JP2008264866A - 電気抵抗溶接における電極の動作制御装置と制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 供給ロッドの動作時間が異常に長くなったとき、自動的に電極の進出を禁止することのできる電気抵抗溶接における電極の動作制御装置と制御方法を提供する。
【解決手段】 供給ロッド１０によって電極に部品１，３９を供給し鋼板部品４に電気抵抗溶接をするものにおいて、供給ロッド１０の復帰動作中または復帰終了時に電極進出動作信号を発信するセンサー手段２７が設けられ、電極進出動作信号の発信時期が、所定時間以内であるか、あるいは所定時間の経過後であるかを判別するタイマー手段３０が設けられ、所定時間以内であれば通常の電極進出動作を行わせ、所定時間経過後であれば電極進出動作信号を発信しないように構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、電気抵抗溶接における電極の動作制御装置と制御方法に関している。

電気抵抗溶接において、部品供給ユニットの動作状態に関連させて電極の進退動作を行わせるものがある。これは、部品供給ユニットの供給ロッドが完全に復帰する前の時点で電極を進出させるものである。こうすることによって、供給ロッドをある程度後退させてから電極を進出させ、電極が供給ロッドに干渉することを回避している。同時に、供給ロッドの復帰動作中に電極を進出させて溶接サイクル時間の短縮を図っている。
特開平９−５７４５８号公報

通常、供給ロッドの先端部が作業者の手に当たると、それを検知した信号によって電極の進出を禁止するようになっている。しかし、供給ロッドが進出したときに、供給ロッドの摺動部分に鉄くずのような異物が介入したりしていると、供給ロッドは進出したままロック状態になって戻らなくなることがある。このような場合に、作業者が手を差し込んで供給ロッドの復帰を行うのであるが、このような復帰作業中においても、作業者の意に反して電極が進出することを防止しておくことが重要である。前記特許文献１には、上記のような電極の不意な進出を禁止する技術的配慮がなされていない。

本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、供給ロッドの動作時間が異常に長くなったとき、自動的に電極の進出を禁止することのできる電気抵抗溶接における電極の動作制御装置と制御方法の提供を目的とする。

問題を解決するための手段

請求項１記載の発明は、１つ目の装置発明であり、進退動作をする供給ロッドによって電極に供給された部品を鋼板部品に電気抵抗溶接をするものにおいて、前記供給ロッドの復帰動作中または復帰終了時に電極進出動作信号を発信するセンサー手段が設けられ、前記電極進出動作信号の発信時期が、所定時間以内であるか、あるいは前記所定時間の経過後であるかを判別するタイマー手段が設けられ、前記所定時間以内に発信された電極進出動作信号によって通常の電極進出動作を行わせ、所定時間経過後は電極進出動作信号を発信しないように構成したことを特徴とする電気抵抗溶接における電極の動作制御装置である。

発明の効果

前記供給ロッドの復帰動作中または復帰終了時に電極進出動作信号を発信するセンサー手段が設けられ、前記電極進出動作信号の発信時期が、所定時間以内であるか、あるいは前記所定時間の経過後であるかを判別するタイマー手段が設けられている。そのため、供給ロッドの動作サイクル時間が所定時間内で正常な動作であれば、通常の電極進出動作信号が発信されて、正常な電極進出により溶接がなされる。

しかし、供給ロッドの摺動部分に鉄くずのような異物が噛み込んで供給ロッドが進出したままロック状態になったりすると、タイマー手段によって所定時間が経過したことが判別される。このように供給ロッドの異常動作のまま所定時間が経過したことに基づいて、電極進出動作信号の発信を禁止する。したがって、作業者が手を差し込んだりして供給ロッドの復帰作業をするときには、すでに電極進出動作信号が自動的に出ないようになっているため、作業者の意に反して電極が進出するようなことがない。つまり、作業者の手の近くを可動部材である電極が通過することがないのであり、作業者の手に電極が接触したりして怪我をするような心配がないのである。換言すると、作業者が手で強制的に供給ロッドを復帰させても、あらかじめ前記センサー手段から電極進出動作信号が発信されないようになっているのである。

あるいは、供給ロッドの摺動部分に異物が噛み込んだりして、進出の途中で供給ロッドが停止したり、何等かの原因で工場の空気圧が低下して供給ロッドの駆動エアシリンダの動作速度が低下したりした場合であっても、タイマー手段が所定時間の経過を判別しているので、この判別動作によって電極進出動作信号があらかじめ発信されないようになる。

また、供給ロッドが進退出力式の電動モータで駆動されている場合であっても、前記センサー手段やタイマー手段を上述のように機能させることができ、不意の電極進出を防止できる。さらに、供給ロッドの種類としては、ナットのねじ孔を貫通してナットを電極に供給する形式のものや、プロジェクションボルトを保持ヘッドに保持して電極の受入孔に供給する形式のものや、ナットを先端部の凹部に保持して電極に供給する形式のもの等種々なものがあるが、本発明においてはどのような種類の供給ロッドであっても、電極の動作に対する適正な機能を果たし、幅広く利用できる。

請求項２記載の発明は、前記通常の電極進出動作が行われるときには、前記センサー手段からの電極進出動作信号の発信時期が、タイマー手段によって設定される前記所定時間の経過前である請求項１記載の電気抵抗溶接における電極の動作制御装置である。

溶接装置が正常に動作しているときには、供給ロッドの動作サイクル時間は一定の時間となっている。この一定の時間は、例えば、供給ロッドがエアシリンダで駆動されている場合であると、供給ロッドの進退ストローク長さ、エアシリンダのピストン受圧面積、供給空気圧等によって設定される。そのため、センサー手段から発信される電極進出動作信号の発信時期も常に均一な時期となる。したがって、タイマー手段によって設定される前記所定時間の経過前に、センサー手段から電極進出動作信号を発信するように設定しておくことにより、正常な時期に電極進出動作信号を発信させて、正常な溶接が実行される。

請求項３記載の発明は、前記タイマー手段は、前記供給ロッドの進出駆動と同時または前記供給ロッドが進出して所定位置に到達した時点から計時を開始するものである請求項１または請求項２記載の電気抵抗溶接における電極の動作制御装置である。

上述のように、タイマー手段の計時開始が供給ロッドの動作と同期している。したがって、供給ロッドの復帰動作中の所定位置や復帰終了に正確に関連させてセンサー手段を機能させることが行いやすくなる。すなわち、タイマー手段によって計時される所定時間の経過後に、センサー手段から電極進出動作信号が発信されることを確実に防止できる。

請求項４記載の発明は、前記センサー手段は、供給ロッドまたは供給ロッドの進退駆動手段の動作を検知して電極進出動作信号を発信するものである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電気抵抗溶接における電極の動作制御装置である。

上述のように、供給ロッド自体または供給ロッドを駆動するエアシリンダや進退出力式の電動モータ等における可動部材の動きを検知して電極進出動作信号が発信される。そのため、供給ロッドの復帰動作中の所定位置や復帰終了に正確に応答させて電極進出動作信号を発信させることが可能となり、電極の進出時期が正確に維持できる。同時に、タイマー手段の計時時間に対応した電極進出動作信号の発信時期が設定できるので、タイマー手段の前記判別機能が正確に果たされる。

請求項５記載の発明は、２つ目の装置発明であり、進退動作をする供給ロッドによって電極に供給された部品を鋼板部品に電気抵抗溶接をするものにおいて、前記供給ロッドの進退動作時間が、所定時間よりも短いか、あるいは前記所定時間よりも長いかを判別するとともに電極進出動作信号を発信するタイマー手段が設けられ、前記所定時間以内に発信された電極進出動作信号によって通常の電極進出動作を行わせ、所定時間経過後は電極進出動作信号を発信しないように構成したことを特徴とする電気抵抗溶接における電極の動作制御装置である。

上述のように、前記タイマー手段に、供給ロッドの進退動作時間が、所定時間よりも短いか、あるいは前記所定時間よりも長いかを判別する判別機能と、所定時間内における電極進出動作信号の発信機能と、所定時間経過後における電極進出動作信号の発信中止機能が付与されている。そのため、供給ロッドの動作サイクル時間が所定時間内で正常な動作であれば、前記所定時間以内に発信された電極進出動作信号によって通常の電極進出動作を行わせ、正常な電極進出により溶接がなされる。

しかし、供給ロッドの摺動部分に鉄くずのような異物が噛み込んで供給ロッドが進出したままロック状態になったりすると、タイマー手段によって所定時間が経過したことが判別される。このように供給ロッドの異常動作のまま所定時間が経過したことに基づいて、電極進出動作信号の発信を禁止する。したがって、作業者が手を差し込んだりして供給ロッドの復帰作業をするときには、すでに電極進出動作信号が自動的に出ないようになっているため、作業者の意に反して電極が進出するようなことがない。つまり、作業者の手の近くを可動部材である電極が通過することがないのであり、作業者の手に電極が接触したりして怪我をするような心配がないのである。換言すると、作業者が手で強制的に供給ロッドを復帰させても、あらかじめ前記タイマー手段から電極進出動作信号が発信されないようになっているのである。

あるいは、供給ロッドの摺動部分に異物が噛み込んだりして、進出の途中で供給ロッドが停止したり、何等かの原因で工場の空気圧が低下して供給ロッドの駆動エアシリンダの動作速度が低下したりした場合であっても、タイマー手段が所定時間の経過を判別しているので、この判別動作によって電極進出動作信号があらかじめ発信されないようになる。

また、供給ロッドが進退出力式の電動モータで駆動されている場合であっても、前記タイマー手段を上述のように機能させることができ、不意の電極進出を防止できる。さらに、供給ロッドの種類としては、ナットのねじ孔を貫通してナットを電極に供給する形式のものや、プロジェクションボルトを保持ヘッドに保持して電極の受入孔に供給する形式のものや、ナットを先端部の凹部に保持して電極に供給する形式のもの等種々なものがあるが、本発明においてはどのような種類の供給ロッドであっても、電極の動作に対する適正な機能を果たし、幅広く利用できる。

請求項６記載の発明は、前記タイマー手段は、前記供給ロッドの進出駆動と同時または前記供給ロッドが進出して所定位置に到達した時点から計時を開始するものである請求項５記載の電気抵抗溶接における電極の動作制御装置である。

上述のように、タイマー手段の計時開始が供給ロッドの動作と同期している。したがって、供給ロッドの復帰動作中の所定位置や復帰終了の時期に正確に応答させてタイマー手段から電極進出動作信号を発信することができる。溶接装置が正常に動作しているときには、供給ロッドの動作サイクル時間は一定の時間となっている。この一定の時間は、例えば、供給ロッドがエアシリンダで駆動されている場合であると、供給ロッドの進退ストローク長さ、エアシリンダのピストン受圧面積、供給空気圧等によって設定される。そのため、供給ロッドが復帰動作中の所定位置を通過する時期や復帰終了の時期が、常に均一な時期となる。このような均一な時期に合致させてタイマー手段から電極進出動作信号を発信させることにより、所定の時期に電極を進出させることが可能となる。

請求項７記載の発明は、１つ目の方法発明であり、進退動作をする供給ロッドによって電極に供給された部品を鋼板部品に電気抵抗溶接をするものにおいて、前記供給ロッドの復帰動作中または復帰終了時に電極進出動作信号を発信するセンサー手段と、前記電極進出動作信号の発信時期が、所定時間以内であるか、あるいは前記所定時間の経過後であるかを判別するタイマー手段が設けられた溶接装置を準備し、前記所定時間以内に発信された電極進出動作信号によって通常の電極進出動作を行い、所定時間経過後は電極進出動作信号を発信しないことを特徴とする電気抵抗溶接における電極の動作制御方法である。

上述の１つ目の方法発明による作用効果は、前記１つ目の装置発明における作用効果と同じである。

請求項８〜請求項１０記載の方法発明による作用効果は、前記請求項２〜請求項４記載の装置発明における作用効果と同じである。

請求項１１記載の発明は、２つ目の方法発明であり、進退動作をする供給ロッドによって電極に供給された部品を鋼板部品に電気抵抗溶接をするものにおいて、前記供給ロッドの進退動作時間が、所定時間よりも短いか、あるいは前記所定時間よりも長いかを判別するとともに電極進出動作信号を発信するタイマー手段が設けられた溶接装置を準備し、前記所定時間以内に発信された電極進出動作信号によって通常の電極進出動作を行い、所定時間経過後は電極進出動作信号を発信しないことを特徴とする電気抵抗溶接における電極の動作制御方法である。

上述の２つ目の方法発明による作用効果は、前記２つ目の装置発明における作用効果と同じである。

請求項１２記載の発明は、前記タイマー手段は、前記供給ロッドの進出駆動と同時または前記供給ロッドが進出して所定位置に到達した時点から計時を開始するものである請求項１１記載の電気抵抗溶接における電極の動作制御方法である。

請求項１２記載の方法発明による作用効果は、前記請求項６記載の装置発明における作用効果と同じである。

つぎに、本発明の電気抵抗溶接における電極の動作制御装置と制御方法を実施するための最良の形態を説明する。

図１〜図３は、実施例１を示す。この実施例１は、１つ目の制御装置の発明と１つ目の制御方法の発明の実施例である。

溶接装置全体について説明する。

図１は、溶接装置全体を示すシステムブロック図である。溶接装置全体は、符号１００で示されている。実施例１における部品はプロジェクションナット１である。このプロジェクションナット１は、通常の四角型のものである。すなわち、プロジェクションナットは鉄製であり、四角い形状の本体の中央部にねじ孔が形成され、四角い本体の片側の四隅に溶着用突起が形成されている。前記四角い形状は、ねじ孔の軸線方向から見ると正方形である。各部の寸法は、正方形の一辺が１１ｍｍ、ねじ孔の軸方向の厚さが５ｍｍ、ねじ孔の内径が５ｍｍである。

以下の説明において、プロジェクションナットを単にナットと表現する場合もある。

電極配置について説明する。

電極軸線上に可動電極２と固定電極３が配置され、固定電極３上に載置された鋼板部品４にナット１を電気抵抗溶接で溶接する。可動電極２は、静止部材５に固定されたエアシリンダ６によって進退動作をするようになっており、エアシリンダ６のピストンロッド７に可動電極２が結合してある。固定電極３にはその中心部にガイドピン８が設けられ、鋼板部品４の下孔９を貫通している。ナット１は固定電極３すなわちガイドピン８に供給される。

ナットの供給ユニットについて説明する。

ナット１は、供給ロッド１０によってガイドピン８に供給される。供給ロッド１０は、ナット１のねじ孔を貫通するガイドロッド１１と、ガイドロッド１１よりも大径の摺動ロッド１２と、ガイドロッド１１と摺動ロッド１２との境界部に形成された押出し面１３によって構成されている。供給ロッド１０は、ガイド筒１５内に収容され、摺動ロッド１２がガイド筒１５内を摺動自在に進退できる状態とされている。ガイド筒１５にエアシリンダ１６が結合され、そのピストンロッド１７が摺動ロッド１２に結合されている。このエアシリンダ１６が、供給ロッド１０の進退駆動手段である。

前記ガイド筒１５にステンレス鋼製の供給管１８が溶接されることによって、仮止室１９が形成されている。この仮止室１９の内面を形成するストッパ片２０がガイド筒１５に溶接され、そこにナット１が受け止められるようになっている。ナット１を一時係止するために永久磁石２１がストッパ片２０に埋設してある。前記供給管１８は、合成樹脂製の供給ホースによってパーツフィーダ２２に連結されている。パーツフィーダ２２から送出されたナット１は、供給管１８を経て仮止室１９内に送り込まれ、永久磁石２１の吸引力でストッパ片２０に吸引保持がなされる。

ナット１がストッパ片２０に保持されているときには、ナット１のねじ孔とガイドロッド１１とが同軸の状態になっている。ここでエアシリンダ１６の動作で供給ロッド１０が進出すると、ねじ孔をガイドロッド１１が貫通し、その後、押出し面１３がナット１の上面を押してナット１は仮止室１９から押し出されて行く。この状態は、図２（Ｂ）に２点鎖線で図示してある。ナット１が押し出されて行くときには、ストッパ片２０をナット１が摺動しながら押し出されて行く。そして、ガイドロッド１１の先端部がガイドピン８の直前で停止すると、ナット１はガイドロッド１１に沿って滑動し、ガイドピン８に合致する。この合致はガイドピン８が相対的にねじ孔を貫通した状態である。

その後、エアシリンダ６の動作で可動電極２が進出し、ナット１を鋼板部品４に加圧し溶接電流が通電されて溶接がなされる。なお、図１は、供給ロッド１０が最も後退した状態を示しており、その時にはピストン１４がエアシリンダ１６の端部に位置している。

つぎに、制御系統について説明する。

図１において、矢線は各種の信号を通信する通信線である。それ以外の実線は、空気切換弁から各エアシリンダに接続されている空気吸排用の空気管である。

制御装置２４は、各種信号を受けて動作信号を空気切換弁２５やアクチュエータ２６等に送信するものであり、一般的に採用されているシーケンス装置やコンピュータ装置によって構成される。供給ロッド１０の復帰動作中に電極進出動作信号を発信するために、センサー手段２７がエアシリンダ１６の外側面に取付けられている。このセンサー手段２７としては静電容量型近接センサー等種々なものを採用することができるが、ここではピストン１４の復帰通過を磁気的に検出して電極進出動作信号を発信するタイプのものである。センサー手段２７は、供給ロッド１０が戻り動作をして可動電極２の進出空間から離れた時期に動作するような箇所に配置されている。したがって、ここではエアシリンダ１６の中央付近に取付けられている。

供給ロッド１０の復帰動作中にピストン１４がセンサー手段２７の箇所を通過すると、その時に電極進出動作信号が発信される。この信号は、電極進出動作信号の発信を禁止する発信制御手段２８を経て制御装置２４に通信される。符号２９は起動スイッチであり、起動信号が制御装置２４に通知されるもので、足踏みペダル式スイッチとされている。また、タイマー手段３０は、起動スイッチ２９の起動信号が制御装置２４に入力されると、制御装置２４からの動作信号によって起動スイッチ２９の閉成と同時に計時を開始する。

前記空気切換弁２５は、制御装置２４からの動作信号を受けてエアシリンダ１６やエアシリンダ６に動作空気を吸排する。起動スイッチ２９の起動信号が制御装置２４に入力されると、それにもとづく動作信号が空気切換弁２５に発信される。これによって空気切換弁２５からエアシリンダ１６に対して作動空気が送られ、エアシリンダ１４の進出にともなって供給ロッド１０が進出する。したがって、供給ロッド１０の進出開始と同時にタイマー手段３０が計時を開始する。

センサー手段２７から出された可動電極２の電極進出動作信号が制御装置２４に通信されると、それにもとづいて動作信号が空気切換弁２５に伝えられ、動作空気が空気切換弁２５からエアシリンダ６に吸排される。それによって、センサー手段２７からの電極進出動作信号発信と同時に可動電極２が進出して、ナット１が鋼板部品４に対して正常な溶接サイクルタイムのもとで溶接される。

ところが、供給ロッド１０の摺動部分に鉄くずのような異物が噛み込んだりすると、供給ロッド１０が図１に２点鎖線で示すように、進出したままの位置で停止することがある。このように停止したままであると、タイマー手段３０によって計時される所定時間を経過してしまうので、この時間経過と同時に制御装置２４から発信制御手段２８に対して、電極進出動作信号の発信を禁止するための信号が伝達される。この伝達信号によって電極進出動作信号の発信が停止されるので、所定時間経過後に作業者が手で供給ロッド１０を押し戻しても、可動電極２は進出することがない。

前記発信制御手段２８は、制御装置２４からの信号によってセンサー手段２７からの電極進出動作信号が制御装置２４に通信されないようにする機能を果たしている。したがって、そのような通信制御機能を果たすものであればよく、この実施例１では常閉スイッチ３２にアクチュエータ２６を組み合わせて、アクチュエータ２６を能動化することによって、常閉スイッチ３２を強制的に開くタイプのものである。図２（Ａ）に例示したように、アクチュエータ２６は励磁コイル３３とそれに組み込んだ動作鉄心３４であり、所定時間経過の信号が制御装置２４から発信されると、それによって作動電流が励磁コイル３３に通電されて常閉スイッチ３２が開き、電極進出動作信号が発信されない状態となる。

つぎに、動作タイミングを説明する。

図１に示す供給ロッド１０は、実線図示の後退位置から２点鎖線図示の進出位置までのストロークは２５０ｍｍであり、進出開始をしてナット１の供給完了をしてから復帰動作に入ってセンサー手段２７を通過するまでの時間Ｔ１が２秒に設定されている。そして、タイマー手段３０によって計時される所定時間Ｔ２は、２．４秒に設定されている。前記２秒は、供給ロッド１０のストローク２５０ｍｍ、エアシリンダ１６の動作速度等の要素によって決定されるもので、これらの数値の変化に応じて時間が換わる。また、供給ロッド１０が図１の２点鎮線位置から１００ｍｍ戻った箇所で電極進出動作信号が発信されるように、センサー手段２７の取付け位置が設定されている。

図３は、各部相互間の動作タイミング関係を示すタイミングチャートである。起動スイッチ２９が閉成されると、図１実線図示のように後退位置にある供給ロッド１０が進出を開始し、それと同時にタイマー手段３０の計時も開始される。時間Ｔ１の経過時点Ｐ１でセンサー手段２７から可動電極２の電極進出動作信号が出されるので、その信号によって後退位置にあった可動電極２が進出を開始し溶接が完了する。

センサー手段２７から可動電極２の電極進出動作信号が出されるときには、供給ロッド１０の先端部分が可動電極２の進出動作空間から離れているので、可動電極２が供給ロッド１０に干渉することがない。また、供給ロッド１０が完全に戻りきらない内に電極進出動作信号は出されるので、供給ロッド１０の復帰開始と可動電極２の進出開始との間に時間が短縮されて、溶接サイクルタイムに縮小に有効であり、生産性の向上にとって効果的である。つまり、前述のように１００ｍｍ戻った時点すなわち供給ロッド１０が完全に復帰する１５０ｍｍ手前で電極進出動作信号が発信されるので、溶接サイクルタイムの縮小がなされる。

そして、可動電極２の進出開始は、タイマー手段３０で計時される所定時間Ｔ２未満、すなわちＴ２の０．４秒前に行われる。したがって、所定時間Ｔ２を超えたことによる発信制御手段２８への発信禁止信号は送信されることがなく、正常な溶接動作が繰り返される。

供給ロッド１０の摺動部分に鉄くずのような異物が噛み込んで、供給ロッド１０が図１の２点鎖線図示のように進出したままになると、供給ロッド１０は図３鎖線図示のように進出状態が続行する。このような進出状態の続行中に所定時間Ｔ２が経過すると、発信制御手段２８の常閉スイッチ３２が開けられ、電極進出動作信号がセンサー手段２７から制御装置２４に向かって発信されない状態になる。

したがって、作業者が進出した供給ロッド１０に手を差し込んで修理作業を行っても、自動的に電極進出動作信号が出ない状態になっているので、不意に可動電極２が進出することがない。つまり、手で供給ロッド１０を押し戻してもピストン１４がセンサー手段２７を通過する時期がＰ２時点であるから、電極進出動作信号は発信されることがない。

なお、供給ロッド１０が進出状態で停止してから所定時間Ｔ２が経過するまでの時間は、ここでは０．５〜０．８秒である。したがって、作業者が手を差し込むまでには所定時間Ｔ２がタイムアップしているので、電極進出動作信号が出されることがなく、意に反した可動電極２の進出が防止される。

電極進出動作信号は上述のように、供給ロッド１０の復帰途上において発信される。それに換えて図１に２点鎖線で示したように、供給ロッド１０が完全に戻りきった位置で電極進出動作信号を発信するようにしてもよい。周辺の関連部材との関係で供給ロッド１０を十分に後退させたい場合とか、サイクルタイムに余裕があるときに、このような変形例が採用される。

タイマー手段３０は上述のように、供給ロッド１０の進出駆動と同時に計時を開始している。それに換えて図３の「同上 他の動作例」の欄に示すように、供給ロッド１０が進出して所定位置に到達した時点から計時を開始するようにしてもよい。ここでは、図示のように供給ロッド１０が進出位置に到達した時点から計時が開始されるようになっている。

供給ロッド１０の復帰動作中または復帰終了時にエアシリンダ１６に取付けたセンサー手段２７で電極進出動作信号を出すようになっている。それに換えて図２（Ｂ）に示すように、供給ロッド１０自体の復帰移動を検知して電極進出動作信号を出すことができる。発光素子３５と受光素子３６からなるフォトインタラプタのセンシングライン３７を離れた時点で、電極進出動作信号が出されるようにしたものである。

上述の実施例においては、供給ロッド１０の進出時にピストン１４がセンサー手段２７を通過するが、進出時には電極進出動作信号を発信させないように、図示していないが、通常のキャンセル回路を採用すればよい。また、各種のエアシリンダが採用されているが、これに換えて進退出力をする電動モータを採用してもよい。このような電動モータによって供給ロッド１０を駆動する場合には、電動モータの進退部材によってセンサー手段２７から電極進出動作信号を出すようにする。

以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。

前記供給ロッド１０の復帰動作中または復帰終了時に可動電極２の進出動作信号を発信するセンサー手段２７が設けられ、可動電極２の進出動作信号の発信時期が、所定時間Ｔ２以内であるか、あるいは前記所定時間Ｔ２の経過後であるかを判別するタイマー手段３０が設けられている。そのため、供給ロッド１０の動作サイクル時間が所定時間内で正常な動作であれば、通常の電極進出動作信号が発信されて、正常な可動電極２の進出により溶接がなされる。

しかし、供給ロッド１０の摺動部分に鉄くずのような異物が噛み込んで供給ロッド１０が進出したままロック状態になったりすると、タイマー手段３０によって所定時間Ｔ２が経過したことが判別される。このように供給ロッド１０が進出したまま所定時間Ｔ２が経過したことに基づいて禁止信号が発信され、アクチュエータ２６が能動化されて常閉スイッチ３２が開き、可動電極２の進出動作信号の発信を禁止する。したがって、作業者が手を差し込んだりして供給ロッド１０の復帰作業をするときには、すでに可動電極２の進出動作信号が自動的に出ないようになっているため、作業者の意に反して可動電極２が進出するようなことがない。つまり、作業者の手の近くを可動部材である可動電極２が通過することがないのであり、作業者の手に可動電極２が接触したりして怪我をするような心配がないのである。換言すると、作業者が手で強制的に供給ロッド１０を復帰させても、あらかじめ前記センサー手段２７から可動電極２の進出動作信号が発信されないようになっているのである。

あるいは、供給ロッド１０の摺動部分に異物が噛み込んだりして、進出の途中で供給ロッド１０が停止したり、何等かの原因で工場の空気圧が低下して供給ロッド１０の駆動エアシリンダ１６の動作速度が低下したりした場合であっても、タイマー手段３０が所定時間Ｔ２の経過を判別しているので、この判別動作によって可動電極２の進出動作信号があらかじめ発信されないようになる。

また、供給ロッド１０が進退出力式の電動モータで駆動されている場合であっても、前記センサー手段２７やタイマー手段３０を上述のように機能させることができ、不意の電極進出を防止できる。さらに、供給ロッド１０の種類としては、ナット１のねじ孔を貫通してナットを電極に供給する形式のものや、プロジェクションボルトを保持ヘッドに保持して電極の受入孔に挿入する形式のものや、ナット１を先端部の凹部に保持して電極に供給する形式のもの等種々なものがあるが、本実施例においてはどのような種類の供給ロッド１０であっても、可動電極２の動作に対する適正な機能を果たし、幅広く利用できる。

前記通常の電極進出動作が行われるときには、前記センサー手段２７からの電極進出動作信号の発信時期Ｐ１が、タイマー手段３０によって設定される前記所定時間Ｔ２の経過前である。

溶接装置１００が正常に動作しているときには、供給ロッド１０の動作サイクル時間は一定の時間となっている。この一定の時間は、供給ロッド１０がエアシリンダ１６で駆動されている場合であると、供給ロッド１０の進出ストローク長さ２５０ｍｍ、エアシリンダ１６のピストン受圧面積、供給空気圧等によって設定される。そのため、センサー手段２７から発信される可動電極２の進出動作信号の発信時期Ｐ１も常に均一な時期となる。したがって、タイマー手段３０によって設定される前記所定時間Ｔ２の経過前に、センサー手段２７から可動電極２の電極進出動作信号を発信するように設定しておくことにより、正常な時期にこの電極進出動作信号を発信させて、正常な溶接が実行される。

前記タイマー手段３０は、前記供給ロッド１０の進出駆動と同時または前記供給ロッド１０が進出位置に到達した時点から計時を開始するものである。

上述のように、タイマー手段３０の計時開始が供給ロッド１０の動作と同期している。したがって、供給ロッド１０の復帰動作中の所定位置通過や復帰終了に正確に関連させてセンサー手段２７を機能させることが行いやすくなる。すなわち、タイマー手段３０によって計時される所定時間Ｔ２の経過後に、センサー手段２７から可動電極２の電極進出動作信号が発信されることを確実に防止できる。

前記センサー手段２７は、供給ロッド１０自体の動作を検知するか、または供給ロッド１０の進退駆動用エアシリンダ１６のピストン動作を検知して電極進出動作信号を発信する。

上述のように、供給ロッド１０自体の後退動を発光素子３５と受光素子３６で検知するか、またはエアシリンダ１６のピストン１４の動きを検知して可動電極２の電極進出動作信号が発信される。そのため、供給ロッド１０の復帰動作中の所定位置や復帰終了に正確に応答させて可動電極２の電極進出動作信号を発信させることが可能となり、可動電極２の進出開始時期Ｐ１が正確に維持できる。同時に、タイマー手段３０の計時時間Ｔ２に対応した電極進出動作信号の発信時期Ｐ１が設定できるので、タイマー手段３０の前記判別機能が正確に果たされる。

上述の実施例１における制御方法としての作用効果は、上記制御装置における作用効果と同じである。

図４は、実施例２を示す。

この実施例２は、前述の実施例１におけるナット１を鉄製のプロジェクションボルトに換えたものである。プロジェクションボルト３９は図４（Ｂ）に示すように、雄ねじが形成された軸部４０と、この軸部４０と同心状に形成された円形のフランジ部４１と、軸部４０とは反対側のフランジ面に形成され軸部４０と同心状の円形の溶着用突起４２から構成されている。なお、以下の説明において、プロジェクションボルトを単にボルトと表現する場合もある。

可動電極２の中心部に可動電極２の進退方向と同方向の受入孔４３が設けられ、その奥に永久磁石４４が取付けられている。供給ロッド１０の先端部にカップ状の保持ヘッド４５が取付けられ、ここにボルト３９が収容されて保持されるようになっている。静止部材５にエアシリンダ４６が固定され、そのピストンロッド４７の下端がエアシリンダ１６に固定されたブラケット４８に結合されている。そして、ピストンロッド４７の進退方向は、可動電極２の進退方向と同方向とされている。静止部材５に供給管４９が固定され、パーツフィーダ（図示していない）から送出されたボルト３９が、この供給管４９から保持ヘッド４５に供給される。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例１と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。

供給ロッド１０が後退位置に停止しているときに、保持ヘッド４５にボルト３９が供給される。それから供給ロッド１０が進出してボルト３９の軸部４０が受入孔４３と同軸になった位置で停止する。ついでエアシリンダ４６の動作でエアシリンダ１６や供給ロッド１０が上昇すると、軸部４０は受入孔４３内に挿入され永久磁石４４で吸引される。その後は、エアシリンダ４６と１６が逆の動作をして元の位置に復帰する。ボルト３９を保持した可動電極２が進出して溶着用突起４２が鋼板部品４に押し付けられてから溶接が完了する。それ以外の作用効果は、先の実施例１と同じである。

図５は、実施例３を示す。

この実施例３は、図５（Ａ）に示すように、供給ロッド１０の動作が符号５１で示されたスクエアーモーションを行うものであり、ナット１が供給される。スクエアーモーションを行わせるために、前記エアシリンダ１６とエアシリンダ４６の進退出力方向が直交させてある。また、供給ロッド１０の先端部に切欠き状の保持凹部５２が形成され、その近傍に永久磁石５３が取付けられている。

また、図５（Ｂ）は、ボルト３９を供給する場合である。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の各実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。

供給ロッド１０が後退位置に停止しているときに、保持凹部５２にナット１またはボルト３９が供給される。それから供給ロッド１０が進出してナット１またはボルト３９がガイドピン８または受入孔４３と同軸になった位置で停止する。ついでエアシリンダ４６の動作でエアシリンダ１６や供給ロッド１０が下降すると、ナット１またはボルト３９が電極に供給される。その後は、エアシリンダ４６と１６が逆の動作をして元の位置に復帰する。それ以外の作用効果は、先の各実施例と同じである。

図６は、実施例４を示す。この実施例４は、２つ目の制御装置の発明と２つ目の制御方法の発明の実施例である。

この実施例４は、先の各実施例のようにセンサー手段２７とタイマー手段３０の組合せではなく、タイマー手段３０だけで動作させるものである。タイマー手段３０による電極進出動作信号の発信動作を、図３を流用して説明する。

タイマー手段３０は、その計時時間がＴ１（２秒）以内であれば、可動電極２の電極進出動作信号を正常に発信し、前記計時時間がＴ１を超えれば、可動電極２の電極進出動作信号を発信しない機能のものである。したがって、計時時間がＴ１以内であれば、タイマー手段３０から電極進出動作信号が発信され、それによって制御装置２４から空気切換弁２５に動作信号が供給され、可動電極２が進出して溶接がなされる。なお、この計時時間Ｔ１が経過した時点では、供給ロッド１０が後退途上の位置にあるので、可動電極２が供給ロッド１０に干渉することはない。

また、計時時間がＴ１を経過しているときには、タイマー手段３０は可動電極２の電極進出動作信号の発信動作をしない状態になっている。

なお、供給ロッド１０の動作サイクルタイムは、供給ロッド１０のストローク長さやエアシリンダ１６の動作速度等によって設定される。計時時間Ｔ１は、この動作サイクルタイムとの関係を勘案して設定されるものであり、こうすることによって、計時時間Ｔ１の経過時期が近づく頃には、供給ロッド１０の先端部が可動電極２の進出空間から離れて、可動電極２が供給ロッド１０に干渉しないようにしている。

このようなタイマー手段３０だけで制御することを、図４や図５に示したタイプの供給ロッドに適用することも可能である。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の各実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。

以上に説明した実施例４の作用効果は、つぎのとおりである。

上述のように、前記タイマー手段３０に、供給ロッド１０の進退動作時間が、所定時間Ｔ１よりも短いか、あるいは前記所定時間Ｔ１よりも長いかを判別する判別機能と、所定時間Ｔ１内における可動電極２の電極進出動作信号の発信機能と、所定時間Ｔ１経過後における可動電極２の電極進出動作信号の発信中止機能が付与されている。そのため、供給ロッド１０の動作サイクル時間が所定時間Ｔ１内で正常な動作であれば、前記所定時間Ｔ１以内に発信された電極進出動作信号によって通常の可動電極２の電極進出動作を行わせ、正常な可動電極進出により溶接がなされる。

しかし、供給ロッド１０の摺動部分に鉄くずのような異物が噛み込んで供給ロッド１０が進出したままロック状態になったりすると、タイマー手段３０によって所定時間Ｔ１が経過したことが判別される。このように供給ロッド１０の異常動作のまま所定時間Ｔ１が経過したことに基づいて、可動電極２の進出動作信号の発信を禁止する。したがって、作業者が手を差し込んだりして供給ロッド１０の復帰作業をするときには、すでに電極進出動作信号が自動的に出ないようになっているため、作業者の意に反して可動電極２が進出するようなことがない。つまり、作業者の手の近くを可動部材である可動電極２が通過することがないのであり、作業者の手に可動電極２が接触したりして怪我をするような心配がないのである。換言すると、作業者が手で強制的に供給ロッド１０を復帰させても、あらかじめ前記タイマー手段３０から可動電極２の電極進出動作信号が発信されないようになっているのである。

あるいは、供給ロッド１０の摺動部分に異物が噛み込んだりして、進出の途中で供給ロッド１０が停止したり、何等かの原因で工場の空気圧が低下して供給ロッド１０の駆動エアシリンダ１６の動作速度が低下したりした場合であっても、タイマー手段３０が所定時間Ｔ１の経過を判別しているので、この判別動作によって可動電極２の電極進出動作信号があらかじめ発信されないようになる。

また、供給ロッド１０が進退出力式の電動モータで駆動されている場合であっても、前記タイマー手段３０を上述のように機能させることができ、不意の電極進出を防止できる。さらに、供給ロッド１０の種類としては、ナット１のねじ孔を貫通してナット１を電極に供給する形式のものや、ボルト３９を保持ヘッド４５に保持して電極の受入孔４３に挿入する形式のものや、ナット１やボルト３９を先端部の凹部に保持して電極に供給する形式のもの等種々なものがあるが、本実施例においてはどのような種類の供給ロッドであっても、電極の動作に対する適正な機能を果たし、幅広く利用できる。

上述の実施例４における制御方法としての作用効果は、上記制御装置における作用効果と同じである。

上述のように、本発明によれば、供給ロッドの動作時間が異常に長くなったとき、自動的に電極の進出を禁止する電気抵抗溶接における電極の動作制御装置と制御方法であるから、供給ロッドの復帰動作に支障が発生したような場合、自動的に電極の進出を停止させることができる。したがって、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。

溶接装置全体を示すシステムブロック図である。 図１における一部分を示す断面図である。 各部の動作を示すタイミングチャートである。 他の形式の供給ロッドを示す断面図である。 さらに他の形式の供給ロッドを示す断面図である。 さらに他の溶接装置を全体的に示すブロックシステム図である。

符号の説明

１ プロジェクションナット
２ 可動電極
３ 固定電極
４ 鋼板部品
６ エアシリンダ
８ ガイドピン
１０ 供給ロッド
１６ エアシリンダ
２４ 制御装置
２５ 空気切換弁
２７ センサー手段
２８ 発信制御装置
２９ 起動スイッチ
３０ タイマー手段
３９ プロジェクションボルト
４３ 受入孔
４５ 保持ヘッド
５１ スクエアーモーション
５２ 保持凹部

Claims (12)

1. 進退動作をする供給ロッドによって電極に供給された部品を鋼板部品に電気抵抗溶接をするものにおいて、前記供給ロッドの復帰動作中または復帰終了時に電極進出動作信号を発信するセンサー手段が設けられ、前記電極進出動作信号の発信時期が、所定時間以内であるか、あるいは前記所定時間の経過後であるかを判別するタイマー手段が設けられ、前記所定時間以内に発信された電極進出動作信号によって通常の電極進出動作を行わせ、所定時間経過後は電極進出動作信号を発信しないように構成したことを特徴とする電気抵抗溶接における電極の動作制御装置。
2. 前記通常の電極進出動作が行われるときには、前記センサー手段からの電極進出動作信号の発信時期が、タイマー手段によって設定される前記所定時間の経過前である請求項１記載の電気抵抗溶接における電極の動作制御装置。
3. 前記タイマー手段は、前記供給ロッドの進出駆動と同時または前記供給ロッドが進出して所定位置に到達した時点から計時を開始するものである請求項１または請求項２記載の電気抵抗溶接における電極の動作制御装置。
4. 前記センサー手段は、供給ロッドまたは供給ロッドの進退駆動手段の動作を検知して電極進出動作信号を発信するものである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電気抵抗溶接における電極の動作制御装置。
5. 進退動作をする供給ロッドによって電極に供給された部品を鋼板部品に電気抵抗溶接をするものにおいて、前記供給ロッドの進退動作時間が、所定時間よりも短いか、あるいは前記所定時間よりも長いかを判別するとともに電極進出動作信号を発信するタイマー手段が設けられ、前記所定時間以内に発信された電極進出動作信号によって通常の電極進出動作を行わせ、所定時間経過後は電極進出動作信号を発信しないように構成したことを特徴とする電気抵抗溶接における電極の動作制御装置。
6. 前記タイマー手段は、前記供給ロッドの進出駆動と同時または前記供給ロッドが進出して所定位置に到達した時点から計時を開始するものである請求項５記載の電気抵抗溶接における電極の動作制御装置。
7. 進退動作をする供給ロッドによって電極に供給された部品を鋼板部品に電気抵抗溶接をするものにおいて、前記供給ロッドの復帰動作中または復帰終了時に電極進出動作信号を発信するセンサー手段と、前記電極進出動作信号の発信時期が、所定時間以内であるか、あるいは前記所定時間の経過後であるかを判別するタイマー手段が設けられた溶接装置を準備し、前記所定時間以内に発信された電極進出動作信号によって通常の電極進出動作を行い、所定時間経過後は電極進出動作信号を発信しないことを特徴とする電気抵抗溶接における電極の動作制御方法。
8. 前記通常の電極進出動作が行われるときには、前記センサー手段からの電極進出動作信号の発信時期が、タイマー手段によって設定される前記所定時間の経過前である請求項７記載の電気抵抗溶接における電極の動作制御方法。
9. 前記タイマー手段は、前記供給ロッドの進出駆動と同時または前記供給ロッドが進出して所定位置に到達した時点から計時を開始するものである請求項７または請求項８記載の電気抵抗溶接における電極の動作制御方法。
10. 前記センサー手段は、供給ロッドまたは供給ロッドの進退駆動手段の動作を検知して電極進出動作信号を発信するものである請求項７〜請求項９のいずれかに記載の電気抵抗溶接における電極の動作制御方法。
11. 進退動作をする供給ロッドによって電極に供給された部品を鋼板部品に電気抵抗溶接をするものにおいて、前記供給ロッドの進退動作時間が、所定時間よりも短いか、あるいは前記所定時間よりも長いかを判別するとともに電極進出動作信号を発信するタイマー手段が設けられた溶接装置を準備し、前記所定時間以内に発信された電極進出動作信号によって通常の電極進出動作を行い、所定時間経過後は電極進出動作信号を発信しないことを特徴とする電気抵抗溶接における電極の動作制御方法。
12. 前記タイマー手段は、前記供給ロッドの進出駆動と同時または前記供給ロッドが進出して所定位置に到達した時点から計時を開始するものである請求項１１記載の電気抵抗溶接における電極の動作制御方法。

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