WO2018135126A1 - 溶接トーチ、および、溶接システム - Google Patents

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WO2018135126A1
WO2018135126A1 PCT/JP2017/041942 JP2017041942W WO2018135126A1 WO 2018135126 A1 WO2018135126 A1 WO 2018135126A1 JP 2017041942 W JP2017041942 W JP 2017041942W WO 2018135126 A1 WO2018135126 A1 WO 2018135126A1
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WO
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welding
torch
speed
information
welding torch
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PCT/JP2017/041942
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孝典 大西
弘希 今町
Original Assignee
株式会社ダイヘン
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
    • B23K9/073—Stabilising the arc
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/24—Features related to electrodes
    • B23K9/28—Supporting devices for electrodes
    • B23K9/29—Supporting devices adapted for making use of shielding means

Definitions

  • the present disclosure relates to a welding torch and a welding system used for arc welding.
  • Arc welding is known in which welding is performed by generating an arc between a welding torch and a workpiece by electric power supplied from a welding power supply device.
  • a welding power supply device In the case of semi-automatic arc welding, an operator grips a welding torch and performs welding by bringing the tip of the welding torch closer to the workpiece.
  • the recommended moving speed of the welding torch in semi-automatic arc welding is determined according to the material of the workpiece W, the material of the wire electrode, the diameter, the feeding speed, and the like.
  • the operator performs welding while moving the welding torch so as to maintain the recommended speed.
  • the moving speed of the welding torch is faster or slower than the recommended speed.
  • the moving speed of the welding torch becomes faster than the recommended speed, spatter is likely to occur and the quality of welding is deteriorated.
  • the moving speed of the welding torch becomes slower than the recommended speed the quality of the welding deteriorates.
  • An object of the present invention is to provide a welding system including the welding torch.
  • the welding torch provided by the first aspect of the present disclosure is supplied with electric power from a welding power source device and performs arc welding.
  • the welding torch includes a sensor unit, a welding information acquisition unit, and a communication unit.
  • the sensor unit detects speed information of the welding torch.
  • the welding information acquisition unit acquires welding information adapted to the speed information detected by the sensor unit.
  • the communication unit transmits the welding information acquired by the welding information acquisition unit to the welding power supply device.
  • the welding system provided by the second aspect of the present disclosure includes the welding torch provided by the first aspect of the present disclosure and the welding power source device.
  • FIGS. 1A and 1B are views for explaining a welding system A1 according to the first embodiment.
  • FIG. 1A is a schematic diagram showing the overall configuration of the welding system A1.
  • FIG. 1B is a block diagram illustrating a functional configuration of the welding system A1.
  • the welding system A1 includes a welding power source device 1, a wire feeding device 2, a welding torch 3, power cables 41 and 42, a power transmission line 5, a signal line 8, a gas cylinder 6, and a gas pipe 7.
  • a welding power source device 1 One output terminal of the welding power source device 1 is connected to the welding torch 3 via the power cable 41.
  • the wire feeding device 2 sends the wire electrode to the welding torch 3 so that the tip of the wire electrode protrudes from the tip of the welding torch 3.
  • the power cable 41 and the wire electrode are electrically connected.
  • the other output terminal of the welding power source apparatus 1 is connected to the workpiece W via the power cable 42.
  • the welding power source device 1 generates an arc between the tip of the wire electrode protruding from the tip of the welding torch 3 and the workpiece W, and supplies electric power to the arc.
  • the welding system A1 welds the workpiece W with the heat of the arc.
  • the welding system A1 uses shield gas during welding.
  • the shield gas of the gas cylinder 6 is supplied to the tip of the welding torch 3 by a gas pipe 7 provided so as to pass through the wire feeder 2.
  • Electric power for example, DC 24 V
  • Electric power for example, DC 24 V
  • the welding power supply device 1 and the wire feeding device 2 communicate with each other via a signal line 8.
  • the welding system A1 may circulate cooling water through the welding torch 3.
  • the welding power supply device 1 supplies electric power for arc welding to the welding torch 3.
  • the welding power supply device 1 converts the three-phase AC power input from the power system P into power suitable for arc welding and outputs the power. Further, the welding power source device 1 converts the three-phase AC power input from the power system P into DC power for driving the feeding motor of the wire feeding device 2 and the like through the power transmission line 5. Output to the wire feeder 2.
  • the welding power source device 1 is controlled to output electric power according to welding information, and the welding information is changed according to an operation of an operation unit (not shown).
  • the welding power supply device 1 changes the welding information in accordance with a signal input from the welding torch 3 via the signal line 8.
  • the wire feeding device 2 feeds the wire electrode to the welding torch 3.
  • the wire electrode is guided to the tip of the welding torch 3 through the torch cable 39 and the inside of the liner provided inside the welding torch 3.
  • the wire feeding device 2 drives a feeding motor or the like with power supplied from the welding power source device 1 through the power transmission line 5.
  • the electric power is also supplied from the wire feeder 2 to the welding torch 3 via a power transmission line (not shown) provided in the torch cable 39.
  • the wire feeding device 2 communicates with the welding power source device 1 through the signal line 8.
  • the wire feeder 2 communicates with the welding torch 3 via a signal line (not shown) provided inside the torch cable 39.
  • the welding torch 3 and the welding power source device 1 communicate with each other through the wire feeding device 2.
  • the wire feeder 2 and the welding torch 3 are connected by a torch cable 39.
  • the torch cable 39 is a cable connected to the base end of the welding torch 3, and a power cable 41, a gas pipe 7, a liner, a power transmission line, and a signal line are arranged inside the cable.
  • the connector 21 is a connection terminal for connecting the welding torch 3 and the wire feeder 2.
  • the connector 21 is a concave connection terminal, and a convex torch plug (not shown) provided at one end of the torch cable 39 of the welding torch 3 is inserted, so that the welding torch 3 and the wire feeding device are inserted. 2 is connected.
  • the power cable 41, the gas pipe 7, the liner, the power transmission line 5 and the signal line 8 inside the wire feeder 2 are connected to the power cable 41 and the gas pipe 7 inside the torch cable 39, respectively. Connected to the liner, power transmission line and signal line.
  • the welding torch 3 welds the workpiece W with the welding power supplied from the welding power source device 1.
  • the welding torch 3 includes a communication unit 31, a display unit 32, an operation unit 33, a storage unit 34, a sensor unit 35, and a control unit 36 as functional blocks.
  • the communication unit 31 is for communicating with the wire feeding device 2.
  • the communication unit 31 transmits a signal input from the control unit 36 to the wire feeder 2 via a signal line inside the torch cable 39. Further, the communication unit 31 receives a signal input from the wire feeding device 2 via a signal line inside the torch cable 39 and outputs the signal to the control unit 36.
  • a communication standard for example, CAN (Controller Area Network) is used.
  • the display unit 32 performs various displays, and includes a display 321 (described later) which is a liquid crystal display device, for example.
  • the display unit 32 is controlled by the control unit 36 and displays welding information stored in the storage unit 34.
  • the operation unit 33 includes a plurality of operation means, and outputs the operation of each operation means by the operator to the control unit 36 as an operation signal.
  • the operation means there are a torch switch 331 and an operation button 332 as described later.
  • the operation unit 33 may be provided with other operation means.
  • the storage unit 34 stores information such as each setting value of welding information and total welding time.
  • the sensor unit 35 includes a plurality of sensors, and outputs a detection value of each sensor to the control unit 36.
  • the sensor unit 35 includes an acceleration sensor 351 and a gyro sensor 352 described later.
  • the sensor unit 35 may include other sensors.
  • the control unit 36 controls the welding torch 3 and is realized by, for example, a microcomputer.
  • the control unit 36 performs predetermined processing in accordance with the operation signal input from the operation unit 33.
  • the control unit 36 controls communication by the communication unit 31, writing and reading of information in the storage unit 34, and display on the display unit 32.
  • the control part 36 performs a predetermined calculation based on the detection value input from the sensor part 35, and uses a calculation result for a process.
  • the control unit 36 calculates the speed information of the welding torch 3 based on the detection value detected by the acceleration sensor 351 and the detection value detected by the gyro sensor 352, and the welding information adapted to the speed information is calculated. Set up. Details of the welding information setting process adapted to the speed information will be described later.
  • FIGS. 2A and 2B are views showing an external appearance of an example of the welding torch 3.
  • 2A is a front view and FIG. 2B is a plan view.
  • the welding torch 3 includes a torch body 37, a handle 38, a control board 381, a torch switch 331, an operation button 332, a display 321, an acceleration sensor 351, a gyro sensor 352, and a torch cable 39. Yes.
  • the torch body 37 is a metal cylindrical member, in which a liner through which a welding cable is inserted, a power cable 41, and a gas pipe 7 are disposed.
  • a nozzle 371 is attached to the tip of the torch body 37.
  • the torch body 37 has a curved portion so that the operator can easily point the nozzle 371 toward the workpiece W.
  • the handle 38 is a part for the operator to hold, and is provided so as to hold the base end portion of the torch body 37. An operator holds the handle 38 and performs a welding operation.
  • the handle 38 is provided with a torch switch 331, an operation button 332, and a display 321.
  • a control board 381 is arranged inside the handle 38. On the control board 381, circuits composing the communication unit 31, the display unit 32, the operation unit 33, the storage unit 34, the sensor unit 35, and the control unit 36 are mounted.
  • the torch switch 331 is an operation means for accepting a start / stop operation of welding, and is arranged at a position where an operator who holds the handle 38 can easily perform a push operation with an index finger.
  • an operation signal is output to the control unit 36, and the operation signal is input to the welding power source device 1, whereby the welding power source device 1 outputs welding power.
  • the welding power source device 1 stops the output of the welding power by releasing the on operation. That is, welding is performed only while the torch switch 331 is pressed.
  • the display 321 performs various displays, and is disposed on the opposite side of the handle 38 from the torch switch 331 so that an operator who holds the handle 38 and performs welding work can easily see the screen.
  • the operation button 332 is an operation means for performing an operation for switching a screen or changing various setting values, and is disposed between the grip portion of the handle 38 and the display 321 on the same side as the display 321 of the handle 38. Yes.
  • the operation button 332 includes an upper button 332a, a lower button 332b, a left button 332c, and a right button 332d.
  • a corresponding operation signal is output to the control unit 36, and the control unit 36 performs a corresponding process.
  • the left button 332c and the right button 332d are operation means for switching the screen displayed on the display 321.
  • the upper button 332a and the lower button 332b are operation means for changing the set value displayed on the display 321.
  • the display 321 is disposed on the same control board 381.
  • the display screen of the display 321 has a predetermined angle with respect to the control board 381 so that the operator can easily operate each operation button 332 while looking at the display screen of the display 321. Yes.
  • the display 321 may be arranged so that the display screen is parallel to the control board 381.
  • a microcomputer as the control unit 36, a memory as the storage unit 34, a communication module as the communication unit 31, and various electronic components are also mounted.
  • An acceleration sensor 351 and a gyro sensor 352 are also mounted on the control board 381.
  • the acceleration sensor 351 is a triaxial acceleration sensor, detects the acceleration in each axial direction, and outputs the detected value to the control unit 36.
  • the gyro sensor 352 is a three-axis gyro sensor, detects an angular velocity around each axis, and outputs a detected value to the control unit 36.
  • the control unit 36 calculates speed information of the welding torch 3 based on detection values input from the acceleration sensor 351 and the gyro sensor 352 of the sensor unit 35.
  • the gyro sensor 352 detects angular velocities around each of three axes that are set to be orthogonal to each other.
  • the control unit 36 calculates the rotation angle around each axis by integrating these angular velocities. Then, the acceleration in each axial direction is calculated based on the rotation angle around each axis. Further, the acceleration in the triaxial direction at the tip portion of the nozzle 371 is calculated by subtracting the acceleration and gravity acceleration elements due to the rotational motion of the gyro sensor 352 around the tip portion of the nozzle 371 from each calculated acceleration. To do.
  • the control unit 36 calculates the speed in each axis direction by integrating the acceleration in each axis direction, and calculates the moving speed of the tip portion of the nozzle 371 (hereinafter referred to as “torch tip speed”).
  • the acceleration sensor 351 detects the acceleration in each axial direction of three axes that are set to be orthogonal to each other.
  • the control unit 36 uses these accelerations for correcting the acceleration in the respective axial directions of the gyro sensor 352.
  • part of the acceleration sensor 351, the gyro sensor 352, and the control unit 36 corresponds to an example of “sensor unit”
  • “torch tip speed” corresponds to an example of “speed information”.
  • the calculation method of the torch tip speed by the control unit 36 is not limited.
  • the acceleration sensor 351 may not be used, and the calculation may be performed only from the detection value obtained by the gyro sensor 352. Further, the calculation may be performed only from the detected value by the acceleration sensor 351 without using the gyro sensor 352.
  • a sensor for detecting the position may be provided in the welding torch 3, and the torch tip speed may be calculated from the change in the position of the welding torch 3.
  • the welding torch 3 may be provided with a sensor for detecting the speed, and the torch tip speed may be calculated from the detection value of the sensor.
  • the appearance of the welding torch 3 is not limited to that described above.
  • the location and shape of the torch switch 331, the operation button 332, and the display 321 are not limited.
  • the case where the operation button 332 is four independent buttons is shown, but one cross button may be used. Also, the number of buttons is not limited.
  • the recommended moving speed of the welding torch 3 in semi-automatic arc welding is determined according to the material of the workpiece W, the material of the wire electrode, the diameter, the feeding speed, and the like.
  • the operator performs welding while moving the welding torch 3 while maintaining the recommended speed.
  • the moving speed of the welding torch 3 is faster or slower than the recommended speed.
  • FIGS. 3A to 3C are views for explaining the welding state depending on the moving speed of the welding torch 3 and the welding voltage.
  • FIG. 3A shows a state in which the welding torch 3 is moved at the recommended speed.
  • the thickness of the bead B formed on the workpiece W is an appropriate thickness
  • the length of the arc A between the tip of the wire electrode D and the surface of the bead B is also an appropriate length. It has become.
  • FIG. 3B shows a state in which the welding torch 3 is moved at a speed faster than the recommended speed.
  • the thickness of the bead B formed on the workpiece W is thinner than that in the case of moving at the recommended speed (see FIG. 3A).
  • the length of the arc A between the tip of the wire electrode D and the surface of the bead B is increased, and sputtering is likely to occur.
  • FIG. 3C shows a state in which the welding torch 3 is moved at a speed faster than the recommended speed as in FIG. 3B and the welding voltage is set lower than the set voltage.
  • the thickness of the bead B is thin like FIG. 3B.
  • the wire electrode D becomes difficult to melt, and the length L of the wire electrode D protruding from the tip of the welding torch 3 is longer than in the case of FIGS. 3A-B. Thereby, the length of the arc A between the tip of the wire electrode D and the surface of the bead B becomes an appropriate length, and the occurrence of sputtering is suppressed.
  • the thickness of the bead B increases, so the length of the arc A between the tip of the wire electrode D and the surface of the bead B is short. Become. In this case, by increasing the welding voltage, the melting of the wire electrode D is promoted, and the length L of the wire electrode D protruding from the tip of the welding torch 3 becomes shorter than that in the case of FIG. 3A. Thereby, the length of the arc A becomes an appropriate length.
  • the welding torch 3 detects the moving speed (torch tip speed) of the tip portion of the nozzle 371 and automatically changes the welding voltage in accordance with the detected torch tip speed.
  • the control unit 36 reads out the welding voltage setting value stored in the storage unit 34 and sets it as the reference voltage value.
  • the welding voltage set value received by the welding power source apparatus 1 is received and stored in the storage unit 34.
  • the control unit 36 calculates the torch tip speed Ve based on the detection values input from the acceleration sensor 351 and the gyro sensor 352.
  • the reference voltage value is set as the welding voltage setting value.
  • the recommended speed range is a predetermined speed range centered on the recommended speed, and is set in advance. For example, when the recommended speed is 50 [cm / min], for example, 40 to 60 [cm / min] is set as the recommended speed range. This is an example, and how to set the recommended speed range is not limited.
  • the recommended speed is set according to the material of the workpiece W, the material of the wire electrode, the diameter, the feeding speed, and the like, and is automatically set by setting these information at the start of welding.
  • the control unit 36 sets a value obtained by adding the predetermined value ⁇ to the reference voltage value as the welding voltage setting value.
  • a value obtained by subtracting the predetermined value ⁇ from the reference voltage value is set as the welding voltage setting value.
  • the predetermined value ⁇ and the predetermined value ⁇ are set in advance according to the reference voltage value. For example, in the present embodiment, when the reference voltage value is 20V, the predetermined value ⁇ and the predetermined value ⁇ are set to 0.2V.
  • the welding voltage setting value is 20 V which is the reference voltage value
  • the torch tip speed Ve is smaller than the recommended speed range (Ve ⁇ 40)
  • the welding voltage setting value is 20.2 V obtained by adding the predetermined value ⁇ to the reference voltage value.
  • the welding voltage setting value is set to the predetermined value ⁇ from the reference voltage value. Subtracted 19.8V. This is an example of the predetermined value ⁇ and the predetermined value ⁇ , and is not limited thereto.
  • control unit 36 corresponds to an example of a “welding information acquisition unit”.
  • the control unit 36 outputs the welding voltage set value to the communication unit 31 and transmits it to the welding power source device 1.
  • the welding voltage set value transmitted from the communication unit 31 is received and set by the welding power source apparatus 1.
  • the welding power supply device 1 controls the output voltage so as to be a set welding voltage set value. Thereby, the output voltage of the welding power supply device 1 is controlled to a voltage adapted to the torch tip speed Ve.
  • the control unit 36 does not cause the welding power supply device 1 to transmit the welding voltage set value itself from the communication unit 31 but increases the welding voltage set value set in the welding power supply device 1 by a predetermined value ⁇ (or ⁇ Signal may be transmitted for the purpose of reduction.
  • information based on the torch tip speed Ve is displayed on the display 321.
  • the control unit 36 outputs the torch tip speed Ve calculated by calculation to the display unit 32.
  • the display unit 32 causes the display 321 to display information based on the input torch tip speed Ve.
  • the torch tip speed Ve may be displayed as it is, or whether the torch tip speed Ve is within the recommended speed range, fast or slow may be displayed.
  • the operator can know that the movement of the welding torch 3 has been accelerated (delayed) by looking at the display 321, so the moving speed of the welding torch 3 is changed so as to be an appropriate speed. be able to.
  • the operator can switch the screen of the display 321 to display the currently set welding voltage setting value, and can also change the welding voltage setting value manually.
  • the screen displayed on the display 321 is switched by pressing the left button 332c or the right button 332d, By displaying the “voltage setting” screen and pressing the upper button 332a (lower button 332b), the welding voltage set value can be increased (decreased).
  • a warning is displayed on the display 321 when the torch tip speed Ve becomes too large (small).
  • the control unit 36 determines that the torch tip speed Ve is too large (for example, exceeds 80 [cm / min]) and the torch tip speed Ve is too small (for example, In the case of less than 20 [cm / min], an instruction to display a warning on the display unit 32 is output.
  • the threshold value for determining that the torch tip speed Ve is too large (small) is not limited.
  • the display unit 32 to which the instruction is input from the control unit 36 causes the display 321 to display a predetermined warning text (for example, “the moving speed of the torch is too fast”, “the moving speed of the torch is too slow”).
  • the display unit 32 corresponds to an example of a “notification unit”.
  • the warning notification is not limited to display on the display 321.
  • the warning may be notified by voice or buzzer sound. The operator notices that the moving speed of the torch is too fast (too slow) by the warning, and can change the moving speed of the welding torch 3 so as to be an appropriate speed.
  • a warning is displayed on the display 321 even when the torch tip speed Ve suddenly changes.
  • the control unit 36 calculates the change amount ⁇ Ve of the torch tip speed Ve at a predetermined time, and when the absolute value of the change amount ⁇ Ve exceeds a predetermined value (when the torch tip speed Ve suddenly changes). ), An instruction to display a warning on the display unit 32 is output.
  • a warning is given when there is a change of 20 [cm / min] or more per second, but the present invention is not limited to this.
  • the control unit 36 corresponds to an example of a “change amount calculation unit”.
  • the display unit 32 to which the instruction is input from the control unit 36 causes the display 321 to display a predetermined warning text (for example, “Please be careful about welding defects”).
  • a predetermined warning text for example, “Please be careful about welding defects”.
  • the operator can know by a warning that there is a possibility that a welding defect has occurred, and can recognize the welding defect.
  • a sudden change in the torch tip speed Ve may be determined by each acceleration in the triaxial direction at the tip portion of the nozzle 371 calculated by the control unit 36. Good.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the welding information setting process performed by the control unit 36. This process is repeatedly executed at predetermined time intervals during welding work (while the torch switch 331 is pressed).
  • the welding voltage set value is read from the storage unit 34 as the reference voltage value V (S1).
  • acceleration information and angular velocity information are detected (S2), and a torch tip velocity Ve is calculated (S3).
  • the control unit 36 acquires a triaxial acceleration detection value detected by the acceleration sensor 351 and a triaxial angular velocity detection value detected by the gyro sensor 352, and uses these detection values to obtain a predetermined value.
  • the torch tip speed Ve is calculated by calculation.
  • the welding voltage set value V ′ is set based on the torch tip speed Ve (S4 to S8).
  • the torch tip speed Ve is less than 40 [cm / min] (S4: YES)
  • a value obtained by adding a predetermined value ⁇ to the reference voltage value V is set as the welding voltage set value V '(S5).
  • the torch tip speed Ve is 40 [cm / min] or more (S4: NO)
  • the reference voltage value V is set as the welding voltage set value V ′, assuming that the torch tip speed Ve is in the recommended speed range (S7). ).
  • the torch tip speed Ve is larger than 60 [cm / min] (S6: NO)
  • a value obtained by subtracting the predetermined value ⁇ from the reference voltage value V is set as the welding voltage set value V ′ (S8).
  • the welding voltage set value V ' is transmitted to the welding power source apparatus 1 (S9).
  • the control unit 36 outputs the welding voltage set value V ′ to the communication unit 31.
  • the communication unit 31 transmits the welding voltage set value V ′ to the welding power source device 1.
  • the welding power source apparatus 1 receives and sets the welding voltage set value V ', and controls the output voltage to become the set welding voltage set value V'. Thereby, the output voltage of the welding power supply device 1 is controlled to a voltage adapted to the torch tip speed Ve.
  • the control unit 36 outputs the torch tip speed Ve to the display unit 32.
  • the display unit 32 causes the display 321 to display information based on the input torch tip speed Ve.
  • the control unit 36 outputs an instruction to display a warning on the display unit 32.
  • the display unit 32 that has received the instruction displays a predetermined warning text on the display 321.
  • the torch tip speed Ve is 20 [cm / min] or more (S11: NO)
  • a change amount ⁇ Ve of the torch tip speed Ve is calculated (S13). Specifically, the control unit 36 calculates the change amount ⁇ Ve from the difference between the torch tip speed Ve calculated this time and the torch tip speed Ve calculated last time. Then, it is determined whether or not the absolute value of the change amount ⁇ Ve is equal to or less than a predetermined value ⁇ Ve 0 (S14). If the absolute value of the change amount ⁇ Ve is equal to or smaller than the predetermined value ⁇ Ve 0 (S14: YES), the process is terminated.
  • the process illustrated in the flowchart of FIG. 4 is an example, and the welding information setting process performed by the control unit 36 is not limited to the above-described process.
  • the warning display process (S11 to S15) is executed at a timing (for example, when S1 to S10 are performed a predetermined number of times) different from the process (S1 to S10) for setting the welding information. Also good.
  • the control unit 36 calculates the torch tip speed Ve based on the detection values input from the acceleration sensor 351 and the gyro sensor 352, and sets the welding voltage set value according to the calculated torch tip speed Ve. Change (including the case of not changing).
  • the welding voltage set value is transmitted via the communication unit 31 and set in the welding power source apparatus 1.
  • the welding power supply device 1 controls the output voltage so as to be a set welding voltage set value. Thereby, the output voltage of the welding power source apparatus 1 is controlled to a voltage adapted to the moving speed of the welding torch 3. Therefore, even if the moving speed of the welding torch 3 changes from the recommended speed, it is possible to suppress the deterioration of the welding quality.
  • information based on the torch tip speed Ve is displayed on the display 321.
  • the operator can know that the movement of the welding torch 3 is accelerated (delayed) by looking at the display 321, so that the moving speed of the welding torch 3 is adjusted to an appropriate speed. Can be changed.
  • the operator can manually change the welding voltage set value when he / she wants to increase (decrease) the voltage a little more, judging from the welding state and the torch tip speed Ve.
  • the control unit 36 displays a warning on the display unit 32 when the torch tip speed Ve becomes too large (small). Thereby, the operator can recognize that the moving speed of the torch is too fast (too slow), and can change the moving speed of the welding torch 3 so as to be an appropriate speed. Further, the control unit 36 calculates the change amount ⁇ Ve of the torch tip speed Ve, and when the absolute value of the change amount ⁇ Ve exceeds a predetermined value ⁇ Ve 0 (when the torch tip speed Ve changes suddenly), the display unit A warning is displayed at 32. Thereby, the operator can know by a warning that the welding defect may have occurred, and can recognize the welding defect.
  • the welding voltage set value is changed based on the torch tip speed Ve calculated by the control unit 36 from the detection values detected by the acceleration sensor 351 and the gyro sensor 352, but the present invention is not limited to this.
  • the welding voltage setting value may be changed based on the acceleration detected by the acceleration sensor 351 or the angular velocity detected by the gyro sensor 352.
  • the acceleration sensor 351 or the gyro sensor 352 corresponds to an example of the “sensor unit”, and the acceleration in each axis direction detected by the acceleration sensor 351 or the angular velocity around each axis detected by the gyro sensor 352 is “speed information”. Is equivalent to an example.
  • the torch tip speed Ve is any range of 40 ⁇ Ve ⁇ 60 (recommended speed range), Ve ⁇ 40 (slower than the recommended speed range), Ve> 60 (faster than the recommended speed range).
  • the present invention is not limited to this.
  • a region having hysteresis characteristics may be provided in the boundary region of each range.
  • Ve ⁇ 40 (slower than the recommended speed range), 40 ⁇ Ve ⁇ 45 (hysteresis area), 45 ⁇ Ve ⁇ 55 (recommended speed range), 55 ⁇ Ve ⁇ 60 (hysteresis area), Ve> 60 (recommended speed)
  • the welding voltage set value remains the value obtained by adding the predetermined value ⁇ to the reference voltage value.
  • the (Recommended Speed Range) is entered from (Hysteresis Area)
  • the welding voltage set value is changed to the reference voltage value.
  • the welding voltage set value remains at the reference voltage value and enters the range (faster than the recommended speed range) from the (hysteresis region).
  • the welding voltage set value is changed to a value obtained by subtracting the predetermined value ⁇ from the reference voltage value.
  • the range division for determining the torch tip speed Ve is three ranges, but is not limited to this, and may be two ranges or four or more ranges.
  • Ve ⁇ 30 lower than recommended speed range
  • 30 ⁇ Ve ⁇ 40 slowly slower than recommended speed range
  • 40 ⁇ Ve ⁇ 60 refcommended speed range
  • 60 ⁇ Ve ⁇ 70 lightly lower than recommended speed range
  • Ve> 70 much faster than the recommended speed range.
  • the welding voltage set value can be switched in five stages.
  • the welding voltage set value may be linearly changed according to the torch tip speed Ve.
  • V ' Va (Ve-50) (1)
  • the control unit 36 calculates the torch tip speed Ve and changes the welding voltage set value based on this, but the present invention is not limited to this.
  • the welding voltage set value is set as in the case of using the torch tip speed Ve. Changes can be made. In this case, a value obtained by subtracting the element of gravitational acceleration from the acceleration in each axial direction detected by the acceleration sensor 351 can be used.
  • the welding current set value may be changed instead of the welding voltage set value.
  • the welding current set value may be set to decrease as the torch tip speed Ve increases.
  • the rate of change in the current rise at the time of a short circuit may be changed.
  • the rising change speed may be set to be smaller as the torch tip speed Ve is larger.
  • a plurality of pieces of welding information may be changed.
  • the output of the welding power source device 1 may be a pulse current output.
  • the higher the current setting value (peak current setting value) of the pulse the smaller the torch tip speed Ve may be set.
  • FIG. 5A shows an output current waveform when the peak current set value is changed according to the torch tip speed Ve.
  • the broken line waveform in the figure is for the torch tip speed Ve of Ve ⁇ 40 (slower than the recommended speed range), and the alternate long and short dash line waveform is for the torch tip speed Ve of 40 ⁇ Ve ⁇ 60 (recommended speed range).
  • the solid line waveform is when the torch tip speed Ve is Ve> 60 (faster than the recommended speed range).
  • the current setting value (base current setting value) at a low level of the pulse may be set to be smaller as the torch tip speed Ve is larger.
  • FIG. 5B shows an output current waveform when the high level period is changed according to the torch tip speed Ve.
  • the broken line waveform in the figure is for the torch tip speed Ve of Ve ⁇ 40 (slower than the recommended speed range), and the alternate long and short dash line waveform is for the torch tip speed Ve of 40 ⁇ Ve ⁇ 60 (recommended speed range).
  • the solid line waveform is when the torch tip speed Ve is Ve> 60 (faster than the recommended speed range).
  • the pulse low level period may be set longer as the torch tip speed Ve increases.
  • FIG. 5C shows an output current waveform when the low level period is changed according to the torch tip speed Ve.
  • the broken line waveform in the figure is for the torch tip speed Ve of Ve ⁇ 40 (slower than the recommended speed range), and the alternate long and short dash line waveform is for the torch tip speed Ve of 40 ⁇ Ve ⁇ 60 (recommended speed range).
  • the solid line waveform is when the torch tip speed Ve is Ve> 60 (faster than the recommended speed range).
  • the pulse frequency may be set higher as the torch tip speed Ve is higher.
  • FIG. 6A shows an output current waveform when the pulse frequency is changed according to the torch tip speed Ve.
  • the broken line waveform in the figure is for the torch tip speed Ve of Ve ⁇ 40 (slower than the recommended speed range), and the alternate long and short dash line waveform is for the torch tip speed Ve of 40 ⁇ Ve ⁇ 60 (recommended speed range).
  • the solid line waveform is when the torch tip speed Ve is Ve> 60 (faster than the recommended speed range).
  • the duty ratio of the pulse may be set to be smaller as the torch tip speed Ve is larger.
  • FIG. 6B shows an output current waveform when the duty ratio of the pulse is changed according to the torch tip speed Ve.
  • the broken line waveform in the figure is for the torch tip speed Ve of Ve ⁇ 40 (slower than the recommended speed range), and the alternate long and short dash line waveform is for the torch tip speed Ve of 40 ⁇ Ve ⁇ 60 (recommended speed range).
  • the solid line waveform is when the torch tip speed Ve is Ve> 60 (faster than the recommended speed range).
  • FIG. 6C shows an output current waveform when the rising and falling slopes of the pulse are changed according to the torch tip speed Ve.
  • the broken line waveform in the figure is for the torch tip speed Ve of Ve ⁇ 40 (slower than the recommended speed range), and the alternate long and short dash line waveform is for the torch tip speed Ve of 40 ⁇ Ve ⁇ 60 (recommended speed range).
  • the solid line waveform is when the torch tip speed Ve is Ve> 60 (faster than the recommended speed range).
  • FIG. 7A is a diagram illustrating an example of a table.
  • the torch tip speed Ve when the torch tip speed Ve is Ve ⁇ 40 (slower than the recommended speed range), a predetermined value I1 [A] is subtracted from the base current, and a predetermined value is determined from the low level period. Subtract only t1 [ms] (Condition 1). If the torch tip speed Ve is 40 ⁇ Ve ⁇ 60 (recommended speed range), do not change the base current and the low level period (Condition 2), the torch tip speed Ve.
  • FIG. 7B shows an output current waveform when the base current set value and the low level period are changed according to the torch tip speed Ve and the table shown in FIG. 7A.
  • the broken line waveform in the figure is for the torch tip speed Ve of Ve ⁇ 40 (slower than the recommended speed range), and the alternate long and short dash line waveform is for the torch tip speed Ve of 40 ⁇ Ve ⁇ 60 (recommended speed range).
  • the solid line waveform is when the torch tip speed Ve is Ve> 60 (faster than the recommended speed range). The larger the torch tip speed Ve, the smaller the difference between the base current and the peak current and the longer the low level period, thereby reducing the amount of power supplied.
  • the output of the welding power source apparatus 1 may be an alternating current output.
  • the AC frequency may be set higher as the torch tip speed Ve increases.
  • FIG. 8A shows an output current waveform when the AC frequency is changed according to the torch tip speed Ve.
  • the broken line waveform in the figure is for the torch tip speed Ve of Ve ⁇ 40 (slower than the recommended speed range), and the alternate long and short dash line waveform is for the torch tip speed Ve of 40 ⁇ Ve ⁇ 60 (recommended speed range).
  • the solid line waveform is when the torch tip speed Ve is Ve> 60 (faster than the recommended speed range).
  • the welding power source device 1 is an alternating current output
  • a state in which the welding torch 3 is positive and the workpiece W is negative and a current is supplied and a state in which the welding torch 3 is negative and the workpiece W is positive and a current is supplied are as follows: Repeated alternately.
  • the ratio of the time which makes the welding torch 3 positive is adjusted.
  • the offset value x is adjusted in the following equation (2) indicating the control target Iref of the output alternating current of the welding power source apparatus 1.
  • A is the amplitude
  • ⁇ is the angular frequency
  • ⁇ is the initial phase.
  • FIG. 8B shows an output current waveform when the ratio of time for making the welding torch 3 positive is changed according to the torch tip speed Ve.
  • the broken line waveform in the figure is for the torch tip speed Ve of Ve ⁇ 40 (slower than the recommended speed range), and the alternate long and short dash line waveform is for the torch tip speed Ve of 40 ⁇ Ve ⁇ 60 (recommended speed range).
  • the solid line waveform is when the torch tip speed Ve is Ve> 60 (faster than the recommended speed range).
  • the parameters of the welding information to be changed according to the torch tip speed Ve are not limited to those described above.
  • the present invention is not limited to this.
  • communication may be performed by superimposing signals on the power cables 41 and 42 or the power transmission line 5.
  • the signal line 8 that connects the welding power supply device 1 and the wire feeding device 2 is not provided. May be.
  • FIG. 9 shows another embodiment of the present disclosure.
  • the same or similar elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a functional configuration of the welding system A2 according to the second embodiment.
  • the welding system A2 shown in FIG. 9 is different from the welding system A1 according to the first embodiment in that the welding torch 3 performs wireless communication with the welding power source device 1.
  • the communication unit 31 transmits and receives signals via an antenna.
  • the communication unit 31 modulates a signal input from the control unit 36 and transmits it as an electromagnetic wave.
  • the communication unit 31 demodulates the electromagnetic wave received by the antenna and outputs it to the control unit 36.
  • the communication unit 31 performs wireless communication with the communication unit 11 of the welding power source device 1.
  • the welding torch and the welding system according to the present disclosure are not limited to the above-described embodiment.
  • the specific configuration of each part of the welding torch and the welding system according to the present disclosure can be varied in design in various ways.
  • the above embodiment includes configurations according to the following supplementary notes.
  • Appendix 1 A welding torch that is supplied with electric power from a welding power source device and performs arc welding, A sensor unit for detecting speed information of the welding torch; A welding information acquisition unit that acquires welding information adapted to the speed information detected by the sensor unit; A welding torch comprising: a communication unit that transmits the welding information acquired by the welding information acquisition unit to the welding power source device.
  • Appendix 2 The sensor unit detects a moving speed of a tip portion of the welding torch as the speed information; The welding torch according to appendix 1.
  • the welding information acquisition unit determines which range of a plurality of ranges the speed information belongs to, and acquires the welding information based on a value associated with the determined range.
  • the welding information acquisition unit acquires the welding information based on a value that linearly changes according to the speed information.
  • the welding information is a welding voltage setting value. The welding torch according to any one of appendices 1 to 4.
  • the welding power supply device outputs a pulsed current,
  • the welding information is Pulse base current setting value, Pulse peak current setting value, The low level period of the pulse, The high-level period of the pulse, Pulse frequency, Pulse duty ratio, and The slope of the rise or fall of the pulse, Containing any of the The welding torch according to any one of appendices 1 to 4.
  • the welding power supply device outputs an alternating current,
  • the welding information is AC frequency, or The percentage of time to make the welding torch plus, Including, The welding torch according to any one of appendices 1 to 4.
  • the sensor unit includes a gyro sensor.
  • Appendix 9 The welding torch according to any one of appendices 1 to 8, The welding power source;
  • a welding system comprising:

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Abstract

本開示の一側面によって提供される溶接トーチは、溶接電源装置から電力を供給されてアーク溶接を行う。前記溶接トーチは、センサ部と、溶接情報取得部と、通信部と、を備える。前記センサ部は、前記溶接トーチの速度情報を検出する。前記溶接情報取得部は、前記センサ部が検出した前記速度情報に適応した溶接情報を取得する。前記通信部は、前記溶接情報取得部が取得した前記溶接情報を前記溶接電源装置に送信する。

Description

溶接トーチ、および、溶接システム
　本開示は、アーク溶接に用いられる溶接トーチおよび溶接システムに関する。
　溶接電源装置から供給される電力によって、溶接トーチと被加工物との間にアークを発生させて溶接を行うアーク溶接が知られている。半自動式のアーク溶接の場合、作業者が溶接トーチを把持して、溶接トーチの先端を被加工物に近づけて溶接を行う。
　半自動式のアーク溶接における溶接トーチの移動速度は、被加工物Ｗの材質や、ワイヤ電極の材質、直径、送給速度などに応じて、推奨される速度が決まっている。作業者は、推奨速度を保つようにして溶接トーチを移動させながら溶接を行う。しかし、推奨速度を保って溶接トーチを移動させ続けるのは困難であり、実際には、溶接トーチの移動速度は、推奨速度より早くなったり遅くなったりする。溶接トーチの移動速度が推奨速度より早くなると、スパッタが発生しやすくなって溶接の品質が低下する。また、溶接トーチの移動速度が推奨速度より遅くなった場合にも、溶接の品質が低下する。
　本開示は上記した事情のもとで考え出されたものであって、溶接トーチの移動速度が推奨速度から変化しても、溶接の品質が低下することを抑制することができる溶接トーチ、および、当該溶接トーチを備えた溶接システムを提供することをその目的の一つとしている。
　本開示の第１の側面によって提供される溶接トーチは、溶接電源装置から電力を供給されてアーク溶接を行う。前記溶接トーチは、センサ部と、溶接情報取得部と、通信部と、を備える。前記センサ部は、前記溶接トーチの速度情報を検出する。前記溶接情報取得部は、前記センサ部が検出した前記速度情報に適応した溶接情報を取得する。前記通信部は、前記溶接情報取得部が取得した前記溶接情報を前記溶接電源装置に送信する。
　本開示の第２の側面によって提供される溶接システムは、本開示の第１の側面によって提供される溶接トーチと、前記溶接電源装置とを備える。
　本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
第１実施形態に係る溶接システムの全体構成を示す概要図である。 第１実施形態に係る溶接システムの機能構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る溶接トーチの一例の外観の正面図である。 第１実施形態に係る溶接トーチの一例の外観の平面図である。 溶接トーチの移動速度と溶接電圧の違いによる溶接の状態を説明するための図である。 溶接情報の設定処理を説明するためのフローチャートである。 トーチ先端速度Ｖｅに応じて各溶接情報を変更した場合の出力電流波形を示している。 トーチ先端速度Ｖｅに応じて各溶接情報を変更した場合の出力電流波形を示している。 トーチ先端速度Ｖｅに対する各溶接情報の値を設定するテーブルの一例を示す図である。 トーチ先端速度Ｖｅおよび図７Ａに示すテーブルに応じて各溶接情報を変更した場合の出力電流波形を示す図である。 トーチ先端速度Ｖｅに応じて各溶接情報を変更した場合の出力電流波形を示している。 第２実施形態に係る溶接システムの機能構成を示すブロック図である。
　以下、本開示の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
　図１Ａ－Ｂは、第１実施形態に係る溶接システムＡ１を説明するための図である。図１Ａは、溶接システムＡ１の全体構成を示す概要図である。図１Ｂは、溶接システムＡ１の機能構成を示すブロック図である。
　図１に示すように、溶接システムＡ１は、溶接電源装置１、ワイヤ送給装置２、溶接トーチ３、パワーケーブル４１，４２、電力伝送線５、信号線８、ガスボンベ６、およびガス配管７を備えている。溶接電源装置１の一方の出力端子は、パワーケーブル４１を介して、溶接トーチ３に接続されている。ワイヤ送給装置２は、ワイヤ電極を溶接トーチ３に送り出して、ワイヤ電極の先端を溶接トーチ３の先端から突出させる。溶接トーチ３の先端に配置されているコンタクトチップにおいて、パワーケーブル４１とワイヤ電極とは電気的に接続されている。溶接電源装置１の他方の出力端子は、パワーケーブル４２を介して、被加工物Ｗに接続される。溶接電源装置１は、溶接トーチ３の先端から突出するワイヤ電極の先端と、被加工物Ｗとの間にアークを発生させ、アークに電力を供給する。溶接システムＡ１は、当該アークの熱で被加工物Ｗの溶接を行う。
　溶接システムＡ１は、溶接時にシールドガスを用いる。ガスボンベ６のシールドガスは、ワイヤ送給装置２を通るように設けられているガス配管７によって、溶接トーチ３の先端に供給される。溶接電源装置１からワイヤ送給装置２へは、送給モータなどを駆動させるための電力（例えばＤＣ２４Ｖ）が、電力伝送線５を介して供給される。また、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とは、信号線８を介して通信を行っている。なお、溶接システムＡ１は、溶接トーチ３に冷却水を循環させるようになっていてもよい。
　溶接電源装置１は、アーク溶接のための電力を溶接トーチ３に供給するものである。溶接電源装置１は、電力系統Ｐから入力される三相交流電力をアーク溶接に適した電力に変換して出力する。また、溶接電源装置１は、電力系統Ｐから入力される三相交流電力を、ワイヤ送給装置２の送給モータなどを駆動するための直流電力に変換して、電力伝送線５を介してワイヤ送給装置２に出力する。
　溶接電源装置１は、溶接情報に応じて電力を出力するように制御されており、溶接情報は、図示しない操作部の操作に応じて変更される。また、溶接電源装置１は、信号線８を介して溶接トーチ３から入力される信号に応じて、溶接情報を変更する。
　ワイヤ送給装置２は、ワイヤ電極を溶接トーチ３に送り出すものである。ワイヤ電極は、トーチケーブル３９および溶接トーチ３の内部に設けられているライナの内部を通って、溶接トーチ３の先端に導かれる。ワイヤ送給装置２は、電力伝送線５を介して溶接電源装置１から供給される電力で、送給モータなどを駆動させる。また、この電力は、ワイヤ送給装置２からトーチケーブル３９内部に設けられている電力伝送線（図示なし）を介して、溶接トーチ３にも供給される。ワイヤ送給装置２は、信号線８を介して、溶接電源装置１と通信を行う。また、ワイヤ送給装置２は、トーチケーブル３９内部に設けられている信号線（図示なし）を介して、溶接トーチ３と通信を行う。溶接トーチ３と溶接電源装置１とは、ワイヤ送給装置２を仲介することで、通信を行う。
　ワイヤ送給装置２と溶接トーチ３とは、トーチケーブル３９によって接続されている。トーチケーブル３９は、溶接トーチ３の基端に接続されたケーブルであり、ケーブル内部にパワーケーブル４１、ガス配管７、ライナ、電力伝送線および信号線が配置されている。
　コネクタ２１は、溶接トーチ３とワイヤ送給装置２とを接続するための接続用端子である。例えば、コネクタ２１は、凹型の接続用端子であり、溶接トーチ３のトーチケーブル３９の一端に備えられた凸型のトーチプラグ（図示しない）を差し込まれることで、溶接トーチ３とワイヤ送給装置２とを接続する。このコネクタ２１を介して、ワイヤ送給装置２の内部のパワーケーブル４１、ガス配管７、ライナ、電力伝送線５および信号線８が、それぞれ、トーチケーブル３９の内部のパワーケーブル４１、ガス配管７、ライナ、電力伝送線および信号線に接続される。
　溶接トーチ３は、溶接電源装置１から供給される溶接電力により、被加工物Ｗの溶接を行う。溶接トーチ３は、機能ブロックとして、通信部３１、表示部３２、操作部３３、記憶部３４、センサ部３５、および制御部３６を備えている。
　通信部３１は、ワイヤ送給装置２との間で通信を行うためのものである。通信部３１は、制御部３６から入力される信号を、トーチケーブル３９内部の信号線を介して、ワイヤ送給装置２に送信する。また、通信部３１は、トーチケーブル３９内部の信号線を介してワイヤ送給装置２から入力される信号を受信して、制御部３６に出力する。通信の規格としては、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）が使用される。
　表示部３２は、各種表示を行うものであり、例えば液晶表示装置であるディスプレイ３２１（後述）を備えている。表示部３２は、制御部３６によって制御されており、記憶部３４に記憶されている溶接情報の表示を行う。
　操作部３３は、複数の操作手段を備えており、作業者による各操作手段の操作を操作信号として制御部３６に出力するものである。操作手段としては、後述するように、トーチスイッチ３３１および操作ボタン３３２がある。なお、操作部３３には、他の操作手段が設けられていてもよい。
　記憶部３４は、溶接情報の各設定値や、総溶接時間などの情報を記憶するものである。
　センサ部３５は、複数のセンサを備えており、各センサの検出値を制御部３６に出力する。本実施形態において、センサ部３５は、後述する加速度センサ３５１およびジャイロセンサ３５２を備えている。なお、センサ部３５は、その他のセンサを備えていてもよい。
　制御部３６は、溶接トーチ３の制御を行うものであり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御部３６は、操作部３３より入力される操作信号に応じて、所定の処理を行う。また、制御部３６は、通信部３１による通信や、記憶部３４の情報の書き込みおよび読出し、表示部３２での表示を制御する。また、制御部３６は、センサ部３５より入力される検出値に基づいて、所定の演算を行い、演算結果を処理に用いる。具体的には、制御部３６は、加速度センサ３５１が検出した検出値、および、ジャイロセンサ３５２が検出した検出値に基づいて溶接トーチ３の速度情報を演算し、速度情報に適応した溶接情報の設定を行う。速度情報に適応した溶接情報の設定処理の詳細については後述する。
　図２Ａ－Ｂは、溶接トーチ３の一例の外観を示す図である。図２Ａは正面図であり、図２Ｂは平面図である。図２Ａ－Ｂに示すように、溶接トーチ３は、トーチボディ３７、ハンドル３８、制御基板３８１、トーチスイッチ３３１、操作ボタン３３２、ディスプレイ３２１、加速度センサ３５１、ジャイロセンサ３５２およびトーチケーブル３９を備えている。
　トーチボディ３７は、金属製の筒状の部材であり、内部に、溶接ケーブルが挿通されたライナ、パワーケーブル４１、およびガス配管７が配置されている。トーチボディ３７の先端には、ノズル３７１が取り付けられている。トーチボディ３７は、作業者が被加工物Ｗに対してノズル３７１を向けやすいように、湾曲部分を有している。
　ハンドル３８は、作業者が把持するための部位であり、トーチボディ３７の基端部を保持するように設けられている。作業者は、このハンドル３８を把持して、溶接作業を行う。ハンドル３８には、トーチスイッチ３３１、操作ボタン３３２、およびディスプレイ３２１が配置されている。また、ハンドル３８の内部には、制御基板３８１が配置されている。制御基板３８１には、通信部３１、表示部３２、操作部３３、記憶部３４、センサ部３５、および制御部３６を構成する回路が搭載されている。
　トーチスイッチ３３１は、溶接の開始／停止操作を受け付けるための操作手段であり、ハンドル３８を把持した作業者が、人差し指で押動操作しやすい位置に配置されている。トーチスイッチ３３１のオン操作（押下）により、操作信号が制御部３６に出力され、当該操作信号が溶接電源装置１に入力されることで、溶接電源装置１は溶接電力の出力を行う。オン操作が解除されることで、溶接電源装置１は、溶接電力の出力を停止する。すなわち、トーチスイッチ３３１を押下している間だけ溶接が行われる。
　ディスプレイ３２１は、各種表示を行うものであり、ハンドル３８を把持して溶接作業を行う作業者が画面を見やすいように、ハンドル３８のトーチスイッチ３３１とは反対側に配置されている。
　操作ボタン３３２は、画面の切り替えや各種設定値を変更する操作を行うための操作手段であり、ハンドル３８のディスプレイ３２１と同じ側の、ハンドル３８の把持部分とディスプレイ３２１との間に配置されている。操作ボタン３３２は、上ボタン３３２ａ、下ボタン３３２ｂ、左ボタン３３２ｃ、および右ボタン３３２ｄからなる。各ボタン３３２ａ～３３２ｄが押下されると、対応する操作信号が制御部３６に出力され、制御部３６は対応する処理を行う。左ボタン３３２ｃおよび右ボタン３３２ｄは、ディスプレイ３２１に表示される画面を切り替えるための操作手段である。上ボタン３３２ａおよび下ボタン３３２ｂは、ディスプレイ３２１に表示されている設定値を変更するための操作手段である。
　各操作ボタン３３２の押下を検知するセンサは、制御基板３８１に搭載されている。また、ディスプレイ３２１は、同じ制御基板３８１上に配置されている。本実施形態においては、作業者がディスプレイ３２１の表示画面を見ながら各操作ボタン３３２の操作を行いやすいように、ディスプレイ３２１の表示画面が制御基板３８１に対して所定の角度を有するようになっている。なお、ディスプレイ３２１は、表示画面が制御基板３８１と平行になるように配置されていてもよい。制御基板３８１には、制御部３６としてのマイクロコンピュータ、記憶部３４としてのメモリ、通信部３１としての通信モジュール、および各種電子部品も搭載されている。加速度センサ３５１およびジャイロセンサ３５２も制御基板３８１上に搭載されている。
　加速度センサ３５１は、３軸の加速度センサであり、各軸方向の加速度を検出して、検出値を制御部３６に出力する。ジャイロセンサ３５２は、３軸のジャイロセンサであり、各軸周りの角速度を検出して、検出値を制御部３６に出力する。制御部３６は、センサ部３５の加速度センサ３５１およびジャイロセンサ３５２より入力される検出値に基づいて、溶接トーチ３の速度情報を演算する。
　ジャイロセンサ３５２は、自身に設定されている互いに直交する３つの軸の各軸周りの角速度を検出する。制御部３６は、これらの角速度を積分することで各軸周りの回転角を算出する。そして、各軸周りの回転角に基づいて、各軸方向の加速度を演算する。さらに、演算された各加速度から、ノズル３７１の先端部分を中心としたジャイロセンサ３５２の回転運動による加速度および重力加速度の要素を減じることで、ノズル３７１の先端部分における３軸方向の各加速度を演算する。制御部３６は、各軸方向の加速度を積分することで各軸方向の速度を演算して、ノズル３７１の先端部分の移動速度（以下では、「トーチ先端速度」とする）を演算する。加速度センサ３５１は、自身に設定されている互いに直交する３つの軸の各軸方向の加速度を検出する。制御部３６は、これらの加速度を、ジャイロセンサ３５２の各軸方向の加速度の補正に利用する。本実施形態においては、加速度センサ３５１、ジャイロセンサ３５２および制御部３６の一部が「センサ部」の一例に相当し、「トーチ先端速度」が「速度情報」の一例に相当する。
　なお、制御部３６によるトーチ先端速度の演算方法は限定されない。例えば、加速度センサ３５１を利用せず、ジャイロセンサ３５２による検出値のみから演算するようにしてもよい。また、ジャイロセンサ３５２を利用せずに、加速度センサ３５１による検出値のみから演算するようにしてもよい。また、溶接トーチ３に位置を検出するためのセンサを備えておき、溶接トーチ３の位置の変化から、トーチ先端速度を演算するようにしてもよい。また、溶接トーチ３に速度を検出するセンサを備えておき、当該センサの検出値からトーチ先端速度を演算するようにしてもよい。
　なお、溶接トーチ３の外観は上述したものに限定されない。例えば、トーチスイッチ３３１、操作ボタン３３２、およびディスプレイ３２１の配置場所や形状は限定されない。また、本実施形態においては、操作ボタン３３２が４つの独立したボタンである場合を示したが、１つの十字ボタンであってもよい。また、ボタンの数も限定されない。
　次に、速度情報に適応した溶接情報の設定処理について説明する。
　半自動式のアーク溶接における溶接トーチ３の移動速度は、被加工物Ｗの材質や、ワイヤ電極の材質、直径、送給速度などに応じて、推奨される速度が決まっている。作業者は、推奨速度を保つようにして溶接トーチ３を移動させながら溶接を行う。しかし、推奨速度を保って溶接トーチ３を移動させ続けるのは困難であり、実際には、溶接トーチ３の移動速度は、推奨速度より早くなったり遅くなったりする。
　図３Ａ－Ｃは、溶接トーチ３の移動速度と溶接電圧の違いによる溶接の状態を説明するための図であり、溶接トーチ３の先端から突出したワイヤ電極Ｄの先端と、被加工物Ｗとの間でアークＡを発生させて溶接を行っている状態を示している。
　図３Ａは、推奨速度で溶接トーチ３を移動させている状態を示している。この場合、被加工物Ｗに形成されるビードＢの厚さは適切な厚さになっており、ワイヤ電極Ｄの先端とビードＢの表面との間のアークＡの長さも適切な長さになっている。
　図３Ｂは、推奨速度より速い速度で溶接トーチ３を移動させている状態を示している。この場合、推奨速度で移動させた場合（図３Ａ参照）と比べて、被加工物Ｗに形成されるビードＢの厚さが薄くなっている。これにより、ワイヤ電極Ｄの先端とビードＢの表面との間のアークＡの長さが長くなり、スパッタが発生しやすくなる。
　図３Ｃは、図３Ｂと同様に推奨速度より速い速度で溶接トーチ３を移動させており、溶接電圧を設定された電圧より低くした状態を示している。この場合、ビードＢの厚さは、図３Ｂと同様に薄くなっている。しかし、溶接電圧を低くしたことで、ワイヤ電極Ｄが溶けにくくなって、溶接トーチ３の先端から突出したワイヤ電極Ｄの長さＬが、図３Ａ－Ｂの場合より長くなっている。これにより、ワイヤ電極Ｄの先端とビードＢの表面との間のアークＡの長さは適切な長さとなり、スパッタの発生が抑制されている。
　逆に、推奨速度より遅い速度で溶接トーチ３を移動させた場合は、ビードＢの厚さが厚くなるので、ワイヤ電極Ｄの先端とビードＢの表面との間のアークＡの長さが短くなる。この場合は、溶接電圧を高くすることで、ワイヤ電極Ｄの溶融が促され、溶接トーチ３の先端から突出したワイヤ電極Ｄの長さＬが、図３Ａの場合より短くなる。これにより、アークＡの長さは適切な長さとなる。
　このように、溶接トーチ３の移動速度に応じて溶接電圧を調整することで、アークＡの長さを調整して、溶接の品質が低下することを抑制することができる。本実施形態では、溶接トーチ３は、ノズル３７１の先端部分の移動速度（トーチ先端速度）を検出し、検出されたトーチ先端速度に適応させて、自動的に溶接電圧を変化させる。
　制御部３６は、記憶部３４に記憶されている溶接電圧設定値を読み出してこれを基準電圧値とする。溶接電圧設定値は、溶接電源装置１で設定されたものが受信されて、記憶部３４に記憶されている。制御部３６は、加速度センサ３５１およびジャイロセンサ３５２より入力される検出値に基づいて、トーチ先端速度Ｖｅを演算する。そして、トーチ先端速度Ｖｅが推奨速度範囲の速度である場合、基準電圧値を溶接電圧設定値とする。推奨速度範囲は、推奨速度を中心とした所定の速度範囲であり、あらかじめ設定されている。例えば推奨速度が５０［ｃｍ／ｍｉｎ］の場合、例えば、４０～６０［ｃｍ／ｍｉｎ］が推奨速度範囲として設定されている。なお、これは一例であって、推奨速度範囲をどのように設定するかは限定されない。推奨速度は、被加工物Ｗの材質や、ワイヤ電極の材質、直径、送給速度などに応じて設定されており、溶接開始時にこれらの情報を設定することで自動的に設定される。
　また、制御部３６は、演算されたトーチ先端速度Ｖｅが推奨速度範囲より小さい速度の場合、基準電圧値に所定値αを加算した値を溶接電圧設定値とする。一方、演算されたトーチ先端速度Ｖｅが推奨速度範囲より大きい速度の場合、基準電圧値から所定値βを減算した値を溶接電圧設定値とする。所定値αおよび所定値βは、基準電圧値に応じてあらかじめ設定されている。例えば、本実施形態では、基準電圧値が２０Ｖの場合、所定値αおよび所定値βは０．２Ｖとして設定されている。したがって、トーチ先端速度Ｖｅが推奨速度範囲の場合（４０≦Ｖｅ≦６０）、溶接電圧設定値は基準電圧値である２０Ｖとなり、トーチ先端速度Ｖｅが推奨速度範囲より小さい場合（Ｖｅ＜４０）、溶接電圧設定値は基準電圧値に所定値αを加算した２０．２Ｖとなり、トーチ先端速度Ｖｅが推奨速度範囲より大きい場合（Ｖｅ＞６０）、溶接電圧設定値は基準電圧値から所定値βを減算した１９．８Ｖとなる。なお、これは所定値αおよび所定値βの一例であって、これに限定されない。また、所定値を加減算するのではなく、割合である所定値を乗算するようにしてもよい（例えば小さい場合に１．０１を乗算し、大きい場合に０．９９を乗算する）。本実施形態においては、制御部３６が「溶接情報取得部」の一例に相当する。
　制御部３６は、溶接電圧設定値を通信部３１に出力して、溶接電源装置１に送信させる。通信部３１から送信された溶接電圧設定値は、溶接電源装置１に受信されて設定される。溶接電源装置１は、出力電圧を設定された溶接電圧設定値になるように制御する。これにより、溶接電源装置１の出力電圧は、トーチ先端速度Ｖｅに適応した電圧に制御される。なお、制御部３６は、通信部３１から溶接電源装置１に溶接電圧設定値自体を送信させるのではなく、溶接電源装置１に設定されている溶接電圧設定値を所定値αだけ増加（またはβだけ減少）させるための信号を送信させるようにしてもよい。
　また、本実施形態では、トーチ先端速度Ｖｅに基づく情報がディスプレイ３２１に表示されるようになっている。具体的には、制御部３６は、演算により算出したトーチ先端速度Ｖｅを表示部３２に出力する。表示部３２は、入力されたトーチ先端速度Ｖｅに基づく情報をディスプレイ３２１に表示させる。なお、トーチ先端速度Ｖｅをそのまま表示するようにしてもよいし、トーチ先端速度Ｖｅが推奨速度範囲であるか、速いか、遅いかを表示するようにしてもよい。作業者は、ディスプレイ３２１を見ることで、溶接トーチ３の移動が速まっている（遅れている）ことを知ることができるので、適切な速度となるように溶接トーチ３の移動速度を変化させることができる。なお、作業者は、ディスプレイ３２１の画面を切り替えて、現在設定されている溶接電圧設定値を表示させることができ、当該溶接電圧設定値を手動で変化させることもできる。例えば、溶接中に溶接状態を見て、もう少し電圧を上げたい（下げたい）と考えた場合は、左ボタン３３２ｃまたは右ボタン３３２ｄを押下することでディスプレイ３２１に表示される画面を切り替えて「溶接電圧設定」画面を表示させ、上ボタン３３２ａ（下ボタン３３２ｂ）を押下することで、溶接電圧設定値を上げる（下げる）ことができる。
　作業者が未熟な場合などには、トーチの移動速度を一定に保てず、トーチ先端速度Ｖｅが大きく（小さく）なりすぎる場合がある。この場合、上述したようにトーチ先端速度Ｖｅに適応させて溶接電圧設定値を変更したとしても、溶接の品質が低下する。本実施形態では、トーチ先端速度Ｖｅが大きく（小さく）なりすぎた場合に、警告がディスプレイ３２１に表示されるようになっている。具体的には、制御部３６は、トーチ先端速度Ｖｅが大きくなりすぎた場合（例えば、８０［ｃｍ／ｍｉｎ］を超えた場合）、および、トーチ先端速度Ｖｅが小さくなりすぎた場合（例えば、２０［ｃｍ／ｍｉｎ］未満になった場合）、表示部３２に警告を表示する指示を出力する。なお、トーチ先端速度Ｖｅが大きく（小さく）なりすぎたことの判定のための閾値は限定されない。制御部３６から指示を入力された表示部３２は、所定の警告文（例えば、「トーチの移動速度が速すぎます」、「トーチの移動速度が遅すぎます」）をディスプレイ３２１に表示させる。この場合、表示部３２が「報知部」の一例に相当する。なお、警告の報知はディスプレイ３２１に表示する場合に限定されない。例えば、音声やブザー音で警告を報知するようにしてもよい。作業者は、警告によりトーチの移動速度が速すぎる（遅すぎる）ことに気付いて、適切な速度となるように溶接トーチ３の移動速度を変化させることができる。
　また、トーチ先端速度Ｖｅの変化が激しい場合、溶接欠陥が発生する場合がある。本実施形態では、トーチ先端速度Ｖｅが急変した場合にも、警告がディスプレイ３２１に表示されるようになっている。具体的には、制御部３６は、所定時間でのトーチ先端速度Ｖｅの変化量ΔＶｅを演算しており、変化量ΔＶｅの絶対値が所定値を超えた場合（トーチ先端速度Ｖｅが急変した場合）に、表示部３２に警告を表示する指示を出力する。本実施形態では、例えば、１秒間に２０［ｃｍ／ｍｉｎ］以上変化する場合に警告するようにしているが、これに限定されない。本実施形態においては、制御部３６が「変化量演算部」の一例に相当する。制御部３６から指示を入力された表示部３２は、所定の警告文（例えば、「溶接欠陥に注意して下さい。」）をディスプレイ３２１に表示させる。作業者は、溶接欠陥が発生している可能性があることを警告によって知ることができ、溶接欠陥に気付くことができる。なお、トーチ先端速度Ｖｅの変化量ΔＶｅを演算する代わりに、制御部３６で演算された、ノズル３７１の先端部分における３軸方向の各加速度によってトーチ先端速度Ｖｅの急変を判定するようにしてもよい。
　図４は、制御部３６が行う溶接情報の設定処理を説明するためのフローチャートである。当該処理は、溶接作業時（トーチスイッチ３３１が押下されている間）に、所定の時間間隔で、繰り返し実行される。
　まず、溶接電圧設定値が基準電圧値Ｖとして、記憶部３４から読み出される（Ｓ１）。次に、加速度情報および角速度情報が検出され（Ｓ２）、トーチ先端速度Ｖｅが演算される（Ｓ３）。具体的には、制御部３６は、加速度センサ３５１が検出した３軸の加速度検出値と、ジャイロセンサ３５２が検出した３軸の角速度検出値とを取得し、これらの検出値を用いて所定の演算によりトーチ先端速度Ｖｅを算出する。
　次に、トーチ先端速度Ｖｅに基づいて、溶接電圧設定値Ｖ’が設定される（Ｓ４～Ｓ８）。まず、トーチ先端速度Ｖｅが４０［ｃｍ／ｍｉｎ］未満であるか否かが判別される（Ｓ４）。トーチ先端速度Ｖｅが４０［ｃｍ／ｍｉｎ］未満である場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、基準電圧値Ｖに所定値αを加算した値が溶接電圧設定値Ｖ’として設定される（Ｓ５）。トーチ先端速度Ｖｅが４０［ｃｍ／ｍｉｎ］以上である場合（Ｓ４：ＮＯ）、トーチ先端速度Ｖｅが６０［ｃｍ／ｍｉｎ］以下であるか否かが判別される（Ｓ６）。トーチ先端速度Ｖｅが６０［ｃｍ／ｍｉｎ］以下である場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、トーチ先端速度Ｖｅが推奨速度範囲であるとして、基準電圧値Ｖが溶接電圧設定値Ｖ’として設定される（Ｓ７）。トーチ先端速度Ｖｅが６０［ｃｍ／ｍｉｎ］より大きい場合（Ｓ６：ＮＯ）、基準電圧値Ｖから所定値βを減算した値が溶接電圧設定値Ｖ’として設定される（Ｓ８）。
　次に、溶接電圧設定値Ｖ’が溶接電源装置１に送信される（Ｓ９）。具体的には、制御部３６は、溶接電圧設定値Ｖ’を通信部３１に出力する。通信部３１は、溶接電圧設定値Ｖ’を溶接電源装置１に送信する。溶接電源装置１は、溶接電圧設定値Ｖ’を受信して設定し、出力電圧を設定された溶接電圧設定値Ｖ’になるように制御する。これにより、溶接電源装置１の出力電圧は、トーチ先端速度Ｖｅに適応した電圧に制御される。
　次に、トーチ先端速度Ｖｅに基づく情報がディスプレイ３２１に表示される（Ｓ１０）。具体的には、制御部３６は、トーチ先端速度Ｖｅを表示部３２に出力する。表示部３２は、入力されたトーチ先端速度Ｖｅに基づく情報をディスプレイ３２１に表示させる。
　次に、トーチ先端速度Ｖｅが２０［ｃｍ／ｍｉｎ］未満であるか否かが判別される（Ｓ１１）。トーチ先端速度Ｖｅが２０［ｃｍ／ｍｉｎ］未満の場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、トーチ先端速度Ｖｅが小さすぎると判断され、警告が表示されて（Ｓ１５）、処理は終了される。具体的には、制御部３６は、表示部３２に警告を表示する指示を出力する。当該指示を入力された表示部３２は、所定の警告文をディスプレイ３２１に表示させる。一方、トーチ先端速度Ｖｅが２０［ｃｍ／ｍｉｎ］以上の場合（Ｓ１１：ＮＯ）、トーチ先端速度Ｖｅが８０［ｃｍ／ｍｉｎ］より大きいか否かが判別される（Ｓ１２）。トーチ先端速度Ｖｅが８０［ｃｍ／ｍｉｎ］より大きい場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、トーチ先端速度Ｖｅが大きすぎると判断され、警告が表示されて（Ｓ１５）、処理は終了される。一方、トーチ先端速度Ｖｅが８０［ｃｍ／ｍｉｎ］以下の場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３に進む。
　次に、トーチ先端速度Ｖｅの変化量ΔＶｅが演算される（Ｓ１３）。具体的には、制御部３６は、今回演算したトーチ先端速度Ｖｅと、前回演算されたトーチ先端速度Ｖｅとの差から、変化量ΔＶｅを演算する。そして、変化量ΔＶｅの絶対値が所定値ΔＶｅ0以下であるか否かが判別される（Ｓ１４）。変化量ΔＶｅの絶対値が所定値ΔＶｅ0以下の場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、処理は終了される。一方、変化量ΔＶｅの絶対値が所定値ΔＶｅ0より大きい場合（Ｓ１４：ＮＯ）、トーチ先端速度Ｖｅの変化が大きすぎると判断され
、警告が表示されて（Ｓ１５）、処理は終了される。
　なお、図４のフローチャートに示す処理は一例であって、制御部３６が行う溶接情報の設定処理は上述したものに限定されない。例えば、警告表示のための処理（Ｓ１１～Ｓ１５）は、溶接情報を設定する処理（Ｓ１～Ｓ１０）とは異なるタイミング（例えば、Ｓ１～Ｓ１０を所定回数行った時など）で実行するようにしてもよい。
　次に、溶接トーチ３の作用効果について説明する。
　本実施形態によると、制御部３６は、加速度センサ３５１およびジャイロセンサ３５２より入力される検出値に基づいて、トーチ先端速度Ｖｅを演算し、算出したトーチ先端速度Ｖｅに応じて溶接電圧設定値を変更する（変更しない場合も含む）。溶接電圧設定値は、通信部３１を介して送信されて、溶接電源装置１に設定される。溶接電源装置１は、出力電圧を設定された溶接電圧設定値になるように制御する。これにより、溶接電源装置１の出力電圧は、溶接トーチ３の移動速度に適応した電圧に制御される。したがって、溶接トーチ３の移動速度が推奨速度から変化しても、溶接の品質が低下することを抑制することができる。
　また、本実施形態によると、トーチ先端速度Ｖｅに基づく情報がディスプレイ３２１に表示される。これにより、作業者は、ディスプレイ３２１を見ることで溶接トーチ３の移動が速まっている（遅れている）ことを知ることができるので、適切な速度となるように溶接トーチ３の移動速度を変化させることができる。また、作業者は、溶接状態とトーチ先端速度Ｖｅから判断して、もう少し電圧を上げたい（下げたい）と考えた場合は、溶接電圧設定値を手動で変更することもできる。
　また、本実施形態によると、制御部３６は、トーチ先端速度Ｖｅが大きく（小さく）なりすぎた場合に、表示部３２に警告を表示させる。これにより、作業者は、トーチの移動速度が速すぎる（遅すぎる）ことに気付いて、適切な速度となるように溶接トーチ３の移動速度を変化させることができる。また、制御部３６は、トーチ先端速度Ｖｅの変化量ΔＶｅを演算しており、変化量ΔＶｅの絶対値が所定値ΔＶｅ0を超えた場合（トーチ先端速度Ｖｅが急変した場合）に、表示部３２に警告を表示させる。これにより、作業者は、溶接欠陥が発生している可能性があることを警告によって知ることができ、溶接欠陥に気付くことができる。
　なお、本実施形態においては、加速度センサ３５１およびジャイロセンサ３５２が検出した検出値から制御部３６が演算したトーチ先端速度Ｖｅに基づいて溶接電圧設定値を変更したが、これに限られない。例えば、加速度センサ３５１の検出加速度またはジャイロセンサ３５２の検出角速度に基づいて溶接電圧設定値を変更するようにしてもよい。この場合、加速度センサ３５１またはジャイロセンサ３５２が「センサ部」の一例に相当し、加速度センサ３５１が検出した各軸方向の加速度、または、ジャイロセンサ３５２が検出した各軸周りの角速度が「速度情報」の一例に相当する。
　本実施形態においては、トーチ先端速度Ｖｅが、４０≦Ｖｅ≦６０（推奨速度範囲）、Ｖｅ＜４０（推奨速度範囲より遅い）、Ｖｅ＞６０（推奨速度範囲より速い）のうちのいずれの範囲に属するかを判別しているが、これに限られない。例えば、各範囲の境界領域にヒステリシス特性を有する領域（過去のトーチ先端速度Ｖｅに依存して溶接電圧設定値を変更する領域）を設けてもよい。例えば、Ｖｅ＜４０（推奨速度範囲より遅い）、４０≦Ｖｅ≦４５（ヒステリシス領域）、４５＜Ｖｅ＜５５（推奨速度範囲）、５５≦Ｖｅ≦６０（ヒステリシス領域）、Ｖｅ＞６０（推奨速度範囲より速い）とした場合、トーチ先端速度Ｖｅが（推奨速度範囲より遅い）範囲から（ヒステリシス領域）に入ったときには、溶接電圧設定値を基準電圧値に所定値αを加算した値のままとし、（ヒステリシス領域）から（推奨速度範囲）に入ったときに、溶接電圧設定値を基準電圧値に変更する。一方、トーチ先端速度Ｖｅが（推奨速度範囲）から（ヒステリシス領域）に入ったときには、溶接電圧設定値を基準電圧値のままとし、（ヒステリシス領域）から（推奨速度範囲より速い）範囲に入ったときに、溶接電圧設定値を基準電圧値から所定値βを減算した値に変更する。これにより、トーチ先端速度Ｖｅが各範囲の境界で頻繁に上下することによる溶接電圧設定値の頻繁な切り替えを防ぐことができる。
　また、本実施形態においては、トーチ先端速度Ｖｅの判別のための範囲分けを、３つの範囲としているが、これに限られず、２つの範囲としてもよいし、４つ以上の範囲としてもよい。例えば、Ｖｅ＜３０（推奨速度範囲よりかなり遅い）、３０≦Ｖｅ＜４０（推奨速度範囲より少し遅い）、４０≦Ｖｅ≦６０（推奨速度範囲）、６０＜Ｖｅ≦７０（推奨速度範囲より少し速い）、Ｖｅ＞７０（推奨速度範囲よりかなり速い）の５つの範囲としてもよい。この場合、溶接電圧設定値を５段階で切り替えることができる。
　また、溶接電圧設定値をトーチ先端速度Ｖｅに応じて線形的に変化させるようにしてもよい。例えば、基準電圧値Ｖ、溶接電圧設定値Ｖ’の場合、ａを所定の係数とすると、下記（１）式により、溶接電圧設定値Ｖ’を算出するようにしてもよい。この場合、ａ＝０．０１とすると、Ｖｅ＝５０（推奨速度）のときＶ’＝Ｖとなり、Ｖｅ＝３０のときＶ’＝Ｖ＋０．２となり、Ｖｅ＝７０のときＶ’＝Ｖ－０．２となり、これらの間は線形的に変化させることができる。

　　Ｖ’＝Ｖ－ａ・（Ｖｅ－５０）　・・・・　（１）
　本実施形態においては、制御部３６がトーチ先端速度Ｖｅを演算し、これに基づいて溶接電圧設定値を変更したが、これに限られない。例えば、溶接トーチ３の姿勢があまり変わらないように溶接を行うべく、ノズル３７１の先端以外の部分の移動速度を用いても、トーチ先端速度Ｖｅを用いた場合と同様に、溶接電圧設定値の変更を行うことができる。この場合、加速度センサ３５１が検出した各軸方向の加速度から重力加速度の要素を減じたものを利用することができる。
　本実施形態においては、トーチ先端速度Ｖｅに基づいて溶接電圧設定値を変更する場合について説明したが、これに限られない。溶接電圧設定値の代わりに溶接電流設定値を変更するようにしてもよい。この場合は、トーチ先端速度Ｖｅが大きいほど、溶接電流設定値を小さくするように設定すればよい。また、短絡時の電流の立上り変化速度を変更するようにしてもよい。この場合は、トーチ先端速度Ｖｅが大きいほど、立上り変化速度を小さくするように設定すればよい。また、変更する溶接情報は複数であってもよい。また、トーチ先端速度Ｖｅに対する各溶接情報の値をテーブルとして記憶部３４に記憶しておいてもよい。
　本実施形態においては、溶接電源装置１の出力が直流出力の場合について説明したが、これに限られない。溶接電源装置１の出力は、パルス電流出力であってもよい。この場合、トーチ先端速度Ｖｅが大きいほど、パルスのハイレベルの電流設定値（ピーク電流設定値）を小さくするように設定すればよい。図５Ａは、トーチ先端速度Ｖｅに応じてピーク電流設定値を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＜４０（推奨速度範囲より遅い）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ先端速度Ｖｅが４０≦Ｖｅ≦６０（推奨速度範囲）のものであり、実線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＞６０（推奨速度範囲より速い）のものである。また、トーチ先端速度Ｖｅが大きいほど、パルスのローレベルの電流設定値（ベース電流設定値）を小さくするように設定してもよい。
　また、トーチ先端速度Ｖｅが大きいほど、パルスのハイレベル期間を短くするように設定してもよい。図５Ｂは、トーチ先端速度Ｖｅに応じてハイレベル期間を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＜４０（推奨速度範囲より遅い）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ先端速度Ｖｅが４０≦Ｖｅ≦６０（推奨速度範囲）のものであり、実線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＞６０（推奨速度範囲より速い）のものである。また、トーチ先端速度Ｖｅが大きいほど、パルスのローレベル期間を長くするように設定してもよい。図５Ｃは、トーチ先端速度Ｖｅに応じてローレベル期間を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＜４０（推奨速度範囲より遅い）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ先端速度Ｖｅが４０≦Ｖｅ≦６０（推奨速度範囲）のものであり、実線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＞６０（推奨速度範囲より速い）のものである。
　また、トーチ先端速度Ｖｅが大きいほど、パルス周波数を高くするように設定してもよい。図６Ａは、トーチ先端速度Ｖｅに応じてパルス周波数を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＜４０（推奨速度範囲より遅い）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ先端速度Ｖｅが４０≦Ｖｅ≦６０（推奨速度範囲）のものであり、実線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＞６０（推奨速度範囲より速い）のものである。また、トーチ先端速度Ｖｅが大きいほど、パルスのデューティ比を小さくするように設定してもよい。図６Ｂは、トーチ先端速度Ｖｅに応じてパルスのデューティ比を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＜４０（推奨速度範囲より遅い）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ先端速度Ｖｅが４０≦Ｖｅ≦６０（推奨速度範囲）のものであり、実線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＞６０（推奨速度範囲より速い）のものである。
　また、トーチ先端速度Ｖｅが大きいほど、パルスの立上りおよび立下りの傾斜を緩やかにするように設定してもよい。図６Ｃは、トーチ先端速度Ｖｅに応じてパルスの立上りおよび立下りの傾斜を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＜４０（推奨速度範囲より遅い）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ先端速度Ｖｅが４０≦Ｖｅ≦６０（推奨速度範囲）のものであり、実線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＞６０（推奨速度範囲より速い）のものである。
　また、変更する溶接情報は複数であってもよい。この場合、トーチ先端速度Ｖｅに対する各溶接情報の値をテーブルとして記憶部３４に記憶しておけばよい。図７Ａは、テーブルの一例を示す図である。図７（ａ）に示すテーブルでは、トーチ先端速度ＶｅがＶｅ＜４０（推奨速度範囲より遅い）の場合、ベース電流から所定値Ｉ１［Ａ］だけ減算すること、および、ローレベル期間から所定値ｔ１［ｍｓ］だけ減算すること（条件１）、トーチ先端速度Ｖｅが４０≦Ｖｅ≦６０（推奨速度範囲）の場合、ベース電流およびローレベル期間を変更しないこと（条件２）、トーチ先端速度ＶｅがＶｅ＞６０（推奨速度範囲より速い）の場合、ベース電流に所定値Ｉ２［Ａ］だけ加算すること、および、ローレベル期間に所定値ｔ２［ｍｓ］だけ加算すること（条件３）が記憶されている。図７Ｂは、トーチ先端速度Ｖｅおよび図７Ａに示すテーブルに応じて、ベース電流設定値およびローレベル期間を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＜４０（推奨速度範囲より遅い）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ先端速度Ｖｅが４０≦Ｖｅ≦６０（推奨速度範囲）のものであり、実線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＞６０（推奨速度範囲より速い）のものである。トーチ先端速度Ｖｅが大きいほど、ベース電流とピーク電流との差を小さくしてローレベル期間を長くすることで、供給される電力量を小さくするようにしている。
　また、溶接電源装置１の出力は、交流電流出力であってもよい。この場合、トーチ先端速度Ｖｅが大きいほど、交流周波数を高くするように設定すればよい。図８Ａは、トーチ先端速度Ｖｅに応じて交流周波数を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＜４０（推奨速度範囲より遅い）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ先端速度Ｖｅが４０≦Ｖｅ≦６０（推奨速度範囲）のものであり、実線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＞６０（推奨速度範囲より速い）のものである。
　また、トーチ先端速度Ｖｅが大きいほど、溶接トーチ３をプラスにする時間の割合を小さくするように設定してもよい。溶接電源装置１が交流電流出力の場合、溶接トーチ３をプラスとし被加工物Ｗをマイナスとして電流を流す状態と、溶接トーチ３をマイナスとし被加工物Ｗをプラスとして電流を流す状態とが、交互に繰り返される。このうち、溶接トーチ３をプラスにする時間の割合を調整する。具体的には、溶接電源装置１の出力交流電流の制御目標Ｉｒｅｆを示す下記（２）式において、オフセット値ｘを調整する。なお、Ａは振幅であり、ωは角周波数、φは初期位相である。オフセット値ｘを小さくするほど、電流波形はマイナス側に移動し、溶接トーチ３をプラスにする時間の割合が小さくなり、被加工物Ｗをプラスにする時間の割合が大きくなる。溶接トーチ３をプラスにする時間の割合が小さくなると、ワイヤ電極が溶けにくくなる。逆に、オフセット値ｘを大きくするほど、電流波形はプラス側に移動し、溶接トーチ３をプラスにする時間の割合が大きくなり、被加工物Ｗをプラスにする時間の割合が小さくなる。溶接トーチ３をプラスにする時間の割合が大きくなると、ワイヤ電極が溶け易くなる。

　　Ｉｒｅｆ＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ＋φ）＋ｘ　・・・・　（２）
　図８Ｂは、トーチ先端速度Ｖｅに応じて溶接トーチ３をプラスにする時間の割合を変更した場合の出力電流波形を示している。図に示す破線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＜４０（推奨速度範囲より遅い）のものであり、一点鎖線の波形はトーチ先端速度Ｖｅが４０≦Ｖｅ≦６０（推奨速度範囲）のものであり、実線の波形はトーチ先端速度ＶｅがＶｅ＞６０（推奨速度範囲より速い）のものである。
　なお、上述したのは溶接情報のパラメータの一例である。トーチ先端速度Ｖｅに応じて変更する溶接情報のパラメータは、上述したものに限定されない。
　本実施形態においては、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とが信号線８を介して通信を行う場合について説明したが、これに限られない。例えば、パワーケーブル４１，４２または電力伝送線５に信号を重畳させて通信を行うようにしてもよい、この場合、溶接電源装置１とワイヤ送給装置２とを接続する信号線８を設けなくてもよい。
　図９は、本開示の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一の符号を付している。
　図９は、第２実施形態に係る溶接システムＡ２の機能構成を示すブロック図である。
　図９に示す溶接システムＡ２は、溶接トーチ３が溶接電源装置１と無線通信を行う点で、第１実施形態に係る溶接システムＡ１と異なる。
　通信部３１は、アンテナを介して信号の送受信を行う。通信部３１は、制御部３６より入力される信号を変調して、電磁波として送信する。また、通信部３１は、アンテナが受信した電磁波を復調して、制御部３６に出力する。通信部３１は、溶接電源装置１の通信部１１と無線通信を行う。
　第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
　本開示に係る溶接トーチおよび溶接システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示に係る溶接トーチおよび溶接システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
　上記実施形態は、以下の付記にかかる構成を含む。
［付記１］
　溶接電源装置から電力を供給されてアーク溶接を行う溶接トーチであって、
　前記溶接トーチの速度情報を検出するセンサ部と、
　前記センサ部が検出した前記速度情報に適応した溶接情報を取得する溶接情報取得部と、
　前記溶接情報取得部が取得した前記溶接情報を前記溶接電源装置に送信する通信部と、を備える、溶接トーチ。
［付記２］
　前記センサ部は、前記溶接トーチの先端部分の移動速度を前記速度情報として検出する、
付記１に記載の溶接トーチ。
［付記３］
　前記溶接情報取得部は、前記速度情報が複数の範囲のどの範囲に属するかを判別し、判別した範囲に対応付けられた値に基づいて前記溶接情報を取得する、
付記１または２に記載の溶接トーチ。
［付記４］
　前記溶接情報取得部は、前記速度情報に応じて線形的に変化する値に基づいて前記溶接情報を取得する、
付記１または２に記載の溶接トーチ。
［付記５］
　前記溶接情報は溶接電圧設定値である、
付記１ないし４のいずれかに記載の溶接トーチ。
［付記６］
　前記溶接電源装置はパルス状の電流を出力し、
　前記溶接情報は、
　　パルスのベース電流設定値、
　　パルスのピーク電流設定値、
　　パルスのローレベル期間、
　　パルスのハイレベル期間、
　　パルス周波数、
　　パルスのデューティ比、および、
　　パルスの立上りあるいは立下りの傾斜、
　のいずれかを含んでいる、
付記１ないし４のいずれかに記載の溶接トーチ。
［付記７］
　前記溶接電源装置は交流電流を出力し、
　前記溶接情報は、
　　交流周波数、または、
　　前記溶接トーチをプラスにする時間の割合、
　を含んでいる、
付記１ないし４のいずれかに記載の溶接トーチ。
［付記８］
　前記センサ部は、ジャイロセンサを備えている、
付記１ないし７のいずれかに記載の溶接トーチ。
［付記９］
　付記１ないし８のいずれかに記載の溶接トーチと、
　前記溶接電源装置と、
を備える、溶接システム。

Claims (9)

  1. 　溶接電源装置から電力を供給されてアーク溶接を行う溶接トーチであって、
    　前記溶接トーチの速度情報を検出するセンサ部と、
    　前記センサ部が検出した前記速度情報に適応した溶接情報を取得する溶接情報取得部と、
    　前記溶接情報取得部が取得した前記溶接情報を前記溶接電源装置に送信する通信部と、を備える、溶接トーチ。
  2. 　前記センサ部は、前記溶接トーチの先端部分の移動速度を前記速度情報として検出する、
    請求項１に記載の溶接トーチ。
  3. 　前記溶接情報取得部は、前記速度情報が複数の範囲のどの範囲に属するかを判別し、判別した範囲に対応付けられた値に基づいて前記溶接情報を取得する、
    請求項１または２に記載の溶接トーチ。
  4. 　前記溶接情報取得部は、前記速度情報に応じて線形的に変化する値に基づいて前記溶接情報を取得する、
    請求項１または２に記載の溶接トーチ。
  5. 　前記溶接情報は溶接電圧設定値である、
    請求項１ないし４のいずれかに記載の溶接トーチ。
  6. 　前記溶接電源装置はパルス状の電流を出力し、
    　前記溶接情報は、
    　　パルスのベース電流設定値、
    　　パルスのピーク電流設定値、
    　　パルスのローレベル期間、
    　　パルスのハイレベル期間、
    　　パルス周波数、
    　　パルスのデューティ比、および、
    　　パルスの立上りあるいは立下りの傾斜、
    　のいずれかを含んでいる、
    請求項１ないし４のいずれかに記載の溶接トーチ。
  7. 　前記溶接電源装置は交流電流を出力し、
    　前記溶接情報は、
    　　交流周波数、または、
    　　前記溶接トーチをプラスにする時間の割合、
    　を含んでいる、
    請求項１ないし４のいずれかに記載の溶接トーチ。
  8. 　前記センサ部は、ジャイロセンサを備えている、
    請求項１ないし７のいずれかに記載の溶接トーチ。
  9. 　請求項１ないし８のいずれかに記載の溶接トーチと、
    　前記溶接電源装置と、
    を備える、溶接システム。
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