JP2002219579A - 溶接ロボットの制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】メカ式のイコライズ機構を不要とし、簡単な工
程および構成で、高精度な溶接作業を効率的に遂行可能
にする。 【解決手段】制御装置１４は、溶接ロボット１２を制御
するための溶接ロボット制御部６０と、溶接ガン１８を
制御するための溶接ガン制御部６２と、力覚センサ５６
から入力される力の量と方向にかかる検出信号に基づい
て、アーム先端１２ａの移動方向および移動量を演算す
る演算部６６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アーム先端に溶接
ガンが設けられた溶接ロボットの制御方法および装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、抵抗溶接装置を構成する溶接ロ
ボットと溶接ガンの間には、イコライズ機構が設けられ
ている。このイコライズ機構は、例えば、溶接しようと
するワークの高さ（厚さ）がそれぞれ不均一の場合等
に、前記ワークの高さに追従して溶接ガンを移動させる
ために、溶接ロボットのアーム先端に前記溶接ガンを支
持して案内する機能を有している。

【０００３】イコライズ機構を有する従来の抵抗溶接装
置としては、特開平１０−５２７６１号公報に開示され
た装置が知られている。この従来技術に係る抵抗溶接装
置１は、図１５に示すように、ロボットハンド２を備え
ており、このロボットハンド２の先端に取着されたイコ
ライズ機構３を介して溶接ガン４が進退移動可能に支持
されている。

【０００４】イコライズ機構３は、上下に配されたロッ
ド支持部５ａ、５ｂ間に固定されるガイドロッド６を備
えている。ガイドロッド６には、溶接ガン４に固定され
たベースブロック７が支持されるとともに、ロッド支持
部５ａ、５ｂと前記ベースブロック７との間には、前記
ガイドロッド６に巻回されたスプリング８ａ、８ｂが介
装されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、溶接ロボットが動作すると、スプリング
８ａ、８ｂと溶接ガン４の重量による、いわゆるバネ・
マス系で振動が発生してしまう。このため、溶接ガン４
の変位量が静定するのに時間がかかり、結果として溶接
作業のサイクルタイムが長くなるという問題が指摘され
ている。

【０００６】そこで、近時、ロボットの移動経路をコン
ピュータで予め計画しておく、いわゆるオフラインティ
ーチングが実施されている。ところが、このオフライン
ティーチングでは、溶接ポイントの位置をスプリングの
縮みがゼロの状態を想定して計画しており、実際の溶接
ポイントとの間に誤差が生じてしまうおそれがある。

【０００７】さらに、スプリングに代えてモータにより
イコライズ機構を構成する場合では、ワークを押圧する
力を制御するためにゆっくり動作する必要があり、サイ
クルタイムが長くなってしまう。また、重量の大きい溶
接ガンを支えながら、かつ微少の振動を吸収するという
動作をモータだけで実現することは、実際上、非常に困
難なものとなっている。

【０００８】本発明はこの種の問題を解決するものであ
り、メカ式のイコライズ機構を不要にし、簡単な工程お
よび構成で、高精度な溶接作業を効率的に遂行可能な溶
接ロボットの制御方法および装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶接ロボッ
トの制御方法および装置では、溶接ガンを構成する一対
の電極チップにより、ワークを設定加圧力で把持した状
態で、前記溶接ガンを介してアーム先端に作用する力が
検出される。そして、検出された力が設定範囲外である
際、前記力を前記設定範囲内に維持するために必要なア
ーム先端位置の移動方向および移動量が演算され、この
演算結果に基づいて前記アーム先端位置が移動される。
これにより、検出された力が設定範囲内に維持された状
態で、電極チップに通電してワークの溶接作業が開始さ
れる。

【００１０】このため、ワークの溶接時に電極チップが
前記ワーク上を滑ったり、前記ワークに過剰な負荷、例
えば、折り曲げ力や押圧力が作用したり、電極チップを
支持するシャンクや加圧ロッドが撓んだりすることがな
く、該ワークを有効に保護して溶接作業が良好に遂行可
能になる。

【００１１】さらに、従来のメカ式のイコライズ機構を
用いる必要がなく、簡単な工程および構成で、ワークを
確実に把持して前記ワークの溶接作業が効率的に遂行可
能になる。しかも、電極チップによりワークを把持した
状態で、溶接ガンがアーム先端と一体的に移動するた
め、前記ワークと溶接ガンとの位置決めが精度よくなさ
れ、溶接位置のずれが惹起することがない。

【００１２】ここで、力を検出するための手段は、溶接
ガンとアーム先端の間に配設される力およびトルク検出
用力覚センサを備えている。これにより、直交座標系上
で指定された方向の剛性を予め設定し、この指定された
方向に作用する力やモーメントを検出するとともに、そ
の検出信号に基づいてフィードバック制御することで、
電極チップによりワークを確実に把持してこのワークに
所望の溶接作業が効率的に施される。

【００１３】また、本発明では、溶接ガンを構成する一
対の電極チップにより、ワークを設定加圧力で把持した
状態で、各電極チップの面圧差が検出される。そして、
検出された面圧差が設定範囲外である際、前記面圧差を
前記設定範囲内に維持するために必要なアーム先端位置
の移動方向および移動量が演算され、この演算結果に基
づいて前記アーム先端位置が移動される。これにより、
検出された面圧差が設定範囲内に維持された状態で、電
極チップに通電してワークの溶接作業が開始される。

【００１４】このため、メカ式のイコライズ機構を用い
る必要がなく、簡単な工程および構成で、ワークを確実
に挟持して前記ワークの溶接作業が効率的に遂行可能に
なるとともに、前記ワークと溶接ガンとの位置決めが高
精度になされる。

【００１５】その際、面圧を検出するための手段は、各
電極チップに配設されるロードセルを備えている。各ロ
ードセルは、それぞれの電極チップの面圧を検出し、そ
の検出信号に基づいてフィードバック制御することによ
り、電極チップを介してワークを確実に把持した状態
で、このワークに所望の溶接作業が効率的に施される。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る溶接ロボットの制御方法を実施するための制御装
置を組み込む抵抗溶接システム１０の概略構成説明図で
ある。

【００１７】抵抗溶接システム１０は、多間接型の溶接
ロボット１２と、第１の実施形態に係る制御装置１４と
を備える。溶接ロボット１２を構成するアーム先端１２
ａには、作用力検出手段１６を介して電動式溶接ガン１
８が取り付けられている。電動式溶接ガン１８は、いわ
ゆるＣ型溶接ガン構造に設定されており、内部のサーボ
モータ２８を介して上下方向に駆動される可動型の電極
チップ２０ａと、略Ｃ字状のアーム３０に固着される固
定型の電極チップ２０ｂとを備え、この一対の電極チッ
プ２０ａ、２０ｂによりワークＷを把持可能である。

【００１８】サーボモータ２８は、図２に示すように、
モータハウジング３２と、前記モータハウジング３２の
下部内側に環状に配置される複数の電磁石３４と、前記
電磁石３４と対向した環状の永久磁石３６が固着される
中空状のロータ３８と、ハウジングカバー４０とを有し
ている。ロータ３８は、複数のベアリング４２を介して
回転自在に支持されている。

【００１９】ロータ３８内にナット部材４４が挿入され
るとともに、前記ナット部材４４に中空ロッド４６の上
端部が固着される。この中空ロッド４６の下端部には、
ホルダ４８を介して電極チップ２０ａが装着される。中
空ロッド４６内には、ナット部材４４と螺合する送りね
じ５０が挿入され、前記ナット部材４４と前記送りねじ
５０とによって、ロータ３８の回転を前記中空ロッド４
６の上下動に変換する送りねじ機構５２が構成される。

【００２０】サーボモータ２８の上部には、ロータ３８
の回転角度を検知するためのエンコーダ５４が配置され
ており、このエンコーダ５４を介して電極チップ２０ａ
のストローク量が検出される。

【００２１】作用力検出手段１６は、溶接ガン１８とア
ーム先端１２ａとの間に配設される力およびトルク検出
用力覚センサ５６を備える（図１参照）。この力覚セン
サ５６としては、複数の歪みゲージ（図示せず）が組み
込まれ、Ｘ軸方向（溶接ロボット１２の前後方向）、Ｙ
軸方向（溶接ロボット１２の左右方向）およびＺ軸方向
（鉛直方向）の力と、Ｘ軸回り、Ｙ軸回りおよびＺ軸回
りのモーメントとを検出可能な６軸力覚センサが使用さ
れる。なお、検出される方向が特定方向に限定される際
には、力覚センサ５６として、例えば、２軸あるいは４
軸力覚センサを用いてもよい。

【００２２】図１に示すように、制御装置１４は、溶接
ロボット１２を制御するための溶接ロボット制御部６０
と、溶接ガン１８を制御するための溶接ガン制御部６２
と、力覚センサ５６から力覚センサインターフェース６
４を介して入力される力の量と方向によりアーム先端１
２ａに作用する力を検出し、検出されたこの力が設定範
囲外である際、前記力を前記設定範囲内に維持するため
に必要な前記アーム先端１２ａの移動方向および移動量
を演算する演算部（演算手段）６６と、前記溶接ガン１
８に通電して溶接制御を行う溶接制御部６８に溶接指令
を送る溶接指令部７０とを備える。溶接ロボット制御部
６０は、力覚センサ５６からの検出信号に基づいてセン
サフィードバックにより溶接ロボット１２を制御する。

【００２３】このように構成される抵抗溶接システム１
０の動作について、第１の実施形態に係る制御方法との
関連で、図３に示すフローチャートに沿って以下に説明
する。

【００２４】まず、アーム先端１２ａに装着された溶接
ガン１８が、制御装置１４を構成する溶接ロボット制御
部６０を介して駆動され、この溶接ガン１８が所定の溶
接位置に移動される（ステップＳ１）。その際、溶接ガ
ン１８では、電極チップ２０ａ、２０ｂが開放されてお
り、前記電極チップ２０ａ、２０ｂ間に被溶接材である
ワークＷが配置される（図４参照）。

【００２５】次いで、溶接ガン制御部６２の作用下に溶
接ガン１８が駆動される。具体的には、溶接ガン制御部
６２からサーボモータ２８に駆動信号が送られ、複数の
電磁石３４に通電されて前記電磁石３４と永久磁石３６
の作用下に磁界が発生する。このため、サーボモータ２
８のロータ３８が回転し、送りねじ機構５２を構成する
送りねじ５０が回転する。この送りねじ５０には、ナッ
ト部材４４が螺合しており、前記ナット部材４４に固着
された中空ロッド４６は、前記送りねじ５０の軸方向に
沿って矢印Ａ方向に移動する。

【００２６】従って、中空ロッド４６の先端部に固着さ
れたホルダ４８に保持されている電極チップ２０ａが電
極チップ２０ｂ側に移動し、前記電極チップ２０ａ、２
０ｂによりワークＷが把持される（ステップＳ２）。そ
して、電極チップ２０ａ、２０ｂの加圧力が設定加圧力
に至ると（ステップＳ３中、ＹＥＳ）、ステップＳ４に
進んで、力覚センサ５６からの検出信号が、力覚センサ
インターフェース６４を介して演算部６６に入力され
る。

【００２７】力覚センサ５６では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向
およびＺ軸方向の力と、Ｘ軸回り、Ｙ軸回りおよびＺ軸
回りのモーメントとが検出可能である。従って、図４に
示すように、ワークＷが電極チップ２０ａ、２０ｂ間で
可動側の前記電極チップ２０ａ側に近接して配置されて
いると、該第１電極チップ２０ａが前記電極チップ２０
ｂ側に移動する際に、前記ワークＷが矢印Ｂ方向に押圧
されて下方向に撓みが発生する（図５参照）。

【００２８】このため、電極チップ２０ａ、２０ｂによ
りワークＷが把持される際、前記ワークＷの撓みによっ
て力覚センサ５６には、矢印Ｚ１方向（鉛直上方向）の
力およびＹ軸回りに矢印Ｃ方向のモーメントが作用す
る。そして、力覚センサ５６の検出信号は、力覚センサ
インターフェース６４から演算部６６に送られ、この演
算部６６では、入力値（矢印Ｚ１方向の力および矢印Ｃ
方向のモーメント）が設定範囲内であるか否かの判断が
なされる（ステップＳ５）。ここで、入力値が設定範囲
外であると判断されると（ステップＳ５中、ＮＯ）、ス
テップＳ６に進んで、力覚センサ５６に作用する力を設
定範囲内に維持するために必要なアーム先端１２ａの移
動方向および移動量が演算される。

【００２９】第１の実施形態では、図５に示すように、
力覚センタ５６に矢印Ｚ１方向の力とＹ軸回りに矢印Ｃ
方向の力が作用しており、アーム先端１２ａの動作方向
は、矢印Ｚ１方向となる。このため、演算部６６から溶
接ロボット制御部６０には、アーム先端１２ａの矢印Ｚ
１方向に対する移動量が入力され、この溶接ロボット制
御部６０が溶接ロボット１２を駆動制御することによ
り、前記アーム先端１２ａが指定された方向（矢印Ｚ１
方向）に指定された量だけ移動する（ステップＳ７およ
び図６参照）。

【００３０】その際、アーム先端１２ａの移動動作中に
は、力覚センサ５６から検出信号が入力されており、セ
ンサフィードバック制御が行われている。従って、電極
チップ２０ａ、２０ｂによる溶接位置および面直度が変
化することを有効に阻止することができる。

【００３１】力覚センサ５６からの入力値が設定範囲内
に維持されると（ステップＳ５中、ＹＥＳ）、ステップ
Ｓ８に進んで、溶接指令部７０に溶接指令信号が入力さ
れ、溶接制御部６８による溶接シーケンスが開始され
る。このため、電極チップ２０ａ、２０ｂ間に通電が行
われ、ワークＷに対して所定のスポット溶接作業が遂行
される。上記の溶接作業が終了した後、電極チップ２０
ａが電極チップ２０ｂから離間する方向に移動して、前
記電極チップ２０ａ、２０ｂが開放された後、溶接ガン
１８がセンサフィードバック動作前の位置に復帰する
（ステップＳ９）。

【００３２】このように、第１の実施形態では、電極チ
ップ２０ａ、２０ｂによりワークＷを設定加圧力で把持
した際に、溶接ガン１８を介してアーム先端１２ａに作
用する力が力覚センサ５６により検出され、検出された
この力が設定範囲内に維持されるように、前記アーム先
端１２ａが移動される。これにより、従来のメカ式のイ
コライズ機構を用いる必要がなく、簡単な工程および構
成で、ワークＷを所望の状態で確実に把持することがで
き、前記ワークＷの溶接作業が効率的に遂行可能になる
という効果が得られる。

【００３３】しかも、電極チップ２０ａ、２０ｂにより
ワークＷを把持した状態で、溶接ガン１８がアーム先端
１２ａと一体的に移動している。従って、ワークＷと電
極チップ２０ａ、２０ｂとの位置決めが精度よくなされ
ており、溶接位置のずれ等が惹起することがない。

【００３４】さらに、第１の実施形態では、力覚センサ
５６からの検出信号に基づいて、溶接ロボット１２がセ
ンサフィードバック制御されている。これにより、電極
チップ２０ａ、２０ｂ間の加圧力差（面圧差）を一定範
囲内に維持することができるとともに、溶接位置や面直
度が変化することがなく、高精度な溶接作業が確実に遂
行される。

【００３５】図７は、本発明の第２の実施形態に係る溶
接ロボットの制御方法を実施するための制御装置を組み
込む抵抗溶接システム８０の概略構成説明図である。な
お、第１の実施形態に係る抵抗溶接システム１０と同一
の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説
明は省略する。

【００３６】抵抗溶接システム８０は、電動式溶接ガン
８２を備えており、この溶接ガン８２は、鉛直方向に対
してそれぞれ傾斜する中空ロッド８３およびシャンク８
５に取り付けられる可動側の電極チップ８４ａおよび固
定側の電極チップ８４ｂを設けている。

【００３７】このように構成される抵抗溶接システム８
０では、第１の実施形態に係る抵抗溶接システム１０と
同様に、図３に示すフローチャートに沿って溶接ロボッ
ト１２の制御が行われるものであり、溶接ガン８２の特
有な動作に関連して、以下に説明する。

【００３８】図８に示すように、電極チップ８４ａ、８
４ｂによりワークＷ１を設定加圧力で把持する際、前記
電極チップ８４ａ、８４ｂの傾斜によって前記ワークＷ
１が矢印Ｘ１方向に押圧されるため、前記ワークＷ１が
矢印Ｘ１方向に移動し易い。その際、電極チップ８４
ａ、８４ｂは、ワークＷ１を挟持しており、この電極チ
ップ８４ａ、８４ｂを支持する中空ロッド８３およびシ
ャンク８５に反力が発生し、力覚センサ５６には、矢印
Ｘ２方向の力およびＹ軸回りに矢印Ｄ方向のモーメント
が作用する。

【００３９】このため、制御装置１４では、力覚センサ
５６から演算部６６に力が入力され、この演算部６６で
アーム先端１２ａの移動方向および移動量が演算され
る。そして、入力された力が設定範囲内に維持されるよ
うに、アーム先端１２ａは、図９中、矢印Ｘ２方向に演
算された移動量だけ移動する。

【００４０】これにより、電極チップ８４ａ、８４ｂと
ワークＷ１とは、不必要な外力が作用することがない状
態で、すなわち、前記ワークＷ１に過剰な負荷が作用し
たり、前記電極チップ８４ａ、８４ｂを支持する中空ロ
ッド８３やシャンク８５に撓み等が発生したりすること
がなく、前記ワークＷ１を有効に保持して良好な溶接作
業が遂行可能になるという効果が得られる。

【００４１】しかも、第１の実施形態と同様に、溶接ロ
ボット制御部６０を介してアーム先端１２ａの位置調整
が行われる際には、力覚センサ５６からの検出信号に基
づいて、センサフィードバック制御が行われている。従
って、ワークＷ１の溶接位置や電極チップ８４ａ、８４
ｂの面直度が変化することがなく、高精度な溶接作業が
確実に行われるという利点がある。

【００４２】図１０は、本発明の第３の実施形態に係る
溶接ロボットの制御方法を実施するための制御装置を組
み込む抵抗溶接システム１００の概略構成説明図であ
る。なお、第１の実施形態に係る抵抗溶接システム１０
と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳
細な説明は省略する。

【００４３】抵抗溶接システム１００は、電動式溶接ガ
ン１０２が取り付けられた溶接ロボット１２と、第３の
実施形態に係る制御装置１０４とを備える。制御装置１
０４は、溶接ガン１０２を構成する電極チップ２０ａ、
２０ｂによりワークＷを設定加圧力で把持した状態で、
各電極チップ２０ａ、２０ｂの面圧を検出する面圧検出
手段１０６を備えており、この面圧検出手段１０６は、
前記電極チップ２０ａ、２０ｂに対応して設けられるロ
ードセル１０８ａ、１０８ｂを有する。

【００４４】制御装置１０４は、各ロードセル１０８
ａ、１０８ｂからロードセルインターフェース１１０を
介して入力されるそれぞれの面圧差が設定範囲内である
か否かを判断し、設定範囲内である際、前記面圧差を前
記設定範囲内に維持するために必要なアーム先端１２ａ
の移動方向および移動量を演算する演算部（演算手段）
１１２を備えている。

【００４５】このように構成される抵抗溶接システム１
００の動作について、第３の実施形態に係る制御方法と
の関連で、図１１および図１２に示すフローチャートに
沿って以下に説明する。なお、第３の実施形態では、第
１の実施形態に係る制御方法と同様に行われる工程があ
り、その工程については簡単に説明する。

【００４６】まず、溶接ガン１０２が所定の溶接位置に
移動された後（ステップＳ１１）、前記溶接ガン１０２
を構成する電極チップ２０ａ、２０ｂによりワークＷが
把持される（ステップＳ１２）。そして、電極チップ２
０ａ、２０ｂが設定加圧力に至ると（ステップＳ１３
中、ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進んで、各ロードセル
１０８ａ、１０８ｂからの検出信号が、ロードセルイン
ターフェース１１０を介して演算部１１２に入力され
る。

【００４７】電極チップ２０ａ、２０ｂの各面圧Ｆ１、
Ｆ２が、ロードセル１０８ａ、１０８ｂを介して検出さ
れており、演算部１１２では、前記電極チップ２０ａの
面圧Ｆ１と、前記電極チップ２０ｂの面圧Ｆ２との差が
演算される。そして、演算された面圧差（Ｆ１−Ｆ２）
が設定範囲内であるか否かが判断される（ステップＳ１
５）。

【００４８】その際、図１３に示すように、ワークＷが
電極チップ２０ａ側に近接する位置に配置されている
と、前記電極チップ２０ａの下降動作に伴って前記ワー
クＷに矢印Ｂ方向への押圧力が発生する。このため、電
極チップ２０ａの面圧Ｆ１と電極チップ２０ｂの面圧Ｆ
２とは、Ｆ１＞Ｆ２として検出されて面圧差が設定範囲
外となる（ステップＳ１５中、ＮＯ）。

【００４９】そこで、演算部１１２では、面圧差（Ｆ１
−Ｆ２）が設定範囲内になるように、アーム先端１２ａ
の移動方向および移動量が演算され（ステップＳ１
６）、その演算結果が溶接ロボット制御部６０に送られ
る。溶接ロボット制御部６０は、入力されたアーム先端
１２ａの移動方向および移動量にかかる信号に基づい
て、溶接ロボット１２を駆動制御し、アーム先端１２ａ
を矢印Ｚ１方向に所定量だけ移動させる（ステップＳ１
７および図１４参照）。

【００５０】ここで、アーム先端１２ａの動作は、ロー
ドセル１０８ａ、１０８ｂからの入力信号に基づいて、
センサフィードバック制御により行われており、溶接位
置や面直度が変化することがない。

【００５１】上記のようにして、入力値が設定範囲内に
至ると（ステップＳ１５中、ＹＥＳ）、ステップＳ１８
に進んで、溶接ガン１０２によるワークＷの溶接が開始
される。そして、ワークＷに対する溶接が行われた後、
溶接ガン１０２を構成する電極チップ２０ａ、２０ｂが
開放されるとともに、この溶接ガン１０２がセンサフィ
ードバック動作前の位置に戻される（ステップＳ１
９）。次いで、溶接指令がなされると（ステップＳ２０
中、ＹＥＳ）、ステップＳ１１に進んで、前記ワークＷ
に対する溶接作業が継続される。

【００５２】一方、溶接命令がなされない際には（ステ
ップＳ２０中、ＮＯ）、ステップＳ２１に進んで、次の
溶接位置に移動され、上記の動作が１サイクル終了する
まで行われる（ステップＳ２２）。さらに、１サイクル
が完了した後（ステップＳ２２中、ＹＥＳ）、ステップ
Ｓ２３に進んで、電極チップ２０ａ、２０ｂを空打ち
し、各ロードセル１０８ａ、１０８ｂの検出値の差（面
圧差）を入力する（ステップＳ２４）。この入力値が設
定範囲内であれば（ステップＳ２５中、ＹＥＳ）、溶接
作業が終了するとともに、この入力値が設定範囲外であ
れば（ステップＳ２５中、ＮＯ）、ロードセル１０８
ａ、１０８ｂに異常が発生しており、ステップＳ２６に
進む。

【００５３】このように、第３の実施形態では、各電極
チップ２０ａ、２０ｂによりワークＷを把持した際に、
ロードセル１０８ａ、１０８ｂを介して前記電極チップ
２０ａ、２０ｂの面圧を検出し、その面圧差が設定範囲
内であるか否かを判断している。そして、面圧差が設定
範囲内であれば、この面圧差が前記設定範囲内に維持さ
れるように、アーム先端１２ａの移動方向および移動量
が演算され、その演算信号に基づいて、溶接ロボット制
御部６０を介して溶接ロボット１２が制御される。

【００５４】これにより、第３の実施形態では、メカ式
のイコライズ機構が不要になり、簡単な工程および構成
で、ワークＷの溶接作業が高精度かつ確実に遂行される
等、第１および第２の実施形態と同様の効果が得られ
る。なお、面圧検出手段１０６を第２の実施形態に係る
抵抗溶接システム８０を構成する溶接ガン８２に装着
し、前記面圧検出手段１０６と作用力検出手段１６とを
併用してもよい。

【００５５】また、第１乃至第３の実施形態では、溶接
ガンとしてＣ型溶接ガン構造に設定される電動式溶接ガ
ン１８、８２および１０２を用いて説明したが、加圧シ
リンダの作用下に開閉可能な一対のガンアームにそれぞ
れ電極チップが取り付けられたＸ型溶接ガン等を用いて
もよい。

【００５６】

【発明の効果】本発明に係る溶接ロボットの制御方法お
よび装置では、一対の電極チップによりワークを設定加
圧力で把持する際、アーム先端に作用する力が検出さ
れ、この検出された力を設定範囲内に維持するために必
要なアーム先端位置の移動方向および移動量が演算され
て、前記アーム先端位置が移動される。これにより、メ
カ式のイコライズ機構を不要とし、簡単な工程および構
成で、ワークを確実かつ良好に保持し、前記ワークの溶
接作業が効率的に遂行可能になる。しかも、ワークと溶
接ガンとの位置決め精度が向上するとともに、前記ワー
クに過剰な負荷等が作用することがなく、前記ワークを
有効に保護することができる。

【００５７】また、本発明では、一対の電極チップによ
りワークを設定加圧力で把持した状態で、各電極チップ
の面圧差が検出され、この面圧差が設定範囲内に維持さ
れるようにアーム先端位置の移動方向および移動量が演
算され、前記アーム先端位置が移動される。このため、
一対の電極チップを介してワークを確実かつ良好な状態
で把持することができ、前記ワークの溶接作業が、簡単
な工程および構成で確実かつ高精度に遂行可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る溶接ロボットの制
御方法を実施するための制御装置を組み込む抵抗溶接シ
ステムの概略構成説明図である。

【図２】前記抵抗溶接システムを構成する溶接ガンの一
部断面説明図である。

【図３】前記第１の実施形態に係る制御方法を説明する
フローチャートである。

【図４】前記抵抗溶接システムを構成する溶接ロボット
をワークに対して移動する際の動作説明図である。

【図５】前記溶接ガンを構成する電極チップにより前記
ワークを把持する際の動作説明図である。

【図６】前記溶接ロボットを構成するアーム先端を力覚
センサからの検出信号に基づいて動作させる際の説明図
である。

【図７】本発明の第２の実施形態に係る溶接ロボットの
制御方法を実施するための制御装置を組み込む抵抗溶接
システムの概略構成説明図である。

【図８】前記第２の実施形態に係る抵抗溶接システムを
構成する溶接ガンでワークを把持する際の動作説明図で
ある。

【図９】前記溶接ロボットを構成するアーム先端位置を
力覚センサの検出信号に基づいて制御する際の動作説明
図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態に係る溶接ロボット
の制御方法を実施するための制御装置を組み込む抵抗溶
接システムの概略構成説明図である。

【図１１】前記第３の実施形態に係る制御方法を説明す
るフローチャート（その１）である。

【図１２】前記第３の実施形態に係る制御方法を説明す
るフローチャート（その２）である。

【図１３】前記抵抗溶接システムを構成する溶接ガンで
ワークを把持する際の動作説明図である。

【図１４】前記溶接ガンに設けられたそれぞれの電極チ
ップの面圧差に基づいてアーム先端位置を調整する際の
動作説明図である。

【図１５】従来技術に係るイコライズ機構付き溶接ガン
の説明図である。

【符号の説明】

１０、８０、１００…抵抗溶接システム １２…溶接
ロボット １４、１０４…制御装置 １２ａ…ア
ーム先端 １６…作用力検出手段 １８、８
２、１０２…溶接ガン ２８…サーボモータ ２０ａ、２０ｂ、８４ａ、８４ｂ…電極チップ ５６…力覚センサ ６０…溶接ロ
ボット制御部 ６２…溶接ガン制御部 ６６、１１２
…演算部 ７０…溶接指令部 １０６…面圧
検出手段 １０８ａ、１０８ｂ…ロードセル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中園 佳治 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 金子 貢 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 栗原 治 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3F059 AA05 BA10 CA08 DD06 FA10 FB01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アーム先端に溶接ガンが設けられた溶接ロ
   ボットの制御方法であって、 前記溶接ガンを構成する一対の電極チップにより、ワー
   クを設定加圧力で把持する工程と、 前記電極チップにより前記ワークを把持した状態で、前
   記溶接ガンを介して前記アーム先端に作用する力を検出
   する工程と、 検出された前記力が設定範囲外である際、該力を前記設
   定範囲内に維持するために必要な前記アーム先端位置の
   移動方向および移動量を演算する工程と、 前記演算結果に基づいて前記アーム先端位置を移動させ
   ることにより、前記力を前記設定範囲内に維持した後、
   前記電極チップに通電して前記ワークを溶接する工程
   と、 を有することを特徴とする溶接ロボットの制御方法。
2. 【請求項２】アーム先端に溶接ガンが設けられた溶接ロ
   ボットの制御方法であって、 前記溶接ガンを構成する一対の電極チップにより、ワー
   クを設定加圧力で把持する工程と、 前記電極チップにより前記ワークを把持した状態で、各
   電極チップの面圧差を検出する工程と、 前記面圧差が設定範囲外である際、該面圧差を前記設定
   範囲内に維持するために必要な前記アーム先端位置の移
   動方向および移動量を演算する工程と、 前記演算結果に基づいて前記アーム先端位置を移動させ
   ることにより、前記面圧差を前記設定範囲内に維持した
   後、前記電極チップに通電して前記ワークを溶接する工
   程と、 を有することを特徴とする溶接ロボットの制御方法。
3. 【請求項３】アーム先端に溶接ガンが設けられた溶接ロ
   ボットの制御装置であって、 前記溶接ガンを構成する一対の電極チップにより、ワー
   クを設定加圧力で把持した状態で、前記溶接ガンを介し
   て前記アーム先端に作用する力を検出する作用力検出手
   段と、 検出された前記力が設定範囲外である際、該力を前記設
   定範囲内に維持するために必要な前記アーム先端位置の
   移動方向および移動量を演算する演算手段と、 を備えることを特徴とする溶接ロボットの制御装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の制御装置において、前記作
   用力検出手段は、前記溶接ガンと前記アーム先端との間
   に配設される力およびトルク検出用力覚センサを備える
   ことを特徴とする溶接ロボットの制御装置。
5. 【請求項５】アーム先端に溶接ガンが設けられた溶接ロ
   ボットの制御装置であって、 前記溶接ガンを構成する一対の電極チップにより、ワー
   クを設定加圧力で把持した状態で、各電極チップの面圧
   を検出する面圧検出手段と、 検出された各面圧の差が設定範囲外である際、前記面圧
   差を前記設定範囲内に維持するために必要な前記アーム
   先端位置の移動方向および移動量を演算する演算手段
   と、 を備えることを特徴とする溶接ロボットの制御装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の制御装置において、前記面
   圧検出手段は、各電極チップに配設されるロードセルを
   備えることを特徴とする溶接ロボットの制御装置。