JP2019000925A - マーキング装置及び位置決め用のマークが形成されたワークの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マーキング装置及び位置決め用のマークが付されたワークの製造方法において、組み立て後の工程や組み立て精度に影響を与えないように、ワークにマークを付す。
【解決手段】マーキング装置１００は、間隔を開けて互いに対向して配置された一対の電極１１，１２と、間隔を変化させるように一方の電極１１を他方の電極１２に対して移動させる移動手段２０（サーボモータ２１、送りねじ２２）と、一対の電極１１，１２の間に１枚のワーク２００が配置されて、移動手段２０によりワーク２００の面に電極１１，１２を接触させた状態で、一対の電極１１，１２の間に電流を流して、ワーク２００の面に変色したマークＭを形成する通電部３０と、を備え、電極１１，１２は、ワーク２００に接触する部分が電気抵抗率の大きい材料で形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、マーキング装置及び位置決め用のマークが形成されたワークの製造方法に関する。

例えば、自動車のボディに用いられる板金部品を他の部品と、溶接や締結などで組み立てる場合、治具等を使ってその板金部品を所定の位置に位置決めすることが行われている。この場合、例えば、板金部品と治具にそれぞれ位置決めの基準となる孔（基準孔）を形成しておき、板金部品を治具に設置した状態で、両基準孔に位置決め用のピンを通すことで、板金部品を治具の所定位置に位置決めすることができる。また、基準孔が形成された板金部品を位置決め用のピンが設置された治具に嵌めることで、板金部品を治具の所定位置に位置決めすることができる。この場合、基準孔と位置決め用のピンをそれぞれ２つ形成して、板金部品の自由度を拘束するのが一般的である。

ところで、上述した基準孔と位置決め用のピンによる位置決め方法では、２つの基準孔のピッチの誤差を考慮する必要がある。そのため、位置決め用のピンの直径を基準孔の直径に対してある程度小さくすることで、その誤差を吸収させることが行われている。

しかし、このようなピンの直径と基準孔の直径との差は、位置決めの誤差の原因となるため、位置決めの精度を高いレベルで確保するのが難しくなる。また、基準孔を形成することによる製造コストの上昇や、剛性の低下を招くおそれもある。

そこで、基準孔に代えて、インクや塗料等を使って基準となる印（マーク）を描いたり、凹凸形状によって基準となる部位を形作ったりすることが想定される。例えば、単に記号等を板金部品に刻印する技術として、抵抗溶接機の加圧子の端面に、記号等を反転させた凸印を形成し、板金部品に加圧子を押圧することで、記号等を刻印するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭５３−０４６８１６号公報

しかし、例えば、自動車のボディを塗装する工程では、上塗り塗装の前段階の下地塗装として、塗料浴槽内にボディを浸して塗料浴槽とボディとの間で電流を流すことによりボディに塗料を付着させる電着塗装が行われる。ここで、ボディの板金部品にインクや塗料等の印が形成されていると、そのインクや塗料が塗料浴槽内の塗料と混じってしまい、電着塗装の品質に影響を与えるおそれがある。

また、刻印等の凹凸形状を形成したものは、他の部品等と重ね合わせたとき、凹凸形状のわずかな精度誤差によって、重ね合わせた部品同士の密着性が低下し、組み立て精度に影響を与えるおそれがある。

本発明の第１は、このような事情に鑑みなされたもので、組み立て後の工程や組み立て精度に影響を与えないように、ワークにマークを付すことができるマーキング装置を提供することを目的とする。

また、本発明の第２は、このような事情に鑑みなされたもので、組み立て後の工程や組み立て精度に影響を与えない位置決め用のマークが形成されたワークの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１は、間隔を開けて互いに対向して配置された一対の電極と、前記間隔を変化させるように、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極を他方の電極に対して移動させる移動手段と、前記一対の電極の間に１枚のワークが配置されて、前記移動手段により前記ワークの面に前記電極を接触させた状態で、前記一対の電極の間に電流を流して、前記ワークの面に変色したマークを形成する通電手段と、を備え、前記電極は、前記ワークに接触する部分が電気抵抗率の大きい材料で形成されているマーキング装置である。

本発明の第２は、一枚の板金製のワークを、間隔を開けて互いに対向して配置された一対の、少なくとも先端部が前記ワークよりも電気抵抗率の大きい材料で形成された電極の間に配置し、前記一対の電極のそれぞれを前記ワークの各面に対応させて接触させ、前記一対の電極の間に電流を流し、その後に前記電極をそれぞれ前記ワークの面から離すことにより、前記ワークの面に位置決め用の変色したマークが形成されたワークを製造する位置決め用マークが形成されたワークの製造方法である。

本発明に係るマーキング装置によれば、組み立て後の工程や組み立て精度に影響を与えないように、ワークにマークを付すことができる。

また、本発明に係る、位置決め用マークが形成されたワークの製造方法によれば、組み立て後の工程や組み立て精度に影響を与えない位置決め用のマークが付されたワークを製造することができる。

本発明の一実施形態であるマーキング装置を示す側面図である。 図１に示した電極を示す詳細図である。 フローティング機構を説明する、図１相当の側面図（その１）である。 フローティング機構を説明する、図１相当の側面図（その２）である。 マーキング装置により、ワークにマークを形成している様子を示す断面図である。 マーキング装置により、ワークに形成されたマークを示す平面図である。 先端部が本体部の内側に貫通した構造の電極を示す、図２相当の断面図である。 ３ピース構造の電極を示す、図２相当の断面図である。

以下、本発明に係るマーキング装置の実施形態及び本発明に係る位置決め用マークが形成されたワークの製造方法の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態であるマーキング装置１００を示す側面図、図２は図１に示した電極１１を示す詳細図、図３，４はそれぞれフローティング機構を説明する、図１相当の側面図、図５はマーキング装置１００により、ワーク２００にマークＭを形成している様子を示す断面図、図６はマーキング装置１００により、ワーク２００に形成されたマークＭを示す平面図である。

＜マーキング装置の全体構成＞
図１に示したマーキング装置１００は、一対の電極１０と、移動手段２０と、通電部３０と、アーム部４０と、フローティング機構（イコライズ装置）５０と、冷却水系８０と、を備えている。

アーム部４０は、剛性の強いフレームであり、例えば略Ｃ字状に形成されている。このＣ字の一方の端部には、後述する一対の電極１０のうち一方の電極１２が取り付けられるホルダ４２が設けられている。また、Ｃ字の他方の端部には、後述する移動手段２０が固定されている。なお、通電部３０もアーム部４０に固定されている。

一対の電極１０は、間隔を開けて互いに対向して配置された２つの電極１１，１２によって構成されている。この一対の電極１０の間には、１枚の板金部材であるワーク２００が配置される。ワーク２００は、例えば自動車のボディに用いられている亜鉛メッキ鋼板である。

電極１１は、図２に示すように、ワーク２００の面に接する部分である先端部１１ａと、この先端部１１ａを支持した本体部１１ｂとを有している。なお、電極１２は電極１１と同じ構造であるため、以下、電極１１について説明した構成等は電極１２についても同じであり、図２において、電極１２については電極１１に対応させてカッコ書きで符号を記載している。

先端部１１ａは、電気抵抗率の大きい材料で形成されている。この電気抵抗率の大きいというのは、抵抗溶接機の電極としては用いることがない程度に電気抵抗率が大きいことを意味し、例えば、ワーク２００と同程度に電気抵抗率が大きい。このような電気抵抗率が大きい材料として、本実施形態では、例えばタングステンカーバイドが適用されている。タングステンカーバイドは超硬合金の一種である。したがって、電極１１の、ワーク２００に接する部分（先端部１１ａ）は非常に硬い。このように電気抵抗率の大きい材料で形成された電極１１，１２は、通電したときの抵抗発熱が大きく発熱し易い。

先端部１１ａは、例えば直径φ５［ｍｍ］程度の円柱状に形成されている。先端部１１ａの先端、すなわち、ワーク２００の面に接する端面は、その輪郭形状が真円であり、後述するようにこの端面に接したワーク２００に、この端面に対応したマークＭを付すために輪郭形状が鮮明に形成されている。先端部１１ａは、本体部１１ｂに比べて非常に小さく、かつ細く形成されている。

本体部１１ｂは、先端部１１ａよりも電気抵抗率が小さく、タングステンカーバイドに比べて安価な材料で形成されている。このような材料として、本実施形態では、例えば銅が適用されている。銅は、周知のように金属では導電性がよい。本体部１１ｂは、例えば先端部１１ａの側の端面が閉じた円筒状に形成されている。この閉じた端面を形成している先端壁１１ｃに、先端部１１ａが圧入されて先端部１１ａを支持している。なお、先端部１１ａは、本体部１１ｂの先端壁１１ｃの内面側には貫通していない。

本体部１１ｂの円筒の内壁面は、開放された端面側（図２において下側）から先端壁１１ｃに向かうにしたがって内径が小さくなるように傾斜したテーパ１１ｄが形成されている。本体部１１ｂは、後述する移動手段２０に設けられたホルダ４１に対して着脱可能に形成されているが、このテーパ１１ｄは、ホルダ４１の外周面に対して摩擦力で固定するために形成されたものである。そして、ホルダ４１に対して電極１１を着脱する操作を、電極１１を軸Ｙ回りに回転等させることなく、電極１１に軸Ｙ方向への荷重を掛ける（押圧、引張り）だけで行うことができる。なお、電極１２の本体部１２ｂも、電極１１の本体部１１ｂと同様に、アーム部４０のホルダ４２に対して摩擦力で固定される。なお、ホルダ４１，４２は、電気抵抗率の小さい例えば銅で形成されている。

本体部１１ｂの内側の空間には、後述する冷却水系８０の冷却水が流れるようになっていて、この冷却水との熱交換により、高熱になった電極１１は冷却される。

移動手段２０は、電極１１，１２の間隔を変化させるように、電極１１を電極１２に対して移動させる。移動手段２０は、具体的には、サーボモータ２１と、サーボモータ２１の回転方向の変位を軸Ｙ方向の変位に変換する送りねじ２２とを備えている。送りねじ２２の先端部には、前述したホルダ４１が結合されていて、このホルダ４１に電極１１が取り付けられている。

サーボモータ２１が軸Ｙ回りに回転すると、送りねじ２２が軸Ｙ方向に移動する。移動手段２０は、前述したようにアーム部４０に固定されているため、送りねじ２２が、アーム部４０に対して軸Ｙ方向に移動する。これにより、送りねじ２２の先端のホルダ４１に取り付けられた電極１１がアーム部４０に対して軸Ｙ方向に変位し、電極１１は、アーム部４０に固定された電極１２に対して変位する。したがって、電極１１，１２の間隔を変化させる。

移動手段２０は、電極１１と電極１２とが接するまで、ホルダ４１を移動させることができるため、電極１１と電極１２との間の隙間に配置されたワーク２００を電極１１，１２で挟み、さらに、所定の圧力を掛けることができる。すなわち，移動手段２０は、電極１１，１２により、例えば３０００［Ｎ］程度の圧力（加圧力）をワーク２００に掛けることができる。

通電部３０は、商用電源から供給された交流電力を直流電力に変換するダイオードや変圧するトランスを含む電力部３３と、電力部３３で生成された直流電流（例えば、２０００［Ａ］程度）を電極１１，１２間に流すために電力部３３とホルダ４１，４２とをそれぞれ接続した導電部３１，３２とを備えている。なお、通電部３０は、アーム部４０に固定されている。

ホルダ４１は、アーム部４０に対して送りねじ２２の軸Ｙ方向の変位に伴い変位するため、アーム部４０に固定された電力部３３に対して変位する。したがって、電力部３３とホルダ４１とを接続した導電部３１としては、これら電力部３３とホルダ４１との相対的な変位を吸収するように、変形可能に形成されたシャントが用いられている。シャントは、厚さが薄い板金部材を複数重ねてＵ字状に曲げた導電部材であり、Ｕ字の両端間の変位をＵ字の屈曲部の変形によって吸収する。また、シャントは変形の自由度が低いため、断面が丸いため変形の自由度が高い通常のケーブルに比べて、少ない支持部材で設置することができる。

本実施形態においては、シャントの両端を、通電のために導電対象にそれぞれ固定しているだけであり、屈曲部などを別途支持する必要がない。導電部３１，３２は、電気抵抗率の小さい例えば銅で形成されている。

移動手段２０により、１枚のワーク２００の各面に電極１１，１２の先端部１１ａ，１２ａを接触させた状態で、通電部３０は、電力部３３で発生した電流を、導電部３１，３２、ホルダ４１，４２、電極１１，１２及びワーク２００で形成された電気回路に流すことで、電極１１，１２とワーク２００の各面とが接触した部分に変色したマークを形成する。例えば、ワーク２００に電極１１，１２が接した状態で通電によって熱せられ、その熱せられている状態で電極１１，１２がワーク２００から離れることで、熱せられた部分が空気に触れて、ワーク２００のめっきの亜鉛や母材の鋼が酸化し、ワーク２００に黒っぽく変色したマークが形成される。

なお、熱せられたワーク２００は、温度が４００［℃］を超えると酸素と結合し易くなるため、通電によってワーク２００を４００［℃］以上に熱して、直後に電極１１，１２をワーク２００から離して酸化を促すのが好ましい。したがって、移動手段２０は、ワークに電極１１，１２を接触させた状態で、通電部３０により通電が行われた直後に、電極１１，１２をワーク２００から離すように駆動されることが好ましい。

ワーク２００に変色を起こさせる作用は、上述しためっきの亜鉛や母材の鋼の酸化によるものに限定されない。すなわち、電極１１，１２に通電することで、ワーク２００の表面に変色した部分が形成されれば、その変色のメカニズムはどのようなものであってもよい。このとき、変色後の色は、黒っぽいものに限定されない。変色後の色は、変色前の元のワーク２００の色との間で、形成されたマークをカメラやセンサ等の検出手段等で識別できるものであればよく、人間の視覚で識別できる可視光域（周波数帯域）での変色に限定されない。したがって、変色は、近赤外線域や赤外線域での変色や紫外線域での変色であってもよい。なお、検出手段はカメラ等の撮像手段で光学的に識別できるものが好ましい。変色という現象は、光学的に検出するのに適しているからである。

フローティング機構５０は、電極１１，１２の間に配置されたワーク２００に対して、電極１１，１２が接触するときの偏りを防止又は抑制する機構であり、例えば特開２０１２−６０３１号の「溶接機のイコライズ装置」として用いられているものと同様である。フローティング機構５０は、アーム部４０に固定され、送りねじ２２の軸Ｙ方向に延びたフローティング軸５１と、ロボット４００に固定され、フローティング軸５１を、軸Ｙ方向に沿って移動可能に支持するブラケット５２と、フローティング軸５１をブラケット５２に対して軸Ｙ方向の、ワーク２００に近づく向きに荷重を掛けた状態（付勢した状態）とするばね等の弾性部材５３とを備えている。

そして、例えば、図１に示すように、電極１１，１２間の予め設定された位置にワーク２００が配置された状態で、移動手段２０が、電極１１を電極１２に向けて軸Ｙ方向に移動させる。すると、図３に示すように、電極１１は、予め設定された位置に配置されたワーク２００に突き当たる。

ワーク２００は、突き当たり、さらに電極１２の方向に変位しようとする電極１１に押圧されるが、電極１１はワーク２００からその反力を受ける。すなわち、電極１１を電極１２の方向に移動させる移動手段２０の駆動力を反力として受ける。移動手段２０はアーム部４０に固定され、アーム部４０にフローティング軸５１が固定されているため、移動手段２０が受けた反力は、フローティング軸５１が受けたことになる。

フローティング機構５０の弾性部材５３は、この反力よりも弱い弾性力で弾性変形するように設定されているため、フローティング軸５１、アーム部４０及び移動手段２０は、送りねじ２２を送り出すことにより移動手段２０が受けた反力により、弾性部材５３の弾性力に抗して、軸Ｙ方向の電極１２とは反対向き（図３において上向き）に変位する。

アーム部４０のホルダ４２には電極１２が取り付けられているため、アーム部４０の上方への変位にしたがって電極１２も軸Ｙ方向の上方に変位し、図４に示すように、電極１２はワーク２００の面に接する。これにより、ワーク２００には、電極１１，１２から両面に均等の加圧力を受ける。このようにフローティング機構５０は、ワーク２００に一方の電極１１のみから偏った荷重が作用するのを抑制する。

冷却水系８０は、ホルダ４１に接続されたホース８１，８２、ホルダ４２に接続されたホース８３，８４、電力部３３に接続されたホース８５，８６及び、これらホース８１〜８６の内部を流れる冷却水を有する。ホルダ４１に接続された一方のホース８１からホルダ４１の内部に流れた冷却水は、ホルダ４１から電極１１の内部を流れて、ホルダ４１に接続された他方のホース８２から排出される。このとき、冷却水と電極１１との間で熱交換が行われて、電極１１が冷却される。

同様に、ホルダ４２に接続された一方のホース８３からホルダ４２の内部に流れた冷却水は、ホルダ４２から電極１２の内部を流れて、ホルダ４２に接続された他方のホース８４から排出される。このとき、冷却水と電極１２との間で熱交換が行われて、電極１２が冷却される。また、電力部３３に接続された一方のホース８５から電力部３３の内部に流れた冷却水は、電力部３３に接続された他方のホース８６から排出される。このとき、冷却水と電力部３３との間で熱交換が行われて、電力部３３が冷却される。

＜マーキング装置の作用＞
以上のように構成されたマーキング装置１００によると、一枚の板金製のワーク２００を、間隔を開けて互いに対向して配置された２つの電極１１，１２の間に配置し、その状態で、サーボモータ２１を動作させて、送りねじ２２を電極１２に向けて送る。これにより、送りねじ２２の先端に取り付けられた電極１１が、ワーク２００の面に近づき、やがて、電極１１の先端部１１ａがワーク２００の面に接する。

サーボモータ２１の動作がさらに続いて電極１１が電極１２に近づくようにワーク２００の面を押圧すると、その反力によりフローティング機構５０が動作し、電極１２がワーク２００に近づき、やがて、電極１２の先端部１２ａもワーク２００の面に接する。これにより、ワーク２００は電極１１，１２に挟まれて加圧された状態となる。サーボモータ２１は、ワーク２００を挟んで加圧する加圧力が、例えば３０００［Ｎ］程度になるまで動作し、加圧力が３０００［Ｎ］になった状態で動作を停止する。なお、本実施形態においては、ワーク２００を３０００［Ｎ］で加圧したが、加圧力はワークの材質や厚さ等種類に応じて適宜変えられ、３０００［Ｎ］に限定されない。

次いで、電力部３３が電極１１，１２間に流す例えば２０００［Ａ］のパルス状の電流を発生し、発生した電流は導電部３１，３２、ホルダ４１，４２及び電極１１，１２を通じて、ワーク２００に流される。このとき、導電部３１，３２、ホルダ４１，４２及び電極１１，１２の本体部１１ｂ，１２ｂは、電気抵抗率が小さい銅で形成されているため、抵抗発熱が少ない。一方、先端部１１ａ，１２ａ及びワーク２００は、本体部１１ｂ，１２ｂなどに比べて電気抵抗率が大きいため、これら先端部１１ａ，１２ａ及びワーク２００は抵抗発熱が大きい。

そして、図５に示すように、先端部１１ａとワーク２００とが接する部分、及び先端部１２ａとワーク２００とが接する部分は、それぞれ例えば４００［℃］以上の高い温度で発熱する。この結果、ワーク２００の、先端部１１ａが接した部分２００ａ、及びワーク２００の、先端部１２ａが接した部分２００ｂは、高温により酸素と結合し易い状態となる。そして、通電の直後に、サーボモータ２１を動作させて電極１１，１２をワーク２００から離すことで、高温になった部分２００ａ，２００ｂは、空気中の酸素と結合し、酸化する。

ワーク２００は、酸化することで、元の色とは異なる色に変色する。したがって、酸化した部分２００ａ，２００ｂは、図６に示すように、周囲の部分とは異なる色に変色して、光学的に識別することが可能なマークＭとなる。マークＭは、ワーク２００の位置決め用のマークとして用いることができる。なお、上述したマーキング装置１００の動作は、位置決め用のマークＭが形成されたワークの製造方法の一実施形態である。

ここで、ワーク２００はワーク２００が変形しない程度の加圧力で電極１１，１２に挟まれる。このため、マークＭとしては、凹状の打痕はほとんど形成されない。

したがって、マークＭは凹状に変形したものではなく、このワーク２００と組み合わされる他のワークと重ね合わされても、その重ね合わせたときの位置合わせの精度（組み立て精度）が悪化するのを防止することができる。しかも、マークＭは、塗料やインクで着色したものではないため、マークＭを利用した位置決めによって組み立てられたワークの組み立て後における電着塗装など後工程に影響を与えることもない。

本実施形態における電極１１，１２の先端部１１ａ，１２ａは、電気抵抗率が大きい超硬合金で形成されているため通電による発熱量を大きくしてワーク２００の表面の変色を起こさせ易く、しかも、硬いため耐久性が高い。

本実施形態における電極１１，１２は、ワーク２００に接触する部分を含む先端部１１ａ，１２ａと、先端部１１ａ，１２ａを支持するとともに、ホルダ４１，４２に対して着脱可能に設けられた、先端部１１ａ，１２ａよりも電気抵抗率が小さい銅で形成された本体部１１ｂ，１２ｂと、を有する構造である。したがって、電極１１，１２の全体を超硬合金で形成したものに比べて、ワーク２００に接触する部分である先端部１１ａ，１２ａの発熱効率を向上させることができる。また、電極１１，１２の全体を超硬合金で形成したものに比べて、本体部１１ｂ，１２ｂに先端部１１ａ，１２ａより安価な材料を適用することができ、電極１１，１２のコスト（価格）を抑制することができる。

また、本実施形態における電極１１，１２は、使用により電極１１，１２の消耗が一定程度まで進んだときや先端部１１ａ，１２ａの変形によりマークＭの輪郭形状が不鮮明になったとき、輪郭形状が所望の形状でなくなったときなどは、その古い電極１１，１２をホルダ４１，４２から取り外して、新しい電極１１，１２に簡単に交換することができる。

また、本実施形態のマーキング装置１００でワークに形成されたマークＭは、ワーク２００を他の部品と溶接や締結などで組み立てる場合の位置決めの基準として、位置決めの工程で形成されてもよい。この場合、例えば、図６に示すように、マークＭが形成されたワーク２００をカメラで撮像し、得られた画像から、画像処理装置によってマークＭを認識し、マークＭの外周輪郭線（本実施形態では円）Ｍｏをエッジ検出等の処理で抽出し、抽出された円の輪郭線に基づいて、円の中心点Ｍｃを算出し、その中心点Ｍｃを、ワーク２００の位置決め用の基準の位置として設定することができる。

本実施形態のマーキング装置１００でワークに形成されたマークＭは、ワーク２００の表面と裏面との同じ位置にそれぞれ形成されるため、ワーク２００が表面のマークＭが視認できない姿勢や状況の場合には、裏面のマークＭを利用して位置決めを行うことができ、ワーク２００が裏面のマークＭが視認できない姿勢や状況の場合には、表面のマークＭを利用して位置決めを行うことができるため、利便性の高いマークＭを形成することができる。

なお、マーキング装置１００で必要とされる電気（加圧力の発生用）、電流（通電流の発生用）及び冷却水（冷却水系用）は、抵抗溶接機が配置されている溶接工程に既に完備されているため、このマーキング装置１００は、溶接工程や溶接工程に隣接した前工程に配備されると、製造工程をより効率的に運用することができる。なお、マーキング装置１００は、溶接工程や溶接工程に隣接した前工程に配備されるものに限定されない。

＜変形例＞
本発明に係るマーキング装置は、上述した実施形態のマーキング装置１００に限定されない。例えば、このマーキング装置１００は、アーム部４０がＣ字状に形成されているが、本発明に係るマーキング装置は、アーム部はＣ字状ではなく、Ｘ字状に形成されたものであってもよい。また、アーム部の形状としては、Ｃ字状やＸ字状のものに限定されない。また、本実施形態のマーキング装置１００は、ロボット４００に保持されるものに限定されず、床置きの定置式のものであってもよい。

本実施形態のマーキング装置１００は、マーキング装置１００の全体がロボット４００により移動されるため、フローティング機構５０によって移動されるアーム部４０の移動量が既知である場合は、ロボット４００に、その既知の移動量だけマーキング装置１００を移動させるように予めティーチングしておくことで、マーキング装置１００はフローティング機構５０を備えなくてもよい。

ただし、ワーク２００の寸法の個体差などの予めのティーチングで対応できない誤差を有するワーク２００に対しては、ロボット４００による移動に加えて、フローティング機構５０による位置の調整を行うことで、その誤差を適切に吸収して、位置決め用のマークＭを精度よく形成することができるため、精度の信頼性を向上させる観点により、フローティング機構５０を備えることが好ましい。

本実施形態の、位置決め用のマークＭが形成されたワーク２００の製造方法は、本実施形態のマーキング装置１００を用いた例であるが、本発明に係る位置決め用マークが形成されたワークの製造方法は、本発明に係るマーキング装置を使った製造方法に限定されない。

本発明に係るマーキング装置及び本発明に係る位置決め用マークが形成されたワークの製造方法における電極としては、タングステンカーバイド以外の他の種類の超硬合金を適用してもよい。超硬合金の電極であれば、発熱とワークへの加圧の繰り返しによっても、ワークに形成されるマークの輪郭が不鮮明になり難い耐久性を有する。

なお、本発明に係るマーキング装置及び本発明に係る位置決め用マークが形成されたワークの製造方法における電極は、電気抵抗率が大きい材料で形成されたものであればよく、超硬合金で形成されたものに限定されない。

本実施形態における電極１１，１２は、ワーク２００の面に接触する部分を含む先端部１１ａ，１２ａがタングステンカーバイドで、この先端部を支持する本体部１１ｂ，１２ｂが、タングステンカーバイドよりも安価で、電気抵抗率がタングステンカーバイドに比べて小さく、かつ良好な導電性を有する銅で形成されているものに限定されない。したがって、本発明における電極は、本体部も含めて全体がタングステンカーバイドで形成されていてもよいし、先端部に超硬合金を用いない電極としてもよい。

本実施形態の電極１１，１２は、ワーク２００の両面にそれぞれ対応して設けられていて、いずれの電極１１，１２も、先端部１１ａ，１２ａが超硬合金で形成されているが、一方の電極１１（又は電極１２）にのみ超硬合金を用いたものであってもよい。すなわち、ワーク２００の２つの面のうち、位置決め用のマークＭを形成しようとする面が１面だけであるときは、その位置決め用のマークＭを形成しようとする側の面に接触する電極１１（又は電極１２）だけを超硬合金で形成し、他方の面（位置決め用のマークＭを形成しない側の面）に接触する電極１２（又は電極１１）は、超硬合金の電極であってもよいし、超硬合金以外の材料で形成された電極であってもよい。

図７は、先端部１１ａ，１２ａが本体部１１ｂ，１２ｂの内側に貫通した構造の電極１１，１２を示す、図２相当の断面図である。本実施形態のマーキング装置１００における電極１１，１２は、図２に示すように、先端部１１ａ，１２ａが本体部１１ｂ，１２ｂの内側に貫通していない構造であり、この構造により、本体部１１ｂ，１２ｂの内側を流れる冷却水が先端部１１ａ，１２ａの側に漏れるのを完全に防止している。しかし、電極１１，１２は、例えば図７に示すように、先端部１１ａ，１２ａが本体部１１ｂ，１２ｂの内側に貫通している構造であってもよい。

このように構成された電極１１，１２は、本体部１１ｂ，１２ｂの内側を流れる冷却水が先端部１１ａ，１２ａに直接接するため、先端部１１ａ，１２ａを冷却する性能を向上させることができる。

この構造の場合、先端部１１ａ，１２ａの軸部分をテーパ１１ｅ，１２ｅで形成することで、先端部１１ａ，１２ａを本体部１１ｂ，１２ｂに圧入したとき、先端部１１ａ，１２ａと本体部１１ｂ，１２ｂとの間の密着程度が向上し、両者の間からの水漏れを効果的に防止することができる。

図８は、３ピース構造の電極１１，１２を示す、図２相当の断面図である。本実施形態のマーキング装置１００における電極１１，１２は、先端部１１ａ，１２ａと本体部１１ｂ，１２ｂとの２つのピースで構成されたものであるが、例えば図８に示すように、本体部１１ｂ，１２ｂが、本体１１ｊ，１２ｊとキャップ１１ｉ，１２ｉとの２つのピースで構成され、先端部１１ａ，１２ａと合わせて３つのピースで構成されたものであってもよい。

この電極１１，１２の先端部１１ａ，１２ａは、円柱の軸Ｙ方向の中央部に、半径方向に張り出した鍔１１ｈ，１２ｈが形成されている。そして、この鍔１１ｈ、１２ｈを挟んだ軸Ｙ方向の一方の柱状部１１ｇ，１２ｇが、本体１１ｊ、１２ｊの先端面側から内側の空間（冷却水路）に挿入されて、鍔１１ｈ，１２ｈが本体１１ｊ，１２ｊの端面に載った状態に配置されている。この状態で、中心に、鍔１１ｈ、１２ｈを挟んだ軸Ｙ方向の他方の柱状部１１ｆ，１２ｆを通過させる中心穴が形成されたキャップ１１ｉ，１２ｉが、柱状部１１ｆ，１２ｆの先端側から被せられている。

そして、キャップ１１ｉ，１２ｉの内面側が軸Ｙ方向に鍔１１ｈ，１２ｈに接した状態で、キャップ１１ｉ，１２ｉの内周面に形成されたねじが、本体１１ｊ，１２ｊの外周面に形成されたねじに締結されている。これにより、先端部１１ａ，１２ａは、鍔１１ｈ，１２ｈが本体１１ｊ，１２ｊとキャップ１１ｉ，１２ｉとに挟まれた状態で本体部１１ｂ，１２ｂに支持される。ここで、鍔１１ｈ，１２ｈを挟んで形成されている柱状部１１ｆ，１２ｆと柱状部１１ｇ，１２ｇとは同じ形状である。

このように形成された電極１１，１２は、キャップ１１ｉ，１２ｉを取り外すことにより、先端部１１ａ，１２ａを本体部１１ｂ，１２ｂから着脱することができる。しかも、先端部１１ａ，１２ａは、上下を反対にして２つの柱状部１１ｆ，１２ｆ、柱状部１１ｇ，１２ｇを、ワーク２００に接する部分として用いることができるため、電極１１，１２の交換頻度を少なくすることができる。

また、本体１１ｊ，１２ｊの内側を流れる冷却水は、図７に示した電極１１，１２と同様に、先端部１１ａ，１２ａに直接接するため、先端部１１ａ，１２ａを冷却する性能を向上させることができる。

なお、本体１１ｊ，１２ｊの内側を流れる冷却水は、本体１１ｊ，１２ｊと先端部１１ａ，１２ａの鍔１１ｈ，１２ｈとの間で止められるため、外部には漏れないが、本体１１ｊ，１２ｊの冷却水路に挿入された柱状部１１ｇ，１２ｇと冷却水路との間に、Ｏリング等の水密部材を設けた構成とするのがより好ましい。

本実施形態におけるサーボモータ２１及び送りねじ２２は、一対の対向した電極１１，１２を相対的に移動させる移動手段の一例であるが、本発明における移動手段は、サーボモータに限定されず、例えばエアシリンダなどの他のアクチュエータを適用することもできる。

本実施形態におけるサーボモータ２１及び送りねじ２２は、一方の電極１１を、固定された他方の電極１２に向けて移動させる移動手段の一例であるが、本発明における移動手段は、一方の電極だけを移動させるものに限定されず、両方の電極を移動させるものであってもよい。すなわち、本発明における移動手段は、一対の電極を、相対的に近づける向きと、相対的に遠ざける向きとに移動させるものであれば、一方の電極だけを移動させるものであるか又は２つの電極を移動させるものであるかの別を問わない。また、移動手段が、２つの電極を移動させるものである場合、２つの電極を移動させるタイミングは同時であるか否かも問わず、１つずつ交互に移動させるものでもよい。

１１，１２ 電極
２０ 移動手段
２１ サーボモータ
２２ 送りねじ
３０ 通電部
３３ 電力部
４０ アーム部
８０ 冷却水系
１００ マーキング装置
２００ ワーク
４００ ロボット
Ｍ マーク
Ｙ 軸

Claims (5)

1. 間隔を開けて互いに対向して配置された一対の電極と、
   前記間隔を変化させるように、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極を他方の電極に対して移動させる移動手段と、
   前記一対の電極の間に１枚のワークが配置されて、前記移動手段により前記ワークの面に前記電極を接触させた状態で、前記一対の電極の間に電流を流して、前記ワークの面に変色したマークを形成する通電手段と、を備え、
   前記電極は、前記ワークに接触する部分が電気抵抗率の大きい材料で形成されているマーキング装置。
2. 前記電気抵抗率の大きい材料が超硬合金である請求項１に記載のマーキング装置。
3. 前記電極は、前記ワークに接触する部分を含む先端部と、前記先端部を支持するとともにホルダに対して着脱可能に設けられた、前記先端部よりも電気抵抗率が小さい材料で形成された本体部と、を有する請求項１又は２に記載のマーキング装置。
4. 前記マークは、検出手段で検出されて、位置決め工程における基準の位置として形成される請求項１から３のうちいずれか１項に記載のマーキング装置。
5. 一枚の板金製のワークを、間隔を開けて互いに対向して配置された一対の、少なくとも先端部が前記ワークよりも電気抵抗率の大きい材料で形成された電極の間に配置し、
   前記一対の電極のそれぞれを前記ワークの各面に対応させて接触させ、
   前記一対の電極の間に電流を流し、その後に前記電極をそれぞれ前記ワークの面から離すことにより、前記ワークの面に位置決め用の変色したマークが形成されたワークを製造する位置決め用マークが形成されたワークの製造方法。