JPH04300076A - 抵抗溶接制御方法及び装置 - Google Patents

抵抗溶接制御方法及び装置

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JPH04300076A
JPH04300076A JP8967791A JP8967791A JPH04300076A JP H04300076 A JPH04300076 A JP H04300076A JP 8967791 A JP8967791 A JP 8967791A JP 8967791 A JP8967791 A JP 8967791A JP H04300076 A JPH04300076 A JP H04300076A
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JP
Japan
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current
welding
control
energization
value
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JP8967791A
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English (en)
Inventor
Keiichiro Kitsunai
橘内 敬一郎
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Miyachi Technos Corp
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Miyachi Technos Corp
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗溶接機の通電制御
に係り、特に溶接電力および溶接電流に関する制御方法
および制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】抵抗溶接では、一定の電流を被溶接材に
流すようにフィードバックをかける定電流制御が多用さ
れているが、精密電子部品関係では一定の電力を被溶接
材に供給するようにフィードバックをかける定電力制御
が有利とされている。それは、定電流制御では、通電開
始直後に電流が設定値を大きく越える一時的な過渡現象
が生じるため、ワーク(被溶接材)が小物の場合は、そ
の一時的な過大電流によってワークからスプラッシュ(
散り)が飛んで溶接品質を落とす欠点があるのに対し、
定電力制御によれば、そのような過渡的現象が現れない
からである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、抵抗溶接にお
いては通電時間の経過につれてワークに加わる電圧が低
下する性質があるため、定電力制御によれば、通電時間
の経過につれて電流が増大する性質がある。これがため
、ワークの材質・構造等に起因して通電終了間際の電圧
降下が大きい場合、あるいは通電時間が比較的長い場合
は、定電力制御によると、通電終了間際においてスプラ
ッシュが発生するおそれがあった。
【0004】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、定電力制御によって抵抗溶接を実行する場合に
通電終了間際のスプラッシュを防止するようにした抵抗
溶接制御方法および抵抗溶接制御装置を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の抵抗溶接制御方法は、被溶接材に供給され
る電力を溶接電力設定値に一致させるための定電力制御
で通電を開始し、通電の途中で被溶接材を流れる電流が
予め設定された電流上限値に達したときは電流を溶接電
流設定値に一致させるための定電流制御に切り換えて通
電を継続する方法とした。
【0006】また、本発明の抵抗溶接制御装置は、被溶
接材に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、被溶
接材を流れる電流を検出する電流検出手段と、電圧検出
手段および電流検出手段よりそれぞれ得られる電圧測定
値および電流測定値を基に被溶接材に供給される電力の
測定値を演算する電力演算手段と、定電力制御のための
溶接電力設定値を与えるための溶接電力設定手段と、定
電流制御のための溶接電流設定値を与えるための溶接電
流設定手段と、溶接電流の上限値を与えるための電流上
限値設定手段と、電力演算手段より得られる電力測定値
と溶接電力設定値とに基づいて被溶接材に供給される電
力を溶接電力設定値に一致させるための定電力制御を行
う定電力制御手段と、電流検出手段より得られる電流測
定値と溶接電流設定値とに基づいて被溶接材を流れる電
流を溶接電流設定値に一致させるための定電流制御を行
う定電流制御手段と、定電力制御手段によって通電を開
始せしめ、通電の途中で電流測定値が電流上限値に達し
たときは定電流制御手段に切り換えて通電を継続せしめ
る通電制御切換手段とを具備する構成とした。
【0007】
【作用】本発明では、通電開始と同時に、定電力制御機
構が動作して、被溶接材に供給される電力を溶接電力設
定値に一致させるような通電制御が行われる。定電力制
御においては、通電立ち上がり時に電圧が過渡的に大き
く上昇するが、電流は比較的ゆっくりと上昇するので、
通電初期から通電中期にかけて電流が過大になることは
ほとんどない。したがって、定電力制御による通電は少
なくとも通電中期までは続けられる。そして、通電終了
時刻まで電流が上限値に達しないときは、全通電時間を
通じて定電力制御の通電が行われる。しかし、ある時点
で(通常は通電終了間際に)電流が上限値に達したとき
は、その時点で定電力制御から定電流制御に切り換えら
れ、電流を溶接電流設定値に保持するような定電流制御
の通電に移行する。これにより、通電終期に電流が急激
に増大してワークからスプラッシュの出る危険が防止さ
れる。
【0008】このように、本発明では、電流が上限値ま
で達しない限りは全通電時間を通して定電力制御による
通電が行われる。そして、通電途中で電流が上限値に達
したときは、以後定電流制御による通電に切り換えられ
る。しかし、この場合でも、定電流制御による通電は通
電終了間際の短い時間行われるのが通常で、全通電期間
を通じて定電力制御が行われた場合と同等の溶接結果が
得られる。
【0009】
【実施例】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。図1は本発明の一実施例を適用したインバータ
式抵抗溶接システムの主要な回路構成を示すブロック図
、図2はこの実施例におけるCPUの機能を示すブロッ
ク図、図3は実施例の作用を示すための各部の信号の波
形図である。
【0010】図1において、商用の3相交流(S,T,
U)が3相全波整流回路10に入力され、この整流回路
10の出力端子に得られる直流電圧はコンデンサ12で
平滑されてからインバータ回路14に入力される。この
インバータ回路14は4つのトランジスタTR1 〜T
R4 からなり、インバータ駆動回路70からのインバ
ータ駆動信号Fa,Fb にしたがってトランジスタT
R1,TR3 とトランジスタTR2,TR4 とが商
用交流周波数よりも十分に高い所定の周波数で交互にオ
ン・オフすることにより、出力端子OUT0 ,OUT
1 に高周波の交流矩形波パルスが得られる。
【0011】インバータ回路14より出力された高周波
の交流矩形波パルスは溶接トランス16の一次側コイル
に供給され、二次側コイルに低電圧・大電流のパルスが
得られる。この二次側パルスが一対のダイオードD1,
D2 からなる整流回路で直流に変換され、この直流の
二次電流(溶接電流)I2 が電極チップ20,22お
よびワーク24,26を流れ、ワーク24,26で抵抗
発熱が発生する。
【0012】本実施例のシステムでは、ワーク24,2
6に供給される二次電流I2 を検出するために、二次
回路にトロイダルコイル28が設けられ、このトロイダ
ルコイル28の出力端子が二次電流検出回路30の入力
端子に接続される。二次回路で二次電流I2 が流れる
と、トロイダルコイル28の出力端子より二次電流I2
 の微分波形を表す信号が得られる。二次電流検出回路
30は、その微分波形信号を積分することにより二次電
流I2 の波形を復元し、その波形から瞬時的な電流測
定値Si を割り出す。この電流測定値Si は、CP
U40に与えられるとともに溶接電力演算回路36の一
方の入力端子に与えられる。
【0013】また、ワーク24,26に供給される溶接
電力を検出するために、電極チップ20,22が電圧検
出線32,32を介して溶接電圧検出回路34の入力端
子に接続される。この溶接電圧検出回路34は、入力し
た電圧検出信号を増幅したうえで、瞬時的な電圧測定値
Sv に変換し、この電圧測定値Sv を溶接電力演算
回路36の他方の入力端子に与える。溶接電力演算回路
36は、溶接電圧検出回路34からの電圧測定値Sv 
に二次電流検出回路30からの電流測定値Si を乗算
することにより、ワーク24,26に供給される瞬時的
な電力測定値Sp を割り出し、この電力測定値Sp 
をCPU40に与える。
【0014】CPU40は、入力部60から各種設定値
等のデータを取り込むとそれらをメモリ62に格納し、
設定値、測定値、溶接結果等を表示出力するときは表示
部(図示せず)に表示データを送る。電源回路64は、
交流電源電圧から各種の直流動作電圧を生成し、それら
をCPU40その他の各部に供給する。電流トランス6
6および一次電流検出回路68は二次側で溶接電流を検
出できない場合に使用されるもので、これらの電流検出
手段によって検出された一次電流に溶接トランス16の
巻線比を乗じることで、二次電流(溶接電流)の値が割
り出される。インバータ駆動回路70は、CPU40か
らのインバータ制御信号fa,fb を増幅してインバ
ータ駆動信号Fa,Fb としたうえで、これらの信号
Fa,Fb によってインバータ回路14のトランジス
タTR1 〜TR4 をスイッチング制御する。
【0015】CPU40は、メモリ62に格納されてい
る制御プログラムにしたがって本抵抗溶接機システムの
全体・各部の制御を行う。本実施例の通電制御に関して
、CPU40は、機能的には図2に示すように、電力設
定部42、電力比較部44、電流設定部46、電流比較
部48、切換部50、シーケンス制御部52およびイン
バータ制御信号生成部54からなる。
【0016】電力設定部42は、入力部60より設定入
力された定電力制御用の設定値Qpを電力比較部44に
与える。電力比較部44は、溶接電力演算回路36から
受け取った溶接電力測定値Sp を該電力設定値Qp 
と比較し、その差分(電力比較誤差)Δpを切換部50
に与える。
【0017】電流設定部46は、入力部60より設定入
力された定電流制御用の設定値Qiを電流比較部48に
与える。電流比較部48は、二次電流検出回路30から
受け取った溶接電流測定値Si を該電流設定値Qi 
と比較し、その差分(電流比較誤差)Δiを切換部50
に与える。この実施例では、電流上限値IM を電流設
定値Qi に一致させており、電流設定部46は電流上
限値設定部をも兼ねている。
【0018】シーケンス制御部52は、インバータ制御
信号生成部54の動作のタイミングを制御するもので、
通電が開始されると、先ず切換部50を電力比較部44
側に切り換える。そうすると、電力比較部44からの電
力比較誤差Δpが切換部50を通ってインバータ制御信
号生成部54に与えられる。これにより、インバータ制
御信号生成部54は、クロック信号CKの周波数を有し
電力比較誤差Δpを零にするようなパルス幅変調のイン
バータ制御信号fa,fb を出力する。このようにし
て、定電力制御で通電が開始される。
【0019】通電を開始した後、シーケンス制御部52
は、電流比較部48からの電流比較誤差Δiを監視する
。定電力制御の場合、電流は時間の経過につれて増大す
るため、通電開始から少なくとも通電中期までは二次電
流I2 が上限値IM に達することはないので、その
間はΔi>0であり、シーケンス制御部52は切換部5
0を電力比較部44側にしたままで、定電力制御による
通電を実行し続ける。したがって、そのまま通電終了時
まで二次電流I2 が上限値IM に達しないときは、
全通電時間を通じて定電力制御による通電が実行される
こととなる。
【0020】しかし、通電時間中のある時点で(一般に
は通電終期間際に)二次電流I2 が上限値IM に達
したときは、電流比較部48からの電流比較誤差はΔi
≦0となり、これに応動してシーケンス制御部52は切
換部50を電流比較部48に切り換える。これにより、
電流比較部48からの電流比較誤差Δiが切換部50を
介してインバータ制御信号生成部54に与えられ、イン
バータ制御信号生成部54はΔiを零にするように、つ
まり二次電流I2 を溶接電流設定値IM に一致させ
るようにパルス幅変調したインバータ制御信号fa,f
b を出力する。このように通電の途中で二次電流が電
流上限値IM に達したときは、その時点で定電力制御
から定電流制御に切り換えられる。
【0021】図3は、本実施例の通電制御の作用を示す
波形図である。この図の例では、通電開始時から時刻t
x まで定電力制御による通電が行われていたが、時刻
tx で二次電流I2 が電流上限値IM に達したた
め、定電流制御による通電に切り換えられている。図中
、波線80、82は、そのような切換を行わずに定電力
制御を続けた場合の電流、電力の特性(波形)であり、
その場合は時刻tx と通電終了時刻te の間でワー
ク24,26からスプラッシュの発生するおそれがある
。しかし、本実施例では、時刻tx から通電終了時刻
te までは定電流制御の通電が行われるため、二次電
流I2 は実線で示すように電流設定値IM に保持さ
れ、スプラッシュの発生するおそれはない。なお、図3
において、通電立ち上がり直後で電圧は大きく上昇する
が、電流がまだ低い値に留まっているため、スプラッシ
ュが発生することはない。
【0022】本実施例では、定電流制御用の電流設定値
を電流上限値IM に一致させたが、両者を異なる電流
値とすることももちろん可能である。また、本実施例は
インバータ式の抵抗溶接機に係るものであったが、交流
単相式、交流3相式等の他の形式の抵抗溶接機の制御に
も本発明は適用可能である。
【0023】
【発明の効果】本発明は、上述したような構成を有する
ことにより、以下のような効果を奏する。被溶接材に供
給される電力を溶接電力設定値に一致させるための定電
力制御で通電を開始し、通電の途中で被溶接材を流れる
電流が予め設定された電流上限値に達したときは電流を
溶接電流設定値に一致させるための定電流制御に切り換
えるようにしたので、全通電時間ないしその大部分を通
じて定電力制御による通電を実行しつつ、通電終了間際
のスプラッシュを防止することができ、高品質の溶接結
果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を適用したインバータ式抵抗
溶接システムの主要な回路構成を示すブロック図である
【図2】実施例におけるCPUの機能を示すブロック図
である。
【図3】実施例の作用を示すための各部の信号の波形図
である。
【符号の説明】
14    インバータ回路 16    溶接トランス 20    電極チップ 22    電極チップ 24    ワーク 26    ワーク 30    二次電流検出回路 34    溶接電圧検出回路 36    溶接電力検出回路 40    CPU 42    電力設定部 46    電流設定部 48    電流比較部 50    切換部 52    シーケンス制御部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  被溶接材に供給される電力を溶接電力
    設定値に一致させるための定電力制御で通電を開始し、
    通電の途中で前記被溶接材を流れる電流が予め設定され
    た電流上限値に達したときは前記電流を溶接電流設定値
    に一致させるための定電流制御に切り換えて通電を継続
    することを特徴とする抵抗溶接制御方法。
  2. 【請求項2】  被溶接材に印加される電圧を検出する
    電圧検出手段と、前記被溶接材を流れる電流を検出する
    電流検出手段と、前記電圧検出手段および前記電流検出
    手段よりそれぞれ得られる電圧測定値および電流測定値
    を基に前記被溶接材に供給される電力の測定値を演算す
    る電力演算手段と、定電力制御のための溶接電力設定値
    を与えるための溶接電力設定手段と、定電流制御のため
    の溶接電流設定値を与えるための溶接電流設定手段と、
    溶接電流の上限値を与えるための電流上限値設定手段と
    、前記電力演算手段より得られる前記電力測定値と前記
    溶接電力設定値とに基づいて前記被溶接材に供給される
    電力を前記溶接電力設定値に一致させるための定電力制
    御を行う定電力制御手段と、前記電流検出手段より得ら
    れる前記電流測定値と前記溶接電流設定値とに基づいて
    前記被溶接材を流れる電流を前記溶接電流設定値に一致
    させるための定電流制御を行う定電流制御手段と、前記
    定電力制御手段によって通電を開始し、通電の途中で前
    記電流測定値が前記電流上限値に達したときは前記定電
    流制御手段に切り換えて通電を継続せしめる通電制御切
    換手段と、を具備したことを特徴とする抵抗溶接制御装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012011434A (ja) * 2010-07-02 2012-01-19 Daihen Corp 抵抗溶接制御方法

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JPH0275476A (ja) * 1988-09-12 1990-03-15 Kobe Steel Ltd スポット溶接方法

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