JPS583798B2

JPS583798B2 - 抵抗溶接機の定電流制御装置

Info

Publication number: JPS583798B2
Application number: JP54165061A
Authority: JP
Inventors: 細川富秋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1979-12-18
Filing date: 1979-12-18
Publication date: 1983-01-22
Also published as: JPS5686689A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は溶接電流の変動を溶接トランスの１次側などに
接続した変流器などにより検出し、フィードバックをか
けて主サイリスタの点弧角を制御する抵抗溶接機の定電
流制御装置に関するもので、詳しくは溶接電流を流しな
がら行なう変流器などの検出電圧と基準電圧との調整の
煩雑さを解消し、調整が容易でノイズなどで誤動作しな
い信頼性の高い定電流制御装置を提供することを目的と
するものである。

一般に、抵抗溶接機において、被溶接物に用いられてい
る溶接電流は、溶接電源電圧の変動、溶接トランスの２
次インピーダンスの変動などの種種の要因で変化するが
、これらを一定にするために、通常、変流器などを用い
たクローズドループ方式の定電流制御装置が用いられて
いる。

ところで、この変流器などを用いたクローズドループ方
式では、溶接電流が流れ始める際に設定した電流よりも
大きな電流が流れる。

これは，変流器などによって検出した検出電圧の立上り
時間が数サイクル必要であるためで、この期間にフィー
ドバック系が動作して大きな電流を流すように指令する
のである。

また、溶接電流の大きさを決める基準電圧と変流器から
の検出電圧との調整を繰返して行なわなければならず、
しかも調整中は連続して調整が終るまで溶接電流を流し
ておかなければならない。

さらに、クローズドループ方式であるので、溶接機の機
種、容量などが変更になれば、その都度煩雑な調整を行
なう必要があった。

第１図に従来の抵抗溶接機の定電流制御装置のフィード
バック回路を示し、第２図ａ−ｃにその回路の要部の信
号波形を示しており、すなわちこの第１図に示す回路で
は、変流器１により溶接電流を検出し、抵抗器２で電圧
変換した後、ダイオード３で整流してコンデンサ４で平
滑する。

この平滑した電圧は検出電圧調整の可変抵抗器５に与え
られ、これより取出される電圧は定電流調整用のスイッ
チ６、抵抗器７を通じて演算増幅器（以下、ＯＰアンプ
という）８の反転端子に与えられる。

また，溶接電流設定の可変抵抗器９より得られる電圧も
抵抗器１０を介してＯＰアンブ８の反転端子に与えられ
る。

可変抵抗器１１は、力率調整用である。

また、ＯＰアンプ８の入力に対する出力電圧１２は、抵
抗器７，１０．１３により決まり、そして出力電圧１２
は、第２図ｂのようにのこぎり波と比較され、第２図Ｃ
のような点腓のだめの出力が得られる。

第２図ａは、溶接電源電圧Ａ．Ｃ２００Ｖをトランスに
て降圧し、その降圧した電圧を整流器により全波整流し
たものである。

ここで、この第１図に示す回路では、調整の手順として
、まずスイッチ６をＯＦＦし、溶接電流を流して力率調
整用の可変抵抗器１１を調整する。

そして、検出電圧調整用の可変抵抗器５で検出電圧を設
定した後、スイッチ６をＯＮし、フィードバック系を閉
じて再び力率調整用の可変抵抗器１１を調整し、溶接電
流が４０〜１００％程度可変できるようにこれらの調整
を繰返えす必要がある。

また、この従来の回路では、溶接電流を流した時点では
、フィードバックの検出電圧がコンデンサ４のため十分
立上っておらず、このため出力電圧１２が大きくなって
フルウエーブ電流が流れる。

さらに、従来のフィードバック回路では、誤差増幅と電
流設定とを１個のＯＰアンプ８で行なってと小さなもの
にする必要があり、ノイズの影響を受けやすい。

本発明はこのような従来の問題点に鑑み成されたもので
あり、以下本発明の抵抗溶接機の定電流制御装置につい
て、第３図〜第５図の図面を用いて説明する。

第３図に本発明の一実施例による抵抗溶接機の定電流制
御装置の位相制御回路部分とフィードバック回路部分と
を示し、第４図にその第３図の回路における変流器の検
出電圧のサンプルホールド回路部分を示し、第５図ａ〜
ｈに要部の信号波形を示しており、以下その説明を行な
う。

まず、第３図について説明すると，溶接電源電圧Ａ．Ｃ
２００Ｖは、トランス２０により降圧された後、整流器
２１により全波整流され、電流差動形のＯＰアンプ２２
の反転端子に与えられる。

このＯＰアンプ２２の出力は、ＯＰアンプ２３の反転端
子に与えられている。

これらの整流器２１，ＯＰアンプ２２の出力信号波形は
、第５図ａ，ｂに示すような波形である。

そして、端子２４より通電信号がＯＰアンプ２３の非反
転端子に与えられると、ＯＰアンプ２３の出力には、第
５図Ｃのようなランプ状の波形の信号が得られ、このラ
ンプ状の波形の信号は、ＯＰアンブ２５の非反転端子に
与えられる。

一方、ＯＰアンプ２５の反転端子には、主サイリスタの
点弧角を決めるフィードバック系よりのバイアス電圧２
６が与えられており、ＯＰアンプ２５の出力には、第５
図ｄで示すような出力が得られる。

このＯＰアング２５の出力は、発振回路２７に与えられ
、発振回路２７からは第５図ｅに示すような発振出力が
得られる。

この発振出力は、主サイリスタ点弧用のパルストランス
２８を駆動しているトランジスタ２９に与えられる。

パルストランス２８の２次側には、ゲート回路３０．３
１を介し主サイリスタ３２．３３のゲートが接続されて
おり、発振回路２７の発振出力に応じて主サイリスタ３
２，３３が点弧し、溶接トランス３４が制御されて第５
図ｆで示すような溶接電流が制御される。

次に、フィードバック系について説明すると、溶接トラ
ンス３４の１次側に電流が流れると、この電流を変流器
３５が検出し、抵抗器３６で電圧変換した後、トランス
３７に与えられる。

トランス３７０２次仰１には、整流器３８と抵抗器３９
とコンデンサ４０で構成したツーロン移相器の出力を整
流する整流器４１が接続されており、この整流器３８．
４１の出力は、抵抗器４２、コンデンサ４３で平滑され
た後、変流器３５による検出電圧の大きさを調整する可
変抵抗器４４に与えられる。

この可変抵抗器４４の出力４５は、アナログスイッチ４
６を介して誤差増巾用の電圧差動形のＯＰアンプ４７の
反転端子に与えられる。

一方、ＯＰアング４７の非反転端子には、溶接電流設定
用の可変抵抗器４８と連動する可変抵抗器４９より得ら
れる出力５０がアナログスイッチ５１を介して与えられ
る。

前記可変抵抗器４８と可変抵抗器４９とは、２連形であ
り、可変抵抗器４８の抵抗値を変化させることにより、
これと同時に可変抵抗器４９の抵抗値も変化することと
なる。

ＯＰアンプ４７の出力は、アナログスイッチ５２、スナ
ップスイッチ５３ｋライン５４上を通して溶接電流設定
用のＯＰアング５５の反転端子に与えられる。

このＯＰアンプ５５の非反転端子には、可変抵抗器４８
より得られる出力５６が与えられている。

可変抵抗器５７は、力率調整用であり、またスイッチ５
３については、定電流制御の調整を行なう場合はＯＦＦ
しておき、調整完了後、ＯＮにしてフィードバックをか
けるためのものである。

ここで、５８は通電信号が与えられてから一定時間後に
ライン５９上に遅延出力を得るための遅延回路で、可変
抵抗器６０で定電流開始遅延時間が設定される。

すなわち、ライン５９上が論理的にＨＩＧＨとなると、
アナログスイッチ４６．５１５２は閉じ、ＯＰアンプ４
７の入出力回路が接続される。

アナログスイッチ６１は、ライン５９がＨＩＧＨの時、
ＯＦＦになる。

これは、フィードバック制御が終了した場合、速やかに
コンデンサ６２の電荷を放電させるためである。

第５図ｇは通電信号、第５図ｈはライン５９の遅延出力
であり、Ｔｍは定電流開始遅延時間を示す。

次に、第４図に示すサンプルホールド回路部分について
説明する。

なお，第４図において、Ａ，Ｂは第３図のＡ，Ｂに対応
している。

この第４図の回路において、可変抵抗器４４の出力４５
，すなわち検出電圧は、ダイオード６３を介してコンデ
ンサ６４に充電され、保持される。

このコンデンサ６４の電圧はＯＰアンブ６５でインピー
ダンス変換された後、ＯＰアンプ６６の反転端子に与え
られる。

一方、とのＯＰアンブ６６の非反転瑞子には、可変抵抗
器４９の出力５０より得られる電圧が与えられており、
また出力には発光ダイオード６７．６８などの表示灯が
接続されている。

ＯＰアンプ６９については、反転端子にライン７０より
得られる電圧が、非反転端子には可変抵抗器４４の出力
４５より得られる電圧がそれぞれ入力されており、また
出力には発光ダイオード７１などの表示灯が接続されて
いる。

ここで、発光ダイオード６７などの表示灯は、第３
図の可変抵抗器４４の出力４５より与えられる電圧が可
変抵抗器４９の出力５０より与えられる電圧よりも大き
い場合に点灯し、発光ダイオード６８については、その
逆の動作を行なう。

また、発光ダイオード７１については、第３図の可変抵
抗器４４の出力より与えられる電圧がライン７０より与
えられる電圧よりも大きい場合に消灯する。

上記構成から明らかなように、本発明においては、２個
の誤差増幅用と溶接電流設定用とのＯＰ．アンプ４７．
５５と、これらのＯＰアンプ４７，５５に２連の可変抵
抗器４８．４９を用いているため、調整が行ないやすく
、ノイズなどの影響を受けにくい信頼性の高い装置とす
ることができる。

また、本発明においては、誤差増幅用と溶接電流設定用
のＯＰアンプ４７．５５を各々設けているので、力率調
整用の可変抵抗器５７と検出電圧調整用の可変抵抗器４
４とが干渉することがなく、各々別々に調整することが
できる。

ここで、調整の手順について説明する。

なお、可変抵抗器４８．４９より得られる出力５０．５
６が溶接電流目盛に比例して大きくなるものとする。

調整の手順としては、まず、スイッチ５３をＯＦＦにし
てフィードバック系を切り離して可変抵抗器５７の調整
を行なう。

この可変抵抗器５７の調整は、溶接電流目盛が最大の状
態で溶接電流が１００％になるように調整する。

そして、溶接電流目盛が最大の状態で可変抵抗器４４か
ら得られる出力４５が１０Ｖ程度になるように調整する
。

次に、可変抵抗器４４から得られる出力４５と可変抵抗
器４９から得られる出力５０とが同じになるように、可
変抵抗器７２．７４を調整する。

すなわち、スイッチ５３がＯＦＦの状態で可変抵抗器４
４から得られる電圧と可変抵抗器４９から得られる電圧
とが同じになるように調整し，その後スイッチ５３を閉
じるのである。

なお、可変抵抗器４４から得られる電圧は、抵抗４２，
コンデンサ４３で積分されるので、溶接電流の目盛に対
してほぼ比例して大きくなり、また溶接電流に比例する
可変抵抗器４９から得られる電圧も同様に比例して大き
くなる。

また、第４図の発光ダイオード７１は、溶接電流が最大
の場合の可変抵抗器４４の電圧の大きさを知るためのも
ので、検出圧力が１０Ｖになると、発光ダイオード７１
が消灯する。

発光ダイオード６７．６８は、可変抵抗器４４の電圧に
対する可変抵抗器４９の電圧の大きさを知るためのもの
で，溶接電流の出力が最大の１００％の時、発光ダイオ
ード６７．６８が両方共消灯するように可変抵抗器７２
により設定すればよい。

すなわち、オシロスコープなどの高度な測定器がなくて
も、可変抵抗器４４，４９．７２の調整を行なうことが
できるのである。

次に、第４図において、スイッチ７３をＯＮして、コン
デンサ６４の電荷を放電させた後、溶接電流の出力を最
小の４０％にして溶接電流を再び流す。

そして、可変抵抗器７４で、前述と同様に発光ダイオー
ド６７．６８が両方共消灯するように設定する。

すなわち、可変抵抗器４４より得られる検出電圧と、２
連の可変抵抗器４９より得られる電圧が同じになるよう
に可変抵抗器７２．７４を設定することにより、発光ダ
イオード６７．６８が消灯するのである。

なお、可変抵抗器７２．７４を調整する場合は、数サイ
クルの溶接電流を１度流せば、コンデンサ６４にその大
きさが保持されるので、連続して溶接電流を流し続けな
くても調整を行うことができ、また溶接電流目盛を変え
て調整する場合は、スイッチ７３で放電させた後、再調
整すればよい。

このようにして調整が終れば、スイッチ５３をＯＮ
にして、フィードバックをかけ、定電流制御を行なえば
よい。

なお、可変抵抗器４９．７２の調整は，最高を変えれば
最底が、最底を変えれば最高が変わるので、数回前述の
調整を行なえばよい。

さらに、従来のフィードバック回路は，誤差増幅用吉電
流設定用のＯＰアンブを１つのＯＰアンプで構成してい
るので，フィードバックの検出電圧は１Ｖ程度と小さな
ものにする必要があり、ノイズの影響を受けやすいが、
本発明においては１０Ｖ程度であり、ノイズによる影響
は問題ない。

以上のように本発明によれば、従来の欠点が全て解消さ
れ、溶接電流波形にも問題がなく、調整が容易にしかも
確実にでき、信頼性も高い制御装置を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の抵抗溶接機の定電流制御装置のフィード
バック回路部分の電気回路図、第２図ａ〜Ｃはその回路
の動作を説明するだめの信号波形図、第３図は本発明の
一実施例による抵抗溶接機の定電流邪脚装置の位相制御
回路部分とフィードバック回路部分の電気回路図、第４
図は同じくサンプルホールド回路部分の電気回路図、第
５図ａ〜ｈは第１図の回路の動作を説明するだめの信号
波形図である。３４・・・・・・溶接トランス、４４．４８，４９，・
・・可変抵抗器．４７．５５・・・・・・ＯＰアンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

１溶接電流の変動を変流器などにより検出し、フィー
ドバックをかけて定電流となるように制御する抵抗溶接
機の定電流制御装置において、前記変流器などより得ら
れる検出電圧と可変抵抗器より得られる電圧とを比較増
幅する誤差増幅用の演算増幅器と、この誤差増幅用の演
算増幅器の出力が一方の入力端子に入力されかつ他方の
入力端子に前記可変抵抗器と運動する溶接電流設定用の
可変抵抗器より得られる電圧が入力される溶接電流．設
定用の演算増幅器とを設け、この溶接電流設定用の演算
増幅器の出力により溶接電流が一定となるように制御す
ることを特徴とする抵抗溶接機の定電流制御装置。