JP3162638B2 - 溶接チップ摩耗量検出方法 - Google Patents

溶接チップ摩耗量検出方法

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JP3162638B2
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    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーボガンの溶接
チップの摩耗量の測定方法に関する。更に詳しく言え
ば、本発明は、ロボットに搭載して使用され、単一のガ
ン軸で駆動されるサーボガン(1軸サーボガンと言
う。)に取り付けられた溶接チップの摩耗量を測定する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】スポット溶接用の溶接ガンとして、ガン
軸の駆動にサーボモータを使用するものが知られてお
り、一般にサーボガンと呼ばれている。多くの場合、サ
ーボガンはロボットに搭載され、ガン軸の制御にはその
ロボットを制御するロボット制御装置が用いられる。サ
ーボガンのガン軸の軸数は1軸あるいは2軸のものが知
られており、各々1軸サーボガン、2軸サーボガンと略
称されている。
【0003】図1及び図2は、1軸サーボガン、2軸サ
ーボガンの概略構成をロボットアームに装着された状態
で示したものである。両図において、符号1はロボット
アームを表わしており、適当な装着機構2を介して1軸
サーボガン10あるいは2軸サーボガン20が取り付け
られている。
【0004】1軸、2軸いずれのサーボガン10、20
についても、スポット溶接を行なうために1対の溶接チ
ップが対向する関係を以て取り付けられる。1軸サーボ
ガン10の場合には、一方のチップC1が固定チップと
して下部ヘッド11に取り付けられる一方、他方のチッ
プC2が可動チップとしてキャリア13に取り付けられ
る。上部ヘッド12付近にはキャリア13を矢印方向に
運動させるためのガン軸(以下、C2軸と呼ぶ。)の機
構(詳細省略)が設けられる。
【0005】ガン軸を駆動するサーボモータ並びに位置
検出器(パルスコーダ)は、駆動ユニット部14に内蔵
されている。また、溶接チップC1,C2への溶接電力
の供給も、駆動ユニット部14を介して行なわれる。そ
して、ガン軸の制御及び溶接電力の供給制御のために、
駆動ユニット部14は、ロボット(ロボットアーム1の
み図示)を制御するロボット制御装置(図示省略)に接
続されている。溶接時には、溶接チップ間距離dを縮め
る向きにC2軸を動作させ、ワークW(破線参照)を溶
接チップC1,C2間で挟む位置(閉位置)まで可動溶
接チップC2を移動させる。
【0006】2軸サーボガン20の場合には、チップC
3,C4が1個づつ可動チップとしてキャリア23,2
4に取り付けられる。そして、各キャリア23,24を
矢印方向に運動させるための2つのガン軸(以下、C3
軸、C4軸と呼ぶ。)の機構が上部及び下部ヘッド2
1,22に設けられる(機構の図示は省略)。これに対
応して、2つの駆動ユニット部25,26が設けられ、
C3軸、C4軸の駆動並びに溶接チップC3.C4への
溶接電力の供給を行なう。
【0007】溶接時には、溶接チップ間距離dを縮める
向きに両ガン軸を動作させて、ワークW(破線参照)を
挟む位置(閉位置)まで可動溶接チップC3,C4を移
動させる。なお、2軸サーボガンを搭載したロボットの
場合、ツール先端点(TCP)については、両可動溶接
チップC3,C4の先端27,28の中間の位置(ガン
開状態)付近に設定されることが通例である。
【0008】1軸、2軸のサーボガン10,20いずれ
においても、ガンを閉じて溶接を実行する際の溶接チッ
プ間距離dは溶接品質を左右する重要なファクタであ
る。上述したように、溶接チップ間距離dは単一または
2つのガン軸の位置を通して制御されるから、もし、溶
接チップ間距離dとガン軸の位置の間の関係に経時変化
がなければ、多数のワークについて溶接実行時の溶接チ
ップ間距離dを適正に保つことはさして困難ではない。
【0009】しかし、実際にはガンの稼働時間の累積に
伴って溶接チップC1〜C4の摩耗が避けられないため
に、溶接チップ間距離dとガン軸の位置の間の関係に経
時変化が起る。即ち、溶接チップの摩耗量に応じて、同
じガン軸位置に対する溶接チップ間距離dの実現値が増
大する。その結果、溶接時にワークと溶接チップC1,
C2あるいはC3,C4の間にギャップが生じ、溶接品
質が劣化する。
【0010】これを回避するには、個別の溶接チップの
摩耗量を適当な頻度で測定し、必要に応じて溶接チップ
交換を行なうか、摩耗量を補償するようなガン軸位置補
正(閉位置補正)やロボット位置の補正(固定溶接チッ
プの位置補正)を行なえば良い。ところが、2軸サーボ
ガンに取り付けられた溶接チップの摩耗量の測定は容易
であるのに対して、1軸サーボガンに取り付けられた溶
接チップの摩耗量を簡便に測定する方法がなかった。
【0011】図3〜図5は、従来より用いられてい溶接
チップの摩耗量を測定する方法を2軸サーボガンの場合
(図3)、及び1軸サーボガンの場合(図4、図5)に
ついて説明する図である。図3に示したように、2軸サ
ーボガンの場合には、適当な厚さと十分な硬さを持つ平
板治具3(一般には、等厚領域を持つ形状であれば)を
用意し、溶接チップC3,C4の使用開始時(初期状
態)に2軸サーボガン20でこれをクランプし、C3
軸、C4軸の位置をロボット制御装置内部で把握し、メ
モリに記憶しておく。そして、摩耗量の測定を希望する
時(チップ摩耗後)には、ロボットに初期状態と同じ位
置をとらせ、平板治具3を初期状態と同位置でクランプ
し、C3軸、C4軸の位置を把握する。
【0012】初期状態を基準にしたC3軸、C4の移動
量(キャリア23,24の移動距離換算値)Δ3 、Δ4
から、直ちに溶接チップC3,C4の摩耗量を求めるこ
とが出来る。
【0013】これに対して1軸サーボガンの場合には、
固定チップC1を移動させるガン軸を持たないから、上
記平板治具3を用いた測定法を適用することが出来な
い。そこで、従来は別途レーザ変位計などの外部機器を
用いた直接測定や、リミットスイッチを利用した方法に
よって摩耗量を測定していた。溶接チップの摩耗量をレ
ーザ変位計を用いて測定する場合には、図4に示したよ
うに、可動ヘッド4を備えたレーザ変位計3をロボット
の側方に配置する。そして、初期状態(破線参照)と測
定時の間に生じた溶接チップC1,C2の先端15,1
6の変位Δ1 ,Δ2 を計測することにより、溶接チップ
C1,C2の摩耗量を測定する。変位Δ1 ,Δ2 は、初
期状態と計測時において可動ヘッド4から出射される計
測用レーザビームL1あるいはL2が溶接チップC1,
C2の先端15,16をかすめる条件を満たす時の可動
ヘッド4の位置変位から求めることが出来る。
【0014】また、溶接チップの摩耗量をリミットスイ
ッチを用いて測定する場合には、図5(a),(b)に
示したように、初期状態及び測定時にリミットスイッチ
LMを適当な位置に位置決めし、ロボットあるいはガン
軸C2軸)を移動させてリミットスイッチLMが付勢さ
れる臨界位置を把握する。初期状態と測定時におけるロ
ボットの臨界位置の差異が固定溶接チップC1の摩耗量
を表わしている。同様に、初期状態と測定時におけるC
2軸の臨界位置の差異が可動溶接チップC2の摩耗量を
表わしている。
【0015】なお、臨界位置を検出するには、リミット
スイッチLMをロボット制御装置に接続し、リミットス
イッチの付勢検出及びそれに応答したロボット停止ある
いはC2軸の停止を行なうプログラムをロボット制御装
置に教示しておけば良い。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、1軸
サーボガンの場合、外部計測装置やリミットスイッチな
どを用意する必要があり、平板治具を用いる2軸サーボ
ガンの場合に比べて簡便さの点で著しく劣っていた。そ
こで本発明は、2軸サーボガンと同様に平板治具を用い
た簡単な手順によって1軸サーボガンに取り付けられた
溶接チップの摩耗量を求めることが出来る溶接チップ摩
耗量検出方法を提供することにある。また、本発明はそ
の結果をガン軸あるいはロボットの位置補正に利用する
ことを併せて企図している。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、1軸サーボガ
ンと、該1軸サーボガンを搭載したロボットと、それら
のガン軸及びロボット各軸を制御する制御手段を備えた
スポット溶接システムにおいて、1軸サーボガンに取り
付けられた溶接チップの摩耗量を検出する溶接チップ摩
耗量検出方法を提供する。チップ摩耗量の検出は、固定
溶接チップあるいは固定溶接チップと可動溶接チップの
それぞれについて行なうことが出来る。
【0018】本発明に係る溶接チップ摩耗量検出方法で
は、空間内に適宜定めた所定位置(治具固定位置)に固
定された治具のクランプ動作が、摩耗量算出の基準とな
る状態を確定するためのキャリブレーション段階と、固
定溶接チップの摩耗量、もしくは、固定溶接チップ及び
可動溶接チップのそれぞれの摩耗量を求める段階の双方
で実行される。そして、両段階で取得されたクランプ動
作完了時のロボット位置に基づいて、あるいは、更にガ
ン軸の位置とに基づいて固定溶接チップの摩耗量、もし
くは、固定溶接チップの摩耗量及び可動溶接チップの摩
耗量が求められる。
【0019】キャリブレーション段階と溶接チップ摩耗
量検出段階におけるクランプ動作のためのロボット移動
は、少なくとも1軸サーボガンの開閉方向に関して、ロ
ボットが外力に順応した動作を許容するソフトフローテ
ィングの状態とする制御の下で生起される。特に好まし
い実施形態においては、ソフトフローティング制御は、
空間内の直交座標系上で1軸サーボガンの開閉方向にフ
ローティングするように設定された条件の下で実行され
【0020】溶接チップ摩耗量検出段階で求められた溶
接チップの摩耗量(固定溶接チップの摩耗量と可動溶接
チップの摩耗量)は、以降に行なわれるスポット溶接時
のガン軸の位置やロボットの位置の位置補正に利用する
ことが出来る。
【0021】本発明において最も特徴的なことは、キャ
リブレーション段階と溶接チップ摩耗量測定段階におけ
るクランプ動作にソフトフローティングの手法が適用さ
れていることである。即ち、ロボットを外力に順応した
移動を許容するソフトフローティングの状態におくこと
で、治具を介して反力に転換されたガン軸の推進力によ
ってロボット自体がガンを閉じる方向へ移動が誘起さ
れ、クランプ動作を完了させることが出来る。
【0022】これは、固定溶接チップを移動させるガン
軸が存在しないために2軸サーボガンにのみ適用可能で
あった治具クランプに基づく摩耗量測定法が、1軸サー
ボガンにも適用可能になったことを意味している。従っ
て、従来のようにレーザ変位計やリミットスイッチのよ
うな外部装置を用意する必要がなく、また、オペレータ
はそれらを操作する煩雑さから解放される。
【0023】
【発明の実施の形態】図6は、本発明の溶接チップ摩耗
検出方法が適用されるスポット溶接システムのハードウ
ェア構成を要部ブロック図で示したものである。サーボ
ガン及びその搭載部の構成は図1に示されたものと同じ
であるが、本図では簡略化して描かれている。符号30
はロボット制御装置を表わしており、ロボットRBの各
軸、1軸サーボガン10のガン軸(C2軸)並びに1軸
サーボガン10に対する溶接電力供給の制御を行なう。
【0024】ロボット制御装置30は、ホストCPU3
1、共有RAM32、サーボCPU33、サーボアンプ
34、メモリ35、教示操作盤用インターフェイス36
並びに一般外部装置用の入出力装置38を備えている。
メモリ35は、システムプログラムが格納されたRO
M、データの一時記憶用のRAM、及びシステム(ロボ
ットRBと1軸サーボガン10)の動作を定めた各種プ
ログラムデータが格納された不揮発性メモリを含んでい
る。
【0025】教示操作盤用インターフェイス36に接続
された教示操作盤37は、プログラムデータの入力、修
正、登録や、ジョグ送り指令、再生運転指令等のマニュ
アル入力に利用される。また、外部装置用入出力装置3
8に接続された溶接用電力電源装置39は、前述した駆
動ユニット14を介して溶接用電力を供給する。
【0026】再生運転あるいはジョグ送りには、ホスト
CPU31はロボットの各軸及び付加軸として設定され
たガン軸(C2軸)に対する移動指令を作成し、共有R
AM32へ出力する。サーボCPU33はこれを短周期
で読み出し、ロボット各軸並びにガン軸(C2軸)の位
置検出器(パルスコーダ)から送られてくる位置信号
(フィードバック)信号に基づいてサーボ処理を実行
し、各軸のサーボアンプ34に電流指令を出力し、ロボ
ット各軸及びガン軸(C2軸)のサーボモータを駆動す
る。
【0027】上述した構成と機能は、通常のスポット溶
接ロボットシステムのそれと特に変わるところはない。
本実施形態が従来と異なるのは、メモリ35に溶接チッ
プ摩耗量測定のための動作に関連した処理(後述)を定
めたプログラム及びパラメータが格納されていることで
ある。同動作には、治具クランプに際してのソフトフロ
ーティングの動作が含まれている。ソフトフローティン
グ動作実行時にはに、ホストCPU31からソフトフロ
ーティングの信号が出力され、サーボCPU33がソフ
トフローティング信号に適合したサーボ処理(詳細後
述)を実行してロボットの所定の軸を柔軟に動作させ
る。
【0028】以下、以上の事項を前提に、本発明に従っ
溶接チップ摩耗量検出方法の実施手順と関連処理につ
いて説明する。先ず、図7、図8を参照図に加えて実施
手順と測定原理の概要を項分けして述べる。
【0029】[手順の概要] 1.前述した2軸サーボガンの溶接チップ摩耗量測定
(図3参照)で使用したと同様の平板治具3を用意す
る。 2.摩耗量算出の基準とした時点(典型的には溶接チッ
プの装着から使用開始までの間)、ロボットに搭載され
た1軸サーボガン10が接近し易い適当な位置に治具3
を位置決めし、適当な固定機構(図示省略)で十分な堅
固さを以て固定する。位置決め姿勢は、ロボット座標系
ΣR のZ軸方向に法線が向くようなものとする。以
下、治具3のこの位置を「治具固定位置」と呼ぶ。ま
た、溶接チップ使用開始前あるいはこれに代わる摩耗量
算出の基準時の状態を「初期状態」と呼ぶ。
【0030】3.図7(a)に示したように、1軸サー
ボガン10が治具3をクランプ出来る適当な位置にロボ
ットを移動させ、位置決めする。以下、このロボット位
置(ツール先端点など、ロボットを代表する点の位置・
姿勢。以下同様。)を「クランプ動作開始ロボット位
置」と呼び、A(4×4同次変換行列)で表わす。治具
クランプ開始位置は、最初の治具クランプ時(初期状
態)に教示しても良いし、それ以前に教示しても良い。
【0031】4.ロボットをソフトフローティングによ
る制御を開始する。上記3.の移動・位置決め時からソ
フトフローティングを開始しても良いが、位置決めの正
確さを期すためには、上記3.の移動・位置決め完了後
にソフトフローティングを開始することが好ましい。ソ
フトフローティングの条件は、ロボットに少なくともZ
軸方向(ガン開閉方向)の柔らかさを持ち得るように定
められる。本実施形態では、Z軸方向(ガン開閉方向)
のみ柔らかさを持つような方式を採用する(詳細は後
述)。これにより、治具3のクランプ時にサーボガン1
0が傾くことが防止される(サーボガン10が傾いた場
合には、傾斜を補償する補正が必要)。
【0032】5.次いで、図7(b)に示したように、
1軸サーボガン10のC2軸を動作させ、キャリア13
(可動溶接チップC2)のヘッド11へ向かっての移動
を開始させる。C2軸の移動目標位置は、サーボガン1
0の通常の閉動作に比してある程度遠方)(位置Pで例
示)に設定(教示)しておく。
【0033】これは、下記6.のソフトフローティング
によるロボット移動で図7(c)の状態(治具3のクラ
ンプ)を確実に実現するためである。もし、位置Pがヘ
ッド12側から見て近すぎると、溶接チップ摩耗後のラ
ンプ動作(下記12.参照)は完了しない恐れがある。
【0034】6.位置Pに向かって移動を開始した可動
溶接チップC2の先端16は、位置Pに到達する前に治
具3の上面に当接し、キャリア13は更にヘッド11に
向かって移動を続行しようとする。ところが、治具3は
堅固に固定されているために可動溶接チップC2の先端
の空間内での移動はブロックされるので、ガン軸による
推進力はロボット自体を上方へ押し上げようとする反力
に転換される。
【0035】その結果、Z軸方向の柔らかさを持つ条件
でソフトフローティング状態にあるロボットは、クラン
プ動作開始位置(破線表示位置)を維持出来ず、図7
(c)に示したように上方(+Z軸方向)へ移動を開始
し、やがて固定溶接チップC1の先端15が治具3の下
面に当接して停止する(治具3のクランプ動作完了)。
この時点のロボット位置を「クランプ動作完了ロボット
位置」と呼び、記号B(4×4同次変換行列)で表現す
る。同様にこの時点のガン軸(C2軸)位置を「クラン
プ動作完了ガン軸位置」と呼び、記号g(スカラー)で
表現する。ここで、B,gは溶接チップC1,C2の摩
耗量に応じて変化する変量であることに注意する必要が
ある。
【0036】なお、治具3は溶接チップC1,C2、特
にC2(ガン軸はソフトフローティング対象外)から強
い力を受けるので、治具3の材料は、この状態において
両溶接チップC1,C2の挟圧力に耐えるもの(例え
ば、鋼鉄板、セラミック板など)が選ばれる。
【0037】7.クランプ動作完了後、クランプ動作完
了ロボット位置とクランプ動作完了ガン軸位置を記憶す
る。ここで記憶されるのは初期状態におけるB,gの値
であるから、添字としてinitial を付して、各々Bini
t,ginitで表わす。
【0038】初期状態における以上の手順をキャリブレ
ーションと呼ぶことにする。下記、8.以降の手順は溶
接チップ摩耗量の測定時(一般には、溶接チップ摩耗
後)に実行される。 8.治具3を治具固定位置に再度位置決めする。 9.ロボットを再度クランプ動作開始ロボット位置に位
置決めする。
【0039】10.初期状態と同じ条件(上記4.参
照)でソフトフローティングによる制御を開始する。
【0040】11.次いで、初期状態と同じ条件(上記
5.参照)でC2軸を動作させ、溶接チップC2の先端
16の位置Pへ向かっての移動を開始させる。 12.上述6.の場合と同様に、治具3からの反力を利
用して、Z軸方向の柔らかさを持つ条件でソフトフロー
ティング状態にあるロボットを+Z軸方向へ移動させ、
治具3をクランプする。
【0041】13.ロボット停止(クランプ動作完了)
を確認したら、クランプ動作完了ロボット位置とクラン
プ動作完了ガン軸位置を記憶する。ここで記憶されるの
は測定時(チップ摩耗後)における値であるから、符号
B,gに添字としてmeasを付して、各々Bmeas,gmeas
で表わす。
【0042】14.初期状態と測定時(摩耗量検出時)
のB,gの値、Binit,ginit,Bmeas,gmeasから、
溶接チップC1,C2の摩耗量を求める。図8に示した
ように、固定溶接チップC1の摩耗量δ1 は、初期状態
と測定時のロボット位置BのZ成分値の差(フローティ
ングで移動した距離)に等しい。また、測定時と初期状
態との間のガン軸移動量(空間内移動量換算値)は、固
定溶接チップC1の摩耗量δ1 と可動溶接チップC2の
摩耗量δ2 の和となる。従って、 δ1 =|Zmeas−Zinit| ・・・(1) δ2 =|(gmeas−ginit)|−δ1 =|(gmeas−ginit)|−|Zmeas−Zinit| ・・・(2) となる。ここで、Zmeas,Zinitは各々初期状態並びに
測定時におけるロボット位置BのZ成分値である。
【0043】15.求められた溶接チップC1,C2の
摩耗量δ1 ,δ2 に基づいて、(a)初期状態からの摩
耗の影響を除去するための補正処理を実行するか、ある
いは(b)溶接チップC1,C2を交換する(例:摩耗
量が限界を越えているケース)。
【0044】(a)の補正処理は、ロボットの溶接位置
(サーボガン10の閉動作を行なわせるロボット位置)
をδ1 だけ+Z軸方向へシフトさせるとともに、ガン軸
(C2軸)をδ2 だけ−Z軸方向へシフトさせるととも
のであれば良い。ここでは、ロボットの各溶接位置並び
にサーボガン10の閉位置に関して位置シフト量を指定
する位置補正レジスタをメモリ35に設定しておき、こ
の位置補正レジスタにδ1 及びδ2 を格納する。以後、
再生運転時には位置補正レジスタに格納された値に基づ
き、溶接時のロボット位置がδ1 だけ+Z軸方向へシフ
トされ、サーボガン10の閉位置がδ2 だけ上方シフト
(固定溶接チップC1との距離を縮小するような方向へ
のシフト)される。
【0045】なお、固定溶接チップC1,C2を新品と
交換した場合には、これを新たな初期状態と考え、上記
レジスタ値を0にクリアする。以後、キャリブレーショ
ン→溶接チップの使用→摩耗量検出→補正処理/溶接チ
ップ交換とレジスタクリアを繰り返せば良いことは説明
を要しないであろう。
【0046】[処理の概要]上記説明した手順1.〜1
5.に対応する処理(ホストCPU31及びサーボCP
U33)の概要を図9にフローチャートで示した。各ス
テップの要点は次の通りである。なお、治具3の位置決
め、キャリブレーション/摩耗量測定のモード選択(ス
テップS9参照)及び摩耗量補償補正実行/非実行のモ
ード選択は完了しているものとする。モード選択は、例
えば教示操作盤37によるモードフラグ値設定によって
行なわれる。
【0047】ステップS1;ロボットをクランプ動作開
始位置Aへ移動移動させ、位置決めする。 ステップS2;教示操作盤37からのマニュアル入力に
従って、ロボットのソフトフローティングのための条件
設定を行なう。ここでは、フローティングによりZ軸方
向(ガン開閉方向)のみ柔らかさを持つような条件設定
が行なわれる(詳細は後述)。なお、このステップはス
テップS1の開始前の準備段階で済ましておくことも出
来る。
【0048】ステップS3;ロボットのソフトフローテ
ィング有効化。ステップS2で設定されたフローティン
グ条件を表わすデータがホストCPU31によって共有
RAM32へ書き込まれる。サーボCPU33はこれを
読み出して指定されたソフトフローティング条件の下で
ソフトフローティングの処理を開始する。これにより、
ロボットはクランプ動作開始位置を維持しようとしつつ
も、Z軸方向の外力を受けるとZ軸方向に変位する状態
となる。
【0049】ステップS4;ガン軸(C2軸)の移動指
令を出力する。移動目標位置は、前述した位置Pに相当
する位置である。 ステップS5;ガン軸移動とそれに続くソフトフローテ
ィングによるロボット移動が収束するに必要な時間(適
当な設定時間)の経過を待ってステップS6に進む。
【0050】ステップS6;ロボットのソフトフローテ
ィング終了のための処理。ホストCPU31は、ロボッ
トのソフトフローティング終了のメッセージを共有RA
M32へ書き込む。サーボCPU33はこれを読み出し
て元の(フローティング有効化以前)の条件の下での処
理を再開する。但し、位置偏差及び速度偏差のレジスタ
値を0にクリアし、ロボットに現在位置(クランプ動作
完了位置)を維持させる。
【0051】ステップS7;ホストCPU31はロボッ
トの各軸位置を共有RAM32から取り込む。 ステップS8;取り込まれた各軸位置を順変換し、ロボ
ット座標系ΣR 上のデータBに変換する。なお、ガン
軸については変換を行なわない。 ステップS9;設定されているモードが、「キャリブレ
ーション」か「摩耗量測定」かを判別し、「キャリブレ
ーション」であればステップS10へ進み、「摩耗量測
定」であればステップS11へ進む。
【0052】ステップS10;クランプ動作完了ロボッ
ト位置とクランプ動作完了ガン軸位置を記憶する。キャ
リブレーションでは、Binit,ginitをメモリ35内の
バッファに書き込む。また、位置補正レジスタの値(溶
接ロボット位置補正量及びガン軸閉位置)をクリアして
0とする。キャリブレーションのモードが選択されてい
る場合(初期状態)における処理はこのステップS10
で完了する。
【0053】ステップS11;摩耗量測定のモードが選
択されている場合(摩耗後の測定)には、キャリブレー
ション時に格納されたBinit,ginitと、今回のクラン
プ動作完了ロボット位置Bmeasとクランプ動作完了ガン
軸位置gmeasを使って前出の式(1),(2)の計算を
実行し、固定溶接チップC1の摩耗量δ1 と可動溶接チ
ップC2の摩耗量δ2 を算出する。なお、摩耗量測定結
果及び関連メッセージは、教示操作盤37、アラーム音
等を通してオペレータに報知されることが好ましい。
【0054】ステップS12;設定されているモード
が、「摩耗量補償補正実行」か「摩耗量補償補正非実
行」かを判別し、前者であればステップS13へ進み、
後者であれば処理を終了する。
【0055】ステップS13;位置補正レジスタに溶接
ロボット位置補正量としてδ1 、ガン軸閉位置補正量と
してδ2 を書き込み、処理を終了する。これにより、以
降の溶接時には、ロボット位置がδ1 だけ+Z軸方向へ
シフトされ、サーボガン10の閉位置がδ2 だけ上方シ
フト(固定溶接チップC1との距離を縮小するような方
向へのシフト)される。従って、溶接チップC1,C2
に摩耗が生じていても、各チップの先端15,16に未
摩耗の状態と等価な閉位置をとらせることが可能にな
り、スポット溶接の品質の劣化が防止される。
【0056】最後にソフトフローティングについて説明
する。一般に、ソフトフローティングは、ロボットの運
動に弾力性(柔らかさ)を持たせる制御方式であり、ソ
フトフローティングされたロボットに外力が作用した時
には、ロボットがこれに順応し、外力を打ち消すように
変位する。
【0057】ソフトフローティングの方式としては、
(1)各軸上ソフトフローティング、(2)直交座標系
上ソフトフローティングが知られている。前者は、ロボ
ット各軸毎に柔らかさ(バネ定数)を設定し、ロボット
各軸別に外力に対する順応性を持たせる方式で、例えば
特開平6−332538号公報に詳細な開示がある。一
方、後者は空間内の直向座標系の各座標軸方向に関して
柔らかさ(バネ定数)を設定して空間内の方向別に外力
に対する順応性の大小を指定出来る方式で、例えば特開
平8−227320号公報)に詳細な開示がある。
【0058】本発明でソフトフローティングを用いる目
的は、サーボガンの閉動作時に生じるガン軸開閉方向
(溶接チップ先端15,16を結ぶ直線に沿った方向)
の反力を利用してロボットを変位させるためである。従
って、本発明で採用されるソフトフローティングは、少
なくともガン軸開閉方向の外力に順応して該方向への変
位を許容するようなものである必要がある。
【0059】上記(1)の方式を全ロボット軸あるいは
一部のロボット軸(ガン軸開閉方向の運動に関与しない
軸を除外)に適用すれば、上記条件は一応満たされる。
しかし、この方式を適用した場合、各軸の柔らかさを調
整してもガン軸開閉方向以外の方向成分の柔らかさを十
分に抑制することが実際上難かしい。そのため、ロボッ
トがガン軸開閉方向以外の運動を起し易く、サーボガン
姿勢が傾斜する恐れがある。
【0060】これに対して、上記(2)の方式をロボッ
トがガン軸開閉方向以外の方向の柔らかさを抑える条件
で適用すれば、サーボガン姿勢の傾斜の恐れなく、円滑
な治具クランプ動作をキャリブレーション時及び摩耗量
測定時に達成出来る。そこで、ここでは主として上記
(2)の直交座標系上ソフトフローティングについて概
略を述べる。
【0061】一般に、ロボットのアームを駆動する各軸
のサーボモータの制御は、通常、位置制御ループ及び速
度制御ループを有するサーボ系によって制御されてい
る。図10は、これを示したブロック図で、符号101
は位置ループゲインKp の項、符号102は速度ループ
ゲインKv の項である。また符号103,104はモー
タの伝達関数の項であり、各々トルク定数Kt、イナー
シャJで表わされる。更に、符号105はモータ速度v
を積分してモータ位置qを求める伝達関数で、sはラプ
ラス演算子を表わしている。
【0062】ホストCPU31の処理で作成される移動
指令rと位置検出器から出力されるモータ位置qより位
置偏差eが算出され、該位置偏差eに位置ループゲイン
Kpを乗じて速度指令vc が出力される。更に、速度偏
差eが速度指令vc とモータ速度vより算出され、この
速度偏差eに速度ループゲインKvを乗じてトルク指令
tc が出力される。そして、該トルク指令tc に応じた
駆動電流がモータに供給される。なお、速度ループの制
御においては、P制御に代えてPI制御またはIP制御
が適用されることもある。
【0063】このようなサーボ系(PI制御もしくはI
P制御)において、位置ループゲインKp及び速度ルー
プゲインKvを十分小さくすれば、位置偏差eが0にな
っていなくとも速度指令vc 及びトルク指令tc の値の
増大が抑止される。従って、その時点におけるトルクに
打ち勝つ外力を作用させれば、外力に順応する(負け
る)運動を生じさせることが可能になる。
【0064】ソフトフローティングはこの考え方を基礎
にしたもので、ソフトフローティング有効指令の入力時
に、通常制御時のゲイン値Kp,Kvを予め十分に小さ
く設定されたソフトフローティング用ゲイン値Kp’,
Kv’に各々切り換える方式で実施することが出来る。
ソフトフローティング用ゲイン値Kp’,Kv’の設定
をロボット各軸毎に行なうのが上述(1)の方式であ
る。
【0065】今、仮にサーボガンが6軸ロボットに搭載
されており、図7(a)に示した治具クランプ動作開始
姿勢において第1軸、第5軸及び第6軸がZ軸方向の運
動に関与しない場合であれば、これら第1軸、第5軸及
び第6軸を除く第2軸、第3軸及び第4軸についてのみ
ソフトフローティング用ゲイン値Kp’,Kv’への切
換を行なうことで、ガン軸動作によるZ軸方向のロボッ
ト変位(治具クランプ動作)が可能になる。但し、上述
したように、この手法では他方向成分の運動を抑えるこ
とが困難である。
【0066】直交座標系上で選択的にソフトフローティ
ングを有効化する手法を用いればこの難点は回避出来
る。以下、便宜的に項分けしてこの手法を説明する。 [1]先ず、空間内に定義された直交座標系(ここでは
ΣR )上でのサーボの柔らかさを表わすパラメータの組
を設定する。設定は、例えば教示操作盤37から入力さ
れる。ソフトフローティングを有効化した場合には、前
記設定されたパラメータの組と、直交座標系上での位置
偏差から直交座標系上での力が計算される。
【0067】そして、この力を逆動力学で解いて各軸の
トルクTi (i=1,2・・・n;但し、nはロボット
の軸数)を求め、このトルクTi と位置ループ処理のゲ
インKp (通常制御用に設定されている値)と、速度ル
ープ処理のゲインKv (通常制御用に設定されている
値)に基づいて算出されたEi を、各軸の前記位置ルー
プ処理の入力とした処理を行なうことにより、直交座標
系上で指定された柔らかさが実現される。
【0068】柔らかさの調節は、パラメータの組の設定
を通して実行される。位置ループ処理の入力Ei は、前
記トルクTi (i=1,2・・・n;但し、nはロボッ
トの軸数)を前記位置ループ処理のゲインKp と速度ル
ープ処理のゲインKv の積で除すことによって算出する
ことが出来る。
【0069】重力の影響を考慮する必要のある場合に
は、位置ループ処理の出力が予め定められた積分ゲイン
で積分され、速度ループ処理の出力に足し込まれてトル
ク指令が出力される。その際の足し込み量には一定の制
限を設けることで、柔らかさが失われることを防止す
る。
【0070】[2]直交座標系(ΣR ;O−XYZ)上
でのロボット動作制御の柔らかさは、次のように表わす
ことが出来る。 Kx (xd −x)=Fx ・・・(3) Ky (yd −y)=Fy ・・・(4) Kz (zd −z)=Fz ・・・(5) ここで、 Kx ,Ky ,Kz ;X,Y,Z各座標系軸方向に関する
柔らかさの程度を表わすパラメータ x,y,z ;直交座標系上でのフィードバック(X,
Y,Z各成分) xd ,yd ,zd ;直交座標系上での位置指令(X,
Y,Z各成分) Fx ,Fy ,Fz ;ツール先端点にかかる力(位置指令
で指定された位置に移動しようとする力のX,Y,Z各
成分)、 である。
【0071】従って、直交座標系上でソフトフローティ
ングを実現する為には、ロボットの動作時に上記(1
1)〜(13)式中のパラメータKx ,Ky ,Kz の値
を(可変に定められた)一定値に保つような各軸の柔軟
制御を行なうサーボ系を構築すれば良いことになる。
【0072】上記(3)〜(5)式は、ツール先端点に
かかる力Fx ,Fy ,Fz が、パラメータKx ,Ky ,
Kz と、直交座標系上における位置偏差で表わされるこ
とを示している。
【0073】一方、逆動力学のアルゴリズムとして良く
知られているNewton−Eeler法(Luhのア
ルゴリズムとも呼ばれる。)を用いれば、ツール先端点
にかかる力Fx ,Fy ,Fz から、ロボットの各軸に必
要なトルクτi (i=1,2・・・n;nはロボットの
軸数、以下同様。)を求めることが出来る。
【0074】Newton−Eeler法は、例えば
「機械系のためのロボティクス」(遠山茂樹 著;総合
電子出版社、1991年5月30日第2版発行;p55
〜p65)に詳しいのでその詳細は省略し、使用される
アルゴリズムの結論部分のみを記せば次のようになる。
このアルゴリズムは、初期化、フォワードルーチン、バ
ックワードルーチンで構成される。
【0075】フォワードルーチンでは、ベース座標系Σ
0 側からロボット手先側に向かって各リンクの運動学的
な情報が計算される。一方、バックルーチンでは、ロボ
ット手先側からベース座標系Σ0 側へ向かって各リンク
に作用する力/モーメントかが計算される。
【0076】
【数1】 各記号の意味は次の通りである。 ni (i);i−1番目の軸で駆動されるリンク(以下、リ
ンクi−1などと言う。)からリンクiに及ぼされるト
ルクのΣi 表示。但し、Σi はi番目の軸上に設定され
た座標系Σi を表わす。 fi (i);リンクi−1からリンクiに及ぼされる力のΣ
i 表示 Fi (i);リンクiに及ぼされる外力ベクトルのΣi 表示 Ni (i);リンクiに及ぼされるモーメントベクトルのΣ
i 表示 Ri ;座標系変換行列Ai の主座の3×3行列で、回転
を表わす。なお、座標系変換行列Ai は、i番目の軸上
に設定された座標系Σi からi−1番目の軸上に設定さ
れた座標系Σi-1 への座標変換行列である。但し、座標
系Σ0 は前記直交座標系よ一致させたベース座標系にと
る。
【0077】pi *;Σi 表示のΣi-1 原点からΣi 原点
への位置ベクトル g;重力ベクトル si バー;Σi 表示のリンクiの重心位置を示す位置ベ
クトル Ii ;Σi 表示のリンクiの重心周りの慣性モーメント z0 ;Σ0 のZ軸方向の単位ベクトルで、Σ0 上では
(0,0,1)と表わされる bi ;i番目の関節軸の粘性抵抗 qi ;i番目の関節軸の軸変数で、qi =θi (リンク
iの角度)として良い ω,ωドット;Σ0 表示のリンクiの角速度、角加速度 上記アルゴリズムにおいて使用される諸量は、ロボット
の構造パラメータ、各軸の位置、速度、加速度等から計
算される。また、前述の式(3)〜(5)に従って位置
偏差(xd −x),(yd −y),(zd −z)と柔ら
かさを表わすパラメータKx ,Ky ,Kz から定められ
るFx ,Fy ,Fz は、上記アルゴリズム中のfn+1
(n+1) に取入れられる。fn+1(n+1) は、Σn+1 をツー
ル座標系として定義することにより、ツール座標系の原
点に働く力をツール座標系上で表わしていると考えるこ
とが出来る。
【0078】そこで、ツール座標系の姿勢を表わす現在
データを行列Uとし、F=(Fx ,Fy ,Fz )T
(Fx(0),Fy(0),Fz(0)T とすれば、行列演算UF
によって、Fx ,Fy ,Fz のツール座標系上の表現が
計算される。これをF(n+1) =(Fx(n+1),Fy(n+1)
Fz(n+1)T とすれば、fn+1(n+1) =F(n+1) とな
る。
【0079】ここで、重力を考慮しない条件;g=
(0,0,0)で上記アルゴリズムを用いて求められた
軸iのトルクτi (g=0)をTi とすれば、その軸の
サーボ系は次のように表わされる。
【0080】 Kp Kv Ei =Ti ・・・(6) 但し、Kp は位置ループゲイン、Kv は速度ループゲイ
ン、Ei は軸iの位置ループの入力を表わしている。図
11は、このサーボ系を図10に準じた表記で示したも
のである(Kp ,Kv は便宜上各軸共通の表記とした
が、各軸毎に設定される場合にはKp ,Kv に代えてK
pi,Kviとすれば良い)。図10と図11の差異は位置
ループ処理への入力がeからEi に変わっていることで
ある。即ち、各軸の位置ループ入力Ei は従来のサーボ
系(図10参照)における位置偏差eのように、その軸
iの位置指令rと位置フィードバックqの偏差で定義さ
れるものではないことである。
【0081】このEi は、直交座標系上でのサーボの柔
らかさを表わすパラメータの組Kx,Ky ,Kz と直交
座標系上での位置偏差(xd −x),(yd −y),
(zd−z)から計算される力を逆動力学で解いて求め
られた各軸のトルクTi と、位置ループゲインKp と、
速度ループゲインKv に基づいて算出されたものであ
る。
【0082】換言すれば、このEi は、直交座標系上で
パラメータKx ,Ky ,Kz で表わされる柔らかさを実
現させる為にそのロボット軸のサーボ系が持つべき柔ら
かさに応じて各軸の位置偏差eを修正したものと解釈す
ることも出来る。Eを次式(15)で記す。 E=T/(Kp Kv ) ・・・(7) 以上のことから、各軸について上記(7)式で決定され
るEi を各軸の位置ループ入力とすることにより、前述
の関係式(3)〜(5)で表わされる直交座標系上での
柔らかさを実現するに必要なトルクTi が発生する。従
って、前述のステップS2において、Kx を十分小さく
設定する一方、Ky及びKz を十分大きく設定すれば、
Z軸方向のみの柔らかさを実現することが出来る。
【0083】次に重力の作用を考慮する。重力の作用を
考慮に入れた制御は、図11に示したサーボ系に積分器
を付加することで達成出来る。これを、図11に準じた
表記で図12に示す。図12において、Kp ,Kv は便
宜上各軸共通の表記としたが、各軸毎に設定される場合
にはKp ,Kv に代えてKpi,Kviとすれば良いことは
図11の場合と同様である。図11と図12の差異は、
Ei を入力とする位置ループ処理で出力される速度指令
vc に対して重力分を補償する積分項106(Kg /
s;但し、Kg は積分器のゲイン)が計算され、速度指
令vc を入力とする速度ループ処理で計算されるトルク
Ti に足し込まれることである。
【0084】この積分項106は、鉛直上向き方向につ
いてトルク不足となる状態を回避する手段を提供するも
のである。例えば本実施形態の如く、直交座標系ΣR の
Z軸を鉛直上向き方向にとり、Kz を小さく(柔らかさ
は大)に設定した場合、積分項106がない場合にはT
i だけでは重力に打ち勝つことさえ出来ず、落下事故を
起こす可能性がある。積分項106があれば、Ti だけ
では重力に打ち勝つことが出来なくとも、ゲインKg に
応じてトルクTi'が増大し、十分なトルクが発生する。
【0085】但し、この積分項106で表わされる積分
器には重力分のトルクが溜まる性質があるので、積分器
の出力に一定の制限値を設ける必要がある。もし、制限
値を設けないと、積分器に外力以上の力が溜り、柔らか
さを失ってその軸の指令位置に向かう強制的な動きが発
生する。
【0086】そこで、ソフトフローティング起動時に積
分器に溜っている値(出力)をIGRとして、ソフトフロ
ーティング時には次のような制限を設ける。ISOFT-LIM
の値はチューニング等によって各軸毎に適当に設定さ
れる。 IF I>IGR+ISOFT-LIM THEN I=IGR+ISOFT-LIM ・・・(8) IF I<IGR−ISOFT-LIM THEN I=IGR−ISOFT-LIM ・・・(9) このような重力を考慮した手法を、前述した条件(Kx
とKy は大、Kz は小)で適用すれば、落下事故の心配
なく治具クランプ動作を行なうことが出来る。
【0087】[3]上記[1],[2]の説明を前提
に、ソフトフローティング条件設定とソフトフローティ
ング制御の処理(図9ステップS2〜ステップS4に対
応)について補足説明する ユーザは、教示操作盤37に付設されたLCDに図13
に示されたような柔らかさ入力画面を呼び出す。そし
て、ΣR のX軸、Y軸、Z軸方向の各々について個別に
所望の値を画面入力する。入力される数値が小さい程柔
らかい状態が設定され、入力される数値が大きい程硬い
状態が設定される。
【0088】ここでは、X軸方向;Kx =20kg/c
m、Y軸方向;Ky =20kg/cm、Z軸方向;Kz
=1kg/cmを設定した例が示されている。Kz がK
x ,Ky に比べて非常に小さいことに注意されたい。
【0089】直交座標系ソフトフローティングが有効に
されると図14に示した処理が所定周期で実行され、作
用の欄で説明した原理によって、ソフトフローティング
が発揮される。先ず、ステップH1では、直交座標系Σ
0 上における位置偏差と設定されたパラメータ(Kx ,
Ky ,Kz )を用いて、直交座標系ΣR 上における力
(Fx ,Fy ,Fz )を求める。直交座標系ΣR 上にお
ける位置偏差は、各軸における位置偏差から順運動学で
計算出来る。続くステップH2では、直交座標系Σ0 上
で求められた力(Fx ,Fy ,Fz )をロボットの現在
姿勢データを用いてツール座標系Σn+1 上のデータ(F
x(n+1),Fy(n+1),Fz(n+1))に変換する。
【0090】更に、(Fx(n+1),Fy(n+1),Fz(n+1)
=(fx(n+1),fy(n+1),fz(n+1))として、作用の欄
で説明したNewton−Euler法により、各軸の
トルクTi を計算し(ステップH3)、Ti /(Kp K
v )から位置ループ入力Eiを計算する(ステップH
4)。計算された位置ループ入力Ei を入力とする位置
ループ処理、位置ループ出力を入力とする積分処理と速
度ループ処理、積分処理と速度ループ処理の出力を加算
するトルク指令作成処理等を実行すれば(ステップH
5)、図13の設定画面通りのソフトフローティングが
発揮される。積分処理と速度ループ処理の出力の加算
は、設定されたISOFT-LIMの下で、前出の(8),
(9)式の制限を守った範囲で行なわれる。
【0091】なお、直交座標系上で柔らかさを表わすパ
ラメータの設定は画面入力で行なったが、動作プログラ
ムの中で指定する方式としても良い。
【0092】
【発明の効果】本発明によれば、2軸サーボガンと同様
の治具とソフトフローティングの手法を組み合わせた方
式によって、1軸サーボガンに取り付けられた溶接チッ
プの摩耗量をオペレータに重い負担をかけずに検出する
ことが出来る。また、検出結果に応じてガン軸あるいは
ロボットの位置補正を補正することで、溶接チップ摩耗
に起因したスポット溶接の品質劣化を防止することが出
来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】1軸サーボガンの概略構成をロボットアームに
装着された状態で示したものである。
【図2】2軸サーボガンの概略構成をロボットアームに
装着された状態で示したものである。
【図3】2軸サーボガンの溶接チップの摩耗量を測定す
る従来方法について説明する図である。
【図4】1軸サーボガンの溶接チップの摩耗量をレーザ
変位計を用いて測定する従来方法について説明する図で
ある。
【図5】1軸サーボガンの溶接チップの摩耗量をリミッ
トスイッチを用いて測定する従来方法について説明する
図である。
【図6】本発明の溶接チップ摩耗検出方法が適用される
スポット溶接システムのハードウェア構成を要部ブロッ
ク図で示したものである。
【図7】実施形態における治具クランプ動作について説
明する図である。
【図8】実施形態における固定溶接チップ摩耗量の測定
原理について説明する図である。
【図9】実施形態におけるロボット制御装置内の処理の
概要について説明する図である。
【図10】従来のサーボ系の構成を示したブロック図で
ある。
【図11】重力を考慮せずに直交座標系上ソフトフロー
ティングを実行するサーボ系の構成を示したブロック図
である。
【図12】重力を考慮して直交座標系上ソフトフローテ
ィングを実行するサーボ系の構成を示したブロック図で
ある。
【図13】直交座標系上で柔らかさを入力する為の画面
を説明する図である。
【図14】直交座標系上ソソフトフローティング有効化
時の処理の概要を説明するフローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−99973(JP,A) 特開 平6−31460(JP,A) 特開 平6−155036(JP,A) 特開 平6−312274(JP,A) 特開 平9−70675(JP,A) 実開 平7−9573(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 11/11 B23K 11/24 G01B 21/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1軸サーボガンと、該1軸サーボガンを
    搭載したロボットと、前記1軸サーボガンのガン軸と前
    記ロボットの各軸を制御する制御手段を備えたスポット
    溶接システムにおいて前記1軸サーボガンに取り付けら
    れた固定溶接チップの摩耗量を求める溶接チップ摩耗量
    検出方法であって、 前記固定溶接チップが摩耗量算出の基準となる初期状態
    において、空間内の所定位置に固定された治具を前記1
    軸サーボガンの前記ガン軸移動と前記ロボットの移動に
    よってクランプするクランプ動作を伴うキャリブレーシ
    ョンの段階と、 該キャリブレーション段階以降の前記固定溶接チップが
    摩耗量が進行した状態において、前記所定位置に固定さ
    れた治具を前記1軸サーボガンの前記ガン軸移動と前記
    ロボットの移動によってクランプするためのクランプ動
    作を伴う溶接チップ摩耗量検出段階を含み、 前記キャリブレーション段階と前記溶接チップ摩耗量検
    出段階は各々、前記ロボットをクランプ動作開始位置に
    位置決めする段階と、前記ガン軸を閉じる向きに駆動す
    ることにより、前記ガン軸の移動とそれに後続する前記
    ロボットの移動を生起させて前記治具のクランプ動作を
    実行する段階と、前記クランプ動作完了時の前記ロボッ
    ト位置を取得する段階を含み、 前記溶接チップ摩耗量検出段階は、更に、前記キャリブ
    レーション段階と前記溶接チップ摩耗量検出段階で各々
    取得された前記クランプ動作完了時の前記ロボット位置
    に基づいて前記固定溶接チップの摩耗量を求める段階を
    含んでおり、 前記キャリブレーション段階と前記溶接チップ摩耗量検
    出段階において生起される前記ロボット移動は、少なく
    とも前記1軸サーボガンの開閉方向への移動に関して、
    外力に順応した動作を許容するソフトフローティングの
    状態とする制御の下で実行される、前記方法。
  2. 【請求項2】 1軸サーボガンと、該1軸サーボガンを
    搭載したロボットと、前記1軸サーボガンのガン軸と前
    記ロボットの各軸を制御する制御手段を備えたスポット
    溶接システムにおいて前記1軸サーボガンに取り付けら
    れた固定溶接チップと可動溶接チップの摩耗量を検出す
    る溶接チップ摩耗量検出方法であって、 前記両溶接チップが摩耗量算出の基準となる初期状態に
    おいて、空間内の所定位置に固定された治具を前記1軸
    サーボガンの前記ガン軸移動と前記ロボットの移動によ
    ってクランプするクランプ動作を伴うキャリブレーショ
    ンの段階と、 該キャリブレーション段階以降の前記両溶接チップが摩
    耗量が進行した状態において、前記所定位置に固定され
    た治具を前記1軸サーボガンの前記ガン軸移動と前記ロ
    ボットの移動によってクランプするためのクランプ動作
    を伴う溶接チップ摩耗量検出段階を含み、 前記キャリブレーション段階と前記溶接チップ摩耗量検
    出段階は各々、前記ロボットをクランプ動作開始位置に
    位置決めする段階と、前記ガン軸を閉じる向きに駆動す
    ることにより、前記ガン軸の移動とそれに後続する前記
    ロボットの移動を生起させて前記治具のクランプ動作を
    実行する段階と、前記クランプ動作完了時の前記ガン軸
    位置と前記ロボット位置を取得する段階を含み、 前記溶接チップ摩耗量検出段階は、更に、前記キャリブ
    レーション段階と前記溶接チップ摩耗量検出段階で各々
    取得された前記クランプ動作完了時の前記ガン軸位置と
    前記ロボット位置に基づいて前記固定溶接チップの摩耗
    量と前記可動溶接チップの摩耗量を求める段階を含んで
    おり、 前記キャリブレーション段階と前記溶接チップ摩耗量検
    出段階において生起される前記ロボット移動は、少なく
    とも前記1軸サーボガンの開閉方向への移動に関して、
    外力に順応した動作を許容するソフトフローティングの
    状態とする制御の下で実行される、前記方法。
  3. 【請求項3】 外力に順応した動作を許容するソフトフ
    ローティングの状態とする前記制御が、前記空間内の直
    交座標系上で前記1軸サーボガンの開閉方向に前記ロボ
    ットがソフトフローティングするように設定された条件
    の下で実行される、請求項1に記載された溶接チップ摩
    耗量検出方法。
  4. 【請求項4】 外力に順応した動作を許容するソフトフ
    ローティングの状態とする前記制御が、前記空間内の直
    交座標系上で前記1軸サーボガンの開閉方向に前記ロボ
    ットがソフトフローティングするように設定された条件
    の下で実行される、請求項2に記載された溶接チップ摩
    耗量検出方法。
  5. 【請求項5】 前記溶接チップ摩耗量検出段階で求めら
    れた前記固定溶接チップと前記可動溶接チップの摩耗量
    が、以降に行なわれるスポット溶接時の前記ガン軸の位
    置と前記ロボットの位置の位置補正に利用される、請求
    項2または請求項4に記載された溶接チップ摩耗量検出
    方法。
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