KR100360596B1

KR100360596B1 - 저항 용접기

Info

Publication number: KR100360596B1
Application number: KR1019990027055A
Authority: KR
Inventors: 가지와라기요시; 고지마고지; 아라이신이치
Original assignee: 가부시키가이샤 테트락
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2002-11-13
Also published as: KR20010008951A

Abstract

각 용접점에 소정의 용접 전류를 안정되게 공급할 수 있는 동시에 각 용접점을 균질(均質)로 용접할 수 있고, 또한 제품의 불량률을 저감하여, 용접 변압기의 소용량화를 도모한다.

용접용 전원부(11)로부터의 교류를 저전압·대전류의 전력으로 변환하는 용접 변압기(13)와, 용접 변압기(13)의 2차측으로 유기(誘起)되는 전류를 정류 회로(14)에 의해 정류하여 용접 전극에 공급해서 피용접물 A를 다점(多点) 용접하는 저항 용접기에 있어서, 용접 전극은 피용접물 A가 설치되는 하부 전극(15)과, 하부 전극(15)에 피용접물 A를 통해 눌려져 피용접물 A의 복수의 용접 개소에 맞닿는 복수의 상부 전극(16-1∼16-N)으로 구성되고, 정류 회로(14)의 출력 단자와 각 상부 전극(16-1∼16-N) 간을 접속하는 각 급전 라인에 스위칭 소자(17-1∼17-N)를 각각 직렬로 접속하고, 이 각 스위칭 소자를 제어부(12)로부터의 제어 신호 S1에 의해 차례로 소정의 시간 간격으로 온, 오프 제어하는 구성으로 했다.

Description

저항 용접기{RESISTANCE WELDING MACHINE}

본 발명은 1대의 용접기에 의해 피용접물의 다점(多点) 용접을 가능하게 하는 저항 용접기에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 각 용접점에 차례로 용접 전류를흐르게 함으로써 피용접물의 다점 용접을 가능하게 한 저항 용접기에 관한 것이다.

예를 들면, 형광 표시관에 사용되는 필라멘트와 그 리드선을 저항 용접에 의해 용접하는 경우에는, 용접 지그(jig)의 하부 전극 상에 복수의 필라멘트를 일정한 간격 떨어지게 배열하고, 이 각 필라멘트 상에 리드 와이어의 일단을 각각 겹쳐 배열하고, 이 리드 와이어의 일단 상에 리본재를 필라멘트의 배열 방향으로 연장하여 겹쳐 맞춘 후, 각 필라멘트의 배열에 대응하여 용접 지그에 설치한 복수의 상부 전극을 리본재의 상면으로부터 맞닿게 하여 가압하고, 이 가압 상태에서 하부 전극과 각 상부 전극 간에 용접 전류를 흐르게 함으로써, 각 필라멘트마다 필라멘트와 리드 와이어 및 리본재를 용접한다. 그리고, 용접 종료 후에는 인접하는 필라멘트 간에서 리본재를 절단함으로써 분리하여, 형광 표시관의 필라멘트를 구성하도록 되어 있다.

종래, 이와 같은 다점 용접을 가능하게 하는 저항 용접기는 전술한 하부 전극 및 복수의 상부 전극을 구비하는 동시에, 상용(商用) 전원의 위상 제어에 의해 전류를 제어하는, 이른바 교류식의 용접용 전원에 1차측을 접속한 용접 변압기와, 이 용접 변압기의 2차측 한쪽의 출력 단자에 상기 하부 전극을 접속하고, 용접 변압기의 또 한쪽의 출력 단자에 상기 각 상부 전극을 병렬로 접속한다. 그리고, 피용접물의 다점 용접에 있어서는, 피용접물을 하부 전극과 복수의 상부 전극에 의해 끼워 눌려 지지되고, 이 상태에서 하부 전극과 각 상부 전극에 동시에 용접 전극을 흐르게 함으로써, 각 상부 전극과 대향하는 피용접물의 각 부위를 동시에 용접하도록 되어 있다.

그런데, 상기와 같은 종래의 저항 용접기에 있어서도, 용접 지그나 전극의 가공 오차나 조립 오차 등에 의해 피용접물에 대한 각 용접점의 접촉 상태가 미묘하게 상이한 동시에, 전극 및 피용접물을 포함한 각 용접점의 저항치도 서로 상이한 것이 실정이다. 그리고, 이 저항치의 차가, 즉각 용접점으로 흐르는 전류치의 차로 되어 나타난다. 그 결과, 용접 변압기의 2차측으로 흐르는 전체의 용접 전류를 일정하게 제어해도, 각 용접점으로 흐르는 용접 전류를 균일하게 할 수 없다.

나아가, 용접 전류는 복수의 용접점으로 동시에 흐르므로, 각 용접점으로 흐르는 용접 전류가 작아도 용접 변압기의 2차측으로 흐르는 전체의 용접 전류는 용접점수 N×1점으로 흐르는 전류치가 되어, 상당히 큰 전류가 된다. 그러므로, 용접 변압기에 큰 전류 용량의 것이 필요하게 되어, 용접 변압기 자체도 대형화된다고 하는 문제가 있다.

또, 용접용 전원이 상용 전원의 위상 제어 방식이기 때문에, 피드백 제어의 속도가 더디고(가장 빠른 경우라도 전원의 반(半)사이클은 늦음), 또 전류가 도중에서 끊어지는 시간이 있으므로, 열 효율도 나쁘다고 하는 문제가 있었다.

또, 각 용접점의 상부 전극에 동시에 통전하는 방식의 종래의 저항 용접기에서는, 전술한 바와 같이 각 용접점으로 흐르는 전류치에 차가 발생하는 동시에, 용접점의 줄열(熱)(Joule heat)은 전류의 2승(乘)에 비례하기 때문에, 전류의 차가 각 용접점의 용접 품질에 큰 영향을 미쳐, 각 용접점을 균질(均質)로 용접할 수 없게 되는 외에, 제품의 불량률이 커진다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 각 용접점에 적합한 소정의 용접 전류를 안정되게 공급할 수 있는 동시에 각 용접점을 균질로 용접할 수 있고, 또한 제품의 불량률을 저감하고, 아울러 용접 변압기의 소용량화를 가능하게 한 저항 용접기를 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태를 나타낸 저항 용접기 전체의 구성도.

도 2는 도 1에 있어서의 용접용 전원부의 내부 구성을 나타낸 블록도.

도 3은 도 1에 있어서의 제어부의 내부 구성을 나타낸 블록도.

도 4는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 각 용접점에의 전류 파형도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

A: 피용접물, 10: 3상 교류 전원, 11: 용접용 전원부, 111: 컨버터, 112: 평활용 콘덴서, 113: 인버터, 12: 제어부(제어 수단), 121: CPU, 123: ROM, 124: RAM, 13: 용접 변압기, 14: 정류 회로, 15: 하부 전극, 16-1∼16-N: 상부 전극, 17-1∼17-N: 스위칭 소자, 18: 전류 센서, 19: 입력부, 20: 표시부, 21: D-A 변환부, 22: 펄스폭 변조 회로, 23: 드라이브 회로, 24: A-D 변환부, 25: 스위칭 소자 선택·구동 회로.

상기 목적을 달성하기 위해 청구항 1의 발명은, 용접용 전원부와, 상기 용접용 전원부로부터의 교류를 저전압·대전류의 전력으로 변환하는 용접 변압기와, 상기 용접 변압기의 2차측으로 유기(誘起)되는 전류를 직접, 또는 정류 회로에 의해 정류하여 용접 전극에 공급해서 피용접물을 다점 용접하는 저항 용접기로서, 상기 용접 전극은 상기 피용접물이 설치되는 하부 전극과, 상기 하부 전극에 상기 피용접물을 통해 눌려져 상기 피용접물의 복수의 용접 개소에 맞닿는 복수의 상부 전극으로 구성되고, 상기 정류 회로의 출력 단자와 상기 각 상부 전극 간을 접속하는 각 급전 라인에 스위칭 소자를 각각 직렬로 접속하고, 상기 스위칭 소자를 차례로 소정의 시간 간격으로 온, 오프 제어하는 제어 수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 2 기재의 발명은, 용접용 전원부가 상용 교류를 직류로 변환하는 컨버터와, 상기 컨버터로부터의 직류를 고주파 교류로 변환하는 인버터를 구비하고, 상기 인버터에서 변환된 고주파 교류를 상기 용접 변압기의 1차측에 공급하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3 기재의 발명은, 상기 제어 수단이 상기 각 스위칭 소자를 미리 정한 순서로 온 할수 있도록 설정하는 동시에 이 각 스위칭 소자의 도통(導通) 시간을 임의로 설정하는 설정 수단과, 상기 설정 수단으로 설정된 정보에 따라 상기 각 스위칭 소자를 차례로 선택하고, 또한 상기 설정된 시간만큼 차례로 도통시키는 스위칭 소자 선택·구동 회로를 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 4 기재의 발명은, 상기 하부 전극과 상부 전극 간에 각 상부 전극마다 공급되는 용접 전류의 전류치 및 그 통전(通電) 시간을 임의로 설정하는 설정 수단과, 상기 설정 수단으로 설정한 전류치 및 통전 시간이 얻어지도록 상기 인버터를 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 5 기재의 발명은, 상기 각 용접 개소의 용접 시에 그 용접 전류를 검출하는 센서를 설치하고, 상기 센서로 검출한 검출치를 상기 인버터 제어 수단에 피드백함으로써 상기 용접 전류를 설정 전류치로 제어하도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서는, 각 상부 전극마다 설치한 스위칭 소자를 제어 수단에 의해 소정의 시간 간격으로 차례로 온 제어하고, 이 온 기간 중에 온 상태의 스위칭 소자가 접속된 상부 전극에 대응하는 피용접물의 용접 개소를 1 전극마다 용접하도록 했기 때문에, 각 용접점에 적합한 소정의 용접 전류를 안정되게 공급할 수 있는 동시에 각 용접점을 균질로 용접할 수 있고, 또한 제품의 불량률을 저감하고, 아울러 용접 변압기의 소용량화가 가능하게 된다.

또, 본 발명에 있어서는, 용접용 전원부가 상용 교류를 직류로 변환하는 컨버터로부터의 직류를 고주파 교류로 변환하는 인버터를 구비함으로써, 다점 용접에 적합한 섬세한 용접 전류를 생성할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서는, 설정 수단에 의해 각 스위칭 소자의 온 순서 및 그 도통 시간을 임의로 설정할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서는, 용접 전류의 전류치 및 그 통전 시간의 설정 수단을 구비함으로써, 피용접물의 용접 개소에 적합한 용접 전류치 및 그 통전 시간을 임의로 설정할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서는, 센서로 검출한 검출치를 인버터 제어 수단에 피드백함으로써 각 용접 개소의 용접 전류를 설정치에 제어할 수 있다.

다음에, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태를 나타내는 저항 용접기 전체의 구성도, 도 2는 도 1에서의 용접용 전원부의 내부 구성을 나타낸 블록도, 도 3은 도 1에서의 제어부의 내부 구성을 나타낸 블록도, 도 4는 본 발명의 실시 형태에서의 각 용접점에의 전류 파형도이다.

도 1에서, 저항 용접기는 3상 교류 전원(10)에 접속된 용접용 전원부(11), 제어부(12), 용접 변압기(13), 정류 회로(14), 피용접물 A의 다점 용접에 적용되는 하부 전극(15) 및 복수의 상부 전극(16-1∼16-N), 상부 전극(16-1∼16-N)에 대응하는 복수의 스위칭 소자(17-1∼17-N) 및 전류 센서(18) 등을 구비하고 있다.

이 저항 용접기에 적용되는 피용접물 A는 도 1에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 형광 표시관에 사용되는 필라멘트와 그 리드선을 다점 용접하는 것이며, 용접 지그인 하부 전극(15) 상에 복수의 필라멘트(30)를 일정한 간격 떨어지게 배열하고, 이 각 필라멘트(30) 상에 리드 와이어(31)의 일단을 각각 겹쳐 배열하고, 이리드 와이어(31)의 일단 상에 리본재(32)를 필라멘트(30)의 배열 방향으로 연장하여 겹쳐 맞춘다. 그리고, 각 필라멘트(30)의 배열에 대응하여 용접 지그에 설치한 복수의 상부 전극(16-1∼16-N)을 리본재(32)의 상면으로부터 맞닿게 하여 가압하고, 이 가압 상태에서 하부 전극(15)과 각 상부 전극(16-1∼16-N) 간에 용접 전류를 흐르게 함으로써, 각 필라멘트(30)마다 필라멘트(30)와 리드 와이어(31) 및 리본재(32)를 용접하도록 되어 있다.

상기 용접용 전원부(11)는 3상 교류 전원(10)으로부터 다점 용접에 필요한 고주파(예를 들면 4kHz)의 교류로 변환하는 동시에 피용접물 A의 다점 용접에 적합한 전류 파형을 생성하기 위한 AC-DC-AC 변환을 하는 것이다.

이를 위한 용접용 전원부(11)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 3상 교류를 직류로 변환하는 컨버터(111)와, 이 컨버터(111)로부터의 직류 출력을 평활화하는 콘덴서(112)와, 이 평활화된 직류를 소정 주파수의 교류로 변환하는 인버터(113)로 구성된다.

상기 인버터(113)의 교류 출력단에는 도 1에 나타낸 바와 같이, 용접 변압기(13)의 1차 코일(131)이 접속되고, 그리고 용접 변압기(13)의 2차 코일(132)의 양단에는, 이 2차 코일(132)로 유기된 고주파의 전류를 전파 전파(全波) 정류하는 정류 회로(14)가 접속되어 있다. 이 정류 회로(14)는 다이오드 D1, D2로 구성된다.

상기 정류 회로(14)의 플러스(+) 출력단에는 도 1에 나타낸 바와 같이, 급전선 LA를 통해 하부 전극(15)이 접속되고, 또 정류 회로(14)의 마이너스(-) 출력단에는 급전선(L-1∼L-N)을 통해 각 상부 전극(16-1∼16-N)이 병렬로 접속되어 있다. 그리고, 이 정류 회로(14)의 마이너스(-) 출력단과 각 상부 전극(16-1∼16-N) 간을 잇는 각 급전선(L-1∼L-N)에는, 각 상부 전극(16-1∼16-N)에의 통전을 개별로 온·오프 제어하는, SCR이나 MOSFET 등의 스위칭 소자(17-1∼17-N)가 직렬로 접속되어 있다.

또, 상기 전자 센서(18)는 급전선(L-1∼L-N)을 1차측으로 하고, 이것으로 흐르는 용접 전류를 검출하는 것으로, 환형 코일 등으로 구성되며, 이 환형 코일로 유기되는 전류는 검출 전류로서 제어부(12)에 수납되는 구성으로 되어 있다.

제어부(12)는 주로, 각 스위칭 소자(17-1∼17-N)를 소정의 시간 간격으로 차례로 온/오프 제어하는 동시에, 미리 설정된 전류치 및 통전 시간의 용접 전류가 생성되도록 인버터(113)를 제어하는 것으로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제어부(12) 전체를 제어하는 CPU(121)와, 이 CPU(121)에 버스(122)를 통해 접속된 ROM(123) 및 RAM(124)을 구비하고, 또한 CPU(121)에 버스(122)를 통해 접속된 설정용 입력 인터페이스(125), 표시용 출력 인터페이스(126), 지령용 출력 인터페이스(127), 검출 전류용 입력 인터페이스(128) 및 스위칭 소자 제어용 출력 인터페이스(129)를 구비하고 있다.

상기 ROM(123)은 다점 용접에 필요한 용접 전류치 및 그 통전 시간을 설정할 때에 입력되는 정보를 처리하는 프로그램이나 스위칭 소자(17-1∼17-N)의 온 순서 및 그 온 시간 간격을 설정할 때에 입력되는 정보를 처리하는 프로그램이나 입력 설정되는 정보를 표시 처리하는 프로그램이나 설정된 용접 전류치와 전류 센서(18)로 검출된 전류치를 비교 처리하는 프로그램 등의 데이터를 격납하는 것이다.

상기 RAM(124)은 CPU(121)에서의 연산 결과 및 입력 설정된 용접 전류치 및 그 통전 시간 데이터나 스위칭 소자의 온 순서 및 온 시간 간격 데이터 등의 데이터를 격납하는 것이다.

상기 설정용 입력 인터페이스(125)는 키보드 등으로 이루어지는 입력부(19)와의 인터페이스를 행하는 것으로, 이 입력부(19)를 조작함으로써, 다점 용접에 필요한 용접 전류치 및 그 통전 시간이나 스위칭 소자의 온 순서 및 온 시간 간격 등의 정보를 입력할 수 있도록 되어 있다.

상기 표시용 출력 인터페이스(126)는 LCD 등으로 이루어지는 표시부(20)와의 인터페이스를 행하는 것으로, 이 표시부(20)는 입력부(19)로부터 입력되는 각종의 설정 정보를 표시할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 지령용 출력 인터페이스(127)에는 CPU(121)에서 비교 처리 프로그램을 실행함으로써 얻어지는 설정 전류치와 전류 센서(18)의 검출 전류치와의 비교 연산 결과를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 D-A 변환부(21)가 접속되어 있으며, 이 D-A 변환부(21)로부터 출력되는 인버터 지령 신호는 펄스폭 변조 회로(22)에 입력된다. 그리고, 펄스폭 변조 회로(22)로부터 출력되는 펄스 신호는 드라이브 회로(23)를 통해 인버터(113)에 공급되고, 설정치에 따른 용접 전류가 생성되도록 인버터(113)를 제어하는 구성으로 되어 있다.

상기 검출 전류용 입력 인터페이스(128)에는 전류 센서(18)에서 검출된 용접 전류를 디지털 신호로 변환하는 A-D 변환부(24)가 접속되어 있으며, 이 A-D변환부(24)에서 디지털량으로 변환된 용접 전류는 검출 전류용 입력 인터페이스(128)를 통해 CPU(121)에 수납되어, 설정 전류치와 비교 연산되도록 되어 있다.

또, 상기 스위칭 소자 제어용 출력 인터페이스(129)에는 스위칭 소자 선택·구동 회로(25)가 접속되어 있다. 이 스위칭 소자 선택·구동 회로(25)는 용접 시에 제어부(12)로부터 스위칭 소자 제어용 출력 인터페이스(129)를 통해 출력되는 스위칭 소자 제어 신호 S1에 따라 스위칭 소자(17-1∼17-N)를 차례로 선택하여 소정 시간 도통시키기 위한 게이트 신호를 차례로 출력하는 것이며, 이 스위칭 소자 선택·구동 회로(25)의 출력단에는 각 스위칭 소자(17-1∼17-N)의 게이트가 접속되어 있다.

상기 스위칭 소자 제어 신호 S1은 CPU(121)에 의해, RAM(124)에 격납된 스위칭 소자의 온 순서 및 온 시간 간격 데이터에 따라 생성되고, 스위칭 소자 제어용 출력 인터페이스(129)를 통해 스위칭 소자 선택·구동 회로(25)에 출력된다.

그리고, 상기 입력부(19), CPU(121) 및 ROM(123)은 청구항에서의 스위칭 소자의 온 순서 및 도통 시간을 설정 수단, 용접 전류의 전류치 및 그 통전 시간을 설정하는 설정 수단을 구성하고, 제어부(12), 펄스폭 변조 회로(22) 및 드라이브 회로(23)는 청구항에서의 인버터 제어 수단을 구성한다.

다음에, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 형태의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 피용접물 A의 다점 용접에 필요한 용접 전류치 및 그 통전 시간, 스위칭 소자(17-1∼17-N)의 온 순서 및 그 온 시간 간격을 설정하는 경우에 대하여 설명한다.

이 경우에는, 입력부(19)의 소정 키를 조작하여 제어부(12)를 데이터 설정 모드로 설정하고, 또한 피용접물 A의 용접 전류치 및 그 통전 시간을 설정하는 모드를 선택한다. 이러한 상태에서 입력부(19)를 조작하여, 피용접물 A의 각 용접 개소에 적합한 용접 전류치 및 통전 시간을 수치로 입력한다. 예를 들면, 용접 전류치를 400A, 통전 시간을 10mS로 입력한다. 입력된 용접 전류치 및 통전 시간은 설정용 입력 인터페이스(125)를 통해 CPU(121)에 수납되고, ROM(123)으로부터 판독된 처리 프로그램에 따라 소정의 처리가 행해진 후, 설정 데이터로서 RAM(124)에 격납된다.

이 때, 입력된 용접 전류치 및 통전 시간의 설정 데이터는 표시부(20)에 표시된다. 따라서, 표시부(20)에 표시된 수치를 봄으로써, 입력된 용접 전류치 및 통전 시간이 다점 용접에 적합한 값으로 설정되었는지를 확인할 수 있다.

또, 스위칭 소자(17-1∼17-N)의 온 순서 및 그 온 시간 간격을 설정하는 경우에는, 제어부(12)를 온 순서 및 온 시간 간격 설정 모드로 설정한다. 이러한 상태에서 입력부(19)를 조작하여, 온 순서 및 그 온 시간 간격을 입력한다. 예를 들면, 스위칭 소자(17-1∼17-N)가 이 순서로 온 동작을 하도록 설정되는 동시에, 각 스위칭 소자(17-1∼17-N)의 온 시간을 40mS로 설정한다. 입력된 온 순서 및 그 온 시간 간격은 설정용 입력 인터페이스(125)를 통해 CPU(121)에 수납되고, ROM(123)으로부터 판독된 처리 프로그램에 따라 소정의 처리가 행해진 후, 설정 데이터로서RAM(124)에 격납된다.

이 때 입력된 온 순서 및 그 온 시간 간격의 설정 데이터는 표시부(20)에 표시된다. 따라서, 표시부(20)에 표시된 수치를 봄으로써, 입력된 온 순서 및 그 온 시간 간격이 다점 용접에 적합한 값으로 설정되었는지를 확인할 수 있다.

다음에, 상기와 같이 설정된 데이터에 따라 저항 용접기를 제어하는 경우에 대하여 설명한다.

이 경우에는, 먼저 입력부(19)의 소정의 키를 조작하여 제어부(12)를 용접 모드로 설정하고, 또한 입력부(19)의 소정의 키를 조작하여, 피용접물 A의 다점 용접에 적합한 설정 데이터를 RAM(124)으로부터 선택한다. 이와 동시에, 시퀀서(sequencer)로 제어되는 로봇 등의 삽입 장치(도시하지 않음)에 의해, 용접 지그인 하부 전극(15) 상에, 도 1에 나타낸 바와 같이, 필라멘트(30), 리드 와이어(31) 및 리본재(32)를 소정의 배열로 겹쳐 맞추고, 각 필라멘트(30)의 배열에 대응하여 각 상부 전극(16-1∼16-N)을 리본재(32)의 상면으로부터 맞닿게 하여, 가압 지지한다.

가압 지지가 완료되고, 시퀀스로부터 입력부(19)에 스타트 신호가 입력되면, 먼저 CPU(121)에 의해, RAM(124)에 격납된 스위칭 소자의 온 순서 및 온 시간 간격 데이터에 따라 스위칭 소자 제어 신호 S1이 생성되고, 이 스위칭 소자 제어 신호 S1은 스위칭 소자 제어용 출력 인터페이스(129)를 통해 스위칭 소자 선택·구동 회로(25)에 출력된다. 이 스위칭 소자 선택·구동 회로(25)에서는 스위칭 소자(17-1)를 선택하여, 그 게이트에 게이트 신호를 공급함으로써, 이 스위칭 소자(17-1)를소정의 시간, 예를 들면 40mS 도통 상태로 된다.

한편, 스위칭 소자(17-1)가 도통 상태로 유지되고 있는 동안에는, RAM(124)으로부터 선택된 설정 전류치 데이터는 지령용 출력 인터페이스(127)를 통해 D-A 변환부(21)로 출력되고, D-A 변환부(21)에서 아날로그 신호로 변환된 후, 인버터 지령 신호로서 펄스폭 변조 회로(22)에 입력된다. 펄스폭 변조 회로(22)에서는, 펄스 변조된 펄스 신호를 드라이브 회로(23)를 통해 인버터(113)에 공급함으로써, 이 인버터(113)를 구동하고, 컨버터(111)로부터 평활용 콘덴서(112)를 통해 얻어지는 직류 출력을 소정 주파수의 교류로 변환한다. 이 고주파의 교류를 용접 변압기(13)에 의해 저전압·대전류의 전력으로 변환하고, 이 전력을 정류 회로(14)에 의해 직류로 변환한 후, 이 직류 전류를 하부 전극(15)과 상부 전극(16-1) 간의 용접 개소에 공급하고, 이 용접 개소를 용접한다. 이 때의 통전 시간은 10mS 정도이다.

또, 하부 전극(15)과 상부 전극(16-1) 간에 용접 전류가 흐르면, 이 용접 전류는 전류 센서(18)에 의해 검출된다. 이 검출된 용접 전류는 A-D 변환부(24)에서 디지털량으로 변환된 후, 검출 전류용 입력 인터페이스(128)를 통해 CPU(121)에 수납되어, 설정 전류치와 비교 연산된다. 그리고, 이 비교 결과는 지령용 출력 인터페이스(127) 및 D-A 변환부(21)를 통해 펄스폭 변조 회로(22)에 입력되고, 비교 결과에 의한 편차가 제로가 되도록, 펄스폭 변조 회로(22)로부터 출력되는 펄스 신호폭을 변화시키고, 이에 따라, 하부 전극(15)과 상부 전극(16-1) 간의 용접 개소에 공급되는 용접 전류를 설정치가 되도록 인버터(113)를 제어한다.

그리고, 상기 스위칭 소자(17-1)에 대한 온 시간이 경과하면(이 온 시간은제어부(12) 내에 설치한 도시를 생략한 타이머와 CPU(121)에 의해 감시됨), 스위칭 소자 제어 신호 S1은 스위칭 소자(17-2)가 선택되도록 갱신되고, 이 갱신된 스위칭 소자 제어 신호 S1이 스위칭 소자 제어용 출력 인터페이스(129)를 통해 스위칭 선택·구동 회로(25)에 출력되고, 이 스위칭 소자 선택·구동 회로(25)가 스위칭 소자(17-2)를 선택하고, 그 게이트에 게이트 신호를 공급함으로써, 이 스위칭 소자(17-2)를 소정의 시간, 예를 들면 40mS 도통 상태로 한다.

다음에, 스위칭 소자(17-1)에서 설명한 경우와 동일하게 하여, 이 스위칭 소자(17-2)가 접속된 상부 전극(16-2)과 하부 전극(15) 간의 용접 개소에, 설정된 용접 전류를 설정된 시간 공급함으로써, 이 용접 개소를 용접한다.

다음에, 동일하게 하여 1개의 용접 개소가 용접될 때마다 갱신되는 스위칭 소자 제어 신호 S1에 의해 스위칭 소자(17-3∼17-N)를 이 순서로 차례로 변환 도통시키는 동시에, 이들 스위칭 소자(17-3∼17-N)의 도통 기간에, 이들 스위칭 소자(17-1∼17-N)가 접속된 각 상부 전극(16-3∼16-N)과 하부 전극(15) 간의 각 용접 개소에 공급되는 용접 전류를 인버터(113)에 의해 소정의 값으로 제어함으로써, 피용접물 A의 각 용접 개소를 차례로 용접할 수 있다.

도 4는 스위칭 소자(17-1∼17-N)를 그 순서로 차례로 도통시켜 각 상위 전극(16-1∼16-N)과 하부 전극(15) 간의 각 용접 개소에 용접 전류를 흐르게 했을 때의 용접 전류의 파형도를 나타내고 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시 형태에 의하면, 각 상부 전극(16-1∼16-N)마다 설치한 스위칭 소자(17-1∼17-N)를 제어부(12)와 스위칭 소자 선택·구동 회로(25)에 의해 소정의 시간 간격으로 차례로 온 제어하고, 이 온 기간 중에 온 상태의 스위칭 소자가 접속된 상부 전극에 대응하는 피용접물 A의 용접 개소를 1전극 마다 용접하도록 했기 때문에, 각 용접점에 적합한 소정의 용접 전류를 안정되게 공급할 수 있는 동시에 각 용접점을 균질로 용접할 수 있고, 또한 제품의 불량률을 저감할 수 있는 동시에, 용접 변압기(13)가 1개로 해결되고, 또한 용접 변압기(13)를 소용량화할 수 있다.

또, 볼 발명에서의 용접 전류 파형은, 도 4에 나타낸 바와 같은 단순한 파형의 것에 한정되지 않고, 업 슬로프부 및 다운 슬로프부를 가지는 사다리꼴이나 계단형 전류파형의 것에 한정하는 것도 가능하다.

본 발명의 저항 용접기는 상기 실시 형태에 나타낸 형광 표시관의 필라멘트와 리드 와이어 등을 다점 용접하는 것에 한정되지 않고, 그 밖의 피용접물의 다점 용접에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.

또, 상기 실시 형태에서는, 용접 변압기의 2차측에 다이오드를 넣어 정류하고, 이 직류를 SCR로 이루어지는 스위칭 소자(17-1∼17-N)에 의해 피용접물 A에의 전류를 온·오프 제어하는 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

예를 들면, 도 1에 나타낸 SCR로 이루어지는 스위칭 소자(17-1∼17-N)에 대신하여, 트라이액(Triac) 등의 교류 제어용 스위칭 소자로 바꾸어 놓고, 용접 변압기의 2차측으로 유기되는 전류를, 교류인 채로 용접 전극에 공급하고, 각 전극의 전류를 교류 제어용 스위칭 소자로 제어하도록 해도 된다. 이 경우, 용접변압기(13)의 2차측에는 정류 소자를 생략할 수 있다. 또, 이 경우, 전류의 극성에 의해 용접 결과가 상이한 특수한 피용접물에 대하여 유효하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 각 상부 전극마다 설치한 스위칭 소자를 제어 수단에 의해 소정의 시간 간격으로 차례로 제어하고, 이 온 기간 중에 온 상태의 스위칭 소자가 접속된 상부 전극에 대응하는 피용접물의 용접 개소를 1전극 마다 용접하도록 했기 때문에, 각 용접점에 적합한 소정의 용접 전류를 안정되게 공급할 수 있는 동시에 각 용접점을 균질로 용접할 수 있고, 또한 제품의 불량률을 저감할 수 있는 동시에, 용접 변압기를 소용량화할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 용접용 전원부가 상용 교류를 직류로 변환하는 컨버터로부터의 직류를 고주파 교류로 변환하는 인버터를 구비함으로써, 다점 용접에 적합한 섬세한 용접 전류를 생성할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 설정 수단에 의해 각 스위칭 소자의 온 순서 및 그 도통 시간을 임의로 설정할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 용접 전류의 전류치 및 그 통전 시간의 설정 수단을 구비함으로써, 피용접물의 용접 개소에 적합한 용접 전류치 및 그 통전 시간을 임의로 설정할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 센서로 검출한 검출치를 인버터 제어 수단에 피드백함으로써 각 용접 개소의 용접 전류를 설정치에 제어할 수 있다.

Claims

용접용 전원부, 상기 용접용 전원부로부터의 교류를 저전압·대전류의 전력으로 변환하는 용접 변압기, 상기 용접 변압기의 2차측으로 유도되는 전류를 용접 전극에 공급하거나 정류 회로에 의해 정류하여 용접 전극에 공급해서 피용접물을 다점(多点) 용접하는 저항 용접기로서,

상기 용접 전극은 상기 피용접물이 설치되는 하부 전극, 상기 하부 전극상의 상기 피용접물을 누르면서 상기 피용접물의 복수의 용접 개소에 맞닿는 복수의 상부 전극을 포함하고,

상기 정류 회로의 출력 단자와 상기 상부 전극 각각을 접속하는 급전 라인에 스위칭 소자를 각각 직렬로 접속하고,

시간 간격을 두어 상기 스위칭 소자를 차례로 온, 오프 제어하는 제어 수단을 포함하는 저항 용접기.
제1항에서,

상기 용접용 전원부는 상용(商用) 교류를 직류로 변환하는 컨버터, 상기 컨버터로부터의 직류를 고주파 교류로 변환하는 인버터를 포함하고, 상기 인버터에서 변환된 고주파 교류를 상기 용접 변압기의 1차측에 공급하는 저항 용접기.
제1항에서,

상기 제어 수단은 상기 각 스위칭 소자를 미리 정한 순서로 온(on)할 수 있도록 설정하는 동시에 상기 각 스위칭 소자의 도통(導通) 시간을 임의로 설정하는 설정 수단, 상기 설정 수단의 설정 정보에 따라 상기 각 스위칭 소자를 차례로 선택하고 상기 설정 시간만큼 차례로 도통시키는 스위칭 소자 선택·구동 회로를 포함하는 저항 용접기.
제1항 또는 제2항에서,

상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이에서 각 상부 전극마다 공급되는 용접 전류의 전류치 및 그 통전(通電) 시간을 임의로 설정하는 설정 수단, 상기 설정 수단이 설정한 전류치 및 통전 시간이 얻어지도록 상기 인버터를 제어하는 제어 수단을 포함하는 저항 용접기.
제4항에서,

상기 각 용접 개소의 용접시 용접 전류를 검출하는 센서를 포함하고, 상기 센서로 검출한 검출치를 상기 인버터 제어 수단에 피드백함으로써 상기 용접 전류를 설정 전류치로 제어하는 저항 용접기.