JP2018167302A - スポット溶接用電極の良否判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極先端の研磨状態の良否をより正確に判定するのに適したスポット溶接用電極の良否判定装置を提供すること。【解決手段】スポット溶接用電極の先端部の研磨状態の良否を判定する良否判定装置Ａ１であって、一対の電極６，６の先端に当接する通電媒体２と、一対の電極６，６を介した通電媒体２への通電時における当該通電媒体２に関する測定値を測定する測定部３Ａと、測定部３Ａで測定した通電媒体２に関する測定値に基づいて一対の電極６，６の研磨状態の良否を判定する判定部４と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、スポット溶接用電極先端の研磨状態の良否を判定する装置に関する。

スポット溶接に用いられる電極は、溶接作業時に高温状態で加圧力がかかるとともに大電流が流れるため、使用するうちに先端が摩耗して平坦部分が形成されたり、溶接対象物の金属成分が付着したりする。この状態のまま溶接作業を続けると、電流密度が低下して所定のジュール熱を得ることができなくなり、溶接不良を引き起こす。このような電極の劣化による溶接不良を防ぐため、電極の先端部を所定の曲面形状に戻すべく、一定周期毎に電極先端を切削研磨している。

電極先端の研磨は、溶接ロボットの近くに配置された研磨装置を使用して行われる。研磨装置は、例えば電極先端部を嵌入可能な凹み部にカッターが装着されたカッターホルダを有する。電極研磨の際には、溶接ガン先端に設けられた一対の電極で上記カッターホルダを押し付けて挟みながら、当該カッターホルダをモータの駆動力によって一定方向に回転させる。

研磨作業後において電極先端形状の研磨状態を自動的に判定する装置が開示されている（例えば特許文献１を参照）。同文献においては、研磨後の電極先端中央へ光を照射し、その反射光の光量に基づき、電極先端形状の良否を判定している。特許文献１に開示された判定手法によると、電極先端の中央部の光反射特性を基準として良否判定を行うので、電極先端中央の比較的狭い範囲は精度よくカ研磨状態を判定することができる。電極先端の研磨においては、丸みを帯びた先端形状がより正確に復元していることが重要であるが、上記特許文献１に記載された判定手法では、電極先端において中央部を囲む周辺部については研磨状態を正確に判定できないおそれがあった。したがって、電極先端の研磨状態を正確に判定するうえで、改善の余地があった。

特開２００２−２７３５７５号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、電極先端の研磨状態の良否をより正確に判定するのに適したスポット溶接用電極の良否判定装置を提供することを主たる課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

本発明の第１の側面によって提供されるスポット溶接用電極の良否判定装置は、一対の電極の先端に当接する通電媒体と、上記一対の電極を介した上記通電媒体への通電時における当該通電媒体に関する測定値を測定する測定部と、上記測定部で測定した上記通電媒体に関する測定値に基づいて上記一対の電極の研磨状態の良否を判定する判定部と、を備えることを特徴としている。

本発明の第２の側面によって提供されるスポット溶接用電極の良否判定装置は、一対の電極の先端に当接する通電媒体と、上記一対の電極を介した上記通電媒体への通電時における当該通電媒体の発熱量を測定する測定部と、上記測定部で測定した上記通電媒体の発熱量に基づいて上記一対の電極の研磨状態の良否を判定する判定部と、を備えることを特徴としている。

本発明の第３の側面によって提供されるスポット溶接用電極の良否判定装置は、一対の電極の先端に当接する通電媒体と、上記一対の電極を介した上記通電媒体への通電時における当該通電媒体の抵抗値を測定する測定部と、上記測定部で測定した上記通電媒体の抵抗値に基づいて上記一対の電極の研磨状態の良否を判定する判定部と、を備えることを特徴としている。

本発明の第４の側面によって提供されるスポット溶接用電極の良否判定装置は、一対の電極の先端に当接する通電媒体と、上記一対の電極を介した上記通電媒体への通電時における当該通電媒体の抵抗値を測定する測定部と、上記測定部で測定した上記通電媒体の抵抗値に基づいて上記一対の電極の研磨状態の良否を判定する判定部と、を備え、上記通電媒体は、研磨装置に装着された、上記一対の電極の先端を切削研磨するためのカッターであることを特徴としている。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明に係るスポット溶接用電極の良否判定装置の一例を示す概略構成図である。 本発明に係るスポット溶接用電極の良否判定装置の他の例を示す概略構成図である。 図２に示した良否判定装置の変形例を示す。 本発明に係るスポット溶接用電極の良否判定装置のさらに他の例を示す概略構成図である。

以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１は、本発明に係るスポット溶接用電極の良否判定装置の一例を示している。図１に示すように、本実施形態の良否判定装置Ａ１は、支持体１と、通電媒体２と、熱量測定部３Ａと、判定部４とを備えており、スポット溶接用電極の研磨状態の良否を判定するものである。支持体１は、通電媒体２を支持するものであり、電気絶縁性を有する材料からなる。支持体１には、厚さ方向に貫通する貫通孔１１が形成されている。通電媒体２は、支持体１の貫通孔１１に嵌入固定されている。通電媒体２は、導電性金属材料からなり、所定の抵抗率を有する。通電媒体２の上面２１および下面２２、ならびに支持体１においてこれらを囲む表面部分は、凹曲面とされており、当該凹曲面はスポット溶接用電極（一対の電極６，６）の先端形状に対応する形状である。上面２１および下面２２の径寸法Ｄ１は、例えばΦ８ｍｍ程度である。

一対の電極６，６は、主要部が概略円柱状であるとともに、先端部が先細り曲面形状とされている。一対の電極６，６は、繰り返し行う溶接作業に伴って先端が摩耗し、形状変化を来すが、研磨装置（図示略）を用いて所望形状となるように研磨される。研磨装置は、一対の電極６，６の先端形状に対応する形状のカッターを備えている。電極６，６の研磨作業は、一対の電極６，６で上記カッターを挟んで押圧しつつ当該カッターを回転させることにより行う。上記凹曲面（通電媒体２の上面２１および下面２２）は、研磨後に所望形状となる電極６，６の先端形状に合致している。

熱量測定部３Ａは、通電媒体２での通電時における発熱量を測定するものである。この熱量測定部３Ａとしては、温度センサ等を用いて構成された公知の熱量計を使用することができる。

判定部４は、熱量測定部３Ａにより測定された発熱量に基づいて電極６先端の研磨状態の良否を判定するものである。

判定部４による電極先端の良否判定は、例えば制御盤（図示略）による制御に基づいて行う。当該制御盤は、一対の電極が搭載された溶接ロボット（図示略）の駆動制御を行うものである。制御盤は、研磨装置の駆動制御も行う。例えば溶接作業時には、制御盤から溶接ロボットへ制御信号が出力されつつ、各種センサ等による検出信号が制御盤に入力される。また、研磨作業時には、制御盤から溶接ロボットや研磨装置へ制御信号が出力されつつ、各種検出信号が制御盤に入力される。

判定部４において電極先端の良否判定を行う際、まず、研磨後の一対の電極６，６を通電媒体２の上面２１および下面２２に位置合わせしながら、当該電極６，６により当該通電媒体２を挟む。次いで、電極６，６先端を上面２１および下面２２に当接させた状態で一対の電極６，６を介して通電媒体２に既定の電流を流す。そして、熱量測定部３Ａにより通電媒体２の発熱量が測定される。ここで、電極６，６の先端が所望形状に仕上がっている場合、通電媒体２の上面２１および下面２２の全体に電極６，６の先端が当接する。この場合、熱量測定部３Ａにより測定される発熱量は所定の閾値を超えておらず、判定部４は、電極６，６の先端の研磨状態が良好であると判定する。

一方、研磨後の電極６，６の先端が所望形状に仕上がっていない場合、通電媒体２の上面２１および下面２２に対して電極６の先端が部分的に当接し、上面２１および下面２２に対して電極６先端が当接しない部位が生じる。この場合、上面２１および下面２２の全体に電極６，６の先端が当接する場合と比べて、通電媒体２の発熱量が増大する。そして、当該発熱量が所定の閾値を超えると、判定部４は、電極６，６の先端の研磨状態が不良であると判定する。なお、熱量測定部３Ａにより測定される通電媒体２の発熱量は、本発明でいう「一対の電極を介した通電媒体への通電時における通電媒体に関する測定値」の一例である。

次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態のスポット溶接用電極の良否判定装置Ａ１においては、一対の電極６，６の先端に当接する通電媒体２に電極６，６を介して通電し、その時の通電媒体２の発熱量に基づいて電極６，６の先端の研磨状態の良否を判定する。このような構成によれば、電極６，６の先端における所定範囲の曲面形状が所望形状に復元しているか否かについて、例えば上記特許文献１に記載された電極先端中央の反射光量に基づいて判定する手法と比べて、直接的かつ正確に判定することが可能である。その結果、電極研磨後において溶接品質の維持を実現することができる。

図２〜図４は、本発明に係るスポット溶接用電極の良否判定装置の他の例を示している。なお、これらの図においては、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。

図２に示した良否判定装置Ａ２は、支持体１と、通電媒体２と、抵抗値測定部３Ｂと、判定部４とを備えている。本実施形態において、支持体１および通電媒体２の構成は実質的に上記実施形態と同じであるが、熱量測定部３Ａに代えて抵抗値測定部３Ｂを備える点が上記実施形態と大きく異なる。

抵抗値測定部３Ｂは、通電媒体２での通電時における抵抗値を測定するものである。こ抵抗値測定部３Ｂとしては、公知の抵抗計等を使用することができる。本実施形態において、電極先端の良否判定時には、一対の電極６，６と抵抗値測定部３Ｂを接続するための一対の端子部７，７が電極６，６に当接させられる。

判定部４において電極先端の良否判定を行う際、まず、研磨後の一対の電極６，６を通電媒体２の上面２１および下面２２に位置合わせしながら、当該電極６，６により当該通電媒体２を挟む。次いで、電極６，６先端を上面２１および下面２２に当接させた状態で一対の電極６，６を介して通電媒体２に既定の電流・電圧を流す。そして、抵抗値測定部３Ｂにより通電媒体２の抵抗値が測定される。ここで、電極６，６の先端が所望形状に仕上がっている場合、通電媒体２の上面２１および下面２２の全体に電極６，６の先端が当接する。この場合、抵抗値測定部３Ｂにより測定される抵抗値は所定の閾値を超えておらず、判定部４は、電極６，６の先端の研磨状態が良好であると判定する。

一方、研磨後の電極６，６の先端が所望形状に仕上がっていない場合、通電媒体２の上面２１および下面２２に対して電極６の先端が部分的に当接し、上面２１および下面２２に対して電極６先端が当接しない部位が生じる。この場合、上面２１および下面２２の全体に電極６，６の先端が当接する場合と比べて、測定される通電媒体２の抵抗値が増大する。そして、当該抵抗値が所定の閾値を超えると、判定部４は、電極６，６の先端の研磨状態が不良であると判定する。なお、抵抗値測定部３Ｂにより測定される通電媒体２の抵抗値は、本発明でいう「一対の電極を介した通電媒体への通電時における通電媒体に関する測定値」の一例である。

次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態のスポット溶接用電極の良否判定装置Ａ２においては、一対の電極６，６の先端に当接する通電媒体２に電極６，６を介して通電し、その時の通電媒体２の抵抗値に基づいて電極６，６の先端の研磨状態の良否を判定する。このような構成によれば、電極６，６の先端における所定範囲の曲面形状が所望形状に復元しているか否かについて、例えば上記特許文献１に記載された電極先端中央の反射光量に基づいて判定する手法と比べて、直接的かつ正確に判定することが可能である。その結果、電極研磨後において溶接品質の維持を実現することができる。

図３は、図２に示した良否判定装置の変形例を示している。図３に示した良否判定装置Ａ２’は、一対の電極６，６に各々が対応する一対の抵抗値測定部３Ｂ，３Ｂを具備する。本変形例では、抵抗値測定部３Ｂ，３Ｂは、それぞれ端子部８を介して通電媒体２に各別に接続されている。電極先端の良否判定時には、電極６とこれに対応する抵抗値測定部３Ｂを接続するための端子部７が各電極６に当接させられる。

図３に示した良否判定装置Ａ２’によれば、上記の良否判定装置Ａ２と同様に、電極６，６の先端における所定範囲の曲面形状が所望形状に復元しているか否かについて、直接的かつ正確に判定することが可能である。さらに、良否判定装置Ａ２'の構成によれば、一対の電極６，６それぞれに対応する一対の抵抗値測定部３Ｂ，３Ｂを具備するため、一対の電極６，６それぞれの研磨状態の良否について、同時かつ個別に判定することができる。

図４に示した良否判定装置Ａ３は、研磨装置に組み込まれており、かかる点において上記実施形態の構成と大きく異なる。上記研磨装置は、図示しないギアケースに回転可能に支持されたカッターホルダ９と、カッターホルダ９に装着されたカッター９１とを備える。カッターホルダ９は、一対の電極６，６の各先端部が嵌入可能な一対の凹み部９ａを有する。一対の凹み部９ａは、一方が上方を向き、かつ他方が下方を向いており、各々、電極６の先端部に対応する凹曲面形状とされている。カッターホルダ９は、例えば電気絶縁性を有する材料からなる。

カッター９１は、電極６の先端を切削研磨するためのものであり、電極６の先端形状に対応する概略円弧形状の刃部９１ａを有する。刃部９１ａは、凹み部９ａの表面よりも僅かに突出している。カッター９１は、導電性金属材料からなり、所定の抵抗率を有する。

本実施形態の良否判定装置Ａ３は、カッター９１と、抵抗値測定部３Ｂと、判定部４とを備えて構成される。本実施形態において、電極先端の良否判定時には、一対の電極６，６と抵抗値測定部３Ｂを接続するための一対の端子部７，７が電極６，６に当接させられる。

本実施形態において、電極先端の良否判定は、例えば研磨終了後すぐに行う。一対の電極６，６によりカッター９１を挟んだ状態にて、カッター９１（カッターホルダ９）を所定の回転速度で回転させつつ、電極６，６を介してカッター９１に既定の電流・電圧を流し、その時のカッター９１の抵抗値に基づいて電極６，６の先端の研磨状態の良否を判定する。ここで、電極６，６の先端が所望形状に仕上がっている場合、カッター９１の所定範囲全体に電極６，６の先端が当接する。この場合、抵抗値測定部３Ｂにより測定される抵抗値は所定の閾値を超えておらず、判定部４は、電極６，６の先端の研磨状態が良好であると判定する。

一方、研磨後の電極６，６の先端が所望形状に仕上がっていない場合、カッター９１の上記所定範囲に対して電極６の先端が部分的に当接し、当該所定範囲に対して電極６先端が当接しない部位が生じる。この場合、カッター９１の上記所定範囲全体に電極６，６の先端が当接する場合と比べて、測定されるカッター９１の抵抗値が増大する。そして、当該抵抗値が所定の閾値を超えると、判定部４は、電極６，６の先端の研磨状態が不良であると判定する。なお、本実施形態のカッター９１は、本発明でいう通電媒体に相当する。

本実施形態の良否判定装置Ａ３によれば、電極６，６の先端における所定範囲の曲面形状が所望形状に復元しているか否かについて、直接的かつ正確に判定することが可能である。また、本実施形態によれば、研磨装置により一対の電極６，６先端の研磨作業を行った直後にそのまま電極６，６の研磨状態の良否判定を行うことが可能である。したがって、電極６，６の良否判定に係る作業時間を大幅に短縮することができる。また、電極６，６先端の研磨状態が不良であると判定される場合、引き続き電極６，６の研磨作業を行うことができるので、再研磨時の作業時間の短縮に寄与する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は上記した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に変更が可能である。

Ａ１，Ａ２，Ａ２'，Ａ３ 良否判定装置
１ 支持体
１１ 貫通孔
２ 通電媒体
２１ 上面
２２ 下面
３Ａ 熱量測定部（測定部）
３Ｂ 抵抗値測定部（測定部）
４ 判定部
６ 電極
７ 端子部
８ 端子部
９ カッターホルダ
９ａ 凹み部
９１ カッター（通電媒体）
９１ａ 刃部

Claims (4)

1. スポット溶接用電極の先端部の研磨状態の良否を判定する装置であって、
   一対の電極の先端に当接する通電媒体と、上記一対の電極を介した上記通電媒体への通電時における当該通電媒体に関する測定値を測定する測定部と、上記測定部で測定した上記通電媒体に関する測定値に基づいて上記一対の電極の研磨状態の良否を判定する判定部と、を備える、スポット溶接用電極の良否判定装置。
2. スポット溶接用電極の先端部の研磨状態の良否を判定する装置であって、
   一対の電極の先端に当接する通電媒体と、上記一対の電極を介した上記通電媒体への通電時における当該通電媒体の発熱量を測定する測定部と、上記測定部で測定した上記通電媒体の発熱量に基づいて上記一対の電極の研磨状態の良否を判定する判定部と、を備える、スポット溶接用電極の良否判定装置。
3. スポット溶接用電極の先端部の研磨状態の良否を判定する装置であって、
   一対の電極の先端に当接する通電媒体と、上記一対の電極を介した上記通電媒体への通電時における当該通電媒体の抵抗値を測定する測定部と、上記測定部で測定した上記通電媒体の抵抗値に基づいて上記一対の電極の研磨状態の良否を判定する判定部と、を備える、スポット溶接用電極の良否判定装置。
4. スポット溶接用電極の先端部の研磨状態の良否を判定する装置であって、
   一対の電極の先端に当接する通電媒体と、上記一対の電極を介した上記通電媒体への通電時における当該通電媒体の抵抗値を測定する測定部と、上記測定部で測定した上記通電媒体の抵抗値に基づいて上記一対の電極の研磨状態の良否を判定する判定部と、を備え、
   上記通電媒体は、研磨装置に装着された、上記一対の電極の先端を切削研磨するためのカッターである、スポット溶接用電極の良否判定装置。

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