JP2015081818A - 溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シース内に収容された複数対の線材を溶接することが容易な溶接装置を提供する。
【解決手段】各溶接対象箇所の接触点１０２ｃ，１０３ｃが互いにシース１０１の軸方向と直交する方向に離間した状態でシース１０１内に配置された第１中間組立体の接触点１０２ｃ，１０３ｃを溶接するための溶接装置１であって、シース１０１を保持するシース保持部２と、溶接位置Ｐ１において接触点１０２ｃ，１０３ｃを溶接するためのレーザー装置３と、ユーザの操作を受け付ける操作部６１，６２と、操作部６１，６２により受け付けられた操作に応じて、溶接位置Ｐ１を、シースの軸方向と直交する方向に沿って接触点１０２ｃ，１０３ｃに対して相対的に移動させるＸ−Ｙステージ６と、溶接位置Ｐ１を、シースの軸方向に沿って相対的に移動させる昇降装置１２とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、筒状のシース内に収容された線材を溶接するための溶接装置に関する。

熱電対は、種類の異なる二本の素線を接続し、二つの接続部（温接点、基準接点）間に温度差が生じたとき、閉回路に熱起電力による電流が流れるゼーベック効果を利用して温度を測定するものである。シース熱電対は、熱電対素線を金属シース内に納め、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の無機絶縁物で充填密封して一体化したものである。従来のシース熱電対は、温接点をシース先端部分に位置させるとともに、シース基端側を片持ち状に支持することで先端側を被測定流体中に突出させ、当該温接点が位置するシース先端の部分で温度測定するものである。

このようなシース熱電対の製造方法として、筒状のシース内に一対の熱電対素線を挿入し、その一対の熱電対素線の先端部をシース内で互いにもたれ合うように折曲して接触させ、その接触点をシース内で溶接する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１８７６５４号公報

ところで、シース内に複数の熱電対を収容するシース熱電対がある。熱電対が一つであれば、溶接すべき接触点は一つであるから、溶接装置の溶接実行箇所を、予めその一カ所の接触点の位置に固定的に設定しておくことにより、熱電対の溶接を行うことが可能である。しかしながら、シース内に複数の熱電対を収容する場合、溶接すべき接触点も複数箇所となるため、溶接装置の溶接実行箇所を、予め固定的に設定しておくことができない。そのため、熱電対素線をシース内に収容した状態で溶接することが困難であった。

本発明の目的は、シース内に収容された複数対の線材を溶接することが容易な溶接装置を提供することである。

本発明に係る溶接装置は、溶接対象の一対の線材が互いに接触するように配置された溶接対象箇所が複数、開放端を有する筒状のシース内に、前記各溶接対象箇所の接触点が互いに前記シースの軸方向と直交する方向に離間した状態で配置された第１中間組立体の前記接触点を溶接するための溶接装置であって、前記シースを保持するシース保持部と、所定の溶接位置において前記各接触点を溶接するための溶接部と、ユーザの操作を受け付ける操作部と、前記操作部により受け付けられた前記操作に応じて、前記溶接位置を、前記軸方向と直交する方向に沿って前記接触点に対して相対的に移動させる溶接位置調節部と、前記溶接位置を、前記軸方向に沿って相対的に移動させる駆動部とを備える。

この構成によれば、シース保持部により接触点の位置決めが容易な軸方向の位置については、駆動部により溶接位置が相対的に移動されるので、軸方向の位置について、溶接位置を適切な位置に位置させることが容易である。また、軸方向と直交する方向の位置については、ユーザが操作部を操作することによって調節することができるので、シースの軸方向と直交する方向に離間した状態で配置された第１中間組立体の各接触点を、溶接位置に位置させることが容易である。その結果、シース内に収容された複数対の線材を溶接することが容易となる。

また、前記操作部は、前記溶接位置を、前記軸方向と直交するＸ方向に沿って前記接触点に対して相対的に移動させるための操作を受け付ける第１操作部と、前記溶接位置を、前記軸方向及び前記Ｘ方向と直交するＹ方向に沿って前記接触点に対して相対的に移動させるための操作を受け付ける第２操作部とを含むことが好ましい。

この構成によれば、ユーザは、第１及び第２操作部を操作することにより、二次元平面内で溶接位置を移動、調節することができる。

また、前記開放端を介して前記シース内の前記各接触点を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された画像と、前記溶接位置を示す印とを重ね合わせて表示する表示部とをさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、ユーザは、表示部を見ながら接触点の画像と溶接位置を示す印とを一致させるように操作部を操作することにより、溶接位置を溶接対象箇所の接触点に位置決めすることができる。その結果、溶接位置の調整が容易となる。

また、溶接対象の中間組立体が、前記シース内に配置された前記溶接対象箇所の数が一つである第２中間組立体であるか前記第１中間組立体であるかを示す種別情報の入力を受け付ける種別受付部と、前記種別受付部によって受け付けられた種別情報に応じて、前記駆動部及び前記溶接部の動作を制御する制御部と、ユーザに対して前記操作部の操作を案内する案内部と、ユーザからの溶接実行指示を受け付ける指示受付部とをさらに備え、前記制御部は、前記種別受付部によって受け付けられた前記種別情報が、前記第２中間組立体を示す場合、前記案内部による案内を行わせることなく前記溶接部により溶接を実行させ、前記種別受付部によって受け付けられた前記種別情報が、前記第１中間組立体を示す場合、前記案内部による案内を行わせた後に前記指示受付部により前記溶接実行指示が受け付けられたときに前記溶接部により溶接を実行させる溶接実行処理を、前記第１中間組立体に含まれる前記溶接対象箇所の数だけ繰り返すことが好ましい。

この構成によれば、ユーザが、溶接しようとする中間組立体の種別を示す種別情報を種別受付部に入力することによって、制御部が、その種別に応じた処理を実行する。従って、溶接しようとする中間組立体が、溶接対象箇所が複数ある第１中間組立体であるか、溶接対象箇所の数が一つである第２中間組立体であるかに関わらず、適切な溶接処理を実行することが可能となる。

また、ユーザからの前記溶接位置の調節を要求する調節要求を受け付ける調節要求受付部をさらに備え、前記制御部は、前記種別受付部によって受け付けられた前記種別情報が、前記第２中間組立体を示し、かつ前記調節要求受付部によって前記調節要求が受け付けられたとき、前記溶接実行処理を実行することが好ましい。

溶接対象箇所の数が一つである第２中間組立体の場合、予め溶接対象箇所の位置に溶接位置を合わせておくことができるので、ユーザによる溶接位置調整は通常不要である。しかしながら、溶接位置を微調整する場合など、ユーザが調節を希望する場合、調節要求受付部に調節要求を入力することによって、第２中間組立体についても、ユーザが溶接位置を調節することが可能となる。

このような構成の溶接装置は、シース内に収容された複数対の線材を溶接することが容易である。

本発明の一実施形態に係る溶接装置の構成の一例を大略的に示す斜視図である。 シース内に二対の熱電対素線が収容された状態を説明するための断面図である。 中間組立体の別の例を示す断面図である。 レーザー装置、カメラ、ミラーボックス、集塵ボックス、及びシース保持部の構成を説明するための説明図である。 図１に示す溶接装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す溶接装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１に示す溶接装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１に示す溶接装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１に示す溶接装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１に示す溶接装置の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る溶接装置１の構成の一例を大略的に示す斜視図である。図中、溶接装置１の右方を＋Ｘ、左方を−Ｘ、前方を＋Ｙ、後方を−Ｙ、上方を＋Ｚ、下方を−Ｚで表している。なお、図１に示す溶接装置１の配置方向は一例であり、例えば溶接装置１を９０°横倒しにした配置で有ってもよく、その配置方向は限定されない。

図１に示す溶接装置１は、シース保持部２、レーザー装置３（溶接部）、カメラ４（撮像部）、ミラーボックス５、Ｘ−Ｙステージ６（溶接位置調節部）、操作部６１（第１操作部）、操作部６２（第２操作部）、集塵ボックス７、表示部８、タッチパネルディスプレイ９（種別受付部）、スイッチボックス１０、支持プレート１１、昇降装置１２（駆動部）、フレーム１３、及び連結部材１４を備えている。スイッチボックス１０には、スタートボタン１０ａ（案内部、指示受付部）と、ストップボタン１０ｂとが取り付けられている。

シース保持部２は、溶接対象となる線材が収納されたシース１０１を、シース１０１の開放端を上方すなわちミラーボックス５の方向に向けて保持する。シース保持部２は、前方側面に上下方向（Ｚ軸方向）に沿って延びるＶ溝２３が形成された直方体形状の金属ブロック２１と、板状の押さえ部材２２とを含む。シース保持部２は、Ｖ溝２３と押さえ部材２２とでシース１０１を挟み込むことによって、シース１０１を保持する。

図２は、シース１０１内に一対の熱電対素線１０２ａ，１０２ｂと、一対の熱電対素線１０３ａ，１０３ｂとが収容された状態を説明するための断面図である。図２は、シース熱電対を製造する際の、熱電対素線の溶接の前工程を示している（特開２００７−１８７６５４号公報）。

まず、図２（ａ）に示すように、円筒状の金属シース１０１内に、二対の熱電対素線１０２ａ，１０２ｂ、熱電対素線１０３ａ，１０３ｂが収容されている。なお、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）においては、熱電対素線１０３ａ，１０３ｂは、熱電対素線１０２ａ，１０２ｂから、図中、奥行き方向に離間して配設されており、熱電対素線１０２ａ，１０２ｂに隠れているためその記載を省略している。図２（ｄ）は、図２（ｃ）を開放端１０４側から見た上面図である。

熱電対素線１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂとシース１０１との隙間には、熱電対素線１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂを先端から所定長さ露出させた状態で、無機絶縁物１０５が充填されている（図２（ａ））。

この状態で、その先端面に形成された縦断面略Ｖ字状の切欠部２０２と、金属シース１０１に内嵌する外周面２０３とを有する治具２０１をシース１０１の開放端１０４からシース１０１内に挿入する（図２（ｂ））。そうすると、熱電対素線１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂは、切欠部２０２のＶ字面に案内される結果、熱電対素線１０２ａ，１０２ｂ、及び熱電対素線１０３ａ，１０３ｂがそれぞれ互いにもたれ合うように折曲成型されて、熱電対素線１０２ａ，１０２ｂの接触点１０２ｃと、熱電対素線１０３ａ，１０３ｂの接触点１０３ｃとが形成される（図２（ｂ），（ｄ））。

次に、治具２０１をシース１０１の開放端１０４から抜き取ると、接触点１０２ｃで互いに接する一対の熱電対素線１０２ａ，１０２ｂと、接触点１０３ｃで互いに接する一対の熱電対素線１０３ａ，１０３ｂとが、シース１０１内に、接触点１０２ｃ，１０３ｃが互いにシース１０１の軸方向と直交する方向に離間した状態で配置された中間組立体１００が形成される（図２（ｃ），（ｄ））。溶接装置１は、図２（ｃ），（ｄ）に示すような、中間組立体１００における接触点１０２ｃ，１０３ｃを溶接するための溶接装置である。

なお、中間組立体は、必ずしも図２に示すような、熱電対をシース内に収納したシース熱電対の中間組立体に限らない。例えば、図３に示すように、シース内に、測温抵抗体が収容されたシース温度計の中間組立体１００ａであってもよい。中間組立体１００ａは、シース１０１内に、導体線１１１，１１２と、リード線１１３，１１４を有する測温抵抗体１１５とが収容されて構成されている。

導体線１１１，１１２及び測温抵抗体１１５と、シース１０１との隙間には、導体線１１１，１１２及びリード線１１３，１１４を先端から所定長さ露出させた状態で、無機絶縁物１０５が充填されている。測温抵抗体１１５は、温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体であり、例えばサーミスタや白金等である。

導体線１１１とリード線１１３とは、接触点１１６で互いに接触するように配置された溶接対象の一対の線材である。導体線１１２とリード線１１４とは、接触点１１７で互いに接触するように配置された溶接対象の一対の線材である。接触点１１６と接触点１１７とは、互いにシース１０１の軸方向と直交する方向（図中、左右方向）に離間した状態で配置されている。

なお、導体線１１１，１１２のいずれか一方が、途中で２線に分岐した構成であってもよい。この場合、中間組立体１００ａから３線式のシース温度計が構成される。また、導体線１１１，１１２の両方が、途中で２線に分岐した構成であってもよい。この場合、中間組立体１００ａから４線式のシース温度計が構成される。

以下の説明では、中間組立体１００の溶接を行う場合の例をについて、主に説明する。

図４は、レーザー装置３、カメラ４、ミラーボックス５、集塵ボックス７、及びシース保持部２の構成を説明するための説明図である。ミラーボックス５の上部には、レーザー装置３、カメラ４が取り付けられている。ミラーボックス５内には、カメラ４の下方にハーフミラー５１が配設され、レーザー装置３の下方にミラー５２が配設されている。ミラーボックス５の下部からは、下方に向かって対物レンズ５３を保持する鏡筒５４が突出している。

集塵ボックス７の天板には上部開口７１が形成され、集塵ボックス７の底板には下部開口７２が形成されている。上部開口７１は、鏡筒５４を受け入れ可能にされている。下部開口７２は、シース保持部２に保持されたシース１０１の開放端１０４と対向配置されている。

また、集塵ボックス７の側壁には、吸気口７３が形成されている。吸気口７３には、後述する吸引装置７４が接続されている。吸引装置７４は、集塵ボックス７内の空気を吸引し、溶接により生じた塵埃を収集する。

ユーザがシース１０１をＶ溝２３と押さえ部材２２との隙間に挿入する際、シース保持部２の上面には、図略の位置決め板が配置される。ユーザがシース１０１をＶ溝２３と押さえ部材２２との隙間に挿入し、シース１０１の先端をこの位置決め板に当接させることによって、シース１０１の取り付け位置すなわち接触点１０２ｃ，１０３ｃ，１１６,１１７の位置が、Ｚ軸方向で位置決めされる。

レーザー装置３、カメラ４、ミラーボックス５、及び集塵ボックス７は、昇降装置１２によって、Ｚ軸に沿って昇降可能にされている。

レーザー装置３は、溶接用レーザー光を出力するレーザー発振装置である。レーザー装置３から出力されたレーザー光は、ミラー５２でハーフミラー５１へ向けて反射され、さらにハーフミラー５１で対物レンズ５３へ向けて反射される。対物レンズ５３は、レーザー光を集束する。レーザー光が一点に集束される焦点位置が、溶接位置Ｐ１となる。

カメラ４は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子を備えた撮像装置である。カメラ４は、シース保持部２によって保持されたシース１０１内の接触点１０２ｃ，１０３ｃの画像を、対物レンズ５３を介し、ハーフミラー５１を透過して撮像する。ミラーボックス５によって、カメラ４で接触点１０２ｃ，１０３ｃや接触点１１６,１１７を撮像しつつ、レーザー装置３で接触点１０２ｃ，１０３ｃや接触点１１６,１１７を溶接することが可能にされている。

図１を参照して、ミラーボックス５は、Ｘ−Ｙステージ６に取り付けられている。これにより、ミラーボックス５とミラーボックス５に取り付けられたレーザー装置３及びカメラ４とが一体に、Ｘ−Ｙステージ６によりＸ軸方向（左右方向）とＹ軸方向（前後方向）とに移動可能にされている。

Ｘ−Ｙステージ６は、操作部６１，６２、Ｙステージ６３、及びＸステージ６４を備えている。Ｙステージ６３は、プレート６３１とプレート６３２とを含む。プレート６３１とプレート６３２とは、Ｙ軸方向に沿って互いにスライド可能にされている。Ｘステージ６４は、プレート６４１とプレート６４２とを含む。プレート６４１とプレート６４２とは、Ｘ軸方向に沿って互いにスライド可能にされている。

Ｙステージ６３のプレート６３１にミラーボックス５が取り付けられ、プレート６３２にＸステージ６４のプレート６４１の−Ｘ側端部が固着されている。Ｘステージ６４のプレート６４２は、連結部材１４によって、支持プレート１１と連結されている。支持プレート１１は、昇降装置１２によって、昇降可能に支持されている。

昇降装置１２は、支持プレート１１、連結部材１４、及びＸ−Ｙステージ６を介してミラーボックス５、及びミラーボックス５に取り付けられたレーザー装置３、カメラ４をＺ軸に沿って昇降可能に支持している。

昇降装置１２がミラーボックス５をＺ軸に沿って昇降させると、ミラーボックス５、レーザー装置３、及びカメラ４が一体にＺ軸に沿って上下方向に移動する。その結果、溶接位置Ｐ１がＺ軸に沿って上下方向に移動する。これにより、溶接位置Ｐ１を接触点１０２ｃ，１０３ｃに移動させて、接触点１０２ｃ，１０３ｃを溶接することが可能にされている。

なお、昇降装置１２が溶接位置Ｐ１を移動させる例を示したが、昇降装置１２は、シース保持部２を移動させることによって、溶接位置Ｐ１を、接触点１０２ｃ，１０３ｃに対してＺ軸に沿って相対的に移動させる構成としてもよい。

操作部６１，６２は、例えばスリーブに外嵌されたシンブルを回転操作することにより、スピンドルが伸縮するいわゆるマイクロメータヘッドである。

ユーザが操作部６１のシンブルを回転操作すると、回転操作に応じてスピンドルが伸縮し、その伸縮量に応じて、Ｘステージ６４のプレート６４１とプレート６４２とがＸ軸方向に沿って相対的にスライドする。その結果、Ｙステージ６３を介してミラーボックス５が、操作部６１の回転操作に応じてＸ軸方向に沿って移動する。

ユーザが操作部６２のシンブルを回転操作すると、回転操作に応じてスピンドルが伸縮し、その伸縮量に応じて、Ｙステージ６３のプレート６３１とプレート６３２とがＹ軸方向に沿って相対的にスライドする。その結果、プレート６３１に取り付けられたミラーボックス５が、操作部６２の回転操作に応じてＹ軸方向に沿って移動する。

ミラーボックス５のＸ−Ｙ方向の移動に伴って、溶接位置Ｐ１もまたＸ−Ｙ方向に移動する。シース１０１はシース保持部２によって固定されているので、ユーザが操作部６１，６２を操作すると、Ｘ−Ｙステージ６によって、溶接位置Ｐ１が、シース１０１の接触点１０２ｃ，１０３ｃに対して相対的に移動される。

従って、溶接装置１によれば、シース内に収容された複数対の線材を溶接する場合であっても、ユーザが操作部６１，６２を操作して、複数の接触点１０２ｃ，１０３ｃに順次溶接位置Ｐ１を移動させて、接触点１０２ｃ，１０３ｃを溶接することができる。その結果、シース内に収容された複数対の線材を溶接することが容易となる。また、Ｘ−Ｙステージ６と操作部６１，６２とによって、溶接位置Ｐ１を移動させることができるので、例えば画像認識装置を用いて接触点１０２ｃ，１０３ｃの位置を自動的に認識し、自動的に溶接位置Ｐ１を移動させて接触点１０２ｃ，１０３ｃを溶接する場合と比べて、画像認識装置やＸ−Ｙ方向の駆動装置が不要となる結果、溶接装置１を安価に構成することが可能となる。

なお、Ｘ−Ｙステージ６によって、溶接位置Ｐ１を移動させる例を示したが、シース保持部２にＸ−Ｙステージ６を取り付け、シース保持部２を移動させることによって、溶接位置Ｐ１を、接触点１０２ｃ，１０３ｃに対して相対的に移動させる構成としてもよい。

図５は、図１に示す溶接装置１の電気的構成の一例を示すブロック図である。溶接装置１は、制御部１５を備える。制御部１５は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、所定の制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、及びこれらの周辺回路等を備えて構成されている。

制御部１５には、タッチパネルディスプレイ９、スタートボタン１０ａ（案内部、指示受付部）、ストップボタン１０ｂ、カメラ４、レーザー装置３、昇降装置１２、及び吸引装置７４が接続されている。制御部１５は、例えばＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、溶接装置１の各部の動作を制御する。

スタートボタン１０ａ及びストップボタン１０ｂは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光手段を内蔵したいわゆる照光式の押しボタンスイッチである。スタートボタン１０ａ及びストップボタン１０ｂは、例えば押されている間だけオンし、それぞれそのオン、オフを示す信号を制御部１５へ出力する。また、スタートボタン１０ａ及びストップボタン１０ｂは、それぞれ制御部１５からの制御信号に応じて点灯する。

スタートボタン１０ａは、指示受付部の一例に相当し、オン信号をユーザからの溶接実行指示として制御部１５へ出力する。また、スタートボタン１０ａは、制御部１５からの制御信号に応じて点滅することによって、ユーザによる操作部６１，６２の操作を促す案内部の一例として機能する。

カメラ４は、制御部１５からの制御信号に応じてシース１０１内の接触点１０２ｃ，１０３ｃの画像を撮像する。カメラ４は、撮像した画像のデータを表示部８へ出力する。

表示部８は、例えば液晶表示パネル等のディスプレイ装置である。表示部８は、カメラ４により撮像された画像と、溶接位置Ｐ１を示す印とを重ね合わせて表示する。印としては、例えば十文字のマークが用いられる。

なお、カメラ４が、撮像した画像に印の画像を重ね合わせた画像データを合成して表示部８へ出力することで、表示部８が、カメラ４により撮像された画像と、溶接位置Ｐ１を示す印とを重ね合わせて表示する構成としてもよい。あるいは、表示部８の表示画面の表面に、固定的に溶接位置Ｐ１を示す印を描画しておくことにより、表示部８が、カメラ４により撮像された画像と、溶接位置Ｐ１を示す印とを重ね合わせて表示する構成としてもよい。あるいは、カメラ４と表示部８との間に画像処理装置を介在させ、画像処理装置の画像処理でカメラ４により撮像された画像と、溶接位置Ｐ１を示す印とを重ね合わせた画像データを生成して表示部８で表示させるようにしてもよい。

レーザー装置３は、制御部１５からの制御信号に応じて溶接用のレーザー光を出力する。昇降装置１２は、制御部１５からの制御信号に応じてミラーボックス５、及び集塵ボックス７を昇降する。吸引装置７４は、制御部１５からの制御信号に応じて集塵ボックス７から空気を吸引する。

図６〜図１０は、図１に示す溶接装置１の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図９、図１０において、図６〜図８と同様の処理には同じステップ番号を付してその説明を省略する。

まず、制御部１５は、タッチパネルディスプレイ９に、シース温度計の型式を選択可能に一覧表示させる（ステップＳ１）。シース温度計には、例えば熱電対が一つのもの、熱電対が複数のもの、あるいは測温抵抗体１１５を備えたものなど、種々の型式が存在する。ユーザは、溶接しようとするシース温度計の型式を、タッチパネルディスプレイ９をタッチすることで選択する。

次に、制御部１５は、ユーザによるタッチパネルディスプレイ９の操作に基づき、溶接しようとするシース温度計の型式情報を取得する（ステップＳ２）。制御部１５のＲＯＭ（記憶部）には、予め、各型式のシース温度計が、熱電対を複数備えたものや測温抵抗体１１５を備えたもののように、溶接対象箇所が複数有る第１中間組立体から構成されるものであるか、熱電対が一つのもののように溶接対象箇所が一つである第２中間組立体から構成されるものであるかを示す情報が記憶されている。従って、制御部１５は、ＲＯＭを参照することによって、型式情報から、溶接対象の中間組立体が第１中間組立体であるか、第２中間組立体であるかを判定できる。

従って、型式情報は、溶接対象の中間組立体が、第２中間組立体であるか第１中間組立体であるかを示す種別情報の一例に相当している。また、タッチパネルディスプレイ９は、種別情報の入力を受け付ける種別受付部の一例として機能する。なお、種別情報は必ずしも型式情報に限られず、種別受付部は例えばキーボードやディップスイッチ等のタッチパネルディスプレイ９以外の受付手段であってもよい。

次に、制御部１５は、例えばＲＯＭを参照することによって、型式情報から、溶接対象の中間組立体が第１中間組立体であるか、第２中間組立体であるかを判定する（ステップＳ３）。そして、制御部１５は、第１中間組立体であると判定した場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、複数箇所溶接モードを実行するべくステップＳ１１（図７）へ移行する。

次に、ステップＳ１１において、制御部１５は、スタートボタン１０ａがオンしたか否かを確認する。スタートボタン１０ａがオンされると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、吸引装置７４により集塵ボックス７からの吸引を開始させる（ステップＳ１２）。これにより、溶接により生じる塵が排除される。また、制御部１５は、図略のノズルから、例えばアルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスをシース１０１の開放端１０４付近に吹き付ける。これにより、溶接部の酸化が防止される。

次に、制御部１５は、昇降装置１２によって、ミラーボックス５をカメラ４の焦点位置へ移動させて停止させる（ステップＳ１３）。例えば、ＲＯＭには、型式情報に対応するカメラ４の焦点位置、すなわち型式情報に対応する中間組立体の溶接対象箇所にカメラ４のピントが合う位置が、焦点位置として予め記憶されている。制御部１５は、ＲＯＭを参照することにより、ステップＳ２で取得された型式情報に基づき、中間組立体の溶接対象箇所にカメラ４のピントが合うように、ミラーボックス５を移動させる。

その結果、カメラ４によって、中間組立体の溶接対象箇所が明瞭に撮影され、その画像が、表示部８によって、溶接位置Ｐ１を示す印と重ね合わせて表示される。これにより、ユーザは、表示部８に表示された画像から、溶接対象箇所と溶接位置Ｐ１の位置関係を把握することが可能となる。

次に、制御部１５は、スタートボタン１０ａを点滅させることにより、ユーザに対して、操作部６１，６２の操作を促す（ステップＳ１４）。これにより、スタートボタン１０ａは、ユーザに対して操作部６１，６２の操作を案内する案内部の一例として機能する。

この状態で、ユーザは、表示部８に表示された画像を見ながら操作部６１，６２を操作し、ミラーボックス５の位置、すなわち溶接位置Ｐ１を調節することによって、溶接対象箇所と溶接位置Ｐ１を示す印とを一致させる（ステップＳ１５）。溶接対象箇所は、例えば図２における接触点１０２ｃや図３における接触点１１６である。

これにより、ユーザは、溶接対象箇所と溶接位置Ｐ１のＸ−Ｙ平面上の位置とを一致させて、適切に溶接を行うことが可能となる。

次に、制御部１５は、ストップボタン１０ｂがオンしたか否かを確認する（ステップＳ１６）。ストップボタン１０ｂがオンされると（ステップＳ１６でＹＥＳ）、制御部１５は、吸引装置７４による吸引、及び不活性ガスの吹きつけを停止させ（ステップＳ１７）、処理を終了する。

制御部１５は、ストップボタン１０ｂがオンしていなければ（ステップＳ１６でＮＯ）、スタートボタン１０ａがオンしたか否かを確認する（ステップＳ１８）。そして、スタートボタン１０ａがオンしていなければ（ステップＳ１８でＮＯ）、制御部１５は、再びステップＳ１５へ移行し、以降の処理を繰り返す。

一方、スタートボタン１０ａがオンしていれば（ステップＳ１８でＹＥＳ）、制御部１５は、昇降装置１２によって、ミラーボックス５をレーザー装置３の焦点位置へ移動させて停止させる（ステップＳ１９）。例えば、ＲＯＭには、型式情報に対応するレーザー装置３の焦点位置、すなわち型式情報に対応する中間組立体の溶接対象箇所に溶接用レーザー光の焦点が合う位置が、焦点位置として予め記憶されている。制御部１５は、ステップＳ２で取得された型式情報に基づきＲＯＭを参照することにより、中間組立体の溶接対象箇所にレーザー光の焦点が合うように、ミラーボックス５を移動させる。

その結果、ユーザの操作により溶接対象箇所と溶接位置Ｐ１のＸ−Ｙ平面上の位置とが一致された状態で、Ｚ軸方向の位置が昇降装置１２によって溶接対象箇所と溶接位置Ｐ１のＺ軸上の位置が一致される。その結果、溶接位置Ｐ１すなわちレーザー光の焦点が溶接対象箇所と一致するので、接触点１０２ｃや接触点１１６に適切にレーザー光を照射することが可能となる。

次に、制御部１５は、レーザー装置３によって、第１設定条件でレーザー光を出力させ（ステップＳ２０）、さらに第２設定条件でレーザー光を出力させる（ステップＳ２１）。第１及び第２設定条件は、レーザー光の強度や、レーザー光の出力時間である。例えば、ＲＯＭには、型式情報に対応する第１及び第２設定条件が予め記憶されている。制御部１５は、ＲＯＭを参照することにより、ステップＳ２で取得された型式情報に基づき、第１及び第２設定条件を取得し、ステップＳ２０，Ｓ２１を実行する。

溶接対象物は、例えば熱電対素線１０２ａ，１０２ｂであったり、リード線１１３，１１４や導体線１１１，１１２であったり、その太さや材質が、対象となるシース温度計の型式によって、様々である。溶接しようとする線材が太ければ熱容量が増大し、溶接に要するエネルギーが増大する。また、材質が異なれば溶融温度も異なる。また、第１段階のレーザー照射（ステップＳ２０）で溶接対象箇所を予熱した後に、第２段階のレーザー照射（ステップＳ２１）で溶接した方が、良好な溶接結果が得られる場合もある。

そのため、溶接対象物の構成に応じた適切なレーザー光の強度や照射時間が、例えば実験的に予め第１及び第２設定条件として求められて、型式情報に対応付けて、例えばＲＯＭに記憶されている。制御部１５は、ステップＳ２で取得された型式情報に基づきＲＯＭを参照することにより、溶接対象物に適した第１及び第２設定条件を取得することができる。

これにより、溶接対象箇所の接触点１０２ｃや接触点１１６を、適切に溶接することが可能となる。

なお、必ずしもステップＳ２１を実行する必要はなく、例えばユーザがタッチパネルディスプレイ９により所定の操作指示を行うことにより、ステップＳ２１を実行しない構成としてもよい。

以上、ステップＳ１４〜Ｓ２１は、溶接実行処理の一例に相当する。すなわち、ステップＳ１４〜Ｓ２１において、ステップＳ１４でスタートボタン１０ａによる案内が行われた後、ステップＳ１８でスタートボタン１０ａが押下されて溶接実行指示が受け付けられると、ステップＳ２０，２１の溶接を実行する。

次に、制御部１５は、ステップＳ１３と同様にして昇降装置１２によって、ミラーボックス５をカメラ４の焦点位置へ移動させて停止させる（ステップＳ３１）。その結果、カメラ４によって、中間組立体の溶接対象箇所が明瞭に撮影され、その画像が、表示部８によって、溶接位置Ｐ１を示す印と重ね合わせて表示される。これにより、ユーザは、表示部８に表示された画像から、溶接対象箇所の加工状態を確認することができる。

次に、制御部１５は、他の溶接対象箇所（例えば、接触点１０３ｃや接触点１１７）の溶接を行うべく、ステップＳ１４と同様にスタートボタン１０ａを点滅させることにより、ユーザに対して、操作部６１，６２の操作を促す（ステップＳ３２）。この状態で、ユーザは、表示部８に表示された画像から、次の溶接対象箇所となる接触点１０３ｃや接触点１１７と溶接位置Ｐ１との位置関係を把握しつつ操作部６１，６２を操作し、ミラーボックス５の位置、すなわち溶接位置Ｐ１を調節することによって、次の溶接対象箇所と溶接位置Ｐ１を示す印とを一致させる（ステップＳ３３）。

これにより、ユーザは、次の溶接対象箇所と溶接箇所を一致させて、適切に溶接を行うことが可能となる。

以下、ステップＳ３４〜Ｓ３７において、ステップＳ１８〜Ｓ２１と同様の処理が実行される結果、溶接対象箇所の接触点１０３ｃや接触点１１７を、適切に溶接することが可能となる。このように、ステップＳ３２〜Ｓ３７によって、ステップＳ１４〜Ｓ２１と同様、溶接実行処理が実行される。なお、中間組立体１００，１００ａに含まれる溶接対象箇所が２カ所、溶接実行処理の繰り返し回数が２回の例を示したが、溶接実行処理は、中間組立体に含まれる溶接対象箇所の数だけ繰り返し実行される。

次に、制御部１５は、不活性ガスの供給を停止する（ステップＳ３８）。そして、制御部１５は、ステップＳ１３と同様にして昇降装置１２によって、ミラーボックス５をカメラ４の焦点位置へ移動させて停止させる（ステップＳ３９）。その結果、カメラ４によって、溶接箇所が明瞭に撮影され、その画像が、表示部８によって表示される。これにより、ユーザは、表示部８に表示された画像から、溶接結果が良好か否かを確認することが可能となる。

次に、制御部１５は、スタートボタン１０ａを点滅させることにより、ユーザに対して、溶接結果の確認を促す（ステップＳ４０）。この状態でユーザは、表示部８の画像を見て溶接対象箇所の加工状態を確認し（ステップＳ４１）、加工状態が良好であればスタートボタン１０ａを押下する。

次に、制御部１５は、スタートボタン１０ａがオンしたか否かを確認する（ステップＳ４２）。そして、スタートボタン１０ａがオンしていれば（ステップＳ４２でＹＥＳ）、制御部１５は、吸引装置７４による吸引を停止し（ステップＳ４３）、処理を終了する。

以上、ステップＳ１１〜Ｓ４３の処理により、シース内に収容された複数対の線材を溶接することが容易となる。

一方、ステップＳ３において、制御部１５は、溶接対象が第１中間組立体ではなく、第２中間組立体であると判定した場合（ステップＳ３でＮＯ）、一箇所溶接モードを実行するべくステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４において、制御部１５は、タッチパネルディスプレイ９に、調節要求受付ボタンを表示する（ステップＳ４）。次に、制御部１５は、調節要求受付ボタンがオン（タッチ）されたか否かを判定する（ステップＳ５）。調節要求受付ボタンがオンされた場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、制御部１５は、調節要求を受け付けて（ステップＳ６）ステップＳ７へ移行する。一方、調節要求受付ボタンがオンされない場合（ステップＳ５でＮＯ）、制御部１５は、調節要求を受け付けることなくステップＳ７へ移行する。

溶接対象箇所が一つである第２中間組立体の場合、溶接対象箇所は、シース１０１の軸心位置に位置する。そのため、予めこの軸心位置に溶接位置が一致するようにＸ−Ｙステージ６を設定しておくことにより、ユーザが都度溶接位置Ｐ１を調節する必要がない。しかしながら、ユーザが溶接位置Ｐ１の微調整を望む場合、ユーザが調節要求受付ボタンをタッチするなどして調節要求をすることにより、ユーザが操作部６１，６２を操作して、溶接位置Ｐ１を調整することが可能とされている。

ステップＳ７において、制御部１５は、スタートボタン１０ａがオンしたか否かを確認する。スタートボタン１０ａがオンされなければ（ステップＳ７でＮＯ）制御部１５は、ステップＳ５〜Ｓ７を繰り返し、スタートボタン１０ａがオンされると（ステップＳ７でＹＥＳ）、制御部１５は、図９のステップＳ１２を実行する。

次に、制御部１５は、調節要求が受け付けられているか否かを確認する（ステップＳ５１）。そして、調節要求が受け付けられていなければ（ステップＳ５１でＮＯ）、以下、ステップＳ１９，Ｓ２０，Ｓ３８〜Ｓ４３の処理が実行され、第２中間組立体に対する溶接処理が実行される。これにより、第２中間組立体が溶接対象の場合には、ユーザが操作部６１，６２を操作しなくても、自動的に溶接処理が実行される。

なお、ステップＳ４２において、スタートボタン１０ａがオンするのを待つことなく、予め設定された一定時間経過後にステップＳ４３へ移行するようにしてもよい。

一方、ステップＳ５１において、調節要求が受け付けられていれば（ステップＳ５１でＹＥＳ）、図１０のステップＳ１３〜Ｓ４３が実行される。これにより、溶接対象箇所が一つである第２中間組立体の場合であっても、ユーザの調節要求に応じて、ユーザが操作部６１，６２を操作して溶接位置Ｐ１を調節することが可能となる。

なお、溶接部は、所定の溶接位置Ｐ１で線材を溶接できるものであればよく、レーザー装置３に限らない。また、溶接位置調節部は、溶接部による溶接位置Ｐ１を調節可能な手段であればよく、Ｘ−Ｙステージ６に限らない。また、カメラ４及び表示部８を備えず、例えばレンズ、ミラー、プリズム等の光学的手段により、シース内の接触点をユーザが目視可能にされていてもよい。

１ 溶接装置
２ シース保持部
３ レーザー装置（溶接部）
４ カメラ（撮像部）
５ ミラーボックス
６ Ｘ−Ｙステージ（溶接位置調節部）
７ 集塵ボックス
８ 表示部
９ タッチパネルディスプレイ（種別受付部）
１０ スイッチボックス
１０ａ スタートボタン（案内部、指示受付部）
１０ｂ ストップボタン
１１ 支持プレート
１２ 昇降装置（駆動部）
１３ フレーム
１４ 連結部材
１５ 制御部
２１ 金属ブロック
２２ 押さえ部材
２３ Ｖ溝
５１ ハーフミラー
５２ ミラー
５３ 対物レンズ
５４ 鏡筒
６１ 操作部（第１操作部）
６２ 操作部（第２操作部）
６３ Ｙステージ
６４ Ｘステージ
７１ 上部開口
７２ 下部開口
７３ 吸気口
７４ 吸引装置
１００，１００ａ 中間組立体
１０１ シース
１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ 熱電対素線
１０２ｃ，１０３ｃ，１１６，１１７ 接触点
１０４ 開放端
１０５ 無機絶縁物
１１１，１１２ 導体線
１１３，１１４ リード線
１１５ 測温抵抗体
２０１ 治具
２０２ 切欠部
２０３ 外周面
６３１，６３２，６４１，６４２ プレート
Ｐ１ 溶接位置

Claims (5)

1. 溶接対象の一対の線材が互いに接触するように配置された溶接対象箇所が複数、開放端を有する筒状のシース内に、前記各溶接対象箇所の接触点が互いに前記シースの軸方向と直交する方向に離間した状態で配置された第１中間組立体の前記接触点を溶接するための溶接装置であって、
   前記シースを保持するシース保持部と、
   所定の溶接位置において前記各接触点を溶接するための溶接部と、
   ユーザの操作を受け付ける操作部と、
   前記操作部により受け付けられた前記操作に応じて、前記溶接位置を、前記軸方向と直交する方向に沿って前記接触点に対して相対的に移動させる溶接位置調節部と、
   前記溶接位置を、前記軸方向に沿って相対的に移動させる駆動部とを備えた溶接装置。
2. 前記操作部は、
   前記溶接位置を、前記軸方向と直交するＸ方向に沿って前記接触点に対して相対的に移動させるための操作を受け付ける第１操作部と、
   前記溶接位置を、前記軸方向及び前記Ｘ方向と直交するＹ方向に沿って前記接触点に対して相対的に移動させるための操作を受け付ける第２操作部とを含む請求項１記載の溶接装置。
3. 前記開放端を介して前記シース内の前記各接触点を撮像する撮像部と、
   前記撮像部により撮像された画像と、前記溶接位置を示す印とを重ね合わせて表示する表示部とをさらに備える請求項１又は２に記載の溶接装置。
4. 溶接対象の中間組立体が、前記シース内に配置された前記溶接対象箇所の数が一つである第２中間組立体であるか前記第１中間組立体であるかを示す種別情報の入力を受け付ける種別受付部と、
   前記種別受付部によって受け付けられた種別情報に応じて、前記駆動部及び前記溶接部の動作を制御する制御部と、
   ユーザに対して前記操作部の操作を案内する案内部と、
   ユーザからの溶接実行指示を受け付ける指示受付部とをさらに備え、
   前記制御部は、
   前記種別受付部によって受け付けられた前記種別情報が、前記第２中間組立体を示す場合、前記案内部による案内を行わせることなく前記溶接部により溶接を実行させ、
   前記種別受付部によって受け付けられた前記種別情報が、前記第１中間組立体を示す場合、前記案内部による案内を行わせた後に前記指示受付部により前記溶接実行指示が受け付けられたときに前記溶接部により溶接を実行させる溶接実行処理を、前記第１中間組立体に含まれる前記溶接対象箇所の数だけ繰り返す請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接装置。
5. ユーザからの前記溶接位置の調節を要求する調節要求を受け付ける調節要求受付部をさらに備え、
   前記制御部は、前記種別受付部によって受け付けられた前記種別情報が、前記第２中間組立体を示し、かつ前記調節要求受付部によって前記調節要求が受け付けられたとき、前記溶接実行処理を実行する請求項４に記載の溶接装置。

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