(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接通電中に時々刻々と変化する溶接トランスの一次側（又は二次側）の電流値とチップ間電圧とを少なくとも半サイクルごとに検出して，その検出された電流値と前記チップ間電圧を用いて前記チップ間の抵抗値を求め，この半サイクルごとに求められた抵抗値と予め設定された基準抵抗値とを比較演算し，その演算結果求められた抵抗値の変化量に応じて電子スイッチ部を点弧制御することにより溶接電力が一定となるようにフィードバック制御する電流制御方法において，前記散りが発生した時に，前記チップ間抵抗の変化をフィードバック制御して溶接電力を一定にする定電力制御方式から前記一次側電流値の変化をフィードバック制御して溶接電流を一定にする定電流制御方式に切り替え，それによって散り発生後の溶接通電中の電流過剰変化を抑制することを特徴とする抵抗溶接機用電流制御方法。
【請求項２】
請求項１の電流制御方法において，前記定電力制御から定電流制御に切り替える機能と前記散り発生時に定電力制御に使用する電力基準値の増減を溶接条件に応じて切り替える機能とを有し，前記両機能の中から何れか一つを択一的に選定することができることを特徴とする抵抗溶接機の電流制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２の電流制御方法において，前記散り発生を検出する際，検出レベルを可変できることを特徴とする電流制御方法。
【請求項４】
抵抗溶接機に溶接電流を発生させるための溶接トランスと，前記溶接トランスの一次側（又は二次側）で溶接通電中の電流値を検出するための電流検出器と，前記検出された電流値を演算処理に適したものに変換する変換手段と，前記溶接トランスの二次側に配置された電極部のチップ間抵抗（又はチップ間電圧）を溶接通電中に時々刻々と少なくとも半サイクルごとに検出するチップ間抵抗検出部と，前記抵抗検出部で検出された半サイクルごとの抵抗値を用い，これをもとに前半サイクルで印加された電力を検出し，この検出電力と予め設定されている基準電力との差分を算出し，この差分に応じて補正するための次半サイクルの電流値を算出し，その算出結果を電流位相制御部へ出力する演算部と，前記電流位相制御部からの出力信号で溶接部へ溶接電流を通電するサイリスタなどの電子スイッチ部と，前記電極間抵抗検出部からの情報信号を受けて散りの発生を検出して前記演算部に出力する散り発生検出部と，前記散り発生の判定を行うための基準値を内設する基準値設定部とを有する電流制御装置において，前記演算部には前記チップ間抵抗値により散りの発生を検出し，前記チップ間抵抗の変化をフィードバック制御して溶接電力を一定にする定電力制御機能のほかに，前記散りが発生した時に前記定電力機能から切り替わり，前記一次側の電流値の変化をフィードバック制御して溶接電流を一定にする定電流制御機能を備えたことを条件とする抵抗溶接機の電流制御装置。」
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する利用分野】
本発明は抵抗溶接機用制御装置に関し，さらには電流制御方式として散りが発生した時に，定電力形電源から定電流形電源に切り替え散り防止に最適な溶接電流を維持するための電流制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来の定電力制御を行う抵抗溶接機の原理図を示す。
図中の１は抵抗溶接機の上下電極チップ２，３でワークを挟みつけ加圧した後，必要な溶接電流を上記チップ間に発生させるための溶接トランス部を示す。上下電極チップ２，３は溶接トランス１の二次側に接続される。４は溶接電流を制御するサイリスタ等の電子スイッチ部である。５はサイリスタなどの電子スイッチ部をコントロールする電流位相制御部を示す。
【０００３】
６は溶接トランス１の一次側の電流を測定するための一次電流検出器，７は測定された一次電流を演算処理に適したものに変換する変換部，８は電極チップ２，３のチップ間抵抗の値を検出する電極間抵抗検出部である。
【０００４】
９は定電力演算部であり，一次電流検出部６にて検出された半サイクルごとの一次電流値と電極間抵抗検出部８で検出された半サイクルごとの抵抗値を用い，前半サイクルで印加された電力を算出し，設定されている基準電力との差分を算出する。さらに，この差分を補正するための次半サイクルの電流値を算出し，算出結果を電流位相制御部５に指示する。
【０００５】
図２に，溶接時のチップ間抵抗値の推移を示す変化曲線である。通常，溶接部の抵抗値は初期に急増し，その後なだらかに減少する。この時の電流値推移を示したものが図３の溶接時の電流値推移である。電力を一定にするために，電流値の推移は抵抗値の推移と反し，初期に減少しその後増加に転じる。
【０００６】
抵抗溶接機は，溶接部に流れる溶接電流により発生する熱量を用いて溶接を行う。その品質は主に電流値と通電時間，および溶接部に印加する加圧力に左右される。このうち特に品質に影響を与える要因としては電流値である。
【０００７】
電流値の制御方法としては，溶接部の変化に対して常に一定の電流値を流す定電流制御と，溶接部の変化に対して常に発熱量（電力）を一定にするよう電流を制御する定電力制御等がある。
【０００８】
定電力制御では，溶接部の抵抗値を検出し，抵抗値の変動量をフィードバックして電流を制御し，溶接部の消費電力（電流の二乗×抵抗値）を一定にしている。
抵抗溶接では，溶接部の熱容量がある条件以上になると，溶接部の溶融物が飛散する散りが発生する。この時，溶接部の抵抗値は急激に低下する。
【０００９】
定電力制御にて散りが発生した場合，抵抗値の激減により電流値を過剰に増加させ，更なる散り発生要因を生じさせる問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図２の点線に示すように散りが発生した場合には，チップ間抵抗の値が急激に減少する。上記のように従来方式では，抵抗値の変化が電流値にそのままフィードバックされているため，散りが発生した時の反動として，図３の点線に示すように電流値が急激に増加し，電流過剰状態がさらに加速され，散りの発生し易い状態が保持されるという問題が発生する。
【００１１】
散りの発生は，溶接母材表面にスパッタが付着し外観を悪くしたり，溶接作業環境を悪化させる等の問題があり，昨今散り防止の開発が急がれている。
【００１２】
【発明の目的】
本発明は，この問題を解決するために，散りの発生を検出する手段を有し，散り発生後の電流制御を改善し，散りの発生しやすい電流の増加を防止するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は，上記の目的を達成するため次のような技術的手段を講じてある。
すなわち，溶接通電中に時々刻々と変化する溶接トランスの一次側（又は二次側）の電流値とチップ間電圧とを少なくとも半サイクルごとに検出して，その検出された電流値と前記チップ間電圧を用いて前記チップ間の抵抗値を求め，この半サイクルごとに求められた抵抗値と予め設定された基準抵抗値とを比較演算し，その演算結果求められた抵抗値の変化量に応じて電子スイッチ部を点弧制御することにより溶接電力が一定となるようにフィードバック制御する電流制御方法において，前記散りが発生した時に，前記チップ間抵抗の変化をフィードバック制御して溶接電力を一定にする定電力制御方式から前記一次側電流値の変化をフィードバック制御して溶接電流を一定にする定電流制御方式に切り替え，それによって散り発生後の溶接通電中の電流過剰変化を抑制することを主要な特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の方法を実施するための構成に関する具体的な実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の実施例を図４に示す。なお，図１の従来の実施例で説明した構成部と同一の構成部分には同一番号で示す。図４において，抵抗溶接機に溶接電流を発生させるための溶接トランス１と，前記溶接トランスの一次側（又は二次側）で溶接通電中の電流値を検出するための電流検出器７と，前記検出された電流値を演算処理に適したものに変換する変換手段と，前記溶接トランスの二次側に配置された電極部のチップ間抵抗（又はチップ間電圧）の値を溶接通電中に時々刻々と検出するチップ間抵抗検出部８と，前記抵抗検出部で検出された半サイクルごとの抵抗値を用い，前半サイクルで印加された電力を検出し，予め設定されている基準電力との差分を算出し，この差分を補正するための次サイクルの電流値を算出し，その算出結果を電流位相制御部５へ出力する演算部１２と，前記電流位相制御部からの出力信号で溶接部へ溶接電流を通電するサイリスタなどの電子スイッチ部４と，前記電極間抵抗検出部からの情報信号を受けて散りの発生を検出して前記演算部１２に出力する散り発生検出部と，前記散り発生の判定を行うための基準値を内設する基準値設定部１０とを有する電流制御装置において，前記演算部１２には前記チップ間抵抗値の変化により散りの発生を検出する手段１１を接続し，前記チップ間抵抗の変化をフィードバック制御して溶接電力を一定にする定電力制御機能のほかに，前記散りが発生した時に前記定電力制御から定電流制御に切り替わり，前記一次側の電流値の変化をフィードバック制御して溶接電流を一定にする制御機能を加えたものである。
【００１５】
すなわち，図４では図１の従来方式との違いは，電極間抵抗検出部８からの情報を受け取り，散りの発生を検出して定電力演算部１２に通知する散り発生検出部１１と，散り発生の判定を行うための基準値を設定できる基準値設定部１０が追加されていること，また演算部１２に定電力制御用演算の他に定電流演算機能が追加されていることである。
【００１６】
また，定電力／定電流演算部１２を，制御電流算出用の電力基準値を複数有する定電力演算部に置き換えても，本発明は実現可能である。
【００１７】
図５は請求項２の電流制御方法を実施するための一例を示す。
通常は，基準値選択部１３は電力基準値１４を選択して，定電力／定電流演算部１２に通知し，これを用いて定電力演算を行う。この場合，散り発生時は，散り発生検出部１１がチリの発生を基準値選択部１３に通知する。基準値選択部１３はこれにしたがい電力基準値を溶接条件に応じて高い電力値１かまたは低い電力値２を選択し，定電力／定電流演算部に通知する。
【００１８】
図６は請求項３の電流制御方法を実施するための，散り発生の検出レベルを可変にした場合の実施例を示す。この場合，散り発生検出部１１は散り発生シキイ値（閾値）１６と電極間抵抗検出部８から通知される抵抗値の減少量を比較して，散りの発生の有無を検出する。同図の実施例は，散り発生シキイ値１６を散り発生シキイ値設定部１７により可変設定可能なものにしたものである。これにより，ワーク材質，板厚等の溶接条件に応じて散り発生検出レベルを任意に変えることができる。
【００１９】
【発明の動作】
以下，本発明の動作を図４に基づいて説明すると，図４の電極間抵抗検出部８では，半サイクルごとの抵抗値を検出している。散り発生検出部１１では，電極間抵抗検出部８から送られてくる現抵抗値と，前半サイクルに検出済みの抵抗値を比較し，抵抗値の減少量が基準値設定部１０にて設定されている値を超えたこと判断した場合に，定電力／定電流演算部１２に散り発を通知する。
【００２０】
散り発生の通知を受けた定電力／定電流演算部１２は，電流値の演算を定電力制御から定電流制御に切り替える。定電流制御では，電流値の制御にチップ間抵抗を使用せず，一次電流検出部６で検出された電流値のみを使用するため，定電力制御を継続していた場合に発生する電流値の急激な増加を防止でき，それによって散りの発生を抑制し溶接部の溶融状態を正常なものに復帰できる。
【００２１】
また，定電力／定電流演算部１２として制御電流算出用の電力基準値を複数有する定電力演算部を使用した場合には，散り発生の通知を受けた演算部１２が電力基準値を，ローパワーの基準値に変更する。これにより制御を定電流制御に切り替えた場合と同様に，電流値の急激な増加を防止でき，溶接部の溶融状態を正常なものに復帰できる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の請求項１の方法は，散りの発生を検出する手段を有し，散り発生後の電流制御を改善し，以降継続的に溶接通電中の電流過剰変化を防止するものである。
上記の発明では，定電力制御時に発生した散りを最小のものにとどめることが可能となりスポット溶接部の品質向上を図ることができる。これによって溶接母材の汚れをなくし，溶接作業環境等の改善が可能となる。
【００２３】
次の請求項２の発明方法によれば，溶接条件に応じて抵抗値の変化を考慮した電力基準値を高低別に選択することができ，定電力演算部のみで，定電流演算部を省略することができ，コスト削減に有利となる。
【００２４】
次の請求項３の発明方法によれば，溶接条件に応じて散り発生検出レベルを可変設定することができるから，散り発生時の検出精度の向上が図れ，継続して形成されるスポット溶接部のナゲット生成に安定した電流供給が可能となる。
【００２５】
次の請求項４の発明装置によれば，従来の抵抗溶接用電流制御装置に比べ，散りの発生を検出する機能を付加するだけであるから，構造が簡単で安価に製作することができ，また散り発生以降の溶接通電中の過度電流を抑制しスポット溶接部のナゲット生成を安定確保することができる電流制御装置を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の低電力制御を行う抵抗溶接機の原理を示すブロック回路図である。
【図２】溶接時のチップ間抵抗の変化曲線と散り発生時の抵抗値の推移を示す。
【図３】溶接時の一次電流値の変化曲線と散り発生時の一次電流値の推移を示す。
【図４】本発明方法を実施するための装置の構成例を示すブロック回路図である。
【図５】本発明方法（請求項２）を実施するための構成例を示すブロック回路図である。
【図６】本発明方法（請求項３）の構成例を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
１  溶接トランス
２  電極チップ
３  電極チップ
４  電子スイッチ部
５  電流位相制御部
６  一次電流検出部
７  一次電流変換部
８  電極間抵抗検出部
９  定電力演算部
１０  基準値設定部
１１  散り発生検出部
１２  電力／電流演算部
１３  基準値選択部
１７  散り発生シキイ値設定部
【図１】
0003584321.tif 000002
【図２】
0003584321.tif 000003
【図３】
0003584321.tif 000004
【図４】
0003584321.tif 000005
【図５】
0003584321.tif 000006
【図６】
0003584321.tif 000007