WO2021200889A1 - 作業体切替装置と、それを含む溶接装置 - Google Patents

作業体切替装置と、それを含む溶接装置 Download PDF

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WO2021200889A1
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work
cam groove
cam
shaft
welding
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PCT/JP2021/013442
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English (en)
French (fr)
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岩谷泰士
美和浩
平田裕一
寺垣内洋平
古野琢也
小室友美
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/14—Projection welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/20—Stud welding

Definitions

  • the present invention relates to a work body switching device that alternately positions the first work body and the second work body in the work place, and a welding device including the work body switching device.
  • the welding gun has a first welding electrode provided on the first arm and a second welding electrode provided on the second arm, and is between the first welding electrode and the second welding electrode. It is well known that a plurality of sandwiched workpieces are welded to each other. With respect to this type of welding gun, Applicants have stated in International Publication No. 2019/188815 that a plurality of first welding electrodes (“first holding portion” and “second holding portion” referred to in International Publication No. 2019/188815). We are proposing one that has a part ").
  • the welding gun described in International Publication No. 2019/188815 includes an electrode switching device that alternately moves the first holding portion and the second holding portion to the welding site. Specifically, when the nut held in the first holding portion is welded to the work in the welding site, a new nut is supplied to the second holding portion in a supply field which is a place different from the welding site. .. Then, after the nut held by the first holding portion is welded to the work, the first holding portion retracts from the welding field and rotates toward the supply field under the action of the electrode switching device, and at the same time, the first holding portion is used. 2 The holding portion retracts from the supply field and rotates toward the welding field.
  • the nut held in the second holding portion is welded to the work.
  • a new nut is supplied to the first holding portion. After that, the same operation as described above is repeated under the action of the electrode switching device.
  • a main object of the present invention is to provide a work body switching device capable of further miniaturization.
  • Another object of the present invention is to provide a work body switching device capable of smoothly switching between a first work body and a second work body.
  • Another object of the present invention is to provide a welding device including the above-mentioned work body switching device.
  • the work body switching device is a work body switching device in which the first work body and the second work body are alternately arranged or retracted in the work place of the work device.
  • a cam shaft having a first cam groove and a second cam groove having a phase difference between each other on the side peripheral wall,
  • a slider provided with a bearing through which the camshaft is passed, and
  • a first rotating member provided with a first shaft body supported by the camshaft passed through the bearing and entering the first cam groove.
  • a second rotating member provided with a second shaft body supported by the camshaft passed through the bearing and entering the second cam groove.
  • a rotating actuator having a drive unit that applies thrust to the slider With The first working body is provided on the first rotating member, and the second working body is provided on the second rotating member. As the rotating actuator applies thrust to the slider, the first shaft body moves along the first cam groove and the second shaft body moves along the second cam groove. Then, one of the first rotating member and the second rotating member rotates in the direction toward the work place, and one of the remainder rotates in the direction of retracting from the work place, and the slider moves in the direction of retracting from the work place.
  • a work body switching device that moves along the longitudinal direction of the cam shaft is provided.
  • the working body switching device is detachably included and configured, and the first working body and the second working body are welding electrodes for welding.
  • a welding apparatus having another welding electrode to be energized with either the first working body or the second working body, and the working place is a welding place.
  • the shaft body moves along the cam groove as the rotating actuator applies thrust to the slider, so that the first rotating member provided with the first working body and the second rotating member are provided.
  • the second rotating member provided with the working body rotates in opposite directions. That is, for example, when the first rotating member rotates in the direction in which the first working body retracts from the work place, the second rotating member rotates in the direction in which the second working body is arranged in the work place.
  • the combination of the cam groove and the shaft body that enters the cam groove is simple, compact and lightweight. Moreover, the shaft body moves smoothly along the cam groove. For the above reasons, it is possible to further reduce the size and weight of the work body switching device, and it is possible to smoothly switch between the first work body and the second work body.
  • FIG. 1 It is a schematic whole side view of the welding apparatus which concerns on embodiment of this invention. It is a schematic perspective view of the electrode switching device (working body switching device) incorporated in the welding device of FIG. 1. It is the main part perspective view of the electrode switching device which omitted some components. It is a horizontal cross-sectional view of the electrode switching device which omitted some components. It is a schematic perspective view which shows the positional relationship between the cam shaft and the 1st cam follower to the 4th cam follower in the state shown in FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional view showing the positional relationship between the camshaft and the first camfollower and the second camfollower in the states shown in FIGS. 2 and 5.
  • FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional view showing the positional relationship between the camshaft and the third cam follower and the fourth cam follower in the state shown in FIGS. 2 and 5. It is a partial vertical sectional view of the lower electrode (first welding electrode) in an upright state. It is a schematic perspective view of a disk-shaped conductor (conductor for energization). It is the main part exploded perspective view of the lower electrode.
  • FIG. 11A is a vertical sectional view of a main part showing a state in which a stud bolt as a first work and an object to be welded as a second work are sandwiched between a lower electrode and an upper electrode (electrode for second welding).
  • FIG. 11B is a vertical cross-sectional view of a main part showing a state in which the columnar protrusion of the stud bolt is melted.
  • FIG. 4 is a horizontal cross-sectional view of the electrode switching device when the rod of the air cylinder is retracted from
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing a state in which the first cam follower to the fourth cam follower have moved along the first cam groove and the second cam groove from FIG. 5.
  • FIG. 2 a schematic rear view of a main part of the electrode switching device when one of the two lower electrodes changes from the lying posture to the standing posture and the remaining one changes from the standing posture to the lying posture. Is. From FIG.
  • It is a vertical cross-sectional view of a main part when a stud bolt is not held by a lower electrode which is not provided with an insulating cap (insulation coating). It is a vertical cross-sectional view of a main part when a stud bolt is not held by the lower electrode provided with an insulating cap.
  • FIG. 1 is a schematic overall side view of the welding apparatus 10 according to the present embodiment.
  • the welding device 10 includes an articulated robot 12, a welding gun 16 provided on the tip arm of the articulated robot 12 via a gun holder 14, and a welding power source 18.
  • An electrode switching device 20 as a working body switching device is attached to the welding gun 16.
  • the welding gun 16 has a first arm 22 located on the lower side in FIG. 1 and a second arm 24 located on the upper side and facing the first arm 22.
  • the second arm 24 is rotated by a rotation mechanism (not shown) so that its tip approaches or separates from the tip (or electrode switching device 20) of the first arm 22.
  • the first arm 22 is a fixed arm that is positioned and fixed with respect to the gun holder 14, and the second arm 24 is a movable arm whose tip relative to the tip of the first arm 22 changes.
  • the electrode switching device 20 is provided at the tip of the first arm 22.
  • the electrode switching device 20 selectively positions either the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 (both are the first welding electrodes) with respect to the welding field, which is the work place, and one of the remaining electrodes. Is evacuated from the welding site. This point will be described in detail later.
  • the first lower electrode 26 on the back side of the paper surface is in an upright posture toward the second arm 24, and the second lower electrode 28 on the front side of the paper surface is lying away from the second arm 24. It shows the posture.
  • One of the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 is electrically connected to the welding power source 18 in an upright posture. On the other hand, the remaining one in the lying position is electrically insulated from the welding power source 18. This point will also be described later.
  • a bolt supply device 30 is provided between the tip of the first arm 22 provided with the electrode switching device 20 and the base end close to the gun holder 14.
  • the stud bolt 32 (particularly see FIG. 10) conveyed by a bolt transfer device (not shown) is placed in a lying position among the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 (FIG. 10). In 2, it is supplied to the second lower electrode 28).
  • the stud bolt 32 is a part as an object to be welded and is a first work.
  • the stud bolt 32 is connected to a long shaft portion 34 (columnar portion) and the tip of the shaft portion 34, and has a diameter larger than the diameter of the shaft portion 34, in other words. If so, it has a wide flange portion 36.
  • a screw portion is engraved on the shaft portion 34.
  • the flange portion 36 is formed with a columnar protrusion 38 projecting at a slight height in the direction opposite to that of the shaft portion 34.
  • the head portion of the stud bolt 32 is formed by the flange portion 36 and the columnar protrusion 38.
  • so-called projection welding is performed in which the columnar protrusion 38 is fused to the object to be welded 40 (second work) shown in FIG.
  • the portion of the body 40 to be welded that is located at the welding site is, for example, a flat portion.
  • the head of the stud bolt 32 is welded to the lower surface of the flat portion facing the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28.
  • the portion of the body 40 to be welded where the stud bolt 32 is not welded may be curved or may have various other shapes.
  • An upper electrode 42 as a second welding electrode is provided at the tip of the second arm 24.
  • the upper electrode 42 faces one of the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 in an upright posture as the welding gun 16 opens and closes. That is, as shown in FIGS. 14 and 15, the remaining one in the lying posture is offset from the opposite position between the one in the standing posture and the upper electrode 42.
  • the upper electrode 42 is electrically connected to the welding power source 18 via a cable 44 arranged along the upper surface of the second arm 24. While there are a plurality of lower electrodes that are the first welding electrodes (in this case, two of the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28), the upper electrode 42 that is the second welding electrode Is a single piece.
  • the electrode switching device 20 (working body switching device), the first working body, the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28, which are the second working bodies, will be described.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the electrode switching device 20.
  • the electrode switching device 20 includes a stay board 50 facing the first arm 22, a conduction board 52 separated from the stay board 50 by a predetermined distance, and a first shaft stop bridged between the stay board 50 and the conduction board 52. It has a hollow housing 58 including a plate 54 and a second shaft stop plate 56.
  • the electrode switching device 20 is assembled to the first arm 22 by connecting the stay board 50 constituting the housing 58 to the first arm 22 via a bolt (not shown). Further, when the bolt is relaxed, the electrode switching device 20 is removed from the first arm 22. In this way, the electrode switching device 20 is configured as a unit and can be integrally assembled or removed from the first arm 22.
  • the first receiving bracket 60 is provided at a position close to the first shaft stop plate 54, and the second receiving bracket 62 is provided at a position close to the second shaft stop board 56.
  • the first receiving bracket 60 receives the tip of the first lower electrode 26.
  • the second receiving bracket 62 receives the tip of the second lower electrode 28 in the lying position.
  • the conduction board 52 facing the stay board 50 at a separated position is electrically connected to the welding power source 18 via the first shaft stop board 54, the second shaft stop board 56, the stay board 50, and the first arm 22. ing.
  • the conduction board 52 is provided with a pedestal portion 64 that slightly protrudes upward.
  • An air cylinder 70 as a rotating actuator is positioned and fixed on the surface of the stay plate 50 facing the conduction plate 52. As shown in FIGS. 3 and 4 in which some components of the electrode switching device 20 are omitted, the air cylinder 70 has a push rod 72 as a drive unit.
  • the push-reference rod 72 extends to the conduction board 52 side through the head cover 74. Further, on the head cover 74, a flat bar-shaped link support portion 76 extending parallel to the push rod 72 is formed so as to project. Note that FIG. 4 shows a state in which the push-reference rod 72 has advanced to the frontmost position.
  • one end of the link member 80 is connected to the tip of the push-reference rod 72 via the first stop shaft 78.
  • a short end of an L-shaped arm member 82 (arm member) having a substantially L-shape is connected to the other end of the link member 80 via a second stop shaft 84.
  • the elbow portion of the L-shaped arm member 82 bent at approximately 90 ° is connected to the tip of the link support portion 76 via a third stop shaft 86.
  • the L-shaped arm member 82 can rotate around the third stop shaft 86 by retracting the push rod 72 toward the stay board 50 side.
  • a long hole 88 is formed at the long end of the L-shaped arm member 82.
  • the long end overlaps the tongue piece portion 94 of the bottom portion 92 of the slider 90 (see FIGS. 2 and 3), which is formed so as to project toward the stay plate 50.
  • An upward engaging protrusion 96 is formed on the tongue piece portion 94, and the engaging protrusion 96 is engaged with the elongated hole 88.
  • a fourth stop shaft may be adopted instead of the engaging protrusion 96.
  • the slider 90 is a first shaft support portion 98 that rises substantially vertically from each of the end portion of the bottom portion 92 on the first shaft stop plate 54 side and the end portion on the second shaft stop plate 56 side.
  • the second shaft support portion 100 is further provided.
  • Shaft support holes 102 are formed in the lower portions of the first shaft support portion 98 and the second shaft support portion 100, respectively.
  • support holes 104 are formed in the vicinity of the upper ends of the first shaft support portion 98 and the second shaft support portion 100, respectively.
  • the separation distance D1 (see FIG.
  • a guide shaft 106 bridged from the first shaft stop plate 54 to the second shaft stop plate 56 is passed through the shaft support hole 102 (see FIG. 3).
  • the guide shaft 106 can slide relative to the inner peripheral wall of the shaft support hole 102.
  • a bearing 108 is provided in each support hole 104, and a cam shaft 110 that functions as a rotation support shaft is passed through the bearing 108. Both ends of the camshaft 110 project from the bearing 108 toward the first shaft stop plate 54 and the second shaft stop plate 56. Therefore, the cam shaft 110 is from the first shaft stop plate 54 to the second shaft stop plate 56. It will be bridged over 56.
  • Each end face of the cam shaft 110 is connected to the first shaft stop plate 54 and the second shaft stop plate 56 via bolts or the like. Therefore, the cam shaft 110 does not rotate.
  • a first cam groove 112 and a second cam groove 114 are formed on the side peripheral wall of the cam shaft 110.
  • the first cam groove 112 faces the stay board 50
  • the second cam groove 114 faces the conduction board 52. Therefore, the first cam groove 112 and the second cam groove 114 are positioned so as to be separated from each other by 180 °. That is, the phase difference between the first cam groove 112 and the second cam groove 114 is 180 °.
  • both the first cam groove 112 and the second cam groove 114 are gently inclined so that the phase changes by 90 ° along the longitudinal direction, and then gently incline so as to return to the original phase. Therefore, both the first cam groove 112 and the second cam groove 114 have a substantially V shape.
  • the end points of the first cam groove 112 and the second cam groove 114 on the first shaft stop board 54 side and the end points on the second shaft stop board 56 side are set in the same phase, and the V-shaped bent portion is relative to both ends. It is set at a position where the phase difference is 90 °. Further, the V-shape of the first cam groove 112 and the V-shape of the second cam groove 114 are rotationally symmetric.
  • the base end portions 123 of the first rotation holder 120 which is the first rotation member
  • the second rotation holder 122 which is the second rotation member
  • the base end portion 123 of the first rotation holder 120 has a first support shaft 124a, a first cam roller 126a, and a third shaft body, which are first shaft bodies.
  • the first support shaft 124a and the first cam roller 126a of the first cam follower 128a enter the first cam groove 112, while the second support shaft 124b and the second cam roller 126b of the second cam follower 128b enter the second cam groove 114. do. Therefore, the first cam follower 128a and the second cam follower 128b sandwich the cam shaft 110 at a position 180 ° apart from each other.
  • a fourth cam follower 128d having a fourth support shaft 124d (fourth shaft body) and a fourth cam roller 126d is provided.
  • the third support shaft 124c and the third cam roller 126c of the third cam follower 128c enter the first cam groove 112, and the fourth support shaft 124d and the fourth cam roller 126d of the fourth cam follower 128d enter the second cam groove 114.
  • the third cam follower 128c and the fourth cam follower 128d sandwich the cam shaft 110 at a position 180 ° apart from each other.
  • the first cam roller 126a and the second cam roller 126b are bent in a V shape between the first cam groove 112 and the second cam groove 114.
  • the third cam roller 126c and the fourth cam roller 126d are located at the end points of the first cam groove 112 and the second cam groove 114 on the second shaft stop plate 56 side. do.
  • the phase difference between the first cam roller 126a and the third cam roller 126c and the phase difference between the second cam roller 126b and the fourth cam roller 126d are 90 °.
  • first rotation holder 120 and the second rotation holder 122 are interposed between the hollow cylindrical portion 130 and the base end portion 123 and the hollow cylindrical portion 130 to connect both portions. It has a connecting arm portion 132.
  • the first lower electrode 26 is float-held in the hollow cylindrical portion 130 of the first rotation holder 120
  • the second lower electrode 28 is float-held in the hollow cylindrical portion 130 of the second rotation holder 122.
  • the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28 include a cylindrical columnar conductor 136 shown in FIG. 8.
  • the columnar conductor 136 together with the disk-shaped conductor 138, is responsible for electrical conduction between the electrode tip 140, which will be described later, and the pedestal portion 64 of the conduction board 52.
  • One end (lower end in FIG. 8) of the columnar conductor 136 provided with the disk-shaped conductor 138 corresponds to the first end of the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28, and the electrode tip 140 is the second. Corresponds to the edge.
  • the columnar conductor 136 goes from the first end to the second end, it is larger than the small diameter portion 142 having the smallest diameter, the medium diameter portion 144 having a medium diameter, the small diameter portion 142, and the medium diameter portion 144. It has a large diameter portion 146 and a large diameter portion 146.
  • the small diameter portion 142 is exposed outward from the end of the hollow cylindrical portion 130.
  • the disk-shaped conductor 138 (conducting conductor) is attached to the exposed small diameter portion 142.
  • the disk-shaped conductor 138 may be attached to the small diameter portion 142 via, for example, a screw portion. Alternatively, it may be fitted.
  • the disk-shaped conductor 138 constitutes the first end of the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28. As shown in FIG. 9, the end surface of the disk-shaped conductor 138 facing the pedestal portion 64 of the conduction plate 52 when the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28 stand up is on the second end side.
  • the plurality of recesses 150 recessed toward the surface and the plurality of convex portions 152 projecting relative to the recesses 150 are formed in a matrix shape.
  • the top of the convex portion 152 abuts on the pedestal portion 64 and serves as an electrical contact with the conductive plate 52.
  • the end face of the disk-shaped conductor 138 in other words, the end face of the first end of the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28, is in electrical contact with the welding power source 18 via the conduction board 52.
  • a cylindrical stopper 154 is inserted into the hollow cylindrical portion 130 so that its position can be adjusted. That is, an annular recess 156 that is recessed inward in the radial direction is formed on the outer peripheral wall of the cylindrical stopper 154, and a stopper screw (not shown) is pressed against the bottom surface of the annular recess 156 to form a cylindrical stopper. 154 is positioned and fixed. On the other hand, when the stopper screw is loosened, the cylindrical stopper 154 is released from the restraint of the stopper screw and can move in the hollow cylindrical portion 130.
  • the medium diameter portion 144 is inserted into the cylindrical stopper 154, and a part is exposed from the upper end in FIG.
  • Two washers 158 are externally fitted to the exposed upper end.
  • a coil spring 160 is inserted between the washers 158. Since the cylindrical stopper 154 is positioned and fixed in the hollow cylindrical portion 130, the coil spring 160 repels and urges the cylindrical conductor 136 toward the second end side. That is, the columnar conductor 136 (or the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28) is pressed toward the bolt supply device 30 side under the action of the coil spring 160, and is thereby floatingly supported. As the coil spring 160 presses the conductor, the disk-shaped conductor 138 sits at the lower end of the hollow cylindrical portion 130 in FIG. By this seating, the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 is prevented from coming off from the hollow cylindrical portion 130.
  • a part of the outer wall of the large diameter portion 146 has a shape cut out so that a flat surface 161 is formed.
  • the opening of the hollow cylindrical portion 130 has a shape (substantially D-shaped) in which a string is formed by cutting out a part of a perfect circle in a straight line. The string portion faces the flat surface 161 to prevent the columnar conductor 136 from rotating.
  • a holding hole 162 is formed at the end of the columnar conductor 136 on the second end side along the longitudinal direction of the columnar conductor 136.
  • the holding hole 162 holds the electrode tip 140, which is the main body of the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28.
  • the electrode tip 140 is provided with a magnetized member 164, a conductive cap 166 (cover member), and an insulating cap 168 (insulating coating).
  • the magnetized member 164 and the conductive cap 166 form a holding portion 169 for holding the stud bolt 32.
  • the electrode tip 140 is a conductive member such as metal, and a lateral hole 170 extending along the diameter direction of the electrode tip 140 and a storage hole 172 connected so as to be substantially orthogonal to the lateral hole 170 are formed. ..
  • the magnetic member 164 is stored in the storage hole 172. In this state, the conductive cap 166 is fitted onto the tip of the electrode tip 140 to prevent the magnetic member 164 from coming off from the storage hole 172.
  • the magnetized member 164 is set to a size that does not block the lateral hole 170.
  • the magnetized member 164 is made of a permanent magnet, and its surface is coated with an insulating coating. Therefore, it is avoided that the welding current is supplied from the magnetizing member 164 to the shaft portion 34 of the stud bolt 32.
  • An insertion hole 174 for holding the magnetic member 164 and the conductive cap 166 through the shaft portion 34 of the stud bolt 32 is formed.
  • the insulating cap 168 has a cylindrical shape with an opening on the side facing the first end and a bottom wall portion on the side facing the second end.
  • the height dimension of the insulating cap 168 is set so that the second end side is located in the vicinity of the lateral hole 170 when the inner surface of the bottom wall portion abuts on the ceiling surface of the conductive cap 166. That is, the insulating cap 168 covers the entire conductive cap 166, in other words, the tips of the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28, including the end faces facing the upper electrode 42.
  • a through hole 176 having a diameter larger than that of the columnar protrusion 38 is formed in the bottom wall portion of the insulating cap 168. Further, the thickness of the bottom wall portion of the insulating cap 168 is set to be smaller than the height direction dimension of the columnar protrusion 38. Therefore, the columnar protrusion 38 is exposed in the through hole 176, and the tip on the second end side of the columnar protrusion 38 projects outward of the insulating cap 168 (see FIG. 11A). When the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 is upright, the tip protruding from the through hole 176 of the insulating cap 168 faces the upper electrode 42.
  • the material of the insulating cap 168 a material that can avoid melting or softening even if the temperature rises due to Joule heat during energization is preferable.
  • a preferred example thereof is one in which a ceramic insulating film is formed on the surface of special stainless steel. Aluminium (Al 2 O 3 ) is exemplified as the ceramic insulating film.
  • the electrode switching device 20 and the welding device 10 according to the present embodiment are basically configured as described above, and then the effects thereof will be described in relation to the operations of both devices 10 and 20. do. For convenience, as shown in FIG. 2, the operation from the state where the stud bolt 32 is already held by the first lower electrode 26 and the first lower electrode 26 is already upright will be described. Further, unless otherwise specified, the electrode switching device 20 and the welding device 10 operate under the control action of a control circuit (not shown).
  • the upright first lower electrode 26 is close to the welded body 40 as shown in FIG.
  • the columnar protrusion 38 protruding from the through hole 176 of the stud bolt 32 held in the insertion hole 174 of the first lower electrode 26 may come into contact with the lower end surface of the welded body 40.
  • the tip of the second arm 24 rotates so as to approach the tip of the first arm 22.
  • the upper electrode 42 abuts on the upper end surface of the welded body 40, faces the first lower electrode 26 with the welded body 40 interposed therebetween, and applies a pressing force to the welded body 40.
  • the columnar protrusion 38 of the stud bolt 32 is pressed against the lower end surface of the welded body 40. That is, the body 40 to be welded is sandwiched between the first lower electrode 26 holding the stud bolt 32 and the upper electrode 42.
  • the welding current is supplied from the welding power source 18.
  • the welding current is, for example, the first arm 22, the conduction plate 52 (pedestal portion 64), the disk-shaped conductor 138, the columnar conductor 136, the electrode tip 140, the conductive cap 166, the stud bolt 32, the object to be welded 40, and the upper electrode 42.
  • an electric current is applied between the first lower electrode 26 and the upper electrode 42, whereby the columnar protrusion 38 is melted and crushed.
  • the first lower electrode 26 rises relative to the welded body 40, and the top surface of the flange portion 36 and the upper surface of the insulating cap 168 rise to the welded body 40.
  • the control unit that detects this stops energizing the welding current. As the energization is stopped, the melt between the flange portion 36 of the stud bolt 32 and the welded body 40 is cooled and solidified. As a result, the stud bolt 32 is joined to the lower end surface of the welded body 40.
  • the relative rise of the first lower electrode 26 with respect to the welded body 40 is stopped when the upper surface of the insulating cap 168 comes into contact with the lower end surface of the welded body 40.
  • a new stud bolt 32 to be welded next is supplied to the second lower electrode 28 from the bolt supply device 30 (see FIG. 1) provided on the first arm 22. Will be done. That is, in the second lower electrode 28 supported by the second receiving bracket 62 in the lying position, the through hole 176 of the insulating cap 168 and the insertion hole 174 of the conductive cap 166 and the magnetically magnetized member 164 are bolted. Facing the device 30. The shaft portion 34 of the stud bolt 32 sent from the bolt supply device 30 is passed through the insertion hole 174 through the through hole 176.
  • the magnetically magnetized member 164 attracts the shaft portion 34 by its magnetic force, the shaft portion 34 can be easily inserted into the insertion hole 174. Further, since the magnetized member 164 magnetizes the shaft portion 34, the stud bolt 32 is prevented from falling off from the second lower electrode 28.
  • the control unit rotates the second arm 24 to separate the upper electrode 42 from the welded body 40, while separating the stud bolt 32 from the insertion hole 174 of the first lower electrode 26. Since the detaching force is larger than the magnetic force (binding force) of the magnetizing member 164, the magnetizing member 164 does not prevent the stud bolt 32 from being detached from the insertion hole 174. Then, in this state, the robot performs an appropriate operation to move the electrode switching device 20 and the upper electrode 42 to the next welding point.
  • the control unit urges the air cylinder 70, which is a rotating actuator.
  • the push-reference rod 72 constituting the air cylinder 70
  • the push-reference rod 72 retracts from the position shown in FIG. 4 to the position shown in FIG.
  • the L-shaped arm member 82 rotates around the third stop shaft 86 and the elbow portion, so that the short end moves in the direction approaching the stay board 50 and the long end is the first. It moves in the direction approaching the shaft stop plate 54.
  • the slider 90 Moves in the direction approaching the first shaft stop plate 54. During this movement, the slider 90 is guided by the guide shaft 106.
  • the cam shaft 110 cannot rotate because it is connected to the first shaft stop plate 54 and the second shaft stop plate 56. Therefore, as the slider 90 moves as described above, the first cam roller 126a provided at the base end portion 123 of the first rotation holder 120 moves along the first cam groove 112 and the second cam roller. 126b moves along the second cam groove 114. That is, as shown in FIG. 13, the first cam roller 126a and the second cam roller 126b are on the first shaft stop plate 54 side of the first cam groove 112 and the second cam groove 114 along the longitudinal direction of the cam shaft 110. Head to the end point.
  • the third cam roller 126c provided at the base end portion 123 of the second rotation holder 122 moves along the second cam groove 114
  • the fourth cam roller 126d moves along the first cam groove 112. That is, the third cam roller 126c and the fourth cam roller 126d head toward the V-shaped bent portion between the first cam groove 112 and the second cam groove 114.
  • the first rotation holder 120 and the second rotation holder 122 rotate around the cam shaft 110 as the rotation center.
  • the first cam roller 126a and the second cam roller 126b are paired so as to face each other via the cam shaft 110, and similarly, the third cam roller 126c and the fourth cam roller 126d are paired so as to face each other via the cam shaft 110. ing. Therefore, the first cam roller 126a and the second cam roller 126b, and the third cam roller 126c and the fourth cam roller 126d hold the cam shaft 110 with substantially the same force. Therefore, the first support shaft 124a to the fourth support shaft 124d are less likely to tilt with respect to the first cam groove 112 and the second cam groove 114.
  • the first cam roller 126a to the fourth cam roller 126d press the side walls of the first cam groove 112 and the second cam groove 114, that is, so-called whispering occurs. Therefore, the first cam roller 126a to the fourth cam roller 126d slide smoothly along the first cam groove 112 and the second cam groove 114.
  • the phase difference between the intermediate V-shaped bent portion and the end points on the first shaft stop plate 54 side and the second shaft stop plate 56 side is 90 °. Therefore, when the first cam roller 126a to the fourth cam roller 126d move in a phase of 90 ° along the cam shaft 110, the first rotation holder 120 rotates 90 ° and the first lower side as shown in FIG. The electrode 26 is in the lying position, and the second rotation holder 122 is rotated by 90 °, and the second lower electrode 28 is in the upright position. That is, the stud bolt 32 held by the second lower electrode 28 faces the object to be welded 40 (or the welding site).
  • the stud bolt 32 held by the second lower electrode 28 is welded to the object to be welded 40 in the same manner as described above.
  • a new stud bolt 32 is supplied from the bolt supply device 30 to the first lower electrode 26 supported by the first receiving bracket 60 in the lying position.
  • the control unit urges the air cylinder 70, which is a rotating actuator, to the pushing rod 72. Gives thrust.
  • the push-reference rod 72 advances from the position shown in FIG. 12 to the position shown in FIG.
  • the L-shaped arm member 82 rotates so that the short end moves in the direction of approaching the conduction plate 52 and the long end moves in the direction of approaching the second shaft stop plate 56. Therefore, the slider 90 moves in the direction approaching the second shaft stop plate 56 while being guided by the guide shaft 106.
  • the first cam roller 126a and the second cam roller 126b provided on the first rotation holder 120 are V-shaped between the first cam groove 112 and the second cam groove 114. Move toward the bend of.
  • the third cam roller 126c and the fourth cam roller 126d provided on the second rotation holder 122 head toward the end points of the second cam groove 114 and the first cam groove 112 on the second shaft stop plate 56 side.
  • the first cam roller 126a to the fourth cam roller 126d follow the movement along the longitudinal direction of the cam shaft 110, and the first rotation holder 120 and the second rotation holder 122 rotate the cam shaft 110. Rotate as. That is, as shown in FIG. 15, the first rotation holder 120 rotates 90 °, the first lower electrode 26 returns to the upright posture, and the second rotation holder 122 rotates 90 ° to the second. The lower electrode 28 returns to the lying position.
  • the first cam roller 126a to the fourth cam roller 126d supported by the first support shaft 124a to the fourth support shaft 124d, respectively, are formed in the cam shaft 110 by the first cam groove.
  • the electrode involved in projection welding among the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28 can be in the upright posture.
  • the electrode can be moved to a position (welding field) facing the upper electrode 42.
  • the combination of the cam shaft 110 and the first cam follower 128a to the fourth cam follower 128d is simple, lightweight, and has a small shape. Therefore, the electrode switching device 20 can be further miniaturized. Moreover, this combination facilitates switching between the first lower electrode 26, which is the first working body, and the second lower electrode 28, which is the second working body.
  • the disk-shaped conductor 138 forming the first end of the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28 hits the pedestal portion 64 of the conduction board 52. Repeat contact and separation. Specifically, the disk-shaped conductor 138 faces the pedestal portion 64 when the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 is in the upright posture. Further, when the second arm 24 presses the welded body 40 and the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 via the upper electrode 42, the coil spring 160 housed in the hollow cylindrical portion 130 is contracted. As a result, the columnar conductor 136 moves toward the pedestal portion 64 along the hollow cylindrical portion 130.
  • the disk-shaped conductor 138 comes into contact with the pedestal portion 64, whereby the welding power source 18 and the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 are electrically connected. At this time, the welding current that passes through the object to be welded 40 and the stud bolt 32 flows as described above.
  • the disk-shaped conductor 138 is separated from the pedestal portion 64. Due to this separation, the welding power source 18 and the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 are electrically insulated. Therefore, the welding current does not flow through the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 in the lying position.
  • only one of the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 is changed by changing the posture of the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28. Can be electrically connected to the welding power source 18, and at the same time, one of the remainders can be electrically insulated from the welding power source 18.
  • the continuity board 52 and the first arm 22 are electrically connected.
  • the cable 44 or the like between the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28, the conduction board 52, and the first arm 22.
  • the electrode switching device 20, and thus the welding device 10 can be simplified, downsized, or reduced in weight.
  • the disk-shaped conductor 138 is provided with the concave portion 150 and the convex portion 152 in a matrix shape (see FIG. 9). Therefore, the electrical contacts between the disk-shaped conductor 138 and the pedestal portion 64 extend to a plurality of locations. It is assumed that spatter adheres to the disk-shaped conductor 138 of the second lower electrode 28 or the first lower electrode 26 in the lying position, but in that case, most of the spatter enters the recess 150. Therefore, it is possible to prevent the top surface of the convex portion 152 from being covered with spatter.
  • the top surface of a part of the convex portion 152 is covered with spatter, the top surface of the remaining convex portion 152 is exposed, so that the electricity between the disk-shaped conductor 138 and the pedestal portion 64 is applied. Target contact is secured.
  • the disk-shaped conductor 138 and the conduction disk 52 can be electrically connected with a sufficient area. Therefore, since a nugget having a sufficient size can be grown between the stud bolt 32 and the welded body 40, a joint portion having a sufficient joint strength can be obtained between the stud bolt 32 and the welded body 40. ..
  • the disk-shaped conductor 138 separated from the pedestal portion 64 is released from the restraint of the pedestal portion 64. Therefore, as the coil spring 160 expands, the cylindrical conductor 136 moves relatively in the hollow cylindrical portion 130 due to the elastic urgency of the coil spring 160. As a result, the disk-shaped conductor 138 is seated on the end face of the hollow cylindrical portion 130. In this way, the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28 are floatly supported by the hollow cylindrical portion 130 of the first rotation holder 120 and the second rotation holder 122, thereby pressing the welded body 40. It becomes easy to bring the received first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 into contact with the pedestal portion 64. Further, it is easy to return the disk-shaped conductor 138 released from the pressing of the welded body 40 to the original position.
  • FIGS. 16 and 17 show a comparative example in which the insulating cap 168 is not provided
  • FIG. 17 shows the case of the present embodiment in which the insulating cap 168 is provided on the first lower electrode 26 and the second lower electrode 28. Is.
  • the upper surface of the conductive cap 166 is the welded body 40 as shown in FIG. Contact the lower end surface of.
  • the upper electrode 42 abuts on the upper end surface of the welded body 40. Therefore, the welding current passing through the object to be welded 40 can flow between the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 and the upper electrode 42. In this case, since the sandwiched portion of the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 and the upper electrode 42 of the welded body 40 is melted, the welded body 40 is aesthetically unpleasant. ..
  • the upper surface of the insulating cap 168 comes into contact with the lower end surface of the welded body 40.
  • energization is applied between the first lower electrode 26 or the second lower electrode 28 and the upper electrode 42, and when the stud bolt 32 is not held, energization is performed. Is blocked. Therefore, it is not necessary to determine the presence or absence of the stud bolt 32 and take measures such as stopping the welding work when the stud bolt 32 is not held.
  • the portion where the stud bolt 32 is not welded may be welded a preset number of times, and then the welding operation may be performed again.
  • the present invention is not particularly limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
  • the work supplied to the first lower electrode 26 and the work supplied to the second lower electrode 28 are made different from each other, and the different works are joined to different parts of the workpiece 40. May be good.
  • a supply device for supplying the work to the first lower electrode 26 and a supply device for supplying the work to the second lower electrode 28 may be provided separately.
  • the first cam follower 128a to the fourth cam follower 128d have the first support shaft 124a to the fourth support shaft 124d and the first cam roller 126a to the fourth cam roller 126d as the first cam groove 112 and the second cam groove 114.
  • the shaft body serving as a cam may be allowed to enter the first cam groove 112 and the second cam groove 114. In this case, the shaft body moves along the first cam groove 112 and the second cam groove 114.
  • the work body switching device is not particularly limited to the electrode switching device 20 illustrated in this embodiment, and is configured such that the work bodies located in the work place other than the welding place can be replaced by turns. It is also possible.

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Abstract

作業体切替装置（２０）は、互いの間に位相差を有する第１カム溝（１１２）、第２カム溝（１１４）が側周壁に形成されたカム軸（１１０）を備える。また、第１作業体（２６）、第２作業体（２８）が設けられた第１回動部材（１２０）、第２回動部材（１２２）は、それぞれ、カム軸（１１０）に支持されるとともに、第１カム溝（１１２）に進入する第１軸体（１２４ａ）、第２カム溝（１１４）に進入する第２軸体（１２４ｃ）を有する。カム軸（１１０）は、スライダ（９０）に設けられた軸受（１０８）に通される。作業体切替装置は、さらに、該スライダに対して推力を付与する回動用アクチュエータ（７０）を備える。

Description

作業体切替装置と、それを含む溶接装置
　本発明は、第１作業体と第２作業体を交代で作業場に位置させる作業体切替装置と、それを含んで構成される溶接装置に関する。
　溶接ガンは、第１アームに設けられた第１溶接用電極と、第２アームに設けられた第２溶接用電極とを有し、これら第１溶接用電極と第２溶接用電極の間に挟んだ複数個のワーク同士を溶接するものとして周知である。この種の溶接ガンに関し、本出願人は、国際公開第２０１９／１８８８１５号において、複数個の第１溶接用電極（国際公開第２０１９／１８８８１５号においていう「第１保持部」及び「第２保持部」）を有するものを提案している。
　国際公開第２０１９／１８８８１５号記載の溶接ガンは、第１保持部と第２保持部を交互に溶接場に移動させる電極切替装置を含んで構成される。具体的には、第１保持部に保持されたナットが溶接場においてワークに溶接されるとき、溶接場とは別の場所である供給場において、第２保持部に新たなナットが供給される。そして、第１保持部に保持されたナットがワークに溶接された後、電極切替装置の作用下に、第１保持部が溶接場から退避して供給場に向かうように回動すると同時に、第２保持部が供給場から退避して溶接場に向かうように回動する。
　その後、第２保持部に保持されたナットが前記ワークに溶接される。その一方で、供給場では、第１保持部に新たなナットが供給される。以降、電極切替装置の作用下に上記と同様の動作が繰り返される。
　本発明の主たる目的は、一層の小型化を図り得る作業体切替装置を提供することにある。
　本発明の別の目的は、第１作業体と第２作業体を円滑に切り替えることが可能な作業体切替装置を提供することにある。
　本発明のまた別の目的は、上記した作業体切替装置を含んで構成される溶接装置を提供することにある。
　本発明の一実施形態によれば、作業装置の作業場に第１作業体と第２作業体を交互に配置又は退避させる作業体切替装置であって、
　互いの間に位相差を有する第１カム溝、第２カム溝が側周壁に形成されたカム軸と、
　前記カム軸が通される軸受が設けられたスライダと、
　前記軸受に通された前記カム軸に支持されて前記第１カム溝に進入する第１軸体が設けられた第１回動部材と、
　前記軸受に通された前記カム軸に支持されて前記第２カム溝に進入する第２軸体が設けられた第２回動部材と、
　前記スライダに推力を付与する駆動部を有する回動用アクチュエータと、
　を備え、
　前記第１作業体が前記第１回動部材に設けられるとともに、前記第２作業体が前記第２回動部材に設けられ、
　前記回動用アクチュエータが前記スライダに推力を付与することに伴い、前記第１軸体が前記第１カム溝に沿って移動し且つ前記第２軸体が前記第２カム溝に沿って移動することで、前記第１回動部材と前記第２回動部材のいずれか一方が前記作業場に向かう方向に回動し且つ残余の一方が前記作業場から退避する方向に回動するとともに、前記スライダが前記カム軸の長手方向に沿って移動する作業体切替装置が提供される。
　また、本発明の別の一実施形態によれば、上記した作業体切替装置を脱着可能に含んで構成され、前記第１作業体及び前記第２作業体が溶接を行うための溶接用電極であるとともに、前記第１作業体又は前記第２作業体のいずれかとの間で通電がなされる別の溶接用電極を有し、且つ前記作業場が溶接場である溶接装置が提供される。
　本発明によれば、回動用アクチュエータがスライダに推力を付与することに伴って軸体がカム溝に沿って移動することで、第１作業体が設けられた第１回動部材と、第２作業体が設けられた第２回動部材とが互いに逆方向に回動する。すなわち、例えば、第１作業体が作業場から退避する方向に第１回動部材が回動するとき、第２作業体が作業場に配置される方向に第２回動部材が回動する。
　カム溝と、該カム溝に進入する軸体との組み合わせは簡素であり、また、小型且つ軽量である。しかも、軸体は、カム溝に沿って円滑に移動する。以上のような理由から、作業体切替装置の一層の小型化や軽量化を図り得るとともに、第１作業体と第２作業体を円滑に切り替えることが可能となる。
本発明の実施の形態に係る溶接装置の概略全体側面図である。 図１の溶接装置に組み込まれる電極切替装置（作業体切替装置）の概略斜視図である。 一部の構成要素を省略した電極切替装置の要部斜視図である。 一部の構成要素を省略した電極切替装置の水平断面図である。 図２に示される状態の、カム軸と第１カムフォロワ～第４カムフォロワとの位置関係を示す概略斜視図である。 図２及び図５に示される状態の、カム軸と第１カムフォロワ、第２カムフォロワとの位置関係を示す概略縦断面図である。 図２及び図５に示される状態の、カム軸と第３カムフォロワ、第４カムフォロワとの位置関係を示す概略縦断面図である。 起立状態にある下側電極（第１溶接用電極）の一部縦断面図である。 円盤状導体（通電用導体）の概略斜視図である。 下側電極の要部分解斜視図である。 図１１Ａは、下側電極と上側電極（第２溶接用電極）の間に第１ワークであるスタッドボルトと第２ワークである被溶接体を挟持した状態を示す要部縦断面図であり、図１１Ｂは、スタッドボルトの円柱状突部が溶融した状態を示す要部縦断面図である。 図４からエアシリンダのロッドが後退したときの電極切替装置の水平断面図である。 図５から第１カムフォロワ～第４カムフォロワが第１カム溝、第２カム溝に沿って移動した状態を示す概略斜視図である。 図２から、２個の下側電極のうちの１個が横臥姿勢から起立姿勢に変化し、且つ残余の１個が起立姿勢から横臥姿勢に変化したときの電極切替装置の要部概略背面図である。 図１４から、２個の下側電極のうちの１個が横臥姿勢から起立姿勢に戻り、且つ残余の１個が起立姿勢から横臥姿勢に戻ったときの電極切替装置の要部概略背面図である。 絶縁キャップ（絶縁被覆）が設けられていない下側電極にスタッドボルトが保持されていないときの要部縦断面図である。 絶縁キャップが設けられた下側電極にスタッドボルトが保持されていないときの要部縦断面図である。
　以下、本発明に係る作業体切替装置につき、それを含んで構成される作業装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、作業装置として溶接装置を例示する。
　図１は、本実施の形態に係る溶接装置１０の概略全体側面図である。この溶接装置１０は、多関節ロボット１２と、ガンホルダ１４を介して該多関節ロボット１２の先端アームに設けられた溶接ガン１６と、溶接電源１８とを備える。溶接ガン１６には、作業体切替装置としての電極切替装置２０が付設される。
　溶接ガン１６は、図１における下側に位置した第１アーム２２と、上側に位置して第１アーム２２に対向する第２アーム２４とを有する。第２アーム２４は、図示しない回動機構によって、その先端が第１アーム２２の先端（ないし電極切替装置２０）に対して接近又は離間するように回動する。換言すれば、第１アーム２２はガンホルダ１４に対して位置決め固定された固定アームであり、第２アーム２４は、先端の第１アーム２２の先端に対する相対位置が変化する可動アームである。
　電極切替装置２０は、第１アーム２２の先端に設けられる。電極切替装置２０は、作業場である溶接場に対し、第１下側電極２６、第２下側電極２８（いずれも第１溶接用電極）のいずれかを選択的に位置させるとともに、残余の一方を溶接場から退避させる。この点については後に詳述する。なお、図１及び図１５では、紙面奥側の第１下側電極２６が第２アーム２４に向かう起立姿勢となり、且つ紙面手前側の第２下側電極２８が第２アーム２４から離間する横臥姿勢となった状態を示している。
　第１下側電極２６又は第２下側電極２８は、起立姿勢となった１個が溶接電源１８に電気的に接続される。一方、横臥姿勢となった残余の１個は、溶接電源１８に対して電気的に絶縁される。この点についても後述する。
　第１アーム２２の、電極切替装置２０が設けられた先端と、ガンホルダ１４に近接する基端との間には、ボルト供給装置３０が設けられる。ボルト供給装置３０は、図示しないボルト搬送装置によって搬送されたスタッドボルト３２（特に図１０参照）を、第１下側電極２６又は第２下側電極２８のうち、横臥姿勢となった一方（図２においては第２下側電極２８）に対して供給する。スタッドボルト３２は、被溶接物としての部品であり、第１ワークである。
　なお、スタッドボルト３２は、図１０に示すように、長尺な軸部３４（柱状部）と、該軸部３４の先端に連なり且つ該軸部３４の直径に比して大径な、換言すれば、幅広なフランジ部３６を有する。軸部３４にはネジ部が刻設される。また、フランジ部３６には、軸部３４と逆方向に向かって若干の高さで突出した円柱状突部３８が形成されている。フランジ部３６と円柱状突部３８により、スタッドボルト３２の頭部が形成される。後述するように、本実施の形態では、図１に示される被溶接体４０（第２ワーク）に円柱状突部３８を融着させる、いわゆるプロジェクション溶接が行われる。
　被溶接体４０の、溶接場に位置する部位は、例えば、平坦部である。この平坦部の、第１下側電極２６又は第２下側電極２８に臨む下面に、スタッドボルト３２の頭部が溶接される。被溶接体４０の、スタッドボルト３２を溶接しない部位（平坦部以外の部位）は、湾曲していてもよいし、その他の様々な形状であってもよい。
　第２アーム２４の先端には、第２溶接用電極としての上側電極４２が設けられる。上側電極４２は、溶接ガン１６が開閉することに伴い、第１下側電極２６又は第２下側電極２８のうちの起立姿勢となった１個に対向する。すなわち、図１４及び図１５に示すように、横臥姿勢となった残余の１個は、起立姿勢となった１個と上側電極４２との対向位置からオフセット位置となる。上側電極４２は、第２アーム２４の上面に沿って配策されたケーブル４４を介して溶接電源１８に電気的に接続される。第１溶接用電極である下側電極が複数個（この場合、第１下側電極２６と第２下側電極２８の２個）であるのに対し、第２溶接用電極である上側電極４２は単一個である。
　次に、電極切替装置２０（作業体切替装置）と、第１作業体、第２作業体である第１下側電極２６、第２下側電極２８につき説明する。
　図２は、電極切替装置２０の概略斜視図である。電極切替装置２０は、第１アーム２２に臨むステー盤５０と、該ステー盤５０から所定距離で離間した導通盤５２と、これらステー盤５０と導通盤５２の間に橋架された第１軸止盤５４、第２軸止盤５６とからなる中空のハウジング５８を有する。ハウジング５８を構成するステー盤５０が図示しないボルトを介して第１アーム２２に連結されることで、電極切替装置２０が第１アーム２２に組み付けられる。また、前記ボルトが弛緩されることで、電極切替装置２０が第１アーム２２から取り外される。このように、電極切替装置２０はユニットとして構成され、第１アーム２２に対して一体的に組み付け又は取り外しが可能である。
　ステー盤５０の上面には、第１軸止盤５４に近接する位置に第１受ブラケット６０が設けられるとともに、第２軸止盤５６に近接する位置に第２受ブラケット６２が設けられる。第１下側電極２６が横臥姿勢となったときには、第１受ブラケット６０が第１下側電極２６の先端を受ける。一方、第２受ブラケット６２は、横臥姿勢となった第２下側電極２８の先端を受ける。
　離間した位置でステー盤５０に対向する導通盤５２は、第１軸止盤５４、第２軸止盤５６、ステー盤５０及び第１アーム２２を介して前記溶接電源１８に電気的に接続されている。導通盤５２には、上方に向かって若干突出した台座部６４が設けられる。
　ステー盤５０の、導通盤５２に臨む面には、回動用アクチュエータとしてのエアシリンダ７０が位置決め固定される。電極切替装置２０の一部の構成要素を省略した図３及び図４に示すように、エアシリンダ７０は、駆動部としての押引用ロッド７２を有する。押引用ロッド７２は、ヘッドカバー７４を通って導通盤５２側に延在する。また、ヘッドカバー７４には、押引用ロッド７２に対して平行に延在する平角棒形状のリンク支持部７６が突出形成される。なお、図４では、押引用ロッド７２が最前方まで前進した状態を示している。
　図４に示すように、押引用ロッド７２の先端には、第１止軸７８を介してリンク部材８０の一端が連結される。さらに、該リンク部材８０の他端には、略Ｌ字形状をなすＬ型アーム部材８２（アーム部材）の短寸端が第２止軸８４を介して連結される。そして、該Ｌ型アーム部材８２の略９０°に折曲されたエルボ部は、前記リンク支持部７６の先端に第３止軸８６を介して連結される。図１２に示すように、Ｌ型アーム部材８２は、押引用ロッド７２がステー盤５０側に向かって後退することにより、第３止軸８６を回動中心として回動することが可能である。
　Ｌ型アーム部材８２の長寸端には長穴８８が形成される。長寸端は、スライダ９０（図２及び図３参照）の底部９２の、ステー盤５０に臨む側に突出形成された舌片部９４に重なる。舌片部９４には上方に向かう係合突起９６が形成され、該係合突起９６は、前記長穴８８に係合している。係合突起９６に代替し、第４止軸を採用するようにしてもよい。
　図３に示すように、スライダ９０は、前記底部９２の第１軸止盤５４側の端部、第２軸止盤５６側の端部の各々から略垂直に立ち上がった第１軸支持部９８、第２軸支持部１００をさらに有する。これら第１軸支持部９８及び第２軸支持部１００の下部には、軸支孔１０２がそれぞれ形成される。また、第１軸支持部９８、第２軸支持部１００の上端近傍には、支持孔１０４がそれぞれ形成される。第１軸支持部９８と第２軸支持部１００との離間距離Ｄ１（図４参照）は、第１軸止盤５４と第２軸止盤５６の離間距離Ｄ２の半分よりも若干大である程度である。このため、図４に示す場合には、第１軸止盤５４と第１軸支持部９８との間に十分な移動スペースが形成される。
　軸支孔１０２には、第１軸止盤５４から第２軸止盤５６にわたって橋架された案内軸１０６が通される（図３参照）。案内軸１０６は、軸支孔１０２の内周壁に対して相対的に摺動することが可能である。また、各支持孔１０４には軸受１０８が設けられるとともに、該軸受１０８に、回動用支持軸として機能するカム軸１１０が通される。カム軸１１０の両端は、軸受１０８から第１軸止盤５４、第２軸止盤５６に向かって突出しており、このため、カム軸１１０は、第１軸止盤５４から第２軸止盤５６にわたって橋架される。カム軸１１０の各端面は、第１軸止盤５４、第２軸止盤５６にボルト等を介して連結される。このため、カム軸１１０が回転することはない。
　図５に示すように、カム軸１１０の側周壁には、第１カム溝１１２、第２カム溝１１４が形成されている。第１カム溝１１２はステー盤５０に臨み、第２カム溝１１４は導通盤５２に臨む。このため、第１カム溝１１２と第２カム溝１１４は、互いに１８０°で離間するように位置する。すなわち、第１カム溝１１２と第２カム溝１１４の位相差は１８０°である。
　第１カム溝１１２、第２カム溝１１４は、長手方向に沿って位相が９０°変化するように緩やかに傾斜し、その後、元の位相に戻るように緩やかに傾斜している。このため、第１カム溝１１２、第２カム溝１１４はいずれも、略Ｖ字形状をなす。第１カム溝１１２及び第２カム溝１１４の、第１軸止盤５４側の終点と第２軸止盤５６側の終点は同一位相に設定され、且つＶ字の屈曲部は、両終端に対する位相差が９０°となる位置に設定される。また、第１カム溝１１２のＶ字形状と、第２カム溝１１４のＶ字形状は回転対称形である。
　カム軸１１０には、第１回動部材である第１回動ホルダ１２０、第２回動部材である第２回動ホルダ１２２の各基端部１２３が、カム軸１１０を回動中心として回動可能に設けられる。具体的には、図３及び図６に示すように、第１回動ホルダ１２０の基端部１２３には、第１軸体である第１支軸１２４ａと第１カムローラ１２６ａ、第３軸体である第２支軸１２４ｂと第２カムローラ１２６ｂをそれぞれ有する第１カムフォロワ１２８ａ、第２カムフォロワ１２８ｂが設けられる。第１カムフォロワ１２８ａの第１支軸１２４ａ及び第１カムローラ１２６ａは第１カム溝１１２に進入し、一方、第２カムフォロワ１２８ｂの第２支軸１２４ｂ及び第２カムローラ１２６ｂは第２カム溝１１４に進入する。このため、第１カムフォロワ１２８ａと第２カムフォロワ１２８ｂは、互いに１８０°離間する位置でカム軸１１０を挟持している。
　上記と同様に、第２回動ホルダ１２２の基端部１２３にも、図３及び図７に示すように第３支軸１２４ｃ（第２軸体）及び第３カムローラ１２６ｃを有する第３カムフォロワ１２８ｃ、第４支軸１２４ｄ（第４軸体）及び第４カムローラ１２６ｄを有する第４カムフォロワ１２８ｄが設けられる。第３カムフォロワ１２８ｃの第３支軸１２４ｃ及び第３カムローラ１２６ｃは第１カム溝１１２に進入し、第４カムフォロワ１２８ｄの第４支軸１２４ｄ及び第４カムローラ１２６ｄは第２カム溝１１４に進入している。このため、第３カムフォロワ１２８ｃと第４カムフォロワ１２８ｄは、互いに１８０°離間する位置でカム軸１１０を挟持している。
　図５に示すように、第１下側電極２６が起立しているとき、第１カムローラ１２６ａ及び第２カムローラ１２６ｂは、第１カム溝１１２及び第２カム溝１１４の中間であるＶ字の屈曲部に位置する。一方、横臥姿勢にある第２下側電極２８側では、第３カムローラ１２６ｃ及び第４カムローラ１２６ｄは、第１カム溝１１２及び第２カム溝１１４の、第２軸止盤５６側の終点に位置する。第１カムローラ１２６ａと第３カムローラ１２６ｃの位相差、第２カムローラ１２６ｂと第４カムローラ１２６ｄの位相差は、９０°である。
　第１回動ホルダ１２０、第２回動ホルダ１２２は、前記基端部１２３の他、中空円筒部１３０と、これら基端部１２３と中空円筒部１３０の間に介在して両部を連結する連結アーム部１３２とを有する。第１下側電極２６は第１回動ホルダ１２０の中空円筒部１３０にフローティング保持され、第２下側電極２８は第２回動ホルダ１２２の中空円筒部１３０にフローティング保持される。
　具体的には、第１下側電極２６、第２下側電極２８は、図８に示される円柱形状の円柱状導体１３６を含む。円柱状導体１３６は、円盤状導体１３８とともに、後述する電極チップ１４０と、導通盤５２の前記台座部６４との間の電気伝導を担う。円柱状導体１３６の、円盤状導体１３８が設けられた一端（図８における下端）が、第１下側電極２６、第２下側電極２８の第１端に相当し、電極チップ１４０が第２端に相当する。そして、円柱状導体１３６は、第１端から第２端に向かうにつれ、直径が最小である小径部１４２、中程度である中径部１４４、小径部１４２及び中径部１４４に比して大径な大径部１４６とを有する。
　このうちの小径部１４２は、中空円筒部１３０の端部から外方に露呈する。この露呈した小径部１４２には、前記円盤状導体１３８（通電用導体）が装着される。小径部１４２に対する円盤状導体１３８の装着は、例えば、ネジ部を介して行えばよい。又は、嵌合であってもよい。
　円盤状導体１３８は、第１下側電極２６、第２下側電極２８の第１端を構成する。この円盤状導体１３８の、第１下側電極２６、第２下側電極２８が起立したときに導通盤５２の台座部６４に対向する端面には、図９に示すように、第２端側に向かって陥没した複数個の凹部１５０と、該凹部１５０に対して相対的に突出した複数個の凸部１５２とがマトリクス状となるように形成される。凸部１５２の頂部は、台座部６４に当接して導通盤５２に対する電気的接点となる。このように、円盤状導体１３８の端面、換言すれば、第１下側電極２６、第２下側電極２８の第１端の端面には、導通盤５２を介する溶接電源１８との電気的接点が複数箇所に設けられる。
　図８に示すように、中空円筒部１３０には、円筒状ストッパ１５４が位置調整可能に挿入されている。すなわち、円筒状ストッパ１５４の外周壁には、直径方向内方に向かって陥没した環状凹部１５６が形成されており、この環状凹部１５６の底面に、図示しないストッパネジを押接させることで円筒状ストッパ１５４が位置決め固定される。一方、前記ストッパネジを弛緩させると、円筒状ストッパ１５４がストッパネジの拘束から解放され、中空円筒部１３０内を移動することが可能となる。
　そして、中径部１４４の大部分は円筒状ストッパ１５４に挿入され、一部は図８における上端から露呈する。この露呈した上端には、２個の座金１５８が外嵌される。座金１５８同士の間には、コイルスプリング１６０が介挿される。円筒状ストッパ１５４が中空円筒部１３０内で位置決め固定されていることから、コイルスプリング１６０は、円柱状導体１３６を第２端側に指向して弾発付勢する。すなわち、円柱状導体１３６（ないし第１下側電極２６及び第２下側電極２８）は、コイルスプリング１６０の作用下にボルト供給装置３０側に向かって押圧され、これによりフローティング支持されている。なお、コイルスプリング１６０から押圧されることに伴い、円盤状導体１３８が中空円筒部１３０の図８における下端に着座する。この着座により、第１下側電極２６又は第２下側電極２８の中空円筒部１３０からの抜け止めがなされる。
　ここで、大径部１４６の外壁の一部は、平坦面１６１が形成されるように切り欠かれた形状となっている。一方、中空円筒部１３０の開口は、真円の一部が直線状に切り欠かれることで弦が形成されたような形状（略Ｄ字形状）をなす。弦の部分が前記平坦面１６１に対向することにより、円柱状導体１３６の回り止めがなされている。
　円柱状導体１３６の第２端側の端部には、該円柱状導体１３６の長手方向に沿って保持孔１６２が形成される。この保持孔１６２には、第１下側電極２６、第２下側電極２８の本体である電極チップ１４０が保持される。図１０に示すように、電極チップ１４０には、磁着部材１６４と、導電キャップ１６６（蓋部材）と、絶縁キャップ１６８（絶縁被覆）とが設けられる。磁着部材１６４と導電キャップ１６６は、スタッドボルト３２を保持する保持部１６９を構成する。
　電極チップ１４０は金属等の導電部材であり、電極チップ１４０の直径方向に沿って延在する横孔１７０と、該横孔１７０に対して略直交するように連なる収納孔１７２とが形成される。収納孔１７２には、磁着部材１６４が収納される。この状態で、導電キャップ１６６が電極チップ１４０の先端に外嵌されることで、磁着部材１６４の収納孔１７２からの抜け止めがなされている。なお、磁着部材１６４は、横孔１７０を閉塞しない寸法に設定される。
　磁着部材１６４は永久磁石からなり、その表面には絶縁コーティングが施されている。このため、スタッドボルト３２の軸部３４に対して磁着部材１６４から溶接電流が供給されることが回避される。磁着部材１６４と導電キャップ１６６には、スタッドボルト３２の軸部３４を通して保持するための挿通孔１７４が形成される。
　絶縁キャップ１６８は、第１端に臨む側が開口し、第２端に臨む側に底壁部が設けられた円筒形状をなす。該絶縁キャップ１６８の高さ方向寸法は、底壁部の内面が導電キャップ１６６の天井面に当接したときに、第２端側が横孔１７０の近傍に位置する程度に設定される。すなわち、絶縁キャップ１６８は、導電キャップ１６６の全体、換言すれば、第１下側電極２６と第２下側電極２８の、上側電極４２に臨む端面を含む先端を被覆する。
　絶縁キャップ１６８の底壁部には、円柱状突部３８に比して大径な貫通孔１７６が形成される。また、絶縁キャップ１６８の底壁部の厚みは、円柱状突部３８の高さ方向寸法に比して小さく設定される。従って、円柱状突部３８は、貫通孔１７６内に露呈するとともに、その第２端側の先端が絶縁キャップ１６８の外方に突出する（図１１Ａ参照）。第１下側電極２６又は第２下側電極２８が起立しているとき、絶縁キャップ１６８の貫通孔１７６から突出した先端は、上側電極４２に臨む。
　絶縁キャップ１６８の素材としては、通電時のジュール熱によって温度が上昇しても溶融又は軟化することを回避し得るものが好ましい。その好適な例としては、特殊ステンレス鋼の表面にセラミックス絶縁膜が形成されたものが挙げられる。セラミックス絶縁膜としては、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）が例示される。
　本実施の形態に係る電極切替装置２０及び溶接装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果につき、両装置１０、２０の動作との関係で説明する。なお、便宜上、図２に示されるように、第１下側電極２６にスタッドボルト３２が既に保持され、且つ該第１下側電極２６が既に起立した状態からの動作を説明する。また、特に断りのない限り、電極切替装置２０及び溶接装置１０は、図示しない制御回路の制御作用下に動作を営む。
　起立した第１下側電極２６は、図１に示すように、被溶接体４０に近接する。この時点で、第１下側電極２６の挿通孔１７４に保持されたスタッドボルト３２の、貫通孔１７６から突出した円柱状突部３８が、被溶接体４０の下端面に当接してもよい。そして、次に、前記回動機構の作用下に、第２アーム２４の先端が第１アーム２２の先端に接近するように回動する。これにより上側電極４２が被溶接体４０の上端面に当接し、被溶接体４０を挟んで第１下側電極２６に対向するとともに、該被溶接体４０に押圧力を付与する。この押圧により、図１１Ａに示すように、スタッドボルト３２の円柱状突部３８が被溶接体４０の下端面に押接される。すなわち、被溶接体４０が、スタッドボルト３２を保持した第１下側電極２６と、上側電極４２とで挟持される。
　次に、溶接電源１８から溶接電流が供給される。溶接電流は、例えば、第１アーム２２、導通盤５２（台座部６４）、円盤状導体１３８、円柱状導体１３６、電極チップ１４０、導電キャップ１６６、スタッドボルト３２、被溶接体４０、上側電極４２、ケーブル４４の順（又はその逆）に流れる。すなわち、第１下側電極２６と上側電極４２の間に通電がなされ、これにより円柱状突部３８が溶融して圧潰される。これに伴い、図１１Ｂに示すように、第１下側電極２６が被溶接体４０に対して相対的に上昇し、フランジ部３６の頂面と、絶縁キャップ１６８の上面とが被溶接体４０に当接する。このことを検知した制御部は、溶接電流の通電を停止する。この通電停止に伴い、スタッドボルト３２のフランジ部３６と被溶接体４０との間の溶融物が冷却固化する。これにより、スタッドボルト３２が被溶接体４０の下端面に接合されるに至る。
　なお、上記の例では円柱状突部３８を全て圧潰させてフランジ部３６を被溶接体４０に当接させるようにしているが、円柱状突部３８が全て圧潰することなく、その一部が残留する厚みに設定するようにしてもよい。この場合、円柱状突部３８が被溶接体４０に溶接される。
　第１下側電極２６の、被溶接体４０に対する相対的な上昇は、絶縁キャップ１６８の上面が被溶接体４０の下端面に当接することで停止される。以降に溶接されるスタッドボルト３２も同様である。このため、円柱状突部３８の高さを揃えることにより、溶融量及び圧潰量が略同等となる。従って、被溶接体４０に溶接されたスタッドボルト３２のフランジ部３６の高さを略一定に揃えることができる。その結果として、溶接製品の寸法精度が向上する。
　このようにしてプロジェクション溶接がなされている間、第１アーム２２に設けられたボルト供給装置３０（図１参照）から、次に溶接される新たなスタッドボルト３２が第２下側電極２８に供給される。すなわち、横臥姿勢となって第２受ブラケット６２に支持された第２下側電極２８においては、絶縁キャップ１６８の貫通孔１７６と、導電キャップ１６６及び磁着部材１６４の挿通孔１７４とがボルト供給装置３０に臨む。ボルト供給装置３０から送られたスタッドボルト３２は、その軸部３４が貫通孔１７６を介して挿通孔１７４に通される。この際、磁着部材１６４がその磁力によって軸部３４を引き寄せるので、軸部３４の挿通孔１７４への挿通が容易となる。また、磁着部材１６４が軸部３４を磁着するので、スタッドボルト３２が第２下側電極２８から脱落することが防止される。
　次に、制御部は、第２アーム２４を回動させて上側電極４２を被溶接体４０から離間させる一方で、第１下側電極２６の挿通孔１７４からスタッドボルト３２を離脱させる。離脱の力が磁着部材１６４の磁力（拘束力）に比して大きいので、磁着部材１６４によってスタッドボルト３２の挿通孔１７４からの離脱が妨げられることはない。そして、この状態でロボットが適宜の動作を行い、次の溶接箇所に電極切替装置２０及び上側電極４２を移動させる。
　この移動の間、又は後に、制御部は、回動用アクチュエータであるエアシリンダ７０を付勢する。これにより該エアシリンダ７０を構成する押引用ロッド７２に推力が付与され、該押引用ロッド７２が図４に示す位置から図１２に示す位置に後退する。これに伴い、Ｌ型アーム部材８２が第３止軸８６及びエルボ部を回動中心として回動するので、短寸端がステー盤５０に接近する方向に移動するとともに、長寸端が第１軸止盤５４に接近する方向に移動する。Ｌ型アーム部材８２の長寸端に形成された長穴８８に、スライダ９０の舌片部９４に設けられた係合突起９６（又は第４止軸）が係合しているので、スライダ９０が第１軸止盤５４に接近する方向に移動する。この移動の際、スライダ９０は案内軸１０６に案内される。
　これに対し、カム軸１１０は、第１軸止盤５４及び第２軸止盤５６に連結されているために回転することができない。従って、スライダ９０が上記のように移動することに伴い、第１回動ホルダ１２０の基端部１２３に設けられた第１カムローラ１２６ａが第１カム溝１１２に沿って移動するとともに、第２カムローラ１２６ｂが第２カム溝１１４に沿って移動する。すなわち、第１カムローラ１２６ａ及び第２カムローラ１２６ｂは、図１３に示すように、カム軸１１０の長手方向に沿って、第１カム溝１１２、第２カム溝１１４の第１軸止盤５４側の終点に向かう。
　同時に、第２回動ホルダ１２２の基端部１２３に設けられた第３カムローラ１２６ｃが第２カム溝１１４に沿って移動するとともに、第４カムローラ１２６ｄが第１カム溝１１２に沿って移動する。すなわち、第３カムローラ１２６ｃ及び第４カムローラ１２６ｄは、第１カム溝１１２及び第２カム溝１１４の中間であるＶ字の屈曲部に向かう。第１カムローラ１２６ａ～第４カムローラ１２６ｄがこのように移動することに追従し、第１回動ホルダ１２０及び第２回動ホルダ１２２がカム軸１１０を回動中心として回動する。
　第１カムローラ１２６ａと第２カムローラ１２６ｂがカム軸１１０を介して対向するように対をなし、同様に、第３カムローラ１２６ｃと第４カムローラ１２６ｄがカム軸１１０を介して対向するように対をなしている。このため、第１カムローラ１２６ａと第２カムローラ１２６ｂ、第３カムローラ１２６ｃと第４カムローラ１２６ｄが略同等の力でカム軸１１０を挟持する。このため、第１支軸１２４ａ～第４支軸１２４ｄが第１カム溝１１２、第２カム溝１１４に対して傾き難くなる。その結果、第１カムローラ１２６ａ～第４カムローラ１２６ｄが第１カム溝１１２、第２カム溝１１４の側壁を押圧すること、すなわち、いわゆる囓りが起こることが回避される。このため、第１カムローラ１２６ａ～第４カムローラ１２６ｄが第１カム溝１１２、第２カム溝１１４に沿って円滑に摺動する。
　第１カム溝１１２、第２カム溝１１４において、中間であるＶ字の屈曲部と、第１軸止盤５４側、第２軸止盤５６側の終点との位相差は９０°である。従って、第１カムローラ１２６ａ～第４カムローラ１２６ｄがカム軸１１０に沿って９０°の位相で移動すると、図１４に示すように、第１回動ホルダ１２０が９０°回動して第１下側電極２６が横臥姿勢となり、且つ第２回動ホルダ１２２が９０°回動して第２下側電極２８が起立姿勢となる。すなわち、第２下側電極２８の保持されたスタッドボルト３２が被溶接体４０（ないし溶接場）に臨む。以降は上記と同様にして、第２下側電極２８に保持されたスタッドボルト３２が被溶接体４０に溶接される。この間、横臥姿勢となって第１受ブラケット６０に支持された第１下側電極２６に対し、ボルト供給装置３０から新たなスタッドボルト３２が供給される。
　溶接の後に第２下側電極２８を横臥姿勢とし、且つ第１下側電極２６を起立姿勢とするべく、制御部は、回動用アクチュエータであるエアシリンダ７０を付勢して押引用ロッド７２に推力を付与する。その結果、押引用ロッド７２が、図１２に示す位置から図４に示す位置に前進する。これにより、Ｌ型アーム部材８２が、短寸端が導通盤５２に接近する方向に移動するとともに、長寸端が第２軸止盤５６に接近する方向に移動するように回動する。従って、スライダ９０が案内軸１０６に案内されながら、第２軸止盤５６に接近する方向に移動する。
　スライダ９０が上記のように移動することに伴い、第１回動ホルダ１２０に設けられた第１カムローラ１２６ａ、第２カムローラ１２６ｂが第１カム溝１１２及び第２カム溝１１４の中間であるＶ字の屈曲部に向かって移動する。同時に、第２回動ホルダ１２２に設けられた第３カムローラ１２６ｃ、第４カムローラ１２６ｄが、第２カム溝１１４、第１カム溝１１２の、第２軸止盤５６側の終点に向かう。
　第１カムローラ１２６ａ～第４カムローラ１２６ｄがこのようにカム軸１１０の長手方向に沿って移動することに追従し、第１回動ホルダ１２０及び第２回動ホルダ１２２がカム軸１１０を回動中心として回動する。すなわち、図１５に示すように、第１回動ホルダ１２０が９０°回動して第１下側電極２６が起立姿勢に戻り、且つ第２回動ホルダ１２２が９０°回動して第２下側電極２８が横臥姿勢に戻る。
　このように、本実施の形態によれば、第１支軸１２４ａ～第４支軸１２４ｄにそれぞれ支持された第１カムローラ１２６ａ～第４カムローラ１２６ｄを、カム軸１１０に形成された第１カム溝１１２、第２カム溝１１４に沿って移動させることにより、第１下側電極２６、第２下側電極２８のうち、プロジェクション溶接に携わる電極を起立姿勢とすることができる。しかも、起立姿勢とすると同時に、該電極を、上側電極４２に対向する位置（溶接場）まで移動させることができる。カム軸１１０と第１カムフォロワ１２８ａ～第４カムフォロワ１２８ｄの組み合わせは簡素であり、しかも、軽量であるとともに小形状である。このため、電極切替装置２０の一層の小型化を図ることができる。しかも、この組み合わせにより、第１作業体である第１下側電極２６と、第２作業体である第２下側電極２８との切替が円滑となる。
　ここで、上記の回動が繰り返されることにより、第１下側電極２６、第２下側電極２８の第１端を構成する円盤状導体１３８が、導通盤５２の台座部６４に対して当接と離間を繰り返す。具体的には、第１下側電極２６又は第２下側電極２８が起立姿勢となったときに円盤状導体１３８が台座部６４に対向する。さらに、第２アーム２４が上側電極４２を介して被溶接体４０及び第１下側電極２６又は第２下側電極２８を押圧すると、中空円筒部１３０内に収容されたコイルスプリング１６０が収縮されることにより、円柱状導体１３６が中空円筒部１３０に沿って台座部６４側に移動する。その結果、円盤状導体１３８が台座部６４に当接し、これにより、溶接電源１８と第１下側電極２６又は第２下側電極２８が電気的に接続される。このとき、上記したように被溶接体４０とスタッドボルト３２を通過する溶接電流が流れる。
　これに対し、第１下側電極２６又は第２下側電極２８が横臥姿勢となったときには、円盤状導体１３８が台座部６４から離間する。この離間により、溶接電源１８と第１下側電極２６又は第２下側電極２８が電気的に絶縁される。従って、横臥姿勢となった第１下側電極２６又は第２下側電極２８に溶接電流が流れることはない。このように、本実施の形態では、第１下側電極２６又は第２下側電極２８の姿勢を変更することのみで、これら第１下側電極２６又は第２下側電極２８のうちの一方を溶接電源１８に電気的に接続すると同時に、残余の一方を溶接電源１８に対して電気的に絶縁することができる。
　また、導通盤５２と第１アーム２２が互いに接触することから、導通盤５２と第１アーム２２が電気的に接続されている。以上のような理由から、第１下側電極２６又は第２下側電極２８、導通盤５２、第１アーム２２の間にケーブル４４等を設けることが不要となる。また、第１下側電極２６又は第２下側電極２８と導通盤５２との間の導通を可能とするためにオンス銅板等を設ける必要もない。この分、電極切替装置２０、ひいては溶接装置１０の簡素化、小型化ないし軽量化を図ることができる。
　さらに、円盤状導体１３８に凹部１５０及び凸部１５２がマトリクス状に設けられている（図９参照）。このため、円盤状導体１３８と台座部６４との電気的接点が複数箇所に及ぶ。横臥姿勢となった第２下側電極２８又は第１下側電極２６の円盤状導体１３８にスパッタが付着することも想定されるが、その場合、スパッタの大部分は凹部１５０内に進入する。このため、凸部１５２の頂面がスパッタで覆われることが回避される。また、一部の凸部１５２の頂面が仮にスパッタで覆われた場合であっても、残部の凸部１５２の頂面が露呈しているので、円盤状導体１３８と台座部６４との電気的接点が確保される。
　このように、スパッタが円盤状導体１３８に付着したとしても、該円盤状導体１３８と導通盤５２を十分な面積で電気的に接続することができる。従って、スタッドボルト３２と被溶接体４０との間に十分な大きさのナゲットを成長させることができるので、スタッドボルト３２と被溶接体４０との間に十分な接合強度の接合部が得られる。
　なお、台座部６４から離間した円盤状導体１３８は、台座部６４の拘束から解放される。このため、コイルスプリング１６０が伸張するとともに、円柱状導体１３６がコイルスプリング１６０の弾発付勢を受けて中空円筒部１３０内を相対的に移動する。その結果、円盤状導体１３８が中空円筒部１３０の端面に着座する。このように、第１下側電極２６、第２下側電極２８を、第１回動ホルダ１２０、第２回動ホルダ１２２の中空円筒部１３０にフローティング支持したことにより、被溶接体４０から押圧を受けた第１下側電極２６又は第２下側電極２８を台座部６４に当接させることが容易となる。また、被溶接体４０の押圧から解放された円盤状導体１３８を元の位置に戻すことも容易である。
　ところで、ボルト供給装置３０（図１参照）が目詰まりを起こしたとき等、場合によっては、第１下側電極２６又は第２下側電極２８にスタッドボルト３２が供給されない事態があると想定される。この状態を、図１６及び図１７に示す。なお、図１６は、絶縁キャップ１６８を設けていない比較例の場合であり、図１７は、第１下側電極２６、第２下側電極２８に絶縁キャップ１６８を設けた本実施の形態の場合である。
　絶縁キャップ１６８を設けておらず、且つスタッドボルト３２を保持していない第１下側電極２６、第２下側電極２８では、図１６に示すように、導電キャップ１６６の上面が被溶接体４０の下端面に当接する。勿論、被溶接体４０の上端面には上側電極４２が当接する。従って、第１下側電極２６又は第２下側電極２８と上側電極４２の間に、被溶接体４０を通過する溶接電流が流れることが可能となる。この場合、被溶接体４０の、第１下側電極２６又は第２下側電極２８と上側電極４２で挟持された被挟持部位が溶融するので、被溶接体４０が美観を損ねたものとなる。
　これに対し、絶縁キャップ１６８を設けた本実施の形態では、図１７に示すように、絶縁キャップ１６８の上面が被溶接体４０の下端面に当接する。これ以外、被溶接体４０の下端面に当接する部材や物品は存在しない。従って、第１下側電極２６又は第２下側電極２８と上側電極４２の間に通電が起こることはない。このために被溶接体４０の被挟持部位が溶融することが回避されるので、溶接不良が回避される。従って、被溶接体４０の美観を損ねることが防止される。
　しかも、本実施の形態によれば、スタッドボルト３２が保持されているときには第１下側電極２６又は第２下側電極２８と上側電極４２との間に通電がなされ、保持されていないときには通電が遮断される。従って、スタッドボルト３２の有無を判定し、スタッドボルト３２が保持されていないときには溶接作業を中止する等の対応を行う必要がない。スタッドボルト３２が溶接されていない箇所には、予め設定された回数の溶接がなされた後、再度の溶接操作を行うようにすればよい。
　本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　例えば、第１下側電極２６に供給するワークと、第２下側電極２８に供給するワークとを異種のものとし、被溶接体４０の別部位に前記異種のワークをそれぞれ接合するようにしてもよい。この場合、第１下側電極２６にワークを供給する供給装置と、第２下側電極２８にワークを供給する供給装置とを個別に設けるようにすればよい。
　また、この実施の形態では第１カムフォロワ１２８ａ～第４カムフォロワ１２８ｄの第１支軸１２４ａ～第４支軸１２４ｄ及び第１カムローラ１２６ａ～第４カムローラ１２６ｄを第１カム溝１１２、第２カム溝１１４に進入させているが、第１カムフォロワ１２８ａ～第４カムフォロワ１２８ｄに代替し、カムとなる軸体を第１カム溝１１２、第２カム溝１１４に進入させるようにしてもよい。この場合、軸体が第１カム溝１１２、第２カム溝１１４に沿って移動する。
　さらに、作業体切替装置は、この実施の形態で例示した電極切替装置２０に特に限定されるものではなく、溶接場以外の作業場に位置する作業体を交代で入れ替えることが可能なものとして構成することも可能である。
１０…溶接装置　　　　　　　　　　　　１２…多関節ロボット
１６…溶接ガン　　　　　　　　　　　　１８…溶接電源
２０…電極切替装置　　　　　　　　　　２２…第１アーム
２４…第２アーム　　　　　　　　　　　２６…第１下側電極
２８…第２下側電極　　　　　　　　　　３０…ボルト供給装置
３２…スタッドボルト　　　　　　　　　３４…軸部
３６…フランジ部　　　　　　　　　　　３８…円柱状突部
４０…被溶接体　　　　　　　　　　　　４２…上側電極
５０…ステー盤　　　　　　　　　　　　５２…導通盤
５４、５６…軸止盤　　　　　　　　　　６４…台座部
７０…エアシリンダ　　　　　　　　　　７２…押引用ロッド
７６…リンク支持部　　　　　　　　　　８２…Ｌ型アーム部材
９０…スライダ　　　　　　　　　　　　１０６…案内軸
１０８…軸受　　　　　　　　　　　　　１１０…カム軸
１１２、１１４…カム溝　　　　　　　　
１２０、１２２…回動ホルダ
１２４ａ～１２４ｄ…支軸　　　　　　　
１２６ａ～１２６ｄ…カムローラ
１２８ａ～１２８ｄ…カムフォロワ　　　１３０…中空円筒部
１３６…円柱状導体　　　　　　　　　　１３８…円盤状導体
１４０…電極チップ　　　　　　　　　　１５０…凹部
１５２…凸部　　　　　　　　　　　　　１５４…円筒状ストッパ
１６０…コイルスプリング　　　　　　　１６４…磁着部材
１６６…導電キャップ　　　　　　　　　１６８…絶縁キャップ
１６９…保持部　　　　　　　　　　　　１７２…収納孔
１７４…挿通孔　　　　　　　　　　　　１７６…貫通孔

Claims (13)

  1. 　作業装置の作業場に対して第１作業体（２６）と第２作業体（２８）を交互に配置又は退避させる作業体切替装置（２０）であって、
    　互いの間に位相差を有する第１カム溝（１１２）、第２カム溝（１１４）が側周壁に形成されたカム軸（１１０）と、
    　前記カム軸が通される軸受（１０８）が設けられたスライダ（９０）と、
    　前記軸受に通された前記カム軸に支持されて前記第１カム溝に進入する第１軸体（１２４ａ）が設けられた第１回動部材（１２０）と、
    　前記軸受に通された前記カム軸に支持されて前記第２カム溝に進入する第２軸体（１２４ｃ）が設けられた第２回動部材（１２２）と、
    　前記スライダに推力を付与する駆動部（７２）を有する回動用アクチュエータ（７０）と、
    　を備え、
    　前記第１作業体が前記第１回動部材に設けられるとともに、前記第２作業体が前記第２回動部材に設けられ、
    　前記回動用アクチュエータが前記スライダに推力を付与することに伴い、前記第１軸体が前記第１カム溝に沿って移動し且つ前記第２軸体が前記第２カム溝に沿って移動することで、前記第１回動部材と前記第２回動部材のいずれか一方が前記作業場に向かう方向に回動し且つ残余の一方が前記作業場から退避する方向に回動するとともに、前記スライダが前記カム軸の長手方向に沿って移動する作業体切替装置。
  2. 　請求項１記載の作業体切替装置において、前記第１回動部材に、前記軸受に通された前記カム軸に支持されて前記第２カム溝に進入する第３軸体（１２４ｂ）が設けられるとともに、前記第２回動部材に、前記軸受に通された前記カム軸に支持されて前記第１カム溝に進入する第４軸体（１２４ｄ）が設けられた作業体切替装置。
  3. 　請求項２記載の作業体切替装置において、前記第１軸体及び前記第４軸体がカムフォロワ（１２８ａ、１２８ｄ）の支軸であり、前記第１カム溝及び前記第２カム溝に前記カムフォロワのカムローラ（１２６ａ、１２６ｄ）が回転可能に収容された作業体切替装置。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の作業体切替装置において、前記回動用アクチュエータがシリンダ、前記駆動部がロッドであり、前記ロッドと前記スライダが、折曲されたアーム部材（８２）を介して互いに連結され、
    　前記シリンダは、前記ロッドを進退動作させることで、前記アーム部材を介して前記スライダに推力を付与する作業体切替装置。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の作業体切替装置において、前記第１カム溝と前記第２カム溝の位相差が１８０°である作業体切替装置。
  6. 　作業場である溶接場に対して第１作業体（２６）と第２作業体（２８）を交互に配置又は退避させる作業体切替装置（２０）を脱着可能に含む溶接装置（１０）であって、
    　前記作業体切替装置は、
    　互いの間に位相差を有する第１カム溝（１１２）、第２カム溝（１１４）が側周壁に形成されたカム軸（１１０）と、
    　前記カム軸が通される軸受（１０８）が設けられたスライダ（９０）と、
    　前記軸受に通された前記カム軸に支持されて前記第１カム溝に進入する第１軸体（１２４ａ）が設けられた第１回動部材（１２０）と、
    　前記軸受に通された前記カム軸に支持されて前記第２カム溝に進入する第２軸体（１２４ｃ）が設けられた第２回動部材（１２２）と、
    　前記スライダに推力を付与する駆動部（７２）を有する回動用アクチュエータ（７０）と、
    　を備え、
    　前記第１作業体が前記第１回動部材に設けられるとともに、前記第２作業体が前記第２回動部材に設けられ、
    　前記回動用アクチュエータが前記スライダに推力を付与することに伴い、前記第１軸体が前記第１カム溝に沿って移動し且つ前記第２軸体が前記第２カム溝に沿って移動することで、前記第１回動部材と前記第２回動部材のいずれか一方が前記作業場に向かう方向に回動し且つ残余の一方が前記作業場から退避する方向に回動するとともに、前記スライダが前記カム軸の長手方向に沿って移動するものであり、
    　前記第１作業体及び前記第２作業体が、溶接を行うための溶接用電極であり、
    　前記溶接装置は、前記第１作業体又は前記第２作業体のいずれかとの間で通電がなされる別の溶接用電極（４２）を有し、且つ前記作業場が前記溶接場である溶接装置（１０）。
  7. 　請求項６記載の溶接装置において、前記第１作業体と前記第２作業体のうちで前記作業場に位置した作業体が溶接電源（１８）に電気的に接続され、且つ前記作業場から退避した作業体が前記溶接電源に対して電気的に絶縁される溶接装置。
  8. 　請求項６又は７記載の溶接装置において、前記作業場から退避した作業体に、被溶接物であるワークとしての部品（３２）が供給され、前記作業体は、前記部品を保持した状態で前記作業場に向かって移動し、
    　前記作業場で、前記部品を保持した作業体と、前記別の溶接用電極との間に通電がなされて、前記部品を他のワーク（４２）に溶接する溶接装置。
  9. 　請求項８記載の溶接装置において、前記部品がボルトであり、前記ボルトの頭部を前記他のワークに溶接する溶接装置。
  10. 　請求項６～９のいずれか１項に記載の溶接装置において、前記作業体切替装置の前記第１回動部材に、前記軸受に通された前記カム軸に支持されて前記第２カム溝に進入する第３軸体（１２４ｂ）が設けられるとともに、前記第２回動部材に、前記軸受に通された前記カム軸に支持されて前記第１カム溝に進入する第４軸体（１２４ｄ）が設けられた溶接装置。
  11. 　請求項１０記載の溶接装置において、前記第１軸体及び前記第４軸体がカムフォロワ（１２８ａ、１２８ｄ）の支軸であり、前記第１カム溝及び前記第２カム溝に前記カムフォロワのカムローラ（１２６ａ、１２６ｄ）が回転可能に収容された溶接装置。
  12. 　請求項６～１１のいずれか１項に記載の溶接装置において、前記回動用アクチュエータがシリンダ、前記駆動部がロッドであり、前記ロッドと前記スライダが、折曲されたアーム部材（８２）を介して互いに連結され、
    　前記シリンダは、前記ロッドを進退動作させることで、前記アーム部材を介して前記スライダに推力を付与する溶接装置。
  13. 　請求項６～１２のいずれか１項に記載の溶接装置において、前記第１カム溝と前記第２カム溝の位相差が１８０°である溶接装置。
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