JPS5832036B2 - 溶接機制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は携帯鏡型溶接機の制御システムに関するもので
あり、特に自動車産業用のディジタル溶接機制御システ
ムで、制御装置にマイクロプロセッサとモジュール相互
接続を用いるものに関するものである。

携帯鏡型溶接機は自動車産業において多年使われてきた
、が組立流れ作業用の溶接操作の自動化により溶接シー
ケンスを適当に制御するのに多くの問題が生じた。

以前はあらかじめ操作員が制御パネルに集中している多
くの組のスイッチとポテンシオメータを操作することに
より、締めつけ時間、溶接時間、溶接加熱、冷却期間等
のような溶接パラメータをプログラムした。

制御パネルにダイヤルが密集してきたので操作員が制御
パネルの多くのスイッチとポテンシオメータを設定する
のに誤りを冒しやすくなった。

従来の制御装置では溶接加熱をあらかじめ選択した値に
設定することにも問題があった。

従来技術ではＲＣの時間遅延を用いたが、それはいくら
か温度依存性があるので、時間遅延は操作温度によりい
くらか変わった。

従来技術の制御装置ではまた連続可変のポテンシオメー
タを用いたが、それは温度が１％刻みで増すような小さ
な温度増分に対応するほどの精密さを有しなかった。

更に、ポテンシオメータによって設定した温度の精度は
ポテンシオメータが動作する年や雰囲気に依存して＋１
０％又はそれ以上もしばしば変わった。

時間の基準として安定な発振器を用い、集積回路を用い
て計数して正確な遅延時間を発生する装置でさえ誤りを
冒す、というのは装置の精度は安定且つ正確な基準周波
数に依存するからである。

従来技術の溶接機制御システムには故障診断の分野のも
のは殆んど又は全くなかった。

制御装置の故障のうちいくつかは明らかであり、直ちに
診断して修復することができる。

しかしいくつかの例では溶接機制御システムの何が本当
に悪いのか直ちには明らかにならない。

組立流れ作業では、もし多くの携帯鏡型溶接機が溶接機
制御システムのいくつかの故障の可能性のために操作か
ら外されるならば、すばやく診断できないために高価な
作業中止時間を生ずることになる。

例えば、１シ−ケンスにおけるタイミング周期が正常な
周期よりも長くなるかもしれない。

サイリスク触器の一方又は両方のＳＣＲが点弧し損ねて
溶接機の変圧器を半サイクル化しついにはそれを飽和さ
せてこわすかもしれない。

変圧器の温度が正規の作動温度以上の上昇した場合は是
非知らなければならないであろう。

サイリスク接触器に流す水が少なくなると過熱を起こし
て故障させるので、これも知るべき重要な因子である。

更にＳＣＲが短絡したり又は不適当に温度を設定するこ
とは夫々一層の不良と誤りであり、直ちに診断して修復
しなければならない。

従来技術の溶接機制御システムの他の欠点は温度制御回
路に時間遅延信号を発生する基準として電圧波形のゼロ
クロスを用いていることである。

この技術を用いると制御装置を設備の力率に合わせる必
要があった。

これらの種類の制御装置ではタイミングは設備の特定の
力率用に校正して電圧波形のゼロクロスを行なうことに
よりつくられた。

制御装置を据付けるたびに、制御装置のポテンシオメー
タを調整して制御装置を設備に合わせる。

制御装置を合わせることは通常適当な救済方法であるが
、銃の外形が異なるために、または銃口に異なった作業
片があると動的な変化があるために力率はしばしば変わ
る。

このような場合には、溶接機の制御装置が力率の変化に
応じられないために温度制御が誤りを冒す。

本発明によれば前述の問題が実質的に解決される。

ディジタル携帯鏡型溶接機制御システムは２個又は３個
のモジュールからできている。

それは接触器モジュールとシーケンスモジュール、又は
接触器モジュールとシーケンスモジュールと接合ボック
スである。

溶接機制御システムはその主制御素子として８ビツトの
マイクロプロセッサを用いる。

マイクロプロセッサの既知のサイクル時間は移相温度制
御を行なうのに用いる実際の時間遅延を発生するのに用
いられる。

ランダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭという）がタップ
スイッチ又は指まわしスイッチの位置で以前は記憶した
溶接シーケンスの定数を記憶するのに用いられる。

溶接機制御装置は制御装置に既にある信号を監視して溶
接機制御システムの不良を示す診断メツセージを発生す
る。

溶接制御装置はまた保全間隔計数器／補償器を含み、そ
れは４工程の工程制御装置で、あらかじめ溶接数を設定
した後自動的に溶接加熱を増加して溶接電極の先端のき
のこ形状を補償するのに使用され、これは自動車産業に
おける溶接用電気メツキ金属に対して最も盛んである。

溶接機制御装置はまた溶接シーケンスに無効データが入
るのを除去するプログラミング点検を含む。

正規の溶接シーケンスで用いられるＲＡＭの記憶場所だ
けに書込むことができる。

溶接機制御システムはシーケンスモジュールと接触器モ
ジュールのマイクロプロセッサ間の直列通信を利用する
。

したがって、本発明の主目的は温度がプログラムで設定
したものと変わらないように設備の力率の変化を自動的
に補償するディジタル移相温度制御を用いる自動車産業
用の携帯鏡型溶接機制御システムを提供することである
っ 本発明の他の目的は溶接シーケンスの定数を記憶するの
に制御装置のマイクロプロセッサのＲＡＭを用いる自動
車産業用の携帯鏡型溶接機の制御システムを提供するこ
とである。

溶接シーケンスの定数は以前はタップスイッチ、ボテジ
オメータ、又は指まわしスイッチの位置で記憶していた
が、これらは多くのスイッチ又はポテンシオメータを操
作員が設定する必要があ−ることによる信頼性の問題を
しばしば起こし、あるいはスイッチのノードウェア結線
の誤まりを起こしやすい。

本発明の更に他の目的は溶接機制御システムにしばしば
起こるが診断と修復が難しい共通の問題を制御装置によ
り引出して識別し、時間と保全の必要性を軽減するよう
な自動車産業用の携帯鏡型溶接機制御システムを提供す
ることである。

本発明の更に他の目的はあらかじめ各工程で溶接数を設
定した後自動的に温度を増して電極のきのこ型を補償す
る保全間隔計数器／補償器を含む、自動車産業用の携帯
鏡型溶接機の制御システムを提供することである。

本発明の更に他の目的は溶接シーケンスに無効データが
入るのを除去する、自動車産業用の携帯鏡型溶接機の制
御システムを提供することである。

本発明の更に他の目的は正規の溶接シーケンスにおける
ＲＡＭの記憶場所のみに書込むことができ、制御装置内
部の不良を避けることができる自動車産業用の携帯鏡型
溶接機の制御システムを提供することである。

本発明の更に他の目的はシーケンスモジュールと接触器
モジュールのマイクロプロセッサ間で直列通信を行ない
、シーケンスモジュールとマイクロプロセッサ間のドラ
イバとレシーバの数と電源容量を軽減する、自動車産業
用の携帯鏡型溶接機の制御システムを提供することであ
る。

本発明の更に他の目的は制御装置がいくつかのモジュー
ルに分割していて、各モジュールは１枚以上の取外し可
能な回路基板を含み、各モジュールは関連するモジュー
ルと取外し可能なプラグにより接続され、不良のモジュ
ール又はその回路基板の１枚が他のモジュール又は他の
回路基板と単に置換えるだけで容易に修復することがで
きるような自動車産業用の携帯鏡型溶接機の制御システ
ムを提供することである。

他の目的及び利点は本発明の好ましい実施例について図
面と共に以下の説明により明らかにする。

第１図を参照すると、任意の一般用の、又は産業用の、
又は商業用の設備において用いることができるディジタ
ル溶接機制御システム１０が線Ｌ１ とＬ２を有する交
流電源１２のような電源に接続されており、線Ｌ１とＬ
２は入口のしゃ断器１４を介して任意の既知の方法で接
続されている。

第７図に示すように線Ｌ２は溶接用変圧器の１次側に接
続しており、線Ｌ□はサイリスク接触器１６を介して溶
接用変圧機の１次側に接続している。

第１図に示すように電源線Ｌ１とＬ２のしゃ断器側はま
たケーブル７ＰＬを介して電源パネル１８に接続してい
る。

電源パネル１８はパワーケーブル６ＰＬを介してサイリ
スク接触器１６に接続している。

論理パネル２０はマイクロプロセッサ基板２２と入出力
基板２４を含み、両者は電源ケーブル８ＰＬによって相
互接続している。

マイクロプロセッサ基板２２は例えばモトローラのＭ２
ＳＯ４のような任意の既知の８ビツトのマイクロプロセ
ッサ（図示せず）を含む。

８ビツトのマイクロプロセッサは実行プログラムを含む
読取専用記憶装置のレジスタと、溶接シーケンスのプロ
グラム定数を含むランダムアクセスメモリ（＝ＲＡＭ）
と、ボートレジスタと、上述のマイクロプロセッサの集
積回路を既知の方法で相互接続する各種のゲート回路と
増幅器とを含む。

マイクロプロセッサ基板はまた溶接機制御装置の電源が
切れたときにＲＡＭに記憶されているデータを保持する
ための電源を含む。

ＲＡＭのデータを保持する回路の電池は溶接機制御装置
に電源線から電源が供給されているとき正常動作期間に
少しづつ充電され、溶接機制御装置の電源が断たれたと
きにＲＡＭのデータを約２１日保持するだけの寿命を持
っている。

入出力基板２４は入出力信号を処理装置バスとのインタ
ーフェイスに合わせる役目をする。

入出力基板はまた始動リレーと障害リレーとを含み、そ
れぞれ銃をトリガしたときに溶接機のソレノイドに電流
を流し、障害が起きたときに電流を切る役目をする。

入出力基板はまた選択したソレノイドを動作させるのに
充分な電力を供給するためのソレノイド増幅器を含む。

入出力基板はまた乗り越しタイマーを含む。

このタイマーは約７０サイクル後に出力を出すように設
定される。

溶接機制御装置のすべてのタイミング周期は５９サイク
ル以下に制限されている。

制御装置の動作期間中及び溶接シーケンスの各タイミン
グ周期の始めに乗り越しタイマをゼロにリセットするた
めのパルスが発生する。

正常の動作では各タイミング周期が終ると乗り越しタイ
マーは必らずリセットされ、各タイミング周期は乗り越
しタイマーの時間切れ時間よりも短かいので乗り越しタ
イマーが時間切れになることは決してない。

もしタイミング周期の１つが５９サイクルを越えた場合
に乗り越しタイマーは時間切れになる。

乗り越しタイマーの出力は入出力基板の障害リレーの電
流を切り、それによって溶接機ソレノイドの電流を切り
、マイクロプロセッサに割込み信号を供給し、マイクロ
プロセッサは溶接機制御装置を締め出すサブルーチンを
割込み実行する。

マイクロプロセッサと入出力基板は夫々ケーブル４ＰＬ
と５ＰＬを介して電源パネル１８と通信する。

論理パネル２０、電源パネル１８、サイリスタ接触器１
６としゃ断器１４は接触器モジュール１９の中に収容さ
れている。

シーケンスモジュール２６はケーブルＣＰＬとＩＰＬを
介して接触器モジュール１９内のマイクロプロセッサ基
板２２と通信する。

シーケンスモジュール２６は溶接計画に入ってマイクロ
プロセッサに質問する装置を有するが、それは後で詳述
する。

シーケンスモジュール２６はまた診断表示を行ない、溶
接制御装置の操作員の制御部を含む。

接合ボックス２８はケーブルＪＰＬを介して入出力基板
と電源パネルと相互接続し、ケーブルＪＰＬはＩ１０ボ
ードに接続されたケーブル２ＰＬと電源パネルに接続さ
れたケーブル３ＰＬを有する。

接合ボックスはソレノイドバルブ信号およびトリガ信号
を離れた所にある制御装置に送るために好適に使用され
る。

接合ボックスは使用者の接続部、３つの溶接シーケンス
のうちの１つの開始とソレノイドバルブの閉鎖を指示す
る開始とソレノイドの働らきを示す点灯表示器とチップ
保全灯と電源が突然切れた際にしゃ断器を切替えて分路
をつくるための電源オフ押しボタンとを含む。

第２図を参照すると入力電源線Ｌ１とＬ２が接触器モジ
ュールに入る前にヒユーズがあり、しゃ断器１４と接続
している。

溶接用変圧器の１次側３０の一方の端子は電源線Ｌ２に
接続し、他方の端子はサイリスク接触器パネル１６の端
子Ｈ１に接続している（第７図参照）。

変圧器の芯はキャビネットアースに接続しており、２次
側３２は既知の方法で溶接電極３４に接続している。

実際の使用に当り、変圧器は天井の梁から重量バランス
をとってカウンタに搭載され、２次側は同軸ケーブルで
、同軸ケーブルは変圧器からぶら下がって銃で終端して
おり、銃には引き金をひくと作業片上で閉回路をつくる
ソレノイドで動く電極が含まれている。

サイリスク接触器１６を冷却するために水道管３６がサ
イリスク接触器に既知の任意の方法で接続される。

シーケンスモジュール２６の前面パネル３８にはアドレ
スとデータの指まわしスイッチ４０と４２（夫々後で詳
述する）、キー操作するプログラム実行スイッチ４４、
発光ダイオード（−ＬＥＤ）のデータディスプレイ４６
、いくつかの操作スイッチ４８が含まれるがこれらはす
べて後で詳述する。

第２図にはまた接合ボックスの前面パネル４９が示され
ているが、パネル４９は３つの溶接シーケンスを表示す
る始動表示器５０とバルブ出力表示器５２及び保全間隔
計数器／補償器５４とを含む。

パネルの下の方の部分に夫々シーケンス１、シーケンス
１と２、シーケンス３の動作を表示する３個の表示器５
６，５８，６０がある。

接合ボックスパネル４９の下に端子盤６２があり、もし
想像線で描いたように接合ボックスを省略するならば端
子盤６２は接触器モジュールに直接接続することができ
る。

端子盤６２は次のようにして接続することができる。

即ち端子Ａ１とＡ２には遠隔の保全間隔計数器／補償器
（以後ＭＩＣＣと呼３◇スイッチ６４を、端子ＴＳＩと
ＴＳ２には変圧器の過熱サーモスタットスイッチ６６を
、端子１と２には遠隔のＭＩＣＣ出力表示器６８を、端
子ＳＶＩとＳＶ２とＳＶ３とＳＶ４にはソレノイドバル
ブ１と２と３とを、端子ＰＯＩとＰＯ２には電源オフス
イッチ７０（しゃ断器の分路）を接続する。

第３図を参照するとシーケンスモジュールの前面パネル
３８が詳細に示されている。

溶接制御装置のプログラミング方法を説明する。

制御装置は次のタイミング周期で３つの溶接シーケンス
を発生することができる。

締めつけ遅延０−５９サイクル（すべてのシーケンスに
共通） 締めつけ０−５９サイクル 溶接１０−５９サイクル 冷却１０−５９サイクル 溶接２ 保留 ０−５９サイクル オフ ３−５９サイクル 温度１と２に対応する溶接１と溶接２の百分率電流は独
立に５０〜９９％に設定することができる。

溶接シーケンスが３つある理由に次の通りである。

即ち自動車産業における代表的な組立ラインでは、溶接
制御装置の操作員は組立ラインの自分の持場で３つの異
なる溶接計画（シーケンス）を必要とする場合がある。

ある銃には２つの引き金があり３つのシーケンスのうち
２つの実行することができる。

同じ浴接用変圧器に接続している別の２次側ケーブルが
ついている別の銃には引き金が１つある。

操作員は２つ引き金がついている銃を用いて３つのシー
ケンスのうち２つで溶接を行ない、それを置いて別の銃
をとり上げて３番目の溶接シーケンスを実行することが
できる。

シーケンス１と２は操作員の選択によるが、保全間隔計
数器／補償器（以後ＭＩＣＣという）と呼ばれる４工程
の工程制御装置の制御下に置くことができる。

ＭＩＣＣは完全にプログラムされた４工程の工程制御装
置で、溶接数をあらかじめ設定した後溶接温度を自動的
に上げるのに用いられる。

この特性は電極のきのこ形を補償するのに用いられるが
、これは自動車産業において溶接用電気メツキ金属に対
して最も盛んである。

ＭＩＣＣがオンになると、溶接１と溶接２の百分率温度
は同じになり、ＭＩＣＣ計画で設定されたプログラムの
制御下にある。

モジュールの前面パネル３８の左上方部にＭＩＣＣと診
断部とＭＩＣＣの状態の数字一覧表を含む３つの溶接シ
ーケンス用のアドレスプログラムチャートがある。

ここで前面パネル３８のアドレスプログラムチャート７
２と共に用いられるシーケンスモジュール前面パネル３
８の制御装置の機能と動作について簡単に説明する。

最初に、操作員はアドレスプログラムチャートで特定の
記憶場所（アドレス）を選択してアドレス設定器４０を
まわして特定のアドレス番号に合わせてマイクロプロセ
ッサのこのＲＡＭの記憶場所に記憶されているデータを
調べるか又は変更する。

次にもし操作員がアドレススイッチにより選択した特定
のアドレスにデータ（タイミング周期サイクル、百分率
電流等）を入れたい又は変更したいならば、入力すべき
データをデータスイッチ４２で設定して、入力／リセッ
トスイッチＴ４を押すことによってＲ’ＡＭ記憶装置に
実際にいれる。

ＬＥＤデータディスプレイ４６はアドレススイッチで設
定された記憶場所に現在入っているデータを表示する。

したがってデータスイッチ４２で設定したデータが本当
に入ったかどうかを操作員は監視することができるｂこ
の期間中にもし溶接用制御装置の診断によって障害が検
出されたならば、データディスプレイはアドレススイッ
チの設定に代えてアドレスプログラムチャート７２の診
断部に示した数の１つに相当する特定の障害を示す数を
表示する。

運転／プログラムスイッチ４４は二位置スイッチである
。

運転位置にあると、溶接制御装置は携帯銃型溶接機の引
き金のような始動スイッチの１つを閉じることにより運
転開始となる。

しかし運転位置にあると記憶場所を変えることはできな
いが、記憶場所はアドレススイッチを用いてデータディ
スプレイによって表示することかできる。

プログラム位置にあると、ＲＡＭの記憶場所を変更する
ことができるが、溶接銃の引き金を引くことによって溶
接機制御装置を始動させることはできない。

スイッチ４４は鍵で操作され、鍵は運転位置にあるとき
のみ取り去ることができる。

上述の如く入力／リセットスイッチ７４は運転／プログ
ラムスイッチ４４がプログラム位置にあるときに操作さ
れる。

入力／リセットスイッチ７４を押して離すことによりデ
ータスイッチ４２で設定したデータはアドレススイッチ
４０で設定したマイクロプロセッサのＲＡＭの記憶場所
に入力される。

しかしながらマイクロプロセッサは無効データが入るの
を除くためにＲＡＭへの入力データを確かめる。

前述のように、タイミング周期はＯ〜５９サイクルの範
囲に制限されており、温度は５０〜９９％の範囲に制限
されている。

データの入力が行なわれるときＲＡＭの作業用記憶場所
に書込み即ち記憶する前にそのデータが上述の制限内に
あるか否かを確かめる。

もしデータが上述の制限内になければ入力は拒否される
。

マイクロプロセッサとシーケンスモジュール間の通信に
より、シーケンスモジュールからのデータはＲＡＭの３
つの記憶場所に一時的に記憶される。

それからこれらの記憶場所はデータが有効か否か、及び
マイクロプロセッサのＲＯＭに入っている実行プログラ
ムで設定された制限内にあるか否か確かめられる。

もしデータが有効であると、それからデータは一時的な
記憶場所からＲＡＭの実際の能動的記憶場所に移され、
実際の記憶場所は正常な溶接シーケンス期間にアクセス
される。

もしデータが無効ならば、実際のＲＡＭの記憶場所へは
移されない。

この点検技術の利点は溶接機制御装置を不良動作させる
かもしれない誤ったデータが入ることができないことで
ある。

したが−って人間の誤りの可能性が除去される。

従来技術の制御装置では指まわしスイッチ等を記憶媒体
として用いるとき指まわしスイッチ等を機械的に停止さ
せる必要がある。

本技術ではデータ入力を制限内に留めるために特別の指
まわしスイッチは不要である。

上述の如くデータはマイクロプロセッサのＲＯＭの実行
プログラムに設定された制限値と比較される。

もしデータが制限内にあればそのデータは有効であり使
われる。

もしデータが制限内になければ入力が拒否されて、制御
装置を正しくプログラムするために操作員にデータを変
えて再入力することを要求する。

この技術が従来技術に勝っている別の点は溶接シーケン
スにおける各データに対して従来の溶接制御装置にある
タップスイッチ又は指まわしスイッチを用いるよりもは
るかに多くの情報を記憶することができるということで
ある。

そのような多くの指まわしスイッチ又はタップスイッチ
は原価空間、複雑さは言うまでもなく、必要な相互接続
の数が多いので信頼性の問題を生じる。

マイクロプロセッサは機械的なタップスイッチや指まわ
しスイッチに比べて情報記憶の効率ははるかに勝る。

ＲＡＭが揮発性の記憶媒体であり、情報を保持するのに
常に電源を必要とするということがわずかな欠点である
。

しかし溶接制御装置が電源線から電源を供給されている
間に少しずつ充電される前述の電池により不時に備える
。

電池は最低２１日間マイクロプロセッサのＲＡＭのデー
タを保持する電源を供給するが、この日数は適当な安全
率より長い。

もしもモジュールの前面パネル３８のアドレスプログラ
ムチャートに載っている６つの診断障害のうちの１つが
起こったら、操作員が銃の引き金を引いたときに溶接制
御装置は始動しない。

保守を行なって不良を直した後に入力／リセットスイッ
チ７４を押して障害後の溶接制御装置をリセットする。

それからデータディスプレイ４６は再びアドレス指まわ
しスイッチで設定されたアドレスのデータを表示し、望
むならば溶接制御装置を始動することができる。

前面パネル３８のＭ Ｉ ＣＣオン／オフスイッチ７６
は二位置スイッチである。

このスイッチをオフの位置にするとＭＩＣＣは作動でき
ない。

ＭＩＣＣは溶接を計数しないし、接合ボックス２８のチ
ップ保全要求灯はもしオン即ち点灯するものならば消え
るし、遠隔（もし使用していれず）及びローカルのＭＩ
ＣＣ工程進みスイッチは動作不能である。

オンの位置にあると、ＭＩＣＣは動作可能で、溶接は計
数され、チップ保全要求灯は動作可能であり、ＭＩＣＣ
は手動で進ませることができる。

前面パネル３８のＭＩＣＣ工程進行スイッチ７８はＭＩ
ＣＣオン／オフスイッチ７６がオンであるときスイッチ
を押すことによりＭＩＣＣをプログラムの次の工程へ進
ませる。

もし溶接制御装置が全工程４にあるならば、ＭＩＣＣ工
程進行スイッチにより工程１に戻る。

遠隔のＭＩＣＣ工程進行スイッチ６４（第２図）は工程
進行スイッチ７８に相当する。

それは前述の如く使用者の端子に接続していて同じ機能
を果たす。

前面パネル３８のくり返し／非くり返しスイッチ８０も
また二位置スイッチである。

くり返し位置にあると、始動スイッチが閉じられている
限り制御装置は溶接シーケンスを実行し続ける。

非くり返し位置にあると、始動スイッチを閉じると１回
だけ溶接シーケンスを実行する。

別の溶接シーケンスを実行するには始動スイッチを離し
てもう１回閉じ直さなければならない。

前面パネル３８の溶接／非溶接スイッチ８２もまた二位
置スイッチである。

このスイッチが溶接位置にあると、溶接１と溶接２のタ
イミング周期の間溶接電流が流れる。

非溶接位置にあると、溶接制御装置のシーケンスは実行
されるが溶接電流は流れない。

更に第３図を参照して保全間隔計数器／補償器のプログ
ラミングについて説明する。

ＭＩＣＣは基本的にシーケンス１と２を実行する４工程
の装置である。

ＭＩＣＣは溶接数をプログラムした後電極のきのこ形状
を補償するために溶接加熱を自動的に増すのに用いられ
る。

代表的な商業的使用に於ては、いくつかの被覆した金属
では電極のチップは非常に速く消耗するので操作員は１
処置につき何回もチップを交換するということが起こる
。

しかし操作員はチップを交換するたびにチップをもつと
も長寿命に保とうと試みることに興味をもつ、それはチ
ップが消耗してスポット溶接の電流密度が減るので、溶
接期間中周期的に温度を上げることによって行なわれる
。

またＭＩＣＣが工程４に達したとき、接合ボックス２８
の表示灯５４及びまたは遠隔のＭＩＣＣの出力可６８が
点灯し、工程４が終りでありチップの保全が必要である
ことを表示する。

ＭＩＣＣオン／オフスイッチ７６がオンの位置にあると
、溶接制御装置はシーケンス１と２に対して溶接１と溶
接２用に入力される百分率電流データを無視する（プロ
グラムチャートでアドレス１２．１５，２２，２５）。

百分率電流はＭＩＣＣアドレスに入力されるプログラム
により制御される。

アドレス５０の溶接計数は工程１において１０倍される
。

アドレス５０には操作員は工程１で行なわれた溶接数を
１０で割ったものを入れる。

例えば８０の溶接が必要ならば、操作員はアドレス指ま
わしスイッチを５０に設定し、データ指まわしスイッチ
を０８に設定して、スイッチ７４を押してＲＡＭのアド
レス５０に０８を入れる。

溶接制御装置は工程１の百分率温度で８０溶接シーケン
スを実行しそれから自動的に工程２を指示する。

２個のパルス溶接がＭＩＣＣの目的のために１溶接とみ
なされる。

正常状態では、ＭＩＣＣのプログラミングは操作員によ
って実験的に行なわれる。

その結果プログラムは選択した溶接計画に依存し、溶接
すべき材料の異なる型に依存する。

したがって何回かの実験の後操作員は溶接の数と各工程
で必要な電流の量による溶接電極チップのきのこ形状化
に追従しかつチップ変化が要求される時にも追従する最
適なプログラムを決定することができるであろう。

したがってプログラミングシーケンス１について操作員
はアドレス６０にこれら８０の溶接が行なわれる百分率
電流を入れる。

この百分率電流は溶接１と溶接２の両方のタイミング周
期に適用する。

即ちＭＩＣＣの制御下で２パルス溶接は両パルスに対し
て同じ百分率電流を有する。

しかし、溶接１と溶接２の回数は異なって調整してもよ
い。

アドレス７０には操作員はシーケンス２に対する百分率
電流を入れる。

工程２，３，４は同様な方法でプログラムさｉｎるが、
これらの工程に対してプログラム溶接計数は１００倍で
ある点が異なる。

アドレス８８と８９にダイアルを合わせるとＭＩＣＣの
状態を表示する。

操作員がアドレス８９にダイアルを合わせると、ＬＥＤ
のデータディスプレイ４６がそのときのＭＩＣＣの工程
数（１から４）を表示する。

操作員がアドレス８８にダイアルを合わせると、ＬＥＤ
のデータディスプレイ４６はその工程で終了した溶接数
を表示する（２桁のディスプレイが用いられているので
、表示された数は工程１については１０を掛け、工程２
から４については１００を掛けなければならない）。

ＭＩＣＣが新しい工程に入るたびに、溶接カウンタはゼ
ロになる。

ＭＩＣＣが工程４に入ると、接合ボックス２８の「チッ
プ保全が必要」と印されている赤い表示灯５４が点灯す
る。

これはＭＩＣＣが最終工程にありまもなくチップを点検
する必要があることを保守員に指示するものである。

更に遠隔指示が所望ならば、前述のように接触器モジュ
ール又は接合ボ゛ンクス内の使用者用端子盤にある端子
１と２に第２図の表示灯６８に相当する最大４０ワツト
の表示灯を接続することができる。

工程４の溶接数が完了するとチップ保全要求灯が点滅す
る。

もしチップ保全要求灯が光り始めた後に更に溶接を行な
うならば、それは工程４の百分率電流で行なう。

動作の理論 前述の如く制御装置は主制御素子として８ビツトのマイ
クロプロセッサを用いる。

溶接制御装置を働かせるソフトウェアプログラムはプロ
グラム可能な読取専用記憶ｍｍ（ｐＲｏＭ）の中にある
。

この記憶装置は不揮発性である。

即ち記憶装置の電源が切れたときでも実行プログラムは
永久的である。

溶妾計画の定数（締めつけ一溶接一保留一体止の時間、
百分率温度、ＭＩＣＣの計数等）はプログラム可能な記
憶装置（ＲＡＭ）に記憶される。

このＲＡＭは揮発性であって、浴接制御装置の電源が切
れたときにそのデータを保持するために前述の電池の形
で予備電源を必要とする。

すべての制御信号は入出力部を経てマイクロプロセッサ
とつながる。

第５図はマイクロプロセッサの入出力信号を示す。

電源が溶接制御装置に加えられると、マイクロプロセッ
サは周辺回路と共に動作を開始する。

溶接制御装置が一旦動作を開始して待機モードになると
、シーケンスモジュール２６とマイクロプロセッサ間で
通信が行なわれる。

マイクロプロセッサが２４個のクロックパルスを送出し
、約１ｍｓ間待って２４個のクロックパルス列をくり返
す。

１ｍｓの休止の期間シーケンスモジュールのシフトレジ
スタはロードモードになる。

即ち入力／リセットスイッチ７４、ＭＩＣＣオン／オフ
スイッチ７６、ＭＩＣＣ工程進行スイッチ７８、くり返
し／非くり返しスイッチ８０、溶接／非溶接スイッチ８
２、運転／プログラムスイッチ４４からの情報はスイッ
チレジスタと呼ばれるレジスタの１つに入る。

アドレススイッチとデータスイッチで設定したものも入
力され夫々のシフトレジスタに保持される。

２４個の各クロックパルスはスイッチレジスタとアドレ
スレジスタとデータレジスタより構成されるシフトレジ
スタから１ビツトのデータをマイクロプロセッサへ移す
。

この情報はＲＡＭの一時的記憶場所に保持される。

シーケンスモジュールからマイクロプロセッサヘのデー
タ情報の転送の間、マイクロプロセッサもシーケンスモ
ジュールのＬＥＤデータディスプレイ４６用の表示用情
報を発生していて、その情報は別のシフトレジスタに入
る。

このシフトレジスタは２進化１０進数（以後ＢＣＤと呼
ぶ）を１対の７セグメントのデコーダ／ドライバに送る
。

これらは７セグメントのＬＥＤディスプレイのシフトレ
ジスタを駆動する。

障害状態の間アドレススイッチで合わせた記憶場所の内
容を表示する正規の動作は中断され、ディスプレイ４６
は誤り数を表示するのに用いられる。

この通信はマイクロプロセッサにより行なわれ、マイク
ロプロセッサは表示すべきエラーコードを１秒間送出し
、それから１秒間ディスプレイ４６をブランクにして、
それからエラーコードをくり返す。

このように表示を切替えてエラーコード番号をブランク
にするとディスプレイは点滅動作を行なう。

各クロックパルスによりシーケンスモジュールからマイ
クロプロセッサへ情報を１ビット移すことは直列通信で
ある。

直列通信が並列通信よりすぐれている点は並列通信の方
がシーケンスモジュールとマイクロプロセッサ間の電線
を多く必要とし、またドライバとレシーバも付加する必
要があるということである。

したがって直列通信にすることにより、電線、接続点、
ドライバ、レシーバ、電源が節約になる。

溶接制御装置の場合に直列通信を行なうことについての
時間的制約は問題にならない、このことは直列化してシ
ーケンスモジュールとマイクロプロセッサ間に一度に１
ビツト送るのに充分な時間があることを意味する。

シーケンスモジュールとマイクロプロセッサ間の通信を
開始した後、浴接制御装置は携帯用溶接銃の引き金のよ
うな始動スイッチが閉じる迄待機モードになっている。

待機モードでは、マイクロプロセッサは上述の如くシー
ケンスモジュールと通信し続ける。

携帯用溶接銃の引き金を引くと、溶接制御装置は待機モ
ードをやめて溶接シーケンスを開始する。

締めつけ遅延時間をスタートさせて乗り越しタイマーを
スタートさせる。

乗り越しタイマーは１シーケンス内で各タイミング周期
の始めにスタートする。

どのタイミング周期でも５９秒を越える場合は乗り越し
タイマーは時間切れになる。

するとソレノイドが外れてマイクロプロセッサはいずれ
かの浴接制御装置の６個の不良のうちの１つとして乗り
越し時間切れを診断する。

もし表示用の障害信号が発生した後ＬＥＤデータディス
プレイ４６に乗り越し時間切れ状態を表わす９９の表示
が要求されない場合には、マイクロプロセッサは第５図
に示した３個の入力信号を調べる。

これらの入力信号は不良が発生した場合の障害指示を発
生するのに用いられる。

これらの入力信号は自動力率（以後ＡＰＦという）、Ｓ
ＣＲ過熱、変圧器過熱という信号である。

溶接時間を除くすべての時間の間、サイリスク接触器で
はＳＣＲに電圧がかかつているべきである。

もしそうでないと、ディスプレイ４６に９５が表示され
てＳＣＲ短絡と指示される。

いずれかのサーモスタットが開路になっている場合、Ｌ
ＥＤデータディスプレイ４６に９６又は９７という数字
が表示されて対応する障害が起きたことを知らせる。

障害状態が何もない場合にはマイクロプロセッサはソレ
ノイド空気バルブを作動させるための出力信号を発生す
る。

溶接制御装置はＲＡＭのアドレス記憶場所４０の内容に
等しいサイクル数の間締めつけ遅延ルーチンにある。

交流電源基準入力は交流電源の周波数を計数するために
調べられる。

次に、締めつけモードが点検される、これはくり返し溶
接の結果として締めつけモードが始まるならばソレノイ
ドが励磁されるという点を除いて締めつけ遅延モードと
同じである。

くり返し溶接の場合、締めつけ遅延時間は発生しない。

締めつけ時間が完了した後に溶接１の時間モードが始ま
る。

このモードが始まると、マイクロプロセッサは再び乗り
越しタイマーをリセットスる。

そのときマイクロプロセッサは溶接の最初の半サイクル
が遅延点弧角８５°で点弧するように遅延時間を発生す
る。

この理由はその角度が溶接変圧器の励磁電流に対して普
通の力率角度であるからである。

これにより電流はその普通の零点において流れ、スイッ
チング時の過渡的な過電流が減少され最初の半サイクル
が開始される。

次の半サイクルの点弧は後で詳述する独特の自動力率補
償特性に従かう。

もし制御装置が溶接モードにあると、ＳＣＲは点弧され
る。

ＳＣＲが点弧された後、ＳＣＲにかかる電圧を調べてＳ
ＣＲが実際に点弧したか否かを決める。

もし電圧がかかつているならば、点弧の失敗なので障害
コード９８を示し、データディスプレイ４６に半サイク
ル点弧である旨示される。

ＳＣＲにかかる電圧を再び調べて導通が終ったか否かを
決める。

もし点火の１サイクル後にＳＣＲに再び電圧がかかつて
いなければ、ＳＣＲ短絡の障害コード９５がデータディ
スプレイ４６に表示される。

もし溶接制御装置が溶接モードにない場合には、このル
ーチンの点弧部分は実行されない。

電源線の基準信号は再び溶接サイクルを計数するのに用
いられる。

溶接が完全でない場合にマイクロプロセッサは記憶装置
に入っている百分率温度により決定される適当な温度制
御角を発生する。

もしＭＩＣＣスイッチ７６がオンであるならば、温度制
御角はＭＩＣＣのＲＡＭに入っている百分率温度により
決定される。

マイクロプロセッサにより次に実行される機能は冷却時
間と２番目の溶接時間と保留時間である。

冷却・保留と溶接２のシーケンスは夫々締めつけ時間と
溶接１と同じルーチンをたどる。

簡単にいうと、保留時間は溶接チップが溶接塊りに圧力
を加えているが電流は流れない時間である。

この圧力はチップ間の溶解材料がいくらか凝固するに充
分な時間加えられる。

それから休止時間が発生してソレノイドの電流が切れて
溶接チップを離す。

溶接制御装置のスイッチ８０が非くり返し位置にある場
合には休止時間は発生しない。

ソレノイドの電流が切れて、すべての始動スイッチが開
いていると認識される迄制御はその時点に留まっている
。

このことが起ると、制御装置は待機モードに戻り、再び
シーケンスモジュールと通信し続ける。

制御装置がくり返しモードにあるときは、休止時間が発
生する。

リレーで分離される始動回路の遅延のために、休止時間
は少なくとも３サイクルなければならない。

さもないと制御は循環し続ける。

これは始動スイッチが停止する機会を持つ前に制御装置
が始動スイッチを調べてシーケンスを再び開始するせい
である。

このために、もし休止時間がＲＡＭで３サイクルより短
かくプログラムされているならば、マイクロプロセッサ
は自動的に休止時間を３サイクル実行する。

また休止時間により操作員は例えば自動車のボディの別
の位置に銃を移動して銃を操作するのにリズミカルな動
作を行なう時間を持つことができる。

休止時間が完了すると、始動スイッチノ３再び調べられ
る。

シーケンスを開始する始動スイッチ（引き金）の１つが
閉じたままのときは、制御装置は締めつけ時間後に別の
完全な溶接シーケンスを実行する。

このことは始動スイッチが閉じたままになっている限り
続く。

引き金が開いたとき、溶接制御装置は待機モードに戻る
。

溶接２の時間が完了すると、ＭＩＣＣの計数器は計数を
保持する。

この計数器は次の条件が満足さり７る場合のみ増加する
。

１）ＭＩＣＣがオンである。

２）溶接／非溶接スイッチが溶接位置にある。

３）溶接制御装置がシーケンス３を実行中でない。

ここで第３図のアドレスプログラム図の診断部分と第４
図のカードプログラム作業シートの診断部分とを見ると
、溶接制御装置の回路は次の６つの不良を監視するよう
に設計されていることがわかる。

即ち（１）乗り越し時間切れ、（２）半サイクル化、（
３）変圧器温度、（４）水流不足、（５） Ｓ ＣＲ短
絡、（６）温度設定点検、である。

これら６つの不良のいずれかが検出されると、溶接制御
装置は直ちに溶接シーケンスを中断して、ソレノイドの
電流を切り、待機モードに戻る。

シーケンスモジュールのデータディスプレイ４６は特定
の不良に相当する数を点灯表示する。

シーケンスモジュールの入力／リセット押しボタン７４
を押して離すか又は制御装置の電源をオフにして再びオ
ンにする迄制御装置は再始動することができない。

簡単に言うと、従来技術による装置は不良診断に関して
殆んど又は全く何もしなかった。

溶接制御装置のいくつかの不良は明らかであり、すみや
かに診断して修復することができる。

しかしある場合には溶接制御装置のどこが悪いかは直ち
に明らかにはならない。

しばしば診断が困難な溶接制御装置の６つの共通の問題
を選んで操作員又は電気技術者にこれらの問題の各々を
目立たせて識別させるように回路が設計された。

溶接制御装置は制御中に存在する信号を検知して診断メ
ツセージを発生する。

したがって診断は溶接シーケンスの特定の時間に既知の
状態に対して既にある信号を監視することに依存する。

もし信号が期待した通りの状態にあれば、診断は何も表
示されない。

しかし、もし期待とは異なっていれば、診断が発生する
。

以前には組立ラインの操業を続けるために問題を解決す
るのに非常に多くの時間と熟練した人とを要したが、そ
のような問題を発見して修復する時間がこの機能により
除去され、又はきわめて軽減されつつある。

これらの診断メツセージの各々について以下説明する。

マイクロプロセッサの外部にあり入出力ボードにあつ゛
（監視機能を果たすＲＣタイマーがある。

各タイミング周期シーケンスはこの回路により監視され
る。

この回路はマイクロプロセッサとは独立に時間を計る。

もし不良があって、任意の１個のタイミング周期が５９
サイクルを越えたならば、監視タイマーが時間切れとな
り、マイクロプロセッサに乗り越し時間切れ状態が起き
たことを知らせる。

マイクロプロセッサは溶接シーケンスを停止して制御装
置を待機モードにリセットする出力信号を発生し、また
ＬＥＤデータディスプレイにそのときのデータの表示に
代えて乗り越し時間切れを表わす９９の数字を表示する
障害信号を発生する。

溶接制御装置の半サイクル点弧が起こった場合にはＬＥ
Ｄデータディスプレイ４６に９８が表示され、以下に述
べる残りの診断障害を表わす前のデータ表示がとって代
わられる。

この障害に対して、マイクロプロセッサからサイリスク
接触器の１方又は両方のＳＣＲに点弧信号が送られた後
に実際にＳＣＲが点弧したか否かをマイクロプロセッサ
が検知する。

もしＳＣＲが点弧に失敗したならば、半サイクル点弧不
良であることがシーケンスモジュールのデータディスプ
レイ４６が９８を表示することにより知らされる。

変圧器の温度不良はデータディスプレイ４６にエラー数
字９７が表示されることによって示される。

いくつかの溶接変圧器は変圧器の中に過熱スイッチを組
込んである。

使用者が望むならばこのサーモスタットを前述の如く第
２図のＴＳＩとＴＳ２と印した端子に接続することがで
きる。

サーモスタットは変圧器が過熱するような誤用から変圧
器を保護する。

このサーモスタットはマイクロプロセッサにより検知さ
れて、サーモスタットが開いて変圧器が過熱されたこと
を指示すると、マイクロプロセッサはそれに応答してエ
ラー数字９７を表示する。

もしサイリスク接触器への水流が少なければ（第２図）
、シーケンスモジュールのデータアイスプレイ４６にエ
ラー数字９６が点灯表示される。

サイリスク接触器の２つのＳＣＲパッケージを装填した
ヒートシンク部にサーモスタットが装着されている。

もしある理由でサイリスク接触器への水流が不十分か又
はなくなったならば、ヒートシンクの温度が上昇しつい
には過熱に至る。

温度が上昇し過ぎるとサーモスタットがはずれ、マイク
ロプロセッサはこれを検知して制御装置を止めて待機モ
ードに戻し、ＬＥＤデータディスプレイ４６に数字９６
を表示する信号を発生する。

ＳＣＲが短絡した場合、エラー数字９５がシーケンスモ
ジュールのデータディスプレイ４６に表示される。

マイクロッ謁セッサはＳＣＲの短絡を検知するために再
びＡＰＦを調べる。

各タイミング周期に於て、サイリスク接触器のＳＣＲは
短絡しているか否か監視される。

ＳＣＲが非導通の間ＡＰＦ信号はゼロである。

これはＳＣＲに電圧がかかつていることを表わす。

もしも１方のＳＣＲが短絡したならば、ＡＰＦ信号は第
９Ｃ図に示すように決してゼロにはならない。

もしもこのことが起こると、マイクロプロセッサはＳＣ
Ｒが短絡したことを示すエラー信号９５を発生する。

マイクロプロセッサはＲＡＭに設定されているすべての
温度を監視する。

これらの記憶場所は１２．１５，２２，２５等である。

マイクロプロセッサは百分率電流アドレスが５０−９９
以外の数を含むか否かを検出して、エラー表示信号９３
がシーケンスモジュールのデータディスプレイ４６に表
示される。

もし操作員が百分率電流５０−９９％以外のものを含む
溶接シーケンスを有する溶接銃の引き金を引こうとする
と、シーケンスが中断されてディスプレイ４６に９３が
表示される。

この点検はまたＭＩＣＣと関連がある百分率電流アドレ
スと直接関係がある。

例え制御装置が５０−９９以外の数字の入力を防止しよ
うとも特定のアドレスが決してプログラムされないよう
にすることは可能である１、その場合そのアドレスは必
ずしも５０−９９の間の数でない任意の数を含むであろ
う。

９３の表示はＲＡＭ７）１つの記憶場所に違法の温度設
定があることを保守員に示す。

保守員又は操作員は温度設定の記憶場所を調べてその記
憶場所に適法な温度設定を行なうことによって直す。

ここで第８Ａ−Ｃ図を参照して、溶接制御装置用の自動
力率（ＡＰＦ）制御と独特のディジタル移相温度制御の
特質を説明する。

第８Ａ図は交流電源電圧■と電流■とを示すが、１００
％の溶接電流が設定され、第８Ａ図に示すようにＳＣＲ
の点弧との間に時間遅延差がない場合を示す。

代表的な溶接銃変圧器負荷に対する普通の力率角は第８
Ａ図に示す如く約３５°−６０°である。

第８Ｂ図はポテンシオメータ等により設備の力率に合わ
せて手操作で力率を改善したものを示す。

以下に述べる自動力率改善におけるように手操作で力率
で改善する場合に、任意の溶接周期の最初の半サイクル
は溶接変圧器の励磁電流の通常の力率角８ぎで常に点弧
される。

溶接電流の次の半サイクルではいろいろ移相した角度で
点弧して作業片に最適な溶接電流を選択する。

手操作による力率設定では参照番号８４で示すように温
度制御のタイミングは電圧波形がゼロボルトと交叉する
時点から行なわれる。

したがって電圧波形がゼロ交叉する時点が手操作による
力率溶接制御装置における温度制御のタイミング時点で
あり、ポテンシオメータ等が溶接制御装置を設備の力率
シこ合わせるのに用いられる。

タイミングが固定基準点、すなわち電圧波形のゼロ交叉
点に固定されるので、力率が変わると電流負荷間の時間
遅延差が変わり、その結果、加熱設定もまた変わる。

このシステムは設備の力率が一定のままであるならばう
まく働らく。

しかし銃口における作業が変化すると設備の総合的な力
率も変わるので、実際に通常はそのような場合はない。

通常は、銃口の作業片が変わっても力率には大きな影響
を与えないが、そのために溶接電流が測定可能な変化を
起こす。

移相温度制御は本質的に時間の関数であるから、本発明
における溶暗制御装置の特性は自動力率修正機構に理想
的に適合している。

溶接制御装置のデジタル移相加熱制御のタイミングは溶
接電流の前の半サイクルの電流導通の終点から溶接電流
の後の半サイクルの点弧開始時点に進む。

（第８Ｃ図）。溶接の最初の半サイクルは電圧波形が上
節交叉した後８５°で常に点弧する。

最初の半サイクルの後、すべての後続半サイクルは前の
半サイクルの通電の終りを基準にする。

この例ではマイクロプロセッサはディジタルタイマーで
ある。

溶接制御装置のこのデジタル移相加熱制御はマイクロプ
ロセッサが特定の命令を実行するのに要する時間は固定
であり且つ既知であるという事実を利用することによっ
て行なわれる（例えば、マイクロプロセッサは１ループ
を実行するのに６６．４ｍｓが必要である。

）。時間遅延は前の半サイクルの電流導通の終った直後
にマイクロプロセッサをプログラムループに置くことに
よって行なわれる。

マイクロプロセッサがこのループを通過する回数は溶接
電流の次の半サイクルが始まる前の実際の時間遅延を決
定する。

マイクロプロセッサがこのループに入る回数はマイクロ
プロセッサの記憶装置のある記憶場所に記憶されている
。

溶接シーケンスを始めるとき使用者はマイクロプロセッ
サのＲＡＭに所望の百分率電流を記憶させる。

上述の如く百分率電流は５０−９９％の範囲で利用でき
る。

もし使用者が低い温度に設定したいと思って例えば５０
％と記憶させたならば、半サイクルの導通の終りから次
の導通の始まり迄の遅延は長い。

マイクロプロセッサは最高の回数遅延ループを通過する
。

より高い温度に設定したいと思ったら、実行される遅延
ループの回数はそれだけ少なくなる。

本発明に於て、必要な最大遅延は３．２４ミＩＪ秒であ
る。

これは６０Ｈｚの電源電圧で７０°に相当する。

本発明では、操作員は百分率電流を５０−９９％の範囲
で１％刻みで設定することができる。

各１％の刻みは△１％−３，２４ｍ５／４９（−９９−
５０）−６６，１μＳである。

約６６．１μＳの固定プログラム遅延ループがＲＯＭに
つくられている。

このループが実行される回数は使用者が設定する温度に
よって決まる。

例えば６４％に設定するとループは３６回実行される（
１００−６４＝３６）。

より高い温度に設定するほど必要な遅延は少なくなる、
というのは必要な遅延は１００から設定温度を引いたも
のになるからである。

ディジタル移相温度制御を用いる利点は発生する実際の
時間遅延が非常に正確であるということである。

第８Ｃ図に示すように溶接周期の最初の半サイクルは通
常の力率角８５°で点弧されるが、各後続の時間遅延差
は参照番号８６と８８で夫々示す如く各先行半サイクル
における通電の終りで測定される。

したがってタイミング時点は固定でなくて力率で変わる
ので電流温度設定は常に正確である。

マイクロプロセッサのサイクル時間は非常に安定な水晶
時計に基づいている。

先行技術ではＲＣ時間遅延を用いるが、それはいくらか
温度依存性があるので遅延は温度と共にある程度変わる
であろう。

またディジクル移相温度制御により百分率電流もより正
確な安定性を有することができる。

例えば、データスイッチ４２には電流温度１％刻みとな
るように一定の止めがある。

従来技術では連続可変のポテンシオメータを用いるが、
使用者が望む１％刻みの温度に相当する点は正確にはわ
からない。

ディジタルに発生する遅延の他の利点は論理パネルが交
換されて二重に設定されても、百分率電流温度は古い論
理パネルと全く同じであるということである。

ＲＣタイミングを用いる従来技術の溶接制御装置では、
ポテンシオメータ固有の誤差により同じに設定しても実
際に得られる百分率電流温度では＋１０％はどの誤差が
生じる可能性がある。

マイクロプロセッサは角度差、即ち電流ローブ間の遅延
角をディジクルに発生し、溶接信号を発生して、溶接信
号は第６Ｃ図に示すようにマイクロプロセッサの基板か
ら入力線４ＰＬ７を介して電源パネルに送られる。

溶接信号は増幅回路９０により増幅される。

増幅回路９０はマイクロプロセッサから溶接信号を受け
て電源ＳＣＲのゲートにパルス電圧を供給する。

このパルス電圧はパルストランス４Ｔと５Ｔにより論理
部から分離されている。

この電圧は第７図に示すようにプラグ接続６ＰＬ３と６
ＰＬ’４又は６ＰＬ５と６ＰＬ６を通ってサイリスク接
触器のＳＣＲのゲートに加えられる２０μｓの幅のパル
スであり１．それによって半サイクル導通し、このパル
スは溶接電流の半サイクル毎に発生する。

２０μｓの間ＳＣＲのゲートの電流は約ＩＡになり、一
旦ＳＣＲがオンになると、半サイクルの残りの期間オン
のままである。

完全な溶接サイクルを得るために一方のＳＣＲは一方の
方向に導通し、他方のＳＣＲは他方の方向に導通する。

ここで第９Ａ−Ｃ図を参照すると、マイクロプロセッサ
は通電の終りの指示としてＳＣＲに加わる電圧を検知す
る。

電流が止まるとＳＣＲは元に戻りＳＣＲに加わる電圧は
第９Ｂ図に示すようにその瞬間電源電圧にすばやく戻る
。

ＳＣＲが導通していて溶接電流が流れているときはＳ
ＣＲ，にががる電圧はゼ用ま落ちる。

ＳＣＲにかかる電圧のゼロから電源電圧への変化は第７
図に示すようにサイリスク接触器の端子Ｈ１からケーブ
ル接続６ＰＬ８を介して第６図に示すように電源パネル
回路の全波整流回路９２に送られる。

電源線１とサイリスク接触器のＨ１端子にかかる信号は
電源パネルの光分離回路９４への入力として働らく。

光分離器はＳＣＲに加わる電圧があるときに飽和する。

光分離回路の出力は入出力基板に送られ、それからマイ
クロプロセッサに送られる。

マイクロプロセッサは信号を受信すると、制御装置にデ
ジタル的に発生された遅延時間を与え、ＳＣＲが電流の
次の半サイクルにおいて点弧される開始時間を所定時間
遅らせる。

このシーケンスは溶接のすべての半サイクルの間続き、
各々は前の半サイクルの通電の終りから基準とする。

この技術は非常に正確であり、また電気技術者が何も設
定せずに完全にパネルの交換性がある。

上述の説明で言及した力率は２次回路により制御装置に
供給される力率に関するものである。

２次回路は２次ケーブル、溶接銃、銃口内の作業片を含
む。

第９Ｃ図を参照すると、ＳＣＲにかかる電圧があって光
分離器が飽和するとき、マイクロプロセッサへ送られる
自動力率の論理信号は論理０である。

逆にＳＣＲが点弧して導通したとき、光分離器はオフで
あり、第６図のケーブル５ＰＬ１４に表われる信号は論
理１でマイクロプロセッサへ送られる。

ここで波形を第８Ｃ図に示す。

第４図に戻るとカード状のプログラム作業シートが示さ
れている。

操作員は溶接制御装置をプログラムする手引きとしてこ
のカードを使うことができる。

使用する溶接シーケンスに対する所望の時間と温度を記
載しであるプログラミング作業シートカードは操作員の
管理者等によりファイルされる。

作業シートの情報を制御装置に入力する工程は次の通り
である。

（１） 運転、／プログラムスイッチ４４をプログラ
ムの位置に設定する。

（２）アドレス指まわしスイッチ４０をデータを入れる
アドレス番号に設定する（第４図でアドレス１０はシー
ケンス１の締めつけ時間に相当する）。

（３）データ化まわしスイッチ４２をアドレススイッチ
で合わせた記憶場所に入れる数に設定する。

（４）入力／リセットボタン７４を押して離す。

データディスプレイ４６はデータスイッチ４２の数に応
じて変わる。

これはマイクロプロセッサのＲＡＭにデータが首尾よく
入ったことを示す。

この工程はすべての入力が終る迄くり返される。

もし二元パルス溶接計画を望まないならば、使用者は冷
却と溶接２のタイミング期間をゼロサイクルにプログラ
ムする。

制御装置は前述の如く許可されないデータの入力は拒絶
されるように設計されている。

もしそのようなデータ入力が行なわれようとすると、デ
ィスプレイはデータスイッチと合わない。

拒絶されるデータ入力を再び要約すると次のようになる
。

（１）■タイミング周期に５９を越える数。

（２）百分率温度の１つに５０以下の数。

（３）プログラム作業シートに示されていないアドレス
変更。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の溶接機制御システムのモジ
ュール間接続のフ弔ツク図である。 第２図は第１図のブロック図に入っているある電気的関
係の一部をブロックと略図で示したものである。 第３図は第２図のシーケンスモジュールの前面パネルの
正面図である。 第４図は溶接機制御システムの操作員が持つカード型の
プログラム作業シートで、第３図のシーケンスモジュー
ルのアドレスプログラムチャートと一致している。 第５図は第１図のマイクロプロセッサの入力と出力のブ
ロック図である。 第６図は第１図の電源パネルの回路図を示す。 第７図は第１図のサイリスク接触器の回路図を示す。 第８Ａ図−第８Ｃ図は第１図の自動力率特性を説明する
のに役立つ電流電圧対時間の関係を示す図である。 第９Ａ図−第９Ｃ図は第１図の実施例における電圧波形
と信号レベルを示す。 １０・・・ディジタル溶接機制御システム、１２・・・
交流電源、１４・・・しゃ断器、１６・・・サイリスク
接触器、１８・・・電源パネル、２０・・・論理パネル
、２２・・・マイクロプロセッサ基板、２４・・・入出
力基板、１９・・・接触器モジュール、２６・・・シー
ケンスモジュール、３４・・・溶接電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶接変圧器負荷を電源から脱着する型の携帯式溶接
   機用であり、溶接シーケンスのタイミング周期と溶接加
   熱とを制御するデジタル溶接機制御装置であって、 手操作によって溶接シーケンスのタイミング周期と溶接
   加熱定数を表わす複数個の出力信号を発生する装置と、 溶接周期の各半サイクルの通電の終りに応答して、溶接
   設備の力率の変１ヒと共に変るタイミング時点を有する
   自動力率信号を発生する検出装置と、前記温度信号と周
   期信号と自動力率信号に応答するデジタル制御装置であ
   って、前記自動力率信号を検出後前記デジタル制御装置
   がプログラムループに置かれることにより実際の時間遅
   延を発生するように特定の命令を実行するための固定で
   既知のサイクル時間を有し、デジタル移相加熱制御溶接
   点弧信号を発生し、前記溶接シーケンス内の各タイミン
   グ周期を発生する前記デジタル制御装置と、 を含む溶接機制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の溶接機制御装置に於て
   、前記デジタル制御装置は各溶接シーケンスのタイミン
   グ周期と溶接加熱定数とを記憶する記憶装置と、前記タ
   イミング周期と溶接加熱定数に対する制限範囲を有し、
   前記溶接シーケンス期間に前記デジタル制御装置により
   アクセスする前記記憶装置の記憶位置に前記タイミング
   周期と溶接加熱定数が入る前に前記タイミング周期と溶
   接加熱定数を前記制限範囲と比較するプログラム記憶装
   置とを有する溶接機制御装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の溶接機制御装置に於て
   、各前記装置がプラグイン方式で目蔵方式のモジュール
   機器で、任意のモジュール機器が容易に取り換えできる
   ように各モジュール機器間を相互接続する電気回路網に
   接続する装置を有し、前記回路網は容易に取り外しでき
   るプラグを有する溶接機制御装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の溶接機制御装置に於て
   、前記デジタル制御装置は前記溶接機制御装置に現存す
   る信号に応答して前記溶接機制御装置内の不良を検出し
   、検出した不良に相当する診断信号を発生する装置と、
   該診断信号に応答して直ちに溶接シーケンスを中断して
   携帯式溶接銃のソレノイドの電流を切り前記溶接機制御
   装置を待期モードに戻す装置とを有する溶接機制御波−
   鎧。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の溶接機制御装置に於て
   、前記手操作で信号発生する装置はシーケンスモジュー
   ルであり、前記デジタル制御装置はマイクロプロセッサ
   であり、該マイクロプロセッサは溶接シーケンスのタイ
   ミング周期と溶接温度定数を記憶するためのランダムア
   クセスメモリと前記信号発生装置から該ランダムアクセ
   スメモリへの出力信号を質問して比較する実行プログラ
   ムを記憶している読取り専用記憶装置とを有し、前記シ
   ーケンスモジュールは前記ランダムアクセスメモリのデ
   ータの入る記憶場所を指定するアドレス指まわしスイッ
   チと、該アドレス指まわしスイッチで指定された前記ラ
   ンダムアクセスメモリの記憶場所に入れるデータを設定
   するデータ化まわしスイッチと、前記アドレス指まわし
   スイッチで指定された記憶場所に記憶されているデータ
   を表示する発光ダイオードのデータディスプレイと、前
   記マイクロプロセッサをプログラムするときにプログラ
   ム位置に切替え溶接シーケンスを運転したいときに運転
   位置に切替える運転／プログラムスイッチと、前記マイ
   クプロセッサをプログラムする際に前記アドレス指まわ
   しスイッチを設定する記憶場所と不良診断用の他の情報
   とを掲載したアドレスプログラムチャートと、前記マイ
   クロプロセッサにデータを入れて溶接制御器を制御する
   １組のスイッチとを含み、前記シーケンスモジュールは
   更に診断信号に応答して前記発光ダイオードのデータデ
   ィスプレイに数字の表示を行なう装置を含む溶接機制御
   装置。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の溶接機制御装置に於て
   、各工程で溶接数を設定した後溶接加熱を自動的に増し
   て電極のきのこ形状を補償する４工程の工程制御機能を
   有する保全間隔計数器／補償器を更に含む溶接機制御装
   置。 Ｉ 特許請求の範囲第１項記載の溶接機制御装置に於て
   、前記デジタル制御装置はマイクロプロセッサを含み、
   該マイクロプロセッサは前記力率信号が発生したとき実
   行するのに既知で固定の時間を要するプログラムループ
   に置かれ時間遅延を発生し、前記負荷の前記電源への接
   続は前記マイクロプロセッサからの前記溶接点弧信号に
   より制御され、前記マイクロプロセッサはそのループを
   あらかじめ選択した回数通過することを開始して、溶接
   電流の次の半サイクルが前記マイクロプロセッサの前記
   溶接点弧信号により開始される前の実際の時間遅延を定
   める溶接機制御装置。