特開 2023-177837 溶接焼け除去装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023177837

(43)【公開日】2023-12-14

(54)【発明の名称】溶接焼け除去装置

(51)【国際特許分類】

   C25F 7/00 20060101AFI20231207BHJP

   C25F 1/00 20060101ALI20231207BHJP

   B23H 3/02 20060101ALI20231207BHJP

【ＦＩ】

C25F7/00 K

C25F1/00 B

B23H3/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022090741

(22)【出願日】2022-06-03

(71)【出願人】

【識別番号】521475989

【氏名又は名称】川崎車両株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】502046836

【氏名又は名称】タイメック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西村 武宏

(72)【発明者】

【氏名】花房 聡人

(72)【発明者】

【氏名】喜多 智大

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 與志

(72)【発明者】

【氏名】安田 浩

(72)【発明者】

【氏名】藤田 一博

【テーマコード（参考）】

3C059

【Ｆターム（参考）】

3C059AA02

(57)【要約】

【課題】電解処理による溶接焼けの除去作業を複雑な制御なしに自動化する。
【解決手段】溶接焼け除去装置は、電解エンドエフェクタのサポートが取り付けられる可動体と、前記可動体を移動させる少なくとも１つのアクチュエータと、を含む移動装置と、前記アクチュエータを制御する処理回路と、を備える。前記処理回路は、ポンプを制御して電解液フィーダに電解液を境界に供給させながら、前記アクチュエータを制御して短絡防止カバーを介して電極を溶接加工品の溶接焼け部に摺動させる電解処理を実行するように構成される。前記電解エンドエフェクタの前記サポートは、前記移動装置の前記可動体に取り付けられたベースと、前記ベースに対して前記電極を角変位可能に接続するカプラと、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極と、前記電極を支持するサポートと、前記電極を覆い且つ複数の穴を有する非導電性の短絡防止カバーと、を含む電解エンドエフェクタと、
溶接加工品の表面の溶接焼け部と前記短絡防止カバーとの間の境界に電解液を供給する供給路と、前記供給路に前記電解液を流すポンプと、を含む電解液フィーダと、
前記電解エンドエフェクタの前記サポートが取り付けられる可動体と、前記可動体を移動させる少なくとも１つのアクチュエータと、を含む移動装置と、
前記アクチュエータを制御する処理回路と、を備え、
前記処理回路は、前記ポンプを制御して前記電解液フィーダに前記電解液を前記境界に供給させながら、前記アクチュエータを制御して前記短絡防止カバーを介して前記電極を前記溶接加工品の前記溶接焼け部に摺動させる電解処理を実行するように構成され、
前記電解エンドエフェクタの前記サポートは、前記移動装置の前記可動体に取り付けられたベースと、前記ベースに対して前記電極を角変位可能に接続するカプラと、を有する、溶接焼け除去装置。

【請求項2】

前記処理回路は、前記アクチュエータを制御し、前記溶接加工品の前記表面に交差する第１方向において前記電極を前記表面に押圧させながら、前記電極を第２方向に進行させるように構成されている、請求項１に記載の溶接焼け除去装置。

【請求項3】

前記電極は、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に延びて且つ前記溶接加工品の前記表面に対向する電極面を有する、請求項２に記載の溶接焼け除去装置。

【請求項4】

前記カプラは、前記第２方向に延びたピボット軸を有する、請求項２に記載の溶接焼け除去装置。

【請求項5】

前記電極は、前記溶接加工品の前記表面に対向する電極面を有し、
前記電極面は、平面を有し、
前記カプラは、前記平面が前記第１方向に直交した状態の中立姿勢に向けて前記電極を付勢する弾性体を更に有する、請求項４に記載の溶接焼け除去装置。

【請求項6】

前記カプラは、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向周りに前記電極が角変位するのを阻止するように前記電極を前記ベースに接続している、請求項２に記載の溶接焼け除去装置。

【請求項7】

前記処理回路は、前記アクチュエータを制御し、前記第２方向における前記電極の進行中に、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に前記電極を往復動させるように構成されている、請求項２に記載の溶接焼け除去装置。

【請求項8】

前記溶接加工品が設置される治具を更に備え、
前記溶接加工品は、板状構造体であり、
前記治具は、前記溶接加工品が縦置きされた状態で前記溶接加工品を支持し、
前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向は、上下方向である、請求項２に記載の溶接焼け除去装置。

【請求項9】

前記溶接加工品が設置される治具を更に備え、
前記溶接加工品は、屈曲形状を有する板状構造体であり、
前記治具は、水平方向において前記溶接加工品を支持する部分であって前記溶接加工品の屈曲形状に沿う形状を有する部分を含む、請求項２に記載の溶接焼け除去装置。

【請求項10】

前記供給路における前記電解液の流れを検出可能な電解液センサを更に備え、
前記処理回路は、前記電解液センサの検出信号に基づいて前記供給路における前記電解液の流れが停止したと判定すると、前記電解処理を停止するように構成されている、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の溶接焼け除去装置。

【請求項11】

前記溶接加工品が設置される治具と、
前記治具に設置された前記溶接加工品の種別を識別する識別センサと、を更に備え、
前記処理回路は、
前記アクチュエータの複数の制御パターンを記憶することと、
前記識別センサの検出信号に基づいて、前記治具に設置された前記溶接加工品の種別を判定することと、
前記判定された種別に対応する制御パターンを前記複数の制御パターンから選択し、前記選択された制御パターンを実行することと、
を行うように構成されている、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の溶接焼け除去装置。

【請求項12】

前記溶接加工品が設置される治具と、
前記治具に設置される前記溶接加工品の下方に配置される廃液受と、を更に備える、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の溶接焼け除去装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、溶接焼け除去装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ステンレス鋼などの金属の溶接焼けを電気化学作用により電解除去する装置が開示されている。前記装置は、グリップと、前記グリップの先端に設けた電極と、前記電極を覆った布又は多孔セラミックの短絡防止材と、を備える。作業員は、前記グリップを把持し、前記短絡防止材と前記溶接加工品との間の境界に電解液が供給された状態で、溶接加工品の溶接焼け部に前記短絡防止材を介して前記電極を摺動させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平４－４８２７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、溶接加工品が大きくて溶接焼け部が広範囲に存在する場合には、作業員の作業負担が大きい。また、溶接焼けの除去作業を自動化しようとしても、溶接加工品の表面は歪で変形している場合があり、制御が複雑になり得る。

【0005】

そこで本開示の一態様は、電解処理による溶接焼けの除去作業を複雑な制御なしに自動化することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る溶接焼け除去装置は、電極と、前記電極を支持するサポートと、前記電極を覆い且つ複数の穴を有する非導電性の短絡防止カバーと、を含む電解エンドエフェクタと、溶接加工品の表面の溶接焼け部と前記短絡防止カバーとの間の境界に電解液を供給する供給路と、前記供給路に前記電解液を流すポンプと、を含む電解液フィーダと、前記電解エンドエフェクタの前記サポートが取り付けられる可動体と、前記可動体を移動させる少なくとも１つのアクチュエータと、を含む移動装置と、前記アクチュエータを制御する処理回路と、を備える。前記処理回路は、前記ポンプを制御して前記電解液フィーダに前記電解液を前記境界に供給させながら、前記アクチュエータを制御して前記短絡防止カバーを介して前記電極を前記溶接加工品の前記溶接焼け部に摺動させる電解処理を実行するように構成されている。前記電解エンドエフェクタの前記サポートは、前記移動装置の前記可動体に取り付けられたベースと、前記ベースに対して前記電極を角変位可能に接続するカプラと、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示の一態様によれば、移動装置が電解エンドエフェクタの電極を溶接加工品の表面に摺動させる際に、電極がベースに対して角変位できることにより、歪で変形した溶接加工品の表面に電極が滑らかに追従できる。よって、電解処理による溶接焼けの除去作業を複雑な制御なしに自動化できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る溶接焼け除去装置の斜視図である。

【図2】図２は、図１の溶接焼け除去装置の別角度から見た斜視図である。

【図3】図３は、図１の溶接焼け除去装置の正面図である。

【図4】図４は、図１の溶接焼け除去装置の側面図である。

【図5】図５は、図１の電解エンドエフェクタの斜視図である。

【図6】図６は、図５の電解エンドエフェクタの要部断面図である。

【図7】図７は、図１の溶接焼け除去装置のコントローラのブロック図である。

【図8】図８は、側構体の溶接焼け部の拡大斜視図である。

【図9】図９は、図１の溶接焼け除去装置による電解処理を説明する要部断面図である。

【図10】図１０Ａは、溶接焼け部に対する電極の摺動パターンの第１例を説明する図面である。図１０Ｂは、溶接焼け部に対する電極の摺動パターンの第２例を説明する図面である。図１０Ｃは、溶接焼け部に対する電極の摺動パターンの第３例を説明する図面である。図１０Ｄは、溶接焼け部に対する電極の摺動パターンの第４例を説明する図面である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明において、Ｘ方向（第２方向）は水平方向を意味し、Ｙ方向（第３方向）は上下方向を意味し、Ｚ方向（第１方向）はＸ方向及びＹ方向に直交する方向を意味する。

【0010】

図１は、実施形態に係る溶接焼け除去装置１の斜視図である。図２は、図１の溶接焼け除去装置１の別角度から見た斜視図である。図１及び２に示すように、溶接焼け除去装置１は、電解処理により溶接加工品の表面の溶接焼け部を除去するための装置である。前記溶接加工品は、例えば、鉄道車両の側構体９０である。側構体９０は、複数の部材がＺ方向に互いに溶接されてなる板状構造体である。

【0011】

具体的には、側構体９０は、外板９１と、外板９１の裏面に溶接された複数の骨部材９２と、を備える。複数の骨部材９２は、上下方向に延びる縦骨部材と、水平方向に延びる横骨部材と、を含む。外板９１は、窓開口Ｈ１及び補助開口Ｈ２を有する。側構体９０は、水平方向に延びる屈曲部９０ａを有する。即ち、側構体９０において、屈曲部９０ａの下側の第１部分９０ｂと、屈曲部９０ａの上側の第２部分９０ｃとは、互いに異なる角度に延びている。なお、外板９１の屈曲形状、骨部材９２の形状及び配置、及び、開口Ｈ１，Ｈ２の形状及び配置等は、側構体９０の種別ごとに異なり得る。

【0012】

溶接焼け除去装置１は、側構体９０が設置される治具２を備える。治具２は、側構体９０が縦置きされた状態で側構体９０を支持する。具体的には、治具２は、地面に設置される第１フレーム１１と、第１フレーム１１から上方に突出した第２フレーム１２と、を有する。第２フレーム１２は、下支持フレーム１３及び側支持フレーム１４を含む。下支持フレーム１３は、側構体９０の下端を下方から支持する。側支持フレーム１４は、下支持フレーム１３の上方に配置され、側構体９０の内面すなわち骨部材９２が存在する面を側方から支持する。

【0013】

溶接焼け除去装置１は、電解エンドエフェクタ４を移動させるための移動装置３を備える。移動装置３は、地面に設置されてＸ方向に延びるＸ軸ガイド２１と、Ｘ軸ガイド２１に沿ってＸ方向に移動可能な可動ユニット２２と、を有する。Ｘ軸ガイド２１は、例えばリニアガイドであり、可動ユニット２２は、Ｘ軸ガイド２１によってＸ方向にスライド自在に支持されている。可動ユニット２２は、Ｘ軸ガイド２１に支持される基部３１と、基部３１から上方に突出した柱部３２と、を含む。

【0014】

移動装置３は、１つのＸ軸アクチュエータ２３、２つのＹ軸アクチュエータ２４、及び、２つのＺ軸アクチュエータ２５を有する。Ｙ軸アクチュエータ２４及びＺ軸アクチュエータ２５の各々の数は、電解エンドエフェクタ４の数と同じである。本実施形態では、電解エンドエフェクタ４の数を２つとしたが、１つでも３つ以上としてもよい。

【0015】

Ｘ軸アクチュエータ２３は、例えば、ラックアンドピニオン電動駆動装置である。Ｘ軸アクチュエータ２３は、Ｘ軸モータ３３と、ラック３４と、図示しないピニオンと、を含む。Ｘ軸モータ３３は、可動ユニット２２の基部３１に設置され、前記ピニオンを回転駆動する。ラック３４は、Ｘ軸ガイド２１に平行に延びている。ラック３４に噛み合った前記ピニオンがＸ軸モータ３３により回転することで、可動ユニット２２はＸ軸ガイド２１に沿ってＸ方向に移動する。それにより、可動ユニット２２に支持された電解エンドエフェクタ４がＸ方向に移動する。

【0016】

Ｙ軸アクチュエータ２４は、例えば、電動リニアアクチュエータである。Ｙ軸アクチュエータ２４は、Ｙ軸モータ３５と、Ｙ方向に延び且つＹ軸モータ３５により駆動されるボールネジ機構３６と、を含む。ボールネジ機構３６には、Ｙ軸可動体３７が接続されている。Ｙ軸モータ３５が駆動してボールネジ機構３６が作動すると、ボールネジ機構３６に連動してＹ軸可動体３７がＹ方向に移動する。それにより、Ｙ軸可動体３７に支持された電解エンドエフェクタ４がＹ方向に移動する。Ｙ方向は、上下に向いていれば完全な鉛直方向でなくてよい。なお、Ｚ軸アクチュエータ２５については、図５を参照して後述する。

【0017】

図３は、図１の溶接焼け除去装置１の正面図である。図３に示すように、治具２の下支持フレーム１３は、複数の位置決め部１３ａを有する。位置決め部１３ａは、例えば、上方に突出した突起である。側構体９０の骨部材９２（図２参照）は、下方に開口した内部空間を有し、当該内部空間に位置決め部１３ａが下方から差し込まれる。

【0018】

溶接焼け除去装置１は、下支持フレーム１３の真下に配置された廃液受６を備える。即ち、廃液受６は、治具２に設置された側構体９０の真下に配置されることになる。廃液受６は、Ｘ方向に延びて且つ上方に開口した容器である。廃液受６の底面は、水平方向に対して傾斜している。廃液受６の底面の最下部には、ドレンチューブ７が接続されている。側構体９０をつたって落下した電解液すなわち廃液は廃液受６に受け止められ、廃液受６に溜まった廃液はドレンチューブ７を通じて所定の場所に導かれる。

【0019】

図４は、図１の溶接焼け除去装置１の側面図である。図４に示すように、側構体９０は、Ｘ方向から見て、屈曲部９０ａにおいて屈曲した屈曲形状を有する。治具２の側支持フレーム１４は、側構体９０における屈曲部９０ａの下側の第１部分９０ｂを支持する第１支持部１４ａと、側構体９０における屈曲部９０ａの上側の第２部分９０ｃを支持する第２支持部１４ｂと、を含む。第１支持部１４ａ及び第２支持部１４ｂは、側構体９０のうち骨部材９２に対向し、側構体９０を側方から支持する。

【0020】

側支持フレーム１４における第１支持部１４ａと第２支持部１４ｂとがなす角度は、調節可能に構成されている。第１支持部１４ａと第２支持部１４ｂとがなす角度は、側構体９０における第１部分９０ｂと第２部分９０ｃとがなす角度と同じに設定される。即ち、第１支持部１４ａ及び第２支持部１４ｂは、治具２のうち側構体９０の屈曲形状に沿う形状を有する部分である。側構体９０は、下支持フレーム１３上に縦置きされた状態で鉛直方向に対して傾斜して側支持フレーム１４に凭れ掛かっている。

【0021】

側支持フレーム１４には、治具２に設置された側構体９０の種別を識別する識別センサ５が設けられている。側構体９０は、種別によって形状が異なる。識別センサ５は、側構体９０の種別を識別するために、治具２に設置された側構体９０の形状を検出する。例えば、識別センサ５は、近接センサである。側構体９０は、種別によって骨部材９２の配置が異なる。識別センサ５は、治具２に設置された側構体９０の骨部材９２を検出する。

【0022】

図５は、図１の電解エンドエフェクタ４の斜視図である。図５に示すように、電解エンドエフェクタ４には、Ｚ軸アクチュエータ２５が接続されている。Ｚ軸アクチュエータ２５は、例えば、電動リニアアクチュエータである。Ｚ軸アクチュエータ２５は、Ｚ軸モータ３８と、Ｚ方向に延び且つＺ軸モータ３８により駆動されるボールネジ機構３９と、を含む。ボールネジ機構３９には、Ｚ軸可動体４０が接続されている。Ｚ軸モータ３８が駆動してボールネジ機構３９が作動すると、ボールネジ機構３９に連動してＺ軸可動体４０がＺ方向に移動する。それにより、Ｚ軸可動体４０に支持された電解エンドエフェクタ４がＺ方向に移動する。

【0023】

電解エンドエフェクタ４は、電極４１と、電極４１を支持するサポート４２と、電極４１を覆う短絡防止カバー４３と、を備える。電極４１は、金属からなる。電極４１は、Ｚ方向に向いて側構体９０の外板９１の表面９１ａ（図１参照）に対向する電極面４１ａを有する。電極面４１ａは、平面を有する。電極４１は、Ｙ方向に延びた矩形形状を有する。短絡防止カバー４３は、電極４１を覆っている。短絡防止カバー４３は、非導電性材料からなり、複数の穴を有する。短絡防止カバー４３は、布などの繊維材料、又は、多孔セラミック材料により形成され得る。

【0024】

サポート４２は、Ｚ軸可動体４０に接続され、電極４１を支持している。サポート４２は、Ｚ軸可動体４０に取り付けられたベース５１と、ベース５１に対して電極４１を角変位可能に接続するカプラ５２と、を有する。カプラ５２は、ピボット軸５３及びブラケット５４を有する。ピボット軸５３は、Ｘ方向に延び、ベース５１に支持されている。ブラケット５４は、ピボット軸５３を回動自在に支持し、電極４１に接続されている。電極４１は、ピボット軸５３周りに角変位可能となっている。

【0025】

ベース５１には、変位センサ６７が取り付けられている。変位センサ６７は、電極４１と側構体９０との間のＺ方向の距離を検出する。ブラケット５４には、給電回路６５に接続された電線６８が接続されている。電極４１には、ブラケット５４及び電線６８を介して給電回路６５から給電される。

【0026】

短絡防止カバー４３（又は電極４１）には、電解フィーダ８が接続されている。電解フィーダ８は、供給チューブ６１及びポンプ６２を有する。供給チューブ６１は、電解液タンク９を短絡防止カバー４３に接続している。供給チューブ６１は、電解液タンク９から短絡防止カバー４３に電解液を供給する供給路６１ａを有する。電解液タンク９は、電解液を貯留している。電解液タンク９は、例えば、可動ユニット２２（図１参照）に設置され得る。

【0027】

ポンプ６２は、電解液タンク９に貯留された電解液を、供給路６１ａを通じて短絡防止カバー４３に向けて流す。電解フィーダ８には、供給路６１ａにおける電解液の流れを検出可能な電解液センサ６３が設けられている。電解液センサ６３は、例えば、供給チューブ６１に設けられた流量センサとし得る。

【0028】

図６は、図５の電解エンドエフェクタ４の要部断面図である。図６に示すように、電極４１は、ピボット軸５３周りに回動自在である。カプラ５２は、ピボット軸５３以外にはピボット軸を有していない。即ち、カプラ５２は、Ｙ方向周りに電極４１が角変位するのを阻止するように電極４１をベース５１に接続している。

【0029】

電解エンドエフェクタ４のカプラ５２は、一対のピン５５Ａ，５５Ｂと、一対の弾性体５６Ａ，５６Ｂと、を含む。弾性体５６Ａは、ブラケット５４がピボット軸５３周りの一方向に回転する向きにピン５５Ａを介してブラケット５４を押圧する。弾性体５６Ｂは、ブラケット５４がピボット軸５３周りの他方向に回転する向きにピン５５Ｂを介してブラケット５４を押圧する。弾性体５６Ａ，５６Ｂは、電極４１がピボット軸５３周りに回転したときに電極面４１ａがＺ方向に直交した状態の中立姿勢に電極４１が戻るように、ピン５５Ａ，５５Ｂ及びブラケット５４を介して電極４１を付勢している。

【0030】

図７は、図１の溶接焼け除去装置１のコントローラ１０のブロック図である。なお、図１では、コントローラ１０の図示は省略している。図１０に示すように、コントローラ１０の入力側には、識別センサ５、ユーザインターフェース６６、電解液センサ６３、及び、変位センサ６７が接続されている。コントローラ１０の出力側には、Ｘ軸モータ３３、Ｙ軸モータ３５、Ｚ軸モータ３８、ポンプ６２、及び、給電回路６５が接続されている。

【0031】

コントローラ１０は、プロセッサ及びメモリを含む。具体的には、コントローラ１０は、プロセッサ７１、システムメモリ７２、ストレージメモリ７３等を含む。プロセッサ７１は、例えば、中央演算処理装置である。システムメモリ７２は、例えば、ＲＡＭである。ストレージメモリ７３は、コンピュータ可読媒体の例であり、非一時的で有形な媒体である。ストレージメモリ７３は、ＲＯＭを含み得る。ストレージメモリ７３は、プログラムを記憶している。システムメモリ７２に読み出された当該プログラムをプロセッサ７１が実行する構成は、処理回路の一例である。

【0032】

電解エンドエフェクタ４の移動パターンは、Ｘ軸モータ３３、Ｙ軸モータ３５及びＺ軸モータ３８の制御パターンにより決まる。ストレージメモリ７３は、各モータ３３，３５，３８の制御パターンとして、互いに異なる複数の制御パターンを記憶している。これら制御パターンは、側構体９０の種別に対応付けて記憶されている。これら制御パターンは、側構体９０の形状に応じて、側構体９０の開口Ｈ１，Ｈ２を避けるように電解エンドエフェクタ４の移動経路を特定している。

【0033】

作業者がユーザインターフェース６６を介して開始指令を入力すると、コントローラ１０は、識別センサ５の検出信号に基づいて、治具２に設置された側構体９０の種別を判定する。コントローラ１０は、前記判定された種別に対応する制御パターンをストレージメモリ７３に記憶された複数の制御パターンから選択し、その選択された制御パターンに従って電解処理を開始する。

【0034】

前記電解処理では、コントローラ１０は、前記選択された制御パターンに従って各モータ３３，３５，３８を制御する。コントローラ１０は、Ｚ軸モータ３８の制御時には、変位センサ６７の検出信号に基づいてＺ軸モータ３８の動作量を調節する。前記電解処理では、コントローラ１０は、電極４１（図９参照）に給電するように給電回路６５を制御するとともに、ポンプ６２を駆動する。コントローラ１０は、電解液センサ６３によって供給路６１ａ（図６参照）に電解液が流れていないことが検出されると、前記電解処理を中止し、報知を出力する。

【0035】

図８は、側構体９０の溶接焼け部Ｗａの拡大斜視図である。図８に示すように、側構体９０では、外板９１に対する骨部材９２のスポット溶接により、外板９１の表面９１ａにはスポット状の溶接部Ｗが存在している。溶接部Ｗは、外板９１の表面９１ａにおいて隆起しており、溶接部Ｗの周囲に溶接焼け部Ｗａが発生する。

【0036】

図９は、図１の溶接焼け除去装置１による電解処理を説明する要部断面図である。図９に示すように、前記電解処理では、コントローラ１０（図７参照）は、ポンプ６２を制御して供給チューブ６１を介して側構体９０と電極４１との間の境界Ｂに電解液を供給させながら、各モータ３３，３５，３８を制御して短絡防止カバー４３を介して電極４１を側構体９０の溶接焼け部Ｗａに摺動させる。

【0037】

この際、コントローラ１０（図７参照）は、Ｚ軸モータ３８（図５参照）を制御してＺ方向において側構体９０の表面９１ａに電極４１を押圧させながら、Ｘ軸モータ３３（図１参照）を制御して電極４１をＸ方向に進行させる。これにより、側構体９０の表面９１ａに広範囲に存在する溶接焼け部Ｗａが電解処理で効率よく除去される。コントローラ１０は、電極４１が側構体９０の表面９１ａを一定荷重で押圧するようにＺ軸モータ３８をトルク制御するが、電解エンドエフェクタ４に荷重センサを設けて、電極４１から表面９１ａに掛かる荷重を検出して当該荷重を一定に制御してもよい。

【0038】

外板９１の表面９１ａが歪で変形していても、ベース５１に対して電極４１がピボット軸５３周りに弾性的に角変位することにより、電極４１は側構体９０の表面９１ａに滑らかに追従する。電極４１は、Ｙ方向に延びた形状を有するため、同時に複数の溶接部Ｗａに対して摺動する。これにより、側構体９０の表面９１ａが広範囲に電解処理され、溶接焼け除去に掛かる時間が短縮される。また、側構体９０の全体に亘って電極面４１ａを摺動させれば、溶接焼けの除去のみならず、側構体９０の表面仕上げとしても有効である。

【0039】

図１０Ａは、溶接焼け部Ｗａに対する電極４１の摺動パターンの第１例を説明する図面である。図１０Ａに示すように、第１例では、コントローラ１０（図７参照）は、Ｙ軸モータ３５（図１参照）を駆動せずにＸ軸モータ３３（図１参照）を駆動して電極４１をＸ方向に直線的に移動させる。この摺動パターンによれば、前記電解処理により溶接焼けが比較的除去されやすい場合には、短時間で溶接焼け除去作業を完了させることができる。

【0040】

図１０Ｂは、溶接焼け部Ｗａに対する電極４１の摺動パターンの第２例を説明する図面である。図１０Ｃは、溶接焼け部Ｗａに対する電極４１の摺動パターンの第３例を説明する図面である。図１０Ｂ及び１０Ｃに示すように、第２例及び第３例では、コントローラ１０（図７参照）は、Ｙ軸モータ３５（図１参照）を駆動して電極４１をＹ方向に往復動させながら、Ｘ軸モータ３３（図１参照）を駆動して電極４１をＸ方向に移動させる。この摺動パターンによれば、溶接焼け部Ｗａに対して短絡防止カバー４３（図９参照）を介して電極４１が多角的にアクセスするため、溶接焼けを万遍なく除去できる。

【0041】

図１０Ｄは、溶接焼け部Ｗａに対する電極４１の摺動パターンの第４例を説明する図面である。図１０Ｄに示すように、第４例では、コントローラ１０（図７参照）は、Ｙ軸モータ３５（図１参照）を駆動して電極４１をＹ方向に往復動させながら、Ｘ軸モータ３３（図１参照）を駆動して電極４１をＸ方向に前進及び後進を繰り返しながらＸ方向に移動させる。この摺動パターンによれば、溶接焼け部Ｗａに対して短絡防止カバー４３（図９参照）を介して電極４１が多角的に繰り返しアクセスするため、溶接焼けを万遍なく除去できる。

【0042】

なお、本開示の技術は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、溶接加工品は、鉄道車両の側構体９０に限られず、溶接焼けが発生するものであれば他のものでもよい。側構体９０の溶接方式はスポット溶接に限られず、他の溶接方式（例えば、レーザー溶接）であってもよい。移動装置３は、電解エンドエフェクタ４を保持する多関節ロボットであってもよい。電解液センサ６３は、電解液タンク９の残量を検出するセンサであってもよい。ピン５５Ａ，５５Ｂ及び弾性体５６Ａ，５６Ｂの代わりに、ピボット軸５３周りに配置されるトーションバネが用いられてもよい。識別センサ５は、二次元コードリーダでもよいし、画像処理により形状から種別判定を行うために画像を撮影するカメラでもよい。

【0043】

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかし、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。例えば、１つの実施形態中の一部の構成又は方法を他の実施形態に適用してもよく、実施形態中の一部の構成は、その実施形態中の他の構成から分離して任意に抽出可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれる。

【0044】

本明細書で開示する制御に関する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、及び／又は、それらの組み合わせ、を含む回路又は処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路又は回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット若しくは手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、又は、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、又は、列挙された機能を実行するようにプログラム若しくは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段若しくはユニットは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェア及び／又はプロセッサの構成に使用される。

【0045】

以下の項目のそれぞれは、好ましい実施形態の開示である。

【0046】

［項目１］
電極と、前記電極を支持するサポートと、前記電極を覆い且つ複数の穴を有する非導電性の短絡防止カバーと、を含む電解エンドエフェクタと、
溶接加工品の表面の溶接焼け部と前記短絡防止カバーとの間の境界に電解液を供給する供給路と、前記供給路に前記電解液を流すポンプと、を含む電解液フィーダと、
前記電解エンドエフェクタの前記サポートが取り付けられる可動体と、前記可動体を移動させる少なくとも１つのアクチュエータと、を含む移動装置と、
前記アクチュエータを制御する処理回路と、を備え、
前記処理回路は、前記ポンプを制御して前記電解液フィーダに前記電解液を前記境界に供給させながら、前記アクチュエータを制御して前記短絡防止カバーを介して前記電極を前記溶接加工品の前記溶接焼け部に摺動させる電解処理を実行するように構成され、
前記電解エンドエフェクタの前記サポートは、前記移動装置の前記可動体に取り付けられたベースと、前記ベースに対して前記電極を角変位可能に接続するカプラと、を有する、溶接焼け除去装置。

【0047】

この構成によれば、移動装置が電解エンドエフェクタの電極を溶接加工品の表面に摺動させる際に、電極がベースに対して角変位できることにより、電極が歪で変形した溶接加工品の表面に滑らかに追従できる。よって、電解処理による溶接焼けの除去作業を複雑な制御なしに自動化できる。

【0048】

［項目２］
前記処理回路は、前記アクチュエータを制御し、前記溶接加工品の前記表面に交差する第１方向において前記電極を前記表面に押圧させながら、前記電極を第２方向に進行させるように構成されている、項目１に記載の溶接焼け除去装置。

【0049】

この構成によれば、溶接加工品の表面に広範囲に存在する溶接焼けを効率よく除去できる。

【0050】

［項目３］
前記電極は、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に延びて且つ前記溶接加工品の前記表面に対向する電極面を有する、項目１又は２に記載の溶接焼け除去装置。

【0051】

この構成によれば、電極が第２方向に進行する際に、第１方向及び第２方向に直交する第３方向において溶接加工品の表面を幅広く電解処理できる。よって、溶接焼け除去に掛かる時間を短縮できる。

【0052】

［項目４］
前記カプラは、前記第２方向に延びたピボット軸を有する、項目２又は３に記載の溶接焼け除去装置。

【0053】

この構成によれば、電極の進行方向である第２方向に延びたピボット軸周りに電極が角変位できる。そのため、第１方向及び第２方向に直交する第３方向に電極が揺動でき、溶接加工品の表面における第３方向の曲がりに電極が滑らかに追従できる。よって、溶接加工品に歪があっても溶接焼けを均一に除去できる。

【0054】

［項目５］
前記電極面は、平面を有し、
前記カプラは、前記平面が前記第１方向に直交した状態の中立姿勢に向けて前記電極を付勢する弾性体を更に有する、項目４に記載の溶接焼け除去装置。

【0055】

この構成によれば、溶接加工品の表面の曲がりに従って電極が角変位しても、電極面が溶接加工品の表面をバランスよく押圧することになる。よって、溶接加工品に歪があっても溶接焼けを均一に除去できる。

【0056】

［項目６］
前記カプラは、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向周りに前記電極が角変位するのを阻止するように前記電極を前記ベースに接続している、項目２乃至５のいずれかに記載の溶接焼け除去装置。

【0057】

この構成によれば、電極の進行方向に電極が揺動しないため、電極の摺動中に溶接加工品の表面に対して電極を安定的に押圧できる。よって、ベースに対して電極を角変位可能にしても、溶接焼けを均一に除去できる。

【0058】

［項目７］
前記処理回路は、前記アクチュエータを制御し、前記第２方向における前記電極の進行中に、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に前記電極を往復動させるように構成されている、項目２乃至６のいずれかに記載の溶接焼け除去装置。

【0059】

この構成によれば、溶接加工品の溶接焼け部に対して短絡防止カバーを介して電極が多角的にアクセスするため、溶接焼けを万遍なく除去できる。

【0060】

［項目８］
前記溶接加工品が設置される治具を更に備え、
前記溶接加工品は、板状構造体であり、
前記治具は、前記溶接加工品が縦置きされた状態で前記溶接加工品を支持し、
前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向は、上下方向である、項目２乃至７のいずれかに記載の溶接焼け除去装置。

【0061】

この構成によれば、省スペース化のために縦置き保管された板状の溶接加工品をその姿勢のまま治具に設置できる。溶接加工品をひっくり返さずに治具に設置できるため、作業性が向上するとともに溶接加工品に傷が付く可能性も減らすことができる。また、板状の溶接加工品が縦置きされることで、電解液が溶接加工品の上に溜まることもなく、溶接加工品を品質良く仕上げることができる。

【0062】

［項目９］
前記溶接加工品が設置される治具を更に備え、
前記溶接加工品は、屈曲形状を有する板状構造体であり、
前記治具は、水平方向において前記溶接加工品を支持する部分であって前記溶接加工品の屈曲形状に沿う形状を有する部分を含む、項目２乃至８のいずれかに記載の溶接焼け除去装置。

【0063】

この構成によれば、溶接加工品が屈曲形状を有するものであっても電極が溶接加工品に適切な角度で押圧でき、溶接焼けをムラなく除去できる。

【0064】

［項目１０］
前記供給路における前記電解液の流れを検出可能な電解液センサを更に備え、
前記処理回路は、前記電解液センサの検出信号に基づいて前記供給路における前記電解液の流れが停止したと判定すると、前記電解処理を停止するように構成されている、項目１乃至９のいずれかに記載の溶接焼け除去装置。

【0065】

この構成によれば、電解液が供給されない状態で電解エンドエフェクタが溶接加工品に摺動することを自動的に防止できる。よって、自動化された電解処理の品質を向上できる。

【0066】

［項目１１］
前記溶接加工品が設置される治具と、
前記治具に設置された前記溶接加工品の種別を識別する識別センサと、を更に備え、
前記処理回路は、
前記アクチュエータの複数の制御パターンを記憶することと、
前記識別センサの検出信号に基づいて、前記治具に設置された前記溶接加工品の種別を判定することと、
前記判定された種別に対応する制御パターンを前記複数の制御パターンから選択し、前記選択された制御パターンを実行することと、
を行うように構成されている、項目１乃至１０のいずれかに記載の溶接焼け除去装置。

【0067】

この構成によれば、異なる種別の溶接加工品に対して溶接焼け除去作業を行う場合にも、治具に設置された溶接加工品の種別ごとに適切な制御パターンが選択される。よって、溶接加工品の種別が変わっても溶接焼けの除去作業を適切に実施できる。

【0068】

［項目１２］
前記溶接加工品が設置される治具と、
前記治具に設置される前記溶接加工品の下方に配置される廃液受と、を更に備える、項目１乃至１１のいずれかに記載の溶接焼け除去装置。

【0069】

この構成によれば、電解処理に使用された後に溶接加工品をつたって落下する電解液が廃液受に受け止められるため、使用済み電解液が作業環境を汚すことを防止できる。

【符号の説明】

【0070】

１ 溶接焼け除去装置
２ 治具
３ 移動装置
４ 電解エンドエフェクタ
５ 識別センサ
６ 廃液受
８ 電解フィーダ
１０ コントローラ
２３ Ｘ軸アクチュエータ
２４ Ｙ軸アクチュエータ
２５ Ｚ軸アクチュエータ
４１ 電極
４１ａ 電極面
４２ サポート
４３ 短絡防止カバー
５１ ベース
５２ カプラ
５３ ピボット軸
５６Ａ，５６Ｂ 弾性体
６１ａ 供給路
６２ ポンプ
６３ 電解液センサ
９０ 側構体（溶接加工品）
９１ａ 表面
Ｂ 境界
Wａ 溶接焼け部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】