JPS5897667A - 抵抗溶接機のチツプ間抵抗とチツプ間電圧の検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 最近、抵抗浴接においてチップ間抵抗あるいけナツプｉ
ｌ＋：圧を浴接結果のモニダ睦として利用することが、
盛んに行なわれている。

本会明け、このチップ間抵抗おＬびテップ間屯田を検出
する方法おＬび装置［ＩｊＡするものである。

従来、チップ間抵抗およびチップ間電圧を検出する方法
としては、上、下のチップにリード締金接続し、直接検
出していた。

従来の検出方法に１％別な装ａ’ｙｒ必要とせず。

非常に簡単に検出でき心が、実用に際しては次に述べる
工うな種々の問題がある。

チップは、絶えず、ｖｔ浴接物とぶつかるものであるか
ら、チップに接続された。検出用リード線は傷つけられ
たり１時にづ切断される。

チップを装備した浴接横用ガンは、浴接機種に工ってげ
人間あるいはロボットに工り、振り娼され、この定め予
ツブｖｃｌｉｆｆｌされたリード＠に切断される。

チップに消耗品で、かなり高い頻度で交換されるため、
その都度、リード線の接続をやり直さなければならない
。

また、リード線は、大電流である浴接電流が置れる二次
導体に添わして配線するため。

酵導の影響を受けやすく時には、誤った信号が検出され
るため、それなりの工夫がなされてい／）。

Ｎ上の工うに、チップにリード線を接続する従来の検出
方法は溶接作業にとって非常にわずられしく、実用的で
ない。

これに対し本発明け、従来の方法とけ全く異った方法に
よるものでチップにリード線を接続することなく検出で
きる方法お↓び実用上非常にすぐれた装＃全開発したも
のである。

以下に本発明の方法おＬび装＃ＣＩ）一実施例について
図面に基づいて説明する。

術１図は、浴接機を等価的に示しｔものであ０ ｊけ溶接機に電力を供給する交流電源、２１ｄサイリス
タスタック、３は浴接トランス、４け二次導体に含まれ
る抵抗ル、４け二次導体に含まれるインダクタンスＬ、
５はｔｍチップ間に被浴接物を挿入した時のチップ間抵
抗１（，１である。

チップ間には、抵抗ａｔ゛の他にインダクタンスｂＸ５
＋も言まれ／）がこのインダクタンス分は抵抗ルｔＶこ
比べて小さいのでここでは無纜すａものとする。

第１図において浴接トランスの２ｇ４子Ａ、Ｂから二次
回路に供給される電力は、二次回路がインダクタンスＬ
を含んでいるから有効電力と無効電力から構成され、有
効電力は二次回路の抵抗外すなわち二次導体の抵抗ルと
テッグ間砥抗ルｔ　ＶＣ工って消費されるシカに等しい
。なぜならインダクタンスＬげ電力の蓄積および放出を
行なうのみで電力ｔ／ｌｌｉ費しないからである。

従って、二次回路ｔｆｌＬれる電嘘すなわちｆｇ接電は
をＩ、有効電力をＰとすると次の関係式が成立する。

Ｐ＝（ル＋ルｔ）Ｉ“・・・・旧・・Ｔｌ）となり有効
電力Ｐを浴接電党工の２乗値で除算し、さらに二次導体
の抵抗Ｋｉ差し引けば、チップ間抵抗ｌｌ′ｔｔ　ｆ求
めることができる。

さらに（３１式で求めたチップ間抵抗Ｒ，ｔに（４）式
で示す工うに浴接電ａＩｔ乗じればチップ間ぼ圧Ｖｔを
求められることけ明らかである。

Ｖｔ　＝　ＦＬｔ　Ｘ　Ｉ　　・・・−−−−−−（４
）以上のように有効電力Ｐと溶接１茄Ｉが判れば、チッ
プ間にリード線を接続することなく、チップ間抵抗ルｔ
お工びチップ間電圧Ｖｔを求めることができる。

ここで（３１お工び（４）式は一般式で心り、実用上は
溶接中におけるチップ間抵抗および電圧の時間的変化が
浴接結果のモニタ曖として弔いらられる。

従って交流電源のｎ／２サイクルごとのチップ間抵抗お
よび成田を求める必要がある。その方法について次に述
べる。

第２図は、浴接トランス二次側電圧ｖ（ｌｉＩｌ′Ｒ値
）と浴接電ｆｉｔ（瞬間値）の波形を示したものである
。

′ｒに交茄電源周波数ｎ／２サイクルの期間であれば任
意でよいが、ここでは説明を簡単にす／）ためｎ　＝　
］とし、に源周波数の半サイクルである。

１＋おＬびｔｌは浴接電流ｔが零の時点であれば任意で
ＬいがここでＨ−ＰＩとして半サイクル電加の禮れ初め
の時点とする。

期間′ｒにおける有効電力Ｐけ（５）式で表わすことが
できる。

ｐ　＝７　Ｊｔｔ、ｖＬｄ　ｔ　・”　・・・”・ＬＤ
）同様にして期間゛ｒにおける浴接電光の２乗厘１ｔｊ
（６１式で表わすことができる。

”＝Ｔ　Ｊ”ｔ、”　””・・・・・・・・・（６）１
５）、（６）式！−に９弐に代入すると電極子ッグ間抵
抗比ｔけ（７）式の工うになる。

この（７）式の計ＪＩＥを浴接期間中にわたって行なう
と半サイクルごとのチップ間抵抗１（ｔｌに求めること
ができる。

半サイクルごとのチップ間抵抗Ｌ（Ｉｔ力涼１れば（４
）式にＬす半サイクルごとの浴接電ｆｉＩ！−ルｔに乗
じてやれば、半サイクルごとのチップ間電圧Ｖｔが求ま
る。

Ｖｔとしてピーク値あるいけ平均値あるいけ実効値を求
め／）場合は辱接電健として、半サイクルごとのピーク
値、あるいけ平均値あるいは実効匝を用いれはよい。

以上の１うに期間′ｒを半サイクルに選ぶと半サイクル
ごとのチップ間抵抗および電圧が求められるが、期間′
ｒをｎ／２サイクルに選ぶと同様にしてｎ／２　サイク
ルごとのチップ間抵抗お工び電圧が求められることは明
らかである。

また（７）式の電圧Ｖはここでけｌ＠接トランスの二次
測道Ｆｆｔ用いたが、−矢屯田でも工い。

なぜなら−ｖｃｆｓと二次側の電圧は相似であるからで
ある。

ただ［７，この場合、−久ａｍ圧そのものでなく、二次
側の電圧の大きさに見合う工うに小さくした喧を用いる
。

さらに（７）式の電８Ｅｖは供給電源の電圧でもよい。

ただし太きさけ一久電圧を用いた時と同様ｖｃ％二次電
圧に見合うように小さくし比値を用しる。この場合＠２
図の電圧ｖｒｉ連続の正弦波となるが、電流ｔが零の期
間でけＶＬは零となるから（力式の計算結果けＶのｌｌ
［として二次ｍＦｌ用い友場合と同じになる。

なお、有効電力を求わるのＫ　１５１式を利用したが（
５）式以外の方法に＝って求めても構わない。

次に本発明の方法を５１！施すめｔめの装置の一実施例
を第３図に基づいて説明する。

第３図μチップ間抵抗検出装置８と、これに浴接電概算
出回路】４お工び乗算器１５ｔ−寸卯した電極チッグ間
置圧峡出装置のブロック図である。

浴接トランス３の二次側唯圧Ｖと浴接電随船？ある手段
ｌこて検出し、有効区力算出回路９に入力し、（３）式
の右辺第１項の分子Ｐを求める。また、浴接電（ＨＬは
、浴接電離２巣値算出回路］・ＯｖＣ入力さｆｌ、、（
３１式の右辺第１項の分母Ｉ２を求める。

こうして得られ７ｔＰとＩ”、−１除算器ＩＮｖｃ入力
して（３）式Ｖ）右辺第】項ｐ７ｘ”−２求める。この
Ｐ　／ｊｊと凡設定＠１２からの信号を減算器１３に入
力し、（３１式に示すチップ間抵抗Ｒｔが得られる。

次ｖｃｌＦ、４チップ間電圧Ｖｔを求めるｖｃけ、浴接
〔１を所望の値、すなわちピーク値、あるいけ平均値、
あるいけ実効値のいずれかを求・ぬる溶接電離算出回路
１４に入力して得られｆｃｆ＃接亀ｆｉＩと前記で求め
たチップ間低部ｔを乗算器１５に入力する。そして（４
）式に示すチツ′プ間電圧ｖｔｔ得る。

ここでル設定′ａＶこついて、もう少し詳しく述べる。

ル設定′ａは（５）式に示される二次導体抵抗ルに相当
する信号を出力するものである。二次導体抵抗ルは、二
次導体の消耗ＶＣより変化するが、その変化のスピード
は１日本位あるいは週単位といった非常にゆっくりとし
たものであり、十数サイクルという非常に短かい１回の
浴接時間においては一定と見なすことができる。ｆた電
極チップ間抵抗Ｒｔお１び電圧ＶＢｊ、モニタ量として
使用する場合必ずしもその真値が必要でなく、溶接中に
お叶るＲｔお工びＶｔの挙蛸が判れば十分である。

従ってＲ設定器１２の出力は二次導体抵抗＆に相当する
値で１くかつ一定であっても構わない。

ＪＩＩＪ図ｒｉ、！３図に示す有効電力算出回路９お工
び浴接電流２東値算出回路１（ｌさらに具体的に示り、
７ｔものである。

リセット信号発生！２２とサンプリング信号定主器２３
げ、有効電力Ｐお工び爵接電微２乗値■１をｎ／２　サ
イク、ルごとに算出するためにｎ／２　サイクルごとに
信号を発生するものであり、たとえばｎ＝３すなわち半
サイクルごとの有効電力Ｐお工びｓｍｔａ２乗値Ｉ“？
算出す／）ｌ！１合は半サイクルごとに信号が発生され
る。

これらリセット信号およびサンプリング信号ｔゴ（７）
式から判、ｂように同じ期間ｔ、〜ｔ□間の有効電力Ｐ
お工び爵接電ａ２乗値ＩＩを求めて除算すｂ必要がある
定め、有効電力算出回路お工び俗接電帷２乗値算田回路
の両方に共通のものでなければならない。

まず％（５）式に示される有効電力Ｐｆ算出するには、
浴接醒ａｔと、浴接トランス二次電圧ｖｆ乗ＩＩＬ器１
６に入力しＶ（を求めｋｃ）ｖｔ？積分器１７とサンプ
ルホールド器１８に工りｎ／２サイクルごとに積分とホ
ールド金繰返すと工い。

次兄（６）式に示される浴接電ａ２剰値１１を算出　４
゜す／）ＶＣは、爵接側０を乗算器１９に入力し。

ｊ″を求め、この４″を積分器２０とサンプルールドを
繰返すとニー。

以上のように本発明の一実施例を７１−ド的に実現す／
）場合について述べたが、第３図お工ヒ＠　４　図ｔ：
ｔ、コンビ亙−夕を用いてソフト的に実現することも可
能である。

以上、本発明によれば、浴接トランスの一次側もしくげ
二次−の電圧と！＠接電ａｔ用いて、チップ間抵抗お工
び（圧を検出することができる。すなわち電極ナツプか
ら噛れた場所からめ信号ＶｃＬつで検出できるので、電
極テップにＩＪ−Ｆｉｌｔ秦続する従来の方法と比べて
、冒頭で述べた工うな溶接作業に対するわずられしさを
一挙に解決する非常に丁ぐれ九効来がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、抵抗溶接機ｔ−ぼ気的シンボルで等価的に表
わしたものである。 接電幌の波形を表わしｔものである。 第３図は、浴接機の等価回路と１本発明の１実施例のブ
ロック図である。 ＠４図は、第３図の有効電力算出回路９と浴接電ｆｉ２
乗値算出回１ｉ１１１０を具体的に示したブロック図で
ある。 〔図面の簡単な説明〕 １、　　溶接電源 ２、　　サイ゛リスダスグツタ ３、　　溶接トランス ４、　　溶接機二次導体抵抗 ５、＃　　　　＃　　　インダクタンス６、　　チップ
間抵抗 ７、　　電は検出器 ８、　　テラ１間抵抗検出装置のブロック図９、　　有
効電力算出回路 １０、　　１＠接電ａ２乗箪算出回路 】１．除算器 】２．Ｒ設定器 １３、減算器 １４、　　　　！ｉ！電置装出回路 １５」６　、１９．乗　算　器 １７、！Ｏ，積分器 １８２１、　　　サンプルホールド器 ２２、　　　　リセット信号発生器 ２３、　　　　サンプリング信号発生器匂ｈ　　　　澹
・ｉ　　　　　−＠　　　　→１１１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）盤接トランスの一次側またげ二次枦１１の電圧と
   浴接醸碓？中いて、浴接機の二次回路に供給される有効
   電力會交ａｔ源のｎ／２サイクルととｖｃ宋め、その有
   効成力を、前記浴接遡ｌｔの２乗＠？交ａ電源のｎ／２
   サイクルごとに積分した頃で除直し、その除算１直から
   俗従儂二次導体の砥抗噛ケ差引くことに工りナノ１…祇
   抗を検出する方法。
2. （２）耐髪トランスの一久１目１１またげ二次１則の屯
   田と俗接電り管用いて、浴接機の二次回路に供給され／
   ）有効シカ？’ｌ喝ｌ原のｎ／２サイクルごとに求め、
   その何５Ｐｈ鑞力全前記も接Ｉ［茄の２乗１ｉｉｆを交
   峨電源のｎ／２サイクルごとに積分したｆ直で除痺し、
   その除算１直から浴接機二次導体の抵抗値を差引き、そ
   の差引いた咳に前記浴接Ｋｍの０／２ｆイクルごとの電
   ｐ値を栄じることにエリチップ間電圧を噴出する方法。
3. （３）　　浴接トランスの一次爛ま７ＩＣに二次！＋Ｑ
   の電圧と俗畷酸売を中いて、降接機の二次回路に供給さ
   れる有効電力？交を危鑞源のｎ／２サイクルごとに算出
   する有効峨力算出回路と。 前記浴接醒欠の２乗値全交流電源のｎ／２サイクルごと
   に算出する浴接電１５！２乗値算出回路と、前記有効ギ
   カを前記爵接鑞鑞２乗値で除算するための除算器と、浴
   接機二久導体の抵抗Ｈに相当す／）信締を出力するル設
   定器と、前記除算器の出力から前記ル設定器の出力を差
   引くための城真器とを有するナノ１間抵抗検出ｖｃ＃。
4. （４）浴接トランスの一久１則またに二次・ｉｌｌの屯
   田と酊接電兎を用いてｆｇ接磯の二次１１略に供給され
   る何効曜力を交／Ｊ礪源のｎ／！サイクルごとに算出す
   る有効電力算出回路と、前記俗接電りの２乗置を交／ｉ
   Ｗ電源の（１／２サイクルごとに算出する浴接ｄｌ［＋
   ５！２乗ＩＩＩ算出回路と、前記有効電力を前記浴接鑞
   ｌ５１ｔ２乗値で除算するための除算器と％溶接機二次
   導体の抵抗ＦＬに相当する信号を出力す／）ｌ（設定器
   と、前記除算器の出力から＠記Ｒ設定器の出力を差引く
   ｔめの減算器と、前記ｆｆｊ２接這流のｎ／２サイクル
   ごとのｖＬ茄値？算出する浴接＊ａ算出回路と、前記減
   算器の出力と前記浴接電茄算出回路の出力とを乗算する
   ための乗算器とを有するテラ１間電圧検出装首。