JP2001030084A - 抵抗溶接機 - Google Patents
抵抗溶接機Info
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- JP2001030084A JP2001030084A JP11205223A JP20522399A JP2001030084A JP 2001030084 A JP2001030084 A JP 2001030084A JP 11205223 A JP11205223 A JP 11205223A JP 20522399 A JP20522399 A JP 20522399A JP 2001030084 A JP2001030084 A JP 2001030084A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流出力をインバータによって交流に変換し
て溶接トランスの一次側に導き、この溶接トランスで降
圧された二次側交流出力を全波整流器を介して溶接電極
に導いて溶接を行う抵抗溶接機において、定電流制御方
式のように溶接初期に大電流が流れず、また溶接電極の
電流や電圧を用いずに精度良く制御して良好な溶接を可
能にする。 【解決手段】 交流電源に接続されその出力である直流
電圧を制御可能な整流回路と、この整流回路の出力端間
に並列接続されたコンデンサと、このコンデンサの充電
電圧を検出してこの充電電圧を前記インバータの作動中
常に一定値に保つように前記整流回路を制御する電圧変
動補償制御部と、前記インバータを固定パルス幅によっ
てパルス幅制御する固定パルス幅制御部とを備える。固
定パルス幅制御部は、コンデンサの充電電圧が一定にな
るのを検出してからインバータの動作を開始させるのが
よい。溶接中にこのコンデンサの充電電圧が許容値以下
になったら、溶接不良として警告を出すのがよい。
て溶接トランスの一次側に導き、この溶接トランスで降
圧された二次側交流出力を全波整流器を介して溶接電極
に導いて溶接を行う抵抗溶接機において、定電流制御方
式のように溶接初期に大電流が流れず、また溶接電極の
電流や電圧を用いずに精度良く制御して良好な溶接を可
能にする。 【解決手段】 交流電源に接続されその出力である直流
電圧を制御可能な整流回路と、この整流回路の出力端間
に並列接続されたコンデンサと、このコンデンサの充電
電圧を検出してこの充電電圧を前記インバータの作動中
常に一定値に保つように前記整流回路を制御する電圧変
動補償制御部と、前記インバータを固定パルス幅によっ
てパルス幅制御する固定パルス幅制御部とを備える。固
定パルス幅制御部は、コンデンサの充電電圧が一定にな
るのを検出してからインバータの動作を開始させるのが
よい。溶接中にこのコンデンサの充電電圧が許容値以下
になったら、溶接不良として警告を出すのがよい。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】この発明は、交流電源出力を
整流し、さらにインバータを介して溶接トランスに導く
ようにしたインバータ式の抵抗溶接機に関するものであ
る。
整流し、さらにインバータを介して溶接トランスに導く
ようにしたインバータ式の抵抗溶接機に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、直流をインバータを用いて高
周波の交流にした後、溶接トランスの一次側に導き、こ
の時に溶接トランスの二次側に誘起される交流低電圧を
整流して溶接電極に導き溶接を行うインバータ方式の抵
抗溶接機が公知である。この方式によれば、商用交流電
源の周波数に比べて高い周波数の電流を溶接トランスに
導くから、商用電源周波数の交流を溶接トランスに導く
単相交流式抵抗溶接機に比べて溶接トランスを小型化で
きるという特徴がある。
周波の交流にした後、溶接トランスの一次側に導き、こ
の時に溶接トランスの二次側に誘起される交流低電圧を
整流して溶接電極に導き溶接を行うインバータ方式の抵
抗溶接機が公知である。この方式によれば、商用交流電
源の周波数に比べて高い周波数の電流を溶接トランスに
導くから、商用電源周波数の交流を溶接トランスに導く
単相交流式抵抗溶接機に比べて溶接トランスを小型化で
きるという特徴がある。
【０００３】このようなインバータ式のものにおいて、
溶接電極に流れる電流を検出し、この電流（実効値）が
一定になるようにインバータを位相制御する定電流制御
方式がある。この方式では、溶接電極に電流を流す時間
が予めタイマーで設定した時間になるのを待って溶接を
停止させる。また溶接電極に加わる電圧を検出して、こ
の電圧が一定になるようにインバータを位相制御する定
電圧制御方式もある。この方式も溶接時間はタイマーで
設定する。
溶接電極に流れる電流を検出し、この電流（実効値）が
一定になるようにインバータを位相制御する定電流制御
方式がある。この方式では、溶接電極に電流を流す時間
が予めタイマーで設定した時間になるのを待って溶接を
停止させる。また溶接電極に加わる電圧を検出して、こ
の電圧が一定になるようにインバータを位相制御する定
電圧制御方式もある。この方式も溶接時間はタイマーで
設定する。
【０００４】さらに溶接電極の電流および電圧を同時に
検出して、これらの積により電力を求め、この電力が一
定になるようにインバータを制御する定電力制御方式も
知られている。
検出して、これらの積により電力を求め、この電力が一
定になるようにインバータを制御する定電力制御方式も
知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】定電流制御方式には次
のような問題がある。すなわち通電初期には溶接部の接
触抵抗は一般に大きいにもかかわらず一定の電流が流さ
れるために抵抗発熱が過大になりスプラッシュを発生し
易い。反対に通電終期には接触抵抗は小さくなり電流密
度が小さくなるから抵抗発熱が少なくなり、十分な溶接
温度が得られずに溶接不良を招くことがあり得る。
のような問題がある。すなわち通電初期には溶接部の接
触抵抗は一般に大きいにもかかわらず一定の電流が流さ
れるために抵抗発熱が過大になりスプラッシュを発生し
易い。反対に通電終期には接触抵抗は小さくなり電流密
度が小さくなるから抵抗発熱が少なくなり、十分な溶接
温度が得られずに溶接不良を招くことがあり得る。
【０００６】またこれら従来の方式はいずれも溶接部に
流れる電流や溶接部間に加わる電圧を測定して、インバ
ータを位相制御するフィードバック制御であるため、こ
のフィードバック系の位相遅れ（通常０．２５ｍｓｅｃ
位）が避けられない。このため溶接時間が短い場合（例
えば２〜３ｍｓｅｃ）には、この制御系の遅れが動作を
不安定にする原因になることがあった。
流れる電流や溶接部間に加わる電圧を測定して、インバ
ータを位相制御するフィードバック制御であるため、こ
のフィードバック系の位相遅れ（通常０．２５ｍｓｅｃ
位）が避けられない。このため溶接時間が短い場合（例
えば２〜３ｍｓｅｃ）には、この制御系の遅れが動作を
不安定にする原因になることがあった。
【０００７】また溶接部の電圧はこの溶接部に接触する
電極の先端間で検出するのが望ましいが、実際には電極
を保持する溶接ヘッド側のクランプ部に電圧検出用ケー
ブルを接続している。このため電極のクランプ部やケー
ブルの接続部における接触抵抗が生じ、これらの接触抵
抗が一定にならず変動するから、これらが電圧測定の不
安定要素となる。
電極の先端間で検出するのが望ましいが、実際には電極
を保持する溶接ヘッド側のクランプ部に電圧検出用ケー
ブルを接続している。このため電極のクランプ部やケー
ブルの接続部における接触抵抗が生じ、これらの接触抵
抗が一定にならず変動するから、これらが電圧測定の不
安定要素となる。
【０００８】さらに溶接電極間に電流が流れた時にはこ
の電流により溶接電極の周囲に磁界が発生する。この磁
界は電圧検出用ケーブルおよび電圧検出回路をつなぐ閉
回路内を通る。このためこの磁界の変化によりこの電圧
検出系の閉回路に起電力が誘起されることになり、電圧
検出精度が悪くなるという問題もある。
の電流により溶接電極の周囲に磁界が発生する。この磁
界は電圧検出用ケーブルおよび電圧検出回路をつなぐ閉
回路内を通る。このためこの磁界の変化によりこの電圧
検出系の閉回路に起電力が誘起されることになり、電圧
検出精度が悪くなるという問題もある。
【０００９】
【発明の目的】この発明はこのような事情に鑑みなされ
たものであり、従来の方式にあった問題点を解消し安定
して良好な溶接を行うことが可能になる抵抗溶接機を提
供することを目的とする。すなわち定電流制御方式のよ
うに溶接初期に大電流が流れず、また溶接電極の電流や
電圧を用いずに精度良く制御することにより良好な溶接
が可能になる抵抗溶接機を提供するものである。
たものであり、従来の方式にあった問題点を解消し安定
して良好な溶接を行うことが可能になる抵抗溶接機を提
供することを目的とする。すなわち定電流制御方式のよ
うに溶接初期に大電流が流れず、また溶接電極の電流や
電圧を用いずに精度良く制御することにより良好な溶接
が可能になる抵抗溶接機を提供するものである。
【００１０】
【発明の構成】本発明によれば第１の目的は、直流出力
をインバータによって交流に変換して溶接トランスの一
次側に導き、この溶接トランスで降圧された二次側交流
出力を全波整流器を介して溶接電極に導いて溶接を行う
抵抗溶接機において、交流電源に接続されその出力であ
る直流電圧を制御可能な整流回路と、この整流回路の出
力端間に並列接続されたコンデンサと、このコンデンサ
の充電電圧を検出してこの充電電圧を前記インバータの
作動中常に一定値に保つように前記整流回路を制御する
電圧変動補償制御部と、前記インバータを固定パルス幅
によってパルス幅制御する固定パルス幅制御部とを備え
ることを特徴とする抵抗溶接機、により達成される。
をインバータによって交流に変換して溶接トランスの一
次側に導き、この溶接トランスで降圧された二次側交流
出力を全波整流器を介して溶接電極に導いて溶接を行う
抵抗溶接機において、交流電源に接続されその出力であ
る直流電圧を制御可能な整流回路と、この整流回路の出
力端間に並列接続されたコンデンサと、このコンデンサ
の充電電圧を検出してこの充電電圧を前記インバータの
作動中常に一定値に保つように前記整流回路を制御する
電圧変動補償制御部と、前記インバータを固定パルス幅
によってパルス幅制御する固定パルス幅制御部とを備え
ることを特徴とする抵抗溶接機、により達成される。
【００１１】ここに固定パルス幅制御部は、コンデンサ
の充電電圧が一定になるのを検出してからインバータの
動作を開始させ、溶接を始めるようにすれば、制御精度
は一層向上する。なおインバータの動作中（溶接中）に
このコンデンサの充電電圧が許容値以下になったら、溶
接不良として警告を出すのがよい。この警告は、ランプ
やブザーなどだけでなく、溶接結果を記録するデータ内
に溶接不良であることを示す表示を付して残すものであ
ってもよい。
の充電電圧が一定になるのを検出してからインバータの
動作を開始させ、溶接を始めるようにすれば、制御精度
は一層向上する。なおインバータの動作中（溶接中）に
このコンデンサの充電電圧が許容値以下になったら、溶
接不良として警告を出すのがよい。この警告は、ランプ
やブザーなどだけでなく、溶接結果を記録するデータ内
に溶接不良であることを示す表示を付して残すものであ
ってもよい。
【００１２】交流電源としては商用３相交流を用いるこ
とができ、この場合はこの３相交流を整流してコンデン
サを充電する整流回路は、３相全波混合ブリッジで構成
するのがよい。この回路によれば３相交流を用いて効率
良く充電でき、コンデンサの充電電圧を極めて応答性良
く一定に制御することができる。
とができ、この場合はこの３相交流を整流してコンデン
サを充電する整流回路は、３相全波混合ブリッジで構成
するのがよい。この回路によれば３相交流を用いて効率
良く充電でき、コンデンサの充電電圧を極めて応答性良
く一定に制御することができる。
【００１３】この発明は固定パルス幅制御部を用いた制
御方式（固定パルス幅制御方式）のみを有する溶接機だ
けでなく、これ以外の制御方式（他の制御方式）も備え
ていて、これらを選択可能にしたものを含む。例えば定
電流制御方式、定電圧制御方式、定電力制御方式などか
ら選んだ１または複数の制御方式と固定パルス幅制御方
式とを持ち、これらの中から１つの方式を選択可能にし
てもよい。
御方式（固定パルス幅制御方式）のみを有する溶接機だ
けでなく、これ以外の制御方式（他の制御方式）も備え
ていて、これらを選択可能にしたものを含む。例えば定
電流制御方式、定電圧制御方式、定電力制御方式などか
ら選んだ１または複数の制御方式と固定パルス幅制御方
式とを持ち、これらの中から１つの方式を選択可能にし
てもよい。
【００１４】
【作用】溶接開始を指令するスタート信号が入力される
と交流電源から電流が整流回路に流れ、コンデンサを充
電する。電圧変動補償部は、このコンデンサの充電電圧
が一定値になるように、整流回路を制御する。一方、固
定パルス幅制御部はこのコンデンサの充電電圧が一定に
到達するのを待ってから、インバータを作動させる。
と交流電源から電流が整流回路に流れ、コンデンサを充
電する。電圧変動補償部は、このコンデンサの充電電圧
が一定値になるように、整流回路を制御する。一方、固
定パルス幅制御部はこのコンデンサの充電電圧が一定に
到達するのを待ってから、インバータを作動させる。
【００１５】すなわちインバータを固定パルス幅制御す
るものであり、換言すればデューティ比一定のＰＷＭ
（Pulse Width Modulation）制御を行う（固定ＰＷＭ制
御）。このため溶接トランスの一次側にデューティ比固
定の交流が流れ、低電圧に降圧された二次側電圧が整流
されて溶接電極に導かれる。インバータの作動開始によ
り、コンデンサの放電が開始するが、このコンデンサの
充電電圧は常時監視されていて、この電圧が許容値以下
になると電圧変動補償回路は直ちに整流回路による充電
電流を増加させる。例えばこの整流回路をＳＣＲを用い
た３相全波混合ブリッジで構成した場合には、ＳＣＲの
点弧角を進角させる。この結果コンデンサの充電電圧は
一定値に保たれる。
るものであり、換言すればデューティ比一定のＰＷＭ
（Pulse Width Modulation）制御を行う（固定ＰＷＭ制
御）。このため溶接トランスの一次側にデューティ比固
定の交流が流れ、低電圧に降圧された二次側電圧が整流
されて溶接電極に導かれる。インバータの作動開始によ
り、コンデンサの放電が開始するが、このコンデンサの
充電電圧は常時監視されていて、この電圧が許容値以下
になると電圧変動補償回路は直ちに整流回路による充電
電流を増加させる。例えばこの整流回路をＳＣＲを用い
た３相全波混合ブリッジで構成した場合には、ＳＣＲの
点弧角を進角させる。この結果コンデンサの充電電圧は
一定値に保たれる。
【００１６】インバータは固定パルス幅制御されかつコ
ンデンサの充電電圧は一定値に保持されているので、溶
接初期に溶接部の接触抵抗が大きくて出力電力が一定に
なるため、その電流は過大にならない。このためスプラ
ッシュが発生しない。また溶接終期に接触抵抗が小さく
なっても溶接部に加わる電力は十分に保たれるから、電
流も十分に確保され、溶接不良が発生しない。
ンデンサの充電電圧は一定値に保持されているので、溶
接初期に溶接部の接触抵抗が大きくて出力電力が一定に
なるため、その電流は過大にならない。このためスプラ
ッシュが発生しない。また溶接終期に接触抵抗が小さく
なっても溶接部に加わる電力は十分に保たれるから、電
流も十分に確保され、溶接不良が発生しない。
【００１７】
【実施態様】図１は本発明の一実施態様の全体外観図、
図２はその全体回路構成図、図３は固定パルス幅制御方
式の部分だけを抜き出して示す図である。図１において
符号１０はコントローラ、１２は溶接トランスケース、
１４は溶接ヘッドである。コントローラ１０は電源スイ
ッチ１６、モード選択スイッチ１８、表示パネル２０を
持つ。
図２はその全体回路構成図、図３は固定パルス幅制御方
式の部分だけを抜き出して示す図である。図１において
符号１０はコントローラ、１２は溶接トランスケース、
１４は溶接ヘッドである。コントローラ１０は電源スイ
ッチ１６、モード選択スイッチ１８、表示パネル２０を
持つ。
【００１８】溶接ヘッド１４は、上下動可能な上のクラ
ンプ部２２ａと、所定高さに固定された下のクランプ部
２２ｂを持ち、これらのクランプ部２２ａ，２２ｂにそ
れぞれ溶接電極２４ａ，２４ｂが固定されている。各電
極２４ａ，２４ｂはウェルドケーブル２６によって溶接
トランスケース１２に収容された溶接トランス６０（図
２，３）の二次側に整流器６２（図２，３）を介して接
続されている。この溶接トランス６０の一次側はパワー
ケーブル２８によってコントローラ１０に接続されてい
る。
ンプ部２２ａと、所定高さに固定された下のクランプ部
２２ｂを持ち、これらのクランプ部２２ａ，２２ｂにそ
れぞれ溶接電極２４ａ，２４ｂが固定されている。各電
極２４ａ，２４ｂはウェルドケーブル２６によって溶接
トランスケース１２に収容された溶接トランス６０（図
２，３）の二次側に整流器６２（図２，３）を介して接
続されている。この溶接トランス６０の一次側はパワー
ケーブル２８によってコントローラ１０に接続されてい
る。
【００１９】溶接ヘッド１４の可動クランプ部２２ａ
は、ばね（図示せず）を介してエアシリンダ（共に図示
せず）により上下に駆動される。また両電極２４ａ，２
４ｂの間にはワークの溶接部（図示せず）が置かれる。
は、ばね（図示せず）を介してエアシリンダ（共に図示
せず）により上下に駆動される。また両電極２４ａ，２
４ｂの間にはワークの溶接部（図示せず）が置かれる。
【００２０】足踏みスイッチ（図示せず）から送られる
オン信号はアクチュエータケーブル３０を介してコント
ローラ１０に送られ、この信号（押圧信号）によってエ
アシリンダは作動する。そして電極２４ａ，２４ｂの溶
接部に対する押圧力が一定値になるとリミットスイッチ
（図示せず）がオンとなり、このオン信号がアクチュエ
ータケーブル３０を介してコントローラ１０に送られ
る。コントローラ１０はこのオン信号に基づいて溶接動
作を開始させる。すなわちこのオン信号がスタート信号
となる。
オン信号はアクチュエータケーブル３０を介してコント
ローラ１０に送られ、この信号（押圧信号）によってエ
アシリンダは作動する。そして電極２４ａ，２４ｂの溶
接部に対する押圧力が一定値になるとリミットスイッチ
（図示せず）がオンとなり、このオン信号がアクチュエ
ータケーブル３０を介してコントローラ１０に送られ
る。コントローラ１０はこのオン信号に基づいて溶接動
作を開始させる。すなわちこのオン信号がスタート信号
となる。
【００２１】図１で３２はウェルドセンスケーブルであ
り、溶接トランス１２の二次側電流を示す信号をコント
ローラ１０に導く。この信号は後記するように電流検出
器７８（図２参照）で検出した電流値を示す信号であ
る。３４は電圧検出用ケーブルであり、クランプ部２２
ａ，２２ｂに接続されている。このケーブル３４は電極
２４ａ，２４ｂ間の電圧を検出してコントローラ１０に
導く。
り、溶接トランス１２の二次側電流を示す信号をコント
ローラ１０に導く。この信号は後記するように電流検出
器７８（図２参照）で検出した電流値を示す信号であ
る。３４は電圧検出用ケーブルであり、クランプ部２２
ａ，２２ｂに接続されている。このケーブル３４は電極
２４ａ，２４ｂ間の電圧を検出してコントローラ１０に
導く。
【００２２】次にコントローラ１０の主回路を図２，３
に基づいて説明する。これらの図で、５０は交流２００
Ｖの商用３相交流電源である。この電源５０から３つの
相がそれぞれスタートスイッチ５２を介して整流回路５
４に導かれる。この整流回路５４は、スイッチング素子
としてＳＣＲを用いた３相全波混合ブリッジで構成され
る。５６はこの整流回路５４の出力端間に並列接続され
たコンデンサである。
に基づいて説明する。これらの図で、５０は交流２００
Ｖの商用３相交流電源である。この電源５０から３つの
相がそれぞれスタートスイッチ５２を介して整流回路５
４に導かれる。この整流回路５４は、スイッチング素子
としてＳＣＲを用いた３相全波混合ブリッジで構成され
る。５６はこの整流回路５４の出力端間に並列接続され
たコンデンサである。
【００２３】５８はインバータであり、４個のＮＰＮト
ランジスタからなるブリッジで構成される。このインバ
ータ５８はコンデンサ５６の充電電圧を交流に変換し
て、溶接トランス６０の一次側に供給する。この溶接ト
ランス６０の二次側出力は整流器（ダイオード）６２，
６２で全波整流されて溶接電極２４ａ，２４ｂに導かれ
る。
ランジスタからなるブリッジで構成される。このインバ
ータ５８はコンデンサ５６の充電電圧を交流に変換し
て、溶接トランス６０の一次側に供給する。この溶接ト
ランス６０の二次側出力は整流器（ダイオード）６２，
６２で全波整流されて溶接電極２４ａ，２４ｂに導かれ
る。
【００２４】次に制御回路を図２に基づいて説明する。
６４はコンデンサ５６の充電電圧を検出する充電電圧検
出部である。６６は電圧変動補償制御部であり、充電電
圧検出部６４で検出した充電電圧を一定値に保持するよ
うに整流回路５４を制御する。すなわちＳＣＲの点弧角
を制御して充電電圧を一定値に保つ。なおこれら充電電
圧検出部６４および電圧変動補償制御部６６は後記する
固定パルス幅制御モードの時だけ作動し、他のモードの
時にはＳＣＲを全導通としてダイオードとして機能させ
る。
６４はコンデンサ５６の充電電圧を検出する充電電圧検
出部である。６６は電圧変動補償制御部であり、充電電
圧検出部６４で検出した充電電圧を一定値に保持するよ
うに整流回路５４を制御する。すなわちＳＣＲの点弧角
を制御して充電電圧を一定値に保つ。なおこれら充電電
圧検出部６４および電圧変動補償制御部６６は後記する
固定パルス幅制御モードの時だけ作動し、他のモードの
時にはＳＣＲを全導通としてダイオードとして機能させ
る。
【００２５】６８はＰＷＭ制御回路であり、インバータ
５８をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式によって
位相制御する。なおこのＰＷＭ制御回路６８は、４種の
異なる制御方式を選択可能である。図２ではこれらの制
御方式を実行する回路を別々に分けて示している。７０
は固定パルス幅制御部、７２は定電流制御部、７４は定
電圧制御部、７６は定電力制御部である。制御方式は、
前記コントローラ１０に設けたモード選択スイッチ１８
（図１）によって選択される。固定パルス幅制御方式に
ついては後記する。
５８をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式によって
位相制御する。なおこのＰＷＭ制御回路６８は、４種の
異なる制御方式を選択可能である。図２ではこれらの制
御方式を実行する回路を別々に分けて示している。７０
は固定パルス幅制御部、７２は定電流制御部、７４は定
電圧制御部、７６は定電力制御部である。制御方式は、
前記コントローラ１０に設けたモード選択スイッチ１８
（図１）によって選択される。固定パルス幅制御方式に
ついては後記する。
【００２６】定電流制御方式は、前記トランスケース１
２に設けた電流検出器７８の出力から電流検出部８０で
溶接電流を求め、この溶接電流を一定値に保つようにイ
ンバータ５８を位相制御する。定電圧制御方式は、前記
電圧検出用ケーブル３４で導かれた信号に基づいて電圧
検出部８２で溶接電圧を求め、この電圧を一定値に保つ
ようにインバータ５８を位相制御する。定電力制御方式
は、電流検出部８０および電圧検出部８２の出力を電力
検出部８４で積算することにより溶接電力を求め、この
電力が一定になるようにインバータ５８を位相制御す
る。なお各方式の設定値などの溶接条件は溶接条件設定
部８６により設定される。
２に設けた電流検出器７８の出力から電流検出部８０で
溶接電流を求め、この溶接電流を一定値に保つようにイ
ンバータ５８を位相制御する。定電圧制御方式は、前記
電圧検出用ケーブル３４で導かれた信号に基づいて電圧
検出部８２で溶接電圧を求め、この電圧を一定値に保つ
ようにインバータ５８を位相制御する。定電力制御方式
は、電流検出部８０および電圧検出部８２の出力を電力
検出部８４で積算することにより溶接電力を求め、この
電力が一定になるようにインバータ５８を位相制御す
る。なお各方式の設定値などの溶接条件は溶接条件設定
部８６により設定される。
【００２７】次に本発明に係る固定パルス幅制御方式を
図３を用いて説明する。この図では図２と同一部分に同
一符号を付したので、その説明は繰り返さない。モード
選択スイッチ１８（図１，２）でこのモードを選択する
と、電圧補償制御部６６、充電電圧検出部６４、固定パ
ルス幅制御部７０等が作動開始可能な状態になる。この
モードでは、固定パルス幅制御部７０は溶接条件設定部
８６で設定される一定のパルス幅でインバータ５８を位
相制御する。
図３を用いて説明する。この図では図２と同一部分に同
一符号を付したので、その説明は繰り返さない。モード
選択スイッチ１８（図１，２）でこのモードを選択する
と、電圧補償制御部６６、充電電圧検出部６４、固定パ
ルス幅制御部７０等が作動開始可能な状態になる。この
モードでは、固定パルス幅制御部７０は溶接条件設定部
８６で設定される一定のパルス幅でインバータ５８を位
相制御する。
【００２８】スタート信号に基づいてスタートスイッチ
５２がオンになると、整流回路５４は所定の通流率で交
流電源５０の交流出力を全波整流し、コンデンサ５６を
充電する。充電電圧検出部６４が検出したコンデンサ５
６の充電電圧は固定パルス幅制御部７０に送られ、この
充電電圧が一定値になると固定パルス幅制御部７０はイ
ンバータ５８を固定パルス幅で作動開始させる。このた
め溶接電極２４ａ，２４ｂに溶接電流が流れ、溶接が始
まる。
５２がオンになると、整流回路５４は所定の通流率で交
流電源５０の交流出力を全波整流し、コンデンサ５６を
充電する。充電電圧検出部６４が検出したコンデンサ５
６の充電電圧は固定パルス幅制御部７０に送られ、この
充電電圧が一定値になると固定パルス幅制御部７０はイ
ンバータ５８を固定パルス幅で作動開始させる。このた
め溶接電極２４ａ，２４ｂに溶接電流が流れ、溶接が始
まる。
【００２９】この時の溶接動作中にコンデンサ５６の充
電電圧が許容値以下に下がると、電圧補償制御部６６は
直ちに整流回路５４のＳＣＲの点弧角を進角させて充電
電流を増加させ、充電電圧を一定値に戻す。なおこの充
電電圧が一定値に戻らない時には警告回路８８が起動
し、警告器９０により異常があることあるいは溶接不良
が発生するおそれがあることをオペレータに知らせる。
異常発生がなく正常に溶接が行われる場合には、溶接条
件設定部８６により設定される時間の経過時に溶接を停
止する。すなわち固定パルス幅制御部７０は溶接開始か
ら溶接時間を監視し続け、この時間が設定時間になると
インバータ５８の動作を停止させて溶接トランス６０へ
の電流供給を遮断させる。
電電圧が許容値以下に下がると、電圧補償制御部６６は
直ちに整流回路５４のＳＣＲの点弧角を進角させて充電
電流を増加させ、充電電圧を一定値に戻す。なおこの充
電電圧が一定値に戻らない時には警告回路８８が起動
し、警告器９０により異常があることあるいは溶接不良
が発生するおそれがあることをオペレータに知らせる。
異常発生がなく正常に溶接が行われる場合には、溶接条
件設定部８６により設定される時間の経過時に溶接を停
止する。すなわち固定パルス幅制御部７０は溶接開始か
ら溶接時間を監視し続け、この時間が設定時間になると
インバータ５８の動作を停止させて溶接トランス６０へ
の電流供給を遮断させる。
【００３０】この固定パルス幅制御モードによれば、溶
接電極２４ａ，２４ｂの電圧や電流を検出する必要がな
いので、定電流、定電圧、定電力の各制御モードのよう
にフィードバック系の応答遅れが問題にならず、溶接時
間が短い場合にも安定した動作が可能になる。また溶接
電極２４ａ，２４ｂの電圧を検出する必要もないから、
電圧測定の不安定性に基づく制御精度の低下を招くこと
もなくなる。
接電極２４ａ，２４ｂの電圧や電流を検出する必要がな
いので、定電流、定電圧、定電力の各制御モードのよう
にフィードバック系の応答遅れが問題にならず、溶接時
間が短い場合にも安定した動作が可能になる。また溶接
電極２４ａ，２４ｂの電圧を検出する必要もないから、
電圧測定の不安定性に基づく制御精度の低下を招くこと
もなくなる。
【００３１】前記定電力モードが溶接電極２４ａ，２４
ｂ間の電力を一定に管理するのに対して、この固定パル
ス幅制御モードでは、溶接トランス６０に供給する電力
が一定に管理されることになるから、制御系の遅れが問
題にならず、溶接初期に過大な溶接電流が流れず、スプ
ラッシュ発生などのおそれが少なくなる。また電源５０
の電圧変動や他の異常発生により、万一コンデンサ充電
電圧が許容値以下になれば直ちに整流回路によるコンデ
ンサ充電電流を増大させて充電電圧を一定値に保つか
ら、この充電電圧の変動による溶接不良の発生を防ぐこ
とができる。なお固定パルス幅制御部のパルス幅すなわ
ちデューティ比や、溶接時間（設定時間）、コンデンサ
の充電電圧、この充電電圧の変動許容値などの種々の条
件は、変更可能にしておくのは勿論である。
ｂ間の電力を一定に管理するのに対して、この固定パル
ス幅制御モードでは、溶接トランス６０に供給する電力
が一定に管理されることになるから、制御系の遅れが問
題にならず、溶接初期に過大な溶接電流が流れず、スプ
ラッシュ発生などのおそれが少なくなる。また電源５０
の電圧変動や他の異常発生により、万一コンデンサ充電
電圧が許容値以下になれば直ちに整流回路によるコンデ
ンサ充電電流を増大させて充電電圧を一定値に保つか
ら、この充電電圧の変動による溶接不良の発生を防ぐこ
とができる。なお固定パルス幅制御部のパルス幅すなわ
ちデューティ比や、溶接時間（設定時間）、コンデンサ
の充電電圧、この充電電圧の変動許容値などの種々の条
件は、変更可能にしておくのは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、インバ
ータを固定パルス幅制御すると共に、コンデンサ充電電
圧を一定値に保持するから、従来の定電流、定電圧、定
電力の各制御方式に比較して溶接不良が発生しにくくな
り精度良い制御が可能になる。
ータを固定パルス幅制御すると共に、コンデンサ充電電
圧を一定値に保持するから、従来の定電流、定電圧、定
電力の各制御方式に比較して溶接不良が発生しにくくな
り精度良い制御が可能になる。
【００３３】この場合に固定パルス幅制御部はコンデン
サの充電電圧が一定値になるのを確認してからインバー
タを作動開始させるようにすれば、精度は一層向上する
（請求項２）。溶接作動中（インバータの作動中）にコ
ンデンサ充電電圧が許容値以下に下がった時には警告を
発して溶接不良のおそれがあることを表示するのがよい
（請求項３）。ここにコンデンサを充電する整流回路と
しては、電源を３相交流とする３相全波混合ブリッジが
適する（請求項４）。コンデンサの充電電流を速やかか
つ広い電圧範囲に亘って効率良く制御できるからであ
る。
サの充電電圧が一定値になるのを確認してからインバー
タを作動開始させるようにすれば、精度は一層向上する
（請求項２）。溶接作動中（インバータの作動中）にコ
ンデンサ充電電圧が許容値以下に下がった時には警告を
発して溶接不良のおそれがあることを表示するのがよい
（請求項３）。ここにコンデンサを充電する整流回路と
しては、電源を３相交流とする３相全波混合ブリッジが
適する（請求項４）。コンデンサの充電電流を速やかか
つ広い電圧範囲に亘って効率良く制御できるからであ
る。
【００３４】溶接機は、この固定パルス幅制御方式と共
に、他の制御方式も選択可能にするのがよい（請求項
５）。すなわち複数の制御モードの１つとしてこの固定
パルス幅制御モードを設定しておく。このようにすれば
異なる溶接部に対応して最適な方式を選択して用いるこ
とができ、便利である。このような他の制御方式として
は、定電流制御方式、定電圧制御方式、定電力制御方式
の１または複数の方式を用いることができる（請求項
６）。
に、他の制御方式も選択可能にするのがよい（請求項
５）。すなわち複数の制御モードの１つとしてこの固定
パルス幅制御モードを設定しておく。このようにすれば
異なる溶接部に対応して最適な方式を選択して用いるこ
とができ、便利である。このような他の制御方式として
は、定電流制御方式、定電圧制御方式、定電力制御方式
の１または複数の方式を用いることができる（請求項
６）。
【図１】本発明の一実施態様の外観図
【図２】その全体回路構成図
【図３】固定パルス幅制御方式を示す回路構成図
１０ コントローラ １２ 溶接トランスケース １４ 溶接ヘッド １８ モード切換スイッチ ２２ａ、２２ｂ クランプ部 ２４ａ、２４ｂ 溶接電極 ５０ ３相交流電源 ５２ 溶接スタートスイッチ ５４ 整流回路（３相全波混合ブリッジ） ５６ コンデンサ ５８ インバータ ６０ 溶接トランス ６２ 整流器 ６４ 充電電圧検出部 ６６ 電圧変動補償制御部 ６８ ＰＷＭ制御部 ７０ 固定パルス幅制御部 ７２ 定電流制御部 ７４ 定電圧制御部 ７６ 定電圧制御部 ８６ 溶接条件設定部 ８８ 警告回路 ９０ 警報器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年７月２１日（１９９９．７．２
１）
１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１０月３１日（２０００．１０．
３１）
３１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
Claims (6)
- 【請求項１】 直流出力をインバータによって交流に変
換して溶接トランスの一次側に導き、この溶接トランス
で降圧された二次側交流出力を全波整流器を介して溶接
電極に導いて溶接を行う抵抗溶接機において、 交流電源に接続されその出力である直流電圧を制御可能
な整流回路と、この整流回路の出力端間に並列接続され
たコンデンサと、このコンデンサの充電電圧を検出して
この充電電圧を前記インバータの作動中常に一定値に保
つように前記整流回路を制御する電圧変動補償制御部
と、前記インバータを固定パルス幅によってパルス幅制
御する固定パルス幅制御部とを備えることを特徴とする
抵抗溶接機。 - 【請求項２】 固定パルス幅制御部はコンデンサの充電
電圧が一定値になるのを検出してからインバータの作動
を開始する請求項１の抵抗溶接機。 - 【請求項３】 請求項１または２において、さらに、イ
ンバータの作動中にコンデンサの充電電圧が許容値以下
になったことを検出して溶接不良を示す警告を出力する
警告回路を有する抵抗溶接機。 - 【請求項４】 整流回路は３相交流電源に接続される３
相全波混合ブリッジで形成される請求項１〜３のいずれ
かの抵抗溶接機。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかの抵抗溶接機に
おいて、さらに、他の制御方式によって溶接を行うため
の他の制御部と、前記他の制御部および前記固定パルス
幅制御部のいずれか１つを選択して作動させるモード選
択手段とを備える抵抗溶接機。 - 【請求項６】 他の制御部は、溶接電極に流れる電流を
一定に保持するようにインバータを制御する定電流制御
部と、溶接ヘッドに加わる電圧を一定に保持するように
インバータを制御する定電圧制御部と、溶接ヘッドに供
給される電力を一定に保持するようにインバータを制御
する定電力制御部との３つの制御部から選択された１ま
たは複数の制御部である請求項５の抵抗溶接機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20522399A JP3669559B2 (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | 抵抗溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20522399A JP3669559B2 (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | 抵抗溶接機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001030084A true JP2001030084A (ja) | 2001-02-06 |
| JP3669559B2 JP3669559B2 (ja) | 2005-07-06 |
Family
ID=16503460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20522399A Expired - Fee Related JP3669559B2 (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | 抵抗溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3669559B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100907651B1 (ko) * | 2002-12-23 | 2009-07-14 | 주식회사 포스코 | 저항 용접기용 정전력 제어장치 및 방법 |
| JP2011062730A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Nas Toa Co Ltd | 抵抗溶接の監視装置及び監視方法 |
| CN101637848B (zh) * | 2009-08-17 | 2011-06-15 | 无锡威华电焊机制造有限公司 | 一种采用逆变技术的钢格板压焊机焊接电源 |
| WO2013031247A1 (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | 株式会社ナ・デックスプロダクツ | 抵抗溶接機の溶接電流制御方法、およびその装置 |
| CN111201702A (zh) * | 2017-11-06 | 2020-05-26 | 大金工业株式会社 | 电力变换装置以及空调装置 |
-
1999
- 1999-07-19 JP JP20522399A patent/JP3669559B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100907651B1 (ko) * | 2002-12-23 | 2009-07-14 | 주식회사 포스코 | 저항 용접기용 정전력 제어장치 및 방법 |
| CN101637848B (zh) * | 2009-08-17 | 2011-06-15 | 无锡威华电焊机制造有限公司 | 一种采用逆变技术的钢格板压焊机焊接电源 |
| JP2011062730A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Nas Toa Co Ltd | 抵抗溶接の監視装置及び監視方法 |
| WO2013031247A1 (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | 株式会社ナ・デックスプロダクツ | 抵抗溶接機の溶接電流制御方法、およびその装置 |
| JP5277352B1 (ja) * | 2011-08-30 | 2013-08-28 | 株式会社ナ・デックスプロダクツ | 抵抗溶接機の溶接電流制御方法、およびその装置 |
| CN111201702A (zh) * | 2017-11-06 | 2020-05-26 | 大金工业株式会社 | 电力变换装置以及空调装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3669559B2 (ja) | 2005-07-06 |
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