(57)【要約】  アルミ合金板などのスポット溶接の短時間、大電流通電条件裕度が狭い、またナゲット割れを生じることがある。また、軟鋼板などでは散りを発生し、溶接不良となることがある。また電極チップへのピックアップ除去で稼働率を低下させている。  本発明は、抵抗溶接機の溶接電流の大きさを変える方法として、従来のＰＭＷ制御からＰＡＭ制御にし、インバータ回路に出力する整流平滑電圧ＥＤＣをある設定された時間、ある設定された比率でアップ、またはダウンさせる。この制御方法によって、熱放散が少なく、熱効率の高いナゲットを生成する。また、ＰＡＭ制御を用いることで省エネ、節電を実現する。【選択図】図４
2013031247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下電極チップ間で接合物を加圧し、該接合物に溶接トランスにより溶接電流を流して接合する抵抗溶接機の溶接電流制御方法において、
前記抵抗溶接機は、
一次商用電源の交流電圧を整流平滑して、出力可変の整流平滑電圧ＥＤＣを出力する、整流平滑回路と、
前記整流平滑電圧ＥＤＣを受けて前記溶接トランスを駆動するインバータ回路と、を備え、
通電を開始してから設定時間経過後、設定された時間だけ、前記整流平滑電圧ＥＤＣをある設定された比率でアップ、またはダウンさせ、この整流平滑電圧ＥＤＣを、前記溶接トランスを駆動する前記インバータ回路に与え、前記溶接電流の大きさを変える、ことを特徴とする抵抗溶接機の溶接電流制御方法。
【請求項２】
前記整流平滑電圧ＥＤＣのアップ、またはダウンは、電極チップ間の電圧が設定された基準値以上の場合に行う、ことを特徴とする請求項１に記載の抵抗溶接機の溶接電流制御方法。
【請求項３】
前記整流平滑電圧ＥＤＣのアップ、またはダウン、またはスロープを持ってダウン、または通電ＯＦＦさせることは、電極チップ間の電圧が設定された基準値以上のレベルである期間が、設定された時間以上続いた場合に行う、ことを特徴とする請求項２に記載の抵抗溶接機の溶接電流制御方法。
【請求項４】
通電開始に応じて、前記電極チップ間の電圧を検出して、この検出された電圧値に基づいて、設定された材質より材質を選別、検出し、この材質検出結果に応じて前記整流平滑電圧ＥＤＣをある設定された比率で設定された時間アップ、またはダウンさせる、ことを特徴とする請求項３に記載の抵抗溶接機の溶接電流制御方法。
【請求項５】
前記電極チップ間電圧を、通電後の単位時間ごとに設定された基準値と比較し、前記接合物の接合部におけるナゲット生成の定入熱制御を、前記整流平滑電圧ＥＤＣをアップ、またはダウンさせて行う、ことを特徴とする請求項４に記載の抵抗溶接機の溶接電流制御方法。
【請求項６】
上下電極チップ間で接合物を加圧し、該接合物に溶接トランスにより溶接電流を流して接合する抵抗溶接機の溶接電流制御装置であって、
前記抵抗溶接機は、
一次商用電源の交流電圧を整流平滑して、出力可変の整流平滑電圧ＥＤＣを出力する、整流平滑回路と、
前記整流平滑電圧ＥＤＣを受けて前記溶接トランスを駆動するインバータ回路と、を備え、
前記抵抗溶接機は、前記請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法を実行する、ことを特徴とする抵抗溶接機の溶接電流制御装置。
【請求項７】
前記整流平滑回路は、一次電源入力ラインの各々にリアクトルを挿入し、ダイオードとＳＣＲとで構成された混合ブリッジに代えて、前記リアクトルと、高速ダイオードと、ＩＧＢTと、で構成された昇圧チョッパ回路を有し、整流平滑電圧ＥＤＣを前記インバータ回路に出力する、ことを特徴とする請求項６に記載の抵抗溶接機の溶接電流制御装置。
【請求項８】
前記抵抗溶接機は、前記整流平滑回路の出力が入力される降圧チョッパ回路を備え、前記降圧チョッパ回路の出力を前記インバータ回路に出力する、ことを特徴とする請求項６に記載の抵抗溶接機の溶接電流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミ合金板、軟鋼板などを接合する抵抗溶接機の溶接電流制御方法、およびその装置に関する。特に、本発明はアルミ合金板などのスポット溶接の場合のナゲット割れ、また軟鋼鉄板などのスポット溶接の場合の散り発生防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
抵抗溶接機は、上下電極チップ間で接合物を加圧し、該接合物に溶接電流を流して接合するものである。抵抗溶接機は、一次商用電源の交流電圧を整流平滑化する整流平滑化回路と、インバータ回路と、インバータ回路の出力によって駆動され、前記溶接電流を前記電極チップに出力する溶接トランス部と、を備えている。例えば、次の特許文献１には、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を用いた抵抗溶接機の制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２３９５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＰＷＭ制御では、パルス幅変調によって溶接電流Ｉｗの出力制御が行われる。溶接電流が小さく設定された場合、毎半サイクルの溶接電流で、電流が流れない期間を生じ、熱放散し、その分通電時間を長く設定する必要があった。【０００５】
例えば、アルミ合金板スポット溶接の場合、材質から熱放散が大きく、ナゲット生成には短時間大電流と、ナゲット割れ防止に後熱電流を流し、鍛圧制御が行われていた。これらの適正電流値の範囲などの条件出しには時間を要し、条件裕度は狭かった。【０００６】
また、軟鋼板などのスポット溶接では、継手強度を得るために散りの発生する限界近くまで電流値を上げているが、限界近くの場合時折散りが発生し、強度が低下し、溶接不良となる場合があった。【０００７】
また、アルミ合金スポット溶接の場合や、亜鉛メッキ鋼板などの場合、電極チップにピックアップを生じ、電極チップドレッシングなどや、ある程度の打点回数を越えたものは電極チップを交換しなければならず、稼働率を低下させていた。【０００８】
さらには、インバータ式直流スポット溶接機などにおいては、溶接トランスを駆動するＩＧＢＴ、二次整流ダイオードなどのスイッチングロスで半導体が温度上昇し、空冷仕様の場合、使用率を制限しなければならなかった。また、大型のフィン又はファンが必要であった。【０００９】
また、インバータ方式の溶接トランスは、ヒステリシス、およびうず電流損が、周波数に比例して、および２乗で増大する。また、印加される電圧に比例する磁束密度については、ヒステリシス、およびうず電流損が、１．６乗、および、２乗で増大し、冷却に考慮を要していた。【００１０】
本発明は上記従来の問題を解決するためになされたものであり、ナゲットの熱効率がよく、高品質な溶接を可能にする抵抗溶接機の溶接電流制御方法、およびその装置を提供することを目的とする。詳しくは、ナゲット割れ、散り発生を抑制でき、適正電流値の範囲が広くなり、条件裕度が広くなる。また、接合物の電極チップ圧痕深さが低減できる、また、電極チップへのピックアップが低減できる、また、制御装置（タイマ）のスイッチングロスが低減でき、更に溶接トランスのコアロスも低減できる、抵抗溶接機の溶接電流制御方法、およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、溶接電流の大きさを従来のＰＷＭ制御方式の代わりにＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）制御方式で設定できるようにしたものである。
詳しくは、本発明の抵抗溶接機の溶接電流制御方法は、上下電極チップ間で接合物を加圧し、該接合物に溶接トランスにより溶接電流を流して接合する抵抗溶接機の溶接電流制御方法において、前記抵抗溶接機は、一次商用電源の交流電圧を整流平滑して、出力可変の整流平滑電圧ＥＤＣを出力する、整流平滑回路と、前記整流平滑電圧ＥＤＣを受けて前記溶接トランスを駆動するインバータ回路と、を備え、通電を開始してから設定時間経過後、設定された時間だけ、前記整流平滑電圧ＥＤＣをある設定された比率でアップ、またはダウンさせ、この整流平滑電圧ＥＤＣを、前記溶接トランスを駆動する前記インバータ回路に与え、前記溶接電流の大きさを変える、ことを特徴とする。【００１２】
上記抵抗溶接機の溶接電流制御方法における、前記整流平滑電圧ＥＤＣのアップ、またはダウンは、電極チップ間の電圧が設定された基準値以上の場合に行う、ことを特徴とする。【００１３】
上記抵抗溶接機の溶接電流制御方法において、前記整流平滑電圧ＥＤＣのアップ、またはダウン、またはスロープを持ってダウン、または通電ＯＦＦさせることは、電極チップ間の電圧が設定された基準値以上のレベルである期間が、設定された時間以上続いた場合に行う、ことを特徴とする。【００１４】
上記抵抗溶接機の溶接電流制御方法において、通電開始に応じて、前記電極チップ間の電圧を検出して、この検出された電圧値に基づいて、設定された材質より材質を選別、検出し、この材質検出結果に応じて前記整流平滑電圧ＥＤＣをある設定された比率で設定された時間アップ、またはダウンさせる、ことを特徴とする。【００１５】
上記抵抗溶接機の溶接電流制御方法において、前記電極チップ間電圧を、通電後の単位時間ごとに設定された基準値と比較し、前記接合物の接合部におけるナゲット生成の定入熱制御を、前記整流平滑電圧ＥＤＣをアップ、またはダウンさせて行う、ことを特徴とする。【００１６】
また、本発明の抵抗溶接機の溶接電流制御装置は、上下電極チップ間で接合物を加圧し、該接合物に溶接トランスにより溶接電流を流して接合する抵抗溶接機の溶接電流制御装置であって、前記抵抗溶接機は、一次商用電源の交流電圧を整流平滑して、出力可変の整流平滑電圧ＥＤＣを出力する、整流平滑回路と、前記整流平滑電圧ＥＤＣを受けて前記溶接トランスを駆動するインバータ回路と、を備え、前記抵抗溶接機は、前記何れかの方法を実行する、ことを特徴とする。【００１７】
上記抵抗溶接機の溶接電流制御装置における、前記整流平滑回路は、一次電源入力ラインの各々にリアクトルを挿入し、ダイオードとＳＣＲとで構成された混合ブリッジに代えて、前記リアクトルと、高速ダイオードと、ＩＧＢＴと、で構成された昇圧チョッパ回路を有し、整流平滑電圧ＥＤＣを前記インバータ回路に出力する、ことを特徴とする。【００１８】
上記抵抗溶接機の溶接電流制御装置における、前記抵抗溶接機は、前記整流平滑回路の出力が入力される降圧チョッパ回路を備え、前記降圧チョッパ回路の出力を前記インバータ回路に出力する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によればＰＡＭ制御でインバータ回路に接続された溶接トランスの一次側電圧を変え、二次側の溶接電流を変えるので、電流の大きさにかかわらず、電流の流れない期間は極めて短い。従って熱効率が良く、短時間大電流接合が実現できる。また、適正電流範囲が広く、条件裕度を広くすることができる。【００２０】
これらより、本発明の抵抗溶接機の溶接電流制御方法と、その制御装置と、によれば、整流平滑電圧ＥＤＣを変えることで、ナゲット生成中でも最適なナゲットとするための熱放散の少ない溶接電流を供給することができる。従って、整流平滑電圧ＥＤＣをナゲットの生成に応じて変えることにより、前述のアルミ合金板などのスポット溶接のナゲット割れ、軟鋼板などのスポット溶接の散りによる強度低下、溶接不良を解消できる。【００２１】
また、短時間で溶接が完了するので、接合板表面、電極チップの温度上昇も低減でき、そのため電極チップへのピックアップも低減できる。【００２２】
また、溶接トランスの一次側電圧の大きさを変えて溶接電流を変えるので、インバータ回路を一般によく使用されている定格電流の６０％〜７０％の大きさで駆動する場合、ＩＧＢＴなどの半導体のスイッチングロス、および溶接トランスのコアロスは、大幅に低減される。よって、空冷仕様の場合の使用率をアップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る溶接電流制御を行う抵抗溶接機の構成を示す図。
【図２】抵抗溶接電流Ｉｗの大きさを設定する指令ＥＳ(Ｖ)とＥＤＣとの関係を示す図。
【図３】（ａ）はアルミニウム合金板の場合の、通電信号ｔｗ（サイクル）及び加圧力Ｆ（ｋｇｆ）と、ＥＤＣ（Ｖ）及び溶接電流Ｉｗ（Ａ）との関係を示す図。（ｂ）は軟鋼板の場合の、通電信号ｔｗ（サイクル）及び加圧力Ｆ（ｋｇｆ）と、ＥＤＣ（Ｖ）及び溶接電流Ｉｗ（Ａ）との関係を示す図。
【図４】溶接電流の大きさを変えた場合の毎半サイクルの溶接電流波形を示したもので、ＰＷＭ制御とＰＡＭ制御との比較説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の一実施形態に係る抵抗溶接機の溶接電流制御方法と、その装置とは、インバータ方式直流スポット溶接機の溶接電流制御方法を、従来のＰＷＭ（パルス幅変調）方式から、ＰＡＭ（パルス振幅変調）方式にし、溶接電流の大きさを設定する指令ＥＳに応じて、混合ブリッジのＳＣＲ点弧位相を進め（導通角を大きくし）、整流平滑電圧ＥＤＣ（Ｖ）を大きくするようにしたものである。
【００２５】
図１は、抵抗溶接機の一実施例の構成図を示す。抵抗溶接機は、制御部プリント基板１０から出力される指令ＥＳに応じて、ＳＣＲ点弧回路１３を介して混合ブリッジ１のＳＣＲに点弧信号を与え、整流平滑電圧ＥＤＣを変える構成を採用する。
【００２６】
商用電源一次３φＡＣ２００Ｖ、５０／６０ＨＺ、または、ＡＣ４００Ｖ５０／６０ＨＺが、サイリスタとダイオードで構成された混合ブリッジ１に入力される。混合ブリッジ１の出力は、リアクトル２と平滑コンデンサ３とで平滑され、整流平滑電圧ＥＤＣ（矢印１４で示す）となる。例えば、混合ブリッジ１と、リアクトル２と、平滑コンデンサ３と、ＳＣＲ点弧回路１３とで、一次商用電源の交流電圧を整流平滑して、出力可変の整流平滑電圧ＥＤＣを出力する整流平滑回路が構成される。整流平滑電圧ＥＤＣ（以下、単に“ＥＤＣ”とも示す。）は、ＩＧＢＴなどを用いたインバータ回路４に与えられ、インバータ回路４は、溶接トランス５を駆動する。
【００２７】
溶接トランス５の二次出力は、センタータップ整流ダイオード６に与えられる。整流ダイオード６の出力は、上下電極チップ７ａ，７ｂを介して接合物８に直流溶接電流を流し、接合物８を接合する。また、溶接トランス５の一次側には、一次変流器ＣＴ１（矢印９ａで示す）、二次側には二次変流器ＣＴ２（矢印９ｂで示す）が接続され、一次変流器ＣＴ１、および二次変流器ＣＴ２の出力は、制御部プリント基板１０に入力される。また、制御部プリント基板１０には、電極チップ間電圧ＶＥＣ（矢印１５で示す）がツイストペアケーブルで入力される。操作パネル１１からの信号、または、外部Ｉ／Ｏ回路（図示せず）からの信号に応じて、制御部プリント基板１０は、インバータ回路４へゲート信号ＶＧＥ（矢印１６で示す）を与え、溶接トランス５を駆動する。
【００２８】
制御部プリント基板１０は、溶接電流の大きさを設定する指令ＥＳ（矢印１２で示す）をＳＣＲ点弧回路１３に出力する。ＳＣＲ点弧回路１３は、商用電源一次ＲＳＴに周期して、立下がりののこぎり波と指令ＥＳとを比較し、ＳＣＲへの点弧パルスを出力する。また、ＳＣＲ点弧パルスは、制御部プリント基板１０でソフト処理され、出力される場合もある。
【００２９】
即ち、前記制御部プリント基板１０は、指令ＥＳによりＳＣＲ点弧回路１３を制御してインバータ回路４、溶接トランス５を駆動し、整流ダイオード６、前記電極チップ７ａ、７ｂを介して接合物８に溶接電流を流す。通電を開始してから設定時間経過後、設定された時間だけ、前記整流平滑電圧ＥＤＣをある設定された比率でアップ、またはダウンさせるように、指令ＥＳを出力し、前記溶接電流の大きさを変える。
【００３０】
また、溶接トランス５の一次側電圧の大きさを変えて溶接電流を変えるので、インバータ回路４を一般によく使用されている定格電流の６０％〜７０％の大きさで駆動する場合、ＩＧＢＴなどの半導体のスイッチングロス、および溶接トランス５のコアロスは、大幅に低減される。よって、空冷仕様の場合の使用率をアップすることができる。
【００３１】
図１において、指令ＥＳに応じて、点弧回路１３から混合ブリッジ１のＳＣＲに点弧信号を与え、ＥＤＣを変える構成は、本発明の一実施例である。従来は、一次電源投入時に平滑コンデンサ３の突入電流を抑制するために混合ブリッジ１のＳＣＲを用いていた。
【００３２】
溶接電流の大きさに応じて、指令ＥＳを変え、前述のごとくＳＣＲ点弧回路１３から、混合ブリッジ１のＳＣＲの点弧位相を変え、ＥＤＣの大きさを変える。溶接電流の大きさは、ＥＤＣの大きさで設定されているが、接合物８のナゲットの生成中のインピーダンス変化などについては一次変流器ＣＴ１、または二次変流器ＣＴ２の出力で補助的に定電流制御される。
【００３３】
また、整流平滑電圧ＥＤＣは、混合ブリッジ１以外に一次電源ＲＳＴに各々リアクトルを挿入し、混合ブリッジ１のＳＣＲを高速ダイオードに変え、またダイオードをＩＧＢＴなどに変えることによって構成される昇圧チョッパ回路によって、変えてもよい。
【００３４】
また、整流平滑電圧ＥＤＣは、図１に示すＥＤＣ出力をさらに降圧チョッパ回路に入力する構成を採用し、降圧チョッパ回路の出力をＥＤＣとして変えてもよい。
【００３５】
通電信号で通電開始後、制御部プリント基板１０内で設定された時間後、設定された時間だけ、ＥＤＣをある設定された比率でアップ（上昇）、またはダウン（下降）させるが、電極チップ７ａおよび電極チップ７ｂ間の電圧を検出し、該チップ間電圧値が基準値以上で、ＥＤＣをアップ、またはダウンさせてもよい。
【００３６】
また、電極チップ間電圧を検出し、設定された基準値以上のレベルが、設定された時間以上続いた場合に、ＥＤＣをアップ、またはダウン、またはスロープを持ってダウンさせていってもよいし、または通電ＯＦＦさせてもよい。
【００３７】
また、電極チップ間電圧を検出し、該電極チップ間電圧に基づいて、接合物８が、アルミ合金板である、または軟鋼板である等、設定された材質の内から選別、検出し、例えば、対応するパターンに従って、前記整流平滑電圧ＥＤＣをある設定された比率で設定された時間アップ、またはダウンさせてもよい。該処理は、例えば、制御部プリント基板１０内に、ＣＰＵを含む演算処理システム、またはＦＰＧＡを備え、ソフト処理によって実現してもよい。その他の処理に関しても同様である。
【００３８】
また、電極チップ間電圧を検出し、該電極チップ間電圧を、通電後の単位時間ごとに設定された基準値と比較し、前記接合物８の接合部におけるナゲット生成の定入熱制御を、整流平滑電圧ＥＤＣをアップ、またはダウンさせることによって行うようにしてもよい。
【００３９】
なお、本発明のＰＡＭ制御方法、およびその装置は、民生用のコンプレッサーなどに用いられているＰＡＭ制御方法と異なり、オリジナルであるので、Ｏ−ＰＡＭ（オーパアム）制御と命名し、商品名もＯ−ＰＡＭ制御を用いた抵抗溶接機の溶接電流制御装置とする。
【００４０】
図２は、本発明の一実施例で、溶接電流の大きさを設定する指令ＥＳ（Ｖ）とＥＤＣとの関係を示すグラフである。矢印２９で示す最大値、矢印３０で示す最小値、矢印３１で示すグラフの傾きは、変えることができる。一例として、斜線を付して示す調整範囲２８で変えることができる。
【００４１】
図３（ａ）、および図３（ｂ）は、本発明の溶接電流制御の一実施例を示す。図３（ａ）は、接合物８がアルミ合金板の場合の、溶接電流Ｉｗ（Ａ）及び整流平滑電圧ＥＤＣ（Ｖ）と、通電信号ｔｗ（サイクル）と、接合物８への加圧力Ｆ（ｋｇｆ）と、の経時変化の状態を示すタイムチャートである。図３（ｂ）は、接合物８が軟鋼板の場合の、溶接電流Ｉｗ（Ａ）及び整流平滑電圧ＥＤＣ（Ｖ）と、通電信号ｔｗ（サイクル）と、接合物８への加圧力Ｆ（ｋｇｆ）と、の経時変化の状態を示すタイムチャートである。
【００４２】
図３（ａ）について説明すると、ｔ０からｔ１のアップスロープ期間０．５サイクルで接合するアルミ合金板の接触抵抗部を馴じませる。ｔ１からｔ２の期間１サイクルについては、Ｐ１のＥＤＣの大きさでナゲットの種、初期状態を生成する。次に、ｔ２からｔ３の期間２サイクルで、Ｐ２のＥＤＣの大きさで、大電流で急速にナゲットのコロナボンドを成長させていく。その後、ｔ３からのｔ４の期間０．５サイクルで、初期のＰ１のＥＤＣでナゲットの生成を安定させ、確実、均質なナゲットを得る。そして、ｔ４からｔ５の期間４サイクルでＰ３のＥＤＣの大きさで、後熱電流を流し、また、鍛圧制御でナゲットの割れを除去する。
【００４３】
具体的なアルミ合金板の直流溶接電流の場合の溶接条件として、接合物８が、厚み１．６ｔのアルミ合金板を重ねたものである場合、前記ｔ０〜ｔ１のアップスロープは、０．５サイクル、ｔ１〜ｔ２の種ナゲット生成は、１．０サイクル、４３，０００Ａであり、ｔ２〜ｔ３のコロナボンド成長は、２．０サイクル、４９，０００Ａであり、ｔ３〜ｔ４のナゲット生成安定は、０．５サイクル、４３，０００Ａであり、ｔ４〜ｔ５の後熱電流は、４サイクル、３６，０００Ａ等に設定される。通電時間の合計は、０．５＋１．０＋２．０＋０．５＋４＝８サイクルである。
【００４４】
従来の溶接条件の一例としては、５サイクル、４３，０００Ａ溶接電流、加圧力５００ｋｇｆの後、５サイクル、３６，０００Ａ後熱電流、加圧力（鍛圧）１３，０００ｋｇｆである。本発明の制御方法は、この例の場合に比べて、２サイクル短いことになる。
【００４５】
図３（ｂ）について説明すると、ｔ０’からｔ１’のアップスロープ期間１サイクルで、接合する軟鋼板の接触抵抗部を馴染ませる。ｔ１’からｔ２’の期間８サイクルはＰ１’のＥＤＣの大きさでナゲットを生成し、コロナボンドを成長させていく。次に、ｔ２’からｔ３’の期間３サイクルは、Ｐ２’のＥＤＣの大きさで散りを発生しないように引続きナゲットを生成し、コロナボンドを成長させていく。その後ｔ３’からｔ４’の期間１サイクルでナゲットの生成を安定させる。
【００４６】
具体的な軟鋼板のインバータ式交流溶接電流の場合の溶接条件として、軟鋼板１．６ｔ重ねの場合、ｔ０’〜ｔ１’の前記アップスロープ期間は、１サイクルであり、ｔ１’〜ｔ２’のナゲット生成、コロナボンド成長は、８サイクル、９，０００Ａであり、ｔ２’〜ｔ３’の散り抑制しながらナゲット生成、コロナボンド成長は、３サイクル、８，１００Ａであり、ｔ３’〜ｔ４’のナゲット生成安定は、１サイクル、９，０００Ａ等に設定される。通電時間の合計は１．０＋８．０＋３．０＋１．０＝１３サイクルである。
【００４７】
従来の溶接条件の一例としては、１６サイクル、１１，５００Ａ、加圧力３６０ｋｇｆである。本発明の制御方法は、この例の場合に比べて、３サイクル短いことになる。
【００４８】
図４は、溶接電流の大きさを変えた場合の毎半サイクルの溶接電流波形を示したもので、従来のＰＷＭ制御と本発明のＰＡＭ制御との比較説明図である。図４（ａ）は、ＰＷＭ制御による溶接電流Ｉｗの波形を示し、図４（ｂ）は、ＰＡＭ制御による溶接電流Ｉｗの波形を示す。図４（ａ）、（ｂ）は、溶接電流Ｉｗの大きさを大きく設定した場合の波形と、小さく設定した場合の波形とである。図４（ａ）において、溶接電流が小さく設定された場合、溶接電流が流れている期間は、ｔ１０〜ｔ１１のｔｏｎの期間である。溶接電流が流れていない期間は、ｔ１１〜ｔ１２のｔｏｆｆの期間である。図４（ｂ）において、同様に、溶接電流が小さく設定された場合、溶接電流が流れている期間は、ｔ２０〜ｔ２１のｔｏｎ’の期間である。溶接電流が流れていない期間は、ｔ２１〜ｔ２２のｔｏｆｆ’の期間である。
【００４９】
図４の溶接電流波形は、従来のＰＷＭ制御と本発明のＰＡＭ制御との溶接電流波形の違いを明確にするため、溶接トランス二次のフトコロ寸法の短い場合、即ち、二次インダクタンスが小さい場合で示したものである。
【００５０】
図４について、溶接電流の大きさを小さく設定した場合、図４（ａ）の従来のＰＷＭ制御では、毎半サイクルの溶接電流波形の電流の流れない期間ｔｏｆｆが、大きくなる。このｔｏｆｆの期間、入熱は、被接合物、電極チップに熱放散する。即ち、接合物の溶接電流の入熱に対するナゲット生成に寄与する入熱は、低くなる。言い換えれば、ナゲットへの熱効率は低い。
【００５１】
それに対し、図４（ｂ）の本発明のＰＡＭ制御では、前記毎半サイクルの溶接電流波形に対応する電流の流れない期間ｔｏｆｆ’は、図示するように極めて短い。このため熱放散は極めて少ない。即ち入熱に対するナゲット生成に寄与する入熱は高く、熱効率は高い。言い換えればＰＡＭ制御では、ナゲットを生成するための通電期間を短く設定できることになる。
【００５２】
また、ナゲット生成に寄与する入熱は高く、熱効率が高いので、接合物８の上面下面、および電極チップの温度上昇は、従来のＰＷＭ制御によるものより低減される。従って、前記通電時間を短くすることができることと相まって、より大きな電流を流すことができる。
【００５３】
また、前記の温度上昇が低減されることより、電極へのピックアップが低減される。また、これにより打点回数を増加させることができる。
【００５４】
また、同じ理由で電極チップにできる圧痕、電極のくぼみが浅く、接合材の板の浮き上がりも小さくすることができる。
【００５５】
以上のように、本発明による方法を用いれば、熱効率の高いナゲット生成ができ、装置のスイッチングロス、溶接トランスのコアロスも低減でき、省エネ、節電できることより産業上の利用価値が高い。
【００５６】
また、本発明による方法は、アルミ合金の一種であるジュラルミン、または亜鉛メッキ鋼板、または板厚が厚く、通電時間の長いシーム溶接機にも適用できる。
【００５７】
また、加圧ヘッドにサーボモータを用いたサーボ加圧であれば、より確実・均質なナゲットが生成でき、条件裕度もより広がることが期待できる。また、３枚重ね鋼板の接合も熱効率が良いので確実にできる。また、異種金属などの接合、例えば銅合金などの機械的なカシメに代え、適用できる。またバイメタルや開閉器の接点とレバーの接合にも適用できる。また、本発明による方法では、溶接電流の大きさが小さい領域でも熱効率がよく、ナゲットを生成できるので、１台の溶接機の電流範囲を広範囲にフル活用でき、極めて経済的で省スペースとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明による方法では、インバータ式交流抵抗溶接機にも適用できる。また、溶接電流が小さい領域の精密小物、薄物、また異種金属の接合にも適用できる。【００５９】
以上のように、本発明による方法を用いれば、熱効率の高いナゲット生成ができ、装置のスイッチングロス、溶接トランスのコアロスも低減でき、省エネ、節電できることより産業性大である。
【符号の説明】
【００６０】
１        混合ブリッジ
２        リアクトル
３        平滑コンデンサ
４        インバータ回路
５        溶接トランス
７ａ、7ｂ  電極チップ
８        接合物
１３      ＳＣＲ点弧回路
【図１】
2013031247.tif 000003
【図２】
2013031247.tif 000004
【図３】
2013031247.tif 000005
【図４】
2013031247.tif 000006
【国際調査報告】
2013031247.tif 000007
2013031247.tif 000008
2013031247.tif 000009
2013031247.tif 000010