WO2022185959A1 - エレクトロスラグ溶接またはエレクトロガス溶接の制御方法、制御装置、溶接システム、およびプログラム - Google Patents

エレクトロスラグ溶接またはエレクトロガス溶接の制御方法、制御装置、溶接システム、およびプログラム Download PDF

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WO2022185959A1
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welding
items
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control
slag bath
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PCT/JP2022/006787
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亮 戸田
弘孝 福本
圭 山崎
康之 齋藤
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B23K25/00—Slag welding, i.e. using a heated layer or mass of powder, slag, or the like in contact with the material to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/173—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode

Definitions

  • the present invention relates to an electroslag welding or electrogas welding control method, control device, welding system, and program.
  • EGW Electrogas arc welding
  • ESW electroslag welding
  • Patent Document 1 discloses a method of controlling the travel of the welding head while widening the scope of application.
  • the feeding speed of the welding wire is detected, and the welding current that changes according to the fluctuation of the wire extension is detected, and these detected values are used to control the travel speed of the welding head.
  • the wire extension is controlled so as to be kept substantially constant.
  • Patent Document 2 in electroslag welding using a sliding contact metal, welding is performed while maintaining the slag bath depth at a predetermined depth to ensure sound penetration. Arrangements are shown to prevent deterioration of the mechanical properties of the weld metal.
  • Patent Document 2 in electroslag welding, flux is supplied so that the length of the welding wire from the tip of the contact tip to the slag bath is a predetermined length. Then, the traveling speed of the traveling carriage on which the welding torch and the sliding contact metal are mounted is adjusted so that the welding current has a predetermined relationship with respect to the reference current value. Thereby, welding is performed while maintaining the slag bath depth at a predetermined depth.
  • EGW Each welding method of EGW and ESW has its advantages, and it is desirable to use them properly according to the situation.
  • EGW can achieve high efficiency.
  • ESW is excellent in welding workability against fumes, spatter, and the like.
  • Patent Document 1 a function of the welding current and the protrusion length is obtained when the protrusion length is fixed. At this time, it is necessary to individually adjust the constant each time the protrusion length is changed. Further, in Patent Document 2, the function is determined with the wire feeding speed constant, and like Patent Document 1, it is necessary to adjust the control formula according to the application. Therefore, in Patent Documents 1 and 2, for example, when it is desired to change various welding conditions due to plate thickness changes during welding, Optimal automatic control cannot be performed, and versatile use corresponding to various conditions is not possible. For this reason, it takes time to adjust the control formula and switch the welding method, resulting in a decrease in work efficiency. In addition, since it is difficult to automatically change suitable welding conditions during welding, welding cannot be performed under suitable welding conditions, and adverse effects such as deterioration of welding quality occur.
  • the purpose of the present invention is to provide a versatile control method that can be applied to both EGW and ESW welding methods with a single device, and that can be applied to various welding conditions.
  • the present invention has the following configuration. That is, a control method for electroslag welding or electrogas welding, A database in which construction information including items of a welding method and a welding material and coefficient information including at least two coefficients associated with the construction information are associated with each other; a determining step of determining the coefficient information based on a parameter; Welding condition items in welding include at least welding current, wire feed speed, and protrusion length, and set values specified for at least two of the welding condition items and determined in the determination step.
  • a control device for electroslag welding or electrogas welding a database in which construction information including items of a welding method and a welding material and coefficient information including at least two coefficients associated with the construction information are associated; determining means for determining the coefficient information based on parameters specified for items included in the construction information and the database; Welding condition items in welding include at least welding current, wire feed speed, and projection length, and set values specified for at least two of the welding condition items and determined by the determining means a first calculating means for calculating a reference value for an item not specified among the items of the welding condition based on the coefficient information; and second calculating means for calculating a control amount for an item not specified among the items of the welding condition based on the reference value.
  • a welding system comprising: a controller; a welding device; a welding power source;
  • the control device is a database in which construction information including items of a welding method and a welding material and coefficient information including at least two coefficients associated with the construction information are associated; determining means for determining the coefficient information based on parameters specified for items included in the construction information and the database; Welding condition items in welding include at least welding current, wire feed speed, and projection length, and set values specified for at least two of the welding condition items and determined by the determining means a first calculating means for calculating a reference value for an item not specified among the items of the welding condition based on the coefficient information; and second calculating means for calculating a control amount for an item not specified among the items of the welding condition based on the reference value.
  • the program to the computer A database in which construction information including items of a welding method and a welding material and coefficient information including at least two coefficients associated with the construction information are associated with each other; a determining step of determining the coefficient information based on a parameter; Welding condition items in welding include at least welding current, wire feed speed, and protrusion length, and set values specified for at least two of the welding condition items and determined in the determination step. a first calculation step of calculating a reference value for an item not specified among the items of the welding condition based on the coefficient information; and a second calculating step of calculating a control amount for an item not specified among the items of the welding condition based on the reference value.
  • a single device can be applied to both EGW and ESW welding methods, and control with versatility that can be applied to various welding conditions becomes possible.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing a structural example of a sliding copper pad for welding according to one embodiment of the present invention;
  • the block diagram which shows the functional structure of the traveling vehicle control part which concerns on one Embodiment of this invention.
  • FIG. 2 is a table showing a configuration example of a database according to one embodiment of the present invention;
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of data flow of a traveling vehicle control unit according to one embodiment of the present invention
  • 4 is a flowchart of control processing of a traveling vehicle control unit according to one embodiment of the present invention
  • the block diagram which shows another example of the data flow of the traveling vehicle control part which concerns on one Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a welding system 500 according to this embodiment.
  • Welding system 500 includes welding device 100 , welding power source 200 , wire feeder 300 , and operation box 400 .
  • Welding device 100 and other devices are connected via various cables such as power cables and signal cables.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example around the welding device 100 according to this embodiment.
  • the welding device 100 an electroslag welding device using ESW will be described as an example.
  • Fig. 2 shows a coordinate system consisting of three axes, the X-axis, Y-axis, and Z-axis.
  • the arrow Z indicates the direction along the weld line of the base material 3, i.e., the vertical direction
  • the arrow X indicates the thickness direction of the base material 3
  • the arrow Y indicates the direction in which the pair of base materials are arranged, i.e., the base material.
  • the arrow Z indicates the longitudinal direction of the sliding copper pad for welding 30.
  • the arrow X indicates the thickness direction of the sliding copper pad for welding 30, that is, the thickness direction of the pad main body.
  • the arrow Y indicates the width direction of the sliding copper contact metal for welding 30, that is, the width direction of the contact metal main body.
  • the welding apparatus 100 includes a fixed copper pad 1, a sliding copper pad for welding 30, a welding torch 4, a molten slag bath detector 13, a flux supply device 14, a flux A supply control device 15 , a traveling carriage 16 , and a traveling carriage control device 17 are provided.
  • the welding device 100 includes front and rear, left and right sliders mounted on the traveling carriage 16, sliders for the sliding copper pads 30 for welding, and traveling rails.
  • front and back refer to the X-axis direction
  • left and right refer to the Y-axis direction.
  • These sliders are preferably electrically movable using a motor (not shown) or the like, but are not limited to electrical movement, and may be configured to be manually operated.
  • a fixed copper pad 1 is arranged on the back side of the groove of the pair of base materials 3, which are steel plates, and a copper pad 30 is arranged on the front side of the groove.
  • a backing material made of heat-resistant ceramics may be used instead of the copper backing metal 1 on the back side.
  • the copper pad 30 on the front side is a copper pad that slides in the vertical direction, and is cooled by, for example, water cooling.
  • copper is used as the material for the sliding copper pad for welding 30, but it is not limited to copper.
  • the material used is not particularly limited.
  • the side on which the fixed copper pad 1 is arranged is referred to as the "rear side of the groove”
  • the side on which the sliding copper pad for welding 30 is arranged is referred to as the "front side of the groove”.
  • the sliding copper pads 30 may be arranged on both sides of the groove.
  • the welding torch 4 feeds the welding wire 6 with the welding current 8 supplied from the welding power source 200 to weld the base material 3 .
  • the welding torch 4 also has a contact tip 5 which guides the welding wire 6 and supplies the welding wire 6 with the welding current 8 .
  • a welding wire 6 is fed from the tip of the contact tip 5 of the welding torch 4 into the groove surrounded by the base material 3, the copper pad 1, and the copper pad 30, and molten slag is formed in the groove. It is fed into the bath 7.
  • a welding current 8 flows from the welding wire 6 through the molten slag bath 7 to the molten metal 9 . At this time, Joule heat is generated by the welding current 8 flowing through the molten slag bath 7 and the resistance of the molten slag bath 7, and the welding progresses while the welding wire 6 and the base material 3 are melted.
  • the molten slag bath detector 13 detects the position of the molten slag bath 7. An operation example of the molten slag bath detector 13 will be described later using FIG. 3 and the like.
  • a flux supply device 14 supplies the flux 12 to the molten slag bath 7 . Since the flux 12 melts and becomes molten slag, the amount of the molten slag bath 7 increases by supplying the flux 12 .
  • the flux supply control device 15 controls the operation of the flux supply device 14 and adjusts the amount of flux 12 supplied to the molten slag bath 7.
  • the flux supply controller 15 detects the detection terminal of the molten slag bath detector 13 installed above the copper pad 30 in this embodiment.
  • flux feeder 14 is controlled to feed flux 12.
  • FIG. On the other hand, when the detection terminal 18 detects the molten slag bath 7 , that is, when the detection terminal 18 is in contact with the upper surface of the molten slag bath 7 , the flux supply control device 15 stops supplying the flux 12 . Control the flux supply device 14 to stop.
  • the flux supply device 14 supplies the flux 12 according to the detection result of the molten slag bath detector 13 and adjusts the depth of the molten slag bath 7 .
  • the molten metal 9 cools to become the weld metal 10, and a portion of the molten slag bath 7 flows between the copper pad 1 and the weld metal 10 and between the copper pad 30 and the weld metal 10. A molten slag layer is formed between them, and this molten slag layer is cooled to become a solidified slag 11 .
  • the molten slag bath 7 partially becomes the solidified slag 11 covering the bead surface, and is consumed as the welding progresses, and the depth Ls of the molten slag bath 7 decreases. In order to compensate for this decrease in the molten slag bath 7, it is necessary to supply additional flux 12 that melts to form the molten slag bath 7.
  • the amount of solidified slag 11 covering the bead surface varies depending on the bead width and the width of the weld groove. Further, the amount of the solidified slag 11 depends on the degree of adhesion between the copper pad 1 or the copper pad 30 and the workpiece (hereinafter also referred to as the material to be welded or the base material), or the cooling of the copper pad 1 or the copper pad 30. It also changes depending on the state. Therefore, the amount of solidified slag 11 is not constant, and in order to keep the depth Ls of the molten slag bath 7 constant, it is necessary to change the amount of flux 12 to be supplied. However, since the depth Ls of the molten slag bath 7 is unknown, the depth Ls of the molten slag bath 7 fluctuates when the amount of flux 12 supplied is not appropriate.
  • control is performed to keep the depth Ls of the molten slag bath 7 constant.
  • constant is not limited to the case where the depth Ls of the molten slag bath 7 always has one value, but the case where the depth Ls of the molten slag bath 7 shows a value within a certain range in consideration of errors. is also included. That is, the depth Ls of the molten slag bath 7 is controlled to be maintained within a predetermined depth range.
  • the first requirement for making the depth Ls of the molten slag bath 7 constant is that the welding wire length Ld (hereinafter referred to as dry extension Ld) from the tip of the contact tip 5 to the upper surface of the molten slag bath 7 is predetermined. It is to control the length so that it is the same length.
  • a second requirement for making the depth Ls of the molten slag bath 7 constant is a predetermined relationship between the welding current 8 and a reference current value determined in accordance with the wire feed speed.
  • the traveling speed of the traveling vehicle 16 is controlled by the traveling vehicle control device 17 so that the current value and the welding current 8 become equal.
  • There is a correlation between (Ld+Ls) and the welding current 8 at the same wire feed speed. (Ld+Ls) is kept constant by controlling the traveling speed of the traveling vehicle 16 by the traveling vehicle control device 17 so that the reference current value and the welding current 8 become equal.
  • the dry extension Ld can be controlled by detecting the molten slag bath 7 with the molten slag bath detector 13. Also, in the above, the dry extension Ld is the tip of the contact tip 5 from the upper surface of the molten slag bath 7, but the tip of the contact tip 5 is generally the energization position between the welding wire 6 and the contact tip 5. It is assumed that For example, if the tip of the contact tip 5 is protected by ceramics or the like, and the current-carrying portion of the welding wire 6 and the contact tip 5 is provided above the tip of the contact tip 5, the location of this current-carrying portion will be the dry extension Ld. criteria to decide.
  • the length of protrusion is the distance between the energized position of the welding wire and contact tip and the surface of the molten metal.
  • the welding voltage distribution on the surface of the molten slag bath 7 varies depending on the position of the welding torch 4 in the oscillating state. For example, it is assumed that the welding torch 4 is oscillated along the X-axis direction. In such a configuration, it is preferable to detect the welding voltage only when the welding torch 4 is in the vicinity of the molten slag bath detector 13 in order to improve detection accuracy.
  • the vicinity means, for example, that the distance between the contact position of the welding wire 6 and the molten slag bath 7 and the detection terminal 18 of the molten slag bath detector 13 is 1/4 of the total oscillating length in the x-axis direction.
  • the contact position between the welding wire 6 and the molten slag bath 7 and the molten slag bath detector 13 detect only the voltage at the closest position.
  • the threshold for the welding voltage is set to a predetermined value.
  • the amount of flux 12 to be supplied is preferably set for each oscillating length, and it is more preferable to increase the amount of flux 12 to be supplied as the oscillating length increases. By controlling the supply amount of the flux 12 in this way, the depth Ls of the molten slag bath 7 can be controlled more accurately.
  • the traveling carriage 16 is equipped with a sliding copper pad for welding 30, a welding torch 4, a molten slag bath detector 13, a flux supply device 14, a flux supply control device 15, a traveling carriage control device 17, and a lift drive section 19. consists of The traveling carriage 16 lifts and lowers the welding device 100 by moving upward, that is, in the direction of the arrow Z on rails (not shown) while welding. That is, the traveling carriage 16 includes a sliding copper pad for welding 30, a welding torch 4, a molten slag bath detector 13, a flux supply device 14, a flux supply control device 15, a traveling carriage control device 17, and an elevation drive unit 19. Since they move together, their relative positional relationship does not change. As the traveling carriage 16 rises, vertical welding is performed along the upward direction.
  • the traveling truck control device 17 controls the lifting drive unit 19 provided in the traveling truck 16 to increase or decrease the traveling speed of the traveling truck 16 (hereinafter also referred to as the lifting speed or the rising speed), thereby operating the traveling truck 16. Control.
  • the flux supply control device 15 derives a control amount according to the detection value detected by the molten slag bath detector 13 and outputs it to the flux supply device 14, thereby controlling the flux supply amount.
  • the elevation drive unit 19 drives the traveling truck 16 based on the control signal from the traveling truck control device 17 .
  • the sliding copper pad for welding 30 is installed at the welding location of the workpiece, that is, on one side of the groove surface, and slides on the groove surface in accordance with the vertical movement of the welding device 100 . Further, the welding sliding copper pad 30 according to the present embodiment has a cooling mechanism for water cooling.
  • FIG. 3 is an external perspective view of the sliding copper pad for welding 30 according to this embodiment.
  • the copper pad 30 may include a pair of slag leakage prevention portions 60 as shown in FIG. 3 in addition to the pad body portion 40 . 3, and a pair of rotating members 31 rotatably held by the base 41.
  • the base 41 shown in FIG. A pair of slag leakage prevention portions 60 are provided on both sides of the cover body portion 40, and prevent leakage of molten slag or molten metal at joint portions having different plate thicknesses in the weld line direction.
  • An insulating member 48 and a detection terminal 18 of the molten slag bath detector 13 are arranged above the recess 43 .
  • a part of a water cooling path (not shown) for flowing cooling water is formed inside the base portion 41 of the cover main body portion 40 .
  • the slag leakage prevention part 60 includes a plurality of substantially rectangular parallelepiped blocks 64 arranged side by side in the vertical direction along the groove so as to be slidably contactable with each other.
  • the configuration example shown in FIG. 3 includes six blocks 64 .
  • Each of the plurality of blocks 64 is pressed in a direction of coming into contact with or approaching the base material 3 by an elastic force of an urging member (not shown).
  • an urging member not shown.
  • each block 64 follows the surface shape of the base material 3 and has a thickness perpendicular to the longitudinal direction of the pad body 40 . move in the vertical direction, that is, in the X direction.
  • the portion constituting the slag leakage prevention portion 60 may be made of a metal material with good heat conductivity.
  • metal materials with good heat conductivity include, for example, copper and stainless steel.
  • a water cooling path be installed at a location near the slag leakage prevention portion 60 inside the contact metal main body portion 40 .
  • the sliding copper pad for welding 30 is integrated with the detection terminal 18 which is one of the components of the molten slag bath detector 13 .
  • a molten slag bath detector 13 is used to detect the position of the molten slag bath 7 .
  • the molten slag bath detector 13 has a detection terminal 18 and a detection circuit (not shown).
  • the detection terminal 18 is made of copper or a copper alloy, which is a highly conductive metal, and has a block shape.
  • the detection terminal 18 is insulated from the base 41 of the sliding copper pad 30 for welding.
  • a space may simply be provided between the detection terminal 18 and the base 41 of the sliding copper pad 30 for welding, or a material with high electric resistance, such as ceramic, may be used to weld the detection terminal 18 to the insulation. It may be separated from the base portion 41 of the sliding copper pad 30 for use.
  • an insulating member 48 is used to insulate between the detection terminal 18 and the welding sliding copper pad 30 .
  • the detection terminal 18 includes a cooling mechanism such as water cooling.
  • a cooling mechanism such as water cooling.
  • the cooling function of the sliding copper pad for welding 30 is provided by the insulating member. 48 to detection terminal 18 as well. Therefore, in the case of such a mechanism, it is not necessary to attach a water cooling mechanism to the detection terminal 18 itself. In the case of such a configuration, since the cooling mechanism can be omitted, it is possible to reduce the weight of the device and the cost of the device, which is more preferable.
  • the detection terminal 18 may enter the space, resulting in erroneous detection and cleaning work after solidification of the slag. Occur. Therefore, as an insulation method, it is preferable to separate the detection terminal 18 and the base portion 41 of the welding sliding copper pad 30 with an insulation member 48 . Note that the detection terminal 18 does not have to be integrated with the sliding copper pad for welding 30 . Moreover, as the detection terminal 18, for example, a visual sensor or a laser sensor may be used to detect the position of the molten slag bath.
  • a detection circuit (not shown) included in the molten slag bath detector 13 includes, for example, a differential amplifier, a reference signal setter, a comparator, and the like.
  • the differential amplifier receives the voltage applied to the detection terminal 18 and the frame GND of the welding device 100 as inputs and amplifies the potential difference.
  • the input for determining the potential difference may be between the detection terminal 18 and the sliding copper pad for welding 30, or between the detection terminal 18 and the workpiece.
  • the welding sliding copper pad 30 is in contact with the molten slag bath 7 and may have a ground potential. is more preferred.
  • the reference signal setter outputs, as a reference signal, a voltage of a predetermined ratio to the potential difference between the detection terminal 18 and the frame GND of the device.
  • the reference signal here is set to a voltage that does not cause erroneous detection due to noise, for example, about half the voltage detected when the detection terminal 18 contacts the molten slag bath 7, that is, set within a range of 40 to 60%. is preferred. For example, if the voltage applied when the detection terminal 18 contacts the molten slag bath 7 is 6V and the predetermined ratio is set to 50%, a potential difference of 3V is set as the reference signal. When the detection terminal 18 is not in contact with the molten slag bath 7, the potential difference between the detection terminal 18 and the frame GND of the apparatus is naturally 0V.
  • the output of the reference signal by applying the reference signal setter may be changed according to the position of the welding torch 4 .
  • a predetermined fixed potential difference value may be used as the reference signal, and the reference signal setter may be omitted.
  • the comparator receives the output signal of the differential amplifier and the reference signal of the reference signal setter. A detection signal is generated indicating contact with the bath 7 . The generated detection signal is input to the flux supply controller 15 .
  • the flux supply control device 15 outputs a control signal to the flux supply device 14 based on the input detection signal.
  • the flux supply device 14 supplies and stops the flux based on the control signal input from the flux supply control device 15 . As a result, the upper surface of the molten slag bath 7 is controlled to a predetermined length from the tip of the contact tip 5, and the dry extension Ld is controlled to a predetermined length.
  • the detection signal generated by the comparator is also input to the traveling vehicle control device 17.
  • the traveling truck control device 17 outputs a control signal for controlling traveling of the traveling truck 16 according to the detection signal.
  • the traveling vehicle control device 17 may receive a control signal from the flux supply control device 15 instead of the detection signal generated by the comparator. That is, the traveling vehicle control device 17 may derive a control signal for controlling the traveling vehicle 16 based on the control signal derived by the flux supply control device 15 according to the detection signal generated by the comparator. .
  • a filter circuit may be provided after the differential amplifier in order to prevent erroneous detection and improve the accuracy of the detection signal. In this case, it is determined whether or not the molten slag bath 7 has been detected based on the signal processed by the filter circuit.
  • the filter circuit is preferably a low-pass filter circuit whose time constant is selected from the range of about the oscillation period of the welding torch 4, that is, about 1/2 to twice the period.
  • Welding power supply 200 is connected to welding apparatus 100 via a power cable (not shown) so as to energize welding wire 6, which is a consumable electrode. Furthermore, welding power source 200 is connected to a workpiece via a power cable (not shown).
  • a junction box (not shown) may be provided as an interface between welding power source 200 and welding apparatus 100 .
  • the relay box may be provided with various control cables for power supply to the traveling carriage 16, an emergency stop switch, and the like. By providing the relay box, for example, it becomes easier to remove the cable, which contributes to the efficiency of the welding work.
  • the relay box may be provided with a mechanism for installing a removable memory such as an SD card, and records during welding, such as welding current and arc voltage, may be written in the memory.
  • Welding power source 200 and wire feeder 300 for feeding welding wire 6 are connected by a signal line either directly or via a junction box, so that the feeding speed of welding wire 6 can be controlled.
  • Operation box 400 outputs various commands to welding apparatus 100 based on operations by the operator. Examples of items that can be operated from the operation box 400 include construction information such as welding methods and welding materials, and welding conditions such as welding current, arc voltage, wire feed speed and protrusion length.
  • the operation box 400 has a UI (User Interface) for inputting operable items.
  • the operation box 400 may be used to allow monitoring of welding current, arc voltage, and the like.
  • the welding device 100 includes a control device that performs various processes according to this embodiment.
  • a configuration in which a control device configured to perform part or all of the processing of welding device 100 described above is provided separately from welding device 100 may be employed.
  • the control device may be configured to be connected to welding system 500 or welding device 100 via a wired/wireless network (not shown).
  • the control device provided separately from the welding device 100 may be realized by, for example, an information processing device including a control section, a storage section, and an input/output section (not shown).
  • the control unit may be composed of a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), a DSP (Digital Single Processor), or a dedicated circuit.
  • the storage unit consists of volatile and non-volatile storage media such as HDD (Hard Disk Drive), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), etc.
  • HDD Hard Disk Drive
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the input/output unit is capable of inputting various types of information from the outside and outputting various types of information to the outside.
  • the input/output unit is composed of, for example, a display device such as a liquid crystal display, and outputs various information to the operator according to instructions from the control unit.
  • the output method by the input/output unit is not particularly limited, for example, it may be an auditory output by sound or a visual notification by screen output.
  • the input/output unit may be a network interface having a communication function, and may perform an output operation by transmitting data to an external device (not shown) via a network (not shown).
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the functional configuration of the traveling vehicle control device 17 according to this embodiment. Note that FIG. 4 shows only portions corresponding to functions according to the present embodiment, and other portions related to control are omitted for the sake of simplicity of explanation.
  • the traveling vehicle control device 17 includes a parameter management unit 441, a reference value calculation unit 442, and a control amount calculation unit 443.
  • the parameter management unit 441, the reference value calculation unit 442, and the control amount calculation unit 443 are not necessarily limited to the configuration provided in the traveling carriage control device 17.
  • the operation box 400 or external information processing (not shown) Some or all of the functions may be implemented in the device.
  • the parameter management unit 441 has at least one database (hereinafter also referred to as DB), and this DB includes at least data that associates construction information and coefficient information.
  • the construction information includes, for example, welding method, welding material, arrangement of sliding copper pads, material of backing material, type of shielding gas, work material, work plate thickness, groove shape, and the like.
  • at least the items of welding method and welding material are included.
  • the welding material includes information on welding wire and flux, and information on welding wire in EGW and information on a combination of welding wire and flux in ESW.
  • Information on the welding wire in the case of EGW includes wire type (FCW (flux cored wire) and solid wire), composition, wire diameter, and the like.
  • a DB that includes information that considers a plurality of welding methods.
  • the coefficient information indicates a coefficient related to a function to be described later, and includes at least two or more coefficients in the present embodiment.
  • the parameter management unit 441 may specify parameters used in the control amount calculation unit 443 based on the input construction information, and output the parameters to the control amount calculation unit 443 .
  • the parameter here may be, for example, a constant such as gain.
  • the parameter management unit 441 includes a DB that associates the parameters used in the control amount calculation unit 443 with the construction information 410, and the parameter used in the control amount calculation unit 443 according to the setting value of the construction information. may be determined whether to output An example of using gain will be described later using equation (2).
  • At least construction information including items of welding method and welding material are associated with coefficient information including at least two coefficients.
  • At least two or more coefficients associated with each combination of welding method and welding material are set so as to maintain a constant relationship even when at least the values of feed speed, welding current, and protrusion length change.
  • appropriate values can be derived for the welding conditions such as the feed speed, welding current, and protrusion length. Therefore, it is not necessary to individually manually adjust functions according to welding methods and welding conditions, or to define separate functions each time, as in the conventional art.
  • various welding methods and welding conditions can be applied, and stable welding quality can be maintained.
  • the reference value calculation unit 442 uses a predetermined function to input at least the specified welding condition setting information 420 and the information from the parameter management unit 441, and calculates the reference value used in the control amount calculation unit 443. .
  • the function according to the present embodiment may be defined in advance in the reference value calculation unit 442, or may be configured such that the function corresponding to the welding method specified as the construction information 410 is called from the storage unit. There may be.
  • a specific example of the function used in the reference value calculator 442 will be described later as Equation (1).
  • the welding condition setting information 420 includes, for example, conditions related to welding current, feed speed, protrusion length, arc voltage, and oscillation.
  • the welding current When specifying the welding current, it may be simply input as amperes (A), or may be current density as a welding current value per unit area.
  • Oscillate conditions include, for example, an oscillate length and an oscillate period.
  • at least two of the welding current, the feed speed, and the protrusion length are set as the welding conditions.
  • the reference value calculated by the reference value calculator 442 one of the welding conditions is derived based on a predefined function. Therefore, in the present embodiment, the reference value is not limited to the welding current as in the conventional art, and for example, it is possible to calculate the reference value of other items such as the feed speed and the protrusion length, thereby increasing the degree of freedom. High control becomes possible.
  • the control amount calculation unit 443 outputs a control amount based on a preset control formula or table for the reference value output from the reference value calculation unit 442 .
  • the control formulas and tables may be stored in advance in the control amount calculation unit 443, or may be configured to call up the corresponding control formulas and tables from the storage unit according to specified conditions. Further, the control amount calculation unit 443 acquires the measured values of the actual operation of the elevation driving unit 19 and the like from the measurement unit 430, and also uses this information to calculate the control amount. For example, PI control (proportional-integral control) or the like may be performed using the measured value by the measuring unit 430 as feedback.
  • the object to be controlled by the control amount calculated here is not particularly limited.
  • control amounts may be input to welding power source 200 .
  • the controlled object need not be limited to one.
  • the controlled variable calculation unit 443 may use a control formula to output controlled variables for a plurality of elements such as the rising speed and the welding current.
  • Control method The control method of this embodiment will be described based on the configuration shown in FIG. 2, taking ESW as an example.
  • the fixed copper pad 1 is arranged on one side of the groove formed by the base material 3, and the welding slide is arranged on the other side of the groove.
  • a dynamic copper pad 30 is placed.
  • the welding method and welding material are used as construction information. Welding current, feed rate, and protrusion length are used as welding conditions. Further, in the present embodiment, the description will focus on the control of raising the traveling carriage 16, but the welding power source 200 and the wire feeder 300 can be similarly controlled. In FIG. 4 , as destinations to which the control amount is output from the traveling carriage control device 17 , the lifting drive section 19 , the welding power source 200 and the wire feeding device 300 are shown, but the destinations are not limited to these.
  • the control amount calculator 443 may be configured to output information about the control amount to the flux supply control device 15 .
  • the flux supply control device 15 derives the supply amount of the flux 12 by the flux supply device 14 based on the control amount received by the control amount calculation unit 443 and the detection result of the molten slag bath detector 13. good. More specifically, the supply amount of the flux 12 may be derived so that the protrusion length becomes the value set in the welding conditions or the reference value calculated by the reference value calculator 442 . Furthermore, a method of increasing or decreasing the control amount calculated by the calculation unit with respect to the reference flux supply amount according to the cross-sectional area of the groove may also be possible.
  • FIG. 6 is a diagram showing the flow of information according to this embodiment.
  • the schematic configuration of each processing unit is the same as the configuration shown in FIG.
  • the parameter management unit 441 receives setting values for each input item in the construction information 410 via the operation box 400 .
  • the values of welding method 411 and welding material 412 are respectively accepted.
  • the parameter management unit 441 refers to the stored DB to identify coefficient information corresponding to the input setting value.
  • FIG. 6 an example in which the welding method "ESW" and the welding material "wire + flux" are set as the construction information 410 is shown.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a DB managed by the parameter management unit 441 according to this embodiment.
  • the function used by the reference value calculation unit 442 includes three coefficients a, b, and c.
  • a value corresponding to each coefficient is associated with construction information as coefficient information.
  • the welding method “EGW” and the welding material “wire A” are designated as construction information via the operation box 400 .
  • Each set value is output to the reference value calculator 442 .
  • the number of coefficients is not limited to three, and the number may vary according to, for example, a function specified according to construction information.
  • the parameter management unit 441 determines constants used in the control amount calculation unit 443 based on the construction information, and outputs the constants to the control amount calculation unit 443 .
  • the constants used in the control amount calculation unit 443 are associated with the construction information, and are held and managed by the parameter management unit 441 .
  • the constants used in the control amount calculator 443 are configured to be specified by further considering the values set in the welding condition setting information 420. good too.
  • the set values of the welding condition setting information 420 are further associated with constants used by the control amount calculator 443 , and are held and managed by the parameter manager 441 .
  • the reference value calculation unit 442 holds and manages functions for calculating reference values of welding conditions.
  • the function here is a function for determining a reference value for an item that is not specified among a plurality of welding condition parameters. For example, when welding current, feed speed, and projection length are used as welding conditions, if the feed speed and projection length are specified by the operator, the reference value of the welding current is set based on these. calculate. In other words, each item of welding conditions is correlated and adjusted according to the value of each item. In the present embodiment, an example in which two of the three welding condition items are specified and the reference values for the remaining unspecified items are calculated will be described, but the present invention is not limited to this. do not have.
  • the configuration may be such that designation of (N-2) items is accepted, and reference values for two unspecified items are calculated (N ⁇ 4). This differs depending on the definition of the function used in the reference value calculator 442 . Also, when calculating the reference values of a plurality of unspecified items, a plurality of functions may be used as simultaneous equations.
  • the reference value calculation unit 442 receives the values of each input item in the welding condition setting information 420 via the operation box 400. Here, three items of welding current, feed speed, and projection length are targeted, and input of two input items among them is accepted. In the present embodiment, it is assumed that of the three welding conditions, the feed speed and the projection length are specified.
  • the reference value calculation unit 442 sets the coefficient information received from the parameter management unit 441 as a function for calculating the reference value. Then, the reference value calculator 442 calculates the reference value of the welding current by inputting the values of the designated feed speed and the projection length to the function in which the coefficient information is set. The calculated reference value is output to the control amount calculator 443 .
  • the control amount calculation unit 443 acquires the measured values of the welding conditions that are currently being controlled.
  • the measured values of the items of the welding conditions specified by the operator may be acquired together.
  • at least the measured value of the welding current is acquired.
  • the control amount calculation unit 443 calculates the control amount for the lifting drive unit 19 based on the reference value of the welding current received from the reference value calculation unit 442, the constant specified by the parameter management unit 441, and the actual measurement value of the welding current. calculate.
  • the control amount may be calculated using a control formula or table defined in advance.
  • the control amount of the elevation driving unit 19 includes a target value of the rising speed, but other control values may be used.
  • a processing flow according to this embodiment will be described with reference to FIG.
  • This processing flow may be realized by reading and executing a program held in a storage unit (not shown) by a control unit (not shown) provided in the traveling vehicle control device 17 in this embodiment.
  • a control unit not shown
  • the subject of the processing will be collectively described as the traveling carriage control device 17 .
  • the traveling carriage control device 17 acquires construction information from the worker via the operation box 400.
  • designation of welding method and welding material is accepted as construction information.
  • Designation of construction information may be performed, for example, by selecting an arbitrary option from a plurality of options.
  • a plurality of modes may be defined in advance corresponding to the setting values of each item of the construction information, and the worker may select from among these modes.
  • the traveling carriage control device 17 receives setting values for each item of welding conditions from the operator via the operation box 400 .
  • welding conditions the items of welding current, feed rate, and protrusion length are used, and the specification of the values of two of these items is accepted.
  • ESW it is desirable to use the value of the dry extension as the protrusion length here.
  • the number of items that must be input is defined according to the total number of items used as welding conditions. Therefore, if the set values for the required number of items have not been input, the configuration may be such that a notification prompting the worker to input is given.
  • the traveling vehicle control device 17 determines coefficient information, which is a parameter for calculating the reference value, using the value of the construction information acquired at S701 and a predetermined DB.
  • a DB is defined in a configuration as shown in FIG.
  • the traveling vehicle control device 17 determines a constant, which is a parameter for calculating the control amount, using the value of the construction information acquired at S701 and a predetermined DB.
  • the constant here is, for example, the number of gains.
  • a predetermined fixed value may be used, or a relational expression between a predetermined condition and the gain number may be provided in the DB, and the gain number may be read for each condition.
  • an appropriate gain number is determined according to the set feeding speed. Note that this step may be omitted depending on the contents of the construction information set in S701. In that case, the parameter notification from the parameter management unit 441 to the control amount calculation unit 443 shown in FIG. 6 is omitted.
  • the determination of the constants here may be performed in further consideration of the welding conditions acquired in S702.
  • the traveling vehicle control device 17 sets the coefficient information determined at S703 to each coefficient of a predetermined function.
  • the traveling vehicle control device 17 may be configured to determine a function to be used from among a plurality of predefined functions based on the construction information acquired in S701. For example, in this embodiment, the following formula (1) can be used as a function for calculating the reference value.
  • each item of the welding conditions is correlated.
  • the feed speed and the protrusion length are specified as the welding conditions, it is possible to calculate the reference value of the welding conditions.
  • the formula is defined corresponding to the item to be input in S702, and the reference value for the uninput item can be calculated.
  • the constants a, b, c, and d correspond to the coefficient information items determined in S703.
  • Equation (1) is applicable to both ESW and EGW welding methods.
  • ESW can be applied by replacing Ext, which indicates the value of the protrusion length, with the value of the dry extension in Equation (1).
  • the traveling vehicle control device 17 calculates the reference value of the undetermined welding conditions by inputting the welding conditions acquired at S702 to the function for which the coefficient information was set at S705.
  • the traveling vehicle control device 17 acquires the actual measurement value in the current operating situation. For example, a measured value obtained when operating under the welding conditions obtained in S702 is obtained as a feedback value.
  • the traveling carriage control device 17 calculates the control amount of the elevation driving unit 19 using the reference value calculated in S706, the actual measurement value obtained in S707, and the constant determined in S704.
  • the controlled variable here may be the target value of the ascending speed of the traveling carriage 16 .
  • the constant determined in S704 may be the gain number, and the control amount may be obtained by PI control.
  • the controlled variable may be calculated using Equation (2) below.
  • the constants K p and K I may be set by the parameter management unit 441 . Note that a known method can be applied to the PI control, so a detailed description will be omitted here.
  • I f Measured current value (feedback value)
  • I c Current reference value (target value)
  • K p proportional gain (constant)
  • K I integral gain (constant)
  • the traveling carriage control device 17 controls the elevation driving unit 19 based on the control amount calculated at S708. Then, this processing flow ends. note that. This processing flow is repeatedly executed while the welding operation by the welding apparatus 100 is being performed.
  • FIG. 8 shows an example in which the welding current and the protrusion length are set among the welding conditions.
  • the reference value calculation unit 442 sets a function based on the coefficient information set by the parameter management unit 441, and inputs the setting values of the welding current and the protrusion length out of the setting values of the welding conditions to this function. By doing so, the reference value of the feeding speed is calculated.
  • the control amount calculator 443 calculates the target value of the rising speed based on the measured value of the feed speed and the reference value of the feed speed calculated by the reference value calculator 442 . After that, the lifting operation of the lifting drive unit 19 is controlled based on the calculated control amount. Even in this case, the processing flow is the same as the flow shown in FIG.
  • the modifications an example is shown in which the feeding speed and the projection length are set as the welding conditions, and the rising operation, that is, the welding speed is controlled. Similarly, even when the welding speed and the projection length are set as the welding conditions and the feeding speed is controlled, the flow shown in FIG. 7 can be used.
  • a program or application for realizing the functions of one or more embodiments described above is supplied to a system or device using a network or a storage medium, and one or more programs in the computer of the system or device It can also be implemented by a process in which the processor reads and executes the program.
  • circuits that realize one or more functions include, for example, ASICs (Application Specific Integrated Circuits) and FPGAs (Field Programmable Gate Arrays).
  • a control method for electroslag welding or electrogas welding comprising: A database in which construction information including items of a welding method and a welding material and coefficient information including at least two coefficients associated with the construction information are associated with each other; a determining step of determining the coefficient information based on a parameter; Welding condition items in welding include at least welding current, wire feed speed, and protrusion length, and set values specified for at least two of the welding condition items and determined in the determination step.
  • W f Feeding speed I: Welding current
  • Ext Projection length a, b, c, d: The control method according to (2), characterized by being defined by a coefficient specified using DB. According to this configuration, for electroslag welding and electrogas welding, the control parameters for each item can be calculated using a function based on the correlation between the welding current, the wire feed speed, and the protrusion length. It becomes possible.
  • the items of welding materials included in the construction information include at least information about welding wires,
  • the item of welding material included in the construction information includes information on at least one of welding wire and flux,
  • the protrusion length is set to the specified set value or the first value.
  • the sensor has a block-shaped detection terminal made of copper or a copper alloy;
  • the detection terminal is installed at a predetermined position of a copper pad that slides along the base material and is insulated from the copper pad,
  • the sensor outputs a detection signal indicating detection of the slag bath based on a potential difference between the potential applied to the detection terminal and a predetermined potential,
  • the control method according to (6) wherein the height of the slag bath is controlled based on the detection signal. According to this configuration, it is possible to control the height of the slag bath appropriately for electroslag welding.
  • the control amount is calculated based on at least a deviation between the reference value and an actual measurement value corresponding to the reference value (1) to (9). ).
  • a reference value can be calculated for items that are not set among various welding conditions, and automatic control can be performed based on the deviation between the reference value and the measured value.
  • the item of the welding condition of the reference value calculated in the first calculation step and the actual measurement value corresponding to the reference value is the welding current
  • the second calculation step at least of welding speed, welding current, arc voltage, feed speed, and projection length, using a control formula for PI control that includes the deviation and a predetermined constant as terms
  • a reference value can be calculated for an item that is not set among various welding conditions, and a welding speed , welding current, arc voltage, feed speed, and protrusion length.
  • the item of the welding condition of the reference value calculated in the first calculation step and the actual measurement value corresponding to the reference value is the feeding speed,
  • the second calculation step at least of welding speed, welding current, arc voltage, feed speed, and projection length, using a control formula for PI control that includes the deviation and a predetermined constant as terms
  • a reference value can be calculated for an item that is not set among various welding conditions, and a welding speed , welding current, arc voltage, feed speed, and protrusion length.
  • a controller for electroslag welding or electrogas welding a database in which construction information including items of a welding method and a welding material and coefficient information including at least two coefficients associated with the construction information are associated; determining means for determining the coefficient information based on parameters specified for items included in the construction information and the database; Welding condition items in welding include at least welding current, wire feed speed, and projection length, and set values specified for at least two of the welding condition items and determined by the determining means a first calculating means for calculating a reference value for an item not specified among the items of the welding condition based on the coefficient information; and second calculating means for calculating a controlled variable for an unspecified item among the items of the welding condition based on the reference value.
  • a single device can be applied to both EGW and ESW welding methods, and control with versatility applicable to various welding conditions becomes possible.
  • automatic control with a wider range of applications becomes possible, and work efficiency and welding quality can be improved.
  • a single device can be applied to both EGW and ESW welding methods, and control with versatility applicable to various welding conditions becomes possible.
  • automatic control with a wider range of applications becomes possible, and work efficiency and welding quality can be improved.

Landscapes

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Abstract

溶接方法と溶接材料の項目を含む施工情報に含まれる項目に対して指定されたパラメータとに基づいて、前記係数情報を決定し、溶接における溶接条件の項目として溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さを少なくとも含み、当該溶接条件の項目の少なくとも２つに対して指定された設定値と、前記決定された係数情報とに基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する基準値を算出し、前記基準値に基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する制御量を算出する。

Description

エレクトロスラグ溶接またはエレクトロガス溶接の制御方法、制御装置、溶接システム、およびプログラム
　本発明は、エレクトロスラグ溶接またはエレクトロガス溶接の制御方法、制御装置、溶接システム、およびプログラムに関する。
　造船や産業機械分野における構造物製造においては、立向溶接が多用される。この立向溶接には、一般的にエレクトロガスアーク溶接（以降、ＥＧＷと称する）またはエレクトロスラグ溶接（以降、ＥＳＷと称する）が適用され、従来から自動化が進められている。
　ＥＧＷの自動化に関し、特許文献１では、適用範囲を広くとりつつ、溶接ヘッドの走行制御を行う方法が開示されている。特許文献１では、溶接ワイヤの送給速度を検出すると共に、ワイヤエクステンションの変動に応じて変化する溶接電流を検出し、これら両検出値を用いて溶接ヘッドの走行速度を制御する。これにより、ワイヤエクステンションは、ほぼ一定に保つように制御されている。
　また、ＥＳＷの自動化に関し、特許文献２では、摺動式当て金を用いたエレクトロスラグ溶接において、スラグ浴深さを予め定めた深さに保ちながら溶接を行い、健全な溶込みを確保して溶接金属の機械的性質の劣化を防止する構成が示されている。特許文献２では、エレクトロスラグ溶接において、コンタクトチップ先端からスラグ浴までの溶接ワイヤの長さが予め定めた長さとなるようにフラックスを供給する。そして、基準電流値に対して溶接電流が予め定めた関係となるように溶接トーチと摺動式当て金とを搭載した走行台車の走行速度を調整する。これにより、スラグ浴深さを予め定めた深さに保ちつつ溶接を行う。
日本国特開昭５０－１３７３５１号公報 日本国特開２０１６－２１５２１４号公報
　ＥＧＷ、およびＥＳＷの各溶接方法にはそれぞれ長所があり、状況に応じて、使い分けが望まれる。例えば、ＥＧＷは高い能率性を実現できる。一方、ＥＳＷはヒュームやスパッタ等の溶接作業性に優れている。しかしながら、ＥＧＷおよびＥＳＷはそれぞれ異なる制御であるため、例えば特許文献１の制御方法をＥＳＷへ適用することは難しく、ＥＧＷおよびＥＳＷを使い分けるためには別の装置を設ける必要がある。
　さらに、特許文献１では、突出し長さを一定にした場合において、溶接電流と突出し長さの関数が求められている。このとき、突出し長さを変えるたびに、定数を個別に調整する必要がある。また、特許文献２では、ワイヤ送給速度を一定にして関数が決められており、特許文献１と同じく、用途に応じて制御式を調整する必要がある。したがって、特許文献１、２では例えば、溶接途中で板厚が変わる等で種々の溶接条件を変更したい時に、
最適な自動制御を行うことができず、様々な条件に対応した汎用的な利用ができない。このため、制御式の調整や溶接方法の切り替えに時間を要し、作業能率が低下する。また、溶接途中で適切な溶接条件変更を自動で行うことが困難なため、適切な溶接条件で溶接が行えず、溶接品質が低下したりする等の悪影響が生ずる。
　本願発明では、一つの装置でＥＧＷ、ＥＳＷ両方の溶接方法に適用できること、および様々な溶接条件においても適用できる汎用性を有する制御方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために本願発明は以下の構成を有する。すなわち、エレクトロスラグ溶接またはエレクトロガス溶接の制御方法であって、
　溶接方法と溶接材料の項目を含む施工情報と、前記施工情報に関連付けられた少なくとも２つの係数を含む係数情報とが対応付けられたデータベースと、前記施工情報に含まれる項目に対して指定されたパラメータとに基づいて、前記係数情報を決定する決定工程と、
　溶接における溶接条件の項目として溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さを少なくとも含み、当該溶接条件の項目の少なくとも２つに対して指定された設定値と、前記決定工程にて決定された係数情報とに基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する基準値を算出する第１の算出工程と、
　前記基準値に基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する制御量を算出する第２の算出工程とを有する。
　また、本願発明の別の形態として以下の構成を有する。すなわち、エレクトロスラグ溶接またはエレクトロガス溶接の制御装置であって、
　溶接方法と溶接材料の項目を含む施工情報と、前記施工情報に関連付けられた少なくとも２つの係数を含む係数情報とが対応付けられたデータベースと、
　前記施工情報に含まれる項目に対して指定されたパラメータと、前記データベースとに基づいて、前記係数情報を決定する決定手段と、
　溶接における溶接条件の項目として溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さを少なくとも含み、当該溶接条件の項目の少なくとも２つに対して指定された設定値と、前記決定手段にて決定された係数情報とに基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する基準値を算出する第１の算出手段と、
　前記基準値に基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する制御量を算出する第２の算出手段とを有する。
　また、本願発明の別の形態として以下の構成を有する。すなわち、溶接システムであって、
　制御装置と、
　溶接装置と、
　溶接電源と
を含み、
　前記制御装置は、
　溶接方法と溶接材料の項目を含む施工情報と、前記施工情報に関連付けられた少なくとも２つの係数を含む係数情報とが対応付けられたデータベースと、
　前記施工情報に含まれる項目に対して指定されたパラメータと、前記データベースとに基づいて、前記係数情報を決定する決定手段と、
　溶接における溶接条件の項目として溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さを少なくとも含み、当該溶接条件の項目の少なくとも２つに対して指定された設定値と、前記決定手段にて決定された係数情報とに基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する基準値を算出する第１の算出手段と、
　前記基準値に基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する制御量を算出する第２の算出手段とを有する。
　また、本願発明の別の形態として以下の構成を有する。すなわち、プログラムであって、
　コンピュータに、
　溶接方法と溶接材料の項目を含む施工情報と、前記施工情報に関連付けられた少なくとも２つの係数を含む係数情報とが対応付けられたデータベースと、前記施工情報に含まれる項目に対して指定されたパラメータとに基づいて、前記係数情報を決定する決定工程と、
　溶接における溶接条件の項目として溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さを少なくとも含み、当該溶接条件の項目の少なくとも２つに対して指定された設定値と、前記決定工程にて決定された係数情報とに基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する基準値を算出する第１の算出工程と、
　前記基準値に基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する制御量を算出する第２の算出工程とを実行させる。
　本発明によれば、一つの装置でＥＧＷ、ＥＳＷ両方の溶接方法に適用できること、および様々な溶接条件においても適用できる汎用性を有する制御が可能となる。
本願発明の一実施形態に係る溶接システムの構成例を示す概略図。 本願発明の一実施形態に係るエレクトロスラグ溶接を用いた溶接装置の構成例を示す概略図。 本願発明の一実施形態に係る溶接用摺動銅当て金の構成例を示す外観斜視図。 本願発明の一実施形態に係る走行台車制御部の機能構成を示すブロック図。 本願発明の一実施形態に係るデータベースの構成例を示す表図。 本願発明の一実施形態に係る走行台車制御部のデータの流れの例を示すブロック図。 本願発明の一実施形態に係る走行台車制御部の制御処理のフローチャート。 本願発明の一実施形態に係る走行台車制御部のデータの流れの別の例を示すブロック図。
　以下、本願発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本願発明を説明するための一実施形態であり、本願発明を限定して解釈されることを意図するものではなく、また、各実施形態で説明されている全ての構成が本願発明の課題を解決するために必須の構成であるとは限らない。また、各図面において、同じ構成要素については、同じ参照番号を付すことにより対応関係を示す。
　＜第１の実施形態＞
　以下、本願発明に係る一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態は立向溶接にて用いられるＥＳＷまたはＥＧＷどちらにも適用可能な溶接装置を用いた場合の一例であり、本願発明に係る制御方法は以下に説明する本実施形態の構成に限定されるものではない。また、本実施形態では、ＥＳＷを主として説明することとし、ＥＳＷとＥＧＷとの制御的な差異については後述する。
　［溶接システムの概要］
　本実施形態の制御方法で用いられる溶接システム５００の全体概要について説明する。図１は、本実施形態に係る溶接システム５００の構成例を示す概略図である。溶接システム５００は、溶接装置１００、溶接電源２００、ワイヤ送給装置３００、および操作箱４００を含んで構成される。溶接装置１００と、そのほかの各装置は、電源ケーブルや信号ケーブルなどの各種ケーブルを介して接続される。
　（溶接装置）
　図２は、本実施形態に係る溶接装置１００周りの構成例を示す概略図である。本実施形態では、溶接装置１００として、ＥＳＷを用いるエレクトロスラグ溶接装置を例に挙げて説明する。
　図２にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸からなる座標系を示す。なお、以降の説明において、各図に示す軸方向は対応しているものとして説明する。矢印Ｚは、母材３の溶接線に沿った方向、即ち、上下方向とし、矢印Ｘは、母材３の板厚方向とし、矢印Ｙは、一対の母材が並ぶ方向、即ち、母材３の表面に沿った水平方向とする。したがって、上方とは、図２の紙面に対して上側とし、下方とは、図２の紙面に対して下側とする。また、前方とは、図２の紙面に対して左側とし、後方とは、図２の紙面に対して右側とする。また、溶接用摺動銅当て金３０（以下、銅当て金３０とも称する）が母材３の表面に配置された状態を仮定して、矢印Ｚは、溶接用摺動銅当て金３０の長手方向、即ち、当て金本体部の長手方向とする。矢印Ｘは、溶接用摺動銅当て金３０の厚さ方向、即ち、当て金本体部の厚さ方向とする。矢印Ｙは、溶接用摺動銅当て金３０の幅方向、即ち、当て金本体部の幅方向とする。
　図２に示すように、本実施形態に係る溶接装置１００は、固定の銅当て金１、溶接用摺動銅当て金３０、溶接トーチ４、溶融スラグ浴検出器１３、フラックス供給装置１４、フラックス供給制御装置１５、走行台車１６、および走行台車制御装置１７を備える。更に、図２では不図示であるが、溶接装置１００は、走行台車１６に搭載されている前後、左右のスライダ、溶接用摺動銅当て金３０用のスライダ、および走行レールを備える。なお、ここで言う前後とはＸ軸方向、左右とはＹ軸方向を指す。これらのスライダは、不図示のモータ等を用いて、電気的に可動させることが好ましいが、特に電気的な可動に限るものではなく、手動で動作をさせるような構成であってもよい。
　溶接装置１００において、鋼板である一対の母材３の開先の裏側には固定の銅当て金１が配置されており、開先の表側には銅当て金３０が配置される。ここで、裏側の銅当て金１の代わりに、耐熱性のセラミックから構成される裏当て材を用いてもよい。また、表側の銅当て金３０は、上下方向に摺動する銅当て金であり、例えば、水冷により冷却されている。なお、本実施形態では、溶接用摺動銅当て金３０の材質として銅を挙げているが、銅に限定されるものではなく、一般的に熱伝導性能が良い材質であれば、当て金に用いられる材質は特に問わない。本実施形態では、便宜上、固定の銅当て金１が配置されている方を「開先の裏側」、溶接用摺動銅当て金３０が配置されている側を「開先の表側」とするが、開先の両側に摺動銅当て金３０を配置しても構わない。
　溶接トーチ４は、溶接電源２００から供給される溶接電流８により溶接ワイヤ６に給電して母材３を溶接する。また、溶接トーチ４は、コンタクトチップ５を有しており、コンタクトチップ５は、溶接ワイヤ６を案内するとともに溶接ワイヤ６に溶接電流８を供給する。
　母材３、銅当て金１、および銅当て金３０に囲まれた開先内に、溶接トーチ４のコンタクトチップ５の先端から溶接ワイヤ６が送給され、開先内に形成された溶融スラグ浴７内に送り込まれる。溶接電流８は、溶接ワイヤ６から溶融スラグ浴７を通して溶融金属９に流れる。このとき、溶融スラグ浴７を流れる溶接電流８及び溶融スラグ浴７の抵抗により、ジュール熱が発生し、溶接ワイヤ６及び母材３を溶融しながら溶接が進行する。
　溶融スラグ浴検出器１３は、溶融スラグ浴７の位置を検出する。溶融スラグ浴検出器１３の動作例については、図３などを用いて後述する。フラックス供給装置１４は、溶融スラグ浴７にフラックス１２を供給する。フラックス１２は溶融して溶融スラグになるため、フラックス１２を供給することにより、溶融スラグ浴７の量が増える。
　フラックス供給制御装置１５は、フラックス供給装置１４の動作を制御し、溶融スラグ浴７に供給されるフラックス１２の量を調整する。フラックス供給制御装置１５は、溶融スラグ浴検出器１３が溶融スラグ浴７を検出していない場合、すなわち、本実施形態において銅当て金３０の上部に設置された溶融スラグ浴検出器１３の検出端子１８が溶融スラグ浴７の上面に接触していない場合には、フラックス１２を供給するようにフラックス供給装置１４を制御する。一方、フラックス供給制御装置１５は、検出端子１８が溶融スラグ浴７を検出している場合、すなわち、検出端子１８が溶融スラグ浴７の上面に接触している場合には、フラックス１２の供給を停止するようにフラックス供給装置１４を制御する。このように、フラックス供給装置１４は、溶融スラグ浴検出器１３の検出結果に応じてフラックス１２を供給し、溶融スラグ浴７の深さを調整する。
　溶接が進行するにつれて、溶融金属９は冷却されて溶接金属１０となり、溶融スラグ浴７の一部は、銅当て金１と溶接金属１０との間、及び銅当て金３０と溶接金属１０との間に形成された溶融スラグ層となり、この溶融スラグ層が冷却されて固化スラグ１１となる。このようにして、溶融スラグ浴７は、その一部がビード表面を覆う固化スラグ１１となるので、溶接の進行につれて消費され、溶融スラグ浴７の深さＬｓが減少していくことになる。この溶融スラグ浴７の減少を補うためには、溶融して溶融スラグ浴７となるフラックス１２を追加供給する必要がある。
　ビード表面を覆う固化スラグ１１の量は、ビード幅や溶接開先の幅によって変動する。また、固化スラグ１１の量は、銅当て金１や銅当て金３０と、ワーク（以下、被溶接材、母材とも称する）との密着度合や、銅当て金１や銅当て金３０の冷却状態によっても変動する。そのため、固化スラグ１１の量は一定ではなく、溶融スラグ浴７の深さＬｓを一定に保つためには供給するフラックス１２の量も変化させる必要がある。しかしながら、溶融スラグ浴７の深さＬｓがわからないために、フラックス１２の供給量が適切でない場合には、溶融スラグ浴７の深さＬｓが変動する。
　本実施形態では、溶融スラグ浴７の深さＬｓを一定にするための制御を行う。ここで、一定とは、溶融スラグ浴７の深さＬｓが常に１つの値になる場合に限られず、誤差を考慮して溶融スラグ浴７の深さＬｓが一定の範囲内の値を示す場合も含まれる。すなわち、溶融スラグ浴７の深さＬｓは、予め定めた深さの範囲内にて維持されるように制御される。
　溶融スラグ浴７の深さＬｓを一定にするための第１の要件は、コンタクトチップ５の先端から溶融スラグ浴７の上面までの溶接ワイヤ長Ｌｄ（以下、ドライエクステンションＬｄと称する）が予め定めた長さになるように制御することである。また、溶融スラグ浴７の深さＬｓを一定にするための第２の要件は、ワイヤ送給速度に応じて定められた基準電流値に対して溶接電流８が予め定めた関係、すなわち、基準電流値と溶接電流８とが等しくなるように、走行台車制御装置１７が走行台車１６の走行速度を制御することである。同一ワイヤ送給速度において、（Ｌｄ＋Ｌｓ）と溶接電流８には相関がある。基準電流値と溶接電流８とが等しくなるように、走行台車制御装置１７が走行台車１６の走行速度を制御することで、（Ｌｄ＋Ｌｓ）は一定に保たれる。
　なお、ドライエクステンションＬｄの制御は、溶融スラグ浴検出器１３により溶融スラグ浴７を検出することで可能である。また、上記では、ドライエクステンションＬｄを、溶融スラグ浴７の上面からコンタクトチップ５の先端としたが、これはコンタクトチップ５の先端が一般的に溶接ワイヤ６とコンタクトチップ５間の通電位置になっていることを前提としている。例えば、コンタクトチップ５の先端が、セラミック等で保護され、コンタクトチップ５の先端より上方で溶接ワイヤ６とコンタクトチップ５の通電部分を設けている場合は、この通電部分の位置がドライエクステンションＬｄを決める基準となる。
　なお、ＥＧＷの場合は、溶融スラグ浴７が無いため、突出し長さ（エクステンション）は、溶接ワイヤとコンタクトチップの通電位置と、溶融金属表面間の距離となる。
　また、溶接トーチ４を揺動（以下、オシレートとも称する）させる場合、オシレート中の溶接トーチ４の位置によって、溶融スラグ浴７表面の溶接電圧の分布が異なる。例えば、溶接トーチ４をＸ軸方向に沿ってオシレートさせることが想定される。このような構成において、より検出精度を高めるためには、溶接トーチ４が溶融スラグ浴検出器１３近傍にある場合のみ、溶接電圧を検出することが好ましい。ここでの近傍とは、例えば、溶接ワイヤ６と溶融スラグ浴７の接触位置と、溶融スラグ浴検出器１３の検出端子１８との距離が、ｘ軸方向のオシレート長全体の１／４の長さよりも近い範囲内とするなど、予め規定しておく。より好ましくは、溶接ワイヤ６と溶融スラグ浴７の接触位置と溶融スラグ浴検出器１３とが最も近い位置の電圧のみ検出する。また、溶接電圧に対する閾値を予め定めた値に設定する。また、フラックス１２の供給量は、オシレート長ごとに設定することが好ましく、オシレート長が大きくなるほど、フラックス１２の供給量を多くすることがより好ましい。このようにフラックス１２の供給量を制御することにより、溶融スラグ浴７の深さＬｓをより精度よく制御することができる。
　（走行台車）
　走行台車１６は、溶接用摺動銅当て金３０、溶接トーチ４、溶融スラグ浴検出器１３、フラックス供給装置１４、フラックス供給制御装置１５、走行台車制御装置１７、および昇降駆動部１９を搭載して構成される。走行台車１６は、溶接しながら、不図示のレール上を上方向、即ち、矢印Ｚ方向に移動することで、溶接装置１００を昇降させる。すなわち、走行台車１６は、溶接用摺動銅当て金３０、溶接トーチ４、溶融スラグ浴検出器１３、フラックス供給装置１４、フラックス供給制御装置１５、走行台車制御装置１７、および昇降駆動部１９と一体となって移動するため、それぞれの相対的な位置関係は変わらない。走行台車１６が上昇することにより、上方向に沿って立向溶接が行われる。
　走行台車制御装置１７は、走行台車１６に備えられる昇降駆動部１９を制御して、走行台車１６の走行速度（以下、昇降速度または上昇速度とも称する）を増減させて、走行台車１６の動作を制御する。フラックス供給制御装置１５は、溶融スラグ浴検出器１３から検出される検出値に従って、制御量を導出してフラックス供給装置１４に出力することで、フラックス供給量を制御する。昇降駆動部１９は、走行台車制御装置１７の制御信号に基づいて、走行台車１６を駆動させる。
　（溶接用摺動銅当て金）
　溶接用摺動銅当て金３０は、ワークの溶接個所、すなわち開先表面の一方に設置され、溶接装置１００の昇降動作に合わせて、開先表面上を摺動する。また、本実施形態に係る溶接用摺動銅当て金３０は、水冷を行うための冷却機構を有する。
　図３は、本実施形態に係る溶接用摺動銅当て金３０の外観斜視図である。銅当て金３０は、当て金本体部４０に加えて、図３に示すような一対のスラグ漏れ防止部６０を備えても良い。また、当て金本体部４０は、図３に示すような基部４１、及び基部４１に回転自在に保持された一対の回転部材３１を有してもよい。一対のスラグ漏れ防止部６０は、当て金本体部４０の両側方に設けられ、溶接線方向で板厚の違いのある継手部分において、溶融スラグまたは溶融金属の漏れを防止する。
　凹部４３の上部には、絶縁部材４８、および溶融スラグ浴検出器１３の検出端子１８が配置されている。当て金本体部４０の基部４１の内部には、冷却用水を流すための不図示の水冷経路の一部が形成される。水冷経路により回転部材３１、当て金本体部４０、及びスラグ漏れ防止部６０を冷却することで、溶融スラグまたは溶融金属を固めて、溶融スラグまたは溶融金属が、母材３と溶接用摺動銅当て金３０の間から漏れ出すことを抑制する。
　スラグ漏れ防止部６０は、開先に沿った上下方向に互いに摺接可能に並べて配置される略直方体状の複数のブロック６４を備える。なお、図３に示す構成例では、ブロック６４を６個備える。複数のブロック６４それぞれは、不図示の付勢部材の弾性力により母材３と当接又は近接する方向に押圧される。溶接用摺動銅当て金３０が溶接線方向に沿って摺動することで、各ブロック６４は、母材３の表面形状に追従して、それぞれ当て金本体部４０の長手方向に垂直な厚さ方向、即ち、Ｘ方向に移動する。
　本実施形態のように、スラグ漏れ防止部６０に、ブロック６４を複数に分割して設けることで、上下方向の板厚の違いのある継手部分を通過する時に、母材３と可動部材６１の隙間をより小さくでき、溶融スラグの漏れをより確実に防止することができる。また、スラグ漏れ防止部６０を構成する部位は、伝熱性の良い金属材料で構成されてよい。なお、伝熱性の良い金属材料として、例えば、銅やステンレスが挙げられる。また、より冷却効果を高めるために、当て金本体部４０の内部においては、スラグ漏れ防止部６０に近い箇所に水冷経路が設置されるのが好ましい。
　（溶融スラグ浴検出器）
　本実施形態において、溶接用摺動銅当て金３０は、溶融スラグ浴検出器１３の構成の一つである検出端子１８と一体化されている。溶融スラグ浴検出器１３は、溶融スラグ浴７の位置を検出するために用いられる。
　本実施形態に係る溶融スラグ浴検出器１３は、検出端子１８および不図示の検出回路を有する。検出端子１８は、電気伝導性の高い金属である銅または銅合金から構成され、ブロック形状を有する。検出端子１８は、溶接用摺動銅当て金３０の基部４１とは絶縁されている。ここでの絶縁方法は、単に検出端子１８と溶接用摺動銅当て金３０の基部４１との間に空間を設けてもよいし、電気抵抗の高い素材、例えばセラミック等で検出端子１８と溶接用摺動銅当て金３０の基部４１との間を隔ててもよい。図３に示す構成例では、絶縁部材４８を用いて、検出端子１８と溶接用摺動銅当て金３０との間の絶縁を行っている。
　また、検出端子１８は、水冷等の冷却機構が含まれているとより好ましい。セラミック等の絶縁部材４８によって、検出端子１８と溶接用摺動銅当て金３０の基部４１との間を隔てる機構とした場合には、溶接用摺動銅当て金３０の冷却機能が、絶縁部材４８を介して検出端子１８にも及ぶ。そのため、このような機構の場合は、検出端子１８自身に水冷機構を付ける必要はない。このような構成の場合、冷却機構を省くことができるため、装置の軽量化、装置コストの低下を図ることができ、より好ましい。
　また、単に検出端子１８と溶接用摺動銅当て金３０の基部４１との間に空間を設けた場合は、その空間にスラグ浴が入り込み、検出の誤認やスラグが固まったあとの清掃作業が発生する。そのため、絶縁方法としては、絶縁部材４８により検出端子１８と溶接用摺動銅当て金３０の基部４１との間を隔てることが好ましい。なお、検出端子１８は、溶接用摺動銅当て金３０と一体化していなくてもよい。また、検出端子１８として、例えば、視覚センサやレーザセンサを用いて、溶融スラグ浴の位置を検出してもよい。
　溶融スラグ浴検出器１３に含まれる不図示の検出回路は、例えば、差動増幅器、基準信号設定器、および比較器等を含んで構成される。検出端子１８は、溶融スラグ浴７に接触すると、溶接電流８の一部により印加される電圧が変化する。差動増幅器は、検出端子１８に印加されている電圧と、溶接装置１００のフレームＧＮＤとを入力として、その電位差の増幅を行う。なお、電位差を求める際の入力は、検出端子１８と溶接用摺動銅当て金３０との間でもよく、検出端子１８とワーク間としてもよい。溶接用摺動銅当て金３０は、溶融スラグ浴７に接触しており、対地電位を持つ場合があるため、電位差の検出信号の精度の観点から、検出端子１８と装置のフレームＧＮＤとの電位差を入力することがより好ましい。
　基準信号設定器は、検出端子１８と装置のフレームＧＮＤとの電位差に対する予め定めた割合の電圧を、基準信号として出力する。ここでの基準信号は、ノイズによって誤検出しない程度の電圧、例えば、検出端子１８が溶融スラグ浴７に接触したときに検出する電圧の半分程度、すなわち、４０～６０％の範囲内で設定することが好ましい。例えば、検出端子１８が溶融スラグ浴７に接触した際に印加される電圧が６Ｖである場合に、予め定めた割合を５０％と設定した場合は、基準信号として３Ｖの電位差が設定される。なお、検出端子１８が溶融スラグ浴７に接触していない場合は、当然のごとく、検出端子１８と装置のフレームＧＮＤとの電位差は０Ｖとなる。
　なお、上述したように、溶接トーチ４がオシレートする場合、溶接トーチ４の位置、すなわち、溶接ワイヤ６と溶融スラグ浴７の接触位置と、溶融スラグ浴検出器１３の検出端子１８との距離によって検出する電位差が異なる。そのため、基準信号設定器を適用しての基準信号の出力は、溶接トーチ４の位置に応じて変化させてよい。一方、溶接トーチ４がオシレートをしない場合、予め定めた固定の電位差の値を基準信号とすればよく、基準信号設定器は省略されてもよい。
　比較器は、差動増幅器の出力信号と基準信号設定器の基準信号とを入力として、差動増幅器の出力信号が基準信号設定器の基準信号より大きくなった場合に、検出端子１８と溶融スラグ浴７とが接触したことを示す検知信号を生成する。生成された検知信号は、フラックス供給制御装置１５に入力される。フラックス供給制御装置１５は、入力された検知信号に基づいてフラックス供給装置１４に対して制御信号を出力する。フラックス供給装置１４は、フラックス供給制御装置１５から入力された制御信号に基づいて、フラックスの供給及び停止を行う。これにより、溶融スラグ浴７の上面がコンタクトチップ５の先端から予め定めた長さに位置するように制御され、ドライエクステンションＬｄが予め定めた長さに制御される。
　また、比較器により生成された検知信号は、走行台車制御装置１７にも入力される。走行台車制御装置１７は、検知信号に応じて、走行台車１６の走行制御を行うための制御信号を出力する。なお、走行台車制御装置１７は、比較器により生成された検知信号に代えて、フラックス供給制御装置１５による制御信号を受け付けてもよい。すなわち、走行台車制御装置１７は、フラックス供給制御装置１５が比較器により生成された検知信号に応じて導出した制御信号に基づいて、走行台車１６を制御するための制御信号を導出してもよい。
　また、検出回路において、誤検知を防止し、検知信号の精度を高めるために、差動増幅器の後にフィルタ回路を設けてもよい。この場合、フィルタ回路により処理をした信号に基づいて溶融スラグ浴７を検出したか否かの判定を行う。フィルタ回路は、溶接トーチ４の揺動周期程度、すなわち周期の１／２から２倍程度の範囲から選択される値を時定数としたローパスフィルタ回路とすることが好ましい。
　（溶接電源、およびワイヤ送給装置）
　溶接電源２００は、不図示のパワーケーブルを介して、消耗式電極である溶接ワイヤ６に通電できるように溶接装置１００に接続される。更に、溶接電源２００は、不図示のパワーケーブルを介してワークと接続される。なお、溶接電源２００と溶接装置１００間にインターフェースとして、不図示の中継箱を設けてもよい。中継箱は、走行台車１６への電源供給等の各種制御ケーブルや非常停止スイッチ等を設置してもよい。中継箱を設けることで、例えば、ケーブルの取り外しが容易になり、溶接作業の効率化に寄与することができる。また、中継箱には、ＳＤカード等の取り外し可能なメモリを設置できる機構を設けてもよく、溶接電流やアーク電圧といったような溶接中の記録をメモリに書き込んでもよい。また、溶接電源２００と溶接ワイヤ６を送給するためのワイヤ送給装置３００は、直接または中継箱を介して信号線で接続され、溶接ワイヤ６の送給速度を制御することができる。
　（操作箱）
　操作箱４００は、溶接装置１００に対し、作業者による操作に基づいて各種の指令を出力する。操作箱４００にて操作可能な項目としては、例えば、溶接方法や溶接材料などの施工情報や、溶接電流、アーク電圧、ワイヤ送給速度や突出し長さ等の溶接条件などが挙げられる。操作箱４００は、操作可能な項目を入力するためのＵＩ（Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を備える。そのほか、操作箱４００を用いて、溶接電流、アーク電圧等のモニタリングが可能な構成であってもよい。
　本実施形態では、溶接装置１００内に、本実施形態に係る各種処理を行う制御装置を含める構成を示した。しかしながら、上述した溶接装置１００の一部または全部の処理を行うような構成の制御装置を、溶接装置１００とは別個に設ける構成であってもよい。この場合、制御装置は、溶接システム５００または溶接装置１００とは、有線／無線のネットワーク（不図示）を介して接続される構成であってよい。
　溶接装置１００とは別個に設けられる制御装置は、例えば、不図示の制御部、記憶部、および入出力部を含んで構成される情報処理装置にて実現されてよい。制御部は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、または専用回路などから構成されてよい。記憶部は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性および不揮発性の記憶媒体により構成され、制御部からの指示により各種情報の入出力が可能である。入出力部は、外部からの各種情報の入力や、外部への各種情報の出力が可能である。入出力部は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示デバイス等から構成され、制御部からの指示により、作業者へ各種情報を出力する。入出力部による出力方法は特に限定するものではないが、例えば、音声による聴覚的な出力であってもよいし、画面出力による視覚的な報知であってもよい。また、入出力部は、通信機能を備えたネットワークインターフェースであってもよく、ネットワーク（不図示）を介した外部装置（不図示）へのデータ送信により出力動作を行ってもよい。
　［従来技術の課題］
　ここで、従来技術に係る課題について説明する。従来、ＥＳＷまたはＥＧＷは、突出し長さの設定値、または送給速度の設定値を一定とし、検出した溶接電流と予め設定した溶接電流の目標値の差異に基づいて、上昇速度を制御することで溶接動作を安定化させる。しかしながら、例えば、ＥＳＷまたはＥＧＷといった溶接方法の違い、または溶接ワイヤの組成、線径や板厚、開先形状等の溶接条件の違いによって、溶接電流や突出し長さ、送給速度等の適正な溶接条件が異なる。そのため、上記のような従来の制御方法では、条件に応じて種々溶融速度式を構築しなければならない。
　また、従来、溶接電流と予め設定した溶接電流の基準値の差異を取ることを必須とし、突出し長さまたは送給速度の値は固定としている。溶接電流は変動しているため、溶接位置によっては、熱エネルギーが変化し、位置によって溶け込みが変わる。そのため、突出し長さまたは送給速度の値を固定とした場合には、状況によっては、融合不良といった溶接欠陥が生じる可能性もある。すなわち、従来の手法では、溶接条件に合わせて、溶接電流を一定にして熱エネルギーを安定させる、または送給速度を一定にして溶着量を安定させるといったように、状況に応じて汎用的に制御することはできない。本実施形態では、上記のような課題を解決することを目的とする。
　［機能構成］
　図４は、本実施形態に係る走行台車制御装置１７における機能構成の例を説明するための図である。なお、図４では、本実施形態に係る機能に対応する部分のみを示しており、説明を簡略化するために他の制御に関する部位については省略する。
　走行台車制御装置１７は、パラメータ管理部４４１、基準値算出部４４２、および制御量算出部４４３を含んで構成される。なお、パラメータ管理部４４１、基準値算出部４４２、および制御量算出部４４３は必ずしも走行台車制御装置１７に備えられる構成に限定するものではなく、例えば、操作箱４００や不図示の外部の情報処理装置にてその一部または全部の機能が実現されてもよい。
　本実施形態において、パラメータ管理部４４１は少なくとも一つのデータベース（以下、ＤＢとも称する）を有し、このＤＢは少なくとも施工情報と係数情報とを関連付けたデータを含んで構成される。施工情報は、例えば、溶接方法、溶接材料、摺動銅当て金の配置、裏当て材の材質、シールドガスの種類、ワーク材質、ワーク板厚、開先形状等の情報が挙げられる。本実施形態では、少なくとも溶接方法、および溶接材料の項目が含まれる。なお、溶接材料は、溶接ワイヤやフラックスの情報が挙げられ、ＥＧＷでは溶接ワイヤ、ＥＳＷでは溶接ワイヤとフラックスの組み合わせによる情報とする。ＥＧＷの場合における溶接ワイヤの情報としては、ワイヤの種類（ＦＣＷ（Ｆｌｕｘ　Ｃｏｒｅｄ　Ｗｉｒｅ）やソリッドワイヤ）、組成、線径などが挙げられる。このように、複数の溶接方式を考慮した情報を含むＤＢを構成することが、汎用性を高める観点から好ましい。また、係数情報は、後述する関数に係る係数を示し、本実施形態では、少なくとも２以上の係数が含まれる。
　また、パラメータ管理部４４１は、入力された施工情報に基づいて、制御量算出部４４３にて用いられるパラメータを特定し、制御量算出部４４３に出力してもよい。ここでのパラメータは、例えば、ゲイン等の定数であってよい。この場合、パラメータ管理部４４１は、制御量算出部４４３にて用いるパラメータと、施工情報４１０とを対応付けたＤＢを備え、施工情報の設定値に応じて、制御量算出部４４３にて用いるパラメータを出力するか否かを決定してよい。ゲインを用いる場合の例については、式（２）を用いて後述する。
　本実施形態では、少なくとも、溶接方法および溶接材料の項目を含む施工情報と、少なくとも２以上の係数が含まれる係数情報とが関連付けられている。溶接方法と溶接材料の組み合わせごとに関連付けられた少なくとも２以上の係数は、少なくとも送給速度、溶接電流、突出し長さの値が変化した場合であっても一定の関係となるように設定する。これにより、溶接方法や溶接条件が異なった場合であっても、送給速度、溶接電流、突出し長さ等の溶接条件に対し、適切な値が導出される。そのため、従来のように、溶接方法や溶接条件に応じて関数を個別に手作業で調整したり、別個の関数を都度定義したりする必要がない。また、予め定義された関数のみを用いて、種々の溶接方法、溶接条件に活用でき、かつ、安定した溶接品質が維持できる。
　基準値算出部４４２は、予め規定された関数を用いて、少なくとも指定された溶接条件設定情報４２０、およびパラメータ管理部４４１からの情報を入力として、制御量算出部４４３で用いる基準値を算出する。なお、本実施形態に係る関数は、基準値算出部４４２にて予め規定されていてもよいし、施工情報４１０として指定された溶接方法に応じて対応する関数を記憶部から呼び出すような構成であってもよい。基準値算出部４４２にて用いる関数の具体例については、式（１）として後述する。
　溶接条件設定情報４２０は、例えば、溶接電流、送給速度、突出し長さ、アーク電圧、オシレートに係る条件等が挙げられる。なお、溶接電流を指定する際には、単にアンペア（Ａ）として入力してもよいし、単位面積あたりの溶接電流値とした電流密度としてもよい。オシレートに係る条件は、例えば、オシレート長やオシレート周期などが挙げられる。本実施形態では、溶接条件として、少なくとも溶接電流、送給速度、突出し長さのうち少なくとも２つを設定項目とする。基準値算出部４４２により算出される基準値の項目は、予め規定される関数に基づいて、溶接条件のうちのいずれかが導出される。そのため、本実施形態では、従来のように、基準値が溶接電流に限られることがなく、例えば、送給速度や突出し長さなど他の項目の基準値を算出させることができ、自由度の高い制御が可能となる。
　制御量算出部４４３は、基準値算出部４４２から出力された基準値に対し、予め設定された制御式やテーブルに基づいて、制御量を出力する。制御式やテーブルは、制御量算出部４４３にて予め保持されていてもよいし、指定された条件に応じて対応する制御式やテーブルを記憶部から呼び出すような構成であってもよい。また、制御量算出部４４３は、測定部４３０から、昇降駆動部１９などの実際の動作の実測値を取得し、この情報も制御量の算出に用いる。例えば、測定部４３０による実測値をフィードバックとして用いたＰＩ制御（比例－積分制御）などが行われてよい。ここで算出する制御量により制御される対象は特に問わず、例えば、上昇速度を補正したい場合には、昇降駆動部１９へ制御量を入力してよい。溶接電流やアーク電圧（ＥＳＷの場合は溶接電圧）等の溶接条件を制御したい場合には、溶接電源２００へ制御量を入力してもよい。また、制御対象は一つに限る必要なく、例えば、制御量算出部４４３は、制御式を用いて、上昇速度と溶接電流等の複数の要素に対して制御量を出力してもよい。
　［制御方法］
　本実施形態の制御方法について、ＥＳＷを例に挙げ、図２に示す構成に基づいて説明する。図２を用いて説明したように、溶接装置１００において、母材３により構成される開先の一方には固定の銅当て金１が配置されており、開先のもう一方には溶接用摺動銅当て金３０が配置される。
　本実施形態では、施工情報として、溶接方法、および溶接材料を用いる。また、溶接条件として、溶接電流、送給速度、および突出し長さを用いる。また、本実施形態では、走行台車１６の上昇制御に着目して説明するが、溶接電源２００やワイヤ送給装置３００も同様に制御可能である。また、図４では、走行台車制御装置１７から制御量が出力される先として、昇降駆動部１９、溶接電源２００、およびワイヤ送給装置３００が示されているがこれに限定するものではない。例えば、制御量算出部４４３は、制御量に関する情報をフラックス供給制御装置１５に出力するような構成であってもよい。この場合、フラックス供給制御装置１５は、制御量算出部４４３にて受け付けた制御量と、溶融スラグ浴検出器１３の検出結果に基づいて、フラックス供給装置１４によるフラックス１２の供給量を導出してよい。より具体的には、突出し長さが溶接条件にて設定された値、もしくは、基準値算出部４４２にて算出した基準値となるように、フラックス１２の供給量を導出してよい。更に、開先断面積に応じて基準となるフラックス供給量に対して演算部で算出された制御量を増減させる方法も可能としてもよい。
　図６は、本実施形態に係る情報の流れを示す図である。各処理部の概略構成は図４に示した構成と同様である。
　パラメータ管理部４４１は、操作箱４００を介して施工情報４１０における各入力項目の設定値を受け付ける。ここでは、溶接方法４１１と溶接材料４１２の値をそれぞれ受け付ける。パラメータ管理部４４１は、保持するＤＢを参照して、入力された設定値に対応する係数情報を特定する。図６の例の場合、施工情報４１０として、溶接方法「ＥＳＷ」、および溶接材料「ワイヤ＋フラックス」が設定された例を示している。
　図５は、本実施形態に係るパラメータ管理部４４１にて管理されているＤＢの構成例を示す図である。ＤＢにおいて、施工情報の各値と、基準値算出部４４２にて用いられる関数に含まれる係数の値とが対応付けて保持される。ここでは、基準値算出部４４２にて用いられる関数に３つの係数ａ，ｂ，ｃが含まれるものとする。この場合において、各係数に対応する値が係数情報として施工情報に対応付けられている。例えば、操作箱４００を介して施工情報が溶接方法「ＥＧＷ」と溶接材料「ワイヤＡ」が指定されたとする。この場合、係数情報の各値は、ａ＝ａ１，ｂ＝ｂ１，ｃ＝ｃ１が設定される。設定された各値は、基準値算出部４４２に出力される。なお、係数の数は３つに限定するものではなく、例えば、施工情報に応じて特定される関数に応じてその数は変動してよい。
　更にパラメータ管理部４４１は、制御量算出部４４３にて用いられる定数を施工情報に基づいて決定し、制御量算出部４４３に出力する。ここでの定数についても、制御量算出部４４３にて用いられる定数と施工情報とが対応付けられ、パラメータ管理部４４１にて保持、管理される。なお、図４や図６では示していないが、制御量算出部４４３にて用いられる定数は、溶接条件設定情報４２０にて設定される値を更に考慮して特定されるような構成であってもよい。この場合、溶接条件設定情報４２０の設定値が更に制御量算出部４４３にて用いられる定数に対応付けられ、パラメータ管理部４４１にて保持、管理される。
　基準値算出部４４２は、溶接条件の基準値を算出するための関数を保持、管理する。ここでの関数は、複数の溶接条件のパラメータのうち、指定されていない項目の基準値を決定するための関数である。例えば、溶接条件として、溶接電流、送給速度、および突出し長さを用いる場合において、送給速度と突出し長さが作業者により指定されている場合、これらに基づいて、溶接電流の基準値を算出する。つまり、溶接条件の各項目は相関関係があり、各項目の値に応じて調整される。なお、本実施形態では、３つの溶接条件の項目のうち、２つの項目を指定し、残りの指定されていない項目の基準値を算出する例を用いて説明するが、これに限定するものではない。例えば、Ｎ個の溶接条件の項目のうち、（Ｎ－２）個の項目の指定を受け付け、２個の指定されていない項目の基準値を算出するような構成であってもよい（Ｎ≧４）。これは、基準値算出部４４２にて用いられる関数の定義によって異なる。また、複数の指定されていない項目の基準値を算出する際には、複数の関数を連立方程式として用いてもよい。
　基準値算出部４４２は、操作箱４００を介して溶接条件設定情報４２０における各入力項目の値を受け付ける。ここでは、溶接電流、送給速度、および突出し長さの３つの項目を対象とし、そのうちの２つの入力項目の入力を受け付ける。本実施形態では、３つの溶接条件のうち、送給速度と突出し長さの指定を受け付けるものとして説明する。基準値算出部４４２は、パラメータ管理部４４１から受け付けた係数情報を、基準値を算出するための関数に設定する。そして、基準値算出部４４２は、係数情報が設定された関数に対して、指定された送給速度および突出し長さの値を入力することで、溶接電流の基準値を算出する。算出された基準値は、制御量算出部４４３に出力される。
　制御量算出部４４３は、現在制御している溶接条件の実測値を取得する。ここでは、基準値算出部４４２にて算出した溶接条件の項目のほか、作業者により指定された溶接条件の項目の実測値を併せて取得してもよい。本実施形態では、少なくとも溶接電流の実測値が取得される。制御量算出部４４３は、基準値算出部４４２から受け付けた溶接電流の基準値、パラメータ管理部４４１にて指定された定数、および溶接電流の実測値に基づいて、昇降駆動部１９に対する制御量を算出する。制御量は、予め規定された制御式やテーブルを用いて算出されてよい。昇降駆動部１９の制御量としては、上昇速度の目標値が挙げられるが、他の制御値であってもよい。
　図７を用いて、本実施形態に係る処理フローを説明する。本処理フローは、本実施形態に走行台車制御装置１７に備えられた不図示の制御部が、不図示の記憶部に保持されたプログラムを読み出して実行することで実現されてよい。ここでは説明を簡略化するために、処理の主体を走行台車制御装置１７としてまとめて記載する。
　Ｓ７０１にて、走行台車制御装置１７は、操作箱４００を介して作業者から施工情報を取得する。ここでは施工情報として、溶接方法と溶接材料の指定を受け付ける。施工情報の指定は、例えば、複数の選択肢の中から任意の選択肢を選択することで行われてもよい。また、施工情報の各項目の設定値に対応したモードを予め複数定義しておき、この中から作業者が選択できるような構成であってもよい。
　Ｓ７０２にて、走行台車制御装置１７は、操作箱４００を介して作業者から溶接条件の各項目の設定値を受け付ける。ここでは溶接条件として、溶接電流、送給速度、および、突出し長さの項目を用いるものとし、そのうちの２つの項目の値に対する指定を受け付ける。ここでの突出し長さとしては、ＥＳＷの場合、ドライエクステンションの値が用いられることが望ましい。なお、溶接条件として用いる全体の項目数に応じて、入力が必須となる項目数が規定される。そのため、必須となる項目数の設定値が入力されていない場合には、作業者に対して入力を促すような通知を行うような構成であってもよい。
　Ｓ７０３にて、走行台車制御装置１７は、Ｓ７０１にて取得した施工情報の値と、予め規定されたＤＢを用いて、基準値算出のためのパラメータである係数情報を決定する。ＤＢは、図５にて示したような構成にて定義される。
　Ｓ７０４にて、走行台車制御装置１７は、Ｓ７０１にて取得した施工情報の値と、予め規定されたＤＢを用いて、制御量を算出するためのパラメータである定数を決定する。ここでの定数は、例えば、ゲイン数などが挙げられる。ゲイン数を決定する際には、予め規定された固定の値を用いてもよいし、ＤＢにて所定の条件とゲイン数との関係式を設け、条件ごとにゲイン数を読み込んでもよい。例えば、送給速度とゲイン数との関係式を設けた場合は、設定した送給速度に応じて適切なゲイン数が決定される。なお、本工程は、Ｓ７０１にて設定された施工情報の内容によっては、省略されてもよい。その場合には、図６に示すパラメータ管理部４４１から制御量算出部４４３へのパラメータの通知は省略される。また、ここでの定数の決定は、Ｓ７０２にて取得した溶接条件を更に考慮して行われてもよい。
　Ｓ７０５にて、走行台車制御装置１７は、Ｓ７０３にて決定した係数情報を、予め規定された関数の各係数に設定する。このとき、走行台車制御装置１７は、Ｓ７０１にて取得した施工情報に基づいて、予め規定された複数の関数の中から用いる関数を決定するような構成であってもよい。例えば、本実施形態においては、以下の式（１）を、基準値を算出するための関数として用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  
Ｗｆ：送給速度
Ｉ：溶接電流
Ｅｘｔ：突出し長さ（エクステンション）
ａ，ｂ，ｃ，ｄ：ＤＢを用いて特定される係数
　式（１）に示すように、溶接条件の各項目は相関関係があり、例えば、溶接条件として送給速度と突出し長さが指定された場合、溶接条件の基準値を算出することができる。つまり、Ｓ７０２にて入力される項目に対応して式が規定されており、未入力の項目に対する基準値を算出することができる。また、式（１）の場合、定数ａ、ｂ、ｃ、ｄがＳ７０３にて決定される係数情報の項目に対応する。
　なお、式（１）は、溶接方式がＥＳＷとＥＧＷのいずれの場合でも適用可能である。ＥＳＷの場合には、式（１）において突出し長さの値を示すＥｘｔをドライエクステンションの値に読み替えることで適用できる。
　Ｓ７０６にて、走行台車制御装置１７は、Ｓ７０５にて係数情報を設定した関数にＳ７０２にて取得した溶接条件を入力することで、未確定の溶接条件の基準値を算出する。
　Ｓ７０７にて、走行台車制御装置１７は、現在の動作状況における実測値を取得する。例えば、Ｓ７０２にて取得した溶接条件下で動作させた場合の実測値をフィードバック値として取得する。
　Ｓ７０８にて、走行台車制御装置１７は、Ｓ７０６にて算出した基準値、Ｓ７０７にて取得した実測値、Ｓ７０４にて決定した定数を用いて、昇降駆動部１９の制御量を算出する。ここでの制御量は、走行台車１６の上昇速度の目標値であってよい。例えば、Ｓ７０４にて決定する定数をゲイン数とし、制御量をＰＩ制御により制御量を求めてもよい。例えば、制御量は以下の式（２）を用いて算出してよい。式（２）を用いる場合、定数であるＫｐおよびＫＩがパラメータ管理部４４１により設定されてよい。なお、ＰＩ制御については、公知の手法を適用できるため、ここでの詳細な説明は省略する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  
Ｉｆ：電流の実測値（フィードバック値）
Ｉｃ：電流の基準値（目標値）
Ｋｐ：比例ゲイン（定数）
ＫＩ：積分ゲイン（定数）
　Ｓ７０９にて、走行台車制御装置１７は、Ｓ７０８にて算出した制御量に基づいて昇降駆動部１９を制御する。そして、本処理フローを終了する。なお。本処理フローは、溶接装置１００による溶接動作が行われている間、繰り返し実行される。
　（変形例）
　上記の図５、図７では、溶接条件として、送給速度と突出し長さが設定される例については説明した。変形例として、溶接条件のうち、溶接電流と突出し長さが設定される例を、図８に示す。この場合、基準値算出部４４２は、パラメータ管理部４４１から設定される係数情報に基づいて関数を設定し、この関数に溶接条件の設定値のうちの溶接電流と突出し長さの設定値を入力することで、送給速度の基準値を算出する。
　そして、制御量算出部４４３は、送給速度の実測値と、基準値算出部４４２にて算出した送給速度の基準値とに基づいて上昇速度の目標値を算出する。その後、昇降駆動部１９は、算出した制御量に基づいて上昇動作が制御されることとなる。この場合でも、処理フローは、図７にて示した流れと同様となる。なお、変形例の一つとして、溶接条件として、送給速度と突出し長さを設定し、上昇動作、即ち、溶接速度が制御される例を示した。同様に、溶接条件として、溶接速度と突出し長さを設定し、送給速度を制御するような場合でも、図７にて示した流れにて実現できる。
　以上、本実施形態により、溶接方法や溶接条件が変化した場合においても適用可能な汎用性を有する制御が可能となる。また、より応用範囲の広い自動制御が可能となり、作業能率および溶接品質を向上させることが可能となる。
　＜その他の実施形態＞
　また、本願発明において、上述した１以上の実施形態の機能を実現するためのプログラムやアプリケーションを、ネットワーク又は記憶媒体等を用いてシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。
　また、１以上の機能を実現する回路によって実現してもよい。なお、１以上の機能を実現する回路としては、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）が挙げられる。
　以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
　（１）　エレクトロスラグ溶接またはエレクトロガス溶接の制御方法であって、
　溶接方法と溶接材料の項目を含む施工情報と、前記施工情報に関連付けられた少なくとも２つの係数を含む係数情報とが対応付けられたデータベースと、前記施工情報に含まれる項目に対して指定されたパラメータとに基づいて、前記係数情報を決定する決定工程と、
　溶接における溶接条件の項目として溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さを少なくとも含み、当該溶接条件の項目の少なくとも２つに対して指定された設定値と、前記決定工程にて決定された係数情報とに基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する基準値を算出する第１の算出工程と、
　前記基準値に基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する制御量を算出する第２の算出工程とを有することを特徴とする制御方法。
　この構成によれば、一つの装置でＥＧＷ、ＥＳＷ両方の溶接方法に適用できること、および様々な溶接条件においても適用できる汎用性を有する制御が可能となる。また、より応用範囲の広い自動制御が可能となり、作業能率および溶接品質を向上させることが可能となる。
　（２）　前記第１の算出工程にて、溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さの値を変数として有する関数を用いて前記基準値を算出し、
　前記関数は、前記決定工程にて決定された係数情報にて示される係数を含む項を有することを特徴とする（１）に記載の制御方法。
　この構成によれば、溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さの相関関係に基づいた関数を用いて、各項目の制御パラメータを算出することが可能となる。
　（３）　前記関数は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
  
Ｗｆ：送給速度
Ｉ：溶接電流
Ｅｘｔ：突出し長さ
ａ，ｂ，ｃ，ｄ：ＤＢを用いて特定される係数
により定義されることを特徴とする（２）に記載の制御方法。
　この構成によれば、エレクトロスラグ溶接およびエレクトロガス溶接に対し、溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さの相関関係に基づいた関数を用いて、各項目の制御パラメータを算出することが可能となる。
　（４）　前記溶接方法がエレクトロガス溶接の場合において、
　前記施工情報に含まれる溶接材料の項目は少なくとも、溶接ワイヤに関する情報を含み、
　前記突出し長さは、前記溶接ワイヤとコンタクトチップの通電位置と、溶融金属表面間の距離とすることを特徴とする（３）に記載の制御方法。
　この構成によれば、エレクトロガス溶接に対応した突出し長さの設定に応じて、適切な制御パラメータを算出することが可能となる。
　（５）　前記溶接方法がエレクトロスラグ溶接の場合において、
　前記施工情報に含まれる溶接材料の項目は、溶接ワイヤおよびフラックスの少なくとも一方の情報を含み、
　前記突出し長さは、前記溶接ワイヤと、予め定めたコンタクトチップの通電位置と、スラグ浴の表面間の距離とすることを特徴とする（３）に記載の制御方法。
　この構成によれば、エレクトロスラグ溶接に対応した突出し長さの設定に応じて、適切な制御パラメータを算出することが可能となる。
　（６）　前記スラグ浴の表面を検出するためのセンサで検出したスラグ浴の表面位置と予め定めたコンタクトチップの通電位置に基づいて、前記突出し長さが前記指定された設定値または前記第１の算出工程にて算出された基準値となるように、前記スラグ浴の高さが制御されることを特徴とする（５）に記載の制御方法。
　この構成によれば、エレクトロスラグ溶接に対応して、適切なスラグ浴の高さに制御することが可能となる。
　（７）　前記センサは、銅または銅合金のブロック形状からなる検出端子を有し、
　前記検出端子は、母材に沿って摺動する銅当て金の予め定めた位置に、当該銅当て金と絶縁されて設置され、
　前記センサは、前記検出端子に印加されている電位と、所定の電位との電位差に基づいて前記スラグ浴の検出を示す検出信号を出力し、
　前記検出信号に基づいて、前記スラグ浴の高さが制御される
ことを特徴とする（６）に記載の制御方法。
　この構成によれば、エレクトロスラグ溶接に対応して、適切なスラグ浴の高さに制御することが可能となる。
　（８）　溶接トーチをオシレートさせる場合、前記溶接トーチが前記銅当て金の近傍に位置する際の前記電位差に基づいて、前記検出信号を出力することを特徴とする（７）に記載の制御方法。
　この構成によれば、オシレートが行われた場合でも、精度良くスラグ浴を検出し、適切なスラグ浴の高さに制御することが可能となる。
　（９）　前記オシレートの長さに応じて、前記スラグ浴の高さを制御するためのフラックス供給量を変更することを特徴とする（８）に記載の制御方法。
　この構成によれば、オシレートが行われた場合でも、適切なスラグ浴の高さに制御することが可能となる。
　（１０）　前記第２の算出工程にて、少なくとも、前記基準値と、前記基準値に対応する実測値との偏差に基づいて、制御量を算出することを特徴とする（１）～（９）のいずれかに記載の制御方法。
　この構成によれば、様々な溶接条件のうちの設定されていない項目に対して基準値を算出でき、その基準値と実測値の偏差により、自動制御が可能となる。
　（１１）　前記第１の算出工程にて算出される基準値および当該基準値に対応する実測値の溶接条件の項目は、溶接電流とし、
　前記第２の算出工程にて、前記偏差と予め定めた定数とを項として含むＰＩ制御の制御式を用いて、溶接速度、溶接電流、アーク電圧、送給速度、突出し長さ、のうち少なくとも１つを制御するための制御量が算出されることを特徴とする（１０）に記載の制御方法。
　この構成によれば、様々な溶接条件のうちの設定されていない項目に対して基準値を算出でき、その基準値と実測値の偏差を変数とするＰＩ制御の制御式を用いて、溶接速度、溶接電流、アーク電圧、送給速度、突出し長さ、のうち少なくとも１つを制御することが可能となる。
　（１２）　前記第１の算出工程にて算出される基準値および当該基準値に対応する実測値の溶接条件の項目は、送給速度とし、
　前記第２の算出工程にて、前記偏差と予め定めた定数とを項として含むＰＩ制御の制御式を用いて、溶接速度、溶接電流、アーク電圧、送給速度、突出し長さ、のうち少なくとも１つを制御するための制御量が算出されることを特徴とする（１０）に記載の制御方法。
　この構成によれば、様々な溶接条件のうちの設定されていない項目に対して基準値を算出でき、その基準値と実測値の偏差を変数とするＰＩ制御の制御式を用いて、溶接速度、溶接電流、アーク電圧、送給速度、突出し長さ、のうち少なくとも１つを制御することが可能となる。
　（１３）　エレクトロスラグ溶接またはエレクトロガス溶接の制御装置であって、
　溶接方法と溶接材料の項目を含む施工情報と、前記施工情報に関連付けられた少なくとも２つの係数を含む係数情報とが対応付けられたデータベースと、
　前記施工情報に含まれる項目に対して指定されたパラメータと、前記データベースとに基づいて、前記係数情報を決定する決定手段と、
　溶接における溶接条件の項目として溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さを少なくとも含み、当該溶接条件の項目の少なくとも２つに対して指定された設定値と、前記決定手段にて決定された係数情報とに基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する基準値を算出する第１の算出手段と、
　前記基準値に基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する制御量を算出する第２の算出手段とを有することを特徴とする制御装置。
　この構成によれば、一つの装置でＥＧＷ、ＥＳＷ両方の溶接方法に適用できること、および様々な溶接条件においても適用できる汎用性を有する制御が可能となる。また、より応用範囲の広い自動制御が可能となり、作業能率および溶接品質を向上させることが可能となる。
　（１４）　（１３）に記載の制御装置と、
　溶接装置と、
　溶接電源と
を含む溶接システム。
　この構成によれば、一つの装置でＥＧＷ、ＥＳＷ両方の溶接方法に適用できること、および様々な溶接条件においても適用できる汎用性を有する制御が可能となる。また、より応用範囲の広い自動制御が可能となり、作業能率および溶接品質を向上させることが可能となる。
　（１５）　コンピュータに、
　溶接方法と溶接材料の項目を含む施工情報と、前記施工情報に関連付けられた少なくとも２つの係数を含む係数情報とが対応付けられたデータベースと、前記施工情報に含まれる項目に対して指定されたパラメータとに基づいて、前記係数情報を決定する決定工程と、
　溶接における溶接条件の項目として溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さを少なくとも含み、当該溶接条件の項目の少なくとも２つに対して指定された設定値と、前記決定工程にて決定された係数情報とに基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する基準値を算出する第１の算出工程と、
　前記基準値に基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する制御量を算出する第２の算出工程とを実行させるためのプログラム。
　この構成によれば、一つの装置でＥＧＷ、ＥＳＷ両方の溶接方法に適用できること、および様々な溶接条件においても適用できる汎用性を有する制御が可能となる。また、より応用範囲の広い自動制御が可能となり、作業能率および溶接品質を向上させることが可能となる。
　以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
　なお、本出願は、２０２１年３月３日出願の日本特許出願（特願２０２１－０３３６７８）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
１…胴当て金
４…溶接トーチ
１３…溶融スラグ浴検出器
１４…フラックス供給装置
１５…フラックス供給制御装置
１６…走行台車
１７…走行台車制御装置
１９…昇降駆動部
３０…溶接用摺動胴当て金
１００…溶接装置
２００…溶接電源
３００…ワイヤ送給装置
４００…操作箱
４１０…施工情報
４１１…溶接方法
４１２…溶接材料
４２０…溶接条件設定情報
４２１…溶接電流
４２２…送給速度
４２３…突出し長さ
４３０…測定部
４４１…パラメータ管理部
４４２…基準値算出部
４４３…制御量算出部
５００…溶接システム

Claims (15)

  1. 　エレクトロスラグ溶接またはエレクトロガス溶接の制御方法であって、
    　溶接方法と溶接材料の項目を含む施工情報と、前記施工情報に関連付けられた少なくとも２つの係数を含む係数情報とが対応付けられたデータベースと、前記施工情報に含まれる項目に対して指定されたパラメータとに基づいて、前記係数情報を決定する決定工程と、
    　溶接における溶接条件の項目として溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さを少なくとも含み、当該溶接条件の項目の少なくとも２つに対して指定された設定値と、前記決定工程にて決定された係数情報とに基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する基準値を算出する第１の算出工程と、
    　前記基準値に基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する制御量を算出する第２の算出工程とを有することを特徴とする制御方法。
  2. 　前記第１の算出工程にて、溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さの値を変数として有する関数を用いて前記基準値を算出し、
    　前記関数は、前記決定工程にて決定された係数情報にて示される係数を含む項を有することを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
  3. 　前記関数は、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     Ｗｆ：送給速度
    Ｉ：溶接電流
    Ｅｘｔ：突出し長さ
    ａ，ｂ，ｃ，ｄ：ＤＢを用いて特定される係数
    により定義されることを特徴とする請求項２に記載の制御方法。
  4. 　前記溶接方法がエレクトロガス溶接の場合において、
    　前記施工情報に含まれる溶接材料の項目は少なくとも、溶接ワイヤに関する情報を含み、
    　前記突出し長さは、前記溶接ワイヤとコンタクトチップの通電位置と、溶融金属表面間の距離とすることを特徴とする請求項３に記載の制御方法。
  5. 　前記溶接方法がエレクトロスラグ溶接の場合において、
    　前記施工情報に含まれる溶接材料の項目は、溶接ワイヤおよびフラックスの少なくとも一方の情報を含み、
    　前記突出し長さは、前記溶接ワイヤと、予め定めたコンタクトチップの通電位置と、スラグ浴の表面間の距離とすることを特徴とする請求項３に記載の制御方法。
  6. 　前記スラグ浴の表面を検出するためのセンサで検出したスラグ浴の表面位置と予め定めたコンタクトチップの通電位置に基づいて、前記突出し長さが前記指定された設定値または前記第１の算出工程にて算出された基準値となるように、前記スラグ浴の高さが制御されることを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
  7. 　前記センサは、銅または銅合金のブロック形状からなる検出端子を有し、
    　前記検出端子は、母材に沿って摺動する銅当て金の予め定めた位置に、当該銅当て金と絶縁されて設置され、
    　前記センサは、前記検出端子に印加されている電位と、所定の電位との電位差に基づいて前記スラグ浴の検出を示す検出信号を出力し、
    　前記検出信号に基づいて、前記スラグ浴の高さが制御される
    ことを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
  8. 　溶接トーチをオシレートさせる場合、前記溶接トーチが前記銅当て金の近傍に位置する際の前記電位差に基づいて、前記検出信号を出力することを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
  9. 　前記オシレートの長さに応じて、前記スラグ浴の高さを制御するためのフラックスの供給量を変更することを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
  10. 　前記第２の算出工程にて、少なくとも、前記基準値と、前記基準値に対応する実測値との偏差に基づいて、制御量を算出することを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の制御方法。
  11. 　前記第１の算出工程にて算出される基準値および当該基準値に対応する実測値の溶接条件の項目は、溶接電流とし、
    　前記第２の算出工程にて、前記偏差と予め定めた定数とを項として含むＰＩ制御の制御式を用いて、溶接速度、溶接電流、アーク電圧、送給速度、突出し長さ、のうち少なくとも１つを制御するための制御量が算出されることを特徴とする請求項１０に記載の制御方法。
  12. 　前記第１の算出工程にて算出される基準値および当該基準値に対応する実測値の溶接条件の項目は、送給速度とし、
    　前記第２の算出工程にて、前記偏差と予め定めた定数とを項として含むＰＩ制御の制御式を用いて、溶接速度、溶接電流、アーク電圧、送給速度、突出し長さ、のうち少なくとも１つを制御するための制御量が算出されることを特徴とする請求項１０に記載の制御方法。
  13. 　エレクトロスラグ溶接またはエレクトロガス溶接の制御装置であって、
    　溶接方法と溶接材料の項目を含む施工情報と、前記施工情報に関連付けられた少なくとも２つの係数を含む係数情報とが対応付けられたデータベースと、
    　前記施工情報に含まれる項目に対して指定されたパラメータと、前記データベースとに基づいて、前記係数情報を決定する決定手段と、
    　溶接における溶接条件の項目として溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さを少なくとも含み、当該溶接条件の項目の少なくとも２つに対して指定された設定値と、前記決定手段にて決定された係数情報とに基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する基準値を算出する第１の算出手段と、
    　前記基準値に基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する制御量を算出する第２の算出手段とを有することを特徴とする制御装置。
  14. 　請求項１３に記載の制御装置と、
    　溶接装置と、
    　溶接電源と
    を含む溶接システム。
  15. 　コンピュータに、
    　溶接方法と溶接材料の項目を含む施工情報と、前記施工情報に関連付けられた少なくとも２つの係数を含む係数情報とが対応付けられたデータベースと、前記施工情報に含まれる項目に対して指定されたパラメータとに基づいて、前記係数情報を決定する決定工程と、
    　溶接における溶接条件の項目として溶接電流、ワイヤの送給速度、および突出し長さを少なくとも含み、当該溶接条件の項目の少なくとも２つに対して指定された設定値と、前記決定工程にて決定された係数情報とに基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する基準値を算出する第１の算出工程と、
    　前記基準値に基づいて、前記溶接条件の項目のうちの指定されていない項目に対する制御量を算出する第２の算出工程とを実行させるためのプログラム。
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