JPS59159279A - 溶接トランス内蔵ガン用電路の短絡および断線検出装置 - 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】 本発明は、スポット溶接川口ボットなと自動スポット溶
接装置における溶接トランス−次ケーブルの芯線間短絡
お３び導体の断線の検出装置に関する。

スポット溶接用ロボットなと自動スポット溶接装置は自
動車ボディの組立ラインを始め多（の溶接作業に利用さ
れていることは周知の通りであるが、近年、スポット溶
接の省エネルギ対策およ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ット溶接ヘッドと
を一体に組込んだいわゆるトランス内蔵カンの使用が増
加しつつある。

従来は、ロボット・アームの先端に取付けられたスポッ
ト溶接ヘッド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、イスから大きな断面積をも、った長
い水冷式ケーブルにより杓なわれていた。

従ってＪ、ロボットは太く重いケーブルを振りまわして
高速で移動し、又、各溶接打点ごとにおける溶接ヘッド
の姿勢制御のためケーツ゛）Ｉｙ　ｉま急激なひねりや
曲げを受けることになり、ケーブル自体−Ｉｆｆｌ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カン（ま溶１妾トラ
ンスの二次コイル側が加圧及び；溶接通１Ｌの機構をも
った溶接ヘッドと一体に組込まれてし）るため溶接電流
回路の太い水冷式ケーブルかなくなり又、大きな溶接電
流が流れる回路のインピーダンスか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Ｉこすることができたわけである。

しかし、このトランス内蔵カンを溶接口４ミ・ントアー
ムの先端等に取付けて溶接作業を行うこと番こより新ら
たな問題点が発生し１こ。

即ち、この方式は、従来の低電圧大電流間ｆｌのケーブ
ルの代りに２００Ｖ又は４００Ｖ定格のＭｌ電圧回路を
ロボットにより振りまわすこと（どなりケーブル自体は
細くなりその寿命は長＜　ｉＬつｊこものの往復電路を
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７ｍ　（ｊ′Ｉ。

にあるロボット・アームやジグ等との間の絶縁破壊の危
険性は増大し、その上、これら事故か発生した場合のス
パークによる周辺機器の損傷及び電力供給システムや人
体に与える影響は見過すことのできない大きな恩威とな
って来たのである。

これら危険性は、他に多くの利点をもつトランス内蔵カ
ンの実用化をＩＩムだしく阻害するものであるか、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
あり、合せて動きまわるケーブルの最も多い事故として
の断線をケーブルが動きまわっている時期に監視すると
いう有用な装置を提供するものである。

図は本発明の一実施例を示す電気回路図であるか、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。

２００Ｖ又は４００Ｖ定格の溶接電源（１３）とトラン
ス内蔵ガン（１）との中間にステップダウン用絶縁トラ
ンス（４）を設置したシステムに関する目的・効果等に
ついては、同一出願人から昭和５８年特許願第３１５３
号「スポット溶接ロボット用トランス内蔵カンへの電力
供給装ｆａｔ″、」として出願された同明細書にＳＹ述
されている。

即ち、この発明はステップダウン用紹１１縁ｌ・ランス
（４）を設置することにより、可動ケーブル（３）の芯
線間の印加市川を低減できるためグーフル間短絡４゛ト
故の発生の１１」能性か減少し、又、万一可動ケーブル
（３）においてケーブル間短絡事故か発生した場合にも
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かできる。

又、該絶縁トランスによりｉＪ動ケーフル（３）を含む
電路を溶接電源回路から絶縁し、低いインピータンスに
よって接地することにより可動ケーブル（３）の片線の
接地に対してはスパーク等による接触部々晶の損傷を防
止することかでき、その」二損偽しだ可動ケーブル（３
）を交換するに当っても電源側プレーツノの切り忘れ等
による作業者の感電事故等も皆ツ１１（にすることかで
きる等安全上にも絶大な効用がある。

本発明は、前記発明の絶縁ｌ・ランス（４）により可動
ケーブル（３）を含む回路が溶接電源（１３）から絶縁
されていることを利用して、絶縁トランス（４）の二次
コイルの両端に７１ｉ１ｉ定電圧供給時期制御回路（５
）、測定電流検出回路（６）、警報回路（７）、および
沖」走用交流低電圧回路（８）を追加し、これによりロ
ボット・アーム等により振りまわされる一ｏＪ動ケーブ
ル（３）の短絡や断線のイｊ無をロボット・アームが動
きまわっている期間中に安全に、確実に検知しようどす
るものである。

ステップダウン用絶縁トランス（４）を持たない従来の
装置においては、ｉｉＪ動ケーブル（３）の短絡や１わ
１線は溶接制御用タイマ（１のによりサイリスタ・コン
タクタ（１１）が導通しているわずかな溶接通電時間、
例え＋ｉ　０．５秒位のル」間に、そのサイリスタ・コ
ンタクタを含む電源回路に流れこむ電流の変化により検
出するのか一般的であった。

即ち、可動ケーブル（３）が短絡ずれは、２００Ｖ又は
４００■定格の電源ラインのデッドショートとなり、こ
の短絡大電流により電源のブレーカが遮断され、又一方
、ケーブルが断線ずれはザイリスタ・コンタクタに電流
が流れなくなり、それを例えは電流モニタ等により検出
して篭、報を得る等の方法かとられていた。

この方法においては、可動ケーブル（３）の短絡や回線
を検１１１するのはロボット・ｒ−ムのＬきか停止し、
溶接ヘッドかワークを加圧して溶接通電か行なわれるわ
ずかな期間のみであり、ケーブルの短絡や断線事故か発
生しかちなロボット・アーム等が動きまわっているより
長い期間は検出作業を行うことかてぎないという不合理
があり、そればかりか、ケーブルの短絡小敵は大きなス
パークを伴うであろう高電圧回路の短絡大電流の発生に
より検出するという極めて危険な方式であると８える。

これに苅して、本発明の検出装置は逆に１１」動ケーブ
ル（３）が振りまわされている期間中に、極めて低い交
流電圧、例えばＡＣ１２Ｖ程度の電圧により可動ケーブ
ル（３）を含む電路の短絡と１す１線とを監視する方式
のものである。

図の１ｌｌｉ定電Ｈ−供給時期制御回１ｉ４ｊ（５）は
、溶接タイマ（１のからの電極ヘッド加圧用電磁弁ソレ
ノイド珈 （９）の防磁信号を導入し、この信号か入力されている
期間、即ち、電極ヘッドか溶接通電のための加圧力を発
生している期間中は、後述する測定用の交流低電圧回路
（８）を絶縁トランス（４）の二次回路から遮断し、溶
接通電中に発生する絶縁トランス（４）の二］−次電圧
による本検出装置の誤動作や破損を防ＩＩ−するもので
あり、この電極−＼ラドの加圧期間が終了すると測定用
交流低電圧回路（８）を再び絶縁トランス（４）の二次
コイル側に接続する機能を杓するものである。

この測定用交流低電用の印加により、絶縁トランス（４
）の二次コイル回路及び可動ケーブルを径で溶接トラン
スの一次コイルに至るもう一つの回路との並列回路に夫
々のインピータンスに従った測定用の微少な交流電流が
流れる。

図の測定電流検出回路（６）は、この測定電流の変化を
監視するもので、可動ケーブル（３）を含む被測定回路
が短絡状態になったときに発生ずる測定電流の急増や、
反対に断線状態になったときに発生ずる測定？電流の急
減を検知して後続の奮・報回路（７ｉにイｊ」号を伝達
する。

警報回路（７）はこのイハ号により主として可動ケーブ
ル（３）の短絡又は回線の警報を出力し、例えば、自動
機の運転を停止させたり、オペレータにケーブル交換の
必要を告知したりする緊急異児イ１）号として使用され
る。

前述したように、本発明の検出装置′は溶接通電と無関
係であるため、ロボット・アーム等が移動中に発生しか
ちな或いは勤いている一瞬の期間のみ発生ずる可動ケー
ブルの短絡や１ｔｌｉ線を、２００■又は４．００　Ｖ
定格の高電圧回路を６１８ｈした状態においても容易に
再規し、（ｌ′ｌｉ、認することができるため損傷した
ケーブルを確実に、しかも極めく安全な状態で交換する
ことができる。

このようにして、本発明を採ハ」することにより１−ラ
ンス内蔵カンの使用につきまとっていた電気的な危険性
は全く解消される訳で、その実用化に太き（貢献するも
のである。

【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。 〔わ号の説明〕 （１）・・・トランス内蔵カン （２）・・・スボ゛ットン容↑β月」ロホ・ント（３）
・・ｌｊｌ勤ケーブル （４）・・ステップダウン用絶縁トランス（５）・・測
定７１ｆ、Ｉ：’ｔ−供紹ｕ６期制イ卸回路（６）・・
・測定電流検出回路 （７）・・・警報回路 （８）・・測定用交流低電圧回路 （９）・・電イ廓ヘット加Ｊ１−用電磁弁ソレノイド（
１０）・・溶接制仙ｊ用タイマ （１１）・・・ザイリスタ・コンタクタ（１２）・・・
フレーカ （１３）・７柊接？（１源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶接トランスとスポット溶接ヘッ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ット溶接川口
   ボットなど自動スボッＩ・溶接装置において、溶接通電
   を制御’Ｍノする電子スイッチを介在した溶接電源と前
   記繻接トランスとの間に、ステッ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接続する可とぅ性ケーブル
   を含む電路間に、前記スポット溶接ヘッドが溶接加圧さ
   ２ユていない期間中のみ交流の低電圧を印加して該電路
   間のインピーダンスに従って流れる倣少電流を検出し、
   その検出電流か所定の定格値より急増したことにより該
   電路の短絡状態を、又、検出電流か所定の定常値より急
   減したことｌこより該電路の市１線状態を感知すること
   を秘徴としたトランスト゛５蔵ガン用電路の短絡および
   断線の検出装置。