JP2001225173A - Resistance welding equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、接合し
ようとするワーク(部材)間の接触部を通じて通電し、
その接触部に発生する抵抗熱を利用して加熱し、圧力を
加えて前記ワークの溶接を行う抵抗溶接装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to, for example, a method in which electricity is supplied through a contact portion between works (members) to be joined,
The present invention relates to a resistance welding apparatus that heats by utilizing resistance heat generated in a contact portion and applies pressure to weld the work.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、金属であるワークを相互に接
合する際には、直流抵抗溶接装置が広範に採用されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, a DC resistance welding apparatus has been widely used for joining metal works to each other.
【0003】この直流抵抗溶接装置により、たとえば、
ステンレス製で厚みが0.1[mm]のリボン状のワー
クと、酸化皮膜のあるニッケル製の直径がφ5.0[m
m]のステム状のワークとを溶接しようとする場合、図
18に示すような、出力電圧が+2[V]で、出力時間
(通電時間あるいは溶接時間ともいう。)が2[ms]
の直流溶接用波形(矩形波直流出力)2が、前記ワーク
を加圧した状態で挟む溶接電極間に印加される。With this DC resistance welding apparatus, for example,
A ribbon-shaped workpiece made of stainless steel and having a thickness of 0.1 [mm], and a nickel-made oxide film having a diameter of 5.0 [m]
m], the output voltage is +2 [V] and the output time (also referred to as energization time or welding time) is 2 [ms] as shown in FIG.
Is applied between the welding electrodes sandwiching the work in a pressurized state.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
溶接条件(直流溶接、出力電圧+2[V]、出力時間2
[ms])により、リボン状のワークとステム状のワー
クとを溶接した場合には、溶接後のワークに散り(ち
り)が発生するという問題があった。However, the above welding conditions (DC welding, output voltage +2 [V], output time 2
[Ms]), when the ribbon-shaped work and the stem-shaped work are welded, there is a problem that the work after the welding is scattered (dust).
【0005】なお、出力電圧を+0.1[V]〜+3.
0[V]の間で、出力時間を0.1[ms]〜9.99
[ms]の間で可変して溶接を行った場合にも、上記散
りの発生を回避することができなかった。It is to be noted that the output voltage is increased from +0.1 [V] to +3.
Between 0 [V], the output time is 0.1 [ms] to 9.99.
Even when welding was performed while changing the time within [ms], the occurrence of the scattering could not be avoided.
【0006】この発明はこのような課題を考慮してなさ
れたものであり、溶接後のワークに散りの発生のほとん
どない抵抗溶接装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of such problems, and has as its object to provide a resistance welding apparatus that hardly causes scattering of a workpiece after welding.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明では、直流入力
をチョッパ回路により矩形波交流出力とし、この矩形波
交流出力を溶接電極を介してワークに印加することで、
ワークを溶接するようにしている(請求項1記載の発
明)。According to the present invention, a DC input is made into a rectangular wave AC output by a chopper circuit, and the rectangular wave AC output is applied to a work through a welding electrode.
The work is welded (the invention according to claim 1).
【0008】これにより、溶接後のワークに散りの発生
がほとんど見られなくなる。As a result, almost no scattering occurs on the workpiece after welding.
【0009】この場合、チョッパ回路に接続される制御
回路により、溶接電極を通じてワークに流れる電流、ワ
ークに印加される電圧、あるいは電流と電圧の積の電力
のうち、少なくとも1つの要素をフィードバック制御す
ることができる(請求項2記載の発明)。In this case, a control circuit connected to the chopper circuit feedback-controls at least one of a current flowing to the work through the welding electrode, a voltage applied to the work, or electric power of a product of the current and the voltage. (The invention according to claim 2).
【0010】また、制御回路に、表示装置と入力装置と
を接続することにより、この表示装置と入力装置で、要
素(電圧、電流あるいは電力)の種類、値およびチョッ
ピング周波数、デューティ、出力時間等の溶接条件を設
定することができる(請求項3記載の発明)。Further, by connecting the display device and the input device to the control circuit, the type and value of elements (voltage, current or power) and the chopping frequency, duty, output time, etc. can be set between the display device and the input device. Can be set (the invention according to claim 3).
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0012】図1は、この発明の一実施の形態が適用さ
れた抵抗溶接装置10の構成を示している。FIG. 1 shows the configuration of a resistance welding apparatus 10 to which an embodiment of the present invention is applied.
【0013】この抵抗溶接装置10は、基本的には、矩
形波交流出力電源である溶接電源12と、この溶接電源
12からの矩形波交流出力S1が供給される溶接ヘッド
14とから構成される。The resistance welding apparatus 10 basically comprises a welding power supply 12 which is a rectangular wave AC output power supply, and a welding head 14 to which a rectangular wave AC output S1 from the welding power supply 12 is supplied. .
【0014】溶接電源12の出力端子21、22に電源
供給線16(16a、16b)の一端側が接続され、こ
の電源供給線16(16a、16b)の他端側に溶接ヘ
ッド14を構成する電極ホルダ20(20a、20b)
が接続される。One end of a power supply line 16 (16a, 16b) is connected to output terminals 21 and 22 of the welding power supply 12, and the other end of the power supply line 16 (16a, 16b) is connected to an electrode constituting the welding head 14. Holder 20 (20a, 20b)
Is connected.
【0015】電極ホルダ20には、一対の電極からなる
溶接電極24(24a、24b)が着脱可能に取り付け
られる。この溶接電極24(24a、24b)に対向し
て溶接部材としてのワークWが配される。A welding electrode 24 (24a, 24b) comprising a pair of electrodes is detachably attached to the electrode holder 20. A work W as a welding member is arranged facing the welding electrodes 24 (24a, 24b).
【0016】溶接電源12は、電源回路32を含み、こ
の電源回路32は、電源スイッチ33を介して導入され
る100[V]あるいは200[V]等のAC電源から
溶接用の電圧Vwの直流電圧(直流電源)を発生すると
ともに、制御回路50等の電源として供給される±12
[V]等の直流低圧電源(図示していない。)を発生す
る。The welding power supply 12 includes a power supply circuit 32. The power supply circuit 32 is supplied with a DC voltage of welding voltage Vw from an AC power supply such as 100 [V] or 200 [V] introduced through a power switch 33. A voltage (DC power supply) is generated, and ± 12 supplied as a power supply for the control circuit 50 and the like.
A DC low voltage power supply (not shown) such as [V] is generated.
【0017】溶接用の直流電圧Vwにより電解コンデン
サ34が充電され、この電解コンデンサ34に充電され
た直流電圧Vwが直流入力としてチョッパ回路35の入
力側に供給される。The electrolytic capacitor 34 is charged by the DC voltage Vw for welding, and the DC voltage Vw charged in the electrolytic capacitor 34 is supplied to the input side of the chopper circuit 35 as a DC input.
【0018】チョッパ回路35は、電力用のスイッチン
グ素子であるMOSFET36と、このMOSFET3
6のゲート駆動回路58とから構成され、直流電圧Vw
の直流入力をチョッピングして矩形波交流出力S1を出
力する。The chopper circuit 35 includes a MOSFET 36 serving as a power switching element, and a MOSFET 3
6 and a DC drive voltage Vw
Is chopped to output a square wave AC output S1.
【0019】ここで、矩形波交流出力S1とは、図2に
示すように、値0(単位は、電圧[V]、電流[A]あ
るいは電力[W])を基準に、時点t1〜t2の出力時
間(溶接時間)Toutの間で振幅+Q(単位は、電圧
[V]、電流[A]あるいは電力[W])を有するチョ
ッピングされた矩形波出力をいう。Here, as shown in FIG. 2, the rectangular wave AC output S1 is defined as a value 0 (unit: voltage [V], current [A] or power [W]) as a reference, from time t1 to time t2. , A chopped rectangular wave output having an amplitude + Q (unit: voltage [V], current [A] or power [W]) during the output time (welding time) Tout.
【0020】なお、図2例では、正電源(正電源という
意味は、矩形波交流出力S1を積分した場合に、正の値
になることを意味している。)の場合を示しているが、
図3に示すように、値0を基準に振幅−Qを有するチョ
ッピングされた負電源の矩形波交流出力S1としてもよ
い。FIG. 2 shows an example of a positive power supply (positive power supply means a positive value when the square wave AC output S1 is integrated). ,
As shown in FIG. 3, a rectangular wave AC output S1 of a chopped negative power supply having an amplitude −Q based on the value 0 may be used.
【0021】出力端子21、22間に発生する溶接電圧
である電圧V1が電圧検出器52により検出され、制御
回路50にフィードバック電圧(繁雑となるので、この
符号も、V1とする。)として供給される。The voltage V1, which is the welding voltage generated between the output terminals 21 and 22, is detected by the voltage detector 52 and supplied to the control circuit 50 as a feedback voltage (this symbol is also referred to as V1 because it becomes complicated). Is done.
【0022】また、電源供給線16(16a、16b)
に流れる溶接電流である電流I1が電流検出器48によ
り検出され、電流電圧変換器54を通じてフィードバッ
ク電流(繁雑となるので、この符号も、I1とする。)
として制御回路50に供給される。The power supply lines 16 (16a, 16b)
The current I1 which is a welding current flowing through the current detector 48 is detected by the current detector 48, and is fed back through the current-voltage converter 54 (this symbol is also referred to as I1 because it becomes complicated).
Is supplied to the control circuit 50.
【0023】制御回路50は、駆動・制御・処理・判断
手段等として機能するマイクロコンピュータを含み、こ
のマイクロコンピュータは、周知のように、中央処理装
置(CPU)に対応するマイクロプロセッサ(MPU)
と、このマイクロプロセッサに接続される入出力装置と
してのAD(アナログデジタル)変換回路やDA(デジ
タルアナログ)変換回路、I/Oポート、制御プログラ
ム・システムプログラム・ルックアップテーブル等が予
め書き込まれる読み出し専用メモリ(ROM)、処理デ
ータを一時的に保存等するランダムアクセスメモリ(R
AMであり、書き込み・読み出しメモリ)、タイマ回
路、カウンタ等を含んでいる。The control circuit 50 includes a microcomputer functioning as drive / control / processing / judgment means. As is well known, the microcomputer is a microprocessor (MPU) corresponding to a central processing unit (CPU).
Read in which an AD (analog-digital) conversion circuit or DA (digital-analog) conversion circuit as an input / output device connected to the microprocessor, an I / O port, a control program, a system program, a look-up table, etc. are written in advance A dedicated memory (ROM), a random access memory (R) for temporarily storing processing data, etc.
AM, a write / read memory), a timer circuit, a counter, and the like.
【0024】この制御回路50にチョッパ回路35を構
成するゲート駆動回路58の入力側が接続され、このゲ
ート駆動回路58の出力側がMOSFET36のゲート
端子に接続される。The control circuit 50 is connected to the input side of a gate drive circuit 58 constituting the chopper circuit 35, and the output side of the gate drive circuit 58 is connected to the gate terminal of the MOSFET 36.
【0025】また、制御回路50には、CRTディスプ
レイ等の表示装置56と入力装置62とが接続され、制
御回路50により設定可能な溶接要素の種類{この図1
例では、電圧V1、電流I1、あるいは電圧V1と電流
I1の積である電力P1(V1×I1)}、チョッピン
グ周波数f、デューティD、出力時間Tout等が表示
装置56上に選択可能な表示とされ、かつ入力装置62
により設定可能とされている。入力装置62には、溶接
開始スイッチ64が取り付けられている。A display device 56 such as a CRT display and an input device 62 are connected to the control circuit 50, and the types of welding elements that can be set by the control circuit 50 {FIG.
In the example, the voltage V1, the current I1, or the power P1 (V1 × I1)} which is the product of the voltage V1 and the current I1, the chopping frequency f, the duty D, the output time Tout, and the like are selectable on the display device 56. Input device 62
Can be set. The input device 62 is provided with a welding start switch 64.
【0026】デューティDは、この実施の形態ではオン
デューティであり、図4(図2の拡大図)に示す矩形波
交流出力S1では、時点t1〜t2の出力時間Tout
の間での繰り返しの周期をT、この周期Tの間で振幅が
+Qとなっている期間をTonとするとき、デューティ
Dは、D[%]=(Ton/T)×100と定義され
る。The duty D is an on-duty in this embodiment, and in the rectangular wave AC output S1 shown in FIG. 4 (an enlarged view of FIG. 2), the output time Tout between the time points t1 and t2.
The duty D is defined as D [%] = (Ton / T) × 100, where T is the period of repetition between T and Ton the period during which the amplitude is + Q during this period T. .
【0027】この実施の形態において、電圧検出器52
の出力で得られる電圧V1および電流電圧変換器54の
出力で得られる電流I1として、それぞれ、各瞬時値の
包絡線が得られるように設計されている。瞬時値の包絡
線とは、たとえば、図2に示す矩形波交流出力S1をそ
れぞれ、制御回路50に供給される電圧V1、電流I1
の波形であると仮定した場合、時点t1までは電圧V1
=0[V]あるいは電流I1=0[A]、出力時間であ
る時点t1〜t2の間では電圧V1=+Q[V]あるい
は電流I1=+Q[A]、時点t2以降では、電圧V1
=0[V]あるいは電流I1=0[A]となることをい
い、これらの電圧V1および電流I1が制御回路50に
供給される。In this embodiment, the voltage detector 52
Are designed so that the envelope of each instantaneous value can be obtained as the voltage V1 obtained at the output of the current and the current I1 obtained at the output of the current-voltage converter 54. The envelope of the instantaneous value is, for example, a voltage V1 and a current I1 supplied to the control circuit 50 by the rectangular wave AC output S1 shown in FIG.
Is assumed to be the voltage V1 until time t1.
= 0 [V] or current I1 = 0 [A], voltage V1 = + Q [V] or current I1 = + Q [A] during time t1 to t2, which is the output time, and voltage V1 after time t2.
= 0 [V] or current I1 = 0 [A], and these voltage V1 and current I1 are supplied to the control circuit 50.
【0028】電力P1は、実際には、電圧V1の実効値
と電流I1の実効値の積として得られるが、この実施の
形態において制御回路50は、検出された電圧V1と電
流I1とから電力P1を、P1=V1×I1として便宜
的に計算している。もちろん、デューティDを考慮して
電力P1をP1=V1×I1×(D/100)と計算す
るようにしてもよい。The power P1 is actually obtained as the product of the effective value of the voltage V1 and the effective value of the current I1, but in this embodiment, the control circuit 50 determines the power from the detected voltage V1 and the current I1. P1 is calculated for convenience as P1 = V1 × I1. Of course, the power P1 may be calculated as P1 = V1 × I1 × (D / 100) in consideration of the duty D.
【0029】制御回路50は、検出された電圧V1、あ
るいは電流I1、または電圧V1と電流I1とから計算
される電力P1のうち少なくとも1つの要素と、これに
対応して予め入力装置62により設定される設定電圧
(符号をVsとする。)、設定電流(符号をIsとす
る。)あるいは設定電力(符号をPsとする。)と検出
電圧V1、検出電流I1あるいは検出電力P1とを比較
してフィードバック制御を行う。The control circuit 50 sets at least one element of the detected voltage V1, the current I1, or the power P1 calculated from the voltage V1 and the current I1, and sets the corresponding element by the input device 62 in advance. The set voltage (sign is Vs), set current (sign is Is) or set power (sign is Ps) is compared with the detected voltage V1, the detected current I1, or the detected power P1. To perform feedback control.
【0030】このフィードバック制御の際には、スロー
アップ制御等も設定により選択することが可能である。
なお、スローアップ制御は、負荷(設定電力)の大小に
よりスロープが自動的に設定されるようにすることもで
きる。In this feedback control, slow-up control and the like can be selected by setting.
In the slow-up control, the slope may be automatically set according to the magnitude of the load (set power).
【0031】次に、上記のように構成される抵抗溶接装
置10の動作例について説明する。まず、ユーザである
オペレータは、溶接電源12の電源スイッチ33をオン
状態にする。Next, an operation example of the resistance welding apparatus 10 configured as described above will be described. First, the operator as a user turns on the power switch 33 of the welding power source 12.
【0032】この状態において、表示装置56には、図
5の上側に示す設定電圧Vs、設定電流Is、および出
力時間(通電時間または溶接時間ともいう。)Tout
の設定画面70が表示される。In this state, on the display device 56, the set voltage Vs, the set current Is, and the output time (also referred to as energization time or welding time) Tout shown on the upper side of FIG.
Is displayed.
【0033】ここで、ワークWとしては、上述したステ
ンレス製で厚みが0.1mmのリボン状のワークWと、
酸化皮膜のあるニッケル製の直径がφ5.0mmのステ
ム状のワークWとする。Here, the workpiece W is a ribbon-shaped workpiece W made of stainless steel and having a thickness of 0.1 mm as described above.
A workpiece W made of nickel having an oxide film and having a diameter of 5.0 mm is used.
【0034】そこで、オペレータは、設定画面70上
で、入力装置62中の図示していないアップダウンキ
ー、カーソルキー等により各要素(溶接条件)の値を設
定する。Therefore, the operator sets the values of the respective elements (welding conditions) on the setting screen 70 by using the not-shown up / down keys, cursor keys and the like in the input device 62.
【0035】ここでは、図5の下側に示す設定画面72
に示すように設定電圧Vs=2.00[V]での定電圧
溶接に設定し、かつ出力時間ToutをTout=4.
00[ms]に設定する。なお、同図に示すように設定
電圧Vsのみを設定して設定電流Isを設定しないとき
には(Is=「*.**」[kA])、自動的に定電圧
フィードバック制御での溶接条件となる。Here, a setting screen 72 shown in the lower part of FIG.
As shown in the figure, constant voltage welding is performed at the set voltage Vs = 2.00 [V], and the output time Tout is set to Tout = 4.
Set to 00 [ms]. When only the set voltage Vs is set and the set current Is is not set (Is = “*. **” [kA]) as shown in the figure, the welding conditions in the constant voltage feedback control are automatically set. .
【0036】これに対して、設定電流Isを設定して設
定電圧Vsを設定しない場合には、自動的に定電流フィ
ードバック制御での溶接条件となり、設定電圧Vsと設
定電流Isの両方を設定した場合には、自動的に定電力
フィードバック制御での溶接条件となる。On the other hand, when the set current Is is set and the set voltage Vs is not set, the welding conditions in the constant current feedback control are automatically set, and both the set voltage Vs and the set current Is are set. In such a case, the welding conditions in the constant power feedback control are automatically set.
【0037】設定画面72の状態(定電圧溶接条件)に
おいて入力装置62中の図示しない決定キーを押したと
き、図6に示すチョッピング周波数f[kHz]とデュ
ーティD[%]の選択画面73に切り換えられる。この
選択画面73によりチョッピング周波数fとデューティ
Dの値を選択する。When a decision key (not shown) in the input device 62 is pressed in the state of the setting screen 72 (constant voltage welding condition), a selection screen 73 for chopping frequency f [kHz] and duty D [%] shown in FIG. Can be switched. On this selection screen 73, the values of the chopping frequency f and the duty D are selected.
【0038】図6の選択画面73中の設定条件から分か
るように、この実施の形態ではチョッピング周波数fと
して、f=10[kHz]とf=20[kHz]のいず
れかが設定可能とされ、デューティDとして、D=25
[%]とD=50[%]とD=75[%]のいずれかが
設定可能とされている。As can be seen from the setting conditions in the selection screen 73 in FIG. 6, in this embodiment, the chopping frequency f can be set to either f = 10 [kHz] or f = 20 [kHz]. As the duty D, D = 25
Either [%], D = 50 [%] or D = 75 [%] can be set.
【0039】この図6例の選択画面73では、カーソル
キーによりチョッピング周波数fとしてf=10[kH
z]が選択され、デューティDとしてD=50[%]が
オペレータにより選択されて決定されたものとする。選
択画面73中に、この決定に対応するカーソル「>」が
表示されている。なお、図5、図6に示す画面表示は、
同一の画面(1つの画面)に表示することが可能であ
る。In the selection screen 73 in the example of FIG. 6, the chopping frequency f is set to f = 10 [kHz] using the cursor key.
z] is selected, and D = 50 [%] is selected and determined as the duty D by the operator. In the selection screen 73, a cursor ">" corresponding to this determination is displayed. The screen displays shown in FIGS.
It is possible to display on the same screen (one screen).
【0040】溶接条件の設定終了後に、オペレータは、
入力装置62上の溶接開始スイッチ64を押す。これに
より図示していないシリンダ等を通じて電極ホルダ20
a、20bが接近し、溶接電極24a、24bによりワ
ークWが挟まれる。ワークWが挟まれた状態で図示しな
いシリンダにより溶接電極24a、24bのワークWに
対する加圧圧力が適当に保持される。After setting the welding conditions, the operator
A welding start switch 64 on the input device 62 is pressed. This allows the electrode holder 20 to pass through a cylinder or the like (not shown).
The workpiece W is sandwiched between the welding electrodes 24a and 24b. When the work W is sandwiched between the welding electrodes 24a and 24b, the pressure applied to the work W is appropriately maintained by a cylinder (not shown).
【0041】この状態において、制御回路50は、溶接
条件の設定値{電圧V1=2.00[V]、溶接時間T
out=4.00[ms]、チョッピング周波数f=1
0[kHz]、デューティD=50[%]}に基づく定
電圧フィードバック制御による溶接動作を遂行する。In this state, the control circuit 50 sets the welding condition set value / voltage V1 = 2.00 [V], welding time T
out = 4.00 [ms], chopping frequency f = 1
The welding operation is performed by constant voltage feedback control based on 0 [kHz] and duty D = 50 [%].
【0042】この溶接条件の設定値に対応する波形10
2を図7の上側に示す。図7の下側の波形2は、参考の
ために再度掲示した従来技術に係る矩形波直流出力2の
定電圧フィードバック制御の波形(図18に示した波
形)である。The waveform 10 corresponding to the set value of the welding condition
2 is shown in the upper part of FIG. A waveform 2 on the lower side of FIG. 7 is a waveform (a waveform shown in FIG. 18) of the constant voltage feedback control of the rectangular wave DC output 2 according to the related art, which is shown again for reference.
【0043】この場合、制御回路50は、図7の上側の
波形に従う上記の溶接条件の設定値に基づきゲート駆動
回路58を通じてMOSFET36をオンオフ制御す
る。これにより、直流電圧Vwがチョッパ回路35によ
りチョッピングされた矩形波交流出力S1=V1が溶接
電極24a、24bを介してワークWに印加される。こ
のワークWに印加される溶接電極24a、24b間の電
圧V1が電圧検出器52により検出され制御回路50に
導入される。In this case, the control circuit 50 controls the MOSFET 36 on and off through the gate drive circuit 58 based on the set values of the welding conditions according to the upper waveform in FIG. As a result, the rectangular wave AC output S1 = V1 obtained by chopping the DC voltage Vw by the chopper circuit 35 is applied to the work W via the welding electrodes 24a and 24b. The voltage V1 between the welding electrodes 24a and 24b applied to the work W is detected by the voltage detector 52 and introduced into the control circuit 50.
【0044】制御回路50は、検出電圧V1と設定電圧
(溶接電圧)Vsとが等しくなるような定電圧フィード
バック制御を溶接時間Toutの間、行う。The control circuit 50 performs constant voltage feedback control during the welding time Tout so that the detected voltage V1 and the set voltage (welding voltage) Vs become equal.
【0045】溶接条件の設定値{電圧V1=2.00
[V]、溶接時間Tw=4.00[ms]、チョッピン
グ周波数f=10[kHz]、デューティD=50
[%]}による溶接の終了後に、溶接ヘッド14による
ワークWに対する加圧圧力が解除され、溶接電極24
a、24bがワークWから離されることで、ワークWに
対する溶接処理が終了する。なお、この実施の形態にお
いて、ワークWの溶接中に、電流検出器48により検出
された実際の溶接電流I1は、約500[A]であっ
た。Set value of welding condition / voltage V1 = 2.00
[V], welding time Tw = 4.00 [ms], chopping frequency f = 10 [kHz], duty D = 50
[%], The pressing pressure on the workpiece W by the welding head 14 is released, and the welding electrode 24
When the workpieces a and 24b are separated from the workpiece W, the welding process on the workpiece W is completed. In this embodiment, the actual welding current I1 detected by the current detector 48 during welding of the workpiece W was about 500 [A].
【0046】このような溶接処理を行うことで、溶接後
のワークWに散り(ちり)が全く認められなかった。By performing such a welding process, no scattering (dust) was recognized on the workpiece W after welding.
【0047】その理由は、図7の下側の従来技術に係る
矩形波直流出力2による溶接では、溶接時間がmsオー
ダーの短い時間(この例では、溶接時間Tout=2
[ms])であるため、酸化皮膜の存在するワークWを
溶接しようとするときには、溶接ヘッド14の追従が不
十分となり、溶接ヘッド14の追従途中で溶接時間が終
了してしまうために散りや溶接箇所の不具合が発生する
ことが考えられる。The reason for this is that in the welding using the rectangular wave DC output 2 according to the prior art shown in the lower part of FIG. 7, the welding time is short (on the order of ms) (in this example, the welding time Tout = 2).
[Ms]), when the workpiece W having an oxide film is to be welded, the following of the welding head 14 is insufficient, and the welding time ends during the following of the welding head 14, resulting in scattering or the like. It is conceivable that a defect at the welding location occurs.
【0048】これに対して、図7の上側に示すこの実施
の形態に係る矩形波交流出力波形102による溶接で
は、溶接電圧V1がワークWに対して間欠的に印加され
るため、従来技術の時点t11におけるような急激な電
圧電流の変化がなくなる。また、溶接時間Toutがデ
ューティDの値に応じて長くなるため(たとえば、この
図7例のデューティD=50[%]では、出力時間To
utが、従来の出力時間Tout=2[ms]の2倍の
Tout=4[ms])、溶接ヘッド14の追従が十分
なものとなり、安定した溶接が行われるものと判断され
る。On the other hand, in the welding using the rectangular-wave AC output waveform 102 according to this embodiment shown in the upper part of FIG. 7, the welding voltage V1 is intermittently applied to the work W. The sudden change in voltage and current as at time t11 disappears. Further, since the welding time Tout becomes longer according to the value of the duty D (for example, in the case of the duty D = 50 [%] in the example of FIG. 7, the output time To
ut is Tout = 4 [ms], which is twice the conventional output time Tout = 2 [ms], and it is determined that the welding head 14 can sufficiently follow and the stable welding is performed.
【0049】より定性的な説明ではあるが、この発明で
の溶接は「矩形波交流出力S1(102)を構成するパ
ルスをハンマーに見立てれば、このハンマーにより酸化
皮膜付きのワークWを小刻みに叩いて酸化皮膜を除去す
るような溶接」であるとも言える。Although it is a more qualitative explanation, the welding in the present invention is described as follows. "If the pulse constituting the square wave AC output S1 (102) is regarded as a hammer, the work W with the oxide film is reduced by the hammer. It can be said that it is "welding that removes the oxide film by hitting."
【0050】なお、この図1例の抵抗溶接装置10で
は、実際上、溶接電圧V1としては、+0.10[V]
〜+3.00[V]の間で可変することが可能であり、
溶接時間Toutとしては、0.5[ms]〜100
[ms]の間で可変することが可能である。また、溶接
電流I1としては、0.1[kA]〜8.0[kA]の
間で可変することが可能である。溶接電力Pとしては、
0.1[kVA]〜64[kVA]の間で可変すること
が可能である。In the resistance welding apparatus 10 of FIG. 1, the welding voltage V1 is actually +0.10 [V].
To +3.00 [V].
The welding time Tout is 0.5 [ms] to 100.
[Ms]. Also, the welding current I1 can be varied between 0.1 [kA] and 8.0 [kA]. As the welding power P,
It can be varied between 0.1 [kVA] and 64 [kVA].
【0051】参考のために、この図1例の抵抗溶接装置
10による各種の溶接条件における電圧電流波形を以下
に説明する。For reference, voltage current waveforms under various welding conditions by the resistance welding apparatus 10 of FIG. 1 will be described below.
【0052】以下に説明する電圧電流波形では、溶接電
極24aと24bとを短絡し、電圧波形の場合は出力端
子21、22間で波形測定器で測定したものであり、電
流波形の場合は、電源供給線16bと出力端子22との
間に1[mΩ]の抵抗器を挿入し、その両端に発生する
電圧波形を波形測定器で測定したものである。In the voltage and current waveforms described below, the welding electrodes 24a and 24b are short-circuited. In the case of the voltage waveform, it is measured by a waveform measuring device between the output terminals 21 and 22, and in the case of the current waveform, A 1 [mΩ] resistor is inserted between the power supply line 16b and the output terminal 22, and a voltage waveform generated at both ends of the resistor is measured by a waveform measuring instrument.
【0053】まず、図8の波形は、定電圧制御で、電圧
V1=+2[V]、チョッピング周波数f=5[kH
z]、デューティD=50[%]のものである。上側が
電圧V1の波形、下側が電流I1の波形である。電圧V
1の波形からこの電圧V1が正確にフィードバック制御
されていることが理解される。First, the waveform in FIG. 8 is a voltage V1 = + 2 [V] and a chopping frequency f = 5 [kHz] by constant voltage control.
z] and duty D = 50 [%]. The upper side shows the waveform of the voltage V1, and the lower side shows the waveform of the current I1. Voltage V
It is understood from the waveform 1 that the voltage V1 is accurately feedback-controlled.
【0054】図9の波形は、定電圧制御で、電圧V1=
+2[V]、チョッピング周波数f=10[kHz]、
デューティD=50[%]のものである。上側が電圧V
1の波形、下側が電流I1の波形である。The waveform of FIG. 9 is a constant voltage control, and the voltage V1 =
+2 [V], chopping frequency f = 10 [kHz],
The duty D is 50 [%]. Upper side is voltage V
1 is the waveform of the current I1 on the lower side.
【0055】図10の波形は、定電圧制御で、電圧V1
=+2[V]、チョッピング周波数f=15[kH
z]、デューティD=50[%]のものである。上側が
電圧V1の波形、下側が電流I1の波形である。The waveform of FIG. 10 is a constant voltage control, and the voltage V1
= + 2 [V], chopping frequency f = 15 [kHz]
z] and duty D = 50 [%]. The upper side shows the waveform of the voltage V1, and the lower side shows the waveform of the current I1.
【0056】図11の波形は、定電圧制御で、電圧V1
=2[V]、チョッピング周波数f=20[kHz]、
デューティD=50[%]のものである。上側が電圧V
1の波形、下側が電流I1の波形である。The waveform in FIG. 11 is a constant voltage control, and the voltage V1
= 2 [V], chopping frequency f = 20 [kHz],
The duty D is 50 [%]. Upper side is voltage V
1 is the waveform of the current I1 on the lower side.
【0057】図12の波形は、定電流制御で、電流I1
=500[A]、チョッピング周波数f=3[kH
z]、デューティD=50[%]のものである。下側の
電流I1の波形が正確にフィードバック制御されている
ことが理解される。The waveform of FIG. 12 shows the constant current control and the current I1
= 500 [A], chopping frequency f = 3 [kHz]
z] and duty D = 50 [%]. It is understood that the waveform of the lower current I1 is accurately feedback-controlled.
【0058】図13の波形は、定電力制御で、電力P=
2[kVA]、チョッピング周波数f=10[kH
z]、デューティD=50[%]のものである。上側の
電圧V1の波形と下側の電流I1の波形をかけた波形が
一定値(一定電力)になるようにフィードバック制御さ
れている。The waveform of FIG. 13 is a constant power control, and the power P =
2 [kVA], chopping frequency f = 10 [kHz]
z] and duty D = 50 [%]. Feedback control is performed so that a waveform obtained by multiplying the waveform of the upper voltage V1 and the waveform of the lower current I1 has a constant value (constant power).
【0059】図14の波形は、定電力スロープ制御で、
電力P=2[kV]、チョッピング周波数f=10[k
Hz]、デューティD=50[%]のものである。立ち
上がり時点からスロープがかかっていることが理解され
る。The waveform of FIG. 14 is a constant power slope control.
Power P = 2 [kV], chopping frequency f = 10 [k]
Hz] and a duty D = 50 [%]. It is understood that the slope is applied from the time of rising.
【0060】次に、比較例としての従来技術に係る波形
を掲示する。Next, a waveform according to the prior art as a comparative example will be described.
【0061】図15の波形は、定電圧制御で、電圧Vが
V=2[V]のものである。The waveform shown in FIG. 15 is obtained by constant voltage control and the voltage V is V = 2 [V].
【0062】図16の波形は、定電流制御で、電流Iが
I=650[A]のものである。The waveform shown in FIG. 16 is a constant current control, and the current I is I = 650 [A].
【0063】図17の波形は、定電力制御で、電力Pが
P=2[kVA]のものである。The waveform in FIG. 17 is for constant power control, and the power P is P = 2 [kVA].
【0064】なお、この発明は、上述の実施の形態に限
らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成
を採り得ることはもちろんである。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.
【0065】[0065]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、矩形波交流出力を溶接電極を介してワークに印加し
ワークを溶接するようにしている。As described above, according to the present invention, a rectangular wave AC output is applied to a work through a welding electrode to weld the work.
【0066】これにより、溶接後に散りの発生がほとん
ど見られないワークを得ることができる。As a result, it is possible to obtain a work with almost no occurrence of scattering after welding.
【図1】この発明の一実施の形態が適用された抵抗溶接
装置の構成を示す回路ブロック図である。FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration of a resistance welding apparatus to which an embodiment of the present invention has been applied.
【図2】正の矩形波交流出力の説明に供される波形図で
ある。FIG. 2 is a waveform chart for explaining a positive square wave AC output.
【図3】負の矩形波交流出力の説明に供される波形図で
ある。FIG. 3 is a waveform chart for explaining a negative square wave AC output.
【図4】矩形波交流出力におけるデューティの説明に供
される波形図である。FIG. 4 is a waveform chart for explaining a duty in a rectangular wave AC output.
【図5】溶接条件の設定に供される画面の説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram of a screen used for setting welding conditions.
【図6】溶接条件の設定に供される画面の説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram of a screen provided for setting welding conditions.
【図7】この実施の形態に係る溶接波形と従来技術に係
る溶接波形を対比して説明する波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram for explaining a welding waveform according to the present embodiment in comparison with a welding waveform according to the related art.
【図8】定電圧溶接の例を示す波形図である。FIG. 8 is a waveform diagram showing an example of constant voltage welding.
【図9】定電圧溶接の他の例を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing another example of constant voltage welding.
【図10】定電圧溶接のさらに他の例を示す波形図であ
る。FIG. 10 is a waveform diagram showing still another example of constant voltage welding.
【図11】定電圧溶接のさらに他の例を示す波形図であ
る。FIG. 11 is a waveform diagram showing still another example of constant voltage welding.
【図12】定電流溶接の例を示す波形図である。FIG. 12 is a waveform chart showing an example of constant current welding.
【図13】定電力溶接の例を示す波形図である。FIG. 13 is a waveform chart showing an example of constant power welding.
【図14】定電力スロープ溶接の例を示す波形図であ
る。FIG. 14 is a waveform diagram showing an example of constant power slope welding.
【図15】比較例としての定電圧溶接の例の示す波形図
である。FIG. 15 is a waveform diagram showing an example of constant voltage welding as a comparative example.
【図16】比較例としての定電流溶接の例を示す波形図
である。FIG. 16 is a waveform diagram showing an example of constant current welding as a comparative example.
【図17】比較例としての定電力溶接の例を示す波形図
である。FIG. 17 is a waveform diagram showing an example of constant power welding as a comparative example.
【図18】従来技術に係る定電圧溶接の例を示す波形図
である。FIG. 18 is a waveform diagram showing an example of constant voltage welding according to the related art.
10…抵抗溶接装置 12…溶接電源 14…溶接ヘッド 16(16a、
16b)…電源供給線 20(20a、20b)…電極ホルダ 21、22…出
力端子 24(24a、24b)…溶接電極 32…電源回路 33…電源スイッチ 34…電解コン
デンサ 35…チョッパ回路 36…MOSF
ET 48…電流検出器 50…制御回路 52…電圧検出器 54…ゲート駆
動回路 56…表示装置 62…入力装置 64…溶接開始スイッチ 70、72…設
定画面 73…選択画面 S1…矩形波交
流出力 W…ワークDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Resistance welding apparatus 12 ... Welding power supply 14 ... Welding head 16 (16a,
16b) Power supply line 20 (20a, 20b) Electrode holder 21, 22 Output terminal 24 (24a, 24b) Welding electrode 32 Power supply circuit 33 Power switch 34 Electrolytic capacitor 35 Chopper circuit 36 MOSF
ET 48 current detector 50 control circuit 52 voltage detector 54 gate drive circuit 56 display device 62 input device 64 welding start switch 70, 72 setting screen 73 selection screen S1 rectangular wave AC output W …work
Claims (3)
力とするチョッパ回路と、 入力側に該チョッパ回路の矩形波交流出力が供給され、
出力側にワークが当接される溶接電極とを備え、 前記溶接電極を介して前記ワークに前記矩形波交流出力
を印加することで、前記ワークを溶接することを特徴と
する抵抗溶接装置。1. A chopper circuit for chopping a DC input to produce a rectangular wave AC output, and a rectangular wave AC output of the chopper circuit is supplied to an input side.
A resistance welding apparatus, comprising: a welding electrode on the output side with which the workpiece is in contact, and applying the rectangular wave AC output to the workpiece via the welding electrode to weld the workpiece.
前記チョッパ回路に接続される制御回路を有し、 前記制御回路は、前記溶接電極を通じて前記ワークに流
れる電流、前記ワークに印加される電圧、あるいは前記
ワークに供給される電力のうち、少なくとも1つの要素
をフィードバック制御することを特徴とする抵抗溶接装
置。2. The resistance welding apparatus according to claim 1, further comprising a control circuit having an input side connected to said welding electrode side and an output side connected to said chopper circuit. A feedback welding control of at least one of a current flowing through the work through the workpiece, a voltage applied to the work, and an electric power supplied to the work.
記入力装置により選択可能に表示されるとともに、 前記フィードバック要素の値、および前記チョッピング
周波数、デューティ、出力時間が前記入力装置により設
定可能に表示されることを特徴とする抵抗溶接装置。3. The resistance welding apparatus according to claim 2, wherein a display device and an input device are connected to the control circuit, and the type of the feedback element is selectable on the display device by the input device. The resistance welding apparatus is displayed so that the value of the feedback element and the chopping frequency, duty, and output time can be set by the input device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000035486A JP2001225173A (en) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | Resistance welding equipment |
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JP2000035486A JP2001225173A (en) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | Resistance welding equipment |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2021033364A1 (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-25 |
-
2000
- 2000-02-14 JP JP2000035486A patent/JP2001225173A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2021033364A1 (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-25 | ||
JP7112602B2 (en) | 2019-08-20 | 2022-08-03 | 本田技研工業株式会社 | spot welding method |
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