JPH0644531Y2 - スポット溶接機における溶着検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は工業用ロボットまたは自動機などに用いられ
る複数のスポット溶接機においてそれぞれのスポット溶
接機とワークとの溶着を検出する装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 自動車等のスポット溶接工程における電圧などの溶接条
件は、スポット溶接機における溶接電極の摩耗およびワ
ーク合わせ不良などを考慮して幾分高目の設定されてい
るが、電極研磨直後に、何らかの原因により電流の流れ
方が局部的に集中し、ワークとの接触部において溶接電
極が溶融し、被溶接物であるワークと融合する状態（溶
着）が発生することがある。

この溶着を検出せずに、溶接電極とワークが溶着したま
までロボットまたは自動機を動作させると、スポット溶
接ガンの溶接電極の抜けにより水もれが発生したり、ロ
ボット等のモータの過負荷、ワークの変形、または溶接
ガンのブラケットの変形などを生じる問題があった。

これらの不具合を防ぐために、従来の技術として、例え
ば実開昭62-61379号公報に示されているような溶着検出
装置がある。即ち、 スポット溶接ガンによりワークを加圧保持し通電するこ
とによってワークのスポット溶接を行なうスポット溶接
機において、 前記加圧保持の終了時点から所要な遅延時間の間スポッ
ト溶接ガン側に電圧信号を与える信号付与手段と、 前記ワーク側に生じる電圧信号を検出する信号検出手段
と、 前記両電圧信号の差によるパルス信号を検出するパルス
検出手段と、 このパルス検出手段によりパルス信号が検出された以後
は前記遅延時間が経過するまで出力信号を発生し続ける
信号保持手段と、 を備えたスポット溶接機における溶着検出装置、 がある。

また、スポット溶接ガンにおいて、電極開放時間に１次
回路または２次回路に供給する手段と、該電流又は通電
制御素子の陽，陰極間電圧を検出する手段と、前記電流
又は該電圧が検出された場合に警報あるいは停止信号を
発する手段とを有するスポット溶接用電極チップの溶着
検出装置も例えば特開昭57-56178号公報に示すように公
知である。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、一般にIC回路においては、該IC回路と外部と
を電気的に完全に分離された状態にすることが、IC回路
にノイズの侵入がないこと等から望ましいことである。

前述のような従来技術の前者においては、ワーク側に生
じる電圧信号を検出する信号検出手段を用い、この電圧
信号を信号処理手段であるアナログ・理論回路（IC回
路）に導くために、該信号検出手段，その信号処理手段
と外部配線（治具）とを電気的に絶縁することは不可能
である。従って、ノイズの侵入等を防止することができ
ないために全体としての制御が不正確になる虞が過分に
ある。

また、前述のような従来技術の後者においては、通常の
溶接回路に単に電流を流すものであるため、ワークに対
して両電極が溶着している場合には正常に警報あるいは
停止信号を発するが、電極の片側が溶着している場合
（このようなケースが多い）には電流が流れず片側溶着
の警報あるいは停止信号を発することがなく、誤作動と
なって実用に耐えにくいものである。

さらに、工業用ロッボトまたは自動機などに用いられる
スポット溶接機は複数台が同時に使用される場合が多
く、このような場合における溶着検出装置では、スポッ
ト溶接ガン側に電圧信号を与える信号付与手段にはコス
ト面で有効なことから前者の技術を利用して、第４図に
示すようにその電源を共通にすることが考えられる。こ
の場合、例えばスポット溶接ガン21の溶着検出装置22と
スポット溶接ガン23の溶着検出装置24とを共通の信号付
与電源25を用いてそれぞれのスポット溶接ガン21,23の
溶着検出を行うとすると、まず、各スポット溶接ガン2
1,23により各ワーク26,27を加圧保持して通電すること
により各ワークのスポット溶接が行われる。そして前記
加圧保持の終了時点から所要な遅延時間の間各スポット
溶接ガン21,23側に信号付与電源25から各トランジスタ2
8,29を介して電圧信号が付与される、この電圧信号と各
ワーク26,27側に生じる電圧信号がそれぞれ両電圧信号
の差によるパルス信号を検出するバルス検出装置30,31
に導かれ、該パルス信号によって各スポット溶接ガン2
1,23の溶着検出を行うのである。

ところが、前記ワーク26,7間は一般にかなり低い抵抗で
電気的に接続されているとされている。そのため、仮
に，スポット溶接ガン21においてワーク26との間に溶着
現象が生じ、スポット溶接ガン23においてはワーク27と
の間に溶着現象が生じていない場合においても、ワーク
26からワーク27に電流が流れ、溶着検出装置22において
溶着が検出されるのは勿論のこと、無溶着であるスポッ
ト溶接ガン23側の溶着検出装置24においても溶着が検出
される、という誤判断がなされる虞が過分にある。

この考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、単
なるスポット溶接ガンとワークの接触による疑似溶着と
真の溶着とを正確に見分けることが出来ることは勿論の
こと、IC回路と外部配線とを電気的に完全絶縁ができ、
外来のノイズによる誤動作をなくし、しかも、誤装置を
複数個使用し共通の電源を用いてコスト安でありながら
ノイス及び誤作動のない正確な検出を行うことができる
スポット溶接機における溶着検出装置を提供しようとす
るものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この考案における溶着検出
装置は、 複数のスポット溶接ガンにそれぞれワークを加圧保持し
通電することによってワークのスポット溶接を行なうス
ポット溶接機において、 前記各スポット溶接ガンの加圧保持の終了時点から所要
な遅延時間の間各スポット溶接ガン側に同一電源から同
時に電圧信号を与える信号付与手段と、 前記ワーク側に流れる電流をそれぞれ独立した電流セン
サーにより検出する手段と、 前記ワーク側に流れた電流を設定値とそれぞれ独立して
対比して検出する手段と、 このそれぞれの検出手段によりパルス信号が検出された
以後，所定時間又は外部からの復帰信号を与える迄出力
信号を発生し続ける信号保持手段、 とを備えたスポット溶接機における溶着検出装置であ
る。

［作用］ 上記構成によれば、複数のスポット溶接ガンにそれぞれ
ワークを加圧保持し通電することによってワークのスポ
ット溶接を行なうスポット溶接機で、各スポット溶接ガ
ンの加圧保持の終了時点から所要な遅延時間の間各スポ
ット溶接ガン側に同一電源から同時に電圧信号が付与さ
れ、各溶接ガンにおける電極の溶着はこれによる各ワー
ク側に流れる電流がそれぞれ独立した電流センサーによ
り検出され、それぞれ独立した電流センサーにより検出
された電流は設定値とそれぞれ独立して対比されて、こ
れによる検出されるそれぞれパルス信号によって、連続
してスポット溶接ガンとワークが接触状態にあったか否
かが正確に検出される。そして、１つの溶接ガンにおい
て溶着によりそのワークに電流が流れ、これがため他の
溶接ガンのワーク間に電流が流れても、この電流は他の
溶接ガンの電流センサーに何ら影響を与えないので、個
々のスポット溶接ガンにおける電極の溶着が正確に見分
けられる。

［実施例］ 第１図はこの考案に係るスポット溶接機における溶着検
出装置の要部の回路図の実施例であり、第２図はその検
出機構のタイミングチャートである。

この回路図における溶着検出装置は、第２図（ｄ）に示
された保持終了信号発生後にスポット溶接ガン側に第２
図（ｅ）の如く判定タイミング以後まで引続く波形Ａの
電圧信号を与え、一方、ワーク側に流れる電流（ｆ）ま
たは（ｇ）または（ｈ）を電流センサーによって検出
し、その値が溶着検出レベル以上か否かを溶着判定タイ
ミングごとに比較チェックし、連続的にワークに電流が
流れるか否かを検知して記憶させて溶着の有無を判定す
るものである。ここで、波形（ｆ）は、加圧力０の時点
では、スポット溶接ガン側に第２図（ｅ）の如く判定タ
イミング以後まで引続く波形Ａの電圧信号を与えてもワ
ーク側に流れる電流が零となり、判定の途中で電流が１
回または複数回流れたことが検出された場合であって、
このような場合には、単なるスポット溶接ガンとワーク
の接触による疑似溶着と判定されて溶着信号は発せられ
ない。波形（ｇ）は、加圧力０の時点では、ワーク側に
流れる電流が零となり、判定の途中でも電流が流れない
ことが検出された場合であって、このような場合には勿
論スポット溶接ガンとワークの間に溶着なしと判定され
て溶着信号は発せられない。波形（ｈ）は、スポット溶
接ガン側に第２図（ｅ）の如く判定タイミング以後まで
引続く波形Ａの電圧信号を与えた場合に、加圧力０の時
点以後判定の途中でもワーク側に連続して電流が流れた
ことが検出された場合であって、このような場合にはス
ポット溶接ガンとワークの間に溶着ありと判定されて溶
着信号が発せられる。

第１図に示すように、スポット溶接ガン１にはトランジ
スタ２を介して直流電源３から電圧信号が加えられるよ
うになっており、一方、トランジスタ２のベースには、
加圧保持の終了時点から所要な遅延時間の間スポット溶
接ガン側に電圧信号を与える信号付与のための溶着検出
開始信号によって作動するフォートカプラ４を介してス
タート信号が加えられる。該トランジスタ２とスポット
溶接ガン１間には電流センサ５が配置されており、ワー
ク６は前記電源３に接続されている。従って、保持終了
信号発生後にスポット溶接ガン側に第２図（ｅ）の如く
判定タイミング以後まで引続く波形Ａの前記電圧信号を
付与した場合、スポット溶接ガン１とワーク６との間に
電気的接触があれば前記電流センサ５がその流れを検出
する。

この検出された電流は比較回路７（例えばオペアンプ）
において検出電流があるレベル以上かどうか対比し、そ
の結果がマイクロコンピュータ８に入力される。該マイ
クロコンピュータ８は前記溶着検出開始信号によて作動
を開始し加圧保持の終了時点から所要な遅延時間の間動
作するものであって、比較回路７からの前記入力信号を
記憶し、その結果、第２図の（ｈ）の波形を判定した場
合には溶着信号発生器９に溶着信号を発して工業用ロボ
ットまたは自動機などの運転を一時停止させてスポット
溶接ガンとワークの修復を行わせる。また、波形を第２
図の（ｆ）または（ｇ）と判定した場合には溶着検出完
了出力器10に完了信号を発して工業用ロボットまたは自
動機などの運転を継続させる。

なお、11は機能選択スイッチであって、該スイッチを適
宜選択することによってマイクロコンピュータ内の各機
能が適宜選択変更される。

以上はスポット溶接機における溶着検出装置の基本技術
であり、この考案はこの技術を複数のスポット溶接機に
おける溶着検出装置に適用したものである。そして、第
３図はスポット溶接機を２台同時に使用する場合のこの
考案一実施例であって、この場合、コスト面で有効なこ
とから溶着検出装置における各スポット溶接ガン側に電
圧信号を与える信号付与のための電源を共通にしたもの
である。そして、各溶着検出装置において前記電源部以
外は実質的に前記第１図で説明したもの同じであるの
で、一方の溶着検出装置には第１図に要部として示した
ものと同じ符号を付し、他方の溶着検出装置にはそれに
ダッシュを付して大略の説明を省略する。

図において、スポット溶接ガン１の溶着検出装置12とス
ポット溶接ガン１′の溶着検出装置12′とは共通の信号
付与電源３を用いてそれぞれのスポット溶接ガン1,1′
の溶着検出を行うものである。そこで、まず、各スポッ
ト溶接ガン1,1′により各ワーク6,6′を加圧保持し通電
することにより各ワークのスポット溶接が行われる。そ
して前記加圧保持の終了時点から所要な遅延時間の間各
スポット溶接ガン1,1′側に信号付与電源３から各トラ
ンジスタ2,2′を介して電圧信号が付与される。従っ
て、保持終了信号発生後に両スポット溶接ガン側に第２
図（ｅ）の如く判定タイミング以後まで引続く波形Ａの
前記電圧信号を付与した場合、スポット溶接ガン１とワ
ーク６との間に電気的接触があれば前記電流センサ５が
その流れを検出する。そして、ワーク６とワーク６′と
は前述の如く一般にかなり低い抵抗で電気的に接続され
ているとされているため、ワーク６′から電源３への電
流の流れが発生する。しかしながら、スポット溶接ガン
１′とワーク６′との間に電気的接触がなければ電流セ
ンサ５′は電流の流れを検出しない。

従って、前記第1,2図で説明したように、スポット溶接
ガン１の属する溶着検出装置12においては溶着信号発生
器９に溶着信号を発して工業用ロボットまたは自動機な
どの運転を一時停止させてスポット溶接ガン１とワーク
６の修復を行わせ、スポット溶接ガン１′の属する溶着
検出装置12′においては溶着検出完了出力器10′に完了
信号を発して工業用ロボットまたは自動機などの運転を
継続させるのである。

このように、ワーク６と６′が電気的に接続された場合
に、溶着検出装置12,12′はいずれも誤作動することな
く正確に溶着を指示する。

［考案の効果］ この考案におけるスポット溶接機における溶着検出装置
は、溶着検出手段に溶接がん側からワーク側に流れる電
流を使用しこれを電流センサーによって検出し、この電
流に起因するパルス信号で電極の溶着を判断するように
したものであるから、単なるスポット溶接ガンとワーク
の接触による疑似溶着と真の溶着とを正確に見分けるこ
とが出来ることは勿論のこと、IC回路と外部配線とを電
気的に完全絶縁することができるので外来のノイズによ
る誤動作をなくした正確な溶着検出装置が得られ、しか
も、複数のスポット溶接ガンにそれぞれワークを加圧保
持し通電することによってワークのスポット溶接を行な
うスポット溶接機において共通の電源を用いてコスト安
でありながらノイズ及び誤作動のない正確な検出を行う
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係るスポット溶接機における溶着検
出装置の要部説明用の回路図、第２図はその検出機構の
タイミングチャート図、第３図はこの考案に係る溶着検
出装置の回路図、第４図は従来例から予測される溶着検
出装置の回路図を示す。 1,1′……スポット溶接ガン、 2,2′……トランジスタ、３……信号付与電源、 4,4′……フォートカプラ、 5,5′……電流センサ、6,6′……ワーク、 7,7′……比較回路、 8,8′……マイクロコンピュータ、 9,9′……溶着信号発生器、 10,10′……溶着検出完了出力器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のスポット溶接ガンにそれぞれワーク
   を加圧保持し通電することによってワークのスポット溶
   接を行なうスポット溶接機において、 前記各スポット溶接ガンの加圧保持の終了時点から所要
   な遅延時間の間各スポット溶接ガン側に同一電源から同
   時に電圧信号を与える信号付与手段と、 前記ワーク側に流れる電流をそれぞれ独立した電流セン
   サーにより検出する手段と、 前記ワーク側に流れた電流を設定値とそれぞれ独立して
   対比して検出する手段と、 このそれぞれの検出手段によりパルス信号が検出された
   以後，所定時間又は外部からの復帰信号を与える迄出力
   信号を発生し続ける信号保持手段、 とを備えたことを特徴とするスポット溶接機における溶
   着検出装置。