JP3534508B2 - 複数台のサーボガンを切換使用するスポット溶接システム - Google Patents
複数台のサーボガンを切換使用するスポット溶接システムInfo
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- guns
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/30—Features relating to electrodes
- B23K11/31—Electrode holders and actuating devices therefor
- B23K11/318—Supporting devices for electrode holders
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
- B23K11/11—Spot welding
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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- Control By Computers (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スポット溶接のた
めに複数台のサーボガンを切換使用するシステムに関
し、更に詳しく言えば、原点復帰動作を不要にした前記
システムに関する。本発明は、例えば、複数のサーボガ
ンをロボットに搭載して切換使用するアプリケーション
に適用して有利なものである。
めに複数台のサーボガンを切換使用するシステムに関
し、更に詳しく言えば、原点復帰動作を不要にした前記
システムに関する。本発明は、例えば、複数のサーボガ
ンをロボットに搭載して切換使用するアプリケーション
に適用して有利なものである。
【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。従来のサーボガ
ンは、ガン軸の制御のための位置検出器としてバッテリ
バックアップ方式のアブソリュートパルスコーダを使用
している。ガン軸の制御は、サーボガンに接続された制
御装置により、アブソリュートパルスコーダの出力に基
づいて行なわれる。
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。従来のサーボガ
ンは、ガン軸の制御のための位置検出器としてバッテリ
バックアップ方式のアブソリュートパルスコーダを使用
している。ガン軸の制御は、サーボガンに接続された制
御装置により、アブソリュートパルスコーダの出力に基
づいて行なわれる。
【０００３】このようなサーボガンを採用した実際のス
ポット溶接システムにおいては、溶接対象ワークの種
類、サイズ、溶接条件等の多様性に対応するために、２
台以上のサーボガンを用意し、制御装置に接続されるサ
ーボガンを必要に応じて切り換えて使用するケースが非
常に多い。この場合問題となるのは、サーボガンの接続
切換時にそれまで接続されていたサーボガンのバッテリ
のケーブルも切り離されてしまうので、ガン軸の位置が
失われることになる。
ポット溶接システムにおいては、溶接対象ワークの種
類、サイズ、溶接条件等の多様性に対応するために、２
台以上のサーボガンを用意し、制御装置に接続されるサ
ーボガンを必要に応じて切り換えて使用するケースが非
常に多い。この場合問題となるのは、サーボガンの接続
切換時にそれまで接続されていたサーボガンのバッテリ
のケーブルも切り離されてしまうので、ガン軸の位置が
失われることになる。
【０００４】そのため、一旦切り離されたサーボガンを
次回に使用する際には、ガン軸の位置を再度獲得するた
めの原点復帰動作が必要となる。この原点復帰動作は、
マニュアル操作などによりガン軸を原点位置に復帰さ
せ、原点位置を制御装置に教示するものであり、オペレ
ータの負担増やサイクルタイムの増大の原因となってい
た。また、ガン軸が原点位置に復帰したことを検知する
ためのリミットスイッチなどが必要となり、コスト上も
有利ではなかった。
次回に使用する際には、ガン軸の位置を再度獲得するた
めの原点復帰動作が必要となる。この原点復帰動作は、
マニュアル操作などによりガン軸を原点位置に復帰さ
せ、原点位置を制御装置に教示するものであり、オペレ
ータの負担増やサイクルタイムの増大の原因となってい
た。また、ガン軸が原点位置に復帰したことを検知する
ためのリミットスイッチなどが必要となり、コスト上も
有利ではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の欠点を解消しようとするものである。即ち、
本発明は、複数のサーボガンを備えたスポット溶接シス
テムを改良し、サーボガンの切換時の原点復帰動作を不
要にし、オペレータの負担増やサイクルタイムの増大の
原因を排除するために提案されたものである。
従来技術の欠点を解消しようとするものである。即ち、
本発明は、複数のサーボガンを備えたスポット溶接シス
テムを改良し、サーボガンの切換時の原点復帰動作を不
要にし、オペレータの負担増やサイクルタイムの増大の
原因を排除するために提案されたものである。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本発明は、切換使用さ
れる複数のサーボガンのガン軸のサーボ制御のための位
置検出器として、バッテリレスのアブソリュートパルス
コーダを用いることで上記課題を解決したものである。
各ガンの検出軸に取り付けられたバッテリレスのアブソ
リュートパルスコーダは、ガン軸制御手段から切り離さ
れた状態において検出軸の絶対的な回転数を検出し記憶
する機能を果たす。
れる複数のサーボガンのガン軸のサーボ制御のための位
置検出器として、バッテリレスのアブソリュートパルス
コーダを用いることで上記課題を解決したものである。
各ガンの検出軸に取り付けられたバッテリレスのアブソ
リュートパルスコーダは、ガン軸制御手段から切り離さ
れた状態において検出軸の絶対的な回転数を検出し記憶
する機能を果たす。
【０００７】バッテリレスのアブソリュートパルスコー
ダには、磁気バブル素子を利用したものが使用可能であ
る。この磁気バブル素子利用型のパルスコーダは、検出
軸の回転数を絶対的に検出・記憶する磁気バブル素子を
利用した磁気的機構と、検出軸の１回転内の位置を絶対
的に検出する機構（通常は光学式）を備えている。
ダには、磁気バブル素子を利用したものが使用可能であ
る。この磁気バブル素子利用型のパルスコーダは、検出
軸の回転数を絶対的に検出・記憶する磁気バブル素子を
利用した磁気的機構と、検出軸の１回転内の位置を絶対
的に検出する機構（通常は光学式）を備えている。
【０００８】一般的なシステムにおいては、サーボガン
はロボットに搭載されて使用されることが多い。その場
合には、サーボガンの制御手段とロボット軸の制御手段
を兼ねたコントローラが使用可能である。
はロボットに搭載されて使用されることが多い。その場
合には、サーボガンの制御手段とロボット軸の制御手段
を兼ねたコントローラが使用可能である。
【０００９】
【作用】本発明では、複数台のサーボガンの中から使用
されるガンが選ばれると、適当なコネクタを介してコン
トローラに接続される。ガンをロボットに搭載して使用
する場合には、ロボットコントローラにガン軸用のアン
プを装備させて、ガン軸制御手段として用いることが出
来る。使用中のサーボガンのガン軸は、磁気バブル素子
を利用したバッテリレスのアブソリュートパルスコーダ
付のサーボモータで駆動される。
されるガンが選ばれると、適当なコネクタを介してコン
トローラに接続される。ガンをロボットに搭載して使用
する場合には、ロボットコントローラにガン軸用のアン
プを装備させて、ガン軸制御手段として用いることが出
来る。使用中のサーボガンのガン軸は、磁気バブル素子
を利用したバッテリレスのアブソリュートパルスコーダ
付のサーボモータで駆動される。
【００１０】使用中のガンへの供給電流は、動作プログ
ラムデータ等に応じて作成されるガン軸の移動指令と、
バッテリレスのアブソリュートパルスコーダから得られ
るフィードバック信号に基づいて所定周期で作成される
電流指令によって制御される。バッテリレスのアブソリ
ュートパルスコーダは、そのパルスコーダを装備したガ
ンをコントローラから一旦切り離した後も、検出軸の回
転数を絶対的に検出・記憶する機能を維持し、ガン軸の
位置を喪失しないので、再使用時に原点復帰動作が不要
となる。
ラムデータ等に応じて作成されるガン軸の移動指令と、
バッテリレスのアブソリュートパルスコーダから得られ
るフィードバック信号に基づいて所定周期で作成される
電流指令によって制御される。バッテリレスのアブソリ
ュートパルスコーダは、そのパルスコーダを装備したガ
ンをコントローラから一旦切り離した後も、検出軸の回
転数を絶対的に検出・記憶する機能を維持し、ガン軸の
位置を喪失しないので、再使用時に原点復帰動作が不要
となる。
【００１１】代表的なバッテリレスのアブソリュートパ
ルスコーダとして、磁気バブル素子を利用したものがあ
る。この磁気バブル素子利用型のパルスコーダは、磁気
バブル素子を利用した磁気的な機構によって検出軸の回
転数を絶対的に検出・記憶する一方、周知の光学式の機
構等によって検出軸の１回転内の位置を絶対的に検出す
る。
ルスコーダとして、磁気バブル素子を利用したものがあ
る。この磁気バブル素子利用型のパルスコーダは、磁気
バブル素子を利用した磁気的な機構によって検出軸の回
転数を絶対的に検出・記憶する一方、周知の光学式の機
構等によって検出軸の１回転内の位置を絶対的に検出す
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一つの実施形態
に係るスポット溶接システムの概略構成を要部ブロック
図で示したものである。本システムでは、サーボガンは
ロボットに搭載して使用され、また、ガン軸の制御はロ
ボットを制御するコントローラによって行なわれる。
に係るスポット溶接システムの概略構成を要部ブロック
図で示したものである。本システムでは、サーボガンは
ロボットに搭載して使用され、また、ガン軸の制御はロ
ボットを制御するコントローラによって行なわれる。
【００１３】同図に示したように、システム全体は１台
のロボット１、４台のサーボガンＧ１〜Ｇ４及びシステ
ム全体を制御するコントローラ１０で構成されている。
各サーボガンＧ１〜Ｇ４は、ガン軸の駆動手段としてバ
ッテリレスのアブソリュートパルスコーダ付のサーボモ
ータＭ１〜Ｍ４と、コントローラ１０側のコネクタＣＮ
１０と接続されるコネクタＣＮ１〜ＣＮ４を備えてい
る。
のロボット１、４台のサーボガンＧ１〜Ｇ４及びシステ
ム全体を制御するコントローラ１０で構成されている。
各サーボガンＧ１〜Ｇ４は、ガン軸の駆動手段としてバ
ッテリレスのアブソリュートパルスコーダ付のサーボモ
ータＭ１〜Ｍ４と、コントローラ１０側のコネクタＣＮ
１０と接続されるコネクタＣＮ１〜ＣＮ４を備えてい
る。
【００１４】本例では、ロボット１に搭載可能なサーボ
ガンは１台であり、ワークの種類等に応じて選ばれた１
台のサーボガンが、マニュアル操作あるいはオートチェ
ンジャの動作によって、ロボット１のアーム先端部に装
着され、そのサーボガンのコネクタがコントローラ１０
側のコネクタＣＮ１０と接続される。図１には、サーボ
ガンＧ１のコネクタＣＮ１とコネクタＣＮ１０が接続さ
れた状態が概念的に例示されている。
ガンは１台であり、ワークの種類等に応じて選ばれた１
台のサーボガンが、マニュアル操作あるいはオートチェ
ンジャの動作によって、ロボット１のアーム先端部に装
着され、そのサーボガンのコネクタがコントローラ１０
側のコネクタＣＮ１０と接続される。図１には、サーボ
ガンＧ１のコネクタＣＮ１とコネクタＣＮ１０が接続さ
れた状態が概念的に例示されている。
【００１５】コントローラ１０は、通常のロボットコン
トローラと同様に、メインＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を
備えたメインＣＰＵボード１１を備えている。メインＣ
ＰＵボード１１には、ロボット１の各軸用のアンプ１２
の他にサーボガン用のアンプ１３が接続されている。ア
ンプ１２は、各ロボット軸を駆動するサーボモータに駆
動電流を供給する一方、アンプ１３は、その時点で接続
されているサーボガンのガン軸を駆動するサーボモータ
（図１の例ではＭ１）に駆動電流を供給する。
トローラと同様に、メインＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を
備えたメインＣＰＵボード１１を備えている。メインＣ
ＰＵボード１１には、ロボット１の各軸用のアンプ１２
の他にサーボガン用のアンプ１３が接続されている。ア
ンプ１２は、各ロボット軸を駆動するサーボモータに駆
動電流を供給する一方、アンプ１３は、その時点で接続
されているサーボガンのガン軸を駆動するサーボモータ
（図１の例ではＭ１）に駆動電流を供給する。
【００１６】ロボット軸用のアンプ１２から各軸へ供給
される駆動電流は、周知のサーボ制御方式によってメイ
ンＣＰＵボード１１内で所定周期で作成される電流指令
によって定められる。その際、各ロボット軸のパルスコ
ーダから得られるフィードバック信号が利用される。
される駆動電流は、周知のサーボ制御方式によってメイ
ンＣＰＵボード１１内で所定周期で作成される電流指令
によって定められる。その際、各ロボット軸のパルスコ
ーダから得られるフィードバック信号が利用される。
【００１７】これと同様に、ガン軸用のアンプ１３から
ガン軸へ供給される駆動電流も、メインＣＰＵボード１
１内で所定周期で作成される電流指令によって定められ
る。この電流指令は、サーボガンの開閉動作を定めた動
作プログラムデータ等に応じて作成されるガン軸に関す
る移動指令と、ガン軸を駆動するモータに結合されたバ
ッテリレスのアブソリュートパルスコーダから得られる
フィードバック信号に基づいて作成される。
ガン軸へ供給される駆動電流も、メインＣＰＵボード１
１内で所定周期で作成される電流指令によって定められ
る。この電流指令は、サーボガンの開閉動作を定めた動
作プログラムデータ等に応じて作成されるガン軸に関す
る移動指令と、ガン軸を駆動するモータに結合されたバ
ッテリレスのアブソリュートパルスコーダから得られる
フィードバック信号に基づいて作成される。
【００１８】ここで、ガン軸用のパルスコーダとしてバ
ッテリレスのアブソリュートパルスコーダを採用したこ
とは、本発明の最も重要な特徴をなす事柄である。即
ち、このバッテリレスのアブソリュートパルスコーダ
は、電源との接続を断たれても位置を失わないという機
能を有しており、従って、一旦原点復帰動作を行い、原
点位置をコントローラ１０に教示しておけば、その後
は、電源が断たれた状態をはさんで使用しても、原点復
帰動作なしに直ちに正しいフィードバック信号をコント
ローラ１０に出力することが出来る。
ッテリレスのアブソリュートパルスコーダを採用したこ
とは、本発明の最も重要な特徴をなす事柄である。即
ち、このバッテリレスのアブソリュートパルスコーダ
は、電源との接続を断たれても位置を失わないという機
能を有しており、従って、一旦原点復帰動作を行い、原
点位置をコントローラ１０に教示しておけば、その後
は、電源が断たれた状態をはさんで使用しても、原点復
帰動作なしに直ちに正しいフィードバック信号をコント
ローラ１０に出力することが出来る。
【００１９】バッテリレスのアブソリュートパルスコー
ダの代表的なものとして、磁気バブル素子利用型のパル
スコーダが知られている。そこで、この磁気バブル素子
利用型のアブソリュートパルスコーダについて、図２〜
図６を参照して説明する。先ず図２は、磁気バブル素子
利用型のアブソリュートパルスコーダの主要な構成要素
と配置の概略を表わしている。
ダの代表的なものとして、磁気バブル素子利用型のパル
スコーダが知られている。そこで、この磁気バブル素子
利用型のアブソリュートパルスコーダについて、図２〜
図６を参照して説明する。先ず図２は、磁気バブル素子
利用型のアブソリュートパルスコーダの主要な構成要素
と配置の概略を表わしている。
【００２０】同図に示したように、全体を符号３０で指
示されたパルスコーダは、検出軸として、ガン軸を駆動
するサーボモータの回転軸に直接あるいは間接に結合さ
れたシャフト３１を備えている。シャフト３１にはコー
ド板３２とリング磁石３６が装着され、シャフト３１と
一体的に回転軸３９の周りで回転駆動される。
示されたパルスコーダは、検出軸として、ガン軸を駆動
するサーボモータの回転軸に直接あるいは間接に結合さ
れたシャフト３１を備えている。シャフト３１にはコー
ド板３２とリング磁石３６が装着され、シャフト３１と
一体的に回転軸３９の周りで回転駆動される。
【００２１】コード板３２は光学式のもので、コード板
３２をはさみむ位置に検出光３４を放射するＬＥＤ３３
と、読み取りを行なう光検出器アレイ（ＰＤＡ）３５が
配置される。後述するように、これら光学式の検出機構
は、シャフト３１乃至コード板３の１回転内における絶
対位置を検出する手段として機能する。
３２をはさみむ位置に検出光３４を放射するＬＥＤ３３
と、読み取りを行なう光検出器アレイ（ＰＤＡ）３５が
配置される。後述するように、これら光学式の検出機構
は、シャフト３１乃至コード板３の１回転内における絶
対位置を検出する手段として機能する。
【００２２】コード板３２とともにシャフト３１に装着
されたリング磁石３６の近傍には、磁気バブル素子を利
用した検出・記憶機構が配置される。この検出機構は、
磁気バブル素子４１と、その周囲に整列配置されたバイ
アス磁石４２、コイル４３で構成され、後に詳述するよ
うに、シャフト３１乃至リング磁石３６の回転数を絶対
測定するとともにこれを記憶する機能を果たす。
されたリング磁石３６の近傍には、磁気バブル素子を利
用した検出・記憶機構が配置される。この検出機構は、
磁気バブル素子４１と、その周囲に整列配置されたバイ
アス磁石４２、コイル４３で構成され、後に詳述するよ
うに、シャフト３１乃至リング磁石３６の回転数を絶対
測定するとともにこれを記憶する機能を果たす。
【００２３】このように、バッテリレスのアブソリュー
トパルスコーダ３０は、１回転の中での絶対的な回転位
置を検出する光学式の機構と、回転数単位でシャフト３
１の回転位置を絶対測定して記憶する磁気的な機構とで
構成されている。以下、光学式の検出機構と、磁気的な
検出・記憶機構について更に説明する。
トパルスコーダ３０は、１回転の中での絶対的な回転位
置を検出する光学式の機構と、回転数単位でシャフト３
１の回転位置を絶対測定して記憶する磁気的な機構とで
構成されている。以下、光学式の検出機構と、磁気的な
検出・記憶機構について更に説明する。
【００２４】図３は、図２に示したパルスコーダの光学
的な検出機構の要部を拡大抽出して示した図である。但
し、図２、図３両図において、スリット列は、一部を除
き破線で略記されている。図３に描示したように、光学
式のコード板３２は同心円状に設けられた４トラックの
スリット列を備えており、ＬＥＤ３３からの検出光３４
はこれらのスリット列を通して読み取りを行なう光検出
器アレイ（ＰＤＡ）３５に入射される。
的な検出機構の要部を拡大抽出して示した図である。但
し、図２、図３両図において、スリット列は、一部を除
き破線で略記されている。図３に描示したように、光学
式のコード板３２は同心円状に設けられた４トラックの
スリット列を備えており、ＬＥＤ３３からの検出光３４
はこれらのスリット列を通して読み取りを行なう光検出
器アレイ（ＰＤＡ）３５に入射される。
【００２５】本例では、コード板３２の外周側から順に
Ｂトラック、Ａトラック、Ｃトラック、Ｄトラックが形
成されている。各トラックに形成されているスリット数
は図に併記した通り、Ｂトラック１０３２、Ａトラック
１０２４、Ｃトラック９６０、Ｄトラック９５９であ
る。
Ｂトラック、Ａトラック、Ｃトラック、Ｄトラックが形
成されている。各トラックに形成されているスリット数
は図に併記した通り、Ｂトラック１０３２、Ａトラック
１０２４、Ｃトラック９６０、Ｄトラック９５９であ
る。
【００２６】コード板３２の構成に対応して、光検出器
アレイ（ＰＤＡ）３５は４列の検出部３５ｂ，３５ａ，
３５ｃ，３５ｄを有し、且つ、各検出部は４つの検出セ
グメント３５１に区切られている。最外周の検出部３５
ｂは、最外周のＢトラックを通過した検出光３４を検出
する。同様に、検出部３５ａ，３５ｃ，３５ｄは、各々
Ａトラック、Ｃトラック、Ｄトラックを通過した検出光
３４を検出する。
アレイ（ＰＤＡ）３５は４列の検出部３５ｂ，３５ａ，
３５ｃ，３５ｄを有し、且つ、各検出部は４つの検出セ
グメント３５１に区切られている。最外周の検出部３５
ｂは、最外周のＢトラックを通過した検出光３４を検出
する。同様に、検出部３５ａ，３５ｃ，３５ｄは、各々
Ａトラック、Ｃトラック、Ｄトラックを通過した検出光
３４を検出する。
【００２７】コード板３２の１回転中（３６０度）の絶
対的な回転位置は、各検出部の４つの検出セグメント３
５１で検出される光量（しきい値との大小）の組み合わ
せで識別される。このような方式で１回転中（３６０
度）の絶対的な回転位置を検出することは周知なので、
検出原理の詳細は省略する。
対的な回転位置は、各検出部の４つの検出セグメント３
５１で検出される光量（しきい値との大小）の組み合わ
せで識別される。このような方式で１回転中（３６０
度）の絶対的な回転位置を検出することは周知なので、
検出原理の詳細は省略する。
【００２８】次に、図４〜図６を参照図に加えて、磁気
的な検出・記憶機構について説明する。図４は、図２に
示したパルスコーダの磁気的な検出・記憶機構の要部を
拡大抽出して示した図である。同図に拡大描示したよう
に、リング磁石３６の近傍に配置された検出・記憶機構
は、磁気バブル素子４１と、その周囲に整列配置された
バイアス磁石４２、コイル４３で構成されている。
的な検出・記憶機構について説明する。図４は、図２に
示したパルスコーダの磁気的な検出・記憶機構の要部を
拡大抽出して示した図である。同図に拡大描示したよう
に、リング磁石３６の近傍に配置された検出・記憶機構
は、磁気バブル素子４１と、その周囲に整列配置された
バイアス磁石４２、コイル４３で構成されている。
【００２９】シャフト３１（図２参照）に搭載されたリ
ング磁石３６は、その円周に沿って均等に分割配置され
た４組の磁極対（Ｎ極／Ｓ極）で構成されている。従っ
て、シャフト３１が回転すると、バイアス磁石４２によ
る磁界と、コイル４３との相互作用によって、それらに
囲まれた位置に配置された磁気バブル素子４１に対して
回転磁界が作用する。
ング磁石３６は、その円周に沿って均等に分割配置され
た４組の磁極対（Ｎ極／Ｓ極）で構成されている。従っ
て、シャフト３１が回転すると、バイアス磁石４２によ
る磁界と、コイル４３との相互作用によって、それらに
囲まれた位置に配置された磁気バブル素子４１に対して
回転磁界が作用する。
【００３０】図５は、回転磁界の作用時に磁気バブル素
子４１のセル間に起る磁気バブルの転送について説明す
る図である。また、図６は、磁気バブル素子４１のセル
（記憶ビット）の３系列構成と、図５に描かれた磁気バ
ブルの転送作用に基づいてシャフト３１（回転磁界）の
絶対的な回転数を記憶する原理を説明する図である。先
に図６を参照すると、ここで使用されている磁気バブル
素子４１は、３系列のセル群４１０，４２０，４３０で
構成されている。
子４１のセル間に起る磁気バブルの転送について説明す
る図である。また、図６は、磁気バブル素子４１のセル
（記憶ビット）の３系列構成と、図５に描かれた磁気バ
ブルの転送作用に基づいてシャフト３１（回転磁界）の
絶対的な回転数を記憶する原理を説明する図である。先
に図６を参照すると、ここで使用されている磁気バブル
素子４１は、３系列のセル群４１０，４２０，４３０で
構成されている。
【００３１】符号４１１で例示した各セルは、磁気バブ
ルＭＢの有無で１ビットの情報を記憶する。磁気バブル
ＭＢは、各系列毎に１つづつ与えられており、上記の回
転磁界の作用によって、各系列のセル間で磁気バブルＭ
Ｂの転送が行なわれる。
ルＭＢの有無で１ビットの情報を記憶する。磁気バブル
ＭＢは、各系列毎に１つづつ与えられており、上記の回
転磁界の作用によって、各系列のセル間で磁気バブルＭ
Ｂの転送が行なわれる。
【００３２】回転磁界の作用による磁気バブルＭＢの転
送は、図５に示したように行なわれる。同図において、
矢印Ｈ1 ，Ｈ2 ，Ｈ3 ，Ｈ4 はシャフト３１の１回転に
対応して生じる磁界の推移（右周り１回転）を表わして
いる。図示した通り、磁気バブル素子ＭＢは、磁界の１
回転Ｈ1 〜Ｈ4 に従って１つのセル４１１内で一方の端
部から他方の端部（隣接セル４１２の一端部）まで移動
する。そして、磁界の１回転を越えて更に回転すると、
磁気バブルＭＢは隣接するセル４１２に転送される。
送は、図５に示したように行なわれる。同図において、
矢印Ｈ1 ，Ｈ2 ，Ｈ3 ，Ｈ4 はシャフト３１の１回転に
対応して生じる磁界の推移（右周り１回転）を表わして
いる。図示した通り、磁気バブル素子ＭＢは、磁界の１
回転Ｈ1 〜Ｈ4 に従って１つのセル４１１内で一方の端
部から他方の端部（隣接セル４１２の一端部）まで移動
する。そして、磁界の１回転を越えて更に回転すると、
磁気バブルＭＢは隣接するセル４１２に転送される。
【００３３】次の１回転における磁界方向Ｈ1 のフェイ
ズでは、セル４１２上でセル４１１の場合と等価な位置
（符号ＭＢ’で表示）に磁気バブルＭＢは移動する。こ
のようにして、磁気バブルＭＢは磁界の１回転（Ｈ1 〜
Ｈ4 ）毎に隣接するセルに次々と転送される。シャフト
３１の回転方向が反転すると磁界の回転方向が反転し
（Ｈ4 →Ｈ3 →Ｈ2 →Ｈ1 の順）、磁気バブルＭＢの移
動方向も反転し、逆向きの転送（セル４１２→セル４１
１の方向）が起る。
ズでは、セル４１２上でセル４１１の場合と等価な位置
（符号ＭＢ’で表示）に磁気バブルＭＢは移動する。こ
のようにして、磁気バブルＭＢは磁界の１回転（Ｈ1 〜
Ｈ4 ）毎に隣接するセルに次々と転送される。シャフト
３１の回転方向が反転すると磁界の回転方向が反転し
（Ｈ4 →Ｈ3 →Ｈ2 →Ｈ1 の順）、磁気バブルＭＢの移
動方向も反転し、逆向きの転送（セル４１２→セル４１
１の方向）が起る。
【００３４】再び図６を参照すると、３系列のセル群４
１０，４２０，４３０の各々はループ状に配列された複
数のセルで構成されている。各系列のビット数は、互い
に公約数を持たない数Ｎ1 ，Ｎ2 ，Ｎ3 に選ばれる。図
６に示した例では、系列４１０，４２０，４３０に含ま
れるセル数は、順に、各ビット数より１づつ少ない８，
９，１０である。磁気バブル素子４１にこのような構成
を持たせることにより、Ｎ1 ×Ｎ2 ×Ｎ3 −１回転まで
の回転数を絶対的に記憶することが出来る。
１０，４２０，４３０の各々はループ状に配列された複
数のセルで構成されている。各系列のビット数は、互い
に公約数を持たない数Ｎ1 ，Ｎ2 ，Ｎ3 に選ばれる。図
６に示した例では、系列４１０，４２０，４３０に含ま
れるセル数は、順に、各ビット数より１づつ少ない８，
９，１０である。磁気バブル素子４１にこのような構成
を持たせることにより、Ｎ1 ×Ｎ2 ×Ｎ3 −１回転まで
の回転数を絶対的に記憶することが出来る。
【００３５】図６に示した例でこれを説明すると次の通
りである。今、各系列の磁気バブルＭＢ１〜ＭＢ３がそ
れぞれ符号Ｓで示された位置にある状態を原点（回転数
＝０）として、シャフト３１を回転を開始した場合を考
える（図２参照）。回転方向は、各系列における磁気バ
ブルＭＢ１〜ＭＢ３が、左回りで転送されてゆく方向で
あるものとする。
りである。今、各系列の磁気バブルＭＢ１〜ＭＢ３がそ
れぞれ符号Ｓで示された位置にある状態を原点（回転数
＝０）として、シャフト３１を回転を開始した場合を考
える（図２参照）。回転方向は、各系列における磁気バ
ブルＭＢ１〜ＭＢ３が、左回りで転送されてゆく方向で
あるものとする。
【００３６】シャフト３１が１回転する毎に、図５を参
照して説明した転送プロセスに従って、各系列４１０〜
４３０の磁気バブルＭＢ１〜ＭＢ３が、一セルづつ左回
りで転送されてゆく。例えば、１０回転後には９ビット
分の転送が各系列で行なわれ、９ビット構成の系列４１
０では原点Ｓを１ビット分通り越した位置に磁気バブル
ＭＢ１が到来している。また、１０ビット構成の系列４
２０では原点Ｓに磁気バブルＭＢ２が復帰し、１１ビッ
ト構成の系列４３０では原点Ｓの１ビット分手前のセル
に磁気バブルＭＢ３が到達している。
照して説明した転送プロセスに従って、各系列４１０〜
４３０の磁気バブルＭＢ１〜ＭＢ３が、一セルづつ左回
りで転送されてゆく。例えば、１０回転後には９ビット
分の転送が各系列で行なわれ、９ビット構成の系列４１
０では原点Ｓを１ビット分通り越した位置に磁気バブル
ＭＢ１が到来している。また、１０ビット構成の系列４
２０では原点Ｓに磁気バブルＭＢ２が復帰し、１１ビッ
ト構成の系列４３０では原点Ｓの１ビット分手前のセル
に磁気バブルＭＢ３が到達している。
【００３７】３系列のループの磁気バブルＭＢ１〜ＭＢ
３の位置の組合せは９×１０×１１通りあり、９９０回
転後に３系列のはすべてについて磁気バブルＭＢ１〜Ｍ
Ｂ３の原点Ｓへの復帰が起る。このようにして、図６に
示したビット構成により、回転数を計数する飽和値９８
９のレジスタが構成されることになる。当然の事なが
ら、磁気バブルＭＢ１〜ＭＢ３の存続、転送及び存在位
置の保持のいずれに関しても全く電力の供給を要しな
い。
３の位置の組合せは９×１０×１１通りあり、９９０回
転後に３系列のはすべてについて磁気バブルＭＢ１〜Ｍ
Ｂ３の原点Ｓへの復帰が起る。このようにして、図６に
示したビット構成により、回転数を計数する飽和値９８
９のレジスタが構成されることになる。当然の事なが
ら、磁気バブルＭＢ１〜ＭＢ３の存続、転送及び存在位
置の保持のいずれに関しても全く電力の供給を要しな
い。
【００３８】このような特性は、サーボガンのガン軸の
位置検出器への適用する上で極めて有利な条件を与え
る。即ち、図１に示したシステムにおいて、ロボット１
に搭載されないガンＧ２〜Ｇ４のガン軸は、オペレータ
が手を触れるなどの外力の作用で移動する可能性が十分
にあるが、上記説明した磁気バブル素子４１を用いたパ
ルスコーダを取り付けたサーボモータを用いれば、不使
用時（コントローラ１０に非接続時）に起る不定量のガ
ン軸の移動も正確に検出され、記憶される。
位置検出器への適用する上で極めて有利な条件を与え
る。即ち、図１に示したシステムにおいて、ロボット１
に搭載されないガンＧ２〜Ｇ４のガン軸は、オペレータ
が手を触れるなどの外力の作用で移動する可能性が十分
にあるが、上記説明した磁気バブル素子４１を用いたパ
ルスコーダを取り付けたサーボモータを用いれば、不使
用時（コントローラ１０に非接続時）に起る不定量のガ
ン軸の移動も正確に検出され、記憶される。
【００３９】従って、ガンＧ２〜Ｇ４の使用開始時、あ
るいはガンＧ１の再使用開始時（コントローラ１０に接
続時）には、直ちに磁気バブル素子４１の各系列４１０
〜４３０の磁気バブル位置に対応した回転数と、前述し
たコード板３２の回転位置に対応した１回転内の位置が
直ちに検出され、コントローラ１０のサーボ制御系の位
置ループあるいは速度ループに正確なフィードバック信
号が提供される。
るいはガンＧ１の再使用開始時（コントローラ１０に接
続時）には、直ちに磁気バブル素子４１の各系列４１０
〜４３０の磁気バブル位置に対応した回転数と、前述し
たコード板３２の回転位置に対応した１回転内の位置が
直ちに検出され、コントローラ１０のサーボ制御系の位
置ループあるいは速度ループに正確なフィードバック信
号が提供される。
【００４０】以上説明した実施形態では、ロボット１
台、スポットガン４台でシステムを組んだが、スポット
ガンを２台、３台あるいは５台以上含むシステムであっ
ても本発明が適用可能であることは言うまでもない。ま
た、ガンをロボットに搭載するのではなく、据置型のガ
ンを複数台配置して切換使用するシステムも考えられ
る。更に、場合に寄っては、ロボットを使用しなシステ
ムに本発明を適用しても構わない。
台、スポットガン４台でシステムを組んだが、スポット
ガンを２台、３台あるいは５台以上含むシステムであっ
ても本発明が適用可能であることは言うまでもない。ま
た、ガンをロボットに搭載するのではなく、据置型のガ
ンを複数台配置して切換使用するシステムも考えられ
る。更に、場合に寄っては、ロボットを使用しなシステ
ムに本発明を適用しても構わない。
【００４１】更に、バッテリレスのアブソリュートパル
スコーダは、検出軸の回転数を絶対的に検出・記憶する
機能と、検出軸の１回転内の位置を絶対的に検出する機
能をを備えていれば任意のものが使用されて良い。検出
軸の１回転内の位置を絶対的に検出する機構として、光
学式のもの以外に磁気式のものを使用することも出来
る。
スコーダは、検出軸の回転数を絶対的に検出・記憶する
機能と、検出軸の１回転内の位置を絶対的に検出する機
能をを備えていれば任意のものが使用されて良い。検出
軸の１回転内の位置を絶対的に検出する機構として、光
学式のもの以外に磁気式のものを使用することも出来
る。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、複数のサーボガンを備
えたスポット溶接システムにおいて、サーボガンの切換
使用時等の原点復帰動作が不要となり、オペレータの負
担増が回避され、サイクルタイムが短縮される。
えたスポット溶接システムにおいて、サーボガンの切換
使用時等の原点復帰動作が不要となり、オペレータの負
担増が回避され、サイクルタイムが短縮される。
【図１】本発明の一つの実施形態に係るスポット溶接シ
ステムの概略構成を要部ブロック図で示したものであ
る。
ステムの概略構成を要部ブロック図で示したものであ
る。
【図２】磁気バブル素子利用型のアブソリュートパルス
コーダの主要な構成要素と配置の概略を説明する図であ
る。
コーダの主要な構成要素と配置の概略を説明する図であ
る。
【図３】図２に示したパルスコーダの光学的な検出機構
の要部を拡大抽出して示した図である。
の要部を拡大抽出して示した図である。
【図４】図２に示したパルスコーダの磁気的な検出・記
憶機構の要部を拡大抽出して示した図である。
憶機構の要部を拡大抽出して示した図である。
【図５】回転磁界の作用時に磁気バブル素子のセル間に
起る磁気バブルの転送について説明する図である。
起る磁気バブルの転送について説明する図である。
【図６】磁気バブル素子のセル（記憶ビット）の３系列
構成と、図５に描かれた磁気バブルの転送作用に基づい
て絶対的な回転数を記憶する原理を説明する図である。
構成と、図５に描かれた磁気バブルの転送作用に基づい
て絶対的な回転数を記憶する原理を説明する図である。
１ ロボット
１０ コントローラ
１１ メインＣＰＵボード
１２ ロボット軸用アンプ
１３ ガン軸用アンプ
３０ バッテリレスの磁気バブル素子利用型のアブソリ
ュートパルスコーダ ３１ シャフト ３２ コード板 ３３ ＬＥＤ ３４ 検出光 ３５ 光検出器アレイ（ＰＤＡ） ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ 光検出部 ３６ リング磁石 ３９ 回転軸 ４１ 磁気バブル素子 ４２ バイアス磁石 ４３ コイル ３５１ 光検出セグメント ４１０，４２０，４３０ 磁気バブル素子のセル（記憶
ビット）の系列 ４１１，４１２ 磁気バブル素子のセル（記憶ビット） ＣＮ１〜ＣＮ４ コネクタ（ガン側） ＣＮ１０ コネクタ（コントローラ側） Ｇ１〜Ｇ４ スポットガン Ｈ1 〜Ｈ4 磁気バブル素子に作用する磁界方向 Ｍ１〜Ｍ４ ガン軸駆動モータ ＭＢ，ＭＢ１〜ＭＢ４ 磁気バブル Ｓ 磁気バブルの原点位置
ュートパルスコーダ ３１ シャフト ３２ コード板 ３３ ＬＥＤ ３４ 検出光 ３５ 光検出器アレイ（ＰＤＡ） ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ 光検出部 ３６ リング磁石 ３９ 回転軸 ４１ 磁気バブル素子 ４２ バイアス磁石 ４３ コイル ３５１ 光検出セグメント ４１０，４２０，４３０ 磁気バブル素子のセル（記憶
ビット）の系列 ４１１，４１２ 磁気バブル素子のセル（記憶ビット） ＣＮ１〜ＣＮ４ コネクタ（ガン側） ＣＮ１０ コネクタ（コントローラ側） Ｇ１〜Ｇ４ スポットガン Ｈ1 〜Ｈ4 磁気バブル素子に作用する磁界方向 Ｍ１〜Ｍ４ ガン軸駆動モータ ＭＢ，ＭＢ１〜ＭＢ４ 磁気バブル Ｓ 磁気バブルの原点位置
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｇ０５Ｂ 23/02 Ｇ０５Ｂ 23/02 Ｐ
(56)参考文献 特開 昭50−20954（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−247405（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−261016（ＪＰ，Ａ)
実開 平４−125073（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 11/11 570
B23K 11/24 340
G01D 5/20
G01D 5/249
G05B 15/02
G05B 23/02
Claims (3)
- 【請求項１】 サーボガンのガン軸を制御するガン軸制
御手段と、前記ガン軸制御手段に選択的に接続される複
数台のサーボガンを備え、 前記複数台のサーボガンの各ガン軸を駆動するサーボモ
ータにはバッテリレスのアブソリュートパルスコーダが
結合されており、 該バッテリレスのアブソリュートパルスコーダは、前記
ガン軸制御手段から切り離された状態において検出軸の
絶対的な回転数を検出し記憶する機能を有している、複
数台のサーボガンを切換使用するスポット溶接システ
ム。 - 【請求項２】 サーボガンのガン軸を制御するガン軸制
御手段と、前記ガン軸制御手段に選択的に接続される複
数台のサーボガンと、少なくとも１台のサーボガンが搭
載可能なロボットと、前記ロボットの各軸を制御するロ
ボット軸制御手段を備え、 前記複数台のサーボガンの各ガン軸を駆動するサーボモ
ータにはバッテリレスのアブソリュートパルスコーダが
結合されており、 該バッテリレスのアブソリュートパルスコーダは、前記
ガン軸制御手段から切り離された状態において検出軸の
絶対的な回転数を検出し記憶する機能を有している、複
数台のサーボガンを切換使用するスポット溶接システ
ム。 - 【請求項３】 前記バッテリレスのアブソリュートパル
スコーダは、前記検出軸の回転数を絶対的に検出・記憶
する磁気バブル素子を利用した磁気的機構と、前記検出
軸の１回転内の位置を絶対的に検出する機構を備えてい
る、請求項１または請求項２に記載された、複数台のサ
ーボガンを切換使用するスポット溶接システム。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29889795A JP3534508B2 (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 複数台のサーボガンを切換使用するスポット溶接システム |
| EP96935438A EP0800887A4 (en) | 1995-10-24 | 1996-10-24 | SPOT WELDING MACHINE SELECTIVELY USING MULTIPLE CONTROLLED WELDING Tongs |
| PCT/JP1996/003112 WO1997015416A1 (fr) | 1995-10-24 | 1996-10-24 | Machine a souder par points utilisant de maniere selective plusieurs pistolets asservis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29889795A JP3534508B2 (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 複数台のサーボガンを切換使用するスポット溶接システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09108845A JPH09108845A (ja) | 1997-04-28 |
| JP3534508B2 true JP3534508B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=17865579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29889795A Expired - Lifetime JP3534508B2 (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 複数台のサーボガンを切換使用するスポット溶接システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0800887A4 (ja) |
| JP (1) | JP3534508B2 (ja) |
| WO (1) | WO1997015416A1 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2206008A (en) * | 1987-06-19 | 1988-12-21 | Plessey Co Plc | Improvements in or relating to component testing |
| JPH04125073U (ja) * | 1991-05-07 | 1992-11-13 | 小原株式会社 | 電動機駆動による抵抗溶接機の電極位置制御装置 |
| JP2721952B2 (ja) * | 1993-11-25 | 1998-03-04 | 株式会社電元社製作所 | スポット溶接機の制御方法 |
-
1995
- 1995-10-24 JP JP29889795A patent/JP3534508B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-10-24 EP EP96935438A patent/EP0800887A4/en not_active Withdrawn
- 1996-10-24 WO PCT/JP1996/003112 patent/WO1997015416A1/ja not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09108845A (ja) | 1997-04-28 |
| EP0800887A1 (en) | 1997-10-15 |
| WO1997015416A1 (fr) | 1997-05-01 |
| EP0800887A4 (en) | 1999-06-02 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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