JP2812077B2 - スポット溶接用ロボットの位置決め制御装置 - Google Patents

スポット溶接用ロボットの位置決め制御装置

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JP2812077B2
JP2812077B2 JP4190840A JP19084092A JP2812077B2 JP 2812077 B2 JP2812077 B2 JP 2812077B2 JP 4190840 A JP4190840 A JP 4190840A JP 19084092 A JP19084092 A JP 19084092A JP 2812077 B2 JP2812077 B2 JP 2812077B2
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control unit
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットに装着されて
いるスポット溶接用ガンのチップの摩耗量を自動的に検
出する機能を有するスポット溶接用ロボットの位置決め
制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、車体に施されるスポット溶接は
ロボットに取り付けられた専用のスポット溶接ガンによ
って行なわれるが、直接スポット溶接を担う電極チップ
はその使用回数に応じて摩耗する。この摩耗が大きくな
ると溶接の信頼性の面で問題が生じたりすることから、
人間が定期的に診断してその交換を行なっているのが現
状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに人間が定期点検する従来の方法では、高信頼の溶接
状態を常に得ようとすると定期点検の頻度を多くしなけ
ればならず、作業能率が低下するという問題がある。
【0004】また、この摩耗を検知する,例えば2次元
センサー等の特別の装置を設けると、コストアップとな
り現状にそぐわないという問題がある。
【0005】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、この摩耗量をコスト上昇を
最少限に抑えつつ検出することが可能なスポット溶接用
ロボットの位置決め制御装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、サーボモータによって駆動されるアームの
先端に取り付けられたスポット溶接ガンを教示データに
基づいて位置決めし、被溶接物を一対の電極チップで加
圧しながらスポット溶接する溶接用ロボットにおいて、
前記一対の電極チップの両方の摩耗量を検出する摩耗量
検出手段と、当該摩耗量検出手段によって検出された摩
耗量に応じて前記スポット溶接ガンの教示データを補正
する補正手段とを有することを特徴とする。
【0007】
【作用】このように構成した本発明にあっては、摩耗量
検出手段によってスポット溶接ガンの電極チップの摩耗
量が検出され、補正手段によって、この摩耗量に応じた
教示データの補正が行なわれる。
【0008】この補正は自動的に行なわれることになる
から、電極チップは常に最適の位置に位置決めされるこ
ととなり、常に高信頼の溶接を担保することができるよ
うになる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、スポット溶接用ロボットの概略構成図
である。
【0010】図に示すようにこの例示されているスポッ
ト溶接用ロボット1は、その動作がロボット制御装置2
によって制御されるようになっている。このスポット溶
接用ロボットは7軸型のものであり、その作業端にはス
ポット溶接用ガン3が装着されている。第1軸はスポッ
ト溶接用ロボット1の全体をJ1方向に旋回させるもの
であり、第2軸は第1軸を基準にして前記の作業端を上
下方向,すなわちJ2方向に移動させるものである。第
3軸は第2軸を基準にして同様に作業端を上下方向,す
なわちJ3方向に移動させるものである。第4軸は第3
軸を基準にして作業端を図示J4方向に旋回させるもの
である。第5軸は第4軸を基準にして作業端を図示J5
方向に移動させるものである。第6軸は第5軸を基準に
して作業端を図示J6方向に旋回させるものである。第
7軸は作業端に取り付けられているスポット溶接用ガン
3の電極チップ4を図示J7方向に上下動させるもので
ある。
【0011】ロボット制御装置2は、予め教示されてい
るデータに基づいて上記の7軸の動作を総合的に制御し
て電極チップ4の位置を被溶接物に対して所定の位置に
位置決めし、その位置にスポット溶接を施させる。
【0012】図2は、本発明にかかるスポット溶接用ロ
ボットの位置決め制御装置の概略構成ブロック図であ
る。ロボット制御装置2内には、スポット溶接用ロボッ
ト1の動作を総括的に制御する制御部5と、この制御部
5からの信号に基づいて、上記7軸それぞれの動作を各
軸毎に制御するサーボコントロール部10A〜10Gと
が設けられている。このサーボコントロール部10A〜
10Fまでの6つのサーボコントロール部は、スポット
溶接用ロボット1の本体部分の各軸アームの動作を制御
するものであり、サーボコントロール部10Gはスポッ
ト溶接ガン3の電極チップ4の動作を制御するものであ
る。リミットスイッチ15は摩耗量検出手段を構成する
ものであり、後述する電極チップ4の摩耗量を検出する
基準信号を得るためのものであり、基準となる所定の位
置に堅固に取り付けられているものである。
【0013】図3は、上記サーボコントロール部の詳細
な構成図である。サーボコントロール部は、接続されて
いるサーボモータ18の動作量を制御するものであり、
このサーボモータ18の動作量はエンコーダ19からの
信号によってフィードバックが採られている。このエン
コーダ19は、制御部5に対して位置フィードバックを
与えると同時に、サーボコントロール部自体に位置指令
と速度指令とのフィードバックを与える。
【0014】サーボコントロール部は、制御部5から出
力された位置指令に基づいてサーボモータ18の回転速
度を演算し、この速度指令に基づいてサーボモータ18
に流す電流の指令を演算する。この電流指令に基づいて
サーボモータ18には所定の電圧が印加されると共に所
定の電流が供給される。電流制御器20は、制御部5か
ら出力される電流制限指令に基づいてサーボモータ18
にその制限電流以上の電流が供給されないように制御す
る機能と、現在サーボモータ18に供給されている電流
を制御部5に報知する機能,すなわち摩耗量検出手段と
しての機能とを有しているものである。なお、ロボット
制御装置2は、このリミットスイッチ15がオンされた
ときに入力される信号又はサーボモータ18に流れる電
流が所定値以上になったことを検出した信号に基づい
て、電極チップ4の摩耗量を検出し、同時に、スポット
溶接用ロボット1に予め教示されているこのロボット動
作のための教示データをこの検出された摩耗量に基づい
て自動的に書き替える補正手段としての機能をも有して
いる。
【0015】このように構成されている本発明の装置は
図4又は図6のフローチャートに基づいて次のように動
作する。この動作を図5又は図7を参照しながら説明す
る。まず、リミットスイッチ15のオン,オフタイミン
グに基づいて電極チップの摩耗量を検出し、これに基づ
いて教示データを補正する第1の実施例について説明す
る。
【0016】ロボット制御装置2が定められた一定の周
期にしたがって電極チップ4の摩耗量を検出するプログ
ラムの実行を開始すると、制御部5はこのプログラムの
開始と同時に電極チップ4を予め教示されている教示デ
ータに基づいて所定の位置に位置決めさせる信号をそれ
ぞれのサーボコントロール部10A〜10Gに出力する
(S1)。この信号を受けたサーボコントロール部10
A〜10Gはゆっくりと電極チップ4の先端を図5に示
すようにリミットスイッチ15に向けて移動させる(S
2)。位置決めが完了したならば、別の教示データに基
づいて図5に示してあるように電極チップ4の先端をこ
のリミットスイッチ15がオンになるまで垂直移動させ
る(S3)。スイッチがオンしたならば、制御部5はこ
のスイッチのオンを認識すると同時に、各軸アームの位
置データを各サーボコントロール部が接続されているサ
ーボモータのエンコーダから入力し、この入力データか
ら電極チップ4の摩耗量を演算する。リミットスイッチ
15がオンする座標は常に一定である(リミットスイッ
チは固定されたドグ16に堅固に取り付けられているか
らである)から、例えば電極チップ4の交換時にこのリ
ミットスイッチ15がオンされた時の各軸アームの位置
データを記憶しておけば、上記の摩耗量はこの位置デー
タから容易に割り出すことができることになる(S4〜
S6)。この摩耗量の検出を上下の両チップについて行
なって、スポット溶接用の教示データをこの摩耗量分だ
け補正する。具体的には図5に示すZ軸方向の教示デー
タの補正が行なわれることになって、被溶接物への電極
チップ4の圧接力が補正されることになる(S7,S
8)。
【0017】図6に示すフローチャートは、サーボモー
タに流れる電流の変化を検知して、これに基づいて電極
チップの摩耗量を検出し、教示データを補正する第2の
実施例を示すものである。
【0018】ロボット制御装置2が定められた一定の周
期にしたがって電極チップ4の摩耗量を検出するプログ
ラムの実行を開始すると、制御部5はこのプログラムの
開始と同時に電極チップ4を予め教示されている教示デ
ータに基づいて所定の位置に位置決めさせる信号をそれ
ぞれのサーボコントロール部10A〜10Gに出力す
る。この信号を受けたサーボコントロール部10A〜1
0Gはゆっくりと電極チップ4の先端を図5に示すよう
にリミットスイッチ15に向けて移動させる(S1
1)。この位置決めが終了したら、電極チップ4のみを
ドグ16の加圧方向にゆっくりと動かす(S12)。こ
のときにサーボモータ18に流れる電流値は電流制御器
20によって検知され、これは制御部5に出力されてい
る。この動作を継続して電極チップ4がドグ16の検知
部16Aに突き当たると、サーボモータ18に流れる電
流が上昇することになる。制御部15がこの上昇を検知
すると(S13)、制御部5は各軸アームの位置データ
を各サーボコントロール部が接続されているサーボモー
タのエンコーダから入力し、この入力データから電極チ
ップ4の摩耗量を第1の実施例と同様に演算する(S1
4,S15)。この摩耗量の検出を上下の両チップにつ
いて行なって、第1の実施例と同様にしてスポット溶接
用の教示データをこの摩耗量分だけ補正する(S16〜
S18)。なお、サーボモータ18に流れる電流の上昇
の有無は制御部5によって図3の電流モニタフィードバ
ック信号に基づいて認識されるようになっている。
【0019】以上の動作はスポット溶接作業中の一定周
期毎,または毎日の工場起動時に定期的に行なわれるよ
うにプログラムしておけば、人間が定期点検を行なう必
要がなくなり、また、常に最適の教示データが自動的に
生成されるので、保全作業の省力化と溶接信頼性の向上
が共に図られることになる。
【0020】また、第1実施例においてはリミットスイ
ッチを用いたものを例示したが、これに限られず、電極
チップ4がドグ16の所定位置に接触したことが検出で
きるようなものであればどのようなものであっても良
い。例えば、その接触が導通によって検出できるように
したものでも良い。
【0021】第2実施例においては、電極チップ4が検
知部16Aに接触してから電流上昇の検知がされるまで
には誤差が伴うが、この誤差は、予め補正量として制御
部5に与えてあるのはもちろんである。
【0022】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、摩耗
量検出手段によって電極チップの摩耗量を検出し、この
摩耗量に基づき補正手段によって教示データを補正する
ようにしたので、常に信頼性の高い高品質のスポット溶
接作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】スポット溶接用ロボットの概略構成図である。
【図2】本発明にかかるスポット溶接用ロボットの位置
決め制御装置の概略構成ブロック図である。
【図3】図2に示したサーボコントロール部の詳細な構
成図である。
【図4】本発明にかかるスポット溶接用ロボットの位置
決め制御装置の第1の動作例を示すフローチャートであ
る。
【図5】図4のフローチャートの動作説明に供する図で
ある。
【図6】本発明にかかるスポット溶接用ロボットの位置
決め制御装置の第2の動作例を示すフローチャートであ
る。
【図7】図6のフローチャートの動作説明に供する図で
ある。
【符号の説明】
1…スポット溶接用ロボット 2…ロボット制御装置 3…スポット溶接用ガン 4…電極チップ 5…制御部 15…リミットスイッチ 18…サーボモータ 19…エンコーダ 20…電流制御器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サーボモータによって駆動されるアーム
    の先端に取り付けられたスポット溶接ガンを教示データ
    に基づいて位置決めし、被溶接物を一対の電極チップで
    加圧しながらスポット溶接する溶接用ロボットにおい
    て、 前記一対の電極チップの両方の摩耗量を検出する摩耗量
    検出手段と 、 当該摩耗量検出手段によって検出された摩耗量に応じて
    前記スポット溶接ガンの教示データを補正する補正手段
    とを有することを特徴とするスポット溶接用ロボットの
    位置決め制御装置。
JP4190840A 1992-07-17 1992-07-17 スポット溶接用ロボットの位置決め制御装置 Expired - Lifetime JP2812077B2 (ja)

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US10001787B2 (en) 2014-06-02 2018-06-19 Aqseptence Group, Inc. Controller for vacuum sewage system

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