(57)【要約】【課題】作業効率を向上させて、被溶接物１７において発生する分流回路に流れる無効電流を補正することができる抵抗溶接制御装置１を提供する。【解決手段】本発明の抵抗溶接制御装置１は、溶接離間距離設定器２９が各溶接離間距離を設定し、電流増加度算出回路２８が溶接離間距離設定器２９の出力信号を入力として二次電流設定値の増加度を算出する。二次電流設定値加算回路３０が、二次電流設定器２２の出力信号と電流増加度算出回路２８の出力信号を入力として、二次電流設定器２２の設定値に増加度Ｇを加算させた信号を電流誤差増幅回路２３へ出力する。電流誤差増幅回路２３が二次電流検出器２１の検出信号と二次電流設定値加算回路３０の出力信号とを入力として誤差を算出し、インバータ駆動回路５が電流誤差増幅回路２３の出力信号を入力としてインバータ回路４を制御する抵抗溶接制御装置１である。【選択図】図１
2012187621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ回路と、
このインバータ回路の出力を降圧する溶接トランスと、
この溶接トランスの二次電流を検出する二次電流検出器と、
各溶接点間の距離である各溶接離間距離が設定される溶接離間距離設定器と、
この溶接離間距離設定器の出力信号を入力として二次電流設定値の増加度を算出する電流増加度算出回路と、
二次電流設定器と、
この二次電流設定器の出力信号と前記電流増加度算出回路の出力信号とを入力として、二次電流設定器の設定値に前記増加度を加算させた信号を出力する二次電流設定値加算回路と、
前記二次電流検出器の検出信号と前記二次電流設定値加算回路の出力信号とを入力として、これらの誤差を算出する電流誤差増幅回路と、
この電流誤差増幅回路の出力信号を入力として前記インバータ回路を制御するインバータ駆動回路と、
を備えたことを特徴とする抵抗溶接制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の溶接離間距離設定器は、ティーチングにおいて教示されたデータから各溶接離間距離を算出することを特徴とする抵抗溶接制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被溶接物において発生する分流回路に流れる電流（以下、無効電流という。）を補正することができる抵抗溶接制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スポット溶接において、スポット溶接を行う点の隣に既に溶接した点があり、スポット溶接を行う点と既に溶接した点との距離が近い場合、既に溶接した点に分流回路が発生して無効電流が流れる。分流回路が発生すると、これから溶接する点に供給される溶接電流が不足して、ナゲット径が小さくなり、その結果、溶接強度が低下する溶接欠陥となる。そこで、ナゲット径を一定に保つには、分流回路に流れる無効電流を考慮して、二次電流の設定値を増加させる必要がある。
【０００３】
従来、二次電流を通電する前に、溶接点毎にパイロット電流を流して全体の抵抗値を算出し、その算出した抵抗値と溶接点の抵抗値とから溶接点以外の抵抗値を求め、これによって二次電流の分流比を求め、無効電流だけ増加させた電流を二次電流の設定値として設定することが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９９３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来技術の抵抗溶接制御装置は、二次電流の設定値を無効電流の分だけ増加させた電流を二次電流として流すことができるので、溶接点に供給される溶接電流が不足して、溶接強度が低下する溶接欠陥となることがない。しかし、溶接点毎にパイロット電流を流して全体の抵抗値を算出する必要があるために、溶接作業の工数が掛かり、作業効率が低下していた。また、パイロット電流を流すことによって、被加工物が不完全に溶接された状態になることがある。その場合、無効電流の分だけ増加させた電流を二次電流として流す前にパイロット電流を流した場合と、パイロット電流を流さない場合とでは、溶接結果が異なるときがある。
【０００６】
また、溶接点の抵抗値を算出するために溶接電流を検出する手段が必要であり、また、被加工物の油汚れ等で抵抗値が変化するが、そのような場合、分流回路が発生して抵抗値が変化しているか、油汚れ等で抵抗値が変化しているのかを区別することができないことがあるので、分流回路に流される無効電流の割合の算出が不正確になるという不具合があった。
【０００７】
本発明は、作業効率を向上させて、被溶接物において発生する分流回路に流れる無効電流を補正することができる抵抗溶接制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
インバータ回路と、
このインバータ回路の出力を降圧する溶接トランスと、
この溶接トランスの二次電流を検出する二次電流検出器と、
各溶接点間の距離である各溶接離間距離が設定される溶接離間距離設定器と、
この溶接離間距離設定器の出力信号を入力として二次電流の増加度を算出する電流増加度算出回路と、
二次電流設定器と、
この二次電流設定器の出力信号と前記電流増加度算出回路の出力信号とを入力として、二次電流設定器の設定値に前記増加度を加算させた信号を出力する二次電流設定値加算回路と、
前記二次電流検出器の検出信号と前記二次電流設定値加算回路の出力信号とを入力として、これらの誤差を算出する電流誤差増幅回路と、
この電流誤差増幅回路の出力信号を入力として前記インバータ回路を制御するインバータ駆動回路と、
を備えたことを特徴とする抵抗溶接制御装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、
請求項１記載の溶接離間距離設定器は、ティーチングにおいて教示されたデータから各溶接離間距離を算出することを特徴とする抵抗溶接制御装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の抵抗溶接制御装置は、従来技術のように溶接点毎にパイロット電流を流すことなく、二次電流の設定値を無効電流の分だけ増加させた電流を二次電流として流すことができるので、従来技術と比較して作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の抵抗溶接制御装置のブロック図である。
【図２】溶接離間距離Ｄ［ｍｍ］（横軸）と、二次電流設定値の増加度Ｇ［％］（縦軸）との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図１は、本発明の抵抗溶接制御装置のブロック図であり、インバータ制御方式の場合であって、溶接電流は直流と成る。同図において、抵抗溶接制御装置１は、交流電源２によって発生される商用周波数の交流電力が整流回路３によって整流される。この整流回路３から出力された直流電力がインバータ回路４に入力される。このインバータ回路４は、図示を省略した複数のスイッチング素子から成るブリッジ回路から構成されていて、入力された直流電力が高周波のスイッチング動作によってパルス状の高周波交流電力に変換される。このインバータ回路４のスイッチング動作は、後述するインバータ駆動回路５からの制御信号によって制御される。
【００１３】
溶接トランス６は、一次コイル７と二次コイル８とコア９とから成り、一次コイル７がインバータ回路４の出力側に接続され、二次コイル８の出力端子が第１整流素子１０及び第２整流素子１１をそれぞれ介して上部アーム１２に接続されるとともに、二次コイル８のセンタータップ１４が下部アーム１３に接続されている。上部アーム１２及び下部アーム１３の先端部に第１溶接チップ１５及び第２溶接チップ１６がそれぞれ取り付けられている。
【００１４】
インバータ回路４から出力された高周波交流電力は、溶接トランス６の一次コイル７に印加され、溶接トランス６の二次コイル８には電圧が降圧された大電流の高周波交流電力が発生する。この二次コイル８に発生した高周波交流電力が第１整流素子１０及び第２整流素子１１によって半周期毎に交互に整流され、上部アーム１２及び下部アーム１３との間に直流電力が供給される。複数枚の被溶接物１７が上部アーム１２及び下部アーム１３によって加圧されて直流電流が流れ、溶接部がジュール熱によって冶金的に接合される。
【００１５】
二次電流設定器２２は二次電流が設定され、溶接離間距離設定器２９は、スポット溶接を行う点と、この溶接点から一番近い既に溶接した点との距離である溶接離間距離が設定される。電流増加度算出回路２８には、溶接離間距離Ｄ［ｍｍ］と二次電流設定値の増加度Ｇ［％］との関係を示す関数が保存されている。この関数は、種々の被加工物の材質及び板厚において、溶接離間距離を変化させてナゲット径を実測して、所望のナゲット径が得られるときの二次電流の増加度が求められ決定される。二次電流設定値加算回路３０は、二次電流設定器２２の出力信号と電流増加度算出回路２８の出力信号とを入力として、二次電流設定器２２の設定値に、電流増加度算出回路２８によって算出された増加度を加算させた設定値を電流誤差増幅回路２３へ出力する。
【００１６】
二次電流検出器２１は溶接トランス６の二次側の電流である溶接電流を検出する。電流誤差増幅回路２３は、二次電流検出器２１の検出信号と二次電流設定値加算回路３０の出力信号とを入力として、これらの誤差を増幅して誤差信号をインバータ駆動回路５へ出力する。溶接時間設定器２４は１回当たりの溶接時間を設定する。溶接開始回路２５は、溶接を開始するときにＨｉｇｈレベルに成る信号を出力する。起動回路２６は溶接時間設定器２４の出力信号と溶接開始回路２５の出力信号とを入力として、溶接開始回路２５の出力信号がＨｉｇｈレベルに成ってから溶接時間設定器２４によって設定された時間だけＨｉｇｈレベルに成る信号を出力する。
【００１７】
以下、動作を説明する。例えば板厚が１［ｍｍ］の軟鋼を２枚重ね合わせて二次電流の設定値が１０、０００［Ａ］で、溶接ロボットの先端部に取り付けられた溶接トーチが、各溶接点を一方向に向かって連続して移動しながらスポット溶接する場合を説明する。この場合、電流増加度算出回路２８に保存された関数として、例えば図２に示す関数を利用する。図２は、溶接離間距離Ｄ［ｍｍ］（横軸）と、二次電流設定値の増加度Ｇ［％］（縦軸）との関数を示す図である。同図において、溶接離間距離Ｄが２０［ｍｍ］のときの二次電流設定値の増加度Ｇが１５［％］、溶接離間距離Ｄが４０［ｍｍ］のときの二次電流設定値の増加度Ｇが１０［％］、溶接離間距離Ｄが６０［ｍｍ］のときの二次電流設定値の増加度Ｇが５［％］である。
【００１８】
溶接ロボットによってスポット溶接を行う場合、ティーチングによって教示された各溶接点の位置から各溶接点間の溶接離間距離が算出されて、この算出された溶接離間距離が溶接離間距離設定器２９に設定される。また、各溶接点において教示された二次電流の設定値が二次電流設定器２２に設定される。例えば、ティーチングにおいて、１打点目と２打点目との溶接点の位置から溶接離間距離が２０［ｍｍ］と算出され、１打点目と２打点目の二次電流の設定値が１０、０００［Ａ］と教示される。このとき、溶接離間距離設定器２９に１打点目と２打点目の溶接離間距離が２０［ｍｍ］と設定され、二次電流設定器２２に１打点目と２打点目の二次電流の設定値が１０、０００［Ａ］と設定される。
【００１９】
図示を省略したロボット制御装置からの動作制御信号が溶接ロボットに入力されて、溶接ロボットに取り付けられた溶接トーチの先端部が被加工物の１打点目に達する。そのとき、ロボット制御装置からの溶接制御信号が抵抗溶接制御装置１に入力され、二次電流の設定値が１０、０００［Ａ］でスポット溶接が行われる。その後、溶接トーチの先端部が被加工物の２打点目に移動される。
【００２０】
溶接トーチの先端部が被加工物の２打点目に到達したとき、電流増加度算出回路２８は、図２に示した関数から溶接離間距離設定器２９の設定値が２０［ｍｍ］に対応した二次電流設定値の増加度Ｇとして１５［％］を算出する。二次電流設定値加算回路３０は、二次電流設定器２２の出力信号を入力として、二次電流設定器２２の設定値に、電流増加度算出回路２８によって算出された増加度を加算させた設定値を電流誤差増幅回路２３へ出力する。
【００２１】
即ち、二次電流設定器２２の設定値が１５［％］増加されて、１１、５００［Ａ］の設定信号が電流誤差増幅回路２３に出力される。インバータ駆動回路５は、電流誤差増幅回路２３の出力信号を入力として、二次電流検出器２１の検出値が二次電流設定値加算回路３０の出力値である１１、５００［Ａ］に成るようにインバータ回路４を制御する。以後、同様にして最終打点目のスポット溶接が終了すると、溶接ロボット及び抵抗溶接制御装置１は停止する。
【００２２】
この結果、本発明の抵抗溶接制御装置１は、従来技術のように溶接点毎にパイロット電流を流すことなく、二次電流の設定値を無効電流の分だけ増加させた電流を二次電流として流すことができるので、従来技術と比較して作業効率を向上させることができる。
【００２３】
上述した本発明の抵抗溶接制御装置１のスポット溶接においては、スポット溶接を行う点から最も近い既に溶接した点に分流回路が発生して無効電流が流れるが、その前の既に溶接した点、つまりスポット溶接を行う点から遠い側の溶接点へは無効電流が流れることは少ない。
【００２４】
上述した本発明の抵抗溶接制御装置１は、溶接トランス６の二次電流を検出してフィードバック制御を行う場合について説明したが、溶接トランス６の一次電流を検出してフィードバック制御を行う場合も動作及び効果は同様であるので説明を省略する。
【００２５】
また上述した本発明の抵抗溶接制御装置１は、ティーチングによって教示された各溶接点の位置から各溶接点間の溶接離間距離が算出されて、この算出された溶接離間距離が溶接離間距離設定器２９に設定される場合を説明した。この代わりに、溶接作業者が個々の溶接離間距離を溶接離間距離設定器２９で設定するようにしても良い。
【符号の説明】
【００２６】
１            抵抗溶接制御装置
２            交流電源
３            整流回路
４            インバータ回路
５            インバータ駆動回路
６            溶接トランス
７            一次コイル
８            二次コイル
９            コア
１０            第１整流素子
１１            第２整流素子
１２            上部アーム
１３            下部アーム
１４            センタータップ
１５            第１溶接チップ
１６            第２溶接チップ
１７            被溶接物
２１            二次電流検出器
２２            二次電流設定器
２３            電流誤差増幅回路
２４            溶接時間設定器
２５            溶接開始回路
２６            起動回路
２８            電流増加度算出回路
２９            溶接離間距離設定器
３０            二次電流設定値加算回路
Ｄ            溶接離間距離
Ｇ            二次電流設定値の増加度
【図１】
2012187621.tif 000003
【図２】
2012187621.tif 000004