(57)【要約】【課題】モータの回転運動を直線運動に変換する機械要素であるボールネジを介して対象に突き当てて加圧制御又は昇降・往復制御する方法において、微細制御を可能にする手段を提供すること。【解決手段】モータの回転運動を直線運動に変換する機械要素であるボールネジを介して対象を加圧制御又は往復制御する方法において、静止した状態からボールネジの直線運動を行う際、最大静止摩擦力より高い回転力をモータに瞬間的にかけること。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転運動を直線運動に変換する機械要素であるボールネジを介して対象を加圧制御又は往復制御する方法において、静止した状態からボールネジの直線運動を行う際、最大静止摩擦力より高い回転力をモータに瞬間的にかけることを特徴とする方法。
【請求項２】
最大静止摩擦力より高い回転力をモータに瞬間的にかけた後、所定の指令位置にボールネジを駆動させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
モータが抵抗溶接機に備えられており、溶接に使用されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
抵抗溶接機がスポット溶接機であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
所定の指令位置にボールネジを駆動させた後、抵抗溶接のための電流を通電させることを特徴とする請求項３又は４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールネジ制御方法に関する。特には、モータの回転運動を直線運動に変換する機械要素であるボールネジを介して対象に突き当てて加圧制御又は往復制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールネジは、ねじ軸、ナット、ボールなどから構成され、モータ等の回転運動を直線運動に変換できることから、半導体製造装置、液晶製造装置、検査装置、工作機械、医療機器、ロボット、食品機械、射出成型機、航空宇宙機器、自動車など広い分野に使用されている。特に、数値制御によって動く工作機械（ＮＣ機）などにおける精密制御に利用されている。
【０００３】
そして、ボールネジの使用の一例として、スポット溶接機などの抵抗溶接機に使用される場合がある。抵抗溶接はワークを所定の加圧力で挟み、抵抗加熱を利用して溶接する仕組みであるが、変換された直線運動をワークに対する加圧運動に利用する。代表的な抵抗溶接であるスポット溶接（点溶接）は、二枚の金属板（ワーク）を重ね合わせ、これをボールネジを介して接続された丸棒状の電極で突き当てて加圧・通電し、抵抗熱により金属を加熱して溶融状態にし、圧力を加えて点状に圧接するものであり、１ヶ所あたりの溶接時間が非常に短くて済むため、作業効率が良く、特に自動車ボディなどの溶接方法として多用されている。
【０００４】
このような抵抗溶接機器において、加圧力の高速かつ精密な制御は溶接効率の向上と品質の維持のために必須の要素となる。したがって、これら抵抗溶接機において、サーボモータ等を使用しモータを高速制御し、ボールネジを介して棒状電極を溶接対象に突き当て、複雑な加圧制御を行う（例えば、特許文献１、図面等参照）方法が開示されている。
【０００５】
このように、ボールネジを使用した加圧制御においては、一般的には高速かつ精密な数値制御が可能であり、指令が正確に実行されている。しかしながら変化量が少ない、微細な加圧力の変更を伴う場合には、必ずしも指令加圧と実加圧が一致せず、正確に数値制御がなされていない場合があることが判明した。具体的には、例えば図１を参照すると、指令による加圧力の変動（実線）は、最初に加圧力を上げ、その後に少し減少させ溶接のための通電を行った後、再度加圧を上げるという指令であったとする。しかしながら、実際の変動（点線）においては、指示した変動が実行されず（加圧変動が少ない又は行われない）、指令が十分反映されていない場合があることが判明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第5559624号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本願発明は、モータの回転運動を直線運動に変換する機械要素であるボールネジを介して対象を加圧制御又は往復制御する方法において、微細変動制御の正確な実行を可能にする手段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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の方法は、モータの回転運動を直線運動に変換する機械要素であるボールネジを介して対象を加圧制御又は往復制御する方法において、静止した状態からボールネジの直線運動を行う際、最大静止摩擦力より高い回転力をモータに瞬間的にかけることからなる。
【０００９】
また、最大静止摩擦力より高い回転力をモータに瞬間的にかけた後、所定の指令位置にボールネジを駆動させることからなる。
また、モータが抵抗溶接機に備えられており、溶接に使用されることからなる。
また、抵抗溶接機がスポット溶接機、特にスポット溶接機であることが好適である。
また、所定の指令位置にボールネジを駆動させた後、抵抗溶接のための電流を通電させることが好適である。
【００１０】
本発明者は、上述の通り、変動指令の変化量が少ない場合、実加圧力が指令を十分に反映していない場合があることに着目した。そして、その原因は、モータの回転運動を直線運動に変換する機械要素であるボールネジの回転運動に際して、変動量が最大静止摩擦力以下の微細な変動量の指令である場合に、静摩擦によりモータ及び／又はボールネジが十分に回転しないために起こるのではないかと推測した。上述したように、加圧力の精密な数値制御は溶接をはじめ様々な機器において重要な要素である。そこで、最大静止摩擦力より少ない変動量の実行において、最大静止摩擦力以上の変化量を瞬間的にモータに与え、その後に予定されていた所定の値に変動させることで、当該課題を解決することに至ったものである。
【００１１】
このため、瞬時にかける変動は、常に必要となるわけではなく、最大静止摩擦力以下であるか、又は最大静止摩擦力以下となる可能性がある微細な変動量の時にのみ実行すれば良い。また、摩擦力は機器や状況により、一律に定められるものではないために、微細な変動量に相当するか否かは、経験的に定められる微細変動量又は実測された微細変動量に基づいて判断されることが好ましい。ひとたび最大静止摩擦力を超えれば、ボールネジは回転をはじめ、静止摩擦力はなくなり動摩擦力となるから、瞬時とした時間は特に限定されるものではないが、時間が長いと変動による影響が大きくなることから、モータ性能に応じて少なければ少ないほど好適である。また、瞬時にかける変動も、最大静止摩擦力を超えていれば良く、特に限定されるものではないが、極端に大きいと却って変動の影響が発生してしまう可能性があるので、想定される最大静止摩擦力の２倍以下であれば十分である。そして、その後は所定の指令位置に到達するよう、公知の方法によって数値制御すれば良い。
【００１２】
当該方法は、抵抗溶接、特にスポット溶接に好適であるが、微細な変動を利用する溶接以外の他の技術においても有用である。また、上記はワークに対する加圧の制御を例として説明したが、他の往復制御（昇降制御を含む）においても同様に適用可能である。また、本願において「介して」とあるのは、ボールネジを直接対象に突き当てることに限る趣旨ではなく、電極や他の部材との連結によりボールネジの直線運動を対象に伝えるものを広く含む趣旨である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、モータの回転運動を直線運動に変換する機械要素であるボールネジを介して対象に突き当てて加圧制御又は昇降・往復制御する方法において、微細制御を可能にする手段を提供することが可能となる。また、抵抗溶接に利用されれば、良好な溶接品質を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の方法に基づく制御の一例を示す図である。
【図２】本発明の指令制御を示す一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図２は、本発明の指令制御を示している。
この制御では、最初に高い加圧４をかけた後、低い加圧５に変動させる際、瞬間的に最大静摩擦力１より大きな変動量２を与えてから、本来の所望の加圧量に変動させる。溶接であれば、例えばこの時に通電し溶接を行う。その後、通電が終了し、再度高い加圧６をかける時にも、瞬間的に最大静摩擦力１より大きな変動量３を与えてから、本来の所望の加圧量６に変動させる。このような変動を与えることで、微細な変動であっても、所望の変動制御を実現することが可能となる。最大静摩擦力１は機材や実際の摩擦の状況によって変わるため、経験的に又は予測的に最大静止摩擦力１以下となる可能性がある微細な変動量の時にこの制御を行えば良い。別の観点で言えば、最大静止摩擦力１以下となる可能性がある微細な変動量以上の変動が指令されている箇所には、当該制御を行う必要がない。
【図１】
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【図２】
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