JP3398107B2 - スポット溶接ロボットの溶着解除方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スポット溶接ロボ
ットでスポット溶接を行う際、電極とワークとが溶着し
た場合に溶着解除を行う溶着解除方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば多関節形ロボットの手首に、開
閉可能な一対の電極を有する溶接ガンを装備してスポッ
ト溶接ロボットは構成される。スポット溶接は、ワーク
の所定の溶接打点を一対の電極で加圧挟持し、溶接電流
を流して行う。このスポット溶接終了後、電極とワーク
とが溶着している場合があり、その場合には溶着解除を
行う必要がある。

【０００３】典型的な溶着解除方法の例が、特開平６−
１２２０７７号公報に開示されている。この公報に開示
される溶着解除方法は、スポット溶接終了後、両電極で
ワークを挟持した状態で、電極の軸線（ガン軸）まわり
に溶接ガンを回転させる。これによって、両電極がワー
クに対して回転し、電極とワークとの溶着が解除されう
る。

【０００４】電極の解除は、両電極が溶着している場合
には、上述したように電極を回転させて溶着解除しなけ
ればならないが、片方の電極のみ溶着している場合に
は、溶着点を頂点として電極を揺動させたり、または円
錐状に回動させて解除するほうが、無理なく解除できる
とともに、大きい溶着解除力が得られ好ましい。

【０００５】溶着していると判断したとき、予め設定さ
れた溶着解除動作の中から、溶接打点部位に応じて、動
作を選択する溶着解除方法が、特開平８−２５０６１号
公報に開示されている。この公報に開示される方法は、
スポット溶接終了後、溶接ガンの電極を一旦開き、所定
時間経過後、ガンが設定位置に到達しないと判断される
と、電極チップの少なくともいずれかがワークに溶着し
ていると判断する。そして、溶着していると判断すれ
ば、電極を回転、回動、または揺動させる動作の中から
予め設定されている動作を読み出し、溶着解除を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た方法では、溶接打点部位に応じて溶着解除動作を選択
するもので、かつ電極チップの少なくともいずれかがワ
ークに溶着しておれば溶着と判断しており、どの電極が
溶着しているかは考慮されていない。そのため、揺動ま
たは回動の溶着解除動作が選ばれている溶接打点部位
で、両電極が溶着すれば、解除動作が困難となる欠点を
有する。

【０００７】また、揺動、または回動による溶着解除動
作はできるだけ溶着点を中心に行うことが好ましいが、
どちらの電極が溶着したかを区別しないと、揺動・回動
中心とすべき点の位置を特定できない。たとえば電極間
の中心を揺動・回動中心として揺動または回動動作を行
う方法が考えられるが、この場合、溶着点と揺動・回動
中心とがずれてしまうため、揺動または回動させたと
き、ワークおよび電極を損傷させてしまう恐れがある。

【０００８】本発明の目的は、溶着状態に応じて最適な
溶着解除動作を行うスポット溶接ロボットの溶着解除方
法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロボットの手
首に装備され、固定電極および移動電極を備える開閉可
能な溶接ガンで被溶接物を挟持してスポット溶接を行っ
た後、電極と被溶接物との溶着を解除するスポット溶接
ロボットの溶着解除方法において、スポット溶接終了
後、被溶接物から固定電極と移動電極とが所定距離だけ
上下に離反するように電極離反指令を出力して、溶接ガ
ンのサーボモータおよびロボットのサーボモータに移動
指令を与える電極離反工程と、前記移動指令を与えた
後、ロボットに作用する反力とともに、移動電極に作用
する反力に基づいて、両電極が被溶接物に溶着している
か、または固定電極のみ溶着しているか、または移動電
極のみ溶着しているかを判定する溶着状態判定工程と、
前記溶着状態判定工程でいずれか片方の電極のみ溶着し
ていると判定したとき、前記溶着解除動作は、電極を上
下に離反させ、被溶接物が弾性変形している状態で、電
極と被溶接物との溶着点を頂点とする円錐形の外周に沿
って溶着している電極を回動させるか、もしくは溶着点
を頂点として、溶着した電極を揺動させて溶着解除を行
う溶着解除工程を含むことを特徴とするスポット溶接ロ
ボットの溶着解除方法である。

【００１０】本発明に従えば、溶着状態を判定し、判定
した溶着状態に応じて溶着解除動作を行うので、最適な
溶着解除を行うことができる。片方の電極のみ溶着して
いる場合に電極離反指令を出力すると、溶着している電
極に被溶接物が溶着した状態で電極が開く。このとき、
溶着解除は、溶着点を頂点として、弾性変形された被溶
接物と溶着する電極が回動または揺動するように動作さ
せるので、被溶接物を変形させたり損傷させたりするこ
となく、最適に溶着解除を行うことができる。

【００１１】

【００１２】本発明に従えば、溶着状態判定工程におい
て、両電極が被溶接物に溶着しているか、または固定電
極のみ溶着しているか、または移動電極のみ溶着してい
るか、またはどちらの電極も溶着していないかを判定
し、判定した溶着状態に応じて溶着解除動作を行うの
で、片方の電極のみ溶着している場合に、それが移動電
極か、固定電極かを区別することができる。これによっ
て最適な溶着解除動作を行うことができ、溶着が生じた
場合であっても、被溶接物の溶接品質を有効に維持する
ことができる。

【００１３】

【００１４】

【００１５】本発明は、前記溶着状態判定工程で両電極
が溶着していると判定したとき、前記溶着解除動作は、
電極の軸線を回転中心として両電極を回転させることを
特徴とする。

【００１６】電極離反指令を出力しても被溶接物から両
電極が離反しなくて溶着している場合は、電極の軸線を
回転中心として電極が回転するように溶接ガンを動作さ
せる。このような溶着解除動作によって、両電極と被溶
接物との溶着を確実に解除することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
あるスポット溶接ロボット１の外観を示す斜視図であ
る。スポット溶接ロボット１は、ロボット２の手首７に
溶接ガン８が装備されて構成される。

【００１８】ロボット２は６軸垂直多関節型ロボットで
あり、床に固定される基台４、下部アーム５、上部アー
ム６および手首７を有する。下部アーム５は、下端部が
鉛直な第１軸Ｊ１まわりに旋回可能に基台４に取付けら
れるとともに、水平な第２軸Ｊ２まわりに前後角変位可
能に基台４に設けられる。下部アーム５の上端部には上
部アーム６の基端部が、水平な第３軸Ｊ３まわりに上下
に角変位可能に取付けられる。上部アーム６の先端部に
取付けられる手首７は、上部アーム６の軸線に平行な第
４軸Ｊ４まわりに角変位可能に取付けられるとともに、
上部アーム６の軸線に垂直な第５軸Ｊ５まわりに角変位
可能に取付けられる。この手首７に取付けられるスポッ
ト溶接ガン８は、第５軸に垂直な第６軸Ｊ６まわりに角
変位可能に設けられる。

【００１９】スポット溶接ガン８は、手首７に取付けら
れる基部９と、この基部９の下部に固定されるコ字状の
ガンアーム１２とを有し、このガンアーム１２の下端部
に固定電極１４が固定される。この固定電極１４に対向
し、固定電極１４に対して近接／離反方向に移動可能に
移動電極１３がガンアーム１２に設けられる。電極１
３，１４は棒状であり、互いに同軸に配置される。移動
電極１３は溶接ガン８に設けられる溶接用サーボモータ
Ｍｗによって駆動される。また、６軸多関節型ロボット
２の各関節軸Ｊ１〜Ｊ６もそれぞれロボット用サーボモ
ータＭ１〜Ｍ６によって駆動される。

【００２０】次に、溶接ロボット１の制御構成について
説明する。図２は、溶接用サーボモータＭｗの制御構成
を示すブロック図である。なお、他のサーボモータＭ１
〜Ｍ６に関してもサーボモータＭｗと同様の構成である
ので、図示は省略する。

【００２１】メモリ２２には、教示データが格納され
る。教示データには、被溶接物であるワークＷの各溶接
打点を順次スポット溶接するための作業動作プログラム
および各溶接打点を溶接するときの溶接ガン８の打点位
置が含まれる。溶接ガン８の打点位置は、溶接打点の座
標位置、および溶接時の打角（移動電極１３の移動方
向）が絶対座標系で与えられている。なお、打角は、ワ
ークＷに対する面直方向に一致するように与えられる。

【００２２】メモリ２２に基づいて、位置コントローラ
２０から移動電極１３への移動指令値Ｐｗがサーボコン
トローラ２１に与えられると、サーボコントローラ２１
ではこの移動指令値Ｐｗに応じた電流Ｉｗを溶接用サー
ボモータＭｗに与える。これによって、移動電極１３が
指令された位置まで前進する。たとえばスポット溶接時
には、これによって、電極１３，１４でワークＷが挟
持、加圧される。

【００２３】また、位置コントローラ２０は、サーボコ
ントローラ２１に各軸Ｊ１〜Ｊ６の角度移動指令値Ｐ１
〜Ｐ６を与えてロボット２の姿勢を変更させ、溶接ガン
８を指定された打点位置に位置決めする。サーボコント
ローラ２１は、各軸Ｊ１〜Ｊ６が、指令された角度とな
るように、角度移動指令値Ｐ１〜Ｐ６に応じた電流値Ｉ
１〜Ｉ６を各サーボモータＭ１〜Ｍ６に与える。

【００２４】サーボモータＭｗにはエンコーダＥｗが取
付けられ、サーボモータＭｗによる移動電極１３の移動
量はエンコーダＥｗによって検出される。検出したエン
コーダ値はサーボコントローラ２１に戻される。サーボ
コントローラ２１では、位置コントローラ２０からの移
動指令値ＰｗとエンコーダＥｗからのエンコーダ値とに
基づいて、移動電極１３が指定された位置まで移動する
ようにサーボモータＭｗをフィードバック制御する。こ
のような構成はサーボモータＭ１〜Ｍ６においても同様
である。

【００２５】各サーボモータＭｗ，Ｍ１〜Ｍ６はフィー
ドバック制御されるので、たとえ移動電極１３を前進さ
せたり、ロボット２の姿勢を変更するなど、溶接ロボッ
ト１を指定された位置まで移動させるときにおいて、電
極１３または１４がワークＷに溶着している場合、ワー
クＷに抗して指定された位置まで移動するように各サー
ボモータＭ１〜Ｍ６，Ｍｗへ供給する電流を増減させ
る。すなわち、ワークＷを弾性変形させて移動するの
で、弾性変形するワークＷの弾性復元力が、ロボット１
または移動電極１３に反力として作用する。したがっ
て、弾性変形するワークＷに抗して移動させるときのサ
ーボモータＭｗ，Ｍ１〜Ｍ６の電流値の変化量に基づい
て、ロボット１および移動電極１３への反力を求めるこ
とができる。

【００２６】本実施形態では、サーボモータＭｗ，Ｍ１
〜Ｍ６の電流値は監視部２３で検出、監視しており、検
出したこれらの電流値に基づいて反力算出部２４で反力
を算出し、さらに溶着検出・解除部２５で溶着状態を検
出する。

【００２７】溶接ロボット１でスポット溶接を行うと
き、まず、移動電極１３を固定電極１４から離反させて
溶接ガン８を開いておき、教示データに基づいて打点位
置まで溶接ガン８を移動させる。次に、移動電極１３を
固定電極１４側に移動させて溶接ガン８を閉じ、両電極
１３，１４でワークＷの溶接打点を挟み、さらに所定の
加圧力を加え、溶接電流を流してスポット溶接を行う。

【００２８】溶接後、電極１３，１４が溶着している場
合には、溶着状態に応じて溶着解除を行うことが望まし
く、そのためには、固定電極１４のみ溶着しているの
か、移動電極１３のみ溶着しているのか、両電極１３,
１４が溶着しているのか、両電極１３，１４とも溶着し
ていないのかを区別して溶着状態を検出する必要があ
る。

【００２９】溶着状態を区別するために、本発明では溶
接終了後、電極離反指令を出して電極１３，１４を開
き、溶着している場合に移動電極１３側に作用する反力
と、固定電極１４側（ロボット２側）に作用する反力と
を検出し、反力の作用するパターンを場合分けし、溶着
状態を区別して検出する。そして、検出した溶着状態に
応じて、溶着した電極を回動、回転、または揺動させて
溶着解除を行う。この溶着状態の検出、および解除方法
は、溶着検出・解除部２５に格納される溶着検出・解除
プログラムに従って行われる。

【００３０】次に、図３に示すフローチャートおよび図
４〜図７を参照して溶着検出・解除方法についてさらに
詳しく説明する。なおここに示す例では、ワークＷは水
平に配置されているものとし、移動電極１３はワークＷ
に対して上方からワークＷに垂直に当接し、固定電極１
４はワークＷに対して下方からワークＷに垂直に当接し
て、両電極１３，１４でワークＷの溶接打点Ｐｃを挟持
してスポット溶接を行うものとする。

【００３１】両電極１３，１４でワークＷを加圧挟持
し、溶接電流を流し、スポット溶接が終了すると、その
溶接打点での溶着検出・解除プログラムが開始される。

【００３２】溶着検出・解除プログラムの初期状態（ス
テップａ１）では、図４の（ａ）に示すように、両電極
１３，１４がワークＷの溶接打点Ｐｃを挟持しており、
つぎのステップａ２で、所定の開度、電極１３，１４を
開かせる。

【００３３】本実施形態では、移動電極１３がワークＷ
から５ｍｍ上方に離反するように移動させ、固定電極１
４がワークＷから５ｍｍ下方に離反するように移動させ
る。溶接ガン８は、ロボット２に取付けられており、こ
の溶接ガン８に移動電極１３が取付けられるので、前述
したように各電極１３，１４をワークＷから離反させる
ためには、ロボット２によって溶接ガン８を鉛直下方に
５ｍｍ移動させるとともに、移動電極１３を鉛直上方に
１０ｍｍ移動させる必要がある。したがって、位置コン
トローラ２０は、溶接ガン８を５ｍｍ下方に移動させる
ための移動指令をロボット２の各サーボモータＭ１〜Ｍ
６の各サーボコントローラ２０に与えるとともに、移動
電極１３を上方に１０ｍｍ移動させるための移動指令を
溶接用サーボモータＭｗのサーボコントローラに与え
る。

【００３４】移動指令を与えた後、次のステップａ３で
移動電極１３側、および固定電極１４側、つまりロボッ
ト２側に作用する反力を検出し、検出した反力のパター
ンに従って、溶着状態を判定する。反力が作用すると、
前述したようにサーボモータの電流値が変化するので、
本実施形態では、反力の検出はサーボモータの電流値の
変化に基づいて検出する。

【００３５】移動電極１３に作用する反力は、サーボモ
ータＭｗの基準とする電流値からの電流値変化量として
求め、ロボット２に作用する反力は、ロボット２の各軸
Ｊ１〜Ｊ６の各サーボモータＭ１〜Ｍ６の基準とする電
流値からの電流値変化量から算出する。なお、基準とす
る電流値は、移動前の電極１３，１４がワークＷに接触
した状態にあるときのサーボモータＭ１〜Ｍ６，Ｍｗに
供給される電流値とする。

【００３６】両電極１３，１４が溶着していない場合に
は、図４（ｂ）に示すように、両電極１３，１４はワー
クＷから離反することができる。このとき、移動電極１
３およびロボット２には反力が作用しない（ステップａ
４）。つまり、溶接用サーボモータＭｗの電流値変化量
が所定の値未満となり、かつロボット２の各サーボモー
タＭ１〜Ｍ６の電流値変化量から算出した反力値が所定
値未満となる。このような状態を反力算出部２４で検出
した場合には、移動電極１３およびロボット２のいずれ
にも反力が作用していないので、溶着なし（ステップａ
５）と判定する。

【００３７】溶着なしと判定されると、溶着解除動作を
行う必要がないので、溶着検出・解除プログラムは終了
する。

【００３８】次に、図４（ｃ）に示すように、移動電極
１３のみ溶着している場合には、移動電極１３を上方に
移動させると、移動電極１３とともにワークＷが上方に
弾性変形する。これによって、移動電極１３にはワーク
Ｗの弾性復元力によって移動電極１３を下方に押し下げ
る向きに反力が生じる。したがって、移動電極１３を駆
動するサーボモータＭｗは、ワークＷの弾性復元力に抗
して移動電極１３を上方に引き上げなければならず、こ
れによってサーボモータＭｗに供給される電流値が増大
する。したがって、溶接用サーボモータＭｗの電流値変
化量が、所定の値以上となる。また、固定電極１４は溶
着していないので、ロボット２の各サーボモータＭ１〜
Ｍ６の電流値変化量から算出した反力値が所定の値未満
となる。このような状態を検出した場合には、移動電極
１３側にのみ反力が生じている（ステップａ６）ものと
判断し、移動電極１３のみが溶着していると判定（ステ
ップａ７）する。移動電極１３のみが溶着していると判
定すると、次にステップａ８に進み、回動溶着解除動作
を行う。

【００３９】図５は、片方の電極のみが溶着している場
合の回動溶着解除動作を示す斜視図である。移動電極１
３が、溶着点Ｐａで溶着している場合、図５に示すよう
に移動電極１３が溶着点Ｐａを頂点とする円錐３０の外
周に沿って回動動作を行うようにロボットによって溶接
ガン８を移動させる。円錐３０は、溶接打点Ｐｃにおけ
る面直方向Ｌ１を軸線とし、予め定める頂角α１°の円
錐形である。なお、上記溶着点Ｐａは、そのときのロボ
ット２の各サーボモータＭ１〜Ｍ６のエンコーダ値およ
び溶接ガン８のサーボモータＭwのエンコーダ値から求
める。

【００４０】メモリ２２には、前記頂角α１°および回
動回数Ｎ回、または回動角度が記憶されており、溶着点
Ｐａの座標位置、面直方向Ｌ１および頂角α１°に基づ
いて円錐３０を設定し、設定される回動回数Ｎ回、また
は回動角度だけ電極１３を円錐３０の外周に沿って回動
させる。

【００４１】このように電極１３，１４が所定開度だけ
開いた状態で、溶着する電極１３の溶着点Ｐａを頂点と
して電極１３を回動させることによって、ワークＷを変
形、損傷させず、速やかに溶着が解除される。

【００４２】溶着解除動作を行った後、確実に溶着が解
除されたか否かを確認するために再び前述のステップａ
１に戻る。つまり、ステップａ１で再び電極１３，１４
を閉じ、ステップａ２で電極１３，１４を所定開度開
き、ステップａ３で反力を検出し、移動電極１３および
ロット２側に反力が生じておらず（ステップａ４）、溶
着なし（ステップａ５）と判定されると、溶着解除が確
実に行われたことが確認でき、溶着検出・解除プログラ
ムが終了する。

【００４３】次に、図４（ｄ）に示すように、固定電極
１４のみ溶着している場合には、固定電極１４を下方に
移動させると、これとともにワークＷも下方に弾性変形
する。したがって、このワークＷの弾性復元力によって
固定電極１４を、すなわちロボット２の手首先端を上方
に引き上げる力が反力としてロボット２に作用する。し
たがって、ロボット２はこの反力に抗して手首先端の固
定電極１４を下方に引き下げる力が働き、そのためにロ
ボット２の各サーボモータＭ１〜Ｍ６に供給される電流
値が変化する。

【００４４】つまり、溶接用サーボモータＭｗの電流値
変化量が所定値未満であり、ロボット２の各サーボモー
タＭ１〜Ｍ６の電流値変化量から算出した反力値が所定
値以上となる場合には、ロボット２のみに反力が生じて
いる（ステップａ９）ものと判断し、固定電極１４のみ
が溶着（ステップａ１０）と判定することができる。固
定電極１４にのみがワークＷに溶着した場合も、前述と
同様に回動溶着解除動作を行う（ステップａ１１）。

【００４５】すなわち、両電極１３，１４が所定開度開
いた状態で、固定電極１４の溶着点を頂点とし、面直方
向を中心軸線とし、予め記憶される角度α１°を頂角と
する円錐形を設定し、この円錐の外周に沿って固定電極
１４が、予め設定される回動回数Ｎ、または回動角度だ
け回動するようにロボット２で溶接ガン８を移動させ
る。このような回動動作を行った後、前述と同様にステ
ップａ１に戻り、溶着解除の確認を行い、確実に溶着が
解除されたことが確認されると、溶着検出・解除プログ
ラムを終了する。

【００４６】次に、図４（ｅ）に示すように、両電極１
３，１４がワークＷに溶着している場合の判定方法につ
いて説明する。溶接ガン８はロボット２の手首に取付け
られており、溶接ガン８を下げる指令を出力したとき、
固定電極１４がワークＷに溶着している場合には、移動
電極１３が溶着していても、ワークＷとともに固定電極
１４は下方に下がる。このとき、ワークＷが弾性変形す
る分だけロボット２の各サーボモータＭ１〜Ｍ６に供給
される電流値変化量から算出した反力が大きくなり、ロ
ボット２に上向きの反力が作用しているものと検出され
る。

【００４７】また、溶着している移動電極１３も上方に
移動しようとするが、固定電極１４とともにワークＷに
溶着しているため、上方に移動することができない。し
たがって、サーボモータＭｗには予め定める最大電流値
まで電流が供給されることになる。この最大電流値は、
たとえば移動電極１３を引き上げることによって溶着し
た移動電極１３とワークＷとが引き剥がされない程度の
電流とする。

【００４８】このように両電極１３，１４がワークＷに
溶着している場合には、ロボット２の各サーボモータＭ
１〜Ｍ６の電流値変化量から算出した反力値が所定値以
上となってロボット２に反力が作用していると検出さ
れ、かつ溶接用サーボモータＭｗの電流値変化量が所定
値以上となって移動電極１３にも反力が作用していると
検出（ステップａ１２）される。この場合には両電極１
３，１４が溶着しているものと判定（ステップａ１３）
される。

【００４９】両電極１３，１４が溶着していると判定さ
れると、電極１３，１４を回転させる回転溶着解除動作
を行う。つまり、図６に示すように、両電極１３，１４
の先端がそれぞれワークＷに溶着した状態で、電極１
３，１４の軸線Ｌ２を中心として電極１３，１４が回転
するようにロボット２で溶接ガン８を動作させる。この
ときの回転角度βは予めメモリ２２に記憶されており、
また回転動作は１回だけに限らず、複数回往復させても
よく、このときの往復回数Ｍも予めメモリ２２に記憶さ
れている。

【００５０】両電極１３，１４が溶着している場合、溶
着解除動作によっていずれか一方の電極のみしか溶着解
除が行われない場合があるので、この溶着解除動作を終
了後、再びステップａ１に戻り、確実に両電極の溶着が
解除されたことを確認してから溶着検出・解除プログラ
ムの実行が終了する。

【００５１】このようにして、判定した溶着状態に応じ
た最適な溶着解除動作が行われる。

【００５２】上述した実施形態では、片方の電極のみが
溶着する場合の溶着解除動作として、電極を円錐状に回
動させたが、片方のみ溶着の解除動作はこのような形態
に限らず、たとえば図７に示すように、揺動溶着解除動
作を行ってもよい。

【００５３】揺動溶着解除動作は、たとえば移動電極１
３のみが溶着している場合、この移動電極１３を、溶着
点Ｐａを中心とし、仮想平面Ａ内で揺動させる。仮想平
面Ａの向きは、所定開度電極１３，１４を開いたときの
ワークＷの形状に応じて設定され、たとえば、所定開度
電極を開いたときの変形方向Ｂに平行に仮想平面Ａが設
定される。図７（ａ）に示すようにワークＷが湾曲する
場合は、この仮想平面Ａは、図７（ｂ）に示す平面図の
ように、ワークＷの端面Ｃに垂直な向きとなる。

【００５４】そして、この仮想平面Ａ内で溶着点Ｐａを
中心として電極１３を予め記憶される揺動角度α２で、
予め記憶される往復揺動数Ｎ回だけ電極１３が揺動する
ようにロボット２で溶接ガン８を移動させる。このよう
にワークＷの変形方向Ｂに溶着した電極１３を揺動させ
ることによって、効率よく溶着解除を行うことができ
る。このようにして溶着解除を行った後、前述と同様
に、ステップａ１に戻り、溶着解除の確認を行う。

【００５５】また、このような揺動溶着解除動作は、固
定電極１４のみが溶着する場合にも適用可能である。

【００５６】このように、上述した回転、回動、揺動の
各溶着解除動作は、図５〜７に示すように、ワークＷを
弾性変形させた状態で行われる。

【００５７】ロボット２に作用する反力は、多関節形ロ
ボット２の各軸Ｊ１〜Ｊ６を駆動するサーボモータＭ１
〜Ｍ６の電流値から算出する。前述したように、これら
のサーボモータＭ１〜Ｍ６もフィードバック制御されて
おり、弾性変形するワークＷからの反力に応じて電流値
が変化するので、固定電極１４がワークＷを弾性変形さ
せ、ロボット２に反力が作用した場合、この電流値の変
化量に基づいて反力を求めることができる。反力として
は、各点でのサーボモータＭ１〜Ｍ６の電流値の変化量
から算出してもよく、またサーボモータＭ１〜Ｍ６の電
流値の変化量に重み付けして評価してもよい。また、た
とえば、基本軸に比して、減速機の摩擦力の小さな手首
軸Ｊ４〜Ｊ６のサーボモータＭ４〜Ｍ６を優先的に選ん
で反力を算出してもよい。

【００５８】また、上述した例では、ワークＷが水平に
配置される場合についてのみ説明したけれども、本発明
はこのような場合に限らず、ワークＷの配置状態にかか
わらず、判定した溶着状態およびワークＷの配置状態に
応じた溶着解除動作を行う。

【００５９】また、上述した実施形態では、反力の検出
をサーボモータＭ１〜Ｍ６，Ｍｗに供給される電流の変
化量に基づいて判定したけれども、本発明はこれに限ら
ず、たとえば反力を検出する歪みセンサなどを設け、こ
れに基づいて溶着状態を判定するように構成してもよ
い。

【００６０】またさらに上述した実施形態では、溶着状
態の検出は、移動電極１３およびロボット２に作用する
反力に基づいて行ったが、本発明はこのような方法で検
出した溶着状態による場合に限らず、移動電極１３のみ
溶着しているのか、固定電極１４のみ溶着しているの
か、両電極１３，１４とも溶着しているのか、または両
電極とも溶着していないのかを区別して溶着状態を検出
した場合であれば適応可能であり、たとえば電極１３，
１４とワークＷとの電気的導通状態に基づいて溶着状態
を区別して判定する場合によっても本発明の溶着解除方
法を実施することができる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、溶着状態
を判定し、判定した溶着状態に応じて溶着解除動作を行
うので、最適な溶着解除を行うことができる。スポット
溶接終了後、移動電極および固定電極が被溶接物から上
下に離反するように移動指令を与え、その後、移動電極
と固定電極とを、被溶接物から離反させようとしたと
き、ロボットに作用する反力とともに、移動電極に作用
する反力を検出することによって、固定電極のみが被溶
接物に溶着しているか、または移動電極のみまたは固定
電極のみが被溶接物に溶着しているかを区別して検出す
ることができる。

【００６２】また本発明によれば、片方の電極のみ溶着
している場合は、溶着点を中心として回動または揺動さ
せる。これによって、被溶接物は弾性変形されて弾性復
元力を発揮した状態となっているので、電極と被溶接物
とが剥がれやすくなり、また被溶接物が塑性変形するこ
とが防がれ、さらに、被溶接物が弾性変形していること
によって、その被溶接物と溶着している移動電極または
固定電極の少しの動きで、大きな溶着解除の効果が得ら
れる。

【００６３】また本発明によれば、両電極が溶着してい
る場合には、電極の軸線を中心として電極を回転させる
ことによって、両電極の溶着を確実に解除することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶着解除方法が適用されるスポット溶
接ロボット１を示す斜視図である。

【図２】溶接用サーボモータＭｗの制御構成を示すブロ
ック図である。

【図３】溶着検出・解除方法を示すフローチャートであ
る。

【図４】初期状態および各溶着状態を示す図である。

【図５】回動溶着解除動作を示す斜視図である。

【図６】回転溶着解除動作を示す斜視図である。

【図７】揺動溶着解除動作を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ スポット溶接ロボット ２ 垂直多関節型ロボット ８ 溶接ガン １３ 移動電極 １４ 固定電極 Ｍ１〜Ｍ６ サーボモータ Ｍｗ 溶接用サーボモータ Ｗ ワーク

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−155655（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−25061（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−122077（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−116864（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−215476（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−347749（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−206848（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−19875（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 11/24 B23K 11/11

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットの手首に装備され、固定電極お
   よび移動電極を備える開閉可能な溶接ガンで被溶接物を
   挟持してスポット溶接を行った後、電極と被溶接物との
   溶着を解除するスポット溶接ロボットの溶着解除方法に
   おいて、 スポット溶接終了後、被溶接物から固定電極と移動電極
   とが所定距離だけ上下に離反するように電極離反指令を
   出力して、溶接ガンのサーボモータおよびロボットのサ
   ーボモータに移動指令を与える電極離反工程と、 前記移動指令を与えた後、ロボットに作用する反力とと
   もに、移動電極に作用する反力に基づいて、両電極が被
   溶接物に溶着しているか、または固定電極のみ溶着して
   いるか、または移動電極のみ溶着しているかを判定する
   溶着状態判定工程と、 前記溶着状態判定工程でいずれか片方の電極のみ溶着し
   ていると判定したとき、前記溶着解除動作は、電極を上
   下に離反させ、被溶接物が弾性変形している状態で、電
   極と被溶接物との溶着点を頂点とする円錐形の外周に沿
   って溶着している電極を回動させるか、もしくは溶着点
   を頂点として、溶着した電極を揺動させて溶着解除を行
   う溶着解除工程を含むことを特徴とするスポット溶接ロ
   ボットの溶着解除方法。
2. 【請求項２】 前記溶着状態判定工程で両電極が溶着し
   ていると判定したとき、前記溶着解除動作は、電極の軸
   線を回転中心として両電極を回転させることを特徴とす
   る請求項１記載のスポット溶接ロボットの溶着解除方
   法。