JP2023169061A - 溶接ビード形状の制御方法、電源制御方法、積層造形方法、制御装置、電源装置、溶接システム、積層造形システム及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】溶接ワイヤの送出と引戻しを繰り返して溶接する場合でも、ワイヤの平均送給速度を変化させることなく、チップ母材間距離によらずに溶接ビードの形状を一定にする。
【解決手段】溶接ワイヤの正送期間ＴＰと逆送期間ＴＮとを１周期として周期的に繰り返すとともに、１周期の間にトーチ先端でアークを発生させるアーク期間と短絡期間とを設けて形成する溶接ビードの溶接ビード形状を制御する。この溶接ビード形状の制御方法では、溶接ワイヤの平均送給速度を一定に保ちつつ、溶接電流がピーク電流値と短絡時間とを関連付けた特性情報に基づいて、短絡時間が特性情報によって定められる目標範囲内に収まるよう、短絡時間の検出とピーク電流値の制御を溶接ワイヤの送給の周期ごとに行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、溶接ビード形状の制御方法、電源制御方法、積層造形方法、制御装置、電源装置、溶接システム、積層造形システム及びプログラムに関する。

コンタクトチップと溶融池との間で溶接ワイヤの進退動及び通電制御をしてアークを断続的に発生させて溶接する方法として、ＣＭＴ（Cold Metal Transfer）溶接が知られている。このＣＭＴ溶接によれば、溶接ワイヤを溶滴にして溶接ビードを形成する際、短絡直前に電流を低減し、短絡後に溶接ワイヤを引き戻すことにより溶滴の引き離しを促進し、アーク再点弧時における溶接電流を最小限に制御することにより、スパッタを低減した溶滴移行を実現できる。また、溶接ワイヤの進退動と同期して溶接電流を制御して、アーク発生時に溶接ワイヤを溶融池に向かって送出し、短絡を検知したらすぐにワイヤを引戻して溶融池を冷却することで、入熱の低減が図れる。

このようなＣＭＴ溶接技術が例えば特許文献１に記載されている。特許文献１においては、積層造形が想定された電源制御方法であって、溶接速度を一定に保つため溶接ワイヤの送給速度を監視しつつ、溶接電流、溶接ワイヤの自由長、コンタクトチップ－ワーク間距離（チップ母材間距離）等を調整して、形成される溶接ビードの形状ずれを補償することが記載されている。

国際公開第２０２１／２１９６７７号

上記のＣＭＴ（Cold Metal Transfer）溶接は、特に薄板の接合に適した溶接技術であって、一定の溶け込みを確保するために電流波形を一定のパターンとし、コンタクトチップと溶融池との間の短絡、及びアーク再点弧を確実に実行することで、低入熱で低スパッタを実現している。しかしながら、このＣＭＴ溶接では、チップ母材間距離が変化すると溶接ワイヤの送出と引戻しのタイミングを変化させるため、溶接ワイヤの平均送給速度が変化する。平均送給速度の変化は薄板の溶接では問題ないが、例えば積層造形のようにプロセスの繰り返し安定性が強く求められ、溶接ビード形状の一定化が望まれる場合には好ましくない。

本発明は、上記課題を解決するものであって、溶接ワイヤの送出と引戻しを繰り返して溶接する場合でも、溶接ワイヤの平均送給速度を変化させることなく、チップ母材間距離によらずに溶接ビードの形状をリアルタイムで一定にできる溶接ビード形状の制御方法、電源制御方法、積層造形方法、制御装置、電源装置、溶接システム、積層造形システム及びプログラムの提供を目的とする。

本発明は、下記の構成からなる。
（１） 溶接ワイヤの正送期間と逆送期間とを１周期として周期的に繰り返すとともに、前記１周期の間にトーチ先端でアークを発生させるアーク期間と短絡期間とを設けて形成する溶接ビードを繰り返し積層して積層造形物を製造する際における溶接ビード形状の制御方法であって、
前記溶接ワイヤの平均送給速度を一定に保ちつつ、
溶接電流がベース電流から立ち上がるピーク電流値と、前記１周期内の前記短絡期間の長さである短絡時間とを関連付けた特性情報に基づいて、前記短絡時間が前記特性情報によって定められる目標範囲内に収まるよう、前記短絡時間の検出と前記ピーク電流値の制御を前記溶接ワイヤの送給の周期ごとに行うことを特徴とする溶接ビード形状の制御方法。
（２） （１）に記載の溶接ビード形状の制御方法に基づいて、溶接電源を制御する電源制御方法。
（３） （１）に記載の溶接ビード形状の制御方法に基づいて形成した前記溶接ビードを積層して、積層造形物を製造する積層造形方法。
（４） （１）に記載の溶接ビード形状の制御方法に基づいて、前記溶接電流を制御する制御装置。
（５） （４）に記載の制御装置を備えた溶接電源。
（６） （５）に記載の溶接電源を備えた溶接システム。
（７） （６）に記載の溶接システムを備え、前記溶接ビードを積層させて積層造形物を造形する積層造形システム。
（８） 溶接ワイヤの正送期間と逆送期間とを１周期として周期的に繰り返すとともに、前記１周期の間にトーチ先端でアークを発生させるアーク期間と短絡期間とを設けて形成する溶接ビードを繰り返し積層して積層造形物を製造する際における溶接ビード形状を制御する機能を実現させるプログラムであって、
コンピュータに、
前記溶接ワイヤの平均送給速度を一定に保ちつつ、
溶接電流がベース電流から立ち上がるピーク電流値と、前記１周期内の前記短絡期間の長さである短絡時間とを関連付けた特性情報に基づいて、前記短絡時間が前記特性情報によって定められる目標範囲内に収まるよう、前記短絡時間の検出と前記ピーク電流値の制御を前記溶接ワイヤの送給の周期ごとに行う機能を実現させるプログラム。

本発明によれば、溶接ワイヤの送出と引戻しを繰り返して溶接する場合でも、溶接ワイヤの平均送給速度を変化させることなく、チップ母材間距離によらずに溶接ビードの形状をリアルタイムで一定にできる。

図１は、積層造形システムの全体構成を示す概略図である。 図２は、溶接電源部における電源制御部の概略構成を示すブロック図である。 図３は、電源制御部により制御される溶接電流、ワイヤ送給速度、溶接電圧のタイミングチャートである。 図４は、第１制御例を示す溶接電流と溶接電圧の波形を示すグラフである。 図５は、ピーク電流を短絡時間と溶接電圧とに応じて調整する手順を示すフローチャートである。 図６は、第２制御例を示す溶接電流と溶接電圧の波形を示すグラフである。 図７は、ピーク電流を短絡の有無に応じて設定する手順を示すフローチャートである。 図８は、第３制御例を示す溶接電流と溶接電圧とワイヤ送給速度の波形を示すグラフである。 図９は、短絡の有無に応じて溶接電流とワイヤ送給速度を制御する手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜溶接装置の構成＞
ここでは、積層造形体の造形に使用する溶接システムについて説明する。ここで示す溶接システムは、溶接ビードを積層して３次元形状の積層造形物を製造する場合に用いられ、溶接ワイヤの正送期間と逆送期間とを１周期として周期的に繰り返すとともに、その１周期の間にトーチ先端でアークを発生させるアーク期間と短絡期間とを設けて溶接ビードを形成する。溶接システムは、このような溶接ビードを繰り返し積層して積層造形物を製造する際の、溶接ビードの形状を制御する。以下に説明する溶接システムの構成は一例であり、これに限らない。

図１は、積層造形システム１００の全体構成を示す概略図である。
溶接システムの一例としての積層造形システム１００は、マニピュレータ１１と、マニピュレータ制御部１３と、ワイヤ供給部１５と、溶接電源部１７と、制御装置１９とを含んで構成される。

マニピュレータ１１は、例えば多関節ロボットであり、先端軸に設けたトーチ２１には、溶接ワイヤＭが連続供給可能に支持される。トーチ２１は、溶接ワイヤＭを先端から突出した状態に保持する。トーチ２１の位置及び姿勢は、マニピュレータ１１を構成するロボットアームの自由度の範囲で３次元的に任意に設定可能となっている。マニピュレータ１１は、６軸以上の自由度を有するものが好ましく、トーチ先端の熱源位置をトーチ軸方向に任意に変化させられるものが好ましい。マニピュレータ１１は、図１に示す４軸以上の多関節ロボットの他、２軸以上の直交軸に角度調整機構を備えたロボット等、種々の形態であってもよい。

トーチ２１は、不図示のシールドノズルを有し、シールドノズルからシールドガスが供給される。シールドガスは、大気を遮断し、溶接中の溶融金属の酸化、窒化などを防いで溶接不良を抑制する。本構成で用いるアーク溶接法としては、被覆アーク溶接又は炭酸ガスアーク溶接等の消耗電極式、ＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接又はプラズマアーク溶接等の非消耗電極式のいずれであってもよく、造形する積層造形体に応じて適宜選定される。ここでは、ガスメタルアーク溶接を例に挙げて説明する。消耗電極式の場合、シールドノズルの内部にはコンタクトチップが配置され、電流が給電される溶接ワイヤＭがコンタクトチップに保持される。トーチ２１は、溶接ワイヤＭを保持しつつ、シールドガス雰囲気で溶接ワイヤＭの先端からアークを発生する。

マニピュレータ制御部１３は、主にマニピュレータ１１の動作を制御する。マニピュレータ制御部１３は、予めマニピュレータ１１の動作パターン、溶接開始位置、溶接終了位置、溶接条件、ウィービング動作等を定めた教示データを保持し、マニピュレータ１１に対してこれらを指示してマニピュレータ１１の動作を制御する。また、マニピュレータ制御部１３は、教示データに従って、溶接作業中の溶接電流、溶接電圧、送給速度等の溶接条件の情報を溶接電源部１７に与える。このマニピュレータ制御部１３には、不図示のコントローラが接続されて、操作者からのマニピュレータ制御部１３への任意の操作がコントローラを介して指示可能となっている。

ワイヤ供給部１５は、トーチ２１に向けて溶接ワイヤＭを供給する。ワイヤ供給部１５は、溶接ワイヤＭが巻回されたリール１５ａと、リール１５ａから溶接ワイヤＭを繰り出す繰り出し機構１５ｂとを備える。繰り出し機構１５ｂには、溶接ワイヤＭの繰り出し動力となる送給モータ等が含まれる。溶接ワイヤＭは、繰り出し機構１５ｂによって必要に応じて正方向又は逆方向に送られながらトーチ２１へ送給される。つまり、トーチ２１の先端では、溶接ワイヤＭが正方向又は逆方向に送給されることで、溶接ワイヤＭの先端位置が変更される。繰り出し機構１５ｂは、ワイヤ供給部１５側に配置されて溶接ワイヤＭを押し出すプッシュ式に限らず、ロボットアーム等に配置されるプル式、又はプッシュ－プル式であってもよい。

溶接電源部１７は、マニピュレータ１１による溶接に要する電力を供給する電源及び電源制御部を備える。溶接電源部１７は、溶接ワイヤＭを溶融、凝固させるビード形成時に供給する溶接電流及び溶接電圧を調整する。また、溶接電源部１７が設定する溶接電流及び溶接電圧等の溶接条件に連動して、ワイヤ供給部１５による溶接ワイヤＭの送給速度が調整される。

溶接ワイヤＭを溶融させる熱源としては、上記したアークに限らない。例えば、アークとレーザーとを併用した加熱方式、プラズマを用いる加熱方式、電子ビーム又はレーザーを用いる加熱方式等、他の方式による熱源を採用してもよい。電子ビーム又はレーザーにより加熱する場合、加熱量を更に細かく制御でき、形成するビードの状態をより適正に維持して、積層構造物の更なる品質向上に寄与できる。また、溶接ワイヤＭの材質についても特に限定するものではなく、例えば、軟鋼、高張力鋼、アルミ、アルミ合金、ニッケル、ニッケル基合金など、積層造形体の特性に応じて、用いる溶接ワイヤＭの種類が異なっていてよい。

上記した構成の積層造形システム１００は、積層造形体の造形計画に基づいて作成された造形プログラムに従って動作する。造形プログラムは、多数の命令コードにより構成され、造形物の形状、材質、入熱量等の諸条件に応じて、適宜なアルゴリズムに基づいて作成される。この造形プログラムに従って、トーチ２１を移動させつつ、送給される溶接ワイヤＭを溶融及び凝固させると、溶接ワイヤＭの溶融凝固体である線状の溶接ビードＢがベース２３上に形成される。つまり、マニピュレータ制御部１３は、制御装置１９から提供される所定の造形プログラムに基づいてマニピュレータ１１、ワイヤ供給部１５、溶接電源部１７等の各部を駆動させる。マニピュレータ１１は、マニピュレータ制御部１３からの指令により、溶接ワイヤＭをアークで溶融させながらトーチ２１を移動させて溶接ビードＢを形成する。このようにして溶接ビードＢを順次に形成、積層することで、目的とする形状の積層造形体（ワークＷ）が得られる。

＜溶接電源部の機能構成＞
次に、溶接電源部１７の機能構成について詳細に説明する。
図２は、溶接電源部１７における電源制御部の概略構成を示すブロック図である。
溶接電源部１７の電源制御部は、例えば、制御装置１９又は不図示のコンピュータによるプログラムの実行を通じて実行される。
溶接電源部１７の電源制御部には、電流設定部３１が含まれる。本実施形態における電流設定部３１は、溶接ワイヤＭに流れる溶接電流を規定する各種の電流値を設定する機能の他、電流抑制期間設定部３１ａにより溶接電流の電流値が抑制される期間が開始される時間ｔ１と終了する時間ｔ２を設定する機能と、短絡時間検出部３１ｂにより短絡時間を検出する機能と、ピーク電流目標値設定部３１ｃによりピーク電流の目標値を設定する機能とを有する。

図３は、電源制御部により制御される溶接電流、ワイヤ送給速度、溶接電圧のタイミングチャートである。
本実施形態の場合、溶接電流は、電流非抑制期間と電流抑制期間の溶接電流を交互に繰り返すパルス波形を示す。電流設定部３１は、電流非抑制期間の設定電流値Ｉｐ（以降、「ピーク電流Ｉｐ」とも称する。）と、電流抑制期間の設定電流値Ｉｂ（以降、「ベース電流Ｉｂ」とも称する。）を設定する。ピーク電流Ｉｐは、ベース電流Ｉｂから立ち上がる波形で設けられ、ベース電流Ｉｂよりも大きい。電流設定部３１は、ワイヤ先端位置の情報（溶接ワイヤの送給速度信号）に基づいて、基本的にピーク電流Ｉｐとベース電流Ｉｂの２値で溶接電流を制御する。

図２に示す溶接電源部１７の電源主回路は、三相交流電源（以降、「交流電源」とも称する。）ＭＣ１と、１次側整流器ＭＣ２と、平滑コンデンサＭＣ３と、スイッチング素子ＭＣ４と、トランスＭＣ５と、２次側整流器ＭＣ６と、リアクトルＭＣ７とを有して構成される。

交流電源ＭＣ１から入力された交流電力は、１次側整流器ＭＣ２により全波整流され、さらに平滑コンデンサＭＣ３により平滑されて直流電力に変換される。次に、直流電力は、スイッチング素子ＭＣ４によるインバータ制御により高周波の交流電力に変換された後、トランスＭＣ５を介して２次側電力に変換される。トランスＭＣ５の交流出力は、２次側整流器ＭＣ６によって全波整流され、さらにリアクトルＭＣ７により平滑される。リアクトルＭＣ７の出力電流は、電源主回路からの出力としてトーチ２１の溶接チップに与えられ、消耗電極としての溶接ワイヤＭに通電される。

溶接ワイヤＭは、繰り出し機構１５ｂの送給モータによって送給され、ワーク（母材ともいう）Ｗとの間にアーク３３を発生させる。本実施形態の場合、繰り出し機構１５ｂは、溶接ワイヤＭの先端を母材Ｗに向かって移動する正送期間ＴＰ（図２）と、溶接ワイヤＭの先端が母材Ｗの位置する方向と逆方向に移動する逆送期間ＴＮ（図２）とが、正送期間ＴＰと逆送期間ＴＮを１周期としたときに、周期的に切り替わるように、溶接ワイヤＭを送給する。以下、溶接ワイヤＭの先端が母材Ｗに向かって移動することを「正送」、「送出」、その逆方向を「逆送」、「引戻し」ともいう。また、ここでいう「溶接ワイヤの先端」は、通常、溶接ワイヤＭの先端に垂下する溶滴の存在を無視した場合のワイヤ先端を指すものとする。すなわち、アーク３３によって溶融された溶接ワイヤＭは、即時に母材Ｗへ移行したとみなす。

繰り出し機構１５ｂによる溶接ワイヤＭの送給は、送給駆動部３５からの制御信号Ｆｃによって制御される。この溶接ワイヤＭの送給速度の平均値（平均送給速度）は、溶接ワイヤＭの溶融速度とほぼ同じであり、本実施形態の場合では一定に保持される。

電流設定部３１には、トーチ２１の溶接チップと母材Ｗとの間に加える電圧の目標値である電圧設定信号Ｖｒが電圧設定部３７から与えられる。ここでの電圧設定信号Ｖｒは、電圧比較部３９にも与えられ、電圧検出部４１によって検出された電圧検出信号Ｖｏと比較される。なお、電圧検出信号Ｖｏは実測値である。電圧比較部３９は、電圧設定信号Ｖｒと電圧検出信号Ｖｏとの差分を増幅し、電圧誤差増幅信号Ｖａとして電流設定部３１に出力する。

電流設定部３１は、電圧設定信号Ｖｒと電圧誤差増幅信号Ｖａとに基づいて、ピーク電流Ｉｐの値、ベース電流Ｉｂの値、ピーク電流Ｉｐを与える期間、又は、ピーク電流Ｉｐの値、ベース電流Ｉｂの値の大きさを再設定し、再設定された期間又は値の大きさに応じた電流目標値Ｉｒの電流設定信号を電流誤差増幅部４３に出力する。

電流誤差増幅部４３は、電流目標値Ｉｒとして与えられた電流設定信号と電流検出部４５で検出された電流検出信号Ｉｏとの差分を増幅し、電流誤差増幅信号Ｅｄとしてインバータ駆動部４７に出力する。インバータ駆動部４７は、電流誤差増幅信号Ｅｄによってスイッチング素子ＭＣ４の駆動信号Ｅｃを補正する。

電流設定部３１には、溶接電流の短絡を検知した信号となる短絡検出信号Ｄｒｌも入力される。短絡検出信号Ｄｒｌは、短絡検出部４９から出力される。短絡検出部４９は、電圧検出部４１が出力する電圧検出信号Ｖｏの変化を監視し、その変化から溶接電流の短絡を検知する。

ここでの短絡検出部４９は、例えば電圧検出信号Ｖｏの値を検出用の閾値と比較することにより、短絡を検出する。検出用の閾値は、不図示の記憶部にあらかじめ記憶されている。

電流設定部３１には、送給される溶接ワイヤＭの平均送給速度Ｆａｖｅも与えられる。平均送給速度Ｆａｖｅは、平均送給速度設定部５１が不図示の記憶部に記憶されているティーチングデータに基づいて出力する。電流設定部３１は、与えられた平均送給速度Ｆａｖｅに基づいて、ピーク電流Ｉｐ、ベース電流Ｉｂの各電流値、ピーク電流Ｉｐを通電開始する時刻ｔ１、ベース電流Ｉｂを通電終了する時刻ｔ２等の各種パラメータを決定する。

平均送給速度Ｆａｖｅは、振幅送給速度設定部５３に与えられる。ここでの振幅送給速度設定部５３は、入力された平均送給速度Ｆａｖｅに基づいて、振幅Ｗｆと周期Ｔｆの値を決定する。振幅送給とは、平均送給速度Ｆａｖｅよりも送給速度が大きい期間である正送期間と平均送給速度Ｆａｖｅに対して送給速度が小さ期間である逆送期間が交互に現れる送給方式をいう。なお、平均送給速度Ｆａｖｅに対して送給速度が小さい期間とは、平均送給速度Ｆａｖｅ未満を指し、マイナスの送給速度、すなわち、ワイヤ先端が母材Ｗのある位置と逆方面へ移動する速度を含む。振幅Ｗｆは平均送給速度Ｆａｖｅに対する変化幅を与え、周期Ｔｆは繰り返し単位である振幅変化の時間を与える。振幅送給速度設定部５３は、決定された振幅Ｗｆと周期Ｔｆ又は周波数ｆの値に応じた振幅送給速度Ｆｆを生成して送給速度設定部５５に出力する。

送給速度設定部５５は、振幅送給速度Ｆｆと平均送給速度Ｆａｖｅとに基づいて、送給速度目標値信号Ｆｒを出力する。本実施形態の場合、送給速度目標値信号Ｆｒは、次式で表される。
Ｆｒ＝Ｆｆ＋Ｆａｖｅ ・・・式（１）

送給速度目標値信号Ｆｒは、位相ずれ検出部５７と、送給誤差増幅部５９と、電流設定部３１に出力される。
送給誤差増幅部５９は、目標速度の情報である送給速度目標値信号Ｆｒと、繰り出し機構１５ｂによる溶接ワイヤＭの送給速度を実測した送給速度検出信号Ｆｏとの差分を増幅し、誤差分を補正した速度誤差増幅信号Ｆｄを送給駆動部３５に出力する。
送給駆動部３５は、速度誤差増幅信号Ｆｄに基づいて制御信号Ｆｃを生成し、制御信号Ｆｃを繰り出し機構１５ｂに与える。ここでの送給速度変換部６１は、繰り出し機構１５ｂが有する駆動モータの回転量などを溶接ワイヤＭの送給速度検出信号Ｆｏに変換する。
本実施形態における位相ずれ検出部５７は、送給速度目標値信号Ｆｒと、測定値である送給速度検出信号Ｆｏとを比較し、位相ずれ時間Ｔθｄを出力する。なお、位相ずれ検出部５７は、振幅送給を規定するパラメータ、例えば、周期Ｔｆ、振幅Ｗｆ等を可変した場合における繰り出し機構１５ｂの送給動作を測定して、位相ずれ時間Ｔθｄを求めてもよい。

位相ずれ時間Ｔθｄは、電流設定部３１に与えられる。電流設定部３１は、送給速度目標値信号Ｆｒと位相ずれ時間Ｔθｄとに基づいて、溶接ワイヤＭの送給量の誤差を補正する。以上が電源制御部の基本的な機能となる。

＜溶接電流の制御＞
次に、上記した電源制御部を用いた溶接電流の制御について説明する。
図３に示すように、本実施形態においては、溶接ワイヤを、平均送給速度Ｆａｖｅを中心として正弦波状の送出／引戻し速度でトーチ先端へ送給し、この溶接ワイヤの送給動作に合わせて溶接電流を変化させる。ここで、低入熱化の鍵となるアーク長は、溶接ワイヤＭの引戻し量と、ピーク電流Ｉｐを出力するタイミングにより制御できる。本制御は、溶接ワイヤＭの位置制御ではなく速度制御に基づいて実施する。溶接ワイヤＭの送出量と引戻し量とは、溶接ワイヤの送給速度を時間積分して求められる。

ここで示す基本的な制御例では、溶接ワイヤＭを送給振幅の最上端位置Ｐ１から送出し始めたところで溶接電流を強め、最高速度到達点（ワイヤ中間点Ｐ２）で溶接電流を低減させて短絡に備える。そして、ワイヤ最下点Ｐ３に近づいた時に短絡が発生し、ワイヤ最下点Ｐ３を経て溶接ワイヤの引戻しに転じた後、短絡解除及びアーク再点弧をしている。溶接電流を強めるタイミングは、ワイヤ送給速度の指令値から決定し、最高速度到達点はワイヤ送給速度の検出値から決定するのが好ましいが、これに限らない。ワイヤ送給速度の計測は、繰り出し機構１５ｂが有するモータの回転を検出するエンコーダ等を使用する等、公知の手段によって実施してよい。

本プロセスにおける溶接ワイヤＭは、平均送給速度Ｆａｖｅを一定にしており、設定されたワイヤ送給の正逆周波数及び振幅で動作する。そのため、溶接電流のピーク値が制御の操作量となる。具体的には、アーク時の溶接電圧平均値と短絡時間とをフィードバックし、それらの目標値との偏差を用いてアーク長が所定の範囲になるようにピーク電流Ｉｐを制御（例えば、ＰＩ制御）する。この制御方法を用いることで、溶接ワイヤの送給速度が３ｍｐｍ程度以上の溶接を安定的に実施できる。しかし、送給速度が３ｍｐｍを下回ると、溶接ワイヤの溶融バランスの維持が難しくなり、非短絡状態や短絡状態の長時間継続が多発して、安定したビード形成が困難になってくる。

そこで、本制御方法では、規定通りの短絡期間が確実に得られるように特定のプロセスを追加して、短絡期間が不適正である場合に、必要十分な期間で短絡を発生させたり、強制的に短絡させたりすることで、溶接ワイヤの送給速度が１ｍｐｍでも安定したビード形状の形成を可能にしている。なお、以下に説明する各制御例では、前提としてワイヤ送給速度の平均送給速度（単位時間あたり又は単位周期あたりの値）を一定にしている。したがって、本制御方法によればビード形状が安定するため、形状精度の高い積層造形物をリアルタイムで安定して製造できる。

＜第１制御例＞
図４は、第１制御例を示す溶接電流と溶接電圧の波形を示すグラフである。
第1制御例では、短絡期間の長さ（短絡時間）を計測し、得られた短絡時間と予め定めた短絡目標時間とを比較して、短絡時間が短絡目標時間より大きすぎる、又は小さすぎる場合に、短絡時間が短絡目標時間になるよう溶接電流を調整する。短絡目標時間は、１点でなくてもよく、特定の時間範囲に設定してもよい。特定の時間範囲を設定する場合、短絡時間がその特定の時間範囲に収まるように溶接電流を調整する。本制御例では、溶接ワイヤの平均送給速度Ｆａｖｅを１．５ｍｐｍに設定している。

図３に示すように、溶接ワイヤの正送期間ＴＰにピーク電流Ｉｐに設定された溶接電流をベース電流Ｉｂに低下させると、正送される溶接ワイヤの先端が母材に短絡して溶接電圧が急激に低下する。そして、溶接ワイヤの逆送給期間ＴＮで溶接ワイヤの先端が母材から離れてアーク期間に入ると、再び溶接電圧が増加する。この溶接電圧の減少期間が短絡期間Ｓｔに相当する。短絡期間Ｓｔは溶接電圧の波形から特定できる。

具体的には、図２に示す電圧検出部４１が溶接電圧の電圧波形（電圧検出信号Ｖｏ）を検出し、短絡検出部４９が、図４に示す溶接電圧の電圧検出信号Ｖｏから短絡期間Ｓｔを検出して短絡検出信号Ｄｒｌを電流設定部３１に出力する。短絡検出部４９は、例えば電圧検出信号Ｖｏの電圧値と、予め定めた短絡判別電圧Ｖｔｈとを比較して、電圧検出信号Ｖｏが短絡判別電圧Ｖｔｈを超える（Ｖｏ＞Ｖｔｈ）期間をアーク期間と判定し、電圧信号が短絡判別電圧Ｖｔｈ以下（Ｖｏ≦Ｖｔｈ）の期間を短絡期間と判定する。これにより、短絡期間を正確に検出できる。

短絡検出部４９は、この判定結果を短絡検出信号Ｄｒｌとして電流設定部３１に出力する。電流設定部３１の短絡時間検出部３１ｂは、入力された短絡検出信号Ｄｒｌと電圧検出信号Ｖｏに基づいて、短絡期間Ｓｔの時間長さ、つまり短絡時間Δｔ（ｉ）（ｉは整数）を検出し、短絡時間Δｔ（ｉ）をピーク電流目標値設定部３１ｃに出力する。

ピーク電流目標値設定部３１ｃは、得られた短絡時間Δｔ（ｉ）に応じて、次の周期Ｔｆ（図３）における正送期間ＴＰのピーク電流Ｉｐ（ｉ＋１）の電流目標値Ｉｒ（ｉ＋１）を、式（２）で示すように補正値ΔＩで調整する。
Ｉｒ（ｉ＋１）＝Ｉｐ（ｉ）＋ΔＩ ・・・式（２）

例えば、短絡時間Δｔ（１）が短絡目標時間範囲より短いと判断された場合、次の周期のピーク電流Ｉｐ（２）の電流目標値Ｉｒ（２）を、ピーク電流Ｉｐ（１）に負の補正値ΔＩを加算して補正する。また、次の短絡期間Ｓｔにおいても同様に、短絡時間Δｔ（２）を検出し、短絡時間Δｔ（２）が短絡目標時間範囲より長いと判断された場合、次の周期のピーク電流Ｉｐ（３）の電流目標値Ｉｒ（３）を、ピーク電流Ｉｐ（２）に正の補正値ΔＩを加算して補正する。各補正値ΔＩは、短絡時間の長さに応じて設定される。このように、各短絡期間Ｓｔについて、それぞれの短絡時間Δｔ（ｉ）に応じて、次の周期Ｔｆにおけるピーク電流Ｉｐ（ｉ＋１）を調整して、短絡期間Ｓｔを常に短絡目標時間範囲に収める。

上記の補正値ΔＩは、ピーク電流値と短絡時間とを関連付けた特性情報に基づいて設定する。この特性情報は、予め定めた演算式でもよく、実験的又は解析的に求めたテーブル値でもよく、データベースとして不図示の記憶部に記憶されている。

ピーク電流目標値設定部３１ｃは、短絡時間と溶接電圧とに応じてピーク電流Ｉｐの目標値を設定してもよい。
図５は、ピーク電流Ｉｐを短絡時間と溶接電圧とに応じて調整する手順を示すフローチャートである。その場合には、各短絡期間Ｓｔにおける電圧目標値Ｖｒｅｆ（ｉ）と短絡時間目標値ｓｔ＿ｒｅｆを予め設定しておく。

まず、式（３）に示すように、電圧目標値Ｖｒｅｆ（ｉ）と電圧検出信号Ｖｏの電圧値との差分を電圧誤差ｅｖ（ｉ）として求める（ステップＳ１１、以下、Ｓ１１という。）。
ｅｖ（ｉ）＝Ｖｒｅｆ（ｉ）－Ｖｏ（ｉ） ・・・式（３）

また、式（４）に示すように、短絡時間目標値ｓｔ＿ｒｅｆ（ｉ）と、短絡時間の検出値ｓｔ（ｉ）との差分を短絡時間誤差ｅ＿ｓｔ（ｉ）として求める（Ｓ１２）。
ｅ＿ｓｔ（ｉ）＝ｓｔ＿ｒｅｆ－ｓｔ（ｉ） ・・・式（４）

次に、求めた電圧誤差ｅｖ（ｉ）と短絡時間誤差ｅ＿ｓｔ（ｉ）を用いて、式（５）により次の周期Ｔｆにおけるピーク電流の電流目標値Ｉｒ（ｉ＋１）を計算する（Ｓ１３）。
Ｉｒ（ｉ＋１）＝Ｉｏ（ｉ）＋Ｋｖｐ×ｅｖ（ｉ）－Ｋｓｔｐ×ｅ＿ｓｔ（ｉ） ・・・式（５）
ここで、Ｋｖｐは電圧誤差ゲインであり、Ｋｓｔｐは時間誤差ゲインである。

式（５）により得られたピーク電流の電流目標値Ｉｒ（ｉ＋１）を、電流誤差増幅部４３に出力する（Ｓ１４）。これにより、ピーク電流Ｉｐの電流値が電流目標値Ｉｒに変更される。その結果、短絡時間がより適正に設定され、アーク長を一定に保つ効果を高められる。

上記のように、本制御では、溶接ビード積層中は溶接ワイヤの平均送給速度を固定した状態に保ちつつ、溶接電流のピーク電流値と短絡時間の関係を基に、短絡時間が目標範囲内に収まるよう、短絡時間の検出とピーク電流値に調整量を加える制御を、溶接ワイヤの送給の周期ごとに行う。このような溶接電流の調整は、リアルタイムのフィードバック（ＦＢ）制御により実施される。したがって、電流波形におけるパルスごと（又はワイヤ正逆送給の周期Ｔｆごと）にリアルタイムＦＢ制御とすることで、溶接ワイヤの送給速度が１ｍｐｍ～３ｍｐｍなどの低入熱条件下でも、溶接ワイヤの溶融サイクルを安定させることができる。

＜第２制御例＞
溶接ワイヤの溶融、溶着、離脱のサイクルにおいて、ワイヤ先端を振幅送給の最下端まで送出しても短絡しないことがある。これは、外力によって溶接ワイヤの送給量が減少したこと等により、チップ母材間距離が想定よりも長くなっていることに起因する。そこで本制御においては、溶接ワイヤの正送と逆送のサイクルに合わせて短絡か非短絡かを検知して、逆送給期間ＴＮで短絡が発生しない場合には、次の周期Ｔｆにおける溶接電流を、ピーク電流Ｉｐでの通電を行わないように溶接電流を抑制する。これにより、溶接ワイヤの溶滴を形成させず、結果的にスパッタの発生を抑制する。このピーク電流Ｉｐの抑制は、リアルタイムのＦＢ制御として、溶接ワイヤの送給の周期Ｔｆごとに行う。

図６は、第２制御例を示す溶接電流と溶接電圧の波形を示すグラフである。図７は、ピーク電流Ｉｐを短絡の有無に応じて設定する手順を示すフローチャートである。
第２制御例では、図２に示す短絡検出部４９が溶接電圧の電圧検出信号Ｖｏから溶接ワイヤの送給の周期Ｔｆごとに短絡の有無を検出する。短絡の有無は、第１制御例と同様に、溶接電圧の波形（電圧検出信号Ｖｏ）から判定し、その結果を電流設定部３１へ短絡検出信号Ｄｒｌとして出力する（Ｓ２１）。電流設定部３１は、入力された短絡検出信号Ｄｒｌが、短絡有りの場合（Ｓｔ（ｉ）＞０）には、次の周期Ｔｆにおいて溶接電流にピーク電流Ｉｐを発生させる電流目標値Ｉｒを設定する（Ｓ２２）。一方、短絡無しの場合には、次の周期Ｔｆにおいてピーク電流Ｉｐを発生させずにベース電流Ｉｂを維持させる電流目標値Ｉｒを設定する（Ｓ２３）。

本制御例によれば、１つの周期Ｔｆ内で短絡の生じない場合に、その周期Ｔｆの次の周期Ｔｆでは、溶接ワイヤの正送期間ＴＰにピーク電流Ｉｐを発生させず、ピーク電流Ｉｐの付加を一時的に抑制して、ベース電流Ｉｂを維持する。これにより、次の周期Ｔｆでピーク電流を発生させた場合に生じるワイヤ先端の溶滴の飛散を、未然に防止できる。その結果、スパッタの発生と溶接ビードの形状変化を抑制できる。なお、本制御例においても、第１制御例と同様に短絡時間に応じて次の周期Ｔｆのピーク電流Ｉｐを調整することが好ましい。

＜第３制御例＞
図８は、第３制御例を示す溶接電流と溶接電圧とワイヤ送給速度の波形を示すグラフである。図９は、短絡の有無に応じて溶接電流とワイヤ送給速度を制御する手順を示すフローチャートである。

前述したように、溶接ワイヤの溶融、溶着、離脱のサイクルにおいて、ワイヤ先端を振幅送給の最下端まで送出しても短絡せず、チップ母材間距離が想定よりも長くなっていることがある。そこで本制御においては、溶接ワイヤの正逆送給の周期Ｔｆ内で短絡が発生しない場合には、溶接ワイヤを逆送給することなく、短絡が発生するまで溶接ワイヤを正送し続ける。こうすることで、溶接ワイヤの先端が母材に接近され、強制的に短絡を生じるようになる。これにより、溶接ビードの連続した形成を促せる。

図８に示す溶接電圧の波形における時刻ｔａ_０は、ワイヤ先端が振幅送給の最下端の直前となる平均送給速度Ｆａｖｅに達したときであって、溶接電圧は短絡が生じたことを示している。しかし、次の周期Ｔｆの正送期間ＴＰから逆送給期間ＴＮに移行する際に平均送給速度Ｆａｖｅに達した時刻ｔａでは、溶接電圧は短絡していない状態を保っている。その場合、本制御では溶接ワイヤの引戻しせずに、平均送給速度Ｆａｖｅのまま溶接ワイヤを正送し続ける。そして、短絡が生じた時刻ｔｂにおいて、溶接ワイヤの引戻しを開始する。

具体的には、第２制御例と同様に、図２に示す短絡検出部４９が溶接電圧の電圧検出信号Ｖｏから溶接ワイヤの送給の周期Ｔｆごとに短絡の有無を検出する（Ｓ３１）。ここでの短絡の有無については、第１制御例と同様に溶接電圧の波形（電圧検出信号Ｖｏ）と短絡判別電圧Ｖｔｈとの比較により判定する。

また、電流設定部３１は、正送期間ＴＰから逆送期間ＴＮに移行する際に平均送給速度Ｆａｖｅに達した時刻ｔａを検出する。電流設定部３１が時刻ｔａを検出したときに短絡が生じていれば通常のサイクルに戻り、次の周期Ｔｆの溶接電流を前述したピーク電流Ｉｐに設定する（Ｓ３２）。一方、短絡が生じていない場合には、現在の周期Ｔｆの溶接電流をベース電流Ｉｂにしたまま（Ｓ３３）、送給速度設定部５５に振幅送給を停止させ（Ｆｆ＝０）、平均送給速度Ｆａｖｅで溶接ワイヤを正送させる制御信号を出力する（Ｓ３４）。すると、送給速度設定部５５は、平均送給速度Ｆａｖｅを目標速度に設定した送給速度目標値信号Ｆｒ（Ｆｒ＝Ｆａｖｅ）を出力して、繰り出し機構１５ｂによる溶接ワイヤＭの送給速度を平均送給速度Ｆａｖｅに設定する。

そして、溶接ワイヤＭが平均送給速度Ｆａｖｅで正送され続ける（期間Ｔｆｄ）。この状態で短絡検出部４９が短絡を検出すると（Ｓ３５）、電流設定部３１は、振幅送給を再開させて送給速度設定部５５に逆送給を開始させる送給速度目標値信号Ｆｒを出力する（Ｓ３６）。これにより、通常のサイクルに戻り、Ｓ３２で次の周期Ｔｆの溶接電流を前述したピーク電流Ｉｐに設定する。

上記した時刻ｔａから時刻ｔｂまでの溶接ワイヤを正送する送給期間Ｔｆｄは、溶接速度を一定にする観点から、送給速度を予め設定される平均送給速度Ｆａｖｅに設定する。これによれば、処理全体としての平均送給速度Ｆａｖｅが変動することがなく、溶接ビードの形状が一定に維持されやすくなる。

上記した溶接ワイヤの送給速度は、例えば、繰り出し機構１５ｂが有する送給モータの発生するトルク値を切り替えることで制御してもよい。なお、本制御例においても、第１制御例と同様に短絡時間に応じて次の周期Ｔｆのピーク電流Ｉｐを調整することが好ましい。

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせること、及び明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
上記した各制御例は、主に溶接電源部１７の電源制御部によって実施しているが、各制御例は制御装置１９により実施してもよく、ネットワーク等の回線を通じて他のコンピュータから制御を実施してもよい。また、溶接電源部１７が制御装置１９を含む溶接電源として構成されてもよい。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 溶接ワイヤの正送期間と逆送期間とを１周期として周期的に繰り返すとともに、前記１周期の間にトーチ先端でアークを発生させるアーク期間と短絡期間とを設けて形成する溶接ビードを繰り返し積層して積層造形物を製造する際における溶接ビード形状の制御方法であって、
前記溶接ワイヤの平均送給速度を一定に保ちつつ、
溶接電流がベース電流から立ち上がるピーク電流値と、前記１周期内の前記短絡期間の長さである短絡時間とを関連付けた特性情報に基づいて、前記短絡時間が前記特性情報によって定められる目標範囲内に収まるよう、前記短絡時間の検出と前記ピーク電流値の制御を前記溶接ワイヤの送給の周期ごとに行うことを特徴とする溶接ビード形状の制御方法。
この溶接ビード形状の制御方法によれば、適正な時間の短絡期間を設けることで、リアルタイムで安定して溶接ビードを形成できる。

（２） 前記ピーク電流値の調整は、前記短絡時間が前記目標範囲より小さい場合に前記ピーク電流値を低下させ、前記短絡時間が前記目標範囲より大きい場合に前記ピーク電流値を増加させる、（１）に記載の溶接ビード形状の制御方法。
この溶接ビード形状の制御方法によれば、短絡時間を精密に調整することで、溶接ワイヤの溶融、溶着、離脱のサイクルを安定させることができる。

（３） 前記短絡時間は、溶接電圧が予め定めた短絡判別電圧以下となる期間である、（１）又は（２）に記載の溶接ビード形状の制御方法。
この溶接ビード形状の制御方法によれば、短絡期間を短絡判別電圧に応じて正確に検出できる。

（４） 前記ピーク電流値で通電する期間の前記溶接電圧の平均値を求め、
前記ピーク電流値の目標値を、前記短絡時間と、前記溶接電圧の平均値とに応じて決定する、（３）に記載の溶接ビード形状の制御方法。
この溶接ビード形状の制御方法によれば、短絡時間をより適正に調整できるようになる。

（５） 前記溶接ワイヤの送給の１周期内でアーク期間の後に短絡期間へ移行しない場合、前記ピーク電流値での通電を一時的に抑制する、（１）から（４）のいずれか１つに記載の溶接ビード形状の制御方法。
この溶接ビード形状の制御方法によれば、ワイヤ先端の溶滴の飛散を未然に防止でき、スパッタの発生と溶接ビードの形状変化を抑制できる。

（６） 前記１周期の前記正送期間に前記ピーク電流値で通電した後、当該１周期内で前記アーク期間から前記短絡期間に移行しない場合、前記１周期に続く次の１周期には、前記ピーク電流値での通電を行わずに前記ピーク電流値より低いベース電流に維持し続ける、（５）に記載の溶接ビード形状の制御方法。
この溶接ビード形状の制御方法によれば、次の周期Ｔｆでピーク電流を発生させた場合に生じるワイヤ先端の溶滴の飛散を未然に防止でき、スパッタの発生と溶接ビードの形状変化を抑制できる。

（７） 前記溶接ワイヤの送給速度が減少して前記平均送給速度に達したときに、アーク期間から短絡期間に移行していない場合、前記溶接ワイヤの送給速度を前記平均送給速度に保持しつつ前記溶接ワイヤを前記短絡期間に移行するまで送出する、（１）から（４）のいずれか１つに記載の溶接ビード形状の制御方法。
この溶接ビード形状の制御方法によれば、溶接ワイヤの先端が母材に接近され、強制的に短絡を生じるようになる。これにより、溶接ビードの連続した形成を促せる。

（８） （１）から（７）のいずれか１つに記載の溶接ビード形状の制御方法に基づいて、溶接電源を制御する電源制御方法。
この電源制御方法によれば、電源制御によって、溶接ビードのビード形状が安定して、良好な溶接が行える。

（９） （１）から（７）のいずれか１つに記載の溶接ビード形状の制御方法に基づいて形成した前記溶接ビードを積層して、積層造形物を製造する積層造形方法。
この積層造形方法によれば、ビード形状が安定するため、より高精度に積層された形状の積層造形物を製造できる。

（１０） （１）から（７）のいずれか１つに記載の溶接ビード形状の制御方法に基づいて、前記溶接電流を制御する制御装置。
この制御装置によれば、溶接電流の制御により、溶接ビードを安定して形成できる。

（１１） （１０）に記載の制御装置を備えた溶接電源。
この溶接電源によれば、溶接電源自体が、短絡期間を調整する等の各部を制御することで、形状精度の高い良好な溶接ビードを簡単に形成できる。

（１２） （１１）に記載の溶接電源を備えた溶接システム。
この溶接システムによれば、形状精度の高い溶接が行える。

（１３） （１２）に記載の溶接システムを備え、前記溶接ビードを積層させて積層造形物を造形する積層造形システム。
この積層造形システムによれば、形状精度の高い積層造形物を製造できる。

（１４） 溶接ワイヤの正送期間と逆送期間とを１周期として周期的に繰り返すとともに、前記１周期の間にトーチ先端でアークを発生させるアーク期間と短絡期間とを設けて形成する溶接ビードを繰り返し積層して積層造形物を製造する際における溶接ビード形状を制御する機能を実現させるプログラムであって、
コンピュータに、
前記溶接ワイヤの平均送給速度を一定に保ちつつ、
溶接電流がベース電流から立ち上がるピーク電流値と、前記１周期内の前記短絡期間の長さである短絡時間とを関連付けた特性情報に基づいて、前記短絡時間が前記特性情報によって定められる目標範囲内に収まるよう、前記短絡時間の検出と前記ピーク電流値の制御を前記溶接ワイヤの送給の周期ごとに行う機能を実現させるプログラム。
このプログラムによれば、適正な時間の短絡期間を設けることで、リアルタイムで安定して溶接ビードを形成できる。

１１ マニピュレータ
１３ マニピュレータ制御部
１５ ワイヤ供給部
１５ａ リール
１５ｂ 繰り出し機構
１７ 溶接電源部
１９ 制御装置
２１ トーチ
２３ ベース
３１ 電流設定部
３１ａ 電流抑制期間設定部
３１ｂ 短絡時間検出部
３１ｃ ピーク電流目標値設定部
３３ アーク
３５ 送給駆動部
３７ 電圧設定部
３９ 電圧比較部
４１ 電圧検出部
４３ 電流誤差増幅部
４５ 電流検出部
４７ インバータ駆動部
４９ 短絡検出部
５１ 平均送給速度設定部
５３ 振幅送給速度設定部
５５ 送給速度設定部
５７ 位相ずれ検出部
５９ 送給誤差増幅部
６１ 送給速度変換部
１００ 積層造形システム
Ｂ 溶接ビード
Ｄｒｌ 短絡検出信号
Ｅｃ 駆動信号
Ｅｄ 電流誤差増幅信号
ｆ 周波数
Ｆａｖｅ 平均送給速度
Ｆｃ 制御信号
Ｆｄ 速度誤差増幅信号
Ｆｆ 振幅送給速度
Ｆｒ 送給速度目標値信号
Ｆｏ 送給速度検出信号
Ｉｂ ベース電流
Ｉｐ ピーク電流
Ｉｏ 電流検出信号
Ｉｒ 電流設定信号
Ｍ 溶接ワイヤ
ＭＣ１ 三相交流電源（交流電源）
ＭＣ２ １次側整流器
ＭＣ３ 平滑コンデンサ
ＭＣ４ スイッチング素子
ＭＣ５ トランス
ＭＣ６ ２次側整流器
ＭＣ７ リアクトル
Ｐ１ 最上端位置
Ｐ２ ワイヤ中間点
Ｐ３ ワイヤ最下点
ＴＰ 正送期間
ＴＮ 逆送期間
Ｔｆ 周期
Ｔθｄ 位相ずれ時間
Ｔｆｄ 送給期間
Ｖａ 電圧誤差増幅信号
Ｖｏ 電圧検出信号
Ｖｒ 電圧設定信号
Ｗ ワーク（積層造形体）
Ｗｆ 振幅
ΔＩ 補正値

Claims (14)

1. 溶接ワイヤの正送期間と逆送期間とを１周期として周期的に繰り返すとともに、前記１周期の間にトーチ先端でアークを発生させるアーク期間と短絡期間とを設けて形成する溶接ビードを繰り返し積層して積層造形物を製造する際における溶接ビード形状の制御方法であって、
   前記溶接ワイヤの平均送給速度を一定に保ちつつ、
   溶接電流がベース電流から立ち上がるピーク電流値と、前記１周期内の前記短絡期間の長さである短絡時間とを関連付けた特性情報に基づいて、前記短絡時間が前記特性情報によって定められる目標範囲内に収まるよう、前記短絡時間の検出と前記ピーク電流値の制御を前記溶接ワイヤの送給の周期ごとに行うことを特徴とする溶接ビード形状の制御方法。
2. 前記ピーク電流値の調整は、前記短絡時間が前記目標範囲より小さい場合に前記ピーク電流値を低下させ、前記短絡時間が前記目標範囲より大きい場合に前記ピーク電流値を増加させる、
   請求項１に記載の溶接ビード形状の制御方法。
3. 前記短絡時間は、溶接電圧が予め定めた短絡判別電圧以下となる期間である、
   請求項１に記載の溶接ビード形状の制御方法。
4. 前記ピーク電流値で通電する期間の前記溶接電圧の平均値を求め、
   前記ピーク電流値の目標値を、前記短絡時間と、前記溶接電圧の平均値とに応じて決定する、
   請求項３に記載の溶接ビード形状の制御方法。
5. 前記溶接ワイヤの送給の１周期内でアーク期間の後に短絡期間へ移行しない場合、前記ピーク電流値での通電を一時的に抑制する、
   請求項１に記載の溶接ビード形状の制御方法。
6. 前記１周期の前記正送期間に前記ピーク電流値で通電した後、当該１周期内で前記アーク期間から前記短絡期間に移行しない場合、前記１周期に続く次の１周期には、前記ピーク電流値での通電を行わずに前記ピーク電流値より低いベース電流に維持し続ける、
   請求項５に記載の溶接ビード形状の制御方法。
7. 前記溶接ワイヤの送給速度が減少して前記平均送給速度に達したときにアーク期間から短絡期間に移行していない場合、前記溶接ワイヤの送給速度を前記平均送給速度に保持しつつ前記溶接ワイヤを前記短絡期間に移行するまで送出する、
   請求項１に記載の溶接ビード形状の制御方法。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の溶接ビード形状の制御方法に基づいて、溶接電源を制御する電源制御方法。
9. 請求項１から７のいずれか１項に記載の溶接ビード形状の制御方法に基づいて形成した前記溶接ビードを積層して、積層造形物を製造する積層造形方法。
10. 請求項１から７のいずれか１項に記載の溶接ビード形状の制御方法に基づいて、前記溶接電流を制御する制御装置。
11. 請求項１０に記載の制御装置を備えた溶接電源。
12. 請求項１１に記載の溶接電源を備えた溶接システム。
13. 請求項１２に記載の溶接システムを備え、前記溶接ビードを積層させて積層造形物を造形する積層造形システム。
14. 溶接ワイヤの正送期間と逆送期間とを１周期として周期的に繰り返すとともに、前記１周期の間にトーチ先端でアークを発生させるアーク期間と短絡期間とを設けて形成する溶接ビードを繰り返し積層して積層造形物を製造する際における溶接ビード形状を制御する機能を実現させるプログラムであって、
    コンピュータに、
    前記溶接ワイヤの平均送給速度を一定に保ちつつ、
    溶接電流がベース電流から立ち上がるピーク電流値と、前記１周期内の前記短絡期間の長さである短絡時間とを関連付けた特性情報に基づいて、前記短絡時間が前記特性情報によって定められる目標範囲内に収まるよう、前記短絡時間の検出と前記ピーク電流値の制御を前記溶接ワイヤの送給の周期ごとに行う機能を実現させるプログラム。

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