JPH071156A

JPH071156A - 電気抵抗溶接の電流調節方法と、それを用いた溶接機

Info

Publication number: JPH071156A
Application number: JP10589194A
Authority: JP
Inventors: Jean-Luc Brach; ブラックジャン−ルュク
Original assignee: Sollac SA; Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
Current assignee: Sollac SA
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1994-04-21
Publication date: 1995-01-06
Also published as: FR2711567A3; FR2711567B3; EP0622148A1

Abstract

(57)【要約】【目的】一次回路に一次電流制御装置２を有する溶接
変圧器１と、磁気抵抗センサーよりなる二次電流検出器
９と、最適溶接電流計算装置(15)とを含む２枚の金属板
５、６を溶接するローラ３、４電気抵抗溶接機の溶接電
流の調節方法。最適溶接電流は２枚の金属板５、６の厚
さおよび電気抵抗の関数で求める。【構成】二次電流センサ９溶接手段３、４のすぐ近傍
に配置し、最適溶接電流を等価最適溶接一次電流の形で
表し、二次電流センサー９で測定された電流を等価有効
溶接一次電流に変換し、この有効溶接一次電流を最適溶
接一次電流と比較し、その差信号で二次電流制御装置２
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気抵抗溶接に関するも
のであり、特に、電極、例えば金属板の重なり区域の両
側に配置した２本のローラ電極（このローラは金属板に
機械的な力を加え、溶接電流がこのローラを介して流れ
る）を用いて、２枚の金属板を溶接する方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】溶接電流は溶接変圧器によって供給さ
れ、溶接変圧器の二次回路は溶接電極上で実質的に短絡
している。溶接電流は数万アンペア程度の大きな強度と
なり、変圧器の二次コイルから導体の棒を通って電極へ
流れる。この溶接電流は「電流チョッパ」型の制御装置
を介して一次電流の強度を制御して行われている。

【０００３】本出願人は、1992年10月５日に出願したフ
ランス国特許出願第92 11789号で、溶接の質を制御する
ために、変圧器の二次電流の強度を測定し、測定値を２
枚の金属板の各々の厚さおよび電気抵抗を参考にして一
次電流から計算した溶接電流の最適値と比較する方法を
提案した。溶接の有効二次電流を溶接最適電流計算値と
比較するこの方法によって溶接の質を制御することが可
能になるが、この方法は後験的な診断に過ぎず、溶接の
質をただちに保証するものではない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、所定
の最低の質を示す溶接が高い信頼性で得られるようにし
た調節方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は：二次回路に溶
接電極を有し、一次回路に一次電流制御装置を有する変
圧器と、二次電流強度を測定するための二次電流センサ
ーと、最適溶接電流の計算装置とを有する形式の電気抵
抗溶接機の溶接電流を調節する方法において、(a) 最適
溶接電流を等価最適溶接一次電流の形で表し、(b) 二次
電流センサーで測定した電流を等価有効溶接一次電流に
変換し、(c) この有効溶接一次電流を最適溶接一次電流
と比較して差信号を生成し、(d) この差信号が予め設定
された「閾値」を越えた時には差信号が「閾値」以下に
戻すように一次電流制御装置を制御する、ことを特徴と
する方法を提供する。

【０００６】

【作用】二次電流のセンサーは２つの被溶接金属板に可
能な限り近く配置して、電流密度が極めて高い二次回路
の絶縁欠陥に起因する二次電流ロスをできる限り無くす
のが好ましい。二次電流のセンサーによって二次回路で
測定された電流は等価一次電流の形で表され、最適溶接
電流を等価一次電流の形で直接計算するので、一次回路
内に配置した電流制御装置を用いて一次電流を容易に調
節することができる。

【０００７】本発明の好ましい実施例では、変圧器の一
次電圧および二次電圧を常に測定して瞬間の変換比を計
算し、二次電流センサーで測定された電流とこの瞬間変
換比とを乗算することによって有効溶接一次電流を得
る。変換比の瞬間値を測定することにより、変圧器のロ
スおよび二次電流の大きな変動によって生じる各種の過
渡的現象を排除することができる。

【０００８】本発明は上記方法を実施するための電気溶
接機を提供する。本発明の電気溶接機は下記を有するこ
とを特徴としている： (a) 一次回路内に一次電流制御装置を有し、二次回路内
に二次電流の強度を測定する二次電流センサーを有する
溶接変圧器と、 (b) 一次電圧および二次電圧を受けて瞬間的変換比を出
力する除算回路と、(c) 瞬間的変換比と二次電流センサ
の出力信号を受けて等価有効一次電流値を出力する乗算
回路と、(d) 等価最適溶接一次電流値の計算装置と、
(e) 等価有効一次電流値と等価最適一次電流値とを受け
て一次電流制御装置を制御する調節装置。

【０００９】二次電流センサーは磁気抵抗センサーであ
るのが好ましく、この磁気抵抗センサーは被溶接金属板
のすぐ近傍に配置されているのが好ましい。各電流値を
デジタルにしてデジタル式の調節機を用することができ
るようにするのが好ましい。本発明の上記以外の特徴と
利点は、本発明の溶接制御装置を示した添付の概念図を
参照した以下の説明から明らかになろう。

【００１０】

【実施例】図示したローラ電気溶接機は変圧器１を有
し、その一次回路には一次電流制御装置２が設けられて
いる。この一次電流制御装置２は例えばインパルス幅を
変調して制御する「電流チョッパ」型にすることができ
る。溶接電極、すなわち２枚の被溶接金属板５、６の重
なった区域に圧力を加えながら回転する２つのローラ
３、４は変圧器１の二次電流の端子部分を形成し、実際
には変圧器１の二次側を短絡させる。変圧器１の二次回
路から供給される溶接電流は第１のローラ、２枚の金属
板の重なった区域、第２のローラを順次通って流れる。

【００１１】強度が極めて高い例えば25kAの溶接電流は
参照番号７、８で概念的に示した導体棒を通って電極に
流れる。電流が伝わる１つの導体棒８の近傍には磁気抵
抗電流センサー９が配置されている。このセンサー９は
ローラ３、４と重ねられた２枚の金属板５、６とによっ
て構成される溶接区域に可能な限り近い所に配置され
る。磁気抵抗センサー９の出力信号は変換器11に送られ
る。この変換器11は導体棒８中を流れる溶接有効二次電
流の有効値に比例した電圧信号を出力する。

【００１２】変圧器１の一次コイルおよび二次コイルの
端子電圧は電子回路12で測定する。この電子回路12は除
算器を備え、変圧器１の瞬間的な変換比を表す信号を出
力する。除算器12の出力信号は乗算器13に送られる。こ
の乗算器13には変換器11の出力信号も送られて、その出
力側からは磁気抵抗センサー９で測定された溶接有効二
次電流と等価な一次電流を表す信号が出力される。

【００１３】乗算回路13の出力信号は調節装置14へ送ら
れる。この調節装置には最適溶接二次電流に等しい最適
一次電流に対応した信号を出力する最適電流計算装置15
からの信号も送られる。この溶接最適一次電流は上記本
出願人のフランス国特許出願に記載のように２枚の金属
板５、６の各々の厚さと電気抵抗とを考慮して変圧器１
の一次電流から計算する。この計算で溶接機の固有特性
を考慮することもできる。

【００１４】そのために、変圧器１の一次回路に一次電
流の有効値を測定する電流センサー16を設け、その出力
信号を最適電流計算装置15へ送る。また、２枚の被溶接
金属板の厚さと電気抵抗とに関するデータを入力するた
めのデータ入力装置17（キーボート等）を最適電流計算
装置15に設けることもできる。電流センサー16は電流が
あまり高くない変圧器の一次回路に配置されるので、例
えば従来の電流測定ピン式のアンペアメータで構成する
ことができる。

【００１５】上記回路は下記のように動作する。磁気抵
抗センサー９および変換器11によって溶接二次有効電流
を表す信号が出力される。除算回路12は変圧器１の変換
比の瞬間的値を出力する。この除算回路12が出力信号は
二次回路が実際に短絡していることに起因する変動とは
無関係な変換比の値である。乗算回路13は回路11および
12の出力信号から溶接有効電流値を計算する。これから
一次電流値が求められる。計算装置15はキーボード17で
与えられたデータと電流センサー16からの一次電流の測
定値とから最適溶接一次電流を計算する。

【００１６】乗算回路13および計算装置15の出力信号は
調節装置14で比較され、そこから差信号が出力される。
この差信号が所定の「閾値」を越えると、この「閾値」
以下の値に戻るように一次電流が調節される。この「閾
値」は２つのパラメータ (すなわち例えば電気抵抗で表
される被溶接金属板の品質および「ローラ溶接」の場合
には溶接速度、「スポット溶接」の場合には電流印加時
間) の関数である電流強度のパーセンテージである。こ
の調節器14は例えば出力信号が一次電流制御回路２を制
御するデジタル式の調整器にすることができる。

【００１７】このようにして一次電流を調節することに
よって、有効溶接二次電流のレべルで二次溶接電流の最
適値に対応した値を常に得ることができる。デジタル式
の調整器で制御するためには、変換器11および除算回路
12の出力信号がデジタルであるのが好ましい。そうする
ことによって、調節に必要な訂正率の情報処理を行うこ
とができ、それで得られた情報によって溶接装置の異常
またはドリフトを発見することができる。

【００１８】上記装置は任意形式の抵抗電気溶接装置で
使用することができる。すなわち、全ての抵抗電気溶接
装置に対して、溶接機のデータと溶接したい金属片に関
するデータとをキーボード17を用いて計算機15に入力す
るだけでよい。本発明は上記実施例には限定されるので
はなく、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲内で種々
変更・修正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による溶接機の調節装置の概念図。

【符号の説明】

１変圧器２一次電流制御装
置３、４ローラ電極５、６金属板９磁気抵抗センサー 11 変換器 13 乗算回路 14 調節装置 15 計算装置 16 電流センサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二次回路に溶接電極(3、4)を有し、一次
回路に一次電流制御装置(2) を有する変圧器(1) と、二
次電流強度を測定するための二次電流センサー(9) と、
最適溶接電流の計算装置(15)とを有する形式の電気抵抗
溶接機の溶接電流を調節する方法において、(a) 最適溶
接電流を等価最適溶接一次電流の形で表し、(b) 二次電
流センサー(9) で測定した電流を等価有効溶接一次電流
に変換し、(c) この有効溶接一次電流を最適溶接一次電
流と比較して差信号を生成し、(d) この差信号が予め設
定された「閾値」を越えた時には差信号が「閾値」以下
に戻すように一次電流制御装置(2) を制御することを特
徴とする方法。
【請求項２】二次電流センサー(9) が溶接電極(3、4)
のすぐ近傍に配置されている請求項１に記載の方法。
【請求項３】変圧器(1) の一次電圧と二次電圧とを常
に測定して瞬間的変換比を求め、二次電流センサ(9) で
測定した電流に瞬間的変換比を乗算して有効溶接一次電
流を得る請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】二次電流センサ(9) から出力された電流
の有効値を測定する請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】一次回路内に一次電流制御装置(2) を有
し、二次回路内に二次電流の強度を測定する二次電流セ
ンサー(9) を有する溶接変圧器(1) と、一次電圧および
二次電圧を受けて瞬間的変換比を出力する除算回路(12)
と、瞬間的変換比と二次電流センサ(9) の出力信号を受
けて等価有効一次電流値を出力する乗算回路(13)と、等
価最適溶接一次電流値の計算装置(15)と、等価有効一次
電流値と等価最適一次電流値とを受けて一次電流制御装
置(2) を制御する調節装置(14)とを有することを特徴と
する請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法を実施す
るための電気溶接機。
【請求項６】二次電流センサー(9) が磁気抵抗センサ
ーである請求項５に記載の溶接機。