JP5048097B2

JP5048097B2 - スポット溶接システム及びドレッシング判定方法

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Publication number: JP5048097B2
Application number: JP2010087100A
Authority: JP
Inventors: 祐輔 ▲高▼山; 広光高橋
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2010-04-05
Filing date: 2010-04-05
Publication date: 2012-10-17
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Description

本発明は、スポット溶接システムに関する。本発明はまた、スポット溶接システムにおけるドレッシング判定方法に関する。

スポット溶接システムでは、溶接ガンが有する少なくとも一対の電極（本願で「電極対」と称する）に対し、スポット溶接工程の繰り返しにより損耗や変形を生じた個々の電極の表面を適正な形状に修正する整形加工（一般にドレッシングと称する）を、所要の時期に行っている。また、溶接ガンの電極に施した整形加工の良否を判定するドレッシング判定方法が、種々知られている。

例えば特許文献１は、「溶接ガンに設けられた電極チップのドレッシング異常を検出するための電極チップのドレッシング異常検出方法および装置」（段落０００１）を開示する。特許文献１には、「電極チップにより溶接作業が所定の回数だけ行われると、前記電極チップにドレッシング作業が施された後、前記電極チップの摩耗量が検出される。次いで、前記検出された摩耗量が、ドレッシング作業前に検出された電極チップの摩耗量に基づいて設定される基準摩耗範囲内にあるか否かが判断される。そして、検出された摩耗量が、基準摩耗範囲外である際に、電極チップにドレッシング異常が発生したことが検出される。」（段落０００８）、「制御装置１４からの指令により電動式溶接ガン１８が駆動され、電極チップ２０ａ、２０ｂが溶接開始前に空打ちを行う（ステップＳ２）。」（段落００２３）、「サーボモータ２８の上部に配置されているエンコーダ５４は、このサーボモータ２８を構成するロータ３８の回転角度を検知し、電極チップ２０ａのストローク量を検出する。このエンコーダ５４からのパルス信号は、エンコーダインターフェース６４で位置データ６６に変換され、この位置データ６６がＣＰＵ６０およびチップ位置制御部６８に送られる。ＣＰＵ６０では、入力された位置データ６６を電極チップ２０ａ、２０ｂの初期位置状態としてチップ位置初期状態格納部８０に記憶する（ステップＳ３）。」（段落００２５）、「ドレッシング作業終了後に、上記と同様に、電極チップ２０ａ、２０ｂが空打ちされ（ステップＳ７）、エンコーダ５４からのパルス信号に基づいて、前記電極チップ２０ａ、２０ｂの摩耗量の演算が行われる（ステップＳ８）。」（段落００２８）、「ドレッシング作業（Ｄ１）後に摩耗量検出（Ｋ１）で検出された電極チップ２０ａの摩耗量Ｔ１と、ドレッシング作業前に摩耗量検出（Ｋａ）（または、初期状態検出（Ｋ０））で検出された前記電極チップ２０ａの摩耗量Ｔ２との差が、予め設定された基準摩耗範囲内にあるか否かが判断される。」（段落００３１）と記載されている。

また特許文献２は、「溶接ガンに装着される溶接チップの管理装置」（段落０００１）を開示する。特許文献２には、「図１（Ｂ）に示すように、チップドレス後に溶接チップの先端径を測定する初期先端径測定手段ｆと、チップドレス後の溶接チップの先端径を上限値及び下限値と比較して判定する初期先端径判定手段ｇと、判定の結果、上限値〜下限値の範囲外のときに再度のチップドレスを行わせるチップドレス再指令手段ｈと、チップドレスを所定回繰り返しても前記範囲外のときにチップドレッサーの異常と判定するチップドレッサー異常判定手段ｉとを設けるとよい。」（段落０００８）、「図１（Ｃ）に示すように、溶接チップの長さを測定するチップ長測定手段ｊと、溶接チップの長さを下限値と比較してこれを超えたときに溶接チップの交換を行わせるチップ交換指令手段ｋとを設けるとよい。また、図１（Ｂ）に点線で示すように、溶接チップの長さを測定するチップ長測定手段ｊと、溶接チップの長さに応じて前記初期先端径判定手段ｇにおける比較用の上限値及び下限値を可変する上・下限値可変手段ｍとを設けるとよい。」（段落０００９）、「チップドレス後は、ステップ５９でレーザー式ラインセンサ９により溶接チップの先端径（初期先端径）Ｄを測定する。そして、ステップ６０で測定された初期先端径Ｄを上限値Ｄ０ｍａｘ及び下限値Ｄ０ｍｉｎと比較して、これらの範囲内（Ｄ０ｍｉｎ≦Ｄ≦Ｄ０ｍａｘ）か否を判定する。」（段落００３６）、「チップドレス及び測定の終了後は、ステップ６５へ進む。ステップ６５では、レーザー式ラインセンサ９を用いて、溶接チップの長さ（チップ長）Ｌを測定する。ステップ６６では、測定されたチップ長Ｌを予め定めた下限値Ｌｍｉｎと比較して、Ｌ＜Ｌｍｉｎのときは、ステップ６７へ進んで溶接チップの交換を指示する警報を出力する。」（段落００４０）と記載されている。

特開２００２−２１９５８１号公報特許第３２８９５０８号公報

スポット溶接システムにおける従来のドレッシング判定方法は、電極表面の整形加工の前後に溶接ガンのエンコーダのパルス信号に基づいて電極の摩耗量を演算したり、電極表面の整形加工後にレーザー式ラインセンサを用いて電極の先端径や長さを測定したりすることにより、整形加工の良否を判定するものである。このような方法では、電極を駆動する際の振動等に起因してエンコーダのパルス信号が電極の位置を正確に表さない場合や、溶接ガンに対する電極の取付位置のずれ等に起因して電極の先端径や長さが誤差を含む場合に、判定結果の信頼性が低下する。

本発明は、一態様として、開閉動作する電極対を有する溶接ガンと、電極対の電極に施した整形加工の良否を判定するドレッシング判定装置とを具備するスポット溶接システムにおいて、ドレッシング判定装置は、電極の画像を取得して、画像処理により電極の根元と先端とを画像上で特定するとともに根元と先端との間の距離を画像上で測定する視覚センサと、整形加工の直前と直後とに、視覚センサに距離の測定を行わせる視覚センサ制御部と、整形加工の直前に視覚センサが測定した距離と整形加工の直後に視覚センサが測定した距離との差を、電極の切削量として算出する切削量演算部と、切削量演算部が算出した切削量が、予め定めた許容範囲内に有るか否かを判断する切削量判断部と、を具備することを特徴とするスポット溶接システムを提供する。

本発明は、他の態様として、開閉動作する電極対を有する溶接ガンの、電極対の電極に施した整形加工の良否を判定するドレッシング判定方法において、整形加工の直前に、電極の画像を取得して、画像処理により電極の根元と先端とを画像上で特定するとともに根元と先端との間の距離を画像上で測定し、整形加工の直後に、電極の画像を取得して、画像処理により電極の根元と先端とを画像上で特定するとともに根元と先端との間の距離を画像上で測定し、整形加工の直前に測定した距離と整形加工の直後に測定した距離との差を、電極の切削量として算出し、切削量が、予め定めた許容範囲内に有るか否かを判断すること、を特徴とするドレッシング判定方法を提供する。

上記したスポット溶接システムによれば、整形加工の良否判定のために電極同士を空打ちさせる必要が無いから、良否判定作業を簡略化することができ、また、電極の駆動系に振動等の外乱が加わったり、溶接ガンに対する電極の取付位置のずれ等の誤差要因が生じていたりした場合にも、電極の切削量を電極自体の画像から直接的に求めているから、切削量が予め定めた許容範囲内に有るか否かを正確に判断することができる。したがって、電極の整形加工の良否判定結果の信頼性を向上させることができ、整形不良の電極を使用することによる溶接不良の発生を確実に防止することができる。

上記したドレッシング判定方法によれば、整形加工の良否判定のために電極同士を空打ちさせる必要が無いから、良否判定作業を簡略化することができ、また、電極の駆動系に振動等の外乱が加わったり、溶接ガンに対する電極の取付位置のずれ等の誤差要因が生じていたりした場合にも、電極の切削量を電極自体の画像から直接的に求めているから、切削量が予め定めた許容範囲内に有るか否かを正確に判断することができる。したがって、電極の整形加工の良否判定結果の信頼性を向上させることができ、整形不良の電極を使用することによる溶接不良の発生を確実に防止することができる。

本発明の一実施形態によるスポット溶接システムの構成を示す機能ブロック図である。図１のスポット溶接システムにおける溶接ガンの電極対を模式図的に示す図である。図１のスポット溶接システムにおける視覚センサが取得する画像の図である。図１のスポット溶接システムを適用可能な本発明の一実施形態によるロボットシステムを模式図的に示す図である。本発明の一実施形態によるドレッシング判定方法を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は、本発明の一実施形態によるスポット溶接システム１０の構成を示す機能ブロック図、図２は、スポット溶接システム１０における溶接ガンの電極対を模式図的に示す図、図３は、スポット溶接システム１０における視覚センサが取得する画像の図である。

スポット溶接システム１０は、互いに重ねた複数枚の被溶接ワーク（図示せず）に対して抵抗溶接技術の一種であるスポット溶接を実行するものであり、開閉動作する電極対１２を有する溶接ガン１４と、電極対１２の電極１６に施した整形加工（すなわちドレッシング）の良否を判定するドレッシング判定装置１８とを備える（図１及び図２）。ドレッシング判定装置１８は、電極１６の画像２０（図３）を取得して、画像処理により電極１６の根元２２と先端２４とを画像２０上で特定するとともに根元２２と先端２４との間の距離Ｄを画像２０上で測定する視覚センサ２６と、整形加工の直前と直後とに、視覚センサ２６に距離Ｄの測定を行わせる視覚センサ制御部２８と、整形加工の直前に視覚センサ２６が測定した距離Ｄと整形加工の直後に視覚センサ２６が測定した距離Ｄとの差を、電極１６の切削量Ｃとして算出する切削量演算部３０と、切削量演算部３０が算出した切削量Ｃが、予め定めた許容範囲内に有るか否かを判断する切削量判断部３２とを備えて構成される。

スポット溶接システム１０では、溶接ガン１４が有する少なくとも一対の電極１６の間に、互いに重ねた複数枚の被溶接ワークを挟持して、それら被溶接ワークの挟持箇所に両電極１６から所定加圧力を加えながら所定時間に渡り所定電流を流すことで、所望品質の溶接部を得ることができる。またスポット溶接システム１０では、溶接ガン１４が有する少なくとも一組の電極対１２に対し、スポット溶接工程の繰り返しにより損耗や変形を生じた個々の電極１６の表面を適正な形状に修正する整形加工を、適当な切削加工装置（一般にチップドレッサと称する）により所要の時期に行うことができる。そして、ドレッシング判定装置１８が、溶接ガン１４の各電極１６に施した整形加工の良否を判定することができる。

このように、スポット溶接システム１０は、視覚センサ２６が、取得した電極１６の画像２０を画像処理することにより電極１６の根元２２と先端２４との間の距離Ｄを画像２０上で測定し、切削量演算部３０が、整形加工の直前の距離Ｄと直後の距離Ｄとの差を電極１６の切削量Ｃとして算出し、切削量判断部３２が、切削量Ｃが予め定めた許容範囲内に有るか否かを判断するものである。この構成によれば、整形加工の良否判定のために電極１６同士を空打ちさせる必要が無いから、良否判定作業を簡略化することができ、また、電極１６の駆動系に振動等の外乱が加わったり、溶接ガン１４に対する電極１６の取付位置のずれ等の誤差要因が生じていたりした場合にも、電極１６の切削量Ｃを電極１６自体の画像２０から直接的に求めているから、切削量Ｃが予め定めた許容範囲内に有るか否かを正確に判断することができる。したがって、電極１６の整形加工の良否判定結果の信頼性を向上させることができ、整形不良の電極１６を使用することによる溶接不良の発生を確実に防止することができる。

スポット溶接システム１０を、例えば自動車の組立工程等に適用する場合には、被溶接ワーク上の複数の接合箇所をそれらの多様な位置及び姿勢に対応して迅速かつ正確に溶接するべく、多関節型等の産業用ロボット（本願で「ロボット」と略称する）のアーム構造（すなわちマニピュレータ）の末端部に作業ツール（すなわちエンドエフェクタ）としての溶接ガン１４を装着したロボットシステムの構成を採用できる。或いは、被溶接ワークが比較的小寸の場合には、定置した溶接ガン１４に対しロボットが被溶接ワークをハンドで把持して多彩に動作することで、複数の接合箇所を順次所定の溶接作業位置に位置決めするシステム構成を採用することもできる。

図４は、スポット溶接システム１０を適用可能な本発明の一実施形態によるロボットシステム４０を示す。ロボットシステム４０は、前述した溶接ガン１４及びドレッシング判定装置１８と、多関節型のアーム構造４２の末端部に溶接ガン１４を担持して、溶接ガン１４と被溶接ワーク（図示せず）との相対的な位置及び姿勢を変化させるように動作するロボット４４と、ロボット４４を制御するロボット制御装置４６とを備える。

溶接ガン１４は、電極対１２として、固定軸部４８の先端に設置された固定側（図で左側）の電極１６と、可動軸部５０の先端に設置され、固定側の電極１６に対し開閉動作する可動側（図で右側）の電極１６とを有する。溶接ガン１４はさらに、可動側の電極１６の駆動源として、可動軸部５０を軸線方向へ往復移動させるサーボモータ５２を備えている。溶接ガン１４の制御装置は、ロボット制御装置４６の一部の機能として構成できる。この場合、ロボット制御装置４６は、電極対１２の電源回路及びサーボモータ５２を制御して、可動側の電極１６を固定側の電極１６に対し適当な速度で開閉動作させるとともに、被溶接ワークに対しスポット溶接を実行させることができる。なお溶接ガン１４は、一対のみならず、複数組の電極対１２を有することもできる。

図２に示すように、電極１６が設置される固定軸部４８及び可動軸部５０の先端には、円錐台状の接合突部４８ａ、５０ａがそれぞれ設けられている。また各電極１６は、被溶接ワークに当接される軸線方向一端の溶接作用面１６ａと、溶接作用面１６ａの反対側に設けられ、各軸部４８、５０の接合突部４８ａ、５０ａを相補的に受容可能な接合凹部１６ｂとを有している。各電極１６は、その接合凹部１６ｂに対応の軸部４８、５０の接合突部４８ａ、５０ａを受容して接合することで、各軸部４８、５０に固定される。適正な固定状態で、各電極１６の接合凹部１６ｂに隣接する軸線方向他端面１６ｃと、各軸部４８、５０の接合突部４８ａ、５０ａに隣接する軸線方向端面４８ｂ、５０ｂとの間には、環状の溝５４が形成される。

ドレッシング判定装置１８の視覚センサ２６は、ＣＣＤカメラ等の撮像部（以下、カメラと称する）５６と、カメラ５６が撮影した画像データを画像処理する画像処理部５８とを備えている。カメラ５６は、被写体を照らす照明６０と共に、防汚損用のカバー６２に収容できる。この場合、ロボット４４は、アーム構造４２の動作により溶接ガン１４をカバー６２の中に挿入して、両電極１６をカメラ５６の視野内に配置することができる。

ドレッシング判定装置１８の視覚センサ制御部２８、切削量演算部３０及び切削量判断部３２は、ロボット制御装置４６の一部の機能として構成できる。この場合、ロボット制御装置４６は、整形加工の直前と直後とに、カメラ５６を制御して電極１６の画像２０（図３）を取得させること、及び画像処理部５８を制御して電極１６の根元２２と先端２４とを画像２０上で特定させるとともに根元２２と先端２４との間の距離Ｄ（図３）を画像２０上で測定させることができる。またロボット制御装置４６は、整形加工の直前に視覚センサ２６が測定した距離Ｄと整形加工の直後に視覚センサ２６が測定した距離Ｄとの差を、電極１６の切削量Ｃとして算出するとともに、切削量Ｃが予め定めた許容範囲内に有るか否かを判断することができる。このような構成によれば、溶接ガン１４、視覚センサ２６及びロボット４４の動作を、１台のロボット制御装置４６で統合的に制御できるので、システム構成を簡略化できる利点が有る。

なお、ロボットシステム４０は、ロボット制御装置４６に接続される教示操作盤６４や、図示しない他の周辺機器を備えることができる。また、ロボット４４の作動領域内に、チップドレッサ６６を設置することができる。チップドレッサ６６は、モータ駆動式、無動力式等の、公知の種々の構成を有することができる。また、手持式のチップドレッサにより電極整形加工を行うこともできる。

またロボットシステム４０として、上記構成に代えて、ロボット４４の作動領域内に定置した溶接ガン１４に対し、ロボット４４が被溶接ワークをハンド（図示せず）で把持して多彩に動作することで、被溶接ワーク上の複数の接合箇所を順次所定の溶接作業位置に位置決めするシステム構成を採用することもできる。いずれのロボットシステム４０によっても、ロボット４４を備えることで、溶接工程の迅速化及び精度向上並びに溶接ラインの省人化を達成することができる。

次に、図５のフローチャート並びに図２〜図４を参照して、ロボットシステム４０で遂行可能な本発明の一実施形態によるドレッシング判定方法を説明する。

ロボット４４が被溶接ワークに対しスポット溶接を実行し、溶接ガン１４の電極対１２による溶接（つまり加圧及び通電）動作の回数が予め定めた回数に到達すると、ロボット４４は、溶接工程を中断又は終了して、アーム構造４２の動作により溶接ガン１４をカバー６２の中に挿入し、一対の電極１６をカメラ５６の所定の視野内に配置する。その状態で、カメラ５６は、両電極１６を含む視野内の被写体を撮影し、両電極１６と対応の軸部４８、５０の先端領域との画像（二次元画像）２０を取得する（ステップＳ１）。なお照明６０は、カメラ５６による被写体撮影時に、両電極１６の背面側からカメラ５６の視線方向とは反対の方向へ両電極１６及びその周辺を照らしても良いし、両電極１６の前面側からカメラ５６の視線方向に近似する方向へ両電極１６及びその周辺を照らしても良い。

画像処理部５８は、カメラ５６が撮影した二次元画像２０に対し以下の画像処理を行って、電極１６の根元２２と先端２４との間の距離Ｄを二次元画像２０上で測定する（ステップＳ２）。

まず、カメラ５６の視野に対応する画像２０の全体から、可動側（図で右側）の電極１６の画像１６ｉを含む検索範囲２０Ａと、固定側（図で左側）の電極１６の画像１６ｉを含む検索範囲２０Ｂとを設定する。次に、個々の検索範囲２０Ａ、２０Ｂにおいて、各電極１６の軸線方向他端面１６ｃと各軸部４８、５０の軸線方向端面４８ｂ、５０ｂとの間に形成される環状の溝５４の画像５４ｉを、エッジ抽出やパターンマッチング等の特徴識別手法により識別する。ここで、溝５４の画像５４ｉは、電極１６の画像１６ｉ及び各軸部４８、５０の画像４８ｉ、５０ｉの図で上下両側のエッジに局所的に存在する一対の凹状部分として認識される。したがって、それら上下一対の凹状部分（つまり画像５４ｉ）を包含し得る寸法及び輪郭形状を有する溝識別領域６８を予め設定しておき、検索範囲２０Ａ、２０Ｂの全体に対し溝識別領域６８を適宜移動させて走査することにより、溝識別領域６８の中で画像５４ｉを識別することができる。なお、特徴識別の際に照合する上下一対の凹状部分（画像５４ｉ）の標準パターンは、未使用の電極１６を各軸部４８、５０に適正に設置したときの溝５４の画像として、予め取得し記憶しておくことができる。

次に、個々の検索範囲２０Ａ、２０Ｂから識別した溝５４の画像５４ｉに基づき、各電極１６の根元２２を画像１６ｉの中で特定する。例えば、溝５４の画像５４ｉを表す上下一対の凹状部分から等距離の点７０であって、画像５４ｉの一部の上下一対のエッジ部分として識別される電極１６の軸線方向他端面１６ｃの画像１６ｃｉを結ぶ線分上の点７０を、根元２２として特定することができる。このとき、前述した画像５４ｉの特徴識別により、根元２２の位置と方向（回転角度）とを取得することができる。なお、根元２２として特定される画像１６ｉの中の点は、上記した点７０に限定されず、電極１６の外面上で溶接による損傷等の影響を受けない箇所に有ることを前提として、様々な位置に設定することができる。

次に、個々の検索範囲２０Ａ、２０Ｂにおいて、各電極１６の画像１６ｉの中で特定した根元２２の位置及び回転角度に基づき、各電極１６の軸線方向一端の溶接作用面１６ａの画像１６ａｉを、エッジ抽出やパターンマッチング等の特徴識別手法により識別する。ここで、溶接作用面１６ａの画像１６ａｉは、電極１６の画像１６ｉの図で左端又は右端の上下方向に延びる直線エッジ部分として認識される。したがって、この直線エッジ部分（つまり画像１６ａｉ）を包含し得る寸法及び輪郭形状を有する作用面識別領域７２を予め設定しておき、位置及び方向を特定した根元２２に対し予め定めた位置及び方向関係を有する部位に作用面識別領域７２を配置して、作用面識別領域７２の中で画像１６ａｉを識別することができる。この構成では、作用面識別領域７２は、電極１６の画像１６ｉの中で根元２２を特定したときに、根元２２の位置及び方向に応じて、根元２２に対し予め定めた位置及び方向関係の下に自動的に配置されるものであって、その中で識別される直線エッジ部分が溶接作用面１６ａの画像１６ａｉを表すことを予定して設定されるものであるから、特に図で上下方向へ比較的狭い領域とすることができる。作用面識別領域７２の図で左右方向の寸法は、電極１６の溶接作用面１６ａが限界切削量まで整形加工されたときにも溶接作用面１６ａの画像１６ａｉを包含し得る寸法に設定される。なお、特徴識別の際に照合する直線エッジ部分（画像１６ａｉ）の標準パターンは、未使用の電極１６の溶接作用面１６ａの画像として、予め取得し記憶しておくことができる。

次に、個々の検索範囲２０Ａ、２０Ｂから識別した溶接作用面１６ａの画像１６ａｉに基づき、各電極１６の先端２４を画像１６ｉの中で特定する。例えば、溶接作用面１６ａの画像１６ａｉの中心点を、先端２４として特定することができる。或いは、溶接作用面１６ａの画像１６ａｉの中で、根元２２から最も離れた点を、先端２４として特定することもできる。

次に、個々の検索範囲２０Ａ、２０Ｂにおいて、各電極１６の画像１６ｉの中で特定した根元２２と先端２４との間の最短距離として、距離Ｄを測定する。こうして測定された距離Ｄは、実際の電極１６の溶接作用面１６ａと軸線方向他端面１６ｃとの間の二次元投影距離の線形写像となる。このようにして、画像処理部５８は、カメラ５６が撮影した二次元画像２０上で、整形加工前の各電極１６の根元２２と先端２４との間の距離Ｄを取得する（ステップＳ２）。

整形加工前の各電極１６の根元２２と先端２４との間の距離Ｄの測定が完了すると、ロボット４４は、アーム構造４２の動作により溶接ガン１４をカバー６２から引き出して、溶接ガン１４の一対の電極１６を、チップドレッサ６６の所定の整形加工作業位置に配置する。その状態で、チップドレッサ６６により、両電極１６の溶接作用面１６ａを予め設定された切削量だけ整形加工する（ステップＳ３）。

両電極１６の整形加工が完了すると、ロボット４４は再び、アーム構造４２の動作により溶接ガン１４をカバー６２の中に挿入し、一対の電極１６をカメラ５６の所定の視野内に配置する。そして、カメラ５６が、ステップＳ１と同様にして、両電極１６を含む視野内の被写体を撮影し（ステップＳ４）、画像処理部５８が、ステップＳ２と同様にして、各電極１６の根元２２と先端２４との間の距離Ｄを二次元画像２０上で測定する（ステップＳ５）。

整形加工後の各電極１６の根元２２と先端２４との間の距離Ｄの測定が完了すると、ロボット制御装置４６の一機能である切削量演算部３０は、個々の電極１６に関して、整形加工前に測定した距離Ｄと整形加工後に測定した距離Ｄとの差を、電極１６の切削量Ｃとして算出する（ステップＳ６）。次いで、ロボット制御装置４６の一機能である切削量判断部３２は、個々の電極１６に関して、切削量Ｃが予め定めた許容範囲内に有るか否かを、以下のようにして判断する。なお、切削量Ｃの許容範囲は、チップドレッサ６６が正常に動作していることを示す範囲として、予め実験や経験則等により定めることができるものであり、切削量Ｃの下限値Ｃｍｉｎと上限値Ｃｍａｘとを有する。

切削量判断部３２は、個々の電極１６に関して、切削量Ｃが下限値Ｃｍｉｎよりも少ないか否かを判断する（ステップＳ７）。そして、いずれの電極１６に関しても切削量Ｃが下限値Ｃｍｉｎよりも少なくないと判断したときには、切削量判断部３２は、個々の電極１６に関して、切削量Ｃが上限値Ｃｍａｘよりも多いか否かを判断する（ステップＳ８）。そして、いずれの電極１６に関しても切削量Ｃが上限値Ｃｍａｘよりも多くないと判断したときには、切削量判断部３２は、切削量Ｃが予め定めた許容範囲内に有ると判断してドレッシング判定フローを終了する。そしてロボット４４は、スポット溶接工程に戻り、整形加工後の電極１６を有する溶接ガン１４を用いてスポット溶接工程を再開するか、新たなスポット溶接工程を待機する（ステップＳ９）。なお、ステップＳ７とステップＳ８とは、順序を入れ替えることもできる。

切削量判断部３２がステップＳ７で、少なくとも一方の電極１６に関して切削量Ｃが下限値Ｃｍｉｎよりも少ないと判断したときには、切削量判断部３２は、当該電極１６の切削量Ｃが予め定めた許容範囲内に無いと判断する。また、切削量判断部３２がステップＳ８で、少なくとも一方の電極１６に関して切削量Ｃが上限値Ｃｍａｘよりも多いと判断したときにも、切削量判断部３２は、当該電極１６の切削量Ｃが予め定めた許容範囲内に無いと判断する。切削量判断部３２が、少なくとも一方の電極１６の切削量Ｃが予め定めた許容範囲内に無いと判断したときには、切削量判断部３２は、作業者に対し警告を発することができる。そして作業者は、チップドレッサ６６に構造上の不具合や切削量の誤設定等が生じていないか否かを点検したり、当該電極１６に対する再度の整形加工を実行したりすることができる。

例えば、切削量判断部３２は、少なくとも一方の電極１６の切削量Ｃが下限値Ｃｍｉｎよりも少ないと判断したときに、当該電極１６に対して既に実行された再整形工程の回数が予め定めた閾値Ｎよりも多いか否かを判断することができる（ステップＳ１０）。ここで、電極１６の再整形工程は、切削量Ｃの不足の要因として、チップドレッサ６６の切削刃へのごみの付着等の偶発的不具合を考慮して行うものであり、その実行回数の閾値Ｎは、そのような偶発的不具合を排除可能な回数として、予め実験や経験則等により定めることができる（例えばＮ＝１）。

切削量判断部３２がステップＳ１０で、電極１６に対する再整形工程の実行回数が閾値Ｎよりも多いと判断したときには、切削量判断部３２は、作業者に対し警告を発して、作業者に、チップドレッサ６６に偶発的でない構造上の不具合や切削量の誤設定等が生じていないか否かを点検させることができる（ステップＳ１１）。他方、電極１６に対する再整形工程の実行回数が閾値Ｎ以下であると判断したときには、切削量判断部３２は、作業者に対し警告を発して、当該電極１６に対する再整形工程をさらに実行させることができる（ステップＳ１２）。ステップＳ１２で再整形工程を実行した後は、ステップＳ４に戻り、ステップＳ５〜Ｓ１０で、再整形後の距離Ｄの測定、再整形後の切削量（つまり総計切削量）Ｃの算出、及び再整形後の切削量Ｃが許容範囲内に有るか否かの判断を実行する。なお、ステップＳ１２で再整形工程を実行した後に、別フローとして、再整形前の距離Ｄと再整形後の距離Ｄとの差（つまり再整形のみの切削量）が所定の下限値よりも少ないか否かを判断し、少ない場合に、作業者に対し警告を発してチップドレッサ６６の点検を行わせるように構成することもできる。

また、切削量判断部３２は、少なくとも一方の電極１６の切削量Ｃが上限値Ｃｍａｘよりも多いと判断したときにも、作業者に対し警告を発して、作業者に、チップドレッサ６６に偶発的でない構造上の不具合や切削量の誤設定等が生じていないか否かを点検させることができる（ステップＳ１１）。

上記構成を有するドレッシング判定方法によれば、整形加工の良否判定のために電極１６同士を空打ちさせる必要が無いから、良否判定作業を簡略化することができ、また、電極１６の駆動系に振動等の外乱が加わったり、溶接ガン１４に対する電極１６の取付位置のずれ等の誤差要因が生じていたりした場合にも、電極１６の切削量Ｃを電極１６自体の画像２０（正確には画像１６ｉ）から直接的に求めているから、切削量Ｃが予め定めた許容範囲内に有るか否かを正確に判断することができる。したがって、電極１６の整形加工の良否判定結果の信頼性を向上させることができ、整形不良の電極１６を使用することによる溶接不良の発生を確実に防止することができる。

なお、本発明に係るドレッシング判定方法は、ロボットを備えないスポット溶接システムにおいても、同様にして実行することができる。

１０スポット溶接システム
１２電極対
１４溶接ガン
１６電極
１８ドレッシング判定装置
２０画像
２２根元
２４先端
２６視覚センサ
２８視覚センサ制御部
３０切削量演算部
３２切削量判断部
４０ロボットシステム
４４ロボット
４６ロボット制御装置
５４溝
５６カメラ
５８画像処理部

Claims

開閉動作する電極対を有する溶接ガンと、該電極対の電極に施した整形加工の良否を判定するドレッシング判定装置とを具備するスポット溶接システムにおいて、
前記ドレッシング判定装置は、
前記電極の画像を取得して、画像処理により前記電極の根元と先端とを該画像上で特定するとともに該根元と該先端との間の距離を該画像上で測定する視覚センサと、
前記整形加工の直前と直後とに、前記視覚センサに前記距離の測定を行わせる視覚センサ制御部と、
前記整形加工の直前に前記視覚センサが測定した前記距離と前記整形加工の直後に前記視覚センサが測定した前記距離との差を、前記電極の切削量として算出する切削量演算部と、
前記切削量演算部が算出した前記切削量が、予め定めた許容範囲内に有るか否かを判断する切削量判断部と、
を具備することを特徴とするスポット溶接システム。
前記切削量判断部は、前記切削量が前記許容範囲内に無いと判断したときに、警告を発する、請求項１に記載のスポット溶接システム。
開閉動作する電極対を有する溶接ガンの、該電極対の電極に施した整形加工の良否を判定するドレッシング判定方法において、
前記整形加工の直前に、前記電極の画像を取得して、画像処理により前記電極の根元と先端とを該画像上で特定するとともに該根元と該先端との間の距離を該画像上で測定し、
前記整形加工の直後に、前記電極の画像を取得して、画像処理により前記電極の根元と先端とを該画像上で特定するとともに該根元と該先端との間の距離を該画像上で測定し、
前記整形加工の直前に測定した前記距離と前記整形加工の直後に測定した前記距離との差を、前記電極の切削量として算出し、
前記切削量が、予め定めた許容範囲内に有るか否かを判断すること、
を特徴とするドレッシング判定方法。
前記切削量が前記許容範囲内に無いと判断したときに、警告を発する、請求項３に記載のドレッシング判定方法。
前記切削量が、前記許容範囲を定める下限値よりも少ないと判断したときに、前記電極の再整形を行い、該再整形の後の前記電極に対し、前記距離の測定、前記切削量の算出及び前記切削量の判断を実行する、請求項３又は４に記載のドレッシング判定方法。