(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のチップ接続ボディと、前記チップ接続ボディの外側に嵌装される筒状の保持部材と、前記チップ接続ボディの内側に嵌装される筒状の溶接用チップと、を有するとともに、前記保持部材は前記チップ接続ボディの軸方向の一端側に向けて弾性部材により付勢され、前記保持部材を前記軸方向の他端側に変位させると前記チップ接続ボディに対して前記軸方向に固定されていた前記溶接用チップの固定を解除する溶接用トーチに用いる溶接用チップ交換装置であって、
前記保持部材を把持する第１把持機構と、
前記保持部材から前記一端側に突出している前記溶接用チップまたは別の溶接用チップを把持する第２把持機構と、
前記第１把持機構を前記軸方向の前記他端側に駆動させることにより、前記溶接用チップの前記チップ接続ボディに対する固定解除を行い、前記第１把持機構を前記軸方向の前記一端側に駆動させることにより、前記別の溶接用チップの前記チップ接続ボディに対する固定を行う第１駆動機構と、
前記第２把持機構を前記軸方向の前記一端側に駆動させることにより、前記溶接用チップの離脱を行い、前記第２把持機構を前記軸方向の前記他端側に駆動させることにより、前記別の溶接用チップの装着を行う第２駆動機構と、を備えることを特徴とする溶接用チップ交換装置。
【請求項２】
筒状のチップ接続ボディと、前記チップ接続ボディの外側に嵌装される筒状の保持部材と、前記チップ接続ボディの内側に嵌装される筒状の溶接用チップと、を有するとともに、前記保持部材は前記チップ接続ボディの軸方向の一端側に向けて弾性部材により付勢され、前記保持部材を前記軸方向の他端側に変位させると前記チップ接続ボディに対して前記軸方向に固定されていた前記溶接用チップの固定を解除する溶接用トーチに用いる溶接用チップ交換装置であって、
前記保持部材の前記一端側の端部を前記他端側に向けて押圧するための押圧部材と、
前記押圧部材を前記軸方向の前記他端側に駆動させることにより、前記溶接用チップの前記チップ接続ボディに対する固定解除を行い、前記押圧部材を前記軸方向の前記一端側に駆動させることにより、別の溶接用チップの前記チップ接続ボディに対する固定を行う押圧駆動機構と、を備えることを特徴とする溶接用チップ交換装置。
【請求項３】
前記チップ接続ボディから離脱した前記溶接用チップと前記チップ接続ボディとの間において、前記溶接用チップおよび前記チップ接続ボディの管内を連通するワイヤを切断する切断機構を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の溶接用チップ交換装置。
【請求項４】
交換が必要となった前記溶接用チップを前記軸方向を中心として所定角度回転させる回転機構を前記溶接用チップと隣り合う位置に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の溶接用チップ交換装置。
【請求項５】
前記軸方向に直交する２つ以上の方向から前記溶接用トーチの位置情報を取得する２つ以上の位置センサーを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の溶接用チップ交換装置。
【請求項６】
前記溶接用チップと前記別の溶接用チップとをパレットを介して交換する溶接用チップ交換装置であって、
前記チップ接続ボディに装着されている前記溶接用チップをパレットに受け渡し、前記パレットに設置されている前記別の溶接用チップを前記チップ接続ボディに装着することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の溶接用チップ交換装置。
【請求項７】
溶接用トーチと、前記溶接用トーチを保持するロボットアームと、前記溶接用トーチの溶接用チップを交換する請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の溶接用チップ交換装置と、を備える溶接用チップ交換システムであって、
前記溶接用トーチは、周面に固定孔が貫通して形成される筒状のチップ接続ボディと、前記チップ接続ボディの外側に嵌装され、内周面に、縮径部と拡径部とが形成される筒状の保持部材と、前記保持部材の内周面と前記チップ接続ボディの前記固定孔との間に、前記チップ接続ボディの軸方向に固定される固定部材と、前記チップ接続ボディの内側に嵌装され、前記固定孔に対向する位置で外周面の周方向に沿って固定溝が形成される筒状の前記溶接用チップと、前記保持部材と前記チップ接続ボディとの間に設置され、一端が前記縮径部に他端が前記チップ接続ボディに接した弾性部材と、を備えるとともに、前記保持部材は、前記チップ接続ボディの軸方向に変位可能に組みつけられており、前記固定部材は、前記チップ接続ボディの径方向における幅が、前記縮径部の内周面と前記溶接用チップの外周面との間隔より大きく、前記拡径部の内周面と前記溶接用チップの外周面との間隔より小さく形成されることを特徴とする溶接用チップ交換システム。
【請求項８】
筒状のチップ接続ボディと、前記チップ接続ボディの外側に嵌装される筒状の保持部材と、前記チップ接続ボディの内側に嵌装される筒状の溶接用チップと、を有するとともに、前記保持部材は前記チップ接続ボディの軸方向の一端側に向けて弾性部材により付勢され、前記保持部材を前記軸方向の他端側に変位させると前記チップ接続ボディに対して前記軸方向に固定されていた前記溶接用チップの固定を解除する溶接用トーチに用いる溶接用チップ交換方法であって、
前記保持部材を前記軸方向に沿って前記他端側に変位させ、前記溶接用チップを前記チップ接続ボディから取り外す離脱工程と、
前記保持部材を前記軸方向に沿って前記他端側に変位させた状態で別の溶接用チップを前記チップ接続ボディの内側に挿入した後、前記保持部材を前記軸方向に沿って前記一端側に変位させ、前記別の溶接用チップを前記チップ接続ボディに固定する装着工程と、
を有することを特徴とする溶接用チップ交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスシールドアーク溶接に用いる溶接用チップ交換装置、溶接用チップ交換システムおよび溶接用チップ交換方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にガスシールドアーク溶接では、ワイヤへの給電部材として、コンタクトチップ（以下、溶接用チップという）と呼ばれる消耗品の銅製電極を用いる。この溶接用チップには貫通した孔が形成されており、この貫通孔にワイヤを連続送給するとともに、溶接用チップを介してワイヤに電流を流すことで、溶接用チップの先端から出てくるワイヤと溶接母材との間にアークを発生させる。
【０００３】
ガスシールドアーク溶接を行うと、溶接用チップの先端の貫通孔の内周面とワイヤとが摩擦することにより、当該部分が磨耗してしまう。その結果、貫通孔の内径が拡大して溶接位置のずれやワイヤへの通電不良を起こしてしまうため、溶接用チップは定期的に交換する必要がある。
【０００４】
特に、長時間に亘る溶接を自動で行う場合、この溶接用チップの交換という作業が溶接設備の稼働率を左右する一因となる。
ここで、人手により溶接用チップの交換を行おうとすると、交換に時間と手間が掛かってしまい、著しく溶接設備の稼働率を低下させてしまう。したがって、自動で溶接用チップの交換を行うことが可能な溶接用チップ交換装置の研究開発および実用化が進んでいる。
【０００５】
例えば、特許文献１および特許文献２には、小型かつ溶接用チップの交換が簡易な交換装置が開示されている。また、特許文献３には、様々なサイズの溶接用トーチおよび溶接用チップに対応可能な交換装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３１２２６６号公報
【特許文献２】特開平１１−３４７７３１号公報
【特許文献３】特開２０１０−１４９１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に開示された全ての技術は、溶接用チップとチップ接続ボディとの着脱部分がねじ式の機構となっている溶接用トーチに対応した溶接用チップ交換装置に関するものである。したがって、特許文献１〜３に係る溶接用チップ交換装置は、溶接用チップを回転させるための回転装置が必須となる。そして、溶接用チップが溶接用トーチから容易に外れることがないように溶接用チップを固く装着させるために、また、固く装着した溶接用チップを取り外すために、回転装置に大きな回転力を付与する機構が必要となる。その結果、特許文献１〜３に係る溶接用チップ交換装置は、複雑な構成にならざるを得なかった。
【０００８】
そこで、本発明は、簡易な構成である溶接用チップ交換装置、溶接用チップ交換システムおよび溶接用チップ交換方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明に係る溶接用チップ交換装置は、筒状のチップ接続ボディと、前記チップ接続ボディの外側に嵌装される筒状の保持部材と、前記チップ接続ボディの内側に嵌装される筒状の溶接用チップと、を有するとともに、前記保持部材は前記チップ接続ボディの軸方向の一端側に向けて弾性部材により付勢され、前記保持部材を前記軸方向の他端側に変位させると前記チップ接続ボディに対して前記軸方向に固定されていた前記溶接用チップの固定を解除する溶接用トーチに用いる溶接用チップ交換装置であって、前記保持部材を把持する第１把持機構と、前記保持部材から前記一端側に突出している前記溶接用チップまたは別の溶接用チップを把持する第２把持機構と、前記第１把持機構を前記軸方向の前記他端側に駆動させることにより、前記溶接用チップの前記チップ接続ボディに対する固定解除を行い、前記第１把持機構を前記軸方向の前記一端側に駆動させることにより、前記別の溶接用チップの前記チップ接続ボディに対する固定を行う第１駆動機構と、前記第２把持機構を前記軸方向の前記一端側に駆動させることにより、前記溶接用チップの離脱を行い、前記第２把持機構を前記軸方向の前記他端側に駆動させることにより、前記別の溶接用チップの装着を行う第２駆動機構と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この溶接用チップ交換装置によれば、溶接用チップをチップ接続ボディから離脱させる場合、まず、保持部材を把持した第１把持機構を第１駆動機構により軸方向に沿って他端側に移動させることで、保持部材を介してチップ接続ボディと固定状態にあった溶接用チップを固定解除状態とする。そして、溶接用チップを把持した第２把持機構を第２駆動機構により軸方向に沿って一端側に移動させることで、溶接用チップの離脱が完了する。
一方、溶接用チップをチップ接続ボディに装着させる場合、まず、保持部材を把持した第１把持機構を第１駆動機構により軸方向に沿って他端側に移動させることで、チップ接続ボディに溶接用チップを挿入可能な状態（固定解除状態）とする。そして、予め用意された新たな溶接用チップ（別の溶接用チップ）を第２把持機構で把持し第２駆動機構により軸方向に沿って他端側に移動させることで当該溶接用チップをチップ接続ボディに挿入させ、その後、保持部材を把持した第１把持機構を第１駆動機構により軸方向に沿って一端側に移動させることで、当該溶接用チップがチップ接続ボディに固定される。これにより、溶接用チップの装着が完了する。
【００１１】
また、本発明に係る溶接用チップ交換装置は、筒状のチップ接続ボディと、前記チップ接続ボディの外側に嵌装される筒状の保持部材と、前記チップ接続ボディの内側に嵌装される筒状の溶接用チップと、を有するとともに、前記保持部材は前記チップ接続ボディの軸方向の一端側に向けて弾性部材により付勢され、前記保持部材を前記軸方向の他端側に変位させると前記チップ接続ボディに対して前記軸方向に固定されていた前記溶接用チップの固定を解除する溶接用トーチに用いる溶接用チップ交換装置であって、前記保持部材の前記一端側の端部を前記他端側に向けて押圧するための押圧部材と、前記押圧部材を前記軸方向の前記他端側に駆動させることにより、前記溶接用チップの前記チップ接続ボディに対する固定解除を行い、前記押圧部材を前記軸方向の前記一端側に駆動させることにより、別の溶接用チップの前記チップ接続ボディに対する固定を行う押圧駆動機構と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この溶接用チップ交換装置によれば、溶接用チップをチップ接続ボディから離脱させる場合、まず、押圧駆動機構により押圧部材を軸方向に沿って他端側に移動させることにより、保持部材を他端側に押圧することで、保持部材を介してチップ接続ボディと固定状態にあった溶接用チップを固定解除状態とする。そして、固定解除された溶接用チップが軸方向に沿って一端側に移動することで、溶接用チップの離脱が完了する。
一方、溶接用チップをチップ接続ボディに装着させる場合、まず、押圧駆動機構により押圧部材を軸方向に沿って他端側に移動させることにより、保持部材を他端側に押圧することで、チップ接続ボディに溶接用チップを挿入可能な状態（固定解除状態）とする。そして、予め用意された新たな溶接用チップ（別の溶接用チップ）をチップ接続ボディに挿入させ、その後、押圧駆動機構により押圧部材を軸方向に沿って一端側に移動させることで、溶接用チップがチップ接続ボディに固定される。これにより、溶接用チップの装着が完了する。
【００１３】
また、本発明に係る溶接用チップ交換装置は、前記チップ接続ボディから離脱した前記溶接用チップと前記チップ接続ボディとの間において、前記溶接用チップおよび前記チップ接続ボディの管内を連通するワイヤを切断する切断機構を備えることが好ましい。
【００１４】
この溶接用チップ交換装置によれば、切断機構を備えることにより、溶接用チップの一端側の端部とワイヤとが融着し、ワイヤの送給不良を起こす「チップ融着」が発生してしまった場合でも、ワイヤと融着した状態のままの溶接用チップをチップ接続ボディから取り外し、溶接用チップとチップ接続ボディの管内を連通するワイヤを切断することで溶接用チップをチップ接続ボディから容易に離脱すことができる。
一方、溶接用チップとチップ接続ボディとの着脱部分がねじ式の機構となっている溶接用トーチに対応した溶接用チップ交換装置では、チップ融着が発生してしまった場合、溶接用チップを取り外す際にワイヤをねじ切る力が必要となり、溶接用チップの取り外しが非常に困難であった。
【００１５】
また、本発明に係る溶接用チップ交換装置は、交換が必要となった前記溶接用チップを前記軸方向を中心として所定角度回転させる回転機構を前記溶接用チップと隣り合う位置に備えることが好ましい。
【００１６】
この溶接用チップ交換装置によれば、回転機構を備えることにより、溶接作業と溶接作業の間に交換が必要となった溶接用チップを軸方向を中心として所定角度回転させることで、溶接用チップとワイヤの摩擦箇所が変更することとなる。その結果、溶接用チップを交換しなくとも、溶接位置のずれ、ワイヤへの通電不良、チップ融着等の問題を回避し、溶接用チップの交換の回数を低減させることができる。
【００１７】
なお、従来の溶接用チップ交換装置は、溶接用チップを着脱させるために回転装置を備えているが、当該回転装置は、溶接作業中の摩擦力で外れないように強く固着しているねじ式の着脱部分を外すため、大きなトルクの発生が必要、つまり、強力なモータ等の機構が必要であった。また、従来の溶接用チップ交換装置に備えられた回転装置により溶接用チップを装着する場合には、トルクが強すぎると当該装置を壊してしまう可能性や、溶接用チップを回転させる角度が僅かでも傾いてしまうと、着脱部分のねじ山を潰してしまう可能性があるため、回転装置の制御が非常に困難であった。
一方、本発明に係る回転機構は、溶接用チップとワイヤの摩擦箇所を変更するものであるため、従来の溶接用チップ交換装置に備えられた回転装置のように溶接用チップを複数回にわたり回転させる必要はなく、所定角度（例えば、１８０度）だけ回転させればよい。加えて、本発明に係る溶接用トーチは溶接用チップを軸方向に固定しているだけであり、軸方向を中心として回動させることができることから（溶接用トーチの各部材が後記するような構成となっているため）、溶接用チップの回転時には大きな摩擦力は発生しない。したがって、本発明に係る回転機構は、小さなトルクの発生で十分、つまり、小型のモータ等の機構を備えれば十分である。また、本発明に係る回転機構は、溶接用チップの回転時における力の厳密な制御は必要なく、回転量（回転角度）のみ制御すればよいため、回転機構の制御は非常に容易である。
したがって、本発明に係る溶接用チップ交換装置の回転機構は、従来の溶接用チップ交換装置に備えられた回転装置と比較し、非常に簡易な構成である。
【００１８】
また、本発明に係る溶接用チップ交換装置は、前記軸方向に直交する２つ以上の方向から前記溶接用トーチの位置情報を取得する２つ以上の位置センサーを備えることが好ましい。
【００１９】
この溶接用チップ交換装置によれば、２つ以上の位置センサーを備えることにより、軸方向に対し直交する面内における溶接用トーチの位置情報を取得することができる。よって、当該位置情報に基づき、溶接用トーチの正確な移動や位置決めを行うことができる。
【００２０】
また、本発明に係る溶接用チップ交換装置は、前記溶接用チップと前記別の溶接用チップとをパレットを介して交換する溶接用チップ交換装置であって、前記チップ接続ボディに装着されている前記溶接用チップをパレットに受け渡し、前記パレットに設置されている前記別の溶接用チップを前記チップ接続ボディに装着することが好ましい。
【００２１】
この溶接用チップ交換装置によれば、交換が必要となった溶接用チップをパレットに受け渡し、パレットに設置されている別の溶接用チップをチップ接続ボディに装着させることができる。
【００２２】
また、本発明に係る溶接用チップ交換システムは、溶接用トーチと、前記溶接用トーチを保持するロボットアームと、前記溶接用トーチの溶接用チップを交換する前記溶接用チップ交換装置と、を備える溶接用チップ交換システムであって、前記溶接用トーチは、周面に固定孔が貫通して形成される筒状のチップ接続ボディと、前記チップ接続ボディの外側に嵌装され、内周面に、縮径部と拡径部とが形成される筒状の保持部材と、前記保持部材の内周面と前記チップ接続ボディの前記固定孔との間に、前記チップ接続ボディの軸方向に固定される固定部材と、前記チップ接続ボディの内側に嵌装され、前記固定孔に対向する位置で外周面の周方向に沿って固定溝が形成される筒状の前記溶接用チップと、前記保持部材と前記チップ接続ボディとの間に設置され、一端が前記縮径部に他端が前記チップ接続ボディに接した弾性部材と、を備えるとともに、前記保持部材は、前記チップ接続ボディの軸方向に変位可能に組みつけられており、前記固定部材は、前記チップ接続ボディの径方向における幅が、前記縮径部の内周面と前記溶接用チップの外周面との間隔より大きく、前記拡径部の内周面と前記溶接用チップの外周面との間隔より小さく形成されることを特徴とする。
【００２３】
この溶接用チップ交換システムによれば、溶接用トーチが所定の構造をしていることにより、溶接用チップを交換するための回転装置および当該回転装置に大きな回転力を付与する機構を有さない前記したような簡易な構成の溶接用チップ交換装置を用いることができる。
そして、溶接用チップ交換システムは、ロボットアームを有することにより、適切に溶接用トーチの離脱、装着を行うことができる。
【００２４】
また、本発明に係る溶接用チップ交換方法は、筒状のチップ接続ボディと、前記チップ接続ボディの外側に嵌装される筒状の保持部材と、前記チップ接続ボディの内側に嵌装される筒状の溶接用チップと、を有するとともに、前記保持部材は前記チップ接続ボディの軸方向の一端側に向けて弾性部材により付勢され、前記保持部材を前記軸方向の他端側に変位させると前記チップ接続ボディに対して前記軸方向に固定されていた前記溶接用チップの固定を解除する溶接用トーチに用いる溶接用チップ交換方法であって、前記保持部材を前記軸方向に沿って前記他端側に変位させ、前記溶接用チップを前記チップ接続ボディから取り外す離脱工程と、前記保持部材を前記軸方向に沿って前記他端側に変位させた状態で別の溶接用チップを前記チップ接続ボディの内側に挿入した後、前記保持部材を前記軸方向に沿って前記一端側に変位させ、前記別の溶接用チップを前記チップ接続ボディに固定する装着工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
この溶接用チップ交換方法の離脱工程および装着工程では、保持部材を軸方向に変位させ、溶接用チップ（または溶接用トーチ）を軸方向に変位させる作業だけであり、溶接用チップを回転させるという作業は必要ない。したがって、この溶接用チップ交換方法によれば、簡易に溶接用チップの離脱、装着を行うことができる。
そして、この溶接用チップ交換方法によれば、溶接用チップを交換するための回転装置および当該回転装置に大きな回転力を付与する機構を有さない前記したような簡易な構成の溶接用チップ交換装置を用いることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る溶接用チップ交換装置によれば、溶接用チップを交換する際に、従来必須の構成であった回転装置が必要ではなくなるとともに、当該回転装置に大きな回転力を付与する機構も当然必要ではなくなる。したがって、本発明に係る溶接用チップ交換装置によれば、簡易な構成である溶接用チップ交換装置を提供することができる。
【００２７】
また、本発明に係る溶接用チップ交換装置によれば、溶接用チップの離脱、装着を行う場合において、保持部材に対し軸方向以外の方向から外力を加える必要がないため、例えば、溶接用トーチが保持部材の外周面を覆うような円筒状のノズルを備えたままの状態であっても、溶接用チップの離脱、装着を行うことができる。したがって、本発明に係る溶接用チップ交換装置によれば、溶接用チップの離脱、装着に必要となる工程を減らすことが可能となり、作業時間の短縮化を図ることができる。
【００２８】
さらに、本発明に係る溶接用チップ交換装置によれば、切断機構を備えることにより、溶接用チップの一端側の端部とワイヤとが融着し、ワイヤの送給不良を起こす「チップ融着」が発生してしまった場合でも、ワイヤと融着した状態のまま溶接用チップをチップ接続ボディから取り外し、溶接用チップとチップ接続ボディの管内を連通するワイヤを切断することができる。したがって、本発明に係る溶接用チップ交換装置によれば、従来の溶接用チップ交換装置と異なり、チップ融着に適切に対処することができる。
【００２９】
またさらに、本発明に係る溶接用チップ交換装置によれば、回転機構を備えることにより、溶接用チップを交換しなくとも、溶接位置のずれ、ワイヤへの通電不良、チップ融着等の問題を回避することができる。つまり、回転機構により溶接用チップを回転させることにより、溶接用チップの交換の回数を低減させることができる。
【００３０】
さらにまた、本発明に係る溶接用チップ交換装置によれば、２つ以上の位置センサーを備えることにより、軸方向に対し直交する面内における溶接用トーチの位置情報を取得することができ、当該位置情報に基づき、溶接用トーチの正確な移動や位置決めを行うことができる。
【００３１】
本発明に係る溶接用チップ交換システムによれば、溶接用トーチが所定の構造をしていることにより、溶接用チップを交換するための回転装置および当該回転装置に大きな回転力を付与する機構を有さない前記したような簡潔な構成の溶接用チップ交換装置を用いることができる。したがって、本発明に係る溶接用チップ交換システムによれば、簡易な構成である溶接用チップ交換システムを提供することができる。
【００３２】
本発明に係る溶接用チップ交換方法によれば、溶接用チップを回転させるという作業は必要なく、簡易に溶接用チップの離脱、装着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る溶接用チップ交換装置に溶接用トーチをロボットアームによって挿入する態様を示した模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る溶接用トーチの構造を示した断面図であって、（ａ）は保持部材が一端側に変位している状態を示した断面図、（ｂ）は保持部材が他端側に変位している状態を示した断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る溶接用チップ交換装置の構造を示した断面図であって、（ａ）は溶接用チップが取り外される前の状態を示した断面図、（ｂ）は保持部材が他端側に変位し、溶接用チップの固定が解除された状態を示した断面図、（ｃ）は溶接用チップが一端側に取り外された後の状態を示した断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る溶接用チップ交換装置の構造を示した断面図であって、（ａ）は溶接用チップが取り付けられる前の状態を示した断面図、（ｂ）は溶接用チップが取り付けられた後の状態を示した断面図、（ｃ）は保持部材が一端側に変位し、溶接用チップが固定された状態を示した断面図である。
【図５】チップ融着が発生した場合の溶接用チップの交換の態様を示した断面図であって、（ａ）は溶接用チップが取り外される前の状態を示した断面図、（ｂ）は溶接用チップが一端側に取り外された後の状態を示した断面図である。
【図６】（ａ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ矢視図、（ｂ）は図３（ｂ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る溶接用チップ交換システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態に係る溶接用チップ交換システムの動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１実施形態に係る溶接用チップ交換装置、溶接用トーチ、ロボットアームによる溶接用チップの交換動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る溶接用チップ交換装置の構造を示した断面図であって、（ａ）は溶接用チップが取り外される前の状態を示した断面図、（ｂ）は保持部材が他端側に変位し、溶接用チップが取り外された後の状態を示した断面図、（ｃ）は溶接用チップが取り外された後、溶接用トーチが上方に移動した状態を示した断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る溶接用チップ交換装置の構造を示した断面図であって、（ａ）は溶接用チップが取り付けられる前の状態を示した断面図、（ｂ）は溶接用チップが取り付けられた後の状態を示した断面図、（ｃ）は保持部材が一端側に変位し、溶接用チップが固定された状態を示した断面図、（ｄ）は溶接用チップが取り付けられた後、溶接用トーチが上方に移動した状態を示した断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る溶接用チップ交換システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る溶接用チップ交換装置、溶接用トーチ、ロボットアームによる溶接用チップの交換動作を示すフローチャートである。
【図１４】（ａ）は本発明の実施形態に係る回転機構の構造を示した斜視図であり、（ｂ）は回転機構の変形例の構造を示した斜視図である。
【図１５】回転機構による溶接用チップの回転動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施するための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下の説明において、「一端、他端」、「上、下」を表現するときは、各図面に示す方向を基準としている。
【００３５】
≪溶接用チップ交換システムの概略構成≫
溶接用チップ交換システムＸは、溶接用トーチ１０に取り付けられた溶接用チップ１を交換するシステムである。
図１に示すように、溶接用チップ交換システムＸ（第１実施形態）は、上下方向に延在する溶接用トーチ１０と、溶接用トーチ１０を上方から保持するロボットアーム６０と、溶接用トーチ１０の下方に位置するとともに溶接用トーチ１０を挿入可能な溶接用チップ交換装置２０と、を備える。そして、溶接用チップ交換システムＸが備える溶接用チップ交換装置２０、ロボットアーム６０等の各部材は、制御装置７０（図７参照）により駆動が制御される。
【００３６】
以下、溶接用チップ交換システムＸの各部材について説明する。
＜溶接用トーチ＞
溶接用トーチ１０は、他端側の端部においてロボットアーム６０と接続し、ワイヤ送給装置１３０から送給されてくるワイヤＷを、溶接用チップ１の先端から溶接箇所である溶接母材表面のアーク発生箇所に連続供給する構成になっている。
【００３７】
図２に示すように、溶接用トーチ１０は、中心軸Ｏ（以下、適宜、Ｏ軸という）を中心として実質的に左右対称の構造をしている。そして、溶接用トーチ１０は、チップ接続ボディ３と、このチップ接続ボディ３の外周側に弾性部材５により支持される保持部材４と、を備えるとともに、このチップ接続ボディ３の内部に固定部材２により着脱可能に溶接用チップ１を備えている。そして、溶接用トーチ１０は、チップ接続ボディ３の一端側の端部の外周面にシールド部材６を備える。
なお、溶接用トーチ１０を構成する各部材は、溶接電流が通電できるように、銅および真鍮等の銅合金、並びに、銀および銀合金等の通電性の高い部材により構成されていればよい。
【００３８】
（溶接用チップ）
溶接用チップ１は、溶接用チップ１の内部を通るワイヤＷに対し給電するとともに、ワイヤＷをアーク発生箇所まで適切に導く部材である。
そして、溶接用チップ１は、内部に線状のワイヤＷを通すことができるように、筒状を呈している。また、溶接用チップ１の外周面には、周方向に沿って固定溝１ａが形成されている。この固定溝１ａの形成位置は、溶接用チップ１をチップ接続ボディ３に嵌め込んだ場合（図２（ａ））に、固定孔３ａに対向する位置、つまり、固定孔３ａに対しＯ軸の垂直方向内側の位置である。
なお、溶接用チップ１の外周面の形状は、固定溝１ａが形成される以外は特に限定されず、図２のような寸胴形状を呈していてもよいし、先端側の外周面の径が小さくなっている砲弾形状を呈していてもよい。また、全体の大きさ、長さについても特に限定されない。
【００３９】
（チップ接続ボディ）
チップ接続ボディ３は、他端側の端部において、接続部材７を介して、または直接、ロボットアーム６０と接続するとともに、一端側において、溶接用チップ１を着脱可能に接続することで、両部材を着脱可能に連結する。
そして、チップ接続ボディ３は、内部に溶接用チップ１を嵌め込むことができるように、全体として筒状を呈しているとともに、側面に固定部材２を嵌め込むことができるように固定孔３ａを備えている。また、チップ接続ボディ３は、他端に行くに従って段状に外径が広がるように外周面が形成され、弾性部材５の他端側の端部と接する第１段差部３ｂと、保持部材４の他端側の端部と接する第２段差部３ｃと、を備えている。
【００４０】
そして、固定孔３ａは、周方向に沿って等間隔に４つ備えられている。チップ接続ボディ３は、このような構成を呈することで、溶接用チップ１を４方向から保持することによりＯ軸方向に安定に固定することができる。
【００４１】
そして、この固定孔３ａは、固定部材２がチップ接続ボディ３の内部に脱落しないように、テーパ状を呈している。詳細には、固定孔３ａは、Ｏ軸の垂直方向内側に行くに従って固定孔３ａの直径が小さくなるとともに、チップ接続ボディ３の内周面の固定孔３ａの直径が固定部材２の幅より小さい形状を呈している。
【００４２】
チップ接続ボディ３は、他端側において、チップ接続ボディ３の内径よりも小さな内径を呈する接続部材７と接続する。これにより、溶接用チップ１をチップ接続ボディ３に嵌め込んだ状態において、溶接用チップ１の他端が接続部材７の一端に接することにより、溶接用チップ１のＯ軸方向の位置を決定することができる。
【００４３】
なお、図２では、チップ接続ボディ３と、接続部材７とは、別体として構成されているが、一体として構成されているものであってもよい。
【００４４】
（固定部材）
固定部材２は、チップ接続ボディ３に対して、溶接用チップ１をＯ軸方向に固定する部材である。そして、固定部材２は、球状を呈している。固定部材２が球状を呈することにより、固定部材２は回動することができるとともに、溶接用チップ１の固定溝１ａと線ではなく点で接することとなるため、溶接用チップ１をＯ軸方向を中心として回動し易く固定することができる。
【００４５】
この固定部材２は、チップ接続ボディ３の径方向における幅Ｌが、保持部材４の縮径部４ａの内周面と溶接用チップ１の外周面との間隔Ｌ１より大きくなるように、詳細には、Ｌ＞Ｌ１となるように形成されている。この構成により、固定部材２の端部が保持部材４の縮径部４ａの内周面と接している状態（図２（ａ）の状態）において、固定部材２の別の端部は、チップ接続ボディ３の固定孔３ａを通過すると同時に、溶接用チップ１の固定溝１ａに嵌まることとなる。その結果、溶接用チップ１は、チップ接続ボディ３に対してＯ軸方向に固定されることとなる。
【００４６】
また、固定部材２は、チップ接続ボディ３の径方向における幅Ｌが、保持部材４の縮径部４ａの内周面と固定溝１ａの底面との間隔Ｌ２より小さくなるように、詳細には、Ｌ≦Ｌ２となるように形成されている。この構成により、固定部材２の端部が保持部材４の縮径部４ａの内周面と接している状態（図２（ａ）の状態）において、固定部材２の別の端部は、溶接用チップ１の固定溝１ａの底面に圧力をかけることなく嵌まることとなる。その結果、溶接用チップ１は、Ｏ軸方向に固定されるとともに、Ｏ軸方向を中心として回動自在となる。
【００４７】
そして、固定部材２は、チップ接続ボディ３の径方向における幅Ｌが、保持部材４の拡径部４ｂの内周面と溶接用チップ１の外周面との間隔Ｌ３より小さくなるように、詳細には、Ｌ≦Ｌ３となるように形成されている。この構成により、固定部材２の端部が保持部材４の拡径部４ｂの内周面と接している状態（図２（ｂ）の状態）において、固定部材２の別の端部は、溶接用チップ１の固定溝１ａに嵌まらなくなる。その結果、溶接用チップ１をチップ接続ボディ３からＯ軸方向に取り外すことができる。
【００４８】
さらに、固定部材２は、チップ接続ボディ３の径方向における幅Ｌが、保持部材４の拡径部４ｂの内周面とチップ接続ボディ３の外周面との間隔Ｌ4より大きくなるように、詳細には、Ｌ＞Ｌ4となるように形成されている。この構成により、固定部材２の端部が保持部材４の拡径部４ｂの内周面と接している状態（図２（ｂ）の状態）において、固定部材２の別の端部が、チップ接続ボディ３の固定孔３ａに嵌まった状態となる。その結果、固定部材２がチップ接続ボディ３の固定孔３ａによって、Ｏ軸方向に保持され、固定部材２のＯ軸方向への移動を防止することができる。
【００４９】
固定部材２の設置位置は、チップ接続ボディ３の固定孔３ａに対向する位置、つまり、固定孔３ａに対しＯ軸の垂直方向外側の位置である。
【００５０】
（保持部材）
保持部材４は、固定部材２をＯ軸の垂直方向に保持する部材である。
保持部材４は、内部にチップ接続ボディ３を嵌め込むことができるように、全体として筒状を呈しているとともに、一端側に拡径部４ｂ、拡径部４ｂより他端側に縮径部４ａを有する。
【００５１】
保持部材４の縮径部４ａと拡径部４ｂは、保持部材４が一端側に変位している状態（図２（ａ）の状態）において、固定部材２の端部が縮径部４ａの内周面と接し、保持部材４が他端方向に変位している状態（図２（ｂ）の状態）において、固定部材２の端部が拡径部４ｂの内周面と接するように構成している。
【００５２】
保持部材４が他端側に変位している状態（図２（ｂ）の状態）において、保持部材４の他端側の端部がチップ接続ボディ３の第２段差部３ｃに接する構成となっていることにより、保持部材４の他端側への変位終端を決定している。
また、保持部材４が一端側に変位している状態（図２（ａ）の状態）において、保持部材４の縮径部４ａがシールド部材６に接する構成となっていることにより、保持部材４の一端側への変位終端を決定している。
【００５３】
（弾性部材）
弾性部材５は、保持部材４を一端側に付勢するとともに、保持部材４をチップ接続ボディ３に対しＯ軸方向に変位可能に支持する部材である。なお、弾性部材５としてはばねを用いる。
弾性部材５は、チップ接続ボディ３と保持部材４との間に設けられるとともに、一端側の端部が保持部材４の縮径部４ａ、他端側の端部がチップ接続ボディ３の第１段差部３ｂに接するように設けられる。
【００５４】
弾性部材５が伸びている状態（図２（ａ）の状態）において、固定部材２の端部が保持部材４の縮径部４ａの内周面と接し、弾性部材５が縮んでいる状態（図２（ｂ）の状態）において、固定部材２の端部が保持部材４の拡径部４ｂの内周面と接する。
【００５５】
（シールド部材）
シールド部材６は、スパッタ等の異物がチップ接続ボディ３と保持部材４との隙間に混入することを防止する部材である。
シールド部材６は、全体として環状を呈するとともに、保持部材４の拡径部４ｂの内周面よりもＯ軸の垂直方向外側に広がる形状を呈する。そして、シールド部材６は、チップ接続ボディ３の先端部分の外周面に組み付けられる。
このシールド部材６を備えることにより、シールド部材６の一端面６ａが、チップ接続ボディ３と保持部材４との隙間へのスパッタ等の異物の混入を防止する。
【００５６】
＜溶接用チップ交換装置（第１実施形態）＞
溶接用チップ交換装置２０（第１実施形態）は、溶接用トーチ１０から交換が必要となった溶接用チップ１を取り外すとともに、パレットに設置された別の溶接用チップ１１（以下、適宜、新たな溶接用チップ１１ともいう）を取り付ける装置である。
そして、図３（ａ）に示すように、溶接用チップ交換装置２０（第１実施形態）は、溶接用トーチ１０の保持部材４を把持する第１把持機構２１と、第１把持機構２１の下方に設けられるとともに溶接用チップ１を把持する第２把持機構２３と、第１把持機構２１に連結するとともに当該第１把持機構２１を上下方向に駆動させる第１駆動機構２２と、第２把持機構２３に連結するとともに当該第２把持機構２３を上下方向に駆動させる第２駆動機構２４と、を備える。
そして、第１把持機構２１と第２把持機構２３との上下方向の間に、ワイヤＷを切断する切断機構４０と、上下方向に対し直交する２つの方向から溶接用トーチ１０の位置情報を取得する２つの位置センサー８０と、を備える。
なお、溶接用チップ交換装置２０は、後記する交換装置制御手段７１ａからの各種信号が制御装置７０から入出力部２９（図７参照）に入力されると、当該信号に基づき、溶接用チップ交換装置２０の各機構を駆動させる。
【００５７】
（第１把持機構、第２把持機構）
第１把持機構２１は、被把持体である溶接用トーチ１０の保持部材４を把持する機構であり、第２把持機構２３は、被把持体である溶接用チップ１を把持する機構である。
そして、図３（ａ）に示すように、第１把持機構２１は、溶接用トーチ１０の保持部材４の外径よりも大きな内径を呈するリング状の第１リング部材２１ａと、当該第１リング部材２１ａから保持部材４の外周面に対して延出する４つの第１把持部材２１ｂと、当該第１リング部材２１ａを後記する第１駆動機構２２に連結する第１連結部材２１ｃと、から構成される。
そして、第１把持機構２１は、後記する交換装置制御手段７１ａからの把持信号が制御装置７０から入力されると、保持部材４の外周面に当接する状態となるまで４つの第１把持部材２１ｂを延出させ、把持解除信号が入力されると４つの第１把持部材２１ｂが保持部材４の外周面に当接しない状態となるように第１リング部材２１ａの方向に引っ込ませる。つまり、第１把持機構２１は、保持部材４の把持と把持解除を行うことができる。
【００５８】
図３（ａ）および図６（ｂ）に示すように、第２把持機構２３は、溶接用チップ１の外径よりも大きな内径を呈するリング状の第２リング部材２３ａと、当該第２リング部材２３ａから溶接用チップ１の外周面に対して延出する４つの第２把持部材２３ｂと、当該第２リング部材２３ａを後記する第２駆動機構２４に連結する第２連結部材２３ｃと、から構成される。そして、第２把持機構２３は、第１把持機構２１の下方に設けられる。
なお、第２把持機構２３は、第１把持機構２１と同様、交換装置制御手段７１ａにより、溶接用チップ１の把持と把持解除を行うことができる。
【００５９】
第１把持機構２１および第２把持機構２３の材質等については特に制限されないが、第１把持部材２１ｂおよび第２把持部材２３ｂの先端部分は把持作業を好適に行うためにゴム等の弾性部材により形成される、若しくは、第１把持部材２１ｂおよび第２把持部材２３ｂの先端部分にゴム等の弾性部材が貼り付けられた構成となっているのが好ましい。
なお、第１把持部材２１ｂおよび第２把持部材２３ｂを把持状態および把持解除状態にする駆動機構に関しては特に制限されず、第１リング部材２１ａ、第２リング部材２３ａの中に油圧式の駆動機構を備えていてもよいし、空圧式の駆動機構を備えていてもよい。
【００６０】
（第１駆動機構、第２駆動機構）
第１駆動機構２２は、第１把持機構２１をチップ接続ボディ３の軸方向（上下方向）に駆動させる機構であり、第２駆動機構２４は、第２把持機構２３をチップ接続ボディ３の軸方向（上下方向）に駆動させる機構である。
【００６１】
そして、図３（ａ）に示すように、第１駆動機構２２は、棒状を呈するとともに第１把持機構２１の第１連結部材２１ｃが連結する第１棒部材２２ａと、当該第１棒部材２２ａを上下方向に駆動させる第１昇降機器２２ｂと、から構成される。
また、第１駆動機構２２は、後記する交換装置制御手段７１ａからの上昇信号が制御装置７０から入力されると、第１昇降機器２２ｂが第１棒部材２２ａに連結した第１把持機構２１を上方に移動させ、下降信号が入力されると、第１昇降機器２２ｂが第１棒部材２２ａに連結した第１把持機構２１を下方に移動させる。
【００６２】
そして、図３（ａ）に示すように、第２駆動機構２４は、棒状を呈するとともに第２把持機構２３の第２連結部材２３ｃが連結する第２棒部材２４ａと、当該第２棒部材２４ａを上下方向に駆動させる第２昇降機器２４ｂと、から構成される。なお、第２駆動機構２４は、第１駆動機構２２と同様、交換装置制御手段７１ａにより、第２棒部材２４ａに連結した第２把持機構２３の上昇と下降を行うことができる。
【００６３】
なお、第１昇降機器２２ｂおよび第２昇降機器２４ｂは、第１棒部材２２ａまたは第２棒部材２４ａを上下に駆動可能な機器であれば制限されず、油圧式の機器であってもよいし、空圧式の機器であってもよい。また、第１昇降機器２２ｂと第２昇降機器２４ｂは、単一の昇降機器から構成されていてもよい。
【００６４】
（切断機構）
切断機構４０は、溶接用チップ１の一端側の端部にワイヤＷが融着してしまった場合に（図５（ａ）参照）、当該ワイヤＷが融着した溶接用チップ１を下方に移動させた後、溶接用チップ１とチップ接続ボディ３との間においてワイヤＷを切断する機構である。
そして、図６（ａ）に示すように、切断機構４０は、２枚の刃４１と、当該２枚の刃４１を開状態（非切断状態）と閉状態（切断状態）とに駆動させる切断駆動機器４２と、から構成される。そして、切断機構４０は、第１把持機構２１の下方であるとともに第２把持機構２３の上方に設けられる。
また、切断機構４０は、後記する交換装置制御手段７１ａからの切断信号が制御装置７０から入力されると、切断駆動機器４２が開状態である２枚の刃４１を一旦閉状態とした後、再度開状態となるように駆動させる。
なお、切断機構４０の切断駆動機器４２は、油圧式の機器であってもよいし、空圧式の機器であってもよい。
【００６５】
（位置センサー）
位置センサー８０は、溶接用トーチ１０の位置情報を取得するセンサーである。
そして、図６（ａ）に示すように、位置センサー８０は、チップ接続ボディ３の軸方向（上下方向）に対し直交する面内における溶接用トーチ１０の位置情報を取得する必要があるため、２つ以上設けられる。そして、位置センサー８０は、第１把持機構２１の下方であるとともに第２把持機構２３の上方に設けられる。
また、位置センサー８０は、交換装置制御手段７１ａからの取得信号が制御装置７０から入力されると、溶接用トーチ１０の位置情報の取得を行う。
なお、位置センサー８０は、従来公知の距離を測定するセンサーを用いればよい。
【００６６】
＜ロボットアーム＞
ロボットアーム６０は、溶接用トーチ１０を先端に接続し、当該溶接用トーチ１０を所望の位置まで駆動させる装置である。
そして、ロボットアーム６０は、後記するアーム制御手段７１ｂからの駆動信号が制御装置７０から入力されると、当該駆動信号に従って駆動する。
【００６７】
＜パレット＞
パレット９０は、図１に示すように、全体として円板状を呈するとともに、中心にシャフト９２を有する。そして、パレット９０は、上面に溶接用チップ１の外径と同じ（または若干大きい）内径を有する複数の円柱状の凹部９１ａをシャフト９２の中心から所定長さ離れた位置に等間隔に設けている。
そして、図３（ａ）に示すように、凹部９１ａは、上方に行くに従い内径が大きくなるようなテーパ面９１ｃが形成されている。さらに、凹部９１ａの下面には溶接用チップ１の一端側の端部に融着したワイヤＷの逃げ部９１ｂが形成されている。
【００６８】
＜制御装置＞
制御装置７０は、溶接用チップ交換装置２０、ロボットアーム６０等の駆動を制御する装置であり、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、入出力インターフェース等を備える。
そして、図７に示すように、制御装置７０は、制御部７１と、判断部７２と、記憶部７３と、入出力部７４と、を備え、制御部７１は、交換装置制御手段７１ａと、アーム制御手段７１ｂと、ワイヤ送給制御手段７１ｃと、パレット制御手段７１ｄと、切断装置制御手段７１ｅと、清掃装置制御手段７１ｆと、を有する。
【００６９】
入出力部７４は、制御部７１から入力される信号を各機器に対して出力するとともに、各機器から入力される信号を判断部７２、記憶部７３に出力するものである。
そして、入出力部７４は、所定の入力インターフェースおよび出力インターフェースから構成される。
この入出力部７４は、制御部７１から入力される信号を、溶接用チップ交換装置２０、ロボットアーム６０、パレット９０、ワイヤ先端切断装置１１０、トーチ清掃ノズル交換装置１２０、ワイヤ送給装置１３０、に出力する。また、入出力部７４は、ワイヤ送給装置１３０からの送給不良の信号、ロボットアーム６０（またはワイヤ送給装置１３０）からの溶接状況（溶接回数、溶接時間）に関する信号、位置センサー８０からの溶接用トーチ１０の位置に関する信号が入力され、判断部７２または記憶部７３に出力する。
なお、図７では、説明の都合上、入力部と出力部を一体に表示しているが、個別に構成してもよい。
【００７０】
記憶部７３は、入出力部７４から入力されるデータおよび外部からのデータを蓄積するものである。
そして、記憶部７３には、ロボットアーム６０（またはワイヤ送給装置１３０）からの溶接状況（溶接回数、溶接時間）に関する信号、各機器の駆動順序（工程表）のデータ、溶接用チップ１の溶接回数の上限値または溶接時間の上限値等が記憶される。なお、記憶部７３には、キーボード等の入力手段（図示せず）によりデータを入力することができる。
【００７１】
判断部７２は、記憶部７３に記憶されているデータを用いて、入出力部７４から入力されるデータを判断するものである。
この判断部７２は、予め記憶部７３に設定されている所定の溶接時間中に、ワイヤＷの送給が不可能である等の信号がワイヤ送給装置１３０から入力された場合は（図８のステップＳ２）、チップ融着等の問題が発生したと判断し、記憶部７３に記憶されている工程表に基づき各機器が所定の駆動をするように制御部７１に信号を出力する（詳細については後記する）。
【００７２】
また、この判断部７２は、ロボットアーム６０（またはワイヤ送給装置１３０）からの溶接が終了したとの信号が入力された場合は（図８のステップＳ３）、チップ接続ボディ３に接続されている溶接用チップ１を使用して行ったこれまでの溶接の回数または総溶接時間と記憶部７３に記憶されている溶接回数の上限値または溶接時間の上限値とを比較し、溶接用チップ１の交換が必要か否か判断する。そして、記憶部７３に記憶されている工程表に基づき、各機器がそれぞれの結果に応じた駆動をするように制御部７１に信号を出力する（詳細については後記する）。
【００７３】
また、この判断部７２は、ワイヤ送給装置１３０からのワイヤリトラクトが不可能であるとの信号が入力された場合は（図８のステップＳ８）、溶接の終了時点において、ワイヤＷと溶接用チップ１の先端とが融着してしまったと判断し、記憶部７３に記憶されている工程表に基づき各機器が所定の駆動をするように制御部７１に信号を入力する（詳細については後記する）。
【００７４】
制御部７１は、判断部７２からの信号に基づき、各機器の駆動を制御する信号を出力するものである。
交換装置制御手段７１ａは、溶接用チップ交換装置２０の制御、詳細には、第１把持機構２１および第２把持機構２３の把持、把持解除の制御、第１駆動機構２２および第２駆動機構２４の上昇、下降の制御、切断機構４０の開状態（非切断状態）、閉状態（切断状態）の制御、位置センサー８０の位置情報取得の制御についての信号を出力するものである。
【００７５】
アーム制御手段７１ｂは、ロボットアーム６０の駆動の制御についての信号を出力するものである。
ワイヤ送給制御手段７１ｃは、後記するワイヤ送給装置１３０のワイヤＷの送給駆動の制御についての信号を出力するものである。
パレット制御手段７１ｄは、パレット９０の回転（所定角度の回転）駆動の制御についての信号を出力するものである。
切断装置制御手段７１ｅは、後記するワイヤ先端切断装置１１０の切断の制御についての信号を出力するものである。
清掃装置制御手段７１ｆは、トーチ清掃ノズル交換装置１２０の溶接用トーチ１０の清掃およびノズル１４０の交換の制御についての信号を出力するものである。
以上、制御装置７０の各部および各手段の構成を説明したが、制御装置７０により制御される溶接用チップ交換方法の各工程（離脱工程、装着工程）の詳細については、後記する。
【００７６】
＜その他の部材＞
ワイヤ先端切断装置１１０は、ワイヤＷの先端を切断する装置であり、従来公知の装置である。また、トーチ清掃ノズル交換装置１２０は、溶接用トーチ１０を清掃するとともに、ノズル１４０（図１０参照）を離脱および着脱する装置であり、従来公知の装置である。そして、ワイヤ送給装置１３０は、溶接用トーチ１０にワイヤＷを送給する装置であり、従来公知の装置である。
【００７７】
≪溶接用チップ交換方法（全体の流れ）≫
図８を参照して溶接用チップ交換方法の全体の流れを説明する。
まず、溶接用トーチ１０により溶接が開始される（ステップＳ１）。溶接中、異常が発生しなければ（ステップＳ２でＮｏ）、溶接が正常終了する（ステップＳ３）。一方、溶接中、チップ融着等の異常が発生した場合は（ステップＳ２でＹｅｓ）、ステップＳ１２に進む。
【００７８】
溶接が正常終了した場合は（ステップＳ３）、ステップＳ４で溶接用チップ１の交換が必要か否かの判断がなされる。ここで、溶接用チップ１の交換が必要ない場合は（ステップＳ４でＮｏ）、溶接用トーチ１０を原点位置に移動させた後（ステップＳ１１）、再び溶接が開始される（ステップＳ１）。
一方、溶接用チップ１の交換が必要である場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、ステップＳ５に進む。
なお、溶接用チップ１の交換が必要か否かの判断については、チップ接続ボディ３に接続されている溶接用チップ１を使用して行ったこれまでの溶接の回数または総溶接時間と記憶部７３に記憶されている溶接回数の上限値または溶接時間の上限値とを比較し、上限値以上となる場合は溶接用チップ１の交換が必要であり、上限値未満の場合は溶接用チップ１の交換は不要であると判断する。また、センサー等により溶接用チップ１の磨耗度合い、汚れ等から溶接用チップ１の交換が必要か否かを判断してもよい。
【００７９】
ステップＳ５では、ワイヤＷの先端が切断される。この切断作業は、ワイヤ先端切断装置１１０により行われる。その後、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６では、溶接用トーチ１０の清掃およびノズル１４０の取り外しが行われる。この清掃および取り外し作業は、トーチ清掃ノズル交換装置１２０により行われる。その後、ステップＳ７に進む。
なお、溶接中、異常が発生した場合は（ステップＳ２でＹｅｓ）、ステップＳ１２、ステップＳ１３と進むが、当該ステップＳ１２およびステップＳ１３は、前記ステップＳ５およびステップＳ６と同じ工程である。
【００８０】
ステップＳ７では、溶接用チップ１の離脱、装着を行う準備として、ワイヤリトラクト（ワイヤ引き戻し）を行う。このワイヤリトラクトは、ワイヤ送給装置１３０により行われる。
このワイヤリトラクトが可能であれば（ステップＳ８でＹｅｓ）、ステップＳ９に進む。一方、ワイヤリトラクトが不可能であれば（ステップＳ８でＮｏ）、ステップＳ１４に進む。
なお、ワイヤリトラクトが不可能な場合とは、例えば、溶接自体は正常に終了したが、溶接の終了時点において、ワイヤＷと溶接用チップ１の一端側の端部とが融着してしまった場合である。
【００８１】
ステップＳ９では、溶接用チップ１の取り外し（離脱工程）を行う。その後、ステップＳ１０では、別の溶接用チップ１１の取り付け（装着工程）を行う。
一方、ステップＳ１３またはステップＳ８の後、ステップＳ１４に進む場合は、ステップＳ１４で、溶接用チップ１の取り外し（離脱工程）を行い、溶接用チップ１とチップ接続ボディ３との間においてワイヤＷを切断した後（ステップＳ１５）、別の溶接用チップ１１の取り付け（装着工程）を行う（ステップＳ１０）。
なお、離脱工程〜装着工程（ステップＳ９→ステップＳ１０、または、ステップＳ１４→ステップＳ１５→ステップＳ１０）の詳細については後記する。
【００８２】
ステップＳ１０の後、溶接用トーチ１０にノズル１４０を取り付ける（図示せず）。このノズルの取り付け作業は、トーチ清掃ノズル交換装置１２０により行われる。
そして、溶接用トーチ１０を原点位置に移動させた後（ステップＳ１１）、再び溶接が開始される（ステップＳ１）。
【００８３】
＜離脱工程〜装着工程（第１実施形態）＞
図９を参照して（適宜、図３、４、５を参照）、溶接用チップ交換方法の詳細な離脱工程〜装着工程を説明する。
まず、溶接用トーチ１０を溶接用チップ交換装置２０に挿入する（ステップＳ２１）。
そして、第１把持機構２１が保持部材４を把持し、第２把持機構２３が溶接用チップ１を把持する（図３（ａ））。
そして、第１把持機構２１が保持部材４を他端側に変位させる（ステップＳ２２、図３（ｂ））。なお、この状態では、固定部材２による溶接用チップ１の固定が解除されている。
そして、第２把持機構２３が溶接用チップ１を下方に移動させ取り外し、パレットに受け渡す（ステップＳ２３、図３（ｃ））。
【００８４】
なお、図５のように、溶接用チップ１の一端側の端部にワイヤＷが融着している場合（図８のステップＳ２でＹｅｓ、ステップＳ８でＮｏの場合）は、溶接用チップ１の離脱を行うと、溶接用チップ１とチップ接続ボディ３との管内をワイヤＷが連通することとなる。よって、当該場合は、溶接用チップ１とチップ接続ボディ３との間においてワイヤＷを切断機構４０により切断する（ステップＳ１５）。なお、溶接用チップ１の一端側の端部にワイヤＷが融着している場合は、ワイヤＷの一端側への送給のみで溶接用チップ１を一端側に変位させることができる。よって、溶接用チップ１の離脱は、ワイヤＷの一端側への送給のみで行ってもよいし、ワイヤＷの一端側への送給を行いながら、第２把持機構２３により溶接用チップ１を把持し取り外してもよい。
また、ワイヤＷの切断後、新たな溶接用チップ１１を装着し易くするためにワイヤリトラクトを行ってもよい（図示せず）。
【００８５】
そして、第２把持機構２３が原点位置（図３（ａ）等の位置）に移動する（ステップＳ２４）。その後、パレット９０の凹部９１ａに設置された新たな溶接用チップ１１が溶接用チップ交換装置２０の下方に位置するように、パレット９０が所定角度回転する（ステップＳ２５）。
そして、第２把持機構２３が下方に移動し、新たな溶接用チップ１１を把持する（図４（ａ））。その後、第２把持機構２３が新たな溶接用チップ１１を上方に移動させチップ接続ボディ３に取り付ける（ステップＳ２６、図４（ｂ））。
そして、第１把持機構２１が保持部材４を一端側に変位させる（ステップＳ２７、図４（ｃ））。この工程により、新たな溶接用チップ１１がチップ接続ボディ３に固定されることとなる。なお、保持部材４は弾性部材５より一端側に付勢されていることから、第１把持機構２１による保持部材４の把持を解除することで、保持部材４を一端側に変位させることもできる。
【００８６】
次に、溶接用チップ交換装置、溶接用チップ交換システムおよび溶接用チップ交換方法の第２実施形態について説明する。
なお、第１実施形態と同じ構造、構成である部分については説明を省略する。
【００８７】
＜溶接用チップ交換装置（第２実施形態）＞
溶接用チップ交換装置３０（第２実施形態）は、図１０（ａ）に示すように、パレット１００の挿入孔１００ｄから突出するように設置されチップ接続ボディの軸方向（上下方向）に駆動する押圧部材３１と、押圧部材３１を上下方向に駆動させる押圧駆動機構３３と、を備える。
なお、溶接用チップ交換装置２０（第１実施形態）と同様、押圧部材３１の上方に、ワイヤＷを切断する切断機構４０と、チップ接続ボディ３の軸方向（上下方向）に対し直交する２つの方向から溶接用トーチ１０の位置情報を取得する２つの位置センサー８０と、を備えてもよい。
【００８８】
（押圧部材）
押圧部材３１は、図１０（ａ）に示すように、溶接用トーチ１０の保持部材４の一端側の端部を他端側に押圧することができる筒状の部材である。そして、押圧部材３１は、下方に設けられた筒状の収容部材３２に一端側の一部が収容される構成となっている。
【００８９】
（押圧駆動機構）
押圧駆動機構３３は、押圧部材３１を軸方向に駆動させる機構である。詳細には、押圧駆動機構３３は、押圧部材３１を、最も上方に移動させた第１状態（図１０（ａ）〜（ｃ））、第１状態より下方に移動させた第２状態（図１１（ａ）、（ｂ））、最も下方に移動させた第３状態（図１１（ｃ）、（ｄ））の３つの状態とすることができる。
なお、押圧駆動機構３３は、押圧部材３１を上下方向に駆動可能な機構であれば制限されず、油圧式の機構であってもよいし、空圧式の機構であってもよい。
【００９０】
＜制御装置（第２実施形態）＞
制御装置７０（第２実施形態）は、図１２に示すように、前記の制御装置７０（第１実施形態）と比較し、構成自体は同じであるが、記憶部７３に記憶される各機器の駆動順序（工程表）のデータと、交換装置制御手段７１ａから出力される信号が異なる。
交換装置制御手段７１ａは、押圧駆動機構３３に対して押圧部材３１の軸方向への駆動制御についての信号、詳細には、押圧部材３１を、最も上方に移動させた第１状態（図１０（ａ）〜（ｃ））、第１状態より下方に移動させた第２状態（図１１（ａ）、（ｂ））、最も下方に移動させた第３状態（図１１（ｃ）、（ｄ））のうちのいずれの状態とするかについての信号を出力するものである。
【００９１】
＜パレット＞
溶接用チップ交換装置３０（第２実施形態）に用いるパレット１００は、図１０（ａ）に示すように、上側と下側に配置された円板上のパレット上板１００ａおよびパレット下板１００ｃと、パレット上板１００ａおよびパレット下板１００ｃの外周縁部に取り付けられた外周側板１００ｂと、を備える。そして、パレット１００は、ノズル１４０が装着したままの溶接用トーチ１０を挿入できるように、パレット上板１００ａにノズル１４０の外径よりも大きな径を呈する挿入孔１００ｄが設けられているとともに、当該挿入孔１００ｄの下方のパレット下板１００ｃから上方に延出するようにチップ設置部１０１が設けられている。そして、チップ設置部１０１は、全体として円柱状を呈するとともに、上面の中央部に、溶接用チップ１の外径と同じ（または若干大きい）内径を有する円柱状の凹部１０１ａを有する。そして、凹部１０１ａは、上方に行くに従い内径が大きくなるようなテーパ面１０１ｃが形成されている。さらに、凹部１０１ａの下面には溶接用チップ１の一端側の端部に融着したワイヤＷの逃げ部１０１ｂが形成されている。
なお、溶接用チップ交換装置３０（第２実施形態）に用いるその他の部材は、溶接用チップ交換装置２０（第１実施形態）に用いるものと同じものである。
【００９２】
＜離脱工程〜装着工程（第２実施形態）＞
図１３を参照して（適宜、図１０、１１を参照）、溶接用チップ交換方法の詳細な離脱工程〜装着工程（第２実施形態）を説明する。
まず、溶接用トーチ１０をロボットアーム６０により押圧機構３０の上方の位置に移動する（図１０（ａ））。
そして、押圧部材３１の他端側の端部が保持部材４を他端側に変位させる位置までロボットアーム６０により溶接用トーチ１０を移動する（ステップＳ３０）。それにより、固定部材２による溶接用チップ１の固定が解除され、溶接用チップ１が下方のパレット１００の凹部１０１ａに挿入する（図１０（ｂ））。
そして、溶接用トーチ１０をロボットアーム６０により上方に移動する（ステップＳ３１、図１０（ｃ））。
【００９３】
なお、溶接用チップ１の一端側の端部にワイヤＷが融着している場合（図８のステップＳ２でＹｅｓ、ステップＳ８でＮｏの場合）は、離脱工程を行うと、溶接用チップ１とチップ接続ボディ３との管内をワイヤＷが連通することとなる。よって、当該場合は、溶接用チップ１とチップ接続ボディ３との間においてワイヤＷを切断機構４０により切断する（ステップＳ１５）。なお、ワイヤＷの切断後、新たな溶接用チップ１１を装着し易くするためにワイヤリトラクトを行ってもよい（図示せず）。
【００９４】
そして、チップ設置部１０１の凹部１０１ａに設置された新たな溶接用チップ１１が溶接用トーチ１０の下方に位置するように、パレット１００が所定角度回転する（ステップＳ３２、図１１（ａ））。
そして、押圧部材３１の他端側の端部が保持部材４を他端側に変位させるとともに、新たな溶接用チップ１１を取り付ける位置（固定部材２が新たな溶接用チップ１１の固定溝１１ａに嵌る位置）までロボットアーム６０により溶接用トーチ１０を移動する（ステップＳ３３、図１１（ｂ））。
そして、押圧駆動機構３３が押圧部材３１を下方に変位させる（ステップＳ３４、図１１（ｃ））。この工程により、新たな溶接用チップ１１がチップ接続ボディ３に固定されることとなる。
そして、溶接用トーチ１０をロボットアーム６０により上方に移動する（図１１（ｄ））。
【００９５】
なお、溶接用チップ交換装置３０（第２実施形態）を使用する場合は、溶接用トーチ１０が保持部材４の外周面を覆うような円筒状のノズル１４０を備えたままでも、溶接用チップ１の離脱、装着が可能であるため、溶接用チップ交換方法において、ステップＳ６およびステップＳ１３（図８参照）におけるノズル取り外し作業を省略することができる。
【００９６】
次に、回転機構５０および回転機構５０を有する場合の溶接用チップ交換方法について説明する。
≪回転機構≫
溶接用チップ交換装置２０、３０は、回転機構５０をさらに備えていてもよい。
回転機構５０は、溶接用チップ１を軸方向を中心として所定角度回転させる機構である。例えば、溶接用チップ１を軸方向を中心として、９０度、１２０度、１８０度、回転させる。
そして、図１４（ａ）に示すように、回転機構５０は、円板状を呈するとともに、縁部を溶接用チップ１の外周面に当接させながら回転する機構である。なお、回転機構５０は、溶接用チップ１を回転させることができればよいため、図１４（ｂ）に示すように、回転機構５０´は、板状を呈するとともに、片方の面を溶接用チップ１に当接させながら移動する機構であってもよい。また、回転機構５０は、図１４（ａ）のような円板状ではなく扇状を呈するとともに、弧部分の縁部を溶接用チップ１の外周面に当接させながら回転する機構であってもよい。
【００９７】
なお、回転機構５０は、溶接用チップ１と隣り合う位置であれば設置位置は特に限定されず、溶接用チップ１の外周面と当接する位置に設置されていてもよいし、回転機構５０が移動することにより溶接用チップ１の外周面と当接するような位置であってもよい。例えば、溶接用チップ交換装置２０の第１把持機構の下方であるとともに、第２把持機構の上方に設ける、または、溶接用チップ交換装置３０の押圧部材３１の上方に設けてもよい。また、回転機構５０を溶接用チップ交換装置２０、３０の近傍に設け、溶接用チップ１を回転させる場合は、当該回転機構５０の存在する場所まで溶接用トーチ１０をロボットアーム６０により移動させるという構成であってもよい。
【００９８】
≪回転機構を有する場合の溶接用チップ交換方法≫
溶接用チップ交換装置２０、３０が回転機構５０を有する場合の溶接用チップ交換方法は、図１５に示すように、ステップＳ４とステップＳ５との間にステップＳ４１を行うとともに、ステップＳ４１とステップＳ１１との間にステップＳ４２を行う。
ステップＳ４１では、制御装置７０の記憶部７３に記憶された回転数の上限ｎ回と、チップ接続ボディ３に接続されている溶接用チップ１のこれまでの回転数と比較し、ｎ回以上の場合は、ステップＳ５に進み、ｎ回未満の場合は、ステップＳ４２に進む。なお、ｎ回とは、例えば、回転機構５０が溶接用チップ１を軸方向を中心として９０度回転させる場合、ｎ回は３回、１２０度回転させる場合は、ｎ回は２回、１８０度回転させる場合は、ｎ回は１回となる。
なお、回転機構５０は、交換装置制御手段７１ａからの回転駆動信号が制御装置７０から入力されると、溶接用チップ１を軸方向を中心として回転させる。
【００９９】
ステップＳ４２では、回転機構５０により溶接用チップ１が所定角度回転され、その後、ステップＳ１１に進む。
なお、回転機構５０による溶接用チップ１の回転作業は、一旦、チップ接続ボディ３から溶接用チップ１を取り外し、パレット９０、１００の挿入孔９１ａ、１０１ａに設置した状態で行えばよい。また、本発明に係る溶接用トーチ１０は、チップ接続ボディ３に溶接用チップ１を固定した状態でも、溶接用チップ１を軸方向を中心として回転させることができるため、溶接用チップ１をチップ接続ボディ３から取り外すことなくそのまま回転機構５０により回転させてもよい。
【０１００】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、発明の主旨に応じた以下のような適宜の変更実施が可能である。
【０１０１】
第１把持機構２１、第２把持機構２３は、被把持部材を把持可能な機構であればどのような構成であってもよく、従来公知の把持構成であってもよい。例えば、２つの方向から被把持部材を挟んで掴むことにより把持する構成であってもよいし、被把持部材を吸引することにより把持する構成であってもよい。
【０１０２】
押圧部材３１が筒状を呈する場合について説明したが、押圧部材３１は、溶接用トーチ１０の保持部材４の一端側の端部を押圧可能な構造であればどのような構造であってもよく、例えば、上下方向に延在する棒状を呈する構造であってもよい。
押圧部材３１、収容部材３２および押圧駆動機構３３は、パレット１００の挿入孔１００ｄのそれぞれの下方に設けられていてもよいが、押圧部材３１、収容部材３２および押圧駆動機構３３はそれぞれ一つ設ける構成であってもよい。この場合は、パレット１００が回転しても、パレット１００の回転に押圧部材３１等が追従することなく同じ位置に固定されるような構成とすればよい。そして、パレット１００が回転する際は、押圧部材３１がパレット１００の挿入孔１００ｄから他端側に突出しないように一端側に変位させ、別の挿入孔１００ｄの下方に押圧部材３１が位置するようにパレット１００を回転させるといった構成となっていればよい。
【０１０３】
回転機構５０により溶接用チップ１を回転させる場合について説明したが、回転機構５０ではなく、ロボットアーム６０により溶接用チップ１を回転させてもよい。
詳細には、交換が必要となった溶接用チップ１を備えた溶接用トーチ１０を、溶接用チップ交換装置（第１実施形態）２０内に挿入し、溶接用チップ１を第２把持機構２３で把持する。そして、溶接用チップ１を第２把持機構２３で把持した状態のまま、ロボットアーム６０により溶接用チップ１以外の溶接用トーチ１０を所定角度（例えば、１８０度）回転させる。これにより、溶接用チップ１が溶接用トーチ１０に対し相対的に所定角度回転することとなる。
当該場合の溶接用チップ交換方法は、回転機構を有する場合の溶接用チップ交換方法と同様、図１５に示す流れで行えばよい。
なお、従来の溶接用チップ交換装置では溶接用チップの着脱に複数回にわたる回転が必要であるとともに、ロボットアーム６０は３６０度以上の回転は不可能であることから、前記のようなロボットアーム６０による回転方法で対応することは不可能である。
【０１０４】
チップ接続ボディ３の固定孔３ａの数が４つの場合について説明したが、固定孔３ａの数は特に限定されず、周方向に沿って複数備えられていることが好ましい。チップ接続ボディ３は、このような構成を呈することで、溶接用チップ１を複数方向から保持することによりＯ軸方向に安定に固定することができるからである。
【０１０５】
また、固定部材２が球状を呈する場合について説明したが、固定部材２の形状は球状に限定されず、固定部材２の固定溝１ａとの接触面が曲面を呈するものであってもよい。例えば、円柱状のものであってもよいし、円柱の両端部がテーパ状または半球状のものであってもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１、１１  溶接用チップ（別の溶接用チップ）
１ａ  固定溝
２    固定部材
３    チップ接続ボディ
３ａ  固定孔
４、４１  保持部材
４ａ  縮径部
４ｂ  拡径部
５    弾性部材
１０  溶接用トーチ
２０  溶接用チップ交換装置（第１実施形態）
２１  第１把持機構
２２  第１駆動機構
２３  第２把持機構
２４  第２駆動機構
３０  溶接用チップ交換装置（第２実施形態）
３１  押圧部材
３３  押圧駆動機構
４０  切断機構
５０  回転機構
６０  ロボットアーム
７０  制御装置
８０  位置センサー
Ｌ    固定部材のチップ接続ボディの径方向における幅
Ｌ１   縮径部の内周面と溶接用チップの外周面との間隔
Ｌ２   縮径部の内周面と固定溝の底面との間隔
Ｌ３   拡径部の内周面と溶接用チップの外周面との間隔
Ｌ４   拡径部の内周面とチップ接続ボディの外周面との間隔
【図１】
0005631816.tif 000002
【図２】
0005631816.tif 000003
【図３】
0005631816.tif 000004
【図４】
0005631816.tif 000005
【図５】
0005631816.tif 000006
【図６】
0005631816.tif 000007
【図７】
0005631816.tif 000008
【図８】
0005631816.tif 000009
【図９】
0005631816.tif 000010
【図１０】
0005631816.tif 000011
【図１１】
0005631816.tif 000012
【図１２】
0005631816.tif 000013
【図１３】
0005631816.tif 000014
【図１４】
0005631816.tif 000015
【図１５】
0005631816.tif 000016