(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能な可動電極チップと、該可動電極チップと対になる固定された固定電極チップとを有するスポット溶接ガンのチップ磨耗量検出方法であって、
前記可動電極チップを、移動可能な可動ブロックに当接させて、該当接時の前記可動電極チップ移動量を可動電極位置として記憶し、
さらに前記可動電極チップを、前記可動ブロックが前記固定電極チップと当接するまで動作させて、そのときの前記可動電極チップ移動量を合計電極位置として記憶し、
この動作を電極チップ未使用時と使用後において実施して、未使用時に記憶した可動電極位置と、使用後において記憶した可動電極位置とから可動電極チップの磨耗量を求め、未使用時に記憶した合計電極位置、使用後において記憶した合計電極位置、および前記可動電極チップの磨耗量から固定電極チップの磨耗量を求めることを特徴とするスポット溶接ガンにおけるチップ磨耗量検出方法。
【請求項２】
移動可能な可動電極チップと、該可動電極チップと対になる固定された固定電極チップとを有するスポット溶接ガンのチップ磨耗量検出方法であって、
電極チップ未使用時において、
前記可動電極チップを動作させて、予め定められた支持圧力により支持されている移動可能な可動ブロックに前記可動電極チップを当接させる段階と、
該当接時の前記可動電極チップ移動量を可動電極基準位置として記憶する段階と、
前記可動電極チップを前記可動ブロックを支持している支持圧力より大きな加圧力により動作させて、前記可動ブロックが前記固定電極チップと当接するまで前記可動電極チップを動作させる段階と、
該可動ブロックと固定電極チップとの当接時の前記可動電極チップ移動量を合計電極基準位置として記憶する段階と、
電極チップ使用後において、
前記可動電極チップを動作させて、前記可動ブロックに前記可動電極チップを当接させる段階と、
該当接時の前記可動電極チップ移動量を可動電極位置として記憶する段階と、前記可動電極チップを前記可動ブロックを支持している支持圧力より大きな加圧力により動作させて、前記可動ブロックが前記固定電極チップと当接するまで前記可動電極チップを動作させる段階と、
該可動ブロックと固定電極チップとの当接時の前記可動電極チップ移動量を合計電極位置として記憶する段階と、
前記可動電極基準位置と前記可動電極位置から前記可動電極チップの磨耗量を算出する段階と、
前記合計電極基準位置と前記合計電極位置から２個の電極チップの合計磨耗量を算出する段階と、
該合計磨耗量と前記可動電極チップ磨耗量から固定電極チップの磨耗量を算出する段階と、を有することを特徴とするスポット溶接ガンにおけるチップ磨耗量検出方法。
【請求項３】
前記可動電極チップを動作させて、前記可動ブロックに前記可動電極チップを当接させる段階は、
前記可動電極チップの加圧力を検出し、該検出した加圧力が、前記支持圧力未満の予め定められた第１加圧力を越えたときに、前記可動電極チップが前記可動ブロックに当接したと判断する段階を有することを特徴とする請求項１記載のスポット溶接ガンにおけるチップ磨耗量検出方法。
【請求項４】
前記可動電極チップを前記可動ブロックを支持している支持圧力より大きな加圧力により動作させて、前記可動ブロックが前記固定電極チップと当接するまで前記可動電極チップを動作させる段階は、
前記可動電極チップの加圧力を検出し、該検出した加圧力が、前記支持圧力以上の予め定められた第２加圧力を越えたときに、前記可動ブロックが前記固定電極チップに当接したと判断する段階を有することを特徴とする請求項１記載のスポット溶接ガンにおけるチップ磨耗量検出方法。
【請求項５】
移動可能な可動電極チップと、該可動電極チップと対になる固定された固定電極チップとを有するスポット溶接ガンのチップ磨耗量を検出するために用いられる治具であって、
一定の支持圧力により定位置に支持され、該支持圧力より大きな加圧力で前記可動電極チップにより押されたときには移動して、前記可動電極チップと固定電極チップにより把持される可動ブロックを有することを特徴とするスポット溶接ガンにおけるチップ磨耗量検出用治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スポット溶接ガンにおけるチップの磨耗量を検出するための方法およびそのための治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スポット溶接ガンにおけるチップ磨耗量を検出するための方法としては、例えば特開平７−２８４９５７号公報には、Ｃ形やＸ形溶接ガンなどの対となる２個の電極を有する溶接ガンにおいて、未使用の対となる２個の電極を合致させ、このときの現在位置データを合計基準位置として記憶し、さらに、可動側電極を固定されたブロックに当接し、このときの可動側電極の現在位置データを可動側基準位置として記憶し、これ以降対となる２個の電極を合致した位置を検出し、前記合計基準位置との差から対となる２個の電極の磨耗量の合計を算出して、さらに、可動側の電極を固定ブロックに当接させて、そのときの可動側電極の位置データと前記可動側基準位置との差から可動側電極のみの磨耗量を求めて、先に求めたの磨耗量の合計から、この可動側電極の磨耗量を引くことにより固定側電極の磨耗量を求めるという方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の方法では、溶接ガンのチップ磨耗量を検出するために、２回の溶接ガンの開閉動作、すなわち、２個の電極を合致させるための開閉動作と、固定ブロックに可動側電極を当接させるための開閉動作が必要となっている。したがって、未使用時に２回の開閉動作と、使用後実際に電極チップの磨耗量を検出する際に２回の、合わせて４回の開閉動作が必要となる。このため、磨耗量検出のための動作時間が長く、サイクルタイムが延びるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、Ｃ形やＸ形などの対になった２個の電極チップを有するスポット溶接ガンにおいて、未使用時と使用後でそれぞれ１回、合わせても２回の開閉動作で、電極チップの磨耗量を検出することができるチップ磨耗量検出方法およびチップ磨耗量の検出に用いられる治具を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【０００６】
（１）移動可能な可動電極チップと、該可動電極チップと対になる固定された固定電極チップとを有するスポット溶接ガンのチップ磨耗量検出方法であって、前記可動電極チップを、移動可能な可動ブロックに当接させて、該当接時の前記可動電極チップ移動量を可動電極位置として記憶し、さらに前記可動電極チップを、前記可動ブロックが前記固定電極チップと当接するまで動作させて、そのときの前記可動電極チップ移動量を合計電極位置として記憶し、この動作を電極チップ未使用時と使用後において実施して、未使用時に記憶した可動電極位置と、使用後において記憶した可動電極位置とから可動電極チップの磨耗量を求め、未使用時に記憶した合計電極位置、使用後において記憶した合計電極位置、および前記可動電極チップの磨耗量から固定電極チップの磨耗量を求めることを特徴とするスポット溶接ガンにおけるチップ磨耗量検出方法。
【０００７】
（２）移動可能な可動電極チップと、該可動電極チップと対になる固定された固定電極チップとを有するスポット溶接ガンのチップ磨耗量検出方法であって、電極チップ未使用時において、前記可動電極チップを動作させて、予め定められた支持圧力により支持されている移動可能な可動ブロックに前記可動電極チップを当接させる段階と、該当接時の前記可動電極チップ移動量を可動電極基準位置として記憶する段階と、前記可動電極チップを前記可動ブロックを支持している支持圧力より大きな加圧力により動作させて、前記可動ブロックが前記固定電極チップと当接するまで前記可動電極チップを動作させる段階と、該可動ブロックと固定電極チップとの当接時の前記可動電極チップ移動量を合計電極基準位置として記憶する段階と、電極チップ使用後において、前記可動電極チップを動作させて、前記可動ブロックに前記可動電極チップを当接させる段階と、該当接時の前記可動電極チップ移動量を可動電極位置として記憶する段階と、前記可動電極チップを前記可動ブロックを支持している支持圧力より大きな加圧力により動作させて、前記可動ブロックが前記固定電極チップと当接するまで前記可動電極チップを動作させる段階と、該可動ブロックと固定電極チップとの当接時の前記可動電極チップ移動量を合計電極位置として記憶する段階と、前記可動電極基準位置と前記可動電極位置から前記可動電極チップの磨耗量を算出する段階と、前記合計電極基準位置と前記合計電極位置から２個の電極チップの合計磨耗量を算出する段階と、該合計磨耗量と前記可動電極チップ磨耗量から固定電極チップの磨耗量を算出する段階と、を有することを特徴とするスポット溶接ガンにおけるチップ磨耗量検出方法。
【０００８】
（３）前記可動電極チップを動作させて、前記可動ブロックに前記可動電極チップを当接させる段階は、前記可動電極チップの加圧力を検出し、該検出した加圧力が、前記支持圧力未満の予め定められた第１加圧力を越えたときに、前記可動電極チップが前記可動ブロックに当接したと判断する段階を有することを特徴とするスポット溶接ガンにおけるチップ磨耗量検出方法。
【０００９】
（４）前記可動電極チップを前記可動ブロックを支持している支持圧力より大きな加圧力により動作させて、前記可動ブロックが前記固定電極チップと当接するまで前記可動電極チップを動作させる段階は、前記可動電極チップの加圧力を検出し、該検出した加圧力が、前記支持圧力以上の予め定められた第２加圧力を越えたときに、前記可動ブロックが前記固定電極チップに当接したと判断する段階を有することを特徴とするスポット溶接ガンにおけるチップ磨耗量検出方法。
【００１０】
（５）移動可能な可動電極チップと、該可動電極チップと対になる固定された固定電極チップとを有するスポット溶接ガンのチップ磨耗量を検出するために用いられる治具であって、一定の支持圧力により定位置に支持され、該支持圧力より大きな加圧力で前記可動電極チップにより押されたときには移動して、前記可動電極チップと固定電極チップにより把持される可動ブロックを有することを特徴とするスポット溶接ガンにおけるチップ磨耗量検出用治具。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、請求項ごとに以下のような効果を奏する。
【００１２】
請求項１記載の本発明によれば、可動電極チップを可動ブロックに当接し、そのときの可動電極チップ移動量を記憶し、さらに可動電極チップを移動させて可動ブロックが固定電極チップに当接したときの可動電極チップ移動量を記憶する動作を未使用時と使用後において実施し、それぞれ記憶された可動電極チップの移動量から電極チップの磨耗量を求めることとしたので、可動電極チップを移動させて、可動電極チップのみの移動量を求める段階と、可動電極チップと固定電極チップが可動ブロックを挾んで合致させてそのときの可動電極チップ移動量を求める段階を１回の開閉動作により実施することができるため、チップ磨耗量検出に掛かる作業時間を短縮することができる。
【００１３】
請求項２記載の本発明によれば、まず、未使用時において、可動電極チップを可動ブロックに当接し、そのときの可動電極チップ移動量を記憶し、さらに可動電極チップを移動させて可動ブロックが固定電極チップに当接したときの可動電極チップ移動量を記憶する動作を実施し、さらに使用後において同様の動作を実施することで、未使用時の基準となる電極チップ位置と、使用後の電極チップ位置を各々記憶して、それらをもとに、電極チップの磨耗量を求めることとしたので、可動電極チップを移動させて、可動電極チップのみの移動量を求める段階と、可動電極チップと固定電極チップが可動ブロックを挾んで合致させてそのときの可動電極チップ移動量を求める段階を１回の開閉動作により実施することができるようになり、チップ磨耗量検出に掛かる作業時間を短縮することができる。
【００１４】
請求項３記載の本発明によれば、可動電極チップに加わる加圧力を検出し、検出した加圧力が、可動ブロックを支持している支持圧力未満の予め定められた第１加圧力を越えたときに、可動電極チップが可動ブロックに当接したと判断することとしたので、可動電極チップの加圧力の検出により、可動電極チップと可動ブロックとの当接を容易に検出することが可能となる。また、この判断に用いる第１加圧力は、前記のとおり可動ブロックを支持している支持圧力未満としているので、可動電極チップが可動ブロックと当接した時点で、可動ブロックが可動電極チップの加圧力により移動してしまうことなく、正確に可動電極チップと可動ブロックとの当接時の可動電極チップの移動量を検出することができる。
【００１５】
請求項４記載の本発明によれば、可動電極チップに加わる加圧力を検出し、検出した加圧力が、可動ブロックを支持している支持圧力以上の予め定められた第２加圧力を越えたときに、固定電極チップが可動ブロックに当接したと判断することとしたので、可動電極チップの加圧力の検出により、固定電極チップと可動ブロックとの当接を容易に検出することが可能となる。
【００１６】
請求項５記載の本発明によれば、一定の支持圧力により定位置に支持され、該支持圧力より大きな加圧力で可動電極チップにより押されたときには移動して、可動電極チップと固定電極チップにより把持される可動ブロックを有する治具であるので、この治具を用いてチップ磨耗量を測定する際には、スポット溶接ガンの可動電極チップを支持圧力より小さな加圧力で動作させることにより、可動電極チップを定位置にある可動ブロックと当接させても、可動ブロックは移動せず、したがって、この状態で正確に可動電極チップが定位置にある可動ブロックと当接したときの移動量を検知することができ、さらに続けて支持圧力より大きな加圧力で可動電極チップを動作させることにより、可動電極チップと固定電極チップが可動ブロックを把持した状態の可動電極チップの移動量を検知することができるようになり、定位置にある可動ブロックに可動電極チップが当接したときの移動量と、可動ブロックを挾んで可動電極チップと固定電極が合致したときの移動量の２つを１回のスポット溶接ガンの開閉動作により計測することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施の形態を説明する。
【００１８】
図１は、本発明によるスポット溶接ガンのチップ磨耗量検出用治具を示す斜視図であり、図２は、チップ磨耗量検出の際の動作の流れを示すフローチャートであり、図３〜図５は、チップ磨耗量検出の際のスポット溶接ガンの動作を示す図面である。
【００１９】
まず、図１を参照して、スポット溶接ガンのチップ磨耗量検出用治具（以下、単に治具と称する）について説明する。
【００２０】
図示するように、この治具７は、治具７を固定しておくためのブラケット１と、ブラケット１に設けられたリニアガイド３と、リニアガイドに沿って上下動（図中矢印Ａ）自在に設けられている可動ブロック４と、可動ブロック４を後述するような一定の支持圧力で支えるバランスシリンダ５とからなる。
【００２１】
ここで、バランスシリンダ５は、可動ブロック４を一定の支持圧力Ｆで支えることにより、この支持圧力Ｆを越えるような加圧力が加えられるまで、常に可動ブロック４の位置を定位置に保持しておくものである。このバランスシリンダ５としては、例えばエアシリンダやオイルシリンダなどが好ましい。
【００２２】
次に、図２を参照して、この治具を用いたチップ磨耗量検出方法について説明する。
【００２３】
まず、未使用、すなわち新品の電極チップを取り付けた直後、あるいはチップドレス後の電極チップにより、磨耗量検出のための基準位置を求める動作を行う。
【００２４】
これには、まず、図３に示すように、ロボットアーム２０先端に取り付けられたスポット溶接ガン１０を、治具７の可動ブロック４を挾むことができる位置へ移動する（準備動作、Ｓ１）。
【００２５】
ここで、スポット溶接ガン１０は、Ｃ形やＸ形などのスポット溶接ガンと同様であり、図３に示したように、スポット溶接ガン１０をロボットアーム２０先端に取り付けるための接続部材１１と、この接続部材１１に固定された固定アーム１２に取り付けられている固定電極チップ１３と、サーボモータ１４の回転により回転する送り捩子１５によって、リニアガイド１６に沿って上下動（図中矢印）する可動アーム１７に取り付けられた可動電極チップ１８と、サーボモータ１４の回転数を検出するためのパルスエンコーダ１９よりなる。
【００２６】
前記ステップＳ１の準備動作が終了した後、続いて、図４に示すように、可動電極チップ１８を可動ブロック４の支持圧力Ｆより小さな加圧力により移動させる（Ｓ２）。そして、サーボモータ１４からのフィードバック電流を検出することによりモータのトルクｆを検出し、検出したトルクｆが予め定められた第１加圧力ｆ１を越えたか否かを判断する（Ｓ３）。
【００２７】
この第１加圧力ｆ１は、前述した治具７の可動ブロック４を支持している支持圧力Ｆより小さな値であり、かつ可動アーム１７自体を移動させるのに十分な値とする。これにより、検出されるトルクｆは、可動ブロック４に可動電極チップ１８が当接するまでは、モータ自体の回転や可動アーム１７を動作させるために必要なトルクで回転しているが、可動電極チップ１８が可動ブロック４に当接することにより、フィードバックされる電流量が大きくなり、したがって、検出されるトルクｆも大きくなるので、ある一定のしきい値として前記第１加圧力ｆ１を設定し、検出されるトルクｆがこのｆ１を越えたことにより可動電極チップ１８と可動ブロック４とが当接したと判断される。そして、この判断に用いる第１加圧力は、前記のとおり可動ブロックを支持している支持圧力未満としているので、可動電極チップ１８が可動ブロック４と当接したときに、可動ブロック４が可動電極チップ１８の加圧力により移動してしまうことなく、正確に可動電極チップ１８と、定位置にある可動ブロック４との当接時の可動電極チップ１８の移動量を検出することができる。したがって、サーボモータ１４のトルクを検出することにより容易に可動電極チップ１８と可動ブロック４とが当接したことを検出することができる。
【００２８】
続いて、可動電極チップ１８と可動ブロック４とが当接した時点で、パルスエンコーダ１９のこれまでのカウント数から、可動電極チップ１８の移動量を検出し、可動電極基準位置Ｘ１として記憶する（Ｓ４）。ここで、パルスエンコーダ１９は、サーボモータ１４に設けられているパルス円盤がモータの回転により回転することで発生するパルス数を検出しており、そのパルスの数を常にカウントすることで、可動電極チップ１８の位置をカウント数から算出することができるものである。これには、例えばある一定の基準位置に可動電極チップ１８がある時のカウント数を「０」として、可動電極チップ１８の送り出し方向を「＋」、可動電極チップ１８の戻し方向を「−」としてパルス数を加減算することで、常に可動電極チップ１８の位置（移動量）が分かる。
【００２９】
なお、可動電極チップ１８の動作は、可動電極チップ１８と可動ブロック４とが当接したことを検知した時点で、一旦停止させてもよいが、可動電極チップ１８と可動ブロック４とが当接したことが検知され、かつそのときの移動量を記憶することができれば、可動電極チップ１８を停止させることなく、後述のステップＳ５以降の動作に移行してもよい。
【００３０】
次に、図５に示すように、可動ブロック４の支持圧力よりも大きな加圧力を可動電極チップ１８に加えて、可動電極チップ１８を移動させる（Ｓ５）。これにより可動ブロックは、その支持圧力Ｆよりも大きな加圧力が加わるため下方に移動する。そして、そのときのサーボモータ１４からのフィードバック電流を検出することによりモータのトルクｆを検出し、検出したトルクｆが予め定められた第２加圧力ｆ２を越えたか否かを判断する（Ｓ６）。
【００３１】
この第２加圧力ｆ２は、支持圧力Ｆより大きな値とする（ただし、当然に、治具、その他電極チップやモータなどのスポット溶接ガンの構成部材が破損しない程度の加圧力とする。好ましくは、後述するように可動ブロック４と固定電極１３が当接したと判断できる程度でよい）。これにより、可動ブロック４が移動して、固定電極チップ１３に当接すると、検出されるモータ１４のトルクｆは大きくなり、第２加圧力ｆ２を越えたことを検出した時点で、可動ブロック４と固定電極１３が当接したと判断される。
【００３２】
続いて、固定電極チップ１３と可動ブロック４とが当接した時点で、パルスエンコーダ１９のこれまでのカウント数から、可動電極チップ１８の移動量を検出し、合計電極基準位置Ｙ１として記憶する（Ｓ７）。
【００３３】
以上により、基準位置を求めるための動作を終了する。
【００３４】
その後、スポット溶接ガンを使用した後、電極チップ１３および１８の磨耗量を知りたくなったときには、前述したステップＳ１〜７までの動作を実行する。ただし、このときには、前記ステップＳ４において記憶されるパルスエンコーダ１９による可動電極チップ１８の移動量は、可動電極位置Ｘ２として記憶し、また、前記ステップＳ７において記憶される可動電極チップ１８の移動量は、合計電極位置Ｙ２として記憶する。
【００３５】
そして、未使用時に得られた可動電極基準位置Ｘ１から使用後に得られた可動電極位置Ｘ２を引くことにより、可動電極チップ１８の磨耗量を算出する。また、合計電極基準位置Ｙ１から合計電極位置Ｙ２を引くことにより可動電極チップ１８と固定電極チップの合計した磨耗量が得られ、さらに、この合計磨耗量から先に算出した可動電極チップ１８の磨耗量を引くことで、固定電極チップ１３の磨耗量が得られる。
【００３６】
以上のように本発明を適用することによって、スポット溶接ガンの電極チップ位置を計測のためのスポット溶接ガンの開閉動作は１回で済み、したがって、チップ磨耗量を求めるための合計（未使用時と使用後）のスポット溶接ガンの開閉動作は２回で済むため、従来と比較して半分のサイクルタイムによりスポット溶接ガンのチップ磨耗量を検出することができる。
【００３７】
また、位置計測のための開閉動作が１回で済むため、従来のように、電極チップ同士を合致させるための動作に続いて、固定ブロックに可動側電極チップを当接させるためにロボットアームを動かすための動作がなくなるので、このロボットアームを動作される時間も省くことができ、単に開閉動作回数を減らした以上に、チップ磨耗量の検出に掛かる作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したチップ磨耗量検出用治具を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用したチップ磨耗量検出方法の流れを示すフローチャートである。
【図３】前記チップ磨耗量検出用治具を用いたチップ磨耗量検出の際のスポット溶接ガンの動作を示す図面である。
【図４】上記図３に続く、チップ磨耗量検出用治具を用いたチップ磨耗量検出の際のスポット溶接ガンの動作を示す図面である。
【図５】上記図３に続く、チップ磨耗量検出用治具を用いたチップ磨耗量検出の際のスポット溶接ガンの動作を示す図面である。
【符号の説明】
１…ブラケット、
３…リニアガイド、
４…可動ブロック、
５…バランスシリンダ、
７…ブラケット、
１３…固定電極チップ、
１８…可動電極チップ。
【図１】
0003598792.tif 000002
【図２】
0003598792.tif 000003
【図３】
0003598792.tif 000004
【図４】
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【図５】
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