JPS59215285A - 抵抗溶接機用電流制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、サイリスタ等の電子スイッチ素子を用いた抵
抗溶接機用制御装置に関するものである。

サイリスタ等の電子ス１ツチ素子を用いた抵抗溶接機用
制御装置において、電源変動や負荷変動等の外乱が発生
した場合でも電流設定値に対応する電流に補償するもの
として、定電流装置がある。

この装置は第１図に示すように、１次又は２次回路に流
れる電流を検出する電流検出器と、該検出器の出力を増
幅する増幅器にと、該増幅器によって増幅された電流検
出値と電流設定器によって設定された電流値との差分か
ら次の通電点弧角を演算する演算器Ｂと、該演算器Ｂの
出力を与えてサイリスクを点弧させる点弧回路から構成
されるのが一般的である。

この定電流装置に含まれる増幅４．；ｉ　Ｋの増幅率の
重要性について詳細に説明する。

第１図の定電流装置の電流設定器に電圧Ｖｒｅｆを勾え
、負荷に対し、電δ：ｊ、Ｉ　Ａを流そうとする。電流
検出器は電流ＩＡに対し検出電圧Ｖｓを出力し、演算器
Ｂは増幅器■（の出力電圧ＶｋとＶｒｅｆの差電圧Ｖｅ
が発生した時に前記負荷に刻し、電流ＩＡに相当する点
弧位相角信号を点弧回路に出力する。

この状態において、定電流装置は電流ＩＡを流すことか
できる。

このとき増幅器にの増幅率Ａは以下の関係か成立するよ
うに定められる。

Ｖｒｅｆ−Ｖｓ−Ａｃ＝　Ｖｅ　　ＩＡ＝ＫＶｅ　Ｋ：
比例定数−（１）へ〇二適正増幅率 増幅率Ａが上記関係を満足せずＡ＝　Ａｃ＋八ＡへハＡ
：ＡＣに対するズレ分）となった場合は Ｖｒｅｆ　　（ＡＣ十△Ａ）Ｖｓ＝Ｖ♂Ｖｅ’　：　Ａ
＝　Ａｃ十△Ａにおける差電圧△やＶｓ＝Ｖｅ−Ｖｅ’
　＝　ＩＡ−ＫＶｅ’△やＶｓなる誤差が生ずる。又、
電流ＩＡに対する電流検出電圧Ｖｓが異なる場合等にも
電流設定電圧■ｒｅｆに相等する電流ＩＡを流すために
増幅器にの増幅率は（１）の関係を嵩足するよう調整さ
れなければならない。

従来はこの増幅器にの増幅率を以下の方法によって較正
していた。

（１１最大電流を流しながら較正する方法。

前記電流設定器に最大電流に相当する電圧を与え、この
時の電流波形を波形観測装置で観測し、通９１ε期間が
最大となるように増幅率を較正する。

（２）抵抗溶接機用電流計を用いて較正する方法。

抵抗溶接機用電流計を用いて、設定電流値と等しい電流
か流れる様に増幅率を較正する。

上記の方法は、いずれも波形観測装置や電流計等の測定
器具を必要とする為、測定誤差や個人差等が混入し、正
確な較正は困難である。

また前記（１）の方法では、最大電流を通電するため溶
接機の電極チップを損傷さぜないために、０．２秒以下
という短時間で較正しなければならず、精度良く較正で
きない。

これを精度良（行おうとすると何度か通電して較正しな
けれはならず、寸時の停止時間も問題となる自動車の組
立ラインでの較正は、作業名に極度の精神的圧迫を与え
る。一般に溶接機本体と制御装置は数メートルないし数
十メートル離れており溶接機本体の操作と較正作業を２
人以」二の人間が騒音の中で作業を行うため互いの連絡
等に時間がかかるし、前述の精神的圧迫はさらに強めら
れる。

一般にこの較正作業は溶接カンの交換等溶接機２次回路
の力率変化に対してその都度行われるべきであるが、前
記自動車組立ライン等では停止時間を嫌い、較正を１Ｊ
わずに不適性な調整で稼動している。

本発明は前記欠点を解消し、自動的に短時間に精度良（
較正を行う方法及び装置を提供するものである。

すなわち、本発明によれば溶接機の１次側にサイリスク
などの電子スイッチ素子を挿入し、該スイッチを点弧制
御することにより通電を行う場合、溶接機の負荷力率が
既知であればその溶接機の最大電流値（フルウェーブ）
に対する比率（以下これを電流設定値と呼ぶ）に相当す
る点弧位相角αがが定まる。従って前記定電流装置の増
幅器にの増幅率は、負荷力率が既知であれば以下あ方法
によって自動的に調整できるのである。

以下、本発明を図面に示す実施例によって詳細に説明す
る。第２図は、第１の方法を実施するための装置に関す
る回路構成図である。

溶接電源と溶接機上の間に接続され、溶接機の一次側に
流れた電流を検出する電流検出器と、該検出器の出力す
る電流検出信号を外部からの増幅率設定信号によって任
意の増幅率で増幅できる増幅器にと、該増幅器の出力値
と電流設定値の差分から次の点弧位相角を演算する演算
器Ｂと電流設定値および予め与えられた負荷力率から電
流設定値に相当する点弧位相角を演算・出力可能な点弧
信号発生器Ｃと、該点弧信号発生器Ｃ又は前記演算器Ｂ
のいずれかの出力を与えて溶接機の単相交流回路に逆並
列に接続されたサイリスタを点弧させる点弧回路と、前
記点弧信号発生器との出力を点弧回路に与えて電流設定
値に相等する電流を流した状態で点弧回路に与えられて
いない前記演算器Ｂの点弧位相角出力αＢと、点弧信号
発生器との出力する点弧位相角αＡを比較演算し、αＡ
とσＢが等しくなる様に前記増幅器にの増幅率を設定す
るための設定信号を出力する増幅率設定器Ｚとがら構成
される。

−に記構成の装置において点弧信号発生器との出力する
点弧位相角αＡを演算し点弧回路に出力されＶｒｅｆに
相等する電流ＩＡが流れる。

電流検出器は電流ＩＡに相等する出力値Ｖｓを出力し、
この出力値Ｖｓ　は増幅器Ｋによって増幅されるか、増
幅器にの増幅率Ａは最初の時点で任意：の値となってい
る。

任意の増幅率Ａによって増幅された電流検出（ｉ号■は
演算器Ｂに与えられ、演算器Ｂは電流設定値Ｖｒｅｆと
電流検出信号Ｖｋから次の点弧位相角αＢを演算し出力
する。この点弧位相角ａＢおよび実際の点弧角αＡが増
幅率設定器Ｚによって比較演算され、両位相角が第３図
に示すごとく一致していない場合、増幅率設定器Ｚは増
幅器にの増幅率Ａを増減させる。以上の動作が画点弧位
相角σへαＢが一致するまで繰返される。

前記の一連の動作によって増幅器にの増幅率を自動的に
較正できる。この較正が終了した時点で前記点弧回路の
人力は、前記点弧信号発生回路の出力から演算器Ｂの出
力へ切換えられて、通常の定電流装置として動作するよ
うになる。

次に第２の方法について実施例を第４図に示しこれにつ
いて説明する。

一般に溶接機のような誘導負荷を位相制御する場合、負
荷力率が既知であれば電流設定値に相当する点弧位相角
αおよび通流角θが定まる。

従って前記第１図で示した定電流装置の増幅器にの増幅
率は負荷力率が既知であれば、電流設定値に相当する目
標通流角θＡと実際の通流角θＢを比較演算し４．幀に
対しθＢが一致するように増幅率を調整することにより
自動的に較正される。

第４図は、電流検出器と該検出器の検出値Ｖｓ　を外部
からの増幅率設定信号によって任意の増幅率が設定でき
る増幅器にと、該増幅器の出力値と電流設定値の差分か
ら次の点弧位相角を演算する演算器Ｂと、電流設定値お
よび予め与えられた負荷力率から電流設定値に相当する
目標通流角０．を求める演算器りと、該演算器りの出力
する目標通流角θＡと実際の通流θＢを比較・演算し、
通流角θＡに対しθＢが等しくなるように、前記増幅器
にの増幅率を設定するだめの設定信号を出力する増幅率
設定器Ｙから構成される。

」ユ記構成の装置が任意の電流設定値を与えられて通流
角θＢで動作中に、前記演算器りによって求められて出
力される目標通流角θＡおよび実際の通流角θＢが前記
増幅率設定器Ｙに与えられる。

該増幅率設定器においてθＡ、θＢの両通流角が比較さ
れ０．にθＢが一致していない場合は、前記増幅器にの
増幅率を増減させる。第５図に示すように上記θ八〇Ｂ
の比較・演算および増幅器にの増幅器にの増幅率の増減
が繰返され、ａｙ　ｅＢが一致した時点で増幅器にの増
幅率が自動的に較正される。

以上の説明から明らかなごとく、本発明による定電流装
置によれば、増幅器にの増幅率の較正を高精度かつ、短
時間で自動的に行うことができようになるから、自動車
組立ラインのように寸時の停止時間が問題になるような
場合でも該停止時間なしに較正可能であり、従来較正作
業時に作業者に与えていた極度の精神的圧迫も解消され
、またこの較正作業において従来必要とした波形観測装
置や抵抗溶接機用電流計等の測定器は最早無用となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、定電流装置の電気ブロック図。第２図は、本
発明の第１の方法を実施するための装置を示す電気ブロ
ック図。第３図は、第２図に示す演算器Ｃの点弧角αＡ
と較正中の定電流回路の演算器Ｂの点弧角αＢの関係を
示す波形図。 第４図は、本発明の第２の方法を実施するための装置を
示す電気ブロック図。第５図は、第４図に示す演算器り
で演算した目標通流角０．と較正中の定電流装置による
通論角θＢとの関係を示す波形図である。 手続補正吾（自発） 特ｒＦ庁長官若杉第１ｊ夫　殿 １、事件の衣示 ＩＩ（イ第１」５８年仔ケｄ！ｆ願０８６６８８号Ｚ　
）へ明の名称 抵抗＃接機用電流制御方法および装置 ３　補止勿する省 事件との関係　特許出願人 住ｌツ［神奈川県用崎市多摩区桝形１丁目２３番１号自
　　発 ５、補止の対象 明細用のｌ瀞請求の範囲」の欄、１発明の詳細な説明」
の＠及び１図面の簡単な説明」の欄、＃！ｊ許請求の範
囲を次の辿９訂止し丑す。 ｖｌ、　　溶接機の１次側ＶＣサイリスクなどの′電子
スイッチ素子葡ｍ１人し、該スイッチ全点弧制御して流
れた′ｉ４ｉ、流を検出し、この１１μ奮増宜増幅して
その増幅きれた検出１１１ｔと浴接に心安な電流設定値
との差が少なくなるように前記スイッチの点り」（角を
制イ卸して袖憤制御全イＴ′）ためのフィードバックル
ープ留金むカニ′電流制御方法において、溶接機の負荷
力率と電流設定値が与えられ、前ＭＬ検出値の増幅オｌ
Ｉ侍自動調整時に、前占じ定電流装置のフィートバンク
ルーフを切離してオーフンループとし、前記スイッチｅ
こ対し、前記電流設定１肚に相肖−３−る点弧角αＡで
点弧させ、該点弧によって溶接機に流れた電流の検出１
１１」と削ｍｌ箪流設定１世との舟に基ついてオーノン
・ルーズ状態で発生する点弧１１号制御角αＢと前記点
弧角α八とを比較し、αＡとαＢが等しくなるように、
前記電流検出（、ｎ号の利得を自動的に設定する抵抗溶
接機の定電流装置の自動利得調整方法。 Ｚ　浴接機の１次側にサイリスタなどの電子スインチ素
子を挿入し、該スイッチ全点弧制御して流れた電流を検
出し、この値ケ適宜増幅した結果である検出値と溶接に
必すな電流設定値の差が少なくなるように、前記スイッ
チの点弧角を制御して補償制御奮行うためのフィードバ
ックルーズを含む定電流副化方法においで、該定電流制
御方法に基ついた通電動作中に、電流設定値と１・め与
えられている個、荷力率値とから目標角度として求めた
前記電流設定値の電流に相当する電流の通流角θＡと、
実際に流れた電流の通流角θＢとを比較しθＡとθＢが
等しくなるように前記電流検出値の増幅器（４＄　ｋ目
動的に設定する抵抗溶接機の定電流装置の自動利得ｒＡ
整方法。 ３　溶接機の１次又は２次回路に流れる電流を前記増幅
器にの出力と電流設定器の設定値との差分から次の通電
点弧角を演算する演初、器すと、前記電流設定器の設定
値と予め与えられた負荷力率に基づいて前記電流設定値
に相当する点弧信号が器Ｃの出力又は前記演算器Ｂの出
力のいずれかを与えてサイリスタ全点弧させる点弧回路
と、該点弧回路に前記点弧信号発生器ｅｌｃよって点弧
位相αＡの点弧信号を与えてサイリスタを点弧させた抗
溶接機の定電流装置。 ４、　溶接機の１次又は２次回路に流れる電流を器と、
前記増幅器にの出力と前記電流設定器の設定値との差分
から次の通電点弧角を演算する演算器Ｂと、該演算器Ｂ
の出力を与えてサイリスタを点弧させる点弧回路と、前
記電流設定器の設定値と予め与えられた負荷力率とに基
づいて、電流設定値に相当する電流が流れたと教示した
場合の通流角θＡを求める演算器りと、該演算器りの出
力する目標通流角σＡと前記演算器Ｂの点弧位相角信号
によって実際に通電したときの通流角θＢを比較し、　
　ｏＢがθＡに対して崎しくなるように。 （１）明細鶴−第８ページ６行〜７行の［点弧位相角−
！− αが定する。」會（点弧位相角αＡが定まる。」と訂正
し捷す。 （２）同第ｉページ１１行から１２行の１第２図は、＼
５ 第１の方法全実施するための装置に四する回路構成図で
ある。」を１第２図は、特許請求の範囲第１項の方法お
よび特許請求の範囲第３項の装置を説明するための回路
構成図例である。」と訂正します。 （３）　　同第８ページ最−ト行の１点弧位相角を演算
・出力可能なｊ全１点弧位相角を狐尊し、かつ出力口」
能な」と豹正し１す。 （４）同第９ページ４行、７行、１１行、１３行、第１
Ｏベージ１２行の１点弧角号発生器」ヲ１点弧（ｉｓ号
発生器Ｃ」と訂正し１す。 （５）同第９ページｌＯ行、第１０ページ５行、７行の
「増幅率設定器ＺＪ　ｋ　ｌ演算器Ｅ」と訂正しブす。 （６）同第１０ページ下から６行〜下２行の［次に・・
・・・通流角θが定まる。」金ｆ記のとおシ訂正し。 ます。 「次ＶＣ％第４図は特許請求の範囲第２項の方法および
％計請求の範囲第４項の装置Ｍを説明するための回路構
成図である。 以下、これについて説明する。 一般に溶接機のような誘導負荷を位相制御する場合、負
ｆｄＩ力率が既知であれは第５図に示すように電流設定
１１１Ｉに相当する点弧位相角αＡおよび通流角θＡが
定まる。」 （７）同第１１ベーン最下行、下から２行、下から７行
〜６行の［増幅率設定器ＹＪ　ｋ　ｒ演算器Ｙ」に訂正
し丑す。 （８）同第１２ページ３行〜４行の「増幅器にのｊ全削
除します。 （９）同第１２ページ下から２行〜最下行の１本発ウ１
の・・−・・・電気ブロック図。Ｊ全１本発明の特許請
求の範囲第１項の方法および特許請求の範囲第３項の装
置前に関する実施例を説明するための回路構成図。ｊ （ＩＣ！　　同第１３ページ１行の［演算器ＣＪ−ｉ　
ｒ点弧伯号元生器Ｃ」と訂正し寸す。 （］リ　　同第１３ページ３行〜４行の［第４図は、・
・電気ンロノク図。」を１第４図は、特許請求の範囲第
４項の装材に関する実施例を説明するための回路構成図
。」と訂正し１す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　溶接機の１次側にサイリスタなどの電子スイッチ素
   子を挿入し、該スイッチを点弧制御して流れた電流を検
   出し、この値を適宜増幅してその増幅された検出値と溶
   接に必要な電流設定値との差が少なくなるように前記ス
   イッチの点弧角を制御して補償制御を行うためのフィー
   ドバックループを含む定電流制御方法ノどおいて、溶接
   機の負荷力率と電流設定値が与えられ、前記検出値の増
   幅利得自動調整時に、前記定電流装置のフィードバック
   ループを切離してオープンループとし、前記スイッチに
   対し、前記電流設定値に相当する点弧角αＡで点弧させ
   、該点弧によって溶接機に流れた電流の検出値と前記電
   流設定値との差に基づいてオープン・ループ状態で発生
   する点弧信号制御角αＢと前記点弧角αＡとを比較し、
   αＡとσＢが等しくなるように、前記電流検出信号の利
   得を自動的に設定する抵抗溶接機の定電流装置の自動利
   得調整方法。 ２　溶接機の１次側にサイリスタなどの電子スイッチ素
   子を挿入し、該スイッチを点弧制御して流れた電流を検
   出し、この値を適宜増幅した結果である検出値と溶接に
   必要な電流設定値の差が少なくなるように、前記スイッ
   チの点弧角を制御して補償制御を行うためのフィードバ
   ックループを含む定電流制御方法において、該定電流缶
   １ｒ硬方法に基づいた通電動作中に、電流設定値と予め
   与えられている負荷力率値とから１４標角度として求め
   た前記電流設定値の電流に相当する電流の通流角幀と、
   実際に流れた電流の通流角−θＢとを比較しＯＡとθＢ
   が等しくなるように前記電流検出値の増幅利得を自動的
   に設定する抵抗溶接機の定電流装置の自動利得調整力法
   。 ３　溶接機の１次又は２次回路に流れる電流を検出する
   電流検出器と、該検出器の出力を増幅する増幅器にと該
   増幅器の利得を設定する利得設定器Ａと、電流値を設定
   する電流設定器と、＋ｉｉｊ記増幅器にの出力と電流設
   定器の設定値との差分がら次の通電点弧角を演算する演
   算器Ｂと、前記電流設定器の設定値と予め与えられた負
   荷力率に基づいて前記電流設定値に相当する点弧信号か
   発生ｂ」能な点伊、信号発生器Ｃと、該点弧信号発生器
   Ｃの出力又はＤす配油算器Ｂの出力のいずれかを与えて
   サイリスクを点弧させる点弧回路と、該点弧回路に前記
   点弧信号発生器Ｃによって点弧位相αＡの点弧信号を与
   えてサイリスタを点弥さ七た状態で、１ｉｉｊ記演Ｐ−
   器Ｂの出力する点弧位相αＢとαＡを比較する手段りと
   、この比較手段りの出力を受けてαＡとαＢか等しくな
   るように、前記利得設定器Ａに利得設定イ、１号を与え
   る演算器Ｅを倫えたことを特長とする抵抗溶接機の定電
   流装置。 ４　溶接機の１次又は２次回路に流れる電流を検出する
   電流検出器と、該検出器の出力を増幅する」１１１幅器
   にと該増幅器の利得を設定する利得設定器Ａと所望の電
   流値を設定する電流設定器と、■ｉｊ記増幅器）（の出
   力と前記電流設定器の設定値との差分から次の通電点弧
   角を演算する演算器Ｂと、該演算器Ｂの出力を与えてサ
   イリスクを点弧さゼる点弧回路と、前記電流設定器の設
   定値と予め与えられた負荷力率とに基づいて、電流設定
   値に相当する電流が流れたと仮定した場合の通流角硬。 を求める演算器りと、該演算器りの出力する目標通流角
   θＡと１ｉｉｊ記演算器Ｂの点弧位相角信号によって実
   際に通電したときの通流角θＢを比較し、θＢがθＡに
   対して等しくなるように、前記利得設定器Ａに利？１）
   設定信号を与える演算器Ｙを備えたことを特長とする抵
   抗溶接機の定電流装置。