JP4656593B2 - ゼロ点設定に基づくワークの溶接管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばナットやボルト等の部品を加工具で溶接する際に好適なワークの溶接管理技術に関する。

従来、ワークを加工する際、加工条件を一定に保つため加工原点におけるワークの基準位置をゼロ点として設定し、このゼロ点に対して所定の許容値範囲を設定するとともに、この許容値範囲内にあることを確認して加工するような方法が一般的に行なわれており、この際、加工に応じて加工条件が経時的に変化するような場合に、ゼロ点を補正しながら加工するような技術も知られている。（例えば、特許文献１、２参照。）
一方、本出願人は、鋼板等にナットやボルトをプロジェクション溶接する技術として、エアシリンダの作動によって上下動自在な位置決めピンによってナット等の溶接部品を穴あき鋼板上に位置決めし、上部電極と下部電極で鋼板やナット等を挟み込んで加圧通電して溶接するような技術として、ナットやボルトの姿勢等が正常の状態にあることを位置決めピンの上下ストローク量の検知によって判断するため、両ロッドタイプのシリンダユニットを使用し、これにシリンダロッドの伸張ストロークを検出する検知機構を設けるような技術（例えば、特許文献３参照。）を提案している。

特開平７−１１６８９９号公報 特開２００６−２４７６７９号公報 登録実用新案公報第３１３５２７１号公報

ところが、従来のゼロ点設定に基づく溶接管理は、ワークに対する加工条件等を一定に保持する点である程度効果があっても、より精密に加工管理するには限度があった。また、ワークのゼロ点に基づく溶接管理以外に、加工具側の損耗や締め付けの弛みや破損等について管理することができれば、例えば加工具側の損耗等が所定の範囲に達した時点で整備等を施すことにより、より精密に加工することができてより精密に溶接管理することができると思われた。
更に、ゼロ点設定のための作業をより効率的に行うことができれば、より便利であった。

そこで本発明は、ゼロ点設定に基づく溶接管理において、より精密に溶接管理できるようにするとともに、加工具側の損耗や締め付けの弛みや破損等についても管理できるようにし、しかもゼロ点設定作業をより効率化することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、溶接時に加工原点におけるワークの基準位置を測定してこれをゼロ点として設定することのできるゼロ点設定機構を有するとともに、このゼロ点に対する所定の許容値範囲内にあることが確認されると溶接できるよう管理するワークの溶接管理装置において、前記ゼロ点設定機構として、ゼロ点設定モードにあっては、下部電極上へのワークのセット後、上部電極の降下、上部電極によるワークの加圧、加圧開放の一連のゼロ点設定サイクルを自動的に行う際、上部電極によるワークの加圧が完了した時点で自動的にワークの位置を測定し、これをゼロ点として設定できる機能を持たせ、運用モードにあっては、下部電極上へのワークのセット後、上部電極の降下、上部電極によるワークの加圧、通電、加圧開放の一連の溶接サイクルを自動的に行う際、上部電極によるワークの加圧が完了した時点で自動的にワークの位置を測定し、これをゼロ点として設定できる 機能を持たせ、また、前記ゼロ点設定機構には、基準の加工具に基づく加工具ゼロ点及びその許容値範囲を設定するための加工具ゼロ点設定機構と、最初の基準ワークに基づく基準ワークゼロ点及びその許容値範囲を設定するための基準ワークゼロ点設定機構と、一連の加工中に複数個のワークのゼロ点の平均値に基いて設定される平均ワークゼロ点及びその許容値範囲を設定するための平均ワークゼロ点設定機構を持たせるようにした。

すなわち、ゼロ点を設定する方法として、従来のように、下部電極上にワークをセットした後、手作業で上部電極を降下させ、ワークを押圧することで基本的な姿勢を確立し、ゼロ点を測定し設定するような方法を改良し、例えば、ゼロ点設定モードにあっては、ワークをセットした後、ゼロ点設定スイッチ等を押すことにより、上部電極の降下、加圧、加圧解放のサイクルが自動的に行われるようにし、そのサイクル中にワークの基本的姿勢が確立された時点で自動的にワークの位置を測定し、これをゼロ点として設定できるようにすることにより、ゼロ点設定の時間が短縮され、効率的に作業することができる。そしてこのような自動化によるゼロ点の設定は、溶接作業中における上部電極の降下、ワークの加圧、通電、加圧開放の溶接サイクルにおいても行うことができるようにしている。

そして例えば、加工具ゼロ点と基準ワークゼロ点との組み合わせか、加工具ゼロ点と平均ワークゼロ点との組み合わせのいずれか一方を任意に選択できるようにし、それぞれの組み合わせの二つのゼロ点に対する許容値範囲を両方とも満足しないときは溶接できないよう溶接管理することで、例えば、ワークの誤差等に起因する不具合を検知して管理できるばかりでなく加工具側の損耗等に起因する不具合を検知して管理できるようになり、より精度良く加工管理することができ、しかも、二つの組み合わせの一方を任意に選択できるため、例えば溶接条件が経時的に変化するような場合は、加工具ゼロ点と平均ワークゼロ点の組み合わせを採用し、溶接条件に大きな変化がないような場合は、加工具ゼロ点との基準ワークゼロ点の組み合わせを採用する等によって、より適切に管理できるようになる。
ここで、平均ワークゼロ点を設定するためのワーク数等は任意に設定できるようにしておくことが好ましい。

また、上記のような管理方法以外に、加工具ゼロ点と基準ワークゼロ点の二つのゼロ点に対する許容値範囲を両方とも満足しないときは溶接できないよう管理し、適宜回数溶接した時点で基準ワークゼロ点の値を平均ワークゼロ点の値に置き換えて溶接管理するような方法を採用することも可能である。

すなわち、このような方法の具体例の第１としては、例えば平均ワークゼロ点として１０回の平均値を採用するとした場合、最初の１０回までの溶接は加工具ゼロ点と基準ワークゼロ点の二つの組み合わせで管理すると同時に、この間の各回のワークの位置を測定してその平均を求めて平均ワークゼロ点とし、次の１１回目に、求めた平均ワークゼロ点の値を基準ワークゼロ点の値に置き換えて、加工具ゼロ点と置き換えた基準ワークゼロ点の二つの組み合わせで管理しながら１１回目から２０回目までの溶接を行い、この間に再び各回のワークの位置を測定して平均を求め、次の２１回目には、新たに求めた平均ワークゼロ点の値を基準ワークゼロ点に置き換え、これを継続的に繰り返す方法である。

また、具体例の第２としては、例えば平均ワークゼロ点として１０回の平均値を採用するとした場合、例えば最初の１００回の加工は加工具ゼロ点と基準ワークゼロ点の二つの組み合わせで管理すると同時に、この間の所定のタイミングで平均ワークゼロ点を求め、１０１回目は前記要領で求めた平均ワークゼロ点の値を基準ワークゼロ点の値に置き換えて、次の１０１回から２００回までの溶接を管理し、同時に、その間の所定の時期に平均ワークゼロ点を求め、これを繰り返す方法である。

なお、平均ワークゼロ点の値を基準ワークゼロ点の値に置き換える方法として他の方法も考えられるが、このような置き換えを行なうことにより、より実用的に管理にすることができる。

また本発明では、前記平均ワークゼロ点設定機構には、平均を求めるための回数や、平均を求めるためのタイミングをコントロールボックスに任意にセットできるようにした。

平均ワークゼロ点にこのような機能を持たせることで、特に加工具ゼロ点と平均ワークゼロ点の組み合わせで管理するような場合に、より実用的に運用することができる。
なお、平均を求めるための回数や、平均を求めるためのタイミング等を任意に設定できるとは、例えば、１回目から１００回目まで連続して溶接サイクルを繰り返す際に、ゼロ点の平均値を求めるためのワークの数や、その時期、例えば１回目から１０回目までのワークとか、１０回目から３０回目までのワークとか、そのワークは連続したサイクルのものであるとか、一つ置きのワークのものであるとか、等であり、このようなことをコントロールボックスで任意に設定できるようにしている。

また本発明では、前記それぞれのゼロ点を設定するためにＣＰＵに組み込まれるソフトウエアのゼロ点設定のための処理速度を、１秒以内とした。
このように１秒以内にすることで、自動的に行われるゼロ点設定モードでのゼロ点設定サイクルや、運用モードにおける溶接サイクルを効率的に行うことができ、サイクルタイムが短縮される。

溶接時に加工原点におけるワークの基準位置を測定してこれをゼロ点として設定することのできるゼロ点設定機構を有し、このゼロ点に対する所定の許容値範囲内にあることが確認されると溶接できるよう管理するワークの管理装置において、ゼロ点設定モードにあっては、下部電極上へのワークのセット後、上部電極の降下、上部電極によるワークの加圧、加圧解放の一連のゼロ点設定サイクルを自動的に行う際、上部電極によるワークの加圧が完了した時点で自動的にワークの位置を測定し、これをゼロ点として設定できる機能を持たせ、運用モードにあっては、下部電極上へのワークのセット後、上部電極の降下、上部電極によるワークの加圧、通電、加圧開放の一連の溶接サイクルを自動的に行う際、上部電極によるワークの加圧が完了した時点で自動的にワークの位置を測定し、これをゼロ点として設定できる機能を持たせ、またこの運用モードにおいて一連の加工を複数回連続的に繰り返す際は、ワークの加圧が完了した時点で毎回自動的にワークの位置を測定し、所定回数の測定値の平均をとった値を平均ワークゼロ点として設定できる機能を持たせることで、ゼロ点設定のための時間の短縮が図られ、効率的に作業することができる。

この際、例えばゼロ点として、基準の加工具に基づく加工具ゼロ点と、基準のワークに基づくワークゼロ点を設定し、ワークゼロ点として、最初の基準ワークに基づいて設定される基準ワークゼロ点と、一連の加工中に複数個のワークのゼロ点の平均値に基づいて設定される平均ワークゼロ点を設け、加工具ゼロ点と基準ワークゼロ点の組み合わせか、加工具ゼロ点と平均ワークゼロ点の組み合わせのいずれか一方を任意に選択できるようにし、それぞれの組み合わせの二つのゼロ点の許容範囲で溶接管理すれば、加工具を適切な状態に維持しながら溶接管理することができ、しかも、加工条件等が経時的に変化するような場合でも適切に管理することができる。

また加工具ゼロ点と基準ワークゼロ点との二つのゼロ点に基づいて管理するとともに、適宜回数溶接した時点で基準ワークゼロ点の値を平均ワークゼロ点の値に置き換えて溶接管理することも可能となり、この場合はより実用的に管理することができる。
また、平均ワークゼロ点設定機構に平均を求めるための回数や、平均を求めるためのタイミング等を任意に設定することで、より実用的となり、また、ゼロ点設定のためのソフトウエアの処理時間を所定時間内にすることでサイクルタイムの短縮が可能となる。

本発明に係る溶接管理装置が適用される部品溶接装置全体の構成概要図 位置決めピンのゼロ点を説明するための説明図 溶接管理装置の説明図 本溶接管理装置の各機能設定時のフローチャート

本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係る部品溶接装置全体の構成概要図、図２は位置決めピンのゼロ点を説明するための説明図、図３は溶接管理装置の説明図、図４は本溶接管理装置の各機能設定時のフローチャートである。

本発明に係る溶接管理装置は、部品溶接装置を管理する装置として適用され、この部品溶接装置は、鋼板等にナットやボルトを溶接する装置として構成されている。そしてこの溶接装置は、溶接時にボルトやナット等のワークの姿勢の異常や、加工具側の電極の磨耗や破損等の異常を検知し、異常を検知したときは溶接作業を中断するようにされている。そこで、まずこの溶接装置に概要について説明する。

この溶接装置１は、図１に示すように、両ロッドタイプのエアシリンダユニットシリンダ２と、このエアシリンダユニット２のシリンダ２ｓ上部に絶縁材３を介して連結される二重筒構造の電極ホルダ４と、この電極ホルダ４の上端部に結合され且つ中央部に貫通孔５ｈを有する下部電極５を備えており、シリンダ２ｓから上方に延出する上方シリンダロッド２ｒの上端部には、絶縁ジョイント６を介して連結シャフト７が連結され、この連結シャフト７の上部には、位置決めピン８が着脱自在にされている。そして、上方シリンダロッド２ｒや、連結シャフト７や、位置決めピン８は電極ホルダ４の筒内を昇降自在にされており、しかも位置決めピン８は、下部電極５の貫通孔５ｈから出没自在にされている。

そして、この位置決めピン８の昇降ストロークを検知するため、シリンダ２ｓの下方には、ストローク検知機構１０が設けられ、このストローク検知機構１０は、シリンダ２ｓから下方に延出するシリンダロッド２ｒの下端部に連結される連結プレート１２と、この連結プレート１２の一端側に連結されるガイドロッド１３と、連結プレート１２の他端側に連結されるセンサロッド１４を備えており、前記ガイドロッド１３は固定プレート１５上に配設されるガイド筒１６を摺動自在に貫くとともに、センサロッド１４は、固定プレート１５に配設されるセンサ筒１７に摺動自在に挿入されている。そして、センサロッド１４の移動量をセンサ筒１７で検知できるようにされ、またこのセンサ筒１７で検知したストローク検知量を以下に述べる加工管理装置としてのコントロールボックス２０に送るようにしている。

そこでコントロールボックス２０の細部について説明する前に、まず溶接時におけるゼロ点の設定要領等について、溶接部品がナットである場合を例にとって、図２に基づき説明する。

図２（ａ）に示すように、エアシリンダユニット２により位置決めピン８を貫通孔５ｈから上方に突出させた状態にした後、下部電極５の上部に、ボルト挿通用の下穴ｈが形成される鋼板等の板状ワークＷを位置決めピン８に嵌め込むようにセットし、その後、その上からナットＮを位置決めピン８に被せるようにセットする。
この際、ナットＮが正常の姿勢の場合、プロジェクション部ｐ（溶接によって溶解する部分）が下方に位置しており、プロジェクション部ｐと板状ワークＷとの間には、隙間が形成された状態になるようにしている。
因みに、このプロジェクション部ｐがナットＮの下面から下方へ突出する突出量αは０．７ｍｍ程度である。

次いで、図２（ｂ）に示すように、上部電極１１が上方から下降してきて、ナットＮの上面を下方に押圧しながらナットＮを板状ワークＷに押し付ける。このとき、下方のエアシリンダユニット２によって位置決めピン８を上方に押し上げる力は、上部電極１１がナットＮを下方に押圧する押圧力より弱くしているため、図２（ｂ）に示すように、ナットＮは押されて下方に降下し、上方に付勢されている位置決めピン８も一緒に降下し、ナットＮのプロジェクション部ｐが板状ワークＷに当接する。そして、このときの位置決めピン８の位置をストローク検知機構１０で測定しコントロールボックス２０でゼロ点として設定する。

また、このようなゼロ点の設定は、従来であれば、板状ワークＷやナットＮを下部電極５上にセットした後、スイッチ等を操作して上部電極１１を上方から降下させ、上部電極１１と下部電極５で挟み込んで所定圧で加圧し、図２（ｂ）に示す状態になったときに位置決めピン８の位置をストローク検知機構１０で測定しゼロ点として設定し、その後、スイッチ等を操作して加圧開放するような方法が一般的であるが、本発明の場合は、ゼロ点設定モードの際は、後述するようなスイッチを一回押すだけで、上部電極１１の降下、ワークの加圧、圧力開放のゼロ点設定サイクルを自動的に行い、その間にワーク加圧後の位置を自動的に測定し、それをゼロ点として設定できるようにされている。

また、本発明では、ゼロ点設定モードだけでなく、実際に溶接を行う運用モードの際でもゼロ点を設定できるようにされており、この場合は、ワークをセットした後、上部電極１１の降下、ワークの加圧、通電、加圧開放の一連の溶接サイクルを自動的に行い、その間にワークの位置を自動的に測定し、ゼロ点として設定することができるようにされている。

この際、本実施例では、上部電極１１や下部電極５や位置決めピン８等が「加工具」に相当し、ナットＮや板状ワークＷが「ワーク」に相当するが、基準ワークゼロ点や加工具ゼロ点の設定の時期などは任意である。通常、最初の一回目（例えば一日づつ最初のワークに対して、または、数日置きに最初のワークに対してなど）の加工を行なう際、正規のナットＮや板状ワークＷをセットして、最初の一回目に設定するのが適切であると思われるのが基準ワークゼロ点であり、下部電極５や位置決めピン８等を交換したり電極ドレッシング整備等を行った際に、交換直後の最初の一回目に設定するのが適切であると思われるのが加工具ゼロ点である。

すなわち、この加工具ゼロ点は、上部電極１１がナットＮの上面を下方に押圧しながらナットＮを板状ワークＷに押し付けると、板状ワークＷが薄い板材のような場合には、プロジェクション部ｐの突起は板状ワークＷを通して下部電極５を局部的に押圧し、これが繰り返されると、下部電極５が局部的に損耗するため、下部電極５の損耗度が所定範囲に達するとその表面を削って平面化する等の整備を行なう必要が生じ、ゼロ点にも影響を及ぼすようになる。また、位置決めピン８もナットＮとの嵌合部が磨耗してくる。このため、下部電極５の損耗とか、位置決めピン８の磨耗とか、下部電極５の取付部の弛み等の加工具側についても加工の進行に連れて管理することが望ましい。このため、本発明では加工具ゼロ点を設定し管理している。

また、溶接作業を繰り返すうち、例えば、位置決めピン８の昇降ストロークを検知するセンサ筒１７内部のセンサが、温度変化を受けた場合に測定値が変化するような場合、溶接作業を繰り返すうち、センサロッド１４が温度の影響を受けるようになるため、最初に設定したゼロ点を維持したのでは誤差が大きくなって好ましくない。このような場合は、直近のゼロ点を使用して精度を高めることが好ましい。

このため、本実施例では、実際の溶接作業を行うと同時に毎回、ワーク加圧後にワークの位置を測定し、所定回数のワークの位置の平均値を求めて、これに基づいて管理するようにしているが、このとき設定されるのが平均ワークゼロ点である。
すなわち、本発明では、運用モードで溶接する場合、毎回溶接作業するたびごとに、前記ストローク検知機構１０でストローク量を検知し、これをコントロールボックス２０に伝送して記憶させるようにしている。

前記コントロールボックス２０は、内部にゼロ設定を行なったり、ゼロ設定に基づいて溶接加工を管理するためのソフトが組み込まれるとともに、図３に示すように、最上段にＮＧライトや、ＯＫライトが設けられ、その下方のフロントパネルの上段にチャンネル表示器２１やチャンネルモードキー２２が設けられ、その下段に＋許容値表示器２３や＋許容値モードキー２４が、その下段に−許容値表示器２５や−許容値モードキー２６が設けられている。そしてその下段には、判定タイマ／測定値表示器２７や判定タイマ／測定値モードキー２８が設けられ、その下段には、−キー２９や、＋キー３０や、エンターキー３１が設けられ、更にその下段には、エラーリセットキー３２やゼロポジションキー３３が設けられている。

尚、コントロールボックス２０のリヤパネルには、コントロールボックス２０を運用モードにしたり、データ設定モードにしたりするのを切り替えるＲＵＮ／ＤＡＴＡ切り替えスイッチ（不図示）が設けられている。

因みにフロントパネルのスイッチ類等の機能について簡単に説明すると、チャンネルモードキー２２は、ワークの機種に合わせて選択されるもので、チャンネル表示器２１は選択されたワーク機種が表示されるものである。また、＋許容値モードキー２４や−許容値モードキー２６は、それらを押すことにより、＋許容値設定モードまたは−許容値設定モードに入ることができ、引き続いて下方の＋キー３０や−キー２９を押すことにより、設定数値を増減することができる。そして設定された値は＋許容値表示器２３や−許容値表示器２５に表示される。
また、判定タイマ／測定値モードキー２８は、判定タイマ／測定値表示器２７の表示モードを切り替えるものであり、押すたびに判定タイマ（ナット供給完了からナット判定を行なうまでの時間）表示と測定値表示とに切り替わる。

またエンターキー３１は、ゼロ点を確定するためのキーであり、エラーリセットキー３２は、ナット異常などのエラーを解除するときに使用するとともに、設定値の入力をキャンセルする場合にも使用する。また、ゼロポジションキー３３は基準ワークゼロ点を設定するためのキーであり、長押しすることにより、設定モードにすることができる。
なお、それぞれのゼロ点の許容範囲を外れた場合は、いずれの場合もＮＧライトと警報音で知らせると同時に、どのゼロ点の許容範囲を外れているかは、判定タイマ／測定値表示器２７を見れば判るようにされている。

そしてこのようなコントロールボックス２０において、リヤパネルのＲＵＮ／ＤＡＴＡ切り替えスイッチをＤＡＴＡに切り替えることにより、下部電極の基準を管理する加工具ゼロ点の±許容値の設定や、ワークの最初の一回目の加工時に設定される基準ワークゼロ点の±許容値の設定や、所定回数の加工の平均値に基づいて設定される平均ワークゼロ点の±許容値の設定が可能となり、リヤパネルのＲＵＮ／ＤＡＴＡ切り替えスイッチ（不図示）をＲＵＮに切り替えることにより、運用モードに移行できるようにされている。

ここで、ゼロ点設定要領について説明すると、ゼロ点設定機構は、溶接作業を伴わないでワークの位置を測定しゼロ点の設定だけを行なうゼロ点設定モードと、溶接作業を行いながら同時にワークの位置を測定してゼロ点を設定できる運用モードを有している。なお、ゼロ点を従来の手作業で設定する際は、ワークをセットした後コントロールボックス２０のＲＵＮ／ＤＡＴＡ切り替えスイッチをＤＡＴＡに切り替え、所定のスイッチを押すことで従来の手作業によるゼロ点設定が可能であり、ＲＵＮに切り換えると、運用モードに入れることができる。
そして±許容値については、＋許容値モードキー２４や−許容値モードキー２６を押すことで設定することができる。

またゼロ点の設定は、運用モードにおいても行えるようにされており、この場合のゼロ点の設定は、通常、基準ワークをセットした後、ゼロポジションキー３３を押すことで行なうようにされており、ゼロポジションキー３３を押した後、溶接機の起動スイッチを入れると上部電極１１が自動的に降下してナットＮを押圧し、ワークの位置を自動的に測定した後、圧力を開放するサイクルを自動的に行う。この際、本実施例では、運用モードにおいてゼロ点の設定だけを行なうときは、溶接機側の通電をオフの状態で行い（これはゼロ点設定モードの一つである。）、ゼロ点を設定した後、引き続いて溶接作業を行う際は、溶接機側の通電をオンの状態にして行う（これが溶接作業を伴う運用モードである。）。また、±許容値については、前記例と同様、＋許容値モードキー２４や−許容値モードキー２６で設定することができる。
以上のゼロ点設定要領は、加工具ゼロ点設定、基準ワークゼロ点設定の両方に共通である。

平均ワークゼロ点の設定については、コントロールボックス２０の所定のスイッチを入れることにより、設定モードに入れるようにし、この所定のスイッチの位置を変えることにより設定モードから離れるようにしている。また、±許容値については、前記例と同様、＋許容値モードキー２４や−許容値モードキー２６で設定することができる。
また、平均値とすべき加工回数の設定についても、コントロールボックス２０の所定のスイッチを入れることにより、セットモードに入るようにし、−キー２９や＋キー３０によりセットすれば、あとは自動的に所定回数のワークのゼロ点を測定し平均値を算出する。

以上のようなコントロールボックス２０を使用した場合の加工フローの一例について、最初にゼロ点設定モードでゼロ点の測定、設定を行い、溶接作業を行うときは運用モードでゼロ点を測定して平均ワークゼロ点を求めるとともに、加工具ゼロ点と基準ワークゼロ点の二つのゼロ点によって管理し、適宜回数溶接した時点で基準ワークゼロ点の値を平均ワークゼロ点の値に置き換えて溶接管理する場合を例にとって図４に基づき説明する。

まず、基準ワークをセットして、基準ワークゼロ点とその±許容値を設定する。
すなわち、コントロールボックス２０のＲＵＮ／ＤＡＴＡ切り替えスイッチをＤＡＴＡに切り替え、所定のスイッチを押すことでゼロ点設定モードに入れ、ゼロポジションキー３３を押すことで、ワークの上方から上部電極１１が自動的に降下してナットＮを押圧し、ゼロ点を自動的に測定する。そして、±許容値については、＋許容値モードキー２４や−許容値モードキー２６を押すことで設定することができる。

また、途中で下部電極５や位置決めピン８等の工具側を交換等したような場合には、その都度、前記基準ワークゼロ点の場合と同様の手順で加工具ゼロ点を設定し、また、前記基準ワークゼロ点の場合と同様の手順でその±許容値を設定する。
また、平均ワークゼロ点については、平均算定基準の加工回数についてコントロールボックス２０で任意に設定可能であるため、平均とすべき加工回数をセットし、その±許容値を設定すれば、あとは自動的にゼロ点が設定される。

上記のような各ゼロ点およびその±許容値が設定されると、コントロールボックス２０のリヤパネルのＲＵＮ／ＤＡＴＡ切り替えスイッチをＲＵＮに切り換えて運用する。この際、例えば、平均ワークゼロ点として１０回の平均値を採用するとした場合、最初の１０回の溶接は加工具ゼロ点と最初の基準ワークゼロ点の二つの組み合わせで管理すると同時に、各回のワークの位置を測定してその平均を求める。

なお、この平均ワークゼロ点を求めるにあたり、本実施例では、毎回測定したワークの位置のうち、基準ワークゼロ点の±許容値を外れるものは、平均の対象とせず、これを除外して残りのものを対象として平均を求めるようにしている。
そして、次の１１回目は、前記平均ワークゼロ点の値を基準ワークゼロ点の値に置き換えて、再び加工具ゼロ点と置き換えた基準ワークゼロ点の二つのゼロ点に基づいて管理しながら１１回目から２０回目までの溶接を行い、この間に再びワークの位置を測定してその平均を求める。そして、この新たに求めた平均ワークゼロ点の値を、次の２１回目には基準ワークゼロ点に置き換えて管理し、これを継続的に繰り返す。

この間、コントロールボックス２０は、加工具ゼロ点と基準ワークゼロ点の二つのゼロ点のどちらも満足するとき以外の場合は、ＮＧライトと警報音が発せられて、どのゼロ点を満足していないかを知らせるようにしている。

なお、±許容値の設定の一例について説明すると、例えば、１０〜１００個程度のワーク（プロジェクション付きナット）の高さのばらつきを測定した結果、最大値が５．７９５ｍｍで、最小値が５．６５５ｍｍで、平均値が５．７０６ｍｍであった場合を仮定する。この場合、最大値と最小値の差は０．１４ｍｍであるのに対して、最大値と平均値との差、および最小値と平均値との差は、それぞれ＋０．０８９ｍｍ、−０．０５１ｍｍで、平均ワークゼロ点の方が、基準ワークゼロ点より精密に管理できることから、実際に許容値を設定する際は、基準ワークゼロ点に対する許容範囲を±０．５ｍｍ程度、平均ワークゼロ点に対する許容範囲を±０．１ｍｍ程度にして管理することができる。
また、下部電極５の研磨の基準が、例えば±２ｍｍの誤差発生時とした場合、加工具ゼロ点の許容範囲を±２ｍｍ程度に設定することができる。

この際、平均ワークゼロ点を設定し管理するのは、例えば、溶接機の温度変化等によってストロークの検知精度が変化し、加工の進行に連れて温度変化等が大きくなるような場合とか、その他の加工条件が加工の進行に連れて変化するような場合に、平均ワークゼロ点で管理すれば、より精度を高めることができるからである。

ところで、以上の実施例では、基本的に加工具ゼロ点と基準ワークゼロ点の二つのゼロ点に基づいて管理し、適宜所定のタイミングで基準ワークゼロ点の値を平均ワークゼロ点の値に置き換えて溶接管理するようにしているが、単純に、加工具ゼロ点と基準ゼロ点の二つのゼロ点で管理するようにしてもよく、加工具ゼロ点と平均ワークゼロ点の二つのゼロ点に基づいて管理するようにしてもよい。また、基準ワークゼロ点の値を適宜のタイミングで平均ワークゼロ点の値に置き換える場合、置き換えのタイミング等も任意である。

この場合、特に、加工具ゼロ点と基準ワークゼロ点の二つの組み合わせによる場合の平均ワークゼロ点としては、例えば一回目から所定回数までの加工の平均値を使用すると設定した場合、一回目から所定回数までに達するまでの間の平均ワークゼロ点としては、それまでの加工時に測定したすべてのワークの位置の平均値を順次使用していくようにしてもよく、所定回数以降の平均ワークゼロ点は、直近の所定回数の加工時に測定したワークの位置の平均値とすることができる。このような溶接管理によって、例えば加工具ゼロ点と平均ワークゼロ点の組み合わせで管理するような場合に精度よく管理することができる。

なお、本実施例では、ゼロ点を求める際のソフトウエアの処理速度を１秒以内としている。
これは、それ以上の時間がかかると、一回の溶接作業に対する時間が長くなり、連続して作業する場合にサイクルタイムがかかるようになるからである。

以上のような溶接管理において、ワークの姿勢や機種の異常等のほか、加工具の磨耗も管理できるため、従来に較べてより精密に管理することができる。

なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えばコントロールボックス２０の機能設定要領等は一例であり、また、±許容値の具体的な値等も例示である。

ゼロ点を設定するにあたり、上部電極の降下、ワークの加圧、加圧解除の一連のサイクルを自動的に行わせ、その間にワークの位置を測定しゼロ点を設定できるため、効率的な作業が図られると同時に、加工具を管理するための加工具ゼロ点と、ワークを管理するためのワークゼロ点を設定し、ワークゼロ点については、基準ワークゼロ点と平均ワークゼロ点を設けて溶接管理することにより、より実用的な加工管理が可能となり、しかも加工具の管理もできるため、特にプロジェクション溶接装置などの管理に広い普及が期待される。

１…溶接装置、２…エアシリンダユニット、８…位置決めピン、２０…コントロールボックス。

Claims (3)

1. 溶接時に加工原点におけるワークの基準位置を測定してこれをゼロ点として設定することのできるゼロ点設定機構を有するとともに、このゼロ点に対する所定の許容値範囲内にあることが確認されると溶接できるよう管理するワークの溶接管理装置であって、前記ゼロ点設定機構は、ゼロ点設定モードにあっては、下部電極上へのワークのセット後、上部電極の降下、上部電極によるワークの加圧、加圧開放の一連のゼロ点設定サイクルを自動的に行う際、上部電極によるワークの加圧が完了した時点で自動的にワークの位置を測定し、これをゼロ点として設定できる機能を備え、運用モードにあっては、下部電極上へのワークのセット後、上部電極の降下、上部電極によるワークの加圧、通電、加圧開放の一連の溶接サイクルを自動的に行う際、上部電極によるワークの加圧が完了した時点で自動的にワークの位置を測定し、これをゼロ点として設定できる機能を備え、また、前記ゼロ点設定機構は、基準の加工具に基づく加工具ゼロ点及びその許容値範囲を設定するための加工具ゼロ点設定機構と、最初の基準ワークに基づく基準ワークゼロ点及びその許容値範囲を設定するための基準ワークゼロ点設定機構と、一連の加工中に複数個のワークのゼロ点の平均値に基いて設定される平均ワークゼロ点及びその許容値範囲を設定するための平均ワークゼロ点設定機構を備えたことを特徴とするワークの溶接管理装置。
2. 前記平均ワークゼロ点設定機構には、平均を求めるための回数や、平均を求めるためのタイミングをコントロールボックスに任意にセットできるようにされることを特徴とする請求項１に記載のワークの溶接管理装置。
3. 前記それぞれのゼロ点を設定するためにＣＰＵに組み込まれるソフトウエアのゼロ点設定のための処理速度は、１秒以内であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワークの溶接管理装置。
   

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