JP6728291B2 - シーム溶接装置及びシーム溶接方法 - Google Patents
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Description
本発明は、重ねられた複数のワークを電圧が印加される一対のローラ電極で挟んで一対のローラ電極を回転させながら複数のワークに対して移動させることにより、複数のワークをシーム溶接するシーム溶接装置及びシーム溶接方法に関する。
特許文献1には、重ねられた複数のワークを電圧が印加される一対のローラ電極で挟んで一対のローラ電極を回転させながら複数のワークに対して移動させることにより、複数のワークをシーム溶接するシーム溶接設備(シーム溶接装置)が開示されている。
特許文献1に開示されたシーム溶接設備は、複数のワークの縁部の位置をセンサで検出し、その検出結果に基づいて一対のローラ電極の軸の向きを制御している。
特許文献1に記載のシーム溶接設備では、センサが誤検出している場合でも、位置情報が正常範囲を示すため、異常検出することができない。また、仮に、何らかの手段を付加することで異常検出を可能にした場合でも、異常原因の特定に時間がかかり、対処に相応の時間を要してしまう。
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ワーク位置センサの検出結果の異常の有無を監視することができるとともに、異常が発生した場合にその異常原因を判定することが可能なシーム溶接装置及びシーム溶接方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、重ねられた複数のワークを電圧が印加される一対のローラ電極で挟んで前記一対のローラ電極を回転させながら前記複数のワークに対して移動させることにより、前記複数のワークをシーム溶接するシーム溶接装置であって、前記一対のローラ電極を該一対のローラ電極の軸の向きを変更可能に保持する電極保持機構と、前記複数のワークの縁部の位置を検出するワーク位置検出センサと、前記一対のローラ電極への通電を制御するとともに、前記ワーク位置検出センサの検出結果に基づいて前記電極保持機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ワーク位置検出センサの検出結果に異常があるか否かを判定する第1判定部と、前記ワーク位置検出センサの検出結果に異常があると前記第1判定部が判定した場合に、前記ワーク位置検出センサの検出結果の変動状態に基づいて、異常原因を判定する第2判定部と、を含む、シーム溶接装置である。
本発明の第2の態様は、重ねられた複数のワークを電圧が印加される一対のローラ電極で挟んで前記一対のローラ電極を回転させながら移動させて行われるシーム溶接を開始するシーム溶接開始ステップと、前記複数のワークの縁部の位置をワーク位置検出センサで検出するワーク位置検出ステップと、前記ワーク位置検出センサの検出結果に異常があるか否かを判定する第1判定ステップと、前記ワーク位置検出センサの検出結果に異常があると前記第1判定ステップが判定した場合に、前記ワーク位置検出センサの検出結果の変動状態に基づいて、異常原因を判定する第2判定ステップと、を含む、シーム溶接方法である。
本発明によれば、制御部は、ワーク位置検出センサの検出結果の異常の有無を監視することができるとともに、異常が発生した場合に異常原因(不具合)を判定し、それぞれの場合に応じた対応をとることができる。これにより、不具合に対処する時間を削減することができる。
以下、本発明に係るシーム溶接装置及びシーム溶接方法について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
図1は、シーム溶接装置10の構成の一例を示す図である。シーム溶接装置10は、重ねられた複数のワークをシーム溶接する装置である。詳述すると、シーム溶接装置10は、重ねられた複数のワークを電圧(パルス電圧)が印加される一対のローラ電極12A、12Bで挟んで一対のローラ電極12A、12Bを回転させながら該複数のワークに対して移動させることにより、該複数のワークを連続してスポット溶接する装置である。
図2Aは、シーム溶接装置10の溶接対象である複数のワークを含む車体Bを示す図である。図2Bは、シーム溶接装置10の一対のローラ電極12A、12B付近を、シーム溶接の溶接方向から見た図である。シーム溶接装置10の溶接対象である複数のワークは、一例として、図2A及び図2Bに示されるように、車体Bのセンターピラー11における内側メンバのフランジ13と外側メンバのフランジ15である。図2Bには、図2Aのセンターピラー11のIIB−IIB線断面が示されている。以下、フランジ13とフランジ15を併せて「フランジ対FP」とも呼ぶ。
シーム溶接装置10は、図1に示されるように、一対のローラ電極12A、12Bに加えて、電極保持機構14と、ワーク位置検出センサ16と、制御部18と、表示部19と、操作部21とを備える。
電極保持機構14は、一対のローラ電極12A、12Bの軸の向きを変更可能に一対のローラ電極12A、12Bを保持する。
電極保持機構14は、一例として多関節ロボット(ここでは、6つの関節部(第1関節部14a、第2関節部14b、第3関節部14c、第4関節部14d、第5関節部14e及び第6関節部14f)を持つ6軸ロボット)である。電極保持機構14では、互いに同軸に配置された第1軸部17A(相対的に先端側の軸部)と第2軸部17B(相対的に基端側の軸部)とが、第1関節部14aにより、軸回りに相対回転可能に接続されている。
第1軸部17Aの先端には、一対のローラ電極12A、12Bの各々を回転可能に支持する支持構造体9が取り付けられている。支持構造体9は、一対のローラ電極12A、12Bを、各々の軸が互いに略平行となり、且つ、各々の外周面が互いに対向するように支持する。
詳述すると、支持構造体9は、長手方向(先端と基端を結ぶ方向)に並び、各々が側面に開口する3つの凹部9a1、9a2、9a3を有する支持部材9aを含む。支持部材9aの先端側の凹部9a1には、ローラ電極12Aが同軸に固定された回転軸9cを有するモータ9bが固定されている。支持部材9aの中間(先端と基端との間)の凹部9a2には、モータ9dが支持部材9aの長手方向にスライド可能に設けられている。モータ9dの回転軸9eには、ローラ電極12Bが同軸に固定されている。回転軸9cと回転軸9eは、互いに略平行であり、且つ、第1軸部17A及び第2軸部17Bの軸に略直交している。
モータ9dは、支持部材9aの基端側の凹部9a3と中間の凹部9a2とに跨って設けられたシリンダ9fにより駆動される。なお、支持部材9aの基端側の凹部9a3と中間の凹部9a2との間の壁には、シリンダ9fが挿通される挿通孔が形成されている。モータ9dの移動方向(スライド方向)、すなわちシリンダ9fの伸縮方向は、一対のローラ電極12A、12Bの並び方向(支持部材9aの長手方向)に略平行である。シリンダ9fの伸縮動作により、モータ9dの回転軸9eに固定されたローラ電極12Bは、モータ9bの回転軸9cに固定されたローラ電極12Aに接近する方向及びローラ電極12Aから離間する方向を含む一軸方向に移動可能となっている。これにより、所定範囲における任意の厚さのフランジ対FPを、一対のローラ電極12A、12Bで挟持することができる。さらに、シーム溶接中におけるフランジ対FPの厚さの変化にも対応できる。モータ9b及びモータ9dは、制御部18により制御される。
第1関節部14aには、モータを含む駆動部が内蔵されている。このモータの駆動力により、支持部材9aと一対のローラ電極12A、12Bとが、第1軸部17A及び第2軸部17Bの軸回りに一体に回転する。すなわち、このモータの駆動力により、一対のローラ電極12A、12Bの軸の向きが同期して変わる。結果として、第1関節部14aを動作させることにより、一対のローラ電極12A、12Bの軸の向きを変えることができる。以下、一対のローラ電極12A、12Bを併せて「ローラ電極対REP」とも呼ぶ。
電極保持機構14の構成は、上記構成に限らず、一対のローラ電極12A、12Bを一対のローラ電極12A、12Bの軸の向きを変更可能に保持できる構成であれば、他の構成であってもよい。
図2Bに示されるように、ワーク位置検出センサ16は、2つのワークの縁部、すなわちフランジ対FPの縁部の位置を検出する。より詳細には、ワーク位置検出センサ16は、フランジ対FPの縁部の端面の位置を検出する。以下、フランジ対FPの縁部の端面を「被検出面DS」とも呼ぶ。ワーク位置検出センサ16は、被検出面DSに対向するように支持部材9aの先端側の凹部9a1と中間の凹部9a2との間の壁に取り付けられている。すなわち、ワーク位置検出センサ16は、回転軸9cと回転軸9eとの間に配置されている。なお、被検出面DSは、フランジ対FPの縁部の端面に限らず、フランジ対FPの縁部の他の面であってもよい。
ワーク位置検出センサ16は、光照射部16aと、受光部16bと、距離演算部16cとを含む。光照射部16aは、被検出面DS及びその周辺領域(例えば各ローラ電極)に光を照射する。光照射部16aは、例えばレーザダイオード等の発光素子と、該発光素子からの光を偏向走査する光偏向器とを有する。すなわち、光照射部16aは、被検出面DS及びその周辺領域を光により走査する。受光部16bは、例えばフォトダイオード等の受光素子を有し、光照射部16aから射出され、被検出面DS及びその周辺領域で反射された光を受光する。
距離演算部16cは、例えばCPU等を含んで構成される。距離演算部16cは、被検出面DS及びその周辺領域の走査中に、走査位置毎に、光照射部16aの射出タイミングと受光部16bの受光タイミングとの時間差を算出する。距離演算部16cは、当該時間差の算出結果のうちの最小値を距離に換算し、その換算値を、被検出面DSまでの距離(ワーク位置検出センサ16の検出結果)として、制御部18(図1)へ出力する。なお、被検出面DS及びその周辺領域の走査中、被検出面DSは、ワーク位置検出センサ16から最も近い位置にある。
光照射部16a、受光部16b及び距離演算部16cは、光透過窓16dが開口端部に設けられた断面略U字状のパッケージ16e内に収容されている。詳述すると、光照射部16a、受光部16b及び距離演算部16cは、パッケージ16eの底面上に配置された同一基板上に実装されている。光照射部16aから射出された光(射出光)は、光透過窓16dを介して被検出面DS及びその周辺領域に入射する。被検出面DS及びその周辺領域で反射された光(反射光)は、光透過窓16dを介して受光部16bに入射する。他の態様では、距離演算部16cを設けずに、距離演算部16cの機能を制御部18に担わせてもよい。
なお、ワーク位置検出センサ16の構成及び配置は、上記したものに限らず、適宜変更可能である。ワーク位置検出センサ16は、例えばイメージセンサ及び画像処理部を含む画像センサであってもよい。この場合、イメージセンサの出力画像(距離画像)に対して、画像処理部でエッジ検出処理を行うことによりフランジ対FPの縁部の位置を検出することができる。ワーク位置検出センサ16は、例えば2つのイメージセンサを含むステレオ画像センサであってもよい。この場合、2つのイメージセンサの出力から得られる視差値から、フランジ対FPの縁部までの距離を検出することができる。光照射部16aと受光部16bは、互いに異なるパッケージ内に収容されてもよい。光照射部16aは、光偏向器を有していなくてもよい。この場合、複数の発光素子が配列された発光素子アレイを用いて、被検出面DS及びその周辺領域に光を照射するようにしてもよい。光照射部16aは、発光素子からの光の拡散を抑制するレンズを有していてもよい。この場合、光透過窓16dを設けずに該レンズが露出するように該レンズをパッケージ16eに設けてもよい。受光部16bは、受光素子へ入射する光を集光するレンズを有していてもよい。この場合、光透過窓16dを設けずに該レンズが露出するように該レンズをパッケージ16eに設けてもよい。
図1に示される制御部18は、一対のローラ電極12A、12Bへの通電を制御するとともに、ワーク位置検出センサ16の検出結果(以下「センサ出力」とも呼ぶ)に基づいて電極保持機構14を制御する。制御部18は、例えばCPU等を含んで構成される。
ところで、シーム溶接は、電圧(パルス電圧)が印加されるローラ電極対を、重ねられた複数のワーク(例えばフランジ対)における所望の溶接軌道に沿って回転させながら、複数のワークに対して移動させることにより行われる。しかし、実際のシーム溶接時には、シーム溶接装置と重ねられた複数のワークとの距離が時間経過とともに微妙に変動するので、ローラ電極対をそのまま(軸の向きが一定の状態で)移動させると、ローラ電極対が、所望の溶接軌道を中心とする目標範囲から逸脱してしまう。
そこで、制御部18は、ワーク位置検出センサ16のセンサ出力に基づいて、電極保持機構14を制御する。具体的には、制御部18は、図3に示されるように、センサ出力に基づいて、ローラ電極対REPが、所望の溶接軌道DWTを中心とする目標範囲TRから逸脱しないように、ローラ電極対REPの軸の向き(角度)、すなわちローラ電極対REPの舵角を制御する。
図4は、制御部18の制御の構成を示すブロック図である。制御部18は、図4に示されるように、通電制御部18a、機構制御部18b、第1判定部18c及び第2判定部18dを含んで構成される。
機構制御部18bは、ワーク位置検出センサ16のセンサ出力に基づいて、電極保持機構14を制御する。詳述すると、機構制御部18bは、センサ出力に基づいて、電極保持機構14の制御量CAを算出し、その算出結果を、第1判定部18cに送るとともに、必要に応じて電極保持機構14へ出力する。電極保持機構14は、入力された制御量CAを用いてローラ電極対REPの軸の向き(舵角)を制御する。制御量CAは、センサ出力に基づくローラ電極対REPの軸の角度(向き)の目標値と、その時点(制御時)のローラ電極対REPの軸の角度との差分である。制御量CAは、ローラ電極対REPの軸の向きの制御方向に応じて正負がある。
第1判定部18cは、ワーク位置検出センサ16の検出結果(センサ出力)に異常があるか否かを判定する。第1判定部18cは、機構制御部18bからの制御量CAに基づいて、センサ出力に異常があるか否かを判定する。
ここで、制御部18によるセンサ出力に基づく電極保持機構14の制御量CA(ローラ電極対REPの軸の向きの制御量)は、図5に示されるように、正規分布NDをとる。センサ出力に異常がない場合には、この正規分布NDの平均値Aveは、所定の閾値Th未満となる。したがって、正規分布NDの平均値Aveが閾値Th以上となった場合には、センサ出力に異常があると判定することができる。ここでは、閾値Thは、例えば平均値Ave+4σである。ただし、σは、正規分布NDの標準偏差である。
そこで、図4に示される第1判定部18cは、制御量CAの平均値が閾値Th以上となった場合に、センサ出力に異常があると判定する。制御量CAの平均値Aveが閾値Th以上となるのは、例えば、図2Bに示されるワーク位置検出センサ16の光透過窓16dに異物が付着している場合が挙げられる。また、機構制御部18bには、ローラ電極対REPが目標範囲TRを加工するようにワークの形状に対応したティーチングがなされているが、ワーク変更等に伴うワークに対するティーチングのずれが発生している場合等も挙げられる。
図4に示される通電制御部18aは、ローラ電極対REPへの通電を制御する。具体的には、通電制御部18aは、第1判定部18cの判定結果に基づいて、ローラ電極対REPへの通電を制御する。
ここで、センサ出力に異常がある場合に、シーム溶接を継続すると、ローラ電極対REPが所望の溶接軌道DWTから大きくずれるおそれがある。そこで、通電制御部18aは、センサ出力に異常があると第1判定部18cが判定した場合に、ローラ電極対REPへの通電を停止して、シーム溶接を停止する。
第2判定部18dは、センサ出力に異常があると第1判定部18cが判定した場合に、センサ出力の分散値DV(変動)に基づいて、異常原因を判定する。第2判定部18dは、ワーク位置検出センサ16の検出結果を受信して、センサ出力の分散値DVを算出する。センサ出力の分散値DVは、センサ出力値の変動の程度を表す。センサ出力の分散値DVは、各センサ出力値と、センサ出力値の平均との差の2乗の平均である。なお、第2判定部18dは、センサ出力の変動状態を示す分散値DVに限らず、例えばセンサ出力の標準偏差(分散値DVの正の平方根)等のセンサ出力の変動状態を示す他の値に基づいて、異常原因を判定してもよい。
具体的には、第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PR(図7参照)にない場合に、ワーク位置検出センサ16に異物が付着したと判定する。第2判定部18dは、判定結果を表示部19へ出力する。表示部19は、入力された判定結果を画面に表示(例えば「ワーク位置検出センサ16に異物が付着」と表示)する。なお、表示部19に代えて又は加えて、スピーカを含む音声出力部を設け、第2判定部18dの判定結果を、音声出力部を介して音声により出力してもよい。
図6A〜図6Cは、センサ出力の互いに異なる異常原因1〜3について説明するための図である。図6A〜図6Cの各々において、Taは、ワーク位置検出センサ16と被検出面DSとの目標距離(ローラ電極対REPを所望の溶接軌道DWT上に位置させることができる距離)を示す。
図6Aに示される例では、例えばワーク位置検出センサ16の光透過窓16dに広範囲に微小な異物が高密度で付着している(例えば、塵埃や油等で汚れている)(異常原因1)。この場合、光照射部16aから射出された光が光透過窓16dで散乱され、且つ、被検出面DS及びその周辺領域で反射された光が光透過窓16dで散乱される。このため、センサ出力の分散値DVが大きくなる(詳しくは所定範囲PR(図7参照)の上限PRuより大きくなる)。このとき、センサ出力に基づいてローラ電極対REPの軸の向きを制御すると、ローラ電極対REPが目標範囲TRを逸脱するおそれがある。
そこで、第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PRの上限PRuより大きい場合に、ワーク位置検出センサ16に広範囲に異物が付着したと判定し、その判定結果を表示部19へ出力する。表示部19は、入力された判定結果を画面に表示(例えば「ワーク位置検出センサに汚れが付着」と表示)する。
図6Bに示される例では、例えばワーク位置検出センサ16の光透過窓16dに局所的に異物(粒状の固体又は液体)が付着している(異常原因2)。この場合、光照射部16aからの光が当該異物で反射され、受光部16bで受光されるおそれがある。すなわち、ワーク位置検出センサ16が被検出面DSの位置ではなく当該異物の位置を検出するおそれがある。この場合には、当該異物までの距離に基づいてローラ電極対REPの軸の向きが制御されるので、ローラ電極対REPが目標範囲TRから逸脱するおそれがある。図6Bの場合には、ワーク位置検出センサ16は、光照射部16aから一定距離にある光透過窓16dに付着した異物の位置を検出しているため、センサ出力はほとんど変動しない(略一定値を示す)。したがって、センサ出力の分散値DVは、非常に小さくなる(詳しくは所定範囲PR(図7参照)の下限PRlより小さくなる)。
そこで、第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PRの下限PRlより小さい場合に、ワーク位置検出センサ16に局所的に異物が付着したと判定し、その判定結果を表示部19へ出力する。表示部19は、入力された判定結果を画面に表示(例えば「ワーク位置検出センサにゴミが付着」と表示)する。
なお、第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PR(図7参照)の上限PRuより大きい場合に、ワーク位置検出センサ16に広範囲に異物が付着したと判定し、且つ、分散値DVが所定範囲PRの下限PRlより小さい場合に、ワーク位置検出センサ16に局所的に異物が付着したと判定しているが、これに限らない。例えば、第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PRにあるか否か(ワーク位置検出センサ16に異物が付着したか否か)のみを判定し、その判定結果を通知(例えば表示部19に表示)してもよい。例えば、第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PRの上限PRuより大きいか否か(ワーク位置検出センサ16に広範囲に異物が付着したか否か)及び分散値DVが所定範囲PRの下限PRlより小さいか否か(ワーク位置検出センサ16に局所的に異物が付着したか否か)の一方のみを判定し、その判定結果を通知(例えば表示部19に表示)してもよい。
図6Cに示される例では、機構制御部18bに入力したティーチングのずれ(ワーク形状に対応した適正なティーチングがなされていない状態)が電極保持機構14に発生している(異常原因3)。この場合、図6Cに示されるように、センサ出力が、時間経過とともに目標距離Ta(ワーク位置検出センサ16と被検出面DSとの目標距離)から離れていく(単調減少する)。この場合、センサ出力に基づいて、ローラ電極対REPの軸の向きを制御すると、ローラ電極対REPが目標範囲TR(図3参照)から逸脱するおそれがある。
そこで、第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PRにある場合に、ローラ電極対REPが所望の溶接軌道DWTに従うように電極保持機構14に設定したティーチングのずれが発生したと判定する。
なお、ティーチング自体に問題がなくても、電極保持機構14のティーチングに対する追従性が悪くてセンサ出力に異常が発生することも考えられる。そこで、第2判定部18dは、センサ出力の分散値DVが所定範囲PRにある場合に、「上記電極保持機構14のティーチングに対する追従性が悪いか、又は上記ティーチング自体に問題がある」と判定し、その判定結果を通知(例えば表示部19に表示)するようにしてもよい。
次に、上記のように構成されたシーム溶接装置10の動作を、図8のフローチャートを用いて説明する。
最初のステップS1では、オペレータは、シーム溶接装置10にシーム溶接を開始させる。具体的には、オペレータは、電極保持機構14を制御して、ローラ電極対REPでフランジ対FPを狭持させた後、操作部21を介して制御部18へ溶接開始トリガ信号を送信する。より具体的には、オペレータは、操作部21を介して、ローラ電極12Bを回転駆動するモータ9dを適宜移動(スライド)させるとともに、第1関節部14a、第2関節部14b、第3関節部14c、第4関節部14d、第5関節部14e及び第6関節部14fを適宜動作させることにより、一対のローラ電極12A、12Bでフランジ対FPを狭持させる。
溶接開始トリガ信号を受信した制御部18は、ローラ電極対REPに電圧を印加し、電極保持機構14を制御して、ローラ電極対REPの、フランジ対FPの所望の溶接軌道DWTに沿った移動を開始させる。具体的には、制御部18は、モータ9b及びモータ9dを作動させて一対のローラ電極12A、12Bを互い反対方向に回転駆動するとともに、第1関節部14a、第2関節部14b、第3関節部14c、第4関節部14d、第5関節部14e及び第6関節部14fを適宜動作させることにより、ローラ電極対REPの、フランジ対FPの所望の溶接軌道DWTに沿った移動を開始させる。
次のステップS2では、ワーク位置検出センサ16は、被検出面DSの位置を検出し、その検出結果(センサ出力)を機構制御部18bに出力する。
次のステップS3では、機構制御部18bは、センサ出力に基づいて、ローラ電極対REPの軸の向きの制御量CAを算出し、その算出結果を第1判定部18cに送る。
次のステップS4では、第1判定部18cは、制御量CAが閾値Th以上であるか否か、すなわちセンサ出力に異常があるか否かを判断する。ここでの判断が否定されるとステップS5に移行し、肯定されるとステップS8に移行する。
ステップS5では、第1判定部18cは、センサ出力が正常(センサ出力に異常なし)と判定する。
次のステップS6では、制御部18は、ローラ電極対REPの軸の向きを、算出された制御量CAで制御する。具体的には、機構制御部18bが、ステップS3で算出した制御量CAを電極保持機構14の第1関節部14aの駆動部に出力する。これにより、ローラ電極対REPの軸の向きが制御量CAだけ制御(変更)される。
次のステップS7では、制御部18は、シーム溶接が完了したか否かを判断する。具体的には、制御部18は、電極保持機構14の各関節部の制御量に基づいて、ローラ電極対REPが所望の溶接軌道DWTの終端に到達したと判断したときに、シーム溶接が完了したと判断する。ここでの判断が肯定されるとフローは終了し、否定されるとステップS2に戻る。
ステップS8では、第1判定部18cは、センサ出力が異常(センサ出力に異常あり)と判定する。
次のステップS9では、制御部18は、シーム溶接を停止させる。具体的には、通電制御部18aが、ローラ電極対REPへの通電を停止する。
次のステップS10では、第2判定部18dは、センサ出力の分散値DVを算出する。
次のステップS11では、第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PRの上限PRuよりも大きいか否かを判断する。ここでの判断が肯定されるとステップS12に移行し、否定されるとステップS13に移行する。
ステップS12では、第2判定部18dは、ワーク位置検出センサ16(例えば光透過窓16d)に広範囲に異物が付着したと判定し、その判定結果を通知する(表示部19に表示させる)。オペレータは、表示部19に表示された判定結果を確認後、ワーク位置検出センサ16の清掃、交換等の対応を速やかにとることができる。ステップS12が実行されると、フローは終了する。
ステップS13では、第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PRの下限PRlよりも小さいか否かを判断する。ここでの判断が肯定されるとステップS14に移行し、否定されるとステップS15に移行する。
ステップS14では、第2判定部18dは、ワーク位置検出センサ16(例えば光透過窓16d)に局所的に異物が付着したと判定し、その判定結果を通知する(表示部19に表示させる)。オペレータは、表示部19に表示された判定結果を確認後、ワーク位置検出センサ16の清掃、交換等の対応を速やかにとることができる。ステップS14が実行されると、フローは終了する。
ステップS15では、第2判定部18dは、電極保持機構14に目標範囲TRを教示するティーチングのずれが発生したと判定し、その判定結果を通知する(表示部19に表示させる)。オペレータは、表示部19に表示された判定結果を確認後、ティーチングのずれを抑制するための対応を速やかにとることができる。ステップS15が実行されると、フローは終了する。
次に、上記のように構成されたシーム溶接装置10の効果を説明する。
本実施形態のシーム溶接装置10は、重ねられた2つのフランジ13、15(複数のワーク)を電圧が印加される一対のローラ電極12A、12Bで挟んで一対のローラ電極12A、12Bを回転させながら2つのフランジ13、15に対して移動させることにより、2つのフランジ13、15をシーム溶接するシーム溶接装置である。シーム溶接装置10は、一対のローラ電極12A、12Bを該一対のローラ電極12A、12Bの軸の向きを変更可能に保持する電極保持機構14と、2つのフランジ13、15の縁部の位置(被検出面DSの位置)を検出するワーク位置検出センサ16と、一対のローラ電極12A、12Bへの通電を制御するとともに、ワーク位置検出センサ16の検出結果に基づいて電極保持機構14を制御する制御部18と、を備える。制御部18は、ワーク位置検出センサ16の検出結果に異常があるか否かを判定する第1判定部18cと、ワーク位置検出センサ16の検出結果に異常があると第1判定部18cが判定した場合に、ワーク位置検出センサ16の検出結果の分散値DVに基づいて、異常原因を判定する第2判定部18dと、を含む。
これにより、制御部18は、ワーク位置検出センサ16の検出結果の異常原因(不具合)を判定し、それぞれの場合に応じた対応をとることができる。これにより、不具合に対処する時間を削減することができる。
第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PRにない場合に、ワーク位置検出センサ16に異物が付着したと判定する。これにより、ワーク位置検出センサ16の検出結果の異常原因(不具合)を、ワーク位置検出センサ16に異物が付着した場合とその他の場合とに分けて認識させることができる。
第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PRの上限PRuより大きい場合に、ワーク位置検出センサ16に広範囲に異物が付着したと判定する。これにより、分散値DVが所定範囲PRの上限PRuより大きい場合は、ワーク位置検出センサ16に広範囲に異物が付着してワーク位置検出センサ16が検出対象である2つのフランジ13、15の縁部を検出できていないと考えられるため、そのような妥当な判定を下すことができる。
第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PRの下限PRlより小さい場合に、ワーク位置検出センサ16に局所的に異物が付着したと判定する。これにより、分散値DVが所定範囲PRの下限PRlより小さい場合は、ワーク位置検出センサ16が検出対象である2つのフランジ13、15の縁部ではなくワーク位置検出センサ16に局所的に付着した異物を検出していると考えられるため、そのような妥当な判定を下すことができる。
第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PRの上限PRuより大きい場合に、ワーク位置検出センサ16に広範囲に異物が付着したと判断し、分散値DVが所定範囲PRの下限PRlより小さい場合に、ワーク位置検出センサ16に局所的に異物が付着したと判断する。分散値DVが所定範囲PRの上限PRuより大きい場合及び分散値DVが所定範囲PRの下限PRlより小さい場合に、それぞれに応じた妥当な判定を下すことができる。
第2判定部18dは、分散値DVが所定範囲PRにある場合に、電極保持機構14に目標範囲TRを教示するティーチングのずれが発生したと判定する。これにより、ティーチングのずれに対処することを促すことができる。
第1判定部18cは、ワーク位置検出センサ16の検出結果に基づく電極保持機構14の制御量CAに基づいて、ワーク位置検出センサ16の検出結果に異常があるか否かを判定する。これにより、例えば制御量CAの平均値Aveを閾値Thと比較するだけの簡易な手法により、ワーク位置検出センサ16の検出結果に異常があるか否かを判定することができる。
制御部18は、ワーク位置検出センサ16の検出結果に異常があると第1判定部18cが判定した場合に、シーム溶接を停止する。これにより、一対のローラ電極12A、12Bが所望の溶接軌道DWTから大きくずれた状態(一対のローラ電極12A、12Bが目標範囲TRから逸脱した状態)でシーム溶接が継続されることを防止できる。
本実施形態のシーム溶接方法は、重ねられた2つのフランジ13、15(複数のワーク)を電圧が印加される一対のローラ電極12A、12Bで挟んで一対のローラ電極12A、12Bを回転させながら移動させて行われるシーム溶接を開始するシーム溶接開始ステップと、2つのフランジ13、15の縁部の位置をワーク位置検出センサ16で検出するワーク位置検出ステップと、ワーク位置検出センサ16の検出結果に異常があるか否かを判定する第1判定ステップと、ワーク位置検出センサ16の検出結果に異常があると第1判定ステップが判定した場合に、ワーク位置検出センサ16の検出結果の分散値DVに基づいて、異常原因を判定する第2判定ステップと、を含む。
これにより、第2判定ステップでは、ワーク位置検出センサ16の検出結果の異常原因(不具合)を判定し、それぞれの場合に応じた対応をとることができる。これにより、不具合に対処する時間を削減することができる。
第2判定ステップは、分散値DVが所定範囲PRにない場合に、ワーク位置検出センサ16に異物が付着したと判定する。これにより、ワーク位置検出センサ16の検出結果の異常原因(不具合)を、ワーク位置検出センサ16に異物が付着した場合とその他の場合とに分けて通知することができる。
第2判定ステップは、分散値DVが所定範囲PRの上限PRuより大きい場合に、ワーク位置検出センサ16に広範囲に異物が付着したと判定する。これにより、分散値DVが所定範囲PRの上限PRuより大きい場合は、ワーク位置検出センサ16に広範囲に異物が付着してワーク位置検出センサ16が検出対象である2つのフランジ13、15の縁部を検出できていないと考えられるため、そのような妥当な判定を下すことができる。
第2判定ステップは、分散値DVが所定範囲PRの下限PRlより小さい場合に、ワーク位置検出センサ16に局所的に異物が付着したと判定する。これにより、分散値DVが所定範囲PRの下限PRlより小さい場合は、ワーク位置検出センサ16が検出対象である2つのフランジ13、15の縁部ではなくワーク位置検出センサ16に局所的に付着した異物を検出していると考えられるため、そのような妥当な判定を下すことができる。
第2判定ステップは、分散値DVが所定範囲PRの上限PRuより大きい場合に、ワーク位置検出センサ16に広範囲に異物が付着したと判断し、分散値DVが所定範囲PRの下限PRlより小さい場合に、ワーク位置検出センサ16に局所的に異物が付着したと判断する。これにより、分散値DVが所定範囲PRの上限PRuより大きい場合及び分散値DVが所定範囲PRの下限PRlより小さい場合に、それぞれに応じた妥当な判定を下すことができる。
第2判定ステップは、分散値DVが所定範囲PRにある場合に、電極保持機構14に目標範囲TRを教示するティーチングのずれが発生したと判定する。これにより、ティーチングのずれに対処することを促すことができる。
第1判定ステップは、ワーク位置検出センサ16の検出結果に基づく一対のローラ電極12A、12Bの軸の制御量CAに基づいて、ワーク位置検出センサ16の検出結果に異常があるか否かを判定する。これにより、例えば制御量CAの平均値Aveを閾値Thと比較するだけの簡易な手法により、ワーク位置検出センサ16の検出結果に異常があるか否かを判定することができる。
第2判定ステップは、ワーク位置検出センサ16の検出結果に異常があると第1判定ステップが判定した場合に、シーム溶接を停止する。これにより、一対のローラ電極12A、12Bが所望の溶接軌道DWTから大きくずれた状態(一対のローラ電極12A、12Bが目標範囲TRから逸脱した状態)でシーム溶接が継続されることを防止できる。
10…シーム溶接装置 12A、12B…ローラ電極
13、15…フランジ(ワーク) 14…電極保持機構
16…ワーク位置検出センサ 18…制御部
18a…通電制御部 18c…第1判定部
18d…第2判定部 DS…被検出面(ワークの縁部)
13、15…フランジ(ワーク) 14…電極保持機構
16…ワーク位置検出センサ 18…制御部
18a…通電制御部 18c…第1判定部
18d…第2判定部 DS…被検出面(ワークの縁部)
Claims (16)
- 重ねられた複数のワークを電圧が印加される一対のローラ電極で挟んで前記一対のローラ電極を回転させながら前記複数のワークに対して移動させることにより、前記複数のワークをシーム溶接するシーム溶接装置であって、
前記一対のローラ電極を該一対のローラ電極の軸の向きを変更可能に保持する電極保持機構と、
前記複数のワークの縁部の位置を検出するワーク位置検出センサと、
前記一対のローラ電極への通電を制御するとともに、前記ワーク位置検出センサの検出結果に基づいて前記電極保持機構を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記ワーク位置検出センサの検出結果に異常があるか否かを判定する第1判定部と、
前記ワーク位置検出センサの検出結果に異常があると前記第1判定部が判定した場合に、前記ワーク位置検出センサの検出結果の変動状態に基づいて、異常原因を判定する第2判定部と、
を含む、シーム溶接装置。 - 請求項1に記載のシーム溶接装置であって、
前記第2判定部は、前記変動状態を示す数値が所定範囲にない場合に、前記ワーク位置検出センサに異物が付着したと判定する、シーム溶接装置。 - 請求項2に記載のシーム溶接装置であって、
前記第2判定部は、前記変動状態を示す数値が前記所定範囲の上限より大きい場合に、前記ワーク位置検出センサに広範囲に異物が付着したと判定する、シーム溶接装置。 - 請求項2に記載のシーム溶接装置であって、
前記第2判定部は、前記変動状態を示す数値が前記所定範囲の下限より小さい場合に、前記ワーク位置検出センサに局所的に異物が付着したと判定する、シーム溶接装置。 - 請求項2に記載のシーム溶接装置であって、
前記第2判定部は、
前記変動状態を示す数値が前記所定範囲の上限より大きい場合に、前記ワーク位置検出センサに広範囲に異物が付着したと判断し、
前記変動状態を示す数値が前記所定範囲の下限より小さい場合に、前記ワーク位置検出センサに局所的に異物が付着したと判断する、シーム溶接装置。 - 請求項2〜5のいずれか1項に記載のシーム溶接装置であって、
前記第2判定部は、前記変動状態を示す数値が所定範囲の上限と下限との間にある場合に、前記電極保持機構へのティーチングのずれが発生したと判定する、シーム溶接装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載のシーム溶接装置であって、
前記第1判定部は、前記ワーク位置検出センサの検出結果に基づく前記電極保持機構の制御量に基づいて、前記ワーク位置検出センサの検出結果に異常があるか否かを判定する、シーム溶接装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のシーム溶接装置であって、
前記制御部は、前記ワーク位置検出センサの検出結果に異常があると前記第1判定部が判定した場合に、前記シーム溶接を停止する、シーム溶接装置。 - 重ねられた複数のワークを電圧が印加される一対のローラ電極で挟んで前記一対のローラ電極を回転させながら移動させて行われるシーム溶接を開始するシーム溶接開始ステップと、
前記複数のワークの縁部の位置をワーク位置検出センサで検出するワーク位置検出ステップと、
前記ワーク位置検出センサの検出結果に異常があるか否かを判定する第1判定ステップと、
前記ワーク位置検出センサの検出結果に異常があると前記第1判定ステップが判定した場合に、前記ワーク位置検出センサの検出結果の変動状態に基づいて、異常原因を判定する第2判定ステップと、
を含む、シーム溶接方法。 - 請求項9に記載のシーム溶接方法であって、
前記第2判定ステップは、前記変動状態を示す数値が所定範囲にない場合に、前記ワーク位置検出センサに異物が付着したと判定する、シーム溶接方法。 - 請求項10に記載のシーム溶接方法であって、
前記第2判定ステップは、前記変動状態を示す数値が所定範囲の上限より大きい場合に、前記ワーク位置検出センサに広範囲に異物が付着したと判定する、シーム溶接方法。 - 請求項10に記載のシーム溶接方法であって、
前記第2判定ステップは、前記変動状態を示す数値が所定範囲の下限より小さい場合に、前記ワーク位置検出センサに局所的に異物が付着したと判定する、シーム溶接方法。 - 請求項10に記載のシーム溶接方法であって、
前記第2判定ステップは、
前記変動状態を示す数値が所定範囲の上限より大きい場合に、前記ワーク位置検出センサに広範囲に異物が付着したと判断し、
前記変動状態を示す数値が前記所定範囲の下限より小さい場合に、前記ワーク位置検出センサに局所的に異物が付着したと判断する、シーム溶接方法。 - 請求項10に記載のシーム溶接方法であって、
前記第2判定ステップは、前記変動状態を示す数値が所定範囲の上限と下限との間にある場合に、ティーチングのずれが発生したと判定する、シーム溶接方法。 - 請求項9〜14のいずれか1項に記載のシーム溶接方法であって、
前記第1判定ステップは、前記ワーク位置検出センサの検出結果に基づく前記一対のローラ電極の軸の制御量に基づいて、前記ワーク位置検出センサの検出結果に異常があるか否かを判定する、シーム溶接方法。 - 請求項9〜15のいずれか1項に記載のシーム溶接方法であって、
前記第2判定ステップは、前記ワーク位置検出センサの検出結果に異常があると前記第1判定ステップが判定した場合に、前記シーム溶接を停止する、シーム溶接方法。
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