JPH08155654A - Inverter resistance welding controller - Google Patents

Inverter resistance welding controller

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JPH08155654A
JPH08155654A JP33022294A JP33022294A JPH08155654A JP H08155654 A JPH08155654 A JP H08155654A JP 33022294 A JP33022294 A JP 33022294A JP 33022294 A JP33022294 A JP 33022294A JP H08155654 A JPH08155654 A JP H08155654A
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JP
Japan
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current
inverter
control
pulse
value
Prior art date
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Application number
JP33022294A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Moro
享司 茂呂
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Miyachi Technos Corp
Original Assignee
Miyachi Technos Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Miyachi Technos Corp filed Critical Miyachi Technos Corp
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Abstract

PURPOSE: To improve welding quality by rising electric current in high speed without generating overshoot phenomenon at initial stage of energizing and executing stable welding. CONSTITUTION: The inverter resistance welding controller is provided with an electric current detecting part 40, limiter control part 42, PWM control part 44, sequence control part 46 and inverter drive part 48. The electric current detecting part 40 consists of a hall CT50 mounted to a primary conductor. The limiter control part 42 is constituted of a comparator 52, limiter level generating part 54, latch circuit (D type flip/flop) 56, AND gates 58, 60 and clock circuit 62. The PWM control part 44 is constituted of an electric current effective value operating part 68, electric current setting part 70, PWM control pulse generating part 72, pulse width measuring part 74 and clock circuit 62. The sequence control part 46 is provided with the energizing control switching function by which the control means for an inverter circuit 18 is switched to either the limiter control part 42 or PWM control part.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ式の抵抗溶
接機において溶接通電を制御する制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for controlling welding energization in an inverter type resistance welding machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5に、従来のインバータ式抵抗溶接機
の主要な回路構成を示す。インバータ回路100は、G
TR、IGBTまたはパワーFET等からなるスイッチ
ング素子を内蔵しており、インバータ制御部116から
の制御パルスCPにしたがい、直流入力電圧Eを高周波
のスイッチングで切り刻むようにして高周波交流のパル
スを出力する。インバータ回路100より出力された交
流パルスは溶接トランス102の一次側コイルに供給さ
れ、その二次側には一次側と相似な交流パルスが得ら
れ、この二次側交流パルスは、一対のダイオード104
a,104bからなる整流回路106によって直流に変
換される。そして、この直流の電流IW が溶接電極10
8,110を介して被溶接材112,114に供給され
る。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a main circuit configuration of a conventional inverter type resistance welding machine. The inverter circuit 100 has a G
It incorporates a switching element composed of TR, IGBT, power FET, or the like, and outputs a high-frequency AC pulse by chopping the DC input voltage E by high-frequency switching in accordance with the control pulse CP from the inverter control unit 116. The AC pulse output from the inverter circuit 100 is supplied to the primary side coil of the welding transformer 102, and an AC pulse similar to the primary side is obtained on the secondary side thereof. The secondary side AC pulse is a pair of diodes 104.
It is converted into direct current by the rectifying circuit 106 composed of a and 104b. Then, this direct current IW is applied to the welding electrode 10
It is supplied to the materials 112, 114 to be welded via 8, 110.

【0003】インバータ式の抵抗溶接機においても、溶
接通電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最も多く用いられている。
その主な理由としては、加圧力および通電時間とともに
電流が抵抗溶接の3大溶接条件とされていること、トロ
イダルコイルまたはカレントトランス等によって容易か
つ正確に電流を測定できるためフィードバックループを
構成しやすいこと等が挙げられる。なお、定電流制御に
おける一定とは、抵抗発熱(ジュール熱)を規定する電
流実効値が一定という意味である。
Also in the inverter type resistance welding machine, constant current control is most often used in which feedback is performed so that a constant current is passed through the material to be welded during welding.
The main reasons are that the electric current is the three major welding conditions of resistance welding together with the pressing force and the energization time, and the current can be easily and accurately measured by the toroidal coil or the current transformer, so that the feedback loop can be easily constructed. There are such things. The constant in constant current control means that the effective current value that regulates resistance heating (Joule heat) is constant.

【0004】図5において、インバータ制御部116
は、二次側回路に設けられた電流センサ(トロイダルコ
イル)118からの電流検出信号DIを入力して、溶接
電流IW の実効値を求め、その電流実効値[IW ]を電
流設定値IS と比較して比較誤差を生成し、その比較誤
差を零にするような可変のパルス幅を有する制御パルス
CPをインバータ回路100に供給する。インバータ回
路100の各スイッチング素子は、制御パルスCPのパ
ルス幅に相当する時間だけオンするようになっている。
In FIG. 5, the inverter control unit 116 is shown.
Is an input of a current detection signal DI from a current sensor (toroidal coil) 118 provided in the secondary side circuit to obtain an effective value of the welding current IW, and the effective current value [IW] is set as a current set value IS. A comparison error is generated by comparison, and a control pulse CP having a variable pulse width that makes the comparison error zero is supplied to the inverter circuit 100. Each switching element of the inverter circuit 100 is turned on for a time corresponding to the pulse width of the control pulse CP.

【0005】これにより、実際の電流実効値[IW ]が
電流設定値IS よりも小さいときは制御パルスCPのパ
ルス幅が段々と大きくなり、したがってインバータ回路
100より出力される交流パルスのパルス幅が段々と大
きくなり、反対に[IW ]がIS よりも大きいときは制
御パルスCPのパルス幅が段々と小さくなり、したがっ
てインバータ回路100より出力される交流パルスのパ
ルス幅が段々と小さくなるようなPWM(パルス幅変
調)方式の定電流制御が行われる。
As a result, when the actual current effective value [IW] is smaller than the current setting value IS, the pulse width of the control pulse CP gradually increases, so that the pulse width of the AC pulse output from the inverter circuit 100 is increased. PWM in which the pulse width of the control pulse CP gradually decreases when [IW] is larger than IS, and therefore the pulse width of the AC pulse output from the inverter circuit 100 gradually decreases. (Pulse width modulation) type constant current control is performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなPWM方
式の定電流制御によると、通電開始直後には図6に示す
ような波形で一次電流I1 および溶接電流IW が徐々に
立ち上がる。しかし、溶接性の点からすれば、電流は出
来るだけ早く設定値に到達するのが望ましい。このため
に、フィードバックループにおけるパルス幅可変制御の
ゲインを上げるような調整が行われている。
According to the constant current control of the PWM method as described above, the primary current I1 and the welding current IW gradually rise with a waveform as shown in FIG. 6 immediately after the start of energization. However, from the viewpoint of weldability, it is desirable that the current reaches the set value as soon as possible. For this reason, adjustments are made to increase the gain of the pulse width variable control in the feedback loop.

【0007】ところが、この調整が難しく、立ち上げを
早くしようとすると、図7の一点鎖線で示すように、電
流が設定値を大きく越えてしまう、つまりオーバシュー
トする現象が生じやすい。PWM方式の定電流制御は、
測定値と設定値との比較誤差から制御量(制御パルスの
パルス幅)を求める予測制御であるが、通電初期に電流
を零の値から設定値に向かって急激な勾配(変化率)で
立ち上げるときには、電流が設定値に達した時点でその
勢いを直ちには止めることは難しく、どうしてもオーバ
シュートを出してしまう。このような電流のオーバシュ
ート現象はスプラッシュの原因となり、望ましくないも
のである。
However, this adjustment is difficult, and if the start-up is attempted to be quick, the current greatly exceeds the set value, that is, an overshoot phenomenon easily occurs, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. PWM constant current control
This is predictive control that calculates the controlled variable (pulse width of the control pulse) from the comparison error between the measured value and the set value. At the beginning of energization, the current rises from a zero value to the set value with a steep gradient (rate of change). When increasing the current, it is difficult to stop the momentum immediately when the current reaches the set value, and inevitably overshoot occurs. Such a current overshoot phenomenon causes a splash and is undesirable.

【0008】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、通電初期にはオーバシュート現象を出さずに電
流を高速に立ち上げ、立ち上げ後の通電時間中は抵抗溶
接を安定化させて溶接品質を向上させるようにしたイン
バータ式抵抗溶接制御装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above problems. In the initial stage of energization, the current is quickly started without causing an overshoot phenomenon, and the resistance welding is stabilized during the energization time after the start. It is an object of the present invention to provide an inverter-type resistance welding control device that improves welding quality.

【0009】[0009]

【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、本発明の第1のインバータ式抵抗溶接制御装置
は、商用交流を整流して直流にし、この直流をインバー
タにより所定周波数の交流パルスに変換し、この交流パ
ルスを溶接トランスに通したのち整流器に通して再び直
流にし、この直流を溶接電極を介して被溶接材に供給す
るようにしたインバータ式抵抗溶接機において、前記被
溶接材に所定のリミッタレベル以下のピーク値を有する
電流が流れるよう前記インバータを制御する第1のイン
バータ制御手段と、前記被溶接材に所定の実効値を有す
る電流が流れるよう前記インバータを制御する第2のイ
ンバータ制御手段と、前記第1のインバータ制御手段に
よるインバータ制御で通電を立ち上げ、所定のタイミン
グで前記第2のインバータ制御手段によるインバータ制
御の通電に切り換える通電制御切換手段とを具備する構
成とした。
In order to achieve the above object, the first inverter resistance welding control apparatus of the present invention rectifies commercial alternating current into direct current, and converts this direct current into an alternating current of a predetermined frequency by an inverter. In an inverter type resistance welding machine, which converts the AC pulse into a pulse, passes the AC pulse through a welding transformer, then converts it into a direct current, and supplies this direct current to a workpiece through a welding electrode, First inverter control means for controlling the inverter so that a current having a peak value equal to or lower than a predetermined limiter level flows through the material; and a first inverter control means for controlling the inverter so that a current having a predetermined effective value flows through the material to be welded The second inverter control means and the inverter control by the first inverter control means turn on the power supply, and the second inverter is activated at a predetermined timing. It has a configuration comprising a current control switching means for switching the energization of the inverter control by the over motor control means.

【0010】本発明の第2のインバータ式抵抗溶接制御
装置は、上記第1のインバータ式抵抗溶接制御装置にお
いて、前記第1のインバータ制御手段には、前記溶接ト
ランスの一次側回路または二次側回路を流れる電流を検
出し、その電流波形を表す電流検出信号を出力する電流
検出手段と、前記リミッタレベルを与えるリミッタレベ
ル発生手段と、前記電流検出手段からの前記電流検出信
号と前記リミッタレベル発生手段からの前記リミッタレ
ベルとを比較して両者間の大小関係を表す論理値を有す
る比較結果信号を出力する比較手段と、前記交流パルス
の周波数に等しい周波数を有し、かつ一定のパルス幅を
有するクロックパルスを発生するクロック回路と、前記
クロック回路からの前記クロックパルスと前記比較手段
からの前記比較結果信号とを入力し、前記インバータを
制御するために、前記クロックパルスの立上がりに応動
して立ち上がり、前記比較結果信号の論理値の変化また
は前記クロックパルスの立下がりに応動して立ち下がる
制御パルスを発生するインバータ制御パルス発生手段と
が含まれる構成とした。
A second inverter type resistance welding control device of the present invention is the first inverter type resistance welding control device, wherein the first inverter control means has a primary side circuit or a secondary side of the welding transformer. Current detection means for detecting a current flowing through the circuit and outputting a current detection signal representing the current waveform, limiter level generation means for giving the limiter level, the current detection signal from the current detection means and the limiter level generation Comparing means for comparing the limiter level from the means and outputting a comparison result signal having a logical value indicating the magnitude relationship between the two, and a frequency equal to the frequency of the AC pulse and having a constant pulse width. A clock circuit for generating a clock pulse, the clock pulse from the clock circuit and the comparison result from the comparison means. And a control pulse which rises in response to the rising of the clock pulse and which falls in response to a change in the logical value of the comparison result signal or the falling of the clock pulse in order to control the inverter. The inverter control pulse generating means for generating is included.

【0011】本発明の第3のインバータ式抵抗溶接制御
装置は、上記第2のインバータ式抵抗溶接制御装置にお
いて、前記リミッタレベル発生手段を、所定時間毎に前
記リミッタレベルを段階的に高くするような構成とし
た。
According to a third inverter resistance welding control apparatus of the present invention, in the above-mentioned second inverter resistance welding control apparatus, the limiter level generating means increases the limiter level stepwise every predetermined time. It has a different structure.

【0012】本発明の第4のインバータ式抵抗溶接制御
装置は、上記第1のインバータ式抵抗溶接制御装置にお
いて、前記第2のインバータ制御手段には、前記溶接ト
ランスの一次側回路または二次側回路を流れる電流を検
出し、その電流波形または電流微分波形を表す電流検出
信号を出力する電流検出手段と、前記電流検出信号から
の前記電流検出信号に基づいて前記電流の実効値を求め
る電流実効値演算手段と、所望の電流設定値を与える電
流値設定手段と、前記電流実効値演算手段からの前記電
流実効値と前記電流設定値発生手段からの前記電流設定
値とを比較して両者間の比較誤差を求め、その比較誤差
を零にするように前記インバータに対する制御パルスの
パルス幅を可変制御するパルス幅制御手段とが含まれる
構成とした。
According to a fourth inverter resistance welding control apparatus of the present invention, in the first inverter resistance welding control apparatus, the second inverter control means has a primary side circuit or a secondary side of the welding transformer. Current detection means for detecting a current flowing through the circuit and outputting a current detection signal representing the current waveform or a current differential waveform, and a current effective for obtaining an effective value of the current based on the current detection signal from the current detection signal Value calculating means, current value setting means for giving a desired current setting value, and comparing the current effective value from the current effective value calculating means with the current setting value from the current setting value generating means, And a pulse width control means for variably controlling the pulse width of the control pulse for the inverter so as to make the comparison error zero.

【0013】本発明の第5のインバータ式抵抗溶接制御
装置は、上記第4のインバータ式抵抗溶接制御装置にお
いて、前記制御パルスのパルス幅を測定するパルス幅測
定手段が備えられ、前記パルス幅制御手段は前記通電制
御切換手段による切り換えの直前の前記制御パルスのパ
ルス幅を表す前記パルス幅測定手段からの出力信号に基
づいて前記パルス幅の可変制御を開始する構成とした。
A fifth inverter type resistance welding control apparatus according to the present invention is the fourth inverter type resistance welding control apparatus, further comprising pulse width measuring means for measuring a pulse width of the control pulse. The means starts the variable control of the pulse width based on the output signal from the pulse width measuring means representing the pulse width of the control pulse immediately before the switching by the energization control switching means.

【0014】本発明の第6のインバータ式抵抗溶接制御
装置は、上記第1のインバータ式抵抗溶接制御装置にお
いて、前記通電制御切換手段は、前記所定周波数と等し
い周波数を有するクロックパルスを通電開始からカウン
トし、そのカウント値が所定値に達した時点で前記第2
のインバータ制御手段によるインバータ制御の通電に切
り換える構成とした。
According to a sixth inverter resistance welding control apparatus of the present invention, in the first inverter resistance welding control apparatus, the energization control switching means starts energization of a clock pulse having a frequency equal to the predetermined frequency. The second value is counted when the count value reaches a predetermined value.
Inverter control means is switched to energization for inverter control.

【0015】[0015]

【作用】本発明のインバータ式抵抗溶接制御装置では、
通電開始直後は第1のインバータ制御手段が動作し、被
溶接材に所定のリミッタレベル以下のピーク値を有する
溶接電流が流れるようにインバータ制御が行われる。こ
のリミッタ制御により、電流はそのピーク値をリミッタ
レベルに制限されつつオーバシュートすることなく設定
電流値まで高速に立ち上がる。そして、電流が立ち上が
った後は、第2のインバータ制御手段が動作し、被溶接
材に所定の実効値を有する電流が流れるようにインバー
タ制御が行われる。このインバータ制御は、好ましく
は、フィードバックループのPWM制御によって行われ
る。これにより、電源電圧変動や負荷変動があっても電
流の実効値が所定値に維持され、抵抗溶接が安定化され
る。
In the inverter type resistance welding control device of the present invention,
Immediately after the start of energization, the first inverter control means operates, and inverter control is performed so that a welding current having a peak value equal to or lower than a predetermined limiter level flows through the material to be welded. By this limiter control, the current rapidly rises up to the set current value without overshooting while limiting its peak value to the limiter level. Then, after the current rises, the second inverter control means operates, and inverter control is performed so that a current having a predetermined effective value flows through the material to be welded. This inverter control is preferably performed by PWM control of a feedback loop. As a result, the effective value of the current is maintained at a predetermined value even if there is a power supply voltage fluctuation or a load fluctuation, and resistance welding is stabilized.

【0016】[0016]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0017】図1は、本発明の一実施例によるインバー
タ式抵抗溶接制御装置の回路構成を示す。この制御装置
が適用されるインバータ式抵抗溶接機において、ブリッ
ジ接続された4つの大容量トランジスタ(GTR)10
〜16はインバータ回路18を構成している。このイン
バータ回路18の出力側に接続された溶接トランス2
0,ダイオード22a,22b、溶接電極24,26お
よび被溶接材28,30の回路は従来通りである(図5
のものと同様である)。また、インバータ回路18の入
力側に接続された三相整流回路32は、商用の三相交流
を所定電圧の直流に変換してインバータ回路18に供給
する。三相整流回路32とインバータ回路18との間に
は平滑用のコンデンサ34が接続されている。
FIG. 1 shows a circuit configuration of an inverter type resistance welding control apparatus according to an embodiment of the present invention. In an inverter-type resistance welding machine to which this control device is applied, four bridge-connected large capacity transistors (GTR) 10
˜16 form an inverter circuit 18. Welding transformer 2 connected to the output side of this inverter circuit 18
The circuit of 0, the diodes 22a and 22b, the welding electrodes 24 and 26, and the materials to be welded 28 and 30 is the same as the conventional circuit (FIG. 5).
Similar to that of). The three-phase rectifier circuit 32 connected to the input side of the inverter circuit 18 converts commercial three-phase AC into DC of a predetermined voltage and supplies the DC to the inverter circuit 18. A smoothing capacitor 34 is connected between the three-phase rectifier circuit 32 and the inverter circuit 18.

【0018】本実施例のインバータ式抵抗溶接制御装置
は、電流検出部40、リミッタ制御部42、PWM制御
部44、シーケンス制御部46およびインバータ駆動部
48を有している。
The inverter type resistance welding control apparatus of this embodiment has a current detection section 40, a limiter control section 42, a PWM control section 44, a sequence control section 46 and an inverter drive section 48.

【0019】電流検出部40は、コンデンサ34とイン
バータ回路18との間の一次導体に取り付けられた電流
センサたとえばホールCT50からなる。インバータ回
路18が作動している間、このホールCT50には、溶
接トランス20の一次側コイルに流れる交流のパルス電
流I1'を絶対値化したような波形、つまり正極性のパル
スはそのままで負極性のパルスを正極側に極性反転した
ような波形の直流のパルス電流I1 が流れる。ホールC
T50は、この一次電流I1 の波形を表すアナログの電
流検出信号HIを出力する。
The current detector 40 is composed of a current sensor, for example, a Hall CT50, mounted on the primary conductor between the capacitor 34 and the inverter circuit 18. While the inverter circuit 18 is operating, the Hall CT 50 has a waveform in which the AC pulse current I1 ′ flowing in the primary coil of the welding transformer 20 is made into an absolute value, that is, the pulse of the positive polarity is the negative polarity as it is. A DC pulse current I1 having a waveform in which the polarity of the pulse is inverted to the positive side flows. Hall C
T50 outputs an analog current detection signal HI representing the waveform of this primary current I1.

【0020】リミッタ制御部42は、コンパレータ5
2、リミッタレベル発生部54、ラッチ回路(D型フリ
ップフロップ)56、ANDゲート58,60およびク
ロック回路62から構成されている。コンパレータ52
の一方の入力端子(非反転入力端子)には上記電流検出
部40のホールCT50からの電流検出信号HIが供給
され、コンパレータ52の他方の入力端子(反転入力端
子)にはリミッタレベル発生部54よりリミッタレベル
LMを表す信号が供給される。
The limiter control section 42 includes a comparator 5
2, a limiter level generator 54, a latch circuit (D-type flip-flop) 56, AND gates 58 and 60, and a clock circuit 62. Comparator 52
One of the input terminals (non-inverting input terminal) is supplied with the current detection signal HI from the Hall CT 50 of the current detecting section 40, and the other input terminal (inverting input terminal) of the comparator 52 is provided with the limiter level generating section 54. A signal representing the limiter level LM is supplied.

【0021】コンパレータ52の出力端子は、プルアッ
プ抵抗64を介してHレベルの電源電圧Vccの端子に接
続されるとともに、ラッチ回路56の入力端子CKに接
続されている。コンパレータ52の入力側でHI<LM
のときその出力端子にはLレベルの出力電圧が得られ、
HI≧LMになると出力端子にHレベルの出力電圧が得
られるようになっている。
The output terminal of the comparator 52 is connected to the terminal of the H-level power supply voltage Vcc through the pull-up resistor 64, and is also connected to the input terminal CK of the latch circuit 56. HI <LM on the input side of the comparator 52
At that time, an L level output voltage is obtained at the output terminal,
When HI ≧ LM, an H level output voltage is obtained at the output terminal.

【0022】本実施例では、リミッタレベル発生部54
がクロック回路62からの2相クロックパルスφA,φB
に応動し、クロック周波数の半サイクル毎にリミッタレ
ベルLMを段階的に上げるようになっている。
In the present embodiment, the limiter level generator 54
Is a two-phase clock pulse φA, φB from the clock circuit 62
The limiter level LM is raised stepwise every half cycle of the clock frequency.

【0023】ラッチ回路56の反転出力端子Q- はAN
Dゲート58,60のそれぞれの第1入力端子に接続さ
れている。ラッチ回路56のリセット端子Rには、クロ
ック回路62からの2相クロックパルスφA,φB がOR
ゲート66を介して与えられる。これらの2相クロック
パルスφA,φB は、インバータ回路18のスイッチング
周波数を規定する周波数(たとえば1KHz)を有して
おり、ANDゲート58,60のそれぞれの第3入力端
子にも供給される。ANDゲート58,60の出力端子
は、後述するインバータ駆動部48の4つのドライブ回
路80,82,84,86の入力端子に所定の対応関係
で接続されている。
[0023] The inverted output terminal Q of the latch circuit 56 - is AN
The D gates 58 and 60 are connected to the respective first input terminals. Two-phase clock pulses φA and φB from the clock circuit 62 are ORed to the reset terminal R of the latch circuit 56.
It is given through the gate 66. These two-phase clock pulses φA and φB have a frequency (for example, 1 KHz) that defines the switching frequency of the inverter circuit 18, and are also supplied to the third input terminals of the AND gates 58 and 60, respectively. The output terminals of the AND gates 58, 60 are connected to the input terminals of four drive circuits 80, 82, 84, 86 of the inverter drive unit 48 described later in a predetermined correspondence relationship.

【0024】PWM制御部44は、電流実効値演算部6
8、電流設定部70、PWM制御パルス生成部72、パ
ルス幅測定部74およびクロック回路62から構成され
ている。電流実効値演算部68は、上記電流検出部40
のホールCT50からの電流検出信号HIを入力し、こ
の電流検出信号HIに基づいて一定時間たとえばクロッ
ク周波数の半サイクル毎に一次電流I1 の実効値を演算
する。電流設定部70は、定電流制御における所望の電
流設定値(実効値)KIを表す電流設定値信号[KI]
を出力する。
The PWM control section 44 includes a current effective value calculation section 6
8, a current setting unit 70, a PWM control pulse generating unit 72, a pulse width measuring unit 74, and a clock circuit 62. The current effective value calculation unit 68 is the current detection unit 40.
The current detection signal HI from the Hall CT50 is input, and the effective value of the primary current I1 is calculated based on the current detection signal HI for a fixed time, for example, every half cycle of the clock frequency. The current setting unit 70 is a current setting value signal [KI] representing a desired current setting value (effective value) KI in constant current control.
Is output.

【0025】PWM制御パルス生成部72は、電流実効
値演算部68からの電流実効値[HI]と電流設定部7
0からの電流設定値信号[KI]とを比較して両者間の
比較誤差を求める誤差生成部と、この誤差生成部より得
られた比較誤差と直前のPWM制御パルスPA(i-1)また
はPB(i-1)のパルス幅の値とから次のPWM制御パルス
PA(i)またはPB(i)のパルス幅を決定するパルス幅決定
部と、該次の制御パルスPA(i)またはPB(i)をクロック
パルスφA またはφB に同期して出力するパルス出力部
とを内蔵している。PWM制御パルス生成部72の出力
端子に得られる2相のPWM制御パルスPA,PB のう
ち、PA はANDゲート58の第2入力端子に供給さ
れ、PB はANDゲート60の第2入力端子に供給され
る。
The PWM control pulse generator 72 includes a current effective value [HI] from the current effective value calculator 68 and a current setting unit 7.
An error generator that compares the current set value signal [KI] from 0 to obtain a comparison error between the two, and a comparison error obtained from this error generator and the immediately preceding PWM control pulse PA (i-1) or A pulse width determination unit that determines the pulse width of the next PWM control pulse PA (i) or PB (i) from the value of the pulse width of PB (i-1), and the next control pulse PA (i) or PB. It has a built-in pulse output unit that outputs (i) in synchronization with clock pulse φA or φB. Of the two-phase PWM control pulses PA and PB obtained at the output terminal of the PWM control pulse generator 72, PA is supplied to the second input terminal of the AND gate 58 and PB is supplied to the second input terminal of the AND gate 60. To be done.

【0026】パルス幅測定部74は、ANDゲート5
8,60よりそれぞれ出力される制御パルスCA,CB を
入力してそれらのパルス幅W(CA),W(CB)を測定し、各
パルス幅測定値[W(CA)],[W(CB)]を少なくとも次
の制御パルスが入力されるまで保持する。このパルス幅
測定部74で得られるパルス幅測定値[W(CA)],[W
(CB)]は、後述するようにリミッタ制御部42から定電
流制御部44に切り換えられた時に、つまりPWM制御
パルス生成部72が最初のPWM制御パルスを生成する
際に、直前の制御パルスのパルス幅の値として用いられ
る。
The pulse width measuring section 74 includes an AND gate 5
Control pulses CA and CB respectively output from 8 and 60 are input and their pulse widths W (CA) and W (CB) are measured, and respective pulse width measurement values [W (CA)], [W (CB )] Is held at least until the next control pulse is input. The pulse width measurement values [W (CA)], [W
(CB)] is the control pulse immediately before when the limiter control unit 42 is switched to the constant current control unit 44 as described later, that is, when the PWM control pulse generation unit 72 generates the first PWM control pulse. Used as a pulse width value.

【0027】シーケンス制御部46は、この抵抗溶接機
における溶接通電のシーケンスを制御するものであり、
特に本実施例では外部からの起動信号STに応動して溶
接通電時間を規定する通電イネーブル信号ENを発生す
る通電時間制御機能と、インバータ回路18に対する制
御手段をリミッタ制御部42もしくはPWM制御部44
のいずれかに切り換える通電制御切換機能とを有してい
る。
The sequence control unit 46 controls the sequence of welding energization in this resistance welding machine.
Particularly, in the present embodiment, the energization time control function of generating the energization enable signal EN which defines the welding energization time in response to the activation signal ST from the outside, and the control means for the inverter circuit 18 are the limiter control unit 42 or the PWM control unit 44.
And a power supply control switching function for switching to any of the above.

【0028】通電時間制御機能において、シーケンス制
御部46は、通電イネーブル信号ENをANDゲート5
8,60の第4入力端子に与える。通電制御切換機能に
おいて、シーケンス制御部46は、通電開始直後の立ち
上げ時にはリミッタ制御部42にインバータ回路18の
制御を行わせ、PWM制御部44のほうは実質的に働か
ない状態にしておく。そして、通電開始時からクロック
パルスφA,φB をカウントし、そのカウント値が設定値
に達した時点でリミッタ制御部42の動作を停止させ、
代わってPWM制御部44にインバータ回路18の制御
を行わせる。
In the energization time control function, the sequence controller 46 sends the energization enable signal EN to the AND gate 5.
It is applied to the fourth input terminal of 8,60. In the energization control switching function, the sequence control unit 46 causes the limiter control unit 42 to control the inverter circuit 18 at the start-up immediately after the start of energization, and keeps the PWM control unit 44 substantially inoperative. Then, the clock pulses φA and φB are counted from the start of energization, and when the count value reaches the set value, the operation of the limiter control unit 42 is stopped,
Instead, the PWM control unit 44 is caused to control the inverter circuit 18.

【0029】インバータ駆動部48は、4つのドライブ
回路80,82,84,86から構成されている。第1
および第4ドライブ回路80,86の入力端子にAND
ゲート58の出力端子が接続され、第2および第3ドラ
イブ回路82,84の入力端子にANDゲート60の出
力端子が接続されている。これらの第1〜第4ドライブ
回路80,82,84,86の出力端子は、インバータ
回路18の第1〜第4GTR10,12,14,16の
ベース端子にそれぞれ接続されている。
The inverter drive section 48 is composed of four drive circuits 80, 82, 84 and 86. First
AND to the input terminals of the fourth drive circuits 80 and 86
The output terminal of the gate 58 is connected, and the output terminal of the AND gate 60 is connected to the input terminals of the second and third drive circuits 82 and 84. The output terminals of the first to fourth drive circuits 80, 82, 84, 86 are connected to the base terminals of the first to fourth GTRs 10, 12, 14, 16 of the inverter circuit 18, respectively.

【0030】ANDゲート58よりHレベルの制御パル
スCA が出力されると、この制御パルスCA が第1およ
び第4ドライブ回路80,86を介してインバータ回路
18の第1および第4GTR10,16を同時にオンさ
せ、これによりインバータ回路18の出力側に正方向の
一次電流I1'が流れる。この時、インバータ回路18の
入力側のホールCT50には、出力側の一次電流I1'と
極性も波形も同一の一次電流I1 が流れる。
When the H-level control pulse CA is output from the AND gate 58, the control pulse CA causes the first and fourth GTRs 10 and 16 of the inverter circuit 18 to simultaneously pass through the first and fourth drive circuits 80 and 86. The primary current I1 'in the forward direction flows to the output side of the inverter circuit 18 by turning it on. At this time, the primary current I1 having the same polarity and waveform as the primary current I1 'on the output side flows through the Hall CT50 on the input side of the inverter circuit 18.

【0031】また、ANDゲート60よりHレベルの制
御パルスCB が出力された時は、この制御パルスCB が
第2および第3ドライブ回路82,84を介してインバ
ータ回路18の第2および第3GTR12,14を同時
にオンさせ、これによりインバータ回路18の出力側に
負方向の一次電流I1'が流れる。この時、インバータ回
路18の入力側のホールCT50には、出力側の一次電
流I1'と波形が同一で極性が逆の(正極性の)一次電流
I1 が流れる。このように、ホールCT50を流れる一
次電流I1 は、インバータ回路18の出力側で流れる交
流のパルス電流I1'を絶対値化した波形を有する直流の
パルス電流である。
When the H-level control pulse CB is output from the AND gate 60, the control pulse CB is transmitted through the second and third drive circuits 82 and 84 to the second and third GTRs 12 and 12 of the inverter circuit 18. 14 are turned on at the same time, whereby a negative primary current I1 'flows to the output side of the inverter circuit 18. At this time, in the Hall CT 50 on the input side of the inverter circuit 18, a primary current I1 having the same waveform as the primary current I1 'on the output side but having the opposite polarity (positive polarity) flows. Thus, the primary current I1 flowing through the Hall CT50 is a DC pulse current having a waveform in which the AC pulse current I1 'flowing at the output side of the inverter circuit 18 is made into an absolute value.

【0032】次に、図2の信号波形図につき本実施例の
インバータ式抵抗溶接制御装置の作用を説明する。
Next, the operation of the inverter type resistance welding control apparatus of this embodiment will be described with reference to the signal waveform diagram of FIG.

【0033】外部より起動信号STが入力されると、こ
れに応動してシーケンス制御部46はHレベルの通電イ
ネーブル信号ENを発生し、この信号ENをANDゲー
ト58,60に与える。そして、リミッタレベル発生部
54を動作モードにするとともに、PWM制御パルス生
成部72を非動作モードにする。
When the activation signal ST is input from the outside, the sequence control unit 46 responds to this by generating the H level energization enable signal EN, and supplies this signal EN to the AND gates 58 and 60. Then, the limiter level generator 54 is set to the operation mode and the PWM control pulse generator 72 is set to the non-operation mode.

【0034】非動作モードのPWM制御パルス生成部7
2は、クロックパルスφA,φB と位相もパルス幅も等し
いPWM制御パルスPA,PB を出力する。これにより、
両ANDゲート58,60は、それぞれクロックパルス
φA,φB のパルス期間中にラッチ回路56の反転出力端
子Q- に得られる出力信号の論理レベルに依存した出力
信号(制御パルス)CA,CB を出力することになる。
PWM control pulse generator 7 in non-operation mode
2 outputs PWM control pulses PA and PB having the same phase and pulse width as the clock pulses φA and φB. This allows
Both AND gates 58 and 60 output output signals (control pulses) CA and CB depending on the logic level of the output signal obtained at the inverting output terminal Q of the latch circuit 56 during the pulse periods of the clock pulses φA and φB, respectively. Will be done.

【0035】動作モードで、リミッタレベル発生部54
は、最初に入力したクロックパルスφA の立ち上がりに
応動して最も低い値の第1リミッタレベルLM(1) を発
生する(図2の(A),(F))。この時点では、ホールCT5
0からの電流検出信号HIのレベルはまだ第1リミッタ
レベルLM(1) よりも低く、ラッチ回路56の反転出力
端子Q- の出力電圧はHレベルになっている。したがっ
て、クロックパルスφA の立ち上がりに応動してAND
ゲート58の出力電圧(制御パルスCA )がHレベルに
立ち上がる(図2の(G))。
In the operation mode, the limiter level generator 54
Generates the lowest value of the first limiter level LM (1) in response to the rising edge of the first input clock pulse φA ((A) and (F) in FIG. 2). At this point, Hall CT5
The level of the current detection signal HI from 0 is still lower than the first limiter level LM (1), and the output voltage of the inverting output terminal Q of the latch circuit 56 is at the H level. Therefore, AND is performed in response to the rising edge of the clock pulse φA.
The output voltage (control pulse CA) of the gate 58 rises to the H level ((G) in FIG. 2).

【0036】ANDゲート58からの制御パルスCA が
Hレベルに立ち上がることで、インバータ回路18の第
1および第4GTR10,16が同時にオンし、本抵抗
溶接機の一次側および二次側回路でそれぞれ1パルス分
の一次電流I1 (I1'),溶接電流IW が流れ始める。
これにより、ホールCT50より出力される電流検出信
号HIのレベルが立ち上がり、クロックパルスφA が立
ち下がる前に第1リミッタレベルLM(1) に到達する
(図2の(F))。すると、コンパレータ52の出力端子が
Hレベルになり、これによってラッチ回路56の反転出
力端子Q- の出力電圧がLレベルになり、ANDゲート
58の出力電圧(制御パルスCA )もLレベルに立ち下
がる(図2の(G))。その直後に、クロックパルスφA が
立ち下がって、ラッチ回路56はリセットされ、その反
転出力端子Q- の出力電圧はHレベルに戻る。
When the control pulse CA from the AND gate 58 rises to the H level, the first and fourth GTRs 10 and 16 of the inverter circuit 18 are turned on at the same time, and the primary side and secondary side circuits of the resistance welding machine are set to 1 respectively. The primary current I1 (I1 ') for the pulse and the welding current IW start to flow.
As a result, the level of the current detection signal HI output from the Hall CT 50 rises and reaches the first limiter level LM (1) before the clock pulse φA falls ((F) in FIG. 2). Then, the output terminal of the comparator 52 becomes H level, whereby the inverted output terminal Q of the latch circuit 56 - the output voltage becomes L level, the output voltage (control pulse CA) of the AND gate 58 also falls to the L level ((G) in Figure 2). Immediately thereafter, the clock pulse φA falls, the latch circuit 56 is reset, and the output voltage of its inverting output terminal Q returns to the H level.

【0037】次に、クロック回路62よりクロックパル
スφB が出力されると、その立ち上がりに応動してリミ
ッタレベル発生部54は上記第1リミッタレベルLM
(1) よりも一段高い第2リミッタレベルLM(2) をコン
パレータ52に与える(図2の(B),(F))。この場合は、
ANDゲート60より制御パルスCB が出力され、イン
バータ回路18の第2および第3GTR12,14が同
時にオンする。そして、ホールCT50からの電流検出
信号HIのレベルが第2リミッタレベルLM(2)に到達
すると(図2の(F))、コンパレータ52の出力端子がH
レベル、ラッチ回路56の反転出力端子Q- の出力電圧
がLレベルになり、ANDゲート60の出力電圧(制御
パルスCB )がLレベルに立ち下がる(図2の(H))。そ
の直後に、クロックパルスφB が立ち下がって、ラッチ
回路56はリセットされ、その反転出力端子Q- の出力
電圧はHレベルに戻る。
Next, when the clock pulse .phi.B is output from the clock circuit 62, the limiter level generator 54 responds to the rise of the clock pulse .phi.B and the first limiter level LM.
The second limiter level LM (2) which is one step higher than (1) is given to the comparator 52 ((B) and (F) in FIG. 2). in this case,
The control pulse CB is output from the AND gate 60, and the second and third GTRs 12 and 14 of the inverter circuit 18 are turned on at the same time. Then, when the level of the current detection signal HI from the Hall CT 50 reaches the second limiter level LM (2) ((F) of FIG. 2), the output terminal of the comparator 52 becomes H.
The level, the output voltage of the inverting output terminal Q of the latch circuit 56 becomes the L level, and the output voltage of the AND gate 60 (control pulse CB) falls to the L level ((H) in FIG. 2). Immediately thereafter, the clock pulse φB falls, the latch circuit 56 is reset, and the output voltage of its inverting output terminal Q returns to H level.

【0038】このようにして、通電開始直後はリミッタ
レベルLMを半サイクル毎に段階的に上げていくリミッ
タ制御によって得られる制御パルスCA,CB でインバー
タ回路18が制御され、抵抗溶接機の電流が立ち上げら
れる。この場合、制御パルスCA,CB のパルス幅は、ク
ロックパルスφA,φB の立ち上がりエッジから電流検出
信号HIのレベルが各段階のリミッタレベルLM(n) に
到達した時点まで、あるいは到達しなかったときはクロ
ックパルスφA,φB の立ち下がりエッジまで持続する。
これにより、一次電流I1 (I1') および溶接電流IW
は、クロック周波数の半サイクル毎にピーク値を一定値
に制限されつつ目一杯のパルス幅(持続時間)で流れ、
可及的に大きな速度(勾配)で立ち上がる。
In this way, immediately after the start of energization, the inverter circuit 18 is controlled by the control pulses CA and CB obtained by the limiter control in which the limiter level LM is raised stepwise every half cycle, and the current of the resistance welding machine is changed. Can be launched. In this case, the pulse widths of the control pulses CA and CB are when the level of the current detection signal HI reaches or does not reach the limiter level LM (n) of each step from the rising edge of the clock pulses φA and φB. Lasts until the falling edges of clock pulses φA and φB.
As a result, the primary current I1 (I1 ') and the welding current IW
Flows at full pulse width (duration) while the peak value is limited to a constant value every half cycle of the clock frequency,
Rise at the highest speed (gradient) possible.

【0039】シーケンス制御部46は、通電開始からク
ロックパルスφA,φB をカウントする。そして、そのカ
ウント値が設定値に達した時点で、リミッタ制御部42
の動作を止めるためリミッタレベル発生部54にリミッ
タレベルを解除させる。本実施例において、リミッタレ
ベル発生部54は、シーケンス制御部46からの指示を
受けるとリミッタレベルを電流設定値KIに対応する一
次電流ピーク値よりも格段に高いレベルFMまで引き上
げる。これによって、コンパレータ52の出力電圧がH
レベルになることはなくなり、ラッチ回路56の反転出
力端子Q- はHレベルに保持される。
The sequence controller 46 counts clock pulses φA and φB from the start of energization. Then, when the count value reaches the set value, the limiter control unit 42
In order to stop the above operation, the limiter level generator 54 releases the limiter level. In the present embodiment, when the limiter level generator 54 receives an instruction from the sequence controller 46, the limiter level is raised to a level FM that is significantly higher than the primary current peak value corresponding to the current set value KI. As a result, the output voltage of the comparator 52 becomes H
It does not go to level and the inverting output terminal Q of the latch circuit 56 is held at H level.

【0040】なお、リミッタ制御部42の動作が止まる
直前のリミッタレベルLM(n) は電流設定値KIに対応
した一次電流ピーク値付近の値に設定されるのが好まし
い。そうすることで、後述するPWM制御部44による
制御に円滑に移行することができる。
The limiter level LM (n) immediately before the operation of the limiter control unit 42 is stopped is preferably set to a value near the primary current peak value corresponding to the current setting value KI. By doing so, it is possible to smoothly shift to the control by the PWM control unit 44 described later.

【0041】一方、シーケンス制御部46は、PWM制
御部44を動作させるため、PWM制御パルス生成部7
2に所定の制御信号を与える。そうすると、PWM制御
パルス生成部72は、この切り換えの直前に出力された
制御パルスCA またはCB のパルス幅を知るため、パル
ス幅測定部74からのパルス幅測定値(図2の例では
[W(CB)])を読み取る。また、この時点で、PWM制
御パルス生成部72は、この切り換えの直前の電流実効
値演算部68からの電流実効値[HI]と電流設定部7
0からの電流設定値[KI]との比較誤差を求めてい
る。したがって、PWM制御パルス生成部72は、この
切り換え直前の比較誤差とパルス幅測定値[W(CB)]と
から最初のパルス幅W(PA)を求め、この求めたパルス幅
W(PA)を有するPWM制御パルスPA をクロックパルス
φA に同期させて(それぞれの立ち上がりエッジをほぼ
一致させて)出力する。
On the other hand, the sequence control section 46 operates the PWM control section 44, and therefore the PWM control pulse generating section 7
2 is given a predetermined control signal. Then, the PWM control pulse generation unit 72 knows the pulse width of the control pulse CA or CB output immediately before this switching, and therefore the pulse width measurement value from the pulse width measurement unit 74 (in the example of FIG. 2, [W ( Read CB)]). Further, at this point, the PWM control pulse generator 72 has the current effective value [HI] from the current effective value calculator 68 immediately before this switching and the current setting unit 7.
The comparison error with the current setting value [KI] from 0 is obtained. Therefore, the PWM control pulse generator 72 obtains the first pulse width W (PA) from the comparison error immediately before the switching and the pulse width measurement value [W (CB)], and determines the obtained pulse width W (PA). The PWM control pulse PA that it has is output in synchronism with the clock pulse .phi.A (the respective rising edges are substantially matched).

【0042】ANDゲート58,60においては、それ
ぞれの第1入力端子に供給されるラッチ回路56の反転
出力端子Q- の電圧はHレベルに保持され、それぞれの
第4入力端子に供給されるシーケンス制御部46からの
通電イネーブル信号ENもHレベルに保持されている。
したがって、両ANDゲート58,60は、それぞれク
ロックパルスφA,φB のパルス期間中にPWM制御パル
ス生成部72より第3入力端子に与えられるPWM制御
パルスPA,PB の論理レベルに依存した出力信号(制御
パルス)CA,CB を出力することになる。
Sequence voltage is held at H level, to be supplied to the respective fourth input terminals - [0042] In the AND gate 58 and 60, the inverted output terminal Q of the latch circuit 56 is supplied to each of the first input terminal The energization enable signal EN from the control unit 46 is also held at the H level.
Therefore, the AND gates 58 and 60 output the output signals (depending on the logic level of the PWM control pulses PA and PB given to the third input terminal from the PWM control pulse generator 72 during the pulse periods of the clock pulses φA and φB, respectively). Control pulses) CA and CB will be output.

【0043】上記のようにPWM制御パルス生成部72
よりパルス幅W(PA)を有するPWM制御パルスPA が出
力されると、このPWM制御パルスPA はそのままAN
Dゲート58を通り抜けて制御パルスCA としてインバ
ータ回路18の第1および第4GTR10,16を同時
にオンさせる。これにより、リミッタ制御のときと同様
に、本抵抗溶接機の一次側および二次側回路でそれぞれ
半サイクル分の一次電流I1 (I1'),溶接電流IW が
流れ始める。ただし、PWM制御における制御パルスC
A のパルス幅W(CA)はその時点での電流実効値を設定電
流値に一致させるためのフィードバックループ内の制御
量である。
As described above, the PWM control pulse generator 72
When the PWM control pulse PA having the pulse width W (PA) is output, the PWM control pulse PA remains unchanged from AN.
As a control pulse CA passing through the D gate 58, the first and fourth GTRs 10 and 16 of the inverter circuit 18 are simultaneously turned on. As a result, similarly to the limiter control, the primary current I1 (I1 ') and the welding current IW for half a cycle start to flow in the primary side circuit and the secondary side circuit of the resistance welding machine, respectively. However, control pulse C in PWM control
The pulse width W (CA) of A is a control amount in the feedback loop for matching the current effective value at that time with the set current value.

【0044】このようにして、本抵抗溶接機で半サイク
ル分の電流I1 (I1'),IW が流れると、直流の一次
電流I1 がホールCT50で検出され、ホールCT50
よりその電流波形を表す電流検出信号HIが電流実効値
演算部68に与えられる。電流実効値演算部68はその
半サイクル分の電流検出信号HIの実効値を演算し、そ
の演算した電流実効値[HI]をPWM制御パルス生成
部72に与える。PWM制御パルス生成部72は、この
電流実効値[HI]を電流設定部70からの電流設定値
[KI]と比較して両者間の比較誤差を求め、その比較
誤差と前回のパルス幅W(PA)とから次の半サイクルのた
めのパルス幅W(PB)を決定し、その決定したパルス幅W
(PB)を有するPWM制御パルスPB をクロックパルスφ
B に同期させて出力する。
In this way, when the current I1 (I1 '), IW for half a cycle flows in this resistance welding machine, the DC primary current I1 is detected by the Hall CT50 and the Hall CT50.
Further, the current detection signal HI representing the current waveform is given to the effective current value calculator 68. The current effective value calculation unit 68 calculates the effective value of the current detection signal HI for the half cycle, and supplies the calculated current effective value [HI] to the PWM control pulse generation unit 72. The PWM control pulse generation unit 72 compares the effective current value [HI] with the current setting value [KI] from the current setting unit 70 to obtain a comparison error between the two, and the comparison error and the previous pulse width W ( PA) and the pulse width W (PB) for the next half cycle is determined, and the determined pulse width W
PWM control pulse PB having (PB) is clock pulse φ
Output in synchronization with B.

【0045】このPWM制御パルスPB はそのままAN
Dゲート60を通り抜けて制御パルスCB としてインバ
ータ回路18の第2および第3GTR12,14を同時
にオンさせる。これにより、本抵抗溶接機の一次側およ
び二次側回路でそれぞれ半サイクル分の一次電流I1
(I1'),溶接電流IW が流れ始める。
This PWM control pulse PB is the same as AN.
The second and third GTRs 12 and 14 of the inverter circuit 18 are simultaneously turned on as a control pulse CB through the D gate 60. As a result, in the primary side and secondary side circuits of this resistance welding machine, the primary current I1 for half a cycle each
(I1 '), welding current IW begins to flow.

【0046】このようにして、通電の立ち上げ後は、フ
ィードバックループによるPWM制御が行われること
で、本抵抗溶接機で本抵抗溶接機の一次側および二次側
回路でそれぞれほぼ一定の実効値を有する一次電流I1
(I1'),溶接電流IW が流れる。これにより、特に溶
接電流IW の実効値がほぼ一定に維持されることによっ
て、良好な溶接品質が保証される。
In this way, after the energization is started, the PWM control is performed by the feedback loop so that the primary resistance circuit and the secondary side circuit of the resistance welding machine have substantially constant effective values. Primary current I1 having
(I1 '), welding current IW flows. This ensures good welding quality, in particular by keeping the effective value of the welding current IW substantially constant.

【0047】この点、通電の立ち上げ後もリミッタ制御
を継続させるようにした場合は、電流ピーク値を一定に
維持する(揃える)ことはできるが、図3に示すよう
に、たとえば電源電圧変動や負荷変動等によって電流パ
ルス幅Wが変動すると、電流実効値が変動してしまい、
抵抗発熱ひいては溶接性が不安定になるという不具合が
ある。本実施例のように、通電の立ち上げ後はフィード
バックループによるPWM制御でインバータを制御すれ
ば、電源電圧変動や負荷変動等があっても溶接電流の実
効値をほぼ一定に維持し、抵抗発熱ないし溶接性を安定
化させることができる。
In this respect, when the limiter control is continued even after the energization is started, the current peak value can be kept constant (aligned), but as shown in FIG. If the current pulse width W fluctuates due to fluctuations in load or load, the effective current value fluctuates,
There is a problem that resistance heating and eventually weldability become unstable. If the inverter is controlled by PWM control by a feedback loop after the start of energization as in the present embodiment, the effective value of the welding current is maintained substantially constant even if there is a power supply voltage fluctuation or load fluctuation, and resistance heating occurs. It is possible to stabilize the weldability.

【0048】図4は、本実施例のインバータ式抵抗溶接
制御装置によって得られる溶接電流IW の波形を示す。
上記のように、通電開始直後はリミッタ制御によりイン
バータを制御することで、溶接電流IW を零の値から電
流設定値KIW までオーバーシュートさせることなく可
及的に高速に(短時間で)立ち上げることができる。そ
して、電流設定値KIW 付近に達した後はフィードバッ
クループのPWM制御によりインバータを制御すること
で、電源電圧変動や負荷変動等があっても溶接電流IW
の実効値を所定の電流設定値に維持し、安定した抵抗溶
接を行うことができる。
FIG. 4 shows the waveform of the welding current IW obtained by the inverter type resistance welding control apparatus of this embodiment.
As described above, the inverter is controlled by the limiter control immediately after the start of energization, so that the welding current IW is started up from the value of zero to the current setting value KIW as quickly as possible (in a short time) without overshooting. be able to. After reaching the current set value KIW, the inverter is controlled by the PWM control of the feedback loop so that the welding current IW can be maintained even if the power supply voltage or the load fluctuates.
The effective value of can be maintained at a predetermined current setting value and stable resistance welding can be performed.

【0049】上記した実施例では、抵抗溶接機における
直流の一次電流I1 をホールCT50で検出したが、イ
ンバータ18の出力側の交流の一次電流I1'をホールC
Tで検出してもよく、あるいは二次側の溶接電流IW を
トロイダルコイル等で検出するようにしてもよい。
In the embodiment described above, the DC primary current I1 in the resistance welding machine is detected by the Hall CT50, but the AC primary current I1 'on the output side of the inverter 18 is detected by the Hall C.
Alternatively, the welding current IW on the secondary side may be detected by a toroidal coil or the like.

【0050】上記した実施例では、通電開始直後からリ
ミッタレベルを半サイクル毎に段階的に上げるようにし
たが、最初はリミッタレベルなしでクロックパルスのパ
ルス幅を有する制御パルスで立ち上げ、途中からあるい
は立ち上げの後半でリミッタ制御をかけるようにしても
よい。また、PWM制御における電流設定値を必要に応
じて可変制御し、電流実効値をそれに倣わせるようにし
てもよい。リミッタ制御とPWM制御の切り換えの条件
またはタイミングは任意に設定可能であり、必要に応じ
て立ち上げ時以外の場面で両制御の切り換えを行っても
よい。
In the above-described embodiment, the limiter level is raised stepwise every half cycle immediately after the start of energization. However, at first, the limiter level is raised by the control pulse having the pulse width of the clock pulse, and halfway from the middle. Alternatively, the limiter control may be applied in the latter half of startup. Further, the current setting value in the PWM control may be variably controlled as necessary, and the effective current value may be made to follow it. The condition or timing for switching between the limiter control and the PWM control can be set arbitrarily, and the both controls may be switched in a scene other than the start-up as needed.

【0051】また、上記実施例ではリミッタ制御および
PWM制御がそれぞれクロック周波数の半サイクルを基
本サイクルとしたが、クロック周波数の1サイクルまた
はそれ以上のサイクルを基本サイクルとすることも可能
である。
In the above embodiment, the limiter control and the PWM control each use a half cycle of the clock frequency as the basic cycle, but it is also possible to use one cycle or more of the clock frequency as the basic cycle.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインバー
タ式抵抗溶接制御装置によれば、通電開始直後は電流の
ピーク値を所定のリミッタレベル以下に制限する制御で
電流を零の値から電流設定値付近までオーバーシュート
させることなく可及的に高速に立ち上げ、立ち上げ後の
通電時間中は電流の実効値を電流設定値に維持する制御
によって抵抗溶接を安定化させるようにしたので、良好
な溶接結果を得ることができる。
As described above, according to the inverter type resistance welding control apparatus of the present invention, the current is changed from the value of zero to the current by the control for limiting the peak value of the current to the predetermined limiter level or less immediately after the start of energization. Since the resistance welding is stabilized by the control that keeps the effective value of the current at the current setting value during the energization time after the startup, the resistance welding is stabilized as much as possible without overshooting to near the setting value. Good welding results can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例によるインバータ式抵抗溶接
制御装置の回路構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an inverter type resistance welding control apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例のインバータ式抵抗溶接制御装置の作用
を説明するための各部の信号波形を示す信号波形図であ
る。
FIG. 2 is a signal waveform diagram showing the signal waveform of each part for explaining the operation of the inverter type resistance welding control device of the embodiment.

【図3】定電流制御におけるリミッタ制御の問題点を示
す電流波形図である。
FIG. 3 is a current waveform diagram showing a problem of limiter control in constant current control.

【図4】実施例のインバータ式抵抗溶接制御装置によっ
て得られる溶接電流波形を示す電流波形図である。
FIG. 4 is a current waveform diagram showing a welding current waveform obtained by the inverter type resistance welding control device of the embodiment.

【図5】従来のインバータ式抵抗溶接制御装置を適用し
たインバータ式抵抗溶接機の回路構成を示す回路図であ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a circuit configuration of an inverter type resistance welding machine to which a conventional inverter type resistance welding control device is applied.

【図6】従来のインバータ式抵抗溶接制御装置で得られ
る一次電流および溶接電流の立ち上がり特性を示す電流
波形図である。
FIG. 6 is a current waveform diagram showing rising characteristics of a primary current and a welding current obtained by a conventional inverter type resistance welding control device.

【図7】図5のインバータ式抵抗溶接機における溶接電
流の立ち上がり時のオーバシュート現象を示す電流波形
図である。
7 is a current waveform diagram showing an overshoot phenomenon at the time of rising of a welding current in the inverter resistance welding machine of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10〜16 GTR(大容量トランジスタ) 18 インバータ回路 20 溶接トランス 22a,22b 整流用ダイオード 24,26 溶接電極 28,30 被溶接材 32 三相整流器 42 リミッタ制御部 44 PWM制御部 46 シーケンス制御部 48 インバータ駆動部 10-16 GTR (Large-capacity transistor) 18 Inverter circuit 20 Welding transformer 22a, 22b Rectifying diode 24, 26 Welding electrode 28, 30 Welding material 32 Three-phase rectifier 42 Limiter control section 44 PWM control section 46 Sequence control section 48 Inverter Drive part

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 商用交流を整流して直流にし、この直流
をインバータにより所定周波数の交流パルスに変換し、
この交流パルスを溶接トランスに通したのち整流器に通
して再び直流にし、この直流を溶接電極を介して被溶接
材に供給するようにしたインバータ式抵抗溶接機におい
て、 前記被溶接材に所定のリミッタレベル以下のピーク値を
有する電流が流れるよう前記インバータを制御する第1
のインバータ制御手段と、 前記被溶接材に所定の実効値を有する電流が流れるよう
前記インバータを制御する第2のインバータ制御手段
と、 前記第1のインバータ制御手段によるインバータ制御で
通電を立ち上げ、所定のタイミングで前記第2のインバ
ータ制御手段によるインバータ制御の通電に切り換える
通電制御切換手段と、を具備することを特徴とするイン
バータ式抵抗溶接制御装置。
1. A commercial alternating current is rectified into a direct current, and this direct current is converted into an alternating current pulse having a predetermined frequency by an inverter,
In the inverter resistance welding machine in which the alternating current pulse is passed through the welding transformer and then passed through the rectifier to be converted into direct current, and the direct current is supplied to the work piece through the welding electrode, a predetermined limiter is applied to the work piece. A first controlling the inverter so that a current having a peak value below a level flows
Inverter control means, second inverter control means for controlling the inverter so that a current having a predetermined effective value flows in the material to be welded, and energization is started by inverter control by the first inverter control means. An inverter-type resistance welding control device comprising: an energization control switching unit that switches to energization for inverter control by the second inverter control unit at a predetermined timing.
【請求項2】 前記第1のインバータ制御手段には、 前記溶接トランスの一次側回路または二次側回路を流れ
る電流を検出し、その電流波形を表す電流検出信号を出
力する電流検出手段と、 前記リミッタレベルを与えるリミッタレベル発生手段
と、 前記電流検出手段からの前記電流検出信号と前記リミッ
タレベル発生手段からの前記リミッタレベルとを比較
し、両者間の大小関係を表す論理値を有する比較結果信
号を出力する比較手段と、 前記交流パルスの周波数と等しい周波数を有し、かつ一
定のパルス幅を有するクロックパルスを発生するクロッ
ク回路と、 前記クロック回路からの前記クロックパルスと前記比較
手段からの前記比較結果信号とを入力し、前記インバー
タを制御するために、前記クロックパルスの立上がりに
応動して立ち上がり、前記比較結果信号の論理値の変化
または前記クロックパルスの立下がりに応動して立ち下
がる制御パルスを発生するインバータ制御パルス発生手
段と、が含まれることを特徴とする請求項1に記載のイ
ンバータ式抵抗溶接制御装置。
2. The first inverter control means includes a current detection means that detects a current flowing through a primary side circuit or a secondary side circuit of the welding transformer and outputs a current detection signal representing the current waveform. A limiter level generating means for giving the limiter level, the current detection signal from the current detecting means and the limiter level from the limiter level generating means are compared, and a comparison result having a logical value indicating a magnitude relationship between the two. Comparing means for outputting a signal, a clock circuit for generating a clock pulse having a frequency equal to the frequency of the alternating current pulse and having a constant pulse width, the clock pulse from the clock circuit and the comparing means In order to control the inverter by inputting the comparison result signal, it rises in response to the rising of the clock pulse. Inverter control pulse generating means for generating a control pulse that rises and falls in response to a change in the logical value of the comparison result signal or a fall of the clock pulse is included. Inverter resistance welding control device.
【請求項3】 前記リミッタレベル発生手段は、所定時
間毎に前記リミッタレベルを段階的に高くするように構
成されたことを特徴とする請求項2に記載のインバータ
式抵抗溶接制御装置。
3. The inverter type resistance welding control apparatus according to claim 2, wherein the limiter level generating means is configured to raise the limiter level stepwise at predetermined time intervals.
【請求項4】 前記第2のインバータ制御手段には、 前記溶接トランスの一次側回路または二次側回路を流れ
る電流を検出し、その電流波形または電流微分波形を表
す電流検出信号を出力する電流検出手段と、 前記電流検出信号からの前記電流検出信号に基づいて前
記電流の実効値を求める電流実効値演算手段と、 所望の電流設定値を与える電流値設定手段と、 前記電流実効値演算手段からの前記電流実効値と前記電
流値設定手段からの前記電流設定値とを比較して両者間
の比較誤差を求め、その比較誤差を零にするように前記
インバータに対する制御パルスのパルス幅を可変制御す
るパルス幅制御手段と、が含まれることを特徴とする請
求項1に記載のインバータ式抵抗溶接制御装置。
4. The second inverter control means detects a current flowing through a primary side circuit or a secondary side circuit of the welding transformer and outputs a current detection signal representing a current waveform or a current differential waveform of the welding transformer. Detection means, current effective value calculation means for obtaining the effective value of the current based on the current detection signal from the current detection signal, current value setting means for giving a desired current set value, and current effective value calculation means From the current effective value and the current setting value from the current value setting means are compared to obtain a comparison error between the two, and the pulse width of the control pulse for the inverter is changed so that the comparison error becomes zero. The pulse resistance control means for controlling is included, The inverter type resistance welding control apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
【請求項5】 前記制御パルスのパルス幅を測定するパ
ルス幅測定手段が備えられ、前記パルス幅制御手段は前
記通電制御切換手段による切り換えの直前の前記制御パ
ルスのパルス幅を表す前記パルス幅測定手段からの出力
信号に基づいて前記パルス幅の可変制御を開始するよう
にしたことを特徴とする請求項4に記載のインバータ式
抵抗溶接制御装置。
5. A pulse width measurement means for measuring the pulse width of the control pulse is provided, and the pulse width control means measures the pulse width of the control pulse immediately before switching by the energization control switching means. 5. The inverter type resistance welding control device according to claim 4, wherein the variable control of the pulse width is started based on an output signal from the means.
【請求項6】 前記通電制御切換手段は、前記交流パル
スの周波数と等しい周波数を有するクロックパルスを通
電開始からカウントし、そのカウント値が所定値に達し
た時点で前記第2のインバータ制御手段によるインバー
タ制御の通電に切り換えるように構成されたことを特徴
とする請求項1に記載のインバータ式抵抗溶接制御装
置。
6. The energization control switching means counts a clock pulse having a frequency equal to the frequency of the AC pulse from the start of energization, and when the count value reaches a predetermined value, the second inverter control means operates. The inverter type resistance welding control apparatus according to claim 1, wherein the inverter type resistance welding control apparatus is configured to switch to an inverter-controlled energization.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014107360A (en) * 2012-11-26 2014-06-09 Fujitsu Ltd Optical amplifier
US10065257B2 (en) 2011-06-23 2018-09-04 Lincoln Global, Inc. Welding system with controlled wire feed speed during arc initiation

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