JPH0221918B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ １対の溶接用電極３６と；前記溶接用電極に
接続された２次巻線３０、および交流電源１２に
接続可能にされた１次巻線であつて、実際の溶接
電流の交番する極性の複数の半サイクルにより前
記１次巻線２４と前記２次巻線３０とを付勢する
ための前記１次巻線を有する溶接用変圧器２６と
を含む抵抗溶接装置において溶接の品質を制御す
る制御装置であつて：前記１次巻線中の実際の溶
接電流のモデル２と、該モデル溶接電流２の各半
サイクルが零に達する瞬間を示すモデル信号８２
とを発生する装置と；前記１次巻線中の前記の実
際の溶接電流と、該実際の溶接電流の各半サイク
ルが零に達する瞬間とを示す実際の溶接信号８０
を発生する装置と；前記モデル信号８２のゼロ交
差時点と前記の実際の溶接信号８０のゼロ交差時
点との間の時間差を測定し、かつ、該時間差があ
らかじめ選定された値と等しくなつた時に、前記
交流電源１２と前記１次巻線１６との間の作動さ
せうるスイツチング装置１８を遮断状態にするた
めの装置９４とを包含することを特徴とする溶接
の品質を制御する制御装置。

２ 請求の範囲第１項に記載の装置において、前
記モデル信号８２と前記の実際の溶接信号８０と
の間の時間差の値が最小になる半サイクルの間
に、前記時間差を測定し、かつ、前記最小時間差
の値を記憶するための装置と；前記最小時間差の
値を生じた半サイクルの次の半サイクルにおけ
る、前記モデル信号８２と前記の実際の溶接信号
８０との間の時間差を示す信号８６と前記最小時
間差の値との間の時間差が、あらかじめプログラ
ムされた値以上になつたとき、前記１次巻線中の
実際の溶接電流を遮断する前記遮断装置１８とを
包含することを特徴とする溶接の品質を制御する
制御装置。

３ 請求の範囲第１項に記載の装置において、前
記１次巻線１６は、逆並列に接続された１対のサ
イリスタ１８によつて前記交流電源１２に接続さ
れ、かつ、実際の溶接電流を示す前記信号８０
は、前記サイリスタの両端間に接続された装置に
より発生されることを特徴とする溶接の品質を制
御する制御装置。

４ 請求の範囲第１項に記載の装置において、実
際の溶接電流の前記モデル２を発生する前記装置
と、前記の実際の溶接信号を発生する前記装置
と、前記モデル信号８２と前記の実際の溶接信号
８０との間の時間差を測定し、かつ、付勢回路を
遮断するための前記装置とは、マイクロプロセツ
サ７６により制御されることを特徴とする溶接の
品質を制御する制御装置。

５ 請求の範囲第１項に記載の装置において、前
記の実際の溶接電流の各半サイクルの間、前記の
実際の溶接電流の前記モデル２の力率を示す信号
８２を生成するように構成された、前記１次巻線
中の実際の溶接電流の前記モデル２を発生する前
記装置と；前記１次巻線中の実際の溶接電流の力
率を示す信号８０を発生する装置と；前記モデル
信号８２の力率と前記の実際の溶接信号８０の力
率との間の時間差の値が最小となる半サイクルの
間に、前記時間差を測定し、かつ、前記最小時間
差の値を記憶するための装置９４と；前記最小時
間差の値を生じた半サイクルの次の半サイクルの
間における、前記モデル信号８２の力率と前記の
実際の溶接信号８０の力率との間の時間差を示す
信号８８，８４と前記最小時間差の値との間の時
間差が、プログラムされた値以上になつたとき、
前記１次巻線中の実際の溶接電流を遮断する装置
１８とを包含することを特徴とする溶接の品質を
制御する制御装置。

６ 請求の範囲第５項において、溶接電流のモデ
ルと前記モデル信号とを発生するための前記装置
は、サイリスタの導通状態へのスイツチング動作
により導通状態へスイツチされる固体スイツチ１
０８を包含することを特徴とする溶接の品質を制
御する制御装置。

７ 溶接の品質を制御する制御方法であつて、溶
接によつて結合されるべき１対の加工品３８と係
合可能な１対の溶接用電極３６と、前記溶接用電
極３６に接続された２次巻線３０、並びに実際の
溶接電流の交番極性の複数の半サイクルにより１
次巻線および前記２次巻線を付勢するための交流
電源に接続可能な前記１次巻線２４を有する溶接
用変圧器２８とを含む抵抗溶接装置によつて得ら
れる前記溶接の品質を制御する制御方法であつ
て：前記１次巻線中の実際の溶接電流のモデル
と、同モデル溶接電流の各半サイクルがゼロにな
る瞬間を示すモデル信号８２とを発生する段階
と；前記１次巻線中の実際の溶接電流と、同実際
の溶接電流の各半サイクルがゼロになる瞬間とを
示す出力信号８０を発生する段階と；前記モデル
信号８２のゼロ交差時点と前記の実際の溶接信号
８０のゼロ交差時点との間の時間差の値が最小に
なる半サイクルの間における前記時間差を測定
し、かつ、前記最小時間差の値を記憶する段階
と；前記最小時間差の値が生じた半サイクルの次
の半サイクルの間における、前記モデル信号８２
と前記の実際の溶接信号８０との間の時間差を示
す信号８８，８４と前記最小時間差の値との間の
時間差が、あらかじめプログラムされた値以上に
なつたとき、前記１次巻線中の実際の溶接電流を
遮断する段階とを包含することを特徴とする溶接
の品質を制御する制御方法。

発明の背景 この発明は帰還形溶接機の制御方法及び装置、
特に線間電圧波形の変動を受けない帰還形溶接機
の制御方法及び装置に関するものである。本発明
による帰還形溶接機の制御装置は溶接機の一次回
路における力率の変化を検出して、溶接変圧器の
二次回路に外部リードまたは補助装置を取り付け
たり、工作部品区域の近くに補助検出装置を置い
たりする必要なしに良質の溶接が行なわれる時を
判定する。

どんな抵抗溶接帰還形溶接機制御装置でも、そ
の目的は溶接ナゲツトの発生の進行を検出して、
この情報を溶接予定を調整するのに用いることで
ある。溶接ナゲツトの発生を検出する１つの方法
は、それが作られる溶接の抵抗を測定し、測定さ
れた抵抗の変化に基づき所望の抵抗変化が生じた
ときに溶接を終らせることである。手短かに言え
ば、完成された溶接がこれらの抵抗変化により検
出されるとき、溶接電流は終らされる。別法とし
て、前もつてセツトされた時間に溶接を完成する
ように溶接電流を変えることができ、または上述
の方法のある組合せを使用することができる。

これまでは、溶接ナゲツトの進行を検出するの
に用いられる方法には、音響放射、電極運動、工
作部品の抵抗変化、溶接からの赤外線放射、さら
にその他の検出が含まれた。一般的に言つて、こ
のような方法はすべて、センサまたはある種の変
換器の配置を必要とし、ピツクアツプ・リードが
溶接電極に取り付けられたり、そのすぐ近くに取
り付けられたが、このような検出装置は、溶接工
程、溶接仕上げ、機械振動、または切断されたリ
ードのような物理的損傷によつて作られる熱な
ど、すべて上記検出の帰還形方法を無為にするよ
うなものとを含む、数多くの要因により溶接作業
中に不測の損傷を受けやすい。

最近、溶接電極にまたはその近くに補助リード
または検出装置を取り付ける必要のない、溶接ナ
ゲツトの抵抗変化の測定を利用する帰還形溶接機
制御装置が開発された。抵抗変化の測定には、溶
接電流の各半サイクルで力率を測定し、かつ溶接
区域の抵抗が変化するにつれて生じる力率の微小
な変化を検出することによつて間接的に達成され
る。溶接電流の力率すなわち位相角の微小な変化
を観測して溶接の抵抗の変化を測定するこの方法
には１つの不利があり、すなわち導電時間中に線
間電圧波形の妨害を受けやすい。この線間電圧波
形の妨害の問題を最小に押えるこれまでの試み
は、次の溶接群のために溶接区域に送られるべき
エネルギのレベルを決定するために所定数の溶接
が評価される平均法に重点が置かれた。１つのか
かる方法は、発明者デニス・ジエー・ジユレク
（Dennis J.Jurek）によつて1979年２月16日に出
願されかつ本発明の譲渡人に譲渡された、線間電
圧の妨害を受けない抵抗溶接用力率監視制御装置
という出願名称の特許出願第012926号に記載され
ている。この装置は工作部品の一様性が保証され
る自動化条件の下では良好に作動するが、平均法
は作業員の相互作用、フイツト・アツプ、表面汚
染などから生じるような溶接条件の急変に装置を
応動させることができない。

発明の要約 この発明によつて前述の問題は克服される。本
発明による帰還形溶接機制御装置は、溶接の進行
を測定する抵抗変化法を使用し、溶接機に対する
交流供給源の線間電圧波形の妨害を受けない。前
にざつと説明されたとおり、溶接チツプすなわち
溶接電極間で測定された工作部品の電気抵抗が溶
接ナゲツトの形成中変化することは良く知られて
いる。この抵抗の変化は、力率すなわち位相角の
微小な変化として、溶接変圧器の一次回路に表わ
される。力率すなわち位相角のこの変化を検出し
たり測定することによつて、溶接電極の近くにま
たは二次回路に外部変換器やピツクアツプリード
をそれぞれ取り付けることなく、溶接の進行を監
視することができる。

しかしながら、溶接変圧器の一次側の力率変化
を測定するこの方法は、多数の溶接機を同じ電圧
源に接続する大工場で共通して生じる線間電圧波
形の妨害を受けやすい上述の不利がある。このよ
うな環境では、線間電圧の波形妨害は、溶接のナ
ゲツト区域における抵抗変化の結果として生じた
力率変化と異なる力率すなわち位相角の変化を生
じることが判明した。工場の線間電圧波形環境に
おいて溶接の抵抗の変化を測定するこの方法を使
用するために、回路は線間電圧波形の妨害がない
場合のように正確に作動しなければならない。

これは、２個の同じ溶接機が同じ線間電圧波形
の変動を受けるように、同じ線間電圧で同時に作
動する２個の同じ溶接機の溶接電流の位相関係を
比較することによつて、本発明により達成され
る。第１溶接機はその溶接チツプすなわち溶接電
極間の工作部品を含む。第２溶接機は基準として
働き、そのチツプを閉じて工作部品なしで作動す
る。両溶接機とも同じ線間電圧波形の妨害を受け
るので、それらは波形の任意の与えられた妨害に
対して全く同じ理想の応動を示し、すなわち第１
溶接機のみにある工作部品の抵抗の変化によつて
生じた変化を除き、各溶接機の溶接電流は線間電
圧波形の妨害にかかわらず相互に同相に保たれ
る。したがつて、位相差の関係は溶接中の工作部
品の抵抗が変化するときに生じる。実際の場合に
は、この位相差の関係は溶接電流の消弧角、すな
わち溶接電流が各半サイクルの間にゼロを通る角
の差によつて表わされる。

この発明の１つの実施例は第２溶接機を不要と
し、その代わりに、出力として理想的に形状の同
じ電圧波形を作るとともに工作部品のどんな抵抗
変化でも生じる前に実際の溶接機の一次電流に対
する消弧角を作る、電子シミユレータ回路、すな
わちモデル化回路を備えている。電子シミユレー
タ回路が線間電圧波形に対する実際の溶接回路の
応動をぴつたり一致するように調整されるのは、
線間電圧波形の妨害を最も受け難くするためには
溶接機および電子シミユレータが同じ時間の間、
同時に導電しなければならないからである。すな
わち、溶接回路の皮相の力率すなわち位相角を電
子シミユレータすなわちモデル化回路のそれと比
較することによつて、観測される唯一の相異は実
際の溶接回路にある工作部品の抵抗変化によるも
のであり、線間電圧の波形のひずみにはよらな
い。溶接電流と電子シミユレータ回路の出力との
間の消弧時間の差は、溶接の各半サイクルの間に
高速カウンタおよびクロツクによつて測定され
る。抵抗溶接で通常経験されるような微小な変化
の場合は、抵抗の変化とカウンタの出力との間に
直線関係が存在する。すなわち、工作部品の抵抗
のサンプルは電流の各半サイクルの終りに得られ
る。

溶接が行なわれている抵抗サンプルの進行を観
測することによつて、帰還形溶接機制御装置は半
サイクルずつ溶接続行の有無を判断する。多数の
半サイクルで抵抗サンプルと時間との関係をプロ
ツトすることによつて作られる抵抗曲線は、溶接
により共に結合される材料に適用できる動抵抗曲
線の特徴ある形状および高さをとるものと思われ
る。さらに、本発明の回路は半サイクルずつパタ
ーン認識法を利用して、抵抗変化が良好な溶接ナ
ゲツト形成を表わす適当な通路に沿つて進んだ時
を判定する際に少なくとも３つの量的特徴を曲線
から抽出する。これらの特徴は、(1)区域（Area）
−この動抵抗曲線の下の区域は溶接される特定金
属用にセツトされた上限および下限の範囲内に入
らなければならない。(2)凸度（Convexity）−中
心が両端よりも高い曲線を正とする曲率の大き
さ。この場合もまた、この曲率は溶接される特定
金属用の上限と下限とについてチエツクされる。
(3)降下（Drop）−一般に溶接完了を最も多く表わ
すピーク値からの抵抗の低下であるが、この特徴
はにせの高低振幅データの誤りに最も陥りやす
い。溶接がいつたん開始されると、溶接は作業員
のきめた限界の範囲内に曲線の３つの特徴がすべ
て入る場合にのみ終結するか、さもなくば、デイ
ツクス（Dix）らに対して1978年８月１日に発行
されたデイジタル溶接機制御装置という名称の米
国特許第4104724号（ ’724特許）に開示された
ように、作業員によつてプログラムされた溶接サ
イクルの最大許容数が完了したときに終結する。

上述のパターン認識法は、第１２図に示される
ような模範的な動抵抗曲線を持つ裸鋼溶接に最も
良く働く。しかし、亜鉛めつき鋼対亜鉛めつき鋼
またはいろいろな厚さの溶接鋼を含む各種鋼材料
を溶接しようとする場合、第２認識法が少し変形
されたモデル化回路と共に利用される。この第２
認識法には、裸鋼用の単一認識パタラータ、亜鉛
めつき鋼用の予測認識パラメータ、および変化す
る厚さの鋼のためのブランキング認識パラメータ
などが含まれる。

予測認識法は、良質の溶接を得るように亜鉛め
つき鋼を溶接する場合に、裸鋼用の以前のパター
ン認識法にとつて代わるものである。ブランキン
グ認識法は、いろいろな厚さの鋼を一緒に溶接す
るとき、良質の溶接を得るように、二重パルス溶
接の第１パルスと第２パルスの約半分とを自動的
に無視して、第２パルスの残りの約半分を残す。
裸鋼の場合は、単一パラメータのみが使用される
が、それは、良質の溶接を表わす抵抗低下の所定
量に等しい、代表的な動的抵抗曲線のピークから
の抵抗低下である。

上記の形の溶接のどれでもがいつたん開始され
ると、それらはあらかじめセツトされた作業員が
きめた限界が満足されるか、オペレータによりプ
ログラムされた最大許容溶接サイクル数が完了し
た場合にのみ停止する。この限界および最大許容
溶接サイクルが無視されるのは、正しい溶接ナゲ
ツト形成をきわめて良く表わすエキスパルジヨン
の場合であり、その時点で溶接も終る。

本発明の第２実施例は、工作部品が軟鋼である
か考慮すべきさらに他の特徴を要求する亜鉛めつ
き鋼であるかによつて、同じ特徴または異なる特
徴を含む同じパターン認識法を利用する。

したがつて本発明の主な目的は、溶接機の電極
に外部リードを取り付けたり、前記電極の近くに
変換器を置いたりしないで溶接が完成されるとき
を示す帰還信号を供給するために、溶接の際溶接
変圧器の一次回路における力率の変化を検出する
回路装置を利用する、線間電圧波形の妨害を受け
ない帰還形溶接機制御装置を提供することであ
る。

本発明のもう１つの目的は、溶接の際溶接変圧
器の一次回路に反影される力率の変化を検出する
とともに、正しい溶接ナゲツトが線間電圧波形の
歪によつて影響される帰還信号なしに形成されて
から溶接電流が終るように、電極チツプ間の加工
品の抵抗の検出された変化を帰還信号により自動
的に補償する、帰還形溶接機制御装置を提供する
ことである。

本発明のもう１つの目的は、帰還信号が線間電
圧波形の妨害を受けないとともに、抵抗変化が良
好な溶接ナゲツト形成を表わすときに判定するた
めのデータを、パターン認識技術により半サイク
ルごとの順序に従つて抵抗曲線特性から抽出でき
るように、溶接される材料の動的抵抗曲線に関す
る特性を生成する帰還形溶接機制御装置を提供す
ることである。

他の目的および利点は、本発明の好適な実施例
を図解した添附図面を参照しつつ述べる以下の説
明により明らかになると思う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を実施する抵抗溶接用の
力率および監視制御装置の部分ブロツク略図であ
る。

第２図は第１図マイクロプロセツサにより利用
される流れ図のブロツク図である。

第３Ａ図は溶接の半サイクルの間に生じる抵抗
溶接における軟鋼の特性を示す動的抵抗曲線図で
ある。

第３Ｂ図は第１図の制御器による第３Ａ図の曲
線の再生曲線図である。

第４図は本発明の原理を実施した帰還形溶接機
制御装置のためのモジユールの間の相互接続のブ
ロツク図である。

第５図は本発明の帰還パラメータのための調節
位置を含むシーケンス・モジユールの正面図であ
る。

第６図は第１図のマイクロプロセツサの入力お
よび出力部のブロツク図である。

第７図は本発明の基本回路図兼システム・ブロ
ツク図である。

第８Ａ図から第８Ｄ図までは第７図のシステ
ム・ブロツク図のさらに詳細な回路及び論理のブ
ロツク図である。

第９Ａ図および第９Ｂ図は第８図のシステム・
ブロツク図に対する入力信号および出力信号の波
形図である。

第１０Ａ図から第１０Ｃ図までは本発明の好適
実施例の流れ図のブロツク図である。

第１１図は帰還形溶接機制御装置の消弧角に及
ぼす線間電圧ひずみの影響を図解した波形図であ
る。

第１２図は溶接中の軟鋼の代表的な動的抵抗曲
線図である。

第１３Ａ図から第１３Ｃ図までは本発明の帰還
形溶接機制御装置におけるパターン認識の特徴お
よびそれらの限界を示す特性図である。

第１４図は操作が行なわれる箇所を示した電圧
及び電流の波形図である。

第１５図は第２認識技術を実施する第２シーケ
ンス・モジユールの正面図である。

第１６図は第２認識技術を利用した帰還形溶接
機制御装置のためのモジユールの間の相互接続の
変形ブロツク図である。

第１７図は第１６図の中のブロツクの部分回路
図である。

第１８Ａ図および第１８Ｂ図はそれぞれ裸鋼及
び亜鉛めつき鋼用の抵抗曲線図である。

第１９図はいろいろな電流レベルにおける亜鉛
めつき鋼用の抵抗曲線図である。

第２０図は第２認識技術の実施例の流れ図のブ
ロツク図である。

第２１Ａ図および第２１Ｂ図は第２認識技術の
実施例の停止時間算出の流れ図である。

第２２Ａ図および第２２Ｂ図は第２認識技術の
実施例のタツチ・アツプ・サブルーチンの流れ図
である。

第２３図は第２認認技術の実施例のフイルタ・
サブルーチンの流れ図である。

第２４図は第２認識技術の高速調節サブルーチ
ンの流れ図である。

基本実施例の説明 「力率」とは、連続正弦励振条件の下で、電圧
と電流との間の位相角の余弦として従来定義され
ている。それは前述および後述の説明において、
電圧および電流の波形がSCR制御された装置に
共通な場合としてチヨツプされすなわち不連続で
ある場合を含む質的意味で使用される。チヨツプ
されすなわち不連続の場合でも、連続の場合で
も、質的効果は同じであり、すなわち誘導回路の
力率が大きくなると電流消弧（連続の場合のゼロ
交差）が早く生じ、力率が小さくなると電流消弧
がおそく生じる。

第１図から、溶接コンタクタ２０には、線路Ｌ
１およびＬ２に接続される交番電流源から溶接変
圧器２６に送られる電流を制御する１対の逆接続
サイリスタ（SCR）２２が含まれている。変圧
器２６には、一次巻線２４、鉄心２８、および二
次巻線３０がある。二次巻線３０は、共に溶接さ
れ、電極３６の間に締め付けられる工作部品３８
と共に１対の溶接電極３６を含む二次回路に接続
されている。

サイリスタ２２の電流導通は、ゲート・パル
ス・ドライバ回路４２からの出力信号４０によつ
て制御される。ゲート・パルス・ドライバ回路４
２の出力信号は順次、後述のようなマイクロプロ
セツサ５０によつて供給される信号４４によつて
制御される。本発明によるシミユレータ回路すな
わちモデル化回路５１の簡単な形式には、二次巻
線５６を励磁するために線路Ｌ１およびＬ２に接
続される一次巻線５４を持つ変圧器５２が含まれ
ている。二次巻線は、マイクロプロセツサ５０の
入力として働く出力信号５８を供給する回路５１
に電力を供給する。二次巻線５６は全波スイツチ
ング回路６０を通して、電位差計抵抗器６２、抵
抗器６４およびコンデンサＣ１を含む直列回路の
両端に電圧信号を与えるように接続されている。
コンデンサＣ１の片側は、接続部８４および電位
差計抵抗器６２と抵抗器６４とを含む直列回路を
通して、全波スイツチング回路６０の端子６５に
接続されている。回路６０の他の端子５６は二次
巻線５６の片側に接続されている。二次巻線５６
の他の側は、接地ＧおよびコンデンサＣ１の他の
側に接続されている。

全波スイツチング回路６０には、１対の反対の
極性のトランジスタ６８および７０と、ダイオー
ド７２ならびに７４とがある。トランジスタ６８
および７０は、外部光源からの光に露出されると
導通する感光形のトランジスタである。ダイオー
ド７２およびトランジスタ６８は直列に接続され
ており、端子６６から端子６５まで電流を導くよ
うに、それぞれの関連回路において極性を備えて
いる。ダイオード７４およびトランジスタ７０は
同様に直列に接続されているが、端子６５から端
子６６まで電流を導くような極性を有する。トラ
ンジスタ６８および７０は、それぞれの導通がト
ランジスタ８０によつて制御される発光ダイオー
ド７６および７８からスイツチング発光信号を受
ける。トランジスタ８０は、マイクロプロセツサ
５０の出力からの信号Ｒ−GATE８２に応動す
るスイツチング回路の部分である。トランジスタ
８０のコレクタはダイオード７６および７８を通
して正電源に接続され、そのエミツタは接地Ｇに
接続されている。トランジスタ８０のベースは、
ベース負荷抵抗器Ｒを通してマイクロプロセツサ
５０の出力信号Ｒ−GATE８２を受けるように
接続されている。

信号４４および８２の前縁は同時に生じる。信
号４４は、SCR２２を通る電流が流れ始めると
き、線路Ｌ１およびＬ２の両端間の電圧の各サイ
クルの間に生じる持続時間の短い電圧パルスから
成る。信号８２は信号４４の開始と同時に開始さ
れ、接続部８４の信号がゼロであることを信号５
８が示すまで続く。接続部８４の信号は、溶接変
圧器２６の一次巻線２４を通る実際の溶接電流に
よつて与えられる信号に類似している。本明細書
に使用される類似とは、後に説明するように、抵
抗器形電位差計６２が適正に調整されるときは、
接続部８４における電圧波形と一次巻線２４の電
流波形とは、開始時期、形状及び消滅時期が同一
であることを意味している。

回路５１には、接続部８４に現われる信号をマ
イクロプロセツサ５０への入力信号５８に変換す
る部分がある。回路には１対の演算増幅器８６お
よび８８がある。演算増幅器８６の非反転入力９
０は、抵抗器Ｒおよびダイオード９２を通して接
続部８４に接続されている。演算増幅器８６の反
転入力９６は、抵抗器Ｒおよびダイオード９８を
通して接続部８４に接続されている。演算増幅器
８６の負帰還は、演算増幅器８６の出力１００と
反転入力９６との間に接続される直列回路によつ
て与えられる。負帰還回路にはダイオード１０２
および抵抗器１０４がある。演算増幅器８８の非
反転入力１０６は、抵抗器Ｒを通して出力１００
に接続されている。演算増幅器８８の非反転入力
１０８は、入力１０８に約2.5Vのバイアス電圧
が加えられるように、5V電源と接地との間に接
続されたインピーダンスの等しい１対の抵抗器１
１０から成る分圧器に接続されている、増幅器８
８の負帰還は、増幅器８８の出力と反転入力１０
６との間に接続される抵抗器Ｒを通して与えられ
る。

モデル化回路５１のいろいろな接続部に現われ
る信号は次のとおりである。接続部６６には、変
圧器５２から６６′で表わされる全波交番電圧が
加えられる。接続部６６における全波信号は、コ
ンデンサＣ１の充電回路にある全波スイツチ６０
および抵抗器６２ならびに抵抗器６４を含む回路
によつて変形される。波形８４′によつて示され
る信号は、溶接変圧器２４の電流のパルスに類似
している一連の交互の極性の半サイクルの電圧パ
ルスとして、コンデンサＣ１の両端に現われる。
接続部８４の信号は増幅器８６を含む回路によつ
て変換され、曲線１００′で示された正確な全波
整流電圧パルスとして出力１００に現われる。反
転比較器のように動作する演算増幅器８８によつ
て供給される出力は、波形５８′で示される一連
のパルスである。出力５８のパルスは、波形１０
０′の各電圧パルス間に生じる。

マイクロプロセツサ５０の動作は、発明者ジエ
ームス・デイクス（James A.Dix）らに対して
1978年８月１日に許可されかつ本発明の譲受人に
譲渡された米国特許第4104724号に詳しく説明さ
れている。 ’724特許において、開始スイツチ１
１４、溶接機シーケンス・モジユール１１６、お
よび線路Ｌ１とＬ２との間に接続される極性検出
器１２０によつて供給されるリード・トレイル信
号１１８によつて与えられる機能が詳しく説明さ
れている。 ’724特許に説明されたとおり、信号
１２２は自動力率（APF）モジユール１２４に
よつて発生される。モジユール１２４には、並列
接続のSCR２２の両端に現われる電圧に応動す
るように、コンタクタ２０の両端に接続された１
対の入力リードがある。変圧器の一次側２４に電
流が流れる間、すなわちSCR２２が導通してい
るとき、コンタクタ２０の両端には大した電圧降
下は現われない。SCR２２のどちらかが導通し
ていないときは、電圧がコンタクタ２０の両端に
現われて、APFモジユール１２４に入力を供給
する。APFモジユール１２４の出力信号はマイ
クロプロセツサ５０の入力であり、変圧器の一次
側２４に電流が流れているとき信号１２２が存在
する。SCR２２が導通していない間、マイクロ
プロセツサ５０の入力信号１２２は現われない。

８ビツト・モトローラM6800マイクロプロセツ
サおよびそれと組み合わされるメモリならびにい
ろいろな補助装置からなることが望ましいマイク
ロプロセツサ装置５０は、信号１１８を介して線
間電圧極性の情報を受信するとともに、SCR溶
接コンタクタ２０の導通状態を信号１２２として
受信する。マイクロプロセツサ５０は、適当に調
時されたSCR溶接コンタクタ・ゲート信号４４
を発生し、かつ ’724特許に詳しく説明されたと
おり、シーケンス・モジユール１１６を介して記
憶された所望の溶接電流、溶接持続時間などのよ
うな作業員入力データに基づきゲート・パルス・
ドライブ４２を介して溶接SCR２２のゲートに
上記ゲート信号を供給する。モデル化回路５１の
出力信号５８と、出力信号１２２によつて表わさ
れる溶接SCR２２の導通の停止との間における
力率の変化を表わす相対的タイミングの分析に基
づき、マイクロプロセツサ５０は溶接周期を終わ
らせる。

いま第２図に示される部分流れ図を見ると、溶
接制御装置の動作シーケンスは、タイミング周期
の測定を除き ’724特許に説明されたものと同様
である。タイミング周期測定の分析および測定結
果は、第２図の流れ図に詳しく示されている。

溶接シーケンスが開始されてスクイーズ時間が
終わると同時に、マイクロプロセツサ５０は割込
みルーチンを去つて、溶接サブルーチン１２６に
入る。溶接サブルーチン１２６には、適当な時点
でSCR溶接コンタクタ２０を起動するのに必要
なある検査およびタイミング情報が含まれる。
SCR溶接コンタクタ２０の起動を開始させる
SCRゲート信号４４の発生と同時に、マイクロ
プロセツサ装置５０は、トランジスタ８０を導通
状態にスイツチしてモデル化回路５１の作動を開
始させるＲ−GATE信号８２を出す。

次に制御は、信号５８の状態を試験する判断ブ
ロツク１２８に移る。信号５８が論理「０」でな
い場合は、制御はブロツク１３０に移される。信
号５８が論理の「０」である場合は、制御は出力
ブロツク１３４に移されるが、その意義は後で説
明される。次にブロツク１３０は信号１２２の状
態を試験する。信号１２２が論理の「０」である
場合は、制御はブロツク１３２に移る。ブロツク
１３２の動作の意義は後に説明する。信号１２２
が論理の「１」である場合は、制御はブロツク１
３０から移つてブロツク１２８に戻される。制御
は、信号５８または１２２の１つが論理「０」と
して検出されるまで、ブロツク１２８および１３
０によつて形成されるループ内に保たれる。信号
１２２が論理「０」として検出される前に、信号
５８が論理の「０」として検出される場合は、制
御はブロツク１３４に移る。信号５８が論理
「０」として検出される前に、信号１２２が論理
の「０」として検出される場合は、制御はブロツ
ク１３２に移る。

出力ブロツク１３４は信号Ｒ−GATE８２を
論理の「０」にセツトし、それによりトランジス
タ８０の導通を終わらせる結果トランジスタ・ス
イツチ６０をターンオフさせることにより、溶接
コンタクタ２０の作用をシミユレートする。

制御は次のブロツク１３６および１３８から成
るタイミング・ループに移される。ブロツク１３
６は、ブロツク１３６および１３８から成るルー
プを通過するたびに、マイクロプロセツサ５０の
中のタイミング・カウンタのカウントを増加させ
る。判断ブロツク１３８は、信号１２２が実際の
溶接電流の消弧を示す論理の「０」になると、ル
ープの通過を終わらせる。したがつて、ブロツク
１３６の中のループ・カウンタは、信号５８およ
び１２２がその順序で論理の「０」にスイツチす
る時の時間間隔を計数する、ブロツク１３６およ
び１３８によつて形成されるループの通過数のカ
ウントを含む。制御は次にブロツク１４０に移
る。

前述のとおり、信号５８が論理「０」になる前
に信号１２２が論理「０」になると、制御はブロ
ツク１３２に移される。これは、実際の溶接電流
が消滅してから信号８４を消滅させるモデル化回
路５１の電位差計６２が誤調整されるときに生じ
る。ブロツク１３２は、電位差計６２を調整する
ことによつてモデル化回路の力率を増加すること
を作業員に通報する診断メツセージを出す。電位
差計６２は増分調整され、別の溶接が開始され
る。電位差計６２の調整は、溶接がブロツク１３
２からの診断メツセージなしで完成されるまで繰
り返される。

判断ブロツク１４０が溶接周期の最初の２〜３
回の半サイクルの間に生じるタイミング・データ
の分析を防止するのに使用されるのは、工作部品
３８の抵抗がその周期の初めの間不安定に変化
し、そのため信頼できるデータを生じないからで
ある。溶接周期の最初の４回の半サイクルの間に
生じるタイミング・データは無視され、第５およ
び第６の半サイクルの結果はそれぞれマイクロプ
ロセツサ５０の奇数または偶数の記憶場所に記憶
される。溶接の制御は、溶接周期の最初の６回の
半サイクルの間、判断ブロツク１４０から溶接サ
ブルーチン１２６に戻される。第７の半サイクル
で始まる判断ブロツク１４０の制御は、考慮中の
半サイクルが奇数番目か偶数番目かを判定する判
断ブロツク１４２に移される。奇数番目である第
７の半サイクルの場合は、制御は演算ブロツク１
４４に移され、ここで5μsの増分の時間Ｔ７はそ
れより前の奇数番目の半サイクルの時間、例えば
時間Ｔ５を引かれる。その結果、この減算の結果
はデルタＴ７となる。従つてその計算式はT_o−
T_o-2＝ΔT_oである。偶数番目の半サイクルであ
る次の半サイクルでは、演算ブロツク１４６は、
時間Ｔ８から時間Ｔ６を差引いたものに等しいデ
ルタＴ８（ΔT8＝T8−T6）を形成するための制
御を行なう。このように、以下すべての半サイク
ルについてデルタＴが形成される。デルタＴは、
酸化物及びその他の不純物による溶接チツプの変
形のような極性に敏感なタイミング・エラー、ま
たは溶接コンタクタ２０におけるSCRの応答時
間の不整を打ち消すように、奇数から奇数を引き
また偶数から偶数を引くやり方によつて決定され
ることが望ましい。

抵抗の変化が小さい場合は、前述の方法で導い
たデルタＴは溶接の進行中に作られる動的抵抗曲
線の抵抗対時間の関数の負の時間の導関数に比例
することを示すことができる。マイクロプロセツ
サによる解析に適した抵抗対時間の関数の数字表
示を再形成するために、デルタＴ関数の負の積分
を作る必要がある。数字的には、これは加算ブロ
ツク１４８で行なわれる加算操作によつて達成さ
れる。ブロツク１４８の出力が、時間すなわち溶
接サイクルに関してプロツトされると、第３Ａ図
に示される動的抵抗曲線の近似である第３Ｂ図に
類似の曲線が生じる。任意の瞬間における第３Ｂ
図の曲線の高さは、前のデルタＴの総和に等し
い。

溶接の強さと溶接区域の抵抗との関係の研究に
より、溶接部の両端間の抵抗が、第３Ｂ図のピー
ク１５８によつても近似的に示される第３Ａ図の
ピーク１５６に達してから所定量だけ減少するま
で溶接電流が継続されるならば、良質の溶接が達
成されることが示されている。判断ブロツク１５
０は、ブロツク１４８からのデータにピークが生
じたかどうかを判定する。ピークに達したなら
ば、判断ブロツク１５２は第３Ｂ図のピーク値１
５８からの降下を測定して、あらかじめ選択され
た値である第３Ｂ図に見られるような限界値１６
０と降下値とを比較する。ピークに達しない場合
は、制御は判断ブロツク１５０を出て、溶接を続
行する溶接サブルーチン・ブロツク１２６に戻
る。ピーク１５８からの降下が、判断ブロツク１
５２によつて判定された限界値に等しいかそれよ
りも大きい場合は、マイクロプロセツサ５０は溶
接を続行する溶接サブルーチンに戻らず、制御を
操作ブロツク１５４に移し、溶接シーケンスを完
了させる「ホールド」のような操作が行われる。
操作ブロツク１５４を出て、マイクロプロセツサ
は待機モードに戻る。あらかじめプログラムされ
た溶接サイクルのカウントに達する前に、ブロツ
ク１５２が制御をブロツク１５４に移さない場合
は、制御はブロツク１２６からブロツク１５４に
直接移される。ブロツク１５４はその最大持続時
間で溶接を終わらせ、 ’724特許に説明されたと
おりホールド周期を開始する。

好適実施例の説明 第４図および第７図において、一般に工業用ま
たは商業用に使われる帰還形溶接機制御装置１０
は、しや断器１４を通つて任意の既知の方法で接
続される線路Ｌ１およびＬ２を持つ、普通の
480Vの交流電源１２のような電源に接続されて
いる。第４図に示されたとおり、線路Ｌ２は溶接
変圧器１６の一次側に操続され、Ｌ１はサイリス
タ・コンタクタ１８および線路Ｈ１を通つて溶接
変圧器１６の一次側に接続されてている。電力線
路Ｌ１およびＬ２のしや断器側は、第４図に示さ
れたとおり、ケーブル７PLを通して電力パネル
２０にも接続されている。電力パネル２０は、電
力ケーブル６PLを通してサイリスタ・コンタク
タ１８に接続されている。論理パネル２２には、
マイクロプロセツサ盤と、間にシールド３０を備
えた入／出力盤２６およびアナログ回路盤２８と
がある。あるいは、別の形式として、アナログお
よびＩ／Ｏ盤は１つの盤に組み合わされる。そし
てそれらのすべては単一のケーブル８PLによつ
て相互に接続される。マイクロプロセツサ盤２４
は、モトローラM6800のような任意の既知の型の
８ビツト・マイクロプロセツサ（図示されていな
い）を含む。８ビツト・マイクロプロセツサは、
実行プログラムを含む読出し専用メモリおよび他
のレジスタ、溶接シーケンスのプログラム定数を
含むランダム・アクセス・メモリ（RAM）、ポ
ート・レジスタ、及びいろいろなゲート、ならび
に技術的に既知の任意の方法でマイクロプロセツ
サの上記の集積回路を相互接続する増幅回路など
を含む。マイクロプロセツサ盤は、溶接機制御器
が除勢されるとき必ずRAMの記憶されたデータ
を保持するバツテリをも含む。RAM用のバツテ
リおよびデータ保持回路は、溶接制御器が線路か
ら電力を供給されるときの正常な操作の間細流充
電され、かつ溶接制御器が除勢されるときRAM
にデータを記憶するために約21日の有効寿命を持
つ。

入／出力盤（以下、Ｉ／Ｏ盤と呼ぶ）２６は、
プロセツサ・バスのインターフエースを構成する
ように、Ｉ／Ｏ信号コンデイシヨナとして働く。
Ｉ／Ｏ盤はまた、ガンのトリガによりまたは故障
発生によりそれぞれ溶接機のソレノイドを付勢又
は除勢する開始および故障リレーをも含む。Ｉ／
Ｏ盤はまた、選択されたソレノイドを作動するだ
けの電力を供給するソレノイド増幅をも含む。マ
イクロプロセツサ盤２４もＩ／Ｏ盤２６も、それ
ぞれケーブル４PLおよび５PLを通して電力パネ
ル２０と連結される。アナログ回路盤２８は、後
で詳しく説明するフイルタ／減衰器３２を通して
線路Ｌ１およびＬ２に接続されているいる。論理
パネル２２、フイルタ／減衰器３２、電力パネル
２０、サイリスタ・コンタクタ１８、およびしや
断器１４はすべてコンタクタ・モジユール３４に
収納されている。

シーケンス・モジユール３６は、ケーブル
CPLおよび１PLを通して、マイクロプロセツサ
盤およびコンタクタ・モジユール３４に連結され
る。シーケンス・モジユール３６は、溶接スケジ
ユールを入力し、パターン認識限界をセツトし、
後で詳しく説明するマイクロプロセツサに質問す
る、などの手段を与える。それはまた診断読出し
を表示し、高速調整および帰還形の操作モードを
与え、さらに帰還形溶接機制御装置のための他の
作業員用の制御装置を備えている。非溶接作業員
用遠隔操作スイツチ３８および溶接作業員溶接開
始スイツチ４０は、ケーブルJPL、２PLおよび
３PLを通して論理パネル２２ならびに電力パネ
ル２０に接続されている。スイツチ３８および４
０の操作は後で詳しく説明する。

本発明の帰還形溶接機制御装置は、溶接電流が
流れている時間中のその作動を除き、 ’724特許
に説明されたものと同様に動作する。さらに、
’724特許の整備間隔カウンタおよび補償器
（MICC）はもはや不要であり、それは ’724特
許の第４図に対応する本願の第５図のアドレス・
プログラム・チヤート上で、後に詳しく説明する
パターン認識限界４２に対するアドレスによつて
代えられる。シーケンス・モジユール３６との交
信、診断検査、溶接シーケンスにおける現時点以
外のステツプのタイミングなどのような他のすべ
ての操作は、参照によつて本発明の説明に援用さ
れて ’724特許に記載されている方法で実行され
る。簡単にするために、この実施例では、作業員
が選択し得るシーケンスは ’724特許のように３
つではなくただ１つである。前述のように、
MICCと呼ばれる回路及び特徴がこの発明から除
外されたのは、溶接の長さを変えるための帰還の
使用が上記の特徴を無用にするからである。

第５図において、溶接作業員は、 ’724特許の
場合と同様にアドレス１０−１７および４０を持
つ機能部分４６に溶接スケジユールを入力する。
理想的には、選択された電流については、溶接時
間は許容されうる溶接を行なうために必要な最小
値を超過する値である。さらに、作業員は、各溶
接が行なわれるにつれて、動的抵抗曲線から抽出
される特徴の許容限界を入力する。区域、凸度、
および降下に関するこれらの限界はアドレス２１
−２６に入力される。帰還形溶接機制御装置の正
常な作動中、制御回路は、これら３つの特徴（区
域、凸度および降下）が溶接すべき材料について
経験に基づいて定められるそれぞれの上限と下限
との間にすべて同時におさめられたときに、溶接
電流を止める。

溶接機をその帰還形溶接機制御装置と共に使用
する前に、電子シミユレータ、すなわちモデル回
路は、溶接変圧器４８、そのケーブル５０、およ
び電極を持つ溶接ガン５２から成る実際の負荷回
路に適合するように調整される。この調整工程
は、溶接機制御を高速調整モードに置くことによ
つて大幅に促進される。この調整を行なうため
に、それぞれ ’724特許に説明されたように、ア
ドレス読出し装置５６とそのつまみ５８、データ
読出し装置６０とそのつまみ６２、実行およびプ
ログラムモードを持つキー操作形実行／プログラ
ム用スイツチ６４、アドレスつまみ５８によりセ
ツトされた記憶場所に現在記憶されているデータ
を表示するLEDデータ表示装置６６、ならびに、
それぞれスイツチ８２，８０及び７４と同一機能
を有する個々の操作者用ボタン７０，７２，７４
を持つ入力スイツチ６８を含んでいるシーケン
ス・モジユール３６の前面パネル５４が参照され
る。溶接機制御は、アドレス表示装置５６のつま
みでアドレス１８をダイヤルし次にデータつまみ
６２により零でない数を入力することによつて、
高速調整モードに置かれる。データつまみ６２に
おけるこの零でない数は、実際には入力／リセツ
ト スイツチ７４を押すことによつてRAMの記
憶場所１８、すなわち高速調整モードに入力され
る。そのときLEDデータ表示装置６６は、アド
レスつまみ５８によりセツトされた記憶場所１８
に現在記憶されているデータを表示する。それに
より作業員は実際にデータつまみ６２でダイヤル
されたデータが入力されたか否かを確かめるため
に検査することができる。この高速調整モード１
８において、マイクロプロセツサは「第１」入力
を検査し、溶接の消弧角と電子シミユレータ、す
なわちモデル化回路の消弧角との間の差を最小に
するように、Ｎ（力率調整語）を増分変化させる。
例えば、もし「第１」入力が論理の「１」であれ
ば、モデル化回路の力率は低過ぎて、マイクロプ
ロセツサはＮに「１」を加えるであろう。反対の
場合は「１」が差引かれる。この調整工程は、電
子シミユレータすなわちモデル化回路が、Ｎに対
する理想の調整点の近傍で単位１の限界サイクル
に収れんするまで、各半サイクルごとに生じる。
最良の結果を得るために、この調整は、加工品の
抵抗値を調整に含ませるために、サンプル試片
（溶接されるべきタイプの金属）に対して溶接を
しながら行なわれる。

溶接機制御器の高速調整が終つた後（最悪の場
合は調整に250個の半サイクルを要し、調整間隔
は第８電力セグメントまで２つの分けられる）、
溶接機制御器は帰還モードで使用するように準備
される。これを達成するために、作業員は零を読
むようにデータつまみ６２をダイヤルすることに
より、また高速調整モード１８を禁止するための
入力／リセツト・スイツチ７４を押すことによつ
てその零の数をRAMメモリに入力することによ
り、アドレス場所１８を零にリセツトする。次に
作業員は、アドレスつまみ５８を数19にダイヤル
し、データつまみ６２を零でない数にダイヤルし
て、動的抵抗曲線の特徴が高速調整および帰還モ
ードがセツトされたのと同様な方法で制御器のマ
イクロプロセツサに前にダイヤルされたパターン
認識限界４２の範囲内にあるとき、溶接機制御器
のマイクロプロセツサに溶接電流を止めさせる。
ケーブルの加熱、電子部品の変化などの影響を補
償するために、マイクロプロセツサは動的抵抗曲
線をその谷の間に検査し、またこのデータの符号
に基づいて、高速調整モードの場合と同様に次の
溶接の初期にＮの増分調整を行なう。谷の点の抵
抗が調整の基本として選択されるのは、それは次
の溶接にわたつて十分に一定に保たれ、かつ第１
２図に示されたとおり最小スロープの区域内にあ
るからである。

’724特許のように、すべての制御信号は、マ
イクロプロセツサに対してその入出力装置によつ
て中間接続されている。第６図はマイクロプロセ
ツサ７６の入力信号および出力信号を示す。トリ
ガ・スイツチ４０を作動させて溶接制御器に電力
が加えられると、マイクロプロセツサ７６はその
支持回路と共に自らを初期化する。いつたん溶接
制御器が初期化されかつ待機モードに置かれる
と、シーケンス・モジユール３６とマイクロプロ
セツサ７６との間で連絡が行われる。溶接機のも
う１つの入力は、遠隔操作の溶接／非溶接スイツ
チ３８または前面パネル５４にある２位置スイツ
チのスイツチ７２によつて操作される溶接／非溶
接コンタクト７２である。このスイツチが溶接位
置にあると、溶接電流はトリガ・スイツチ４０に
よつて開始される溶接の間流されるであろう。非
溶接位置では、溶接制御器はシーケンス制御され
て、溶接電流は流されない。電力SCRの両端の
電圧を表わす交流線路基準信号７８及び自動力率
信号８０は、ともにマイクロプロセツサ７６への
入力信号であり、 ’724特許に説明された方法と
同様に機能する。ALOGI信号８２は電子シミユ
レータ（モデル化回路）からのシミユレートされ
た自動力率信号である。実際の溶接電流が
ALOGI信号の前に変移することを示すFIRST入
力信号８４はマイクロプロセツサ７６へのもう１
つの入力信号である。パルス幅がALOGIと自動
力率転換との間の時間差に等しいDIFF入力信号
８６は、マイクロプロセツサ７６へのもう１つの
入力信号である。ALOGIと自動力率との間の時
間差に比例するクロツク・カウントを含む差動ク
ロツク信号８８は、もう１つの入力信号である。
NMI入力信号９０は、オーバーライト・タイマ
からの割込み信号である。マイクロプロセツサの
出力は、力率をこの高速セツトアツプ・モード１
８の間に実際の溶接回路の力率に精密に合致する
ように調整する電子シミユレータに供給される信
号を除けば、 ’724特許に見られるものと同様で
ある。

動作原理 前述のとおり、本発明の帰還形溶接機制御装置
はその主制御素子の１つとして、８ビツト・マイ
クロプロセツサを利用する。溶接機制御機能を果
たすソフトウエア・プログラムは、プログラム可
能読出し専用メモリ（PROM）にある。このメ
モリは持久式である。すなわち実行プログラムは
メモリに電力が供給されない場合でも不変であ
る。しかし溶接スケジユールに関する定数（スク
イーズ−溶接−パーセント電流−冷却−溶接−オ
フの時間、パターン認識限界、診断など）は
RAMとして知られているプログラム可能メモ
リ・レジスタに記憶される。

いま第７図から、帰還形溶接機制御装置は主と
して４つの回路部分から成つている。第１の回路
部分は実際の溶接変圧器４８、電極５２とケーブ
ル５０とを備えている溶接ガン、および溶接変圧
器を通る電流を制御するのに用いられるSCRサ
イリスタ・コンタクタ１８から成つている。回路
の第２の主部分は、この場合は、アナログ回路で
あるが、本帰還装置の第１の部分において述べた
実際の溶接機回路をシミユレートするのに用いら
れるデイジタル回路と全く同じような電子シミユ
レータ、すなわちモデル化回路９２から成る。第
３の部分は、電子シミユレータ９２からのシミユ
レートされた信号と、溶接機４８の一次側１６か
らくる実際の信号とのタイミングの差を判定する
タイマ回路９４を含む。これらのタイミングの差
は次に、マイクロプロセツサ７６に送られて、こ
こでそれはこの帰還形溶接機制御装置の第４の部
分であるマイクロプロセツサ７６のRAMメモリ
に記憶された限界と比較される。

装置の第４の部分にあるマイクロプロセツサ７
６は、実際の溶接機から発生された情報を、シミ
ユレートされた基準溶接機２５によつて発生され
た情報と比較する。マイクロプロセツサのRAM
記憶場所に記憶されるパターン認識限界は、三次
元ブロツク６６を形成する。パターン認識限界は
元来、溶接すべき特定の金属についての経験に基
づいて定められ、良質の溶接に対応している。特
徴は溶接中に抽出され、またそれらのすべてがブ
ロツク６６にマツプされると、良好な溶接ナゲツ
トが形成される。抵抗の変化を表わす抽出された
特徴は、下記のカテゴリに入る：(1)動抵抗曲線の
下の区域；(2)凸度すなわち曲線の形状；および(3)
完成された溶接を表わす第１２図に示されるよう
な抵抗降下。上述のとおり、使用される材料およ
び設備により変化すると思われるこれらの限界の
範囲を定めるのに、発見的過程が含まれている。

シミユレートされた基準溶接機として言及され
た電子シミユレータすなわちモデル化回路は、シ
ミユレートされた電流波形が線間電圧波形ひずみ
によつて完全に影響されて形成されるように、実
際の溶接回路のとおり、線間電圧源１２から導か
れる入力基準信号を供給するフイルタ／減衰器３
２を含む。本質的に、電子シミユレータ（モデル
化回路）は、実際の溶接機の等価RL網を表わす
微分方程式を解く。このモデル化回路９２は、後
で詳しく説明する実際の溶接回路に厳密に一致す
るように、マイクロプロセツサ７６によつて調整
される。シミユレートされた基準溶接機と実際の
溶接機との主な相異は、実際の溶接機がその電極
間に溶接すべき材料を持つが、シミユレートされ
た基準溶接機はかかる材料を持たないことであ
る。したがつて、シミユレートされた基準溶接機
および実際の溶接機からの信号のいかなる変化
も、そのとき溶接される材料の抵抗変化のみを表
わすべきである。

第８Ａ図には、電子シミユレータ９２のアナロ
グ回路を表わす一段と詳細な回路論理ブロツク図
が示されている。第７図の第１部分および第３部
分の回路も含まれている。この回路には、溶接工
具の操作に必要なＩ／Ｏ信号と共にデイタル・タ
イマが含まれている。480Vの線間電圧からの電
圧基準信号７８は、フイルタ／減衰器３２に入力
される。この入力電圧は、その上に波形７８で示
されるような正弦波電圧である。フイルタ・減衰
器の目的は、差動モードのノイズをまず取り除く
ことである。次に、フイルタは電圧を使用可能レ
ベルまで分圧する。480V線路がいつたん使用可
能レベルすなわち最大約＋10Vまたは−10Vに分
圧され、更に本発明においては４−6Vに分圧さ
れると、基準信号は差動演算増幅器ブロツク９６
に送られる。この増幅器ブロツク９６の特徴は、
共通モードを強く排除することである。不要の共
通モード信号はこの増幅器によつて減少される。
この点の信号は第８Ａ図の波形９８によつて示さ
れるとおり反転される。この点における反転信号
は、２つの別なルートに分かれる。第１ルートは
アナログ・シミユレータ１０６に進み、第２ルー
トはゼロ検出回路１０２に進む。ゼロ検出回路１
０２の出力はリード・トレール基準信号１０４と
なる。第１ルートにおいて、信号は増幅器１１０
によつて操作されるスイツチ１０８を含む回路ブ
ロツク、すなわちSCRシミユレータ１０６に進
み、スイツチおよび増幅器は実際の溶接機回路に
あるSCR１８の作動をシミユレートするように
される。スイツチ１０８は、実際の溶接機の
SCRを起動するゲート・パルスが開始されると
同時に閉じられる。SCRシミユレータ１０６の
部分は、波形１１２で示されるようなチヨツプ信
号を作り、この信号は次に増幅器１１４に送られ
るが、この増幅器はチヨツプされた正弦波形１１
２を受けてバツフアとして働き、信号を反転す
る。反転信号は次に積分回路１１６に供給され
る。積分器１１６は、溶接機の実際のRL網に相
当する等価RL網の微分方程式を解くとともに、
電圧波形１１２を電流波形１１８に変換する。

さらに、アナログ回路によつて表わされるこの
基準溶接機の力率は、力率選択回路１２０により
実際の溶接機の力率に一致するように変えられ
る。力率選択回路１２０は、アナログ・スイツチ
によつてスイツチ・インおよびスイツチ・アウト
される別個の２進重み付き抵抗器である。すべて
のスイツチが論理の「０」の出力を持つとき、最
高の力率0.8がシミユレートされる。しかしこの
力率選択回路１２０は、スイツチと共にＲ−2R
はしご形抵抗回路網を備えているナシヨナル・セ
ミコンダクタ社のDAC1020のようなデイジタ
ル・アナログ変換器（DAC）であつてもよい。
この場合、すべてのスイツチが論理の「１」の出
力を持つとき、最高の力率約0.8がシミユレート
される。PIAポートに現われるすべての零は、最
低の力率0.4を生じる。合計８ビツトは、帰還の
量を零から255の部分に分ける。電流導通サイク
ルが終わると、リセツト回路１２２は積分回路１
１６のコンデンサを放電する。これは、電流導通
の次の半サイクルのために積分器１１６の再始動
を与える。電流信号１１８は次に、信号波形１２
６を作る整流回路１２４に供給される。この信号
は別の零交差検出器１２８に供給される。零交差
検出器１２８の出力は、ALOGI信号８２として
知られる波形１３０である。このALOGI波形１
３０は、実際の溶接機からのAPF信号に相当す
る。ALOGI信号１３０はしたがつて、基準溶接
機の自動力率信号である。

波形１３０（ALOGI）に戻つて述べると、こ
の信号は次に反転回路１３２に送られ、ここでそ
れは反転される。この理由は、ALOGI波形１３
０の後縁がフリツプ・フロツプ回路１３４に対し
て零にクロツクするからであり、これはシミユレ
ートされたSCR回路１０６および積分器１１６
のリセツト回路１２２のための制御信号として働
く。ALOGI波形１３０の１−０転換は、電流の
この零交差時に常時ターン・オフするSCRの作
用をシミユレートするスイツチ１０８を開く。反
転ALOGI信号１３０も別のフリツプ・フロツプ
１３６に供給される。実際の溶接機からのAPF
信号８０は、発光ダイオード１４０とオプト・ア
イソレータ・トランジスタ１４２とを含むアイソ
レーシヨン回路１３８を介してフリツプ・フロツ
プ回路１３６にも供給され、したがつて論理電圧
レベルのアナログ回路は実際の溶接機の電力回路
から隔離される。ALOGI信号１３０およびAPF
信号８０は、どの信号がフリツプ・フロツプ１３
６を駆動する最後の信号であつたかを判定するた
めに用いられる。この情報を知ると、ALOGI信
号１３０またはAPF信号８０のどちらが先に来
たかを判定することができる。ALOGI信号１３
０およびAPF信号８０はそれぞれ、排他的ORゲ
ートでから判断回路１４４にも供給される。OR
ゲート１４４は論理の「１」であるが、ALOGI
信号とAPF信号との間には差がある。ALOGI信
号とAPF信号との間のこの差は、クロツク信号
をゲートするのに用いられる排他的ORゲート１
４４の出力における差信号８６として知られ、
ALOGI信号とAPF信号との間の時間差を表わす
多数のクロツク・パルスを与える。差クロツク回
路１４６は、排他的ORゲート１４４からの第１
入力、およびクロツク１４８からの第２入力を持
つが、差クロツク回路１４６に対するクロツク１
４８の信号は係数装置として知られる分圧回路網
１５０によつて変形される。クロツク１４８は固
定周波数で作動し、１、２、または４で割ること
ができる。

ゲート・パルス信号（GP）１５２は、マイク
ロプロセツサからゲート回路１５４に送られる。
このゲート・パルス信号１５２は、オーバーライ
ド・タイマが時間切れにされずかつソレノイド弁
が始動される条件とANDをとられる。ゲート回
路１５４は、SCRシミユレータ回路１０６のス
イツチ１０８の作動を開始させるようにフイリツ
プ・フロツプ１３４に信号を送る。ゲート回路１
５４は、25μsの間約5Vの出力信号１５３を持つ
GPワン・シヨツト回路１５６をも始動させる。
回路１５６からのこのゲート・パルス１５３は、
溶接機の中のSCRを起動するパルス変成器を持
つ電力モジユール２０に送られる。オーバーライ
ド・タイマとソレノイド弁とのAND条件は、
120V AC回路になるソレノイド弁を作動させる
トライアツク・スイツチ回路１６４のための増幅
器として働くインバータ回路１６２に順次信号を
送るANDゲート１６０で加え合わされる。トラ
イアツク回路１６４は、120Vおよび1Aの出力を
持つ固体スイツチである。オーバーライド・タイ
マすなわち再トリガ可能ワン・シヨツト回路１６
６は、OR信号１６８によつて始動される。OR
信号１６８はプロセツサによつて毎秒少なくとも
一度はパルスされる、すなわち時間切れ状態が生
じる。オーバーライド・タイマ回路１６６がソレ
ノイド弁がオンの間に時間切れになると、
NAND回路１７０は出力信号１７２を発生する。
この信号１７２は、マイクロプロセツサに戻つて
オーバーライド・タイマ１６６を再始動し、同時
にシーケンス・モジユール３６の前面パネル５４
にあるデータ表示装置６６にフラツシング９９の
エラーを表示するマスクされない割込み信号
（NMI）である。

回路ブロツク１７４は、24VDC信号を回路ブ
ロツク１７４に入力するために溶接機のガンのト
リガによつて作動される始動回路である。回路ブ
ロツク１７４の出力は、溶接シーケンスを開始す
ることを溶接機制御器に命じる開始信号１７６
（INIT）である。

良好な溶接を決定するパラメータが第５図に示
されるとおりパターン認識限界およびアドレス２
１−２６を入力することによつて選択される準備
操作が終わつてから、本発明の帰還形溶接機制御
装置は正常な溶接シーケンスを開始する用意を整
える。作業員がガン溶接機のトリガを引いたり、
別の形の溶接機の操作ボタンを操作すると、回路
ブロツク１７４からの開始信号１７６は溶接機制
御装置によつて受信される。この開始信号１７６
を受信すると、溶接機のマイクロプロセツサは零
検出回路１０２から来るリード・トレイル信号１
０４をさがす。制御器がいつたんリード・トレイ
ル信号１０４と同期されると、オーバーライド・
タイマ１６６が始動される。タイマ１６６がいつ
たん始動されると、ソレノイド弁信号１５８が与
えられる。オーバーライド・タイマ１６６が始動
されるか、動作状態にありかつソレノイド弁信号
１５８が存在する条件の間、ANDゲート１６０
は、インバータ回路１６２、引き続き、トライア
ツク・スイツチ回路１６４を付勢する出力論理信
号を持ち、さらにソレノイド弁信号１５８が出さ
れてソレノイド弁を作動させる。この時点で、ゲ
ート回路１５４は付勢されて、ゲート・パルス１
５２を次に与えるゲート・パルス回路１５６に入
力信号を供給する。 ’724特許で前に述べたとお
り、事象の正常なシーケンスはスクイーズ遅延を
通過し、さらに両電極チツプの実際のスクイーズ
期間を通過する。スクイーズ期間中、マイクロプ
ロセツサはリード・トレイル信号をさがし、リー
ド・トレイルの転換をカウントする。スクイーズ
遅延およびスクイーズ期間が終わると、溶接機制
御は溶接パルスを開始する。溶接パルスは、リー
ド・トレイル転換から一定の時間待機し、次にゲ
ート・パルス回路１５６を起動することによつて
開始される。ゲート・パルス回路１５６からのワ
ン・シヨツト出力信号は、実際の溶接機のSCR
を起動する。SCRが起動されると、フリツプ・
フロツプ１３４は信号を受け、それは引き続き
SCRシミユレータ１０６を作動し、スイツチ１
０８が閉じ、引き続きアナログ・シミユレータを
付勢するが、これは前述のとおりである。前述の
第７図の基準溶接機の第２の部分は、実際の溶接
機からの実際のAPF信号の力率に近づけるよう
に力率を調整することによつて整合される。一定
数の溶接サイクルは溶接パルスの開始後無視され
るが、これらの最初の２〜３個の半サイクルは任
意の基準信号が帰還形溶接機制御装置によつて使
用される前のブランキング周期と呼ばれる範囲内
にある。普通３〜４個の半サイクルであるブラン
キング周期を一旦経過すると、マイクロプロセツ
サはAPFとRAM記憶場所にあるALOGI信号と
の時間差を累積する。この情報はマイクロプロセ
ツサによつて保持され、かつ良質の溶接を表わす
一定の特徴を引き出すためにパターン認識限界と
比較される。

次に、第８Ａ図の回路の一段と詳細な検討と信
号処理とを第８Ｂ図を用いて説明する。電圧基準
信号は、第４図に示されたとおりフイルタ／減衰
器３２に進み、それがアナログ回路のシミユレー
トされた基準溶接機に送られる前に調整される。
第８Ｂ図に示されるフイルタ／減衰器３２の第１
段は、差動ノイズ・フイルタと、４〜6Vのピー
ク・ピーク値のような、電子シミユレータに見ら
れる集積回路部品によつて使用可能な電圧レベル
まで480Vを分圧する分圧網とから成つている。
フイルタは２個のインダクタ１Ｌおよび２Ｌと、
２個のコンデンサＣ１およびＣ２から成つてい
る。２個の抵抗器Ｒがフイルタの固有共振を緩和
するためにインダクタ１Ｌおよび２Ｌに直列に接
続されている。分圧器はフイルタと直列に接続さ
れていて、抵抗器Ｒ１〜Ｒ１０を含む。コンデン
サＣ７およびＣ８がそれぞれ抵抗器Ｒ９ならびに
Ｒ１０の両端に接続され、それらは到来信号の漂
遊容量による移相を補償するように調節可能にな
つている。抵抗器Ｒ９およびＲ１０の両端の点か
ら、調整された論理レベル信号が入力増幅および
バツフア段に送られる。

この調整された論理レベル基準溶接機は、第８
Ｃ図の集積回路チツプ１（IC１）および差動入
力計測増幅器を構成するそれと組み合わされた回
路に進む。この増幅器は共通モードを強く排除す
る。したがつてその主が目的は、不要の共通モー
ド信号を減少させてバツフアとして働くことであ
る。IC１への入力は第８Ａ図および第８Ｂ図に
示されるとおり、波形７８として示されている。
出力波形は第８Ａ図および第９Ｂ図の波形９８と
して示されている。この信号は次に、２つの別々
の回路、すなわち(1)アナログ回路、および(2)リー
ド・トレイル回路に分かれる。

波形９８は、電圧ホロワであるIC２Ｄのよう
な数個の集積チツプから成るリード・トレイル回
路に送られる。IC２Ｄの出力信号は、零交差検
出回路IC４および周辺構成部品に供給される。
１対のダイオードＤ５およびＤ６が低電圧ホロワ
と零交差検出回路との間に直列に接続されてい
て、信号の大きさを制限する。零交差検出回路
IC４の出力は、リード・トレイル信号として知
られる第８Ａ図の波形１０４によつて代表される
論理レベル信号である。１〜０および０〜１の論
理レベルの変化は、基準電圧信号波形７８の零交
差を示す。

アナログ回路は主として、多数の集積チツプ
（IC）１Ａ−Ｄ，２Ａ−Ｃ，３，４，５，６，７
Ａ−Ｂおよび８Ａ−Ｂ、ならびにそれらと組み合
わされる構成部品から成る。電子シミユレータ回
路すなわちモデル回路９２に送られる電圧基準信
号７８は、実際の溶接機のSCRをシミユレート
するスイツチ７Ａを通る。集積チツプであるこの
スイツチ７Ａは、１Ｃに直列に接続された第８Ａ
図の積分器１１６に送られる電圧基準信号の位相
を制御する。この信号はまずバツフア増幅器１Ｄ
に進み、次にそこからIC２Ａ、コンデンサＣ２
２，IC５，IC６および組み合わされる抵抗器Ｒ
６５−Ｒ７２、ならびにRH５およびRH６によ
つて構成される積分器に進む。集分器IC２Ａ（１
１６）の帰還回路にあるアナログ・スイツチの抵
抗器は、マイクロプロセツサにこのシミユレータ
溶接回路の力率を調整させる。スイツチIC５お
よびIC６ならびにそれに接続された抵抗器は、
２進重み付の抵抗器回路網を構成する。マイクロ
プロセツサによつて調整されるこの抵抗器回路網
のセツテイングは、積分器IC２Ａに対する帰還
の量を決定する。マイクロプロセツサからすべて
のスイツチに至る論理の「１」は、すべてのスイ
ツチを開かせる。これは帰還ループ内の抵抗がよ
り大きいことを示す。抵抗が大きくなれば力率は
減少する。IC５およびIC６にあるすべてのスイ
ツチが論理の「０」であると、最高力率0.8がシ
ミユレートされる。本発明の帰還形溶接機制御装
置は、最低力率（マイクロプロセツサの２個のス
イツチIC５およびIC６の出力がすべて論理の
「１」である場合）が約0.4に等しくなるように構
成されている。IC２Ａの出力は第８Ａ図および
第９Ｂ図のシミユレートされた電流波形１１８で
ある。この信号は順次、集積チツプ２Ｂおよび２
Ｃならびにそれらと組み合わされた回路から成る
整流回路に送られる。第８Ａ図および第９Ｂ図の
波形１２６として示された整流波形は次に、集積
チツプ３およびそそれと組み合わされた構成部品
から成る零交差検出回路に送られる。IC３の出
力は第８Ａ図および第９Ｂ図の波形１３０に似て
おり、電流がない間は論理の「１」、電流がある
間は論理の「０」となる。この信号はさらに、集
積チツプ８Ａによつて整えられ、第９Ａ図の
ALOGI波形信号８２を発生する。これは、第７
図に示されたような、帰還形溶接機制御装置の第
３の部分にあるカウンタ回路に供給される、シミ
ユレートされた自動力率信号８２である。電流信
号の零交差は、シミユレートされたSCRをター
ン・オフする。しかし、ここではスイツチIC７
ＡによつてSCRをシミユレートしているので、
スイツチIC７Ａは信号をターン・オフするよう
に開かなければならない。これは、シミユレート
されたSCR IC７Ａのオン／オフ選択を制御する
出力を持つフリツプ・フロツプ１３４である集積
チツプ９Ａと共にALOGI信号８２を使用するこ
とによつて達成される。シミユレートされた
SCR IC７Ａはゲート・パルス（第６図、第８Ａ
図および第９Ａ図のGP信号１５２）によつてタ
ーン・オンされ、電流パルスの零交差によつてタ
ーン・オフされる。IC９ＡはFIRE（GP信号１５
２）と呼ばれる信号によつてセツトされ、
ALOGI信号８２によつてリセツトされるように
払われる。これはシミユレートされたSCRスイ
ツチをまず導通期間中閉じさせ、導通が終わると
開かせる。同時に、IC９AQからの出力はアナロ
グ回路の積分器部分をダンプするのに用いられ
る。これは、集積チツプ７Ｂおよび抵抗器６６か
ら成る回路によつて行われる。この回路は積分器
をリセツトして、それに次の電流導通サイクルの
用意を整えさせる。これは、第７図の第２の部分
である基準溶接機回路すなわちモデル化回路と呼
称されるアナログ回路部分を含む回路を完成す
る。

次に、第８Ｄ図に示される帰還形溶接機制御装
置のタイミング・シーケンスについて述べる。第
７図の第３の部分はタイマ・カウンタである。溶
接機およびシミユレートされた溶接機からの信号
は、タイマ回路９４に送られる。実際の溶接機の
自動力率回路は、信号８０（第７図および第９Ａ
図）を発生し、かつ実際の溶接回路のSCRの電
流導通に対応する。この信号は集積チツプ８Ｃに
よりバツフアされて、集積チツプ９Ｂ（第８Ａ図
のチツプ１３６）に送られる。溶接SCRを通る
電流の存在は、ALOGI信号が存在しない場合に、
IC９Ｂをリセツトする。ALOGI信号は、リセツ
ト信号がない場合にフリツプ・フロツプIC９Ｂ
をセツトする。IC９ＢのＱ出力は、第７図、第
８Ａ図、第８Ｄ（Ｂ）図および第９Ａ図の信号
FIRST８４で表わされる。その後縁には、第７
図、第８Ａ図、第８Ｄ（Ｂ）図および第９Ａ図の
DIFFERENCE信号８６があり、それはリード・
トレイル転換に追従する。FIRST信号８４は２
個の信号、APF８０またはALOGI８２のどちら
が最後の１−０転換を行なつたかを表わす。論理
の「０」はAPF転換が最後であつたことを示す。

ALOGI８２とAPF８０とは、ピン３において
排他的ORを発生する集積チツプ１１Ａへの入力
信号である。その出力信号はDIFFERENCE信号
８６と呼ばれ、ALOGIおよびAPFが一致しない
とき必ず論理の「１」である。

トランジスタ論理の1MHzクロツク発振器集積
チツプ１７から成る差クロツクは、時間軸信号と
して使用される。２進分周器IC１０ＡおよびIC
１０Ｂはこの時間軸信号を受信する。時間軸の選
択は、スイツチ１が1MHz、500KHz、または
250KHzを選択することにより達成される。この
時間軸信号は、インバータとして働くIC１２Ａ
からの差信号によつてゲートされる。したがつ
て、IC１２ＢはAPF８０とALOGI８２との時間
差の間にクロツク時間軸信号をゲートする。すな
わち、IC１２Ｂの出力は、ALOGI８２とAPF８
０との時間差を表わす、第９Ａ図の波形８６によ
つて示される多数のクロツク・パルスである。差
クロツク信号は、２進カウンタ集積チツプ２６に
送られる。

オーバーライド・タイマは、集積チツプ１６Ａ
および再トリガ可能ワン・シヨツト回路としてセ
ツトアツプされているタイミング構成部品から成
る。その機能はWATCHDOGタイマである。第
６Ａ図の波形１６８によつて示される、ORリセ
ツト信号１６８を出すことによつてマイクロプロ
セツサがこの装置を動作させない場合は、それが
使用可能にされてから1.2秒が経過するまで、こ
のタイマは時間切れになる。集積チツプ１６Ａの
出力は第９Ａ図のソレノイド信号１６９によつて
ゲートされ、この信号が現われと、溶接が進行中
であることを示す。集積チツプ１３Ｃは、制御が
溶接の進行中にあつてオーバーライド・タイマが
時間切れとなるときに、論理の低レベルを供給す
る。この信号は第９Ａ図の波形１７２として示さ
れるNMI信号であり、マイクロプロセツサに割
り込む。NMI信号１７２の適正な動作を保証す
るためにソレノイド信号１６９が出される前にタ
イマが始動されるべきことに注目されたい。ソレ
ノイド弁は、タイマ出力信号１７８およびソレノ
イド信号１６９の両方を受信する集積チツプ１３
Ｂによつて制御される。出力ピン６（信号ソレノ
イド）は、ソレノイド状態リレーIC１８を付勢
するバツフア１４Ａを駆動する。

ゲート・パルス回路は次のように作動する：信
号ソレノイドはIC８Ｆによつて反転され、IC１
３Ａをゲートするのに用いられる。したがつて
IC１３Ａはゲート・パルス信号１５２を出させ
る。出力ピン８は、FIREすなわちゲート・パル
ス信号１５２と表示される。この信号は、アナロ
グ・スイツチIC７Ａ（シミユレートされたSCR１
０６）およびIC１２Ｃにも送られる。IC１２Ｃ
の出力はワン・シヨツト回路IC１６Ｂをトリガ
するのに用いられる。これは約25μsの信号パルス
を作る。このパルスは電力パネルに進み、ここで
それは増幅されてSCRをトリガするのに用いら
れる。

始動回路は、作業員のガン・トリガ４０のため
の使用者接続の回路である。使用者はこの24V回
路に対してスイツチを閉にする。この信号はリレ
ーCR１を付勢するために用いられる。接点の閉
はIC１１Ｂによつてバツフアされ、マイクロプ
ロセツサに対するトリガ開始を示す論理の「０」
を発生する。溶接／非溶接回路は開始回路に似て
いる。接点の閉はIC８Ｅによつてバツフアされ
る。閉は溶接が行なわれることを示す。

本発明の帰還形溶接機制御装置のタイミングシ
ーケンスを概観すると、開始回路は溶接が要求さ
れるとき付勢される。次にマイクロプロセツサは
オーバーライド・タイマを起動して、ソレノイド
弁信号を出す。スクイーズ遅延およびスクイー
ズ・タイミングはリード・トレイル転換のカウン
ト動作によつて始まる。溶接サイクルの初めに、
溶接／非溶接が検査され、もし溶接位置にあれ
ば、ゲート・パルス信号１５２がSCRを起動す
るために与えられる。リード・トレイル転換で、
マイクロプロセツサ盤のクロツク差カウンタが使
用可能にされる。カウンタはまずリセツトされて
から使用可能となる。カウンタはここで、APF
信号８０とALOGI信号８２とのクロツク・パル
ス差をカウントするために使用可能となる。次
に、第９Ａ図の信号１６の垂線を見ると、APF
信号８０は論理「１」であり、転換がちようど
ALOGI信号８２の上に生じるのが分かる。DIFF
と呼ばれる信号すなわち差信号８６は、APF信
号８０およびALOGI信号８２が異なる論理レベ
ルである時間中論理の「１」に保たれる。これは
一定数のクロツク・パルスをカウントさせ、それ
は２つの信号間の時間差を表わす。FIRST信号
８４は、ALOGI信号８２がまず転換を生じたこ
とをマイクロプロセツサに知らせる。カウンタは
いまや使用不能にされて、カウントが読み取られ
る。この過程は、溶接機からの電流の零交差とモ
デル化回路の零交差との間の時間差を測定するた
めに、溶接を通じて繰り返される。この情報は、
情報を抽出するマイクロプロセツサによつて処理
され、かつ抵抗の変化が良質の溶接の形成を特徴
づける作業員によりセツトされたパターン認識限
界の範囲内にあるとき、マイクロプロセツサは溶
接サイクルを終わらせる。

良質の溶接の特徴を引き出すようにパターン認
識限界をセツトする手順に戻つて説明すると、パ
ターン認識限界は溶接すべき材料の種類および使
用される特定の溶接変圧器ならびに二次回路に左
右される。一般に、区域および凸度の限界は必ら
ず零の数より大でありかつある大きな正数より小
でなければならない。普通、下限を求めるには実
験的な方法が使用され、それは次のように行われ
る：(1)溶接すべき材料に関し、帰還形溶接機制御
装置は試験溶接の２〜３回の破壊テストから立証
され許容できる良質の溶接を形成するためのシー
ケンス・モジユール３６の制御により限界を与え
られる；(2)作業員は、許容できる溶接を形成する
最小の時間が彼によつて定められるまで、溶接時
間を一度に１サイクル減少させ；(3)作業員は、上
記のステツプ(2)で形成された溶接の区域、凸度、
および抵抗降下を読み取つて記録するためにシー
ケンス・モジユールを使用し；(4)作業員は、第５
図の検討で説明したとおり、シーケンス・モジユ
ールを使用してマイクロプロセツサのRAMメモ
リのそれぞれ下限アドレス２１，２３および２５
に、上記ステツプ(3)で見いだした区域、凸度およ
び抵抗降下の値を入力し；さらに(5)区域、凸度お
よび抵抗降下の上限は主として、これら３つのパ
ラメータの値として、代表的な溶接と大幅に異な
る値が生じた場合に、溶接機制御装置に溶接を止
めさせないようにするために用いられる。これは
溶接プロセツサに、ある外部妨害がある場合の誤
つたトリツプ動作を禁止し、またこのような場合
に、作業員にこれらの上限をセツトするために彼
の経験と判断とを用いさせる。しかし、これらの
限界が低くセツトされ過ぎると、ある溶接は時間
内に停止されず、またかかる限界が高くセツトさ
れ過ぎると、外部妨害が溶接の早期停止を生じる
ことがある。

第１１図には、電流消滅時間に及ぼす線間電圧
波形ひずみの影響が示されている。電圧波形１８
０は、時間T1で零になる溶接機電流１８２を形
成するひずみのない正弦波形である。電圧波形１
８０に波形１８４で示されるようにひずみがある
と、それは時間T2で電流波形１８２よりも若干
後で消滅する電流波形１８６を作る。負の半サイ
クルに対して正の半サイクルを減じる傾向がある
他のひずみは、妨害されない場合よりも早く電流
消滅を生じさせる反対の効果がある。線間電圧波
形の妨害に起因にする電流波形の波形１８２から
１８６までの変化によつて見られるとり、力率変
化により抵抗測定を行うことは普通、実際的では
ない。本発明が電子シミユレータによつて実行す
ることは、線間電圧波形の妨害を除去してそれを
受けないようにすることであるが、その理由はシ
ミユレータ回路および実際の溶接機はいずれも同
じ線間電圧波形の妨害を認識しており、溶接機か
らのALOGI信号８２とAPF信号８０との間の唯
一の差は溶接中にナゲツト形成が生じることによ
る電極チツプ間の工作部品の抵抗変化であるから
である。

第１２図は溶接中の軟鋼の代表的な動抵抗曲線
を示す。垂直軸は抵抗であり、水平軸は各溶接の
半サイクルである。それからわかるように、最初
の３〜４回の半サイクルは前述のブランキング期
間であり、そこではデータはマイクロプロセツサ
に向けられない。しかし溶接が第５の半サイクル
付近で谷の点を通過して進むにつれ、データはパ
ターン認識のために累積される。曲線によつて見
られるとおり、曲線の下の区域１８８、曲線の形
状に対する若干の凸部１９０、および曲線のピー
クからの抵抗降下１９２があり、これらはすべ
て、溶接機制御装置のパターン認識限界と前に呼
んだ一定の限界にしたがう。第１１図から第１３
Ａ図〜第１３Ｃ図については、第１３Ａ図〜第１
３Ｃ図は本発明の帰還形認識制御装置のパターン
認識特徴およびそれらの限界についての三次元の
形を示す。要するに、第１３Ａ図〜第１３Ｃ図
は、良質の溶接を表わす抵抗溶接の特徴と思われ
る抵抗降下、凸度および区域の制限によつて形成
された矩形スペース１９４を示す。最初の半サイ
クルは象限000軸で開始し、黒点１９６で示され
るとおり進むが、各黒点は溶接が良質の溶接を示
す矩形スペース１９４の限界内に入る前の約13回
の半サイクルについて、電流導通の１つの半サイ
クルを表わす。抵抗降下、凸部、および区域の限
界は、抵抗降下が約10〜32μΩ、凸度が20〜50の
正単位、区域が約50〜100の単位であつて、第１
３Ｂ図と第１３Ｃ図に示されるとおりである。す
なわち、この三次元の特徴のスペースの表示は、
第１２図の抵抗曲線の３つの特徴をマツプとして
示す。くりかえすと、３つの特徴は前述のとお
り、デルタＲの抵抗降下を表わす「降下」、曲線
の下の区域である「区域」、および曲線の中央が
その端よりも高いときに正とされる「凸度」であ
る。Ｘ、ＹおよびＺで示される３つの軸は、区
域、抵抗降下および凸度の特徴をそれぞれ表わ
す。ボツクス１９４は、これらの特徴が取り得る
許容される値の限界を表わし、また溶接が進むに
つれて特徴は各半サイクル毎に評価される。特徴
はそれぞれの原点000を座標として開始し、各半
サイクル毎の溶接が進むにつれて、それらは溶接
が適正に終わると、結局ボツクス１９４（限界ボ
ツクス）の内側に終る軌道をたどるにつれて、こ
の三次元スペースにマツプ表示される。それが起
こると、溶接電流は終了する。軌道がボツクス１
９４に入らない場合は、作業員によつてプログラ
ム・インされる最大サイクル数が完了するまで溶
接の続行が許される。

いま第１０Ａ図〜第１０Ｃ図を見ると、これら
の図は本発明の好適な実施例の流れ図のブロツク
図である。作業員によつて溶接が開始されると、
本発明の帰還形溶接機制御装置は工作部品の上で
溶接チツプを閉じるソレノイド出力を供給し、次
にそれは前述のとおりチツプが固定されるために
十分な時間（スクイーズ時間）だけ待機する。こ
の事象のシーケンスは、 ’724特許に記載された
ものと同じであり、ここで前記の特許とともに以
前の論述が参照される。

スクイーズ期間が終わると、マイクロプロセツ
サ７６は第１０Ａ図に示されるとおり、溶接サブ
ルーチンに入る。それが二重パルス・スケジユー
ルの第１溶接であるか第２溶接であるかによつ
て、ブロツク１９８は ’724特許で説明された溶
接機の作業員による準備の期間内に所定の適当な
電流を選択し、選択された電流の限界を検査し、
’724特許に説明された方法と同様な方法で
RAM記憶場所に適当な遅延をセツトすることに
よつて溶接電流の開始を準備する。さらに、ブロ
ツク１９８はサブルーチンにおいて後で使用する
ために半サイクル・カウンタ（KHC）を零にす
る。判断ブロツク２００は、本発明の帰還形溶接
機制御装置が、本発明および ’724特許で述べら
れたとおり、非溶接モードにある場合、制御器の
電流開始および帰還工程を回避する。

ブロツク２０２に進むと、 ’724特許において
前に説明されたとおり、マイクロプロセツサ７６
はその既知の固定サイクル時間によつて、各半サ
イクル電流の開始前に正確な遅延を与えて、電流
の大きさを制御するとともに過度の突入電流を回
避する。電流を開始する直前に、マイクロプロセ
ツサ７６は溶接サブルーチンを出て、EREADサ
ブルーチン２０４に入る。EREADサブルーチン
２０４は、前述のとおりDIFFカウンタの内容を
読み、その内容をEDELTと呼ばれるRAM記憶
場所に移すブロツク２０６を含む。ブロツク２０
８は、EDELTにあるデータが妥当であるかどう
かを判定する判断ブロツクである。カウンタがオ
ーバーフローしなかつた場合およびカウンタがカ
ウント続行を停止した場合（DIFF信号は論理の
「１」でなければならない）は、データは妥当と
考えられる。妥当なデータの場合、ブロツク２１
０はデータ妥当フラグ、すなわちEFLAGを零に
セツトする。不当の場合、ブロツク２１２は
EFLAGをFFにセツトする。この点で、マイクロ
プロセツサ７６はブロツク２１４で溶接サブルー
チンに戻り、ここで溶接起動信号すなわちゲー
ト・パルスは溶接の当該半サイクルの導通を開始
するために出される。ブロツク２１４はまた、
’724特許に説明されたものに似た第５図の診断
４４における半サイクリングの診断検査９８を含
む。マイクロプロセツサ７６はもう一度溶接サブ
ルーチンを出て、KSTOPブロツク２１６と呼ぶ
サブルーチンに入る。

サブルーチンKSTOPは下記の機能を果たす： (1)EDELTにあるデータを標準の２の補数の表
記法に変えてそれを正規化し；(2)データをデー
タ・スタツクに記憶し；(3)抵抗曲線（データ・ス
タツクにあるデータ）から特徴を抽出し；(4)抽出
した特徴を第５図の説明に述べたように入力され
た作業員のパターン認識限界と比較し；(5)パター
ン認識限界と特徴との比較に基づく、溶接停止フ
ラグKFLAGをセツトまたはクリアし；かつ(6)最
後の半サイクルから得られるEDELTに比例する
長さの出力パルスを出す。

KSTOPサブルーチン２１６に入ると、マイク
ロプロセツサ７６はブロツク２１８において半サ
イクル・カウンタKHCを増分増加させる。カウ
ンタKHCはその後、帰還形溶接装置の操作シー
ケンスを制御するために、溶接の間利用される。
判断ブロツク２２０はEFLAGを検査する。もし
ELAG２２０が零に等しくなければ、それは不当
カウントを意味し、マイクロプロセツサ７６はブ
ロツク２２２および２２４を経てKSTOPを出
る。ブロツク２２２はKFLAGすなわち溶接停止
フラグに零を置き、制御器が溶接を停止すること
を防止する。次にブロツク２２４は、ストリツ
プ・チヤート記録に適したアナログ信号に変換す
るためEDELTに比例する持続時間の出力パルス
を出す。判断ブロツク２２０に戻つて、もしデー
タが妥当であるならば、EFLAGは零となり、制
御は判断ブロツク２２６に移る。ここで、
EDELTは100カウント以上の大きなカウントの
試験をされる。前の溶接から、100以上のカウン
トは溶接工程の１つの特定の半サイクルの間に常
時作られるどんなデータよりも著しく大きいこと
が知られる。そのデータが過大であることが判明
したら、マイクロプロセツサ７６は上述のとおり
ブロツク２２２および２２４を経てKSTOPを出
る。ブロツク２２８は半サイクル・カウンタ
KHCが「１」に等しいかどうかを検査する。
KHCが「１」であるならば、ブロツク２２８は
ブロツク２２２に移る。これは各溶接の第１半サ
イクルからのデータをセーブすることを回避する
ためである。

ブロツク２２６は出ると、次の部分はEFIRST
およびEDELTによつてそれぞれ定められた符号
の大きさを２の補数の表記法に変えるために使用
される。前の半サイクルの電流消滅が溶接機にま
ず生じた場合、EFIRSTは論理の「１」となり、
ブロツク２３０は処理することなくブロツク２３
２に移る。溶接機の電流が最後に消滅したとする
と（抵抗値の負の変化を示す）、ブロツク２３０
はブロツク２３４に移り、ここで否定、すなわち
２の補数演算がEDELTについて行なわれ、それ
を負数にする。ブロツク２３２に進むと、KHC
すなわち半サイクル・カウンタは数３と比較され
る。３に等しければ、EDELTはブロツク２３６
によつてアドレスＫ２に記憶される。同様にブロ
ツク２３８および２４０は、KHCが数４に等し
ければ位置Ｋ３にEDELTを記憶する。この点
で、KHCすなわち半サイクル・カウンタは、
EDELTのデータが前の第２半サイクルから得ら
れるときは３に等しく、またKHCが４に等しい
ときはEDELTは第３半サイクルから得られるこ
とに注目されたい。すなわち、Ｋ２は第２半サイ
クルからのEDELTを含み、Ｋ３は第３半サイク
ルからのEDELTを含む。EDELTのこれら２つ
の値は、以後、偶数番目の半サイクル（KHC＝
２、４、６など）によつて作られるEDELTから
のＫ２およびKHCが奇数であるときのＫ３を引
くことによつて、残りの溶接の間に作られる
EDELTを正規化するために用いられる。第２お
よび第３の半サイクルが正規化のために選択され
たのは、それらが最も多く鉄を含む材料の抵抗曲
線の谷の点にほぼ相当するからである。（第１２
図参照。）ブロツク２４２，２４４および２４６
は、残りの溶接の間中、EDELTからＫ２または
Ｋ３のいずれかを差引く操作を行なう。次に正規
化されたデータEDELTは、ブロツク２２８によ
つて８語記憶スタツクに記憶される。このブロツ
ク２４８の作用は、どんな時点でも８個未満の
EDELTが記憶されるようにする。

追加のEDELTがもう１つの第９半サイクルま
たはそれに続く半サイクルから来ると、最も古い
EDELTは廃棄される。すなわち、スタツクは必
ず８個の最も新しいEDELTを含む。次の３つの
ブロツク２５０，２５２および２５４はEDELT
データ列から曲線の特徴（区域、凸度および抵抗
降下）を抽出する。ブロツク２５０は区域と呼ば
れる特徴を発生させる。これは、第２半サイクル
で始まる正規化されたEDELTを加算し、溶接の
間中続行することによつて達成される。区域は極
めて大きくなることがあるので（それはマイクロ
プロセツサ７６にある８ビツト・レジスタをオー
バーフローさせると思われる）、区域計算は二倍
精度（16ビツト）法を用いて行われる。さらに、
区域はブロツク２５８における限界との比較を容
易にするために１６で割られる。16で割つてか
ら、区域が８ビツト・レジスタに入れるには大き
過ぎる場合は、ブロツク２５０は区域を零にし
て、この溶接の停止を禁止する。抽出すべき次の
曲線特徴は、最後の８個の半サイクルにわたつて
曲率を検出するのに用いられる凸度である。最も
新しい半サイクルからの正規化されたEDELTが
Ｒ（ｎ）、次に最も新しいものがＲ（ｎ−１）、以下
同様、に呼ばれるならば、凸度の機能は次のよう
に定義される： KCV＝−Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−１）＋Ｒ（ｎ−２）＋
Ｒ（ｎ−３）＋Ｒ（ｎ−４）＋Ｒ（ｎ−５）−Ｒ（ｎ−
６）−Ｒ（ｎ−７）。８個のＲ（ｎ）は前述のとおり
ブロツク２４８によつてスタツクに記憶される。
凸度の機能は、８個のデータ点がプロツトされた
ときに中央の両域が両端の点よりも高い場合、正
のKCVを作る。逆の場合は負のKCVが生じる。
この場合もまた、溢れの可能性があるので、二倍
精度法が用いられる。さらに、KCVは２で割ら
れ、もし８ビツト語に合うにはまだ大き過ぎるな
らば、それは零に払われて溶接の停止を禁じる。
ピークからの抵抗降下はブロツク２５４で求めら
れる。このブロツクは抵抗曲線の最も高い点に相
当するデータを選択し、次にそれからデータの値
を引いて、ピークからの降下の量を求める。新し
いピークが検出されたら、前のピークは廃棄さ
れ、新しいピークが保持される。電子制御装置と
溶接回路の導電特性とに非対称性があるので、正
規化後のEDELTは振幅に交番変動があるかもし
れず、すなわち奇数の半サイクルからの振幅は偶
数の半サイクルからの振幅より大きいことがあ
り、逆も成り立つ。ブロツク２５４はEDELTの
隣接対の平均値を使用することによつてこの交番
現象に起因する誤りを回避する。すなわち、最高
の隣接対の平均に保たれるピーク値および抵抗降
下は、ピークと以後の隣接対の平均との差に基づ
く。ここで３つの特徴がEDELTデータ列から抽
出された後、ブロツク２５６は半サイクル・カウ
ンタの値を検査する。KHCが９以下であれば、
データ・スタツクは満たされず、凸度の特徴は妥
当ではないので、制御はブロツク２２２に移され
て溶接の停止を防ぐ。KHCが９より大であれば、
凸度の特徴は、第５図の説明で前に言及したとお
り、作業員のセツトした選択された限界と比較さ
れる。ブロツク２５８は、区域を、シーケンス・
モジユール・パネル３６で作業員によりセツトさ
れた区域の上限および下限と比較し、もしセツト
された限界内であれば制御はブロツク２６０に進
み、もし限界内でなければ制御はブロツク２２２
に進む。凸度ブロツク２６０は次に、凸度を、シ
ーケンス・モジユール・パネル３６で作業員によ
りセツトされた凸度の上限および下限と比較す
る。もし凸度がセツトされた限界内であれば制御
はブロツク２６２に進み、もし限界内でなければ
制御はブロツク２２２に進む。最後に、同様な方
法で、ブロツク２６２は低抗降下の値を抵抗降下
限界と比較して検査し、もしシーケンス・モジユ
ール・パネル３６で作業員がセツトした限界内に
あれば制御はブロツク２６４に進み、もし限界内
になければ制御はブロツク２２２に進む。すなわ
ち、すべての３つの特徴がシーケンス・モジユー
ル３６でセツトされた作業員選択の限界内にある
場合のみ、ブロツク２６４に進む。ブロツク２６
４は溶接停止フラグKFLAGをFFにセツトする。
これは、溶接サブルーチンにおいてブロツク２６
４に達すると、溶接電流を停止させる。KSTOP
ルーチンの最後のブロツク２２４は、EDELTに
比例する持続時間を持つ出力パルスを発生する。
これは、溶接中に作られる抵抗曲線を直接観測す
るために用いられるアナログ信号を発生するのに
用いられる。制御は次に、第１０Ｂ図に示される
とおり、ブロツク２６６で溶接サブルーチンに戻
る。ブロツク２６６は帰還スイツチと呼ばれる作
業員によりセツトされる語をテストする。それが
帰還モードを示す非零の数にセツトされると、第
５図の説明で述べたとおり、制御はブロツク２６
８にに移り、これはKFLAGが出口点２７０に移
ることによつてFFにセツトされる場合、溶接電
流を終わらせる。帰還スイツチが作業員により零
にセツトされると、ブロツク２６８は迂回され
て、溶接の早期終了が防止される。次に制御はブ
ロツク２７２に進み、ここでマイクロプロセツサ
はリード・トレイル信号LTを監視して、線間電
圧が零交差したことを示す転換が起こるまで待機
する。次に制御はブロツク２７４に移り、これは
作業員によつてプログラムされた半サイクルの総
数がこの特定の溶接に費されたかどうかを判定す
る。もし全半サイクルが費されたときは、非帰還
形の出口がブロツク２７０を経て溶接ルーチンに
作られる。若干のサイクルが未使用であるなら
ば、制御はブロツク２７６に移り、これはいま導
通している半サイクルの消滅に備えてDIFFカウ
ンタをリセツトする。次のブロツク２７８は前述
のとおり、APF信号が零に進むのを待機するこ
とによつて溶接電流が消滅するのを待つ。これが
起こると、サブルーチンESETが下記を達成する
ように入力される：(1)EFIRSTの最初の信号を読
みかつセーブし；(2)アナログ回路の力率を溶接機
の力率に一致するように調整する１組のステツプ
を実行し；(3)次の半サイクルのＮの適当な値を選
択する（Ｎはアナログ回路の力率を定める制御語
である）。

ESETサブルーチンに入ると、マイクロプロセ
ツサ７６およびブロツク２８０は、この溶接が二
重パルス溶接の第１溶接であるかどうかを検査す
る。２重パルス溶接の第１溶接は電極のセツテイ
ングおよび準備の改善のために使用され、このパ
ルスの間溶接は実際に起こらないようにされると
仮定する。すなわち、帰還工程はブロツク３０６
においてデータ不当フラグEFLAGをセツトする
ことによつて禁止される。この溶接が単一パルス
溶接または二重パルス溶接の第２パルスであれ
ば、制御はブロツク２８２に移る。ブロツク２８
２では、第１パルスが読み出され、そのデータは
以後の使用のためEFIRSTに記憶される。次に制
御は判断ブロツク２８４に移り、このブロツクは
第５図の説明で述べたとおり、非零の数を場所１
８に入れることによつて作業員が高速調整モード
を選択したかどうかを判定する。場所１８に零を
置くことによつて正常モードが選択されると、ア
ナログ回路の力率の単一調整が溶接の第１半サイ
クルの間に行なわれる。作業員が高速調整モード
を選択したとすれば、制御はブロツク２８６に移
り、ここで半サイクル・カウンタKHCは「１」
と比較される。それが「１」以下であれば、調整
は行なわれず、制御はブロツク２８８に移され
る。第１半サイクルが調整のために使用されない
のは、工作部品の上の酸化物、油、その他の異物
が異常に高い接触抵抗を作り、これが第１半サイ
クルの消弧角に影響するからである。第２半サイ
クル以上では、サブルーチンEADJがブロツク３
２４に入力されると、それはＮすなわちアナログ
回路の力率制御語をEFIRSTの値に基づき調整す
る。EADJルーチンのブロツク図である第１０Ｃ
図について少し説明すると、ブロツク３３６はマ
イクロプロセツサにある条件コード・レジスタに
基づきＮの増減を決定する。EADJサブルーチン
が第１０B′図のブロツク２８６を経て入力され
ると、条件コード・レジスタは、アナログ回路が
まず消勢された場合は負にセツトされ、また反対
の場合は正にセツトされる。正ならば、ブロツク
３３６はブロツク３３８に移り、ここでＮの現在
値は１だけ増加されてマイクロプロセツサの累算
器Ａに保持される。同様にもし負ならば、ブロツ
ク３４０はＮの値を１だけ減少してそれを累算器
Ａに保持する。次にブロツク３４２はブロツク３
３８の加算による溢れを検査する。桁上げビツト
がマイクロプロセツサにセツトされると、累算器
Ａはブロツク３３８でFFにセツトされる。同様
に、ブロツク３４６および３４８は減算により生
じる溢れ条件を修正する。

EADJサブルーチンは、次に、マイクロプロセ
ツサの累算器Ａの中にＮの新しい値を残し、ブロ
ツク３５０から出る。

いま第１０B′図に戻ると、ブロツク３２６が
Ｎを調整した後、ブロツク３２８は半サイクル・
カウンタの現在値が奇数か偶数かを判定し、もし
偶数ならばＮの調整された値はブロツク３３２に
よつてEEVENに記憶される。同様にKHCが奇
数ならば、ブロツク３３０はEODDにＮの調整さ
れた値を記憶する。制御は次にブロツク２９０に
移る。ブロツク２８４に戻つて見ると、高速調整
モードがシーケンス・パネル３６で作業員によつ
て選択された場合、ブロツク３１０に制御が移
る。ブロツク３１０において、半サイクル・カウ
ンタ（KHC）は「１」と比較される。それが
「１」に等しくなければ、ブロツク３１０は、ブ
ロツク２８８、すなわち、溶接タイミングを乱さ
ないようにブロツク３１２−３２２と同じように
多くの時間を費すように設計された遅延等化ステ
ツプに制御を移す。KHCが「１」に等しければ、
ブロツク３１２はＫ２の信号、すなわち前の溶接
からずれた偶数の半サイクルをテストして、制御
をEADJサブルーチンに移す。

前述のとおり、EADJサブルーチンは、条件コ
ードが正ならばそれに与えられる値を増分増加
し、条件コードが負ならば減分減少する。ブロツ
ク３１２において、EADJはEEVENを与えられ
て、Ｋ２の符号がテストされる。ブロツク３１６
を出ると、Ｎの新しい値がEEVENに記憶され
る。ブロツク３２０は、Ｋ３の設計に基づき
EODDを調整することによつてブロツク３１２に
似た方法で働く。次に新しいＮはブロツク３２２
によつてEODDに記憶される。ブロツク２９０に
進んで、半サイクル・カウンタKHCは、偶数値
であるか奇数値であるかがテストされる。偶数な
らば、ブロツク３００はEODDの値を取つて、そ
れをアナログ回路に出力し、ここでそれは次の半
サイクル（奇数の半サイクル）用の力率をセツト
する。逆に、KHCが奇数であれば、ブロツク３
０２はEEVENの値を取つて、それを次の半サイ
クル用の力率をセツトする。この手順は、調整の
目的で別個に処理される奇数の半サイクルと偶数
の半サイクルとを持つ制御の二重装置を与える。
すなわち最適の調整は、電子回路にまたは溶接回
路の導通特性に若干の非対称性があつても発見さ
れる。

ブロツク３０４は、ブロツク３０６および３０
８を用いてデータ不当EFLAGをセツトしたり払
うのに用いられる。フラグは第１半サイクルの間
不当FFにセツトされ、以後の半サイクルの間は
払われる。制御はさらに、次の半サイクルの工程
が始まる溶接サブルーチンのブロツク２００に戻
される。すなわち前述のステツプは、作業員がシ
ーケンス・パネルのアドレス１９を帰還モードに
セツトする各溶接において半サイクルごとに生じ
る。

溶接機制御装置用の前述のパターン認識法は、
確実なナゲツト形成を保証するほぼ等しい厚さの
裸鋼を溶接するときに、モデル化回路と共に良く
働くが、亜鉛めつき鋼および他の特殊鋼を溶接し
て適当なナゲツト形成を保証するために第２認識
法が使用される。第２認識技術は、適当な溶接ナ
ゲツトの形成を決定するために抵抗降下の特徴が
利用されるかぎり、前のパターン認識技術に似た
裸鋼溶接を行なう。亜鉛めつき鋼溶接の場合は、
適当なナゲツト形成を保証する限界を決定するた
めに、予測制御法が適用される。いろいろな厚さ
の金属を溶接するとき、二重パルス溶接の第１パ
ルスは自動的に無視されて、各溶接の第２パルス
の約半分は、データが良質な溶接の有無を判定す
るために利用される前にブランクにされる。

この第２認識法は、前述の回路と少し違つた回
路を使用しているが、それは、いろいろな使用者
が準備する外部装置への接続の点で、 ’724特許
の制御器の回路により一層似ている。

すなわち、それは、 ’724特許と同じ３つの溶
接開始入力、３つのソレノイド弁出力、およびい
ろいろな他の入出力を持つ。しかしこれらの回路
の変化は本発明に必須のモデル化回路の構想に重
大な影響を及ぼさず、したがつてこれらの外部装
置の作動に関する詳細については ’724特許が参
照される。

第１５図には、第２認識法の帰還パラメータ用
の調整場所を含むシーケンス・モジユールの前面
図が示されている。この実施例における帰還形ガ
ン溶接機制御装置は、いろいろな厚さおよび組成
の金属についてできるだけ汎用になるように設計
されているが、現場における準備および操作はや
はり容易である。したがつて、第１５図に示され
るような帰還形溶接機制御器およびシーケンス・
モジユール７００は、既存の ’724特許の特徴を
すべて組み込んでいる。さらに制御器は帰還停止
時間算出用の２つのモードを与えるが、１つは抵
抗降下法を用いる普通鋼用のモードであり、他の
１つは新しい予測認識技術を用いる亜鉛めつき鋼
用のモードである。この制御器は、ある所定の範
囲内に溶接の停止時間を保つように溶接電流を変
える帰還モードのいずれかと共に使用される追加
の動的ステツパを与える。制御器を帰還操作のた
めに準備するため、作業員はまずシーケンス・モ
ジユール７００をプログラムすることによつて、
制御器の正当な溶接スケジユールをセツトする。
すなわち、彼はその溶接スケジユールの時間制限
内に完全な大きさの溶接ナゲツトを作る溶接電流
を選ばなければならない。これらの時間制限は、
スケジユールにおける最小および最大の溶接時間
の設定である。溶接スケジユールの基本形は次の
とおりである： 溶接スケジユール（非MICC） スクイーズ遅延 スクイーズ時間 溶接−１ 最大時間 溶接−１ 百分率電流 低温時間 溶接−２ 最大時間 溶接−２ 百分率電流 保持時間 オフ時間（リピート・モード専用） 最大溶接時間 帰還モード 単一パルス帰還形溶接の場合、作業員は最大時
間セツテイングの１つを零にセツトしなければな
らず、他のパルスは次に溶接に使用される。制御
器は、最小溶接時間セツテイングよりも早く、ま
た非零最大溶接時間セツテイングよりも遅く溶接
を停止しない。

正常な二重パルス帰還形溶接の場合、溶接−１
は電極を加熱して良好な電気接触を与えるのに用
いられ、溶接−２は実際に溶接ナゲツトを形成す
るのに用いられる。溶接−１停止時間は溶接−１
最大時間の設定によつてのみ制限され、最小溶接
時間によつては制限されない。

制御器は良好な電気接触が得られたことを判定
すると、溶接−１を終わらせる。溶接−２停止時
間は高い端では溶接−２最大時間により制限さ
れ、低い端では溶接−１により使用されるサイク
ル数を最小時間エントリから差引いた値によつて
制限される。正常の二重パルス溶接では、最小溶
接時間エントリは両パルスの最小組合せ溶接時間
である。

妥当溶接スケジユールが、すべての帰還モー
ド・セツテイングを含めて、作業員によつてプロ
グラムされた後、制御器のモデル化回路を準備す
るために特殊調整モードが入力されなければなら
ない。そうするには、作業員は準備したいと思う
シーケンスの帰還モード場所に99を入力しなけれ
ばならない。彼は次に、溶接機のチツプ間に工作
部品を置き、トリガを引く。溶接チツプは閉じ、
また作業員がトリガを閉に保つものとすれば、制
御は本出願で前述したとおり、自動調整を行な
う。制御は調整されていることを検出してから、
帰還モード・セツテイングを、99が入力される前
にそれが含んでいた値にリセツトする。作業員は
いま、シーケンス・モジユール７００にどんな追
加のデータ入力も必要とせずに、正常操作に進む
ことができる。明らかにするために、第２認識法
のシーケンス・モジユール７００のプログラミン
グについてこれから説明する。

下記の説明において、Ｘがアドレスに使用され
るときは、Ｘは順序（シーケンス）番号を表わ
す。例えば、Ｘ０は順序１の場所１０を表わし、
場所３０は順序３の場所３０を表わす。シーケン
ス・モジユール７００の記憶場所の機能について
これから説明する。場所Ｘ０は ’724特許の場合
と同じであるサイクルのスクイーズ時間である。
場所Ｘ１は非帰還形溶接用であり、この場所の内
容はサイクルの溶接−１の時間である。帰還溶接
では、これは溶接−１に対する最大時間である。
場所Ｘ２は溶接−１百分率電流用である。これ
は、ステツパがオンでないときに用いられる電流
であるとともに、動的ステツパ用の始動電流でも
ある。場所３は、 ’724特許の場合と同じである
サイクルの低温時間用である。場所Ｘ４は非帰還
形溶接用であり、この場所の内容はサイクルの溶
接−２の時間である。帰還形溶接では、この場所
は溶接−２のための最大時間を含む。場所Ｘ５は
溶接−２の百分率電流用である。これはステツパ
がオンでないときに用いられる電流であるととも
に、動的ステツパ用の始動電流でもある。場所Ｘ
６は ’724特許の場合と同じであるサイクルの保
持時間用である。場所Ｘ７はこれも ’724特許の
場合と同じであるサイクルのオフ時間用である。
場所Ｘ８は帰還形溶接のみに用いられる。この場
所の内容は最小溶接時間である。場所Ｘ９はこの
シーケンスの帰還操作を制御するのに用いられ
る。妥当データ入力およびそれぞれの意味は下記
のとおりである： 00 帰還オフ 01−50 事実上普通鋼帰還モード。数が小さ
いほど、停止前の降下が少ない。
数が大きいほど、停止前により多
くの降下が必要である。

72−88 事実上亜鉛めつき鋼帰還モード。80
は正常セツテイングであり、数が
小さいほどより低温の溶接を生
じ、数が大きいほどより高温の溶
接を生じる。

99 モデル化回路を実際の溶接機に一致させる
ために制御を特殊調整モードにす
る。

場所４０ ’724特許の場合と同じである。サ
イクルのスクイーズ遅延を表わ
す。

場所４１ ステツパ・モード・セレクタを表わ
す。この場所の妥当データ入力お
よびそれぞれの意味は次のとおり
である： 01 順序１用の正規ステツパ。順
序２および３用のステツパは
ない。

02 順序１および２用の正規ステ
ツパであるが、順序３用のス
テツパはない。

03 順序１、２および３用の正規
ステツパ。

11 順序１用の動的ステツパであ
るが、順序２および３用のス
テツパはない。

12 順序１および２用の動的ステ
ツパであるが、順序３用のス
テツパはない。

13 順序１，２および３用の動的
ステツパ。

場所４２ サイクルの調整モード遅延時間を表
わす。調整モード・パルス間のサ
イクル数はこの場所の内容に30サ
イクルを加えたものに等しい。

場所４３ 動的ステツパ遅延。この場所の内容
は、動的ステツパがその電流を１
だけ増減分する前に生じなければ
ならない溶接の最小数である。こ
れが動的ステツパのゲインを制御
する。

アドレス内の場所Ｙは、順序１については６、
順序２については７、または順序３については８
を表わす。場所Ｙ０−標準MICC溶接−１ステツ
プ−１電流；場所Ｙ１−標準MICC溶接−１ステ
ツプ−２電流；場所Ｙ２−標準MICC溶接−１ス
テツプ−３電流；場所Ｙ３−標準MICC溶接−１
ステツプ−４電流；場所Ｙ４−標準MICC溶接−
２ステツプ−１電流；場所Ｙ５−標準MICC溶接
−２ステツプ−２電流；場所Ｙ６−標準MICC溶
接−２ステツプ−３電流；場所Ｙ７−標準MICC
溶接−２ステツプ−４電流；場所Ｙ８−標準
MICC溶接−２電流；場所Ｙ９−動的MICC溶接
−１電流；場所５０−標準MICCステツプ−１カ
ウントX10；場所５１−標準MICCステツプ−２
カウントX100；場所５２−標準MICCステツプ
−３カウントX100；および場所５３−標準
MICCステツプ−４カウントX100。

場所４４ 金属の厚さが共に溶接すべき部品間
で変化するカー・ドアのヒンジの
ような困難な材料を溶接するため
の特殊二重パルス・セレクタ。こ
の場合、この場所４４に零が入れ
られると、制御は正常どおり働
く。ここに非零数が入れられる
と、場所Ｘ９が帰還溶接用にセツ
ト・アツプされているならば、特
殊二重パルス帰還モードが使用さ
れる。このモードは二重パルス溶
接の第１パルスを非帰還溶接とし
て使用する。次に、それは単一パ
ルス帰還溶接であつたかのように
第２パルスを使用するが、それは
場所４４に入力された数が帰還作
用開始前のブランキングのサイク
ル数である場合を除く。このブラ
ンキング期間は第２パルスにおけ
る溶接サイクルのほぼ半分とな
る。この帰還モードは前述のとお
り、特殊大形普通鋼溶接に用いら
れる。

ステツパ操作が所望される場合、作業員は ’
724特許に説明されたものに似ている標準ステツ
パ（MICC）または動的ステツパを選択する自由
を持つ。ステツパ選択は、シーケンス・モジユー
ル７００を介してRAM記憶場所４１に適当な数
をプログラムすることによつて達成される。標準
ステツパが所望される場合は、順序１、または順
序１と順序２、あるいは順序１、２および３のス
テツパ制御を示す数字01、02、または03が場所４
１にプログラムされる。動的ステツパは、それぞ
れ順序１、または順序１と２、あるいは順序１、
２および３のステツプ作用を示す数字11、12また
は13を場所４１にプログラムすることによつて選
択される。

標準ステツパは ’724特許で適切に説明されて
いるので、それ以上は説明しない。動的ステツパ
は、溶接中に帰還作用が電流を止めるときに基づ
き、溶接電流を調整する。溶接の停止が早まる傾
向がある場合は、電流が過大と判断され、動的ス
テツパは動的ステツパ遅延（作業員によつて場所
４３にプログラムされる）により溶接の数が定め
られてから、固定増分だけ電流を減少する。溶接
の停止が後れる傾向がある場合は、ステツパ電流
が不十分と思われ、ステツパは溶接の数が動的ス
テツパ遅延によつて定められてから、固定増分だ
け電流を増加する。ある中間の時間における一連
の溶接の停止又溶接停止時間が十分に均衡がとれ
て混混在する一連の溶接は、ステツパ電流に変化
を生じない、すなわち、使用中の電流レベルは許
容されるものと受け取られる。

溶接が進みかつ電極チツプの摩耗が目立つよう
になるつれて、摩耗した電極により大きくなつた
区域の電流の広がりは、帰還作用によつて制御さ
れる溶接時間の増大の傾向としてあらわされる。
そのため、ステツパはチツプの摩耗が再び過大な
溶接長さを招くまで、溶接を短くするために電流
を増加させる。線間電圧の急増のような予知され
ない事象に対しては、動的ステツパが電流を制限
された範囲まで減少することが望ましい。本発明
において、ステツパの反転は、開始電流から開始
以後得られた最大電流までの電流変化の半分に制
限される。

動的ステツパのための開始および終了の電流レ
ベルは、シーケンス・モジユールを介して作業員
によりプログラムされる。開始電流は基本シーケ
ンス電流と同じ場所にプログラムされる。すなわ
ちパルス１に対しては場所１２，２２、および３
２、ならびにパルス２に対しては場所１５，２
５、および３５にプログラムされる。動的ステツ
パ用の終了電流のレベルは、パルス１に対しては
MICCステツプ４の場所６３，７３および８３
に、またパルス２に対しては場所６７，７７およ
び８４にプログラムされる。

ステツパの作用は、シーケンス・モジユールの
MICCオン／オフ押ボタンを用いる作業員の制御
下で、ターン・オンされたり、ターン・オフされ
たりする。ステツパのリセツト動作は、シーケン
ス・モジユール７００のステツパ前進押ボタン７
０８を用いることによつて達成される。この手順
は ’724特許に説明されている。

シーケンス・モジユール７００の他の特徴につ
いて述べると、このシーケンス・モジユールに
は、 ’724特許と同じの５個の操作ボタンがあ
り、これらのボタンは左から右へ、(a)溶接／非溶
接スイツチ７０２；(b)リピート／非リピート・ス
イツチ７０４；(c)ステツパ・オン／オフ・スイツ
チ７０６；(d)MICCプログラムの部分であるステ
ツパ前進スイツチ７０８；および(e)エンタ・リセ
ツト・スイツチ７１０である。シーケンス・モジ
ユール７００にはデータ表示装置７１２、アドレ
ス装置７１４、データ入力装置７１６、および実
行／プログラム・スイツチ７１８があり、これら
はすべて ’724特許の場合と同じ作用をする。

第１６図には、溶接制御装置用のモジユールの
相互接続の少し変形されたブロツク図が示されて
いる。制御装置７２０には、モートローラ6809マ
イクロプロセツサ７２２、モデル化回路７２４、
入／出力盤７２６、電源７２８、減衰器７３０、
しや断器７３２、シーケンス・モジユール７００
に対する1PLプラグ、 ’724特許に説明されたよ
うなソレノイドなどを作動させる接続箱７３４に
接続される2PL、および下記の諸項に記載された
デイジタル出力７３６ならびにアナログ出力７３
８を含むモデル化回路７２４からの２つの追加出
力などがある。

データ・ロギング出力は、帰還形溶接機制御装
置の使用者にとつて重要な溶接に関するデータを
提供することができる。したがつて、帰還形溶接
機制御装置には、制御器の作動を監視するために
利用できる２つの特殊出力がある。これらはアナ
ログ出力７３８およびデイジタル・プリンタ出力
７３６である。

アナログ出力７３８は、溶接機によつて測定さ
れる抵抗曲線の差動アナログ信号出力である。抵
抗曲線は、溶接が行なわれているとき動的に出力
されるとともに、待機モードでも連続的に（可変
速度で）出力される。作業員はこのデータの３つ
の形式、すなわち実際のデータ、平均化されたデ
ータ・フイルタされたデータのどの１つでも選択
することができる。デイジタル出力装置すなわち
プリンタ７３６は、STR−LINKのようなプリン
タまたはテープ・カセツト・レコーダに、各溶接
後に制御の状態を記録する手段を与える。リピー
ト・モードのみでは、制御が待機に入る前に行な
われるべき最後の溶接の状態が記録される。作業
員はこの出力のボー速度を選択するとともに、４
つの異なるメツセージ形式のどれかを選択する自
由を持つ。また彼は、一段と読みやすい表を作成
する出力の制御パフオーム・ページングを持つよ
うに選択することもできる。シーケンス・モジユ
ール７００の場所９８−９９は溶接カウンタ場所
である。これは、場所９８が高位ビツトを含み、
場所９９が低位ビツトを含む、４桁溶接カウンタ
である。この数は各溶接と共に増分され、その唯
一の目的はプリンタ出力データに表示を付するこ
とである。

第１７図について、第２認識法に関するハード
ウエアの変更を詳しく説明する。第２認識法が第
１パターン認識法と異なるのは、制御器がいろい
ろな使用者供給の外部装置に対する接続について
’724特許の制御器に一段とよく似ている点であ
る。すなわち第２認識法は３つの溶接開始入力、
３つのソレノイド弁出力、および ’724特許のよ
うないろいろな他の入力ならびに出力を利用す
る。しかし、これらの変更のどの１つもモデル化
回路の構想にとつて重要ではなく、これらのいろ
いろな特徴の作用の詳細は、 ’724特許を参照す
れば理解することができる。

第２認識法の力率選択回路１２０はデイジタ
ル・アナログ変換器（DAC）、すなわちスイツチ
およびＲ−2Rはしご形抵抗回路網を持つナシヨ
ナル・セミコンダクタDAC1020を利用している。
DAC選択回路には、第１７図に示したとおり、
パターン認識の実施例に使用されかつ検討された
抵抗器およびスイツチ回路網１２０に対する入力
バツフア増幅７４０ならびに出力バツフア増幅器
７４２も含まれている。

さらに第８DB図の手動選択式クロツク回路
は、ソフトウエア制御クロツク分周器（最大
4MHzから２の累乗数で割ることができる）によ
つて置き換えられている。これは、ソフトウエア
に特定の溶接機または金属の組合せに対する最良
のクロツク周波数を選択させる。また第２認識法
のハードウエアの変更には、ライン・プリンタま
たはテレタイプに接続するのに適した直列データ
出力ポートも含まれている。ソフトウエアは１組
の命令を含むが、それらは、各溶接後、いろいろ
な溶接パラメータ、すなわち電流および時間の溶
接シーケンス変数、選択されたシーケンス、ステ
ツパ・オン／オフなどを含むメツセージ、ならび
に溶接電流の各半サイクルに対する抵抗値の表の
リステイングを出力する。

第１７図は、デイジタル・アナログ変換器
（DAC）、クロツク分周回路、およびデイジタ
ル・データ出力ポートが追加された第８Ａ図〜第
８Ｄ図に似た回路図である。DAC1020、その演
算バツフア増幅器７４０および７４２は、第８Ａ
図のブロツク１２０に取り代わる。この回路にお
いて、DAC1020は、10本の入力線Ａ１〜Ａ１０
によつて表わされるデータの数値に応じて零と１
との間で利得が変化する可変利得装置として働
く。バツフア増幅器７４０および７４２はおのお
の１の利得を有する。すなわちDAC1020におけ
る増幅器７４０および７４２による総合利得は
DACの利得に等しい。積分器出力１１８には
DACの利得が乗算され、かつ加算抵抗器７４４
を介して入力に加えられる。帰還回路にDACが
あるこの積分器回路は、角φの正弦波の付勢の条
件の下で入力と出力との間に移相を持つが、この
場合： 力率＝cosφ＝cos tan^-1Ｗ・Ｃ・R₂・R₃／Ｂ・R₃＋R₂ ただし： Ｗ＝2πf＝377（但し、周波数＝60Hz） R₂＝35KΩ R₃＝128KΩ Ｃ＝．047×10^-6F Ｂ＝Ｎ／1023 ただし０Ｎ1023 すなわち ０Ｂ１ ここで、Ｎは、DACへの入力線Ａ１−Ａ１０
に対し表示された数値。

この角φは、代表的な溶接機負荷と等価な直列
接続の抵抗およびインダクタンスの電圧と電流と
の間の位相角に完全に似せてある。φの式から、
Ｎを変えることによつて、φすなわちφの余弦
（力率）は、溶接機負荷に適合する回路値に依存
した範囲にわたつて変えられることが分かる。

パターン認識の実施例に用いられるクロツク
は、カウンタIC１６に向けてゲートされかつIC
１４とセレクタIC１５とから成る分周回路によ
つて整えられる信号である。線Ａ，ＢおよびＣに
よりソフトウエア制御を受けるこの分周器兼セレ
クタ回路は、4MHzクロツク（マイクロプロセツ
サ盤によつて供給される）を２の整数（０〜７）
乗で割る。最大の分解能を得るためには、4MHz
の最高クロツク速度が望ましいが、これはカウン
タIC１６を溢れさせ、したがつてデータを失う
ことがある。マイクロプロセツサのソフトウエ
ア・プログラムは、カウンタIC１６を監視する
とともに、溢れなしの最大クロツク速度が得られ
るように溶接と溶接との間で調整するように設計
されている。

デイジタル・データ出力回路７４６は、広範囲
のプリントおよび表示装置と両立し得るRS−232
直列信号として普通知られるものを供給する。こ
の出力ポートPL９−３は非同期インターフエー
ス・アダプタ（ACIA）IC２３を含み、これはマ
イクロプロセツサからのソフトウエア制御の下に
可変伝送速度の選択を許し、伝送すべきデータの
並直列変換を実行する。この装置の作動は技術的
に周知であり、したがつてそれ以上の詳細な説明
はここでは不要である。この結果、パターン認識
法の実施例と第２認識法の実施例とに回路差があ
ることになる。

前述の溶接機制御について開発されたパターン
認識法は、第１２図または第１８Ａ図に示された
ような抵抗曲線を使用するように設計されてい
る。実験室におけるテストにより、この広く発表
された曲線がほぼ同じ厚さの裸鋼溶接に関する実
際の曲線を良く表わすことが判明している。ナゲ
ツト形成はピークの近傍で始まり、ナゲツトの大
きさは抵抗がピークから降下する量によつて知ら
れる。しかし亜鉛めつき鋼溶接の場合は、抵抗曲
線は一段と複雑になり、亜鉛溶解、チツプのへこ
み、バルク加熱、ナゲツト領域の亜鉛による側路
などのようないくつかの現象の結果であると思わ
れ、これらの現象はすべて自分自身の速度で進行
し、溶接ごとに曲線の性格を変える。さらに実験
により、二重パルスが、チツプおよびチツプと接
触する工作部品の表面を一様な温度にする働きを
する冷却期間によつて、第２パルスの初めにチツ
プ間の境界に起きるこれらの現象を同期させる効
果を持つことが判明している。第１８Ｂ図の抵抗
曲線は、溶接工程に亜鉛めつきストツクを使用し
た代表的な二重パルス抵抗曲線を示す。領域は
二重パルス溶接の第１パルスを表わす。第１パル
スは、常時最初の接触抵抗を破壊する十分な長さ
を有し、境界における微細なでこぼこをなめらか
に変形することにより、点Ａにおいて最小抵抗を
生じる。点Ａからの抵抗のわずかな増加は、第１
パルスが続く場合に生じる。これは工作部品の加
熱および鋼の抵抗の正温度計数に起因する。

冷却期間と呼ばれる領域は、工作部品と接触
する水冷電極チツプにより、電極チツプと工作部
品との境界領域を冷却させるために用いられる。
普通、冷却期間は、工作部品との境界領域が若干
の熱を保持し、それが第２パルスの領域すなわ
ち溶接−２への進入と同時にヘツド・スタートを
与えるようにするだけの短い期間である。

第２パルスの溶接−２は、冷却期間すなわち領
域の間に減少する、領域の終りの抵抗よりも
はるかに低い抵抗で始まる。大体点Ｂで示した溶
接−２の早期に、亜鉛めつきコーテイングは工作
部品と工作部品との境界で溶解し始める。これは
２個の工作部品を結合し、結合区域が増すにつれ
て、それはナゲツト形成が最終的に始まる区域を
次第に側路する。これは工作部品と工作部品との
境界抵抗を有効にマスクし、さらに裸鋼の場合よ
りも広い区域にわたつて電流を広げ、すなわち最
も必要とされる加熱値を減少させる。しかし電極
チツプのすぐ近くの電流はチツプの形状により小
さい区域に局限されるので、それは一層加熱に有
効である。経験が示すところでは、きわめて良い
電導体の銅チツプの冷却および与えられたヘツ
ド・スタートにかかわらず、電極チツプ境界領域
は、工作部品と工作部品との間の温度よりも高い
温度になる傾向がある。

曲線上の点Ｃに達する時までに、工作部品は、
チツプの下ですみやかなチツプへこみを生じさせ
るほどにやわらかにされる。すなわち、Ｃにおけ
るピークはナゲツト形成に何の関係もなく、むし
ろチツプのへこみに起因して短くされた電流の通
路を部分的に表わす。その後まもなく点Ｄで、曲
線は不確定になるが線ＥおよびＦとは境界が定め
られる。これらの境界の間で、曲線は普通別のピ
ークに達するが、必ずしも達するとは限らず、曲
線はナゲツト形成が始まる時点の線Ｇに達する時
まで下降したり下降しなかつたりする。点Ｄから
線Ｇまでの領域はよく知られていない。しかし、
この領域はその後のチツプのへこみ、亜鉛溶解お
よび蒸発、ナゲツト形成、チツプおよび工作部品
のバルク加熱などの結果によるものと思われ、こ
れらはすべて自分自身のある独自の速度で進行す
る。

そこで、亜鉛めつき鋼の抵抗曲線は、溶接ナゲ
ツト形成および成長を確実に表わさない。しかし
間接的には、第１８Ｂ図の点Ｃまでの抵抗曲線
は、チツプ境界領域において温度が上昇する速度
の情報を与える。電流が変えられると、溶接−２
の初めから点Ｃに達する時間の長さが変化する。
第１９図において、Ａで表わされる曲線は、曲線
Ｂを作るのに用いられた電流より大きな電流から
生じ、同様に曲線Ｂは曲線Ｃよりも大きな電流を
用いて得られる。すなわち、高い電流レベルの場
合の方が、低い電流レベルの場合よりも早くチツ
プへこみを生じる。

溶接形成および成長の予測を与える溶接−停止
モードを用いる上述の所論は、チツプ境界領域温
度の上昇速度に基づいている。第１ピークまでの
時間またはサイクル数を測定しかつこの時間また
はサイクル数に定数（亜鉛めつき鋼の実際の工作
部品による試験溶接から経験に基づいて定められ
た定数）を乗じることによつて、溶接ナゲツト形
成の予測時間が確かめられる。溶接がこの予測時
間に達した後に溶接電流は止められる。

作動の原理 第２認識法を利用するこの溶接機制御器は、非
帰還モードで作動されるとき、 ’724特許に記載
された溶接機制御と基本的と同様に作動する。

第２認識法を利用する帰還モードの溶接機制御
器の作動は、裸鋼還帰モード、亜鉛めつき鋼モー
ド、動的ステツパ・オン／オフなどのような適当
な帰還オプシヨンを作業員が選択する必要があ
る。これは多数の可能な操作モードを生じる。

代表的なセツト・アツプおよび操作手順は下記
のとおりである： １ 作業員は制御を非帰還モードに置き、 ’724
特許に述べられたとおり、満足できる溶接を形
成するための溶接スケジユールの調整に進む。

２ 溶接すべき金属の種類により、作業員は第１
５図のシーケンス・モジユール７００の場所４
４、および１９，２９または３９に適当な数を
プログラムすることによつて使用すべき帰還モ
ードを選択する。正確な数の選択は、溶接の進
行につれて以前の経験と溶接の質の観測との組
合せによつて達成される。

３ 第１還帰溶接に先立つて、モデル化回路は実
際の溶接機とぴつたり一致するように調整され
なければならない。これは、シーケンス・モジ
ユール７００の場所１９，２９または３９に数
99をプログラムし、かつ実際の工作部品または
そのストツクの適当な見本（クーポン）に対し
溶接を実行し続けることによつて達成される。
開始スイツチが作業員によつて閉じられると、
制御は２秒の遅延を伴う短い４サイクルの溶接
と、次の他の４サイクル溶接を実行し続ける。
この工程は、第８Ａ図（第１７図）の力率選択
ブロツク１２０がモデル化回路を実際の溶接機
とよく一致するように調整し終わるまで続けら
れる。良好な一致が得られると、制御器は場所
４４の99を取り除き、作業員によつてそこに元
来置かれていた数を復帰させ、次に工作部品の
溶接実行に進む。力率選択ブロツク１２０の調
整には通常３〜５回の４サイクル溶接が要求さ
れる。４サイクル溶接は実際の溶接を達成する
には短かすぎて調整の間にナゲツト区域に溶解
は生じない。

４ 溶接を続けながら、制御器は最良と思われる
データを供給するのに必要な、クロツクおよび
力率選択ブロツク１２０の追加調整を行なう。

第２０図について述べると、溶接サブルーチ
ン、すなわちブロツク４００，４０２，４０４，
４０６および４０８は、第１０Ａ図のブロツク１
９８，２００，２０２，２０４ならびに２１４と
等価の機能を持つている。第２０図のブロツク４
０２は電流セツテイングのための適当な遅延を選
択するとともに、第１０Ａ図のブロツク１９８と
基本的に同じ方法で溶接サブルーチンのいろいろ
なセツト・アツプ操作を実行する。第１０Ａ図の
ブロツク２００は、正規の溶接の間のプログラム
の流れを簡単にするために第２０図には示されて
いない。第２０図のブロツク４０４は、SCRを
起動する前に遅延を得るために必要なステツパを
実行する。ブロツク４０６は、実際の溶接電流消
滅とモデル化回路における消滅との間の時間差を
得るために、外部カウンタを読み出す。最後にブ
ロツク４０８はSCRの導通を開始するのに必要
な信号を出す。上記の詳細な説明は第１０Ａ図の
検討に見られる。

第２０図のブロツク４０８を実行するために必
要な操作が完了すると、マイクロプロセツサは、
サブルーチンのブロツク４１０のフイルタの中
で、抵抗データ（ブロツク４０６によつて各半サ
イクルごとに読み出されるカウンタ値）を分析す
る操作を再開する。ブロツク４０では、マイクロ
プロセツサは高周波成分を取り除いた出力値のシ
ーケンスを作るように読み出されるとき、抵抗値
のシーケンスに低域デイジタル・フイルタを適用
する。このフイルタは、デイジタル信号処理技術
に詳しい者にとつては周知の有限入力レスポンス
（FIR）技術を使用するように設計されている。

ブロツク４１２は、作業員が第１５図のシーケ
ンス・パネル７００の場所４４に零を入れ、かつ
第１５図のシーケンス・パネル・モジユール７０
０の場所１９，２９または３９に零を入れること
によつて非帰還操作を選択したとき、線路４２６
を経てブロツク４２０に制御を移す判断ブロツク
である。場所４４が非零の数にセツトされた場
合、制御は線路４２８を経てブロツク４１６に移
されるが、このブロツク４１６は溶接サブルーチ
ンの中の特殊溶接帰還ルーチンである。このルー
チンにおいて、場所４４のデータは、二重パルス
溶接の第１パルスと第２パルスの最初の部分とを
マスクする可変ブランク時間を得るために作業員
によつて使用される。ブランキング時間が終わる
と、ルーチンは抵抗値のピークをさし、それが発
見されると、場所１９，２９または３９で作業員
によつて特定されたものに等しいかそれより大き
い降下に対するその後の抵抗値を評価する。作業
員が標準帰還モードの１つを選択するるならば、
場所４４は零にセツトされなければならず、また
場所１９，２０または３９は適当な非零の数にセ
ツトされるであろう。この数が01と50との間の値
にセツトされるならば、裸鋼帰還モードが選択さ
れる。値が72と88との間であれば、予測帰還モー
ドが前述のとおり選択される。値の範囲が、例え
ば01と50との間で使用されると、作業員は溶接停
止限界を調整することができる。これらの値は溶
接区域に送られるエネルギを制御する。裸鋼帰還
モードでは、STCRサブルーチン、すなわちブロ
ツク４１４は、抵抗値の谷の存在を求める。谷が
検出されてからでなければ、抵抗値のピークの存
在は求められない。ピークが検出されてから、ピ
ークからの降下はシーケンス・モジユール７００
の場所１９，２９または３９において作業員によ
つて特定されたものと比較される。ピークからの
抵抗降下が作業員が特定した値以上であることが
分かつたら、サブルーチンは現在の半サイクル・
カウンタの値をWSTOPと呼ばれるRAM記憶場
所に入れる。このモードでは、STCRサブルーチ
ン４１４は谷の検出後、第１８Ｂ図の第１ピー
ク、すなわち反転点Ｃの抵抗値を求める。谷から
第１ピークＣまでの時間および半サイクルは、追
加すべき溶接の半サイクルの数を算出するため
に、１〜３の数（場所１９，２９または３９にあ
る正確な数により）を乗じられる。算出された半
サイクルの数は次に現在の半サイクルの数に加算
され、その結果は溶接を停止するブロツク４２０
によつて使用されるWSTOPの場所に入れられ
る。

さらに、第２認識法におけるすべての３つの帰
還モード、すなわち特殊モード、裸鋼モード、お
よび亜鉛めつきモードは、イクスパルジヨンが検
出されると同時に溶接を停止するイクスパルジヨ
ン検出の特徴を備えている。二重パルス溶接の場
合、イクスパルジヨン検出器は第１パルスで禁止
され、ピークが発見されるまで続く。特殊帰還モ
ードは、第１溶接パルスの間および第２パルスの
ブランキング期間の間イクスパルジヨン検出器を
禁止する。

判断４２０は、半サイクルの値をWSTOP場所
の内容と比較する。両者が等しければ、溶接は、
出口ブロツク４２２から溶接サブルーチンを出る
ことによつて停止される。半サイクル・カウンタ
がWSTOPの内容より小であれば、制御はブロツ
ク４０４に至る線路４２４に移され、ブロツク４
０４で次の半サイクルの操作が繰返される。溶接
サブルーチンをブロツク４２２から出ると、
TCHUPサブルーチン４３０に入る。このサブル
ーチンは、いま完成したばかりの溶接で得られた
データに基づくDAC1020セツテイングに対して
タツチ・アツプ調整を与える。このサブルーチン
は、次に電子回路のドリフト・ケーブルの温度上
昇などの変動を補償して、モデル化回路を実際の
溶接回路に対して正確に調整されるように保つ。
TCHUPサブルーチン４３０が終わると、制御
は、作業員が次の溶接モードのトリガを引くとき
のような別の溶接指令を待機する待機モードに戻
る。

第２１図、第２２図、第２３図および第２４図
を参照して、停止時間算出タツチ・アツプ・デイ
ジタル・フイルタおよび高速調整の諸サブルーチ
ンを更に詳細に説明する。

まず、第２１図に示したような停止時間計算サ
ブルーチン（STCR）８００は、各半サイクルか
ら得られた抵抗データに基づき、溶接電流が終わ
るべき時間を決定する。STCRサブルーチン８０
０のいろいろな部分に対するシーケンスの決定
は、最初零であつて谷が発見されると１にセツト
され、かつピークが発見されると２にセツトされ
るステツプ・フラグによつて制御される。

判断ブロツク８０１はステツプ・フラグが零で
あるかどうかをテストし、もしステツプ・フラグ
が零に等しければ制御は判断ブロツク８０２に移
る。ブロツク８０２は、溶接機制御器が二重パル
ス溶接の第２パルスをいま実行しているならば、
ブロツク８０６に制御を移す。これは、第２パル
スの最初の半サイクルに第２パルス抵抗曲線の谷
を割当てる効果を持ち、その手順は実験結果と一
致する。判断ブロツク８０２は、単一パルス溶
接、又は二重パルス溶接の第１パルスの場合に
は、制御をブロツク８０３に移す。

ブロツク８０３においては、抵抗データの導関
数（HFILTRサブルーチンから導かれたもの）
が、谷の有無を調べるために検査される。谷が発
見されると、ブロツク８０４はブロツク８０５に
移り、谷がなければ復帰ブロツク８２４を経て呼
出サブルーチンに移る。ブロツク８０５は、半サ
イクル・カウンタWHCYCの現在値を、WVAL
と呼ばれるRAM記憶場所に入れる。ステツプ・
フラグはブロツク８０６で１にセツトされ、これ
は谷が発見されて抵抗のフイルタされた値が
WRVALと呼ばれる記憶場所に記憶されたこと
を表わす。判断ブロツク８０７は、溶接機制御器
が二重パルス溶接の第１パルスをいま実行中であ
ればブロツク８０８に移り、そうでなければブロ
ツク８０７は呼出サブルーチンに復帰するためブ
ロツク８２４に移る。ブロツク８０８は、半サイ
クル・カウンタWHCYCの現在値をWSTOPと呼
ばれる記憶場所に入れる。これは溶接電流を止め
させ、「第１パルスならば谷で停止」という特徴
を実施する。

ブロツク８０１に戻ると、ステツプ・フラグに
おける非零の数によつて示されるとおり、もし谷
が以前に発見されていたならば、制御はブロツク
８０９に移される。ブロツク８０９は、谷が以前
に発見されかつピークがステツプ・フラグの１つ
によつて示されるとおり発見されていない場合
に、ピークをさがすためにブロツク８１０に移
る。

導かれた抵抗データを使用するブロツク８１０
は、フイルタされた抵抗データのピークすなわち
最大値を求める。ピークが発見されるとブロツク
８１１はブロツク８１２に移り、発見されなけれ
ばブロツク８１１は呼出プログラムに復帰するた
めブロツク８２４に移る。ピークが発見された場
合にのみ入力されるブロツク８１２は、半サイク
ル・カウンタの現在値をWPEAKと呼ばれる記憶
場所に移し、またピークのフイルタされた抵抗値
をWRPEAKと呼ばれる記憶場所に移す。

判断ブロツク８１３は、帰還制御の亜鉛めつき
モードが選択された場合にブロツク８１４に制御
を移すか、あるいは帰還の裸鋼モードが選択され
た場合にブロツク８１６に制御を移す。作業員
は、以前に72と88との間の数を記憶所４４にプロ
グラムすることによつて帰遅制御の亜鉛めつきモ
ードをあらかじめ選択したか、シーケンス・モジ
ユールを用いて01と55との間の数を記憶場所１
９，２９または３９に入れて裸鋼モードをあらか
じめ選択した。亜鉛めつき鋼帰還モードが選択さ
れると、ブロツク８１４はステツプ・フラグ・カ
ウンタに２を入れるが、これは谷およびピークが
いずれも発見されかつ亜鉛めつきモードが選択さ
れたことを示す。次に制御はブロツク８１５に移
り、ここで場所４４にある作業員が設定した制御
値は１と３との間の値をとる乗数に直線的にマツ
プされる。すなわち、場所４４が72であれば乗数
は１であり、場所１９，２９または３９が73であ
れば乗数は１ 1/8である、など。次に、ブロツク
８１５は谷とピークとの間の半サイクルの数
（WPEAK−WVAL）を決定し、この差に前に求
めた乗数を掛ける。この積は、次に停止時間を作
るために半サイクル・カウンタWHCYCの現在
値に加算される。溶接サブルーチンを制御する記
憶場所WSTOPには、計算された停止時間または
最小溶接時間のどちらか大きいほうがロードされ
る。最小溶接時間は作業員によつて場所１８，２
８または３８に前もつてプログラムされている。
次に制御はブロツク８２４を経て呼出プログラム
に移る。

判断ブロツク８１３に戻つて、もし裸鋼モード
が選択されていると、ブロツク８１６は、谷とピ
ークとの両方が発見されかつ裸鋼モードが選択さ
れたことを示すように、ステツプ・フラグに３を
入れる。次にブロツク８１７は、溶接が停止する
ためには起こらなければならないピークからの抵
抗降下の量を計算する。これは、作業員によつて
場所１９，２９または３９にあらかじめプログラ
ムされた値（１〜50）を用い、それをクロツク周
波数により率の乗算（スケール）をしながら行な
われる。すなわち、降下限界RTは高クロツク周
波数では大きな値にスケールされ、低クロツク周
波数では小さな値にスケールされる。これによ
り、クロツク周波数がTCHUPサブルーチンによ
つて変更されても一貫した良質の溶接を生成する
ことができる。換算された降下限界RTを計算し
てから、ブロツク８１７は呼出プログラムに復帰
するためブロツク８２４に移る。

ブロツク８０９に戻つて、もしステツプ・フラ
グ値が１より大きければ、制御はブロツク８１８
に移る。ブロツク８１８は、ピーク抵抗と谷抵抗
との差の1/4、すなわち1/4（WRPEAK−
WRVAL）として定義されるイクスパルジヨン
限界を定める。

イクスパルジヨン限界は、最高クロツク速度に
おける20の値から、500KHz以下のクロツク速度
における３の値まで直線的に制限される。ブロツ
ク８１９はイクスパルジヨンが生じたかどうかを
検出する。イクスパルジヨンは、平均抵抗データ
がイクスパルジヨン限界以上の降下を示す２個の
隣接半サイクルとして定義される。イクスパルジ
ヨンの条件が満足されると、ブロツク８２０は
WSTOP記憶場所に、半サイクル・カウンタ
WHCYCの現在の内容、または最小溶接長さ
WMINのどちらか大きいほうをロードする。次
に制御は、呼出プログラムに復帰するためにブロ
ツク８２４に移る。イクスパルジヨンが検出され
ないと、ブロツク８１９は制御を判断ブロツク８
２１に移すが、このブロツク８２１はステツプ・
フラグが３に等しい場合（谷とピークが発見され
かつ裸鋼帰還モードが選択されたことを示す）、
制御を判断ブロツク８２２に移す。ステツプ・フ
ラグが３に等しくない場合は、ブロツク８２１は
呼出プログラムに復帰するブロツク８２４に直接
移る。判断ブロツク８２２は、抵抗のピーク値
（WRPEAK）からの全抵抗降下が限界値RTに等
しいかあるいはそれを超過するかを判定する。も
しYESであれば、制御はブロツク８２３に移り、
ここでWHCYCの現在値またはWMINのどちら
か大きいほうがWSTOPにロードされる。次に制
御は呼出プログラムに復帰するためブロツク８２
４に移る。抵抗降下が抵抗降下限界以上でなけれ
ば、ブロツク８２２は呼出プログラムに復帰する
ためブロツク８２４に直接移る。

第２２図のタツチ・アツプ（TCHUP）サブル
ーチン８５０は、下記の機能を果たす： １ 前の溶接からの溶接抵抗データを監視し、延
長された期間にわたつて調整を保つようにモデ
ル化回路（DACセツテイング）に適当な変更
を施す。

２ サブルーチンは、カウンタが溢れることなく
最大の実際的分解能を達成するようにクロツク
速度を調整する。

３ 帰還制御されたステツパ・オプシヨン（動的
ステツパ）が選択されると、このサブルーチン
は前の溶接に基づく次の溶接用の電流のレベル
を決める。

判断ブロツク８５１は、制御器が場所１９，２
９または３９において99によつて示される調整モ
ードにある場合、サブルーチンを迂回する。正常
モードでは、制御は判断ブロツク８５２に移る。
このブロツク８５２において、前の溶接
（HBOBL）からの抵抗データの交番成分が検査
される。HBOBLが零より大きければ、それは奇
数の半サイクルDACセツテイングが小さ過ぎ、
偶数の半サイクルDACセツテイングが大き過ぎ
ることを意味する。ブロツク８５４は、奇数の半
サイクルDACセツテイに１を加え、偶数の半サ
イクルDACセツテイングから１を減じることに
よつて補償する。HBOBLの値が負であれば、ブ
ロツク８２３は反対の方法で補償する。各溶接後
に行なわれるこの手順は、抵抗データにおける交
番成分（ボブル）を最小値に保つ作用をする。

ブロツク８５５は、前の溶接からの抵抗データ
の最大（HMAX）平均値と最小（HMIN）平均
値との差を検査する。差が180カウント未満で65
カウントを越える場合は、クロツク速度は良好で
あり、制御はブロツク８５８に移る。差が65カウ
ント未満ならば、クロツク速度はより大きな分解
能を得るためにブロツク８５６によつて倍加され
る。差が180を越える場合は、クロツク速度はカ
ウンタの溢れ（最大カウンタ容量は255カウント）
の危険を少なくするために判断ブロツク８５７で
半減される。

ブロツク８５８はHMAXの値を検査し、かつ
ブロツク８５９と共に奇数および偶数DACセツ
テイングの両方を調整して、HMAXの値が−19
と−50との間にあるようにする。したがつて、正
しく調整されると、すべての抵抗値はピーク抵抗
（HMAX）に対して負、すなわち最小負となる
傾向がある。これはモデル回路を実際の溶接機電
流により常に少し早期に除勢する効果を持つてい
る。したがつて、溶接の際の電流消滅に起因する
線間電圧波形のどのような変化でも、モデルに影
響を及ぼさないようにされる。

判断ブロツク８６０から始まるTCHUPサブル
ーチン８５０の残りの部分は動的ステツパ機能を
行なう。ブロツク８６０は、動的ステツパ特徴が
働いているならば制御をブロツク８６１に移し、
働いていなければ制御はブロツク８７５に移さ
れ、そこで呼出プログラムに復帰する。ブロツク
８６１は、前の溶接が内部計算による限界間隔の
前、中、後に帰還制御を受けて停止されたかどう
かを判定する。

限界間隔は、最小時間（場所１８，２８または
３８）と最大時間（例えば、場所１４，２４また
は３４）との間のサイクル差の中央の2/4に等し
い。例えば、最小時間が９サイクルにセツトさ
れ、最大時間が18サイクルにセツトされると、限
界間隔はサイクル12、13、14および15である。限
界間隔の範囲内で終わる溶接は良好な電流レベル
によつて作られたと考えられるが、調整は保証さ
れない。すなわち、ブロツク８６１はブロツク８
６４に直接移る。溶接が限界間隔の最小（この場
合はサイクル12）より前に終わるならば、電流は
過大であると解される。同様に、溶接が限界間隔
の最大（この場合はサイクル15）の後で終わるな
らば、電流は不足と解される。ブロツク８６２お
よび８６３は、電流の不足または過大により、ス
テツパ・カウンタＤに１を加えたり、それから１
を減じる。判断ブロツク８６４は、作業員によつ
てステツパ利得（場所４３）としてプログラムさ
れた値に対するＤカウンタの内容を調べる。Ｄカ
ウンタがステツパ利得（正数とする）に等しいか
またはそれより大きい場合は、次の溶接の電流は
１％だけ増加される。Ｄカウンタがステツパ利得
（負数とする）に等しいかそれより小さければ、
次の溶接の電流は１％だけ減少される。Ｄカウン
タの値がステツパ利得の正負によつて定められる
点の間にあるならば、電流の変化は行なわれず、
制御はブロツク８６７に直接移る。ブロツク８６
１から８６６までの効果は、溶接電流の変化が作
られる前に、数回の溶接にわたつて持続する傾向
（ステツパ利得セツテイングにより定められる）
を要求することである。

判断ブロツク８６７は、新しい電流値を作業員
によつて許容された最小値と比較する。新しい電
流が最小値より小さければ、ブロツク８６８は新
しい電流値を最小値にする。新しい電流が許容さ
れた最大値より大きければ、ブロツク８７０は新
しい電流値を最大値にする。

ブロツク８７１から８７４までは、 ’724特許
の溶接機制御に共通な特徴であるチツプ維持灯出
力を制御する。ブロツク８７１および８７２は、
電流が最大値の２％以内であれば、チツプ維持出
力をターン・オンする。ブロツク８７３および８
７４は、電流信号が最大値に等しいとき、チツプ
維持出力を点滅モードにセツトする。最後に、ブ
ロツク８７５は制御を呼出プログラムに戻す。

第２３図のフイルタ（HFILTR）サブルーチ
ン８８０は、にせのデータの影響を最小にする１
群の低域フイルタに抵抗データを通して整える。
さらに、HFILTRサブルーチン８８０は、フイ
ルタされたデータの最小値および最大値をセーブ
し、かつ他のサブルーチンによる以後の使用のた
めにデータの中の交番成分の値を計算する。また
HFILTRは、STCRサブルーチン８００のピー
クおよび谷の検出に用いるフイルタされた抵抗デ
ータの別々の時関導関数を求める。

判断ブロツク８８１は、最低２個の妥当デー
タ・サンプルが受信されるまでは、溶接の初期に
サブルーチンの機能部分を迂回する。ブロツク８
８６はフイルタ出力を払い、ブロツク８９３を経
て呼出プログラムに戻る。ブロツク８８１は、最
低２個の妥当な抵抗データサンプルが受信された
後、ブロツク８８２に制御を移す（第１パルスの
第１半サイクルからのデータは不当とされるが、
二重パルス溶接の第２パルスの第１半サイクルか
らのデータは妥当とされる。） 判断ブロツク８８２は、制御をブロツク８８５
に移して、最初のパスにおいて、最大
（HMAX）、最小（HMIN）、およびボブル累算
器（HBOBL）を払う。その後、ブロツク８８２
は制御をブロツク８８３に移すが、このブロツク
８８３は、現在の半サイクルからの抵抗データお
よび前の半サイクルからのデータの平均値を構成
する内部サブルーチンHFAである（これは60Hz
溶接機に対しては30Hzにしや断周波数を持つ低
域デイジタル・フイルタである）。Ｈ１と呼ばれ
る平均フイルタ出力は、溶接中に、最大値と最小
値を選択する場合にブロツク８８４によつて使用
される。溶接において発見されたＨ１の最大値は
HMAXに記憶され、Ｈ１の最小値はHMINに記
憶される。ブロツク８８４は抵抗値の交番成分の
大きさをも計算する。それは、偶数の半サイクル
から生じるフイルタされない抵抗値をHBOBLを
呼ばれる累算器に加え、また奇数の半サイクルか
ら生じるフイルタされない抵抗値を累算器
HBOBLから差引くことによつて達成する。この
作用は、フイルタされない抵抗データに小さな交
番成分があるならば、溶接の終わりのHBOBLは
零に近くなるような効果を持つ。偶数の半サイク
ルからのフイルタされない抵抗値が奇数の半サイ
クルからのものより大きくなる傾向があれば、
HBOBLに累積された値は大きな正数となる。奇
数の半サイクルからのデータの方が大きければ、
HBOBLは大きな負数となる。HBOBLの値は以
後、適当なモデル調整の維持を助けるTCHUPサ
ブルーチンにおいて使用される。

判断ブロツク８８７は、溶接パルス半サイク
ル・カウンタWHCの値に基づき低域デイジタ
ル・フイルタを選択する。セレクタ８８７の作用
は、約11Hzのしや断周波数を持つフイルタが最
終的に選択されるまで、より低いしや断周波数を
持つデイジタル・フイルタを漸次選択することで
ある。この手順は、各溶接パルスの初期に改良さ
れたトランジエント・レスポンスを生じるととも
に、溶接パルスの後期に低いしや断周波数を生じ
る。５個の有限インパルス・レスポンス（FIR）
の直線位相フイルタが使用される。フイルタ間の
転移誤差は、両側の２個のフイルタの平均出力を
作り両フイルタ側で用いるように、８８９のよう
な平均を作るブロツクを選択するセレクタ・ブロ
ツク８８７によつて最小にされる。すなわち、フ
イルタ選択操作は次のとおり進む：WHCが２以
下の場合、フイルタは選択されず、かつ出力
HOUTは零にされる。WHCが３に等しい場合、
フイルタＨ１すなわち隣接対平均フイルタが選択
される。WHCが４に等しい場合、Ｈ１およびＨ
２の両フイルタが選択され、かつ２個のフイルタ
の平均値が出力HOUTになる。WHCが５に等し
い場合Ｈ２フイルタのみが選択され（しや断周波
数21.5Hz）、出力HOUTが計算される。WHCが
６に等しい場合には、Ｈ２およびＨ３の両フイル
タが選択されて、HOUTのために同様に平均化
される。この方法で、抵抗データを処理するため
に、ますます低いしや断周波数を持ちなめらかな
連続を有するフイルタが使用される。WHCが11
以上になると、HOUTを作るためのＨ５フイル
タが専ら用いられる。

ブロツク８９２は、メモリ内に蓄積されている
３つの表に溶接からのすべてのデータを記憶す
る。実際の抵抗データはHRTBLと呼ばれる表に
記憶される。平均化データＨ１および選択的にフ
イルタされたデータHOUTは、それぞれ
HATBLならびにHFTBLと呼ばれる表に記憶さ
れる。さらに、ブロツク８９２はHOUTの値の
非連続的時間差（連続的な場合の導関数に類似し
ている）を形成する。ここで導関数と呼ばれるこ
れらの値は、現在およびその前の半サイクルに対
してのみ保持され、それぞれWDIRおよび
WDIRLと呼ばれる。

このサブルーチンからの退出は、ブロツク８９
３を経て行なわれる。

高速調整サブルーチン（ESET）９００は、実
際の溶接機負荷に合致するようモデル回路をすば
やく調整するために用いられる。それは、調整モ
ードにおいて１組の短い試験溶接パルスの各半サ
イクルからのデータを使用する手順によつてこれ
を達成する。

第２４図において、ブロツク９０１は調整モー
ドにおける第１のパルスによりブロツク９０２，
９０３および９０４に制御を移す。ブロツク９０
２は、奇数および偶数の両半サイクルDACセツ
テイングを、力率約0.64に相当する中間値にセツ
トする。偶数および奇数の両半サイクル用の収束
カウンタはブロツク９０３で小さな正数にセツト
され、最後にブロツク９０４はクロツク速度を
250KHzにセツトする。

次に、ブロツク９０５は、現在利用できる抵抗
値が試験溶接パルスの最初の半サイクルからの値
であれば、ブロツク９１３に制御を移す。このデ
ータは調整の基本としては使用されない。判断ブ
ロツク９０６は、モデル調整工程がEPASSフラ
グ（このフラグはブロツク９１２でセツトされ
る）によつて立証されるように既に収束されてい
るならば、それ以上の調整はバイパスする。この
半サイクルの調整は、モデルが依然として前の半
サイクルから付勢されているならば、判断ブロツ
ク９０７によつてスキツプされる。これは、実際
の溶接機の力率よりもモデルの力率の方がはるか
に小さいことを示す。前の半サイクルが依然とし
て付勢されている、すなわち作動していることが
判明したときは、ブロツク９０７は、それがもは
や作動しなくなつて次の半サイクルと干渉し合わ
なくなるまでは、１つおきの半サイクルに対して
のみ調整を行なわせる。つづいて、調整は両半サ
イクルに対して行なわれる。

判断ブロツク９０８は、良好な調整を示す限界
内にある現在の抵抗データの値を検査する。抵抗
データの値が許容限界の外側にあることが判明し
たときは、制御はブロツク９０９に移る。ブロツ
ク９０９の機能は、前の奇数または偶数の半サイ
クルからの抵抗の値を用いて、新しい奇数または
偶数のDACセツテイングを計算することである。
計算は下記の式を遂行する： NDAC＝OLDAC＋（RES＋OFFSET）Ａ ただしNDACは新しいDACの値、OLDACは
前のDACの値、RESは抵抗値、そしてOFFSET
は、ある所望の最終値に収束させるために用いら
れる定数である。変数ＡはOLDACに基づき選択
された１と４との間の整数であり、可能最高速度
の収束を実現するために調整帰還ループの有効開
ループ利得をほぼ１に等しくさせるために用いら
れる。ブロツク９０９が終わると、制御はブロツ
ク９１３に移り、それより呼出プログラムに戻
る。

ブロツク９０８において、もし抵抗の現在値が
許容の範囲内にあることが判明したときは、制御
はブロツク９１０に移される。ブロツク９１０に
おいて、奇数または偶数収束カウンタは１カウン
トだけ減分され、制御はブロツク９１１に進めら
れる。ブロツク９１１は奇数および偶数収束カウ
ンタの両方の値をテストして、両方とも負の値ま
で減分されることが判明したならば、調整工程は
完了し、制御はブロツク９１２に進む。奇数およ
び偶数の両半サイクル収束カウンタが負の値まで
減分されなかつたならば、制御はブロツク９１３
に進み、呼出プログラムに復帰し、かつ最終的は
さらにESETサブルーチンを繰り返すように進
む。ブロツク９１２は収束されたフラグEPASS
をFFにセツトするが、これは調整が良好に完了
していることを示す。この作用は調整モードを終
わらせて、制御を正常溶接モードに復帰させる。
最後に、ブロツク９１２はクロツク速度を1MHz
にセツトして、制御をブロツク９１３に移し、呼
出プログラムに復帰させる。

第１４図には、基準電圧７８および電流導通の
半サイクル７９が示されている。さらに同図は、
これらの波形に関して溶接の間に事象が生起する
時期を示している。例えば、代表的な電流導通の
半サイクルは、所望の溶接熱に依存してほぼ最小
4msから最大8.33msまで持続する。カウンタが読
み出されるEREADは、SCRを起動するゲート・
パルス信号が生じる直前に起こる。KSTOPは、
GP信号の後1msが経過する前にシーケンスされ
ている。ESETは電流導通の半サイクル間のギヤ
ツプ時間中に出される、等々。

本発明のある好適な実施例が特に開示された
が、言うまでもなく本発明は多くの変形が当業者
にとつて容易に明白と思われるので、それに限定
されないで、下記請求の範囲の記載の中におい
て、可能最広の解釈を与えられるべきである。