JPH0929452A - スポット溶接機の加圧検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スポット溶接機の加圧検出装置をピストンロ
ッドに嵩ばらずに並置し、かつピストンロッドの昇降に
伴う変位量も僅かで済むようにする。 【構成】 ピストンロッド５に並置してエアシリンダ２
に下設した外筒１０と、この外筒内に挿入され、かつそ
の内周に装着されたリング状弾性体１１により上下にス
ライド可能に保持された従動体としての内筒１２と、下
降してきたピストン４で上端部が下方へ押圧されること
により内筒１２を緩衝用ばね１７を介して押圧するロッ
ド１５と、このロッドに取付けられてこのロッドが内筒
１２を加圧する加圧力を検出する圧電素子１４と、外筒
１０の底面から下方へ突出し、かつロッド１５の加圧に
より下方へスライドした内筒１２を上方へ押し戻す操作
棒１９とを備えている。ばね１７のばね力は、ロッド１
５がピストン４により押圧されると、内筒１２が弾性体
１１に保持された状態でばね１７が圧縮するように設定
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークに対する電
極チップの加圧力を検出するスポット溶接機の加圧検出
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置としては、特開平２−８４
２７６号公報により、抵抗溶接機の上部アームにラムガ
イドを固着し、このラムガイドにピストンロッドを挿入
した加圧用シリンダを設け、ピストンロッドとラムガイ
ドに挿入されたラムとを弾力部材を介してフローティン
グ可能なように連結し、電極加圧時にピストンロッドと
ラムとの間に生じる変位量をラムの中空部に設けたセン
サによって検出するようにした装置が周知となってい
る。これにより、溶接動作の前に必要な加圧力を設定す
るのでなく、通電時に電極加圧力が測定可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピスト
ンロッドの周囲に円筒状のラムガイドを設け、その内部
に測定装置を収納するために構造的に嵩ばる問題があ
る。また、圧力センサから導出されるリード線もピスト
ンの昇降に連動することになり、断線を回避するように
配慮する必要がある。

【０００４】本発明は、このような点に鑑みて、ピスト
ンロッドに嵩ばらずに並置され、かつピストンロッドの
昇降に伴う変位量も僅かで済むスポット溶接機の加圧検
出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】本発明は、この目的を達
成するために、請求項１により、ピストンロッドに並置
してシリンダに下設した外筒と、この外筒内に挿入さ
れ、かつ外筒の内周に装着されたリング状弾性体により
上下にスライド可能に保持された従動体と、下降してき
たピストンで上端部が下方へ押圧されることにより従動
体を緩衝用ばねを介して押圧するロッドと、このロッド
に取付けられてこのロッドが従動体を加圧する加圧力を
検出する圧力センサと、外筒の底面から下方へ突出し、
かつロッドの加圧により下方へスライドした内筒を上方
へ押し戻す操作棒とを備え、ばねのばね力は、ロッドが
ピストンにより押圧されると、従動体が弾性体に保持さ
れた状態でばねが圧縮するように設定されていることを
特徴とする。

【０００６】操作棒の上下方向の位置設定により、ピス
トンロッドがワークを加圧する位置に下降してきた状態
で、弾性体で保持された従動体をロッドが下方へ変位さ
せ得る程度に上方へ従動体を位置設定しておく。スポッ
ト溶接時に、ピストンロッドが下降して電極チップ間で
ワークを加圧する過程で、従動体がばねを介して徐々に
加圧され、圧力センサの圧力検知信号のレベルは徐々に
上昇する。ピストンロッドの下降が拘束された時点で、
従動体は下方へ変位しようとするかもしくは追従変位
し、圧力センサの圧力検知信号のレベルは上昇して一定
になる。この一定になるタイミングで、通電開始信号を
発生させることにより、ピストンロッドの下降が停止し
て通電され、次いで上昇する。

【０００７】電極チップの摩耗に伴い、ピストンロッド
が拘束される下降位置が下方へ変位すると、対応してロ
ッドが追従下降して従動体を従動させ、同様に圧力検知
信号が一定レベルになった時点で通電開始信号を発生さ
せる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１及び図２を基に本発明の一実
施形態によるスポット溶接機の加圧検出装置を説明す
る。図２に示すように、アーム１の上部アーム１ｂには
ピストン４を昇降駆動するシリンダ２が設けられてい
る。このシリンダ２に下設されたピストンロッド５の下
端部に電極チップ３ａが支持され、下部アーム１ａに支
持された電極チップ３との間にワーク７のフランジ部７
ａを挟持し、電極チップ３に対して電極チップ３ａが加
圧した状態で通電することによりスポット溶接を行うよ
うになっている。アーム１は例えばロボットアームに取
付けられる。シリンダ２には、本発明による加圧検出装
置９がピストンロッド５と独立に並置されている。

【０００９】この加圧検出装置は、図１に示すように、
シリンダ２の底面に下設された外筒１０と、この外筒内
に挿入され、かつその内周に装着されたリング状弾性体
１１によりピストンロッド５と平行にスライド可能に保
持された従動体としての内筒１２と、この内筒に挿入さ
れてベアリング付のガイド部材１６でスライド可能にガ
イドされ、かつ上端部がピストン４によりその所定の下
降位置から押圧されるロッド１５と、このロッドのばね
座１５ａ及び内筒１２の底面１２ｂ間に装着され、ロッ
ド１５をピストン４側に向けて付勢する緩衝用コイルば
ね１７と、下方へ変位した内筒１２を押して上方位置に
復帰させるように、外筒１０の底面１０ｂの貫通孔１０
ｃに弾性リング１９ａで保持され、かつ後方部分が外方
へ突出した操作棒１９とを備えている。

【００１０】ロッド１５には、ばね座１５ａの上方への
移動を拘束するストッパ１２ａが設けられ、途中に圧力
センサとしての圧電素子１４が介在すると共に、この圧
電素子から外筒１０の開口部１０ｄに設けられたケーブ
ル導出口１２ｄを通してケーブル１４ａが導出されてい
る。外筒１０には、外筒１０の下方に形成されるシリン
ダ室の空気を内筒１２の下降時にシリンダ２内へ逃がす
ための逃がし溝１０ｂが形成されている。内筒１２の弾
性体１１に保持される部分は少なくとも電極３、３ａの
摩耗量に対応した縦幅が必要であり、またにも同様な逃
がし溝１２ｃが形成されている。

【００１１】コイルばね１７のばね定数は、ロッド１５
の上端部がピストン４から解放された状態でばね座１５
ａをストッパ１２ａに付勢し得る程度に大きく、ロッド
１５がピストン４により下方へ押圧されると内筒１２が
弾性体１１に保持された状態で圧縮してロッド１５の下
端部１５ｂを底面１２ｂに直接当接させ得る程度に小さ
く設定されている。弾性リング１９ａは、内筒１２の変
位に殆ど対抗せずに、操作棒１９を保持し得る程度の保
持力を呈する。

【００１２】このように構成された加圧検出装置の動作
を図３及び図４を参照して説明する。電極チップ３、３
ａの取付け時に操作棒１９の上下方向の位置設定によ
り、図３Ａに示すように、ピストンロッド５がワーク７
のフランジ部７ａを電極チップ３、３ａ間で加圧する位
置に下降してきた状態で、下端部１５ｂが底面１２ｂに
確実に圧接し得る上方位置に内筒１２を位置設定してお
く。この状態で、ロッド１５はストッパ１２ａにより位
置決めされ、ケーブル１４ａはケーブル導出口１２ｄの
上面に達し、圧電素子１４の圧力検出信号は一定の微小
レベルに留まっている。

【００１３】スポット溶接時に、溶接始動信号（図４
Ａ）に応答してピストンロッド５が下降する。途中でピ
ストン４がロッド１５を押圧し始めると（図１の２点鎖
線参照）コイルばね１７が徐々に圧縮され、圧電素子１
４の圧力検出信号（図４Ｃ）のレベルが徐々に上昇す
る。ピストンロッド５がさらに下降する過程で、フラン
ジ部７ａを電極チップ３、３ａ間で加圧して、その下降
が拘束されると共に、図３Ｂに示すように、下端部１５
ｂがコイルばね１７の内部を通して底面１２ｂに直接圧
接し、下方へ従動させる寸前もしくは僅かに従動させて
加圧力が一定になる。したがって、検出信号レベルも一
定になり、この一定レベルになるタイミングで通電開始
信号（図４Ｄ）を発生させることにより、ピストンロッ
ド５の下降駆動が停止して（図４Ｂ）、通電を行わせる
（図４Ｅ）。その後ピストンロッド５が上昇する。

【００１４】続く溶接工程でもロッド１５がピストンロ
ッド５に連動して前回の溶接工程で位置決めされた内筒
１２の位置で再度圧力検知信号を検出させる。電極チッ
プ３、３ａの摩耗に伴い、ピストンロッド５が拘束され
る下降位置が僅かに下方へ変位すると、対応してロッド
１５が底面１２ｂを下方へ従動変位させ、その時点で圧
力検知信号が一定レベルになり、通電開始信号を発生さ
せる。図３Ｃは電極チップ３、３ａが大巾に摩耗した状
態を示すもので、ピストン４の下降に連動して内筒１２
が下方へ従動し、連動して操作棒１９も下方へ従動す
る。電極チップ３、３ａを交換した場合、操作棒１９の
つまみ１９ｂで内筒１２を上方へ押戻し、最初の動作時
にロッド１５の下端部１５ｂが内筒１２の底面１２ｂに
圧接するように設定しておく。

【００１５】図５は別の実施形態を示すもので、前述の
実施形態のものと同一もしくは同等部分は同一符号で示
す。従動体が操作棒１９を一体に形成された丸棒３３と
して構成されると共に、外筒１０内にリング状弾性体１
１により下方へ加圧に対して従動可能に保持されてい
る。丸棒３３の上端部には、緩衝用の例えばゴム製のデ
ィスク状ばね３７が貼着されている。ロッド１５は外筒
１０内にベアリング３６で上下にスライド可能に支持さ
れている。これにより、ロッド１５が、下降してきたピ
ストン４で押圧されると、ばね３７を徐々に圧縮させつ
つ丸棒３３を加圧し、ピストンロッド５の拘束される下
降位置に連動して丸棒３３を加圧状態で従動させる。こ
れにより、圧力検出信号は電極チップ３、３ａが徐々に
摩耗する過程でロッド１５の最下位置が徐々にに下降し
た位置で一定レベルになる。

【００１６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ピストンによ
り所定の下降位置で押圧される圧力センサ付ロッドをピ
ストンロッドに併設することにより、圧力検出装置が小
形化され、ロッドのスライドストロークも僅かで済み、
圧電センサからのリード線の導出も容易になる。

【００１７】請求項２の発明によれば、従動体をロッド
が挿入される筒状に形成し、その底面に装着されたコイ
ルばねを通して底面をロッドで直接加圧することによ
り、圧力センサに加わる圧力が安定化されて高安定度の
圧力検出信号が得られる。コイルばねを筒内に装着する
ことにより縦方向の寸法も節約できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるスポット溶接機の加
圧検出装置の縦断面図である。

【図２】同加圧検出装置を備えたスポット溶接機の側面
図である。

【図３】同加圧検出装置の動作を説明する要部断面図で
ある。

【図４】同加圧検出装置の動作を説明する波形図であ
る。

【図５】別の実施形態による加圧検出装置の要部断面図
である。

【符号の説明】

２ シリンダ ４ ピストン ５ ピストンロッド ７ ワーク １０ 外筒 １１ 弾性体 １２ 内筒 １４ 圧電素子 １５ ロッド １７ コイルばね １９ 操作棒 ３７ ばね ３３ 丸棒

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部アームに設けられたシリンダにより
   押圧駆動されるピストンにピストンロッドが下設され、
   このピストンロッドに支持された電極チップと下部アー
   ムに支持された電極チップとの間にワークを挟持した状
   態で通電してスポット溶接を行う際に、ワークに対する
   電極チップの加圧力を検出するスポット溶接機の加圧検
   出装置において、 ピストンロッドに並置してシリンダに下設した外筒と、
   この外筒の内周に装着されたリング状弾性体に保持さ
   れ、かつ上方からの加圧により下方へ従動可能な従動体
   と、下降してきたピストンで上端部が下方へ押圧される
   ことにより前記従動体を緩衝用ばねを介して押圧するロ
   ッドと、このロッドに取付けられてこのロッドが前記従
   動体を加圧する加圧力を検出する圧力センサと、前記外
   筒の底面から下方へ突出し、かつ前記ロッドの加圧によ
   り下方へスライドした前記内筒を上方へ押し戻す操作棒
   とを備え、 前記ばねのばね力は、前記ロッドが前記ピストンにより
   押圧されると、前記従動体が前記弾性体に保持された状
   態で前記ばねが圧縮するように設定されていることを特
   徴とするスポット溶接機の加圧検出装置。
2. 【請求項２】 従動体が、外筒の内周に装着されたリン
   グ状弾性体に上方からの加圧により下方へ従動可能に保
   持され、かつロッドが挿入される内筒として構成される
   と共に、この内筒の底面に緩衝用コイルばねが装着さ
   れ、そのばね力は、前記ロッドがピストンにより押圧さ
   れると、前記内筒が前記弾性体に保持された状態で前記
   コイルばねが圧縮して前記ロッドの下端部が前記コイル
   ばねの内部を通して前記底面を直接圧接し得るように設
   定されていることを特徴とする請求項１のスポット溶接
   機の加圧検出装置。