JPS5976683A - 抵抗溶接機二次回路監視装置 - 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、スポット溶接機等抵抗溶φ機の電極チックが
開放状態にるるか、加圧状態にあるかを溶接機二次回路
に０１１〕れる測定用直流電流の変化によって識別する
装ｈ％史には、同測定用直流電流によって溶接機二次回
路の直流抵抗値を計６１１Ｈ，、主として二次ケーブル
の劣化による導体断面積減少等に起因する二次回路抵抗
の増加を監視する装置に関するものである。

通常、スポット溶接機等の動作は第１図（ａｌ、ｔｂｌ
に示すようにシーケンス・タイマと呼ばれる時間制御１
４１器で制御されるのが普通である。

即ち、ｆＩ接起動信号によシミ極加圧用電磁弁ソレノイ
ドが１６ＪＪ　（ｍさ汎るとスクイズ時間と呼ばれる図
の時間′１゛ｌがスタートする。この１゛１は電倖チッ
プ間にフラングされたワークに十分な加圧力が印加され
る゛までの時間が見込まれている。

スクイズ時間が終ると溶接電流の流通か始まるが、この
時間は通゛亀時間古して図の′■゛２で規１ＤＩＩされ
る。

通電時間′■゛２が完了すると溶接ナゲツトが凝固・冷
肩ｊするまでの時間１゛８の間電極加圧力は保持感れる
がこの保持時間′ｌ゛８が終了すると電磁弁ソレノイド
の励磁は解除さｉｔ霜：極チッグはん初の開放状！法に
戻り、一連の抵抗溶接のシーケンス動作は完了する。

この時間設定によるシーケンス側倒１は、経済的でｔ、
Ｊ：あるが機械動作を１１接監視しでいない点で危険性
がめり、反曲、安全のための余裕時間を見込めば無駄時
間が発生することになる。そこで、本願の特許請求範囲
第１項記載の発明は、この不具合いを解消しようとする
もので、第１図および第２図についてこの方式の動作を
説明すると次のようになる。

第１図は本方式を施行した場合における電極の状態と測
定のタイミングを説明したもので、第１図（Ｃ）に測定
剛直流電流の変化の様子が示されている。

即ち、スポット溶接機等の電極チップ曲に、その開閉に
よってスパークを発生する恐れのない小さな直流電圧を
スクイズ時間′ｌ゛１の期間及び保持時間’１’　８と
それにつづく微少時間１゛ｂの期間のみ印加してそのと
き流れる直流電流の変化を？１ｌ１１定したものである
。図から判るように、…ＩＩ定用作用直流電流一対の電
極チックがそのス）ｏ−りの途中において、ワークを介
して接触ケ開始した時点でその：電流値が増加し、（図
のＩｌｌ　ａの期間）、逆に保持時間が完了し、′電極
チッフーが開放ストロークを開始するとその電流値が減
少する（図のＴｂの期間）ことを示している。

これは、電極チップ側から見た溶接機の直流抵抗が変化
したためで、本発明の一実施例に対する市、気ブロック
図である第２図によシ訂述す不と次のようになる。

前述した電極チップが開放状態にあるときの測定電流ｉ
Ｃは、直流電源（１りのグラス端子から電流測定器（１
０）、二次ケーブルの片側（６）、溶接トランス（２）
の二次コイルおよびもう一方の二次ケーブル（６）“を
経て直流電源のマイナス端子に流れ込む電流１０のみで
める。これに対し、電極が加圧状態になると、この電流
」０に、電極チップ（８）、ワーク（７）および電極チ
ップ（梢ｆ：通る１ｂ；流１Ｔが加算されることになる
。

即ち、電極チップ１８）％　ｔＦＪ）がワーク（７）ヲ
介して接触状態になると、測定電流ＩＣは電流ＩＴ分だ
け増加する訳で、この変化は電流測定器（１０）からの
情報とし゛し蹴θＩＬ増減検出器（１２）によシ識別さ
れることになる。

一方、スポット溶接機等の二次回路には短時間ではある
が数十アンペア−数万アンペアという大電流が流れ、且
つ電極チップによるワークの加圧、開放ストローク動作
等に伴い、ある程腿の可撓性も要求されることになる。

特に、電極ヘッドがｉＪ搬式となっている　いわゆるホ
ータプル・スポット溶接機においては、固定側の溶接ト
ランス二次端子と電極ヘッドとを接続する二次ケーブル
は頻繁なヘットの移動と、大電流の流通によるケーブル
間のキック（反発）や揚動によシ、導体を＃４成してい
る細径のよシ線がその外周部から断線を始め逐次そり直
流抵抗が増加シフ、遂には所定の溶接′屯θ１しか流れ
なくなってしまう。

文、近年、この箪襖ヘッドの移動や位置きめ動作がロホ
ット化されるにつれて、そのヘットの移動範囲や杉動連
ルー及び姿勢の変化の状態が従来の手動式の場合に較べ
て一段と激しくなつ−（米ており、二次ケーブルの消耗
が著しく早くなっ１来、その劣化の状況を監視し、又換
麟ルｊ等を予測するための８當的な測定や監視はＩ・角
欠４ものとなって来ている。

そこで本願の特許趙求範囲第２項記載の発明は、このよ
うな要望に対応するためのもので、前記第１墳で述べた
測定用直流電流を利用して溶接機二次回路の直流抵抗の
変化を監イ１ルし、主として二次ケーブルの交換時期等
を告知する警報システムを提供するものである。この抵
抗監視装置の動作を抗測定のタイミングは第１図＋Ｃ＋
に示されている。

この側ボは′電極チップが開放状態にある期間ならいつ
でもよい訳であるが、図では保持時間Ｔ８が終了Ｌ７、
測定電流の減少によｐ電極チップが開放さねたことが確
認された直後に、その減少した直流電６ｉｆｌそのもの
ケ利用して抵抗測定を行った状態が説明されている。

この抵抗測定のための所要時間Ｔｂは、測定用直流電源
の電圧値と流通電流値とから二次回路の抵抗値を演算し
、基準値と比較して必賛に応じ警報を発信するための時
間であシ１例えば０．１秒以下の値となるための溶接シ
ーケンスに支障を与えるものではない。

又１本装置の一実施例ブロック図は第２図に示されてい
る。前述したように、電極が加圧した状態で溶接電源回
路の電子スイッチ（１）の１！！Ｇ通による通電時間（
′ｉ゛２）が終了し、それに続（保持時間（’ｌ’８）
がタイムアツプすると電磁弁ソレノイド（４）の励磁力
４吻りれ、シリンダ（５）によって電極チップ！８１　
、（ｓ’）が開放を始める。

これによシ、測定電流ＩＣは、ワーク（７）　ｆ！：流
れる電流工′１゛がなくなるため二次ケーブル（６）％
　Ｂ接トランス（２）の二次コイル、二次ケーブル（ｄ
＋　Ｏ１＋＋の電流■０のみＶＣ、＠、減するが、この
変化は電流増減検出器（１２）により確認され、次段の
抵抗計側器（１８）が作動する。

この抵抗計測器（１８）は、電圧測定器ｔ９７によシ計
測された直流軍確の出力油、圧と電流測定器（ｌＯ）に
よシ計側された直流電流１０の電流値との商を求め、こ
のＩｏの流れた溶接機二次回路の直流抵抗値ＲＯを演算
する。第１図（ｄ）はこの測定のタイミングを示してい
る。

この抵抗値Ｒｏは、二次ケーブル（６）及び（６）の抵
抗値がその大部分であるため、二次ケーブルが新品の場
合に比べて断線・劣化が進み、その導体断面積が減少す
るにつれて、次第に増加してゆぐ。

第２図の抵抗値設定器（１４）は、二次ケーブルの使用
限界状態における二次回路抵抗値を設定するもので、夫
々の使用状況に応じ経験的に選択される値である。

抵抗計（ｔｉｌｌ器（１３）によって測定式れた二次回
路の直流抵抗は、比較器（１５）によシ前ｄピした抵抗
値設定器（１４）の値と比較され、その値を超過した場
合次段の替報器（１６）により二次回路抵抗増加を告知
するための貴報が発信される。

この警報は、時として電極ヘッド部導体同志の接触不良
前が原因となる抵抗増加を知らせる場合もあるが、主と
して二次ケーブルの父換を要求するための信号であるこ
とは前述した通りである。

なお、この抵抗６１υ定は必ずしも毎回の溶接通電ごと
に行う必−崎はない。図には省略しであるが、そのよう
な場合には、装置にカウンタ回路を追加し、例えば溶接
通電の１０回に１回とか、１００回に１回とか間隔をお
いて測定を行うことも勿論可能である。

これら抵抗溶接機の二次回路抵抗の計測装置については
すでに本願同一出願人から実公昭５４−８７７８０号「
抵抗溶接機の二次導体監視装置」として公示されている
が、これは交流の溶接電流自体を測定電流として利用し
、溶接通電の期間中に導体抵抗をチェックしようとする
ものであり、本発明による電極開放中に、その開放状態
を確認するための測定電流自体を利用する抵抗計側シス
テムとはその発想を異にするものである。

又、従来よりる汎用の低抵抗６Ｊ、＋Ｉ定器は、本装置
のように溶接シーケンスと組合せた日常的な抵抗変化監
視装置として使用することは極めて困難であろう。

更には、溶接通電中における電極チップ間電圧を検出し
、その電圧変化の様子から溶接ナゲツトの生成を監視す
る、いわゆるスポット溶接用適応制御装置と、本発明装
置との組合せは非常に有意義な使用法になることを陰画
しておく。

即ち、測定用直流電流を供給するため電極チップ先端に
近い位置に取付られる２本の測定用ケーブルは、そのま
＼チン１間電圧を検出するためのケーブルとして利用で
き、それを、本発明の装置は溶接通電の前後に、適応制
御装置は溶接通電の期間中に夫々の目的に応じて使いわ
けることになる。

以上説明したように、本発明により次に述べる２つの大
きな効果が期待できる。

その第１は、溶接機二次回路に流れる測定用直流小電流
の急増を検知することにより％’ｎＬ＆チップが開放状
態から加圧状態に移行した瞬間をとらえ、これによシ従
来行なわれていた電極ストローク時間の偏差をカバーす
るためのスクイズ時間の過大設定を避けることができ、
電極チップがワークに接触してから所定の加圧力に上列
するまでの微少時間を常に一定ｌ゛として取扱うことが
できる。

父、これとは逆に、測定用直流小電流の急減を検知する
ことにより、電極チップが加圧状態から開放状態へ移行
した情報を得、これを自動機等における電極ヘッドやワ
ーク・ジグなどの移動開始信号として利用することによ
り、安全で無駄時間のない確実な次工程動作を開始する
ことができる。

又、その第２は、電極チップの開放期間中に溶接機の二
次回路に流れる測定用直流小電流の変化から二次回路の
直流抵抗の増加音検知することができるから、それによ
り、例えば劣化した二次ケーブルの交換作業を適確に実
施するなど溶接機二次回路の管理システムに極めて有意
義な情報を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は抵抗溶接機の電極の状態と測定のタイミングの
説明図。第２図は、本発明にががる装置の実施例を示す
電気１０ツク図でるる。 （符号の説明） １・・・電子スイッチ　　　２・・・溶接トランスａ・
・・溶接シーケンス　　４・・・電磁弁ソレノイド５・
・・電極加圧シリンダ　６．６′・・二次クープルア・
・・ワーク　　　　　　　８．８′・・電極チップ９・
・電圧測定器　　　　ｌＯ・・・電流測定器１１・・・
直流電源　　　　１２・・・電流増減検出器１８・・・
抵抗計測器 １４・・・抵抗値設定器　　１５・・・比較器１６・・
・ｖ報器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スポット溶接機咎抵抗溶接機においで、一対の′
   ＦＭ、極チップの先端に近い位負に一対の測定用ケーブ
   ルを蝦付け、溶接通電の期間を除く他の期間にそのケー
   ブルに測定用のｌ−流小電流を流し、その電流値の増減
   を検知することにより、該電極チックが開放状態にある
   が、ワークを溶接加圧した状態にあるがを識別すること
   を特徴とした電極チップの状態検出装置。
2. （２）スポット齢接機等抵抗躊接様におりる一対の電極
   チッ７の先端に近い位置に一対の測定用グーフルを増付
   け、溶接通電の期間を除く他のＪｊＪＩ間にそのケーブ
   ルに６１１ｊ定川の直流小型ｂｈ１紫流シフ、その電流
   値の増減を検知することによシ、該電極チップが開放状
   態にあるが、ワークを溶接加圧した状態にあるかを識別
   する電極チップの状態検出装置ｕにおいて、上記一対の
   ｓ：ｈチップが開放状態にるることが検出されている期
   間に、該測定用ケーブルに流れる直流電流値と、その直
   流電流を供給する直流電源の出力′電圧値より該溶接機
   の二次回路直流抵抗イｍ、？：計測し、その直流抵抗値
   が所定の値より増加したとき’ｉｎを発信すること忙特
   徴とした抵抗浴接機二次回路監祈装置。