JPH0644542Y2 - インバータ式抵抗溶接機の制御又は測定装置 - Google Patents

インバータ式抵抗溶接機の制御又は測定装置

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JPH0644542Y2
JPH0644542Y2 JP1989031312U JP3131289U JPH0644542Y2 JP H0644542 Y2 JPH0644542 Y2 JP H0644542Y2 JP 1989031312 U JP1989031312 U JP 1989031312U JP 3131289 U JP3131289 U JP 3131289U JP H0644542 Y2 JPH0644542 Y2 JP H0644542Y2
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splash
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、スプラッシュの発生を検出する機能を備えた
インバータ式抵抗溶接機の制御又は測定装置に関する。
[従来の技術] 抵抗溶接では、所期の溶接品質が得られるように、溶接
時に溶接電流,通電時間,溶接電圧等の溶接条件を制御
する。このことから、従来の抵抗溶接制御又は測定装置
は、それら溶接条件を検出・測定し、角測定値をそのま
ま表示出力することで、あるいは設定値に対する角測定
値の誤差を演算してその誤差を表示出力したり、特定の
ランプを点灯させることで、溶接結果の合否判定を出し
ていた。
[考案が解決しようとする課題] ところで、抵抗溶接による抵抗発熱が過大の時被溶接物
からスプラッシュ(爆飛)が発生する。このようなスプ
ラッシュが発生すると、電子部品等の精密溶接では溶接
不良となることが多い。
しかるに、従来の抵抗溶接制御又は測定装置によって各
種溶接条件の測定値が与えられても、それらの測定値は
スプラッシュ発生の有無を表示ないし反映するものでは
なかった。したがって、従来は、溶接後に作業員が被溶
接物を目視で検査して溶接結果を判断していたが、この
ような目視検査のために生産性の低下や作業員の負担等
を招いていた。
本考案は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、各抵
抗溶接毎にスプラッシュが発生したか否かを自動的かつ
正確に判定する機能を備えたインバータ式抵抗溶接機の
制御又は測定装置を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、本考案のインバータ式抵
抗溶接機の制御又は測定装置は、商用交流電圧を整流し
て直流にし、前記直流電圧をインバータ回路により所定
周波数のパルス状高周波交流電圧に変換し、前記高周波
交流電圧を溶接トランスに通したのち整流器に通して再
び直流電圧にし、この直流電圧を被溶接材を挟む溶接電
極間に印加するようにし、かつ、一定の溶接電流を流す
ようにフィードバック式の定電流制御回路によって前記
インバータ回路を制御するようにしたインバータ式抵抗
溶接機の制御または測定装置において、インバータ周波
数に同期したタイミングで前記溶接電流を検出するため
の電流検出手段と、インバータ周波数に同期したタイミ
ングで前記溶接電極に印加される電圧を検出する電圧検
出手段と、前記電圧検出手段および前記電流検出手段よ
りそれぞれ得られる電圧値および電流値を基にインバー
タ周波数に同期したタイミングで前記溶接電極間の抵抗
値を演算する抵抗値演算手段と、通電時間の一定区間に
おいて前記抵抗値演算手段より得られる抵抗値の時間変
化率を逐次演算して予め定めた基準値と比較し、前記抵
抗値の時間変化率が前記基準値を越えたときにスプラッ
シュが発生したものと判断するスプラッシュ検出手段と
を具備する構成とした。
[作用] 抵抗溶接の通電時間中、被溶接材を挟む溶接電極間の抵
抗値は第2図に示す特性曲線RQのように変化する。
すなわち、通電開始直後では、溶接電極,被溶接材間の
接触抵抗が作用して高い抵抗値になる。この接触抵抗分
の抵抗値は短時間で低下するが、代わりに温度上昇によ
って時刻t1付近から固有抵抗値が高くなり、時刻t2付近
で極大抵抗値に達する。この時点からナゲットの生成が
始まり、ナゲットが生成するにつれて抵抗値は徐々に低
下する。
スプラッシュは、極大抵抗値付近、すなわちナゲットの
生成開始付近で発生しやすい。スプラッシュが発生する
と、抵抗値は急激にドロップし、抵抗値変化率の特性曲
線は点線RQ′のようになる。
本考案によればそれぞれインバータ周波数に同期したタ
イミングで動作する電圧検出手段、電流検出手段および
抵抗値演算手段によって第2図の特性曲線のように変化
する電極間抵抗値が割り出され、曲線RQ′のように変化
した場合は抵抗値変化率の急激なドロップがスプラッシ
ュ検出手段によって検出され、スプラッシュ発生の判定
がなされる。この判定結果が表示出力されることで、作
業員等はスプラッシュ発生の有無を知ることができる。
また、スプラッシュは通電時間の中間付近で発生するの
で、通電時間の所定区間(例えば第2図のta〜tb)をモ
ニタ期間としてよく、それによって通電開始直後や通電
終了時に通常に起こる抵抗値の急激な低下がスプラッシ
ュ発生と誤認されるようなことはない。
[実施例] 第1図は、本考案をインバータ式抵抗溶接機に適用した
一実施例の全体的な回路構成を示す。
この抵抗溶接機において、インバータ回路14は、入力端
子10,12より入力した直流電圧Eを高周波のスイッチン
グで切り刻むようにしてパルス状(矩形)の高周波交流
電圧を出力する。インバータ回路14のスイッチング周波
数ひいてはその高周波交流出力のパルス幅は、インバー
タドライブ回路40を介してパルス幅制御回路36により可
変制御される。インバータ回路14より出力された高周波
交流電圧は溶接トランス16の一次側コイルに印加され、
その二次側コイルより得られる降圧された高周波交流電
圧はダイオード18a,18bからなる整流回路20により直流
電圧に整流される。そして、この直流電圧が一対の溶接
電極22a,22bを介して被溶接物24a,24bに供給されること
により、それら被溶接物24a,24bに溶接電流Iがながれ
る。
この抵抗溶接機では、溶接電流Iを一定に制御するため
のフィートバック式定電流制御回路が設けられている。
この定電流制御回路において、溶接電流Iを検出するた
めの電流センサとして、溶接機の二次側導体にトロイダ
ルコイル26が設けられ、このコイル26より電流Iの微分
波形を表す出力電圧が得られる。コイル26の出力電圧は
積分回路からなる波形復元回路28によって溶接電流Iの
波形を表す信号に変換され、その電流波形信号を基に電
流平均値演算回路30より例えばインバータ周波数fに同
期した一定周期ΔT毎に溶接電流Iの平均値を示す電圧
信号SIが得られる。この電圧信号SIは電流比較回路32の
一方の入力端子に与えられる。電流比較回路32の他方の
入力端子には、電流設定回路34からの溶接電流設定値を
表す電圧信号SI0が与えられる。比較回路32は、両信号S
I,SI0を比較してその誤差を表す出力信号erをパルス幅
制御回路36に与える。パルス幅制御回路36は、パルス幅
変調(PWM)によりインバータ回路14の高周波交流出力
を制御するもので、周波数発生器38から例えば一定高周
波数(インバータ周波数)fの鋸歯信号を変調波として
入力し、これを誤差信号erと比較することにより“H"と
“L"の二値レベルを有するパルス状のPWM信号PPWMを生
成し、これでインバータ回路14の各トランジスタをオン
・オフ制御する。このような定電流制御回路によれば、
比較回路32の誤差出力erが零になるようにすなわち溶接
電流Iが設定値に一致するようにフィードバック方式の
定電流制御が行われる。
さて、本実施例では、溶接電極22a,22b間の抵抗値を測
定するため、それら溶接電極間に電圧平均値演算回路42
が接続される。この演算回路42は、例えばインバータ周
波数fに同期した一定周期ΔT毎に電極間印加電圧Vの
平均値を演算し、その電圧平均値を表す電圧信号SVを出
力する。この電圧信号SVは、A/D変換器44でディジタル
信号に変換されたうえでCPU(マイクロプロセッサ)48
に与えられる。また、上記電流平均値演算回路30より出
力される溶接電流Iの平均値を示す電圧信号SIは、A/D
変換器46でディジタル信号に変換されたうえでCPU48に
与えられる。
CPU48は、ROM50に格納されている演算プログラムにした
がい通電時間中の一定区間(例えば第2図のta〜tb)に
ついて次のような演算処理を行う。
先ず、一定時間Δt毎に、A/D変換器44からのディジタ
ル値(電圧測定値)をA/D変換器46からのディジタル値
(電流測定値)で割算して溶接電極間の抵抗値Riを割り
出す。その結果第3図に示すように、抵抗値変化曲線RQ
上の各位置に対応する抵抗値R1,R2…が得られる。
次に、CPU48は、相前後する数個の抵抗値の組合せ(例
えば[R1,R2,R3],[R2,R3,R4],…)につき時間
変化率ΔRiを逐次演算し、それらの中で基準値MRを越え
るものがあるかどうか判定する。スプラッシュが発生し
た場合、曲線RQ′上の抵抗値R8,R9,R10,…が得ら
れ、R7〜R9間の変化率ΔRiが最大値MaxΔRiで、これは
基準値MRを越える。スプラッシュが発生しなかった場合
は、曲線RQ′上の抵抗値R8′,R9′,R10′,…が得ら
れるが、基準値MRを越える変化率ΔRiは存在しない。上
記のような演算処理で得られたデータはRAM52に格納さ
れる。
上述したような演算処理により、CPU48は急激な抵抗値
変化率を認めたときはスプラッシュが発生したものと判
定し、認めなかったときはスプラッシュが発生しなかっ
たものと判定する。そして、その判定結果を表示器54の
画面上に表示する。これにより、作業員は、スプラッシ
ュ発生の判定結果が出たときは、当該被溶接物を溶接不
良品とみなして処置すればよく、いちいち目視検査を行
う必要はない。
さらに、CPU48は、スプラッシュが発生したときは、I/0
56を介して電流設定回路34に対し溶接電流設定値を適当
な値だけ減じるための補正データを与える。これによ
り、次回の抵抗溶接では、設定回路34より比較回路32へ
与えられる設定値信号SI0が減少することにより、溶接
電流Iが少なめに補正され、スプラッシュが防止ないし
抑制される。
なお、加工ライン上に自動選別機を設けた場合には、溶
接不良品をラインから取り除くための指令信号をCPU48
よりI/056を介して該自動選別機へ送るようにしてもよ
い。
[考案の効果] 本実施例は、上述したような構成を有することにより、
次のような効果を奏する。
抵抗溶接の通電時間中にスプラッシュが発生すると溶接
電極間抵抗値が急激にドロップする現象に着目して、電
極間抵抗値を動的にモニタしてスプラッシュ発生の有無
を自動的かつ正確に判定するようにしたので作業員の目
視検査を不要とし、生産性を向上させることができる。
また、スプラッシュの発生し得る所定の区間においての
み電極間抵抗値のモニタを行うことで、誤認または誤判
定をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本考案をインバータ式抵抗溶接機に適用した
一実施例の全体的回路構成を示すブロック図、 第2図は、抵抗溶接の通電時間中における溶接電極間抵
抗値の時間的変化を示す特性曲線図、 第3図は、実施例によるスプラッシュ検出の作用を説明
するための図である。 図面において、 22a,22b……溶接電極、 24a,24b……被溶接物、 26……電流センサ(トロイダルコイル)、 28……波形復元回路、 30……電流平均値演算回路、 32……電流比較回路、 34……電流設定回路、 42……電圧平均値演算回路、 44,46……A/D変換器、 48……CPU、 50……ROM、 52……RAM、 54……表示器、 56……I/O。

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】商用交流電圧を整流して直流電圧にし、前
    記直流電圧をインバータ回路により所定周波数のパルス
    状高周波交流電圧に交換し、前記高周波交流電圧を溶接
    トランスに通したのち整流器に通して再び直流電圧に
    し、この直流電圧を被溶接材を挟む溶接電極間に印加す
    るようにし、かつ、一定の溶接電流を流すようにフィー
    ドバック式の定電流制御回路によって前記インバータ回
    路を制御するようにしたインバータ式抵抗溶接機の制御
    または測定装置において、 インバータ周波数に同期したタイミングで前記溶接電極
    に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、 インバータ周波数に同期したタイミングで前記溶接電流
    を検出するための電流検出手段と、 前記電圧検出手段および前記電流検出手段よりそれぞれ
    得られる電圧値および電流値を基にインバータ周波数に
    同期したタイミングで前記溶接電極間の抵抗値を演算す
    る抵抗値演算手段と、 通電時間の一定区間において前記抵抗値演算手段より得
    られる抵抗値の時間変化率を逐次演算して予め定めた基
    準値と比較し、前記抵抗値の時間変化率が前記基準値を
    越えたときにスプラッシュが発生したものと判定するス
    プラッシュ検出手段と、 を具備することを特徴とするインバータ式抵抗溶接機の
    制御又は測定装置。
  2. 【請求項2】前記スプラッシュ検出手段に、スプラッシ
    ュ有無についての判定結果の表示および/または信号出
    力を行う手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載のインバータ式抵抗溶接機の制御又は測定
    装置。
JP1989031312U 1989-03-18 1989-03-18 インバータ式抵抗溶接機の制御又は測定装置 Expired - Lifetime JPH0644542Y2 (ja)

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