JP3162768U - フリッカー低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な構成でフリッカーを低減することができるフリッカー低減装置を実現する。【解決手段】フリッカー低減装置１は、共通の交流電源幹線Ａに接続された複数の抵抗溶接機２に接続されて設けられ、電極チップの加圧電力を供給する加圧電力供給手段１１と、抵抗溶接機に溶接指令信号を出力する溶接指令出力手段１３と、溶接指令信号を受けて通電中の抵抗溶接機２を計数し、通電中の抵抗溶接機２の数が所定の許容台数未満か否かを判断する通電制御手段１２と、を備えている。【選択図】 図１

Description

本考案は、共通の交流電源幹線から複数の抵抗溶接機に溶接電流を通電する際のフリッカーを低減するフリッカー低減装置に関する。

従来より、自動車部品などの溶接には、被溶接点に溶接電流を通電して溶接を行うスポット溶接機などの抵抗溶接機が用いられてきた。
抵抗溶接機においる溶接は、一対の対向する電極チップにより被溶接物（ワーク）の溶接点を加圧し、通電することにより行う。電極チップへの通電は、溶接信号に基づいて、抵抗溶接機に設けられた溶接機タイマーにより制御される（例えば、特許文献１）。

特開平８−１５５６５５号公報

複数の抵抗溶接機を共通の交流電源幹線に接続して使用する場合、複数の抵抗溶接機が各抵抗溶接機に入力される溶接信号に基づいて独立して溶接を行うと、複数の抵抗溶接機に同時に溶接電流が流れることがある。同時に通電される抵抗溶接機の台数が多くなると、交流電源幹線において電圧降下現象（フリッカー）が生じることがある。ここで、「同時に通電」とは、同時に通電が開始される状態だけでなく、通電時間の一部が重なる状態も含む。フリッカーが生じると、溶接電流が不足して溶接品質が低下したり、同一交流電源幹線に接続された他の機器の動作に悪影響を及ぼしたりするという問題があった。

対策としては、交流電源幹線を太くしたり、抵抗溶接機のタイマーを電圧補償タイマー、定電流タイマーとすることなどが考えられるが、個々の抵抗溶接機にそれぞれ当該タイマーを用意する必要があるなど、設備コストが大幅に増大するという問題があった。
また、当該タイマーを備えている抵抗溶接機と当該タイマーを備えていない抵抗溶接機が混在した場合には、当該タイマーを備えていない抵抗溶接機はフリッカーの影響をより強く受け、溶接品質が低下する可能性が高くなってしまう。
当該タイマーを備えた場合でも、大電流対応の受電設備、抵抗溶接機容量の増大という問題が生じるおそれがあった。

そこで、本考案は、安価な構成でフリッカーを低減することができるフリッカー低減装置を実現することを目的とする。

この考案は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の考案では、共通の交流電源幹線に接続された複数の抵抗溶接機に接続して設けられるフリッカー低減装置であって、抵抗溶接機からの溶接信号を受け、溶接信号を出力した抵抗溶接機に電極チップにより被溶接物を加圧するための加圧電力を供給する加圧電力供給手段と、溶接信号を出力した抵抗溶接機に溶接指令信号を出力する溶接指令出力手段と、溶接指令信号を受けて通電中の抵抗溶接機を計数し、通電中の抵抗溶接機の数が所定の許容台数未満か否かを判断する通電制御手段と、を備え、フリッカー低減装置が抵抗溶接機から新たな溶接信号を受信した場合に、前記通電制御手段が通電中の抵抗溶接機の数があらかじめ設定された許容台数未満であると判断した場合には、前記溶接指令出力手段は当該溶接信号を出力した抵抗溶接機に溶接指令信号を出力し、前記通電制御手段が通電中の抵抗溶接機の数が許容台数以上であると判断した場合には、通電中のいずれかの抵抗溶接機から溶接完了信号が出力されるまで当該抵抗溶接機に溶接指令信号を出力せず電極チップを加圧状態で待機させ、いずれかの抵抗溶接機から溶接完了信号が出力された後に当該溶接信号を出力した抵抗溶接機に溶接指令信号を出力する、という技術的手段を用いる。

請求項１に記載の考案によれば、フリッカー低減装置が抵抗溶接機から新たな溶接信号を受信した場合に、通電制御手段が通電中の抵抗溶接機の数が許容台数以上であると判断した場合には、通電中のいずれかの抵抗溶接機から溶接完了信号が出力されるまで当該抵抗溶接機に溶接指令信号を出力せず電極チップを加圧状態で待機させ、いずれかの抵抗溶接機から溶接完了信号が出力された後に当該溶接信号を出力した抵抗溶接機に溶接指令信号を出力し、溶接を行うことができる。
これにより、許容台数以上の抵抗溶接機に同時に通電することを回避することができるので、フリッカーを低減することができる。ここで、本フリッカー低減装置では、フリッカー対策のための機器を個々の抵抗溶接機にそれぞれ用意する必要がなく、抵抗溶接機の改造も必要ないため、安価に構成することができる。
また、フリッカー低減装置が抵抗溶接機から新たな溶接信号を受信した場合に、通電制御手段により通電中の抵抗溶接機の数があらかじめ設定された許容台数未満であると判断した場合には、溶接指令出力手段により当該溶接信号を出力した抵抗溶接機に溶接指令信号を出力し、速やかに溶接を行うことができ、効率よい溶接作業が可能である。

請求項２に記載の考案では、請求項１に記載のフリッカー低減装置において、優先して使用する抵抗溶接機を選択するとともに優先順位を設定し、設定された優先順位に基づき、溶接信号を出力した抵抗溶接機への通電順を判断する優先順位設定手段を備えた、という技術的手段を用いる。

請求項２に記載の考案のように、フリッカー低減装置が優先順位設定手段を備えることにより、使用頻度を高くしたい抵抗溶接機を優先して使用することができる。

請求項３に記載の考案では、請求項１または請求項２に記載のフリッカー低減装置において、接続された抵抗溶接機のうち、フリッカー低減装置により制御しない抵抗溶接機を選択する選択手段を備えた、という技術的手段を用いる。

請求項３に記載の考案のように、フリッカー低減装置が選択手段を備えることにより、接続された抵抗溶接機のうち、フリッカー低減装置により制御する必要のない抵抗溶接機を選択して制御しないようにすることができる。

本考案のフリッカー低減装置の構造を示すブロック図である。

本考案のフリッカー低減装置について、図を参照して説明する。

本考案のフリッカー低減装置１は、共通の交流電源幹線Ａに接続された複数の抵抗溶接機２（２ａ、２ｂ、２ｃ．．．）に接続されて設けられている。
フリッカー低減装置１は、抵抗溶接機２の電極チップ（図示せず）がワークを加圧するための加圧電力を供給する加圧電力供給手段１１と、抵抗溶接機に溶接指令信号を出力する溶接指令出力手段１３と、溶接指令信号を受けて通電中の抵抗溶接機２を計数し、通電中の抵抗溶接機２の数が所定の許容台数未満か否かを判断する通電制御手段１２と、を備えている。

加圧電力供給手段１１は、加圧指令手段２１及び被溶接物（ワーク）に通電する溶接電流の制御を行う溶接機タイマー２３と電気的に接続されている。ここで、加圧指令手段２１は、例えば、作業者が溶接作業を行う際に踏むペダルスイッチなどである。

加圧電力供給手段１１は、加圧指令手段２１から加圧指令信号（請求項における「溶接信号」）を受けると、その溶接信号を出力した抵抗溶接機２の加圧バルブ２２にワークの溶接箇所を加圧するための加圧電力を供給する。これにより、ワークの溶接箇所が電極チップにより加圧された状態となる。

加圧電力供給手段１１は、抵抗溶接機２から加圧指令信号を受け、加圧電力を供給したことを示す加圧開始信号を通電制御手段１２に出力する。

通電制御手段１２は、溶接機タイマー２３と電気的に接続されており、同時に通電することを許可する抵抗溶接機の台数（許容台数）を設定可能に構成されている。
ここで、許容台数は、複数の抵抗溶接機の内、交流電源幹線の電圧降下を許容範囲内に抑制するために設定される抵抗溶接機の台数である。

通電制御手段１２は、抵抗溶接機２から新たな加圧信号を受信した場合、つまり、加圧電力供給手段１１から加圧開始信号を受信した場合に、通電中の抵抗溶接機２を計数し、その数が所定の許容台数未満か否かを判断する。

通電制御手段１２が通電中の抵抗溶接機２の数が許容台数未満であると判断した場合には、溶接指令出力手段１３に通電制御を行うことを示す通電制御信号を出力する。

溶接指令出力手段１３は、溶接機タイマー２３と電気的に接続されており、通電制御手段１２から通電制御信号を受信すると、加圧指令信号を出力した抵抗溶接機２の溶接機タイマー２３に溶接指令信号を出力する。

溶接機タイマー２３は、溶接指令信号を受信するとオン動作して、溶接機タイマー２３に設定されている通電パターンに従い交流電源幹線Ａから抵抗溶接機２に溶接電流が通電され、溶接が実行される。

溶接が完了すると、溶接機タイマー２３から通電制御手段１２に溶接完了信号が出力される。

通電制御手段１２が通電中の抵抗溶接機２の数が許容台数以上であると判断した場合には、通電中のいずれかの抵抗溶接機２から溶接機タイマー２３から溶接完了信号が出力されるまで、新たに加圧指令信号を出力した当該抵抗溶接機２に溶接指令信号を出力せず、電極チップを加圧状態で待機させる。いずれかの抵抗溶接機２の溶接機タイマー２３から溶接完了信号が出力されると、通電制御手段１２は通電中の抵抗溶接機２の数が許容台数未満であると判断し、当該抵抗溶接機２に溶接指令信号を出力し、当該抵抗溶接機２において溶接が実行される。
ここで、電極チップは加圧状態で保持されているため、抵抗溶接機２が溶接指令信号を受信すると、すぐに通電を開始して溶接を実行することができる。

通電制御手段１２は溶接完了信号を受信すると、加圧電力供給手段１１に加圧解除信号を出力し、加圧電力供給手段１１は加圧電力の供給を停止する。これにより、電極チップによる加圧が解除され、ワークの取り出しが可能となる。

ここで、フリッカー低減装置１による通電遅れは、溶接時間（通常１０〜３０サイクル）に装置内での遅延時間６サイクル程度に抑えられ、実用上問題とならない。

上述の構成により、フリッカー低減装置１では、複数の抵抗溶接機２から重なったタイミングで加圧指令信号が出力された場合でも、許容台数以上の抵抗溶接機に同時に通電することを回避することができるので、フリッカーを低減することができる。ここで、本フリッカー低減装置では、フリッカー対策のための機器を個々の抵抗溶接機にそれぞれ用意する必要がなく、抵抗溶接機２の改造も必要ないため、安価に構成することができる。
当フリッカー低減装置１は、同時通電回避により、個々の抵抗溶接機２で発生するフリッカーに留めるため、受電設備に容量の余裕が生じる。これらにより、省エネルギー・省資源化を達成することができる。

通電制御手段１２は、優先順位設定手段１２ａと抵抗溶接機選択手段１２ｂとを備えることができる。優先順位設定手段１２ａは、優先して溶接を行う抵抗溶接機２とその優先順位とを設定し、設定された優先順位に基づき、加圧指令信号を出力した抵抗溶接機２への通電順を判断する。
優先順位の判断は複数の抵抗溶接機２が同時に加圧信号を出力した場合に行われ、設定された優先順位が低い方の抵抗溶接機２の溶接機タイマー２３のクロックの所定のサイクル数、例えば、６サイクルの時間だけ溶接指令信号の出力を遅延させることにより、優先順位通りの溶接順とすることができる。ここで、この所定のサイクル数の間に他の抵抗溶接機２から加圧信号が出力された場合には、その抵抗溶接機２の方が先に溶接を実行することになる。

抵抗溶接機選択手段１２ｂは、フリッカー低減装置１により制御しない抵抗溶接機２を選択し、あらかじめ設定することができる。

フリッカー低減装置１と各抵抗溶接機２との結線は抵抗溶接機２毎に１束にして１ターミナルではめ込むことができるように構成されている。これにより、結線間違いを防止することができる。また、フリッカー低減装置１と各抵抗溶接機２との結線の容量が１０Ｍを超える場合は、光ケーブル・シニアル伝送化することができる。長電線の電圧降下を防ぐため、増幅装置を設けることもできる。

次に、フリッカー低減装置１による抵抗溶接機２への通電制御の実施例について説明する。なお、本考案は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
本実施例では、同時に通電する抵抗溶接機２の設定台数を２台とし、優先順位設定手段１２ａを用いない場合について説明する。

まず、抵抗溶接機２ａのペダルスイッチを踏むなどにより加圧指令手段２１を作動させると、加圧電力供給手段１１に加圧指令信号が出力される。加圧電力供給手段１１は、加圧指令手段２１から加圧指令信号を受けると、加圧バルブ２２に加圧電力を供給する。これにより、ワークが電極チップにより加圧された状態となる。

続いて、加圧電力供給手段１１は、抵抗溶接機２ａから加圧指令信号を受けたこと示す加圧開始信号を通電制御手段１２に出力する。通電制御手段１２は、加圧開始信号を受けて通電中の抵抗溶接機２を計数し、通電中の抵抗溶接機２の数が２台未満か否かを判断する。ここで、他に通電中の抵抗溶接機２はないため、通電制御手段１２は、所定の許容台数未満と判断し、溶接指令出力手段１３に通電制御信号を出力する。

通電制御信号を受信した溶接指令出力手段１３は、溶接機タイマー２３に溶接指令信号を出力し、この信号に基づいて溶接機タイマー２３がオン動作して、溶接機タイマー２３に設定されている通電パターンに従い、交流電源幹線Ａから抵抗溶接機２ａに溶接電流が通電され、溶接が実行される。

抵抗溶接機２ａに溶接電流が通電されているときに、抵抗溶接機２ｂから加圧指令信号が出力されると、加圧電力供給手段１１は、抵抗溶接機２ｂの加圧バルブ２２にワークの溶接箇所を加圧するための加圧電力を供給する。これにより、ワークが電極チップにより加圧された状態となる。

加圧電力供給手段１１は、抵抗溶接機２ｂから加圧指令信号を受けたこと示す加圧開始信号を通電制御手段１２に出力し、通電制御手段１２は、加圧開始信号を受けて通電中の抵抗溶接機２を計数し、通電中の抵抗溶接機２の数が２台未満か否かを判断する。ここで、通電中の抵抗溶接機２は抵抗溶接機２ａのみの１台であるため、通電制御手段１２は、所定の許容台数未満と判断する。続いて、抵抗溶接機２ａの場合と同様に溶接が実行される。

更に、抵抗溶接機２ａ及び抵抗溶接機２ｂに溶接電流が通電されているときに、抵抗溶接機２ｃから加圧指令信号が出力されると、加圧電力供給手段１１は、抵抗溶接機２ｃの加圧バルブ２２にワークの溶接箇所を加圧するための加圧電力を供給する。これにより、ワークが電極チップにより加圧された状態となる。

加圧電力供給手段１１は、抵抗溶接機２ｃから加圧指令信号を受けたこと示す加圧開始信号を通電制御手段１２に出力し、通電制御手段１２は、加圧開始信号を受けて通電中の抵抗溶接機２を計数し、通電中の抵抗溶接機２の数が２台未満か否かを判断する。ここで、通電中の抵抗溶接機２は抵抗溶接機２ａ及び抵抗溶接機２ｂの２台であるため、通電制御手段１２は、通電中の抵抗溶接機２の数が所定の許容台数以上であると判断する。

通電中の抵抗溶接機２ａ及び抵抗溶接機２ｂのいずれかの一方の溶接が完了し、溶接機タイマー２３から溶接完了信号が出力されるまで、抵抗溶接機２ｃには溶接指令信号は出力されず、電極チップが加圧状態で待機する。

そして、抵抗溶接機２ａ及び抵抗溶接機２ｂのいずれかの一方の溶接機タイマー２３から溶接完了信号が出力されると、通電制御手段１２は溶接指令出力手段１３に通電制御信号を出力し、溶接指令出力手段１３が抵抗溶接機２ｃの溶接機タイマー２３に溶接指令信号を出力する。そして、抵抗溶接機２ｃにおいて溶接が実行さえる。

これにより、抵抗溶接機２ａ、抵抗溶接機２ｂ及び抵抗溶接機２ｃから重なったタイミングで加圧指令信号が出力された場合でも、許容台数以上同時に通電されることを回避することができるので、フリッカーを低減することができる。

ここで、抵抗溶接機２ｃから加圧指令信号が出力された時に、抵抗溶接機２ａによる溶接が完了しており、抵抗溶接機２ｂにのみ溶接電流が通電されていた場合には、抵抗溶接機２ｃにおいて速やかに溶接が実行される。

（実施例２）
次に、優先順位設定手段１２ａを用いる場合を例に説明する。ここでは、２ａ、２ｂ、２ｃの３台をこの順に優先して使用するように設定する。

（ケース１）
通電中の抵抗溶接機：抵抗溶接機２ａ、抵抗溶接機２ｂ
加圧信号出力順：抵抗溶接機２ｃ、抵抗溶接機２ｄ同時

加圧信号の出力は抵抗溶接機２ｃと抵抗溶接機２ｄは同時であるが、優先順位設定手段１２ａにより抵抗溶接機２ｃを優先して使用するように設定されているため、抵抗溶接機２ａ、抵抗溶接機２ｂのいずれか一方の溶接が完了すると、抵抗溶接機２ｃにおいて溶接が実行される。そして、抵抗溶接機２ａ、抵抗溶接機２ｂの他方の溶接が完了すると、抵抗溶接機２ｄにおいて溶接が実行される。

（ケース２）
通電中の抵抗溶接機：抵抗溶接機２e、抵抗溶接機２ｆ
加圧信号出力順：抵抗溶接機２ａ、抵抗溶接機２ｃ同時→抵抗溶接機２ｄ

優先順位設定手段１２ａにより抵抗溶接機２ａ、２ｂ、２ｃをこの順に優先して使用するように設定されているため、加圧出力信号の出力を遅延させるサイクル数を６サイクルとすると、抵抗溶接機２ｃによる加圧出力信号の出力は、抵抗溶接機２ａより１２サイクル分遅延することになる。この１２サイクルの後に抵抗溶接機２ｄの加圧信号が出力された場合には、抵抗溶接機２ａ→抵抗溶接機２ｃ→抵抗溶接機２ｄの順に溶接が実行される。
一方、この１２サイクルの前に抵抗溶接機２ｄの加圧信号が出力された場合には、抵抗溶接機２ｄ→抵抗溶接機２ａ→抵抗溶接機２ｃの順に溶接が実行される。

なお、通電中の抵抗溶接機２が許容台数未満の場合には、加圧指令信号の出力順に溶接が実行される。

［実施形態の効果］
（１）本考案のフリッカー低減装置１によれば、フリッカー低減装置１が抵抗溶接機２から新たな溶接信号を受信した場合に、通電制御手段１２が通電中の抵抗溶接機の数が許容台数以上であると判断した場合には、通電中のいずれかの抵抗溶接機２から溶接完了信号が出力されるまで当該抵抗溶接機２に溶接指令信号を出力せず電極チップを加圧状態で待機させ、いずれかの抵抗溶接機２から溶接完了信号が出力された後に当該溶接信号を出力した抵抗溶接機２に溶接指令信号を出力し、溶接を行うことができる。
これにより、許容台数以上の抵抗溶接機２に同時に通電することを回避することができるので、フリッカーを低減することができる。
また、フリッカー低減装置１では、フリッカー対策のための機器を個々の抵抗溶接機２にそれぞれ用意する必要がなく、抵抗溶接機２の改造も必要ないため、安価に構成することができる。

（２）優先順位設定手段１２ａを用いると、使用頻度を高くしたい抵抗溶接機２を優先して使用することができる。

（その他の実施形態）
抵抗溶接機選択手段１２ｂにより、フリッカー低減装置１により制御しない抵抗溶接機２を選択すると、選択された抵抗溶接機２が加圧指令信号を出力したときに通電中の抵抗溶接機が許容台数であっても、溶接を実行することができる。
例えば、定置式スポット溶接機を用いて連続溶接手動打ちを行う場合などに適用することができる。連続溶接手動打ちでは、選択された抵抗溶接機は手動（足踏みペタル）で溶接指示を出している限り、溶接機タイマーで設定された時間間隔で、連続溶接を行う。
連続溶接手動打ちを行わない場合には、抵抗溶接機選択手段１２ｂにより制御しない抵抗溶接機２として選択する必要はない。

１…フリッカー低減装置
２…抵抗溶接機
１１…加圧電力供給手段
１２…通電制御手段
１２ａ…優先順位設定手段
１２ｂ…抵抗溶接機選択手段
１３…溶接指令出力手段
２１…加圧指令手段
２２…加圧バルブ
２３…溶接機タイマー

Claims (3)

1. 共通の交流電源幹線に接続された複数の抵抗溶接機に接続して設けられるフリッカー低減装置であって、
   抵抗溶接機からの溶接信号を受け、溶接信号を出力した抵抗溶接機に電極チップにより被溶接物を加圧するための加圧電力を供給する加圧電力供給手段と、
   溶接信号を出力した抵抗溶接機に溶接指令信号を出力する溶接指令出力手段と、
   溶接指令信号を受けて通電中の抵抗溶接機を計数し、通電中の抵抗溶接機の数が所定の許容台数未満か否かを判断する通電制御手段と、を備え、
   フリッカー低減装置が抵抗溶接機から新たな溶接信号を受信した場合に、前記通電制御手段が通電中の抵抗溶接機の数があらかじめ設定された許容台数未満であると判断した場合には、前記溶接指令出力手段は当該溶接信号を出力した抵抗溶接機に溶接指令信号を出力し、
   前記通電制御手段が通電中の抵抗溶接機の数が許容台数以上であると判断した場合には、通電中のいずれかの抵抗溶接機から溶接完了信号が出力されるまで当該抵抗溶接機に溶接指令信号を出力せず電極チップを加圧状態で待機させ、いずれかの抵抗溶接機から溶接完了信号が出力された後に当該溶接信号を出力した抵抗溶接機に溶接指令信号を出力することを特徴とするフリッカー低減装置。
2. 優先して使用する抵抗溶接機を選択するとともに優先順位を設定し、設定された優先順位に基づき、溶接信号を出力した抵抗溶接機への通電順を判断する優先順位設定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のフリッカー低減装置。
3. 接続された抵抗溶接機のうち、フリッカー低減装置により制御しない抵抗溶接機を選択する選択手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフリッカー低減装置。

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