JPH02220785A - 抵抗溶接用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は予め任意に設定した溶接スケジュールの範囲
において電極間電圧又は抵抗の溶接通電時の変化に対応
して溶接電流の増減を行う抵抗溶接用制御装置に間する
ものである。

［従来の技術］ 抵抗溶接機における電極チップ先端部はその使用に伴っ
て消耗するのでそのまま継続使用すると溶接品質が低下
する。そこでこれを防止するため溶接用電流の制御を行
うのであるが、この種の従来の溶接用電流の制御装置は
、第４図に示すように溶接回数をカウントして予め設定
した回数毎にステップ状又は直線状に溶接電流を増大さ
せるものく先行技術１という）や、溶接通電時間を積算
して所定通電時間毎に溶接電流を増大させるものく先行
技術２という）がある。

また、溶接通電時間における電極間電圧又は抵抗は通常
第５図に示すような曲線パターンで変化する。この電極
間電圧又は抵抗の変化と溶接部のナゲツト生成は密接な
関係があり、これまでその相関関係を利用して溶接用電
流の制御を行うもの（先行技術３という）も多数ある。

例えば２通電開始から所定時間経過後の最大電極チップ
間電圧値又は抵抗値からの降下量が規定値に達すると溶
接電流を停止させるもの、或は通電開始から所定時間経
過後の最大電極間電圧値又は抵抗値から通電終了時の電
極チップ間電圧値又は抵抗値の差電圧又は差抵抗に対応
して溶接電流を増減させるもの等がある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、前記先行技術１・においては、ワークの板厚
、材質２枚数等が異なる複数のワークを溶接する場合に
は、通電時間や溶接電流が異なるため適切な設定が困難
であり、溶接電流を上げるタイミングが早過ぎる場合に
はナゲツト溶融部が外部へ飛び出すいわゆる「散り」の
発生となり、遅過ぎる場合には適正なナゲツトが得られ
なかったりする、という問題がある。

また、前記先行技術２においても、通電時間の誤差は解
消するものの、溶接電流を検出していないため前者と同
様な欠点を生し溶接品質の優れた均一なワークを得るに
は問題があった。

更に、前記先行技術３においては、計測した電極間電圧
値又は抵抗値のみに依存して制御を行うので、電極間電
圧値又は抵抗値を検出するためのリート線の破損や断線
や更には該リード線に近在する配線からの電磁誘導によ
るノイズ等があり、毎回の電極間電圧値又は抵抗値を精
密に検出測定することが難しく誤検出した際適切な溶接
ができない場合が発生するという問題がある。

この発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、予
め設定した溶接回数毎に溶接電流を増加させる制御手段
に電極間電圧値又は抵抗値の検出値に対応して溶接電流
を増減させる制御手段を併用させることによって、信頼
性の高い誤動作を少なくし溶接品質の優れた均一なワー
クを得るような抵抗溶接用電流の制御装置を提供しよう
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、この発明における抵抗溶接用
制御装置は、 予め設定した所定の回数毎に溶接電流を増加させる設定
手段と、その設定した各段階での上下限の範囲内で通電
開始から所定時間経過後の電極間電圧又は抵抗の最大値
及び通電終了時の電極間電圧値又は抵抗値を計測する手
段と、両時点の差電圧値又は差抵抗値を算出する手段と
、この差電圧値又は差抵抗値間の増減に対応して前記の
上下限の範囲で溶接電流を増減させる手段とを有するよ
うした、 のである。

また、予め設定した所定の回数毎に溶接電流を増加させ
る設定手段と、その設定した各段階での上下限の範囲内
で通電開始から所定時間経過後の電極間電圧又は抵抗の
最大値を示した時点から通電終了時迄の電極間電圧値又
は抵抗値の減少量を計測、演算する手段と、この減少量
の増減に対応して前記の上下限の範囲で溶接電流を増減
させる手段とを有するようにしてもよく、 更には、電極間の前記差電圧値又は差抵抗値或はこれら
の減少量が予め設定した上下限の範囲内になるように通
電時間を増減させる手段を付加してもよく、 更にまた、前記所定の差電圧値又は差抵抗値或はこれら
の減少量が得られなくなった場合の離脱出力信号を発す
る手段を付加してもよい。

［作用］ 基本的には所定の回数毎に溶接電流が増加されるが、そ
の際その設定した各段階での上下限の範囲内で通電開始
から所定時間経過後の電極間電圧又は抵抗の最大値及び
通電終了時の電極間電圧値又は抵抗値が計測され、両持
点の差電圧値又は差抵抗値が算出されて、この差電圧値
又は差抵抗値間の増減に対応して前記の上下限の範囲で
溶接電流が増減される。

または、基本的には所定の回数毎に溶接電流が増加され
るが、その際その設定した各段階での上下限の範囲内で
通電開始から所定時間経過後の電極間電圧又は抵抗の最
大値を示した時点から通電終了時点の電極間電圧値又は
抵抗値の減少量が計測、演算され、この減少量の増減に
対応して前記の上下限の範囲で溶接電流が増減される。

更に、前記電極間の差電圧値又は差抵抗値或はこれらの
減少量が予め設定した上下限の範囲から外れた場合には
、直ちに前記溶接電流の増減は行わずに、先ず溶接時間
の延長或は短縮が行われ、該溶接時間の延長或は短縮の
結果、前記差電圧又は差抵抗或は減少量が前記予め設定
された上下の限界内に入れば、該溶接時間を所定の時間
に戻した上で改めて溶接電流の増減が行われるようにし
て、誤動作のチエツク機能を持たせることもできる。

更にまた、前記所定の差電圧値又は差抵抗値或はこれら
の減少量が得られなくなった場合には離脱出力信号を発
することによって異常を知ることもてきる。

［実施例コ 第１図ないし第４図を参照してこの発明の実施例につい
て説明する。

第１図において、１は過去のデーターに基づき溶接回数
に対応して溶接電流を段階的に増加させる基準溶接電流
設定値である。この設定値は本来経験と熟練によって決
定されるものであるが、その信頼性に応じてその上下に
任意に許容範囲の幅の限界線２及び３を設定する。

第２図において、４は商用電源に接続されたトランス５
の一次回路中の逆並列サイリスタである。

トランス５の二次回路中には抵抗溶接機７及びトロイダ
ルコイル８が配置されている。９は電流検出回路、１０
は絶対値回路、１１はアナログ　デジタル変換器、１２
はデジタル演算素子であり、前記トロイダルコイル８に
よって検出された溶接電流は電流検出回路９．絶対値回
路１０．アナログ　デジタル変換器１１を経てデジタル
演算素子１２に人力される。

また、１３は電圧検出回路、１４は絶対値検出回路、１
５はアナログ　デジタル変換器であり、抵抗溶接機７の
電極間電圧はり一ト線１６．１７によって検出され電圧
検出回路１３．絶対値検出回′ｒ＃ｊ１４．アナログ　
デジタル変換器１５を経てデジタル演算素子１２に人力
される。

該デジタル演算素子１２ては、通電中の間に検出した溶
接電流値と電極間電圧値から最大値Ｔｂ時点の電極間電
圧値と通電終了時点Ｔｃの電圧値との差電圧△■を求め
る。次に初期時又は良好な溶接品質が得られた時（電極
チップが消耗していない状態）に記憶しておいた差電圧
△Ｖｓと△■とを比較する。その結果、△Ｖｓ＝△■（
ある±の範囲を有する）の場合、△Ｖｓ＞△Ｖの場合、
△Ｖｓ＜△■の場合とがある。これによって溶接電流を
現状維持、増加或は減少させる方向にしようとする。と
ころで該デジタル演算素子１２には溶接条件設定器１８
が接続されており、該溶接条件設定器１８には予め前記
許容範囲の幅の限界線２及び３のデーターが設定されて
いる。従って、前記デジタル演算素子１２では、前記検
出した溶接電流値と設定電流値（計測した電極間電圧値
と予め設定された電流値とにより求められた電流値）と
の偏差を零にするような機能であるいわゆる定電流機能
に加えて次の通電において前記電極間電正値に対応した
溶接電流値を算出するが、この値が前記の予め設定した
上下範囲を越える場合は、その上限値２又は下限値３が
次の通電での基準電流として算出される。それ故、該デ
ジタル演算素子１２に接続されたサイリスタゲートパル
ス発生器１９に送られる信号は必ず前記上下の限界線２
゜３内で次の通電を行わせるようなものである。

そして、前記所定の差電圧値が得られなかった場合には
デジタル演算素子１２に接続された離脱信号出力器２１
によってそれが表示されるのである。

なお、２２はデジタル演算素子１２に接続された最終打
点完了出力器であって設定したブログラヌによる溶接打
点の終了を表示するものであり、２３は電極チップの取
り替え時などの初期リセット人力器、２４は強制的にあ
る段階からある段階へのステップを移行するときに用い
る強制段階切替人力器、２５は起動人力器、２６は溶接
ワークを示す。そして該実施例において前記電圧値に代
えて抵抗値によるものを使用してもよい。

以上のような構成からなるこの発明に係る実施例の抵抗
溶接用制御装置では、 検出した溶接電流値と設定電流値（計測した電極間電圧
値と予め設定された電流値とにより求められた電流値）
との偏差を零にするようにした上で電極間電圧値又は抵
抗値の検出値に対応して設定した上下限値の範囲内にお
いて次の通電に際し溶接電流の増減を自動的に行うので
ある。従って電極間電圧値又は抵抗値をリード線のトラ
ブルによって誤検出した場合でも、制御される溶接電流
の値は前記予め設定された上下限値を逸脱することはな
い。

第３図はこの発明の他の実施例を示すものであるが、前
記第１実施例とは絶対値検出回路１４が積分回路２７に
変わったのみで他は実質的に第１実施例と同一であるの
で同一の符号を付してその説明を省略する。

この実施例の抵抗溶接用制御装置では、抵抗溶接８！７
の電極チップ間電圧はり〜ト線１６．１７によって検出
され電圧検出回路１３．積分回路２７．アナログ　デジ
タル変換器１５を経てデジタル演算素子１２に人力され
る。

該デジタル演算素子１２では、通電中の開に検出した溶
接電流値と電極間電圧値から最大値Ｔｂ時点から通電終
了時Ｔｃ時点迄の間の電極間電圧値の減少量■を求める
。次に電極チップが消耗していない状態に記憶しておい
た減少量（積分値）ＶｓとＶとを比較する。その結果、
Ｖｓ＝Ｖ（ある±の範囲を有する）の場合、Ｖｓ＞Ｖの
場合、Ｖｓ＜Ｖの場合とがある。これによって溶接電流
を現状維持、増加或は減少させる方向にしようとするも
のである。

他の実施例としては、前記第２，３図に示されたような
装置において、前記差電圧△■又は差抵抗或は減少量く
積分値）■等が経験等により予め設定された上下の限界
より外れている場合には、直ちに前記溶接電流の増減を
行うことなく、先ず溶接時間の延長或は短縮をデジタル
演算素子】２によってサイリスタゲートパルス発生器１
９に指示し、該溶接時間の延長或は短縮の結果、前記差
電圧△■又は差抵抗或は減少量（積分値）■等が前記予
め設定された上下の限界内に入れば、該溶接時間を所定
の時間に戻した上で改めて溶接電流の増減を行うように
して、誤動作のチエツク機能を持たせることもできる。

以上、サイリスタを用いて位相制御手段により溶接電流
の制御を行う抵抗溶接用制御装置について説明をしたが
、この発明はインバータ式制御手段により溶接電流の制
御を行うインバータ式直流抵抗溶接機におけるインバー
・夕回路の制御にも適用できるものである。

［発明の効果］ この発明によれば、基本的には、予め設定した所定の回
数毎に溶接電流を増加させる設定手段と電極間の差電圧
値又は差抵抗値或はこれらの減少量の増減に対応して予
め設定した上下限の範囲内で溶接電流を増減させる手段
とを併用したので、前記所定の回数毎に溶接電流を増加
させるための条件表はかなりラフなものであっても前記
電極間の電圧等の検出によって正確な溶接制御が可能と
なり、仮に電極間の差電圧値又は差抵抗値或はこれらの
減少量をリード線のトラブル或はノイズ等によって誤検
出した場合でも、前記予め設定した上下限の範囲で次ぎ
の制御される溶接電流が送られることから安心した溶接
制御ができる。

また、電極間の前記差電圧値又は差抵抗値或はこれらの
減少量が予め設定した上下限の範囲内になるように通電
時間を増減させる手段を付加すれば、予め設定された上
下の限界より外れている場合に、直ちに前記溶接電流の
増減を行うことなく、先ず溶接時間の延長或は短縮を指
示し、該溶接時間の延長或は短縮の結果、前記差電圧又
は差抵抗或は減少量（積分１Ｉｉ）等が前記予め設定さ
れた上下の限界内に入れは、該溶接時間を所定の時間に
戻した上で改めて溶接電流の増減を行うことができて、
誤動作のチエツク機能を十分に果たせるのである。

更に、前記所定の差電圧値又は差抵抗値或はこれらの減
少量が得られなくなった場合に離脱出力信号を発する手
段を付加すれば、溶接機に何らがの異常が発生したこと
が直ちに理解できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る溶接電流を溶接回数に対応して
階段的に変化させる場合の電流／回数関係図、第２図は
この発明の一実施例のブロック図、第３図はこの発明の
他の実施例のブロック図、第４図は従来の溶接電流を溶
接回数に対応して階段的に変化させる場合の電流／回数
関係図、第５図は通電時間と電極間電圧の関係図を示す
。 ■・・・基準溶接電流設定値、２・・・上限界線、３・
・・下限界線、４・・・逆並列サイリスタ、７・・・抵
抗溶接機、８・・・トロイダルコイル、１２・・・デジ
タル演算素子、１３・・・電圧検出回路、１４・・・絶
対値検出回路、１８・・・溶接条件設定器、２１・・・
離脱信号出力器、２７・・・積分回路。 特許出願人　　　　　　小原株式会社 代理人　　弁理士　　　　画材　幹男 溶＃電７Ｌ（Ａ）− 第５図 通電時聞−

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接電流の制御をサイリスタ等を用いて位相制御
   手段により行う抵抗溶接用制御装置又はインバータ式制
   御手段により溶接電流の制御を行うインバータ式直流抵
   抗溶接機の制御装置において、予め設定した所定の回数
   毎に溶接電流を増加させる設定手段と、その設定した各
   段階での上下限の範囲内で通電開始から所定時間経過後
   の電極間電圧又は抵抗の最大値及び通電終了時の電極間
   電圧値又は抵抗値を計測する手段と、両時点の差電圧値
   又は差抵抗値を算出する手段と、この差電圧値又は差抵
   抗値間の増減に対応して前記の上下限の範囲で溶接電流
   を増減させる手段とを有することを特徴とする抵抗溶接
   用制御装置。
2. （２）溶接電流の制御をサイリスタ等を用いて位相制御
   手段により行う抵抗溶接用制御装置又はインバータ式制
   御手段により溶接電流の制御を行うインバータ式直流抵
   抗溶接機の制御装置において、予め設定した所定の回数
   毎に溶接電流を増加させる設定手段と、その設定した各
   段階での上下限の範囲内で通電開始から所定時間経過後
   の電極間電圧又は抵抗の最大値を示した時点から通電終
   了時迄の電極間電圧値又は抵抗値の減少量を計測、演算
   する手段と、この減少量の増減に対応して前記の上下限
   の範囲で溶接電流を増減させる手段とを有することを特
   徴とする抵抗溶接用制御装置。
3. （３）電極間の前記差電圧値又は差抵抗値或はこれらの
   減少量が予め設定した上下限の範囲内になるように通電
   時間を増減させる手段を付加したことを特徴とする請求
   項１又は２記載の抵抗溶接用制御装置。
4. （４）前記所定の差電圧値又は差抵抗値或はこれらの減
   少量が得られなくなった場合に離脱出力信号を発する手
   段を付加したことを特徴とする請求項１、２又は３記載
   の抵抗溶接用制御装置。