(57)【要約】【課題】電極チップの摩耗量に応じてドレッシング条件を変更可能な電極チップのドレッシング装置を提供する。【解決手段】  溶接ガンに取付けられた電極チップの先端が摩耗した際に、この電極チップをドレッシングする電極チップのドレッシング装置において、溶接ガンで行われた溶接仕事量（例えば、溶接打点数、電極チップ摩耗量Ｗ）に応じて、摩耗した電極チップのドレッシングを、ドレッシング時間Ｔ（又はドレッシング用のカッター回転数）をパラメータとして制御する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ガンに取付けられた電極チップの先端が摩耗した際に、この電極チップをドレッシングする電極チップのドレッシング装置において、
前記溶接ガンで行われた溶接仕事量に応じて、摩耗した前記電極チップのドレッシングが、ドレッシング時間又はドレッシング用のカッター回転数をパラメータとして制御されることを特徴とする電極チップのドレッシング装置。
【請求項２】
前記溶接仕事量は、溶接打点の累積数であることを特徴とする請求項１記載の電極チップのドレッシング装置。
【請求項３】
前記溶接仕事量は、実際の電極チップの摩耗量であることを特徴とする請求項１記載の電極チップのドレッシング装置。
【請求項４】
前記溶接仕事量は、前記溶接ガンが備えられた溶接機の演算部で計算されることを特徴とする請求項１記載の電極チップのドレッシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極チップのドレッシング装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
抵抗溶接を行う場合、溶接電極に設けられた電極チップが溶接時に発生する熱と加圧力とによって摩耗する。電極チップの形状は、溶接箇所の電流密度を高めるために先端が円すい台形、球面形などに形成されているが、摩耗によって電極チップの先端面積が大きくなり、次第に溶接箇所の電流密度が小さくなるため、電極チップの先端形状を整えるドレッシング（整形）が必要になる。
【０００３】
このようなドレッシングを行う従来の抵抗溶接用電極チップのドレッシング装置として、所定の打点数以上になったときにドレッシングを行うもの（例えば、特許文献１参照。）、電極チップ摩耗量検出の機能を併せ持つもの（例えば、特許文献２参照。）が知られている。
【特許文献１】特許第２７０８３６２号公報
【特許文献２】特許第３７００３９０号公報
【０００４】
特許文献１の図２を説明する。
抵抗溶接終了後、ドレッシングに必要な設定溶接打点数に達すると、ドレッシングが行われ、ドレッシング終了後に電極チップの摩耗量が測定され、電極チップが摩耗限界に達したと判断されると、電極チップが交換される。
【０００５】
特許文献２の図１、図４を説明する。
チップドレッサは、チップドレス部１と、このチップドレス部１の上下方向の変位を検出する変位センサ１０とを備え、チップドレスとチップ摩耗量とを検出するものである。
チップドレス部１は、一対のカッターブレード２，２を備え、これらのカッターブレード２，２を溶接ガンのチップ２１ａ，２１ｂで所定の加圧力により挟持した状態で、所定条件によりチップドレスが行われる。
【０００６】
変位センサ１０は、チップドレス部１の変位から下側のチップ２１ｂの摩耗量を検出する。上側のチップ２１ａの摩耗量は、溶接ガン４３のサーボモータ４４に備える位置検出センサ２３によって検出される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１において、ドレッシング作業は、溶接作業が一定の打点数に至る毎に一定条件で行われるため、例えば、１回のドレッシングによる電極チップの修正量が必要量以上に大きくなり、電極チップの寿命を短くすることがある。
また、特許文献２においても、チップ２１ａ，２１ｂを所定の条件でチップドレスするだけであり、チップ２１ａ，２１ｂの摩耗量に応じたチップドレスが行われていない。
【０００８】
本発明の目的は、電極チップの摩耗量に応じてドレッシング条件を変更可能な電極チップのドレッシング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、溶接ガンに取付けられた電極チップの先端が摩耗した際に、この電極チップをドレッシングする電極チップのドレッシング装置において、溶接ガンで行われた溶接仕事量（例えば、溶接打点累積数、電極チップ摩耗量）に応じて、摩耗した電極チップのドレッシングが、ドレッシング時間又はドレッシング用のカッター回転数をパラメータとして制御されることを特徴とする。
【００１０】
作用として、溶接ガンで行われた溶接仕事量が少ないときには、ドレッシング時間を短くし、又はドレッシング用のカッター回転数を少なくする。溶接ガンで行われた溶接仕事量が多いときには、ドレッシング時間を長くし、又はドレッシング装置のカッター回転数を多くする。
以上より、溶接仕事量に応じたドレッシングを行うことが可能になる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、溶接仕事量を、溶接打点の累積数としたことを特徴とする。
作用として、溶接仕事量として溶接打点数の累積数が多くなれば、それに伴って電極チップの摩耗量は多くなるから、電極チップのドレッシング量を多くする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、溶接仕事量を、実際の電極チップの摩耗量としたことを特徴とする。
作用として、溶接仕事量として電極チップの摩耗量が多くなれば、電極チップのドレッシング量を多くする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、溶接仕事量を、溶接ガンが備えられた溶接機の演算部で計算することを特徴とする。
作用として、溶接ガンが備えられた溶接機の演算部で溶接仕事量を計算し、この溶接仕事量に応じてドレッシング装置によるドレッシング量が制御される。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明では、溶接ガンで行われた溶接仕事量に応じて、摩耗した電極チップのドレッシングを、ドレッシング時間又はドレッシング用工具回転数をパラメータとして制御するので、溶接ガンで行われた溶接仕事量に応じて電極チップのドレッシング量を変更することができ、電極チップの無駄なドレッシングを防止することができる。
従って、電極チップの寿命を延ばすことができるとともにドレッシング装置のカッターの交換頻度を少なくすることができ、コストを抑えることができる。更に、ドレッシング時間を短縮することができ、チップドレッサの消費電力も抑えることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、溶接仕事量を、溶接打点の累積数としたので、溶接打点の累積数に応じてドレッシング装置を制御することで、溶接打点をカウントするだけで容易にドレッシング装置を制御することができ、制御プログラムを容易に作成することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明では、溶接仕事量を、実際の電極チップの摩耗量としたので、ドレッシング量を精度良く求めることができ、電極チップの無駄なドレッシングを防止することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明では、溶接仕事量を、溶接ガンが備えられた溶接機の演算部で計算するので、ドレッシングに関わる一連の計算を溶接機の演算部で行わせることができ、処理を迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る抵抗溶接機の全体構成を示すブロック図であり、抵抗溶接機１０は、一対のガンアーム２０，２２からなる溶接ガン１２を備え、この溶接ガン１２がブラケット１４を介して図示せぬロボットのアームの先端に取付けられている。なお、１６はブラケット１４に取付けられたトランスである。
【００１９】
ブラケット１４は、トランス１６が取付けられるとともに、先端に支軸１８を備え、この支軸１８にガンアーム２０，２２が揺動自在に支持されている。
ガンアーム２０，２２の先端には、それぞれ電極チップ２４，２６が着脱自在に取付けられ、これらのガンアーム２０，２２には、トランス１６の一対の出力端子がそれぞれ接続されている。
【００２０】
ガンアーム２０，２２は、後端に加圧シリンダ２８が取付けられ、この加圧シリンダ２８から下方に延びるロッド３０に連結片３２の一端が係合し、この連結片３２の他端がピン３４を介してガンアーム２２の後端及び第１リンク片３６に連結している。
【００２１】
第１リンク片３６は、ピン３８を介して第２リンク片４０に連結するとともに、ピン３８がガイド溝４２に案内され、第２リンク片４０がガンアーム２０の後端に連結している。
以上の構成により、加圧シリンダ２８を作動させることで、ガンアーム２０，２２が開く、あるいは閉じる動作が行われる。
【００２２】
加圧シリンダ２８は、空圧サーボ回路４４によって作動制御されるものであり、空圧サーボ回路４４は、サーボアンプ４６により制御されるサーボ弁４８と、ドライバアンプ５０により制御されるレギュレータ５２とを備える。
【００２３】
加圧シリンダ２８には、移動自在にピストン（不図示）が収納され、このピストンにロッド３０が取付けられ、ピストンの両側に形成された２つの室のうち、一方の室の圧力から溶接ガン１２の加圧力を検出するための圧力センサ５４と、ロッド３０の変位からガンアーム２０，２２の開度（この開度は電極チップ２４，２６間の距離に換算され、電極チップ２４，２６の摩耗量が求められる。）を検出するための開度センサ５６とが設けられている。
【００２４】
開度センサ５６は、例えば、ロッド３０に付した磁気目盛とピックアップコイルとからなる磁気式のポテンショメータで構成されている。
開度センサ５６で検出されたガンアーム２０，２２の開度は、Ａ／Ｄコンバータ５８を介して電極摩耗量算出手段６０に入力される。
【００２５】
電極摩耗量算出手段６０で算出された電極チップ２４，２６のそれぞれの摩耗量は、加圧コントローラ６３を構成するＣＰＵ６２に入力され、ＣＰＵ６２は、電極チップ２４，２６のそれぞれの摩耗量から電極チップ２４，２６の摩耗量変化特性を作成し、また、ＣＰＵ６２に備える演算部演算部で溶接仕事量としての溶接打点累積数を計算する。
【００２６】
圧力センサ５４からの信号は、Ａ／Ｄコンバータ６１を介してＣＰＵ６２に入力されるとともに、ＣＰＵ６２は、Ｄ／Ａコンバータ６４，６６を介してサーボアンプ４６及びドライバアンプ５０に加圧指令信号及び加圧力の設定信号を供給する。
【００２７】
ＣＰＵ６２には、ガンアーム２０，２２の開度や加圧力制御及び摩耗量変化特性を作成するためのプログラム、後述するチップドレッサのドレッシング条件が記憶されているＲＯＭ６８と、各打点位置毎にこれに対応する溶接条件データ、即ち、溶接電流と通電時間、加圧力、打点位置のワーク６９の厚さに相当する開度設定値及び溶接後のガンアーム２０，２２の開度等のデータを一時的に記憶するＲＡＭ７０と、各電極チップ２４，２６のそれぞれの摩耗限界量を予め設定するための摩耗限界設定手段７２とが設けられている。
【００２８】
ＣＰＵ６２から通電制御回路７４を介してトランス１６に溶接電流及び通電時間の設定信号が送信され、電極チップ２４，２６間に所定の電流値で所定時間通電される。
ＣＰＵ６２には、ロボットコントローラ７６から打点位置の判別信号が入力され、ＲＡＭ７０から溶接ガン１２が到着した打点位置に対応する溶接条件データが読み出される。
ロボットコントローラ７６及び加圧コントローラ６３には、溶接コントローラ８２が通信可能に接続されている。
【００２９】
上記の電極チップ２４，２６が摩耗したときには、電極チップ２４，２６の先端は、ＣＰＵ６２により制御されるドレッシング装置としてのチップドレッサ１００で整形される。
【００３０】
図２は本発明に係るチップドレッサを示す側面図であり、チップドレッサ１００は、ベース部１０１と、このベース部１０１から上方に延びる支柱１０２と、この支柱１０２の上端部に取付けられたハウジング１０３と、このハウジング１０３内に設けられたドレッサ本体部１０４と、支柱１０２の上部に取付けられた電動モータ１０６と、ＣＰＵ６２からの制御信号を受けて電動モータ１０６を駆動させるモータ駆動部１０７とからなる。
【００３１】
ドレッサ本体部１０４は、上下から押し当てられた電極チップ２４，２６を整形するカッター１１１と、このカッター１１１を駆動するために電動モータ１０６側からカッター１１１へ駆動力を伝達する駆動力伝達機構１１２とからなる。
上記したチップドレッサ１００及びＣＰＵ６２は、ドレッシング制御装置１１３を構成するものである。
【００３２】
図３は本発明に係るチップドレッサに備えるカッターを示す断面図であり、チップドレッサ１００のハウジング１０３内に回転自在に設けられたカッター１１１の上面及び下面に、底部が円すい台状のチップ整形凹部１１１ａ，１１１ｂをそれぞれ形成したことを示している。なお、１１１ｃはチップ整形凹部１１１ａ，１１１ｂに複数形成した刃部（複数の刃部１１１ｃの切刃でチップ整形凹部１１１ａ，１１１ｂを形成する。）、１１５，１１５はハウジング１０３とカッター１１１との間に設けたブッシュである。
【００３３】
以上に述べた電極チップ２４，２６のドレッシングの要領を次に説明する。
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係るチップドレッサによる電極チップのドレッシングを示す作用図である。
（ａ）は電極チップ２４，２６の整形前の状態を示す図であり、先端が摩耗した電極チップ２４，２６を、矢印で示すように、チップドレッサ１００のカッター１１１に設けられたチップ整形凹部１１１ａ，１１１ｂに挿入し、ガンアーム２０，２２（図１参照）によって所定の加圧力を加え、カッター１１１を所定のドレッシング条件で回転させて電極チップ２４，２６の整形を行う。
【００３４】
（ｂ）は電極チップ２４，２６の整形後の状態を示す図であり、電極チップ２４，２６の先端が所望の形状に整形されたことを示している。
【００３５】
図５（ａ）〜（ｄ）は電極チップの先端形状の変化を示す断面図であり、（ａ）〜（ｃ）は実施例（本実施形態）、（ｄ）は比較例を示している。
（ａ）は実施例の電極チップ２４，２６（符号２４は不図示）の使用前（即ち、未使用）の断面形状を示す。
電極チップ２４，２６の先端は、抵抗溶接時の電流密度を大きくするために先細りとした円すい台状に形成されている。
【００３６】
（ｂ）は実施例の電極チップ２４，２６で所定打点数の抵抗溶接を行った後の電極チップ２４，２６の先端断面形状であって、チップドレッサによる整形前の状態を示す。
チップドレッサ２４，２６の先端は、抵抗溶接時に発生する熱やスパーク、加圧力によって摩耗している。最も摩耗した部分の摩耗量をＷとする。
【００３７】
（ｃ）は実施例の摩耗した電極チップ２４，２６の先端をチップドレッサによって整形した後の状態を示す。
電極チップ２４，２６の先端は、（ａ）の使用前の状態と同様に、円すい台状に整形される。チップドレッサによるドレッシング量（切削量）をＤ１とすると、ドレッシング量Ｄ１は、（ｂ）に示された摩耗量Ｗとは同一、又はほぼ同一である。
【００３８】
（ｄ）は比較例の摩耗した電極チップ２０１の先端をチップドレッサによって整形した後の状態を示す。
電極チップ２０１の先端は、円すい台状に整形され、チップドレッサによるドレッシング量をＤ２とすると、ドレッシング量Ｄ２は、電極チップ２０１の一定の打点数毎に一定量であれば、（ｃ）に示した実施例のドレッシング量Ｄ１に比較して大きくなることがあり、電極チップの寿命を短くする。
【００３９】
図６は本発明に係る電極チップのドレッシング装置によるドレッシングの流れを示すフローチャート（実施例１）である。図中のＳＴＸＸはステップ番号を示している。
ＳＴ０１…量産ラインにおいて、ワーク溶接台数が設定台数に達したか、又はワーク打点数が設定数に達したかどうかを判断する。
これは、溶接機の電極摩耗量算出手段６０（図１参照）から、溶接仕事量としてＣＰＵ６２（図１参照）に出力される。
【００４０】
ワーク溶接台数が設定台数に達した、又はワーク打点数が設定数に達した場合（ＹＥＳ）には、ＳＴ０２に進む。
ワーク溶接台数が設定台数に達せず、ワーク打点数も設定数に達しない場合（ＮＯ）には、ＳＴ０１を再度実行する。
ＳＴ０２…溶接仕事量として電極チップの摩耗量Ｗを検出する。
【００４１】
ＳＴ０３…電極チップの摩耗量Ｗに応じて、ドレッシング条件としてドレッシング時間Ｔを設定する。
条件１：電極チップの摩耗量Ｗが、０ｍｍ＜Ｗ≦０．５ｍｍであれば、ドレッシング時間ＴをＴ＝０．３ｓｅｃとする。
条件２：電極チップの摩耗量Ｗが、０．５ｍｍ＜Ｗ≦０．８ｍｍであれば、ドレッシング時間ＴをＴ＝０．７ｓｅｃとする。
条件３：電極チップの摩耗量Ｗが、０．８ｍｍ＜Ｗ≦１．２ｍｍであれば、ドレッシング時間ＴをＴ＝２．０ｓｅｃとする。
【００４２】
ＳＴ０４…所定加圧力で加圧する。
ＳＴ０５…上記ドレッシング条件でドレッシングを実施する。
ＳＴ０６…ワーク設定台数又は打点数をクリアする。
【００４３】
図７は本発明に係る電極チップのドレッシング装置によるドレッシングの流れを示すフローチャート（実施例２）である。図中のＳＴＸＸはステップ番号を示している。
ＳＴ１１…量産ラインにおいて、ワーク溶接台数が設定台数に達したか、又はワーク打点数が設定数に達したかどうかを判断する。
【００４４】
ワーク溶接台数が設定台数に達した、又はワーク打点数が設定数に達した場合（ＹＥＳ）には、ＳＴ１２に進む。
ワーク溶接台数が設定台数に達せず、ワーク打点数も設定数に達しない場合（ＮＯ）には、ＳＴ１１を再度実行する。
ＳＴ１２…溶接仕事量として電極チップの摩耗量Ｗを検出する。
【００４５】
ＳＴ１３…電極チップの摩耗量Ｗに応じて、ドレッシング条件としてカッター（即ち、ドレッシング用工具）の回転数Ｒを設定する。
条件１：電極チップの摩耗量Ｗが、０ｍｍ＜Ｗ≦０．５ｍｍであれば、カッター回転数ＲをＲ＝５回転／ｓｅｃとする。
条件２：電極チップの摩耗量Ｗが、０．５ｍｍ＜Ｗ≦０．８ｍｍであれば、カッター回転数ＲをＲ＝１０回転／ｓｅｃとする。
条件３：電極チップの摩耗量Ｗが、０．８ｍｍ＜Ｗ≦１．２ｍｍであれば、カッター回転数ＲをＲ＝１５回転／ｓｅｃとする。
【００４６】
ＳＴ１４…所定加圧力で加圧する。
ＳＴ１５…上記ドレッシング条件でドレッシングを実施する。
ＳＴ１６…ワーク設定台数又は打点数をクリアする。
【００４７】
以上の図６及び図７に示されるドレッシングを行うことで、図５（ｃ）に示される摩耗量Ｗとドレッシング量Ｄとをほぼ同一とすることができ、無駄なドレッシングを防止することができ、電極チップ２４，２６の寿命を延ばすことができる。
【００４８】
図８は本発明に係るチップドレッサによる電極チップのドレッシング時間とドレッシング量との関係を示すグラフであり、電極チップの加圧力、カッターの回転数は所定の条件とする。グラフの縦軸はドレッシング量Ｄ（単位はｍｍ）、横軸はドレッシング時間Ｔ（単位は（ｓｅｃ）を表す。
【００４９】
図中の点は実測値、直線は一次回帰直線を表している。即ち、ドレッシング時間Ｔが長くなるにつれて、ドレッシング量Ｄは大きくなっており、この一次回帰直線を基にして、図６に示された摩耗量Ｗに応じたドレッシング時間Ｔ、図７に示された摩耗量Ｗに応じたドレッシング用工具回転数Ｒが求められる。
【００５０】
以上の図１、図２、図６及び図７に示したように、溶接ガン１２に取付けられた電極チップ２４，２６の先端が摩耗した際に、この電極チップ２４，２６をドレッシングする電極チップ２４，２６のドレッシング装置としてのチップドレッサ１００において、溶接ガン１２で行われた溶接仕事量（例えば、溶接打点数の累積数、電極チップ摩耗量Ｗ）に応じて、摩耗した電極チップ２４，２６のドレッシングを、ドレッシング時間Ｔ又はドレッシング用のカッター１１１の回転数Ｒをパラメータとして制御することを特徴とする。
【００５１】
これにより、溶接ガン１２で行われた溶接仕事量に応じて電極チップ２４，２６のドレッシング量Ｄ（図５参照）を変更することができ、電極チップ２４，２６の無駄なドレッシングを防止することができる。
【００５２】
従って、電極チップ２４，２６の寿命を延ばすことができるとともにチップドレッサ１００のカッター１１１の交換頻度を少なくすることができ、コストを抑えることができる。更に、ドレッシング時間Ｔを短縮することができ、チップドレッサ１００の消費電力も抑えることができる。
【００５３】
好ましくは、溶接仕事量を、溶接打点の累積数としたので、溶接打点の累積数に応じてチップドレッサ１００を制御することで、溶接打点をカウントするだけで容易にチップドレッサ１００を制御することができ、ドレッシング用制御プログラムを容易に作成することができる。
【００５４】
また、好ましくは、溶接仕事量を、実際の電極チップ２４，２６の摩耗量としたので、ドレッシング量Ｄ１を精度良く求めることができ、電極チップ２４，２６の無駄なドレッシングを防止することができる。
【００５５】
更に、溶接仕事量を、溶接ガン１２が備えられた抵抗溶接機１０を構成するＣＰＵ６２の演算部で計算するので、ドレッシングに関わる一連の計算を抵抗溶接機１０の演算部で行わせることができ、処理を迅速に行うことができる。
【００５６】
尚、図６及び図７に示した実施形態では、ドレッシング条件として摩耗量Ｗに応じて、条件１〜条件３を設けたが、これに限らず、各条件の摩耗量Ｗの区分を更に細分化して、条件の数を多くしてもよい。これにより、摩耗量Ｗとドレッシング量Ｄ１との差をより小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の電極チップのドレッシング装置は、抵抗溶接機に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る抵抗溶接機の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るチップドレッサを示す側面図である。
【図３】本発明に係るチップドレッサに備えるカッターを示す断面図である。
【図４】本発明に係るチップドレッサによる電極チップのドレッシングを示す作用図である。
【図５】である。
【図６】本発明に係る電極チップのドレッシング装置によるドレッシングの流れを示すフローチャート（実施例１）である。
【図７】本発明に係る電極チップのドレッシング装置によるドレッシングの流れを示すフローチャート（実施例２）である。
【図８】本発明に係るチップドレッサによる電極チップのドレッシング時間とドレッシング量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５９】
１２…溶接ガン、２４，２６…電極チップ、６９…ワーク、１００…チップドレッサ、１１３…ドレッシング制御装置、Ｒ…ドレッシンング用のカッター回転数、Ｔ…ドレッシング時間、Ｗ…電極チップの摩耗量。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008290120.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008290120.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008290120.tif 000009
【図８】
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