JP2012179657A - Spot welding method using spot welding gun - Google Patents

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Hiromitsu Takahashi
広光 高橋
Toshimichi Aoki
俊道 青木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spot welding method using a spot welding gun performable of spot welding in a condition in which fixed pressurizing force is applied constantly to a welding target workpiece, and enhancing the stability of welding quality.SOLUTION: When an operation parameter of the spot welding gun 16 is instructed in a condition without degradation due to secular change of a sliding mechanical part of the spot welding gun 16 with a pair of electrode tips 14a, 14b, a reference tip interval of the pair of the electrode tips 14a, 14b producing a favorable welding condition at a spot welding place of the welding target workpiece 11 is obtained. Moreover, when a prescribed spot welding place of the welding target workpiece 11 is actually welded, a tip interval of the pair of the electrode tips 14a, 14b is made equal to the reference tip interval by position control, and then, the spot welding place of the welding target workpiece 11 is held between the pair of the electrode tips 14a, 14b, and prescribed pressurizing force is added to the welding target workpiece 11 for welding.

Description

本発明は、サーボモータによって一対の電極チップの少なくとも一方を他方に向かって移動させ、該一対の電極チップにより所定の加圧力で被溶接ワークを挟みながら溶接するスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法に関するものである。   The present invention relates to a spot welding method using a spot welding gun in which at least one of a pair of electrode tips is moved toward the other by a servo motor and welding is performed while a workpiece to be welded is sandwiched between the pair of electrode tips with a predetermined pressure. It is about.

スポット溶接ガンを用いたスポット溶接では、相対向する一対の可動側電極チップと対向側電極チップとの間で被溶接物に所定の加圧力が加えられた状態で溶接が行われる。一対の電極チップ間の対向間隔は、所定位置に位置決めされている対向側電極チップに対して可動側電極チップを移動させることにより所定の間隔に設定されるようになっている。なお、リンク機構などによって対となる電極チップの両方が可動するガンの場合であっても、サーボモータによってその動作が制御されているのは、いずれか一方の電極チップであり、便宜上サーボモータにて制御されている電極チップを可動側チップと称し、もう他方を対向側電極チップと称する。   In spot welding using a spot welding gun, welding is performed in a state in which a predetermined pressing force is applied to an object to be welded between a pair of opposed movable electrode tips and opposed electrode tips. The facing distance between the pair of electrode chips is set to a predetermined distance by moving the movable electrode chip with respect to the facing electrode chip positioned at a predetermined position. Even in the case of a gun in which both of the pair of electrode chips are movable by a link mechanism or the like, the operation of the servomotor is controlled by either one of the electrode chips. The electrode chip controlled in this manner is referred to as a movable-side chip, and the other is referred to as a counter-side electrode chip.

可動側電極チップは、サーボモータによって、一対の電極チップ間の対向間隔が閉じる方向又は開く方向に、所定の位置まで所定の移動速度で移動するように制御されている。これにより、被溶接物は、一対の電極チップ間で所定の加圧力で加圧されることになり、安定した溶接品質が維持されるようになっている。   The movable electrode tip is controlled by a servo motor so as to move at a predetermined moving speed to a predetermined position in a direction in which the facing distance between the pair of electrode chips closes or opens. As a result, the workpiece is pressurized with a predetermined pressure between the pair of electrode tips, so that stable welding quality is maintained.

しかしながら、スポット溶接ガンに備わるサーボモータ及び減速機などの駆動機構は、摺動する機構部の摩耗などの経年変化により劣化することが知られている。すなわち、ボールねじや軸受けなどの機械要素は、長期間使用するにしたがって故障や摩耗などにより経年変化を生じる。経年変化を生じると、溶接ガンにおける加圧力が低下することとなる。このような場合、所定のタイミングで加圧力を測定するなどして溶接ロボットの診断を行い、溶接品質が低下しないように、パラメータやキャリブレーションの調整作業が行われる。   However, it is known that a drive mechanism such as a servo motor and a speed reducer provided in a spot welding gun deteriorates due to aging such as wear of a sliding mechanism portion. That is, mechanical elements such as ball screws and bearings change over time due to failure or wear as they are used for a long time. When the secular change occurs, the pressurizing force in the welding gun is lowered. In such a case, the welding robot is diagnosed by measuring the applied pressure at a predetermined timing, and parameters and calibration are adjusted so that the welding quality does not deteriorate.

他の方法の一例として、実際の加圧力を検出して電極の突き出し量を補正することにより溶接ガンの加圧力を制御する方法が開示されている(例えば、特許文献1)。特許文献1では、「加圧用電流指令回路で任意の設定加圧力からモータ電流指令値を計算させ、かつ溶接時モータ電流値から実加圧力への変換を行うようにして帰還されたモータ電流信号から実加圧力を計算し、前記任意の設定加圧力と前記計算した実加圧力との差異があるときは、前記一方の電極の突き出し量を補正するようにし、前記一方の電極の突き出し量は、前記溶接ガンのアームのたわみ量係数Ctに前記任意の設定加圧力と前記計算した実加圧力との差異を乗算して算出された」と記載されている。   As an example of another method, there is disclosed a method of controlling the pressure of a welding gun by detecting the actual pressure and correcting the protruding amount of the electrode (for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, “From a motor current signal fed back so that a motor current command value can be calculated from an arbitrary set pressing force in a pressurizing current command circuit and converted from a welding motor current value to an actual pressing force. An actual pressing force is calculated, and when there is a difference between the arbitrary set pressing force and the calculated actual pressing force, the protruding amount of the one electrode is corrected, and the protruding amount of the one electrode is determined by the welding It was calculated by multiplying the deflection amount coefficient Ct of the gun arm by the difference between the arbitrary set pressure and the calculated actual pressure ”.

特開平06−312273号公報(第2頁、段落番号[0006])Japanese Patent Laid-Open No. 06-312273 (page 2, paragraph number [0006])

通常、生産を繰り返し行うごとに、スポット溶接ガンの機構部は、潤滑状態の変化やブッシュやガイド部の摩耗が進行し、機構部を駆動する為の摩擦力が増加する。機構部の摩擦が増えると、摩擦の小さいときの加圧力を発生させる為に必要とされるモータ電流値は増加することになる。したがって、モータ電流値に基づいて加圧力を制御する方法では、スポット溶接ガンの機構部の経年変化などによってモータ電流値がどの程度変化するのかを推定する必要がある。また、スポット溶接ガンの機構部には少なからず静摩擦が存在し、一定の加圧力がオーバーシュート方向から安定する場合と、アンダーシュート側から収束する場合とで、モータ電流にはこの静摩擦分だけの誤差が必ず生じてしまうことが知られている。しかしながら、実際の加圧力は、機構部の経年変化に加えて、電極チップの摩耗や被溶接ワーク間のギャップなどによっても変化するため、機構部の経年変化や静摩擦に応じたモータ電流値の変化だけを正確に推定できたとしても、加圧力を一定値に保持することは容易ではない。これは、被溶接ワーク間にギャップなどがある場合に、そのギャップを埋める為の押付け力を余計に必要とするためである。ギャップを埋める為に消費される押付け力を考慮しなければ、加圧力が小さくなり、実際のワーク同士の接合状態は不十分となる心配がある。   Normally, as the production is repeated, the mechanism of the spot welding gun undergoes a change in the lubrication state and wear of the bush and the guide, and the frictional force for driving the mechanism increases. When the friction of the mechanism portion increases, the motor current value required to generate the pressurizing force when the friction is small increases. Therefore, in the method of controlling the applied pressure based on the motor current value, it is necessary to estimate how much the motor current value changes due to the secular change of the mechanism portion of the spot welding gun. In addition, there is a considerable amount of static friction in the spot welding gun mechanism, and when the constant pressure is stabilized from the overshoot direction and when it converges from the undershoot side, the motor current is equivalent to this static friction. It is known that errors always occur. However, the actual applied pressure changes due to the wear of electrode tips and the gap between workpieces to be welded in addition to the aging of the mechanism, so the motor current value changes according to the aging of the mechanism and static friction. Even if it is possible to accurately estimate only the pressure, it is not easy to maintain the applied pressure at a constant value. This is because when there is a gap between the workpieces to be welded, an extra pressing force for filling the gap is required. If the pressing force consumed to fill the gap is not taken into consideration, there is a concern that the applied pressure becomes small and the actual joining state between the workpieces becomes insufficient.

本発明は、被溶接ワークに常に一定の加圧力を加えた状態でスポット溶接を行うことができ、溶接品質の安定性を高めることができるスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a spot welding method using a spot welding gun that can perform spot welding with a constant pressure applied to a workpiece to be welded, and can improve the stability of welding quality. Objective.

上記目的を達成するために、請求項1に記載のスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法は、サーボモータによって一対の電極チップの少なくとも一方を他方に向かって移動させ、該一対の電極チップにより被溶接ワークを挟み、所定の加圧力を加えながら該被溶接ワークを保持し、電流を流すことにより前記被溶接ワークを溶接するスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法において、前記一対の電極チップを有するスポット溶接ガンの動作パラメータを教示するときに、前記被溶接ワークのスポット溶接箇所において良好な溶接状態が得られたときの前記一対の電極チップの基準チップ位置を取得することと、前記被溶接ワークを実際に溶接するときに、前記一対の電極チップにより前記被溶接ワークの前記スポット溶接箇所を挟み、前記一対の電極チップのチップ位置を前記基準チップ位置と等しくなるように位置制御することと、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a spot welding method using a spot welding gun according to claim 1 is a method in which at least one of a pair of electrode tips is moved toward the other by a servo motor, and is covered by the pair of electrode tips. In a spot welding method using a spot welding gun that sandwiches a welding workpiece, holds the workpiece to be welded while applying a predetermined pressing force, and welds the workpiece by flowing an electric current, the pair of electrode tips are included. Obtaining a reference tip position of the pair of electrode tips when a good welding state is obtained at a spot welded spot of the workpiece to be welded when teaching operation parameters of a spot welding gun; and When actually welding, the spot welded portion of the workpiece to be welded is sandwiched between the pair of electrode tips. Characterized in that it comprises, and to position control so that the chip position of the pair of electrode tips become equal to the reference chip position.

また、請求項2の発明は、請求項1に記載のスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法において、前記位置制御により前記チップ位置を前記基準チップ位置と等しくした後に、圧力制御により前記加圧力を所定期間保持することを、さらに備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the spot welding method using the spot welding gun according to the first aspect, after the tip position is made equal to the reference tip position by the position control, the pressure is controlled by pressure control. It further comprises holding for a predetermined period.

また、請求項3の発明は、請求項2に記載のスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法において、前記サーボモータの電流値を一定値に所定期間保持することにより、前記加圧力を一定値に所定期間保持することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the spot welding method using the spot welding gun according to the second aspect, the pressing force is kept constant by holding the current value of the servo motor at a constant value for a predetermined period. It is characterized by holding for a predetermined period.

また、請求項4の発明は、請求項2に記載のスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法において、外乱オブザーバを用いて前記サーボモータの外乱トルクを推定し、該外乱トルクを所定期間一定値に保持することにより、前記加圧力を一定値に所定期間保持することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the spot welding method using the spot welding gun according to the second aspect, the disturbance torque of the servo motor is estimated using a disturbance observer, and the disturbance torque is kept constant for a predetermined period. By holding, the pressurizing force is held at a constant value for a predetermined period.

また、請求項5の発明は、請求項4に記載のスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法において、前記基準チップ位置の取得時に、前記外乱トルク値又は前記サーボモータに対するトルク指令値を基準トルク値として取得し、前記自動溶接時に前記外乱トルク値と前記基準トルク値とを比較し、前記外乱トルク値と前記基準トルク値との差分が所定のしきい値を超えた場合に警告を通知することを、さらに備えたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the spot welding method using the spot welding gun according to the fourth aspect, when the reference tip position is acquired, the disturbance torque value or the torque command value for the servo motor is set as a reference torque value. The disturbance torque value is compared with the reference torque value during the automatic welding, and a warning is notified when a difference between the disturbance torque value and the reference torque value exceeds a predetermined threshold value. Is further provided.

また、請求項6の発明は、請求項1〜5の何れか1項に記載のスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法において、前記一対の電極チップ間で前記被溶接ワークを挟んだときに、少なくとも一方の電極チップの弾性変形量を、前記基準チップ位置と前記被溶接ワークの板厚とを加算することにより算出し、前記弾性変形量に基づいて前記スポット溶接ガンのスポット溶接打点位置の位置補正を行うことを特徴とする。   Further, the invention of claim 6 is the spot welding method using the spot welding gun according to any one of claims 1 to 5, wherein when the work to be welded is sandwiched between the pair of electrode tips, The amount of elastic deformation of at least one of the electrode tips is calculated by adding the reference tip position and the plate thickness of the workpiece to be welded, and the position of the spot welding spot position of the spot welding gun based on the amount of elastic deformation Correction is performed.

また、請求項7の発明は、請求項6に記載のスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法において、前記被溶接ワークの前記板厚に、個々の前記スポット溶接箇所の設定板厚を使用することを特徴とする。   Further, the invention of claim 7 is the spot welding method using the spot welding gun according to claim 6, wherein the set plate thickness of each spot welding location is used as the plate thickness of the workpiece to be welded. It is characterized by.

また、請求項8の発明は、請求項6に記載のスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法において、前記被溶接ワークの前記板厚に、前記一対の電極チップで前記被溶接ワークを挟んだときに計測された計測板厚を使用することを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the spot welding method using the spot welding gun according to claim 6, wherein the workpiece to be welded is sandwiched between the plate thickness of the workpiece to be welded by the pair of electrode tips. It is characterized by using the measured plate thickness.

以上の如く、本発明によれば、一対の電極チップにより被溶接ワークのスポット溶接箇所を挟み、被溶接ワークに所定の加圧力を加えているときのチップ位置を、スポット溶接ガンの動作パラメータを教示するときに取得された基準チップ位置と等しくするように位置制御することで、電極チップの摩耗や被溶接ワーク間のギャップなどの影響を受けずに、スポット溶接をすることができる。したがって、被溶接ワークに常に一定の加圧力を加えた状態でスポット溶接を行うことができ、溶接品質の安定性を高めることができる。   As described above, according to the present invention, the spot welding location of the workpiece to be welded is sandwiched between the pair of electrode tips, and the tip position when a predetermined pressure is applied to the workpiece to be welded is determined based on the operating parameters of the spot welding gun. By performing position control so as to be equal to the reference tip position acquired at the time of teaching, spot welding can be performed without being affected by electrode tip wear, gaps between workpieces to be welded, and the like. Therefore, spot welding can be performed in a state in which a constant pressure is always applied to the workpiece to be welded, and the stability of the welding quality can be improved.

また、請求項2記載の発明によれば、位置制御により所定の加圧力を得た後に、圧力制御によりこの加圧力を所定期間保持することで、スパッタの発生を抑えて溶接することができる。したがって、溶接の品質信頼性を高めることができる。   According to the second aspect of the present invention, after a predetermined pressure is obtained by position control, this pressure is held for a predetermined period by pressure control, so that spattering can be suppressed and welding can be performed. Therefore, the quality reliability of welding can be improved.

また、請求項3記載の発明によれば、サーボモータの電流値を一定値に保持して圧力制御を行うことで、センサなどの検出手段を新たに追加せずに既存の設備を用いて圧力制御を行うことができる。   According to the third aspect of the present invention, the pressure value is controlled by maintaining the current value of the servo motor at a constant value, so that pressure can be increased using existing equipment without newly adding a detection means such as a sensor. Control can be performed.

また、請求項4記載の発明によれば、外乱オブザーバを用いてサーボモータの外乱トルクを推定し、外乱トルクを一定値に保持することで、高精度に圧力制御を行うことができる。   According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to perform pressure control with high accuracy by estimating the disturbance torque of the servo motor using the disturbance observer and maintaining the disturbance torque at a constant value.

また、請求項5記載の発明によれば、外乱トルク値と基準トルク値との差分が所定のしきい値を超えた場合に、警告を通知することで、スポット溶接ガンのトラブルなどを発見することができ、生産加工システムの信頼性を高めることができる。   According to the invention described in claim 5, when a difference between the disturbance torque value and the reference torque value exceeds a predetermined threshold value, a warning is notified to find a trouble of the spot welding gun. It is possible to improve the reliability of the production processing system.

また、請求項6記載の発明によれば、電極チップの弾性変形量に基づいてスポット溶接ガンの位置の補正を行うことで、電極チップの弾性変形の影響により被溶接ワークが変形することを防止することできる。   According to the sixth aspect of the invention, by correcting the position of the spot welding gun based on the amount of elastic deformation of the electrode tip, it is possible to prevent the workpiece to be welded from being deformed due to the elastic deformation of the electrode tip. Can do.

また、請求項7記載の発明によれば、被溶接ワークの板厚の個体差が少ない場合に、被溶接ワークの板厚を個々のスポット溶接箇所の設定板厚とすることで、電極チップの弾性変形量を容易に得ることができる。   Further, according to the invention described in claim 7, when there is little individual difference in the plate thickness of the workpiece to be welded, the plate thickness of the workpiece to be welded is set to the set plate thickness of each spot welding location, The amount of elastic deformation can be easily obtained.

また、請求項8記載の発明によれば、被溶接ワークの板厚の個体差が多い場合に、被溶接ワークの板厚を計測板厚とすることで、電極チップの弾性変形量を容易に得ることができる。   Further, according to the invention described in claim 8, when there are many individual differences in the thickness of the workpiece to be welded, the amount of elastic deformation of the electrode tip can be easily achieved by setting the thickness of the workpiece to be welded to the measured thickness. Obtainable.

本発明に係るスポット溶接ガンを用いたスポット溶接を実施するためのスポット溶接システムの一実施形態を示す正面図である。It is a front view showing one embodiment of a spot welding system for carrying out spot welding using a spot welding gun concerning the present invention. スポット溶接システムの変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the modification of a spot welding system. 図1及び図2に示すロボット制御装置の構成の一部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a part of structure of the robot control apparatus shown in FIG.1 and FIG.2. スポット溶接打点位置を求める方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the method of calculating | requiring a spot welding hit point position. 溶接ロボットの教示時に基準電極チップ位置などを記録する方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the method of recording a reference electrode tip position etc. at the time of teaching of a welding robot. 溶接ロボットによる自動溶接時に位置制御により被溶接ワークを加圧する方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the method to pressurize a to-be-welded workpiece | work by position control at the time of automatic welding by a welding robot. 一対の電極チップの間で被溶接ワークを加圧していない状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which is not pressurizing the to-be-welded workpiece | work between a pair of electrode tips. 一対の電極チップの間で被溶接ワークを加圧し、対向側電極チップを有するガンアームが撓んでいる状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which pressurizes a to-be-welded workpiece | work between a pair of electrode tips, and the gun arm which has an opposing side electrode tip is bent. 被溶接ワークの板厚を計測している状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the state which is measuring the plate | board thickness of a to-be-welded workpiece | work. 被溶接ワークが変形して溶接が行われている状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state by which the to-be-welded workpiece deform | transforms and welding is performed. スポット溶接打点位置を補正した後に溶接が行われている状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state in which welding is performed after correct | amending the spot welding hit point position.

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。図1は、本発明に係るスポット溶接ガンを備えたスポット溶接システムの一実施形態を示すものである。このスポット溶接システムは、特に制限されるものではないが、スポット溶接ガン16を備えた多関節型の溶接ロボット1と、溶接ロボット1を制御するロボット制御装置2とを備えている。被溶接ワーク11は、床上に立設されたステムの先端側に設けられた保持治具(図示せず)により保持されている。図1では、被溶接ワーク11がスポット溶接ガン16により挟まれた状態が示されている。図2には、スポット溶接ガン16が保持治具15に保持されているスポット溶接システムの変形例が示されている。図2において、被溶接ワーク11は溶接ロボット1Aの先端側に設けられたハンド34により保持されている。図1と図2で示されているスポット溶接システムの主な違いは、スポット溶接ガン16が溶接ロボット1に備わっているか、又は保持治具15に備わっているかの違いであり、スポット溶接ガン16をロボット制御装置2により制御する方法などは同じである。図2では、図1と共通する構成部分には同一符号を付して、重複する説明を省略することとする。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a spot welding system provided with a spot welding gun according to the present invention. The spot welding system is not particularly limited, and includes an articulated welding robot 1 having a spot welding gun 16 and a robot controller 2 that controls the welding robot 1. The work 11 to be welded is held by a holding jig (not shown) provided on the distal end side of a stem erected on the floor. FIG. 1 shows a state in which the workpiece 11 is sandwiched between spot welding guns 16. FIG. 2 shows a modification of the spot welding system in which the spot welding gun 16 is held by the holding jig 15. In FIG. 2, the work 11 to be welded is held by a hand 34 provided on the tip side of the welding robot 1A. The main difference between the spot welding systems shown in FIGS. 1 and 2 is whether the spot welding gun 16 is provided in the welding robot 1 or the holding jig 15. The method of controlling the robot by the robot controller 2 is the same. In FIG. 2, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 1, and redundant description will be omitted.

図1に示すように、スポット溶接ロボット1は、一般的な6軸垂直多関節型ロボットであり、鉛直方向の第1軸まわりで回転可能に床に固定されているベース3と、ベース3に続く上腕4と、上腕4に続く前腕5と、前腕5の前端部に回転自在に連結されている手首要素6と、手首要素6の端部に装着されたスポット溶接ガン16とを有する。上腕4は、水平方向の第2軸まわりで回転可能にベース3に取り付けられている。上腕4の上端部には、前腕5の基端部が水平方向の第3軸まわりで回転可能に連結されている。前腕5の先端部には、手首要素6が前腕5の軸線に平行な第4軸まわりで回転可能に連結されている。手首要素6の先端部には、図示しない手首要素が前腕5の軸線に垂直な第5軸まわりで回転可能に連結されており、図示しない手首要素にスポット溶接ガン16が第5軸に垂直な第6軸まわりで回転可能に装着されている。   As shown in FIG. 1, the spot welding robot 1 is a general 6-axis vertical articulated robot, and includes a base 3 fixed to the floor so as to be rotatable about a first axis in the vertical direction, and a base 3. The upper arm 4 continues, the forearm 5 following the upper arm 4, the wrist element 6 rotatably connected to the front end of the forearm 5, and the spot welding gun 16 attached to the end of the wrist element 6. The upper arm 4 is attached to the base 3 so as to be rotatable around a second axis in the horizontal direction. A base end portion of the forearm 5 is connected to an upper end portion of the upper arm 4 so as to be rotatable around a third axis in the horizontal direction. A wrist element 6 is connected to the distal end portion of the forearm 5 so as to be rotatable about a fourth axis parallel to the axis of the forearm 5. A wrist element (not shown) is connected to the tip of the wrist element 6 so as to be rotatable about a fifth axis perpendicular to the axis of the forearm 5, and a spot welding gun 16 is perpendicular to the fifth axis. It is mounted so as to be rotatable around the sixth axis.

スポット溶接ガン16は、手首要素に回転可能に連結される図示しない連結部と、この連結部に一体形成されている逆Lの字状のガンアーム7と、挟持用サーボモータ12とを有している。ガンアーム7は、対向側電極チップ14aと、この対向側電極チップ14aに対向し、対向側電極チップ14aに対して接離自在に移動可能な可動側電極チップ14bとを有している。一対の電極チップ14a,14bは棒状であり、この一対の電極チップ14a,14bの間で挟持される被溶接ワーク11の板厚方向で同軸に配置されている。   The spot welding gun 16 includes a connecting portion (not shown) that is rotatably connected to the wrist element, an inverted L-shaped gun arm 7 that is integrally formed with the connecting portion, and a clamping servo motor 12. Yes. The gun arm 7 includes a counter electrode tip 14a, and a movable electrode tip 14b that is opposed to the counter electrode tip 14a and that can move to and away from the counter electrode tip 14a. The pair of electrode tips 14a and 14b are rod-shaped, and are arranged coaxially in the thickness direction of the work 11 to be welded sandwiched between the pair of electrode tips 14a and 14b.

対向側電極チップ14aは、溶接ロボット1の各回転軸を駆動するサーボモータによってその位置及び姿勢が制御されるようになっている。すなわち、対向側電極チップ14aを被溶接物11の板厚方向で教示位置(スポット溶接打点位置)に位置決めする場合は、対向側電極チップ14aがロボット1の各軸を駆動するサーボモータによって駆動されるようになっている。一方、可動側電極チップ14bは、スポット溶接ガン16の挟持用サーボモータ12によって、一対の電極チップ14a,14bの対向する方向に所定の位置まで、所定の移動速度で駆動されるようになっている。   The position and posture of the counter electrode tip 14a are controlled by a servo motor that drives each rotating shaft of the welding robot 1. That is, when the opposing electrode tip 14a is positioned at the teaching position (spot welding spot position) in the thickness direction of the workpiece 11, the opposing electrode tip 14a is driven by a servo motor that drives each axis of the robot 1. It has become so. On the other hand, the movable electrode tip 14b is driven by the clamping servo motor 12 of the spot welding gun 16 to a predetermined position in a direction facing the pair of electrode tips 14a and 14b at a predetermined moving speed. Yes.

挟持用サーボモータ12には、図示しないパワーアンプやエンコーダが装着されている。パワーアンプにより電流値が増幅されてサーボモータ12に提供される。また、フィードバック制御により、サーボモータ12の速度から外乱オブザーバ48(図3参照)を介して推定トルクを得ることも可能である。エンコーダは、サーボモータ12の軸回りの回転角度が検出するために装着されている。フィードバック制御により、検出された回転角度がフィードバックされ、可動側電極チップ14bが所定位置に位置決めされ、一対の電極チップ14a,14b間で被溶接ワーク11に所定の加圧力が与えられるようになっている。なお、本実施形態及び変形例のスポット溶接ガン1,1Aには、実際の加圧力を検出する圧力センサが装着されていないが、圧力センサを備える構成を採用することも可能である。   The sandwiching servo motor 12 is provided with a power amplifier and an encoder (not shown). The current value is amplified by the power amplifier and provided to the servo motor 12. Further, it is also possible to obtain an estimated torque from the speed of the servo motor 12 via the disturbance observer 48 (see FIG. 3) by feedback control. The encoder is mounted in order to detect the rotation angle of the servo motor 12 around the axis. By the feedback control, the detected rotation angle is fed back, the movable electrode tip 14b is positioned at a predetermined position, and a predetermined pressing force is applied to the workpiece 11 to be welded between the pair of electrode tips 14a, 14b. Yes. In addition, although the pressure sensor which detects an actual pressurizing force is not mounted | worn with the spot welding gun 1 and 1A of this embodiment and a modification, it is also possible to employ | adopt the structure provided with a pressure sensor.

ロボット制御装置2は、図示しないCPU、各種メモリ、入出力インターフェースなどを備えたデジタルサーボ回路を構成して、スポット溶接ガン1,1Aに備わる可動側の電極チップ14bを移動させるサーボモータ12の位置制御、速度制御、トルク(電流)制御などを行なうものである。   The robot controller 2 constitutes a digital servo circuit including a CPU, various memories, input / output interfaces, etc. (not shown), and the position of the servo motor 12 that moves the movable electrode tip 14b of the spot welding gun 1, 1A. Control, speed control, torque (current) control, etc. are performed.

記憶手段としてのメモリには、スポット溶接ロボット1,1Aの動作プログラムや教示データが格納されている。教示データには、被溶接物11の多数の溶接箇所をスポット溶接するときのスポット溶接ロボット1,1A及びスポット溶接ガン16の位置および姿勢であるスポット溶接打点データが含まれている。スポット溶接ロボット1,1Aの位置や姿勢は、特に制限されるものではないが、本実施形態では、スポット溶接ガン16の一対の電極チップ14a,14bが上下方向に配置されている。   An operation program and teaching data of the spot welding robots 1 and 1A are stored in a memory as a storage unit. The teaching data includes spot welding spot data, which are the positions and postures of the spot welding robots 1 and 1A and the spot welding gun 16 when spot welding a large number of welding locations of the workpiece 11. The position and orientation of the spot welding robots 1 and 1A are not particularly limited, but in the present embodiment, the pair of electrode tips 14a and 14b of the spot welding gun 16 are arranged in the vertical direction.

図3は、ロボット制御装置の構成の一部を示すブロック図である。スポット溶接ガン15に備えられたサーボモータ12は、パルスエンコーダから帰還する位置情報と動作指令部22から共有RAM42を経由してから渡された位置指令と位置制御ゲイン46によって位置制御される。なお、位置フィードバック回路の積分演算を意味する1/sのsはラプラス演算子である。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a part of the configuration of the robot control device. The servo motor 12 provided in the spot welding gun 15 is position-controlled by position information fed back from the pulse encoder, a position command passed from the operation command unit 22 via the shared RAM 42, and a position control gain 46. Note that 1 / s of s, which means an integral operation of the position feedback circuit, is a Laplace operator.

また、サーボモータ12は、外乱オブザーバ48にて推定された推定外乱トルクと、動作指令部22から共有RAM42を経由してから渡された位置指令値と、共有RAM42から渡されたトルク指令と、トルク制御ゲイン50によってトルク制御される。推定外乱トルクは、モータ制御電流とモータ実速度から外乱オブサーバ48を用いて推定されるサーボモータ12の外乱トルクであり、スポット溶接ガン16の場合、サーボモータ12に付加される外乱トルクは電極チップ14a,14b同士を押付けることによって発生する加圧力や可動側電極チップ14bの動作に伴う摩擦力に相当する。   The servo motor 12 includes an estimated disturbance torque estimated by the disturbance observer 48, a position command value passed from the operation command unit 22 via the shared RAM 42, a torque command passed from the shared RAM 42, Torque is controlled by the torque control gain 50. The estimated disturbance torque is the disturbance torque of the servo motor 12 estimated from the motor control current and the actual motor speed using the disturbance observer 48. In the case of the spot welding gun 16, the disturbance torque added to the servo motor 12 is an electrode. This corresponds to the pressure generated by pressing the tips 14a and 14b against each other and the frictional force accompanying the operation of the movable electrode tip 14b.

さらに、ロボット制御装置2には、図1及び図2に示すように、ロボット制御装置2内の情報の閲覧や、ロボット制御装置2の操作および設定を行うことが可能な教示操作盤8や、通信用インターフェイスを介してロボット制御装置2との間で通信を行う周辺機器9が接続されている。   Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the robot control device 2 includes a teaching operation panel 8 capable of browsing information in the robot control device 2 and operating and setting the robot control device 2. A peripheral device 9 that communicates with the robot controller 2 is connected via a communication interface.

図4〜図6は、スポット溶接ガン16を用いたスポット溶接方法のフローチャートを示すものである。図4ではスポット打点位置を求めるフローチャートが示されている。図5及び図6では、スポット打点位置を求めた後に、スポット打点位置において一対の電極チップの基準チップ位置を求め、実際の自動溶接時に基準チップ位置に基づいて、可動側電極チップを動かすサーボモータを位置制御し、一対の電極チップの間で被溶接ワークを挟持する方法が示されている。サーボモータ12を位置制御して可動側電極チップ14bを動かし、電極チップ14bの位置を基準チップ位置に等しくすることで、個々のスポット溶接打点位置において一対の電極チップ14a,14bで挟持される被溶接ワーク11の加圧力を一定の値に保持することができる。尚、スポット溶接打点を求める工程においては、図4に示す工程の他に、従来の様に作業者が直接溶接ロボットを操作して、所望の位置に位置決めする方法をとっても当然良い。この場合は、その位置決めされた位置において図5及び図6の工程を実施すればよい。   4 to 6 show flowcharts of a spot welding method using the spot welding gun 16. FIG. 4 shows a flowchart for obtaining the spot hitting point position. In FIG. 5 and FIG. 6, after obtaining the spot hitting position, the reference tip position of the pair of electrode tips is obtained at the spot hitting position, and the servo motor that moves the movable electrode tip based on the reference tip position during actual automatic welding. A method is shown in which the position of the workpiece is controlled and the workpiece to be welded is sandwiched between a pair of electrode tips. The position of the electrode tip 14b is made equal to the reference tip position by controlling the position of the servo motor 12 to move the movable electrode tip 14b, so that it is sandwiched between the pair of electrode tips 14a and 14b at each spot welding spot position. The applied pressure of the welding work 11 can be maintained at a constant value. Incidentally, in the step of obtaining the spot welding spot, it is naturally possible to adopt a method in which the operator directly operates the welding robot and positions it at a desired position, as in the prior art, in addition to the step shown in FIG. In this case, what is necessary is just to implement the process of FIG.5 and FIG.6 in the positioned position.

図4で示すスポット溶接打点位置の教示は、例えば、スポット溶接システムの溶接ロボットの立ち上げ時などスポット溶接ガン16の摺動する機構部の経年変化による劣化がない状態に実施される。対向側電極チップ14aの端面が被溶接ワーク11の下面に接する位置であるスポット溶接打点位置に、対向側電極チップ14aを位置決めする方法は、ステップS1〜S5の工程から構成されている。被溶接ワーク11の板厚などが一定でない場合には、個々のスポット溶接箇所におけるスポット溶接打点位置がこの方法で求められる。スポット溶接打点位置が求まった後は、動作プログラムにしたがって溶接ロボット1がスポット溶接打点位置まで移動するように制御される。   The teaching of the spot welding spot position shown in FIG. 4 is carried out in a state in which there is no deterioration due to aging of the mechanism portion on which the spot welding gun 16 slides, such as when the welding robot of the spot welding system is started up. The method of positioning the counter electrode tip 14a at the spot welding spot position where the end surface of the counter electrode tip 14a is in contact with the lower surface of the workpiece 11 to be welded includes steps S1 to S5. When the thickness of the workpiece 11 to be welded is not constant, the spot welding spot position at each spot welding point is obtained by this method. After the spot welding spot position is obtained, the welding robot 1 is controlled to move to the spot welding spot position according to the operation program.

先ず、ステップS1では、被溶接ワーク11の設定板厚より広い間隔になるようにスポット溶接ガン16の対向側電極チップ14bと可動側電極チップ14aとの対向間隔を確保する。次に、スポット溶接ロボット1を被溶接ワーク11の溶接箇所まで移動して、保持治具に保持されている被溶接ワーク11の板厚方向の両側に対向側電極チップ14aと可動側電極チップ14bとがそれぞれ位置するように、スポット溶接ガン16(対向側電極チップ14b)を仮位置決めする。   First, in step S1, the facing interval between the facing electrode tip 14b and the movable electrode tip 14a of the spot welding gun 16 is secured so that the spacing is wider than the set plate thickness of the workpiece 11 to be welded. Next, the spot welding robot 1 is moved to the welding location of the workpiece 11 to be welded, and the opposing electrode tip 14a and the movable electrode tip 14b are arranged on both sides in the plate thickness direction of the workpiece 11 held by the holding jig. The spot welding gun 16 (opposite electrode tip 14b) is temporarily positioned so that and are positioned respectively.

ステップS2では、可動側電極チップ14bを対向側電極チップ14aに接近する方向に一定の速度で移動させる。すなわち、一対の電極チップ14a,14b間の開放空間が閉じる方向に可動側電極チップ14bを移動させる。ステップS3では、可動側電極チップ14bを駆動するサーボモータ12の電流値を監視し、電流値が所定の値を超えたときを判断する。電流値を監視することで、サーボモータ12に外乱トルクが発生するときを認識することができる。外乱トルクの発生するときは、可動側電極チップ14bが被溶接ワーク11の上面に接触するときである。具体的には、電流値がステップ状に変化するときが、外乱トルクの発生するときである。外乱トルクの発生しないときは、被溶接ワーク11が存在しないときと判断される。   In step S2, the movable electrode tip 14b is moved at a constant speed in a direction approaching the counter electrode tip 14a. That is, the movable electrode tip 14b is moved in the direction in which the open space between the pair of electrode tips 14a and 14b is closed. In step S3, the current value of the servo motor 12 that drives the movable electrode tip 14b is monitored to determine when the current value exceeds a predetermined value. By monitoring the current value, it is possible to recognize when disturbance torque is generated in the servo motor 12. When the disturbance torque is generated, the movable electrode tip 14b is in contact with the upper surface of the workpiece 11 to be welded. Specifically, the time when the current value changes stepwise is when disturbance torque is generated. When no disturbance torque is generated, it is determined that there is no workpiece 11 to be welded.

ステップS4では、外乱トルクが検出されたときを可動側電極チップ14bが被溶接ワーク11に接触したときとみなし、可動側電極チップ14bの移動を停止して、可動側電極チップ14bの先端と、対向側電極チップ14aとの間のチップ開放間隔を計測する。ステップS5では、チップ開放間隔から被溶接ワーク11の予め設定されている設定板厚を減算して得られた差分を対向側電極チップ14aの移動量とみなし、対向側電極チップ14aを有するスポット溶接ガン16を移動させる。これにより、対向側電極チップ14aが被溶接ワーク11の下面に接する位置に本位置決めされる。   In step S4, when the disturbance torque is detected, it is considered that the movable electrode tip 14b is in contact with the work 11 to be welded, the movement of the movable electrode tip 14b is stopped, the tip of the movable electrode tip 14b, A chip opening interval with the counter electrode tip 14a is measured. In step S5, the difference obtained by subtracting the preset plate thickness of the workpiece 11 to be welded from the tip opening interval is regarded as the amount of movement of the counter electrode tip 14a, and spot welding having the counter electrode tip 14a is performed. Move gun 16. As a result, the opposing electrode tip 14a is finally positioned at a position in contact with the lower surface of the work 11 to be welded.

ステップS6では、求めた教示位置を教示データとしてメモリに記憶して終了する。スポット溶接ロボット1は、この教示データに基づいて対向側電極チップ14aを求めたスポット溶接打点位置に位置決めすることができる。   In step S6, the obtained teaching position is stored in the memory as teaching data, and the process ends. The spot welding robot 1 can position the counter electrode tip 14a at the spot welding spot position obtained based on the teaching data.

次に、一対の電極チップ14a,14bの間で被溶接ワーク11を所定の加圧力で挟持する方法を説明する。図5は、スポット溶接打点位置を求めるときと同様に、例えば、スポット溶接システムの立ち上げ時にスポット溶接ガン16の摺動する機構部の経年変化による劣化がない状態で、電極チップ14bの基準チップ位置などを求める方法のフローチャートであり、図6は、自動溶接時において、一対の電極チップ14a,14bの間で被溶接ワーク11を所定の加圧力で挟持する方法のフローチャートである。   Next, a method for holding the work 11 to be welded between the pair of electrode tips 14a and 14b with a predetermined pressure will be described. FIG. 5 shows the reference tip of the electrode tip 14b in a state where there is no deterioration due to aging of the mechanism portion on which the spot welding gun 16 slides when the spot welding system is started up, for example, as in the case of obtaining the spot welding spot position. FIG. 6 is a flowchart of a method for clamping the workpiece 11 to be welded between the pair of electrode tips 14a and 14b with a predetermined pressure during automatic welding.

ステップS6では、スポット溶接位置にスポット溶接ガン16を位置決めした後、可動側電極チップ14bを動かし、メモリに設定されている所定の加圧力で被溶接ワーク11を加圧する。このときの圧力制御は、サーボモータ12の推定外乱トルクが指令されたトルク指令値に一致するように制御される。   In step S6, after positioning the spot welding gun 16 at the spot welding position, the movable electrode tip 14b is moved to pressurize the work 11 to be welded with a predetermined pressure set in the memory. The pressure control at this time is controlled so that the estimated disturbance torque of the servo motor 12 matches the commanded torque command value.

ステップS7では、所定の加圧力に到達し、被溶接ワーク11に通電され、溶接が適切に行われたときの電極チップ14bの位置を基準電極チップ位置h(図8)としてコントローラのメモリに記憶する。基準電極チップ位置hは、例えば、図7に示すような電極チップ14a,14bが被溶接ワークを加圧していない状態で互い接触した時の電極チップ14bの位置を基準とし、その基準位置からの電極チップ14bの相対位置となる。この基準位置となる位置は、電極チップ14bが動作可能な範囲上であればどこでもよい。また、このとき、オプションとして、ステップS8でサーボモータ12のトルク値を基準トルク値として記憶することもできる。   In step S7, the position of the electrode tip 14b when the predetermined pressure is reached, the work 11 to be welded is energized, and welding is properly performed is stored in the controller memory as the reference electrode tip position h (FIG. 8). To do. The reference electrode tip position h is, for example, based on the position of the electrode tip 14b when the electrode tips 14a and 14b as shown in FIG. This is the relative position of the electrode tip 14b. The position to be the reference position may be anywhere as long as the electrode tip 14b can be operated. At this time, as an option, the torque value of the servo motor 12 can be stored as a reference torque value in step S8.

ステップS9では、被溶接ワーク11を加圧している状態におけるスポット溶接ガン16の対向側電極チップ14aを有するガンアーム7の撓み量δを算出するか否かを判断する。図7は、ガンアーム7が撓んでいないときの状態を示し、図8は、ガンアーム7が撓んでいるときの状態を示している。撓み量δを算出する場合はステップS10に進み、算出しない場合はステップS14に進む。   In step S9, it is determined whether or not to calculate the deflection amount δ of the gun arm 7 having the opposed electrode tip 14a of the spot welding gun 16 in a state where the work 11 to be welded is pressurized. 7 shows a state when the gun arm 7 is not bent, and FIG. 8 shows a state when the gun arm 7 is bent. If the deflection amount δ is calculated, the process proceeds to step S10, and if not calculated, the process proceeds to step S14.

ステップS10では、被溶接ワーク11の板厚を指定板厚とするか、計測した板厚とするかを判断する。被溶接ワーク11の板厚を指定板厚する場合は、ステップS11に進み、基準電極チップ位置hに指定板厚tを加えたものを撓み量δとし、ステップS13で撓み量δを記録する。一方、被溶接ワーク11の板厚を計測板厚とする場合は、ステップS12に進み、基準電極チップ位置hに計測板厚を加えたものを撓み量δとし、ステップS13で撓み量δを記録する。図9に示すように、板厚の計測は、一対の電極チップ14a,14bで被溶接ワーク11をガンアーム7が変形しない程度に挟み込むことで計測可能である。   In step S10, it is determined whether the thickness of the workpiece 11 to be welded is a specified thickness or a measured thickness. When the plate thickness of the work 11 to be welded is designated, the process proceeds to step S11, where a value obtained by adding the designated plate thickness t to the reference electrode tip position h is defined as a deflection amount δ, and the deflection amount δ is recorded in step S13. On the other hand, when the plate thickness of the work 11 to be welded is set as the measurement plate thickness, the process proceeds to step S12, and the amount obtained by adding the measurement plate thickness to the reference electrode tip position h is set as the deflection amount δ. To do. As shown in FIG. 9, the plate thickness can be measured by sandwiching the work 11 to be welded between the pair of electrode tips 14a and 14b so that the gun arm 7 is not deformed.

図10は、ガンアーム7が撓んだままでスポット溶接が行われている状態を示している。図示するように、一端が固定端である被溶接ワーク11が、撓んでいる状態で溶接が行われると、ガンワーム7の撓み相当分だけ被溶接ワーク11を変形させる虞がある。このため、図11に示すように、撓み量δに相当する分だけ対向側電極チップ14aをスポット溶接ガン16と共に上方に移動させること、すなわち、ステップS1〜S6で求めたスポット溶接打点位置を補正することにより、被溶接ワーク11を変形させることなく溶接を行うことが可能になる。   FIG. 10 shows a state in which spot welding is performed while the gun arm 7 is bent. As shown in the drawing, if welding is performed in a state in which the work piece 11 whose one end is a fixed end is bent, the work piece 11 may be deformed by an amount corresponding to the bending of the gun worm 7. For this reason, as shown in FIG. 11, the opposing electrode tip 14a is moved upward together with the spot welding gun 16 by an amount corresponding to the deflection amount δ, that is, the spot welding spot position obtained in steps S1 to S6 is corrected. This makes it possible to perform welding without deforming the work 11 to be welded.

ステップS14では、被溶接ワーク11の溶接箇所に対応する全てのスポット溶接打点位置において基準チップ位置hなどの記録が終了したか否かを判断する。記録が終了していない場合は、ステップS6に戻りステップS6〜S13の工程を繰り返し実行する。記録が終了した場合は、ステップS15に進み自動溶接を行う。   In step S14, it is determined whether or not the recording of the reference tip position h and the like has been completed at all spot welding spot positions corresponding to the welded portions of the workpiece 11 to be welded. If the recording has not ended, the process returns to step S6 and the steps S6 to S13 are repeated. When the recording is completed, the process proceeds to step S15 and automatic welding is performed.

図6に示すように、ステップS15〜S23は、スポット溶接ガン16に関する動作パラメータの教示が行われた後に、実際のスポット溶接を行う工程である。この工程では、圧力制御による被溶接ワーク11の加圧は行われず、位置制御により被溶接ワーク11の加圧が行われるようになっている。したがって、スポット溶接ガン16の機構部の経年劣化による摩擦の影響や、被溶接ワーク11間のギャップなどの影響を受けずに適切な加圧状態(押し込み状態)を再現することができる。   As shown in FIG. 6, steps S <b> 15 to S <b> 23 are steps for performing actual spot welding after teaching of operation parameters regarding the spot welding gun 16 is performed. In this step, the work 11 to be welded is not pressurized by pressure control, and the work 11 to be welded is pressurized by position control. Therefore, it is possible to reproduce an appropriate pressurization state (push-in state) without being affected by friction due to aging of the mechanical part of the spot welding gun 16 or a gap between the workpieces 11 to be welded.

ステップS15では、対象となるスポット溶接打点位置における基準チップ位置hをメモリから読み出す。ステップS16では、位置制御によりサーボモータ12を制御して、電極チップ14bの位置が基準チップ位置hになるように制御する。このとき、オプションとして、ステップS17において、サーボモータ12の推定外乱トルク値とステップS8で記録した基準トルク値とを比較し、外乱トルク値と基準トルク値との差分が所定のしきい値を超えた場合に警告を通知することも可能である。警告は、作業者に分かるように、アラーム信号やメッセージを周辺機器や教示操作盤に通知することにより行われる。これにより、ガン機構部の劣化や、被溶接ワーク11の溶接状態の著しい変化(過大な位置ずれやギャップ)を検出することができる。   In step S15, the reference tip position h at the target spot welding spot position is read from the memory. In step S16, the servo motor 12 is controlled by position control so that the position of the electrode tip 14b becomes the reference tip position h. At this time, as an option, in step S17, the estimated disturbance torque value of the servo motor 12 is compared with the reference torque value recorded in step S8, and the difference between the disturbance torque value and the reference torque value exceeds a predetermined threshold value. It is also possible to notify a warning in the event of a failure. The warning is performed by notifying the peripheral device and the teaching operation panel of an alarm signal or message so that the worker can understand. Thereby, deterioration of a gun mechanism part and the remarkable change (excessive position shift and a gap) of the welding state of the to-be-welded workpiece | work 11 are detectable.

ステップS18では、被溶接ワーク11が一対の電極チップ14a,14bにより所定の加圧力で加圧されている状態を保持するか否かを判断する。加圧状態を保持する場合は、ステップS19に進み、加圧状態を保持しない場合は、ステップS22に進む。ステップS19では、加圧状態を保持する方法を判断し、モータ電流値を保持する場合はステップS20に進み、推定外乱トルクを保持する場合はステップS21に進む。   In step S18, it is determined whether or not the workpiece 11 to be welded is maintained in a state where it is pressurized with a predetermined pressure by the pair of electrode tips 14a and 14b. If the pressure state is maintained, the process proceeds to step S19. If the pressure state is not maintained, the process proceeds to step S22. In step S19, a method for holding the pressurized state is determined. If the motor current value is held, the process proceeds to step S20, and if the estimated disturbance torque is held, the process proceeds to step S21.

ステップS22では、選択された方法で加圧力を一定に保持する。加圧力を一定に保持することで、被溶接ワーク11の溶接箇所が溶融又は収縮しても、スパッタの発生を抑えることができ、良好なナゲット生成を行うことが可能となる。   In step S22, the applied pressure is kept constant by the selected method. By keeping the applied pressure constant, even when the welded portion of the work 11 to be welded is melted or contracted, the occurrence of spatter can be suppressed and good nugget generation can be performed.

ステップS23では、全てのスポット溶接打点位置において溶接が終了したか否かを判断する。溶接が終了していない場合は、ステップS15に戻り、ステップS15〜S22の工程を繰り返し、溶接が終了した場合は、ステップS15〜S22の工程からなる溶接作業を終了する。   In step S23, it is determined whether or not welding has been completed at all spot welding spot positions. If welding has not been completed, the process returns to step S15, and steps S15 to S22 are repeated. If welding has been completed, the welding operation consisting of steps S15 to S22 is terminated.

以上の構成により、位置制御でサーボモータ12を制御して、被溶接ワーク11を加圧することで、スポット溶接ガン16の機構部の劣化がない状態で行われた溶接を再現することができ、ガン機構部の劣化状態や被溶接ワーク11の状態に左右されない均一で高品質の溶接を実施することができる。   With the above configuration, by controlling the servo motor 12 by position control and pressurizing the workpiece 11 to be welded, it is possible to reproduce welding performed in a state where there is no deterioration of the mechanism portion of the spot welding gun 16, Uniform and high-quality welding can be performed regardless of the deterioration state of the gun mechanism and the state of the workpiece 11 to be welded.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本実施例では、スポット溶接ガン16の様に一つの可動電極チップと一つの対向電極チップを有するスポット溶接ガンにて説明を行ったが、リンク機構等を有して一対となる電極チップの両方が可動するスポット溶接ガンにおいても、本発明の実施形態は基本的に適用可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the main point of this invention, it can deform | transform and implement variously. For example, in this embodiment, a spot welding gun having one movable electrode tip and one counter electrode tip like the spot welding gun 16 has been described, but a pair of electrode tips having a link mechanism or the like. Even in a spot welding gun in which both of them are movable, the embodiment of the present invention is basically applicable.

1,1A 溶接ロボット
2 制御装置
3 ベース
4 前腕
5 上腕
6 手首要素
7 ガンアーム
11 被溶接ワーク
12 サーボモータ
14a 可動側電極チップ
14b 対向側電極チップ
16 スポット溶接ガン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A Welding robot 2 Control apparatus 3 Base 4 Forearm 5 Upper arm 6 Wrist element 7 Gun arm 11 Work to be welded 12 Servo motor 14a Movable side electrode tip 14b Opposite side electrode tip 16 Spot welding gun

Claims (5)

サーボモータによって一対の電極チップの少なくとも一方を他方に向かって移動させ、該一対の電極チップにより被溶接ワークを挟み、所定の加圧力を加えながら該被溶接ワークを保持し、電流を流すことにより前記被溶接ワークを溶接するスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法において、
前記一対の電極チップを有するスポット溶接ガンの動作パラメータを教示するときに、前記被溶接ワークのスポット溶接箇所において良好な溶接状態が得られたときの前記一対の電極チップの基準チップ位置を取得することと、
前記被溶接ワークを実際に溶接するときに、前記一対の電極チップにより前記被溶接ワークの前記スポット溶接箇所を挟み、前記一対の電極チップのチップ位置を前記基準チップ位置と等しくなるように位置制御することと、
前記位置制御により前記チップ位置を前記基準チップ位置と等しくした後に、圧力制御により前記加圧力を所定期間保持することと、を備えており、
外乱オブザーバを用いて前記サーボモータの外乱トルクを推定し、該外乱トルクを所定期間一定値に保持することにより、前記圧力制御を行うスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法。
By moving at least one of the pair of electrode tips toward the other by a servo motor, sandwiching the workpiece to be welded by the pair of electrode tips, holding the workpiece to be welded while applying a predetermined pressure, and passing an electric current In a spot welding method using a spot welding gun for welding the workpiece to be welded,
When teaching operating parameters of a spot welding gun having the pair of electrode tips, a reference tip position of the pair of electrode tips is acquired when a good welding state is obtained at a spot welded portion of the workpiece to be welded. And
When actually welding the workpiece to be welded, the spot welding location of the workpiece to be welded is sandwiched between the pair of electrode tips, and the position control is performed so that the tip positions of the pair of electrode tips are equal to the reference tip position. To do
Holding the applied pressure for a predetermined period by pressure control after making the chip position equal to the reference chip position by the position control, and
A spot welding method using a spot welding gun that performs pressure control by estimating a disturbance torque of the servo motor using a disturbance observer and holding the disturbance torque at a constant value for a predetermined period.
前記基準チップ位置の取得時に、前記外乱トルク値又は前記サーボモータに対するトルク指令値を基準トルク値として取得し、前記自動溶接時に前記外乱トルク値と前記基準トルク値とを比較し、前記外乱トルク値と前記基準トルク値との差分が所定のしきい値を超えた場合に警告を通知することを、さらに備えた請求項1に記載のスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法。   When the reference tip position is acquired, the disturbance torque value or a torque command value for the servo motor is acquired as a reference torque value, the disturbance torque value is compared with the reference torque value during the automatic welding, and the disturbance torque value The spot welding method using the spot welding gun according to claim 1, further comprising notifying a warning when a difference between the reference torque value and a reference torque value exceeds a predetermined threshold value. 前記一対の電極チップ間で前記被溶接ワークを挟んだときに、少なくとも一方の電極チップの弾性変形量を、前記基準チップ位置と前記被溶接ワークの板厚とを加算することにより算出し、前記弾性変形量に基づいて前記スポット溶接ガンのスポット溶接打点位置の位置補正を行う請求項1または2に記載のスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法。   When the workpiece to be welded is sandwiched between the pair of electrode tips, the elastic deformation amount of at least one of the electrode tips is calculated by adding the reference tip position and the plate thickness of the workpiece to be welded, The spot welding method using the spot welding gun according to claim 1 or 2, wherein position correction of the spot welding spot position of the spot welding gun is performed based on an elastic deformation amount. 前記被溶接ワークの前記板厚に、個々の前記スポット溶接箇所の設定板厚を使用する請求項3に記載のスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法。   The spot welding method using the spot welding gun according to claim 3, wherein a set plate thickness of each spot welding spot is used as the plate thickness of the workpiece to be welded. 前記被溶接ワークの前記板厚に、前記一対の電極チップで前記被溶接ワークを挟んだときに計測された計測板厚を使用する請求項3に記載のスポット溶接ガンを用いたスポット溶接方法。   The spot welding method using a spot welding gun according to claim 3, wherein a measured plate thickness measured when the workpiece is sandwiched between the pair of electrode tips is used for the plate thickness of the workpiece to be welded.
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