JPH07144285A - スポット溶接ガンのチップドレス方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コスト高を抑え、かつチップドレッサの設置
スペースの制約も受けにくいようにして、スポット溶接
ガンにおける電極チップを研磨できるようにする。 【構成】 スポット溶接ガン２７の電極チップ３３ａ，
３３ｂを研磨するための研磨刃４３を、固定式チップド
レッサ２１に固定装着する。この固定式チップドレッサ
２１に対し、ロボット１９は、あらかじめ教示されたロ
ボット動作により接近し、電極チップ３３ａ，３３ｂに
より研磨刃４３をガン加圧した状態で回転して電極チッ
プ３３ａ，３３ｂの研磨動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ロボットに設けたス
ポット溶接用の溶接ガンの電極チップに対する研磨動作
を行うスポット溶接ガンのチップドレス方法及び装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】スポット溶接は、例えば自動車の生産に
おいて、車体を形成する鋼板相互の接合における最も有
効な手段として用いられているが、近年ではその溶接ガ
ンをロボットに持たせて自動溶接を行う方法が採用され
ている（昭和５５年４月２０日株式会社山海堂発行 自
動車工学全書第１９巻「自動車の製造法」参照）。

【０００３】図５は、スポット溶接を行うロボットのア
ーム先端に設けたスポット溶接ガン１及び、この溶接ガ
ン１における電極チップの研磨を行うオートチップドレ
ッサ２を示す斜視図である。スポット溶接ガン１は、一
対の電極チップ３ａ，３ｂを備え、上部側の電極チップ
３ａは、エア式シリンダあるいはサーボモータからなる
駆動装置５により、下部側の電極チップ３ｂに対して接
近離反する方向に移動可能であり、これら電極チップ３
ａ，３ｂ相互間に被溶接物を挟んで溶接トランス６によ
って電流を流すことでスポット溶接がなされる。

【０００４】上記電極チップ３ａ，３ｂは、通常先端が
凸状の円弧面を呈しているが、使用するに従って徐々に
磨耗する。この磨耗が激しくなって、電極チップ３ａ，
３ｂと被溶接物との接触面積が大きくなった場合には、
電流が分散して流れるようになり、スポット剥がれが発
生するなどスポット不良が発生する。

【０００５】このため、従来では、磨耗した電極チップ
３ａ，ｂの先端を研磨するためのオートチップドレッサ
２が、スポット溶接用ロボットの近傍に配置されてい
る。このオートチップドレッサ２は、スタンド７上にチ
ップ磨耗量を吸収するためのフローティング機構９を介
してドレッサ本体１１が設けられている。ドレッサ本体
１１の側部にはアーム１３が突出して形成され、そのア
ーム１３の先端側の上面及び下面には、電極チップ３
ａ，３ｂを研磨するための一対の回転研磨刃１５が設け
られている。ドレッサ本体１１内には、回転研磨刃１５
を回転させるためのエア式あるいは電動モータ式等の回
転駆動機構が内蔵され、この回転駆動機構を動作させる
ための制御回路は、ドレッサ本体７に接続された制御盤
１７に内蔵されている。

【０００６】このような構成において、オートチップド
レッサ２を用いて溶接ガン１の電極チップ３ａ，３ｂ先
端を研磨する際の一連の動作を図６を用いて説明する。
ロボット動作により、溶接ガン１をオートチップドレッ
サ２に接近させ、図６（ａ）に示すように、電極チップ
３ａ，３ｂを回転研磨刃１５に対向する位置とする。こ
れと同時に研磨刃１５の回転を開始させる。この状態か
ら、図６（ｂ）のように、ロボットの駆動装置３を駆動
させて電極チップ３ａ，３ｂ相互を接近させ、その各先
端を回転研磨刃１５に接触させることにより、電極チッ
プ３ａ，３ｂ先端が研磨される。

【０００７】研磨が終了したら、図６（ｃ）のように、
電極チップ３ａ，３ｂを回転研磨刃１５から離反させ、
さらに図６（ｄ）のようにロボット動作により溶接ガン
１をオートチップドレッサ２から離反させ、これにより
研磨動作が完了する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の研磨方法では、回転研磨刃を備えたオートチ
ップドレッサを使用しているので、回転研磨刃を回転さ
せるエアまたは電動式の駆動機構部及び、これを動作さ
せるための制御回路部（エア回路または電気回路）を備
えた操作盤を必要とし、周辺設備とのインタロックが必
要となるなど、コスト高となる。また、操作盤などの設
置スペースも必要となり、レイアウト的にも制約が生ず
る。

【０００９】そこで、この発明は、コスト高を抑え、か
つチップドレッサの設置スペースの制約も受けにくいよ
うにして電極チップを研磨できるようにすることを目的
としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、第１に、スポット溶接を行うロボット
の電極チップを備えた溶接ガンを、あらかじめ教示され
た前記ロボットの動作内容に基づいて、チップドレッサ
に設けた研磨刃に電極チップを接触させるべく移動させ
た後、前記電極チップの加圧軸まわりに回転させて電極
チップ先端の研磨を行う方法としてある。

【００１１】第２に、研磨刃を備えたチップドレッサ
と、このチップドレッサに対する溶接ガンの進退移動動
作及び、溶接ガンに設けた電極チップが前記研磨刃に接
触した状態での溶接ガンの加圧軸まわりの回転動作をそ
れぞれ行うスポット溶接ロボットとからなる構成として
ある。

【００１２】

【作用】このようなスポット溶接ガンのチップドレス方
法または装置によれば、ロボット動作により、電極チッ
プを備えた溶接ガンをチップドレッサにおける研磨刃に
対向する位置に移動させた後、電極チップを研磨刃に接
触加圧させ、さらにこの状態からロボット動作により溶
接ガンを加圧軸を中心として回転させることで、電極チ
ップが研磨される。このため、チップドレッサにおける
研磨刃は、回転させる必要がなく、その回転のための駆
動機構などが不要となるので、コストダウンが図れると
ともに、駆動機構に対する制御盤なども不要となってこ
れらの設置レイアウトの制約もなくなる。

【００１３】一方ロボット側には、溶接ガンのチップド
レッサに対する進退移動動作及び、電極チップに対する
研磨のための回転動作を、ロボット動作としてそれぞれ
あらかじめ教示しておく必要があるが、これは現状の溶
接動作と同様に容易にでき、専用のソフト及びハードウ
ェアも不要であることから、全体としてコストダウンが
達成される。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき説明
する。

【００１５】図１は、この発明の一実施例を示すスポッ
ト溶接用のロボット１９及び、電極チップ研磨用の固定
式チップドレッサ２１を示している。ロボット１９は、
ロボットアーム２３の先端にガンブラケット２５を介し
てスポット溶接用の溶接ガン２７が装着されている。溶
接ガン２７は、ガンブラケット２５に取り付けられる溶
接トランス２９を備え、溶接トランス２９の側部にガン
アーム３１が取付けられている。

【００１６】ガンアーム３１は、溶接トランス２９が取
付けられる基部３１ａ及び、基部３１ａの上下両端から
相互に平行に延長される上部アーム３１ｂ，下部アーム
３１ｃをそれぞれ備えている。これら各アーム３１ｂ，
３１ｃには、相互に対向するように電極チップ３３ａ，
３３ｂがそれぞれ取付けられ、上部アーム３１ｂの上面
には、上部の電極アーム３１ａを下部の電極アーム３１
ｂに対して接近離反する方向に移動させるサーボモータ
３５が装着されている。

【００１７】上記のような溶接ガン２７を備えたスポッ
ト溶接用のロボット１９は、あらかじめ教示されたプロ
グラムに従って所定の被溶接部に移動し、一対の電極チ
ップ３３ａ，３３ｂにて被溶接部を挟み、加圧力を付与
して電流を流し、スポット溶接を行う。

【００１８】一方、上記溶接ガン２７の電極チップ３３
ａ，３３ｂの研磨を行う固定式チップドレッサ２１は、
基台３７上にスタンド３９が立設され、スタンド３９の
上端に取付アーム４１が装着され、取付アーム４１の先
端側の上下両面に、研磨刃４３が固定装着されている。

【００１９】スポット溶接用のロボット１９は、溶接ガ
ン２７の前述した溶接動作に加え、この固定式チップド
レッサ２１に対する進退移動及び、電極チップ３３ａ，
３３ｂの加圧軸を中心とする回転動作が、ロボット動作
としてあらかじめプログラムされている。つまり、ロボ
ット１９の動作座標系（ツール座標系）に、電極チップ
３３ａ，３３ｂの加工点となる先端の原点を示すポイン
ト（ＴＣＰ）が定義され、次に示す動作内容がロボット
１９に事前教示されている。

【００２０】（１）図２に示すように、電極チップ３３
ａ，３３ｂの加圧軸となるＺ軸を中心とした回転開始位
置Ａ（実線図示）及び回転終了位置Ｂ（破線図示） （２）Ａ位置とＢ位置との間の移動動作の繰り返し回数 （３）繰り返し動作の速度（deg/sec ） 上記のように構成されたスポット溶接ガンのチップドレ
ス装置の動作を、図３のフローチャートに基づき説明す
る。まず、図４に示すように、溶接ガン２７を固定式チ
ップドレッサ２１にアプローチさせ（ステップ１０
１）、サーボモータ３５により電極チップ３３ａ，３３
ｂ相互間にて研磨刃４３に対してガン加圧する（ステッ
プ１０３）。

【００２１】この状態でロボット１９は、ＴＣＰを原点
とする動作座標系にて加圧軸（Ｚ軸）を中心とした回転
動作を、前述した事前教示内容に基づいて起動させる
（ステップ１０５）。上記回転動作により電極チップ３
３ａ，３３ｂの研磨が終了したら、ロボット１９は、電
極チップ３３ａ，３３ｂによる研磨刃４３へのガン加圧
を解除した後、溶接ガン２７を固定式チップドレッサ２
１から後退させる（ステップ１０７）。

【００２２】このように、溶接ガン２７における磨耗し
た電極チップ３３ａ，３３ｂを研磨する際には、固定式
チップドレッサ２１上の研磨刃４３に対し、ロボット１
９側を回転させることにより行うので、固定式チップド
レッサ２１側については、研磨刃４３を回転させる必要
はなく、このため回転研磨刃を回転させるエアまたは電
動式の駆動機構部及び、これを動作させるための制御回
路部を備えた操作盤などが不要となり、コスト低下が図
れるとともに、これら装置の設置スペースも不要となる
ので、レイアウトの制約などが少なくなる。

【００２３】一方ロボット１９側には、電極チップ３３
ａ，３３ｂを研磨するためのロボット動作をあらかじめ
プログラミングする必要があるが、これは現状の溶接動
作同様に容易に行うことができ、専用のソフト及びハー
ドウェアを必要としないことから、大きなコストアップ
は発生しない。

【００２４】なお、ロボット１９の電極チップ３３ａを
移動させるサーボモータ３５に代わりエア式のシリンダ
を用いてもよいが、この場合には電極チップ３３ａ，３
３ｂの磨耗量を吸収するためのフローティング機構を固
定式チップドレッサ２１に設ける必要がある。

【００２５】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、磨耗した電極チップを研磨する際には、チップド
レッサ上の研磨刃に対し、ロボット側の回転動作により
行うようにしたため、チップドレッサ側については、研
磨刃を回転させる必要はなく、このため研磨刃を回転さ
せる駆動機構及び、駆動機構を動作させるための制御回
路部を備えた操作盤などが不要となり、コスト低下が図
れるとともに、これらの設置スペースも不要となるの
で、レイアウトの制約を解消することができる。

【００２６】一方、ロボット側には、電極チップを研磨
するためのロボット動作をあらかじめ教示する必要があ
るが、これは現状の溶接動作同様に容易に行うことがで
き、専用のソフト及びハードウェアを必要としないこと
から、大きなコストアップは発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係わる溶接ロボット及び
チップドレッサを示す斜視図である。

【図２】図１の溶接ロボットにおける電極チップ研磨時
での回転動作範囲を示す説明図である。

【図３】図１の溶接ロボットにおける電極チップ研磨時
での動作を示すフローチャートである。

【図４】図１の溶接ロボットにおける電極チップをチッ
プドレッサにて研磨している状態を示す斜視図である。

【図５】従来例に係わる溶接ロボット及びオートチップ
ドレッサを示す斜視図である。

【図６】図５のオートチップドレッサを使用した場合で
の研磨動作を示す動作説明図である。

【符号の説明】

１９ ロボット ２１ 固定式チップドレッサ ２３ ロボットアーム ２７ 溶接ガン ３３ａ，３３ｂ 電極チップ ４３ 研磨刃

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スポット溶接を行うロボットの電極チッ
   プを備えた溶接ガンを、あらかじめ教示された前記ロボ
   ットの動作内容に基づいて、チップドレッサに設けた研
   磨刃に電極チップを接触させるべく移動させた後、前記
   電極チップの加圧軸まわりに回転させて電極チップ先端
   の研磨を行うことを特徴とするスポット溶接ガンのチッ
   プドレス方法。
2. 【請求項２】 研磨刃を備えたチップドレッサと、この
   チップドレッサに対する溶接ガンの進退移動動作及び、
   溶接ガンに設けた電極チップが前記研磨刃に接触した状
   態での溶接ガンの加圧軸まわりの回転動作をそれぞれ行
   うスポット溶接ロボットとからなることを特徴とするス
   ポット溶接ガンのチップドレス装置。