专利名称：逆变器电阻焊接控制装置的制作方法
技术领域：
本发明概括地说涉及控制逆变器电阻焊接机的焊接电流的装置。
对于其初级或次级电流一般与预选理想电流值匹配的逆变器电阻焊接机的恒流控制，一种被称为“电流峰值控制”或“电流限制器控制”的新技术已经提出并投入应用。
根据电流峰值或限制器控制原理，焊接机的初级或次级电流可被检测为瞬时值或波形。在逆变器频率每一个或半个周期内，检测信号，即电流瞬时值的表征，和预定的基准值或“限制器”电平相比较。当检测信号到达基准值或限制器电平时，由逆变器控制把逆变器切换到截止状态。一般地，因为电流峰值是可维持的，所以电流峰值或限制器控制可以保证焊接电流避免过冲(free-of-overshoot)和迅速增加(quick rise)。
现有技术中的具有电流限制器控制特性的逆变器电阻焊接控制装置，可以检测在逆变器的每个切换周期中焊接机的电流何时达到基准电平。然而，这种控制装置缺少一种可以检测或监测实际焊接电流强度或大小的监测功能或特性(如有效值或均方根值，或平均值或算术平均值)。实际焊接电流的有效值易受工件负载电阻和电源电压变化的影响。现有技术中具有电流峰值限制特性的逆变器电阻焊接控制装置，其依赖于电流峰值的维持特性，忽视了实际焊接电流的有效值或平均值的变化。这些变化最终会导致焊接效果或焊接产品在质量上的变化。
根据电流限制器控制原理，在逆变器的每一周期，逆变器焊接机的电流“正常地”到达基准值或限制器电平，从而维持电流峰值。但是，电流在逆变器的一个周期内也会达不到限制器电平，这取决于焊接机的操作条件或环境，如电极污染，在工作过程中受热工件的电阻增加或电源电压下降。
现有技术中这种电流限制器型逆变器电阻焊接控制装置缺少用来监测电流限制器控制过程的装置。这样，重复地进行了多次焊接操作还没有确定每一次焊接操作是否正常地进行。因此，操作者最后必须通过目检来检查焊接结果或最终产品。这种目视检查对操作者无疑是一种负担。不这样做，现有技术中这种电流限制器型装置将不可救药地连续产生劣质产品。
在逆变器电阻焊接机中，当连接焊接变压器和焊接电极的次级导线或电缆在中间断开或绝缘材料偶而插入工件和电极之间时，次级电路会因电或机械断路偶而发生故障。在这种情况下，即使逆变器的初级电路起作用，次级电路中也没有或只有极少量电流流过。现有技术中，测量电流不存在或为零表示缺少次级电流。
如果可以直接检测次级电流，此方法或许是可靠的。然而，如果检测的是初级电流并用于恒电流控制，那么此方法就不能可靠地检测缺少次级电流，这是由于在逆变器的工作过程中，在缺少次级电流的情况下磁化电流流过焊接变压器，因此初级电流不会不存在或为零，从而误认为有次级电流。
因此，本发明的目的之一是提供一种逆变器电阻焊接电源装置，通过电流峰值限制进行恒流控制，能够监测实际电流的大小并向操作者通告有用信息，从而便于电阻焊接产品的质量控制。
本发明的另一个目的是提供一种电流峰值限制型逆变器电阻焊接控制装置，它能够监测并告知电流峰值限制控制器的操作信息，从而便于产品质量控制并提高生产率。
本发明的再一个目的是提供一种逆变器电阻焊接控制器，它能够通过直接监测初级电流来可靠地检测缺少次级电流，从而便于质量控制，提高生产率。
按照本发明的一个方面，提供一种逆变器电阻焊接电源装置，通过逆变器电阻焊接机的初级或次级电流大致与理想预定电流值相吻合的方法，控制逆变器的切换操作，该装置包括时钟发生装置，用来产生一个时钟，定义所述逆变器的单位切换周期；基准值预选装置，用于预先选定一个与所述预选电流值相对应的预定基准值；电流检测装置，用于在焊接操作期间检测所述电流；逆变器控制装置，用于在一个周期又一个周期(cycle-by-cycle)切换的基础上控制所述逆变器，其控制通过以下方式实现即逆变器响应于所述的时钟前沿而接通，并且当所说的电流检测装置的输出信号已达到基准值或当所说的时钟已到达其后沿时，所述逆变器切断；平均电流值测量装置，用于在一个周期又一个周期切换的基础上，通过来自电流检测装置的检测电流信号来测量平均电流值；
输出装置，用来在焊接操作期间根据所述平均电流值测量装置提供的平均电流值，输出用于判定焊接操作是否被正常执行的电流监测信息。
输出装置最好包括平均值计算装置，用来计算在整个焊接操作过程中积分电流值的平均值；显示装置，用于从所述平均值计算装置中输出积分电流值的平均值，作为电流监测信息。
在可供选择的方案中，输出装置也可包括平均值计算装置，用来计算整个焊接操作过程中的积分电流值的平均值；监测值预选装置，用来预选一个理想监测值；判定装置，用来对从所述平均值计算装置得来的积分电流值的平均值和所述监测值进行比较，从而判定焊接操作是否被正常地执行；以及显示装置，用来输出所述判定结果，作为电流监测信息。
按照本发明的另一个方面，提供一种逆变器电阻焊接电源装置，通过逆变器电阻焊接机的初级或次级电流大致与理想预选电流值相匹配的方法，控制逆变器的切换操作，该装置包括时钟发生装置，用来产生一个时钟，定义所述逆变器的单位切换周期；基准值预选装置，用于预先选定一个与所述预选电流值相对应的预定基准值；电流检测装置，用于在焊接操作期间检测所说的电流；逆变器控制装置，用于在一个周期又一个周期切换的基础上控制所说的逆变器，其控制通过以下方式实现逆变器响应于所述时钟前沿而接通，并且当所说的电流检测装置的输出信号已达到所说的基准值或当所述时钟已到达其后沿时，所述逆变器切断；有效电流值测量装置，用于在一个周期又一个周期切换的基础上，在预定时间内从来自电流检测装置的检测电流信号中测量有效电流值；输出装置，用来在焊接操作期间根据所述有效电流值测量装置提供的有效电流值，输出用于判定焊接操作是否被正常执行的电流监测信息。
输出装置最好包括平均值计算装置，用来计算焊接操作过程中的所说的有效电流值的平均值；显示装置，用于输出所述计算平均值，作为电流监测信息。
在可供选择的方案中，输出装置也可包括平均值计算装置，用来计算整个焊接操作过程中所述有效电流值的平均值；监测值预选装置，用来预选一个理想监测值；判定装置，用来对所述计算平均值和所述监测值进行比较，从而判定焊接操作是否被正常地执行；显示装置，用来输出所说的判定结果，作为电流监测信息。
按照本发明的再一个方面，提供一种逆变器电阻焊接控制装置，通过逆变器电阻焊接机的初级或次级电流大致与理想预选电流值相匹配的方法，控制逆变器的切换操作，该装置包括时钟发生装置，用来产生一个时钟，定义所述逆变器的单位切换周期；限制器电平预选装置，用来预先选定一个与所述预选电流值相对应的预定限制器电平；电流检测装置，用于在焊接操作期间检测所述电流；逆变器控制装置，用于在一个周期又一个周期切换的基础上控制所说的逆变器，其控制通过以下方式实现即逆变器响应于所述时钟前沿而接通，并且当所述电流检测装置的输出信号已达到限制器电平或当所述时钟已到达其后沿时，所述逆变器切断；电流测量装置，用来当所述逆变器切断时测量所述电流值；正常/故障判定装置，根据所述电流测量装置在焊接操作中测量的数据，判定焊接操作是否被正常地执行；输出装置，用于输出所说的判定结果。
正常/故障判定装置最好包括平均值计算装置，用来计算在焊接操作中由所说的电流测量装置提供的测量电流的平均值；监测值预选装置，用来预先选定用于正常/故障判定的监测值；比较装置，用来对由所述平均值计算装置得到的计算平均值和所述监测值进行比较。
按照本发明的其它一个方面，提供了一种用于逆变器电阻焊接机的逆变器电阻焊接控制装置，在逆变器电阻焊接机中工业交变电流被整流为直流，此直流又被逆变器转换为一个预定频率的脉冲交变电流，该脉冲交变电流被焊接变压器变换为变压后的脉冲交变电流，它被整流器整流成直流，此直流电流经焊接电极供给工件，该逆变器电阻焊接控制装置包括初级电流测量装置，用来测量所述电阻焊接机的初级电流；缺少电流检测装置，用来对由所述初级电流测量装置提供的初级电流测量值和一个小于理想电流预选值且大于焊接变压器的磁化电流值的预定监测值进行比较，从而有效地检测电阻焊接机缺少次级电流。
通过以下结合附图所作的描述，本发明的以上及其它目的、特征和优点将更加清楚。
图1是根据本发明的逆变器电阻焊接控制装置的第一实施例的电路结构方框图；图2是图1的电路中峰值电流控制和电流监测的信号波形图；图3和图4是CPU执行的主程序的流程图，表示根据本发明图1中的第一实施例的操作过程。
图5是根据本发明确定电流的有效值的改进电路方框图；图6是根据本发明的逆变器电阻焊接控制装置的第二实施例的电路方框图；图7是图6的电路中电流限制器用于监测功能的信号波形图；图8是本发明在焊接操作中CPU执行的图6所示第二实施例中的焊接过程流程图；图9是本发明在焊接操作后CPU执行的图6所示第二实施例的通告过程流程图；图10示出了本发明第二实施例中用来通告的电流监测结果在显示器上的可视显示。
本发明的逆变器电阻焊接控制装置的第一实施例如图1至5所示。
首先参考图1，它为逆变器电阻焊接机的电路图包括了逆变器电阻焊接控制装置的实施例。在图示电阻焊接机中，三相工业交流电源接线端10与整流器12相连，用于提供经整流的电流或直流电流。通过电容器14对此直流电流平滑，然后提供给逆变器16。
逆变器16包括开关元件，如大功率晶体三极管(GTR)18-24，它将直流转换为高频脉冲交变电流。逆变器16的切换操作由电阻焊接电源装置中的CPU40控制，电阻焊接电源装置经过驱动器(42、48)和(44、46)向GTRs(18、24)和GTRs(20、22)分别提供控制脉冲CA和CB。
从逆变器16来的高频交流电压施加在焊接变压器26的初级线圈上。在焊接变压器26的次级线圈中感应出降压后的高频交流电压。包括一对二极管28和30的整流器将变压后的交变电流变为直流。此直流电流作为焊接电流I2通过焊接电极32和34提供给工件36和38。
在焊接机的初级导线中有电流传感器50，如霍尔电流互感器，位于初级电容14和逆变器16之间。电流传感器50输出一个电压信号EI(检测电流信号)，作为初级电流I1的瞬时值或波形的表征。
电流传感器50的输出通过放大器52与积分器54的输入连接，并与比较器59的输入连接。积分器54将电流检测信号EI对时间积分。CPU40根据提供的控制信号GQ，控制积分器54的操作。积分器54提供一个积分信号SI，送至采样-保持电路56。
此采样-保持电路56在适当地时刻对积分信号SI进行采样并保持。CPU 40根据提供的控制信号PF控制采样-保持电路56的操作。采样-保持电路56的输出与模拟-数字转换器58相连，模拟-数字转换器58把模拟积分信号采样值SIn转换为相应的数字信号，由CPU40在预定时刻读取。
在CPU40的控制下，比较器59的另一输入从基准值发生器60接收一个相应于预选电流值(电流峰值)的基准值(电压)KI。
CPU40直接或间接经过接口电路(未示)和逆变器时钟发生器62、存储装置64、输入装置66、显示器68等相连。
时钟发生器62产生一个主时钟信号φ0，供给CPU40。此时钟信号φ0的频率为4KHZ，它定义了逆变器16的切换周期。存储装置64包括一个只读存储器(ROM)和一个随机存取存储器(RAM)。ROM用来存储程序，据此控制CPU40。RAM存储各种预选数据、测量数据、计算数据等。输入装置66包括配置在主控制单元控制面板上的键和通过通信电缆(未示)连接到外部设备上的接口电路。显示器68包括显示单元和配置在控制单元控制面板上的显示器。
输入装置66输入各种数据。尤其是，输入装置66可用于输入电流峰值数据，它表征了用于恒电流峰值控制的理想电流限制器电平或峰值，输入装置66还可输入用于表征监测的理想电流值(用平均或有效电流表示)的数据和用于判定焊接操作正常/故障的监测数据。从输入装置66输入的数据被存储或记录到存储装置64中。监测值的设置可为理想电流值或低于理想电流值的5％。
图2示出了图1电路各部分的信号波形，它可表示本发明的电流峰值控制特性和电流监测特性。图3和图4是CPU40执行的焊接和通告程序的流程图，示出了图1中控制装置的工作过程。现在将结合图2至图4来描述第一实施例的工作过程。
在焊接操作中，CPU40从逆变器时钟发生器62接收主时钟信号φ0并由此产生两相内部时钟信号φA和φB。通过此两相内部时钟信号φA和φB，CPU40交替产生逆变器控制脉冲CA和CB。
控制脉冲CA通过驱动器42和48提供给逆变器16的GTR18和24的控制输入端。GTR18和24响应控制脉冲CA的前沿而导通并置于导通状态，直到脉冲CA翻转回低电平。这样，控制脉冲CA的高电平脉冲实质上确定了GTR18和24的导通时间间隔。当GTR18和24导通时，具有正极性的初级电流I1流过焊接变压器26的初级线圈。另一个控制脉冲CB经过驱动器44和46提供给逆变器16的GTR20和22。控制脉冲CB的高电平脉冲实质上确定了GTR20和22的导通时间间隔。当GTR20和22处于导通状态时，具有负极性的初级电流I1流过焊接变压器26的初级线圈。
在两相内部时钟信号φA和φB之间具有一个时间差tg。选定时间差tg值是为了保证控制脉冲CA和CB之间相位或时间差，从而可靠地防止逆变器16短路。
在逆变器16工作期间，脉冲电流I1流入逆变器16并被电流传感器50检测，电流传感器50产生一个模拟信号EI(检测电流信号)，它表征了初级电流I1的瞬时值或波形。
参照图3，例如，CPU40在时钟信号φA的前沿响应(步骤A1)，并置控制脉冲CA为高电平，从而使GTR18和24导通(步骤A2)。GTR18和24的导通导致初级电流I1上升。同时CPU40置控制信号GQ于高电平，启动积分器54(步骤A3)。
执行步骤A2和A3之后，如果先前周期的先前导通时间间隔已经超出限定值TUL，CPU40可能会通过模拟-数字转换器58从采样-保持电路56读取一个以前的积分电流采样值SIn-1，如步骤A4所示。根据先前周期的积分电流值SIn-1和先前导通时间间隔或脉冲宽度Tn-1，CPU40计算先前周期电流的平均值或算术平均值MIn-1(步骤A5)。平均值MIn-1被记录到存储器64中。
在一个时钟φA周期内，随着初级电流I1正常增加，检测信号EI可能会达到基准值KI。那么比较器59的输出从低电平到高电平变化。为了响应比较器59的输出电平的变化(步骤A6)， CPU40改变控制脉冲CA到一个低电平，从而切断GTR18和24(步骤A8)。
由于工况影响，如次级电路电阻增加或供给的三相交变电压降低，初级电流I1不能得到充分地增加，则在那个周期内检测电流信号EI不能达到或超过基准值KI。那么CPU40将会响应时钟信号φA的后沿(步骤A7)，改变控制脉冲CA到低电平，从而强行切断GTR18和24(步骤A8)。初级电流I1响应GTR18和24的切断而下降或复原。
同时，通过发送一个高电平控制信号PF，CPU40使采样-保持电路56保持来自积分器54的积分电流值SIn，然后通过发送一个低电平控制信号GQ，清除积分器54(步骤A9)。
接着，如果当前周期的导通时间间隔或脉冲宽度Tn小于上限TUL，CPU40就会通过模拟-数字转换器58在当前时钟φA周期下读取采样-保持电路56的输出(积分电流值SIn)(步骤A10)。根据当前的积分电流值SIn和当前的导通时间间隔或脉冲宽度Tn， CPU40计算当前周期电流的平均值或算术平均值MIn(步骤A11)。当前周期的平均值MIn被记录到存储器64。当前周期的导通脉冲时间间隔Tn表示控制信号CA的当前高电平脉冲的脉冲宽度。通过计算或测量从控制脉冲CA的前沿到下一个后沿的时间，CPU40能够测量电流导通时间间隔Tn。
在一个时钟φB周期内，和时钟φA周期内一样，CPU40向逆变器16中的GTR 20和22提供控制脉冲CB的一个高电平脉冲。以此方式，在逐个周期(φA-by-φB)的基础上，CPU40执行恒流峰值控制和测定或测量电流的平均值或算术平均值。
完成焊接操作之后(步骤A12)，CPU40根据存储器64中的所有焊接操作周期下的平均值或算术平均值MI1、MI2……等的记录，计算其总体平均值MI(步骤A13)。然后CPU把全部周期或总体电流平均值MI与预选的监测值DI(正常限制)相比较，例如，预选的监测值DI可能等于低于理想平均电流5％的预选值。如果MI大于或等于DI，CPU40判定当前的焊接操作是正常的，而如果MI小于DI，则判定当前的焊接操作有故障(步骤A14)。然后，CPU40使显示器68可视地显示判定结果以及总体电流平均值MI(步骤A15)。
以此方式，此逆变器电阻焊接控制装置测量作为表示实际电流大小的参数的电流平均值，同时执行电流峰值限制控制，并判定测量的电流平均值是否在正常范围内之内。因此，此控制装置能够提供电流监测信息，以判定焊接操作是否被正常执行。因此，此控制装置有助于增强对电阻焊接的质量控制并能够提供很可靠的电流峰值控制。
特别是，本实施例可检验电流在一个周期内是否未能达到基准峰值电平，并测量平均或有效电流值，因而能够有效地提供有用及可靠的电流监测信息。
在本实施例中，测量电流的算术平均值或平均值作为一个被监测的参数。也可作出这样的改进，即测量或测定实际电流的有效值。图5所示的电路图用于确定实际电流的有效值。
参考图5，平方电路70位于放大器52和积分器54之间。平方电路70把输入信号或被检测电流信号的瞬时值EI平方。如同在第一实施例中一样，积分电路54和采样-保持电路56在适当的时刻根据控制信号GQ和PP工作。这样，CPU40读取每一个平方后的瞬时电流值的积分值SI2，而非第一实施例中瞬时电流值的积分值SI。CPU40根据数据SI2计算其根值，从而得到电流有效值。
在上述或第一实施例中，在从电流的开始至电流到达基准电平的时间内，相应于控制脉冲CA和CB的高电平脉冲的脉冲宽度，积分器54对检测电流信号EI积分。这种测量方法忽略或忽视了电流从基准电平下降到零的部分。但是，电流下降部分实质上并不影响焊接质量，因此从电流的测量(平均值或有效值)中剔除电流下降部分不会影响监测信息或判定焊接操作正常/故障的准确性。
显然，很容易在测量中把电流下降部分包括在内。这可以通过在内部时钟φA或φB的后沿(而不是控制脉冲CA的后沿)结束积分器54的积分操作和启动采样-保持电路56的采样和保持操作来完成。这样，通过延长或延迟积分操作的结束，积分器54的积分信号可将电流下降部分包括在内，这可体现在测量结果，诸如电流平均值(算术平均)或电流有效值中。
同时，在上述实施例中，积分器54、采样-保持电路56、比较器59、基准值发生器60、平方电路70等由模拟电路实现，它们也可部分或全部由数字电路实现。这些电路的功能也可由通过软件程序控制的CPU实现。
另一方面，在上述实施例中，为了提供电流监测信息，要确定在整个焊接操作的焊接时间内所有周期的测量数据的总体的或全部平均值(电流算术平均值或平均值，或有效电流值)，全部测量数据或全部平均电流值用以判定焊接操作正常/故障，也可作出改进，以在一个周期又一个周期的基础上显示测量数据以判定焊接操作正常/故障。为输出电流监测信息，不仅可以用显示面板可视显示，还可以用一打印机进行图像打印(硬拷贝)。另外，这种输出不仅可以由主控制单元上完成，还可以通过通信接口由一个远程终端单元上完成。
现在将结合图6至10描述逆变器电阻焊接控制装置的第二实施例。在所有附图中相同的部件或功能元件被标以相同的标号。
参考图6，放大器52的输出连接到比较器59的输入。放大器52的输出还连接到采样-保持电路56的输入。在CPU40的控制下，比较器59的另一个输入从限制器电平基准信号发生器60接收一个限制器电平基准信号KI。基准电压信号KI代表理想电流峰值的预选值。时钟发生器63提供一频率为4 kHZ的两相时钟信号φA、φB，以定义逆变器16的切换周期。蜂鸣器70也通过一个接口电路(未图示)与CPU40连接。
在图示的实施例中，输入装置66输入用于判定焊接操作正常/故障的第一监测值和和测定缺少次级电流的第二监测值。这些监测值存储到存储器64。第一监测值[Ij]规定了电流的正常范围，例如，它可为理想电流上下5％。第二监测值[Ik]最好被设置为一个稍大于焊接变压器26的磁化电流(可为200A次级电流)的值(例如可为350A次级电流)。
参考图7，该图示出了图6电路中的信号波形，以说明本发明第二实施例的电流峰值限制特性和监测特性。图8和图9是CPU40执行程序的流程图，示出了第二实施例的工作过程。图10示出了在该控制装置的显示器68的屏上的可视显示情况。下面将参照图7至9描述第二实施例的操作。
当CPU40从时钟发生器63接收到一个时钟φA(步骤B1)，CPU40在φA的前沿把控制信号CA置于高电平而使GTR18和24导通(步骤B2)。响应于GTR18和24的导通，初级电流I1产生并增加。
当初级电流I1“正常”地增加，在当前周期内检测信号EI将会达到限制器电平KI，因而比较器59的输出由低电平向高电平变化。为了响应前沿(步骤B3)，CPU40把控制信号CA置于低电平而使GTR18和24断开(步骤B5)。
由于工况影响，如次级电路电阻增加或提供的三相交变电压降低，初级电流I1不能充分发展，则在该周期内检测信号EI不能达到限制器电平KI。在这种情况下，CPU40将检查时钟信号φA的后沿，然后改变控制信号CA到低电平，强制切断GTR18和24(步骤B4和B5)。切断GTR18和24将导致初级电流I1的下降。
同时，CPU40置控制信号PF于一高电平，使采样-保持电路56获取检测电流信号EI的瞬时值IPn。由于瞬时值IPn代表一个周期内电流波形的最大值，故它被称为电流峰值。然后CPU40通过模拟-数字转换器58读取电流峰值IPn并将其存储到存储器64的预定存储地址(步骤B6)。
在时钟φB周期内，当CPU40检测到时钟φB的前沿时，向逆变器16的GTR20和22提供一控制信号CB的高电平脉冲。CPU40在时钟φB周期内的操作实际上与CPU40在时钟φA周期内的操作相同。CPU40以此方式在一个周期又一个周期的基础上执行电流限制器控制和电流峰值IPn的测量。
焊接操作之后(步骤B7)，CPU40根据所有焊接操作周期的电流峰值数据IP1、IP2等的所有记录，计算总体或全部电流平均值IPM(步骤C1)。然后CPU40比较全部电流平均值IPM和第一监测值[Ij]以判定缺少次级电流(步骤C2)。如果IPM小于[Ij](步骤C3)。CPU40判定为在次级电路中缺少次级电流(步骤C4)。然后CPU40使显示单元68显示信息“无电流！！！”(步骤C5)同时，CPU40使蜂鸣器70发出一个预定的“哔哔”声，通知附近的操作者在次级电路中无电流的不正常情况(步骤C6)。
如果在步骤C3中检测到平均电流峰值IPM大于或等于第一监测[Ij]值，CPU40对平均峰值IPM和第二监测值[Ik]进行比较以判定焊接操作正常/故障(步骤C7)。如果平均峰值IPM超出正常范围[Ik](如理想峰值上下5％)(步骤C8)。CPU40判定为有故障焊接操作(步骤C9)。然后CPU40使显示单元68显示操作故障信息“NG”(步骤C10)，并控制蜂鸣器70发出预定的“哔哔”声或蜂鸣声(步骤C11)，告知附近的操作者焊接操作有故障，意味着焊接结果将有缺陷。
在上述的第二次比较中，如果在步骤C8平均峰值IPM落在正常范围[Ik]内(如预选理想峰值上下5％)，CPU40判定焊接操作为正常(步骤C12)。然后CPU40控制显示器68显示表示焊接操作正常的可视信息“GO”，意味着继续下一步焊接操作(步骤C13)。在这种情况下，因无须操作者检查不发出蜂鸣声。
参考图10，(A)部分示出了显示屏上的可视信息，表示焊接操作的预选值。在(A)部分的可视信息中，在顶端或第一行的最左端的数字“1”表示焊接进度号码。焊接进度号码之后的数字“10”表示以毫秒为单位的第一焊接时间。右边下一个数字“05”表示以毫秒为单位的间歇时间，再右边下一个数字“10”表示以毫秒为单位的第二焊接时间。在第二行或底端行左边的数字“0500”表示第一焊接操作次级电流的预定值，单位为千安培。右边下一个数字“2000”表示以千安培为单位的第二焊接操作次级电流的预选值。
图10的(B)和(C)部分示出了包括焊接操作监测结果的监测信息。在图10的(B)部分第二行或底端行，数字“0499”和“1999”分别表示第一和第二焊接操作的次级电流峰值(平均值)的测量值。在图10的(C)部分底端行，数字“0470”和“1890”分别表示第一和第二焊接操作的次级电流峰值(平均值)的测量值。由于初级电流I1与次级电流I2的比值实际上由焊接变压器26的匝数比确定，CPU40能够根据次级电流选定值简单地计算初级电流选定值，并根据初级电流测量值(初级电流峰值平均值)计算次级电流测量值(次级电流峰值平均值)。
逆变器电阻焊接控制装置的第二实施例利用电流限制器控制，以此方式检测焊接操作期间每一个时钟周期的实际电流峰值。焊接操作之后，该装置计算电流峰值的平均值，并将其与用于焊接正常/故障判定的监测值相比较，从而判定焊接操作是否已被正常执行。该装置把判定结果和电流测量数据(电流峰值平均值)都显示出来。
这样，电流限制器控制操作被监测并通过一个可视显示单元或打印机显示或输出，这样附近的操作者就没有目视检查的必要，因此有助于提高质量控制和增加生产率。而且，由于用蜂鸣声音告知监测结果，操作能够容易地觉察这种蜂鸣声而无须看控制面板，这样，很容易得知是否操作有故障，提高了可操作性。在焊接操作的起始周期，从一个周期到另一个周期电流峰值上升。这样，这些在起始周期的测量电流数据的记录不用于计算电流峰值平均值。焊接操作终止周期的测量电流峰值数据也不用于计算焊接操作的全部电流峰值平均值。
在没有次级电流的情况下，逆变器电阻焊接控制装置的第二实施例也考虑了焊接变压器26的磁化电流。也就是说，控制装置预选或确定一个监测值作为磁化电流的函数，用于检测没有或缺少次级电流。控制装置基于具有初级电流反馈回路的电流限制器控制而工作，把电流峰值平均值与用于无焊接电流检测和判定的监测值相比较。这样，控制装置能够高度可靠地检测次级电路的异常情况，即在不考虑焊接变压器26的磁化电流的情况下，因初级电路引起的缺少次级电流。此外，控制装置把次级电路这种异常情况通过可视信息及蜂鸣声告知附近的操作者，因而大大提高了可操作性。
同时，在第二实施例中，对无次级电流的检查是在焊接操作之后进行的，也可作出改进，即在焊接操作期间进行检查。在这种情况下，检测到没有或缺少次级电流之后，最好立即停止逆变器操作，从而切断电源。对本领域的普通技术人员其他各种变形是显而易见的。例如，电流传感器50可以被安装在逆变器16和焊接变压器26之间的在逆变器16的输出端的初级导线中。在这种情况下，电流传感器50产生一具有逆变器16的输出交变电流波形的信号EI。一个独立电路(absolute circuit)可与电流传感器50的输出连接，以获得单极性信号，见图7。为了监测电流限制器的功能或操作，如果需要的话，可以在次级电路中安装比方说环形线圈式的电流传感器来检测次级电流I2。以上的实施例和变形仅仅是例证性的，本发明的保护范围完全由所附的权利要求限定。
权利要求
1.一种逆变器电阻焊接电源装置，通过逆变器电阻焊接机的初级或次级电流大致与理想预选电流值相匹配的方式控制逆变器的切换操作，该装置包括时钟发生器，用于产生一个时钟，定义所述逆变器的单位切换周期；基准值预选装置，用于预先选定一个与所述预选电流值相对应的预定基准值；电流检测装置，用于在焊接操作期间检测所说的电流；逆变器控制装置，用来在一个周期又一个周期切换的基础上控制所述逆变器，其控制通过以下方式实现所述逆变器响应于所述时钟前沿而接通，并且当所述电流检测装置的输出信号已达到基准值或当所述时钟已到达其后沿时，所述逆变器切断；平均电流值测量装置，用于在一个周期又一个周期切换的基础上，通过来自所述电流检测装置的检测电流信号来测量平均电流值；以及输出装置，用来在焊接操作期间根据所述平均电流值测量装置提供的平均电流值，输出用于判定焊接操作是否被正常执行的电流监测信息。
2.根据权利要求1所述的逆变器电阻焊接电源装置，其中所述输出装置包括平均值计算装置，用于计算整个焊接操作过程中的平均电流值；显示装置，用于从所述平均值计算装置输出所述平均电流值，作为电流监测信息。
3.根据权利要求1所述的逆变器电阻焊接电源装置，其中所述输出装置包括平均值计算装置，用来计算整个焊接操作过程中的平均电流值；监测值预选装置，用来预选一个理想监测值；判定装置，用来对从所述平均值计算装置得到的平均电流值和所述监测值进行比较，从而判定焊接操作是否被正常地执行；输出装置，用来输出所述判定结果，作为电流监测信息。
4.一种逆变器电阻焊接电源装置，通过逆变器电阻焊接机的初级或次级电流大致与理想预选电流值相匹配的方式，控制逆变器的切换操作，该装置包括时钟发生装置，用来产生一个时钟，定义所述逆变器的单位切换周期；基准值预选装置，用于预先选定一个与所述预选电流值相对应的预定基准值；电流检测装置，用于在焊接操作期间检测所述电流；逆变器控制装置，用于在一个周期又一个周期切换的基础上控制所述逆变器，其控制通过以下方式实现逆变器响应于所述时钟前沿而接通，并且当电流检测装置的输出信号已达到基准值或当所述时钟已到达其后沿时，所述逆变器切断；有效电流值测量装置，用于在一个周期又一个周期切换的基础上，从来自所述电流检测装置的检测电流信号中测量所述电流的有效值；输出装置，用来在焊接操作期间根据所述有效电流值测量装置提供的有效电流值，输出用于判定焊接操作是否被正常执行的电流监测信息。
5.根据权利要求4所述的逆变器电阻焊接电源装置，其中所述输出装置包括平均值计算装置，用来计算在焊接操作过程中的所述有效电流值的平均值；显示装置，用于输出所述有效值的计算平均值，作为电流监测信息。
6.根据权利要求4所述的逆变器电阻焊接电源装置，其中所述的输出装置包括平均值计算装置，用来计算整个焊接操作过程中有效电流值的平均值；监测值预选装置，用来预选一个理想监测值；判定装置，用于对从所述平均值计算装置得到的有效电流值的计算平均值和所述监测值进行比较，从而判定焊接操作是否被正常地执行；输出装置，用来输出所述判定结果，作为电流监测信息。
7.一种逆变器电阻焊接控制装置，通过逆变器电阻焊接机的初级或次级电流大致与理想预选电流值相匹配的方式，控制逆变器的切换操作，该装置包括时钟发生装置，用来产生一个时钟，定义所述逆变器的单位切换周期；限制器电平预选装置，用来预先选定一个与所述预选电流值相对应的预定限制器电平；电流检测装置，用于在焊接操作期间检测所述电流；逆变器控制装置，用于在一个周期又一个周期切换的基础上控制所述逆变器，其控制通过以下方式实现逆变器响应于所述时钟前沿而接通，并且当电流检测装置的输出信号已达到所述限制器电平或当所述时钟已到达其后沿时，所述逆变器切断；电流测量装置，当所述逆变器切断时，测量所述电流值；正常/故障判定装置，根据电流测量装置在焊接操作中测量的电流测量值数据，判定焊接操作是否被正常地执行；输出装置，用来输出所说的判定结果。
8.根据权利要求7所述的逆变器电阻焊接控制装置，其中所述正常/故障判定装置包括平均值计算装置，用来计算在焊接操作期间由电流测量装置提供的所述的测量电流值的平均值；监测值预选装置，用来预先选定一个监测值；比较装置，用来对由平均值计算装置得到的所述计算平均值和所述监测值进行比较。
9.一种用在逆变器电阻焊接机内的逆变器电阻焊接控制装置，在逆变器电阻焊接机中工业交变电流被整流为直流，此直流又被逆变器转换为预定频率的脉冲交变电流，该脉冲交变电流被焊接变压器变换为变压后的脉冲交变电流，此变压后的脉冲交变电流被整流器整流成直流，此直流电流经过焊接电极供给工件，该逆变器电阻焊接控制装置包括初级电流测量装置，用来测量所述电阻焊接机的初级电流；缺少电流检测装置，用来对由所述初级电流测量装置提供的初级电流测量值和一个小于理想电流预选值且大于焊接变压器的磁化电流值的预定监测值进行比较，从而对电阻焊接机的缺少次级电流进行有效地检测。
全文摘要
一种逆变器电阻焊接控制或电源装置，包括时钟发生器，用于产生时钟信号；用于预选预定基准值的装置；用于检测焊接机的初级或次级电流的电流传感器；用于控制逆变器的逆变器控制器。它响应于时钟前沿而使逆变器接通，并且当电流检测信号已到达基准值或当时钟信号已达到后沿时切断逆变器。控制装置还包括，用于测量检测信号电流大小的判定器和用于通告正常/故障操作信息的通告装置，还可包括缺少次级电流检测器，通过检测初级电流，可靠地检测缺少次级电流。
文档编号B23K11/25GK1150076SQ96112288
公开日1997年5月21日 申请日期1996年8月2日 优先权日1995年8月2日
发明者岛田博司, 茂吕享司 申请人:宫地技术株式会社