JPS622909B2 - - 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の自動
スポツト溶接装置の電力供給装置に関する。

スポツト溶接用ロボツトは、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
ことは衆知の通りであるが、近年スポツト溶接の
省エネルギー対策及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
用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られた
スポツト溶接ガン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、この太いケーブルを振
りまわして高速で移動することになり、又、各溶
接打点ごとにおける溶接ガンの姿勢制御のため、
ケーブルは急激なひねりや曲げを受けることにな
り、ケーブルは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
溶接電流の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、このシステムは、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
い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
絶縁破壊の危険性が増大し、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
や電力供給システムへ与える影響は見過ことので
きない大きな恐威となつて来たのである。

これらの危険性は、他に多くの利点をもつ該ト
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。

一般に、トランス内蔵ガン１はスポツト溶接ロ
ボツト２（図示省略）の可動アームの先端に固定
され、ワークのスポツト溶接位置に従つて順次、
高速移送され、又、ワーク形状に従つてガン自体
の姿勢も急激に変化することになる。

従つて、溶接トランスの一次側に接続されてい
る可動ケーブル３は極めて激しいひねりや曲げ等
の動きを強要され次第に損耗してゆく。

従来は、この可動ケーブル３は、溶接通電を制
御するサイリスタ・コンタクタ等の電子スイツチ
７を介して200V又は400V定格の溶接電源１０へ
直接々続されているため、タイマ８からの通電指
令によりサイリスタ・コンタクタ７が導通状態に
あるときは一対の可動ケーブル３のケーブル芯線
間には高い溶接電源電圧がそのまま印加されるこ
とになり、又、例え、サイリスタ・コンタクタ７
が非導通状態にあるときにも、ケーブル芯線は、
場合により高い対アース電位に保たれることにな
る。

これにより、ケーブル３の外周を保護している
絶縁体のわづかな破損に対しても強力な絶縁破壊
力が作用し、又、一旦ケーブル間短絡や、対アー
ス短絡事故等が発生すると非常に大きな短絡電流
が流れる危険性をもつている。

これら短絡大電流が発生した場合、多くは溶接
電源側に設置されているブレーカ９が作動し、電
源を遮断することになるが、ケーブル短絡時の大
きなスパークによりロボツト・アームやジグ等周
辺機器に損傷を与え、又、場合によつては、変電
所等電力供給設備にまで影響を及ぼし、工場停電
や火災等大事故へつながる恐れも考えられる。

一方、ケーブル芯線の対アース絶縁劣化に対し
ては、いわゆる漏電遮断器が有効であるが、現在
多用されている水冷式サイリスタ等の場合には、
その水冷ホースに水垢がたまつたりして電路の絶
縁抵抗が低下すると漏電遮断器が誤動作すること
があり、冷却水の水質を改善したり、場合によつ
ては、その水冷部分を充電部から絶縁した特殊な
サイリスタを使用するなど面倒な処理が必要であ
つた。

これに対し、本発明は、溶接電源１０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を設置することにより、可動ケーブル３
の芯線相互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。

一方、絶縁トランス４の二次コイル側をアース
に対してフローテイング状態に保つことにより、
例え可動ケーブル３の片側の絶縁が破壊して、ケ
ーブル芯線の一部がロボツト・アームやジグ等ア
ース電位の部品と接触することが起きてもアース
電流は流れず、スパーク等によるロボツト装置
の、損傷や、電源設備へ悪影響を与えることもな
くなる。

ただ、この可動ケーブル３を含む電路の電位を
アースに対してフローテイング状態に保つと、絶
縁トランス４の一次コイルと二次コイルとの間の
リーケージ、インピーダンス等によりその二次コ
イル側に一次コイル側の電位が印加されることに
なり、例えば可動ケーブル３の交換時等、その電
路に人間が触れると激しい電撃を受ける恐れがあ
る。

これを防止するには、このフローテイング状態
にある電路を適当な低インピーダンス５、例えば
100Ω程度の抵抗器を介してアース６に接続すれ
ばよい。

このような接地は、可動ケーブル３の非接地側
芯線の地絡事故に対しても、アースを経て流れる
電流を十分小さくできスパーク等による接触部部
品の損傷等を確実に防止することができる。

又、ステツプダウン用絶縁トランス４の二次側
電圧、即ち、溶接トランスへの供給電圧の値であ
るが、あまり低くしすぎると可動ケーブル３が太
くなつてしまい作業性や経済性が悪くなることに
なる。これらと安全性との兼合いにより、例えば
数十ボルト程度の最適な電圧が選定されることに
なる。

【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。 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…接地インピーダンス、６…
アース、７…サイリスタ・コンタクタ、８…タイ
マ、９…ブレーカ、１０…200V又は400V定格溶
接電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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の自動スポツト溶接
   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可撓性ケーブルで接続
   し、その電路の一点を低い値のインピーダンスを
   持たせて接地したことを特徴とするトランス内蔵
   ガンへの溶接電力供給装置。