JP2507295B2

JP2507295B2 - 抵抗溶接機

Info

Publication number: JP2507295B2
Application number: JP59502641A
Authority: JP
Inventors: ヨンジユレツク，デニス; エイグエツテル，マービン
Original assignee: Square D Co
Current assignee: Schneider Electric USA Inc
Priority date: 1984-06-15
Filing date: 1984-06-15
Publication date: 1996-06-12
Anticipated expiration: 2011-06-12
Also published as: JPS61502385A

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景本発明は抵抗溶接に関する。詳細には本発明はロボツ
ト溶接機を使用する自動圧接機に適した抵抗溶接機の改
良に関する。

抵抗溶接は２つの導体を接合するための良く知られた
方法である。この方法は電流を導体が局所加熱されて溶
解するだけの量を流して接合する。これは通常一対の電
極を接合する２つの導体をはさんで対向させ、電極間に
圧力と電圧とを加えI²Rで生じる加熱時間を、部材が十
分に溶解し、しかも溶けすぎないように調節する。この
方法はDC又はAC電圧のいずれを用いても実現できる。し
かも接合される２つの導体の接触抵抗値を考慮すると、
電圧を通常の電源電圧より逓降変圧器を用いて数ボルト
又は十数ボルトまで降圧し電流を数千アンペアから数万
アンペアの値とするのが望ましい。最も簡単な抵抗溶接
機は逓降変圧器、該逓降変圧器への電圧供給を制御する
切換器、及び前記逓降変圧器の２次巻線に電気的に接続
された１対の電極とで構成されている。接合される部材
をはさむように電極が配置されると、切換器を閉路する
ことによつて導体の接合部に電圧が加えられ、その結果
生じる電熱で電極に接している点を溶かし、導体を互い
に溶接する。

実際の溶接作業を考慮する際には上述の処理過程に種
々の改良を行なつている。溶接電流供給用変圧器の価格
を最少にするために望ましいのは電源から変圧器に供給
される電圧の尖頭値を変圧器の鉄心の飽和値または鉄心
のB-H曲線の曲がり部に達するようにすることである。
このために変圧器の鉄心の状態を、変圧器に電圧を加え
る場合に常に知つておく必要がある。仮りに変圧器に最
後に加えられた電圧が変圧器をある特定の向きに磁化し
ていて、次に加えられた電圧が同じ向きに電流を流す
と、変圧器で必要とする磁化電流は負荷電流と加算され
て、第１サイクルの間変圧器に過負荷電流を流すことに
なる。これは望ましくない状態であつて、今まで次のよ
うにして防止している、すなわち、溶接用変圧器の制御
回路は常に入力電圧の全サイクルを供給した時点で溶接
を完了し、溶接開始時は入力電圧波形が常に同じ方向に
向くように制御している。これによつて供給電圧の第１
サイクルは常に変圧器の鉄心のヒステリシス曲線を閉路
し、過飽和電流を防止し、各溶接周期の間尖頭電圧値が
一定となるように保証している。従つて残るのは溶接を
完了するために溶接電圧として、入力電圧のあらかじめ
定められたサイクル数を供給する方法のみである。この
あらかじめ定められたサイクル数は経験的に決められる
ものであつて、通常は非常に小さな値であり電気的に制
御されるべきものである、その理由は必要な供給時間は
運転員によつて信頼性をもつて操作するにはあまりにも
短かすぎるためである。

上記の抵抗溶接装置はそれが製造ライン内で抵抗溶接
に用いられる際に大きな欠点を有している。２枚の薄板
鋼を溶接する場合には、これらが亜鉛メツキされている
か否かにかかわらず、通常は10,000から30,000アンペア
程度の電流を必要とする。このような電流を２次回路に
供給するように巻かれた変圧器は普通200から600ポンド
の重量であり、水又は外部冷却装置で冷却される必要が
ある。上記の電流を流す電線は実際上かなり大きなもの
となる。これらの問題を自動車工業又はその他の工業の
製造ラインで処理する装置は、変圧器を上部保持器より
つり下げ絶縁導体を水冷式電極を有する溶接部まで配線
し、運転員は前記電極を被溶接点にすえて溶接作業中外
部から力を加えて電極を保持している。上記の装置はこ
れがロボツト又は自動溶接機で使用される際にはいくつ
かの障害を有している。ロボツトは一般に重量制限があ
つて、重量を減らすことによつて操作性が改善される。
自動溶接機においては、隣接する溶接点の最小間隔はそ
の変圧器の大きさで制限される。ロボツト溶接機は又数
千アンペアもの電流を流すように設計されている太い電
源ケーブルに接続されていることによつてその操作性は
大きく妨げられるし、ロボツトが動くことによつて上記
のような太いケーブルの寿命が短められる。

本発明の目的は溶接部近くの重量を減じた抵抗溶接機
の電気回路を供することである。

本発明のさらに別な目的は、ロボツト溶接装置での使
用に適した抵抗溶接機の電気回路を供することである。

本発明のさらに別な目的は、小型軽量の変圧器を供す
ることであり、この変圧器は小型軽量であることによつ
て、溶接作業域の近くに装着可能であり、軽量の１次導
線を使用でき、２次導線を短くできる。

本発明のさらに別な目的は、自動溶接装置で使用する
のに適した抵抗溶接機の電気回路を供することである。

その他の目的は本発明の詳細説明の中で明らかとなろ
う。

発明の要約交流電源に接続され、交流電圧を整流し、直流及び交
流成分を共に有する整流電圧を発生させる整流器を有す
る直流抵抗溶接の方法及び装置。整流された電圧はイン
バータに供給されインバータは交流電源の周波数より高
い周波数の矩形波を発生させる。この矩形波は中央タツ
プを備えた２次巻線を有する逓降変圧器に供給される。
この２次巻線は全波整流器を通して溶接接点に接続され
ていて、この接点は部材を通して溶接電流を導通させ
る。インバータ出力として電源周波数より高い周波数を
使うと、入力の交流電圧周波数で動作する変圧器に較べ
て軽量な逓降変圧器を使用することが可能となる。

図面の簡単な説明第１図は本発明を実現する回路のブロツク図第２図は本発明を実現する回路のさらに詳細なブロツ
ク図第３図は第２図のインバータ装置44及び46の動作を詳
細に示す回路図。

第４図は第２図のタイマ48の詳細回路図第５図は第２図の駆動回路52の詳細回路図第６図は本発明を実現するために製作使用された逓降
変圧器の破断斜視図第７図は第４図の回路内での電圧波形のタイムチヤー
ト図発明の詳細な説明第１図は本発明を実現する回路のブロツク図である。
第１図の交流電圧電源10は整流器12に接続されている。
ここでは接続は３本の電線で示されておりこれは電源10
が３相交流電源の場合に一般的である。しかし、幾相の
電気エネルギーでも使用できる。整流器12はその出力と
して交流成分を含むほぼ直流電圧を出力するように接続
されている。整流器12の出力は制御形インバータである
制御回路14を介して変圧器16に供給されている。制御回
路14は整流器12の出力を入力周波数より高い周波数の交
流電圧に変換するために使用されており変換後の交流信
号の実効値は制御可能である。

変圧器16が点線で示されているが、これは逓降変圧器
20の入力として電線18及び19に供給される電圧を変更す
るのに有用だからである。しかし、ある条件のもとでは
電線18及び19を直接制御回路14に接続するのが好ましい
ことは理解されよう。これは設計上の選択の問題であ
る。

逓降変圧器20は中央タツプを備えた２次巻き線を有し
ている。逓降変圧器20の２次導線は整流器22及び24に接
続され、全波整流器を形成している。整流器22及び24の
共通接続部は溶接電極26に導かれている。逓降変圧器20
の中央タツプ28は溶接電極30に接続されている。溶接電
極26及び30が被溶接部材をはさむように配置され、制御
回路14が作動して電流を溶接電極26及び30を通して供給
すると接合されるべき部材間に抵抗溶接が実施される。
制御回路14の出力電圧の周波数が電源10の周波数より高
いと、逓降変圧器20はそうでない場合よりも小型軽量に
できる。これは運転員の操作を楽にするばかりでなく、
変圧器をロボツト溶接器の腕の中に配置することを可能
とし、従つて腕を広範囲に自由に動かせるようになる。
さらに、より小さな変圧器は自動溶接機内で互いにより
接近した溶接が実現できるようにする。

第２図は本発明を実現する回路の詳細ブロツク図であ
る。第２図において整流器12は電源10に接続されてお
り、母線40及び42間に電圧を供給する。インバータ装置
44及び46は母線40及び42の間に接続され、それらの中間
点は導線18及19それに逓降変圧器20に接続されている。
第２図の回路のブロツク図内で、第１図に示す変圧器16
は除外されている。先に述べたように、これは設計上の
問題である。第２図の回路で整流器22及び24は逓降変圧
器20の２次巻線に接続されており、全波整流出力を溶接
電極26及び30、図示されていない部材を通し、中央タツ
プ28に戻すように発生させている。第２図に示す回路の
制御はタイマ48で起動をかけられており、このタイマは
インバータ装置44及び46の動作周期と溶接電極26及び30
を流れる電流強度を調整するための相対時間とを制御す
る。電流検出素子50はタイマ48に入力を供給するように
接続されており母線40内の電流があらかじめ定められた
値を超えた際にインバータ装置44及び46の動作を終了さ
せる。

タイマ48は２つの出力を出力し、これらは駆動回路52
へ入力される、この駆動回路はインバータ装置44及び46
内の電力用トランジスタ等のスイツチ素子を駆動するよ
うに接続されており、電流の初半周期がインバータ装置
44の上部を通り導線18及び逓降変圧器20の１次巻線、導
線19を通りインバータ装置46の下半部を通つて母線42に
流れるように制御している。第２半周期の電流はインバ
ータ装置46の上半部を通り導線19を経て、逓降変圧器20
の１次巻線へ逆方向に流れる。電流は導線18を通りイン
バータ装置44へ流れ、インバータ装置44の下半部を経て
母線42へ流れる。この制御の詳細はさらに詳細な回路図
を検討することによつて明らかとなろう。インバータ装
置44のスイツチ素子として使えるのは、サイリスタ、SC
R、ゲート・ターンオフ素子等である。

第３図は、第２図に示すインバータ装置44及び46のさ
らに詳細な動作を説明する回路図である。第３図におい
て電源10からの交流電力は３個のフューズ60、３本の制
限抵抗器62及び３つの接点64を経て整流器12に入力され
る。電源10は通常３相60Hzであり手近にある480ボルト
等の電圧のものである。接点64はここでは押ボタン65で
制御される接触器63で励磁されるように示されている。
これは押ボタン65が、溶接電流が供給される前や、溶接
が完了した後に溶接電極26及び30の開閉操作の一部とし
て操作されることを仮定している。これとは別に、接触
器63を第２図のタイマ14で制御することも可能である。

第３図において、整流器12は全波整流ブリツジ整流器
を形成するように接続された好適な数のダイオード66で
構成されている。ここでは６個のダイオード66が示され
ている、しかし、この個数は取扱う電流、ダイオードに
印加される電圧及び３相とは異なる相数の場合には、変
更されることは明らかであろう。これらは設計上の問題
である。整流器12の出力は全波整流電圧であり母線42に
対して母線40が正極となる。インバータ装置44及び46は
母線40及び42の間に接続されている。インバータ装置44
及び46は同一であるのでインバータ装置44のみを示して
いる。インバータ装置44内で、電力用トランジスタ68は
別の電力用トランジスタ70との直列接続を介して負極の
母線42に接続されている。電力用トランジスタ68はダー
リントントランジスタ72で駆動され、トランジスタ72は
駆動回路52で駆動されている。電力用トランジスタ70は
同様にダーリントントランジスタ74で駆動され、このト
ランジスタは駆動回路52で駆動されている。インバータ
装置46は電力用トランジスタ76及び78を有し、これらは
同様にダーリントントランジスタで駆動されているがダ
ーリントントランジスタはここでは図示されていない。
電力用トランジスタ68はダイオード80及び直列接続され
た抵抗器82及びキヤパシタ84とによつてバイパスされて
おりこれは、電力用トランジスタ68にかかる電圧の急な
立上りを抑制している。これは電力用トランジスタ68と
して何を選ぶかによつては不要であろう。電力用トラン
ジスタ70,76及び78は同様にバイパスされている。電力
用トランジスタ68及び70の共通接続点86は導線18を介し
て逓降変圧器20の１次巻線の一端に、又電力用トランジ
スタ76及び78の共通接続点88は導線19を介して逓降変圧
器20の１次巻線のもう一方の端に接続されている。安定
化キヤパシタ90が抵抗器92を通して正極母線40及び負極
母線42の間に接続されている。

検流素子50は変流器94を有し、これは正極母線40及び
キヤパシタ90内を流れる電流を検出する。このように組
合わせて接続することにより、回路が最初に起動された
際にキヤパシタ90に充電される電流で誤つてトリツプさ
れる事態を防止する。変流器94は検流器96に接続されて
おり、測定電流に比例した信号を出力する。この信号は
比較器98に入力され、あらかじめ定められている電圧と
比較される。電流値があらかじめ定められた基準値を超
える信号を発生すると、この信号は第２図のタイマ48に
入力されタイマ48の動作を制御する。

第３図に示す回路が構成され試験された時には、電源
10からの入力電圧は周波数60Hzであり、第２図に示すタ
イマ48のタイミング回路は1200Hzで動作する逓降変圧器
20の入力を発生するように動作されていた。このような
条件下では、母線40及び42間の周期毎の電圧変動を無視
してもかまわない、もつとも、通常の全波３相ブリツジ
整流器の出力には360Hz及びその高調波周波数の交流電
圧成分を有していることは知られている。回路の動作
は、母線40及び42間に直流電圧が印加されているとみな
してかまわない。交流電圧ははじめに、電力用トランジ
スタ68及び78を導通することによつて逓降変圧器20に供
給され、その間電力用トランジスタ70及び76は非導通状
態である。これによつて逓降変圧器20に供給される交流
電圧の半周期分が生成される。次に条件を変えて、電力
用トランジスタ76及び70を導通させ、電力用トランジス
タ68及び78を非導通にさせる。これは逓降変圧器20に逆
方向電圧を供給し、逓降変圧器の交流電圧のもう一方の
半周期を供給する。逓降変圧器20の１次巻線に供給され
る電圧は1200Hzの矩形波である。逓降変圧器20の２次巻
線は1200Hzの矩形波に応答して1200Hzのほぼ矩形波に、
少しのリツプリを有する全波整流信号を溶接電極26及び
30に供給すべく出力する。

第４図は第２図に示すタイマ48回路の詳細回路図であ
る。第４図において、単パルス発生器110は1.6ミリ秒の
幅を有する矩形単パルスを発生する。このパルスは溶接
記憶回路112に入力される。パルス発生器114はあらかじ
め定められた周波数の可変幅パルスを出力する。これら
のパルスは又溶接記憶回路112の入力となる。溶接タイ
マ回路116は可変幅の矩形パルスを生成しこれは溶接記
憶回路112に接続され、あらかじめ定められた時間の溶
接を可能とする。溶接記憶回路112は又第２図及び第３
図に示す電流検出素子50からの過電流を示す信号によつ
て無効とされる。

溶接記憶回路112からの出力信号は遅延点火回路118に
入力される。これはフリツプ・フロツプであつてその信
号を遅らせる。遅延点火回路118の出力、パルス発生器1
14の出力、溶接記憶回路112の出力とはNORゲート120を
通してフリツプ・フロツプ122に入力される。フリツプ
・フロツプ122は２つの出力を発生し、これらは矩形波
で反対符号の信号である。これらの１つは駆動トランジ
スタ124に又、他方は駆動トランジスタ126に入力され
る。駆動トランジスタ124及び126の出力はタイマ48の出
力を表し、これは第２図に示す駆動回路の２入力に供給
される。

第４図の回路についてより詳細に考察すると、単パル
ス発生器110はスイツチ128を有し、これは一対のNANDゲ
ート130及び132の入力状態を変更する。これらは互いに
フリツプ・フロツプを構成するように接続されその出力
は単パルス発生器134に入力される。これはアンチ・バ
ウンス回路である。ここでスイツチ128は押しボタンと
して示されているが、これは実施例の回路においてこの
形で使用されたためである。単パルス発生器110の初期
トリガを別の回路からの電気信号又は、溶接制御装置で
使用されるマイクロプロセツサからの信号でかけること
も可能である。これは設計上の選択又は使用上の都合に
よる。

第４図に示すパルス発生器114は、再トリガ、リセツ
ト可能な単安定回路を有しており、これは簡単のために
パルス発生器136と示されている。キヤパシタ138及び抵
抗器140,142、可変抵抗器144、ダイオード146及び148で
構成された回路網は抵抗器150を通して、正の電源に接
続されている。ダイオード146及び148の共通接続点はパ
ルス発生器136に接続されており、ダイオード146又は14
8の一方はその共通接続点に印加される電圧の符号に応
じて導通される。ダイオード148が導通時には、抵抗器1
42と可変抵抗器144の左半分の抵抗値の和抵抗は直列に
キヤパシタ138に接続され、１つのパルス時間を定めて
いる。ダイオード146が導通時には、パルスの反対半分
の周期を決める抵抗値は抵抗器140及び可変抵抗器144の
残り部分との加算値である。すなわち可変抵抗器144の
設定を変更すると、パルス幅の和は変えず相対長のみを
変えることができる。この結果出力端子152から一定周
波数、ここでは1200Hzの矩形波が出力され、各符号の導
通期間は可変抵抗器144で設定変更できる。

溶接時間タイマ116は単パルス発生器154を使用してい
る。キヤパシタ156は抵抗器158と直列接続され、これら
は共に単パルス発生器154に接続されている。抵抗器15
8、及び抵抗器160、それに可変抵抗器162の抵抗値の和
とキヤパシタ156との値とで溶接時間を定める。可変抵
抗器162を設定調整し抵抗値を設定することで溶接機のO
N時間長を調節する。この機能はアナログ的に抵抗値を
調整し単パルス発生器内のRC時間を制御し得ることが明
らかであろう。これとは別にマイクロプロセツサを用い
て、あらかじめ定められた予定時間や他の種々の情報例
えば溶接の質等の測定値に応じて溶接時間を制御するこ
ともできる。これらは設計上の問題であつて、回路に期
待される内容によつて変わる。図示された溶接時間タイ
マ116において、出力端子164から出力される矩形パルス
はそのパルス幅は必要な溶接時間に等しく典型的には数
秒又は何分の１秒の程度である。

単パルス発生器110、パルス発生器114及び溶接時間タ
イマ116からの信号はすべて溶接記憶回路112に入力され
る。単パルス発生器110の出力はNORゲート166の一入力
として供給され、溶接時間タイマ116の出力端子164から
の信号はNORゲート166のもう一方の入力として供給され
る。NORゲート166の出力はフリツプ・フロツプ168のＤ
端子の入力に加えられ、このフリツプ・フロツプのクロ
ツクは端子152からの信号でかけられている。フリツプ
・フロツプ168は過電流が発生した場合第２図に示す電
流検出素子50からの信号でリセツトされる。フリツプ・
フロツプ168の非・Ｑ出力は単パルス発生器154のリセツ
ト信号として、又、遅延点火回路118の入力信号として
供給され、ここで単パルス発生器170に入力される。単
パルス発生器170の出力はNORゲート120の一入力として
供給される。

NORゲート120のその他の入力は端子152から供給される
パルス発生器114の出力と、フリツプ・フロツプ168のＱ
出力とである。NORゲート120の出力はフリツプフロツプ
122の入力となり、ここで反転器172又それぞれのNANDゲ
ート174及び176の１入力として供給される。反転器172
の出力はフリツプ・フロツプ178のクロツク入力となり
フリツプ・フロツプは互いに反転する信号を出力し、こ
れらはそれぞれNANDゲート174及び176の入力に供給され
る。その結果２つの等しく互いに符号が反対の矩形波が
発生されこれらはトランジスタ124及び126を駆動するた
めの入力となる。再びNORゲート120の３入力について述
べると、遅述点火回路118からの入力は、いかなる溶接
区間においても第１番目のパルスをそれに続くパルスよ
りも短いものにしている。これによつて溶接開始時に第
１図に示す逓降変圧器の磁心が飽和することを防止して
いる。溶接記憶装置112からNORゲート120への入力信号
はNORゲート120の出力に矩形パルスを出力し得る全時間
を定める。これは単一溶接のために決められている長さ
である。端子152からNORゲート120への入力は各溶接時
の第１パルスを除く残り全ての矩形パルスを発生させ
る。これらのパルスは固定周波数でそのパルス幅が可変
抵抗器144で決められている信号である。

第５図は第２図に示す駆動回路の詳細回路図である。
第５図において、タイマ184は第４図の駆動トランジス
タ124から信号を入力する。同一仕様のタイマ186は同等
の信号を駆動トランジスタ126から入力する。タイマ184
及び186として使用されている回路は同一なので、タイ
マ184についてのみ詳細に記述する。

タイマ184はパルスを発生し、これは第５図に示す電
力増幅器188に供給され反転増幅器190を駆動するために
使用される。駆動トランジスタ124からの入力パルスは
又非反転増幅器192に供給されている。反転増幅器190及
び非反転増幅器192とは共に変圧器196の１次巻線194に
接続されており各周期電流の一部はこれら増幅器の各々
から供給される。変圧器196は２次巻線198及び２次巻線
200を有している。２次巻線198は整形回路202に又２次
巻線200は整形回路204に接続されている。整形回路202
は第３図に示す回路に接続されており、電力トランジス
タ68の導通をトリガする。整形回路204は第３図に示す
回路に接続されており、電力トランジスタ78の導通をト
リガする。第５図に示す同一部分の対応する整形回路は
図示するように同様に接続されており、１つは第３図に
示す電力トランジスタ76の導通をトリガするように又他
方は第３図に示す電力トランジスタ70の導通をトリガす
るように接続されている。

第４図に示す回路ではタイマ184及び186への入力はあ
る意味で逆に示されている。従つて変圧器196の電圧及
びこれに対称な第５図に示す回路部分での電圧はその位
相が逆となる。整形回路202と204の出力を第３図に示す
回路に関連して考察するとパルス整形回路202及び204が
電流を発生すると、トランジスタ68及び78とを導通させ
ることがわかるであろう。第３図に示す逓降変圧器20の
導通は左から右となる。この逆も真であつて、第３図の
入力極性が反転すると、電力用トランジスタ70及び76を
導通にし、電流を第３図に示す逓降変圧器の右から左に
流す。この操作の結果第３図に示す逓降変圧器20には第
４図に示すパルス発生器114で決められる周波数の矩形
波電流が流れる。第３図に示す逓降変圧器20を流れる電
流の実効値は第４図に示す可変抵抗器144の設定で決め
られる。溶接時間を示すこれらのパルス数は第４図に示
す可変抵抗器162の設定で決められる。

第６図は本発明の実施例で製造使用された逓降変圧器
20の破断斜視図である。第６図において、強磁性体製鉄
心210は１次巻線212及び別の１次巻線214とで囲われて
おり、これらの巻線は互いに接続されている。２次巻線
216の巻き始めは端子218である。２次巻線216は一枚の
水冷電導体であり、１次巻線212及び関連する鉄心210と
を囲むように配置されている。２次巻線216は中央端子2
20まで続き、この中央端子220は２次巻線216の中央タツ
プを形成している。２次巻線として正しい方向を保たせ
るために、２次巻線216は次に１次巻線214を角222から
角224の方向に取り巻き、開口226を通して端子228に接
続されて２次巻線216を完結している。

自動車工業会で一般的に使用されている厚さの鋼板を
抵抗溶接する際には普通10,000から20,000アンペア程度
の電流を必要とする。第３図では２つの整流器22と24を
示しているがこの回路を実現している第６図の変圧器で
は４個示されており、この個数が要求電流を流すために
必要なものである。第６図ではダイオード230はダイオ
ード232と並列に使用し必要量の電流を流している。こ
れら２つのダイオードを並列接続して第３図に示すダイ
オードと等価にしている。同様に第６図において、ダイ
オード234はダイオード236と並列配置されて、第３図に
示す整流器24と等価な機能をはたしている。ダイオード
230,232,234及び236の共通接続部は第６図には図示され
ていないが電導体を現在は離されている間隙238の間に
挾み込むことで実現できる。複数の入口240及び出口242
は冷却水を２次巻線216内の溝244に流すためのものであ
る。

第６図に示す変圧器は第３図に示す回路で使用するた
めに製造試験されたものである。ここでは変圧器の組立
てに必要な方法よりもその特徴を明らかにするために示
されている。これらの特徴の１つは、接続部として利用
できる中央タツプを備えた２巻きの２次巻線である。整
流用半導体を変圧器に装着された水冷端子に取り付け、
共通端子にしつかりと締め付けられるようにしているの
も特徴の１つである。しかし本発明のきわだつた特徴の
１つは、商用周波数よりも高い周波数を第６図に示す変
圧器の１次側に供給していることであり、このことによ
つて、鉄心210内に使用する鉄分は周波数が低い場合に
必要な値よりも少なくできる。鉄分の量を減せば、必要
な銅の量も少なくて済み、第６図に示す変圧器の重さを
減じることができて、第６図に示す変圧器をロボツトの
腕や自動溶接機内に配置し易くなる。

第７図は第４図に示す回路内の電圧波形のタイムチヤ
ートである。各々の波形は横軸内の適当な場所に第４図
での素子番号を付けて区別してあり、これらの波形はそ
れぞれの出力信号を示している。第７図において、“11
4"と印された波形は自励発振器114で発生させる矩形波
である。この波形はT₁と印された時点で立上がり417マ
イクロ秒で繰り返される。この矩形波が立下がる時点は
矢印で可変であるように示されていて、この時間は第４
図に示す可変抵抗器144を調節して設定することができ
る。第７図の２番目の波形は“110"と印された単パルス
発生器110の出力であつてパルス幅が1.6ミリ秒の矩形波
である。矩形パルスは第７図の時刻T₀で開始するように
示されているが、この時刻は第４図に示す操作スイツチ
128で決められるものである、又先にも述べたように他
の信号又はプログラムによつても同様に決めることがで
きる。

時刻T₀の後、T₁はパルス発生器114の矩形波が最初に
立ち上がる時点として定まる。この時点で“112"と印さ
れた矩形パルスを設定する、これは溶接記憶回路112の
出力である。これは矩形単パルスであつて時刻T₁に開始
し、溶接終了まで継続する、この時間は十数秒から数秒
の間である。時刻T₁は又、“118"と印された波形の開始
点でもある。これは時刻T₁に始まり208ミリ秒後に終了
する矩形単パルスである。この信号は遅延点火回路118
の出力であり、溶接開始後の第１パルスの幅を残りのパ
ルス幅よりも短くしている。

第７図に示された波形において、“120"と印された信
号はNORゲート120の出力である。これは第７図の波形
“112",“114"及び“118"の論理単位の否定である。時
刻T₂はパルス発生器114の出力を表わす矩形波の立下が
り時刻と示されており一方時刻T₃は遅延点火回路118の
出力である矩形波が立下がる時点と定義されている。仮
りに時刻T₂が図に示されるように時刻T₃の前に発生する
と、“120"と印された波形は時刻T₃に開始しその後は波
形“114"を反転したものとなる。もし時刻T₂がT₃より後
に選択されていると、波形“120"は波形“114"を反転し
たものとなる。波形“120"は“174"及び“176"と印され
た波形の源となるものである。これら“174"及び“176"
と印された波形はそれぞれ、第４図に示されたNANDゲー
ト174及び176の出力である。図より明らかなように、波
形“174"は波形“120"のパルスを１つおきに組み合わせ
たものであり、波形“176"は波形“120"の残りのパルス
で構成されている。これらはインバータ装置44及び46を
交互に切換え、矩形数を要求通りに発生させる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電源周波数のAC電圧を整流して整流電圧を
得る段階，溶接サイクルの開始に際して前記整流電圧を
電源用周波数より高い動作周波数でインバーティング
し、溶接サイクル終了後の完全な１サイクルで終わる前
記動作周波数のAC電圧を発生させる段階，該AC電圧を変
圧してステップダウンした電圧を得る段階，前記ステッ
プダウンした電圧を変圧器のセンタータップから整流手
段に印加して整流し、DC電圧を得る段階，該DC電圧を溶
接接点を介して被加工物に印加する段階とを含む導電性
被加工物を抵抗溶接する方法。
【請求項２】電源周波数のAC電圧を整流して整流電圧を
得る第１の整流手段，溶接サイクルを開始する手段，溶
接サイクルの開始に際して前記整流電圧を電源周波数よ
り高い動作周波数でインバーティングし、溶接サイクル
終了後の完全な１サイクルで終わる前記動作周波数のAC
電圧を発生させる手段，前記動作周波数のAC電圧を変圧
し、ステップダウンした電圧を得る変圧手段，該変圧手
段のセンタータップから印加される前記動作周波数のス
テップダウンした電圧を整流してDC電圧を得る第２の整
流手段，該DC電圧を溶接接点を介して被加工物に印加す
る手段とを含む導電性被加工物を溶接する抵抗溶接装
置。
【請求項３】請求項２に記載の装置に於いて、前記変圧
手段は、１対の２次端子に前記ステップダウンした電圧
を発生するステップダウン変圧器を含み、前記溶接接点
は１対の溶接電極を含み、前記ステップダウン変圧器の
２次端子の各々が前記１対の溶接電極の１方に接続さ
れ、前記ステップダウン変圧器のセンタータップが前記
１対の溶接電極の他の１方に接続されていることを特徴
とした抵抗溶接装置。
【請求項４】請求項３に記載の装置に於いて、前記第２
の整流手段は、前記ステップダウン変圧器の２次端子
と、前記センタータップと、前記溶接電極とに接続され
た全波整流器であり、前記ステップダウン変圧器の出力
電圧を整流し、整流された出力電圧を前記溶接電極に印
加することを特徴とした抵抗溶接装置。
【請求項５】請求項４に記載の装置に於いて、前記イン
バーティングする手段は、一次回路を監視し、且つパル
ス幅の制御可能な前記動作周波数の矩形波パルスを発生
するタイマー回路と、該タイマー回路と前記ステップダ
ウン変圧器とに接続され、前記ステップダウン変圧器を
通って流れる電流の方向を前記動作周波数で交互に切り
換える複数の半導体素子とを含むことを特徴とした抵抗
溶接装置。
【請求項６】請求項４に記載の装置に於いて、前記ステ
ップダウン変圧器は、強磁性体のコアと、該コアを取り
巻く１次巻線と、前記コアの回りに同一方向に２巻きの
状態で巻かれた水冷の一枚の導体からなる２次巻線とを
含むことを特徴とした抵抗溶接装置。
【請求項７】請求項６に記載の装置に於いて、前記ステ
ップダウン変圧器のセンタータップは前記２巻きの接続
点であることを特徴とした抵抗溶接装置。