电阻焊控制装置制造方法及图纸

当每一次焊接周期开始时，控制器将例如高电平导通信号（ｏｎ）馈送至逆变器的具有相应极性的开关元件，使开关元件继续工作并保持，这使得电流流动并以较大的梯度在焊接变压器的初级和次极线圈侧上升。当来自传感器的电流检测信号Ｉ↓［１］达到在那个焊接周期中用于电流建立的预设电流值Ｉ↓［Ｆ］时，控制器停止发出导通信号并代之以ＰＷＭ信号，以对开关元件提供一高频开关控制。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于实现逆变控制交流电阻焊的电阻焊控制装置。在逆变控制交流电阻焊中，焊接变压器的初级线圈连接到逆变器的输出端，而其次级线圈直接连接(中间不设置整流电路)到一对焊接电极。逆变器包括正极侧开关件和负极侧开关件，开关件的极性对应于电流的极性。逆变器接受一来自整流电路的直流电源，其通过对市电频率整流获得，并且逆变器由一逆变控制电路控制。对于每一个焊接周期TA，逆变器控制电路以一很高的频率交替地为逆变器的正极侧开关件和负极侧开关件提供开关控制，上述焊接周期对应于次级交流焊接电流的周期TW的半周期TW/2。更具体地说，在对应于交流焊接电流的正半周期的焊接周期TA期间，正极侧开关件以一很高的频率(例如10kHz)开关，而负极侧开关件保持断开；在对应于交流焊接电流的负半周期的焊接周期TA期间，负极侧开关件以同样很高的频率(10kHz)开关，而正极侧开关件保持断开。从而，如图5A和5B所示，焊接变压器的初级线圈由逆变器的输出端提供一高频脉冲，其极性在每一个焊接周期TA反转，而在焊接变压器的次级电路中，具有频率TW的交流焊接电流通过一对焊接电极流入待焊接的材料，使得该材料的焊接区域被进行电阻焊。这种逆变控制交流电阻焊利用相应于市电频率的低频，以切换焊接电流的极性，从而它可以应用于与普通的低频交流晶闸管控制系统相同的焊接头(包括焊接变压器和次级电路)。另外，与晶闸管控制系统相比，在总时间中，有效焊接时间所占的比率远远大于非焊接时间所占的比率，从而确保以较高的热发生效率和较小的间隔进行稳定的电阻焊。然而，逆变控制交流电阻焊存在这样的问题随着极性的切换，所提供焊接能量会被暂时中断，如图6所示，这可能影响焊接质量。为了获得良好的焊接质量，需要减少焊接能量随极性切换的中断(降低)，从而提高热产生效率和减少焊接时间。在这方面，这种类型的现有技术电阻焊控制装置从每一焊接周期TA的开始到结束，在相关极性侧采用了开关元件的高频开关控制，然而对于这种开关控制系统来说，很难使焊接能量的中断(降低)最小化，这是因为，这种控制方式在每一焊接周期开始之后，需要花费一定时间将电流建立到设定值。特别是在允许很大焊接电流(例如8000A或更大)流过的电阻焊情况下，电流上升特性将对总体焊接电流供电的热产生效率具有重要的影响，因为电流供电循环数，即焊接周期数随着电流建立重复很多次而显得很大。本专利技术就是考虑到现有技术的上述问题而作出的。因此，本专利技术的目的是提供一种电阻焊控制装置，其能够缩短随着在逆变控制交流电阻焊中的极性切换造成的焊接能量中断，以提高热产生效率，从而取得减少焊接时间和改进焊接质量的效果。为了实现上述目的，本专利技术提供一种电阻焊控制装置，其用于通过一焊接变压器的次级电压实现对待焊材料的电阻焊，其免于对所述次级电压整流，而是通过一焊接电极提供给所述待焊材料，所述装置包括一整流电路，用于将市电频率的交流电转变为直流电；一逆变器，其输入端电连接至所述整流电器的输入端，而其输出端电连接至所述焊接变压器的初级侧的端子；焊接次序控制装置，用于控制所述逆变器这样工作在每一次电阻焊中构成焊接时间的多个焊接周期之中，在奇数焊接周期中电流供给是以第一极进行的，而在偶数焊接周期的电流供给是以与所述第一极相反极性的第二极进行的；电流检测装置，用于检测在所述焊接变压器初级或次级侧的电流，以发出表明所述检测到的电流值的一电流检测信号；电流建立控制装置，用于通过所述逆变器建立所述电流，在每一所述焊接周期中电流供给开始之后，该逆变器以基本上持续的方式保持在所述第一极或所述第二极，直至所述电流检测信号达到一预定的设定电流值；以及开关控制装置，用于在所述电流达到所述设定电流值之后以一预定的高频对所述第一极或所述第二极连续提供一开关控制，直到电流供给结束。在这种电阻焊控制装置中，最好是，所述焊接次序控制装置包括电流监视装置，在每一焊接周期一结束就根据来自所述电流检测装置的电流检测信号监视所述电流，所述电流监视装置检测所述电流达到一预定监视值的时间；以及焊接开始控制装置，用于响应于由所述电流监视装置检测到的所述时间开始下一次所述的焊接周期。在这种电阻焊控制装置中，最好是，所述电流建立控制装置包括电流设定装置，用于为每个焊接周期分别限定所述设定电流值。在这种电阻焊控制装置中，最好是，所述电流建立控制装置包括电流设定装置，用于以如下方式在每一焊接周期限定所述设定电流值在初始的预定数的所述焊接周期中，所述设定电流值逐渐增大，而在后续的所述焊接周期中，所述的设定电流值保持恒定。在这种电阻焊控制装置中，最好是，所述开关控制装置包括电流测量装置，用于根据来自所述电流检测装置的一电流检测信号，获取电流测量值，该电流测量值表示对每一开关周期所述电流的有效值或平均值；以及脉冲宽度控制装置，用来将来自于所述电流测量装置的所述电流测量值与一用来恒定电流控制的设定电流值比较，以响应于所述比较误差确定在下一次开关周期中来自所述逆变器的输出脉冲的脉宽。根据本专利技术的电阻焊控制装置，在每一焊接周期电流供电刚一开始，逆变器就已经基本上处于开的状态，从而允许在逆变控制交流电阻焊中电流的快速建立，因而可以极性切换引起的焊接能量的中断，以提高热产生效率，从而实现焊接时间的减少和焊接质量的改进。本专利技术的上述和其它方面的目的、优点和特征通过以下结合附图对优选实施例的详细描述会变得更加清楚。附图中附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的电阻焊控制装置的电路结构的示意图；图2是显示在上述实施例中焊接电流供给控制的处理过程的流程图；图3显示在上述实施例的焊接电流供给的一个单个焊接周期中各个部分的波形的波形示意图；图4A和图4B分别显示在上述实施例中的焊接电流供给的整个焊接时间中电流和焊接功率的波形图；图5A和5B是用于解释逆变控制交流电阻焊的波形图；以及图6示意性地显示在逆变控制交流电阻焊中供给到待焊接材料的焊接能量的波形。请参照图1至4，其以非限定性的方式示出了本专利技术的优选实施例。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的电阻焊控制装置的电路结构。电阻焊控制装置的逆变器14包括四个晶体管开关件16、18、20和22，例如它们是GTR(大功率晶体管)或IGBT(绝缘栅双极晶体管)。在这四个开关件16至22中，第一组开关件(正极侧)16和20由来自一驱动电路42的第一逆变器控制信号Fa同时进行开-关控制，而第二组开关件(负极侧)18和22由来自该驱动电路的一第二逆变控制信号Fb同时进行开-关控制。逆变器具有连接到一整流电路10的输出端的输入端(La、Lb)和连接到焊接变压器24的初级线圈两端的输出端(Ma、Mb)。一对焊接电极26和28直接连接(即中间未设置任何整流电路)到焊接变压器24的次级线圈的两相对端。该对焊接电极26和28以彼此间隔的方式(例如面对)抵靠待焊接的材料30和32，并且在一来自未图示的加压机构的压力之下与焊接材料形成压力接触。整流电路10是三相整流电路的形式，其包括例如三相桥连接结构的六个二极管，该整流电路将来自三相交流电源端(U、V、W)的具有市电频率的三相交流电压转变成一直流电压。从整流电路10输出的直流电压经由一平滑电容12送入逆变器14。一电流传感器34，例如是一变流器的形式，装配至在逆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻焊控制装置，其用于通过一焊接变压器的次级电压实现对待焊材料的电阻焊，其免于对所述次级电压整流而通过一焊接电极提供给所述待焊材料，所述装置包括：一整流电路，用于将市电频率的交流电转变为直流电；一逆变器，其输入端电连接至所述整流 电器的输出端，而其输出端电连接至所述焊接变压器的初级侧的端子；焊接次序控制装置，用于控制所述逆变器以这样的方式工作：在每一次电阻焊中，构成焊接时间的多个焊接周期之中，在奇数焊接周期的电流供给是以第一极进行的，而在偶数焊接周期的电流供给是 以与所述第一极相反极性的第二极进行的；电流检测装置，用于检测所述焊接变压器初级或次级侧的电流，以发出代表所述检测到的电流值的一电流检测信号；电流建立控制装置，用于通过所述逆变器建立所述电流，在每一所述焊接周期中电流供给开始之后，该电 流以基本上持续的方式保持在所述第一极或所述第二极，直至所述电流检测信号达到一预定的设定电流值；以及开关控制装置，用于在所述电流达到所述设定电流值之后以一预定的高频对所述第一极或所述第二极连续提供一开关控制，直到电流供给结束。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：城地敞，
申请(专利权)人：宫地技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]