JPS607908Y2 - 蓄電池式抵抗溶接機の制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、抵抗溶接機の制御装置に係り、特に、蓄電
池を電源とする定電圧式直流溶接電源を使用する抵抗溶
接機の制御装置に関する。

一般に、蓄電池式溶接電源は小電流ながら通電時間設定
用のタイマと組合せることによって溶接エネルギすなわ
ち電圧と通電時間を広範囲に設定できるため、半導体素
子あるいはセラミック基板上の微細な回路やプリント配
線板上の導体と極細線との溶接、あるいは数十ミクロン
の極細線や箔同志の溶接などに用いられる。

このような蓄電池式溶接電源に、さらに精密な出力制御
と再現性の良好な機能を付加したものとして、例えば特
公昭４２−２４０涛公報に開示された溶接電源がある。

この溶接電源は、定電圧方式で、溶接過程中の条件変化
を溶接電極間の電圧値の変化によって検出し、これをあ
らかじめ設定した基準電圧と比較して両型圧の差を表わ
す制御信号を得る。

そしてこの制御信号によって溶接電流を随時補正し、常
に適正な値を溶接材料に供給するものである。

この溶接電源によれば、溶接材料に対する熱影響を極力
抑えながら、しかも溶接材料の過熱溶断などの事故を防
ぎ、安定した溶接ができる反面、電極先端や溶接材料表
面の酸化、汚れなどの影響を受けて、溶接出力を過少に
制御する欠点があった。

本考案の目的は蓄電池式抵抗溶接機において、上記のよ
うな両電極間における状態の変化、特に電極先端や溶接
材料表面の酸化、汚れなどに左右されることなく、常に
最適溶接エネルギを溶接材料に供給し、−産品質の溶接
部を得ることを可能にした制御装置を提供するものであ
る。

一般に、溶接部における発熱量はＱ ＝ ｌ２ＲＴで示
されるが、（ここでＱ：発熱量、Ｒ：電極間の抵抗値、
Ｔ：通電時間）前述の特公昭４２−２４０汚公報の定電
圧式溶接電源のごとく、溶接電極間の電圧変化を検出し
、これに基づいてあらかじめ設定された一定の電極間電
圧を常に自動的に保つべく溶接電流を適正に補正し制御
しても、必らずしも溶接部の品質は保証できない。

すなわち、例えば第１図に示すごときパラレル・ギャッ
プ溶接において、電極１および２先端の酸化あるいは溶
接材料３表面の汚れのため、電極１・２と溶接材料３と
の接触面５における抵抗（接触抵抗）が異常に大きな値
を示す場合がある。

このような場合、定電圧式溶接電源を用いて溶接を行な
うと、その電源特性上、第２図に示すごとく接触抵抗値
Ｒが破線で示すＲ′に変化し、電流Ｉは破線で示すＩ′
に減少する。

そのために、上述の式、Ｑ＝■２ＲＴに示すごとく、溶
接部における発熱量Ｑが減少し、溶接強さは低下する。

また、電子工業の分野で使用される微小材料の溶接にお
いては、この接触抵抗の変化は上述のような溶接強さの
バラツキのみに止まらず、時にはこの電極と溶接材料間
の接触抵抗の増大による過熱により、爆飛現象をおこし
て溶接材料を焼損することもある。

すなわち、電極先端の汚れ、溶接材料の表面の汚染など
により、上式のＲ１特に電極間の接触抵抗が大きく変化
し、従って溶接品質も変化する。

このような溶接電極間の接触抵抗の変化に起因する溶接
品質のバラツキ、あるいは溶接不良をなくするため、常
に最適な溶接エネルギを溶接材料に供給し、一定品質の
溶接部を得るのが本考案の目的である。

溶接電極間の接触抵抗を測定する手段の一例としては、
一定の直流電流を溶接電極を介して溶接部に供給し、そ
のとき両電極間に発生する接触抵抗値を測定する方法を
とってもよい。

また直流電源と両電極間を結ぶ回路の常数が一定であれ
ば、両電極間電圧を検出しても、同様の結果が得られる
。

この値を上述の蓄電池式溶接電源に帰還し、溶接エネル
ギを制御することによって溶接電極間の接触抵抗の変化
に左右されない一定品質の溶接部を得ることができる。

以下にこの制御の一実施例について説明する。

第３図は本発明になる蓄電池式抵抗溶接機の制御装値を
示すブロック図である。

同図において、１１は溶接電流の通電時間を任意に調整
するためのタイマーである。

タイマー１１からの出力信号は、所望の溶接材料に応じ
て容易にプリセットできる電極間電圧を発生する基準電
圧発生器１２に送られる。

基準電圧発生器１２からの出力電圧は、他方の入力が溶
接電極間の電圧を表わす帰還信号である電圧比較器１３
の、一方の入力側に加えられる。

電圧比較器１３は溶接電極間電圧を前記基準電圧と比較
して、基準電圧と帰還電圧の差を表わす制御信号を出力
する。

電圧比較器１３からの制御信号は直流増幅器１４で増幅
された後、電流制御器１５に加えられる。

電流制御器１５は、溶接材料３と接触するようになって
いる１対の溶接電極１および２と、蓄電池１６とに直列
に接続されている。

溶接電極１と２の間に現われる電圧は、リード１７を経
て、基準電圧との比較のために電圧比較器１３へ帰還さ
れる。

２１は、溶接材料３を溶融することなく、溶接電極１お
よび２間の接触抵抗を検出し得る程度の、微弱電流を供
給するための微弱電流供給回路である。

この供給回路２１は、蓄電池１６から溶接材料３に溶接
電流が流される前に、溶接電極１および２間に一定の微
弱直流電流を供給する。

なお、この微弱電流供給回路２１として、適当な周波数
を発生ずる高周波電源を用いても、同様の効果を得るこ
とができる。

溶接電極１および２には、電極間電圧を検出するための
リード２２および２２′がクリップ等で取り付けられて
いる。

リード２２および２２′によってピックアップされた電
極間電圧は、接触抵抗測定器２３に入力され、溶接電極
１および２間の接触抵抗値が測定される。

接触抵抗測定器２３としては、ミリオーム計やデジタル
電圧計を用いることができる。

測定器２３にて測定された接触抵抗値は演算回路２４に
入力され、演算回路２４はこの接触抵抗値から、溶接材
料３の溶接に最適な溶接電流を得べく、基準電圧発生器
１２のあらかじめ設定された基準電圧に対する修正信号
を演算する。

この演算は、測定された接触抵抗値と所望の基準電圧（
基準電圧発生器１２の）値との相関関係を実験的に求め
て用意されたテーブル（接触抵抗値に対応する最適基準
電圧を表わしたもの）にもとづいて行われる。

演算回路２４の演算結果は、前述の基準電圧発生器１２
に入力される。

所望の溶接材料に応じて容易にプリセットできる電極間
電圧を発生する基準電圧発生器１２は、演算回路２４か
らの信号によって上記プリセットされた基準電圧値を修
正して、溶接電極１および２間の接触抵抗の変化に適応
した基準電圧を出力する。

この修正された基準電圧は電圧比較器１３に入力され、
以下の動作は既述の動作と同様に行われる。

以上の説明から明らかなごとく、本考案になる蓄電池式
抵抗溶接機の制御装置によれば、供給すべき溶接電流を
溶接電極間の抵抗値にもとづいて最適な大きさに制御し
て、常に最適のナゲツトを得ることができる。

従って、従来の蓄電池式定電圧溶接電源が有していた、
電極先端や溶接物表面の酸化、油脂類による汚れなどの
影響を受けて、溶接出力を過少に制御してしまうという
欠点が解消され、かつ電極間の接触抵抗の増大による爆
飛現象を伴う溶接不良をもなくすることができる。

このように、溶接電流の通電開始の前後にわたって溶接
状態を監視することができ、常に一定の溶接品質を確保
することができるので、従来の溶接電流制御回路を備え
た蓄電池式抵抗溶接機に適用してその効果大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はパラレルギャップ抵抗溶接法を示す概略図、第
２図は定電圧式抵抗溶接機の溶接電圧波形と、このよう
な波形が得られた時の接触抵抗と電流との関係を示す図
、第３図は本考案になる蓄電池式抵抗溶接機の制御装置
の一実施例を示すブロック図である。 １および２・・・・・・溶接電極、３・・・・・・溶接
材料、１１・・・・・・タイマー １２・・・・・・基
準電圧発生器、１３・・・・・・電圧比較器、１４・・
・直流増幅器、１５・・・・・・電流制御器、１６・・
・・・・蓄電池、１７，２２，２２’・・・・・・リー
ド、２１・・・・・・微弱電流供給回路、２３・・・・
・・接触抵抗測定器、２４・・・・・・演算回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 溶接中における溶接条件の変化を検出して、あらかじめ
   設定した可変の基準電圧と比較し、その差を表わす制御
   信号を得て、この制御信号で溶接電流を補正し適正な溶
   接電流を溶接材料に供給する蓄電池式抵抗溶接機におい
   て、溶接電流を溶接材料に供給する前に溶接電極間に微
   弱電流を供給する微弱電流供給回路と、該供給回路から
   供給された微弱電流により溶接電極間の接触抵抗を測定
   する接触抵抗測定器と、該測定器の出力たる接触抵抗値
   にもとづいて前記基準電圧を増減する演算回路とからな
   ることを特徴とする蓄電池式抵抗溶接機の制御装置。