(57)【要約】【課題】簡単な構成で、従来の技術のような潤滑液の供給を必要とすることなく、溶接用電極チップの先端を適切に塑性変形させて所望の形状に容易に整形することができる溶接用電極チップの整形装置およびその整形方法を提供する。【解決手段】本発明の整形装置Ｓは、塑性加工工具１とこの塑性加工工具１を保持する工具ホルダ２とを備えてなる整形工具３と、この整形工具３を回転駆動する回転駆動手段４とを有しており、電極チップＤの先端を回転駆動される整形工具３の塑性加工工具１に対して押し当てて塑性変形させることにより整形するもので、塑性加工工具１の、電極チップＤの先端を塑性変形させる表面がダイヤモンド材５により被覆されており、工具ホルダ２には、加工粉排出用の孔６と、さらに、工具ホルダ２の凹部１７の底部１７ａに径方向に延びる突条７とが設けられている。【選択図】図４
2010029883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具と、該整形工具を回転駆動する回転駆動手段とを有しており、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対して押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形装置であって、
前記塑性加工工具の、溶接用電極チップの先端を塑性変形させる表面がダイヤモンド材により被覆されていることを特徴とする溶接用電極チップの整形装置。
【請求項２】
前記塑性加工工具が、溶接用電極チップの先端の異なる部分を整形する複数により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の溶接用電極チップの整形装置。
【請求項３】
塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具と、該整形工具を回転駆動する回転駆動手段とを有しており、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対し押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形装置であって、
前記工具ホルダに加工粉排出用の孔を設けたことを特徴とする溶接用電極チップの整形装置。
【請求項４】
塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具と、該整形工具を回転駆動する回転駆動手段とを有しており、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対し押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形装置であって、
前記工具ホルダの底部に、径方向に延びる突条が設けられていることを特徴とする溶接用電極チップの整形装置。
【請求項５】
塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具を回転駆動させると共に、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対し押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形方法であって、
前記塑性加工工具の、溶接用電極チップの先端を塑性変形させる表面に、ダイヤモンド材を被覆しておき、
該ダイヤモンド材に溶接用電極チップの先端を押し当てて塑性変形させることを特徴とする溶接用電極チップの整形方法。
【請求項６】
前記塑性加工工具を、溶接用電極チップの先端の異なる部分を整形する複数により構成しておき、これら複数の塑性加工工具を組み合わせて前記溶接用電極チップの先端を整形することを特徴とする請求項５に記載の溶接用電極チップの整形方法。
【請求項７】
塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具を回転駆動させると共に、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対し押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形方法であって、
前記工具ホルダに加工粉排出用の孔を設けておき、
該孔を介して加工粉を外部に排出することを特徴とする溶接用電極チップの整形方法。
【請求項８】
塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具を回転駆動させると共に、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対し押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形方法であって、
前記工具ホルダの底部に、径方向に延びる突条を設けておき、
溶接用電極チップの先端を、回転駆動される整形工具の工具ホルダに押し当てて塑性変形させることにより整形することを特徴とする溶接用電極チップの整形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接用電極チップの整形装置およびその整形方法に関し、特に、塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具と、該整形工具を回転駆動する回転駆動手段とを有しており、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対し押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形装置、および、塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具を回転駆動させると共に、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対し押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえばスポット溶接などの抵抗溶接に用いられる溶接ガンの溶接用電極チップ（以下、単に電極チップと称する）は、通電時に、電極チップの先端が高い圧力の下で高温に晒される。そのため、スポット溶接機では、電極チップの先端が通電毎に崩潰されて、当該電極チップの先端の平坦部の直径が次第に増大する。そして、抵抗溶接においては、溶接電流等の溶接条件が固定された状態で、電極チップの先端の平坦部の直径が増大すると、溶接対象（以下、ワークという）の被接合部に通電される溶接電流の電流密度が減少して良好なナゲットの形成が困難になり、接合強度及び製品の信頼性が低下する。そこで、抵抗溶接機においては、電極に通電する毎に溶接電流を次第に増加させてワークの被接合部に通電させる溶接電流の電流密度を一定に保持することにより、良好なナゲットが継続して得られるようにしたステップアップ機能を備える溶接機が一般に用いられている。
【０００３】
しかしながら、抵抗溶接においては、ワークの表面に亜鉛メッキ等の処理が施されていることが多く、かかる表面処理されたワークに連続してスポット溶接した場合には、通電時の発熱によって溶融した亜鉛等の表面処理材料が電極チップの先端に付着して、ワークと電極チップの先端とが溶着することがある。そこで、抵抗溶接においては、例えば５０打点の溶接が行われる毎など、定期的に電極チップの先端の整形を行うことにより、電極チップがワークに溶着するのを防いでいる。一般に、スポット溶接ガンを具備する溶接ロボットにおいては、所定回数の溶接が行われる毎に、溶接ガンが電極チップの整形位置に位置決めされて、電極チップの整形装置によって電極チップの先端を整形している。このような溶接用電極チップの整形では、一般に、切削工具を電動モータなどの回転駆動手段により回転駆動させて、電極チップを切削工具によって切削加工（ドレッシング）していた。
【０００４】
ところで、電極チップを切削加工によって整形するドレッシングの場合に、電極チップの先端を良好に整形するためには、少なくても０．２ｍｍの切削代が必要である。また、抵抗溶接において溶接品質を確保するためには、一ワーク毎に電極チップの先端を切削加工により整形するのが望ましい。したがって、溶接品質を確保するためには、電極チップの先端の切削代を８ｍｍとした場合に４０ワーク毎の電極チップ交換が必要になり、生産性が著しく低下すると共にランニングコストが増大する。
【０００５】
そのため、たとえば特許文献１に開示されているように、従来の切削工具を塑性加工工具に替えて、電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対し押し当てて塑性変形させることにより整形することが行われるようになってきている。
【０００６】
特許文献１には、放射状に配設された整形工具に電極チップ先端が押圧されて、この状態で前記整形工具が電極チップの軸心回りに回転されて前記電極チップ先端と前記整形工具の整形部とが相対移動されることにより、前記電極チップ先端が塑性変形されて所定形状に整形される電極チップ整形装置が開示されている。
また、特許文献１には、電極チップ整形装置に放射状に配設されて、整形部に電極チップ先端が押圧された状態で、電極チップの軸心回りに回転されて前記電極チップ先端と前記整形部とが相対移動されることにより、前記電極チップ先端が塑性変形されて所定形状に整形される電極チップ整形工具が開示されている。
【０００７】
そして、特許文献１には、整形工具ホルダは略円柱状に形成されており、両端面には当該整形工具ホルダと同一軸心の擂鉢状の穴が設けられ、整形工具ホルダには、整形工具（塑性加工工具）が収容される整形工具収容部が軸心回りの複数箇所に等配されること（００１２）、整形工具が硬質の耐摩耗材料によって形成されて、各整形工具が整形工具ホルダの各整形工具収容部に装着され、整形工具の整形部が凸状の曲面に形成されること（００１３）、さらに、電極チップ先端を、スポット溶接（抵抗溶接）の加圧力によって、整形ヘッドの整形工具ホルダに装着された各整形工具に押圧させ、この状態で、各整形工具を電極チップの軸心回りに回転させることにより、電極チップの先端と各整形工具の整形部とを相対移動させて、この時に電極チップの先端と各整形工具の整形部との間に生じる摩擦のエネルギー（整形工具が電極チップの先端になす整形仕事量）によって、電極チップ先端が塑性変形されて所定形状に整形されること（００１５）などが記載されている。
【０００８】
特許文献１では、その図３に示されているように、整形工具が単一部材で構成されており、また、整形工具ホルダの両端部が径方向内側に延びるように一体成形されていることによって、整形工具収容部に装着された整形工具が整形工具ホルダ内に保持されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２３９７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１にあっては、整形工具は、上述したように単一部材で構成されており、一般に、超硬材などの金属によって形成されていた。また、特許文献１にあっては、整形工具が電極チップ先端になす整形仕事量が、整形工具の回転中心から外側に掛けての全域で一様になるように、整形工具の整形部の電極チップ先端との接触幅が調節されていた。そのため、回転させた状態の整形工具に電極チップを押し付けて塑性変形させることにより整形を行う際の摩擦が大きいために、整形工具と電極チップとの間に摩擦熱が発生する。またさらに、整形を行う際には、電極チップと整形工具とが接触した状態で相対的移動することにより加工粉が発生する。そのため、上記特許文献１にあっては、実際には、摩擦熱の発生を抑制すると共に発生した摩擦熱を冷却し、あるいは、塑性変形の際に発生する加工粉を排出して、回転駆動手段の過負荷を防止するなどのために、潤滑液を供給するためのノズルを整形工具と電極チップとの接触部に向けて配置し、整形時に潤滑液を整形工具と電極チップとの接触部に吐出させ、また吐出させた潤滑液を回収する必要があった。そのため、特許文献１では、構造が複雑となると共にコストがかかるなどの問題があった。また、上述したように潤滑液を供給する場合にあっては、周囲に潤滑液が飛び散り、しかも、電極チップを整形するとき発生する加工粉が潤滑液に混ざった状態であるため、整形工具に付着するなどホルダから排出させることができず、電極チップとの間に介在することとなり、電極チップの塑性変形に影響を及ぼす可能性があるという問題もあった。そして、潤滑液が不足しないように補充したり、ノズルが詰まるなどして潤滑液を吐出させることができなくなるのを防止するためにメンテナンスを定期的に行う必要があるという問題もあった。さらに、特許文献１にあっては整形工具が電極チップの側面を整形するだけであり、工具ホルダの両端面に設けられた擂鉢状の穴では電極チップと接触して塑性変形させることがないものであるため、電極チップの先端面を確実且つ適切に整形することができないという問題もあった。
【００１１】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、従来の技術のような潤滑液の供給を必要とすることなく、溶接用電極チップの先端を適切に塑性変形させて所望の形状に容易に整形することができる溶接用電極チップの整形装置およびその整形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の溶接用電極チップの整形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具と、該整形工具を回転駆動する回転駆動手段とを有しており、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対して押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形装置であって、前記塑性加工工具の、溶接用電極チップの先端を塑性変形させる表面がダイヤモンド材により被覆されていることを特徴とするものである。
請求項２の溶接用電極チップの整形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、前記塑性加工工具が、溶接用電極チップの先端の異なる部分を整形する複数により構成されていることを特徴とするものである。ここで、請求項１または２に記載の溶接用電極チップの整形装置において、塑性加工工具としては、ダイヤモンド被膜が表面に形成されたベース材を工具本体に取り付けたものを用いることができる。
請求項３の溶接用電極チップの整形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具と、該整形工具を回転駆動する回転駆動手段とを有しており、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対し押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形装置であって、前記工具ホルダに加工粉排出用の孔を設けたことを特徴とするものである。
請求項４の溶接用電極チップの整形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具と、該整形工具を回転駆動する回転駆動手段とを有しており、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対し押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形装置であって、前記工具ホルダの底部に、径方向に延びる突条が設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項５の溶接用電極チップの整形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具を回転駆動させると共に、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対し押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形方法であって、前記塑性加工工具の、溶接用電極チップの先端を塑性変形させる表面に、ダイヤモンド材を被覆しておき、該ダイヤモンド材に溶接用電極チップの先端を押し当てて塑性変形させることを特徴とするものである。
請求項６の溶接用電極チップの整形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項５に記載の発明において、前記塑性加工工具を、溶接用電極チップの先端の異なる部分を整形する複数により構成しておき、これら複数の塑性加工工具を組み合わせて前記溶接用電極チップの先端を整形することを特徴とするものである。
請求項７の溶接用電極チップの整形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具を回転駆動させると共に、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対し押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形方法であって、前記工具ホルダに加工粉排出用の孔を設けておき、該孔を介して加工粉を外部に排出することを特徴とするものである。
請求項８の溶接用電極チップの整形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、塑性加工工具と該塑性加工工具を保持する工具ホルダとを備えてなる整形工具を回転駆動させると共に、溶接用電極チップの先端を回転駆動される整形工具の塑性加工工具に対し押し当てて塑性変形させることにより整形する溶接用電極チップの整形方法であって、前記工具ホルダの底部に、径方向に延びる突条を設けておき、溶接用電極チップの先端を、回転駆動される整形工具の工具ホルダに押し当てて塑性変形させることにより整形することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の溶接用電極チップの整形装置に係る発明によれば、塑性加工工具の、溶接用電極チップの先端を塑性変形させる表面が、ダイヤモンド材により被覆されていることにより、回転駆動される整形工具の塑性加工工具に被覆されたダイヤモンド材に対して溶接用電極チップを押し当てて塑性変形させ整形すると、ダイヤモンド材が従来の超硬材よりも硬度が高く、特に銅系の材料からなる溶接用電極チップとの自己潤滑性が良いために、従来の技術のような潤滑液の供給を必要とすることなく、溶接用電極チップの先端を適切に塑性変形させて所望の形状に容易に整形することができる。
請求項２の溶接用電極チップの整形装置に係る発明によれば、請求項１に記載の発明において、塑性加工工具が、溶接用電極チップの先端の異なる部分を整形する複数により構成されていることにより、これらの塑性加工工具を組み合わせて所定の形状に溶接用電極チップを塑性加工するため、溶接用電極チップに対する各塑性加工工具の回転駆動抵抗を減少させることができる。ここで、請求項１または２に記載の溶接用電極チップの整形装置において、塑性加工工具として、ダイヤモンド被膜が表面に形成されたベース材を工具本体に取り付けたものを用いた場合には、安価でシンプルな構成とすることができ、また、ダイヤモンド被膜が劣化した場合などでも、工具ホルダに対して塑性加工工具を取り替えるだけで、新たなダイヤモンド被膜で溶接用電極チップを整形することができる。
請求項３の溶接用電極チップの整形装置に係る発明によれば、工具ホルダに加工粉排出用の孔を設けたことにより、整形する際に発生する加工粉を確実に排除することができるため、塑性加工工具と溶接用電極チップとの間に加工粉が介在することなく、したがって、溶接用電極チップの塑性変形に影響を及ぼすことなく、所定形状に精度よく適切に整形することができる。
請求項４の溶接用電極チップの整形装置に係る発明によれば、工具ホルダの底部に、径方向に延びる突条が設けられていることにより、かかる突条が回転駆動されると溶接用電極チップの先端面を所定の径で平坦に整形することができる。
【００１５】
また、請求項５の溶接用電極チップの整形方法に係る発明によれば、塑性加工工具の、溶接用電極チップの先端を塑性変形させる表面に、ダイヤモンド材を被覆しておくことにより、ダイヤモンド材が従来の超硬材よりも硬度が高く、特に銅系の材料からなる溶接用電極チップとの自己潤滑性が良いために、従来の技術のような潤滑液の供給を必要とすることなく、したがって、溶接用電極チップの先端がダイヤモンド材に押し当てられて塑性変形されることにより、所望の形状に容易に整形することができる。
請求項６の溶接用電極チップの整形方法に係る発明によれば、請求項５に記載の発明において、塑性加工工具を、溶接用電極チップの先端の異なる部分を整形する複数により構成しておくことにより、これら複数の塑性加工工具を組み合わせて溶接用電極チップの先端を所定の形状に整形するに際して、各塑性加工工具の溶接用電極チップに対する回転駆動抵抗を減少させることができる。
請求項７の溶接用電極チップの整形方法に係る発明によれば、工具ホルダに加工粉排出用の孔を設けておくことにより、整形する際に発生する加工粉をこの孔から外部に確実に排除することができるため、塑性加工工具と溶接用電極チップとの間に加工粉が介在することなく、したがって、溶接用電極チップの塑性変形に影響を及ぼすことなく、所定形状に精度よく適切に整形することができる。
請求項８の溶接用電極チップの整形方法に係る発明によれば、工具ホルダの底部に、径方向に延びる突条を設けておくことにより、工具ホルダを回転駆動すると、これに設けられた突条が溶接用電極チップの先端面を所定の径で平坦に整形する。
なお、ここでは請求項に記載した手段に対応する効果について説明したが、請求項１〜４の各装置構成および請求項５〜８の各方法は、それぞれ組み合わせて適用することが可能であり、組み合わせた場合には、その組み合わせに応じて上記の効果を兼ね備えたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の整形装置Ｓの実施の一形態を、溶接ガンの一対の溶接用電極チップ（以下、単に電極チップという）Ｄを整形する場合により図１〜図１２に基づいて詳細に説明する。
本発明の電極チップＤの整形装置Ｓは、概略、塑性加工工具１とこの塑性加工工具１を保持する工具ホルダ２とを備えてなる整形工具３と、この整形工具３を回転駆動する回転駆動手段４とを有しており、電極チップＤの先端を回転駆動される整形工具３の塑性加工工具１に対して押し当てて塑性変形させることにより整形するものであって、塑性加工工具１の、電極チップＤの先端を塑性変形させる表面がダイヤモンド材５により被覆されており、工具ホルダ２には、加工粉排出用の孔６と、さらに、工具ホルダ２の凹部１７の底部１７ａに径方向に延びる突条７とが設けられている。
そして、塑性加工工具１は、ダイヤモンド材５により被覆された部分の位置が異なる複数の種類の工具２１，２２により構成されている。また、塑性加工工具１は、ダイヤモンド材からなる被膜５が表面に形成されたベース材８を工具本体９に取り付けたものにより構成されている。
【００１７】
図２に示すように、溶接ロボットＲのアームＲａの先端には溶接ガンＧが取り付けられている。図２には、溶接ガンＧの一例として、一対の電極チップＤ，Ｄの間にワークを挟み込むことができるよう構成された所謂Ｃ型溶接ガンが示されているが、本発明はこれに限定されることはなく、所謂Ｘ型溶接ガンや、バックバーとの間にワークを挟みこむ単一の電極チップＤを有するものの場合などにも適応することができる。ロボットＲの近くであって電極チップＤが整形しうる姿勢で届く範囲には支柱Ｔが立設されており、この支柱Ｔに整形装置Ｓが支持されている。
【００１８】
この実施の形態における整形装置Ｓは、図１に示すように、整形工具３と回転駆動手段４とからなる整形ヘッド１０と、整形ヘッド１０を移動可能に支持する整形ヘッド支持手段１１とを備えている。整形ヘッド支持手段１１は、支柱Ｔに取り付けられる支持部材１２と、支持部材１２の上下（この実施の形態の場合）に形成された一対のブラケット１３，１３と、両ブラケット１３，１３の間に設けられ整形ヘッド１０の基端部が挿通されて昇降可能に支持するガイドバー１４と、このガイドバー１４に挿通された整形ヘッド１０を中間位置に弾性支持する圧縮コイルばね１５とを備えている。
【００１９】
電極チップＤを整形するに際しては、ロボットアームＲａの先端に支持された溶接ガンＧを整形装置Ｓに近接移動させて、整形ヘッド１０に対して両電極チップＤ，Ｄを挟み込むようにして、回転駆動されている塑性加工工具１に押し付ける。このとき、両電極チップＤ，Ｄの、整形ヘッド１０内の上下の塑性加工工具１に対するそれぞれの距離が均等でない場合であっても、整形ヘッド１０の基端部がガイドバー１４に昇降可能に支持されており、且つ、圧縮コイルばね１５によって中間位置に弾性支持されているため、整形ヘッド１０が一方の電極チップＤに押圧されて他方の電極チップＤに近づくよう昇降移動するため、両電極チップＤ，Ｄの先端部が整形ヘッド１０内の塑性加工工具１，１に対してほぼ均等に押し付けられ、また、電極チップＤが塑性加工工具１に当接される際の衝撃を緩和することができる。
【００２０】
整形ヘッド１０は、回転駆動手段としての中空軸サーボモータ４と、この中空軸サーボモータ４の回転軸（ロータ）１６に支持された整形工具３とを備えている。このサーボモータ４としては、例えば特開２００５−９２０号公報に示されたものが利用できる。整形工具３の工具ホルダ２は、図３に平面図で示すように、その外周面がほぼ六角形に形成されている。また、工具ホルダ２を保持する中空軸サーボモータ４のロータ１６の中心軸孔は、工具ホルダ２の外周面の形状と対応して断面が六角形に形成されている。したがって、工具ホルダ２は、中空軸サーボモータ４のロータ１６に対して相対回転不能に保持されている。工具ホルダ２の図４における上下端面には、電極チップＤ，Ｄの先端を挿入することが可能な半球状あるいはすり鉢状の凹部１７，１７がそれぞれ形成されている。図４において、ほぼ中央の部分を示す符号１７ｂは、工具ホルダ２の凹部１７の両底部１７ａ，１７ａの間の部分である。工具ホルダ２の中心軸線Ｃの周囲には、放射状に配置され、中心軸線Ｃに沿って延び両凹部１７，１７にわたって貫通するように工具保持孔１８が形成されている。また、図３に示したように、周方向に互いに隣接する工具保持孔１８の間には、加工粉排出用の孔６が形成されている。
【００２１】
この実施の形態においては、塑性加工工具１が第１工具２１と第２工具２２の２種類により（すなわち、複数の塑性加工工具により）構成されている。第１および第２工具２１，２２は、図４〜６に示すように、それぞれ、ダイヤモンド被膜５が表面に形成されたベース材８と、このベース材８が取り付けられる工具本体９とにより構成されている。工具本体９は、一側縁の両端が各電極チップＤ，Ｄの先端部の形状に応じて台座部分を成形された板状のもので、たとえば鋼材などによって構成することができる。各塑性加工工具２１，２２は、たとえば薄い鋼板など、超硬材の薄板からなるベース材８の表面にダイヤモンド粒子を焼結などによって凝着させダイヤモンド被膜５を形成した後に、適当な形状および大きさに切り出して、工具本体９の各台座部分にロー付けなどによって貼り付け、最後に放電加工やワイヤカットなどによって仕上げることにより構成することができる。
【００２２】
ここで、電極チップＤは、一般に銅系の合金により構成されている。一方、本発明における塑性加工工具１の電極チップＤを塑性加工する部分の表面には、超硬材よりも硬度が高いダイヤモンド材からなる被膜５が被覆されている。ダイヤモンド材５は、特に銅系の材料からなる電極チップＤとの自己潤滑性が良好である。そのため、溶接用電極チップＤの先端部を所望の形状に整形する際に、従来の技術のような潤滑液の供給を必要とすることなく、適切に塑性変形させることができる。
【００２３】
図４〜図８に示すように、塑性加工工具１の第１工具２１は、電極チップＤの周面の先端面に近い部分を塑性加工するためのものであり、塑性加工工具１の第２工具２２は、電極チップＤの周面の先端面から比較的離れた部分を塑性加工するためのものである。図４の中心軸線Ｃ−Ｃから右方に示したように、第１工具２１のダイヤモンド被膜５が形成されたベース材８は、工具本体９の、工具ホルダ２の凹部１７の底部１７ａ近くの位置Ａ（図７）に配置されており、図４の中心軸線Ｃ−Ｃから左方に示したように、第２工具２２のダイヤモンド被膜５が形成されたベース材８は、工具本体９の、第１工具２１のベース材８よりも工具ホルダ２の凹部１７の底部１７ａから離れた位置Ｂ（図８）に配置されている。
【００２４】
さらに、図７および図８には、第１工具２１と第２工具２２の形状を説明するために、それぞれ実線と一点鎖線で第１工具２１と第２工具２２が示されている。図７および図８から明白であるように、第１工具２１と第２工具２２は、電極チップＤの軸線周りに回転駆動されることにより電極チップＤの異なる部分をそれぞれ順次塑性加工する。すなわち、第１工具２１と第２工具２２を組み合わせることにより、電極チップＤの先端部分が所望する形状に順次塑性加工されることとなる。また、この実施の形態では、図３に示すように、第１工具２１の幅が第２工具２２の幅よりも大きくなっている。
【００２５】
さらに、両工具２１，２２は、ダイヤモンド被膜５における工具ホルダ２の凹部１７の底部１７ａから離れた端部近傍から、工具本体９の端部に向かった部分Ｆが、電極チップＤの整形する必要のない周面に接触しないように径方向外側に逃げるように形成されている。なお、各工具本体９の一方側には、工具ホルダ２の工具保持孔１８に挿入し保持する際に、その基準となる側を識別するため溝９ａが形成されている。
【００２６】
図４に示したように、工具ホルダ２を中空軸サーボモータ４のロータ１６の中心軸孔に挿入し、各工具２１，２２を工具ホルダ２に貫通するよう形成された対応する工具保持孔１８に挿入し、ボルト２３によってロータ１６の上下面に蓋板２４を取り付けると、各工具２１，２２は上下の蓋板２４，２４の間で、工具ホルダ２の凹部１７，１７間を貫通するよう形成された工具保持孔１８の内部に保持されることとなる。このとき、各工具２１，２２の端部と蓋板２４との間には、僅かにクリアランスが設定されており、そのため、工具２１，２２に無理な力が加わったときなど、軸方向に僅かに移動することができるようになっている。また、各工具２１，２２のダイヤモンド被膜５が損傷した場合などには、ボルト２３を取り外して蓋板２４を取り外すことにより、工具ホルダ２の工具保持孔１８からダイヤモンド被膜５が損傷した工具２１，２２を抜き取り、新たな工具２１，２２を工具ホルダ２の工具保持孔１８に挿入して容易に交換することができる。
【００２７】
図９〜図１１に示すように、工具ホルダ２の凹部１７の底部１７ａには、その径方向に延びる突条７が形成されている。図１０に示された実施の形態では、突条７は、断面形状がほぼ半円形に形成されている。また、図９に示された実施の形態では、突条７は単一で直線状に径方向に延びるよう形成されている。しかしながら、本発明は、この実施の形態に限定されることはなく、たとえば図１２に示すように底部１７ａの中心と、径方向外側端部との中間部分が回転方向（図１２の矢印を参照）に先行するように湾曲させて形成することもでき、また、突条７は複数形成してもよい。さらに、突条７の表面には、第１および第２工具２１，２２と同様に、ダイヤモンド被膜を被覆してもよい。
【００２８】
このように突条７を凹部１７の底部１７ａに形成したことにより、整形工具３を回転させた状態で電極チップＤが押し当てられると、電極チップＤの先端面に対して突条７が部分的に接した状態で塑性変形させ、電極チップＤの先端面を所定の大きさの径の平坦面に整形することができる。
【００２９】
次に、本発明の電極チップＤの整形方法の実施の一形態を、上述したように構成された整形装置Ｓを用いる場合によって、その作動と共に説明する。
本発明の電極チップＤの整形方法は、概略、塑性加工工具１とこの塑性加工工具１を保持する工具ホルダ２とを備えてなる整形工具３を回転駆動させると共に、電極チップＤの先端を回転駆動される整形工具３の塑性加工工具１に対し押し当てて塑性変形させることにより整形するものであって、塑性加工工具１の、電極チップＤの先端を塑性変形させる表面に、ダイヤモンド材５を被覆し、また、工具ホルダ２に加工粉排出用の孔６を設け、さらに、工具ホルダ２の凹部１７の底部１７ａに、径方向に延びる突条７を設けておき、整形工具３を回転駆動させた状態で、ダイヤモンド材５に電極チップＤの先端を押し当て、また、電極チップＤの先端面を突条７に押し当てて塑性変形させ、さらに、このとき発生する加工粉を孔６から整形工具３の外部に排出する。
さらに、本発明の整形方法は、塑性加工工具１を、ダイヤモンド材５を被覆された部分の位置が異なる複数の種類の工具２１，２２により構成しておき、これら複数の工具２１，２２を組み合わせて電極チップＤの先端を整形する。
さらにまた、本発明の整形方法は、塑性加工工具１を、ダイヤモンド材からなる被膜５が表面に形成されたベース材８を工具本体９に取り付けたものにより予め構成しておく。
【００３０】
溶接ガンＧの電極チップＤの先端部分を整形するに際しては、最初に、溶接ロボットＲのアームＲａを駆動して、電極チップＤ，Ｄを整形ヘッド１０と対応する位置に移動させる。このとき、中空軸サーボモータ４が駆動されており、ロータ１６に支持された整形工具３が回転している。この状態で、電極チップＤ，Ｄを互いに近接移動させて蓋板２４の開口部２４ａから整形工具３内に挿入し、工具２１，２２と突条７に押し付け加圧する。
【００３１】
電極チップＤの周面の、先端面に近い部分は、図７のＡの範囲に位置する第１工具２１のダイヤモンド被膜５により、また、先端面から比較的離れた部分は、図８のＢの範囲に位置する第２工具２２のダイヤモンド被膜５により塑性変形されて整形される。また電極チップＤの先端面は、突条７が部分的に接した状態で相対的に回転されて塑性変形し整形される。この整形するときにおいて、工具２１，２２のダイヤモンド被膜５の電極チップＤに対する自己潤滑性が良好であるため、回転駆動抵抗を少なくすることができ、したがって、従来の技術のような潤滑液の供給を必要とすることなく、適切に塑性変形させることができる。
【００３２】
また、塑性加工工具１を第１工具２１と第２工具２２とにより組み合わせて構成しておくことにより、第１工具２１と第２工具２２の電極チップＤに接触する部分が小さくなり、しかも、電極チップＤの異なる部分をそれぞれ順次塑性加工することとなり、これに加えてこの実施の形態では、図３に示したように、回転駆動による周速が速く電極チップＤの加圧によるスラスト荷重が少ない第２工具２２の幅を、周速が低くスラスト荷重が大きい第１工具２１の幅よりも小さくしたことにより、回転駆動抵抗を少なくして適切に電極チップＤの先端部を塑性変形させることができる。そのため、従来の技術のような潤滑液の供給を必要とすることなく、適切に整形することができる。
【００３３】
さらに、突条７が電極チップＤの先端面に部分的に接触するだけであるため、従来の技術のような潤滑液の供給を必要とすることなく、回転駆動抵抗を少なくして適切に電極チップＤの先端面を塑性変形させ、適切に整形することができる。
【００３４】
そして、電極チップＤを整形する際には加工粉が発生するが、上述したように、工具ホルダ２の工具２１，２２間に加工粉排出用の孔６を配設し、しかも、従来の技術のような潤滑液の供給を必要としないため、特に上方側の電極チップＤの整形に伴い発生する加工粉は、整形ヘッド１０の内部に付着し堆積することがなく、孔６を通って下方側に移動し外部に排出される。そのため、工具２１，２２や突条７と電極チップＤとの間に加工粉が介在して電極チップＤの表面に傷が付いたりダイヤモンド被膜５を破損させるような悪影響を及ぼすことがなく、電極チップＤを精度よく適切に整形することができる。
【００３５】
以上の構成から、本発明では電極チップＤの先端部を、先端面が所定の径で平坦に、そして、この先端面との境界から一定の曲率（アール）で所謂ドーム状に整形して、たとえばＸ型溶接ガンの場合であっても、電極チップの整形が進行して長さが短くなったことにより、整形工具３内に挿入した電極チップの姿勢が変化しても、工具２１，２２との接触状態が変化することなく整形可能であり、一定の電流密度で良好なナゲットを形成することができ、接合強度および製品の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の一形態における整形装置の全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の整形装置と、この整形装置によって整形される電極チップを有する溶接ガンが支持されたロボットを示した正面図である。
【図３】本発明の整形装置における工具ホルダの平面図である。
【図４】整形ヘッドの部分拡大断面図である。
【図５】第１工具を示す正面図である
【図６】第２工具を示す正面図である。
【図７】第１工具の形状と、その塑性加工位置を説明するために示した概念図である。
【図８】第２工具の形状と、その塑性加工位置を説明するために示した概念図である。
【図９】工具ホルダの凹部の底部に形成された径方向に延びる突条の実施の一形態を説明するために示した平面図である。
【図１０】突条の断面図である。
【図１１】径方向に延びる突条が形成された工具ホルダの凹部を示す断面図である。
【図１２】工具ホルダの凹部の底部に形成された径方向に延びる突条の、別の実施の形態を説明するために示した平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ｄ：電極チップ、  Ｓ：整形装置、  １：塑性加工工具、  ２：工具ホルダ、  ３：整形工具、  ４：中空軸サーボモータ（回転駆動手段）、  ：５ダイヤモンド材、  ６：加工粉排出用の孔、  ７：突条、  ８：ベース材、  ９：工具本体、  １６：ロータ（回転軸）、  １７：凹部、  １８：工具保持孔、  ２１：第１工具、  ２２：第２工具、  ２４：蓋板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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