JP2621654B2 - 溶接ロボットのティーチング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はそれぞれ別々のロボットに取付けられたスタ
ッドガンによりワークを溶接する溶接ロボットにおい
て、それぞれのスタッドガンの移動軌跡を教示するため
の溶接ロボットのティーチング方法に関する。

（従来の技術） 例えば、自動車部品としての種々のパネル材をスポッ
ト溶接する場合、特に、パネル材を増し打ちする場合に
は、通常、Ｃ型ガンやＸ型ガンと言われるスポット溶接
ガンが使用される。これらの溶接ガンは２つの電極が一
台の溶接装置に組付けられているので、電極相互の面直
度や同心度は予め設定されており、所定の値となってい
る。

ところが、２つの電極を別々のロボットによって作動
させる場合には、上記面直度や同心度が所望の値となる
ようにロボットのアームの移動位置をティーチングさせ
るのは容易でない。

第８図はパネル材をワークＷとし、これにスポット溶
接するための溶接装置を示す図であり、フレーム10の上
部には、上腕ロボット11が取付けられ、下部には下腕ロ
ボット12が取付けられている。上腕ロボット11にアーム
13を有し、これらは移動台11aにより図面に垂直な方向
に移動自在となっている。また、アーム13の先端には回
転軸を介してスタッドガン14が矢印の方向に揺動自在に
装着されている。

一方、下腕ロボット12はアーム15を有し、これらも移
動台12aにより同様な方向に移動自在となっている。そ
して、先端に回転軸を介して装着されたスタッドガン16
が矢印で示す方向に揺動自在となっている。また、それ
ぞれのアーム13、15はそれぞれ軸方向に摺動自在となっ
ている。

第８図に示すような溶接装置によってワークＷを溶接
する際には、相互に相対峙する２つのロボット11、12を
用いて、それぞれのスタッドガン14、16によりワークＷ
を挾み付け、ワークＷを加圧した状態で両電極間を通電
させて溶接を行なっている。溶接作業は予めロボットの
制御部内に格納された教示データ、つまりティーチング
データに基づいてアーム13、15の移動軌跡を制御するこ
とによってなされている。したがって、このような溶接
装置を用いて溶接作業を行なうには、予め移動軌跡をテ
ィーチングする操作が必要となる。

アームの移動軌跡をティーチングするには、従来で
は、上腕ロボット11のスタッドガン14の先端をワークＷ
の打点位置に合せてその位置を教示し、その後に、ワー
クＷを外して、上腕ロボット11の教示位置に合せて、下
腕ロボット12にそのスタッドガン15の位置を教示するよ
うにしている。

（発明が解決しようとする課題） このような教示方式では、２つのスタッドガン14、16
の相互の面直度と同心度を所望の値に設定することが重
要となる。なぜならば、上述したＣ型ガンやＸ型ガンの
ように、それ自体の構造から電極の同心度と面直度が確
保されている構造と相違して、２つのスタッドガン14、
16の移動が相互に独立しているので、教示動作がなされ
る毎に、両方のスタッドガンの面直度と同心度とを確認
する必要があるからである。

第９図には、面直度と同心度の意味が示されており、
面直度は２つのスタッドガン14、16の中心軸がなす角度
θで定義され、同心度は両方のスタッドガン14、16の中
心軸のずれ寸法αで定義される。

上記従来の方式で教示作業を行なうのでは、その作業
に熟練を要するだけでなく、時間がかかり、教示作業の
作業性が良好でなかった。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもの
であり、２つのスタッドガンが別々のロボットにより作
動するタイプにおける教示作業を円滑に行ない得るよう
にすることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成する本発明は、第１ロボットに設けら
れた第１アームに装着される第１スタッドガンと、第２
ロボットに設けられた第２アームに装着される第２スタ
ッドガンとによりワークを溶接する溶接ロボットにおい
て、前記第１アームに第１スタッドガンを装着した状態
で当該第１スタッドガンをワークに当接して第１ロボッ
トの作動位置を教示する工程と、前記両方のスタッドガ
ンの面直度と同心度が所定の値となったことを検出する
教示用アタッチメントを前記アームに装着する工程と、
前記第１ロボットを教示された位置に設定した状態で教
示用アタッチメントが所定の面直度と同心度を検出する
まで、第２ロボットを作動させて当該第２ロボットの作
動位置を教示する工程とを有する溶接ロボットのティー
チング方法である。

（作用） ２つのアームのうちの一方のアームにスタッドガンが
装着された状態のもとで、そのアームを作動させるロボ
ットの教示を行ない、次いで、他方のアームを作動させ
るロボットの教示を行なう際には、教示用アタッチメン
トを用いて両方のスタッドガンに対する面直度と同心度
とが所定の状態となるまで他方のロボットを作動させ
る。これにより、他方のロボットを移動させることが容
易となり、迅速に両方のロボットの教示を行なうことが
可能となる。

（実施例） 以下、図示する本発明の一実施例に基いて本発明を詳
細に説明する。

第１図及び第２図は本発明の溶接ロボットのティーチ
ング方法を具体化した溶接装置の要部を示す図であり、
この図において、第８図に示された溶接装置と共通する
部材には同一の符号が付されている。

第２図は第８図に示されたタイプと同様の溶接装置の
要部を示し、第１ロボットとしての上腕ロボット11によ
り作動するアーム（第１アーム）13と、第２ロボットと
しての下腕ロボット12により作動するアーム（第２アー
ム）15とを有している。これらのロボット11、12により
溶接作業を行なう際には、第２図に示されるように、そ
れぞれのアーム13、15には、第１スタッドガンとしての
スタッドガン14と、第２スタッドガンとしてのスタッド
ガン16が装着される。

第１図に示されるように、それぞれのアーム13、15に
は教示用アタッチメント21、22を、スタッドガン14、16
に代えて装着し得るようになっている。一方のアタッチ
メント21には、発光素子と受光素子とを有する投受光タ
イプ、つまり反射型の光電センサー23が組込まれてお
り、このセンサー23からの光が他方のアタッチメント22
の先端面に照射されるようになっている。この先端面の
面積は任意の大きさとなっており、アタッチメント相互
の許容面直度と許容同心度の範囲からはずれると、光電
センサー23には反射光が到達しない。それぞれのアタッ
チメント21、22が所定の寸法Ｌの距離でセンサー23がオ
ンしたときに、その中心点Ｐが打点位置となるように、
センサー23からの信号を受けるアンプが調整されてい
る。尚、それぞれのアタッチメント21、22の先端部に
は、ゴム製のプロテクター24、25が取付けられている。

次に、本発明の教示工程について説明する。

まず、第１ロボットとしての上腕ロボット11を作動し
て、このロボットのアーム13には第２図に示されるスタ
ッドガン14を装着した状態で、ワークに対して所定の打
点位置に移動させて、その位置でロボット11の制御部内
に教示データつまりティーチングデータを格納する。こ
の操作は、公知の教示用ペンダントを使用し、スタッド
ガン14が所定の教示位置となったときに、ペンダントを
用いてそのデータを入力することにより達成される。

次に、それぞれのスタッドガン14、16を外し、アーム
13、15に第１図に示すように、教示用アタッチメント2
1、22を装着する。そして、既に教示された状態にロボ
ット11を作動させ、その状態で第２ロボットとしての下
腕ロボット12を作動させる。これにより、アタッチメン
ト22がアタッチメント21に対して所望の面直度と同心度
となる位置まで移動すると、センサー23がオン信号を発
する。その状態で、ロボット12の作動を停止して、ロボ
ット12の制御部にティーチングデータを格納する。これ
により、迅速かつ容易に教示データを格納することがで
きる。教示後に溶接作業を行なうには、それぞれのアー
ム14、15にスタッドガン14、16を再度装着する。尚、最
初に下腕ロボット12の位置を教示した後に、アタッチメ
ントを使用して上腕ロボット11の作動位置を教示するよ
うにしても良い。つまり、２つのロボット11、12の何れ
のロボットを第１ロボットとしても良い。

第３図及び第４図は、本発明の他の実施例に係る教示
用アタッチメントを示す図であり、この場合には両方の
アタッチメント21、22に光電管31、32が組込まれてい
る。一方は光を照射し、他方が光を受光するようになっ
ており、両方のアタッチメントが相互に所定の面直度と
同心度となったことが、これらのセンサーによって検出
される。これらのアタッチメント21、22にも、第１図に
示される場合と同様に、ゴム製のプロテクター24、25が
取付けられている。

第５図〜第７図は本発明の他の実施例に係る教示用ア
タッチメントを示す図であり、この場合には、スタッド
ガン14を介して第１アーム14に筒状の教示用アタッチメ
ント40をビス41を用いて固定するようにしている。した
がって、この場合にはそれぞれのアーム13、15からスタ
ッドガン14、16を外すことなく、装着されたままの状態
でティーチングデータを格納することができる。第７図
は下腕ロボット12の作動位置を教示する際に、スタッド
ガン14の電極チップ14aとスタッドガン16の電極チップ1
6aとが接触した状態を検出するために、アタッチメント
40には、確認窓42が形成されている。このアタッチメン
ト40を使用した教示操作も、スタッドガン14、16を外す
工程が不要となることを除き、上述した場合と同様であ
る。

（発明の効果） 上述したように、本発明によれば、２つのスタッドガ
ンがそれぞれ別々のロボットにより作動するタイプの溶
接ロボットにおいて、一方のロボットの作動位置を教示
した後に、他方のロボットの作動位置を教示する際に
は、一方のロボットのスタッドガンに対する他方のロボ
ットのスタッドガンの面直度と同心度とを容易に設定す
ることができるので、ティーチング作業を極めて迅速に
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の教示方法に使用するための教示用アタ
ッチメントが取付けられた状態を示す溶接装置の一部切
欠き正面図、第２図は第１図に示す教示用アタッチメン
トに代えてスタッドガンが装着された状態における溶接
装置を示す正面図、第３図は他の具体例に係る教示用ア
タッチメントが取付けられた状態を示す溶接装置の一部
切欠き正面図、第４図は第３図に示された教示用アタッ
チメントの拡大断面図、第５図は他の具体例に係る教示
用アタッチメンが装着された状態を示す斜視図、第６図
は第５図に示された教示用アタッチメントの拡大斜視
図、第７図は教示用アタッチメントを使用して教示動作
がなされている状態を示す一部切欠き正面図、第８図及
び第９図は従来の溶接装置を示す正面図である。 11……上腕ロボット（第１ロボット）、12……下腕ロボ
ット、13……アーム（第１アーム）、14……スタッドガ
ン、15……アーム（第２アーム）、16……スタッドガ
ン、21……教示用アタッチメント、22……教示用アタッ
チメント、40……教示用アタッチメント。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１ロボットに設けられた第１アームに装
   着される第１スタッドガンと、第２ロボットに設けられ
   た第２アームに装着される第２スタッドガンとによりワ
   ークを溶接する溶接ロボットにおいて、 前記第１アームに第１スタッドガンを装着した状態で当
   該第１スタッドガンをワークに当接して第１ロボットの
   作動位置を教示する工程と、 前記両方のスタッドガンの面直度と同心度が所定の値と
   なったことを検出する教示用アタッチメントを前記アー
   ムに装着する工程と、 前記第１ロボットを教示された位置に設定した状態で教
   示用アタッチメントが所定の面直度と同心度を検出する
   まで、第２ロボットを作動させて当該第２ロボットの作
   動位置を教示する工程とを有する溶接ロボットのティー
   チング方法。