JPH0716306B2 - インバ−タ式抵抗溶接機の制御方法 - Google Patents
インバ−タ式抵抗溶接機の制御方法Info
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- JPH0716306B2 JPH0716306B2 JP61217921A JP21792186A JPH0716306B2 JP H0716306 B2 JPH0716306 B2 JP H0716306B2 JP 61217921 A JP61217921 A JP 61217921A JP 21792186 A JP21792186 A JP 21792186A JP H0716306 B2 JPH0716306 B2 JP H0716306B2
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- welding machine
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- resistance welding
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
- B23K11/25—Monitoring devices
- B23K11/252—Monitoring devices using digital means
- B23K11/256—Monitoring devices using digital means the measured parameter being the inter-electrode electrical resistance
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、インバータによる高周波数電源を用いたイン
バータ式抵抗溶接機の制御方法に関するものである。
バータ式抵抗溶接機の制御方法に関するものである。
（従来の技術） 従来の抵抗溶接機は50Hzまたは60Hzの商用電源から変圧
器を介して溶接電流を取出し、サイリスタの位相制御に
よって溶接電流を制御していたが、最近は変圧器の軽量
化のために、商用電源をPWMインバータを介して400〜80
0Hzの高周波数に変換して供給することが行われて来て
いる。
器を介して溶接電流を取出し、サイリスタの位相制御に
よって溶接電流を制御していたが、最近は変圧器の軽量
化のために、商用電源をPWMインバータを介して400〜80
0Hzの高周波数に変換して供給することが行われて来て
いる。
この場合はPWMのための位相制御の周期が短かくなるの
で、PWM制御にマイクロコンピュータを用いるときは、
演算時間を短かくするための工夫が必要となる。
で、PWM制御にマイクロコンピュータを用いるときは、
演算時間を短かくするための工夫が必要となる。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、インバータ式抵抗溶接機に用いられるPWMイ
ンバータをマイクロコンピュータでPID制御するとき、
溶接電流を見かけ上インバータ周波数に対する半サイク
ル応答で制御できるインバータ式抵抗溶接機の制御方法
を提供することを目的としている。
ンバータをマイクロコンピュータでPID制御するとき、
溶接電流を見かけ上インバータ周波数に対する半サイク
ル応答で制御できるインバータ式抵抗溶接機の制御方法
を提供することを目的としている。
（問題点を解決するための手段と作用〕 本発明は、溶接用変圧器に高周波数の一次電圧を供給す
るPWMインバータをマイクロコンピュータを用いて前記P
WMインバータ出力の半サイクルごとにサンプリングされ
る溶接電流検出値に応じてPID制御するインバータ式抵
抗溶接機の制御方法において、PWM制御に対する操作量
のうちフィードフォワード操作量を目標溶接電流値に対
応して通電前に演算すると共に、積分操作量としては１
サンプリング前の計算値を用いることによって積分演算
時間を見掛上ゼロにし、これによって400〜800Hz程度の
インバータ周波数に対しても十分な応答速度でPIDによ
るPWM制御を可能にしたものである。
るPWMインバータをマイクロコンピュータを用いて前記P
WMインバータ出力の半サイクルごとにサンプリングされ
る溶接電流検出値に応じてPID制御するインバータ式抵
抗溶接機の制御方法において、PWM制御に対する操作量
のうちフィードフォワード操作量を目標溶接電流値に対
応して通電前に演算すると共に、積分操作量としては１
サンプリング前の計算値を用いることによって積分演算
時間を見掛上ゼロにし、これによって400〜800Hz程度の
インバータ周波数に対しても十分な応答速度でPIDによ
るPWM制御を可能にしたものである。
（実施例） 本発明の一実施例を第１図に示す。
第１図において、50Hzまたは60Hzの交流電源がMCCB1を
介して整流器２に供給され、その直流出力電圧がGTRイ
ンバータ３に入力され、PWM制御回路９およびベースド
ライブ回路８を介してPWM制御され、その交流出力は溶
接用変圧器５およびダイオード６を介して溶接電極７に
溶接電流を供給する。
介して整流器２に供給され、その直流出力電圧がGTRイ
ンバータ３に入力され、PWM制御回路９およびベースド
ライブ回路８を介してPWM制御され、その交流出力は溶
接用変圧器５およびダイオード６を介して溶接電極７に
溶接電流を供給する。
４は変圧器一次電流検出用の変流器、12は変流器４の出
力をディジタル値に変換するA/D変換器、10はPWM制御用
マイクロコンピュータ、10は溶接電流値や通電時間など
の溶接条件をあらかじめ設定するプログラムボックスで
ある。
力をディジタル値に変換するA/D変換器、10はPWM制御用
マイクロコンピュータ、10は溶接電流値や通電時間など
の溶接条件をあらかじめ設定するプログラムボックスで
ある。
上記マイクロコンピュータ10によるPWM制御の各サイク
ルごとの制御ブロック図を第２図に示す。
ルごとの制御ブロック図を第２図に示す。
第２図において、目標値21はプログラムボックス11であ
たえられた所望溶接電流値、フィードバック値22は上記
A/D変換器12の出力値、23はその偏差である。
たえられた所望溶接電流値、フィードバック値22は上記
A/D変換器12の出力値、23はその偏差である。
24は目標値21から直接に演算されるフィードフォワード
操作量、25,26,27はそれぞれ偏差23に対応する比例操作
量、積分操作量および微分操作量であり、その和が操作
量28となる。
操作量、25,26,27はそれぞれ偏差23に対応する比例操作
量、積分操作量および微分操作量であり、その和が操作
量28となる。
上記操作量28は溶接用変圧器５の直流偏磁を防止するた
めに操作量制限値29に制限されてPWM回路９に入力さ
れ、これによってGTRインバータ３のPWM制御が行われ
る。
めに操作量制限値29に制限されてPWM回路９に入力さ
れ、これによってGTRインバータ３のPWM制御が行われ
る。
第３図は各サイクルごとのPWM基準三角波と変圧器一次
電圧波形との関係を示すもので、T1はインバータ出力の
１サイクル（基準三角波の２サイクル分）、T2はインバ
ータ出力の負の半サイクルの電流値をサンプリングして
から次の正サイクル開始までの時間であり、例えばイン
バータ周波数が700Hzの場合にはT1＝1.43ms、T2＝0.36m
sとなる。
電圧波形との関係を示すもので、T1はインバータ出力の
１サイクル（基準三角波の２サイクル分）、T2はインバ
ータ出力の負の半サイクルの電流値をサンプリングして
から次の正サイクル開始までの時間であり、例えばイン
バータ周波数が700Hzの場合にはT1＝1.43ms、T2＝0.36m
sとなる。
上記マイクロコンピュータ10としては８ビットのものを
用いると、１サイクルの動作に対する合計算時間は約0.
5msとなり、従って上記T2に対する制御応答を得ること
はできない。
用いると、１サイクルの動作に対する合計算時間は約0.
5msとなり、従って上記T2に対する制御応答を得ること
はできない。
また操作量制限値29としては第４図に示すように正負半
サイクルずつゆるやかに変化させることが溶接用変圧器
５の直流偏磁を防止する点で望ましいが、上記マイクロ
コンピュータ10の応答時間では不足である。
サイクルずつゆるやかに変化させることが溶接用変圧器
５の直流偏磁を防止する点で望ましいが、上記マイクロ
コンピュータ10の応答時間では不足である。
従って本発明では、第５図に示すようなアルゴリズムに
従って高速計算を行っている。すなわち （１） 目標値21が設定されると、フィードフォワード
操作量24は一義的に決まり、各サイクルごとに計算する
必要がないので通電直前に１回だけ演算を行う。
従って高速計算を行っている。すなわち （１） 目標値21が設定されると、フィードフォワード
操作量24は一義的に決まり、各サイクルごとに計算する
必要がないので通電直前に１回だけ演算を行う。
（２） 偏差23を計算し、これから比例操作量25、微分
操作量27を演算し、さらに上記フィードフォワード操作
量24および前回求めた積分操作量26を加算して操作量28
および操作量制限値29を計算し、この値をＶｎとする。
操作量27を演算し、さらに上記フィードフォワード操作
量24および前回求めた積分操作量26を加算して操作量28
および操作量制限値29を計算し、この値をＶｎとする。
（３） インバータ出力波形の正負を判別し、正のサイ
クルでは前回のＶｎの値Ｖｎ−１との算術平均値 をPWM回路９へ出力し、負のサイクルでは今回のＶｎを
そのままPWM回路９へ出力する。
クルでは前回のＶｎの値Ｖｎ−１との算術平均値 をPWM回路９へ出力し、負のサイクルでは今回のＶｎを
そのままPWM回路９へ出力する。
（４） 次に今回の積分操作量26を計算し、次の操作量
28の演算のために記憶する。
28の演算のために記憶する。
以上の演算を繰返し行ってPWM制御を行う。すなわち最
も演算時間のかかる積分操作量26の計算を１サンプリン
グ遅らせることによって見掛け上積分操作量26の計算時
間をゼロとすることができ、前記T2時間内での演算処理
を可能とする。
も演算時間のかかる積分操作量26の計算を１サンプリン
グ遅らせることによって見掛け上積分操作量26の計算時
間をゼロとすることができ、前記T2時間内での演算処理
を可能とする。
なお積分操作量26は目標値21をフィードバック値22との
偏差のオフセットをゼロにするためのものであり、１サ
ンプリング遅れても制御応答に影響がない。
偏差のオフセットをゼロにするためのものであり、１サ
ンプリング遅れても制御応答に影響がない。
また正のサイクルでの出力を としているので第４図に示すようなゆるやかな電圧波形
が得られる。
が得られる。
以上説明したように本発明によれば、PWM制御における
マイクロコンピュータの演算順序として、フィードフォ
ワード操作量を通電直前に前もって計算すると共に、演
算時間の長い積分操作量の計算を１サンプリング遅らせ
て見掛け上計算時間をゼロとしているので全体の演算時
間が短かくなり、従って溶接用変圧器を小さくするため
の高周波インバータのPWM制御を高速で制御することが
可能となる。
マイクロコンピュータの演算順序として、フィードフォ
ワード操作量を通電直前に前もって計算すると共に、演
算時間の長い積分操作量の計算を１サンプリング遅らせ
て見掛け上計算時間をゼロとしているので全体の演算時
間が短かくなり、従って溶接用変圧器を小さくするため
の高周波インバータのPWM制御を高速で制御することが
可能となる。
またこれに半って溶接用変圧器の直流偏磁の防止も容易
になり、GTRインバータの異常電流の抑制に有利とな
る。
になり、GTRインバータの異常電流の抑制に有利とな
る。
第１図は本発明の一実施例を示すハードウェア構成図、
第２図は本発明におけるマイクロコンピュータの制御ブ
ロック図、第３図は溶接用変圧器一次電圧とPWM基準三
角波との関係を示す図、第４図は溶接用変圧器の望まし
い電圧波形を示す図、第５図は本発明におけるマイクロ
コンピュータの演算アルゴリズムを示すフローチャート
である。 １……MCCB ２……整流器 ３……GTRインバータ ４……変流器 ５……溶接用変圧器 ６……ダイオード ７……溶接電極 ８……ベースドライブ回路 ９……PWM回路 10……マイクロコンピュータ 11……プログラムボックス 12……A/D変換器
第２図は本発明におけるマイクロコンピュータの制御ブ
ロック図、第３図は溶接用変圧器一次電圧とPWM基準三
角波との関係を示す図、第４図は溶接用変圧器の望まし
い電圧波形を示す図、第５図は本発明におけるマイクロ
コンピュータの演算アルゴリズムを示すフローチャート
である。 １……MCCB ２……整流器 ３……GTRインバータ ４……変流器 ５……溶接用変圧器 ６……ダイオード ７……溶接電極 ８……ベースドライブ回路 ９……PWM回路 10……マイクロコンピュータ 11……プログラムボックス 12……A/D変換器
Claims (2)
- 【請求項１】溶接用変圧器に高周波数の一次電圧を供給
するPWMインバータをマイクロコンピュータを用いて前
記PWMインバータ出力の半サイクルごとにサンプリング
される溶接電流検出値に応じてPID制御するインバータ
式抵抗溶接機の制御方法において、PWM制御に対する操
作量のうちフィードフォワード操作量を目標溶接電流値
に対応して通電前に演算すると共に、積分操作量として
は１サンプリング前の計算値を用ることによって積分演
算時間を見掛上ゼロにすることを特徴とするインバータ
式抵抗溶接機の制御方法。 - 【請求項２】前記PWMインバータの正の半サイクルでは
前回の操作量と今回の操作量との算術平均値により前記
インバータ式抵抗溶接機の制御を行い、負の半サイクル
では今回の操作量により前記インバータ式抵抗溶接機の
制御を行うようにした特許請求の範囲第１項記載のイン
バータ式抵抗溶接機の制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61217921A JPH0716306B2 (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | インバ−タ式抵抗溶接機の制御方法 |
| US07/094,892 US4910375A (en) | 1986-09-18 | 1987-09-10 | Inverter-type resistance welding machine |
| EP87308215A EP0260963B1 (en) | 1986-09-18 | 1987-09-17 | Inverter-type resistance welding machine |
| DE87308215T DE3788694T2 (de) | 1986-09-18 | 1987-09-17 | Widerstandsschweissmaschine des Wechselrichtertyps. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61217921A JPH0716306B2 (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | インバ−タ式抵抗溶接機の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6377380A JPS6377380A (ja) | 1988-04-07 |
| JPH0716306B2 true JPH0716306B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=16711817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61217921A Expired - Lifetime JPH0716306B2 (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | インバ−タ式抵抗溶接機の制御方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4910375A (ja) |
| EP (1) | EP0260963B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0716306B2 (ja) |
| DE (1) | DE3788694T2 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5229567A (en) * | 1988-11-17 | 1993-07-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Switching control system for controlling an inverter of a spot resistance welding apparatus |
| US5196668A (en) * | 1988-11-17 | 1993-03-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | DC resistance welding apparatus |
| GB2225909B (en) * | 1988-11-17 | 1993-11-24 | Honda Motor Co Ltd | DC resistance welding apparatus |
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| SE515818C2 (sv) * | 1995-03-29 | 2001-10-15 | Torbjoern Staahl | Strömtillförsel vid svetsanordning för sammanfogning av takplåtar |
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| GB0003058D0 (en) * | 2000-02-11 | 2000-03-29 | Oxford Magnet Tech | Voltage and current control-loop |
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| JP5177148B2 (ja) * | 2007-12-25 | 2013-04-03 | 株式会社村田製作所 | プロセッサおよびスイッチング電源装置 |
| CN102218584A (zh) * | 2011-06-10 | 2011-10-19 | 李峰华 | Cpu控制大功率便携式电焊机 |
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| US20160311046A1 (en) * | 2015-04-26 | 2016-10-27 | Antonio Aguilar | Wireless control of a welding machine |
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| JPS5939484A (ja) * | 1982-08-28 | 1984-03-03 | Honda Motor Co Ltd | 抵抗溶接機における電流制御装置 |
| JPS59206179A (ja) * | 1983-04-08 | 1984-11-21 | Dengensha Mfg Co Ltd | 抵抗溶接用電圧補償制御方法及び装置 |
| JPS60115379A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | 抵抗溶接機制御装置 |
| WO1986000035A1 (en) * | 1984-06-15 | 1986-01-03 | Square D Company | Resistance welder |
-
1986
- 1986-09-18 JP JP61217921A patent/JPH0716306B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-09-10 US US07/094,892 patent/US4910375A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-17 DE DE87308215T patent/DE3788694T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-17 EP EP87308215A patent/EP0260963B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0260963A3 (en) | 1989-05-17 |
| US4910375A (en) | 1990-03-20 |
| EP0260963B1 (en) | 1994-01-05 |
| JPS6377380A (ja) | 1988-04-07 |
| EP0260963A2 (en) | 1988-03-23 |
| DE3788694T2 (de) | 1994-04-28 |
| DE3788694D1 (de) | 1994-02-17 |
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