JP3503359B2 - Method and apparatus for controlling pressure of welding gun - Google Patents
Method and apparatus for controlling pressure of welding gunInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接ガンの加圧力
制御方法とその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention provides pressure force of the welding gun
Control method and its apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、特開平６−３１２２７３号公報
は、サーボモーターで駆動される電極チップをもつ溶接
ガンにおいて、電極チップ駆動用モーターの電流値から
電極チップ間実加圧力を演算により求め、演算で求めた
実加圧力と設定加圧力との差異がある時には電極チップ
の突出し量を補正することにより設定加圧力が実加圧力
になるようにし、電極チップの摩耗による加圧点の変位
を補償できるようにした溶接ガン加圧力制御方法、装置
を開示している。2. Description of the Related Art Conventionally, Japanese Patent Laid-Open No. 6-313273 discloses a welding gun having an electrode tip driven by a servomotor, in which the actual pressure between the electrode tips is calculated from the current value of the motor for driving the electrode tip. When there is a difference between the actual pressing force obtained in step 1 and the set pressing force, the projected pressing amount of the electrode tip is corrected so that the set pressing force becomes the actual pressing force, and the displacement of the pressurizing point due to wear of the electrode tip can be compensated. Discloses a welding gun pressure control method and device.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、モーターの電流値から電極チップ先端にかかる実
加圧力を算出しているため、演算実加圧力が真の実加圧
力から外れ、高精度な加圧力制御を行うことができな
い。さらに詳しくは、モータ出力Ｙは加圧力出力Ｘ1 と
外乱Ｘ2 との和であり、外乱は変化するため、モーター
の電流値から演算した実加圧力は真の実加圧力とはなら
ない。たとえば、外乱は減速機の摩擦抵抗を含み、摩擦
抵抗は減速機に封入したグリースの粘度の変化により時
間とともに変化するため、外乱は時間とともに変化し、
モーターの電流値から演算した実加圧力は真の実加圧力
とはならない。高精度な加圧力計測、制御を行うには、
電極チップ位置での実加圧力を加圧力計を用いて測定し
なければならない。そのために作業者が加圧力計を用い
て測定しているのが実情である。しかし、加圧力計を用
いての測定は、ラインを停止させて行うか、ライン終了
後に行うので、ラインを停止させる場合は溶接の生産性
が低下し、ライン終了後に行う場合は測定間隔が長くな
り過ぎるという問題を伴なう。本発明の目的は、加圧力
計を用いることなく電極チップ位置での実加圧力を高精
度に計測でき、それに基づいて高精度な電極チップ間加
圧力制御を行うことができる溶接ガン加圧力制御方法と
その装置を提供することにある。However, in the above-mentioned prior art, since the actual applied pressure applied to the tip of the electrode tip is calculated from the current value of the motor, the calculated actual applied pressure deviates from the true actual applied pressure, and the highly accurate applied pressure is obtained. No pressure control is possible. More specifically, the motor output Y is the sum of the pressing force output X 1 and the disturbance X 2 , and since the disturbance changes, the actual pressing force calculated from the motor current value does not become the true actual pressing force. For example, the disturbance includes the frictional resistance of the reducer, and the frictional resistance changes with time due to the change in the viscosity of the grease enclosed in the reducer, so the disturbance changes with time,
The actual pressing force calculated from the motor current value does not become the actual pressing force. To perform highly accurate pressure measurement and control,
The actual applied pressure at the electrode tip position must be measured using a force gauge. Therefore, the actual situation is that the worker uses a pressure gauge to measure. However, since the measurement using a pressure gauge is performed either by stopping the line or after the end of the line, the productivity of welding decreases when the line is stopped, and the measurement interval is long when the line is stopped. With the problem of becoming too much. An object of the present invention, the actual pressurizing force of the electrode tip position without using a pressure gauge can be measured with high accuracy, the welding gun pressurization force system which can perform high-precision electrode tip between pressure control based thereon It is to provide a control method and its device.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。
（１） 溶接ガンの加圧を開始し電極チップの弾性変位
量を電極チップ駆動サーボモータのエンコーダの回転量
から計測する工程と、計測された電極チップの弾性変位
量と予めわかっている電極チップ支持剛性との積から電
極チップ間実加圧力を演算する工程と、電極チップ間設
定加圧力を前記電極チップ間実加圧力と等しくなるよう
に電極チップ間設定加圧力と電極チップ駆動サーボモー
タのモータ電流の関係における加圧力係数を自己補正す
る工程と、からなる溶接ガンの加圧力制御方法。
（２） 弾性変位可能に支持された電極チップの弾性変
位量を電極チップ駆動サーボモータのエンコーダの回転
量から計測する計測手段と、計測された電極チップの弾
性変位量と予めわかっている電極チップ支持剛性との積
から電極チップ間実加圧力を演算する実加圧力演算手段
と、電極チップ間設定加圧力を前記電極チップ間実加圧
力と等しくなるように電極チップ間設定加圧力と電極チ
ップ駆動サーボモータのモータ電流の関係における加圧
力係数を自己補正する設定加圧力補正手段と、からなる
溶接ガンの加圧力制御装置。The present invention which achieves the above object is as follows. ( 1 ) A step of starting pressurization of the welding gun and measuring the elastic displacement of the electrode tip from the rotation amount of the encoder of the electrode tip drive servomotor, and the electrode tip which is known in advance as the measured elastic displacement of the electrode tip. The step of calculating the actual applied pressure between the electrode tips from the product of the supporting rigidity, and the set applied pressure between the electrode tips and the motor current of the electrode tip drive servo motor so that the set applied pressure between the electrode tips becomes equal to the actual applied pressure between the electrode tips. The method of controlling the welding pressure of the welding gun, comprising: ( 2 ) Measuring means for measuring the amount of elastic displacement of the electrode tip supported so as to be elastically displaceable from the amount of rotation of the encoder of the electrode tip drive servomotor, and the electrode tip which is known in advance as the measured amount of elastic displacement of the electrode tip. An actual pressing force calculating means for calculating the actual pressing force between the electrode tips based on the product of the supporting rigidity, and a setting pressing force between the electrode tips and an electrode tip driving servo motor so that the setting pressing force between the electrode tips becomes equal to the actual pressing force between the electrode tips. Welding pressure control device, which comprises a set pressure correction means for self-correcting the pressure coefficient in relation to the motor current.
【０００５】上記（１）、（２）の制御方法、装置で
は、設定加圧力が装置の経時変化などにより実加圧力と
一致しなくなってきても、常に、設定加圧力を実加圧力
に一致させるように設定加圧力補正手段による制御がか
かり、しかも実加圧力は装置の経時変化の影響を受けず
常に真の実加圧力であり続けるので、設定加圧力を常に
真の実加圧力に維持することができ、高精度な加圧力制
御が可能になる。In the control methods and devices of the above (1) and (2) , even if the set pressurizing force does not match the actual pressurizing force due to a change with time of the device, etc., the set pressurizing force is always matched with the actual pressurizing force. Is controlled by the set pressurizing force correction means, and since the actual pressurizing force is always the true actual pressing force without being affected by the change with time of the device, the set pressurizing force can be always maintained at the true actual pressing force. Highly accurate pressure control becomes possible.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】図１に示すように、本発明実施例
の溶接ガンの加圧力制御装置は、溶接ガン１１とそれを
制御するロボットコントローラ１２からなる。溶接ガン
１１は、一対の電極チップ９、１０を有している。一対
の電極チップ９、１０のうち一方の電極チップ１０は弾
性変位可能に支持されており、他方の電極チップ９は電
極チップ１０に接近、離反可能に支持されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, the pressure force control device of the welding gun of the present invention embodiment is comprised of a robot controller 12 for controlling the welding gun 11. The welding gun 11 has a pair of electrode tips 9 and 10. One of the pair of electrode tips 9 and 10 is supported so as to be elastically displaceable, and the other electrode tip 9 is supported so as to be able to approach and separate from the electrode tip 10.
【０００７】電極チップ１０の弾性変位は、たとえば、
電極チップ１０をアーム１に固定し、電極チップ９が電
極チップ１０に当って押した時にアーム１に生じる弾性
変形（たわみ）によって電極チップ１０が変位するとき
の弾性変位である。アームは導電性を有する材料、たと
えば銅、からなり、電極チップ９が電極チップ１０に当
って押した時に微量の弾性変形を生じる。電極チップ１
０の弾性変位は、アーム１の弾性変形を利用するものに
限るものではなく、たとえば、電極チップ１０をアーム
にバネを介して支持しておいて、電極チップ９が電極チ
ップ１０に当って押した時にバネに生じる弾性変形（た
わみ）によって電極チップ１０が変位するときの弾性変
位としてもよい。The elastic displacement of the electrode tip 10 is, for example,
This is an elastic displacement when the electrode tip 10 is fixed to the arm 1 and the electrode tip 9 is displaced by elastic deformation (deflection) that occurs in the arm 1 when the electrode tip 9 hits and pushes the electrode tip 10. The arm is made of a conductive material, such as copper, and causes a slight elastic deformation when the electrode tip 9 hits the electrode tip 10 and pushes it. Electrode tip 1
The elastic displacement of 0 is not limited to the one utilizing the elastic deformation of the arm 1. For example, the electrode tip 10 is supported by the arm via a spring, and the electrode tip 9 pushes against the electrode tip 10. It may be an elastic displacement when the electrode tip 10 is displaced by elastic deformation (deflection) that occurs in the spring when the spring is applied.
【０００８】電極チップ９は、サーボモータ３またはエ
アシリンダ（図示せず）によって駆動される。図１はサ
ーボモータ３駆動の場合を示している。サーボモータ３
の駆動軸の回転はギア２、ギア１の噛合を介してボール
ネジ２の入力軸の回転に変換され、ボールネジ２によっ
てボールネジ出力軸の軸方向往復動に変換される。電極
チップ９はボールネジ２の出力軸側に連結されており、
サーボモータ３の往復回転によって、電極チップ１０に
接近、離反方向に駆動される。電極チップ９が電極チッ
プ１０に当たった後さらに電極チップ１０を押す方向に
駆動され電極チップ１０に押力Ｆがかかると、電極チッ
プ１０に弾性変位が生じる。The electrode tip 9 is driven by the servo motor 3 or an air cylinder (not shown). FIG. 1 shows a case where the servomotor 3 is driven. Servo motor 3
The rotation of the drive shaft is converted into the rotation of the input shaft of the ball screw 2 through the meshing of the gear 2 and the gear 1, and is converted into the axial reciprocating motion of the ball screw output shaft by the ball screw 2. The electrode tip 9 is connected to the output shaft side of the ball screw 2,
By the reciprocating rotation of the servo motor 3, the electrode tip 10 is driven toward and away from the electrode tip 10. When the electrode tip 9 is further driven in a direction of pushing the electrode tip 10 after the electrode tip 9 hits the electrode tip 10 and the pushing force F is applied to the electrode tip 10, the electrode tip 10 is elastically displaced.
【０００９】電極チップ９の弾性変位量は、サーボモー
タ３に取り付けられたサーボモータ駆動軸の回転量を検
出するエンコーダ４（弾性変位可能に支持された電極チ
ップの弾性変位量を計測する計測手段）によって検出さ
れる。電極チップ９が電極チップ１０に接近する方向に
駆動されていく時、電極チップ９が電極チップ１０に当
接するとモータ負荷電流が急激に増加するので、当接時
点が検出でき、その時点からのエンコーダ４の回転量に
よって、電極チップ１０の弾性変位量が計測できる。電
極チップ９をエアシリンダで駆動する場合は距離センサ
などにより電極チップ９の位置を計測する。The amount of elastic displacement of the electrode tip 9 is determined by an encoder 4 for detecting the amount of rotation of a servomotor drive shaft attached to the servomotor 3 (measuring means for measuring the amount of elastic displacement of the electrode tip supported so as to be elastically displaceable). ) Is detected. When the electrode tip 9 comes into contact with the electrode tip 10 when the electrode tip 9 approaches the electrode tip 10, the motor load current sharply increases, so that the point of contact can be detected. The elastic displacement amount of the electrode tip 10 can be measured by the rotation amount of the encoder 4. When the electrode tip 9 is driven by an air cylinder, the position of the electrode tip 9 is measured by a distance sensor or the like.
【００１０】ロボットコントローラ１２は、コンピュー
タからなる加圧力補正システム５と、モータドライバ６
とを含む。エンコーダ４は電気的に加圧力補正システム
５と接続されており、エンコーダ４の検出値は加圧力補
正システム５に入力される。モータドライバ６は加圧力
補正システム５とサーボモータ３とに電気的に接続され
ている。加圧力補正システム５からの出力（指令）はモ
ータドライバ６に入力され、モータドライバ６で制御さ
れたモータ電流でサーボモータ３が駆動される。The robot controller 12 includes a pressurizing force correction system 5 including a computer and a motor driver 6.
Including and The encoder 4 is electrically connected to the pressure correction system 5, and the detection value of the encoder 4 is input to the pressure correction system 5. The motor driver 6 is electrically connected to the pressure correction system 5 and the servo motor 3. The output (command) from the pressing force correction system 5 is input to the motor driver 6, and the servo motor 3 is driven by the motor current controlled by the motor driver 6.
【００１１】加圧力補正システム５は、計測された電極
チップの弾性変位量δと既知である電極チップ支持剛性
（図示例の場合はアーム１のたわみ剛性Ｇａ）とから電
極チップ間実加圧力Ｆδを演算する実加圧力演算手段５
Ａ（図５のステップ３０４に対応する手段）と、電極チ
ップ間設定加圧力Ｆｃを電極チップ間実加圧力Ｆδと等
しくなるように補正する（図示例の場合は、ＦｃがＦδ
に等しくなるようにモータドライバ６の加圧力係数ｋに
自己補正をかける）設定加圧力補正手段５Ｂ（図５のス
テップ３０６に対応する手段）と、を有する。モータド
ライバ６は、溶接ガン加圧指令時に、電極チップ９、１
０間で設定加圧力Ｆｃが出力されるようにモータ電流ｋ
・Ｉｃ（ただし、Ｉｃは設定加圧力に対応する設定電
流、ｋはそれにかかる加圧力係数）を制御するものであ
る。モータドライバ６は、電極チップ間実加圧力Ｆδに
等しい電極チップ間設定加圧力Ｆｃが出力されるよう
に、Ｆｃ＝ｋ・Ｉｃの関係における、モータ電流Ｉｃに
かかる加圧力係数ｋを調整することができる。The pressing force correction system 5 calculates the actual pressing force Fδ between the electrode tips from the measured elastic displacement amount δ of the electrode tip and the known electrode tip supporting rigidity (the bending rigidity Ga of the arm 1 in the illustrated example). Actual pressure calculation means 5 for calculation
A (means corresponding to step 304 in FIG. 5) and the inter-electrode-tip set pressing force Fc are corrected to be equal to the inter-electrode-tip actual pressing force Fδ (Fc is Fδ in the illustrated example).
Setting force correction means 5B (means corresponding to step 306 in FIG. 5) for setting the pressure coefficient k of the motor driver 6 by itself. The motor driver 6 receives the electrode tips 9 and 1 when the welding gun pressurizing command is issued.
The motor current k is set so that the set pressurizing force Fc is output between zero.
Ic (where Ic is a set current corresponding to the set pressure, and k is a pressure coefficient applied thereto). The motor driver 6 can adjust the pressure coefficient k applied to the motor current Ic in the relationship of Fc = k · Ic so that the electrode tip set pressure Fc equal to the electrode tip actual pressure Fδ is output. it can.
【００１２】上記装置を用いて実行される本発明実施例
の溶接ガンの加圧力計測方法は、溶接ガンの加圧を開始
し弾性変位可能に支持された電極チップ１０の弾性変位
量δを計測する工程と、計測された電極チップ１０の弾
性変位量δに基づいて電極チップ９、１０間実加圧力Ｆ
δを演算する工程と、からなる。また、上記装置を用い
て実行される本発明実施例の溶接ガンの加圧力制御方法
は、上記計測方法に加えて、電極チップ間設定加圧力Ｆ
ｃを電極チップ間実加圧力Ｆδと等しくなるように補正
する工程と、からなる。本発明実施例の方法の構成、作
用を図２〜図７を参照して説明する。In the welding gun pressure measuring method according to the embodiment of the present invention which is executed by using the above-mentioned apparatus, the elastic displacement amount δ of the electrode tip 10 supported so as to be elastically displaceable by starting pressurization of the welding gun is measured. And the actual applied pressure F between the electrode tips 9 and 10 based on the measured elastic displacement amount δ of the electrode tip 10.
and a step of calculating δ. In addition to the above-described measuring method, the welding gun pressure control method of the embodiment of the present invention which is executed by using the above-mentioned device is the electrode tip set pressure F.
and c is corrected so as to be equal to the actual applied pressure Fδ between the electrode tips. The structure and operation of the method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００１３】図２〜図５は、本発明実施例の溶接ガンの
加圧力計測・制御方法を実行するための、コンピュータ
に格納された加圧力補正システム５の制御ルーチンを示
す。図２はその制御ルーチン全体概略を示し、図３は図
２のステップ１００の詳細を、図４は図２のステップ２
００の詳細を、図５は図２のステップ３００の詳細を、
それぞれ、示している。通常、１つのワークに複数の溶
接打点があり、１つのワークの溶接とつぎのワークの溶
接の間に待ち時間があるが、この待ち時間を利用して図
２〜図５の制御ルーチンが割り込まれ、溶接ガンの加圧
力検出・制御が実行される。加圧力補正システム５の制
御ルーチンでは、図２に示すように、ステップ１００で
初期条件の設定、読込みが行われ、ステップ２００で電
極チップ９の位置の計測、電極チップ１０の弾性変位量
の検出が行われ、ステップ３００で設定加圧力Ｆｃの自
己補正が実行される。2 to 5 show a control routine of the pressure correction system 5 stored in a computer for executing the welding gun pressure measurement / control method of the embodiment of the present invention. 2 shows an outline of the entire control routine, FIG. 3 shows details of step 100 in FIG. 2, and FIG. 4 shows step 2 in FIG.
00, FIG. 5 shows the details of step 300 in FIG.
Each shows. Normally, one work has a plurality of welding spots, and there is a waiting time between the welding of one work and the welding of the next work. The control routine of FIGS. 2 to 5 is interrupted by using this waiting time. Then, the welding gun pressure detection / control is executed. In the control routine of the pressurizing force correction system 5, as shown in FIG. 2, initial conditions are set and read in step 100, the position of the electrode tip 9 is measured, and the elastic displacement amount of the electrode tip 10 is detected in step 200. Then, in step 300, the self-correction of the set pressurizing force Fc is executed.
【００１４】ステップ１００では、図３に示すように、
ステップ１０１でｎ、Ｎを１に設定し、ステップ１０２
で設定加圧力Ｆｃ（１）を読込む。ここで、ｎは、計測
精度を高めるために一定の設定加圧力Ｆｃ（１）で複数
回繰返し加圧、計測を行う場合の、その繰返し数であ
り、Ｎは、設定加圧力Ｆｃ自体を変化させて複数種類の
加圧、計測を行う場合の、その種類数であり、Ｆｃ
（Ｎ）は第Ｎ種類目の設定加圧力である。ステップ１０
２では、第１回目の種類の設定加圧力を読込む。In step 100, as shown in FIG.
In step 101, n and N are set to 1, and in step 102
The set pressing force Fc (1) is read with. Here, n is the number of repetitions when pressurization and measurement are repeatedly performed a plurality of times with a constant set pressurizing force Fc (1) in order to improve the measurement accuracy, and N changes the set pressurizing force Fc itself. Fc is the number of types when multiple types of pressurization and measurement are performed.
(N) is the Nth type set pressure. Step 10
In step 2, the first type of set pressure is read.
【００１５】ステップ２００では、図４に示すように、
ステップ２０１で、溶接ガン加圧ストローク（電極チッ
プ９の加圧ストローク）を開始する。ついで、ステップ
２０２で時々刻々変化するサーボモータ３の負荷電流を
読込む。ついで、ステップ２０３で電極チップ９の先端
が電極チップ１０に接触したか（電極チップ９、１０間
に物を挟む場合はその物を電極チップ９、１０間に挟み
込んで加圧を開始し始めたか否か）を判定する。この判
定は、図６に示すように、モータ電流と時間ｔのグラフ
において、電極チップ９が接触するとモータ電流が急激
に増大するので、モータ電流が増大を開始したか否かに
より行うことができる。増大を開始したと判定される
と、ステップ２０４に進み、その時のエンコーダ出力か
ら電極チップ位置ｄ1 を演算する。In step 200, as shown in FIG.
In step 201, the welding gun pressing stroke (the pressing stroke of the electrode tip 9) is started. Next, at step 202, the load current of the servo motor 3 which changes moment by moment is read. Next, in step 203, whether the tip of the electrode tip 9 contacts the electrode tip 10 (if the object is sandwiched between the electrode tips 9 and 10, is the object sandwiched between the electrode tips 9 and 10 to start pressing)? Whether or not) is determined. As shown in FIG. 6, this determination can be made based on whether or not the motor current has started to increase, because the motor current sharply increases when the electrode tip 9 comes into contact in the graph of the motor current and time t. . When it is determined that the increase has started, the routine proceeds to step 204, where the electrode tip position d 1 is calculated from the encoder output at that time.
【００１６】ついで、モータがさらに電極チップ９を駆
動して電極チップ１０を押しアーム１が弾性変形して電
極チップ１０が弾性変位するので、その弾性変位量（電
極チップ９の接触開始点からのさらなる押込み量に同
じ）を計測、演算するために、ステップ２０５に進む。
ステップ２０５で時々刻々変化するモータ電流を読込
み、ついでステップ２０６に進んで、モータ電流が図６
において設定電流Ｉｃ以上になったか否かを判定する。
設定電流Ｉｃ以上になると、アーム１はそれ以上には弾
性変位できないので、電極チップ１０は弾性変位を終了
しているとみなせ、ステップ２０７に進んで、エンコー
ダ出力からその時点の電極チップ位置ｄ2 を演算する。Then, the motor further drives the electrode tip 9 to push the electrode tip 10 and the arm 1 elastically deforms to elastically displace the electrode tip 10. Therefore, the elastic displacement amount (from the contact start point of the electrode tip 9) In order to measure and calculate the further pushing amount), the process proceeds to step 205.
In step 205, the motor current that changes from moment to moment is read in, and then the process proceeds to step 206, where the motor current is
At, it is determined whether or not the current has exceeded the set current Ic.
When the current exceeds the set current Ic, the arm 1 cannot be further elastically displaced, so it can be considered that the electrode tip 10 has completed the elastic displacement, and the process proceeds to step 207, where the electrode tip position d 2 at that time is output from the encoder output. Is calculated.
【００１７】ついで、ステップ２０８に進み、ｄ2 −ｄ
1 から電極チップ１０の弾性変位量（アーム１のたわみ
量）δを演算する。ついで、ステップ２０９で、電極チ
ップ９を電極チップ１０から離れる側に駆動して、溶接
ガンの加圧を解放する。Next, in step 208, d 2 -d
Elastic displacement of the electrode tip 10 from 1 (amount of deflection of the arm 1) is calculated [delta]. Then, in step 209, the electrode tip 9 is driven away from the electrode tip 10 to release the pressure applied to the welding gun.
【００１８】ステップ２１０では、加圧・計測回数ｎが
予め設定した回数ｎ0 以上になったか否かを判定し、な
っていないならステップ２１１に進んでｎ＋１を新たに
ｎとおき、ステップ２０１に戻って上記ルーチンを繰り
返す。ここでｎ0 は１以上の値である。加圧・計測を複
数繰り返す場合は、δの値の決定において最小二乗法を
用いることにより、δの値の精度、信頼性が高まる。ス
テップ２０１でｎがｎ0 以上になったと判定されるとス
テップ２１２に進み、現在実行中の設定加圧力種類Ｎに
おける設定加圧力Ｆｃ（Ｎ）とそのときの電極チップ９
の弾性変位量δ（Ｎ）を登録する（登録の意味はＲＡＭ
であるメモリまたはディスクに格納すること）。つい
で、図５のステップ３０１へと進む。In step 210, it is judged whether or not the number of pressurization / measurement times n is equal to or more than a preset number n 0 , and if not, the routine proceeds to step 211, where n + 1 is newly set to n, and the routine proceeds to step 201. Return and repeat the above routine. Here, n 0 is a value of 1 or more. When a plurality of pressurization / measurements are repeated, the accuracy and reliability of the value of δ are improved by using the least squares method in determining the value of δ. If it is determined in step 201 that n has become equal to or greater than n 0 , the process proceeds to step 212, in which the set pressure force Fc (N) in the currently set pressure force type N and the electrode tip 9 at that time are set.
Register the elastic displacement amount δ (N) of (the meaning of registration is RAM
Be stored in memory or disk). Then, the process proceeds to step 301 in FIG.
【００１９】図２のステップ３００では、図５のルーチ
ンが実行される。図５において、ステップ３０１で、実
行中の設定加圧力種類数Ｎが予め設定された実行すべき
設定加圧力種類数Ｎ0 になったか否かを判定し、なって
いないならステップ３０２に進み、なっているならステ
ップ３０３へと進む。ステップ３０２では、Ｎ＋１を新
たにＮとおき、図４のステップ２０１に戻って上記ルー
チンを繰り返す。ここでＮ0 は１以上の値である。設定
加圧力の種類を複数とする場合は図７の横軸のＦｃ
（Ｎ）のポイントを複数プロットすることができ、Ｎ＝
１の場合に比べてＦδ＝Ｇａ・δの直線（図７の一点鎖
線）をひく時に最小二乗法を適用でき、データの精度、
信頼性が高まる。In step 300 of FIG. 2, the routine of FIG. 5 is executed. In FIG. 5, in step 301, it is determined whether or not the set pressing force type number N being executed has reached a preset setting pressing force type number N 0 to be executed. If not, the process proceeds to step 302, If so, proceed to step 303. In step 302, N + 1 is newly set to N, the process returns to step 201 of FIG. 4 and the above routine is repeated. Here, N 0 is a value of 1 or more. When there are multiple types of set pressure, Fc on the horizontal axis of FIG. 7
Multiple points of (N) can be plotted, and N =
Compared to the case of 1, the method of least squares can be applied when a straight line of Fδ = Ga · δ (the one-dot chain line in FIG. 7) is drawn.
Reliability is increased.
【００２０】ステップ３０３では、電極チップ１０の弾
性支持剛性（アーム１のたわみの剛性）Ｇａを読込む。
Ｇａは既知の値である。ついで、ステップ３０４で、δ
（Ｎ）（ただし、Ｎ＝１、２、・・・）と既知の値Ｇａ
との積として、実加圧力Ｆδ（Ｎ）（ただし、Ｎ＝１、
２、・・・）を演算する。そして、縦軸を実加圧力Ｆδ
（Ｎ）、横軸を設定加圧力Ｆｃ（Ｎ）とするグラフ（図
７のグラフ）上に、Ｆｃ（Ｎ）に対応させてＦδ（Ｎ）
をプロットし、それに対して最小二乗法を適用して直線
をひく（図７の一点鎖線）。溶接ガンに必然的に存在す
る外乱（ギアの摩擦、減速機の摩擦など）により、Ｆδ
（Ｎ）はＦｃ（Ｎ）に一致しない。それにもかかわらず
従来は従来は、Ｆｃ（Ｎ）をＦδ（Ｎ）として用いてい
たので、制御の精度が低いものとなっていた。In step 303, the elastic supporting rigidity (rigidity of the arm 1) Ga of the electrode tip 10 is read.
Ga is a known value. Then, in step 304, δ
(N) (however, N = 1, 2, ...) and a known value Ga
And the actual pressing force Fδ (N) (where N = 1,
2, ...) is calculated. The vertical axis represents the actual applied pressure Fδ
(N) and Fδ (N) corresponding to Fc (N) on the graph (graph of FIG. 7) where the horizontal axis represents the set pressure Fc (N).
Is plotted, and a least squares method is applied thereto to draw a straight line (dashed line in FIG. 7). Fδ due to external disturbances (gear friction, reducer friction, etc.) inevitably present in the welding gun.
(N) does not match Fc (N). Nevertheless, conventionally, since Fc (N) has been conventionally used as Fδ (N), the control accuracy is low.
【００２１】ついで、ステップ３０５で、縦軸を実加圧
力Ｆδ（Ｎ）、横軸を設定加圧力Ｆｃ（Ｎ）とするグラ
フ（図７のグラフ）上の、Ｆδ＝Ｋ・Ｆｃ（図７の一点
鎖線の直線）の傾きＫを演算する。Ｆδ（Ｎ）がＦｃ
（Ｎ）に一致しないので、Ｋは１ではない。ついで、ス
テップ３０６で、Ｆδ＝Ｆｃとなるように、すなわち図
７において一点鎖線の直線の傾きＫが１となるよう
に、、Ｆｃ＝ｋ・Ｉｃの加圧力係数ｋを調整する。ただ
し、Ｉｃはサーボモータ３のモータ電流であり、ｋはモ
ータドライバ６の加圧力係数である。Next, in step 305, Fδ = K · Fc (in FIG. 7) on the graph (graph in FIG. 7) in which the vertical axis represents the actual pressing force Fδ (N) and the horizontal axis represents the set pressing force Fc (N). The slope K of the one-dot chain line) is calculated. Fδ (N) is Fc
K is not 1 because it does not match (N). Next, at step 306, the pressing force coefficient k of Fc = k · Ic is adjusted so that Fδ = Fc, that is, the inclination K of the straight line indicated by the alternate long and short dash line in FIG. However, Ic is a motor current of the servo motor 3, and k is a pressure coefficient of the motor driver 6.
【００２２】これにより、設定加圧力Ｆｃを出すべくモ
ータドライバ６に電流Ｉｃを送ると、モータドライバ６
は調整された加圧力係数ｋをかけることにより実加圧力
Ｆδの電流をサーボモータ３に送り、電極チップ間実加
圧力は自動的にＦδになる。したがって、制御は実加圧
力で実行され、精度、信頼性が上がる。また、アーム１
のたわみをエンコーダで検出することで行うことができ
るので、実加圧力の測定に従来のような加圧力計を用い
る必要がない。さらに、実加圧力計測と、設定加圧力の
実加圧力への制御は、ひとつのワークの溶接とつぎのワ
ークの溶接との間の待ち時間を利用して行うことがで
き、加圧力制御のためにわざわざラインを止めたり、あ
るいは全ワークの溶接終了を待つ必要がない。As a result, when the current Ic is sent to the motor driver 6 to generate the set pressure Fc, the motor driver 6
Applies the adjusted pressure coefficient k to send the current of the actual pressure force Fδ to the servomotor 3, and the actual pressure force between the electrode tips automatically becomes Fδ. Therefore, the control is executed with the actual applied pressure, and the accuracy and reliability are improved. Also, arm 1
Since the deflection can be detected by the encoder being detected, it is not necessary to use a conventional pressure gauge for measuring the actual pressure. Furthermore, the actual pressing force measurement and the control of the set pressing force to the actual pressing force can be performed by using the waiting time between the welding of one work and the welding of the next work. There is no need to stop the line or wait for the welding of all workpieces.
【００２３】[0023]
【発明の効果】請求項１の方法、請求項２の装置によれ
ば、設定加圧力が装置がもつ摩擦、装置の経時変化など
により実加圧力と一致しなくなってきても、常に、設定
加圧力を実加圧力に一致させるように設定加圧力補正手
段による制御がかかり、しかも実加圧力は装置の経時変
化の影響を受けず常に真の実加圧力であり続けるので、
設定加圧力を常に真の実加圧力に維持することができ、
高精度な加圧力制御が可能になる。The method of claim 1, according to the present invention, the apparatus according to the claim 2, friction set pressure has a device, even becoming not match the actual pressurizing force due aging of the device, always set pressure Is controlled by the set pressure correction means so as to match the actual pressure, and since the actual pressure is not affected by the change with time of the device, it is always the true pressure.
The set pressure can always be maintained at the true actual pressure,
Highly accurate pressure control becomes possible.
【図１】本発明実施例の溶接ガンの加圧力制御装置の概
略全体側面図である。1 is a schematic overall side view of the pressing force control device of the welding gun of the present invention embodiment.
【図２】本発明実施例の溶接ガンの加圧力制御方法の制
御ルーチンの全体フローチャートである。2 is a general flowchart of a control routine of the pressure force control method of the welding gun of the present invention embodiment.
【図３】図２のうち、ステップ１００の詳細制御ルーチ
ンのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart of a detailed control routine of step 100 in FIG.
【図４】図２のうち、ステップ２００の詳細制御ルーチ
ンのフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of a detailed control routine of step 200 in FIG.
【図５】図２のうち、ステップ３００の詳細制御ルーチ
ンのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of a detailed control routine of step 300 in FIG.
【図６】モータ電流と時間との関係を示すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing the relationship between motor current and time.
【図７】実加圧力Ｆδと設定加圧力Ｆｃとの関係を示す
グラフである。FIG. 7 is a graph showing a relationship between an actual pressing force Fδ and a set pressing force Fc.
１ アーム ２ ポールネジ ３ サーボモータ ４ エンコーダ ５ 加圧力補正システム ６ モータドライバ ９ 電極チップ（サーボモータで駆動される側） １０ 電極チップ（アームに取り付けられる側） １１ 溶接ガン １２ ロボットコントローラ 1 arm 2 pole screw 3 Servo motor 4 encoder 5 Pressure compensation system 6 motor driver 9-electrode chip (side driven by servo motor) 10 electrode tip (side attached to arm) 11 welding gun 12 Robot controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−284485（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−312273（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−23562（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−116856（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−90251（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 11/24 336 B23K 11/24 340 B23K 11/11 521 B23K 11/25 513 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-1-284485 (JP, A) JP-A-6-312273 (JP, A) JP-A-6-23562 (JP, A) JP-A-7- 116856 (JP, A) JP-A-8-90251 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B23K 11/24 336 B23K 11/24 340 B23K 11/11 521 B23K 11 / 25 513
Claims (2)
性変位量を電極チップ駆動サーボモータのエンコーダの
回転量から計測する工程と、 計測された電極チップの弾性変位量と予めわかっている
電極チップ支持剛性との積から電極チップ間実加圧力を
演算する工程と、 電極チップ間設定加圧力を前記電極チップ間実加圧力と
等しくなるように電極チップ間設定加圧力と電極チップ
駆動サーボモータのモータ電流の関係における加圧力係
数を自己補正する工程と、 からなる溶接ガンの加圧力制御方法。1. A step of starting pressurization of a welding gun and measuring an elastic displacement amount of an electrode tip from an amount of rotation of an encoder of an electrode tip drive servomotor, and the measured elastic displacement amount of the electrode tip is known in advance. The step of calculating the actual applied pressure between the electrode tips from the product of the electrode tip supporting rigidity, and the set applied pressure between the electrode tips and the electrode tip drive servomotor so that the set applied pressure between the electrode tips becomes equal to the actual applied pressure between the electrode tips. A welding pressure control method comprising a step of self-correcting a pressure coefficient in relation to the motor current.
弾性変位量を電極チップ駆動サーボモータのエンコーダ
の回転量から計測する計測手段と、 計測された電極チップの弾性変位量と予めわかっている
電極チップ支持剛性との積から電極チップ間実加圧力を
演算する実加圧力演算手段と、 電極チップ間設定加圧力を前記電極チップ間実加圧力と
等しくなるように電極チップ間設定加圧力と電極チップ
駆動サーボモータのモータ電流の関係における加圧力係
数を自己補正する設定加圧力補正手段と、 からなる溶接ガンの加圧力制御装置。2. A measuring means for measuring an elastic displacement amount of an electrode tip supported so as to be elastically displaceable from a rotation amount of an encoder of an electrode tip drive servomotor, and the measured elastic displacement amount of the electrode tip is known in advance. An actual pressing force calculating means for calculating the actual pressing force between the electrode tips from the product of the electrode tip supporting rigidity, and the electrode tip set pressing force and the electrode tip driving so that the electrode tip set pressing force becomes equal to the electrode tip actual pressing force. A welding pressure control device for a welding gun, comprising: set pressure correction means for self-correcting a pressure coefficient in relation to a motor current of a servo motor.
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