JP4602468B1 - 部品検出装置及び部品検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 安全な作業現場を確保すると共に水滴や粉塵などの導電性異物に基づく誤動作を未然に防止する。
【解決手段】 一方の導電部材と他方の導電部材との間に介在する導電性部品に対して所定の作業が実行される部品処理手段に付設され、両導電部材間に介在する導電性部品と導電性異物とを、両導電部材間に電気的に接続された検出回路４１により判別する部品検出装置であって、検出回路４１は、入力電圧に基づいて基準電圧を生成する基準電圧発生回路部４３と、検出端子から入力される検出電圧と基準電圧とを比較する電圧比較回路部４４と、両導電部材間に導電性部品が介在する時の検出電圧を基準電圧以下とし、かつ、両導電部材間に導電性異物が介在する時の検出電圧を基準電圧よりも大きくするように、その検出電圧を調整する感度調整回路部４５とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などにおいて、一方の導電部材と他方の導電部材との間に介在する導電性部品に対して所定の作業が実行される部品処理手段に付設され、両導電部材間に介在する導電性部品と導電性異物とを判別する部品検出装置及び部品検出方法に関する。

なお、前述の部品処理手段としては、部品搬送や部品加工などの分野において種々なものがある。具体例としては、導電性部品であるプロジェクションボルトを相手部材に溶接する電気抵抗溶接機の電極部や、円形のボウルに振動を付与してプロジェクションナットを送出するパーツフィーダのストッパ部などが挙げられる。

例えば、プロジェクションボルトを相手部材に溶接する電気抵抗溶接機の電極部としては、特許文献１に開示されたものがある（例えば、特許文献１参照）。なお、鉄製のプロジェクションボルト１（以下、単にボルトと称す）は、図８に示すように、外周面に雄ねじが形成された軸部２と、その軸部２と一体的に形成されたフランジ部３と、軸部２とは反対側のフランジ面に形成された溶着用突起４とを備えた軸状部品である。また、相手部材は鋼板などの板状部品である。

図９は特許文献１に開示された電極部１０１の概略構造を示す。この電極部１０１は、同図に示すように、略円筒状を有する導電性の電極本体１０２内に絶縁材料製のガイド筒１０３が挿入され、そのガイド筒１０３内に連通した状態で電極本体１０２の端面に開口する受入孔１０４が形成されている。この受入孔１０４の開口先端側内周面は導電性の電極本体１０２で構成されている。

一方、受入孔１０４の開口先端側を除く内周面を構成するガイド筒１０３内には、磁石１０５を内蔵した導電性のロッド１０６が進出方向（図示下方）に位置規制された状態で収容され、その受入孔１０４の最奥部に配置された導電性の座金１０７とロッド１０６との間にコイルばね１０８が張設されることにより、ロッド１０６が受入孔１０４内で退入自在に配置されている。

この電極部１０１では、受入孔１０４にボルト１の軸部２が挿入されると、ロッド１０６に内蔵された磁石１０５によりボルト１の軸部２が吸引され、そのロッド１０６の先端部に軸部２が吸着される。この吸着後、電極部１０１が相手部材（図示せず）に加圧されると、フランジ部３が電極本体１０２の先端面に密着するので、座金１０７−コイルばね１０８−ロッド１０６−ボルト１のフランジ部３−電極本体１０２の先端面からなる通電経路が形成される。この通電経路による通電でもって、ボルト１が存在して受入孔１０４に軸部２が正常に挿入されていることを検出するようにしている。

以上のようにして、ボルト１が存在してその軸部２が電極部１０１の受入孔１０４に正常に挿入されていることを検出した後、その検出信号をトリガとして電極本体１０２を進出させることにより、ロッド１０６がコイルばね１０８の弾性力に抗して後退し、ボルト１のフランジ部３が電極本体１０２の端面に当接する。この状態で、溶接電流を通電することにより、フランジ部３の突起４を相手部材（図示せず）に溶接する。

なお、ボルト１が存在しなかったり、あるいは、ボルト１は存在するがその軸部２が受入孔１０４に正常に挿入されていなかったりした場合には、前述の通電経路が形成されないことから、非通電状態となってボルト１が存在しないか、あるいは、ボルト１は存在するがその軸部２が受入孔１０４に正常に挿入されていないことを検出することができる。この検出信号をトリガとして電極本体１０２を進出させることなく溶接動作を停止する。

特許第２７８９０２０号公報

ところで、電極本体１０２の進出によりボルト１のフランジ部３が電極本体１０２の先端面に密着して通電経路が形成されることで、ボルト１が存在してその軸部２が電極本体１０２の受入孔１０４に正常に挿入されているか否かを検出した上で、溶接電流を通電開始するかどうかを判定するためにリレーを使用することが考えられる。この場合、電極本体１０２と座金１０７との間にリレーを電気的に接続することになるが、このリレーを動作させるための電圧としては、通常２４Ｖ程度の直流電圧を必要とする。

このように、リレー動作電圧として２４Ｖ程度の直流電圧を使用した場合、ボルト１が存在してその軸部２が電極本体１０２の受入孔１０４に正常に挿入されていると、通電経路の一部を構成する電極本体１０２およびボルト１のフランジ部３が通電状態となっている。この時、作業者が電極本体１０２あるいはボルト１のフランジ部３に触れると、ビリッとした感覚により思わず手を引っ込めることで思わぬ二次災害を引き起こすことにもなり兼ねない。このような状況では、安全な作業現場を確保することが困難である。

一方、前述のような二次災害を避けるためにリレーを使用せず、市販の近接センサや静電容量型センサを使用することも考えられる。しかしながら、近接センサの場合、受入孔１０４の近傍に近接センサを埋設した構造となるため、溶接電流が通電される時に発生する磁界、溶接時の熱の影響や、溶接回数の増大により、その溶接後に近接センサの動作不良が発生してそれ以降で検出不能となる可能性がある。また、静電容量型センサは、図９に示す電極構造において座金１０７と電極本体１０２との間に配置されると共に静電容量に依存するものであることから、その検出精度が高感度過ぎるという問題がある。

静電容量型センサの場合、電極部１０１に付着した水滴や粉塵などの導電性異物によって誤検出が発生する可能性がある。例えば電気抵抗溶接機の電極部１０１では、溶接時の過熱を防止するために冷却水を使用するが、分解整備などの際にこの冷却水が飛散して電極部１０１の受入孔１０４内に侵入すると、特許文献１に開示された電極部１０１では、ボルト１が存在しないにもかかわらず、受入孔１０４内における開口先端側内周面の箇所とロッド１０６とが水滴により導通状態となってボルト１が存在するという誤検出が発生する。

また、溶接時に発生する粉塵が電極部１０１の受入孔１０４内に侵入することで、前述の場合と同様、ボルト１が存在しないにもかかわらず、受入孔１０４内で開口先端側内周面に位置する電極本体１０２とロッド１０６とが粉塵により導通状態となってボルト１が存在するという誤検出が発生する。

このような誤検出が発生すると、ボルト１が存在しない状態であるにもかかわらず、溶接動作を開始することによる空打ちが発生するという問題があった。前述の誤検出は、電気抵抗溶接機の電極部における問題であるが、実際には電気抵抗溶接以外の部品搬送などの電気的検出の分野においても発生する。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、安全な作業現場を確保すると共に水滴や粉塵などの導電性異物に基づく誤動作を未然に防止し得る部品検出装置及び部品検出方法を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、請求項１記載の部品検出装置の発明は、一方の導電部材と他方の導電部材との間に介在する導電性部品に対して所定の作業が実行される部品処理手段に付設され、両導電部材間に介在する導電性部品と導電性異物とを、両導電部材間に電気的に接続された検出回路により判別する装置であって、検出回路は、入力電圧に基づいて基準電圧を生成する基準電圧発生回路部と、両導電部材間から入力される検出電圧と基準電圧とを比較する電圧比較回路部と、両導電部材間に導電性部品が介在する時の検出電圧を基準電圧以下とし、かつ、両導電部材間に導電性異物が介在する時の検出電圧を基準電圧よりも大きくするように、その検出電圧を調整する感度調整回路部とを具備したことを特徴とする。ここで、「感度調整」とは、導電性部品と導電性異物という異なる対象物を判別するために検出電圧を調整することを意味する。

本発明に係る部品検出装置では、部品処理手段により所定の作業が実行されるに先立って、一方の導電部材と他方の導電部材との間に導電性部品が介在すると、一方の導電部材、導電性部品および他方の導電部材からなる通電経路が形成される。本発明では、これら二つの導電部材に対して、基準電圧発生回路部、電圧比較回路部および感度調整回路部で構成された検出回路を電気的に接続する。

この検出回路では、例えば５Ｖの入力電圧に基づいて例えば２．５Ｖの基準電圧を基準電圧発生回路部で生成する。一方の導電部材と他方の導電部材との間に導電性部品が介在する時の検出電圧を基準電圧以下とし、かつ、二つの導電部材間に導電性部品以外の導電性異物が介在する時の検出電圧を基準電圧よりも大きくするように、その検出電圧を感度調整回路部で調整し、検出電圧と基準電圧とを電圧比較回路部で比較する。

この電圧比較回路部において検出電圧と基準電圧とを比較した結果、その検出電圧が基準電圧以下であれば、導電性部品が二つの導電部材間に存在することになり、その場合、部品処理手段による所定の作業を実行開始する。また、検出電圧が基準電圧よりも大きければ、二つの導電部材間に導電性部品以外の導電性異物が介在することになり、その場合、部品処理手段による所定の作業を停止する。

請求項２記載の発明は、感度調整回路部の検出電圧を、人体に影響のない安全な１５Ｖ以下の電圧とした請求項１に記載の部品検出装置である。このように、感度調整回路部の検出電圧を、人体に影響のない安全な１５Ｖ以下の電圧とすれば、作業者が導電部材あるいは導電性部品に触れても、感度調整回路部から導電部材あるいは導電性部品を介して大地へ流れる電流による人体への影響をなくし、ビリッとした感覚により思わず手を引っ込めることで思わぬ二次災害を引き起こすことも皆無となり、安全な作業現場を確保することが容易となる。

請求項３記載の発明は、部品処理手段が電気抵抗溶接機であり、導電部材が電気抵抗溶接機の電極部を構成する部品であり、導電性部品がプロジェクションボルトである請求項１又は２に記載の部品検出装置である。このように、部品処理手段が電気抵抗溶接機であり、導電部材が電気抵抗溶接機の電極部を構成する部品であり、導電性部品がボルトである用途に本発明を適用すれば、ボルトを相手部材に溶接するに先立って、電気抵抗溶接機の電極部にボルトがセッティングされているのか、あるいはボルトが存在せずに水滴や粉塵などの導電性異物が存在するのかを確実に検出することができる。

請求項４記載の部品検出方法の発明は、一方の導電部材と他方の導電部材との間に介在する導電性部品に対して所定の作業が実行される部品処理手段に付設され、両導電部材間に電気的に接続された検出回路により、両導電部材間に介在する導電性部品と導電性異物とを判別する方法であって、入力電圧に基づいて基準電圧を検出回路の基準電圧発生回路部により生成し、両導電部材間から入力される検出電圧と基準電圧とを検出回路の電圧比較回路部により比較するに際して、両導電部材間に導電性部品が介在する時の検出電圧を基準電圧以下とし、かつ、両導電部材間に導電性異物が介在する時の検出電圧を基準電圧よりも大きくするように検出回路の感度調整回路部により検出電圧を調整することを特徴とする。

本発明における部品検出装置及び部品検出方法によれば、基準電圧発生回路部、電圧比較回路部および感度調整回路部で構成された検出回路を二つの導電部材に対して電気的に接続したことにより、電圧比較回路部において、感度調整回路部で調整された検出電圧と基準電圧とを比較した結果、その検出電圧が基準電圧以下であれば、導電性部品が二つの導電部材間に存在することになり、また、検出電圧が基準電圧よりも大きければ、二つの導電部材間に導電性部品以外の導電性異物が介在することになり、二つの導電部材間に、導電性部品が存在するのか、あるいは導電性部品以外の導電性異物が存在するのかを判定でき、その導電性異物による誤検出を未然に防止することができる。その結果、導電性部品が存在せずに導電性異物が存在する状態で部品処理手段が動作することを防止でき、安全性に富んだ高信頼性の部品検出装置を提供できる。

本発明に係る部品検出装置の実施形態で、検出回路を示す回路構成図である。 図１の感度調整回路部、基準電圧発生回路部および電圧比較回路部の具体的回路例を示す回路構成図である。 図２の電圧比較回路部での動作状態を説明するためのもので、（Ａ）はボルトが存在する場合を示す回路構成図、（Ｂ）はボルトが空の場合を示す回路構成図、（Ｃ）は導電性異物が存在する場合を示す回路構成図である。 電気抵抗溶接機の電極部で、（Ａ）は電極部を進出させる前の状態を示す断面図、（Ｂ）は電極部を進出させた後の状態を示す断面図である。 電気抵抗溶接機の電極部で、導電性異物が付着した状態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態で、パーツフィーダのストッパ部の概略構成を示す断面図である。 パーツフィーダのストッパ部に導電性異物が付着した状態を示す断面図である。 ボルトを示す図である。 従来における電気抵抗溶接機の電極部を示す断面図である。

本発明に係る部品検出装置および部品検出方法の実施形態を以下に詳述する。以下の実施形態では、ボルトを鋼板に溶接する電気抵抗溶接機の電極部に付設した部品検出装置および部品検出方法を例示する。

この実施形態における導電性部品である鉄製のプロジェクションボルト１は、図８に示すように、外周面に雄ねじが形成された軸部２と、その軸部２と同芯で一体的に形成された円形のフランジ部３と、軸部２とは反対側のフランジ面に形成された溶着用突起４とを備えた軸状部品である。各部の寸法は、軸部２の直径が６ｍｍ、軸部２の長さが２７ｍｍ、フランジ部３の直径が１４ｍｍである。また、このボルト１を溶接する相手部材は、鋼板などの板状部品である。

図４（Ａ）（Ｂ）は、前述したボルト１を鋼板３１に溶接する電気抵抗溶接機の電極部５の概略構造を示すもので、この電極部５はエアシリンダや進退出力式の電動モータなどの駆動手段（図示せず）によって進退動作をする。

この電気抵抗溶接機における電極部５は電極本体６を有する。この電極本体６は、クロム銅などの銅合金材料で製作された導電性の円筒型部材である。この電極本体６は、取付け部材７に固定されている上部電極本体８と、この上部電極本体８にねじ部９を介して結合されている中間電極本体１０と、この中間電極本体１０の端部にねじ部１１を介して結合されている下部電極本体１２とで構成されている。下部電極本体１２の端面は、ボルト１のフランジ部３に密着する平坦な電極端面１３とされている。

前述の中間電極本体１０の内側に、ウレタン樹脂やポリアミド樹脂などの合成樹脂で製作された絶縁性のガイド筒１４が挿入され、そのガイド筒１４の内側に大径孔１５とこれに連通する小径孔１６が形成されている。また、下部電極本体１２にボルト１の軸部２が挿入される受入孔１７が設けられている。この受入孔１７は、一端がガイド筒１４の小径孔１６に連通し、他端が電極端面１３に開口している。受入孔１７の中心軸線は電極本体６の中心軸線と一致している。

受入孔１７の内面は絶縁構造とされている。この絶縁構造は、下部電極本体１２に嵌め込まれた絶縁筒１８と空隙１９とによって構成されている。絶縁筒１８の内径はボルト１の軸部２の外径よりも僅かに大きく設定され、また、空隙１９部位の内径はボルト１の軸部２の外径よりも十分に大きく設定されている。このような寸法関係に設定することで、ボルト１の軸部２が電極本体６の軸線に対して傾斜してもその傾斜角度は僅かなものとなり、軸部２が空隙１９部位の内面に接触しないようにしている。なお、絶縁筒１８の内径は、ガイド筒１４の小径孔１６の内径と同じ大きさとしている。

下部電極本体１２の受入孔１７内に挿入されたボルト１の軸部２を受け止める円柱状のストッパ部材２１が、電極本体６の軸線に沿って進退可能な状態でガイド筒１４内に配置されている。このストッパ部材２１は、大径孔１５の内周面に摺動自在に嵌合された大径部２２と、小径孔１６の内周面に摺動自在に嵌合され、ボルト１の軸部２の端部を受け止める小径部２３とで構成されている。ストッパ部材２１の大径部２２には永久磁石２４が埋設されており、そのため、大径部２２は二分割構造をなして溶接などにより一体化されている。

上部電極本体８の内側に、ウレタン樹脂やポリアミド樹脂などの合成樹脂で製作された絶縁性のカップ部材２６が下方に開放した状態で挿入され、その奥部（図示上部）に銅合金製の導電性端子板２７が配置されている。この端子板２７とストッパ部材２１の間に圧縮コイルばね２８が張設されており、その張力はガイド筒１４の大径孔１５と小径孔１６の境界部分に形成されたストッパ面２９に、ストッパ部材２１の大径部２２が弾圧接触することによって受け止められる。なお、この実施形態では圧縮コイルばね２８を使用しているが、この圧縮コイルばね２８の代わりに、圧縮空気の圧力をストッパ部材２１の上面に作用させる空気ばねを利用することも可能である。

ストッパ部材２１の大径部２２がストッパ面２９に弾圧接触している状態においては、永久磁石２４の吸引力がボルト１の軸部２に作用しているので、軸部２の端部はストッパ部材２１の小径部２３の端面に吸着されている。図４（Ａ）に示す状態において、下部電極本体１２の電極端面１３とボルト１のフランジ部３との間に微小隙間Ｌが付与されている。図示の場合、隙間Ｌは１ｍｍである。この永久磁石２４の吸引力によって、ボルト１が受入孔１７から抜け落ちないようになっている。

図４（Ｂ）に示すように、電極部５が図示下方へ進出してボルト１のフランジ部３の溶着用突起４が鋼板３１に押し付けられると、それに引き続いて隙間Ｌが縮まりながら圧縮コイルばね２８がその弾性力に抗して圧縮され、下部電極本体１２の電極端面１３とボルト１のフランジ部３とが密着する。ボルト１の相手部材である鋼板３１は、支持治具３２上に位置決めされ、支持治具３２から溶接電流が接地側へ流れるようになっている。この支持治具３２の代わりに鋼板３１の下側に固定電極（図示せず）を配置する構造であってもよい。図４（Ｂ）に示す状態において、電極部５に溶接電流を通電することにより、ボルト１のフランジ部３を鋼板３１に溶接する。

この電極部５では、上部電極本体８、中間電極本体１０および下部電極本体１２が一方の導電部材を構成し、端子板２７、圧縮コイルばね２８およびストッパ部材２１が他方の導電部材を構成する。図４（Ｂ）に示すように、受入孔１７にボルト１が存在してその軸部２の端部がストッパ部材２１の小径部２３に当接すると共に、フランジ部３が下部電極本体１２の電極端面１３に当接した状態で、端子板２７−圧縮コイルばね２８−ストッパ部材２１−ボルト１−下部電極本体１２−中間電極本体１０−上部電極本体８からなる通電経路ｍが形成される。この通電経路ｍの形成をトリガ信号として取り出すことで、ボルト１と鋼板３１との溶接を開始する。

一方、図５に示すように、電極部５へのボルト１の供給ミスにより受入孔１７にボルト１が存在せず、下部電極本体１２の電極端面１３および受入孔１７に水滴や粉塵などの導電性異物ｐが付着した場合も同様である。つまり、水滴や粉塵などの導電性異物ｐが下部電極本体１２の電極端面１３および受入孔１７に付着した状態でも、端子板２７−圧縮コイルばね２８−ストッパ部材２１−導電性異物ｐ−下部電極本体１２−中間電極本体１０−上部電極本体８からなる通電経路ｎが形成されることになる。なお、導電性異物ｐが水である場合には水滴や水膜の状態で存在するのであるが、理解し易くするために導電性異物ｐは丸い粒子を配列した状態で誇張して図示してある。

図４（Ｂ）に示すように受入孔１７にボルト１が存在する場合には、前述した通電経路ｍの形成をトリガ信号として取り出すことで、電極部５に溶接電流を通電することにより、ボルト１のフランジ部３を鋼板３１に溶接すればよいが、図５に示すように、受入孔１７にボルト１が存在せず、下部電極本体１２の電極端面１３および受入孔１７に水滴や粉塵などの導電性異物ｐが付着することにより、通電経路ｎが形成された場合には、ボルト１と鋼板３１との溶接を停止する必要がある。

このように、ボルト１が存在する場合と導電性異物ｐが付着する場合とを判別する必要がある。そこで、下部電極本体１２の電極端面１３および受入孔１７に水滴や粉塵などの導電性異物ｐが付着したことを検出し、ボルト１が存在する場合と導電性異物ｐが付着する場合とを判別し得る部品検出装置を電極部５に付設する。

この部品検出装置は、図１に示すように、電源回路部４２、基準電圧発生回路部４３、電圧比較回路部４４および感度調整回路部４５で主要部が構成され、その他、ノイズ防止回路部４６、信号出力回路部４７およびモニターランプ４８を備えた検出回路４１を具備する。電源回路部４２の電源端子４９，５０には電極部５の入力電圧である２４Ｖの直流電圧が印加される。また、二つの入力側端子５１，５２のうち、一方の入力側端子５１には電極部５の上部電極本体８が接続され、他方の入力側端子５２には電極部５の端子板２７が接続されている。これにより、上部電極本体８と端子板２７に対して検出回路４１が接続されていることになる。また、出力側端子５３，５４は、溶接を開始するか否かを選択するための出力端子となっている。この部品検出装置では、前述のような回路構成とすることにより、溶接電流が通電される時に発生する磁界の影響を受けることがない。

前述の検出回路４１における電源回路部４２では、２４Ｖの電源電圧を５Ｖの回路制御電圧に変換する。なお、５Ｖの回路制御電圧が基準電圧発生回路部４３では、その電源回路部４２から出力される５Ｖの回路制御電圧に基づいて２．５Ｖの基準電圧を生成する。電圧比較回路部４４では、前述の通電経路ｍ，ｎに電流が流れることにより端子板２７と上部電極本体８との間に発生する検出電圧と基準電圧とを比較する。感度調整回路部４５では、ボルト１が存在する時の通電状態により発生する検出電圧を基準電圧以下とし、かつ、ボルト１が存在しない時およびボルト１以外の水滴や粉塵などの導電性異物ｐが介在する時の通電状態により発生する検出電圧を基準電圧よりも大きくするように、その検出電圧を調整する。

なお、前述した電源回路部４２および基準電圧発生回路部４３から出力される各電圧は、確実な通電性を確保するためのもので、電源回路部４２の入力電圧２４Ｖは、例えば２０Ｖ〜３０Ｖ、その出力電圧５Ｖは、電圧比較回路部４４の動作電圧として例えば１５Ｖ以下、基準電圧発生回路部４３の出力電圧２．５Ｖは、感度調整回路部４５の検出電圧が人体に影響のない電圧レベルとなるように例えば１５Ｖ以下の範囲で設定することが可能である。前述のように例示した各電圧は、本発明装置の適用箇所や電気的環境に応じて種々の値に変更される。

前述の感度調整回路部４５および基準電圧発生回路部４３は、図２に示すように、二つの分圧回路で基本的に構成されている。検出電圧ｘを発生させる一方の分圧回路は、０〜２０ｋΩの可変抵抗ａ、１０ｋΩの抵抗ｂ、５ｋΩの抵抗ｃおよび３０ｋΩの抵抗ｄからなる直列回路で構成され、抵抗ｂと抵抗ｃとの接続点が電圧比較回路部４４（例えばコンパレータ）の一方の入力に接続されている。また、基準電圧ｙを発生させる他方の分圧回路は、５ｋΩの抵抗ｅおよび５ｋΩの抵抗ｆからなる直列回路で構成され、抵抗ｅと抵抗ｆとの接続点が電圧比較回路部４４の他方の入力に接続されている。

このような回路構成において、基準電圧発生回路部４３（他方の分圧回路）では、５ｋΩの抵抗ｅおよび５ｋΩの抵抗ｆにより５Ｖの回路制御電圧をｅ：ｆ＝１：１に分圧した２．５Ｖの基準電圧ｙを生成する。また、感度調整回路部４５（一方の分圧回路）では、０〜２０ｋΩの可変抵抗ａ、１０ｋΩの抵抗ｂ、５ｋΩの抵抗ｃおよび３０ｋΩの抵抗ｄにより５Ｖの回路制御電圧を（ａ＋ｂ）：（ｃ＋ｄ）の比率で分圧した検出電圧ｘを生成する。なお、前述した寸法形状を有するボルト１に対して、前述の抵抗値（比率）で分圧電圧を発生させることが最適であるが、この抵抗値（比率）はこれに限定されるものではない。

この感度調整回路部４５の可変抵抗ａによる調整で検出電圧ｘを予め設定する。下部電極本体１２および受入孔１７にボルト１が空の状態あるいはボルト１が存在せずに水滴あるいは粉塵などの導電性異物ｐが付着している状態でその時に発生する検出電圧ｘが基準電圧ｙよりも大きくなるように可変抵抗ａで調整する。図２の回路構成では、導電性異物ｐが存在する場合、最低でも１５ｋΩ以上の抵抗値があるので抵抗ｄは１５ｋΩとなり、可変抵抗ａが０Ωであった場合でも抵抗ｂ，ｃ，ｄにより（ａ＋ｂ）：（ｃ＋ｄ）＝１：２の比率で分圧された電圧が検出電圧ｘとなって基準電圧ｙよりも大きくなる。また、ボルト１が空の状態の場合、可変抵抗ａが０Ωであった場合でも抵抗ｂ，ｃ，ｄにより（ａ＋ｂ）：（ｃ＋ｄ）＝２：３以上の比率で分圧された電圧が検出電圧ｘとなって基準電圧ｙよりも大きくなる。この電圧設定は、電圧比較回路部４４から出力されるＯＦＦ信号でもってモニターランプ４８が点灯しないことで確認できる（図１参照）。

前述した可変抵抗ａの調整により、ボルト１が存在する状態でその時に発生する検出電圧ｘが基準電圧ｙ以下となる。つまり、図２の回路構成では、ボルト１が存在する場合、抵抗ｄが０Ωとなり、可変抵抗ａが０Ωであった場合でも抵抗ｂ，ｃにより（ａ＋ｂ）：（ｃ＋ｄ）＝２：１の比率で分圧された電圧が検出電圧ｘとなって基準電圧ｙ以下となる。この電圧設定は、電圧比較回路部４４から出力されるＯＮ信号でもってモニターランプ４８が点灯することで確認できる（図１参照）。

なお、ノイズ防止回路部４６では、感度調整回路部４５の検出電圧に重畳される電気的ノイズを検出電圧から除去する。また、信号出力回路部４７では、電圧比較回路部４４の出力に基づいて溶接機への指令信号を出力する。

ここで、前述の感度調整回路部４５の検出電圧は、人体に影響のない安全な３Ｖ以下の電圧（最大で２．８Ｖ）としていることから、作業者が電極本体６あるいはボルト１に触れても、電源回路部４２から感度調整回路部４５、電極本体６あるいはボルト１を介して大地へ流れる電流による人体への影響をなくし、ビリッとした感覚により思わず手を引っ込めることで思わぬ二次災害を引き起こすことも皆無となり、安全な作業現場を確保することが容易となる。

この検出回路４１では、２４Ｖの入力電圧を電源回路部４２で５Ｖの回路制御電圧に変換し、その電源回路部４２から出力される回路制御電圧に基づいて２．５Ｖの基準電圧ｙを基準電圧発生回路部４３で生成する。ボルト１が存在する時の通電状態により発生する検出電圧ｘを基準電圧ｙ以下とし、かつ、ボルト１が存在しない時あるいはボルト以外の水滴や粉塵などの導電性異物ｐが介在する時の通電状態により発生する検出電圧ｘを基準電圧ｙよりも大きくするように調整した感度調整回路部４５から出力される検出電圧ｘと基準電圧ｙとを電圧比較回路部４４で比較する。

図２に示す基準電圧発生回路部４３、電圧比較回路部４４および感度調整回路部４５では、電圧比較回路部４４において検出電圧ｘと基準電圧ｙとを比較した結果、図３（Ａ）に示すように、ボルト１が存在する場合、検出電圧ｘ（１．１Ｖ）が基準電圧ｙ（２．５Ｖ）以下となり、電圧比較回路部４４から出力されるＯＮ信号によりモニターランプ４８が点灯する。その電圧比較回路部４４の出力電圧を信号出力回路部４７で増幅して制御電圧を生成し、その制御電圧に基づいて電気抵抗溶接機による溶接を実行開始する。一方、図３（Ｂ）に示すように、ボルト１が空状態の場合、検出電圧ｘ（３．３Ｖ）が基準電圧ｙ（２．５Ｖ）よりも大きくなり、また同様に、図３（Ｃ）に示すように、ボルト１以外の水滴や粉塵などの導電性異物ｐが介在する場合、検出電圧ｘ（２．８Ｖ〜３．３Ｖ）が基準電圧ｙ（２．５Ｖ）よりも大きくなり、電圧比較回路部４４から出力されるＯＦＦ信号によりモニターランプ４８は点灯せず、信号出力回路部４７も出力しないことで電気抵抗溶接機による溶接を停止する。

このようにして、電圧比較回路４４では、ボルト１が存在するのか、あるいはボルト１が不存在の状態（ボルト１の空状態あるいはボルト１以外の水滴や粉塵などの導電性異物ｐの存在状態）であるのかを判定する。なお、ボルト１が不存在を告知する警報ランプを別に設け、前述のＯＦＦ信号で点灯させることも可能である。

なお、この検出回路４１では、ノイズ防止回路部４６を設けたことにより、感度調整回路部４５の検出電圧に重畳される電気的ノイズを検出電圧から除去することができるので、電圧比較回路部４４において検出電圧と基準電圧とをより一層高精度に比較することができ、ボルト１が存在するのか、あるいはボルト１が不存在の状態（ボルト１の空状態あるいはボルト１以外の水滴や粉塵などの導電性異物ｐの存在状態）であるのかを確実に判定できる。

以上の実施形態では、部品検出装置を電気抵抗溶接機の電極部５に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、他の部品処理手段、例えば、図６に示すように、円形のボウルに振動を付与してプロジェクションナット６１を送出するパーツフィーダのストッパ部６２にも適用可能である（特許第３３０９２４５号公報参照）。

図６はパーツフィーダのストッパ部６２の概略構成を示す。このストッパ部６２は絶縁材量で作られており、図中矢印方向から供給されるプロジェクションナット６１（以下、単にナットと称す）を、埋設された永久磁石６３によりストッパ面６４で吸引して受け取り、そのストッパ面６４で停止したナット６１にガイドロッド６５を串刺し状態に貫通させて目的箇所にナット６１を供給するものである。

このストッパ部６２において、ストッパ面６４のナット停止位置に一対の導電部材６６，６７を露呈するように設け、図１に示す検出回路４１における二つの入力側端子５１，５２のうち、一方の入力側端子５１にストッパ部６２の一方の導電部材６６を接続し、他方の入力側端子５２にストッパ部６２の他方の導電部材６７を接続する。これにより、二つの導電部材６６，６７に対して検出回路４１が接続されることになる。

このような構成からなるストッパ部６２において、前述した電気抵抗溶接機の電極部５の場合と同様、検出回路４１では、電圧比較回路部４４で検出電圧と基準電圧とを比較した結果、その検出電圧が基準電圧以下であれば、ナット６１が存在することになり、その場合、ガイドロッド６５の串刺し動作を実行開始する。また、検出電圧が基準電圧よりも大きければ、水滴や粉塵などの導電性異物ｑが介在することになり（図７参照）、その場合、ガイドロッドの串刺し動作を停止する。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明は、例えば、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などにおいて、一方の導電部材と他方の導電部材との間に介在する導電性部品に対して所定の作業が実行される部品処理手段に付設されて利用することが可能である。

１ 導電性部品（ボルト）
５ 電極部
１２ 一方の導電部材（下部電極本体）
２２ 他方の導電部材（ストッパ部材）
４１ 検出回路
４２ 電源回路部
４３ 基準電圧発生回路部
４４ 電圧比較回路部
４５ 感度調整回路部
４６ ノイズ防止回路部
６６ 一方の導電部材
６７ 他方の導電部材
ｐ 導電性異物
ｑ 導電性異物

Claims (4)

1. 一方の導電部材と他方の導電部材との間に介在する導電性部品に対して所定の作業が実行される部品処理手段に付設され、両導電部材間に介在する導電性部品と導電性異物とを、前記両導電部材間に電気的に接続された検出回路により判別する部品検出装置であって、
   前記検出回路は、入力電圧に基づいて基準電圧を生成する基準電圧発生回路部と、前記両導電部材間から入力される検出電圧と基準電圧とを比較する電圧比較回路部と、前記両導電部材間に導電性部品が介在する時の前記検出電圧を基準電圧以下とし、かつ、両導電部材間に導電性異物が介在する時の検出電圧を基準電圧よりも大きくするように、その検出電圧を調整する感度調整回路部とを具備したことを特徴とする部品検出装置。
2. 前記感度調整回路部の検出電圧は、人体に影響のない安全な１５Ｖ以下の電圧とした請求項１に記載の部品検出装置。
3. 前記部品処理手段は電気抵抗溶接機であり、前記導電部材は電気抵抗溶接機の電極部を構成する部品であり、導電性部品がプロジェクションボルトである請求項１又は２に記載の部品検出装置。
4. 一方の導電部材と他方の導電部材との間に介在する導電性部品に対して所定の作業が実行される部品処理手段に付設され、前記両導電部材間に電気的に接続された検出回路により、両導電部材間に介在する導電性部品と導電性異物とを判別する部品検出方法であって、
   入力電圧に基づいて基準電圧を前記検出回路の基準電圧発生回路部により生成し、前記両導電部材間から入力される検出電圧と基準電圧とを前記検出回路の電圧比較回路部により比較するに際して、前記両導電部材間に導電性部品が介在する時の前記検出電圧を基準電圧以下とし、かつ、両導電部材間に導電性異物が介在する時の検出電圧を基準電圧よりも大きくするように前記検出回路の感度調整回路部により前記検出電圧を調整することを特徴とする部品検出方法。

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