JP2019069455A

JP2019069455A - スポット溶接システム

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Publication number: JP2019069455A
Application number: JP2017195851A
Authority: JP
Inventors: 将伸畑田; Masanobu Hatada; 康裕天方; Yasuhiro Amakata
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Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2019-05-09
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Abstract

【課題】スポット溶接のサイクルタイムを短縮できるスポット溶接システムを提供する。【解決手段】ロボット制御装置２０は、スポット溶接ロボット１０における加圧完了を判定した後、溶接機３０への溶接指令信号の送信時刻から溶接完了信号の受信時刻までの時間を測定し、所定の溶接時間を減ずることで、ロボット制御装置２０と溶接機３０との間の通信遅れ時間を算出する。スポット溶接システム１は、算出した通信遅れ時間分、溶接指令信号及び溶接完了信号の送信タイミングを早める。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットによりスポット溶接を行うシステムに関する。

従来、例えば自動車工場の車体組立工程等、様々な場所でスポット溶接を行うロボットシステムが運用されている。このようなロボットシステムは、ロボットが溶接位置に到達すると、溶接ガンに対して加圧指令を行い、加圧力フィードバックが予め指定された加圧力に到達すると、溶接機に対して溶接指令を行う。溶接機は、溶接指令を受けると溶接を開始し、溶接条件として設定されている溶接時間が経過すると溶接を停止し、溶接完了がロボットに通知される。ロボットは、溶接中は加圧力を維持するが、溶接完了の通知を受けると溶接ガンを解放し、次の溶接位置に移動する。
この一連の動作において、例えば、加圧が指令されてから加圧完了までには加圧所要時間が掛かり、この時間が溶接機の待機時間となって、溶接のサイクルタイムに影響を及ぼす。そこで、例えば、溶接ガンによる加圧所要時間を考慮して加圧指令のタイミングを制御する手法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開平０６−０２３５６１号公報特開平１１−３２０１１６号公報

しかしながら、サイクルタイムに影響を及ぼす要素は、ロボットの動作時間には限られない。ロボット及び溶接機等のシステムの構成要素は、通信回線により接続されるため、各種の指令信号の通信遅れが発生し得る。ロボットから溶接機への溶接指令、又は溶接機からロボットへの溶接完了通知に遅れが生じると、溶接時間に比べて加圧時間が長くなり、サイクルタイムも長くなっていた。

本発明は、スポット溶接のサイクルタイムを短縮できるスポット溶接システムを提供することを目的とする。

（１）本発明に係るスポット溶接システム（例えば、後述の「スポット溶接システム１」）は、スポット溶接ロボット（例えば、後述の「スポット溶接ロボット１０」）、ロボット制御装置（例えば、後述の「ロボット制御装置２０」）及び溶接機（例えば、後述の「溶接機３０」）を有するスポット溶接システムであって、前記スポット溶接ロボットは、前記ロボット制御装置から加圧指令信号を受信すると、溶接ガン（例えば、後述の「溶接ガン１１」）に対して加圧を行い、加圧解放信号を受信すると、前記溶接ガンを解放する加圧制御部（例えば、後述の「加圧制御部１２」）と、加圧力が所定値に達すると、前記ロボット制御装置に対して加圧完了信号を送信する加圧完了信号送信部（例えば、後述の「加圧完了信号送信部１３」）と、を備え、前記ロボット制御装置は、前記スポット溶接ロボットに加圧指令信号を送信する加圧指令信号送信部（例えば、後述の「加圧指令信号送信部２１」）と、前記スポット溶接ロボットから加圧完了信号を受信すると、前記溶接機に対して所定の溶接時間の溶接を行わせる溶接指令信号を送信する溶接指令信号送信部（例えば、後述の「溶接指令信号送信部２２」）と、前記溶接機から溶接完了信号を受信すると、前記スポット溶接ロボットに対して加圧解放信号を送信する加圧解放信号送信部（例えば、後述の「加圧解放信号送信部２３」）と、溶接指令信号を送信した時刻から溶接完了信号を受信した時刻までの時間差から、前記溶接時間を減算した時間の半分の時間を、前記ロボット制御装置と前記溶接機との間の通信遅れ時間として算出する通信遅れ算出部（例えば、後述の「通信遅れ算出部２４」）と、を備え、前記溶接機は、前記ロボット制御装置から溶接指令信号を受信すると、溶接電流を送出して溶接を開始する溶接実行部（例えば、後述の「溶接実行部３１」）と、前記溶接時間の溶接を終えると、前記ロボット制御装置に対して溶接完了信号を送信する溶接完了信号送信部（例えば、後述の「溶接完了信号送信部３２」）と、を備え、前記通信遅れ時間が算出済みの場合、前記溶接指令信号送信部は、加圧指令信号が送信された後に、当該加圧指令信号に応じた加圧力立ち上がり時間から前記通信遅れ時間を減じた時間が経過した時点で溶接指令信号を送信し、前記溶接完了信号送信部は、溶接が開始された後に、前記溶接時間から前記通信遅れ時間を減じた時間が経過した時点で溶接完了信号を送信する。

（２）本発明に係るスポット溶接システム（例えば、後述の「スポット溶接システム１」）は、スポット溶接ロボット（例えば、後述の「スポット溶接ロボット１０」）、ロボット制御装置（例えば、後述の「ロボット制御装置２０」）及び溶接機（例えば、後述の「溶接機３０」）を有するスポット溶接システムであって、前記スポット溶接ロボットは、前記ロボット制御装置から加圧指令信号を受信すると、溶接ガン（例えば、後述の「溶接ガン１１」）に対して加圧を行い、加圧解放信号を受信すると、前記溶接ガンを解放する加圧制御部（例えば、後述の「加圧制御部１２」）と、加圧力を測定し、前記ロボット制御装置に通知する加圧力フィードバック部（例えば、後述の「加圧力フィードバック部１４」）と、を備え、前記ロボット制御装置は、前記スポット溶接ロボットに加圧指令信号を送信する加圧指令信号送信部（例えば、後述の「加圧指令信号送信部２１」）と、前記スポット溶接ロボットから通知された加圧力が所定値に達すると、前記溶接機に対して所定の溶接時間の溶接を行わせる溶接指令信号を送信する溶接指令信号送信部（例えば、後述の「溶接指令信号送信部２２」）と、前記溶接機から溶接完了信号を受信すると、前記スポット溶接ロボットに対して加圧解放信号を送信する加圧解放信号送信部（例えば、後述の「加圧解放信号送信部２３」）と、溶接指令信号を送信した時刻から溶接完了信号を受信した時刻までの時間差から、前記溶接時間を減算した時間の半分の時間を、前記ロボット制御装置と前記溶接機との間の通信遅れ時間として算出する通信遅れ算出部（通信遅れ算出部２４）と、を備え、前記溶接機は、前記ロボット制御装置から溶接指令信号を受信すると、溶接電流を送出して溶接を開始する溶接実行部（例えば、後述の「溶接実行部３１」）と、前記溶接時間の溶接を終えると、前記ロボット制御装置に対して溶接完了信号を送信する溶接完了信号送信部（例えば、後述の「溶接完了信号送信部３２」）と、を備え、前記通信遅れ時間が算出済みの場合、前記溶接指令信号送信部は、加圧指令信号が送信された後に、当該加圧指令信号に応じた加圧力立ち上がり時間から前記通信遅れ時間を減じた時間が経過した時点で溶接指令信号を送信し、前記溶接完了信号送信部は、溶接が開始された後に、前記溶接時間から前記通信遅れ時間を減じた時間が経過した時点で溶接完了信号を送信する。

（３）（１）又は（２）に記載のスポット溶接システムにおいて、前記溶接指令信号送信部は、前記スポット溶接ロボットと前記ロボット制御装置との間の通信における既知の遅れ時間だけ、溶接指令信号の送信タイミングをさらに早めてもよい。

（４）（１）から（３）のいずれかに記載のスポット溶接システムにおいて、前記溶接完了信号送信部は、前記溶接ガンの解放動作における既知の遅れ時間だけ、溶接完了信号の送信タイミングをさらに早めてもよい。

（５）（１）から（４）のいずれかに記載のスポット溶接システムにおいて、前記ロボット制御装置は、前記通信遅れ算出部により算出された通信遅れ時間を、他のスポット溶接システムと共有してもよい。

本発明によれば、スポット溶接のサイクルタイムが短縮される。

第１実施形態に係るスポット溶接システムの構成を示す図である。第１実施形態に係るスポット溶接システムが有する各装置の機能構成を示す図である。第１実施形態に係るスポット溶接の工程における加圧時間、溶接時間及び通信遅れ時間を示す図である。第１実施形態に係るサイクルタイムを短縮する手法を示す図である。第１実施形態に係るロボット制御装置における通信遅れ時間の算出方法を示すフローチャートである。第１実施形態に係る溶接指令信号の送信予定時間の算出方法を示す図である。第１実施形態に係る溶接完了信号の送信予定時間の算出方法を示す図である。第２実施形態に係るスポット溶接システムの構成を示す図である。第２実施形態に係るスポット溶接システムが有する各装置の機能構成を示す図である。第３実施形態に係るスポット溶接の工程における加圧時間、溶接時間及び各種の遅れ時間の関係を示す図である。第３実施形態に係るサイクルタイムを短縮する手法を示す図である。第４実施形態に係る溶接の開始までの信号の送受信タイミングを示す図である。第４実施形態に係るサイクルタイムを短縮した場合の、溶接の開始までの信号の送受信タイミングを示す図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るスポット溶接システム１の構成を示す図である。
スポット溶接システム１は、スポット溶接ロボット１０と、ロボット制御装置２０と、溶接機３０とを備える。

スポット溶接ロボット１０は、部品の接合手段として多用されるスポット溶接を実施するロボットである。スポット溶接ロボット１０は、ロボット制御装置２０による制御に従って位置決めした接合箇所（打点）に対して、溶接ガン１１で加圧し、溶接機３０により供給される溶接電流によって、スポット溶接を実施する。

ロボット制御装置２０は、所定のソフトウェア及び操作盤からのユーザ入力に基づいて、スポット溶接ロボット１０及び溶接機３０を制御する情報処理装置である。ロボット制御装置２０と、スポット溶接ロボット１０及び溶接機３０との間では、各種の指令及び通知等の信号が専用の通信路を介して送受信される。

溶接機３０は、ロボット制御装置２０からの制御信号及び操作盤からのユーザ入力に基づいて、スポット溶接ロボット１０の溶接ガン１１に対する、溶接電流の出力及び停止を制御する。

本実施形態では、ロボット制御装置２０からスポット溶接ロボット１０へ加圧指令信号が送信され、スポット溶接ロボット１０からロボット制御装置２０へ加圧完了信号が送信される。また、ロボット制御装置２０から溶接機３０へ溶接指令信号が送信され、溶接機３０からロボット制御装置２０へ溶接完了信号が送信される。

図２は、本実施形態に係るスポット溶接システム１が有する各装置の機能構成を示す図である。
スポット溶接ロボット１０は、溶接ガン１１と、加圧制御部１２と、加圧完了信号送信部１３とを備える。
ロボット制御装置２０は、加圧指令信号送信部２１と、溶接指令信号送信部２２と、加圧解放信号送信部２３と、通信遅れ算出部２４とを備える。
溶接機３０は、溶接実行部３１と、溶接完了信号送信部３２とを備える。

加圧制御部１２は、ロボット制御装置２０から加圧指令信号を受信すると、溶接ガン１１に対して加圧を行い、加圧解放信号を受信すると、溶接ガン１１を解放する。
加圧完了信号送信部１３は、溶接ガン１１の加圧力が所定値に達すると、ロボット制御装置２０に対して加圧完了信号を送信する。

加圧指令信号送信部２１は、打点に到達したスポット溶接ロボット１０に対して加圧指令信号を送信する。
溶接指令信号送信部２２は、スポット溶接ロボット１０から加圧完了信号を受信すると、溶接機３０に対して所定の溶接時間の溶接を行わせるための溶接指令信号を送信する。
加圧解放信号送信部２３は、溶接機３０から溶接完了信号を受信すると、スポット溶接ロボット１０に対して加圧解放信号を送信する。

通信遅れ算出部２４は、溶接機３０へ溶接指令信号を送信した時刻から溶接完了信号を受信した時刻までの経過時間に対して、所定の溶接時間を減算した時間の半分の時間を、ロボット制御装置２０と溶接機３０との間の通信遅れ時間として算出する。

溶接実行部３１は、ロボット制御装置２０から溶接指令信号を受信すると、スポット溶接ロボット１０の溶接ガン１１に対して溶接電流を送出して溶接を開始する。
溶接完了信号送信部３２は、所定の溶接時間の溶接を終えると、ロボット制御装置２０に対して溶接完了信号を送信する。

ここで、通信遅れ算出部２４により通信遅れ時間が算出済みの場合、溶接指令信号送信部２２は、加圧指令信号が送信された後に、この加圧指令信号に応じた加圧力立ち上がり時間から通信遅れ時間を減じた時間が経過した時点で溶接指令信号を送信する。
また、溶接機３０の溶接完了信号送信部３２は、ロボット制御装置２０から通信遅れ時間が通知されている、又はユーザにより入力されている場合、溶接が開始された後に、溶接時間から通信遅れ時間を減じた時間が経過した時点で溶接完了信号を送信する。

図３は、本実施形態に係るスポット溶接の工程における加圧時間、溶接時間及び通信遅れ時間を示す図である。
加圧力が立ち上がり、ロボット制御装置２０から溶接指令信号が送信された後、溶接機３０がこの信号を受信するまでに、通信遅れ時間が生じる。

溶接機３０は、溶接指令信号を受信したことに応じて溶接電流を送出し、溶接時間が経過すると溶接完了信号をロボット制御装置２０へ送信する。この溶接完了信号がロボット制御装置２０で受信されるまでに、さらに通信遅れ時間が発生する。

これらの通信遅れが生じた結果、所定の加圧力が維持される加圧時間は、溶接時間に比べて「通信遅れ時間」の２倍の時間長くなっている。図中の網掛け部分は、余分な待機時間となり、スポット溶接のサイクルタイムが長くなっている。

図４は、本実施形態に係るサイクルタイムを短縮する手法を示す図である。
本実施形態の手法では、ロボット制御装置２０において通信遅れ時間が算出された後、算出された通信遅れ時間を用いて、溶接指令信号及び溶接完了信号の送信タイミングが調整される。

具体的には、溶接指令信号送信部２２は、溶接指令信号の送信タイミングを、通常のタイミングよりも通信遅れ時間分、先行させる。これにより、通信遅れがある場合にも、溶接指令から遅延なく溶接が開始される。
また、溶接完了信号送信部３２は、溶接完了信号の送信タイミングを、通常のタイミングよりも通信遅れ時間分、先行させる。これにより、通信遅れがある場合にも、溶接完了から遅延なく溶接ガン１１の加圧力が開放される。
この結果、加圧時間が溶接時間と同等になり、サイクルタイムが短縮される。

図５は、本実施形態に係るロボット制御装置２０における通信遅れ時間の算出方法を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、ロボット制御装置２０は、溶接機３０に対して溶接時間を通知し設定する。なお、この設定値は、ユーザが溶接機３０に対して、操作盤を介して直接入力してもよい。

ステップＳ２において、加圧指令信号送信部２１は、スポット溶接ロボット１０に対して加圧指令信号を送信し、加圧を開始させる。
ステップＳ３において、溶接指令信号送信部２２は、スポット溶接ロボット１０から加圧完了信号を受信したか否か、すなわち加圧力が指定値に到達したか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ４に移り、判定がＮＯの場合、ステップＳ３が継続され、ロボット制御装置２０は、加圧が完了するまで待機する。

ステップＳ４において、溶接指令信号送信部２２は、溶接機３０に対して溶接指令信号を送信し、溶接を開始させる。
ステップＳ５において、溶接指令信号送信部２２は、溶接指令信号を送信した時刻を記録する。

ステップＳ６において、加圧解放信号送信部２３は、溶接機３０から溶接完了信号を受信したか否か、すなわち溶接を開始してから溶接時間が経過したか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ７に移り、判定がＮＯの場合、ステップＳ６が継続され、ロボット制御装置２０は、溶接が完了するまで待機する。

ステップＳ７において、加圧解放信号送信部２３は、溶接完了信号を受信した時刻を記録する。
ステップＳ８において、加圧解放信号送信部２３は、スポット溶接ロボット１０に対して加圧解放信号を送信し、溶接ガン１１を解放させる。

ステップＳ９において、通信遅れ算出部２４は、溶接指令信号を送信した時刻及び溶接完了信号を受信した時刻から、「通信遅れ時間＝（（溶接完了信号を受信した時刻−溶接指令信号を送信した時刻）−溶接時間）／２」を算出する。
ステップＳ１０において、ロボット制御装置２０は、算出された通信遅れ時間を溶接機３０に対して通知し設定する。なお、この設定値は、ユーザが溶接機３０に対して、操作盤を介して直接入力してもよい。

算出された通信遅れ時間は、スポット溶接システム１と同様の構成を備える他のシステムと共有されてもよい。
例えば、自動車の車体組立工程では、３０００を超える打点でスポット溶接が行われ、多数のロボットがそれぞれ数十箇所の打点に対するスポット溶接を担当する。これら複数のロボットシステムにおいて同様に発生する通信遅れ時間を共通で算出することにより、個別に算出する処理が省略される。

次に、通信遅れ時間を考慮した溶接指令信号及び溶接完了信号の送信タイミングの決定手法を説明する。
溶接指令信号送信部２２は、加圧が開始されてから溶接指令信号を送信するまでの送信予定時間を算出する。
溶接完了信号送信部３２は、溶接を開始してから溶接完了信号を送信するまでの送信予定時間を算出する。

図６は、本実施形態に係る溶接指令信号の送信予定時間の算出方法を示す図である。
溶接指令信号の送信予定時間は、「加圧力の立ち上がり時間−通信遅れ時間」で算出される。
ここで、加圧力の立ち上がり時間は、加工プログラムで指定された加圧力の大きさに応じて決まるため、溶接指令信号送信部２２は、打点毎に指定された加圧力に応じた値を用い、通信遅れ時間を減じて送信予定時間を算出する。

図７は、本実施形態に係る溶接完了信号の送信予定時間の算出方法を示す図である。
溶接完了信号の送信予定時間は、「溶接時間−通信遅れ時間」で算出される。

スポット溶接の溶接時間は、４００ｍｓｅｃ程度必要であり、加圧力の立ち上がりには、例えば１００ｍｓｅｃの時間が掛かる。これに対して、通信遅れ時間は２０ｍｓｅｃ程度が想定されるため、溶接指令信号の通信遅れ及び溶接完了信号の通信遅れを合わせて、打点毎に合計４０ｍｓｅｃ程度の時間が短縮される。

本実施形態によれば、ロボット制御装置２０は、加圧完了を判定した後、溶接指令信号の送信時刻から溶接完了信号の受信時刻までの時間を測定し、ここから所定の溶接時間を減ずることで、ロボット制御装置２０と溶接機３０との間の通信遅れ時間を算出する。スポット溶接システム１は、算出した通信遅れ時間を用いて、その後の溶接指令信号及び溶接完了信号の送信タイミングを早めることにより、スポット溶接のサイクルタイムを短縮できる。

また、スポット溶接システム１は、算出した通信遅れ時間を、同一の構成を持つ他のシステムと共有することにより、それぞれのシステムが独立して遅れ時間を算出する処理負担が削減され効率化される。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。

図８は、本実施形態に係るスポット溶接システム１の構成を示す図である。
ロボット制御装置２０が加圧の完了を判断するための情報として、第１実施形態では、スポット溶接ロボット１０が加圧完了信号をロボット制御装置２０へ送信した。第２実施形態では、スポット溶接ロボット１０が加圧力のフィードバック信号をロボット制御装置２０へ送信する。

図９は、本実施形態に係るスポット溶接システム１が有する各装置の機能構成を示す図である。
第１実施形態におけるスポット溶接ロボット１０の加圧完了信号送信部１３は、第２実施形態では、加圧力フィードバック部１４に置き換わる。また、第２実施形態では、ロボット制御装置２０の溶接指令信号送信部２２の機能が第１実施形態と異なる。

加圧力フィードバック部１４は、溶接ガン１１における加圧力を測定し、ロボット制御装置２０へ送信する。
溶接指令信号送信部２２は、スポット溶接ロボット１０から通知された加圧力が所定値に達すると、溶接機３０に対して所定の溶接時間の溶接を行わせるための溶接指令信号を送信する。

本実施形態によれば、ロボット制御装置２０は、スポット溶接ロボット１０から加圧力フィードバックを受信することにより、加圧完了を判定し、溶接機３０に溶接を開始させる。本実施形態のスポット溶接システム１は、第１実施形態と同様に、溶接指令信号の送信時刻から溶接完了信号の受信時刻までの時間を測定し、ここから所定の溶接時間を減ずることで、ロボット制御装置２０と溶接機３０との間の通信遅れ時間を算出できる。
したがって、本実施形態では、第１実施形態と同様の効果が期待できる。

なお、ロボット制御装置２０は、前述の方法により溶接指令信号の送信時刻を算出するために、加圧力の立ち上がり時間を、指定された加圧力に対応して予め決定してもよいが、加圧力フィードバックの値を観測することにより、加圧力が立ち上がる曲線に基づいて、指定された加圧力に達する時刻を求めてもよい。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態は、ロボット制御装置２０と溶接機３０との間の通信路に加えて、ロボット制御装置２０とスポット溶接ロボット１０との間の通信路にも通信遅れが、さらには、溶接ガン１１の加圧を解放するための遅れ時間が発生している場合に対処する。
本実施形態の機能構成は、第１実施形態（図２）と同一であるが、ロボット制御装置２０の溶接指令信号送信部２２、及び溶接機３０の溶接完了信号送信部３２の機能が第１実施形態と異なる。

溶接指令信号送信部２２は、スポット溶接ロボット１０とロボット制御装置２０との間の通信における既知の通信遅れ時間分、溶接指令信号の送信タイミングをさらに早める。
溶接完了信号送信部３２は、溶接ガン１１の解放動作における既知の遅れ時間分、溶接完了信号の送信タイミングをさらに早める。

図１０は、本実施形態に係るスポット溶接の工程における加圧時間、溶接時間及び各種の遅れ時間の関係を示す図である。
第１実施形態のタイミングチャート（図３）と比較して、加圧完了信号を送受信する際の既知の通信遅れ時間、及び溶接ガン１１による加圧力の解放を開始するまでの解放遅れ時間がさらに発生している。この結果、溶接の開始がさらに遅れ、溶接完了後に加圧力が維持される時間もさらに遅れるため、加圧時間が長くなっている。
なお、解放遅れ時間は、加圧解放信号の通信遅れと、溶接ガン１１の動作自体の遅れとを含む時間である。

図１１は、本実施形態に係るサイクルタイムを短縮する手法を示す図である。
本実施形態の手法では、ロボット制御装置２０において通信遅れ時間が算出された後、算出された通信遅れ時間と、既知の通信遅れ時間及び解放遅れ時間とを用いて、溶接指令信号及び溶接完了信号の送信タイミングが調整される。

具体的には、溶接指令信号送信部２２は、溶接指令信号の送信タイミングを通常のタイミングよりも、算出した通信遅れ時間分、及び既知の通信遅れ時間分、先行させる。これにより、加圧力の立ち上がり後から遅延なく溶接が開始される。
また、溶接完了信号送信部３２は、溶接完了信号の送信タイミングを通常のタイミングよりも、算出した通信遅れ時間分、及び既知の解放遅れ時間分、先行させる。これにより、溶接完了から遅延なく溶接ガン１１の加圧力が開放される。
この結果、加圧時間が溶接時間と同等になり、サイクルタイムが短縮される。

ここで、既知の通信遅れ時間は、例えば、スポット溶接ロボット１０に設けた加圧力測定器からオシロスコープに出力した加圧力（図１０の符号Ａ）と、ロボット制御装置２０からオシロスコープに出力した加圧完了信号（図１０の符号Ｂ）とを比較することで算出される。
また、既知の解放遅れ時間は、例えば、スポット溶接ロボット１０に設けた加圧力測定器からオシロスコープに出力した加圧力（図１０の符号Ａ）と、ロボット制御装置２０からオシロスコープに出力した溶接完了信号又は加圧解放信号（図１０の符号Ｃ）とを比較することで算出される。

本実施形態によれば、スポット溶接ロボット１０とロボット制御装置２０との間に既知の通信遅れ時間が観測されている場合、スポット溶接システム１は、この遅れ時間分、さらに溶接指令信号の送信を早めることにより、サイクルタイムを短縮できる。

また、溶接ガン１１の加圧力が解放され始めるまでに既知の遅れ時間が観測されている場合、スポット溶接システム１は、この遅れ時間分、さらに溶接完了信号の送信を早めることにより、サイクルタイムを短縮できる。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態では、第３実施形態と同様に、ロボット制御装置２０と溶接機３０との間の通信路に加えて、ロボット制御装置２０とスポット溶接ロボット１０との間の通信路にも通信遅れが、さらには、溶接ガン１１の加圧を解放するための遅れ時間が発生している場合に対処する。
本実施形態の機能構成は、第２実施形態（図９）と同一であるが、ロボット制御装置２０の溶接指令信号送信部２２、及び溶接機３０の溶接完了信号送信部３２の機能が第２実施形態と異なる。

溶接指令信号送信部２２は、第３実施形態と同様に、スポット溶接ロボット１０とロボット制御装置２０との間の通信における既知の通信遅れ時間分、溶接指令信号の送信タイミングをさらに早める。
溶接完了信号送信部３２は、第３実施形態と同様に、溶接ガン１１の解放動作における既知の遅れ時間分、溶接完了信号の送信タイミングをさらに早める。

図１２は、本実施形態に係る溶接の開始までの信号の送受信タイミングを示す図である。
ロボット制御装置２０は、第３実施形態のタイミングチャート（図１０）に示されている加圧完了信号の代わりに、加圧力のフィードバックを受信する。
この受信するフィードバック値には、実際の加圧力に比べて、既知の通信遅れ時間の遅れが生じている。この受信したフィードバック値が立ち上がった後、溶接指令信号が送信され、さらに通信遅れが生じた後、溶接が開始される。

図１３は、本実施形態に係るサイクルタイムを短縮した場合の、溶接の開始までの信号の送受信タイミングを示す図である。
本実施形態の手法では、第３実施形態と同様に、ロボット制御装置２０において通信遅れ時間が算出された後、算出された通信遅れ時間と、既知の通信遅れ時間とを用いて、溶接指令信号の送信タイミングが調整される。

具体的には、溶接指令信号送信部２２は、溶接指令信号の送信タイミングを通常のタイミングよりも、算出した通信遅れ時間分、及び既知の通信遅れ時間分、先行させる。これにより、加圧力の立ち上がり後から遅延なく溶接が開始される。
また、第３実施形態と同様に、溶接完了信号送信部３２は、溶接完了信号の送信タイミングを通常のタイミングよりも、算出した通信遅れ時間分、及び既知の解放遅れ時間分、先行させる。これにより、溶接完了から遅延なく溶接ガン１１の加圧力が開放される。
この結果、加圧時間が溶接時間と同等になり、サイクルタイムが短縮される。

ここで、既知の通信遅れ時間は、例えば、スポット溶接ロボット１０に設けた加圧力測定器からオシロスコープに出力した加圧力（図１２の符号Ａ）と、ロボット制御装置２０からオシロスコープに出力した加圧力フィードバック信号（図１２の符号Ｄ）とを比較することで算出される。
また、既知の解放遅れ時間は、第３実施形態と同様に、例えば、スポット溶接ロボット１０に設けた加圧力測定器からオシロスコープに出力した加圧力（図１０の符号Ａ）と、ロボット制御装置２０からオシロスコープに出力した溶接完了信号又は加圧解放信号（図１０の符号Ｃ）とを比較することで算出される。

本実施形態によれば、ロボット制御装置２０は、第２実施形態と同様に、スポット溶接ロボット１０から加圧力フィードバックを受信することにより、加圧完了を判定し、溶接機３０に溶接を開始させる。本実施形態のスポット溶接システム１は、算出した通信遅れ時間及び観測されている既知の通信遅れ時間分、溶接指令信号の送信を早め、さらに、算出した通信遅れ時間及び観測されている既知の解放遅れ時間分、溶接完了信号の送信を早めることにより、サイクルタイムを短縮でき、第３実施形態と同様の効果が期待できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

スポット溶接システム１によるスポット溶接の制御方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。

１スポット溶接システム
１０スポット溶接ロボット
１１溶接ガン
１２加圧制御部
１３加圧完了信号送信部
１４加圧力フィードバック部
２０ロボット制御装置
２１加圧指令信号送信部
２２溶接指令信号送信部
２３加圧解放信号送信部
２４通信遅れ算出部
３０溶接機
３１溶接実行部
３２溶接完了信号送信部

Claims

スポット溶接ロボット、ロボット制御装置及び溶接機を有するスポット溶接システムであって、
前記スポット溶接ロボットは、
前記ロボット制御装置から加圧指令信号を受信すると、溶接ガンに対して加圧を行い、加圧解放信号を受信すると、前記溶接ガンを解放する加圧制御部と、
加圧力が所定値に達すると、前記ロボット制御装置に対して加圧完了信号を送信する加圧完了信号送信部と、を備え、
前記ロボット制御装置は、
前記スポット溶接ロボットに加圧指令信号を送信する加圧指令信号送信部と、
前記スポット溶接ロボットから加圧完了信号を受信すると、前記溶接機に対して所定の溶接時間の溶接を行わせる溶接指令信号を送信する溶接指令信号送信部と、
前記溶接機から溶接完了信号を受信すると、前記スポット溶接ロボットに対して加圧解放信号を送信する加圧解放信号送信部と、
溶接指令信号を送信した時刻から溶接完了信号を受信した時刻までの時間差から、前記溶接時間を減算した時間の半分の時間を、前記ロボット制御装置と前記溶接機との間の通信遅れ時間として算出する通信遅れ算出部と、を備え、
前記溶接機は、
前記ロボット制御装置から溶接指令信号を受信すると、溶接電流を送出して溶接を開始する溶接実行部と、
前記溶接時間の溶接を終えると、前記ロボット制御装置に対して溶接完了信号を送信する溶接完了信号送信部と、を備え、
前記通信遅れ時間が算出済みの場合、
前記溶接指令信号送信部は、加圧指令信号が送信された後に、当該加圧指令信号に応じた加圧力立ち上がり時間から前記通信遅れ時間を減じた時間が経過した時点で溶接指令信号を送信し、
前記溶接完了信号送信部は、溶接が開始された後に、前記溶接時間から前記通信遅れ時間を減じた時間が経過した時点で溶接完了信号を送信するスポット溶接システム。
スポット溶接ロボット、ロボット制御装置及び溶接機を有するスポット溶接システムであって、
前記スポット溶接ロボットは、
前記ロボット制御装置から加圧指令信号を受信すると、溶接ガンに対して加圧を行い、加圧解放信号を受信すると、前記溶接ガンを解放する加圧制御部と、
加圧力を測定し、前記ロボット制御装置に通知する加圧力フィードバック部と、を備え、
前記ロボット制御装置は、
前記スポット溶接ロボットに加圧指令信号を送信する加圧指令信号送信部と、
前記スポット溶接ロボットから通知された加圧力が所定値に達すると、前記溶接機に対して所定の溶接時間の溶接を行わせる溶接指令信号を送信する溶接指令信号送信部と、
前記溶接機から溶接完了信号を受信すると、前記スポット溶接ロボットに対して加圧解放信号を送信する加圧解放信号送信部と、
溶接指令信号を送信した時刻から溶接完了信号を受信した時刻までの時間差から、前記溶接時間を減算した時間の半分の時間を、前記ロボット制御装置と前記溶接機との間の通信遅れ時間として算出する通信遅れ算出部と、を備え、
前記溶接機は、
前記ロボット制御装置から溶接指令信号を受信すると、溶接電流を送出して溶接を開始する溶接実行部と、
前記溶接時間の溶接を終えると、前記ロボット制御装置に対して溶接完了信号を送信する溶接完了信号送信部と、を備え、
前記通信遅れ時間が算出済みの場合、
前記溶接指令信号送信部は、加圧指令信号が送信された後に、当該加圧指令信号に応じた加圧力立ち上がり時間から前記通信遅れ時間を減じた時間が経過した時点で溶接指令信号を送信し、
前記溶接完了信号送信部は、溶接が開始された後に、前記溶接時間から前記通信遅れ時間を減じた時間が経過した時点で溶接完了信号を送信するスポット溶接システム。
前記溶接指令信号送信部は、前記スポット溶接ロボットと前記ロボット制御装置との間の通信における既知の遅れ時間だけ、溶接指令信号の送信タイミングをさらに早める請求項１又は請求項２に記載のスポット溶接システム。
前記溶接完了信号送信部は、前記溶接ガンの解放動作における既知の遅れ時間だけ、溶接完了信号の送信タイミングをさらに早める請求項１から請求項３のいずれかに記載のスポット溶接システム。
前記ロボット制御装置は、前記通信遅れ算出部により算出された通信遅れ時間を、他のスポット溶接システムと共有する請求項１から請求項４のいずれかに記載のスポット溶接システム。