JPH03189077A

JPH03189077A - 直流抵抗溶接装置

Info

Publication number: JPH03189077A
Application number: JP33047389A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Kobayashi; 信雄小林; Makoto Suzuki; 誠鈴木; Fumitomo Takano; 文朋高野; Hitoshi Saito; 仁斉藤; Hidenori Koga; 古賀　英範
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1991-08-19
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH082509B2

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、溶接ロボット等に用いられる直流抵抗溶接装
置に関し、殊に、複数のインバータ電源が並列動作する
場合に夫々の溶接トランスの偏磁が同一化されて偏磁制
御が行われるとともに、大電流の導出が好適に行われる
直流抵抗溶接装置に関する。

［従来の技術］近時、溶接ロボット等に用いられてアルミニウム等の溶
接を行う場合に、数百アンペアの大電流の導出が可能な
直流抵抗溶接装置（インバータスポット直流溶接機）が
利用されている。

このような直流抵抗溶接装置にはコンンバータ、インバ
ータ、溶接トランス、さらに両波整流素子（整流器）等
からなる複数のインバータ電源が配設されている。さら
に、夫々の整流器の直流出力を合成して大電流を得ると
ともに、通電電流を検知して通電設定値との比較制御を
行う、所謂、周知のＰＷＭ制御回路等を用いたフィード
バック制御手段が設けられている。

ところで、このような直流抵抗溶接装置では複数のイン
バータ電源に夫々配設される溶接トランスでの突入電流
の発生による偏磁が問題となる。この場合、溶接トラン
スのコア、例えば、−組のＵ型コアあるいはＥＩ型コア
の夫々の接合部に樹脂材等を配設したギャップを設けて
偏磁を低減している。さらに、個々のインバータ電源に
偏磁制御手段を設け、偏磁に対応した通電電流の値を補
正する偏磁制御が行われている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記の従来例の溶接トランスでは、−組
のＵ型コアあるいはＥＩ型コアの夫々の接合部に樹脂材
等を挿入してギャップを設け、これにより偏磁を低減し
ている。この場合、−組のＵ型コアあるいはＥＩ型コア
の閉磁路に間隙が生じるものとなり、溶接トランスとし
ての効率が低下する。さらに、偏磁は夫々の溶接トラン
スで相違するものであり、前記偏磁手段は個々のフィー
ドバック電源に設けられており、構成が複雑化する。こ
の場合、結果として大電流の導出が困難となる不都合を
露呈する。

本発明は係る点に鑑みてなされ、比較的簡単な構成にお
いて、複数のインバータ電源の溶接トランスの偏磁が同
一化し、偏磁制御が効果的に行われて大電流の導出が可
能とさ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図の請求項対応図に示されるように、溶接トランス（Ａ）において、少なくとも複数のインバ
ータの夫々の出力端が接続される複数の一次コイルと、
整流器に接続される二次コイルとが一つあるいは一組の
コアに巻回されて用いられる。

検知手段（Ｂ）において、コンバータのスイッチング動
作に伴う電流を検出して検知信号（Ｓａ）を導出する。

制御手段（Ｃ）において、前記検知信号（Ｓａ）に基づ
いて前記夫々のインバータを同一幅のタイミングゲート
制御信号（Ｓｂ）で駆動制御する。

［作用］上記の構成において、溶接トランスは一つあるいは一組
のコアに一次コイルと、二次コイルが巻回されており、
この溶接トランスはインバータから供給される電流の直
流成分の和で偏磁し、これにより夫々の一次コイルの偏
磁が同一化する。この同一化した偏磁におけるコンバー
タのスイッチング動作電流の検知信号を導出し、さらに
コンバータの制御が予め設定される通電設定値とのフィ
ードバックに係る偏磁制御を行う。

これにより、溶接トランスの効率が向上し、結果として
大電流の通電電流の導出が可能となる。

［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図は実施例の全体を示す構成図、第３図は実施例の
動作説明に供される図、第４図は実施例の溶接制御のプ
ログラムに係るフローチャートである。

先ず、構成から説明する。

第２図に示される例は、三相交流４００Ｖの０Ｎ１０Ｆ
Ｆ部（ＥＬＢ等を含む）１０に接続される交流電源部Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄと、溶接トランスＴと、整流部Ｅと、溶接
部Ｆと、システムコントローラＧとから概略構成されて
いる。

交流電源部Ａ乃至りは夫々コンバータ１２ａ１１２ｂ、
１２ｃ、１２ｄと、インバータ１４ａ１１４　ｂ、　　
１４　ｃ、　　１４　ｄと、コンバータ１２ａ乃至１２
ｄとインバータ１４ａ乃至１４ｄの結線路に配設された
トロイダルコイル等の検知回路１６ａ、１６ｂ、１６ｃ
、１６ｄと、検知信号導出回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃ
、１８ｄとを有している。さらにインバータ１４ａ乃至
１４ｄのフルブリッジ回路を構成するスイッチングトラ
ンジスタＴｒ　ａ、　１’ｒ　ｂ、Ｔｒ　ｃＳＴｒｄの
ベース駆動を行うためのベース駆動回路２０ａ、２０ｂ
、２０ｃ、２０ｄとを備えている。

溶接トランスＴは図から容易に理解されるように、夫々
インバータ１４　ａ、　　１４　ｂ、　　１４　ｃ。

１４ｄの出力端に接続される一次コイル２４ａ、２４ｂ
、２４ｃ、２４ｄと、二次コイル２６とが一組のコア２
７　（−組のＵ型コアあるいはＥＩ型ココア）に巻回さ
れている。

整流部Ｅは両波整流を行い直流電圧Ｅａを導出するため
の整流器２８　ａ、　２８　ｂ、　２８　ｃ。

２８　ｄ、　２８　ｅ、　２８　ｆとを有している。

溶接部Ｆは直流電圧Ｅａが印加される溶接ガン３０を有
し、さらに溶接電極３０ａ、３０ｂ間に挟持される被溶
接部材（ワーク）Ｗを備えている。さらに溶接ガン３０
と二次コイル２６の中間端に接続されるホール効果を利
用した電流トランス等の通電電流検知器３２を備えてい
る。なお、加圧駆動手段等は省略する。

システムコントローラＧはＣＰＵ、Δ／Ｄ１ＲＡＭＳＲ
ＯＭ、Ｉ１０等を備えたマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）
４０を有している。そして、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
置からの連動制御信号Ｃｍが供給され、さらに連動制御
信号Ｃｎを送出する、所謂、溶接制御等を行うものであ
る。さらにＭＰＵ４０からインバータ１４ａ乃至１４ｄ
のスイッチング周波数を設定して溶接ガン３０に印加さ
れる直流電圧Ｅａの変化、すなわち、溶接エネルギーを
所望の値に設定するための設定値信号Ｃｒが供給される
分配器を備えたＰＷＭ回路４１を有している。

次に、上記の構成における動作を説明する。

ＭＰＵ４０に連動制御信号Ｃｍが供給されて、ＰＷＭ回
路４１に設定値信号Ｃｒが送出される。

続いて、ＰＷＭ回路４１から設定値信号Ｃｒに基づくタ
イミングゲート信号が夫々ベース駆動回路２０ａ乃至２
０ｄに供給される。ここでベース駆動回路２０ａ乃至２
０ｄとＰＷＭ回路４１に係る回路構成はスイッチング周
波数を固定したまま夫々のスイッチングトランジスタＴ
ｒａ乃至Ｔｒｄの０Ｎ１０ＦＦ時間の比率を変更する、
所謂、周波数固定パルス幅変調方式（ＰＷＭ）である。

このベース駆動回路２０ａ乃至２０ｄから駆動パルスが
インバータ１４ａ乃至１４ｄの夫々のスイッチングトラ
ンジスタＴｒａ乃至Ｔｒｄのベースに供給されてスイッ
チング動作が行われる。これにより、コンバータ１２ａ
乃至１２ｄから供給された直流がパルス状高周波（交流
）に変換される。この夫々の交流は溶接トランスＴの一
次コイル２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに供給されて
、二次コイル２６に、例えば、比較的低電圧、大電流の
交流１０Ｖに変換されて導出される。この場合、−次コ
イル２４ａ乃至２４ｄと、二次コイル２６とが一組のコ
ア２７に巻回されている。ここでは、インバータ１４ａ
乃至１４ｄから導出される交流が一次コイル２４ａ乃至
２４ｄに供給されてコア２７が励磁される。同時に直流
成分で偏磁（突入電流）を生起する。この場合、−次コ
イル２４ａ乃至２４ｄは一組のコア２７に巻回されてお
り、インバータ１４ａ乃至１４ｄから導出される交流の
直流成分の和で偏磁を生起するものとなる。

したがって、個々の一次コイル２４ａ乃至２４ｄでの偏
磁が相違することなく同一化される。

さらに、整流器２８ａ乃至２８ｆで両波整流が行われて
直流電圧Ｅａが導出され、続いて溶接ガン３０に印加さ
れる。

このようにして、導出される直流電圧Ｅａは、前記の溶
接トランスＴの偏磁に係る偏磁制御が行われる。この偏
磁制御は連動制御信号Ｃｍにおける通電指示信号と、検
知信号導出回路１８ａ乃至１８ｄから夫々導出される検
知信号３ａ。

５ｂＳＳｃＳＳｄの値の平均（相加平均）とを比較して
、その差を補正したタイミングゲート信号を夫々のスイ
ッチングトランジスタＴｒａ乃至Ｔｒｄに供給する、所
謂、閉ループ制御を行うものであり、これにより同期ず
れによるインバータ１４ａ乃至１４ｄの突出電流が阻止
される。また、定電流制御は通電検知信号Ｓｆをもとに
行われる。

なお、これらの偏磁制御等の動作は後記されるＭＰＵ４
０の溶接制御に基づいて行われる。

以下、前記ＭＰＵ４０のＲＯＭに記憶されたプロゲラ１
１に基づいた溶接制御を説明する（第３図、第４図参照
）。

全体に係る動作開始の後、設定手段／集中制御装置から
の連動制御信号Ｃｍを取り込み、被溶接部材Ｗの搬送、
挟持、初期加圧が行われてプログラムが開始する。

■　ステップ１０１において、第３図（ａ）に示される
ように前記連動制御信号Ｃｍにおける通電指示信号（設
定値信号Ｃｒ）がＰＷＭ回路４１に供給される。

■　ステップ１０２において、検知信号Ｓａ乃至Ｓｄを
取り込む（第３図（ハ）参照）。

■　ステップ１０３において、検知信号Ｓａ乃至Ｓｄの
相加平均を求める演算を行う。

■　ステップ１０４において、第３図（Ｃ）に示される
前記通電指示信号と前記検知信号Ｓａ乃至Ｓｄの平均（
相加平均）との差（１）を演算して定める。

■　ステップ１０５において、前記差（１）をもとに、
設定値信号Ｃｒを求める。

■　ステップ１０６において、差（１）に基づいて補正
したタイミングゲート信号を夫々のスイッチングトラン
ジスタＴｒａ乃至Ｔｒｄに供給すべくＭＰＵ４０からＰ
ＷＭ回路４１に設定値信号Ｃｒが供給される。

このようにして、連続的に遂行される偏磁制御のプログ
ラムの一過程が終了する。

この場合、溶接トランスＴの直流成分の和の偏磁に基づ
く検知信号Ｓａ乃至Ｓｄの平均（相加平均）で偏磁制御
が行われるものとなり、第３図（ｄ）に示される同一の
タイミングゲート信号によりスイッチングトランジスタ
Ｔｒａ乃至Ｔｒｄが駆動される。従って、同期がずれる
ことなくインバータ１４ａ乃至１４ｄの交流（出力）の
突出電流が阻止される次に、第５図に示される実施例の変形例を説明する。

この例は、偏磁制御のもとに、より高電圧の加算直流電
圧Ｅｃを得るものであり、溶接トランスＴＢは図から容
易に理解されるように、夫々インバータｌ　４　ａ、　
　１４　ｂ、　　１４　ｃ、１４ｄの出力端に接続され
る一次コイル５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄと、二次
コイル５６ａ、５６　ｂ、　５６　ｃ、　５６　ｄとが
一組のコア５８に巻回されている。

整流部ＥＢは両波整流を行う夫々の整流素子Ｄａ、Ｄｂ
とＤａＳＤｄとＤｅ、ＤｆとＤｇ。

Ｄｈの端部が連接されている。ここでの出力端ａ、ｂ、
ｃＳｄは図からも容易に理解されるように、二次コイル
５６　ａ、　５６　ｂ、　５６　ｃ、　５６ｄの夫々の
中点ｓＳｔ、ｕ、Ｖと直列接続されている。

このような構成においては、出力端ａ、ｂ。

ｃ、ｄの直流電圧が直列加算され、前記実施例の直流電
圧Ｅａより高い加算直流電圧ＥＣ７！Ｊ（得られる。こ
の場合、前記同様の偏磁制御が行われることにより、大
電流の導出が効果的に行われる。

なお、上記の実施例では、検知信号Ｓａ乃至Ｓｄの相加
平均値を用いて偏磁制御を行っているが、溶接トランス
Ｔ　（ＴＢ）の−次コイル２４ａ乃至２４ｄ　（５２ａ
乃至５２ｄ）の偏磁は同一化されており、したがって、
検知信号Ｓａ乃至Ｓｄのいずれか一つを用いても同様の
偏磁制御が可能である。さらに、溶接トランスＴ、ＴＢ
の一次コイル２４ａ乃至２４ｄ、５２ａ乃至５２ｄが形
成される例をもって説明したが、これに限定されない。

２．３あるいは５以上の二次コイルを一つあるいは一組
のコアに巻回し、前記同様の作用効果を得ることも本発
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おいて、以
下の効果乃至利点を有している。すなわち、溶接トラン
スは一つあるいは一組のコアに一次コイルと、二次コイ
ルが巻回されており、この溶接トランスはインバータか
ら供給される電流の直流成分の和で偏磁し、夫々の一次
コイルの偏磁が同一化する。この同一化した偏磁に基づ
くコンバータのスイッチング動作電流の検知信号により
、コンバータの制御が予め設定される通電設定値とのフ
ィードバックに係る偏磁制御が行われることを特徴とし
ている。

これにより、比較的簡単な構成において、複数のインバ
ータ電源の溶接トランスの偏磁が同一化して偏磁制御が
効果的に行われ、大電流の導出が可能となる効果を奏す
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に係る請求項対応図
、第２図は本発明の直流抵抗溶接装置に係る一実施例の全
体を示す構成図、第３図は第２図に示されるの実施例の動作説明に供され
る図、第４図は第２図に示される実施例の溶接制御のプログラ
ムに係るフローチャート、第５図は第２図に示される実施例の変形例の要部を示す
構成図である。１２ａ〜１２ｄ・・・コンバータ１４ａ〜１４ｄ・・・インバータ２０ａ〜２０ｄ・・・ベース駆動回路２４ａ〜２４ｄ・・・−次コイル２６・・・二次コイル２７・・・コア２８ａ〜２８ｆ・・・整流器３０・・・溶接ガンＡ−Ｄ・・・交流電源部Ｆ・・・溶接部Ｇ・・・システムコントローラＴ・・・溶接トランスＦＩＧ、１（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のインバータの夫々の出力端が接続される複
数の一次コイルと、整流器に接続される二次コイルとが
一つあるいは一組のコアに巻回される溶接トランスと、前記コンバータのスイッチング動作に伴う電流を検出し
て検知信号を導出する検知手段と、前記検知信号に基づ
いて前記夫々のインバータを同一幅のタイミングゲート
制御信号で駆動制御するための制御手段と、を備えることを特徴とする直流抵抗溶接装置。
（２）前記請求項１記載の直流抵抗溶接装置において、
前記制御手段は、ＰＷＭ回路を備え、フィードバックＰ
ＷＭ制御が行われることを特徴とする直流抵抗溶接装置
。