KR19980032384A - 저항용접 제어방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파수로 스위칭 동작을 하고, 한편, 낮은 주파수의 교류 용접 전류를 피용접재에 공급하여 저항 용접을 하는 것으로서, 상용주파수의 교류를 정류 회로에 의해 직류로 변환하여 양방향 통전형의 스위칭 수단에 입력하고, 상기 스위칭 수단의 출력을 용접트랜스의 1차측 코일에 공급하고, 상기 용접 트랜스의 2차측 코일로 얻어지는 전압을 상기 제 1 및 제 2의 용접 전극에 인가하는 것에 의해 2차측 회로로 상기 용접전류가 흐르도록 하고,

통전 시간의 전반부에서는 상기 스위칭 수단을 한쪽의 극성으로 연속적으로 고주파 스위칭하고, 상기 통전 시간의 후반부에서는 상기 스위칭 수단을 다른 쪽의 극성에서 연속적으로 고주파 스위칭하여 통전 기간 중에 소정의 주기로 극성이 교대로 반전하는 통전 기간의 각각의 종료 직후에 용접 트랜스의 1차측 또는 2차측의 전류의 정지를 감시하여 전류가 소정의 감시 값에 도달한 타이밍을 검출하고, 그 타이밍에 따라 다음의 통전 기간을 개시하는 것에 의해, 통전 기간의 절환을 위한 휴지기간을 필요 최소한의 길이로 제어하도록 했기 때문에 스위칭 소자를 보호함과 동시에 휴지기간의 열 효율의 저하를 최소한으로 막아 용접 품질을 향상시킬 수 있는 저항 용접 방법 및 장치가 제공된다.

Description

저항 용접 제어방법 및 장치

본 발명은 고주파수로 스위칭 동작을 하고, 한편, 낮은 주파수의 교류 용접 전류를 피용접재에 공급하여 저항 용접을 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

근래 전원부에 인버터를 이용하는 저항 용접 장치가 많이 보급되고 있다. 제 15 도에 종래의 전형적인 인버터식 저항 용접 장치의 구성을 나타낸다.

인버터회로(100)는 스위칭 소자를 내장하고 있으며, 인버터 제어부(102)로부터의 제어펄스(CP)를 따라 직류 입력 전압(E)을 고주파의 스위칭으로 잘게 자르도록 하여 고주파 교류의 펄스를 출력한다. 인버터 회로(100)로부터 출력된 교류 펄스는 용접트랜스(104)의 일차측 코일에 공급되며, 2차측 코일에는 1차측과 서로 비슷한 교류 펄스가 얻어진다. 이 2차측 교류 펄스는 한 쌍의 다이오드(106a,106b)로 이루어지는 정류 회로(106)에 의해 직류로 변환되며, 이 직류의 2차 전류 즉, 용접 전류(I2)가 한 쌍의 용접 전극(108,110)을 통하여 피용접재(W1,W2)로 공급된다.

종래로부터 상기와 같은 인버터식 저항 용접 장치가, 주로 전자 부품 등의 Q부품금속을 대상(피용접재)으로 하는 2점 동시 접합형의 저항 용접(시리즈용접)에도 이용되고 있다.

제 16도에 시리즈 용접의 일 예를 나타낸다. 이 예에 있어서, 양 용접 전극(108, 110)은 피용접재(W1,W2)의 한쪽 측면에 서로 떨어진 위치에서 마주하고, 가압기구(도시하지 않음)로부터의 가압력에 의해 피용접재(W1,W2)에 가압 접촉한다.

통전 시간중, 직류의 용접 전류(I2)는 점선으로 나타내는 바와 같이, 제1의 용접 전극(108)→피용접재(W1)→제1의 용접개소(Pa)→피용접재(W2)→제2의 용접개소(Pb)→피용접재(W1)→제 2의 용접 전극(110)의 경로로 흐른다. 이것에 의해, 피용접재(W1,W2)의 접촉면(마주하는 면)의 제 1 및 제 2 의 용접 개소(Pa,Pb)에서는 쥴열에 의해 피용접재(W1,W2)가 용융하고 이 용융 부분이 통전후에 응고하는 것으로, 피용접재(W1,W2)가 야금적으로 접합된다.

그러나 상기한 바와 같이 종래의 인버터식 저항 용접 장치에 의한 시리즈 용접에서는 페르체 효과의 영향에 의해, 양 용접 개소(Pa,Pb)에 각각 생성되는 나겟트(용융 응고 부분)(Na,Nb)의 크기가 불균일하게 된다고 하는 문제가 있었다. 여기서 페르체 효과란, 다른 종류의 도체의 접점에 전류를 흘려보낼 때, 이 접점에서 쥴열 이외에 열 발생 또는 흡수가 일어나는 현상이며, 전류의 방향을 역으로 하면 열의 발생과 흡수가 반대가 된다고 하는 성질이 있다.

시리즈 용접에서는, 피용접재(도체)(W1,W2)로 보아 양 용접개소(접점)(Pa,Pb)를 흐르는 용접 전류(I2)의 방향이 서로 역이 된다. 즉, 제 16도에 도시하는 바와 같이, 제1의 용접개소(Pa)에서는 용접 전류(I2)가 피용접재(W1)측으로부터 피용접재(W2)측으로 흐르는데 대하여, 제2용접개소(Pb)에서는 용접 전류(I2)가 피용접재(W2)측으로부터 피용접재(W1)측으로 흐른다.

이처럼 양 용접개소(Pa,Pb)에서 용접 전류(I2)가 역방향으로 흐르는 것에 의해, 쥴열은 비슷하게 하더라도, 예를 들면 제 1 용접개소(Pa)에서는 열을 흡수하는 페르체 효과가 발생하는 한편, 제 2 용접개소(Pb)에서는 열을 내는 페르체 효과가 발생한다. 그 결과, 제16도에 도시하는 바와같이, 제1 용접 개소(Pa)에 생성되는 나겟트(Na)는 상대적으로 작아지고, 제 2 용접개소(Pb)에 생성되는 나겟트(Nb)는 상대적으로 커진다.

저항 용접의 강도는 나겟트의 크기에 비례하므로 나겟트의 크기가 불균일하면 용접 개소의 접합 강도에 불균형이 발생하고, 용접 품질 면에서 상태가 좋지 않다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 시리즈 용접 등에 있어서 피용접재의 여러 개의 용접개소를 짧은 통전시간에서 거의 균일한 용접강도로 동시 접합할 수 있도록 한 저항 용접방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 극성이 교대로 반전하는 통전 기간의 절환을 위한 휴지시간을 필요 최소한의 길이로 제어하여, 스위칭 소자의 보호와 용접 품질의 향상을 동시에 꾀하는 저항 용접 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 태양에 의하면,

피용접재에 제 1 및 제 2 의 용접 전극을 서로 떨어진 위치에서 가압 접촉시키고, 상기 제 1 및 제 2의 용접 전극 사이에서 상기 피용접재에 용접 전류를 흐르게 함으로써 상기 피용접재를 상기 제 1 및 제 2의 용접 전극의 가압 접촉위치에 각각 대응하는 제 1 및 제 2 의 용접 개소로 접합하도록 한 저항 용접 방법에 있어서, 상용 주파수의 교류를 정류 회로에 의해 직류로 변환하여 양방향 통전형의 스위칭 수단에 입력하고, 상기 스위칭 수단의 출력을 용접트랜스의 1차측 코일에 공급하고, 상기 용접 트랜스의 2차측 코일에 얻어지는 전압을 상기 제 1 및 제 2의 용접 전극에 인가하는 것에 의해 2차측 회로에서 상기 용접전류가 흐르도록 하고, 통전 시간의 전반부에서는 상기 스위칭 수단을 한쪽의 극성에서 연속적으로 고주파 스위칭하고, 상기 통전 시간의 후반부에서는 상기 스위칭 수단을 다른 쪽의 극성에서 연속적으로 고주파 스위칭 한다.

그리고 본 발명의 저항 용접 방법에 의하면, 모든 통전 시간이 종료한 시점에서는 제 1 용접개소의 나겟트과 제 2 용접 개소의 나겟트가 거의 같은 크기로 성장한다. 이것에 의해 시리즈 용접 등에 있어서 피용접재의 복수의 용접개소를 짧은 통전 시간에서 거의 균일한 용접 강도로 동시 접합할 수가 있다.

또한 본 발명의 다른 태양에 의하면, 저항 용접 장치에 있어서, 상용 주파수의 교류를 직류로 변환하는 정류 회로와, 상기 정류 회로로부터의 직류를 고주파 펄스로 변환하는 양방향 통전형의 스위칭 수단과, 상기 스위칭 수단의 출력을 1차측 코일에 입력하고, 2차측 코일로부터 고주파 펄스의 전압을 출력하는 용접 트랜스와, 상기 용접 트랜스의 2차측 코일의 양단에 각각 접속되며, 피용접재에 대하여 서로 떨어진 위치에서 가압 접촉하는 한 쌍의 용접 전극과, 1회의 저항 용접을 위한 통전 시간을 구성하는 복수의 통전 기간에 있어서, 홀수번째의 통전 기간에서는 상기 스위칭 수단을 한쪽의 극성으로 연속적으로 소정의 고주파수로 스위칭하고, 짝수 번째의 통전 기간에서는 상기 스위칭 수단을 다른 쪽의 극성에서 연속적으로 상기 소정의 고주파수로 스위칭하는 스위칭 제어수단과, 상기 용접 트랜스의 1차측 또는 2차측의 전류를 검출하고, 전류 검출 신호를 출력하는 전류 검출 수단과, 각각의 통전 기간의 종료 직후에 상기 전류 검출 수단으로부터의 전류 검출 신호를 토대로 상기 전류를 감시하고, 상기 전류가 소정의 감시값에 도달한 타이밍을 검출하는 전류 감시 수단과 상기 전류 감시수단에 의해 검출된 상기 타이밍에 따라 다음의 상기 통전 기간을 개시시키는 통전 개시 제어 수단이 구비된다.

제 1 도는 본 발명의 일 실시예에 의한 시리즈용 저항 용접장치의 회로구성을 나타내는 도이다.

제 2 도는 실시예의 저항 용접 장치의 기본적인 통전 방식을 나타내는 파형 도이다.

제 3 도는 실시예의 저항 용접 장치의 작용을 나타내는 부분 단면도이다.

제 4 도는 실시예의 저항 용접 장치의 가장 바람직한 통전 방식을 나타내는 파형도 이다.

제 5 도는 실시예의 저항 용접 장치의 다른 적합한 통전 방식을 나타내는 파형도 이다.

제 6 도는 실시예의 저항 용접 장치에 있어서 통전기간의 절환시의 문제점을 나타내는 파형도이다.

제 7 도는 실시예의 저항 용접 장치에 있어서 피용접재에 공급되는 용접에너지의 타이밍(파형)을 모식적으로 나타내는 도면 이다.

제 8 도는 실시예의 저항 용접장치에 있어서 용접 통전을 위한 제어부의 처리 동작을 나타내는 플로우챠트 이다.

제 9 도는 실시예의 저항 용접 장치의 용접 통전 방식의 타이밍을 나타내는 도면이다.

제 10 도는 실시예의 저항 용접 장치의 다른 작용을 나타내는 부분 단면도 이다.

제 11 도는 실시예의 저항 용접 장치의 용접 전류 파형의 설정 예를 나타내는 도이다.

제 12 도는 실시예의 저항 용접 장치의 양 극성을 여러 차례 반복하여 절환하는 경우의 타이밍을 나타내는 파형도 이다.

제 13 도는 다른 실시 예에 의한 단상 교류식의 저항 용접 장치의 회로 구성을 나타내는 도면 이다.

제 14 도는 제 13 도의 저항 용접 장치에 있어서 피용접재에 공급되는 용접에너지의 타이밍(파형)을 모식적으로 나타내는 도면 이다.

제 15 도는 종래의 전형적인 인버터식 저항 용접 장치의 회로 구성을 나타내는 도면 이다.

제 16 도는 시리즈 용접에 있어서 종래의 인버터식 저항 용접 장치에 의한 좋지 않은 상황을 나타내는 부분 단면도 이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호설명 -

10;교류단자 12a;주전원스위치 14;쵸크코일

16;전류제한용 저항 18;스위치 20,22;다이오드

24,26;콘덴서 28;정류회로 30;스위칭수단

32,34,36,38;스위칭소자 40;저항 42a,42b; 다이오드

44a,44b;콘덴서 46;트랜스 48,50;용접전극

52;전류센서 54;전류측정값 연산회로

56;제어부 58;구동회로 60;입력부

La,Lb;입력단자 Ma,Mb;출력단자 W1,W2;피용접재

Fa;제1스위칭제어신호 Fb;제2스위칭제어신호

I1;전류측정값 I2;용접전류

이하, 첨부된 도1내지 도14에 의거하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제 1 도에 본 발명의 일 실시예에 의한 시리즈 용접용 저항 용접 장치의 회로 구성을 나타낸다. 이 저항 용접 장치는, 상용 주파수(50Hz또는 60Hz)의 예를 들면, 100V단상 교류 전원(10)을 이용한다. 이 저항 용접 장치에 있어서의 양방향 통전형 스위칭 수단(30)은, GRT(쟈이언트. 트랜지스터),또는 IGBT(절연게이트, 바이폴라 트랜지스터)등으로 이루어지는 4개의 트랜지스터, 스위칭 소자(32, 34, 36,38)를 가지고 있다.

이들 4개의 스위칭 소자(32-38)중 제 1 조(정극측)의 스위칭 소자(32, 36)는 구동 회로(58)로부터의 제1 스위칭 제어신호(Fa)에 의해 소정의 고주파수(예를 들면8kHz)에서 동시에 온, 오프 제어되며, 제 2 조 (부극측)의 스위칭 소자(34, 38)는 구동 회로(58)로부터의 제 2 스위칭 제어 신호(Fb)에 의해 동시에 상기 소정의 고주파수(8kHz)에서 온, 오프 제어되도록 되어 있다.

스위칭 수단(30)의 입력 단자(La,Lb)는 후술하는 정류 회로(28)의 출력 단자에 접속되어 있으며, 출력단자(Ma,Mb)는 용접트랜스(46)의 1차측 코일의 양단에 각각 접속되어 있다. 용접 트랜스(46)의 2차측 코일의 양단에는 한 쌍의 용접 전극(48, 50)이 직접(즉, 정류 회로를 통하지 않고) 접속되어 있다. 양 용접 전극(48, 50)은 용접시에는 피용접재(W1,W2)에 대해 서로 떨어져 마주하고, 가압기구(도시하지 않음) 로부터의 가압력으로 가압 접촉한다.

정류회로(28)는 주로 한 쌍의 다이오드 (20, 22)와 한 쌍의 콘덴서(24, 26)로 구성되어있다. 다이오드(20)의 애노드단자 및 다이오드(22)의 캐소드 단자가 교류 전원(10)의 한 쌍의 단자(10a)에 접속되어 있다. 다이오드(20)의 캐소드 단자는 콘덴서(24)의 한쪽 단자에 접속됨과 동시에 스위칭 수단(30)의 한쪽의 입력 단자(La)에 접속되어 있다. 콘덴서(24)의 다른 쪽의 단자는 콘덴서(26)의 한쪽 단자에 접속됨과 동시에 교류 전원(10)의 다른 단자(10b)에 접속되어 있다. 콘덴서(26)의 다른쪽 단자는 다이오드(22)의 애노드 단자에 접속됨과 동시에 스위칭 수단(30)의 다른 입력 단자(Lb)에 접속되어 있다.

이 정류 회로(28)에 있어서, 상용 주파수의 정극성의 반사이클에서는 교류 전원(10)으로부터의 상용 교류가 다이오드(20)에 의해 반파 정류되며, 콘덴서(24)가 충전된다. 그리고, 상용 주파수의 부극성의 반사이클에서는, 교류 전원(10)으로부터의 상용 교류가 다이오드(22)에 의해 반파 정류되며, 콘덴서(26)가 충전된다. 양 콘덴서(24,26)는 극성의 방향을 동일 방향으로 하여 서로 직렬 접속되어 있기 때문에, 각각의 충전 전압을 가산한 값의 직류 전압이 정류 회로(28)의 출력 전압으로서 스위칭 수단(30)의 입력 단자(La,Lb)에 가해진다.

또한, 교류 전원(10)의 한쪽의 단자(10a)와 다이오드(20)의 애노드 단자 및 다이오드(22)의 캐소드 단자와의 사이에는, 주전원 스위치(12a)쵸크코일(14) 및 전류 제한용 저항(16)이 직렬로 삽입되며, 더욱이 전류 제한용 저항(16)과 병렬로 바이패스용(저항 비킴용) 의 스위치(18)가 접속되어 있다. 교류 전원(10)의 다른 쪽 단자(10 b)와 콘덴서(24, 26)의 접속점과의 사이에도, 주전원 스위치(12b)가 삽입되어 있다. 전류 제한용 저항(16)은, 주전원 스위치(12a,12b), 폐성 직후의 충전작동시에 동작하고, 작동 종료 후는 회로로부터 벗어난다.

이러한 구성의 정류 회로(28)에 의하면, 단상 교류 전원(10)으로부터의 100V의 상용 교류를 직류로 변환하여 예를 들면, 280V 정도까지 승압한 직류 전압을 콘덴서(24, 26)에 충전 할 수가 있다.

스위칭 수단(30)내에는, 입력 단자(La,) 와 (Lb )와의 사이에, 저항(40), 다이오드(42a,42b) 및 콘덴서(44a,44b)로 이루어지는 스위칭, 노이즈 제거 회로가 설치되어 있다.

스위칭 수단(30)의 출력단자와 용접 트랜스(46)의 1차측 코일과의 사이에는 예를 들면 캐런트 트랜스로 이루어지는 전류 센서(52)가 설치되어 있다. 용접 통전중, 1차측 전류(I1)의 전류값(순시값)을 나타내는 전류 검출 신호가 전류 센서(52)로부터 출력된다. 이 전류 센서(52)로부터의 전류 검출 신호〈I1〉는, 제어부(56)에 공급됨과 동시에, 전류 측정값 연산 회로(54)에도 공급된다.

전류 측정값 연산회로(54)는, 각 스위칭 사이클 마다 전류 센서(34)로부터의 전류 검출 신호〈I1〉를 토대로 1차측 전류(I1)의 실효값 또는 평균값을 전류 측정값[I1]으로서 구하고, 그 구한 전류 측정값[I1]을 제어부(56)에 가한다.

제어부(56)는 마이크로 컴퓨터로 이루어지며, CPU, ROM(프로그램 메모리), RAM(데이터 메모리) , 클록회로, 인터페이스회로 등을 포함한다. 본 실시예에 있어서, 제어부(56)는 피이드백방식의 정전류 제어를 한다. 이 정전류 제어를 위하여, 제어부(56)는 전류 측정값 연산회로(54)로부터의 전류측정값[I1] 을 메모리에 등록되어 있는 설정 전류값[Is]과 비교하고, 그 비교오차에 따라 다음의 스위칭, 사이클의 스위칭 수단의 출력펄스를 연산하고, 그 출력펄스를 규정하는 펄스폭 변조(PWM)신호를 스위칭 제어신호(F)로서 구동회로(58)에 가한다.

또한, 제어부(56)는 주전원 스위치(12a,12b) 및 바이패스용 스위치(18)의 제어까지도 한다. 하지만, 주전원 스위치(12a, 12b)는 수동 조작으로 절환하도록 해도 좋다. 입력부(60)는 키보드 또는 마우스 등의 포인팅 장치를 포함하며 각종 설정값의 입력에 이용된다. 본 실시예에서 설정 입력되는 주요한 용접 조건은 1차전류[I1] 또는 2차전류(용접전류)(I2) 모든 통전시간, 통전시간 전반부(제1 통전기간), 통전시간 후반부(제2의 통전기간)이다. 제어부(56)에는, 다른 주변 장치 예를 들면, 표시 장치나 인자 장치(도시하지 않음)등도 접속되어 있다.

이어서, 제 2 도 및 제 3 도에 대해 본 실시예의 저항 용접 장치에 있어서의 기본적인 동작을 설명한다.

용접 통전을 행하기에 앞서, 제어부(56)는, 주전원 스위치(12a,12b)를 통하지 않고, 정류 회로(28)의 콘덴서(24, 26)를 소정 전압(예를 들면 280V)까지 충전한다. 이 충전의 작동시에는, 바이패스, 스위치(18)를 오프로 하여, 전류제한용 저항(16)을 충전 전류를 흘려 보낸다.

상기와 같이하여 콘덴서(24, 26)를 소정 전압까지 충전한 후, 용접로봇 등의 외부 장치(도시하지 않음)로부터 기동 신호(ST)가 보내져 오면, 이것에 대응 동작하여 제어부(56)는 용접 통전을 개시한다. 이 때, 기동 신호(ST)가 용접 통전의 개시를 지시할 뿐만 아니라, 금회의 용접 통전의 조건 No. 또는 스케쥴No. 를 지정해도 좋다.

예를 들면, 제 3 도에 도시하는 바와 같은 피용접재(W1,W2) 에 대해 시리즈 용접을 할 경우, 제어부(56)는 통전 시간의 전반부(TA)에서는 제 1 조( 정극측)의 스위칭 소자(32, 36)만을 PWM제어로 연속적으로 스위칭하고, 통전시간의 후반부(TB)에서는 제 2 조(부극측)의 스위칭 소자(34, 38)만을 PWM 제어로 연속적으로 스위칭 한다.

따라서, 제 2 도에 도시하는 바와 같이, 통전 시간의 전반부(TA)에서는 스위칭 수단(30)으로부터 정극성의 출력 펄스가 용접 트랜스(46)의 1차측 코일에 공급되며, 2차측 회로에서는 거의 대형상의 전류 파형을 가지는 정극성의 용접 전류(I2)가 흐른다. 이 경우, 제 3(A)도에 도시하는 바와 같이, 용접 전류(I2)는 제 1 의 용접 전극(48) → 피용접재(W1)→제 1 용접개소(Pa) →피용접재(W2)→제2 용접개소(Pb)→피용접재(W1)→ 제2 용접전극(50)의 경로로 흐른다. 즉, 제 1 용접 개소(Pa))에서는 피용접재(W1)측으로부터 피용접재(W2)측에 용접 전류(I2)가 흐른다. 이것에 의해, 예를 들면 제 1 용접 개소(Pa)에서는 열을 흡수하는 페르체 효과가 발생하는 한편으로, 제 2 의 용접개소(Pb)에서는 열을 발생하는 페르체 효과가 발생한다. 이렇게 하여 통전시간의 전반부(TA)에서는, 제 1 용접 개소(Pa)에 있어서의 나겟트(Na)보다도 제 2의 용접개소(Pb)에 있어서의 나겟트(Nb)의 쪽이 크게 성장한다.

그러나, 제 2 도에 도시하는 바와 같이, 통전 시간의 후반부(TB)에서는 스위칭 수단(30)으로부터 부극성의 출력 펄스가 용접 트랜스(46)의 1차측 코일에 공급되며, 2차측 회로에서는 거의 대형상의 전류 파형을 가지는 부극성의 용접 전류(I2)가 흐른다. 이 경우는 제 3 B도에 도시하는 바와 같이 용접 전류(I2)는 제 2의 용접 전극(50) →피용접재(W1)→제2 용접개소(Pb) →피용접재(W2) →제1 용접개소(Pa) →피용접재(W2)→제1의 용접 전극(48)의 경로로 흐른다. 즉, 제1 용접개소(Pa)에서는 피용접재(W2)측으로부터 피용접재(W1)측에 용접전류(I2)가 흐르고, 제2 용접개소(Pb)에서는 피용접재(W1)측으로부터 피용접재(W2)측에 용접전류(I2)가 흐른다. 이것에 의해, 이번에는, 제 1 용접 개소(Pa)에서 열을 발생하는 페르체 효과가 발생하는 한편, 제2 용접개소(Pb)에서 열을 흡수하는 페르체효과가 발생하게 된다. 이 때문에 통전시간의 후반부(TB)에서는 제1용접개소(Pa)에 있어서의 나겟트(Na)쪽이 제2 용접개소(Pb)에 있어서의 나겟트(Na)보다도 크게 성장한다.

이 결과, 통전 시간의 후반부(TB)가 종료한 시점, 즉 모든 통전시간이 종료한 시점에서는 , 제1 용접개소(Pa)에 있어서의 나겟트(Na)와 제2 용접개소(Pb)의 나겟트(Nb)와는 거의 같은 크기로 성장하고 있다. 따라서, 제1 용접 개소(Pa), 제2용접개소(Pb)로 거의 균등한 용접 강도가 얻어진다.

한편, 통전시간의 전반부(TA) 및 후반부(TB)를 예를 들면, 각각 5ms의 길이로 설정했을 경우, 대형상의 파형으로 용접 전류(I2)를 흐르게하므로 피용접재(W1,W2) 에 있어서 발열 효율이 높고, 이처럼 10ms정도의 짧은 통전시간에서도 충분히 큰 나겟트 내지 용접 강도가 얻어진다. 단상 교류식에 따르면, 최단(1사이클)에서도 20ms(50Hz의 경우)를 필요로 하고, 발열 효율이 낮기 때문에 2-3사이클(40-60ms)의 통전시간을 요한다.

상기와 같이, 통전 시간의 후반부(TB)에서는 역극성의 페르체 효과에 의해, 제 1 용접개소(Pa)에 있어서의 나겟트(Na)의 쪽이 제2 용접개소(Pb)에 있어서의 나겟트(Nb)보다도 큰 성장율 또는 성장 속도로 성장하고, 양 나겟트(Na,Nb)의 사이즈의 차는 서서히 줄어든다. 그러나, 통전시간의 전반부(TA)에서는 나겟트가 형성되어 있어서 통전로의 저항값이 낮아져 있으며, 이것에 의해 발열 효율이 내려가기 때문에 나겟트(Na,Nb)의 성장 속도는 통전기간의 전반부(TA)의 때보다도 느리고, 따라서 양 나겟트(Na,Nb)간의 성장속도의 차(Na〉Nb)는 통전 시간의 전반부(TA)시의 차(Na〈Nb)보다도 작다. 이 결과, 통전시간의 후반부(TB)에 있어서 전반부(TA)와 비슷한 기간이 경과하더라도, 나겟트(Na)는 나겟트(Nb)를 따라붙을 수가 없는 수가 있다.

이 문제에 대해서는, 제 4 도에 도시하는 바와 같이, 통전 시간의 후반부(Nb)를 전반부(TA)보다도 적당시간(TC)만큼 긴 기간에 설정하는 것에 의해, 이 연장기간(TC)에서 나겟트(Na)를 나겟트(Nb)에 따라붙게 할 수가 있다. 이 부착 조건을 채우기 위하여 연장기간(TC)은, 피용접재(W1,W2)의 재질이나 판두께, 전반부(TA)의 기간, 설정 전류값(TA) 등의 용접조건에 의존하는 것이며, 테스트 통전 등에 기초한 경험 값으로서 결정되어도 좋다.

혹은 제5 도에 도시하는 바와 같이, 통전시간의 전반부(TA)의 정전류 제어에 있어서의 1차측 설정 전류값(IA)(2차측 전류 설정값(IA2))보다도 후반부(TB)의 정전류 제어에 있어서의 1차측 설정 전류값(IB1)(2차측 전류 설정값(IB2))쪽을 소정의 값(IC)만큼 큰 전류 값으로 선정하는 방식도 유효하다.

이 경우, 통전시간의 후반부(TB)에서는, 역방향의 페르체 효과에 의해, 제1 용접개소(Pa)에 있어서의 나겟트(Na)의 쪽이 제2 용접개소(Pb)에 있어서의 나겟트(Nb)보다도 큰 성장율로 성장하고, 양 나겟트(Na,Nb)의 사이즈의 차는 서서히 줄어든다. 이 때, 전반부(TA)시의 용접전류(1A2) 보다도 큰 용접전류(IB2) 흐르기 때문에 나겟트(Na)가 나겟트(Nb)에 부착하는 속도가 가속된다. 이것에 의해, 후반부(TB)의 종료시에 즉 전반부(TA)와 동일한 기간이 경과한 시점에서, 나겟트(Na)를 나겟트(Nb)에 부착시킬 수가 있다. 이 부착 조건을 채우기 위한 여분의 전류값(IC)은, 피용접재(W1,W2)의 재질이나 판 두께, 전반부(TA)의 기간, 설정 전류값(IA)등의 용접 조건에 의존하는 것이며, 테스트 통전 등을 토대로한 경험 값으로서 결정되어도 좋다.

한편, 페르체 효과의 영향 등에 의해 전류의 흐름 상태가 정극시와 부극시에 달라지는 수가 있지만, 본 실시예의 저항 용접 장치에서는, 통전 시간의 전반부(TA) 및 후반부(TB)의 각각에 있어서 일정한 방향(극성)으로 흐르는 전류를 PWM 제어 방식방식으로 제어하므로, 정전류 제어를 안정적으로 할 수가 있다.

또한 본 실시예의 저항 용접장치에서는, 스위칭수단(30)이 예를 들면, 8kHz와 같은 고주파 수에서 스위칭 동작하더라도, 용접트랜스(46)에는, 통전시간의 전반부(TA) 및 후반부(TB)의 시간에서 규정되는 주기의 전류가 흐른다. 이 때문에, 용접 트랜스(46)를 고주파 타입의 것이 아니라, 단상 교류용(상용 주파수용)의 용접 트랜스로 구성하는 것이 가능하다.

그런데, 통상은, 제 6 도에 도시하는 바와 같이, 통전 시간의 전반부(TA)의 종료와 후반부(TB)의 개시와의 사이에 극성 절환하기 위한 휴지기간(TH)을 삽입하게 된다. 즉 전반부(TA)의 종료시에 스위칭 수단(30)의 스위칭 동작을 일단 멈추더라도, 2차측의 용접전류(I2)는 바로는 멈추지 않고, 끊어지기까지 얼마간의 시간을 요한다. 1차측에서도 2차측의 용접 전류와 비슷한 1차 전류(I1)가 흐른다. 이 전류의 정지 중에 (예를 들면 제 6 도의 파선(IW)으로 도시하는 바와 같은 정지 중에), 다음의 역극성의 통전기간을 개시시켰다면(제 6 도의 파선(P1)에 도시하는 바와 같이 역극성측의 스위칭 소자를 온으로 했다면), 그때까지의 통전에 의한 용접전류의 관성으로 도통상태가 되어 있는 스위칭 소자에 전압이 인가되며, 이 스위칭 소자가 당장 파괴된다.

이와 같은 통전기간의 종료시의 전류 정지시간은, 부하(특히 피용접재)의 불균일이나 변동에 따라 변화한다. 따라서, 상기와 같은 스위칭 소자의 파손을 확실하게 방지하려면, 휴지시간(TH)에 충분한 마진을 갖게 하면 된다. 그러나, 휴지시간(TH)이 길면, 제 7 도에 도시하는 바와 같이, 피용접재에 공급되는 용접 에너지에 있어서 휴지기간(TH)에 대응하는 냉각시간(TF)도 그마만큼 길어지며, 이에 따라 저항용접의 열효율이 떨어지고, 용접 품질이 저하한다고 하는 문제가 있다. 특히, 피용접재가 전자 부품 등의 부품 금속의 경우는 통전시간이 길면 피용접물이 손상을 입기 쉽기 때문에 통전시간을 아주 짧은 시간으로 설정하고 있다. 따라서, 열효율의 저하는 용접품질에 크게 영향을 미친다.

상기의 문제에 대해, 본 실시예의 저항용접 장치에서는, 통전시간의 전반부(TA)의 종료 직후에 1차측 전류(I1)의 정지를 감시하여, 전류(I1)가 소정의 감시값에 도달한 타이밍을 검출하고, 그 타이밍에 따라 후반부(TB)를 개시시키는 극성 전환 방법을 사용한다. 이 방식에 의하면, 통전 기간의 절환을 위한 휴지 시간을 필요 최소한의 길이로 제어하고, 스위칭 소자를 보호함과 동시에 휴지기간 및 열효율의 저하를 최소한으로 방지하여 용접 품질을 향상시킬 수가 있다.

제 8 도에 PWM 제어에 있어서 이 극성 절환을 하기 위한 제어부(56)의 처리 동작을 나타낸다. 제 9 도에 이 극성 방식에 있어서의 용접 통전의 타이밍을 나타낸다. 한편, 이 극성 절환 방식에서는 제어부(56)에 미리 전류 감시값(IK) 및 펄스폭 초기값(Do)등이 설정된다. 여기서 [감시전류(IK)]는 본 실시 예에 있어서 [휴지기간(TH)]을 대신하여 설정되는 용접조건이며, 통상은 OA(암페아)부근의 값으로 선택된다. [펄스폭 초기값(Do)]은 각 통전기간(TA)의 최초의 통전펄스폭(스위칭 온 시간)을 규정하는 초기값이다.

제 8 도에 있어서, 용접 로봇 등의 외부장치로부터의 기동신호(ST)에 대응 동작하여 용접 통전이 개시되면, 먼저 제어부(56)는 금회의 용접 통전에 관련하는 통전기간[TA,TB], 1차 전류설정값(IS), 전류감시값(IK), 펄스폭초기값(Do) 등의 각종 설정값 데이터를 메모리로부터 판독하여 각각 소정의 기억장소 또는 레지스터 및 타이머 또는 카운타 등에 셋트한다(단계S1).

이어서, 제어부(56)는 스위칭 수단(30)의 제 1 조(정극측)의 스위칭 소자(32, 36)에 구동회로(58)를 통하여 초기 펄스폭(Do)을 가지는 제 1 스위칭 제어 신호를 공급하고, 그들의 스위칭 소자(32, 36)를 온으로 한다(단계S2). 이 시점(TS1)으로부터 1회째의 통전 기간(TA)이 정극측에서 스타트한다.

이 최초의 스위칭, 사이클에서 용접 전류() 및 1차측 전류()가 용접 트랜스(46)의 2차측 및 1차측 회로에서 흘러가면, 전류 센서(52)에 의해 1차측 전류(I1)의 순시값을 나타내는 전류 검출 신호〈I1〉가 출력되며, 전류 측정값 연산회로(54)로부터 이 스위칭, 사이클의 1차측 전류[I1]의 전류 측정값(실효값 또는 평균값)(I1)이 수득된다.

제어부(56)는, 전류 측정값 연산 회로(54)로부터의 전류 측정값[I1]을 둘러싸고(단계S3), 이 전류측정값[I1]을 전류 설정값[IS]과 비교하고, 그 비교오차를 기본으로 다음의 스위칭, 사이클의 펄스폭(스위칭, 온시간)(D1)을 결정한다(단계S4). 그리고, 2회째의 스위칭, 사이클에서는, 펄스폭(D1)을 가지는 제 1의 스위칭 제어 신호(Fa)를 스위칭수단(30)의 제 1 조(정극측)의 스위칭 소자(32,36)에 공급하고, 그들의 스위칭소자(16, 20)을 온으로 한다(단계S6,S2).

이와 같이 하여, 1회째의 통전기간(TA1)중은, 피이드백식의 펄스폭 제어에 의해 스위칭 수단(30)의 제 1 조( 정극측)의 스위칭 소자(32, 36)만을 고주파수(8㎑)로 연속적으로 스위칭 한다(단계S2-S6). 그동안, 제 2조 (부극측)의 스위칭 소자(34, 38)는 오프상태로 유지된다. 이에 따라, 용접트랜스(46)의 2차측 회로에는 설정 전류값[IS]과 거의 일치하도록 정전류 제어된 용접전류(IW)가 정극 방향으로 흐른다.

1회째의 통전 기간 즉, 통전 시간의 전반부(TA)가 종료하면, 제어부(56)는 제 1 조(정극측)의 스위칭 소자(32, 36)에 대한 제 1의 스위칭 제어 신호(Fa)의 공급을 정지함과 동시에 전류측정값 연산회로(54)로부터의 전류 측정값[I1]의 공급도 멈추고, 대신에 전류센서(52)로부터의 전류 검출신호〈I1〉를 넣고, 1차측 전류(I1)내지 용접전류(IW)의 순시값을 모니터 한다(단계S8). 이 모니터 기간은 휴지기간(TH)에 대응하고, 전류(I1)(IW)는 이때의 부하 임피던스에 따라 시정수로 동작한다.

그리고, 전류(I1)(Iw)가 전류 감시값[IK]에 달한 타이밍(tE)을 검출하면, 제어부(56)는 즉각 모니터 기간 또는 휴지기간(TH)을 종료하고, 2회째의 통전 기간 즉, 통전시간 후반부(TB)를 부극측에서 개시시킨다. 즉, 펄스폭 초기값(Do)을 셋트하고(단계 10), 이 검출 타이밍(tE)의 직후의 시각(tS2)에서 스위칭 수단(30)의 제 2 조(부극측)의 스위칭 소자(34, 38)를 온으로 한다(단계S11,S12).

이후, 피이드백식의 펄스 폭 제어에 의해, 스위칭 수단(30)의 제 2 조(부극측)의 스위칭 소자(34, 38)만을 고주파수(8㎑)에서 연속적으로 스위칭 한다(단계S2- S6). 그 동안 제 1 조 (정극측)의 스위칭 소자(32, 36)는 오프상으로 유지된다. 이에 따라 용접 트랜스(46)의 2차측 회로에는, 설정 전류값[IW]과 거의 일치하도록 정전류 제어된 용접전류(IW)가 부극방향으로 흐른다.

이 예에서는, 2회째의 통전기간(통전시간 후반부(TB))가 종료하면, 모든 통전시간(TG)의 종료시각이되며, 통전 제어 동작을 종료한다(단계S7). 이 극성 절환 방식에 따르면, 통전시간의 전반부(TA)가 종료하고 나서 후반부(TB) 개시되기까지의 휴지기간(TH)은 항상 일정한 기간이 아니라, 그 때의 전류 정지 특성에 의존하는 부정 기간이 된다. 그러나, 스위칭 소자(32-38)의 단락 파괴를 방지하면서 후반기간(TB)을 가장 빨리 개시시키고, 나가서는 통전 시간(TG)의 실제 경과 시간을 최소한으로 짧게 한다. 따라서, 필요 최소한의 휴지기간이다. 이것에 의해, 통전 기간의 절환에 따라 피용접재(W1,W2)의 용접부에서 일시적으로 일어나는 용접 에너지 내지 쥴 발열량의 저하를 최소한으로 방지할 수 있다.

상기한 실시예에서는, 두 개의 용접개소(Pa,Pb)에 있어서 나겟트(Na,Nb)를 거의 동일 크기로 성장시키고, 거의 동등한 용접 강도를 얻도록 하고 있다. 그러나, 통전 시간의 전반부(TA) 및 후반부(TB)를 적당한 시간 기간으로 설정하는 것으로 예를 들면, 제 10 도에 도시하는 바와 같은 시리즈 용접에도 적용할 수 있다.

제 10 도의 예에서는, 단면 자형상의 피용접재(W2)의 서로 대항하는 양 외측면에 같은 재질로 이루어지는 비교적 두꺼운 평판상의 피용접재(W1)와 비교적 얇은 평판상의 피용접재(W1')을 용접한다. 이 경우, 비교적 두꺼운 피용접재(W1)측의 용접개소(Pa)에 형성되는 나겟트(Na)의 쪽을 비교적 얇은 피용접재(W1')측의 용접개소(Pb)에 형성되는 나겟트(Nb)보다도 크게한 편이 용접 강도의 밸런스를 맞출 수가 있다. 한편, 용접시에 단면 자 형상의 피용접재(W2)의 내측 공간에는 백, 바 전극(62)이 삽입된다.

제 11 도는 입력부(60) 및 제어부(56)의 용접 전류(IW)의 파형의 설정예를 나타낸다. 이 예에서는, 통전 시간의 전반부(TA)의 용접 전류를 업 슬로프 파형(IA)으로 함과 동시에 후반부(TB)에 있어서의 용접 전류를 다운 슬로프 파형(IB)으로 하고, 양 전류 파형(IA,IB)이 소정의 시점(t0)을 중심점으로서 서로 점대칭이 되도록 설정하고 있다.

이 경우의 통전시에는, 제어부(56)에 있어서 설정 전류값[IS]이 업 슬로프 파형(IA) 및 다운 슬로프파형(IB)에 대응하여 시시각각 변화하고, PWM 제어에 의해 용접 전류(I2)가 설정대로의 파형으로 흐르게 된다.

이처럼 통전 시간의 전반부(TA)에 있어서의 용접 전류 파형과 후반부(TB)에 있어서의 용접전류 파형을 점대칭으로 할 경우는, 입력부(60)에서 전반부(TA)의 용접전류파형만을 설정입력하는 것만으로, 제어부(56)에 있어서 자동적으로 후반부(TB)에 있어서의

용접 전류 파형도 설정되게 되어, 설정입력이 용이해진다. 또한, 정극측과 부극측이 전류가 커지므로 용접 트랜스의 편자를 신경 쓰는 일도 없어진다.

또한, 본 실시예의 저항 용접 장치에 의하면, 통전 시간의 전반부(TA)와 후반부(TB)의 개개의 길이 또는 상대비를 임의로 설정할 수 있기 때문에, 양 용접 개소(Pa,Pb)에 생성되는 나겟트(Na,Nb)의 개개의 크기 및 상대비를 임의로 설정할 수 있다. 단, 이처럼 통전 시간의 전반부(TA)와 후반부(TB)를 적극적으로 언밸런스 시킬 때에는 용접 트랜스(46)에 편자 현상을 가져오지 않도록 고려할 필요가 있다. 편자 현상을 방지하려면, 예를 들면, 본원 출원인이 일본 특허 공개 89-22477호 공보에서 개시한 자기 포화 방지 기술을 이용해도 좋다.

이 자기 포화 방지 기술에 의하면, 1차측 전류의 각 펄스의 작동부와 정지부와의 사이의 중간부에 대해 이 중간부의 변화부분의 전류 변화량과 기준 변화량과의 차로부터 자기 포화의 상태 및 정도 또는 상태를 산출하고, 양 변화량의 차가 영이 되도록 스위칭 수단의 스위칭 동작을 제어하여 펄스폭을 조정하고, 자기 포화 상태또는 편자 상태를 정밀하고도 신속하게 제어할 수가 있다. 이 방식은, 소프트웨어로 실현할 수 있기 때문에 제어부(56)에 짜 넣어도 좋다.

또한, 본 실시예의 극성 절환방식(제9 도)은, 상기한 바와 같은 정극과 부극을 1회씩 절환하는 용접 통전으로 국한하지 않고, 제 12 도에 도시하는 바와 같이, 양 극성을 여러 차례 반복하여 절환하는 저항 용접법에도 적용 가능하다.

제 12 도의 예에서는, 1회의 저항 용접을 위한 통전 시간을 구성하는 복수의 통전기간중, 홀수번째(TA1,TA3...) 를 정극측으로하고 짝수번째(TB2,TB4...)를 부극측으로 하고 있다. 그러나, 반대로 홀수 번째를 부극측으로 하고 짝수번째를 정극측으로 할 수도 있다. 또한 통전 시간을 통전 기간의 정수배만이 아니라, 시간(초)으로 설정할 수도 있으며, 필요에 따라서 소정의 (예를 들면 최후의) 통전 기간을 도중에 서 멈추거나, 각 통전 기간의 길이를 다른 길이로 설정하거나 가변 제어할 수도 있다.

상기한 실시예의 저항 용접 장치는, 단상 교류를 직류로 변환하는 정류 회로(28)를 구비하고 있다. 상기한 바와 같이, 이 정류 회로 (28)에 의하면, 100V의 상용 교류로부터 고압(예를 들면280V 정도)의 직류 전압을 얻을 수가 있다. 그러나, 3상 전류 회로를 사용하여 3상 교류를 직류로 변화할 수도 있다. 스위칭 수단(30)의 회로 구성도 일 예이며, 여러 가지의 변형이 가능하다. 또한 1차측의 전류(I1)를 검출하는 대신에 2차측의 용접 전류(I2)를 검출해도 좋다.

이어서, 본 발명의 일 실시예에 의한 단상 교류식의 저항 용접 장치에 대해 설명한다.

제 13 도에 이 단상 교류식 저항 용접 장치의 회로 구성을 나타낸다. 이 저항 용접 장치에 있어서, 입력단자(62, 68)로 이루어지는 콘택터를 통하여 용접 트랜스(70)의 1차 코일에 공급된다. 용접 트랜스(70)의 2차 코일에 발생한 교류의 유도기전력(2차측 전압)은 2차 도체 및 한 쌍의 용접 전극(72, 74)을 통하여 피용접재(Pa,Pb)에 인가되며, 2차측 회로에 용접 전류(I2)가 흐른다. 1차측 회로에서도, 용접전류(2차측 전류)(I2)와 서로 비슷한 1차측전류(I1)가 흐른다.

용접 전류(I2)의 크기(실효값)는, 통전각에 의해 결정되지만, 점호각과 통전각과의 사이에는 거의 일정한 관계가 있기 때문에 점호각에 의해 결정된다고 할 수 있다. 본 저항 용접 제어 장치에서는, 제어부(76)가 점호회로(78)를 통하여 사이리스터(66, 68)의 점호각(점호타이밍)을 제어하는 것에 의해 용접 전류(I2)의 실효값을 제어한다.

입력단자(62,64)에 입력된 상용 주파수의 교류전원 전압(E)은 동기용의 트랜스(80)의 1차측 코일에도 입력되며, 트랜스(80)의 2차측 코일로부터 얻어지는 전원 전압과 동상의 강압된 교류 전압(e)이 동기 검출 회로(82)와 전원 전압 검출회로(84)에 입력된다. 동기 검출 회로(82)는 입력한 교류 전압(e)(50 또는 60Hz)으로부터 교류전원 전압(E)에 동기한 타이밍 신호(SE)를 생성하고, 이 신호(SE)를 제어부(76)에 가한다. 전원 전압 검출회로(84)는, 입력한 교류 전압(e)으로부터 전원 전압(E)을 나타내는 전원 전압 보상을 위한 전압 검출 신호(VE)를 생성하고, 이 신호(VE)를 제어부(76)에 가한다.

제어부(76)는 마이크로 컴퓨터로 이루어지며, CPU,ROM(프로그램 메모리), RAM(데이터 메모리), 인터페이스 회로 등을 포함한다. 입력부(86)는 키보드혹은 마우스 등의 포인팅 디바이스로 이루어지며 전류값이나 점호각 등의 설정입력에 이용된다.

본 실시예의 저항 용접 장치에서는, 전자 부품 등의 부품금속에 대해 전원 전압 보상 방식에 의한 1 사이클 통전으로 시리즈 용접을 한다. 전원 전압 보상방식은, 전원 전압의 변동을 검출하여 그 변동분을 보충하도록 용접 전류를 제어하는 방식이며, 응답이 빠르므로 1 사이클 통전에 유리하게 되어 있다.

제 14 도에 본 실시예에 의한 1 사이클 통전 방식의 타이밍을 나타낸다.

이 종류의 교류식 저항 용접 장치에서는, 점호각(ψ)을 역률각(θ)으로 일치시키면, 용접전류(I)는 거의 연속적인 정현파, 이른바 풀 히트 전류 파형이 된다. 점호각(ψ)을 역률각(θ)보다 더욱 (ζ)만큼 늦추면, 용접트랜스의 1차측에는 전압이 걸리지 않는 이른바, 히트 콘트롤 전류파형이 된다. 점호각(ψ)의 지체(ζ)를 더욱 크게하면, 전압의 휴지기간이 증가하고, 용접 전류(I)의 크기가 더욱 작아진다. 이처럼 점호각(ψ)을 바꾸는 것에 의해 용접 전류(I)의 크기를 제어할 수가 있다.

본 실시예에서는 전반의 반 사이클의 점호각(ψA)보다도 후반의 반사이클의 점호각(ψB)의 쪽을 소정의 값(ζC)만큼 작게 한다. 즉, 점호각(φA)의 지체(ζA)보다도 점호각(φB)의 지체(ζB)쪽을 소정의 값(ζC)만큼 작게 한다. 이것에 의해, 전반의 반 사이클에 대응하는 제1 통전시간(TA)에서 흐르는 용접 전류(I2)보다도 후반의 반사이클에 대응하는 제2 통전기간(TB)에서 흐르는 용접 전류(I2)쪽이 다량으로 흐른다.

이것에 의해, 제 1 통전시간(TA)에서는 피용접재(W1,W2)에 있어서 제 3A도와 동일한 나겟트 성장 공정이 이루어짐과 동시에, 제 2 통전시간(TB)에서는 피용접재(W1,W2)에 있어서 제 3B 도와 동일한 나겟트 성장 공정이 이루어지고 제 2 통전시간(TB)의 종료시에 나겟트(Na)와 나겟트(Nb)를 거의 동일 사이즈까지 성장시킬 수가 있다. 제2 통전시간(TB)에서는 나겟트(Na)를 나겟트(Nb)에 따라붙게 하기 위한 점호각(ψA,ψB)의 차(ζC)는, 피용접재(W1,W2)의 재질이나, 판두께, 제1 통전기간(TA)의 점호각(ψA) 등의 용접 조건에 의존하고, 테스트 통전을 토대로 한 경험 값으로서 결정되어도 좋다.

이러한 구성에 따르면, 통전 기간중에 소정의 주기로 극성이 교대로 반전하는 통전 기간의 각각의 종료 직후에 용접 트랜스의 1차측 또는 2차측의 전류의 정지를 감시하여 전류가 소정의 감시값에 도달한 타이밍을 검출하고, 그 타이밍에 따라 다음의 통전 기간을 개시하는 것에 의해, 통전 기간의 절환을 위한 휴지기간을 필요 최소한의 길이로 제어하도록 했기 때문에 스위칭 소자를 보호함과 동시에 휴지기간의 열 효율의 저하를 최소한으로 막아 용접 품질을 향상시킬 수가 있다.

Claims (15)

1. 피용접재에 제1 및 제2의 용접전극을 서로 떨어진 위치에서 가압 접촉시키고, 상기 제1 및 제2의 용접전극의 사이에서 상기 피용접재에 용접 전류를 흐르게 하는 것에 의해, 상기 피용접재를 상기 제1 및 제2의 용접전극의 가압접촉위치에 각각 대응하는 제1 및 제2의 용접개소로 접합하도록 한 저항 용접방법에 있어서,

   상용주파수의 교류를 정류 회로에 의해 직류로 변환하여 양방향 통전형의 스위칭 수단에 입력하고, 상기 스위칭 수단의 출력을 용접트랜스의 1차측 코일에 공급하고, 상기 용접 트랜스의 2차측 코일로 얻어지는 전압을 상기 제 1 및 제 2의 용접 전극에 인가하는 것에 의해 2차측 회로로 상기 용접전류가 흐르도록 하고,

   통전 시간의 전반부에서는 상기 스위칭 수단을 한쪽의 극성으로 연속적으로 고주파 스위칭하고, 상기 통전 시간의 후반부에서는 상기 스위칭 수단을 다른 쪽의 극성에서 연속적으로 고주파 스위칭 하는 것을 특징으로 저항 용접 제어방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 통전 시간의 전반부와 후반부와는 거의 동일한 길이의 시간으로 설정되는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 전반부의 용접 전류의 파형과 상기 후반부의 용접전류의 파형이 상기 통전시간 내의 소정의 시점을 중심점으로서 서로 점대칭이 되도록 용접 전류의 파형을 설정하는 것을 특징으로 하는 저항용접 제어방법.
4. 상용 주파수의 교류를 직류로 변환하는 정류 회로와,

   상기 정류 회로로부터의 직류를 고주파 펄스로 변환하는 양방향 통전형의 스위칭 수단과,

   상기 스위칭 수단의 출력을 1차측 코일에 입력하고, 2차측 코일로부터 고주파 펄스의 전압을 출력하는 용접 트랜스와,

   상기 용접 트랜스의 2차측 코일의 양단에 각각 접속되며, 피용접재에 대하여 서로 떨어진 위치에서 가압 접촉하는 제1 및 제2의 용접전극과,

   통전 시간의 후반부에서는, 상기 스위칭 수단을 한쪽의 극성에서 연속적으로 고주파 스위칭하고, 상기 통전 시간의 후반부에서는 상기 스위칭 수단을 다른 쪽의 극성에서 연속적으로 고주파 스위칭 하는 스위칭 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 스위칭 제어수단은, 스위칭, 사이클마다 상기 용접 트랜스의 1차측 전류 또는 2차측 상기용접 전류를 검출하여 그 전류 측정값을 구하는 전류 검출 수단과, 상기 전류 검출수단으로부터의 상기 전류 측정값을 소망의 설정 전류값과 비교하고, 그 비교 오차에 따라 다음의 스위칭 사이클의 상기 스위칭 수단의 출력 펄스폭을 구하는 펄스폭 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어장치.
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,

   상기 정류 회로가, 각각의 애노드 단자 및 캐소드 단자가 상용 주파수를 가지는 단상 교류 전원의 한쪽의 단자에 접속되어 있는 제1 및 제2 다이오드와, 한쪽 단자가 상기 제1 콘덴서와, 한쪽의 단자가 상기 단상 교류 전원의 다른 쪽의 단자에 저속되며, 또한 다른 쪽의 단자가 상기 제2 다이오드의 애노드 단자에 접속됨과 동시에 상기 스위칭 수단의 다른 쪽의 입력단자에 접속되어 있는 제2 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어장치.
7. 피용접재에 제1 및 제2의 용접 전극을 서로 떨어진 위치에서 가압 접촉시키고, 상기 제1 및 제2의 용접전극의 사이에서 상기 피용접재에 용접 전류를 흐르게 함으로써, 상기 피용접재를 상기 제1 및 제2의 용접전극의 가압접촉위치에 각각 대응하는 제1 및 제2의 용접개소로 접합하도록 한 저항 용접방법에 있어서,

   1회의 저항 용접을 위하여 통전 시간을 제1 및 제2의 통전기간으로 분할하고, 상기 제1 의 통전기간에서는 상기 용접 전류를 한쪽의 극성으로 흐르게 하고, 상기 제2 통전기간에서는 상기 제1의 통전기간으로 흐르던 용접 전류보다도 소정량만큼 다량의 용접 전류를 다른 쪽의 극성으로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 제2 통전기간을 상기 제1 통전기간 보다도 소정시간만큼 긴 기간으로 설정하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어방법.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 제1 통전기간으로 흐르는 상기 용접 전류에 대한 설정 전류값 보다도 상기 제2 통전기간으로 흐르는 상기 용접 전류에 대한 설정 전류값을 소정의 값만큼 큰 전류값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어방법.
10. 상용 주파수의 교류를 직류로 변환하는 정류 회로와,

    상기 정류 회로로부터의 직류를 고주파 펄스로 변환하는 양방향 통전형의 스위칭 수단과,

    상기 스위칭 수단의 출력을 1차측 코일에 입력하고, 2차측 코일로부터 고주파 펄스의 전압을 출력하는 용접 트랜스와,

    상기 용접 트랜스의 2차측 코일의 양단에 각각 접속되며, 피용접재에 대하여 서로 떨어진 위치에서 가압 접촉하는 제1 및 제2의 용접전극과,

    1회의 저항 용접을 위한 통전 시간을 제1 및 제2의 통전기간으로 분할하고, 상기 제1 의 통전기간보다도 상기 제2 통전기간을 소정의 시간만큼 긴 기간으로 설정하는 통전 기간 설정 수단과,

    상기 제 1 통전기간에서는 상기 스위칭 수단을 한쪽의 극성으로 연속적으로 고주파 스위칭하고, 상기 제2 통전기간에서는 상기 스위칭 수단을 다른 쪽의 극성으로 연속적으로 고주파 스위칭 하는 스위칭 제어 수단을구비하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어장치.
11. 상용 주파수의 교류를 직류로 변환하는 정류 회로와,

    상기 정류 회로로부터의 직류를 고주파 펄스로 변환하는 양방향 통전형의 스위칭 수단과,

    상기 스위칭 수단의 출력을 1차측 코일에 입력하고, 2차측 코일로부터 고주파 펄스의 전압을 출력하는 용접 트랜스와,

    상기 용접 트랜스의 2차측 코일의 양단에 각각 접속되며, 피용접재에 대하여 서로 떨어진 위치에서 가압 접촉하는 제1 및 제2의 용접전극과,

    1회의 저항 용접을 위한 통전 시간을 제1 및 제2의 통전기간으로 분할하고, 상기 제1 의 통전기간과 상기 제2 통전기간을 거의 동일한 기간으로 설정하는 통전 기간 설정 수단과,

    상기 용접 트랜스의 1차측 또는 2차측 정류에 대해 제1 설정 전류값과 상기 제1 설정 전류값보다도 소정값만큼 큰 제2 설정 전류값을 부여하는 전류설정 수단과,

    상기 제1 통전기간에서는 상기 제1 설정 전류값과 거의 동일한 1차측 또는 2차측 전류가 흐르도록 상기 스위칭 수단을 한쪽의 극성으로 연속적으로 고주파 스위칭하고, 상기 제2 통전기간에서는 상기 제2의 설정 전류값과 거의 동일한 1차측 또는 2차측 전류가 흐르도록 상기 스위칭 수단을 다른 쪽의 극성에서 연속적으로 고주파 스위칭 하는 스위칭 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어장치.
12. 상용 주파수의 교류를 직류로 변환하는 정류 회로와,

    상기 정류 회로로부터의 직류를 고주파 펄스로 변환하는 양방향 통전형의 스위칭 수단과,

    상기 스위칭 수단의 출력을 1차측 코일에 입력하고, 2차측 코일로부터 고주파 펄스의 전압을 출력하는 용접 트랜스와,

    상기 용접 트랜스의 2차측 코일의 양단에 각각 접속되며, 피용접재에 대하여 서로 떨어진 위치에서 가압 접촉하는 한 쌍의 용접전극과,

    1회의 저항 용접을 위한 통전 시간을 구성하는 복수의 통전기간에 있어서, 홀수번째의 통전 기간에서는 상기 스위칭 수단을 한쪽의 극성으로 연속적으로 소정의 고주파수로 스위칭하고, 짝수번째의 통전 기간에서는 상기 스위칭 수단을 다른 쪽의 극성에서 연속적으로 상기 소정의 고주파수로 스위칭 하는 스위칭 제어수단과,

    상기 용접 트랜스의 1차측 또는 2 차측의 전류를 검출하고, 전류 검출 신호를 출력하는 전류 검출 수단과,

    각각의 통전 기간의 종료 직후에 상기 전류 검출 수단으로부터의 전류 검출 신호를 토대로 상기 전류를 감시하고, 상기 전류가 소정의 감시값에 도달한 타이밍을 검출하는 전류 감시 수단과,

    상기 전류 감시수단에 의해 검출된 상기 타이밍에 따라 다음의 상기 통전 기간을 개시시키는 통전 개시 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어장치.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 스위칭 제어수단이, 스위칭, 사이클마다 상기 전류 검출 수단으로부터의 전류 검출 신호를 토대로 상기 전류의 실효값 또는 평균값을 나타내는 전류측정값을 구하는 전류 측정 수단과, 상기 전류 측정 수단으로부터의 전류측정값을 소망의 설정전류값과 비교하고, 그 비교오차에 따라 다음의 스위칭 사이클의 상기 스위칭 수단의 출력 펄스의 펄스폭을 구하는 펄스폭 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어장치.
14. 상용 주파수의 교류를 정류회로에서 직류로 변환하고,

    상기 정류 회로로부터의 직류를 고주파 펄스로 변환하고, 상기 고주파 펄스를 용접트랜스의 1차측코일에 공급하고 상기 용접트랜스의 2차측 회로에서 용접전극을 통하여 피용접재로 용접 전류를 공급하여, 저항 용접을 하기 위한 저항 용접 제어 장치에 있어서,

    상기 정류 회로로부터의 직류를 상기 고주파 펄스로 변환하는 양방향 통전형의 스위칭 수단과,

    1회의 저항 용접을 위한 통전 시간을 구성하는 복수의 통전기간에 대해, 홀수번째의 통전 기간에서는 상기 스위칭 수단을 한쪽의 극성으로 연속적으로 소정의 고주파수로 스위칭하고, 짝수번째의 통전 기간에서는 상기 스위칭 수단을 다른 쪽의 극성에서 연속적으로 상기 소정의 고주파수로 스위칭 하는 스위칭 제어수단과,

    상기 용접 트랜스의 1차측 또는 2 차측의 전류를 검출하고, 전류 검출 신호를 출력하는 전류 검출 수단과,

    각각의 통전 기간의 종료 직후에 상기 전류 검출 수단으로부터의 전류 검출 신호를 토대로 상기 전류를 감시하고, 상기 전류가 소정의 감시값에 도달한 타이밍을 검출하는 전류 감시 수단과,

    상기 전류 감시수단에 의해 검출된 상기 타이밍에 따라 다음의 상기 통전 기간을 개시시키는 통전 개시 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어장치.
15. 상용 주파수의 교류전압을 한 쌍의 사이리스터로 이루어지는 콘택터를 통하여 용접트랜스의 1차측 코일에 공급하고, 상기 용접트랜스의 2차측 코일로 얻어지는 전압을 피용접재에 대해 서로 떨어진 위치에서 가압 접촉하는 제1 및 제2의 용접 전극에 인가하는 것에 의해 2차측 회로로 용접 전류를 흐르도록 한 저항 용접 장치에 있어서,

    상기 교류 전압의 전반의 반사이클에 대응하는 제 1 통전기간에서는 한쪽의 상기 사이리스터를 소정의 제1 점호각으로 도통시키고, 상기 교류 전압의 후반의 반사이클에 대응하는 제2 통전 기간에서는 다른 쪽의 상기 사이리스터를 상기 제1 점호각보다도 소정 시간만큼 작은 제 2 점호각으로 도통시키는 사이리스터 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어장치.