CN117500628A - 测量焊嘴的磨损量的装置、控制装置、机器人系统、方法以及计算机程序 - Google Patents

Abstract

以往，存在要对为了测量磨损量而使焊嘴移动到规定的测量位置的测量动作所需的时间进行调整这一要求。装置(80)具备：测量动作执行部(70)，其控制移动机械(58)，以执行使焊嘴向第一方向移动到测量位置的测量动作；位置数据获取部(72)，其获取执行测量动作后时的移动机械(58)的位置；以及测量开始位置决定部(74)，其基于在第一测量动作中获取到的第一位置，来将相对于该第一位置而言向与第一方向相反的第二方向背离规定的距离地配置焊嘴的移动机械(58)的位置决定为测量开始位置。测量动作执行部(70)在第一测量动作之后的第二测量动作中，控制移动机械(58)，以在将移动机械(58)定位到测量开始位置之后使焊嘴向第一方向移动。

Description

测量焊嘴的磨损量的装置、控制装置、机器人系统、方法以及 计算机程序

技术领域

本公开涉及一种测量焊嘴(Welding tip)的磨损量的装置、控制装置、机器人系统、方法以及计算机程序。

背景技术

已知一种测量焊嘴的磨损量的装置(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-268538号公报

发明内容

发明要解决的问题

以往，执行为了测量磨损量而使焊嘴移动到规定的测量位置的测量动作，但是存在要对该测量动作所需的时间进行调整这一要求。

用于解决问题的方案

在本公开的一个方式中，用于测量通过移动机械来移动的焊嘴的磨损量的装置具备：测量动作执行部，其控制移动机械，以执行为了测量磨损量而使焊嘴向第一方向移动到规定的测量位置的测量动作；位置数据获取部，其获取测量动作执行部执行测量动作后时的移动机械的位置；以及测量开始位置决定部，其基于在第一测量动作中位置数据获取部获取到的第一位置，来将相对于该第一位置而言向与第一方向相反的第二方向背离规定的距离地配置焊嘴的移动机械的位置决定为测量开始位置。测量动作执行部在第一测量动作之后的第二测量动作中，控制移动机械，以在将移动机械定位到测量开始位置之后使焊嘴向第一方向移动。

在本公开的其它方式中，是用于测量通过移动机械来移动的焊嘴的磨损量的方法，在该方法中，处理器执行以下处理：控制移动机械，以执行为了测量磨损量而使焊嘴向第一方向移动到规定的测量位置的测量动作；获取执行测量动作后时的移动机械的位置；基于在第一测量动作中获取到的第一位置，来将相对于该第一位置而言向与第一方向相反的第二方向背离地配置焊嘴的移动机械的位置决定为测量开始位置；以及在第一测量动作之后的第二测量动作中，控制移动机械，以在将移动机械定位到测量开始位置之后使焊嘴向第一方向移动。

发明的效果

根据本公开，能够适当地设定在测量动作中使焊嘴移动的动作的起点。其结果，能够适当地调整测量动作所需的时间。

附图说明

图1是一个实施方式所涉及的机器人系统的图。

图2是图1所示的机器人系统的框图。

图3是图1所示的焊枪的放大图。

图4示出图1所示的机器人系统以及用于磨损量测量的固定物。

图5是示出测量磨损量的方法的流程图。

图6是示出图5中的步骤S1和图17中的步骤S41的流程的一例的流程图。

图7示出结束图6中的步骤S11时的状态。

图8示出在图6中的步骤S13中判定为“是”时的状态。

图9是用于说明测量开始位置的图。

图10是示出测量磨损量的方法的流程图。

图11是示出图10中的步骤S21的流程的一例的流程图。

图12是其它实施方式所涉及的机器人系统的图。

图13是图12所示的机器人系统的框图。

图14示出在图12所示的机器人系统中结束图6中的步骤S11时的状态。

图15示出在图12所示的机器人系统中在图6中的步骤S13中判定为“是”时的状态。

图16是用于说明图12所示的机器人系统中的测量开始位置的图。

图17是示出测量磨损量的方法的其它例的流程图。

图18示出在图6中的步骤S13中判定为“是”时的状态。

图19是用于说明图12所示的机器人系统中的测量开始位置的图。

图20是示出图17中的步骤S44的流程的一例的流程图。

具体实施方式

下面，基于附图来详细说明本公开的实施方式。此外，在下面说明的各种实施方式中，对于相同的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。首先，参照图1～图3，来说明一个实施方式所涉及的机器人系统10。机器人系统10具备机器人12、焊枪14、控制装置16以及示教装置18。

在本实施方式中，机器人12是垂直多关节型机器人，具有机器人基座20、回转躯体22、下臂部24、上臂部26以及腕部28。机器人基座20固定于作业室的地面上。回转躯体22以能够绕铅垂轴转动的方式设置于机器人基座20。

下臂部24以能够绕水平轴转动的方式设置于回转躯体22。上臂部26以能够转动的方式设置于下臂部24的前端部。腕部28具有以能够转动的方式设置于上臂部26的前端部的腕基座28a、以及以能够绕腕轴A1转动的方式设置于腕基座28a的腕凸缘28b。

多个伺服马达30(图2)分别内置于机器人基座20、回转躯体22、下臂部24、上臂部26以及腕部28。这些伺服马达30根据来自控制装置16的指令来使机器人12的各可动要素(即，回转躯体22、下臂部24、上臂部26、腕部28、腕凸缘28b)转动，由此使焊枪14移动。

焊枪14以能够装卸的方式安装于腕凸缘28b。如图3所示，在本实施方式中，焊枪14是所谓的C型点焊枪，具有基座部32、固定臂34、焊嘴移动机构36、固定焊嘴38以及可动焊嘴40。基座部32经由支承构件42而与腕凸缘28b连结。固定臂34其基端34a固定于基座部32，从该基端34a到前端34b呈L字状弯曲地延伸。

焊嘴移动机构36根据来自控制装置16的指令，使可动焊嘴40沿着枪轴A2进行往复运动。具体而言，焊嘴移动机构36具有可动臂44、伺服马达46以及运动变换机构48。可动臂44以能够沿着枪轴A2移动的方式设置于基座部32。在本实施方式中，可动臂44是沿着枪轴A2呈直线状延伸的棒状构件。

伺服马达46固定于基座部32。运动变换机构48例如包括滚珠丝杠机构、或者由同步带和带轮构成的机构，运动变换机构48将伺服马达46的输出轴(未图示)的旋转运动变换为可动臂44的沿着枪轴A2的往复运动。固定焊嘴38固定于固定臂34的前端34b，另一方面，可动焊嘴40固定于可动臂44的前端44a。固定焊嘴38和可动焊嘴40以在枪轴A2上排列的方式配置。

在对工件进行焊接时，焊嘴移动机构36通过根据来自控制装置16的指令驱动伺服马达46使其进行旋转，来使可动焊嘴40沿着枪轴A2朝向固定焊嘴38移动，以将工件夹持在可动焊嘴40与固定焊嘴38之间。接下来，固定焊嘴38和可动焊嘴40根据来自控制装置16的指令而通电，由此，对夹持在固定焊嘴38与可动焊嘴40之间的工件进行点焊。

控制装置16控制机器人12和焊枪14的动作。如图2所示，控制装置16是具有处理器50、存储器52以及I/O接口54的计算机。处理器50具有CPU或GPU等，处理器50与存储器52及I/O接口54经由总线56以能够通信的方式连接，从而与这些组件进行通信，并进行用于后述的磨损量测定功能的运算处理。

存储器52具有RAM或ROM等，用于临时或永久地存储在处理器50执行的运算处理中利用的各种数据、以及在运算处理的中途生成的各种数据。I/O接口54例如具有以太网(注册商标)端口、USB端口、光纤连接器、或HDMI(注册商标)端子，I/O接口54基于来自处理器50的指令来与外部设备之间以有线或无线的方式进行数据的通信。在本实施方式中，伺服马达30、伺服马达46及示教装置18与I/O接口54以能够通信的方式连接。

如图1所示，针对机器人12设定机器人坐标系C1。机器人坐标系C1是用于自动控制机器人12的各可动要素的坐标系。在本实施方式中，机器人坐标系C1是以其原点被配置于机器人基座20的中心、且其z轴与回转躯体22的回转轴一致的方式针对机器人12设定的。此外，在下面的说明中，为了方便，将机器人坐标系C1的z轴正方向称为上方。

另一方面，如图3所示，针对焊枪14设定工具坐标系C2。工具坐标系C2是用于在机器人坐标系C1中自动控制焊枪14的位置的控制坐标系。此外，在本文中，“位置”有时是指位置和姿势。在本实施方式中，工具坐标系C2是以其原点位于固定焊嘴38上(例如，前端面的中心)、且其z轴与枪轴A2一致(或平行)的方式针对焊枪14设定的。工具坐标系C2与机器人12的腕凸缘28b的位置关系根据焊枪14的尺寸等信息是已知的。

在使焊枪14移动时，处理器50在机器人坐标系C1中设定工具坐标系C2，向机器人12的各伺服马达30发送指令并使机器人12的各可动要素进行动作，以将焊枪14定位到由所设定的工具坐标系C2表示的位置。这样，处理器50通过机器人12的动作来将焊枪14定位到机器人坐标系C1的任意的位置。

另外，处理器50向焊嘴移动机构36的伺服马达46发送指令，通过该焊嘴移动机构36的动作来使可动臂44(即，可动焊嘴40)沿着枪轴A2移动。像这样，在本实施方式中，可动焊嘴40通过机器人12和焊嘴移动机构36的动作来进行移动。因而，机器人12和焊嘴移动机构36构成使可动焊嘴40移动的移动机械58。

如图1所示，示教装置18例如是示教器或平板型终端装置等便携型计算机，具有显示部60(LCD、有机EL显示器等)、操作部62(按压按钮、触摸传感器等)、处理器以及存储器(均未图示)。

操作员通过对显示于显示部60的图像进行视觉确认并对操作部62进行操作，能够使移动机械58进行缓步动作。操作员通过使用示教装置18使移动机械58进行缓步动作来对移动机械58示教规定的动作，由此，能够制作用于使移动机械58执行该规定的动作的动作程序。

在利用焊枪14进行的焊接作业之前(或之后)，有时利用研磨机对可动焊嘴40(以及固定焊嘴38)进行研磨。由于该研磨作业，可动焊嘴40磨损。处理器50测量这样的可动焊嘴40的磨损量W。下面，说明测量磨损量W的方法。

在本实施方式中，使用图4所示的固定物64来测量磨损量W。固定物64固定于机器人坐标系C1中的规定的位置。具体而言，固定物64具有延铅垂方向延伸的柱部66、以及从该柱部66的上端起向水平方向延伸的抵接板68。抵接板68具有与机器人坐标系C1的x-y平面(即，水平面)大致平行地配置的上表面68a和下表面68b。

首先，处理器50执行图5所示的流程。在处理器50从操作员、上级控制器或者动作程序PG受理到初始测量开始指令CM1时开始进行图5所示的流程。该初始测量开始指令CM1例如是在未磨损的新的可动焊嘴40被安装于可动臂44时发送的。在步骤S1中，处理器50执行第一测量动作MO₁。参照图6来说明该步骤S1。

在步骤S1开始之后，在步骤S11中，处理器50执行将移动机械58定位到预先决定的示教位置TP的第一接近动作。具体而言，处理器50通过机器人12使焊枪14移动来将焊枪14定位到第一示教位置TP1，并且通过焊嘴移动机构36使可动臂44以速度V1移动，来使得该可动臂44配置到第二示教位置TP2。像这样，在本实施方式中，移动机械58的示教位置TP包括机器人12应将焊枪14定位到的第一示教位置TP1以及焊嘴移动机构36应将可动臂44定位到的第二示教位置TP2。

在图7中示出将移动机械58定位到示教位置TP时的、焊枪14与固定物64的位置关系。此时，固定物64的抵接板68被配置于固定焊嘴38与可动焊嘴40之间，可动焊嘴40相对于抵接板68的上表面68a而言向上方背离规定的距离。

另外，固定焊嘴38相对于抵接板68的下表面68b而言向下方背离规定的距离，枪轴A2与抵接板68的上表面68a大致正交。此外，在将移动机械58定位到示教位置TP时，固定焊嘴38也可以不伴有接触力地与下表面68b抵接。

机器人12的第一示教位置TP1被决定为表示图7所示的工具坐标系C2的位置(具体而言，是原点位置和各轴的方向)的位置数据(具体而言，是坐标)。另外，焊嘴移动机构36的第二示教位置TP2被决定为伺服马达46的旋转位置(或旋转角度)。

例如，操作员也可以通过操作示教装置18使机器人12进行缓步动作，来对机器人12示教将焊枪14定位到图7所示的位置的动作，由此，获取第一示教位置TP1的位置数据。示教位置TP(第一示教位置TP1、第二示教位置TP2)的位置数据被预先存储于存储器52。

再次参照图6，在步骤S12中，处理器50使可动焊嘴40向第一方向朝向测量位置MP移动。在本实施方式中，测量位置MP是抵接板68的上表面68a的位置。处理器50使焊嘴移动机构36进行动作，来使可动臂44从第二示教位置TP2起以速度V2前进，由此，使可动焊嘴40以速度V2向下方(第一方向)移动。这里，该速度V2被设定为比上述的速度V1小的值(V2<V1)。

在步骤S13中，处理器50判定可动焊嘴40是否到达测量位置MP。具体而言，处理器50判定伺服马达46的负荷转矩τ是否超过预先决定的阈值τ_th。在步骤S12开始之后，可动焊嘴40的前端与抵接板68的上表面68a抵接，由此，可动焊嘴40被配置到测量位置MP(也就是，上表面68a的位置)。

在图8中示出可动焊嘴40被配置到测量位置MP的状态。当可动焊嘴40的前端与上表面68a抵接时，施加于伺服马达46的负荷转矩τ上升。因而，通过监视负荷转矩τ，能够判定出可动焊嘴40是否到达测量位置MP(换言之，是否与上表面68a抵接了)。

作为一例，处理器50也可以获取来自伺服马达46的反馈电流来作为负荷转矩τ。作为其它例，也可以是，焊枪14还具有转矩传感器，该转矩传感器检测施加于伺服马达46的输出轴的转矩，处理器50获取该转矩传感器的检测值来作为负荷转矩τ。

在该步骤S13中，在负荷转矩τ超过阈值τ_th的情况下(τ≥τ_th)，处理器50判定为可动焊嘴40到达测量位置MP(即，“是”)，进入步骤S14。另一方面，在τ<τ_th的情况下，处理器50判定为“否”，循环进行步骤S13。

在步骤S14中，处理器50通过使伺服马达46停止，来使可动焊嘴40停止。然后，处理器50结束步骤S1，进入图5中的步骤S2。通过该步骤S1，可动焊嘴40被静止地配置到测量位置MP(上表面68a)。

如上所述，在本实施方式中，处理器50在第一测量动作MO₁中，控制移动机械58，以在步骤S11中将移动机械58定位到示教位置TP之后，在步骤S12中通过焊嘴移动机构36使可动焊嘴40向下方移动。因而，处理器50作为控制移动机械58以执行测量动作MO的测量动作执行部70(图2)发挥功能。

再次参照图5，在步骤S2中，处理器50获取移动机械58的位置P₁。具体而言，处理器50获取步骤S1结束时的伺服马达46的旋转位置(或旋转角度)来作为表示移动机械58的可动臂44的位置P₁的位置数据。作为一例，也可以是，焊枪14还具有旋转检测器(编码器或霍尔元件等)，该旋转检测器检测伺服马达46的旋转位置，处理器50获取该旋转检测器的检测值来作为位置P₁。

作为其它例，也可以是，焊枪14还具有位置检测器(线性标尺或移位传感器等)，该位置检测器检测可动臂44的枪轴A2的方向上的位置，处理器50获取该位置检测器的检测值来作为位置P₁。像这样，在本实施方式中，处理器50作为获取移动机械58的位置P₁的位置数据获取部72(图2)发挥功能。

在步骤S3中，处理器50基于在步骤S2中获取到的位置P₁，来决定测量开始位置SP₁。下面，参照图9来说明测量开始位置SP₁。在图9中，将通过步骤S1而被配置到位置P₁的可动臂44以虚线44’示出，将可动臂44被配置到位置P₁时的可动焊嘴40(即，测量位置MP)以虚线40’示出。

另一方面，在图9中，将被配置到测量开始位置SP₁的可动臂44、以及可动臂44被配置到测量开始位置SP₁时的可动焊嘴40分别用实线示出。如图9所示，在可动臂44被配置到测量开始位置SP₁时，相对于可动臂44被配置到位置P₁时而言，向上方背离规定的距离δ地配置可动焊嘴40，另一方面，相对于可动臂44被配置到第二示教位置TP2(图7)时而言，向下方背离地配置可动焊嘴40。

处理器50基于在步骤S2中获取到的位置P₁，将测量开始位置SP₁决定为相对于可动臂44被配置到位置P₁时而言可动焊嘴40向上方背离距离δ的可动臂44的位置。作为一例，该距离δ是基于移动机械58对可动焊嘴40进行定位的定位误差α决定的。定位误差α是指在移动机械58将可动焊嘴40定位到规定的目标位置时该可动焊嘴40可能相对于该目标位置偏离的距离，能够由±α(例如，α＝0.1[mm])这一数值范围表示。

例如，处理器50将距离δ决定为与定位误差α一致的值(δ＝α)，并将可动臂44的测量开始位置SP₁决定为从位置P₁向上方背离了距离δ＝α的位置。作为替代，处理器50也可以将距离δ决定为对定位误差α乘以规定的系数κ所得到的值(δ＝κα)。像这样，在本实施方式中，处理器50作为决定测量开始位置SP的测量开始位置决定部74(图2)发挥功能。

在执行图5的流程之后，处理器50反复执行下面的一系列作业：通过移动机械58使焊嘴38和焊嘴40移动，来通过该焊嘴38和焊嘴40对工件(未图示)上的焊接部位进行点焊，之后对焊嘴40(和焊嘴38)进行研磨。

在这一系列作业中，处理器50每当进行研磨作业时，执行图10所示的流程。在处理器50从操作员、上级控制器或者动作程序PG受理到测量开始指令CM2时开始进行图10所示的流程。能够在每当对焊嘴38、40进行研磨作业时发送该测量开始指令CM2。

在步骤S21中，处理器50作为测量动作执行部70发挥功能，执行第n测量动作MO_n(n＝2、3、4、……)。参照图11来说明该步骤S21。此外，在图11所示的流程中，对于与图6所示的流程相同的工艺标注相同的步骤编号，并省略重复的说明。

在步骤S21开始之后，处理器50执行上述的步骤S11，将移动机械58定位到图7所示的示教位置TP。在步骤S31中，处理器50执行第二接近动作。具体而言，处理器50使焊嘴移动机构36进行动作，来使可动臂44从第二示教位置TP2起以速度V3移动到最近决定的测量开始位置SP_n-1。

例如，在图5所示的流程之后执行图10所示的流程的情况下，用于确定第n测量动作MO_n的编号“n”为n＝2，最近决定的测量开始位置SP_n-1成为上述的测量开始位置SP₁。因而，在该步骤S31中，处理器50使可动臂44从第二示教位置TP2起移动到测量开始位置SP₁。此外，在该步骤S31中使可动臂44移动的速度V3既可以被设定为与上述的速度V1相同的值，或者也可以被设定为与速度V1不同的值。另外，速度V3也可以被设定为比上述的速度V2大的值。

在步骤S32中，处理器50使可动焊嘴40向第一方向朝向测量位置MP移动。具体而言，处理器50使焊嘴移动机构36进行动作，来使可动臂44从测量开始位置SP_n-1起以速度V4前进，由此，使可动焊嘴40以速度V4向下方移动。该速度V4被设定为比上述的速度V1和速度V3小的值(V4<V1，V4<V3)。此外，速度V4也可以被设定为与上述的速度V2相同的值。

像这样，在该步骤S32中，处理器50控制移动机械58(焊嘴移动机构36)，以在将移动机械58(可动臂44)定位到测量开始位置SP_n-1之后使可动焊嘴40向下方移动。在步骤S32之后，处理器50依次执行上述的步骤S13和S14。

如上所述，处理器50通过执行步骤S11、S31、S32以及S13，来使可动臂44(也就是，可动焊嘴40)从第二示教位置TP2(图7)起沿着枪轴A2以速度V3移动到测量开始位置SP_n-1(例如，图9中的实线40的位置)，之后，使可动臂44从测量开始位置SP_n-1起以速度V4(<V3)移动到测量位置MP(图8所示的位置)。

再次参照图10，在步骤S22中，处理器50作为位置数据获取部72发挥功能，与上述的步骤S2同样地，获取步骤S21结束时的移动机械58(具体而言，是可动臂44)的位置P_n(具体而言，是伺服马达46的旋转位置)。

在步骤S23中，处理器50作为测量开始位置决定部74发挥功能，来决定测量开始位置SP_n。具体而言，处理器50基于在最近的步骤S22中获取到的位置P_n，与上述的步骤S3同样地，将测量开始位置SP_n决定为相对于可动臂44被配置到该位置P_n时而言可动焊嘴40向上方背离距离δ、相对于可动臂44被配置到第二示教位置TP2(图7)时而言可动焊嘴40向下方背离的可动臂44的位置(参照图9)。

在步骤S24中，处理器50获取磨损量W。具体而言，处理器50基于在执行第n-1测量动作MO_n-1时获取到的位置P_n-1(第一位置)以及在执行第n测量动作MO_n时获取到的位置P_n(第二位置)，来获取由于在第n-1测量动作MO_n-1与第n测量动作MO_n之间执行的研磨作业而产生的磨损量W_n-1。

例如，在图5所示的流程之后执行图10所示的流程的情况下，n＝2，因此，处理器50在该步骤S24中，基于在上述的步骤S2中获取到的位置P₁以及在最近的步骤S22中获取到的位置P₂，来获取在第一测量动作MO₁与第二测量动作MO₂之间产生的磨损量W₁。

作为一例，处理器50通过计算作为位置P_n-1获取到的伺服马达46的旋转位置RP_n-1与作为位置P_n获取到的伺服马达46的旋转位置RP_n之差Δ_RP(＝RP_n-RP_n-1)，并将该差Δ_RP变换为枪轴A2的方向上的移位量，来获取磨损量W_n-1。

像这样，在本实施方式中，处理器50作为基于位置P_n-1和位置P_n来获取磨损量W_n-1的磨损量获取部76(图2)发挥功能。之后，处理器50在焊接作业和研磨作业这一系列作业中，每当受理到测量开始指令CM2时(也就是，每当进行研磨作业时)，反复执行图10的流程。

此外，处理器50也可以按照动作程序PG来自动地执行图5和图10所示的流程。动作程序PG是包含用于使处理器50执行图5和图10所示的流程的各种指令(例如，向伺服马达30和伺服马达46的指令)的计算机程序。

动作程序PG也可以被以记录于半导体存储器、磁记录介质或者光记录介质之类的计算机可读记录介质(存储器52)的形式提供。动作程序PG例如是由操作员使用示教装置18制作的，并被预先保存于存储器52。

如以上那样，在本实施方式中，处理器50作为测量动作执行部70、位置数据获取部72、测量开始位置决定部74以及磨损量获取部76发挥功能，来测量磨损量W。因而，测量动作执行部70、位置数据获取部72、测量开始位置决定部74以及磨损量获取部76构成测量磨损量W的装置80(图2)。装置80(测量动作执行部70、位置数据获取部72、测量开始位置决定部74以及磨损量获取部76)例如是通过由处理器50执行的计算机程序(例如，动作程序PG)来实现的功能模块。

在本实施方式中，处理器50基于在第n-1测量动作MO_n-1中获取到的位置P_n-1(第一位置)，来决定测量开始位置SP_n-1(步骤S3或S23)，在第n测量动作MO_n中，在将移动机械58(可动臂44)定位到测量开始位置SP_n-1之后，使可动焊嘴40向下方(第一方向)移动(步骤S31和步骤S32)。

像这样，通过每次决定测量开始位置SP_n，能够适当地设定在测量动作MO_n中使可动焊嘴40以速度V4向测量位置MP移动的动作的起点。其结果，能够适当地调整测量动作MO_n所需的时间。

另外，处理器50将测量开始位置SP_n-1决定为相对于位置P_n-1而言向上方(第二方向)背离距离δ地配置可动焊嘴40的移动机械58的位置。根据该结构，能够在第n测量动作MO_n的第二接近动作中将移动机械58定位到了测量开始位置SP_n-1时，使可动焊嘴40从测量位置MP(上表面68a)起向上方背离距离δ与磨损量W_n-1之和(δ+W_n-1)的距离。因而，能够防止在第二接近动作中可动焊嘴40到达测量位置MP(也就是与上表面68a抵接)。

另外，在本实施方式中，处理器50在测量动作MO_n中使可动焊嘴40向下方移动，直到与被配置到测量位置MP的固定物64(具体而言，上表面68a)抵接为止，获取可动焊嘴40在测量位置MP抵接于固定物64时的移动机械58的位置P_n。

根据该结构，通过使可动焊嘴40抵接于上表面68a，能够可靠地使移动机械58(可动臂44)停止，并且移动机械58使可动焊嘴40抵接于固定物64的动作的再现性也高，因此，能够高精度且稳定地获取磨损量W_n。

另外，在本实施方式中，处理器50在第n测量动作MO_n中，将移动机械58定位到示教位置TP之后(第一接近动作)，将移动机械58定位到测量开始位置SP_n-1(第二接近动作)。此时，处理器50使移动机械58(可动臂44)从示教位置TP起以速度V3(第一速度)移动到测量开始位置SP_n-1之后，使移动机械58(可动臂44)从测量开始位置SP_n-1起以比速度V3低的速度V4(第二速度)向下方移动(步骤S32)。

这里，在本实施方式中，在步骤S13中判定伺服马达46的负荷转矩τ是否超过阈值τ_th，在步骤S14中使可动臂44停止。然而，因伺服马达46的转矩响应的延迟等而步骤S14中的可动臂44的停止位置产生偏差。

为了抑制这样的偏差来准确地测量磨损量W，需要将在测量动作MO中使焊嘴40到达测量位置MP时的速度设定得比较低。以往，每当执行测量动作MO时，在将移动机械58定位到预先示教的示教位置TP之后，使可动焊嘴40从该示教位置TP起以比较低的速度V4移动到测量位置MP。

根据本实施方式，能够在第二接近动作中使可动焊嘴40以比较高的速度V3移动到测量开始位置SP_n-1，因此，与以往相比，能够缩短测量动作MO_n所需的时间。因而，能够缩短作业的循环时间，提高作业效率。另一方面，通过使可动焊嘴40从测量开始位置SP_n-1起以比较低的速度V4移动到测量位置MP，能够准确地获取可动焊嘴40到达测量位置MP时的移动机械58的位置P_n，因此，能够高精度地获取磨损量W_n。

另外，在本实施方式中，处理器50将测量开始位置SP_n-1决定为相对于示教位置TP(第二示教位置TP2)而言可动焊嘴40向下方背离的移动机械58(可动臂44)的位置。根据该结构，步骤S31和步骤S32中的可动焊嘴40的动作成为一个轴(枪轴A2)方向上的动作。

因此，能够通过在一个轴方向上可动的可动臂44的动作来执行步骤S31和步骤S32，因此，能够简化用于测量动作MO_n的动作程序PG以及移动机械58的构造。另外，一个轴上的可动臂44的位置P_n能够由设置于伺服马达46的旋转检测器高精度地检测，因此，能够高精度地检测磨损量W_n。

另外，在本实施方式中，在第n-1测量动作MO_n-1(例如，第一测量动作MO₁)中，在将移动机械58定位到示教位置TP之后，使可动焊嘴40向下方移动(图6或图11中的步骤S11)。根据该结构，在各个测量动作MO_n中执行的第一接近动作中使用共通的示教位置TP，因此，能够简化用于测量动作MO_n的动作程序PG。

此外，处理器50也可以控制移动机械58(具体而言，是焊嘴移动机构36)，以在完成了图11的步骤S31时(也就是说，在使可动臂44配置到测量开始位置SP_n-1时)使可动臂44暂时停止之后，在步骤S32中使可动臂44向下方移动。

在该情况下，也可以基于焊嘴移动机构36使可动臂44的速度V从零加速到步骤S32中的速度V4为止所需的助跑距离β来决定上述的距离δ。例如，距离δ即可以被决定为与助跑距离β一致的值(δ＝β)，或者也可以被决定为对助跑距离β乘以规定的系数κ所得到的值(δ＝κβ)。在该情况下，处理器50在步骤S3和步骤S23中，将测量开始位置SP_n决定为相对于位置P_n而言向上方背离距离δ(＝β或κβ)的位置。

作为替代，也可以是，处理器50在完成了上述的步骤S31时不使可动臂44停止而连续地执行步骤S32。在该情况下，处理器50在步骤S31中将可动臂44配置到测量开始位置SP_n-1之后(或者将可动臂44配置到测量开始位置SP_n-1之前)，使该可动臂44的速度V从速度V3向速度V4下降，并执行步骤S32。

在该情况下，也可以基于焊嘴移动机构36使可动臂44从速度V3减速到速度V4为止所需的助跑距离ε来决定上述的距离δ。例如，距离δ既可以被决定为与助跑距离ε一致的值(δ＝ε)，或者也可以被决定为对助跑距离ε乘以规定的系数κ所得到的值(δ＝κε)。

接着，参照图12和图13来说明其它实施方式所涉及的机器人系统90。机器人系统90与上述的机器人系统10的不同点在于，机器人系统90还具备物体探测传感器92。物体探测传感器92与控制装置16的I/O接口54以能够通信的方式连接。物体探测传感器92例如在测量位置MP照射电磁波(红外线等)，以非接触的方式探测经过了测量位置MP的物体。物体探测传感器92在测量位置MP探测到物体的情况下，向控制装置16发送物体探测信号。

作为一例，机器人系统90的控制装置16(具体而言，是处理器50)通过执行图5和图10所示的流程来测量磨损量W。下面，说明由机器人系统90的处理器50执行的、图5和图10的流程中的与上述的机器人系统10执行的工艺不同的工艺。

在图6或图11中的步骤S11中，机器人系统90的处理器50执行将移动机械58定位到预先决定的示教位置TP的第一接近动作。在图14中示出在本实施方式中将移动机械58定位到示教位置TP时的、焊枪14与物体探测传感器92的位置关系。

在图14所示的例子中，可动焊嘴40相对于物体探测传感器92的测量位置MP而言向上方背离规定的距离，枪轴A2与测量位置MP(物体探测传感器92照射的电磁波的传播方向)大致正交。处理器50通过机器人12使焊枪14移动，来将焊枪14定位到由图14所示的工具坐标系C2表示的第一示教位置TP1，并且通过焊嘴移动机构36使可动臂44以速度V1移动来使得可动臂44配置到第二示教位置TP2。

在图6或图11中的步骤S13中，处理器50判定可动焊嘴40是否到达测量位置MP。具体而言，处理器50判定是否从物体探测传感器92受理到物体探测信号(物体探测信号为开启)。在该步骤S13之前执行的步骤S12或步骤S32中可动焊嘴40向下方移动的结果是，如图15所示那样可动焊嘴40到达测量位置MP(也就是，电磁波的传播区域)。

于是，物体探测传感器92将物体探测信号设为开启并发送到控制装置16。处理器50通过监视物体探测信号，能够判定可动焊嘴40是否到达测量位置MP。处理器50在从物体探测传感器92受理到物体探测信号的情况下，判定为“是”，进入步骤S14。

然后，在步骤S3或步骤S23中，如图16所示，处理器50基于最近获取到的位置P_n，来将测量开始位置SP_n决定为相对于可动臂44被配置到该位置P_n时(虚线40’的位置)而言可动焊嘴40向上方背离距离δ的可动臂44的位置。

像这样，在本实施方式中，处理器50在测量动作MO_n中使该可动焊嘴40向下方移动，直到物体探测传感器92在测量位置MP探测到可动焊嘴40为止，在步骤S2或步骤S22中，获取从物体探测传感器92受理到物体探测信号时的移动机械58的位置P_n。根据该结构，相比于使可动焊嘴40抵接于上述的固定物64的情况而言，能够减少施加于该可动焊嘴40和焊嘴移动机构36的负荷。

接着，参照图17来说明机器人系统90的处理器50执行的磨损量W的测量方法的其它例。机器人系统90的处理器50每当受理到上述的测量开始指令CM2时，反复执行图17所示的流程。

在步骤S41中，处理器50作为测量动作执行部70发挥功能，来执行第n试测量动作MO_{T_n}。该步骤S41与图6所示的流程相同。具体而言，处理器50在步骤S11中执行第一接近动作，来将移动机械58定位到示教位置TP(图14)，在步骤S12中使可动焊嘴40以速度V1向下方移动。然后，处理器50在步骤S13中判定为“是”(也就是，从物体探测传感器92受理到物体探测信号)时，在步骤S14中使可动焊嘴40停止。

在步骤S42中，处理器50作为位置数据获取部72发挥功能，与上述的步骤S2同样地获取该时间点的移动机械58的位置P_{T_n}(伺服马达46的旋转位置)来作为试测量位置P_{T_n}。这里，由于物体探测传感器92的传感器响应的延迟等而物体探测传感器92在测量位置MP探测到可动焊嘴40从而处理器50接收到物体探测信号时的可动臂44的位置产生与可动焊嘴40的速度V相应的偏差。

也就是说，物体探测传感器92在测量位置MP探测可动焊嘴40的精度依赖于经过测量位置MP的可动焊嘴40的速度V。在图18中，示出在步骤S41中的在步骤S13中判定为“是”时的可动焊嘴40的位置P_{T_n}的例子。

在步骤S43中，处理器50作为测量开始位置决定部74发挥功能，与上述的步骤S3同样地，基于在步骤S42中获取到的试测量位置P_{T_n}，来将正式测量开始位置SP_{R_n}决定为相对于可动臂44被配置到该试测量位置P_{T_n}时而言可动焊嘴40向上方背离距离δ、相对于可动臂44被配置到第二示教位置TP2(图14)时而言可动焊嘴40向下方背离的可动臂44的位置。

在图19中示出在该步骤S43中决定的正式测量开始位置SP_{R_n}的例子。在图19中，将在步骤S41中被配置到试测量位置P_{T_n}的可动臂44以虚线44’示出，将可动臂44被配置到试测量位置P_{T_n}时的可动焊嘴40以虚线40’示出。

另一方面，将被配置到正式测量开始位置SP_{R_n}的可动臂44、以及可动臂44被配置到正式测量开始位置SP_{R_n}时的可动焊嘴40分别用实线示出。这里，以使正式测量开始位置SP_{R_n}下的可动焊嘴40的前端相对于测量位置MP而言向上方背离的方式决定距离δ。例如，也可以基于上述的定位误差α或助跑距离β来决定距离δ。

再次参照图17，在步骤S44中，处理器50作为测量动作执行部70发挥功能，来执行第n正式测量动作MO_{R_n}。参照图20来说明该步骤S44。此外，在图20所示的流程中，对于与图11所示的流程相同的工艺标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

处理器50在步骤S44开始之后，在步骤S31’中执行第二接近动作。这里，在该步骤S31’中，处理器50使焊嘴移动机构36进行动作，来使可动臂44从步骤S41结束时的位置(图18)起以速度V3移动到在最近的步骤S43中决定的正式测量开始位置SP_{R_n}(图19)。

在步骤S32’中，处理器50使可动焊嘴40向第一方向朝向物体探测传感器92的测量位置MP移动。具体而言，处理器50使焊嘴移动机构36进行动作，来使可动臂44从正式测量开始位置SP_{R_n}起以速度V4(<V3)前进，由此，使可动焊嘴40以速度V4向下方移动。之后，处理器50依次执行步骤S13和步骤S14。

如上所述，物体探测传感器92在测量位置MP探测可动焊嘴40的精度依赖于速度V。因而，通过在步骤S32’中使可动焊嘴40以比速度V3低的速度V4移动，能够高精度地检测出可动焊嘴40到达测量位置MP。

再次参照图17，在步骤S45中，处理器50作为位置数据获取部72发挥功能，与上述的步骤S23同样地，获取步骤S44结束时的移动机械58(具体而言，是可动臂44)的位置P_{R_n}(具体而言，是伺服马达46的旋转位置)来作为正式测量位置P_{R_n}。

在步骤S46中，处理器50作为磨损量获取部76发挥功能，来获取磨损量W_n-1。具体而言，处理器50基于在执行第n-1正式测量动作MO_{R_n}-1时获取到的正式测量位置P_{R_n-1}(第三位置)以及在执行第n正式测量动作MO_{R_n}时获取到的正式测量位置P_{R_n}(第二位置)，来获取由于在第n-1正式测量动作MO_{R_n}-1与第n正式测量动作MO_{R_n}之间执行的研磨作业而产生的磨损量W_n-1。

此外，处理器50在受理到上述的初始测量开始指令CM1时(即，未磨损的新的可动焊嘴40被安装于可动臂44时)，依次执行图17中的步骤S41～S45的流程，并执行第一试测量动作MO_{T_1}(步骤S41)以及第一正式测量动作MO_{R_1}(步骤S44)，在步骤S45中获取正式测量位置P_{R_1}。

如以上那样，在本实施方式中，处理器50基于在第n试测量动作MO_{T_n}中获取到的试测量位置P_{T_n}(第一位置)，来决定正式测量开始位置SP_{R_n}(步骤43)，在第n正式测量动作MO_{R_n}中，将移动机械58(可动臂44)定位到正式测量开始位置SP_{R_n}之后，使可动焊嘴40向下方(第一方向)移动。像这样，通过每次决定试测量位置P_{T_n}，能够适当地设定在步骤S44中使可动焊嘴40以速度V4向测量位置MP移动的动作的起点。其结果，能够适当地调整磨损量W的测量所需的时间。

另外，在本实施方式中，处理器50在试测量动作MO_{T_n}中使可动焊嘴40以比较高的速度V1移动，另一方面，在正式测量动作MO_{R_n}中使可动焊嘴40以比较低的速度V4移动。根据该结构，能够更迅速地获取试测量位置P_{T_n}，另一方面，能够更高精度地获取正式测量位置P_{R_n}。

另外，在本实施方式中，在步骤S41中的第一接近动作以及步骤S44中的第二接近动作中，使可动焊嘴40分别以比较高的速度V1和速度V3移动。根据该结构，能够缩短测量动作MO(具体而言，是试测量动作MO_{T_n}和正式测量动作MO_{R_n})所需的时间。因而，能够缩短作业的循环时间，提高作业效率。

此外，在图20所示的步骤S44中，处理器50也可以在步骤S31’之前执行步骤S11(第一接近动作)。在该情况下，处理器50在步骤S44开始之后，在步骤S11中将移动机械58定位到示教位置TP(图14)之后，在步骤S31’中使可动臂44从示教位置TP(第二示教位置TP2)起移动到正式测量开始位置SP_{R_n}(图19)。

在该情况下，处理器50也可以在完成了步骤S31’时(也就是，在使得可动臂44配置到正式测量开始位置SP_{R_n}时)使可动臂44暂时停止之后，在步骤S32’中使可动臂44向下方移动。而且，也可以基于上述的助跑距离β来决定图19的距离δ(δ＝β或δ＝κβ)。

作为替代，处理器50也可以在完成了步骤S31’时不使可动臂44停止而连续执行步骤S32’。在该情况下，也可以基于上述的助跑距离ε来决定图19的距离δ(δ＝ε或δ＝κε)。

此外，也可以是，从图10所示的流程中省略步骤S23，处理器50在图11中的步骤S31中，将移动机械58定位到在图5中的步骤S3中最初决定的测量开始位置SP₁。即，在该情况下，在各个测量动作MO_n(n＝2、3、4、……)中使用共通的测量开始位置SP₁。

另外，也可以从图11所示的步骤S21中省略步骤S11。在该情况下，处理器50在步骤S21开始之后执行步骤S31的第二接近动作，处理器50使移动机械58(可动臂44)直接移动到最近决定的测量开始位置SP_n-1。此时，处理器50也可以使移动机械58(可动臂44)以速度V1或速度V3移动到测量开始位置SP_n-1。

在上述的实施方式中，叙述了处理器50在步骤S2、S22、S42以及S45中获取伺服马达46的旋转位置来作为移动机械58的位置P_n的情况。然而，也可以是，处理器50获取例如可动臂44的前端44a在机器人坐标系C1中的坐标CD来作为移动机械58的位置P_n。

该坐标CD能够基于机器人坐标系C1中的工具坐标系C2的位置数据、以及伺服马达46的旋转位置来求出。此外，执行测量动作后时(也就是，步骤S1、S21、S41、S44结束时)的工具坐标系C2的位置数据能够根据机器人12的各伺服马达30的旋转位置来求出。

在上述的实施方式中，叙述了在步骤S12、S31、S32、S31’以及S32’中处理器50使焊嘴移动机构36进行动作来使可动臂44向下方移动的情况。然而，也可以是，处理器50在步骤S12、S31、S32、S31’以及S32’中使机器人12进行动作来使焊枪14向下方移动。在该情况下，处理器50也可以在步骤S2、S22、S42以及S45中获取上述的坐标CD来作为移动机械58的位置P_n。

在上述的实施方式中，叙述了处理器50在步骤S3、S23以及S43中将测量开始位置SP_n、SP_{R_n}决定为相对于示教位置TP而言可动焊嘴40向下方背离的可动臂44的位置的情况。即，在该情况下，测量开始位置SP_n、SP_{R_n}与示教位置TP在枪轴A2上排列。

然而，处理器50也可以将测量开始位置SP_n、SP_{R_n}决定为例如相对于示教位置TP而言可动焊嘴40向左方或右方背离的可动臂44的位置。即，在该情况下，测量开始位置SP_n、SP_{R_n}与示教位置TP在与枪轴A2交叉的方向上错开。处理器50通过使机器人12进行动作，能够使移动机械58(也就是可动焊嘴40)从这样的示教位置TP起移动到测量开始位置SP_n、SP_{R_n}。

在上述的实施方式中，叙述了使可动焊嘴40移动来测量磨损量W的情况，但是，处理器50还能够通过使机器人12进行动作来执行图5、图10或图17所示的流程，以测量固定焊嘴38的磨损量W。

还能够从装置80中省略磨损量获取部76。例如，也可以是，从图10的流程中省略步骤S24，操作员参照第一位置P_n-1和第二位置P_n来手动地求出磨损量W_n-1。另外，也可以是，从图17的流程中省略步骤S46，操作员参照第三位置P_{R_n-1}和第二位置P_{R_n}来手动地求出磨损量W_n-1。

作为替代，也可以将磨损量获取部76的功能安装于装置80的外部设备(例如，外部服务器等与控制装置16不同的计算机)。在该情况下，处理器50也可以省略步骤S24(或S46)，经由网络(互联网或LAN等)向外部设备发送所获取到的第一位置P_n-1和第二位置P_n(或者第三位置P_{R_n-1}和第二位置P_{R_n})，由该外部设备获取磨损量W_n-1。

另外，在上述的实施方式中，叙述了装置80的功能被安装于控制装置16的情况。然而，装置80的功能例如也可以安装于示教装置18，或者还可以安装于以能够与控制装置16通信的方式设置的外部设备(外部服务器、PC等)。在该情况下，示教装置18或外部设备的处理器作为装置80发挥功能。

另外，机器人12不限于是垂直多关节型机器人，也可以是水平多关节型机器人、并联型机器人等任何类型的机器人。另外，在上述的实施方式中，叙述了移动机械58具有机器人12和焊嘴移动机构36的情况，但是不限于此，例如，也可以通过多个滚珠丝杠机构使焊嘴38或焊嘴40移动。

另外，焊枪14不限于是C型点焊枪，例如，也可以是X型点焊枪，还可以是其它任何类型的焊枪。以上，通过实施方式说明了本公开，但是上述的实施方式并不是限定权利要求书所涉及的发明。

附图标记说明

10、90：机器人系统；12：机器人；14：焊枪；16：控制装置；36：焊嘴移动机构；38、40：焊嘴；58：移动机械；70：测量动作执行部70；72：位置数据获取部；74：测量开始位置决定部；76：磨损量获取部。

Claims (13)

1.一种装置，用于测量通过移动机械来移动的焊嘴的磨损量，所述装置具备：

测量动作执行部，其控制所述移动机械，以执行为了测量所述磨损量而使所述焊嘴向第一方向移动到规定的测量位置的测量动作；

位置数据获取部，其获取所述测量动作执行部执行所述测量动作后时的所述移动机械的位置；以及

测量开始位置决定部，其基于在第一所述测量动作中所述位置数据获取部获取到的第一所述位置，来将相对于该第一位置而言向与所述第一方向相反的第二方向背离规定的距离地配置所述焊嘴的所述移动机械的位置决定为测量开始位置，

其中，所述测量动作执行部在所述第一测量动作之后的第二所述测量动作中，控制所述移动机械，以在将所述移动机械定位到所述测量开始位置之后使所述焊嘴向所述第一方向移动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，

还具备磨损量获取部，所述磨损量获取部基于所述第一位置和在所述第二测量动作中所述位置数据获取部获取到的第二所述位置，来获取在所述第一测量动作与所述第二测量动作之间产生的所述磨损量。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，

在所述测量位置设置有固定物或者探测所述焊嘴的传感器，

所述测量动作执行部在所述测量动作中使所述焊嘴向所述第一方向移动，直到所述焊嘴在所述测量位置与所述固定物抵接、或者所述传感器在所述测量位置探测到所述焊嘴为止。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，

还具备磨损量获取部，所述磨损量获取部基于在所述第一测量动作之前的第三所述测量动作中所述位置数据获取部获取到的第三所述位置、以及在所述第二测量动作中所述位置数据获取部获取到的第二所述位置，来获取在所述第三测量动作与所述第二测量动作之间产生的所述磨损量。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，

在所述测量位置设置有探测所述焊嘴的传感器，

所述测量动作执行部在所述测量动作中使所述焊嘴向所述第一方向移动，直到所述传感器在所述测量位置探测到所述焊嘴为止。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的装置，其中，

所述测量动作执行部在所述第二测量动作中控制所述移动机械，以在将所述移动机械定位到预先决定的示教位置之后定位到所述测量开始位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，

所述测量开始位置决定部将所述测量开始位置决定为相对于所述示教位置而言所述焊嘴向所述第一方向背离的所述移动机械的位置。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其中，

所述测量动作执行部在所述第一测量动作中控制所述移动机械，以在将所述移动机械定位到所述示教位置之后使所述焊嘴向所述第一方向移动。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的装置，其中，

所述测量动作执行部在所述第二测量动作中使所述移动机械以第一速度移动到所述测量开始位置，并使所述移动机械从该测量开始位置起以比该第一速度低的第二速度向所述第一方向移动。

10.一种控制装置，具备根据权利要求1～9中的任一项所述的装置，所述控制装置执行通过所述移动机械使所述焊嘴移动并利用该焊嘴对工件进行焊接的作业。

11.一种机器人系统，具备：

移动机械，其用于使焊嘴移动；以及

根据权利要求10所述的控制装置，其用于控制所述移动机械。

12.一种方法，用于测量通过移动机械来移动的焊嘴的磨损量，在所述方法中，处理器执行以下处理：

控制所述移动机械，以执行为了测量所述磨损量而使所述焊嘴向第一方向移动到规定的测量位置的测量动作；

获取执行所述测量动作后时的所述移动机械的位置；

基于在第一所述测量动作中获取到的第一所述位置，来将相对于该第一位置而言向与所述第一方向相反的第二方向背离地配置所述焊嘴的所述移动机械的位置决定为测量开始位置；以及

在所述第一测量动作之后的第二所述测量动作中控制所述移动机械，以在将所述移动机械定位到所述测量开始位置之后使所述焊嘴向所述第一方向移动。

13.一种计算机程序，使根据权利要求12所述的方法在所述处理器中被执行。