JP2872507B2 - スポット溶接電極の自動交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磨耗した電極チップを
シャンク先端から自動的に抜き取るためのスポット溶接
電極の自動交換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車のボデー組み立てライン等
で採用されているスポット溶接ロボットのスポット溶接
電極は、図４の（Ａ）（Ｂ）に示すように、電極チップ
（ａ）をシャンク（ｂ）の先端のテーパー部に着脱交換
可能に装着しており、電極チップ（ａ）が磨耗してくる
と交換している。

【０００３】電極チップ（ａ）の交換に際し、従来、図
５の（Ａ）（Ｂ）に示すように、電極チップ（ａ）とシ
ャンク（ｂ）との境界部に先端が２股フォーク状をな
し、基部に向けて肉厚を次第に厚くした楔状工具（７）
を挿入して抜き取る方式と、図５の（Ｃ）（Ｄ）に示す
ように、電極チップ（ａ）とシャンク（ｂ）とを夫々別
のチャック工具（８）（９）でチャックして抜き取る方
式とが採用されていた。

【発明が解決しようとする課題】

【０００４】上記何れの方式も、１回の抜き操作で、電
極チップ（ａ）が抜けなかった場合、何度再動作を繰り
返しても抜けるに到らないことが多い。例えば、楔状工
具（）を挿入して抜き取る方式は、テーパー嵌合部の隙
間（ｇ）が、スポット溶接電極毎の精度のバラツキによ
り異なり、狭い場合には、楔状工具（７）がうまく挿入
できなかったり、広い場合には、楔状工具（７）の挿入
ストロークが不足したり、挿入ストロークが十分であっ
ても、シャンク（ｂ）のテーパー部や、楔状工具（７）
のこすれる段付き部に傷がつき、シャンク（ｂ）の早期
の交換が必要であった。また、チャック工具（８）
（９）で抜き取る方式は、シャンク（ｂ）の先端のテー
パー嵌合部に変形を防ぐため、チャック力を調整してい
るため、抜き取り時、すべりが発生することがあった。
このため、１度抜き取りに失敗すると、再度抜き取り操
作を行なっても大半が抜けず、ライン停止につながるこ
とが多い欠点があった。

【０００５】本発明は、従来装置の上記欠点に鑑みて提
案されたもので、その目的とするところは、電極チップ
の抜き取りを確実化し、かつ、シャンク等への損傷を防
止し、設備コストの低減を可能とし得るスポット溶接電
極の自動交換装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、電極交換位置に設置され、スポット溶接
ロボット又は位置決め手段により定位置に保持されるス
ポット溶接電極のシャンク先端のテーパー部に嵌合する
電極チップの側面を側方からハンマー部により反復打振
する加振装置と、加振装置のハンマー部の前方に設置さ
れ、スポット溶接ロボット又は位置決め手段により定位
置に保持されるスポット溶接電極の電極チップの有無確
認、電極チップの抜き取り後のシャンクの有無確認、新
しい電極チップの装着後の電極チップの有無確認を共用
するセンサーと、電極交換時、上記センサーの有無確認
を制御信号として、加振装置とスポット溶接電極を位置
決め保持するスポット溶接ロボット等とに所定の電極交
換動作を行なわせる制御装置とを具備させたものであ
る。

【０００７】

【作用】電極交換時、制御装置により加振装置のハンマ
ー部を反復打振動作させる。これにより、電極チップ
は、シャンクから緩み、落下する。もし落下しなけれ
ば、再度動作させる。電極チップの落下確認は、ハンマ
ー部の反復打振動作後にセンサーで行なう。所定回数の
動作後、電極チップが落下しなければ、異常とする。し
かし、電極チップの落下が確認できれば、シャンクの有
無を上記センサーで確認させる。シャンクが無しのとき
は、シャンクが脱落したか、或いは欠損したか等の何等
かの異常が発生したものとする。しかし、シャンクが有
れば、新しい電極チップの装着を行なわせて、その装着
がうまく行なわれたか否かを上記センサーで確認させ
る。スポット溶接電極は、上下に対向する電極があるた
め、両方の電極について、上記の動作を行なわせるもの
である。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明のスポット溶接電極の自動交
換装置の一部縦断側面図、図２の（Ａ）は加振装置の斜
視図、（Ｂ）は加振装置の電極交換位置へのスポット溶
接電極の移動経路を示す平面図、（Ｃ）は電極チップの
抜き取り後のシャンクの有無を確認する動作の説明図、
図３は本発明装置の電極交換動作の１例を示す動作フロ
ー図である。

【０００９】図１において、（１）はスポット溶接電
極、（２）は加振装置、（３）はセンサー、（４）は制
御装置を示している。

【００１０】スポット溶接電極（１）は、スポット溶接
ロボット又は位置決め手段（図示省略）に取り付けら
れ、任意な位置へ位置決め移動可能とされるものであっ
て、電極チップ（1a）がシャンク（1b）の先端のテーパ
ー部（1c）に着脱可能に嵌合してある。

【００１１】加振装置（２）は、例えば、自動車のボデ
ー組み立てライン等で採用されているスポット溶接ロボ
ットのスポット溶接作業範囲から離れた適当な位置に設
定された電極交換位置に設置され、この位置にスポット
溶接ロボットにより位置決め保持されるスポット溶接電
極（１）のシャンク（1b）の先端にテーパー嵌合してい
る電極チップ（1a）の側面を側方からハンマー部（2a）
により反復打振することによって、電極チップ（1a）を
シャンク（1b）の先端から緩めて下方のチップ回収容器
（５）内に自重で落下させるためのもので、エアーハン
マー等で構成される。そして、ハンマー部（2a）の前方
両側には、電極交換室形成壁（2b）（2b）が加振装置
（２）の支持部材（2c）から一体に取り付けられ、さら
に、この電極交換室形成壁（2b）（2b）の前端面の一方
には、ゴム板等の可撓性材料からなるチップ飛散防止板
（2d）が開閉可能に取り付けられ、具体的には、図２の
（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、チップ飛散防止板（2
d）の一側面を一方の電極交換室形成壁（2b）に固着
し、この固着側をヒンジ部として開閉できるように他方
の電極交換室形成壁（2b）に対しては、フリーとしてい
る。

【００１２】センサー（３）は、例えば、投光器と受光
器とからなる透過型センサーであって、加振装置（２）
のハンマー部（2a）の前方に設置され、スポット溶接ロ
ボット等により定位置に保持されるスポット溶接電極
（１）の電極交換時の電極チップ（1a）の有無確認、電
極チップ（1a）の抜き取り後のシャンク（1b）の有無確
認、新しい電極チップ（1a）の装着後の電極チップ（1
a）の有無確認を共用したもので、その都度、制御装置
（４）に制御信号を送るものである。

【００１３】制御装置（４）は、電極交換時、加振装置
（２）とスポット溶接電極（１）を位置決め保持するス
ポット溶接ロボット等とに所定の電極交換動作を行なわ
せるためのもので、例えば、図３に示すような動作フロ
ーで制御するものである。

【００１４】本発明装置の実施例の構成は、以上であっ
て、次にその動作を図３の動作フローに沿って説明す
る。

【００１５】電極交換時、第１ステップとして、スポッ
ト溶接ロボット等によりスポット溶接電極（１）が、加
振装置（２）のハンマー部（2a）の前方の電極交換室
（2e）に図２の（Ｂ）に示すような経路で移動してチッ
プ飛散防止板（2d）を押し開きつつ侵入して位置決め保
持されると、センサー（３）により電極交換室（2e）内
にスポット溶接電極（１）が有るか否かを確認させ、無
い時には、異常出力を出させる。そして、有れば、第２
ステップに進み、下電極抜き操作の指令を出す。この指
令が出ると、加振装置（２）のハンマー部（2a）を反復
打振動作させ、この動作後、前記センサー（３）で電極
チップ（1a）の有無を確認させ、有りの時、加振装置
（２）を再動作させて前記センサー（３）で電極チップ
（1a）の有無を確認させ、この動作を所定回数反復させ
ても有りのままの時、異常出力を出し、しかして、反復
打振動作後、電極チップ（1a）が無しの時、加振装置
（２）を停止させ、スポット溶接ロボット又は位置決め
手段により定位置に保持されるスポット溶接電極（１）
を図２の（Ｃ）に示すように、若干下方へ移動させ、こ
の動作後、前記センサー（３）によりシャンク（1b）の
有無を確認させ、無しの時、異常出力を出す。これは、
シャンク（1b）が脱落していたり、破損している場合等
に異常として交換動作を中止させ、作業者に報知させ
て、その後の適切な処置をとらせるためである。しか
し、有りの時は正常であるため、次のステップに進み、
上電極抜き操作の指令を出す。この場合、スポット溶接
電極（１）は、片方だけを図示しているが、上下に対向
して設置されるガンタイプのものは、ガンを上下反転さ
せて位置決め保持させてもよく、また、上下反転させる
ことなくそのままで実施してもよい。上記の上電極抜き
操作の指令が出ると、スポット溶接ロボット等がスポッ
ト溶接電極のもう一方を電極交換室（2e）に位置決め保
持する。そして、再び前記したように、加振装置（２）
のハンマー部（2a）を反復打振動作させ、この動作後、
前記センサー（３）で電極チップ（1a）の有無を確認さ
せ、有りの時、加振装置（２）を再動作させて前記セン
サー（３）で電極チップ（1a）の有無を確認させ、この
動作を所定回数反復させても有りのままの時、異常出力
を出し、しかして、反復打振動作後、電極チップ（1a）
が無しの時、加振装置（２）を停止させ、スポット溶接
ロボット又は位置決め手段により定位置に保持されるス
ポット溶接電極（１）を若干下方へ移動させ、この動作
後、前記センサー（３）によりシャンク（1b）の有無を
確認させ、無しの時、異常出力を出す。しかし、シャン
ク（1b）の有りの時は、装着動作として、装着装置に設
けたセンサーにより電極チップ（1a）の有無を確認し、
無ければ異常を出し、有りの時は、新しい電極チップ
（1a）の装着手段を動作させ、この動作後、前記センサ
ー（３）により新しい電極チップ（1a）の装着の有無を
確認させ、無しの時、一連の装着動作を再度行い、有り
の時、電極交換動作を終了させ、スポット溶接ロボット
等にスポット溶接作業を再開させる。上記動作は、スポ
ット溶接電極（１）の上下のものについて行なうもの
で、磨耗した電極チップ（1a）の抜き操作後、新しい電
極チップ（1a）の装着をその都度行なってもよいし、上
下のものを抜き取ってから新しい電極チップ（1a）を上
下夫々に装着させてもよい。

【００１６】本発明の実施例は、以上の通りであって、
加振装置（２）のハンマー部（2a）による反復打振によ
って、電極チップ（1a）がシャンク（1b）から緩み、下
方へ落下するとき、前方へ飛散しないようにチップ飛散
防止板（2d）が設けてあり、また、下方には、バケット
等のチップ回収容器（５）を設けておくものである。チ
ップ飛散防止板（2d）は、実施例では、ゴム板等の可撓
性材料で構成し、電極交換室（2e）の両側形成壁（2b）
（2b）の一方に固着し、スポット溶接電極（１）の電極
交換室（2e）への出し入れを前方から行なえるようにし
た場合を示しているが、上方又は下方から出し入れする
ようにしてもよく、その場合には、チップ飛散防止板
（2d）は、開閉可能としなくてよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、加振装置を使用してい
るため、１度抜き操作に失敗しても複数回の反復打振で
抜ける可能性が高く、ライン停止頻度が少なくなる。ま
た、１回の抜き操作での加振時間を短く設定すれば、電
極、シャンクに損傷を与える可能性が最小限に抑制され
る。また、センサー１個で各種の異常検知が可能で、設
備のコストが低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスポット溶接電極の自動交換装置の一
部縦断側面図。

【図２】（Ａ）は加振装置の斜視図、（Ｂ）は加振装置
の電極交換位置へのスポット溶接電極の移動経路を示す
平面図、（Ｃ）は電極チップの抜き取り後のシャンクの
有無を確認する動作の説明図。

【図３】本発明装置の電極交換動作の１例を示す動作フ
ロー図。

【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はスポット溶接電極の電極チ
ップの交換前後の説明用斜視図。

【図５】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は従来の電極チップ
の交換装置の側面図と平面図。

【符号の説明】 １ スポット溶接電極 1a 電極チップ 1b シャンク ２ 加振装置 2a ハンマー部 ３ センサー ４ 制御装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極交換位置に設置され、スポット溶接
   ロボット又は位置決め手段により定位置に保持されるス
   ポット溶接電極のシャンク先端のテーパー部に嵌合する
   電極チップの側面を側方からハンマー部により反復打振
   する加振装置と、 加振装置のハンマー部の前方に設置され、スポット溶接
   ロボット又は位置決め手段により定位置に保持されるス
   ポット溶接電極の電極交換時の電極チップの有無確認、
   電極チップの抜き取り後のシャンクの有無確認、新しい
   電極チップの装着後の電極チップの有無確認を共用する
   センサーと、 電極交換時、上記センサーの有無確認を制御信号とし
   て、加振装置とスポット溶接電極を位置決め保持するス
   ポット溶接ロボット等とに所定の電極交換動作を行なわ
   せる制御装置とを具備させたことを特徴とするスポット
   溶接電極の自動交換装置。