JPH1094884A - スポット溶接機 - Google Patents
スポット溶接機Info
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- JPH1094884A JPH1094884A JP8254392A JP25439296A JPH1094884A JP H1094884 A JPH1094884 A JP H1094884A JP 8254392 A JP8254392 A JP 8254392A JP 25439296 A JP25439296 A JP 25439296A JP H1094884 A JPH1094884 A JP H1094884A
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Abstract
指令オフ後に、直ちに充電を開始でき、スポット溶接の
作業のタクトアップを可能とする。 【解決手段】 この発明のスポット溶接機は、コンデン
サCへの充電電圧を放電して溶接を行うスポット溶接機
において、入力電圧を全波整流し、その全波整流波形の
電圧で上記コンデンサCへの充電を行う整流及び電圧制
御部10と、上記コンデンサCからの放電を高速スイッ
チングスピードを有するパワー素子のオンオフで制御す
る放電制御部20と、を備える。
Description
充電電圧を放電して溶接を行うスポット溶接機に関する
ものである。
を行うコンデンサ式のスポット溶接機では、コンデンサ
への充電制御は、そのコンデンサの前段に設けた整流・
電圧制御回路で行い、コンデンサからの放電制御はその
コンデンサの後段に設けた放電制御回路で行っている。
そして、従来のスポット溶接機は、サイリスタのスイッ
チング素子としての機能を利用して構成したものが一般
的である。
機での整流・電圧制御回路を示す図である。図におい
て、整流・電圧制御回路には、スイッチング素子として
サイリスタSCR1,SCR2,SCR3が用いられ、
また3相点弧回路K1の同期用として降圧トランスT2
が用いられている。充電指令が出ると3相点弧回路K1
は各相に同期した点弧ゲート信号をサイリスタSCR
1,SCR2,SCR3に出力する。この点弧信号によ
ってし、サイリスタSCR1,SCR2,SCR33が
オンになると、電流制限抵抗Rを通し、コンデンサCに
充電電流Icが流れる。コンデンサCの充電電圧は、図
11に示すように徐々に高くなり、電圧検出回路(図示
せず)を通して検出した充電電圧が設定電圧Voに達す
ると、充電指令をオフにする。これによって、サイリス
タSCR1,SCR2,SCR3がオフとなり、一連の
充電工程が完了する。
機での放電制御回路を示す図である。放電制御回路にも
スイッチング素子としてサイリスタSCR4,SCR
5,SCR6,SCR7を用いている。上記の充電工程
でコンデンサCにチャージした電圧を溶接トランスT3
へ放出する場合、点弧制御回路K2に第1放電指令を出
す。この第1放電指令によって、サイリスタSCR4,
SCR5がオンとなり、放電電流I1が図ののルート
を通って溶接トランスT3の1次側に流れる。
ると、サイリスタSCR4,SCR5をオフとし、上記
の充電工程を再度行ってコンデンサCに電圧をチャージ
する。チャージが完了すると、今度は点弧制御回路K2
に第2放電指令を出す。この第2放電指令によって、サ
イリスタSCR6,SCR7がオンとなり、放電電流I
2が図ののルートを通って溶接トランスT3の1次側
に流れる。このときの放電電流I1,I2は、図13に
示すように、互いに極性が反対になる。以上の動作を繰
り返すことにより、スポット溶接機としての動作を行わ
せている。
一度オンになると点弧指令をオフにしてもサイリスタに
流れる電流がゼロにならないとオフせず、このため放電
指令オフ後、すぐには充電を開始できず、充電開始まで
時間をとるようにしていた。
に流れる放電電流I1は、図14に示すように、第1放
電指令に基づく点弧指令をオフにしているにもかかわら
ず時間toの間は流れ続ける。もし、点弧指令から時間
tpが経過した時点で充電を開始すると、サイリスタS
CR4,SCR5はオフとなっていないため、サイリス
タSCR4,SCR5を通して溶接トランスT3側に電
流が流れてしまい、コンデンサCには電荷がチャージさ
れない。この現象を避けるために、一般には点弧指令オ
フ後(第1、第2放電指令オフ後)、時間tqだけ遅ら
せて充電指令を出すようにしている。このため、充電に
時間を要し、スポット溶接の作業効率を悪化させる要因
になっていた。この発明は上記に鑑み提案されたもの
で、放電指令オフ後に、直ちに充電を開始でき、スポッ
ト溶接の作業のタクトアップが可能なスポット溶接機を
提供することを目的とする。
に、この発明のスポット溶接機は、コンデンサへの充電
電圧を放電して溶接を行うスポット溶接機において、入
力電圧を全波整流し、その全波整流波形の電圧で上記コ
ンデンサへの充電を行う整流及び電圧制御部と、上記コ
ンデンサからの放電を高速スイッチングスピードを有す
るパワー素子のオンオフで制御する放電制御部と、を備
えるようにした。
面に基づいて詳細に説明する。図1はスポット溶接機の
基本的な構成を示すブロック図である。図において、ス
ポット溶接機は、電源として商用のAC200V3相交
流電源を使用しており、この商用電源を昇圧トランスT
1を用いてAC400Vまで昇圧させ、大容量化した上
で、整流及び電圧制御部10に送っている。昇圧トラン
スT1により昇圧された電圧は整流及び電圧制御部10
で整流された後、電流制限抵抗Rを経由してコンデンサ
(コンデンサ群)Cを充電する。コンデンサCの充電電
圧Vは、電圧検出回路31で検出され、その充電電圧V
が設定電圧Voに達すると、充電電圧制御回路32から
充電停止指令が出力され、充電が停止する。これによっ
て、一連の充電工程が完了する。そして、放電制御部2
0は、充電工程でコンデンサCにチャージした電圧を溶
接トランスT3へ放出する。
す図である。今回開発したスポット溶接機の整流及び電
圧制御部10は、ダイオードD1,D2,D3,D4,
D5,D6で全波整流回路11を組み、この全波整流回
路11と電流制限抵抗Rとの間に絶縁ゲート型バイポー
ラトランジスタ(Insulated Gate Bipola Transistor、
以下、「IGBT」という)0を入れ、このIGBT0
を制御回路12を介して充電指令で制御することで充電
制御を行うようにしたものである。
高速スイッチング特性および電圧駆動特性と、バイポー
ラトランジスタの持つ低オン電圧特性とをワンチップに
構成した、MOS FETとバイポーラトランジスタと
の双方の長所を併せもったパワー素子であり、電圧駆動
素子であるため、ゲートに電圧を印加することによりオ
ンし、ゲート電圧をゼロにするとオフする自己消去型素
子である。
(A))は全波整流回路11を通って全波整流され、図
3(B)の全波整流波形、すなわち図3(C)のような
波形になる。この全波整流波形の電圧を電流制限抵抗R
を通しコンデンサCに充電させる。その際にIGBT0
にスイッチの役割をさせている。充電制御は充電指令に
基づいて制御回路12が行うが、充電電圧Vが設定電圧
Voに達すると充電指令をオフにし、IGBT0のスイ
ッチングによって充電を停止させる。IGBT0は、充
電指令をオフにすると、素子の特性として瞬時にオフと
なるので、充電も瞬時に停止する。
る。放電制御部20は、4個のIGBT1,IGBT
2,IGBT3,IGBT4をスイッチング素子として
用いている。上記の充電工程でコンデンサCにチャージ
した電圧を溶接トランスT3へ放出する場合、制御回路
13に第1放電指令を出す。この第1放電指令によっ
て、IGBT1とIGBT4とがオンとなり、放電電流
I1が図ののルートを通って溶接トランスT3の1次
側に流れる。
ると、IGBT1とIGBT4とをオフとし、上記の充
電工程を再度行ってコンデンサCに電圧をチャージす
る。チャージが完了すると、今度は制御回路13に第2
放電指令を出す。この第2放電指令によって、IGBT
2とIGBT3とがオンとなり、放電電流I1とは逆極
性の放電電流I2が、図ののルートを通って溶接トラ
ンスT3の1次側に流れる。以上の動作を繰り返すこと
により、スポット溶接機としての動作を行わせている。
る。放電制御部20にIGBT1〜IGBT4を使用し
た場合、放電指令をオフにすると瞬時にIGBTはオフ
となり、放電電流もオフとなるため、サイリスタ使用の
ときのような遅延時間tqの確保が必要でなく、直ちに
充電を開始することができる。このため、放電から充電
開始までの時間を短縮することができ、スポット溶接の
作業のタクトアップが可能となる。
ンデンサCの充電を、上記図10のサイリスタを用いた
整流・電圧制御回路からの整流波形で行っており、その
ときの整流波形は、図6(A)に示すような波形であ
る。一方、この実施形態では、コンデンサCの充電を、
上述したように、図6(B)のような全波整流波形で行
っており、このため、従来に比べて短時間に効率よく充
電を行うことができる。
う場合、充電が設定電圧Voに達した時に充電をオフに
しても、充電電圧Vが設定電圧Voを超えてしまうこと
がある。これは、電圧検出回路31での検出から実際に
IGBT0がオフするまでに時間的な遅れがあるため
に、急速充電についていけないためである。
象を回避するためにパルス充電方式を開発した。これ
は、IGBT0を数百Hzでオン・オフし、設定電圧V
oと充電電圧Vとの差が大きいときは、図7に示すよう
に、そのパルス幅を長くし、差が小さい時は、図8に示
すように、パルス幅を短くして、コンデンサCへのチャ
ージを制御するものである。
すようなものとなり、設定電圧Voと充電電圧Vとの差
が大きい時は単位時間当たりのチャージ量が大きくなっ
て急速に充電が行われ、充電電圧Vが設定電圧Voに近
づくと単位時間当たりのチャージ量が小さくなり、充電
はゆっくりと行われるようになり、正確に設定電圧Vo
まで充電を行うことができる。
電制御部20にIGBT1〜IGBT4を使用したの
で、放電指令をオフにすると瞬時にIGBTはオフとな
り、サイリスタ使用のときのような遅延時間tqの確保
が必要でなく、直ちに充電を開始することができる。こ
のため、放電から充電開始までの時間を短縮することが
でき、スポット溶接の作業のタクトアップが可能とな
る。
で行うようにしたので、急速充電を行うことができ、充
電時間を短縮でき、この点からも、スポット溶接の作業
のタクトアップを可能とすることができる。
IGBT0を用いて全波整流波形をパルス化し、設定電
圧Voと充電電圧Vとの差が大きい時はパルス幅を長く
して単位時間当たりのチャージ量を大きくすることで、
急速に充電を行い、充電電圧Vが設定電圧Voに近づく
と、パルス幅を小さくして単位時間当たりのチャージ量
を小さくすることで、充電をゆっくりと行うようにした
ので、正確に設定電圧Voまで充電を行うことができ
る。
ト溶接機によれば、コンデンサからの放電を高速スイッ
チングスピードを有するパワー素子のオンオフで制御す
るようにしたので、放電指令をオフにすると瞬時にパワ
ー素子もオフとなり、サイリスタ使用のときのような遅
延時間の確保が必要でなく、直ちに充電を開始すること
ができる。このため、放電から充電開始までの時間を短
縮することができ、スポット溶接の作業のタクトアップ
が可能となる。
行うようにしたので、急速充電を行うことができ、充電
時間を短縮でき、この点からも、スポット溶接の作業の
タクトアップを可能とすることができる。
高速スイッチングスピードを有するパワー素子を用いて
全波整流波形をパルス化し、設定電圧と充電電圧との差
が大きい時はパルス幅を長くして単位時間当たりのチャ
ージ量を大きくすることで、急速に充電を行い、充電電
圧が設定電圧に近づくと、パルス幅を小さくして単位時
間当たりのチャージ量を小さくすることで、充電をゆっ
くりと行うようにしたので、正確に設定電圧まで充電を
行うことができる。
図である。
る。
を示す図である。
を説明するための図である。
御の説明図である。
御の説明図である。
御の説明図である。
の整流・電圧制御回路を示す図である。
の放電制御回路を示す図である。
電流の波形を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 コンデンサへの充電電圧を放電して溶接
を行うスポット溶接機において、 入力電圧を全波整流し、その全波整流波形の電圧で上記
コンデンサへの充電を行う整流及び電圧制御部と、 上記コンデンサからの放電を高速スイッチングスピード
を有するパワー素子のオンオフで制御する放電制御部
と、 を備えたことを特徴とするスポット溶接機。 - 【請求項2】 上記整流及び電圧制御部は、 上記充電を、上記全波整流波形の電圧を高速スイッチン
グスピードを有するパワー素子のオンオフ制御で形成し
たパルス波によって行い、設定電圧とコンデンサの充電
電圧との差が大きいときはパルス波が長くなるように、
差が小さいときはパルス波が短くなるようにパルス波の
制御を行う、 ことを特徴とする請求項1に記載のスポット溶接機。 - 【請求項3】 上記高速スイッチングスピードを有する
パワー素子は絶縁ゲート型バイポーラトランジスタであ
ることを特徴とする請求項1または2に記載のスポット
溶接機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08254392A JP3128752B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | スポット溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08254392A JP3128752B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | スポット溶接機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1094884A true JPH1094884A (ja) | 1998-04-14 |
JP3128752B2 JP3128752B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=17264348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08254392A Expired - Fee Related JP3128752B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | スポット溶接機 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-09-26 JP JP08254392A patent/JP3128752B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN110421244B (zh) * | 2019-08-27 | 2024-06-25 | 无锡海菲焊接设备有限公司 | 储能焊机的焊接控制*** |
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