JPH0635529A - スポット溶接用ロボットの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スポット溶接作業を高速で行なうことができ
るスポット溶接用ロボットの制御装置を提供すること。 【構成】 スポット溶接ガンに設けられている電極チッ
プの動作とこのスポット溶接ガンを所定の位置に位置決
めするスポット溶接用ロボットの動作とを同期して制御
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スポット溶接作業を高
速で行なえるスポット溶接用ロボットの制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在では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用ガンに
よって行なっている。この溶接用ガンには、スポット溶
接を行なうための電流を供給する電極チップが設けられ
ているが、この電極チップの動作の制御とこれ以外のス
ポット溶接用ロボットの制御はそれぞれ別々の制御系に
より行なわれている。

【０００３】したがって、スポット溶接を行なう場合に
は次の手順でロボット及びガンの制御がされる。まず、
スポット溶接用ロボットがスポット溶接用ガンを所定の
位置に位置決めし、この位置決めが完了した後に電極チ
ップを閉じて所定の位置にスポット溶接し、この溶接が
完了した後に電極チップを開き、これが開いたら次の溶
接ポイントに向けてスポット溶接用ロボットがスポット
溶接用ガンを移動させる。この動作を全ての溶接ポイン
トについて行なって所定のスポット溶接作業を完了す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のスポット溶接用ロボットにあっては、そのロ
ボットの制御系とスポット溶接用ガンの制御系とがそれ
ぞれ独立した形態となっていたために、スポット溶接作
業の速度が遅いという問題がある。つまり、電極チップ
の制御系とロボットの制御系とは別個独立となっている
ために、スポット溶接用ガンはスポット溶接用ロボット
の溶接ポイントへの位置決めが終了した時点でなければ
その作動を開始することができず、また、スポット溶接
用ロボットはスポット溶接用ガンの電極チップが所定位
置に戻っているときでなければ動作することができない
からである。

【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、スポット溶接作業を高速で
行なうことができるスポット溶接用ロボットの制御装置
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、アームの先端に取り付けられたスポット溶
接用ガンを教示データに基づいて位置決めし、被溶接物
をスポット溶接するように構成されたスポット溶接用ロ
ボットにおいて、前記スポット溶接用ガンに設けられて
いる電極チップの動作とこのスポット溶接用ガンを所定
の位置に位置決めするスポット溶接用ロボットの動作と
を同期して制御する制御手段が設けられていることを特
徴とする。

【０００７】

【作用】このように構成した本発明にあっては、スポッ
ト溶接用ガンの動作とそのガンを所定の位置に位置決め
するロボット制御装置の動作とは、制御手段によって同
期制御されることから、電極チップとスポット溶接用ロ
ボットとの制御はほぼ同時に行なうことができるように
なり、スポット溶接作業の高速化が可能となる。つま
り、電極チップを開く制御を行ないながら、また、逆に
それを閉じる制御を行ないながら、スポット溶接用ロボ
ットの位置決め制御が可能となり、これに伴う溶接作業
の速度アップが図られる。

【０００８】

【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。

【０００９】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１０は、その動作がロボット制御装置
１１によって総括的に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１２が装着されている。
第１軸はスポット溶接用ロボット１０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１２の電極チップ１３を図示Ｊ７方向
に上下動させるものである。なお、上記の制御装置１１
は制御手段として機能するものであり、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１３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。

【００１０】図２は、スポット溶接用ガン１２の概略構
成図である。このガン１２には、２つの電極チップ１
３，１３が設けられているが、この２つの電極チップの
うち片方の電極チップはロボット制御装置１１によって
作動されるサーボモータ１４によって図示Ａ，Ｂ方向に
上下動される。この上下動はサーボモータ１４の回転部
に係合するボールネジ１５によって実現されている。

【００１１】図３は、このスポット溶接用ガン１２のさ
らに詳細な構成図である。このスポット溶接用ガン１２
に取り付けられているサーボモータ１４は、図示のよう
に中空軸型のモータである。通電によって磁界を発生さ
せる固定子１６は、サーボモータ１４のケーシングに固
定して取り付けられており、その固定子１６の上側には
このモータ１４によって上下動される電極チップ１３の
位置検出信号を発生するエンコーダ１７が設けられてい
る。回転子１８にはボールネジ１５に係合するナット１
９が直結され、このナット１９の回転によってボールネ
ジ１５が図示Ａ，Ｂ方向に移動し、結果的にこのボール
ネジ１５に取り付けられている電極チップ１３が上下に
動く。このような構造の中空軸型のモータによれば、モ
ータの小形化と軽量化とを図ることができ、スポット溶
接用ロボット１０の動作性能を向上させることができ
る。なお、上記例示のサーボモータ１４は、電極チップ
１３の加圧反力に耐えられるようにアンギュラベアリン
グ２０を強化してあり、また、エンコーダ１７等の付属
機器も耐衝撃性を向上させてある。

【００１２】図４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１１内には、スポット溶接用ロボ
ット１０の動作を総括的に制御する制御手段としての制
御部２５と、この制御部２５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３０Ａ〜３０Ｇとが設けられている。このサー
ボコントロール部３０Ａ〜３０Ｆ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１０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３０Ｇはスポット溶接用ガン１２の電極チ
ップ１３の動作を制御するものである。

【００１３】図５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３の動作量を制御するものであり、こ
のサーボモータ１４の動作量はエンコーダ１７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１７は、制御部２５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。制御部２５で
はこの位置フィードバックに基づいて電極チップ１３の
位置を把握することになる。

【００１４】サーボコントロール部は、制御部２５から
出力された位置指令に基づいてサーボモータ１４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１
４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１４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３１は、制御部２
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
１４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１４に供給されている
電流を制御部２５に報知する機能とを有しているもので
ある。

【００１５】本発明の装置は以上のように構成されてい
るが、この装置は図６のフローチャートに基づいて次の
ように動作する。

【００１６】まず、ロボット制御装置１１の制御部２５
は、予め教示されている溶接ポイントに関するデータを
入力して（Ｓ１）、各軸のサーボコントロール部の動作
を制御し、スポット溶接用ガン１２の電極チップ１３を
被溶接物の所定の加圧点，つまり溶接ポイントに向けて
移動させる（Ｓ２）。規定の溶接ポイントから所定の距
離まで近ずいたことが制御部２５で認識されると、その
移動を行ないながらサーボモータ１４の駆動を開始して
電極チップ１３の間隔を狭める（Ｓ３，Ｓ４）。溶接ポ
イントへの位置決めが完了すると（Ｓ５）、サーボモー
タ１４をさらに回転させて電極チップ１３を所定の圧力
で被溶接物に加圧する。この加圧力は電流制御器３１に
よって検出される電流モニタフィードバック信号に基づ
いて検出される。尚、この加圧力は制御部２５の設定に
基づいて調整されるが、この設定はポイント毎に行なっ
ても良い（Ｓ６）。この状態で電極チップ１３に通電さ
せ（Ｓ７）、通電が終了したら即座にサーボモータ１４
を逆回転させて電極チップ１３の間隔を開き、次の溶接
ポイントに関するデータを入力してこの間隔を開きなが
らスポット溶接用ガン１２を移動させる。以上の動作を
全てのスポット溶接点について行なう（Ｓ８，Ｓ９）。

【００１７】このように制御することによって、電極チ
ップ１３は溶接ポイントから所定の距離近付いた時から
閉じ始め、また、溶接後は、電極チップ１３が開きなが
ら次の溶接ポイントに向けて移動をするという動作とな
る。したがって、溶接ポイント間の動作が非常に円滑に
行なわれることとなり、溶接作業の速度向上が図れるこ
ととなる。

【００１８】尚、現在位置が溶接ポイントからどの程度
の位置にあるのかは、エンコーダ１７の位置フィードバ
ックに基づいて演算されるようになっており、また、電
極チップ１３の位置もこの位置フィードバック信号に基
づいて演算されるようになっている。したがって、電極
チップ１３の動作開始タイミングとスポット溶接用ガン
１２の移動開始タイミングは制御部２５への設定によっ
て任意に設定することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、スポ
ット溶接用ガンの電極チップの動作及びスポット溶接用
ロボットの動作を共に同期制御するようにしたので、ス
ポット溶接作業の速度を上げることができ、生産性を向
上させることができる。

【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スポ
ット溶接用ガンの構造図である。

【図３】図２に示したスポット溶接用ガンの詳細な構造
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
決め制御装置の概略構成ブロック図である。

【図５】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６】本発明の装置のフローチャートである。

【符号の説明】

１０…スポット溶接用ロボット １１…ロボット制御装置 １２…スポット溶接用ガン １３…電極チップ １４…サーボモータ １５…ボールネジ １７…エンコーダ ２５…制御部 ３０Ａ〜３０Ｆ…サーボコントロール部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アームの先端に取り付けられたスポット溶
   接用ガンを教示データに基づいて位置決めし、被溶接物
   をスポット溶接するように構成されたスポット溶接用ロ
   ボットにおいて、 前記スポット溶接用ガンに設けられている電極チップの
   動作とこのスポット溶接用ガンを所定の位置に位置決め
   するスポット溶接用ロボットの動作とを同期して制御す
   る制御手段が設けられていることを特徴とするスポット
   溶接用ロボットの制御装置。