KR20010007133A

KR20010007133A - 저항용접제어방법 및 장치

Info

Publication number: KR20010007133A
Application number: KR1020000029069A
Authority: KR
Inventors: 이시카와사카에; 모토요시도시유키; 히이로시게유키; 야노타카히로
Original assignee: 죠우치 다카시; 미야치 테크노스 가부시키가이샤
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2001-01-26
Also published as: CN1158158C; JP3507843B2; CN1276277A; JP2000343234A; KR100650611B1

Abstract

각 용접통전에 있어서 파이롯트 통전을 할 필요 없이, 1회째의 사이클로서 설정전류값과 거의 일치하는 것과 같은 용접전류를 흐르게 하고, 양호한 용접 품질을 확실하게 얻게 된다.

초기화에서, 테스트통전용의 점호각(点弧角) 초기값(ø1), 사이클수(NA), 기준 전류값(IG)등을 메모리로부터 판독하여 소정의 레지스터 또는 카운터에 셋트한다(스텝A1). 이어서, 테스트 통전을 개시하고, 1회째의 사이클에서는 상기 초기값 (ø1)으로 , 사이리스터를 점호하고(스텝A2), 2회째 이후의 사이클에서는 정전류 제어하에서 점호각을 결정한다(스텝A7). 그리고, 각 사이클에 대해 전류측정치(IN)및 역률각 측정치(θN)를 얻는다(스텝A3,A4). 테스트 통전의 종료후에, 전류 측정치가 기준 전류치에 근사한 사이클에 있어서의 점호각(ø(N)), 전류측정치(IN),역률각 측정치(θN)와, 사이리스터 점호각 용접 전류 상대값 특성으로 부터 최대전류(IMAX)의 값을 구한다.(스텝A11).

Description

저항용접제어방법 및 장치{apparatus and method for weld-time control}

본 발명은, 교류식 저항용접기에 있어서 정전류 제어를 행하기 위한 저항용접 제어 방법및 장치에 관한다.

일반적으로 교류식 저항용접기에서는, 한 쌍의 사이리스터로 이루어지는 콘텍터를 통하여 상용 주파수의 교류전원 전압을 용접 트랜스의 일차측 코일에 공급하고, 그 2차측 코일로부터 2차회로에 용접 전류를 흘려보내 한쌍의 피용접재를 쥴 발열에 의해 용융시키고, 그들 피용접재를 야금적으로 접합하도록 하고 있다.

이러한 종류의 저항용접기에서는, 용접 통전의 각 단위 사이클 (상용주파수의 반사이클 또는 1사이클)마다 사이리스터를 점호시키는 타이밍 즉 점호각을 바꾸는 것에 의해 용접 전류의 크기를 제어할 수 있다. 따라서, 정전류 제어를 하는 경우는, 각 사이클에 있어서 용접 전류가 설정 전류값에 일치하도록 사이리스터 점호각을 제어하면 된다.

일반적으로 전류 제어방식에서는 용접트랜스의 일차 회로 또는 2차 회로에 전류검출 수단을 설치하고, 측정 전류값이 설정 전류값과 일치하도록 피이드백 제어를 하도록 하고 있으며, 사이리스터 점호각은 전 사이클의 측정 전류값과 설정 전류값과의 비교오차를 토대로 결정된다. 그러나, 최초(1회째)의 사이클에서는 그와 같은 피이드백, 루프가 아직 작동하지 않기 때문에, 사이리스터 점호각은 초기값으로서 설정된 것이 이용된다.

용접통전에 있어서의 사이리스터 점호각의 초기값을 결정하기 위한 종래의 기법으로서는, 정규의 용접 통전(본통전)에 앞서 적당하게 선택한 점호각에서 적어도 반사이클의 파이롯트 통전을 하여 그때 흐르는 시험전류의 측정값(실효값)과 지체각으로부터 역률각과 최적점호각(설정 전류치에 대응하는 점호각)을 산출하고, 직후의 본통전에 있어서 이 최적점호각을 사이리스터점호각의 초기값으로 하는 방법이 알려져 있다.

상기한 바와같이, 파이롯트 통전방식에 있어서는, 본 통전의 직전에 시험전류가 피용접재를 흐른다. 자동차의 차체 용접등처럼 피용접재의 판두께가 비교적 크고, 또한 사이클수가 많은 용접에서는, 파이롯트 통전의 영향은 특별히 문제가 되지 않는다. 그러나, 정밀전자 부품등의 피용접재의 판두께가 얇은 소도구의 용접이나 종류가 다른 금속의 용접등에서는, 파이롯트통전에 의해 피용접재가 물리적으로 변화하여, 본통전에서 소기의 제어를 할수 없게 되거나, 소기의 용접품질을 얻을 수 없는 수가 있다. 예를 들면, 파이롯트 통전에 기인하여, 피용접재가 이상하게 변해버려 용접불량이 되거나, 용접 전류나 통전시간을 확대보정할 필요가 생기거나, 택트(tact:가용접)가 길어지거나, 용접흔적이 더러워지거나, 피용접재와 전극이 달라 붙거나 하는 수 가 있다.

또한, 종래의 이러한 종류의 저항용접기에서는, 작업장에 용접기 본체를 설치하고, 용접 전원부 내지 제어부를 셋트한 시점에서는, 아직 이 용접기의 최대전류가 미정이므로,(최대전류는 현장의 2차도체 또는 케이블이나 용접전극등에 의해 좌우되므로), 예상되는 최대 전류를 적당한 값으로 설정해 두었다. 그러나, 그와같은 최대전류 예상치는 어떤 측정 기준을 토대로 하고 있지않기 때문에 정확성이 결여되고, 실제 최대전류치로부터 크게 벗어나는 수가 있다. 이 때문에, 최대전류치를 사용하는 여러가지의 파라메터나 조건 연산에서 오차를 발생하거나, 통전제어의 정밀도나 용접품질이 낮아지는 수 가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 각 용접통전에 있어서 파이롯트 통전을 불필요로 하고, 1회째의 사이클로부터 설정전류치와 거의 일치하는 용접 전류를 흐르게 하고, 양호한 용접 품질을 확실하게 얻도록 한 저항 용접 제어 방법및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 저항용접 제어장치를 적용한 교류식 저항용접기의 구성을 나타내는 회로도이다.

도 2는 실시예의 저항용접 제어장치에서 사용하는 사이리스터 점호각 용접 전류 상대값 특성을 나타내는 특성곡선도이다.

도 3은 실시예의 테스트 통전에 있어서의 마이크로 프로셋서의 처리순서를 나타내는 플로챠트이다.

도 4는 실시예의 테스트 통전에 있어서의 점호타이밍과의 전류의 파형을 나타내는 도이다.

도 5는 실시예의 테스트 통전에 있어서의 마이크로프로셋서의 처리순서를 나타내는 플로챠트이다.

도 6은 실시예에 있어서 소여의 용접통전에 대해 사이리스터 점호각 초기값을 구하기 위한 마이크로프로셋의 처리순서를 나타내는 플로챠트이다.

도 7은 실시예의 용접통전에 있어서의 마이크로 프로셋서의 처리순서를 나타내는 플로챠트이다.

도 8은 실시예의 용접통전에 있어서의 점호(点弧)타이밍과 전류의 파형을 나타내는 도이다.

도 9는 일변형예의 테스트 통전에 있어서의 점호타이밍과 전류의 파형을 나타내는 도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

14 ,16 : 사이리스터 18 :용접트랜스

28 :마이크로 프로셋서 30 : 점호회로

32 : CT코일 34 : 용접전류 측정회로

35 : 입력인터페이스회로 36 : 입력장치

38 : 메모리 42 : 제로 전류검출회로

42 : 제어부 44: 제로 전압검출회로

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 저항 용접 제어 방법은, 역률각(力率角)을 파라메터로 하는 일정한 사이리스터 점호각 - 전류상대값 특성을 가지는 교류식 저항 용접기에 있어서 설정 전류치와 거의 비슷한 교류의 전류가 흐르도록 용접 통전의 각 반 사이클 또는 1사이클로 사이리스터 점호각을 제어하는 저항용접 제어 방법으로서, 정규의 용접 통전으로부터 독립한 테스트 통전을 하고, 상기 테스트통전에 있어서의 점호각과 전류치와 역률각으로 부터 상기 저항용접기의 최대전류를 연산하는 제 1 스텝과, 상기 최대전류의 연산치를 기억하는 제 2 스텝과, 주어진 용접 통전에 있어서의 상기 설정전류치에 대하여 상기 최대 전류 연산치와 상기 사이리스터 점호각 - 전류상대값 특성으로 부터 사이리스터 점호각 초기값을 구하는 제 3 스텝과, 상기 주어진 용접통전에 있어서 최초의 반사이클 또는 1 사이클을 상기 사이리스터점호각 초기값으로 통전시키고, 이후의 각 반사이클 또는 1 사이클을 전회의 반 사이클 또는 1 사이클로 흐른 전류의 측정치와 상기 설정전류치와의 비교오차에 따른 사이리스터 점호각으로 통전 시키는 제 4 스텝을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 저항 용접 제어 방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 제 1 의 스텝이, 상기 테스트 통전을 위한 기준 전류값을 설정하는 제 5 스텝과, 상기 테스트 통전에 있어서의 1회째의 사이클을 미리 설정된 테스트 통전용의 사이리스터점호각 초기값으로 통전시키는 제 6 스텝과,상기 테스트통전에 있어서 전회의 각 사이클로 흐른 전류의 측정치와 상기 기준전류치를 비교하여 오차를 구하는 제 7 스텝과,

상기 테스트 통전에 있어서의 2회째의 각 사이클을 상기 비교오차에 따른 사이리스터 점호각으로 통전시키는 제 8 스텝과,상기 비교오차가 미리 설정된 문턱값보다도 작을 때의 사이클에 있어서의 점호각과 전류치와 역률값으로부터 상기 최대전류 연산치를 구하는 제 9 의 스텝을 가진다.

이 경우, 상기 비교오차가 상기한 문턱값보다 작아진 최초의 사이클에서 상기 테스트 통전을 종료하는 것으로 통전 사이클 및 연산처리를 필요최소한으로 억누를 수가 있다.

본 발명의 저항 용접 제어장치는, 해당 교류식 저항용접기의 사이리스터점호각 - 전류상대값 특성을 데이터로서 유지하는 케이블 수단과,정규의 용접 통전으로부터 독립한 테스트 통전에 있어서의 점호각과 전류치와 역률각으로부터 상기 저항용접기의 최대 전류를 연산하는 최대 전류 연산수단과, 상기 최대 전류의 연산치를 기억하는 기억수단과, 소여의 용접 통전에 있어서의 상기 설정 전류치에 대하여 상기 최대전류 연산값과 상기 사이리스터 점호각 - 전류 상대값 특성으로부터 사이리스터 점호각 초기값을 결정하는 제 1 사이리스터 점호각 결정수단과,상기 소여의 용접 통전에 있어서 전회의 각 반 사이클 또는 1 사이클로 흐른 전류의 측정치와 상기 기준 전류치와의 비교오차를 토대로 다음의 반 사이클 또는 1사이클의 사이리스터 점호각을 결정하는 제 1 의 사이리스터 점호각 결정수단과,상기 소여의 용접통전에 있어서 최초의 반 사이클 또는 1 사이클을 상기 제1 의 사이리스터 점호각 결정수단에 의해 결정된 상기 사이리스터 점호각 초기값으로 통전시키고, 이후의 각 반사이클 또는 1 사이클을 상기 제 2 의 사이리스터 점호각 결정수단에 의해 결정된 사이리스터 점호각으로 통전시키는 통전제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도를 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.

도 1 에 본 발명의 일실시예에 의한 저항용접 제어장치를 적용한 교류식 저항용접기의 회로구성을 나타낸다. 이 저항용접기에 있어서, 입력단자(10),(12)에 입력된 상용주파수의 교류전원전압(E)은, 한쌍의 사이리스터(14),(16)로 이루어지는 콘텍터를 통하여 용접 트랜스(18)의 일차 코일에 공급된다. 용접 트랜스(18)의 2차 코일에 발생한 교류의 유도기전력(2차 전압)은 2차 도체및 한쌍의 전극칩(20),(22)를 통하여 피용접재(24)(26)에 인가되며, 2차회로에 2차 전류 또는 용접전류(i2)( I)가 흐른다.

용접전류(I)의 크기(실효값)는, 통전각에 의해 결정되지만, 점호각과 통전각과의 사이에는 거의 일정 관계가 있기 때문에, 점호각에 의해 결정된다고도 할 수 있다. 본 저항용접 제어 장치에서는, 마이크로 프로셋서(28)가 점호회로(30)를 통하여 각 사이클마다 사이리스터(14),(16)의 점호 타이밍을 제어하는 것에 의해, 용접 전류(I)의 실효값을 제어한다. 한편, 본 실시예에서는, 상용주파수의 반 사이클을 통전 또는 점호제어의 단위 사이클로 한다.

2차회로에서 용접전류(I)가 흐르고 있는 동안, 1차 회로에서는 2차 전류(i2)(I)와 서로 닮은 파형의 작은 전류(1차전류)(iI) 가 흐른다. 본 실시예에서는, 정전류 제어를 하기 위하여, 1차회로에 전류 검출 수단으로서 CT 코일 (32)및 용접 전류 측정회로(34)가 설치된다. CT코일(32)는, 1차 전류(iI)의 파형을 나타내는 출력 전압을 발생한다. 용접 전류 측정회로(34)는, CT코일(32)의 출력전압으로부터 용접전류(I)의 실효값을 구한다. 한편, 2차 측에 트로이달 코일과 같은 전류센서를 설치하여 전류를 검출하도록 해도 좋다.

용접 통전중, 용접전류 측정회로(34)로부터의 전류 측정치(I)는 마이크로 프로셋서(28)에 부여된다. 마이크로 프로셋서(28)는, 용접통전중의 각 사이클 마다 전류 측정치(In)를 설정전류치[IS]와 비교하여, 그 비교오차로부터 다음 사이클용의 점호각을 구하고, 다음의 사이클에서는 이 점호각으로 사이리스터(14,16)를 점호시킨다.

단, 후술하는 바와같이, 최초(1회째)의 사이클에서는, 본실시예의 테스트통전에서구한 본 저항 용접기의 최대 용접 전류 연산치와 이번의 용접통전에서 지정된 설정 전류치[IS]로부터 구한 점호각 초기값(øI)을 사용한다. 설정 전류치[IS]는, 입력장치(36)로부터 마이크로 프로셋서(28)로 설정입력되어, 메모리(38)에 유지된다.

메모리(38)에는, 마이크로 프로셋서(28)의 연산 또는 제어에 관계하는 각종 프로그램 및 연산, 측정치 데이터가 격납될 뿐만 아니라, 도 2에 도시하는 바와같은 역율각을 파라메터로 하는 사이리스터 점호각 - 용접전류 상태값 특성이 테이블로서 저장된다. 도 2에서는, 도해를 용이하게 하기 위하여 역률각(θ)이 0,˚ 30˚,60˚ ,80˚ 의 4가지의 경우에 대하여만 나타내고 있지만, 실제로는 θ가 보다 상세하게 , 예를 들면 0,5˚로 잘게 되어 있고, 각각 특성 곡선이 설정되어 있어도 좋다.

이 사이리스터 점호각 - 용접전류 상대값 특성은 이론적으로 구해지는 것으로, 역률각(θ), 용접 전류 상대값(%)IRMS 및 사이리스터 점호각(ø)의 3자간의 관계는 이 특성 곡선으로 일률적으로 결정되어 있다.

본 실시예에서는, 통전의 각 사이클로 역률각(θ)을 측정하도록 하고 있으며, 이를 위하여 제로 전류 검출 회로(42)및 제로 전압 검출회로(44)를 1차 회로에 설치하고 있다. 제로 전류 검출 회로(42)는 사이리스터(14,16)간의 전압을 감시하고, 전류가 흐르는 사이리스터 전압이 내려가고, 전류가 멈추면 사이리스터 전압이 올라가므로 각 사이클마다 일차 전류(iI)의 도통(導通)개시 시점 및 도통종료 시점을 검출하여, 그 도통 개시 시점 및 도통 종료 시점의 타이밍을 나타내는 제로 전류 검출 신호를 마이크로 프로셋서(28)에 인가한다. 제로 전압 검출회로(44)는, 각 반 사이클마다 전원 전압(E)의 극성이 바뀌는 시점(제로 크로스점)을 검출하고, 그 제로크로스점의 타이밍을 나타내는 제로 전압 검출 신호를 마이크로 프로셋서(28)에 인가한다. 마이크로 프로셋서(28)는, 제로 전류 검출 회로(42)로부터의 제로 전류 검출 신호와 제로 전압 검출회로(44)로부터의 제로 전압 검출 신호를 토대로 소정의 연산식 또는 테이블로부터 각 사이클마다의 역률각을 구한다. 본 실시예의 역률각의 도출에는 본 출원인의 특허 제 2767328호에 개시되어 있는 방법을 사용해도 좋다.

도 3 에, 본실시예의 테스트 통전을 위한 마이크로 프로셋서(28)의 처리 순서를 나타낸다. 도 4 에 , 본 실시예의 테스트 통전에 흐르는 전류(i)의 파형을 나타낸다.

이 테스트 통전은, 작업 현장에서 본 저항 용접기를 세팅할 때 나 구성 요소의 일부 변경(예를 들면 2차 케이블의 길이나 배선 경로의 변경)을 행할 때에 실시해도 좋다.

테스트 통전에 대해서는, 초기화로, 미리 설정되어 있는 테스트 통전용의 점호각 초기값(øI), 사이클수(NA), 기준 전류값(IG)등을 메모리(38)로부터 판독하여 소정의 레지스터 또는 카운터에 셋트한다(스텝A1).한편, 사이클 수(NA)는 임의 정수를 설정할 수 있다. 따라서, NA =1, 즉, 단일 사이클(본 실시예에는 상용주파수의 반사이클도 설정 가능하다.

이어서, 테스트 통전을 개시한다. 최초(1회째)의 사이클에서는, 상기 초기값(øI), 사이리스터(14,16)를 점호한다(스텝A2). 테스트 통전을 하는 시점에서는, 최대전류(IMAX)의 값이 미확정이므로, 최초의 사이클에서는 적은 전류(i)를 흐르도록 점호각 초기값(øI)을 선택해도 좋다. 그리고, 이 사이클에서 흐른 전류(i)에 대해 용접 전류 측정회로(34), 제로 전류 검출 회로(42), 제로 전압검출 회로(44)등보다 각종 측정치를 구해, 소요의 연산을 실행하고, 전류 측정치(IN)및 역률각 측정치(θN)을 얻는다(스텝A3,A4). 한편, 이들의 측정치(IN), θN은 메모리(38)에 저장해 둔다.

본 실시예의 테스트 통전에서는 정전류 제어를 한다. 이를 위하여, 앞 사이클에서 흐른 전류의 값(실효값)(IN)과 기준 전류값(IG)을 비교하여 오차를 구하고, 이 오차를 토대로 다음 사이클용의 점호각(ø(N+1))을 구한다(스텝A7).

따라서, 2회째의 사이클에서는, 상기 점호각 연산처리(A7)로 구한 점호각(ø(2))으로 사이리스터(14,16)를 점호한다(스텝A2). 상기한 바와같이 1회째의 사이클에서는 의식적으로 작은 전류(i)를 흐르게 하고 있기 때문에, 2회째의 사이클에서는 정전류 제어하에서 전류를 증대시키도록 점호제어가 이루어진다. 이 사이클에서도 저류 측정치(IN)및 역률각 측정치(θN)를 얻는다(스텝A3,A4). 이하, 후속의 사이클에 대해서도 상기와 마찬가지의 처리를 하고, 설정 사이클수(NA)의 통전을 마치면 일단 테스트 통전을 종료한다(스텝A5,A6).

그리고, 상기 1회째의 테스트 통전중에, 기준 전류치(IG)에 대해 전류 측정치(IN)가 소정의 문턱값(△)이내 까지 근사한 사이클이 있었는지의 여부를 판정한다(스텝A8).

상기, 판정 조건(A8)에 해당하는 사이클이 하나도 없는 경우는, 사이클 카운터를 초기값(N=1)으로 되돌림과 동시에, 점호각 초기값 레지스터에 전회의 테스트 통전의 최종 사이클의 점호각(ø(NA))을 셋트한 후에 (스텝A9), 상기 테스트 통전을 다시 한다(스텝A10 →A2 ∼ A7).

이처럼, 전회의 테스트 통전의 최종 사이클의 점호각(ø(NA))을 다음의 테스트 통전의 점호각 초기값으로 하는 것은, 본 실시예에서는 테스트 통전에 정전류 제어를 가하기 때문이고, 상기 판정조건(A8)에 해당하는 사이클이 하나도 없었던 경우에는 최후의 사이클의 전류 측정치(IN)가 기준 전류값(IG)에 가장 근사한 것이 보통이기 때문이다.

통상은, 1회, 혹은 많아도 2 - 3회의 상기 테스트 통전(A1 - A7)으로, 상기 판정조건(A8)에 해당하는 사이클이 얻어진다.

이어서, 상기 테스트 통전에서 얻어지는 데이터를 토대로 본 저항 용접기에 있어서의 최대 전류(IMAX)를 구한다(스텝A11). 이 최대 전류 연산처리에서는, 상기 판정조건(A8)에 해당하는 각 사이클의 점호각(ø(N)), 전류 측정치(IN),역률각 측정치(θN)와, 메모리(38)에 데이블 데이터로서 저장되어 있는 사이리스터 점호각 - 용접 전류 상대값 특성(도2)을 사용한다.

보다 상세하게는, 역률각 측정치(θN)로부터 사이리스터 점호각 - 용접 전류 상대값 특성의 곡선 하나를 선택한다. 이 특성 곡선상에서 점호각((ø(N))에 대응하는 전류상대값(%)(IRMS)을 산출한다. 그리고, 하기의 식(1) 을 연산하여 최대전류(IMAX)의 값을 구한다.

IMAX = IN ×100 ÷%I RMS .....(1)

그리고, 구한 최대 전류 연산치[I MAX]를 메모리(38)에 저장하여 등록한다(스텝A12).

이것으로 테스트 통전에 관한 모든 처리를 종료한다.

한편, 상기 판정 조건(A8)에 있어서, 해당 사이클이 여러개 있는 경우는, 그들의 각 사이클에 대응하는 최대 전류 연산치[I MAX]의 평균값을 대표값으로 해도 좋으며, 혹은 그들 복수의 해당 사이클중에서 전류 측정치(IN)가 기준 전류값(IG)에 가장 근사한 사이클을 결정하고, 그 결정된 1 사이클로부터 구한 최대 전류연산치[IMAX]를 대표값으로 해도 좋다.

상기한 바와같이, 본 실시예에서는, 테스트 통전에서도, 본 통전과 마찬가지로 정전류 제어를 한다. 그리고, 최대 전류 연산처리(스텝A11)에 있어서는, 실질적으로 정전류 상태의 사이클에 대해서만 최대 전류[IMAX]의 연산을 구하기 때문에, 대단히 정밀도가 높은 최대전류 연산치[IMAX] 를 얻는다.

본실시예의 상기 기술사상을 발전시킨 기법으로서, 테스트 통전에 있어서 정전류 상태에 도달한 때에 해당 사이클에서 통전을 멈추고, 그 사이클에 대해 최대 전류 (IMAX)를 구하고, 이 최대 전류 연산치를 해당 저항 용접기의 최대 전류 연산치[IMAX]로 할 수 있다. 도 5 에 이 방식을 위한 처리 순서를 나타낸다.

도 5 에 있어서, 각 사이클 마다 전류 측정치(IN)를 기준 전류값(IGi)과 비교하고, 그 오차 또는 차이가 소정의 문턱값(△)이하로 되었을 때는 정전류 상태로 도달한 것으로 판정하고(스텝B5), 다음 사이클 이후의 통전을 중지하여, 최대 전류 연산처리로 이행한다(스텝B9). 다른 처리(B2 - B4, B6 - B8)는 상기 제1 실시예(도3)에 있어서의 테스트 통전의 처리순서(A2- A7)와 실질적으로 동일하다. 이 제 2 실시예의 (도5)에 따르면, 필요최소한의 사이클 수 및 연산처리 회수로 더욱 정밀도가 높은 최대 전류 연산치[IMAX]를 얻을 수 가 있다.

한편, 테스트 통전에 있어서의 피용접재(24,26)는 샘플로서 정규의 피용접재를 사용하는편이 바람직하다. 이러한 종류의 저항 용접기에서는, 용접기 본체 내지 용접 전극의 임피던스가 모든 부하임피던스의 대부분을 차지하고, 피용접재(24,26)의 임피던스분은 작고, 전자부품과 같은 소도구 작업의 경우는 무시할 수 없을 정도이다. 따라서, 테스트 통전용의 샘플에는 적당한 도전성 부재를 사용해도 좋으며, 혹은 샘플을 사용하지 않고 양 용접 전극(20,22)을 직접 맞붙인 상태로 테스트 통전을 실시할 수도 있다.

이어서, 본 실시예의 정규의 용접 통전에 대해 설명한다. 상기의 테스트 통전을 한 후는 소망의 피용접재(24,26)에 대해 소망의 설정 전류치[IS]및 사이클 수 (na)하에서 정규의 용접 통전을 실행 할 수 있다. 본 실시예의 용접 통전은 정전류 제어로 이루어진다.

마이크로 프로셋서(28)는, 소여의 설정 전류치[IS]에 대해 도 6 에 도시하는 바와같은 순서로 점호각 초기값(øI)을 구한다. 즉,입력장치(36)로부터 설정 전류치[IS]가 입력되면(스텝C1),메모리(38)로부터 최대전류 연산치[IMAX]및 역률각[θ]을 판독하고 (스텝C2), 이들의 데이터[IS],[IMAX],[θ]과 메모리(38)내의 사이리스터 점호각 - 용접전류 상대값 특성(도2)로부터 점호각 초기값(øI)을 구한다(스텝C3). 보다 상세하게는 [IMAX]에 대한 [IS]의 비율(%)을 연산하여 이 비율을 전류 상대값(%) [I RMS]로 하고, [θ]에 대응하는 특성곡선(도2) 상에서 해당 % IRMS에 대응하는 점호각 (ø)을 산출하고, 이것을 점호각초기값(øI)으로 하고, 메모리(38)에 등록해둔다.

도 7 에, 용접 통전에 있어서의 마이크로 프로셋서(28)의 처리 순서를 나타낸다.

외부장치(도시하지 않음)로부터 입출력 인터페이스 회로(35)를 통하여 기동신호가 입력되었다면, 초기화 처리중, 금회의 기동 신호로 지시되어 있는 당해 용접 스케쥴로 설정되어 있는 각종 조건 데이터를 메모리(38)로부터 판독한다(스텝D1). 이들의 조건 데이터 중에는, 설정 전류값[IS], 사이클수 (na)및 당해 설정 전류값[IS]에 대응하는 점호각 초기값(øI)이 포함된다.

최초(1회째)의 사이클에서는, 상기 초기값(øI)에서 사이리스터(14,16)을 점호한다(스텝D2). 테스트 통전으로 최대 전류(IMAX)를 산출하고, 그 최대 전류 연산치에 기초하여 구한 점호각 초기값(øI)이므로, 도 8 에 도시하는 바와같이, 1회째의 사이클로부터 설정 전류값[IS]에 가까운 전류 실효값으로 전류(i(I))를 흐르게 할 수 있다.

그리고, 1회째의 사이클로 흐른 전류(i)에 대해 용접 전류 측정회로(34)로부터 전류 측정치(In)를 거두어 들이고, 필요에 따라 소요의 연산을 한다(스텝D3).이어서, 이 전류 측정치(In)와 설정치 전류값(IS)을 비교하여 오차를 구하고, 이 오차를 토대로 다음 사이클용의 점호각(ø(n+1)을 구한다(스텝D6).

2회째의 사이클에서는, 상기 연산처리(D6)로 구한 점호각(ø2)로 사이리스터(14,16)을 점호한다(스텝D2). 본 실시예의 용접 통전에서는 1회째의 사이클로부터 설정 전류값[IS]에 가까운 전류(i(I))를 흐르게 하고 있기 때문에, 2회째의 사이클에서는 정전류 제어하에서 전류를 미세 조정하는 것과 같은 점호 제어가 이루어진다. 이하, 후속의 사이클에 대해서도 상기와 같은 처리를 하고, 설정 사이클수(na)의 통전을 마침과 동시에 용접통전을 종료한다(스텝D4,D5).

상기한 바와같이, 본 실시예에서는, 정규의 용접 통전으로부터 독립한 테스트 통전에 의해 당해 저항 용접기에 있어서의 최대전류를 연산하여 추정하고, 이 최대 전류 연산치를 토대로 각 용접 통전에 즈음하여 각 설정 전류값에 최적인 사이리스터 점호각 초기값을 구하고, 이 점호각 초기값으로 각 용접 통전의 최초의 사이클을 점호 제어하도록 했기 때문에, 파이롯트 통전을 행하지 않고도 통전 개시직후부터 설정 전류값[IS]에 거의 일치한 용접 전류(I)를 흐르게 할 수 있고, 업슬로프 나 오버 슈트등을 동반하지 않는 이상적인 정전류 제어가 가능하며, 최단시간의 통전으로 양호한 용접 품질을 안정적이고 확실하게 얻을 수 가 있다.

특히, 본 실시예에 의한 테스트 통전에서는, 정전류 상태의 사이클만으로부터 정밀도를 한 층 향상시킨 최대 전류 연산치를 구하고, 나아가서는 한 층 고도의 정밀한 사이리스터 점호각 초기값으로 용접 통전을 개시 시킬 수 가 있다.

본 실시예에 따르면, 각 용접 통전의 직전에 파이롯트 통전을 행하지 않기 때문에, 피용접재(24,26)에는 본래의 용접 전류(I)만이 공급된다. 이 때문에, 파이롯트 통전에 따른 여가지의 부조화가 모두 해소되고, 소기의 용접 품질이 안정되고 확실하게 얻어진다. 또한 본 실시예의 테스트 통전은, 장치를 설치할 때에 단 1회 만 행해도 좋으며, 각 용접 통전 마다 통전하는 파이롯트 통전 방식에 비해 에너지 절약면에서도 큰 이점이 있다.

상기한 실시예에서는, 정전류 제어를 가하여 테스트 통전을 하였다. 그러나, 정전류 제어를 하지 않고, 예를 들면 도 9 에 도시하는 바와같은 스텝업 제어방식을 사용하여 테스트 통전을 할 수 도 있다. 이 스텝업 제어방식에서는, 점호각(ø)이 최초의 사이클로 최대치를 이루고 이후 사이클 마다 미리 설정한 감소율로 서서히 적아져 간다. 이것에 의해 전류는, 최소치로부터 시작하고, 이후 사이클 마다 소정의 증가율로 서서히 커져간다.

이러한 스텝업 제어방식에 있어서도, 각 사이클 마다 전류 측정치를 기준 전류값과 비교하여, 기준전류값에 가까운 전류 측정치가 얻어진 사이클로부터 최대 전류 연산치를 구하거나, 그와같은 사이클로 테스트 통전을 멈출수 도 있다.

상기 실시예에서 사용한 사이리스터 점호각 - 용접 전류 상대값 특성(도2)은 일예이며, 보다 간편화 한 [ø- I RMS]특성을 사용할 수도 있다. 일반적으로, 역률각은 기종마다 가까운 수가 많기 때문에, 예를 들면 θ= 60˚와 근사하여, 하나의 특성 곡선으로 되는 수도 있다. 또한, 그와같이 역률각의 근사값을 사용하는 경우는, 역률각 측정 수단(42,44)을 생략할 수 도 있다.

이상 설명한 바와같이, 본발명에 따르면, 각 용접 통전에 있어서 파이롯트 통전을 불요로 하고, 1회째의 사이클로부터 설정 전류값과 거의 일치하는 것과 같은 용접 통전을 흐르게 하고, 양호한 용접품질을 확실하게 얻을 수 가 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 테스트 통전은, 장치를 설치할 때에 단 1회만 행해도 좋으며, 각 용접 통전마다 통전하는 파이롯트 통전 방식에 비해 에너지 절약면에서도 큰 효과를 얻을 수 있다.

Claims

역률각을 파라메터로 하는 일정한 사이리스터 점호각 - 전류상대값 특성을 가지는 교류식 저항 용접기에 있어서, 설정 전류치와 거의 비슷한 교류의 전류가 흐르도록 용접 통전의 각 반 사이클 또는 1사이클로 사이리스터 점호각을 제어하는 저항용접 제어 방법으로서,

정규의 용접 통전으로부터 독립한 테스트 통전을 하고, 상기 테스트통전에 있어서의 점호각과 전류치와 역률각으로 부터 상기 저항용접기의 최대전류를 구하는 제 1 스텝과,

상기 최대전류의 연산치를 기억하는 제2 스텝과,

소여의 용접 통전에 있어서의 상기 설정전류치에 대하여 상기 최대 전류 연산치와상기 사이리스터 점호각 - 전류상대값 특성으로 부터 사이리스터 점호각 초기값을 구하는 제 3 스텝과,

상기 소여의 용접통전에 있어서 최초의 반사이클 또는 1 사이클을 상기 사이리스터점호각 초기값으로 통전시키고, 이후의 각 반사이클 또는 1 사이클을 전회의 반 사이클 또는 1 사이클로 흐른 전류의 측정치와 상기 설정전류치와의 비교오차에 따른 사이리스터 점호각으로 통전 시키는 제 4 스텝을 가지는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어방법.
청구항 제 1 항 기재에 있어서,

상기 제 1 스텝이, 상기 테스트 통전을 위한 기준 전류값을 설정하는 제 5 스텝과, 상기 테스트 통전에 있어서의 1회째의 사이클을 미리 설정된 테스트 통전용의 사이리스터점호각 초기값으로 통전시키는 제 6 스텝과,

상기 테스트통전에 있어서 전회의 각 사이클로 흐른 전류의 측정치와 상기 기준전류치를 비교하여 오차를 구하는 제 7 스텝과,

상기 테스트 통전에 있어서의 2회째의 각 사이클을 상기 비교오차에 따른 사이리스터 점호각으로 통전시키는 제 8 스텝과,

상기 비교오차가 미리 설정된 문턱값보다도 작을 때의 사이클에 있어서의 점호각과 전류치와 역률값으로부터 상기 최대전류 연산치를 구하는 제 9 의 스텝을 구하는 것을 특징으로 하는 저항용접 제어방법.
청구항 제 2 항 기재에 있어서,

상기 비교오차가 상기한 문턱값보다 작아진 최초의 사이클에서 상기 테스트 통전을 종료하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어 방법.
해당 교류식 저항용접기의 사이리스터점호각 - 전류상대값 특성을 데이터로서 유지하는 케이블 수단과,

정규의 용접 통전으로부터 독립한 테스트 통전에 있어서의 점호각과 전류치와 역률각으로부터 상기 저항용접기의 최대 전류를 연산하는 최대 전류 연산수단과,

상기 최대 전류의 연산치를 기억하는 기억수단과,

소여의 용접 통전에 있어서의 상기 설정 전류치에 대하여 상기 최대전류 연산값과 상기 사이리스터 점호각-전류 상대값 특성으로부터 사이리스터 점호각 초기값을 결정하는 제 1 사이리스터 점호각 결정수단과,

상기 소여의 용접 통전에 있어서 전회의 각 반 사이클 또는 1 사이클로 흐른 전류의 측정치와 상기 기준 전류치와의 비교오차를 토대로 다음의 반 사이클 또는 1사이클의 사이리스터 점호각을 결정하는 제 1 의 사이리스터 점호각 결정수단과,

상기 소여의 용접통전에 있어서 최초의 반 사이클 또는 1 사이클을 상기 제1 의 사이리스터 점호각 결정수단에 의해 결정된 상기 사이리스터 점호각 초기값으로 통전시키고, 이후의 각 반사이클 또는 1 사이클을 상기 제 2 의 사이리스터 점호각 결정수단에 의해 결정된 사이리스터 점호각으로 통전시키는 통전제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 저항 용접 제어 장치.