JP2019141851A - 電気抵抗溶接における散り検知方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接条件等に拘らず定量的に散り現象の発生を検出することができる電気抵抗溶接における散り検知方法及びその装置を提供する。【解決手段】複数の金属板材を重ね合わせたワークＷを１対の電極３３，３４によって加圧すると共に所定の加圧力を維持した状態で１対の電極３３，３４間に通電することによりワークＷを溶接するスポット溶接装置２と、１対の電極３３，３４の離間距離を連続的に検出する動作制御部４２と、検出された離間距離の時間的変化率を検出する演算部５１と、１対の電極３３，３４の接近方向の検出された変化率が所定閾値以上の場合に散り発生を判定する判定回路部５２とを有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、所定の加圧力を維持した状態で１対の電極間に通電することにより複数の金属板材を重ね合わせたワークを溶接する電気抵抗溶接における散り検知方法及びその装置に関する。

従来より、スポット溶接に代表される電気抵抗溶接装置は、車体組立工場等で多用されている。このスポット溶接装置では、複数の金属板材を重ね合わせたワークを１対の電極で挟持し、所定の加圧力を維持した状態で１対の電極間に通電する。
この電極間の通電により発生したジュール熱でワークの溶接部が溶融し、電極間のワーク内部に溶接部の溶融物であるナゲットを生成する。その後、所定の加圧状態を維持しつつ通電を停止することによりナゲットが冷却固化され、複数の金属板材からなるワークが溶接される。

一方、溶接部における電流密度の増大によって、溶接部の温度が過剰に上昇し、溶接部の溶融物がワーク外に飛散する現象、所謂散り現象が発生する。
散り現象が発生した場合、溶融物の飛散により溶接部の肉厚が薄くなるため、接合強度の低下を招き、外表面に飛散物が付着した場合、塗装面の手直しが必要になる虞もある。
そこで、溶融物が飛散する散り現象の発生を未然に抑える技術が提案されている。

特許文献１の抵抗溶接装置は、１対の電極と、一方の電極に加圧力を付与する加圧装置と、両電極に溶接電流を通電する通電装置とを備え、被溶接物に加圧力を付与して通電することにより溶接する抵抗溶接装置であって、電極の変位量を検出するセンサと、検出された変位量に基づき溶接電流を切替可能な電流切替制御装置とを有し、この電流切替制御装置は、検出された変位量が閾値を超えたとき、それまでの溶接電流よりも高い電流値に切り替えている。

特開２０１４−２１７８５４号公報

特許文献１の抵抗溶接装置は、溶接部を溶融させることによりワークにおける板材同士の接触面積が増加した後に溶接電流を上昇するため、散りの発生を低減している。
しかし、何らかの要因により溶接部から散りが発生した場合、生産ライン上を流れる多数のワークの中から散りが発生したワークを検出し、手直し等を行う必要がある。
特許文献１の抵抗溶接装置では、溶接電流の調節により散り発生自体の抑制を図っているものの、生産ライン上で実際に散りが発生したワークの特定は、依然として作業者の目視による確認作業に頼らざるを得ず、多数のワークの中から散りが発生したワークを検出することは容易ではない。

溶融物の飛散により溶接部の肉厚が薄くなる現象に着目して、１対の電極間距離の位置変化量に基づき散り現象の発生を検出することが考えられる。
しかし、ワークの板厚、溶接電流値、加圧力等の溶接条件や処理態様によっては、散り現象が生じてなくても、１対の電極の挟持動作によりワーク（溶接部）が深く押し潰されることもあり、単に電極間距離の位置変化に基づく検出では高い検出精度を確保できない虞がある。

本発明の目的は、溶接条件等に拘らず定量的に散り現象の発生を検出可能な電気抵抗溶接における散り検知方法及びその装置等を提供することである。

請求項１の電気抵抗溶接における散り検知方法は、複数の金属板材を重ね合わせたワークを１対の電極によって加圧すると共に所定の加圧力を維持した状態で前記１対の電極間に通電することにより前記ワークを溶接する電気抵抗溶接における散り検知方法において、前記１対の電極の離間距離を連続的に検出する離間距離検出ステップと、前記検出された離間距離の時間的変化率を検出する変化率検出ステップと、前記１対の電極の接近方向の前記検出された変化率が所定閾値以上の場合に散り発生を判定する判定ステップと、を有することを特徴としている。

この電気抵抗溶接における散り検知方法では、前記１対の電極の離間距離を連続的に検出する離間距離検出ステップを有するため、電極間距離を時系列的に検出することができる。前記検出された離間距離の時間的変化率を検出する変化率検出ステップを有するため、溶接部の状態変化を電極間距離をパラメータとして検出することができる。
しかも、前記１対の電極の接近方向の前記検出された変化率が所定閾値以上の場合に散り発生を判定する判定ステップを有するため、電極の挟持動作により溶接部が押し潰された状態と散り現象が生じた状態とを電極間距離の変化率を用いて仕分けすることができ、散り現象の発生を物理量として定量的に検出することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記判定ステップは、通電中に検出された前記１対の電極間の離間距離の変化率を判定することを特徴としている。また、ノイズ等による誤検知影響を考慮し、通電中であっても判定から除外する区間を設定可能である。
この構成によれば、限られた期間における電極間距離の変化率を判定すれば良く、処理の簡単化を図りつつ、散り現象の発生以外の溶接部の状態変化を排除することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記判定ステップの前記所定閾値が０．３ｍｍ／ｓｅｃであることを特徴としている。また、現在の所定閾値に適合しない新材料への対応も考慮し、溶接個所ごとの個別閾値の設定や、所定閾値自体の見直しも可能である。
この構成によれば、金属板材の板厚に拘らず散り現象の発生を定量的に検出することができる。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記判定ステップは、前記検出された変化率が大きい程散り現象が大きいと判定することを特徴としている。
この構成によれば、散り現象の発生と合わせて散り現象の大きさを検出することができる。

請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記離間距離検出ステップは、前記１対の電極を備えた溶接ガンが先端に装着されたロボットアームを駆動するための機構を用いて前記１対の電極の離間距離を検出することを特徴としている。
この構成によれば、既存の機構を用いることにより設備の簡単化を図ることができる。

請求項６の電気抵抗溶接における散り検知装置は、複数の金属板材を重ね合わせたワークを１対の電極によって加圧すると共に所定の加圧力を維持した状態で前記１対の電極間に通電することにより前記ワークを溶接する電気抵抗溶接における散り検知装置において、前記１対の電極の離間距離を連続的に検出する離間距離検出手段と、前記検出された離間距離の時間的変化率を検出する変化率検出手段と、前記１対の電極の接近方向の前記検出された変化率が所定閾値以上の場合に散り発生を判定する判定手段とを有することを特徴としている。
この電気抵抗溶接における散り検知装置では、前記１対の電極の離間距離を連続的に検出する離間距離検出手段を有するため、電極間距離を時系列的に検出することができる。前記検出された離間距離の時間的変化率を検出する変化率検出手段を有するため、溶接部の状態変化を電極間距離をパラメータとして検出することができる。
しかも、前記１対の電極の接近方向の前記検出された変化率が所定閾値以上の場合に散り発生を判定する判定手段を有するため、電極の挟持動作により溶接部が押し潰された状態と散り現象が生じた状態とを電極間距離の変化率を用いて仕分けすることができ、散り現象の発生を物理量として定量的に検出することができる。

請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記判定手段は、通電中に検出された前記１対の電極間の離間距離の変化率を判定することを特徴としている。また、ノイズ等による誤検知影響を考慮し、通電中であっても判定から除外する区間を設定可能である。
この構成によれば、基本的に請求項２と同様の効果を奏することができる。

請求項８の発明は、請求項６又は７の発明において、前記判定手段の前記所定閾値が０．３ｍｍ／ｓｅｃであることを特徴としている。また、現在の所定閾値に適合しない新材料への対応も考慮し、溶接個所ごとの個別閾値の設定や、所定閾値自体の見直しも可能である。
この構成によれば、基本的に請求項３と同様の効果を奏することができる。

請求項９の発明は、請求項６〜８の何れか１項の発明において、前記判定手段は、前記検出された変化率が大きい程散り現象が大きいと判定することを特徴としている。
この構成によれば、基本的に請求項４と同様の効果を奏することができる。

請求項１０の発明は、請求項６〜９の何れか１項の発明において、前記離間距離検出手段は、前記１対の電極を備えた溶接ガンが先端に装着されたロボットアームを駆動するための機構を用いて前記１対の電極の離間距離を検出することを特徴としている。
この構成によれば、基本的に請求項５と同様の効果を奏することができる。

本発明の電気抵抗溶接における散り検知方法及びその装置によれば、溶接条件等に拘らず定量的に散り現象の発生を検出することができる。

実施例１に係るスポット溶接における散り検知装置の全体概略構成図である。 スポット溶接装置の模式図である。 図２の溶接ガンの拡大模式図である。 散り未発生時の上側電極の位置及び変化率のグラフである。 散り発生時の上側電極の位置及び変化率のグラフである。 ２重厚板溶接における散り発生時の上側電極の位置及び変化率のグラフである。 ２重薄板溶接における散り発生時の上側電極の位置及び変化率のグラフである。 ３重厚板溶接における散り発生時の上側電極の位置及び変化率のグラフである。 ３重薄板溶接における散り発生時の上側電極の位置及び変化率のグラフである。 別の３重厚板溶接における散り発生時の上側電極の位置及び変化率のグラフである。 溶接処理手順を示すフローチャートである。 散り検出処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本発明をスポット溶接における散り検知装置に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
また、以下の説明は、スポット溶接における散り検知方法の説明を含むものである。

以下、本発明の実施例１について図１〜図１２に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施例に係る電気抵抗溶接における散り検知装置１は、生産ラインに沿って配設された複数のスポット溶接装置（電気抵抗溶接装置）２と、これら複数のスポット溶接装置２からデータが入力される第１サーバ３と、この第１サーバ３からデータが入力される第２サーバ４と、この第２サーバ４で判定された判定結果を表示可能な複数の表示部５を主な構成要素としている。

まず、複数のスポット溶接装置２について説明する。
複数のスポット溶接装置２は、何れも同様の仕様に構成され、何れのスポット溶接装置２も第１サーバ３に対して電気的に並列状に接続されている。
図２に示すように、スポット溶接装置２は、スポット溶接ロボット（以下、ロボットと略す）１１と、溶接制御装置１２と、ロボットコントローラ１３と、電動式スポット溶接ガン（以下、溶接ガンと略す）１４等を備えている。

ロボット１１は、６つの関節軸Ｊ１〜Ｊ６を有する多関節型ロボットである。このロボット１１は、ベース２１と、旋回部２２と、下部アーム２３と、上部アーム２４と、第１先端部２５と、第２先端部２６と、先端フランジ部２７等を備え、これらは相互に回動可能に構成されている。このロボット１１には、各関節軸Ｊ１〜Ｊ６回りに各部材を夫々駆動可能なロボット用モータＭ１（図１参照）が配設されている。これらのロボット用モータＭ１は、サーボモータにより夫々構成され、ロボットコントローラ１３によって制御されている。

図１に示すように、ロボット用モータＭ１には、エンコーダＥ１が夫々取り付けられ、各ロボット用モータＭ１の回転量及び回転角度は ロボットコントローラ１３に夫々出力されている。
ロボットアームの先端、所謂先端フランジ部２７には、溶接ガン１４が装着され、ロボットコントローラ１３によるロボット用モータＭ１の制御によって、溶接ガン１４の位置、角度、向き等が制御されている。

図２及び図３に示すように、溶接ガン１４は、Ｃ型スポット溶接ガンにより構成され、ハウジング３１と、ガンアーム３２と、可動電極に相当する上側電極３３と、固定電極に相当する下側電極３４と、ガン用モータＭ２と、ボールねじ機構３５と、エンコーダＥ２と、減速機３６等を備えている。
サーボモータにより構成されたガン用モータＭ２は、ロボットコントローラ１３によって制御され、エンコーダＥ２により回転量及び回転角度がロボットコントローラ１３に出力されている。
ボールねじ機構３５は、ねじ軸とナットを備え、減速機３６を介したガン用モータＭ２の回転運動を上側電極３３の直線運動に変換する機構である。
尚、スポット溶接ガンは、Ｃ型スポット溶接ガンに限られず、Ｘ型スポット溶接ガンやＯ型スポット溶接ガンであっても良い。

図１に示すように、ロボットコントローラ１３は、ロボットコントローラの各構成機器を統括制御するメイン制御部４１と、ロボット１１や溶接ガン１４の動作を制御する 動作制御部４２と、電極３３，３４間に通電する溶接電流値を制御する溶接制御装置等と信号授受を行う外部インターフェース部４３と、メモリ等からなる記憶部４４等を有している。メイン制御部４１は、事前に登録されている教示プログラムを呼び出し、ロボットコントローラの各構成機器を統括して制御している。

動作制御部４２は、エンコーダＥ１及びエンコーダＥ２の検出値に基づき溶接ガン１４を複数の金属板材を重ね合わせたワークＷの溶接部（溶接箇所）に移動させるように各ロボット用モータＭ１及びガン用モータＭ２を制御している。
また溶接時には、電極３３，３４によるワークＷへの加圧力が規定の加圧力になるようにガン用モータＭ２の駆動電流を制御している。具体的には、上側電極３３によるワークＷへの加圧力を規定の加圧力にするため、実験等により個々の溶接仕様（溶接箇所や溶接条件等）に対応した加圧指令値とこれら加圧指令値に対応する電流（トルク）指令値とを対応付けたマップを予め設定しておき、作業対象である溶接箇所の加圧指令値に対応した電流指令値にて制御している。

外部インターフェース部４３は、溶接制御装置１２と接続され、溶接条件番号や溶接指令、溶接完了などの信号授受を行っている。溶接制御装置１２は、ロボットコントローラ１３から受信した溶接条件番号や溶接指令などに基づき、ワークＷの溶接部が上側電極３３と下側電極３４によって規定加圧力に挟持された状態で、溶接電流を電極３３，３４間に通電してスポット溶接を施し、通電が終了したら溶接完了をロボットコントローラに送信している。
記憶部４４は、上側電極３３にワークＷの溶接部を把持するための加圧動作開始時点からその溶接部の溶接処理が終了する時点までの電極３３，３４の離間距離（以下、電極間距離という）を連続的（例えば、１００ｍｓｅｃ毎）に記憶している。具体的には、加圧動作開始時点から上側電極３３の位置が動作制御部４２を介したエンコーダＥ２の検出値に基づき溶接処理が終了する時点まで記憶している。
ここで、動作制御部４２が電極３３，３４の離間距離検出手段に相当している。

次に、第１サーバ３について説明する。
第１サーバ３は、各スポット溶接装置２の記憶部４４から溶接処理（溶接部）毎の電極間距離を全て入力している。尚、情報処理の効率化のため、複数のスポット溶接装置２と第１サーバ３との間に、全ての溶接処理の電極間距離を収集すると共に電極間距離を蓄積用のデータに変換する収集装置（例えば、収集用ＰＣ等）を介在させても良い。

次に、第２サーバ４について説明する。
第２サーバ４は、第１サーバ３に蓄積された全溶接処理の電極間距離の中から所定の選別条件（例えば、生産日）によって選別された溶接処理の電極間距離を抽出した後、この抽出された溶接処理の電極間距離について時間的変化率を演算すると共に散り発生の有無を判定し、これらの結果を蓄積している。尚、電極間距離の時間的変化率がロボットコントローラ側から取得できる場合は、こちらを収集して蓄積してもよい。

図１に示すように、第２サーバ４は、溶接プロセス把握手段としての演算部５１（変化率検出手段）と、判定回路部５２（判定手段）と、 処理結果蓄積部５３と、表示回路部５４等を備えている。
演算部５１は、第１サーバ３から入力した溶接処理の電極間距離から溶接処理中部分を抽出し、これに基づき電極間距離の変化率、所謂上側電極３３による下側電極３４方向への移動速度の演算と、溶接プロセスの把握を行っている。
処理結果蓄積部５３は、演算部５１による演算結果や判定回路部５２による判定結果等を記憶し、表示回路部５４は、処理結果蓄積部５３に蓄積された処理結果等のデータを表示部５に表示するための表示用データに変換している。

判定回路部５２は、演算部５１の演算結果である溶接処理中の電極間距離の変化率と所定の判定閾値を用いて散り現象の発生有無を判定している。
ここで、散り現象が発生しない場合における上側電極３３の挙動について説明する。
図４に示すように、スポット溶接では、時刻ａ１で電極３３，３４がワークＷの加圧動作を開始する。上側電極３３は急下降した後、制御遅れによる戻り上昇（加圧力オーバーシュート）後（時刻ｂ１）、溶接部に規定加圧力が作用する位置に維持される。溶接部に規定加圧力が作用した状態で通電が開始されると（時刻ｃ１）、溶接部の温度上昇に伴い溶接部が膨張して上側電極３３が上昇する（時刻ｄ１）。その後、上側電極３３の位置が安定し（時刻ｅ１）、ナゲット形成後の挟持動作に伴う溶接部の潰れに起因した、なだらかな下降を生じた後（時刻ｆ１）、溶接が完了する。
尚、図４において、上側電極３３の位置（電極間距離）を実線、上側電極３３の位置変化率（速度）を破線で示している。

散り現象は、溶接部における電流密度の増大によって、溶接部の温度が過剰に上昇し、溶接部の溶融物が外部に飛散する現象である。
図５に示すように、散り現象が発生する場合、時刻ａ２〜時刻ｅ２における上側電極３３の挙動は、散り現象が発生しない場合の時刻ａ１〜時刻ｅ１の挙動と略同様である。
しかし、散り現象が発生する場合には、溶接部の溶融物が瞬時に外部に飛散し、上側電極３３の位置が急激に下降するため、下方移動を正としたとき、本溶接処理の時刻ｆ２における上側電極３３の位置変化率は０．９１６（ｍｍ／ｓｅｃ）であり、散り現象が発生しない場合の時刻ｆ１における上側電極３３の位置変化率０．１５３（ｍｍ／ｓｅｃ）に比べて著しく増加している。

電極間距離の変化率を判定することにより、散り現象の発生を目視することなく機械的に検出できることから、本発明者が検討したところ、下側電極３４方向へ向かう移動を正としたとき、０．３（ｍｍ／ｓｅｃ）が散り現象発生の判定閾値に適しているという結論に至った。
そこで、上記判定閾値について検証実験を行った。
以下、図６〜図１０に基づき、各検証実験について説明する。図中、Ａ１ａ〜Ａ４は、散り発生時を示している。

図６は、板厚１．２０ｍｍと０．６０ｍｍのワークＷを溶接する２重厚板溶接における散り発生時の上側電極３３の位置及び変化率のグラフである。
散り発生時Ａ１ａの上側電極３３の位置変化率は、３．６６（ｍｍ／ｓｅｃ）であった。
散り発生時Ａ１ｂの上側電極３３の位置変化率は、０．９２（ｍｍ／ｓｅｃ）であった。
図７は、板厚０．６０ｍｍと０．６５ｍｍのワークＷを溶接する２重薄板溶接における散り発生時の上側電極３３の位置及び変化率のグラフである。
散り発生時Ａ２の上側電極３３の位置変化率は、７．７８（ｍｍ／ｓｅｃ）であった。

図８は、板厚１．２０ｍｍと１．４０ｍｍと１．６０ｍｍのワークＷを溶接する３重厚板溶接における散り発生時の上側電極３３の位置及び変化率のグラフである。
散り発生時Ａ３の上側電極３３の位置変化率は、４．７３（ｍｍ／ｓｅｃ）であった。
図９は、板厚０．６５ｍｍと０．６０ｍｍと０．６０ｍｍのワークＷを溶接する３重薄板溶接における散り発生時の上側電極３３の位置及び変化率のグラフである。
散り発生時Ａ４の上側電極３３の位置変化率は、９．６１（ｍｍ／ｓｅｃ）であった。
図１０は、板厚１．００ｍｍと１．２０ｍｍと１．００ｍｍのワークＷを溶接する３重厚板溶接における散り発生時の上側電極３３の位置及び変化率のグラフである。
散り発生時Ａ５の上側電極３３の位置変化率は、０．３１（ｍｍ／ｓｅｃ）であった。
以上の検証実験により、通電開始後の上側電極３３の位置変化率が判定閾値０．３以上のとき、ワークＷの板材の厚みや板材の数量に拘らず散り現象が発生し、上側電極３３の位置変化率が判定閾値０．３未満のとき、散り現象が発生しないことが判明した。

判定回路部５２は、演算部５１の演算結果である溶接処理中の電極間距離の変化率が、通電開始後において判定閾値０．３以上の溶接処理（散り現象が発生した溶接処理）と、判定閾値０．３未満の溶接処理（散り現象が発生しなかった溶接処理）とを判定している。
また、電極間距離の変化率が大きい程散り現象が大きいと判定することが可能である。

複数の表示部５は、既存のＰＣ等により構成され、第１サーバ３から第２サーバ４に抽出する溶接処理を選別するための選別条件（例えば、生産日等）を入力可能に形成されている。また、この表示部５は、第２サーバ４の処理結果を表示可能に形成されている。具体的には、作業者が、特定の生産ライン，日時，溶接処理条件（ロボット号機や溶接条件番号など）を指定した場合、該当した溶接処理中の電極間距離及び変化率のグラフ（図４〜図１０参照）を、散り現象の発生有無及び散り現象の大きさが識別可能な形態で表示される。
これらの情報に基づき、次回以降の溶接条件を見直すことが可能である。例えば、散りが溶接処理の前半に発生した場合は溶接電流値を低下させる対策や、散りが溶接処理の後半に発生した場合は通電時間を短縮する対策などが考えられ、過剰な温度上昇を回避することが可能である。
また処理結果には、生産したワークの固有情報も付与されている。これによって作業者は、散りが発生したワークＷを特定し、接合強度の確認、外観チェック、手直し等を行うことも可能である。

次に、図１１のフローチャートに基づいて、溶接処理手順について説明する。
尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は、各処理のためのステップを示している。溶接個所，加圧指令値，溶接条件番号等は、ワーク種類や作業毎に予め教示プログラムとしてロボットコントローラに登録している。また、溶接電流や通電時間などの溶接条件は、溶接条件番号毎に条件マップとして溶接制御装置に登録している。

図１１に示すように、Ｓ１にて、溶接ガン１４をロボット１１の駆動によりワークＷの溶接箇所に移動する。Ｓ２では、電極３３，３４にてワークＷの溶接部を挟持するための加圧動作を開始する。
ガン用モータＭ２の駆動電流（トルク）が加圧指令値相当に到達する所まで上側電極３３を下側電極３４の方向に加圧動作を進め、溶接箇所を規定加圧力で挟持した後（Ｓ３）、溶接制御装置へ溶接条件番号と溶接指令を送信する（Ｓ４）。溶接制御装置は受信した信号に基づき、条件マップから溶接条件を読み込んで電極３３，３４間に溶接電流を通電する（Ｓ５）。

溶接制御装置は、通電（冷却含む）が完了したら溶接完了信号をロボットコントローラへ送信する（Ｓ６）。
ロボットコントローラは溶接完了信号を受け取り、加圧動作を終了して溶接ガンを開放する（Ｓ７）。
以降教示プログラムに登録されている他溶接個所に対してもＳ１〜Ｓ７の処理を繰り返し、教示プログラムエンドまで実行する（Ｓ８〜Ｓ９）。

次に、図１２のフローチャートに基づいて、散り検出処理手順について説明する。
散り検出処理は、作業者による起動操作や、ＰＣ等による自動起動により実行されると共に、図１１に示した溶接処理とは独立して実行されている。

図１２に示すように、Ｓ１１にて、第１サーバ３から選別条件（例えば、生産日）によって選別された、ロボットコントローラで検出した電極間距離等のデータを読み込む。
次に、Ｓ１２にて、電極間距離について時間的変化率を演算し、溶接処理中部分を抜き出し、上側電極３３が上昇した位置から下降するポイント（以下、下降点という）抽出と、下降点での電極間距離の最大変化率を演算する。
Ｓ１２の処理結果は保存され、散り発生判定や処理結果の表示に用いる。

Ｓ１３では、Ｓ１２で演算した変化率が判定閾値（０．３ｍｍ／ｓｅｃ）以上か否か判定する。
Ｓ１３の判定の結果、変化率が判定閾値以上の場合、散り発生を判定し（Ｓ１４）、Ｓ１６に移行する。
Ｓ１３の判定の結果、変化率が判定閾値未満の場合、散り未発生を判定し（Ｓ１５）、Ｓ１６に移行する。

Ｓ１６では、選別条件に対応した溶接処理条件毎（ロボット号機，溶接条件毎）の溶接実行回数と、散り現象の発生回数を記憶し、Ｓ１７に移行する。
Ｓ１７では、未判定データが存在しないか否か判定する。
Ｓ１７の判定の結果、未判定データが存在しない場合、終了し、未判定データが存在する場合、Ｓ１２にリターンして判定を継続する。

次に、上記スポット溶接における散り検知装置の作用、効果について説明する。
実施例１に係る散り検知装置１によれば、１対の電極３３，３４の離間距離を連続的に検出する 動作制御部４２を有するため、電極間距離を時系列的に検出することができる。検出された電極間距離から溶接処理中部分を抽出し、これに基づき下降点での電極間距離の最大変化率を演算する演算部５１を有するため、溶接部の状態変化を電極間距離をパラメータとして検出することができる。
しかも、演算部５１で演算した最大変化率が所定閾値以上の場合に散り発生を判定する判定回路部５２を有するため、電極３３，３４の挟持動作により溶接部が押し潰された状態と散り現象が生じた状態とを電極間距離の変化率を用いて仕分けすることができ、散り現象の発生を物理量として定量的に検出することができる。

判定回路部５２は、下降点での電極間距離の最大変化率を判定するため、限られた期間における電極間距離の変化率を判定すれば良く、処理の簡単化を図りつつ、散り現象の発生以外の溶接部の状態変化を排除することができる。

判定回路部５２の判定閾値が０．３ｍｍ／ｓｅｃであるため、金属板材の板厚等に拘らず散り現象の発生を定量的に検出することができる。
また、検出された変化率が大きい程散り現象が大きいと判定するため、散り現象の発生と合わせて散り現象の大きさを検出することができる。

動作制御部４２は、１対の電極３３，３４を備えた溶接ガン１４が先端に装着された ロボット１１及び溶接ガン１４を駆動するための機構を用いて１対の電極３３，３４の離間距離を検出するため、既存のエンコーダＥ２を用いることにより設備の簡単化を図ることができる。

また、この散り検知方法によれば、１対の電極３３，３４の離間距離を連続的に検出する離間距離検出ステップＳ１１を有するため、電極間距離を時系列的に検出することができる。検出された離間距離の時間的変化率を検出する変化率検出ステップＳ１２を有するため、溶接部の状態変化を電極間距離をパラメータとして検出することができる。
しかも、前記把握した溶接処理中の１対の電極３３，３４の接近方向の検出された変化率が所定閾値以上の場合に散り発生を判定する判定ステップＳ１３を有するため、電極３３，３４の挟持動作により溶接部が押し潰された状態と散り現象が生じた状態とを電極間距離の変化率を用いて仕分けすることができ、散り現象の発生を物理量として定量的に検出することができる。

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、スポット溶接に適用した例を説明したが、少なくとも、電気抵抗溶接であれば良く、例えばプロジェクション溶接等に適用しても良い。

２〕前記実施形態においては、第１サーバと第２サーバの２つのサーバを設けた例を説明したが、サーバの能力に応じて両者を共通化した単一のサーバにしても良く、また、３以上のサーバに細分化しても良い。

３〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

１ 散り検知装置
２ スポット溶接装置
３３ 上側電極
３４ 下側電極
４２ 動作制御部
５１ 演算部
５２ 判定回路部
Ｅ２ エンコーダ

Claims (10)

1. 複数の金属板材を重ね合わせたワークを１対の電極によって加圧すると共に所定の加圧力を維持した状態で前記１対の電極間に通電することにより前記ワークを溶接する電気抵抗溶接における散り検知方法において、
   前記１対の電極の離間距離を連続的に検出する離間距離検出ステップと、
   前記検出された離間距離の時間的変化率を検出する変化率検出ステップと、
   前記１対の電極の接近方向の前記検出された変化率が所定閾値以上の場合に散り発生を判定する判定ステップと、
   を有することを特徴とする電気抵抗溶接における散り検知方法。
2. 前記判定ステップは、通電中に検出された前記１対の電極間の離間距離の変化率を判定することを特徴とする請求項１に記載の電気抵抗溶接における散り検知方法。
3. 前記判定ステップの前記所定閾値が０．３ｍｍ／ｓｅｃであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気抵抗溶接における散り検知方法。
4. 前記判定ステップは、前記検出された変化率が大きい程散り現象が大きいと判定することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電気抵抗溶接における散り検知方法。
5. 前記離間距離検出ステップは、前記１対の電極を備えた溶接ガンが先端に装着された ロボットアームを駆動するための機構を用いて前記１対の電極の離間距離を検出することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電気抵抗溶接における散り検知方法。
6. 複数の金属板材を重ね合わせたワークを１対の電極によって加圧すると共に所定の加圧力を維持した状態で前記１対の電極間に通電することにより前記ワークを溶接する電気抵抗溶接における散り検知装置において、
   前記１対の電極の離間距離を連続的に検出する離間距離検出手段と、
   前記検出された離間距離の時間的変化率を検出する変化率検出手段と、
   前記１対の電極の接近方向の前記検出された変化率が所定閾値以上の場合に散り発生を判定する判定手段とを有することを特徴とする電気抵抗溶接における散り検知装置。
7. 前記判定手段は、通電中に検出された前記１対の電極間の離間距離の変化率を判定することを特徴とする請求項６に記載の電気抵抗溶接における散り検知装置。
8. 前記判定手段の前記所定閾値が０．３ｍｍ／ｓｅｃであることを特徴とする請求項６又は７に記載の電気抵抗溶接における散り検知装置。
9. 前記判定手段は、前記検出された変化率が大きい程散り現象が大きいと判定することを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の電気抵抗溶接における散り検知装置。
10. 前記離間距離検出手段は、前記１対の電極を備えた溶接ガンが先端に装着されたロボットアームを駆動するための機構を用いて前記１対の電極の離間距離を検出することを特徴とする請求項６〜９の何れか１項に記載の電気抵抗溶接における散り検知装置。