JP3752595B2 - 電極チップの組付方法と組付装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接ロボットが行うスポット溶接に使用する電極チップを溶接ロボットのシャンク部に組み付ける方法と装置に関し、特に、電極チップ先端の溶接用加圧面が、基部の軸心からずれた位置に配置されている偏心タイプ（エキセントリックタイプ）の電極チップの組付方法と組付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
従来、溶接部位の周囲のスペースに制限がある場合等では、偏心タイプの電極チップを使用して、スポット溶接を行っていた。偏心タイプの電極チップは、通常の電極チップと同様に、断面円形とした円柱状の基部と、基部の先端に配置される先細り状の先端部と、を備えて、基部の元部側端面には、溶接ロボットのアーム先端のシャンク部に嵌合可能な組付孔が開口され、先端部の先端面には、溶接用加圧面が形成されていた。そして、溶接用加圧面が、通常の電極チップと相違して、基部の軸心からずれた位置に配置されて、構成されていた。
【０００３】
この偏心タイプの電極チップを使用したスポット溶接を、溶接ロボットが行っている場合には、偏心タイプの電極チップを交換する際、通常の電極チップと相違して、溶接ロボット側のシャンク部に対して、溶接加圧面を所定位置に正確に配置させる必要がある。そのため、従来は、溶接ロボットの作動を停止させて、溶接ロボットのアーム先端のシャンク部から、使用済みの電極チップを取り外し、溶接用加圧面が所定位置に配置されるように、確認しつつ、手作業により、新たな電極チップをシャンク部に組み付けていた。
【０００４】
ちなみに、通常の電極チップは、断面円形とした円柱状の基部の軸心に対して、先端部の溶接加圧面が同心的に形成されているため、単に、基部の組付孔に嵌合させるだけで、シャンク部に組み付けることができる。そのため、通常の電極チップでは、シャンク部への組付を容易に行うことができ、自動化も容易であった。
【０００５】
しかし、偏心タイプの電極チップのシャンク部への組付には、既述したように、溶接用加圧面を所定位置に配置させる必要があることから、注意深く手作業で行うこととなって、大変手間がかかっていた。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、偏心タイプとしていても、容易に溶接ロボット側のシャンク部に組み付けることができる電極チップの組付方法と組付装置とを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電極チップの組付方法は、溶接ロボットによるスポット溶接に使用する電極チップが、円柱状の基部と、該基部の先端に配置される先細り状の先端部と、を備えて、
前記基部の元部側端面に、前記溶接ロボットのアーム先端のシャンク部に嵌合可能な組付孔が開口され、
前記先端部の先端面に、溶接用加圧面が形成され、
前記溶接用加圧面が、前記基部の軸心からずれた位置に配置されている電極チップを前記シャンク部に組み付ける電極チップの組付方法であって、
前記電極チップの前記基部の外周面に、前記基部の軸心に対する前記溶接用加圧面の配置位置を一定に設定可能な基準面が、前記基部の全長にわたって形成される二つの平坦面から構成されるとともに、
前記二つの平坦面が、前記基部の軸心を間にして、前記軸心に沿いかつ相互に平行に、形成され、
前記電極チップの組付時における前記溶接ロボットの前記シャンク部の配置位置において、
先頭の前記電極チップを、前記シャンク部に嵌合可能に、前記組付孔を前記シャンク部側へ露出させた状態として、
後続の複数の前記電極チップを、前記平坦面相互を当接させた状態で、かつ、先頭の前記電極チップ側へ移動可能に押圧された状態として、整列させて、待機させておき、
前記シャンク部を、先頭の前記電極チップの前記組付孔に嵌合させて、前記電極チップを前記シャンク部に組み付けることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る電極チップの組付装置は、溶接ロボットによるスポット溶接に使用する電極チップが、円柱状の基部と、該基部の先端に配置される先細り状の先端部と、を備えて、
前記基部の元部側端面に、前記溶接ロボットのアーム先端のシャンク部に嵌合可能な組付孔が開口され、
前記先端部の先端面に、溶接用加圧面が形成され、
前記溶接用加圧面が、前記基部の軸心からずれた位置に配置されている電極チップを前記シャンク部に組み付ける電極チップの組付装置であって、
前記電極チップの前記基部の外周面に、前記基部の軸心に対する前記溶接用加圧面の配置位置を一定に設定可能な基準面が、前記基部の全長にわたって形成される二つの平坦面から構成されるとともに、
前記二つの平坦面が、前記基部の軸心を間にして、前記軸心に沿いかつ相互に平行に、形成され、
前記電極チップの組付時における前記溶接ロボットの前記シャンク部の配置位置において、
カートリッジケースを取替え可能としてかつ前記カートリッジケースを保持可能なクランプ装置が、配設され、
前記カートリッジケースが、先端側に、前記シャンク部の配置位置に開口して、前記電極チップを取り出し可能な取り出し口を有するとともに、内部に収納した複数の前記電極チップを前記取り出し口側へ移動可能に付勢する付勢手段を内蔵させて構成され、
前記カートリッジ内に、前記平坦面相互を当接させた状態で、先頭の前記電極チップを前記取り出し口に配置させ、かつ、後続の前記電極チップを前記付勢手段によって押圧させて、収納していることを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
本発明に係る組付方法と組付装置に使用する電極チップでは、基部の外周面に、基部の軸心に対する溶接用加圧面の配置位置を一定に設定可能な基準面が、形成されていることから、この基準面を基準として、基準面と溶接用加圧面との配置関係を考慮しつつ、シャンク部に対して電極チップを配置させて、基部の組付孔にシャンク部を嵌合させれば、偏心タイプの電極チップを、容易にかつ正確に、溶接ロボット側のシャンク部に組み付けることができる。
【００１０】
そして、基部の基準面は、基部の全長にわたって形成される二つの平坦面から構成され、それらの二つの平坦面が、基部の軸心を間にして、その軸心に沿いかつ相互に平行に、形成されていることから、複数の電極チップを、平坦面相互を当接させて、整列させることができる。そのため、整列された各電極チップは、隣接する電極チップの平坦面によって、基部の軸心周りの回転が規制され、溶接用加圧面と基準面との配置関係を、一定にして、待機させることができる。その結果、自動化された溶接ロボットにティーチングさせて、シャンク部が、所定の運動軌跡を移動するように設定すれば、自動的に、偏心タイプの電極チップを組み付けることも可能となる。さらに、このような電極チップは、基準面が、単に、基部の全長にわたって形成される二つの平坦面から構成されているだけであり、従来形状の偏心タイプの電極チップにおける基部の外周面の二箇所に、フライス加工等の切削加工を施して、二つの平坦面を簡単に形成できることから、従来形状の偏心タイプの電極チップから、容易に製造することもできる。
【００１１】
そして、本発明に係る組付方法では、電極チップの組付時における溶接ロボットのシャンク部の配置位置（組付位置）において、先頭の電極チップが、シャンク部に嵌合可能に、組付孔をシャンク部側へ露出させた状態とし、後続の複数の電極チップが、平坦面相互を当接させた状態で、かつ、先頭の電極チップ側へ移動可能に押圧された状態として、整列させて待機させておけば、先頭の電極チップが組み付けられた後、後続の電極チップが、順次、シャンク部への組付位置に配置可能となり、容易に、自動化して、偏心タイプの複数の電極チップを、順次、溶接ロボット側のシャンク部へ組み付けることができる。
【００１２】
さらにまた、本発明に係る組付装置では、カートリッジケース内に、平坦面相互を当接させた状態で、先頭の電極チップを、カートリッジケースの取り出し口に配置させ、かつ、後続の電極チップを、カートリッジケース内の付勢手段によって押圧させて、カートリッジケース内に整列させて複数個収納させることができる。
【００１３】
このような構成では、所定数の電極チップを、所定数ごと、カートリッジケース内に収納させて、運搬や管理等することができるため、偏心タイプの電極チップの取り扱いが容易となる。
【００１４】
そして、電極チップの組付時における溶接ロボットのシャンク部の配置位置（組付位置）に、カートリッジケースを取替え可能としてかつカートリッジケースを保持可能なクランプ装置を、配設しておき、カートリッジケースをクランプ装置に保持させておけば、先頭の電極チップが組み付けられた後、後続の電極チップが、順次、シャンク部への組付位置となる取り出し口に配置可能となり、容易に、自動化して、偏心タイプの複数の電極チップを、順次、溶接ロボット側のシャンク部へ組み付けることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、実施形態の電極チップ１０（１０Ｕ・１０Ｄ）は、図２〜３に示すように、円柱状の基部１１と、基部１１の先端に配置される先細り状の先端部１８と、を備えて構成されている。基部１１の元部側端面には、溶接ロボット１（図１参照）のアーム２の先端におけるサーボガン４の各シャンク部５・６に嵌合可能な組付孔１２が、円形に開口されている。組付孔１２は、先端部１８側にかけて内径寸法を狭めるテーパ孔としている。先端部１８の先端面には、溶接用加圧面１９が形成され、この溶接用加圧面１９は、基部１１（組付孔１２）の軸心Ｏからずれた位置に配置されている。
【００１６】
そして、実施形態の電極チップ１０は、基部１１の外周面に、基部１１の軸心Ｏに対する溶接用加圧面１９の配置位置を一定に設定可能な基準面１４が、周囲の円弧状の一般外周面１３から、曲げられて形成されている。実施形態の場合、基準面１４は、基部１１の全長にわたって形成される二つの平坦面１５・１６から構成され、二つの平坦面１５・１６は、基部１１の軸心Ｏを間にして、軸心Ｏに沿いかつ相互に平行に、形成されている。さらに、実施形態の場合には、図３に示すように、溶接加圧面１９の軸心Ｏからずれた方向に沿うように、平坦面１５・１６を相互に平行に形成している。
【００１７】
実施形態の電極チップ１０は、二個一対として使用され、溶接ロボット１のアーム２の先端におけるサーボガン４の各シャンク部５・６に、組付孔１２を嵌合させて、組み付けられている。
【００１８】
なお、サ−ボガン４は、汎用のものであり、図１に示すように、多関節の溶接ロボット１のア−ム２の先端に保持され、演算機能を備えて、図示しないサ−ボモ−タの回転数制御・トルク制御を行なって、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄの位置制御や加圧力制御等を行なえるものである。
【００１９】
また、図１に示す符号３は、溶接ロボット１、サ−ボガン４、及び、ドレッサ−８の作動を制御する制御装置である。また、Ｗ１・Ｗ２は、溶接ロボット１が溶接加工を行なう溶接ラインでの加工地点であり、それらの加工地点Ｗ１・Ｗ２では、図２に示すように、所定数、所定箇所で打点（スポット溶接）して所定の板金Ｐ１・Ｐ２等を、溶接して連結することとなる。
【００２０】
ドレッサ−８は、図１に示すように、溶接ロボット１の作動によるサーボガン４の稼動範囲内で、支持フレ−ム７に支持されている。ドレッサ−８は、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを研磨可能なカッタ機構８ａと、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄのシャンク部５・６からの抜き取りを行なうチップ抜き取り機構８ｂと、を備えて構成されている。
【００２１】
支持フレーム７には、各シャンク部５・６から電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを抜き取った後に、新たな電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを組み付けるための組付装置２１が、保持されている。組付装置２１は、クランプ装置２２と、カートリッジケース４０（４０Ｕ・４０Ｄ）と、を備えて構成されている。
【００２２】
カートリッジケース４０は、図１１・１２に示すように、所定数（実施形態では、１１個）の電極チップ１０を収納するものであり、上方側と下方側のシャンク部５・６に組付可能に、二種類のカートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄが使用されている。
【００２３】
各カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄは、四角筒形状として、底壁部４１と、底壁部４１の左右両側から上方に延びる側壁部４２・４３と、底壁部４１と対向するように配設されて、側壁部４２・４３の上端相互を連結する天井壁部４４と、ケース４０Ｕ・４０Ｄの前方側と後方側とを塞ぐ前壁部４５・後壁部４６と、を備えて構成されている。各ケース４０Ｕ・４０Ｄの内部には、それぞれ、収納した最後部の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄに当接する押圧片５１と、押圧片５１を前壁部４５側へ付勢する付勢手段としての圧縮コイルばね５３と、が配設されている。後壁部４６には、コイルばね５３の後端側を支持するばね座４７が配設されている。
【００２４】
各ケース４０Ｕ・４０Ｄの側壁部４２・４３の間の距離Ｂは、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄの一般外周面１３の外形寸法Ｄ（図３参照）より、僅かに小さい寸法に設定され、底壁部４１と天井壁部４４との間の距離Ｈは、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄの軸方向の長さ寸法Ｌ（図２参照）より、僅かに小さい寸法に設定されている。
【００２５】
また、各側壁部４２・４３には、ケース４０Ｕ・４０Ｄ内に収納された電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを確認できるように、表裏を貫通する複数の孔４２ａ・４３ａが開口されている。
【００２６】
そして、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの前端側には、収納した電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを取り出し可能に取り出し口４８（４８Ｕ・４８Ｄ）が開口されている。上方のシャンク部５に組み付けられる電極チップ１０Ｕを収納するカートリッジケース４０Ｕでは、取り出し口４８Ｕは、前壁部４５と天井壁部４４の先端との間に電極チップ１０Ｕにおける平坦面１５・１６間の距離ｄ分、若しくは、その寸法より僅かに大きな寸法分、を空けるように、天井壁部４４の前端が切り欠かれて、前壁部４５の後方側で、上方に開口されている。下方のシャンク部６に組み付けられる電極チップ１０Ｄを収納するカートリッジケース４０Ｄでは、取り出し口４８Ｄは、前壁部４５と底壁部４１の前端との間に距離ｄ分、若しくは、その寸法より僅かに大きな寸法分、を空けるように、底壁部４４の前端が切り欠かれて、前壁部４５の後方側で、下方に開口されている。
【００２７】
なお、実施形態のカートリッジケース４０Ｕでは、取り出し口４８Ｕの下方に、底壁部４１の前端を切り欠いて、誤組付防止用の組付凹部４９が形成され、カートリッジケース４０Ｄでは、取り出し口４８Ｄの上方に、天井壁部４４の前端を切り欠いて、誤組付防止用の組付凹部４９が形成されている。各組付凹部４９には、各カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄをクランプ装置２２の後述する所定のクランプ本体２４（２４Ｕ・２４Ｄ）へ装着する際に、ストッパ板３２が、嵌合される。そして、適正なクランプ本体２４Ｕ・２４Ｄ側にケース４０Ｕ・４０Ｄを挿入させた際にのみ、ストッパ板３２が、組付凹部４９に嵌合されて、底壁部４１や天井壁部４４の前端に当接される。
【００２８】
ちなみに、各組付凹部４９にストッパ板３２が嵌合された際には、カートリッジケース４０Ｕ側では、底壁部４１の上面が、ストッパ板３２の上面と面一に連なり、取り出し口４８Ｕの下方で組付凹部４９によって開口された部位が、閉塞されることとなる。同様に、カートリッジケース４０Ｄ側では、天井壁部４４の下面が、ストッパ板３２の下面と面一に連なり、取り出し口４８Ｄの上方で組付凹部４９によって開口された部位が、閉塞されることとなる。
【００２９】
また、各カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄの天井壁部４４における前部側の上面には、所定の板材が固着されて、四つの係止突起４４ａ・４４ｂ・４４ｃ・４４ｄが、相互に所定の間隔を空けるように、突設されている。これらの係止突起４４ａ・４４ｂ・４４ｃ・４４ｄは、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの上下を間違えてクランプ装置２２に組み付けず、かつ、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの組付完了時には、クランプ装置２２からの抜け防止を図れるように、設けられている。
【００３０】
クランプ装置２２は、図１・４・８・９に示すように、支持フレーム７に支持固定されたベース２３の上面側に配置される二つのクランプ本体２４（２４Ｕ・２４Ｄ）と、各クランプ本体２４Ｕ・２４Ｄの上面側に配置されるトグル機構３４と、を備えて構成されている。
【００３１】
各クランプ本体２４Ｕ・２４Ｄは、図４〜１０に示すように、ベース２３から所定間隔を空けて上方に延びる左右の側壁部２５・２６と、側壁部２５・２６の上端相互を連結するように配設される上蓋部２７と、側壁部２５・２６の前端相互を連結する前壁部２８と、を備えて構成されている。
【００３２】
そして、各クランプ本体２４Ｕ・２４Ｄは、ベース２３と、上蓋部２７と、左右の側壁部２５・２６と、で囲まれて略長方形形状に開口する挿入孔部２４ａを備えている。これらの挿入孔部２４ａは、各ケース４０Ｕ・４０Ｄを嵌挿可能な形状に開口され、クランプ本体２４の前壁部２８の後面に前壁部４５の前面が当接するまで、これらの挿入孔部２４ａに挿入されて、カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄが各クランプ本体２４Ｕ・２４Ｄに組み付けられることとなる。
【００３３】
各挿入孔部２４ａの後端側の開口部位には、図６〜８に示すように、上蓋部２７の下面における左右方向の中央から下方に突出する凸部２７ａが配設されている。凸部２７ａは、各ケース４０Ｕ・４０Ｄにおける天井壁部４４の上面から各係止突起４４ａ・４４ｂ・４４ｃ・４４ｄの突出する略高さ寸法分、上蓋部２７の下面から突出し、また、凸部２７ａの左右方向の幅寸法は、各係止突起４４ａ・４４ｂ間や係止突起４４ｃ・４４ｄ間の距離分より、僅かに小さくしている。これらの凸部２７ａは、各挿入孔部２４ａに各ケース４０Ｕ・４０Ｄが挿入される際、各ケース４０Ｕ・４０Ｄが適正に天井壁部４４側を上面側としている場合に、係止突起４４ａ・４４ｂ間と係止突起４４ｃ・４４ｄ間とを通過して、各挿入孔部２４ａに各ケース４０Ｕ・４０Ｄを挿入可能とし、逆に、天井壁部４４側を下面側として、各ケース４０Ｕ・４０Ｄを各挿入孔部２４ａに挿入させた場合には、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの底壁部４１と摺接して、係止突起４４ａ・４４ｂを、挿入孔部２４ａの周縁におけるベース２３に当接させ、各挿入孔部２４ａに各ケース４０Ｕ・４０Ｄを挿入不能とさせるものである。
【００３４】
また、各クランプ本体２４Ｕ・２４Ｄの前端側では、図４・６・７・１０に示すように、側壁部２５・２６が、上蓋部２７とベース２３とから前方側に突出するように配設されている。そして、各側壁部２５・２６の上蓋部２７やベース２３から前方側へ突出した部位の上下面には、それぞれ、段差凹部２５ａ・２５ｂ・２６ａ・２６ｂが形成されている。そして、ケース４０Ｕを挿入させるクランプ本体２４Ｕには、下方側の段差凹部２５ｂ・２６ｂに嵌合されて、側壁部２５・２６間の下方側を塞ぐストッパ板３２が配設されている。また、ケース４０Ｄを挿入させるクランプ本体２４Ｄには、上方の段差凹部２５ａ・２６ａに嵌合させて、側壁部２５・２６間の上方側を塞ぐストッパ板３２が配設されている。これらのストッパ板３２は、既述したように、各ケース４０Ｕ・４０Ｄが対応する各クランプ本体２４の挿入孔部２４ａに挿入された際に、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの組付凹部４９に嵌合されることとなる。
【００３５】
さらに、各クランプ本体２４Ｕ・２４Ｄの前部側には、図４〜７・９に示すように、上蓋部２７の代りに、押えブロック２９が配設されている。各押えブロック２９は、左右の側壁部２５・２６の上面に支持された圧縮コイルばね３０によって、上方に付勢されるとともに、左右両側で、各側壁部２５・２６に締結された抜け止めボルト３１により、上方への移動距離を規制されている。各押えブロック２９の下面には、下方への移動時に、適正に、挿入孔部２４ａ内にケース４０Ｕ・４０Ｄが挿入された際における係止突起４４ａ・４４ｃ間や係止突起４４ｂ・４４ｄ間に嵌合可能に、係止凸部２９ａが突設されている（図９参照）。なお、各係止凸部２９ａは、押えブロック２９が、コイルばね３０に付勢され、かつ、抜け止めボルト３１によって上方位置を規制されている状態では、図９の右側のクランプ本体２４Ｕに示すように、上蓋部２７の下面から下方に突出しないように設定されている。
【００３６】
各トグル機構３４は、操作レバー３５を回動させて上方へ持ち上げた際、前端側の押圧ロッド３６の下端３６ａを上方に上げ、操作レバー３５を回動させて下方に押し下げた際には、押圧ロッド下端３６ａを下方に下げるように、構成されている。そして、各トグル機構３４は、押圧ロッド下端３６ａを下方に押し下げた際に、押えブロック２９を押し下げ、押えブロック２９の係止凸部２９ａを、適正に配置された各カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄの係止突起４４ａ・４４ｃ間や係止突起４４ｂ・４４ｄ間に、嵌合可能に構成されている。
【００３７】
つぎに、実施形態の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを、溶接ロボット１のアーム２先端におけるサーボガン４の各シャンク部５・６への組み付ける作業について説明する。
【００３８】
まず、各カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄ内に、取り出し口４８から順次挿入させて、対応する電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを所定数収納させておく。この時、各ケース４０Ｕ・４０Ｄ内の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄは、底壁部４１・側壁部４２・４３・天井壁部４４で周囲を規制されて、平坦面１５・１６相互を当接させて、整列されることとなる。また、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの取り出し口４８から、先頭の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄの基部１１における元部側端面の全域が、露出している。
【００３９】
そして、所定数の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを収納させたケース４０Ｕ・４０Ｄをクランプ装置２２にセットして組み付けておく。この作業は、まず、各トグル機構３４の操作レバー３５を上方に持ち上げて、各押圧ロッド３６の押圧力を解除し、各押えブロック２９を上昇させておく。ついで、各天井壁部４４側をそれぞれ上面側に配置させて、各前壁部４５の前面が前壁部２８の後面に当接するまで、ケース４０Ｕをクランプ本体２４Ｕの挿入孔部２４ａに挿入させ、同時に、ケース４０Ｄをクランプ本体４０Ｄの挿入孔部２４ａに挿入させる。その後、各トグル機構３４の操作レバー３５を押し下げて、各押圧ロッド３６により、各押えブロック２９を下降させ、各係止凸部２９ａを天井壁部４４の係止突起４４ａ・４４ｃ間と係止突起４４ｂ・４４ｄ間とに嵌合させれば、各ケース４０Ｕ・４０Ｄを、抜け不能に、クランプ装置２２に装着することができる。その際、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの取り出し口４８Ｕ・４８Ｄは、各シャンク部５・６の組付位置に配置されることとなる。
【００４０】
一方、溶接ロボット１は、制御装置３に制御されて、ドレッサー８のカッタ機構８ａを利用して、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを研磨しつつ、加工地点Ｗ１・Ｗ２で所定の溶接を行い、所定回数の溶接後、チップ抜き取り機構８ｂを利用して、使用済みの電極チップ１０Ｕ・１０Ｄが抜き取られることとなる。
【００４１】
そして、溶接ロボット１は、アーム２の先端におけるサーボガン４の各シャンク部５・６を、組付装置２１の配置位置まで移動させ、シャンク部５に新たな電極チップ１０Ｕを組み付け、シャンク部６に新たな電極チップ１０Ｄを組み付けることとなる。その際、シャンク部５は、図７・１０の二点鎖線に示すように、組付装置２１のクランプ装置２２に保持されたカートリッジケース４０Ｕの取り出し口４８Ｕへ、上方から侵入して、先頭の電極チップ１０Ｕの基部組付孔１２に嵌合される。そして、嵌合後、シャンク部５が、上昇移動してクランプ装置２２から離脱し、新たな電極チップ１０Ｕがシャンク部５に組み付けられることとなる。同様に、シャンク部６は、図６・１０の二点鎖線に示すように、クランプ装置２２に保持されたカートリッジケース４０Ｄの取り出し口４８Ｄへ、下方から侵入して、先頭の電極チップ１０Ｄの基部組付孔１２に嵌合され、ついで、下降移動してクランプ装置２２から離脱して、新なた電極チップ１０Ｄがシャンク部６に組み付けられることとなる。なお、各シャンク部５・６が、各電極チップ１０Ｕ・１０Ｄの基部組付孔１２に嵌合される際、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄは、先端部１８側がストッパ板３２に支持されているため、移動することなく、円滑に、シャンク部５・６に嵌合組付されることとなる。
【００４２】
また、先頭の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄが抜き取られた各カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄ内では、コイルばね５３の付勢力によって、後続の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄが取り出し口４８Ｕ・４８Ｄ側へ移動して、新たな電極チップ１０Ｕ・１０Ｄが、シャンク部５・６への組付位置となる取り出し口４８Ｕ・４８Ｄの位置に配置されることとなり、その後のシャンク部５・６の組付位置への配置時に、順次、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄが円滑にシャンク部５・６に組み付けられることとなる。
【００４３】
そして、各ケース４０Ｕ・４０Ｄ内の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄが全て使用されたならば、クランプ装置２２のトグル機構３４における操作レバー３５を持ち上げて、空になったケース４０Ｕ・４０Ｄを抜き取り、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを充填させた新たなケース４０Ｕ・４０Ｄを、クランプ装置２２に装着させて、溶接ロボット１の溶接作業を続行させればよい。
【００４４】
以上のように、実施形態の偏心タイプの電極チップ１０（１０Ｕ・１０Ｄ）では、基部１１の外周面に、基部１１の軸心Ｏに対する溶接用加圧面１９の配置位置を一定に設定可能な基準面１４が、形成されている。さらに、実施形態の場合には、基準面１４が、基部１１の全長にわたって形成される二つの平坦面１５・１６から構成され、それらの二つの平坦面１５・１６が、基部１１の軸心Ｏを間にして、その軸心Ｏに沿いかつ相互に平行に、形成されていることから、複数の電極チップ１０を、平坦面１５・１６相互を当接させて、整列させることができ、その際、整列された各電極チップ１０は、隣接する電極チップ１０の平坦面１５・１６によって、基部１１の軸心周りの回転が規制され、溶接用加圧面１９と基準面１４との配置関係を、一定にして、組付位置に待機させることができる。
【００４５】
特に、実施形態の場合には、電極チップ１０（１０Ｕ・１０Ｄ）が、平坦面１５・１６相互を当接させた状態で、先頭の電極チップ１０（１０Ｕ・１０Ｄ）を、取り出し口４８（４８Ｕ・４８Ｄ）に配置させ、かつ、後続の電極チップ１０を、付勢手段としてのコイルばね５３によって取り出し口４８側へ移動可能に押圧させて、カートリッジケース４０（４０Ｕ・４０Ｄ）内に整列されて複数個収納されている。そして、カートリッジケース４０は、電極チップ１０の組付時における溶接ロボット１のシャンク部５・６の配置位置に配設されたクランプ装置２２に対して、取替え可能として保持されている。
【００４６】
そのため、ケース４０をクランプ装置２２に保持させておけば、先頭の電極チップ１０が組み付けられた後、後続の電極チップ１０が、順次、コイルばね５３の付勢力によって、シャンク部５・６への組付位置となる取り出し口４０に配置されることから、容易に、自動化して、偏心タイプの複数の電極チップ１０を、順次、溶接ロボット１側のシャンク部５・６へ組み付けることができる。
【００４７】
また、このような構成では、所定数の電極チップ１０を、所定数ごと、カートリッジケース４０内に収納させて、運搬や管理等することができるため、偏心タイプの電極チップ１０の取り扱いが容易となる。
【００４８】
さらに、このような電極チップ１０は、基準面１４が、単に、基部１１の全長にわたって形成される二つの平坦面１５・１６から構成されているだけであり、従来形状の偏心タイプの電極チップにおける基部の外周面の二箇所に、フライス加工等の切削加工を施して、二つの平坦面１５・１６を簡単に形成できることから、従来形状の偏心タイプの電極チップから、容易に製造することもできる。
【００４９】
なお、カートリッジケース４０を使用することなく、電極チップ１０の組付時における溶接ロボット１のシャンク部５・６の配置位置（組付位置）において、先頭の電極チップ１０が、シャンク部５・６に嵌合可能に、組付孔１２をシャンク部５・６側へ露出させた状態とし、後続の複数の電極チップ１０が、平坦面１５・１６相互を当接させた状態で、かつ、先頭の電極チップ１０側へ押圧された状態として、整列させて待機させておいてもよい。
【００５０】
この場合、例えば、カートリッジケース４０のような、取り出し口と収納した電極チップ１０を取り出し口側へ移動可能に押圧する押圧手段を備えた収納部を、シャンク部５・６への組付位置に配置させておけば、取り出し口に配置された先頭の電極チップ１０が組み付けられた後、後続の電極チップ１０が、順次、シャンク部５・６への組付位置に配置可能となり、容易に、自動化して、偏心タイプの複数の電極チップ１０を、順次、溶接ロボット１側のシャンク部５・６へ組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る一実施形態の電極チップを使用した溶接ロボット付近を示す概略平面図である。
【図２】 同実施形態の電極チップを使用した溶接状態を示す概略図である。
【図３】 同実施形態の電極チップの平面図である。
【図４】 同実施形態におけるシャンク部への組付位置に電極チップを待機させるための組付装置の平面図である。
【図５】 同組付装置の側面図である。
【図６】 図４のVI―VI部位の概略断面図である。
【図７】 図４のVII―VII部位の概略断面図である。
【図８】 図４のVIII―VIII部位の概略断面図である。
【図９】 図４のIX―IX部位の概略断面図である。
【図１０】 図４のＸ―Ｘ部位の概略断面図である。
【図１１】 同実施形態の電極チップを収納するカートリッジケースの平面図である。
【図１２】 同実施形態の電極チップを収納するカートリッジケースの側面図である。
【符号の説明】
１…溶接ロボット、
２…アーム、
５・６…シャンク部、
１０（１０Ｕ・１０Ｄ）…電極チップ、
１１…基部、
１２…組付孔、
１３…一般外周面、
１４…基準面、
１５・１６…平坦面、
１８…先端部、
１９…溶接用加圧面、
２２…クランプ装置、
４０（４０Ｕ・４０Ｄ）…カートリッジケース、
４８（４８Ｕ・４８Ｄ）…取り出し口、
５３…（付勢手段）コイルばね、
Ｏ…軸心。
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接ロボットが行うスポット溶接に使用する電極チップを溶接ロボットのシャンク部に組み付ける方法と装置に関し、特に、電極チップ先端の溶接用加圧面が、基部の軸心からずれた位置に配置されている偏心タイプ（エキセントリックタイプ）の電極チップの組付方法と組付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
従来、溶接部位の周囲のスペースに制限がある場合等では、偏心タイプの電極チップを使用して、スポット溶接を行っていた。偏心タイプの電極チップは、通常の電極チップと同様に、断面円形とした円柱状の基部と、基部の先端に配置される先細り状の先端部と、を備えて、基部の元部側端面には、溶接ロボットのアーム先端のシャンク部に嵌合可能な組付孔が開口され、先端部の先端面には、溶接用加圧面が形成されていた。そして、溶接用加圧面が、通常の電極チップと相違して、基部の軸心からずれた位置に配置されて、構成されていた。
【０００３】
この偏心タイプの電極チップを使用したスポット溶接を、溶接ロボットが行っている場合には、偏心タイプの電極チップを交換する際、通常の電極チップと相違して、溶接ロボット側のシャンク部に対して、溶接加圧面を所定位置に正確に配置させる必要がある。そのため、従来は、溶接ロボットの作動を停止させて、溶接ロボットのアーム先端のシャンク部から、使用済みの電極チップを取り外し、溶接用加圧面が所定位置に配置されるように、確認しつつ、手作業により、新たな電極チップをシャンク部に組み付けていた。
【０００４】
ちなみに、通常の電極チップは、断面円形とした円柱状の基部の軸心に対して、先端部の溶接加圧面が同心的に形成されているため、単に、基部の組付孔に嵌合させるだけで、シャンク部に組み付けることができる。そのため、通常の電極チップでは、シャンク部への組付を容易に行うことができ、自動化も容易であった。
【０００５】
しかし、偏心タイプの電極チップのシャンク部への組付には、既述したように、溶接用加圧面を所定位置に配置させる必要があることから、注意深く手作業で行うこととなって、大変手間がかかっていた。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、偏心タイプとしていても、容易に溶接ロボット側のシャンク部に組み付けることができる電極チップの組付方法と組付装置とを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電極チップの組付方法は、溶接ロボットによるスポット溶接に使用する電極チップが、円柱状の基部と、該基部の先端に配置される先細り状の先端部と、を備えて、
前記基部の元部側端面に、前記溶接ロボットのアーム先端のシャンク部に嵌合可能な組付孔が開口され、
前記先端部の先端面に、溶接用加圧面が形成され、
前記溶接用加圧面が、前記基部の軸心からずれた位置に配置されている電極チップを前記シャンク部に組み付ける電極チップの組付方法であって、
前記電極チップの前記基部の外周面に、前記基部の軸心に対する前記溶接用加圧面の配置位置を一定に設定可能な基準面が、前記基部の全長にわたって形成される二つの平坦面から構成されるとともに、
前記二つの平坦面が、前記基部の軸心を間にして、前記軸心に沿いかつ相互に平行に、形成され、
前記電極チップの組付時における前記溶接ロボットの前記シャンク部の配置位置において、
先頭の前記電極チップを、前記シャンク部に嵌合可能に、前記組付孔を前記シャンク部側へ露出させた状態として、
後続の複数の前記電極チップを、前記平坦面相互を当接させた状態で、かつ、先頭の前記電極チップ側へ移動可能に押圧された状態として、整列させて、待機させておき、
前記シャンク部を、先頭の前記電極チップの前記組付孔に嵌合させて、前記電極チップを前記シャンク部に組み付けることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る電極チップの組付装置は、溶接ロボットによるスポット溶接に使用する電極チップが、円柱状の基部と、該基部の先端に配置される先細り状の先端部と、を備えて、
前記基部の元部側端面に、前記溶接ロボットのアーム先端のシャンク部に嵌合可能な組付孔が開口され、
前記先端部の先端面に、溶接用加圧面が形成され、
前記溶接用加圧面が、前記基部の軸心からずれた位置に配置されている電極チップを前記シャンク部に組み付ける電極チップの組付装置であって、
前記電極チップの前記基部の外周面に、前記基部の軸心に対する前記溶接用加圧面の配置位置を一定に設定可能な基準面が、前記基部の全長にわたって形成される二つの平坦面から構成されるとともに、
前記二つの平坦面が、前記基部の軸心を間にして、前記軸心に沿いかつ相互に平行に、形成され、
前記電極チップの組付時における前記溶接ロボットの前記シャンク部の配置位置において、
カートリッジケースを取替え可能としてかつ前記カートリッジケースを保持可能なクランプ装置が、配設され、
前記カートリッジケースが、先端側に、前記シャンク部の配置位置に開口して、前記電極チップを取り出し可能な取り出し口を有するとともに、内部に収納した複数の前記電極チップを前記取り出し口側へ移動可能に付勢する付勢手段を内蔵させて構成され、
前記カートリッジ内に、前記平坦面相互を当接させた状態で、先頭の前記電極チップを前記取り出し口に配置させ、かつ、後続の前記電極チップを前記付勢手段によって押圧させて、収納していることを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
本発明に係る組付方法と組付装置に使用する電極チップでは、基部の外周面に、基部の軸心に対する溶接用加圧面の配置位置を一定に設定可能な基準面が、形成されていることから、この基準面を基準として、基準面と溶接用加圧面との配置関係を考慮しつつ、シャンク部に対して電極チップを配置させて、基部の組付孔にシャンク部を嵌合させれば、偏心タイプの電極チップを、容易にかつ正確に、溶接ロボット側のシャンク部に組み付けることができる。
【００１０】
そして、基部の基準面は、基部の全長にわたって形成される二つの平坦面から構成され、それらの二つの平坦面が、基部の軸心を間にして、その軸心に沿いかつ相互に平行に、形成されていることから、複数の電極チップを、平坦面相互を当接させて、整列させることができる。そのため、整列された各電極チップは、隣接する電極チップの平坦面によって、基部の軸心周りの回転が規制され、溶接用加圧面と基準面との配置関係を、一定にして、待機させることができる。その結果、自動化された溶接ロボットにティーチングさせて、シャンク部が、所定の運動軌跡を移動するように設定すれば、自動的に、偏心タイプの電極チップを組み付けることも可能となる。さらに、このような電極チップは、基準面が、単に、基部の全長にわたって形成される二つの平坦面から構成されているだけであり、従来形状の偏心タイプの電極チップにおける基部の外周面の二箇所に、フライス加工等の切削加工を施して、二つの平坦面を簡単に形成できることから、従来形状の偏心タイプの電極チップから、容易に製造することもできる。
【００１１】
そして、本発明に係る組付方法では、電極チップの組付時における溶接ロボットのシャンク部の配置位置（組付位置）において、先頭の電極チップが、シャンク部に嵌合可能に、組付孔をシャンク部側へ露出させた状態とし、後続の複数の電極チップが、平坦面相互を当接させた状態で、かつ、先頭の電極チップ側へ移動可能に押圧された状態として、整列させて待機させておけば、先頭の電極チップが組み付けられた後、後続の電極チップが、順次、シャンク部への組付位置に配置可能となり、容易に、自動化して、偏心タイプの複数の電極チップを、順次、溶接ロボット側のシャンク部へ組み付けることができる。
【００１２】
さらにまた、本発明に係る組付装置では、カートリッジケース内に、平坦面相互を当接させた状態で、先頭の電極チップを、カートリッジケースの取り出し口に配置させ、かつ、後続の電極チップを、カートリッジケース内の付勢手段によって押圧させて、カートリッジケース内に整列させて複数個収納させることができる。
【００１３】
このような構成では、所定数の電極チップを、所定数ごと、カートリッジケース内に収納させて、運搬や管理等することができるため、偏心タイプの電極チップの取り扱いが容易となる。
【００１４】
そして、電極チップの組付時における溶接ロボットのシャンク部の配置位置（組付位置）に、カートリッジケースを取替え可能としてかつカートリッジケースを保持可能なクランプ装置を、配設しておき、カートリッジケースをクランプ装置に保持させておけば、先頭の電極チップが組み付けられた後、後続の電極チップが、順次、シャンク部への組付位置となる取り出し口に配置可能となり、容易に、自動化して、偏心タイプの複数の電極チップを、順次、溶接ロボット側のシャンク部へ組み付けることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、実施形態の電極チップ１０（１０Ｕ・１０Ｄ）は、図２〜３に示すように、円柱状の基部１１と、基部１１の先端に配置される先細り状の先端部１８と、を備えて構成されている。基部１１の元部側端面には、溶接ロボット１（図１参照）のアーム２の先端におけるサーボガン４の各シャンク部５・６に嵌合可能な組付孔１２が、円形に開口されている。組付孔１２は、先端部１８側にかけて内径寸法を狭めるテーパ孔としている。先端部１８の先端面には、溶接用加圧面１９が形成され、この溶接用加圧面１９は、基部１１（組付孔１２）の軸心Ｏからずれた位置に配置されている。
【００１６】
そして、実施形態の電極チップ１０は、基部１１の外周面に、基部１１の軸心Ｏに対する溶接用加圧面１９の配置位置を一定に設定可能な基準面１４が、周囲の円弧状の一般外周面１３から、曲げられて形成されている。実施形態の場合、基準面１４は、基部１１の全長にわたって形成される二つの平坦面１５・１６から構成され、二つの平坦面１５・１６は、基部１１の軸心Ｏを間にして、軸心Ｏに沿いかつ相互に平行に、形成されている。さらに、実施形態の場合には、図３に示すように、溶接加圧面１９の軸心Ｏからずれた方向に沿うように、平坦面１５・１６を相互に平行に形成している。
【００１７】
実施形態の電極チップ１０は、二個一対として使用され、溶接ロボット１のアーム２の先端におけるサーボガン４の各シャンク部５・６に、組付孔１２を嵌合させて、組み付けられている。
【００１８】
なお、サ−ボガン４は、汎用のものであり、図１に示すように、多関節の溶接ロボット１のア−ム２の先端に保持され、演算機能を備えて、図示しないサ−ボモ−タの回転数制御・トルク制御を行なって、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄの位置制御や加圧力制御等を行なえるものである。
【００１９】
また、図１に示す符号３は、溶接ロボット１、サ−ボガン４、及び、ドレッサ−８の作動を制御する制御装置である。また、Ｗ１・Ｗ２は、溶接ロボット１が溶接加工を行なう溶接ラインでの加工地点であり、それらの加工地点Ｗ１・Ｗ２では、図２に示すように、所定数、所定箇所で打点（スポット溶接）して所定の板金Ｐ１・Ｐ２等を、溶接して連結することとなる。
【００２０】
ドレッサ−８は、図１に示すように、溶接ロボット１の作動によるサーボガン４の稼動範囲内で、支持フレ−ム７に支持されている。ドレッサ−８は、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを研磨可能なカッタ機構８ａと、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄのシャンク部５・６からの抜き取りを行なうチップ抜き取り機構８ｂと、を備えて構成されている。
【００２１】
支持フレーム７には、各シャンク部５・６から電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを抜き取った後に、新たな電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを組み付けるための組付装置２１が、保持されている。組付装置２１は、クランプ装置２２と、カートリッジケース４０（４０Ｕ・４０Ｄ）と、を備えて構成されている。
【００２２】
カートリッジケース４０は、図１１・１２に示すように、所定数（実施形態では、１１個）の電極チップ１０を収納するものであり、上方側と下方側のシャンク部５・６に組付可能に、二種類のカートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄが使用されている。
【００２３】
各カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄは、四角筒形状として、底壁部４１と、底壁部４１の左右両側から上方に延びる側壁部４２・４３と、底壁部４１と対向するように配設されて、側壁部４２・４３の上端相互を連結する天井壁部４４と、ケース４０Ｕ・４０Ｄの前方側と後方側とを塞ぐ前壁部４５・後壁部４６と、を備えて構成されている。各ケース４０Ｕ・４０Ｄの内部には、それぞれ、収納した最後部の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄに当接する押圧片５１と、押圧片５１を前壁部４５側へ付勢する付勢手段としての圧縮コイルばね５３と、が配設されている。後壁部４６には、コイルばね５３の後端側を支持するばね座４７が配設されている。
【００２４】
各ケース４０Ｕ・４０Ｄの側壁部４２・４３の間の距離Ｂは、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄの一般外周面１３の外形寸法Ｄ（図３参照）より、僅かに小さい寸法に設定され、底壁部４１と天井壁部４４との間の距離Ｈは、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄの軸方向の長さ寸法Ｌ（図２参照）より、僅かに小さい寸法に設定されている。
【００２５】
また、各側壁部４２・４３には、ケース４０Ｕ・４０Ｄ内に収納された電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを確認できるように、表裏を貫通する複数の孔４２ａ・４３ａが開口されている。
【００２６】
そして、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの前端側には、収納した電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを取り出し可能に取り出し口４８（４８Ｕ・４８Ｄ）が開口されている。上方のシャンク部５に組み付けられる電極チップ１０Ｕを収納するカートリッジケース４０Ｕでは、取り出し口４８Ｕは、前壁部４５と天井壁部４４の先端との間に電極チップ１０Ｕにおける平坦面１５・１６間の距離ｄ分、若しくは、その寸法より僅かに大きな寸法分、を空けるように、天井壁部４４の前端が切り欠かれて、前壁部４５の後方側で、上方に開口されている。下方のシャンク部６に組み付けられる電極チップ１０Ｄを収納するカートリッジケース４０Ｄでは、取り出し口４８Ｄは、前壁部４５と底壁部４１の前端との間に距離ｄ分、若しくは、その寸法より僅かに大きな寸法分、を空けるように、底壁部４４の前端が切り欠かれて、前壁部４５の後方側で、下方に開口されている。
【００２７】
なお、実施形態のカートリッジケース４０Ｕでは、取り出し口４８Ｕの下方に、底壁部４１の前端を切り欠いて、誤組付防止用の組付凹部４９が形成され、カートリッジケース４０Ｄでは、取り出し口４８Ｄの上方に、天井壁部４４の前端を切り欠いて、誤組付防止用の組付凹部４９が形成されている。各組付凹部４９には、各カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄをクランプ装置２２の後述する所定のクランプ本体２４（２４Ｕ・２４Ｄ）へ装着する際に、ストッパ板３２が、嵌合される。そして、適正なクランプ本体２４Ｕ・２４Ｄ側にケース４０Ｕ・４０Ｄを挿入させた際にのみ、ストッパ板３２が、組付凹部４９に嵌合されて、底壁部４１や天井壁部４４の前端に当接される。
【００２８】
ちなみに、各組付凹部４９にストッパ板３２が嵌合された際には、カートリッジケース４０Ｕ側では、底壁部４１の上面が、ストッパ板３２の上面と面一に連なり、取り出し口４８Ｕの下方で組付凹部４９によって開口された部位が、閉塞されることとなる。同様に、カートリッジケース４０Ｄ側では、天井壁部４４の下面が、ストッパ板３２の下面と面一に連なり、取り出し口４８Ｄの上方で組付凹部４９によって開口された部位が、閉塞されることとなる。
【００２９】
また、各カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄの天井壁部４４における前部側の上面には、所定の板材が固着されて、四つの係止突起４４ａ・４４ｂ・４４ｃ・４４ｄが、相互に所定の間隔を空けるように、突設されている。これらの係止突起４４ａ・４４ｂ・４４ｃ・４４ｄは、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの上下を間違えてクランプ装置２２に組み付けず、かつ、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの組付完了時には、クランプ装置２２からの抜け防止を図れるように、設けられている。
【００３０】
クランプ装置２２は、図１・４・８・９に示すように、支持フレーム７に支持固定されたベース２３の上面側に配置される二つのクランプ本体２４（２４Ｕ・２４Ｄ）と、各クランプ本体２４Ｕ・２４Ｄの上面側に配置されるトグル機構３４と、を備えて構成されている。
【００３１】
各クランプ本体２４Ｕ・２４Ｄは、図４〜１０に示すように、ベース２３から所定間隔を空けて上方に延びる左右の側壁部２５・２６と、側壁部２５・２６の上端相互を連結するように配設される上蓋部２７と、側壁部２５・２６の前端相互を連結する前壁部２８と、を備えて構成されている。
【００３２】
そして、各クランプ本体２４Ｕ・２４Ｄは、ベース２３と、上蓋部２７と、左右の側壁部２５・２６と、で囲まれて略長方形形状に開口する挿入孔部２４ａを備えている。これらの挿入孔部２４ａは、各ケース４０Ｕ・４０Ｄを嵌挿可能な形状に開口され、クランプ本体２４の前壁部２８の後面に前壁部４５の前面が当接するまで、これらの挿入孔部２４ａに挿入されて、カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄが各クランプ本体２４Ｕ・２４Ｄに組み付けられることとなる。
【００３３】
各挿入孔部２４ａの後端側の開口部位には、図６〜８に示すように、上蓋部２７の下面における左右方向の中央から下方に突出する凸部２７ａが配設されている。凸部２７ａは、各ケース４０Ｕ・４０Ｄにおける天井壁部４４の上面から各係止突起４４ａ・４４ｂ・４４ｃ・４４ｄの突出する略高さ寸法分、上蓋部２７の下面から突出し、また、凸部２７ａの左右方向の幅寸法は、各係止突起４４ａ・４４ｂ間や係止突起４４ｃ・４４ｄ間の距離分より、僅かに小さくしている。これらの凸部２７ａは、各挿入孔部２４ａに各ケース４０Ｕ・４０Ｄが挿入される際、各ケース４０Ｕ・４０Ｄが適正に天井壁部４４側を上面側としている場合に、係止突起４４ａ・４４ｂ間と係止突起４４ｃ・４４ｄ間とを通過して、各挿入孔部２４ａに各ケース４０Ｕ・４０Ｄを挿入可能とし、逆に、天井壁部４４側を下面側として、各ケース４０Ｕ・４０Ｄを各挿入孔部２４ａに挿入させた場合には、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの底壁部４１と摺接して、係止突起４４ａ・４４ｂを、挿入孔部２４ａの周縁におけるベース２３に当接させ、各挿入孔部２４ａに各ケース４０Ｕ・４０Ｄを挿入不能とさせるものである。
【００３４】
また、各クランプ本体２４Ｕ・２４Ｄの前端側では、図４・６・７・１０に示すように、側壁部２５・２６が、上蓋部２７とベース２３とから前方側に突出するように配設されている。そして、各側壁部２５・２６の上蓋部２７やベース２３から前方側へ突出した部位の上下面には、それぞれ、段差凹部２５ａ・２５ｂ・２６ａ・２６ｂが形成されている。そして、ケース４０Ｕを挿入させるクランプ本体２４Ｕには、下方側の段差凹部２５ｂ・２６ｂに嵌合されて、側壁部２５・２６間の下方側を塞ぐストッパ板３２が配設されている。また、ケース４０Ｄを挿入させるクランプ本体２４Ｄには、上方の段差凹部２５ａ・２６ａに嵌合させて、側壁部２５・２６間の上方側を塞ぐストッパ板３２が配設されている。これらのストッパ板３２は、既述したように、各ケース４０Ｕ・４０Ｄが対応する各クランプ本体２４の挿入孔部２４ａに挿入された際に、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの組付凹部４９に嵌合されることとなる。
【００３５】
さらに、各クランプ本体２４Ｕ・２４Ｄの前部側には、図４〜７・９に示すように、上蓋部２７の代りに、押えブロック２９が配設されている。各押えブロック２９は、左右の側壁部２５・２６の上面に支持された圧縮コイルばね３０によって、上方に付勢されるとともに、左右両側で、各側壁部２５・２６に締結された抜け止めボルト３１により、上方への移動距離を規制されている。各押えブロック２９の下面には、下方への移動時に、適正に、挿入孔部２４ａ内にケース４０Ｕ・４０Ｄが挿入された際における係止突起４４ａ・４４ｃ間や係止突起４４ｂ・４４ｄ間に嵌合可能に、係止凸部２９ａが突設されている（図９参照）。なお、各係止凸部２９ａは、押えブロック２９が、コイルばね３０に付勢され、かつ、抜け止めボルト３１によって上方位置を規制されている状態では、図９の右側のクランプ本体２４Ｕに示すように、上蓋部２７の下面から下方に突出しないように設定されている。
【００３６】
各トグル機構３４は、操作レバー３５を回動させて上方へ持ち上げた際、前端側の押圧ロッド３６の下端３６ａを上方に上げ、操作レバー３５を回動させて下方に押し下げた際には、押圧ロッド下端３６ａを下方に下げるように、構成されている。そして、各トグル機構３４は、押圧ロッド下端３６ａを下方に押し下げた際に、押えブロック２９を押し下げ、押えブロック２９の係止凸部２９ａを、適正に配置された各カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄの係止突起４４ａ・４４ｃ間や係止突起４４ｂ・４４ｄ間に、嵌合可能に構成されている。
【００３７】
つぎに、実施形態の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを、溶接ロボット１のアーム２先端におけるサーボガン４の各シャンク部５・６への組み付ける作業について説明する。
【００３８】
まず、各カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄ内に、取り出し口４８から順次挿入させて、対応する電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを所定数収納させておく。この時、各ケース４０Ｕ・４０Ｄ内の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄは、底壁部４１・側壁部４２・４３・天井壁部４４で周囲を規制されて、平坦面１５・１６相互を当接させて、整列されることとなる。また、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの取り出し口４８から、先頭の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄの基部１１における元部側端面の全域が、露出している。
【００３９】
そして、所定数の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを収納させたケース４０Ｕ・４０Ｄをクランプ装置２２にセットして組み付けておく。この作業は、まず、各トグル機構３４の操作レバー３５を上方に持ち上げて、各押圧ロッド３６の押圧力を解除し、各押えブロック２９を上昇させておく。ついで、各天井壁部４４側をそれぞれ上面側に配置させて、各前壁部４５の前面が前壁部２８の後面に当接するまで、ケース４０Ｕをクランプ本体２４Ｕの挿入孔部２４ａに挿入させ、同時に、ケース４０Ｄをクランプ本体４０Ｄの挿入孔部２４ａに挿入させる。その後、各トグル機構３４の操作レバー３５を押し下げて、各押圧ロッド３６により、各押えブロック２９を下降させ、各係止凸部２９ａを天井壁部４４の係止突起４４ａ・４４ｃ間と係止突起４４ｂ・４４ｄ間とに嵌合させれば、各ケース４０Ｕ・４０Ｄを、抜け不能に、クランプ装置２２に装着することができる。その際、各ケース４０Ｕ・４０Ｄの取り出し口４８Ｕ・４８Ｄは、各シャンク部５・６の組付位置に配置されることとなる。
【００４０】
一方、溶接ロボット１は、制御装置３に制御されて、ドレッサー８のカッタ機構８ａを利用して、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを研磨しつつ、加工地点Ｗ１・Ｗ２で所定の溶接を行い、所定回数の溶接後、チップ抜き取り機構８ｂを利用して、使用済みの電極チップ１０Ｕ・１０Ｄが抜き取られることとなる。
【００４１】
そして、溶接ロボット１は、アーム２の先端におけるサーボガン４の各シャンク部５・６を、組付装置２１の配置位置まで移動させ、シャンク部５に新たな電極チップ１０Ｕを組み付け、シャンク部６に新たな電極チップ１０Ｄを組み付けることとなる。その際、シャンク部５は、図７・１０の二点鎖線に示すように、組付装置２１のクランプ装置２２に保持されたカートリッジケース４０Ｕの取り出し口４８Ｕへ、上方から侵入して、先頭の電極チップ１０Ｕの基部組付孔１２に嵌合される。そして、嵌合後、シャンク部５が、上昇移動してクランプ装置２２から離脱し、新たな電極チップ１０Ｕがシャンク部５に組み付けられることとなる。同様に、シャンク部６は、図６・１０の二点鎖線に示すように、クランプ装置２２に保持されたカートリッジケース４０Ｄの取り出し口４８Ｄへ、下方から侵入して、先頭の電極チップ１０Ｄの基部組付孔１２に嵌合され、ついで、下降移動してクランプ装置２２から離脱して、新なた電極チップ１０Ｄがシャンク部６に組み付けられることとなる。なお、各シャンク部５・６が、各電極チップ１０Ｕ・１０Ｄの基部組付孔１２に嵌合される際、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄは、先端部１８側がストッパ板３２に支持されているため、移動することなく、円滑に、シャンク部５・６に嵌合組付されることとなる。
【００４２】
また、先頭の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄが抜き取られた各カートリッジケース４０Ｕ・４０Ｄ内では、コイルばね５３の付勢力によって、後続の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄが取り出し口４８Ｕ・４８Ｄ側へ移動して、新たな電極チップ１０Ｕ・１０Ｄが、シャンク部５・６への組付位置となる取り出し口４８Ｕ・４８Ｄの位置に配置されることとなり、その後のシャンク部５・６の組付位置への配置時に、順次、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄが円滑にシャンク部５・６に組み付けられることとなる。
【００４３】
そして、各ケース４０Ｕ・４０Ｄ内の電極チップ１０Ｕ・１０Ｄが全て使用されたならば、クランプ装置２２のトグル機構３４における操作レバー３５を持ち上げて、空になったケース４０Ｕ・４０Ｄを抜き取り、電極チップ１０Ｕ・１０Ｄを充填させた新たなケース４０Ｕ・４０Ｄを、クランプ装置２２に装着させて、溶接ロボット１の溶接作業を続行させればよい。
【００４４】
以上のように、実施形態の偏心タイプの電極チップ１０（１０Ｕ・１０Ｄ）では、基部１１の外周面に、基部１１の軸心Ｏに対する溶接用加圧面１９の配置位置を一定に設定可能な基準面１４が、形成されている。さらに、実施形態の場合には、基準面１４が、基部１１の全長にわたって形成される二つの平坦面１５・１６から構成され、それらの二つの平坦面１５・１６が、基部１１の軸心Ｏを間にして、その軸心Ｏに沿いかつ相互に平行に、形成されていることから、複数の電極チップ１０を、平坦面１５・１６相互を当接させて、整列させることができ、その際、整列された各電極チップ１０は、隣接する電極チップ１０の平坦面１５・１６によって、基部１１の軸心周りの回転が規制され、溶接用加圧面１９と基準面１４との配置関係を、一定にして、組付位置に待機させることができる。
【００４５】
特に、実施形態の場合には、電極チップ１０（１０Ｕ・１０Ｄ）が、平坦面１５・１６相互を当接させた状態で、先頭の電極チップ１０（１０Ｕ・１０Ｄ）を、取り出し口４８（４８Ｕ・４８Ｄ）に配置させ、かつ、後続の電極チップ１０を、付勢手段としてのコイルばね５３によって取り出し口４８側へ移動可能に押圧させて、カートリッジケース４０（４０Ｕ・４０Ｄ）内に整列されて複数個収納されている。そして、カートリッジケース４０は、電極チップ１０の組付時における溶接ロボット１のシャンク部５・６の配置位置に配設されたクランプ装置２２に対して、取替え可能として保持されている。
【００４６】
そのため、ケース４０をクランプ装置２２に保持させておけば、先頭の電極チップ１０が組み付けられた後、後続の電極チップ１０が、順次、コイルばね５３の付勢力によって、シャンク部５・６への組付位置となる取り出し口４０に配置されることから、容易に、自動化して、偏心タイプの複数の電極チップ１０を、順次、溶接ロボット１側のシャンク部５・６へ組み付けることができる。
【００４７】
また、このような構成では、所定数の電極チップ１０を、所定数ごと、カートリッジケース４０内に収納させて、運搬や管理等することができるため、偏心タイプの電極チップ１０の取り扱いが容易となる。
【００４８】
さらに、このような電極チップ１０は、基準面１４が、単に、基部１１の全長にわたって形成される二つの平坦面１５・１６から構成されているだけであり、従来形状の偏心タイプの電極チップにおける基部の外周面の二箇所に、フライス加工等の切削加工を施して、二つの平坦面１５・１６を簡単に形成できることから、従来形状の偏心タイプの電極チップから、容易に製造することもできる。
【００４９】
なお、カートリッジケース４０を使用することなく、電極チップ１０の組付時における溶接ロボット１のシャンク部５・６の配置位置（組付位置）において、先頭の電極チップ１０が、シャンク部５・６に嵌合可能に、組付孔１２をシャンク部５・６側へ露出させた状態とし、後続の複数の電極チップ１０が、平坦面１５・１６相互を当接させた状態で、かつ、先頭の電極チップ１０側へ押圧された状態として、整列させて待機させておいてもよい。
【００５０】
この場合、例えば、カートリッジケース４０のような、取り出し口と収納した電極チップ１０を取り出し口側へ移動可能に押圧する押圧手段を備えた収納部を、シャンク部５・６への組付位置に配置させておけば、取り出し口に配置された先頭の電極チップ１０が組み付けられた後、後続の電極チップ１０が、順次、シャンク部５・６への組付位置に配置可能となり、容易に、自動化して、偏心タイプの複数の電極チップ１０を、順次、溶接ロボット１側のシャンク部５・６へ組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る一実施形態の電極チップを使用した溶接ロボット付近を示す概略平面図である。
【図２】 同実施形態の電極チップを使用した溶接状態を示す概略図である。
【図３】 同実施形態の電極チップの平面図である。
【図４】 同実施形態におけるシャンク部への組付位置に電極チップを待機させるための組付装置の平面図である。
【図５】 同組付装置の側面図である。
【図６】 図４のVI―VI部位の概略断面図である。
【図７】 図４のVII―VII部位の概略断面図である。
【図８】 図４のVIII―VIII部位の概略断面図である。
【図９】 図４のIX―IX部位の概略断面図である。
【図１０】 図４のＸ―Ｘ部位の概略断面図である。
【図１１】 同実施形態の電極チップを収納するカートリッジケースの平面図である。
【図１２】 同実施形態の電極チップを収納するカートリッジケースの側面図である。
【符号の説明】
１…溶接ロボット、
２…アーム、
５・６…シャンク部、
１０（１０Ｕ・１０Ｄ）…電極チップ、
１１…基部、
１２…組付孔、
１３…一般外周面、
１４…基準面、
１５・１６…平坦面、
１８…先端部、
１９…溶接用加圧面、
２２…クランプ装置、
４０（４０Ｕ・４０Ｄ）…カートリッジケース、
４８（４８Ｕ・４８Ｄ）…取り出し口、
５３…（付勢手段）コイルばね、
Ｏ…軸心。
Claims (2)
- 溶接ロボットによるスポット溶接に使用する電極チップが、円柱状の基部と、該基部の先端に配置される先細り状の先端部と、を備えて、
前記基部の元部側端面に、前記溶接ロボットのアーム先端のシャンク部に嵌合可能な組付孔が開口され、
前記先端部の先端面に、溶接用加圧面が形成され、
前記溶接用加圧面が、前記基部の軸心からずれた位置に配置されている電極チップを前記シャンク部に組み付ける電極チップの組付方法であって、
前記電極チップの前記基部の外周面に、前記基部の軸心に対する前記溶接用加圧面の配置位置を一定に設定可能な基準面が、前記基部の全長にわたって形成される二つの平坦面から構成されるとともに、
前記二つの平坦面が、前記基部の軸心を間にして、前記軸心に沿いかつ相互に平行に、形成され、
前記電極チップの組付時における前記溶接ロボットの前記シャンク部の配置位置において、
先頭の前記電極チップを、前記シャンク部に嵌合可能に、前記組付孔を前記シャンク部側へ露出させた状態として、
後続の複数の前記電極チップを、前記平坦面相互を当接させた状態で、かつ、先頭の前記電極チップ側へ移動可能に押圧された状態として、整列させて、待機させておき、
前記シャンク部を、先頭の前記電極チップの前記組付孔に嵌合させて、前記電極チップを前記シャンク部に組み付けることを特徴とする電極チップの組付方法。 - 溶接ロボットによるスポット溶接に使用する電極チップが、円柱状の基部と、該基部の先端に配置される先細り状の先端部と、を備えて、
前記基部の元部側端面に、前記溶接ロボットのアーム先端のシャンク部に嵌合可能な組付孔が開口され、
前記先端部の先端面に、溶接用加圧面が形成され、
前記溶接用加圧面が、前記基部の軸心からずれた位置に配置されている電極チップを前記シャンク部に組み付ける電極チップの組付装置であって、
前記電極チップの前記基部の外周面に、前記基部の軸心に対する前記溶接用加圧面の配置位置を一定に設定可能な基準面が、前記基部の全長にわたって形成される二つの平坦面から構成されるとともに、
前記二つの平坦面が、前記基部の軸心を間にして、前記軸心に沿いかつ相互に平行に、形成され、
前記電極チップの組付時における前記溶接ロボットの前記シャンク部の配置位置において、
カートリッジケースを取替え可能としてかつ前記カートリッジケースを保持可能なクランプ装置が、配設され、
前記カートリッジケースが、先端側に、前記シャンク部の配置位置に開口して、前記電極チップを取り出し可能な取り出し口を有するとともに、内部に収納した複数の前記電極チップを前記取り出し口側へ移動可能に付勢する付勢手段を内蔵させて構成され、
前記カートリッジ内に、前記平坦面相互を当接させた状態で、先頭の前記電極チップを前記取り出し口に配置させ、かつ、後続の前記電極チップを前記付勢手段によって押圧させて、収納していることを特徴とする電極チップの組付装置。
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| JP2001343550A JP3752595B2 (ja) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | 電極チップの組付方法と組付装置 |
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| JP2003145281A JP2003145281A (ja) | 2003-05-20 |
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- 2001-11-08 JP JP2001343550A patent/JP3752595B2/ja not_active Expired - Fee Related
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