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JPH0780060B2 - DC resistance welding equipment - Google Patents
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JPH0780060B2 - DC resistance welding equipment - Google Patents

DC resistance welding equipment

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JPH0780060B2
JPH0780060B2 JP1333566A JP33356689A JPH0780060B2 JP H0780060 B2 JPH0780060 B2 JP H0780060B2 JP 1333566 A JP1333566 A JP 1333566A JP 33356689 A JP33356689 A JP 33356689A JP H0780060 B2 JPH0780060 B2 JP H0780060B2
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信雄 小林
文朋 高野
鈴木  誠
英範 古賀
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は溶接ロボット等に用いられる直流抵抗溶接装置
に関し、殊に、並列接続されたトランジスタを有するイ
ンバータ、あるいはフルブリッジ駆動型に接続されたイ
ンバータが並列接続されたインバータのスイッチング半
導体素子を夫々に時分割駆動することにより、大電流の
導出が好適に行われる直流抵抗溶接装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a DC resistance welding apparatus used for welding robots and the like, and particularly to an inverter having transistors connected in parallel or a full bridge drive type. The present invention relates to a DC resistance welding apparatus in which a large current is preferably derived by time-divisionally driving switching semiconductor elements of inverters connected in parallel.

[従来の技術] 近時、溶接ロボット等に用いられ、アルミニウム等の溶
接を行う場合に、数万アンペアの大電流の導出が可能な
直流抵抗溶接装置(インバータスポット直流溶接機)が
用いられている。
[Prior Art] Recently, a DC resistance welding device (inverter spot DC welding machine) has been used, which is used for welding robots and is capable of deriving a large current of tens of thousands of amperes when welding aluminum and the like. There is.

このような大電流を導出する直流抵抗溶接装置はインバ
ータのスイッチング半導体素子を並列接続してベース駆
動を行う構成が知られている。
A DC resistance welding apparatus for deriving such a large current is known to have a configuration in which switching semiconductor elements of an inverter are connected in parallel to drive a base.

さらに、本出願人は、コンバータ、インバータ、溶接ト
ランス、さらに両波整流素子(整流器)等からなる複数
のインバータ電源が配設され、さらに、夫々の整流器の
直流出力を並列合成して大電流を得る構成の直流抵抗溶
接装置を出願している(特願昭63-290949号)。
Further, the present applicant is provided with a plurality of inverter power supplies including a converter, an inverter, a welding transformer, and a double-wave rectifying element (rectifier), and further combines the DC outputs of the respective rectifiers in parallel to generate a large current. We have applied for a DC resistance welding device with the desired structure (Japanese Patent Application No. 63-290949).

このような直流抵抗溶接装置では、溶接ガンあるいはイ
ンバータの入出力の通電電流を検知して通電設定値との
比較制御を行う、所謂、周知のPWM制御回路等を用いた
フィードバック制御手段が設けられている。
Such a DC resistance welding apparatus is provided with feedback control means using a so-called well-known PWM control circuit or the like, which performs comparison control with the energization set value by detecting the energization current of the welding gun or the input / output of the inverter. ing.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記の従来例の直流抵抗溶接装置におい
て、前記の例では、夫々のスイッチング半導体素子の特
性(Hfe)並びに入出力インピーダンスを揃える必要が
ある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described conventional DC resistance welding apparatus, in the above example, it is necessary to make the characteristics (Hfe) and input / output impedance of each switching semiconductor element uniform.

後記される例では、複数のインバータ電源の夫々溶接ト
ランスの二次コイル出力を低電圧に形成し、さらに整流
出力である直流を並列合成して被溶接部材に大電流を供
給している。したがって、溶接ロボット等に用いられる
際には、直流大電流による通電路(ケーブル)の通電損
失を阻止すべく、高電圧を導出するインバータと溶接ト
ランスとを離間して、インバータと溶接トランスとの間
をケーブルで接続するとともに、溶接トランスと整流器
を溶接ガンに搭載している。
In the example described later, the secondary coil output of the welding transformer of each of the plurality of inverter power supplies is formed to a low voltage, and the rectified output DC is combined in parallel to supply a large current to the member to be welded. Therefore, when it is used in a welding robot or the like, the inverter for deriving a high voltage and the welding transformer are separated from each other in order to prevent the conduction loss of the energization path (cable) due to a large DC current. In addition to connecting the cables with a cable, a welding transformer and a rectifier are mounted on the welding gun.

この場合、インバータと溶接トランスとを夫々接続する
ケーブル、例えば、4並列動作を行うインバータ電源で
は5本乃至8本のケーブルが必要となり、さらに各溶接
トランスの特性を揃える必要がある。
In this case, a cable for connecting the inverter and the welding transformer, for example, 5 to 8 cables are required for an inverter power supply that performs four parallel operations, and the characteristics of each welding transformer must be made uniform.

このような場合、結果的に容易に所望の大電流を得るこ
とが困難であり、また配設の自由度が得られ難い欠点を
有している。
In such a case, as a result, it is difficult to easily obtain a desired large current, and it is difficult to obtain the degree of freedom of arrangement.

本発明は係る点に鑑みてなされ、その目的とすることろ
は、比較的簡単な構成において、その配置の自由度が向
上し、さらに大電流の導出が効果的に可能とされる直流
抵抗溶接装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to improve the degree of freedom of the arrangement in a relatively simple structure and to further effectively derive a large current from direct current resistance welding. To provide a device.

[課題を解決するための手段] 本発明は、例えば、第1図に示すように、 パルス幅変調制御により直流入力を交流出力(Va)に変
換するインバータ部(14)から溶接トランス(16)の一
次コイルに前記交流出力を供給し、二次コイルの整流出
力(Vc)を被溶接物(22)に供給する直流抵抗溶接装置
において、 前記インバータ部は、駆動端子を除いて並列接続された
電流流し出し用半導体素子(Trm、Trn)と駆動端子を除
いて並列接続された電流引き込み用半導体素子(Tro、T
rp)とを直列接続したもの(14b)が、前記直流入力間
に複数箇(14b、14a)並列に配され、 前記電流流し出し用半導体素子の駆動端子のそれぞれを
時分割で順次駆動するとともに、これに対応して前記電
流引き込み用半導体素子の駆動端子のそれぞれを時分割
で順次駆動することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In the present invention, for example, as shown in FIG. 1, an inverter section (14) for converting a DC input into an AC output (Va) by pulse width modulation control to a welding transformer (16). In the DC resistance welding apparatus which supplies the AC output to the primary coil and supplies the rectified output (Vc) of the secondary coil to the object to be welded (22), the inverter units are connected in parallel except for the drive terminal. A current drawing semiconductor device (Trm, Trn) and a current drawing semiconductor device (Tro, Trn) connected in parallel except for the drive terminal
rp) are connected in series (14b) are arranged in parallel (14b, 14a) between the DC inputs, and each of the drive terminals of the current-feeding semiconductor element is sequentially driven in a time division manner. In response to this, each of the drive terminals of the current drawing semiconductor element is sequentially driven in a time division manner.

また、本発明は、例えば、第3図に示すように、 パルス幅変調制御により直流入力を交流出力(Vb)に変
換するインバータ部から溶接トランス(62)の一次コイ
ルに前記交流出力を供給し、二次コイルの整流出力(V
c)を被溶接物(W)に供給する直流抵抗溶接装置にお
いて、 前記インバータ部は、4個の半導体素子(Trv、Trs、Tr
u、Trt)がフルブリッジ駆動型に接続されたインバータ
(54a)が複数箇(54a、54b)並列に配され、 前記各インバータを構成する半導体素子を時分割で順次
駆動することを特徴とする。
Further, according to the present invention, for example, as shown in FIG. 3, the AC output is supplied to the primary coil of the welding transformer (62) from an inverter unit which converts a DC input into an AC output (Vb) by pulse width modulation control. , Rectified output of secondary coil (V
In the DC resistance welding device for supplying c) to the work piece (W), the inverter unit includes four semiconductor elements (Trv, Trs, Tr).
u, Trt) are connected to each other in a full bridge drive type, and a plurality of inverters (54a) are arranged in parallel (54a, 54b) to sequentially drive the semiconductor elements constituting each of the inverters in a time division manner. .

[作用] 本発明によれば、駆動端子を除いて並列接続された電流
流し出し用半導体素子(Trm、Trn)と駆動端子を除いて
並列接続された電流引き込み用半導体素子(Tro、Trp)
とを直列接続したもの(14b)が、直流入力間に複数箇
(14b、14a)並列に配されたインバータ部(14)中の、
前記電流流し出し用半導体素子の駆動端子のそれぞれが
時分割で順次駆動されるとともに、これに対応して前記
電流引き込み用半導体素子の駆動端子のそれぞれを時分
割で順次駆動される。
[Operation] According to the present invention, the current-flowing semiconductor elements (Trm, Trn) connected in parallel except the drive terminal and the current-drawing semiconductor elements (Tro, Trp) connected in parallel except the drive terminal
In the inverter section (14) in which a plurality of (14b) in which and are connected in series are arranged in parallel between the DC inputs (14b, 14a),
Each of the drive terminals of the current outflowing semiconductor element is sequentially driven in time division, and correspondingly, each of the drive terminals of the current drawing semiconductor element is sequentially driven in time division.

また、本発明によれば、4箇の半導体素子(Trv、Trs、
Tru、Trt)がフルブリッジ駆動型に接続されたインバー
タ(54a)が複数箇(54a、54b)並列に配されたインバ
ータ部を構成する各インバータ中の半導体素子が時分割
で順次駆動される。
Further, according to the present invention, four semiconductor devices (Trv, Trs,
Tru, Trt) are connected in a full-bridge drive type, and a plurality of inverters (54a) are arranged in parallel (54a, 54b) to form an inverter unit.

このため、本発明によれば、半導体素子を並列に同時駆
動しないでも、大電流を取り出すことができ、かつ並列
同時駆動しないので半導体素子の特性を合わせる必要が
ない。さらに、溶接トランスとインバータ部との配線を
2本にすることができる。
Therefore, according to the present invention, a large current can be taken out without simultaneously driving the semiconductor elements in parallel, and the characteristics of the semiconductor elements do not have to be matched because they are not driven in parallel at the same time. Further, the welding transformer and the inverter can be provided with two wires.

[実施例] 次に、本発明に係る直流抵抗溶接装置の実施例を添付図
面を参照しながら以下詳細に説明する。
[Embodiment] Next, an embodiment of the DC resistance welding apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第1図は第1の実施例を示す構成図、第2図は第1の実
施例の動作における時間軸上の処理波形を示すタイミン
グチャート、第3図は第2の実施例を示す構成図、第4
図は第2の実施例の動作における時間軸上の処理波形を
示すタイミングチャートである。
FIG. 1 is a block diagram showing the first embodiment, FIG. 2 is a timing chart showing processing waveforms on the time axis in the operation of the first embodiment, and FIG. 3 is a block diagram showing the second embodiment. , 4th
The drawing is a timing chart showing processing waveforms on the time axis in the operation of the second embodiment.

先ず、第1の実施例の構成を説明する(第1図参照)。First, the configuration of the first embodiment will be described (see FIG. 1).

第1図に示される例は、溶接電源部10と溶接部20と、駆
動制御部30と、溶接制御を行うシステムコントローラ40
で概略構成されている。
The example shown in FIG. 1 is a welding power source unit 10, a welding unit 20, a drive control unit 30, and a system controller 40 for performing welding control.
It is roughly composed of.

溶接電源部10は、三相交流源(三相400V)に接続されて
直流(整流電圧)を導出するコンバータ12と、インバー
タ14とを有している。インバータ14は図から容易に理解
されるように整流電圧をパルス状の高周波(交流)に変
換するフルブリッジ回路14a、14bが並列接続されてい
る。フルブリッジ回路14a、14bはスイッチング半導体素
子Tra、Trb、Trc、TrdとTrm、Trn、Tro、Trpが配設され
ている。
The welding power source unit 10 has a converter 12 connected to a three-phase AC source (three-phase 400V) to derive a direct current (rectified voltage), and an inverter 14. As can be easily understood from the figure, the inverter 14 is connected in parallel with full bridge circuits 14a and 14b for converting a rectified voltage into a pulsed high frequency (AC). The full bridge circuits 14a and 14b are provided with switching semiconductor elements Tra, Trb, Trc, Trd and Trm, Trn, Tro, Trp.

さらに、大電流を得るべく、例えば、10Vの低電圧変換
が行われる溶接トランス16と、両波整流を行い直流電圧
Vcを導出する整流器Da、Dbとを有している。
Furthermore, in order to obtain a large current, for example, a welding transformer 16 that performs low voltage conversion of 10 V and a DC voltage that performs both-wave rectification
It has rectifiers Da and Db for deriving Vc.

溶接部20は、直流電圧Vcが印加される溶接ガン21と、こ
の溶接ガン21を構成する溶接電極21a、21bの間に挟持さ
れる被溶接部材22とを備えている。なお、加圧制御手段
等は省略した。
The welded portion 20 includes a welding gun 21 to which a DC voltage Vc is applied, and a member 22 to be welded which is sandwiched between welding electrodes 21a and 21b forming the welding gun 21. The pressure control means and the like are omitted.

駆動制御部30は連接されたスイッチング半導体素子Tr
a、TrmとTrb、TrnとTrc、TroとTrd、Trpが増幅回路32を
介して出力端n、m、p、oに接続されるフリップフロ
ップ回路(F/F)等の4分割器34を有している。さらに
4分割器34に2分割PWM信号Sb、Scを送出するバッフ
ァ、インバータを有した2分割器36を有している。
The drive control unit 30 is a connected switching semiconductor device Tr.
a, Trm and Trb, Trn and Trc, Tro and Trd, and Trp are connected to output terminals n, m, p, and o through an amplifier circuit 32, and a quad divider 34 such as a flip-flop circuit (F / F) is provided. Have Further, the 4-divider 34 has a 2-divider 36 having a buffer and an inverter for sending 2-divided PWM signals Sb and Sc.

システムコントローラ40は、例えば、フルクローズドNC
制御を行うFMSコンピュータ等の設定手段/集中制御装
置に接続されて連動制御信号Cmが入力され、さらに加圧
制御手段、搬送手段等と連動装置との協働制御を行う制
御信号Cnを送出するとともに、定電流制御等を行うI/
O、CPU、ROM、RAM等を備えたマイクロプロセッサ(MP
U)42と、PWM回路44とを有している。さらに溶接ガン21
の通電電流を検知するためのトロイダルコイル等の電流
検知器46(検知手段)とを備えている。
The system controller 40 is, for example, a fully closed NC
The interlocking control signal Cm is input by being connected to the setting means / centralized control device such as an FMS computer for controlling, and further sends out the control signal Cn for performing cooperative control between the pressurizing control means, the conveying means and the interlocking device. In addition, I / that performs constant current control etc.
Microprocessor (MP with O, CPU, ROM, RAM, etc.
U) 42 and a PWM circuit 44. Further welding gun 21
And a current detector 46 (detection means) such as a toroidal coil for detecting the energization current.

次に、上記の構成における動作を説明する(第2図参
照)。
Next, the operation of the above configuration will be described (see FIG. 2).

三相交流電源から供給される三相400Vはコンバータ12で
直流化された後、インバータ14のフルブリッジ回路14
a、14bに供給される。さらにMPU42に連動制御信号Cmが
供給される。そして、PWM回路44から第2図(a)に示
されるPWM信号Saが2分割器36に供給され、夫々極性が
反転した第2図(b)、(e)に示されるPWM信号Sb、S
cが導出される。このPWM信号Sb、Scは4分割器34の入力
端a、bに入力される。ここでPWM信号Sb、Scが第2図
(c)、(d)、(f)、(g)に示されるように4分
割器34の出力端m、n、o、pからPWM信号Sm、Sn、S
o、Spが時分割して算出される。この時分割されたPWM信
号Sm、Sn、So、Spが連接されたスイッチング半導体素子
Tra、TrmとTrb、TrnとTrc、TroとTrd、Trpに増幅回路32
を介して供給され、順次駆動される。これにより、第2
図(h)に示されるように溶接トランス16の一次コイ
ル、すなわち、インバータ14の出力端に合成される交流
出力が導出される。第2図(i)に合成した交流出力Va
を示す。
The three-phase 400V supplied from the three-phase AC power source is converted to DC by the converter 12, and then the full bridge circuit 14 of the inverter 14
It is supplied to a and 14b. Further, the interlocking control signal Cm is supplied to the MPU 42. The PWM signal Sa shown in FIG. 2 (a) is supplied from the PWM circuit 44 to the two-divider 36, and the PWM signals Sb, S shown in FIGS.
c is derived. The PWM signals Sb and Sc are input to the input terminals a and b of the quarter divider 34. Here, as shown in FIGS. 2 (c), (d), (f) and (g), the PWM signals Sb and Sc are output from the output terminals m, n, o and p of the quadrant divider 34 to the PWM signal Sm, Sn, S
o and Sp are calculated by time division. Switching semiconductor element in which PWM signals Sm, Sn, So, and Sp that are time-divided are connected
Amplification circuit 32 for Tra, Trm and Trb, Trn and Trc, Tro and Trd, Trp
Are supplied through the motor and driven sequentially. This allows the second
As shown in FIG. 3H, the AC output combined with the primary coil of the welding transformer 16, that is, the output end of the inverter 14 is derived. AC output Va synthesized in Fig. 2 (i)
Indicates.

ここで、増幅回路32とPWM回路44に係る回路構成はスイ
ッチング周波数を固定したままスイッチング半導体素子
Tra乃至TrdとTrm乃至TrpのON/OFF時間の比率を変更す
る、所謂、周波数固定パルス幅変調方式(PWM)であ
る。
Here, the circuit configuration related to the amplifier circuit 32 and the PWM circuit 44 is a switching semiconductor device with the switching frequency fixed.
This is a so-called fixed frequency pulse width modulation method (PWM) that changes the ratio of ON / OFF times of Tra to Trd and Trm to Trp.

さらに、交流出力Vaが溶接トランス16に供給されて、二
次コイルに、例えば、比較的低電圧、大電流の交流10V
に変換される。続いて、整流器Da、Dbで両波整流が行わ
れ、直流電圧Vcが導出される。この直流電圧Vcは溶接ガ
ン21に印加される。
Further, the AC output Va is supplied to the welding transformer 16 and is supplied to the secondary coil, for example, AC 10V with a relatively low voltage and a large current.
Is converted to. Then, double-wave rectification is performed by the rectifiers Da and Db to derive the DC voltage Vc. This DC voltage Vc is applied to the welding gun 21.

このようにして、時分割されたPWM信号Sm、Sn、So、Sp
で連接されたスイッチング半導体素子Tra、TrmとTrb、T
rnとTrc、TroとTrd、Trpが順次駆動される。この場合、
例えば、ベース駆動信号を時分割せず半導体素子がスイ
ッチング動作する場合と比較してスイッチング半導体素
子の導通時間が短くなって動作負担が軽減されるものと
なり、より大電流のスイッチング動作が可能となり、大
電流の交流出力Vaが導出される。
In this way, the time-divided PWM signals Sm, Sn, So, Sp
Switching semiconductor devices Tra, Trm and Trb, T connected by
rn and Trc, Tro, Trd and Trp are driven sequentially. in this case,
For example, compared with the case where the semiconductor element performs a switching operation without time-sharing the base drive signal, the conduction time of the switching semiconductor element is shortened and the operation load is reduced, and a larger current switching operation is possible. A large current AC output Va is derived.

次に、第2の実施例を説明する。Next, a second embodiment will be described.

先ず、構成から説明する。First, the configuration will be described.

第3図に示される例は、三相交流源(AC400V)50に接続
される交流電源部A、B、と溶接トランス/整流部60
と、溶接部70と、駆動制御部80と、システムコントロー
ラ90とから概略構成されている。
The example shown in FIG. 3 is an AC power supply unit A, B connected to a three-phase AC source (AC400V) 50, and a welding transformer / rectifier unit 60.
, A welding unit 70, a drive control unit 80, and a system controller 90.

交流電源部A、Bはコンバータ52a、52bと、インバータ
54a、54bとを有している。インバータ54a、54bにはフル
ブリッジ回路を構成するスイッチング半導体素子Trs、T
rt、Tru、TrvとTrw、Trx、Try、Trzが配設されている。
AC power supply units A and B are converters 52a and 52b and an inverter.
54a and 54b. Inverters 54a and 54b include switching semiconductor devices Trs and T that form a full bridge circuit.
rt, Tru, Trv and Trw, Trx, Try, Trz are arranged.

溶接トランス/整流部60は前記インバータ54a、54bの出
力端が並列接続されて一次コイルに接続される溶接トラ
ンス62と、両波整流を行い直流電圧Vcを導出する整流素
子56a、56bとを有している。
The welding transformer / rectifier unit 60 has a welding transformer 62 in which output terminals of the inverters 54a and 54b are connected in parallel and is connected to a primary coil, and rectifying elements 56a and 56b for performing double-wave rectification and deriving a DC voltage Vc. is doing.

溶接部70は直流電圧Vcが印加される溶接ガン72を有し、
さらに溶接電極72a、72b間に挟持される被溶接部材(ワ
ーク)Wを備えている。なお、加圧駆動手段等は省略す
る。
The weld 70 has a welding gun 72 to which a DC voltage Vc is applied,
Further, a member to be welded (workpiece) W sandwiched between the welding electrodes 72a and 72b is provided. It should be noted that the pressure driving means and the like are omitted.

駆動制御部80は夫々インバータ54a、54bのスイッチング
半導体素子Trv、TrsとTry、TrwとTru、TrtとTrx、Trzの
ベースが夫々連接され、ベース駆動回路82を介して出力
端v、y、u、xに接続されるシフトレジスタ84を有し
ている。さらにシフトレジスタ84の入力端e、dに2分
割PWM信号Se、Sdを送出するバッファ、インバータを有
した2分割器86を有している。
The drive control unit 80 has the bases of the switching semiconductor elements Trv, Trs and Try, Trw and Tru, Trt and Trx, and Trz of the inverters 54a and 54b connected to each other, and output terminals v, y, and u via the base drive circuit 82. , X connected to the shift register 84. Further, the input terminals e and d of the shift register 84 have a two-way divider 86 having a buffer and an inverter for transmitting the two-way PWM signals Se and Sd.

システムコントローラ90はCPU、A/D、RAM、ROM、I/O等
を備えたマイクロプロセッサ(MPU)92を有している。
ここではフルクローズドNC制御を行うFMS用のコンピュ
ータ等の設定手段/集中制御装置からの連動制御信号Cm
が供給され、さらに連動制御信号Cnを送出する、所謂、
溶接シーケンス制御等を行うものである。さらにMPU92
からインバータ54a、54bのスイッチング周波数を設定し
て溶接ガン72に印加される直流電圧Vcの変化、すなわ
ち、溶接エネルギーを所望の値に設定するための設定値
信号Crが供給されるPWM回路94と、定電流制御を行うた
めの検知回路96a、96bと、検知信号導出回路98a、98bと
を有している。
The system controller 90 has a microprocessor (MPU) 92 including a CPU, A / D, RAM, ROM, I / O and the like.
Here, the interlocking control signal Cm from the setting means / centralized control device such as a computer for FMS that performs full-closed NC control
Is supplied and further sends out the interlocking control signal Cn, so-called,
The welding sequence is controlled. Furthermore MPU92
From the change of the DC voltage Vc applied to the welding gun 72 by setting the switching frequency of the inverters 54a, 54b, that is, the PWM circuit 94 to which the set value signal Cr for setting the welding energy to a desired value is supplied. It has detection circuits 96a and 96b for performing constant current control and detection signal derivation circuits 98a and 98b.

ここでは検知信号導出回路98a、98b、から導出される検
知信号をもとに定電流制御(閉ループ制御)が行われ
る。
Here, constant current control (closed loop control) is performed based on the detection signals derived from the detection signal derivation circuits 98a and 98b.

次に、上記の構成における動作を説明する。Next, the operation of the above configuration will be described.

三相交流電源から供給される三相400Vはコンバータ52
a、52bで直流化された後、インバータ54a、54bのフルブ
リッジ回路に供給される。さらにMPU92に設定手段/集
中制御装置に接続されて連動制御信号Cmが供給され、続
いて、PWM回路94から第4図(a)に示されるPWM信号Sf
が2分割器86に供給される。ここで、夫々極性が反転し
た第4図(b)、(e)に示されるPWM信号Se、Sdが導
出される。このPWM信号Se、Sdはシフトレジスタ84の入
力端e、dに入力される。前記PWM信号Se、Sdが第4図
(c)、(d)、(f)、(g)に示されるようにシフ
トレジスタ84の出力端v、y、u、xから時分割され、
PWM信号Sv、Sy、Su、Sxとして導出される。この時分割
されたPWM信号Sv、Sy、Su、Sxが、連接されたスイッチ
ング半導体素子Trv、TrsとTry、TrwとTru、TrtとTrx、T
rzのベースにベース駆動回路82を介して供給され、順次
駆動される。ここで、第4図(h)に示されるように溶
接トランス62の一次コイル、すなわち、インバータ54
a、54bの並列接続された出力端に合成される交流出力が
導出される。第4図(i)に合成した交流出力Vbを示
す。
Three-phase 400V supplied from three-phase AC power supply is converter 52
After being converted to a direct current by a and 52b, it is supplied to the full bridge circuit of the inverters 54a and 54b. Further, the interlocking control signal Cm is supplied to the MPU 92 by being connected to the setting means / centralized control device, and then the PWM signal Sf shown in FIG.
Are supplied to the two-divider 86. Here, the PWM signals Se and Sd shown in FIGS. 4 (b) and 4 (e) whose polarities are respectively inverted are derived. The PWM signals Se and Sd are input to the input terminals e and d of the shift register 84. The PWM signals Se and Sd are time-divided from the output terminals v, y, u and x of the shift register 84 as shown in FIGS. 4 (c), (d), (f) and (g),
It is derived as PWM signals Sv, Sy, Su, Sx. This time-divided PWM signal Sv, Sy, Su, Sx are connected switching semiconductor elements Trv, Trs and Try, Trw and Tru, Trt and Trx, T
It is supplied to the base of rz through a base drive circuit 82 and is driven sequentially. Here, as shown in FIG. 4 (h), the primary coil of the welding transformer 62, that is, the inverter 54.
An AC output combined with the parallel-connected output terminals of a and 54b is derived. FIG. 4 (i) shows the synthesized AC output Vb.

前記ベース駆動回路82とPWM回路94に係る回路構成はス
イッチング周波数を固定したままスイッチング半導体素
子Trs乃至TrvとTrw乃至TrzのON/OFF時間の比率を変更す
る、所謂、周波数固定パルス幅変調方式(PWM)であ
る。
The circuit configuration of the base drive circuit 82 and the PWM circuit 94 changes the ON / OFF time ratio of the switching semiconductor devices Trs to Trv and Trw to Trz while fixing the switching frequency, a so-called fixed frequency pulse width modulation method ( PWM).

ここで、交流出力Vbが溶接トランス62に供給されて、二
次コイルに、例えば、比較的低電圧、大電流の交流10V
に変換される。続いて、整流素子56a、56bで両波整流が
行われ、直流電圧Vcが導出される。この直流電圧Vcは溶
接ガン72に印加される。
Here, the AC output Vb is supplied to the welding transformer 62, and is supplied to the secondary coil, for example, an AC 10V with a relatively low voltage and a large current.
Is converted to. Subsequently, the double-wave rectification is performed by the rectifying elements 56a and 56b, and the DC voltage Vc is derived. This DC voltage Vc is applied to the welding gun 72.

このようにして、時分割されたPWM信号Sv、Sy、Su、Sx
において、連接されたスイッチング半導体素子Trv、Trs
とTry、TrwとTru、TrtとTrx、Trzが順次駆動される。こ
の場合、例えば、ベース駆動信号を時分割せず半導体素
子がスイッチング動作する場合と比較してスイッチング
半導体素子の導通時間が短くなって動作負担が軽減され
るものとなり、より大電流のスイッチング動作が可能と
なり、大電流の交流出力Vbが導出される。
In this way, time-divided PWM signals Sv, Sy, Su, Sx
Switching semiconductor devices Trv, Trs connected in
And Try, Trw and Tru, Trt, Trx, and Trz are driven sequentially. In this case, for example, the conduction time of the switching semiconductor element is shortened and the operation load is reduced, as compared to the case where the semiconductor element performs the switching operation without time-sharing the base drive signal, and the switching operation with a larger current can be performed. It becomes possible, and a large current AC output Vb is derived.

なお、上記第1の実施例において、二つのフルブリッジ
回路14a、14bを並列接続して、これに限定されない。3
以上のフルブリッジ回路の並列接続において、前記と同
様な作用効果を得ること、さらに第2の実施例では交流
電源部A、Bを配設して構成したが、3以上の交流電源
部を構成して前記同様の作用効果を得ることも本発明に
含まれる。
In the first embodiment, the two full bridge circuits 14a and 14b are connected in parallel and the present invention is not limited to this. Three
In the parallel connection of the above full bridge circuits, the same effects as the above can be obtained, and the AC power supply units A and B are arranged in the second embodiment, but three or more AC power supply units are formed. It is also included in the present invention to obtain the same effect as the above.

[発明の効果] 以上のように、本発明の直流抵抗溶接装置において、下
記の効果乃至利点を有している。すなわち、インバータ
部を構成する半導体素子が時分割スイッチング動作する
ことを特徴としている。
[Effects of the Invention] As described above, the DC resistance welding apparatus of the present invention has the following effects and advantages. That is, it is characterized in that the semiconductor element forming the inverter section performs a time-division switching operation.

これにより、夫々の半導体素子の動作、例えば、ベース
駆動信号を時分割せず半導体素子がスイッチング動作す
る場合と比較してスイッチング半導体素子の導通時間が
短くなって動作負担が軽減されるものとなり、より大電
流のスイッチング動作が行われて、大電流の通電が可能
となる。また、半導体素子を並列に同時駆動しないで
も、大電流を取り出すことができ、かつ並列同時駆動し
ないので半導体素子の特性を合わせる必要がない。加え
て、溶接トランスが一つであり、インバータと溶接トラ
ンス間の配線ケーブル数が増大せず、2本のままでよ
く、さらに溶接トランスの特性を揃える必要がないもの
となる。従って、構成が簡素化されるとともに、配置の
自由度が向上する。
Thereby, the operation time of each semiconductor element, for example, the conduction time of the switching semiconductor element is shortened and the operation load is reduced as compared with the case where the semiconductor element performs the switching operation without time-sharing the base drive signal, A larger current switching operation is performed, and a larger current can be energized. Further, even if the semiconductor elements are not simultaneously driven in parallel, a large current can be taken out, and since they are not simultaneously driven in parallel, it is not necessary to match the characteristics of the semiconductor elements. In addition, since there is only one welding transformer, the number of wiring cables between the inverter and the welding transformer does not increase, the number of wiring cables can be two, and the characteristics of the welding transformer need not be made uniform. Therefore, the structure is simplified and the degree of freedom of arrangement is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の直流抵抗溶接装置の第1の実施例を示
す構成図、 第2図は第1図に示される第1の実施例の動作における
時間軸上の処理波形を示すタイミングチャート、 第3図は本発明の直流抵抗溶接装置の第2の実施例のを
示す構成図、 第4図は第2図に示される第2の実施例の動作における
時間軸上の処理波形を示すタイミングチャートである。 10……溶接電源部 12……コンバータ 14……インバータ 14a、14b……フルブリッジ回路 16……溶接トランス 20……溶接部 21……溶接ガン 21a、21b……溶接電極 22……被溶接部材 30……駆動制御部 34……4分割器 36……2分割器 40……システムコントローラ 42……マイクロプロセッサ 48……電流検知器 52a、52b……コンバータ 54a、54b……インバータ 56a、56b……整流素子 60……溶接トランス/整流部 62……溶接トランス 70……溶接部 72……溶接ガン 80……駆動制御部 84……シフトレジスタ 86……2分割器 90……システムコントローラ 92……マイクロプロセッサ(MPU) 94……PWM回路 A、B……交流電源部 Da、Db……整流器 Sa〜Sf、Sm〜Sp……PWM信号 m、n、o、p……出力端 Tra、Trb、Trs〜Trz……スイッチング半導体素子 Va、Vb……交流出力 Vc……直流電圧
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a DC resistance welding apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a timing chart showing processing waveforms on a time axis in the operation of the first embodiment shown in FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the DC resistance welding apparatus of the present invention, and FIG. 4 shows processing waveforms on the time axis in the operation of the second embodiment shown in FIG. It is a timing chart. 10 …… Welding power supply 12 …… Converter 14 …… Inverter 14a, 14b …… Full bridge circuit 16 …… Welding transformer 20 …… Welding 21 …… Welding gun 21a, 21b …… Welding electrode 22 …… Welding target 30 …… Drive controller 34 …… 4-divider 36 …… 2-divider 40 …… System controller 42 …… Microprocessor 48 …… Current detectors 52a, 52b …… Converters 54a, 54b …… Inverters 56a, 56b… … Rectifying element 60 …… Welding transformer / rectifying unit 62 …… Welding transformer 70 …… Welding unit 72 …… Welding gun 80 …… Drive control unit 84 …… Shift register 86 …… Divider 90 …… System controller 92… … Microprocessor (MPU) 94 …… PWM circuit A, B …… AC power supply unit Da, Db …… Rectifier Sa ~ Sf, Sm ~ Sp …… PWM signal m, n, o, p …… Output end Tra, Trb , Trs to Trz …… Switching semiconductor elements Va, Vb …… AC output Vc …… DC voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 誠 埼玉県狭山市新狭山1―10―1 ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 古賀 英範 埼玉県狭山市新狭山1―10―1 ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−148091(JP,A) 特開 昭60−137581(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Makoto Suzuki 1-10-1 Shin-Sayama, Sayama-shi, Saitama Honda Engineering Co., Ltd. (72) Hidenori Koga 1-10-1 Shin-Sayama, Sayama-shi, Saitama Prefecture Hondaae (56) Reference JP-A-62-148091 (JP, A) JP-A-60-137581 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】パルス幅変調制御により直流入力を交流出
力(Va)に変換するインバータ部(14)から溶接トラン
ス(16)の一次コイルに前記交流出力を供給し、二次コ
イルの整流出力(Vc)を被溶接物(22)に供給する直流
抵抗溶接装置において、 前記インバータ部は、駆動端子を除いて並列接続された
電流流し出し用半導体素子(Trm、Trn)と駆動端子を除
いて並列接続された電流引き込み用半導体素子(Tro、T
rp)とを直列接続したもの(14b)が、前記直流入力間
に複数箇(14b、14a)並列に配され、 前記電流流し出し用半導体素子の駆動端子のそれぞれを
時分割で順次駆動するとともに、これに対応して前記電
流引き込み用半導体素子の駆動端子のそれぞれを時分割
で順次駆動することを特徴とする直流抵抗溶接装置。
1. An AC output is supplied from an inverter section (14) for converting a DC input to an AC output (Va) by pulse width modulation control to a primary coil of a welding transformer (16), and a rectified output of a secondary coil ( In the DC resistance welding device for supplying Vc) to the object to be welded (22), the inverter section is connected in parallel except for the driving terminals and the current-flowing semiconductor elements (Trm, Trn) are connected in parallel except for the driving terminals. Connected current drawing semiconductor device (Tro, T
rp) are connected in series (14b) are arranged in parallel (14b, 14a) between the DC inputs, and each of the drive terminals of the current-feeding semiconductor element is sequentially driven in a time division manner. Corresponding to this, the DC resistance welding apparatus is characterized in that each of the drive terminals of the current drawing semiconductor element is sequentially driven in a time division manner.
【請求項2】パルス幅変調制御により直流入力を交流出
力(Vb)に変換するインバータ部から溶接トランス(6
2)の一次コイルに前記交流出力を供給し、二次コイル
の整流出力(Vc)を被溶接物(W)に供給する直流抵抗
溶接装置において、 前記インバータ部は、4個の半導体素子(Trv、Trs、Tr
u、Trt)がフルブリッジ駆動型に接続されたインバータ
(54a)が複数箇(54a、54b)並列に配され、 前記各インバータを構成する半導体素子を時分割で順次
駆動することを特徴とする直流抵抗溶接装置。
2. An inverter section for converting a DC input into an AC output (Vb) by pulse width modulation control, and a welding transformer (6).
2) In the DC resistance welding apparatus that supplies the AC output to the primary coil and the rectified output (Vc) of the secondary coil to the work piece (W), the inverter unit includes four semiconductor elements (Trv). , Trs, Tr
u, Trt) are connected to each other in a full bridge drive type, and a plurality of inverters (54a) are arranged in parallel (54a, 54b) to sequentially drive the semiconductor elements constituting each of the inverters in a time division manner. DC resistance welding equipment.
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JPS62148091A (en) * 1985-12-23 1987-07-02 Toshiba Corp Resistance welding machine control device

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