CN105081542B - 点焊系统以及点焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种点焊系统以及点焊方法，能够高精度且容易地计算出被焊接工件的加压时的枪臂部的弹性位移。点焊系统具备：位置检测部，其对可动臂的位置进行检测；第1弹簧常数计算部，其根据以预先决定的驱动力来驱动可动臂时的位置和该驱动力来计算可动臂与固定臂的合成弹簧常数；第2弹簧常数计算部，其根据以预先决定的驱动力来驱动可动臂时的位置和该驱动力来计算可动臂的弹簧常数；第3弹簧常数计算部，其根据合成弹簧常数和可动臂的弹簧常数来计算固定臂的弹簧常数；以及弹性位移计算部，其根据固定臂的弹簧常数和焊接作业时的驱动力来计算固定臂的弹性位移量。

Description

点焊系统以及点焊方法
技术领域
本发明涉及一种点焊系统以及点焊方法。
背景技术
在可动电极触头与固定电极触头之间夹持被焊接工件来进行焊接的点焊枪中，当通过可动电极触头和固定电极触头对被焊接工件进行加压时，支持可动电极触头和固定电极触头的枪臂部发生弹性位移。有时因这样的枪臂部的弹性位移，引起焊接精度的下降等。
以往，已知的技术有：预先记录向被焊接工件施加的加压力与枪臂部的弹性位移量的关系作为参考数据，并根据该参考数据来推定被焊接工件加压时的枪臂部的弹性位移(例如，日本特开平6－155036号公报以及日本特开平8－206846号公报)。
枪臂部的弹性位移的程度根据每个枪臂部而不同。在以往的系统中，一律应用参考数据来推定枪臂部的弹性位移量时，不能计算出与每个枪臂部对应的准确的弹性位移量。此外，在以往的系统中，为了提高计算出的弹性位移量的精度，想要在焊接作业前取得与每个枪臂部相关的参考数据时，需要大量的作业。
发明内容
在本发明的一个方式中，点焊系统具备点焊枪，该点焊枪具有：底座部、固定在该底座部上的固定臂、被该固定臂支持的固定电极触头、相对固定臂可移动地设置在底座部上的可动臂、被该可动臂支持且在与固定电极触头之间夹持被焊接工件的可动电极触头、以及驱动可动臂的驱动部。
此外，点焊系统具备：位置检测部，其对可动臂的位置进行检测；第1弹簧常数计算部，其根据通过驱动部以预先决定的驱动力来驱动可动臂，通过可动电极触头对固定电极触头加压时的位置和该驱动力，来计算可动臂与固定臂的合成弹簧常数；以及第2弹簧常数计算部，其根据通过驱动部以预先决定的驱动力来驱动可动臂，通过可动电极触头对与点焊枪独立地设置的基准固定物加压时的位置和该驱动力，来计算可动臂的弹簧常数。
此外，点焊系统具备：第3弹簧常数计算部，其根据合成弹簧常数和可动臂的弹簧常数，来计算固定臂的弹簧常数；以及弹性位移计算部，其根据固定臂的弹簧常数和在可动电极触头与固定电极触头之间夹持有被焊接工件时的、从驱动部向可动臂给予的驱动力，来计算在该可动电极触头与该固定电极触头之间夹持有该被焊接工件时的固定臂的弹性位移量。
驱动部也可以是伺服电动机。位置检测部也可以通过测量伺服电动机的旋转位置，来检测可动臂的位置。第1弹簧常数计算部也可以根据以第1驱动力驱动可动臂时的第1位置和以第2驱动力驱动可动臂时的第2位置，来计算合成弹簧常数。
第1驱动力也可以大致是零，在将可动臂配置在第1位置时，可动电极触头可以不对固定电极触头给予压力地与该固定电极触头接触。第2弹簧常数计算部可以根据以第3驱动力驱动可动臂时的第3位置和以第4驱动力驱动可动臂时的第4位置，来计算可动臂的弹簧常数。
第3驱动力也可以大致是零，在将可动臂配置在第3位置上时，可动电极触头可以不对基准固定物给予压力地与该基准固定物接触。点焊系统还可以具备：安装有点焊枪的机械手。第2弹簧常数计算部附加机械手的弹簧常数，来计算可动臂的弹簧常数。
在本发明的其他方式中，点焊方法具备：第1加压工序，以预先决定的驱动力来驱动点焊枪的可动臂，通过被该可动臂支持的可动电极触头对被所述点焊枪的固定臂支持的固定电极触头进行加压；第1位置检测工序，在第1加压工序中检测可动臂的位置；第1弹簧常数计算工序，根据在第1位置检测工序中检测出的位置和在第1加压工序中向可动臂给予的驱动力，来计算可动臂与固定臂的合成弹簧常数。
此外，点焊方法具备：第2加压工序，以预先决定的驱动力来驱动可动臂，通过可动电极触头对与点焊枪独立地设置的基准固定物进行加压；第2位置检测工序，在第2加压工序中检测可动臂的位置；第2弹簧常数计算工序，根据在第2位置检测工序中检测出的位置和在第2加压工序中向可动臂给予的驱动力，来计算可动臂的弹簧常数。
此外，点焊方法具备：第3弹簧常数计算工序，根据合成弹簧常数和可动臂的弹簧常数，来计算固定臂的弹簧常数；工件夹持工序，以预先决定的驱动力来驱动可动臂，在可动电极触头与固定电极触头之间夹持被焊接工件。
此外，点焊方法具备：位移计算工序，根据固定臂的弹簧常数和在工件夹持工序中向可动臂给予的驱动力，来计算在工件夹持工序中产生的固定臂的弹性位移量；以及位置修正工序，使安装有点焊枪的机械手动作，根据弹性位移量对点焊枪的位置进行修正。
附图说明
参照附图对以下的优选的实施方式进行说明，从而使本发明的上述或其他目的、特征以及优点更加明确。
图1是本发明的一个实施方式的点焊系统的概要图。
图2是图1所示的点焊枪的放大图。
图3是图1所示的点焊系统的框图。
图4是表示计算可动臂与固定臂的合成弹簧常数时的、可动臂与固定臂的接触状态和可动臂与固定臂的等价机械模型的概要图。
图5是表示计算可动臂的弹簧常数时的、可动臂与基准固定物的接触状态和可动臂的等价机械模型的概要图。
图6是与图5对应的图，是表示附加机器人臂部的弹簧常数来计算可动臂的弹簧常数时的、可动臂与基准固定物的接触状态和机器人臂部与可动臂的等价机械模型的概要图。
图7是表示本发明的一个实施方式的点焊方法的流程图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。参照图1～图3对本发明的一个实施方式的点焊系统10进行说明。如图1所示，点焊系统10具备：机器人12、机器人控制部14、示教操作盘16、存储器18以及点焊枪30。
机器人12例如是垂直多关节型机器人，具有：固定在地面上的底座17、可旋转地与底座17连接的机器人臂部20(机械手)。点焊枪30被设在机器人臂部20的前端，通过机器人臂部20来移动。机器人控制部14对机器人12以及点焊枪30的各要素进行控制。
存储器18与机器人控制部14可通信地连接。存储器18例如是电可擦除记录的非易失性存储器，由EEPROM(注册商标)等构成。存储器18记录用于使机器人12动作的机器人程序等、点焊系统10动作时所需要的常数、变量、设定值、程序等。
如图2所示，点焊枪30具备：底座部32、固定臂34、可动臂36以及伺服电动机38。固定臂34将其基端40固定在底座部32上，通过其前端42支持固定电极触头44。在本实施方式中，固定臂34从基端40到前端42弯曲成大致L字形地延伸。
以可沿着枪轴O移动的方式将可动臂36设置在底座部32上。在本实施方式中，可动臂36是直线状延伸的棒，其上段(未图示)经由运动变换机构(未图示)与伺服电动机38的输出轴(未图示)机械连接，通过其下端46支持可动电极触头48。
动力变换机构例如包括同步带以及皮带轮，将伺服电动机38的输出轴的旋转运动变换成沿着枪轴O的往复运动。可动臂36经由动力变换机构，通过伺服电动机38沿着枪轴O进行往复运动。将固定电极触头44以及可动电极触头48定位在枪轴O上。
固定电极触头44以及可动电极触头48根据机器人控制部14的指令进行通电。由此，固定电极触头44以及可动电极触头48对夹持在该固定电极触头44以及可动电极触头48之间的被焊接工件进行点焊。
随着伺服电动机38驱动可动臂36，可动电极触头48沿着枪轴O朝固定电极触头44的方向以及从固定电极触头44离开的方向进行往复运动。伺服电动机38根据来自机器人控制部14的指令，经由动力变换机构驱动可动臂36。
在伺服电动机38上安装有编码器50。该编码器50检测伺服电动机38的旋转位置后发送给机器人控制部14。编码器50通过检测伺服电动机38的旋转位置，作为检测可动臂36的位置的位置检测部发挥功能。另外，作为编码器50的代替，也可以通过霍尔元件构成位置检测部。
机器人控制部14对内置于机器人臂部20内的伺服电动机52进行控制，经由伺服电动机52使机器人臂部20动作。该伺服电动机52作为用于驱动作为机械手的机器人臂部20的机械手驱动部(图3)发挥功能。机器人控制部14通过使机器人臂部20动作，将点焊枪30移动至预先决定的位置。
示教操作盘16与机器人控制部14可通信地连接。在示教操作盘16的显示部16a上显示来自机器人控制部14的各种信息，使用者可以通过显示部16a阅览这些信息。此外，使用者可以经由示教操作盘16的输入部16b(键盘)进行机器人控制部14的各种操作以及设定。
接着，参照图1～图5对点焊系统10的动作进行说明。点焊系统10是用于在点焊枪30的固定电极触头44与可动电极触头48之间夹持被焊接工件(未图示)，并对该被焊接工件进行点焊的系统。
在本实施方式中，在对被焊接工件进行点焊前，点焊系统10计算出可动臂36与固定臂34的合成弹簧常数。具体而言，在固定电极触头44与可动电极触头48之间没有配置被焊接工件的状态下，机器人控制部14，为了以预先决定的第1转矩τ1驱动伺服电动机38，向伺服电动机38发送第1转矩指令值。
伺服电动机38根据第1转矩指令值，使可动臂36朝着固定电极触头44移动。于是，如图4所示，当可动电极触头48与固定电极触头44接触，且向伺服电动机38施加了超过第1转矩τ1的负载转矩时，可动臂36停止。在该状态下，编码器50测量伺服电动机38的旋转位置R1并发送给机器人控制部14。机器人控制部14将该旋转位置R1存储在存储器18中。
作为一具体例，将第1转矩τ1大致设定为零(即，τ1≈0)。在此，“大致为零”的转矩表示与进行点焊时在固定电极触头44与可动电极触头48之间夹持被焊接工件时向可动臂36给予的作业转矩相比可以忽视的程度的小的转矩(例如，作业转矩的1％以下的大小)。
此时，可动电极触头48对固定电极触头44不给予实质压力地接触。在该状态下检测出的旋转位置R1成为表示可动电极触头48与固定电极触头44没有压力地相互接触的基准接触位置的数据。这样，通过将第1转矩τ1大致设定为零，可检测出可动电极触头48与固定电极触头44的基准接触位置。
此外，作为其他的具体例，例如可以将第1转矩τ1设定为大于零的转矩(即，τ1＞0)。此时，可动电极触头48对固定电极触头44以与第1转矩τ1对应的加压力推压的同时接触。在该状态下检测出的旋转位置R1成为表示可动电极触头48与固定电极触头44随着与第1转矩τ1对应的加压力相互接触时的可动臂36的位置的数据。
接着，机器人控制部14为了以预先决定的第2转矩τ2驱动伺服电动机38，向伺服电动机38发送第2转矩指令值。在本实施方式中，将第2转矩τ2设定为大于第1转矩τ1的值。根据第2转矩指令值，伺服电动机38使可动臂36朝着固定电极触头44的方向进一步移动。
这样，直到向伺服电动机38施加超过第2转矩τ2的负载转矩为止，可动臂36朝向固定电极触头44进一步位移，可动电极触头48以与第2转矩τ2对应的加压力对固定电极触头44进行加压。在该状态下，编码器50测量伺服电动机38的旋转位置R2，并发送给机器人控制部14。机器人控制部14将该旋转位置R2存储在存储器18中。
接着，机器人控制部14计算出旋转位置R1与R2的差ΔR12和第1转矩τ1与第2转矩τ2的差Δτ12。然后，机器人控制部14按照以下所示的、基于胡克定律的式1，计算出值K12。
K12＝Δτ12/ΔR12……(式1)
在此，可以将该值K12视为可动臂36与固定臂34的合成弹簧常数。对此，在以下进行简单的说明。如图4所示，计算值K12时所使用的差ΔR12以及Δτ12，通过使可动电极触头48与固定电极触头44直接接触后加压来取得。此时，可动臂36和固定臂34根据向可动臂36给予的驱动力(即，转矩τ1、τ2)进行弹性位移。
该状态中的、表示可动臂36和固定臂34的弹性位移的等价机械模型，如图4的左部分所示，近似为对应于可动臂36的弹簧54与对应于固定臂34的弹簧56的串联连接。在此，弹簧54是具有可动臂36的弹簧常数K1的弹性要素，弹簧56是具有固定臂34的弹簧常数K2的弹性要素。此时，通过下式2表示合成弹簧常数K12。
K12＝(K1×K2)/(K1+K2)……(式2)
这样，通过将可动臂36和固定臂34近似为图4所示的等价机械模型，并将取得的ΔR12和Δτ12代入到上述式1，机器人控制部14可计算出可动臂36和固定臂34的合成弹簧常数K12。因此，机器人控制部14具有作为计算合成弹簧常数K12的第1弹簧常数计算部60(图3)的功能。
接着，机器人控制部14按照以下的方法计算出可动臂36的弹簧常数K1。具体而言，经由机器人控制部14使可动臂36移动，使可动电极触头48与固定电极触头44相互分离后，使用者将基准固定物58(图5)配置在可动电极触头48与固定电极触头44之间。该基准固定物58是独立于点焊枪30而设置的部件，被固定成不能位移。在本实施方式中，基准固定物58具有与枪轴O正交的上表面58a。
配置基准固定物58后，机器人控制部14为了以第3转矩τ3驱动伺服电动机38，向伺服电动机38发送第3转矩指令值。该第3转矩τ3可以与上述的第1转矩τ1相同，也可以与第1转矩τ1不同。
伺服电动机38根据第3转矩指令值，使可动臂36朝着基准固定物58移动。这样，如图5所示，当可动电极触头48与基准固定物58的上表面58a接触，且向伺服电动机38施加超过第3转矩τ3的负载转矩时，可动臂36停止。在该状态下，编码器50测量伺服电动机的旋转位置R3，并发送给机器人控制部14。机器人控制部14将该旋转位置R3存储在存储器18中。
作为一具体例，将第3转矩τ3大致设定为零(即，τ3≈0)。此时，可动电极触头48对基准固定物58的上表面58a不给予实质压力地接触。在该状态下检测出的旋转位置R3成为表示可动电极触头48与基准固定物58的上表面58a没有压力地相互接触的基准接触位置的数据。
如上所述，通过将第3转矩τ3大致设定为零，可检测出可动电极触头48与基准固定物58的上表面58a的基准接触位置。此外，作为其他的具体例，例如可以将第3转矩τ3设定为大于零的转矩(即，τ3＞0)。
接着，机器人控制部14为了以第4转矩τ4驱动伺服电动机38，向伺服电动机38发送第4转矩指令值。在本实施方式中，将第4转矩τ4设定为大于第3转矩τ3的值。伺服电动机38根据第4转矩指令值，使可动臂36向朝着固定电极触头44的方向进一步移动。
这样，直到向伺服电动机38施加超过第4转矩τ4的负载转矩为止，可动臂36朝着可动电极触头48进一步位移，可动电极触头48以与第4转矩τ4对应的加压力对固定电极触头44进行加压。在该状态下，编码器50测量伺服电动机的旋转位置R4，并发送给机器人控制部14。机器人控制部14将该旋转位置R4存储在存储器18中。
接着，机器人控制部14计算出旋转位置R3与R4的差ΔR34和第3转矩τ3与第4转矩τ4的差Δτ34。然后，机器人控制部14按照以下所示的式3计算出值K1。
K1＝Δτ34/ΔR34……(式3)
可以将这样计算出的值K1视为可动臂36的弹簧常数。对此，在以下进行简单的说明。如图5所示，计算值K1时所使用的差ΔR34以及Δτ34，通过对基准固定物58按压可动电极触头48来取得。
如上所述，将基准固定物58固定成不能位移，因此当对基准固定物58按压可动电极触头48时，可以视为只有可动臂36与向可动臂36给予的驱动力(即，转矩τ3、τ4)对应地进行弹性位移。此时的、表示可动臂36的弹性位移的等价机械模型，如图5的右部分所示，可近似为与可动臂36对应的弹簧54。因此，可以将从上述式3得到的值K1视为可动臂36的弹簧常数K1。
这样，在本实施方式中，机器人控制部14使用上述式3，计算出可动臂36的弹簧常数K1。因此，机器人控制部14具有作为计算可动臂36的弹簧常数K1的第2弹簧常数计算部62(图3)的功能。
接着，机器人控制部14根据如上所述地计算出的合成弹簧常数K12和可动臂36的弹簧常数K1，计算出固定臂34的弹簧常数K2。具体而言，机器人控制部14将合成弹簧常数K12以及弹簧常数K1代入到上述式2来计算出固定臂34的弹簧常数K2。这样，在本实施方式中，机器人控制部14具有作为计算固定臂34的弹簧常数K2的第3弹簧常数计算部64(图3)的功能。
计算出固定臂34的弹簧常数K2后，点焊系统10开始针对被焊接工件的点焊作业。首先，机器人控制部14按照机器人程序，向伺服电动机52发送指令，使机器人臂部20动作，使点焊枪30移动至预先决定的作业位置。该机器人程序预先被存储在存储器18中，包括用于使点焊枪30向预先决定的作业位置移动的、针对伺服电动机52的动作指令。
将点焊枪30配置在作业位置上后，使用者在可动电极触头48与固定电极触头44之间配置被焊接工件。接着，机器人控制部14为了作为作业转矩以第5转矩τ5使可动臂36移动，向伺服电动机38发送第5转矩指令值。伺服电动机38根据第5转矩指令值，使可动臂36朝着固定电极触头44移动。其结果，被焊接工件在可动电极触头48与固定电极触头44之间，以与第5转矩τ5对应的加压力被夹住。
接着，机器人控制部14根据如上所述地计算出的固定臂34的弹簧常数K2和第5转矩τ5，在可动电极触头48与固定电极触头44之间夹持被焊接工件时，计算出在固定臂34中产生的弹性位移量δe。具体而言，机器人控制部14将固定臂34的弹簧常数K2和第5转矩τ5代入到下式4来计算出弹性位移量δe。
δe＝τ5/K2……(式4)
这样，在本实施方式中，机器人控制部14具有作为计算在可动电极触头48与固定电极触头44之间夹持被焊接工件时的固定臂34的弹性位移量δe的弹性位移计算部66的功能。
接着，机器人控制部14使机器人臂部20动作，根据弹性位移量δe对点焊枪30的位置进行修正。由此，可以抵消夹持被焊接工件时在固定臂34中产生的弹性位移，因此可以将夹持被焊接工件时的、相对于点焊枪30的可动电极触头48以及固定电极触头44的接触位置维持恒定。在该状态下，机器人控制部14使可动电极触头48和固定电极触头44通电，对被焊接工件进行点焊。
在本实施方式中，在进行点焊前，仅通过进行向固定电极触头44按压可动电极触头48的作业和向基准固定物58按压可动电极触头48的作业，就可以计算出夹持被焊接工件时的弹性位移量δe。根据该结构，可以自动地计算出夹持被焊接工件时的可动电极触头48和固定电极触头44的位置的位移。由此，能够省略通过手工操作测定该位置的位移的作业，因此能够削减作业工时。
此外，根据本实施方式，在进行点焊前，能够关于各个点焊枪30计算出弹性位移量δe，因此能够计算出与各个点焊枪30对应的准确的弹性位移量δe。因此，能够提高点焊的精度。
此外，根据本实施方式，能够频繁地进行在现有技术中较为困难的、固定臂34的弹簧常数K2的测定，因此也可以对应伴随经年劣化的固定臂34的挠曲量的变化。
此外，在本实施方式中，使用大小不同的多个转矩(即，第1转矩τ1和第2转矩τ2)来计算出合成弹簧常数K12。同样地，使用大小不同的多个转矩(即，第3转矩τ3和第4转矩τ4)来计算出可动臂36的弹簧常数K1。根据该结构，可以更高精度地计算出合成弹簧常数K12以及弹簧常数K1。
另外，也可以仅使用1个种类的转矩来计算出合成弹簧常数K12和/或可动臂36的弹簧常数K1。以下，对该实施方式进行说明。在该实施方式中，预先测定可动电极触头48与固定电极触头44没有压力地相互接触的基准接触位置，并将与基准接触位置对应的、伺服电动机38的旋转位置R0预先存储在存储器18中。
当计算合成弹簧常数K12时，机器人控制部14为了以第6转矩τ6驱动伺服电动机38，向伺服电动机38发送第6转矩指令值。将该第6转矩τ6设定成大于零的转矩。伺服电动机38根据第6转矩指令值使可动臂36移动，可动电极触头48以对应于第6转矩τ6的力对固定电极触头44进行加压。
在该状态下，编码器50测量伺服电动机38的旋转位置R6，并存储在存储器18中。然后，机器人控制部14将预先存储的旋转位置R0与测量出的旋转位置R6的差ΔR06以及第6转矩τ6代入到下式5来计算出合成弹簧常数K12。
K12＝τ6/ΔR06……(式5)
通过同样的方法，机器人控制部14可以仅使用1个种类的转矩来计算出可动臂36的弹簧常数K1。具体而言，预先测定可动电极触头48与基准固定物58没有压力地相互接触的基准接触位置，并将与基准接触位置对应的伺服电动机38的旋转位置R0’预先存储在存储器18中。
当计算可动臂36的弹簧常数K1时，机器人控制部14以第7转矩τ7驱动可动臂36，通过可动电极触头48对基准固定物58进行加压，检测出此时的伺服电动机38的旋转位置R7。然后，机器人控制部14可以将预先存储的旋转位置R0’与检测出的旋转位置R7的差ΔR07以及第7转矩τ7代入到下式6，来计算可动臂36的弹簧常数K1。
K1＝τ7/ΔR07……(式6)
另外，在上述的实施方式中描述了应用伺服电动机38作为用于驱动可动臂36的驱动部，并且，应用编码器50(或霍尔元件)作为用于检测出可动臂36的位置的位置检测部的情况。然而，并不局限于此，驱动部也可以具有例如直线电动机或气缸那样的、可沿着枪轴O直线驱动可动臂36的装置。此时，位置检测部也可以对可动臂36沿着枪轴O的位移(例如，单位为mm)进行检测。
并且，作为其他实施方式，机器人控制部14也可以附加机器人臂部20的弹簧常数Kr来计算出可动臂36的弹簧常数K1。关于该实施方式，参照图6进行说明。在该实施方式中，存储器18预先存储机器人臂部20的弹簧常数Kr。可以通过以下的方法，计算出机器人臂部20的弹簧常数Kr。
作为一具体例，在将相对于机器人臂部20具有充分刚性的物体安装在机器人臂部20的状态下，机器人控制部14使机器人臂部20动作，向基准固定物推压该物体。机器人控制部14根据此时的伺服电动机52的驱动转矩和该伺服电动机52的旋转位置，计算出机器人臂部20的弹簧常数Kr。
作为“相对于机器人臂部20具有充分刚性的物体”，例如也可以使用上述的点焊枪30。具体而言，机器人控制部14在计算可动臂36的弹簧常数K1的工序前，在向机器人臂部20安装点焊枪30的状态下，将伺服电动机52以(例如，大小不同的2个种类的)预先决定的转矩驱动，向基准固定物58推压点焊枪30。然后，机器人控制部14经由设置在伺服电动机52上的编码器等，检测出伺服电动机52的旋转位置，按照与上述的式3同样的式来计算出机器人臂部20的弹簧常数Kr，并存储在存储器18中。
图6表示附加了机器人臂部20的弹簧常数Kr时的、可动臂36以及机器人臂部20的等价机械模型。使用机器人臂部20对基准固定物58按压可动电极触头48时的等价机械模型被近似为对应于可动臂36的弹簧54与对应于机器人臂部20的弹簧68的串联连接。此时，将上述的式3变换成下式7。
(K1×Kr)/(K1+Kr)＝Δτ34/ΔR34……(式7)
机器人控制部14将如上所述那样计算出的ΔR34以及Δτ34、存储在存储器18中的机器人臂部20的弹簧常数Kr代入到式7，来计算出可动臂36的弹簧常数K1。这样，通过附加机器人臂部20的弹簧常数Kr来计算出可动臂36的弹簧常数K1，能够更高精度地计算出弹簧常数K1。
接着，参照图7，对本发明的一个实施方式的点焊方法进行说明。在步骤S1中，机器人控制部14以预先决定的驱动力来驱动可动臂36，通过可动电极触头48对固定电极触头44进行加压。在一个具体例中，机器人控制部14在该步骤S1中，经由伺服电动机38，以大致设定为零的第1转矩τ1驱动可动臂36。在其他的具体例中，机器人控制部14在该步骤S1中，经由伺服电动机38，以第6转矩τ6(＞0)驱动可动臂36。
在步骤S2中，机器人控制部14检测可动臂36的位置。在一个具体例中，机器人控制部14经由编码器50测量以第1转矩τ1驱动可动臂36时的伺服电动机38的旋转位置R1。接着，机器人控制部14在该步骤S2后，再次返回到步骤S1，经由伺服电动机38以第2转矩τ2(＞τ1)驱动可动臂36。
接着，机器人控制部14在步骤S2中测量以第2转矩τ2驱动可动臂36时的伺服电动机38的旋转位置R2。在其他的具体例中，机器人控制部14在该步骤S2中，经由编码器50测量以第6转矩τ6驱动可动臂36时的伺服电动机38的旋转位置R6。
在步骤S3中，机器人控制部14根据在步骤S2中检测出的可动臂36的位置和在步骤S1中向可动臂36给予的驱动力，来计算可动臂36与固定臂34的合成弹簧常数K12。在一个具体例中，机器人控制部14计算出在步骤S2中得到的旋转位置R1以及R2的差ΔR12和在步骤S1中使用的第1转矩τ1以及第2转矩τ2的差Δτ12。然后，机器人控制部14按照上述的式1计算出合成弹簧常数K12。
在其他的具体例中，机器人控制部14在该步骤S3中，从存储器18读出预先存储在存储器18中的、与基准接触位置对应的伺服电动机38的旋转位置R0。然后，机器人控制部14计算出该旋转位置R0与在步骤S2中得到的旋转位置R6的差ΔR06，并将该ΔR06和第6转矩τ6代入到上述的式5中来计算合成弹簧常数K12。
在步骤S4中，机器人控制部14以预先决定的驱动力来驱动可动臂36，通过可动电极触头48对基准固定物58进行加压。在一个具体例中，机器人控制部14在该步骤S4中，经由伺服电动机38，以大致设定为零的第3转矩τ3来驱动可动臂36。在其他的具体例中，机器人控制部14在该步骤S4中，经由伺服电动机38，以第7转矩τ7(＞0)驱动可动臂36。
在步骤S5中，机器人控制部14检测可动臂36的位置。在一个具体例中，机器人控制部14经由编码器50测量以第3转矩τ3驱动可动臂36时的伺服电动机38的旋转位置R3。接着，机器人控制部14再次返回到步骤S4，经由伺服电动机38，以第4转矩τ4(＞τ3)驱动可动臂36。
接着，机器人控制部14在步骤S5中，测量以第4转矩τ4驱动可动臂36时的伺服电动机38的旋转位置R4。在其他的具体例中，机器人控制部14在该步骤S5中，经由编码器50检测以第7转矩τ7驱动可动臂36时的伺服电动机38的旋转位置R7。
在步骤S6中，机器人控制部14根据在步骤S5中检测出的可动臂36的位置和在步骤S4中向可动臂36给予的驱动力来计算可动臂36的弹簧常数K1。在一具体例中，机器人控制部14计算出在步骤S5中得到的旋转位置R3以及R4的差ΔR34和在步骤S4中所使用的第3转矩τ3以及第4转矩τ4的差Δτ34。然后，机器人控制部14按照上述的式3来计算出可动臂36的弹簧常数K1。
在其他的具体例中，机器人控制部14在该步骤S6中，从存储器18读出预先存储在存储器18中的、与基准接触位置对应的伺服电动机38的旋转位置R0。然后，机器人控制部14计算出该旋转位置R0与在步骤S5中得到的旋转位置R7的差ΔR07，并将该ΔR07和第7转矩τ7代入到上述的式1中来计算合成弹簧常数K12。
并且，在其他的具体例中，机器人控制部14在该步骤S6中，将在步骤S5中得到的旋转位置R3以及R4的差ΔR34、在步骤S4中所使用的第3转矩τ3以及第4转矩τ4的差Δτ34以及预先存储在存储器18中的机器人臂部20的弹簧常数Kr代入到上述的式7，来计算可动臂36的弹簧常数K1。由此，机器人控制部14附加机器人臂部20的弹簧常数Kr来计算可动臂36的弹簧常数K1。
在步骤S7中，机器人控制部14根据合成弹簧常数K12和可动臂36的弹簧常数K1来计算固定臂34的弹簧常数K2。具体而言，机器人控制部14将在步骤S3中计算出的合成弹簧常数K12和在步骤S6中计算出的弹簧常数K1代入到上述的式2，来计算固定臂34的弹簧常数K2。
在步骤S8中，机器人控制部14以预先决定的驱动力来驱动可动臂36，在可动电极触头48与固定电极触头44之间夹持被焊接工件。具体而言，机器人控制部14经由伺服电动机38，作为作业转矩以第5转矩τ5驱动可动臂36，在可动电极触头48与固定电极触头44之间，以与第5转矩τ5对应的加压力夹入被焊接工件。
在步骤S9中，机器人控制部14根据固定臂34的弹簧常数K2和在步骤S8中向可动臂36给予的驱动力，计算在可动电极触头48与固定电极触头44之间夹持被焊接工件时所发生的固定臂34的弹性位移量δe。具体而言，机器人控制部14将在步骤S7中计算出的弹簧常数K2和在步骤S8中使用的第5转矩τ5代入到上述的式4，来计算弹性位移量δe。
在步骤S10中，机器人控制部14使机器人臂部20动作，根据弹性位移量δe对点焊枪30的位置进行修正。在步骤S11中，机器人控制部14使可动电极触头48和固定电极触头44通电，对被焊接工件进行点焊。
在步骤S12中，机器人控制部14判断针对被焊接工件的点焊是否适当地完成。当判断为针对被焊接工件的点焊适当地完成时，机器人控制部14结束图7所示的流程。另一方面，当判断为针对被焊接工件的点焊没有适当地完成时，机器人控制部14返回到步骤S11。
另外，在上述的实施方式中，描述了第2转矩τ2大于第1转矩τ1的情况。然而，并不局限于此，也可以将第2转矩τ2设定成小于第1转矩τ1。
此外，在上述的实施方式中，描述了将可动臂36以可沿着枪轴O移动的方式设置在底座部32上的情况。然而，并不局限于此，也可以将可动臂可旋转地设在底座部32上。例如，可动臂通过伺服电动机38绕设在底座部32上的旋转轴(例如，以与图2的纸面正交的方式配置的轴)进行旋转移动。
随着可动臂被旋转移动，设在该可动臂上的可动电极触头48沿着以旋转轴为中心的圆周，向着朝固定电极触头44的方向以及从固定电极触头44分离的方向进行往复运动。在该情况下，机器人控制部14也可以通过与上述的实施方式同样的方法，根据伺服电动机38的旋转位置的差ΔR和伺服电动机38的驱动转矩的差Δτ，来计算合成弹簧常数K12以及可动臂的弹簧常数K1。
以上，通过发明的实施方式对本发明进行了说明，但上述的实施方式并不对要求专利保护的范围进行限定。此外，也可以将在本发明的实施方式中说明的特征的组合形式包含在本发明的技术范围内。然而，并不一定所有的这些特征的组合都是发明的解决手段所必须的。并且，本技术领域的技术人员应当明白可以对上述的实施方式增加各种变更或改良。
此外，应当注意在请求专利保护的范围、说明书以及附图中所示的装置、系统、程序以及方法中的动作、过程、步骤、工序以及阶段等的各处理的执行顺序，只要没有特别明示“之前”、“先”等，或者，不是在后面的处理中使用前面的处理的输出，则可以通过任意的顺序来实现。关于请求专利保护的范围、说明书以及附图中的动作流程，即使为了方便而使用“首先”、“接着”等进行了说明，也并不表示必须以该顺序实施。

Claims (8)

1.一种点焊系统，其特征在于，具备：
点焊枪，其具有底座部、固定在该底座部上的固定臂、被该固定臂支持的固定电极触头、相对所述固定臂可移动地设置在所述底座部上的可动臂、被该可动臂支持并在与所述固定电极触头之间夹持被焊接工件的可动电极触头、以及驱动所述可动臂的驱动部；
位置检测部，其对所述可动臂的位置进行检测；
第1弹簧常数计算部，其根据通过所述驱动部以预先决定的驱动力来驱动所述可动臂，通过所述可动电极触头对所述固定电极触头加压时的所述位置和该驱动力，来计算所述可动臂与所述固定臂的合成弹簧常数；
第2弹簧常数计算部，其根据通过所述驱动部以预先决定的驱动力来驱动所述可动臂，通过所述可动电极触头对与所述点焊枪独立地设置的基准固定物加压时的所述位置和该驱动力，来计算所述可动臂的弹簧常数；
第3弹簧常数计算部，其根据所述合成弹簧常数和所述可动臂的弹簧常数来计算所述固定臂的弹簧常数；以及
弹性位移计算部，其根据所述固定臂的弹簧常数和在所述可动电极触头与所述固定电极触头之间夹持有所述被焊接工件时的、从所述驱动部向所述可动臂给予的驱动力，来计算在该可动电极触头与该固定电极触头之间夹持有该被焊接工件时的所述固定臂的弹性位移量。
2.根据权利要求1所述的点焊系统，其特征在于，
所述驱动部是伺服电动机，
所述位置检测部通过测量所述伺服电动机的旋转位置来检测所述可动臂的位置。
3.根据权利要求1或2所述的点焊系统，其特征在于，
所述第1弹簧常数计算部根据以第1所述驱动力驱动所述可动臂时的第1所述位置和以第2所述驱动力驱动所述可动臂时的第2所述位置来计算所述合成弹簧常数。
4.根据权利要求3所述的点焊系统，其特征在于，
所述第1驱动力大致为零，在将所述可动臂配置在所述第1位置时，所述可动电极触头不对所述固定电极触头给予压力地与所述固定电极触头接触。
5.根据权利要求1所述的点焊系统，其特征在于，
所述第2弹簧常数计算部根据以第3所述驱动力驱动所述可动臂时的第3所述位置和以第4所述驱动力驱动所述可动臂时的第4所述位置来计算所述可动臂的弹簧常数。
6.根据权利要求5所述的点焊系统，其特征在于，
所述第3驱动力大致为零，在将所述可动臂配置在所述第3位置时，所述可动电极触头不对所述基准固定物给予压力地与所述基准固定物接触。
7.根据权利要求1所述的点焊系统，其特征在于，
还具备安装有所述点焊枪的机械手，
所述第2弹簧常数计算部附加所述机械手的弹簧常数来计算所述可动臂的弹簧常数。
8.一种点焊方法，其特征在于，具备：
第1加压工序，以预先决定的驱动力来驱动点焊枪的可动臂，通过被该可动臂支持的可动电极触头对被所述点焊枪的固定臂支持的固定电极触头进行加压；
第1位置检测工序，在所述第1加压工序中检测所述可动臂的位置；
第1弹簧常数计算工序，根据在所述第1位置检测工序中检测出的所述位置和在所述第1加压工序中向所述可动臂给予的所述驱动力，来计算所述可动臂与所述固定臂的合成弹簧常数；
第2加压工序，以预先决定的驱动力来驱动所述可动臂，通过所述可动电极触头对与所述点焊枪独立地设置的基准固定物进行加压；
第2位置检测工序，在所述第2加压工序中检测所述可动臂的位置；
第2弹簧常数计算工序，根据在所述第2位置检测工序中检测出的所述位置和在所述第2加压工序中向所述可动臂给予的所述驱动力，来计算所述可动臂的弹簧常数；
第3弹簧常数计算工序，根据所述合成弹簧常数和所述可动臂的弹簧常数来计算所述固定臂的弹簧常数；
工件夹持工序，以预先决定的驱动力来驱动所述可动臂，在所述可动电极触头与所述固定电极触头之间夹持被焊接工件；
位移计算工序，根据所述固定臂的弹簧常数和在所述工件夹持工序中向所述可动臂给予的所述驱动力，来计算在所述工件夹持工序中产生的所述固定臂的弹性位移量；以及
位置修正工序，使安装有所述点焊枪的机械手动作，根据所述弹性位移量对所述点焊枪的位置进行修正。
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