JP2784618B2 - 抵抗溶接制御装置及び抵抗溶接測定装置 - Google Patents
抵抗溶接制御装置及び抵抗溶接測定装置Info
- Publication number
- JP2784618B2 JP2784618B2 JP4280823A JP28082392A JP2784618B2 JP 2784618 B2 JP2784618 B2 JP 2784618B2 JP 4280823 A JP4280823 A JP 4280823A JP 28082392 A JP28082392 A JP 28082392A JP 2784618 B2 JP2784618 B2 JP 2784618B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angle
- zero
- power factor
- resistance welding
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流式抵抗溶接機にお
いて被溶接物の有無を検出する機能を備えた抵抗溶接制
御又は測定装置に関する。
いて被溶接物の有無を検出する機能を備えた抵抗溶接制
御又は測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】抵抗溶接は、複数の被溶接物（金属材）
を重ね合わせ、溶接電極でそれらの被溶接物に加圧をか
けながら電圧を印加して電流を流し、溶接部をジュール
熱によって加熱して溶融せしめ、それらの被溶接物を冶
金的に接合する技術である。このような抵抗溶接を実行
するために、一般の抵抗溶接機は、被溶接物を挟む一対
の溶接電極と、溶接電極を介して被溶接物を加圧する加
圧手段と、溶接電極を介して被溶接物に溶接電流を流す
溶接電源回路とを備えている。最近は、溶接ラインの省
力化や生産性の向上をはかるため、ロボットが可搬型の
抵抗溶接機を搭載して被溶接物の位置まで運んだり、所
定の溶接位置に被溶接物を搬入・搬出するフィーダ、ハ
ンドラ等が定置型抵抗溶接機の近くに設けられ、作業員
が付いていなくても自動的に溶接作業が行われるように
なっている。
を重ね合わせ、溶接電極でそれらの被溶接物に加圧をか
けながら電圧を印加して電流を流し、溶接部をジュール
熱によって加熱して溶融せしめ、それらの被溶接物を冶
金的に接合する技術である。このような抵抗溶接を実行
するために、一般の抵抗溶接機は、被溶接物を挟む一対
の溶接電極と、溶接電極を介して被溶接物を加圧する加
圧手段と、溶接電極を介して被溶接物に溶接電流を流す
溶接電源回路とを備えている。最近は、溶接ラインの省
力化や生産性の向上をはかるため、ロボットが可搬型の
抵抗溶接機を搭載して被溶接物の位置まで運んだり、所
定の溶接位置に被溶接物を搬入・搬出するフィーダ、ハ
ンドラ等が定置型抵抗溶接機の近くに設けられ、作業員
が付いていなくても自動的に溶接作業が行われるように
なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、自動式の溶
接ラインでは、何らかの原因で被溶接物が溶接位置にセ
ットされない場合に、抵抗溶接機の方は通常どおりに、
つまり被溶接物が在る場合と同様に動作し、結果的に溶
接不良の製品がラインを流れてしまうという問題があっ
た。
接ラインでは、何らかの原因で被溶接物が溶接位置にセ
ットされない場合に、抵抗溶接機の方は通常どおりに、
つまり被溶接物が在る場合と同様に動作し、結果的に溶
接不良の製品がラインを流れてしまうという問題があっ
た。
【０００４】たとえば、図６および図７に示すようなナ
ット溶接において、金属片１００上の溶接位置つまりボ
ルト通し穴１００ａの位置にナット１０２が正しくセッ
トされれば、図７の(A) に示すように上部溶接電極１０
４がナット１０２の上に被さり、正常に抵抗溶接が行わ
れる。しかし、ナット・フィーダ（図示せず）の故障や
詰まり等によってナット１０２が溶接位置に供給されな
かったときは、図７の(B) に示すようにナット１０２が
無い状態で金属片１００だけが上部溶接電極１０４と下
部溶接電極１０６との間に挟まれて通電される。交流式
の抵抗溶接機で一般に用いられている定電流制御方式で
は、溶接電流を設定値に一致させるようにフィードバッ
クをかけるため、被溶接物の状態・有無に関係なく一定
の溶接電流が流れる。したがって、図７の(B) に示すよ
うに溶接電極１０４，１０６間にナット１０２が無い場
合でも、所定の溶接電流が流れるため、抵抗溶接が正常
に行われたものと判断されていた。その結果、金属片１
００にナット１０２が溶接されないまま、不良品がライ
ンを流れるという不具合が生じていた。このため、従来
は、そのような不良品を発見するための監視員をライン
に配置しなければならなかった。
ット溶接において、金属片１００上の溶接位置つまりボ
ルト通し穴１００ａの位置にナット１０２が正しくセッ
トされれば、図７の(A) に示すように上部溶接電極１０
４がナット１０２の上に被さり、正常に抵抗溶接が行わ
れる。しかし、ナット・フィーダ（図示せず）の故障や
詰まり等によってナット１０２が溶接位置に供給されな
かったときは、図７の(B) に示すようにナット１０２が
無い状態で金属片１００だけが上部溶接電極１０４と下
部溶接電極１０６との間に挟まれて通電される。交流式
の抵抗溶接機で一般に用いられている定電流制御方式で
は、溶接電流を設定値に一致させるようにフィードバッ
クをかけるため、被溶接物の状態・有無に関係なく一定
の溶接電流が流れる。したがって、図７の(B) に示すよ
うに溶接電極１０４，１０６間にナット１０２が無い場
合でも、所定の溶接電流が流れるため、抵抗溶接が正常
に行われたものと判断されていた。その結果、金属片１
００にナット１０２が溶接されないまま、不良品がライ
ンを流れるという不具合が生じていた。このため、従来
は、そのような不良品を発見するための監視員をライン
に配置しなければならなかった。
【０００５】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、特別なセンサやセンス線等を用いることなく溶
接電極間における複数の被溶接物の一部または全部の一
有無を適確に検出するようにした抵抗溶接制御装置およ
び抵抗溶接測定装置を提供することを目的とする。
もので、特別なセンサやセンス線等を用いることなく溶
接電極間における複数の被溶接物の一部または全部の一
有無を適確に検出するようにした抵抗溶接制御装置およ
び抵抗溶接測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の抵抗溶接制御装置は、交流式抵抗溶接機
の一次回路または二次回路に印加される交流電圧の極性
が変化する時点を検出するゼロ電圧検出手段と、前記交
流式抵抗溶接機の一次回路または二次回路を流れる交流
電流の各導通終了時点を検出するゼロ電流検出手段と、
前記ゼロ電圧検出手段からのゼロ電圧検出信号と前記ゼ
ロ電流検出手段からのゼロ電流検出信号とに基づいて各
半サイクルまたは各１サイクル毎に点弧角を規定する点
弧角制御信号を発生する点弧角制御手段と、前記ゼロ電
圧検出手段からのゼロ電圧検出信号と前記ゼロ電流検出
手段からのゼロ電流検出信号とに基づいて力率角を割り
出す力率負割出手段と、前記力率角割出手段より得られ
る力率角の値に基づいて溶接電極間における複数の被溶
接物の一部または全部の有無を判定する判定手段とを具
備する構成とした。
めに、本発明の抵抗溶接制御装置は、交流式抵抗溶接機
の一次回路または二次回路に印加される交流電圧の極性
が変化する時点を検出するゼロ電圧検出手段と、前記交
流式抵抗溶接機の一次回路または二次回路を流れる交流
電流の各導通終了時点を検出するゼロ電流検出手段と、
前記ゼロ電圧検出手段からのゼロ電圧検出信号と前記ゼ
ロ電流検出手段からのゼロ電流検出信号とに基づいて各
半サイクルまたは各１サイクル毎に点弧角を規定する点
弧角制御信号を発生する点弧角制御手段と、前記ゼロ電
圧検出手段からのゼロ電圧検出信号と前記ゼロ電流検出
手段からのゼロ電流検出信号とに基づいて力率角を割り
出す力率負割出手段と、前記力率角割出手段より得られ
る力率角の値に基づいて溶接電極間における複数の被溶
接物の一部または全部の有無を判定する判定手段とを具
備する構成とした。
【０００７】本発明の抵抗溶接測定装置は、交流式抵抗
溶接機の一次回路または二次回路に印加される交流電圧
の極性が変化する時点を検出するゼロ電圧検出手段と、
前記交流式抵抗溶接機の一次回路または二次回路を流れ
る交流電流の各導通終了時点を検出するゼロ電流検出手
段と、前記ゼロ電圧検出手段からのゼロ電圧検出信号と
前記ゼロ電流検出手段からのゼロ電流検出信号とに基づ
いて各半サイクルまたは各１サイクル毎に点弧角を検出
する点弧角検出手段と、前記ゼロ電圧検出手段からのゼ
ロ電圧検出信号と前記ゼロ電流検出手段からのゼロ電流
検出信号とに基づいて力率角を割り出す力率角割出手段
と、前記力率角割出手段より得られる力率角の値に基づ
いて溶接電極間における複数の被溶接物の一部または全
部の有無を判定する判定手段とを具備する構成とした。
溶接機の一次回路または二次回路に印加される交流電圧
の極性が変化する時点を検出するゼロ電圧検出手段と、
前記交流式抵抗溶接機の一次回路または二次回路を流れ
る交流電流の各導通終了時点を検出するゼロ電流検出手
段と、前記ゼロ電圧検出手段からのゼロ電圧検出信号と
前記ゼロ電流検出手段からのゼロ電流検出信号とに基づ
いて各半サイクルまたは各１サイクル毎に点弧角を検出
する点弧角検出手段と、前記ゼロ電圧検出手段からのゼ
ロ電圧検出信号と前記ゼロ電流検出手段からのゼロ電流
検出信号とに基づいて力率角を割り出す力率角割出手段
と、前記力率角割出手段より得られる力率角の値に基づ
いて溶接電極間における複数の被溶接物の一部または全
部の有無を判定する判定手段とを具備する構成とした。
【０００８】
【作用】交流式抵抗溶接機において、電圧の極性が変化
する時点（電圧ゼロクロス点）とその直後の点弧時点と
の間の位相差は点弧角であり、各点弧時点からほぼ半サ
イクル経過後において電圧ゼロクロス点と電流の導通終
了時点との間の位相差は遅れ角である。点弧角と遅れ角
とが与えられると、所定の演算式またはメモリから、力
率角を割り出すことができる。 本発明では、各半サイク
ルまたは各１サイクル毎に、ゼロ電圧検出手段が電圧ゼ
ロクロス点を検出するとともに、ゼロ電流検出手段が電
流の導通終了時点を検出し、力率角割出手段がゼロ電圧
検出手段からのゼロ電圧検出信号とゼロ電流検出手段か
ら点弧角、遅れ角を割り出し、それら点弧角、遅れ角か
ら力率角を割り出す。
する時点（電圧ゼロクロス点）とその直後の点弧時点と
の間の位相差は点弧角であり、各点弧時点からほぼ半サ
イクル経過後において電圧ゼロクロス点と電流の導通終
了時点との間の位相差は遅れ角である。点弧角と遅れ角
とが与えられると、所定の演算式またはメモリから、力
率角を割り出すことができる。 本発明では、各半サイク
ルまたは各１サイクル毎に、ゼロ電圧検出手段が電圧ゼ
ロクロス点を検出するとともに、ゼロ電流検出手段が電
流の導通終了時点を検出し、力率角割出手段がゼロ電圧
検出手段からのゼロ電圧検出信号とゼロ電流検出手段か
ら点弧角、遅れ角を割り出し、それら点弧角、遅れ角か
ら力率角を割り出す。
【０００９】ところで、抵抗溶接機においては、通電中
に溶接電極間に被溶接物が無い場合には、それが在る場
合と比較して力率角の値が大きくなる。したがって、力
率角検出手段より得られる力率角の値が、抵抗溶接機の
固有値や被溶接物の材質・大きさ等に応じて予め設定さ
れたしきい値を超えたときは、判定手段は、複数の被溶
接物の一部または全部が無い状態で通電が行われたもの
と判定する。
に溶接電極間に被溶接物が無い場合には、それが在る場
合と比較して力率角の値が大きくなる。したがって、力
率角検出手段より得られる力率角の値が、抵抗溶接機の
固有値や被溶接物の材質・大きさ等に応じて予め設定さ
れたしきい値を超えたときは、判定手段は、複数の被溶
接物の一部または全部が無い状態で通電が行われたもの
と判定する。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の一実施例による抵抗溶接制
御装置を適用した単相交流式抵抗溶接機の回路構成を示
す。この抵抗溶接機において、入力端子１０，１２に入
力された商用周波数の交流電源電圧Ｅは、一対のサイリ
スタ１４，１６からなるコンタクタを介して溶接トラン
ス１８の一次コイルに供給される。溶接トランス１８の
二次コイルに発生した交流の誘導起電力（二次電圧）は
二次導体および一対の溶接電極２０，２２を介して被溶
接物２４，２６に印加され、二次回路に溶接電流ｉ2 が
流れる。
御装置を適用した単相交流式抵抗溶接機の回路構成を示
す。この抵抗溶接機において、入力端子１０，１２に入
力された商用周波数の交流電源電圧Ｅは、一対のサイリ
スタ１４，１６からなるコンタクタを介して溶接トラン
ス１８の一次コイルに供給される。溶接トランス１８の
二次コイルに発生した交流の誘導起電力（二次電圧）は
二次導体および一対の溶接電極２０，２２を介して被溶
接物２４，２６に印加され、二次回路に溶接電流ｉ2 が
流れる。
【００１１】溶接電流ｉ2 の大きさ（実効値）は、通電
角によって決まるが、点弧角と通電角との間にほぼ一定
の関係があるので、点弧角によって決まるともいえる。
しかして、マイクロプロセッサ２８が点弧回路３０を介
してサイリスタ１４，１６の点弧タイミングを制御する
ことによって、溶接電流ｉ2 の実効値を制御する。ま
た、マイクロプロセッサ２８は、溶接電流ｉ2 を設定値
に一致させるように点弧タイミングを制御する。この定
電流制御を行うため、一次導体には、電流センサとし
て、たとえばカレント・トランス３２が設けられ、この
カレント・トランス３２の出力信号から溶接電流検出回
路３４が一次電流ｉ1 の実効値と溶接トランス１８の巻
数比とから溶接電流ｉ2 の実効値を測定し、その電流測
定値がマイクロプロセッサ２８に与えられる。
角によって決まるが、点弧角と通電角との間にほぼ一定
の関係があるので、点弧角によって決まるともいえる。
しかして、マイクロプロセッサ２８が点弧回路３０を介
してサイリスタ１４，１６の点弧タイミングを制御する
ことによって、溶接電流ｉ2 の実効値を制御する。ま
た、マイクロプロセッサ２８は、溶接電流ｉ2 を設定値
に一致させるように点弧タイミングを制御する。この定
電流制御を行うため、一次導体には、電流センサとし
て、たとえばカレント・トランス３２が設けられ、この
カレント・トランス３２の出力信号から溶接電流検出回
路３４が一次電流ｉ1 の実効値と溶接トランス１８の巻
数比とから溶接電流ｉ2 の実効値を測定し、その電流測
定値がマイクロプロセッサ２８に与えられる。
【００１２】二次回路で溶接電流ｉ2 が流れている間、
一次回路ではｉ2 と同相の小さな電流（一次電流）ｉ1
が流れる。本実施例では、ゼロ電流検出回路３６が一次
回路に設けられる。このゼロ電流検出回路３６は、サイ
リスタ間の電圧を検知し、電流が流れると電圧が下が
り、電流が止まると電圧が上がることで、各半サイクル
毎に一次電流ｉ1 の導通終了時点を検出し、その導通終
了時点のタイミングを表すゼロ電流検出信号をマイクロ
プロセッサ２８に与える。
一次回路ではｉ2 と同相の小さな電流（一次電流）ｉ1
が流れる。本実施例では、ゼロ電流検出回路３６が一次
回路に設けられる。このゼロ電流検出回路３６は、サイ
リスタ間の電圧を検知し、電流が流れると電圧が下が
り、電流が止まると電圧が上がることで、各半サイクル
毎に一次電流ｉ1 の導通終了時点を検出し、その導通終
了時点のタイミングを表すゼロ電流検出信号をマイクロ
プロセッサ２８に与える。
【００１３】また、ゼロ電圧検出回路３８も一次回路に
設けられる。このゼロ電圧検出回路３８は、各半サイク
ル毎に電源電圧Ｅの極性が変わる時点（ゼロクロス点）
を検出し、そのゼロクロス点のタイミングを表すゼロ電
圧検出信号をマイクロプロセッサ２８に与える。
設けられる。このゼロ電圧検出回路３８は、各半サイク
ル毎に電源電圧Ｅの極性が変わる時点（ゼロクロス点）
を検出し、そのゼロクロス点のタイミングを表すゼロ電
圧検出信号をマイクロプロセッサ２８に与える。
【００１４】マイクロプロセッサ２８は、ゼロ電圧検出
回路３８からのゼロ電圧検出信号とゼロ電流検出回路３
６からのゼロ電流検出信号とから力率角を算出する。図
２〜図４を参照して、以下に本実施例による力率角の算
出方法を説明する。
回路３８からのゼロ電圧検出信号とゼロ電流検出回路３
６からのゼロ電流検出信号とから力率角を算出する。図
２〜図４を参照して、以下に本実施例による力率角の算
出方法を説明する。
【００１５】図２は、交流式抵抗溶接機の等価回路を示
す。この回路において、インダクタンスＬは主として溶
接トランス（１８）の漏れリアクタンスであり、抵抗Ｒ
は一次および二次導体の抵抗、および被溶接物（２４，
２６）の抵抗等を含む合成抵抗である。スイッチＳＷは
サイリスタ・コンタクタ（１４，１６）に対応し、交流
電源電圧ｅは入力電圧Ｅに対応する。
す。この回路において、インダクタンスＬは主として溶
接トランス（１８）の漏れリアクタンスであり、抵抗Ｒ
は一次および二次導体の抵抗、および被溶接物（２４，
２６）の抵抗等を含む合成抵抗である。スイッチＳＷは
サイリスタ・コンタクタ（１４，１６）に対応し、交流
電源電圧ｅは入力電圧Ｅに対応する。
【００１６】かかるＬＲ回路において、ある時刻［０］
にスイッチＳＷを閉成すると、図３に示すような波形の
電流ｉが流れる。図３において、ｉs は定常電流、ｉt
は過渡電流で、これらの電流ｉs 、ｉt を合成したもの
が、実際に流れる電流ｉである。また、時刻［０］と直
前の電圧ゼロクロス点ＴZ 間の位相角φは初期点弧角で
あり、定常電流ｉs が時刻［０］前に流れた場合の直前
の仮想電流ゼロクロス点ＴP と電圧ゼロクロス点ＴZ 間
の位相角ψは力率角である。そうすると、電流ｉは次式
のように表される。 ｉ＝ｉs ＋ｉt ＝ｓｉｎ（ωｔ＋φ−ψ）−ｓｉｎ（φ−ψ）・ｅｘｐ（−Ｒ／Ｌ）ｔ …… (1) ω、（−Ｒ／Ｌ）は定数で、φはマイクロプロセッサ２
８の制御下にあるから各半サイクルまたは各１サイクル
の期間中に電流ｉの瞬時値が零になった時間ｔを検出し
て、その時間ｔを上式(1) に代入することにより、各半
サイクルまたは各１サイクルにおける力率角ψを求める
ことができる。
にスイッチＳＷを閉成すると、図３に示すような波形の
電流ｉが流れる。図３において、ｉs は定常電流、ｉt
は過渡電流で、これらの電流ｉs 、ｉt を合成したもの
が、実際に流れる電流ｉである。また、時刻［０］と直
前の電圧ゼロクロス点ＴZ 間の位相角φは初期点弧角で
あり、定常電流ｉs が時刻［０］前に流れた場合の直前
の仮想電流ゼロクロス点ＴP と電圧ゼロクロス点ＴZ 間
の位相角ψは力率角である。そうすると、電流ｉは次式
のように表される。 ｉ＝ｉs ＋ｉt ＝ｓｉｎ（ωｔ＋φ−ψ）−ｓｉｎ（φ−ψ）・ｅｘｐ（−Ｒ／Ｌ）ｔ …… (1) ω、（−Ｒ／Ｌ）は定数で、φはマイクロプロセッサ２
８の制御下にあるから各半サイクルまたは各１サイクル
の期間中に電流ｉの瞬時値が零になった時間ｔを検出し
て、その時間ｔを上式(1) に代入することにより、各半
サイクルまたは各１サイクルにおける力率角ψを求める
ことができる。
【００１７】本実施例では、図４に示すような電圧・電
流波形から各半サイクルまたは各１サイクルにおける力
率角ψi,ψi+1,…を求める。図４において、φi,φi+1,
…は各１サイクルにおける点弧角で、δi,δi+1,…は各
１サイクルにおける遅れ角である。各点弧角φi,φi+1,
…は、電圧ｅの極性が変わる各電圧ゼロクロス点からサ
イリスタ１２，１４が点弧されるまでの時間である。し
たがって、ゼロ電圧検出回路３８が電圧ゼロクロス点を
検出した時刻を知ることで、マイクロプロセッサ２８は
各点弧角φi,φi+1,…の値を管理・把握することができ
る。 また、各遅れ角δi,δi+1 …と電流ｉとの間に
は、位相角が（π＋δi),(π＋δi+1)、…の時に各半サ
イクルにおける電流ｉの導通時間が終了するという関係
がある。そして、各遅れ角δi,δi+1 …は、点弧タイミ
ングから半サイクル後における電圧ゼロクロス点とその
直後に電流ｉの瞬時値が零になる時点との間の時間とし
て測定できる。
流波形から各半サイクルまたは各１サイクルにおける力
率角ψi,ψi+1,…を求める。図４において、φi,φi+1,
…は各１サイクルにおける点弧角で、δi,δi+1,…は各
１サイクルにおける遅れ角である。各点弧角φi,φi+1,
…は、電圧ｅの極性が変わる各電圧ゼロクロス点からサ
イリスタ１２，１４が点弧されるまでの時間である。し
たがって、ゼロ電圧検出回路３８が電圧ゼロクロス点を
検出した時刻を知ることで、マイクロプロセッサ２８は
各点弧角φi,φi+1,…の値を管理・把握することができ
る。 また、各遅れ角δi,δi+1 …と電流ｉとの間に
は、位相角が（π＋δi),(π＋δi+1)、…の時に各半サ
イクルにおける電流ｉの導通時間が終了するという関係
がある。そして、各遅れ角δi,δi+1 …は、点弧タイミ
ングから半サイクル後における電圧ゼロクロス点とその
直後に電流ｉの瞬時値が零になる時点との間の時間とし
て測定できる。
【００１８】したがって、本実施例では、ゼロ電圧検出
回路３８からのゼロ電圧検出信号とゼロ電流検出回路３
６からのゼロ電流検出信号とに基づいて、各半サイクル
または各１サイクルにおける点弧角φi,φi+1,…および
遅れ角δi,δi+1 …を検出して、それらのパラメータか
ら上式(1) により各半サイクルにおける力率角ψi,ψi+
1,…を求める。
回路３８からのゼロ電圧検出信号とゼロ電流検出回路３
６からのゼロ電流検出信号とに基づいて、各半サイクル
または各１サイクルにおける点弧角φi,φi+1,…および
遅れ角δi,δi+1 …を検出して、それらのパラメータか
ら上式(1) により各半サイクルにおける力率角ψi,ψi+
1,…を求める。
【００１９】もっとも、上式(1) を演算して力率角ψi,
ψi+1,…を算出するには、相当な演算ビット数と演算時
間を要するので、マイクロプロセッサ２８の負担が大き
くなる。そこで、別個の計算機により、種々の点弧角φ
および遅れ角δの値に対する力率角の値を予め演算し
て、図５に示すようなルック・アップ・テーブルをメモ
リ４０に格納し、各半サイクルにおいて検出された点弧
角φi および遅れ角δiを引数として、それらに対応す
る力率角ψijをメモリ４０から引き出す（読み出す）よ
うにすれば、マイクロプロセッサ２８が複雑な演算処理
を行わなくとも、各半サイクル毎に力率角ψを即座に割
り出すことができる。
ψi+1,…を算出するには、相当な演算ビット数と演算時
間を要するので、マイクロプロセッサ２８の負担が大き
くなる。そこで、別個の計算機により、種々の点弧角φ
および遅れ角δの値に対する力率角の値を予め演算し
て、図５に示すようなルック・アップ・テーブルをメモ
リ４０に格納し、各半サイクルにおいて検出された点弧
角φi および遅れ角δiを引数として、それらに対応す
る力率角ψijをメモリ４０から引き出す（読み出す）よ
うにすれば、マイクロプロセッサ２８が複雑な演算処理
を行わなくとも、各半サイクル毎に力率角ψを即座に割
り出すことができる。
【００２０】ところで、抵抗溶接機における力率角は変
圧器や二次導体等の構造に応じて各抵抗溶接機特有の値
をとるが、溶接電極間に被溶接物が在るか無いかに応じ
て、各抵抗溶接機のＬＲ回路における合成抵抗Ｒの値が
変化し、ひいては力率角の値が変化する。一例として、
０．８ｍｍ厚のＳＰＣ（冷間圧延鋼鈑）を２枚重ねて溶
接する普通の抵抗溶接機において、溶接電極がこれらの
ＳＰＣを挟んだ状態で通電が行われると力率角は４７゜
であるのに対し、溶接電極がこれらのＳＰＣを挟まない
状態で通電が行われると力率角は５９゜まで上昇するこ
とが確認されている。一般に、溶接電極間に被溶接物が
無い場合は、それが在る場合と比較して力率角の値が約
５〜１５゜上昇する。
圧器や二次導体等の構造に応じて各抵抗溶接機特有の値
をとるが、溶接電極間に被溶接物が在るか無いかに応じ
て、各抵抗溶接機のＬＲ回路における合成抵抗Ｒの値が
変化し、ひいては力率角の値が変化する。一例として、
０．８ｍｍ厚のＳＰＣ（冷間圧延鋼鈑）を２枚重ねて溶
接する普通の抵抗溶接機において、溶接電極がこれらの
ＳＰＣを挟んだ状態で通電が行われると力率角は４７゜
であるのに対し、溶接電極がこれらのＳＰＣを挟まない
状態で通電が行われると力率角は５９゜まで上昇するこ
とが確認されている。一般に、溶接電極間に被溶接物が
無い場合は、それが在る場合と比較して力率角の値が約
５〜１５゜上昇する。
【００２１】しかして、マイクロプロセッサ２８は、通
電時間中に半サイクルまたは各１サイクル毎に力率角ψ
を検出して、力率角ψの平均値を求め、その平均値を所
定のしきい値または基準値と比較し、比較結果から、通
電中に溶接電極２０，２２間に被溶接物２４，２６のい
ずれか一方または双方が存在していたか否かを判定す
る。しきい値は、当該抵抗溶接機の固有値や被溶接物２
４，２６の材質・サイズ等に応じて適当な値に設定され
る。
電時間中に半サイクルまたは各１サイクル毎に力率角ψ
を検出して、力率角ψの平均値を求め、その平均値を所
定のしきい値または基準値と比較し、比較結果から、通
電中に溶接電極２０，２２間に被溶接物２４，２６のい
ずれか一方または双方が存在していたか否かを判定す
る。しきい値は、当該抵抗溶接機の固有値や被溶接物２
４，２６の材質・サイズ等に応じて適当な値に設定され
る。
【００２２】マイクロプロセッサ２８は、力率角ψの平
均値がしきい値を越えたときは被溶接物無しと判定し、
表示器４２等を通じて警報を出すとともに、溶接ライン
上の関連装置に異常を知らせる。これにより、当該抵抗
溶接は不良とされ、自動的に各部の点検や不良品除去等
の処置がとられることとなる。したがって、不良品をチ
ェックのための監視員は要らなくなる。
均値がしきい値を越えたときは被溶接物無しと判定し、
表示器４２等を通じて警報を出すとともに、溶接ライン
上の関連装置に異常を知らせる。これにより、当該抵抗
溶接は不良とされ、自動的に各部の点検や不良品除去等
の処置がとられることとなる。したがって、不良品をチ
ェックのための監視員は要らなくなる。
【００２３】上述した実施例では、ゼロ電圧検出回路３
８およびゼロ電流検出回路３６をそれぞれ一次回路に設
け、一次側の電圧、電流を監視して力率角ψを求め、力
率角ψの値に基づいて溶接電極２０，２２間における被
溶接物２４，２６の有無を検出するようにしており、溶
接電極２０，２２に電圧センス線を接続する必要はな
い。溶接電極２０，２２に電圧センス線を接続し、溶接
電極２０，２２間の電圧に基づいて被溶接物２４，２６
の有無を検出することも可能ではあるが、この方式にお
いては、ロボット（図示せず）や加圧機構４４の駆動に
よって二次導体や溶接電極２０，２２が運動・移動する
際に、電圧センス線が断線するおそれがあり、安心して
自動化・省力化を推進できないという欠点がある。本実
施例においては、溶接電極２０，２２に電圧センス線を
接続する必要がないので、そのような断線事故等の問題
はなく、安心して自動化・省力化を推進できる。
８およびゼロ電流検出回路３６をそれぞれ一次回路に設
け、一次側の電圧、電流を監視して力率角ψを求め、力
率角ψの値に基づいて溶接電極２０，２２間における被
溶接物２４，２６の有無を検出するようにしており、溶
接電極２０，２２に電圧センス線を接続する必要はな
い。溶接電極２０，２２に電圧センス線を接続し、溶接
電極２０，２２間の電圧に基づいて被溶接物２４，２６
の有無を検出することも可能ではあるが、この方式にお
いては、ロボット（図示せず）や加圧機構４４の駆動に
よって二次導体や溶接電極２０，２２が運動・移動する
際に、電圧センス線が断線するおそれがあり、安心して
自動化・省力化を推進できないという欠点がある。本実
施例においては、溶接電極２０，２２に電圧センス線を
接続する必要がないので、そのような断線事故等の問題
はなく、安心して自動化・省力化を推進できる。
【００２４】なお、上述した実施例は抵抗溶接制御装置
に係るものであったが、本発明は抵抗溶接測定装置にも
適用可能である。
に係るものであったが、本発明は抵抗溶接測定装置にも
適用可能である。
【００２５】以上説明したように、本発明によれば、交
流式抵抗溶接機において、電圧ゼロクロス点と電流導通
終了時点とから力率角を算出し、力率角の値に基づいて
溶接電極間における複数の被溶接物の一部または全部の
有無を判定するようにしたので、特別なセンサやセンス
線等を用いることなく通電状況ないし溶接良否を適確に
自動監視することができる。
流式抵抗溶接機において、電圧ゼロクロス点と電流導通
終了時点とから力率角を算出し、力率角の値に基づいて
溶接電極間における複数の被溶接物の一部または全部の
有無を判定するようにしたので、特別なセンサやセンス
線等を用いることなく通電状況ないし溶接良否を適確に
自動監視することができる。
【図１】本発明の一実施例による抵抗溶接制御装置を適
用した単相交流式抵抗溶接機の回路構成を示す回路図で
ある。
用した単相交流式抵抗溶接機の回路構成を示す回路図で
ある。
【図２】交流式抵抗溶接機の等価回路を示す回路図であ
る。
る。
【図３】図２の等価回路における電圧および電流の波形
を示す図である。
を示す図である。
【図４】実施例による簡易な力率角算出方法を説明する
ための電圧および電流の波形を示す図である。
ための電圧および電流の波形を示す図である。
【図５】各サイクル毎に検出された点弧角φおよび遅れ
角δから力率角ψを瞬時に引き出すためのルック・アッ
プ・テーブルを概念的に示す図である。
角δから力率角ψを瞬時に引き出すためのルック・アッ
プ・テーブルを概念的に示す図である。
【図６】ナット溶接を説明するための斜視図である。
【図７】ナット溶接において溶接電極間にナットが在る
場合と無い場合のそれぞれの通電状況を示す略側面図で
ある。
場合と無い場合のそれぞれの通電状況を示す略側面図で
ある。
１８ 溶接トランス ２０，２２ 溶接電極 ２４，２６ 被溶接物 ２８ マイクロプロセッサ ３０ 点弧回路 ３６ ゼロ電流検出回路 ３８ ゼロ電圧検出回路 ４０ メモリ ４２ 表示器
Claims (4)
- 【請求項１】 交流式抵抗溶接機の一次回路または二次
回路に印加される交流電圧の極性が変化する時点を検出
するゼロ電圧検出手段と、 前記交流式抵抗溶接機の一次回路または二次回路を流れ
る交流電流の各導通終了時点を検出するゼロ電流検出手
段と、前記ゼロ電圧検出手段からのゼロ電圧検出信号と前記ゼ
ロ電流検出手段からのゼロ電流検出信号とに基づいて各
半サイクルまたは各１サイクル毎に点弧角を規定する点
弧角制御信号を発生する点弧角制御手段と、 前記ゼロ電圧検出手段からのゼロ電圧検出信号と前記ゼ
ロ電流検出手段からのゼロ電流検出信号とに基づいて力
率角を割り出す力率角割出手段と、 前記力率角割出手段より得られる力率角の値に基づいて
溶接電極間における複数の被溶接物の一部または全部の
有無を判定する判定手段と を具備することを特徴とする
抵抗溶接制御装置。 - 【請求項２】 前記力率角割出手段が、前記ゼロ電圧検
出手段からのゼロ電圧検出信号と前記ゼロ電流検出手段
からのゼロ電流検出信号とに基づいて各半サイクルまた
は各１サイクル毎に遅れ角を検出する遅れ角検出手段
と、前記点弧角制御手段より与えられる点弧角と前記遅
れ角検出手段より得られる遅れ角とに基づいて力率角を
求める力率角演算手段とを有することを特徴とする請求
項１に記載の抵抗溶接制御装置。 - 【請求項３】 前記力率角演算手段が下記の式を用いて
前記力率角を求めることを特徴とする請求項２に記載の
抵抗溶接制御装置 ｉ＝ｓｉｎ（ωｔ＋φ−ψ）−ｓｉｎ（φ−ψ）・ｅｘｐ（−Ｒ／Ｌ）ｔ ［ｉは前記交流電流、ωは交流電圧および電流の角周波
数、φは前記点弧角、 ψは前記力率角、Ｌは前記交流式
抵抗溶接機におけるインダクタンス、Ｒは 前記交流式抵
抗溶接機における一次および二次導体の抵抗ならびに被
溶接材 の抵抗を含む合成抵抗］ 。 - 【請求項４】 交流式抵抗溶接機の一次回路または二次
回路に印加される交流電圧の極性が変化する時点を検出
するゼロ電圧検出手段と、 前記交流式抵抗溶接機の一次回路または二次回路を流れ
る交流電流の各導通終 了時点を検出するゼロ電流検出手
段と、 前記ゼロ電圧検出手段からのゼロ電圧検出信号と前記ゼ
ロ電流検出手段からのゼロ電流検出信号とに基づいて各
半サイクルまたは各１サイクル毎に点弧角を検出する点
弧角検出手段と、 前記ゼロ電圧検出手段からのゼロ電圧検出信号と前記ゼ
ロ電流検出手段からのゼロ電流検出信号とに基づいて力
率角を割り出す力率角割出手段と、 前記力率角割出手段より得られる力率角の値に基づいて
溶接電極間における複数の被溶接物の一部または全部の
有無を判定する判定手段とを具備することを特徴とする
抵抗溶接測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4280823A JP2784618B2 (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 抵抗溶接制御装置及び抵抗溶接測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4280823A JP2784618B2 (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 抵抗溶接制御装置及び抵抗溶接測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06106360A JPH06106360A (ja) | 1994-04-19 |
| JP2784618B2 true JP2784618B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=17630483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4280823A Expired - Lifetime JP2784618B2 (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 抵抗溶接制御装置及び抵抗溶接測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2784618B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5632912A (en) * | 1995-06-16 | 1997-05-27 | Cecil; Dimitrios G. | Resistance projection welding system and method for welding a projection weld nut to a workpiece |
| US6278077B1 (en) | 1999-12-02 | 2001-08-21 | Dimitrios G. Cecil | Weld indexing method and system |
| CN117879179A (zh) * | 2024-03-11 | 2024-04-12 | 西安热工研究院有限公司 | 一种电气设备异常功率状态监测方法及系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4254466A (en) * | 1979-01-29 | 1981-03-03 | Square D Company | Power factor monitoring and control system for resistance welding |
-
1992
- 1992-09-25 JP JP4280823A patent/JP2784618B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06106360A (ja) | 1994-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR950005437A (ko) | 서보 용접건을 사용하는 스폿 용접 제어방법 및 장치 | |
| US5120929A (en) | Dc resistance welding apparatus | |
| JPS58500315A (ja) | 抵抗溶接用の力率監視制御装置 | |
| US5196668A (en) | DC resistance welding apparatus | |
| JP2784618B2 (ja) | 抵抗溶接制御装置及び抵抗溶接測定装置 | |
| US5229567A (en) | Switching control system for controlling an inverter of a spot resistance welding apparatus | |
| US5523541A (en) | Method and apparatus for controlling constant current for resistance welding | |
| JP2767328B2 (ja) | 抵抗溶接制御装置及び抵抗溶接測定装置 | |
| JP4547850B2 (ja) | アーク溶接の短絡判別方法 | |
| JP3669559B2 (ja) | 抵抗溶接機 | |
| JP3734108B2 (ja) | 抵抗溶接機及び抵抗溶接方法 | |
| JP3294142B2 (ja) | 抵抗溶接制御装置 | |
| JP2510874Y2 (ja) | スポット溶接機 | |
| CN103221173B (zh) | 焊接机 | |
| KR101185907B1 (ko) | 용접 장치 | |
| JP2850696B2 (ja) | アプセット溶接装置 | |
| KR100272978B1 (ko) | 점 용접에서의 소멸각 특성변화 감지 방법 | |
| KR100272979B1 (ko) | 점 용접기의 동저항 특성변화 감지 방법 | |
| JP2556248Y2 (ja) | 抵抗溶接機におけるスパッタ防止装置 | |
| JPH05119085A (ja) | 抵抗溶接機における二次ケーブル劣化検出方法 | |
| JPH0735669Y2 (ja) | 抵抗溶接制御装置 | |
| JP3291183B2 (ja) | 抵抗溶接制御装置 | |
| JPH0755381B2 (ja) | 抵抗溶接制御装置及び抵抗溶接監視装置 | |
| JP3852190B2 (ja) | 手打ち溶接ガン給電式スポット溶接装置 | |
| JPH07136766A (ja) | スタッド溶接方法 |