JPH0671459A - 抵抗溶接機における電極チップ抜け検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］抵抗溶接機において電極チップがチップホルダ
抜けたときは直ちにそれを検出して早期の処置を可能と
する。 ［構成］主冷却水供給管４６が上部冷却水供給管３０と
下部冷却水供給管３２とに分岐し、上部排水管３４と下
部排水管３６とが合流して主排水管４８に通じている。
冷却水供給管３０，３２は、アーム１０，１２、シャン
ク１８，２０およびチップホルダ２２，２４の内側を通
って電極チップ２６，２８の近くまで延びている。排水
管３４，３６は、アーム１０，１２の途中まで延びてい
て、その先から電極チップ２６，２８まではアーム１
０，１２、シャンク１８，２０およびチップホルダ２
２，２４の内側面と冷却水供給管３０，３２の外側面と
の間の環状の空間が排水路を形成している。主排水管４
８に水圧計５０が設けられ、この水圧計５０の出力端子
は判定回路５２の入力端子に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抵抗溶接機においてチ
ップホルダからの電極チップの抜けを検出する方法およ
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】抵抗溶接機において、二次導体の先端部
（チップホルダ）に取付される電極チップは、溶接部に
直接圧接して、そこに電流を供給する部材であり、消耗
しやすい部品である。また、被溶接材の材質や板厚に応
じて電極チップは交換される必要がある。このように、
電極チップは、消耗品かつ交換部品であることから、容
易に取外しできるように、チップホルダにテーパ部で嵌
合するようにして取付される。また、電極チップは溶接
時に非常に高い温度になるため、これを水冷するのが通
例となっている。この水冷を行うため、電極チップをキ
ャップ状に形成するとともに、チップホルダを中空にし
てその中に冷却水供給管を通し、この冷却水供給管の先
端から冷却水を電極チップの内側面にかけて、電極チッ
プを冷やすようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、抵抗溶接時
には、溶接接合すべき被溶接材の間だけでなく、各被溶
接材と電極チップとの間にも大きな加圧力が加わり大き
な電流が流れる。このため、被溶接材がたとえば鉄板の
場合には、銅合金である電極チップとの間で金属接合が
形成され、溶接終了後に抵抗溶接機のアームが開いて
も、電極チップは被溶接材に接着したままでチップホル
ダから抜けることがあった。この場合、そこに作業員が
いれば、そのような電極チップ抜けの事態を発見するこ
とが可能であるが、自動化ライン等では発見できず、自
動式の抵抗溶接機（一般的には溶接ロボットに搭載され
た溶接ガン）がそのまま溶接作業を続行する結果、電極
チップの抜けたチップホルダが被溶接材に圧接してその
先端部が潰れたり、冷却水が付近にこぼれたりして二次
的な災害が発生する等の不具合があった。

【０００４】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、抵抗溶接機において電極チップがチップホルダ
抜けたときは直ちにそれを検出して早期の処置を可能と
する電極チップ抜け検出方法および装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の電極チップ抜け検出方法は、チップホル
ダに嵌合された電極チップにチップホルダの内側から冷
却水を供給して前記電極チップを冷却するようにした抵
抗溶接機において、前記冷却水の供給路または排水路に
おける流量または水圧を検出し、その流量または水圧の
検出値に基づいて前記チップホルダより前記電極チップ
が抜けているか否かを判定する方法とした。

【０００６】また、本発明の電極チップ抜け検出装置
は、チップホルダに嵌合された電極チップにチップホル
ダの内側から冷却水を供給して前記電極チップを冷却す
るようにした抵抗溶接機において、前記冷却水の供給路
または排水路に設けられた流量または水圧検出手段と、
この流量または水圧検出手段の出力信号に基づいて前記
チップホルダより前記電極チップが抜けているか否かを
判定する判定手段とを具備する構成とした。

【０００７】

【作用】電極チップがチップホルダに装着されていると
きは、冷却水供給路より供給された冷却水はチップホル
ダの内側で電極チップに当たってから排水として排水路
に回収されるので、冷却水供給管および排水管には冷却
水および排水がそれぞれ正常な流量・水圧で流れる。し
かし、電極チップがチップホルダから抜けると、冷却水
供給管の噴水口より出た冷却水はチップホルダの外へ流
れ出て、排水として回収されなくなる。その結果、排水
管では排水の流量・水圧は急激に下がり、冷却水供給管
においても流量・水圧が幾らか変化する。そうすると、
冷却水の供給路または排水路に設けられた流量または水
圧検出手段の出力信号がそのような冷却水または排水の
流量または水圧の変化に応じて変化するので、その信号
の変化から電極チップの抜けを自動的に検出することが
できる。

【０００８】

【実施例】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例による電極チップ抜
け検出装置を適用した抵抗溶接機の要部の構成を示す。
この抵抗溶接機は、溶接ロボット（図示せず）に搭載さ
れる溶接ガンとして構成されている。溶接変圧器（図示
せず）の二次側コイルに接続された二次導体を構成する
一対のアーム１０，１２は、軸１４を介して互いに軸着
され、両アーム間に取付されたエアシリンダ１６の駆動
によって回転軸１４を中心として矢印の方向に回動する
ようになっている。これらのアーム１０，１２の先端部
にはシャンク１８，２０を介してチップホルダ２２，２
４が固着されており、これらのチップホルダ２２，２４
にキャップ形電極チップ２６，２８が着脱可能に取付さ
れる。なお、両アーム１０，１２は絶縁体（図示せず）
を介して互いに絶縁されている。

【０００９】アーム１０，１２、シャンク１８，２０お
よびチップホルダ２２，２４は中空になっており、その
内側に冷却水供給管３０，３２が引き込まれている。ア
ーム１０，１２の基端部には、外部の冷却水供給管３
０，３２および排水管３４，３６の接続口３８〜４４が
設けられている。

【００１０】図２の(A) に、下部チップホルダ２４と下
部電極チップ２８との結合（嵌合）状態を示す。上部電
極チップ２６と上部チップホルダ２２もそれぞれ同じ構
成を有し、同じように結合する。

【００１１】図示のようにチップホルダ２４はテーパ状
に先細りになっており、電極チップ２８の内側はテーパ
状に奥まっている。これらのテーパ部が互いに嵌合する
ことによって、電極チップ２８がチップホルダ２４に着
脱可能に取付される。チップホルダ２４の貫通孔内には
冷却水供給管３２が入っていて、その噴水口３２ａはチ
ップホルダ２４の先端部付近に位置している。溶接時、
冷却水供給管３２の噴水口３２ａより噴出した冷却水
は、鎖線で示すように電極チップ２８の底面２８ａに当
たってからチップホルダ２４、シャンク２０、アーム１
２の各管内および排水管３６を通って外へ回収されるよ
うになっている。

【００１２】しかし、図２の(B) に示すように、電極チ
ップ２８がチップホルダ２４から抜けると、チップホル
ダ２４の上端部が露出し、冷却水供給管３２の噴水口３
２ａより噴射された冷却水は点線で示すようにチップホ
ルダ２４の外へ流れ出る。本実施例では、このように冷
却水が流出ないし漏出し始めると、以下に説明する電極
チップ抜け検出装置がこの事態を直ちに検出することに
よって、早期に安全処置がとられるようになっている。

【００１３】図３は、本実施例における電極チップ抜け
検出装置の一構成例を示す。この電極チップ抜け検出装
置は、電極チップ冷却機構の流路における冷却水または
排水の流れ具合を監視して、電極チップがチップホルダ
に装着されているか抜けているかを判定する機能を有し
ている。

【００１４】電極チップ冷却機構の流路は、上部電極チ
ップ２６に対する流路と下部電極チップ２８に対する流
路とが主流路に対して並列に接続されている。つまり、
主冷却水供給管４６が上部冷却水供給管３０と下部冷却
水供給管３２とに分岐し、上部排水管３４と下部排水管
３６とが合流して主排水管４８に通じている。冷却水供
給管３０，３２は、アーム１０，１２、シャンク１８，
２０およびチップホルダ２２，２４の内側を通って電極
チップ２６，２８の近くまで延びている。排水管３４，
３６は、アーム１０，１２の途中まで延びていて、その
先から電極チップ２６，２８まではアーム１０，１２、
シャンク１８，２０およびチップホルダ２２，２４の内
側面と冷却水供給管３０，３２の外側面との間の環状の
空間が排水路を形成している。

【００１５】この電極チップ抜け検出装置では、主排水
管４８の途中に水圧計５０を設け、この水圧計５０の出
力端子を判定回路５２の入力端子に接続している。水圧
計５０は、排水管４８を流れる排水の水圧を検出し、そ
の測定値を表す電気信号ＷＳを出力する。判定回路５２
は、水圧計５０からの水圧測定値信号ＷＳを入力し、所
定の基準値と比較して判定を行う。

【００１６】電極チップ２６，２８がチップホルダ２
２，２４にそれぞれ装着されているときは、冷却水供給
管３０，３２の噴水口３０ａ，３２ａよりそれぞれ出た
冷却水は電極チップ２６，２８の底面または内側面に当
たってから排水としてチップホルダ２２，２４等の排水
路および排水管３４，３６内を流れて主排水管４８に回
収されるので、主排水管４８を定常な水圧で排水が流れ
る。したがって、水圧計５０より得られる水圧測定値信
号ＷＳのレベルは安全値の範囲内にあり、基準値を割る
ことはない。

【００１７】しかし、電極チップ２６，２８のいずれか
一方、たとえば下部電極チップ２８が下部チップホルダ
２４より抜けると、図２の(B) に示すように、冷却水供
給管３２の噴水口３２ａより出た冷却水はチップホルダ
２８の外へ流れ出て、排水として回収されなくなる。し
たがって、上部電極チップ２６が上部チップホルダ２２
に装着されたままであっても、主排水管４８を流れる排
水の流量は半減して水圧が急激に降下し、この水圧の変
化に応じて水圧計５０からの水圧測定値信号ＷＳのレベ
ルも急激に低下して基準値を割る。下部電極チップ２８
が下部チップホルダ２４に装着されたままで、上部電極
チップ２６だけが上部チップホルダ２２から抜けた場合
でも水圧測定値信号ＷＳのレベルが同様に低下し、両電
極チップ２６，２８が同時に抜けた場合は水圧測定値信
号ＷＳのレベルは一層急激に低下することになる。

【００１８】こうして水圧測定値信号ＷＳのレベルが基
準値を割ると、判定回路５２は、電極チップ２６，２８
の少なくとも一方がチップホルダ２２，２４から抜けた
ものと判定し、所定の警報信号ＡＲを発生する。この警
報信号ＡＲが発生されると、制御部（図示せず）から各
部へ制御信号が出され、冷却水供給管４６に挿設されて
いる開閉弁（図示せず）が閉じて冷却水の供給が止めら
れたり、溶接電源装置（図示せず）や加圧装置（図示せ
ず）等の動作が止められる等の所要の安全処置がとられ
る。

【００１９】このように、電極チップが被溶接材に接着
してチップホルダから抜けたときは本実施例による電極
チップ抜け検出装置がこの異常事態を直ちに検出して早
期に安全処置をとらせるため、溶接不良を防止するとと
もに、冷却水の流出を最小限に食い止めて漏電事故等の
二次災害を防止することができる。したがって、電極チ
ップがチップホルダに装着されているか抜けているかを
監視するために、作業員を配置する必要はなくなる。

【００２０】図４は、本実施例における電極チップ抜け
検出装置の別の構成例を示す。図３のものと同一の構成
・機能を有する部分には同一の参照符号を付してある。

【００２１】この構成例は、主排水管４８に水圧計５０
を設けるだけでなく、主冷却水供給管４６にも水圧計５
４を設け、両水圧計５０，５４の出力端子を差動増幅器
５６の両入力端子に接続し、差動増幅器５６の出力端子
を判定回路５２の入力端子に接続したものである。上記
のように、水圧計５０からは、主排水管４８を流れる排
水の水圧を表す第１の水圧測定値信号ＷＳ1 が得られ
る。一方、水圧計５４からは、主冷却水供給管４６を流
れる冷却水の水圧を表す第２の水圧測定値信号ＷＳ2 が
得られる。

【００２２】電極チップ２６，２８がそれぞれチップホ
ルダ２２，２４に装着されているときは、主冷却水供給
管４６を流れる冷却水と主排水管４８を流れる排水は同
じ流量・水圧になっているので、両水圧計５０，５４か
らの第１および第２の水圧測定値信号ＷＳ1 ，ＷＳ2 は
ほぼ等しいレベルになっている。したがって、差動増幅
器５６の出力端子には非常に小さな誤差電圧ＥＲが得ら
れる。

【００２３】電極チップ２６，２８の一方または双方が
チップホルダ２２，２４から抜けると、主冷却水供給管
４６を流れる冷却水の一部ないし全部が排水として回収
されなくなるため、主排水管４８を流れる排水の流量・
水圧は急激に低下し、水圧計５０からの第１の水圧測定
値信号ＷＳ1 のレベルが急激に低下する。その結果、差
動増幅器５６の出力端子に大きな誤差電圧ＥＲが得ら
れ、この誤差電圧ＥＲに応動して判定回路５２が異常の
判定信号ＡＲを発生する。

【００２４】このように、この構成例においても、電極
チップが被溶接材に接着する等してチップホルダから抜
けたときは、その異常事態を直ちに検出して早期に安全
措置をとらせることができる。さらに、この構成例によ
れば、電極チップ２６，２８がチップホルダ２２，２４
から抜けていなくても、どこかで、たとえば電極チップ
とチップホルダとの隙間から冷却水または排水がわずか
でも漏れたときは、直ちにその水漏れを検出することも
可能である。そのような水漏れが発生すると、主冷却水
供給管４６を流れる冷却水の流量・水圧に比して主排水
管４８を流れる排水の流量・水圧が水漏れ量に応じた分
だけ低下するため、水圧計５０からの第１の水圧測定値
信号ＷＳ1 のレベルが水圧計５４からの第２の水圧測定
値信号ＷＳ2 のレベルよりも低下する。そうすると、両
測定値信号ＷＳ1 ，ＷＳ2 の間に生じた僅かな差が差動
増幅器５６によって増幅されて正常時よりもずっと大き
な誤差信号ＥＲが得られる。判定回路５２は、この誤差
信号ＥＲの変化を検出し、警報信号ＡＲを発生すること
になる。

【００２５】以上、好適な実施例について説明したが、
本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形・変更が可能
である。たとえば、上述した実施例では冷却水または排
水の流れ具合を検出する手段として水圧計を用いたが、
流量計を用いてもよい。また水圧計または流量計を主冷
却水供給管４６側に設けることも可能である。この場合
でも、電極チップが抜けると、冷却水供給流路における
冷却水の流量・水圧が幾らか変化するので、その変化を
検出すればよい。また、水圧計または流量計を上部冷却
水供給管３０または上部排水管３４および下部冷却水供
給管３２または下部排水管３６の双方にそれぞれ設ける
ことによって、上部電極チップ２６または下部電極チッ
プ２８のどちらが抜けたかを判別するようにしてもよ
い。また、本発明は自動化ラインの溶接ガンやマルチス
ポット溶接機に適用して好適なものであるが、定置式の
抵抗溶接機にももちろん適用可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電極チッ
プ抜け検出方法または装置によれば、電極チップを水冷
するための冷却水の供給路または排水路の流量または水
圧の変化に基づいて電極チップがチップホルダより抜け
ているか否かを検出するようにしたので、作業員による
監視を不要とし、電極チップが抜けた時は直ちに検出し
て早期に所要の安全処置をとらせ、溶接不良、冷却水漏
れ等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による電極チップ抜け検出装
置を適用した抵抗溶接機の要部の構成を示す斜視図であ
る。

【図２】実施例における電極チップとチップホルダの結
合（嵌合）状態、および電極チップが抜けたときにチッ
プホルダから冷却水が流出する様子を示す図である。

【図３】実施例における電極チップ抜け検出装置の一構
成例を示す図である。

【図４】実施例における電極チップ抜け検出装置の別の
構成例を示す図である。

【符号の説明】

１０ 上部アーム １２ 下部アーム ２２ 上部チップホルダ ２４ 下部チップホルダ ２６ 上部電極チップ ２８ 下部電極チップ ３０，３２ 冷却水供給管 ３４，３６ 排水管 ４６ 主冷却水供給管 ４８ 主排水管 ５０，５４ 水圧計 ５２ 判定回路 ５４ 差動増幅器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チップホルダに嵌合された電極チップに
   チップホルダの内側から冷却水を供給して前記電極チッ
   プを冷却するようにした抵抗溶接機において、 前記冷却水の供給路または排水路における流量または水
   圧を検出し、その流量または水圧の検出値に基づいて前
   記チップホルダより前記電極チップが抜けているか否か
   を判定することを特徴とする電極チップ抜け検出方法。
2. 【請求項２】 チップホルダに嵌合された電極チップに
   チップホルダの内側から冷却水を供給して前記電極チッ
   プを冷却するようにした抵抗溶接機において、 前記冷却水の供給路または排水路に設けられた流量また
   は水圧検出手段と、この流量または水圧検出手段の出力
   信号に基づいて前記チップホルダより前記電極チップが
   抜けているか否かを判定する判定手段とを具備したこと
   を特徴とする電極チップ抜け検出装置。