JP2002205174A - 抵抗溶接機および抵抗溶接機の加圧制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易な構成で、電極間の異物挟み込みの検出
及び回避を安定的に行うことができる加圧挟持型の抵抗
溶接機および及び抵抗溶接機の加圧制御方法を提供す
る。 【解決手段】 下部電極１４上に配置された板材１６に
ナット１８を溶接するために上部電極１２がナット１８
に接近し溶接開始予定位置に達したときに、上部電極１
２と下部電極１４との間の通電の有無を通電確認装置４
４で確認する。制御部３０は、溶接開始予定位置におい
て通電が確認された場合、上部電極１２、下部電極１４
間に異物挟み込みが無いものと判断し、上部電極１２に
よる加圧を継続し溶接処理を実施する。導通が確認でき
ない場合、上部電極１２、下部電極１４との間に異物挟
み込みが発生したと判断し、電極沈み込み機構２６の動
作中に上部電極１２の加圧方向の移動を停止すると共
に、逆方向に移動させて、挟み込みの検出及び回避を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗溶接機および
抵抗溶接機の加圧制御方法、特に、溶接作業位置におけ
る異物の挟み込みを防止する抵抗溶接機および抵抗溶接
機の加圧制御方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、相対配置された一対の電極で、二
つの金属部材を挟み込み、加圧しながら通電することに
より加熱し二つの金属部材の接合部を溶接する加圧挟持
型の抵抗溶接が多用されている。

【０００３】抵抗溶接において、良好な接合を得るため
には、電流・電圧管理と加圧管理が必要になる。特に、
加圧管理は、良好な通電を得るためにも重要である。通
常、抵抗溶接機においては、相対する電極の一方を固定
電極とし、他方を可動電極として、当該可動電極を空気
圧や油圧等のシリンダからなる駆動系やモータとボール
ネジ等からなる駆動系を利用して移動させている。特に
モータとボールネジを用いた駆動系は、移動量制御をモ
ータの回転数に基づいて正確に行うことができると共
に、所望の加圧力を比較的容易に省スペースで得ること
ができるため、各溶接装置（溶接ロボットを含む）に利
用されている。

【０００４】ところで、溶接時に必要な加圧力は、被溶
接物にもよるが数ｋｇｆ〜数万ｋｇｆに及ぶ。また、溶
接時には、その度に、相対する一対の電極の開閉を行
い、二つの金属部材（以下、ワークという）を挟み込ん
だり、取り出したりする作業が必要になる。このような
場合、ワークの供給をパーツフィーダ等を用いて自動で
行う場合も作業者自らが手で行う場合も、異物の挟み込
みは避けなければならない。特に、手（特に指等）の挟
み込みによる事故は確実に防止しなければならない。

【０００５】この挟み込み防止に関しては、様々な方法
が考案されている。例えば、特開平１０−９９９７４号
公報には、開閉する一対の電極の移動領域を安全領域と
危険領域とに区分している。すなわち、ワークと電極と
の間に大きな空間が存在し、指等の異物が挟み込まれる
可能性のある領域を危険領域として設定しておき、危険
領域においては、加圧トルクを安全領域における加圧ト
ルクより下げ、かつ危険領域において、異物等との干渉
により電極を移動させるモータの駆動電流値に変化が生
じたときには、モータを停止、反転させて電極を後退さ
せることにより、異物の検出及び異物の破壊を避ける構
成が開示されている。

【０００６】また、移動する電極が異物やワーク等の物
体に当接した場合に、スプリング等による緩衝機構を用
いて電極の移動を一時的に停止すると共に、必要に応じ
て低い抗力で逆方向（反加圧方向）に移動させる緩衝機
能付き電極を有する抵抗溶接機等も提案されている。こ
の場合、電極の移動途中、すなわち危険領域を移動中に
緩衝動作が発生した場合、挟み込みが発生したと判断し
て、電極の移動駆動源を停止反転する構成になってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、ワー
クの溶接を行うためには、ワークを挟持しなければなら
ない。つまり、危険領域を脱し、安全領域（溶接動作可
能な領域）に達した後には、所定の加圧が開始されなけ
ればならない。通常、安全領域とは、溶接されるワーク
の厚み、つまり２個のワークの厚み（ｔ1＋ｔ2）とワー
クの厚み寸法のばらつきやワークの積層配置のばらつき
（斜め配置等）を考慮した僅かな余裕スペースｔ3を併
せた（ｔ1＋ｔ2＋ｔ3）で設定され、この領域に移動電
極が到達したら、異物の挟み込みは無いものと判断して
所定圧力まで加圧が行われる。

【０００８】ところが、ワークによっては積層に失敗し
安全領域においても大きなスペースを生じてしまう場合
がある。例えば、金属製の板材に金属製のナットを積層
してナットを溶接する場合にナットが脱落してしまう場
合である。例えば、厚さ１ｍｍの板材に厚さ６ｍｍのナ
ットを積層する場合で、余裕スペースｔ3が３ｍｍの場
合、ナットの積層が正常に行われれば、安全領域に形成
されるスペースは、ワークの誤差を吸収する３ｍｍのみ
であり、異物の挟み込み、特に指等の挟み込みは回避す
ることができる。しかし、ナットが落下してしまったり
正確に積層が行われない場合、安全領域には予定外のス
ペース（ナット落下の場合には９ｍｍのスペース）が形
成されてしまう。このような場合、異物が挟み込めれる
可能性が増大すると共に、電極の位置が安全領域にある
か危険領域にあるかのみの判断では、電極の移動停止が
行われない可能性がある。そのため、通常ナットの積層
が確実に行われたか否かを監視するセンサを電極付近や
パーツフィーダ等に多数配置したり、電極付近の画像を
取得し、パターン認識等により異物の挟み込みを検出す
る必要がある。その結果、溶接装置及びその周辺機器の
構成が複雑になると共に、大型化したり制御が複雑にな
ったりするという問題がある。また、電極周辺は、溶接
状態の確認やワークの位置確認等のため付属物を多数設
けることは好ましくない。

【０００９】また、電極が安全領域に存在するか危険領
域に存在するかの判断は、電極を移動させるモータのエ
ンコーダ等のセンサやタイマーの動作状態に基づきその
移動量を判断しているので、エンコーダやタイマーの管
理を十分に行う必要がある。この管理が十分に行われな
い場合、安全領域と危険領域の判断が不安定になってし
まうという問題がある。

【００１０】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、容易な構成で、電極間の異物挟み込みの検出及び
回避を安定的に行うことができる抵抗溶接機および抵抗
溶接機の加圧制御方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明は、相対配置された一対の電極の少
なくとも一方が接近方向に移動することによりワークを
加圧挟持して当該ワークに溶接処理を施す抵抗溶接機で
あって、移動可能な電極に移動及び加圧のための駆動力
を提供する加圧駆動源と、前記加圧駆動源の動作中に供
給される駆動力に反して前記電極の加圧方向の移動を一
時的に抑制すると共に、抑制中に逆方向の移動を許容す
る移動抑制手段と、移動する電極が少なくとも予め設定
された溶接開始予定位置に到達したときに相対する一対
の電極間の導通状態を検出する導通検出手段と、前記導
通検出手段が溶接開始予定位置で電極間の導通を確認で
きなかった時に前記加圧駆動源の加圧方向の駆動力供給
を停止する停止手段と、を含むことを特徴とする。

【００１２】また、上記のような目的を達成するため
に、本発明は、相対配置された一対の電極の少なくとも
一方が接近方向に移動することによりワークを加圧挟持
して当該ワークに溶接処理を施す抵抗溶接機の加圧制御
方法であって、移動可能な電極が予め設定された溶接開
始予定位置に到達したか否かを検出し、前記電極が少な
くとも溶接開始予定位置に到達したときに溶接開始タイ
ミングまで当該電極の加圧方向への移動を一時抑制する
と共に、抑制中に逆方向の移動を許容し、前記電極の移
動が抑制されている間に相対する一対の電極間の導通状
態を検出し、前記導通状態の検出で電極間の導通が確認
できない場合、前記電極を加圧方向に移動させる加圧駆
動源の駆動力供給を停止する、ことを特徴とする。

【００１３】ここで、加圧駆動源の加圧方向の駆動力供
給を停止するとは、電極の加圧方向への実質的な移動停
止であり、完全停止及び逆加圧方向への駆動を含む。

【００１４】この構成によれば、電極が溶接開始予定位
置に達した時点で、ワークを介して一対の電極が導通状
態に有るか否かの判断、つまり、ワークと電極とが直接
接触しているか否かの検出を行っている。その結果、電
極間の導通の有無を検出するのみで、溶接が正常に行え
るか否かを検出している。つまり、シンプルな構成で、
挟持動作の異常検出を行い、異常時には加圧駆動源の駆
動力供給を直ちに停止することができる。

【００１５】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、前記移動抑制手段は、移動し
てきた電極を前記溶接開始予定位置から所定量だけ移動
抑制することを特徴とする。

【００１６】ここで、移動抑制手段は、例えばスプリン
グやダンパー等で構成され、加圧駆動源が加圧力の供給
を継続しても、例えば３０ｍｍ等の所定量、電極を相対
移動させることにより、実質的に電極の加圧方向への移
動を抑制する。

【００１７】この構成によれば、前記溶接開始予定位置
において、電極間の導通確認処理が行われても加圧動作
が実質的に一時停止するので、確実に挟み込みによる被
害の防止を行うことができる。

【００１８】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、さらに、前記電極の移動位置
を検出する位置検出手段と、前記導通検出手段と前記位
置検出手段との検出結果とに基づき、前記加圧駆動源の
溶接開始予定位置の認識が正確か否かを判定する判定手
段と、を含むことを特徴とする。

【００１９】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、さらに、前記電極の移動位置
を検出し、前記導通検出と前記電極位置検出との結果に
基づき、前記電極を加圧移動させる加圧駆動源の溶接開
始予定位置の認識が正確か否かを判定する、ことを特徴
とする。

【００２０】ここで、位置検出手段は、例えば、移動す
る電極の移動経路に沿って設けられた機械式センサや光
学式センサ、磁気センサ等であり、位置検出手段と前記
導通処理結果との比較により電極の位置を認識し、さら
に電極の位置に基づいて、加圧駆動源の溶接開始予定位
置の認識が正確か否かを判断する。

【００２１】この構成によれば、加圧駆動源の溶接開始
予定位置の認識が正常であることを容易に監視すること
ができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。

【００２３】図１には、本実施形態の加圧挟持型の抵抗
溶接機１０の構成概念図が示されている。図１の場合、
一対の電極１２，１４が上下方向に対向配置された例を
示している。なお、以下、電極１２を上部電極、電極１
４を下部電極という。また、本実施形態においては、上
部電極１２及び下部電極１４により、溶接対象であるワ
ーク（例えば金属製の板材１６及びナット１８）を加圧
挟持して溶接する例を説明する。

【００２４】前記下部電極１４はベース部２０上に固定
されている。一方、上部電極１２は、電極移動機構２２
によって上下方向（下部電極１４に対して接離方向）に
移動自在に支持されている。この電極移動機構２２は、
例えばサーボモータ２４等の加圧駆動源と、前記サーボ
モータ２４の動作中に供給される駆動力（下部電極１４
に接近する方向の駆動力）に反して前記上部電極１２の
移動を一時的に抑制すると共に、抑制中に逆方向の移動
を許容する移動抑制手段としての電極沈み込み機構２６
で構成されている。なお、電極沈み込み機構２６の構造
に関しては後述する。

【００２５】前記サーボモータ２４の回転軸と電極沈み
込み機構２６とはボールネジ２８で接続されている。従
って、サーボモータ２４を所定量、所定の方向に回転駆
動することにより電極沈み込み機構２６及び上部電極１
２を下部電極１４に対して接離移動させることができ
る。なお、サーボモータ２４は、エンコーダ２４ａ等の
回転量検出器を有しているので、制御部３０からの制御
信号に対し、フィードバック制御を行いつつ、電極沈み
込み機構２６等を正確に所定量移動させることができ
る。

【００２６】前記制御部３０は、主にサーボモータ２４
用のドライバ３２とＰＬＣ（プログラマブル・ロジック
・コントローラ）３４で構成されている。ＰＬＣ３４に
は、溶接作業を行うための基本プログラムや各種センサ
からの情報に基づき各処理を行うプログラム等が格納さ
れていると共に、それらのプログラムに基づいて抵抗溶
接機１０全体の制御を行っている。前記ＰＬＣ３４に
は、エンコーダ２４ａや電極沈み込み機構２６の位置を
検出する位置検出手段としての外部センサ（例えば、機
械式のリミットセンサや光学式センサ、磁気センサ等）
３６等が接続されている。また、制御部３０には、上部
電極１２及び下部電極１４による溶接時間を設定する溶
接タイマ３８、操作パネル４０等が接続されている。操
作パネル４０上には、各種溶接条件の設定を行う操作ス
イッチや溶接条件や溶接状態等の表示を行う表示装置
（例えば、液晶パネルや表示灯等）の他、溶接異常や装
置の異常を通知する異常表示装置（例えば、液晶パネル
や異常表示灯等）、異常リセットスイッチ等が配置され
ている。

【００２７】以上のように構成される抵抗溶接機１０の
制御部３０は、下部電極１４に対して溶接対象である板
材１６及びナット１８が所定の位置に積層配置されたこ
とを確認したら、溶接処理を開始する。なお、板材１６
は図示しないガイド機構によって下部電極１４と接触す
るように位置決めされ、ナット１８は、例えばパーツフ
ィーダ等のワーク供給装置により供給される。

【００２８】制御部３０は板材１６及びナット１８の供
給が確認できたら、サーボモータ２４にドライバ３２を
介して駆動信号を供給し、ボールネジ２８を回転駆動さ
せる。その結果、電極沈み込み機構２６及び上部電極１
２が下部電極１４側、すなわちナット１８に向かって降
下する。上部電極１２がナット１８に接触すると、電極
沈み込み機構２６の動作により、サーボモータ２４の駆
動継続に関わりなく上部電極１２の上部側が電極沈み込
み機構２６内部に沈み込む。すなわち、上部電極１２の
加圧方向の移動を一時的に抑制すると共に、抑制中に加
圧方向に対して逆方向に移動することを許容する。つま
り、所定量上部電極１２の下降を抑制しその位置を維持
する。そして、電極沈み込み機構２６による上部電極１
２の所定量の沈み込みが完了したら電極沈み込み機構２
６が当該上部電極１２を直接押し、上部電極１２の下降
が再開され、実質的なワーク（板材１６、ナット１８）
の加圧を開始する。所定値までの加圧が完了したことを
制御部３０が確認したら、当該制御部３０は溶接電源４
２に対し所定の電圧、電流による溶接開始を指示する。
ナット１８を板材１６に抵抗溶接機１０で溶接を行う場
合、板材１６、ナット１８の通電により、当該板材１
６、ナット１８を加熱し、その一部を溶融させて板材１
６とナット１８との接合部の溶接を行う。

【００２９】所定時間の溶接作業が終了したら制御部３
０はサーボモータ２４を逆回転させ、電極沈み込み機構
２６と共に上部電極１２を引き上げ、ワークを排出可能
状態として、溶接処理を終了する。

【００３０】本実施形態の特徴的事項は、一対の電極間
にワークを挟持して溶接を行うような場合、その挟持が
良好に行われているか否かの判断、つまり異物等を挟み
込んでいないか否かの判断を一対の電極間の導通を確認
することにより行うところであり、併せて異物を挟み込
んだ場合、直ちに加圧駆動源の加圧方向の駆動力供給を
停止し、異物にダメージを与えることを回避するところ
である。

【００３１】本実施形態においては、ワーク（板材１６
及びナット１８）を挟持した上部電極１２と下部電極１
４との導通を通電確認装置４４（導通検出手段）で行っ
ている。本実施形態において、溶接の対象となるのは、
導電性の金属であるため、異物（特に作業者の指先等）
の挟み込みが無い場合、上部電極１２がナット１８に接
触することにより上部電極１２、ナット１８、板材１
６、下部電極１４間で電気的導通が得られる。通電確認
装置４４は、上部電極１２が物体に接触し、電極沈み込
み機構２６の沈み込み動作が開始された時に、所定の電
圧（例えばＤＣ２４Ｖ）を印加し導通の確認を行う。

【００３２】ここで、まず、本実施形態において、一対
の電極間の導通をチェックしている間や導通チェック動
作前の段階において、上部電極１２が異物にダメージを
与えないようにする電極沈み込み機構２６を含む電極移
動機構２２の詳細を図２を用いて説明する。

【００３３】図２に示すように、加圧駆動源であるサー
ボモータ２４の回転軸はボールネジ２８に接続されてい
る。このボールネジ２８は電極沈み込み機構２６の本体
ホルダー４６の上部に固定されたボールナット４８と螺
合している。従って、ボールネジ２８の正回転及び逆回
転により本体ホルダー４６が上下方向に正確に移動す
る。本体ホルダー４６の内部には、上部電極１２の挿入
口を有する移動吸収室４６ａが形成されている。移動吸
収室４６ａの挿入口形成部には、内向きフランジ５０が
形成され、上部電極１２の上端に形成された外向きフラ
ンジ５２を収納している。従って、上部電極１２は、本
体ホルダー４６に遊勘結合している。また、移動吸収室
４６ａ内部には、その上面と上部電極１２の外向きフラ
ンジ５２とに当接し上部電極１２を下方に付勢する付勢
手段として、例えばコイルバネ５４が収納配置されてい
る。従って、上部電極１２が他の物体と接触していない
状態においては、上部電極１２は図２に示すように、内
向きフランジ５０と外向きフランジ５２が接触した状態
に維持されている。一方、本体ホルダ４６と共に上部電
極１２が下降し、何らかの物体（ワーク、異物等を含
む）に接触した場合、前記コイルバネ５４の付勢力に反
して、上部電極１２が移動吸収室４６ａ内を上方に移動
する（実際は上部電極１２が停止し、本体ホルダー４６
のみが下降する）。つまり、上部電極１２は物体に接触
した状態で、接触した物体に対してコイルバネ５４に基
づく付勢力以上の力を及ぼすことなく停止する。この停
止は、移動吸収室４６ａのサイズに基づき緩衝量ｐ（例
えば３０ｍｍ）が終了するまで継続され、その後、外向
きフランジ５２の上端が移動吸収室４６ａに当接する
か、またはコイルバネ５４の圧縮限界に到達すると上部
電極１２が再び下方に移動を開始する。

【００３４】ところで、図２に示すように、外部センサ
（例えば、リミットスイッチ）３６は本体ホルダー４６
に固定され、本体ホルダー４６と一体的に移動するの
で、上部電極１２が物体に接触し停止し、本体ホルダー
４６のみが移動を開始したことを検出することができ
る。しかし、この外部センサ３６による検出は、単に上
部電極１２の移動のみを検出しているので、上部電極１
２が何に接触して移動しているのかが判断できない。

【００３５】つまり、図３に示すように、ワーク（板材
１６及びナット１８）の供給が行われた場合、板材１６
の厚みをｔ1（例えば１ｍｍ）、ナット１８の厚みをｔ2
（例えば６ｍｍ）、板材１６やナット１８の寸法ばらつ
きや積層状態による全体ばらつき、その他パーツフィー
ダ等の作業領域を考慮した余裕スペースｔ3（例えば３
ｍｍ）とした場合、溶接を実行してよいと判断する正常
領域、逆に言えば上部電極１２の停止が確認されても異
物の挟み込みと判断しない挟み込み検知無効領域Ｔ1
と、異物の挟み込みを検出するための挟み込み検知領域
Ｔ2を設定する必要がある。挟み込み検知領域Ｔ2は、例
えば上部電極１２の移動ストロークを５０ｍｍとした場
合、４０ｍｍ等である。

【００３６】このような設定が行われた場合の抵抗溶接
機１０の動作を図１、図２及び図４に基づいて説明す
る。

【００３７】まず、ベース部２０やその周辺に配置され
たセンサ（例えば光学センサ等）によって板材１６の所
定位置への供給が確認され、ナット１８の供給がパーツ
フィーダやその周辺に設けられたセンサ（例えば光学セ
ンサ等）により確認されたら、制御部３０はサーボモー
タ２４を駆動し本体ホルダー４６と共に上部電極１２を
降下させる。図４（ａ）に示す状態で、ナット１８と上
部電極１２との間の挟み込み検知領域Ｔ2に指等の異物
が存在する場合、上部電極１２が移動中に挟み込み検知
領域Ｔ2で停止したことを外部センサ３６で検出（本体
ホルダー４６のみが移動していることを検出）可能なの
で、制御部３０は異物をナット１８と上部電極１２との
間に挟み込もうとしていることを認識し、サーボモータ
２４の駆動を停止させ、異物にダメージを与える前に上
部電極１２を引き上げ、アラーム等の異常警報を発し、
挟み込みを防止することができる。

【００３８】一方、挟み込み検知領域Ｔ2で上部電極１
２の停止を確認することなく、下降動作が進行し、図４
（ｂ）のように挟み込み検知領域Ｔ2を通過し挟み込み
検知無効領域Ｔ1に進入し、上部電極１２とナット１８
とが接触した場合、制御部３０は、外部センサ３６によ
り上部電極１２の停止が確認されても、異物の挟み込み
は無く正常に上部電極１２の降下が行われたと判断し、
図４（ｃ）に示すように、さらにサーボモータ２４を駆
動し、ワークに対する加圧を行う。その後、制御部３０
は、所定の加圧状態になったことを確認したら下部電極
１４と上部電極１２との間に通電を行い、溶接処理を開
始する。そして、前述したように、所定時間の溶接処理
後、上部電極１２を引き上げ溶接作業を終了する。

【００３９】ところで、図４（ａ）〜（ｃ）に示す工程
において、例えば、ナット１８の積層に失敗し、板材１
６から落下した場合や、上部電極１２の降下予定位置か
らずれた場合、挟み込み検知無効領域Ｔ1には、（ｔ2＋
ｔ3）の隙間が形成される。本実施形態の設定の場合、
９ｍｍの隙間が形成されてしまう。このような場合、形
成された隙間に、指先等が挿入される可能性がある。こ
のような挟み込み検知無効領域Ｔ1における異物検出
は、溶接処理部付近の画像を取得してパターン認識して
判別監視するシステムやナット１８の落下を検出するセ
ンサ、金属と非金属を判別するセンサ等複数の検出装置
を組みさせて用いることにより可能であり、実施するこ
とができるが、前述したように、各種検出器の配置によ
り装置が大型化してしまったり、制御が複雑になったり
してしまい、シンプルな構成で、上部電極１２による不
適切な加圧を回避することが困難になる。また、そのよ
うな検出器の配置は、溶接状態の確認やワークの位置確
認等を困難にしてしまう場合もある。

【００４０】そこで、本実施形態の場合、図１及び図５
に示すように、上部電極１２と下部電極１４との間の導
通状態を導通確認装置４４で認識することにより、異物
の挟み込み検出を行っている。

【００４１】図５（ａ）に示すように、上部電極１２が
挟み込み検知領域Ｔ2を移動している間は、ナット１８
の存在の有無に関わらず、異物の存在により上部電極１
２が停止した場合には、異物検出を行うことができる。
なお、この場合、上部電極１２と下部電極１４との導通
はない。従って、導通確認装置４４の導通チェックは上
部電極１２が挟み込み検知無効領域Ｔ1に進入し、余裕
スペースｔ3を通過した時点、つまり溶接が開始される
溶接開始予定位置から開始する。上部電極１２が余裕ス
ペースｔ3を通過したか否かは、例えばサーボモータ２
４に取り付けれたエンコーダ２４ａからの信号により判
断することができる。異物の挟み込みが無い場合、上部
電極１２と下部電極１４とは、金属である板材１６とナ
ット１８を介して電気的に導通し（図４（ｂ）参照）、
その導通状態が、通電確認装置４４により検出される。
通電確認装置４４は導通があると判断した場合、導通信
号を制御部３０に供給し、制御部３０は、その結果、異
物の挟み込みは無いものと判断し、加圧駆動源であるサ
ーボモータ２４の加圧方向への駆動を継続させ、前述し
たような溶接作業を実行する。もちろん、図５（ａ）に
示すように、ナット１８の積層に失敗し、異物の挟み込
みが無い場合、上部電極１２は、余裕スペースｔ3を通
過しても停止しない。この状態を外部センサ３６により
検出することができる。つまり、上部電極１２が所定位
置を通過して所定時間経過（所定距離移動）しても上部
電極１２が停止しないということを検出することによ
り、制御部３０はナット１８の積層失敗を認識すること
ができる。なお、この検出は挟み込みが無い場合のみで
ある。

【００４２】一方、上部電極１２が余裕スペースｔ3を
通過し、上部電極１２の停止が発生した（電極沈み込み
機構２６の沈み込み動作開始）にも関わらず、通電確認
装置４４により導通の確認ができない場合、つまり、図
５（ｂ）に示すように、異物（例えば指先Ｈ等）が挟み
込まれた場合、通電確認装置４４は、非導通確認信号を
制御部３０に供給する。制御部３０は、何らかの異物の
挟み込みが発生したものと判断し、電極沈み込み機構２
６の沈み込み動作が終了する前に加圧駆動源であるサー
ボモータ２４の加圧方向への駆動を停止する停止手段と
して機能し、さらに、サーボモータ２４を逆回転させ、
上部電極１２を引き上げる。さらに、好ましくは、異物
挟み込みによる溶接作業中止を通知する警報を発する。
この時、通電確認装置４４による非導通確認信号の出力
まで、上部電極１２は異物（指先Ｈ等）に接触している
が、前述した電極沈み込み機構２６の沈み込み動作によ
り異物には、コイルバネ５４に基づく付勢力以上の力は
付与されないので、コイルバネ５４のバネ定数を適宜選
択することにより、異物にダメージを与えることを防止
することができる。

【００４３】このように、上部電極１２と下部電極１４
との間の導通状態を検出することにより、電極付近に複
数のセンサ等を設けることなく容易に、挟み込み検知無
効領域Ｔ1における異物挟み込みの有無、特に、指先等
の挟み込みの有無を検出することができる。なお、異物
として、指等の非金属以外の導通性の物質の挟み込みも
考えられるが、通電確認装置４４による通電認識位置の
確認や通電率等の確認を行うことにより、溶接対象の異
常を検出することが可能で、抵抗溶接機１０の停止や作
業確認処理を促すことができる。

【００４４】上述した実施形態において、上部電極１２
が余裕スペースｔ3を通過し溶接開始予定位置に達した
か否かを制御部３０が正確に認識し、通電確認装置４４
による導通チェックを開始しなければならない。前述し
たように、上部電極１２の余裕スペースｔ3通過は、サ
ーボモータ２４に備えられたエンコーダ２４ａ等により
行う。本実施形態の場合、このエンコーダ２４ａが正常
に機能しているか否かを前記通電確認装置４４の検出結
果と外部センサ３６の検出結果に基づいて、判定手段と
して機能する制御部３０が判断し、必要に応じて、エン
コーダ２４ａの校正や補正を行う。すなわち、規定寸法
の板材１６とナット１８が上部電極１２と下部電極１４
に挟持される場合、エンコーダ２４ａの出力がいくつの
場合に外部センサ３６が上部電極１２の停止を検出し、
通電確認装置４４が通電を検出するかが既知となる。従
って、外部センサ３６の検出値と、通電確認装置４４の
検出値に基づいて、エンコーダ２４ａが正確か否かを判
断することが可能である。さらに、その結果を用いて、
エンコーダ２４ａを校正したり、エンコーダ２４ａから
の出力を補正することが可能で、制御部３０は常に、上
部電極１２が余裕スペースｔ3を通過する位置、つまり
溶接開始予定位置の認識を正確に行うことができるの
で、安定的に異物の挟み込み検出及び挟み込みによる異
物破壊回避を行うことができる。なお、溶接作業によ
り、上部電極１２が摩耗した場合でも、外部センサ３６
の検出値と、通電確認装置４４の検出値に基づいて、エ
ンコーダ２４ａの出力補正をすることにより溶接開始予
定位置の認識を正確に行うことができる。もちろん、外
部センサ３６、通電確認装置４４、エンコーダ２４ａか
らの出力を相互に比較することにより、いずれかの検出
器が故障した場合、早急にその故障を認識することが可
能であり、常に抵抗溶接機１０の保守を行うことができ
る。

【００４５】なお、本実施形態においては、上部電極１
２と下部電極１４を有し、上部電極１２が移動する例を
示しているが、一対の電極の少なくとも一方が接離方向
に移動して、ワークを挟持し加圧する構成であれば、本
実施形態を適用可能であり、例えば、下部電極側が加圧
のために上方に移動しても、横置き型の電極対でも本実
施形態と同様な効果を得ることができる。また、本実施
形態の電極の移動抑制手段は、コイルバネを用いた例を
説明したが、移動する電極が異物の接触したときに異物
にダメージを与えないように電極の移動を抑制する手段
で有ればよく、例えばエアダンパを用いた構成やゴムや
樹脂等の弾性部材を用いた構成でも本実施形態と同様な
効果を得ることができる。

【００４６】さらに、通電認識装置４４による通電チェ
ック開始位置の設定は任意であり、例えば、上部電極１
２と下部電極１４の当接位置から所定量上部電極１２を
上昇させた位置とか、上部電極１２が所定量移動してか
ら所定時間経過後の位置等でもよい。なお、上部電極１
２等移動側の電極位置を時間に基づいて判断する場合、
サーボモータ２４等の回転速度のパラメータ設定によっ
て移動速度（時間）が異なるので、好ましくは、上部電
極１２の位置を検出して判断することが望ましい。

【００４７】また、図１等に示す加圧挟持型の抵抗溶接
機１０の基本構成は、一例であり、一対に電極間の導通
の有無に基づいて、異物の挟み込み、例えば指先等の挟
み込みを検出し、溶接処理の中止を行う構成で有れば他
の構成の抵抗溶接機でも本実施形態と同様な効果を得る
ことができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明の抵抗溶接機によれば、移動側の
電極が溶接開始予定位置に達した時点で、ワークを介し
て一対の電極が導通状態に有るか否かの判断、つまり、
ワークと電極とが直接接触しているか否かの検出を行っ
ている。その結果、電極間の導通の有無を検出するのみ
で、異物の挟み込みがなく、溶接が正常に行えるか否か
を検出することが可能になる。従って、シンプルな構成
で、挟持動作の異常検出を行い、異常時には加圧駆動源
の加圧方向への駆動力供給を直ちに停止し、異物挟み込
みの防止を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る抵抗溶接機の概略構
成を説明する説明図である。

【図２】 本発明の実施形態に係る抵抗溶接機の電極沈
み込み機構を含む電極移動機構の概略構成を説明する説
明図である。

【図３】 本発明の実施形態に係る抵抗溶接機の挟み込
み検知無効領域と挟み込み検知領域とを説明する説明図
である。

【図４】 本発明の実施形態に係る抵抗溶接機の異物挟
み込みなしの場合の溶接作業手順を説明する説明図であ
る。

【図５】 本発明の実施形態に係る抵抗溶接機の異物挟
み込みありの場合の溶接作業手順を説明する説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ 抵抗溶接機、１２ 上部電極、１４ 下部電極、
１６ 板材、１８ ナット、２０ ベース部、２２ 電
極移動機構、２４ サーボモータ、２４ａ エンコー
ダ、２６ 電極沈み込み機構、２８ ボールネジ、３０
制御部、３２ドライバ、３４ ＰＬＣ、３６ 外部セ
ンサ、３８ 溶接タイマ、４０ 操作パネル、４２ 溶
接電源、４４ 通電確認装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花井 幹雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 浅井 高志 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 4E065 BA06 BB03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対配置された一対の電極の少なくとも
   一方が接近方向に移動することによりワークを加圧挟持
   して当該ワークに溶接処理を施す抵抗溶接機であって、 移動可能な電極に移動及び加圧のための駆動力を提供す
   る加圧駆動源と、 前記加圧駆動源の動作中に供給される駆動力に反して前
   記電極の加圧方向の移動を一時的に抑制すると共に、抑
   制中に逆方向の移動を許容する移動抑制手段と、 移動する電極が少なくとも予め設定された溶接開始予定
   位置に到達したときに相対する一対の電極間の導通状態
   を検出する導通検出手段と、 前記導通検出手段が溶接開始予定位置で電極間の導通を
   確認できなかった時に前記加圧駆動源の加圧方向の駆動
   力供給を停止する停止手段と、 を含むことを特徴とする抵抗溶接機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記移動抑制手段は、 移動してきた電極を前記溶接開始予定位置から所定量だ
   け移動抑制することを特徴とする抵抗溶接機。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の装置にお
   いて、 さらに、 前記電極の移動位置を検出する位置検出手段と、 前記導通検出手段と前記位置検出手段との検出結果とに
   基づき、前記加圧駆動源の溶接開始予定位置の認識が正
   確か否かを判定する判定手段と、 を含むことを特徴とする抵抗溶接機。
4. 【請求項４】 相対配置された一対の電極の少なくとも
   一方が接近方向に移動することによりワークを加圧挟持
   して当該ワークに溶接処理を施す抵抗溶接機の加圧制御
   方法であって、 移動可能な電極が予め設定された溶接開始予定位置に到
   達したか否かを検出し、 前記電極が少なくとも溶接開始予定位置に到達したとき
   に溶接開始タイミングまで当該電極の加圧方向への移動
   を一時抑制すると共に、抑制中に逆方向の移動を許容
   し、 前記電極の移動が抑制されている間に相対する一対の電
   極間の導通状態を検出し、 前記導通状態の検出で電極間の導通が確認できない場
   合、前記電極を加圧方向に移動させる加圧駆動源の駆動
   力供給を停止する、 ことを特徴とする抵抗溶接機の加圧制御方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の方法において、 さらに、 前記電極の移動位置を検出し、 前記導通検出と前記電極位置検出との結果に基づき、前
   記電極を加圧移動させる加圧駆動源の溶接開始予定位置
   の認識が正確か否かを判定する、 ことを特徴とする抵抗溶接機の加圧制御方法。