JPH0771751B2 - 抵抗溶接機用制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は抵抗溶接機に流れる二次電流を、溶接トランス
の二次側に直接挿入したトロイダルコイル等の電流検出
器により検出して、その検出した電流値を設定電流値と
比較し、溶接電流が一定になるように制御する抵抗溶接
機の制御装置に関し、さらに詳しくいえば、溶接トラン
スの二次側に設けたトロイダルコイル等の電流検出器の
断線／劣化を、非溶接時に自動的に検知し、溶接不良を
未然に防止する抵抗溶接機用制御装置に係る。

（従来の技術） 第１図は、一般的なスポット溶接用ロボットのシステム
概略図である。

スポット溶接用ロボットは、同図に示すように、自由自
在に動くロボットアームの先端にスポット溶接ガンが取
りつけられていて、溶接ガンと天井に吊るし上げた溶接
トランスとの間には両極の二次端子に接続された二次ケ
ーブルを介して接続れれている。そしてコントローラに
よって記憶どおり溶接作業に必要な動きを溶接ガンに与
えて複雑な溶接作業をも迅速に行うことができる。溶接
電源に接続された制御装置は、マイクロコンピュータを
内蔵したもので、溶接トランスの一次側に一次ケーブル
を介して溶接されていて、溶接トランスの二次ケーブル
に流れる二次電流はトロイダルコイルを介して検出し、
その検出した電流値と予め内部に設定した溶接に必要な
電流値とを比較し、その偏差に応じてサイリスタの点弧
位相を制御し、溶接トランスの一次電流を設定値と同等
又はそれに近づくようにコントロールして常に一定の溶
接電流が溶接部に流れるように制御する構造になってい
る。

従来、スポット溶接において定電流制御を行う場合、先
に述べたように数千アンペア〜数万アンペアにおよぶ大
電流をきわめて短い通電時間に検出してサイリスタ等の
電子スイッチにより点弧位相を制御することによって溶
接トランスの二次側に流れる溶接電流が一定になるよう
に制御する。

溶接電流を検出する場合、一般にトロイダルコイルを溶
接機の二次ケーブルあるいはアーム導体に挿入して直接
ケーブル等の導体から溶接電流を検出するが、このトロ
イダルコイルは溶接機の二次側に設置されるため、機械
やロボットの動作、スパッタなどにより損傷を受ける
と、コイルが断線あるいは劣化により抵抗値が増大し、
正確な電流値が検出できなくなり、定電流機能に支障を
来たし溶接不良の原因となる。

したがって、従来の場合はコイルの断線／劣化により溶
接電流が検出できなかったり、または検出値が異常に小
さかったりした場合は溶接終了後に警報を出すようにし
ているのが普通であった。

（発明の解決しようとする課題） しかしながら、従来のようなトロイダルコイルの異常発
生状態を監視する方法では、トロイダルコイルに異常事
態が生じても少なくとも一回目の溶接通電を終了しなけ
れば断線／劣化を検出することができなかった。したが
って一回目の溶接から溶接不良発生を未然に防ぐことは
できず、しかもトロイダルコイルからの出力電圧に異常
が生じても、その原因が必ずしもトロイダルコイルの異
常であることが特定できず、トロイダルコイルも含め溶
接機全体のシステムをチェックしなくてはならないた
め、このようなトラブル要因の分析究明に多大の時間と
労力がかかるという、解決すべき大きな課題が残されて
いた。

（課題を解決するための手段） そこで本発明は、上記の課題を解決するためる開発され
たもので、その要旨とするところは、溶接トランスの一
次側または二次側に流れる溶接電流を検出してサイリス
タ等の電子スイッチにより溶接トランスの一次側に印加
される交流電力の点弧位相を制御することによって溶接
トランスの二次側に流れる溶接電流が一定になるように
制御する抵抗溶接器の定電流制御回路において、上記ト
ランスの一次側または二次側に設けた電流検出器の入力
端子に微少電流を供給する定電流電源を接続し、この直
流定電流電源に介在したスイッチング手段を溶接時はオ
フし、また非溶接時にはこれをオンに切り替え、その非
溶接時の閉路期間中に上記検出器へ流れる微少電流を計
測することで上記検出器の異常を検知するという、技術
的手段を講じてある。

（作 用） そして、本発明では、トロイダルコイルの入力側と定電
流電源回路とを、溶接動作に入る前にスイッチング手段
により接続され、その閉路期間中にトロイダルコイルに
流れる微少電流をチェックすることにより、トロイダル
コイルのリード線の断線／劣化を検出できるから、最初
の溶接から溶接不良発生を未然に防止することができ、
しかもトラブル要因を分析究明する場合に、トロイダル
コイルの異常発生か他の要因かを明確に区別することが
できるため、原因究明に必要な付帯作業の効率化を図る
ことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図に示す電気動作回路図に
基づいて説明すると、トロイダルコイル１は二次ケーブ
ル２に挿入されている。トロイダルコイルの一方のリー
ト線３は演算増幅器４に接続され、他方のリード線３′
はアースに接続されている。リード線３と３′の間には
制御装置の入力コネクタ近傍に感度調整用の抵抗５が設
置されている。演算増幅器４はA/Dコンバータ６を介し
てコンピュータ７へ接続されている。トロイダルコイル
の入力端子はリレー又はアナログスイッチなどのスイッ
チング手段８を介して直流定電流電源９が接続されてい
る。

以上の構成により、二次ケーブルに溶接電流が流れる
と、トロイダルコイル１の一方のリード線３を介して演
算増幅器４に溶接電流に比例した電圧が入力される。抵
抗５はトロイダルコイルの感度を微調整する。トロイダ
ルコイルからの出力電圧値はA/Dコンバータ６を経てマ
イクロコンピュータ７に入力され、これをもとに前述し
た定電流制御が行われる。

以上の溶接動作は従来と変わらないが、本発明では、溶
接動作を開始する前、すなわち非溶接期間中、マイクロ
コンピュータにより自動的にスイッチング手段８をオン
状態に作動し、定電流電源９をトロイダルコイル１に接
続し、トロイダルコイル及びそのリード線３、３′に一
定の、通常20ミリアンペア前後の直流電流を供給する。
トロイダルコイル及びそのリード線３、３′の直流抵抗
は100オーム程度、較正用抵抗も100オーム前後であるの
で、この時トロイダルコイル１及びリード線３、３′が
正常であれば演算増幅器４には１ボルト程度の直流電圧
が入力される。

もしトロイダルコイル１あるいはリード線３、3,が断線
したとすれば、この直流電流は抵抗４にのみ流れるので
演算増幅器４にかかる電流電圧は約２ボルトとなり、マ
イクロコンピュータ７とA/Dコンバータ６を介してこの
ことを検知できるので、不具合を直ちに検出することが
できる。また、コイルが断線しだすと、抵抗値の増大や
コイルのショートによる抵抗減少についても検出電圧値
から判断することが可能である。

なお、溶接動作中にはマイクロコンピュータ７が自動的
にスイッチング手段８の接点をオフ状態とし、溶接電流
のみを演算増幅器４に入力することになる。

（発明の効果） 以上で説明したように、本発明によればトロイダルコイ
ルの入力側に、スイッチング手段を介在した定電流電源
を接続し、スイッチング手段で溶接時はオフ回路とし、
非溶接時はオン回路に切り替え、非溶接期間中だけトロ
イダルコイルへ微少電流を流してトロイダルコイル及び
そのリード線の断線／劣化を検出できるから、トロイダ
ルコイル及びリード線に異常事態が発生しても溶接動作
開始以前に溶接不良発生を防ぐことができる。また溶接
不良のトラブル要因を分析究明する場合にも、トロイダ
ルコイルの異常発生か他の要因かを明確に区別すること
ができるため、原因究明に必要な付帯作業の効率化を図
ることができる。

なお、トロイダルコイルの断線／劣化の検出に止まら
ず、溶接トランスの一次側の電流を検出するセンサ、た
とえばCTなどを用いた装置にも同様の作用を得ることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来におけるスポット溶接用ロボットのシステ
ムを示す概略図。第２図は本発明装置の実施例を示す電
気ブロック図。 １……トロイダルコイル、２……二次ケーブル、３、
３′……リード線、４……演算増幅器、５……感度調整
用抵抗、６……A/Dコンバータ、７……マイクロコンピ
ュータ、８……スイッチング手段、９……直流定電流電
源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶接トランスの一次側または二次側に流れ
   る溶接電流を検出してサイリスタ等の電子スイッチによ
   り溶接トランスの一次側に印加される交流電力の点弧位
   相を制御することによって溶接トランスの二次側に流れ
   る溶接電流が一定になるように制御する抵抗溶接器の定
   電流制御回路において、上記トランスの一次側または二
   次側に設けた電流検出器の入力端子に微少電流を供給す
   る直流定電流電源を接続し、この直流定電流回路を介在
   したスイッチング手段を溶接時はオフし、また非溶接時
   にはこれをオンに切り替え、その非溶接時の閉路期間中
   に上記検出器へ流れる微少電流を計測することで上記検
   出器の異常状態を検知する回路構成を備えた抵抗溶接機
   用制御装置。