JPH03174982A

JPH03174982A - 抵抗溶接機およびその制御方法

Info

Publication number: JPH03174982A
Application number: JP31347289A
Authority: JP
Inventors: Tomiaki Hosokawa; 富秋細川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-12-04
Filing date: 1989-12-04
Publication date: 1991-07-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、抵抗溶接機にかかり、とくに溶接電流のオー
バシュート、ダンピングの発生を排除するフィードバッ
ク制御を行う溶接機およびその制御方法に関する。

（従来の技術）従来、抵抗溶接機における溶接電流のフィードバック制
御は、溶接トランスの一次、あるいは二次電流検出回路
の検出出力を、比例、積分などの機能を含むオペアンプ
等で構成した比較増幅回路を介して、フィードバック制
御していた。また、一次電源電圧の変動は溶接電流が定
電流となるように補償制御するが、それは電源電圧検出
回路の出力を上述の比較増幅回路に単独で、または電流
検出回路の出力とともに印加することにより制御してい
た。さらに、チップ電極間の電圧を検出し、定電流にな
るようにフィードバック制御する溶接機もあるが、それ
も単独、または電流または電源電圧の検出出力とともに
、上記比較増幅回路に印加してフィードバック制御して
いた。

第２図は、そのような従来の抵抗溶接機における制御ブ
ロックを示す図である。

２００■の交流は逆並列に接続された主サイリスタｌお
よび２により位相制御され、溶接トランス３に電力を供
給する。その溶接トランス３の二次側には溶接チップ電
極４および５が接続されており、被溶接体のワーク（母
材）６を加圧し、通電する。また、溶接トランス３の一
次側、および二次側にそれぞれ設けた第１の変流機７．
第２の変流機８は、溶接トランス３の一次、二次の電流
を検出し電流検出回路９に印加する。ＩＯは電流設定回
路であり、その出力と電流検出回路９の出力は比較増幅
回路１１に印加される。また、溶接機によっては、電源
電圧検出回路１４の出力を単独、または電流検出回路９
の出力と同時に比較増幅回路１１に人力するものもある
。なお、図示されていないが、溶接チップ電極４，５間
の電圧を検出するチップ間電圧検量回路を設け、その出
力を単独、または電流検出回路９の出力、あるいは電源
電圧検出回路１４の検出出力と共に比較増幅回路１１に
入力させる場合もある。比較増幅回路１１の出力は点弧
角設定Ｉｊｉｌ路１２に入力され、パルス変換されて、
その出力は点弧回路１３に印加され、前述の主サイリス
タ１．２を点弧しく、ｉ”ｌ相制御する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、抵抗溶接機の場合はワークそのものの固
有抵抗、および接触抵抗にばらつきが大きく、また溶接
チップ電極の接触抵抗や、摩擦による接触抵抗の変動も
大きい。しかも、抵抗溶接機は短時間、大電流で電力を
供給し溶接するから、過渡的に溶接電流そのものに変化
が大きい。

従って、フィードバック制御には応答性と制御精度、ゲ
インが要求される。

従来の定電流制御のフィードバック回路では、定電流ス
ポット溶接、定電流シーム溶接機等において電流の立上
がり部分で、オーバシュートやダンピングの現象が発生
していた。また、電流が立上がった定常状態であっても
、電源電圧の動的変動や、溶接部分のチリ発生の状態に
より、溶接電流がオーバシュートや、ダンピングする欠
点があった。

特に、高速ドラム管シーム溶接機などでは、電極の短絡
状態からワークが送り込まれ、噛み込んだ場合、溶接電
流が小さくなり、それがフィードバックされて、大きな
オーバシュートを発生したり、ダンピングを生じたりし
、先端部の溶接割れを起こすことがあった。さらに、イ
ンバータ方式のマイクロスポット溶接機による高速、精
密、短時間の溶接でも、溶接電流のオーバシュート、ダ
ンピングの影響が大きな問題であった。

上述のような問題の原因は、フィードバックループを高
応答に形成し、増幅度を上げると位相補償、つまり電流
検出回路、あるいは電源電圧検出回路の主位相と、比較
増幅回路の主位相との位相ずれを生じて、場合によって
は正帰還されるからである。また、増幅度を上げると上
述の変動がトリガとなって印加され、オーバシュート、
ダンピングを生ずるからである。

本発明は、上述の従来の問題点を解決する抵抗溶接機お
よびその制御方法の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は上記の目的を、溶接電流フィードバックループ
、あるいは一次電源電圧フイードパックループ、あるい
はチップ電極間電圧フィードバックループにサンプルホ
ールド回路を設け、さらに溶接電流を一定にフィードバ
ック制御する比較増幅回路の出力を、サンプルホールド
回路に入力させる構成によって達成する。

（作　用）本発明によれば、サンプルホールド回路を用いているの
で、ホールド期間中は比較増幅回路の入力、あるいは出
力が変動しない。したがって、位相補償の問題の付和ず
れは、ホールド期間中にその都度、断ち切ることができ
る。また、サンプルホールド回路を用いているから、ホ
ールド期間中は変動を受は付けず、したがって変動をト
リガして発生する溶接電流のオーバシュートやダンピン
グは発生しない。

（実施例）以ド、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の、抵抗溶接機における制御
ブロック図を部分的に示しており、工ないし１４は第２
図の符号の説明を援用し、その他の符″１ｆ１５．１６
オ？よび１７はサンプルホールド回路（以ド、Ｓ　／　
８回路と略し１区別するときは最後に数字に括ｇＡ丼き
する）である。

まず、電流検出回路９の出力は第（のＳ／ＩＩ回路（１
）１５に印加され、その出力は比較増幅回路１１に入力
される。また、電源電圧検出回路１２の出力は第２のＳ
／Ｈ回路（２）１６に印加され、その出力は比較増幅回
路１１に入力される。

このようにＳ／Ｈ回路１５．１６を設ける場合は、比較
的高応答、高精度が要求される場合が多いが、高応答、
高精度よりも平均的熱制御を重要視する場合、例えば三
相整流のグレーテング溶接、あるいはボルトの据え込み
溶接などのときは、比較増幅回路１１の応答性を遅くし
て、その出力をＳ／Ｈ回路（３）１７に入力してもよい
。

なお、Ｓ　／　Ｈ回路１５．１６．１７は１回路のみの
使用でもよく、１回路以上または３回路とも使用しても
よい。さらにチップ電極間電圧のフィードバック制御回
路を形成して、それに対するものも含める全てに使用し
てもよい。また、それらＳ／Ｈ回路にはサンプリング周
波数を決めるサンプリング周波数設定回路、およびサン
プル期間を決めるサンプル期間設定回路が内蔵されてい
る。

また、図示されていないが、電流設定回路１０の出力の
大きさ、あるいは勾配により、電流検出回路９の出力の
大きさ、または勾配、あるいは電源電圧検出回路１４の
出力の大きさ、あるいは勾配によりＳ／Ｈ回路１５ない
し１７のサンプリング周波数、サンプル期間を設定して
もよく、サンプリング周波数は一例として、数百Ｔ（ｚ
ないし数ｋ）（ｚ、サンプル期間は数十μｓないし数ｍ
ｓなどが選定される。

（発明の効果）以」二説明して明らかなように本発明は、サンプルホー
ルド］１１１路を用いることにより、従来の欠点が解消
でき、高応答、高精度の安定したフィードバック制御の
実現が可能になり、複雑、精密な適応制御が必要な溶接
に用いて大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第を図は本発明の一実施例の要部構成を示すブロック間
、第２図は従来の抵抗溶接機の要部の制御ブロックの部
分図である。ｌ、２　、・　ｔサイリスタ、　３　・・・溶接トラン
ス、　４，５　・・・溶接チップ電極、６　・　ワーク
、　７，８　・・変流機、　９・・・電流検出回路、１
０・・・電流設定回路、１１　　・・比較増幅回路、１
２・・・点弧角設定Ｆ１１路、１３　　・・点弧回路、
１４・・・電源電圧検出回路、１５．１６．１７・・・
サンプルホールド［ｒり路（Ｓ　／　Ｉ−を回路）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）抵抗溶接機において、溶接電流を設定するための
電流設定回路を有するフィードバックループ、溶接電圧
を設定するための電源電圧検出回路を有するフィードバ
ックループ、溶接チップ電極間電圧を設定するための電
圧検出回路を有するフィードバックループの、少なくと
も１つが構成され、それらのフィードバック電流がサン
プルホールド回路を経て帰還されることを特徴とする抵
抗溶接機。
（２）電流設定回路、電流検出回路、電源電圧検出回路
、溶接チップ電極間の電圧検出回路の大きさ、または勾
配をパラメータとして、サンプルホールド回路のサンプ
リング周波数、あるいはサンプル期間を設定する構成と
したことを特徴とする請求項（１）記載の抵抗溶接機。
（３）抵抗溶接機において、溶接電流を制御するフィー
ドバックループ、一次電源電圧を制御するフィードバッ
クループ、および溶接チップ電極間電圧を一定に制御す
るためのフィードバックループを構成し、それらのフィ
ードバックループにサンプルホールド回路を挿入して、
溶接電流、一次電源電圧、チップ電極間電圧を制御する
ことを特徴とする抵抗溶接機の制御方法。
（４）溶接電流、一次電源電圧、チップ電極間電圧の少
なくとも１つに、フィードバックループが構成されてい
ることを特徴とする請求項（３）記載の抵抗溶接機の制
御方法。