(57)【要約】【課題】  スポット溶接に用いられるキャップチップの研摩品質を正確かつ簡単にチェックすることができるキャップチップ研摩品質の判定方法および装置を提供すること。【解決手段】  研摩したキャップチップ２０の先端部を、判定装置のベースプレート１に設けたキャップチップ受け入れ用の凹部３の底面部を基準としてセットされた光ファイバーセンサ４により撮像する。次いで、得られた映像から画像内に占めるキャップチップ２０の割合を算出する。その後、この算出値が予め設定してある閾値の範囲内にあるか否かを判定することにより研摩したキャップチップ２０の先端部形状の良否を判定する。また、ワークに代えてスポット溶接機にセット可能なベースプレート１に、キャップチップ受け入れ用凹部３と光ファイバーセンサ４と判定器５を設けた判定装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研摩したキャップチップの先端部を、判定装置のベースプレートに設けたキャップチップ受け入れ用の凹部に挿入するとともに、該凹部の底面部を基準としてセットされた光ファイバーセンサによりキャップチップの先端部を撮像し、これによって得られた映像から画像内に占めるキャップチップの割合を算出した後、この算出値が予め設定してある閾値の範囲内にあるか否かを判定することにより研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定することを特徴とするキャップチップ研摩品質の判定方法。
【請求項２】
ワークに代えてスポット溶接機にセット可能なベースプレートに、キャップチップの先端部を受け入れる凹部と、該凹部の底面部を基準としてセットされたキャップチップの先端部を撮像する光ファイバーセンサと、該光ファイバーセンサで得られた映像を解析して研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定する判定器を設けたことを特徴とするキャップチップ研摩品質の判定装置。
【請求項３】
判定器が、光ファイバーセンサで得られた映像から画像内に占めるキャップチップの割合を算出する算出手段と、この算出値が予め設定してある閾値の範囲内にあるか否かを識別する識別手段を有するものである請求項２に記載のキャップチップ研摩品質の判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット溶接に用いられるキャップチップの研摩品質を正確かつ簡単にチェックすることができるキャップチップ研摩品質の判定方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば自動車ボディの組立ライン等においてはロボットによるスポット溶接が多く用いられている。このスポット溶接に用いられるキャップチップは、溶接打点数が増加してくると、図７に示されるように、先端部が変形したり（ヘタリと称されている）摩耗したりしてくる。キャップチップ先端部が変形等した状態で溶接を続行すると溶接条件が当初の設定から大幅にずれるため、キャップチップを適当な周期でもって研摩してやることが必要であり、通常、チップドレッサと称される研摩・研削装置によって行われている。
【０００３】
しかしながら、確実に溶接不良の発生を避ける必要があるため、現状では余裕をみて早い周期でキャップチップの研摩処理を行っており、本来研摩する必要のないものまで研摩している場合があるという問題点があった。また通常、一定時間研摩処理したキャップチップの形状が所望の形状になっているか否かを検査することは行われておらず、十分に研摩されていないキャップチップを溶接機にセットしてしまう場合があるという問題点もあった。なお、これを避けるには安全性を見込んで必要以上に長く研摩処理を行う必要があった。
【０００４】
このように、キャップチップの研摩品質を正確にチェックすることは溶接処理工程の管理上、重要な要素であり、例えば近接スイッチを用いてキャップチップの先端部形状をチェックして管理する方法や、特許文献１に示されるような管理方法の改善が提案されている。しかし、近接スイッチを用いる場合は迅速かつ正確な形状チェックが難しいという問題点があった。また、特許文献１の方法ではテストピースの接合部のナゲット径を計測し、このナゲット径があらかじめ設定されたナゲット径と一致しない場合はチップドレッサによってキャップチップの研摩処理をするようにしたものであり、テストピースを引き剥がす作業やナゲット径の計測作業が必要で作業性に劣るとともに、コスト的にも高くなるという問題点があった。
【特許文献１】特開昭６０−２４７４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、スポット溶接に用いられるキャップチップの研摩品質を正確かつ簡単にチェックすることができるキャップチップ研摩品質の判定方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のキャップチップ研摩品質の判定方法は、研摩したキャップチップの先端部を、判定装置のベースプレートに設けたキャップチップ受け入れ用の凹部に挿入するとともに、該凹部の底面部を基準としてセットされた光ファイバーセンサによりキャップチップの先端部を撮像し、これによって得られた映像から画像内に占めるキャップチップの割合を算出した後、この算出値が予め設定してある閾値の範囲内にあるか否かを判定することにより研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定することを特徴とする。
【０００７】
また本発明のキャップチップ研摩品質の判定装置は、ワークに代えてスポット溶接機にセット可能なベースプレートに、キャップチップの先端部を受け入れる凹部と、該凹部の底面部を基準としてセットされたキャップチップの先端部を撮像する光ファイバーセンサと、該光ファイバーセンサで得られた映像を解析して研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定する判定器を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、光ファイバーセンサを利用してキャップチップの先端部形状の良否を判定するものであり、研摩したキャップチップの先端部が所望の形状になっているか否かを正確かつ簡単に、しかも短時間でチェックすることができる。また、キャップチップを溶接ロボットのアーム先端に装着したままの状態でチェックを行えるので、優れた作業性も発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい形態を示す。
【００１０】
図面は本発明に係るキャップチップ研摩品質の判定装置を示すもので、図１は正面図、図２は平面図、図３はベースプレートを示す正面図である。また、図４は光ファイバーセンサにより撮像する状態を示す説明図、図５は光ファイバーセンサにより撮像した画像を示す説明図、図６は適正に研摩されたキャップチップを示す切欠正面図である。
【００１１】
図１〜図３において、１はスポット溶接機にセット可能なベースプレートである。このベースプレート１は被溶接部材であるワーク（図示せず）に代えて上下一対のロボットアーム２１、２１間にセットできるものであり、上下面には芯出し用のバネ材２，２が装着されている。また、ベースプレート１の上下面には、ロボットアーム２１に対応してキャップチップ２０の先端部を受け入れる凹部３、３が設けられており、それぞれ該凹部３の底面部を基準としてセットされたキャップチップ２０の先端部を撮像する光ファイバーセンサ４が設けられている。この光ファイバーセンサ４は、投光側センサ４ａと受光側センサ４ｂでワンセットとされるものであり、この光ファイバーセンサ４は判定器５に連結されていて、該判定器５により光ファイバーセンサ４で得られた映像を解析して研摩したキャップチップ２０の先端部形状の良否を判定するよう構成されている。
【００１２】
なお、前記の判定器５は、光ファイバーセンサ４で得られた映像から画像内に占めるキャップチップの割合を算出する算出手段と、この算出値が予め設定してある閾値の範囲内にあるか否かを識別する識別手段を有するものである。
【００１３】
次に、このような装置を用いてキャップチップ研摩品質を判定する方法につき説明すると、先ず、研摩したキャップチップ２０の先端部を、ベースプレート１に設けたキャップチップ受け入れ用の凹部３に挿入する。この凹部３は、キャップチップ２０の先端部を正しい形状に研摩した場合の外形状に対応した形状を有するものとなっており、過剰研摩あるいは研摩不足のキャップチップ２０が挿入された場合には、ピッタリと嵌合一致しないこととなる。
【００１４】
次に、キャップチップ受け入れ用の凹部３に挿入したキャップチップ２０の先端部を、該凹部３の底面部を基準としてセットされた光ファイバーセンサ４により撮像する。そして、これによって得られた映像から画像内に占めるキャップチップ２０の割合を算出した後、この算出値が予め設定してある閾値の範囲内にあるか否かを判定することにより研摩したキャップチップ２０の先端部形状の良否を判定するのである。
【００１５】
更に詳述すれば、キャップチップ２０の先端部形状は、図６に示されるように、例えば直径１６ｍｍ、高さ２３ｍｍのもので、Ｒ１＝８ｍｍ、Ｒ２＝４０ｍｍと、先端部には微妙なＲ形状が形成されており、前記Ｒ２の曲線を再現することが研摩処理の大きな目的である。そこで本発明では、図４に示されるように、凹部３の底面部を基準としてセットされた光ファイバーセンサ４により、キャップチップ２０の先端部を撮像して形状の良否を判定するのである。
【００１６】
即ち、適正に研摩処理されている場合は、光ファイバーセンサ４で得られる映像は、画像の約半分をキャップチップ２０の先端部が占め、残部を投光領域とするものとなる（図５（ａ）参照）。これに対して、例えばヘタリや研摩不足がある場合は、キャップチップ２０の先端部は凹部３内に完全に挿入されないので、光ファイバーセンサ４で得られる映像は全部が投光領域となるか、画像の上方部のみがキャップチップ２０の先端部となり、残部のほとんどを投光領域とするものとなる（図５（ｂ）参照）。また、例えば過剰に研摩し過ぎて先端部のＲが小さくなった場合は、キャップチップ２０の先端部が凹部３内に沢山挿入されるので、光ファイバーセンサ４で得られる映像は全部がキャップチップ２０となるか、画像のほとんどがキャップチップ２０の先端部となり、下方部のみにわずかな投光領域を有するものとなる（図５（ｃ）参照）。
【００１７】
従って、光ファイバーセンサ４で撮像したキャップチップ２０の先端部の映像を見れば、適正に研摩処理行われているか否かを判断することが可能であり、本発明では画像内に占めるキャップチップの割合を算出した後、この算出値が予め設定してある閾値の範囲内にあるか否かを判定することにより研摩したキャップチップの先端部形状の良否を判定するものとした。図示のものでは、閾値を３０〜７０％として良否の判定を行ったが、この閾値はスポット溶接の条件やキャップチップ２０の形状設計条件等により任意に設定することができることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
以上の説明からも明らかなように、本発明はスポット溶接に用いられるキャップチップの研摩品質を正確かつ簡単にチェックすることが可能で、キャップチップの適正な管理を行えることとなる。また、ロボットアーム式のスポット溶接機だけでなく、定置型スポット溶接機にも適用することができるものである。更には、研摩品質の良否チェックに使用するだけでなく、スポット溶接継続中におけるキャップチップの消耗度のチェックにも利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図３】ベースプレートを示す正面図である。
【図４】光ファイバーセンサにより撮像する状態を示す説明図である。
【図５】光ファイバーセンサにより撮像した画像を示す説明図である。
【図６】キャップチップを示す切欠正面図である。
【図７】キャップチップが変形した状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  ベースプレート
３  キャップチップ受け入れ用の凹部
４  光ファイバーセンサ
５  判定器
２０  キャップチップ
２１  ロボットアーム
【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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【図７】
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