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技術 シーム溶接装置用円板電極の整形装置

出願人 電元社トーア株式会社
発明者 久田康一宮本成男
出願日 2017年12月18日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2017-241922
公開日 2019年7月4日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2019-107731
状態 特許登録済
技術分野 スポット溶接 工作機械の自動制御 バイト、中ぐり工具、ホルダ及びタレット 旋削加工
主要キーワード 上下同一 凹状湾曲 円板電極 上方先端 総形バイト 切削制御 下向き状態 各切削チップ
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図面 (8)

課題

シーム溶接装置円板電極周回端面を所定形状に高精度に切削加工すること。

解決手段

整形装置20は、円板電極17u,17dの周回端面に向かう先端側に、切削刃円形状を成す円形切削チップ27u,27dが配設され、この円形切削チップ27u,27dを当該周回端面に向かうX軸方向に沿って前後移動させるX軸移動機構部23を備える。また、X軸移動機構部23をX軸方向と直交するY軸方向に沿って左右移動させるY軸移動機構部22を備える。更に、円板電極17u,17dの径サイズと、当該円板電極17u,17dの予め定められた周回端面形状と、当該円板電極17u,17dの周回端面の予め定められた切削量との情報が予め記憶部に記憶されており、径サイズの円板電極17u,17dを、切削量で周回端面形状に切削する切削制御を、X軸移動機構部23及びY軸移動機構部22に対して行う制御部26を備える。

概要

背景

シーム溶接装置は、複数枚重ねた金属板を上下から一対の円板電極周回端面で挟み、各円板電極を回転させながら円板電極間に溶接電流を流すように構成されている。この電流で発生するジュール熱により金属が溶融されて各金属板が連続的に接合される。この際、円板電極が使用頻度に比例して塑性変形してしまう。また、金属板にメッキが施されている場合、溶融熱により円板電極にメッキが付着すると円板電極が変形してしまう。更に、円板電極に付着したメッキ(付着物)が通電障害となってしまう。この変形及び付着物により円板電極の周回端面が溶接不適合な形状又は状態となった場合、周回端面を切削して凸型のR曲面形状等の元の形状に戻す必要がある。

その切削を行う場合、一般的に、回転する円板電極の周回端面に、総形バイト押し付けて元の形状に切削している。この種の技術として、例えば特許文献1に記載の整形方法がある。この整形方法では、ロボットに搭載されたシーム溶接装置の円板電極(ローラ電極)の周回端面に、総形バイトである切削具を押し付けて所定形状に切削している。この切削具(総形バイト)は切削時に大トルクを必要とするため、円板電極に、シーム溶接装置の回転駆動力に加え、整形装置で更に回転駆動力を追加して切削を行っている。

概要

シーム溶接装置の円板電極の周回端面を所定形状に高精度に切削加工すること。整形装置20は、円板電極17u,17dの周回端面に向かう先端側に、切削刃円形状を成す円形切削チップ27u,27dが配設され、この円形切削チップ27u,27dを当該周回端面に向かうX軸方向に沿って前後移動させるX軸移動機構部23を備える。また、X軸移動機構部23をX軸方向と直交するY軸方向に沿って左右移動させるY軸移動機構部22を備える。更に、円板電極17u,17dの径サイズと、当該円板電極17u,17dの予め定められた周回端面形状と、当該円板電極17u,17dの周回端面の予め定められた切削量との情報が予め記憶部に記憶されており、径サイズの円板電極17u,17dを、切削量で周回端面形状に切削する切削制御を、X軸移動機構部23及びY軸移動機構部22に対して行う制御部26を備える。

目的

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、シーム溶接装置の円板電極の周回端面を所定形状に高精度に切削加工することができるシーム溶接装置用円板電極の整形装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

シーム溶接装置円板電極周回端面を、予め定められた形状に切削するシーム溶接装置用円板電極の整形装置において、前記円板電極の周回端面に向かう先端側に、円弧状の切削刃を有する切削チップが配設され、この切削チップを当該周回端面に向かうX軸方向に沿って移動させるX軸移動機構部と、前記X軸移動機構部をX軸方向と直交するY軸方向に沿って移動させるY軸移動機構部と、前記円板電極の径サイズと、当該円板電極の予め定められた周回端面形状と、当該円板電極の周回端面の予め定められた切削量との情報が予め記憶部に記憶されており、前記径サイズの円板電極を前記切削量で前記周回端面形状に切削する切削制御を、前記X軸移動機構部及び前記Y軸移動機構部に対して行う制御部とを備えることを特徴とするシーム溶接装置用円板電極の整形装置。

請求項2

前記X軸移動機構部は、前記一対の円板電極の周回端面毎に対応付けられた各切削チップを、X軸方向に沿って各々移動する2つのX軸移動部を備え、前記制御部は、前記2つのX軸移動部毎のX軸方向に沿った前後移動を前記切削制御に応じて制御することを特徴とする請求項1に記載のシーム溶接装置用円板電極の整形装置。

請求項3

前記シーム溶接装置は、当該シーム溶接装置を所定方向回動及び移動するアーム部と、当該シーム溶接装置の一対の円板電極を支持して回転させる回転機能を有する2つのハウジングの移動回転制御機能を備えるロボットに搭載されており、前記2つのハウジングを、前記一対の円板電極毎の中心が前記各切削チップの切削刃にX軸方向の軸上で一致するように固定する円板電極固定台を備え、前記制御部は、前記2つのハウジングを前記円板電極固定台に固定するように前記ロボットを制御することを特徴とする請求項2に記載のシーム溶接装置用円板電極の整形装置。

請求項4

前記ロボットは、前記円板電極の径サイズを検知する検知手段を備え、前記検知された径サイズが前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項3に記載のシーム溶接装置用円板電極の整形装置。

請求項5

前記制御部は、予め定められた切削量で前記円板電極の周回端面が切削された際の円板電極の径サイズを記憶部に記憶し、次回の切削時に、その記憶された径サイズから前記切削量だけ切削することを繰り返す制御を行うことを特徴とする請求項3又は4に記載のシーム溶接装置用円板電極の整形装置。

請求項6

前記一対の円板電極の内の下方側の円板電極は、切削刃の下側から上側に向かって回転するようになっていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のシーム溶接装置用円板電極の整形装置。

請求項7

前記切削チップは、円形状の切削刃を有することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のシーム溶接装置用円板電極の整形装置。

技術分野

0001

本発明は、シーム溶接装置円板電極切削して整形するシーム溶接装置用円板電極の整形装置に関する。

背景技術

0002

シーム溶接装置は、複数枚重ねた金属板を上下から一対の円板電極の周回端面で挟み、各円板電極を回転させながら円板電極間に溶接電流を流すように構成されている。この電流で発生するジュール熱により金属が溶融されて各金属板が連続的に接合される。この際、円板電極が使用頻度に比例して塑性変形してしまう。また、金属板にメッキが施されている場合、溶融熱により円板電極にメッキが付着すると円板電極が変形してしまう。更に、円板電極に付着したメッキ(付着物)が通電障害となってしまう。この変形及び付着物により円板電極の周回端面が溶接不適合な形状又は状態となった場合、周回端面を切削して凸型のR曲面形状等の元の形状に戻す必要がある。

0003

その切削を行う場合、一般的に、回転する円板電極の周回端面に、総形バイト押し付けて元の形状に切削している。この種の技術として、例えば特許文献1に記載の整形方法がある。この整形方法では、ロボットに搭載されたシーム溶接装置の円板電極(ローラ電極)の周回端面に、総形バイトである切削具を押し付けて所定形状に切削している。この切削具(総形バイト)は切削時に大トルクを必要とするため、円板電極に、シーム溶接装置の回転駆動力に加え、整形装置で更に回転駆動力を追加して切削を行っている。

先行技術

0004

特開2016−107342号公報

発明が解決しようとする課題

0005

上述の特許文献1のように、円板電極の周回端面に総形バイトを押し付けた場合、この際の接触面積が大きいため摩擦抵抗が大きくなり振動が発生し、周回端面を高精度に切削加工できないという問題がある。更に、総形バイトの刃が周回端面の凹部等の劣化部分に食い込むと急激なトルク増大により円板電極の回転が止まってしまうので、周回端面を高精度に切削加工できないという問題がある。

0006

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、シーム溶接装置の円板電極の周回端面を所定形状に高精度に切削加工することができるシーム溶接装置用円板電極の整形装置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

0007

上記課題を解決するための手段として、請求項1に係る発明は、シーム溶接装置の円板電極の周回端面を、予め定められた形状に切削するシーム溶接装置用円板電極の整形装置において、前記円板電極の周回端面に向かう先端側に、円弧状の切削刃を有する切削チップが配設され、この切削チップを当該周回端面に向かうX軸方向に沿って移動させるX軸移動機構部と、前記X軸移動機構部をX軸方向と直交するY軸方向に沿って移動させるY軸移動機構部と、前記円板電極の径サイズと、当該円板電極の予め定められた周回端面形状と、当該円板電極の周回端面の予め定められた切削量との情報が予め記憶部に記憶されており、前記径サイズの円板電極を前記切削量で前記周回端面形状に切削する切削制御を、前記X軸移動機構部及び前記Y軸移動機構部に対して行う制御部とを備えることを特徴とするシーム溶接装置用円板電極の整形装置である。

0008

この構成によれば、X軸移動機構部及びY軸移動機構部は、制御部の切削制御に応じて、切削チップを円板電極の周回端面に押し付けてX軸方向及びY軸方向に移動させながら、切削量で前記周回端面形状に切削する動作を行う。

0009

この際、切削チップの切削刃が円弧状なので、円板電極の周回端面への切削刃の当接部分が、総形バイトより小さくなる。このため、切削チップの周回端面への当接部分が小さくなるが、切削チップをX軸方向及びY軸方向に移動させて周回端面を必要形状に切削することができる。また、切削時の摩擦抵抗が小さいので、小さい回転トルクで円板電極を回転させながら、周回端面を切削チップで切削することができる。更に、切削チップの切削刃が周回端面の劣化部分に食い込んで急激なトルク増大が発生したり、円板電極の回転が止まったりすることが無くなる。このような作用によって、円板電極の周回端面を高精度に切削加工することができる。また、整形装置は、シーム溶接装置の回転機構で円板電極を回転させながら切削チップで切削を行うので、整形装置に円板電極の回転機構が不要となり、その分、整形装置の簡易化及び小型化を図ることができる。

0010

請求項2に係る発明は、前記X軸移動機構部が、前記一対の円板電極の周回端面毎に対応付けられた各切削チップを、X軸方向に沿って各々移動する2つのX軸移動部を備え、前記制御部は、前記2つのX軸移動部毎のX軸方向に沿った前後移動を前記切削制御に応じて制御することを特徴とする請求項1に記載のシーム溶接装置用円板電極の整形装置である。

0011

この構成によれば、一対の円板電極の周回端面の双方を、同時に所定の周回端面形状に切削することができる。

0012

請求項3に係る発明は、前記シーム溶接装置は、当該シーム溶接装置を所定方向回動及び移動するアーム部と、当該シーム溶接装置の一対の円板電極を支持して回転させる回転機能を有する2つのハウジングの移動回転制御機能を備えるロボットに搭載されており、前記2つのハウジングを、前記一対の円板電極毎の中心が前記各切削チップの切削刃にX軸方向の軸上で一致するように固定する円板電極固定台を備え、前記制御部は、前記2つのハウジングを前記円板電極固定台に固定するように前記ロボットを制御することを特徴とする請求項2に記載のシーム溶接装置用円板電極の整形装置である。

0013

この構成によれば、ロボットがシーム溶接装置の一対の円板電極を、整形装置の各切削チップで切削可能な状態に、円板電極固定台に固定することができる。

0014

請求項4に係る発明は、前記ロボットが、前記円板電極の径サイズを検知する検知手段を備え、前記検知された径サイズが前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項3に記載のシーム溶接装置用円板電極の整形装置である。

0015

この構成によれば、整形装置の制御部は、ロボットの検知手段でリアルタイムに検知される円板電極の径サイズを記憶し、この記憶された径サイズを円板電極の切削動作に必要な情報として用いることができる。つまり、制御部は、円板電極の切削時に、現状の適正な円板電極の径サイズを適用することができる。

0016

請求項5に係る発明は、前記制御部が、予め定められた切削量で前記円板電極の周回端面が切削された際の円板電極の径サイズを記憶部に記憶し、次回の切削時に、その記憶された径サイズから前記切削量だけ切削することを繰り返す制御を行うことを特徴とする請求項3又は4に記載のシーム溶接装置用円板電極の整形装置である。

0017

この構成によれば、円板電極の周回端面がシーム溶接後に塑性変形する度に、周回端面を所定の周回端面形状に自動的に切削することができる。

0018

請求項6に係る発明は、前記一対の円板電極の内の下方側の円板電極は、切削刃の下側から上側に向かって回転するようになっていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のシーム溶接装置用円板電極の整形装置である。

0019

この構成によれば、上側の円板電極の周回端面が上側の切削チップで切削されると、金属の切り屑が下側の円板電極と切削チップとの間に落下する。しかし、下側の円板電極は上側と同様に下側から上側に向かう方向に回転しているので、落下した切り屑が下側の円板電極で上側に跳ねのけられる。このため、下側の円板電極の周回端面と切削刃との間に切り屑が挟まらないようにすることができる。

0020

請求項7に係る発明は、前記切削チップが、円形状の切削刃を有することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のシーム溶接装置用円板電極の整形装置である。

0021

この構成によれば、円板電極を高精度に切削することが可能となる。

発明の効果

0022

本発明によれば、シーム溶接装置の円板電極の周回端面を所定形状に高精度に切削加工するシーム溶接装置用円板電極の整形装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0023

本発明の実施形態に係るシーム溶接装置用円板電極の整形装置及びシーム溶接装置を搭載したロボットの構成を示す斜視図である。
本発明の実施形態に係るシーム溶接装置用円板電極の整形装置を透視した平面図である。
本発明の実施形態に係るシーム溶接装置用円板電極の整形装置をX軸移動機構部側から透視した側面図である。
円板電極の周回端面側と円形切削チップの切削刃とを示す平面図である。
円板電極の周回端面に円形切削チップの切削刃を当接した状態を示す側面図である。
円板電極の周回端面を円形切削チップで凸型のR曲面形状に切削する様態を示す平面図である。
円板電極の周回端面を円形切削チップで凸型の台形状に切削する様態を示す平面図である。

実施例

0024

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
<実施形態の構成>
図1は本発明の実施形態に係るシーム溶接装置用円板電極の整形装置及びシーム溶接装置を搭載したロボットの構成を示す斜視図である。

0025

図1に示す溶接システム100において、ロボット10は、ロボット制御部11と、基台12と、基台12の上に配設された第1アーム13と、第1アーム13に組み合された第2アーム14と、第2アーム14に組み合された第3アーム15と、第3アーム15に取り付けられたシーム溶接装置16とを備えて構成されている。なお、第1アーム13、第2アーム14及び第3アーム15は、請求項記載のアーム部を構成する。

0026

第1アーム13は上下左右回動自在となっており、第2アーム14は上下左右回動自在となっている。第3アーム15は上下左右回動自在となっている。各アーム13〜15を連動させてシーム溶接装置16を上下左右回動及び前後方向に自在に移動させることが可能となっている。つまり、第1アーム13、第2アーム14及び第3アーム15で、シーム溶接装置16を所定方向に回動及び移動することが可能となっている。

0027

シーム溶接装置16は、同一平面内に配置された上下一対の円板電極17u,17dを有する。これらの円板電極17u,17dは、複数枚重ねた金属板をシーム溶接するが、この溶接頻度に比例して塑性変形する。この塑性変形により円板電極17u,17dの周回端面が溶接に不適合な形状となった場合、この周回端面を、整形装置20に配設された切削刃が円形状を成す円形切削チップ27u,27dで切削して凸型のR曲面形状等の元の形状に戻す必要がある。

0028

整形装置20は、本体フレーム21と、本体フレーム21の上に配設されたY軸移動機構部22と、Y軸移動機構部22の横に組み合されたX軸移動機構部23と、本体フレーム21の前面からL字状に突出(図3参照)した固定台アーム24と、固定台アーム24の上方先端部に固定された円板電極固定台25と、制御部26とを備えて構成されている。なお、制御部26は、図面では整形装置20と分離して記載したが、本体フレーム21の内部等に搭載されていてもよい。

0029

図2は整形装置20を透視した平面図であり、X軸移動機構部23の上下同一構成のX軸移動部23u,23d(図1)の内、上側のX軸移動部23uのみが見えた様態を示す。図2において前後左右の十字矢印で示すように、整形装置20の円形切削チップ27uのある方が前側で、この反対側が後側、X軸移動機構部23側が左側、Y軸移動機構部22側が右側である。また、前後方向は、双方向矢印X1で示すX軸方向であり、左右方向は双方向矢印Y1で示すY軸方向である。X軸方向とY軸方向は、互いに水平面内で且つ直交した関係となっている。

0030

図3は整形装置20をX軸移動機構部23側から透視した側面図であり、上下前後の十字矢印により、整形装置20の上側、下側、前側、後側が指示してある。

0031

図2において、本体フレーム21は、各々2つのY軸摺動ガイド31が配設されるY軸フレーム21a及びY軸移動機構部22が配設されるY軸主フレーム21bを備える。各Y軸フレーム21aはY軸方向に延在し、互いが離間して配設されている。各Y軸主フレーム21bは、X軸方向に延在してY軸フレーム21aの間に介在され、互いが離間して配設されている。

0032

Y軸移動機構部22は、円形切削チップ27u,27d(図1,3)をY軸方向に移動するものである。このY軸移動機構部22は、各Y軸フレーム21a及びY軸主フレーム21bに組み合されており、2つのY軸摺動ガイド31と、平面視コ字状のY軸移動台32と、Y軸方向に沿って配設された送りネジ33、連結具34、減速機35及びサーボモータ36とを備えて構成されている。

0033

前後側に離間したY軸フレーム21aの前面及び後面には、Y軸摺動ガイド31を介してY軸移動台32が、Y軸方向に移動自在に取り付けられている。Y軸移動台32は、Y軸方向に延在して離間する両側のフレームの端部間に、X軸方向に延在する壁面部32aが固定されて平面視コ字状を成している。

0034

矢印で示す右側に後方が突出したサーボモータ36の先端側には減速機35が組み付けられ、この減速機35の途中部分が右側のY軸主フレーム21bに固定されている。減速機35の先端側には、左側のY軸主フレーム21bに支持された連結具34を介して送りネジ33の基端側が取り付けられている。

0035

送りネジ33の先端側は、Y軸移動台32のX軸方向に延在する壁面部32aに組み付けられた円形状のナット38(図3)に螺合されている。送りネジ33は、サーボモータ36の一方側への回転(例えば右回転)に応じてナット38を矢印左方向へ移動させることにより、Y軸移動台32を左方向へ移動させる。この反対側への回転(左回転)に応じてナット38を矢印右方向へ移動させることにより、Y軸移動台32を右方向へ移動させる。

0036

このY軸移動台32の左右への移動に応じてX軸移動機構部23がY軸方向に沿って左右に移動するので、X軸移動機構部23の円形切削チップ27u,27d(図1,3参照)が左右に移動する。

0037

X軸移動機構部23は、円形切削チップ27u,27d(図1)をX軸方向に沿った前後方向に移動するものである。このX軸移動機構部23は、図3に示すように、上下に一対のX軸移動部23u,23dを備える。各X軸移動部23u,23dの先端側には、円盤形状の円形切削チップ27u,27d(図4参照)が取り換え可能に固定されている。

0038

次に、X軸移動機構部23の上下同一構成のX軸移動部23u,23dの内、図2に示す上側のX軸移動部23uを代表して説明する。

0039

X軸移動部23uは、Y軸移動台32の壁面部32aに取り付けられたX軸摺動ガイド41と、先端側に円形切削チップ27uが固定されたX軸移動台42と、X軸方向に配列された送りネジ43、連結具44、減速機45及びサーボモータ46とを備えて構成されている。

0040

X軸移動台42は、X軸方向に沿って後端側から先端側に延びる雌ネジ部42aが形成されており、Y軸移動台32の壁面部32aの外面にX軸摺動ガイド41を介してX軸方向に沿った前後方向に移動自在に取り付けられている。

0041

矢印で示す後側に後方側が突出したサーボモータ46の先端側には減速機45が組み付けられている。この減速機45の途中部分は、Y軸移動台32に一端部が固定された補助フレーム21cで支持されている。減速機45の先端側には、Y軸移動台32に一端部が固定された補助フレーム21dで支持される連結具44を介して送りネジ43の基端側が取り付けられている。この送りネジ43の先端側は、X軸移動台42の雌ネジ部42aに螺合されている。X軸移動台42の先端側には円形切削チップ27uが着脱自在に配設されている。

0042

送りネジ43は、サーボモータ46の一方側への回転(例えば右回転)に応じて雌ネジ部42a内を右回転することにより、X軸移動台42を、円板電極17u,17d(図3)に向かう前方向へ移動させる。この反対側への回転(左回転)に応じて雌ネジ部42a内を左回転することにより、X軸移動台42を後方向へ移動させる。この前後移動に応じて、円形切削チップ27u,27dがX軸方向に沿って前後移動するようになっている。

0043

次に、図3に示すように、L字状の固定台アーム24の上方先端部に固定された円板電極固定台25は、上下に離間したX軸移動部23u,23dの中間に配置されている。円板電極固定台25には、凹状に湾曲する凹状湾曲部25u,25dが上下に対称に設けられている。この凹状湾曲部25u,25dに、上下の円板電極17u,17dを回転自在に支持するハウジング17uh,17dhの首部分図2参照)が嵌め込まれて円板電極17u,17dが固定されるようになっている。下側のハウジング17dhが固定側で、上側のハウジング17uhが上下に移動自在となっている。なお、ハウジング17uh,17dhは、円板電極17u,17dを回転させる回転機構を備える。

0044

ハウジング17uh,17dhの固定は、まず、ロボット10が移動回転制御機能により上下のハウジング17uh,17dhの間隔を、各凹状湾曲部25u,25dの上下幅よりも拡げた状態とし、この状態のハウジング17uh,17dhを各凹状湾曲部25u,25dの上下位置に移動する。次に、下側のハウジング17dhを下側の凹状湾曲部25dに嵌め込んだ後、上側のハウジング17dhを下方に移動して上側の凹状湾曲部25uに嵌め込む。この状態で上側のハウジング17dhを下方側に押圧することにより、各ハウジング17uh,17dhを上下から凹状湾曲部25u,25dに押圧して円板電極固定台25に固定する。なお、移動回転制御機能はロボット制御部11により構成されていてもよい。

0045

この固定状態では、上側の円板電極17uの中心と、上側の円形切削チップ27uの切削刃(図5参照)とがX軸上で一致し、下側の円板電極17dの中心と、下側の円形切削チップ27dの切削刃とがX軸上で一致するようになっている。各円形切削チップ27u,27dは、図5に示すように、切削刃が下向きとなる状態でX軸移動部23u,23dの先端部に固定される。

0046

この切削刃の下向き状態において、図3に示す円板電極17u,17dの双方が、矢印Y2で示す反時計回り左回り)で同一方向に回転する構成となっている。この場合、左回りで回転する上側の円板電極17uの周回端面が上側の円形切削チップ27uで切削されると、金属の切り屑が下側の円板電極17dと円形切削チップ27dとの間に落下する。

0047

しかし、下側の円板電極17dは上側と同様に左回り、つまり下から上に向かう方向に回転しているので、落下した切り屑が下側の円板電極17dで上側に跳ねのけられる。このため、下側の円板電極17dの周回端面と切削刃との間に切り屑が挟まらないようになっている。なお、上側の円板電極17uは矢印Y2と逆側に回転していてもよい。但し、下側の円板電極17dが矢印Y2と逆側に回転していると、落下した切り屑が周回端面と切削刃との間に挟まってしまう。

0048

図1に示す制御部26は、円板電極17u,17dの周回端面を予め定められた所定形状に切削する制御を次のように行う。制御部26は、ロボット制御部11に対して円板電極17u,17dを円板電極固定台25に固定する指示を行う。この指示に応じて、ロボット制御部11が円板電極17u,17dのハウジング17uh,17dhを、整形装置20の円板電極固定台25に移動させ、上述したように円板電極固定台25の上下の凹状湾曲部25u,25dに固定する制御(固定制御)を行う。但し、制御部26が、2つのハウジング17uh,17dhを円板電極固定台25に固定するようにロボット10を制御するようにしてもよい。

0049

制御部26は、その固定制御により円板電極17u,17dが円板電極固定台25の所定位置に固定されたことを検知すると、ロボット制御部11に対して円板電極17u,17dを回転させる指示を行う。この指示に応じて、ロボット制御部11が円板電極17u,17dを150rpm〜170rpm等の所定回転数且つ所定の回転トルクで、上述したように同一方向(図3の矢印Y2方向)に回転させる。

0050

制御部26は、その回転を検知すると、Y軸移動機構部22及びX軸移動機構部23に円形切削チップ27u,27dで円板電極17u,17dを切削させる制御(切削制御)を行う。この切削制御に応じて、X軸移動部23u,23dの各サーボモータ46及びY軸移動機構部22のサーボモータ36が駆動され、円形切削チップ27u,27dの切削刃が円板電極17u,17dの周回端面に押し付けられて切削される。この際、各円形切削チップ27u,27dのX軸方向の移動は、X軸移動部23u,23d毎に制御されるようになっている。

0051

例えば、図6に示すように、円形切削チップ27u,27dの切削刃を、円板電極17u,17dの周回端面の厚み方向の一方の角(図面上側の角)に押し付けた後、他方側の角(図面下側の角)まで徐々に移動させながら所定の周回端面形状(例えば、R曲面形状)に切削する動作が行われる。なお、円形切削チップ27u,27dでは、周回端面の端に残ったバリを削り取ることもできる。

0052

制御部26は、切削制御を行うに当たり、円板電極17u,17dの径サイズ(例えば、115.8mm)と、切削量(例えば、0.1mm)と、円板電極17u,17dの周回端面形状(例えば、50RのR曲面形状)との情報を、図示せぬハードディスク半導体メモリ装置等の記憶部26aに予め記憶している。

0053

円板電極17u,17dの径サイズの情報(径情報)は、ロボット制御部11でリアルタイムに検知される構成の場合、制御部26がその径情報を取得して保持する。ロボット制御部11が径情報を検知しない構成の場合は、人がノギス等で円板電極17u,17dの径サイズを測定して制御部26に入力する。なお、ロボット制御部11は、請求項記載の検知手段を構成する。

0054

切削量は、円板電極17u,17dの周回端面を周回端面形状(例えば、50RのR曲面形状)に適正に切削可能な値(例えば、0.1mm)であり、人が予め制御部26に設定する。制御部26は、その切削量で円板電極17u,17dの周回端面を50RのR曲面形状とする切削制御を、X軸移動機構部23及びY軸移動機構部22に対して行うようになっている。

0055

なお、円形切削チップ27u,27dに代え、菱形でこの角部にR曲面形状の切削刃が搭載された切削チップを用いてもよい。

0056

<円板電極の切削動作>
次に、整形装置20によるシーム溶接装置16の円板電極17u,17dの切削動作を説明する。

0057

前提条件として、図1に示す制御部26に、ロボット制御部11でリアルタイムに検知される円板電極17u,17dの径情報が入力されて保持されるとする。更に、制御部26には、円板電極17u,17dの周回端面形状(後述の台形状)と、切削量(0.1mm)との情報が保持されているとする。

0058

ここで、周回端面形状は、図7に示す円板電極17u,17dの周回端面の厚み方向の断面が台形状であるとする。以降、周回端面形状が台形状であると表現する。

0059

次に、制御部26は、ロボット制御部11に対して、円板電極17u,17dを整形装置20の円板電極固定台25に固定する指示を行う。この指示に応じたロボット制御部11の制御により、ロボット10の第1アーム13、第2アーム14及び第3アーム15が作動し、円板電極17u,17dを支持するハウジング17uh,17dh(図2)を円板電極固定台25の上下側に移動する。次に、ロボット10は、上下のハウジング17uh,17dhを凹状湾曲部25u,25dに嵌め込んで押さえつけ、円板電極固定台25に固定する。

0060

次に、制御部26は、円板電極17u,17dが固定されたことを検知すると、ロボット制御部11に対して円板電極17u,17dを回転させる指示を行う。この指示に応じて、ロボット制御部11が円板電極17u,17dを所定の回転数(回転速度)且つ所定の回転トルクで同一方向(図3の矢印Y2方向)に回転させる。

0061

制御部26は、その回転を検知すると、X軸移動機構部23及びY軸移動機構部22に対して円形切削チップ27u,27dで円板電極17u,17dを切削するように制御する。この切削制御に応じて、X軸移動機構部23及びY軸移動機構部22が、図7に示すように、円形切削チップ27u,27dの切削刃を、円板電極17u,17dの周回端面の厚み方向の一方の角(図面上側の角)に押し付ける。次に、切削刃が所定の周回端面形状である台形状に沿って、切削量の0.1mmで切削しながら、他方側の角(図面下側の角)まで切削する動作を行う。

0062

この切削動作によって、図7に示す円板電極17u,17dの周回端面における斜線で示す台形状部分が切削され、周回端面が適正な台形状となる。

0063

<実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態のシーム溶接装置用円板電極の整形装置20は、複数枚重ねた金属板を一対の円板電極17u,17dの周回端面で挟み、各円板電極17u,17dを回転させながら円板電極17u,17d間に溶接電流を流して各金属板を接合するシーム溶接装置16の円板電極17u,17dの周回端面を、予め定められた形状に切削するものである。次のような特徴構成を有する。

0064

(1)円板電極17u,17dの周回端面に向かう先端側に、切削刃が円形状(円弧状を含む)を成す円形切削チップ27u,27dが配設され、この円形切削チップ27u,27dを当該周回端面に向かうX軸方向に沿って移動させるX軸移動機構部23を備える。また、X軸移動機構部23をX軸方向と直交するY軸方向に沿って移動させるY軸移動機構部22を備える。更に、円板電極17u,17dの径サイズと、当該円板電極17u,17dの予め定められた周回端面形状と、当該円板電極17u,17dの周回端面の予め定められた切削量との情報が予め記憶部26aに記憶されており、径サイズの円板電極17u,17dを、切削量で周回端面形状に切削する切削制御を、X軸移動機構部23及びY軸移動機構部22に対して行う制御部26を備える構成とした。なお、円形切削チップ27u,27dに代え、円弧状の切削刃を有する切削チップを用いてもよい。

0065

この構成によれば、X軸移動機構部23及びY軸移動機構部22は、制御部26の切削制御に応じて、円形切削チップ27u,27dを円板電極17u,17dの周回端面に押し付けてX軸方向及びY軸方向に移動させながら、切削量で周回端面形状に切削する動作を行う。

0066

この際、円形切削チップ27u,27dの切削刃が円形なので、円板電極17u,17dの周回端面への切削刃の当接部分が、総形バイトより小さくなる。このため、円形切削チップ27u,27dの周回端面への当接部分が小さくなるが、円形切削チップ27u,27dをX軸方向及びY軸方向に移動させて周回端面を必要形状に切削することができる。

0067

また、切削時の摩擦抵抗が小さいので、小さい回転トルクで円板電極17u,17dを回転させながら、周回端面を円形切削チップ27u,27dで切削することができる。更に、円形切削チップ27u,27dの切削刃が周回端面の劣化部分に食い込んで急激なトルク増大が発生したり、円板電極17u,17dの回転が止まったりすることが無くなる。このような作用によって、円板電極17u,17dの周回端面を高精度に切削加工することができる。

0068

また、整形装置20は、シーム溶接装置16の回転機構で円板電極17u,17dを回転させながら円形切削チップ27u,27dで切削を行うので、整形装置20に円板電極17u,17dの回転機構が不要となり、その分、整形装置20の簡易化及び小型化を図ることができる。

0069

(2)X軸移動機構部23は、一対の円板電極17u,17dの周回端面毎に対応付けられた各円形切削チップ27u,27dを、X軸方向に沿って各々前後移動する2つのX軸移動部23U,23Dを備える。制御部26は、2つのX軸移動部23U,23D毎のX軸方向に沿った前後移動を切削制御に応じて制御するようにした。

0070

この構成によれば、一対の円板電極17u,17dの周回端面の双方を、同時に所定の周回端面形状に切削することができる。

0071

(3)シーム溶接装置16は、当該シーム溶接装置16を所定方向に回動及び移動するアーム部と、当該シーム溶接装置16の一対の円板電極17u,17dを支持して回転させる回転機能を有する2つのハウジングの移動回転制御機能を備えるロボット10に搭載されている。2つのハウジングを、一対の円板電極17u,17d毎の中心が各円形切削チップ27u,27dの切削刃にX軸方向の軸上で一致するように固定する円板電極固定台25を備える。制御部26は、2つのハウジングを円板電極固定台25に固定するようにロボット10を制御するようにした。

0072

この構成によれば、ロボット10がシーム溶接装置16の一対の円板電極17u,17dを、整形装置20の各円形切削チップ27u,27dで切削可能な状態に、円板電極固定台25に固定することができる。

0073

(4)ロボット10は、円板電極17u,17dの径サイズを検知する検知手段としてのロボット制御部11を備え、その検知された径サイズが制御部26の記憶部26aに記憶されるようにした。

0074

この構成によれば、整形装置20の制御部26は、ロボット10のロボット制御部11でリアルタイムに検知される円板電極17u,17dの径サイズを記憶し、この記憶された径サイズを円板電極17u,17dの切削動作に必要な情報として用いることができる。つまり、制御部26は、円板電極17u,17dの切削時に、現状の適正な円板電極17u,17dの径サイズを適用することができる。

0075

(5)一対の円板電極17u,17dの内の下方側の円板電極17dは、円形切削チップ27dの切削刃の下側から上側に向かって回転するようになっている。

0076

この構成によれば、上側の円板電極17u,17dの周回端面が上側の円形切削チップ27u,27dで切削されると、金属の切り屑が下側の円板電極17u,17dと円形切削チップ27u,27dとの間に落下する。しかし、下側の円板電極17u,17dは上側と同様に下側から上側に向かう方向に回転しているので、落下した切り屑が下側の円板電極17u,17dで上側に跳ねのけられる。このため、下側の円板電極17u,17dの周回端面と切削刃との間に切り屑が挟まらないようにすることができる。

0077

この他、制御部26は、設定された切削量で切削した際の円板電極17u,17dの径サイズを記憶しておき、2回目は、その記憶した径サイズから設定切削量だけ切削する制御を行い、以降はその切削制御を繰り返すように制御してもよい。

0078

この制御によれば、円板電極17u,17dの周回端面がシーム溶接後に塑性変形する度に、周回端面を所定の周回端面形状に自動的に切削することができる。

0079

また、定置のシーム溶接装置は、円板電極のハウジングを自律的に固定できる。このため、アーム25及び円板電極固定台25の無い整形装置の円形切削チップ27u,27dを、その自律的に固定された円板電極の周回端面に当てて切削することができる。

0080

その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

0081

10ロボット
11ロボット制御部(検知手段)
12基台
13 第1アーム
14 第2アーム
15 第3アーム
16シーム溶接装置
17u,17d円板電極
17uh,17dhハウジング
20整形装置
21本体フレーム
21a Y軸フレーム
21b Y軸主フレーム
22 Y軸移動機構部
23 X軸移動機構部
23u,23d X軸移動部
24固定台アーム
25 円板電極固定台
26 制御部
26a 記憶部
27u,27d円形切削チップ
31 Y軸摺動ガイド
32 Y軸移動台
33送りネジ
34連結具
35減速機
36サーボモータ
41 X軸摺動ガイド
42 X軸移動台
43 送りネジ
44 連結具
45 減速機
46 サーボモータ
100 溶接システム

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