JPH05505344A - スポット溶接ガン等の電極を整形する方法並びにその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 スポット９　ガン　の　を 乏する　ｉｌびにその 本発明はスポット溶接機等の電極上の截頭円錐形チップを整形する方法と装置に 係る。この方法においては電極チップは該チップの加工用工具における腔所内に 挿入されて形が整えられ修正される。この装置においては、フレーム上に取り付 けられ該電極チップを加工する工具より成り、この工具は電極チップの截頭円錐 形側面に対応する截頭円錐形腔所を少（とも１つ有するモータ駆動の回転工具よ り成る。

スポット溶接においては、スポット溶接機の電極チップが正しい形状と寸法をも ちそして高品位の溶接部を作ることが重要である。しかしこの電極チップは溶接 中に消耗したり、異物質が付着したりする。良質なスポット溶接を維持するには 成る所定回数溶接した後に、電極チップを整形したり修正したりしこの形状寸法 を保守しておかねばならない。この保守作業は手作業でヤスリ掛けとかグライン ダ掛けとか或いはモータ駆動の整形装置で整形している。この様な整形装置は工 業用ロボットで作動されるスポット溶接ガン其の他の機械の電極チップの整形に は有利に用いられる。このロボットは成る決められた回数だけ溶接した後にスポ ット溶接ガンを整形装置へと移動して整形作業をそこで開始させる様にプログラ ム出来る。

自動整形に於いては２つの逆方向を向いた円錐形腔所をフレーム上に取付は回転 ミーリング工具と共に用いる事が知られている。このミーリング工具は回転する 様に設置され、スポット溶接機の電極が上記腔所内に挿入され、スポット溶接機 はその溶接中に用いられるクランプ力の数分の１だけの力を与える様に利用され る。

整形作業の成果は溶接ガンのこのクランプ力と整形作業時間によって変わる。満 足な最終結果を得るためにこれらのパラメータを調節することは難しい。クラン プ力が大きすぎたり整形作業時間が長すぎたりすると必要以上の材料が電極から 削り取られ電極使用量を増大することになる。電極の形状も不正確になり、溶接 品質をおとすことになる。

電極チップを工具の腔所内へ同時に挿入し、工具を反対方向へスプリング付勢す る事によって釣合いをとり′Ｗ１極を工具に押し付ける整形方法もある。然しこ の整形結果も工具の作動している時間により左右される。

本発明の目的は本書冒頭に述べた形式の方法と装置をもたらすものであるが本方 法と装置は上記従来方法・装置の上述欠点を解消し、溶接電極を最大限利用でき ると共に高度の溶接品質が維持出来る様にするにある。この目的は本発明によれ ば本文冒頭で述べた型式の方法に請求の範囲第１項記載の特徴をもたせた方法と 、同じく本文冒頭説明の型式の装！に請求の範囲第４項記載の特徴部分を持たせ た装置により達成される。

本発明は、一実施例を示した添付図面を参照にしてより詳細に以下に説明される 。

第１区は、本発明に係る装置の幾分概略的な平面図であり、第２図は、第１図に おけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図を示し、第３図は、第１図と第２図に係る装 置における工具の拡大断面図を示し、第４図は、第３図の工具の平面図であり、 第５図は、第１図における■−ｖ線に沿った図を示している。

図面は、スポット溶接ガン又はプレスにおける円錐台状電極チップを整える為の 本発明に係る装置を示しており、図面に示された装置は、スポット溶接ガン又は プレス（図示されていない）に搭載され且つそれらの自由端部のみが第２図に示 されている二つの電極１．２の対向チップを同時に整えるように設計されている 。電極１は、円錐台状側面１ａとほぼ平坦な又は幾分凸状の端面１ｂとを有して おり、他方電極２は、対応状態で円錐台状側面２ａとばば平坦な又は幾分凸状の 端面２ｂとを有している。

本発明に係る装置は、アーム３によって支持されている。

もし、電極１．２が工業ロボット等によって支持されたスポット溶接ガンに搭載 されていると、アーム３は所定位置に装置を保持するように固定され、また工業 ロボットは、整え加工が開始される以前に装置に対して正しい位置に電極１゜２ を移動させるようにプログラム制御される。もし、電極１．２が固定溶接プレス に搭載されていれば、アーム３は、整え加工が開始される以前に装置に対して正 しい位置を設置するように揺動又は変位出来るように成っている。

アーム３は、アーム３にまたほぼ垂直なシリンダー５に固定結合された板４を支 持している。シリンダー５内には、内部シリンダー６が変位可能に搭載されてい る。圧力シリンダー７が、内部シリンダー６内に搭載されており、またシリンダ ー５の下方端をシールする端板８に一端を連結している。ピストンロッド９が、 圧力シリンダ−７の他方端から延びており、このピストンロッドは、その自由端 に支持手段１０を有している。

内部シリンダー６は、その上端に半径方向外側を向いたフランジ１１を有してお り、そのフランジ１１は、シリンダー５の上方に配置されており且つシリンダー ５の外側半径方向に延びている。フランジ１１は、例λばネジ１３で搭載される 支持板１２をその上に有している。支持板１２は、アーム３と板４とにかけて広 がっており且つアーム３を越えて延びたその端に、下方に向けられ且つ板４の切 り欠き１５を通って延びたビン１４を有している。

支持板１２の上方には、保持手段１６が、シリンダー５の上方に配置され且つア ーム３から離れるように延びた支持板１２の部分において搭載されている。保持 手段１６は、横断面でほぼ方形を成しまた支持板１２と共にほぼ逆Ｕ形状を形成 した溝１７を有している。溝１７は、第１図から理解されるように、アーム３か ら離れるに従って幾分広（成っており、その目的は以下により詳細に説明される 。

ｉｔＲ１７内には、支持板１２の自由端から、即ちアーム３から離れたその端か ら、工具ホルダー１９の挿入部分１８が挿入されている。工具ホルダー１９は、 保持手段１６から離れたその端に、以下により詳細に説明されるように電極１， ２を整える二つの工具２１．２２を支持している。

駆動モータ２２には、工具２１を結合する歯車リング２５を次いで駆動する中間 歯車２４を駆動する歯車２３が設けられている。歯車リング２５は、工具２０を 駆動する為にその工具に結合される歯車リング２６に順に係合している。このこ とは、駆動モーター２２が回転されると、工具２０．２１が同時に然し反対方向 に回転することを意味している。

工具２０は、電極１．２の円錐台状側面１ａ、２ａを各々機械加工する為のもの で、また歯車リング２６に結合され且つ円筒体の各端に円錐台状腔所２７が設け られたほぼ円筒の形状体から構成されている。更に工具２０は、切断エツジを腔 所２７の各々に沿わした切断刃２８から構成されており、それで切断刃２８は、 腔所２７に挿入されると電極１．２上の円錐台状側面１ａ、２ａを切削すること が出来る。腔所２７には更に、側面１ａ、２ａが所望程度に機械加工されると電 極１，２の端面１ｂ、２ｂが当接する底が設けられている。それによって、各電 極のこれらの側面１ａ、２ａの機械加工が終了され、また腔所２７の底と切断刃 ２８の切断エツジを適当に位！決めすることで各側面１ａ、２ａに十分な機械加 工を行って所望の形を与えることが出来るが、同時にその機械加工は、電極の寿 命を減じることに成りかねない電極からの不必要な素材の除去を避けるべく十分 に僅かなものとなっている。この種の工具は良く知られており、また例えばスエ ーデン特許出願第８３０２６１３−８号に説明されており、それはこの種の工具 のより詳しい説明の為に参考にされる。

工具２１は、各電極１，２の端面１ｂ、２ｂを各々フライス切削加工するもので あり、工具２１は、第３図と第４図に詳細に示されている。工具２１は、ここで 示されている実施例では、相互に直径方間で対向して配置されている二つの平坦 な部分３０が設けられた半径方向に延びたフランジ２９を第３図に見られるよう にその上部に有したほぼ円筒の形状体から構成されていることがこれら図面から 明らかであるか。

然しそれらは、更に別な状態で配置され得る。代わりに、ただ一つの平坦部分又 は二つ以上の平坦部分を使用することが出来る。平坦部分３０の助けを得て、工 具２１の円筒体は、公知の状態で歯車リング２５に駆動結合されている。第３図 から特に明らかのように、工具２１の円筒体は、三枚の仮３１〜３３、即ち上部 板３１、中間板３２及び下部板３３から構成されている。板３１〜３３は、上部 板３１と中間板３２の余裕孔を通って下部板３３のネジ孔に螺入される幾（本か のネジ３４によって共に結合されている。このように、三枚の板３１〜３３は、 共に円筒体を形成する。もしそうすることが必要とされるならば、二本以上の案 内ビン（図示されていない）が、板を相互に整合させる為に板３１〜３３の孔に 挿入される。

上部板３１には、上記フランジ２９と中央開口３５とが設けられている。中央開 口３５は、三の円錐台状部分３６゜３７．３８と円筒状部分３９とを有している 。円錐台状部分３６〜３８は、上部板３１の上面から下方にテーパを成しており 、また円筒状部分３っけ、上部板３１の下面まで下に延びている。円錐台状部分 ３６．３７は、電極１を工具２１内に案内するべく意図されており、また円錐台 状部分３８と円筒状部分３９とは、電極１の端面１ｂがどの程度切削されるべき かを決めるべく意図されている。

下部板２３は、円錐台状部分４１とそれに連結された円筒状部分４２とから成る 中央開口４０を有している。円錐台状部分４１は、下部板３１の下面から延び且 つ上方に向かってテーパが付されており、他方円筒状部分４２は、円錐台状部分 ４１に連結されると共に下部板３３の上面に上方へ延びている。円錐台状部分４ １と円筒状部分４２とは、以下により詳細に説明されるように、電極２の端面２ ｂの機械加工を制限するように設計されている。

中間板３４には、切断刃４４が内部に搭載される腔所４３が形成されている。切 断刃４４は、第３図に示されているように、ｆｆ１３１，３２．３３が組立てら れると下部板３１と下部板３３の間でクランプされる。腔所４３と切断刃４４と は、板３１〜３３と開口３５．４０の共通軸線に対してほぼ半径方向に延び且つ その軸線を越久て延びた一つのエツジを有している。切断刃４４は、その上側と 下側に切断エツジ４５．４６を各々有しており、それら切断エツジ４５．４６は 、各電極１，２の端面１ｂ、２ｂを機械加工する為に板３１．３２及び３２．３ ３の間のほぼ境界で半径方向に各々延びている。

上で述べたように、工具ホルダー１９の挿入部１８が挿入される。溝１７は、そ の工具ホルダー１９の延びている部分に最も近いその端で幾分広くなっている。

これは挿入部１８が溝１７で幾分側方に旋回できることを意味している。過度の 摩擦無しにそのような運動を行うことが出来るようにする為に、薄い中間層４７ ．４８が挿入部１８と保持手段１６の間と挿入部１８と支持板１２の間とに配置 されている。それら中間層４７．４８は、例えばポリテトラフルオロエチレンや 似た素材等低い摩擦係数を有した素材から造られる。

保持手段１６と支持板１２に対する工具ホルダー１９の上記移動は、支持板１２ と工具ホルダー１９の挿入部１８の間に配置された二つのボール継ぎ手４９によ って制限される。

ボール継ぎ手４９の一方は、第５図に断面で示されており、基本的に挿入部１８ に組み込まれている上部ボールソケット５０と、支持板１２に組み込まれている 下部ボールソケット５１とソケット５０．５１間に配置されたボール５２と。

下部ボールソケット５１をボール５２と上部ボールソケット５０とに押圧する為 に下部ボールソケット５１と支持板５２との間に保持された圧縮スプリング５３ とから構成されている。篤５図に見受けられるように、ソケット５０，５１は、 ボール５２を向いたそれらの面が芯比し位置を有するように設計されており、そ の位置からボール５２は比較的大きな側方力の影響の下でただ押圧されるだけで ある。芯出し位置の外側では、ボール５２を向いたソケット５０．５１の面は、 ボール継ぎ手４９の長手方向に直交する平面に対して比較的穏やかな傾斜を有し ている。このことは、ボール５２がその中心位置に保持されるが、それが挿入部 １８を各種方向に若干移動できるようにする為にこの位置から移動されることを 意味している。挿入部１８は、その後に、ボール継ぎ手４９の助けでその元の位 置に復帰される。図示の実施例では、二つのボール継ぎ手４９が使用されている が、然し勿論ただ一つのボール継ぎ手や二つ以上のそのような継ぎ手を、もしそ のようなことが必要とされれば使用することも出来る。ソケット５０．５１の面 形状を変えることで、ボール５２と協同してまたスプリング５３の特性を変える ことで、もし元の位置から移動されるとボール継ぎ手４９によって挿入部１８上 に加λられる復帰力を適正化することが出来る。

上で述べたように、ボール継ぎ手４９は、工具ホルダー１９の挿入部１８と支持 板１２の間で僅かな移動を許容している。支持板１２とか（して工具ホルダー１ ９とは、第２図に見受けられるようにピストンロッド９を圧力シリンダ−７から 延ばしたり又はそれを引っ込めることで更に上下方向にも調整出来る。圧力シリ ンダ−７はかくして装置を釣り合わせる為に使われ、その結果支持板１２と工具 ホルダー１９とは所定の中間垂直位置に保たれ、その位！からそれは外力の影響 の下で、例えば整え作業中は電極１．２から移動される。

図示された上記の装置によって本発明に係る整λ作業を実施する際には、電極１ ．２は先ず分離されて工具２０の中実軸線に整合した位置に運ばれる。この工程 は、装置全体をこの整合位置に移動させるか電極を上記整合位置に移動させるか して達成されるが、その二者択一の前者は主として所謂固定機械用に使用され、 その場合スポット溶接プレスは機械に組み込まれて移動させられない。二者択一 の後者は、例えば工業ロボット等によって支持されたような移動可能なスポット 溶接ガンに関するものである。電極が工具２ｏを整合していると、電極１．２は 工具２０に挿入されるように結び合わされる。スポット溶接機のクランプ力は切 断刃２８に対して所望の圧力を与λる値に設定される。整え作業中のクランプ力 は、例λば、０．５ｋＮと３ｋＮ等の板金をスポット溶接するのに使われる値の 間とすることが出来る。駆動モータ２２は、工具２０．２１が回転を始めるよう に回転される。工具２０は、かくして、電極の端面１ｂ、２ｂが機械加工が止ま るそれら当接面に対して当るまで電極１．２の円錐台状側面ｌａ、２ａを機械加 工する。円錐台状側面１ａ、２ａはか（して各々所望の形状を有し、スポット溶 接ガン又はプレスが開放されて、それで電極１．２は分離される。

円錐台状側面１ａ、２ａの機械加工後、電極１，２は工具２１へ移動される。こ の工程は、電極を移動させるか装置を移動させるかして実施される。電極を静止 状態にしておいて装置を移動させるために、支持板１２を回すべく圧力シリンダ −７を使うことが可能であり、この回転運動は、板４の切り欠き１５の一端又は 他方端と係合するピン１４によって制限される。切り欠き１５の寸法は、ピン１ ４の端部位置間での支持板１２の揺動運動が工具２０．２１の中実軸線間の距離 に対応した工具ホルダー１９の揺動運動を起こすように選択される。

電極１，２が工具２１と整合していると、溶接機はスポット溶接の為に使われる ものよりもかなり小さいクランプ力で共に電極１．２を結び合わせている。端面 １ｂ、２ｂは、か（して切断刃４４の切断エツジ４５．４６と各々係合される。

端面１ｂ、２ｂは、電極１の側面１ａが腔所３５の円錐台状部分３８と接触する まで且つ電極２の側面２ａが腔所４０の円錐台状部分４１と接触するまで工具２ １の回転によって機械加工される。腔所３５．４０における各々の円筒部分３９ ．４２の高さは端面１ｂ、２ｂがどの程度機械加工で除去されるかを各々決める 。この機械加工後、電極１．２は再び分離され、かくして電極チップの整えを完 了する。

上記方法では、端面１ｂ、２ｂが機械加工の終了用の当上体に当接するまで側面 １ａ、２ａは先ず機械加工され、その後に側面１ａ、２ａが各々機械加工の終了 用の当正体に当接するまで端面１ｂ、２ｂは機械加工される。勿論、逆の順序で 機械加工を、即ち先ず端面を次いで側面を機械加工することも考えられる。然し そのような手順は、仕上げられた端面が側面を機械加工する際に当上体として使 用され、これで端面に損傷を与久かねないと言う短所を有することになる。端面 の形状と寸法とは溶接結果に対し非掌に重要な為に、端面への損傷は繰り返し整 え作業を必要とする故に電極の寿命を減じることになる。

工具２０．２１で電極１．２を整える際、ボール継ぎ手４９は、工具２０．２１ に対する電極１．２の整合における誤差を各々補償する為の工具ホルダー１９の 調節を可能にする。同時に、圧力シリンダ−７による装置の釣り合わせは、工具 ２０．２１の軸方向に各々装置を移動できるようにしており、それでスポット溶 接機のクランプ力は、スポット溶接用の所謂静止機械では工具に圧力を与える為 に使われることになる。

国際調査報告 −１−一＆−−−舷訂／ＳＥ　９１１０００１６国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．各電極チップが機械加工用の工具（２０，２１）の腔所内への挿入によって 整えられるスポット溶接機等の電極（１，２）の円錐台状チップを整える方法に おいて、各電極チップが、その円錐台状側面（１ａ，２ａ）と該側面の直径が小 さくなった方の端面（１ｂ，２ｂ）との両方が整えられるが第一機械加工工程で は上記側面（１ａ，２ａ）か上記端面（１ｂ，２ｂ）かを機械加工するため上記 二つの面の中の１方が機械加工の終了位置を決める当止体と接触するまで、電極 チップが第一工具（２０，２１）の腔所内に挿入され、その後の第二機械加工工 程では上記端面（１ｂ，２ｂ）か上記側面（１ａ，２ａ）かを機械加工するため 上記第一機械加工工程で機械加工された面が該第二機械加工の終了位置を決める 当止体と接触するまで、電極チップが第二工具（２０，２１）の腔所内に挿入さ れることを特徴とするスポット溶接機等の電極（１，２）の円錐台状チップを整 える方法。
2. ２．第一機械加工工程で、電極チップの円錐台状側面（１ａ，２ａ）が所定の形 状に機械加工され、その後の第二機械加工工程で、電極チップの端面（１ｂ，２ ｂ）が所定の形状と寸法に機械加工されることを特徴とする請求の範囲第１項に 記載の方法。
3. ３．スポット溶接ガン又はプレス等の二つの対向した電極（１，２）の電極チッ プが、各工具（２０，２１）の互いに向き合った腔所内への挿入によって同時に 整えられることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。
4. ４．スポット溶接ガン又はプレス等の電極（１，２）の円錐台状チップを整える 装置であって、該チップを機械加工する為にフレーム（１２，１８，１９）上に 搭載された工具（２０）から構成されており、該工具が電極チップの円錐台状側 面（１ａ，２ａ）の形状に対応した形状を有した少なくても一つの円錐台状腔所 を備えたモータ駆動の回転工具（２０）となっている上記装置において、第二工 具（２１）がフレーム（１２，１８，１９）上に配置されており、該工具は少な くても一つの腔所を備えたモータ駆動の回転工具（２１）であり、上記腔所の底 が電極チップの端面（１ｂ，２ｂ）の形状に対応した形状を有しており、上記第 一工具（２０）には上記側面（１ａ，２ａ）の機械加工の完了後に電極チップの 端面（１ｂ，２ｂ）が接触するように設けられている当止体があり、上記第二工 具（２１）には端面（１ｂ．２ｂ）の機械加工の完了後に電極チップの側面（１ ａ，２ａ）が接触するように設計されている当止体が設けられていることを特徴 とするスポット溶接ガン、ブレス等の電極（１，２）の円錐台状チップを整える 装置。
5. ５．駆動モータ（２２）は、一方の工具（２１）に駆動連結され、次いで該工具 がもう１方の工具（２０）に駆動連結されていることを特徴とする請求の範囲第 ４項に記載の装置。
6. ６．フレームは、支持板（１２）と保持手段（１６）との間に変位可能に配置さ れた工具ホルダー（１９）から構成されており、上記工具ホルダー（１９）の移 動は、少なくても一つのスプリング付勢されたボール継ぎ手（４９）によって制 限されていることを特徴とする請求の範囲第４項又は第５項に記載の方法。
7. ７．電極（１，２）の端面（１ｂ，２ｂ）を機械加工する工具（２１）は、一方 で切断刃（４４）が挿入された腔所（４３）を備えた中間板（３２）と、他方で 中間板（３２）の両側に配置された二枚の板（３１，３３）とから構成されてお り、上記板の内少なくても一枚には、中間板に挿入された切断刃（４４）の助け で整え加工を行う為、電極（１，２）挿入用の貫通孔（３５，４０）が設けられ ており、上記板（３１，３３）は固定子（３４）で相互にしっかりと締め付けら れて保持されており、その結果切断刃（４４）は、二枚の外側板（３１，３３） の間にしっかりと保持されていることを特徴とする請求の範囲第４項から第６項 の内の一つに記載の装置。
8. ８．互いにチップが向かい合っている二つの電極（１，２）を同時に整え加工す る為に、工具（２０，２１）の各々には、該工具の回転軸線と同芯となっている 互いに逆方向の腔所（２７；３５，４０）が形成されていることを特徴とする請 求の範囲第４項から第７項の内の一つに記載の装置。