JPS5953154B2 - 溶接ガンの加圧状態測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶接ガンの加圧状態測定装置に関する。

溶接ガンにおける加圧条件、即ち、加圧が完了した溶接
開始時点の加圧力及び加圧開始から溶接開始信号を印加
する迄に要する予圧時間は、いずれも、溶接品質或いは
溶接ガンの作業能率と密接な関係があり、溶接ガンにお
ける極めて重要な管理項目となつている。

すなわち、加圧力が不足すると溶接部材同士の溶接打点
位置における接触抵抗が大きくなつて溶接電流不足にも
とづく溶接不良あるいは局部発熱にもとづく多量のスパ
ッターの飛散を招き、又加圧力が過大になると溶接電極
の異常消耗を招き、いずれも溶接品質の低下あるいは生
産能率の低下を招く。又予圧時間が不足すると溶接ガン
の加圧力が所定の値に到達しないうちに溶接が開始され
ることになり、加圧力不足による溶接品質の低下を招き
、予圧時間を余裕を見込んで必要以上に長くすると生産
能率の低下を招く。しかし、従来は溶接ガンの前記加圧
条件を設定するに当つて溶接ガンの加圧状態、すなわち
、加圧力が安定し完了した時点の加圧力、及び１０圧開
始から加圧完了までに要する加圧上昇時間を簡単に測定
できる装置がなかつたため、極めて煩雑な操作及び多数
の機器を必要としていた。即ち従来は、例えば第１図に
示す如く、溶接ガン１０と該溶接ガン１０に流れる溶接
電流等の溶接条件を制御するタイマーコンダクタ１２と
を備えた溶接装置に対して、電磁オシログラフ１４を準
備し、該電磁オシログラフ１４に、トランス１８を介し
てタイマーコンダクタ１２より起動信号等を入力し、又
、溶接ガン１０のＵ字形状フレーム１０ａに歪ゲージ２
０を粘着し、該歪ゲージ２０によつて検知されるフレー
ム１０ａの変形量から、溶接ガン１０に加えられる加圧
力を検知し。動歪計２’２により電気信号に変換して、
電磁オシログラフ１４に入力するようにしている。この
ように接続して加圧を開始すると、電磁オシログラフ１
４の記録紙１６上には、第２図に示すような波形が得ら
れる。この内上方の波形Ａは、起動信号を記録したもの
であり、下方の波形Ｂは、動歪計２２出力の加圧力信号
を記録したものである。この記録紙１６における、起動
信号発生時点Ｃから加圧力信号が所定設定値Ｄ迄到達す
るに要した時間Ｔを加圧上昇時間とし、又、加圧力信号
が安定した時の加圧力を加圧が完了した溶接開始時点の
加圧力Ｐとして作業者が読み取るものである。第２図の
加圧力信号において、最初のピークＥは、溶接ガン１０
の電極１０ｂ，１０ｅが当たつた時の衝撃力により発生
するピークであり、これは加圧状態とは関係ないもので
ある。このように従来の加圧状態測定方法においては、
歪ゲージ、動歪計、電磁オシログラフ、トランス等の数
多くの計器を必要とし、又これらの機器がそれぞれ大き
く、数が多いため、場所が限られ、又各機器の調整や記
録紙の解読が必要であり、測定にかなり時間を要するだ
けでなく、作業者の読み取り時における誤差の発生等の
問題があつた。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、溶接ガンの加圧状態を、簡単に、且つ、正確に測定
できる溶接ガンの加圧状態測定装置を提供することを目
的とする。

本発明は、溶接ガンの加圧状態測定装置を、溶接ガンに
より加えられる加圧力を検知する加圧力センサと、該加
圧力センサ出力のピーク値を保持するピークホールド回
路と、該ピークホールド回路出力を、加圧が完了した溶
接開始時点の加圧力として表示する第１の表示手段と、
前記加圧力センサ出力が、予め設定されている所定値を
越えた時に作動するコンバレータと、加圧開始から該コ
ンパレータが作動する迄の時間を測定する計時回路と、
該計時回路出力を加圧上昇時間として表示する第２の表
示手段と、を用いて構成することにより前記目的を達成
したものである。

以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

本実施例は、第３図及び第４図に示す如く、従来と同様
の溶接ガン１０及びタイマーコンダクタ１２を備えた溶
接装置に対して用いられる溶接ガンの加圧状態測定装置
を、溶接ガン１０の電極１０ｂ，１０Ｃ間に介装され、
溶接ガン１０により加えられる加圧力を検知する、ロー
ドセルから成る加圧力センサ３０と、該加圧力センサ３
０出力のピーク値ＰＡ、或いは、前記タイマーコンダク
タ１２より入力される溶接信号印加時点の前記加圧力セ
ンサ３０出力ＰＩを保持するピークホールド回路３２、
該ビークホールド回路３２の出力を、加圧が完了した溶
接開始時点の加圧力ＰＡ或いはＰＢとして表示する第１
の表示手段３４、前記ピークホールド回路３２の出力を
次回の加圧状態測定時迄記憶する遅延回路３６、該遅延
回路３６出力の前回測定時の溶接開始時点の加圧力に、
所定の係数ｋ（例えば０．８乃至０．９）を乗算し、次
回測定時における所定値とするための係数設定器３８、
前記加圧力センサ３０出力と、該係数設定器３８出力を
比較し、前記加圧力センサ３０の出力が、該係数設定器
３８の出力を越えた時に作動するコンパレータ４０、該
コンパレータ４０出力のパルス幅を測定し、該パルス幅
が所定時間以上（例えば１０ミリ秒以上）継続した場合
に出力を発生するパルス幅測定回路４２、商用電源周波
数（６０Ｈ収は５０Ｈｚ）の周期信号である前記タイマ
ーコンダクタ１２出力の起動信号の繰り返し数を、起動
（加圧開始）から、前記パルス幅測定回路４２の出力が
発生される迄の時間ＴＡ、或いは起動（加圧開始）から
溶接信号が入力される迄の時間ＴＢだけ計数するカウン
タ４４、該カウンタ４４の出力を加圧上昇時間ＴＡ或い
は予圧時間ＴＢとして表示する第２の表示手段４６、必
要に応じて測定モードを切り換えるための切換スイツチ
機構４８，５０，５２、前記ピークホールド回路３２及
びカウンタ４４をりセツトするための手動りセツト機構
５４からなる信号処理表示装置３１とを用いて構成した
ものである。以下第５図を参照して動作を説明する。

まず切換スイツチ機構４８，５０，５２がａで示される
第１の測定モード、すなわちタイマーコンダクタ１２の
溶接条件を設定するに当つて加圧開始が溶接ガンの加圧
力が所定値に達するまでの加圧上昇時間を測定するため
の測定モードに設定されている状態においては、加圧力
センサ３０の出力が常時ピークホールド回路３２に入力
されており、従つて、ピークホールド回路３２は、その
加圧時における加圧力センサ３０出力の最大値ＰＡを加
圧が完了した溶接開始時点の加圧力として表示手段３４
に出力し、表示手段３４はこれを表示する。この加圧力
ＰＡは、遅延回路３６により記憶され、係数設定器３８
により、所定の係数ｋ（例えば０．８〜０．９）が乗算
されて、コンパレータ４０の一方の入力端子の入力とさ
れる。コンパレータ４０の他方の入力端子には、加圧力
センサ３０の出力が直接印加されているため、コンパレ
ータ４０は両者を比較し、加圧力センサ３０の出力が所
定値ＫＰＡ、即ち、前回加圧力ＰＡの８０乃至９０％を
越えた時点で出力を発生する。パルス幅測定回路４２は
、電極１０ｂ，１０Ｃが当たつたときの衝撃力による誤
測定を防止するため、該コンパレータ４０の出力が１０
ミリ秒以上継続したときのみカウンタ４４に出力する。
カウンタ４４は、タイマーコンダクタ１２出力の起動信
号を構成している商用電源（６０圧又は５０圧）交流波
形の数を起動（加圧開始）から計数しており、該パルス
幅測定回路４２の出力が発生した時点、即ち、加圧力が
所定値ＫＰＡ迄上昇した時点ＴＡで計数を停止する。こ
のカウンタ４４の内容ＴＡは表示手段４６により加圧上
昇時間として表示される。測定終了後、手動りセツト機
構５４を手動でオンとすることにより、ピークホールド
回路３２の内容及びカウンタ４４の内容がりセツトされ
、次回測定に備えられる。なおこの手動りセツト機構５
４は、手動操作に限定されず、第４図に破線で示す如く
、タイマーコンダクタ１２出力の起動信号を微分してパ
ルス信号とする微分回路５６を設け、該微分回路５６出
力のパルス信号をピークホールド回路３２及びカウンタ
４４のりセツト端子に入力して、起動開始毎に自動的に
ピークホールド回路３２及び力ウンタ４４がりセツトさ
れるようにすることも可能である。一方、切換スイツチ
機構４８，５０，５２をｂで示す状態とし、第２の測定
モード、すなわち溶接ガンが設定した溶接条件通りに作
動しているか．否かを確認あるいはどのような溶接条件
に設定されているかを確認するための測定モードに設定
するとピークホールド回路３２、カウンタ４４等は、タ
イマーコンダクタ１２から入力される実際の溶接信号に
応じて動作するようになる。

即ち、ピークホールド回路３２は、溶接信号が切換スイ
ツチ機構５０に入力された時点の加圧力センサ３０の出
力ＰＢを、加圧が完了した時点の加圧力として保持する
。従つて、第１の表示手段３４には、その加圧力ＰＢが
加圧力として表示される。又カウンタ４４は、コンパレ
ータ４０の作動状態にかかわらず、起動信号の繰り返し
数を、起動（加圧開始）から溶接信号が印加される迄の
時間ＴＢだけ計数する。従つて第２の表示手段４６にも
この時間ＴＢが予圧時間として表示される。他の点につ
いては前記第１の測定モードと同様であるので説明は省
略する。本実施例においては、前回測定時の加圧完了時
点の加圧力ＰＡを遅延回路３６により記憶し、該加圧力
に所定の係数ｋを掛けた値ＫＰＡを次回測定時のコンパ
レータ４０における所定値としているので、測定が極め
て簡単である。

なお、コンパレータ４０における加圧力の所定値を設定
する方法はこれに限定されず、測定毎に手動設定するよ
うにすることも可能である。又、本実施例においては、
コンパレータ４０の出力を直ちにカウンタ４４に伝達す
ることなく、パルス幅測定回路４２を介在させ、コンパ
レータ４０出力が所定時間以上継続しない場合には、カ
ウンタを停止しないようにしているため、電極１０ｂ，
１０Ｃの当接時等の衝撃力により発生するピークＥによ
る誤測定が防止される。

なおこの衝撃力によるピークＥのレベルが低い場合には
、パルス幅測定回路４２を省略することも可能である。
更に、本実施例においては、タイマーコンダクタ出力の
起動信号が商用電源周波数（６０ｍ又は５０ｍ）の周期
信号であつたため、カウンタを用いてこの波形数を測定
することにより、加圧上昇時間を測定するようにしてお
り、計時回路が極めて単純な構成である。

なお、加圧上号時間を測定する方法はこれに限定されず
、通常の時計を用いてアナログ的に測定することも可能
である。又、本実施例においては、切換スイツチ機構に
より、必要に応じて測定モードが切り換えられるため、
加圧条件を適正な値に設定するために溶接ガンの加圧状
態を測定するための測定と、設定した加圧条件どおりに
溶接ガンが作動しているか否かを確認あるいは、溶接ガ
ンがどのような加圧条件に設定されているかを確認する
ための測定が可能である。

なお前記実施例においては、溶接ガン１０により加えら
れる加圧力をロードセルから成る加圧力センサ３０によ
り測定するようにしていたが、加圧力を測定する加圧力
センサはこれに限定されず、例えば、第３図に破線で示
される如く、溶接ガン１０に空気配管２４を介して供給
される加圧のための空気圧を、分岐管２６により分岐し
て測定し、この空気圧から加圧力を検知することも可能
である。

以上説明した通り、本発明は、溶接ガンの加圧状態測定
装置を、溶接ガンにより加えられる加圧力を検知する加
圧力センサと、該加圧力センサ出力のピーク値を保持す
るピークホールド回路と、該ピークホールド回路出力を
、加圧が完了した容接開始時点の加圧力として表示する
第１の表示手段と、前記加圧力センサ出力が、予め設定
されている所定値を越えた時に作動するコンパレータと
、加圧開始から該コンパレータが作動する迄の時間を測
定する計時回路と、該計時回路出力を加圧上昇時間とし
て表示する第２の表示手段と、を用いて構成したので、
溶接ガンの加圧状態を、簡単に且つ、正確に測定できる
という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の溶接装置における溶接ガンの加圧状態
測定状態を示す部品構成図、第２図は、前記従来例にお
ける電磁オシログラフの記録紙の記録状態を示す線図、
第３図は、本発明に係る溶接ガンの加圧状態測定装置の
実施例を用いた加圧状態測定状態を示す部品構成図、第
４図は、前記実施例における信号処理表示装置の具体的
な構成例を示すプロツク線図、第５図は、同じく前記実
施例における各部動作波形を示す線図である。 １０・・・・・・溶接ガン、１２・・・・・・タイマー
コンダクタ、３０・・・・・・加圧力センサ、３１・・
・・・・信号処理表示装置、３２・・・・・・ピークホ
ールド回路、３４，４６・・・・・・表示手段、３６・
・・・・・遅延回路、３８・・・・・・係数設定器、４
０・・・・・・コンパレータ、４２・・・・・・パルス
幅測定回路、４４・・・・・・カウンタ、４８，５０，
５２・・・・・・切換スイツチ機構、５４・・・・・・
手動リセツト機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接ガンにより加えられる加圧力を検知する加圧力
   センサと、該加圧力センサ出力のピーク値を保持するピ
   ークホールド回路と、該ピークホールド回路出力を、加
   圧が完了した溶接開始時点の加圧力として表示する第１
   の表示手段と、前記加圧力センサ出力が、予め設定され
   ている所定値を越えた時に作動するコンパレータと、加
   圧開始から該コンパレータが作動する迄の時間を測定す
   る計時回路と、該計時回路出力を加圧上昇時間として表
   示する第２の表示手段と、を備えた溶接ガンの加圧状態
   測定装置。