JPH0749157B2

JPH0749157B2 - 脱磁制御装置

Info

Publication number: JPH0749157B2
Application number: JP62179762A
Authority: JP
Inventors: 勝夫吉村
Original assignee: 株式会社電元社製作所
Priority date: 1987-07-18
Filing date: 1987-07-18
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPS6422478A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は，抵抗溶接機の電流制御に関し，更に詳しく
は，前記機械を用いた溶接後のワークの残留磁気を前記
機械によって自動的に消去することを可能にした脱磁制
御装置に関する。

（従来の技術）磁性材に抵抗溶接その他の通電加熱を行うと通電電流が
大きいために加熱通電したワークに残留磁気を生じるこ
とはよく知られている。

（発明の解決しようとする問題点）今，ワークが自動車のプロペラシャフトであると，溶接
による残留磁気によって自動車が走行中に砂鉄を吸着し
て，自在継手の故障の原因となる。従って，この残留磁
気を除去しなければならないが，現状ではこの残留磁気
を除去するために別置の脱磁機械を用いて行っている。
この脱磁機械を用いるために溶接が完了すると，「脱磁
機械へのワークの引き渡し」「脱磁機械による操作」
「脱磁機械から次の工程への引き渡し」という工程が付
随する。また高価な脱磁装置が必要である。

（問題点を解決するための手段）本発明は，上記の問題を解決するために開発したもの
で，その具体的手段は，抵抗溶接機において溶接または
加熱終了後，その溶接機の溶接電流を制御する電子スイ
ッチを用いて位相制御することにより，電流を漸減し，
その漸減させる位相制御の点弧角の最終値を前記機械の
電源位相に対し150度から180度の範囲内で点弧させて行
う装置であって，前記溶接機の電源回路に抵抗Roとコン
デンサCoを直列に接続して移相器を構成し，該移相器の
出力から電子スイッチの点弧信号電源を得ることにより
前記溶接機等の電源位相より点弧信号電源を遅らせると
いう，技術的手段を講じてある。

（作用）そして本発明は，溶接に必要な主通電終了後，その溶接
機に用いた電流を位相制御によって漸次減少させて，ワ
ークの磁気のシステリスループを次第にゼロに近づける
ように減少させて，ついには残留磁気を消滅させるよう
にするものである。第１図は位相制御の点弧角αと電流
との関係を示したものである。

イは溶接電源電圧，ロは位相制御の点弧角αが小さい場
合（α_１）の電流，ハは同じく点弧角αが大きいときα
_２の電流である。第１図から判るようにα_１から漸次α
_２に向かってαを大いにしていけば第２図のように電流
ロ′からハ′に向かって漸次小にすることができる。

以上の方法によって溶接機自身で脱磁を行うことができ
る。

（実施例）以下，本発明にかかる装置の好適な実施態様を挙げ，図
面を参照しながら説明する。

第３図は，ワークの磁気のシステリスループの減少の様
子を説明するものである。

第１図のα_１によって生ずるワークの磁気システリスル
ープがニであれば、該１図のα_２によって生じるものが
ホのようになる，α_１からα_２に点弧角を漸次大にすれ
ば，第３図のシステリスループはニから漸次小さくな
り，最終値はホのような小さなループとなる。このルー
プが小さければ残留磁気も小さくなる。

ところで脱磁が得られる漸減電流の電子スイッチによる
位相制御の点弧角αの最終値は，実験によると,150度か
ら180度の範囲であれば実用上支障のない値である10ガ
ウス以下の残留磁気とすることができることがわかっ
た。

（10ガウス以下にできる最終点弧角αは150度〜180度の
ようにワークの形状、材質によりことなる。）従って脱
磁を行うためには点弧角αの最終値が150度〜180度とな
れる点弧回路が必要である。

以下，その点弧回路について実施例を用いて説明する。
第４図は，従来から用いられている抵抗溶接機等の電流
制御回路である。位相制御回路２はタイマ３からの通電
制御信号を受けて設定された点弧角で点弧パルスをPTの
S₄,S₅に発生する。信号用サイリスタ,THY₁,THY₂はこのP
TのS₄,S₅のゲートパルスを受けて,TR₁からの電圧がアノ
ードに対しプラスになる電圧のサイリスタが点弧し，こ
れに連結した電子スイッチである主サイリスタが点弧す
る。例えばTR₁のS₁のイ点がプラスのときTHY₁にゲート
パルスが入力されるとTHY₁が点弧し，主サイリスタTHY₃
を点弧させる。反対に次のサイクルのときS₂のロがプラ
スとなるとTHY₂がゲートパルスを受けて点弧し，続けて
THY₄が点弧する。主サイリスタが点弧すると，溶接機４
に電流を流し溶接が行われるのである。５はダウンスロ
ープ回路である。この回路は主通電終了後，位相制御角
を徐々に大にしてワークへの電流を指数函数的に漸減し
て行く回路である。この回路ダウンスロープ制御の目的
は，ナゲット金属の急冷を防止し，結晶粒を微細にす
る。ナゲット内部欠陥の発生を防止する。ことであ
る。このためダウンスロープの最終値は通常溶接電流の
40％〜80％で行われている。従って、このときの最終位
相制御の点弧角αは120度程度以下である。

本発明の場合は，ダウンスロープの目的が上記とは全く
異なり、残留磁束を減少させるのであるから，最終点弧
角αを150度〜180度という極めて大きな値にしなければ
ならない。

しかし，上記従来回路である第４図の点弧回路では位相
制御によるダロンスロープの点弧角αの最終値を150度
〜180度の範囲にすることはできない。

先ず，溶接電流を制御するサイリスタの電子スイッチの
点弧回路に従来から何故第４図のような回路を用いられ
ているかを説明する。その理由は溶接機のようなインダ
クタンス負荷である場合の点弧回路として優れた特性で
持っているからである。もし，この電子スイッチ，主サ
イリスタTHY₃及び主サイリスタTHY₄のゲート信号を一般
にサイリスタゲート信号で用いているような100μｓ程
度のパルスであるとする。そして，このパルスで今，位
相制御されている電流がフルウエーブ付近（フルウエー
ブより少し欠けた電流）で点弧制御しているとする。こ
のようなとき溶接負荷のインダクタンスの変化がある
と，電流は予想以上に流れ続けてフルウエーブになるこ
とがある。このときに，例えば，今，サイリスタTHY₃に
ゲート信号パルスが入力されたとしても，逆並列されて
いる反対側のサイリスタTHY₄に電流が流れ続けているの
で，サイリスタTHY₃のＡ−Ｋ間に電圧が立ち上がってい
ない。それ故，ゲート入力信号パルスが入力されてもサ
イリスタTHY₃は点弧できず，失弧し，電流不均衡とな
り，サイリスタが破壊することが起こる。

これに対し，第４図の点弧回路にすると，パルス幅6ms
以上とすることができるので前述のようなフルウエーブ
付近での電流がインダクタンスの変化でフルウエーブに
なったとしても正規の点弧角から2ms遅れ以内で反対側
のサイリスタTHY₄の電流は止まるはずだから，サイリス
タTHY₃のＡ−Ｋ間の電圧は立ち上がる。このように，溶
接機のゲート信号は幅広い6ms以上のパルスが必要なの
である。しかも簡単な回路で，安価である必要がある。
このために，第４図が従来から広く用いられている所以
である。

しかし，このような，溶接機用として優れている点弧回
路ではあるが，脱磁用として制御角αを例えば175度の
ように180度付近で点弧させることには適しない。

その理由は，第４図の場合はゲート電源電圧，すなわち
TR₁,Sの電圧の波高値Vmを10Vとしたときの制御角αが17
5度のときに出力できるゲート電源電圧egとの関係は第
９に示すとおりであるからである。

ここで，制御角α＝175度でのゲート電源電圧egの値
は， eg＝Vm×0.087＝0.87V となる。

主サイリスタを点弧させるに必要なゲート電流を確保す
るためのゲート電源電圧egは第４図のＲを15Ωにする
と,4.5V以上必要である。そのためには,Vmは50V以上必
要となる。これでは，制御角α＝90度で点弧するときは
許容ゲート損失を遥かに越えて壊れてしまう。

このように，従来の点弧回路では180度付近での点弧は
出来ない。

そこで，本発明では前述したとおり溶接電流の点弧に優
れたこの従来の点弧回路の特長を継承し，かつ180度付
近までの点弧が可能となる位相制御回路を開発した。

これを第５図で説明する。

第５図は従来の回路第４図のTR₁の一次側にR₀とC₀によ
る移相器を追加したものである。実施例ではこの移相器
により主電源e₀より移相器の出力ｅ_ｐを30度遅らせてい
る。このときの電源と移相器の出力との位相差は第６図
のようになる。実施例では位相制御回路の同期電源S₃も
移相器の出力から取っているが，これは移相器から取ら
ず溶接電源と同相でもよい。

この結果，主電源e₀の位相が180度のときでもTHY₃,THY₄
のゲート電源電圧egは， eg＝Sin（180−30）の電圧がS₁,S₂を介して与えられることができるのでゲ
ート電源を主電源から30度遅らせたことにより，主サイ
リスタTHY₃の電源位相での175度はゲート電源トランスT
R₁,Sの位相では（175−30＝145）145度であるから，従
来のままのゲート電源波高値Em＝10Vであっても主サイ
リスタTHY₃のゲート電源電圧egは5.7Vが得られるので主
サイリスタのゲート入力は充分な大きさとなる。

このようにして,180度付近でも主サイリスタを点弧させ
ることができるのである。

次に，ダウンスロープ回路５の詳細を第７図から説明す
る。タイマよりの通電信号をトランジスタＴの入力に受
けて位相制御回路（ダウンスロープ回路の外側）は溶接
電流設定器Ｈ・Ｃの設定値に従った位相制御角で点弧パ
ルスを発信する。位相制御回路はC₂のＥ点の電位を上下
することで位相制御角が進み又は遅れる。Ｈ・Ｃの設定
が低ければＥは低くなり位相は遅れ溶接電流は小とな
る。

今，主電流が終了し，トランジスタＴがOFFすると，ダ
ウンスロープ回路のC₁の電荷はR₁₀及びＨ・Ｃを介して
徐々に放電し位相制御回路のC₂のＥの電圧は徐々に小と
なり,R₁₁で決められた最大点弧角まで点弧角αは徐々に
遅れて点弧する。555タイマICはＥの電位が内部のスレ
ッシュホールド値に達した時にC₃にパルスを発生するよ
うに動作する。

なお，前記の回路に限らず位相制御回路及びダウンスロ
ープ回路はマイクロプロセッサのソフトでも実現でき
る。この場合，ダウンスロープの曲線は指数函数波形で
ある必要もない。従って，本発明の漸減電流は波形を限
定しない。

第８図は，溶接電流とダウンスロープ電流波形である。

なお，実験によれば，主通電終了後，直ちにダウンスロ
ープを開始しなくとも，ある時間経過後にダウンスロー
プを行っても脱磁の結果には差がないことがわかってい
る。従って，本発明の特許請求の範囲には主通電後のあ
る時間経過後に漸減電流制御を行う場合も含まれること
は当然である。

（発明の効果）以上詳述したように，本発明によれば，従来行われてい
たような別置した脱磁装置を用いて脱磁作業を行ってい
たものが，抵抗溶接又は抵抗加熱の作業の中で脱磁が行
われるので，作業タクトの短縮及び高価な脱磁装置の不
要という大きな経済的効果をもたらすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は，位相制御の点弧角αと電流との関係説明図。
第２図は，電流の漸減制御の説明図。第３図は，残留磁
気の減少の説明図。第４図は，従来の抵抗溶接機の電流
制御回路。第５図は，脱磁制御の実施例の回路図。第６
図は，移相器の電圧位相関係図。第７図は，ダウンスロ
ープ制御回路図。第８図は，ダウンスロープ電流波形
図。第９図は，点弧電源の波高値Vmと175度のときのゲ
ート電源電圧egとの関係図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抵抗溶接機において加熱または溶接終了
後，その溶接機の溶接電流を制御する電子スイッチを用
いて位相制御することにより，電流を漸減し，その漸減
させる位相制御の点弧角の最終値を前記機械の電源位相
を対し150度から180度の範囲内で点弧させて行う脱磁制
御装置において，前記溶接機の電源回路に抵抗Roとコン
デンサCoを直列に接続して移相器を構成し，その移相器
の出力から電子スイッチの点弧信号電源を得ることによ
り前記溶接機の電源位相より点弧信号電源を遅らせるよ
うにしたことを特徴とする脱磁制御装置。