JPH06142943A - 溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可変トランスの巻数比を可変制御することに
より、従来よりも広範囲且つ正確な溶接電流を得ること
を達成する。 【構成】 溶接ガン部１と、タイマコンタクタ部３から
供給される一次電圧を二次電圧へ変換する可変トランス
部２と、可変トランス部２の二次巻線の巻数を可変する
サイリスタ９−１，９−２，９−３・・・と、可変トラ
ンス部２の二次電圧を計測する二次電圧値計測部１４
と、溶接開始時は可変トランス部２の巻数比を最大に設
定する一方，二次電圧の低下時は可変トランス部２の巻
数比を変更するトランス巻数比算出部１５と、巻数比の
変更に基づき可変トランス部２の一次電流を制御する一
次電流制御部１３とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接装置に係り、特に
抵抗溶接用の可変変圧器の巻数比を可変制御する場合に
用いて好適な溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の抵抗溶接装置は、例えば図２に示
す如く、サイリスタ５０を内蔵し電源部（図示略）から
供給される溶接一次電源（電流、電圧）の制御を行うタ
イマコンタクタ５１、該タイマコンタクタ５１からケー
ブル５２を介し供給された一次電源（タイマコンタクタ
電源）を二次電源に変換する溶接トランス５３、該溶接
トランス５３からケーブル５４を介し二次電源が供給さ
れる１対の電極５５Ａ、５５Ｂを備えた溶接ガン５６等
から構成されている。即ち、従来の溶接装置では、溶接
トランス５３とタイマコンタクタ５１とが完全に分離独
立した構成であり、溶接トランス５３の巻数比は固定と
なっている。このため、溶接トランス５３の一次側へ供
給する電流をタイマコンタクタ５１で制御することによ
り、溶接ガン５６へ供給する電流（溶接トランス５３の
二次電流）の制御を行っている。図３は前記抵抗溶接装
置の回路構成である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の抵抗溶接装置の場合、溶接トランス５３の巻数
比が一定であるため、溶接トランス５３の二次電圧が一
定となるが、該二次電圧は通常は数Ｖ〜二十数Ｖの低電
圧に設定されているため、溶接ガン５６のふところ寸法
が大である点、溶接トランス５３の二次側ケーブル５４
の長さがある点、被溶接材料の板厚に起因した抵抗があ
る点、被溶接材料同士の接触抵抗がある点、ケーブル５
２、５３が経年変化により劣化してくる点、等の要因か
ら、インピーダンスの増加に伴う電圧降下の割合が大き
くなり、この結果、二次電圧が所定値以下に低下した場
合は、溶接ガン５５に一定電流が流れなくなるという問
題があった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、上記従来例の有する不都合を
改善し、特に巻数比を可変とした可変トランスを使用す
ると共に当該巻数比を制御することにより、従来よりも
広範囲且つ正確な溶接電流を得ることを達成した溶接装
置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、溶接ガンの電極へ供給する溶接電流を制御
するように構成した溶接装置において、固定の一次巻線
と可変の二次巻線とを有し溶接電流供給部から供給され
る一次電圧を二次電圧へ変換する可変変圧器と、該可変
変圧器の前記二次巻線に配設され該二次巻線の巻数を可
変する巻数可変手段とを装備し、前記可変変圧器の二次
電圧を計測する二次電圧計測部と、溶接開始時は前記巻
数可変手段により前記可変変圧器の巻数比を最大に設定
する一方，前記二次電圧計測部による計測二次電圧の低
下時は前記巻数可変手段により前記可変変圧器の巻数比
を変更する巻数比制御部とを備え、該巻数比制御部によ
る巻数比の変更に基づき前記可変変圧器の一次電流を制
御する一次電流制御部を具備する構成としてなるもので
ある。

【０００６】

【作用】本発明の溶接装置によれば、巻数比制御部は、
溶接ガンによる被溶接材料同士の溶接開始時には、巻数
可変手段により可変変圧器の二次巻線の巻数を可変する
ことにより、可変変圧器の巻数比を最大に設定する。溶
接開始後、巻数比制御部は、二次電圧計測部により計測
した可変変圧器の二次電圧が低下した時は、巻数可変手
段により可変変圧器の二次巻線の巻数を変更し、一次電
流制御部は、可変変圧器の一次電流を制御する。上記に
より、可変変圧器から溶接ガンへ供給する二次電圧を上
げることが可能となり、従って、溶接ガン，ケーブルの
長さや劣化，被溶接材の板厚や接触抵抗等によるインピ
ーダンス増が生じた場合でも、二次電圧の電圧降下の割
合を最小限に抑制することができ、溶接ガンへ従来より
も安定した状態で二次電流を供給することが可能とな
る。また、溶接ガンの電極抵抗値の許容範囲を拡大する
ことができるため、電極の寿命が延びコストの低減を図
ることができると共に、溶接ガンの種類の選択範囲を広
げることが可能となる。また、所定値の二次電流を得る
場合は、可変変圧器の巻数比を可変制御すれば一次電流
を下げることができるため、省エネルギー化を図ること
ができる。また、二次電圧が低下した場合は、一次電流
を制御するため、正確な二次電流を得ることが可能とな
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を適用してなる実施例を図面に
基づいて説明する。

【０００８】図１は本実施例の抵抗溶接装置の構成図で
あり、該抵抗溶接装置は、抵抗溶接を行う溶接ガン部１
と、巻数比を可変とした可変トランス部２と、電源部
（図示略）から供給される溶接一次電源を制御するタイ
マコンタクタ部３と、各部を制御する制御部４とから大
略構成されている。本実施例の抵抗溶接装置は、可変ト
ランス部２の複数のサイリスタを適宜オン／オフ制御し
て巻数比を可変することにより、溶接ガン部１へ従来よ
りも広範囲且つ正確な溶接電流を供給することを実現し
た点が特徴となっている。

【０００９】溶接ガン部１は、被溶接材料（図示略）同
士を挟持して抵抗溶接を行うための１対の電極５、電極
６を備えている。可変トランス部２は、一次巻線７と、
二次巻線８と、アノード端子が二次巻線８へ、カソード
端子が電極６へ、ゲート端子が後述のゲート選択パルス
発生部１６へ各々接続された複数のサイリスタ９−１、
９−２、９−３、・・・とを備えている。タイマコンタ
クタ部３は、アノード端子が電源部へ、カソード端子が
二次巻線７へ、ゲート端子がゲートパルス発生部１０へ
各々接続されたサイリスタ１１と、カソード端子が電源
部へ、アノード端子が二次巻線７へ、ゲート端子がゲー
トパルス発生部１０へ各々接続されたサイリスタ１２
と、後述の一次電流制御部１３の制御信号に基づきサイ
リスタ１１、１２をオン／オフ制御するゲートパルス発
生部１０とを備えている。制御部４は、一次電流制御部
１３と、二次電圧値計測部１４と、トランス巻数比算出
部１５と、ゲート選択パルス発生部１６とを備えてい
る。

【００１０】制御部４の構成を詳述すると、一次電流制
御部１３は、タイマコンタクタ部３から可変トランス部
２の一次巻線７へ供給する一次電流を、溶接ガン部１へ
供給するために必要な二次電流に応じて算出するもので
あり、トランス巻数比算出部１５による可変トランス部
２の変更巻数比に基づき、一次電流を上昇（二次電圧低
下時）または下降（一次電流上昇の限界時）させ、制御
一次電流に対応した制御信号を、ゲートパルス発生部１
０へ供給するようになっている。二次電圧値計測部１４
は、可変トランス部２から溶接ガン部１へ供給する二次
電圧を計測し、計測二次電圧をトランス巻数比算出部１
５へ供給するようになっている。

【００１１】トランス巻数比算出部１５は、巻数比制御
開始時に可変トランス部２の一次巻線７と二次巻線８と
の巻数比を最大に設定し、二次電圧値計測部１４で計測
した二次電圧値が低下した時は可変トランス部２の巻数
比を下げ、一次電流の上昇が限界に達した時は可変トラ
ンス部２の巻数比を若干上げ、変更巻数比に対応した制
御信号を、ゲート選択パルス発生部１６へ供給すると共
に、一次電流制御部１３へフィードバックするようにな
っている。ゲート選択パルス発生部１６は、可変トラン
ス部２の各サイリスタ９−１、９−２、９−３、・・・
のオン／オフ制御を行うものであり、変更巻数比に対応
したサイリスタのゲート端子へゲート選択パルスを供給
し、当該サイリスタをオン状態とするようになってい
る。

【００１２】ここで、前記抵抗溶接装置の可変トランス
部２の二次電圧は、ｖ２＝（ｎｘ／ｎ１）ｖ１、なる式
で示すことができ（但し、ｖ１：一次電圧、ｎｘ：二次
巻線の巻数、ｎ１：一次巻線の巻数）、二次電圧は巻数
比により可変する。他方、可変トランス部２の二次電流
は、ｉ２＝（ｖ１／ｖ２）ｉ１＝（ｎ１／ｎｘ）ｉ１、
なる式で示すことができるが、溶接ガン部１等における
抵抗値Ｒを考慮に入れると、ｉ２＝ｖ２／Ｒ、なる式で
示すことができる。従って、溶接ガン部１等における抵
抗値Ｒが大きくなると二次電流が流れにくくなるが、本
実施例では、可変トランス部２の巻数比を可変制御して
二次電圧を上昇させると共に、一次電流も上昇させるこ
とにより、溶接ガン部１へ従来よりも広範囲且つ正確な
溶接電流を供給するようになっている。

【００１３】次に、上記の如く構成した本実施例の抵抗
溶接装置における巻数比制御動作について説明する。

【００１４】抵抗溶接装置により被溶接材料同士の抵抗
溶接を行う場合、制御部４のトランス巻数比算出部１５
は、最初は可変トランス部２の巻数比を最大とする制御
信号をゲート選択パルス発生部１６へ供給する。これに
より、ゲート選択パルス発生部１６が、可変トランス部
２のサイリスタ９−１へゲート選択パルスを供給し、該
サイリスタ９−１をオン状態とするため、可変トランス
部２の巻数比が最大に設定される。次に、トランス巻数
比算出部１５は、可変トランス部２から溶接ガン部１へ
供給する必要な二次電流を基準として、タイマコンタク
タ部３から可変トランス部２の一次巻線７へ供給する一
次電流を算出し、算出一次電流に対応した制御信号をタ
イマコンタクタ部３のゲートパルス発生部１０へ供給す
る。これにより、ゲートパルス発生部１０は、サイリス
タ１１、１２をオン／オフ制御し、タイマコンタクタ部
３から可変トランス部２へ一次電流を供給させる。

【００１５】タイマコンタクタ部３から可変トランス部
２に対する一次電流の供給に伴い、可変トランス部２
は、一次電流を二次電流に変換し溶接ガン部１へ供給す
る。この時、制御部４の二次電圧値計測部１４は、前記
二次電流に対応する二次電圧値を計測し、トランス巻数
比算出部１５へ供給する。トランス巻数比算出部１５
は、二次電圧値が低下している場合は、可変トランス部
２の巻数比を下げる制御信号を、ゲート選択パルス発生
部１６及び一次電流制御部１３へ供給する。これによ
り、ゲート選択パルス発生部１６が、可変トランス部２
の該当サイリスタへゲート選択パルスを供給し、該当サ
イリスタをオン状態とするため、可変トランス部２の巻
数比が下げられる。また、一次電流制御部１３は、トラ
ンス巻数比算出部１５による巻数比の下げに対応した分
だけ一次電流を上昇させる制御信号を、タイマコンタク
タ部３のゲートパルス発生部１０へ供給する。これによ
り、ゲートパルス発生部１０が、タイマコンタクタ部３
のサイリスタ１１、１２へゲートパルスを供給し、オン
／オフ制御するため、タイマコンタクタ部３から可変ト
ランス部２へ供給する一次電流が上昇する。

【００１６】他方、トランス巻数比算出部１５は、一次
電流の上昇が限界に達した場合は、可変トランス部２の
巻数比を若干上げる制御信号を、ゲート選択パルス発生
部１６及び一次電流制御部１３へ供給する。これによ
り、ゲート選択パルス発生部１６が、可変トランス部２
の該当サイリスタへゲート選択パルスを供給し、該当サ
イリスタをオン状態とするため、可変トランス部２の巻
数比が上げられる。また、一次電流制御部１３は、トラ
ンス巻数比算出部１５による巻数比の上げに対応した分
だけ一次電流を低下させる制御信号を、タイマコンタク
タ部３のゲートパルス発生部１０へ供給する。これによ
り、ゲートパルス発生部１０が、タイマコンタクタ部３
のサイリスタ１１、１２へゲートパルスを供給し、オン
／オフ制御するため、タイマコンタクタ部３から可変ト
ランス部２へ供給する一次電流が低下する。

【００１７】上述したように、本実施例の抵抗溶接装置
によれば、可変トランス部２の複数のサイリスタ９−
１、９−２、９−３・・・を適宜オン／オフ制御して巻
数比を可変制御するため、可変トランス部２から溶接ガ
ン部１へ供給する二次電圧を上げることが可能となり、
従って、溶接ガン部１におけるインピーダンス増，ケー
ブルの長さや劣化によるインピーダンス増，被溶接材の
板厚や接触抵抗によるインピーダンス増等が生じた場合
でも、インピーダンス増による二次電圧における電圧降
下の割合を最小限に抑制することが可能となり、これに
より、溶接ガン部１へ従来よりも安定した状態で二次電
流を供給することができる。

【００１８】また、本実施例によれば、上記により、溶
接ガン部１の電極における抵抗値の許容範囲（最大抵抗
値）を拡大することができるため、電極の寿命を延ばす
ことが可能となり、コストの低減を図ることができると
共に、電極の種類すなわち溶接ガンの種類の選択範囲を
広げることが可能となり、単一の可変トランス部２に対
して小型から大型まで種々の溶接ガンを使用することが
できる。

【００１９】また、本実施例によれば、可変トランス部
２から溶接ガン部１へ供給する所定値の二次電流を得る
場合には、可変トランス部２の巻数比を可変制御するこ
とにより、タイマコンタクタ部３から可変トランス部２
へ供給する一次電流を下げることが可能であるため、省
エネルギー化を図ることができる。

【００２０】また、本実施例によれば、可変トランス部
２の二次電圧を二次電圧値計測部１４により計測し、二
次電圧が低下した場合は、一次電流制御部１３により一
次電流を制御するため、正確な二次電流を得ることがで
きる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可変変圧器の巻数比を可変制御する構成であるため、可
変変圧器から溶接ガンへ供給する二次電圧を上げること
が可能となり、従って、溶接ガン，ケーブルの長さや劣
化，被溶接材の板厚や接触抵抗等によるインピーダンス
増が生じた場合でも、二次電圧の電圧降下の割合を最小
限に抑制することができ、これにより、溶接ガンへ従来
よりも安定した状態で二次電流を供給することが可能と
なり、また、溶接ガンの電極抵抗値の許容範囲を拡大す
ることができるため、電極の寿命が延びコストの低減を
図ることができると共に、溶接ガンの種類の選択範囲を
広げることが可能となり、また、所定値の二次電流を得
る場合は可変変圧器の巻数比を可変制御すれば一次電流
を下げることができるため、省エネルギー化を図ること
が可能となり、また、二次電圧が低下した場合は一次電
流を制御するため、正確な二次電流を得ることが可能と
なる等、種々の効果を奏する溶接装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した実施例の抵抗溶接装置の回路
図である。

【図２】従来例の抵抗溶接装置の外観図である。

【図３】従来例の抵抗溶接装置の回路図である。

【符号の説明】

１ 溶接ガン部 ２ 可変トランス部 ３ タイマコンタクタ部 ４ 制御部 ５、６ 電極 ７ 一次巻線 ８ 二次巻線 ９−１、９−２、９−３ サイリスタ １０ ゲートパルス発生部 １１、１２ サイリスタ １３ 一次電流制御部 １４ 二次電圧値計測部 １５ トランス巻数比算出部 １６ ゲート選択パルス発生部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接ガンの電極へ供給する溶接電流を制
   御するように構成した溶接装置において、 固定の一次巻線と可変の二次巻線とを有し溶接電流供給
   部から供給される一次電圧を二次電圧へ変換する可変変
   圧器と、該可変変圧器の前記二次巻線に配設され該二次
   巻線の巻数を可変する巻数可変手段とを装備し、 前記可変変圧器の二次電圧を計測する二次電圧計測部
   と、溶接開始時は前記巻数可変手段により前記可変変圧
   器の巻数比を最大に設定する一方，前記二次電圧計測部
   による計測二次電圧の低下時は前記巻数可変手段により
   前記可変変圧器の巻数比を変更する巻数比制御部とを備
   え、 該巻数比制御部による巻数比の変更に基づき前記可変変
   圧器の一次電流を制御する一次電流制御部を具備したこ
   とを特徴とする溶接装置。