(57)【要約】【課題】ゴミなど異物の噛み込みに起因する抵抗値の急激な減少をチリの発生であると誤判定することを防止し、そのような誤判定に基づいてチリ発生時の処理を行う誤作動を防止することのできるチリ検出誤判定防止方法を提供すること。【解決手段】チリ検出誤判定防止方法は、抵抗溶接中にｒを監視し、この抵抗値の単位時間当たりの変化量ｒｄが閾値Ｌ以上である場合にチリの発生を検出する装置の誤判定を防止するチリ検出誤判定防止方法であって、正常な抵抗溶接開始時の抵抗値の上限を上限閾値ＵＬとして設定する第１の工程Ｓ１と、抵抗溶接中の抵抗値が上限閾値を超えたか否かを判定する第２の工程Ｓ３と、抵抗値が上限閾値を超えた場合、抵抗値が上限閾値を超えている期間、および抵抗値が上限閾値以下になってから所定時間Ｔ経過するまでの期間、チリ検出の演算を行わない第３の工程Ｓ６と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗溶接中に抵抗値を監視し、この抵抗値の単位時間当たりの変化量が閾値以上である場合にチリの発生を検出する装置の誤判定を防止するチリ検出誤判定防止方法であって、
正常な抵抗溶接開始時の抵抗値の上限を上限閾値として設定する第１の工程と、
抵抗溶接中の抵抗値が前記上限閾値を超えたか否かを判定する第２の工程と、
前記抵抗値が前記上限閾値を超えた場合、前記抵抗値が前記上限閾値を超えている期間、および前記抵抗値が前記上限閾値以下になってから所定時間経過するまでの期間、チリ検出の演算を行わない第３の工程と、
を含むことを特徴とするチリ検出誤判定防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット溶接などの抵抗溶接におけるチリ検出誤判定防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車の車体を溶接組立する製造ラインには、搬送装置によって搬送されるワークの所定箇所にスポット溶接作業を行う溶接ロボットが多数配置されている。これらの溶接ロボットは、ワークのあらかじめ設定された溶接箇所に適した形状を持つスポット溶接ガンを備えている。
【０００３】
この種の溶接ロボットでは、溶接電流の通電中は抵抗値の監視が行われる。この抵抗値の監視により、溶接電流の通電中にチリが発生すると、抵抗値が大幅に減少することが知られている。
【０００４】
このようなチリが発生した場合は、あらかじめ設定された溶接電流をあらかじめ設定された通電時間だけ通電し終わっても、溶接箇所の強度が不足する場合がある。これは、チリの発生によってナゲットの成長速度が低下し、ナゲットのサイズが小さくなるからである。
【０００５】
そのため、溶接ロボットは、通電中に抵抗値が減少した場合はチリが発生したと判断して、溶接電流を止めたり、溶接電流を下げたり、溶接電流を上げたりなど、あらかじめ設定されたチリ発生時の処理を行うようにプログラミングされている（特許文献１参照）。
【０００６】
ところで、被溶接材間に例えばゴミなど異物を噛み込むことによって、抵抗溶接の初期抵抗が正常な抵抗溶接開始時に比べて非常に大きくなり、その後ゴミが溶けることにより抵抗が急激に低下する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５５８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような抵抗値の急激な減少を、溶接ロボットはチリが発生したと誤判定する場合がある。溶接ロボットは、このような誤判定をした場合、溶接電流を止めたり、溶接電流を下げたり、溶接電流を上げたり、あらかじめ設定されたチリ発生時の処理を行う。
【０００９】
このような誤判定に基づくチリ発生時の処理が行われると、溶接作業を無駄に停止したり、溶接電流を異常値に変更したりするなど、誤作動を起こしてしまう。
【００１０】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ゴミなど異物の噛み込みに起因する抵抗値の急激な減少をチリの発生であると誤判定することを防止し、そのような誤判定に基づいてチリ発生時の処理を行う誤作動を防止することのできるチリ検出誤判定防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のチリ検出誤判定防止方法は、抵抗溶接中に抵抗値（例えば、後述の抵抗値ｒ）を監視し、この抵抗値の単位時間当たりの変化量（例えば、後述の抵抗値変化量ｒｄ）が閾値（例えば、後述の閾値Ｌ）以上である場合にチリの発生を検出する装置の誤判定を防止するチリ検出誤判定防止方法であって、正常な抵抗溶接開始時の抵抗値の上限を上限閾値（例えば、後述の上限閾値ＵＬ）として設定する第１の工程（例えば、後述のステップＳ１）と、抵抗溶接中の抵抗値が前記上限閾値を超えたか否かを判定する第２の工程（例えば、後述のステップＳ３）と、前記抵抗値が前記上限閾値を超えた場合、前記抵抗値が前記上限閾値を超えている期間、および前記抵抗値が前記上限閾値以下になってから所定時間Ｔ経過するまでの期間、チリ検出の演算を行わない第３の工程（例えば、後述のステップＳ６）と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、ゴミなど異物の噛み込みに起因する抵抗値の急激な減少をチリの発生であると誤判定することを防止し、そのような誤判定に基づいてチリ発生時の処理を行う誤作動を防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ゴミなど異物の噛み込みに起因する抵抗値の急激な減少をチリの発生であると誤判定することを防止し、そのような誤判定に基づいてチリ発生時の処理を行う誤作動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るチリ検出誤判定防止方法を実施するスポット溶接装置の概略的説明図である。
【図２】本発明に係るチリ検出誤判定防止方法の一実施形態におけるフローチャートである。
【図３】図２に示すステップＳ７についての詳細なフローチャートである。
【図４】上記実施形態に係るチリ検出誤判定防止方法における溶接電流の通電時間と電極間抵抗との関係を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るチリ検出誤判定防止方法を実施するスポット溶接装置１０の概略的説明図である。
【００１６】
スポット溶接装置１０は、重ね合せた被溶接部材１，２を加圧して溶接電流を流す一対の電極チップ３，４と、電極チップ３，４に所望の加圧力を与える加圧装置（不図示）と、加圧装置により加圧された被溶接部材１，２に電極チップ３，４を介して所望の溶接電流を供給する電力供給装置（不図示）と、これらを制御する制御装置５とを備える。
【００１７】
このように構成されたスポット溶接装置１０において、溶接条件によってあらかじめ設定された溶接電流をあらかじめ設定された通電時間だけ、電極チップ３，４を介して被溶接部材１，２に流すことで、ナゲット６が所定の速度で成長して、溶接が行われる。
【００１８】
制御装置５は、図２、図３のフローチャートに従って、チリの発生を検出する。
まず、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、制御装置５により電極間抵抗の範囲の上限を上限閾値として設定する。ここで、「電極間抵抗の範囲」とは、ゴミの噛み込みなどの異常のない通常状態の被溶接部材を溶接する際に、抵抗溶接を開始した瞬間に電極間抵抗が通常とりうる範囲のことである。
具体的には、例えば５０〜５００μΩの値を上限閾値として設定する。
【００１９】
ステップＳ２では、制御装置５により抵抗値の監視を開始する。つまり、所定時間おきに抵抗値を検出する。
具体的には、制御装置５が、時刻ｔ１における抵抗値を検出してこの抵抗値をｒ１とし、時刻ｔ１から単位時間後の時刻ｔ２における抵抗値を検出してこの抵抗値をｒ２とする。制御装置５は、スポット溶接の開始から終了まで、同様にして単位時間おきに抵抗値を検出する。
【００２０】
ステップＳ３では、制御装置５により監視する抵抗値が上限閾値を超えたか否かを判定する。
この判定がＮＯの場合は、ステップＳ３による判断の回数を記憶して、ステップＳ４に移り、ＹＥＳの場合は、ステップＳ６に移る。
【００２１】
ステップＳ４では、制御装置５により、ステップＳ３による判断が１回目であるか否かを判定する。すなわち、ステップＳ３による判断で抵抗値が上限閾値以下であると判定したのが１回目の判断であるか否かを判定する。
この判定がＮＯの場合は、ステップＳ５に移り、ＹＥＳの場合は、ステップＳ７に移る。
【００２２】
ステップＳ４の判定がＮＯで、ステップＳ５に移った場合、ステップＳ５では、制御装置５により監視する抵抗値が上限閾値以下になったときから所定時間経過したか否かを判定する。
この場合は、制御装置５により監視する抵抗値が最初は上限閾値を超えたが、その後、上限閾値以下になったものである。そのため、抵抗値が上限閾値以下になったときから正常溶接時の抵抗値に一致するまでの時間を所定時間として設定する。
【００２３】
この時間は、被溶接材の種類によって異なる。また、ゴミなど噛み込んだ異物の種類によっても異なる。異物としてはシーラ、チリなどがある。ハイテン材など板間のギャップが大きい場合、なじんで接触した瞬間に抵抗が急落する場合がある。そこで、発生する可能性が最も高いもの、最も長い時間を有するものなどを実験的に求める。
具体的には、抵抗値が上限閾値以下になったときから例えば２〜５０μ秒の時間を所定時間として設定し、この時間が経過したか否かを判定する。
この判定がＮＯの場合は、ステップＳ６に移り、ＹＥＳの場合は、ステップＳ７に移る。
【００２４】
ステップＳ３の判定がＹＥＳで、ステップＳ６に移った場合、ステップＳ６では、制御装置５によりチリ検出の演算を行わない。
この場合は、制御装置５により監視する抵抗値が上限閾値を超えたため、チリ検出の演算を行わないでステップＳ３に戻る。
【００２５】
また、ステップＳ５の判定がＮＯで、ステップＳ６に移った場合、ステップＳ６では、制御装置５によりチリ検出の演算を行わない。
この場合は、制御装置５により監視する抵抗値が最初に上限閾値を超えた後、上限閾値以下になり、上限閾値以下になったときから正常溶接時の抵抗値に一致するまでの時間が経過していないため、チリ検出の演算を行わないでステップＳ３に戻る。
【００２６】
すなわち、制御装置５により監視する抵抗値が上限閾値を超えている期間、および、上限閾値以下になったときから正常溶接時の抵抗値に一致するまでの時間が経過するまでの期間は、制御装置５によりチリ検出の演算を行わないでステップＳ３に戻る。
【００２７】
一方、ステップＳ５の判定がＹＥＳで、ステップＳ７に移った場合、ステップＳ７では、制御装置５によりチリ判定の演算を行う。
【００２８】
また、ステップＳ４の判定がＹＥＳで、ステップＳ７に移った場合、ステップＳ７では、制御装置５によりチリ判定の演算を行う。
この場合は、制御装置５により監視する抵抗値が最初から上限閾値以下である。
【００２９】
ステップＳ７によるチリ判定の演算について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
ステップＳ７１では、制御装置５により監視する抵抗値の単位時間当たりの変化量が閾値以上であるか否かを判定する。すなわち、制御装置５が、単位時間おきに抵抗値を検出して、単位時間を隔てた２点の各抵抗値に基づいて、抵抗値の単位時間当たりの変化量を算出する。そして、算出した単位時間当たりの抵抗値変化量が閾値以上であるか否かを判定する。
【００３１】
この閾値は、チリが発生した場合に減少する抵抗値の減少度合いを、抵抗値の単位時間当たりの変化量の大きさで表したものである。
この判定がＹＥＳの場合は、ステップＳ７２に移り、ＮＯの場合は、ステップＳ７４に移る。
【００３２】
ステップＳ７２では、制御装置５によりチリであると判定する。
【００３３】
ステップＳ７３では、制御装置５によりチリに対する処理が行われる。すなわち、制御装置５が、チリに対する処理としてあらかじめプログラミングされている処理、例えば、溶接の電流を止める操作を行う処理、溶接の電流を下げる操作を行う処理、溶接の電流を上げる操作を行う処理などを行う。
そして、チリに対する所定の処理が行われた後、溶接作業は終了する。
【００３４】
一方、ステップＳ７１の判定がＮＯで、ステップＳ７４に移った場合、ステップＳ７４では、制御装置５によりチリでないと判定する。
【００３５】
続いて、ステップＳ７５では、制御装置５により溶接が終了したか否かを判定する。すなわち、制御装置５が、あらかじめ設定された溶接プログラムを参照して、溶接が終了したか否かを判定する。
【００３６】
溶接が終了していなければ、ステップＳ７５の判定がＮＯであるから、ステップＳ７１に戻る。
ステップＳ７１の判定がＮＯでステップＳ７４に移り、さらにステップＳ７５に移り、ステップＳ７５の判定がＮＯでステップＳ７１に移ることを繰り返している間は、抵抗値の単位時間当たりの変化量が閾値未満の状態を維持し続ける。すなわち、チリが発生しない正常な溶接作業が行われる。
【００３７】
そして、溶接が終了すると、ステップＳ７５の判定がＹＥＳになるから、溶接作業は正常終了する。
【００３８】
図４は、上記実施形態に係るチリ検出誤判定防止方法における溶接電流の通電時間と電極間抵抗との関係を示すタイミングチャートである。
図４において、実線は、被溶接材間にゴミなど異物を噛み込むことにより溶接作業開始時に電極間抵抗が異常に高く、その後ゴミが溶けることにより抵抗が正常な値まで低下する場合の通電時間と電極間抵抗との関係を示す。
また、破線は、比較のために、溶接作業の途中でチリが発生して、溶接作業が正常に行われない場合の通電時間と電極間抵抗との関係を示す。
さらに、２点鎖線は、溶接作業が正常に行われるときの通電時間と電極間抵抗との関係を示す。
【００３９】
図４に実線で示すように、溶接作業の初期にゴミの噛み込みが発生する場合は、図２に示すフローチャートに従ってつぎのように判断される。
すなわち、制御装置５により単位時間おきに抵抗値ｒを検出する。
【００４０】
時刻ｔ１では、抵抗値ｒ１を検出する。抵抗値ｒ１は上限閾値ＵＬを超えているため、チリ検出の演算を行わないと判定する。
単位時間後の時刻ｔ２では、抵抗値ｒ２を検出する。さらに単位時間後の時刻ｔ３では、抵抗値ｒ３を検出する。抵抗値ｒ２，ｒ３はいずれも上限閾値ＵＬを超えているため、チリ検出の演算を行わないと判定する。
【００４１】
単位時間後の時刻ｔ４では、抵抗値ｒ４を検出する。抵抗値ｒ４は上限閾値ＵＬと一致するが、一致してから所定時間Ｔが経過していないため、チリ検出の演算を行わないと判定する。
【００４２】
時刻ｔ５では、抵抗値ｒ５を検出する。抵抗値ｒ５は正常溶接時の抵抗値と一致する。この場合、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの経過時間は所定時間Ｔに等しいため、チリ検出の演算を行うと判定する。
以後、溶接が終了するまで、単位時間おきにチリ検出の演算が繰り返し行われる。
【００４３】
図４では、制御装置５により監視する抵抗値が上限閾値以下になったときから正常溶接時の抵抗値に一致するまでの所定時間Ｔの長さが、制御装置５により単位時間おきに抵抗値ｒを検出するその単位時間の長さと等しく図示されている。
しかし、所定時間Ｔの長さと単位時間の長さとは全く相関がなく、通常は、両者の長さは異なる。
【００４４】
図４に破線で示すように、溶接作業の途中でチリが発生する場合は、図３に示すフローチャートに従ってつぎのように判断される。
時刻ｔ１から時刻ｔ５までについての説明は省略する。
【００４５】
時刻ｔ６では、抵抗値（ｒ６）を検出し、単位時間後の時刻ｔ７では、抵抗値（ｒ７）を検出する。そして、抵抗値（ｒ６）と抵抗値（ｒ７）との差分を抵抗値変化量ｒｄ６として算出する。抵抗値変化量ｒｄ６は、閾値Ｌ以上ではないため、チリでないと判定する。
【００４６】
単位時間後の時刻ｔ８では、抵抗値（ｒ８）を検出する。そして、抵抗値（ｒ７）と抵抗値（ｒ８）との差分を抵抗値変化量ｒｄ７として算出する。抵抗値変化量ｒｄ７は、閾値Ｌ以上であるため、チリであると判定する。
【００４７】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）制御装置５により、ゴミなど異物の噛み込みに起因する異常抵抗値が発生している間はチリ検出の演算を行わないことで、異物の噛み込みに起因する抵抗値の急激な減少をチリの発生であると誤判定することを防止することができる。
【００４８】
（２）チリ発生の誤判定に基づいて、溶接電流を止めたり、下げたり、上げたりなどのチリ発生時の処理を行う結果として、溶接作業を無駄に停止したり、溶接電流を異常値に変更したりするなどの誤作動を防止することができる。
【００４９】
（３）チリ発生の誤判定に基づく処理結果としての誤作動により、溶接不具合が発生することを防止することができる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１，２…被溶接部材
３，４…電極チップ
５…制御装置
６…ナゲット
１０…スポット溶接装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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