JPH0549952B2 - - Google Patents

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JPH0549952B2
JPH0549952B2 JP56196639A JP19663981A JPH0549952B2 JP H0549952 B2 JPH0549952 B2 JP H0549952B2 JP 56196639 A JP56196639 A JP 56196639A JP 19663981 A JP19663981 A JP 19663981A JP H0549952 B2 JPH0549952 B2 JP H0549952B2
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JP
Japan
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welding
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welding current
cycles
voltage
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JP56196639A
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JPS5897667A (ja
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Kunio Tsuboi
Fumio Harashima
Hiroshi Inaba
Eiji Nara
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Dengensha Toa Co Ltd
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Dengensha Manufacturing Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/20Measuring earth resistance; Measuring contact resistance, e.g. of earth connections, e.g. plates
    • G01R27/205Measuring contact resistance of connections, e.g. of earth connections

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 最近、抵抗溶接においてチツプ間抵抗あるいは
チツプ間電圧を溶接結果のモニタ量として利用す
ることが、盛んに行なわれている。
本発明は、このチツプ間抵抗およびチツプ間電
圧を検出する方法および装置に関するものであ
る。
従来、チツプ間抵抗およびチツプ間電圧を検出
する方法としては、上,下のチツプにリード線を
接続し、直接検出していた。
従来の検出方法は、特別な装置を必要とせず、
非常に簡単に検出できるが、実用に際しては次に
述べるような種々の問題がある。
チツプは、絶えず、被溶接物とぶつかるもので
あるから、チツプに接続された、検出用リード線
は傷つけられたり、時には切断される。チツプを
装備した溶接機用ガンは、溶接機種によつては人
間あるいはロボツトにより、振り廻され、このた
めチツプに接続されたリード線は切断される。
チツプは消耗品で、かなり高い頻度で交換され
るため、その都度、リード線の接続をやり直さな
ければならない。
また、リード線は、大電流である溶接電流が流
れる二次導体に添わして配線するため、誘導の影
響を受けやすく時には、誤つた信号が検出される
ため、それなりの工夫がなされている。
以上のように、チツプにリード線を接続する従
来の検出方法は溶接作業にとつて非常にわずらわ
しく、実用的でない。
これに対し本発明は、従来の方法とは全く異つ
た方法によるものでチツプにリード線を接続する
ことなく検出できる方法および実用上非常にすぐ
れた装置を開発したものである。以下に本発明の
方法および装置の一実施例について図面に基づい
て説明する。
第1図は、溶接機を等価的に示したものであ
る。
1は溶接機に電力を供給する交流電源、2はサ
イリスタスタツク、3は溶接トランス、4は二次
導体に含まれる抵抗R、5は二次導体に含まれる
インダクタンスL、6は電極チツプ間に被溶接物
を挿入した時のチツプ間抵抗Rtである。
チツプ間には、抵抗Rtの他にインダクタンス
成分も含まれるがこのインダクタンス分は抵抗
Rtに比べて小さいのでここでは無視するものと
する。
第1図において溶接トランスの2次端子A,B
から二次回路に供給される電力は、二次回路がイ
ンダクタンスLを含んでいるから有効電力と無効
電力から構成され、有効電力は二次回路の抵抗分
すなわち二次導体の抵抗Rとチツプ間抵抗Rtに
よつて消費される電力に等しい。なぜならインダ
クタンスLは電力の蓄積および放出を行なうのみ
で電力を消費しないからである。
従つて、二次回路を流れる電流すなわち溶接電
流をI、有効電力をPとすると次の関係式が成立
する。
P=(R+Rt)I2 ……(1) 整理して R+Rt=P/I2 ……(2) Rt=P/I2−R ……(3) となり有効電力Pを溶接電流Iの2乗値で除算
し、さらに二次導体の抵抗Rを差し引けば、チツ
プ間抵抗Rtを求めることができる。
さらに(3)式で求めたチツプ間抵抗Rtに(4)式で
示すように溶接電流Iを乗じればチツプ間電圧
Vtを求められることは明らかである。
Vt=Rt×I ……(4) 以上のように有効電力Pと溶接電流Iが判れ
ば、チツプ間にリード線を接続することなく、チ
ツプ間抵抗Rtおよびチツプ間電圧Vtを求めるこ
とができる。
ここで(3)および(4)式は一般式であり、実用上は
溶接中におけるチツプ間抵抗および電圧の時間的
変化が溶接結果のモニタ量として用いらられる。
従つて交流電源のn/2サイクルごとのチツプ
間抵抗および電圧を求める必要がある。その方法
について次に述べる。
第2図は、溶接トランス二次側電圧v(瞬時値)
と溶接電流i(瞬間値)の波形を示したものであ
る。
Tは交流電源周波数n/2サイクルの期間であ
れば任意でよいが、ここでは説明を簡単にするた
めn=1とし、電源周波数の半サイクルである。
t1およびt2は溶接電流iが零の時点であれば任
意でよいがここでは一例として半サイクル電流の
流れ初めの時点とする。
期間Tにおける有効電力Pは(5)式で表わすこと
ができる。
P=1/T ∫t2 t1vidt ……(5) 同様にして期間Tにおける溶接電流の2乗値I2
は(6)式で表わすことができる。
I2=1/T ∫t2 t1 i2dt ……(6) (5)、(6)式を(3)式に代入すると電極チツプ間抵抗
Rtは(7)式のようになる。
Rt=∫t2t1vidt/∫t2t1i2dt−R ……(7) この(7)式の計算を溶接期間中にわたつて行なう
と半サイクルごとのチツプ間抵抗Rtを求めるこ
とができる。
半サイクルごとのチツプ間抵抗Rtが求まれば
(4)式により半サイクルごとの溶接電流IをRtに
乗じてやれば、半サイクルごとのチツプ間電圧
Vtが求まる。
Vtとしてピーク値あるいは平均値あるいは実
効値を求める場合は溶接電流として、半サイクル
ごとのピーク値、あるいは平均値あるいは実効値
を用いればよい。
以上のように期間Tを半サイクルに選ぶと半サ
イクルごとのチツプ間抵抗および電圧が求められ
るが、期間Tをn/2サイクルに選ぶと同様にし
てn/2サイクルごとのチツプ間抵抗および電圧
が求められることは明らかである。また(7)式の電
圧Vはここでは溶接トランスの二次側電圧を用い
たが、一次電圧でもよい。なぜなら一次側と二次
側の電圧は相似であるからである。
ただし、この場合、一次側電圧そのものでな
く、二次側の電圧の大きさに見合うように小さく
した値を用いる。
さらに(7)式の電圧Vは供給電源の電圧でもよ
い。ただし大きさは一次電圧を用いた時と同様
に、二次電圧に見合うように小さくした値を用い
る。この場合第2図の電圧Vは連続の正弦波とな
るが、電流iが零の期間ではViは零となるから
(7)式の計算結果はVの値として二次電圧を用いた
場合と同じになる。
なお、有効電力を求めるのに(5)式を利用したが
(5)式以外の方法によつて求めても構わない。
次に本発明の方法を実施するための装置の一実
施例を第3図に基づいて説明する。
第3図はチツプ間抵抗検出装置8と、これに溶
接電流算出回路14および乗算器15を付加した
電極チツプ間電圧検出装置のブロツク図である。
溶接トランス3の二次側電圧vと溶接電流iを
ある手段にて検出し、有効電力算出回路9に入力
し、(3)式の右辺第1項の分子Pを求める。また、
溶接電流iは、溶接電流2乗値算出回路10に入
力され、(3)式の右辺第1項の分母I2を求める。
こうして得られたPとI2を除算器11に入力し
て(3)式の右辺第1項P/I2を求める。このP/I2
とR設定器12からの信号を減算器13に入力
し、(3)式に示すチツプ間抵抗Rtが得られる。
次に電極チツプ間電圧Vtを求めるには、溶接
電流iを所望の値、すなわちピーク値、あるいは
平均値、あるいは実効値のいずれかを求める溶接
電流算出回路14に入力して得られた溶接電流I
と前記で求めたチツプ間抵抗Rtを乗算器15に
入力する。そして(4)式に示すチツプ間電圧Vtを
得る。
ここでR設定器について、もう少し詳しく述べ
る。
R設定器は(5)式に示される二次導体抵抗Rに相
当する信号を出力するものである。二次導体抵抗
Rは、二次導体の消耗により変化するが、その変
化のスピードは、日単位あるいは週単位といつた
非常にゆつくりとしたものであり、十数サイクル
という非常に短かい1回の溶接時間においては一
定と見なすことができる。また電極チツプ間抵抗
Rtおよび電圧Vtは、モニタ量として使用する場
合必ずしもその真値が必要でなく、溶接中におけ
るRtおよびVtの挙動が判れば十分である。
従つてR設定器12の出力は二次導体抵抗Rに
相当する値でよくかつ一定であつても構わない。
第4図は、第3図に示す有効電力算出回路9お
よび溶接電流2乗値算出回路10をさらに具体的
に示したものである。
リセツト信号発生器22とサンプリング信号発
生器23は、有効電力Pおよび溶接電流2乗値I2
をn/2サイクルごとに算出するためにn/2サ
イクルごとに信号を発生するものであり、たとえ
ばn=1すなわち半サイクルごとの有効電力Pお
よび溶接電流2乗値I2を算出する場合は半サイク
ルごとに信号が発生される。
これらリセツト信号およびサンプリング信号は
(7)式から判るように同じ期間t1〜t2間の有効電力
Pおよび溶接電流2乗値I2を求めて除算する必要
があるため、有効電力算出回路および溶接電流2
乗値算出回路の両方に共通のものでなければなら
ない。
まず、(5)式に示される有効電力Pを算出するに
は、溶接電流iと、溶接トランス二次電圧vを乗
算器16に入力しviを求め、このviを積分器17
とサンプルホールド器18によりn/2サイクル
ごとに積分とホールドを繰返すとよい。
次に(6)式に示される溶接電流2剰値I2を算出す
るには、溶接電流iを乗算器19に入力し、i2
求め、このi2を積分器20とサンプルホールド器
21によりn/2ごとに積分とホールドを繰返す
とよい。
以上のように本発明の一実施例をハード的に実
現する場合について述べたが、第3図および第4
図は、コンピユータを用いてソフト的に実現する
ことも可能である。
以上、本発明によれば、溶接トランスの一次側
もしくは二次側の電圧と溶接電流を用いて、チツ
プ間抵抗および電圧を検出することができる。す
なわち電極チツプから離れた場所からの信号によ
つて検出できるので、電極チツプにリード線を接
続する従来の方法と比べて、冒頭で述べたような
溶接作業に対するわずらわしさを一挙に解決する
非常にすぐれた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、抵抗溶接機を電気的シンボルで等価
的に表わしたものである。第2図は、溶接トラン
スの二次側電圧と、溶接電流の波形を表わしたも
のである。第3図は、溶接機の等価回路と、本発
明の1実施例のブロツク図である。第4図は、第
3図の有効電力算出回路9と溶接電流2乗値算出
回路10を具体的に示したブロツク図である。 図面の符号の説明、1……溶接電源、2……サ
イリスタスタツク、3……溶接トランス、4……
溶接機二次導体抵抗、5……溶接機二次導体イン
ダクタンス、6……チツプ間抵抗、7……電流検
出器、8……チツプ間抵抗検出装置のブロツク
図、9……有効電力算出回路、10……溶接電流
2乗値算出回路、11……除算器、12……R設
定器、13……減算器、14……溶接電流算出回
路、15,16,19……乗算器、17,20…
…積分器、18,21……サンプルホールド器、
22……リセツト信号発生器、23……サンプリ
ング信号発生器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 溶接トランスの一次側または二次側の電圧と
    溶接電流を用いて、溶接機の二次回路に供給され
    る有効電力を交流電源のn/2サイクルごとに求
    め、その有効電力を、前記溶接電流の2乗値を交
    流電源のn/2サイクルごとに積分した値で除算
    し、その除算値から溶接機二次導体の抵抗値を差
    引くことによりチツプ間抵抗を検出する方法。 2 溶接トランスの一次側または二次側の電圧と
    溶接電流を用いて、溶接機の二次回路に供給され
    る有効電力を交流電源のn/2サイクルごとに求
    め、その有効電力を前記溶接電流の2乗値を交流
    電源のn/2サイクルごとに積分した値で除算
    し、その除算値から溶接機二次導体の抵抗値を差
    引き、その差引いた値に前記溶接電流のn/2サ
    イクルごとの電流値を乗じることによりチツプ間
    電圧を検出する方法。 3 溶接トランスの一次側または二次側の電圧と
    溶接電流を用いて、溶接機の二次回路に供給され
    る有効電力を交流電源のn/2サイクルごとに算
    出する有効電力算出回路と、前記溶接電流の2乗
    値を交流電源のn/2サイクルごとに算出する溶
    接電流2乗値算出回路と、前記有効電力を前記溶
    接電流2乗値で除算するための除算器と、溶接機
    二次導体の抵抗Rに相当する信号を出力するR設
    定器と、前記除算器の出力から前記R設定器の出
    力を差引くための減算器とを有するチツプ間抵抗
    検出装置。 4 溶接トランスの一次側または二次側の電圧と
    溶接電流を用いて溶接機の二次回路に供給される
    有効電力を交流電源のn/2サイクルごとに算出
    する有効電力算出回路と、前記溶接電流の2乗値
    を交流電源のn/2サイクルごとに算出する溶接
    電流2乗値算出回路と、前記有効電力を前記溶接
    電流2乗値で除算するための除算器と、溶接機二
    次導体の抵抗Rに相当する信号を出力するR設定
    器と、前記除算器の出力から前記R設定器の出力
    を差引くための減算器と、前記溶接電流のn/2
    サイクルごとの電流値を算出する溶接電流算出回
    路と、前記減算器の出力と前記溶接電流算出回路
    の出力とを乗算するための乗算器とを有するチツ
    プ間電圧検出装置。
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Publication Number Publication Date
JPS5897667A JPS5897667A (ja) 1983-06-10
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Families Citing this family (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59222652A (ja) * 1983-06-01 1984-12-14 Mazda Motor Corp 自動変速機の制御装置
JPH082507B2 (ja) * 1988-12-01 1996-01-17 ニチコン株式会社 フリッカー補償装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4829499U (ja) * 1971-08-12 1973-04-11
JPS4841231A (ja) * 1971-09-27 1973-06-16

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