(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ガンと溶接トランスとを接続する溶接２次ケーブルの通電異常を検出する溶接２次ケーブルの異常検出装置であって、
上記溶接ガンの近傍に、上記溶接ガンに流れる電流によって発生する磁界を検出する磁気センサを配設し、
上記溶接ガンで溶接動作を行った際の上記磁気センサの反応が無く且つ上記溶接トランスへのフィードバック電流による上記溶接２次ケーブルの通電を検出した場合に、上記溶接２次ケーブルの内部短絡による通電異常と診断する診断手段を備えたことを特徴とする溶接２次ケーブルの異常検出装置。
【請求項２】
上記磁気センサを、自動機により駆動される上記溶接ガンの電極部分が近接可能な部位に配設したことを特徴とする請求項１記載の溶接２次ケーブルの異常検出装置。
【請求項３】
上記磁気センサを、自動機により駆動される上記溶接ガン近傍の溶接２次ケーブルが近接可能な部位に配設したことを特徴とする請求項１記載の溶接２次ケーブルの異常検出装置。
【請求項４】
上記磁気センサとして、リードスイッチを用いたことを特徴とする請求項１，２，３のいずれか一に記載の溶接２次ケーブルの異常検出装置。
【請求項５】
上記診断手段で上記溶接２次ケーブルの通電異常を検出したとき、警報を発することを特徴とする請求項１，２，３，４のいずれか一に記載の溶接２次ケーブルの異常検出装置。
【請求項６】
上記診断手段で上記溶接２次ケーブルの通電異常を検出したとき、被溶接ワークの搬送ラインを停止させることを特徴とする請求項１，２，３，４，５のいずれか一に記載の溶接２次ケーブルの異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接ガンと溶接トランスとを接続する溶接２次ケーブルの異常を検出する溶接２次ケーブルの異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スポット溶接等の溶接システムでは、ロボット等による自動化が進んでおり、溶接トランスと溶接ガンとを接続する溶接２次ケーブルに、キックレスケーブルと呼ばれるケーブルを用いている。このキックレスケーブルは、基本的に２芯の平行ケーブルを１本の外装チューブ内に収めたものであり、溶接時の大電流によって発生する磁界を相互に打ち消し合う作用を持ち、単純にバラの２線を用いた場合のケーブルのバタ付きを防止すると共に、近所に存在する金属製の部品に対して影響を与えないようにしている。
【０００３】
このように、キックレスケーブルは、ある種特殊なケーブルで一般に分解することが難しい状態にあり、ケーブル内部で断線等の異常が発生しても、異常原因を特定することが困難である。このため、従来の溶接システムでは、溶接の際の溶接トランスへのフィードバック電流を溶接タイマで検出し、このフィードバック電流の有無によってケーブルの断線を検出する機能が備えられており、また、特公平７−１６７９０号公報には、キックレスケーブルの両端に配設したケーブル抵抗測定線（補助ケーブル、トロイダルコイル）によりケーブルの抵抗を測定し、この抵抗測定値に基づいてキックレスケーブルの断線を検出する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、キックレスケーブルに内部短絡が発生した場合には、溶接の際のフィードバック電流を検出する技術では、フィードバック電流が通常通り検出されるため異常を発見することは困難である。また、ケーブル抵抗を測定する技術では、断線を検出する場合に比較して測定精度を要するため、確実に短絡を検出するには精密測定が可能な装置が必要であり、大幅なコスト上昇を招く。さらには、管理上、ケーブル交換の際の測定線の取り付けや引き回しの復元が容易でないといった問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、溶接２次ケーブルの短絡を簡便且つ確実に検出することのできる溶接２次ケーブルの異常検出装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、溶接ガンと溶接トランスとを接続する溶接２次ケーブルの通電異常を検出する溶接２次ケーブルの異常検出装置であって、上記溶接ガンの近傍に、上記溶接ガンに流れる電流によって発生する磁界を検出する磁気センサを配設し、上記溶接ガンで溶接動作を行った際の上記磁気センサの反応が無く且つ上記溶接トランスへのフィードバック電流による上記溶接２次ケーブルの通電を検出した場合に、上記溶接２次ケーブルの内部短絡による通電異常と診断する診断手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記磁気センサを、自動機により駆動される上記溶接ガンの電極部分が近接可能な部位に配設したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記磁気センサを、自動機により駆動される上記溶接ガン近傍の溶接２次ケーブルが近接可能な部位に配設したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１，２，３のいずれか一に記載の発明において、上記磁気センサとして、リードスイッチを用いたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１，２，３，４のいずれか一に記載の発明において、上記診断手段で上記溶接２次ケーブルの通電異常を検出したとき、警報を発することを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１，２，３，４，５のいずれか一に記載の発明において、上記診断手段で上記溶接２次ケーブルの通電異常を検出したとき、被溶接ワークの搬送ラインを停止させることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、請求項１記載の発明は、溶接ガンの近傍に、溶接ガンに流れる電流によって発生する磁界を検出する磁気センサを配設し、溶接ガンで溶接動作を行った際の磁気センサの反応が無く且つ溶接トランスへのフィードバック電流による溶接２次ケーブルの通電を検出した場合に、溶接２次ケーブルの内部短絡による通電異常と診断する。
【００１３】
その際、磁気センサは、請求項２に記載したように、自動機により駆動される溶接ガンの電極部分が近接可能な部位、或いは、請求項３に記載したように、自動機により駆動される上記溶接ガン近傍の溶接２次ケーブルが近接可能な部位に配設することが可能であり、磁気センサとしては、請求項４に記載したように、リードスイッチを用いることが可能である。
【００１４】
また、溶接２次ケーブルの通電異常を検出したときには、請求項５に記載したように、警報を発することが望ましく、更に、請求項６に記載したように、被溶接ワークの搬送ラインを停止させることが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係わり、スポット溶接システムの全体概略図である。
【００１６】
図１は、自動車の板金工程等の生産ラインに配置されてスポット溶接を自動的に行う溶接ロボット等の自動機に連設されるスポット溶接システムであり、図示しない電源に接続されるコンダクタボックス１に、溶接タイマ２が連設され、１次ケーブル３を介して溶接トランス４に接続されている。溶接タイマ２は、溶接の時間及び電流を制御すると共に、溶接時のフィードバック電流を検出し、ケーブルの断線による無通電や溶接時の電流過小或いは電流過大等の異常を診断する機能を備えるものである。
【００１７】
また、溶接トランス４からは２次ケーブル５が延出され、図示しないロボットアームに連設される溶接ガン８に接続されている。２次ケーブル５は、１本の外装チューブ内に２芯の平行ケーブルを収めたキックレスケーブル６を基幹として、このキックレスケーブル６に２線のケーブル７を接続してなり、溶接トランス４から溶接ガン８近傍までキックレスケーブル６が延出され、このキックレスケーブル６からケーブル７を経て溶接ガン８に接続されている。
【００１８】
更に、ケーブル７から溶接ガン８に至る電流経路の所定の部位に、溶接ガン８の電極部分であるガンチップ８ａに流れる溶接電流によって発生する磁界を検出するための磁気センサが配設されている。本実施の形態においては、磁気センサとしてリードスイッチ９を採用し、このリードスイッチ９を架台１０の先端部に取り付け、ロボットの動作範囲内でワークやラインの邪魔にならず溶接ガン８のガンチップ８ａが接近可能な検出ポイントとして、ロボットの原位置付近に配置している。
【００１９】
そして、ガンチップ８ａをリードスイッチ９の近傍に移動させて空スポット溶接を行い、その際のリードスイッチ９の反応（ＯＮ，ＯＦＦ）により溶接電流の有無を検出する。すなわち、空スポット溶接を行った際、正常にガンチップ８ａに溶接電流が流れた場合には、ガンチップ８ａ部分に磁界が発生するため、例えばリードスイッチ９が常開接点形の場合、発生した磁界によって接点がＯＮする（反応有り）。一方、２次ケーブル５に断線や内部短絡がある場合には、ガンチップ８ａに溶接電流が流れないため、磁界が発生せず、リードスイッチ９は接点がＯＦＦのまま変化しない（反応無し）。従って、空スポット溶接時のリードスイッチ９の反応を調べることにより、ガンチップ８ａへの溶接電流の通電の有無を検出することができる。
【００２０】
尚、図においては、リードスイッチ９は、専用の架台１０に設置するようにしているが、溶接ガン８のガンチップ８ａが接近可能な近傍の治具や器材等に取り付けるようにしても良く、溶接電流の検出ポイントは、ロボットティーチングにより任意に設定可能である。また、磁気センサとして、ケーブル７の外周に１〜２ターン程度のループを巻装して構成されるセンシングコイル等を使用するようにしても良い。
【００２１】
また、符号１１は、マイクロコンピュータ等からなる診断装置であり、入力側に溶接タイマ２及びリードスイッチ９が接続され、出力側に異常検出時に警報を発するための警報装置１２や図示しないライン搬送装置等が接続されている。診断装置１１では、溶接タイマ２による診断結果とリードスイッチ９の検出結果とから２次ケーブル５の異常を診断し、正常に溶接作業が終了した場合には、作業完了信号を出力し、異常を検出した場合、警報装置１２に作動信号を出力すると共に、図示しないライン搬送装置に停止信号を出力する。
【００２２】
以上の構成によるスポット溶接システムでは、所定の溶接回数毎、例えば、１ワークに対するサイクル終了後、溶接ガン８を原位置に戻す前に、予めティーチングによって記憶させたリードスイッチ９近傍の設定位置に移動させ、空スポット溶接を行う。そして、診断装置１１でリードスイッチ９の反応（ＯＮ，ＯＦＦ）と溶接タイマ２による診断結果とを読込み、以下に示すように、２次ケーブル５の断線や内部短絡等の異常がないか否かを判断する。
【００２３】
すなわち、溶接タイマ２による診断では、溶接トランス４へのフィードバック電流の有無から２次ケーブル５の通電・非通電を検出してケーブル断線を確認することができるものの、２次ケーブル５の基幹をなすキックレスケーブル６に内部短絡が発生した場合には、短絡個所から溶接トランス４にフィードバック電流が戻り、見かけ上、正常な値を示すことから、キックレスケーブル６の内部短絡を検出することはできない。
【００２４】
従って、診断装置１１では、溶接タイマによる診断結果とリードスイッチ９の反応とを加味して総合的な診断を行い、空スポット溶接時に、溶接タイマ２の診断結果が正常（通電有り）であっても、リードスイッチ９の反応が無く、溶接電流によるガンチップ８ａ部分の磁界を検出できない場合には、キックレスケーブル６の内部で短絡が発生していると判断する。
【００２５】
このように、溶接タイマによる診断結果とリードスイッチ９の反応とからケーブル断線のみならず短絡をも検出することができ、その診断結果をまとめると、以下に示すような結果となる。
【００２６】
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そして、診断装置１１での診断結果、異常が無いことが確認された場合には、溶接ガン８をロボットの原位置に戻してラインに作業完了信号を送信し、次作業に備えて待機する。一方、診断装置１１での診断結果、異常が検出された場合には、溶接ガン８をロボットの原位置に戻した後、警報装置１２に作動信号を出力して異常表示或いは警報音を発生させ、図示しないライン搬送装置に停止信号を出力してワークの次工程への搬送を停止させる。これにより、溶接不良ワークの次工程への搬送を未然に回避し、適切な処置を可能とする。
【００２７】
すなわち、実際に溶接する溶接ガン８のガンチップ８ａに流れる電流によって発生する磁界をリードスイッチ９によって検出し、このリードスイッチ９による検出結果と溶接タイマ２による異常検出結果とを合わせて２次ケーブル５の異常を診断するため、安価な構成でケーブルの通電異常を検出することができる。しかも、従来、溶接タイマ２でのフィードバック電流による異常検出では困難であったキックレスケーブル６の内部短絡を、確実に検出することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、安価なシステム構成で、溶接２次ケーブルの短絡を簡便且つ確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スポット溶接システムの全体概略図
【符号の説明】
４  …溶接トランス
５  …溶接２次ケーブル
８  …溶接ガン
８ａ…ガンチップ
９  …リードスイッチ
１１…診断装置
【図１】
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