JPH0347683A - Dc resistance welding equipment - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To perform stable welding by arranging plural switching semiconductor devices on which the substantial DC voltage is impressed. CONSTITUTION:The plural switching semiconductor devices on which the substantial DC voltage is impressed are arranged and welding equipment is constituted of an inverter part 20 to output N-phase AC, a driving means to send out its driving signal, plural welding transformer parts 30 to convert the same AC into the low voltage and a rectification part 40 provided with plural rectifiers which compose signals led out from the transformers and lead out the substantial DC voltage impressed on members to be welded. By this method, the low ripple DC output voltage is outputted by relatively simple constitution and stable welding can be performed.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、インバータ制御電源が採用された直流抵抗溶
接装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a DC resistance welding device that employs an inverter-controlled power source.

［従来の技術］ 近時、高品質の溶接手段としてインバータ制御電源を採
用した直流抵抗溶接装置（以下、インバータ直流抵抗溶
接装置という）が用いられている。[Prior Art] Recently, a DC resistance welding device that employs an inverter-controlled power source (hereinafter referred to as an inverter DC resistance welding device) has been used as a high-quality welding means.

当該インバータ直流抵抗溶接装置は直流電圧が被溶接部
材（ワーク）に供給されることから連続したエネルギが
供給されて、高熱効率が得られ、そのため低電圧／低電
流で良く、また高周波変換信号処理、すなわち、インバ
ータ制御電源の採用により、高速フィードバック制御が
可能となる。さらに溶接トランスの小型軽量化が図られ
るとともに三相平行負荷によりフリッカ現象が生じ難い
等の利点が存する。This inverter DC resistance welding equipment supplies DC voltage to the welded parts (workpieces), so continuous energy is supplied, and high thermal efficiency is obtained. Therefore, low voltage/low current is required, and high frequency conversion signal processing is required. That is, by adopting an inverter-controlled power supply, high-speed feedback control becomes possible. Furthermore, there are advantages such as the welding transformer can be made smaller and lighter, and the flicker phenomenon is less likely to occur due to the three-phase parallel load.

このようなインバータ直流抵抗溶接装置においては直流
出力電圧のリップルを低減すべく、インバータ制御電源
（ＧＴＲ）において、より高い周波数への変換が希求さ
れている。In such an inverter DC resistance welding device, conversion to a higher frequency is desired in the inverter control power source (GTR) in order to reduce ripples in the DC output voltage.

［発明が解決しようとする課題］ 然しなから、上記の従来の技術に係る直流抵抗溶接装置
においては、Ｐ−Ｐ　（プッシュプル）トランジスタ回
路、あるいはフルブリッジ回路のトランジスタベースを
相互に駆動する二相の交流を得る他励式インバータが採
用されるのが一般的である。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the DC resistance welding apparatus according to the above-mentioned conventional technology, two types of transistor bases of a P-P (push-pull) transistor circuit or a full-bridge circuit are driven mutually. A separately excited inverter that obtains phase alternating current is generally used.

斯かる場合、第３図（ａ）に示される波形のＧＴＲ交流
が導出される。従って、第３図ら）に示される整流出力
が生成されて溶接ヘッドに印加される。このため、第３
図（Ｃ）から容易に理解されるように、個々の被溶接部
材の抵抗値あるいは溶接中の抵抗値の変動、すなわち、
負荷変動により、第３図（Ｃ）に示されるように、被溶
接部材に供給されるエネルギが変動して、高品位の溶接
が得られ難い。また、より高い周波数の変換が行われる
際には、信号処理が高度化し、殊に、溶接トランスの周
波数特性が問題となり、そのため、比較的高価な部材を
必要とする等の欠点を有している。In such a case, a GTR AC waveform shown in FIG. 3(a) is derived. Accordingly, the rectified output shown in FIGS. 3, et al. is generated and applied to the welding head. For this reason, the third
As can be easily understood from Figure (C), the resistance value of each member to be welded or the variation in resistance value during welding, that is,
Due to load fluctuations, as shown in FIG. 3(C), the energy supplied to the welded members fluctuates, making it difficult to obtain high-quality welding. Furthermore, when higher frequency conversion is performed, signal processing becomes more sophisticated, and the frequency characteristics of the welding transformer become a problem, which has disadvantages such as the need for relatively expensive components. There is.

本発明は係る点に鑑みてなされたものであって、比較的
簡単な構成において多相の高周波信号が生成され、これ
によりリップルの少ない直流出力電圧が創出されて、装
置の発熱が軽減され、さらに敗りの少ない高品位、且つ
溶接条件範囲が拡大して安定した溶接が可能となる直流
抵抗溶接装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and a multi-phase high-frequency signal is generated with a relatively simple configuration, thereby creating a DC output voltage with less ripple, reducing heat generation in the device, Furthermore, it is an object of the present invention to provide a DC resistance welding device that can perform high-quality welding with less failure, and expand the range of welding conditions to enable stable welding.

［課題を解決するための手段］ 前記の課題を解決するために、本発明の直流抵抗溶接装
置は、 実質的な直流電圧が印加される複数のスイッチング半導
体素子が配設されて、Ｎ相の交流を創出するインバータ
部と、 前記スイッチング半導体素子から、Ｎ相の交流を創出す
るための駆動信号を送出する駆動手段と、 前記Ｎ相の交流を低電圧に変換せしめる複数のトランス
と、 前記トランスから導出された信号を整流して合成せしめ
、被溶接部材に印加される実質的な直流電圧を導出する
複数の整流器と、 を備えることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the DC resistance welding device of the present invention is provided with a plurality of switching semiconductor elements to which a substantial DC voltage is applied, and an N-phase an inverter unit that generates alternating current; a drive unit that sends a drive signal for generating N-phase alternating current from the switching semiconductor element; a plurality of transformers that convert the N-phase alternating current into low voltage; and the transformer. and a plurality of rectifiers that rectify and combine the signals derived from the components to derive a substantial DC voltage to be applied to the welded member.

［作用］ 上記のように構成される本発明の直流抵抗溶接装置にお
いては、スイッチング半導体素子を駆動せしめてＮ相、
例えば、３相の交流がインバータ制御電源（ＧＴＲ）か
ら導出される。[Function] In the DC resistance welding apparatus of the present invention configured as described above, the switching semiconductor element is driven to perform N-phase, N-phase,
For example, three-phase alternating current is derived from an inverter controlled power supply (GTR).

当該３相の交流を低電圧に変換し、次いで整流して、比
較的大電流、且つより直流化された電圧が導出される。The three-phase alternating current is converted to a low voltage and then rectified to derive a relatively large current and a voltage that is more direct current.

［実施例］ 次に、本発明に係る直流抵抗溶接装置の実施例を添付図
面を参照しながら以下詳細に説明する。[Example] Next, an example of the DC resistance welding apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第１図に実施例の全体構成を示す。さらに第２図に処理
波形、およびそのタイミングを示す。FIG. 1 shows the overall configuration of the embodiment. Further, FIG. 2 shows processing waveforms and their timing.

本実施例はインバータ制御電源から三相の交流が導出さ
れる例とされる。This embodiment is an example in which three-phase alternating current is derived from an inverter-controlled power source.

第１図において、比較的大電流を得るための電源となる
三相２００Ｖがコンバータ１０の整流器Ｄｅｌ、Ｄ　８
２、Ｄｓ３、Ｄ　ｅ　４、Ｄ　ｅ　Ｓ、Ｄ　ｅ６に供給
され、ここで整流された出力電圧を得る。なお、符号Ｃ
は平滑コンデンサである。当該出力電圧がインバータ部
２０のフルブリッジ回路のスイッチングトランジスタＴ
　ｒ　＋、Ｔ　ｒ２、Ｔｒ３、Ｔ　ｒ４、Ｔ　ｒｓ、Ｔ
　ｒ　６のコレクタに印加される。当該スイッチングト
ランジスタＴ　ｒ＋乃至Ｔｒ６のベースには、ＧＴＲド
ライバ２２が接続されており、第２図（ａ）乃至（Ｃ）
に示される三相の交流Ｓ、、Ｓ２、Ｓ３を得るためのベ
ース駆動信号（スイッチング信号）が供給されている。In FIG. 1, the three-phase 200V power source for obtaining a relatively large current is connected to the rectifiers Del and D8 of the converter 10.
2, Ds3, De4, DeS, and De6 to obtain a rectified output voltage. In addition, the code C
is a smoothing capacitor. The output voltage is applied to the switching transistor T of the full bridge circuit of the inverter section 20.
r +, T r2, Tr3, T r4, T rs, T
applied to the collector of r6. A GTR driver 22 is connected to the bases of the switching transistors Tr+ to Tr6, as shown in FIGS. 2(a) to (C).
A base drive signal (switching signal) is supplied to obtain the three-phase alternating current S, , S2, and S3 shown in FIG.

当該ＧＴＲドライバ２２は、周知の誤差増幅回路、過電
流保護回路、ドライブ回路等を備えており、スイッチン
グトランジスタＴ　ｒ　ｌ乃至Ｔｒ６のスイッチング周
波数を固定したままＯＮ１０　Ｆ　Ｆ時間の比率を変更
して出力信号を導出する、所謂、周波数固定パルス変調
方式（ＰＷＭ）の採用が好適である。The GTR driver 22 is equipped with a well-known error amplification circuit, an overcurrent protection circuit, a drive circuit, etc., and changes the ratio of the ON10 FF time while keeping the switching frequencies of the switching transistors Tr1 to Tr6 fixed and outputs the output. It is preferable to adopt a so-called fixed frequency pulse modulation method (PWM) to derive the signal.

ここで、三相２００Ｖが直流化され、さらに交流電圧（
パルス状高周波電圧）に変換された前記交流Ｓ１、Ｓ２
、Ｓ３は溶接トランスＴ８、Ｔ２、Ｔ３に供給される。Here, the three-phase 200V is converted to DC, and then the AC voltage (
The ACs S1 and S2 converted into pulsed high frequency voltage)
, S3 are supplied to welding transformers T8, T2, and T3.

この場合、低電圧、例えば、ＩＶに変換される。従って
、大電流が導出出来ることになる。ここで導出される低
電圧の交流電圧が夫々両波整流を行う整流部４０内の整
流器Ｄ　ａｌｏ　％　Ｄｅｌｌ　、Ｄ！１２　、Ｄｅ１
３、Ｄ　Ｉ４１４　、Ｄａｄｓに供給される。当該整流
部４０からは第２図（ｄ）に示されるように合成された
整流電圧Ｓ、が得られ、さらに溶接ヘッド４５に印加さ
れ、続いて、図示しないチップに挟持された被溶接部材
４４に印加される。この場合、分布インタグタンス等に
より、第２図（ｅ）に示される、より平滑化された直流
電圧（Ｓ５）に形成される。In this case, it is converted to a low voltage, for example IV. Therefore, a large current can be derived. The low-voltage alternating voltage derived here is rectified by a rectifier in the rectifier 40 that performs double-wave rectification, respectively. 12, De1
3, DI414, supplied to Dads. A combined rectified voltage S as shown in FIG. 2(d) is obtained from the rectifying section 40, which is further applied to the welding head 45, and then applied to the welding member 44 held between tips (not shown). is applied to In this case, due to distributed intagtance and the like, a more smoothed DC voltage (S5) is formed as shown in FIG. 2(e).

なお、第２図（ｆ）に示される信号はクロック信号であ
る。Note that the signal shown in FIG. 2(f) is a clock signal.

このようにして、三相の交流Ｓ３、Ｓ２、Ｓ３が生成さ
れ、この後の整流電圧Ｓ、はパルス間隔がより小となり
、従って、直流電圧（Ｓ５）が容易に得られることにな
る。In this way, three-phase alternating current S3, S2, S3 is generated, and the subsequent rectified voltage S has a smaller pulse interval, so that a direct current voltage (S5) can be easily obtained.

さらに本実施例は、エネルギフィードバック制御を行う
ための制御部５０が設けられ、ここでの制御により所望
の整流電圧Ｓ、を得るようにされる。Further, in this embodiment, a control section 50 for performing energy feedback control is provided, and a desired rectified voltage S is obtained by control here.

制御部５０の高速Ａ／Ｄ変換器５２には、トロイダルコ
イル等の電流検知部５６および被溶接部材４４端から夫
々検知電流（１）および印加電圧（Ｖ）のアナログ信号
が導入される。ここで量子化された信号がデジタル制御
部（ＤＳＰ）５４に供給され、設定手段（キーボード等
）５７からの制御設定に基づいた制御信号Ｃｋが前記Ｇ
ＴＲドライバ２２に送出される。Analog signals of a detected current (1) and an applied voltage (V) are introduced into the high-speed A/D converter 52 of the control unit 50 from a current detection unit 56 such as a toroidal coil and an end of the welded member 44, respectively. Here, the quantized signal is supplied to a digital control unit (DSP) 54, and the control signal Ck based on the control setting from the setting means (keyboard etc.) 57 is
The signal is sent to the TR driver 22.

さらに、モニタＲ６０が設けられ高速Ａ／Ｄ変換器５２
からの信号をもとに、被溶接部材４４の電流あるいは印
加される直流電圧（Ｓ５）等を表示するとともに、上下
設定手段６２からの溶接範囲、すなわち、印加電圧等の
変更指示に基づいてデジタル制御部５４の制御指示を行
う。Furthermore, a monitor R60 is provided and a high speed A/D converter 52
The current of the workpiece 44 or the applied DC voltage (S5) is displayed based on the signal from the welding member 44, and the welding range, that is, the applied voltage etc. Instructs the control unit 54 to control.

なお、符号６６は、例えば、複数の直流抵抗溶接装置が
採用される際に、溶接条件等のデータを記憶するための
集中管理用のコンピュータ、さらに符号６７はプログラ
マブル制御の指示を行うためのプログラムＢＯＸである
。In addition, the reference numeral 66 is a computer for central management for storing data such as welding conditions when a plurality of DC resistance welding devices are employed, and the reference numeral 67 is a program for instructing programmable control. It is a BOX.

［発明の効果］ 以上のように、本発明の直流抵抗溶接装置によれば、実
質的な直流電圧が印加される複数のスイッチング半導体
素子が配設されて、Ｎ相の交流を創出するインバータ部
と、前記スイッチング半導体素子から、Ｎ相の交流を創
出するための駆動信号を送出する駆動手段と、前記Ｎ相
の交流を低電圧に変換せしめる複数のトランスと、前記
トランスから導出された信号を整流して合成せしめ、被
溶接部材に印加される実質的な直流電圧を導出する複数
の整流器とを備え、これにより、比較的簡単な構成にお
いて多相の高周波信号が生成され、よりリップルの少な
い直流出力電圧が創出されて装置の発熱が軽減され、さ
らに散りの少ない高品位、且つ溶接条件範囲が拡大して
安定した溶接が可能となる効果を奏する。[Effects of the Invention] As described above, according to the DC resistance welding device of the present invention, a plurality of switching semiconductor elements to which a substantial DC voltage is applied are arranged, and an inverter section that creates N-phase alternating current is provided. a driving means for sending a driving signal for creating N-phase alternating current from the switching semiconductor element; a plurality of transformers for converting the N-phase alternating current into a low voltage; and a driving means for sending a driving signal for creating N-phase alternating current from the switching semiconductor element; It is equipped with a plurality of rectifiers that rectify and combine the signals to derive a substantial DC voltage that is applied to the workpiece to be welded.This generates a multiphase high-frequency signal with a relatively simple configuration and has less ripple. A direct current output voltage is created, which reduces the heat generation of the device, and also enables stable welding with high quality with less scattering and an expanded range of welding conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明に係る直流抵抗溶接装置の一実施例の全
体構成を示すブロック図、 第２図は第１図に示される実施例の処理波形図およびタ
イミングチャート、 第３図は従来の技術の処理波形図およびタイミングチャ
ートである。 １０・・・コンバータ ２２・・・ＧＴＲドライバ ５０・・・制御部 Ｄ　ｅ　Ｉ　〜Ｄ　ｅ　６、Ｄ　ｅ　ｌ　Ｏ８１〜Ｓ３
・・・交流 Ｔ、−Ｔ、・・・溶接ト ２０・・・インバータ ４０・・・整流部 ６０・・・モニタ 〜Ｄ　ｅ　ｌ　Ｓ・・・整流器 Ｓ、・・・整流電圧 ランスFIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of a DC resistance welding device according to the present invention, FIG. 2 is a processing waveform diagram and timing chart of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a conventional They are a processing waveform diagram and a timing chart of the technology. 10... Converter 22... GTR driver 50... Control section D e I to D e 6, D e I O81 to S3
... AC T, -T, ... Welding 20 ... Inverter 40 ... Rectifier 60 ... Monitor ~ D e l S ... Rectifier S, ... Rectifier voltage lance

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）実質的な直流電圧が印加される複数のスイッチン
グ半導体素子が配設されて、Ｎ相の交流を創出するイン
バータ部と、 前記スイッチング半導体素子から、Ｎ相の交流を創出す
るための駆動信号を送出する駆動手段と、 前記Ｎ相の交流を低電圧に変換せしめる複数のトランス
と、 前記トランスから導出された信号を整流して合成せしめ
、被溶接部材に印加される実質的な直流電圧を導出する
複数の整流器と、 を備えることを特徴とする直流抵抗溶接装置。(1) An inverter section in which a plurality of switching semiconductor elements to which a substantial DC voltage is applied is arranged to create N-phase alternating current; and a drive for creating N-phase alternating current from the switching semiconductor elements. A driving means for sending signals; a plurality of transformers for converting the N-phase alternating current into a low voltage; and a substantial direct current voltage applied to the workpiece by rectifying and combining the signals derived from the transformers. A direct current resistance welding device characterized by comprising: a plurality of rectifiers for deriving .