JP2005066682A

JP2005066682A - 電極チップ脱却治具及びこれを使用した電極チップ脱却方法

Info

Publication number: JP2005066682A
Application number: JP2003303098A
Authority: JP
Inventors: Shinko Sakamoto; 真弘阪本
Original assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Current assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】電極チップを簡単に交換できる電極チップ脱却治具を得る。
【解決手段】電極チップ１０１とシャンク１０２との間の隙間ｄに両側から挿入される一対の楔状鍔部８，１０が平行に形成された脱却部材１を設ける。シャンク１０２の軸方向と直交する第１支点軸１４，１６を脱却部材１に立設すると共に、第１支点軸１４，１６は楔状鍔部８，１０が隙間ｄに嵌合したときにシャンク１０２の近傍に立設され、第１支点軸１４，１６から離れた第２支点軸１８を脱却部材１に立設する。第１支点軸１４，１６が移動可能に挿入される水平溝２４，２６と第２支点軸１８が移動可能に挿入される傾斜溝２８，３０とを案内部材２０，２２に設ける。第１支点軸１４，１６が水平溝２４，２６内を相対的に移動し、第２支点軸１８が傾斜溝２８，３０内を相対的に移動して、脱却部材１を第１支点軸１４，１６の廻りに揺動させ、電極チップ１０１を取り外す。
【選択図】図６

Description

本発明は、シャンクから電極チップを取り外す電極チップ脱却治具及びこれを使用した電極チップ脱却方法に関する。

従来より、自動車部品の製造ライン等では、抵抗溶接によるスポット溶接が行われており、スポット溶接には、例えば、特許文献１にあるような溶接ガンが用いられている。溶接ガンは、上下一対の電極チップの間に溶接箇所を挟み込んで行われる。

図９に示すように、電極チップ１０１は、溶接ガンのシャンク１０２に取り付けられる。電極チップ１０１には、テーパ穴１０４が形成されると共に、シャンク１０２にはテーパ軸部１０６が形成されて、テーパ軸部１０６をテーパ穴１０４に挿入することにより、電極チップ１０１がシャンク１０２に取り付けられる。

テーパ軸部１０６とテーパ穴１０４とのテーパ比は１／２０程度であり、溶接箇所を挟み込む際には、シリンダにより大きな力で、かつ、衝撃を伴って挟み込むので、電極チップ１０１はシャンク１０２に強固に嵌り込んでいる。電極チップ１０１は溶接を繰り返すことにより損耗し、交換が必要になる。交換の際には、作業者が電極チップ１０１の端面１０８とシャンク１０２の段部１１０との間の隙間ｄに、楔状の治具をハンマー等によりたたき込んで、電極チップ１０１を取り外している。シャンク１０２の軸方向に電極チップ１０１を抜かないと、テーパ軸部１０６から電極チップ１０１が外れない。
特開平７−２１４３３２

しかしながら、こうした従来のものでは、電極チップ１０１を交換するために、製造ラインの運転を停止し、製造ラインを囲んでいる安全柵を開いて、ライン内に作業者が入り込んで、治具やハンマーを用いて、強固に嵌り込んでいる電極チップ１０１を、シャンク１０２を破損したりすることなく、注意しながら取り外しているので、作業が煩わしく、交換に時間がかかるという問題があった。

本発明の課題は、電極チップを簡単に交換できる電極チップ脱却治具及びこれを使用した電極チップ脱却方法を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
電極チップとシャンクとの間の隙間に両側から挿入される一対の楔状鍔部が平行に形成された脱却部材を備え、
前記シャンクの軸方向と直交する第１支点軸を前記脱却部材に立設すると共に、前記第１支点軸は前記楔状鍔部が前記隙間に嵌合したときに前記シャンクの近傍に立設され、かつ、前記第１支点軸から離れた第２支点軸を前記脱却部材に立設し、
また、前記第１支点軸が移動可能に挿入される水平溝と前記第２支点軸が移動可能に挿入される傾斜溝とを案内部材に設け、
前記第１支点軸が前記水平溝内を相対的に移動すると共に、前記第２支点軸が前記傾斜溝内を相対的に移動して、前記脱却部材を前記第１支点軸の廻りに揺動させ、前記電極チップを前記シャンクから取り外すことを特徴とする電極チップ脱却治具がそれである。また、前記脱却部材は付勢部材により付勢されていてもよい。あるいは、前記脱却部材に形成したＵ字状溝に前記一対の楔状鍔部を形成してもよい。

また、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電極チップ脱却治具を固定し、
溶接ガンを取り付けたロボットにより前記溶接ガンを移動して、前記電極チップと前記シャンクとの間の前記隙間に前記一対の楔状鍔部を挿入して嵌合させ、前記シャンクを介して前記脱却部材を移動して、前記脱却部材を前記第１支点軸の廻りに揺動させ、前記電極チップを前記シャンクから取り外すことを特徴とする電極チップ脱却方法がそれである。

更に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電極チップ脱却治具をロボットに取り付け、
該ロボットにより前記電極チップ脱却治具を移動して、前記電極チップと前記シャンクとの間の前記隙間に前記一対の楔状鍔部を挿入して嵌合させ、前記脱却部材を前記第１支点軸の廻りに揺動させ、前記電極チップを前記シャンクから取り外すことを特徴とする電極チップ脱却方法がそれである。

前述したように本発明の電極チップ脱却治具は、簡単に電極チップを取り外すことができる。また、この電極チップ脱却治具を用いて、ロボットにより溶接ガンあるいは電極チップ脱却治具を移動することにより、特別の駆動源を用いることなく、簡単に電極チップを取り外すことができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４に示すように、電極チップ脱却治具Ｊは板状の脱却部材１を備え、脱却部材１には板厚方向に貫通したＵ字状の溝２が形成されている。溝２は、脱却部材１の長手方向に一方が先端側に開口して形成されている。溝２の幅は、図９に示すシャンク１０２のテーパ軸部１０６の最大外径Ｄよりも少し大きく形成されている。また、溝２の開口側は先端に向かって広がるように形成されている。

脱却部材１のＵ字状の溝２を含み、Ｕ字状の溝２よりも大きな矩形の窪み４，６が脱却部材１の上下両側に形成されて、一対の楔状鍔部８，１０が最大外径Ｄよりも少し大きな間隔で平行に形成されている。窪み４，６の幅は電極チップ１０１やシャンク１０２の外径よりも大きく形成されて、窪み４，６に電極チップ１０１やシャンク１０２を挿入できるように構成されている。

一対の楔状鍔部８，１０は一方の窪み４の底面側が水平面８ａ（一方の楔状鍔部８のみ図示する）として形成され、他方の窪み６の上面側が傾斜面８ｂ（一方の楔状鍔部８のみ図示する）として形成されている。水平面８ａと傾斜面８ｂとにより楔状鍔部８，１０が先端側の厚さが薄く、Ｕ字状の溝２の内側に向かって厚さが厚くなる楔状に形成されている。

楔状鍔部８，１０の先端側は、図９に示す、電極チップ１０１の端面１０８とシャンク１０２の段部１１０との間の隙間ｄよりも小さく、容易にこの隙間ｄに挿入できる厚さに形成されている。また、Ｕ字状の溝２の内側では、楔状鍔部８，１０の幅は、隙間ｄよりも十分に大きく形成されている。尚、楔状鍔部８，１０の水平面８ａから脱却部材１の上面に向かって傾斜面１２が形成されている。

脱却部材１の幅方向両側には、一対の第１支点軸１４，１６がシャンク１０２の軸方向と直交すると共に楔状鍔部８，１０と直交して立設されている。また、第１支点軸１４，１６から離れて、脱却部材１をその幅方向に貫通する第２支点軸１８が立設されている。一対の第１支点軸１４，１６は、楔状鍔部８，１０の水平面８ａと傾斜面８ｂとの間隔が、電極チップ１０１の端面１０８とシャンク１０２の段部１１０との間の隙間ｄと等しくなる近傍に立設されている。

脱却部材１の幅方向両側には、板状の案内部材２０，２２が脱却部材１と直交し、脱却部材１を挟むように、配置されている。両案内部材２０，２２には、それぞれ水平溝２４，２６と傾斜溝２８，３０とが形成されている。水平溝２４，２６には第１支点軸１４，１６がブッシュ３２，３４を介して移動可能に挿入されている。傾斜溝２８，３０には第２支点軸１８の両端がそれぞれブッシュ３６，３８を介して移動可能に挿入されている。

本実施形態では、水平溝２４，２６は、楔状鍔部８，１０と平行に、Ｕ字状の溝２の開口側から底側に向かって、水平に形成されて、底側で傾斜溝２８，３０の上側端と繋がれている。傾斜溝２８，３０は、水平溝２４，２６の下側方向に向かって傾斜して形成されている。傾斜溝２８，３０の下側端に連続して別の水平溝３１（一方のみ図示する）が形成されている。

第１支点軸１４，１６の外側端には、それぞれワッシャ４０，４２が装着されると共に、ナット４４，４６が螺入されて、ワッシャ４０，４２が固定されている。第２支点軸１８の両端にも、それぞれワッシャ４８，５０が装着されると共に、ナット５２，５４が螺入されて、ワッシャ４８，５０が固定されている。

案内部材２０，２２には、ボルト５４，５６が螺入されて立設されており、また、第２支点軸１８の両端にもボルト５８，６０が螺入されて立設されている。両ボルト５４，５６，５８，６０間にはコイルスプリングを用いた付勢部材６２，６４が張設されている。付勢部材６２，６４の付勢力により、第１支点軸１４，１６が水平溝２４，２６の端に突き当たって停止した状態となり、そのとき、第２支点軸１８は水平溝２４，２６の端で傾斜溝２８，３０の上側端にあり、脱却部材１を水平に保持するように構成されている。

本実施形態では、図５に示すように、電極チップ脱却治具Ｊは、固定台６６に固定して取り付けられており、溶接ガン６８がロボット７０のアーム先端に取り付けられている。ロボット７０は極座標系の関節型のもので、溶接ガン６８を移動して、所定の溶接箇所を溶接することができる。

次に、前述した本実施形態の電極チップ脱却治具Ｊの作動について、その使用方法と共に説明する。
電極チップ１０１が損耗して交換の必要が生じたときには、ロボット７０により溶接ガン６８を電極チップ脱却治具Ｊに向かって移動する。例えば、溶接ガン６８の上側の電極チップ１０１を取り外すときには、上側の電極チップ１０１とシャンク１０２との間の隙間ｄに、楔状鍔部８，１０が挿入されるように、溶接ガン６８を移動する。隙間ｄに楔状鍔部８，１０が挿入されて、電極チップ１０１の端面１０８とシャンク１０２の段部１１０とに楔状鍔部８，１０の水平面８ａ及び傾斜面８ｂが接触すると、脱却部材１が溶接ガン６８に押されて付勢部材６２，６４の付勢力に抗して移動される。

脱却部材１は、第１支点軸１４，１６により水平溝２４，２６に沿って移動されると共に、第２支点軸１８により傾斜溝２８，３０に沿って移動される。脱却部材１は、第１支点軸１４，１６を中心にして、第２支点軸１８が押し下げられて、第１支点軸１４，１６の廻りに揺動される。

これにより、図６に示すように、楔状鍔部８，１０が第１支点軸１４，１６の廻りに揺動して、隙間ｄを押し広げるようにこじる。第１支点軸１４，１６を支点として、第２支点軸１８を傾斜溝２８，３０に沿って移動するので、梃子の原理により、大きな力で電極チップ１０１がこじられる。よって、電極チップ１０１がシャンク１０２のテーパ軸部１０６から引き抜かれて、電極チップ１０１が取り外される。

溶接ガン６８の下側のの電極チップ１０１をシャンク１０２から取り外す場合も、同様にして、隙間ｄに楔状鍔部８，１０を挿入して、電極チップ１０１を取り外す。その際、楔状鍔部８，１０の水平面８ａが電極チップ１０１側になり、傾斜面８ｂがシャンク１０２側となるが、同様に取り外すことができる。

また、電極チップ１０１を取り外した後、新たな電極チップ１０１を取り付ける際には、図６に示すように、保持部材７２に複数の上下電極チップ１０１を保持して、溶接ガン６８をロボット７０により移動して、シャンク１０２のテーパ軸部１０６に電極チップ１０１を挿入し、次に、上側のシャンク１０２を介して加圧して、電極チップ１０１を挿入する。これにより、ロボット７０により電極チップ１０１を自動的に装着できる。

また、前述した実施形態では、電極チップ脱却治具Ｊを固定台６６に固定し、溶接ガン６８をロボット７０に取り付けた場合を例としたが、図８に示すように、溶接機７４が固定されている場合には、電極チップ脱却治具Ｊをロボット７０のアーム前端に取り付け、電極チップ脱却治具Ｊを溶接機７４に向かって移動して、電極チップ１０１を取り外すようにしても同様に実施可能である。

このように、電極チップ脱却治具Ｊを固定して配置してもよく、あるいは、電極チップ脱却治具Ｊを移動してもよく、電極チップ１０１やシャンク１０２と電極チップ脱却治具Ｊとの間に相対的な移動を生じさせれば、電極チップ１０１と取り外すことができる。更に、電極チップ１０１の取り外しや取り付けを自動的に検出するために、リミットスイッチを配置し、ロボット７０により溶接ガン６８を移動して、リミットスイッチにより電極チップ１０１の有り・無しを検出するようにしてもよい。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

本発明の一実施形態としての電極チップ脱却治具の正面図である。本実施形態の電極チップ脱却治具の平面図である。図１のＡＡ拡大断面図である。図２のＢＢ断面図である。本実施形態の電極チップ脱却治具を固定し、ロボットに溶接ガンを取り付けた状態の電極チップ脱却方法の説明図である。本実施形態の電極チップ脱却治具の動作説明図である。本実施形態での電極チップの取り付け方法を示す説明図である。別の実施形態の電極チップ脱却治具をロボットに取り付けた状態の電極チップ脱却方法の説明図である。電極チップとシャンクとの拡大断面図である。

符号の説明

１…脱却部材２…溝
４，６…窪み８，１０…楔状鍔部
８ａ…水平面８ｂ…傾斜面
１４，１６…第１支点軸１８…第２支点軸
２０，２２…案内部材２４，２６…水平溝
２８，３０…傾斜溝６２，６４…付勢部材
６８…溶接ガン７０…ロボット
７２…保持部材７４…溶接機
１０１…電極チップ１０２…シャンク
Ｊ…電極チップ脱却治具ｄ…隙間

Claims

電極チップとシャンクとの間の隙間に両側から挿入される一対の楔状鍔部が平行に形成された脱却部材を備え、
前記シャンクの軸方向と直交する第１支点軸を前記脱却部材に立設すると共に、前記第１支点軸は前記楔状鍔部が前記隙間に嵌合したときに前記シャンクの近傍に立設され、かつ、前記第１支点軸から離れた第２支点軸を前記脱却部材に立設し、
また、前記第１支点軸が移動可能に挿入される水平溝と前記第２支点軸が移動可能に挿入される傾斜溝とを案内部材に設け、
前記第１支点軸が前記水平溝内を相対的に移動すると共に、前記第２支点軸が前記傾斜溝内を相対的に移動して、前記脱却部材を前記第１支点軸の廻りに揺動させ、前記電極チップを前記シャンクから取り外すことを特徴とする電極チップ脱却治具。
前記脱却部材は付勢部材により付勢されていることを特徴とする請求項１記載の電極チップ脱却治具。
前記脱却部材に形成したＵ字状溝に前記一対の楔状鍔部を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電極チップ脱却治具。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電極チップ脱却治具を固定し、
溶接ガンを取り付けたロボットにより前記溶接ガンを移動して、前記電極チップと前記シャンクとの間の前記隙間に前記一対の楔状鍔部を挿入して嵌合させ、前記シャンクを介して前記脱却部材を移動して、前記脱却部材を前記第１支点軸の廻りに揺動させ、前記電極チップを前記シャンクから取り外すことを特徴とする電極チップ脱却方法。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電極チップ脱却治具をロボットに取り付け、
該ロボットにより前記電極チップ脱却治具を移動して、前記電極チップと前記シャンクとの間の前記隙間に前記一対の楔状鍔部を挿入して嵌合させ、前記脱却部材を前記第１支点軸の廻りに揺動させ、前記電極チップを前記シャンクから取り外すことを特徴とする電極チップ脱却方法。