(57)【要約】【課題】  複雑な機構を要することなく、一対の電極チップを効率良く整形できる溶接用ロボットの電極チップ整形方法および装置を提供する。【解決手段】  円周状の外周部に外歯１６ａを有し、内周部に切削刃１７を有する研磨カッター１５と、研磨カッター１５を挿脱可能に保持するカッターホルダ１３と、外歯１６ａと歯合可能に延在して設けた固定歯部１８とを有し、研磨カッター１５を、その切削刃１７を有する部分において電極チップ２ａ、２ｂにより挟持してカッターホルダ１３から取り出した後、外歯１６ａを固定歯部１８に歯合させながら溶接ガン１を固定歯部１８に沿って移動させることにより、研磨カッター１５を回転させて切削刃１７により電極チップ２ａおよび２ｂの先端部を同時に切削して整形する。【選択図】  図１
2005238240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ガンの先端に装着した一対の電極チップによりワークの被溶接部分を両側から押圧挟持してスポット溶接する溶接用ロボットの電極チップ整形方法において、
円周状の外周部に外歯を有し、内周部に切削刃を有する研磨カッターを、上記切削刃を有する部分において上記一対の電極チップにより挟持し、その状態で上記外歯を固定歯部に歯合させながら上記溶接ガンを上記固定歯部に沿って移動させることにより、上記研磨カッターを回転させて上記切削刃により上記一対の電極チップの先端部を同時に切削して整形することを特徴とする溶接用ロボットの電極チップ整形方法。
【請求項２】
溶接ガンの先端に装着した一対の電極チップによりワークの被溶接部分を両側から押圧挟持してスポット溶接する溶接用ロボットの電極チップ整形装置において、
円周状の外周部に外歯を有し、内周部に切削刃を有する研磨カッターと、
上記研磨カッターを上記一対の電極チップにより挿脱可能に保持するカッターホルダと、
上記研磨カッターの上記外歯と歯合可能に延在して設けた固定歯部とを有し、
上記カッターホルダに保持された上記研磨カッターを、上記切削刃を有する部分において上記一対の電極チップにより挟持して上記カッターホルダから取り出した後、上記外歯を上記固定歯部に歯合させながら上記溶接ガンを上記固定歯部に沿って移動させることにより、上記研磨カッターを回転させて上記切削刃により上記一対の電極チップの先端部を同時に切削して整形するようにしたことを特徴とする溶接用ロボットの電極チップ整形装置。
【請求項３】
上記固定歯部を、上記カッターホルダを有する部材に設けたことを特徴とする請求項２に記載の溶接用ロボットの電極チップ整形装置。
【請求項４】
上記研磨カッターの軸方向両側の内周部に、上記一対の電極チップの先端部を嵌合して案内する筒状のガイド部材を設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の溶接用ロボットの電極チップ整形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動スポット溶接を行う溶接用ロボットの電極チップ整形方法およびこれを実施する電極チップ整形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両の車体集成ラインでは、溶接用ロボットによる自動スポット溶接が行われている。この自動スポット溶接では、一般に、溶接ガンの先端に装着した一対の電極チップによりワークの被溶接部分を両側から押圧挟持して溶接することから、溶接回数が多くなるに従って、電極チップの先端部表面が酸化膜で覆われると共に、その先端部形状が放電等による欠損や押圧等によって変形してワークに対する接触面積が大きくなり、溶接時の電流密度が低下して溶接品質が低下することになる。このため、所定回数の溶接後に、電極チップの先端部を切削して酸化した部分を除去すると共に、先端部形状を整形する必要がある。
【０００３】
このような電極チップの切削整形を行う従来の電極チップ整形装置として、例えば図６に示すようなものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
この電極チップ整形装置５０はベース５１を有しており、このベース５１に、一対の電極チップ５２ａ、５２ｂの挟持力を受けて移動する可動ベース５３をスライド可能に案内するガイド付シリンダ５４が設けられている。可動ベース５３にはブラケット５５が立設され、このブラケット５５に、可動ベース５３のスライド方向と平行な軸回りで回転可能な切削刃５６が設けられ、この切削刃５６の下部に同軸で傘歯車５７が一体に設けられている。
【０００５】
さらに、ブラケット５５には、傘歯車５７に噛合する傘歯車５８が軸支されている。傘歯車５８には、同軸に平歯車５９が設けられ、この平歯車５９には、可動ベース５３に軸支された大径の平歯車６０が噛合している。また、平歯車６０には、同軸にピニオン６１が設けられ、このピニオン６１はベース５１に固定されたラック６２に噛合している。これにより、可動ベース５３がスライドしてピニオン６１がラック６２上を輪転すると、２つの平歯車６０、５９と２つの傘歯車５８、５７とを介して切削刃５６が回転駆動されるようになっている。
【０００６】
なお、ガイド付シリンダ５４には、常時エアが供給されて、可動ベース５３を一対の電極チップ５２ａ、５２ｂの挟持力作用方向とは反対方向に移動させる力を発生している。また、ベース５１には、切削成形しない側の電極チップ５２ｂを固定するためのガン固定バー６３が設けられている。
【０００７】
この図６に示す従来の電極チップ整形装置５０においては、溶接ガンの一方の電極チップ５２ｂをガン固定バー６３に当てた状態で、溶接ガンを加圧して他方の電極チップ５２ａを切削刃５６に押し付けると、可動ベース５３とガン固定バー６３に対して電極チップ５２ａ、５２ｂの挟持力が作用し、これにより可動ベース５３はガイド付シリンダ５４による抵抗力に抗してガン固定バー６３側に向かってスライドする。
【０００８】
可動ベース５３がスライドすると、可動ベース５３に軸支されたピニオン６１はラック６２上を輪転して、ピニオン６１と同軸の大径の平歯車６０が回転し、これにより平歯車６０に噛合された小径の平歯車５９が増速して回転する。さらに、平歯車５９の回転は、２つの傘歯車５８、５７を介して切削刃５６に伝達され、これにより回転駆動される切削刃５６に押し付けられている電極チップ５２ａの先端部が切削されて整形が行われる。
【０００９】
電極チップ５２ａの切削整形が終了して、溶接ガンの切削刃５６に対する加圧を開放すると、ガイド付シリンダ５４のエア圧によって可動ベース５３は自動的に元の位置に復帰するようになっている。
【００１０】
かかる構成の電極チップ整形装置５０によると、電極チップ５２ａ、５２ｂの挟持力を利用して切削刃５６を回転させるので、切削刃５６を回転駆動するための専用のアクチュエータおよびその制御装置が不要となり、その分、コストダウンが図れる利点がある。
【００１１】
【特許文献１】特開平７−８０６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１に開示の電極チップ整形装置５０にあっては、ベース５１に、ガイド付シリンダ５４を介して可動ベース５３をスライド可能に設けると共に、ガイド付シリンダ５４にはエアを供給して、可動ベース５３を一対の電極チップ５２ａ、５２ｂの挟持力作用方向とは反対方向に付勢している。また、可動ベース５３には、ブラケット５５を介して、可動ベース５３のスライド方向と平行な軸回りに回転可能な傘歯車５７を設けた切削刃５６を軸支すると共に、傘歯車５７と噛合する傘歯車５８およびこれと同軸に平歯車５９を軸支し、さらに平歯車５９と噛合する平歯車６０およびこれと同軸にピニオン６１を軸支して、このピニオン６１をベース５１に設けたラック６２に噛合させるようにしている。このため、歯車機構およびスライド機構等を要し機構が複雑化し、電極チップ整形装置５０のコストアップを招くことが懸念される。
【００１３】
また、一回の整形動作では一方の電極チップ５２ａのみしか整形できず、他方の電極チップ５２ｂを整形する場合には、溶接ガンを１８０度回転させて、同じ整形動作を繰り返し行うことになるため、整形効率の低下が懸念される。
【００１４】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の第１の目的は、複雑な機構を要することなく、一対の電極チップを効率良く整形できる溶接用ロボットの電極チップ整形方法を提供することにある。
【００１５】
さらに、本発明の第２の目的は、上記の電極チップ整形方法を、簡単かつ安価な構成で実施できる溶接用ロボットの電極チップ整形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成する請求項１に記載の溶接用ロボットの電極チップ整形方法の発明は、溶接ガンの先端に装着した一対の電極チップによりワークの被溶接部分を両側から押圧挟持してスポット溶接する溶接用ロボットの電極チップ整形方法において、円周状の外周部に外歯を有し、内周部に切削刃を有する研磨カッターを、上記切削刃を有する部分において上記一対の電極チップにより挟持し、その状態で上記外歯を固定歯部に歯合させながら上記溶接ガンを上記固定歯部に沿って移動させることにより、上記研磨カッターを回転させて上記切削刃により上記一対の電極チップの先端部を同時に切削して整形することを特徴とする。
【００１７】
さらに、上記目的を達成する請求項２に記載の溶接用ロボットの電極チップ整形装置の発明は、溶接ガンの先端に装着した一対の電極チップによりワークの被溶接部分を両側から押圧挟持してスポット溶接する溶接用ロボットの電極チップ整形装置において、円周状の外周部に外歯を有し、内周部に切削刃を有する研磨カッターと、上記研磨カッターを上記一対の電極チップにより挿脱可能に保持するカッターホルダと、上記研磨カッターの上記外歯と歯合可能に延在して設けた固定歯部とを有し、上記カッターホルダに保持された上記研磨カッターを、上記切削刃を有する部分において上記一対の電極チップにより挟持して上記カッターホルダから取り出した後、上記外歯を上記固定歯部に歯合させながら上記溶接ガンを上記固定歯部に沿って移動させることにより、上記研磨カッターを回転させて上記切削刃により上記一対の電極チップの先端部を同時に切削して整形するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２の溶接用ロボットの電極チップ整形装置において、上記固定歯部を、上記カッターホルダを有する部材に設けたことを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３の溶接用ロボットの電極チップ整形装置において、上記研磨カッターの軸方向両側の内周部に、上記一対の電極チップの先端部を嵌合して案内する筒状のガイド部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によると、予めティーチングされた情報に基づいて溶接ロボットが自在に動作可能である点を利用し、外周部に外歯を有する研磨カッターを一対の電極チップにより挟持した状態で、外歯を固定歯部に歯合させながら溶接ガンを固定歯部に沿って移動させることにより、研磨カッターを回転させて一対の電極チップの先端部を同時に整形するので、複雑な機構を要することなく一対の電極チップを効率良く整形することができる。
【００２１】
請求項２の発明によると、円周状の外周部に外歯を有して内周部に切削刃を有する研磨カッターを保持したカッターホルダと固定歯部とを溶接用ロボットによる溶接ガンの移動範囲内に設けれ、カッターホルダに保持された上記研磨カッターを、切削刃を有する部分において上記一対の電極チップにより挟持してカッターホルダから取り出した後、外歯を上記固定歯部に歯合させながら溶接ガンを固定歯部に沿って移動させることにより、研磨カッターを回転駆動させて上記切削刃により一対の電極チップの先端部を同時に切削して整形することから、電極チップ整形装置の構成が簡単で電極チップ整形装置のコストダウンを図ることができる。
【００２２】
請求項３の発明によると、カッターホルダと固定歯部とを近接できるので、装置の小型化が図れる。
【００２３】
請求項４の発明によると、一対の電極チップにより研磨カッターを挟持する際に、一対の電極チップの先端部を筒状のガイド部材により嵌合して案内できるので、研磨カッターの切削刃を有する部分を確実に挟持することができ、また、挟持後はその状態を安定して維持することができるので、研磨カッターを回転させた際のブレを防止でき、一対の電極チップをより精度良く研磨することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明による溶接用ロボットの電極チップ整形方法および溶接用ロボットの電極チップ整形装置の実施の形態を図を参照して説明する。
【００２５】
（第１実施の形態）
図１乃至図４は本発明の第１実施の形態を示すもので、図１は電極チップ整形装置の概略構成図、図２は図１の平面図、図３は図１に示す研磨カッターの構成を拡大して示す分解斜視図、図４は図１に示すカッターホルダの構成を拡大して示す斜視図である。
【００２６】
図１において、溶接用ロボットの溶接ガン１は、その先端に一対の電極チップ２ａ、２ｂが装着されており、予めティーチングされた情報に基づいて所定の位置に移動して、電極チップ２ａ、２ｂにより図示しないワークの被溶接部分を両側から押圧挟持してスポット溶接するようになっている。
【００２７】
本実施の形態では、溶接ガン１の移動範囲内において、ベース１０に支柱１１を立設し、この支柱１１の頂部にアーム１２を介してカッターホルダ１３を取り付け、このカッターホルダ１３に、一対の電極チップ２ａ、２ｂにより挿脱可能に研磨カッター１５を保持する。
【００２８】
研磨カッター１５は、図３に詳細に示すように、カッター取付本体１６とこのカッター取付本体１６に着脱可能に取り付けられる切削刃１７によって形成される。カッター取付本体１６は、円周状の外周部に外歯１６ａが全周に亘って形成されたリング状で、内周部に対向する一対の切削刃係止溝１６ｂが形成されている。切削刃１７は両刃を備えた板状で、カッター取付本体１６の切削刃係止溝１６ｂに係合されてカッター取付本体１６の内周部に直径方向に亘って取り付けられている。
【００２９】
カッターホルダ１３は、図４に詳細に示すように、研磨カッター１５を挿脱可能に収納保持するように、底部内周部に受部１３ａを有する筒状に形成し、その一部には、電極チップ２ａまたは２ｂとの当接を回避するための切欠部１３ｂが形成されている。
【００３０】
また、支柱１１の側面には、支柱１１の延在方向に沿って、研磨カッター１５の外歯１６ａと噛合可能な固定歯部であるラック１８を設ける。
【００３１】
上記構成において、電極チップ２ａおよび２ｂを整形する際には、先ず、溶接用ロボットにより溶接ガン１をカッターホルダ１３の近傍の所定位置に移動させて、カッターホルダ１３に収納保持された研磨カッター１５を、その切削刃１７を有する部分において軸方向から電極チップ２ａと２ｂにより挟持する。
【００３２】
次に、溶接ガン１を上昇させて研磨カッター１５をカッターホルダ１３の上方に移動させてから、溶接ガン１を切欠部１３ｂを経て水平方向に移動させて、カッターホルダ１３から研磨カッター１５を取り出す。
【００３３】
その後、溶接ガン１を三次元的に移動させて、挟持した研磨カッター１５の外歯１６ａをラック１８に噛合させ、その噛合状態を維持しながら溶接ガン１をラック１８に沿って移動させる。これにより、研磨カッター１５をラック１８により回転させて切削刃１７により一対の電極チップ２ａおよび２ｂの先端部を同時に切削して整形する。
【００３４】
電極チップ２ａ、２ｂの整形後は、溶接ガン１を三次元的に移動させて、研磨カッター１５をカッターホルダ１３に収納保持して、整形動作を終了する。
【００３５】
なお、上記の整形動作は、整形モードとして溶接用ロボットに予めティーチングしておき、所定の溶接回数毎に、あるいは任意のタイミングで整形モードを選択することにより実行する。
【００３６】
以上のように、本実施の形態によれば、溶接ロボットが自在に動作可能である点を利用し、溶接用ロボットによる溶接ガン１の移動範囲内に、研磨カッター１５を保持したカッターホルダ１３とラック１８とを設けて、研磨カッター１５を、その切削刃１７を有する部分において一対の電極チップ２ａ、２ｂにより挟持し、その状態で研磨カッター１５の外歯１６ａをラック１８に歯合させながら溶接ガン１をラック１８に沿って移動させることにより、研磨カッター１５を回転駆動させて一対の電極チップ２ａ、２ｂの先端部を同時に整形するようにしたので、研磨カッター１５およびラック１８によって構成され、複雑な機構を要することなく、一対の電極チップ２ａ、２ｂを効率良く整形することができると共に、電極チップ整形装置の製造コストおよび電極チップ２ａ、２ｂの整形に要するランニングコストのダウンを図ることができる。
【００３７】
また、ラック１８を、カッターホルダ１３を支持する支柱１１に設けたので、ラック１８とカッターホルダ１３とが近接配置でき、装置を小型化することができる。さらに、既存の研磨カッターの外周部に外歯を設けることにより、既存の研磨カッターを大きく変更することなく研磨カッター１５を形成することができる。
【００３８】
（第２実施の形態）
図５は、本発明の第２実施の形態における研磨カッターの構成を示す断面図である。
【００３９】
本実施の形態は、研磨カッター１５の軸方向両側の内周部に、一対の電極チップ２ａ、２ｂの先端部を案内する筒状のガイド部材１９ａ、１９ｂを同軸上に設けたもので、その他の構成および動作は第１実施の形態と同様である。
【００４０】
本実施の形態によれば、一対の電極チップ２ａ、２ｂにより研磨カッター１５を挟持する際に、電極チップ２ａ、２ｂの先端部を筒状のガイド部材１９ａ、１９ｂに嵌合することによりそれぞれ案内できるので、研磨カッター１５の切削刃１７を有する部分を確実に挟持することができる。また、挟持後は、その状態を安定して維持することができるので、研磨カッター１５を回転させた際の電極チップ２ａ、２ｂにたいするブレを防止でき、一対の電極チップ２ａ、２ｂをより精度良く研磨することができる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、研磨カッター１５に設ける切削刃１７は、一つに限らず、二つの切削刃を十字状に設けたり、あるいは三つ以上の切削刃を放射状となるように設けたりすることもできる。また、固定歯部は、ラック１８に限らず、例えばチェーン等の外歯１６ａに噛合可能な任意のものを設けることができると共に、その設置位置もカッターホルダ１３を支持する支柱１１に限らず、溶接ガン１の移動範囲内の任意の位置に設置することができ、またその設置姿勢も、垂直に限らず、水平方向や斜め方向等の任意の直線方向や複数の方向に湾曲して延在させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施の形態における溶接用ロボットの電極チップ整形装置の概略構成図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１に示す研磨カッターの構成を拡大して示す分解斜視図である。
【図４】図１に示すカッターホルダの構成を拡大して示す斜視図である。
【図５】本発明の第２実施の形態における研磨カッターの構成を示す断面図である。
【図６】従来の電極チップ整形装置の概要を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１          溶接ガン
２ａ、２ｂ  電極チップ
１０        ベース
１１        支柱
１２        アーム
１３        カッターホルダ
１３ａ      受部
１３ｂ      切欠部
１５        研磨カッター
１６        カッター取付本体
１６ａ      外歯
１７        切削刃
１８        ラック（固定歯部）
１９ａ、１９ｂ  ガイド部材
【図１】
2005238240.tif 000003
【図２】
2005238240.tif 000004
【図３】
2005238240.tif 000005
【図４】
2005238240.tif 000006
【図５】
2005238240.tif 000007
【図６】
2005238240.tif 000008