JPH01148476A - 抵抗溶接機の電極加圧測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、抵抗溶接機の電極加圧力を測定またはモニタ
リングする方法及び電極装置に関する。

（従来の技術） 抵抗溶接は、電極を介して適切な加圧力により被溶接物
を挟持し、その後、溶接電極を通して溶接電流を流し、
溶接部を加熱溶融し圧接する。

抵抗溶接においては、溶接上、圧接力が設定圧力に達っ
した後、溶接電流を通電し、加熱を開始することが望ま
しい。また同様に溶接部が溶接に充分な溶融状態に達し
溶接電流を遮断した場合も、溶接部が適切な温度に下降
した後、圧接力を解除することが望ましい。

そこで、　一般に使用される流体圧を利用した加圧装置
においては、流体切り替え電磁弁及び流体回路に時間遅
れ要素が存在すると、通常の溶接作業は作業能率を高め
る観点から加圧力が設定圧に達する以前に通電停止と同
時に電磁弁の切り替えを行う場合がある。

これらの動作指令は抵抗溶接制御装置により行われるが
、その設定に必要な電極加圧力の測定方法は殆どが、例
えば第１図に示すように、圧力計を電極間２２．２３に
挿入し、これを電極で挟んでその圧力計２１に生じる静
的圧接力をダイヤルゲージ２４で測定するものであった
。

また最近では例えば第２図に示すように、歪ゲージ２５
をスポット溶接ガン２６の電極アーム２７に直接貼り付
けて電極加圧力をアームの歪から測定する方法が知られ
ている。

また、第３図に示すように、小さな電圧増幅器２８を内
蔵した歪ゲージ式圧力変換器２９をスポット溶接ガン２
６の可動部に挿入して電極加圧力と溶接電流の両者を電
磁オシロやデータレコーダ等で記憶する測定方法も試み
られている。

（本発明が解決しようとする問題点） しかかしながら、上記の溶接加圧針は、溶接現場で要求
される動的圧接力、すなわち溶接電流の通流時期と合わ
せて測定することはできないばかりでなく、圧力計を手
で持つため危険である。

また、他のストレンゲージ等は溶接時の衝撃やスパッタ
に弱く長持ちしない。また圧力変換器にあっては、装置
が大掛かりとなるだけでな（、数千アンペア−数万アン
ペアの大電流回路と接近して測定するため、電磁誘導に
よって生じるノイズの影響を受け、真の加圧力測定が困
難であった。

そこで、本発明は、抵抗溶接の溶接時期において、電極
加圧力を直接真の測定値を得ることができ、最適の溶接
品質を得るための電極加圧力と溶接電流との時間設定の
精度向上に寄与することを目的とする。

（問題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明では抵抗溶接機の
電極の加圧中心又はその周辺において電極加圧時の加圧
力を受け、この負荷された加圧力を圧電作用を介して出
力電圧に変換して電極の加圧力を測定するという技術手
段を講じである。

そして、上記の方法を実施するために、抵抗溶接機の電
極内部に、電極加圧時の機械的エネルギーを表面に受け
ると、これを電気的エネルギーに変換して加圧力に応じ
た電気量を発生するセンサを、絶縁材を介して内蔵した
電極装置を提供する。

（作　用） そして、本発明の方法によれば、圧電効果を利用したセ
ンサを抵抗溶接機の電極加圧線上またはその近傍に組み
込むことにより、電極加圧時の機械的負荷を、直接、セ
ンサの圧電効果によって電気量に変換し、負荷された圧
力に応じた電気量（電圧値）を出力する。そして、この
出力電圧、をデジタル表示器あるいはコンピュータ等と
機器類に取り入れることにより、溶接中の加圧力のチエ
ツクを可能にすることができる。

また本発明の電極装置によれば、センサを電極内部に絶
縁材を介して組み込むだけで、外部からのスパッタ付着
防止はもちろん、内部からの電磁誘導によるノイズの影
響を受けることがなく、真の測定値を得ることができ、
加圧力の設定精度を著しく高めることができる。

（実施例） 以下、本発明にかかる方法を実施するための具体的な実
施例を第４図〜第８図の図面に基づいて説明する。

なお、第４図はスポット溶接機の電極装置の断面を示す
。同図において、電極装置１の支持部材下側にホルダ２
が固定され、このホルダのネジ孔３に螺子アタダブタ４
が螺着され、このアダプタの挿入孔５にシャンク６が嵌
着されている。

このシャンク６は電極加圧線イーイに対し交差する方向
に二分割されていて、一方のシャンク６ａと他方のシャ
ンク６ｂには同一加圧線上において相互に対面する側に
それぞれ円形凹部７が形成されている。

シャンク６ａ、６ｂは締めつけボルト８と絶縁パイプ９
を介して挿入した締めつけ調整ボルト１０により固定さ
れている。電極チップ１１はシャンク６ｂの先端に挿入
されている。

上記の円形凹部７の中には、外部にリード線１４を引き
出したセンサ１２が絶縁材１３を介して挿入されている
。

このセンサ１２は、一般に市販されているものでよく、
たとえば表面に電極加圧時の力を受けると、圧電効果に
よりその機械的出力を電気量に変換し、外部へ出力電圧
を発生する特殊材料を用いた構造になっている。

このセンサ１２から出力された電気量を検出してこれを
デジタル表示器（図省略）に表示してチェツクしたり、
またはこれをコンピュータ機器等に取り入れ、予め内部
設定した値と比較して、大小判定するモニタリングも可
能になる。

なお、ホルダ２及びシャンク６の内部には電極の温度上
昇を防ぐための冷却水循環路１５．１６が形成されてい
る。

次に第５図は電極加圧線上イーイの周囲にセンサ１２を
設けた場合の一例を示す。

この場合、センサ１２は加圧シリンダロッド１７に嵌入
した中間ホルダ１８の外周に設置され、この中間ホルダ
内に嵌入したポイントホルダ１９との間に絶縁材１３を
介して挿入されている。

次に第６図はセンサ１２をポイントホルダ１９と加圧シ
リンダロッド１７の中間ホルダ１８との同一中心線上イ
ーイに挿入した場合の一例を示す。

この場合、ポイントホルダ１９に設けた凹部２０の内部
に絶縁材１３を挿入し、その絶縁材の中にセンサ１２を
設置し、センサの上からポイントホルダ１９の凹部に中
間ホルダ１日を介して加圧シリシダロッド１７が挿入さ
れた構成になっている。

次に第７図は他の構造例を示し、ポイントホルダ１９の
凹部２０に絶縁材１３を介してセンサ１２を組み込み、
そのセンサの上からシリンダロッド１７を挿入したもの
である。

この場合、センサ１２は加圧力を加圧中心線上イーイで
直接シリンダロッド１７から受ける構造になっている。

以上の構成において、スポット溶接機の起動ボタンを押
すと、電磁弁が切り替わり、溶接ヘッドが下降し、上電
極が被溶接物に当接し、徐々に圧力が上昇すると共に、
センサの表面に加圧力が加わると、センサの圧電効果に
より負荷された圧力に応じた電荷が生じ、外部へ電圧を
出力する。この電気出力を他の機器を介して処理するこ
とで測定またはモニタリングすることができる。

一方、所定の加圧力に達っすると電磁弁が切り替わって
から、予め制御装置に内部設定されたスクイズ時間が経
過すると、主電源のサイリスクがＯＮして通電が開始さ
れ通電時間に入る。

通電時間が完了すると、主サイリスクが０ＦＦＬ、電極
間の電圧は消失する。これと共に保持時間に入り溶接部
を設定された一定時間保持する。この保持時間が完了す
ると、電磁弁が切り替わり徐々に圧接力は減少し、つい
には電極は開放し、センサの出力は加圧以前の状態に復
帰する。

なお、電極に大電流が流れてもセンサは絶縁されている
ため電気的な影響は受けずに、機械的な負荷のみ受ける
ことになる。

（発明の効果） 以上で説明したように、本発明の方法によれば、溶接時
の電極加圧力を溶接中でも何ら支障なく真の加圧力を測
定またはモニタリングすることができる。

また本発明の電極装置によれば、圧電効果を利用したセ
ンサを電極加圧線上またはその周辺に絶縁した状態で組
み込ませるだけで、センサを外部からのスパッタや内部
からの電磁誘導による電気的障害等から回避することが
でき、真の測定値を得ることができる。

したがって、本発明によれば、最適の溶接品質が得られ
るための充分な加圧力の設定精度の向上を図ることがで
きるから、シーケンス制御におけるスクイズ時間等の時
間設定が容易になる、という幾多の作用効果を派生する
。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は従来の加圧力測定方法で使用されているダイ
ヤルゲージ式の電極加圧計を示す平面図。 第１Ｂ図はその側面図。第２図は従来使用されている貼
り付は代置ゲージをスポット溶接ガンに使用した場合の
概略図。第３図は従来の歪ゲージ式圧力変換器をスポッ
ト溶接ガンに使用した場合の概略図。第４図は本発明の
方法を実施するためのスポット溶接機の電極装置を示す
断面図。第５図〜第７図は本発明の他の実施例を示す電
極装置の断面図。 １・・・電極装置　　　　　１２・・・センサ第３２ 第５辺 第乙ロ イ 第７閃

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、抵抗溶接機の電極の加圧中心又はその周辺で電極加
   圧時の加圧力を受け、この負荷された加圧力を圧電作用
   を介して電気出力に変換し電極の加圧力を測定するよう
   にしたことを特徴とする電極加圧測定方法。 ２、電極加圧時の機械的エネルギーをその表面に受ける
   と、これを電気的エネルギーに変換して加圧力に応じた
   電気量を発生するセンサを、抵抗溶接機の電極内部に絶
   縁材を介して内蔵した抵抗溶接機の電極装置。