JP7288732B2 - 溶接ガンの電極チップ交換方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶接ガンの電極チップ交換方法に関する。

主に金属製のワークを接合するための手段として抵抗溶接が知られている。この抵抗溶接に用いられる溶接ガンとしては、互いに対向する一対の電極チップでワークを挟持加圧して行うためのいわゆるＣ型ないしＸ型の溶接ガンや、シリーズ溶接やインダイレクト溶接などワークの片側から溶接電極を押し当てて行うための片側溶接ガンなどがある。

抵抗溶接では、電極チップをワークに押し当てて、加圧状態で電流を流し、発生するジュール熱によってワークを溶融して接合する。そのため、電極チップは使用に伴い消耗する。具体的には摩耗により先端の形状が変化し、又は表面性状が変化する。そのため、電極チップが消耗して使用限界にまで達したとき、又は使用開始時から一定期間が経過（所定回数を実施）したときに、未使用又は再研磨した電極チップと交換する必要がある。

溶接ガンに設けられた電極チップの交換は、生産ラインを停止することなく行うことが求められており、故に短時間で自動的に交換することが必要となる。このため、例えば溶接ガンをアームの先端に取付けてなる溶接ロボットの近傍に、溶接ガンから電極チップを取外すための電極チップ取外し装置（例えば、特許文献１を参照）や、未使用又は再研磨した複数の電極チップを収容した電極チップ取付け装置としてのチップ交換用マガジン（例えば、特許文献２を参照）などが配置され、これらの装置からなる電極チップ交換装置によって自動的に交換作業が行われている。すなわち、電極チップの交換時期に達すると、溶接ガンはチップ取外し装置に接近してシャンクから電極チップを取外す作業を行う。次に、溶接ガンはチップ交換用マガジンに接近して、チップ交換用マガジンの所定の位置に設けられたチップ取出し口にシャンクの先端を差し込むことにより、新しい電極チップをシャンクに嵌合させている。

特開２００９－２９７７７２号公報 特開２０１５－１２０１７３号公報

ところで、上述した電極チップの交換を自動的に行うに際しては、電極チップ交換装置に、特許文献１に記載の如き電極チップ取外し装置や、特許文献２に記載の如きチップ交換用マガジンに加えて、電極チップ取外し装置によりシャンクから電極チップが取り外されたことを検知し、又はチップ交換用マガジンによりシャンクに電極チップが取付けられたことを検知するための検知装置が必要となる。この検知装置は、例えばＣ型の溶接ガンなどシャンクに対する取付け方向が異なる二個の電極チップを備えた溶接ガンの場合、電極チップごとに必要となるため、その分、電極チップ交換装置の設置スペースが増大化する問題が生じる。また、溶接ガンを取外し装置や取付け装置に移動させるたびに検知装置に移動させる手間を要する分、作業時間（タクトタイム）の増大化も免れ得ない。

また、最近では、装置の小型化の観点から、特許文献１に記載の如きチップ取外し装置や特許文献２に記載の如きチップ交換用マガジンのように、いわゆる無動力（装置自体に駆動力発生部を有しない）の装置が提案され、使用されている。この種の取外し装置及び取付け装置（チップ交換用マガジン）だと、溶接ガンを移動させるための駆動力（溶接ロボットのモータ駆動力）で電極チップの取外し又は取付けを行うために、それぞれの動作は、溶接ロボットの位置制御で行われることになる。しかしながら、この制御方式だと、以下のような事態が懸念される。すなわち、新たに交換する電極チップには、上述したように未使用の電極チップだけでなく再研磨の電極チップが用いられる。そのため、例えば電極チップの軸方向寸法がばらつく事態が起こり得る。これだと、たとえ毎回同じ位置に正確にシャンクを移動させ、同じ位置までシャンクを差込んだとしても、電極チップごとに嵌合距離（軸方向の嵌合寸法）がばらつくことになるため、十分な嵌合力（固定力）が得られないケースが発生し、場合によっては、引き抜きに伴い電極チップが落下するおそれが生じる。

以上の事情に鑑み、本明細書では、検査装置の省略化により電極チップ交換装置の設置スペースの縮小化を図ると共に、交換作業時間の短縮を図り、かつ信頼性に優れた溶接ガンの電極チップ交換方法を提供することを、解決すべき技術課題とする。

前記課題の解決は、本発明に係る溶接ガンの電極チップ交換方法によって達成される。すなわち、この電極チップ交換方法は、被溶接体を挟持加圧する第一及び第二の電極チップと、第一の電極チップに加圧力を付与する加圧部と、第一の電極チップが取付けられる第一のシャンク及び第二の電極チップが取付けられる第二のシャンクとを備えた溶接ガンの電極チップ交換方法において、加圧部による加圧力を利用して、第一の電極チップと第二の電極チップの少なくとも何れか一方を交換する点をもって特徴付けられる。

このように、本発明に係る溶接ガンの電極チップ交換方法では、溶接ガンに具備された加圧部による加圧力を利用して、第一の電極チップと第二の電極チップの少なくとも何れか一方を交換するようにした。このように、加圧部の加圧力を利用して電極チップの交換を図ることによって、電極チップの交換に関わる動作（電極チップを取外す動作又は取付ける動作）を加圧力で制御することができる。加圧力で制御するのであれば、例えば適正に電極チップが取り外され又は取付けられた際の加圧力又はその反力を予め取得しておき、この適正交換動作時の加圧力又はその反力に基づいて、電極チップが適正に取り外され又は取付けられたか否かを評価することができる。これにより、電極チップが取り外され又は取付けられていることを検知するための検知装置が不要となり、その分電極チップ交換装置を小型化することができる。また、例えば加圧力又はその反力を検知し、検知した加圧力又はその反力の値に応じて電極チップの交換動作を行うことにより、電極チップの寸法のばらつき等の影響を排除して、確実に電極チップを取外し又は取付けることができる。従って、本発明によれば、従来の位置制御に比べて信頼性の高い電極チップの交換作業を行うことが可能となる。

また、本発明に係る溶接ガンの電極チップ交換方法においては、第一の電極チップと交換するための複数の交換用チップを収容した第一のチップ交換用マガジンのチップ取出し口に、第一の電極チップが取り外された状態の溶接ガンを移動させた後、第一のシャンクを、加圧部による加圧力を利用して、チップ取出し口に開口する交換用チップのシャンク取付け穴に嵌合してもよい。

上述のように、第一のチップ交換用マガジンを設けて、第一のシャンクに交換用チップを嵌合により取付ける場合、上記チップ交換用マガジンのチップ取出し口は、加圧部による加圧力が直接的に付与される第一のシャンク側に開口しているので、加圧部により第一のシャンクを加圧しながら移動させることで、第一のシャンクの先端部を、チップ取出し口に開口する交換用チップのシャンク取付け穴に所定の加圧力で押込むことができる。これにより、交換用チップに対する嵌合力を加圧力の反力として取得（測定）することができるので、この反力の値に基づいて第一のシャンクを押込むことにより、第一のシャンクをその都度嵌合相手となる交換用チップに適した位置まで押込んで嵌合することができる。よって、交換用チップの状態に関係なく（未使用、再研磨の別を問わず）交換用チップを強固に固定して、安定した取付け作業を行うことが可能となる。また、既存のチップ交換用マガジンを使用して第一の電極チップを交換する（取付ける）ことができるので、コストアップを招くことなくチップ交換装置の小型化を図ることが可能となる。

また、本発明に係る溶接ガンの電極チップ交換方法においては、第二の電極チップと交換するための複数の交換用チップを収容した第二のチップ交換用マガジンのチップ取出し口に、第二の電極チップが取り外された状態の溶接ガンを移動させた後、加圧部による加圧力を利用して第二のチップ交換用マガジンのうちチップ取出し口の裏側を押圧することで、チップ取出し口に開口する交換用チップのシャンク取付け穴に第二のシャンクを嵌合してもよい。

上述のように、第二のチップ交換用マガジンを設けて、第二のシャンクに交換用チップを嵌合により取付ける場合、上記チップ交換用マガジンのチップ取出し口は、加圧部による加圧力が付与される第一のシャンク側とは反対側（第二のシャンク側）に開口している。ここで、本構成では、加圧部による加圧力を利用して、第二のチップ交換用マガジンのうちチップ取出し口の裏側を押圧することで、押圧側と反対側に開口する交換用チップのシャンク取付け穴に第二のシャンクを嵌合するようにした。このように、第二のチップ交換用マガジンごと第二のシャンク側に押圧することで、第二のシャンクに対向する交換用チップのシャンク取付け穴を第二のシャンクの先端部に所定の加圧力で押込むことができる。これにより、加圧部と反対側に交換用チップのシャンク取付け穴が開口している場合においても、加圧部による加圧力を利用して、第二のシャンクをその都度嵌合相手となる交換用チップに適した位置まで押込んで嵌合することができる。よって、交換用チップの状態に関係なく（未使用、再研磨の別を問わず）交換用チップを強固に固定して、安定した取付け作業を行うことが可能となる。また、第二の電極チップの交換（取付け）に際しても既存のチップ交換用マガジンを使用することができるので、コストアップを招くことなくチップ交換装置の小型化を図ることが可能となる。

以上のように、本発明に係る溶接ガンの電極チップ交換方法によれば、検査装置の省略化により電極チップ交換装置の設置スペースの縮小化を図ると共に、交換作業時間の短縮を図り、かつ信頼性に優れた溶接ガンの電極チップ交換方法を提供することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る溶接ガンの電極チップ交換方法に用いられる電極チップ交換装置の全体構成を概念的に示す平面図である。 図１に示す溶接ガンの側面図である。 （ａ）（ｂ）ともに、図１に示す電極チップ取外し装置を用いた電極チップの取外し工程の一例を説明するための要部側面図である。 （ａ）（ｂ）ともに、図１に示す第一のチップ交換用マガジンに収容された交換用チップを溶接ガンの第一のシャンクに取付ける第一取付け工程の一例を説明するための要部側面図である。 （ａ）（ｂ）ともに、図１に示す第二のチップ交換用マガジンに収容された交換用チップを溶接ガンの第二のシャンクに取付ける第二取付け工程の一例を説明するための要部側面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る溶接ガンの電極チップ交換方法の内容を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る溶接ガンの電極チップ交換装置１０の全体構成を概念的に示す平面図である。この電極チップ交換装置１０は、例えば車体の外板溶接に用いられるもので、当該溶接ライン（図示は省略）の側方に配設される。ここで、電極チップ交換装置１０は、二台の溶接装置１１，１２と、二台の溶接装置１１，１２で共用される二台の電極チップ取外し装置１３，１４と、同じく二台の溶接装置１１，１２で共用される二台の電極チップ取付け装置としてのチップ交換用マガジン１５，１６とを備える。

溶接装置１１は、溶接用ロボットとしての多関節ロボットアーム１７と、多関節ロボットアーム１７の先端に装着される溶接ガン１８とを備える。このうち、多関節ロボットアーム１７は、複数のリンク及び関節を有するロボットアームで、例えば５～７自由度を有する。

溶接ガン１８は、図２に示すように、鋼板などの被溶接体を挟持加圧する一対の電極チップ１９，２０と、一対の電極チップ１９，２０のうち一方の電極チップ（以後、第一の電極チップ１９と称する。）に所定の加圧力を付与する加圧部２１と、第一の電極チップ１９が取付けられる第一のシャンク２２と、他方の電極チップ（以後、第二の電極チップ２０と称する。）が取付けられる第二のシャンク２３と、双方のシャンク２２，２３を支持するアーチ状の支持部２４とを有する。ここで、第一及び第二の電極チップ１９，２０と、第一及び第二のシャンク２２，２３は何れも同一の中心線Ｃ上に位置しており、後述する加圧部２１及び直動部２５により、第一の電極チップ１９と第一のシャンク２２が、中心線Ｃ上を移動可能とされている。

加圧部２１は、例えばモータなどの回転駆動装置で構成され、直動部２５に動力伝達可能に連結されている。直動部２５は、加圧部２１で発生させた駆動力、ここでは回転駆動力の回転を直動に変換するボールねじで構成されると共に、その出力部（図２でいえば下端部）に第一のシャンク２２が連結される。これにより、第一のシャンク２２又は第一のシャンク２２に取付けられた第一の電極チップ１９を中心線Ｃに沿って移動可能とすると共に、下方（第二の電極チップ２０）側への加圧力を第一のシャンク２２及び第一の電極チップ１９に付与可能としている。

上記構成の溶接ガン１８における第一のシャンク２２の中心線Ｃに沿った向きの移動、すなわち加圧部２１の駆動は、加圧部２１に接続される所定の制御装置２６により制御される（図２を参照）。本実施形態では、溶接ガン１８全体の移動を含む多関節ロボットアーム１７の動作についても、制御装置２６により制御される（図１を参照）。

ここで、制御装置２６は、例えば第一のシャンク２２に対する第一の電極チップ１９（第一の交換用チップ１９’）の取付け動作間の所定時（例えば取付け完了時）における第一の交換用チップ１９’への加圧力又はその反力を検知し、検知した加圧力又はその反力が予め設定しておいた値（しきい値）以上であった場合に、嵌合による第一の交換用チップ１９’の取付けが適正に行われたものと判定するように、加圧部２１を制御可能とされる。あるいは、上述した加圧力又はその反力を検知しながら取付け動作を実行し、検知した加圧力又はその反力が所定値に達したときに、加圧部２１による第一のシャンク２２の押し下げ動作を停止するように、加圧部２１を制御可能とされる。

以上、一方の溶接装置１１の構成について説明したが、他方の溶接装置１２の構成についても一方の溶接装置１１と同じ構成をとり得る。よって、ここでは詳細な説明を省略する。

電極チップ取外し装置１３，１４は、各シャンク２２，２３に取付けられた各電極チップ１９，２０を取外すための装置で、例えば無動力タイプ（溶接ガン１８からの力を利用するタイプ）の取外し装置である。ここで第一の電極チップ取外し装置１３は、図３に示すように、互いに近接又は離隔するように相対移動可能な一対のフォーク部材２７，２８を有する。各フォーク部材２７，２８は、溶接ガン１８の中心線Ｃ（図２を参照）に沿った方向に相対移動可能とされる。本実施形態では、第一のフォーク部材２７を第二のフォーク部材２８に接近させる向きに押し下げることで、第二のフォーク部材２８が第一のフォーク部材２７から離れる向きに移動するように、図示しないリンク機構等によって双方のフォーク部材２７，２８が互いに連結されている。また、各フォーク部材２７，２８には、第一のシャンク２２の先端部のうち第一の電極チップ１９が取付けられた状態で露出する部分に差込み可能な切欠き部２９，３０が設けられている。この場合、図３（ａ）に示すように、一対のフォーク部材２７，２８を互いに当接する位置まで接近させた状態で、第一のシャンク２２の先端部に差込み可能とされ、第一のフォーク部材２７を押し下げることで、第二のフォーク部材２８が第一のフォーク部材２７よりも大きく下方に移動し、第一の電極チップ１９を第一のシャンク２２から離れる向きに押圧するようになっている。

第二の電極チップ取外し装置１４も、第一の電極チップ取外し装置１３と同様の構成をなし、例えば第二のシャンク２３側に位置する一方（下側）のフォーク部材を押し上げることで、第二の電極チップ２０側に位置する他方（上側）のフォーク部材を下側のフォーク部材よりも上方に大きく移動可能とされている。

チップ交換用マガジン１５，１６は何れも、複数の交換用チップ１９’，２０’を収容可能とするもので、本実施形態では、第一のチップ交換用マガジン１５が、第一の電極チップ１９と交換するための複数の交換用チップ１９’を収容し、第二のチップ交換用マガジン１６が、第二の電極チップ２０と交換するための複数の交換用チップ２０’を収容している。

ここで、第一の交換用チップ１９’は、未使用又は再研磨の第一の電極チップ１９であり、第二の交換用チップ２０’は、未使用又は再研磨の第二の電極チップ２０である。

第一のチップ交換用マガジン１５には、第一の交換用チップ１９を取出すためのチップ取出し口３１が設けられている（図１及び図４を参照）。本実施形態では、チップ取出し口３１は上方に向けて開口しており、このチップ取出し口３１からシャンク取付け穴１９ａ’が視認できるように第一の交換用チップ１９’が収容されている。また、チップ取出し口３１から第一の交換用チップ１９’を取出すたびに、第一のチップ交換用マガジン１５に収容されている残りの交換用チップ１９’が新たにチップ取出し口３１に配置されるように、第一のチップ交換用マガジン１５が構成されている。なお、上記構成は第一のチップ交換用マガジン１５の一例であり、本発明に係る取出し動作を可能とする限りにおいて、任意の構成をとり得ることはもちろんである。

第二のチップ交換用マガジン１６には、第二の交換用チップ２０’を取出すためのチップ取出し口３２が設けられている（図１及び図５を参照）。本実施形態では、チップ取出し口３２は上方に向けて開口しており、このチップ取出し口３２からシャンク取付け穴２０ａ’が視認できるように第二の交換用チップ２０’が収容されている。また、チップ取出し口３２から第二の交換用チップ２０’を取出すたびに、第二のチップ交換用マガジン１６に収容されている残りの交換用チップ２０’が新たにチップ取出し口３２に配置されるように、第二のチップ交換用マガジン１６が構成されている。また、後述するように、第二のチップ交換用マガジン１６には、例えばエコライズ機構など、軸方向（ここでは中心線Ｃに沿った方向）への変位を許容する機構が設けられていることが好ましい。もちろん、第一のチップ交換用マガジン１５にも同様の機構が設けられていてもよい。なお、上記構成は第二のチップ交換用マガジン１６の一例であり、本発明に係る取出し動作を可能とする限りにおいて、任意の構成をとり得ることはもちろんである。

次に、上記構成の電極チップ交換装置１０を用いた溶接ガンの電極チップ交換方法の一例を説明する。最初に、第一の電極チップ１９の交換作業の詳細について説明し、次に第二の電極チップ２０の交換作業の詳細について説明する。

（Ｓ１）第一取外し工程
まず図１に示す状態から、溶接装置１１の多関節ロボットアーム１７を駆動して、溶接ガン１８に設けられた第一の電極チップ１９を、電極チップ取外し装置１３に向けて移動させる。そして、図３（ａ）に示すように、第一のシャンク２２の中心線Ｃを鉛直方向に一致させた状態で、第一のシャンク２２の先端部のうち第一の電極チップ１９で覆われていない部分を一対のフォーク部材２７，２８の切欠き部２９，３０に差込む。然る後、溶接ガン１８を下方に移動して、第一のシャンク２２で第一のフォーク部材２７を第二のフォーク部材２８に向けて押圧する。これにより、第二のフォーク部材２８が第一のフォーク部材２７から離れる向きに移動し、第二のフォーク部材２８が第一の電極チップ１９の端面を押し下げる。その結果、図３（ｂ）に示すように、第一の電極チップ１９が第一のシャンク２２から取り外され、脱落する。以上の動作は、例えば制御装置２６により多関節ロボットアーム１７を制御することにより行われる。

（Ｓ２）第一取付け工程
このようにして第一の電極チップ１９を取外した後、溶接装置１１の多関節ロボットアーム１７を駆動して、第一の電極チップ１９が取り外された状態の第一のシャンク２２を、第一のチップ交換用マガジン１５のチップ取出し口３１に向けて移動させる。そして、図４（ａ）に示すように、第一のシャンク２２の先端部をチップ取出し口３１の上方まで移動させた状態から、加圧部２１を駆動して第一のシャンク２２の下方への移動を開始し、第一のシャンク２２の先端部を、第一の交換用チップ１９’のシャンク取付け穴１９ａ’に所定の加圧力で押込む。これにより、第一のシャンク２２の先端部が第一の交換用チップ１９’のシャンク取付け穴１９ａ’に例えば所定の締め代で嵌合され、相互に固定された状態となる（図４（ｂ）に示す状態）。然る後、例えば加圧部２１の駆動により第一のシャンク２２を上方に移動させて、第一のシャンク２２先端に嵌合固定された新たな第一の電極チップ１９としての第一の交換用チップ１９’を引き上げる。そして、溶接ガン１８を水平方向に移動させて第一のチップ交換用マガジン１５から離れる向きに後退させる。この結果、第一のシャンク２２に対する第一の電極チップ１９の交換作業が完了する。以上の動作は、例えば制御装置２６により多関節ロボットアーム１７を制御すると共に、加圧部２１を制御することにより行われる。

また、上述の嵌合動作の完了時、制御装置２６は、第一のシャンク２２を介して第一の交換用チップ１９’に付与される加圧力又はその反力を検知し、検知した加圧力又はその反力が所定値（予め設定しておいたしきい値）以上である場合に、嵌合による第一の交換用チップ１９’の取付けが適正に行われたものと判定し、次の動作を実行する。あるいは、上述の制御と併せて、加圧力又はその反力を検知しながら上述した嵌合動作を実行し、検知した加圧力又はその反力が所定値に達したときに、加圧部２１による第一のシャンク２２の押し下げ動作を停止するように、加圧部２１を制御する。上述した制御により、第一の交換用チップ１９’が確実にかつ適正な状態で第一のシャンク２２に取付けられる。また、第一の交換用チップ１９’が適正な状態で第一のシャンク２２に取付けられているか否かを取付け動作の間に実施することができる。

（Ｓ３）第二取外し工程
次に、溶接装置１１の多関節ロボットアーム１７を駆動して、溶接ガン１８に設けられた第二の電極チップ１９を、電極チップ取外し装置１４に向けて移動させる。そして、図示は省略するが、第二のシャンク２３の中心線Ｃを鉛直方向に一致させた状態で、第二のシャンク２３の先端部のうち第二の電極チップ２０で覆われていない部分を第二の電極チップ取外し装置１４の一対のフォーク部材の切欠き部（図１を参照）に差込む。然る後、溶接ガン１８を上方に移動して、第二のシャンク２３で下側のフォーク部材を上側のフォーク部材に向けて押圧する。これにより、上側のフォーク部材が下側のフォーク部材から離れる向きに移動し、上側のフォーク部材が第二の電極チップ２０の端面を押し上げる（何れも図示は省略）。その結果、第二の電極チップ２０が第二のシャンク２３から取り外され、脱落する。以上の動作は、例えば制御装置２６により多関節ロボットアーム１７を制御することにより行われる。

（Ｓ４）第二取付け工程
このようにして第二の電極チップ２０を取外した後、溶接装置１１の多関節ロボットアーム１７を駆動して、第二の電極チップ２０が取り外された状態の第二のシャンク２３を、第二のチップ交換用マガジン１６のチップ取出し口３２に向けて移動させる。そして、図５（ａ）に示すように、第二のシャンク２３の先端部をチップ取出し口３２の下方まで移動させた状態から、加圧部２１を駆動して第一のシャンク２２の下方への移動を開始し、第一のシャンク２２の先端、ここでは第一のシャンク２２に取付けられた状態の第一の電極チップ１９で、第二のチップ交換用マガジン１６のチップ取出し口３２の裏側を所定の加圧力で押込む。これにより、第二のシャンク２３に対向する第二の交換用チップ２０’のシャンク取付け穴２０ａ’が第二のシャンク２３の先端部に所定の加圧力で押込まれる。言い換えると、第二の交換用チップ２０’の嵌合動作が開始される。この結果、第二のシャンク２３の先端部が第二の交換用チップ２０’のシャンク取付け穴２０ａ’に例えば所定の締め代で嵌合され、相互に固定された状態となる（図５（ｂ）に示す状態）。然る後、例えば加圧部２１の駆動により第一のシャンク２２を上方に移動させると共に溶接ガン１８を上方に移動させることにより、第二のシャンク２３先端に嵌合固定された新たな第二の電極チップ２０としての第二の交換用チップ２０’を第二のチップ交換用マガジン１６から引き抜く。そして、溶接ガン１８を水平方向に移動させて第二のチップ交換用マガジン１６から離れる向きに後退させる。この結果、第二のシャンク２３に対する第二の電極チップ２０の交換作業が完了する。以上の動作は、例えば制御装置２６により多関節ロボットアーム１７を制御すると共に、加圧部２１を制御することにより行われる。

また、上述の嵌合動作の完了時、制御装置２６は、第一のシャンク２２を介して第二の交換用マガジン１６、ひいては第二のチップ交換用マガジン１６に収容される第二の交換用チップ２０’に付与される加圧力又はその反力を検知し、検知した加圧力又はその反力が所定値（予め設定しておいたしきい値）以上である場合に、嵌合による第二の交換用チップ２０’の取付けが適正に行われたものと判定し、次の動作を実行する。あるいは、上述の制御と併せて、加圧力又はその反力を検知しながら上述した嵌合動作を実行し、検知した加圧力又はその反力が所定値に達したときに、加圧部２１による第一のシャンク２２の押し下げ動作を停止するように、加圧部２１を制御する。上述した制御により、第二の交換用チップ２０’が確実にかつ適正な状態で第二のシャンク２３に取付けられる。また、第二の交換用チップ２０’が適正な状態で第二のシャンク２３に取付けられているか否かを取付け動作の間に実施することができる。

以上述べたように、本発明に係る溶接ガンの電極チップ交換方法では、図１に示す溶接ガンの電極チップ交換装置１０を用いて、より具体的には溶接ガン１８に設けられた加圧部２１の加圧力を利用して電極チップ１９，２０の交換を図ることによって、電極チップ１９，２０の交換に関わる動作（ここでは電極チップ１９，２０を取付ける動作）を加圧力で制御することができる。加圧力で制御するのであれば、例えば適正に電極チップ１９，２０が取付けられた際の加圧力又はその反力を予め取得しておき、この適正交換動作時の加圧力又はその反力に基づいて、電極チップ１９，２０が適正に取付けられたか否かを評価することができる。これにより、電極チップ１９，２０が取り外され又は取付けられていることを検知するための検知装置が不要となり、その分電極チップ交換装置１０を小型化することができる。また、例えば加圧力又はその反力を検知し、検知した加圧力又はその反力の値に応じて電極チップ１９，２０の交換動作を行うことにより、電極チップ１９，２０の寸法のばらつき等の影響を排除して、確実に電極チップ１９，２０を取付けることができる。従って、本発明によれば、従来の位置制御に比べて信頼性の高い電極チップ１９，２０の交換作業を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、第一の交換用チップ１９’を収容してなる第一のチップ交換用マガジン１５を設けて、第一のシャンク２２に第一の交換用チップ１９’を嵌合で取付けるに際し、加圧部２１により第一のシャンク２２を押し下げることによって、第一のシャンク２２の先端部を、チップ取出し口３１に開口する第一の交換用チップ１９’のシャンク取付け穴１９ａ’に所定の加圧力で押込むことができる。これにより、第一の交換用チップ１９’に対する嵌合力を加圧力の反力として取得（測定）することができるので、この反力の値に基づいて第一のシャンク２２を押込むことにより、第一のシャンク２２をその都度嵌合相手となる第一の交換用チップ１９’に適した位置まで押込んで嵌合することができる。よって、第一の交換用チップ１９’の状態に関係なく（未使用、再研磨の別を問わず）第一の交換用チップ１９’を強固に固定して、安定した取付け作業を行うことが可能となる。また、第一のチップ交換用マガジン１５に既存のチップ交換用マガジンを使用して、第一の電極チップ１９を交換する（取付ける）ことができるので、コストアップを招くことなく電極チップ交換装置１０の小型化を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、複数の第二の交換用チップ２０’を収容してなる第二のチップ交換用マガジン１６を設けて、第二のシャンク２３に第二の交換用チップ２０’を嵌合で取付けるに際し、加圧部２１による加圧力を利用して、第二のチップ交換用マガジン１６のうちチップ取出し口３２の裏側を押圧することで、押圧側と反対側に開口する第二の交換用チップ２０’のシャンク取付け穴２０ａ’に第二のシャンク２３を嵌合するようにした。このように、第二のチップ交換用マガジン１６ごと第二のシャンク２３側に押圧することによって、加圧部２１と反対側に第二の交換用チップ２０’のシャンク取付け穴２０ａ’が開口している場合においても、加圧部２１による加圧力を利用して、第二のシャンク２３をその都度嵌合相手となる第二の交換用チップ２０’に適した位置まで押込んで嵌合することができる。よって、第二の交換用チップ２０’の状態に関係なく第二の交換用チップ２０’を強固に固定して、安定した取付け作業を行うことが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明に係る溶接ガンの電極チップ交換方法及び電極チップ交換装置は、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。

例えば、上記実施形態では、電極チップ１９，２０の取付け工程Ｓ２，Ｓ４のみに加圧部２１による加圧力を利用した場合を例示したが、もちろん、電極チップ１９，２０の取外し工程Ｓ１，Ｓ３にも加圧部２１による加圧力を利用することが可能である。例えば図３に示す一対のフォーク部材２７，２８を有する電極チップ取外し装置１３において、図示は省略するが、加圧部２１による加圧力を受けて押し下げられる押し下げ部材を設けると共に、この押し下げ部材の押し下げに伴い、第一のフォーク部材２７を連動して上方に移動可能とした構成が考えられる。

この場合、押し下げ部材は、第二のシャンク２３の先端部を切欠き部２９，３０に差込んだ状態で、第一のシャンク２２又は第一の電極チップ１９で加圧可能な位置に設けられる。上記構成をなす電極チップ取外し装置１３によれば、例えば上述のように第二のシャンク２３の先端部を切欠き部２９，３０に差込んだ状態で、第一の電極チップ１９で押し下げ部材を押し下げることにより、押し下げ部材と連動して第一のフォーク部材２７が上昇し、第二の電極チップ２０の端面を押し上げる。これにより、加圧部２１による加圧力を利用して、第二の電極チップ２０を第二のシャンク２３から取外すことが可能となる。

なお、上記構成の電極チップ取外し装置１３を第一の電極チップ１９の取外し工程Ｓ１にも使用する（両取外し工程Ｓ１，Ｓ３で１個の電極チップ取外し装置１３を兼用する）ことを考えた場合、例えばこれも図示は省略するが、押し下げ部材を水平方向に弾性部材により支持して、水平方向に出没可能に構成することが考えられる。この構成によれば、第一のシャンク２２から第一の電極チップ１９を取外す場合には、第一のシャンク２２で押し下げ部材を水平方向に押込みながら第一のシャンク２２の先端部を切欠き部２９，３０に差込むことで、押し下げ部材を用いることなく、図３（ａ）（ｂ）に示す動作で第一の電極チップ１９を取外すことができる。もちろん、第二の電極チップ２０を取外す場合には、押し下げ部材を水平方向に押込むことなく第二のシャンク２３を切欠き部２９，３０に差込むことにより、第一のシャンク２２又は第一の電極チップ１９で押し下げ部材を押し下げることができるので、第二の電極チップ２０を取外すことができる。

１０ 電極チップ交換装置
１１，１２ 溶接装置
１３，１４ 電極チップ取外し装置
１５，１６ チップ交換用マガジン
１７ 多関節ロボットアーム
１８ 溶接ガン
１９，２０ 電極チップ
１９’，２０’ 交換用チップ
１９ａ’，２０ａ’ シャンク取付け穴
２１ 加圧部
２２，２３ シャンク
２４ 支持部
２５ 直動部
２６ 制御装置
２７，２８ フォーク部材
２９，３０ 切欠き部
３１，３２ チップ取出し口

Claims (3)

1. 被溶接体を挟持加圧する第一及び第二の電極チップと、前記第二の電極チップに対して前記第一の電極チップを移動させて前記第一の電極チップに加圧力を付与する加圧部と、前記第一の電極チップが取付けられる第一のシャンク及び前記第二の電極チップが取付けられる第二のシャンクとを備えた溶接ガンの電極チップ交換方法において、
   前記第一の電極チップと前記第二の電極チップのうち何れか一方の電極チップを対応する前記何れか一方のシャンクに取付ける際、
   前記加圧部による加圧力又はその反力を測定し、前記測定した加圧力又はその反力に基づいて前記何れか一方の電極チップが適正に取付けされたか否かを評価し、又は前記測定した加圧力又はその反力に基づいて前記何れか一方の電極チップの取付け動作を行うことを特徴とする溶接ガンの電極チップ交換方法。
2. 前記何れか一方の電極チップが前記第一の電極チップである場合、
   前記第一の電極チップと交換するための複数の交換用チップを収容した第一のチップ交換用マガジンのチップ取出し口に、前記第一の電極チップが取り外された状態の前記溶接ガンを移動させた後、
   前記第一のシャンクを、前記測定した加圧力又はその反力に基づいて、前記チップ取出し口に開口する前記交換用チップのシャンク取付け穴に嵌合する請求項１に記載の電極チップ交換方法。
3. 前記何れか一方の電極チップが前記第二の電極チップである場合、前記第二の電極チップと交換するための複数の交換用チップを収容した第二のチップ交換用マガジンのチップ取出し口に、前記第二の電極チップが取り外された状態の前記溶接ガンを移動させた後、
   前記測定した加圧力又はその反力に基づいて前記第二のチップ交換用マガジンのうち前記チップ取出し口の裏側を押圧することで、前記チップ取出し口に開口する前記交換用チップのシャンク取付け穴に前記第二のシャンクを嵌合する請求項１に記載の電極チップ交換方法。

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