている電流を加算して得られる総電流の値を電流表示部に表示させる。また、自装置で検出して得られた電圧の値を電圧表示部に表示させる。動作モードがスレーブ電源モードである場合、主制御部88は、自装置が駆動中であることを示す所定情報を電流表示部及び電圧表示部に表示させる。所定情報は、例えば「駆動中」又は「RUN」等の文字情報であるが、表示する情報の内容は特に限定されるものでは無く、電流表示部及び電圧表示部を構成する表示ピクセル又はセグメントを全灯又は全消灯させる構成も含まれる。動作モードが単一電源モードである場合、主制御部88は、自装置から出力されている電流及び電圧の値を電流表示部及び電圧表示部に表示させる。
 また、操作パネル80は、電源8の動作モードを切り替えるための操作部と、現在の自装置の動作モードを表示する動作モード表示部とを備える。操作部は例えばシールされたタクタイルスイッチ、押しボタンスイッチ等である。電源8の主制御部88は、操作部が操作された場合、現在の動作モードを他の動作モードに切り替える。例えば、信号処理部89は、現在の動作モードを記憶しており、主制御部88は、モード切替指示を信号処理部89へ出力することによって、信号処理部89の動作モードを切り替える。動作モードは、例えば、操作部が操作される都度、単一電源モード、マスタ電源モード、スレーブ電源モード、単一電源モード…の順で切り替えられる。
 動作モード表示部は、複数の発光素子を有する。複数の発光素子は、例えばマスタ電源モードである場合に点灯する発光素子、スレーブ電源モードである場合に点灯する発光素子を含む。
 図11及び図12は、給電制御に係る各電源8の処理手順を示すフローチャートである。ここでは、マスタ電源モードで動作している第1の電源8と、スレーブ電源モードで動作している第2の電源8の処理を説明する。
 マスタ電源である第1の電源8に駆動指示信号が入力された場合、主制御部88は、自装置から負荷へ出力されている電流及び電圧を、電流検出部87及び電圧検出部86にて検出する(ステップS51)。主制御部88は、検出して得た電流情報及び電圧情報を信号処理部89へ出力する。
 マスタ電源モードの信号処理部89は、電流情報及び電圧情報が示す電流及び電圧に基づいてPWM制御情報を算出する(ステップS52)。起動時においては、スレーブの電源8は動作を開始していないため、例えば、第1の電源8で検出された電流及び電圧を用いてPWM制御情報を算出する。
 そして、信号処理部89は、算出されたPWM制御情報に基づいて、インバータ83をPWM制御する(ステップS53)。次いで、信号処理部89は、インバータ83の動作状態を示す動作情報及びPWM制御情報を、通信部89cを介して、スレーブ電源である第2の電源8へ送信する(ステップS54)。動作情報は、例えば、インバータ83が駆動しているか否かを示す情報である。
 スレーブ電源モードの信号処理部89は、第1の電源8から送信された動作情報及びPWM制御情報を通信部89cにて受信する(ステップS55)。そして、スレーブ電源モードの信号処理部89は、マスタ電源が駆動していることを動作情報にて確認し、受信したPWM制御情報に基づいて自装置のインバータ83をPWM制御する(ステップS56)。
 なお、ステップS54の送信を行う通信部89cは、制御情報送信部に対応し、ステップS55の受信を行う通信部89cは、制御情報受信部に対応する。
 次いで、第2の電源8の主制御部88は、自装置が正常に動作している場合、駆動中である旨を操作パネル80に表示させる(ステップS57)。例えば、主制御部88は、駆動中である旨を電流表示部及び電圧表示部に表示させる。
 次いで、主制御部88は、電流検出部87にて自装置から負荷へ出力している電流を検出する(ステップS58)。主制御部88は、検出して得た電流情報を信号処理部89へ出力する。
 スレーブ電源モードの信号処理部89は、自装置で検出して得た電流情報を、通信部89cを介して、マスタ電源である第1の電源8へ送信する(ステップS59)。また、信号処理部89は、自装置のインバータ83の動作状態を示す動作情報、異常の有無を示す異常情報を、通信部89cを介して第1の電源8へ送信する(ステップS60)。
 PWM制御情報等を送信したマスタ電源モードの信号処理部89は、第2の電源8から送信される電流情報、動作情報及び異常情報を受信し(ステップS61)、その受信に成功したか否かを判定する(ステップS62)。
 なお、ステップS60の送信を行う通信部89cは、電流情報送信部に対応し、ステップS60の送信を行う通信部89cは、異常情報送信部に対応する。また、ステップS61の受信を行う通信部89cは、電流情報受信部及び異常情報受信部に対応する。
 所定時間以上、第2の電源8からの応答が無く、受信に失敗したと判定した場合(ステップS62:NO)、信号処理部89は、インバータ83の動作及びPWM制御情報の算出を停止させることにより、負荷への出力を停止させる(ステップS63)。なお、第1の電源8におけるPWM制御情報の算出が停止すると、スレーブ電源である第2の電源8の動作も停止する。
 また、信号処理部89は、通信異常を主制御部88へ通知し、主制御部88は通信に係る異常があった旨を操作パネル80に表示させ(ステップS64)、処理を終える。
 なお、通信異常は、通信線の切断、コネクタの接続不良で発生する他、スレーブ電源として動作させるべき電源8を、誤ってマスタ電源モードで動作させた場合にも発生する。
 第2の電源8からの応答があり、電流情報、動作情報及び異常情報の受信に成功したと判定した場合(ステップS62:YES)、信号処理部89は、受信した電流情報が示す電流が所定の閾値未満であるか否かを判定する(ステップS65)。なお、ステップS65の判定を行う信号処理部89は、判定部に対応する。
 電流が閾値以上であると判定した場合(ステップS65:NO)、信号処理部89は、受信した異常情報に基づいて、第2の電源8の状態が異常であるか否かを判定する(ステップS66)。例えば、信号処理部89は、第2の電源8のインバータ83が停止状態にあることを異常情報が示している場合、又は異常情報が過電流等の異常を示している場合、異常があると判定する。
 電流が閾値未満であると判定された場合(ステップS65:YES)、又は第2の電源8に異常があると判定された場合(ステップS66:YES)、信号処理部89は、インバータ83の動作及びPWM制御情報の算出を停止させることにより、負荷への出力を停止させる(ステップS67)。また、信号処理部89は、状態異常を主制御部88へ通知し、主制御部88は、スレーブ電源に異常があった旨を操作パネル80に表示させ(ステップS68)、処理を終える。
 第2の電源8が正常に動作していると判定された場合(ステップS66:NO)、主制御部88は、電流検出部87及び電圧検出部86にて自装置から負荷へ出力されている電流及び電圧を、電流検出部87及び電圧検出部86にて検出する(ステップS69)。そして、主制御部88は、自装置で検出して得られた電流と、第2の電源8から受信した電流情報が示す電流とを加算する(ステップS70)。そして、信号処理部89は、ステップS70にて加算して得られた電流と、自装置で検出された電圧とに基づいてPWM制御情報を算出する(ステップS71)。ここで算出されるPWM制御情報は、電源装置5全体から負荷へ出力される電流及び電圧に基づくものであり、電源装置5全体の出力を制御することが可能な情報である。
 次いで、主制御部88は、ステップS70にて算出した電流の値を電流表示部に表示させ、ステップS69にて検出された電圧の値を電圧表示部に表示させる(ステップS72)。
 一方、主制御部88は、溶接機を制御するための情報、例えば溶接ワイヤWの送給を制御するためのワイヤ送給制御信号を制御端子8cから溶接機へ送信する(ステップS73)。ワイヤ送給制御信号は、例えば、溶接ワイヤWの送給速度、送給の開始及び停止等を制御するための信号である。
 次いで、主制御部88は、駆動指示信号の入力が継続しているか否かを判定する(ステップS74)。駆動指示信号が入力されていないと判定した場合(ステップS74:NO)、信号処理部89によるインバータ83の制御を停止させることによって負荷への出力を停止させ(ステップS75)、処理を終える。駆動指示信号が入力されていると判定した場合(ステップS74:YES)、主制御部88は、処理をステップS53へ戻し、負荷への給電制御を継続する。
 このように構成された電源装置5にあっては、マスタ電源である第1の電源8が、スレーブ電源である第2の電源8から電流情報を取得し、各電源8の出力を制御するPWM制御情報を算出する。そして、第1の電源8は、算出したPWM制御情報を第2の電源8へ送信し、スレーブ電源である当該電源8は、マスタ電源側で算出されたPWM制御情報に基づいて出力を制御する。従って、本実施形態に係る電源装置5においては、各電源8から負荷へ出力される電流を安定的に制御することができる。
 また、使用者は、マスタ電源として動作している第1の電源8の電流表示部及び電圧表示部を用いて、電源装置5から負荷へ出力されている電流及び電圧の情報を確認することができる。
 更に、スレーブ電源として動作している第2の電源8の電流表示部及び電圧表示部に所定情報を表示することによって、使用者に無用な混乱を与えないようにすることができる。
 更に、マスタ電源である第1の電源8は、スレーブ電源から送信されるはずの電流情報を受信できない場合、スレーブ電源である第2の電源8との通信に異常があるものとして、電源装置5全体を停止させ、安全を確保することができる。
 更にまた、マスタ電源である第1の電源8は、自装置が電流を出力しているにも関わらず、スレーブ電源である第2の電源8から出力される電流が閾値未満である場合、第2の電源8に異常があるものとして、電源装置5全体を停止させ、安全を確保することができる。
 更にまた、マスタ電源である第1の電源8は、スレーブ電源である第2の電源8の動作状態に異常がある場合、電源装置5全体を停止させ、安全を確保することができる。
 更にまた、これらの異常時に電源装置5を停止させることによって、電源装置5を保全することができる。
 更にまた、本実施形態に係る電源8は、操作部を操作することによって、マスタ電源及びスレーブ電源のいずれの電源としても機能させることができる。従って、電源装置5を構成するマスタ電源が故障しても、スレーブ電源として機能していた電源8の動作モードを、マスタ電源モードに切り替えることにより、容易に電源装置5を再構築することができる。
 更にまた、本実施形態に係る電源8は、操作部を操作することによって、単独の電源としても機能させることができる。
 なお、本実施形態では、主に2台の電源8を共通の負荷に並列接続させる例を説明したが、3台以上の電源8を用いて電源装置5を構成しても良い。
 また、負荷として、アーク溶接に係る負荷を説明したが、アーク切断、その他の大電流を要する負荷へ給電する電源装置5として用いても良い。
 更にまた、本実施形態に係る電源装置5は、アーク溶接機へ大電流を出力することができる。
 更にまた、本実施形態では、絶縁トランス型スイッチング電源をPWM制御する例を説明したが、電源8の構成及び制御方式は特に限定されるものでは無く、公知の構成及び制御方式を用いても良い。
 更にまた、本実施形態では、スレーブ電源として動作している電源8に異常があった場合、電源装置5全体を停止させる例を主に説明したが、電源装置5全体として問題がなければ、負荷への給電を継続するように構成しても良い。例えば、複数のスレーブ電源が並列接続されおり、異常が発見された電源8を電源装置5から遮断する遮断リレー等が設けられており、残りの電源8で所要の電力を供給することが可能であれば、正常に動作している複数の電源8を継続的に動作させても良い。
 今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 1 溶接ロボット
 2 ロボット制御装置
 3 ワイヤ供給源
 4 ワイヤ送給装置
 4a 第1コンジットケーブル
 4b 第2コンジットケーブル
 4c 第3コンジットケーブル
 5 電源装置
 6 溶融部分
 7 アーク
 8 電源
 11 基部
 12 アーム
 13 溶接トーチ
 41 中間ワイヤ供給源
 41a 筐体
 41b 入口部
 41c 出口部
 41d 引出送給部
 41e ワイヤ案内部
 41f 引出送給モータ
 41g 収容量検出部
 41h 送給制御部
 41i 入力部
 41j 棒部材
 41m 載置面
 42 プッシュフィーダ
 42a 押出送給部
 51 電源部
 52 送給速度制御部
 141i 入出力部
 141k 曲率検出ローラ
 A 母材
 B ビード
 W 溶接ワイヤ
 

Claims (13)

  1.  溶接ワイヤをワイヤ供給源から溶接トーチへ送給するワイヤ送給装置と、該ワイヤ送給装置によって前記溶接トーチへ送給された溶接ワイヤ及び母材間に電力を供給する電源装置とを備え、供給された電力により溶接ワイヤ及び母材間に発生するアークにて母材を溶接する消耗電極式のアーク溶接システムであって、
     前記ワイヤ送給装置は、
     前記ワイヤ供給源及び前記溶接トーチの間に配され、前記ワイヤ供給源から供給される溶接ワイヤを一時的に収容し、収容された溶接ワイヤを前記溶接トーチへ供給する中間ワイヤ供給源を備える
     アーク溶接システム。
  2.  前記ワイヤ送給装置は、
     前記ワイヤ供給源の溶接ワイヤを前記中間ワイヤ供給源へ送給する第1送給部と、
     前記中間ワイヤ供給源に収容された溶接ワイヤを前記溶接トーチへ送給する第2送給部と
     を備える請求項1に記載のアーク溶接システム。
  3.  前記中間ワイヤ供給源は、
     溶接ワイヤの収容量を検出する検出部を備え、
     更に、該検出部の検出結果に基づいて、所定量の溶接ワイヤが収容されるように前記第1送給部の送給を制御する送給制御部を備える
     請求項2に記載のアーク溶接システム。
  4.  前記中間ワイヤ供給源は、
     溶接ワイヤを収容する筐体を備え、
     該筐体及び前記ワイヤ供給源は、溶接ワイヤが挿通する第1コンジットケーブルによって接続され、前記筐体及び前記第2送給部は、溶接ワイヤが挿通する第2コンジットケーブルによって接続されており、
     溶接ワイヤは、前記第1コンジットケーブル及び前記第2コンジットケーブルによって案内され、前記中間ワイヤ供給源を介して前記溶接トーチへ送給される
     請求項2又は請求項3に記載のアーク溶接システム。
  5.  前記第1送給部は、前記筐体に収容されている
     請求項4に記載のアーク溶接システム。
  6.  前記第1コンジットケーブルを挿通する溶接ワイヤの送給に係る負荷は、前記第2コンジットケーブルを挿通する溶接ワイヤの送給に係る負荷に比べて大きい
     請求項4又は請求項5に記載のアーク溶接システム。
  7.  前記筐体は、前記中間ワイヤ供給源を載置するための載置面を有する
     請求項4~請求項6までのいずれか一項に記載のアーク溶接システム。
  8.  前記溶接トーチを保持するアームを有する溶接ロボットを備え、
     前記第2送給部は、前記溶接ロボットの前記アームに設けられ、前記中間ワイヤ供給源は前記溶接ロボットに並置される
     請求項2~請求項7までのいずれか一項に記載のアーク溶接システム。
  9.  前記電源装置は、
     並列接続されており、溶接ワイヤ及び母材間に電力を供給する第1の電源及び第2の電源を備える
     請求項1~請求項8までのいずれか一項に記載のアーク溶接システム。
  10.  前記第1の電源は、
     該第1の電源及び第2の電源による給電及び前記ワイヤ送給装置による溶接ワイヤの送給を制御している
     請求項9に記載のアーク溶接システム。
  11.  前記ワイヤ送給装置は、
     溶接ワイヤ及び母材間に発生したアークによって母材に形成された凹状の溶融部分に溶接ワイヤの先端部が進入する速度で、溶接ワイヤを送給し、
     前記電源装置は、
     溶接ワイヤ及び母材間に流れる溶接電流の周波数が10Hz以上1000Hz以下、平均電流が300A以上、電流振幅が50A以上になるように、該溶接電流を変動させる
     請求項1~請求項10までのいずれか一項に記載のアーク溶接システム。
  12.  前記ワイヤ送給装置は、
     溶接ワイヤを5m/分以上の速度で送給する
     請求項1~請求項11までのいずれか一項に記載のアーク溶接システム。
  13.  溶接ワイヤをワイヤ供給源から溶接トーチへ送給するワイヤ送給装置であって、
     前記ワイヤ供給源及び前記溶接トーチの間に配され、前記ワイヤ供給源から供給される溶接ワイヤを一時的に収容し、収容された溶接ワイヤを前記溶接トーチへ供給する中間ワイヤ供給源と、
     前記ワイヤ供給源の溶接ワイヤを前記中間ワイヤ供給源へ送給する第1送給部と、
     前記中間ワイヤ供給源に収容された溶接ワイヤを前記溶接トーチへ送給する第2送給部と
     を備えるワイヤ送給装置。
     
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