JP2006021226A - ナットやボルトセット不良の検出機能付き下部電極ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 定置式のスポット溶接機で平板等にナットを溶接する際に、ナットの供給が正常に行われているか否かを確実に検出することができるナットやボルトセット不良の検出機能付き下部電極ユニットを提供すること。
【解決手段】 筒状の下部電極本体１の上端部にガイドピン２を設け下端部にシリンダ３を設けるとともに、ガイドピン２とシリンダ３の間にガイドロッド４を介在させ、このシリンダ３の下方部には溶接時におけるシリンダロッド３ａの下降量を測定するデジタル式の測長ユニット５を設けて、ナットやボルトを正常にセットした場合を０点ボタンで基準点として入力し、溶接時における測長ユニット５の測定値が前記基準点から予め設定した範囲内にあるか否かを判別することによりナットやボルトが正常にセットされたか否かを検出するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、定置式のスポット溶接機でワークである平板等にナットを溶接する際に、ナット・ボルトやワークの供給が正常に行われているか否かを簡単かつ確実に検出することができるナットやボルトセット不良の検出機能付きのスポット溶接用下部電極ユニットに関するものである。

従来から、平板にナットが溶接された自動車用パネル等を製作するのに、特許文献１に示されるように、定置式のスポット溶接機が広く用いられている。このスポット溶接機では、平板とナットを上下電極間にセットして加圧・通電することにより、被溶接物の抵抗熱を利用して溶接処理が行われている。この場合、ワークである平板とナットはロボット等により自動供給されるのが普通であり、自動的かつ連続的に溶接処理が行われることとなる。

しかしながら、ワークとナットとが必ず規定サイズのものであり、かつ定位置に供給されるのであれば問題ないが、実際にはナット等の形状が違っていたり、供給位置がズレていたりする場合があり、ロボット溶接ではこのような場合でも無条件に溶接処理を実行してしまうという問題点があった。この結果、ワーク二枚重ね、ナットサイズ違い（図３参照）、ナット裏向き、ナット無し（図４参照）、ワークズレ、ナットズレ（図５参照）、ナット突起潰れ、ナット横向き、横ズレ（図６参照）等の不良品を発生させるという問題点があった。なお図面において、１は下部電極本体、１１は上部電極、２はガイドピン、２０はワークである平板、２０ａは開口孔、２１はナットである。
特開平９−２９５１６２号公報

本発明は上記のような従来の問題点を解決して、定置式のスポット溶接機で平板等にナットを溶接する際に、ナットやボルトの供給が正常に行われているか否かを簡単かつ確実に検出することができるナットやボルトセット不良の検出機能付き下部電極ユニットを提供することを目的として完成されたものである。

上記課題を解決するためになされた本発明のナットやボルトセット不良の検出機能付き下部電極ユニットは、筒状の下部電極本体の上端部にガイドピンを設け下端部にシリンダを設けるとともに、ガイドピンとシリンダの間にガイドロッドを介在させ、このシリンダの下方部には溶接時におけるシリンダロッドの下降量を測定するデジタル式の測長ユニットを設けて、ナットやボルトを正常にセットした場合を０点ボタンで基準点として入力し、溶接時における測長ユニットの測定値が前記基準点から予め設定した範囲内にあるか否かを判別することによりナットやボルトが正常にセットされたか否かを検出するようにしたことを特徴とするものである。

本発明では、シリンダの下方部に溶接時におけるシリンダロッドの下降量を測定するデジタル式の測長ユニットを設けたものとすることでシリンダロッドの下降量をデジタル表示で正確に測定できるものとし、この測長ユニットの測定値が予め設定した基準値の範囲内にあるか否かを判別することによって、溶接が正常に行われているか否かを正確に検出できるようにした。しかも、基準点の設定および基準点のリセット設定は０点ボタンを押すだけの簡単な操作で極めて正確に行うことができる。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい形態を示す。
図１は、平板にナットをスポット溶接して自動車用パネルを製作するための下部電極ユニットを示すものであり、図において、１は筒状の下部電極本体、２は下部電極本体１の上端部に設けられたガイドピン、３は下部電極本体１の下端部に設けられたシリンダであり、これらガイドピン２とシリンダロッド３ａの間にはガイドロッド４が介在された構造となっている。

そして本発明では、シリンダ３の下方部に溶接時におけるシリンダロッド３ａの下降量を測定するデジタル式の測長ユニット５が設けられており、該測長ユニット５の測定値が予め設定した基準値の範囲内にあるか否かを判別することにより溶接が正常に行われているか否かを検出するよう構成されている。なお、デジタル式の測長ユニット５は、エンコーダー等を用いて長さを測定するものである。

更に詳述すると、図２に示されるように、ガイドピン２は常に平板２０の開口孔２０ａを貫通して所定位置まで上昇した状態が保持されており、平板２０とナット２１とが正常に供給された場合は、その後、上部電極１１がわずかに下降・加圧し通電状態となって平板２０とナット２１とが溶接処理される。
一方、平板２０とナット２１を供給した際に、ワーク二枚重ね、ナットサイズ違い（図３参照）、ナット裏向き、ナット無し（図４参照）、ワークズレ、ナットズレ（図５参照）、ナット突起潰れ、ナット横向き、横ズレ（図６参照）等の異常が発生した場合には、ガイドピン２は所定位置へ上昇することはできなくなる。
従って、上部電極１１の下降・加圧時におけるガイドピン２が基準値から一定の下降量となる場合は正常な溶接が行われたものと判定することができる。

従来から、ナット・ボルトやワークの供給が正常に行われているか否かを検出する手段として、リミットスイッチ等を利用することが考えられていたが、この場合は基準点および一定の下降量の設定が０．５ｍｍ程度の範囲と極めて小さく、熟練者の勘に頼らざるを得ず不安定なものであった。また、下部電極本体１の上端部が摩耗して基準点の変更が必要となった場合も、同様にリセット作業が極めて困難であるという問題を有するものであった。

そこで本発明者は、デジタル式の測長ユニット５を利用することで、基準点の設定および基準点のリセット設定を０点ボタンを押すだけの簡単な操作で極めて正確に行うことができるようにし、この結果、ナットやボルトが正常にセットされたか否かを正確に検出して、溶接の良否を正確に検出するようにしたのである。
より具体的には、本発明ではシリンダロッド３ａの溶接時における下降量をデジタル式の測長ユニット５で測定することでナット・ボルトやワークが正常にセットされたか否かを検出することとした。

即ち、図２に示されるように、ワーク２０とナット２１が正常に供給セットされた場合、この状態を基準点とするのに０点ボタンを１回押すだけでセットが完了し、次に、上部電極１１の下降・加圧時（即ち、溶接時）におけるシリンダロッド３ａの適正な下降量から一定の範囲（例えば、±０．１ｍｍという細かな設定）を許容値として入力して、これを閾値としてこの範囲から外れた場合を溶接不良として判断するのである。この場合、デジタル式の測長ユニット５を用いるため、従来のように熟練者の勘に頼らず０．０１ｍｍオーダーまで正確に設定が可能で、精度の高い判別ができることとなる。
更には、長時間にわたって溶接処理を行っていると、下部電極本体１の上端部が徐々に摩耗してきて位置が下がってくるので、このまま継続すると基準点が狂うこととなり再設定の必要が生じる。従来のようなリミットスイッチの場合は、この再設定も熟練者に頼ることとなり長時間要したが、本発明ではワーク２０とナット２１を正常に供給セットした状態で０点ボタンを１回押せば即座に基準点が再設定されるので、誰でも簡単かつ正確に設定作業を行えることとなる。

以上の説明からも明らかなように、本発明は筒状の下部電極本体１の上端部にガイドピン２を設け下端部にシリンダ３を設けるとともに、ガイドピン２とシリンダ３の間にガイドロッド４を介在させ、このシリンダ３の下方部には溶接時におけるシリンダロッド３ａの下降量を測定するデジタル式の測長ユニット５を設けて、ナットやボルトを正常にセットした場合を０点ボタンで基準点として入力し、溶接時における測長ユニット５の測定値が前記基準点から予め設定した範囲内にあるか否かを判別することによりナットやボルトが正常にセットされたか否かを検出するようにした構造であり、溶接が正常に行われているか否かを正確に検出できることとなる。更に、基準点の設定も熟練者の勘に頼らなくても誰もが簡単かつ高精度に行うことができ、また基準点の変更が必要となった場合も、同様に設定作業を極めて簡単に行うことができるという利点もある。

本発明の実施の形態を示す正面断面図である。 平板とナットの正常な位置関係を示す説明図である。 平板とナットが正常でない場合の位置関係を示す説明図である。 平板とナットが正常でない場合の位置関係を示す説明図である。 平板とナットが正常でない場合の位置関係を示す説明図である。 平板とナットが正常でない場合の位置関係を示す説明図である。

符号の説明

１ 下部電極本体
２ ガイドピン
３ シリンダ
３ａ シリンダロッド
４ ガイドロッド
５ 測長ユニット
１１ 上部電極
２０ 平板
２０ａ 開口孔
２１ ナット

Claims (2)

1. 筒状の下部電極本体の上端部にガイドピンを設け下端部にシリンダを設けるとともに、ガイドピンとシリンダの間にガイドロッドを介在させ、このシリンダの下方部には溶接時におけるシリンダロッドの下降量を測定するデジタル式の測長ユニットを設けて、ナットやボルトを正常にセットした場合を０点ボタンで基準点として入力し、溶接時における測長ユニットの測定値が前記基準点から予め設定した範囲内にあるか否かを判別することによりナットやボルトが正常にセットされたか否かを検出するようにしたことを特徴とするナットやボルトセット不良の検出機能付き下部電極ユニット。
2. デジタル式の測長ユニットが、エンコーダー等を用いて測定するものである請求項１に記載のナットやボルトセット不良の検出機能付き下部電極ユニット。
   

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