(57)【要約】      （修正有）【課題】溶接電流と使用率とを考慮して抵抗溶接機の動作を制御する。【解決手段】インバータトランス１６０に流す溶接電流を制御する制御部１２０と、この溶接電流を検知する電流検知部１２５と、検知した溶接電流の通電時間および打点時間間隔を測定してインバータトランス１６０の使用率を演算する使用率演算部１３０と、インバータトランス１６０を定格容量で稼働させたときの溶接電流の電流値とインバータトランス１６０の使用率との関係を示す等価電流曲線を記憶する記憶部１３５と、検知された溶接電流の電流値および演算されたインバータトランス１６０の使用率の関係がインバータトランス１６０の定格容量を超える関係にあるか否かを等価電流曲線に照らして判定し、これらの関係定格容量を超える関係になければ制御部１２０の動作を継続させ、これらの関係が定格容量を超える関係にあれば制御部１２０の動作を停止させる判定部１４０と、を有する。【選択図】図１
2020082087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータトランスに流す溶接電流を制御する制御部と、
前記インバータトランスに流れる前記溶接電流を検知する電流検知部と、
検知した前記溶接電流の通電時間および打点時間間隔を測定し、測定した前記通電時間および前記打点時間間隔を用いて前記インバータトランスの使用率を演算する使用率演算部と、
前記インバータトランスを定格容量で稼働させたときの前記溶接電流の電流値と前記インバータトランスの前記使用率との関係を示す等価電流曲線を記憶する記憶部と、
検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の関係が前記インバータトランスの前記定格容量を超える関係にあるか否かを前記等価電流曲線に照らして判定し、検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の関係が前記インバータトランスの前記定格容量を超える関係になければ前記制御部の動作を継続させ、検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の関係が前記インバータトランスの前記定格容量を超える関係にあれば前記制御部の動作を停止させる判定部と、
を有する、抵抗溶接機制御装置。
【請求項２】
前記使用率演算部は、
使用率測定モードが起動されているときには、
検知した前記溶接電流の前記通電時間および前記打点時間間隔を打点ごとに測定し、測定した前記通電時間および前記打点時間間隔を用いて前記インバータトランスの前記使用率を演算する、請求項１に記載の抵抗溶接機制御装置。
【請求項３】
前記使用率演算部は、
平均使用率測定モードが起動されているときには、
検知した前記溶接電流の前記通電時間および前記打点時間間隔を複数打点数ごとに、または一定時間ごとに測定し、測定した前記複数打点数ごとの、または前記一定時間ごとの平均通電時間または平均打点時間間隔を演算し、演算した前記平均通電時間または前記平均打点時間間隔を用いて前記インバータトランスの前記使用率を演算する、請求項１に記載の抵抗溶接機制御装置。
【請求項４】
前記判定部は、
前記記憶部が記憶している前記等価電流曲線を用いて描いたグラフに、検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の交点をプロットし、プロットした前記交点が前記等価電流曲線よりも下側に位置していれば、検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の関係が前記インバータトランスの前記定格容量を超える関係にないと判定し、プロットした前記交点が前記等価電流曲線よりも上側に位置していれば、検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の関係が前記インバータトランスの前記定格容量を超える関係にあると判定する、請求項１から３のいずれかに記載の抵抗溶接機制御装置。
【請求項５】
前記電流検知部によって検知された前記溶接電流の前記電流値、前記通電時間および前記打点時間間隔、前記使用率演算部によって演算された前記インバータトランスの前記使用率は、外部コンピュータに送信され、
前記外部コンピュータによって、前記溶接電流の前記電流値、前記通電時間、前記打点時間間隔および前記インバータトランスの前記使用率が記録および監視される、請求項１から４のいずれかに記載の抵抗溶接機制御装置。
【請求項６】
前記電流検知部によって検知された前記溶接電流の前記電流値および前記使用率演算部によって演算された前記インバータトランスの前記使用率は、外部コンピュータに送信され、
前記外部コンピュータによって、前記記憶部が記憶している前記等価電流曲線を用いて描いたグラフに、検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の前記交点がプロットされ、前記溶接電流の前記電流値および前記インバータトランスの前記使用率の関係が前記インバータトランスの前記定格容量を超える関係にあるか否かが監視される、請求項４に記載の抵抗溶接機制御装置。
【請求項７】
さらに、前記インバータトランスの温度を検知する温度検知部を設け、
前記温度検知部によって検知された前記インバータトランスの温度は、前記外部コンピュータに送信され、
前記外部コンピュータによって、前記インバータトランスの温度が記録および監視される、請求項５または６に記載の抵抗溶接機制御装置。
【請求項８】
前記温度検知部は、前記溶接電流を生成するトランスの温度を検知するトランス温度検知部と、前記トランスで生成された前記溶接電流を整流する整流器の温度を検知する整流器温度検知部と、を有する、請求項７に記載の抵抗溶接機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗溶接機の溶接電流と使用率とを考慮して抵抗溶接機の動作を制御する抵抗溶接機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車のボディーには、強度の確保と軽量化の実現に向けて、従来の鋼板よりも引張強度を向上させた高張力鋼板が用いられている。高張力鋼板同士をスポット溶接する場合、従来の鋼板をスポット溶接するときよりも大きな溶接電流を長い時間通電させる必要がある。このため、高張力鋼板同士のスポット溶接には、広範囲な溶接条件が設定できて高品質の溶接をすることができるインバータ方式の抵抗溶接機が用いられている。一般的に、インバータ方式の抵抗溶接機は、連続的に通電して使用するものではないため、特許文献１に示されているように、抵抗溶接機は、ある一定の時間内において通電できる時間の比率である使用率を考慮して稼動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４１７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、近年における高張力鋼板同士のスポット溶接においては、各溶接点において高品質の溶接を実現させるため、溶接点ごとに、溶接電流、通電時間、打点時間間隔などの溶接条件を異ならせている。このため、引用文献１のように、使用率だけを考慮して抵抗溶接機を稼働させたのでは、次のような不具合が生じる。
【０００５】
インバータ方式の抵抗溶接機に使用しているインバータトランスは、高張力鋼板同士のスポット溶接においては、定格容量を超えて使用される場合があり、これにより、インバータトランスの寿命に悪影響が生じる。電気容量は使用される溶接条件により変化するため、使用率だけを考慮して、電気容量が定格容量を超えないように管理することは難しい。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題を解消するために成されたものであり、抵抗溶接機の溶接電流と使用率とを考慮して抵抗溶接機の動作を制御する抵抗溶接機制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る抵抗溶接機制御装置は、インバータトランスに流す溶接電流を制御する制御部と、インバータトランスに流れる溶接電流を検知する電流検知部と、検知した溶接電流の通電時間および打点時間間隔を測定し、測定した通電時間および打点時間間隔を用いてインバータトランスの使用率を演算する使用率演算部と、インバータトランスを定格容量で稼働させたときの溶接電流の電流値とインバータトランスの使用率との関係を示す等価電流曲線を記憶する記憶部と、検知された溶接電流の電流値および演算されたインバータトランスの使用率の関係がインバータトランスの定格容量を超える関係にあるか否かを等価電流曲線に照らして判定し、検知された溶接電流の電流値および演算されたインバータトランスの使用率の関係がインバータトランスの定格容量を超える関係になければ制御部の動作を継続させ、検知された溶接電流の電流値および演算されたインバータトランスの使用率の関係がインバータトランスの定格容量を超える関係にあれば制御部の動作を停止させる判定部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る抵抗溶接機制御装置によれば、抵抗溶接機の溶接電流と使用率とを考慮して抵抗溶接機の動作を制御するので、抵抗溶接機の定格容量を超えない範囲内で抵抗溶接機を稼働させることができ、抵抗溶接機の寿命を伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の抵抗溶接機制御装置を備えた抵抗溶接機の概略構成図である。
【図２】本実施形態の抵抗溶接機制御装置の使用率測定モード時の動作フローチャートである。
【図３】本実施形態の抵抗溶接機制御装置の平均使用率測定モード時の動作フローチャートである。
【図４】図２および図３の動作フローチャートの動作説明に供する図である。
【図５】図２および図３の動作フローチャートの動作説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る抵抗溶接機制御装置の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態の抵抗溶接機制御装置を備えた抵抗溶接機の概略構成図である。
【００１１】
＜抵抗溶接機の構成＞
抵抗溶接機１０は、溶接ガン１９０の電極２００に溶接電流を供給するインバータトランス１６０と、インバータトランス１６０の動作を制御する抵抗溶接機制御装置１００とを備える。
【００１２】
インバータトランス１６０は溶接ガン１９０の一部に備えられ、溶接ガン１９０の電極２００間に溶接電流を供給する。インバータトランス１６０は、溶接電流を生成するためのトランス１６２と、トランス１６２で生成された溶接電流を整流するダイオードスタック１７０とを有する。トランス１６２は、一次側巻線１６６と二次側巻線１６４とを有し、一次側巻線１６６に流れる電流が巻数比に応じた電流に増幅されて二次側巻線１６４に供給される。ダイオードスタック１７０はダイオード１７２、１７４を有し、ダイオード１７２、１７４によって、二次側巻線１６４に流れる交流の溶接電流が直流の溶接電流に変換される。直流に変換された溶接電流は、電極２００間で加圧されている鋼板（図示せず）に供給され、電極２００によって鋼板がスポット溶接される。
【００１３】
インバータトランス１６０には、インバータトランス１６０の温度を検知する温度検知部が設けられる。温度検知部は、溶接電流を生成するトランス１６２の温度を検知するトランス温度検知部１８２と、トランス１６２で生成された溶接電流を整流する整流器としてのダイオードスタック１７０の温度を検知する整流器温度検知部１８４と、を有する。
【００１４】
＜抵抗溶接機制御装置の構成＞
抵抗溶接機制御装置１００は、抵抗溶接機１０の溶接電流と使用率とを考慮して抵抗溶接機１０の動作を制御する。
【００１５】
抵抗溶接機制御装置１００は、整流部１１０、スイッチング部１１５、制御部１２０、電流検知部１２５、使用率演算部１３０、記憶部１３５、判定部１４０、外部コンピュータであるＰＣ１５０、トランス温度検知部１８２および整流器温度検知部１８４を備える。
【００１６】
整流部１１０は、３相の商用電源に接続され、たとえば３相５０Ｈｚの交流を直流に変換し、抵抗溶接機制御装置１００の全ての構成要素に電力を供給する。スイッチング部１１５は、制御部１２０から出力されるスイッチング信号によってスイッチングされ、溶接条件に応じた電圧を出力する。制御部１２０は、インバータトランス１６０に流す溶接電流を、スイッチング部１１５に出力するスイッチング信号によって制御する。電流検知部１２５は、インバータトランス１６０に流れる溶接電流を検知する。
【００１７】
使用率演算部１３０は、電流検知部１２５が検知した溶接電流の通電時間および打点時間間隔を測定する。また、使用率演算部１３０は、トランス温度検知部１８２が検知したトランス１６２の温度および整流器温度検知部１８４が検知したダイオードスタック１７０の温度を測定する。さらに、使用率演算部１３０は、測定した通電時間および打点時間間隔を用いてインバータトランス１６０の使用率を演算する。
【００１８】
使用率演算部１３０は、その内部に記憶部１３５を備える。記憶部１３５は、インバータトランス１６０を定格容量で稼働させたときの溶接電流の電流値とインバータトランス１６０の使用率との関係を示す等価電流曲線を記憶する。
【００１９】
使用率演算部１３０は、使用率を演算する測定モードとして、「使用率測定モード」と「平均使用率測定モード」という２つの測定モードを備えている。使用率演算部１３０は、使用率測定モードが起動されているときには、電流検知部１２５が検知した溶接電流の通電時間および打点時間間隔を打点ごとに測定し、測定した通電時間および打点時間間隔を用いてインバータトランス１６０の使用率を演算する。また、使用率演算部１３０は、平均使用率測定モードが起動されているときには、電流検知部１２５が検知した溶接電流の通電時間および打点時間間隔を複数打点数ごとに、または一定時間ごとに測定し、測定した複数打点数ごとの、または一定時間ごとの平均通電時間または平均打点時間間隔を演算し、演算した平均通電時間または平均打点時間間隔を用いてインバータトランス１６０の使用率を演算する。
【００２０】
判定部１４０は、電流検知部１２５によって検知された溶接電流の電流値および使用率演算部１３０によって演算されたインバータトランス１６０の使用率の関係がインバータトランス１６０の定格容量を超える関係にあるか否かを、記憶部１３５に記憶されている等価電流曲線に照らして判定する。判定部１４０は、検知された溶接電流の電流値および演算されたインバータトランス１６０の使用率の関係がインバータトランス１６０の定格容量を超える関係になければ制御部１２０の動作を継続させる。また、判定部１４０は、検知された溶接電流の電流値および演算されたインバータトランス１６０の使用率の関係がインバータトランス１６０の定格容量を超える関係にあれば制御部１２０の動作を停止させる。
【００２１】
判定部１４０は、記憶部１３５が記憶している等価電流曲線を用いて描いたグラフに、電流検知部１２５によって検知された溶接電流の電流値および使用率演算部１３０によって演算されたインバータトランス１６０の使用率の交点をプロットし、プロットした交点が等価電流曲線よりも下側に位置していれば、検知された溶接電流の電流値および演算されたインバータトランス１６０の使用率の関係がインバータトランス１６０の定格容量を超える関係にないと判定する。また、プロットした交点が等価電流曲線よりも上側に位置していれば、検知された溶接電流の電流値および演算されたインバータトランス１６０の使用率の関係がインバータトランス１６０の定格容量を超える関係にあると判定する。
【００２２】
記憶部１３５に記憶させる等価電流曲線は、現場の経験や実験によって得られた曲線である。等価電流曲線ａは、一般的には、溶接電流（ＫＡ）×使用率α１／２の計算で求められる。使用率の計算は任意の電流値に換算することによって行なう。たとえば、自動車の溶接工程を考慮したときには、連続打点のトータルの使用率を考慮する必要があるためである。等価電流曲線（図５参照）を見ると、インバータトランス１６０を定格容量の範囲内で使用するには、使用率が小さければ大きな溶接電流を流すことができるが、使用率が大きくなるにつれて小さな溶接電流しか流せなくなることがわかる。等価電流曲線は、抵抗溶接機１０の大きさや溶接の仕方によって異なる。各抵抗溶接機１０には、その抵抗溶接機１０に最適な等価電流曲線が用いられる。
【００２３】
ＰＣ１５０は、使用率演算部１３０に接続される。電流検知部１２５によって検知された１打点ごとの溶接電流の電流値、通電時間および打点時間間隔、使用率演算部１３０によって演算されたインバータトランス１６０の使用率は、外部コンピュータであるＰＣ１５０に送信される。ＰＣ１５０によって、溶接電流の電流値、通電時間、打点時間間隔およびインバータトランス１６０の使用率が記録および監視される。また、電流検知部１２５によって検知された溶接電流の電流値および使用率演算部１３０によって演算されたインバータトランス１６０の使用率は、ＰＣ１５０に送信される。ＰＣ１５０によって、記憶部１３５が記憶している等価電流曲線を用いて描いたグラフに、検知された溶接電流の電流値および演算されたインバータトランス１６０の使用率の交点がプロットされ、溶接電流の電流値およびインバータトランス１６０の使用率の関係がインバータトランス１６０の定格容量を超える関係にあるか否かが監視される。さらに、温度検知部によって検知されたインバータトランス１６０の温度は、ＰＣ１５０に送信され、ＰＣ１５０によって、インバータトランス１６０の温度が記録および監視される。
【００２４】
＜抵抗溶接機制御装置の動作＞
［使用率測定モード］
図２は、本実施形態の抵抗溶接機制御装置１００の使用率測定モード時の動作フローチャートである。使用率測定モードの動作を図４および図５を参照しながら説明する。
【００２５】
使用率演算部１３０において使用率測定モードが起動されているときには、使用率演算部１３０は、まず、電流検知部１２５が検知した、１打点ごとの溶接電流の電流値、溶接電流の通電時間および打点時間間隔を測定する（Ｓ１００）。たとえば、図４に示すように、第１打点の溶接電流の電流値Ａ１、第１打点の溶接電流の通電時間Ｔ１１、第１打点の溶接電流の打点時間間隔Ｔ２１、第２打点の溶接電流の電流値Ａ１、第２打点の溶接電流の通電時間Ｔ１２、第２打点の溶接電流の打点時間間隔Ｔ２２、第３打点の溶接電流の電流値Ａ３、第３打点の溶接電流の通電時間Ｔ１３、第３打点の溶接電流の打点時間間隔Ｔ２３、第４打点の溶接電流の電流値Ａ１、第４打点の溶接電流の通電時間Ｔ１４、第４打点の溶接電流の打点時間間隔Ｔ２４、を打点ごとに測定する。
【００２６】
次に、使用率演算部１３０は、Ｓ１００のステップで測定した通電時間および打点時間間隔を用いてインバータトランス１６０の使用率を演算する（Ｓ１０１）。たとえば、図４の場合、第１打点におけるインバータトランス１６０の使用率α１は、α１＝Ｔ１１／Ｔ２１、第２打点におけるインバータトランス１６０の使用率α２は、α２＝Ｔ１２／Ｔ２２、第３打点におけるインバータトランス１６０の使用率α３は、α３＝Ｔ１３／Ｔ２３、第４打点におけるインバータトランス１６０の使用率α４は、α４＝Ｔ１４／Ｔ２４、のように求めることができる。
【００２７】
次に、判定部１４０は、Ｓ１００のステップで測定した１打点ごとの溶接電流の電流値、およびステップ１０１で演算した１打点ごとのインバータトランス１６０の使用率の関係が、インバータトランス１６０の定格容量を超える関係にあるか否かを、記憶部１３５に記憶されている等価電流曲線に照らして判定する。つまり、溶接電流と使用率の関係がインバータトランス１６０の定格容量を超える関係にあるか否かを判定する（Ｓ１０２）。
【００２８】
たとえば、図５のように、第１打点の溶接電流の電流値がＡ１、使用率がα１であったとすると、判定部１４０は、記憶部１３５が記憶している等価電流曲線ａを用いて描いたグラフに、電流値Ａ１と使用率α１の交点をプロットし、プロットした交点が等価電流曲線ａよりも下側に位置していれば、電流値Ａ１と使用率α１の関係がインバータトランス１６０の定格容量を超える関係にないと判定する（Ｓ１０２：ＮＯ）。定格容量を超える関係になければ、判定部１４０は、制御部１２０の動作を継続させ、Ｓ１００およびＳ１０１のステップの処理を繰り返す。
【００２９】
一方、たとえば、図５のように、第４打点の溶接電流の電流値がＡ１、使用率がα４であったとすると、判定部１４０は、記憶部１３５が記憶している等価電流曲線ａを用いて描いたグラフに、電流値Ａ１と使用率α４の交点をプロットし、プロットした交点が等価電流曲線ａよりも上側に位置していれば、電流値Ａ１と使用率α４の関係がインバータトランス１６０の定格容量を超える関係にあると判定する（Ｓ１０２：ＹＥＳ）。定格容量を超える関係にあれば、判定部１４０は、制御部１２０の動作を停止させ、異常を出力する（Ｓ１０３）。異常の出力は打点ごとに行なう。たとえば、第３打点の終了時に、定格容量を超える関係にあると判断されたときには、第４打点の溶接を行なう前に異常の出力がされる。異常の出力がされると、抵抗溶接機制御装置１００は、警報音やパトライト（登録商標）により異常表示をすると共に、ＰＣ１５０などの外部の装置に異常信号を出力する。異常信号としては、接点信号や異常データを含み、異常信号は有線や無線で外部の装置に出力される。なお、異常の出力がされると、その出力がリセットされるまで、復帰できない。
【００３０】
以上のように、使用率測定モードが起動されているときには、１打点ごとに、インバータトランス１６０の定格容量を超えるか、超えないかが判断される。したがって、抵抗溶接機１０の定格容量を超えない範囲内で抵抗溶接機１０を稼働させることができるため、インバータトランス１６０が備えるダイオード１７２、１７４を過熱から保護することができる。このため、ダイオードスタック１７０の寿命を延ばすことができ、ダイオードスタック１７０の交換頻度を減少させることができる。また、ダイオードスタック１７０の交換には多大の時間を要することから、溶接ラインの生産効率を向上させることができる。
【００３１】
［平均使用率測定モード］
図３は、本実施形態の抵抗溶接機制御装置１００の平均使用率測定モード時の動作フローチャートである。平均使用率測定モードの動作を図４および図５を参照しながら説明する。
【００３２】
使用率演算部１３０において平均使用率測定モードが起動されているときには、使用率演算部１３０は、まず、電流検知部１２５が検知した、１打点ごとの溶接電流の電流値、溶接電流の通電時間および打点時間間隔を測定する（Ｓ２００）。たとえば、図４に示すように、第１打点の溶接電流の電流値Ａ１、第１打点の溶接電流の通電時間Ｔ１１、第１打点の溶接電流の打点時間間隔Ｔ２１、第２打点の溶接電流の電流値Ａ１、第２打点の溶接電流の通電時間Ｔ１２、第２打点の溶接電流の打点時間間隔Ｔ２２、第３打点の溶接電流の電流値Ａ３、第３打点の溶接電流の通電時間Ｔ１３、第３打点の溶接電流の打点時間間隔Ｔ２３、第４打点の溶接電流の電流値Ａ１、第４打点の溶接電流の通電時間Ｔ１４、第４打点の溶接電流の打点時間間隔Ｔ２４、を打点ごとに測定する。測定されたこれらのデータは記憶部に一時的に記憶される。
【００３３】
次に、使用率演算部１３０は、Ｓ２００のステップで測定した通電時間および打点時間間隔を用いて、一定の打点数、または一定の時間における平均溶接電流の電流値、平均使用率を演算する（Ｓ２０１）。たとえば、一定の打点数が４打点に設定されているときには、図４の場合、平均溶接電流の電流値は、（Ａ１×３＋Ａ３）／４であり、平均使用率は、（Ｔ１１＋Ｔ１２＋Ｔ１３＋Ｔ１４）／（Ｔ２１＋Ｔ２２＋Ｔ２３＋Ｔ２４）である。なお、一定の打点数ではなく一定の時間の場合でも考え方は同じである。
【００３４】
次に、判定部１４０は、Ｓ２０１のステップで測定した一定打点数ごとの平均溶接電流の電流値、および一定打点数ごとのインバータトランス１６０の平均使用率の関係が、インバータトランス１６０の定格容量を超える関係にあるか否かを、記憶部１３５に記憶されている等価電流曲線に照らして判定する。つまり、平均溶接電流と平均使用率の関係がインバータトランス１６０の定格容量を超える関係にあるか否かを判定する（Ｓ２０２）。
【００３５】
たとえば、図５のように、ある一定打点数の平均溶接電流の電流値がＡ５、平均使用率がα５であったとすると、判定部１４０は、記憶部１３５が記憶している等価電流曲線ａを用いて描いたグラフに、電流値Ａ５と平均使用率α５の交点をプロットし、プロットした交点が等価電流曲線ａよりも下側に位置していれば、電流値Ａ５と平均使用率α５の関係がインバータトランス１６０の定格容量を超える関係にないと判定する（Ｓ２０２：ＮＯ）。定格容量を超える関係になければ、判定部１４０は、制御部１２０の動作を継続させ、Ｓ２００およびＳ２０１のステップの処理を繰り返す。
【００３６】
一方、たとえば、図５のように、ある一定打点数の平均溶接電流の電流値がＡ６、平均使用率がα６であったとすると、判定部１４０は、記憶部１３５が記憶している等価電流曲線ａを用いて描いたグラフに、電流値Ａ６と平均使用率α６の交点をプロットし、プロットした交点が等価電流曲線ａよりも上側に位置していれば、電流値Ａ６と平均使用率α６の関係がインバータトランス１６０の定格容量を超える関係にあると判定する（Ｓ２０２：ＹＥＳ）。定格容量を超える関係にあれば、判定部１４０は、制御部１２０の動作を停止させ、異常を出力する（Ｓ２０３）。異常の出力は一定打点数ごとに行なう。たとえば、ある一定打点数の終了時に、定格容量を超える関係にあると判断されたときには、次の打点の溶接を行なう前に異常の出力がされる。異常の出力がされた後の処理は、Ｓ１０３のステップの場合と同一である。
【００３７】
以上のように、平均使用率測定モードが起動されているときには、一定の打点数ごとに、インバータトランス１６０の定格容量を超えるか、超えないかが判断される。したがって、抵抗溶接機１０の定格容量を超えない範囲内で抵抗溶接機１０を稼働させることができるため、使用率測定モードと同様に、インバータトランス１６０が備えるダイオード１７２、１７４を過熱から保護することができる。このため、ダイオードスタック１７０の寿命を延ばすことができ、ダイオードスタック１７０の交換頻度を減少させることができる。また、ダイオードスタック１７０の交換には多大の時間を要することから、溶接ラインの生産効率を向上させることができる。
【００３８】
以上のように、本実施形態の抵抗溶接機制御装置１００によれば、ダイオード１７２、１７４などの整流素子の劣化を阻止することができる。このため、ダイオード１７２、１７４の劣化が原因で、たとえば溶接ロボットのような抵抗溶接機１０が突然停止し、ダイオードスタック１７０をインバータトランス１６０ごと交換するため、製造ラインの長時間の停止を余儀なくされるようなことを防止できる。また、インバータトランス１６０の寿命を延ばすことができ、予防保全が可能となるため、ダイオードスタック１７０の計画的な交換ができる。
【００３９】
以上、本発明に係る抵抗溶接機制御装置の実施形態を述べたが、本発明の技術的範囲は、この実施形態の記載内容に限定されるものではない。したがって、本実施形態には明確に記載されていなくとも、特許請求の記載の範囲内において当業者によって改変されたものは本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  抵抗溶接機、
１００  抵抗溶接機制御装置、
１１０  整流部、
１１５  スイッチング部、
１２０  制御部、
１２５  電流検知部、
１３０  使用率演算部、
１３５  記憶部、
１４０  判定部、
１５０  ＰＣ（外部コンピュータ）、
１６０  インバータトランス、
１６２  トランス、
１６４  二次側巻線、
１６６  一次側巻線、
１７０  ダイオードスタック、
１７２、１７４  ダイオード（整流器）、
１８２  トランス温度検知部（温度検知部）、
１８４  整流器温度検知部（温度検知部）、
１９０  溶接ガン、
２００  電極。
【図１】
2020082087.tif 000003
【図２】
2020082087.tif 000004
【図３】
2020082087.tif 000005
【図４】
2020082087.tif 000006
【図５】
2020082087.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月15日(2019.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータトランスに流す溶接電流を制御する制御部と、
前記インバータトランスに流れる前記溶接電流を検知する電流検知部と、
検知した前記溶接電流の通電時間および打点時間間隔を測定し、測定した前記通電時間および前記打点時間間隔を用いて、使用率測定モードまたは平均使用率測定モードのいずれかのモードを起動して、前記インバータトランスの使用率を演算する使用率演算部と、
前記インバータトランスを定格容量で稼働させたときの前記溶接電流の電流値と前記インバータトランスの前記使用率との関係を示す等価電流曲線を記憶する記憶部と、
検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の関係が前記インバータトランスの前記定格容量を超える関係にあるか否かを前記等価電流曲線に照らして判定し、検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の関係が前記インバータトランスの前記定格容量を超える関係になければ前記制御部の動作を継続させ、検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の関係が前記インバータトランスの前記定格容量を超える関係にあれば前記制御部の動作を停止させる判定部と、
を有する、抵抗溶接機制御装置。
【請求項２】
前記使用率演算部は、
使用率測定モードが起動されているときには、
検知した前記溶接電流の前記通電時間および前記打点時間間隔を打点ごとに測定し、測定した前記通電時間および前記打点時間間隔を用いて前記インバータトランスの前記使用率を演算する、請求項１に記載の抵抗溶接機制御装置。
【請求項３】
前記使用率演算部は、
平均使用率測定モードが起動されているときには、
検知した前記溶接電流の前記通電時間および前記打点時間間隔を複数打点数ごとに、または一定時間ごとに測定し、測定した前記複数打点数ごとの、または前記一定時間ごとの平均通電時間または平均打点時間間隔を演算し、演算した前記平均通電時間または前記平均打点時間間隔を用いて前記インバータトランスの前記使用率を演算する、請求項１に記載の抵抗溶接機制御装置。
【請求項４】
前記判定部は、
前記記憶部が記憶している前記等価電流曲線を用いて描いたグラフに、検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の交点をプロットし、プロットした前記交点が前記等価電流曲線よりも下側に位置していれば、検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の関係が前記インバータトランスの前記定格容量を超える関係にないと判定し、プロットした前記交点が前記等価電流曲線よりも上側に位置していれば、検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の関係が前記インバータトランスの前記定格容量を超える関係にあると判定する、請求項１から３のいずれかに記載の抵抗溶接機制御装置。
【請求項５】
前記電流検知部によって検知された前記溶接電流の前記電流値、前記通電時間および前記打点時間間隔、前記使用率演算部によって演算された前記インバータトランスの前記使用率は、外部コンピュータに送信され、
前記外部コンピュータによって、前記溶接電流の前記電流値、前記通電時間、前記打点時間間隔および前記インバータトランスの前記使用率が記録および監視される、請求項１から４のいずれかに記載の抵抗溶接機制御装置。
【請求項６】
前記電流検知部によって検知された前記溶接電流の前記電流値および前記使用率演算部によって演算された前記インバータトランスの前記使用率は、外部コンピュータに送信され、
前記外部コンピュータによって、前記記憶部が記憶している前記等価電流曲線を用いて描いたグラフに、検知された前記溶接電流の前記電流値および演算された前記インバータトランスの前記使用率の前記交点がプロットされ、前記溶接電流の前記電流値および前記インバータトランスの前記使用率の関係が前記インバータトランスの前記定格容量を超える関係にあるか否かが監視される、請求項４に記載の抵抗溶接機制御装置。
【請求項７】
さらに、前記インバータトランスの温度を検知する温度検知部を設け、
前記温度検知部によって検知された前記インバータトランスの温度は、前記外部コンピュータに送信され、
前記外部コンピュータによって、前記インバータトランスの温度が記録および監視される、請求項５または６に記載の抵抗溶接機制御装置。
【請求項８】
前記温度検知部は、前記溶接電流を生成するトランスの温度を検知するトランス温度検知部と、前記トランスで生成された前記溶接電流を整流する整流器の温度を検知する整流器温度検知部と、を有する、請求項７に記載の抵抗溶接機制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
しかし、近年における高張力鋼板同士のスポット溶接においては、各溶接点において高品質の溶接を実現させるため、溶接点ごとに、溶接電流、通電時間、打点時間間隔などの溶接条件を異ならせている。このため、特許文献１のように、使用率だけを考慮して抵抗溶接機を稼働させたのでは、次のような不具合が生じる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る抵抗溶接機制御装置は、インバータトランスに流す溶接電流を制御する制御部と、インバータトランスに流れる溶接電流を検知する電流検知部と、検知した溶接電流の通電時間および打点時間間隔を測定し、測定した通電時間および打点時間間隔を用いて、使用率測定モードまたは平均使用率測定モードのいずれかのモードを起動して、インバータトランスの使用率を演算する使用率演算部と、インバータトランスを定格容量で稼働させたときの溶接電流の電流値とインバータトランスの使用率との関係を示す等価電流曲線を記憶する記憶部と、検知された溶接電流の電流値および演算されたインバータトランスの使用率の関係がインバータトランスの定格容量を超える関係にあるか否かを等価電流曲線に照らして判定し、検知された溶接電流の電流値および演算されたインバータトランスの使用率の関係がインバータトランスの定格容量を超える関係になければ制御部の動作を継続させ、検知された溶接電流の電流値および演算されたインバータトランスの使用率の関係がインバータトランスの定格容量を超える関係にあれば制御部の動作を停止させる判定部と、を有する。