JPH01162582A - スポット溶接装置のケーブル損傷検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスポット溶接装置のケーブル損傷検出方法に関
するものである。

〔従来技術〕

スポット溶接装置の電流・電圧を制御する溶接制御装置
には、溶接電流及び電圧を設定する操作盤と、スポット
溶接ガンに実際に流れる２次側の溶接電流を検出する電
流検出器と、操′作盤で設定された設定電流と検出器で
検出された検出電流とに基いて点弧位相角を制御し溶接
電流が設定された定電流となるように制御する溶接電流
制御手段が設けられている。

例えば、特公昭５４−１３８８３８号公報には、溶接１
次回路に流れる溶接電流を検出し、その検出値と設定値
とを溶接電流の１サイクル毎に比較し、その比較結果に
より溶接電流の次サイクルの点弧位相角を補正して、溶
接電流が設定値となるように制御する技術が記載されて
いる。

ところでは、最近ではロボットのハンドに溶接ガンを装
備し、多数の溶接箇所を自動的に高速にスポット溶接さ
せるようにしたスポット溶接装置も広く実用化されてい
るが、このように高速で繰返しスポット溶接を行なわせ
る場合、ケーブルの劣化・断線・短絡などケーブルの損
傷が発生しゃすくなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記スポット溶接装置のケーブルが損傷した場合、その
ケーブル損傷を自動的に確実に検出する技術は未だ確立
しておらず、溶接電流が流れなくなったり、ケーブルが
過熱したり、所期の溶接品質が得られなくなったりした
ときに作業員がケーブル損傷の有無を調べることにより
ケーブル損傷を検出していた。

上記ケーブル損傷検出方法は、主として作業員の判断に
よりケーブル損傷を検出する技術なので自動化すること
は難しいこと、常時ケーブル損傷を監視することは難し
いのでケーブル損傷の発生後直ちにそれを検出すること
は難しいこと、などの問題がある。

上記公報に記載の技術は、溶接電流が一定になるように
制御することを目的とするものであり、ケーブル損傷の
検出を可能とするものではないし、その技術を活用した
ところで、ケーブルの内部短絡まで検出し得るものでは
ない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るスポット溶接装置のケーブル損傷検出方法
は、溶接電流を設定する設定手段と、溶接電流を検出す
る検出手段と、上記両手段からの出力に基いて溶接電流
が定電流となるように点弧位相角を制御する溶接電流制
御手段とを備えたスポット溶接装置のケーブル損傷を検
出するに当たり、上記溶接電流制御手段から点弧位相角
の信号を受けて演算手段により点弧位相角の変化率を演
算し、上記点弧位相角の変化率が正の第１設定値以上か
或いは負の第２設定値以下かを比較手段により比較する
ものである。

〔作用〕

本発明は係るスポット溶接のケーブル損傷検出方法にお
いては、溶接電流制御手段から点弧位相角の信号を受け
て演算手段により点弧位相角の変化率を演算し、その変
化率が正の第１設定値以上か或いは負の第２設定値以下
かを比較手段で比較することによりケーブルの損傷を検
出する。

即ち、スポット溶接ガンの電極の消耗状態やワークによ
り溶接２次回路に及ぼすリアクトルの変動などの諸要因
によって溶接２次回路のインピーダンスが変動する。こ
のインピーダンスの変動に対して溶接電流が定電流とな
るように溶接電流制御手段により点弧位相角が制御され
るので、点弧位相角は常に多少変動している。

ここで、ケーブルが断線したときには溶接２次回路のイ
ンピーダンスが著しく増加するので、溶接１次回路の電
圧が著しく増加し、点弧位相角が著しく増大する。従っ
て、点弧位相角の変化率が正の第１設定値以上になった
ときにはケーブルの断線である。

次に、ケーブルが短絡したときには溶接２次回路のイン
ピーダンスが著しく低下するので、溶接１次回路の電圧
が著しく低下し、点弧位相角が著しく減少する。従って
、点弧位相角の変化率が負の第２設定値以下になったと
きにはケーブルの短絡である。

〔発明の効果〕

本発明に係るスポット溶接装置のケーブル損傷検出方法
に・よれば、以上説明したように溶接電流制御手段に有
している点弧位相角に着目し、その点弧位相角の変化率
を求め、その変化率を指標としてケーブルの断線と短絡
とを自動的に確実に検出することが出来る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

先ず、本発明を適用するスポット溶接装置について説明
すると、第１図に示すようにスポット溶接装置は、交流
電源１に接続された溶接１次回路２と、交流変圧器３を
介して溶接１次回路２に接続され１対のスポット溶接用
電極゛５を有する溶接２次回路４と、溶接２次回路４に
供給される溶接電流を制御する溶接制御装置６とを備え
ている。

上記溶接制御装置６は、溶接電圧・電流を設定しそれを
コントローラ８に出力する設定器７と、ＣＰＵ　（中央
演算装置）とＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）とＲＡ
Ｍ　（ランダム・アクセス・メモリ）とからなるマイク
ロコンピュータを含むコントローラ８と、コントローラ
８に接続された点弧回路９と、点弧回路９に接続され溶
接１次回路２に介設されたＳＣＲなどのスイッチング素
子からなるコンタクト１０と、溶接２次回路４に介設さ
れた電流検出器１１と、電流検出器１１からの検出信号
を受けてＡ／Ｄ変換しその信号をコントローラ８に出力
するＡ／Ｄ変換器１２とを備えている。

上記コントローラ８はＲＯＭに格納された制御プログラ
ムに基いて設定器７で設定された溶接電流となるように
点弧位相角（第２図のθ）を交流の１サイクル毎に演算
し、更に電流検出器１１で検出された溶接電流が設定溶
接電流となるように点弧位相角θを補正しその補正され
た点弧位相角信号を点弧回路９に出力する。

上記点弧回路９はコントローラ８からの点弧位相角信号
を受けその点弧位相角θのときに溶接１次回路２を閉成
する点弧駆動信号をコンタク）１０に出力する。

次に、上記スポット溶接装置におけるケーブルの損傷を
検出する検出方法について説明する。

第２図は、電源電圧と点弧位相角θと溶接電流を示すも
ので、溶接２次回路４のインピーダンスが一定であれば
、一定の点弧位相角θで一定の溶接電流となる。しかし
、溶接２次回路４に作、用するワークのりアクドルや電
極５の通電面積やケーブルの断線（部分的断線も含む）
などの原因で溶接２次回路４のインピーダンスが増加す
ると、溶接１次回路２の電圧が増加し、電源電圧は仮想
線で図示のように増加するので、点弧位相角θが△θだ
け大きくなる。また、溶接２次回路４のインピーダンス
が減少すると、上記と反対に点弧位相角θが小さくなる
。上記ケーブルは溶接２次回路４の一部分を構成し電極
５に通電する導線のことで、ケーブルが損傷しておらず
ワーク側の条件が大幅に変動しない限り、上記溶接２次
回路４のインピーダンスは大きく変動しないので、点弧
位相角θは第３図の点Ａから点Ｂのように大きく変動せ
ずに推移することになる。

ところで、上記ケーブルが第３図のＢ点（第ｎ回目の溶
接）の後に断線した場合には、溶接２次回路４のインピ
ーダンスが大幅に増加することから実線ＢＣＤで示すよ
うに点弧位相角θが通常の位相角θに比べて大幅に大き
くなり、点弧位相角θの増加率が異常に大きくなる。こ
れに対して、上記ケーブルがＢ点の後に短絡した場合に
は、溶接２次回路４のインピーダンスが大幅に減少する
ことから実線ＢＥＦで示すように点弧位相角θが通常の
位相角θに比べて大幅に小さくなり、点弧位相角θの減
少率が異常に大きくなる。従って、コントローラ８で演
算される点弧位相角θの変化率を指標としてケーブルの
損傷（断線や短絡）を検出することが出来る。

即ち、コントローラ８のＲＯＭにはケーブル損傷検出制
御の制御プログラムが格納されており、コントローラ８
は上述のように溶接電流を定電流に制御するため設定電
流と検出電流とに基いて交流の１サイクル毎の点弧位相
角θを演算する。

このケーブル損傷検出制御では、ワーク側の条件が大き
く変動しない同種の溶接における各溶接待実行毎に得ら
れる数１０個の点弧位相角θの平均値θｍｎ　（但し、
ｎは第ｎ回目の溶接を示す）を求め、今回の平均値θ１
７と前回の平均値θｍ７−１の差△θｆｉ　（溶接実行
毎の変化率）を求め、差△θ７を正の第１設定値△θ１
と比較し、△θ７≧△θ１のときにケーブルの断線であ
ると判定する。

また、上記の差△θ１を負の第２設定値△θ２と比較し
、八〇〇≦△θ２のときにケーブルの短絡であると判定
する。

上記ケーブル断線と判定したときには、設定器７を含む
操作盤のケーブル断線を示すアラームランプを点灯させ
、またケーブル短絡と判定したときには、操作盤のケー
ブル短絡を示すアラームランプを点灯させる。

尚、各溶接実行毎に得られる点弧位相角θの平均θ□は
ＲＡＭのメモリに格納され、溶接開始の際には前回の平
均値θ、１−１　としてＲＡＭのメモリに格納されたデ
ータを用いるものとする。

また、上記のように過去の平均値θイ。をメモリ格納す
る場合、過去の所定期間の平均値θ、７の移動平均を求
め、今回の点弧位相角θ７から上記移動平均を減算して
差Δθ７を求めるようにしてもよい。このようにすると
、ワークの種類が変って溶接２次回路４のインピーダン
スが変動したときにもその影響を受けずにケーブルの損
傷を確実に検出することが出来る。

尚、上記のように平均値θ□の演算を溶接実行毎に行わ
ずに、所定期間毎（例えば、１時毎）に実行するように
してもよい。

以上説明したように、本願のケーブル損傷検出方法によ
れば、定電流制御のためにコントローラ８で求める点弧
位相角θのデータを有効活用し、簡単な手順でその変化
率を求めその変化率を指標としてケーブル断線及びケー
ブル短絡を自動的に検出することが出来るので、自動化
されたスポット溶接装置に適用するのに好適である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係るもので、第１図はスポット
溶接装置の全体構成図、第２図は電源電圧と溶接電流の
動作タイムチャート、第３図は点弧位相角の線図である
。 ｌ・・交流電源、　２・・溶接１次回路、　３・・変圧
器、　４・・溶接２次回路、　５・・電極、６・・制御
装置。 特　許　出　願　人　　　マツダ株式会社第１図 第２図 第３図 溶接回数

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接電流を設定する設定手段と、溶接電流を検出
   する検出手段と、上記両手段からの出力に基いて溶接電
   流が定電流となるように点弧位相角を制御する溶接電流
   制御手段とを備えたスポット溶接装置のケーブル損傷を
   検出するに当たり、上記溶接電流制御手段から点弧位相
   角の信号を受けて演算手段により点弧位相角の変化率を
   演算し、 上記点弧位相角の変化率が正の第１設定値以上か或いは
   負の第２設定値以下かを比較手段により比較することを
   特徴とするスポット溶接装置のケーブル損傷検出方法。