JP2007283368A - キャップチップ研摩品質の判定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スポット溶接に用いられるキャップチップの研摩品質を正確かつ簡単にチェックすることができるキャップチップ研摩品質の判定装置を提供する。
【解決手段】ベースプレート１にキャップチップ２０の先端部を受け入れる孔部３を設けるとともに、該孔部３の受け入れ側と反対側に、キャップチップの先端部を受け止める基準用受け板１０を設け、研摩したキャップチップの先端部をこの基準用受け板１０に当接させた状態でキャップチップの先端部形状を撮像するエリアセンサ４と、このエリアセンサ４で得られた映像を解析して研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定する形状判定器５を設けた。また、研摩したキャップチップの先端部の色を認識する色別センサ６を設け、この色別センサ６で認識した色から研削代の良否を判定する研削代判定器７を設けた。
【選択図】図１
【解決手段】ベースプレート１にキャップチップ２０の先端部を受け入れる孔部３を設けるとともに、該孔部３の受け入れ側と反対側に、キャップチップの先端部を受け止める基準用受け板１０を設け、研摩したキャップチップの先端部をこの基準用受け板１０に当接させた状態でキャップチップの先端部形状を撮像するエリアセンサ４と、このエリアセンサ４で得られた映像を解析して研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定する形状判定器５を設けた。また、研摩したキャップチップの先端部の色を認識する色別センサ６を設け、この色別センサ６で認識した色から研削代の良否を判定する研削代判定器７を設けた。
【選択図】図１
Description
本発明は、スポット溶接に用いられるキャップチップの研摩品質を正確かつ簡単にチェックすることができるキャップチップ研摩品質の判定装置に関するものである。
従来から、例えば自動車ボディの組立ライン等においてはロボットによるスポット溶接が多く用いられている。このスポット溶接に用いられるキャップチップは、溶接打点数が増加してくると先端部が変形したり（ヘタリと称されている）摩耗したりしてくる。キャップチップ先端部が変形等した状態で溶接を続行すると溶接条件が当初の設定から大幅にずれるため、キャップチップを適当な周期でもって形状を修正する必要があり、通常、チップドレッサと称される研摩・研削装置によって行われている。
しかしながら、確実に溶接不良の発生を避ける必要があるため、現状では余裕をみて早い周期でキャップチップの研摩処理を行っており、本来研摩する必要のないものまで研摩している場合があるという問題点があった。また通常、一定時間研摩処理したキャップチップの形状が所望の形状になっているか否かを検査することは行われておらず、十分に研摩されていないキャップチップで溶接を行ってしまい溶接不良原因になっていたという問題点があった。なお、これを避けるには安全率を見込んで必要以上に長く研摩処理を行う必要があった。
このように、キャップチップの研摩品質を正確にチェックすることは溶接処理工程の管理上、重要な要素であり、例えば近接スイッチを用いてキャップチップの先端部形状をチェックして管理する方法や、特許文献１に示されるような管理方法の改善が提案されている。しかし、近接スイッチを用いる場合は迅速かつ正確な形状チェックが難しいという問題点があった。また、特許文献１の方法ではテストピースの接合部のナゲット径を計測し、このナゲット径があらかじめ設定されたナゲット径と一致しない場合はチップドレッサによってキャップチップの研摩処理をするようにしたものであり、テストピースを引き剥がす作業やナゲット径の計測作業が必要で作業性に劣るとともに、コスト的にも高くなるという問題点があった。
そこで本発明者は、光ファイバーセンサによりキャップチップの先端部を撮像し、これによって得られた映像から画像内に占めるキャップチップの割合を算出した後、この算出値が予め設定してある閾値の範囲内にあるか否かを判定することにより研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定するようにしたキャップチップ研摩品質の判定方法を開発し、先に特許出願した（特許文献２を参照）。
しかしながら、先に出願したものは、キャップチップの先端部を設計寸法であるＲ形状をもった孔部内にセットし、これを基準とするため、キャップチップ先端部分のＲ形状が設計寸法とおりのものであれば問題ないが、現実には誤差があって両者のＲ寸法が完全一致しない場合があり、この結果、基準そのものが狂い正確な判定をできない場合があるという問題点が生じた。更には、寸法的には合格であっても研削代が大きすぎたり、小さかったりした場合には本来不良とすべきであるのに判定することができないという問題点も残されていた。
特開昭６０−２４７４８３号公報
特開２００５−２８４３０号公報
しかしながら、先に出願したものは、キャップチップの先端部を設計寸法であるＲ形状をもった孔部内にセットし、これを基準とするため、キャップチップ先端部分のＲ形状が設計寸法とおりのものであれば問題ないが、現実には誤差があって両者のＲ寸法が完全一致しない場合があり、この結果、基準そのものが狂い正確な判定をできない場合があるという問題点が生じた。更には、寸法的には合格であっても研削代が大きすぎたり、小さかったりした場合には本来不良とすべきであるのに判定することができないという問題点も残されていた。
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、スポット溶接に用いられるキャップチップの研摩品質を正確かつ簡単にチェックすることができ、特にキャップチップ先端部分のＲ形状に成形上の誤差があったとしても研摩品質を正確にチェックすることができ、更には適正な研削代の範囲に入っているか否かも正確にチェックすることができるキャップチップ研摩品質の判定装置を提供することである。
本発明は、ベースプレートにキャップチップの先端部を受け入れる孔部を設けるとともに、該孔部の受け入れ側と反対側に、キャップチップの先端部を受け止める基準用受け板を設け、研摩したキャップチップの先端部をこの基準用受け板に当接させた状態でキャップチップの先端部形状を撮像するエリアセンサと、このエリアセンサで得られた映像を解析して研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定する形状判定器を設けたことを特徴とするキャップチップ研摩品質の判定装置を第１の発明とする。
また、ベースプレートにキャップチップの先端部を受け入れる孔部を設けるとともに、該孔部の受け入れ側と反対側に、研摩したキャップチップの先端部の色を認識する色別センサを設け、この色別センサで認識した色から研削代の良否を判定する研削代判定器を設けたことを特徴とするキャップチップ研摩品質の判定装置を第２の発明とする。
更に、ベースプレートにキャップチップの先端部を受け入れる孔部を設けるとともに、該孔部の受け入れ側と反対側に、キャップチップの先端部を受け止める基準用受け板を設け、研摩したキャップチップの先端部をこの基準用受け板に当接させた状態でキャップチップの先端部形状を撮像するエリアセンサと、このエリアセンサで得られた映像を解析して研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定する形状判定器を設け、更に前記孔部の受け入れ側と反対側に、研摩したキャップチップの先端部の色を認識する色別センサを設け、この色別センサで認識した色から研削代の良否を判定する研削代判定器を設けたことを特徴とするキャップチップ研摩品質の判定装置を第３の発明とする。
本発明では、キャップチップの先端部を受け止める基準用受け板を設け、研摩したキャップチップの先端部をこの基準用受け板に当接させた状態でキャップチップの先端部形状を撮像するエリアセンサを設けて研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定するので、キャップチップ先端部分のＲ形状に成形上の誤差があったとしても研摩品質を正確にチェックすることができる。
更には、キャップチップの先端部の色を認識する色別センサを設けたので、適正な研削代の範囲に入っているか否かも正確にチェックすることができる。
更には、キャップチップの先端部の色を認識する色別センサを設けたので、適正な研削代の範囲に入っているか否かも正確にチェックすることができる。
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい形態を示す。
図面は本発明に係るキャップチップ研摩品質の判定装置を示すもので、図１は正面図、図２は平面図である。
図面は本発明に係るキャップチップ研摩品質の判定装置を示すもので、図１は正面図、図２は平面図である。
図において、１はスポット溶接機にセット可能なベースプレートである。このベースプレート１は被溶接部材であるワーク（図示せず）に代えて上下一対のロボットアーム２１、２１間にセットできるものであり、ベースプレートの上下面には芯出し用のバネ材２、２が装着されている。また、ベースプレート１には、ロボットアーム２１に対応してキャップチップ２０の先端部を受け入れる孔部３、３が設けられており、該孔部３、３のキャップチップ受け入れ側と反対側には、キャップチップ２０の先端部を受け止める基準用受け板１０、１０が設けられている。
本発明では、図３に示されるように、研摩したキャップチップ２０の先端部を前記基準用受け板１０に当接させた状態でキャップチップ２０の先端部形状を撮像する光ファイバーからなるエリアセンサ４、４と、このエリアセンサ４で得られた映像を解析して研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定する形状判定器５が設けられている。
このエリアセンサ４は、投光側センサと受光側センサでワンセットとされるものであり、このエリアセンサ４は形状判定器５に連結されていて、該形状判定器５によりエリアセンサ４で得られた映像を解析して研摩したキャップチップ２０の先端部形状の良否を判定するよう構成されている。
また、形状判定器５は、エリアセンサ４で得られた映像から画像内に占めるキャップチップの割合を算出する算出手段と、この算出値が予め設定してある閾値の範囲内にあるか否かを識別する形状識別手段を有するものである。
また、形状判定器５は、エリアセンサ４で得られた映像から画像内に占めるキャップチップの割合を算出する算出手段と、この算出値が予め設定してある閾値の範囲内にあるか否かを識別する形状識別手段を有するものである。
また本発明では、図４に示されるように、研摩したキャップチップ２０の先端部の色を認識する光ファイバーからなる色別センサ６が設けられており、この色別センサ６で認識した色から研削代の良否を判定する研削代判定器７が設けられている。
この色別センサ６は、投光側センサと受光側センサでワンセットとされるものであり、この色別センサ６は研削代判定器７に連結されていて、該研削代判定器７により色別センサ６で得られた映像を解析して研摩したキャップチップ２０の先端部の色を認識するよう構成されている。
以上のようなエリアセンサ４と色別センサ６は、それぞれ単独で設定することも、また併用して設定することも可能である。
以上のようなエリアセンサ４と色別センサ６は、それぞれ単独で設定することも、また併用して設定することも可能である。
次に、このような装置を用いてキャップチップ研摩品質を判定する方法につき説明すると、先ず、研摩したキャップチップ２０の先端部を挿入し、キャップチップ２０の先端部をこの基準用受け板１０に当接させた状態とする。この状態で、キャップチップ２０の先端部を、エリアセンサ４により撮像する。そして、これによって得られた映像から画像内に占めるキャップチップ２０の割合を算出した後、この算出値が予め設定してある閾値の範囲内にあるか否かを判定することにより研摩したキャップチップ２０の先端部形状の良否を判定するのである。
更に詳述すれば、キャップチップ２０の先端部形状は、図６に示されるように、例えば直径１６ｍｍ、高さ２３ｍｍのもので、Ｒ１＝８ｍｍ、Ｒ２＝４０ｍｍと、先端部には微妙なＲ形状が形成されており、前記Ｒ２の曲線を再現することが研摩処理の大きな目的である。
従来は、Ｒ２の寸法で設計された凹部によりキャップチップ２０を受けた状態で撮像しており、キャップチップ先端部分のＲ形状が設計寸法とおりのものであれば問題ないが、誤差等により両者のＲ寸法が完全一致しない場合は、基準そのものが狂い正確な判定をできない場合があった。
そこで本発明では、図３に示されるように、キャップチップ２０の先端部をこの基準用受け板１０に当接させた状態とし、この状態を基準として検査エリアを撮像することで前記Ｒ２の曲線形状の良否をより正確に判定するのである。
従来は、Ｒ２の寸法で設計された凹部によりキャップチップ２０を受けた状態で撮像しており、キャップチップ先端部分のＲ形状が設計寸法とおりのものであれば問題ないが、誤差等により両者のＲ寸法が完全一致しない場合は、基準そのものが狂い正確な判定をできない場合があった。
そこで本発明では、図３に示されるように、キャップチップ２０の先端部をこの基準用受け板１０に当接させた状態とし、この状態を基準として検査エリアを撮像することで前記Ｒ２の曲線形状の良否をより正確に判定するのである。
図５は、エリアセンサ４で撮像した状態を示す説明図であるが、キャップチップ２０のＲ２の曲線が寸法とおりであれば未投光領域と投光領域の割合は一定の値となるため、この値を閾値として所定範囲内にあるものを良品として認識させるのである。
従って、エリアセンサ４で撮像したキャップチップ２０の先端部の映像を見れば、適正に研摩処理行われているか否かを判断することが可能であり、本発明では画像内に占めるキャップチップの割合を算出した後、この算出値が予め設定してある閾値の範囲内にあるか否かを判定することにより研摩したキャップチップ２０の先端部形状の良否を判定するものとした。なお、前記閾値はスポット溶接の条件やキャップチップ２０の形状設計条件等により任意に設定することができることは勿論である。
従って、エリアセンサ４で撮像したキャップチップ２０の先端部の映像を見れば、適正に研摩処理行われているか否かを判断することが可能であり、本発明では画像内に占めるキャップチップの割合を算出した後、この算出値が予め設定してある閾値の範囲内にあるか否かを判定することにより研摩したキャップチップ２０の先端部形状の良否を判定するものとした。なお、前記閾値はスポット溶接の条件やキャップチップ２０の形状設計条件等により任意に設定することができることは勿論である。
一方、研摩したキャップチップ２０の先端部の色を認識する色別センサ６を設け、この色別センサ６で認識した色から研削代の良否を判定する研削代判定器７を設けた場合は、例えばキャップチップ２０が銅合金からなる場合、正常に研削されていれば銅色であり、研削なしであれば溶接スパッタが付着した黒色であり、研削不足であれば合金状態の銀色であり、銅色と認識した場合のみに良品の信号を出力すればよい。
以上の説明からも明らかなように、本発明はスポット溶接に用いられるキャップチップの研摩品質を外形状、研削代ともに正確かつ簡単にチェックすることができ、特にキャップチップ先端部分のＲ形状に成形上の誤差があったとしても研摩品質を正確にチェックすることができ、更には適正な研削代の範囲に入っているか否かも正確にチェックすることができることとなる。また、キャップチップの種類が異なっていても最初の設定値を決めるだけで多種類のものに対応できるという利点もある。
１ ベースプレート
３ キャップチップ受け入れ用の孔部
４ エリアセンサ
５ 色別センサ
６ 形状判定器
７ 研削代判定器
１０ 基準用受け板
２０ キャップチップ
２１ ロボットアーム
３ キャップチップ受け入れ用の孔部
４ エリアセンサ
５ 色別センサ
６ 形状判定器
７ 研削代判定器
１０ 基準用受け板
２０ キャップチップ
２１ ロボットアーム
Claims (3)
- ベースプレートにキャップチップの先端部を受け入れる孔部を設けるとともに、該孔部の受け入れ側と反対側に、キャップチップの先端部を受け止める基準用受け板を設け、研摩したキャップチップの先端部をこの基準用受け板に当接させた状態でキャップチップの先端部形状を撮像するエリアセンサと、このエリアセンサで得られた映像を解析して研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定する形状判定器を設けたことを特徴とするキャップチップ研摩品質の判定装置。
- ベースプレートにキャップチップの先端部を受け入れる孔部を設けるとともに、該孔部の受け入れ側と反対側に、研摩したキャップチップの先端部の色を認識する色別センサを設け、この色別センサで認識した色から研削代の良否を判定する研削代判定器を設けたことを特徴とするキャップチップ研摩品質の判定装置。
- ベースプレートにキャップチップの先端部を受け入れる孔部を設けるとともに、該孔部の受け入れ側と反対側に、キャップチップの先端部を受け止める基準用受け板を設け、研摩したキャップチップの先端部をこの基準用受け板に当接させた状態でキャップチップの先端部形状を撮像するエリアセンサと、このエリアセンサで得られた映像を解析して研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定する形状判定器を設け、更に前記孔部の受け入れ側と反対側に、研摩したキャップチップの先端部の色を認識する色別センサを設け、この色別センサで認識した色から研削代の良否を判定する研削代判定器を設けたことを特徴とするキャップチップ研摩品質の判定装置。
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|---|---|---|---|
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2006
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