JPH06126466A - 直流抵抗溶接システムの断線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数の溶接電流供給装置によって単一の溶接ガ
ン部に溶接電流を供給する直流抵抗溶接システムにおい
て、夫々の溶接電流供給装置の電流検出器に検出された
通電電流の異常の原因が溶接電流供給装置における溶接
トランスの１次側の断線によるものか否かを判定するこ
とが可能な直流抵抗溶接システムの断線検出装置を提供
する。 【構成】溶接コントローラ２０の制御回路５８はＯＲゲ
ート５２を介して第１比較回路４０から出力される１次
側溶接電流Ｉ₁₁と電流値設定器３８に設定された設定値
Ｉ_M との比較結果と、第２比較回路４２から出力される
１次側溶接電流Ｉ ₁₂と前記設定値Ｉ_M との比較結果とに
基づいて、１次側溶接電流Ｉ₁₁およびＩ₁₂をＲＡＭ８０
に予め設定された設定値と比較して夫々の溶接電流供給
装置１４、１６の断線を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直流抵抗溶接システムの
断線検出装置に関し、一層詳細には、単一の溶接ガン部
に複数の溶接トランスから順次溶接電流を供給する直流
抵抗溶接システムにおいて、前記夫々の溶接トランスの
１次側における断線を検出する直流抵抗溶接システムの
断線検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、種々のワークを溶接するため
に、直流抵抗溶接装置が多用されているが、この直流抵
抗溶接装置において、溶接トランスの大電流化等の要求
から、コンバータ回路、インバータ回路および溶接トラ
ンス回路から構成される溶接電流供給装置を並列に複数
台配設し、これらの溶接電流供給装置から単一の溶接ガ
ンに対して溶接電流を順次通電する直流抵抗溶接システ
ムが用いられている。このシステムにおいて、前記夫々
の溶接電流供給装置には電流検出器が配設され、前記電
流検出器に検出された溶接トランスの１次側の電流が予
め設定された設定値以上となったとき、前記夫々の溶接
電流供給装置において通電電流の異常が発生したとし
て、直流抵抗溶接システムの動作を停止させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術における直流抵抗溶接システムでは、通電電流
の異常の原因が、溶接トランスの２次側ダイオード異常
であるか、若しくは溶接トランスの偏磁に起因するもの
か、または、溶接電流供給装置内で発生したケーブルの
断線により他の溶接電流供給装置に過大な電流が通電さ
れたものかを判定することができないという問題があ
る。

【０００４】本発明はこのような従来の問題を解決する
ためになされたものであって、複数の溶接電流供給装置
によって単一の溶接ガン部に溶接電流を供給する直流抵
抗溶接システムにおいて、夫々の溶接電流供給装置の電
流検出器に検出された通電電流の異常の原因が溶接電流
供給装置における溶接トランスの１次側の断線によるも
のか否かを判定することが可能な直流抵抗溶接システム
の断線検出装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【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、本発明は、交流を直流に変換するコンバータ回路
と、前記直流を高周波交流に変換するインバータ回路
と、前記高周波交流からワークに供給される溶接電流を
生成する溶接トランス回路とからなる複数の溶接電流供
給装置と、前記夫々の溶接電流供給装置から出力される
溶接電流によってワークを溶接する単一の溶接ガン部と
を備えた直流抵抗溶接システムであって、前記溶接電流
供給装置の夫々に配設され、前記溶接トランス回路の１
次側に通電される１次溶接電流を検出する１次電流検出
手段と、前記夫々の１次溶接電流の上限値を設定する設
定手段と、前記検出された夫々の１次溶接電流と前記設
定された上限値とを比較する比較手段と、前記比較手段
の比較結果に基づいて、前記検出された夫々の１次溶接
電流を予め設定された設定値と比較し、該比較結果に基
づいて、夫々の溶接トランス回路の１次側の断線を検出
する断線検出手段と、を備えることを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明に係る直流抵抗溶接システムの断線検出
装置では、コンバータ回路と、インバータ回路と、溶接
トランス回路とからなる溶接電流供給装置の夫々に配設
された１次電流検出手段によって、前記溶接トランス回
路の１次側に通電される１次溶接電流を検出し、該検出
された夫々の１次溶接電流と設定手段に設定された１次
溶接電流の上限値とを比較手段によって比較する。

【０００７】次いで、断線検出手段が前記比較手段の比
較結果に基づいて、前記検出された夫々の１次溶接電流
を予め設定された設定値と比較し、該比較結果に基づい
て、夫々の溶接トランス回路の１次側の断線を検出す
る。

【０００８】従って、比較手段の比較結果および予め設
定された設定値との比較結果に基づいて、夫々の溶接ト
ランス回路の１次側の断線を容易に検出することができ
る。

【０００９】

【実施例】次に、本発明に係る直流抵抗溶接システムの
断線検出装置について好適な実施例を挙げ、添付の図面
を参照しながら以下詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明を実施する直流抵抗溶接シス
テム１０の全体構成を示すブロック図である。直流抵抗
溶接システム１０は三相交流電源１２からワークＷに通
電される溶接電流Ｉ_W を生成する第１溶接電流供給装置
１４および第２溶接電流供給装置１６と、前記第１溶接
電流供給装置１４および第２溶接電流供給装置１６から
供給される溶接電流Ｉ_W によってワークＷの溶接を行う
溶接ガン部１８と、前記第１溶接電流供給装置１４およ
び第２溶接電流供給装置１６に対して溶接電流Ｉ_W を制
御するための信号を導出する溶接コントローラ２０とを
備える。

【００１１】第１溶接電流供給装置１４は三相交流電源
１２から出力される三相交流を全波整流する第１コンバ
ータ回路２２と、前記全波整流された直流を高周波交流
に変換する第１インバータ回路２４と、前記高周波交流
の１次側溶接電流Ｉ₁₁から２次側溶接電流を誘起させる
とともに前記２次側溶接電流を整流する第１溶接トラン
ス回路２６と、前記第１コンバータ回路２２と前記第１
インバータ回路２４との間に配設されて前記第１溶接ト
ランス回路２６の１次側に通電される１次側溶接電流Ｉ
₁₁を検出する第１電流検出器２８とを備える。

【００１２】同様に第２溶接電流供給装置１６は第２コ
ンバータ回路３０、第２インバータ回路３２、第２溶接
トランス回路３４、および第２溶接トランス回路３４の
１次側に通電される１次側溶接電流Ｉ₁₂を検出する第２
電流検出器３５とを備える。

【００１３】前記溶接ガン部１８は前記第１溶接トラン
ス回路２６および第２溶接トランス回路３４から供給さ
れる溶接電流Ｉ_W を検出する溶接電流検出器３６を備え
る。

【００１４】図２は溶接コントローラ２０の構成を示す
ブロック図である。

【００１５】溶接コントローラ２０は第１電流検出器２
８から出力される第１溶接トランス回路２６の１次側溶
接電流Ｉ₁₁と電流値設定器３８に設定された設定値Ｉ_M
とを比較する第１比較回路４０と、第２電流検出器３５
から出力される第２溶接トランス回路３４の１次側溶接
電流Ｉ₁₂と電流値設定器３８に設定された設定値Ｉ_Mと
を比較する第２比較回路４２と、第１電流検出器２８か
ら出力される第１溶接トランス回路２６の１次側溶接電
流Ｉ₁₁をホールドする第１ホールド回路４４と、この第
１ホールド回路４４にホールドされた前記１次側溶接電
流Ｉ₁₁をデジタル値に変換する第１アナログ／デジタル
（以下、Ａ／Ｄという）変換回路４６と、第２電流検出
器３５から出力される第２溶接トランス回路３４の１次
側溶接電流Ｉ₁₂をホールドする第２ホールド回路４８
と、この第２ホールド回路４８にホールドされた前記１
次側溶接電流Ｉ₁₂をデジタル値に変換する第２Ａ／Ｄ変
換回路５０と、前記第１比較回路４０の出力および第２
比較回路４２の出力の論理積演算を行うＯＲゲート５２
とを備える。

【００１６】溶接コントローラ２０は溶接電流検出器３
６の出力をデジタル値に変換する第３Ａ／Ｄ変換回路５
６と、第１Ａ／Ｄ変換回路４６、第２Ａ／Ｄ変換回路５
０、第３Ａ／Ｄ変換回路５６およびＯＲゲート５２の出
力端子が接続される制御回路５８とを備える。前記ＯＲ
ゲート５２の出力端子は前記第１ホールド回路４４およ
び前記第２ホールド回路４８の制御端子に接続される。

【００１７】さらに、溶接コントローラ２０は制御回路
５８の出力端子に接続されるデジタル／アナログ（以
下、Ｄ／Ａという）変換回路６０と、このＤ／Ａ変換回
路６０から出力されるアナログ電圧と三角波発生回路６
４から入力される三角波とを比較する比較回路６６と、
この比較回路６６の出力と前記制御回路５８から出力さ
れる信号との論理和演算を行うＡＮＤゲート６８と、Ａ
ＮＤゲート６８から出力されるパルスが入力されるパル
ス制御回路７０とを備える。

【００１８】前記パルス制御回路７０は前記ＡＮＤゲー
ト６８から出力されるパルス信号をドライブ回路７２、
７３、７４および７５に分配し、ドライブ回路７２〜７
５は第１インバータ回路２４および第２インバータ回路
３２を構成する図示しないトランジスタのベースを付勢
する。

【００１９】前記制御回路５８は中央処理装置（以下、
ＣＰＵという）７６と、予備通電制御、本通電遅延制
御、スローアップ制御、本通電制御並びに擬似溶接中止
制御等を行うためのプログラムを格納するＲＯＭ７８
と、前記ＣＰＵ７６が演算結果を一時的に記憶するとと
もに予め設定された目標溶接電流Ｉ_T 等を記憶するＲＡ
Ｍ８０と、図示しないキーボード、ＣＲＴ、電磁切替弁
およびロボットコントローラのインタフェース（以下、
Ｉ／Ｆという）回路８２とを備える。

【００２０】上記のように構成される直流抵抗溶接シス
テム１０において、ＲＯＭ７８に記憶されたプログラム
に従って溶接電流Ｉ_W が通電される作用について、図１
および図２を参照しながら説明する。

【００２１】ＲＡＭ８０からＣＰＵ７６に読み出された
目標溶接電流Ｉ_T に対し溶接電流Ｉ _W が等しくなるよう
に制御された出力がＤ／Ａ変換回路６０でアナログ値に
変換されて比較回路６６に対して出力される。

【００２２】比較回路６６は前記Ｄ／Ａ変換回路６０の
出力と、三角波発生回路６４で生成される三角波とを比
較し、前記Ｄ／Ａ変換回路６０の出力が前記三角波より
大となる時間だけ、「Ｈ」となるパルスを出力する。す
なわち、比較回路６６はＤ／Ａ変換回路６０から出力さ
れるアナログ電圧に比例した幅のパルスを生成するパル
ス幅変調（ＰＷＭ）回路を構成する。

【００２３】前記比較回路６６によって生成されたパル
スはパルス制御回路７０によってドライブ回路７２〜７
５に振り分けられ、ドライブ回路７２〜７５は前記振り
分けられたパルスによって第１溶接電流供給装置１４の
第１インバータ回路２４、および第２溶接電流供給装置
１６の第２インバータ回路３２を構成する図示しないト
ランジスタを付勢する。

【００２４】前記付勢された夫々のトランジスタによっ
て第１コンバータ回路２２および第２コンバータ回路３
０から出力される直流がスイッチングされ、高周波の１
次側溶接電流Ｉ₁₁およびＩ₁₂が生成される。この１次側
溶接電流Ｉ₁₁およびＩ₁₂によって第１溶接トランス回路
２６および第２溶接トランス回路３４の２次コイルに起
電力が誘起され、溶接ガン部１８に挟持されるワークＷ
に溶接電流Ｉ_W が通電される。

【００２５】このとき、溶接コントローラ２０の制御回
路５８は、ワークＷに通電される前記溶接電流Ｉ_W を溶
接電流検出器３６および第３Ａ／Ｄ変換回路５６を介し
て読み取り、この溶接電流Ｉ_W をフィードバックデータ
として、溶接電流Ｉ_W を目標溶接電流Ｉ_T と一致させる
ための制御を行う。

【００２６】このように作用する直流抵抗溶接システム
１０において、第１電流検出器２８および第２電流検出
器３５によって検出された前記１次側溶接電流Ｉ₁₁およ
びＩ ₁₂が、予め設定された設定値Ｉ_M を越えた場合に、
この原因が溶接ガン部１８で発生したトラブルによるも
のか、または第１溶接トランス回路２６若しくは第２溶
接トランス回路３４の１次側の断線によるものかを判定
する作用について、図１〜図４を参照しながら説明す
る。

【００２７】オペレータによって１次側溶接電流Ｉ₁₁お
よびＩ₁₂の過電流レベルの設定値Ｉ _M が電流値設定器３
８に設定され（ステップＳ１）、前述のように溶接電流
Ｉ_Wの通電が開始されると（ステップＳ２）、第１電流
検出器２８に検出された１次側溶接電流Ｉ₁₁は第１ホー
ルド回路４４に入力されるとともに、第１比較回路４０
に入力される。１次側溶接電流Ｉ₁₁は前記第１比較回路
４０で電流値設定器３８に設定された設定値Ｉ_M と比較
され（ステップＳ３）、１次側溶接電流Ｉ₁₁が設定値Ｉ
_M 以上か否かが判定される（ステップＳ４）。

【００２８】同様に、第２電流検出器３５に検出された
１次側溶接電流Ｉ₁₂は第２ホールド回路４８に入力され
るとともに、第２比較回路４２に入力され、この第２比
較回路４２によって電流値設定器３８に設定された設定
値Ｉ_M と比較され、１次側溶接電流Ｉ₁₂が設定値Ｉ_M 以
上か否かが判定される。

【００２９】前記ステップＳ４における判定の結果、１
次側溶接電流Ｉ₁₁およびＩ₁₂がいずれも設定値Ｉ_M 以下
であるとき、通電が終了したか否かを判定し（ステップ
Ｓ５）、通電が終了した場合は電流異常の検出を終了
し、通電が終了していない場合はステップＳ３の「１次
側電流と設定値との比較」が実行される。

【００３０】一方、前記ステップＳ４において、１次側
溶接電流Ｉ₁₁またはＩ₁₂が設定値Ｉ _M 以上であった場合
は（図４参照）、第１比較回路４０または第２比較
回路４２からＯＲゲート５２に対して１次側溶接電流Ｉ
₁₁またはＩ₁₂が設定値Ｉ_M 以上であることを示す電流異
常検出信号が出力される（図４参照）。

【００３１】ＯＲゲート５２は前記電流異常検出信号を
制御回路５８のＣＰＵ７６に出力するとともに、第１ホ
ールド回路４４および第２ホールド回路４８の制御端子
に出力する。第１ホールド回路４４は前記電流異常検出
信号によって、第１電流検出器２８から出力された１次
側溶接電流Ｉ₁₁の値をホールドし、第２ホールド回路４
８は第２電流検出器３５から出力された１次側溶接電流
Ｉ₁₂の値をホールドする（ステップＳ６）。

【００３２】ＣＰＵ７６は前記電流異常検出信号を読み
取ると、溶接電流Ｉ_W の制御を中止するための信号をＡ
ＮＤゲード６８に対して出力し（ステップＳ７）、且
つ、第１ホールド回路４４にホールドされた１次側溶接
電流Ｉ₁₁の値を第１Ａ／Ｄ変換回路４６を介して読み取
るとともに、第２ホールド回路４８にホールドされた１
次側溶接電流Ｉ₁₂を第２Ａ／Ｄ変換回路５０を介して読
み取る（ステップＳ８）。

【００３３】次いで、ＣＰＵ７６は読み取った１次側溶
接電流Ｉ₁₁の値が予めＲＡＭ８０に設定された設定値
「０」か否かを判定し（ステップＳ９）、「０」であれ
ば（図４参照）、第１溶接電流供給装置１４における
第１溶接トランス回路２６の１次側のケーブルが断線し
たと判定し（ステップＳ１０）、Ｉ／Ｆ回路８２を介し
て図示しないＣＲＴに断線したことを表示する。

【００３４】前記ステップＳ９における判定結果が
「０」ではないとき、ＣＰＵ７６は読み取った１次側溶
接電流Ｉ₁₂の値が予めＲＡＭ８０に設定された設定値
「０」か否かを判定し（ステップＳ１１）、１次側溶接
電流Ｉ₁₂の値が「０」であれば（図４参照）、第２溶
接電流供給装置１６における第２溶接トランス回路３４
の１次側のケーブルが断線したと判定し（ステップＳ１
２）、Ｉ／Ｆ回路８２を介して図示しないＣＲＴに断線
したことを表示する。

【００３５】この場合、ＣＰＵ７６は溶接電流検出器３
６から読み取ったフィードバックデータに基づいて、Ｒ
ＡＭ８０に設定された目標溶接電流Ｉ_T に、制御量であ
る溶接電流Ｉ_W を一致させるべく、操作量である１次側
溶接電流Ｉ₁₁およびＩ₁₂を制御しているが、例えば、第
１溶接電流供給装置１４において断線が発生すると、第
１溶接電流供給装置１４による溶接電流Ｉ_W の供給が停
止するため、溶接電流Ｉ_W が不足する。そこで、ＣＰＵ
７６は、さらに操作量を増加させるための制御を行う。
このため、第２溶接電流供給装置１６における１次側溶
接電流Ｉ₁₂が電流値設定器３８に設定される設定値Ｉ_M
を越え、電流異常が検出されることとなる。

【００３６】このとき、第１溶接電流供給装置１４では
断線が発生したため、１次側溶接電流Ｉ₁₁の通電が停止
し、第１ホールド回路４４にホールドされた電流値は
「０」となる。

【００３７】このように、電流異常が検出されたとき、
ホールドされた１次側溶接電流Ｉ₁₁またはＩ₁₂が「０」
であれば、「０」である第１溶接電流供給装置１４また
は第２溶接電流供給装置１６において断線が発生した
と、判定することができる。

【００３８】一方、ステップＳ１１において、１次側溶
接電流Ｉ₁₂が「０」ではないとき（図４参照）、す
なわち、１次側溶接電流Ｉ₁₁およびＩ₁₂が設定値Ｉ_M 以
上、若しくは、一方が設定値Ｉ_M 以上であって、他方が
「０」以上となった場合は、第１溶接電流供給装置１４
および第２溶接電流供給装置１６で断線が発生したもの
ではなく、溶接ガン部１８に配設される２次側ダイオー
ドの異常等によって発生した電流異常と判定して（ステ
ップＳ１３）、Ｉ／Ｆ回路８２を介して図示しないＣＲ
Ｔに前記電流異常の原因を表示する。

【００３９】以上説明したように、本実施例によれば、
第１溶接電流供給装置１４および第２溶接電流供給装置
１６によって単一の溶接ガン部１８に溶接電流Ｉ_W を供
給中に、第１比較回路４０および第２比較回路４２を介
して電流異常が検出されると、ＣＰＵ７６は第１電流検
出器２８に検出された１次側溶接電流Ｉ₁₁を第１ホール
ド回路４４にホールドさせるとともに、第２電流検出器
３５に検出された１次側溶接電流Ｉ₁₂を第２ホールド回
路４８にホールドさせ、これらの値を第１Ａ／Ｄ変換回
路４６および第２Ａ／Ｄ変換回路５０を介して読み取
る。

【００４０】前記読み取った値のいずれか一方が予めＲ
ＡＭ８０に記憶された設定値「０」であるとき、ＣＰＵ
７６は発生した電流異常の原因が第１溶接電流供給装置
１４または第２溶接電流供給装置１６の断線によるもの
と判定し、「０」ではないとき、溶接ガン部１８に配設
された２次側ダイオードの異常等による電流異常と判定
する。

【００４１】従って、オペレータは第１溶接電流供給装
置１４または第２溶接電流供給装置１６のいずれか一方
で電流異常が検出された場合、この電流異常の原因が第
１溶接電流供給装置１４または第２溶接電流供給装置１
６における断線によるものか、若しくは溶接ガン部１８
の異常によるものかをＣＲＴから読み取ることが可能と
なる。

【００４２】

【発明の効果】本発明に係る直流抵抗溶接システムの断
線検出装置では、比較手段の比較結果および予め設定さ
れた設定値との比較結果に基づいて、夫々の溶接トラン
ス回路の１次側の断線を容易に検出することができるた
め、１次側溶接電流の異常が発生した場合に、この電流
異常の原因を容易、且つ迅速に判別することができ、保
全作業の効率化を遂行することが可能となるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る断線検出装置を実施する直流抵抗
溶接システムの全体構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す実施例の制御回路の構成を示すブロ
ック図である。

【図３】図１に示す実施例において、検出された電流異
常の原因を判定する動作を示すフローチャートである。

【図４】図１に示す実施例において、検出された１次側
溶接電流の夫々の状態を示すタイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

１０…直流抵抗溶接システム １４…第１溶接電流供給装置 １６…第２溶接電流供給装置 １８…溶接ガン部 ２０…溶接コントローラ ２８…第１電流検出器 ３５…第２電流検出器 ３６…溶接電流検出器 ３８…電流値設定器 ４０…第１比較回路 ４２…第２比較回路 ４４…第１ホールド回路 ４６…第１Ａ／Ｄ変換回路 ４８…第２ホールド回路 ５０…第２Ａ／Ｄ変換回路 ５２…ＯＲゲート ５８…制御回路 ７６…ＣＰＵ ７８…ＲＯＭ ８０…ＲＡＭ ８２…Ｉ／Ｆ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮永 健二 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流を直流に変換するコンバータ回路と、
   前記直流を高周波交流に変換するインバータ回路と、前
   記高周波交流からワークに供給される溶接電流を生成す
   る溶接トランス回路とからなる複数の溶接電流供給装置
   と、前記夫々の溶接電流供給装置から出力される溶接電
   流によってワークを溶接する単一の溶接ガン部とを備え
   た直流抵抗溶接システムであって、 前記溶接電流供給装置の夫々に配設され、前記溶接トラ
   ンス回路の１次側に通電される１次溶接電流を検出する
   １次電流検出手段と、 前記夫々の１次溶接電流の上限値を設定する設定手段
   と、 前記検出された夫々の１次溶接電流と前記設定された上
   限値とを比較する比較手段と、 前記比較手段の比較結果に基づいて、前記検出された夫
   々の１次溶接電流を予め設定された設定値と比較し、該
   比較結果に基づいて、夫々の溶接トランス回路の１次側
   の断線を検出する断線検出手段と、 を備えることを特徴とする直流抵抗溶接システムの断線
   検出装置。