JP6307487B2 - シーム溶接用ローラ電極の整形装置及び整形方法 - Google Patents

Description

本発明は、シーム溶接用ローラ電極の整形技術に関する。

複数枚の金属板を重ねた状態で、一対のローラ電極で挟み、これらのローラ電極間に溶接電流を流す。すると、ジュール熱により金属が溶けて金属板間に溶接ビードができる。ローラ電極を回転させることで、シームと称する線状の溶接ビードが得られる。

シーム溶接では、ローラ電極を金属板に押圧する。その上でジュール熱によりローラ電極が高温になる。圧力と温度により、ローラ電極は使用時間、使用頻度に比例して摩耗や塑性変形（以下、変形という。）が進行する。この変形が一定限度に達したとき、又は定期的に、ローラ電極の形状を元に戻すような処理を行う。この処理は「整形」と呼ばれる。

溶接ロボットは、ロボットと、ロボットのアームに取付けたローラ電極とからなる。近年、ロボットのアームに取付けたままで、ローラ電極の整形を実施することが行われるようになってきた（例えば、特許文献１（図１）参照。）。

特許文献１の図１に示されるように、ロボット（１）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）にシーム溶接装置（２）が取付けられ、このシーム溶接装置（２）に加圧側の溶接電極（３ａ）及び受け側の溶接電極（３ｂ）が備えられている。また、電極整形機構（４）がロボット（１）とは独立して配置されており、この電極整形機構（４）に整形バイト（５）が備えられている。

シーム溶接装置（２）で複数回のシーム溶接を実施すると溶接電極（３ａ、３ｂ）が変形する。そこで、ロボット（１）により、溶接電極（３ａ又は３ｂ）を整形バイト（５）に接触させ、切削し、整形する。
この切削の際に、溶接電極（３ａ又は３ｂ）は、シーム溶接装置（２）に内蔵する電極用モータにより回される（特許文献１段落番号［００１２］第４−５行）。

シーム溶接装置（２）に内蔵する電極用モータは、シーム溶接時には、溶接電極（３ａ、３ｂ）が金属板上を転がり得るようにトルクを発生する。このトルクは、転がり抵抗より大きなトルクであり、以下、「転がり抵抗対応トルク」と呼ぶ。

また、電極用モータは、切削整形時には、溶接電極（３ａ又は３ｂ）を回転させたときの整形バイト（５）が受ける周方向の反力に打ち勝つようなトルクを発生する。以下、このトルクは、「切削抵抗対応トルク」と呼ぶ。
切削抵抗対応トルクは、転がり抵抗対応トルクよりも格段に大きい。

また、切削整形に代わる技術として整形ローラに溶接電極（３ａ又は３ｂ）を押付けて塑性変形させる手法が知られているが、切削整形においても塑性整形においても整形バイトや整形ローラに溶接電極（３ａ又は３ｂ）を強く押しつけるが、この大きな押しつけ力は、ロボット（１）の関節モータで発生させる。

大きな切削抵抗対応トルク又は大きな押しつけ力を発生させるため、電極用モータは大きくなり、重くなる。大きくて重い電極用モータが内蔵されるためシーム溶接装置（２）は大きくて重くなる。

大きくて重いシーム溶接装置（２）を移動させるため、又は、電極を強く押し付けるために、ロボット（１）の負担が大きくなり、ロボット（１）自体の剛性を高めたり、ロボット（１）の関節に設ける関節モータを大型にする必要がある。結果、ロボット（１）が重くなると共に大型になり、ロボットがロボット調達費用やロボット運転費用が嵩む。

ロボットの小型化及び運転費用の低減が求められる中、ロボットへの負担を軽減することができるシーム溶接用ローラ電極の整形装置及び整形方法が望まれる。

特許第５０４１２６５号公報

本発明は、ロボットへの負担を軽減することができるシーム溶接用ローラ電極の整形装置及び整形方法を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ロボットのアームに取付けられている第１ローラ電極及び第２ローラ電極の形を整えるシーム溶接用ローラ電極の整形装置において、
この整形装置は、前記ロボットとは独立して設けられ且つ前記アームの旋回領域内に配置され、
前記第１・第２ローラ電極の回転中心を結ぶ線に対して直交する線上に配置され前記第１・第２ローラ電極の外周に接する第１のローラ及び第２のローラを備え、前記第１のローラと前記第２のローラの少なくとも一方を駆動するローラ駆動源を備えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、第１のローラ及び第２のローラを回転自在に支える機台と、この機台に第１・第２ローラ電極の回転中心を結ぶ線に沿って移動可能に取付けられる第１・第２スライダと、
第１スライダに設けられ第１ローラ電極の外周を把持する第１把持機構と、第１スライダに第１ローラ電極の回転中心に向かって移動可能に取付けられ第１把持機構で把持された第１ローラ電極の外周を切削する第１切削具と、
第２スライダに設けられ第２ローラ電極の外周を把持する第２把持機構と、第２スライダに第２ローラ電極の回転中心に向かって移動可能に取付けられ第２把持機構で把持された第２ローラ電極の外周を切削する第２切削具と、を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、第１のローラ及び第２のローラを回転自在に支える機台を備え、第１のローラは、回転しつつ第１・第２ローラ電極の外周部を押圧し塑性変形させて整形する整形溝を備えていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、複数枚のワークを重ね、これらを第１・第２ローラ電極で挟み、通電してシーム溶接を行うに際し、前記第１・第２ローラ電極がロボットのアームに取付けられており、前記第１・第２ローラ電極が摩耗や押圧により許容限界を超えて変形したときに、前記第１・第２ローラ電極の形を整えるシーム溶接用ローラ電極の整形方法であって、
前記ロボットとは独立して設けられ且つ前記アームの旋回領域内に配置されるとともに、機台に回転自在に支えられた第１・第２のローラ、及び、前記機台に前記第１・第２ローラ電極の回転中心を結ぶ線に沿って移動可能に取付けられた第１・第２スライダに、前記第１・第２ローラ電極の回転中心に向かって移動可能に取付けられた第１・第２切削具を準備する工程と、
前記ロボットを作動させて前記第１ローラ電極と前記第２ローラ電極で前記第１・第２のローラを挟むようにして前記第１・第２ローラ電極の外周を前記第１・第２のローラの少なくともいずれか一方の外周に接触させる工程と、
少なくとも前記第１のローラをローラ駆動源により回すことで、前記第１・第２ローラ電極及び前記第２のローラを同期して回す工程と、
前記第１・第２スライダに設けられた第１・第２把持機構で前記第１・第２ローラ電極の外周を把持し、回転中の前記第１ローラ電極を前記第１切削具で切削し整形すると共に前記第２ローラ電極を前記第２切削具で切削し整形する工程と、からなることを特徴とする。

また、別の実施の形態によれば、複数枚のワークを重ね、これらを第１・第２ローラ電極で挟み、通電してシーム溶接を行うに際し、前記第１・第２ローラ電極がロボットのアームに取付けられており、前記第１・第２ローラ電極が摩耗や押圧により許容限界を超えて変形したときに、前記ローラ電極の形を整えるシーム溶接用ローラ電極の整形方法であって、
外周に整形溝を備えている第１のローラを準備し、前記ロボットとは独立して設けられ且つ前記アームの旋回領域内に前記第１のローラ及びこの第１のローラとは別の第２のローラを配置する工程と、
前記ロボットを作動させて前記第１ローラ電極と前記第２ローラ電極が前記第１・第２のローラを挟むようにして前記第１・第２ローラ電極の外周を前記第１・第２のローラの少なくともいずれか一方の外周に接触させる工程と、
少なくとも前記第１のローラをローラ駆動源により回すことで、前記第１・第２ローラ電極及び前記第２のローラを同期して回す工程と、
回転中の前記第１ローラ電極を前記第１のローラの整形溝で塑性変形させつつ整形すると共に前記第２ローラ電極を前記第１のローラの整形溝で塑性変形させつつ整形する工程と、からなる整形方法が提供される。

また、別の実施の形態によれば、ロボットのアームに取付けられている第１ローラ電極及び第２ローラ電極の形を整えるシーム溶接用ローラ電極の整形装置において、
この整形装置は、前記ロボットとは独立して設けられ且つ前記アームの旋回領域内に配置され、
前記第１・第２ローラ電極の回転中心を結ぶ線に対して直交する線上に配置され前記第１・第２ローラ電極の少なくともいずれか一方に接触することで前記第１・第２ローラ電極の位置決めをなす第１のローラ及び第２のローラと、
少なくとも前記第１のローラを駆動し、前記第１・第２ローラ電極及び前記第２のローラを同期して回すローラ駆動源と、
を備えている整形装置が提供される。

また、別の実施の形態によれば、第１のローラと第２のローラの少なくとも一方は、回転しつつ第１・第２ローラ電極の外周部を整形する整形溝を備えている整形装置が提供される。

また、別の実施の形態によれば、第１のローラと第２のローラの少なくとも一方を駆動するローラ駆動源を備えている整形装置が提供される。

請求項４に係る発明は、第１のローラと第２のローラは、同じ外径であることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、整形装置は、ロボットとは独立して設けられる。独立して設けられる整形装置に、ローラ駆動源を設ける。このローラ駆動源で切削抵抗に対応する切削抵抗対応トルクを発生させることができる。ロボット側には大きくて重いモータを設ける必要がないため、ロボットへの負担を軽減することができるシーム溶接用ローラ電極の整形装置が提供される。

請求項１に係る発明では、第１・第２把持機構を設けた。第１把持機構は第１ローラ電極の外周を把持することで、第１ローラ電極の外径が変化したとしても第１切削具を第１ローラ電極の回転中心へ常に指向させる。同様に、第２把持機構は第２ローラ電極の外周を把持することで、第２ローラ電極の外径が変化したとしても第２切削具を第２ローラ電極の回転中心へ常に指向させる。切削具による押力が回転中心に指向するため、切削性が良好になる。

請求項２に係る発明では、第１のローラに整形溝を備える。そして、整形装置は、第１のローラ及び第２のローラと、これらを回転自在に支える機台とからなる。整形装置が、極く簡単になり、装置コストの低減が図れる。

請求項３に係る発明では、第１・第２のローラと第１・第２切削具を備える整形装置は、ロボットとは独立して設けられる。独立して設けられる整形装置に、ローラ駆動源を設ける。このローラ駆動源で切削抵抗に対応する切削抵抗対応トルクを発生させることができる。ロボット側には大きくて重いモータを設ける必要がないため、ロボットへの負担を軽減することができるシーム溶接用ローラ電極の整形方法が提供される。

別の実施の形態では、第１のローラに整形溝を備え、第１・第２のローラを備える整形装置は、ロボットとは独立して設けられる。独立して設けられる整形装置に、ローラ駆動源を設ける。このローラ駆動源で転がり抵抗対応トルクを発生させることができる。ロボット側には大きくて重いモータを設ける必要がないため、ロボットへの負担を軽減することができるシーム溶接用ローラ電極の整形方法が提供される。

別の実施の形態では、第１・第２ローラ電極で挟まれることで第１・第２ローラ電極の位置決めをなす第１のローラ及び第２のローラを備えている。
第１・第２ローラ電極間には、重ねたワークを大きな力で挟持する機能が、元々備わっている。この機能を利用して、第１・第２ローラ電極で第１・第２ローラを挟むことにより、第１・第２ローラ電極の整形装置に対する位置決めが実施できる。

別の実施の形態では、第１のローラと第２のローラの少なくとも一方は、回転しつつ第１・第２ローラ電極の外周部を整形する整形溝を備えている。
整形溝に第１・第２ローラ電極を押圧し、塑性加工することにより第１・第２ローラ電極の外周部を整形するが、このときの押圧は第１・第２ローラ電極間に元々備わっている挟持する機能を利用するため、ロボットアームへの負担が増す心配はなく、ロボットアームの小型化が可能となる。

別の実施の形態は、第１のローラと第２のローラの少なくとも一方を駆動するローラ駆動源を備えている。
整形装置側にローラ駆動源を備えるので、ローラ電極が備える以上の力若しくは速度を発生することが可能となり、整形性の向上が期待できる。

請求項４に係る発明は、第１のローラと第２のローラは、同じ外径である。
第１のローラと第２のローラが同径であるため、第１・第２ローラ電極の径が変わっても、第１・第２のローラの回転中心を結ぶ線と、第１・第２ローラ電極の回転中心を結ぶ線の位置関係は一定のままである。
第１・第２のローラの回転中心を結ぶ線と、第１・第２ローラ電極の回転中心を結ぶ線の位置関係が変わらないため、整形する際のロボットの位置を、ローラ電極の大きさによって大きく変える必要が無く、ロボットの制御が簡便になる。

本発明に係るシーム溶接用ローラ電極の整形装置の正面図である。 図１の２−２線断面図である。 図１の３−３線断面図である。 シーム溶接機構を備えるロボットの斜視図である。 シーム溶接機構の断面図である。 本発明に係る整形方法を説明する図である。 第１・第２ローラ電極を第１・第２のローラに接触させる工程から整形工程までを説明する図である。 本発明に係るシーム溶接用ローラ電極の整形装置の変更例を示す正面図である。 図８の９−９線断面図である。 変更例における作用説明図である。 変更例における第１・第２のローラと第１・第２ローラ電極の相関を示す図である。 車体溶接ラインの平面図である。 本発明に係るシーム溶接用ローラ電極の整形装置の更なる変更例を示す正面図である。 本発明に係るシーム溶接用ローラ電極の整形装置の更なる変更例を示す断面 面図である。 本発明に係るシーム溶接用ローラ電極の整形装置の更なる変更例を示す断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１に示すように、シーム溶接用ローラ電極の整形装置１０は、基礎又は構造物に固定される機台１１と、この機台１１の中央に回転自在に取付けられる第１のローラ１２及び第２のローラ１３と、機台１１の正面に設けられる２条の縦レール１４、１４と、第１・第２のローラ１２、１３の一側（この例では上側）にて縦レール１４、１４に上下移動自在に支持される第１スライダ１６と、この第１スライダ１６の正面に設けられ想像線で示す第１ローラ電極１７の外周を把持する第１把持機構３０と、第１スライダ１６に設けられ第１切削具１８を第１ローラ電極１７へ送り出す送りねじ１９及びこの送りねじ１９を回す回転手段２１と、第１・第２のローラ１２、１３の他側（この例では下側）にて縦レール１４、１４に上下移動自在に支持される第２スライダ２２と、この第２スライダ２２の正面に設けられ想像線で示す第２ローラ電極２３の外周を把持する第２把持機構３０Ｂと、第２スライダ２２に設けられ第２切削具２４を第２ローラ電極２３へ送り出す送りねじ２５及びこの送りねじ２５を回す回転手段２６と、を備えている。

想像線で示す第１ローラ電極１７の回転中心１７ａと第２ローラ電極２３の回転中心２３ａとを結ぶ線２７が鉛直線となり、第１のローラ１２の回転中心１２ａと第２のローラ１３の回転中心１３ａを結ぶ線２８が水平線となっており、両線が直交している。
そして、第１・第２のローラ１２、１３は、それらの回転中心１２ａ、１３ａが、第１・第２ローラ電極１７、２３間を結ぶ線２７の両側に振り分けて配置されるように配置される。

第１把持機構３０は、第１スライダ１６の正面に設けられる２条の横レール３１、３１と、これらの横レール３１、３１に横移動自在に支持される左右のサブスライダ３２Ｌ、３２Ｒ（Ｌは左、Ｒは右を示す添え字。以下同じ）と、左のサブスライダ３２Ｌに回転自在に設けられる左上ピンチローラ３３Ｌ及び左下ピンチローラ３４Ｌと、右のサブスライダ３２Ｒに回転自在に設けられる右上ピンチローラ３３Ｒ及び右下ピンチローラ３４Ｒと、左右のサブスライダ３２Ｌ、３２Ｒ間に渡したシリンダユニット３５とからなる。４個のピンチローラ３３Ｌ、３３Ｒ、３４Ｌ、３４Ｒは第１ローラ電極１７を囲う位置に配置されている。

第２把持機構３０Ｂは、第１把持機構３０と同一構成であるため、符号を流用し、詳細な説明は省略する。第２把持機構３０Ｂのピンチローラ３３Ｌ、３３Ｒ、３４Ｌ、３４Ｒは第２ローラ電極２３を囲う位置に配置されている。

好ましくは、第１・第２スライダ１６、２２間に第１スプリング３７、３７を介在させ、下位の第２スライダ２２を押し上げる第２スプリング３８、３８を設ける。第２スプリング３８により、第２スライダ２２を待機位置（初期位置）に保持させることができ、第１スプリング３７により、第１スライダ１６を待機位置（初期位置）に保持させることができる。

すなわち、第１・第２スライダ１６、２２は、いわゆるフローチィング支持され、外力を受けたときに上又は下へ移動し、外力を受けないときには待機位置（初期位置）に戻る。

なお、図１では備えていないが、整形装置１０に、第１スライダ１６を第２スライダ２２に向かって前後進させる上スライダ移動機構と、第２スライダ２２を第１スライダ１６に向かって前後進させる下スライダ移動機構との、両方又は何れか一方を付設してもよい。スライダ移動機構で、第１・第２ローラ電極１７、２３を第１・第２のローラ１２、１３へ押しつける力を発生することができる。

図２に示すように、第１・第２スライダ１６、２２は、縦レール１４に沿って上下に移動し、サブスライダ３２Ｌ、３２Ｌは、横レール３１、３１に沿って図面表裏方向に水平に移動する。

第１のローラ１２は、機台１１に取付けられているローラ駆動源４３で回される。ローラ駆動源４３は、電動サーボモータ、油圧サーボモータ、その他の回転手段であればよく、種類は任意である。

第１のローラ１２は、平ローラでもよいが、図示するような溝４４を有した溝付きローラであることが望まれる。溝４４に第１ローラ電極（図１、符号１７）の外周を差し込むことで、第１ローラ電極１７の軸方向の位置が決まる。第１ローラ電極１７がピンチローラ３３Ｌ、３４Ｌから軸方向に外れることを防ぐことができる。第２のローラ（図１、符号１３）についても同様である。ただし、第２のローラには、ローラ駆動源４３を省くことができる。

図３に示すように、第１のローラ１２にローラ駆動源４３を備え、第２のローラ１３はローラ駆動源４３を備えていない。よって、第１のローラ１２がドライブローラとなり、第２のローラ１３がフリーローラとなる。
また、第１切削具１８と、第１・第２のローラ１２、１３の溝４４、４４と、ピンチローラ３４Ｌ、３４Ｒとは、共通の線４５の上に配置されている。後に、この共通の線４５へ、整形対象物である第１ローラ電極１７が置かれる。

左のサブスライダ３２Ｌから左アーム４６Ｌが背面へ延ばされ、右のサブスライダ３２Ｒから右アーム４６Ｒが背面へ延ばされ、例えば、左アーム４６Ｌにピストンロッド３５ａが締結され、右アーム４６Ｒにシリンダ本体３５ｂが締結される。
シリンダユニット３５を伸動すると左右のサブスライダ３２Ｌ、３２Ｒの間隔が広がり、シリンダユニット３５を縮動すると左右のサブスライダ３２Ｌ、３２Ｒの間隔が狭くなる。

左右のサブスライダ３２Ｌ、３２Ｒはシリンダユニット３５で機械的に連結されている。横レール３１とサブスライダ３２Ｌ、３２Ｒとの間に充分な摩擦力が存在すれば、横移動は発生しない。潤滑油を施すなどして摩擦力が小さくなると、横移動が心配される。例えば、多くの生産現場では床が僅かに振動する。この振動を受けて左右のサブスライダ３２Ｌ、３２Ｒとシリンダユニット３５が一緒に横移動する可能性がある。この可能性を排除する対策として、次に述べるブレーキ機構４０が推奨される。

ブレーキ機構４０、４０の構成（構造、原理）は任意であるが、例えば、サブスライダ３２Ｌ、３２Ｌから水平に延びるロッド４１、４１と、第１・第２スライダ１６、２２に設けられる電磁ブレーキ４２、４２からなる。通電するとロッド４１がクランプされ、通電を止めるとアンクランプ状態になる。

図４に示すように、ロボット４８は、アーム４９にシーム溶接機構５０を備えている。
図５に示すように、シーム溶接機構５０は、アーム４９で支持される筐体５１と、この筐体５１内に配置される第１ローラ電極駆動源５２と、この第１ローラ電極駆動源５２で支持され筐体５１外に置かれる第１ローラ電極１７と、筐体５１内に配置される第２ローラ電極移動機構５３と、筐体５１内に設けられ上下に延びるガイド５４と、このガイド５４に移動可能に嵌められた摺動片５５と、この摺動片５５で回転自在に支持され筐体５１外に配置される第２ローラ電極２３とからなる。

金属板からなる複数枚のワーク（例えば、第１・第２ワーク）５６、５７を重ね、第１フランジ５８と第２フランジ５９を第１・第２ローラ電極１７、２３で挟み、第１・第２ローラ電極１７、２３間に溶接電流を流す。すると、第１・第２フランジ５８、５９間に溶接ビード６１ができる。第１ローラ電極駆動源５２で第１ローラ電極１７を回すことにより、第１・第２ローラ電極１７、２３が相対的に図面表裏方向に移動し、シームと呼ばれる線状の溶接ビード６１が生成される。

なお、第１ローラ電極駆動源５２の回転と、ローラ駆動源（図３、符号４３）の回転が合うように、両駆動源４３、５２を同期制御することが推奨される。好ましくは、両駆動源４３、５２の回転速度を各々監視し、両回転速度に差があった場合に、異常と判断して、アラーム音などの警報を発する。

第１・第２ローラ電極１７、２３は第１・第２フランジ５８、５９に沿って転がるだけであるから、第１ローラ電極駆動源５２に加わる負荷は、後述する切削具による切削負荷に比べて、格段に小さくなる。よって、第１ローラ駆動源４３を大型にし重くする必要はなく、ロボットのアーム４９への負担が増える心配はない。

以上に述べたシーム溶接用ローラ電極の整形装置１０の作用を次に説明する。
図６に示すように、ロボット４８とは独立して設けられ且つアーム４９の旋回領域内に配置された第１・第２のローラ１２、１３及び第１・第２切削具１８、２４を準備する。そして、整形が必要になった時点で、ロボット４８を作動させ、第１ローラ電極１７を第１・第２のローラ１２、１３の上まで移動し、第２ローラ電極２３を第１・第２のローラ１２、１３の下まで移動する。

この際、図１に示すピンチローラ３３Ｌ、３３Ｒ、３４Ｌ、３４Ｒは、待機位置にあり、ブレーキ機構４０でその位置が保持されているため、ピンチローラ３３Ｌ、３３Ｒ、３４Ｌ、３４Ｒが、知らないうち移動するような不都合は生じない。決まった位置に保たれたピンチローラ３３Ｌ、３３Ｒ、３４Ｌ、３４Ｒへ、第１・第２ローラ電極１７、２３を臨ませることができる。

図５の第２ローラ電極移動機構５３を作動させて、図７（ａ）に示すように、第１・第２ローラ電極１７、２３の間隔を狭め、第１ローラ電極１７と第２ローラ電極２３で第１・第２のローラ１２、１３を挟む。この間、第１ローラ電極１７と第２ローラ電極２３が、ピンチローラ３３Ｌ、３３Ｒ、３４Ｌ、３４Ｒに当たることはなく、図１に示す第１・第２スライダ１６、２２が上下に移動することはない。

図７（ｂ）に示すように、第１ローラ電極１７と第２ローラ電極２３で第１・第２のローラ１２、１３が挟まれている。この状態で、左上ピンチローラ３３Ｌと右上ピンチローラ３３Ｒを互いに接近させ、左下ピンチローラ３４Ｌと右下ピンチローラ３４Ｒを互いに接近させる。すると、第１ローラ電極１７の中心に第１切削具１８の先が一致するように図１の第１・第２スプリング３７、３８が伸縮して第１スライダ１６が上昇又は下降する。第２スライダ２２についても同様である。

図１に示すブレーキ機構４０、４０を制動状態（ピンチローラ３３Ｌ、３４Ｌが横移動しない状態）にする。この状態では、第１・第２ローラ電極１７、２３が横移動する心配がない。
図７（ｂ）にて、第１のローラ１２をローラ駆動源４３により回す。すると、第１・第２ローラ電極１７、２３及び第２のローラ１３が同期して回る。
回転中の第１ローラ電極１７を第１切削具１８で切削し整形すると共に第２ローラ電極２３を第２切削具２４で切削し整形する。

第１切削具１８が第１ローラ電極１７の外周に切り込むと、大きな切削抵抗が発生する。この切削抵抗を超える切削抵抗対応トルクを第１ローラ駆動源４３で発生させる。第１ローラ駆動源４３は、図６にてロボット４８ではなく、整形装置１０に設けられているため、ローラ駆動源４３を大きくして重くしても、ロボット４８に負担が掛かる心配はない。

次に変更例を説明する。
図８に示すように、シーム溶接用ローラ電極の整形装置１０Ｂは、機台１１Ｂと、この機台１１Ｂに設けた第１のローラ１２Ｂ及び第２のローラ１３とからなる。第１のローラ１２Ｂはローラ駆動源４３を備えている。

図９に示すように、第１のローラ１２Ｂは、新品の第１ローラ電極１７の外周の断面と同じ断面の整形溝６３を有する特殊な溝付きローラである。第２のローラ（図８、符号１３）は、第１のローラ１２と同じである他、図２に示す第１のローラ１２のような単純な溝付きローラであってもよい。ただし、整形加工時間を短縮するには、第２のローラ１３も整形溝６３を有する特殊な溝付きローラであることが望まれる。

次に、シーム溶接用ローラ電極の整形装置１０Ｂの作用を説明する。
図１０に示すように、ロボット４８とは独立して設けられ且つアーム４９の旋回領域内に第１のローラ１２Ｂ及びこの第１のローラ１２Ｂとは別の第２のローラ１３を配置する。
ロボット４８を作動させて第１ローラ電極１７と第２ローラ電極２３で第１・第２のローラ１２Ｂ、１３を挟むようにして第１・第２ローラ電極１７、２３の外周を第１・第２のローラ１２Ｂ、１３の外周に接触させる。

なお、第１・第２のローラ１２Ｂ、１３の外径は、同一であっても、異ならせてもよい。しかし、同径であればなお良い。その理由は次の通りである。
第１のローラ１２Ｂと第２のローラ１３が同径であるため、第１・第２ローラ電極１７、２３の径が変わっても、第１・第２のローラ１２Ｂ、１３の回転中心を結ぶ線と、第１・第２ローラ電極１７、２３の回転中心を結ぶ線の位置関係は一定のままである。

第１・第２のローラ１２Ｂ、１３の回転中心を結ぶ線と、第１・第２ローラ電極１７、２３の回転中心を結ぶ線の位置関係が変わらないため、整形する際のロボット４８の位置を大きく変える必要が無く、ロボット４８の制御が簡便になる。
図６に示す第１・第２のローラ１２、１３も同じ理由で、同じ径であることが望まれる。

図１０において、第１・第２ローラ電極１７、２３の外周を第１・第２のローラ１２Ｂ、１３の外周に接触させるタイミングの前、同時又は後に、第１のローラ１２Ｂを回す。そして、図５に示す第２ローラ電極移動機構５３により、第２電極ローラ２３を第１電極ローラ１７に接近させる。
すなわち、図１１（ａ）にて、外周が変形している第１ローラ電極１７を、回転する第１のローラ１２Ｂの整形溝６３に押し付ける。
すると、図１１（ｂ）に示すように、整形溝６３により第１ローラ電極１７の外周が塑性変形する。結果、第１ローラ電極１７の外周が整形溝６３と同形になる。

塑性加工に伴って、第１のローラ１２の転がり抵抗は増加するが、第１のローラ１２の負荷は図９に示すローラ駆動源４３が負担する。なお、塑性加工は、切削に比べてローラ電極を回すトルクは小さくて済む。したがって、ローラ電極自体の回転力で塑性加工が可能な場合は、第１・第２のローラ１２Ｂ、１３にはローラ駆動源４３は不要である。

ところで、切削による整形と整形溝による整形には、次に述べる差異がある。
切削による整形は、変形の程度に関係なく、実施できる。反面、第１・第２ローラ電極１７、２３から切り屑を排除するため、第１・第２ローラ電極１７、２３の径が小さくなり、第１・第２ローラ電極１７、２３の使用時間が短くなる。

整形溝による整形は、切り屑が出ないため、第１・第２ローラ電極１７、２３の径の変化が小さく、第１・第２ローラ電極１７、２３の使用時間が長くなる。反面、変形が軽度の場合に好適であり、変形が大規模になると、整形が難しくなる。
これらのことを考慮した設備レイアウトの好適例を次に説明する。

図１２に示すように、搬送路６４で車体６５が搬送される。搬送路６４の側方にロボット４８が配置され、このロボット４８の旋回範囲内に整形装置１０と整形装置１０Ｂとが置かれている。第１・第２ローラ電極１７、２３は、車体６５の１０〜２０台にシーム溶接を施した後に、整形装置１０Ｂで整形される。
また、第１・第２ローラ電極１７、２３は、３時間程度車体６５にシーム溶接を施した後に、整形装置１０で整形される。

図１０に示す整形装置１０Ｂでは、第１・第２のローラ１２Ｂ、１３からなる２つのローラを備えたが、図１３に示すように、ローラの数は任意である。
すなわち、図１３（ａ）に示すように、第１・第２ローラ電極１７、２３の間に、１個の第１のローラ１２Ｂだけを配置してもよい。
また、図１３（ｂ）に示すように、上下２個の第１のローラ１２Ｂ、１２Ｂと、上下２個の第２のローラ１３、１３とを配置してもよい。
また、図１３（ｃ）に示すように、１個の第１のローラ１２Ｂと、上下２個の第２のローラ１３、１３とを配置してもよい。

また、図９では、ローラ駆動源４３で第１のローラ１２Ｂを駆動したが、ローラ駆動源４３とは別の駆動源で、直接的に第１・第２ローラ電極１７、２３を駆動するようにしてもよい。その具体例を、図１４、図１５で説明する。

図１４に示す整形装置１０では、機台１１Ｃに、軸受ブロック６７を用いて第１のローラ１２Ｃを回転自在に取付け、軸受ブロック６７の上にて機台１１Ｃに上駆動源６８を取付け、軸受ブロック６７の下にて機台１１Ｃに下駆動源６９を取付けた。上・下駆動源６８、６９の先端は多角柱形状とされる。

第１ローラ電極１７の回転中心にソケット７１が固定され、このソケット７１に上駆動源６８の先端が嵌められ、上駆動源６８で第１ローラ電極１７が回される。このときには、第１ローラ電極駆動源５２は回転自在（モータであれば通電を中止する。）とされる。

同様に、第２ローラ電極２３の回転中心にソケット７２が固定され、このソケット７２に下駆動源６９の先端が嵌められ、下駆動源６９で第２ローラ電極２３が回される。
第１・第２ローラ電極１７、２３を回転するにも拘わらず、上・下駆動源６８、６９が、整形装置１０Ｃ側に設けられているため、ロボットアーム４９側のシーム溶接機構５０が重くなる心配はない。

また、図１５に示す整形装置１０Ｄでは、機台１１Ｄに駆動源７３を取付けた。この駆動源７３の回転軸７４に駆動ギヤ７５が取付けられている。
また、第１ローラ電極１７に上従動ギヤ７６が取付けられ、第２ローラ電極２３に下従動ギヤ７７が取付けられている。なお、第１のローラ（図８、符号１２Ｂ）と第２のローラ（図８、符号１３）との間に、駆動ギヤ７５が相対的に出入りするため、駆動ギヤ７５が、第１・第２のローラに干渉する心配はない。

駆動ギヤ７５で上・下従動ギヤ７６、７７を同期して回すことができる。
第１・第２ローラ電極１７、２３を回転するにも拘わらず、駆動源７３が、整形装置１０Ｄ側に設けられているため、ロボットアーム４９側のシーム溶接機構５０が重くなる心配はない。

尚、実施例ではワークは２枚としたが、２枚以上であってもよい。これらのワークは、炭素鋼板に代表される鉄系鋼板、アルミニウム板に代表される軽金属板の何れでもよい。

また、図１に示す整形装置１０は、実施例では第１・第２のローラ１２、１３を水平線上に並べたが、第１・第２のローラ１２、１３は、鉛直線上や斜めの線上に並べても良い。ロボット４８により、第１・第２ローラ電極１７、２３の姿勢を自由に替えることができるからである。したがって、機台１１の正面は鉛直面である他、水平面、傾斜面であってもよい。

また、待機中に、ピンチローラ３３Ｌ、３３Ｒが移動することが皆無であれば、図１に示すブレーキ機構４０、４０は省くことができる。これにより、シーム溶接用ローラ電極の整形装置１０の簡略化、小型化及び軽量化が図れる。

本発明は、一対のローラ電極の整形に好適である。

１０、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…シーム溶接用ローラ電極の整形装置、１１、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ…機台、１２、１２Ｂ…第１のローラ、１２ａ…第１のローラの回転中心、１３…第２のコーラ、１３ａ…第２のローラの回転中心、１６…第１スライダ、１７…第１ローラ電極、１７ａ…第１ローラ電極の回転中心、１８…第１切削具、２２…第２スライダ、２３…第２ローラ電極、２３ａ…第２ローラ電極の回転中心、２４…第２切削具、２７…第１・第２ローラ電極の回転中心を結ぶ線、２８…第１・第２のローラの回転中心を結ぶ線、３０…第１把持機構、３０Ｂ…第２把持機構、３３Ｌ、３３Ｒ、３４Ｌ、３４Ｒ…ピンチローラ、４３…ローラ駆動源、４８…ロボット、４９…ロボットのアーム、５０…シーム溶接機構、５６…ワーク（第１ワーク）、５７…ワーク（第２ワーク）、６３…整形溝。

Claims (4)

1. ロボットのアームに取付けられている第１ローラ電極及び第２ローラ電極の形を整えるシーム溶接用ローラ電極の整形装置において、
   この整形装置は、前記ロボットとは独立して設けられ且つ前記アームの旋回領域内に配置され、
   前記第１・第２ローラ電極の回転中心を結ぶ線に対して直交する線上に配置され前記第１・第２ローラ電極の外周に接する第１のローラ及び第２のローラと、
   前記第１のローラと前記第２のローラの少なくとも一方を駆動するローラ駆動源と、
   前記第１のローラ及び第２のローラを回転自在に支える機台と、この機台に前記第１・第２ローラ電極の回転中心を結ぶ線に沿って移動可能に取付けられる第１・第２スライダと、
   前記第１スライダに設けられ前記第１ローラ電極の外周を把持する第１把持機構と、前記第１スライダに前記第１ローラ電極の回転中心に向かって移動可能に取付けられ前記第１把持機構で把持された前記第１ローラ電極の外周を切削する第１切削具と、
   前記第２スライダに設けられ前記第２ローラ電極の外周を把持する第２把持機構と、前記第２スライダに前記第２ローラ電極の回転中心に向かって移動可能に取付けられ前記第２把持機構で把持された前記第２ローラ電極の外周を切削する第２切削具と、を備えていることを特徴とするシーム溶接用ローラ電極の整形装置。
2. 前記第１のローラは、回転しつつ前記第１・第２ローラ電極の外周部を整形する整形溝を備えていることを特徴とする請求項１記載のシーム溶接用ローラ電極の整形装置。
3. 複数枚のワークを重ね、これらを第１・第２ローラ電極で挟み、通電してシーム溶接を行うに際し、前記第１・第２ローラ電極がロボットのアームに取付けられており、前記第１・第２ローラ電極が摩耗や押圧により許容限界を超えて変形したときに、前記第１・第２ローラ電極の形を整えるシーム溶接用ローラ電極の整形方法であって、
   前記ロボットとは独立して設けられ且つ前記アームの旋回領域内に配置されるとともに、機台に回転自在に支えられた第１・第２のローラ、及び、前記機台に前記第１・第２ローラ電極の回転中心を結ぶ線に沿って移動可能に取付けられた第１・第２スライダに、前記第１・第２ローラ電極の回転中心に向かって移動可能に取付けられた第１・第２切削具を準備する工程と、
   前記ロボットを作動させて前記第１ローラ電極と前記第２ローラ電極で前記第１・第２のローラを挟むようにして前記第１・第２ローラ電極の外周を前記第１・第２のローラの少なくともいずれか一方の外周に接触させる工程と、
   少なくとも前記第１のローラをローラ駆動源により回すことで、前記第１・第２ローラ電極及び前記第２のローラを同期して回す工程と、
   前記第１・第２スライダに設けられた第１・第２把持機構で前記第１・第２ローラ電極の外周を把持し、回転中の前記第１ローラ電極を前記第１切削具で切削し整形すると共に前記第２ローラ電極を前記第２切削具で切削し整形する工程と、からなることを特徴とするシーム溶接用ローラ電極の整形方法。
4. 前記第１のローラと前記第２のローラは、同じ外径であることを特徴とする請求項１記載のシーム溶接用ローラ電極の整形装置。

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