JP2022142785A - 溶接ガンおよび溶接工程監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接作業だけでなく、溶接作業の前後の溶接ガンの使用および挙動を監視するように適合された、改良型手持ち式溶接ガンを提供する。
【解決手段】溶接工程中に異なるパラメータを測定するように適合されたセンサ部と、溶接工程の１以上のパラメータを制御するように適合された制御カード（５４）を有する処理システムとを備える、要素（２２）を構成部品に溶接するための溶接ガンおよび手持ち式溶接ガン（１０）の動作を監視する方法であって、センサ部が、ハウジング内に取り付けられたジャイロセンサを含み、ジャイロセンサが制御カード（５４）に配置されていることを特徴とする、溶接ガンおよび手持ち式溶接ガンの動作を監視する方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、溶接ガンに関し、特に、構成部品に要素を溶接するための手持ち式溶接ガンに関する。より具体的には、本発明は、金属スタッドなどの要素を金属板などの構成部品に、短時間でアーク溶接するための手溶接装置に関する。

溶接は、様々な種類の用途のために、様々な産業において普及している工程である。例えば、造船、航空機の修理、建築などの用途で溶接が行われることがよくある。このような溶接作業は、特定の状況では自動化されている場合もあるが、手動の溶接作業のニーズも依然として存在する。

短時間アーク溶接（スタッド溶接とも呼ばれる）では、金属スタッドなどの要素を金属板などの金属部品に溶接する。スタッドは、様々な固定目的のための留め金として機能する。したがって、スタッドは、ネジ付きスタッド（メートルネジ付き）、粗ネジ付きスタッド、松の木スタッド、Ｔスタッドなどとして構成することができる。自動車産業では、スタッド溶接がここ数年の間多く使用されている。ここで、スタッド溶接技術は、車体部品の固定、電気配線の敷設、カーペットの固定、車体パネルへボルトを溶接し、そのボルトに接続するプラスチック製の固定クリップを固定し、その固定クリップにケーブルやワイヤなどを固定するなどに役立っている。
ストローク点火工程に特に使用され得る。先ず、金属スタッドを金属板上の溶接する位置に配置する。次に、いわゆるパイロット電流を流し、金属スタッドが金属板に対して多少浮かせる。こうして電気アークが設定される。次に、適切な溶接電流を流し、高エネルギーの電気アークにより、互いに対向する面が徐々に溶かされる。その後、それぞれの溶融物が混ざり合うように、金属スタッドを再び金属板上に下ろす。アークが短絡する。結合した溶融物が凝固し、溶接作業が完了する。

本出願人からのＥＰ１４３２５４４Ａ１は、要素ホルダと、ホルダを動作可能に前進させる電磁アクチュエータと、空気圧式要素供給管とを含む、既知の手持ち式溶接ガンを開示している。

手動溶接作業では、溶接作業中および／または溶接作業前後の溶接ガンの使用の全体を通して、溶接パラメータを監視することが望ましい場合がある。自動溶接工程では、溶接パラメータはロボットで制御することができるが、ガンの動きや損傷などの溶接パラメータは、手持ち式溶接ガンを使用した溶接作業では、作業者の溶接技術、溶接パターンと位置、溶接作業者の経験などに依存し得る。残念ながら、溶接環境の特徴や作業者の配慮などにより、溶接作業中にこの溶接の動きを測定することが困難な場合がある。

溶接パラメータを監視するために、溶接装置でセンサを使用することは周知である。例えば、ＵＳ９９７５１９６では、装置に取り付けられた慣性測定部を開示している。この慣性測定部は、３軸ジャイロおよび３軸加速度センサを備えている。ＵＳ１０３３５８８３は、重力に基づく溶接移動速度検知システムに関するものである。方向センサは、溶接トーチに関連付けられ、重力の方向に対する溶接トーチの方向を感知するように構成されている。ＥＰ３１７７４２３Ａ１では、検出システムの出力に基づいて、溶接期間中に溶接パラメータを決定するように構成されたコントローラを備える位置検出システムを備える、溶接システムに関する。ＥＰ３２４３０４０では、手動アーク溶接工程のための溶接トーチの方向を測定するためのシステムが開示されている。

本開示の目的は、溶接作業だけでなく、溶接作業の前後の溶接ガンの使用および挙動を監視するように適合された、改良型手持ち式溶接ガンを明示することである。

したがって、本開示は、構成部品に要素を溶接するための手持ち式溶接ガンであって、
－ 主部分と、トリガを有するグリップとを備えるハウジングであって、グリップは主部分から延びている、ハウジングと、
－ 主部分に取り付けられ、リフト位置とプランジ位置との間で１つの要素を移動可能に保持するように適合された保持部と、
－ 要素をリフト位置とプランジ位置との間で移動させるために、保持部を作動させるよう適合されたリニアアクチュエータと、
－ 構成部品に接触するように適合された保持部を取り囲む筒口と、
－ ハウジング内に配置され、要素に溶接電流を流すように適合された溶接電流接触要素と、
－ 溶接工程中に異なるパラメータを測定するように適合されたセンサ部と、
－ 溶接工程の１以上のパラメータを制御するように適合された制御カードを備える処理システムと、を備えるものに向けられ、
センサ部はハウジング内に取り付けられたジャイロセンサを含み、ジャイロセンサは制御カード上に配置されている。

アークリフティング工程に適合した手持ち式溶接ガン（リフト位置とプランジ位置との間で留め具を移動可能に保持するために、保持部がガン内に取り付けられている）のセンサ部にジャイロセンサを使用すると、溶接工程の前、中、後のガンの位置と挙動を厳密に制御することができる。ジャイロセンサを制御カード上に直接取り付けることで、小型な装置を実現する。このような装置は様々な環境に適応する。

ある実施形態では、センサ部は、ハウジング内に取り付けられた加速度計および磁力計を更に備える。加速度計および／または磁力計により提供されるデータは、ジャイロセンサにより提供されるデータからの追加パラメータであり、環境および溶接ガンの挙動をより良く評価することができる。例えば、加速度計はジャイロセンサと統合することができる。

ある実施形態では、第１加速度計と異なる測定幅を有する、第２加速度計を設けることができる。第２加速度計は、第１加速度計の近傍に設けられ、制御カード上に配置することができ、溶接ガンの別の場所に配置することができる。

ある実施形態では、加速度計と磁力計は処理システムと通信し、制御カード上に配置される。このようにして、小型なシステムが提供される。

ある実施形態では、磁力計は、リニアアクチュエータの磁場を検出している。リニアモータはボイスコイルモータである。磁場の変化を通じて、モータの動きを見ることができる。

ある実施形態では、ジャイロセンサおよび／または加速度計および／または磁力計は、ＭＥＭＳセンサである。これにより、センサ部が小型になり、設置や実装が容易となる。

ある実施形態では、ジャイロセンサおよび／または加速度計および／または磁力計は、ハウジングのグリップに取り付けられる。

ある実施形態では、ジャイロセンサおよび／または加速度計および／または磁力計は、ハウジングの主部分に取り付けられる。

ある実施形態では、溶接ガンの動きおよび／または位置は、ジャイロセンサおよび／または加速度計および／または磁力計により検出し、コントローラは、溶接ガンの位置または動きに応じて溶接パラメータを適合させるように構成される。

ある実施形態では、主部分および保持部は、溶接軸に対応する長手方向軸Ｘに沿って長手方向に延び、グリップは、長手方向軸Ｘに対して知覚可能に直交する軸に沿って長手方向に延び、ジャイロセンサは、溶接ガンの方向を連続的に感知する。

本開示はまた、溶接ガンの挙動を監視するための方法であって、ジャイロセンサによって手持ち式溶接ガンの方向を特定し記録するステップを含む、方法に関する。

ある実施形態では、本方法は、溶接ガンの方向を用いて、複数の所定の溶接プログラムを含むライブラリから、特定の溶接プログラムを検出するステップを更に含む。

ある実施形態では、本方法は、溶接ガンの方向から不良動作を判定するステップを更に含む。

ある実施形態では、溶接パラメータの選択は、ジャイロセンサを通じて記録されたパラメータに依存する。

ある実施形態では、本方法は、ジャイロセンサまたはセンサ部により提供されるデータを用いて、溶接スポットの数を数えるステップを含む。この計数機能により、溶接サイクルが完了し、スポットが無視されていないことを確認することができる。さらに、各溶接スポットに対して、溶接ガンの特定の方向または位置が必要な場合がある。センサ部により、要素が正しいスポットで、正しい事前設定された溶接パラメータで、溶接されていることを確認することができる。

本開示はまた、上記に開示されるような、溶接ガンによる溶接工程を監視するための方法であって、溶接工程中に溶接軸に沿って溶接ガンの加速度を記録するステップと、ワークからの溶接ガンの早期取り外しを検出するために、溶接軸に沿った磁場の強さを記録するステップと、を含む、溶接ガンの溶接工程を監視する方法に関する。

また、本開示の他の目的は、ユーザが容易に作業できる小型な手持ち式溶接ガンを提供することである。公知の溶接ガンは、溶接工程を改善するために、複数のセンサまたは測定システムを備える。変位測定システムは、特にＤＥ１０２０１６１０８６１２に開示されているように、しばしば、溶接ガンに配置される。しかしながら、そのようなシステムを実装することは、しばしば、取り扱いが容易でない煩雑な溶接ガンをもたらす。したがって、測定システムの許容誤差が非常に小さい、小型な溶接ガンを提供することも、本開示の目的である。

したがって、本発明は、構成部品に要素を溶接するための手持ち式溶接ガンであって、
－ 主部分と、トリガを有するグリップとを備えるハウジングであって、グリップは主部分から延びている、ハウジングと、
－ 主部分に取り付けられ、リフト位置とプランジ位置との間で１つの要素を移動可能に保持するように適合された保持部と、
－ リニアアクチュエータハウジングと、要素をリフト位置とプランジ位置との間で移動させるために、保持部を作動させるように適合されたリニアアクチュエータロッドと、を備えるリニアアクチュエータであって、リニアアクチュエータロッドはリニアアクチュエータハウジングの一部の内部と一部の外部に延びている、リニアアクチュエータと、
－ 構成部品に接触するように適合された保持部を取り囲む筒口と、
－ ハウジング内に配置され、要素に溶接電流を流すように適合された溶接電流接触要素と、
－ 溶接工程中に異なるパラメータを測定するように適合されたセンサ部と、
－ 溶接工程の１以上のパラメータを制御するように適合された制御カードを備える処理システムと、
－ 制御カードと通信する変位測定システムであって、
リニアアクチュエータ、変位計測システム、および制御カードが、一緒に接続されて小型なアクチュエータ部を形成し、アクチュエータ部が、保持部の反対側で主部分に取り付けられることを特徴とする、変位測定システムと、
を備えることを特徴とする、手持ち式溶接ガンを提供する。

制御カード、変位測定システム、およびアクチュエータを一緒に接続することで、小型なユニットとなり、ハウジング内に簡単に取り付けることができる。これ以上の制御カードは不要で、変位測定システムは低許容誤差で正確であり、センサ部や変位測定システムのデータを処理するように適合された処理システムは、ハウジング内に搭載され、必要な追加ユニットの数を減らすことができる（レガシーボックスが不要になる）。溶接工程自体を制御する外部プロセッサは、溶接ボックスの外側に配置される。この外部プロセッサは、処理システムと通信する。

ある実施形態では、変位測定システムは光学測定システムであり、制御カード上に配置されたエンコーダとエンコーダストリップとを備える。このようなシステムは、容易に実装でき、軽量である。

ある実施形態では、エンコーダストリップは、ストリップホルダを通じてリニアアクチュエータロッドに固定され、エンコーダに対してスライド移動可能である。

ある実施形態では、エンコーダは封止されている。これにより、汚れのリスクを制限し、整備の必要性が減少する。

ある実施形態では、制御カードはリニアアクチュエータに取り付けられている。これにより、ハウジング内に容易に取り付けられる小型なユニットが形成される。

ある実施形態では、リニアアクチュエータロッドは、リニアアクチュエータハウジングに対して長手方向軸に沿って移動可能であり、長手方向軸の周りの回転に対して固定されている。ロッドは、要素をリフト位置とプランジ位置との間で移動させる。ロッドを回転に対して固定することにより、ワークまたは構成部品に対する位置の間でロッドを正確に動かすことができる。

ある実施形態では、リニアアクチュエータロッドは、リニアアクチュエータハウジングによって長手方向軸の周りの回転に対して固定される。ロッドを回転に対して固定するために追加の要素は必要ない。

ある実施形態では、リニアアクチュエータロッドは、非円形の断面形状を有する。

ある実施形態では、リニアアクチュエータロッドは、長円形状の断面形状を有する。

ある実施形態では、リニアアクチュエータの可動部分は、軸受、例えば、焼結青銅軸受によりリニアアクチュエータハウジング内にガイドされる。

ある実施形態では、コイル本体はリニアアクチュエータハウジング内に配置され、２つの軸受は、コイル本体とリニアアクチュエータハウジングとの間に配置され、第１軸受はコイル本体の第１端部に配置され、第２軸受はコイル本体の第２端部に配置されている。

ある実施形態では、軸受はコイル本体と直接接触している。したがって、より滑らかなガイドが可能となり、追加の部品は必要ない。

次に、本発明の具体的な実施形態を、例としてのみ、添付の図面を参照して説明するが、その内容は以下の通りである。

本発明による、主部分を有するハウジングと、トリガを有するグリップとを備える手持ち式溶接ガンの斜視図である。 リニアアクチュエータと、制御カードと、保持部と、筒口とを備える図１の手持ち式溶接ガンの断面図である。 図１の溶接ガンの誤使用を検出するための検出方法の一例を示す図である。 図１の溶接ガンの溶接パラメータを自動的に検出するための溶接パラメータ検出方法の一例を示す図である。 アクチュエータ部がハウジング内に取り付けられた手持ち式溶接ガンを示す図である。 変位測定システムを備える制御カードを示す図である。 ジャイロセンサを備える制御カードを示す図である。 図４のアクチュエータ部を示す図である。 アクチュエータロッドとアクチュエータハウジングを示す図である。 軸受を有するアクチュエータ部を示す図である。

対応する参照番号は、図面のいくつかの図を通して対応する部分を示している。

図１では、構成部品またはワークに要素２２を溶接するための手持ち式溶接ガン１０を示している。溶接ガン１０はハウジング１２を備える。ハウジング１２は、主部分１４と、グリップ１６とを備える。グリップ１６は、ユーザにより保持されるように適合され、トリガ１８を備える。グリップ１６は、主部分１４から延びており、特に、主部分から直交するように延びている。より具体的には、主部分１４は長手方向軸Ｘに沿って長手方向に延び、グリップ部はグリップ軸Ｙに沿って長手方向に延び、グリップ軸Ｙは長手方向軸Ｘに対して知覚可能に垂直である。

図１に示すように、保持部２０は、主部分１４に取り付けられている。保持部２０は、要素２２、例えば、留め具またはスタッドを一度に保持するように適合されている。要素または留め具は、保持部２０に固定され、その後、保持部は、要素をリフト位置とプランジ位置との間で移動させる。保持部は、スタッドの係留部分を固定するように適合されたスタッドホルダを備え、フランジ部分（表面に溶接されることになる）は、スタッドホルダの自由端に残っている。このようなスタッドホルダは周知であり、これ以上詳細に説明しない。

溶接電流接触要素は、ハウジング１２内に配置されている。溶接接触要素は、溶接電流を要素２２に流すように適合されている。溶接接触要素もまた周知であり、これ以上詳細に説明しない。

筒口（または口金）２４は、保持部２０を取り囲んでいる。筒口２４は、構成部品またはワークに接触するように適合されている。筒口は、円筒形を有することができる。筒口２４は、主部分１４の先端から延びている。図１または図２に見られるように、筒口２４は、構成部品に接触することになる筒口の端部に配置された窪み２６を備えることができる。筒口２４は、溶接ガン１０（より具体的には、溶接ガンに取り付けられた要素２２）を構成部品から所定の距離に配置するのに役立つ位置決め手段を形成する。筒口はまた、遮蔽物として使用することもできる。筒口２４はまた、摩耗および汚染を防止するために、その円筒形の表面に（例えば、ワークに接触するように適合された表面からゼロでない距離で）設けられた穴２８を備えることができ、したがって、整備の必要性が減少する。

図２で良く分かるように、主部分１４内に、リニアアクチュエータ部３０が取り付けられている。リニアアクチュエータ部３０は、リニアアクチュエータハウジング３２と、リニアアクチュエータロッド３４と、モータ３６とを備える、リニアアクチュエータを備えている。モータ３６は、例えば、コイル本体を備えるボイスコイルモータであり、ハウジング３２内に配置されている。リニアアクチュエータロッド３４は、ハウジングの内側と外側の一部を延びている。リニアアクチュエータロッド３４は、並進方向のみ可動であり、長手方向軸Ｘの周りの回転に対して固定されている。リニアアクチュエータロッド３４は、長手方向軸Ｘに沿って可動である。

リニアアクチュエータロッド３４は、図７および図８で良く分かるように、長手方向軸Ｘの周りの回転に対して機械的に固定されている。これらの図に描かれているように、リニアアクチュエータロッド３４は、非円形の断面を有し、開口部３８によってリニアアクチュエータハウジング３２の外側に延びている。開口部３８は、リニアアクチュエータロッドの断面の形状に対応する形状を有している。リニアアクチュエータロッド３４は、長円形の断面形状を有し、対応する長円形を有する開口部を通って、ハウジングから外側に延びることができる。長手方向軸の周りの回転に対してロッドを固定する他の形状を実施することができる。

図９に見られるように、リニアアクチュエータの可動部分は、軸受４０ａ、４０ｂ、例えば焼結青銅軸受などによって、リニアアクチュエータハウジング３２内にガイドされる。しかしながら、他の実施形態では、他の軸受を実装することができる。リニアアクチュエータのコイル本体４２は、リニアアクチュエータハウジング３４内に配置されている。コイル本体４２とリニアアクチュエータハウジングとの間には、２つの軸受４０ａ、４０ｂが配置されている。第１軸受４０ａは、コイル本体の第１端部に配置される。第２軸受４０ｂは、コイル本体４２の第１端部とは反対側の第２端部に配置されている。軸受４０ａ、４０ｂは、コイル本体４２に直接接触している。軸受は、コイル本体に接着されている。リニアアクチュエータ（より具体的には、リニアアクチュエータロッド３４）は、プランジ位置とリフト位置との間で要素を移動させるために、保持部２０と相互に作用する。

図２に描かれているように、ガス管４４は、溶接工程のためのガスを供給するためにグリップ１６内に設けられている。溶接ワイヤ４６および制御ワイヤ４８も示されている。

センサ部５０は、溶接工程の前および／または最中および／または後に異なるパラメータを測定するために、ハウジング１２内に配置される。センサ部５０は、制御カード５４を備える処理システム５２と通信する。制御カード５４は、ハウジング１２内に配置されている。

センサ部５０は、ジャイロセンサ５６を備える。ジャイロセンサ５６は、ハウジング１２内に取り付けられ、制御カード５４上に配置されている。ジャイロセンサ５６により、溶接工程の監視が可能となる。また、ジャイロセンサ５６により、溶接ガンの正しい使用を監視し、溶接点または位置を特定することが可能となる。実際、ジャイロセンサは、溶接ガン１０のねじれや角度の変化を感知する。ジャイロセンサは、溶接ガンの角速度を感知するように適合されており、したがって、溶接ガンの角度位置を検出することができる。制御カード上のジャイロセンサの位置は、例えば図６に示されている。例えば、ジャイロセンサは、制御カード上に固定されている。より具体的には、ジャイロセンサは、制御カードの、リニアアクチュエータハウジングに面する側と反対側の面に固定されることができる。ある実施形態では、エンコーダは、リニアアクチュエータハウジングに面する制御カードの側面に固定される。

センサ部５０は、加速度計５８および／または磁力計６０を備えることができる。加速度計は線形加速度を測定し、磁力計は磁場を感知する。より具体的には、これらのセンサは、ジャイロセンサにより測定するパラメータに加えて、溶接ガンおよび溶接工程の十分かつ完全な監視を可能にするパラメータを測定する。したがって、センサ部５０は、溶接ガン１０の方向、挙動、環境、速度および加速度に関連するデータを測定および収集することができる。ジャイロセンサおよび／または加速度計および／または磁力計は、ＭＥＭＳセンサである。これらのセンサは、制御カード５４上に配置される。処理システムは、これらの収集されたデータを処理し、対応するまたは適合された応答を確立するように適合されている。加速度計および／または磁力計は、リニアアクチュエータハウジングに面する側とは反対側の制御カード側に配置することができる。

加速度計５８は、ジャイロセンサと一体化することができる。加速度計５８は、例えば、第１測定幅を有する第１加速度計５８である。また、第１加速度計とは別の第２加速度計（図示せず）を設けることができる。第２加速度計は、第２測定幅を有する。第２測定幅は、第１測定幅とは異なる。第２加速度計は、第１加速度計の近傍に設けられ、制御カード上に配置することができ、または溶接ガンの別の場所に配置することもできる。第２加速度計を用いることで、高価なセンサを用いることなく、溶接ガンの監視をより適切に行うことができる。

収集されたデータにより、例えば、溶接ガンの誤使用や転落を検出することができる。実際、加速度測定は、溶接ガンの誤用や落下を検出するのに役立つ。

この測定データにより、溶接工程中の溶接ガンの動きを監視することができる。通常、溶接工程では、溶接ガン１０を所定の位置に確実に保持する必要がある。溶接ガン１０が構成部品からあまりにも早く外されたり、溶接工程中に溶接ガン１０が横方向にずれたりするという２つのことがしばしば発生する。どちらも、弱い溶接継手となってしまうことにつながる。このような誤りは、センサ部５０を通じて検出することができ、ユーザに警告を発して、対応する接合部を確認するように促すことができる。

溶接ガン１０は、ディスプレイを備えることができ、ジャイロセンサのデータに応じてディスプレイの方向を変更することができる。

図３Ａでは、センサ部のパラメータを用いて、溶接ガンの誤使用を検出するための大まかな方法Ｐ１を示している。Ｅ１１では、方法Ｐ１は、溶接ガンの動きおよび位置に関して、ジャイロセンサおよび／または加速度計および／または磁力計からデータを収集する。Ｅ１２では、方法Ｐ１は、収集したデータを、目標データまたは様々な使用プロファイルを含むライブラリと比較する。Ｅ１３では、方法は、比較分析に基づいて既定の使用を検出する。ある実施形態では、誤使用は統計的分析に基づいて検出することができる。

図３Ｂでは、現在の溶接状況に適合する溶接パラメータを決定するための方法Ｐ２を示している。Ｅ２１では、方法Ｐ２は、それぞれのセンサ（例えば、ジャイロセンサ、加速度計および／または磁力計）からデータを収集する。Ｅ２２では、方法Ｐ２は、その環境での溶接ガンの位置と挙動を決定するために、データを予め記録されたデータと比較する。Ｅ２３では、方法Ｐ２は、ライブラリからの比較、または統計モデル、あるいはその両方を用いて、溶接パラメータ（例えば、ガスの量、エネルギー、リフト位置での必要時間、プランジ位置での必要時間など）を決定する。溶接パラメータを決定すると、溶接ガンに実装される。

前述のように、磁力計はモータの動きを検出する。溶接ガンは最初に、構成部品に接触する。接触すると、モータは筒口により僅かに動かされる。接触後は、加速度はなく、静的な磁場が記録される。溶接工程が開始されモータが作動すると、磁場のピークが記録される。溶接工程が終了すると、加速度も磁場の乱れも記録されない。溶接ガンを構成部品から取り外すと、磁場の乱れと加速度のピークが記録される。

溶接工程の３つの段階は、センサ部から提供されるデータにより、容易に識別できる。特に、リフトオン（保持部のリフト位置に対応）、ホールドステップ、リフトオフ（プランジ位置に対応）である。

加速度と磁場を記録する場合に、溶接工程の終了と構成部品からの溶接ガンの取り外しまでとの間に遅延が見られる。このような遅延は短すぎる場合は、構成部品から溶接ガンを取り外すのが早すぎることと同義である。

上述のように、溶接工程中に記録されたデータと目標状態または目標状況との比較は、溶接工程中にユーザによりなされた誤りを検出するために行うことができる。

処理システムは、感知部により提供されるデータから、適合した溶接パラメータを自動的に設定することができる。実際、溶接ガンの位置により、溶接継手を下向きにする必要があるか、上向きにする必要があるかを判断することができ、ガス、強度、ストロークなどの溶接パラメータを、溶接ガンの溶接位置に適合させることができる。

現在の溶接ガンでは、構成部品に溶接された要素の数を数えることが周知である。しかし、センサ部により測定されたデータを通じて、溶接ガンにより使用される溶接プログラムの自動認識によって、現在の溶接ガンの機能を向上させることもできる。例えば、処理システムは、記録された溶接ガンの方向を用いて、複数の所定の溶接プログラムを含むライブラリから、特定の溶接プログラムを検出することができる。また、誤って配置された要素も検出することができる。その上、センサ部により提供されるデータを用いて、溶接スポットの数を数えることができる。この計数機能により、溶接サイクルが完了し、どのスポットも無視されていないことを確認することができる。さらに、各溶接スポットには、溶接ガンの特定の方向または位置が必要な場合がある。センサ部は、要素が正しいスポットで、あらかじめ決められた正しい溶接パラメータで、溶接されていることを確認できる。

溶接ガンは、制御カードと通信する変位測定システム６２を備える。変位測定システムは、図２、図４、および図５でより詳細に見ることができる。実際、変位測定システム６２は、制御カード５４上に取り付けられている。リニアアクチュエータ、変位測定システム６２、および制御カード５４は、一緒に接続されて小型なアクチュエータ部を形成している。アクチュエータ部は、保持部２０と反対側の主部分に取り付けられている。より具体的には、主部分１４は、長手方向軸Ｘに沿って延び、その一端に保持部２０が設けられている。リニアアクチュエータ部３０は、前述のように、反対側の端部の主部分内に取り付けられている。

変位測定システム６２は、例えば、光学測定システムである。制御カード５４上に配置されたエンコーダ６４と、エンコーダストリップ６６とを備えている。エンコーダストリップ６６は、エンコーダ６４に対して移動可能（より具体的には、長手方向軸Ｘに沿ってスライドして移動可能）である。エンコーダストリップ６６は、リニアアクチュエータロッド３４に固定的に接続され、エンコーダ６４上方を移動し、リニアアクチュエータロッド３４の動きがエンコーダ６４により検出および記録できるようにする。エンコーダストリップ６６は、図５に示されるように、ストリップホルダを通じて、リニアアクチュエータロッド３４に固定されている。

エンコーダ６４は、制御カード５４上に固定され、塵や埃を避けるために封止されている。この封止は、例えば、エンコーダ６４の周囲に配置される不織布材料によって実現される。

センサ部５０およびエンコーダ２０を備える制御カード５４は、小型な制御命令部が実現されるように、主部分の一端でリニアアクチュエータハウジング３２に固定され、溶接ガン１０内に直接組み込むことができ、追加部品は不要である。より具体的には、制御カードは、リニアアクチュエータハウジングのうちグリップに面する側（換言すれば、リニアアクチュエータハウジングの底面側）に固定されている。実際には、制御カード５４は、リニアアクチュエータハウジングにねじ留めされている。他の実施形態では、制御カードを、リニアアクチュエータハウジングにスナップフィットすることができ、または接着固定することもできる。図５に示されるように、リニアアクチュエータハウジング３４は、知覚可能に円筒形である。

このように、溶接ガンには、センサ部および／または変位測定システムのデータを処理するための制御命令が直接提供され、溶接ガンの外部にこれらのデータを制御するための追加部品は必要ない。外部コントローラが溶接自体を制御することに変わりはない。

溶接ガン１０は、要素２２を保持部に自動的に供給することができる供給手段を備えることができる。例えば、空気圧式供給手段である。本供給手段は、管の後端部で要素を供給し、次に、圧縮空気によって、保持手段の前端部までそれらを運ぶことができる。別の実施形態では、要素２２の供給は、手動であることができる。

実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的で提供されている。それは、網羅的であること、または開示を制限することを意図していない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、一般に、その特定の実施形態に限定されないが、適用可能な場合、交換可能であり、具体的に示されていないかまたは説明されていない場合でも、選択された実施形態で使用することができる。また、同じことは多くの方法で変えることができる。そのような変形は、本開示からの逸脱とみなされることはなく、そのようなすべての変更は、本開示の範囲内に含まれることが意図されている。

本開示の原理を変更することなく、方法内の１以上のステップを、異なる順序で（または同時に）実行できることを理解されたい。さらに、実施形態の各々は、特定の特徴を有するものとして上述されているが、本開示の任意の実施形態に関して説明されているそれらの特徴のうちの任意の１以上は、その組み合わせが明示的に説明されていなくても、他の実施形態のいずれかの特徴において実装され、および／またはそれと組み合わせることができる。換言すれば、説明されている実施形態は相互に排他的ではなく、１以上の実施形態の相互の順列は、本開示の範囲内にとどまる。

１０ 溶接ガン
１２ ハウジング
１４ 主部分
１６ グリップ
１８ トリガ
２０ 保持部
２２ 要素
２４ 筒口
２６ 窪み
２８ 穴
３０ リニアアクチュエータ部
３２ リニアアクチュエータハウジング
３４ リニアアクチュエータロッド
３６ モータ
３８ 開口部
４０ 軸受
４２ コイル本体
４０ａ 第１軸受
４０ｂ 第２軸受
４４ ガス管
４６ 溶接ワイヤ
４８ 制御ワイヤ
５０ センサ部
５２ 処理システム
５４ 制御カード
５６ ジャイロセンサ
５８ 加速度計
６０ 磁力計
６２ 変位測定システム
６４ エンコーダ
６６ エンコーダストリップ

Claims (14)

1. 構成部品に要素（２２）を溶接するための手持ち式溶接ガン（１０）であって、
   － 主部分（１４）と、トリガ（１８）を有するグリップ（１６）とを備えるハウジング（１２）であって、前記グリップは前記主部分から延びている、ハウジングと、
   － 前記主部分（１４）に取り付けられ、リフト位置とプランジ位置との間で１つの要素（２２）を移動可能に保持するように適合された保持部（２０）と、
   － 前記要素を前記リフト位置と前記プランジ位置との間で移動させるために、前記保持部（２０）を作動させるよう適合されたリニアアクチュエータと、
   － 前記保持部（２０）を取り囲み、前記構成部品に接触するように適合された筒口（２４）と、
   － 前記ハウジング内に配置され、前記要素（２２）に溶接電流を流すように適合された溶接電流接触要素と、
   － 溶接工程中に異なるパラメータを測定するように適合されたセンサ部（５０）と、
   － 前記溶接工程の１以上のパラメータを制御するように適合された制御カード（５４）を備える処理システム（５２）と、
   を備え、
   前記センサ部（５０）は、前記ハウジング内に取り付けられたジャイロセンサ（５６）を含み、前記ジャイロセンサは、前記制御カード（５４）上に配置されていることを特徴とする、
   手持ち式溶接ガン。
2. 前記センサ部（５０）は、前記ハウジング（１２）内に取り付けられた加速度計（５８）および磁力計（６０）をさらに含み、前記加速度計（５８）および前記磁力計（６０）は、前記処理システム（５２）と通信し、前記制御カード（５４）上に配置されている、請求項１に記載の手持ち式溶接ガン（１０）。
3. 前記磁力計（６０）が前記リニアアクチュエータの前記磁場を検出し、前記磁力計（６０）はリニアアクチュエータハウジングに面する側と反対側の前記制御カード（５４）側に配置されている、請求項２に記載の手持ち式溶接ガン（１０）。
4. 前記ジャイロセンサ（５６）および／または前記加速度計（５８）および／または前記磁力計（６０）がＭＥＭＳセンサである、請求項１～３のいずれかに記載の手持ち式溶接ガン（１０）。
5. 前記ジャイロセンサ（５６）および／または前記加速度計（５８）および／または前記磁力計（６０）が、前記ハウジング（１２）の前記主部分に取り付けられている、請求項１～４のいずれかに記載の手持ち式溶接ガン（１０）。
6. 前記ジャイロセンサ（５６）および／または前記加速度計（５８）が、前記ハウジング（１２）の前記グリップに取り付けられている、請求項１から４のいずれかに記載の手持ち式溶接ガン（１０）。
7. 前記溶接ガン（１０）の前記動きおよび／または前記位置および／または前記方向が、前記ジャイロセンサ（５６）および／または前記加速度計（５８）および／または前記磁力計（６０）によって検出され、前記処理システム（５２）が、前記溶接ガン（１０）の前記位置および／または前記動きおよび／または前記方向に応じて、前記溶接パラメータを適合するように構成される、請求項１～６のいずれかに記載の手持ち式溶接ガン（１０）。
8. 前記主部分（１４）および前記保持部（２０）が溶接軸に対応する長手方向軸（Ｘ）に沿って長手方向に延び、前記グリップ（１６）が前記長手方向軸（Ｘ）に対して知覚可能に直交する軸に沿って長手方向に延び、前記ジャイロセンサ（５８）が前記溶接ガン（１０）の前記方向を連続的に感知する、請求項１～７のいずれかに記載の手持ち式溶接ガン（１０）。
9. 前記ジャイロセンサ（５６）によって前記手持ち式溶接ガン（１０）の前記方向を決定し記録するステップを含む、請求項１～８のいずれかに記載の溶接ガン（１０）の前記挙動を監視する方法。
10. 複数の所定の溶接プログラムを含むライブラリが提供され、前記溶接ガン（１０）の前記方向で、複数の所定の溶接プログラムを含む前記ライブラリから、特定の溶接プログラムを検出するステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記溶接ガン（１０）の前記方向から誤操作を判断するステップを含む、請求項９または１０に記載の方法。
12. 前記溶接パラメータの選択は、前記ジャイロセンサ（５６）を通じて記録された前記パラメータに依存する、請求項９から１１のいずれかに記載の方法。
13. 前記ジャイロセンサによって溶接スポットの数を数えて記録するステップを更に含む、請求項９から１２のいずれかに記載の方法。
14. 前記溶接工程中に溶接軸に沿って前記溶接ガンの前記加速度を記録するステップと、前記溶接ガン（１０）の前記ワークからの早期取り外しを検出するために、前記溶接軸に沿って前記磁場の前記強さを記録するステップと、を含む、請求項２および３の記載による溶接ガン（１０）を用いた溶接工程を監視する方法。

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