JPH03106575A

JPH03106575A - 直流抵抗溶接装置

Info

Publication number: JPH03106575A
Application number: JP24450189A
Authority: JP
Inventors: Fumitomo Takano; 文朋高野; Nobuo Kobayashi; 信雄小林; Hitoshi Saito; 仁斉藤; Hidenori Koga; 古賀　英範; Makoto Suzuki; 誠鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1991-05-07
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPH0780057B2

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本発明は並列動作が行われる複数のインバータにあって
、いずれかのインバータの出力低下あるいは過電流時に
全インバータの動作停止の制御が好適に行われる直流抵
抗溶接装置に関する。

［従来の技術］インバータが用いられる直流抵抗溶接装置から、被溶接
部材、例えば、アルミニウムの溶接時に数万アンペアの
電流を必要とする。このため、コンパータ、インバータ
、溶！｝ランス、整流器からなる電源部を複数配設し、
且つ整流器からの直流出力を合成して大電流を得ている
ものを本発明者は提案した。

斯かる装置においては、インバータを構戒するＰＷＭ方
式等のベース駆動手段を採用した制御により、並列動作
を行うインバータのスイッチングトランジスタを夫々同
一時間軸、且つパルス幅で駆動し、フィードバック量に
よって、定電流制御等が行われている。

斯かる場合、夫々電源部の異常、例えば、一次ケーブル
の外傷（地絡》並びに漏洩、さらにスイッチングトラン
ジスタ並びに溶接トランスの温度上昇等に対応する検知
信号を利用した夫々の電源部に対応する異常処理、例え
ば、電源断等に斯かる制御手段が形威されるのが一般的
である。

［発明が解決しようとする課題コ然しなから、上記の従来の技術にあって、異常処理に係
る制御手段は個々の電源部に形威されている。このため
、例えば、偏磁等により、あるインバータのスイッチン
グトランジスタが損壊して、出力低下、停止等を生起し
た場合、負荷である被溶接部材には他のインバータ、す
なわち、正常なインパータから溶接用電流が供給される
ため、夫々のインパータの出力電流が所定値以上に増大
する、所謂、過電流となる。

従って、スイッチングトランジスタの破損等を招来する
虞を有し、また出力低下、停止等の異常を生起したイン
バータの判別に困難を伴う欠点を有していた。

本発明は係る点に鑑みてなされたものであって、比較的
簡単な構或において、並列動作を行うインバータの異常
、すなわち、出力低下あるいは過電流を個々に検知せし
め、斯かる異常の検知において全インバータの迅速な動
作停止の制御が好適に行われる直流抵抗溶接装置を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］前記の課題を解決するために、本発明の直流抵抗溶接装
置は、第１図の基本原理図に示されるように、少な・くともコンバータ、インバータ（Ａ）、溶接トラ
ンス、整流器からなる複数の電源部が配設され、合成さ
れた実質的直流を導出する直流抵抗溶接装置において、コンバータとインバータ（Ａ）間の結線路あるいはイン
バータ（Ａ）の出力路に係る電流を検出して、検知信号
（Ｓ１）を送出する検出手段（Ｂ）と、前記検知信号（Ｓ＋）の値と所定値とを比較し、差が生
じた場合において判定信号（Ｓ，）を送出する比較手段
（Ｃ）と、前記判定信号（Ｓ．）が供給されて、前記インバータ（
Ａ）に動作を停止せしめるための駆動信号（Ｓ０〉　を
送出する制御手段（Ｄ）と、を具備して構威される。

［作用コ上記の構戒において、検出手段（Ｂ）は、例えば、トロイダルコイルの検知器
が採用され、コンバータとインパータ（Ａ）間の結線路
あるいはインバータ（Ａ）の出力路に夫々配設されて、
電流に係る検知信号（Ｓ．）が導出される。

比較手段（Ｃ）は、比較器等が採用され、例えば、前記
電流の通常時が所定値（基準値）として設定され、且つ
検知信号（３１）が供給され、次いで夫々比較し、検知
信号（Ｓ１）が所定値に対して大あるいは小なる値にお
いて、判定信号（Ｓ．）が送出される。

制御手段＜Ｄ）は、前記判定信号（Ｓ一を確認した場合
、全インバータ（Ａ）に、例えば、ペース駆動部にイン
バータ（Ａ）の動作停止を指示する駆動信号（Ｓ０）を
送出し、インバータの動作を停止せしめる。

［実施例］次に、本発明に係る直流抵抗溶接装置の実施例を添付図
面を参照しながら以下詳細に説明する。

第２図は実施例の構成を示し、第３図は異常電流検知部
の構戒を示す。さらに第４図は直流出力の状態を示し、
また、第５図はシステムコントローラのプログラムに係
るフローチャートを示す。

第２図中、参照符号１０は三相４００ＶのＯＮ／ＯＦＦ
部（ＥＬＢ等を含む〉であり、さらにＡ１Ｂ，Ｃ，Ｄは
並列動作を行う電源部である。当該電源部Ａ乃至Ｄには
夫々コンバータ１２ａ乃至１２ｄ１インバータ１４ａ乃
至１４ｄ，溶接トランス１６ａ乃至１５ｄ１整流器１８
ａ乃至１８ｄを有し、当該整流器１８ａ乃至１８ｄの出
力端で合成された直流Ｅ，が溶接ガン２０に印加される
。さらに溶接ガン２０の溶接チップ２０ａ，２Ｏｂ間に
は被溶接部材（ワーク〉２２が挟持される。

なお、符号２６ａ乃至２６ｄは、インバータ１４ａ乃至
１４ｄに夫々連接され、スイッチングトランジスタＴ．
、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔ．（フルブリッジ回路〉のペース
ドライブを行うベース駆動回路であり、スイッチング周
波数を固定したままＯＮ／ＯＦＦ時間の比率を変更する
、所謂、周波数固定パルス変調方式（ＰＷＭ）が用いら
れている。

符号３０はＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ，Ｉ／Ｏ等を備えた
ワンチップマイクロプロセッサ（溶接タイマ）であり、
例えば、フルクローズドＮＣ制御を行うＦＭＳ用のコン
ピュータ等の設定手段／集中制御装置に接続されて、所
謂、溶接シーケンス制御を行うとともに、ＰＷＭ回路等
が配設されたシステムコントローラでアル。

斯かる構或においては、三相４００ｖがコンバータ１２
ａ乃至１２ｄで整流され、次いで、インバータ１４ａ乃
至１４ｄでパルス状高周波（以下、必要に応じて交流と
いう）に変換される。さらに、交流が溶接トランス１６
ａ乃至１６ｄに供給されて、例えば、ＩＯＶの比較的低
電圧、大電流に変換される。続いて、整流器１８ａ乃至
１８ｄで両波整流が行われ、且つ合或されて直流Ｅ１が
得られる。

さらにシステムコントローラ３０には、異常検出手段（
図示せず〉から、パスヒューズ断線、一次ケーブル漏洩
、スイッチングトランジスタＴ．乃至Ｔ，４／溶接トラ
ンス１６ａ乃至１６ｄの温度等に係る検出信号が供給さ
れ、所定の制御、例えば、対応するコンバータ１２ａ乃
至１２ｄ，インバータ１４ａ乃至１４ｄの動作停止ある
いは三相？００Ｖの断（ＯＮ／ＯＦＦ郎１０）等を行う
ためのシーケンス制御信号が導出される。

このような動作を行う上記構成は、所謂、溶接ロボット
等に供される周知のインバータ制御電源である。

次いで、電源部Ａ乃至Ｄのコンバータ１２ａ乃至１２ｄ
とインバータ１４ａ乃至１４ｄの結線路にはトロイダル
コイル等の電流検知器３２ａ乃至３２ｄおよび３４ａ乃
至３４ｄが配設される。そして、インバータ１４ａ乃至
１４ｄのスイッチング動作に伴う極性が反転した電流Ｉ
。、■い、■．、■■およびＩａａ、Ｉｂ２、Ｉｃｌ、
■ｄ２に対応した値の信号が導出されて、電流判定部３
６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄに供給される。

ここで、電流判定部３６ａの一例を簡単に説明する。こ
の場合、他の電流判定部３６ｂ乃至３６ｄの構或も同一
である。

なお、電流判定部３６ａは電流検知器３２ａ、３４ａに
接続される二系統の信号処理部を有するが、夫々同一の
構戊である。

第３図において、電流検知器３２ａ，３４ａからの信号
が夫々比較器５０、５２に供給される。当該比較器５０
，　５２には所定値（基準値）、例えば、インバータ１
４ａ乃至１４ｄの正常動作時において、電流検知器３２
ａ，３４ａで得られる値を基準とするために設定を行う
可変抵抗器ＶＲ．，ＶＲ．が配設されている。次いで、
比較器５０，　５２から導出された、すなわち、電流検
知器３２ａ，３４ａからの信号が所定値以上とされて導
出された信号に重畳する雑音信号の切離のためのアイソ
レート回路５６、５８が配設されている。さらにシステ
ムコントローラ３００制御動作のタイミングを取るため
のラッチ回路（ＪＫ−ＦＦ）６２、６４および負理論の
ＡＮＤ回路６６、６８を介して、判定信号Ｓｅａ、Ｓｌ
ｂが導出される。

電流判定部３６ａ乃至３６ｄでは、先ず、前記時間軸で
極性が反転して導出される電流１ａｌ乃至Ｉｄｌおよび
Ｉａ２乃至Ｌ２が一定（第４ｒ！！Ｊ（ａ）乃至（ｄ）
参照）、すなわち、電源部Ａ乃至Ｄの動作が正常であり
、この後、第４図（ｅ）に示されるよう？、電源部八が
出力の低下／停止〈図示されるｔ点以降〉を生起した場
合、電源部Ｂ乃至Ｄの出力が過電流〈第４図（ｆ）乃至
（ロ）に示されるｔ点以降）となる。この場合、電流１
１１１％乃至１ｄｌおよびＩｂ２乃至１ｄ２が増大する
ものとなり、電流判定部３６ｂ乃至３６ｄから判定信号
Ｓｅａ、Ｓ２ｂ乃至Ｓ。、Ｓｏがシステムコントローラ
３０に夫々供給される。そして、システムコントローラ
３０では、判定信号ＳＩＭｘＳｌｂ乃至Ｓ。乃至Ｓ４ｋ
の有無の逐次的判断が行われ、先ず、判定信号３２Ｍに
おいて、インバータ１４ａ乃至１４ｄの出力における過
電流が判断される。ここで、インバータ１４ａ乃至１４
ｄに夫々配設されたスイッチングトランジスタＴ■乃至
Ｔ■のペース駆動の中止、すなわち、スイッチング動作
を中止すべく信号分配器３２を介して夫々ペース駆動回
路２６ａ乃至２６ｄに送出される駆動信号Ｃｓ　　（タ
イミングゲート信号〉の退出が停止される。従って、例
えば、偏磁等によりスイッチングトランジスタＴ．の損
壊等を生じて出力の低下、停止を生起し、これにより他
のインバータ１４ｂ乃至１４ｄの出力が過電流とされる
状態において、インバータ１４ａ乃至１４ｄの動作を停
止せしめ、スイッチングトランジスタＴｒｌ以外の破損
が阻止されることになる。

また、出力低下、停止等を生起したインバータ１４ａ乃
至１４ｄの可視的表示、例えば、ＬＥＤ表示（図示せず
）を行うことにより、インバータ１４ａ乃至１４ｄにお
ける異常の発生部、前記の例においてはインパータ１４
ａが可及的速やかに確認される。

以下、ＲＯＭに格納されたプログラムに基づいた駆動信
号Ｃ，の導出に係るシステムコントローラ３０のシーケ
ンス制御を説明する（第５図参照〉。

本プログラムは全体に係る動作開始の後、設定手Ｗｋ／
集中制御装置からの溶接開始指令に基づいて、その遂行
が開始される。

■　ステップ１０１において、判定信号Ｓ　Ｉａ、Ｓ０
の取り込みの指示の処理が行われる。

？　ステップ１０２において、前記判定信号Ｓｌａ、Ｓ
ｌｂの有無判定の処理が行われる。Ｎｏの場合は次のス
テップ１０３に進む。またＹＥＳの場合はステップ１０
９に進む。

■　ステップ１０３において、判定信号８２ａ、Ｓａｂ
の取り込み指示の処理が行われる。

■　ステップ１０４において、判定信号Ｓ■、８２ｋの
有無判定の処理が行われる。Ｎｏの場合は次のステップ
１０５に進む。またＹＥＳの場合はステップ１０９に進
む。

■　ステップ１０５において、判定信号Ｓｓａ、Ｓ３ｂ
の取り込み指示の処理が行われる。

■　ステップ１０６において、判定信号３３ａ、８３ｂ
の有無判定の処理が行われる。Ｎｏの場合は次のステッ
プ１０７に進む。またＹＥＳの場合はステップ１０９に
進む。

■　ステップ１０７において、判定信号３４ａ、３４ｂ
の取り込み指示の処理が行われる。

■　ステップｌＯ８において、判定信号Ｓ４いＳ４ｂの
有無判定の処理が行われる。ＮＯの場合は終了となり、
本プログラムが終了する。またＹＥＳの場合はステップ
１０９に進む。

■　ステップ１０９において、駆動信号Ｃ３の退出停止
指令の処理が行われた後、本プログラムが終了する。

そして、ステップ１０８におけるプログラムの終了と同
様に、続いてプログラムの遂行が再度開始される。係る
プログラムの遂行はシステムコントローラ３０の作動中
は繰り返される。

なお、上記の実施例では、コンバータ１２ａ乃至１２ｄ
における過電流を検知し、続いてインパータ１４ａ乃至
１４ｄの動作停止が行われるが、これに限らず、電流判
定部３６ａ乃至３６ｄで所定値（基準値）より小なる値
、すなわち、出力低下、停止のいずれかのインバータ１
４ａ乃至１４ｄを検知し、続いて、インバータ１４ａ乃
至１４ｄの動作停止を行い前記と同様の作用、効果を得
ること、また、電流検知器３２ａ乃至３２ｄおよび３４
ａ乃至３４ｄをインバータ１４ａ乃至１４ｄと溶接トラ
ンス１６ａ乃至１６ｄ間の結線路に配設することも本発
明に含まれる。

［発明の効果］以上のように、本発明の直流抵抗溶接装置によれば、少
なくともコンバータ、インバータ、溶接トランス、整流
器からなる複数の電源部が配設され、合成された実質的
直流を導出する直流抵抗溶接装置において、コンバータ
とインバータの結線路あるいはインバータの出力路に係
る電流を検出して、検知信号を送出する検出手段と、前
記検知信号の値と所定値とを比較し、検知信号が小なる
値、あるいは大なる値において判定信号を送出する比較
手段と、前記判定信号が供給されて、前記インバータに
動作を停止せしめるための駆動信号を送出する制御手段
とを具備し、これにより、比較的簡単な構或において、並列動作を行
うインバータの異常、すなわち、出力低下あるいは過電
流を個々に検知せしめ、斯かる異常の検知において全イ
ンバータの迅速な動作停止の制御が好適に行われ、スイ
ッチングトランジスタ等が有効に保護される効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の直流抵抗溶接装置の請求項に対応する
基本原理図、第２図は本発明の直流抵抗溶接装置に係る実施例の全体
を示す構戒図、第３図は第２図に示される実施例の異常電流検知部の構
戊を示すブロック図、第４図は第２図の動作説明に供される直流の導出状態を
示す図、第５図は第２図における実施例のシステムコントローラ
のプログラムに係るフローチャートである。１４１〜１４ｄ・・・インバータ２６ａ〜２６ｄ・・・ベース駆動回路３０・・・システムコントローラ３２　ａ　〜３２　ｄ　，　３４　ａ　〜３４　ｄ　・
・・電流検知器３６ａ〜３６ｄ・・・電流判定部Ａ−Ｄ・・・電源部Ｔ．〜Ｔ．・・・スイッチングトランジスタＦＩＧ．１ＢＡ（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくともコンバータ、インバータ、溶接トラン
ス、整流器からなる複数の電源部が配設され、整流器出
力で合成された実質的直流電流を導出する直流抵抗溶接
装置において、コンバータとインバータの結線路あるいはインバータの
出力路に係る電流を検出して、検知信号を送出する検出
手段と、前記検知信号の値と所定値とを比較し、判定信号を送出
する比較手段と、前記判定信号が供給されて、前記インバータに動作を停
止せしめるための駆動信号を送出する制御手段と、を具備することを特徴とする直流抵抗溶接装置。