JPS6159834B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スポツト溶接用ロボツトなどの自動
スポツト溶接装置における地絡検出装置に関す
る。スポツト溶接用ロボツトは自動車ボデイの組
立ラインを始め多くの溶接作業に利用されている
ことは衆知の通りであるが、近年スポツト溶接の
省エネルギー対策及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ツト溶接
用ヘツドとを一体に組込んだいわゆるトランス内
蔵ガンの使用が増加しつつある。

従来は、ロボツト・アームの先端に取付られた
スポツト溶接ガン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ンスから大きな断面
積をもつた長い水冷式ケーブルにより行なわれて
いた。従つて、ロボツトはこの太いケーブルを振
りまわして高速で移動することになり、又、各溶
接打点ごとにおける溶接ガンの姿勢制御のためケ
ーブルは急激なひねりや曲げを受けることにな
り、ケーブルは一種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ガンは、溶
接トランスの二次コイル側が、加圧機構をもつた
溶接ヘツドと一体に組込まれているため溶接電流
回路の太い水冷式ケーブルがなくなり、又大きな
溶接電流の流れる回路のインピーダンスが非常に
小さくなるための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、軽量にすることが
できたわけである。

しかし、このトランス内蔵ガンを溶接ロボツト
アームの先端に取付けて溶接作業を行うことによ
り新らたな問題点が発生した。

即ち、このシステムは、従来の低電圧大電流回
路のケーブルの代りに、200V又は400V定格の高
い電圧回路をロボツトにより振りまわすことにな
り、ケーブル目体は細くなり、その寿命は長くな
つたものの、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
ース電位にあるロボツト・アームやジグ等との間
の絶縁破壊の危険性が増大し、その上、これら事
故が発生した場合のスパークによる周辺機器の損
傷や電力供給システムに与える影響は見過すこと
のできない大きな恐威となつて来たのである。

これらの危険性は、他に多くの利点をもつ該ト
ランス内蔵ガンの実用化を甚だしく阻害するもの
であるが、本発明はこれら問題点に対して抜本的
な解決を与えるものである。

図は本発明の一実施例を示す電気回路図である
が、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。

一般に、トランス内蔵ガン１は、スポツト溶接
ロボツト２（図示省略）の可動アームの先端に固
定され、ワークのスポツト溶接位置に従つて順次
高速移送され、又、ワーク形状に従つてガン自体
の姿勢も急激な変化を受けることになる。

従つて、溶接トランジスタの一次側に接続され
ている可動ケーブル３は極めて激しいひねりや曲
げ等の動きを強要され次第に損耗してゆくか、特
に、ケーブル外周の絶縁体がロボツト・アームや
周辺のジグ装置等とこすれ合い、繰返されるケー
ブルの動きのため遂にその絶縁が機械的に破壊さ
れ、ケーブル芯線とアース電位にある周辺の構造
物とが接触するいわゆる地絡というトラブルが多
く発生する。

従来は、このような地絡事故に対する安全対策
として、電源側ブレーカ９に漏電遮断器を採用
し、アースへのリーク電流が検出された場合は、
ただちに電源を遮断する処置がとられていた。

しかし、現在最も標準的電子スイツチとして実
用されているサイリスターコンタクタ７は水冷式
であり、その水冷ホースに水垢がたまつたりし電
路の絶縁抵抗が低下すると漏電遮断器が誤動作す
ることがあり、冷却水の水質を改善したり、場合
によつてはその水冷部分を充電部から絶縁した特
殊なサイリスタを使用する等面倒な処置が必要と
なつた。

又、漏電遮断器のわずかな動作時間とはいえ、
200V又は400V定格の高い電源電圧が接地した場
合には大きな地絡電流が流れ、そのスパークによ
りロボツト・アームやジグ等に損傷を与える危険
性も無視することはできない。

これに対し、本発明は溶接電源１０とトランス
内蔵ガン１との中間にステツプダウン用絶縁トラ
ンス４を設置し、可動ケーブル３を含む電路を低
い電圧の電源をもつ電流検出器５を介してアース
６に接続することにより前述した問題点に解決を
与えるものである。

即ち、この絶縁トランス４と電流検出器５との
設置により、可動ケーブル３の対アース電位を極
めて低く保つことができるため、その絶縁破壊の
危険性は減少でき、又、絶縁トランスの一次コイ
ル側にあるサイリスタ・コンタクト７の対アース
電流はアース電流検出器５の検出電流とは無関係
になるためサイリスタは通常の市販品をそのまま
使用することができる。

一方、電流検出器５は、例えば、直流12V又は
20V程度の危険の少ない低い電圧の電源を内蔵
し、10〜20mA程度の微少電流の流通を検出して
警報を発信する機能を有するものである。

今、絶縁トランス４の設置によりフローテイン
グ電位にある可動ケーブル３の電路の一部と、ア
ース６との間に前記した電流検出器５を接続する
ことにより、ケーブル３の電位はアースに対して
12V又は24Vという非常に低い値に保つことがで
きるため前述したようにケーブル外周を保護して
いる絶縁体の電圧による破壊の危険性が激減する
ばかりでなく、ケーブル交換時等保守のためにケ
ーブル３の電路に人間が触れた場合の安全性を保
つこともできる。

この様な状態において、例えば、可とう性ケー
ブル３の絶縁が機械的に破壊されて、ケーブルの
芯線がアース電位にあるロボツト・アースやジグ
等に接触すると、電流検出器５に内蔵されている
低い電圧の電源からアースを経て地絡電流Ieが流
れ始める。電流検出器５は絶縁破壊初期に発生す
るこの微弱な地絡電流Ieを検出し、例えばリレー
接点信号等の警報を発信することになる。

この警報は、主として可動ケーブル３の交換時
期を報知するものであるが、ただちに電源ブレー
カ９を遮断し、溶接ロボツト等自動機の運転を停
止させる信号として使用することもできる。

一方、電流検出器５は従来の漏電遮断器と同一
の役割りを持つものであるが、一般の漏電遮断器
を取付けた場合と大きく相異するのはその内部に
低い電圧の電源を内蔵している点である。

これにより溶接電源１０を遮断した安全な状態
でも可動ケーブル３の対アース絶縁破壊の検出が
可能となるため、ロボツト等スポツト溶接装置を
カラ運転させ、可動ケーブル３が移動状態にある
ときに発生しがちな、或いは動いている一瞬の期
間のみ発生する地絡現象を再現し、確認すること
を可能ならしめている。

なお、図の８はタイマを示し、スポツト溶接の
シーケンスやサイリスタ・コンタクタ７への溶接
通電信号を発信する装置である。

【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。 １……トランス内蔵ガン、２……スポツト溶接
ロボツト、３……可動ケーブル、４……ステツプ
ダウン用絶縁トランス、５……電流検出器、６…
…アース、７……サイリスタ・コンタクタ、８…
…タイマ、９……ブレーカ、１０……200V又は
400V定格溶接電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶接トランスとスポツト溶接ヘツドとを一体
   に組込んだいわゆるトランス内蔵ガンを使用する
   スポツト用ロボツトなどの自動スポツト溶接装置
   において、 溶接通電を制御する電子スイツチを介在した溶
   接電源と前記溶接トランスとの間にステツプダウ
   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
   とを接続する可とう性ケーブルを含む電路とアー
   スとの間に、低い電圧の電源を内蔵した電流検出
   器を接続し、前記可とう性ケーブルを含む電路の
   対アース絶縁破壊による地絡電流が検出された場
   合に警報を発信することを特徴とするトランス内
   蔵ガン用電路の地絡検出装置。