JP2004034105A

JP2004034105A - 抵抗溶接機

Info

Publication number: JP2004034105A
Application number: JP2002195916A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Hattori; 服部　達也; Yasushi Suzuki; 鈴木　康司; Mitsuhiro Hattori; 服部　充博
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】溶接時に一対の電極間距離を正確に検出できるようにする。
【解決手段】一対の電極１１６ｅをワークＢの被溶接部Ｂ１に圧接させた状態で溶接用電流を流すことにより抵抗溶接を行う抵抗溶接機において、ワークＢの溶接時に上記電極１１６ｅの位置を検出する非接触型の電極位置検出手段（ＳＷ３）と、基準となる厚さを有するゲージに上記電極１１６ｅを圧接させた状態で上記電極位置検出手段（ＳＷ３）により検出された電極位置の検出値と上記ゲージの厚さとに基づいて予め求められた変換係数を記憶する変換係数記憶手段と、ワークの溶接時に上記電極位置検出手段から出力された電極位置の検出値と上記変換係数記憶手段から読み出された変換係数とに基づいて上記両電極間の距離を求める電極間距離演算手段とを設けた。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極をワークの被溶接部に圧接させた状態で溶接用電流を流すことにより抵抗溶接を行う抵抗溶接機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一対の電極をワークの被溶接部に圧接させた状態で抵抗溶接を行う際に、ワーク間に異物が混入していることに起因した溶接異常や、ワークの溶け込み異常または電極の消耗に起因した電極異常等を検出することを目的として、ワークの溶接を行う際に、駆動機構により駆動される電極の変位を電極位置検出手段において検出するとともに、この検出値に基づいて両電極間の距離を求め、この電極間距離に応じて上記異常が発生したか否かを判別することが行われている。
【０００３】
例えば、特願２００１−２００４６０号に示されるように、溶接時に被溶接部が溶融するのに対応して変化する両電極間の距離を、渦電流式センサからなる電極位置検出手段により検出するとともに、この検出値に基づいて上記被溶接部の溶け込み量を求め、かつ電極をワークの被溶接部から離間させた待機位置から溶接位置に変位させる際に電極の変位量を上記電極位置検出手段により検出し、この検出値に基づいて、溶接が繰り返し行われることにより変化した電極の長さ、つまり電極の消耗量を計測することが行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記渦電流式センサからなる電極位置検出手段は、０．００２ｍｍの分解能を有しているため、上記電極位置検出手段により検出された電極位置に対応した両電極間の距離をある程度正確に求め、この電極間距離に基づいて上記被溶接部に溶け込み量および電極の消耗量等を容易に計測することが可能である。すなわち、上記電極位置検出手段の検出値（検出電圧）と、溶接時に変化する電極間距離とは、略正比例の関係にあるため、その比例定数に対応した係数を上記検出値に掛け合わせる等により、上記電極間距離を容易に求めることができる。
【０００５】
しかし、渦電流式センサからなる電極位置検出手段の検出値は、各センサの特性に応じた個体差を有し、この個体差に起因した検出誤差が発生することが避けられない。すなわち、上記電極位置検出手段の検出値と、実際の電極間距離との関係を示す理論値は、図８の破線で示すように比例関係にあるのに対し、上記関係の実測値は、図８の実線で示すように、上記理論値からずれた状態にある。しかも、上記理論値に対する実測値のずれ量が電極間距離に対応して種々の値に変化するため、上記理論値に対応した比例定数を使用して電極間距離を演算により求めた場合には、上記のずれに起因した誤差が生じることが避けられないという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、溶接時に一対の電極間距離を正確に検出することができる抵抗溶接機を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被溶接物に圧接される一対の電極と、各電極を保持する電極ホルダと、上記両電極の少なくとも一方をワークから離間した待機位置からワークの被溶接部に圧接された溶接位置に変位させるように電極ホルダを駆動する駆動機構とを有し、両電極をワークの被溶接部に圧接させた状態で溶接用電流を流すことにより抵抗溶接を行う抵抗溶接機において、ワークの溶接時に上記電極の位置を検出する非接触型の電極位置検出手段と、基準となる厚さを有するゲージに上記電極を圧接させた状態で上記電極位置検出手段により検出された電極位置の検出値と上記ゲージの厚さとに基づいて予め求められた変換係数を記憶する変換係数記憶手段と、ワークの溶接時に上記電極位置検出手段から出力された電極位置の検出値と上記変換係数記憶手段から読み出された変換係数とに基づいて上記両電極間の距離を求める電極間距離演算手段とを備えたものである。
【０００８】
上記構成によれば、予め求められた上記変換係数と、ワークの溶接時に上記電極位置検出手段により検出された電極位置とに基づいて両電極間の距離を正確に求め、この電間距離に応じて溶接異常の有無や電極の摩耗量等を正確に検出することが可能となる。
【０００９】
本発明の別の態様は、複数の異なる厚さのゲージに電極を順次圧接させた状態で上記電極変位検出手段によりそれぞれ検出された複数の電極位置の検出値と、上記ゲージの各厚さとに基づいて予め作成された変換係数のグラフデータを変換係数記憶手段に記憶させ、かつこの変換係数記憶手段に記憶された変換係数のグラフデータから、ワークの溶接時に上記電極位置検出手段により検出された電極位置の検出値に対応した両電極間の距離を読出手段により読み出すようにしたものである。
【００１０】
上記構成によれば、ワークの溶接時に上記電極位置検出手段により検出された電極位置に対応した両電極間の距離を、上記グラフデータから読み出すことにより、被溶接部の上記電極間の距離が容易に求められるとともに、上記電極間距離の大小に拘わらず、その電極間距離が正確に求められることになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、本発明の実施形態に係る抵抗溶接機１０の全体構成を示している。この抵抗溶接機１０は、機体フレームを構成するベース１１及びゲート状の構造体１２とを有し、この構造体１２には、溶接ヘッド組立体１００が取り付けられている。
【００１２】
上記ベース１１には、一対のＬＭガイド１４が抵抗溶接機１０のＹ方向に設けられ、このＬＭガイド１４上にスライドテーブル１５がＹ方向（前後方向）に往復移動可能に支持されている。このスライドテーブル１５と上記ベース１１とは、スライドテーブル１５をＹ方向に往復移動させるためのボールねじ機構１６によって連結されている。そして、上記ボールねじ機構１６がベース１１の後端部に配置されたモータ１７で駆動されることにより、スライドテーブル１５がＹ方向に移動するように構成されている。
【００１３】
上記スライドテーブル１５上には、Ｘ方向（水平方向）に延びる一対のＬＭガイド１８が設けられている。このＬＭガイド１８には、送りテーブル１９がＸ方向に往復移動可能に支持されている。この送りテーブル１９と上記スライドテーブル１５とは、送りテーブル１９をＸ方向に往復移動するためのボールねじ機構２０によって連結されている。そして、上記ボールねじ機構２０がスライドテーブル１５の一端部に配置されたモータ２１で駆動されることにより、送りテーブル１９がＸ方向に移動するようになっている。上記モータ２１は、送りテーブル１９上に設けられたワークホルダ２３を間欠駆動する間欠駆動機構を構成し、被溶接部Ｂ１のＸ方向における所定ピッチ毎に送りテーブル１９を駆動するようになっている。
【００１４】
上記送りテーブル１９の上には、Ｙ方向に延びるロッドレスシリンダ２２が設けられており、このロッドレスシリンダ２２上には、溶接対象となるワークを保持するワークホルダ２３がＹ方向に往復移動可能に装着されている。
【００１５】
ワークホルダ２３は、板状の載置台２３ａの四隅にトグル式のクランプ２３ｂを配設したものであり、このトグルクランプ２３ｂを操作して、溶接対象となるワークをクランプすることにより、ワークを固定した状態で溶接ヘッド組立体１００に供することができるようになっている。そして、上記ワークホルダ２３は、ロッドレスシリンダ２２により、仮想線で示すワーク着脱位置と実線で示すワーク供給位置との間でＹ方向に往復移動可能に構成されている。
【００１６】
また、図１に示すように、上記送りテーブル１９上には、ロッドレスシリンダ２２の後端側でＸ方向に延びるロッドレスシリンダ２４が設けられており、このロッドレスシリンダ２４の上部には、溶接ヘッド組立体１００の電極をドレッシングするためのドレッシングユニット２６が設けられている。このドレッシングユニット２６は、電極に摺接するドレッシングプレート２６ａと、このドレッシングプレート２６ａを昇降駆動するエアシリンダ２６ｂとを有している。
【００１７】
機体フレームの構造体１２は、その上部にステー２７を有し、このステー２７の前面には、昇降駆動されるロット２８ａを有するエアシリンダ２８が固定されている。このロッド２８ａの下端には、ホルダ２９を介して溶接ヘッド組立体１００が昇降可能に支持されている。なお、図２に示すように、上記構造体１２の上部には、溶接ヘッド組立体１００に溶接用電流を供給するためのトランス３０およびコントローラ３１が配置されている。
【００１８】
抵抗溶接機１０の溶接ヘッド組立体１００は、図３〜図５に示すように、Ｘ方向に配設された３連の抵抗溶接ヘッド１１０が一体的に組み付けられたものである。各抵抗溶接ヘッド１１０は、Ｙ方向に対向する一対の端板１１２と、各端板１１２の上部を連結する天板１１４とが一体に連結されてなる略箱型のボディ１１１を有している。各抵抗溶接ヘッド１１０の天板１１４は、上記ホルダ２９の底面に一体に連結された状態で、昇降駆動されるようになっている。
【００１９】
上記ボディ１１１の各端板１１２、１１２間には、Ｙ方向に延びる一対のガイドバー１１５が固定されている。各ガイドバー１１５は、上下に対向して配置されることにより、一対の保持ユニット１１６をＹ方向に遊動させるためのフローティングガイドを構成している。
【００２０】
上記一対の保持ユニット１１６は、各ガイドバー１１５にガイドされたスライド部１１６ａと、スライド部１１６ａの下部に設けられた絶縁板１１６ｂと、この絶縁板１１６ｂを介してスライド部１１６ａに対して電気的に絶縁されたブロック１１６ｃと、このブロック１１６ｃの下端に固定された電極ホルダ１１６ｄと、この電極ホルダ１１６ｄに保持された電極１１６ｅとを有し、これらがユニット化されたものである。
【００２１】
各保持ユニット１１６のスライド部１１６ａは、上記ガイドバー１１５に沿ってスライド変位するスライドベアリング１１６ｊが設けられた略矩形の金属部材であり、このスライドベアリング１１６ｊにより、スライド部１１６ａ（保持ユニット１１６）が極めて小さな摺動抵抗で、Ｙ方向にスムーズに往復移動するようになっている。上記ブロック１１６ｃ及び電極ホルダ１１６ｄは、何れもクロム銅等、導電率の高い金属材料で形成されているものであり、Ｙ方向において前後左右に対称形に形成されている。
【００２２】
上記電極１１６ｅは、タングステンまたはタングステン合金を組み合わせて構成されており、電極ホルダ１１６ｄから供給される溶接電流を、ワークＢの被溶接部Ｂ１に流すように構成されている。
【００２３】
各抵抗溶接ヘッド１１０のブロック１１６ｃには、各抵抗溶接ヘッド１１０の電極１１６ｅに溶接電流を通電するための電極取付タブ１１６ｆが固定されている。この電極取付タブ１１６ｆは、図５に示すように、底面から見て互いに他の抵抗溶接ヘッド１１０に設けられた電極取付タブ１１６ｆとの干渉を避けた状態で設置されている。
【００２４】
各抵抗溶接ヘッド１１０には、図３に示すように、各保持ユニット１１６をＹ方向に駆動して、各電極１１６ｅを、ワークＢの被溶接部Ｂ１に圧接させた溶接位置と、ワークＢの被溶接部Ｂ１から離間させた待機位置との間で、相対的に変位させるためのエアシリンダ１１７がそれぞれ設けられている。各エアシリンダ１１７は、一対の保持ユニット１１６の一方（図示の例では後方側）のスライド部１１６ａに連結されたシリンダブラケット１１６ｇにより保持されたシリンダ本体と、Ｙ方向に沿って進退可能なロッド１１７ａとを有している。このロッド１１７ａには、対応する両保持ユニット１１６のスライド部１１６ａを貫通する駆動シャフト１１８の後端部がカップリング１１７ｂを介して連結されている。
【００２５】
駆動シャフト１１８は、Ｙ方向に両端板１１２を貫通した金属製部材である。各保持ユニット１１６のスライド部１１６ａには、駆動シャフト１１８に外嵌されたスライドベアリング１１６ｈが設けられている。各保持ユニット１１６は、上記スライドベアリング１１６ｈおよびガイドバー１１５により、駆動シャフト１１８のＹ方向にスライド可能な状態で支持されている。そして、後方側の保持ユニット１１６に取り付けられた上記エアシリンダ１１７により、駆動シャフト１１８を駆動して前方側の保持ユニット１１６を、上記後方側の保持ユニット１１６に接近させるとともに、その反力に応じてこの後方側の保持ユニット１１６を、上記前方側の保持ユニット１１６に接近させるように相対移動させるようにように構成されている。
【００２６】
上記エアシリンダ１１７には、図略の加圧空気供給装置から加圧空気を供給する２系統の加圧空気供給ラインＬ１，Ｌ２が設けられている。各加圧空気供給ラインＬ１，Ｌ２には、電磁弁Ｖ１，Ｖ２が設けられており、それぞれ選択的に加圧空気が供給されるようになっている。これらの電磁弁Ｖ１，Ｖ２のうち、一方（図示の例では加圧空気供給ラインＬ１）は、溶接工程の際に用いられる高圧用調整弁であり、他方（図示の例では加圧空気供給ラインＬ２）は、ドレッシング工程の際に用いられる低圧用調整弁である。各電磁弁Ｖ１，Ｖ２の制御方法としては、後述する各工程に応じて各電磁弁Ｖ１，Ｖ２を択一的に開放するように制御してもよく、あるいは溶接時に両電磁弁Ｖ１，Ｖ２を開き、ドレッシング時には低圧用の電磁弁Ｖ２のみを開くように制御してもよい。
【００２７】
上記電極１１６ｅを溶接位置に変位させるために、駆動シャフト１１８の先端部には、前方の保持ユニット１１６を後方に移動させるための駆動フランジ１１８ａが固定されている。図示の例において、駆動フランジ１１８ａは、ビス１１８ｂにより取付位置が調節可能な状態で駆動シャフト１１８に固定されている。上記駆動フランジ１１８ａと、保持ユニット１１６のスライド部１１６ａとの間には、駆動シャフト１１８の外周上をＹ方向に摺動する受圧スリーブ１１９が配置されている。
【００２８】
上記受圧スリーブ１１９の前端部には、駆動フランジ１１８ａに対向する受圧フランジ１１９ａが一体に形成されている。この受圧フランジ１１９ａと、駆動フランジ１１８ｂとの間には、圧縮コイルばね１２０が縮設されている。そして、上記駆動シャフト１１８が後退すると、上記圧縮コイルばね１２０を介して受圧フランジ１１９ａが後方に付勢されることにより、前方の保持ユニット１１６が後退するとともに、その反力が後方の保持ユニット１１６に伝達されることにより、この後方の保持ユニット１１６が前方に移動するようになっている。
【００２９】
また、上記一対の保持ユニット１１６，１１６間に位置する駆動シャフト１１８の中央部には、上記電極１１６ｅを互いに待機位置に変位させるための押圧フランジ１２１が固定されている。また、前方の保持ユニット１１６の背面には、上記押圧フランジ１２１に臨む受圧突起１２２が突設されている。そして、上記駆動シャフト１１８が前方に変位すると、この押圧フランジ１２１が前方に変位して受圧突起１２２を前方に押圧することにより、前方の保持ユニット１１６を前方に変位させるとともに、この駆動時の反力を後方の保持ユニット１１６に伝達して、後方の保持ユニット１１６を後方に移動させるようになっている。
【００３０】
すなわち、上記スライド部１１６ａ、ガイドバー１１５、駆動シャフト１１８、エアシリンダ１１７および圧縮コイルばね１２０，１２３，１２４等により、上記両電極１１６をワークＢから離間した待機位置からワークＢの被溶接部Ｂ１に圧接された溶接位置に変位させるように、上記電極ホルダ１１６ｂを駆動する駆動機構が構成されている。
【００３１】
さらに、図示の実施形態において、各保持ユニット１１６，１１６を待機位置に変位させる際の位置を規制するために、上記各端板１１２，１１２には、両保持ユニット１１６に向けて突出するストッパピン１２３，１２４が固定されている。このストッパピン１２３，１２４の外周には、コイルばね１２５，１２６が、それぞれ縮設された状態で、端板１１２と保持ユニット１１６との間に配置されている。したがって、上記実施形態によれば、各電極１１６ｅ，１１６ｅが待機位置に変位する際に、上記ストッパピン１２３，１２４によって位置規制されるとともに、溶接位置にあるときは、両ストッパピン１２３，１２４間で両保持ユニット１１６および両電極１１６ｅがＹ方向に弾性的に遊動可能な状態で支持されることになる。
【００３２】
次に、電極１１６ｅの開閉制御を行うための検出機構を、図３に基づいて説明する。上記駆動シャフト１１８前後には、一対のドグ１２７，１２８が設けられている。上記駆動シャフト１１８の前端部に設けたドグ１２７は、前方側の保持ユニット１１６の変位量を検出するためのものであり、当該保持ユニット１１６のスライド部１１６ａの下端に設けられた検出器ＳＷ１に検知され、これによって前方側の保持ユニット１１６に保持された電極１１６ｅが溶接位置にあるか否かが判別されるようになっている。なお、図示の実施形態において、上述した検出器ＳＷ１は、ロッド１４０の先端部に固定されたステー１４４に保持されている。
【００３３】
また、上記駆動シャフト１１８の後端部に設けたドグ１２８は、一部がストッパピン１２４の後部に延設されたガイド部１２４ａにより支持されている。上記ドグ１２８は、エアシリンダ１１７の上部に設けられた検出器ＳＷ２に対向している。そして、この検出器ＳＷ２によりドグ１２８が検出されることにより、後方の保持ユニット１１６に保持された電極１１６ｅが溶接位置にあるか否かが判別されるようになっている。
【００３４】
また、上記前方側の保持ユニット１１６に設けられたスライド部１１６ａの下端には、Ｙ方向に延びるロッド１４０が固定されている。このロッド１４０の後端部は、後方側の保持ユニット１１６に設けられたスライド部１１６ａの下端部に位置するスリーブ１４１を摺動自在に貫通している。さらに、上記ロッド１４０の後端部には、ドグ１４２が固定されている。このドグ１４２は、上記シリンダブラケット１１６ｇに取り付けられた非接触型の検出器ＳＷ３からなる電極位置検出手段に対向している。この電極位置検出手段を構成する非接触の検出器ＳＷ３は、例えば０．００２ｍｍの分解能を有する渦電流式センサからなるっている。そして、上記非接触型の検出器ＳＷ３の検出信号に基づき、後述するように上記ワークＢの被溶接部Ｂ１を溶接する際における上記両電極１１６ａ，１１６ｅの相対位置が検出されるように構成されている。
【００３５】
上記抵抗溶接機１０には、図６に示すように、制御装置１５０が設けられている。この制御装置１５０は、作業者により操作される操作スイッチ１５１から出力される操作信号および上記各検出器ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３から出力される検出信号に基づき、上記各モータ１７，２１、各シリンダ２２，２４，２６ｂ，２８、電磁弁Ｖ１，Ｖ２およびトランス３０のコントローラ３１に制御信号を出力する制御手段１５２と、後述する制御動作を実行するためのプログラム及びデータ等が記憶されている記憶手段１５３とを有している。
【００３６】
また、制御手段１５２には、ワークＢの溶接時に、上記非接触型検出器ＳＷ３からなる電極位置検出手段により検出された電極位置の検出値に基づいて電極間距離を求める電極間距離演算手段１５４が設けられている。また、上記記憶手段１５３には、上記電極変位検出手段により検出された両電極１１６ｅの間隔に対応した電極位置の検出値と、電極間距離の実測値に基づいた変換係数のグラフデータを記憶する変換係数記憶手段１５５が設けられている。
【００３７】
上記変換係数のグラフデータは、本発明に係る抵抗溶接機１０を使用する前に、基準となる厚さを有するとともに、この厚さがそれぞれ異なる値に設定された複数のゲージを用い、このゲージに両電極１１６ｅ，１１６ｅを圧接させた状態で、上記電極変位検出手段により両電極１１６ｅ，１１６ｅ間の距離に対応した電極位置、つまり上記検出器ＳＷ３とドグ１４２との間の距離を順次検出し、これらの検出値と、各ゲージの厚さとに基づいて予め作成されたものである。
【００３８】
例えば、最大８ｍｍから最小３ｍｍまで、０．１ｍｍ間隔で厚さが異なる値に設定された複数枚のゲージを用い、図７に示すように、ゲージＢｏの左右両側面に両電極１１６ｅ，１１６ｅを圧接させるように、上記各保持ユニット１１６に設けられた電極ホルダ１１６ｄを駆動機構により移動させた状態で、上記上記電極変位検出手段（検出器ＳＷ３）により、電極間距離（ゲージＢｏの板厚ｔ）と同期して変化するドグ１４２と検出器ＳＷ３との間の距離ｕを検出し、この検出値（検出電圧Ｖ）と、上記ゲージＢｏの厚さｔとの対応関係を示す変換係数ｋを演算する。上記距離ｕと、検出電圧Ｖと変換係数ｋとは、下記の式に示す関係にある。
【００３９】
ｕ＝ｋ・Ｖ
次いで、上記ゲージＢｏを厚さの異なるものと交換して上記作業を繰り返すことにより、検出器ＳＷ３の検出値、つまり電極間距離ｔに対応した上記距離ｕの検出値（検出電圧Ｖ）と、各基準ワークＢｏの厚さｔに対応した実際の電極間距離ｔとの対応関係を求める。そして、図８に示すように、上記各電極位置の検出値（検出電圧Ｖ）を横軸とするとともに、各基準ワークＢｏの厚み（電極間距離ｔ）を縦軸とした座標に、上記対応関係の実測値をそれぞれプロットすることにより、上記変換係数のグラフデータを作成し、このグラフデータを上記変換係数記憶手段１５５に記憶させる。
【００４０】
上記変換係数のグラフデータは、図８の破線で示す変換係数の理論値に対し、検出器ＳＷ３の特性に対応した所定のずれをもった値として図８の実線で示すように形成される。したがって、実際にワークＢの溶接を行う際に、上記変換係数記憶手段１５５に記憶されたグラフデータから、上記非接触型の検出器ＳＷ３からなる電極位置検出手段の検出電圧Ｖに対応した値を、上記電極間距離演算手段１５４を構成する読出手段において読み出すことにより、被溶接部Ｂ１の厚さに対応した実際の電極間距離ｔが求められるようになっている。
【００４１】
以上の構成において、操作スイッチ１５１が操作されると、まずロッドレスシリンダ２２を駆動して、ワークホルダ２３を図１の実線で示す供給位置に移動させる制御が実行される。次いで、溶接ヘッド組立体１００を昇降するためのエアシリンダ２８のロッド２８ａを突出させ、図３に示すように、各抵抗溶接ヘッド１１０をワークＢ１の挟持位置まで降下させる。
【００４２】
この状態から、各抵抗溶接ヘッド１１０に設けられたエアシリンダ１１７のロッド１１７ａを伸長させ、駆動シャフト１１８を後方に変位させる。これにより、駆動シャフト１１８に設けられた駆動フランジ１１８ａがコイルばね１２０及び受圧スリーブ１１９を介して前方の保持ユニット１１６を後方側に付勢し、この前方の保持ユニット１１６が後方側に移動する。さらに、この駆動動作の際に駆動シャフト１１８に作用する反力がエアシリンダ１１７から後方の保持ユニット１１６に伝達されることにより、この後方の保持ユニット１１６も前方側に移動して、両ユニット１１６，１１６が互いに接近することになる。
【００４３】
そして、図９に示すように、ワークＢの被溶接部Ｂ１に上記両電極１１６ｅ，１１６ｅがそれぞれ当接した溶接位置に変位すると、各検出器ＳＷ１，ＳＷ２により電極１１６ｅ，１１６ｅが溶接位置に到達したことが検出される。この時点で、上記検出器ＳＷ３の検出信号に応じて電極間距離ｔを上記電極間距離演算手段１１５により求める。
【００４４】
この溶接開始前に電極間距離演算手段１５４により求められた電極間距離ｔと、予め記憶手段１５３に記憶された上記待機位置（初期位置）における電極間距離ｔｏとの差に基づき、上記待機位置から溶接位置までの電極１１６ｅ，１１６ｅの移動距離（ｔｏ−ｔ）を求める。この移動距離（ｔｏ−ｔ）は、電極１１６ｅ，１１６ｅの摩耗量に応じて変化するため、この摩耗量を上記待機位置から溶接位置までの移動距離（ｔｏ−ｔ）に基づいて算出し、この値に基づいて電極１１６ｅ，１１６ｅの長さの適否、つまり電極１１６ｅ，１１６ｅの摩耗量が所定値以上となって電極１１６ｅ，１１６ｅを交換する必要があるか否かを判別する。
【００４５】
上記判別の結果、電極１１６ｅ，１１６ｅの長さが適正値であることが確認された場合には、制御装置１５０の制御手段１５２からトランス３０のコントローラ３１に溶接開始用の制御信号を出力して、各抵抗溶接ヘッド１１０の電極１１６ｅ，１１６ｅの間に溶接電流を流すことにより、各抵抗溶接ヘッド１１０の電極１１６ｅ，１１６ｅをワークＢの被溶接部Ｂ１にそれぞれ圧接した状態で、被溶接部Ｂ１を加熱して溶接する。
【００４６】
抵抗溶接が進むと、被溶接部Ｂ１に設けられたプロジェクション（突起部）Ｂ２が溶融することにより、図１０に示すように、両電極１１６ｅ，１１６ｅ間の距離ｔは短くなる。この変位が検出器ＳＷ３により精緻に検出されるとともに、この検出値に基づいて上記電極間距離演算出段１５４により溶接後の電極間距離ｔが求められる。そして、この電極間距離ｔが、記憶手段１５３に予め記憶されている許容範囲内にあるか否かを判別することにより、溶接状態の適否を検出する。
【００４７】
例えば上記被溶接部Ｂ１に異物がかみ込む等の異常が発生した場合には、上記電極間距離演算手段１５４により求められた溶接後の電極間距離ｔが許容範囲よりも大きくなるため、これに基づいて上記異常の発生を検出することができる。また、溶接が行われることにより上記被溶接部Ｂ１の溶け込み異常が発生した場合には、上記電極間距離演算手段１５４により求められた溶接後の電極間距離ｔが許容範囲によりも小さくなるため、これに基づいて上記異常の発生を検出することができる。
【００４８】
以上のように一対の電極１１６ｅ，１１６ｅをワークＢの被溶接部Ｂ１に圧接させた状態で溶接用電流を流すことにより抵抗溶接を行う抵抗溶接機１０において、ワークＢの溶接時に上記電極１１６ｅ，１１６ｅの位置を検出する非接触型の検出器ＳＷ３からなる電極位置検出手段と、基準となる厚さを有するゲージＢｏに上記電極１１６ｅ，１１６ｅを圧接させた状態で、電極位置検出手段（ＳＷ３）により検出された電極位置の検出値と上記ゲージＢｏの厚さとに基づいて予め求められた変換係数を記憶する変換係数記憶手段１５５と、ワークＢの溶接時に上記電極位置検出手段から出力された電極位置の検出値と上記変換係数記憶手段１１５から読み出された変換係数とに基づいて上記両電極間の距離ｔを求める電極間距離演算手段１１４とを設けたため、上記非接触型の検出器ＳＷ３からなる電極位置検出手段の特性に対応した検出誤差を生じることなく、上記電極位置の検出値に基づいて電極間距離ｔを上記電極間距離演算手段１１４において正確に求めることができる。したがって、上記電極間距離ｔに基づき、電極１１６ｅ，１１６ｅの摩耗量が所定値以上となって電極１１６ｅ，１１６ｅを交換する必要があるか否か、または上記被溶接部Ｂ１に異物がかみ込むことに起因した溶接異常や、被溶接部Ｂ１の溶け込み異常が発生したか否かを容易かつ正確に検出することができる。
【００４９】
また、上記実施形態では、厚さの異なる複数のゲージＢｏに電極１１６ｅ，１１６ｅを順次圧接させた状態で、上記電極変位検出手段（ＳＷ３）によりそれぞれ検出された複数の電極位置の検出値と、上記各ゲージＢｏの厚さとに基づいて予め作成された変換係数のグラフデータを変換係数記憶手段１１５に記憶させ、かつこの変換係数記憶手段１１５に記憶された変換係数のグラフデータから、ワークの溶接時に上記電極位置検出手段により検出された電極位置の検出値に対応した両電極間の距離ｔを読出手段により読み出すように構成したため、複雑な演算を行うことなく、上記グラフデータから上記両電極間の距離ｔを直接的に読み出すことができる。
【００５０】
しかも、厚さの異なる複数のゲージＢｏに基づいて検出された複数の電極位置の検出値と、上記各ゲージＢｏの厚さとの対応関係を示す実測値をグラフ上にプロットすることにより、電極１１６ｅ，１１６ｅが移動する全域領で上記変換係数のグラフデータを正確に作成することができる。したがって、グラフデータに基づき、上記電極１１６ｅ，１１６ｅが移動する全領域で、上記電極間距離ｔを正確に求めることができる。
【００５１】
なお、上記グラフデータに代え、厚さの異なる複数のゲージＢｏに電極１１６ｅ，１１６ｅを順次圧接させた状態で上記電極変位検出手段（ＳＷ３）によりそれぞれ検出された複数の電極位置の検出値と、上記各ゲージＢｏの厚さとの対応関係を示す変換係数ｋを求め、その各値をマップデータとして上記変換係数記憶手段１１５に記憶させるようにしてもよい。そして、ワークＢの溶接時に上記電極位置検出手段の検出電圧Ｖに対応した変換係数ｋを上記変換係数記憶手段１１５から読み出し、この変換係数ｋを上記検出電圧Ｖに掛け合わせて、電極間距離ｔを演算により求めるように構成してもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、複数のゲージＢｏを用いて変換係数ｋを求めるようにしていたが、図１１に示すようなゲージプレートＣを用いてもよい。
【００５３】
図１１は、変換係数ｋを求めるのに使用されるゲージプレートＣを示す斜視図である。
【００５４】
図１１を参照して、ゲージプレートＣは、金属等の形状変化し難い材質で形成された板状部材である。ゲージプレートＣには、その長手方向に沿って段状に形成された１０個のゲージ部Ｃ１〜１０が設けられている。これらのゲージ部Ｃ１〜Ｃ１０は、例えば、０．１ｍｍ毎に厚さが異なるように上記ゲージプレート上に形成されている。このようなゲージプレートＣの長手方向をＸ方向へ沿うようにワークホルダ２３へ装着し（図２参照）、このワークホルダ２３をモータ２１によってＸ方向へ移動させ、各ゲージ部Ｃ１〜Ｃ１０に対して上記電極１１６ｅ，１１６ｅを順次圧接させることによって、各ゲージ部Ｃ１〜Ｃ１０に対応する変換係数ｋをそれぞれ求めることができる。
【００５５】
このようにゲージプレートＣを用いて変換係数ｋを求めるのに際し、各ゲージ部Ｃ１〜Ｃ１０の間隔毎にモータ２１を駆動するとともに、各ゲージ部Ｃ１〜Ｃ１０に対応して、電極１１６ｅ，１１６ｅを圧接させるためにエアシリンダ１１７を駆動するようにしたプログラムを上記記憶手段１５３へ記憶させておけば、作業者がゲージプレートＣをワークホルダ２３へ装着して、上記プログラムを起動させることで、各ゲージ部Ｃ１〜Ｃ１０に対応する変換係数ｋを自動的に求めることができる。
【００５６】
さらに、上記一対の保持ユニット１１６，１１６を水平に配列してなる上記実施形態に代え、両保持ユニット１１６，１１６を鉛直方向に配列し、上記電極１１６，１１６ｅを昇降駆動することにより、待機位置から溶接位置に変位させるように構成してもよい。さらに、一方に保持ユニット１１６の電極ホルダ１１６ｄに保持された電極１１６ｅを機体フレームに固定するとともに、この固定電極１１６ｅに対して他方の電極１１６ｅを接離させる方向に駆動する駆動機構を備えた抵抗溶接機において、上記駆動機構により駆動される一方の電極１１６ｅの位置を、渦電流式センサ等からなる非接触型の電極位置検出手段により検出するようにしてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、被溶接物に圧接される一対の電極と、各電極を保持する電極ホルダと、上記両電極の少なくとも一方をワークから離間した待機位置からワークの被溶接部に圧接された溶接位置に変位させるように電極ホルダを駆動する駆動機構とを有し、両電極をワークの被溶接部に圧接させた状態で溶接用電流を流すことにより抵抗溶接を行う抵抗溶接機において、ワークの溶接時に上記電極の位置を検出する非接触型の電極位置検出手段と、基準となる厚さを有するゲージに上記電極を圧接させた状態で上記電極位置検出手段により検出された電極位置の検出値と上記ゲージの厚さとに基づいて予め求められた変換係数を記憶する変換係数記憶手段と、ワークの溶接時に上記電極位置検出手段から出力された電極位置の検出値と上記変換係数記憶手段から読み出された変換係数とに基づいて上記両電極間の距離を求める電極間距離演算手段とを設けたため、上記非接触型の電極位置検出手段の特性に対応した検出誤差を生じることなく、上記電極位置の検出値に基づいて電極間距離を上記電極間距離演算手段において正確に求めることができるとともに、上記電極間距離に基づき、電極の摩耗量が所定値以上となって電極を交換する必要があるか否か、または上記被溶接部に異物がかみ込むことに起因した溶接異常や、被溶接部の溶け込み異常が発生したか否かを容易かつ正確に検出できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】抵抗溶接機の全体構成を示す側面概略図である。
【図２】抵抗溶接機の全体構成を示す正面概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る抵抗溶接機の要部構成を示す側面図である。
【図４】溶接ヘッド組立体の正面図である。
【図５】溶接ヘッド組立体の底面図である。
【図６】抵抗溶接機に設けられた制御装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図７】電極をゲージに圧接させた状態を示す説明図である。
【図８】検出電圧と電極間距離との対応関係を示すグラフである。
【図９】電極を溶接位置に移動させた状態で示す説明図である。
【図１０】ワークの溶接後の状態を示す説明図である。
【図１１】変換係数を求めるのに使用されるゲージプレートを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０　抵抗溶接機
１１６ｄ　電極ホルダ
１１６ｅ　電極
１１４　電極間距離演算手段
１１５　変換係数記憶手段
１１７　シリンダ（駆動機構）
Ｂ　ワーク
Ｂ１　被溶接部
Ｂｏ　ゲージ
Ｃ　ゲージプレート
Ｃ１〜Ｃ１０　ゲージ部
ＳＷ３　電極位置検出手段

Claims

被溶接物に圧接される一対の電極と、各電極を保持する電極ホルダと、上記両電極の少なくとも一方をワークから離間した待機位置からワークの被溶接部に圧接された溶接位置に変位させるように電極ホルダを駆動する駆動機構とを有し、両電極をワークの被溶接部に圧接させた状態で溶接用電流を流すことにより抵抗溶接を行う抵抗溶接機において、ワークの溶接時に上記電極の位置を検出する非接触型の電極位置検出手段と、基準となる厚さを有するゲージに上記電極を圧接させた状態で上記電極位置検出手段により検出された電極位置の検出値と上記ゲージの厚さとに基づいて予め求められた変換係数を記憶する変換係数記憶手段と、ワークの溶接時に上記電極位置検出手段から出力された電極位置の検出値と上記変換係数記憶手段から読み出された変換係数とに基づいて上記両電極間の距離を求める電極間距離演算手段とを備えたことを特徴とする抵抗溶接機。
請求項１記載の抵抗溶接機において、変換係数記憶手段は、複数の異なる厚さのゲージに電極を順次圧接させた状態で上記電極変位検出手段によりそれぞれ検出された複数の電極位置の検出値と、上記ゲージの各厚さとに基づいて予め作成された変換係数のグラフデータを記憶し、かつ電極間距離演算手段は、上記変換係数記憶手段に記憶された変換係数のグラフデータから、ワークの溶接時に電極位置検出手段により検出された電極位置の検出値に対応した両電極間の距離を読み出す読出手段からなることを特徴とする抵抗溶接機。