(57)【要約】【課題】ノイズの発生をチリの発生であると誤判断することを防止し、そのような誤判断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方法を提供すること。【解決手段】チリ検出方法は、抵抗溶接の抵抗値ｒを監視し、この抵抗値の単位時間当たりの変化量ｒｄが第１の閾値Ｔ１以上であるか否かを判定する第１の工程Ｓ２と、第１の工程の後に、抵抗溶接の抵抗値を監視し、この抵抗値の単位時間当たりの変化量が第２の閾値Ｔ２以下であるか否かを判定する第２の工程Ｓ４と、第１の工程で第１の閾値以上であると判定した変化量ｒｄ５の算出に係る抵抗値ｒｍと、第２の工程で第２の閾値以下であると判定した変化量ｒｄ１０の算出に係る抵抗値ｒ１０との差分ｒＤが、第３の閾値Ｔ３以上であるか否かを判定する第３の工程Ｓ５と、第３の工程で差分が第３の閾値以上であると判定した場合に、チリが発生したと判定する第４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】
抵抗溶接中にチリの発生を検出するチリ検出方法であって、
前記抵抗溶接の抵抗値を監視し、この抵抗値の単位時間当たりの変化量が第１の閾値以上であるか否かを判定する第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記抵抗溶接の抵抗値を監視し、この抵抗値の単位時間当たりの変化量が第２の閾値以下であるか否かを判定する第２の工程と、
前記第１の工程で前記第１の閾値以上であると判定した変化量の算出に係る抵抗値と、前記第２の工程で前記第２の閾値以下であると判定した変化量の算出に係る抵抗値との差分が、第３の閾値以上であるか否かを判定する第３の工程と、
前記第３の工程で前記差分が前記第３の閾値以上であると判定した場合に、チリが発生したと判定する第４の工程と、
を含むことを特徴とするチリ検出方法。
【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、例えば、隣接する２台の溶接ロボットのスポット溶接ガンどうしが互いに接近した状態で溶接作業を行う場合、一方のスポット溶接ガンの磁場が他方のスポット溶接ガンの磁場に影響を与えることによって、抵抗値が一時的に下がることがある。このような抵抗値の減少は、一時的なもので、すぐに解消されるノイズであり、溶接の品質には実質的に影響を及ぼさない。
【特許文献１】特開２００６−５５８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このようなノイズが発生した場合、抵抗値が減少することから、溶接ロボットはチリが発生したと誤判断する場合がある。溶接ロボットは、このような誤判断をした場合、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。
【０００８】
このような誤判断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。
【０００９】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ノイズの発生をチリの発生であると誤判断することを防止し、そのような誤判断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】
【００１０】
本発明のチリ検出方法は、抵抗溶接中にチリの発生を検出するチリ検出方法であって、前記抵抗溶接の抵抗値（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）が第１の閾値（例えば、後述の第１閾値Ｔ１）以上であるか否かを判定する第１の工程（例えば、後述のステップＳ２）と、前記第１の工程の後に、前記抵抗溶接の抵抗値を監視し、この抵抗値の単位時間当たりの変化量が第２の閾値（例えば、後述の第２閾値Ｔ２）以下であるか否かを判定する第２の工程（例えば、後述のステップＳ４）と、前記第１の工程で前記第１の閾値以上であると判定した変化量（例えば、後述の抵抗値変化量ｒｄ５）の算出に係る抵抗値（例えば、後述の抵抗値ｒｍ）と、前記第２の工程で前記第２の閾値以下であると判定した変化量（例えば、後述の抵抗値変化量ｒｄ１０）の算出に係る抵抗値（例えば、後述の抵抗値ｒ１０）との差分（例えば、後述の差分ｒＤ）が、第３の閾値（例えば、後述の第３閾値Ｔ３）以上であるか否かを判定する第３の工程（例えば、後述のステップＳ５）と、前記第３の工程で前記差分が前記第３の閾値以上であると判定した場合に、チリが発生したと判定する第４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。
【００１１】
この発明によれば、ノイズの発生をチリの発生であると誤判断することを防止し、そのような誤判断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】
【００１２】
本発明によれば、ノイズの発生をチリの発生であると誤判断することを防止し、そのような誤判断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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
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。
【００１４】
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。
【００１５】
制御装置５は、図２のフローチャートに従って、チリの発生を検出する。
スポット溶接の溶接電流通電開始後、まず、ステップＳ１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。
【００１６】
ステップＳ２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第１の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第１の閾値以上であるか否かを判定する。
【００１７】
この第１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、その変化量の算出に係る抵抗値を記憶し、ステップＳ３に移り、ＮＯの場合は、ステップＳ８に移る。
【００１８】
ステップＳ３では、制御装置５によりチリの可能性ありと判定する。
【００１９】
ステップＳ４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第２閾値以下であるか否かを判定する。
【００２０】
この第２閾値は、チリの終了にともなって終息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Ｓ５に移り、ＮＯの場合は、ステップＳ４に戻る。
つまり、抵抗値の単位時間当たりの変化量が第２閾値以下になるまで、ステップＳ４の判定を繰り返す。
【００２１】
ステップＳ５では、制御装置５により、ステップＳ２で第１の閾値以上であると判定した変化量の算出に係る抵抗値を読み出し、この抵抗値と、ステップＳ４で第２の閾値以下であると判定した変化量の算出に係る抵抗値との差分が、第３の閾値以上であるか否かを判定する。
【００２２】
この第３閾値は、チリが発生した場合に減少する抵抗値の減少幅と、ノイズが発生した場合に減少する抵抗値の減少幅とを区別するためのものである。
第３閾値Ｔ３として、例えば５〜５０μΩが設定される。
この判定がＹＥＳの場合は、ステップＳ６に移り、ＮＯの場合は、ステップＳ８に移る。
【００２３】
ステップＳ６では、制御装置５によりチリであると判定する。
【００２４】
ステップＳ７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。
【００２５】
一方、ステップＳ５の判定がＮＯで、ステップＳ８に移った場合、ステップＳ８では、制御装置５によりチリでないと判定する。
【００２６】
また、ステップＳ２の判定がＮＯで、ステップＳ８に移った場合、ステップＳ８では、制御装置５によりチリでないと判定する。
【００２７】
続いて、ステップＳ９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。
【００２８】
溶接が終了していなければ、ステップＳ９の判定がＮＯであるから、ステップＳ２に戻る。
ステップＳ５の判定がＮＯでステップＳ８に移り、さらにステップＳ９に移り、ステップＳ９の判定がＮＯでステップＳ２に移る場合は、溶接の途中でノイズが発生した後、溶接が終了するまで抵抗値の監視が続けられる。
【００２９】
また、ステップＳ２の判定がＮＯでステップＳ８に移り、さらにステップＳ９に移り、ステップＳ９の判定がＮＯでステップＳ２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第１閾値未満の状態を維持し続ける。すなわち、チリもノイズも発生しない正常な溶接作業が行われる。
【００３０】
そして、溶接が終了すると、ステップＳ９の判定がＹＥＳになるから、溶接作業は正常終了する。
【００３１】
図３は、上記実施形態に係るチリ検出方法における溶接電流の通電時間と抵抗との関係を示すタイミングチャートである。
図３において、実線は、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、溶接作業の途中でノイズが発生するが、溶接作業は実質的に正常に行われる場合の通電時間と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抵抗との関係を示す。
【００３２】
図３に実線で示すチリ発生の場合と、破線で示すノイズ発生の場合とを比較すると、両者には共通点および相違点がある。両者の共通点は、チリ発生またはノイズ発生にともなって共に抵抗値が落ち込むことである。また、両者の相違点は、抵抗値の落ち込み度合いが顕著に相違することである。すなわち、実線で示すチリ発生の場合は、抵抗値の落ち込み量が非常に大きくて、しかも落ち込みが終わっても正常なレベルに復帰していない。これに対して、破線で示すノイズ発生の場合は、抵抗値の落ち込み量が比較的小さくて、しかも落ち込んだ後すぐに正常なレベルまで復帰する。
【００３３】
図３に実線で示すように、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により抵抗値の監視を開始する。つまり、単位時間おきに抵抗値ｒ２を検出する。
時刻ｔ１では、抵抗値ｒ１を検出し、単位時間後の時刻ｔ２では、抵抗値ｒ２を検出する。そして、抵抗値ｒ１と抵抗値ｒ２との差分を抵抗値変化量ｒｄ１として算出する。抵抗値変化量ｒｄ１は、第１閾値Ｔ１以上ではないため、チリでないと判定する。
単位時間後の時刻ｔ３では、抵抗値ｒ３を検出する。そして、抵抗値ｒ２と抵抗値ｒ３との差分を抵抗値変化量ｒｄ２として算出する。抵抗値変化量ｒｄ２は、第１閾値Ｔ１以上ではないため、チリでないと判定する。
それぞれ単位時間後の各時刻ｔ４，ｔ５では、抵抗値ｒ４，ｒ５を検出する。そして、抵抗値ｒ３と抵抗値ｒ４との差分を抵抗値変化量ｒｄ３、抵抗値ｒ４と抵抗値ｒ５との差分を抵抗値変化量ｒｄ４として算出する。抵抗値変化量ｒｄ３，ｒｄ４は、第１閾値Ｔ１以上ではないため、チリでないと判定する。
【００３４】
単位時間後の時刻ｔ６では、抵抗値ｒ６を検出する。そして、抵抗値ｒ５と抵抗値ｒ６との差分を抵抗値変化量ｒｄ５として算出する。抵抗値変化量ｒｄ５は、第１閾値Ｔ１以上であるため、チリの可能性ありと判定する。
【００３５】
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、第２閾値Ｔ２以下ではない。
それぞれ単位時間後の各時刻ｔ８，ｔ９，ｔ１０では、抵抗値ｒ８，ｒ９，ｒ１０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、抵抗値ｒ８と抵抗値ｒ９との差分を抵抗値変化量ｒｄ８、抵抗値ｒ９と抵抗値ｒ１０との差分を抵抗値変化量ｒｄ９として算出する。抵抗値変化量ｒｄ７，ｒｄ８，ｒｄ９は、第２閾値Ｔ２以下ではない。
【００３６】
単位時間後の時刻ｔ１１では、抵抗値ｒ１１を検出する。そして、抵抗値ｒ１０と抵抗値ｒ１１との差分を抵抗値変化量ｒｄ１０として算出する。抵抗値変化量ｒｄ１０は、第２閾値Ｔ２以下である。
【００３７】
ここで、抵抗値変化量ｒｄ１０が第２閾値Ｔ２以下になったため、時刻ｔ６での抵抗値変化量ｒｄ５の算出に係る抵抗値ｒｍと、時刻ｔ１１での抵抗値変化量ｒｄ１０の算出に係る抵抗値ｒ１０との差分を算出する。この差分ｒＤは、第３閾値Ｔ３以上の差分ｒＤｓとなるため、チリであると判定する。
【００３８】
図３に破線で示すように、溶接作業の途中でノイズが発生する場合は、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により抵抗値の監視を開始する。
各時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５では、抵抗値ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４，ｒ５を検出する。そして、抵抗値ｒ１と抵抗値ｒ２との差分を抵抗値変化量ｒｄ１、抵抗値ｒ２と抵抗値ｒ３との差分を抵抗値変化量ｒｄ２、抵抗値ｒ３と抵抗値ｒ４との差分を抵抗値変化量ｒｄ３、抵抗値ｒ４と抵抗値ｒ５との差分を抵抗値変化量ｒｄ４として算出する。抵抗値変化量ｒｄ１，ｒｄ２，ｒｄ３，ｒｄ４は、第１閾値Ｔ１以上ではないため、チリでないと判定する。
【００３９】
単位時間後の時刻ｔ６では、抵抗値ｒ６を検出する。そして、抵抗値ｒ５と抵抗値ｒ６との差分を抵抗値変化量ｒｄ５として算出する。抵抗値変化量ｒｄ５は、第１閾値Ｔ１以上であるため、チリの可能性ありと判定する。
【００４０】
各時刻ｔ７，ｔ８，ｔ９では、抵抗値（ｒ７），（ｒ８），（ｒ９）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）、抵抗値（ｒ７）と抵抗値（ｒ８）との差分を抵抗値変化量（ｒｄ７）、抵抗値（ｒ８）と抵抗値（ｒ９）との差分を抵抗値変化量（ｒｄ８）として算出する。抵抗値変化量（ｒｄ６），（ｒｄ７），（ｒｄ８）は、第２閾値Ｔ２以下ではない。
【００４１】
単位時間後の時刻ｔ１０では、抵抗値（ｒ１０）を検出する。そして、抵抗値（ｒ９）と抵抗値（ｒ１０）との差分を抵抗値変化量（ｒｄ９）として算出する。抵抗値変化量（ｒｄ９）は、第２閾値Ｔ２以下である。
【００４２】
ここで、抵抗値変化量（ｒｄ９）が第２閾値Ｔ２以下になったため、時刻ｔ６での抵抗値変化量ｒｄ５の算出に係る抵抗値ｒｍと、時刻ｔ１０での抵抗値変化量（ｒｄ９）の算出に係る抵抗値（ｒ９）との差分を算出する。この差分ｒＤは、第３閾値Ｔ３より小さい差分ｒＤｎとなるため、チリでないと判定する。
【００４３】
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、ノイズの発生をチリの発生であると誤判断することを防止し、そのような誤判断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。
【００４４】
（２）時刻ｔ１１で抵抗値ｒ１１を検出したと同時に差分ｒＤｓを算出してチリであると判定するので、制御遅れが生じない。
【００４５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るチリ検出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方法の一実施形態におけるフローチャートである。
【図３】上記実施形態に係るチリ検出方法における溶接電流の通電時間と抵抗との関係を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
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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