JPH06190566A - 溶接プライヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 点溶接用の溶接プライヤにおいて電極に負荷
される実際の電極力を溶接プロセスの各時点で正確に検
出する。 【構成】 心押し軸又は心押し軸ホルダ−等の溶接プラ
イヤ要素に溶接電極が備えられ、その電極力を測定する
ため少なくも一つの溶接プライヤ要素に光−電気センサ
−が備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は溶接プライヤに関し、特
に特許請求の範囲第１項の前提部分に記載の点溶接プラ
イヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】点溶接は産業界、とりわけ自動車産業に
おいて車体等の製造に広く用いられ、特にまた溶接ロボ
ットの溶接プライヤとして利用される。アクチュエ−タ
として例えばニュ−マチックシリンダ−又は油圧シリン
ダ−（もしくは水−油圧）を備える作動装置によって、
該溶接プライヤの電極は互に接近又は離れるように可動
になっており、即ち、電極が互に広く離れた初期位置と
一般にシ−トからなる溶着金属に対し電極が「電極力」
と云われる力で押圧する溶接位置（溶接プライヤの閉位
置）との間で移動し得る。この場合、電極は溶接プライ
ヤ要素において、即ち一般には所謂心押し軸の一端に、
例えば電極キャップを備えている。これらの心押し軸は
互に相対的に可動又は揺動可能であり、そのため通常は
心押し軸ホルダ−の一端に取付けられる。これら２つの
心押し軸ホルダ−は揺動台を介して互に接続される。

【０００３】点溶接による溶接点の品質は事実上３つの
溶接パラメ−タ、即ち溶接電流、溶接時間および溶接力
によって決められる。しかし溶接電流、そしてまた溶接
時間は従来の手段によって制御され及び／又は監視され
る。これまでに既知の点溶接プライヤでは、溶接プロセ
ス中の、即ち特に溶接プライヤが閉じてから再び開くま
での間の実際の、電極力を把握することは不可能であ
り、また測定された電極力の関数として溶接プロセスを
制御することも不可能であり、特に実際に存在する電極
力は問題の溶接プライヤのメカニズムにおける多くの欠
陥、例えば欠陥のある心押し軸ホルダ−、古くなった心
押し軸、心押し軸ホルダ−の欠陥のある架台および欠陥
のある作動装置などによって影響を受ける。

【０００４】実際の溶接中（溶接電流が負荷されて）の
電極力が大き過ぎると、溶着金属の材料は溶着金属間の
隙間に圧入され、従って溶接点が非常に小さく又は隙間
の幅が大きくなる。問題の溶接点の強さは不充分にな
る。溶着金属は溶接プライヤによって不適当に変形され
且つ電極の摩耗が著しくなる。

【０００５】溶接力が小さ過ぎると、液化した溶着金属
の内部注入が生じ、即ち高圧のもとで生じる融解した溶
着金属が溶着金属の合わせ目に入る。溶接点自体は望ま
しい円形の形状とは異なるものとなる。溶着金属および
電極が合金であると、溶着金属は変色し且つ溶接電流は
望ましい仕方で溶接点に集中せず、分路に流れる。一般
に溶接力が小さ過ぎると、溶接点の品質に欠陥を生じ且
つ電極の摩耗が著しくなる。

【０００６】上記の状況は当業者には数十年にわたり知
られているが、例えば製作される溶接点の品質の管理及
び／又は溶接プロセスの制御のため、電極力および溶接
プロセスにおける電極力の変化を検出し得る溶接プライ
ヤは今日まで見られない。

【０００７】プライヤ状のクランプ装置を備えた電気溶
接プライヤは既に知られているが（ドイツ公報ＤＥ−Ｏ
Ｓ３８３３２８７）、該溶接プライヤは互に枢止され且
つ作動装置によって互に相対的に揺動し得る２つのクラ
ンプア−ムによって構成され、さらにそれぞれ電極を備
えた２つの電極ア−ムを有し、該電極ア−ムは揺動自在
にプライヤ状に互に接続され、２つのクランプア−ムと
同じ揺動軸線を有する。それぞれのクランプア−ムと電
極ア−ムとの間には圧縮ばねが備えられ、溶接時又は作
動装置によって溶接プライヤを閉じる際に、先ず２つの
クランプア−ムがその間に溶着金属を把持し且つその
際、電極は溶着金属に対し圧縮ばねで決まる力で当接
し、該ばねは電極から遠方の且つ電極ア−ムの互に枢止
される端部区域に作用する。

【０００８】プライヤを閉じた後は又は溶着金属に対し
クランプア−ムを負荷した後に、圧縮ばねのみで決まり
且つ作動装置とは独立に出来得る限り一定の電極力が得
られる。圧縮ばねの作用点は電極ア−ムの互に枢止され
且つ電極から遠方の端部区域、従って電極および溶接点
から遠方の区域に在るので、圧電圧力計が備えられ、そ
れにより溶接プロセスの間にばねで生じるほぼ一定の力
が検出される。

【０００９】電極力を正確に決定すること、また特に溶
接中の電極力の時間による変化を決定することは、この
既知の溶接プライヤでは不可能であり、および測定値に
よって電極力を制御することも不可能である。

【００１０】また電気抵抗点溶接を行なう溶接装置が知
られている（ドイツ公報ＤＥ−ＰＳ３２４１８９７）。
この装置では溶接電極を備える電極保持装置は下部の固
定電極ホルダ−と上部の可動電極ホルダ−からなり、且
つ各電極ホルダ−端部に電極が備えられる。圧縮ばねを
介して電極力を生じさせるため外側の作動装置のラムは
上部の可動電極ホルダ−に作用する。そのばねとラムの
間にはワイヤ歪計ロ−ドセルが備えられ、ばねの力及び
溶着金属に作用する押圧力が決められる。

【００１１】さらに抵抗点溶接を行なう溶接装置が知ら
れており、この装置では装置の架台に固定された下部の
固定電極ホルダ−と、たわみ梁を介して架台に接続され
た支持ア−ムに備えられた上部電極ホルダ−が設けら
れ、該上部電極ホルダ−は上部の支持ア−ムに対し電極
力を発生するため作動装置を介して鉛直方向に可動に構
成されている。歪計により溶接時に生じるたわみ梁の変
形が検出される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】これらの既知の溶接装
置の欠点は、とりわけ電極ホルダ−が架台に固定して備
えられ、一方の電極ホルダ−のみが他方の電極ホルダ−
に対し相対的に鉛直面内で可動になっていることであ
る。また、これらの溶接装置は特に自動車産業もしくは
その車体の製造に必要とされるような溶接ロボットとし
て使用することはできない。

【００１３】すべての既知の溶接プライヤおよび溶接装
置は次の欠点を有する。即ち圧電センサ−、圧力測定セ
ル又は歪計を、各センサ−に対する電磁場の影響を弱め
るため、溶接位置から可成り離れて、そしてまた溶接電
流の通路から離れて配置しなければならないことであ
る。これらのセンサ−を溶接位置から離して配置するこ
とは測定結果にかなりの誤差を生じる。とくに溶接中に
生じるような溶接力の動的変化は測定し得ない。

【００１４】さらに、あらゆる既知の溶接プライヤおよ
び溶接装置はまた、圧縮ばね又はたわみ梁の型の付加的
な弾力性を必要とし、そのこと（弾力性）はとりわけそ
の質量と関連して測定結果を不正確にし且つ構成上、付
加的なコストを招来するという欠点がある。

【００１５】現在既知の点溶接プライヤでは接触位置に
おいて電気的に分路する危険があり、溶接電流の一部が
分路に流れる。従って、溶接点は不適切に溶接され、且
つ溶接点の強さは低下し、それにより自動車の品質上の
リスクをもたらし、さらに車のきしる音を生じることも
あり、そのような騒音は除去できない。

【００１６】本発明の目的は電極に負荷される実際の電
極力が溶接プロセスの各時点に、とくに本来の溶接相の
間にもしくは溶接時に正確に且つ乱れがなく検出され得
る溶接プライヤを提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明による溶接プライヤは特許請求の範囲第１項
の特徴部分、即ちセンサ−が溶接プライヤ要素に固定さ
れ、そのセンサ−要素の部分は電極力に相応する弾性変
形、とくに溶接プライヤ要素の曲げに追従し、前記部分
には光路が備えられ、前記光路は光導体装置を介して管
理回路に接続され且つ前記管理回路の少なくも一つの光
源の光が前記光導体装置を介して前記光路に送られるよ
うになっており、および前記光導体装置を介して前記管
理回路に戻る光量又は前記光路に吸収される光量は前記
センサ−要素の前記光路を備える前記部分の変形の関数
であること、によって構成される。

【００１８】

【作用】本発明による溶接プライヤでは、溶接プロセス
の各時点で電極力が正確に測定され且つその測定結果に
基づいて溶接プロセスが監視され及び／又は制御され
る。さらに測定された電極力に基づいて各溶接点もしく
はその品質を判定し且つその判定に基づいて他の隣接す
る溶接点が必要であるか否か及び／又は一もしくは複数
の前の溶接点が放棄され得るか否か等を決定することも
可能である。電極力の測定値に基づく溶接点の品質の判
定および該判定に基づいて行なわれる決定もしくは制御
は予め決められたプログラムにより電子制御装置で行な
われるのが好ましい。さらに後の評価および検査等のた
め各溶接点での電極力の経過を記録することも可能であ
る。

【００１９】電極力を解明するため光学センサ−が使用
される事実によれば、その作用は、センサ−要素中の光
の区間又は光路を介して伝達される光量がセンサ−の要
素もしくは光路を有するセンサ−要素の部分の機械的変
化又は変形の関数であることに基づく。センサ−又はセ
ンサ−要素と空間的に離れて置かれた光−電子ユニット
との間の接続は特に少なくも２つの光導体を介して行な
われる。測定の精度と感度が高いにも拘らず、即ち小さ
な機械的変化を検出し得るにも拘らず、且つ限界周波数
が高いにも拘らず、センサ−要素は外部擾乱、とくに電
圧および磁界、電磁場又は電磁波、高温などの影響を受
けない。さらにセンサ−要素は比較的大きな衝撃や打撃
を受けても損傷しないように丈夫に作られる。

【００２０】特に本発明によれば、溶接電流が流れる場
合そしてまた溶接電流がない場合のみでなく周期的に変
化する溶接電流が０点を通る際にも、電極力を正確に測
定することができる。溶接電流が流れる場合と流れない
場合で電極力は異なり且つ溶接電流が流れる際の電極力
は監視及び／又は制御のため重要であるので、溶接電流
が流れる間の電極力の測定は重要である。

【００２１】本発明によれば、溶接プライヤ要素におけ
る電極力が溶接中の該要素の弾性変形に基づいて直接検
出され、その測定のため、ばね、たわみ梁などの付加的
な弾性体を設ける必要もない。さらにセンサ−要素は溶
接位置または溶接電流の通路、即ち溶接電流が流れる溶
接プライヤの部分に直接設置され得る。また電磁場を考
慮する必要もない。また電極力を測定するために特殊構
造の心押し軸又は心押し軸ホルダ−も必要としない。

【００２２】また本発明によれば、電極力の動的測定、
即ち電極力の時間的変化の測定も可能であるので、測定
結果に基づいて先ず溶接点の品質についての評価が可能
である。

【００２３】測定の高精度と高感度および高い限界周波
数により、例えば１０ＫＨｚにより、溶接プライヤを閉
じた後の震動衝撃中の電極力の時間的変化を正確に測定
できる。この場合、この震動衝撃が予め決められた時間
内に終ったか否か、および問題の溶接プライヤの機構が
正常な状態で在ったか否かも決められる。さらに関連の
前保持時間中の電極力の変化も測定でき且つ監視するこ
とができ且つ特にまた電極力の所定値の達成に関しても
その値で実際の溶接電流に接続される。

【００２４】さらに実際の溶接相又は溶接時間中の電極
力の測定も可能であり、その場合本発明の溶接プライヤ
における測定の高感度および高精度によって、溶接時に
生じる熱的容積変化およびそれによって生じる溶接相の
間の電極力の増加、そしてまた、後保持時間中の所謂
「鍛造後」の容積変化を決定することができる。このこ
とから溶接点の品質の評価のみでなく、溶接時間の最適
制御が可能になるので、本発明によればプロセスの信頼
性を向上し且つ溶接行程の最適化を達成し得る。

【００２５】

【実施例】本発明の一実施形態では少なくも一つの心押
し軸もしくは心押し軸ホルダ−は溶接の際に溶着金属と
接触が可能な少なくも一つの区域内で絶縁される。その
絶縁は外面が耐摩耗性且つ耐損傷性の被いから成る。こ
の被いは例えば特殊鋼からなり且つ絶縁材からなる他の
被いを包囲する。好ましくは耐摩耗性の被いはセラミッ
ク繊維又はセラミック詰物で形成される。この場合、被
いは単一層で作ることもでき、即ちセラミック材は同時
に電気的絶縁材になっている。

【００２６】絶縁材は少なくも単一層の電気絶縁材の被
いからなり、該被いはその外面が耐摩耗性および耐損傷
性になっており且つそれによって金属シ−トの鋭い角に
耐えるので、長い寿命の絶縁性を達成することができ
る。

【００２７】本発明の一実施例では絶縁は少なくも２層
で構成され、且つ該絶縁は絶縁材の被いとその上に置か
れる耐損傷性のある被いからなり、それら２つの被覆は
互に永久的に結合される。この場合、絶縁材の被いは例
えば「Ｂｅｔａｂｒａｃｅ」（商標名）のようなエポキ
シ樹脂含浸ガラス繊維帯からなるが、炭素繊維などでも
よく、従って確かな電気絶縁性が確保される。耐損傷性
の被いは特殊鋼のクロス織り織物の形で形成され且つ心
押し軸を介して押される。即ち、この被い帯では曲った
心押し軸に適合するので、この被いはいろいろな型の心
押し軸に使用され得る。このガラス繊維帯又は「Ｂｅｔ
ａｂｒａｃｅ」と特殊鋼の織物は永久的に結合され、そ
の場合、繊維帯に含浸されるエポキシ樹脂接着剤は織物
の間に現われ且つ約１５０℃で硬化される。

【００２８】特殊鋼の織物の代りに耐損傷被覆として、
好ましくはスリット付きの特殊鋼のスリ−ブ又は巻かれ
る特殊鋼の帯を用いることもできる。この種の特殊鋼の
スリ−ブ又は帯は使用上、真直ぐな心押し軸もしくは若
干曲がった心押し軸に限定される。

【００２９】本発明の範囲内で比較し得る高品質の耐摩
耗性の被いを使用できる。例えば磁気を通さない材料
「Ｍｅｈａｎｉｔｅ」（商標名）が適合し、且つその材
料では磁場に対しエネルギ−を必要としないので溶接に
おいて高効率が達成される。

【００３０】好ましい実施形態では、絶縁材又は心押し
軸もしくは心押し軸ホルダ−に被着される被いは少なく
も一部の区域又は少なくも一つの層においてセラミック
繊維又はセラミック詰物である。この実施例ではセラミ
ック繊維又はセラミック詰物は好ましくは絶縁材の耐損
傷性もしくは耐摩耗性の外面を形成し、該外面は例えば
セラミック繊維又はセラミック詰物のみからなる。

【００３１】心押し軸又は心押し軸ホルダーに施こされ
る絶縁材は特に単純な仕方で、関連の心押し軸又は心押
し軸ホルダ−の形状に、そして溶接すべき金属シ−トの
形状にも適合し得る。

【００３２】本発明による提案により長い寿命が達成さ
れ得る。本発明による絶縁材は或る程度の柔軟性がある
ので、種々の心押し軸の形状に対し特にすぐれた適合性
がある。このような絶縁により点溶接に伴なう欠陥は著
しく軽減され、そのため付加的な安全溶接点を省くこと
ができるので、全体として製作時間の短縮及びそれに応
じてコストの節減が達成される。さらに心押し軸と溶接
すべき金属シ−トとの間の安全のための距離を縮小する
ことができるので、窓面の縮小、溶接電流の減少、プラ
イヤの小形化及び軽量化によるすぐれた取扱い性が達成
される。

【００３３】次に図面を参照のもとに本発明の実施例に
関し説明する。図１は２つの金属シ−ト１８と１９の点
溶接用の溶接プライヤ１を示す。この溶接プライヤは一
対の心押し軸２０と２１からなり、それらの心押し軸は
関連の心押し軸ホルダ−２０’又は２１’の一端に固定
される。これらの心押し軸は関節軸２２および関節ア−
ム２３と２４を介してたわみ得るように互に連結され
る。２つの関節ア−ム２３と２４は所属する心押し軸ホ
ルダ−２０’又は２１’の端部間に固定される。図示の
例ではニュ−マチックシリンダ−からなる作動装置２５
が一端において心押し軸ホルダ−２０’と２１’の間で
作用する。これらの心押し軸はそのわん曲する自由端に
電極キャップ２６と２７を備え、これらのキャップは点
溶接の際その間に置かれる２つのシ−ト１８と１９を作
動装置２５の作動により該シ−ト１８と１９に対し予定
の力で押圧されるように配置される。電導体として形成
された心押し軸ホルダ−２０’と２１’及び心押し軸２
０と２１を介し及びそれらに電気的に接続された電極キ
ャップ２６と２７を介して、溶接電流が負荷及び除荷さ
れる。

【００３４】溶接点を確実に作るため、例えばシ−ト１
８と１９に対する電極又は電極キャップ２６と２７に一
定の押圧力を要するように各種パラメ−タが拘束されね
ばならない。このパラメ−タの監視及び／又は制御のた
め、図１における下部心押し軸ホルダ−２１’にもしく
はその外側に在る面２にセンサ−３又はそのセンサ−要
素４、４’、４”が設置され、このセンサ−要素により
シ−ト１８と１９に対し電極キャップ２６と２７を押し
付けた際に生じ且つその押圧力による心押し軸ホルダ−
２１’の弾性曲げ及びそこから押圧力が決定され得、例
えば作動装置２５を制御又は調整するため所望値として
の規制範囲内で予定値と比較される。

【００３５】特に溶接プライヤを閉じることによって増
加する電極力を測定し且つ予定値に達した際に溶接電流
を入れること、また実際に測定された電極力に依り溶接
電流を入れることも可能である。

【００３６】図２に示す実施例ではセンサ−要素４は支
持板５とスリ−ブ６を有し、該支持板はろう付、接着ま
たは他の適当な方法で平面２に固定され、該スリ−ブは
例えば長方形の輪郭を有する支持板５における心押し軸
ホルダ−２１’に背を向けた表面側に取付けられ、支持
板５に伝えられる機械的変化がスリ−ブ６にも伝えられ
るようになっている。

【００３７】スリ−ブ６は貫通孔７を有し且つ図示の実
施例ではこの孔７の少なくも内面は例えば相応の着色又
は黒染め及び／又は相応の表面構造によって光を吸収す
るように構成される。

【００３８】センサ−３はさらに２つの光導体８と９か
らなり、それらの光導体は少なくも一つの本来の光導体
要素を形成するガラス繊維８”もしくは９”及び外側
の、好ましくは多層の絶縁材又は被覆８”’又は９”’
を備えている。ガラス繊維要素８”又は９”を備える２
つの光導体８と９は各端部からスリ−ブ６の孔７内に達
し、２つの光導体はその端部８’もしくは９’がスリ−
ブ６もしくは孔７のほぼ中央で、スリ−ブ６の軸線方向
に予め定められた距離を離れて互に向き合い、従って端
部８’と９’の間に、光導体８と９の間の空気又は気体
空間の光の区間が形成される。

【００３９】少なくもスリ−ブ６で包囲されるカラス繊
維要素８”と９”の部分の外径は、図示の実施例では、
孔７の直径より若干小さく、従って孔７内における光導
体８と９又はガラス繊維要素８”と９”の移動は可能で
ある。光導体８と９はブロック又は被い１０によって支
持板５に保持され、該ブロック又は被いは例えば合成樹
脂（例えばエポキシ樹脂）からなり且つまたスリ−ブ６
を包囲して支持板５に固定し、又は少なくもスリ−ブ６
を支持板５に固定するのに寄与する。

【００４０】２つの光導体８と９又はそれらのガラス繊
維要素８”と９”は適当な方法でスリ−ブ６内に保持さ
れ、且つ光−電子ユニット１１を備えたセンサ−３に接
続され、該ユニットはセンサ−３と共にセンサ−装置を
構成する。光−電子ユニットは光源１２と光検出器１３
を有し、光導体８は光源１２に延び、光導体９は光検出
器１３に延びているので、光源１２の光は光導体８を介
してセンサ−３に導入され且つ測定信号としての光は光
導体９を介して光検出器１３に送られ、該光検出器はこ
の戻る光の強さに依存する電気信号を発生する。この信
号は他で使用されるため増幅器１４で増幅される。

【００４１】好ましくは発光ダイオ−ドである光源、例
えばフォトダイオ−ド又はフォトトランジスタ−である
光検出器１３、および好ましくは積分スイッチ回路であ
る増幅器１４は光−電子ユニット１１の構成部分であ
る。このユニット１１は図示の実施例ではさらに評価ユ
ニット１５およびメモリ−１６を備えている。最後の２
つは分離された構成要素、例えばコンピュ−タでもよ
い。

【００４２】光導体８を介してセンサ−３には一定の光
束が与えられる。この光束は孔７内又は端部８’と９’
の間に在る光の区間内で光導体８の端部８’から出る。
少なくもこの光束の一部は端部９’から光導体９に入り
且つそれを通って光検出器１３に戻るので、光検出器の
出口には戻った光束の強さに依存する信号を生じ、該信
号は光−電子ユニット１１の出口又は評価ユニット１５
の出口に相応の出力信号を導く。

【００４３】表面２の曲げ、伸び、圧縮又は他の変形は
支持板５を介して支持板５又はスリ−ブ６における光導
体８と９のアタッチメントに伝達され且つ端部８’と
９’の相対位置を変化し、従ってまた光導体９を介して
戻る光束の強さを変化し及び光検出器１３における電気
信号を変化する。光導体９を介して戻った光束は光導体
８を介して導入された光束と喪失分（減衰）の差であ
り、該喪失分はスリ−ブ６の孔７内で又はそこに形成さ
れた吸収空間内で、とくに端部８’と９’の相対位置の
変化により、しかも例えばこれらの端部の相対位置によ
り端部８’から出る光束の異なる大きさの断面が端部
９’に入ることによって生じる。

【００４４】センサ−４の又は表面２の心押し軸ホルダ
−２１’の変形と光導体９に戻る光束の大きさとの間の
依存性の特定の特性を得るため、端部８’及び／又は端
部９’は、例えばレンズ効果を得るためわん曲するな
ど、種々の形を採り得る。

【００４５】光−電子ユニットにおいて、増幅器１４で
増幅された光検出器１３の信号は評価ユニット１５によ
り較正曲線に基づいて評価され、該較正曲線は例えば各
センサ−３又は各センサ−要素４について製造後個々に
定められ且つ例えば評価ユニット１５のメモリ−１６に
貯えられ、従ってセンサ−３により又はこのセンサ−を
備えるセンサ−装置によって特に高い測定精度が得られ
る。好ましくはこの評価ユニットは、アナログ−デジタ
ル変換器で増幅器１４から与えられたアナログ信号がデ
ジタル信号に変換され、そのデジタル信号が好ましくは
マイクロプロセッサを含む評価ユニット１５でさらに処
理され又は評価されるように構成される。較正曲線はこ
の場合、好ましくはデ−タの記録として評価ユニット１
５のメモリ−１６に貯えられる。

【００４６】センサ−３による溶接プロセスの監視及び
／又は制御は大きな溶接電流によって妨害されることも
なく、またそれによって生じる磁場もしくは発生する温
度によって妨害されない。この電気ユニット１５は溶接
区域から十分に離れた区域に備えることもできる。

【００４７】原理的にはセンサ−要素４は、２つの光導
体８と９がセンサ−要素の一方の側から離れるように延
びてもよく、その場合、センサ−要素において光導体８
を介して導入される光束がセンサ−要素４中に設置され
た少なくも一つの光転向装置（鏡、プリズム等）によっ
て向きを変えられるように構成される。この転向装置は
光の区間の構成要素であり又は光の区間の外に備えられ
る。

【００４８】溶接プライヤ１のセンサ−要素の一実施例
として光の区間の外側に転向装置を備えたものを図３に
示す。該転向装置は２つの光導体の一つ、即ち光導体８
のわん曲した部分２８からなる。

【００４９】この実施例ではスリ−ブ６は若干わん曲
し、即ち該スリ−ブの軸線は大きな直径の円上に在り、
この円の軸線（わん曲の軸線）は支持板の表面に垂直に
延びる。この構造では、心押し軸ホルダ−２１’の小さ
な機械的変形又は曲げも検出され、即ち戻った光束の強
さの明瞭な変化が現われ、もしくはセンサ−要素４’の
特性（機械的変化への帰還光束強さの依存性）が広範囲
に及び直線的な経過を有する利点がある。

【００５０】図４は図３の溶接プライヤ１の心押し軸ホ
ルダ−２１’とセンサ−要素４’を示す側面図である。
支持板５’はスリ−ブ６とは反対側の下側に全部で３つ
の脚部２９を備え、該脚部はその一つが長方形の支持板
５’の短辺の一つの区域における中央に備えられ、他の
２つの脚部は支持板の他端に在ってこの支持板の長手方
向に直角の軸線上に互に離れて置かれる。自由端が円錐
形状に縮小する脚部２９によって、支持板５’は心押し
軸ホルダ−２１’もしくは円筒形の面２に支持される。

【００５１】図３に示すように、２つの脚部２９は支持
板５’から離れるように光導体８と９が延びる側に、及
びそれらの光導体８と９の両側に備えられる。わん曲し
た長さ部分２８の区域に一つの脚部２９が在る

【００５２】センサ−要素４’又は支持板５’は２つの
帯状の保持要素３０によって被測定物に保持され、各保
持要素はばね３１を有し及びその端部がピン３２に固定
され、該ピンはまた脚部２９を取付ける役割を果し且つ
支持板５’の上に突出する。保持要素３０は被測定物を
包囲する。

【００５３】図３に示すように、支持板５’はスリ−ブ
６内の端部８’と９’の間に光の区間が形成される位置
に設置され、支持板５’の長手方向に直角に延びる厚さ
の薄い区域３３を備えている。図示の実施例では、この
区域は下側にのみ設けられてているので、支持板５’は
スリ−ブ６の平らな設置面を有し且つ被測定物の機械的
変形による支持板５’の変形は光の区間の区域に本質的
に集中する。

【００５４】この脚部２９によって、この心押し軸の外
面形状に関係なく、心押し軸ホルダ−２１’にセンサ−
要素４’を問題がなく確実に設置するのが可能になる。
脚部２９の長さを適当に選択することにより、即ち、光
の区間又はその面からの、この脚部で形成される保持及
び設置区域の距離を適当に選択することによって、セン
サ−要素４’、従ってセンサ−３の感度を全体的に変え
ることができ、又は所望の値にセットすることができ
る。

【００５５】図５及び図６は本発明の他の実施例として
センサ−要素４”を備えた溶接プライヤ１の心押し軸ホ
ルダ−を示す単純化された斜視図及び縦断面図であり、
該センサ−要素は特に単純で丈夫な構造、高感度そして
特に高い動的性質を特徴としている。センサ−要素は支
持板５”からなり、該支持板は概略支持板５’に似て、
例えばチタン又は繊維強化プラスチックで作られる。支
持板５”をチタン又は繊維強化プラスチックで作ること
は、特に加熱に対し、又は溶接中に心押し軸２１又は心
押し軸ホルダ−２１’のまわりに生じる磁場による乱れ
の影響に対しこの支持板を高度に無感応にする利点があ
る。支持板５”はまた、硬質金属で作られ且つ心押し軸
ホルダ−２１’にくい込む３つの円錐状のピン又は脚部
２９によって心押し軸ホルダ−に支持される。その保持
は図４に示すホルダ−又は保持要素３０によって行なわ
れる。

【００５６】脚部２９とは反対側の、長方形の輪郭を有
する支持板５”の上側の面には２つのブロック又はブロ
ック状の要素３４と３５が備えられ、そして該要素３４
と３５は支持板５”の各短辺側の端部に配置される。図
示の実施例では要素３４と３５は直方体の形を有し且つ
支持板５”の上面に固定され、支持板５”の上面および
その長手方向にほぼ垂直なそれらの端面３６と３７は互
に向き合って離れている。

【００５７】また８と９は２つの光導体を示し、それら
の光導体はそれらの端部８’と９’の区域で要素３４の
中に保持され且つ固定され、これらの光導体は該端部の
区域においてそれらの軸線が支持板５”の上面に平行で
離れた面内に在り、且つさらにそれらの軸線は互に鋭角
で交わり、その交点もしくは頂点は、少なくも心押し軸
ホルダ−２１’又はセンサ−要素４”が負荷から解放さ
れ、即ち支持板５”に曲げモ−メントが作用しない時
に、要素３５の端面３７に形成される鏡３８の区域に位
置する。

【００５８】鏡３８は端面３７に対し引込むように溝４
０内に形成され又は設置され、該溝は端面３７に設置さ
れ且つその長手方向は支持板５”の上面に平行に延びて
いる。鏡３８はさらに端面３６に向き合う鏡面において
光の区間の面Ｅ１内に在る又はこの面に平行な軸線のま
わりに凹状にわん曲し又はア−チ状に形成される。従っ
て鏡３８が僅かでも撓むと光導体８に伝達する光量が大
きく変化するようになっている。センサ−の感度又は測
定範囲は曲率半径によって調整可能である。要素３５の
端面３７には溝３９に相応する溝４０が設けられ、該溝
は支持板５”の長手方向に在って面Ｅ１に平行で、溝３
９に相対している。溝３９の底部には光の出口もしくは
入口となる２つの端部８’と９’が在る。

【００５９】２つの要素３４と３５の間において支持板
５”の下側と上側には該支持板の厚さを減少した区域３
３が備えられる。これらの区域３３は相対して設けら
れ、面Ｅ１に平行且つ支持板５”の長手方向に垂直な軸
線４１を有し、およびその区域で支持板５”は、心押し
軸ホルダ−２１’の荷重により曲げ応力が作用した際に
特に曲げられる。溝３９と４０および要素３４と３５の
間に形成される空間はごみや光が入らないようにハウジ
ング又は被い４２によって外部に対し閉じられる。鏡３
８と共に端部８’と９’も端面３６又は３７に対し後退
するように溝４０もしくは３９の底部に設けられている
ので、特に散逸光の影響は非常に又は決定的に少なくな
っている。

【００６０】心押し軸ホルダ−２１’に負荷がないと、
端部８’から出る光束は鏡３８で反射するので、この光
束は完全に又はほぼ完全に光導体９の端部９’に入る。
溶接プライヤが閉じて電極力ＫＥにより電極キャップ２
６と２７がシ−ト１８と１９に当接して心押し軸ホルダ
−２１’が変形すると、軸線４１の区域において支持板
の曲げを生じ、その結果、該変形により、従って溶接プ
ライヤ１の押圧力もしくは電極力によって、端部８’か
ら出る光束の一部のみが鏡３８で反射して光導体９の端
部９’に入る。この光の喪失又は減衰は心押し軸ホルダ
−２１’の曲げの関数であり、従って電極キャップに作
用する電極力の関数である。

【００６１】さらに、図５に示すように、２つの光導体
８と９はセンサ−要素４”に、又は要素３５から離れる
側の要素３４の側面に光導体の分離が可能なように設置
される。そのため光導体又は光導体のケ−ブルに用いら
れるようなプラグ４３が備えられる。プラグ４３によっ
て、関連の溶接プライヤ１又は心押し軸２１からセンサ
−要素４”を度々そして好適に取り外すのが可能にな
る。

【００６２】以下に記載するように、光導体８と９は関
連の溶接プライヤ１から、該溶接プライヤもしくは溶接
プライヤを有するロボットから空間的に離れた光−電子
ユニット１１まで延びている。溶接プライヤを全体とし
てロボットから分離可能にし及び／又は光−電子ユニッ
トを含む制御装置からロボットを分離可能にするため、
各光導体８又は９に少なくも２つのプラグ継手が備えら
れるのが好ましい。

【００６３】センサ−要素４”は高い測定感度を有し、
即ちほぼ１／１００００ｍｍの曲げを検出できる。さら
にセンサ−要素４”は高い動的感度を有し、即ち１０Ｋ
Ｈｚ程度の限界周波数を有する。このことは特に、溶接
プライヤを閉じた際の溶接プロセス初期に生じる震動を
検出し且つ該震動又は相応の震動衝撃が終る際の該震動
の測定又は決定を可能にするために重要である。心押し
軸２１の応力に依存する光信号の発生および光−電子ユ
ニット１１への該信号の伝達は光の速度で行なわれる。

【００６４】４４は温度センサ−を示し、該センサ−は
心押し軸ホルダ−２１’に備えられて心押し軸ホルダ−
の温度を測定する。この温度センサ−４４は心押し軸ホ
ルダ−２１’の温度に依存する電気信号を、例えば評価
ユニット１５に送る。この信号によって較正又は再調整
が次の仕方で、即ち支持板５”及び心押し軸ホルダ−２
１’の温度による変形もしくは場合によりその結果生じ
る伝達光量の変化が光−電子ユニット１１から送られる
測定結果に影響しないようになされる。センサ−要素
４”は云うまでもなく心押し軸ホルダ−の内側の凹側又
は外側の凸側に配置され、押圧力もしくは溶接力による
心押し軸ホルダ−２１’の弾性曲げによって軸線４１の
区域で支持板５”に曲げを生じる。

【００６５】点溶接は本質的に３つのパラメ−タで決め
られ、そのうちの一つは、溶接電流および溶接時間のほ
か、電極力ＥＫであり、即ち電極又は電極キャップ２６
と２７が溶接すべきシ−ト１８と１９に対し互に押圧す
る力である。溶接電流は通常の手段で測定することがで
きる。溶接時間は制御系を介して入れられる。電極力は
センサ−要素４”および関連の光−電子ユニット１１に
よって測定されるので、電極力の連続的で非常に正確な
測定又は再検査が可能である。電極力は以下に記載する
ように溶接点の品質に決定的に重要である。

【００６６】図８はグラフの形で時間の関数として電極
力ＥＫを示す。この場合、時間もしくは溶接プライヤは
閉じられ、即ちシ−ト１８と１９に対し電極または電極
キャップ２６と２７が置かれる。先ず電極力が強まり且
つ次いで震動過程又はいわゆる震動衝撃と云われる電極
力の時間による変化が生じ、該震動は一方ではシ−ト１
８と１９の固有の弾性により、他方ではとりわけまた溶
接プライヤ１の固有の弾性及びこの場合、とくに心押し
軸ホルダ−２０’と２１’、心押し軸２０と２１などの
固有の弾性によって生じ、この周期的な力の変化はま
た、心押し軸２０と２１及び可動ジョイント２２の状態
又は経年変化にも依存する。完全な溶接プライヤ１で
は、この震動はｔ２の時点で終了する。この震動衝撃の
期間Ｔｐｒについて経験的に所与の平均値が決められ
る。

【００６７】図において、同図から震動衝撃が実際に終
る時点ｔ２は、その時間もしくは時間窓Ｔｐｒｍａｘが
経過する前に到達することがわかる。

【００６８】時点ｔ２から先ず行程４６に応じて電極力
は最大の電極力に到るまで増加し続ける。その値が最大
電極力の約９０％、即ち時点ｔ３に到ると、溶接電流が
負荷される。溶接中は電極力はほぼ一定に保持され、そ
の場合、図８において行程４７で示すように溶接プロセ
ス中に若干の変動が生じる。ｔ２とｔ３の間の時間は前
保持時間Ｔｖと云われる。この時間の間は溶接プロセス
の準備のため或る電極電流を流すこともできる。時点ｔ
４で溶接時間Ｔｓは終了し、その際、特にまた溶接すべ
きシ−ト１８と１９の材料構造の変化により図８の行程
４８で示すように電極力は減少する。電極力は時点ｔ５
に到るまでの後保持時間Ｔｎの間は一定に保持される。
次いで溶接プライヤ１は開かれる。

【００６９】センサ−要素４”によって、例えば溶接プ
ライヤ１が閉じた後の震動衝撃の間の電極力のコ−ス
が、震動衝撃が終る時点で検出され且つ確立される。も
しこの事が予め決められた時間窓Ｔｐｒｍａｘ内で可能
でないならば、その事によって制御装置から機械的な欠
陥、例えば心押し軸の欠陥又は劣化、作動装置２５の欠
陥、支持体の欠点などが在ることがわかり、点溶接は実
施されない。

【００７０】さらにセンサ−要素４”によって、前保持
時間Ｔｖの間、溶接時間Ｔｓの間および後保持時間Ｔｎ
の間の電極力が監視され、即ち上限値と下限値が例えば
包囲曲線５０と５１で定められる予定の許容範囲内に在
るか否かが監視される。またセンサ−要素４”により特
に、場合により電極力が非常に大きく、包囲曲線５０を
越え、又は非常に小さく、包囲曲線５１より低下したか
否かが認識される。

【００７１】監視および制御は詳しくは例えば次ぎのよ
うになされる。即ち前保持時間Ｔｖのため予め決められ
た時間間隔又は予定の時間窓が経過した後に、センサ−
要素４”により、この時点で最大電極力の９０％又は少
なくも予定の許容範囲（包囲曲線５０と５１）内の相応
の値が達成されているか否かが確認される。もしそれが
満たされれば溶接電流が負荷される。もし電極力が所要
値に達しなければ溶接電流は負荷されない。その上、欠
陥信号が生じると、例えば溶接ブライヤを有する溶接ロ
ボットに他の位置で再び溶接点を試みるように指示し、
及び／又は保守又は作業要員に溶接プライヤ１又は溶接
ロボットの保守又は修理が必要なことを指示する。

【００７２】さらにセンサ−要素４”によって、前保持
時間Ｔｖの間における制御も可能であり、もし測定され
た電極力が最大電極力の９０％又は許容範囲内の相応の
許容値になると、溶接電流が負荷され、従って溶接プラ
イヤ１が正常に作動すれば、前保持時間Ｔｖは実際には
電極力がこの値に達するまで続き、それ故前保持時間は
負荷的な安全時間間隔を必要とせず、その結果溶接プロ
セスの時間を著しく短縮でき、溶接ロボットの効率（時
間当りの溶接点）を著しく向上することができる。

【００７３】またこの制御では、予め決められた時間窓
内で９０％の電極力が達成されないと溶接電流は接続さ
れないで欠陥信号を発し、例えば溶接プライヤ１を有す
るロボットに他の位置で溶接点を試みさせ及び／又は作
業又は保守要員に溶接プライヤもしくは溶接ロボットの
保守又は修理が必要になったことを指示する。

【００７４】溶接時間Ｔｓの間、単純な場合には電極力
が予定の範囲内（包囲曲線５０及び５１）に在るか否か
が監視される。もし範囲内に在れば関連の溶接点は好適
に実施されるものと指示される。もし範囲内になけれ
ば、例えば相応の欠陥信号により、他の位置に他の付加
的な溶接点を実施し、及び／又は溶接プライヤ１及びそ
れが所属する溶接ロボットの保守又は修理が必要なこと
を指示するように溶接ロホットの制御が行なわれる。溶
接時間Ｔｓにおける電極力の検出はまた、アルファ−格
子からガンマ−格子への転位によって生じる容積変化、
そして又後保持時間Ｔｎにおけるいわゆる「鍛造後」の
容積変化が検出されることを意味する。従って、溶接点
（溶接線）の判断が可能になり且つ欠陥のない溶接点が
形成されたか否かを明確に判断できる。

【００７５】さらにまた、溶接時間Ｔｓの間の電極力の
下降段階４８を検出することができ、且つそのことから
溶接電流の遮断基準および後保持時間Ｔｎの開始がわか
る。このことは溶接時間Ｔｓは実際には、関連の溶接点
の形成に必要な長さのみであり、そして溶接時間に付加
的な安全時間を含む必要がないことを意味する。また、
このことは全溶接時間の最適化及び減少を可能にする。

【００７６】図９は溶接プライヤ１を有する溶接ロボッ
ト５２および該ロボットに属するスイッチ室５３内に設
けられた制御を図式的に示す。５４はロボット５２とス
イッチ室５３の間の可撓性のラインである。この接続は
また光導体８と９を含み、即ち光−電子ユニット１１は
溶接ロボット５２から充分に離れた距離にあり、従って
外部擾乱の影響に対し、とくにスイッチ室内の磁場など
に対し安全に保管される。このスイッチ室５３内には溶
接ロボット５２もしくは溶接プライヤ１のための他の制
御要素を含み、該制御要素はセンサ−又はセンサ−要素
４”から供給される信号の検出および評価用の電子手段
を含む

【００７７】上記のセンサ−要素４、４’、４”はま
た、次の利点、、即ち心押し軸ホルダ２１’の機械的変
化による伝達光量の変化は光導体８と９の曲げのみによ
って起る光量の変化よりも可成り大きい利点がある。溶
接ロボット５２及び／又は溶接プライヤ１の運動によっ
て起るような、これらの光導体及び接続ライン５４の曲
げは、センサ−要素の測定結果を妨害したり又は偽造す
ることはない。

【００７８】上記利点、に加え、センサ−要素４”はそ
の特殊構造により、とりわけ、要素３４と３５は支持板
５”に備えられる単一ブロックで作られ、且つそれらの
要素に設けられる溝３９と４０および要素３４に備えら
れる導体８と９を受け入れる通路をそれらの端部８’と
９’の区域に可成り正確に作ることができ、従ってセン
サ−要素４”を低コストで且つ能率よく作り得る利点が
ある。

【００７９】図９の５５は圧力又は力の測定器を示し、
該測定器は溶接ロボット５２から離れて置かれ且つ溶接
プライヤ１の運動空間において、較正モ−ドの間はこの
圧力測定器５５は溶接プライヤ１によって捕捉され且つ
電極キャップ２６と２７の間に配置される。作動装置２
５によって、該キャップは圧力測定器５５に対し押圧さ
れるが、もちろん溶接電流は負荷されない。圧力測定器
５５から供給される信号は制御装置、例えばスイッチ室
５３内に納められた光−電子ユニット１１において、こ
の較正モ−ド中にセンサ−要素４４から得られた信号と
比較される。もし必要があれば光−電子ユニット中に備
えられた較正装置が、センサ−要素４”から得られた測
定信号が圧力測定器５５で測定された測定値に一致する
ように再調整される。最も単純な場合には該較正装置は
増幅度が可変の増幅器である。

【００８０】また、この較正モ−ドでは、それが予定数
の溶接プロセス又は溶接点の後に周期的にくり返される
と、そしてセンサ−要素４”で得られた測定値と圧力測
定器５５で得られた測定値の間の差が予定の許容範囲外
であれば、必要な保守又は修理を示す信号が発生され得
る。

【００８１】本発明は実施例に基づいて記載されたが、
本発明の思想を越えないで変更および変態が可能なこと
が理解されるであろう。従って例えば、センサ−要素
４、４’又は４”を電極力によって弾性的に変形する心
押し軸２１又は他の溶接プライヤ要素に備えることも可
能である。

【００８２】上記の実施例では、光源１２は予め決めら
れた強さのほぼ一定の光を供給することが仮定される。
原理的には予定のパタ−ンによって光の強さが変化する
光、例えばパルス状に又は衝動的に強さが変化する光を
発する光源を備えることも可能であり、従って測定信号
の評価において、特殊フィルタ−及び／又はプログラム
によって評価ユニット１５における偶然の外部擾乱の影
響を省くことが可能である。

【００８３】一つの可能な実施例では、センサ−要素４
又は４’もしくはその支持板５又は５’上において光導
体の端部８’と９’の間の個々のスリ−ブ６又は共通の
スリ−ブ内に少なくも２つの測定のもしくは光の区間が
形成される。これらの光の区間は種々の軸線方向に備え
られるが、好ましくは互に垂直な軸線方向に設けられ
る。これにより被測定物１の各種方向の機械的変化を検
出することができる。

【００８４】好ましくは光導体９又は９ａ及び光検出器
１３は二重に設置されるので、電極力に依存する２つの
信号がユニット１１に生じ且つそれらの信号の相応の処
理又は評価によって光導体に対する擾乱の影響、例えば
光源１２の輝度の変化、光伝達ファクタに対する影響等
を自動的に較正することができる。この場合、使用され
る光導体８と９又は８ａと９ａは好ましくは光導体ケ−
ブルに集められるので、外部の影響、例えば曲げは全て
の光導体に同じように作用する。

【００８５】好適な実施例では、溶接プライヤを新たに
設置した後、即ち例えば新しい溶接プライヤ又は修理さ
れもしくは新たに装備された溶接プライヤの作動によっ
て、いくつかのテスト溶接（点溶接）が実施される。溶
接力の変化はこのテスト溶接によって測定され且つ記録
される。例えば最後のテスト溶接で所要の品質の溶接点
に達すれば、その溶接プロセスで記録された電極力の変
化が望ましい基準曲線として設定され、そのための２つ
の包囲曲線５０と５１が決められ且つ設定される。

【００８６】次の溶接（溶接点）では、そのように決定
された基準曲線および包囲曲線が溶接プロセスの制御及
び／又は評価のために使用される。溶接プライヤが開か
れると、供給された測定信号の０点が自動的に訂正され
且つセットされる。

【００８７】図１０には点溶接プライヤの２つの心押し
軸が１０１および１０２で示されている。これらの心押
し軸はピボット軸１０３およびピボットア−ム１０４、
１０５を介して枢動可能になっており、またこれらの心
押し軸は心押し軸ホルダ−であってもよく、且つ心押し
軸１０１と１０２の端部に接続された作動ユニット１０
６、例えばニュ−マチックシリンダによって互に連結さ
れる。図１０の実施例では心押し軸１０１と１０２はわ
ん曲しているが（上部および下部の心押し軸は異なる曲
率を有する）、本発明はそれに限定されるものではな
い。心押し軸１０１と１０２の互に向き合う端部には電
極キャップ１０７、１０８が配置され、それらの電極キ
ャップは溶接電極を形成し、その間に、点溶接によって
互に結合される２枚のシ−ト１０９、１０９’が置かれ
且つそれらの電極キャップに接触する。心押し軸１０１
に絶縁材１１０（断面Ａ−Ａ）が、心押し軸１０２に絶
縁材１１１（断面Ｂ−Ｂ）が置かれる。

【００８８】絶縁材１１０の構造としてその断面を示す
図１１では、心押し軸１０１、該心押し軸を直接包囲す
るガラス繊維帯１１３、および特殊鋼のクロス織り織物
１１４を示し、該織物は例えばエポキシ樹脂接着剤によ
ってガラス繊維帯１１３に固定される。

【００８９】図１２の断面表示に見られるように、心押
し軸１０２はエポキシ樹脂が含浸されたガラス繊維帯１
１５で包囲され、且つその外側をスリット付き特殊鋼ス
リ−ブ１１６で包囲される。図１３は図１１および図１
２に類似の図であって、他の実施例としての絶縁材１１
２を示し、該絶縁材は好ましくは絶縁材１１０又は１１
０の代りに用いられる。

【００９０】絶縁材１１２は心押し軸１０１又は１０２
を包囲する被い１１７からなり、該被いは一又は複数の
セラミック織物の層又はセラミックパットで形成され
る。この絶縁材１１２は、そのセラミック材が絶縁材１
１２の耐摩耗性もしくは耐損傷性の外面を形成し、その
外面は特に鋭いセッジを備えたシ−ト１０９と１０９’
に対し高い強度を有する利点がある。

【００９１】絶縁材１１２は特に簡単に作ることができ
る。さらに、この絶縁材１１２によって、長期の使用に
より例えば絶縁材１１２の交換により該絶縁材から突出
する鋭い要素又は針状の要素によって傷付く危険のある
区域が外面に形成されるのを除去する。

【００９２】

【発明の効果】上記のように、本発明による溶接プライ
ヤでは、溶接プロセスの各時点で電極力を正確に測定す
ることができ且つその測定結果に基づいて溶接プロセス
を監視し及び制御することができる。そして電極力又は
電極圧力の動的測定が可能である。また、測定の精度と
感度が高いにも拘らず、且つ限界周波数が高いにも拘ら
ずセンサ−要素は外部擾乱、とくに電圧および磁界、電
磁場又は電磁波、高温などの影響を受けない利点があ
る。さらに溶接プライヤ要素における電極力が該要素の
弾性変形に基づいて直接検出され、その測定のためば
ね、たわみ梁などの付加的な弾性体を設ける必要もな
い。従って、本発明によれば、溶接点の品質の評価のみ
でなく、溶接時間の最適制御が可能になるので、溶接プ
ロセスの信頼性を向上し且つ溶接行程の最適化を達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光−電子ユニットを備えた本発明によるセンサ
−の実施例をブロック図と共に簡略的に示す断面図であ
る。

【図２】図１によるセンサ−のセンサ−要素を簡略的に
含む点溶接プライヤを示す図である。

【図３】本発明の他の実施例を簡略的に示す平面図であ
る。

【図４】図３のセンサ−要素が管状の被測定物に設置さ
れた状態を簡略的に示す側面図である。

【図５】センサ−要素のさらに他の実施例を示す概略的
な斜視図である。

【図６】図５のセンサ−要素の概略的な縦断面図であ
る。

【図７】図５のセンサ−に関する図６の面Ｅ１における
断面図である。

【図８】溶接プライヤの電極力と時間のダイヤグラムを
示す図である。

【図９】溶接場所を簡略的に示す平面図である。

【図１０】点溶接プライヤの側面図である。

【図１１】図１０の心押し軸の線Ａ−Ａ断面図である。

【図１２】図１０の心押し軸の線Ｂ−Ｂ断面図である。

【図１３】他の好適な実施例を示す図１１又は図１２に
類似の断面図である。

【符号の説明】

１ 溶接プライヤ ４、４’、４” センサ−要素 ５、５’、５”、６ センサ−要素の部分 ７ 孔 ８、９ 光導体 ８’、９’ 光導体の端部 １０ ハウジング １１ 管理回路 １５ 評価電子ユニット １６ メモリ− １８、１９ 溶着金属 ２１、２１’ 溶接プライヤ要素 ２５ 作動装置 ２６ 電極 ３４、３５ 突出部 ３６、３７ 面 ３８ 光反射要素 ３９、４０ くぼみ ４４ 温度検出器 ５０、５１ 包囲曲線 ５５ 力又は圧力の測定装置 １０４、１０５ 心押し軸ホルダ− １１０、１１１、１１２ 絶縁材 １１４、１１６、１１７ 被覆

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくも一つの心押し軸、一つの心押し
   軸ホルダ−、一つの溶接電極を備えた溶接プライヤ要素
   を有し、該溶接プライヤ要素は溶接のため作動装置（２
   ５）により溶着金属（１８、１９）に対し電極（２６）
   で或る電極力で押圧し得、さらに電気管理回路（１１）
   に接続された少なくも一つのセンサ−を有し、該センサ
   −は溶接プライヤ要素における電極力を検出しもしくは
   測定するためセンサ−要素（４、４’、４”）の少なく
   も一つの部分（５、５’、５”、６）を備える溶接プラ
   イヤにおいて、前記センサ−（４、４’、４”）は溶接
   プライヤ要素（２１、２１’）に固定され、前記センサ
   −要素の部分（５、５’、５”、６）は電極力に相応す
   る弾性変形、とくに溶接プライヤ要素（２１’）の曲げ
   に追従し、前記部分（５、５’、５”、６）には光路が
   備えられ、前記光路は光導体装置（８、９）を介して管
   理回路（１１）に接続され且つ前記管理回路（１１）の
   少なくも一つの光源の光が前記光導体装置（８、９）を
   介して前記光路に送られるようになっており、および前
   記光導体装置を介して前記管理回路（１１）に戻る光量
   又は前記光路に吸収される光量は前記センサ−要素
   （４、４’、４”）の前記光路を備える前記部分（５、
   ５’、５”、６）の変形の関数であることを特徴とする
   電気的な溶接プライヤ。
2. 【請求項２】 特許請求の範囲第１項に記載の溶接プラ
   イヤにおいて、前記光路又は光の区間（８’、９’）は
   光導体装置を形成する少なくも２つの光導体（８、９）
   の間に備えられることを特徴とする溶接プライヤ。
3. 【請求項３】 特許請求の範囲第２項に記載の溶接プラ
   イヤにおいて、前記光路は第１の光導体（８）の光の出
   口を形成する第１の端部（８’）と第２の光導体の光の
   入口を形成する端部（９’）との間に形成されることを
   特徴とする溶接プライヤ。
4. 【請求項４】 特許請求の範囲第１項から第３項までの
   いずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、さらに電
   子管理回路（１１）で得られた測定信号によって溶接電
   流の接続及び／又は遮断を行なう手段を含むことを特徴
   とする溶接プライヤ。
5. 【請求項５】 特許請求の範囲第１項から第４項までの
   いずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、センサ−
   要素（４、４’、４”）によって得られた電極力を監視
   し、指示し及び／又は予定値と比較する手段を含むこと
   を特徴とする溶接プライヤ。
6. 【請求項６】 特許請求の範囲第５項に記載の溶接プラ
   イヤにおいて、前記予定値は好ましくは或る範囲を含む
   曲線（５０、５１）である所望の又は基準の曲線又は上
   限と下限の許容値であることを特徴とする溶接プライ
   ヤ。
7. 【請求項７】 特許請求の範囲第１項から第６項までの
   いずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、溶接プラ
   イヤ要素（２１）及び／又はセンサ−要素（４、４’、
   ４”）に少なくも一つの温度検出器（４４）が備えら
   れ、該温度検出器は温度の影響を補償するため電子管理
   回路（１１）に温度の関数として電気信号を供給するこ
   とを特徴とする溶接プライヤ。
8. 【請求項８】 特許請求の範囲第１項から第７項までの
   いずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、前記管理
   回路（１１）から与えられた測定信号を較正する手段を
   含むことを特徴とする溶接プライヤ。
9. 【請求項９】 特許請求の範囲第１項から第８項までの
   いずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、溶接プラ
   イヤ（１）もしくはその電極が到達し得る外圧もしくは
   外力の測定器（５５）を含み、前記測定器はこの溶接プ
   ライヤの較正様式において溶接プライヤの電極によって
   或る力で作用を受け且つその測定値はスイッチ装置の較
   正のためセンサ−要素（４、４’、４”）で得られた測
   定信号と比較されることを特徴とする溶接プライヤ。
10. 【請求項１０】 特許請求の範囲第１項から第９項まで
    のいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、前記セ
    ンサ−要素（４、４’、４”）の前記部分（５、５’、
    ５”、６）はその内部に前記光の区間が形成され、空間
    的に互いに離れている少なくも２つの保持又は設置区域
    を介して前記溶接プライヤ要素に接続されていることを
    特徴とする溶接プライヤ。
11. 【請求項１１】 特許請求の範囲第１０項に記載の溶接
    プライヤにおいて、前記保持又は設置区域は好ましくは
    その自由端に向かって円錐状に縮小する脚部からなり、
    且つこれらの脚部は前記センサ−要素の部分（５、
    ５’、５”、６）を形成又は受けるハウジング又は支持
    体に備えられることを特徴とする溶接プライヤ。
12. 【請求項１２】 特許請求の範囲第１０項または第１１
    項に記載の溶接プライヤにおいて、前記保持又は設置区
    域は前記光路（８’、９’）の面から離れていることを
    特徴とする溶接プライヤ。
13. 【請求項１３】 特許請求の範囲第１項から第１２項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、前記
    光の区間は少なくも前記第１の光導体（８）を介して導
    入される光のスペクトルに対し外方から光を通さないよ
    うに閉じられた、前記センサ−要素（４、４’、４”）
    の部分（５、５’、５”、６）の空間（７）内に形成さ
    れることを特徴とする溶接プライヤ。
14. 【請求項１４】 特許請求の範囲第１２項または第１３
    項に記載の溶接プライヤにおいて、前記光導体（８、
    ９）の２つの端部（８’、９’）は軸線上互いに向き合
    って備えられていることを特徴とする溶接プライヤ。
15. 【請求項１５】 特許請求の範囲第１項から第１４項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、前記
    光導体（８、９）の間又はその端部（８’、９’）間の
    前記光路の光の区間は少なくも一つの光反射要素、好ま
    しくは鏡（３８）を備え、前記光反射要素はその鏡面
    で、好ましくは鏡の軸線のまわりで凹状にわん曲し、前
    記鏡の軸線は好ましくは前記光の区間の面内に又は該面
    に平行に備えられることを特徴とする溶接プライヤ。
16. 【請求項１６】 特許請求の範囲第１項から第１５項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、光導
    体（８、９）の端部（８’、９’）及び／又は光反射要
    素（３８）はセンサ−要素（４”）の部分、好ましくは
    支持体（５”）の一方の側で互に向き合う突出部又は要
    素（３４、３５）に備えられていることを特徴とする溶
    接プライヤ。
17. 【請求項１７】 特許請求の範囲第１項から第１６項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、光導
    体（８、９）の端部（８’、９’）及び／又は光反射要
    素（３８）は互に向き合う面（３６、３７）のくぼみ
    （３９、４０）内に在ることを特徴とする溶接プライ
    ヤ。
18. 【請求項１８】 特許請求の範囲第１項から第１７項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、セン
    サ−要素（４、４’、４”）の前記部分（５、５’、
    ５”、６）はハウジング（６、１０）の位置またはその
    中に在ることを特徴とする溶接プライヤ。
19. 【請求項１９】 特許請求の範囲第１項から第１８項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、セン
    サ−要素（４、４’、４”）の前記部分は前記光の区間
    が形成されるハウジング（５、５’、５”、６、１０）
    の部分であることを特徴とする溶接プライヤ。
20. 【請求項２０】 特許請求の範囲第１項から第１９項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、セン
    サ−要素（４、４’、４”）の前記部分（５、５’、
    ５”、６）内又はそのハウジング（５、５’、５”、
    ６、１０）内に内部空間、好ましくは孔（７）からなる
    内部空間が備えられ、前記ハウジングに固定されて端部
    （８’、９’）を備えた光導体（８、９）が前記空間内
    に延びていることを特徴とする溶接プライヤ。
21. 【請求項２１】 特許請求の範囲第１項から第２０項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、セン
    サ−要素（４、４’、４”）の前記部分は貫通孔（７）
    を有するスリ−ブ（６）からなり、端部（８’、９’）
    を備えた光導体（８、９）は該端部（８’、９’）が前
    記孔（７）の中で互に離れるように前記孔内に延びてい
    ることを特徴とする溶接プライヤ。
22. 【請求項２２】 特許請求の範囲第２１項に記載の溶接
    プライヤにおいて、前記スリ−ブ（６）はセンサ−要素
    （４、４’、４”）の支持板（５、５’、５”）に固定
    され、前記支持板は溶接プライヤ要素（２１）に固定さ
    れたセンサ−要素（４、４’、４”）の平面を形成する
    ことを特徴とする溶接プライヤ。
23. 【請求項２３】 特許請求の範囲第２１項または第２２
    項に記載の溶接プライヤにおいて、前記光導体（８、
    ９）はスリ−ブ（５、５’、５”、６）内に固定されて
    いることを特徴とする溶接プライヤ。
24. 【請求項２４】 特許請求の範囲第２２項または第２３
    項に記載の溶接プライヤにおいて、前記光導体（８、
    ９）は支持板（５、５’、５”）及び／又は該支持板に
    備えられた被い（１０）に固定されていることを特徴と
    する溶接プライヤ。
25. 【請求項２５】 特許請求の範囲第１項から第２４項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、少な
    くも一つの光導体（８、９）の一端（８’、９’）は例
    えばレンズ状にわん曲していることを特徴とする溶接プ
    ライヤ。
26. 【請求項２６】 特許請求の範囲第１項から第２５項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、溶接
    プライヤ要素（２１）にセンサ−要素（４、４’、
    ４”）を固定するためスリ−ブ（５、５’、５”、６）
    の軸線は若干わん曲し、好ましくは平面に垂直な軸線の
    まわりにわん曲することを特徴とする溶接プライヤ。
27. 【請求項２７】 特許請求の範囲第１項から第２６項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、前記
    センサ−要素（４、４’、４”）は異なる方向に設けら
    れた少なくも２つの光の区間（８’、９’）を有するこ
    とを特徴とする溶接プライヤ。
28. 【請求項２８】 特許請求の範囲第１項から第２７項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、第１
    の光導体（８）を通して導入される光は一定の光束また
    は予定のパタ−ンで変化する光束であることを特徴とす
    る溶接プライヤ。
29. 【請求項２９】 特許請求の範囲第１項から第２８項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、さら
    に光電子ユニット（１１）を含み、前記光電子ユニット
    は第１の光導体（８）と共働する光源（１２）および第
    ２の光導体（９）と共働する光検出器（１３）を有する
    ことを特徴とする溶接プライヤ。
30. 【請求項３０】 特許請求の範囲第１項から第２９項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、予め
    定められた較正曲線に基づいて測定信号を形成するため
    評価電子系又は評価電子ユニット（１５）を含むことを
    特徴とする溶接プライヤ。
31. 【請求項３１】 特許請求の範囲第３０項に記載の溶接
    プライヤにおいて、前記評価曲線はメモリ−に、好まし
    くは評価ユニット（１５）又は光電子ユニット（１１）
    のメモリ−（１６）に貯えられることを特徴とする溶接
    プライヤ。
32. 【請求項３２】 特許請求の範囲第１項から第３１項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、前記
    センサ−要素（４、４’、４”）は溶接プライヤ（１）
    又は溶接プライヤ要素（２１）に取外し自在に取付けら
    れていることを特徴とする溶接プライヤ。
33. 【請求項３３】 特許請求の範囲第１項から第３２項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、前記
    溶接プライヤ要素（２１）は曲がった部分を有し、且つ
    前記センサ−要素（４、４’、４”）は前記センサ−要
    素（４、４’、４”）の凹側又は凸側で設置されること
    を特徴とする溶接プライヤ。
34. 【請求項３４】 特許請求の範囲第１項から第３３項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、少な
    くも一つの前記溶接プライヤ要素は一つの心押し軸ホル
    ダ−（２１’）および該心押し軸ホルダ−の一端に備え
    られた心押し軸（２１）によって形成され、且つ少なく
    も一つのセンサ−要素（４、４’、４”）が前記心押し
    軸ホルダ−に備えられていることを特徴とする溶接プラ
    イヤ。
35. 【請求項３５】 特許請求の範囲第１項から第３４項ま
    でのいずれかの項に記載の溶接プライヤにおいて、溶接
    の際に溶着金属に接触する区域内の少なくも一つの心押
    し軸又は心押し軸ホルダ−（１０４、１０５）に絶縁材
    （１１０、１１１、１１２）が備えられ、該絶縁材は耐
    損傷もしくは耐摩耗性の外面を有し、この外面は特殊鋼
    からなる被覆（１１４、１１６）で形成され、好ましく
    はセラミック繊維及び／又はセラミック詰物からなる被
    覆（１１７）の外面で形成されることを特徴とする溶接
    プライヤ。