JP2005066654A - Spot welding method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spot welding method by which welding quality can be obtained without depending on the welding attitude of a spot welding gun. <P>SOLUTION: A first pressurizing force table 6 showing the relation between pressurizing force and the quantity of deflection in the case where the pressurizing direction of a movement side tip is made the same as the gravity direction and a second pressurizing force table 7 showing the relation between pressurizing force and the quantity of deflection in the attitude of the spot welding gun in the case where the pressurizing direction of the movement side tip is made the same as the antigravity direction are previously prepared. Based on the angle θmade by the pressurizing direction and gravity direction of the movement side tip in an optional welding point of the spot welding gun and the first and second pressurizing force tables 6 and 7, the quantity of deflection in the arm of the gun in the optional welding point is calculated, and the position of a fixed side tip is corrected based on the quantity of deflection, so that the pressurizing force to be required can be obtained without depending on the attitude of the spot welding gun. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、スポット溶接ガンにより被溶接物を加圧挟持することによって、被溶接物に対して所望の溶接を施すようにされたスポット溶接ガンにおけるスポット溶接方法に関し、特に、溶接時のスポット溶接ガンの姿勢に依存することなく、被溶接物を変形させずに要求される加圧力を得ることができるスポット溶接方法に関する。   The present invention relates to a spot welding method in a spot welding gun that is configured to apply desired welding to a workpiece by press-clamping the workpiece with a spot welding gun, and in particular, spot welding at the time of welding. The present invention relates to a spot welding method capable of obtaining a required pressure without deforming a work piece without depending on a posture of a gun.

一般に、スポット溶接ガンにおいては、エアシリンダやサーボモータ等のアクチュエータ（駆動源）により一方の電極すなわち移動側チップを動作させ、これと対をなす他方の電極すなわちガンアームの先端に設けられた固定側チップとの間に被溶接物を加圧挟持し、両電極間に電流を流すことにより所望の溶接を行うようにしている。スポット溶接ガンにより被溶接物を加圧挟持すると加圧力が発生することになるが、移動側チップを駆動させるアクチュエータは比較的高い剛性を有しているのに対し、固定側チップが設けられたガンアームは一般に剛性が高くないので、発生した加圧力に応じたたわみがガンアームに発生することになる。例えば、数百ｋｇの加圧力により加圧されたガンアームは、状況によっては十数ｍｍのたわみが発生することがあり、発生したたわみに対する補正を行わなかった場合、加圧挟持された被溶接物が変形する可能性がある。   In general, in a spot welding gun, one electrode, that is, the moving tip is operated by an actuator (drive source) such as an air cylinder or a servo motor, and the other electrode that forms a pair with this, that is, the fixed side provided at the tip of the gun arm. An object to be welded is pressed between the tip and a current is passed between both electrodes to perform desired welding. When a workpiece is pressed and clamped by a spot welding gun, a pressing force is generated, but the actuator that drives the moving tip has a relatively high rigidity, whereas the fixed tip is provided. Since the gun arm is generally not high in rigidity, a deflection corresponding to the generated pressure is generated in the gun arm. For example, a gun arm that has been pressurized with a pressure of several hundred kg may cause a deflection of more than a dozen mm depending on the situation. May be deformed.

そこで、従来は、予め設定されたスポット溶接ガンの姿勢、例えば図１に示すような移動側チップが重力方向の真下に向く姿勢（下向き方向）において、図２（ａ）に示すように、被溶接物を実際に加圧している際に発生する加圧力を加圧力計により測定し、その際に発生したガンアームのたわみ量をダイヤルゲージにより測定するようにしていた。そして、例えば、その際に２ポイントにおける加圧力およびたわみ量の測定データを取得するようにすれば、図２（ｂ）に示すように、加圧力に対応したガンアームのたわみ量を一次式で算出することができる。この図２（ｂ）に示したグラフすなわち加圧力テーブルを利用すれば、溶接時に指定された加圧力に対応したガンアームのたわみ量が一義的に算出できることになるので、算出されたガンアームのたわみ量を加味することによりガンアームの先端位置すなわち固定側チップの位置を補正することができるとされている。なお、図２（ｂ）に示したような加圧力に対応したガンアームのたわみ量（ずれ量）を表したグラフについては、例えば特許文献１などに開示されている。
特開平８−２０６８４６号公報 図７ Therefore, conventionally, in a preset position of the spot welding gun, for example, a posture in which the moving tip as shown in FIG. 1 faces directly below the gravitational direction (downward direction), as shown in FIG. The applied pressure generated when the weldment is actually pressurized is measured with a pressure gauge, and the deflection of the gun arm generated at that time is measured with a dial gauge. Then, for example, if measurement data of the pressing force and the deflection amount at two points is acquired at that time, the deflection amount of the gun arm corresponding to the pressing force is calculated by a linear expression as shown in FIG. can do. If the graph shown in FIG. 2B, that is, the pressure table is used, the deflection amount of the gun arm corresponding to the pressure force specified at the time of welding can be calculated uniquely. Therefore, the calculated deflection amount of the gun arm is calculated. It is said that the tip position of the gun arm, that is, the position of the fixed tip can be corrected by adding A graph showing the deflection amount (deviation amount) of the gun arm corresponding to the applied pressure as shown in FIG. 2B is disclosed in, for example, Patent Document 1.
Japanese Patent Application Laid-Open No. H08-206846 FIG.

ところで、当然のことながらガンアームには重力が作用することになる。そのため、実際に加圧している加圧力が同じ場合でも、スポット溶接ガンの姿勢、言い換えればガンアームの姿勢により、ガンアームのたわみ量は異なるものとなる。したがって、前述した従来技術に係る方法は、実際の溶接時におけるガンアームの姿勢が前述した加圧力テーブルを作成する際のガンアームの姿勢と同一の場合においては問題がない。しかし、例えば自動車ボディに対するスポット溶接作業の場合では、被溶接物である自動車ボディの形状は一般に複雑なため、実際の溶接時におけるスポット溶接ガンの姿勢すなわちガンアームの姿勢は図３に示すように溶接点毎に異なったものとなる。そのため、前述した任意のガンアームの姿勢において作成した加圧力テーブルを用いる従来の方法では、ガンアームの姿勢によりガンアームのたわみ量が異なるものとなることに起因して、ガンアームの先端位置すなわち固定側チップの位置を正確に補正することができないという問題がある。したがって、前述した従来の方法を自動車ボディのような複雑な形状を呈した被溶接物に対して適用すると、固定側チップの位置を正確に補正することはできなくなるので、溶接時に被溶接物に対して過度の加圧力を与えてこれを変形させてしまったり、あるいは加圧力不足による溶接品質の低下を招いたりするという問題があった。   Naturally, gravity acts on the gun arm. Therefore, even when the pressurizing force actually applied is the same, the deflection amount of the gun arm differs depending on the position of the spot welding gun, in other words, the attitude of the gun arm. Therefore, the above-described method according to the prior art has no problem when the posture of the gun arm at the time of actual welding is the same as the posture of the gun arm at the time of creating the aforementioned pressure table. However, for example, in the case of spot welding work on an automobile body, the shape of the automobile body that is a workpiece to be welded is generally complicated. Therefore, the position of the spot welding gun during actual welding, that is, the attitude of the gun arm is welded as shown in FIG. Each point is different. Therefore, in the conventional method using the pressure table created in any of the above-mentioned gun arm postures, the amount of deflection of the gun arm differs depending on the posture of the gun arm. There is a problem that the position cannot be corrected accurately. Therefore, if the conventional method described above is applied to a workpiece having a complicated shape such as an automobile body, the position of the fixed side tip cannot be accurately corrected. On the other hand, there is a problem that an excessive pressurizing force is applied and deformed, or the welding quality is deteriorated due to insufficient pressurizing force.

本発明は、前述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、スポット溶接ガンの溶接姿勢に依存することなく、高い溶接品質を得ることが可能なスポット溶接方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and provides a spot welding method capable of obtaining high welding quality without depending on the welding posture of the spot welding gun. With the goal.

前述した目的を達成するために、請求項１に係る発明では、アクチュエータにより一方の電極すなわち移動側チップを加圧方向に移動させることにより、移動側チップに対向して設けられた他方の電極すなわちガンアームの先端に設けられた固定側チップとの間で被溶接物を加圧挟持し、これにより被溶接物に対して所望の溶接を施すようにされたスポット溶接ガンにおけるスポット溶接方法において、移動側チップの加圧方向が重力方向と同一方向になるようにしたときのスポット溶接ガンの姿勢における加圧力とガンアームのたわみ量との関係を示す第１の加圧力テーブル、及び移動側チップの加圧方向が反重力方向と同一方向になるようにしたときのスポット溶接ガンの姿勢における加圧力とガンアームのたわみ量との関係を示す第２の加圧力テーブルを予め用意し、スポット溶接ガンの任意の姿勢における移動側チップの加圧方向と重力方向とのなす角度θ及び前記第１及び第２の加圧力テーブルに基づいてこの任意の姿勢におけるガンアームのたわみ量を算出し、このたわみ量に基づいて固定側チップの位置を補正するようにしたことを特徴とするスポット溶接方法を提供した。   In order to achieve the above-described object, in the invention according to claim 1, by moving one electrode, that is, the moving-side tip in the pressurizing direction by the actuator, the other electrode provided facing the moving-side tip, that is, In a spot welding method for a spot welding gun, a workpiece to be welded is pressed and clamped between a fixed tip provided at the tip of a gun arm, thereby moving the workpiece in a spot welding method. A first pressure table showing the relationship between the applied pressure in the position of the spot welding gun and the deflection amount of the gun arm when the pressing direction of the side tip is the same as the direction of gravity; A second showing the relationship between the applied pressure in the position of the spot welding gun and the deflection amount of the gun arm when the pressure direction is the same as the antigravity direction. A pressure table is prepared in advance, and the angle θ formed between the pressurizing direction of the moving tip and the gravity direction in any posture of the spot welding gun and the first and second pressure tables are used in this arbitrary posture. A spot welding method is provided in which the deflection amount of the gun arm is calculated, and the position of the fixed side tip is corrected based on the deflection amount.

この請求項１に係る構成によれば、スポット溶接ガンに作用する重力の影響を考慮するために、移動側チップの加圧方向が重力方向と同一方向になるようにしたときのスポット溶接ガンの姿勢における加圧力とガンアームのたわみ量との関係を示す第１の加圧力テーブル、及び移動側チップの加圧方向が反重力方向と同一方向になるようにしたときのスポット溶接ガンの姿勢における加圧力とガンアームのたわみ量との関係を示す第２の加圧力テーブルの２つを、実際に測定するなどして予め作成しておく。スポット溶接ガンが任意の姿勢にあるときに、この姿勢における移動側チップの加圧方向と重力方向とのなす角度θを求める。そして、この角度θ及び前記第１及び第２の加圧力テーブルに基づいて、この任意の姿勢におけるガンアームのたわみ量を算出するようにすれば、この算出されたたわみ量は重力の影響が考慮されたものとなる。したがって、この重力の影響が考慮されたガンアームのたわみ量に基づいてガンアームの先端に設けられた固定側チップの位置を補正するようにすれば、被溶接物を加圧挟持したときに得られる実際の加圧力は、そのときのスポット溶接ガンの姿勢の如何に関わらず、要求される加圧力すなわち要求加圧力に等しいものとなる。   According to this configuration of the first aspect, in order to consider the influence of gravity acting on the spot welding gun, the spot welding gun of the spot welding gun when the pressing direction of the moving tip is made to be the same direction as the gravity direction is used. The first pressure table showing the relationship between the pressure force in the posture and the deflection amount of the gun arm, and the pressure in the spot welding gun posture when the pressing direction of the moving tip is the same as the antigravity direction Two of the second applied pressure tables showing the relationship between the pressure and the deflection amount of the gun arm are prepared in advance by actually measuring the pressure table. When the spot welding gun is in an arbitrary posture, an angle θ formed by the pressing direction of the moving tip and the gravity direction in this posture is obtained. Then, if the deflection amount of the gun arm in this arbitrary posture is calculated based on the angle θ and the first and second pressure table, the calculated deflection amount takes into consideration the influence of gravity. It will be. Therefore, if the position of the tip of the fixed side provided at the tip of the gun arm is corrected based on the amount of deflection of the gun arm in consideration of the influence of gravity, the actual value obtained when the workpiece is pressed and clamped The applied pressure is equal to the required applied pressure, that is, the required applied pressure, regardless of the position of the spot welding gun at that time.

また、請求項２に係る発明では、請求項１に係る発明において、スポット溶接ガンの任意の溶接点におけるガンアームのたわみ量Ｂは、第１の加圧力テーブルから得られる移動側チップを重力方向に加圧したときの要求加圧力に対応したガンアームのたわみ量Ｂ1と、第２の加圧力テーブルから得られる移動側チップを反重力方向に加圧したときの要求加圧力に対応したガンアームのたわみ量Ｂ2と、スポット溶接ガンの任意の溶接点における移動側チップの加圧方向と重力方向とのなす角度θと、に基づいて、Ｂ＝｛（Ｂ1＋Ｂ2）＋（Ｂ2−Ｂ1）cosθ｝／２の関係式より算出するようにした。 Further, in the invention according to claim 2, in the invention according to claim 1, the deflection amount B of the gun arm at an arbitrary welding point of the spot welding gun is such that the moving tip obtained from the first pressure table is moved in the direction of gravity. Deflection amount B 1 of the gun arm corresponding to the required pressure when pressurized and the deflection of the gun arm corresponding to the required pressure when the moving tip obtained from the second pressure table is pressurized in the antigravity direction Based on the amount B 2 and the angle θ between the pressing direction of the moving tip and the direction of gravity at an arbitrary welding point of the spot welding gun, B = {(B 1 + B 2 ) + (B 2 −B 1 ) It was calculated from the relational expression of cos θ} / 2.

各溶接点においては、溶接点個々におけるスポット溶接ガンの要求加圧力及び溶接姿勢に関するデータが教示等により予め与えられている。スポット溶接ガンの要求加圧力に関するデータ及び第１の加圧力テーブルより、移動側チップを重力方向に加圧したときの要求加圧力に対応したガンアームのたわみ量Ｂ1が得られる。同様に、スポット溶接ガンの要求加圧力に関するデータ及び第２の加圧力テーブルより、移動側チップを反重力方向に加圧したときの要求加圧力に対応したガンアームのたわみ量Ｂ2が得られる。さらに、スポット溶接ガンの溶接姿勢に関するデータより、溶接点における移動側チップの加圧方向と重力方向とのなす角度θが求められる。よって、これらＢ1、Ｂ2、及びθを請求項２に係る前述の関係式に入力すれば、各溶接点におけるガンアームのたわみ量Ｂが算出されることになる。 At each welding point, data relating to the required pressure and welding posture of the spot welding gun at each welding point is given in advance by teaching or the like. From the data on the required pressure of the spot welding gun and the first pressure table, the deflection amount B 1 of the gun arm corresponding to the required pressure when the moving tip is pressurized in the direction of gravity is obtained. Similarly, from the spot welding gun data and the second pressure table for the requested pressure, moving deflection of gun arm corresponding to the request pressurizing force when the side chip pressurized antigravity direction B 2 is obtained. Furthermore, an angle θ formed by the pressure direction of the moving tip at the welding point and the gravitational direction is obtained from data on the welding posture of the spot welding gun. Therefore, if these B 1 , B 2 , and θ are input to the above-mentioned relational expression according to claim 2, the deflection amount B of the gun arm at each welding point is calculated.

本発明によれば、重力の影響が考慮されたガンアームのたわみ量に基づいてガンアームの先端に設けられた固定側チップの位置が補正されるので、被溶接物を加圧挟持したときに得られる実際の加圧力は、そのときのスポット溶接ガンの姿勢の如何に関わらず、要求される加圧力すなわち要求加圧力に等しいものとなった。そのため、スポット溶接ガンの姿勢に依存することなく、要求される加圧力を得ることが可能となったので、高い溶接品質を確保できるものとなった。   According to the present invention, since the position of the fixed side tip provided at the tip of the gun arm is corrected based on the deflection amount of the gun arm in consideration of the influence of gravity, it is obtained when the work piece is pressed and clamped. The actual applied pressure was equal to the required applied pressure, that is, the required applied pressure, regardless of the position of the spot welding gun at that time. As a result, the required pressure can be obtained without depending on the position of the spot welding gun, and high welding quality can be ensured.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図５は、本発明に係るスポット溶接方法が適用されるロボット制御装置を含むロボットシステムのブロック図である。この図５において、１は各溶接点にロボットを動作させるための溶接位置情報を読み込む溶接位置データ読込み部である。２は各溶接点において要求される加圧力（要求加圧力）を読み込む加圧力データ読込み部である。３はスポット溶接ガンの任意の姿勢における重力方向を算出するスポット溶接ガン姿勢解析部である。４はスポット溶接ガンの任意の溶接点における要求加圧力をその溶接点の溶接姿勢における重力方向も考慮してガンアームのたわみ量を算出する加圧力→たわみ量算出部である。本実施形態に係るロボット制御装置は、少なくとも、前述した溶接位置データ読込み部１、加圧力データ読込み部２、スポット溶接ガン姿勢解析部３、および加圧力→たわみ量演算部４から構成されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a block diagram of a robot system including a robot controller to which the spot welding method according to the present invention is applied. In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a welding position data reading unit that reads welding position information for operating the robot at each welding point. Reference numeral 2 denotes a pressing force data reading unit that reads a pressing force (required pressing force) required at each welding point. Reference numeral 3 denotes a spot welding gun posture analysis unit that calculates the direction of gravity in an arbitrary posture of the spot welding gun. Reference numeral 4 denotes an applied pressure → deflection amount calculation unit that calculates the deflection amount of the gun arm in consideration of the required applied force at an arbitrary welding point of the spot welding gun in consideration of the direction of gravity in the welding posture of the welding point. The robot control apparatus according to this embodiment includes at least the welding position data reading unit 1, the pressure data reading unit 2, the spot welding gun attitude analysis unit 3, and the pressure → deflection amount calculation unit 4. .

また、５はスポット溶接ガンであり、このスポット溶接ガン５は、図１に示すように、ロボットのアーム先端に装備され、駆動源としてのサーボモータにより一方の電極すなわち移動側チップを動作させ、これと対をなす他方の電極すなわち略Ｌ字型形状を呈したガンアームの先端に設けられた固定側チップとの間で被溶接物を加圧挟持し、両電極間に電流を流すことにより所望の溶接を行うようにしている。なお、本実施形態においては、移動側チップを駆動させるアクチュエータ（駆動源）はサーボモータとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、アクチュエータ（駆動源）としてエアシリンダを使用した空圧駆動システムを採用してもよい。   Further, 5 is a spot welding gun, and as shown in FIG. 1, this spot welding gun 5 is equipped at the tip of the arm of the robot and operates one electrode, that is, the moving tip by a servo motor as a drive source, Desired by holding the object to be welded between the other electrode that is paired with this, that is, a fixed tip provided at the tip of a gun arm having a substantially L-shaped shape, and passing a current between both electrodes We are trying to perform welding. In this embodiment, the actuator (drive source) that drives the moving chip is a servo motor. However, the present invention is not limited to this, and an air cylinder that uses an air cylinder as the actuator (drive source) is used. A pressure drive system may be employed.

次に、本実施形態に係るスポット溶接方法の処理の内容について説明する。まず、図６（ａ）に示すように、予め２つの加圧力テーブルを作成する。本実施形態における加圧力テーブルとは、加圧力とガンアームのたわみ量との関係を示したグラフである。予め作成する２つの加圧力テーブルについて、一つは、移動側チップの加圧方向を重力方向と同一の下向き方向としたときの第１の加圧力テーブル６である。一方、もう一つは、移動側チップの加圧方向を重力方向とは逆向きの方向すなわち反重力方向である上向き方向としたときの第２の加圧力テーブル７である。   Next, the content of the process of the spot welding method according to the present embodiment will be described. First, as shown in FIG. 6A, two pressure tables are created in advance. The pressure table in the present embodiment is a graph showing the relationship between the pressure and the deflection amount of the gun arm. One of the two pressurizing tables created in advance is the first pressurizing table 6 when the pressing direction of the moving tip is the same downward direction as the gravity direction. On the other hand, the other is the second pressure table 7 when the pressing direction of the moving tip is the direction opposite to the direction of gravity, that is, the upward direction which is the anti-gravity direction.

第１の加圧力テーブル６の作成方法としては、まず、図１に示すように、スポット溶接ガンをアーム先端に装備したロボットを動作させ、移動側チップの加圧方向が重力方向と同一方向となるようにスポット溶接ガンの姿勢を位置決めする。次いで、図２（ａ）に示すように、被溶接物を実際に加圧挟持させ、複数の異なる設定加圧力（図６（ａ）においては４つの異なる設定加圧力を例示）を発生させ、各設定加圧力における実際の加圧力を加圧力計にて測定するとともにガンアームのたわみ量をダイヤルゲージにて測定する。最後に、測定で得られた複数個の実際の加圧力および対応するガンアームのたわみ量を図６（ａ）に示すようにプロットし、近似直線を作成すれば、第１の加圧力テーブル６が作成される。一方、第２の加圧力テーブル７の作成方法としては、図４に示すように、スポット溶接ガンをアーム先端に装備したロボットを動作させ、移動側チップの加圧方向が反重力方向と同一方向となるようにスポット溶接ガンの姿勢を位置決めすることになるが、それ以外の処理は前述した移動側チップの加圧方向が重力方向と同一方向とした場合と同様なので、説明は省略する。   As a method of creating the first pressure table 6, first, as shown in FIG. 1, a robot equipped with a spot welding gun is operated at the tip of the arm, and the pressing direction of the moving tip is the same as the direction of gravity. Position the position of the spot welding gun so that Next, as shown in FIG. 2 (a), the workpiece is actually pressed and clamped to generate a plurality of different set pressures (four different set pressures are illustrated in FIG. 6 (a)), The actual pressure at each set pressure is measured with a pressure gauge and the deflection of the gun arm is measured with a dial gauge. Finally, a plurality of actual applied pressures obtained by measurement and the corresponding deflection amounts of the gun arm are plotted as shown in FIG. 6A, and an approximate straight line is created. Created. On the other hand, as shown in FIG. 4, the second pressurizing table 7 is produced by operating a robot equipped with a spot welding gun at the tip of the arm, and the pressing direction of the moving tip is the same as the antigravity direction. The position of the spot welding gun is positioned so as to be, but the other processes are the same as the case where the pressing direction of the moving tip is the same as the direction of gravity, and the description thereof will be omitted.

次に、スポット溶接ガンの任意の溶接点における移動側チップの加圧方向と重力方向とのなす角度θ、及び前述の処理により作成しておいた第１及び第２の加圧力テーブルに基づいて、この任意の溶接点におけるガンアームのたわみ量を算出する。   Next, based on the angle θ between the pressing direction of the moving tip and the gravity direction at an arbitrary welding point of the spot welding gun, and the first and second pressurizing tables prepared by the above-described processing. Then, the deflection amount of the gun arm at this arbitrary welding point is calculated.

加圧力データ読込み部２において読み込まれる任意の溶接点に要求される加圧力（要求加圧力）をＰとすると、式（１）及び式（２）に示す関係が成り立つ。   When the applied pressure (requested applied pressure) required for an arbitrary welding point read by the applied pressure data reading unit 2 is P, the relations shown in Expression (1) and Expression (2) are established.

Figure 2005066654
これら式（１）及び式（２）において、Ｂ1 は、移動側チップを重力方向に加圧したときの要求加圧力Ｐに対応したガンアームのたわみ量であり、前述した移動側チップの加圧方向を重力方向と同一方向としたときの第１の加圧力テーブル６より得られるものである。また、Ｂ2 は、移動側チップを反重力方向に加圧したときの要求加圧力Ｐに対応したガンアームのたわみ量であり、前述した移動側チップの加圧方向を反重力方向と同一方向としたときの第２の加圧力テーブル７より得られるものである。さらに、Ｂp は加圧力→たわみ量算出部４が出力する重力の影響がない場合のガンアームのたわみ量、Ｂg は重力によるガンアームのたわみ量である。したがって、加圧力→たわみ量算出部４が出力する重力の影響がない場合のガンアームのたわみ量Ｂp、 及び重力によるガンアームのたわみ量Ｂg は、式（１）及び式（２）より、それぞれ式（３）及び式（４）となる。
Figure 2005066654
 In these formulas (1) and (2), B 1 is the deflection amount of the gun arm corresponding to the required pressure P when the moving tip is pressed in the direction of gravity, and the aforementioned pressing of the moving tip is performed. This is obtained from the first pressure table 6 when the direction is the same as the direction of gravity. B 2 is the amount of deflection of the gun arm corresponding to the required pressure P when the moving tip is pressed in the antigravity direction. The aforementioned pressing direction of the moving tip is the same as the antigravity direction. It is obtained from the second pressurizing force table 7 at the time. Further, B p is the deflection amount of the gun arm when there is no influence of gravity output from the applied pressure → deflection amount calculation unit 4, and B g is the deflection amount of the gun arm due to gravity. Accordingly, the deflection amount B p of the gun arm and the deflection amount B g of the gun arm due to gravity when there is no gravity effect output from the applied pressure → deflection amount calculation unit 4 are obtained from the equations (1) and (2), respectively. Equations (3) and (4) are obtained.

Figure 2005066654
図６（ｂ）に示すように、スポット溶接ガンの任意の姿勢における移動側チップの加圧方向と重力方向とのなす角度をθ（図中８）とすると、重力Ｇの移動側チップ加圧方向成分はＧcosθ（図中９）となる。これにより、スポット溶接ガンのこの姿勢におけるガンアームのたわみ量分はＢg cosθとなる。よって、スポット溶接ガンの任意の姿勢における要求加圧力Ｐを得るために必要なガンアームのたわみ量Ｂは、式（３）及び式（４）より、式（５）により求めればよいことになる。なお、前述したスポット溶接ガンの任意の姿勢における移動側チップの加圧方向と重力方向とのなす角度θは、スポット溶接ガン姿勢解析部３において算出される。
Figure 2005066654
 As shown in FIG. 6B, when the angle formed between the pressing direction of the moving tip and the gravity direction in an arbitrary position of the spot welding gun is θ (8 in the figure), the moving tip pressing of the gravity G is performed. The direction component is Gcosθ (9 in the figure). Thereby, the amount of deflection of the gun arm in this posture of the spot welding gun becomes B g cos θ. Therefore, the deflection amount B of the gun arm necessary for obtaining the required pressure P in an arbitrary position of the spot welding gun can be obtained from the equation (3) and the equation (4) according to the equation (5). In addition, the angle θ formed by the pressing direction of the moving tip and the direction of gravity in an arbitrary posture of the spot welding gun described above is calculated by the spot welding gun posture analysis unit 3.

Figure 2005066654
以上のように、移動側チップの加圧方向を重力方向と同一の下向き方向としたときの第１の加圧力テーブルと、移動側チップの加圧方向を反重力方向である上向き方向としたときの第２の加圧力テーブルとを予め用意しておけば、スポット溶接ガンの任意の姿勢における移動側チップの加圧方向と重力方向とのなす角度θより、重力の影響を考慮したガンアームのたわみ量を求めることができる。そして、このとき求めたガンアームのたわみ量に基づいてガンアームの先端に設けられた固定側チップの位置を補正するようにすれば、被溶接物を加圧挟持したときに得られる実際の加圧力は、その溶接点で要求される加圧力すなわち要求加圧力に等しくなる。したがって、スポット溶接ガンの溶接時の姿勢に依存することなく、スポット溶接ガンの移動側チップは要求される加圧力にて被溶接物に対して加圧を行うことが可能となるので、高い溶接品質を得ることができる。
Figure 2005066654
 As described above, when the pressing direction of the moving tip is the same downward direction as the gravity direction, and when the pressing direction of the moving tip is the upward direction that is the antigravity direction If the second pressurizing table is prepared in advance, the deflection of the gun arm in consideration of the influence of gravity from the angle θ between the pressing direction of the moving tip and the gravity direction in any posture of the spot welding gun The amount can be determined. Then, if the position of the fixed side tip provided at the tip of the gun arm is corrected based on the amount of deflection of the gun arm obtained at this time, the actual pressurizing force obtained when the work piece is pressed and clamped is The applied pressure required at the welding point, that is, the required applied pressure is equal. Therefore, the moving tip of the spot welding gun can pressurize the workpiece with the required pressure without depending on the welding position of the spot welding gun. Quality can be obtained.

ロボットアーム先端に装備されたスポット溶接ガンを示す説明図であり、移動側チップの加圧方向が重力方向と同一である場合の姿勢を示している。It is explanatory drawing which shows the spot welding gun with which the robot arm tip was equipped, and has shown the attitude | position when the pressurization direction of a movement side chip | tip is the same as a gravity direction. 加圧力テーブルを作成する際における加圧力およびガンアームのたわみ量に関する測定の一例を示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed an example of the measurement regarding the applied pressure and the deflection amount of a gun arm at the time of creating an applied pressure table. 加圧力テーブルの一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the applied pressure table. 溶接時におけるスポット溶接ガンの姿勢の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the attitude | position of the spot welding gun at the time of welding. 移動側チップの加圧方向が反重力方向と同一である場合のスポット溶接ガンの姿勢を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the attitude | position of the spot welding gun when the pressurization direction of a movement side tip is the same as an antigravity direction. 本発明に係るスポット溶接方法が適用されるロボット制御装置を含むロボットシステムのブロック図である。It is a block diagram of a robot system including a robot control device to which the spot welding method according to the present invention is applied. 本発明において使用する２つの加圧力テーブルについて示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the two pressurizing force tables used in this invention. スポット溶接ガンの任意の姿勢における移動側チップの加圧方向と重力方向とのなす角度θについて示した説明図である。It is explanatory drawing shown about angle (theta) which the pressurization direction of the movement side chip | tip in the arbitrary attitude | positions of a spot welding gun and the gravity direction.

符号の説明Explanation of symbols

１ 溶接位置データ読込み部
２ 加圧力データ読込み部
３ スポット溶接ガン姿勢解析部
４ 加圧力→たわみ量演算部
５ スポット溶接ガン
６ 第１の加圧力テーブル
７ 第２の加圧力テーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding position data reading part 2 Applied pressure data reading part 3 Spot welding gun attitude | position analysis part 4 Applied pressure-> Deflection amount calculation part 5 Spot welding gun 6 1st applied pressure table 7 2nd applied pressure table

Claims (2)

アクチュエータにより一方の電極すなわち移動側チップを加圧方向に移動させることにより、移動側チップに対向して設けられた他方の電極すなわちガンアームの先端に設けられた固定側チップとの間で被溶接物を加圧挟持し、これにより被溶接物に対して所望の溶接を施すようにされたスポット溶接ガンにおけるスポット溶接方法において、
移動側チップの加圧方向が重力方向と同一方向になるようにしたときのスポット溶接ガンの姿勢における加圧力とガンアームのたわみ量との関係を示す第１の加圧力テーブル、及び移動側チップの加圧方向が反重力方向と同一方向になるようにしたときのスポット溶接ガンの姿勢における加圧力とガンアームのたわみ量との関係を示す第２の加圧力テーブルを予め作成し、
スポット溶接ガンの任意の姿勢における移動側チップの加圧方向と重力方向とのなす角度θ及び前記第１及び第２の加圧力テーブルに基づいてこの任意の姿勢におけるガンアームのたわみ量を算出し、
該たわみ量に基づいて固定側チップの位置を補正するようにしたことを特徴とするスポット溶接方法。 By moving one electrode, that is, the moving tip in the pressurizing direction by the actuator, the work piece is welded between the other electrode provided facing the moving tip, that is, the fixed tip provided at the tip of the gun arm. In a spot welding method in a spot welding gun that is configured to press-clamp and thereby perform desired welding on a workpiece,
A first pressure table showing the relationship between the pressure force in the position of the spot welding gun and the deflection amount of the gun arm when the pressing direction of the moving tip is the same as the direction of gravity; Create in advance a second pressure table showing the relationship between the force applied in the position of the spot welding gun and the amount of deflection of the gun arm when the pressing direction is the same as the antigravity direction,
Based on the angle θ formed between the pressing direction of the moving tip and the gravity direction of the spot welding gun in any posture and the first and second pressure table, the amount of deflection of the gun arm in this arbitrary posture is calculated,
A spot welding method, wherein the position of the fixed tip is corrected based on the amount of deflection. スポット溶接ガンの任意の溶接点における前記ガンアームのたわみ量Ｂは、
前記第１の加圧力テーブルから得られる移動側チップを重力方向に加圧したときの要求加圧力に対応したガンアームのたわみ量Ｂ1と、
前記第２の加圧力テーブルから得られる移動側チップを反重力方向に加圧したときの要求加圧力に対応したガンアームのたわみ量Ｂ2と、
前記スポット溶接ガンの任意の溶接点における移動側チップの加圧方向と重力方向とのなす角度θと、に基づいて、
Ｂ＝｛（Ｂ1＋Ｂ2）＋（Ｂ2−Ｂ1）cosθ｝／２の関係式より算出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接方法。
The deflection amount B of the gun arm at any welding point of the spot welding gun is:
A deflection amount B 1 of the gun arm corresponding to the required pressing force when the moving tip obtained from the first pressing force table is pressurized in the direction of gravity;
A deflection B 2 of the gun arm corresponding to the required pressure when the moving tip obtained from the second pressure table is pressurized in the anti-gravity direction;
Based on the angle θ between the pressing direction of the moving tip at the arbitrary welding point of the spot welding gun and the direction of gravity,
The spot welding method according to claim 1, wherein the spot welding method is calculated from a relational expression of B = {(B 1 + B 2 ) + (B 2 −B 1 ) cos θ} / 2.
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