JPH0825061A - 抵抗溶接機における電極チップの溶着解除方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電極チップと被溶接物が溶着した際、この溶着
部位の条件に応じて前記電極チップを確実かつ容易に溶
着解除させることを可能にする。 【構成】溶着解除回路９６は、溶接ガン１６のティーチ
ング作業時に、各溶接打点部位の条件に基づいて設定さ
れた前記溶接ガン１６の溶着解除動作を記憶する記憶手
段１０４と、この記憶手段１０４から溶着した溶接打点
部位に対応した前記溶着解除動作を選択する選択手段１
０６と、前記選択された溶着解除動作を前記溶着した溶
接打点部位のティーチングデータに設定して前記溶接ガ
ンに該溶着解除動作を実行させるための動作設定手段１
１０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抵抗溶接作業中に電極
チップの溶着を検出して該溶着を自動的に解除するため
の抵抗溶接機における電極チップの溶着解除方法および
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、抵抗溶接機では、溶接ガンの先端
に取着された電極チップの表面状態、被溶接物に対する
接触状態、溶接電流の集中または加圧力不足等の諸条件
の変化によって、前記電極チップと被溶接物の溶着が発
生している。

【０００３】そこで、この溶着を自動的に解除して溶接
作業の効率化を図るために、従来より種々の提案がなさ
れている。例えば、溶着検出後に電極を被溶接物に対し
て挟圧状態と開放状態とを交互に繰り返すことにより溶
着を解除する装置（実公平４−２１６６５号参照）（以
下、従来例１という）、溶着検出後にスポットガンで再
び被溶接物を挟んで少なくとも１回以上再通電すること
により溶着部分を溶解させる方法（特開平１−２９９７
８４号参照）（以下、従来例２という）および溶着検出
後にスポットガンを再度加圧させた後、このスポットガ
ンを電極チップ回りに回転させながら再通電して溶着部
分を溶融させる方法（特開平６−１２２０７７号参照）
（以下、従来例３という）が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
例１では、溶着状態が強固であると電極チップが抜けて
しまうとともに、被溶接物が薄板であるとこの被溶接物
が変形し易くなり、また、被溶接物の形状や治具の配置
状態によって前記電極チップがこの被溶接物や治具に干
渉して損傷するという問題が指摘されている。

【０００５】さらに、従来例２では、被溶接物の重畳枚
数や材質等の相違によって溶着部分の溶着解除電流の設
定が相当に困難となる。このため、溶着解除電流が過少
となって溶解が行われなかったり、前記溶着解除電流が
過大となってナゲットに悪影響を与えたりして所望の溶
接品質を得ることができないという問題がある。

【０００６】さらにまた、従来例３では、被溶接物の枚
数、材質および形状並びに治具の配置等の諸条件が考慮
されておらず、上記従来例１および２と同様の問題が指
摘されている。

【０００７】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、電極チップと被溶接物が溶着した際、この溶着部
位の条件に応じて前記電極チップを確実かつ容易に溶着
解除させることが可能な抵抗溶接機における電極チップ
の溶着解除方法および装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【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、本発明は、複数の溶接打点部位を有する被溶接物
に抵抗溶接を行っている際、電極チップと前記被溶接物
の溶着を検出して該溶着を解除するための電極チップの
溶着解除方法であって、前記電極チップを装着した溶接
ガンのティーチング作業時に、各溶接打点部位の条件に
基づいて前記各溶接打点部位における前記溶接ガンの溶
着解除動作を設定する工程と、溶接作業中に前記電極チ
ップと前記被溶接物が溶着しているか否かを検出する工
程と、前記電極チップと前記被溶接物が溶着した際に、
該溶着した溶接打点部位に対応して予め設定された前記
溶着解除動作を選択する工程と、前記選択された溶着解
除動作を実行して該電極チップと該被溶接物の溶着を解
除させる工程と、を有することを特徴とする。

【０００９】さらに、本発明は、複数の溶接打点部位を
有する被溶接物に抵抗溶接を行っている際、溶着検出手
段を介して電極チップと前記被溶接物の溶着が検出され
た後、該溶着を解除するための電極チップの溶着解除装
置であって、前記電極チップを装着した溶接ガンのティ
ーチング作業時に、各溶接打点部位の条件に基づいて設
定された前記各溶接打点部位における前記溶接ガンの溶
着解除動作を記憶する記憶手段と、前記電極チップと前
記被溶接物が溶着した際に、前記記憶手段から該溶着し
た溶接打点部位に対応した前記溶着解除動作を選択する
選択手段と、前記選択された溶着解除動作を、前記溶着
した溶接打点部位のティーチングデータに設定して前記
溶接ガンに該溶着解除動作を実行させるための動作設定
手段と、を備えることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明に係る抵抗溶接機における電極チップの
溶着解除方法および装置では、溶接作業中に電極チップ
と被溶接物の溶着が検出されると、該溶着した溶接打点
部位に対応して予め設定された溶着解除動作が選択さ
れ、この選択された溶着解除動作が実行されることによ
り該電極チップと該被溶接物の溶着が自動的に解除され
る。従って、各溶着部位における諸条件、例えば、被溶
接物の厚さ、枚数および治具の配置状態等を考慮して最
適な溶着解除動作が与えられる。

【００１１】

【実施例】本発明に係る抵抗溶接機における電極チップ
の溶着解除方法および装置について、これを実施するた
めの抵抗溶接機との関係において実施例を挙げ、添付の
図面を参照しながら以下詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明方法を実施するための抵抗
溶接機１０の全体構成を示すブロック図である。この抵
抗溶接機１０は、溶接ロボット１２と、この溶接ロボッ
ト１２を構成するアーム１４の先端に取り付けられた溶
接ガン１６と、前記溶接ロボット１２を制御するロボッ
トコントローラ１８と、このロボットコントローラ１８
に接続される溶接コントローラ２０と、この溶接コント
ローラ２０に接続されるとともに前記溶接ガン１６を制
御する加圧コントローラ２２とを備える。

【００１３】図２に示すように、溶接ガン１６は、アー
ム１４の先端に取着されるブラケット２４を備え、この
ブラケット２４には、トランス２６が装着されるととも
に、前記ブラケット２４の先端に支軸２８を介して上下
一対のガンアーム３０、３２が揺動自在に支持される。

【００１４】ガンアーム３０、３２の先端に電極チップ
３４、３６が離脱可能に取着され、このガンアーム３
０、３２には、トランス２６の一対の出力端子がオンス
銅板（図示せず）を介して接続される。ガンアーム３０
の後端側に加圧シリンダ３８が固着され、この加圧シリ
ンダ３８から下方に延びるロッド４０に連結片４２の一
端が係合し、この連結片４２の他端がピン４４を介して
ガンアーム３２の後端および第１リンク片４６に係合す
る。第１リンク片４６は、ピン４８を介して第２リンク
片５０に係合するとともに、このピン４８がガイド溝５
２に案内される。第２リンク片５０は、ガンアーム３０
の後端に係合している。

【００１５】加圧シリンダ３８には、サーボアンプ５４
により制御されるサーボ弁５６の切り換え作用下に空圧
源５８から駆動用エアが供給される。この加圧シリンダ
３８には、ロッド４０の変位位置を検出するための位置
センサ６０が設けられ、この位置センサ６０は、例え
ば、ロッド４０に付した磁気目盛とピックアップコイル
とからなる磁気式のポテンショメータで構成される。

【００１６】サーボアンプ５４には、加圧コントローラ
２２を構成するＣＰＵ６２からＤ／Ａコンバータ６４を
介して信号が供給されるとともに、位置センサ６０から
の信号は、センサアンプ６６を介して位置算出手段７０
に入力され、この位置算出手段７０で算出されたガンア
ーム３０、３２の開度、すなわち、電極チップ３４、３
６の離間位置が前記ＣＰＵ６２に入力される。

【００１７】ＣＰＵ６２には、電極チップ３４、３６の
離間位置の算出や加圧力制御等を行うためのプログラム
が記憶されている読み出し専用メモリ（以下、ＲＯＭと
いう）７２と、各溶接打点部位毎にこれに対応する溶接
条件データ、すなわち溶接電流と通電時間、加圧力、溶
接打点部位のワークＷの厚さに相当する開度設定値およ
び溶接後の電極チップ３４、３６の離間位置等のデータ
を一時的に記憶する読み書き可能なメモリ（以下、ＲＡ
Ｍという）７４と、位置算出手段７０からの信号により
前記電極チップ３４、３６の少なくともいずれかが被溶
接物であるワークＷに溶着したことを検出するための溶
着検知手段７６とが設けられる。

【００１８】ＣＰＵ６２には、インターフェース７８を
介してＣＲＴ８０、キーボード８２およびブザー等の警
報機８４が接続されるとともに、このＣＰＵ６２から通
電制御回路７９を介してトランス２６に溶接電流および
通電時間の設定信号が送信され、電極チップ３４、３６
間に所定の電流値で所定時間通電される。このＣＰＵ６
２には、ロボットコントローラ１８から溶接コントロー
ラ２０を介して溶接打点部位の判別信号が入力され、Ｒ
ＡＭ７４から溶接ガン１６が到着した溶接打点部位に対
応する溶接条件データが読み出される。

【００１９】図１に示すように、ロボットコントローラ
１８は、ＣＰＵ８６を備え、このＣＰＵ８６は、Ａ／Ｄ
コンバータ８８およびＤ／Ａコンバータ９０を介して溶
接ロボット１２をフィードバック制御する。ＣＰＵ８６
には、溶接ロボット１２による溶接を行うためのプログ
ラム等が記憶されているＲＯＭ９２と、ワークＷの各溶
接打点部位における前記溶接ロボット１２の動作をティ
ーチングデータとして一旦記憶するＲＡＭ９４と、溶着
検知手段７６を介して電極チップ３４、３６の少なくと
もいずれかと前記ワークＷの溶着が検出された際に該溶
接ロボット１２に溶着解除動作を行わせるための溶着解
除回路９６とが設けられる。ＣＰＵ８６には、さらにイ
ンターフェース９８を介して液晶表示器（ＬＣＤ）１０
０とキーボード１０２とが接続されている。

【００２０】図２に示すように、溶着解除回路９６は、
溶接ガン１６のティーチング作業時に、各溶接打点部位
の条件（後述する）に基づいて設定された前記各溶接打
点部位における前記溶接ガン１６の溶着解除動作（後述
する）を記憶する記憶手段１０４と、溶着が検出された
際にこの記憶手段１０４から該溶着した溶接打点部位に
対応した前記溶着解除動作を選択する選択手段１０６
と、この選択された溶着解除動作に基づいてパラメータ
を設定するパラメータ設定手段１０８と、前記選択され
た溶着解除動作を前記溶着した溶接打点部位のティーチ
ングデータに設定して前記溶接ガンに該溶着解除動作を
実行させるための動作設定手段１１０とを備える。

【００２１】次に、このように構成される抵抗溶接機１
０の動作について、本実施例に係る電極チップの溶着解
除方法との関連で説明する。

【００２２】まず、ワークＷの複数の溶接打点部位に対
して溶接ロボット１２によるティーチング作業が行われ
る。ここで、図３に示すように、ワークＷの各溶接打点
部位では、板厚、重畳枚数、形状等の諸条件が種々異な
っている。具体的には、溶接打点部位Ａでは、二枚のワ
ークＷ₁ 、Ｗ₂ が重畳されており、溶接打点部位Ｂで
は、三枚のワークＷ₁ 、Ｗ₂ およびＷ₃ が重畳されかつ
このワークＷ₃ の屈曲部位Ｗ_R が近接しており、さらに
溶接打点部位Ｃでは、三枚のワークＷ₁ 、Ｗ₂ およびＷ
₃ が重畳されかつ近傍に屈曲部位が存在しない。

【００２３】そこで、それぞれ条件の異なる溶接打点部
位Ａ、ＢおよびＣに対応した溶着解除動作が設定され
る。溶接打点部位Ａでは、重畳枚数が少なくかつ近傍に
屈曲部位や治具等が存在しないことから、図４に示すよ
うに、溶接ガン１６を電極チップ３４、３６の軸線回り
に所定の角度範囲で回動させる動作が設定される。ま
た、溶接打点部位Ｃでは、重畳枚数が多くかつ屈曲部位
が近接していないため、図５に示すように、解除力が大
きな動作が設定される。これは、溶接時に電極チップ３
４、３６がワークＷに加圧される際の前記電極チップ３
４、３６の軸線方向Ｏに対し、該電極チップ３４、３６
の軸線Ｏ₁ を所定角度α°だけ傾斜させて回転させる動
作である。また、溶接打点部位Ｂでは、ワークＷ₃ の屈
曲部位Ｗ_R に近接するために、図５に示す動作が遂行さ
れず、図６に示すように、電極チップ３４、３６をこの
屈曲部位Ｗ_R に干渉しない一方向に揺動させる動作が設
定される。

【００２４】上記のように、溶接ガン１６のティーチン
グ作業時に、各溶接打点部位に対応した溶着解除動作が
設定され、前記溶着解除動作が溶着解除回路９６の記憶
手段１０４に記憶されるとともに、前記溶接ガン１６の
ティーチングデータがＲＡＭ９４に記憶される。

【００２５】次いで、ワークＷの各溶接打点部位に対し
て抵抗溶接（スポット溶接）作業が遂行される。これ
を、図７に示すタイミングチャート並びに図８およ図９
に示すフローチャートを参照して説明する。

【００２６】まず、溶接ガン１６が、溶接ロボット１２
を介してワークＷの所定の溶接打点部位に対応する位置
に到着したことがロボットコントローラ１８からの信号
で確認されると、この溶接打点部位に対応する溶接条件
データがＲＡＭ７４から読み出される。そして、溶接開
始指令が出力されると、加圧コントローラ２２を構成す
るＣＰＵ６２からＤ／Ａコンバータ６４を介してサーボ
アンプ５４に加圧指令信号が入力され、サーボ弁５６を
介して加圧シリンダ３８の一方の室にエアが供給され
る。これにより、ガンアーム３０、３２が閉動し、電極
チップ３４、３６によりワークＷが加圧挟持されるとと
もに、前記電極チップ３４、３６間に所定の電流値で所
定時間通電され、前記ワークＷの所定の溶接打点部位が
溶接される（図８中、ステップＳ１）。

【００２７】次に、通電終了時から所定のホールド時間
経過後にＣＰＵ６２からサーボアンプ５４に開動信号が
入力され、サーボ弁５６の作用下にガンアーム３０、３
２が開動作される（ステップＳ２）。このガンアーム３
０、３２に装着された電極チップ３４、３６が所定の時
間内で予め設定された位置に至ったか否かが判断され
（ステップＳ３およびステップＳ４）、位置センサ６０
から位置算出手段７０を介して設定位置に至ったことが
検出されると（ステップＳ３中、ＹＥＳ）、全ての溶接
打点部位の溶接作業が終了したか否かが判断される（ス
テップＳ５）。溶接作業が終了していないと判断される
と（ステップＳ５中、ＮＯ）、溶接ロボット１２が駆動
されて溶接ガン１６を次なる溶接打点部位に移動させ、
溶接作業が継続される。

【００２８】ところで、ステップＳ４において、所定時
間経過しても電極チップ３４、３６が設定位置に到達し
ないと判断されると（ステップＳ４中、ＹＥＳ）、前記
電極チップ３４、３６の少なくともいずれかがワークＷ
に溶着しているとしてステップＳ６に進み、溶着検知手
段７６から溶着解除回路９６に溶着信号が出力され、溶
着解除動作が行われる（ステップＳ７）。

【００２９】すなわち、図９に示すように、溶着解除動
作は、予め溶接打点部位に対応させて溶着解除回路９６
に入力されており（ステップＳ２０）、記憶手段１０４
に記憶されている溶着解除動作を読み出す（ステップＳ
２１）。そして、選択手段１０６を介し、溶着した溶接
打点部位に対応した溶着解除動作を選択し（ステップＳ
２２）、ステップＳ２３に進んで、パラメータ設定手段
１０８によりパラメータが設定される。このパラメータ
設定手段１０８は、例えば、図４に示す溶接ガン１６の
回動角度を変更する処理等を行うものであるが、複数の
溶着解除動作モードが設定されていれば、この種の処理
は不要となる。さらに、ステップＳ２４に進み、動作設
定手段１１０を介して前記選択された溶着解除動作がテ
ィーチングデータに設定される。

【００３０】具体的には、図３において、溶接打点部位
Ａで溶着が発生した際に、加圧シリンダ３８を介して電
極チップ３４、３６を互いに近接する方向に移動させ、
この電極チップ３４、３６でワークＷの溶接打点部位Ａ
を溶接時の加圧力よりも小さい加圧力で挟持させる。こ
の状態で、図４に示すように、溶接ガン１６を電極チッ
プ３４、３６の軸方向回りに所定の角度範囲で回動させ
ることにより、少ない枚数（二枚のワークＷ₁ 、Ｗ₂ ）
からなるワークＷの溶接打点部位Ａに必要以上に大きな
解除力が付与されることを阻止し、このワークＷの溶接
品質を低下させることがない。

【００３１】また、溶接打点部位Ｃでは、図５に示すよ
うに、解除力の大きな動作が行われるため、多数枚（三
枚のワークＷ₁ 、Ｗ₂ およびＷ₃ ）からなるワークＷの
溶接打点部位Ｃにおける溶着解除作業が迅速かつ確実に
遂行される。さらにまた、溶接打点部位Ｂでは、図６に
示すように、電極チップ３４、３６を一方向に揺動させ
る動作が行われるため、ワークＷ₃ の屈曲部位Ｗ_R に前
記電極チップ３４、３６が干渉して該電極チップ３４、
３６が損傷する等の不具合がない。

【００３２】このように、本実施例では、各溶接打点部
位（Ａ〜Ｃ等）における諸条件、例えば、ワークＷの厚
さ、重畳枚数および治具（図示せず）の配置状態等を考
慮して前記各溶接打点部位での最適な溶着解除動作が記
憶され、溶着が発生した溶接打点部位における前記最適
な溶着解除動作が選択・設定される。このため、電極チ
ップ３４、３６の溶着解除作業が自動で確実かつ効率的
に遂行され、溶着による溶接ロボット１２の停止時間を
一挙に削減することができるという効果が得られる。し
かも、溶着部位に対して最適な溶着解除動作が行われる
ため、ワークＷの溶接品質を有効に維持することが可能
になる。

【００３３】上記溶着解除動作が終了した後、図８中、
ステップＳ８においてガンアーム３０、３２が開動作さ
れる。次いで、ガンアーム３０、３２に装着された電極
チップ３４、３６が所定の時間内で予め設定された位置
に至ったか否かが判断され（ステップＳ９およびステッ
プＳ１０）、位置センサ６０により設定位置に至ったこ
とが検出されると（ステップＳ９中、ＹＥＳ）、ステッ
プＳ１１に進んでドレス要求信号が出力され、電極チッ
プ３４、３６の溶着した部分がドレッシングされる（ス
テップＳ１２）。

【００３４】従って、本実施例では、電極チップ３４、
３６の溶着した部分にドレッシングが自動的に遂行され
るため、溶着の再発を抑制することができるとともに、
ワークＷの溶接作業が継続され、該溶接作業全体の効率
化が容易に可能になるという利点がある。

【００３５】ところで、ステップＳ１０で所定時間経過
しても電極チップ３４、３６が設定位置に到達しないと
判断されると（ステップＳ１０中、ＹＥＳ）、ステップ
Ｓ１３に進んで警報機８４が付勢されて警告が行われ
る。

【００３６】なお、本実施例では、溶着解除動作とし
て、図４〜図６に示す動作を挙げているが、図４中の回
動角度や繰り返し回数、図５中の回転角度、回転数およ
び傾斜角度α°は任意に設定変更可能であり、また、図
６中の矢印方向に代えてこれに交差する方向の揺動であ
ってもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係る抵抗溶接機における電極チ
ップの溶着解除方法および装置によれば、以下の効果が
得られる。

【００３８】溶接作業中に電極チップと被溶接物の溶着
が検出されると、該溶着した溶接打点部位に対応して予
め設定された溶着解除動作が選択され、この選択された
溶着解除動作が実行されて該電極チップと該被溶接物の
溶着が解除される。従って、溶着部位における諸条件、
例えば、被溶接物の厚さ、枚数および治具の配置状態等
を考慮して最適な溶着解除動作が与えられるため、溶着
解除作業が自動で確実かつ効率的に遂行されるととも
に、溶接品質を有効に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施する抵抗溶接機の全体構成を
示すブロック図である。

【図２】前記抵抗溶接機を構成する溶接ガンおよび加圧
コントローラの詳細ブロック図である。

【図３】前記溶接ガンによる溶接用ティーチング作業の
説明図である。

【図４】溶着解除動作の第１の例の説明図である。

【図５】溶着解除動作の第２の例の説明図である。

【図６】溶着解除動作の第３の例の説明図である。

【図７】本発明方法のタイミングチャートである。

【図８】本発明方法を説明するためのフローチャートで
ある。

【図９】前記フローチャート中の溶着解除動作設定のフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１０…抵抗溶接機 １２…溶接ロボ
ット １６…溶接ガン １８…ロボット
コントローラ ２０…溶接コントローラ ２２…加圧コン
トローラ ３０、３２…ガンアーム ３４、３６…電
極チップ ３８…加圧シリンダ ６２…ＣＰＵ ７０…位置算出手段 ７６…溶着検知
手段 ８６…ＣＰＵ ９６…溶着解除
回路 １０４…記憶手段 １０６…選択手
段 １０８…パラメータ設定手段 １１０…動作設
定手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の溶接打点部位を有する被溶接物に抵
   抗溶接を行っている際、電極チップと前記被溶接物の溶
   着を検出して該溶着を解除するための電極チップの溶着
   解除方法であって、 前記電極チップを装着した溶接ガンのティーチング作業
   時に、各溶接打点部位の条件に基づいて前記各溶接打点
   部位における前記溶接ガンの溶着解除動作を設定する工
   程と、 溶接作業中に前記電極チップと前記被溶接物が溶着して
   いるか否かを検出する工程と、 前記電極チップと前記被溶接物が溶着した際に、該溶着
   した溶接打点部位に対応して予め設定された前記溶着解
   除動作を選択する工程と、 前記選択された溶着解除動作を実行して該電極チップと
   該被溶接物の溶着を解除させる工程と、 を有することを特徴とする抵抗溶接機における電極チッ
   プの溶着解除方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の溶着解除方法において、前
   記溶着解除動作を実行した後に、前記電極チップのドレ
   ッシングを行う工程を有することを特徴とする電極チッ
   プの溶着解除方法。
3. 【請求項３】請求項１記載の溶着解除方法において、前
   記溶着解除動作を実行する際に、前記電極チップにより
   前記被溶接物を溶接時の加圧力よりも小さな加圧力で挟
   圧させることを特徴とする電極チップの溶着解除方法。
4. 【請求項４】複数の溶接打点部位を有する被溶接物に抵
   抗溶接を行っている際、溶着検出手段を介して電極チッ
   プと前記被溶接物の溶着が検出された後、該溶着を解除
   するための電極チップの溶着解除装置であって、 前記電極チップを装着した溶接ガンのティーチング作業
   時に、各溶接打点部位の条件に基づいて設定された前記
   各溶接打点部位における前記溶接ガンの溶着解除動作を
   記憶する記憶手段と、 前記電極チップと前記被溶接物が溶着した際に、前記記
   憶手段から該溶着した溶接打点部位に対応した前記溶着
   解除動作を選択する選択手段と、 前記選択された溶着解除動作を、前記溶着した溶接打点
   部位のティーチングデータに設定して前記溶接ガンに該
   溶着解除動作を実行させるための動作設定手段と、 を備えることを特徴とする抵抗溶接機における電極チッ
   プの溶着解除装置。