JP5484551B1

JP5484551B1 - 電極チップの研磨方法

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Publication number: JP5484551B1
Application number: JP2012254688A
Authority: JP
Inventors: 弘太郎中嶋
Original assignee: Kyokutoh Co Ltd
Current assignee: Kyokutoh Co Ltd
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2032-11-20
Also published as: CN104470670B; US20150044945A1; EP2845678A4; JP2014100729A; KR20140133947A; US10016835B2; EP2845678B1; KR101632821B1; WO2014080626A1; EP2845678A1; CN104470670A

Abstract

【課題】最大トルク発生時以外での研磨異常を判断可能な電極チップの研磨方法を提供すること。
【解決手段】溶接ガンに保持された一対の電極チップを研磨するチップドレッサ１８が、一対の電極チップの先端部を切削可能なカッタを保持したホルダと、一対の電極チップを切削可能に、ホルダを回転させるための駆動源としてのサーボモータ３７及び該サーボモータの回転を制御するサーボアンプ３９を有してなるサーボモータ装置３６と、サーボモータ装置の作動を制御するコントローラ５０と、を備える。サーボモータ装置３６は、一対の電極チップの正常研磨時における負荷トルク内の中間値のトルク発生時、コントローラ５０に、トルク発生信号を出力する。コントローラ５０は、正常研磨時の経過時間に対応する時間内に、トルク発生信号を入力しなかった時、研磨異常と判断する。
【選択図】図４

Description

本発明は、サーボモータ装置を備えてなるチップドレッサを使用して研磨する電極チップの研磨方法に関する。

従来、スポット溶接の溶接ガンに装着される一対の電極チップを研磨する際、溶接ガンを設けた溶接ロボットとの信号の入出力の容易さから、サーボモータ装置を備えてなるチップドレッサが利用されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１０３３７８号公報

しかし、従来のサーボモータ装置を使用したチップドレッサでは、サーボモータ装置が、サーボモータの最大トルク（停動トルク）の発生時に負荷を低下させるように、動作するだけで、最大トルク発生時以外での電極チップの研磨異常が解らず、不便であった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、最大トルク発生時以外での研磨異常を判断可能な電極チップの研磨方法を提供することを目的とする。

＜請求項１の説明＞
本発明に係る電極チップの研磨方法は、溶接ガンに保持された一対の電極チップを研磨するチップドレッサが、
一対の前記電極チップの先端部を切削可能なカッタを保持したホルダと、
一対の前記電極チップを切削可能に、前記ホルダを回転させるための駆動源としてのサーボモータ及び該サーボモータの回転を制御するサーボアンプを有してなるサーボモータ装置と、
該サーボモータ装置の作動を制御するコントローラと、
を備えて構成され、
前記チップドレッサが一対の前記電極チップを研磨する際に、前記サーボモータの最大トルク以下での電極チップの研磨異常を判別可能な電極チップの研磨方法であって、
前記サーボモータ装置が、一対の前記電極チップの正常研磨時における負荷トルク内の中間値のトルク発生時、前記コントローラに、トルク発生信号を出力する構成とし、
前記コントローラが、正常研磨時の経過時間に対応する時間内に、前記トルク発生信号を入力しなかった時、研磨異常と判断することを特徴とする。

本発明に係る電極チップの研磨方法では、電極チップの研磨時において、コントローラが、正常研磨時の経過時間に対応する時間内に、サーボモータ装置から所定の中間値のトルク発生信号を入力しなけば、電極チップが正常に研磨されていないこととなって、研磨異常として判断でき、溶接ガンを保持した溶接ロボットの制御装置等に、異常の信号を出力できる。

したがって、本発明に係る電極チップの研磨方法では、電極チップを保持した溶接ガンが他のチップドレッサに配置されていたり、あるいは、サーボモータが空回りしている等の原因があることが解り、サーボモータの最大トルク発生時以外での研磨異常を判断することができる。

＜請求項２の説明＞
そして、本発明に係る電極チップの研磨方法では、正常研磨時の前記サーボモータの負荷トルクの時間経過に伴なう波形が、研磨開始（電極チップのホルダへの当接に伴なう溶接ガンの加圧開始）から上昇して第１のピーク値となり、その後低下し、低下後に、第１のピーク値より高い第２のピーク値を迎えて停滞して、研磨完了となる波形とし、
前記サーボモータ装置が、一対の前記電極チップの正常研磨時における負荷トルク内の中間値の値として、順に高くなる二つの値以上のトルク発生時、前記コントローラに、高低の二つの値のトルク発生信号を出力する構成とするとともに、
低い値の低トルク値が、前記第１ピーク値と前記第２ピーク値との間の低下した最小値より小さな値とし、
高い値の高トルク値が、前記第２ピーク値より低く、かつ、前記第１ピーク値より高い値として、設定され、
前記コントローラが、正常研磨時の経過時間にそれぞれ対応する時間内に、低トルク値以上と高トルク値以上のトルク発生信号を入力しなかった時、研磨異常と判断するように構成することが望ましい。

このような研磨方法では、例えば、コントローラが、研磨作業開始（サーボモータの回転開始）となっても、サーボモータ装置から低トルク値以上のトルク発生信号を入力しなかった時には、既述したように、電極チップを保持した溶接ガンが他のドレッサに配置されていたり、あるいは、サーボモータが空回りしている等の原因があることが解り、サーボモータの最大トルク発生時以外での研磨異常を判断することができる。

また、コントローラが、研磨開始後（電極チップのホルダへの当接に伴なう加圧開始後）、サーボモータ装置から低トルク値以上のトルク発生信号を入力したものの、高トルク値以上のトルク発生信号を入力しなかった場合には、チップドレッサに機械的な故障はないが、電極チップの先端部が変形（磨耗）しすぎていたり、あるいは、電極チップが溶接ガンのシャンクに適切に保持されておらずに空回りしている、あるいは、溶接ガン側のチップドレッサへの加圧力不足等の原因があることが解り、サーボモータの最大トルク発生時以外での研磨異常を判断することができる。

さらに、コントローラが、研磨開始後、所定の時間内に、サーボモータ装置から低トルク値以上と高トルク値以上のトルク発生信号を、順次入力すれば、電極チップの正常な研磨作業が終了したと判断できる。

但し、コントローラが、研磨開始後、サーボモータ装置から低トルク値以上と高トルク値以上のトルク発生信号を、順次入力しても、その経過時間が短すぎる場合には、形状の異なった電極チップが研磨されていたり、あるいは、寿命等によりカッタが切削不能となっている等の原因があることが解り、これらの場合にも、サーボモータの最大トルク発生時以外での研磨異常を判断することができる。

また、コントローラは、所定の経過時間内に、サーボモータ装置から低トルク値以上と高トルク値以上のトルク発生信号を、順次入力し、そして、正常研磨時間が経過すれば、電極チップの正常な研磨作業が終了したと判断できて、それ以後の研磨を中止でき、電極チップの削りすぎを防止できて、電極チップの消費量を低減することにも寄与できる。

＜請求項３＞
さらに、前記サーボモータ装置が、前記コントローラに、前記低トルク値と前記高トルク値とのトルク発生信号に加えて、前記低トルク値と前記高トルク値との間の中トルク値以上となった時にもトルク発生信号を出力する構成とするとともに、
前記中トルク値が、前記高トルク値より低く、かつ、前記第１ピーク値より高い値として、設定され、
前記コントローラが、正常研磨時の経過時間にそれぞれ対応する時間内に、前記低トルク値以上、前記中トルク値以上、及び、前記高トルク値以上のトルク発生信号を入力しなかった時、研磨異常と判断するように構成することが望ましい。

このような研磨方法では、電極チップの研磨時、コントローラが、中トルク値以上となった際にもトルク発生信号を入力することから、低トルク値以上と高トルク値以上との他に、その中間のトルク値のトルク発生信号の有無で、研磨異常を判断できて、迅速かつ効率的に研磨異常を判断することができる。

すなわち、研磨時、例えば、コントローラが、サーボモータの回転開始となっても、サーボモータ装置から低トルク値以上のトルク発生信号を入力しなかった時には、既述したように、電極チップを保持した溶接ガンが他のドレッサに配置されていたり、あるいは、サーボモータが空回りしている等の原因があることが解り、サーボモータの最大トルク発生時以外での研磨異常を判断することができる。

また、コントローラが、研磨開始後、サーボモータ装置から低トルク値以上のトルク発生信号を入力したものの、中トルク値以上のトルク発生信号を入力しなかった場合には、チップドレッサに機械的な故障はないが、電極チップの先端部が変形（磨耗）しすぎていたり、あるいは、電極チップが溶接ガンのシャンクに適切に保持されておらずに空回りしている、あるいは、溶接ガン側のチップドレッサへの加圧力不足等の原因があることが解り、サーボモータの最大トルク発生時以外での研磨異常を判断することができる。

さらに、コントローラが、研磨開始後、サーボモータ装置から低トルク値以上と中トルク値以上のトルク発生信号を順次入力したものの、高トルク値以上のトルク発生信号を入力しなかった場合には、電極チップの先端部が極端に変形している等の原因があることが解り、サーボモータの最大トルク発生時以外での研磨異常を判断することができる。

さらにまた、コントローラが、研磨開始後、所定の時間内に、サーボモータ装置から低トルク値以上、中トルク値以上、高トルク値以上のトルク発生信号を、順次入力すれば、電極チップの正常な研磨作業が終了したと判断できる。

但し、コントローラが、研磨開始後、サーボモータ装置から低トルク値以上、中トルク値以上、高トルク値以上のトルク発生信号を、順次入力しても、その経過時間が短すぎる場合には、形状の異なった電極チップが研磨されていたり、あるいは、寿命等によりカッタが切削不能となっている等の原因があることが解り、これらの場合にも、サーボモータの最大トルク発生時以外での研磨異常を判断することができる。

勿論、コントローラは、所定の時間内に、サーボモータ装置から低トルク値以上、中トルク値以上、高トルク値以上のトルク発生信号を、順次入力し、そして、正常研磨時間が経過すれば、電極チップの正常な研磨作業が終了したと判断できて、それ以後の研磨を中止でき、電極チップの削りすぎを防止できて、電極チップの消費量を低減することにも寄与できる。

本発明の一実施形態で使用するチップドレッサ付近を示す概略平面図である。同実施形態のチップドレッサの概略側面図である。同実施形態のチップドレッサにおける電極チップの研磨時の縦断面図である。同実施形態のチップドレッサのブロック図である。正常研磨時の経過時間に伴なうサーボモータの実効トルクを示す波形図である。チップドレッサの研磨時におけるコントローラが研磨異常を判断するフローチャートを示す。電極チップの研磨異常時の一例を示す経過時間に伴なうサーボモータの実効トルクを示す波形図である。電極チップの研磨異常時の他の例を示す経過時間に伴なうサーボモータの実効トルクを示す波形図である。電極チップの研磨異常時のさらに他の例を示す経過時間に伴なうサーボモータの実効トルクを示す波形図である。電極チップの研磨異常時のさらに他の例を示す経過時間に伴なうサーボモータの実効トルクを示す波形図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、実施形態に使用する一対の電極チップ１１，１１を保持する溶接ガン５は、図１，２に示すように、多関節の溶接ロボット１のア−ム２の先端に保持されるとともに、一対の電極チップ１１，１１を相互に対向するシャンク７，８に嵌め込んで構成されている。そして、溶接ガン５は、汎用のサーボガンであり、電極チップ１１を、エンコーダを内蔵させたサーボモータ６により移動させるように保持するとともに、一対の電極チップ１１，１１相互を、同等に接近させる位置制御機能を備えて構成されている。また、溶接ガン５は、演算機能を備えて、サーボモータ６の回転数制御・トルク制御を行なって、電極チップ１１，１１の位置制御や加圧力制御等を行なえるものである。

また、図１に示す符号３は、溶接ガン５を含めた溶接ロボット１の作動を制御する制御装置である。さらに、Ｗ１，Ｗ２は、溶接ロボット１が溶接加工を行なう溶接ラインでの加工地点であり、それらの加工地点Ｗ１，Ｗ２では、所定数、所定箇所で打点（スポット溶接）して図示しない板金等を、溶接して連結することとなる。

チップドレッサ１８は、図２〜４に示すように、ドレッサ本体２４と、サーボモータ装置３６と、コントローラ５０と、を備えて構成されている。ドレッサ本体２４は、一対の電極チップ１１，１１の先端部１２を切削可能なカッタ２８を保持したホルダ２７を備え、サーボモータ装置３６のサーボモータ３７の回転駆動により、ホルダ２７がカッタ２８とともに回転して、電極チップ１１の先端部１２がカッタ２８に切削されて、研磨される。

なお、ホルダ２７は、図３に示すように、適正形状の電極チップ１１の先端部１２の形状に対応する凹部２７ａを上下両面に備えるとともに、切粉の排出用孔部２７ｂを備え、カッタ２８は、排出用孔部２７ｂの壁面に取付ねじ２９により取り付けられ、凹部２７ａ，２７ａの各内周面に切刃２８ａ，２８ａを配置させている。そのため、回転駆動しているホルダ２７の凹部２７ａ，２７ａに当接させるように、電極チップ１１，１１の先端部１２が挿入されれば、回転するカッタ２８の切刃２８ａ，２８ａにより、消耗した先端部１２が、切削されて、適正形状に研磨されることとなる。

切刃２８ａは、電極チップ１１の先端部１２の先端面１２ａと、先端面１２ａから電極チップ１１の円柱状の元部１３に連なるように拡径する拡径部１２ｂとを研磨するように、設定されている。

また、ホルダ２７は、歯車機構３１の大歯車部３２の収納部３２ａに収納固定され、大歯車部３２は、ケース２４ａ内で回動可能に軸受３３に支持されている。

歯車機構３１は、サーボモータ３７の回転駆動軸３７ａ（図４参照）に設けられた図示しない駆動歯車と、この駆動歯車と大歯車部３２とに噛合する図示しない中間歯車と、大歯車部３２と、を備えて構成され、サーボモータ３７の回転駆動により、大歯車部３２に収納されたホルダ２７を、カッタ２８とともに回転させることとなる。

サーボモータ装置３６は、交流用のサーボモータ３７、サーボモータ３７の回転駆動軸３７ａの角度位置や回転速度を検知可能なエンコーダ３８、サーボモータ３７の回転駆動を制御するサーボアンプ３９、を備えて構成され、サーボアンプ３９には、ＡＣ電源４５が接続されている。

そして、実施形態のサーボアンプ３９は、マイクロプロセッサを具備して、コントローラ５０からの制御信号により、所定の回転速度でサーボモータ３７の回転駆動軸３７ａを回転させるように制御する。さらにまた、実施形態のサーボアンプ３９では、サーボモータ３７に通電する電流値等に基づき、サーボモータ３７の負荷トルクが最大トルク（停動トルク）となった際、サーボモータ３７の故障防止のために、サーボモータ３７の駆動を停止させるようなトルクリミット（保護機構）を備えている。

そしてさらに、実施形態のサーボアンプ３９は、サーボモータ３７に通電する電流値等に基づき、正常研磨時におけるサーボモータ３７の負荷トルクの変動時において、三段階の負荷トルクの発生時点において、コントローラ５０にON信号を出力するように、構成されている。

ちなみに、電極チップ１１，１１の研磨時、正常に行われる場合には、経過時間に伴なう負荷トルクの増減の波形は、図５に示す状態となる。すなわち、負荷トルクは、サーボモータ３７の回転開始から電極チップ１１のホルダ２７への当接直前（加圧開始）までの研磨準備時間の間は、上昇しないが、電極チップ１１のホルダ２７への加圧開始から、すなわち、研磨開始Ｓから右上がりの増加線Ｌ１を描いて上昇し、そして第１のピーク値Ｐ１を迎え、その後、凹状曲線Ｌ２を描いて、最小値ＰＶを迎えるまで低下し、低下後、第１のピーク値Ｐ１より高い第２のピーク値Ｐ２を迎え、ついで、停滞して、研磨完了Ｅとなる波形となる。第１ピーク値Ｐ１を迎える増加線Ｌ１を描く研磨状態は、電極チップ１１の先端部１２がホルダ２７の凹部２７ａの内周面に当たる際に、先端部１２に発生している部分的な凸部が大きな圧力で当接しつつ切削される状態である。ついで、凹状曲線Ｌ２を描く時の研磨状態は、電極チップ１１の先端部１２の凸部が、部分的に当たるものの小さくなって、負荷トルクが低下し、その後、さらに凸部が無くなるとともに、先端部１２の先端面１２ａや拡径部１２ｂとなる部位が部分的に対応している状態から、全域にわたって広い面積で切削される状態である。そして、第２ピーク値Ｐ２を迎えれば、先端部１２が所定形状に研磨された状態となる。

なお、研磨開始Ｓから研磨完了Ｅ点までの経過時間ＴＥは、一定（例えば３秒）となる。また、研磨開始Ｓから第１ピーク値Ｐ１を迎えるまでの経過時間Ｔ１は、１秒かからない時間（図例では、約０．２秒）とし、最小値ＰＶを迎える時間ＴＶは１秒前後とし、研磨開始Ｓから第２ピーク値Ｐ２を迎えるまでの経過時間Ｔ２は、２秒以上の３秒未満（図例では、２．６秒）としている。

また、実施形態の場合の電極チップ１１の正常研磨時は、電極チップ１１の直径を１６φとし、溶接ガン５の加圧力を１２０Kgf/cm²、ホルダ２７の回転数を１７７rpmとして研磨している。

さらに、回転開始から加圧開始（研磨開始）Ｓまでの加圧準備時間ＴＦは、実施形態の場合、３秒としている。

そして、実施形態の場合、サーボアンプ３９は、サーボモータ３７の負荷トルク内で、順に高くなる低トルク値Ｙ１以上、中トルク値Ｙ２以上、及び、高トルク値Ｙ３以上のトルク発生時、コントローラ５０に、各トルク値Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３のトルク発生信号を出力する構成としている。すなわち、サーボアンプ３９は、コントローラ５０に対し、低トルク値Ｙ１以上の時に低トルク値ON信号（ＬＬON信号）を出力し、中トルク値Ｙ２以上の時に中トルク値ON信号（ＭＬON信号）を出力し、高トルク値Ｙ３以上の時に高トルク値ON信号（ＨＬON信号）を出力し、そして、ON信号（ＬＬON信号，ＭＬON信号，ＨＬON信号）を出力後、それぞれ、各トルク値Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３を下回った時には、それぞれのON信号（ＬＬON信号，ＭＬON信号，ＨＬON信号）の出力を停止する。

さらに、実施形態の場合、低トルク値Ｙ１は、第１ピーク値Ｐ１と第２ピーク値Ｐ２との間の低下した最小値ＰＶより小さな値とし、中トルク値Ｙ２が、第２ピーク値Ｐ２より低く、かつ、第１ピーク値Ｐ１より高い値としている。また、高トルク値Ｙ３が、中トルク値Ｙ２より高く、かつ、第２ピーク値Ｐ２より低い値として、設定されている。

そして、コントローラ５０は、溶接ロボット１の制御装置３から、電極チップ１１，１１が所定数のスポット溶接を行った場合において、電極チップ１１，１１の研磨を行う信号を入力したとき、サーボモータ装置３６のサーボアンプ３９にサーボモータ３７を所定回転数で回転させるように制御信号を出力し、研磨作業開始となり、また、溶接ガン５が、ドレッサ本体２４の回転するホルダ２７に対して、一対の電極チップ１１，１１を押し付けば、溶接ガン５からの加圧信号を受けて、コントローラ５０は、研磨開始Ｓと判断する。そして、コントローラ５０は、図６に示すように、研磨異常を判断する。

そして、まず、ステップS101において、ＬＬON信号を入力済みか否かを判定する。入力済みであれば（ステップS101でYES）、ステップS102に移行し、入力していなければ（ステップS101でNO）、ステップS103に移行して、研磨作業開始（回転開始）からｔｆ秒経過しているか否か判定する。なお、この時間ｔｆは、実施形態の場合、研磨開始Ｓから最小値ＰＶとなる経過時間の１秒と加圧準備時間の３秒と、に対応させて、合計の４秒としている。

そして、ステップS103において、回転開始から４（ｔｆ）秒経過していれば（ステップS103でYES）、研磨異常と判断して、ステップS104に移行して、コントローラ５０は、研磨異常Ｉを出力する。この研磨異常Ｉの場合には、チップドレッサ１８の歯車機構３１の歯車が破損していたり、溶接ガン５が別位置のチップドレッサのホルダに配置されている等の原因があり、コントローラ５０は、溶接ロボット１の作動を停止し、かつ、サーボモータ３７の回転駆動を停止させるように、制御装置３とサーボモータ装置３６とに、エラー信号を出力する。なお、この時、コントローラ５０は、所定の研磨異常Ｉを報知するように、所定のランプの点灯等を行うようにしてもよい。

ちなみに、この研磨異常Ｉの時の負荷トルクの波形は、図７に示すような状態が例示できる。

そして、ステップS101からステップS102に移行した場合には、コントローラ５０は、ＭＬON信号の有無を判定し、ＭＬON信号を入力していなければ（ステップS102でNO）、ステップS106に移行し、ＭＬON信号を入力していれば（ステップS102でYES）、ステップS105に移行する。

ステップS106において、ＬＬON信号を入力してからｔｍ秒（例えば、正常研磨時の経過時間より多い、２〜３倍程度、実施形態の場合、３倍の５秒）経過しているか否かを判定し、経過していなければ（ステップS106でNO）、ステップS102に戻り、経過していれば（ステップS106でYES）、ステップS107に移行して、コントローラ５０は、研磨異常IIを出力する。この研磨異常IIの場合には、チップドレッサ１８に機械的な故障はないが、電極チップ１１の先端部１２が変形（磨耗）しすぎていたり、あるいは、電極チップ１１が溶接ガン５のシャンク７，８に適切に保持されておらずに空回りしている、あるいは、溶接ガン５側のチップドレッサ１８への加圧力不足等の原因があり、コントローラ５０は、溶接ガン５を開放して溶接ロボット１の作動を停止させ、さらに、電極チップ１１の形状エラーを表示するように、制御装置３にエラー信号を出力するとともに、サーボモータ３７の回転駆動を停止させるように、サーボモータ装置３６にエラー信号を出力する。なお、この時、コントローラ５０は、所定の研磨異常IIを報知するように、所定のランプの点灯等を行うようにしてもよい。

ちなみに、この研磨異常IIの時の負荷トルクの波形は、図８に示すような状態が例示できる。

そして、ステップS102からステップS105に移行した場合には、コントローラ５０は、ＨＬON信号の有無を判定し、ＨＬON信号を入力していなければ（ステップS105でNO）、ステップS108に移行し、ＨＬON信号を入力していれば（ステップS105でYES）、ステップS109に移行する。

ステップS108において、ＭＬON信号を入力してからｔｂ秒（例えば、正常研磨時の経過時間より多い、２〜３倍程度、実施形態の場合、３倍程度の３秒）経過しているか否かを判定し、経過していなければ（ステップS108でNO）、ステップS105に戻り、経過していれば（ステップS108でYES）、ステップS107に移行して、コントローラ５０は、既述した研磨異常IIを出力する。

そして、ステップS105からステップS109に移行した場合には、コントローラ５０は、研磨開始Ｓからｔｔ秒（例えば、正常研磨の第２ピーク値Ｐ２に到達するより若干短い時間の２秒）経過しているか否か判定し、研磨開始Ｓから２秒経過していなければ（ステップS109でNO）、ステップS110に移行し、コントローラ５０は、研磨異常IIIを出力する。

この研磨異常IIIの場合には、形状の異なった電極チップが研磨されていたり、あるいは、寿命等によりカッタが切削不能となっている、溶接ガン５の加圧力の上昇等の原因があり、コントローラ５０は、溶接ガン５を開放して溶接ロボット１の作動を停止させ、さらに、カッタ２８の寿命を表示するように、制御装置３にエラー信号を出力するとともに、サーボモータ３７の回転駆動を停止させるように、サーボモータ装置３６にエラー信号を出力する。なお、この時、コントローラ５０は、所定の研磨異常IIIを報知するように、所定のランプの点灯等を行うようにしてもよい。

ちなみに、この研磨異常IIIの時の負荷トルクの波形は、図９に示すような状態が例示できる。

一方、ステップS109において、研磨開始Ｓから２秒経過していれば（ステップS109でYES）、ステップS111に移行し、正常に研磨作業が完了できるとして、研磨開始Ｓから研磨完了Ｅまでの研磨完了時間ＴＥが経過するまで、サーボモータ３７を回転駆動させた後、サーボモータ３７の回転駆動を停止させるように、サーボモータ装置３６に研磨完了信号を出力するとともに、溶接ガン５を開放して溶接ロボット１がつぎの作業に移行できるように、制御装置３に研磨完了信号を出力する。

すなわち、コントローラ５０は、所定の時間内に、サーボモータ装置３６から低トルク値Ｙ１以上、中トルク値Ｙ２以上、高トルク値Ｙ３以上のトルク発生信号（ＬＬON信号、ＭＬON信号、及び、ＨＬON信号）を、順次入力し、そして、正常研磨時間（ＴＥ）が経過すれば、電極チップ１１の正常な研磨作業が終了したと判断できて、それ以後の研磨を中止でき、電極チップ１１の削りすぎを防止できて、電極チップ１１の消費量を低減することにも寄与できる。

また、実施形態のチップドレッサ１８では、サーボアンプ３９が、サーボモータ３７に通電する電流値等に基づき、サーボモータ３７の負荷トルクが最大トルク（停動トルク）となった際、サーボモータ３７の故障防止のために、サーボモータ３７の駆動を停止させるようなトルクリミット（保護機構）を備えており、このような場合にも、コントローラ５０が、その信号を入力して、溶接ガン５を開放させるるとともに、溶接ロボット１を停止させるように、制御装置３にエラー信号を出力することができる。ちなみに、この時の負荷トルクの波形は、図１０に示すような状態が例示できる。

以上のように、実施形態の電極チップの研磨方法では、コントローラ５０が所定時間内にＬＬON信号を入力しなければ、研磨異常Ｉとして、
１．電極チップを保持した溶接ガンが他のチップドレッサに配置されている、
２．歯車機構等の機械的な故障により、サーボモータが空回りしている、
等の異常が解る。

また、コントローラ５０が、ＬＬON信号を入力しても、所定時間内にＭＬON信号を入力しなかったり、あるいは、ＭＬON信号を入力しても、所定時間内にＨＬON信号を入力しなければ、研磨異常IIとして、
３．電極チップ１１の先端部１２が変形（磨耗）しすぎている、
４．電極チップ１１が溶接ガン５のシャンク７，８に適切に保持されておらずに空回りしている、
５．溶接ガン５側のチップドレッサ１８への加圧力が不足している、
等の異常が解る。

さらに、コントローラ５０が、ＬＬON信号とＭＬON信号とを入力して、短時間にＨＬON信号を入力すれば、研磨異常IIIとして、
６．溶接ガン５側の加圧力が所定値より上昇している、
７．形状の異なった電極チップが研磨されている、
８．寿命等によりカッタの切削不良が生じている、
等の異常が解る。

すなわち、実施形態の電極チップの研磨方法では、種々の研磨異常Ｉ，II，IIIが解り、サーボモータ３７の最大トルク発生時以外での研磨異常を判断することができ、研磨作業の中止とともに、対処を迅速かつ的確に行うことが可能となる。

そして、実施形態の研磨方法では、カッタ寿命の影響による切削不測状態の溶接、チップドレッサの機械的な故障による未切削状態の溶接、研磨時の切削過多による電極チップの消耗（短命化）を防止することができる。

また、実施形態の研磨方法では、サーボモータ装置３６からのデジタル信号のON信号に基づいて、コントローラ５０が所定の判定を行うことができることから、溶接ロボット１の制御装置３とのデジタル信号の入出力も容易となり、溶接ロボット１の溶接現場に好適となる。

なお、実施形態では、サーボアンプ３９から出力されるON信号が、低トルク値Ｙ１、中トルク値Ｙ２、及び、高トルク値Ｙ３の三段階に応じたものを例示したが、低トルク値Ｙ１と高トルク値Ｙ３との二段階に応じたＬＬON信号とＨＬON信号との２種類としてもよい。

その場合のコントローラ５０Ａは、図６に示すフローチャートのステップS102とステップS106とを無くし、ステップS108での判定する経過時間ｔｂを、ＬＬON信号の出力後の正常研磨時の時間の２〜３倍程度、例えば、３倍程度の８秒とすれば、良い。

このような場合でも、研磨時、コントローラ５０Ａが、回転開始となっても、サーボモータ装置３６から低トルク値Ｙ１以上のトルク発生信号（ＬＬON信号）を入力しなかった時には、電極チップ１１を保持した溶接ガン５が他のドレッサに配置されていたり、あるいは、サーボモータ３７が空回りしている等の原因があることが解り、サーボモータ３７の最大トルク発生時以外での研磨異常Ｉ（図６のステップS104参照）を判断することができる。

また、コントローラ５０Ａが、研磨開始後、サーボモータ装置３６から低トルク値Ｙ１以上のトルク発生信号（ＬＬON信号）を入力したものの、高トルク値Ｙ３以上のトルク発生信号（ＬＬON信号）を入力しなかった場合には、チップドレッサ１８に機械的な故障はないが、電極チップ１１の先端部１２が変形（磨耗）しすぎていたり、あるいは、電極チップ１１が溶接ガン５のシャンク７，８に適切に保持されておらずに空回りしている、あるいは、溶接ガン５側のチップドレッサ１８への加圧力不足等の原因があることが解り、サーボモータ３７の最大トルク発生時以外での研磨異常II（図６のステップS107参照）を判断することができる。

さらに、コントローラ５０Ａが、研磨開始後、サーボモータ装置３６から低トルク値Ｙ１以上と高トルク値Ｙ３以上のトルク発生信号（ＬＬON信号、ＨＬON信号）を、順次入力すれば（図６のステップS101,S105,S109,S201に移行すれば）電極チップ１１の正常な研磨作業が終了したと判断できる。

但し、コントローラ５０Ａが、研磨開始後、サーボモータ装置３６から低トルク値Ｙ１以上と高トルク値Ｙ３以上のトルク発生信号（ＬＬON信号、ＨＬON信号）を、順次入力しても、その経過時間が短すぎる場合には（図６に示すステップS109でNO）、形状の異なった電極チップが研磨されていたり、あるいは、寿命等によりカッタが切削不能となっている等の原因があることが解り、これらの場合にも、サーボモータ３７の最大トルク発生時以外での研磨異常III（図６のステップS110参照）を判断することができる。

また、コントローラ５０Ａは、適正時間内にサーボモータ装置３６から低トルク値Ｙ１以上と高トルク値Ｙ３以上のトルク発生信号を、順次入力し、そして、正常研磨時間（ＴＥ）が経過すれば、電極チップ１１の正常な研磨作業が終了したと判断できて、それ以後の研磨を中止でき、電極チップ１１の削りすぎを防止できて、電極チップ１１の消費量を低減することにも寄与できる。

さらに、実施形態では、サーボアンプ３９から出力されるON信号が、低トルク値Ｙ１、中トルク値Ｙ２、及び、高トルク値Ｙ３の三段階に応じたものを例示したが、例えば、サーボアンプ３９は、低トルク値Ｙ１、最小値ＰＶ、高トルク値Ｙ３の内の一段階の値以上のとき、トルク発生信号を出力させるようにしてもよい。

このように構成しても、この場合のコントローラ５０Ｂは、図６の何れかの研磨異常Ｉ，II，IIIを出力でき、サーボモータ３７の最大トルク発生時以外での研磨異常I，II，IIIの何れかを判断することができる。

なお、実施形態では、ステップS106やステップS108において、直前のON信号の出力からの経過時間の有無を判断するように、設定したが、勿論、それらの経過時間は、正常研磨時の研磨開始Ｓからの経過時間の２〜３倍、例えば、３倍の経過時間として、設定してもよく、あるいは、加圧準備時間ＴＦを加味して、回転開始からの経過時間として、設定してもよい。勿論、ステップS109の経過時間ｔｔも、加圧準備時間ＴＦを加味した回転開始からの経過時間として、設定してもよい。

そして勿論、既述の種々の経過時間（確認時間や待機時間としてもよい）ｔｆ，ｔｍ，ｔｂ，ｔｔは、正常研磨時の経過時間に、ある程度の変動時間を加味したものであって、実施形態の時間に限定されるものではなく、的確に研磨異常Ｉ，II，IIIを判断できれば、適宜、増減させても良い。

５…溶接ガン、１１…電極チップ、１２…先端部、１８…チップドレッサ、２７…ホルダ、２８…カッタ、３６…サーボモータ装置、３７…サーボモータ、３９…サーボアンプ、５０…コントローラ、
Ｐ１…第１ピーク値、Ｐ２…第２ピーク値、ＰＶ…最小値、Ｙ１…低トルク値、Ｙ２…中トルク値、Ｙ３…高トルク値。

Claims

溶接ガンに保持された一対の電極チップを研磨するチップドレッサが、
一対の前記電極チップの先端部を切削可能なカッタを保持したホルダと、
一対の前記電極チップを切削可能に、前記ホルダを回転させるための駆動源としてのサーボモータ及び該サーボモータの回転を制御するサーボアンプを有してなるサーボモータ装置と、
該サーボモータ装置の作動を制御するコントローラと、
を備えて構成され、
前記チップドレッサが一対の前記電極チップを研磨する際に、前記サーボモータの最大トルク以下での電極チップの研磨異常を判別可能な電極チップの研磨方法であって、
前記サーボモータ装置が、一対の前記電極チップの正常研磨時における負荷トルク内の中間値のトルク発生時、前記コントローラに、トルク発生信号を出力する構成とし、
前記コントローラが、正常研磨時の経過時間に対応する時間内に、前記トルク発生信号を入力しなかった時、研磨異常と判断することを特徴とする電極チップの研磨方法。
正常研磨時の前記サーボモータの負荷トルクの時間経過に伴なう波形が、研磨開始から上昇して第１のピーク値となり、その後低下し、低下後に、第１のピーク値より高い第２のピーク値を迎えて停滞して、研磨完了となる波形とし、
前記サーボモータ装置が、一対の前記電極チップの正常研磨時における負荷トルク内の中間値の値として、順に高くなる二つの値以上のトルク発生時、前記コントローラに、高低の二つの値のトルク発生信号を出力する構成とするとともに、
低い値の低トルク値が、前記第１ピーク値と前記第２ピーク値との間の低下した最小値より小さな値とし、
高い値の高トルク値が、前記第２ピーク値より低く、かつ、前記第１ピーク値より高い値として、設定され、
前記コントローラが、正常研磨時の経過時間にそれぞれ対応する時間内に、低トルク値以上と高トルク値以上のトルク発生信号を入力しなかった時、研磨異常と判断することを特徴とする請求項１に記載の電極チップの研磨方法。
前記サーボモータ装置が、前記コントローラに、前記低トルク値と前記高トルク値とのトルク発生信号に加えて、前記低トルク値と前記高トルク値との間の中トルク値以上となった時にもトルク発生信号を出力する構成とするとともに、
前記中トルク値が、前記高トルク値より低く、かつ、前記第１ピーク値より高い値として、設定され、
前記コントローラが、正常研磨時の経過時間にそれぞれ対応する時間内に、前記低トルク値以上、前記中トルク値以上、及び、前記高トルク値以上のトルク発生信号を入力しなかった時、研磨異常と判断することを特徴とする請求項２に記載の電極チップの研磨方法。