JP4256982B2 - 溶接電極の摩耗量測定用治具および摩耗量測定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動側電極をワークの一方の面に向かって変位させ、前記駆動側電極が前記ワークに押圧されることで従動側電極が前記ワークの他方の面に向かって変位するように構成されたイコライズ機構を備えた溶接装置における前記駆動側電極および前記従動側電極の摩耗量測定用治具および摩耗量測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層されたワークを抵抗溶接によって接合する場合、例えば、図８に示す溶接ガン１０が使用される。この場合、開放状態にある駆動側電極１２と従動側電極１４との間にワークＷ１とＷ２とを積層して配置する。次いで、駆動側電極１２が駆動機構１６の駆動作用下に変位してワークＷ１に押圧されると、その反作用によって駆動機構１６自身に上方に変位する力が付与される。駆動機構１６は溶接ロボット２０にイコライズ機構２２を介して取り付けられているため、溶接ロボット２０に対して上昇し、その結果、従動側電極１４が上昇してワークＷ２に当接する。ここで、ワークＷ１、Ｗ２を駆動側電極１２、従動側電極１４によって挟持する際、作業時間を短縮するとともに駆動側電極１２がワークＷ１に当接したときの衝撃によって駆動側電極１２やワークＷ１が損傷することを防止するため、駆動側電極１２はワークＷ１に接近するまで高速で変位した後、低速となるように制御される。なお、駆動側電極１２の変位速度を切り替えるときの駆動側電極１２と従動側電極１４との間隔はコンカレント限界開度といわれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、駆動側電極１２と従動側電極１４とは、溶接を繰り返し行うと次第に摩耗し、開放状態における間隔が広くなってしまう。このように間隔の広がった駆動側電極１２、従動側電極１４を使用すると、コンカレント限界開度が大きくなって駆動側電極１２および従動側電極１４を低速で変位させる時間が長くなり、作業効率が低下するという欠点がある。
【０００４】
そこで、未使用の駆動側電極１２と従動側電極１４との開放状態における間隔Ｌ0 を記録しておき、摩耗した駆動側電極１２および従動側電極１４を空打ちして摩耗後の間隔Ｌを求め、これらの差（Ｌ0 −Ｌ）だけ駆動側電極１２の開放状態での位置を補正すれば、コンカレント限界開度を摩耗によらず一定にすることができる。
【０００５】
ところが、この方法では、ワークＷ２と従動側電極１４との間隔が広くなる一方、ワークＷ１と駆動側電極１２との間隔が狭くなるため、イコライズ機構２２によるイコライズ量、すなわち、駆動側電極１２がワークＷ１に当接してから従動側電極１４がワークＷ２に当接するまでに駆動機構１６が溶接ロボット２０に対して変位する量が大きくなってしまう。イコライズ量が変化すると、駆動側電極１２、従動側電極１４のワークＷ１、Ｗ２に対する押圧力が変化して溶接品質が低下したり、スパッタが発生してしまうという問題がある。さらに、ワークＷ１と駆動側電極１２との間隔が狭いため、ワークＷ１、Ｗ２の位置誤差によっては、溶接ガン１０をワークＷ１、Ｗ２に接近させた時点でワークＷ１に駆動側電極１２が衝突して抵抗溶接ができなくなったり、溶接ガン１０が損傷することが考えられる。このような事態を回避するためには、予め駆動側電極１２と従動側電極１４との間隔を十分に大きく設定しておかなければならず、サイクルタイム短縮の妨げとなってしまう。
【０００６】
また、このように電極の摩耗を補正する従来技術として、実公平６−２７２７３号公報には、固定電極の摩耗量を、例えば、発光素子と撮像素子とからなる摩耗量センサにより測定し、この摩耗量に応じて固定電極の位置を補正する溶接ロボットが開示されているが、摩耗量センサを別途設けなければならないという不具合がある。さらに、可動電極の摩耗量を測定することができないため、前述と同様に、イコライズ量が変化してしまう。
【０００７】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであって、極めて簡易な構成により、イコライズ機構を備えた従動側電極および駆動側電極の摩耗量を容易に測定することのできる溶接電極の摩耗量測定用治具および摩耗量測定方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、駆動側電極をワークの一方の面に向かって溶接ガンの変位機構によって変位させ、前記駆動側電極が前記ワークに押圧されることで従動側電極が前記ワークの他方の面に向かって変位するように構成されたイコライズ機構を備えた溶接装置における前記駆動側電極および前記従動側電極の摩耗量測定用治具であって、
前記変位機構及び前記従動側電極が固定されたアーム部材を含む前記溶接ガンの所定部位が当接することで前記溶接ガン及び前記従動側電極を位置決めする固定部と、
摩耗前の前記駆動側電極に対して既知の位置に位置決めされ、前記溶接ガンが前記固定部によって位置決め固定された後に前記駆動側電極が変位して当接する当接部と、
を備え、
前記固定部および前記当接部は、前記駆動側電極と前記従動側電極とを互いに離間する位置に位置決め可能な位置に配置され、
前記溶接ガンを前記固定部により位置決め固定することで前記従動側電極を位置決め固定した状態で前記変位機構によって前記駆動側電極を変位させて前記当接部に当接させ、そのときの前記駆動側電極の変位量に基づき、前記駆動側電極および前記従動側電極の摩耗量を測定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、駆動側電極をワークの一方の面に向かって溶接ガンの変位機構によって変位させ、前記駆動側電極が前記ワークに押圧されることで従動側電極が前記ワークの他方の面に向かって変位するように構成されたイコライズ機構を備えた溶接装置における前記駆動側電極および前記従動側電極の摩耗量測定方法であって、
開放状態から前記駆動側電極を前記変位機構によって変位させ、前記従動側電極に前記駆動側電極が当接したときの第１変位量を測定する工程と、
前記変位機構及び前記従動側電極が固定されたアーム部材を含む前記溶接ガンの所定部位を前記治具の固定部に当接させることで前記溶接ガン及び前記従動側電極を位置決め固定し、その後、前記開放状態から前記駆動側電極を前記変位機構によって変位させ、前記治具を構成して前記駆動側電極と前記従動側電極とを互いに離間する位置に位置決め可能で且つ摩耗前の前記駆動側電極に対して既知の位置に配置された当接部に前記駆動側電極が当接したときの第２変位量を測定する工程と、
からなり、前記第２変位量から前記駆動側電極の摩耗量を求め、前記第１変位量および前記駆動側電極の前記摩耗量から前記従動側電極の摩耗量を求めることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、駆動側電極と従動側電極とを当接させてその変位量から駆動側電極と従動側電極の摩耗量の総和を測定し、次に、従動側電極を固定部によって固定した状態で駆動側電極を当接部に当接させ、その変位量から前記駆動側電極の摩耗量を測定する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る溶接電極の摩耗量測定方法について、それを実施する装置との関係において、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１２】
図１において、参照符号１００は、本発明の第１の実施の形態に係る溶接装置を示す。この溶接装置１００は溶接ロボット１０２の端部に設けられた溶接ガン１０４を備える。溶接ガン１０４の可動範囲内にはワークＷ１、Ｗ２が載置位置決めされるワーク固定台１０６と、溶接ガン１０４の電極摩耗量を測定する際に用いられる摩耗量測定用治具１０８とが配置される。
【００１３】
溶接ガン１０４は、溶接ロボット１０２の端部に設けられたイコライズ機構１１０と、イコライズ機構１１０によって変位可能なアーム部材１１２を介して設けられた従動側電極１１４と、従動側電極１１４に対向し、変位機構１１６によって変位可能な駆動側電極１１８とを有する。
【００１４】
イコライズ機構１１０には略コ字状に形成された支持部材１２０が設けられ、支持部材１２０にはロッド１２２が鉛直方向に延在して橋架される。ロッド１２２には変位部材１２４が変位自在に設けられる。ロッド１２２にはコイルスプリング１２６ａ、１２６ｂが巻回され、変位部材１２４はコイルスプリング１２６ａ、１２６ｂによって弾性的に支持される。変位部材１２４には略水平方向に延在する板状部材１２８が固着され、板状部材１２８には略Ｃ字状に形成されたアーム部材１１２の一端部が固着される。アーム部材１１２の他端部には従動側電極１１４が略鉛直上方向に延在して設けられる。
【００１５】
板状部材１２８には変位機構１１６が固着される。変位機構１１６は図示しないモータを有し、モータの回転力が送りねじおよび送りナットによって直線運動に変換されてロッド１３６が上下方向に変位する。また、変位機構１１６には図示しないエンコーダ等が設けられ、このエンコーダ等によりロッド１３６の変位量が検出される。ロッド１３６の端部には駆動側電極１１８が従動側電極１１４と対向して固着される。従って、変位機構１１６が駆動されると、駆動側電極１１８は従動側電極１１４に向かって変位する。
【００１６】
摩耗量測定用治具１０８は基台１４２に立設された支柱１４４を有し、支柱１４４の上端部には水平方向に延在し、変位機構１１６の上部に当接可能な固定部１４６が形成される。また、支柱１４４には固定部１４６から既知の間隔だけ離間し、駆動側電極１１８が当接可能な当接部１４８が水平方向に延在して形成される。
【００１７】
第１の実施の形態に係る溶接装置１００は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、本実施の形態に係る溶接電極の摩耗量測定方法について、図２および図３のフローチャートを参照して説明する。
【００１８】
先ず、アーム部材１１２、ロッド１３６にそれぞれ未使用の従動側電極１１４、駆動側電極１１８を装着する（図２中、ステップＳ１）。次いで、従動側電極１１４と駆動側電極１１８との開放状態（溶接開始前）における間隔Ｌ0 を測定する。すなわち、開放状態から変位機構１１６を駆動して駆動側電極１１８と従動側電極１１４とを当接させ（ステップＳ２）、このときの駆動側電極１１８の変位量を図示しないエンコーダにより測定することで、間隔Ｌ0 を求めることができる（ステップＳ３）。
【００１９】
次に、この溶接ロボット１０２を駆動して溶接ガン１０４を摩耗量測定用治具１０８に接近させ、図１に示すように、開放状態にある変位機構１１６の上部を固定部１４６に当接させる。このとき、当接部１４８は従動側電極１１４と駆動側電極１１８との間に配置されるとともに、駆動側電極１１８に対して位置決めされる（ステップＳ４）。そして、駆動側電極１１８と当接部１４８との間隔Ａ0 を測定する。すなわち、変位機構１１６を駆動して駆動側電極１１８を当接部１４８に当接させ（ステップＳ５）、このときの駆動側電極１１８の変位量をエンコーダにより測定することで駆動側電極１１８と当接部１４８との間隔Ａ0 を求めることができる（ステップＳ６）。この場合、変位機構１１６が固定部１４６に当接しているため、駆動側電極１１８が固定部１４６に当接した後にイコライズ機構１１０が機能することがなく、従動側電極１１４が固定される。従って、駆動側電極１１８の変位量のみを測定することができる。
【００２０】
以上の準備作業を行った後、溶接ロボット１０２を駆動して溶接ガン１０４をワークＷ１、Ｗ２に接近させる（図４Ａ参照）。なお、ワークＷ１、Ｗ２に対する従動側電極１１４、駆動側電極１１８の位置は、従動側電極１１４とワークＷ１との間隔ＬA と駆動側電極１１８とワークＷ２との間隔ＬB とが略一致するように設定する。次に、変位機構１１６を駆動して駆動側電極１１８をワークＷ２に当接させる。このとき、駆動側電極１１８がワークＷ２に対し所定の間隔に接近するまでは駆動側電極１１８を高速で変位させ、ワークＷ２に接近したら低速で変位させる。これにより、駆動側電極１１８がワークＷ２に当接したときの衝撃によって駆動側電極１１８やワークＷ２が損傷してしまう懸念を払拭することができる。
【００２１】
駆動側電極１１８がワークＷ２に当接した後、変位機構１１６のさらなる駆動作用下に変位機構１１６に反作用が付与され、変位機構１１６は変位部材１２４とともにイコライズ機構１１０のコイルスプリング１２６ａ、１２６ｂの弾発力に抗して上方に変位し、従動側電極１１４がワークＷ１に当接するに至る。従って、ワークＷ１、Ｗ２は従動側電極１１４と駆動側電極１１８とによって挟持される。そして、従動側電極１１４と駆動側電極１１８との間に溶接電流を流してワークＷ１、Ｗ２に抵抗溶接を施す（ステップＳ７）。
【００２２】
溶接を繰り返し行うと、従動側電極１１４、駆動側電極１１８の先端部が摩耗する。そこで、抵抗溶接が所定回数行われると、従動側電極１１４、駆動側電極１１８の摩耗量を測定する。この場合、先ず、従動側電極１１４と駆動側電極１１８との間隔Ｌを測定する。この方法は、前述と同様に、開放状態から変位機構１１６を駆動して従動側電極１１４と駆動側電極１１８とを当接させ（図３中、ステップＳ１１）、このときの駆動側電極１１８の変位量（第１変位量）をエンコーダで測定し、この変位量を従動側電極１１４と駆動側電極１１８との間隔Ｌとして求める（ステップＳ１２）。そして、従動側電極１１４と駆動側電極１１８との摩耗量の総和Ｂを、
Ｂ＝Ｌ−Ｌ0
として求める（ステップＳ１３）。
【００２３】
次に、駆動側電極１１８の摩耗量を測定する。この場合、溶接ロボット１０２を駆動して変位機構１１６を摩耗量測定用治具１０８の固定部１４６に当接させることにより、当接部１４８を駆動側電極１１８に対して位置決めする（図１参照、ステップＳ１４）。この場合、摩耗量測定用治具１０８の固定部１４６と当接部１４８との間隔は既知であるため、当接部１４８は駆動側電極１１８に対して既知の位置に位置決めされる。次いで、変位機構１１６を駆動して駆動側電極１１８を当接部１４８に当接させ（ステップＳ１５）、駆動側電極１１８の変位量（第２変位量）を測定し、この変位量を駆動側電極１１８と当接部１４８との間隔Ａとして求める（ステップＳ１６）。この場合も、変位機構１１６が当接部１４８に当接してイコライズ機構１１０が機能せず、従動側電極１１４は固定されて駆動側電極１１８に接近することがない。そして、駆動側電極１１８の摩耗量Ｃを、駆動側電極１１８の摩耗前の間隔Ａ0 を用いて、
Ｃ＝Ａ−Ａ0
として求める（ステップＳ１７）。
【００２４】
次いで、従動側電極１１４の摩耗量Ｄを、摩耗量の総和Ｂを用いて、
Ｄ＝Ｂ−Ｃ
として求める（ステップＳ１８）。
【００２５】
以上のようにして、従動側電極１１４、駆動側電極１１８のそれぞれの摩耗量Ｄ、Ｃが求められると、溶接ロボット１０２を駆動して従動側電極１１４をワークＷ１に接近させ、溶接ガン１０４の位置を従動側電極１１４の摩耗量Ｄだけ補正する（ステップＳ１９）。また、変位機構１１６を駆動して従動側電極１１４と駆動側電極１１８との間隔Ｌが間隔Ｌ0 となるように駆動側電極１１８を摩耗量の総和Ｂだけ突出させて補正する（ステップＳ２０）。このため、従動側電極１１４とワークＷ１との間隔ＬA と駆動側電極１１８とワークＷ２との間隔ＬB とは、従動側電極１１４、駆動側電極１１８が未使用のときと同じになる（図４Ｂ参照）。
【００２６】
そして、前述のようにして、再び溶接ガン１０４によってワークＷ１、Ｗ２が溶接される。
【００２７】
以上のように、従動側電極１１４とワークＷ１との間隔ＬA 、および駆動側電極１１８とワークＷ２との間隔ＬB が従動側電極１１４、駆動側電極１１８の摩耗量に拘わらず略一定に保持されるため、ワークＷ１、Ｗ２を従動側電極１１４、駆動側電極１１８で挟持する際、イコライズ機構１１０によるイコライズ量も略一定となる。従って、イコライズ量の変化に起因して従動側電極１１４、駆動側電極１１８のワークＷ１、Ｗ２に対する押圧力が変化することがなく、溶接品質のバラツキが少なくて済み、品質が低下してしまう懸念を払拭することができる。
【００２８】
また、従動側電極１１４とワークＷ１との間隔ＬA と、駆動側電極１１８とワークＷ２との間隔ＬB が略一定であるので、コンカレント限界開度も一定となり、駆動側電極１１８を低速で変位させる時間も長くなることがない。さらに、コンカレント限界開度を設定する際に、ワークＷ１、Ｗ２の寸法誤差や位置ずれ等のみを考慮し、従動側電極１１４、駆動側電極１１８の摩耗により駆動側電極１１８がワークＷ２に接近してしまうことを考慮する必要がなく、コンカレント限界開度を小さく設定することができる。この結果、駆動側電極１１８を低速で変位させる時間を可能な限り短く設定することができ、作業効率が向上する。
【００２９】
次に、第２の実施の形態に係る摩耗量測定用治具２０２および溶接電極の摩耗量測定方法について、図５を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３０】
この摩耗量測定用治具２０２は、水平方向に延在し、駆動側電極１１８が当接可能な当接部２０４と、当接部２０４の端部に屈曲形成され、アーム部材１１２に当接可能な固定部２０６とを有する。
【００３１】
駆動側電極１１８の摩耗量を測定する際、溶接ロボット１０２を駆動してアーム部材１１２を固定部２０６に当接させる。このため、当接部２０４は変位機構１１６に対して既知の位置に位置決めされる。
【００３２】
そして、第１の実施の形態と同様に、変位機構１１６を駆動して駆動側電極１１８を当接部２０４に当接させてその変位量から駆動側電極１１８の摩耗量を求める。なお、従動側電極１１４の摩耗量は、総摩耗量と駆動側電極１１８の摩耗量を用いて求めることができる。
【００３３】
次に、第３の実施の形態に係る摩耗量測定用治具３２４および摩耗量測定方法について、図６を参照して説明する。
【００３４】
この溶接装置３００の溶接ガン３０２は、溶接ロボット１０２の端部に固着された支持部材３０４を備える。支持部材３０４には軸部材３０６が設けられ、軸部材３０６にはイコライズ機構３０７を構成する第１の回動部材３０８と第２の回動部材３１０が回動自在に軸支される。なお、支持部材３０４の端部には第１、第２の回動部材３０８、３１０の回動範囲を規制する規制部材３１２が設けられる。第１の回動部材３０８にはクランク部材３１４の一端部が固定され、クランク部材３１４の他端部には変位機構３１６が回動自在に設けられる。変位機構３１６のロッド３１８は第２の回動部材３１０の溶接ロボット１０２側の端部に固着される。従って、変位機構３１６が駆動されると、第１、第２の回動部材３０８、３１０の溶接ロボット１０２と反対側の端部に設けられた駆動側電極３２２、従動側電極３２０が互いに接近離間する方向に変位する。
【００３５】
測定用治具３２４は水平方向に延在する当接部３２６と、当接部３２６の端部に屈曲形成され、第１の回動部材３０８に当接する固定部３２８とを有する。
【００３６】
駆動側電極３２２の摩耗量を測定する際、溶接ロボット１０２を駆動して測定用治具３２４が従動側電極３２０と駆動側電極３２２との間に配置されるように溶接ガン３０２を変位させる。さらに、溶接ロボット１０２を駆動して第１の回動部材３０８を固定部３２８に当接させると、当接部３２６が駆動側電極３２２に対して位置決めされる。次に、変位機構３１６を駆動すると第２の回動部材３１０が回動し、駆動側電極３２２が当接部３２６に当接する（図７参照）。このときの駆動側電極３２２の変位量から駆動側電極３２２の摩耗量を求めることができる。なお、従動側電極３２０の摩耗量は、総摩耗量と駆動側電極３２２の摩耗量を用いて求めることができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係る溶接電極の摩耗量測定用治具および摩耗量測定方法によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００３８】
駆動側電極と従動側電極のそれぞれの摩耗量を極めて簡易な治具を用いて容易に測定することができる。これにより、駆動側電極とワークとの間隔、および従動側電極とワークとの間隔が略一定となるように溶接ガンや従動側電極の位置を補正することが可能で、イコライズ機構によるイコライズ量も略一定にすることができる。従って、ワークに対する駆動側電極、従動側電極の押圧力が変化することがなく、溶接品質を一定に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る溶接電極の摩耗量測定用治具が使用される溶接装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る摩耗量測定方法を説明するフローチャート（その１）である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る摩耗量測定方法を説明するフローチャート（その２）である。
【図４】図１の溶接装置の使用方法を説明する図であり、図４Ａは、駆動側電極、従動側電極が未使用の状態を示す一部拡大側面図であり、図４Ｂは、駆動側電極、従動側電極が摩耗した状態を示す一部拡大側面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る溶接電極の摩耗量測定用治具を示す一部拡大側面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る溶接電極の摩耗量測定用治具を示す一部拡大側面図である。
【図７】図６の摩耗量測定用治具の使用方法を説明する図であり、第１の回動部材が測定用治具に当接した状態の一部拡大側面図である。
【図８】従来技術に係る溶接電極の摩耗量測定方法を説明する一部拡大側面図である。
【符号の説明】
１００、３００…溶接装置 １０４、３０２…溶接ガン
１０８、２０２、３２４…摩耗量測定用治具
１１０、３０７…イコライズ機構
１１４、１１８、３２０、３２２…電極
１１６、３１６…変位機構 １４６、２０６、３２８…固定部
１４８、２０４、３２６…当接部
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動側電極をワークの一方の面に向かって変位させ、前記駆動側電極が前記ワークに押圧されることで従動側電極が前記ワークの他方の面に向かって変位するように構成されたイコライズ機構を備えた溶接装置における前記駆動側電極および前記従動側電極の摩耗量測定用治具および摩耗量測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層されたワークを抵抗溶接によって接合する場合、例えば、図８に示す溶接ガン１０が使用される。この場合、開放状態にある駆動側電極１２と従動側電極１４との間にワークＷ１とＷ２とを積層して配置する。次いで、駆動側電極１２が駆動機構１６の駆動作用下に変位してワークＷ１に押圧されると、その反作用によって駆動機構１６自身に上方に変位する力が付与される。駆動機構１６は溶接ロボット２０にイコライズ機構２２を介して取り付けられているため、溶接ロボット２０に対して上昇し、その結果、従動側電極１４が上昇してワークＷ２に当接する。ここで、ワークＷ１、Ｗ２を駆動側電極１２、従動側電極１４によって挟持する際、作業時間を短縮するとともに駆動側電極１２がワークＷ１に当接したときの衝撃によって駆動側電極１２やワークＷ１が損傷することを防止するため、駆動側電極１２はワークＷ１に接近するまで高速で変位した後、低速となるように制御される。なお、駆動側電極１２の変位速度を切り替えるときの駆動側電極１２と従動側電極１４との間隔はコンカレント限界開度といわれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、駆動側電極１２と従動側電極１４とは、溶接を繰り返し行うと次第に摩耗し、開放状態における間隔が広くなってしまう。このように間隔の広がった駆動側電極１２、従動側電極１４を使用すると、コンカレント限界開度が大きくなって駆動側電極１２および従動側電極１４を低速で変位させる時間が長くなり、作業効率が低下するという欠点がある。
【０００４】
そこで、未使用の駆動側電極１２と従動側電極１４との開放状態における間隔Ｌ0 を記録しておき、摩耗した駆動側電極１２および従動側電極１４を空打ちして摩耗後の間隔Ｌを求め、これらの差（Ｌ0 −Ｌ）だけ駆動側電極１２の開放状態での位置を補正すれば、コンカレント限界開度を摩耗によらず一定にすることができる。
【０００５】
ところが、この方法では、ワークＷ２と従動側電極１４との間隔が広くなる一方、ワークＷ１と駆動側電極１２との間隔が狭くなるため、イコライズ機構２２によるイコライズ量、すなわち、駆動側電極１２がワークＷ１に当接してから従動側電極１４がワークＷ２に当接するまでに駆動機構１６が溶接ロボット２０に対して変位する量が大きくなってしまう。イコライズ量が変化すると、駆動側電極１２、従動側電極１４のワークＷ１、Ｗ２に対する押圧力が変化して溶接品質が低下したり、スパッタが発生してしまうという問題がある。さらに、ワークＷ１と駆動側電極１２との間隔が狭いため、ワークＷ１、Ｗ２の位置誤差によっては、溶接ガン１０をワークＷ１、Ｗ２に接近させた時点でワークＷ１に駆動側電極１２が衝突して抵抗溶接ができなくなったり、溶接ガン１０が損傷することが考えられる。このような事態を回避するためには、予め駆動側電極１２と従動側電極１４との間隔を十分に大きく設定しておかなければならず、サイクルタイム短縮の妨げとなってしまう。
【０００６】
また、このように電極の摩耗を補正する従来技術として、実公平６−２７２７３号公報には、固定電極の摩耗量を、例えば、発光素子と撮像素子とからなる摩耗量センサにより測定し、この摩耗量に応じて固定電極の位置を補正する溶接ロボットが開示されているが、摩耗量センサを別途設けなければならないという不具合がある。さらに、可動電極の摩耗量を測定することができないため、前述と同様に、イコライズ量が変化してしまう。
【０００７】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであって、極めて簡易な構成により、イコライズ機構を備えた従動側電極および駆動側電極の摩耗量を容易に測定することのできる溶接電極の摩耗量測定用治具および摩耗量測定方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、駆動側電極をワークの一方の面に向かって溶接ガンの変位機構によって変位させ、前記駆動側電極が前記ワークに押圧されることで従動側電極が前記ワークの他方の面に向かって変位するように構成されたイコライズ機構を備えた溶接装置における前記駆動側電極および前記従動側電極の摩耗量測定用治具であって、
前記変位機構及び前記従動側電極が固定されたアーム部材を含む前記溶接ガンの所定部位が当接することで前記溶接ガン及び前記従動側電極を位置決めする固定部と、
摩耗前の前記駆動側電極に対して既知の位置に位置決めされ、前記溶接ガンが前記固定部によって位置決め固定された後に前記駆動側電極が変位して当接する当接部と、
を備え、
前記固定部および前記当接部は、前記駆動側電極と前記従動側電極とを互いに離間する位置に位置決め可能な位置に配置され、
前記溶接ガンを前記固定部により位置決め固定することで前記従動側電極を位置決め固定した状態で前記変位機構によって前記駆動側電極を変位させて前記当接部に当接させ、そのときの前記駆動側電極の変位量に基づき、前記駆動側電極および前記従動側電極の摩耗量を測定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、駆動側電極をワークの一方の面に向かって溶接ガンの変位機構によって変位させ、前記駆動側電極が前記ワークに押圧されることで従動側電極が前記ワークの他方の面に向かって変位するように構成されたイコライズ機構を備えた溶接装置における前記駆動側電極および前記従動側電極の摩耗量測定方法であって、
開放状態から前記駆動側電極を前記変位機構によって変位させ、前記従動側電極に前記駆動側電極が当接したときの第１変位量を測定する工程と、
前記変位機構及び前記従動側電極が固定されたアーム部材を含む前記溶接ガンの所定部位を前記治具の固定部に当接させることで前記溶接ガン及び前記従動側電極を位置決め固定し、その後、前記開放状態から前記駆動側電極を前記変位機構によって変位させ、前記治具を構成して前記駆動側電極と前記従動側電極とを互いに離間する位置に位置決め可能で且つ摩耗前の前記駆動側電極に対して既知の位置に配置された当接部に前記駆動側電極が当接したときの第２変位量を測定する工程と、
からなり、前記第２変位量から前記駆動側電極の摩耗量を求め、前記第１変位量および前記駆動側電極の前記摩耗量から前記従動側電極の摩耗量を求めることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、駆動側電極と従動側電極とを当接させてその変位量から駆動側電極と従動側電極の摩耗量の総和を測定し、次に、従動側電極を固定部によって固定した状態で駆動側電極を当接部に当接させ、その変位量から前記駆動側電極の摩耗量を測定する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る溶接電極の摩耗量測定方法について、それを実施する装置との関係において、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１２】
図１において、参照符号１００は、本発明の第１の実施の形態に係る溶接装置を示す。この溶接装置１００は溶接ロボット１０２の端部に設けられた溶接ガン１０４を備える。溶接ガン１０４の可動範囲内にはワークＷ１、Ｗ２が載置位置決めされるワーク固定台１０６と、溶接ガン１０４の電極摩耗量を測定する際に用いられる摩耗量測定用治具１０８とが配置される。
【００１３】
溶接ガン１０４は、溶接ロボット１０２の端部に設けられたイコライズ機構１１０と、イコライズ機構１１０によって変位可能なアーム部材１１２を介して設けられた従動側電極１１４と、従動側電極１１４に対向し、変位機構１１６によって変位可能な駆動側電極１１８とを有する。
【００１４】
イコライズ機構１１０には略コ字状に形成された支持部材１２０が設けられ、支持部材１２０にはロッド１２２が鉛直方向に延在して橋架される。ロッド１２２には変位部材１２４が変位自在に設けられる。ロッド１２２にはコイルスプリング１２６ａ、１２６ｂが巻回され、変位部材１２４はコイルスプリング１２６ａ、１２６ｂによって弾性的に支持される。変位部材１２４には略水平方向に延在する板状部材１２８が固着され、板状部材１２８には略Ｃ字状に形成されたアーム部材１１２の一端部が固着される。アーム部材１１２の他端部には従動側電極１１４が略鉛直上方向に延在して設けられる。
【００１５】
板状部材１２８には変位機構１１６が固着される。変位機構１１６は図示しないモータを有し、モータの回転力が送りねじおよび送りナットによって直線運動に変換されてロッド１３６が上下方向に変位する。また、変位機構１１６には図示しないエンコーダ等が設けられ、このエンコーダ等によりロッド１３６の変位量が検出される。ロッド１３６の端部には駆動側電極１１８が従動側電極１１４と対向して固着される。従って、変位機構１１６が駆動されると、駆動側電極１１８は従動側電極１１４に向かって変位する。
【００１６】
摩耗量測定用治具１０８は基台１４２に立設された支柱１４４を有し、支柱１４４の上端部には水平方向に延在し、変位機構１１６の上部に当接可能な固定部１４６が形成される。また、支柱１４４には固定部１４６から既知の間隔だけ離間し、駆動側電極１１８が当接可能な当接部１４８が水平方向に延在して形成される。
【００１７】
第１の実施の形態に係る溶接装置１００は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、本実施の形態に係る溶接電極の摩耗量測定方法について、図２および図３のフローチャートを参照して説明する。
【００１８】
先ず、アーム部材１１２、ロッド１３６にそれぞれ未使用の従動側電極１１４、駆動側電極１１８を装着する（図２中、ステップＳ１）。次いで、従動側電極１１４と駆動側電極１１８との開放状態（溶接開始前）における間隔Ｌ0 を測定する。すなわち、開放状態から変位機構１１６を駆動して駆動側電極１１８と従動側電極１１４とを当接させ（ステップＳ２）、このときの駆動側電極１１８の変位量を図示しないエンコーダにより測定することで、間隔Ｌ0 を求めることができる（ステップＳ３）。
【００１９】
次に、この溶接ロボット１０２を駆動して溶接ガン１０４を摩耗量測定用治具１０８に接近させ、図１に示すように、開放状態にある変位機構１１６の上部を固定部１４６に当接させる。このとき、当接部１４８は従動側電極１１４と駆動側電極１１８との間に配置されるとともに、駆動側電極１１８に対して位置決めされる（ステップＳ４）。そして、駆動側電極１１８と当接部１４８との間隔Ａ0 を測定する。すなわち、変位機構１１６を駆動して駆動側電極１１８を当接部１４８に当接させ（ステップＳ５）、このときの駆動側電極１１８の変位量をエンコーダにより測定することで駆動側電極１１８と当接部１４８との間隔Ａ0 を求めることができる（ステップＳ６）。この場合、変位機構１１６が固定部１４６に当接しているため、駆動側電極１１８が固定部１４６に当接した後にイコライズ機構１１０が機能することがなく、従動側電極１１４が固定される。従って、駆動側電極１１８の変位量のみを測定することができる。
【００２０】
以上の準備作業を行った後、溶接ロボット１０２を駆動して溶接ガン１０４をワークＷ１、Ｗ２に接近させる（図４Ａ参照）。なお、ワークＷ１、Ｗ２に対する従動側電極１１４、駆動側電極１１８の位置は、従動側電極１１４とワークＷ１との間隔ＬA と駆動側電極１１８とワークＷ２との間隔ＬB とが略一致するように設定する。次に、変位機構１１６を駆動して駆動側電極１１８をワークＷ２に当接させる。このとき、駆動側電極１１８がワークＷ２に対し所定の間隔に接近するまでは駆動側電極１１８を高速で変位させ、ワークＷ２に接近したら低速で変位させる。これにより、駆動側電極１１８がワークＷ２に当接したときの衝撃によって駆動側電極１１８やワークＷ２が損傷してしまう懸念を払拭することができる。
【００２１】
駆動側電極１１８がワークＷ２に当接した後、変位機構１１６のさらなる駆動作用下に変位機構１１６に反作用が付与され、変位機構１１６は変位部材１２４とともにイコライズ機構１１０のコイルスプリング１２６ａ、１２６ｂの弾発力に抗して上方に変位し、従動側電極１１４がワークＷ１に当接するに至る。従って、ワークＷ１、Ｗ２は従動側電極１１４と駆動側電極１１８とによって挟持される。そして、従動側電極１１４と駆動側電極１１８との間に溶接電流を流してワークＷ１、Ｗ２に抵抗溶接を施す（ステップＳ７）。
【００２２】
溶接を繰り返し行うと、従動側電極１１４、駆動側電極１１８の先端部が摩耗する。そこで、抵抗溶接が所定回数行われると、従動側電極１１４、駆動側電極１１８の摩耗量を測定する。この場合、先ず、従動側電極１１４と駆動側電極１１８との間隔Ｌを測定する。この方法は、前述と同様に、開放状態から変位機構１１６を駆動して従動側電極１１４と駆動側電極１１８とを当接させ（図３中、ステップＳ１１）、このときの駆動側電極１１８の変位量（第１変位量）をエンコーダで測定し、この変位量を従動側電極１１４と駆動側電極１１８との間隔Ｌとして求める（ステップＳ１２）。そして、従動側電極１１４と駆動側電極１１８との摩耗量の総和Ｂを、
Ｂ＝Ｌ−Ｌ0
として求める（ステップＳ１３）。
【００２３】
次に、駆動側電極１１８の摩耗量を測定する。この場合、溶接ロボット１０２を駆動して変位機構１１６を摩耗量測定用治具１０８の固定部１４６に当接させることにより、当接部１４８を駆動側電極１１８に対して位置決めする（図１参照、ステップＳ１４）。この場合、摩耗量測定用治具１０８の固定部１４６と当接部１４８との間隔は既知であるため、当接部１４８は駆動側電極１１８に対して既知の位置に位置決めされる。次いで、変位機構１１６を駆動して駆動側電極１１８を当接部１４８に当接させ（ステップＳ１５）、駆動側電極１１８の変位量（第２変位量）を測定し、この変位量を駆動側電極１１８と当接部１４８との間隔Ａとして求める（ステップＳ１６）。この場合も、変位機構１１６が当接部１４８に当接してイコライズ機構１１０が機能せず、従動側電極１１４は固定されて駆動側電極１１８に接近することがない。そして、駆動側電極１１８の摩耗量Ｃを、駆動側電極１１８の摩耗前の間隔Ａ0 を用いて、
Ｃ＝Ａ−Ａ0
として求める（ステップＳ１７）。
【００２４】
次いで、従動側電極１１４の摩耗量Ｄを、摩耗量の総和Ｂを用いて、
Ｄ＝Ｂ−Ｃ
として求める（ステップＳ１８）。
【００２５】
以上のようにして、従動側電極１１４、駆動側電極１１８のそれぞれの摩耗量Ｄ、Ｃが求められると、溶接ロボット１０２を駆動して従動側電極１１４をワークＷ１に接近させ、溶接ガン１０４の位置を従動側電極１１４の摩耗量Ｄだけ補正する（ステップＳ１９）。また、変位機構１１６を駆動して従動側電極１１４と駆動側電極１１８との間隔Ｌが間隔Ｌ0 となるように駆動側電極１１８を摩耗量の総和Ｂだけ突出させて補正する（ステップＳ２０）。このため、従動側電極１１４とワークＷ１との間隔ＬA と駆動側電極１１８とワークＷ２との間隔ＬB とは、従動側電極１１４、駆動側電極１１８が未使用のときと同じになる（図４Ｂ参照）。
【００２６】
そして、前述のようにして、再び溶接ガン１０４によってワークＷ１、Ｗ２が溶接される。
【００２７】
以上のように、従動側電極１１４とワークＷ１との間隔ＬA 、および駆動側電極１１８とワークＷ２との間隔ＬB が従動側電極１１４、駆動側電極１１８の摩耗量に拘わらず略一定に保持されるため、ワークＷ１、Ｗ２を従動側電極１１４、駆動側電極１１８で挟持する際、イコライズ機構１１０によるイコライズ量も略一定となる。従って、イコライズ量の変化に起因して従動側電極１１４、駆動側電極１１８のワークＷ１、Ｗ２に対する押圧力が変化することがなく、溶接品質のバラツキが少なくて済み、品質が低下してしまう懸念を払拭することができる。
【００２８】
また、従動側電極１１４とワークＷ１との間隔ＬA と、駆動側電極１１８とワークＷ２との間隔ＬB が略一定であるので、コンカレント限界開度も一定となり、駆動側電極１１８を低速で変位させる時間も長くなることがない。さらに、コンカレント限界開度を設定する際に、ワークＷ１、Ｗ２の寸法誤差や位置ずれ等のみを考慮し、従動側電極１１４、駆動側電極１１８の摩耗により駆動側電極１１８がワークＷ２に接近してしまうことを考慮する必要がなく、コンカレント限界開度を小さく設定することができる。この結果、駆動側電極１１８を低速で変位させる時間を可能な限り短く設定することができ、作業効率が向上する。
【００２９】
次に、第２の実施の形態に係る摩耗量測定用治具２０２および溶接電極の摩耗量測定方法について、図５を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３０】
この摩耗量測定用治具２０２は、水平方向に延在し、駆動側電極１１８が当接可能な当接部２０４と、当接部２０４の端部に屈曲形成され、アーム部材１１２に当接可能な固定部２０６とを有する。
【００３１】
駆動側電極１１８の摩耗量を測定する際、溶接ロボット１０２を駆動してアーム部材１１２を固定部２０６に当接させる。このため、当接部２０４は変位機構１１６に対して既知の位置に位置決めされる。
【００３２】
そして、第１の実施の形態と同様に、変位機構１１６を駆動して駆動側電極１１８を当接部２０４に当接させてその変位量から駆動側電極１１８の摩耗量を求める。なお、従動側電極１１４の摩耗量は、総摩耗量と駆動側電極１１８の摩耗量を用いて求めることができる。
【００３３】
次に、第３の実施の形態に係る摩耗量測定用治具３２４および摩耗量測定方法について、図６を参照して説明する。
【００３４】
この溶接装置３００の溶接ガン３０２は、溶接ロボット１０２の端部に固着された支持部材３０４を備える。支持部材３０４には軸部材３０６が設けられ、軸部材３０６にはイコライズ機構３０７を構成する第１の回動部材３０８と第２の回動部材３１０が回動自在に軸支される。なお、支持部材３０４の端部には第１、第２の回動部材３０８、３１０の回動範囲を規制する規制部材３１２が設けられる。第１の回動部材３０８にはクランク部材３１４の一端部が固定され、クランク部材３１４の他端部には変位機構３１６が回動自在に設けられる。変位機構３１６のロッド３１８は第２の回動部材３１０の溶接ロボット１０２側の端部に固着される。従って、変位機構３１６が駆動されると、第１、第２の回動部材３０８、３１０の溶接ロボット１０２と反対側の端部に設けられた駆動側電極３２２、従動側電極３２０が互いに接近離間する方向に変位する。
【００３５】
測定用治具３２４は水平方向に延在する当接部３２６と、当接部３２６の端部に屈曲形成され、第１の回動部材３０８に当接する固定部３２８とを有する。
【００３６】
駆動側電極３２２の摩耗量を測定する際、溶接ロボット１０２を駆動して測定用治具３２４が従動側電極３２０と駆動側電極３２２との間に配置されるように溶接ガン３０２を変位させる。さらに、溶接ロボット１０２を駆動して第１の回動部材３０８を固定部３２８に当接させると、当接部３２６が駆動側電極３２２に対して位置決めされる。次に、変位機構３１６を駆動すると第２の回動部材３１０が回動し、駆動側電極３２２が当接部３２６に当接する（図７参照）。このときの駆動側電極３２２の変位量から駆動側電極３２２の摩耗量を求めることができる。なお、従動側電極３２０の摩耗量は、総摩耗量と駆動側電極３２２の摩耗量を用いて求めることができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係る溶接電極の摩耗量測定用治具および摩耗量測定方法によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００３８】
駆動側電極と従動側電極のそれぞれの摩耗量を極めて簡易な治具を用いて容易に測定することができる。これにより、駆動側電極とワークとの間隔、および従動側電極とワークとの間隔が略一定となるように溶接ガンや従動側電極の位置を補正することが可能で、イコライズ機構によるイコライズ量も略一定にすることができる。従って、ワークに対する駆動側電極、従動側電極の押圧力が変化することがなく、溶接品質を一定に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る溶接電極の摩耗量測定用治具が使用される溶接装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る摩耗量測定方法を説明するフローチャート（その１）である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る摩耗量測定方法を説明するフローチャート（その２）である。
【図４】図１の溶接装置の使用方法を説明する図であり、図４Ａは、駆動側電極、従動側電極が未使用の状態を示す一部拡大側面図であり、図４Ｂは、駆動側電極、従動側電極が摩耗した状態を示す一部拡大側面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る溶接電極の摩耗量測定用治具を示す一部拡大側面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る溶接電極の摩耗量測定用治具を示す一部拡大側面図である。
【図７】図６の摩耗量測定用治具の使用方法を説明する図であり、第１の回動部材が測定用治具に当接した状態の一部拡大側面図である。
【図８】従来技術に係る溶接電極の摩耗量測定方法を説明する一部拡大側面図である。
【符号の説明】
１００、３００…溶接装置 １０４、３０２…溶接ガン
１０８、２０２、３２４…摩耗量測定用治具
１１０、３０７…イコライズ機構
１１４、１１８、３２０、３２２…電極
１１６、３１６…変位機構 １４６、２０６、３２８…固定部
１４８、２０４、３２６…当接部
Claims (2)
- 駆動側電極をワークの一方の面に向かって溶接ガンの変位機構によって変位させ、前記駆動側電極が前記ワークに押圧されることで従動側電極が前記ワークの他方の面に向かって変位するように構成されたイコライズ機構を備えた溶接装置における前記駆動側電極および前記従動側電極の摩耗量測定用治具であって、
前記変位機構及び前記従動側電極が固定されたアーム部材を含む前記溶接ガンの所定部位が当接することで前記溶接ガン及び前記従動側電極を位置決めする固定部と、
摩耗前の前記駆動側電極に対して既知の位置に位置決めされ、前記溶接ガンが前記固定部によって位置決め固定された後に前記駆動側電極が変位して当接する当接部と、
を備え、
前記固定部および前記当接部は、前記駆動側電極と前記従動側電極とを互いに離間する位置に位置決め可能な位置に配置され、
前記溶接ガンを前記固定部により位置決め固定することで前記従動側電極を位置決め固定した状態で前記変位機構によって前記駆動側電極を変位させて前記当接部に当接させ、そのときの前記駆動側電極の変位量に基づき、前記駆動側電極および前記従動側電極の摩耗量を測定することを特徴とする溶接電極の摩耗量測定用治具。 - 駆動側電極をワークの一方の面に向かって溶接ガンの変位機構によって変位させ、前記駆動側電極が前記ワークに押圧されることで従動側電極が前記ワークの他方の面に向かって変位するように構成されたイコライズ機構を備えた溶接装置における前記駆動側電極および前記従動側電極の摩耗量測定方法であって、
開放状態から前記駆動側電極を前記変位機構によって変位させ、前記従動側電極に前記駆動側電極が当接したときの第１変位量を測定する工程と、
前記変位機構及び前記従動側電極が固定されたアーム部材を含む前記溶接ガンの所定部位を前記治具の固定部に当接させることで前記溶接ガン及び前記従動側電極を位置決め固定し、その後、前記開放状態から前記駆動側電極を前記変位機構によって変位させ、前記治具を構成して前記駆動側電極と前記従動側電極とを互いに離間する位置に位置決め可能で且つ摩耗前の前記駆動側電極に対して既知の位置に配置された当接部に前記駆動側電極が当接したときの第２変位量を測定する工程と、
からなり、前記第２変位量から前記駆動側電極の摩耗量を求め、前記第１変位量および前記駆動側電極の前記摩耗量から前記従動側電極の摩耗量を求めることを特徴とする溶接電極の摩耗量測定方法。
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