JP4727540B2

JP4727540B2 - チップドレッサー

Info

Publication number: JP4727540B2
Application number: JP2006254778A
Authority: JP
Inventors: 和宏手澤
Original assignee: Kyokutoh Co Ltd
Current assignee: Kyokutoh Co Ltd
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2026-09-20
Also published as: JP2008073715A

Description

本発明は、ロボット型スポット溶接機の電極チップを研磨するチップドレッサーに関する。

溶接ロボットのロボットアームの先端に、電極チップを有するサーボガンを取り付けたロボット型のスポット溶接機が、各種機械の製造分野等で使用されている。この種のスポット溶接機の電極チップは、溶接動作の度に消耗し荒れるため、適度な頻度で研磨してドレッシングする必要がある。

そこで、電極チップを溶接作業中に効率よく研磨するために、下記特許文献１などに記載される構造のチップドレッサーが使用されている。このチップドレッサーは、研磨用カッタをモータにより回転駆動可能に配設し、研磨用カッタの上部と下部に形成された挿入孔に、上方と下方からサーボガンの電極チップを挿入し、研磨用カッタを高速回転させ、電極チップを研磨するように構成される。
特開２００２−３２１０６９号公報

この種のチップドレッサーは、製造ラインの溶接工程などで使用される場合、溶接用ロボットのロボットコントローラからの制御信号に基づき、サーボガンの電極チップがカッタの挿入孔に挿入された状態で、チップドレッサーの研磨用カッタが回転駆動され、電極チップが研磨されるが、例えば、チップドレッサーの駆動モータに異常が発生して停止した場合、作業者が認識できずにそのままの状態で放置されやすい不具合があった。

また、研磨用カッタが繰返し使用されて摩耗し、交換時期になった場合でも、作業者には研磨用カッタを交換する時期が不明になる場合があり、磨耗した研磨用カッタがそのまま使用される不具合があった。

このように、チップドレッサーを管理する作業者は、研磨用カッタを交換する必要があるのか、或いは上記のようにモータが異常停止したとき、チップドレッサーがどのような原因で停止したのかを直に認識できず、チップドレッサーの管理を迅速に且つ適正に行なうことができにくいという課題があった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、研磨回数或いは異常時の状態を検出して表示し、適正な管理を迅速に行なうことができるチップドレッサーを提供することを目的とする。

本発明に係るチップドレッサーは、カッタをモータにより回転駆動し、該カッタに接触する研磨位置に挿入された電極チップを研磨するチップドレッサーにおいて、該電極チップを研磨する研磨回数をカウントする研磨回数計測手段と、該研磨回数計測手段がカウントした研磨回数を表示する研磨回数表示手段と、該モータの回転軸の回転数に応じた信号を出力し回転を検出する回転検出手段と、該モータの回転に伴い、その回転を回転態様で表示する回転表示手段と、を備えたことを特徴とする。

ここで、上記回転表示手段は、ＬＥＤがリング状に配置され、それらのＬＥＤが周方向に沿って順に点灯表示されて回転を表示するように構成することができる。

また、上記研磨回数計測手段がカウントした研磨回数が予め設定された最大研磨回数を超えたとき、異常表示を行う研磨回数異常表示手段を設けることができる。

さらに、モータの起動信号が入力されているにも関わらず、上記回転検出手段がモータの回転を検出しないとき、異常表示を行う回転異常表示手段を設けることができる。

また、モータに供給される電流の過電流を検出する過電流検出手段を設け、該過電流検出手段が過電流を検出したとき、その過電流異常を表示する過電流異常表示手段を設けることができる。

上記構成のチップドレッサーによれば、研磨回数計測手段が電極チップを研磨する研磨回数をカウントし、研磨回数計測手段がカウントした研磨回数が研磨回数表示手段により表示されるから、チップドレッサーを管理する作業者は、チップドレッサーがそのカッタで実施した研磨回数を容易に認識することができる。また、回転検出手段がモータの回転軸の回転数に応じた信号を出力して回転を検出し、回転を検出したとき、回転表示手段が回転態様でその回転を表示し、回転が停止したときには、回転態様が停止するから、作業者はモータの回転と停止を容易に視認することができる。

また、上記研磨回数計測手段がカウントした研磨回数が予め設定された最大研磨回数を超えたとき、異常表示を行う研磨回数異常表示手段を設けることにより、研磨回数が設定値である最大研磨回数を超えた場合、作業者は研磨回数異常表示手段の表示を見て、カッタの交換時期を容易に認識することができる。

また、モータの起動信号が入力されている場合であって、回転検出手段がモータの回転を検出しないとき、異常表示を行う回転異常表示手段を設けることにより、作業者は、モータが異常停止していることを容易に認識し、それに迅速に対処することができる。

また、モータに供給される電流の過電流を検出する過電流検出手段を設け、過電流検出手段が過電流を検出したとき、その過電流異常を表示する過電流異常表示手段を設けることにより、チップドレッサーを管理する作業者は、モータの過電流異常を容易に認識して迅速に対処することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１はチップドレッサーの概略縦断面図を示している。チップドレッサーは、概略的には、略円筒型のケース本体１内に回転駆動用のモータ２が下向きに配設され、ケース本体１の下部にギヤーボックスが取り付けられギヤーボックスの前方に突出した先端部にチップ研磨部４が設けられ、チップ研磨部４内に回転可能に設けたカッタ８を、ギヤーボックス内の歯車を介して、モータ２により回転駆動するように構成される。

下部に前方に突出して設けられるチップ研磨部４には、上面と下面に挿入孔が開口され、当該挿入孔にリング状歯車６がベアリングを介して回転自在に支持される。リング状歯車６の内側にホルダ７が取り付けられ、そのホルダ７内に電極チップを研磨するためのカッタ８が着脱可能に取り付けられ、カッタ８はホルダ７、リング状歯車６と共に回転可能である。

ギヤーボックス内には、歯車５ａと歯車５ｂが噛合し、さらにリング状歯車６が歯車５ｂに噛合して配置され、ケース本体１内に下向きに取り付けられたモータ２の回転軸３の下端に、歯車５ａが軸着される。この歯車５ａが歯車５ｂを介して上記リング状歯車６に連係され、モータ２の回転によりリング状歯車６が回転駆動され、その回転と共に内側のカッタ８が回転する。

一方、ケース本体１の上部の開口部には、図２に示すような平面形状を有する表示用透明カバー９が取り付けられ、その表示用透明カバー９の内側に、後述のボードコンピュータ１１、各種表示器などを実装した回路基板１０が取り付けられる。これにより、数値表示器１６、回転表示器１８、異常表示器１７などの表示を、表示用透明カバー９を通して視認できるようにしている。

ケース本体１内の上部に配設される回路基板１０には、このチップドレッサーのコントローラとして、所謂ボードコンピュータ１１が実装され、さらに各種表示器、検出器、設定器などが装着される。

ボードコンピュータ１１は、図３に示すように、予め制御用プログラムデータを格納したＲＯＭ１３、ＲＯＭ１３に格納された制御用プログラムデータに基づき、研磨回数のカウント、モータ異常の検知、表示動作などの制御を実行するＣＰＵ１２、ＣＰＵ１２のワークエリア、カウンタエリア（例えば研磨回数をカウントするカウントエリア）などを構成し、データを一時記憶するＲＡＭ１４、信号の入出力を行なう入出力回路１５を備えている。上記研磨回数計測手段はこのボードコンピュータ１１から構成される。

なお、ＲＡＭ１４の電源は電池によりバックアップされ、チップドレッサーの電源をオフした場合でもカウント値は保持されるようにしている。また、上記のようにＣＰＵ１２がＲＡＭ１４のカウンタエリアを用いて研磨回数をカウントする機能に代えて、デバイスとして取り付けたカウンタにより研磨回数をカウントすることも勿論可能である。

図３のブロック図に示すように、入出力回路１５には上記研磨回数表示手段として、研磨回数を表示するための数値表示器１６が接続される。この数値表示器１６は図２に示すように、例えば７セグメント表示器を用いて構成され、ボードコンピュータ１１がカウントする研磨回数を例えば最大５桁の数値で表示する。この数値表示器１６は、上部の表示用透明カバー９を通して視認可能となっている。なお、７セグメント表示器のほか、液晶ディスプレーにより研磨回数を表示することもできる。

また、回路基板１０の略中央には、上記回転表示手段として、５個のＬＥＤをリング状に配置した回転表示器１８が装着される。この回転表示器１８はモータ２が回転駆動される間、リング状の５個のＬＥＤをリングに沿って順に点灯し、例えば青色の発光部が回転表示される。

さらに、図２に示すように、回転表示器１８の近傍に異常表示器１７が設けられ、モータ２の異常時には例えば赤色のＬＥＤ１７ａが点灯表示される。また、研磨回数が予め設定された最大研磨回数設定値を超えたとき、別の赤色のＬＥＤ１７ｂが点灯表示される。この異常表示器１７のＬＥＤ１７ａは、上記回転異常表示手段及び過電流異常表示手段を構成し、異常表示器１７のＬＥＤ１７ｂは研磨回数異常表示手段を構成している。

さらに、回路基板１０の略中央には、モータ２の回転を検出するための上記回転検出手段として、回転検出器２０が設けられる。この回転検出器２０は、透過式の光電スイッチを用いて構成され、投光素子と受光素子を回路基板１０の中央部下面に対向して取り付け、その間に、モータ２の回転軸３の末端の被検出部が配置されている。回転軸３の末端の被検出部には切欠き部３ａが形成され、回転軸３の回転に伴い、切欠き部３ａにより投光素子からの光線の透過が１回転毎にオンオフされ、モータ２の回転数に応じた周波数信号がこの回転検出器２０から出力される。

さらに、回路基板１０上には、モータ２の電源線に流れる過電流を検出する上記過電流検出手段として、過電流検出器２１が設けられる。過電流検出器２１は、例えば、電源線に装着された変流器を介して、過電流に伴う高調波電流を検出し、フィルタ、コンパレータを通して、過電流の検出信号を出力するように構成される。さらに、回路基板１０上の略中央に、リードスイッチ２２が研磨回数のカウントのリセット用に設けられる。リードスイッチ２２は、カッタ８を交換した後、作業者が研磨回数のカウントをリセットするために、マグネットをケース本体１の上方に翳したとき、リードスイッチ２２がオンして、リセット信号がボードコンピュータ１１に出力される。

さらに、回路基板１０上には、ユーザーが最大研磨回数を設定するために、回数設定器２３が設置される。この最大研磨回数をセットする回数設定器２３は、デジタルスイッチ、ディップスイッチなどから構成され、セットされた最大研磨回数のデジタル信号をボードコンピュータ１１に出力する。

上記構成の過電流検出器２１、回転検出器２０、リードスイッチ２２、回数設定器２３は、図３に示すように、ボードコンピュータ１１の入出力回路１５に接続され、各々の検出信号または設定信号をボードコンピュータ１１に出力する。また、上記の研磨回数のカウント値を表示する数値表示器１６、モータの異常時または最大研磨回数を超えた際の異常を表示する異常表示器１７、モータの回転を表示する回転表示器１８が、ボードコンピュータ１１の入出力回路１５に接続される。

なお、このチップドレッサーの起動・停止は、溶接ロボットを制御するロボットコントローラ３０により制御されるため、モータ２の起動信号がロボットコントローラ３０からボードコンピュータ１１に入力され、モータ２等の異常時、ボードコンピュータ１１から異常信号をロボットコントローラ３０に出力するようにしている。

次に、図４のフローチャートを参照して、上記チップドレッサーの動作を説明する。

チップドレッサーは、図示しない溶接ロボットのサーボガンが到達可能な範囲内に設置される。サーボガンの上下の電極チップが、研磨を行なうために、チップ研磨部４の上部と下部の挿入孔からカッタ８内に挿入されたとき、ロボットコントローラ３０から出力される起動信号により、モータ２が起動し、モータ２の駆動によってカッタ８が回転を開始する。なお、モータ２によるカッタ８の回転駆動は、予め設定した時間、例えば約０．５秒〜約３秒間の短時間だけ実施される。

このとき、ボードコンピュータ１１のＣＰＵ１２は、ステップ１００で、モータ２が回転を開始したか否かを判定し、起動信号が入力され且つ回転検出器２０から送られるモータ２の回転軸３の回転を示す検出信号が入力された場合、研磨動作が開始され、モータ２が回転を開始したと判断し、次にステップ１１０に進む。

一方、起動信号を入力しているにも拘らず、回転検出器２０が回転軸３の回転を検出しない場合、モータ２の故障或いはモータ２の回転軸３や駆動系が何らかの原因でロックしたものと判断し、ステップ１００からステップ１８０に進み、モータの異常信号を出力し、さらにステップ１９０で、異常表示器１７においてＬＥＤ１７ａが回転異常を示す赤色の点灯表示を行なう。

一方、モータ２が回転を開始してステップ１１０に進むと、ＣＰＵ１２は、研磨回数Ｎを計数するカウンタの値に１を加算し、そのカウント値を数値表示器１６に表示する。次に、ステップ１２０に進み、ＣＰＵ１２は回転表示器１８を動作させる。回転表示器１８は、リング状の５個のＬＥＤをリングに沿って順に点灯し、青色の発光部が回転表示されるように動作する。これにより、回転表示器１８を視認した作業者は、モータ２が回転を開始したことを容易に確認することができる。

次に、ＣＰＵ１２はステップ１３０で、過電流検出器２１がモータ２の過電流を検出したか否かを判定し、モータ２の過電流異常を検出しない場合、次に、ステップ１４０に進み、研磨回数Ｎが予め設定された最大研磨回数の設定値を超えたか否かを判定し、研磨回数Ｎが設定値を超えない場合、再び上記ステップ１００に戻り、上記と同様の処理を繰り返す。

一方、ステップ１３０で、過電流検出器２１から過電流検出信号が送られ、モータ２の過電流異常を検出した場合、次に、ステップ１８０に進み、ＣＰＵ１２は異常信号を出力し、異常表示器１７のＬＥＤ１７ａが異常を示す赤色の点灯表示を行う。これにより、異常表示器１７のＬＥＤ１７ａの赤色点灯を視認した作業者は、モータ２を含む駆動系の異常を容易に認識することができる。

一方、ステップ１４０で、ＣＰＵ１２は、研磨回数Ｎが予め設定された最大研磨回数の設定値を超えたと判定した場合、次にステップ１５０に進み、異常表示器１７におけるＬＥＤ１７ｂを点灯動作させ、ＬＥＤ１７ｂは研磨回数の異常を示す赤色の点灯表示を行う。

そして、この異常表示器１７のＬＥＤ１７ｂの赤色点灯を視認した作業者は、研磨回数が最大研磨回数を超えたものと認識し、カッタ８を新しいカッタ８と交換する。この後、作業者が研磨回数のカウント値をリセットするために、チップドレッサーの表示用透明カバー９の上方にマグネットを翳す。このマグネットの磁気によってリードスイッチ２２がオンし、ＣＰＵ１２はこのリードスイッチ２２のオン信号を入力したとき、ステップ１６０からステップ１７０に進み、研磨回数をカウントするカウンタ（ＲＡＭのカウント領域）の値をゼロにリセットする。そして、再びモータ２が回転駆動され、カッタ８が回転して電極チップを研磨する間、上記ステップ１００から１９０が繰り返される。

このように、ロボットコントローラ３０からチップドレッサーの起動信号が出力される毎に、チップドレッサーのモータ２が、所定の短時間、例えば約０．５秒〜約３秒間だけ回転駆動され、それにより、カッタ８が高速回転し、上下の挿入孔から挿入された電極チップの先端がカッタ８によって研磨される。そして、正常にモータ２が回転してカッタ８が回転した場合、回転表示器１８には、リング状に配置されたＬＥＤが順に青色点灯して回転表示されるため、作業者は正常な回転を容易に認識することができる。また、カッタ８が電極チップを研磨する毎に、研磨回数がカウントされ、その回数は数値表示器１６に数値表示される。そして、その研磨回数が予め設定した最大研磨回数を超えたとき、異常表示器１７のＬＥＤ１７ｂが赤色点灯するため、作業者は研磨回数が最大値を超えたことを容易に認識することができる。

本発明の一実施形態を示すチップドレッサーの概略縦断面図である。ケース本体の上部を示す表示用透明カバーの平面図である。チップドレッサーの制御系を示すブロック図である。チップドレッサーの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ケース本体
２モータ
３回転軸
３ａ切欠き部
４チップ研磨部
５ａ歯車
５ｂ歯車
６リング状歯車
７ホルダ
８カッタ
９表示用透明カバー
１０回路基板
１１ボードコンピュータ
１２ＣＰＵ
１３ＲＯＭ
１４ＲＡＭ
１５入出力回路
１６数値表示器
１７異常表示器
１７ａＬＥＤ
１７ｂＬＥＤ
１８回転表示器
２０回転検出器
２１過電流検出器
２２リードスイッチ
２３回数設定器

Claims

カッタをモータにより回転駆動し、該カッタに接触する研磨位置に挿入された電極チップを研磨するチップドレッサーにおいて、
該電極チップを研磨する研磨回数をカウントする研磨回数計測手段と、
該研磨回数計測手段がカウントした研磨回数を表示する研磨回数表示手段と、
該モータの回転軸の回転数に応じた信号を出力し回転を検出する回転検出手段と、
該モータの回転に伴い、その回転を回転態様で表示する回転表示手段と、
を備えたことを特徴とするチップドレッサー。
前記回転表示手段は、ＬＥＤがリング状に配置され、それらのＬＥＤが周方向に沿って順に点灯表示されて回転を表示することを特徴とする請求項１記載のチップドレッサー。
前記研磨回数計測手段がカウントした研磨回数が予め設定された最大研磨回数を超えたとき、異常表示を行う研磨回数異常表示手段が設けられたことを特徴とする請求項１記載のチップドレッサー。
前記モータの起動信号が入力された場合であって、前記回転検出手段がモータの回転を検出しないとき、異常表示を行う回転異常表示手段が設けられたことを特徴とする請求項１記載のチップドレッサー。
前記モータに供給される電流の過電流を検出する過電流検出手段が設けられ、該過電流検出手段が過電流を検出したとき、その過電流異常を表示する過電流異常表示手段が設けられたことを特徴とする請求項１記載のチップドレッサー。