(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの被溶接個所を溶接ガンの一対の電極で把持して溶接するスポット溶接装置であって、
前記一方の電極側に設けられる超音波送信手段と、
前記他方の電極側に設けられる超音波受信手段と、
前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態で、前記超音波送信手段によって前記ワーク側に向けて超音波を送信し、前記超音波受信手段によって前記電極及び前記ワークを伝播する超音波を受信し、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて、前記溶接ガンの前記電極による前記ワークの把持状態を検出する把持状態検出手段と、
を具備し、
前記把持状態検出手段は、前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態において、前記電極の中心位置から最短に位置する溶接可能な前記ワークの端を一端としたときの、前記電極の中心位置から前記一端までの距離であるラップ量を、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて推定して、前記推定されたラップ量を前記ワークの把持状態として検出し、
前記推定されたラップ量が所定長さ以上の場合には、スポット溶接を実行する、
スポット溶接装置。
【請求項２】
ワークの被溶接個所を溶接ガンの一対の電極で把持して溶接するスポット溶接装置であって、
前記一方の電極側に設けられる超音波送信手段と、
前記他方の電極側に設けられる超音波受信手段と、
前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態で、前記超音波送信手段によって前記ワーク側に向けて超音波を送信し、前記超音波受信手段によって前記電極及び前記ワークを伝播する超音波を受信し、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて、前記溶接ガンの前記電極による前記ワークの把持状態を検出する把持状態検出手段と、
を具備し、
前記把持状態検出手段は、前記溶接ガンの前記電極間でワークを把持した状態において、前記電極の中心位置から最短に位置する溶接可能な前記ワークの端を一端としたときの、前記電極の中心位置から前記一端までの距離であるラップ量を、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて推定して、前記推定されたラップ量を前記ワークの把持状態として検出し、
前記推定されたラップ量と、ワークの端部をスポット溶接する際に最低限必要となるラップ量とに基づいて、前記溶接ガンの電極間によって把持されるワークの把持位置を補正し、スポット溶接を実行する、
スポット溶接装置。
【請求項３】
請求項２記載のスポット溶接装置であって、
前記ワークの一端から溶接可能な他端までの長さが、前記推定されたラップ量と、前記ワークの把持位置を補正する補正量と、前記電極の半径と、所定余裕量と、の合計より小さい場合には、前記溶接ガンの電極間によって把持されるワークの把持位置を補正しない、
スポット溶接装置。
【請求項４】
ワークの被溶接個所を溶接ガンの一対の電極で把持して溶接するスポット溶接装置であって、
前記一方の電極側に設けられる超音波送信手段と、
前記他方の電極側に設けられる超音波受信手段と、
前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態で、前記超音波送信手段によって前記ワーク側に向けて超音波を送信し、前記超音波受信手段によって前記電極及び前記ワークを伝播する超音波を受信し、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて、前記溶接ガンの前記電極による前記ワークの把持状態を検出する把持状態検出手段と、
を具備し、
前記把持状態検出手段は、前記電極の軸線に垂直な平面に対して前記ワークが傾斜している角度である傾斜角度を、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて推定して、前記推定された傾斜角度を前記ワークの把持状態として検出し、
前記推定された傾斜角度の大きさが所定の大きさ以下の場合には、スポット溶接を実行する、
スポット溶接装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のスポット溶接装置であって、
スポット溶接を実行しない場合には、警告を行う、
スポット溶接装置。
【請求項６】
ワークの被溶接個所を溶接ガンの一対の電極で把持して溶接するスポット溶接方法であって、
前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態で、前記一方の電極側に設けられる超音波送信手段によって、前記ワーク側に向けて超音波を送信し、
前記他方の電極側に設けられる超音波受信手段によって、前記電極及び前記ワークを伝播する超音波を受信し、
前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態において、前記電極の中心位置から最短に位置する溶接可能な前記ワークの端を一端としたときの、前記電極の中心位置から前記一端までの距離であるラップ量を、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて推定して、前記推定されたラップ量を前記溶接ガンの前記電極による前記ワークの把持状態として検出し、
前記推定されたラップ量が所定長さ以上の場合には、スポット溶接を実行する、
スポット溶接方法。
【請求項７】
ワークの被溶接個所を溶接ガンの一対の電極で把持して溶接するスポット溶接方法であって、
前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態で、前記一方の電極側に設けられる超音波送信手段によって、前記ワーク側に向けて超音波を送信し、
前記他方の電極側に設けられる超音波受信手段によって、前記電極及び前記ワークを伝播する超音波を受信し、
前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態において、前記電極の中心位置から最短に位置する溶接可能な前記ワークの端を一端としたときの、前記電極の中心位置から前記一端までの距離であるラップ量を、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて推定して、前記推定されたラップ量を前記溶接ガンの前記電極による前記ワークの把持状態として検出し、
前記推定されたラップ量と、ワークの端部をスポット溶接する際に最低限必要となるラップ量とに基づいて、前記溶接ガンの電極間によって把持されるワークの把持位置を補正し、スポット溶接を実行する、
スポット溶接方法。
【請求項８】
請求項７記載のスポット溶接方法であって、
前記ワークの一端から溶接可能な他端までの長さが、前記推定されたラップ量と、前記ワークの把持位置を補正する補正量と、前記電極の半径と、所定余裕量と、の合計より小さい場合には、前記溶接ガンの電極間によって把持されるワークの把持位置を補正しない、
スポット溶接方法。
【請求項９】
ワークの被溶接個所を溶接ガンの一対の電極で把持して溶接するスポット溶接方法であって、
前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態で、前記一方の電極側に設けられる超音波送信手段によって、前記ワーク側に向けて超音波を送信し、
前記他方の電極側に設けられる超音波受信手段によって、前記電極及び前記ワークを伝播する超音波を受信し、
前記電極の軸線に垂直な平面に対して前記ワークが傾斜している角度を傾斜角度である傾斜角度を、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて推定して、前記推定された傾斜角度を前記溶接ガンの前記電極による前記ワークの把持状態として検出し、
前記推定された傾斜角度の大きさが所定の大きさ以下の場合には、スポット溶接を実行する、
スポット溶接方法。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれか一項に記載のスポット溶接方法であって、
スポット溶接を実行しない場合には、警告を行う、
スポット溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット溶接装置及びスポット溶接方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
スポット溶接は、金属の接合方法である溶接の一つであり、ワークを把持しつつ電流を流し、その抵抗熱で金属を溶かして接合する溶接である。スポット溶接装置は、ワークを把持しつつ電流を流す溶接ガンと、溶接ガンに高電流を供給するトランスと、を具備している。自動車のボディ等の大きなワークをスポット溶接する場合には、溶接ガンは産業ロボットに取り付けて用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１は、溶接位置の精度を向上できるスポット溶接装置を開示している。特許文献１に開示されるスポット溶接装置では、溶接位置の精度をＣＡＤデータの正寸データと、実際に溶接した溶接位置を３次元位置測定機で測定した実測データと、を比較して、実測データが正寸データの所定範囲内にあるか否かを判定している。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されるスポット溶接装置では、実測データが正寸データの所定範囲内にあった場合でも、ワークが適正な位置で溶接ガンに把持されていない場合、或いは、ワークが適正な姿勢で溶接ガンに把持されていない場合には、端打ち（フランジ端から溶接電流がはみ出すこと）等の溶接不良が発生するおそれがある。そこで、スポット溶接装置及びスポット溶接方法では、溶接ガンによってワークを適正な位置及び姿勢で把持して、溶接不良を低減することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０８８１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は、溶接ガンによってワークを適正な位置及び姿勢で把持し、溶接不良を低減できるスポット溶接装置及びスポット溶接方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、ワークの被溶接個所を溶接ガンの一対の電極で把持して溶接するスポット溶接装置であって、前記一方の電極側に設けられる超音波送信手段と、前記他方の電極側に設けられる超音波受信手段と、前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態で、前記超音波送信手段によって前記ワーク側に向けて超音波を送信し、前記超音波受信手段によって前記電極及び前記ワークを伝播する超音波を受信し、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて、前記溶接ガンの前記電極による前記ワークの把持状態を検出する把持状態検出手段と、を具備し、前記把持状態検出手段は、前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態において、前記電極の中心位置から最短に位置する溶接可能な前記ワークの端を一端としたときの、前記電極の中心位置から前記一端までの距離であるラップ量を、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて推定して、前記推定されたラップ量を前記ワークの把持状態として検出し、前記推定されたラップ量が所定長さ以上の場合には、スポット溶接を実行するものである。
【０００９】
請求項２においては、ワークの被溶接個所を溶接ガンの一対の電極で把持して溶接するスポット溶接装置であって、前記一方の電極側に設けられる超音波送信手段と、前記他方の電極側に設けられる超音波受信手段と、前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態で、前記超音波送信手段によって前記ワーク側に向けて超音波を送信し、前記超音波受信手段によって前記電極及び前記ワークを伝播する超音波を受信し、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて、前記溶接ガンの前記電極による前記ワークの把持状態を検出する把持状態検出手段と、を具備し、前記把持状態検出手段は、前記溶接ガンの前記電極間でワークを把持した状態において、前記電極の中心位置から最短に位置する溶接可能な前記ワークの端を一端としたときの、前記電極の中心位置から前記一端までの距離であるラップ量を、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて推定して、前記推定されたラップ量を前記ワークの把持状態として検出し、前記推定されたラップ量と、ワークの端部をスポット溶接する際に最低限必要となるラップ量とに基づいて、前記溶接ガンの電極間によって把持されるワークの把持位置を補正し、スポット溶接を実行するものである。
【００１０】
請求項３においては、請求項２記載のスポット溶接装置であって、前記ワークの一端から溶接可能な他端までの長さが、前記推定されたラップ量と、前記ワークの把持位置を補正する補正量と、前記電極の半径と、所定余裕量と、の合計より小さい場合には、前記溶接ガンの電極間によって把持されるワークの把持位置を補正しないものである。
【００１１】
請求項４においては、ワークの被溶接個所を溶接ガンの一対の電極で把持して溶接するスポット溶接装置であって、前記一方の電極側に設けられる超音波送信手段と、前記他方の電極側に設けられる超音波受信手段と、前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態で、前記超音波送信手段によって前記ワーク側に向けて超音波を送信し、前記超音波受信手段によって前記電極及び前記ワークを伝播する超音波を受信し、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて、前記溶接ガンの前記電極による前記ワークの把持状態を検出する把持状態検出手段と、を具備し、前記把持状態検出手段は、前記電極の軸線に垂直な平面に対して前記ワークが傾斜している角度である傾斜角度を、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて推定して、前記推定された傾斜角度を前記ワークの把持状態として検出し、前記推定された傾斜角度の大きさが所定の大きさ以下の場合には、スポット溶接を実行するものである。
【００１２】
請求項５においては、請求項１から４のいずれか一項に記載のスポット溶接装置であって、スポット溶接を実行しない場合には、警告を行うものである。
【００１３】
請求項６においては、ワークの被溶接個所を溶接ガンの一対の電極で把持して溶接するスポット溶接方法であって、前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態で、前記一方の電極側に設けられる超音波送信手段によって、前記ワーク側に向けて超音波を送信し、前記他方の電極側に設けられる超音波受信手段によって、前記電極及び前記ワークを伝播する超音波を受信し、前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態において、前記電極の中心位置から最短に位置する溶接可能な前記ワークの端を一端としたときの、前記電極の中心位置から前記一端までの距離であるラップ量を、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて推定して、前記推定されたラップ量を前記溶接ガンの前記電極による前記ワークの把持状態として検出し、前記推定されたラップ量が所定長さ以上の場合には、スポット溶接を実行するものである。
【００１４】
請求項７においては、ワークの被溶接個所を溶接ガンの一対の電極で把持して溶接するスポット溶接方法であって、前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態で、前記一方の電極側に設けられる超音波送信手段によって、前記ワーク側に向けて超音波を送信し、前記他方の電極側に設けられる超音波受信手段によって、前記電極及び前記ワークを伝播する超音波を受信し、前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態において、前記電極の中心位置から最短に位置する溶接可能な前記ワークの端を一端としたときの、前記電極の中心位置から前記一端までの距離であるラップ量を、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて推定して、前記推定されたラップ量を前記溶接ガンの前記電極による前記ワークの把持状態として検出し、前記推定されたラップ量と、ワークの端部をスポット溶接する際に最低限必要となるラップ量とに基づいて、前記溶接ガンの電極間によって把持されるワークの把持位置を補正し、スポット溶接を実行するものである。
【００１５】
請求項８においては、請求項７記載のスポット溶接方法であって、前記ワークの一端から溶接可能な他端までの長さが、前記推定されたラップ量と、前記ワークの把持位置を補正する補正量と、前記電極の半径と、所定余裕量と、の合計より小さい場合には、前記溶接ガンの電極間によって把持されるワークの把持位置を補正しないものである。
【００１６】
請求項９においては、ワークの被溶接個所を溶接ガンの一対の電極で把持して溶接するスポット溶接方法であって、前記溶接ガンの前記電極でワークを把持した状態で、前記一方の電極側に設けられる超音波送信手段によって、前記ワーク側に向けて超音波を送信し、前記他方の電極側に設けられる超音波受信手段によって、前記電極及び前記ワークを伝播する超音波を受信し、前記電極の軸線に垂直な平面に対して前記ワークが傾斜している角度を傾斜角度である傾斜角度を、前記超音波受信手段によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて推定して、前記推定された傾斜角度を前記溶接ガンの前記電極による前記ワークの把持状態として検出し、前記推定された傾斜角度の大きさが所定の大きさ以下の場合には、スポット溶接を実行するものである。
【００１７】
請求項１０においては、請求項６から９のいずれか一項に記載のスポット溶接方法であって、スポット溶接を実行しない場合には、警告を行うものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のスポット溶接装置及びスポット溶接方法によれば、溶接ガンによってワークを適正な位置及び姿勢で把持し、溶接不良を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態であるスポット溶接装置の構成を示した構成図。
【図２】同じくコントローラ周りの電気機器の構成を示した構成図。
【図３】同じくラップ量Ｒと超音波振幅Ｄの相関を示すグラフ図。
【図４】同じくスポット溶接制御の流れを示すフロー図。
【図５】同じく傾斜角度θと超音波振幅Ｄの相関を示すグラフ図。
【図６】別のスポット溶接制御の流れを示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１を用いて、スポット溶接装置１００の全体構成について説明する。
なお、図１の左側には、ワークＷを把持した場合の溶接ガン１０の拡大図を示している。また、図１の破線は、電気信号線を示している。
【００２１】
スポット溶接装置１００は、本発明のスポット溶接装置に係る実施形態である。スポット溶接装置１００は、ワークＷを把持しつつ電流を流し、その抵抗熱で金属を溶かして接合する溶接装置である。なお、本実施形態のワークは、自動車のボディ（ドアオープンの接合部分）としている。スポット溶接装置１００は、大きくは、溶接ガン１０と、給電装置２０と、ロボットハンド３０と、把持状態検出手段としてのコントローラ５０と、を具備している。
【００２２】
溶接ガン１０は、ワークＷを把持しつつ電流を流すものである。溶接ガン１０は、ロボットハンド３０に取り付けられ、位置及び姿勢が自在に変更されるものである。溶接ガン１０は、一対の電極１１・１２と、シャンク２１・２２と、ウェッジ３１・３２と、超音波送信手段としての超音波送信センサ４１と、超音波受信手段としての超音波受信センサ４２と、を具備している。
【００２３】
電極１１及び電極１２は、ワークＷを把持しつつ電流を流すものである。電極１１及び電極１２は、ワークＷを垂直に貫通する軸上に同軸に配置されている。シャンク２１・２２は、それぞれの電極１１・１２を支持するものであって、同軸上に配置されている。ウェッジ３１・３２は、それぞれのシャンク２１・２２の軸方向略中央部に配置され、超音波を伝播させるものである。
【００２４】
超音波送信センサ４１は、ウェッジ３１に取り付けられている。超音波送信センサ４１は、電極１１及び電極１２によりワークＷを把持した状態で、ワークＷ側に向けて超音波を送信するものである。超音波受信センサ４２は、ウェッジ３２に取り付けられている。超音波受信センサ４２は、超音波送信センサ４１から送信された超音波を、ウェッジ３１、シャンク２１、電極１１、電極１２、シャンク２２、およびウェッジ３２を順に介して受信するものである。
【００２５】
給電装置２０は、溶接ガン１０の電極１１・１２に高電流を供給する装置である。給電装置２０は、トランスによって商用電源の電圧を昇圧して、溶接ガン１０に高電流を供給するものである。給電装置２０は、ロボットハンド３０の近傍に配置されている。給電装置２０は、溶接コントローラ６０に接続されている。本実施形態では、給電装置２０の詳細な説明を省略する。
【００２６】
ロボットハンド３０は、溶接ガン１０の位置及び姿勢を自在に制御するものである。ロボットハンド３０は、ロボットコントローラ７０に接続されている。本実施形態では、ロボットハンド３０の詳細な説明を省略する。
【００２７】
コントローラ５０は、溶接ガン１０の電極１１・１２でワークＷを把持した状態で、超音波送信センサ４１によって電極１１・１２及びワークＷに向けて超音波を送信させ、超音波受信センサ４２によって電極１１・１２及びワークＷを伝播する超音波を受信させ、超音波受信センサ４２によって受信される超音波の振幅の大きさに基づいて、溶接ガン１０の電極１１・１２によるワークＷの把持状態を検出する機能を有している。また、コントローラ５０は、ロボットコントローラ７０に溶接可否情報、或いは、端打ち又は面直崩れ情報を送信する機能を有している。
【００２８】
溶接コントローラ６０は、給電装置２０を制御して溶接ガン１０に高電流を供給する機能を有している。ロボットコントローラ７０は、ロボットハンド３０を制御して、溶接ガン１０の位置及び姿勢を自在に変更する機能を有している。また、ロボットコントローラ７０は、溶接コントローラ６０に溶接実行可否情報を送信する機能を有している。
【００２９】
図２を用いて、コントローラ５０周りの電気機器の構成について説明する。
なお、図２では、溶接ガン１０及びワークＷを破線で表している。また、図２では、超音波の伝播経路を２点破線で表している。
【００３０】
超音波送信センサ４１は、超音波発生器５１を介して、コントローラ５０に接続されている。超音波発生器５１は、超音波を発生させるものである。
【００３１】
超音波受信センサ４２は、プリアンプ５２及びＡ／Ｄボード５３を介して、コントローラ５０に接続されている。プリアンプ５２は、超音波送信センサ４１によって受信した超音波信号のゲインを調整するものである。Ａ／Ｄボード５３は、プリアンプ５２によってゲインが調整された超音波信号をデジタル信号に変換するものである。
【００３２】
図３を用いて、ラップ量Ｒと超音波振幅Ｄとの相関について説明する。
なお、図３の下方には、横軸にラップ量Ｒを表し、縦軸に超音波振幅Ｄを表したラップ量Ｒと超音波振幅Ｄとの相関のグラフ図を表している。また、図３の上方には、各ラップ量Ｒの状態を断面模式図で表している。
【００３３】
ラップ量Ｒとは、溶接ガン１０の電極１１・１２でワークＷを把持した状態において、電極１１・１２の中心位置（軸線）から最短に位置する溶接可能なワークＷの端を一端としたときの、電極１１・１２の中心位置から前記一端までの距離であり、電極１１・１２によるワークＷの把持状態を示すものである。なお、溶接可能なワークＷの端とは、被溶接部材の端側、被溶接部材の立ち上がりの直前等の部位である。
【００３４】
超音波振幅Ｄとは、溶接ガン１０の電極１１・１２でワークＷを把持した状態で、超音波送信センサ４１によって発信された超音波が電極１１・１２及びワークＷを伝播して超音波受信センサ４２によって受信された超音波の振幅である。
【００３５】
ラップ量Ｒと超音波振幅Ｄとの相関は、ラップ量Ｒが大きくなるに従い超音波振幅Ｄが大きくなり、一定のラップ量Ｒからは、ラップ量Ｒが多くなるに従い超音波振幅Ｄは一定となることが分かっている。全ラップ量Ｒ２について、詳しくは後述する。
【００３６】
一般に、超音波の伝播速度については、剛体（電極１１・１２又はワークＷ）における伝播速度と比較して、空気中の伝播速度が極端に遅いことが分かっている。剛体（電極１１・１２又はワークＷ）と空気中とでは、音響インピーダンスが極端に異なるため、剛体を伝播する超音波が空気中へはほとんど伝播しないことが分かっている。そのため、溶接ガン１０の電極１１・１２でワークＷを把持した状態で、ラップ量Ｒが小さいほど、電極１１・１２はワークＷの一端側に近い部分を把持しているため、超音波の全てがワークＷに伝播されないことになる。そのため、超音波送信センサ４１によって発信された超音波が電極１１・１２及びワークＷを伝播して超音波受信センサ４２によって受信される超音波は弱くなり、超音波の振幅が小さくなる。
【００３７】
図４を用いて、スポット溶接制御Ｓ１００について説明する。
スポット溶接制御Ｓ１００は、本発明のスポット溶接装置及びスポット溶接方法に係る実施形態である。
【００３８】
ステップＳ１０１において、作業者は、ロボットコントローラ７０にワークＷの溶接打点位置を指示する。ステップＳ１０２において、ロボットコントローラ７０は、ロボットハンド３０によって、溶接ガン１０を溶接打点位置へ移動させる。ステップＳ１０３において、ロボットコントローラ７０は、溶接ガン１０にワークＷを把持させる。
【００３９】
ステップＳ１０４において、コントローラ５０は、超音波発生器５１によって超音波を発生させ、超音波送信センサ４１から超音波を送信させる。ステップＳ１０５において、超音波受信センサ４２は、超音波送信センサ４１から送信され電極１１・１２及びワークＷを伝播した超音波を受信し、プリアンプ５２は、超音波受信センサ４２により受信した超音波信号のゲインを調整し、Ａ／Ｄボード５３は、プリアンプ５２によりゲイン調整された超音波信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された超音波信号は、コントローラ５０に受信される。
【００４０】
ステップＳ１０６において、コントローラ５０は、ラップ量Ｒと超音波振幅Ｄとの相関によって、受信した超音波信号の振幅Ｄよりラップ量Ｒを推定する。なお、ラップ量Ｒと超音波振幅Ｄとの相関は、予めコントローラ５０に設定されているものとする（図３参照）。
【００４１】
ステップＳ１０７において、コントローラ５０は、ステップＳ１０５にて推定したラップ量Ｒが所定ラップ量Ｒ１以上かどうかを確認する。推定したラップ量Ｒが所定ラップ量Ｒ１以上の場合には、ステップＳ１１１に移行する。推定したラップ量Ｒが所定ラップ量Ｒ１以上でない場合には、ステップＳ１０８へ移行する。
【００４２】
ステップＳ１０８において、コントローラ５０は、式（１）によって補正量αを算出する。なお、所定ラップ量Ｒ１とは、ワークＷの端部をスポット溶接する際に、接合不良を招かないために最低限必要となるラップ量（最低限必要となる電極１１・１２の中心位置からワークＷの一端までの距離）である。所定ラップ量Ｒ１は、予めコントローラ５０に設定されている。
［数１］
補正量α＝所定ラップ量Ｒ１−ラップ量Ｒ・・・・（１）
【００４３】
ステップＳ１０９において、コントローラ５０は、式（２）が成立するかどうかを確認する。式（２）が成立する場合には、補正量αだけ溶接ガン１０を移動させることができないとして、ステップＳ１１２に移行する。式（２）が成立しない場合には、ステップＳ１１０に移行する。
［数２］
全ラップ量Ｒ２−（ラップ量Ｒ＋補正量α）＜電極半径ｄ＋余裕量β・・・・（２）
【００４４】
なお、全ラップ量Ｒ２とは、溶接ガン１０の電極１１・１２でワークＷを把持した状態で、電極１１・１２の中心位置（軸線）から最短に位置する溶接可能なワークＷの端を一端としたときの、前記一端から溶接可能なワークＷの他端までの距離である（図３参照）。
【００４５】
余裕量βとは、電極１１・１２とワークＷの他端とが干渉しないために設定される所定寸法である。つまり、本来であれば、ラップ量Ｒと補正量αと電極半径ｄとの合計が全ラップ量Ｒ２以下の寸法であれば、電極１１・１２とワークＷの他端とが干渉することはないが、実際には電極半径ｄの公差等の存在により干渉する可能性があるため、前記余裕量βを設定して、式（２）が成立しない場合には、確実に電極１１・１２とワークＷの他端とが干渉することなく、溶接ガン１０を移動させることができるようにしている。
【００４６】
ステップＳ１１０において、ロボットコントローラ７０は、ロボットハンド３０によって、補正量αだけ溶接ガン１０を移動させる。ステップＳ１１１において、溶接コントローラ６０は、給電装置２０によって、電極１１・１２に高電流を供給し、溶接を行う。ステップＳ１１２において、コントローラ５０は、モニタ等にアラームを出力し、作業者に異常状態を知らせる。
【００４７】
スポット溶接制御Ｓ１００の効果について説明する。
スポット溶接制御Ｓ１００によれば、溶接ガン１０によってワークＷを適正な位置で把持し、例えば端打ち（フランジ端から溶接電流がはみ出すこと）等の溶接不良を低減できる。
【００４８】
図５を用いて、傾斜角度θと超音波振幅Ｄとの相関について説明する。
なお、図５の下方では、横軸に傾斜角度θを表し、縦軸に超音波振幅Ｄを表した傾斜角度θと超音波振幅Ｄとの相関のグラフ図を表している。また、図５の上方では、溶接ガン１０の電極１１・１２でワークＷを把持した状態における傾斜角度θを断面模式図で表している。
【００４９】
傾斜角度θとは、溶接ガン１０の電極１１・１２でワークＷを把持した状態で、電極１１・１２の中心位置である軸線に垂直な平面に対してワークＷが傾斜している角度であり、電極１１・１２によるワークＷの把持状態を示すものである。
【００５０】
超音波振幅Ｄとは、溶接ガン１０の電極１１・１２でワークＷを把持した状態で、超音波送信センサ４１によって発信された超音波が電極１１・１２及びワークＷを伝播して超音波受信センサ４２によって受信された超音波の振幅である。
【００５１】
一般に、超音波の伝播速度については、剛体（電極１１・１２又はワークＷ）における伝播速度と比較して、空気中の電波速度が極端に遅いことが分かっている。剛体（電極１１・１２又はワークＷ）と空気中とでは、音響インピーダンスが極端に異なるため、剛体を伝播する超音波が空気中へはほとんど伝播しないことが分かっている。そのため、溶接ガン１０の電極１１・１２でワークＷを把持した状態で、傾斜角度θが大きいほど、電極１１・１２とワークＷとの接触部分が小さいため、超音波の全てがワークＷに伝播されないことになる。そのため、超音波送信センサ４１によって発信された超音波が電極１１・１２及びワークＷを伝播して超音波受信センサ４２によって受信される超音波は弱くなり、超音波の振幅が小さくなる。
【００５２】
図６を用いて、スポット溶接制御Ｓ２００について説明する。
スポット溶接制御Ｓ２００は、本発明のスポット溶接装置及びスポット溶接方法に係る別の実施形態である。
【００５３】
ステップＳ２０１において、作業者は、ロボットコントローラ７０にワークＷの溶接打点位置を指示する。ステップＳ２０２において、ロボットコントローラ７０は、ロボットハンド３０によって、溶接ガン１０を溶接打点位置へ移動させる。ステップＳ２０３において、ロボットコントローラ７０は、溶接ガン１０にワークＷを把持させる。
【００５４】
ステップＳ２０４において、コントローラ５０は、超音波発生器５１によって超音波を発生させ、超音波送信センサ４１から超音波を送信させる。ステップＳ２０５において、超音波受信センサ４２は、超音波送信センサ４１から送信され電極１１・１２及びワークＷを伝播した超音波を受信し、プリアンプ５２は、超音波受信センサ４２により受信した超音波信号のゲインを調整し、Ａ／Ｄボード５３は、プリアンプ５２によりゲイン調整された超音波信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された超音波信号は、コントローラ５０により受信される。
【００５５】
ステップＳ２０６において、コントローラ５０は、傾斜角度θと超音波振幅Ｄとの相関によって、受信した超音波の振幅Ｄより傾斜角度θを推定する。なお、傾斜角度θと超音波振幅Ｄとの相関は、予めコントローラ５０に設定されているものとする（図５参照）。
【００５６】
ステップＳ２０７において、コントローラ５０は、ステップＳ２０６にて推定した傾斜角度θが所定傾斜角度θ１以下かどうかを確認する。推定した傾斜角度θが所定傾斜角度θ１以下の場合には、ステップＳ２０８に移行する。推定した傾斜角度θが所定傾斜角度θ１以下でない場合には、ステップＳ２０９へ移行する。
【００５７】
ステップＳ２０８において、溶接コントローラ６０は、給電装置２０によって、電極１１・１２に高圧電流を供給させ、溶接を行う。ステップＳ２０９において、コントローラ５０は、モニタ等にアラームを出力し、作業者に異常状態を知らせる。
【００５８】
スポット溶接制御Ｓ２００の効果について説明する。
スポット溶接制御Ｓ２００によれば、溶接ガン１０によってワークＷを適正な角度で把持し、溶接不良を低減できる。
【符号の説明】
【００５９】
１０        溶接ガン
１１        電極
１２        電極
２０        給電装置
３０        ロボットハンド
４１        超音波送信センサ
４２        超音波受信センサ
５０        コントローラ
Ｗ          ワーク
【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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