(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタッドを引き上げ及び押し込む移動軸の端部に取り付けた保持具にスタッドを保持して溶接するスタッド溶接ガン移動方法において、スタッド溶接開始前に、予め定めた設定移動量を設定し、作業者が移動範囲確認スイッチを押してスタッド溶接ガンの移動軸を前記設定移動量に応じて移動させ前記移動した距離を検出して検出移動量とし、前記検出移動量と前記設定移動量との差を算出して移動量・検出値とし、前記移動量・検出値と予め定めた移動量許容値とを比較して前記移動量・検出値が前記移動量許容値範囲内のとき正常と判定し、溶接開始スイッチによるスタッド溶接を可能にし、前記移動量・検出値が前記移動量許容値の範囲外のときは、異常と判定し前記溶接開始スイッチによるスタッド溶接を禁止しすると共に異常又は警報を表示する、ことを特徴とするスタッド溶接ガン移動方法。
【請求項２】
スタッドを引き上げ及び押し込む移動軸の端部に取り付けた保持具にスタッドを保持して溶接するスタッド溶接ガン移動装置において、溶接ガンの移動軸の移動量を検出する移動量検出回路と、予め定めた設定移動量を設定する確認移動設定回路と、スタッド溶接開始前に、移動範囲確認スイッチを押してスタッド溶接ガンの移動軸を前記設定移動量に応じて移動させ前記移動した距離を検出して検出移動量とし、前記検出移動量と前記設定移動量との差を算出して移動量・検出値とし、前記移動量・検出値と予め定めた移動量許容値とを比較し、前記移動量・検出値が前記移動量許容値範囲内のとき正常と判定し、前記移動量許容値範囲外のとき異常と判定する確認移動判定回路と、を備え、前記正常のとき溶接開始スイッチによるスタッド溶接を可能にし、前記異常のとき前記溶接開始スイッチによるスタッド溶接を禁止しすると共に異常又は警報を表示する、ことを特徴とするスタッド溶接ガン移動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スタッド溶接のアーク発生前に、溶接ガンが設定値のとおりに、円滑かつ正確に動作することを、作業性を損なわずに自動的にチェックするスタッド溶接ガン移動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スタッド溶接は、０.５秒から１.５秒程度の短時間の間に、機械的にスタッドを被溶接材から引き上げて、大電流を通電して、先端がアーク熱によって溶融したスタッドを被溶接材の溶融池に押し込む動作を完了してしまう。したがって、スタッド溶接は、機構的に、かなり高度の溶接であり、わずかの設定条件、周囲条件等の違いが、溶接結果に大きく影響する。
スタッド溶接において、通常、被溶接材からスタッドを引き上げる量は、スタッドの直径、材質、溶接条件等に応じて適当な値に調整する必要があり、実際に行われた溶接条件、特に引き上げ距離が、設定値のとおりにならなかった場合、良好な溶接結果を得ることができない。また、スタッドの被溶接材への押し込み距離も、溶接結果に重要な影響を与える。
【０００４】
溶接したスタッド（以下、溶接スタッドという）が溶接不良となる原因は、スタッド溶接中のスタッドの押し込み距離及び押し込み時の引っかかりに問題があり、押し込み距離が過小なときは溶接強度が不足し、また押し込み距離が過大なときも、溶融金属が飛散して溶接強度が不足する。
また、スタッド溶接の過程で、スタッドの押し込み時の押し込みパタ−ン、特に押し込み速度パタ−ンも溶接結果に大きく影響する。
したがって、溶接スタッドの良好な溶接結果を維持するためには、引き上げ動作及び押し込み動作が、設定条件、特に引き上げ距離及び押し込み距離及び押し込み速度等の移動パタ−ンが設定値のとおりに移動しなければならない。
【０００６】
近年、スタッドの引き上げ動作及び押し込み動作を、電磁コイル及び可動鉄心によって引き上げる動作と圧縮バネによって押し込む動作とに代わって、サ−ボモ−タを使用して正確に位置制御をすることによって、設定値のとおりの引き上げ距離及び押し込み距離を確保することができるようになった。
【０００８】
また、スタッド溶接における施工管理方法も見直され、従来の外観検査、ハンマー打撃によって破壊検査をする他に、位置検出回路を用いて溶接中の引き上げ距離及び押し込み距離を確認することによって、各溶接スタッドごとの品質管理を行うようになってきている。
【００１０】
さらに、マイクロプロセッサの普及によって、各溶接スタッドごとの引き上げ距離及び押し込み距離について、測定結果のデ−タの記録及び収集を自動で管理することも可能になった。
【００１２】
しかし、これらの測定結果デ−タは、正確に実際の移動量が測定されていることが前提条件であるが、実際には、溶接ガンは、１日に１０００本近くの溶接に使用されるために、位置検出回路、例えば、ポテンショメ−タの摺動劣化又は溶接ガンの可動機構部の摩耗等によって、実際値とは異なった測定値を記録してしまう可能性がある。
【００１６】
実公平２−３５４０９においては、可動部に検出回路を取付けて、引き上げ距離を測定してデジタル表示をし、正確にスタッドが引き上げられているかどうかをチェックしている。しかし、この従来技術では、引き上げ距離しか測定していないために、押し込み距離と押し込み動作とが正常であるかどうかをチェックしてない。
【００１８】
この従来技術は、溶接作業を妨げないようにするために、検出回路を着脱自在に取り付けている。しかし、この従来技術では、デジタル表示をみて正確に引き上げられていることをマニュアルで確認しなければならないために、やはり人手作業を必要とするので、作業性が損なわれる。
【００２０】
図１は、引き上げ距離及び押し込み距離を測定して測定結果を記録するための位置検出回路を備えた従来方式の溶接ガンを示す図である。
同図の溶接ガンは、従来方式の位置検出回路を備えて、前述した引き上げ距離及び押し込み距離を移動させ、溶接中の動作を監視し又は溶接結果を記録することができるようになっている。
【００２２】
この図１の溶接ガンは、溶接ガン本体１に、電磁コイル２、外装鉄心３、４及び他動鉄心５からなる電磁石機構６を配設し、圧縮バネ７によって被溶接材Ｗ側に付勢される可動鉄心５に、移動軸８の端部に取り付けた保持具９にスタッドＳを保持している。また、Ｚ方向に位置調整自在なストッパ金具１１を設けて、可動鉄心５のＺ１方向の変位量を制限している。さらに、Ｚ方向の設定長さが調整自在な当接部材１２を溶接ガン本体１に支持している。
位置検出手段１３は、例えば、ポテンショメ−タ１３１であって溶接ガン本体１に取り付けられている。このポテンショメ−タ１３１の軸１３１Ａは連結板１４を介して移動軸８に連結されている。
制御回路３２は、位置検出手段１３によって検出した移動量を、波形モニタ−、デジタル表示器等の表示器３１によって作業者に確認させるために信号を処理する。
【００２４】
上記の溶接ガン本体１乃至設定長さが調整自在な当接部材１２によって、溶接ガン２０が構成され、この溶接ガン２０と、位置検出手段１３と、表示器３１と、制御回路３２と、図示されていない溶接用制御装置とによってスタッド溶接機が構成される。
【００２６】
スタッドの直径、材質及び溶接条件によって調整する引き上げ距離は、通常、２〜５［mm］の範囲であり、押し込み距離は２〜１０［mm］の範囲であるので、溶接ガン移動量動作範囲（以下、全移動範囲という）は１５［mm］程度となる。したがって、位置検出手段１３として、１５［mm］程度の全移動範囲を有するポテンショメ−タ１３１が使用される。なお、機械的に移動可能な範囲（以下、全ストロ−クという）は、上記の全移動範囲１５［mm］に、移動のバラツキの２［mm］を加えた１７［mm］となる。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
このポテンショメ−タの軸１３１Ａは、引き上げ動作及び押し込み動作に応じて、スライドする。しかし、１日に１０００本のスタッドを溶接するために、ポテンショメ−タの軸１３１Ａが摩耗しやすく、また連結板１４のゆるみ等で正確に位置検出ができない場合もある。
【００３２】
このような従来方式では、各スタッドを溶接するごとに、溶接中の移動量を測定した検出値と適正な溶接を行うめの標準値とを比較して、その差が許容値内であるか否かによって、その各溶接スタッドの品質の合否判定を行っている。しかし、従来方式の溶接中の移動量を検出して合否判定する方法は、溶接した後のスタッド（溶接スタッド）であるために、溶接不良と判定された溶接スタッドは切り取って溶接し直すか追加のスタッドを溶接しなければならない。したがって、溶接ガンの移動量が不足したり、円滑な移動がされなかったことが原因で、溶接不良を発生してしまうことがあった。
そこで、溶接作業前に正常に溶接ガンが動作するかどうかをチェックする必要がある。
【００３４】
また、図１に示す電磁石機構６ではなく、溶接ガン可動部を駆動させるサ−ボモ−タ等を用いた場合、サ−ボモ−タ及びそのモ−タを駆動させる駆動回路が異常動作した場合も、溶接結果が不良になってしまって適正な溶接品質を確保することができない。
【００５１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スタッドを引き上げ及び押し込む移動軸の端部に取り付けた保持具にスタッドを保持して溶接するスタッド溶接ガン移動方法において、スタッド溶接開始前に、予め定めた設定移動量を設定し、作業者が移動範囲確認スイッチを押してスタッド溶接ガンの移動軸を前記設定移動量に応じて移動させ前記移動した距離を検出して検出移動量とし、前記検出移動量と前記設定移動量との差を算出して移動量・検出値とし、前記移動量・検出値と予め定めた移動量許容値とを比較して前記移動量・検出値が前記移動量許容値範囲内のとき正常と判定し、溶接開始スイッチによるスタッド溶接を可能にし、前記移動量・検出値が前記移動量許容値の範囲外のときは、異常と判定し前記溶接開始スイッチによるスタッド溶接を禁止しすると共に異常又は警報を表示する、ことを特徴とするスタッド溶接ガン移動方法である。
【００５２】
第２の発明は、スタッドを引き上げ及び押し込む移動軸の端部に取り付けた保持具にスタッドを保持して溶接するスタッド溶接ガン移動装置において、溶接ガンの移動軸の移動量を検出する移動量検出回路と、予め定めた設定移動量を設定する確認移動設定回路と、スタッド溶接開始前に、移動範囲確認スイッチを押してスタッド溶接ガンの移動軸を前記設定移動量に応じて移動させ前記移動した距離を検出して検出移動量とし、前記検出移動量と前記設定移動量との差を算出して移動量・検出値とし、前記移動量・検出値と予め定めた移動量許容値とを比較し、前記移動量・検出値が前記移動量許容値範囲内のとき正常と判定し、前記移動量許容値範囲外のとき異常と判定する確認移動判定回路と、を備え、前記正常のとき溶接開始スイッチによるスタッド溶接を可能にし、前記異常のとき前記溶接開始スイッチによるスタッド溶接を禁止しすると共に異常又は警報を表示する、ことを特徴とするスタッド溶接ガン移動装置である。
【００６４】
【発明の実施の形態】
本発明は、図２に示すように、溶接電源回路４０と溶接制御装置４１と本発明を実施するスタッド溶接ガン移動装置とによって実施する。
本発明を実施する制御回路は、通常の溶接制御装置４１及び通常の溶接中の溶接ガンの移動量を設定する移動量設定回路１０の他に、本発明の溶接作業開始前に溶接ガンの正常移動を確認する値を設定する「確認移動設定回路」１７等及び本発明の溶接作業開始前に溶接ガンの正常・異常移動を判定する「確認移動判定回路」４４乃至４８等を追加した回路である。
【００６５】
通常の溶接中の溶接ガンの移動量を設定する移動量設定回路１０は、スタッドの引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２をプリセットして、溶接中の溶接ガンの移動量を移動指令回路４３に記憶する。
【００６６】
本発明の確認移動設定回路１７は、全移動範囲又は全移動範囲から正常移動を確認したい範囲（以下、確認移動範囲という）及び移動量許容値α及び移動量上下限許容値β及び移動量差許容値δの少なくとも１つの移動許容値を設定して、移動指令回路４３に記憶する。
【００６７】
本発明の確認移動判定回路４４乃至４８等は、スタッドＳを保持する移動軸８の移動量を検出する移動量検出回路１３を溶接ガン２０に設けるとともに、この移動量検出回路１３によって検出した確認移動範囲の移動量検出値ｅｆと確認移動範囲の移動量設定値ｅｒとから、上記の設定した移動量許容値α及び移動量上下限許容値β及び移動量差許容値δの範囲内にあるかどうかを判定する。
【００６８】
上記のいずれか１以上の移動許容値の範囲を越えると、移動上下限異常判定回路４５又は移動量比較異常判定回路４６によって、溶接ガン及び制御装置が正常動作をしていないこと検出して、表示回路又は警報回路１５が異常表示又は警報し、また溶接動作禁止回路１８が溶接開始動作を停止する。
【００６９】
溶接ガン及び制御装置が正常動作をしていない異常表示又は警報がなかったときは、溶接開始動作が停止にならないので、通常の溶接作業の制御回路によってスタッド溶接をする。
通常の溶接作業は、溶接作業を開始するために、溶接ガンに保持したスタッドＳの端部及びフェル−ルＦを被溶接材Ｗに当接させ、溶接開始スイッチ１６を押して、通電開始信号を出力してサ−ボモ−タ６０を動作させるためのモ−タ駆動回路４２を起動するとともに、溶接電源回路４０を起動させて、スタッドＳと被溶接材Ｗとに所定の時間、溶接出力を供給する。
【００７０】
【実施例】
本発明に使用する溶接ガン２０は、電磁石機構６をサ−ボモ−タ６０に置き換えているが、それ以外は、図１の溶接ガン２０の構造と同様である。
【００７２】
図２は、アナログ信号によって、移動量設定値ｅｒと移動量検出値ｅｆとを比較するスタッド溶接ガン移動装置を示す図である。以下、本発明の実施例を図２を参照して説明する。
この図２に、溶接電源回路４０と溶接制御装置４１と本発明の確認移動設定回路及び確認移動判定回路を含むスタッド溶接ガン移動装置とが記載されている。
【００７４】
最初に、図２を参照して、通常の移動量設定回路、本発明の確認移動設定回路、本発明の確認移動判定回路及び通常の溶接作業の制御回路について、順次に説明する。
【００７６】
［通常の移動量設定回路］
通常の溶接中の溶接ガンの移動量を設定する移動量設定回路１０は、スタッドの引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２をプリセットして、溶接中の溶接ガンの移動量を移動指令回路４３に記憶する。
したがって、移動量は、プリセットした引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２から定まる。
【００８０】
［本発明の確認移動設定回路］
本発明の確認移動設定回路１７は、全移動範囲又は全移動範囲から正常移動を確認したい範囲（設定確認移動範囲）と、移動量許容値α及び移動量上下限許容値β及び移動量差許容値δの少なくとも１つの移動許容値と、確認する頻度とをプリセットして、移動指令回路４３に記憶する。
【００８２】
（１）確認移動範囲の設定
本来、設定した移動量だけ正常に移動すれば、設定した移動量の範囲内で、溶接ガンの移動量が不足したり、円滑な移動がされなかったことが原因で、溶接不良を発生してしまうことはない。しかし、設定した移動量の範囲内で、正常に移動することを確認した場合、潜在している異常状態を前もって、発見して未然に不良の溶接スタッドの発生を阻止する可能性が低くなる。
そこで、設定した移動量よりも大の正常移動を確認したい範囲（以下、設定確認移動範囲という）について、正常に移動することを確認すると、それだけ潜在している異常状態を前もって、発見して未然に不良の溶接スタッドの発生を阻止する可能性が高くなる。
【００８４】
最も、望ましい確認移動範囲は全移動範囲であるが、全移動範囲において正常移動することの確認をするまでもないとき、又は移動させることができないときは、設定確認移動範囲を、確認移動設定回路１７に設定する。
全移動範囲を移動させることができないときとして、設定確認移動範囲では、正常移動をしないことが分かっているが、設定確認移動範囲又は設定した移動量の正常動作だけを、高頻度で慎重に確認してもよい。最小限必要な確認移動範囲は、設定した移動量の範囲である。
【００８６】
確認移動設定回路１７に、移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmと移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0との設定移動量をΔｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）として、例えば、全移動範囲１５［mm］を設定したときに、後述する移動量検出値ｅｆの上限値と移動量検出値ｅｆの下限値ｅf0との検出移動量Δｅｆ＝（ｅfm−ｅf0）を検出したとき、移動量・検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）と比較する移動量許容値α、例えば２［mm］を設定する。
また、例えば、８［mm］の設定確認移動範囲の移動を確認するときに、移動量許容値α、例えば１［mm］を確認移動設定回路１７に設定する。
【００８８】
確認移動範囲の設定は、設計上、上記の全移動範囲、設定した移動量よりも大の正常移動を確認したい範囲又は設定した移動量のいずれか１つを固定したり、作業者が選択しないときは、いずれか１つをデフォルトにしたりすることもできる。
【００９０】
（２）移動許容値の設定
移動量許容値α又は移動量上下限許容値β又は移動量差許容値δの移動許容値の設定について説明する。
【００９２】
▲１▼移動量許容値αの設定
上記の確認移動設定回路１７に、移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmと移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0との設定移動量をΔｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）として、例えば、全移動範囲１５［mm］を設定したときに、後述する移動量検出値ｅｆの上限値ｅfmと移動量検出値ｅｆの下限値ｅf0との検出移動量Δｅｆ＝（ｅfm−ｅf0）を検出したとき、移動量・検出（Δｅｒ−Δｅｆ）と比較する移動量許容値α、例えば２［mm］を設定する。このとき、検出移動量Δｅｆが１３［mm］であれば、移動量・検出（Δｅｒ−Δｅｆ）＝２［mm］となる。
【００９４】
▲２▼移動量上下限許容値βの設定
例えば、全移動範囲１５［mm］の移動を確認するときに、移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmとして１５［mm］を、確認移動設定回路１７に設定し、移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0として０［mm］を設定する。次に、後述する移動量検出値ｅｆの上限値がｅfmであり、移動量検出値ｅｆの下限値がｅf0であったとき、上限移動量・検出値差（ｅrm−ｅfm）と比較する移動量上限許容値β１として、例えば２［mm］を設定し、また下限移動量・検出値差（ｅr0−ｅf0）と比較する移動量下限許容値β２として、例えば１［mm］を設定する。
このとき、測定した移動量検出値ｅｆのｅfmが１４［mm］であり、移動量検出値ｅｆの下限値ｅf0が１［mm］であったとき、上限移動量・検出値差（ｅrm−ｅfm）は１［mm］となり、下限移動量・検出値差（ｅr0−ｅf0）は１［mm］となる。
【００９６】
▲３▼移動量差許容値δの設定
上記の確認移動設定回路１７に、移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmと移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0との設定移動量をΔｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）として、例えば、全移動範囲１５［mm］を設定したときに、後述する移動中の任意の時点ｔ１において、移動中の任意の時点ｔ１の移動量設定信号ｅr1と移動中の任意の時点ｔ１の移動量検出信号ｅf1との差の移動量比較値の絶対値｜ｅr1−ｅf1｜として、移動量差許容値δ、例えば、０．５［mm］を設定する。
このとき、検出間隔Δｔごとに測定しているときの移動中の任意の時点ｔ１の移動量設定信号ｅr1と移動中の任意の時点ｔ１の移動量検出信号ｅf1との差の移動量比較値の絶対値｜ｅr1−ｅf1｜が、０．５［mm］を越えないかどうかを判定する。
【００９８】
（３）確認する頻度の設定
確認移動の実施は、溶接ガンにスタッドを保持させるごとに行う必要はなく、予め設定した回数ごと又は作業休止後の最初の溶接開始直前又はこれら両者で行えばよい。この確認移動の実施は、移動指令回路４３等から、「確認移動の実施」をするように、表示回路又は警報回路１５等に信号を出力させてもよい。作業者は、この表示又は警報があったときに、移動範囲確認スイッチ１９を押して正常移動をするかどうかの確認動作を実行する。
【０１００】
［本発明の確認移動判定回路］
移動範囲確認スイッチ１９を押すと、サ−ボモ−タ６０によって、モ−タ可動部６１がＺ１方向に、確認移動範囲の設定値だけ移動する。
【０１０１】
図３（Ａ）は移動量設定値ｅｒの時間経過を示す図であり、同図（Ｂ）は移動量検出値ｅｆが移動量設定値ｅｒに追従している移動量検出信号ｅｆの時間経過を示す図である。
同図を参照して、移動範囲確認スイッチ１９を押して正常移動をするかどうかの確認動作について説明する。
【０１０２】
（１）設定移動量及び移動量許容値を設定した場合
設定移動量Δｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）、例えば、全移動範囲１５［mm］を、確認移動設定回路１７に設定して、検出移動量Δｅｆ＝（ｅfm−ｅf0）を検出したときに、この移動量・検出（Δｅｒ−Δｅｆ）と移動量許容値α、例えば２［mm］と比較する。このとき、検出移動量Δｅｆが１３［mm］であれば、移動量・検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）＝２［mm］となり、移動量許容値α＝２［mm］となる。
【０１０３】
上記の例では、確認移動範囲内での移動が正常に動作すれば、移動量設定値ｅｒと移動量検出値ｅｆとの差の移動量・検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）＝２［mm］は、移動量許容値α＝２［mm］を越えていないので、正常移動と判定する。
この範囲を越えると、溶接動作禁止回路１８によって溶接開始動作を停止して、表示回路又は警報回路１５によって作業者に知らせる。
【０１０４】
ここで、さらに、上記の移動量許容値αについて詳細に説明する。移動範囲確認スイッチ１９を押して、設定移動量Δｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）を移動指令回路４３から呼び出して、この呼び出した移動量設定信号ｅｒを出力する。
この移動量設定信号ｅｒによって、確認移動中の溶接ガンは移動して、移動量検出回路１３が出力する移動量検出信号ｅｆによって検出する。
【０１０６】
移動量検出値ｅｆの上限値ｅfmと移動量検出値ｅｆの下限値ｅf0との検出移動量Δｅｆ＝（ｅfm−ｅf0）を検出する。この検出した検出移動量Δｅｆと設定移動量をΔｅｒとを比較回路４４によって比較して、その差の移動量・検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）を移動上下限異常判定回路４５に出力する。
【０１０８】
移動量・検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）が予め設定した移動量許容値αを越えたとき、移動上下限異常判定回路４５は移動上下限異常信号Ｓ45を出力する。ＯＲ回路４７は、移動上下限異常信号Ｓ45が入力されたときに、異常信号Ｓ47を出力する。
【０１１０】
この異常信号Ｓ47を、表示回路又は警報回路１５に出力して異常を作業者に知らせる。また、この異常信号Ｓ47を、ＮＯＴ回路４８を通じて溶接動作禁止回路１８に出力して、次の溶接動作の開始を停止させる。
【０１１２】
移動量・検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）が、移動量許容値αを越えていないときは、後述するように、作業者が溶接開始スイッチ１６を押すことによって、記憶した移動指令回路４３から、所定の溶接作業を行うための引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２の設定値を呼び出し、通常のスタッド溶接を開始することができる。
【０１１４】
この設定移動量及び移動量許容値を設定した場合には、ポテンショメ−タ自体又は取り付けの不良、フィードバック系回路の不良、溶接ガンの機械的な引っかかり、制御ケーブルの接続不良等を発見することができる。
【０１１６】
この設定移動量及び移動量許容値を設定した場合は、設定が簡単であるが、異常移動が発生したとき、移動量検出値のｅfm側に原因があるのか、移動量検出値の下限値ｅf0側に原因があるのか、移動量設定値の上限値ｅrm側に原因があるのか、移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0側に原因があるのかが不明であって、別の方法で調べなければならない。
次に、異常移動が発生したとき、移動量検出値のｅfm側、移動量検出値の下限値ｅf0側、移動量設定値の上限値ｅrm側又は移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0側のどこに原因があるのかも同時に判定する方法について説明する。
【０１２０】
（２）移動量設定値の上限値と移動量設定値の下限値及び移動量上下限許容値を設定した場合
例えば、全移動範囲１５［mm］の移動を確認するときに、移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmとして１５［mm］を、確認移動設定回路１７に設定し、移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0として０［mm］を設定する。次に、移動量検出値ｅｆの上限値がｅfであり、移動量検出値ｅｆの下限値がｅf0であったとき、上限移動量・検出値差（ｅrm−ｅfm）と比較する移動量上限許容値β１として、例えば２［mm］を設定し、また下限移動量・検出値差（ｅr0−ｅf0）と比較する移動量下限許容値β２として、例えば１［mm］を設定する。
このときに、測定した移動量検出値ｅｆのｅfmが１４［mm］であり、移動量検出値ｅｆの下限値ｅf0が１［mm］であったとき、上限移動量・検出値差（ｅrm−ｅfm）は１［mm］となり、下限移動量・検出値差（ｅr0−ｅf0）は１［mm］となる。
【０１２２】
上限移動量・検出値差（ｅrm−ｅfm）が移動量上限許容値β１を越えるか、下限移動量・検出値差（ｅr0−ｅfO）が移動量下限許容値β２を越えたとき、移動上下限異常判定回路４５は移動上下限異常信号Ｓ45を出力する。ＯＲ回路４７は移動上下限異常信号Ｓ45が入力されたときに、異常信号Ｓ47を出力する。
【０１２４】
上記のように、異常信号Ｓ47を出力する場合として、ポテンショメ−タ１３１の設置位置がずれたり、ポテンショメ−タ１３１から溶接制御装置４１までの信号線の断線等が生じると、移動量検出値の下限値ｅf0から移動量検出値の上限値ｅfmまでの範囲を越える。
移動上下限異常判定回路４５は、例えばウインドコンパレ−タ等で構成され、ポテンショメ−タ１３１が測定した移動量検出値ｅｆが、ｅf0≦ｅｆ≦ｅfmのとき正常である。この範囲を越えると溶接動作禁止回路１８によって溶接開始動作を停止して、表示回路又は警報回路１５によって作業者に知らせる。
【０１２６】
この設定移動量及び移動量許容値を設定した場合には、ポテンショメ−タ自体又は取り付けの不良、フィードバック系回路の不良、溶接ガンの機械的な引っかかり、制御ケーブルの接続不良等を発見することができる。
【０１２８】
前述した（１）及び（２）に記載した「設定移動量及び移動量許容値を設定した場合」及び「移動量設定値の上限値と移動量設定値の下限値及び移動量上下限許容値を設定した場合」は、いずれも、前述した（１）及び（２）に記載した効果を有しているが、溶接ガンの移動が円滑に行われなく、部分的に機械的な引っかかりがあっても、確認範囲の最終位置において、動量許容値又は移動量上下限許容値を越えていなければ正常移動と判別される。しかし、溶接ガンの移動中に部分的に機械的な引っかかりがあって、円滑に移動しないときは、スタッドが短絡したり、傾斜して片溶けを生じたりして、溶接スタッドが不良になることがある。
次に、そのような部分的に機械的な引っかかりがあったときでも、異常移動であると判定する方法について説明する。
【０１３０】
（３）設定移動量及び移動量差許容値を設定した場合
溶接ガン可動部が、移動量検出値の下限値ｅf0から移動量検出値の上限値ｅfmまでの確認移動範囲を円滑に移動し、その全移動範囲の移動量設定値ｅｒと移動量検出値ｅｆとが、移動量差許容値δの範囲内にあるかどうかをマニュアル操作又は自動操作で確認しなければならない。
【０１３２】
図４は、移動量設定信号ｅｒと移動量検出信号ｅｆとの差の移動量比較値（ｅｒ−ｅｆ）の絶対値が、移動量差許容値δよりも大のときの移動量設定信号ｅｒ及び移動量検出信号ｅｆの時間経過を示す図である。
【０１３４】
移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmと移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0との設定移動量をΔｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）として、例えば、全移動範囲１５［mm］を、確認移動設定回路１７に設定したときに、図４に示すように、移動中の任意の時点ｔ１において、移動中の任意の時点ｔ１の移動量設定信号ｅr1と移動中の任意の時点ｔ１の移動量検出信号ｅf1との差の移動量比較値の絶対値｜ｅr1−ｅf1｜として、移動量差許容値δ、例えば、０．５［mm］を設定する。このとき、検出間隔Δｔごとに測定しているときの移動中の任意の時点ｔ１の移動量設定信号ｅr1と移動中の任意の時点ｔ１の移動量検出信号ｅf1との差の移動量比較値の絶対値｜ｅr1−ｅf1｜が、０．５［mm］を越えないかどうかを判定する。
【０１３６】
前述した検出間隔Δｔごとに測定しているときの任意の移動中の任意の時点ｔ１の移動量設定信号ｅr1と移動中の任意の時点ｔ１の移動量検出信号ｅf1との差の移動量比較値の絶対値｜ｅr1−ｅf1｜が、移動量差許容値δの範囲を越えると、図２に示す移動量比較異常判定回路４６は、移動量比較異常信号Ｓ46を出力する。ＯＲ回路４７は、移動量比較異常信号Ｓ46が入力されたときに、異常信号Ｓ47を出力する。この異常状態を検出する。
この場合は、サ−ボモ−タ６０、サ−ボドライバ、移動量検出回路１３等の異常である。異常を検出したとき、溶接動作禁止回路１８は、溶接動作禁止信号Ｓ18を出力して、溶接開始動作を停止し、同時に作業者に異常を知らせるための表示回路又は警報回路１５に出力する。
【０１３８】
上記の説明では、ＯＲ回路４７は、移動量比較異常判定回路４６から移動量比較異常信号Ｓ46が入力されるか、又は移動上下限異常判定回路４５から移動量上下限異常信号Ｓ45が入力されるかのいずれか一方について説明したが、前述した（１）の設定移動量及び移動量許容値を設定した場合及び（２）の移動量設定値の上限値と移動量設定値の下限値及び移動量上下限許容値を設定した場合及び（３）の設定移動量及び移動量差許容値を設定した場合の２つ又は３つを同時に採用したときには、移動上下限異常信号Ｓ45又は移動量比較異常信号Ｓ46のいずれか一方又は両方がＯＲ回路４７に入力されたときに、異常信号Ｓ47を出力する。
【０１４０】
［通常の溶接作業の制御回路］
同図において、溶接電源回路４０は、商用交流電源Ａから交流電力を入力して整流し、スタッド溶接に適した特性の直流電力に変換して出力する。溶接制御装置４１は、溶接電源回路４０を制御して、スタッド及び被溶接材に溶接に適した出力電流及び出力電圧を供給する。
【０１４２】
通常の溶接作業は、溶接ガンの溶接開始スイッチ１６を押して、通電開始信号を出力してサ−ボモ−タ６０を動作させるためのモ−タ駆動回路４２を起動するとともに、溶接電源回路４０を起動させて、スタッドＳと被溶接材Ｗとに所定の時間、溶接出力を供給する。
【０１４４】
この状態で溶接開始スイッチ１６を押すと、サ−ボモ−タ６０によって、モ−タ可動部６１がＺ１方向に予め設定した引き上げ距離Ｌ１だけ移動して、スタッドＳが、Ｚ１軸方向に引き上げ距離Ｌ１だけ引き上げられ、この引き上げ直前に、溶接電流を通電してア−クを発生させる。
【０１４６】
設定時間が経過した後、スタッドＳをＺ２方向に移動させて、スタッドＳを押し込み距離Ｌ２だけ押し込んでスタッド溶接を終了する。
このとき、溶接ガンが設定値のとおりに正常な動作をしないときは、適正な溶接結果を得ることはできない。
【０１５０】
図５は、マイクロプロセッサを用いてデジタル信号によって移動量設定値ｅｒと移動量検出値ｅｆとを比較するスタッド溶接ガン移動装置を示す図である。
前述した図２は、アナログ信号によって移動量設定値ｅｒと移動量検出値ｅｆとを比較するスタッド溶接ガン移動装置であったが、図５は、マイクロプロセッサを用いてデジタル信号で比較するスタッド溶接ガン移動装置である。
【０１５６】
図５において、図２と異なる回路は次のとおりである。図５のスタッド溶接ガン移動装置は、図２の移動指令回路４３、比較回路４４、移動上下限異常判定回路４５、移動量比較異常判定回路４６、ＯＲ回路４７及びＮＯＴ回路４８の機能も備えたマイクロプロセッサ５０を使用するとともに、Ａ／Ｄ変換回路５１及びＤ／Ａ変換回路５２を使用している。
このマイクロプロセッサ５０を使用した図５のスタッド溶接ガン移動装置の動作は、図２の移動指令回路４３乃至ＮＯＴ回路４８の機能と同一であるので説明を省略する。
【０１５８】
また、図２又は図５において、移動量検出回路１３の入力信号として、ポテンショメ−タ等のアナログ出力信号の代わりに、ロ−タリエンコ−ダ等のデジタル出力信号を用いてもよい。図５の場合は、Ａ／Ｄ変換回路５１は不要になり、図２の場合は、Ｄ／Ａ変換回路５２が必要になる。
【１０００】
【発明の効果】
本発明の共通の効果は、以下のとおりである。
（１）溶接開始前に、溶接ガン２０に取り付けた移動軸８を移動させて移動量を検出し、この移動量検出値ｅｆと移動量設定値ｅｒとを比較して、予め設定した移動許容値の範囲を越えると、異常表示又は警報し、また溶接開始動作を停止し、移動許容値の範囲を越えなかったときは、溶接開始動作をするので、従来方式のように、各スタッドを溶接するごとに、溶接中の移動量を測定した検出値と適正な溶接を行うめの標準値とを比較して、その差が許容値内であるか否かによって、その各溶接スタッドの品質の合否判定する方法のように、溶接不良と判定された溶接スタッドは切り取って溶接し直すか追加のスタッドを溶接しなければならない労力を削減して、作業能率の向上を図ることができる。
【１００２】
（２）ポテンショメ−タ自体又は取り付けの不良、フィードバック系回路の不良、溶接ガンの機械的な引っかかり、制御ケーブルの接続不良等を発見することができる。
（３）正常動作が行われたかどうかは、記憶装置によって、溶接ごとに記録されているので、容易に確認することもできる。
（４）各溶接スタッドごとの作業デ−タを記録しているので、溶接中に異常が発生したとき、原因を容易に発見することができる。
（５）溶接電流通電前の簡単な動作チェックなので、現場作業において作業性を損なうことはない。
【１００３】
（６）請求項３の方法及び請求項４の装置は、確認移動設定回路１７に、移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmと移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0との設定移動量をΔｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）の１つだけ設定又はデフォルト値の使用だけでよいので、設定及び正常移動の確認が簡単である。
【１００５】
（７）請求項３の方法及び請求項４の装置では、異常移動が発生したとき、移動量検出値のｅfm側、移動量検出値の下限値ｅf0側、移動量設定値の上限値ｅrm側又は移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0側のどこに不良原因があるのかが不明であって、別の方法で調べなければならないが、請求項５の方法及び請求項６の装置は、異常移動が発生したとき、移動量検出値のｅfm側、移動量検出値の下限値ｅf0側、移動量設定値の上限値ｅrm側又は移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0側のどこに原因があるのかも同時に判定することができる。
【１００７】
（６）請求項５の方法及び請求項６の装置では、溶接ガンの移動が円滑に行われなく、部分的に機械的な引っかかりがあっても、確認範囲の最終位置において、動量許容値又は移動量上下限許容値を越えていなければ正常移動と判別される。しかし、溶接ガンの移動中に部分的に機械的な引っかかりがあり、円滑に移動しないときは、スタッドが短絡したり、傾斜して片溶けを生じたりして、溶接スタッドが不良になることがあるが、請求項７の方法及び請求項８の装置は、そのような部分的に機械的な引っかかりがあったときでも、異常移動であると判定することができる。
【１００９】
（７）請求項９の方法及び請求項１０の装置の効果は、それぞれ、請求項３の方法及び請求項４の装置の効果と、請求項７の方法及び請求項８の装置の効果との両方のこうかを有している。
【１０１１】
（８）請求項１１の方法及び請求項１２の装置の効果は、それぞれ、請求項４の方法及び請求項５の装置の効果と、請求項７の方法及び請求項８の装置の効果との両方のこうかを有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、引き上げ距離及び押し込み距離を測定して測定結果を記録するための位置検出回路を備えた従来方式の溶接ガンを示す図である。
【図２】図２は、アナログ信号によって、移動量設定値ｅｒと移動量検出値ｅｆとを比較するスタッド溶接ガン移動装置を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は移動量設定値ｅｒの時間経過を示す図であり、同図（Ｂ）は移動量検出値ｅｆが移動量設定値ｅｒに追従している移動量検出信号ｅｆの時間経過を示す図である。
【図４】図４は、移動量設定信号ｅｒと移動量検出信号ｅｆとの差の移動量比較値の絶対値が、移動量差許容値δよりも大のときの移動量設定信号ｅｒ及び移動量検出信号ｅｆの時間経過を示す図である。
【図５】図５は、マイクロプロセッサを用いてデジタル信号によって、移動量設定値ｅｒと移動量検出値ｅｆとを比較するスタッド溶接ガン移動装置を示す図である。
【符号の説明】
１…溶接ガン本体
２…電磁コイル
３…外装鉄心
４…外装鉄心
５…他動鉄心
６…電磁石機構
７…圧縮バネ
８…移動軸
９…保持具
１０…移動量設定回路
１１…ストッパ金具
１２…当接部材
１３…位置検出手段／移動量検出回路
１３１…ポテンショメ−タ
１３１Ａ…ポテンショメ−タの軸
１４…連結板
１５…表示回路又は警報回路
１６…溶接開始スイッチ
１７…確認移動設定回路
１８…溶接動作禁止回路
１９…移動範囲確認スイッチ
２０…溶接ガン
３１…表示器（モニタ−）
３２…制御回路
４０…溶接電源回路
４１…溶接制御装置
４２…モ−タ駆動回路
４３…移動指令回路
４４…比較回路
４５…移動上下限異常判定回路
４６…移動量比較異常判定回路
４７…ＯＲ回路
４８…ＮＯＴ回路
５０…マイクロプロセッサ
５１…Ａ／Ｄ変換回路
５２…Ｄ／Ａ変換回路
６０…サ−ボモ−タ
６１…モ−タ可動部
Ａ…商用交流電源
Ｆ…フェル−ル
Ｓ…スタッド
Ｗ…被溶接材
ｅｆ…移動量検出信号／移動量検出値
ｅf0…移動量検出値の下限値
ｅf1…移動中の任意の時点ｔ１における移動量検出信号／移動量検出値
ｅfm…移動量検出値の上限値
ｅｒ…移動量設定信号／移動量設定値
（ｅｒ−ｅｆ）…移動量比較値
（ｅrm−ｅfm）…上限移動量・検出値差
（ｅr0−ｅf0）…下限移動量・検出値差
Δｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）…設定移動量
Δｅｆ＝（ｅfm−ｅf0）…検出移動量
（Δｅｒ−Δｅｆ）…移動量・検出値差
Ｓ18…溶接動作禁止信号
Ｓ45…移動上下限異常信号
Ｓ46…移動量比較異常信号
Ｓ47…異常信号
α…移動量許容値
β１…移動量上限許容値
β２…移動量下限許容値
δ…移動量差許容値
Ｌ１…引き上げ距離
Ｌ２…押し込み距離
【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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