(57)【要約】【課題】電極が溶接不良なく抵抗溶接を行うことができる状態にあるか否かをより確実に判断するとともに、製品となる接合対象物自体に負荷を与えることのない抵抗溶接用電極の検査方法を提供する。【解決手段】本発明に係る抵抗溶接用の検査方法では、複数の接合対象物を第１電極１０と第２電極２０との間に挟み、第１電極１０および第２電極２０の間に所定の電流を流すことにより、前記複数の接合対象物を接合させる抵抗溶接において、第１電極１０および第２電極２０が前記所定の電流により抵抗溶接を十分に行うことができる状態にあるか否かを検査する方法であって、抵抗溶接を所定回数行うごとに、前記複数の接合対象物に代えて複数の試験片を接合させる抵抗溶接を行い、得られた抵抗溶接済試験片に対して接合が十分か否かの接合検査が行われる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の接合対象物を第１電極と第２電極との間に挟み、前記第１および第２電極の間に所定の電流を流すことにより、前記複数の接合対象物を接合させる抵抗溶接における抵抗溶接用電極の検査方法であって、
前記抵抗溶接を所定回数行うごとに、前記複数の接合対象物に代えて複数の試験片を接合させる抵抗溶接を行い、得られた抵抗溶接済試験片に対して接合検査を行うことを特徴とする、抵抗溶接用電極の検査方法。
【請求項２】
前記接合検査を行う前に、前記第１および第２電極の所定部位を研磨することを特徴とする、請求項１に記載の抵抗溶接用電極の検査方法。
【請求項３】
前記接合検査において、前記抵抗溶接試験片の接合状態が許容基準を満たしていないと判断された場合、前記第１および第２電極の所定部位を研磨し、当該研磨後に複数の試験片を接合させる抵抗溶接を行い、得られた別の抵抗溶接済試験片に対して接合検査を行うことを特徴とする、請求項１に記載の抵抗溶接用電極の検査方法。
【請求項４】
前記接合検査は、タガネを用いたタガネ検査法により行われる、請求項１から３のいずれか１つに記載の抵抗溶接用電極の検査方法。
【請求項５】
前記試験片は、積層個数、材質および厚みに関して前記接合対象物と同等である、請求項１から４のいずれか１つに記載の抵抗溶接用電極の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗溶接用の電極が抵抗溶接を十分に行うことができる状態にあるか否かを検査する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車体の組み立てラインなどにおいて行われている抵抗溶接は、例えば溶接ロボットに備えられている溶接ガンに取付けられた一対の電極の間に接合対象物を挟み込み、当該電極間に瞬間的に大電流を流すことにより、接合対象物の抵抗により発生する熱で当該接合対象物を溶融させ、接合を行う技術である。
【０００３】
しかし、抵抗溶接に使用される電極は、抵抗溶接時に電極先端部が押圧力により磨耗したり、押し潰されて変形したりするのに加え、発生する熱により接合対象物の金属が付着して電極先端部にスラッジ層を形成したりする。このような電極先端部における磨耗変形化やスラッジ層の形成は、そのまま放置すると溶接不良の原因となる。したがって、定期的に電極先端部を研磨するか、あるいは、定期的に電極先端部の状態を確認した上で、その状態が許容基準に達していない場合に電極先端部を研磨するかして電極先端部の状態を整える必要がある。
【０００４】
電極先端部を研磨する技術としては、電極先端部を嵌合可能な凹面部にカッターを有するカッターホルダを回転させて当該電極先端部を切削するようにした電極研磨装置を用いて研磨する技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
電極先端部の状態を確認する技術としては、発光素子部を有する光センサに電極先端部を近づけた後、当該発光素子部から発せられた光を当該電極先端部に当て、その光の反射量を光センサを用いて測定することにより電極先端部の状態を確認する技術が公知となっている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２９２４７２号公報
【特許文献２】
特開平５−２４５６５１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２に開示されている技術により行われる電極先端部の状態確認は、あくまで電極を用いて行う抵抗溶接が溶接不良を発生することなく行えるか否かを光の反射量から推測して間接的に判断する代替手段である。したがって、抵抗溶接を行ったものを直接確認する方法に比べて溶接不良の発生の有無を判断する確実性に劣る。
【０００８】
一方、抵抗溶接を行った接合対象物（製品）における溶接不良の発生の有無を直接確認する方法として、例えばタガネを用いたタガネ検査法がある。タガネ検査法は、非常に簡便な検査法であり、溶接状態の検査方法として一般的である。しかしながら、タガネ検査は、当該検査を行う際に検査対象物に対して不要な負荷を与えてしまう可能性がある。特に、当該検査対象物が超ハイテンション鋼などからなる接合対象物の場合、検査前の溶接状態に問題なくとも当該検査により溶接部が破壊されてしまい接合対象物の再生使用が困難となる可能性が比較的高い。したがって、接合対象物（製品）自体を検査対象物とすれば、検査を行うごとに接合対象物（製品）を廃棄しなければならない可能性が高く、経済的に好ましくない。
【０００９】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、電極が溶接不良なく抵抗溶接を行うことができる状態にあるか否かをより確実に判断するとともに、製品となる接合対象物自体に負荷を与えることのない抵抗溶接用電極の検査方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、抵抗溶接用電極の検査方法が提供される。複数の接合対象物を第１電極と第２電極との間に挟み、前記第１および第２電極の間に所定の電流を流すことにより、前記複数の接合対象物を接合させる抵抗溶接における抵抗溶接用電極の検査方法であって、抵抗溶接を所定回数行うごとに、前記複数の接合対象物に代えて複数の試験片を接合させる抵抗溶接を行い、得られた抵抗溶接済試験片に対して接合検査を行うことを特徴としている。
【００１１】
このような方法によると、抵抗溶接用電極を用いて抵抗溶接を施した試験片（抵抗溶接済試験片）に対して接合が十分か否かの接合検査が行われる。したがって、抵抗溶接した状態を直接的に検査することが可能となり、電極が溶接不良なく抵抗溶接を行うことができる状態にあるか否かの判断をより確実に行うことが可能となる。また、接合検査は抵抗溶接済試験片に対して行われるので、製品となる接合対象物に対して不要な負荷をかけることもない。さらに、試験片は接合対象物よりも比較的安価であるため、溶接部位が接合検査により破壊され易く当該検査ごとに廃棄しなければいけないような場合でも、本発明に係る検査方法は比較的経済性に優れている。
【００１２】
好ましくは、接合検査を行う前に、第１および第２電極の所定部位を研磨する。このような方法によると、接合検査により、電極に対して行われた研磨の状態を確認することが可能となる。つまり、研磨が施された電極が、溶接不良を起こすことなく、抵抗溶接を行うことができる状態にあるか否かをより確実に判断することが可能となる。
【００１３】
好ましくは、接合検査において、前記抵抗溶接試験片の接合状態が許容基準を満たしていないと判断された場合、前記第１および第２電極の所定部位を研磨し、当該研磨後に複数の試験片を接合させる抵抗溶接を行い、得られた別の抵抗溶接済試験片に対して接合検査を行う。
【００１４】
このような方法によると、第１および第２電極の研磨を行う前の接合検査において、当該第１および第２電極の研磨が必要か否かの判別を行うことができる。そのため、研磨をしなくても抵抗溶接が十分行える状態にある電極や、電流の大きさを大きくすることで研磨をしなくても抵抗溶接が十分行える状態にある電極を、所定回数の抵抗溶接後に一律に研磨しなくてすむ。したがって、消耗部材である電極をより無駄なく使用することが可能となる。また、研磨後の電極状態を確認することができ、当該電極が溶接不良なく抵抗溶接を行うことができる状態にあるか否かをより確実に判断することができる。
【００１５】
好ましくは、接合検査は、タガネを用いたタガネ検査法により行われる。このような方法によると、抵抗溶接を行った辺りにタガネを打ち込み、溶接状態を目視するという簡便な作業により抵抗溶接の状態を判断することが可能となる。
【００１６】
好ましくは、試験片は、積層個数、材質および厚みに関して接合対象物と同等である。このようにすると、接合対象物と試験片との間の条件的な差がより小さくなるため、電極が溶接不良なく抵抗溶接を行うことができる状態にあるか否かの判断をより一層確実に行うことが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。図１〜図２は、本発明の抵抗溶接用電極の検査方法の実施に使用する検査システムを構成する装置の一例を示したものである。
【００１８】
図１は、抵抗溶接用の溶接ガンＸを備えた溶接用ロボット（図示せず）の要部拡大斜視図である。溶接ガンＸは、ピストン部１と、ガンアーム部２と、ベース部３とを備えている。
【００１９】
ピストン部１は、図１に示したように、電極１０と、ピストンシリンダ１１と、ピストンロッド１２と、電極支持部１３とを有しており、ベース部３に取付けられている。電極１０は、電極支持部１３を介してピストンロッド１２の一端部に取付けられている。電極１０の材質としては、銅、クロム銅、ベリリウム銅などの導電性に優れた金属が挙げられる。ピストンシリンダ１１およびピストンロッド１２は、ピストン機構により電極１０を後述する電極２０に対して近接離隔方向（矢印ＡＢ方向）に移動させるためのものである。
【００２０】
ガンアーム部２は、図１に示したように、電極２０と、アーム２１と、電極支持部２３を有しており、アーム２１の一端部でベース部３に取付けられている。電極２０は、電極支持部２３を介してガンアーム部２の他端部に取付けられている。電極２０の材質としては、電極１０と同様のものが挙げられる。
【００２１】
ベース部３は、ピストン部１とガンアーム部２とを繋ぎとめるとともに、図示しない溶接用ロボットと溶接ガンＸとの連結を行う部分である。
【００２２】
図２は、電極１０，２０を研磨するための電極研磨装置Ｙの斜視図である。電極研磨装置Ｙは、本体ケース４の一端部に設けられたカッター（図示せず）およびカッターホルダ（図示せず）を有する研磨部４０と、当該カッターの駆動源であるモータ５と、研磨部４０に対してエアブローを行うためのノズル６と、電極研磨装置Ｙの運転制御を司る制御部７とを備えている。
【００２３】
以下に、上述した装置を含んで構成される検査システムを用いて行われる本発明の第１の実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査方法の流れを図３も参照しながら説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査方法の流れを表すフローチャートである。
【００２４】
（接合工程Ｓ１）
複数の接合対象物（例えば、自動車のボデー鋼板など）を溶接ガンＸに備えられている電極１０，２０の間に挟み込み、当該接合対象物に対して押圧しながら所定の電流を流す抵抗溶接を所定回数（例えば、１００〜３００回）行う。抵抗溶接時における電流の大きさは、例えば８０００〜１１０００Ａであり、この間で抵抗溶接を行った回数に応じて段階的に大きくするように変化させるのが好ましい。このようにすると、繰り返し抵抗溶接を行うことにより電極１０，２０の状態が徐々に悪化しても、電極１０，２０の研磨をすることなく良好な抵抗溶接が得られる回数を増やすことができる。なお、抵抗溶接の回数は、接合対象物や抵抗溶接時の電流の大きさなどに応じて任意に定めればよい。
【００２５】
（研磨工程Ｓ３）
接合工程Ｓ１において所定回数の抵抗溶接を行った溶接ガンＸの電極１０，２０の研磨を行う。具体的には、溶接ガンＸを研磨装置Ｙ（図２参照）の研磨部４０に移動させて、電極１０，２０をカッター（図示せず）が回転している研磨部４０に押圧しつつ接触させることにより研磨を行う。電極１０，２０を研磨することによって、抵抗溶接時の押圧力による磨耗や変形、あるいは抵抗溶接時の熱による金属付着などに起因して溶接不良が発生し易い状態にある電極１０，２０の状態が改善される。
【００２６】
（研磨確認工程Ｓ４）
まず、研磨工程Ｓ３において電極１０，２０の研磨を行った溶接ガンＸの電極１０，２０の間に複数の試験片を挟み込み、当該試験片に対して押圧しながら所定の電流を流す抵抗溶接を所定箇所数（例えば、１〜３箇所）行う。このようにして、抵抗溶接が施された試験片（抵抗溶接済試験片）を少なくとも１つ作製する。試験片は、積層個数、材質および厚みに関して前記接合対象物と同等であるのが好ましいが、これらには限られない。本工程における抵抗溶接時の電流の大きさは、接合工程Ｓ１における抵抗溶接の初期段階での電流の大きさ（例えば、８０００Ａ）と同等であるのが好ましいが、これには限られない。抵抗溶接の箇所数は、接合検査の精度や作業効率などを考慮して任意に定めればよい。
【００２７】
次に、上述のようにして作製された抵抗溶接済試験片の接合が十分か否かの接合検査を行う。接合検査の結果、十分な接合が行えると判断された場合（ＯＫ）、溶接ガンＸは接合工程Ｓ１に戻され、接合対象物の抵抗溶接に使用される。また、接合検査の結果、十分な接合が行えないと判断された場合（ＮＧ）、溶接ガンＸは再度研磨工程Ｓ３に移され、電極１０，２０の研磨が行われる。
【００２８】
接合検査としては、タガネ検査法などが挙げられる。タガネ検査法とは、例えば図４（ａ）に示したように、試験片Ａおよび試験片Ｂに対して抵抗溶接を３回施すことにより得られる抵抗溶接済試験片Ｃの溶接部Ｃ１にタガネ８をハンマ（図示せず）により打ち込み、溶着状態を検査する方法である。検査基準としては、例えばタガネ８を打ち込んだ際に溶接部Ｃ１が１箇所以上破壊されたか否かを、十分な接合が行えているか否かの基準とするものが挙げられる。この方法によると、直接溶接部Ｃ１の溶着状態を確認することができるので、電極１０，２０が抵抗溶接を十分に行える状態にあるか否かをより確実に判断することが可能となる。なお、タガネ８は、図４（ｂ）に示したように、各溶接部Ｃ１の間に打ち込むようにしてもよい。
【００２９】
以上の各工程を経て、最終的に研磨確認工程Ｓ４における接合検査の結果、十分な接合が行えると判断された場合は、本実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査が終了する。
【００３０】
次に、上述した装置を含んで構成される検査システムを用いて行われる本発明の第２の実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査方法の流れを図５も参照しながら説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査方法の流れを表すフローチャートである。この図において先に説明した本発明の第１の実施形態と同一の工程については、同一の符号を付してあり、重複説明は省略するものとする。
【００３１】
（接合工程Ｓ１）
上述した第１の実施形態と同様にして、複数の接合対象物に対し、抵抗溶接を所定回数行う。
【００３２】
（検査工程Ｓ２）
まず、接合工程Ｓ１において所定回数の抵抗溶接を行った溶接ガンＸの電極１０，２０の間に複数の試験片を挟み込み、当該試験片に対して押圧しながら所定の電流を流す抵抗溶接を所定箇所数（例えば、１〜３箇所）行う。このようにして、抵抗溶接が施された試験片（抵抗溶接済試験片）を少なくとも１つ作製する。試験片は、積層個数、材質および厚みに関して前記接合対象物と同等であるのが好ましいが、これらには限られない。本工程における抵抗溶接時の電流の大きさは、接合工程Ｓ１における抵抗溶接時の電流の大きさと同等であるのが好ましい。抵抗溶接の箇所数は、接合検査の精度や作業効率などを考慮して任意に定めればよい。
【００３３】
次に、上述のようにして作製された抵抗溶接済試験片の接合が十分か否かの接合検査を行う。接合検査の結果、十分な接合が行えると判断された場合（ＯＫ）、溶接ガンＸはそのまま接合工程Ｓ１に戻され、再び接合対象物の抵抗溶接に使用される。また、接合検査の結果、十分な接合が行えないと判断された場合（ＮＧ）、溶接ガンＸは研磨工程Ｓ３に移される。
【００３４】
なお、図５には示していないが、十分な接合が行えないと判断された場合（ＮＧ）、抵抗溶接時の電流の大きさを大きくして抵抗溶接済試験片を改めて作製し、当該抵抗溶接済試験片の接合検査を再度行うようにしてもよい。その結果、電流値の大きさを大きくすることで十分な接合が行える場合は、溶接ガンＸを後述する研磨工程Ｓ３に移さずに接合工程Ｓ１に戻すようにしてもよい。ただし、この場合は、接合工程Ｓ１における抵抗溶接時の電流の大きさを、再度行った接合検査で使用した抵抗溶接済試験片の作製時における抵抗溶接の電流の大きさと同等か、あるいはそれ以上の大きさの電流で抵抗溶接を行う必要がある。
【００３５】
（研磨工程Ｓ３および研磨確認工程Ｓ４）
上述した第１の実施形態と同様にして、研磨工程Ｓ３では電極１０，２０の研磨を行い、研磨確認工程Ｓ４では研磨後の電極状態の確認を行う。
【００３６】
以上の各工程を経て、最終的に研磨確認工程Ｓ４における接合検査の結果、十分な接合が行えると判断された場合は、本実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査が終了する。
【００３７】
以上、本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々な変更が可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によると、抵抗溶接用電極を用いて抵抗溶接を施した試験片（抵抗溶接済試験片）に対して接合が十分か否かの接合検査が行われる。これにより、抵抗溶接した状態が直接的に検査されるため、電極が溶接不良なく抵抗溶接を行うことができる状態にあるか否かをより確実に判断することが可能となる。また、接合検査は抵抗溶接済試験片に対して行われるので、製品となる接合対象物に対して不要な負荷をかけることもない。さらに、電極に対して行われた研磨が良好に行われたか否かを確認することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る抵抗溶接用電極の検査方法に使用する抵抗溶接用電極を備えた溶接ガンの一例を表す概略斜視図である。
【図２】上記抵抗溶接用電極の研磨を行う研磨装置の一例を表す概略斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査方法の一連の流れを表すフローチャートである。
【図４】溶接後の接合状態を確認するための接合検査方法の一例を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査方法の一連の流れを表すフローチャートである。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ    試験片
Ｃ    抵抗溶接済試験片
Ｘ    溶接ガン
Ｙ    研磨装置
１    ピストン部
２    ガンアーム部
３    ベース部
４    本体ケース部
５    モータ
６    ノズル
７    制御部
８    タガネ
１０    第１電極
１１    ピストンシリンダ
１２    ピストンロッド
１３    電極支持部
２０    第２電極
２１    アーム部
２３    電極支持部
４０    研磨部
【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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