特開 2024-93626 電極交換装置および電極交換方法

(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】P2024093626

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】電極交換装置および電極交換方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/26 20060101AFI20240702BHJP

   B23K 9/29 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

B23K9/26 Z

B23K9/29 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022210134

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前田 朋彦

【テーマコード（参考）】

4E001

【Ｆターム（参考）】

4E001LD09

4E001LH05

4E001LH11

4E001MD01

(57)【要約】

【課題】電極の交換と研磨とを効率よく実行する。
【解決手段】電極交換装置１０００は、複数の位置に電極５を移動させることが可能な移動装置１０と、電極を研磨する研磨装置２と、制御装置１００と、を備える。制御装置１００は、位置Ｐ１において溶接トーチ４から取り外した使用済みの電極５を、移動装置１０を用いて位置Ｐ２に移動させ、第２位置において、研磨装置２を用いて使用済みの電極５を研磨し、研磨装置２によって研磨された研磨済みの電極５を、移動装置１０を用いて位置Ｐ２から位置Ｐ３に移動させ、位置Ｐ３において、研磨済みの電極５を溶接トーチ４へ挿入する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接トーチの先端に設置される電極を交換するための電極交換装置であって、
複数の位置に電極を移動させることが可能な移動装置と、
電極を研磨する研磨装置と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
第１位置において前記溶接トーチから取り外した使用済みの電極を、前記移動装置を用いて第２位置に移動させ、
前記第２位置において、前記研磨装置を用いて前記使用済みの電極を研磨し、
前記研磨装置によって研磨された研磨済みの電極を、前記移動装置を用いて前記第２位置から第３位置に移動させ、
前記第３位置において、前記研磨済みの電極を前記溶接トーチへ挿入する、電極交換装置。

【請求項2】

前記移動装置は、各々が電極をクランプする機構を有する第１治具および第２治具を含む、請求項１に記載の電極交換装置。

【請求項3】

電極の長さを検出する検出装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記検出装置が検出した電極の長さが基準値以上である場合、前記第１位置にある電極を前記第２位置へ移動させ、
前記検出装置が検出した電極の長さが前記基準値未満である場合、前記第１位置にある電極を電極回収のための第４位置へ移動させる、請求項１または請求項２に記載の電極交換装置。

【請求項4】

電極を支持し電極の軸方向に電極を移動させる電極移動装置をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の電極交換装置。

【請求項5】

溶接トーチの先端に配置される電極を交換するための電極交換方法であって、
第１位置において前記溶接トーチから使用済みの電極を取出すステップと、
第２位置において前記使用済みの電極を研磨するステップと、
第３位置において前記溶接トーチへ研磨済みの電極を挿入するステップと、を備える、電極交換方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電極交換装置および電極交換方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特開平５－２８５６５４号公報（特許文献１）には、溶接トーチがアームの先端に取付けられた溶接ロボットが開示されている。特開平５－２８５６５４号公報（特許文献１）の溶接ロボットは、溶接トーチの先端に電極を固定し、溶接作業により電極が消耗した際に自動で電極を交換する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５－２８５６５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特開平５－２８５６５４号公報（特許文献１）の溶接ロボットでは、電極交換治具として使用済みの電極用のものと新品の電極用のものとが別々に設けられている。各電極交換治具には、複数本の電極がセットされる。特開平５－２８５６５４号公報（特許文献１）の溶接ロボットは、各電極交換治具とはさらに別の位置に使用済みの電極を研磨するための研磨装置が配置されている。

【0005】

しかしながら、特開平５－２８５６５４号公報（特許文献１）のような装置においては、複数本の電極がセットされる各電極交換治具とは別の位置に使用済みの電極を研磨するための研磨装置が設けられているため、電極の交換と研磨とをスムーズに行なうことが難しい。

【0006】

本開示は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、電極の交換と研磨とを効率よく実行することが可能な電極交換装置および電極交換方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示は、溶接トーチの先端に設置される電極を交換するための電極交換装置に関する。電極交換装置は、複数の位置に電極を移動させることが可能な移動装置と、電極を研磨する研磨装置と、制御装置と、を備える。制御装置は、第１位置において溶接トーチから取り外した使用済みの電極を、移動装置を用いて第２位置に移動させ、第２位置において、研磨装置を用いて使用済みの電極を研磨し、研磨装置によって研磨された研磨済みの電極を、移動装置を用いて第２位置から第３位置に移動させ、第３位置において、研磨済みの電極を溶接トーチへ挿入する。

【0008】

好ましくは、各々が電極をクランプする機構を有する第１治具および第２治具を含む。
好ましくは、電極の長さを検出する検出装置をさらに備える。制御装置は、検出装置が検出した電極の長さが基準値以上である場合、第１位置にある電極を第２位置へ移動させ、検出装置が検出した電極の長さが基準値未満である場合、第１位置にある電極を電極回収のための第４位置へ移動させる。

【0009】

好ましくは、電極を支持し電極の軸方向に電極を移動させる電極移動装置をさらに備える。

【0010】

本開示は、溶接トーチの先端に配置される電極を交換するための電極交換方法に関する。電極交換方法は、第１位置において溶接トーチから使用済みの電極を取出すステップと、第２位置において使用済みの電極を研磨するステップと、第３位置において溶接トーチへ研磨済みの電極を挿入するステップと、を実行する。

【発明の効果】

【0011】

本開示の電極交換装置および電極交換方法によれば、第１位置において溶接トーチから使用済みの電極を取出し、第２位置において使用済みの電極を研磨し、第３位置において溶接トーチへ研磨済みの電極を挿入する。これによって、電極の交換の過程で電極を研磨することが可能となり、電極の交換と研磨とを効率よく実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態１における電極交換装置の平面図である。

【図2】実施の形態１における電極交換装置の正面図である。

【図3】治具の構造を説明するための図である。

【図4】電極の交換の流れを説明するための図である。

【図5】電極交換処理を示すフローチャートである。

【図6】実施の形態２における電極交換装置の平面図である。

【図7】実施の形態３における電極交換装置の平面図である。

【図8】実施の形態４における電極交換装置の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0014】

［実施の形態１］
図１は、実施の形態における電極交換装置１０００の平面図である。図１に示すようにＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を規定した場合、Ｘ軸方向が電極交換装置１０００の左右方向、Ｙ軸方向が電極交換装置１０００の前後方向、Ｚ軸方向が電極交換装置１０００の上下方向とする。

【0015】

図１に示すように、電極交換装置１０００は、電極交換機構１と、研磨装置２と、制御装置１００とを備える。電極交換装置１０００は、例えばＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接により消耗した、後述する電極５の交換および研磨を行なうための装置である。ＴＩＧ溶接では、溶接作業を繰返すことにより電極５の先端が摩耗するため、溶接途中に電極５の交換が必要となる。電極５の先端は、摩耗等により次第に丸みを帯び、また電極５の先端に溶接中の析出部が付着するため消耗する。電極交換装置１０００は、使用済みの電極５の交換および研磨を効率よく自動で行なう。

【0016】

電極交換機構１および研磨装置２は、台座３に固定されている。電極交換機構１は、電極５の移動および交換を行なうための機構である。研磨装置２は、ＴＩＧ溶接により消耗した使用済みの電極５を研磨するための装置である。電極交換機構１は、移動装置１０と、固定装置３０とを含む。

【0017】

移動装置１０は、治具１１と、移動台１３と、軸部１４と、本体部１５と、モータ１６とを含む。治具１１は、電極５を掴むとともに放す動作が可能なクランプ機構を有している。移動台１３は、長方形の四隅が面取りされた板状の形態であり、長手方向の両端に治具１１が固定されている。移動台１３は、本体部１５から延びる軸部１４の上端に回転可能に固定される。モータ１６は、軸部１４を介して移動台１３を回転させるためのモータである。なお、モータ部分は、駆動機構であればどのような機構であってもよい。例えば、モータの替わりにエアシリンダ等の機構を用いてもよい。

【0018】

固定装置３０は、モータ３１と、モータ３１を支える支持台３３とを含む。固定装置３０は、軸部１４に対してＸ軸の負方向と正方向とに各１つずつ配置され、台座３に支持台３３が固定されている。モータ３１は、治具１１に対して電極５を固定するとともに、固定した電極５を治具１１から外すために動作するモータである。電極５の固定方法については、図３で詳しく説明する。

【0019】

図１に示す軸部１４から見てＸ軸の負方向にある固定装置３０と接している治具１１がある位置を位置Ｐ１、軸部１４から見てＸ軸の正方向にある固定装置３０と接している治具１１がある位置を位置Ｐ３と規定する。位置Ｐ１は、後述する溶接トーチ４から使用済みの電極５を取出すための取出位置である。位置Ｐ３は、溶接トーチ４へ研磨済みの電極５を挿入するための挿入位置である。治具１１は、移動装置１０の動作により位置Ｐ１と位置Ｐ３との間を移動可能である。

【0020】

位置Ｐ１側に配置される固定装置３０には、検出装置１７が固定されている。検出装置１７は、電極５の長さを検知するための装置である。検出装置１７は、例えば、反射型フォトセンサである。反射型フォトセンサは、発光素子からの光を電極５に当て、反射して帰ってきた光を受光素子で検知する。検出装置１７は、例えば、治具１１の上面に向けて光りを照射し、反射された光を受光した場合に電極５の長さが基準値以上であることを検知し、光が反射されない場合に電極５の長さが基準値未満であることを検知する。なお、検知装置は、透過型フォトセンサ、分離型フォトセンサ等のフォトセンサであってもよく、電極５の長さが検出可能なセンサであればフォトセンサ以外のどのようなセンサであってもよい。

【0021】

研磨装置２は、研磨部２１と、モータ２２と、モータ２３とを含む。研磨部２１は、電極５を研磨するための研磨ベルトから構成される。モータ２２は、電極５が固定された治具１１を回転させるためのモータである。モータ２３は、研磨部２１に設けられた研磨ベルトを回転させるためのモータである。

【0022】

制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、メモリ１０２（ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory））と、各種信号を入出力するための入出力ポートとを含んで構成される。制御装置１００のＣＰＵ１０１は、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭ等に展開して実行する。ＲＯＭに格納されるプログラムは、制御装置１００の処理手順が記されたプログラムである。制御装置１００は、これらのプログラムに従って、各機器の制御を実行する。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。制御装置１００は、例えば各モータへ制御信号を送信し、検出装置１７からの信号を受信する。

【0023】

図２は、実施の形態１における電極交換装置１０００の正面図である。図２は、Ｙ軸方向から電極交換装置１０００を正面視した図を示している。図２に示すように、図示しない溶接ロボットのアームの先端には、溶接トーチ４が取付けられている。溶接トーチ４は、トーチ本体部４１と、トーチヘッド４２と、ワイヤガイド４３とを含む。溶接トーチ４では、トーチ本体部４１から延びるトーチヘッド４２の先端に電極５が固定されている。溶接トーチ４では、ワイヤガイド４３の内部を通る溶接ワイヤが溶接中に繰り出される。電極５は、トーチヘッド４２の内部において図示しないコレットから構成されるクランプ部によりクランプされている。ＴＩＧ溶接では、ダングステン製の電極５を用い母材との間にアークを発生させ、発生する熱により母材および溶接ワイヤを溶かして接合する。

【0024】

電極交換装置１０００は、正面視において移動装置１０の本体部１５の両側に昇降装置１８が配置されている。昇降装置１８は、ピストン機構を有し、シリンダ本体からピストンロッド１８ａが延びている。ピストンロッド１８ａの先端には、ピン１８ｂが接続されている。制御装置１００は、図示しないモータを駆動させピストン機構を制御することによりピストンロッド１８ａおよびピン１８ｂをＺ軸方向に上下動させる。なお、モータの替わりにエアシリンダ等の駆動機構を用いてもよい。昇降装置１８は、電極５を支持し電極５の軸方向（延在方向、Ｚ軸方向）に電極５を移動させる電極移動装置として機能する。

【0025】

図２では、移動装置１０、治具１１、および固定装置３０の一部が断面図として図示されている。図２の位置Ｐ１では、電極交換装置１０００において位置Ｐ１に移動した溶接トーチ４から使用済みの電極５を取り外す際の様子が示されている。昇降装置１８のピン１８ｂは、治具１１の内部を通過し、トーチヘッド４２の先端の電極５を支持する位置まで上昇している。治具１１は、電極固定部１１ｂと、治具回転部１１ａとを含む。ピン１８ｂは、電極固定部１１ｂおよび治具回転部１１ａの内部を通過して治具１１よりも上方に突出している。

【0026】

電極固定部１１ｂは、治具１１に電極５を固定するための部材である。治具回転部１１ａは、治具１１を回転させるための部材である。固定装置３０は、支持台３３とモータ３１との間に配置される歯車３２を含む。制御装置１００は、モータ３１を駆動させ、歯車３２を回転させることにより、動力を電極固定部１１ｂに伝達し、電極５を固定する。電極５の固定方法については、図３で詳しく説明する。

【0027】

図２の位置Ｐ３では、電極交換装置１０００において位置Ｐ３に移動した溶接トーチ４が破線で示されており、当該溶接トーチ４に対して研磨済みの電極５を挿入する際の様子が示されている。位置Ｐ３では、治具１１の下方に突出している電極をピン１８ｂの先端で支持する。溶接トーチ４に電極５を挿入する際は、電極固定部１１ｂが逆回転するように歯車３２を回転させ、電極５のクランプを解除する。これによって、ピン１８ｂの先端に支持された電極５が昇降装置１８の動作により溶接トーチ４に向けて移動することが可能となる。

【0028】

図３は、治具１１の構造を説明するための図である。図３に示すように、治具１１は、電極固定部１１ｂと、治具回転部１１ａと、チャック１１ｄと、軸受１１ｅと、取付部１１ｆとを含む。治具１１は、移動台１３に連結部１１ｇを介してボルト１９で固定されている。電極固定部１１ｂおよび治具回転部１１ａは、周方向に歯が形成された歯車の構造である。治具１１では、制御装置１００がモータ３１を動作させ歯車３２を回転させることによって歯車３２とかみあう電極固定部１１ｂが回転し、チャック１１ｄを締め付けることで、電極５が治具１１にクランプされる。治具１１では、制御装置１００がモータ３１を動作させ歯車３２を逆回転させることによって歯車３２とかみあう電極固定部１１ｂが逆回転し、チャック１１ｄを緩めることで、電極５クランプが解除される。

【0029】

図３に示すように、電極５を研磨する場合、制御装置１００は、電極５の先端を研磨ベルトから構成される研磨部２１に移動させる。制御装置１００は、研磨部２１の研磨ベルトを回転させることによって電極５の先端を研磨する。制御装置１００は、治具回転部１１ａと研磨装置２に設けられた図示しない歯車とをかみ合わせ、歯車を回転させることによって治具回転部１１ａを回転させる。治具回転部１１ａを回転させることによって、電極５の全周を均一に研磨することができる。

【0030】

図４は、電極５の交換の流れを説明するための図である。電極交換装置１０００においては、図４（ａ）～（ｆ）の順に移動装置１０が動作する。図４（ａ）の状態は、位置Ｐ１の治具１１に電極５が無く、位置Ｐ３の治具１１に研磨済み（研磨後）の電極５が挿入されている状態である。

【0031】

図４（ｂ）の状態は、図４（ａ）の状態から溶接トーチ４が位置Ｐ１に移動し、溶接トーチ４から電極５が取り外され、使用済み（研磨前）の電極５が治具１１に固定された状態である。図４（ｃ）の状態は、図４（ｂ）の状態から溶接トーチ４が位置Ｐ３に移動し、溶接トーチ４へ研磨済みの電極５が挿入され、位置Ｐ３の治具１１から電極５が無くなった状態である。

【0032】

図４（ｄ）の状態は、図４（ｃ）の状態から移動装置１０が動作し、軸部１４を中心に移動台１３が回転することによって、位置Ｐ１の治具１１が位置Ｐ２に移動した状態である。図４（ｅ）の状態は、図４（ｄ）の状態から研磨装置２が動作し、位置Ｐ２の電極５が研磨された状態である。

【0033】

図４（ｆ）の状態は、図４（ｅ）の状態から移動装置１０が動作し、軸部１４を中心に移動台１３が回転することによって、位置Ｐ２の治具１１が位置Ｐ３に移動した状態である。図４（ｆ）では、元々位置Ｐ３にあった治具１１が位置Ｐ１まで移動することより、位置Ｐ１の治具１１に電極５が無く、位置Ｐ３の治具１１に研磨済みの電極５が挿入されている図４（ａ）の状態に戻る。以降、電極５が基準値未満の長さになるまで図４（ａ）～図４（ｆ）の状態の変化が繰返される。

【0034】

なお、初回の動作では、位置Ｐ１に研磨前の電極５をセットし、位置Ｐ３に電極５が無い状態で、図４（ａ）～（ｆ）の状態に変化させることにより、位置Ｐ３に研磨後の電極５がセットされる状態とすることができる。電極５が基準値未満の長さになった場合、電極５は、回収位置において回収される。回収位置は、任意の位置に設定することが可能であるが、例えば、図４（ｃ）に示すように、研磨装置２において研磨がされる前の位置Ｐ４を回収位置することが好ましい。このようにすれば無駄な研磨作業を減らすことができる。回収位置は、位置Ｐ１のような電極５の取り出し位置、あるいは、位置Ｐ２のような電極５の研磨位置と同じ位置であってもよい。

【0035】

図５は、電極交換処理を示すフローチャートである。図５のフローチャートの処理は、制御装置１００の制御におけるメインルーチンから、サブルーチンとして繰返し呼び出されて実行される。

【0036】

制御装置１００は、まずステップＳ（以下、単に「Ｓ」と示す）１において、溶接を開始してから一定時間経過したか否かを判定する。一定時間は、溶接により電極が消耗することを考慮した、予め定められた時間である。なお、制御装置１００は、Ｓ１において時間経過以外に、回転数、溶接電流の値等により電極が消耗したと判定してもよい。制御装置１００は、溶接を開始してから一定時間経過していないと判定した場合（Ｓ１のＮＯ）、Ｓ１へ処理を戻す。制御装置１００は、溶接を開始してから一定時間経過したと判定した場合（Ｓ１のＹＥＳ）、Ｓ２の処理へ移行する。一定時間の経過により、溶接トーチ４を制御するロボットの制御装置が溶接トーチ４を取出位置へ移動させる。

【0037】

制御装置１００は、取出位置の昇降装置１８を動作させピン１８ｂを電極５の真下まで上昇させる（Ｓ２）。ここで、ロボットの制御装置が溶接トーチ４のクランプ部を開放することによって、使用済みの電極５が溶接トーチ４から自重により下がり、ピン１８ｂの上で支持される。制御装置１００は、昇降装置１８を制御し、ピン１８ｂを予め定められた規定位置に下降させる（Ｓ３）。

【0038】

次いで、制御装置１００は、治具１１のチャック１１ｄを閉鎖し、電極５を治具１１にクランプする（Ｓ４）。次いで、制御装置１００は、検出装置１７からの信号を受信することにより電極５の長さを検出する（Ｓ５）。次いで、制御装置１００は、電極５の長さが予め定められた規定値以上であるか否かを判定する（Ｓ６）。

【0039】

制御装置１００は、Ｓ６において電極５の長さが基準値以上であると判定した場合（Ｓ６のＹＥＳ）、供給位置の昇降装置１８を動作させピン１８ｂを電極５の真下まで上昇させる（Ｓ７）。次いで、制御装置１００は、治具１１のチャック１１ｄを開放し、電極５のクランプを解除する（Ｓ８）。ここで、治具１１のチャック１１ｄを開放することによって、使用済みの電極５が治具１１から自重により下がり、ピン１８ｂの上で支持される。

【0040】

次いで、制御装置１００は、供給位置の昇降装置１８を制御し、ピン１８ｂを上昇させ、電極５を溶接トーチ４の予め定められた突出位置へ移動させる（Ｓ９）。突出位置とは、溶接トーチ４から突出する電極５が溶接に適した長さで固定される位置である。Ｓ９の処理の後、ロボットの制御装置は、溶接トーチ４のクランプ部を閉鎖することによって電極５を溶接トーチ４にクランプし、溶接トーチ４を溶接位置へ移動させる。

【0041】

次いで、制御装置１００は、移動台１３を回転させることによって治具１１を位置Ｐ１から研磨位置である位置Ｐ２へと移動させる（Ｓ１０）。次いで、制御装置１００は、位置Ｐ２において研磨装置２によって電極５の研磨を実行する（Ｓ１１）。次いで、制御装置１００は、位置Ｐ２の治具１１を供給位置である位置Ｐ３へと移動させ（Ｓ１２）、処理をサブルーチンからメインルーチンに戻す。

【0042】

一方、制御装置１００は、Ｓ６において電極５の長さが基準値未満であると判定した場合（Ｓ６のＮＯ）、治具１１を回収位置へ移動させる（Ｓ１３）。次いで、制御装置１００は、治具１１のチャック１１ｄを開放し、電極５のクランプを解除する（Ｓ１４）。これによって、基準値未満の電極５は、自重により落下し、回収箱等に回収される。

【0043】

次いで、制御装置１００は、治具１１を供給位置である位置Ｐ３へ移動させる（Ｓ１５）。次いで、制御装置１００は、研磨後（研磨済み）の電極５が治具１１に挿入されたか否かを判定する（Ｓ１６）。制御装置１００は、研磨後の電極５が治具１１に挿入されていると判定した場合（Ｓ１６のＹＥＳ）、処理をサブルーチンからメインルーチンに戻す。

【0044】

制御装置１００は、研磨後の電極５が治具１１に挿入されていないと判定した場合（Ｓ１６のＮＯ）、電極５が無いことを通知し（Ｓ１７）、Ｓ１６へ処理を戻す。制御装置１００は、例えば、ユーザーに対して音、あるいは画面の表示により電極５が治具１１に挿入されていないことを通知する。なお、Ｓ１６の判定では、画像センサ等のセンサを用いて電極５の有無を検知すればよい。

【0045】

図５に示すように、電極交換装置１０００は、使用済みの電極５を第１位置である取出位置で取出すとともに、研磨済みの電極５を第３位置である供給位置から溶接トーチ４へ挿入することができる。さらに、電極交換装置１０００は、使用済みの電極５を第１位置から研磨位置である第２位置へ移動させて、電極５を研磨した後、第３位置へ移動させる。これによって、電極交換装置１０００は、電極５の交換の過程で電極５を研磨することが可能となり、電極５の交換と研磨とを効率よく実行することができる。

【0046】

電極交換装置１０００は、電極５の長さが基準値未満となるまで自動的に図５に示す処理を実行することができるため、溶接工程において作業の出来ない時間を減少させることができる。また、電極５の交換の過程で電極５を研磨することが可能となり、電極５の交換と研磨とを効率よく実行することができる。

【0047】

［実施の形態２］
図６は、実施の形態２における電極交換装置１０００Ａの平面図である。実施の形態２の電極交換装置１０００Ａは、実施の形態１の電極交換装置１０００と比較し、移動装置１０Ａが回転動作ではなく平行移動する点が異なる。

【0048】

図６に示すように、電極交換装置１０００Ａは、移動装置１０Ａの動作により移動台１３がＸ軸の正方向と負方向との間を移動する。制御装置１００が実行する電極交換装置１０００Ａの具体的な動作について説明する。電極交換装置１０００Ａには、事前に位置Ｐ３に研磨済みの電極５が挿入されているとする。制御装置１００は、位置Ｐ１において使用済みの電極５を溶接トーチ４から取出す。研磨済みの電極５が挿入されている位置Ｐ３に溶接トーチ４が移動した後、制御装置１００は、位置Ｐ３の治具１１にある電極５を溶接トーチ４へと挿入する。

【0049】

制御装置１００は、使用済みの電極５がクランプされた治具１１を位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動させ、位置Ｐ２において電極５を研磨する。制御装置１００は、電極５が研磨された後に、位置Ｐ２から位置Ｐ１へと治具１１を移動し、溶接トーチ４が来るまで待機する。電極５の交換のタイミングにおいて位置Ｐ３へと溶接トーチ４が移動した後、制御装置１００は、位置Ｐ３において使用済みの電極５を溶接トーチ４から取出す。以降の処理は、前述した位置Ｐ１と位置Ｐ３との処理を入れ替えた処理に相当するため説明を省略する。

【0050】

電極交換装置１０００Ａは、平行移動により電極５の交換の過程で電極５を研磨することが可能となり、電極５の交換と研磨とを効率よく実行することができる。なお、電極交換装置１０００Ａにおいては、位置Ｐ１と位置Ｐ３とで取出し位置と供給位置とが交互に入れ替わるため、位置Ｐ１と位置Ｐ３の各々の位置に実施の形態１の検出装置１７を配置すればよい。

【0051】

［実施の形態３］
図７は、実施の形態３における電極交換装置１０００Ｂの平面図である。実施の形態３の電極交換装置１０００Ｂは、実施の形態１の電極交換装置１０００と比較し、移動装置１０Ｂの移動台１３Ｂの上に４つの治具１１が設置されている点が異なる。

【0052】

制御装置１００が実行する電極交換装置１０００Ｂの具体的な動作について説明する。電極交換装置１０００Ｂには、事前に位置Ｐ２および位置Ｐ３に研磨済みの電極５が挿入されているとする。制御装置１００は、位置Ｐ１において使用済みの電極５を溶接トーチ４から取出す。研磨済みの電極５が挿入されている位置Ｐ３に溶接トーチ４が移動した後、制御装置１００は、位置Ｐ３の治具１１にある電極５を溶接トーチ４へと挿入する。

【0053】

制御装置１００は、位置Ｐ１から位置Ｐ２へ使用済みの電極５がクランプされた治具１１を移動させ、位置Ｐ２において電極５を研磨する。このとき、位置Ｐ３へ移動した研磨済みの電極５は、位置Ｐ３において待機される。制御装置１００は、位置Ｐ２において電極５が研磨された後、溶接トーチ４が来るまで待機する。電極５の交換のタイミングにおいて位置Ｐ１へと溶接トーチ４が移動した後、制御装置１００は、位置Ｐ１において使用済みの電極５を溶接トーチ４から取出す。

【0054】

研磨済みの電極５が挿入されている位置Ｐ３に溶接トーチ４が移動した後、制御装置１００は、位置Ｐ３の治具１１にある電極５を溶接トーチ４へと挿入する。その後、制御装置１００は、位置Ｐ１から位置Ｐ２へ使用済みの電極５がクランプされた治具１１を移動させ、位置Ｐ２において電極５を研磨する。以降の処理は、前述した位置Ｐ２および位置Ｐ３に研磨済みの電極５が挿入されている場合の処理と同様であるため説明を省略する。

【0055】

ここで、電極交換装置１０００Ｂによれば、予備の研磨済みの電極５がセットされているため、電極５の長さが基準値未満となったとしても予備の研磨済みの電極５をすぐに使用することができる。これによって、溶接工程において作業の出来ない時間を減少させることができる。なお、電極交換装置１００Ｂにおいては、位置Ｐ１に実施の形態１の検出装置１７を配置すればよい。

【0056】

［実施の形態４］
図８は、実施の形態４における電極交換装置１０００Ｃの平面図である。実施の形態４の電極交換装置１０００Ｃは、実施の形態１の電極交換装置１０００と比較し、移動装置１０Ｃの移動台１３Ｃの上に６つの治具１１が設置されている点、および研磨後の電極５の状態を検査する検査装置が設置されている点が異なる。

【0057】

電極交換装置１０００Ｃは、検査装置として第１検査装置５０と、第２検査装置５１とを含む。第１検査装置５０は、電極５の先端の角度を検出するための検査装置である。第２検査装置５１は、電極５の全体の長さを測定するための検査装置である。電極交換装置１０００Ｃには、事前に位置Ｐ５および位置Ｐ６に研磨済みの電極５が挿入されているとする。

【0058】

制御装置１００が実行する電極交換装置１０００Ｃの具体的な動作について説明する。制御装置１００は、位置Ｐ１において使用済みの電極５を溶接トーチ４から取出す。研磨済みの電極５が挿入されている位置Ｐ５に溶接トーチ４が移動した後、制御装置１００は、位置Ｐ５の治具１１にある電極５を溶接トーチ４へと挿入する。

【0059】

制御装置１００は、位置Ｐ１から位置Ｐ２へ使用済みの電極５がクランプされた治具１１を移動させ、位置Ｐ２において電極５を研磨する。このとき、位置Ｐ６の研磨済みの電極５は、位置Ｐ１において待機される。制御装置１００は、位置Ｐ２において電極５が研磨された後、研磨済みの電極５がクランプされた治具１１を位置Ｐ３へ移動させる。このとき、位置Ｐ１の研磨済みの電極５は、位置Ｐ２において待機される。

【0060】

制御装置１００は、位置Ｐ３において第１検査装置５０を用いて、研磨済みの電極５の先端の角度が予め定められた規定の角度を満たしているか否かを判定する。第１検査装置５０は、例えば、画像を取得するカメラと取得した画像から角度を演算する演算装置とを備える装置を用いればよい。

【0061】

次いで、制御装置１００は、位置Ｐ３から位置Ｐ４へ角度検出後の電極５がクランプされた治具１１を移動させる。このとき、位置Ｐ２の電極５は、位置Ｐ３において待機される。制御装置１００は、位置Ｐ４において第２検査装置５１を用いて、研磨済みの電極５の長さを確認する。第２検査装置５１は、実施の形態１の検出装置１７と同様の構成であればよい。なお、第２検査装置５１は、研磨前の位置Ｐ１に配置されるようにしてもよい。

【0062】

第２検査装置５１は、基準位置（例えば、電極５の下端位置）からＺ軸の正方向へ延びる電極５の上端位置まで発光素子を移動させながら電極５に光を当て、反射して帰ってきた光を受光素子で検知する移動式の反射型フォトセンサを用いてもよい。これによって、第２検査装置５１は、反射光の検知により電極５の全長を計測可能である。第２検査装置５１は、その他の方式の装置を用いてもよい。

【0063】

制御装置１００は、その後、位置Ｐ５および位置Ｐ６に研磨済みの電極５が挿入されている状態まで移動台１３Ｃを移動する。電極交換装置１０００Ｃによれば、予備の研磨済みの電極５がセットされているため、電極５の長さが基準値未満となったとしても予備の研磨済みの電極５をすぐに使用することができる。電極交換装置１０００Ｃは、研磨済みの電極５の角度および全長を検出可能であるため、溶接品質を満たさないような電極を除外することができる。これによって、電極交換装置１０００Ｃは、電極５の交換の過程で電極５を研磨することが可能となり、電極５の交換と研磨とを効率よく実行することができ、溶接工程において作業の出来ない時間を減少させることができるとともに、溶接品質を向上させることができる。

【0064】

＜まとめ＞
（１） 本開示は、溶接トーチ４の先端に設置される電極５を交換するための電極交換装置１０００に関する。電極交換装置１０００は、複数の位置に電極５を移動させることが可能な移動装置１０と、電極を研磨する研磨装置２と、制御装置１００と、を備える。制御装置１００は、第１位置である位置Ｐ１において溶接トーチ４から取り外した使用済みの電極５を、移動装置１０を用いて第２位置である位置Ｐ２に移動させ、第２位置において、研磨装置２を用いて使用済みの電極５を研磨し、研磨装置２によって研磨された研磨済みの電極５を、移動装置１０を用いて第２位置から第３位置である位置Ｐ３に移動させ、第３位置において、研磨済みの電極５を溶接トーチ４へ挿入する。

【0065】

（２） （１）の電極交換装置１０００において、移動装置１０は、各々が電極５をクランプする機構を有する第１治具としての治具１１および第２治具としての治具１１を含む。

【0066】

（３） （１）または（２）の電極交換装置１０００において、電極５の長さを検出する検出装置１７をさらに備える。制御装置１００は、検出装置１７が検出した電極５の長さが基準値以上である場合、第１位置にある電極５を第２位置へ移動させ、検出装置１７が検出した電極の長さが基準値未満である場合、第１位置にある電極５を電極回収のための第４位置である位置Ｐ４へ移動させる。

【0067】

（４） （１）から（３）のいずれかの電極交換装置１０００において、電極５を支持し電極５の軸方向に電極５を移動させる電極移動装置としての昇降装置１８をさらに備える。

【0068】

（５） 本開示は、溶接トーチ４の先端に配置される電極５を交換するための電極交換方法に関する。電極交換方法は、第１位置である位置Ｐ１において溶接トーチ４から使用済みの電極５を取出すステップと、第２位置である位置Ｐ２において使用済みの電極５を研磨するステップと、第３位置である位置Ｐ３において溶接トーチ４へ研磨済みの電極５を挿入するステップと、を備える。

【0069】

本開示の電極交換装置１０００および電極交換方法によれば、第１位置において溶接トーチ４から使用済みの電極５を取出し、第２位置において使用済みの電極５を研磨し、第３位置において溶接トーチ４へ研磨済みの電極を挿入する。これによって、電極５の交換の過程で電極５を研磨することが可能となり、電極５の交換と研磨とを効率よく実行することができる。

【0070】

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0071】

１ 電極交換機構、２ 研磨装置、３ 台座、４ 溶接トーチ、５ 電極、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 移動装置、１１ 治具、１１ａ 電極固定部、１１ｂ 治具回転部、１１ｄ チャック、１１ｅ 軸受、１１ｆ 取付部、１１ｇ 連結部、１３，１３Ｂ，１３Ｃ 移動台、１４ 軸部、１５ 本体部、１６ 移動用モータ、１７ 検出装置、１８ 昇降装置、１８ａ ピストンロッド、１８ｂ ピン、１９ ボルト、２１ 研磨部、２２ 治具回転用モータ、２３ 研磨用モータ、３０ 固定装置、３１ 固定用モータ、３２ 歯車、３３ 支持台、４１ トーチ本体部、４２ トーチヘッド、４３ ワイヤガイド、５０ 第１検査装置、５１ 第２検査装置、１００ 制御装置、１０１ ＣＰＵ、１０２ メモリ、１０００，１０００Ａ，１０００Ｂ，１０００Ｃ 電極交換装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】