JPS6322916B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スポツト溶接用ロボツトなど自動ス
ポツト溶接装置における溶接トランス一次ケーブ
ルの芯線間短絡および導体の断線の検出装置に関
する。

スポツト溶接用ロボツトなど自動スポツト溶接
装置は自動車ボデイの組立ラインを始め多くの溶
接作業に利用されていることは周知の通りである
が、近年、スポツト溶接の省エネルギ対策および
溶接電流回路用水冷ケーブルの損耗対策として溶
接トランスとスポツト溶接ヘツドとを一体に組込
んだいわゆるトランス内蔵ガンの使用が増加しつ
つある。

従来は、ロボツト・アームの先端に取付けられ
たスポツト溶接ヘツドへの溶接電流の供給は、天
井に吊下げられた大形の溶接トランスから大きな
断面積をもつた長い水冷式ケーブルにより行なわ
れていた。

従つて、ロボツトは太く重いケーブルを振りま
わして高速で移動し、又、各溶接打点ごとにおけ
る溶接ヘツドの姿勢制御のためケーブルは急激な
ひねりや曲げを受けることになり、ケーブル自体
一種の消耗品と化して来た。

これに対し、前述したトランス内蔵ガンは溶接
トランスの二次コイル側が加圧及び溶接通電の機
構をもつた溶接ヘツドと一体に組込まれているた
め溶接電流回路の太い水冷式ケーブルがなくなり
又、大きな溶接電流が流れる回路のインピーダン
スが非常に小さくなるため溶接トランスの電気容
量が低減でき、その形状を極めて小形、軽量にす
ることができたわけである。

しかし、このトランス内蔵ガンを溶接ロボツト
アームの先端等に取付けて溶接作業を行うことに
より新らたな問題点が発生した。

即ち、この方式は、従来の低電圧大電流回路の
ケーブルの代りに200V又は400V定格の高電圧回
路をロボツトにより振りまわすことになりケーブ
ル自体は細くなりその寿命は長くなつたものの往
復電路を形成する２本のケーブル芯線間の短絡
や、高電位にあるケーブル芯線とアース電位にあ
るロボツト・アームやジグ等との間の絶縁破壊の
危険性は増大し、その上、これら事故が発生した
場合のスパークによる周辺機器の損傷及び電力供
給システムや人体に与える影響は見過すことので
きない大きな恐威となつて来たのである。

これら危険性は、他に多くの利点をもつトラン
ス内蔵ガンの実用化を甚だしく阻害するものであ
るが、本発明は、これら問題点に対し抜本的な解
決を与えるものであり、合せて動きまわるケーブ
ルの最も多い事故としての断線をケーブルが動き
まわつている時期に監視するという有用な装置を
提供するものである。

図は本発明の一実施例を示す電気回路図である
が、図により従来技術と本発明とを比較説明する
と次のようになる。

200V又は400V定格の溶接電源１３とトランス
内蔵ガン１との中間にステツプダウン用絶縁トラ
ンス４を設置したシステムに関する目的・効果等
については、同一出願人から昭和58年特許願第
3153号「スポツト溶接ロボツト用トランス内蔵ガ
ンへの電力供給装置」として出願された同明細書
に詳述されている。

即ち、この発明はステツプダウン用絶縁トラン
ス４を設置することにより、可動ケーブル３の芯
線間の印加電圧を低減できるためケーブル間短絡
事故の発生の可能性が減少し、又、万一可動ケー
ブル３においてケーブル間短絡事故が発生した場
合にも絶縁トランス４の内部インピーダンスによ
り溶接電源へ突流する短絡電流を制限することが
できる。

又、該絶縁トランスにより可動ケーブル３を含
む電路を溶接電源回路から絶縁し、低いインピー
ダンスによつて接地することにより可動ケーブル
３の片線の接地に対してはスパーク等による接触
部々品の損傷を防止することができ、その上損傷
した可動ケーブル３を交換するに当つても電源側
ボレーカの切り忘れ等による作業者の感電事故等
も皆無にすることができる等安全上にも絶大な効
用がある。

本発明は、前記発明の絶縁トランス４により可
動ケーブル３を含む回路が溶接電源１３から絶縁
されていることを利用して、絶縁トランス４の二
次コイルの両端に測定電圧供給時期制御回路５、
測定電流検出回路６、警報回路７、および測定用
交流低電圧回路８を追加し、これによりロボツ
ト・アーム等により振りまわされる可動ケーブル
３の短絡や断線の有無をロボツト・アームが動き
まわつている期間中に安全に、確実に検知しよう
とするものである。

ステツプダウン用絶縁トランス４を持たない従
来の装置においては、可動ケーブル３の短絡や断
線は溶接制御用タイマ１０によりサイリスタ・コ
ンタクタ１１が導通しているわずかな溶接通電時
間、例えば0.5秒位の期間に、そのサイリスタ・
コンタクタを含む電源回路に流れこむ電流の変化
により検出するのが一般的であつた。

即ち、可動ケーブル３が短絡すれば、200V又
は400V定格の電源ラインのデツドシヨートとな
り、この短絡大電流により電源のブレーカが遮断
され、又一方、ケーブルが断線すればサイリス
タ・コンタクタに電流が流れなくなり、それを例
えば電流モニタ等により検出して警報を得る等の
方法がとられていた。

この方法においては、可動ケーブル３の短絡や
断線を検出するのはロボツト・アームの動きが停
止し、溶接ヘツドがワークを加圧して溶接通電が
行なわれるわずかな期間のみであり、ケーブルの
短絡や断線事故が発生しがちなロボツト・アーム
等が動きまわつているより長い期間は検出作業を
行うことができないという不合理があり、それば
かりか、ケーブルの短絡事故は大きなスパークを
伴うであろう高電圧回路の短絡大電流の発生によ
り検出するという極めて危険な方式であると言え
る。

これに対して、本発明の検出装置は逆に可動ケ
ーブル３が振りまわされている期間中に、極めて
低い交流電圧、例えばAC12V程度の電圧により
可動ケーブル３を含む電路の短絡と断線とを監視
する方式のものである。

図の測定電圧供給時期制御回路５は、溶接タイ
マ１０からの電極ヘツド加圧用電磁弁ソレノイド
９の励磁信号を導入し、この信号が入力されてい
る期間、即ち、電極ヘツドが溶接通電のための加
圧力を発生している期間中は、後述する測定用の
交流低電圧回路８を絶縁トランス４の二次回路か
ら遮断し、溶接通電中に発生する絶縁トランス４
の二次電圧による本検出装置の誤動作や破損を防
止するものであり、この電極ヘツドの加圧期間が
終了すると測定用交流低電圧回路８を再び絶縁ト
ランス４の二次コイル側に接続する機能を有する
ものである。

この測定用交流低電圧の印加により、絶縁トラ
ンス４の二次コイル回路及び可動ケーブルを経て
溶接トランスの一次コイルに至るもう一つの回路
との並列回路に夫々のインピーダンスに従つた測
定用の微少な交流電流が流れる。

図の測定電流検出回路６は、この測定電流の変
化を監視するもので、可動ケーブル３を含む被測
定回路が短絡状態になつたときに発生する測定電
流の急増や、反対に断線状態になつたときに発生
する測定電流の急減を検知して後続の警報回路７
に信号を伝達する。

警報回路７はこの信号により主として可動ケー
ブル３の短絡又は断線の警報を出力し、例えば、
自動機の運転を停止させたり、オペレータにケー
ブル交換の必要を告知したりする緊急異常信号と
して使用される。

前述したように、本発明の検出装置は溶接通電
と無関係であるため、ロボツト・アーム等が移動
中に発生しがちな或いは動いている一瞬の期間の
み発生する可動ケーブルの短絡や断線を、200V
又は400V定格の高電圧回路を遮断した状態にお
いても容易に再現し、確認することができるため
損傷したケーブルを確実に、しかも極めて安全な
状態で交換することができる。

このようにして、本発明を採用することにより
トランス内蔵ガンの使用につきまとつていた電気
的な危険性は全く解消される訳で、その実用化に
大きく貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示す電気回路図である。 符号の説明、１…トランス内蔵ガン、２…スポ
ツト溶接用ロボツト、３…可動ケーブル、４…ス
テツプダウン用絶縁トランス、５…測定電圧供給
時期制御回路、６…測定電流検出回路、７…警報
回路、８…測定用交流低電圧回路、９…電極ヘツ
ド加圧用電磁弁ソレノイド、１０…溶接制御用タ
イマ、１１…サイリスタ・コンタクタ、１２…ブ
レーカ、１３…溶接電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接トランスとスポツト溶接ヘツドとを一体
   に組込んだいわゆるトランス内蔵ガンを使用する
   スポツト溶接用ロボツトなど自動スポツト溶接装
   置において、溶接通電を制御する電子スイツチを
   介在した溶接電源と前記溶接トランスとの間に、
   ステツプダウン用絶縁トランスを設置し、その絶
   縁トランスの二次コイル側と該溶接トランスの一
   次コイル側とを接続する可とう性ケーブルを含む
   電路間に、前記スポツト溶接ヘツドが溶接加圧さ
   れていない期間中のみ交流の低電圧を印加して該
   電路間のインピーダンスに従つて流れる微少電流
   を検出し、その検出電流が所定の定常値より急増
   したことにより該電路の短絡状態を、又、検出電
   流が所定の定常値より急減したことにより該電路
   の断線状態を感知することを特徴としたトランス
   内蔵ガン用電路の短絡および断線の検出装置。