(57)【要約】【課題】駆動手段を別途付加する必要がなく、電極チップの自動交換動作を簡略化する。【解決手段】スポット溶接ガンのシャンク部に着脱可能に取り付けられた電極チップを交換する方法で、要交換電極チップ１１を案内部１０４に位置させることにより係止カム１０８に外接させ、要交換電極チップ１１を回転させて係止カム１０８ところがり接触により回転させることにより係止させた状態で引き抜いた後、交換用電極チップ２１のホルダ２０６にシャンク部を移動させ、交換用電極チップ２１をシャンク部に取り付ける動作に連動して要交換電極チップ１１の係止状態を解除するように係止カム１０８を回転させる。【選択図】　　　図３
2004114109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポット溶接ガンの取付部に着脱可能に取り付けられた電極チップの交換方法であって、
前記スポット溶接ガンの取付部の電極チップを案内部に位置させることによりカム部材に外接させ、
前記電極チップを回転させて前記カム部材ところがり回転させることにより当該電極チップを係止させ、
前記電極チップを係止させた状態で前記取付部から電極チップを引き抜いた後、新たな電極チップの取付位置に前記取付部を移動させ、
前記新たな電極チップを前記取付部に取り付ける動作に連動して前記電極チップの係止状態を解除するように前記カム部材を回転させることを特徴とするスポット溶接用電極チップの交換方法。
【請求項２】
前記係止状態が解除された電極チップは、次に交換する電極チップが前記案内部に挿入されることにより当該案内部から押し出されて回収されることを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接用電極チップの交換方法。
【請求項３】
スポット溶接ガンの取付部に着脱可能に取り付けられた電極チップの交換装置であって、
前記スポット溶接ガンの取付部の電極チップに外接し、当該電極チップところがり回転することにより当該電極チップを係止するカム部材と、
前記スポット溶接ガンの取付部の電極チップを前記カム部材に外接する位置に案内する案内部と、
新たに取り付けられる電極チップを供給する供給部と、
前記電極チップを係止させた状態で前記取付部から電極チップを引き抜いた後、新たな電極チップを前記取付部に取り付ける動作に連動して前記電極チップの係止状態を解除するように前記カム部材を回転させる操作部とを具備することを特徴とするスポット溶接用電極チップの交換装置。
【請求項４】
前記操作部は、前記新たな電極チップの取り付け時に前記供給部を上下動させる可動部材と、当該可動部材の下方向への動作を前記カム部材の回転動作に変換して伝達するリンク部材とを有することを特徴とする請求項３に記載のスポット溶接用電極チップの交換装置。
【請求項５】
前記可動部材は、前記新たな電極チップを取り付けた後、前記供給部を上方向に動作させる重量部を有することを特徴とする請求項４に記載のスポット溶接用電極チップの交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スポット溶接ガンの取付部に着脱可能に取り付けられるスポット溶接用電極チップの交換方法及び交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スポット溶接は、ロボットアームなどに連結されたスポット溶接ガンのシャンク部に一対の通電可能な電極チップを対向配置し、これら一対の電極チップで溶接されるワークを挟み込んだ状態で大電流を集中して流し、この抵抗熱により局部的に加熱し、加圧しながら行う、所謂抵抗溶接である。
【０００３】
上記電極チップは使用するに従って徐々に摩耗してくるため、必要に応じて電極チップの先端形状を整えるためのドレス研磨を行うが、最終的には新たな電極チップに交換される。
【０００４】
この電極チップの交換は、作業者がパイプレンチなどの工具を用いて手作業で行われている。ところが、この手作業による交換は、溶接ロボットの稼動開始前の点検時などに行われるが、手作業によるために作業に手間取るとその後の稼動開始時期が遅れ、生産性低下の原因ともなる。
【０００５】
そこで、電極チップの交換を自動化するために、古い電極チップをスポット溶接ガンから引き抜く作業と、新たな電極チップを取り付ける作業とを溶接ロボットにより自動で行える装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１４４２８４号公報（図１）
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報記載の構成では、クランプ板をエアシリンダなどの駆動手段を用いてスライドさせることにより古い電極チップを挟持する機構のため、駆動手段や駆動手段を制御する手段が別途必要となり高コスト化を招くと共に、スライド駆動を許容するための動作領域を確保するために装置が大型化するなどの弊害をもたらす。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、駆動手段を別途付加する必要がなく安価かつ小型な構成とし、電極チップの自動交換動作を簡略化できるスポット溶接用電極チップの交換方法及び交換装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明のスポット溶接用電極チップの交換方法は、スポット溶接ガン（６０）の取付部（１２）に着脱可能に取り付けられた電極チップ（１１）の交換方法であって、前記スポット溶接ガン（６０）の取付部（１２）の電極チップ（１１）を案内部（１０４）に位置させることによりカム部材（１０８）に外接させ、前記電極チップ（１１）を回転させて前記カム部材（１０８）ところがり回転させることにより当該電極チップ（１１）を係止させ、前記電極チップ（１１）を係止させた状態で前記取付部（１２）から電極チップ（１１）を引き抜いた後、新たな電極チップ（２１）の取付位置に前記取付部（１２）を移動させ、前記新たな電極チップ（２１）を前記取付部（１２）に取り付ける動作に連動して前記電極チップ（１１）の係止状態を解除するように前記カム部材（１０８）を回転させる。
【０００９】
また、好ましくは、前記係止状態が解除された電極チップ（１１−１）は、次に交換する電極チップ（１１−２）が前記案内部（１０４）に挿入されることにより当該案内部（１０４）から押し出されて回収される。
【００１０】
本発明のスポット溶接用電極チップの交換装置は、スポット溶接ガン（６０）の取付部（１２）に着脱可能に取り付けられた電極チップ（１１）の交換装置（１０）であって、前記スポット溶接ガン（６０）の取付部（１２）の電極チップ（１１）に外接し、当該電極チップ（１１）ところがり回転することにより当該電極チップ（１１）を係止するカム部材（１０８）と、前記スポット溶接ガン（６０）の取付部（１２）の電極チップ（１１）を前記カム部材（１０８）に外接する位置に案内する案内部（１０４）と、新たに取り付けられる電極チップ（２１）を供給する供給部（２０６）と、前記電極チップ（２１）を係止させた状態で前記取付部（１２）から電極チップ（１１）を引き抜いた後、新たな電極チップ（２１）を前記取付部（１２）に取り付ける動作に連動して前記電極チップ（１１）の係止状態を解除するように前記カム部材（１０８）を回転させる操作部（１１４，２１０）とを具備する。
【００１１】
また、好ましくは、前記操作部（１１４，２１０，２１３）は、前記新たな電極チップ（２１）の取り付け時に前記供給部（２０６）を上下動させる可動部材（２１３，２１９）と、当該可動部材（２１３，２１９）の下方向への動作を前記カム部材（１０８）の回転動作に変換して伝達するリンク部材（１１４，２１０）とを有する。
【００１２】
また、好ましくは、前記可動部材（２１３）は、前記新たな電極チップ（２１）を取り付けた後、前記供給部（２０６）を上方向に動作させる重量部（２１９）を有する。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明のように、請求項１の発明によれば、スポット溶接ガンの取付部の電極チップを案内部に位置させることによりカム部材に外接させ、電極チップを回転させてカム部材ところがり回転させることにより電極チップを係止させ、電極チップを係止させた状態で取付部から電極チップを引き抜いた後、新たな電極チップの取付位置に取付部を移動させ、新たな電極チップを取付部に取り付ける動作に連動して電極チップの係止状態を解除するようにカム部材を回転させることにより、電極チップの自動交換動作を簡略化できる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、係止状態が解除された電極チップは、次に交換する電極チップが案内部に挿入されることにより案内部から押し出されて回収されることにより、簡単な動作で電極チップを確実に回収できる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、スポット溶接ガンの取付部の電極チップに外接し、電極チップところがり回転することにより電極チップを係止するカム部材と、スポット溶接ガンの取付部の電極チップを前記カム部材に外接する位置に案内する案内部と、新たに取り付けられる電極チップを供給する供給部と、電極チップを係止させた状態で取付部から電極チップを引き抜いた後、新たな電極チップを取付部に取り付ける動作に連動して電極チップの係止状態を解除するようにカム部材を回転させる操作部とを具備することにより、駆動手段を別途付加する必要がなく安価かつ小型な構成にできる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、操作部は、新たな電極チップの取り付け時に供給部を上下動させる可動部材と、可動部材の下方向への動作をカム部材の回転動作に変換して伝達するリンク部材とを有することにより、簡単な構成で可動部材の下方向への動作をカム部材の回転動作に変換して伝達できる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、可動部材は、新たな電極チップを取り付けた後、供給部を上方向に動作させる重量部を有することにより、簡単な構成で供給部を上方向に作動させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００２０】
［スポット溶接用電極チップの交換装置］
図１は、本発明に係る実施形態のスポット溶接用電極チップの交換装置（以下、交換装置という）を示す側面図である。図２は、図１を矢視Ｓ１方向から見た図であり、図１に示す交換装置の一構成要素である電極チップを取り外すための電極チップ係止機構を示す側面図である。図３は、図１を矢視Ｓ２方向から見た図であり、図１に示す交換装置の構成要素である電極チップ係止機構と電極チップ供給機構とを示す図である。図４は、電極チップ長さを検出するための電極チップ長検出装置の側面図である。
【００２１】
図１乃至図３において、交換装置１０は、後述するスポット溶接ロボットと共に工場内に設置され、基台テーブル１上に配置された電極チップ係止機構１００と電極チップ供給機構２００とを備える。
【００２２】
電極チップ供給機構２００は、交換用の新たな電極チップ２１（以下、交換用電極チップ）を複数個（例えば、１０個程度）収容する電極チップ収容部２０１と、この電極チップ収容部２０１から交換用電極チップ２１が１個ずつ供給される電極チップ供給部２０２とを有する。
【００２３】
電極チップ収容部２０１は、中空円筒状で両端部が開口したパイプ部材２０３と、このパイプ部材２０３をブラケット２０４により保持する保持部材２０５とを有し、保持部材２０５は、パイプ部材２０３の開口する一端部（下端部）２０３ａが他端部（上端部）２０３ｂより下方に位置するように傾斜（例えば、基台テーブル１に対して４５°の角度）した状態で保持し、パイプ部材の内部に収容された電極チップがその自重により一端部（下端部）の開口から滑り出るように構成されている。
【００２４】
また、パイプ部材２０３の他端部２０３ｂには、パイプ部材２０３を斜め上方に延設する延設パイプ２０３ｃが内部で連通するように連結され、パイプ部材２０３及び延設パイプ２０３ｃの内部は、交換用電極チップ２１の直径より大きな径を持つように構成されている。延設パイプ２０３ｃは交換用電極チップをスポット溶接ロボットの動作領域外から補充できるように延設されている。
【００２５】
パイプ部材２０３の下端部２０３ａ近傍には、パイプ部材２０３から滑り出た交換用電極チップ２１を１個ずつ保持する電極チップホルダ２０６が設けられている。この電極チップホルダ２０６は、ホルダ基板２０７上に交換用電極チップ２１を１個ずつ垂直に保持するためのホルダ穴２０８を形成するホルダブロック２０９と、後述する連動カム２１０が取り付けられている。
【００２６】
電極チップホルダ２０６は、基台テーブル１の下面から下方に延びるガイド機構２１１及びガイド軸２１２により基台テーブル１に対して上下方向に移動可能に構成されている。
【００２７】
ガイド機構２１１は、基台テーブル１の下面に下方に延びるように取り付けられたガイドレール２１３と、このガイドレール２１３下端から側方に延びるように取り付けられたガイドアーム２１４と、電極チップホルダ２０６の下面に下方に延びるように取り付けられてガイドレール２１３に摺動可能に係合するガイド部材２１５とを有する。また、ガイド軸２１２は、電極チップホルダ２０６の下面に下方に延びるように取り付けられ、ガイドアーム２１４に形成されたガイド孔２１６に摺動可能に挿通される。
【００２８】
また、電極チップホルダ２０６のホルダ穴２０８には、その底面からの突出量が調整可能なピン部材２１７がホルダ基板２０７を上下方向に貫通するように螺合され、このピン部材２１７の突出量によりスポット溶接ガンへの取り付けに適合するようにホルダ穴２０８での交換用電極チップ２１の高さが調整される。
【００２９】
電極チップホルダ２０６は、スポット溶接ガンの電極チップが取り付けられるシャンク部に交換用電極チップ２１を取り付ける時に印加される下方への押圧力により下降し、その下降範囲はガイド軸２１２に設けられたストッパ２１８により適正な量に規制されている。
【００３０】
また、電極チップホルダ２０６は、スポット溶接ガンのシャンク部への交換用電極チップ２１の取り付けが完了し、その押圧力が解かれた時に、重量物としてのウエイト２１９の重力を利用したてこの作用により上昇する。このてこの作用は、ブラケット２２０の中央部付近を支持部材２２１及び支点ボルト２２２により回動自在に軸支し、ブラケット２２０の一端部２２０ａをガイド部材２１５の下端部に設けたガイドローラ２２３に当接させると共に、ブラケット２２０の他端部２２０ｂにウエイト２１９を吊り下げて構成することにより達成される。
【００３１】
電極チップ係止機構１００は、スポット溶接ガンのシャンク部に取り付けられた交換が必要な電極チップ１１（以下、要交換電極チップともいう）を係止位置に案内する案内ホルダ１０１と、この案内ホルダ１０１に配置された要電極チップ１１の外周面に当接して要電極チップ１１を軸まわりに回転させることにより転がり接触して回転するカム部材１０２と、スポット溶接ガンのシャンク部から取り外された要交換電極チップ１１を回収する回収パイプ１０３とを有する。
【００３２】
案内ホルダ１０１は、要交換電極チップ１１を係止する係止孔１０４が形成され、この係止孔１０４は回収パイプ１０３に連通している。
【００３３】
回収パイプ１０３の下端部１０３ａには、回収パイプ１０３を下方に延設する延設パイプ１０５が内部で連通するように連結されている。延設パイプ１０５は要交換電極チップ１１をスポット溶接ロボットの動作領域外まで搬送できるように延設されている。
【００３４】
また、案内ホルダ１０１上面には誘導ホルダ１０６が取り付けられ、この誘導ホルダ１０６には係止孔１０４に連通し、要交換電極チップ１１を係止位置に誘い込む誘導孔１０７が形成されている。
【００３５】
また、案内ホルダ１０１における係止孔１０４の側部には基台テーブル１との間に所定の隙間（凹部）Ｃが形成されており、この隙間Ｃは係止孔１０４の一側面１０４ａを開口する位置まで形成されている。
【００３６】
そして、この隙間Ｃには、上方の案内ホルダ１０１に重なり合うように係止カム１０８が配置されている。この係止カム１０８は、カラー１０９及びベアリング１１０を介して支点ボルト１１１を軸支点として誘導ホルダ１０６及び案内ホルダ１０１と基台テーブル１との間で回動自在に軸支されている。
【００３７】
係止カム１０８は、支点ボルト１１１を基準として略楕円形状又は偏心した形状に形成され、そのカムプロフィール１０８ａが案内ホルダ１０１の係止孔１０４内に露出するように軸支されている。この係止孔１０４内に露出するカムプロフィール１０８ａは、歯車の歯などのように凹凸状に形成される一方、係止カムは鉄、電極チップは銅で構成されているため、要交換電極チップ１１の側面部に食い込んで滑りにくく転がり接触して回転しやすい構成となっている。
【００３８】
係止カム１０８は、案内ホルダ１０１に配置された要電極チップ１１をホルダ内周面との間に挟むようにして要電極チップ１１を移動不能にクランプする。
【００３９】
係止カム１０８はカムボディ１１２の一端部に連結され、支点ボルト１１１を支点としてカムボディ１１２と一体的に回転する。カムボディ１１２の他端部には、基台テーブル１上で転がり接触して回転するテーブルローラ１１３と、係止カム１０８による要交換電極チップ１１の係止状態を解除するときに上記連動カム２１０のカムプロフィール２１０ａに当接する連動ローラ１１４とが回転自在に設けられている。
【００４０】
係止カム１０８及びカムボディ１１２は、係止カム１０８が要交換電極チップ１１を係止する係止状態とこの係止状態を解除する解除状態との間で支点ボルト１１１を中心として回転することにより変位する。
【００４１】
解除状態から係止状態への変位は、要交換電極チップ１１の自軸まわりの回転に連動して転がり接触により回転することで達成され、係止状態から解除状態への変位は、連動ローラ１１４と連動カム２１０のカムプロフィール２１０ａとが当接した状態で電極チップホルダ２０６が下降することで達成される。また、解除状態から係止状態へ移行するときには、連動カム２１０は上方に位置しているため、連動ローラ１１４は連動カム２１０と干渉せずに変位し、確実に係止される。
【００４２】
即ち、連動カム２１０のカムプロフィール２１０ａは、その上端から下端に亘って連動ローラ１１４から遠ざかるように傾斜して形成され、電極チップホルダ２０６の下降に連動して連動ローラ１１４がカムプロフィール２１０ａの下端から上端に沿って転がり接触して回転することにより、係止カム１０８及びカムボディ１１２は支点ボルト１１１を中心に図３の紙面に向かって左回りＲＬに変位する。この解除状態への回転変位量は位置決め部材１１５により規定され、カムボディ１１２が位置決め部材１１５に当接する位置までの範囲に規制される。また、カムボディ１１２には、位置決め部材１１５とカムボディ１１２とに亘って引張コイルスプリング１１６が設けられ、係止カム１０８及びカムボディ１１２が常に解除状態への回転方向ＲＬに向けて付勢されている。
【００４３】
案内ホルダ１０１と誘導ホルダ１０６とは支点ボルト１１１及び固定ボルト１１７により相対回転しないように一体的に固定され、係止孔１０４内で要交換電極チップ１１が係止カム１０８と転がり接触して回転するときに、支点ボルト１１１を中心として回転しないようにストッパ１１８で規制されている。これにより、係止カム１０８及びカムボディ１１２のみが支点ボルト１１１を中心として回転するように構成されている。
【００４４】
図４に示すように、電極チップ長検出装置１５０は、基台テーブル１上に設けられたガイドレール１５１と、このガイドレール１５１に沿って摺動するガイドプレート１５２と、このガイドプレート１５２を上方に付勢するエアシリンダ１５３と、ガイドプレート１５２の近接を検知する近接スイッチ１５４とを備える。
【００４５】
近接スイッチ１５４はガイドプレート１５２の上位に下方に向くように設けられ、ごみなどの付着による誤検出を防止する構造となっている。エアシリンダ１５３はガイドプレート１５２の無負荷時にガイドプレート１５２が近接スイッチ１５４に近接又は当接するように下方から上方に付勢し、エアシリンダ１５３の付勢力はレギュレータ１５５により調整される。エアシリンダ１５３はガイドプレート１５２を押し上げるためにエアを使用しているが、加圧方向への使用でエアを排出することはないのでガイドプレート１５２を駆動するための動力源とはなっていない。また、ガイドプレート１５２のクッション性を高めるために、レギュレータ１５５で加圧力が弱くなるように調整される。
【００４６】
近接スイッチ１５４は、ガイドプレート１５２と近接又は当接した位置でオン、離間するとオフを出力し、電極チップ１２の使用限界長で近接スイッチ１５４がオンを出力するように構成されている。尚、使用限界長は、研磨処理による研磨量を見込んだ長さに設定される。
【００４７】
従って、スポット溶接ガンに取り付けられた電極チップ１２をガイドプレート１５２上面に押し当てた時に、近接スイッチ１５４がオンからオフに切り換わったならば電極チップ長は正常値、オンのままの場合には電極チップ長が使用限界長より短いため研磨又は交換が必要と判断される。
【００４８】
上記電極チップ長検出装置１５０を用いることにより、電極チップの使用限界長を定量化でき、目視などによる交換時期のバラツキを無くしてコストを低減することができる。
【００４９】
尚、近接スイッチ１５４に代えて、光ビームなどを用いた光電検出器を適用してもよい。
【００５０】
［電極チップの取り外し］
図５（ａ）〜（ｃ）は、係止カムにより要交換電極チップを係止してシャンク部から取り外すときの要交換電極チップと係止カムとの位置関係を示す模式図である。
【００５１】
図５（ａ）〜（ｃ）において、要交換電極チップの中心軸と係止カムの軸支点との間の軸間距離をＣ、要交換電極チップの半径をＤ１、要交換電極チップとの接点から係止カムの軸支点までの距離をＤ２又はＤ２’（Ｄ２＜Ｄ２’）とすると、図５（ａ）の解除状態（Ｃ＝Ｄ１＋Ｄ２）から要交換電極チップ１１をロボットにより自軸まわりに右回転させると、要交換電極チップ１１（原節）と係止カム１０８（従節）とが円筒摩擦車の関係となって転がり接触しながら互いに反対方向に回転し、接点が移動して軸間距離Ｃ（＜Ｄ１＋Ｄ２’）が長くなっていき、要交換電極チップ１１と係止カム１０８とが食い込み（図５（ｂ））、やがて停止する（図５（ｃ））。
【００５２】
また、図５（ｂ）から図５（ｃ）までの間においては、要交換電極チップ１１を回転させると共に、スポット溶接ガンを抜き方向に約０．５〜１ｍｍ上昇させるようにロボットはティーチングされている。
【００５３】
また、上記要交換電極チップ１１と係止カム１０８との位置関係を要交換電極チップ１１のシャンク部に対する取付力Ａと電極チップの回転を停止させる力（係止力）Ｂとの関係で説明すると、図５（ａ）のように取付力Ａが係止力Ｂより大きい状態（Ａ＞Ｂ）から、要交換電極チップ１１と係止カム１０８とが転がり接触して回転することで軸間距離Ｃが長くなっていき、図５（ｂ）において取付力Ａと係止力Ｂとが等しい状態（Ａ＝Ｂ）を経て、図５（ｃ）のように取付力Ａより係止力Ｂがより大きい係止状態（Ａ＜Ｂ）となる。
【００５４】
この係止状態でスポット溶接ガンを上昇させることにより、要交換電極チップ１１はシャンク部から引き抜かれ、取り外される。
【００５５】
［電極の取り付け及び回収］
図６及び図７は、交換用電極チップを取り付けるときの電極チップ供給機構と電極チップ係止機構の連動を示す模式図であり、各図とも（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図で、図１乃至図３に示す部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付して示している。
【００５６】
電極チップホルダ２０６が交換用電極チップ２１を保持して上昇位置にあると共に、係止カム１０８は係止状態を維持している状態（図６）から、スポット溶接ガンのシャンク部１２が交換用電極チップ２１に差し込まれて電極チップホルダ２０６がストッパに当接するまで下降し、この下降により連動カム２１０がカムボディ１１２を係止状態から解除状態に変位させ、係止カム１０８による要交換電極チップ１１の係止が解かれる（図７）。
【００５７】
図８及び図９は、係止された要交換電極チップを回収するときの電極チップ係止機構の動作を示す模式図であり、各図とも（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図で、図１乃至図３に示す部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付して示している。
【００５８】
図８のごとく係止カム１０８による要交換電極チップ１１の係止が解かれたとしても、要交換電極チップ１１と係止カム１０８とは当接した状態にあるため、要交換電極チップ１１は案内ホルダ１０１内に保持された状態を維持する。
【００５９】
この状態で次の要交換電極チップ１１−２が案内ホルダ１０１内に挿入されると（図８）、残った要交換電極チップ１１−１は押し出されて落下し、回収パイプ１０３を通って不図示の回収箱に回収される（図９）。
【００６０】
［電極チップの供給］
図１０（ａ）〜（ｄ）は、交換用電極チップを電極チップホルダに供給するときの電極チップ供給機構の動作を示す模式図であり、図１乃至図３に示す部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付して示している。
【００６１】
電極チップホルダ２０６が上昇位置にあるときには（図１０（ａ））、パイプ部材２０３内の次の交換用電極チップ２１−２はホルダ２０６内に保持された交換用電極チップ２１−１に当接しているため滑り出ないで止まっている。
【００６２】
次に、交換用電極チップ２１−１が取り付けられることにより、電極チップホルダ２０６が下降したときには（図１０（ｂ））、パイプ部材２０３内の次の交換用電極チップ２１−２はシャンク部１２に当接するため滑り出ないで止まっている。
【００６３】
更に、電極チップホルダ２０６内の交換用電極チップ２１−１がシャンク部１２に取り付けられた後（図１０（ｃ））、シャンク部１２による下方向の力が解かれて電極チップホルダ２０６はウェイトにより上昇すると同時に、ホルダ２０６内から交換用電極チップ２１−１が取り除かれるため、パイプ部材２０３内の交換用電極チップ２１−２が自重により滑り出てホルダ２０６内に供給される。
【００６４】
［スポット溶接用電極チップの交換方法］
次に、本発明に係る実施形態のスポット溶接用電極チップの交換方法について説明する。
【００６５】
図１１は、本発明に係る実施形態のスポット溶接用電極チップの交換方法を示すフローチャートである。
【００６６】
図１１において、処理開始後、ステップＳ１では、電極チップ及びシャンク部内に循環させている冷却水の供給を停止する。この冷却水の供給及び停止は、後述するスポット溶接ロボットのロボット制御部からの出力信号を用いて行われ、冷却水が停止されると冷却水通路内部は真空状態となって電極チップを取り外してもシャンク部から水は漏れない構造となっている。
【００６７】
ステップＳ２では、図４で説明した電極チップ長検出装置１５０により電極チップ長を検出する。
【００６８】
ステップＳ２において、電極チップ長が使用限界長より大きいならば（近接スイッチがオンからオフ）、ステップＳ９に移行して研磨処理を行い、ステップＳ７で冷却水の供給を再開する。
【００６９】
また、ステップＳ２において、電極チップ長が使用限界長より小さいならば（近接センサがオンのまま）、ステップＳ３に移行して図５で説明した電極チップの取り外し動作を実行し、更に、ステップＳ４で電極チップ長検出装置により電極チップが取り外されたか否かを判定する。
【００７０】
ステップＳ４において、電極チップが取り外されたならば近接スイッチはオンのままなので、ステップＳ５に移行して図６及び図７で説明した電極チップの取り付け動作を実行する。
【００７１】
また、ステップＳ４において、電極チップが取り外されていないならば近接スイッチはオンからオフとなるが、この場合には何らかの異常があるためステップＳ１０〜Ｓ１４までの異常復帰処理を実行する。
【００７２】
即ち、ステップＳ１０に移行して異常警報を発すると共にロボットを停止し、ステップＳ１１で不具合を検証し、ステップＳ１２でロボットを初期化させ、ステップＳ１３でマニュアルモードとし、ステップＳ１４で不具合を修正した後、ステップＳ１にリターンして最初から動作を再開する。
【００７３】
ステップＳ６では、電極チップ長検出装置により電極チップが取り付けられたか否かを判定する。
【００７４】
ステップＳ６において、電極チップが取り付けられているならば近接スイッチがオンからオフとなるので、ステップＳ７に移行して冷却水の供給を再開する。
【００７５】
また、ステップＳ６において、電極チップが取り付けられていないならば近接スイッチはオンのままなので、ステップＳ１０に移行して上記異常復帰処理を実行する。
［スポット溶接ガンの適用例］
図１２は、本発明に係る実施形態に適用されるスポット溶接ロボットの概略図である。図１３は、本発明に係る実施形態に適用されるスポット溶接ガンを示す図である。
【００７６】
図１２に示すように、スポット溶接ロボット５０は、ベース５１に対してＺ軸まわりに回転する回転アーム５２と、この回転アーム５２に対してＹ軸まわりに揺動する第１アーム５３と、第１アーム５３に対してＹ軸まわりに揺動すると共に、自軸まわりに回転する第２アーム５４と、第２アーム５４に対してＹ軸まわりに揺動すると共に、Ｚ軸まわりに回転する第３アーム５５とを備え、この第３アーム５５の先端部にスポット溶接ガンＧが取り付けられる多関節ロボットである。
【００７７】
第３アーム５５をＺ軸まわりに回転させることにより、スポット溶接ガンＧに取り付けられた電極チップを自軸まわりに回転させる。
【００７８】
スポット溶接ロボット５０の各アーム、モータ、アクチュエータなどの動作は、予めティーチングされて動力／制御ケーブル５６を介してロボット制御部５７がコントロールする。
【００７９】
スポット溶接ガンＧは、図１３（ａ）のように電極チップ６１に対して受け側の電極がないスタット型６０、図１３（ｂ）、（ｃ）のように電極チップ７１，８１に対向して受け側の電極７２，８２が配置されたＣ型７０やＸ型８０などが適用される。
【００８０】
スタット型の溶接ガン６０は、ワークの一面のみから溶接する場合に適している。
【００８１】
Ｃ型の溶接ガン７０は、電極チップ７１と受け側電極７２とが同一軸上に配置され、シャンク部１２を上下動させるアクチュエータ７３とを備え、車体のルーフやフロアパネルなどのワークを挟み込んで溶接する場合に適している。
【００８２】
また、Ｘ型の溶接ガン８０は、電極チップ８１と受け側電極８２とが外方に傾斜して各軸心がＸ字状に交差するように配置され、シャンク部１２を支点８３まわりに揺動させるアクチュエータ８４を備え、車体のルーフやフロアパネルなどのワークを挟み込むと同時に、Ｃ型の溶接ガンでは届かない箇所を溶接する場合に適している。
【００８３】
上記実施形態の交換装置によれば、エア圧や油圧を必要とせずに電極チップの係止や解除が可能となるため、安価かつ小型な構成にできる。
【００８４】
また、生産ラインを停止せずに電極チップを自動交換できるため、生産や作業効率を向上できる。
【００８５】
また、電極チップの交換を生産ラインの稼動開始前に行えば更に作業効率や管理効率が向上できる。
【００８６】
尚、図１１に示すフローチャートに対応する交換方法を実行するためのコンピュータプログラムや当該プログラムコードが格納された記憶媒体を、コンピュータに供給して、当該コンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して、上記実施形態の処理を実行するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態のスポット溶接用電極チップの交換装置を示す側面図である。
【図２】図１を矢視Ｓ１方向から見た図であり、図１に示す交換装置の一構成要素である電極チップを取り外すための電極チップ係止機構を示す側面図である。
【図３】図１を矢視Ｓ２方向から見た図であり、図１に示す交換装置の構成要素である電極チップ係止機構と電極チップ供給機構とを示す図である。
【図４】電極チップ長さを検出するための電極チップ長検出装置の側面図である。
【図５】係止カムにより要交換電極チップを係止してシャンク部から取り外すときの要交換電極チップと係止カムとの位置関係を示す模式図である。
【図６】交換用電極チップを取り付けるときの電極チップ供給機構と電極チップ係止機構の連動を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図７】交換用電極チップを取り付けるときの電極チップ供給機構と電極チップ係止機構の連動を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図８】係止された要交換電極チップを回収するときの電極チップ係止機構の動作を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図９】係止された要交換電極チップを回収するときの電極チップ係止機構の動作を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図１０】交換用電極チップを電極チップホルダに供給するときの電極チップ供給機構の動作を示す模式図である。
【図１１】本発明に係る実施形態のスポット溶接用電極チップの交換方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明に係る実施形態に適用されるスポット溶接ロボットの概略図である。
【図１３】本発明に係る実施形態に適用されるスポット溶接ガンを示す図である。
【符号の説明】
１　基台テーブル
１０　スポット溶接用電極チップの交換装置
１１　要交換電極チップ
１２　シャンク部
２１　交換用電極チップ
５０　スポット溶接ロボット
Ｇ，６０，７０，８０　スポット溶接ガン
１００　電極チップ係止機構
１０１　案内ホルダ
１０２　カム部材
１０３　回収パイプ
１０４　係止孔
１０６　誘導ホルダ
１０７　誘導孔
１０８　係止カム
１１１　支点ボルト
１１２　カムボディ
１１３　テーブルローラ
１１４　連動ローラ
１１５　位置決め部材
１１６　引張コイルスプリング
１１８　ストッパ
１５０　電極チップ長検出装置
１５１　ガイドレール
１５２　ガイドプレート
１５３　エアシリンダ
１５４　近接スイッチ
１５５　レギュレータ
２００　電極チップ供給機構
２０１　電極チップ収容部
２０２　電極チップ供給部
２０３　パイプ部材
２０６　電極チップホルダ
２０７　ホルダ基板
２０８　ホルダ穴
２０９　ホルダブロック
２１０　連動カム
２１２　ガイド軸
２１３　ガイドレール
２１４　ガイドアーム
２１７　ピン部材
２１８　ストッパ
２１９　ウエイト
２２０　ブラケット
【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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【図１３】
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