JPH10211584A - 溶接制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インバータ式抵抗溶接装置において、２次電流
検出センサの劣化を検出するとともに、溶接電流を高精
度に制御する。 【解決手段】通常の場合には、２次電流Ｉ２ｒによるフ
ィードバック制御を行うことで、溶接電流Ｉ２ａｃｔを
高精度に制御し、一方、これと同時に、１次電流の検出
値Ｉ１が、１次電流の基準値について予め定めている許
容範囲を超える値となるかどうかをも監視し、超える値
となったときには２次電流の検出センサ４２が劣化した
ものとする。これにより、電流フィードバック制御を２
次電流によるフィードバック制御から１次電流によるフ
ィードバック制御に切り換えることで、溶接電流Ｉ２ａ
ｃｔを所定精度（例えば、±３％程度）で制御すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、溶接電流を正確
にフィードバック制御する、例えば、インバータ式の直
流抵抗溶接装置に適用して好適な溶接制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、インバータ式の直流抵抗
溶接装置では、供給される直流電圧をスイッチング素子
からなるインバータにより高周波交流電圧に変換し、こ
の高周波交流電圧を溶接トランスの１次側に供給し、そ
の２次側に発生する高周波パルス電圧を整流器により、
例えば、全波整流した後、溶接電極を通じて被溶接物に
加えるようにしたものが知られている。このインバータ
式の直流抵抗溶接装置は、溶接トランスが小型になり、
かつ電源の使用効率が高くなるという利点を有してい
る。

【０００３】また、小型になるので、溶接トランスを溶
接ロボットの溶接アームの先端側に組み込むことが可能
となり、結果として溶接トランスの２次側コイル出力か
ら溶接電極までのアーム長を短くすることができる。実
際、自動車の鋼板等の溶接では、１５０００Ａ程度以上
の溶接電流が必要とされる場合があり、この場合におい
て、前記溶接トランスの２次側コイル出力から溶接電極
までのアーム長を短くできることから、そのアーム部分
での電圧降下および熱の発生を少なくすることができ、
結果として、一層、電源効率を上げることができるとい
う利点が得られる。

【０００４】このようなインバータ式の直流抵抗溶接装
置において、被溶接物に供給される電流（溶接電流）、
すなわち、前記溶接トランスの２次電流を一定値（基準
値）に制御しようとする場合（いわゆる２次電流定電流
制御の場合）には、例えば、前記インバータをパルス幅
変調（ＰＷＭ）制御により駆動し、溶接トランスの２次
電流をトロイダルコイル（トロイダルコアにエナメル線
等の絶縁被覆電線を複数ターン巻いた構成）等の電流セ
ンサ（電流検出器）で検出し、この検出値を前記基準値
と比較し、比較誤差に応じて前記パルス幅変調制御のパ
ルス幅を変えることで、前記溶接トランスの２次電流が
一定値になるようにフィードバック制御するようにして
いる。

【０００５】この２次電流によるフィードバック制御に
よれば、溶接電流値を直接フィードバックすることにな
るので、例えば、±１５０Ａ程度（溶接電流が１５００
０Ａである場合には±１％程度）の精度を保持すること
ができ、結果として被溶接物に対する溶接品質を均一化
することができる。

【０００６】なお、２次電流によるフィードバック制御
ではなく１次電流によるフィードバック制御によれば、
溶接電流を間接的に制御することになるので、通常、±
３％程度の精度になる。

【０００７】インバータ式の直流抵抗溶接装置において
は、例えば、特公平８−４９４３号公報に公表されてい
るように、被溶接物あるいは溶接電極の接触具合が変動
して溶接電流（２次電流）が急激に減少した場合、それ
を補償するために１次電流のパルス幅が広がり、かつそ
のピーク値も上昇し、この電力増加によりインバータを
構成するスイッチング素子が破壊するおそれがあること
が指摘されている。このスイッチング素子の破壊を防止
するために、前記公報には、１次電流をも検出し、２次
電流の設定値に対応した１次電流値を演算し、演算した
１次電流値より数％高い値にリミットレベルを設け、２
次電流の供給中（溶接中）に、検出した１次電流値が前
記リミットレベルを超える値となった場合には、１次電
流のパルス幅を制限するようにして前記スイッチング素
子の破壊を防止するという技術が記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者等
は、２次電流によるフィードバック制御中に、２次電流
の検出値は設定値（基準値）であるにも拘わらず、１次
電流の検出値のみが、連続的にあるレベルまで、あるい
は階段状に増加する場合があるという現象を見いだし
た。

【０００９】この現象を解明するために、２次電流検出
用の電流センサであるトロイダルコイルを溶接装置から
取り外し、そのインピーダンス値を測定したところ、測
定中に、電流センサに物理的な衝撃を与えるとインピー
ダンス値（インダクタンス値）が減少する場合があると
いうことが判明した。なお、測定中に物理的な衝撃を与
えない場合においても、インピーダンス値（インダクタ
ンス値）が減少している２次側用電流センサが存在する
ことも判明した。そして、新品の２次側用電流センサを
前記溶接装置に取り付けて２次電流によるフィードバッ
ク制御を再び行った場合には、２次電流の検出値はもち
ろんのこと、１次電流の検出値も変動しなくなるという
知見も得た。

【００１０】これらの知見から２次側用電流センサの電
流電圧変換効率が劣化しているものと推定され、２次側
用電流センサが劣化した場合には、上述の現象、すなわ
ち、２次電流によるフィードバック制御中に２次電流の
検出値が設定値であるにも拘わらず、１次電流の検出値
のみが増加する現象を説明することができる。

【００１１】なお、劣化した電流センサであるトロイダ
イルコイルを分解して調査したところ、トロイダルコイ
ルを構成するコアと、このコアに巻かれている絶縁被覆
電線との接触あるいは、隣り合うコイル巻線間のレアー
ショートまたは短絡を発見することができた。

【００１２】この発明はこのような課題および知見を考
慮してなされたものであり、通常の場合には、溶接電流
を高精度に制御することを可能にするとともに溶接電流
の検出精度の劣化を検出することを可能し、溶接電流の
検出精度の劣化を検出した場合においても、溶接電流を
所定精度で制御することを可能とする溶接制御方法を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、溶接トラン
スの２次コイル側より電流を検出し、検出した２次電流
によるフィードバック制御を行いながら、前記溶接トラ
ンスの１次コイル側の電流を検出し、この１次電流の検
出値と、予め求めておいた１次電流の許容範囲とを比較
し、この比較結果において、前記１次電流の検出値が、
前記１次電流の許容範囲を超える値となったとき、前記
２次電流によるフィードバック制御を前記１次電流によ
るフィードバック制御に切り換えることを特徴とする。

【００１４】この発明によれば、通常の場合には、２次
電流によるフィードバック制御を行うことで、溶接電流
を高精度に制御し、一方、これと同時に、１次電流の検
出値が、１次電流の許容範囲を超える値となるかどうか
をも監視し、超える値となったときには２次電流の検出
センサが劣化したものと推定する。このとき以降、電流
フィードバック制御を２次電流によるフィードバック制
御から１次電流によるフィードバック制御に切り換える
ことで、溶接電流を所定精度（例えば、±３％程度）で
制御することができる。

【００１５】この場合、１次電流の検出値が、１次電流
の許容範囲を超える値となったとき、警告を表す信号を
出力することで、オペレータは、２次側の電流センサが
劣化していることを知ることができ、所望のときにその
２次側の電流センサを交換することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。

【００１７】図１は、この一実施の形態が適用されたイ
ンバータ式直流抵抗溶接装置１０の概略的な構成を示し
ている。

【００１８】インバータ式直流抵抗溶接装置１０は、基
本的には、インバータ１２と溶接トランス１４と整流出
力部１６と制御部１８とから構成される。

【００１９】インバータ１２は、例えば、ＩＧＢＴ（絶
縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の電力用スイッチ
ング素子２１〜２４がブリッジ型に接続された構成とさ
れ、スイッチング素子２１、２３のコレクタ共通接続点
と、スイッチング素子２２、２４のエミッタ共通接続点
には、端子２５、２６を介して直流電圧Ｅが供給され
る。この直流電圧Ｅとしては、例えば、４００Ｖ等の３
相交流電源が整流された直流電圧が供給される。スイッ
チング素子２１〜２４のベースには、ドライブ回路３０
からＰＷＭドライブ信号が供給される。

【００２０】このＰＷＭドライブ信号により、周知のよ
うに、インバータ１２は、スイッチング素子２１、２２
がオン状態（スイッチング素子２３、２４はオフ状態）
とスイッチング素子２１、２２がオフ状態（スイッチン
グ素子２３、２４がオン状態）を繰り返して、直流電圧
Ｅが高周波の交流電圧に変換されて、溶接トランス１４
の１次コイル側に供給される。

【００２１】センタタップ式の溶接トランス１４の２次
コイル側には、巻数比ｎ（２次コイルの巻数／１次コイ
ルの巻数。この実施の形態では、１／１００）に応じた
高周波交流電圧が発生し、この高周波交流電圧が整流器
３１、３２により全波整流され、この全波整流された電
圧が略直流電圧として、溶接電極３３、３４を介して被
溶接物Ｗ（３５、３６）に供給される。

【００２２】溶接トランス１４の２次電流（溶接電流と
もいいい、信号または値を表す。）Ｉ２ａｃｔ（添字ａ
ｃｔは、２次側閉回路に実際に流れている電流を意味す
る。）が、電流センサ４２を通じて検出され、積分回路
４３を通じて直流電圧にされる。この直流電圧が、Ａ／
Ｄ変換回路５２に供給され、デジタル信号の２次電流Ｉ
２ｒ（添字ｒは、読み取り値を意味し、符号Ｉ２ｒは、
必要に応じて２次検出電流または２次検出電流値ともい
う。）とされてマイクロコンピュータ６１に供給され
る。なお、実際上、Ａ／Ｄ変換回路５２の出力側までは
２次電流に対応する電圧値（電流センサ４２により電流
電圧変換される。）であるが、理解の容易のために、２
次電流Ｉ２ｒとしている。電流センサ４２としては、ト
ロイダルコイル型あるいはロゴスキーコイル型のセンサ
を用いることができる。

【００２３】一方、図２にその波形を示す溶接トランス
１４の１次電流Ｉ１ａｃｔ（信号または値を表す。）
が、トロイダルコイル型等の電流センサ４１を通じて検
出され、増幅回路４５を通じて高周波交流電圧としての
１次電流Ｉ１としてＡ／Ｄ変換回路５１に供給され、デ
ジタル信号の１次電流Ｉ１ｒとされてマイクロコンピュ
ータ６１に供給される。なお、実際上、１次側の電流セ
ンサ４１においては、劣化が発生しないので、１次電流
Ｉ１ｒは、実際に流れている１次電流Ｉ１ａｃｔに正確
に対応した値になる。

【００２４】マイクロコンピュータ６１は、直流の２次
電流（値も表すものとする。）Ｉ２ｒをＰＷＭの１サイ
クルＴ（図２参照）毎に取り込むと同時に、１次電流Ｉ
１rのピーク値Ｉ１ｐも前記ＰＷＭの１サイクルＴ毎に
取り込む。この実施の形態において、１次電流Ｉ１r の
ピーク値Ｉ１ｐは、図２に示すように、ＰＷＭの１サイ
クルをＴとするとき、その１サイクルＴの開始点から電
流が急激に上昇し、その後傾斜が緩くなった時点から、
その傾斜の緩い期間の半分の期間ｔｐが大略経過した時
点（緩傾斜期間の中央点）における値をＩ１ｐとして各
サイクルＴ毎に測定するようにしている。

【００２５】このようにして、Ａ／Ｄ変換回路５１、５
２の出力信号である１次電流Ｉ１ｒ（検出値は１次電流
のピーク値Ｉ１ｐである。）と２次電流Ｉ２ｒとがマイ
クロコンピュータ６１に取り込まれる。

【００２６】マイクロコンピュータ６１は、駆動・制御
・処理・判断手段等として機能し、特に、この実施の形
態では、フィードバック制御手段としても機能し、周知
のように、中央処理装置（ＣＰＵ）に対応するマイクロ
プロセッサ（ＭＰＵ）と、このマイクロプロセッサに接
続される入出力装置としてのＡＤ変換回路やＤＡ変換回
路、Ｉ／Ｏポート、制御プログラム・システムプログラ
ム・ルックアップテーブル等が予め書き込まれる読み出
し専用メモリ（ＲＯＭ）、処理データを一時的に保存等
するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭであり、書き込み
・読み出しメモリ）、タイマ回路および割り込み処理回
路等を１チップに集積したＬＳＩデバイスとして提供さ
れる。

【００２７】マイクロコンピュータ６１には、キーボー
ド等の指令値入力部６２を通じて、２次電流の指令値信
号（指令値ともいう。）Ｓ（Ｉ２）が供給される。マイ
クロコンピュータ６１は、基本的には、この指令値Ｓ
（Ｉ２）とフィードバック信号である２次電流Ｉ２ｒと
の比較結果に応じたパルス間隔を有する払出パルスＰ
（この払出パルスＰのパルス幅は、図２に示す間隔ｔを
意味する。）をＰＷＭ発生回路７１に供給する。ＰＷＭ
発生回路７１は、この払出パルスＰの間隔ｔに応じたパ
ルス幅を有するＰＷＭ信号をドライブ回路３０に供給す
る。ドライブ回路３０は、このＰＷＭ信号に基づき、イ
ンバータ１２を構成するスイッチング素子２１〜２４を
上述の順序で駆動するためのＰＷＭドライブ信号を出力
する。なお、マイクロコンピュータ６１には、ＣＲＴや
ＬＣＤ等の表示器９５が接続され、マイクロコンピュー
タ６１から出力される警告を表す信号に基づいて所定の
警告表示がなされる。

【００２８】次に、図１例の動作について、図３のフロ
ーチャートと、図４の機能ブロック図および図５の波形
図をも参照して説明する。なお、図３のフローチャート
の制御主体は、マイクロコンピュータ６１であり、図４
の機能ブロック図を構成する各ブロックは、マイクロコ
ンピュータ６１により実現されるブロックであるが、デ
ィスクリート部品による等価的な構成とすることも可能
である。

【００２９】まず、オペレータが被溶接物Ｗ（３５、３
６）に応じた溶接電流（２次電流）の指令値Ｓ（Ｉ２）
を指令値入力部６２から入力することで、指令値Ｓ（Ｉ
２）が読み込まれる（ステップＳ１）。実際上、被溶接
物Ｗに係る機種名（具体的には、例えば、自動車の機種
名）が選定されることで、使用する鋼板の厚さや使用す
るガンアームが自動的にマイクロコンピュータ６１の図
示しない記憶部（以下、メモリともいう。）中のテーブ
ルから選定され、また、対応する溶接条件（具体的に
は、加圧時間、通電時間、溶接電流値等）も自動的にメ
モリ中のテーブルから選定される。ここでいう２次電流
の指令値Ｓ（Ｉ２）とは、溶接条件中、溶接電流値の指
令値（目標値）をいう。

【００３０】読み込まれた指令値Ｓ（Ｉ２）は、図５Ａ
に示すように、通電開始時点ｔ０から時点ｔ１まではス
ローアップ制御により徐々に増加し、時点ｔ１以降、通
電終了時点ｔ４までは一定値であるものとする。時点ｔ
０から時点ｔ４までの期間が図２に示す通電期間Ｔａに
対応する。なお、繁雑となるので、図２の波形は、スロ
ーアップ制御に対応した波形とはしていない。また、通
電期間（通電時間ともいう。）Ｔａは、ＰＷＭの１サイ
クルＴと区別するために、通電サイクルＴａともいう。

【００３１】指令値Ｓ（Ｉ２）は、図４に示すように、
マルチプレクサ８１の一方の固定ポート８１ｂおよび共
通ポート８１ａを介して誤差生成部（誤差信号生成部）
８５の基準入力側に供給される。時点ｔ０では、誤差生
成部８５の他方の入力である比較入力側には、何も信号
が供給されていないので、最初のＰＷＭの１サイクルＴ
では、誤差生成部８５から指令値Ｓ（Ｉ２）がそのまま
出力され、払出パルス算出部８４に供給される。

【００３２】マルチプレクサ８１の他方の固定ポート８
１ｃには、図示していないメモリに格納されている１次
電流フィードバック制御のための指令値Ｓ（Ｉ１）が供
給される。この１次電流の指令値Ｓ（Ｉ１）は、次の
（１）式で計算している。

【００３３】 Ｓ（Ｉ１）＝Ｓ（Ｉ２）／ｎ …（１） ｎ：トランス巻数比 １次電流値の基準値の平均値Ｉ１ａｖｅｒｅｆは、実効
値に近似した値としてメモリに格納されている。具体的
に説明すると、２次電流センサ４２が正常であったとき
に測定した、各ＰＷＭの１サイクルＴの１次電流のピー
ク値をＩ１ｐｒｅｆとするとき、その各ＰＷＭの１サイ
クルＴの１次電流の基準値Ｉ１ｒｅｆを、次の（２）式
で計算し、１次電流値の基準値の平均値Ｉ１ａｖｅｒｅ
ｆを、次の（３）式で計算している。

【００３４】 Ｉ１ｒｅｆ＝Ｉ１ｐｒｅｆ×√（ｔ／Ｔ） …（２） Ｉ１ａｖｅｒｅｆ＝（１／Ｎ）ΣＩ１ｒｅｆ …（３） すなわち、１次電流の基準値Ｉ１ｒｅｆは、各ＰＷＭの
１サイクルＴ毎に測定した１次電流のピーク値Ｉ１ｐｒ
ｅｆに、払出パルス幅ｔをＰＷＭの１サイクルＴで割っ
た値の平方根をかけた値として算出される。また、１次
電流値の基準値の平均値Ｉ１ａｖｅｒｅｆは、各ＰＷＭ
の１サイクルＴの１次電流の基準値Ｉ１ｒｅｆを通電サ
イクルＴａ間積算して、通電サイクルＴａを構成するＰ
ＷＭの１サイクルＴの数（通電サイクルＴａ内のパルス
数ともいう。）Ｎで割った値として算出される。

【００３５】このようにして予め求められ計算された通
電の１サイクルＴａの１次電流の基準値の平均値Ｉ１ａ
ｖｅｒｅｆが、１次電流の許容範囲の算出部８８に供給
される（ステップＳ２）。なお、図５Ｄには、各ＰＷＭ
の１サイクルＴの１次電流の基準値Ｉ１ｒｅｆを示して
いる。

【００３６】時点ｔ０において、払出パルス算出部８４
において、最初のＰＷＭの１サイクルＴの払出パルスＰ
のパルス幅ｔが算出されて（ステップＳ３）、ＰＷＭ発
生回路７１に供給される（ステップＳ４）。ＰＷＭ発生
回路７１は、この払出パルスＰに応じたＰＷＭ信号をド
ライブ回路３０に供給することで、ドライブ回路３０か
らＰＷＭドライブ信号（スイッチング信号）が出力さ
れ、インバータ１２がオンオフ動作を開始する。これに
より１次電流Ｉ１ａｃｔが通電し、溶接トランス１４の
コアを通じて２次電流Ｉ２ａｃｔが通電する。

【００３７】このとき、１次電流Ｉ１ａｃｔと２次電流
Ｉ２ａｃｔが、それぞれ、電流センサ４１、４２により
検出され、１次電流Ｉ１ｒおよび２次電流Ｉ２ｒとして
読み込まれる（ステップＳ５）。

【００３８】そして、１次電流Ｉ１ｒは、Ａ／Ｄ変換回
路５１を通じて実効値の近似値の算出部９１に供給さ
れ、このＰＷＭの１サイクルＴにおける実効値の近似値
Ｉ１ｍが前記（２）式に対応する次の（４）式により算
出される（ステップＳ６）。なお、（４）式において、
Ｉ１ｐは、そのＰＷＭの１サイクルＴにおけるピーク値
である（図２参照）。

【００３９】 Ｉ１ｍ＝Ｉ１ｐ×√（ｔ／Ｔ） …（４） 次いで、この実効値の近似値Ｉ１ｍが、積算部９２で次
の（５）式によりＰＷＭの１サイクルＴの終了後に積算
される（ステップＳ７）。今回は、この（５）式の値
は、過去の積算値が存在しないので（４）式の値に等し
い。

【００４０】 ΣＩ１ｍ＝ΣＩ１ｐ×√（ｔ／Ｔ） …（５） 誤差生成部８５では、２次電流の指令値Ｓ（Ｉ２）とス
テップＳ５で読み込んだ２次電流Ｉ２ｒとを比較して、
誤差（差）を払出パルス算出部８４に供給する（ステッ
プＳ８）。詳しく説明すると、今回のＰＷＭの１サイク
ルＴにおける指令値Ｓ（Ｉ２）を目標値とし、この目標
値と今回のＰＷＭの１サイクルＴで検出した２次電流Ｉ
２ｒとの差を算出して払出パルス算出部８４に供給す
る。

【００４１】払出パルス算出部８４では、この誤差と次
のＰＷＭの１サイクルＴにおける指令値Ｓ（Ｉ２）の目
標値に基づいて次のＰＷＭの１サイクルＴ用の払出パル
スＰのパルス幅ｔ（図２参照）を算出してＰＷＭ発生回
路７１に供給する（ステップＳ９）。

【００４２】次いで、ステップＳ１で与えられた指令値
Ｓ（Ｉ２）による通電が終了したかどうかが、前記した
通電サイクルＴａを構成するＰＷＭの１サイクルＴの数
Ｎにより判定され（ステップＳ１０）、この判定が否定
的であった場合には、この判定が肯定的となるまで、換
言すれば、今回の通電サイクルＴａの通電が終了するま
で、ステップＳ４〜ステップ９の処理を繰り返す。

【００４３】ステップＳ１０の判定が肯定的となったと
き、換言すれば、２次電流フィードバック制御による今
回の通電サイクルＴａが終了したときに、ステップＳ７
で求められている１通電時間Ｔａ内における１次電流の
実効値の近似値Ｉｍの積算値ΣｉｍをＰＷＭの１サイク
ルＴの数Ｎで割った、１次電流の１通電期間Ｔａにおけ
る測定平均値Ｉ１ａｖｅｍ｛前記（３）式に対応した次
の（６）式参照｝を平均値算出部９３により求める（ス
テップＳ１１）。

【００４４】 Ｉ１ａｖｅｍ＝（１／Ｎ）ΣＩ１ｍ …（６） この１次電流の測定平均値Ｉ１ａｖｅｍは、比較部８９
の比較入力端子に供給される。

【００４５】次に、２次側の電流センサ４２の劣化状態
を判断するために、比較部８９により、（６）式で算出
した、今回の通電サイクルＴａにおける１次電流の測定
平均値Ｉ１ａｖｅｍと、許容範囲算出部８８で、以下に
説明するようにして予め算出されている１次電流値の基
準値の平均値Ｉ１ａｖｅｒｅｆから求めた許容範囲Ｉ１
ａｖｅｒｅｆ±ΔＩとを比較する（ステップＳ１２）。

【００４６】この場合、許容範囲算出部８８では、前記
（３）式で予め求めている１次電流値の基準値の平均値
Ｉ１ａｖｅｒｅｆに対して、予め定めている許容誤差、
例えば、αを考慮して次の（７）式により許容範囲をＳ
（Ｉ１）±ΔＩとして計算する。

【００４７】 Ｉ１ａｖｅｒｅｆ×（１±α）＝Ｉ１ａｖｅｒｅｆ±ΔＩ …（７） ここで、αの値は、２次側の電流センサ４２が劣化する
（検出電流を電圧に変換する効率が低下する）ことのみ
を考えた場合には＋値のみでよいが、測定誤差等（各部
電源電圧の変動、あるいは溶接電極３３、３４の摩耗等
による変動、加圧力の変動、測定誤差の変動等）による
誤動作を回避するために、例えば、±３％に選定する。

【００４８】ステップＳ１２の判定処理が成立した場合
には、２次電流検出センサ４２の劣化がなく、正常に溶
接が終了したものと判断して、２次電流Ｉ２によるフィ
ードバック制御を継続する。一方、ステップＳ１２の判
定処理が否定的となった場合には、図５Ａ〜図５Ｄに参
考として模式的に示すように、２次電流の指令値Ｓ（Ｉ
２）（図５Ａ参照）と読取値である２次電流値Ｉ２ｒ
（図５Ｃ参照）は、例えば、時点ｔ１〜ｔ４の間で変化
していないのにもかかわらず、１次電流の読取値に対応
するＰＷＭの１サイクルＴにおける１次電流値の実効値
の近似値Ｉ１ｍ（図５Ｄ参照）が、例えば、時点ｔ２か
ら増加して、時点ｔ３では、許容範囲Ｉ１ｒｅｆ＋ΔＩ
を超える値となっており、実際の２次電流Ｉ２ａｃｔが
図５Ｂに示すように時点ｔ２から増加しているような場
合には、時点ｔ４における今回の通電期間Ｔａの終了後
の次の通電サイクルＴａからは、１次電流の検出値（ピ
ーク値）Ｉ１ｐによるフィードバック制御、いわゆる１
次電流フィードバック制御に切り換える（ステップＳ１
３）。

【００４９】すなわち、時点ｔ４以降の次の通電時にお
いて、ステップＳ１２の判断処理を行う比較部８９の比
較結果の２値信号（警告信号）に応じて、マルチプレク
サ８２、８１の共通ポート８１ａ、８２ａが、他方の固
定ポート８１ｃ、８２ｃ側に切り換えられる。以降、誤
差生成部８５では、１次電流指令値Ｓ（Ｉ１）を基準信
号とし、これと１次電流検出値Ｉ１ｐとを比較して誤差
を生成し、払出パルスＰのパルス幅を決定し、ＰＷＭ発
生回路７１へ出力するようにすることで、１次電流Ｉ１
によるフィードバック制御が行われる。

【００５０】また、このとき、比較結果信号を警告を表
す信号として図示しない映像信号変換部により変換して
出力し（ステップＳ１４）、表示器９５上に異常である
ことの警告表示を行う。必要に応じて、その表示器９５
上に、１次電流によるフィードバック制御に切り換わっ
たことも表示する。なお、警告表示ととともに、あるい
は独立して、図示していないスピーカを用いて警報表示
を行うようにしてもよい。

【００５１】なお、前記した許容誤差αは、比率ではな
く、通電時間Ｔａ中、一定の値とすることもできること
はいうまでもない。

【００５２】上述した実施の形態を総括的に説明すれ
ば、溶接電流Ｉ２の制御は、溶接電流Ｉ２の目標値を指
令値Ｓ（Ｉ２）として、マイクロコンピュータ６１に与
え、この値に相当する払出パルスＰをＰＷＭ発生回路７
１に供給する。

【００５３】ＰＷＭ発生回路７１により発生したＰＷＭ
信号が実際の溶接電流Ｉ２ａｃｔにどう反映されている
かを電流センサ４２により取り込む。

【００５４】マイクロコンピュータ６１は、２次検出電
流値Ｉ２ｒと指令値Ｓ（Ｉ２）とを比較し、誤差が発生
していれば、その誤差がなくなるように補正制御する。
例えば、指令値Ｓ（Ｉ２）に対して２次検出電流Ｉ２ｒ
の値が小さかった場合には前記払出パルスＰのパルス幅
ｔを広げる方向に制御する。

【００５５】しかし、何らかの原因で電流センサ４２が
劣化した場合には、２次電流の検出値Ｉ２ｒは、実際の
２次電流Ｉ２ａｃｔより小さい値となる。このため誤差
生成部８５で誤差が発生し、結局、実際の溶接電流Ｉ２
ａｃｔが目標値に比較して相当に大きな値になってしま
う。これを回避するために、２次電流フィードバック制
御時にも、１次電流Ｉ１の検出を行い、１回の通電サイ
クルＴａ毎に、１次電流Ｉ１の測定平均値Ｉ１ｍを算出
し、この値が、予め定めている所定の許容範囲Ｉ１ａｖ
ｅｒｅｆ＋ΔＩ内の値であるかどうかを判定し、算出し
た測定平均値Ｉ１ｍが前記許容範囲Ｉａｂｅｒｅｆ±Δ
Ｉを超えていることを確認したときには、次の通電サイ
クルＴａからフィードバック制御を２次電流による制御
から１次電流による制御に切り換えるようにするととも
に、警告表示を行うようにしている。

【００５６】このため、２次電流の読取値Ｉ２ｒが、図
５Ｃに示すように、指令値Ｓ（Ｉ２）と同じように変化
している場合においても、２次電流センサ４２の劣化を
検出することが可能となり、かつ、次通電（次の通電サ
イクルＴａ）からは、１次電流による間接的な溶接電流
（２次電流）の制御であるため、若干、溶接電流精度が
劣るものの所定の範囲内に保持された溶接を行うことが
できる。

【００５７】なお、被溶接物Ｗの良否は、１次電流の測
定平均値Ｉ１ｍから判断することができる。

【００５８】また、この発明は上述の実施の形態に限ら
ず、この発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採
り得ることはもちろんである。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、２次電流の検出センサが正常の場合には、２次電流
によるフィードバック制御を行うことで、溶接電流を高
精度に制御することができ、一方、２次電流の検出セン
サの劣化を検出した場合には、電流フィードバック制御
を２次電流によるフィードバック制御から１次電流によ
るフィードバック制御に切り換えることで、溶接電流を
所定精度（例えば、±３％程度）で制御することができ
るという効果が達成される。

【００６０】これにより、２次電流の検出センサが劣化
した場合においても、溶接不良の発生が最小限に抑制さ
れ、信頼性を向上させることが可能になると同時に、被
溶接物の歩留まりを高くすることができるという効果も
併せて達成される。

【００６１】また、２次電流の検出センサが劣化した場
合においても、溶接作業を中断することなく継続して行
うことができるという派生的な効果も達成される。

【００６２】さらに、２次電流の検出センサの劣化を警
告信号による表示あるいは警報等により知ることができ
るので、例えば、定期的な点検作業を省略することがで
きるという効果も達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態が適用されたインバー
タ式直流溶接装置の構成を示す回路ブロック図である。

【図２】通電期間内の１次電流の例を模式的に示す波形
図である。

【図３】図１例の動作説明に供されるフローチャートで
ある。

【図４】図１例中、マイクロコンピュータの機能を構成
として示す機能ブロック図である。

【図５】図１例、図４例の動作説明に供される波形図で
あって、図５Ａは、２次電流の指令値波形図、図５Ｂ
は、実際の２次電流の波形図、図５Ｃは、２次電流の読
取値の波形図、図５Ｄは、１次電流の制御に係る波形図
である。

【符号の説明】

１０…インバータ式直流抵抗溶接装置 １２…インバー
タ １４…溶接トランス １６…整流出力
部 ６１…マイクロコンピュータ ９５…表示部 Ｉ１…１次電流、１次電流値 Ｉ２ａｃｔ…実
際の２次電流 Ｉ２ｒ…２次電流の読取値（２次電流の検出値） Ｐ…払出パルス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶接トランスの２次コイル側より電流を検
   出し、検出した２次電流によるフィードバック制御を行
   いながら、前記溶接トランスの１次コイル側の電流を検
   出し、 この１次電流の検出値と、予め求めておいた１次電流の
   許容範囲とを比較し、 この比較結果において、前記１次電流の検出値が、前記
   １次電流の許容範囲を超える値となったとき、前記２次
   電流によるフィードバック制御を前記１次電流によるフ
   ィードバック制御に切り換えることを特徴とする溶接制
   御方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の方法において、 前記１次電流の検出値が、前記１次電流の許容範囲を超
   える値となったとき、警告を表す信号を出力することを
   特徴とする溶接制御方法。