JP2006026667A - Resistance welding equipment - Google Patents

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JP2006026667A
JP2006026667A JP2004206321A JP2004206321A JP2006026667A JP 2006026667 A JP2006026667 A JP 2006026667A JP 2004206321 A JP2004206321 A JP 2004206321A JP 2004206321 A JP2004206321 A JP 2004206321A JP 2006026667 A JP2006026667 A JP 2006026667A
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JP2004206321A
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Japanese (ja)
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Kiyokuni Hagiwara
清邦 萩原
Kazuo Oshima
和郎 尾島
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Seiwa Manufacturing Co Ltd
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Seiwa Manufacturing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide resistance welding equipment with which a welding result of stable quality can be obtained through extremely simple structure. <P>SOLUTION: Voltage measured by a voltage measuring circuit 32 is controlled to be voltage set by a welding parameter and the voltage-controlled electricity is supplied. Then, after current measured by a current measuring circuit 30 reaches welding current set by the welding parameter, welding is performed by making the fixed welding current to flow through during the electricity supply time set by the welding parameter. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、溶接電流及びその通電時間を制御して被溶接材に対する溶接処理を行う抵抗溶接装置に関する。   The present invention relates to a resistance welding apparatus that performs a welding process on a workpiece by controlling a welding current and an energization time thereof.

抵抗溶接装置では、被溶接材である2枚の金属板を溶接電極によって挟持し、これらの溶接電極間に所定の溶接電流を所定時間通電し、発生したジュール熱により金属板同士を溶融して接合する。このような被溶接材の接触抵抗による発熱を熱源とする抵抗溶接においては、被溶接材の表面粗さや酸化皮膜の影響により接触抵抗がばらつくと、所望の溶接電流が流れないことによる溶接不良、あるいは、過大な溶接電流によるスパークの発生等の不具合が生じるおそれがある。   In a resistance welding apparatus, two metal plates that are materials to be welded are sandwiched between welding electrodes, a predetermined welding current is passed between these welding electrodes for a predetermined time, and the metal plates are melted by the generated Joule heat. Join. In resistance welding using the heat generated by the contact resistance of the material to be welded as a heat source, if the contact resistance varies due to the influence of the surface roughness of the material to be welded or the oxide film, welding failure due to the fact that the desired welding current does not flow, Alternatively, there is a risk that problems such as the occurrence of sparks due to excessive welding current may occur.

そこで、所望の溶接電流を確保可能な技術として特許文献1に開示された抵抗溶接装置が提案されている。   Therefore, a resistance welding apparatus disclosed in Patent Document 1 has been proposed as a technique capable of ensuring a desired welding current.

この抵抗溶接装置は、電圧設定値に従い、溶接電極間に一定の設定電圧を印加するとともに溶接電流をモニタし、溶接電流が電流臨界値に達したとき、電圧制御から電流制御に切り替え、電流設定値に従い、一定の設定溶接電流を供給して溶接を行うとともに電極間電圧をモニタし、電極間電圧が電圧臨界値に達したとき、電流制御から電圧制御に切り替え、再び一定の設定電圧を印加する処理を繰り返すようにしたものである。   This resistance welding device applies a constant set voltage between the welding electrodes according to the voltage set value and monitors the welding current. When the welding current reaches the current critical value, it switches from voltage control to current control and sets the current. According to the value, welding is performed by supplying a constant set welding current and the voltage between the electrodes is monitored, and when the voltage between the electrodes reaches the voltage critical value, switching from current control to voltage control and applying the constant set voltage again This process is to be repeated.

特許第3484457号公報Japanese Patent No. 3484457

ところで、溶接品質は、過剰電圧又は過剰電流によって低下するだけでなく、被溶接材に溶接電流を通電する時間にも大きく左右される。すなわち、溶接に必要なジュール熱は、溶接電流とその通電時間との積によって決定される。従って、適切な溶接状態を得るためには、溶接電流だけでなく、通電時間も管理する必要がある。   By the way, the welding quality not only decreases due to excessive voltage or excessive current, but also greatly depends on the time during which the welding current is applied to the material to be welded. That is, the Joule heat required for welding is determined by the product of the welding current and its energization time. Therefore, in order to obtain an appropriate welding state, it is necessary to manage not only the welding current but also the energization time.

本発明は、極めて簡易な構成で良好な溶接品質を得ることのできる抵抗溶接装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the resistance welding apparatus which can obtain favorable welding quality with a very simple structure.

また、本発明は、被溶接材の状態等の異常の有無を検知することのできる抵抗溶接装置を提供することを目的とする。   Moreover, an object of this invention is to provide the resistance welding apparatus which can detect the presence or absence of abnormality, such as the state of a to-be-welded material.

本発明の抵抗溶接装置は、溶接電流及び前記溶接電流の通電時間を含む溶接パラメータを設定する溶接パラメータ設定手段と、
溶接電極間の電圧を制御する電圧制御手段と、
前記電圧制御手段による電圧制御によって被溶接材に供給される電流をモニタする電流モニタ手段と、
前記通電時間だけ前記被溶接材に前記溶接電流を供給して制御する溶接電流制御手段と、
前記電流モニタ手段によりモニタした電流が前記溶接電流となったとき、前記電圧制御手段による電圧制御から前記溶接電流制御手段による電流制御に切り替える制御切替手段と、
を備えることを特徴とする。
The resistance welding apparatus of the present invention is a welding parameter setting means for setting a welding parameter including a welding current and an energization time of the welding current,
Voltage control means for controlling the voltage between the welding electrodes;
Current monitoring means for monitoring current supplied to the workpiece by voltage control by the voltage control means;
Welding current control means for supplying and controlling the welding current to the material to be welded for the energization time;
Control switching means for switching from voltage control by the voltage control means to current control by the welding current control means when the current monitored by the current monitoring means becomes the welding current;
It is characterized by providing.

この場合、電極間電圧を溶接電極間に印加して電圧制御を行い、被溶接材に供給される電流が設定した溶接電流となったとき、その溶接電流により被溶接材の溶接を設定した通電時間だけ継続することにより、一定したジュール熱による溶接処理が遂行される。   In this case, voltage control is performed by applying an inter-electrode voltage between the welding electrodes, and when the current supplied to the welded material becomes the set welding current, the energization that sets the welding of the welded material by the welding current By continuing for a certain amount of time, a welding process with constant Joule heat is performed.

なお、設定した溶接電流に到達するまでの電極間電圧を徐々に増加する電圧として設定することにより、スプラッシュの発生を事前に回避することができる。   In addition, generation | occurrence | production of a splash can be avoided in advance by setting the voltage between electrodes until it reaches the set welding current as a voltage which increases gradually.

また、電圧制御手段による電圧制御を行う際、設定した溶接電流に到達する時間を監視し、所定の時間範囲内で溶接電流に到達するか否かを判定することにより、被溶接材の設定状態等の異常の有無を検知することができる。なお、この時間範囲は、溶接パラメータ設定手段により下限時間及び上限時間として設定することができる。   In addition, when performing voltage control by the voltage control means, the time for reaching the set welding current is monitored, and it is determined whether or not the welding current is reached within a predetermined time range. It is possible to detect the presence or absence of abnormality such as. This time range can be set as the lower limit time and the upper limit time by the welding parameter setting means.

さらに、溶接電流制御手段による溶接電流が上限溶接電流を超過するか否かを判定することにより、溶接処理中での異常の有無を検知することもできる。   Furthermore, the presence or absence of abnormality during the welding process can also be detected by determining whether or not the welding current by the welding current control means exceeds the upper limit welding current.

本発明の抵抗溶接装置では、所望の溶接電流を所望の通電時間だけ被溶接材に供給して良好な溶接品質を得ることができる。また、所望の溶接電流に到達するまでの時間に基づいて、被溶接材の設定状態等の異常の有無を認識することができる。これにより、溶接不良の発生を事前に回避することが可能となる。   In the resistance welding apparatus of the present invention, a desired welding current can be supplied to a material to be welded for a desired energization time to obtain good welding quality. Further, it is possible to recognize the presence / absence of an abnormality such as a set state of the material to be welded based on a time required to reach a desired welding current. This makes it possible to avoid the occurrence of welding defects in advance.

図1は、本実施形態のトランジスタ方式の抵抗溶接装置10の回路構成を示すブロック図である。抵抗溶接装置10は、交流電源12と、主電源スイッチ14a、14bを介して交流電源12から供給された交流電流を直流電流に変換するAC/DC変換回路16と、AC/DC変換回路16により直流に変換された電流を電荷として蓄積する大容量コンデンサ18a、18bと、大容量コンデンサ18a、18bの正極及び負極間に接続された溶接電極20a、20bと、大容量コンデンサ18a、18bの一方の電極と一方の溶接電極20aとの間に並列に接続された複数のトランジスタ22a、22b、…、22nとを備える。なお、溶接電極20a、20b間には、重畳された2枚の被溶接材24a、24bが挟持される。   FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a transistor type resistance welding apparatus 10 of the present embodiment. The resistance welding apparatus 10 includes an AC power supply 12, an AC / DC conversion circuit 16 that converts an AC current supplied from the AC power supply 12 via the main power switches 14 a and 14 b into a DC current, and an AC / DC conversion circuit 16. Large capacitors 18a and 18b that store the current converted into direct current as electric charges, welding electrodes 20a and 20b connected between the positive and negative electrodes of the large capacitors 18a and 18b, and one of the large capacitors 18a and 18b. A plurality of transistors 22a, 22b,..., 22n connected in parallel between the electrode and one welding electrode 20a. In addition, two overlapped materials to be welded 24a and 24b are sandwiched between the welding electrodes 20a and 20b.

また、抵抗溶接装置10は、溶接動作の制御を行う制御部26を備える。制御部26には、各トランジスタ22a、22b、…、22nのゲートに対して駆動信号を供給し、トランジスタ22a、22b、…、22nを同時にオン/オフ制御する駆動回路28と、被溶接材24a、24bに供給される電流(モニタ電流mi)を測定する電流測定回路30(電流モニタ手段)と、溶接電極20a、20b間の電圧(モニタ電圧mv)を測定する電圧測定回路32と、溶接パラメータを入力する入力部34と、モニタ電流mi、モニタ電圧mvを含む抵抗溶接装置10の状態を表示するための表示部36と、大容量コンデンサ18a、18bと溶接電極20a、20bとの間に配設される溶接中断スイッチ37とが接続される。   Further, the resistance welding apparatus 10 includes a control unit 26 that controls the welding operation. The controller 26 supplies a drive signal to the gates of the respective transistors 22a, 22b,..., 22n, and simultaneously controls on / off of the transistors 22a, 22b,. , 24b, a current measuring circuit 30 (current monitoring means) for measuring a current (monitor current mi), a voltage measuring circuit 32 for measuring a voltage (monitor voltage mv) between the welding electrodes 20a, 20b, and a welding parameter Between the input unit 34 for inputting the current, the display unit 36 for displaying the state of the resistance welding apparatus 10 including the monitor current mi and the monitor voltage mv, and the large-capacity capacitors 18a and 18b and the welding electrodes 20a and 20b. A welding interruption switch 37 provided is connected.

図2は、制御部26の詳細な構成ブロック図である。制御部26は、入力部34から供給される溶接パラメータに基づき、電極間電圧及び溶接電流の基準波形を設定する設定部38(溶接パラメータ設定手段)と、設定部38からの指令に基づいて時間の計測を行う計時回路40と、モニタ電流mi、モニタ電圧mv、設定部38からの溶接パラメータ及び計時回路40から供給される経過時間tに基づき、電圧制御又は電流制御の切り替えを行うとともに、被溶接材24a、24bの設定状態等の判定を行う切替制御回路42(制御切替手段、溶接電流判定手段)と、切替制御回路42からの電圧制御又は電流制御の選択信号se、計時回路40からの経過時間t及び設定部38から供給される溶接パラメータに従って基準波形を発生させる基準波形発生回路44と、切替制御回路42からのモニタ電流mi又はモニタ電圧mvと基準波形発生回路44からの基準波形信号とを比較する比較回路46と、比較回路46による比較結果に従い、トランジスタ制御信号DGを駆動回路28に出力する電圧発生回路48(電圧制御手段、溶接電流制御手段)とを備える。   FIG. 2 is a detailed configuration block diagram of the control unit 26. Based on the welding parameters supplied from the input unit 34, the control unit 26 sets a reference waveform for the interelectrode voltage and the welding current, and sets the time based on the command from the setting unit 38. Switching of voltage control or current control on the basis of the time measuring circuit 40 for measuring the current, the monitor current mi, the monitor voltage mv, the welding parameter from the setting unit 38 and the elapsed time t supplied from the time measuring circuit 40, and A switching control circuit 42 (control switching means, welding current determination means) for determining the setting state of the welding materials 24a, 24b, a voltage control or current control selection signal se from the switching control circuit 42, a timing circuit 40 A reference waveform generation circuit 44 that generates a reference waveform according to the elapsed time t and the welding parameters supplied from the setting unit 38, and a switching control circuit 42 A comparison circuit 46 that compares the nita current mi or monitor voltage mv with the reference waveform signal from the reference waveform generation circuit 44, and a voltage generation circuit 48 that outputs a transistor control signal DG to the drive circuit 28 according to the comparison result by the comparison circuit 46. (Voltage control means, welding current control means).

なお、設定部38には、表示出力回路50が接続される。表示出力回路50は、モニタ電流mi、モニタ電圧mv等を表示部36に表示し、あるいは、被溶接材24a、24bの設定状態等の判定結果を表示部36に表示するための表示信号を出力する。   A display output circuit 50 is connected to the setting unit 38. The display output circuit 50 displays the monitor current mi, the monitor voltage mv, and the like on the display unit 36, or outputs a display signal for displaying the determination result such as the set state of the workpieces 24a and 24b on the display unit 36. To do.

本実施形態の抵抗溶接装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作につき、図3に示すフローチャートに基づいて説明する。   The resistance welding apparatus 10 of the present embodiment is basically configured as described above. Next, the operation will be described based on the flowchart shown in FIG.

先ず、作業者は、入力部34を用いて溶接パラメータの設定を行う(ステップS1)。この場合、溶接パラメータは、図4に示す各データとして設定される。すなわち、被溶接材24a、24bを溶接電極20a、20bで挟持加圧するスクイズ時間STを設定し、通電開始直後からの電圧制御による電極間電圧の溶接パラメータを、時間T1、電圧P1及びP2として設定する。この場合、設定された電極間電圧は、時間T1で電圧P1から電圧P2まで徐々に増加する基準電圧波形として設定される。また、電流制御による溶接電流i1とその通電時間T2を設定する。さらに、電流制御を終了させるための電流の溶接パラメータを、電極間電圧の場合と同様に、時間T3、電流i2及びi3として設定する。この場合、設定された電流は、時間T3で電流i2から電流i3まで徐々に減少する基準電流波形として設定される。さらにまた、被溶接材24a、24bを溶接電極20a、20bで挟持加圧するホールド時間HTを設定する。   First, the operator sets welding parameters using the input unit 34 (step S1). In this case, the welding parameters are set as each data shown in FIG. That is, a squeeze time ST for clamping and pressurizing the workpieces 24a and 24b with the welding electrodes 20a and 20b is set, and the welding parameters of the interelectrode voltage by voltage control immediately after the start of energization are set as time T1, voltage P1 and P2. To do. In this case, the set interelectrode voltage is set as a reference voltage waveform that gradually increases from voltage P1 to voltage P2 at time T1. Moreover, the welding current i1 by current control and its energization time T2 are set. Furthermore, the welding parameters of the current for ending the current control are set as time T3, currents i2 and i3, as in the case of the interelectrode voltage. In this case, the set current is set as a reference current waveform that gradually decreases from current i2 to current i3 at time T3. Furthermore, a hold time HT for holding and pressurizing the workpieces 24a and 24b with the welding electrodes 20a and 20b is set.

なお、溶接パラメータとして、電圧制御時における状態判定のための下限時間TLL及び上限時間TULを設定することもできる。また、溶接電流制御時における溶接電流i1の上限制限値Δiを設定することもできる。   In addition, the lower limit time TLL and the upper limit time TUL for the state determination at the time of voltage control can also be set as a welding parameter. It is also possible to set an upper limit value Δi of the welding current i1 during the welding current control.

以上のようにして溶接パラメータを設定した後、主電源スイッチ14a、14bを閉じ、抵抗溶接装置10に対する通電を開始する(ステップS2)。交流電源12から供給された電流は、AC/DC変換回路16によって直流電流に変換された後、大容量コンデンサ18a、18bに供給され、電荷が蓄積される。   After setting the welding parameters as described above, the main power switches 14a and 14b are closed, and energization of the resistance welding apparatus 10 is started (step S2). The current supplied from the AC power supply 12 is converted into a DC current by the AC / DC conversion circuit 16, and then supplied to the large-capacitance capacitors 18a and 18b to accumulate charges.

次に、溶接電極20a、20b間に被溶接材24a、24bを挟持させ、その状態をスクイズ時間STだけ継続する(ステップS3)。このスクイズ処理により、溶接電極20a、20bを被溶接材24a、24bに安定した状態で押圧させることができる。なお、スクイズ処理を行っている間、大容量コンデンサ18a、18bと溶接電極20a、20bとの間に配設されるトランジスタ22a、22b、…、22nは、オフの状態とされており、溶接電極20a、20b間に電流が流れることはない。   Next, the workpieces 24a and 24b are sandwiched between the welding electrodes 20a and 20b, and the state is continued for the squeeze time ST (step S3). By this squeeze treatment, the welding electrodes 20a and 20b can be pressed against the workpieces 24a and 24b in a stable state. During the squeeze process, the transistors 22a, 22b,..., 22n disposed between the large-capacitance capacitors 18a, 18b and the welding electrodes 20a, 20b are turned off, and the welding electrodes No current flows between 20a and 20b.

スクイズ時間STが経過すると、基準波形発生回路44は、溶接パラメータである時間T1、電圧P1及びP2に基づいて生成した徐々に増加する基準電圧波形を比較回路46に供給する(ステップS4)。なお、基準電圧波形における電圧の増加率は、(P1−P2)/T1として設定されている。一方、切替制御回路42は、電圧測定回路32により測定した溶接電極20a、20b間のモニタ電圧mvを比較回路46に供給する。   When the squeeze time ST has elapsed, the reference waveform generation circuit 44 supplies the comparison circuit 46 with a gradually increasing reference voltage waveform generated based on the welding parameter time T1 and the voltages P1 and P2 (step S4). The voltage increase rate in the reference voltage waveform is set as (P1-P2) / T1. On the other hand, the switching control circuit 42 supplies the monitor voltage mv between the welding electrodes 20 a and 20 b measured by the voltage measurement circuit 32 to the comparison circuit 46.

比較回路46は、基準波形発生回路44より供給される電圧制御開始からの経過時間tにおける基準電圧波形と、切替制御回路42から供給されるモニタ電圧mvとを比較し、その差に従った電圧制御信号を電圧発生回路48に出力して電圧制御を行う(ステップS5)。電圧発生回路48は、比較回路46からの電圧制御信号に基づき、トランジスタ制御信号DGを駆動回路28に出力し、駆動回路28は、トランジスタ制御信号DGに従ってトランジスタ22a、22b、…、22nを同時にオン/オフ制御する。この結果、大容量コンデンサ18a、18bに蓄積されている電荷がトランジスタ22a、22b、…、22nを介して放電され、溶接電極20a、20b間に基準電圧波形に応じた電圧が印加される。   The comparison circuit 46 compares the reference voltage waveform at the elapsed time t from the start of voltage control supplied from the reference waveform generation circuit 44 with the monitor voltage mv supplied from the switching control circuit 42, and the voltage according to the difference. A control signal is output to the voltage generation circuit 48 to perform voltage control (step S5). The voltage generation circuit 48 outputs a transistor control signal DG to the drive circuit 28 based on the voltage control signal from the comparison circuit 46, and the drive circuit 28 turns on the transistors 22a, 22b,..., 22n simultaneously according to the transistor control signal DG. Control off / on. As a result, the charges accumulated in the large-capacitance capacitors 18a, 18b are discharged through the transistors 22a, 22b,..., 22n, and a voltage corresponding to the reference voltage waveform is applied between the welding electrodes 20a, 20b.

溶接電極20a、20b間に電圧が印加されることで被溶接材24a、24b間に流れる電流は、電流測定回路30によって測定され、モニタ電流miとして切替制御回路42に供給される。切替制御回路42は、電圧制御を行っている間、測定されたモニタ電流miと、設定部38から供給される溶接パラメータである溶接電流i1とを比較する(ステップS6)。   When a voltage is applied between the welding electrodes 20a and 20b, the current flowing between the workpieces 24a and 24b is measured by the current measurement circuit 30 and supplied to the switching control circuit 42 as the monitor current mi. During the voltage control, the switching control circuit 42 compares the measured monitor current mi with the welding current i1 that is a welding parameter supplied from the setting unit 38 (step S6).

切替制御回路42は、モニタ電流miが溶接電流i1に到達しておらず、電圧制御を開始してからの経過時間t=t1が所定の上限時間TULを越えていない場合(ステップS7)、基準電圧波形に基づく電圧制御を継続する。   When the monitor current mi has not reached the welding current i1 and the elapsed time t = t1 from the start of voltage control does not exceed the predetermined upper limit time TUL (step S7), the switching control circuit 42 Continue voltage control based on the voltage waveform.

一方、モニタ電流miが溶接電流i1に到達しておらず、且つ、電圧制御を開始してからの経過時間t=t1が上限時間TULを越えた場合(図5参照)、溶接中断信号を出力して溶接中断スイッチ37を開成し、溶接電極20a、20bに対する通電を中断させるとともに、表示出力回路50を介して経過時間t1が上限時間TULを越えたことを表示部36に表示させる(ステップS8)。これにより、例えば、被溶接材24a、24bの接合状態や表面状態の不良により、適切な溶接を遂行できない事態、あるいは、無通電状態を事前に回避するとともに、作業者に対してその事態が発生したことを報知することができる。   On the other hand, if the monitor current mi has not reached the welding current i1 and the elapsed time t = t1 from the start of voltage control exceeds the upper limit time TUL (see FIG. 5), a welding interruption signal is output. Then, the welding interruption switch 37 is opened to interrupt the energization of the welding electrodes 20a and 20b, and the display unit 36 displays that the elapsed time t1 exceeds the upper limit time TUL via the display output circuit 50 (step S8). ). As a result, for example, a situation in which appropriate welding cannot be performed due to a defect in the joining state or surface state of the materials to be welded 24a, 24b, or a state in which no power is supplied is avoided in advance, and the situation occurs for the operator. Can be notified.

また、切替制御回路42は、モニタ電流miが溶接電流i1に到達したとき(ステップS6)、電圧制御を開始してからの経過時間t=t1が下限時間TLLに到達していない場合(ステップS9、図6参照)、同様にして、溶接中断信号を出力して溶接中断スイッチ37を開成し、溶接電極20a、20bに対する通電を中断させるとともに、表示出力回路50を介して経過時間t1が下限時間TLLに到達していないことを表示部36に表示させる(ステップS10)。これにより、例えば、被溶接材24a、24bが存在しておらず、又は、被溶接材24a、24b何れか一方のみしかなく、あるいは、溶接パラメータに対応しない不適切な被溶接材24a、24bが設定されており、過剰な溶接電流i1が流れてしまうおそれのある場合において、その事態を事前に回避するとともに、作業者に対してその事態が発生したことを報知することができる。   Further, when the monitor current mi reaches the welding current i1 (step S6), the switching control circuit 42 determines that the elapsed time t = t1 after starting the voltage control has not reached the lower limit time TLL (step S9). In the same manner, a welding interruption signal is output to open the welding interruption switch 37 to interrupt the energization of the welding electrodes 20a and 20b, and the elapsed time t1 is set to the lower limit time via the display output circuit 50. The display unit 36 displays that the TLL has not been reached (step S10). Thereby, for example, the welded materials 24a and 24b do not exist, or only one of the welded materials 24a and 24b exists, or inappropriate welded materials 24a and 24b that do not correspond to the welding parameters are present. When it is set and there is a possibility that excessive welding current i1 flows, the situation can be avoided in advance and the operator can be notified that the situation has occurred.

一方、切替制御回路42は、モニタ電流miが溶接電流i1に到達したと判定し(ステップS6)、且つ、電圧制御を開始してからの経過時間t=t1が下限時間TLLと上限時間TULとの間の適切な時間であると判定した場合(ステップS9、S11)、電圧制御を電流制御に切り替え、溶接処理を開始する(図7参照)。なお、ステップS11において、電圧制御を開始してからの経過時間t=t1が上限時間TULを越えた場合、ステップS8、S10の場合と同様に、溶接電極20a、20bに対する通電を中断させるとともに、その状態を表示部36に表示させる(ステップS12)。   On the other hand, the switching control circuit 42 determines that the monitor current mi has reached the welding current i1 (step S6), and the elapsed time t = t1 from the start of voltage control is the lower limit time TLL and the upper limit time TUL. When it is determined that the time is appropriate (steps S9 and S11), the voltage control is switched to the current control, and the welding process is started (see FIG. 7). In step S11, when the elapsed time t = t1 from the start of voltage control exceeds the upper limit time TUL, the energization to the welding electrodes 20a and 20b is interrupted as in steps S8 and S10, and The state is displayed on the display unit 36 (step S12).

下限時間TLLと上限時間TULとの間の適切な時間範囲でモニタ電流miが溶接電流i1に到達した場合、切替制御回路42からの選択信号seに従い、基準波形発生回路44は、溶接パラメータである溶接電流i1及び通電時間T2に基づく第1基準電流波形を比較回路46に供給する(ステップS13)。また、切替制御回路42は、電流測定回路30により測定した溶接電極20a、20b間を流れるモニタ電流miを比較回路46に供給する。   When the monitor current mi reaches the welding current i1 within an appropriate time range between the lower limit time TLL and the upper limit time TUL, the reference waveform generation circuit 44 is a welding parameter according to the selection signal se from the switching control circuit 42. A first reference current waveform based on the welding current i1 and the energization time T2 is supplied to the comparison circuit 46 (step S13). The switching control circuit 42 supplies the monitor current mi flowing between the welding electrodes 20 a and 20 b measured by the current measurement circuit 30 to the comparison circuit 46.

比較回路46は、基準波形発生回路44から供給される第1基準電流波形である一定の溶接電流i1と、切替制御回路42から供給されるモニタ電流miとを比較し、その差に従った電圧制御信号を電圧発生回路48に出力することで電流制御を行う(ステップS14)。   The comparison circuit 46 compares the constant welding current i1 which is the first reference current waveform supplied from the reference waveform generation circuit 44 with the monitor current mi supplied from the switching control circuit 42, and a voltage according to the difference. Current control is performed by outputting a control signal to the voltage generation circuit 48 (step S14).

なお、電圧制御から電流制御に切り替えられた際、オーバシュートによって電流が過剰に流れてしまうおそれがある。そこで、切替制御回路42は、モニタ電流miと、溶接電流i1に上限制限値Δiを加算した上限溶接電流(i1+Δi)とを比較し、mi>(i1+Δi)である場合(ステップS15)、電圧の増加率(P1−P2)/T1の設定等が不適切であることが考えられるため、例えば、表示部36に、「溶接パラメータを見直して下さい。」といった表示を行い、作業者に溶接パラメータの見直しを示唆することができる(ステップS16)。   When the voltage control is switched to the current control, there is a possibility that the current flows excessively due to overshoot. Therefore, the switching control circuit 42 compares the monitor current mi with the upper limit welding current (i1 + Δi) obtained by adding the upper limit limit Δi to the welding current i1, and when mi> (i1 + Δi) is satisfied (step S15), Since the increase rate (P1-P2) / T1 may be set inappropriately, for example, the display unit 36 displays "Please review the welding parameters." A review can be suggested (step S16).

一方、mi≦(i1+Δi)である場合、切替制御回路42は、電流制御が開始されてからの経過時間t=t2と通電時間T2とを比較し、経過時間t2=通電時間T2となるまで溶接電流i1による溶接を継続する(ステップS17)。この結果、溶接電極20a、20b間に溶接電流i1が通電時間T2だけ流れ、被溶接材24a、24bの溶接が行われる。   On the other hand, when mi ≦ (i1 + Δi), the switching control circuit 42 compares the elapsed time t = t2 from the start of the current control with the energization time T2, and welds until the elapsed time t2 = the energization time T2. The welding with the current i1 is continued (step S17). As a result, the welding current i1 flows between the welding electrodes 20a and 20b for the energization time T2, and the workpieces 24a and 24b are welded.

通電時間T2が経過した後、基準波形発生回路44は、溶接パラメータである時間T3、電流i2及びi3に基づいて生成した徐々に減少する第2基準電流波形を比較回路46に供給し(ステップS18)、この第2基準電流波形に基づく電流制御を継続する(ステップS19)。切替制御回路42は、第2基準電流波形による電流制御が開始してからの経過時間t=t3と時間T3とを比較し(ステップS20)、経過時間t3=時間T3となった時点で、溶接電極20a、20bに対する通電を終了する(ステップS21)。   After the energization time T2 has elapsed, the reference waveform generation circuit 44 supplies the comparison circuit 46 with the gradually decreasing second reference current waveform generated based on the welding parameter time T3 and the currents i2 and i3 (step S18). ), Current control based on the second reference current waveform is continued (step S19). The switching control circuit 42 compares the elapsed time t = t3 after the start of the current control with the second reference current waveform with the time T3 (step S20), and when the elapsed time t3 = time T3, the welding is performed. The energization to the electrodes 20a and 20b is terminated (step S21).

次いで、通電しない状態で、溶接パラメータであるホールド時間HTの間、被溶接材24a、24bを溶接電極20a、20bによって挟持した後(ステップS22)、溶接電極20a、20bを開いて被溶接材24a、24bを取り出すことにより、溶接の全行程が終了する。   Next, in a state where no power is supplied, the workpieces 24a and 24b are sandwiched between the welding electrodes 20a and 20b during the hold time HT that is a welding parameter (step S22), and then the welding electrodes 20a and 20b are opened to open the workpiece 24a. , 24b is taken out to complete the entire welding process.

ここで、本実施形態では、溶接電極20a、20b間に流れる電流が溶接電流i1に到達した後、一定の溶接電流i1を一定の通電時間T2だけ被溶接材24a、24bに流すことで溶接を行うようにしている。この場合、図8及び図9に示すように、通電を開始してから一定の溶接電流i1に到達するまでの経過時間t1が被溶接材24a、24bの状態によってばらつくような場合であっても、被溶接材24a、24bに実際に付与されるジュール熱は、ハッチングの部分で示すように、経過時間t1によらず一定とすることができる。従って、常に安定した溶接状態を実現することができる。   Here, in this embodiment, after the current flowing between the welding electrodes 20a and 20b reaches the welding current i1, welding is performed by flowing a constant welding current i1 through the workpieces 24a and 24b for a certain energization time T2. Like to do. In this case, as shown in FIGS. 8 and 9, even if the elapsed time t1 from the start of energization until reaching the constant welding current i1 varies depending on the state of the materials to be welded 24a and 24b. The Joule heat actually applied to the materials to be welded 24a and 24b can be constant regardless of the elapsed time t1, as shown by the hatched portion. Therefore, a stable welding state can always be realized.

また、上述した実施形態では、電圧制御時において、モニタ電流miが所定の時間範囲(下限時間TLL及び上限時間TUL間)で溶接電流i1に到達するか否かを判定するようにしているが、例えば、電圧制御を開始してから電流制御を終了するまでの経過時間を所定の時間範囲と比較して溶接状態を判定することもできる。   In the above-described embodiment, during voltage control, it is determined whether or not the monitor current mi reaches the welding current i1 within a predetermined time range (between the lower limit time TLL and the upper limit time TUL). For example, the welding time can be determined by comparing the elapsed time from the start of voltage control to the end of current control with a predetermined time range.

図10は、本発明をインバータ方式の抵抗溶接装置60に適用した場合の回路構成ブロック図である。なお、図1に示すトランジスタ方式の抵抗溶接装置10と同一の構成要素には、同一の参照符号を付し、その説明は省略する。   FIG. 10 is a circuit configuration block diagram when the present invention is applied to an inverter type resistance welding apparatus 60. The same components as those of the transistor type resistance welding apparatus 10 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

この抵抗溶接装置60は、図1のトランジスタ22a、22b、…、22nに代えて、4つのスイッチング素子62a〜62dと、溶接トランス64と、整流回路66とを設けたものである。なお、溶接電極20a、20b間を流れる電流は、電流センサ68により検出する構成となっている。   This resistance welding apparatus 60 is provided with four switching elements 62a to 62d, a welding transformer 64, and a rectifier circuit 66 in place of the transistors 22a, 22b,. The current flowing between the welding electrodes 20a and 20b is configured to be detected by a current sensor 68.

駆動回路28は、スイッチング素子62a、62d及び62b、62cを交互に切り替え、大容量コンデンサ18から放電された電荷を高周波電流として溶接トランス64に供給する。高周波電流は、溶接トランス64によって所定の電圧に調整された後、整流回路66によって整流され、被溶接材24a、24bに供給されることで、所望の溶接が行われる。   The drive circuit 28 alternately switches the switching elements 62a, 62d and 62b, 62c, and supplies the electric charge discharged from the large capacity capacitor 18 to the welding transformer 64 as a high frequency current. The high-frequency current is adjusted to a predetermined voltage by the welding transformer 64, then rectified by the rectifier circuit 66, and supplied to the workpieces 24a and 24b, whereby desired welding is performed.

また、図11は、本発明をチョッパ方式の抵抗溶接装置70に適用した場合の回路構成ブロック図である。なお、図10に示すインバータ方式の抵抗溶接装置60と同一の構成要素には、同一の参照符号を付し、その説明は省略する。   FIG. 11 is a circuit configuration block diagram when the present invention is applied to a chopper type resistance welding apparatus 70. The same components as those of the inverter type resistance welding apparatus 60 shown in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

この抵抗溶接装置70では、4つのスイッチング素子62a〜62dを介して高周波の交流電流が直接溶接電極20a、20b間に供給され、所望の溶接が行われる。   In this resistance welding apparatus 70, a high-frequency alternating current is directly supplied between the welding electrodes 20a and 20b via the four switching elements 62a to 62d, and desired welding is performed.

本実施形態の抵抗溶接装置の回路構成ブロック図である。It is a circuit block diagram of the resistance welding apparatus of this embodiment. 図1に示す制御部の構成ブロック図である。FIG. 2 is a configuration block diagram of a control unit shown in FIG. 1. 本実施形態の抵抗溶接装置における処理動作のフローチャートである。It is a flowchart of the processing operation in the resistance welding apparatus of this embodiment. 本実施形態の抵抗溶接装置において設定される溶接パラメータの説明図である。It is explanatory drawing of the welding parameter set in the resistance welding apparatus of this embodiment. 本実施形態の抵抗溶接装置における電圧制御での溶接電流判定の説明図である。It is explanatory drawing of the welding current determination by the voltage control in the resistance welding apparatus of this embodiment. 本実施形態の抵抗溶接装置における電圧制御での溶接電流判定の説明図である。It is explanatory drawing of the welding current determination by the voltage control in the resistance welding apparatus of this embodiment. 本実施形態の抵抗溶接装置における電圧制御での溶接電流判定の説明図である。It is explanatory drawing of the welding current determination by the voltage control in the resistance welding apparatus of this embodiment. 本実施形態の抵抗溶接装置における溶接電流と通電時間との関係説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between the welding current and energization time in the resistance welding apparatus of this embodiment. 本実施形態の抵抗溶接装置における溶接電流と通電時間との関係説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between the welding current and energization time in the resistance welding apparatus of this embodiment. 他の実施形態であるインバータ方式の抵抗溶接装置の回路構成ブロック図である。It is a circuit block diagram of the inverter type resistance welding apparatus which is other embodiment. さらに他の実施形態であるチョッパ方式の抵抗溶接装置の回路構成ブロック図である。It is a circuit block diagram of the resistance welding apparatus of the chopper system which is further another embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10、60、70…抵抗溶接装置 16…AC/DC変換回路
18、18a、18b…大容量コンデンサ 20a、20b…溶接電極
22a〜22n…トランジスタ 24a、24b…被溶接材
26…制御部 28…駆動回路
30…電流測定回路 32…電圧測定回路
34…入力部 36…表示部
37…溶接中断スイッチ 38…設定部
40…計時回路 42…切替制御回路
44…基準波形発生回路 46…比較回路
48…電圧発生回路 50…表示出力回路
62a〜62d…スイッチング素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 60, 70 ... Resistance welding apparatus 16 ... AC / DC conversion circuit 18, 18a, 18b ... Large-capacitance capacitor 20a, 20b ... Welding electrodes 22a-22n ... Transistor 24a, 24b ... Material to be welded 26 ... Control part 28 ... Drive Circuit 30 ... Current measurement circuit 32 ... Voltage measurement circuit 34 ... Input unit 36 ... Display unit 37 ... Welding interruption switch 38 ... Setting unit 40 ... Timer circuit 42 ... Switching control circuit 44 ... Reference waveform generation circuit 46 ... Comparison circuit 48 ... Voltage Generating circuit 50... Display output circuits 62a to 62d... Switching element

Claims (5)

溶接電流及び前記溶接電流の通電時間を含む溶接パラメータを設定する溶接パラメータ設定手段と、
溶接電極間の電圧を制御する電圧制御手段と、
前記電圧制御手段による電圧制御によって被溶接材に供給される電流をモニタする電流モニタ手段と、
前記通電時間だけ前記被溶接材に前記溶接電流を供給して制御する溶接電流制御手段と、
前記電流モニタ手段によりモニタした電流が前記溶接電流となったとき、前記電圧制御手段による電圧制御から前記溶接電流制御手段による電流制御に切り替える制御切替手段と、
を備えることを特徴とする抵抗溶接装置。
Welding parameter setting means for setting a welding parameter including a welding current and an energization time of the welding current;
Voltage control means for controlling the voltage between the welding electrodes;
Current monitoring means for monitoring current supplied to the workpiece by voltage control by the voltage control means;
Welding current control means for supplying and controlling the welding current to the material to be welded for the energization time;
Control switching means for switching from voltage control by the voltage control means to current control by the welding current control means when the current monitored by the current monitoring means becomes the welding current;
A resistance welding apparatus comprising:
請求項1記載の装置において、
前記溶接パラメータ設定手段は、徐々に増加する電極間電圧を前記溶接パラメータとして設定することを特徴とする抵抗溶接装置。
The apparatus of claim 1.
The welding parameter setting means sets a gradually increasing voltage between electrodes as the welding parameter.
請求項1記載の装置において、
前記電圧制御手段により電圧制御を行う間、所定の時間範囲内で前記溶接電流に到達するか否かを判定する溶接電流判定手段を備えることを特徴とする抵抗溶接装置。
The apparatus of claim 1.
A resistance welding apparatus comprising welding current determination means for determining whether or not the welding current is reached within a predetermined time range during voltage control by the voltage control means.
請求項3記載の装置において、
前記溶接パラメータ設定手段は、前記時間範囲の下限時間及び上限時間を前記溶接パラメータとして設定することを特徴とする抵抗溶接装置。
The apparatus of claim 3.
The resistance welding apparatus, wherein the welding parameter setting means sets a lower limit time and an upper limit time of the time range as the welding parameters.
請求項1記載の装置において、
前記電流モニタ手段は、前記溶接電流制御手段による前記溶接電流をモニタし、
前記溶接電流が上限溶接電流を超過するか否かを判定する溶接電流判定手段を備えることを特徴とする抵抗溶接装置。
The apparatus of claim 1.
The current monitoring means monitors the welding current by the welding current control means,
A resistance welding apparatus comprising welding current determination means for determining whether or not the welding current exceeds an upper limit welding current.
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