JPH0569153A - 抵抗溶接機の電動加圧制御方法及び装置 - Google Patents

抵抗溶接機の電動加圧制御方法及び装置

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JPH0569153A
JPH0569153A JP3259897A JP25989791A JPH0569153A JP H0569153 A JPH0569153 A JP H0569153A JP 3259897 A JP3259897 A JP 3259897A JP 25989791 A JP25989791 A JP 25989791A JP H0569153 A JPH0569153 A JP H0569153A
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博 稲葉
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極を介して被溶接物を加圧通電して溶接す
る抵抗溶接機の加圧用アクチュエ−タに、低速、高トル
ク直流電動機を用いてより広範囲に電極の加圧力を制御
する。 【構成】 電極の加圧用アクチュエ−タに直流電動機を
用いた電動加圧方法において、電極が被溶接物に対し接
近若しくは加圧中には直流電動機を低電圧に切り換え
る。そして直流電動機に流れる電機子電流は、チョッパ
を用いたPWM制御により高周波で極性を切り換え、加
圧トルクの平均値制御を行い、加圧以外の電極移動時に
は直流電動機に直流高電圧を印加し全速回転で動作を速
め、電極加圧時にはソフトタッチで被溶接物を加圧する
ことができる。しかも加圧中にも加圧トルクを溶接条件
に応じて精密に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スポット溶接機、プロ
ジェクション溶接機等の抵抗溶接機の被溶接物を加圧す
る方式として、低速、高トルク直流電動機を用い、加圧
時すなわち電動機の拘束時にも必要な加圧力を広範囲に
制御することができる電動加圧制御方法及び装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】抵抗溶接機の加圧装置は、従来、空気圧
または油圧シリンダが主として用いられているが、空気
圧源、油圧源を必要とするのみでなく、加圧力の敏感な
可変が困難である。
【0003】一方、近年、溶接機においては溶接電流、
波形、時間等の制御により溶接条件の最適化と品質向
上、生産性の向上がはかられている。これらはアナログ
あるいはデジタル制御方式の何れも、電気信号により行
われているが、加圧装置のみ空気圧源、油圧源を必要と
することはシステム構成上、重要な課題となっている。
【0004】一方、加圧装置のアクチュエ−タに電動機
を採用する場合、直流電動機、交流電動機の何れも実用
化が可能であると思われているが、実用的には加圧時の
電動機は拘束状態にある、すなわち回転数ゼロかそれに
近い状態である。従って電動機が静止状態でも必要な加
圧力を出力するため、大きな拘束トルクが必要である。
さらに、加圧時以外の可動電極の送り出し引き上げ時
は、作業性を得るためにできるだけ動作を速くしなけれ
ばならない。この時の電動機は全速回転が要求される。
電動加圧装置の問題は回転数ゼロから全回転までと、ゼ
ロ回転時においても必要なトルクを出力し、溶接部の熱
膨張による加圧力の変化に対してもトルクの制御が比較
的速くなければならない。
【0005】さて、永久磁石形直流電動機において、端
子電圧V、界磁磁束Φ、回転数N、電機子電流Ia、電
機子回路抵抗ra、Kを定数としたとき出力トルクTは
(1)式で示される。 T=KΦ/1.027ra(V−KΦN)・・・・・・・・・・・・(1) さらに、N=0の拘束時の出力トルクTsは(2)式と
なる。 Ts=KΦV/1.027ra=K' a・・・・・・・・・・・・・(2)
【0006】この式から拘束時においてもトルクTs
電機子電流Iaに比例する。実際には電機子電流Iaの中
に電動機から可動電極までの機械的なロストルク成分が
存在するが、この成分は一定値であるので、加圧力を制
御するには、電機子電流を制御すればよく、広範囲な制
御が可能であることがわかる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】次に、安価でメンテフ
リ−と言われる誘導電動機のトルクは周波数fに反比例
し、端子電圧の2乗に比例すると言われているが誘導電
動機を可変速電動機として使用する場合、制御装置に問
題がある。とくに拘束トルク制御は誘導電動機の電流ベ
クトルから磁化電流成分とトルク発生成分との独立した
複雑な制御則が必要となる。すなわち、ベクトル制御法
であるが、巻線の温度補正、低速時のトルク振動対策な
ど制御装置は直流電動機の制御装置に比較して高価であ
り、この意味から保守の面で問題がある。なお、誘導電
動機の可変速制御法として一次周波数制御がある。これ
はいわゆるV/f一定制御であるが、速度制御範囲が限
定され、拘束時のトルク制御は困難である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題を解
決するもので、その具体的手段は、対向する電極を介し
て被溶接物を溶接に必要な加圧力と電流を流して溶接す
る抵抗溶接機に、電極の加圧源として直進または回転型
の直流電動機を用い、回転運動はボ−ルスクリュウネジ
等を介する直進運動に変換する電動加圧方法において、
加圧時の拘束トルクを電動機の電機子電流から検出して
これをフィ−ドバック制御し、もって加圧力を広範囲に
制御することを特徴とする。
【0009】上記のシステムを実施するための装置とし
ては、電極の加圧源として直進または回転型の直流電動
機を用いた抵抗溶接機の電極加圧装置において、交流電
圧を直流電圧に変換する回路と、この回路により変換さ
れた直流電圧を分割し、電動機を駆動するための波形を
形成する直流チョッパ回路と、前記電動機の電機子電流
Iaを検出する電機子電流検出器と、この検出器からの
検出値が、予めトルク設定器に設定した値に追従するよ
うパルス巾を制御するパルス巾変調回路と、このパルス
巾変調回路からのパルス巾信号でチョッパ回路のスイッ
チング素子をドライブするチョッパドライブ回路とを備
えた電流フィ−ドバック制御ル−プにより電極の加圧力
制御を行うようにした。
【0010】
【作 用】本発明の方法及び装置によれば、電動加圧装
置のアクチュエ−タとして直流電動機は加圧力、すなわ
ち拘束トルクが電機子電流により検出でき、さらに電機
子電流制御手段も正逆回転を可能とする直流チョッパ回
路、チョッパドライブ回路、パルス巾変調回路、電機子
電流検出回路で構成することにより、構造簡単で安価に
製作でき、広い範囲に渡り加圧力を精密に自動制御で
き、常に安定した溶接結果が得られる。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。図
1は定置式抵抗溶接機の構成図である。1は溶接トラン
スと溶接電流制御を行うサイリスタ・スイッチング回路
(コンタクタ)等を内蔵する溶接機本体である。2,3
は被溶接物を溶接する電極で、一般には2が可動電極、
3が固定電極である。4は加圧用電動アクチュエ−タを
示す。5は本発明の電動加圧制御装置である。
【0012】図2は加圧用電動アクチュエ−タ4の内部
構造部を具体的に示す断面図である。30は抵抗溶接機
の上腕の先端に設けられたガイドケ−スである。31は
このガイドケ−スの中で上下方向に案内される加圧ラム
である。32はこの加圧ラムの上部に設けたボ−ルスク
リュウナットである。33はボ−ルスクリュウナットの
ネジ孔にネジ込まれているボ−ルスクリュウネジで、ガ
イドケ−スの上部にボルト締めされた加圧駆動ブラケッ
ト34の内部に設けた軸受け35を通りカップリング3
6を介して電動機37に連結されている。この加圧用電
動アクチュエ−タ4は回転数が比較的おそく、高トルク
を発生する永久磁石形直流電動機であり、これと直結さ
れるボ−ルスクリュ−ネジにより直進運動、すなわち可
動電極2の上下運動を行う。
【0013】次に図3は、本発明方式を具体的に実施す
るための最も好ましい電動加圧制御装置の一実施例であ
って、双方向性直流チョッパを主体とする電気回路を示
す。また図4には回転数NとトルクTすなわち電機子電
流Iaの関係を説明するグラフを示す。さて図3におい
て8は一般に単相交流入力で勿論三相交流でもよい。9
はダイオ−ド・ブリッジ回路で整流用変圧器を介しても
よい。ダイオ−ド・ブリッジ回路9から出力された直流
電圧はコンデンサ10,11によって電圧分割される。
12,13は半導体スイッチング素子で、バイポ−ラト
ランジスタ,IGBT,MOSFET等が用いられる。
この半導体スイッチング素子12,13およびコンデン
サ10と11の中間点に低速、高トルク直流電動機14
が接続される。
【0014】いま、半導体スイッチング素子12がオ
ン,半導体スイッチング素子13がオフならば電流はコ
ンデンサ10から半導体スイッチング素子12そして直
流電動機14を通ってコンデンサ10,11の中間点に
流れる。
【0015】次に、半導体スイッチング素子12がオフ
で半導体スイッチング素子13がオンならばコンデンサ
11から直流電動機14そして半導体スイッチング素子
13と電流方向は逆方向に流れる。この回路は双方向性
直流チョッパ回路22である。さらに電流の大きさは半
導体スイッチング素子12,13のチョッピングの巾す
なわちパルス巾変調回路19(PWM)によって0から
許容できる最大値まで可変できる。
【0016】電機子電流Iaは電機子電流検出器15、
例えばホ−ルCTなどにより検出し、増幅器16で増幅
される。トルク設定値に相当する電流設定信号は設定器
17から与えられ、設定器17と増幅器16の差分18
がパルス巾変調回路19によってパルス巾となり、半導
体スイッチング素子12,13をドライブするパルスア
ンプ20を介して半導体スイッチング素子12または半
導体スイッチング素子13を動作させる。
【0017】図3の電気回路は電流フィ−ドバック制御
ル−プである。直流電動機14に流れる電流は設定器1
7から与えられたトルク設定信号に忠実に追従すること
は言うまでもない。基本的には直流電動機14が回転状
態でも拘束状態でも継続されるが、実際は前記(1)お
よび(2)式から判る様に、可動電極2の上、下運動中
は電動機の出力トルクは低くてよい。いいかえると電機
子電流Iaの検出値が小さく、設定器17と増幅器16
との差分18は大きくなり、直流電動機14はコンデン
サ10またはコンデンサ11の端子電圧に近い電圧値で
回転することになる。回転速度は直流電動機14の場
合、端子電圧Vに比例する。したがって被溶接物を電極
2,3間で圧接する状態で本来のトルク制御が自動的に
行われることになる。
【0018】図4のI1,I2,I3はトルク設定信号を
変化させた時の動作特性を示したもので、また、直流電
動機14の回転数N≒Vであるから、端子電圧を変化さ
せることにより速度制御可能である。
【0019】このように、直流電動機を加圧装置のアク
チュエ−タに採用することにより、簡単な電気的制御装
置により加圧力を簡単に、かつ広範囲に制御できる。
【0020】また、図3の点線21で囲んだ部分をデジ
タル回路とするには、電機子電流検出器15の出力側の
増幅器16をADコンバ−タにすればダイレクト・デジ
タル・コントロ−ラとして構成することも容易である。
【0021】
【発明の効果】以上、本発明の方法によれば、抵抗溶接
機の加圧用電動アクチュエ−タに誘導電動機を採用する
従来の方法に比べ、高トルク低速直流電動機を用いるこ
とにより、トルク制御装置が簡単で価格の点からも実用
的になり、しかも電気的制御装置がアナログまたはデジ
タル両方式共、容易に実現できる。また、本発明装置で
は電極加圧時の被溶接物に対するショックをなくし、被
溶接物の材質、剛性に関係なく常にソフトタッチで電極
を加圧することができ、しかも電極動作の応答性を速く
することができるから、溶接電流、波形、時間等の溶接
条件と連動して加圧動作を精密に制御することができる
など、作業性及び溶接性に優れた効果が得られるとい
う、新しい電動加圧制御を実現した。
【図面の簡単な説明】
【図1】定置式抵抗溶接機の外観を示した側面図。
【図2】本発明の加圧用電動アクチュエ−タの内部構成
を示す詳細断面図。
【図3】本発明の方法を実施するための電動加圧制御装
置の一例を示す電気回路図。
【図4】本発明の制御による回転数NとトルクTとの関
係を示すグラフ。
【符号の説明】
2 電極 3 電極 4 加圧用電動アクチュエ−タ 5 電動加圧制御装置 9 ダイオ−ド・ブリッジ回路 12 半導体スイッチング素子 13 半導体スイッチング素子 15 電機子電流検出器 16 増幅器 17 設定器 19 パルス巾変調回路 20 パルスアンプ(チョッパドライブ回路) 22 直流チョッパ回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向する電極を介して被溶接物に溶接に
    必要な加圧力と電流を流して行う抵抗溶接機に、電極の
    加圧源として直進または回転型の直流電動機を用い、回
    転運動はボ−ルスクリュウネジ等を介する直進運動に変
    換する電動加圧方法において、加圧時の拘束トルクを電
    動機の電機子電流から検出してこれをフィ−ドバック制
    御し、もって加圧力を制御することを特徴とする電動加
    圧制御方法。
  2. 【請求項2】 対向する電極を介して被溶接物に溶接に
    必要な加圧力と電流を流して行う抵抗溶接機に、電極の
    加圧源として直進または回転型の直流電動機を用いた電
    動加圧方法において、電極の開閉移動時には電動機に直
    流高電圧を印加し、電極が被溶接物に対し接近若しくは
    加圧中には低電圧に切り換えると共に、電動機に流れる
    電機子電流は、チョッパを用いたPWM制御により高周
    波で極性を切り換え、加圧トルクの平均値制御を行うこ
    とを特徴とする電動加圧制御方法。
  3. 【請求項3】電極の加圧源として直進または回転型の直
    流電動機を用いた抵抗溶接機の電極加圧装置であって、
    交流電圧を直流電圧に変換する回路と、この回路の直流
    電圧を分割し、前記電動機を駆動するための波形を形成
    する正転、逆転可能な直流チョッパ回路と、前記電動機
    の電機子電流を検出する電機子電流検出器と、この電機
    子電流検出器の出力値と予めトルク設定器に設定した値
    との差分をパルス巾に変換するパルス巾変調回路と、こ
    のパルス巾信号で前記チョッパ回路のスイッチング素子
    をドライブするチョッパドライブ回路とを備えた電機子
    電流フィ−ドバック制御ル−プにより電動加圧力の制御
    を行うようにした抵抗溶接機の電動加圧制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010238058A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Brother Ind Ltd 通信装置及び通信装置を機能させるプログラム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0276675U (ja) * 1988-11-26 1990-06-12

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0276675U (ja) * 1988-11-26 1990-06-12

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010238058A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Brother Ind Ltd 通信装置及び通信装置を機能させるプログラム

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