(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガンアームの一端に固定電極を、他端に前記固定電極と対向する圧力センサを備え、前記ガンアーム上の前記固定電極と圧力センサとの間に前記固定電極と対向する可動電極と前記圧力センサと対向する圧力チップとを備え前記可動電極を進退移動するガンシリンダを進退移動可能に設け、前記ガンシリンダは前記可動電極が前進移動してワークに当接した加圧時の反力により後退移動して前記圧力センサに当接する前記圧力チップを前記可動電極の加圧力Ｐ１と同一の加圧力Ｐ２で前記圧力センサを押圧するようガンシリンダを平衡状態にするためのスプリングを備えたイコライザによって前記ガンアーム上に支持されており、前記可動電極が前進移動して固定電極に当接しているワークの加圧時における反力によるガンシリンダの後退移動で前記圧力チップが押圧する前記圧力センサの電極加圧力検出信号で最適な加圧力とするよう加圧力制御バルブにより前記ガンシリンダに供給するエア圧の制御と、所定の加圧力に達した時点で通電の開始制御とを行う溶接制御装置を備えたことを特徴とするスポット溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧検出機能付のスポット溶接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平５−５０２５４号で提供されている従来の加圧検出機能付のスポット溶接装置は図７で示すように、スポット溶接ガン２０のガンアーム２１の一端２２に固定電極２３を備え、他端に前記固定電極２３に対し進退移動させてワークＷをスポット溶接する可動電極２５を備えたガンシリンダ２４（加圧シリンダ）を有し、このガンシリンダ２４にエア圧を供給するエア供給通路に空気圧力センサ２６を設け、この空気圧力センサ２６から加圧検出装置２７及びタイマーコンタクタ２８（溶接制御装置）を介して前記エア供給通路に設けられているバルブ２９を制御するようにした構成である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置は、ガンシリンダ２４の内圧変化を空気圧力センサ２６でモニタし、電圧波形に置き換え、その電圧波型を解析し、通電指令をタイマーコンタクタ２８に出力することで、エア圧が設定値に到達した時点で通電するものである。
【０００４】
しかしながら、上記従来の装置では、電極先端の加圧力の代用特性として、ガンシリンダ２４内のエア圧をとっているため、配管の長さ、配管途中の詰まり、折れ、エアホースの膨脹等により電極先端で測る方法に対しタイムラグが発生したり、加圧計測精度が悪い。従って、不適正な通電タイミングやワークへの加圧力不足による散りの発生で溶接品質を不安定にしている問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、最適な加圧力と通電タイミングの制御を可能とし、加圧力不足の通電による散り発生を防止したスポット溶接装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の要旨は、ガンアームの一端に固定電極を、他端に前記固定電極と対向する圧力センサを備え、前記ガンアーム上の前記固定電極と圧力センサとの間に前記固定電極と対向する可動電極と前記圧力センサと対向する圧力チップとを備え前記可動電極を進退移動するガンシリンダを進退移動可能に設け、前記ガンシリンダは前記可動電極が前進移動してワークに当接した加圧時の反力により後退移動して前記圧力センサに当接する前記圧力チップを前記可動電極の加圧力Ｐ１と同一の加圧力Ｐ２で前記圧力センサを押圧するようガンシリンダを平衡状態にするためのスプリングを備えたイコライザによって前記ガンアーム上に支持されており、前記可動電極が前進移動して固定電極に当接しているワークの加圧時における反力によるガンシリンダの後退移動で前記圧力チップが押圧する前記圧力センサの電極加圧力検出信号で最適な加圧力とするよう加圧力制御バルブにより前記ガンシリンダに供給するエア圧の制御と、所定の加圧力に達した時点で通電の開始制御とを行う溶接制御装置を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２はスポット溶接ガン１を示し、図１はガン開放時であり、図２はワークＷの加工時である。このスポット溶接ガン１の構造は、ガンアーム２の一端２ａに固定電極３を備え、他端２ｂに前記固定電極３と対向して圧力センサ４を備えている。
【０００８】
また、前記ガンアーム２上には、ガンシリンダ５（加圧シリンダ）がイコライズ６を介して前記固定電極３と圧力センサ４との間で進退移動可能に設けられている。このガンシリンダ５には前記固定電極３と対向する可動電極７と前記圧力センサ４と対向する圧力チップ８（絶縁体）とを備え、ガンシリンダ５により前記可動電極７を進退作動するようになっている。
【０００９】
さらに本発明は図３で示すように、前記圧力センサ４の電極加圧力検出信号で最適な加圧力とするよう前記ガンシリンダ５に供給するエア圧の制御と、所定の加圧力に達した時点で通電の開始制御とを行う溶接制御装置９（タイマーコンタクタ）を備えているものである。
【００１０】
この溶接制御装置９は、制御装置１０からの起動信号と圧力センサ４からの電極加圧力検出信号が入力され、通電可否判定、加圧起動、加圧力制御バルブ１１のエア圧調整制御、トランス１２に対しスポット溶接ガン１への通電起動の制御機能を有しているものである。
【００１１】
上記の構造による本発明装置の動作の概略は、図１に示すガン開放時から、図２で示すように可動電極７を前進作動するようガンシリンダ５にエア圧を供給したワークＷの加工時において、可動電極７が固定電極３に接しているワークＷに当接した加圧力Ｐ１の反力でガンシリンダ５が後退移動し、圧力チップ８は前記可動電極７がワークＷに当接した加圧力Ｐ１と同一の加圧力Ｐ２で圧力センサ４を押圧して電極加圧力検出信号を溶接制御装置９へ出力して最適な加圧力と通電の開始制御とを行うものである。
【００１２】
前記溶接制御装置９による制御作用を図４のフローチャートによって説明する。先ず、ステップ１３の制御装置１０により起動信号を溶接制御装置９に出力し、これに基づいてステップ１４の加圧起動信号でステップ１５のバルブ制御によるバルブ制信号により加圧力制御バルブ１１はステップ１６のエア圧調整をする。一方、ステップ１７で圧力センサ４により測定した加圧力信号により通電可否を判断し、ステップ１８で所定圧力に到達した時にはステップ１９で通電起動しトランス１２を介してスポット溶接ガン１に溶接電流を通電する。前記ステップ１８で所定圧力に到達していないときにはバルブ制御のステップ１５に戻り、ステップ１８の所定圧力到達まで繰り返す。
【００１３】
上記の制御によるスポット溶接ガン１の動作及び機能を図５のタイムチャートと図６のスポット溶接ガン１の動作図とによって説明する。図５の（Ａ）及び図６ａに示すようにガン加圧起動が入力されると、図５の（Ｂ）に示すように図３で示している加圧力制御バルブ１１が励磁されバルブ加圧ポートに切り替わり、図５の（Ｃ）及び図６ｂに示すようにガンは加圧を始め、可動電極７が前進してワークＷに接触するとその反力によりガンしリンダ５が後退移動して圧力チップ８が圧力センタ４に当接する。次いで、図５の（Ｄ）に示すように加圧力が上昇し、その波形が安定したところで初期加圧完了と判断し、図５の（Ｅ）及び図６ｃに示すように通電起動を出し、図５の（Ｆ）に示すようにワークに通電して溶接する。この溶接完了後は図５の（Ｃ）及び図６のｄで示すように加圧力制御バルブ１１がバルブ戻りポートに切り替わり、前記ガンシリンダ５の後退移動を開放する。
【００１４】
上記図５のタイムチャートにおいて、（Ｃ）から（Ｆ）を圧力センサ４によって検出及び出力して最適な加圧力と通電タイミングの制御を可能とし、加圧力不足の通電による散り発生を防止したスポット溶接を実現するものである。
【００１５】
また、本発明はガンシリンダ５の加圧力を実測するため、加圧力測定に対して途中経路の影響を受けることがなく、リアルタイムに正確な初期加圧時間と加圧力を計測することができる。
【００１６】
さらに、可動電極７と圧力センサ４側の加圧力Ｐ１，Ｐ２は同一であるため、溶接中でも加圧力の変化を計測することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明よると、スポット打点毎に最適な加圧力と通電タイミングが得られるため、加圧力不足の通電による散り発生が防止され、溶接品質を安定することができる利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置におけるスポット溶接ガンの開放時の側面図
【図２】本発明装置におけるスポット溶接ガンのワーク加圧時の側面図
【図３】本発明装置のシステム構成図
【図４】本発明装置のシステム構成のシステムフローチャート
【図５】本発明装置によるタイムチャート
【図６】本発明装置のおけるスポット溶接ガンの動作図
【図７】従来装置の概略図
【符号の説明】
１ スポット溶接ガン
２ ガンアーム
３ 固定電極
４ 圧力センサ
５ ガンシリンダ
６ イコライズ
７ 可動電極
８ 圧力チップ
９ 溶接制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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