セット不良検知機能付下部電極装置
【課題】セット不良を確実に検知することができるセット不良検知機能付下部電極装置を提供する。
【解決手段】ストレートホルダー５１と、ストレートホルダー５１の上端に取り付けられた下部電極５２と、ストレートホルダー５１内に配設されたシャフト５４と、シャフト５４の上端に配設され、ウェルドナット又はウェルドナットを保持する保持部材５３と、シャフト５４に取り付けられた検知ブロック５６と、検知ブロック５６を検知する第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２を有し、加圧時において、第１近接センサー６１は検知ブロック５６が検知される上限に配置され、第２近接センサー６２は検知ブロック５６が検知される下限に配置されている。
【解決手段】ストレートホルダー５１と、ストレートホルダー５１の上端に取り付けられた下部電極５２と、ストレートホルダー５１内に配設されたシャフト５４と、シャフト５４の上端に配設され、ウェルドナット又はウェルドナットを保持する保持部材５３と、シャフト５４に取り付けられた検知ブロック５６と、検知ブロック５６を検知する第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２を有し、加圧時において、第１近接センサー６１は検知ブロック５６が検知される上限に配置され、第２近接センサー６２は検知ブロック５６が検知される下限に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット溶接機でワークにウェルドナットやウェルドボルトをスポット溶接する際に、ワーク、ウェルドナット、ウェルドボルトのセット不良を検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークにウェルドナットをスポット溶接するには、センターピンが突出した下部電極上にワークを載置し、ウェルドナットをセンターピンにセットした後に、上部電極によりウェルドナットがワークに加圧された状態で上部電極と下部電極間に通電させることにより行われる。このようなスポット溶接は、スポット溶接機のシーケンス制御により自動的に行われる。なお、ウェルドナットは、ナットフィーダにより連続的・自動的に供給されるのが一般的である。
【０００３】
ナットフィーダ内に規定サイズ以外のナット（以下規定外ナットと略す）が混入している場合であっても、前記シーケンス制御により、前記規定外ナットがワークに溶接されてしまい、不良品を生産してしまうという問題があった。更に、当該不良品が下工程に流通してしまうと、規定外ナットにはボルトを螺合させることができないので、製品を組み付けることができず、半製品の全てを廃棄しなければならず、損害が大きくなってしまうという問題があった。
【０００４】
ウェルドナットの下面には、溶接電流を集中させて、確実にウェルドナットをワークに溶接させるためのプロジェクションが設けられている。ウェルドナットが裏向きにセットされた場合には、溶接電流が集中しないので、ナットとワークの溶融が不十分となり、ウェルドナットがワークから剥がれ落ちてしまうという問題があった。上記問題以外に、ナットが無い状態でスポット溶接機を作動させてしまう問題や、ワークが２枚重なった状態でスポット溶接機を作動させてしまうという問題があり、いずれの場合にも溶接不良となってしまう。
【０００５】
そこで、前述したようなウェルドナットのセット不良を検知するために、特許文献１に示されるようなセット不良検知機能付のスポット溶接機が提案されている。この特許文献１に示されるスポット溶接機は、センターピンに接続されるシャフトの下端に被検知体が取り付けられ、この被検知体と対向する位置に近接センサーが取り付けられている。そして、前記近接センサーにより被検知体の近接を検知することにより、センターピンの降下位置を検知し、当該降下位置が規定の範囲外にある場合に、ワークやウェルドナットのセット不良が検知される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２９５１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示されるようなスポット溶接機では、センターピンの降下位置を単一の近接センサーで検知していることから、センターピンの正確な位置を検知することができず、実際には、セット不良であっても正常と判断され、逆に正常であってもセット不良と判断されることが頻発していた。また、ワークやウェルドボルトのセット不良も問題となっていた。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決し、セット不良を確実に検知することができるセット不良検知機能付下部電極装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、
円筒形状のストレートホルダーと、
前記ストレートホルダーの上端に取り付けられた下部電極と、
前記ストレートホルダー内に配設されたシャフトと、
前記シャフトの上端に配設され、ウェルドナット又はウェルドボルトを保持する保持部材と、
前記シャフトに取り付けられた検知ブロックと、
前記検知ブロックを検知する第１近接センサー及び第２近接センサーを有し、
加圧時において、前記第１近接センサーは前記検知ブロックが検知される上限に配置され、前記第２近接センサーは前記検知ブロックが検知される下限に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、加圧時において、第１近接センサーを検知ブロックが検知される上限に配置し、第２近接センサーを検知ブロックが検知される下限に配置したので、検知ブロックが正規寸法に不足して或いは正規寸法よりも余分に降下した場合に、第１近接センサー及び第２近接センサーの一方が検知ブロックを検知することなく、セット不良が検出される。このため、セット不良を確実に検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】スポット溶接システムの全体図である。
【図２】下部電極装置の全体図である。
【図３】センターピン及びウェルドナットの説明図である。
【図４】ウェルドナットがセンターピンに正常にセットされた状態を表した説明図である。
【図５】検知ブロックと第１近接センサー及び第２近接センサーとの位置関係を表した説明図である。
【図６】セット不良検知のフロー図である。
【図７】スポット溶接時の上部電極位置と経過時間との関係を表したグラフである。
【図８】セット不良検知機能付下部電極装置の回路図である。
【図９】セット不良となる例の説明図である。
【図１０】ウェルドボルトスポット用の下部電極装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（スポット溶接機の説明）
以下に図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態を示す。図１に示されるように、スポット溶接機１００は、本体１０、加圧機構２０、上部電極３０、下部電極装置５０から構成されている。スポット溶接機１００には制御部２００が取り付けられている。加圧機構２０は、本体１０の上部に取り付けられている。加圧機構２０は、上下方向に摺動するシリンダー２０ａを有している。加圧機構２０には、電動式及びエア式の両方が含まれる。加圧機構２０には上部電極３０が取り付けられている。上部電極３０は円柱形状であり、図４の（Ｂ）に示されるように、上部電極３０の下端には、センターピン侵入穴３０ａが上下方向に形成されている。加圧時にはセンターピン５３の先端がセンターピン侵入穴３０ａに侵入する。
【００１３】
加圧機構２０は、溶接制御部９０（図８に示す）によりシーケンス制御され、フットスイッチ３０１が踏まれた状態が維持されると（フットスイッチ３０１のＯＮ状態が維持されると）、上部電極３０は、図７に示されるスポット溶接のシーケンスに従って上下方向に移動する。なお、フットスイッチ３０１が踏まれた後で通電が開始しない間にフットスイッチ３０１が離されると、スポット溶接が中止される。なお、フットスイッチ３０１の代わりに、押しボタン式等のスイッチを用いても差し支え無い。
【００１４】
３００はスポット溶接機１００の側方に設置されたフィーダー装置であり、フットスイッチ３０１が踏まれると、ウェルドナット９９９が下部電極装置５０に供給され、図４の（Ａ）に示されるように、ウェルドナット９９９がセンターピン５３にセットされる。
【００１５】
（下部電極装置の説明）
下部電極装置５０（ストレートホルダー５１）は、本体１０から延出するアーム１１に取り付けられ、上部電極２０の下側に対向して配設されている。
【００１６】
図２を用いて、下部電極装置５０の説明をする。図２に示されるように、下部電極装置５０は、ストレートホルダー５１、下部電極５２、センターピン５３、シャフト５４、ケース５５、検知ブロック５６、ボールプランジャー５９、ノブ５８を有している。ストレートホルダー５１は円柱形状である。下部電極５２はストレートホルダー５１の上端に取り付けられている。下部電極５２は扁平円柱形状であり、その中央にセンターピン挿通穴５２ａが形成されている。ストレートホルダー５１及び下部電極５２は、クロム銅やベリリウム銅等の強靱で電気伝導率が良好な銅合金で構成されている。ストレートホルダー５１内にはシャフト５４が上下方向摺動可能に配設されている。
【００１７】
シャフト５４の上端には、センターピン５３（特許請求の範囲における「保持部材」）が載置されて配設されている。センターピン５３は、セラミックスやＫＣＦ（ステンレス系の金属で、その表面に酸化アルミニウム等のセラミックスによる絶縁被膜処理を施したもの）等の絶縁物で構成されている。図３の（Ａ）に示されるように、センターピン５３は、下側から上側に、フランジ部５３ａ、当接部５３ｆ、軸部５３ｂ、ナット保持部５３ｃ、ネジ穴挿通部５３ｄ、導入部５３ｅとなっていて、これらが同軸一体に形成されている。
【００１８】
センターピン５３は、下部電極５２のセンターピン挿通穴５２ａ内に挿通された状態で上下方向摺動自在に配設されている。ナット保持部５３ｃ、ネジ穴挿通部５３ｄ、及び、導入部５３ｅが、下部電極５２の上面から突出している。ナット保持部５３ｃは、上方に向かって徐々に外径が小さくなっている。ネジ穴挿通部５３ｄは円柱形状である。
【００１９】
図２に示されるように、ストレートホルダー５１の下端には、箱形のケース５５が取り付けられている。シャフト５４は、ケース５５内に挿通し、ケース５５の下端から突出している。検知ブロック５６は、ブロック状の金属である。検知ブロック５６には、上下方向に連通するネジ穴５６ａが形成されている。シャフト５４の下部には、ネジ山５４ａが形成されている。シャフト５４の下部が、検知ブロック５６のネジ穴５６ａを貫通し、ネジ穴５６ａとネジ山５４ａが螺合して、検知ブロック５６がシャフト５４の下部に取り付けられている。
【００２０】
検知ブロック５６の下側のシャフト５４にはコイルスプリング５７が取り付けられている。コイルスプリング５７の上端は検知ブロック５６と当接し、コイルスプリング５７の下端はケース５５と当接し、シャフト５４が上方に付勢されている。
【００２１】
ケース５５の下部には、挿通穴５５ａが形成されている。シャフト５４の下端には、ノブ５８が取り付けられている。ノブ５８を回転させると、検知ブロック５６が上下方向に移動する。ノブ５８には、縦方向に係合溝５８ａが形成されている。ケース５５の下端には、ノブ５８の係合溝５８ａと係合するボールプランジャー５９が取り付けられている。このように、係合溝５８ａとボールプランジャー５９が係合しているので、ノブ５８が不用意に回転しないようになっている。
【００２２】
図２に示されるように、ケース５５には、検知ブロック５６の近接を検知する第１近接センサー６１、第２近接センサー６２が取り付けられている。本実施形態では、第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２は、高周波磁界により金属の近接を検知するセンサーである。第１近接センサー６１及び第２近接センサーは、静電容量型、超音波型、電磁波型、赤外線型の近接センサーであっても差し支え無い。
【００２３】
第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２の先端の検知部６１ａ、６２ａは、検知ブロック５６と対向するように、ケース５５内に露出している。本実施形態では、第１近接センサー６１はブラケット６３を介してケース５５に取り付けられ、第２近接センサー６２はブラケット６４を介してケース５５に取り付けられている。なお、ブラケット６４はケース５５に対して上下方向に移動させて取り付けることができ、第２近接センサー６２の上下方向位置を調整することができる。
【００２４】
（ワークとウェルドナットのセット状態の説明）
ネジ穴挿通部５３ｄの外径は、ウェルドナット９９９のネジ穴９９９ｂの内径よりも僅かに小さくなっている。導入部５３ｅは、上方に向かって徐々に外径が小さくなっている。図４の（Ａ）に示されるように、プロジェクション９９９ａが下側に向けられ、ネジ穴９９９ｂにネジ穴挿通部５３ｄが挿通されて、ウェルドナット９９９がセンターピン５３にセットされる。この状態では、図４の（Ａ）に示されるように、プロジェクション９９９ａとワーク９９８上面とは、正規寸法ａだけ離間している。ウェルドナット９９９がセンターピン５３にセットされた状態では、ネジ穴９９９ｂの下端は、ナット保持部５３ｃと当接している。ネジ穴９９９の下端が、ナット保持部５３ｃと当接しているので、溶接時には、ウェルドナット９９９が上部電極３０に押圧されて、センターピン５３の軸心にセンタリングされる。ウェルドナット９９９が上部電極３０に押圧されると、センターピン５３、シャフト５４、及び、検知ブロック５６が正規寸法ａだけ降下する。
【００２５】
（本発明のセット不良検知の構造の説明）
図５を用いて本発明のセット不良検知の構造を説明する。図４の（Ａ）に示されるように、ワーク９９８が下部電極５２上に載置され、ウェルドナット９９９がセンターピン５３にセットされ、上部電極３０が下部電極５２に対して離間した加圧前の状態では、図５の（Ａ）に示されるように、第１近接センサー６１の検知部６１ａは検知ブロック５６の上部に対向している。一方で、第２近接センサー６２の検知部６２ａは、検知ブロック５６に対向しておらず、上下方向に関し、検知ブロック５６の下方に位置している。
【００２６】
図４の（Ｂ）に示されるように、上部電極３０が降下した加圧状態では、図５の（ｂ）に示されるように、検知ブロック５６が正規寸法ａ降下する。この状態では、第１近接センサー６１の検知部６１ａは、検知ブロック５６の上端に対向し、第２近接センサー６２の検知部６２ａは、検知ブロック５６の下端に対向している。
【００２７】
加圧時に第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２の両方が検知ブロック５６を検知している場合には、スポット溶接のシーケンスが進行し、加圧状態が維持されたまま上部電極３０と下部電極５２間で通電し、ウェルドナット９９９がワーク９９８に溶接される。一方で、加圧時に第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２の少なくとも一方が検知ブロック５６を検知しない場合には、スポット溶接のシーケンスが中止される。これにより、溶接不良が防止される。
【００２８】
本発明では、正規にワーク９９８及びウェルドナット９９９がセットされた場合において、加圧時に、第１近接センサー６１は検知ブロック５６が検知される上限に位置し、第２近接センサー６２は検知ブロック５６が検知される下限に位置している。これにより、加圧時に、検知ブロック５６が正規寸法ａよりも余分に降下した場合には、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。また、加圧時に、検知ブロック５６が正規寸法ａに不足して降下した場合には、第２近接センサー６２が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。このため、精度高くセット不良を検知することが可能となり、確実に溶接不良が防止される。
【００２９】
なお、第１近接センサー６１を検知ブロック５６が検知される上限に位置させ、第２近接センサー６２を検知ブロック５６が検知される下限に位置させる初期設定を行うには、ブラケット６４の上下方向位置を調整させるとともに、ノブ５８を回転させて検知ブロック５６の上下方向位置を調整させることにより行う。なお、ブラケット６３をケース５５に対して上下方向に移動可能とし、第１近接センサー６１の上下方向位置を調整することにしても差し支え無い。初期設定を行った後に、ウェルドナット９９９を変更する場合には、下部電極５２及びセンターピン５３を変更するとともに、ノブ５８を回転させて検知ブロック５６の上下方向位置を調整させる。また、ワーク９９８を変更する場合には、ノブ５８を回転させて検知ブロック５６の上下方向位置を調整させる。
【００３０】
（回路の説明）
図８を用いて回路図の説明をする。なお、リレーコイルに電流が印加された時に閉じる接点をＡ接点とし、リレーコイルに電流が印加された時に開く接点をＢ接点とする。
【００３１】
なお、溶接制御部９０の接点９０ａ、９０ｂが直結状態となると、図７に示されるスポット溶接のシーケンスが開始される。また加圧時間が経過しない間に、溶接制御部９０の２つの接点９０ａ、９０ｂの直結状態が解除されると、スポット溶接のシーケンスが途中で終了する。接点９０ａと接点９０ｂ間には、Ａ接点Ｒ３−２及びＢ接点Ｒ４が直列に接続されている。
【００３２】
図８に示されるように、電源電圧（本実施形態では２４Ｖ）と接地電圧（０Ｖ）の間に、複数の要素が並列に接続されている。電源電圧と接地電圧間には、リレーコイルＲ３とフットスイッチ３０１が直列に接続されている（フットスイッチ部）。また、電源電圧と接地電圧間には、リレーコイルＲ１と第１近接センサー６１が直列に接続されている（検知部）。更に、電源電圧と接地電圧間には、リレーコイルＲ２と第１近接センサー６２が直列に接続されている（検知部）。更に、電源電圧と接地電圧間には、タイマーＴ１とＡ接点Ｒ３−１が直列に接続されている（判定開始タイマー部）。更に、電源電圧と接地電圧間には、リレーコイルＲ４、Ａ接点Ｔ１−１、及び、並列に接続されたＢ接点Ｒ１−１、Ｂ接点Ｒ２−１が直列に接続されている。
【００３３】
（セット不良検知の説明）
図６の（Ａ）に示されるように、作業者はワーク９９８を下部電極５２上に載置する。作業者がフットスイッチ３０１を踏むと、リレーコイルＲ３に電流が印加し、Ａ接点Ｒ３−２が閉じる（図８の（１））。すると、接点９０ａ及び接点９０ｂが直結状態となり、溶接制御部９０により、スポット溶接のシーケンスが開始される。また、リレーコイルＲ３に電流が印加すると、Ａ接点Ｒ３−１が閉じ（図８の（２））、タイマーＴ１が作動する。本実施形態では、フィーダー装置３００によりウェルドナット９９９が供給され、ウェルドナット９９９がセンターピン５３にセットされる（図６の（Ｂ））。スポットのシーケンスが開始されると、溶接制御部９０により加圧機構２０が作動し、上部電極３０が降下して、ウェルドナット９９９がワーク９９８に加圧される（図６の（Ｃ））。
【００３４】
タイマーＴ１の設定時間（例えば０．４秒）が経過すると（図６の（Ｄ））、タイマーＴ１により、Ａ接点Ｔ１−１が閉じる（図８の（３））。この際に、第１センサー６１及び第２センサー６２の両方が検知ブロック５６を検知している場合には、リレーコイルＲ１及びリレーコイルＲ２に電流が印加され、Ｂ接点Ｒ１−１及びＢ接点Ｒ２−１が開き（図８の（４）、（５））、リレーコイルＲ４に電流が印加されないので、Ｂ接点Ｒ４が開くこと無く、溶接制御部９０の接点９０ａ及び接点９０ｂの直結状態が維持され、スポット溶接のシーケンスが進行する（図６の（Ｅ）、（Ｆ））。
【００３５】
一方で、ワーク９９８及びウェルドナット９９９の少なくともいずれか一方が正常にセットされていない場合には、第１センサー６１及び第２センサー６２の一方が検知ブロック５６を検知しないので、Ｂ接点Ｒ１−１及びＢ接点Ｒ２−１の一方の閉じた状態が維持され、リレーコイルＲ４に電流が印加されて、Ｂ接点Ｒ４が開き（図８の（６））、溶接制御部９０の接点９０ａ及び接点９０ｂの直結状態が解除され、スポット溶接のシーケンスが中止される（図６の（Ｇ）、（Ｈ））。
【００３６】
図７に示されるように、タイマーＴ１の設定時間（判定開始時間）は、降下時間よりも長く、降下時間と加圧時間の合計よりも短い時間に設定されている。
【００３７】
（セット不良となる場合の説明）
図９を用いて、セット不良となる場合について説明する。なお、図９の（Ａ）は、正常にワーク９９８及びウェルドナット９９９がセットされている状態であり、この場合には、加圧時に検知ブロック５６が正規寸法ａだけ降下し、図５の（Ｂ）に示されるように、第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２の両方で検知ブロック５６が検知され、スポット溶接のシーケンスが進行する。
【００３８】
図９の（Ｂ）に示されるように、ウェルドナット９９９が正規のサイズよりも大きい場合には、ウェルドナット９９９のネジ穴９９９ｂ内に、センターピン５３の軸部５３ｂが挿通してしまうため、加圧時にセンターピン５３が正規寸法ａに不足して降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａに不足して降下し、第２近接センサー６２が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００３９】
図９の（Ｃ）に示されるように、ウェルドナット９９９が正規のサイズよりも小さい場合には、ウェルドナット９９９のネジ穴９９９ｂ内に、センターピン５３のネジ穴挿通部５３ｄが挿通することなく、加圧時にセンターピン５３が正規寸法ａよりも余分に降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａよりも余分に降下し、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４０】
図９の（Ｄ）に示されるように、ウェルドナット９９９が裏側にセットされた場合には、加圧時にプロジェクション９９９ａの高さ分だけセンターピン５３が正規寸法ａよりも余分に降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａよりも余分に降下し、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４１】
図９の（Ｅ）に示されるように、ワーク９９８が無い場合には、加圧時にワーク９９８の厚さ分だけセンターピン５３が正規寸法ａよりも余分に降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａよりも余分に降下し、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４２】
図９の（Ｆ）に示されるように、ウェルドナット９９９が無い場合には、センターピン５３が上部電極３０のセンターピン侵入穴３０ａ内に侵入して、加圧時にセンターピン５３が下側に押し込まれない。このため、検知ブロック５６が降下することなく、第２近接センサー６２が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４３】
図９の（Ｇ）に示されるように、ワーク９９８が２枚以上重ねられてセットされた場合には、加圧時に余分に重ねられたワーク９９８の厚さ分だけセンターピン５３が正規寸法ａに不足して降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａに不足して降下し、第２近接センサー６２が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４４】
図９の（Ｈ）に示されるように、ワーク９９８がセンターピン５３に対して水平方向ズレてセットされた場合には、センターピン５３の軸部５３ｂがワーク９９８のセット穴９９８ａに挿通できずに、加圧時にワーク９９８がセンターピン５３を下側に押し込んでしまい、センターピン５３が正規寸法ａよりも余分に降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａよりも余分に降下し、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４５】
図９の（Ｉ）に示されるように、加圧時にウェルドナット９９９がセンタリングされず、ウェルドナット９９９がセンターピン５３に対して水平方向ズレた場合には、加圧時にウェルドナット９９９がセンタリングされなかった分だけセンターピン５３が下側に余分に押し込まれるので、センターピン５３が正規寸法ａよりも余分に降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａよりも余分に降下し、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４６】
従来では、ナット芯ズレが発生し、ウェルドナット９９９がセンタリングされなかった分だけセンターピン５３が押し込まれる僅かな違いを検知することができなかった。しかし、本発明では、前述したように、検知ブロック５６が正規寸法ａに不足して或いは正規寸法ａよりも余分に降下した場合には第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２の一方が、検知ブロック５６を検知すること無く、スポット溶接のシーケンスが中止され、確実に溶接不良が防止される。
【００４７】
図９の（Ｊ）に示されるように、プロジェクション９９９ａがつぶれている場合、若しくは、加圧時にプロジェクション９９９ａがつぶれた場合には、プロジェクション９９９ａのつぶれ分だけセンターピン５３が下側に余分に押し込まれ、センターピン５３が正規寸法ａよりも余分に降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａよりも余分に降下し、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４８】
このように、本発明では、正常にワーク９９８及びウェルドナット９９９がセットされた場合において、第１近接センサー６１を検知ブロック５６が検知される上限に配置し、第２近接センサー６２を検知ブロック５６が検知される下限に配置したので、精度高くセット不良を検知することが可能となり、溶接不良を確実に防止することが可能となった。
【００４９】
（ウェルドボルト溶接用の下部電極装置の説明）
図１０を用いて、ウェルドボルト溶接用の下部電極装置９０について、ウェルドナットをスポット溶接する下部電極装置５０と異なる点について説明する。図１０に示されるように、ストレートホルダー５１の上端には、ウェルドボルト溶接用の下部電極９１が取り付けられている。図１０に示されるように、下部電極９１の中心には、挿通穴９１ａが連通形成されている。挿通穴９１ａ内には、円筒形状の絶縁部材９２が配設されている。この絶縁部材９２は、ベークライト、ＫＣＦ、セラミックス等の絶縁体でできている。絶縁部材９２は、スポット溶接時に、ウェルドボルト９９７のネジ部９９７ａを保護するためのものである。
【００５０】
図１０に示されるように、シャフト５４の上端には、保持部材９３が配設されている。保持部材９３の先端には、円錐形状に凹陥したセンタリング凹部９３ａが形成されている。
【００５１】
次に、ウェルドボルト９９７のスポット溶接について説明し、併せて、セット不良検知について説明する。図１０に示されるように、ネジ挿通穴９９８ａが形成されたワーク９９８を、ネジ挿通穴９９８ａを絶縁部材９２の開口部に合わせて下部電極９１上に載置する。次に、ウェルドボルト９９７のネジ部９９７を、絶縁部材９２（挿通孔９１ａ）内に挿通させると、ウェルドボルト９９７のネジ部９９７ａの先端が、保持部材９３のボルト保持部９３ｂで保持され、ウェルドボルト９９７の頭部９９７ｂに形成されたプロジェクション９９７ｂとワーク９９８上面とが、正規寸法ｂだけ離間する。
【００５２】
ウェルドボルト９９７の頭部９９７ａが上部電極３０で押圧されると、保持部材９３が正規寸法ｂだけ降下する。ウェルドナットの実施形態と同様に、正常にワーク９９８及びウェルドボルト９９７がセットされた場合において、第１近接センサー６１を検知ブロック５６が検知される上限に配置し、第２近接センサー６２を検知ブロック５６が検知される下限に配置している。このため、検知ブロック５６が少しでも正規寸法ｂに不足して或いは正規寸法ｂよりも余分に降下した場合には第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２の一方が、検知ブロック５６を検知すること無く、スポット溶接のシーケンスが中止され、確実に溶接不良が防止される。
【００５３】
ウェルドナットの実施形態と同様に、本実施形態でも、ウェルドボルト９９７のサイズが違う場合、ワーク９９８がセットされていない場合、ウェルドボルト９９７がセットされていない場合、ウェルドボルト９９７のプロジェクション９９７ｃがつぶれている場合には、加圧時の、保持部材９３（検知ブロック５６）の降下量が、前述した正規寸法ｂと異なるので、セット不良が検出される。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 本体
２０ 加圧機構
２０ａ シリンダー
３０ 上部電極
５０ 下部電極装置
５１ ストレートホルダー
５２ 下部電極
５２ａ センターピン挿通穴
５３ センターピン（保持部材）
５３ａ フランジ部
５３ｂ 軸部
５３ｃ ナット保持部
５３ｄ ネジ穴挿通部
５３ｅ 導入部
５３ｆ 当接部
５４ シャフト
５５ ケース
５６ 検知ブロック
５７ コイルスプリング
５８ ノブ
５８ａ 係合溝
５９ ボールプランジャー
６１ 第１近接センサー
６１ａ 検知部
６２ 第２近接センサー
６２ａ 検知部
１００ スポット溶接機
２００ 制御部
３００ フィーダー装置
３０１ フットペダル
９９９ ウェルドナット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット溶接機でワークにウェルドナットやウェルドボルトをスポット溶接する際に、ワーク、ウェルドナット、ウェルドボルトのセット不良を検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークにウェルドナットをスポット溶接するには、センターピンが突出した下部電極上にワークを載置し、ウェルドナットをセンターピンにセットした後に、上部電極によりウェルドナットがワークに加圧された状態で上部電極と下部電極間に通電させることにより行われる。このようなスポット溶接は、スポット溶接機のシーケンス制御により自動的に行われる。なお、ウェルドナットは、ナットフィーダにより連続的・自動的に供給されるのが一般的である。
【０００３】
ナットフィーダ内に規定サイズ以外のナット（以下規定外ナットと略す）が混入している場合であっても、前記シーケンス制御により、前記規定外ナットがワークに溶接されてしまい、不良品を生産してしまうという問題があった。更に、当該不良品が下工程に流通してしまうと、規定外ナットにはボルトを螺合させることができないので、製品を組み付けることができず、半製品の全てを廃棄しなければならず、損害が大きくなってしまうという問題があった。
【０００４】
ウェルドナットの下面には、溶接電流を集中させて、確実にウェルドナットをワークに溶接させるためのプロジェクションが設けられている。ウェルドナットが裏向きにセットされた場合には、溶接電流が集中しないので、ナットとワークの溶融が不十分となり、ウェルドナットがワークから剥がれ落ちてしまうという問題があった。上記問題以外に、ナットが無い状態でスポット溶接機を作動させてしまう問題や、ワークが２枚重なった状態でスポット溶接機を作動させてしまうという問題があり、いずれの場合にも溶接不良となってしまう。
【０００５】
そこで、前述したようなウェルドナットのセット不良を検知するために、特許文献１に示されるようなセット不良検知機能付のスポット溶接機が提案されている。この特許文献１に示されるスポット溶接機は、センターピンに接続されるシャフトの下端に被検知体が取り付けられ、この被検知体と対向する位置に近接センサーが取り付けられている。そして、前記近接センサーにより被検知体の近接を検知することにより、センターピンの降下位置を検知し、当該降下位置が規定の範囲外にある場合に、ワークやウェルドナットのセット不良が検知される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２９５１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示されるようなスポット溶接機では、センターピンの降下位置を単一の近接センサーで検知していることから、センターピンの正確な位置を検知することができず、実際には、セット不良であっても正常と判断され、逆に正常であってもセット不良と判断されることが頻発していた。また、ワークやウェルドボルトのセット不良も問題となっていた。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決し、セット不良を確実に検知することができるセット不良検知機能付下部電極装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、
円筒形状のストレートホルダーと、
前記ストレートホルダーの上端に取り付けられた下部電極と、
前記ストレートホルダー内に配設されたシャフトと、
前記シャフトの上端に配設され、ウェルドナット又はウェルドボルトを保持する保持部材と、
前記シャフトに取り付けられた検知ブロックと、
前記検知ブロックを検知する第１近接センサー及び第２近接センサーを有し、
加圧時において、前記第１近接センサーは前記検知ブロックが検知される上限に配置され、前記第２近接センサーは前記検知ブロックが検知される下限に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、加圧時において、第１近接センサーを検知ブロックが検知される上限に配置し、第２近接センサーを検知ブロックが検知される下限に配置したので、検知ブロックが正規寸法に不足して或いは正規寸法よりも余分に降下した場合に、第１近接センサー及び第２近接センサーの一方が検知ブロックを検知することなく、セット不良が検出される。このため、セット不良を確実に検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】スポット溶接システムの全体図である。
【図２】下部電極装置の全体図である。
【図３】センターピン及びウェルドナットの説明図である。
【図４】ウェルドナットがセンターピンに正常にセットされた状態を表した説明図である。
【図５】検知ブロックと第１近接センサー及び第２近接センサーとの位置関係を表した説明図である。
【図６】セット不良検知のフロー図である。
【図７】スポット溶接時の上部電極位置と経過時間との関係を表したグラフである。
【図８】セット不良検知機能付下部電極装置の回路図である。
【図９】セット不良となる例の説明図である。
【図１０】ウェルドボルトスポット用の下部電極装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（スポット溶接機の説明）
以下に図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態を示す。図１に示されるように、スポット溶接機１００は、本体１０、加圧機構２０、上部電極３０、下部電極装置５０から構成されている。スポット溶接機１００には制御部２００が取り付けられている。加圧機構２０は、本体１０の上部に取り付けられている。加圧機構２０は、上下方向に摺動するシリンダー２０ａを有している。加圧機構２０には、電動式及びエア式の両方が含まれる。加圧機構２０には上部電極３０が取り付けられている。上部電極３０は円柱形状であり、図４の（Ｂ）に示されるように、上部電極３０の下端には、センターピン侵入穴３０ａが上下方向に形成されている。加圧時にはセンターピン５３の先端がセンターピン侵入穴３０ａに侵入する。
【００１３】
加圧機構２０は、溶接制御部９０（図８に示す）によりシーケンス制御され、フットスイッチ３０１が踏まれた状態が維持されると（フットスイッチ３０１のＯＮ状態が維持されると）、上部電極３０は、図７に示されるスポット溶接のシーケンスに従って上下方向に移動する。なお、フットスイッチ３０１が踏まれた後で通電が開始しない間にフットスイッチ３０１が離されると、スポット溶接が中止される。なお、フットスイッチ３０１の代わりに、押しボタン式等のスイッチを用いても差し支え無い。
【００１４】
３００はスポット溶接機１００の側方に設置されたフィーダー装置であり、フットスイッチ３０１が踏まれると、ウェルドナット９９９が下部電極装置５０に供給され、図４の（Ａ）に示されるように、ウェルドナット９９９がセンターピン５３にセットされる。
【００１５】
（下部電極装置の説明）
下部電極装置５０（ストレートホルダー５１）は、本体１０から延出するアーム１１に取り付けられ、上部電極２０の下側に対向して配設されている。
【００１６】
図２を用いて、下部電極装置５０の説明をする。図２に示されるように、下部電極装置５０は、ストレートホルダー５１、下部電極５２、センターピン５３、シャフト５４、ケース５５、検知ブロック５６、ボールプランジャー５９、ノブ５８を有している。ストレートホルダー５１は円柱形状である。下部電極５２はストレートホルダー５１の上端に取り付けられている。下部電極５２は扁平円柱形状であり、その中央にセンターピン挿通穴５２ａが形成されている。ストレートホルダー５１及び下部電極５２は、クロム銅やベリリウム銅等の強靱で電気伝導率が良好な銅合金で構成されている。ストレートホルダー５１内にはシャフト５４が上下方向摺動可能に配設されている。
【００１７】
シャフト５４の上端には、センターピン５３（特許請求の範囲における「保持部材」）が載置されて配設されている。センターピン５３は、セラミックスやＫＣＦ（ステンレス系の金属で、その表面に酸化アルミニウム等のセラミックスによる絶縁被膜処理を施したもの）等の絶縁物で構成されている。図３の（Ａ）に示されるように、センターピン５３は、下側から上側に、フランジ部５３ａ、当接部５３ｆ、軸部５３ｂ、ナット保持部５３ｃ、ネジ穴挿通部５３ｄ、導入部５３ｅとなっていて、これらが同軸一体に形成されている。
【００１８】
センターピン５３は、下部電極５２のセンターピン挿通穴５２ａ内に挿通された状態で上下方向摺動自在に配設されている。ナット保持部５３ｃ、ネジ穴挿通部５３ｄ、及び、導入部５３ｅが、下部電極５２の上面から突出している。ナット保持部５３ｃは、上方に向かって徐々に外径が小さくなっている。ネジ穴挿通部５３ｄは円柱形状である。
【００１９】
図２に示されるように、ストレートホルダー５１の下端には、箱形のケース５５が取り付けられている。シャフト５４は、ケース５５内に挿通し、ケース５５の下端から突出している。検知ブロック５６は、ブロック状の金属である。検知ブロック５６には、上下方向に連通するネジ穴５６ａが形成されている。シャフト５４の下部には、ネジ山５４ａが形成されている。シャフト５４の下部が、検知ブロック５６のネジ穴５６ａを貫通し、ネジ穴５６ａとネジ山５４ａが螺合して、検知ブロック５６がシャフト５４の下部に取り付けられている。
【００２０】
検知ブロック５６の下側のシャフト５４にはコイルスプリング５７が取り付けられている。コイルスプリング５７の上端は検知ブロック５６と当接し、コイルスプリング５７の下端はケース５５と当接し、シャフト５４が上方に付勢されている。
【００２１】
ケース５５の下部には、挿通穴５５ａが形成されている。シャフト５４の下端には、ノブ５８が取り付けられている。ノブ５８を回転させると、検知ブロック５６が上下方向に移動する。ノブ５８には、縦方向に係合溝５８ａが形成されている。ケース５５の下端には、ノブ５８の係合溝５８ａと係合するボールプランジャー５９が取り付けられている。このように、係合溝５８ａとボールプランジャー５９が係合しているので、ノブ５８が不用意に回転しないようになっている。
【００２２】
図２に示されるように、ケース５５には、検知ブロック５６の近接を検知する第１近接センサー６１、第２近接センサー６２が取り付けられている。本実施形態では、第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２は、高周波磁界により金属の近接を検知するセンサーである。第１近接センサー６１及び第２近接センサーは、静電容量型、超音波型、電磁波型、赤外線型の近接センサーであっても差し支え無い。
【００２３】
第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２の先端の検知部６１ａ、６２ａは、検知ブロック５６と対向するように、ケース５５内に露出している。本実施形態では、第１近接センサー６１はブラケット６３を介してケース５５に取り付けられ、第２近接センサー６２はブラケット６４を介してケース５５に取り付けられている。なお、ブラケット６４はケース５５に対して上下方向に移動させて取り付けることができ、第２近接センサー６２の上下方向位置を調整することができる。
【００２４】
（ワークとウェルドナットのセット状態の説明）
ネジ穴挿通部５３ｄの外径は、ウェルドナット９９９のネジ穴９９９ｂの内径よりも僅かに小さくなっている。導入部５３ｅは、上方に向かって徐々に外径が小さくなっている。図４の（Ａ）に示されるように、プロジェクション９９９ａが下側に向けられ、ネジ穴９９９ｂにネジ穴挿通部５３ｄが挿通されて、ウェルドナット９９９がセンターピン５３にセットされる。この状態では、図４の（Ａ）に示されるように、プロジェクション９９９ａとワーク９９８上面とは、正規寸法ａだけ離間している。ウェルドナット９９９がセンターピン５３にセットされた状態では、ネジ穴９９９ｂの下端は、ナット保持部５３ｃと当接している。ネジ穴９９９の下端が、ナット保持部５３ｃと当接しているので、溶接時には、ウェルドナット９９９が上部電極３０に押圧されて、センターピン５３の軸心にセンタリングされる。ウェルドナット９９９が上部電極３０に押圧されると、センターピン５３、シャフト５４、及び、検知ブロック５６が正規寸法ａだけ降下する。
【００２５】
（本発明のセット不良検知の構造の説明）
図５を用いて本発明のセット不良検知の構造を説明する。図４の（Ａ）に示されるように、ワーク９９８が下部電極５２上に載置され、ウェルドナット９９９がセンターピン５３にセットされ、上部電極３０が下部電極５２に対して離間した加圧前の状態では、図５の（Ａ）に示されるように、第１近接センサー６１の検知部６１ａは検知ブロック５６の上部に対向している。一方で、第２近接センサー６２の検知部６２ａは、検知ブロック５６に対向しておらず、上下方向に関し、検知ブロック５６の下方に位置している。
【００２６】
図４の（Ｂ）に示されるように、上部電極３０が降下した加圧状態では、図５の（ｂ）に示されるように、検知ブロック５６が正規寸法ａ降下する。この状態では、第１近接センサー６１の検知部６１ａは、検知ブロック５６の上端に対向し、第２近接センサー６２の検知部６２ａは、検知ブロック５６の下端に対向している。
【００２７】
加圧時に第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２の両方が検知ブロック５６を検知している場合には、スポット溶接のシーケンスが進行し、加圧状態が維持されたまま上部電極３０と下部電極５２間で通電し、ウェルドナット９９９がワーク９９８に溶接される。一方で、加圧時に第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２の少なくとも一方が検知ブロック５６を検知しない場合には、スポット溶接のシーケンスが中止される。これにより、溶接不良が防止される。
【００２８】
本発明では、正規にワーク９９８及びウェルドナット９９９がセットされた場合において、加圧時に、第１近接センサー６１は検知ブロック５６が検知される上限に位置し、第２近接センサー６２は検知ブロック５６が検知される下限に位置している。これにより、加圧時に、検知ブロック５６が正規寸法ａよりも余分に降下した場合には、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。また、加圧時に、検知ブロック５６が正規寸法ａに不足して降下した場合には、第２近接センサー６２が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。このため、精度高くセット不良を検知することが可能となり、確実に溶接不良が防止される。
【００２９】
なお、第１近接センサー６１を検知ブロック５６が検知される上限に位置させ、第２近接センサー６２を検知ブロック５６が検知される下限に位置させる初期設定を行うには、ブラケット６４の上下方向位置を調整させるとともに、ノブ５８を回転させて検知ブロック５６の上下方向位置を調整させることにより行う。なお、ブラケット６３をケース５５に対して上下方向に移動可能とし、第１近接センサー６１の上下方向位置を調整することにしても差し支え無い。初期設定を行った後に、ウェルドナット９９９を変更する場合には、下部電極５２及びセンターピン５３を変更するとともに、ノブ５８を回転させて検知ブロック５６の上下方向位置を調整させる。また、ワーク９９８を変更する場合には、ノブ５８を回転させて検知ブロック５６の上下方向位置を調整させる。
【００３０】
（回路の説明）
図８を用いて回路図の説明をする。なお、リレーコイルに電流が印加された時に閉じる接点をＡ接点とし、リレーコイルに電流が印加された時に開く接点をＢ接点とする。
【００３１】
なお、溶接制御部９０の接点９０ａ、９０ｂが直結状態となると、図７に示されるスポット溶接のシーケンスが開始される。また加圧時間が経過しない間に、溶接制御部９０の２つの接点９０ａ、９０ｂの直結状態が解除されると、スポット溶接のシーケンスが途中で終了する。接点９０ａと接点９０ｂ間には、Ａ接点Ｒ３−２及びＢ接点Ｒ４が直列に接続されている。
【００３２】
図８に示されるように、電源電圧（本実施形態では２４Ｖ）と接地電圧（０Ｖ）の間に、複数の要素が並列に接続されている。電源電圧と接地電圧間には、リレーコイルＲ３とフットスイッチ３０１が直列に接続されている（フットスイッチ部）。また、電源電圧と接地電圧間には、リレーコイルＲ１と第１近接センサー６１が直列に接続されている（検知部）。更に、電源電圧と接地電圧間には、リレーコイルＲ２と第１近接センサー６２が直列に接続されている（検知部）。更に、電源電圧と接地電圧間には、タイマーＴ１とＡ接点Ｒ３−１が直列に接続されている（判定開始タイマー部）。更に、電源電圧と接地電圧間には、リレーコイルＲ４、Ａ接点Ｔ１−１、及び、並列に接続されたＢ接点Ｒ１−１、Ｂ接点Ｒ２−１が直列に接続されている。
【００３３】
（セット不良検知の説明）
図６の（Ａ）に示されるように、作業者はワーク９９８を下部電極５２上に載置する。作業者がフットスイッチ３０１を踏むと、リレーコイルＲ３に電流が印加し、Ａ接点Ｒ３−２が閉じる（図８の（１））。すると、接点９０ａ及び接点９０ｂが直結状態となり、溶接制御部９０により、スポット溶接のシーケンスが開始される。また、リレーコイルＲ３に電流が印加すると、Ａ接点Ｒ３−１が閉じ（図８の（２））、タイマーＴ１が作動する。本実施形態では、フィーダー装置３００によりウェルドナット９９９が供給され、ウェルドナット９９９がセンターピン５３にセットされる（図６の（Ｂ））。スポットのシーケンスが開始されると、溶接制御部９０により加圧機構２０が作動し、上部電極３０が降下して、ウェルドナット９９９がワーク９９８に加圧される（図６の（Ｃ））。
【００３４】
タイマーＴ１の設定時間（例えば０．４秒）が経過すると（図６の（Ｄ））、タイマーＴ１により、Ａ接点Ｔ１−１が閉じる（図８の（３））。この際に、第１センサー６１及び第２センサー６２の両方が検知ブロック５６を検知している場合には、リレーコイルＲ１及びリレーコイルＲ２に電流が印加され、Ｂ接点Ｒ１−１及びＢ接点Ｒ２−１が開き（図８の（４）、（５））、リレーコイルＲ４に電流が印加されないので、Ｂ接点Ｒ４が開くこと無く、溶接制御部９０の接点９０ａ及び接点９０ｂの直結状態が維持され、スポット溶接のシーケンスが進行する（図６の（Ｅ）、（Ｆ））。
【００３５】
一方で、ワーク９９８及びウェルドナット９９９の少なくともいずれか一方が正常にセットされていない場合には、第１センサー６１及び第２センサー６２の一方が検知ブロック５６を検知しないので、Ｂ接点Ｒ１−１及びＢ接点Ｒ２−１の一方の閉じた状態が維持され、リレーコイルＲ４に電流が印加されて、Ｂ接点Ｒ４が開き（図８の（６））、溶接制御部９０の接点９０ａ及び接点９０ｂの直結状態が解除され、スポット溶接のシーケンスが中止される（図６の（Ｇ）、（Ｈ））。
【００３６】
図７に示されるように、タイマーＴ１の設定時間（判定開始時間）は、降下時間よりも長く、降下時間と加圧時間の合計よりも短い時間に設定されている。
【００３７】
（セット不良となる場合の説明）
図９を用いて、セット不良となる場合について説明する。なお、図９の（Ａ）は、正常にワーク９９８及びウェルドナット９９９がセットされている状態であり、この場合には、加圧時に検知ブロック５６が正規寸法ａだけ降下し、図５の（Ｂ）に示されるように、第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２の両方で検知ブロック５６が検知され、スポット溶接のシーケンスが進行する。
【００３８】
図９の（Ｂ）に示されるように、ウェルドナット９９９が正規のサイズよりも大きい場合には、ウェルドナット９９９のネジ穴９９９ｂ内に、センターピン５３の軸部５３ｂが挿通してしまうため、加圧時にセンターピン５３が正規寸法ａに不足して降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａに不足して降下し、第２近接センサー６２が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００３９】
図９の（Ｃ）に示されるように、ウェルドナット９９９が正規のサイズよりも小さい場合には、ウェルドナット９９９のネジ穴９９９ｂ内に、センターピン５３のネジ穴挿通部５３ｄが挿通することなく、加圧時にセンターピン５３が正規寸法ａよりも余分に降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａよりも余分に降下し、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４０】
図９の（Ｄ）に示されるように、ウェルドナット９９９が裏側にセットされた場合には、加圧時にプロジェクション９９９ａの高さ分だけセンターピン５３が正規寸法ａよりも余分に降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａよりも余分に降下し、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４１】
図９の（Ｅ）に示されるように、ワーク９９８が無い場合には、加圧時にワーク９９８の厚さ分だけセンターピン５３が正規寸法ａよりも余分に降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａよりも余分に降下し、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４２】
図９の（Ｆ）に示されるように、ウェルドナット９９９が無い場合には、センターピン５３が上部電極３０のセンターピン侵入穴３０ａ内に侵入して、加圧時にセンターピン５３が下側に押し込まれない。このため、検知ブロック５６が降下することなく、第２近接センサー６２が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４３】
図９の（Ｇ）に示されるように、ワーク９９８が２枚以上重ねられてセットされた場合には、加圧時に余分に重ねられたワーク９９８の厚さ分だけセンターピン５３が正規寸法ａに不足して降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａに不足して降下し、第２近接センサー６２が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４４】
図９の（Ｈ）に示されるように、ワーク９９８がセンターピン５３に対して水平方向ズレてセットされた場合には、センターピン５３の軸部５３ｂがワーク９９８のセット穴９９８ａに挿通できずに、加圧時にワーク９９８がセンターピン５３を下側に押し込んでしまい、センターピン５３が正規寸法ａよりも余分に降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａよりも余分に降下し、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４５】
図９の（Ｉ）に示されるように、加圧時にウェルドナット９９９がセンタリングされず、ウェルドナット９９９がセンターピン５３に対して水平方向ズレた場合には、加圧時にウェルドナット９９９がセンタリングされなかった分だけセンターピン５３が下側に余分に押し込まれるので、センターピン５３が正規寸法ａよりも余分に降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａよりも余分に降下し、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４６】
従来では、ナット芯ズレが発生し、ウェルドナット９９９がセンタリングされなかった分だけセンターピン５３が押し込まれる僅かな違いを検知することができなかった。しかし、本発明では、前述したように、検知ブロック５６が正規寸法ａに不足して或いは正規寸法ａよりも余分に降下した場合には第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２の一方が、検知ブロック５６を検知すること無く、スポット溶接のシーケンスが中止され、確実に溶接不良が防止される。
【００４７】
図９の（Ｊ）に示されるように、プロジェクション９９９ａがつぶれている場合、若しくは、加圧時にプロジェクション９９９ａがつぶれた場合には、プロジェクション９９９ａのつぶれ分だけセンターピン５３が下側に余分に押し込まれ、センターピン５３が正規寸法ａよりも余分に降下する。このため、検知ブロック５６もまた正規寸法ａよりも余分に降下し、第１近接センサー６１が検知ブロック５６を検知しないので、スポット溶接のシーケンスが中止される。
【００４８】
このように、本発明では、正常にワーク９９８及びウェルドナット９９９がセットされた場合において、第１近接センサー６１を検知ブロック５６が検知される上限に配置し、第２近接センサー６２を検知ブロック５６が検知される下限に配置したので、精度高くセット不良を検知することが可能となり、溶接不良を確実に防止することが可能となった。
【００４９】
（ウェルドボルト溶接用の下部電極装置の説明）
図１０を用いて、ウェルドボルト溶接用の下部電極装置９０について、ウェルドナットをスポット溶接する下部電極装置５０と異なる点について説明する。図１０に示されるように、ストレートホルダー５１の上端には、ウェルドボルト溶接用の下部電極９１が取り付けられている。図１０に示されるように、下部電極９１の中心には、挿通穴９１ａが連通形成されている。挿通穴９１ａ内には、円筒形状の絶縁部材９２が配設されている。この絶縁部材９２は、ベークライト、ＫＣＦ、セラミックス等の絶縁体でできている。絶縁部材９２は、スポット溶接時に、ウェルドボルト９９７のネジ部９９７ａを保護するためのものである。
【００５０】
図１０に示されるように、シャフト５４の上端には、保持部材９３が配設されている。保持部材９３の先端には、円錐形状に凹陥したセンタリング凹部９３ａが形成されている。
【００５１】
次に、ウェルドボルト９９７のスポット溶接について説明し、併せて、セット不良検知について説明する。図１０に示されるように、ネジ挿通穴９９８ａが形成されたワーク９９８を、ネジ挿通穴９９８ａを絶縁部材９２の開口部に合わせて下部電極９１上に載置する。次に、ウェルドボルト９９７のネジ部９９７を、絶縁部材９２（挿通孔９１ａ）内に挿通させると、ウェルドボルト９９７のネジ部９９７ａの先端が、保持部材９３のボルト保持部９３ｂで保持され、ウェルドボルト９９７の頭部９９７ｂに形成されたプロジェクション９９７ｂとワーク９９８上面とが、正規寸法ｂだけ離間する。
【００５２】
ウェルドボルト９９７の頭部９９７ａが上部電極３０で押圧されると、保持部材９３が正規寸法ｂだけ降下する。ウェルドナットの実施形態と同様に、正常にワーク９９８及びウェルドボルト９９７がセットされた場合において、第１近接センサー６１を検知ブロック５６が検知される上限に配置し、第２近接センサー６２を検知ブロック５６が検知される下限に配置している。このため、検知ブロック５６が少しでも正規寸法ｂに不足して或いは正規寸法ｂよりも余分に降下した場合には第１近接センサー６１及び第２近接センサー６２の一方が、検知ブロック５６を検知すること無く、スポット溶接のシーケンスが中止され、確実に溶接不良が防止される。
【００５３】
ウェルドナットの実施形態と同様に、本実施形態でも、ウェルドボルト９９７のサイズが違う場合、ワーク９９８がセットされていない場合、ウェルドボルト９９７がセットされていない場合、ウェルドボルト９９７のプロジェクション９９７ｃがつぶれている場合には、加圧時の、保持部材９３（検知ブロック５６）の降下量が、前述した正規寸法ｂと異なるので、セット不良が検出される。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 本体
２０ 加圧機構
２０ａ シリンダー
３０ 上部電極
５０ 下部電極装置
５１ ストレートホルダー
５２ 下部電極
５２ａ センターピン挿通穴
５３ センターピン（保持部材）
５３ａ フランジ部
５３ｂ 軸部
５３ｃ ナット保持部
５３ｄ ネジ穴挿通部
５３ｅ 導入部
５３ｆ 当接部
５４ シャフト
５５ ケース
５６ 検知ブロック
５７ コイルスプリング
５８ ノブ
５８ａ 係合溝
５９ ボールプランジャー
６１ 第１近接センサー
６１ａ 検知部
６２ 第２近接センサー
６２ａ 検知部
１００ スポット溶接機
２００ 制御部
３００ フィーダー装置
３０１ フットペダル
９９９ ウェルドナット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状のストレートホルダーと、
前記ストレートホルダーの上端に取り付けられた下部電極と、
前記ストレートホルダー内に配設されたシャフトと、
前記シャフトの上端に配設され、ウェルドナット又はウェルドボルトを保持する保持部材と、
前記シャフトに取り付けられた検知ブロックと、
前記検知ブロックを検知する第１近接センサー及び第２近接センサーを有し、
加圧時において、前記第１近接センサーは前記検知ブロックが検知される上限に配置され、前記第２近接センサーは前記検知ブロックが検知される下限に配置されていることを特徴とするセット不良検知機能付下部電極装置。
【請求項１】
円筒形状のストレートホルダーと、
前記ストレートホルダーの上端に取り付けられた下部電極と、
前記ストレートホルダー内に配設されたシャフトと、
前記シャフトの上端に配設され、ウェルドナット又はウェルドボルトを保持する保持部材と、
前記シャフトに取り付けられた検知ブロックと、
前記検知ブロックを検知する第１近接センサー及び第２近接センサーを有し、
加圧時において、前記第１近接センサーは前記検知ブロックが検知される上限に配置され、前記第２近接センサーは前記検知ブロックが検知される下限に配置されていることを特徴とするセット不良検知機能付下部電極装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−６１９２（Ｐ２０１３−６１９２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３９６９５（Ｐ２０１１−１３９６９５）
【出願日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（３９２０１４７６０）新光機器株式会社 (50)
【出願人】（５０６３３２９３７）株式会社フィーダシステム (10)
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（３９２０１４７６０）新光機器株式会社 (50)
【出願人】（５０６３３２９３７）株式会社フィーダシステム (10)
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