JPS6024747B2 - 抵抗溶接機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶接電流にスロープを設けるようにした抵抗
溶接機の制御装置の特にシーケンス制御手段に関するも
ので、スロープ制御が完全に完了してから、次の時間制
御に移行することができるようにして俵飛のない安全で
確実かつ精密な時間制御のできる装置を提供することを
目的とするものである。

一般に、従来のこの種の制御装置において、４段式タイ
マで溶接電流の波頭と波尾とにスロープを設けるように
した場合には、溶接電流の波頭のアップスロープ時間は
通電時間の中に含めて、また溶接電流の波尾のダウンス
ロープ時間は保持時間の中に含めて制御される。

この場合、通常はアップスロープとダウンスロープの時
間は最大１０サイクル程度設定できるようになっている
が、脱磁をダウンスロープ制御で行なおうとする場合な
どには、数１０サイクル分設ける場合がある。この場合
、保持時間がダウンスロープ時間より短いと、ダウンス
ロープ制御の溶接電流が流れているときに電極が開放し
て電流を遮断してしまうので、爆飛してフラッシュを発
生し、被溶接物や電極を破損する場合があった。また、
発生したフラッシュで作業者が怪我をする場合もあった
。これらはスロープ制御を設けた抵抗溶接機用の制御装
置の安全性、時間制御の確実性、精密性に大きな問題を
残していた。そこで、本発明はかかる従釆の問題を解消
した制御装置を提供することを目的とするもので、以下
、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。

まず、第１図は、従来の４段式タイマを用いた場合の抵
抗溶接電圧の加圧とスロープ制御付の溶接電流の関係を
示すタイミングシーケンス図である。

また、第２図は、本発明の一実施例のもののタイミング
シーケンス図である。第１図について説明すると、ａの
ように起動信号Ｆｓが入力されると、Ｔ。の初期加圧時
間がカウントされると同時に、溶接信号ｂ中の溶接電圧
ｐで被溶接物が加圧される。次いで、Ｔｏのタイムアッ
プで、Ｔ，の通電時間がカウントされ、同時にＴ＾のア
ップスロープ時間だけスロープコントロールされた熔接
電流ｌｗが流れ始める。Ｔ．のタイムアップで、Ｔ３の
保持時間がカウントされ、保持時間中はＬのダウンスロ
ープ時間だけスロープコントロールされた溶接電流ｌｗ
が流れる。Ｌのタイムアップで加圧ｐは開放され、繰り
返し動作のための開放時間Ｌがカウントされる。次に第
２図の本発明のものについて説明すると、第１図のもの
と第２図のものの違いは、第２図においてはＬのダウン
スロープ時間が別途設けられていることで、ダウンスロ
ープ時間Ｌが確実に終了してから保持時間拍３に移行し
ていることである。

第３図はこのような制御を行う抵抗熔接機用の制御装置
の一例を示し、ここではＩＣを用いたりングカウンタ回
路を用いている。

点線内の２６が本発明により従来のＩＣリングカウンタ
回路に追加した部分である。まず入力線１に第８図ａに
示す起動信号Ｆｓが加えられるとＮＡＮＤゲート３の出
力が論理的に低レベルとなり、デジタルスイッチ１ ６
で設定された値び。までカウンタュニツト１１が入力線
２０‘こ加えられている溶接電源に同期したクロックパ
ルスをカウントして初期加圧時間Ｔｏを得る。カウンタ
ー １がＴｏをカウントアップするとそのＱ出力が第８
図ｃに示すように低レベルとなりＮＡＮＤゲート８の出
力が第８図ｄに示すように高レベルとなり、第８図ｅに
示す２１のＪ‘こ同期して、ＮＡＮＤゲート９の出力が
第８図ｆに示すように低レベルとなる。ＮＡＮＤゲート
９の出力が低レベルとなると、ィンバータ１０の出力が
第８図ｇに示すように高レベルとなり、リングカウンタ
２のＣＰにクロツクパルスが与えられ、リングカゥンタ
２のＱは第８図ｂに示すように低レベルとなり、リング
カウンタ２のＱ，は第８図ｅに示すように高レベルとな
る。すなわち、リングカウンタ２の出力はＱ２からＱ，
に移行する。リングカウンタ２のＱｏが低レベルとなる
と、カウンタュニット１１のＱｏは第８図ｃに示すよう
に高レベルとなり、ＮＡＮＤゲート８の出力は第８図ｄ
に示すように低レベルとなる。以上の動作によりカウン
タュニット１１がカウントを開示してからカウントアッ
プすることにより初期加圧時間Ｔｏを得る。次にリング
カウンタ２のＱ，が持しベルになることによりインバー
タ４の出力が低レベルとなると、上記の場合と同様にデ
ジタルスイッチ１７で設定されたＴ，までカウンタュニ
ツト１２がカウントし、カウンタユニツト１２のＱ，が
第８図ｉに示すように低レベルとなるとＮＡＮＤゲート
８の出力が第８図ｄに示すように高レベルとなって通電
時間Ｔ，を得る。そして、前述のごとく、ＮＡＮＤゲー
ト９、ィンバータ１０を介してリングカウンタ２の出力
はＱ，からＱ２に移行する。なお、第８図は理解を容易
とするために、各部毎の信号波形を少しずらして示して
いる。また、デジタルスイッチ１８，１９とカウンタ１
４，１５およびィンバータ６，７は同様にしてそれぞれ
保持時間Ｔ４を得るデジタルスイッチとカウンタユニツ
トおよびインバー夕である。さて、ダウンスロープ時間
制御回路２６においては、リングカウンタュニツト２の
Ｑ２出力が低レベルになってバッファアンプ５の出力が
低レベルとなり、かつダウンスロープ完了検出アンプ２
５の出力が高レベルとなると、ダウンスロープ時間ユニ
ット１３のＱ２出力が抵レベルとなり、同様にリングカ
ウンタュニット２にクロックパルスが加えられる。Ａ端
子２２は、第４図のＡ端子に接続されている。また、２
５は電流差動形のＯＰアンプで、Ａ端子２２より与えら
れる電圧と抵抗２３により反転端子への電流値と、Ｖｏ
Ｄの電圧と抵抗２４により流れる非反転端子への電流値
との大きさの比較により出力が高レベルあるいは低レベ
ルになる。この第３図のカゥンタ１１〜１５で得る時間
丸〜Ｔ４については、第１図および第２図のＴｏ〜Ｌに
それぞれ対応する。

また、入力線２１には数ＫＨｚの内部クロックが加えら
れている。第４図は、抵抗溶接機用の制御装置の位相制
御回路の一部を構成しているスロープ制御回路を示した
ものであり、第６図の要部波形図と対応させて説明する
。入力線２７に第６図ｃのような、タイマＩＣ２８をト
リガリングするための溶接電源ａの毎半サイクルごとに
同期した電圧が与えられると、タイマＩＣ２８の出力に
は第６図ｄのような出力が得られる。第６図ｄの出力波
形は、力率および溶接電流を制御するための可変抵抗器
２９ａ，２９ｂの調整状態により変わる。また、入力線
３川こは第６図ｂのような１サイクルごとの同期パルス
が与えられ、微分回路を経てトランジスタ３１で増幅さ
れる。

この増幅された電圧はダウンスロープ時間用可変抵抗器
３２およびアップスロープ時間可変抵抗器３３に加えら
れる。３６，３７はアナログスイッチ回路で、通電時間
中は第６図ｅに示されるような入力線３４の入力Ｔｗが
高レベルとなるのでアナログスイッチ回路３６はオンと
なり、可変抵抗器３３と電流差動形幻Ｐアンプ３９の非
反転端子とが接続される。

入力線３５には入力線３４の反転信号Ｔｗが加えられ、
通電時間以外はアナログスイッチ回路３７がオンになっ
て可変抵抗器３２とＯＰアンプ３９の反転端子とが接続
される。３８はホール用のコンデンサである。

また、コンデンサ４０、抵抗４１，４２、ダイオード４
３は、通電開始信号Ｔｗにより一定の微分電流をＯＰア
ンプ３９に流し込み、通電開始信号と同期して必ずアッ
プスロープ電流が立ち遅れることなく流れるようにする
ためのものである。ＯＰアンプ３９の出力は、第６図ｆ
に示すような段階波形である。

この第６図のｆとｄの電圧がＯＰアンプ４４に加えられ
、その出力には第６図ｇに示されるようなランプ状の出
力が得られ、このランプ状の出力は、ＯＰアンプ４６の
非反転端子に加えられ、一方、入力線４５には、電源電
圧変動補償用のフィルター出力が与えられて、ＯＰアン
プ４６の出力には第６図ｈのような電圧が得られ、この
第６図ｈの電圧は、主ＳＣＲ点弧用の信号となる。第６
図ａは、溶接電源電圧を降圧し、全波整流したものであ
り、ｅは通電信号である。

第５図は、第３図中のダウンスロープ時間ユニット１３
の内部回路を示したものであり、ＮＡＮＤゲート４７の
出力はダウンスロープ時間、即ち入力端子らが高レベル
で、しかもダウンスロープ完了検出用ＯＰアンプ２５の
出力が高レベルの場合のみ一瞬低レベルとなる。

ＯＰアンプ２５の出力は通電前は高レベルであり、通電
を開始し端子２２のＡの段階電圧が上昇して検出レベル
以上になると低レベルとなり、その後、通電が終了して
端子２２のＡの段階電圧が下降して検出レベル以下にな
ると高レベルとなる。これらのＯＰアンプ２５の出力と
端子２２のＡの段階電圧との関係をダウンスロープの場
合について示したものが第７図である。第７図について
説明すると、第７図ａは通電信号であり、通電が終了す
ると、端子２２のＡの出力は第７図ｂのように階段状に
下降していく。

端子２２のＡの出力が、基準値Ｖｓｌ以下になると、Ｏ
Ｐアンプ２５の出力が第７図ｅのように高レベルとなり
、第７図ｄのダウンスロープ時間Ｌより第７図ｆの保持
時間となる。第７図ｃは第６図ｇと同じくＯＰアンプ４
４の出力波形である。このように、本発明によれば、上
記のように構成された抵抗溶接機用の制御装置において
、位相制御回路の一部であるスロープ制御回路でスロー
フ。

制御出力である段階電圧とダウンスロープ完了検出用の
基準バイアスとをＯＰアンプを用いて比較し、基準の検
出値以下になった場合に溶接電源に同期して、次のシー
ケンスである保持時間に移行するようにしたものである
。従って、本発明の場合、ＯＰアンプは電流差動形のも
ので、実際の抵抗２３の抵抗値は３眺０、抵抗２４の抵
抗値は１５船０であるが（Ｖｏｏ＝１２Ｖ）ＯＰアンプ
は電圧差動形のものでもよい。電流差動形の場合はＶ。
。１２Ｖと抵抗２４により流れ込む電流値より端子２２
の段階電圧と抵抗２３により流れ込む電流値の大きい場
合は、ダウンスロープ制御中であると判断する。

溶接電源に同期して階段波形が下降し、流れ込む電流が
基準の検出値以下になるとＯＰアンプ２５の出力は、高
レベルとなり、ダウンスロープが完了したことになるの
である。第３図は、従来の４段式タイマのものに適用し
たものであるが、本発明の方法は子熱、予冷、後熱、後
令、パルセーション制御付などの多段タイマにも適用で
きることはいうまでもない。また、第３図のものは、単
相交流などの抵抗溶接機に適用したものであるが、３相
交流や低周波などの抵抗溶接機にも適用できる。さらに
、本発明は第３図のダウンスロープ時間制御回路２６の
内部を論理的に一部変更などすればアップスロープにも
適用できる。

即ちアップスロープが完了したことを同様に検出して、
通電時間に移行するようにすることができるのである。
アップスロープに適用した場合は、回路２６はＴ。とＴ
，の間に挿入されることになる。このように、本発明に
よる方法では、アップスロープと通電時間、ダウンスロ
ープと保持時間を各々独立に設定することでできるので
、精密な溶接を行なう場合には可変抵抗器の煩雑な調整
が不必要であるので効果を発揮する。

また、本発明は、制御回路の内部を論理的に一部変更な
どすれば、タイマＩＣとコンデンサや可変抵抗器などを
用いたＣＲタイマ方式の抵抗溶接機用制御装置にも適用
できる。

また、抵抗溶接のみならず、アーク溶接の場合の溶接電
流のスロープ制御にも本発明の方法が適用できることに
より、極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来と本発明の一例の４段式タイ
マを用いた場合の抵抗溶接の加圧とスロープ制御付溶接
電流との関係を示すタイミングシーケソス図であり、第
３図、第４図、第５図は本発明の一実施例における抵抗
熔接機の制御装置の回路図、第６図は第４図の回路の要
部波形図、第７図はスロープ完了検出用のＯＰァンンプ
の出力とスロープ出力の段階電圧との関係を示す波形図
、第８図は第３図の回路の要部波形図である。 ２……リングカウンタユニツト、３，８，９…・・・Ｎ
ＡＮＤゲート、４，６，７，１ ０・・・・・・インバ
−夕、５”””ノゞツフアアンプ、１１，１２，１４，
１５……力ウンタ、１６，１７，１８，１９““”ディ
ジタルスイッチ、１３……ダウンスロープ時間ユニット
、２５……ＯＰアンプ、２６……ダウンスロープ時間制
御回路。 第１図 第２図 図 の 船 図 寸 舷 第５図 第６図 図 ト 船 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接電流の波頭と波尾にスロープを設けるようにし
   た抵抗溶接機の制御装置において、前記制御装置の位相
   制御回路の一部を構成しているスロープ制御回路の出力
   をコンパレータ等のアンプの一方の入力に加えかつ他の
   入力にはスロープが完了するときの基準バイアスを加え
   てスロープが完了したことをこのスロープ完了検出用の
   アンプで検出し、この検出した出力を溶接シーケンスを
   制御するリングカウンタ等への制御信号として加え、ス
   ロープが完了してから次の時間制御に移行させるように
   したことを特徴とする抵抗溶接機の制御装置。