JPH07112281A - 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Info
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- JPH07112281A JPH07112281A JP5280517A JP28051793A JPH07112281A JP H07112281 A JPH07112281 A JP H07112281A JP 5280517 A JP5280517 A JP 5280517A JP 28051793 A JP28051793 A JP 28051793A JP H07112281 A JPH07112281 A JP H07112281A
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- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
- B23K11/25—Monitoring devices
- B23K11/252—Monitoring devices using digital means
- B23K11/257—Monitoring devices using digital means the measured parameter being an electrical current
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
［目的］定電流制御を行うに際して１回目のサイクルか
ら設定電流値にほぼ一致するような溶接電流を流し、良
好な溶接品質を確実に得る。 ［構成］溶接通電が開始されるに先立ち、今回の溶接状
況と同一またはそれに近い前回の溶接通電における最大
溶接電流値または溶接電流相対実効値の測定値［ＩMAX
(P)］または［％ＩRMS(P)］および今回の溶接通電の設
定電流値［ＩREF ］をメモリ３８より読み出し、それら
のデータを基に今回の設定電流値［ＩREF ］に対応する
溶接電流相対実効値％ＩRMS(N)を求める（ステップ
）。次に、前回の溶接通電における力率角の測定値
［θ(P) ］をメモリ３８より読み出し、この力率角測定
値［θ(P) ］とステップで求めた溶接電流相対実効値
％ＩRMS(N)とに対応するサイリスタ点弧角φ(0) をメモ
リ３８内のサイリスタ点弧角−溶接電流相対値特性から
求める（ステップ）。溶接通電開始直後の１回目のサ
イクルでは上記ステップで求めたサイリスタ点弧角φ
(0) で両サイリスタ１４，１６を点弧させる（ステップ
）。
ら設定電流値にほぼ一致するような溶接電流を流し、良
好な溶接品質を確実に得る。 ［構成］溶接通電が開始されるに先立ち、今回の溶接状
況と同一またはそれに近い前回の溶接通電における最大
溶接電流値または溶接電流相対実効値の測定値［ＩMAX
(P)］または［％ＩRMS(P)］および今回の溶接通電の設
定電流値［ＩREF ］をメモリ３８より読み出し、それら
のデータを基に今回の設定電流値［ＩREF ］に対応する
溶接電流相対実効値％ＩRMS(N)を求める（ステップ
）。次に、前回の溶接通電における力率角の測定値
［θ(P) ］をメモリ３８より読み出し、この力率角測定
値［θ(P) ］とステップで求めた溶接電流相対実効値
％ＩRMS(N)とに対応するサイリスタ点弧角φ(0) をメモ
リ３８内のサイリスタ点弧角−溶接電流相対値特性から
求める（ステップ）。溶接通電開始直後の１回目のサ
イクルでは上記ステップで求めたサイリスタ点弧角φ
(0) で両サイリスタ１４，１６を点弧させる（ステップ
）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流式抵抗溶接機にお
いて定電流制御を行うための抵抗溶接制御方法および装
置に関する。
いて定電流制御を行うための抵抗溶接制御方法および装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般の交流式抵抗溶接機では、一対のサ
イリスタからなるコンタクタを介して主電源電圧を溶接
トランスの一次側コイルに供給し、その二次側コイルか
ら溶接電流を流して一対の被溶接材をジュール発熱によ
って溶融せしめ、それら被溶接材を冶金的に接合するよ
うにしている。
イリスタからなるコンタクタを介して主電源電圧を溶接
トランスの一次側コイルに供給し、その二次側コイルか
ら溶接電流を流して一対の被溶接材をジュール発熱によ
って溶融せしめ、それら被溶接材を冶金的に接合するよ
うにしている。
【０００３】図５および図６は、この種の抵抗溶接機に
おいてサイリスタ点弧角を変えることによって溶接電流
を制御する方式の原理を示す。図５は点弧角φを力率角
θに一致させた場合であり、このときの溶接電流Ｉはほ
ぼ連続的な正弦波、いわゆるフルヒート電流波形にな
る。図６は点弧角φを力率角θよりさらにζだけ大きく
した（遅らせた）場合であり、このとき溶接トランスの
一次側には電圧のかからない期間が発生し、溶接電流Ｉ
は不連続になると同時にそのピーク値も小さくなり、い
わゆるヒート・コントロール電流波形になる。点弧角φ
の遅れζを更に大きくすると、電圧の休止期間が増え、
溶接電流Ｉの大きさが更に小さくなる。このように、点
弧角φを変えることによって溶接電流Ｉの大きさを制御
することができる。したがって、定電流制御を行う場合
は、各サイクルにおいて溶接電流Ｉが設定電流値Ｉ0 に
一致するようにサイリスタ点弧角φを制御すればよい。
おいてサイリスタ点弧角を変えることによって溶接電流
を制御する方式の原理を示す。図５は点弧角φを力率角
θに一致させた場合であり、このときの溶接電流Ｉはほ
ぼ連続的な正弦波、いわゆるフルヒート電流波形にな
る。図６は点弧角φを力率角θよりさらにζだけ大きく
した（遅らせた）場合であり、このとき溶接トランスの
一次側には電圧のかからない期間が発生し、溶接電流Ｉ
は不連続になると同時にそのピーク値も小さくなり、い
わゆるヒート・コントロール電流波形になる。点弧角φ
の遅れζを更に大きくすると、電圧の休止期間が増え、
溶接電流Ｉの大きさが更に小さくなる。このように、点
弧角φを変えることによって溶接電流Ｉの大きさを制御
することができる。したがって、定電流制御を行う場合
は、各サイクルにおいて溶接電流Ｉが設定電流値Ｉ0 に
一致するようにサイリスタ点弧角φを制御すればよい。
【０００４】一般に定電流制御方式では溶接トランスの
一次回路または二次回路に電流検出手段を設け、測定電
流値が設定電流値に一致するようにフィードバック制御
をかけるようにしており、サイリスタ点弧角φは前サイ
クルの測定電流値と設定電流値との比較誤差に基づいて
決定される。しかし、最初（１回目）のサイクルではそ
のようなフィードバック・ループが未だ働かないため、
サイリスタ点弧角は初期値として設定されたものが用い
られる。
一次回路または二次回路に電流検出手段を設け、測定電
流値が設定電流値に一致するようにフィードバック制御
をかけるようにしており、サイリスタ点弧角φは前サイ
クルの測定電流値と設定電流値との比較誤差に基づいて
決定される。しかし、最初（１回目）のサイクルではそ
のようなフィードバック・ループが未だ働かないため、
サイリスタ点弧角は初期値として設定されたものが用い
られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来は、定電流制御を
行うに際して１回目のサイクルから設定電流値にほぼ一
致するような溶接電流を流すための適確なサイリスタ点
弧角を決定する技法がなかった。このため、通常は図７
の(A) に示すように通電開始直後は少なめの溶接電流Ｉ
が流れるようなサイリスタ点弧角を選ぶようにしている
が、この方法によると抵抗発熱の立ち上がりが遅いた
め、その分を補償するように溶接通電時間（サイクル
数）を本来の設定時間ＴA よりも幾分（△Ｔ）長い時間
ＴA'に設定しなければならなくなる。また、プロジェク
ション溶接では、抵抗発熱の立ち上がりが遅いと、被溶
接部の溶融が遅くなってこれが致命的となり、通電時間
を延長しても良好な溶接品質が得られなくなる。また、
図７の(B) に示すように通電開始直後に設定電流値Ｉ0
を越えるほどの大きな溶接電流Ｉが流れるようなサイリ
スタ点弧角を選んでしまうと、スプラッシュが発生しや
すく、溶接不良になりやすい。
行うに際して１回目のサイクルから設定電流値にほぼ一
致するような溶接電流を流すための適確なサイリスタ点
弧角を決定する技法がなかった。このため、通常は図７
の(A) に示すように通電開始直後は少なめの溶接電流Ｉ
が流れるようなサイリスタ点弧角を選ぶようにしている
が、この方法によると抵抗発熱の立ち上がりが遅いた
め、その分を補償するように溶接通電時間（サイクル
数）を本来の設定時間ＴA よりも幾分（△Ｔ）長い時間
ＴA'に設定しなければならなくなる。また、プロジェク
ション溶接では、抵抗発熱の立ち上がりが遅いと、被溶
接部の溶融が遅くなってこれが致命的となり、通電時間
を延長しても良好な溶接品質が得られなくなる。また、
図７の(B) に示すように通電開始直後に設定電流値Ｉ0
を越えるほどの大きな溶接電流Ｉが流れるようなサイリ
スタ点弧角を選んでしまうと、スプラッシュが発生しや
すく、溶接不良になりやすい。
【０００６】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、定電流制御を行うに際して１回目のサイクルか
ら設定電流値にほぼ一致するような溶接電流を流し、良
好な溶接品質を確実に得るようにした抵抗溶接制御方法
および装置を提供することを目的とする。
もので、定電流制御を行うに際して１回目のサイクルか
ら設定電流値にほぼ一致するような溶接電流を流し、良
好な溶接品質を確実に得るようにした抵抗溶接制御方法
および装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の抵抗溶接制御方法は、力率角をパラメー
タとする一定のサイリスタ点弧角−溶接電流相対値特性
を有する交流式抵抗溶接機において設定電流値に等しい
交流の溶接電流が流れるように溶接通電の各サイクルで
サイリスタ点弧角を制御する抵抗溶接制御方法であっ
て、前回の溶接通電における前記抵抗溶接機の最大溶接
電流値および力率角の各測定値と今回の溶接通電におけ
る前記設定電流値とに対応するサイリスタ点弧角を前記
サイリスタ点弧角−溶接電流相対値特性に基づいて決定
するステップと、今回の溶接通電における１回目のサイ
クルでは前記決定されたサイリスタ点弧角で通電させ、
２回目以降の各サイクルでは前回のサイクルで流れた溶
接電流の測定値と前記設定電流値との比較誤差を実質上
零にするようなサイリスタ点弧角で通電させるステップ
とを有する方法とした。
めに、本発明の抵抗溶接制御方法は、力率角をパラメー
タとする一定のサイリスタ点弧角−溶接電流相対値特性
を有する交流式抵抗溶接機において設定電流値に等しい
交流の溶接電流が流れるように溶接通電の各サイクルで
サイリスタ点弧角を制御する抵抗溶接制御方法であっ
て、前回の溶接通電における前記抵抗溶接機の最大溶接
電流値および力率角の各測定値と今回の溶接通電におけ
る前記設定電流値とに対応するサイリスタ点弧角を前記
サイリスタ点弧角−溶接電流相対値特性に基づいて決定
するステップと、今回の溶接通電における１回目のサイ
クルでは前記決定されたサイリスタ点弧角で通電させ、
２回目以降の各サイクルでは前回のサイクルで流れた溶
接電流の測定値と前記設定電流値との比較誤差を実質上
零にするようなサイリスタ点弧角で通電させるステップ
とを有する方法とした。
【０００８】また、本発明の第１の抵抗溶接制御装置
は、当該交流式抵抗溶接機のサイリスタ点弧角−溶接電
流相対値特性をデータとして保持するテーブル手段と、
前回の溶接通電における前記抵抗溶接機の最大溶接電流
値および力率角の各測定値と今回の溶接通電における前
記設定電流値とに対応するサイリスタ点弧角を前記サイ
リスタ点弧角−溶接電流相対値特性に基づいて決定する
第１のサイリスタ点弧角決定手段と、前記溶接電流の測
定値と前記設定電流値との比較誤差に基づいて次のサイ
クルのサイリスタ点弧角を決定する第２のサイリスタ点
弧角決定手段と、今回の溶接通電における１回目のサイ
クルでは前記第１のサイリスタ点弧角決定手段によって
決定されたサイリスタ点弧角で通電させ、２回目以降の
各サイクルでは前記第２のサイリスタ点弧角決定手段に
よって決定されたサイリスタ点弧角で通電させる通電制
御手段とを具備する構成とした。
は、当該交流式抵抗溶接機のサイリスタ点弧角−溶接電
流相対値特性をデータとして保持するテーブル手段と、
前回の溶接通電における前記抵抗溶接機の最大溶接電流
値および力率角の各測定値と今回の溶接通電における前
記設定電流値とに対応するサイリスタ点弧角を前記サイ
リスタ点弧角−溶接電流相対値特性に基づいて決定する
第１のサイリスタ点弧角決定手段と、前記溶接電流の測
定値と前記設定電流値との比較誤差に基づいて次のサイ
クルのサイリスタ点弧角を決定する第２のサイリスタ点
弧角決定手段と、今回の溶接通電における１回目のサイ
クルでは前記第１のサイリスタ点弧角決定手段によって
決定されたサイリスタ点弧角で通電させ、２回目以降の
各サイクルでは前記第２のサイリスタ点弧角決定手段に
よって決定されたサイリスタ点弧角で通電させる通電制
御手段とを具備する構成とした。
【０００９】また、本発明の第２の抵抗溶接制御装置
は、溶接通電中に溶接電流を測定する溶接電流検出手段
と、前記抵抗溶接機の一次回路または二次回路における
交流電圧の極性が変化する時点と前記一次回路または二
次回路における交流電流の各導通開始時点および導通終
了時点とから力率角を割り出す力率角測定手段と、通電
に係るサイリスタ点弧角とそれに対応する前記溶接電流
および前記力率角の各測定値とに基づいて前記抵抗溶接
機の最大溶接電流値を求める最大溶接電流値測定手段
と、前記最大溶接電流値および力率角の各測定値を記憶
する記憶手段とを具備する構成とした。
は、溶接通電中に溶接電流を測定する溶接電流検出手段
と、前記抵抗溶接機の一次回路または二次回路における
交流電圧の極性が変化する時点と前記一次回路または二
次回路における交流電流の各導通開始時点および導通終
了時点とから力率角を割り出す力率角測定手段と、通電
に係るサイリスタ点弧角とそれに対応する前記溶接電流
および前記力率角の各測定値とに基づいて前記抵抗溶接
機の最大溶接電流値を求める最大溶接電流値測定手段
と、前記最大溶接電流値および力率角の各測定値を記憶
する記憶手段とを具備する構成とした。
【００１０】
【作用】本発明では、溶接通電を開始するに先立って、
今回の溶接状況と同一またはそれに近い前回の溶接通電
における最大溶接電流値および力率角の各測定値を記憶
手段より読み出し、これら前回の溶接通電における測定
値データと今回の溶接通電における設定電流値とに対応
するサイリスタ点弧角をテーブル手段内のサイリスタ点
弧角−溶接電流相対値特性に基づいて決定する。そし
て、通電開始直後の１回目のサイクルでは該サイリスタ
点弧角で通電させ、２回目以降のサイクルでは溶接電流
測定値と設定電流値との比較誤差によって決まるサイリ
スタ点弧角で通電させる。さらに、このような点弧制御
と並行して今回の溶接通電における力率角および最大溶
接電流値の各測定値を求め、次の溶接通電におけるサイ
リスタ点弧角の初期値の決定に際してそれらの測定値を
用いる。
今回の溶接状況と同一またはそれに近い前回の溶接通電
における最大溶接電流値および力率角の各測定値を記憶
手段より読み出し、これら前回の溶接通電における測定
値データと今回の溶接通電における設定電流値とに対応
するサイリスタ点弧角をテーブル手段内のサイリスタ点
弧角−溶接電流相対値特性に基づいて決定する。そし
て、通電開始直後の１回目のサイクルでは該サイリスタ
点弧角で通電させ、２回目以降のサイクルでは溶接電流
測定値と設定電流値との比較誤差によって決まるサイリ
スタ点弧角で通電させる。さらに、このような点弧制御
と並行して今回の溶接通電における力率角および最大溶
接電流値の各測定値を求め、次の溶接通電におけるサイ
リスタ点弧角の初期値の決定に際してそれらの測定値を
用いる。
【００１１】
【実施例】以下、図１〜図４を参照して本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【００１２】図１は、本発明の一実施例による抵抗溶接
制御装置を適用した交流式抵抗溶接機の回路構成を示
す。この抵抗溶接機において、入力端子１０，１２に入
力された商用周波数の交流電源電圧Ｅは、一対のサイリ
スタ１４，１６からなるコンタクタを介して溶接トラン
ス１８の一次コイルに供給される。溶接トランス１８の
二次コイルに発生した交流の誘導起電力（二次電圧）は
二次導体および一対の電極チップ２０，２２を介して被
溶接材２４，２６に印加され、二次回路に溶接電流Ｉが
流れる。
制御装置を適用した交流式抵抗溶接機の回路構成を示
す。この抵抗溶接機において、入力端子１０，１２に入
力された商用周波数の交流電源電圧Ｅは、一対のサイリ
スタ１４，１６からなるコンタクタを介して溶接トラン
ス１８の一次コイルに供給される。溶接トランス１８の
二次コイルに発生した交流の誘導起電力（二次電圧）は
二次導体および一対の電極チップ２０，２２を介して被
溶接材２４，２６に印加され、二次回路に溶接電流Ｉが
流れる。
【００１３】溶接電流Ｉの大きさ（実効値）は、通電角
によって決まるが、点弧角と通電角との間にはほぼ一定
の関係があるので、点弧角によって決まるともいえる。
本抵抗溶接制御装置では、マイクロプロセッサ２８が点
弧回路３０を介してサイリスタ１４，１６の点弧タイミ
ングを制御することによって、溶接電流Ｉの実効値を制
御する。
によって決まるが、点弧角と通電角との間にはほぼ一定
の関係があるので、点弧角によって決まるともいえる。
本抵抗溶接制御装置では、マイクロプロセッサ２８が点
弧回路３０を介してサイリスタ１４，１６の点弧タイミ
ングを制御することによって、溶接電流Ｉの実効値を制
御する。
【００１４】二次回路で溶接電流Ｉが流れている間、一
次回路ではＩと同相でかつ相似な波形の小さな電流（一
次電流）ｉが流れる。本実施例では、定電流制御を行う
ために、一次回路に電流検出手段としてＣＴコイル３２
および溶接電流測定回路３４が設けられる。ＣＴコイル
３２は、一次電流ｉの微分波形を表す出力電圧を発生す
る。溶接電流測定回路３４は、ＣＴコイル３２の出力電
圧から溶接電流Ｉの実効値を求める。
次回路ではＩと同相でかつ相似な波形の小さな電流（一
次電流）ｉが流れる。本実施例では、定電流制御を行う
ために、一次回路に電流検出手段としてＣＴコイル３２
および溶接電流測定回路３４が設けられる。ＣＴコイル
３２は、一次電流ｉの微分波形を表す出力電圧を発生す
る。溶接電流測定回路３４は、ＣＴコイル３２の出力電
圧から溶接電流Ｉの実効値を求める。
【００１５】溶接電流測定回路３４からの溶接電流測定
値［Ｉ］はマイクロプロセッサ２８に与えられる。マイ
クロプロセッサ２８は、溶接通電中の各サイクル毎に溶
接電流測定値［Ｉ］を設定電流値［ＩREF ］と比較し
て、その比較誤差から次のサイクルのサイリスタ点弧角
を求め、次のサイクルでは該サイリスタ点弧角でサイリ
スタ１４，１６を点弧させる。ただし、後述するよう
に、最初（１回目）のサイクルでは、前回の溶接通電で
求めた本抵抗溶接機の最大溶接電流値および力率角の各
測定値と今回の溶接通電における設定電流値［ＩREF ］
とから求めたサイリスタ点弧角φ0 （初期値）を用い
る。設定電流値［ＩREF ］は、入力装置３６よりマイク
ロプロセッサ２８に設定入力され、メモリ３８に保持さ
れる。
値［Ｉ］はマイクロプロセッサ２８に与えられる。マイ
クロプロセッサ２８は、溶接通電中の各サイクル毎に溶
接電流測定値［Ｉ］を設定電流値［ＩREF ］と比較し
て、その比較誤差から次のサイクルのサイリスタ点弧角
を求め、次のサイクルでは該サイリスタ点弧角でサイリ
スタ１４，１６を点弧させる。ただし、後述するよう
に、最初（１回目）のサイクルでは、前回の溶接通電で
求めた本抵抗溶接機の最大溶接電流値および力率角の各
測定値と今回の溶接通電における設定電流値［ＩREF ］
とから求めたサイリスタ点弧角φ0 （初期値）を用い
る。設定電流値［ＩREF ］は、入力装置３６よりマイク
ロプロセッサ２８に設定入力され、メモリ３８に保持さ
れる。
【００１６】メモリ３８には、マイクロプロセッサ２８
の演算または制御に関係する各種プログラムおよび演算
・測定値データが格納されるだけでなく、図２に示すよ
うな力率角をパラメータとするサイリスタ点弧角−溶接
電流相対値特性がテーブルとして格納される。図２で
は、図解を容易にするために力率角θが０゜，２０゜，
６０゜，８０゜の４つの場合についてしか示していない
が、実際にはθがより精細に、たとえば０．５゜刻みに
なっていて、各々に特性曲線が設定されている。
の演算または制御に関係する各種プログラムおよび演算
・測定値データが格納されるだけでなく、図２に示すよ
うな力率角をパラメータとするサイリスタ点弧角−溶接
電流相対値特性がテーブルとして格納される。図２で
は、図解を容易にするために力率角θが０゜，２０゜，
６０゜，８０゜の４つの場合についてしか示していない
が、実際にはθがより精細に、たとえば０．５゜刻みに
なっていて、各々に特性曲線が設定されている。
【００１７】このサイリスタ点弧角−溶接電流相対値特
性は理論的に求められるもので、力率角θ、溶接電流相
対値％ＩRMS およびサイリスタ点弧角θの三者間の関係
はこの特性曲線で一義的に定まっている。しかし、本抵
抗溶接機において溶接トランスや溶接ガン、被溶接材等
が変更されると、力率角θが変わるだけでなく最大溶接
電流値ＩMAX が変わり、最大溶接電流値ＩMAX に対する
溶接電流測定値［Ｉ］または設定電流値［ＩREF ］の相
対値（％ＩRMS ）が変わり、［Ｉ］，［ＩREF］と力率
角θ，点弧角φとの間の関係も変わる。したがって、今
回の溶接通電における最大溶接電流値ＩMAX または力率
角θが不確定である限り、所与の設定電流値［ＩREF ］
に対して適確なサイリスタ点弧角の初期値を決定するこ
とはできない。
性は理論的に求められるもので、力率角θ、溶接電流相
対値％ＩRMS およびサイリスタ点弧角θの三者間の関係
はこの特性曲線で一義的に定まっている。しかし、本抵
抗溶接機において溶接トランスや溶接ガン、被溶接材等
が変更されると、力率角θが変わるだけでなく最大溶接
電流値ＩMAX が変わり、最大溶接電流値ＩMAX に対する
溶接電流測定値［Ｉ］または設定電流値［ＩREF ］の相
対値（％ＩRMS ）が変わり、［Ｉ］，［ＩREF］と力率
角θ，点弧角φとの間の関係も変わる。したがって、今
回の溶接通電における最大溶接電流値ＩMAX または力率
角θが不確定である限り、所与の設定電流値［ＩREF ］
に対して適確なサイリスタ点弧角の初期値を決定するこ
とはできない。
【００１８】本実施例では、溶接通電の度毎に力率角θ
および最大溶接電流値ＩMAX を測定し、それらの測定値
［θ］，［ＩMAX ］をメモリに保存しておく。そして、
当該抵抗溶接機の構造が変更されたとき、たとえば溶接
ガンが交換されたときは、その新たな溶接ガンまたはそ
れと同等の溶接ガンを用いて行われた前回（以前）の溶
接通電における力率角および最大溶接電流値の測定値
［θ］，［ＩMAX ］をメモリから読み出して、それらの
データ［θ］，［ＩMAX ］および今回の電流設定値［Ｉ
REF ］を基に適確なサイリスタ点弧角初期値を決定する
ようにしている。
および最大溶接電流値ＩMAX を測定し、それらの測定値
［θ］，［ＩMAX ］をメモリに保存しておく。そして、
当該抵抗溶接機の構造が変更されたとき、たとえば溶接
ガンが交換されたときは、その新たな溶接ガンまたはそ
れと同等の溶接ガンを用いて行われた前回（以前）の溶
接通電における力率角および最大溶接電流値の測定値
［θ］，［ＩMAX ］をメモリから読み出して、それらの
データ［θ］，［ＩMAX ］および今回の電流設定値［Ｉ
REF ］を基に適確なサイリスタ点弧角初期値を決定する
ようにしている。
【００１９】本実施例では、溶接通電の各サイクルで力
率角θを測定するようにしており、このためにゼロ電流
検出回路４２およびゼロ電圧検出回路４４を一次回路に
設けている。ゼロ電流検出回路４２は、サイリスタ１
４，１６間の電圧を監視し、電流が流れるとサイリスタ
電圧が下がり電流が止まるとサイリスタ電圧が上がるこ
とから各半サイクル毎に一次電流ｉの導通開始時点およ
び導通終了時点を検出して、その導通開始時点および導
通終了時点のタイミングを表すゼロ電流検出信号をマイ
クロプロセッサ２８に与える。ゼロ電圧検出回路３４
は、各半サイクル毎に電源電圧Ｅの極性が変わる時点
（ゼロクロス点）を検出し、そのゼロクロス点のタイミ
ングを表すゼロ電圧検出信号をマイクロプロセッサ２８
に与える。マイクロプロセッサ２８は、ゼロ電流検出回
路４２からのゼロ電流検出信号とゼロ電圧検出回路４４
からのゼロ電圧検出信号とに基づいて所定の演算式また
はテーブルより各サイクル毎の力率角θを求める。本実
施例における力率角の算出方法は本出願人による特開平
５−９６３８１号公報に詳細に開示されている。
率角θを測定するようにしており、このためにゼロ電流
検出回路４２およびゼロ電圧検出回路４４を一次回路に
設けている。ゼロ電流検出回路４２は、サイリスタ１
４，１６間の電圧を監視し、電流が流れるとサイリスタ
電圧が下がり電流が止まるとサイリスタ電圧が上がるこ
とから各半サイクル毎に一次電流ｉの導通開始時点およ
び導通終了時点を検出して、その導通開始時点および導
通終了時点のタイミングを表すゼロ電流検出信号をマイ
クロプロセッサ２８に与える。ゼロ電圧検出回路３４
は、各半サイクル毎に電源電圧Ｅの極性が変わる時点
（ゼロクロス点）を検出し、そのゼロクロス点のタイミ
ングを表すゼロ電圧検出信号をマイクロプロセッサ２８
に与える。マイクロプロセッサ２８は、ゼロ電流検出回
路４２からのゼロ電流検出信号とゼロ電圧検出回路４４
からのゼロ電圧検出信号とに基づいて所定の演算式また
はテーブルより各サイクル毎の力率角θを求める。本実
施例における力率角の算出方法は本出願人による特開平
５−９６３８１号公報に詳細に開示されている。
【００２０】図３は、マイクロプロセッサ２８の溶接通
電における演算処理動作を示すフローチャートである。
外部の制御装置より入出力インタフェース回路３５を介
してマイクロプロセッサ２８に溶接開始を指示する信号
が与えられる。
電における演算処理動作を示すフローチャートである。
外部の制御装置より入出力インタフェース回路３５を介
してマイクロプロセッサ２８に溶接開始を指示する信号
が与えられる。
【００２１】先ずマイクロプロセッサ２８は、今回の溶
接状況と同一またはそれに近い前回の溶接通電を判別し
たうえで、その前回の溶接通電における最大溶接電流値
または溶接電流相対実効値の測定値［ＩMAX(P)］または
［％ＩRMS(P)］および今回の溶接通電の設定電流値［Ｉ
REF ］の各データをメモリ３８より読み出し、それらの
データを基に今回の設定電流値［ＩREF ］に対応する溶
接電流相対実効値％ＩRMS(N)を求める（ステップ）。
接状況と同一またはそれに近い前回の溶接通電を判別し
たうえで、その前回の溶接通電における最大溶接電流値
または溶接電流相対実効値の測定値［ＩMAX(P)］または
［％ＩRMS(P)］および今回の溶接通電の設定電流値［Ｉ
REF ］の各データをメモリ３８より読み出し、それらの
データを基に今回の設定電流値［ＩREF ］に対応する溶
接電流相対実効値％ＩRMS(N)を求める（ステップ）。
【００２２】次に、前回の溶接通電における力率角の測
定値［θ(P) ］のデータをメモリ３８より読み出し、こ
の力率角測定値［θ(P) ］とステップで求めた溶接電
流相対実効値％ＩRMS(N)とに対応するサイリスタ点弧角
φ(0) を図２に示すようなサイリスタ点弧角−溶接電流
相対特性（メモリ３８内のテーブル）から求める（ステ
ップ）。
定値［θ(P) ］のデータをメモリ３８より読み出し、こ
の力率角測定値［θ(P) ］とステップで求めた溶接電
流相対実効値％ＩRMS(N)とに対応するサイリスタ点弧角
φ(0) を図２に示すようなサイリスタ点弧角−溶接電流
相対特性（メモリ３８内のテーブル）から求める（ステ
ップ）。
【００２３】次に、溶接通電を開始し、１回目のサイク
ルでは上記ステップで求めたサイリスタ点弧角φ(0)
で両サイリスタ１４，１６を点弧させる（ステップ
）。これにより、一次回路および二次回路でそれぞれ
１サイクル分の一次電流ｉおよび二次電流（溶接電流）
Ｉが流れる。そうすると、ＣＴコイル３２および溶接電
流測定回路３４によって１回目のサイクルにおける溶接
電流Ｉ(0) の実効値が測定され、その溶接電流測定値
［Ｉ(0) ］がマイクロプロセッサ２８に取り込まれる
（ステップ）。一方、ゼロ電流検出回路４２およびゼ
ロ電圧検出回路４４で一次電流ｉおよび電源電圧Ｅのゼ
ロクロス点がそれぞれ検出され、マイクロプロセッサ２
８はそれらのゼロクロス点から１回目のサイクルにおけ
る力率角θ(0) を求める（ステップ）。
ルでは上記ステップで求めたサイリスタ点弧角φ(0)
で両サイリスタ１４，１６を点弧させる（ステップ
）。これにより、一次回路および二次回路でそれぞれ
１サイクル分の一次電流ｉおよび二次電流（溶接電流）
Ｉが流れる。そうすると、ＣＴコイル３２および溶接電
流測定回路３４によって１回目のサイクルにおける溶接
電流Ｉ(0) の実効値が測定され、その溶接電流測定値
［Ｉ(0) ］がマイクロプロセッサ２８に取り込まれる
（ステップ）。一方、ゼロ電流検出回路４２およびゼ
ロ電圧検出回路４４で一次電流ｉおよび電源電圧Ｅのゼ
ロクロス点がそれぞれ検出され、マイクロプロセッサ２
８はそれらのゼロクロス点から１回目のサイクルにおけ
る力率角θ(0) を求める（ステップ）。
【００２４】次に、１回目のサイクルで用いたサイリス
タ点弧角φ(0) と１回目のサイクルで測定された力率角
θ(0) とに対応する溶接電流相対実効値％ＩRMS(0)を図
２のテーブルから求める（ステップ）。また、溶接電
流相対実効値％ＩRMS(0)と溶接電流測定値Ｉ(0) と最大
溶接電流値ＩMAX の三者の間にはＩ(0) ＝ＩMAX ・％Ｉ
RMS(0)の関係があるから、最大溶接電流値の測定値［Ｉ
MAX ］も求められる。このように、最大溶接電流値の測
定値［ＩMAX ］と溶接電流相対実効値の測定値［％ＩRM
S ］とは互いに均等な概念である。
タ点弧角φ(0) と１回目のサイクルで測定された力率角
θ(0) とに対応する溶接電流相対実効値％ＩRMS(0)を図
２のテーブルから求める（ステップ）。また、溶接電
流相対実効値％ＩRMS(0)と溶接電流測定値Ｉ(0) と最大
溶接電流値ＩMAX の三者の間にはＩ(0) ＝ＩMAX ・％Ｉ
RMS(0)の関係があるから、最大溶接電流値の測定値［Ｉ
MAX ］も求められる。このように、最大溶接電流値の測
定値［ＩMAX ］と溶接電流相対実効値の測定値［％ＩRM
S ］とは互いに均等な概念である。
【００２５】次に、１回目のサイクルにおける電流測定
値［Ｉ(0) ］と設定電流値［ＩREF］との差分（誤差）
を求め、この誤差を零にするように１回目のサイクルの
サイリスタ点弧角φ(0) を補正し、この補正点弧角を２
回目のサイクルに対するサイリスタ点弧角φ(1) と決定
する（ステップ）。
値［Ｉ(0) ］と設定電流値［ＩREF］との差分（誤差）
を求め、この誤差を零にするように１回目のサイクルの
サイリスタ点弧角φ(0) を補正し、この補正点弧角を２
回目のサイクルに対するサイリスタ点弧角φ(1) と決定
する（ステップ）。
【００２６】次に、２回目のサイクルではステップで
求めたサイリスタ点弧角φ(1) で両サイリスタ１４，１
６を点弧させ（ステップ）、以下最後のサイクルまで
上記と同様の動作（ステップ〜）を繰り返す。そし
て、通電終了後に全サイクルで求めた力率角の測定値
［θ(0) ］〜［θ(N) ］の平均をとり、その平均値を今
回の溶接通電における力率角の測定値［θ(P+1) ］とす
る（ステップ）。最大溶接電流値または溶接電流相対
実効値については、最後のサイクルの最大溶接電流測定
値［ＩMAX(N)］または溶接電流相対実効値［％ＩRMS
(N)］をもって、あるいは力率角と同様に全サイクルの
平均値をもって、今回の溶接通電における最大溶接電流
値または溶接電流相対実効値の測定値［ＩMAX(P+1)］ま
たは［％ＩRMS(P+1)］としてよい。今回の溶接通電で求
めた力率角の測定値［θ(P+1) ］および最大溶接電流値
または溶接電流相対実効値の測定値［ＩMAX(P+1)］また
は［％ＩRMS(P+1)］の各データはメモリ３８のデータベ
ースに保存される。
求めたサイリスタ点弧角φ(1) で両サイリスタ１４，１
６を点弧させ（ステップ）、以下最後のサイクルまで
上記と同様の動作（ステップ〜）を繰り返す。そし
て、通電終了後に全サイクルで求めた力率角の測定値
［θ(0) ］〜［θ(N) ］の平均をとり、その平均値を今
回の溶接通電における力率角の測定値［θ(P+1) ］とす
る（ステップ）。最大溶接電流値または溶接電流相対
実効値については、最後のサイクルの最大溶接電流測定
値［ＩMAX(N)］または溶接電流相対実効値［％ＩRMS
(N)］をもって、あるいは力率角と同様に全サイクルの
平均値をもって、今回の溶接通電における最大溶接電流
値または溶接電流相対実効値の測定値［ＩMAX(P+1)］ま
たは［％ＩRMS(P+1)］としてよい。今回の溶接通電で求
めた力率角の測定値［θ(P+1) ］および最大溶接電流値
または溶接電流相対実効値の測定値［ＩMAX(P+1)］また
は［％ＩRMS(P+1)］の各データはメモリ３８のデータベ
ースに保存される。
【００２７】上記したように、本実施例では、今回の溶
接通電と同一またはそれに近いハードウェア条件下で行
われた前回の溶接通電における本抵抗溶接機の最大溶接
電流値および力率角の各測定値［％ＩRMS(P)］，［θ
(P) ］と今回の溶接通電における設定電流値［ＩREF ］
とから図２に示すようなサイリスタ点弧角−溶接電流相
対値特性を参照して今回の溶接通電におけるサイリスタ
点弧角初期値φ(0) を決定する。そして、今回の溶接通
電の１回目のサイクルではこのサイリスタ点弧角初期値
φ(0) でサイリスタ１４，１６を点弧し、２回目以降の
サイクルではフィードバックループによって求めたサイ
リスタ点弧角φ(1) ，φ(2) …でサイリスタ１４，１６
を点弧する。
接通電と同一またはそれに近いハードウェア条件下で行
われた前回の溶接通電における本抵抗溶接機の最大溶接
電流値および力率角の各測定値［％ＩRMS(P)］，［θ
(P) ］と今回の溶接通電における設定電流値［ＩREF ］
とから図２に示すようなサイリスタ点弧角−溶接電流相
対値特性を参照して今回の溶接通電におけるサイリスタ
点弧角初期値φ(0) を決定する。そして、今回の溶接通
電の１回目のサイクルではこのサイリスタ点弧角初期値
φ(0) でサイリスタ１４，１６を点弧し、２回目以降の
サイクルではフィードバックループによって求めたサイ
リスタ点弧角φ(1) ，φ(2) …でサイリスタ１４，１６
を点弧する。
【００２８】このような点弧方式によれば、図４に示す
ように通電開始直後から設定電流値［ＩREF ］にほぼ一
致した溶接電流Ｉを流すことができ、アップスロープや
オーバーシュート等を伴わない理想的な定電流制御が可
能となり、最短時間の通電で良好な溶接品質を安定確実
に得ることができる。特に、プロジェクション溶接に適
用した場合は、抵抗発熱の立ち上がりが早いため、良好
な溶接品質を得るうえで大なる効果を奏することができ
る。
ように通電開始直後から設定電流値［ＩREF ］にほぼ一
致した溶接電流Ｉを流すことができ、アップスロープや
オーバーシュート等を伴わない理想的な定電流制御が可
能となり、最短時間の通電で良好な溶接品質を安定確実
に得ることができる。特に、プロジェクション溶接に適
用した場合は、抵抗発熱の立ち上がりが早いため、良好
な溶接品質を得るうえで大なる効果を奏することができ
る。
【００２９】また、本実施例では、溶接通電が行われる
度毎に本抵抗溶接機の最大溶接電流値および力率角の各
測定値［％ＩRMS(P)］，［θ(P) ］を求めてデータベー
スを拡充または更新するという学習機能も備わっている
ため、たとえば頻繁に溶接ガンが交換されたり被溶接部
が変更されるような自動溶接ライン等にも対応すること
が可能である。
度毎に本抵抗溶接機の最大溶接電流値および力率角の各
測定値［％ＩRMS(P)］，［θ(P) ］を求めてデータベー
スを拡充または更新するという学習機能も備わっている
ため、たとえば頻繁に溶接ガンが交換されたり被溶接部
が変更されるような自動溶接ライン等にも対応すること
が可能である。
【００３０】なお、溶接トランスや溶接ガンあるいは被
溶接材等が全く新規なものに変更されたときは、その新
たな溶接条件の下でテスト通電を行って、最大溶接電流
値および力率角の測定値［ＩNAX(P)］，［θ(P) ］を求
め、それらの測定値データをメモリ３８のデータベース
に保存してもよい。また、上記した実施例では溶接電流
検出手段（３２，３４）を一次回路に設けたが、二次回
路に設けてもよい。また、上記実施例では力率角および
最大溶接電流値を１サイクル毎に測定したが、半サイク
ル毎に測定してもよく、あるいは所定の一部のサイクル
だけで測定するようにしてもよい。
溶接材等が全く新規なものに変更されたときは、その新
たな溶接条件の下でテスト通電を行って、最大溶接電流
値および力率角の測定値［ＩNAX(P)］，［θ(P) ］を求
め、それらの測定値データをメモリ３８のデータベース
に保存してもよい。また、上記した実施例では溶接電流
検出手段（３２，３４）を一次回路に設けたが、二次回
路に設けてもよい。また、上記実施例では力率角および
最大溶接電流値を１サイクル毎に測定したが、半サイク
ル毎に測定してもよく、あるいは所定の一部のサイクル
だけで測定するようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
前回の溶接通電における最大溶接電流値および力率角の
各測定値と今回の溶接通電における設定電流値とに対応
するサイリスタ点弧角をサイリスタ点弧角−溶接電流相
対値特性に基づいて決定し、この決定したサイリスタ点
弧角を初期値として通電を開始させるようにしたので、
通電開始直後から設定電流値にほぼ一致した溶接電流を
流すことが可能であり、良好な溶接品質を確実に得るこ
とができる。
前回の溶接通電における最大溶接電流値および力率角の
各測定値と今回の溶接通電における設定電流値とに対応
するサイリスタ点弧角をサイリスタ点弧角−溶接電流相
対値特性に基づいて決定し、この決定したサイリスタ点
弧角を初期値として通電を開始させるようにしたので、
通電開始直後から設定電流値にほぼ一致した溶接電流を
流すことが可能であり、良好な溶接品質を確実に得るこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例による抵抗溶接制御装置を適
用した交流式抵抗溶接機の構成を示す回路図である。
用した交流式抵抗溶接機の構成を示す回路図である。
【図２】実施例の抵抗溶接制御装置で用いるサイリスタ
点弧角−溶接電流相対値特性を示す特性曲線図である。
点弧角−溶接電流相対値特性を示す特性曲線図である。
【図３】実施例の抵抗溶接制御装置におけるマイクロプ
ロセッサの演算処理動作を示すフローチャートである。
ロセッサの演算処理動作を示すフローチャートである。
【図４】実施例の抵抗溶接制御方法によって得られる溶
接電流の波形を示す図である。
接電流の波形を示す図である。
【図５】抵抗溶接機においてサイリスタ点弧角が力率角
に一致するときの溶接電流の波形を示す図である。
に一致するときの溶接電流の波形を示す図である。
【図６】抵抗溶接機においてサイリスタ点弧角が力率角
と異なる値になっているときの溶接電流の波形を示す図
である。
と異なる値になっているときの溶接電流の波形を示す図
である。
【図７】従来の抵抗溶接制御方法によって得られる溶接
電流の波形を示す図である。
電流の波形を示す図である。
１４，１６ サイリスタ １８ 溶接トランス ２８ マイクロプロセッサ ３０ 点弧回路 ３２ ＣＴコイル ３４ 溶接電流測定回路 ３５ 入出力インタフェース回路 ３６ 入力装置 ３８ メモリ ４２ ゼロ電流検出回路 ４４ ゼロ電圧検出回路
Claims (3)
- 【請求項１】 力率角をパラメータとする一定のサイリ
スタ点弧角−溶接電流相対値特性を有する交流式抵抗溶
接機において設定電流値にほぼ等しい交流の溶接電流が
流れるように溶接通電の各サイクルでサイリスタ点弧角
を制御する抵抗溶接制御方法であって、 前回の溶接通電における前記抵抗溶接機の最大溶接電流
値および力率角の各測定値と今回の溶接通電における前
記設定電流値とに対応するサイリスタ点弧角を前記サイ
リスタ点弧角−溶接電流相対値特性に基づいて決定する
ステップと、 今回の溶接通電における１回目のサイクルでは前記決定
されたサイリスタ点弧角で通電させ、２回目以降の各サ
イクルでは前回のサイクルで流れた溶接電流の測定値と
前記設定電流値との比較誤差を実質上零にするようなサ
イリスタ点弧角で通電させるステップと、を有すること
を特徴とする抵抗溶接制御方法。 - 【請求項２】 当該交流式抵抗溶接機のサイリスタ点弧
角−溶接電流相対値特性をデータとして保持するテーブ
ル手段と、 前回の溶接通電における前記抵抗溶接機の最大溶接電流
値および力率角の各測定値と今回の溶接通電における前
記設定電流値とに対応するサイリスタ点弧角を前記サイ
リスタ点弧角−溶接電流相対値特性に基づいて決定する
第１のサイリスタ点弧角決定手段と、 前記溶接電流の測定値と前記設定電流値との比較誤差に
基づいて次のサイクルのサイリスタ点弧角を決定する第
２のサイリスタ点弧角決定手段と、 今回の溶接通電における１回目のサイクルでは前記第１
のサイリスタ点弧角決定手段によって決定されたサイリ
スタ点弧角で通電させ、２回目以降の各サイクルでは前
記第２のサイリスタ点弧角決定手段によって決定された
サイリスタ点弧角で通電させる通電制御手段と、を具備
することを特徴とする抵抗溶接制御装置。 - 【請求項３】 溶接通電中に溶接電流を測定する溶接電
流検出手段と、 前記抵抗溶接機の一次回路または二次回路における交流
電圧の極性が変化する時点と前記一次回路または二次回
路における交流電流の各導通開始時点および導通終了時
点とから力率角を割り出す力率角測定手段と、 通電に係るサイリスタ点弧角とそれに対応する前記溶接
電流および前記力率角の各測定値とに基づいて前記抵抗
溶接機の最大溶接電流値を求める最大溶接電流値測定手
段と、 前記最大溶接電流値および力率角の各測定値を記憶する
記憶手段と、を具備することを特徴とする抵抗溶接制御
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5280517A JP2742544B2 (ja) | 1993-10-14 | 1993-10-14 | 抵抗溶接制御方法及び装置 |
| US08/321,767 US5523541A (en) | 1993-10-14 | 1994-10-12 | Method and apparatus for controlling constant current for resistance welding |
| KR1019940026078A KR950011030A (ko) | 1993-10-14 | 1994-10-12 | 저항용접제어방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5280517A JP2742544B2 (ja) | 1993-10-14 | 1993-10-14 | 抵抗溶接制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07112281A true JPH07112281A (ja) | 1995-05-02 |
| JP2742544B2 JP2742544B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=17626210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5280517A Expired - Lifetime JP2742544B2 (ja) | 1993-10-14 | 1993-10-14 | 抵抗溶接制御方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5523541A (ja) |
| JP (1) | JP2742544B2 (ja) |
| KR (1) | KR950011030A (ja) |
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| US6169263B1 (en) | 1999-08-02 | 2001-01-02 | Automation International Inc. | Techniques for adaptive control of force in resistance welding applications |
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| KR101431220B1 (ko) * | 2013-04-22 | 2014-08-18 | 주식회사 파워웰 | 사이리스터 이산화탄소 용접기 |
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1993
- 1993-10-14 JP JP5280517A patent/JP2742544B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-10-12 KR KR1019940026078A patent/KR950011030A/ko not_active Abandoned
- 1994-10-12 US US08/321,767 patent/US5523541A/en not_active Expired - Fee Related
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006167745A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Horie Metal Co Ltd | シーム溶接機の溶接制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5523541A (en) | 1996-06-04 |
| KR950011030A (ko) | 1995-05-15 |
| JP2742544B2 (ja) | 1998-04-22 |
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