JPH0924476A - Method for teaching spotting position of robot welding gun - Google Patents
Method for teaching spotting position of robot welding gunInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は，抵抗スポット溶接
機，とりわけ可動側電極と固定側電極を有するスポット
溶接ロボットガンの，溶接打点位置の座標値を測定し，
これを位置データとしてロボットコントローラにプログ
ラミングを行う方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention measures the coordinate value of a welding spot position of a resistance spot welding machine, especially a spot welding robot gun having a movable side electrode and a fixed side electrode,
The present invention relates to a method for programming the robot controller using this as position data.
【０００２】[0002]
【従来の技術】通常，スポット溶接用ロボットガンのプ
ログラミングは，ロボットを操作し，二次元又は三次元
の溶接線に対しロボットガンの向きを最適な角度を保ち
ながら数値制御により記憶させる方法は，きわめて時間
と労力がかかる複雑なものである。とくに加圧装置に電
動モータを使用した電動式ロボットガンの場合，固定側
電極はイコライズ装置なしでロボット側アームを駆動
し，ワークのバックアップとして用いることでワークの
変形を防ぎ，またアーム側電極チップ自体をワーク受け
の一つとして利用することが考えられてきた。2. Description of the Related Art Usually, a method of programming a robot gun for spot welding is to operate the robot and store the orientation of the robot gun with respect to a two-dimensional or three-dimensional welding line by numerical control while maintaining an optimum angle. It's a complex thing that takes a lot of time and effort. In particular, in the case of an electric robot gun using an electric motor for the pressurizing device, the fixed-side electrode drives the robot-side arm without an equalizing device, and is used as a backup for the work to prevent deformation of the work. It has been considered to use itself as one of the work receivers.
【０００３】このようにイコライズ機構を使用しない場
合は，電極高さを常にワークの下面と同一高さに保つよ
うにしているが，そのためには，まずティーチング時，
固定側電極をワーク下面に当接（ゼロタッチ）しなけれ
ばならない。[0003] When the equalizing mechanism is not used, the electrode height is always kept at the same height as the lower surface of the work.
The fixed electrode must abut (zero-touch) the lower surface of the work.
【０００４】従来，電動式ロボットガンのティーチング
に要する時間は，イコライズ装置の付いたエアガンと較
べ３倍もかかっていた。それは平面的な打点位置に加え
て高さ方向つまり加圧方向にもワークに対してゼロ合わ
せしなければならない。[0004] Conventionally, the time required for teaching of an electric robot gun is three times as long as that of an air gun equipped with an equalizing device. It must be zeroed with respect to the workpiece in the height direction, that is, the pressing direction, in addition to the planar hitting position.
【０００５】つまり従来のエアガンはイコライズ機構が
付随していのものが多く，ロボットガンの電極開口にワ
ークを挟み，平面的なポイントのみを打点に合わせれば
良かったが，電動式ロボットガンはイコライズ機構を使
用しない場合が多く，ガン姿勢変化に応じて打点時のワ
ークの変形を防ぐため重量バランスを取ることも必要と
なる。That is, many air guns of the related art are accompanied by an equalizing mechanism, and it suffices to sandwich the work in the electrode opening of the robot gun and match only the planar point with the hit point, but the electric robot gun has an equalizing mechanism. In many cases, it is not necessary to use a machine, and it is also necessary to balance the weight in order to prevent deformation of the work at the time of hitting according to changes in the gun posture.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は，上記の問題を
解決するために次のような技術的手段を講じてある。す
なわち，可動側電極と固定側電極を有するスポット溶接
用ロボットガンを，ロボットコントローラからの数値制
御によって二次元又は三次元方向に進めてスポット溶接
を行う場合に，溶接打点位置の座標値をロボットコント
ローラにティーチングする方法であって，予め可動側に
ワークとの間の距離を測定する非接触式検出器を設け，
前記検出器から固定側電極のチップ先端までの空間距離
を基準値として設定しておき，前記ロボットガンを順次
ワーク打点位置に移動する毎に，そのワーク打点位置と
の距離を前記検出器により測定し，その測定した値と前
記基準値とを比較して固定側電極とワークとの間に生じ
る加圧方向の変位量を求めて，これをロボットコントロ
ーラにフィードバックし，前記固定側電極のチップ先端
をワーク打点位置にゼロタッチするように，前記打点位
置毎に測定した変位量に応じた位置制御を行いながら，
ロボット溶接ガンの打点位置の座標値にかかる位置デー
タをティーチングすることを特徴とする。The present invention employs the following technical means to solve the above problems. That is, when a spot welding robot gun having a movable electrode and a fixed electrode is advanced in two-dimensional or three-dimensional directions by numerical control from a robot controller to perform spot welding, the coordinate value of the welding point position is set to the robot controller. Is a teaching method, and a non-contact type detector that measures the distance to the work is provided on the movable side in advance.
The spatial distance from the detector to the tip of the fixed electrode tip is set as a reference value, and each time the robot gun is sequentially moved to the work-spot position, the distance from the work-spot position is measured by the detector. Then, the measured value is compared with the reference value to obtain the displacement amount in the pressing direction generated between the fixed side electrode and the work, and this is fed back to the robot controller, and the tip end of the fixed side electrode is fed back. While performing position control according to the amount of displacement measured for each of the above-mentioned dot positions, so as to zero-touch the workpiece dot position,
It is characterized by teaching position data concerning the coordinate values of the welding point position of the robot welding gun.
【０００７】またもう一つは，前記測定値にワークの板
厚値を加え，測定精度を高めたことを特徴とするロボッ
ト溶接ガンの打点位置データティーチング方法である。The other is a welding point data teaching method for a robot welding gun, characterized in that the plate thickness value of the workpiece is added to the above-mentioned measured value to improve the measuring accuracy.
【０００８】本発明方法によると，ロボットを操作して
スポット溶接用ロボットガンを二次元又は三次元方向の
溶接軌跡に対し適切な角度を保ちながら溶接打点ポイン
トの位置座標をロボットコントローラにプログラミング
する場合，図２のＷ1，Ｗ2，Ｗ3の各打点ポイントに示
すごとく予め前記可動側電極又は可動側の本体フレーム
側に，開放した電極間の距離を測定する非接触式検出器
Ｓを設けて，前記検出器から固定側電極のチップ先端ま
での所定距離Ａを基準値として設定する。According to the method of the present invention, when the robot is operated to program the position coordinates of the welding point into the robot controller while maintaining the proper angle of the spot welding robot gun with respect to the welding trajectory in the two-dimensional or three-dimensional directions. , A non-contact type detector S for measuring the distance between the open electrodes is provided in advance on the movable side electrode or the movable side main body frame side, as shown by each dot point of W 1 , W 2 and W 3 in FIG. Then, a predetermined distance A from the detector to the tip of the fixed side electrode tip is set as a reference value.
【０００９】そしてロボットを操作して前記ロボットガ
ンをＷ1 →Ｗ2 →Ｗ3 の打点順序にしたがってワーク打
点位置に移動する。その各々の打点位置において開放状
態の電極間にワークの打点位置Ｗ1 に対応する教示デー
タを入力するために，前記検出器Ｓが可動側からのワー
ク打点位置の高さ，つまり加圧方向の空間距離ａを測定
する。この高さ方向の測定値ａ及びワークの板厚値ｔと
前記基準値Ａとを比較し，固定側電極の変位量Δ1 を算
出する。その結果，各打点位置の座標値にかかる位置デ
ータは， Ｗ1 ・・・・Δ1 ＝Ａ−（ａ＋ｔ） Ｗ2 ・・・・Δ2 ＝Ａ−（ｂ＋ｔ） Ｗ3 ・・・・Δ3 ＝Ａ−（ｃ＋ｔ） の計算方式から求められ，その比較結果をフィードバッ
ク制御する。[0009] Then moving the robot gun by operating the robot in accordance with RBI order of W 1 → W 2 → W 3 in the work strike position. In order to input teaching data corresponding to the work point position W 1 of the workpiece between the electrodes in the open state at each of the hit point positions, the detector S moves in the height of the work point position from the movable side, that is, in the pressing direction. The spatial distance a is measured. The measured value a in the height direction and the plate thickness value t of the work are compared with the reference value A to calculate the displacement amount Δ 1 of the fixed side electrode. As a result, the position data concerning the coordinate value of each hit point position is W 1 ... Δ 1 = A- (a + t) W 2 ... Δ 2 = A- (b + t) W 3 3 = A- (c + t) is calculated, and the comparison result is feedback-controlled.
【００１０】すなわち，前記非接触式の，たとえば光電
管検出器Ｓが測定した距離ａ，ｂ，ｃに対応する出力信
号が比較演算器にて予め定められた基準値Ａと比較さ
れ，その比較結果に基づいてワークと固定側電極８との
間に生じる測定距離の変位量Δ1 ，Δ2 ，Δ3 ・・・・・を
ロボットコントローラにフィードバックし，前記固定側
の電極チップ先端をワーク打点位置にゼロタッチするよ
うに，ガン全体がロボットアームに微速ながら持ち上げ
られ，固定側電極８がワーク下面にゼロタッチしたとこ
ろでロボット側の動作が停止し，その位置データを教示
するためのプログラミングを行う。このプログラミング
は各打点位置Ｗ2 及びＷ3 のポイントごとに順次溶接軌
跡にそって行うようにしたものである。That is, the output signals corresponding to the distances a, b, and c measured by the non-contact type photoelectric detector S, for example, are compared with a predetermined reference value A by a comparison calculator, and the comparison result is obtained. Based on the above, the displacement amounts Δ 1 , Δ 2 , Δ 3 of the measurement distance generated between the work and the fixed electrode 8 are fed back to the robot controller, and the tip of the fixed side electrode tip is moved to the work striking position. The entire gun is lifted to the robot arm at a slight speed so as to make zero touch, and the robot side operation is stopped when the fixed side electrode 8 touches the bottom surface of the workpiece zero, and programming is performed to teach the position data. This programming is performed along the welding locus sequentially for each point of the welding point positions W 2 and W 3 .
【００１１】つまり，距離測定用の検出器には予め設定
された基準位置に固定側電極がゼロタッチするように，
ロボットがこの基準位置にロボットガンを移動し，定位
置にきたら検出器が或る距離を読んでガン全体を変位量
に応じて上昇させる。次いで，電極チップ先端がワーク
にゼロ接触したとき固定側電極の上昇を停止させ，加圧
方向の電極位置決めのための教示データをロボットコン
トローラにティーチングする。That is, in the detector for distance measurement, the fixed side electrode touches zero at a preset reference position,
The robot moves the robot gun to this reference position, and when it reaches the fixed position, the detector reads a certain distance and raises the entire gun according to the displacement amount. Next, when the tip of the electrode tip makes zero contact with the workpiece, the rising of the fixed electrode is stopped and teaching data for positioning the electrode in the pressing direction is taught to the robot controller.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下，本発明方法を実施するため
の例を図１及びその動作を図２に基づき説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment for carrying out the method of the present invention will be described below with reference to FIG. 1 and its operation based on FIG.
【００１３】図１において，関節ロボット１は１軸〜６
軸（Ｘ軸，Ｓ軸，Ｙ軸，Ｚ軸，Ｒ軸，Ｑ軸）の制御動作
する一般的な装置である。この動作を行うロボットアー
ム２の手首３に電動式ロボットガン４が搭載されてい
る。In FIG. 1, the joint robot 1 has axes 1 to 6.
This is a general device that controls the axes (X axis, S axis, Y axis, Z axis, R axis, Q axis). An electric robot gun 4 is mounted on the wrist 3 of the robot arm 2 that performs this operation.
【００１４】この電動式ロボットガン４は，溶接トラン
スＴを内蔵し，電動モータ５により前進する可動側電極
６と，これに対応する固定側電極８がガンアーム７の先
端に支持されている。The electric robot gun 4 has a built-in welding transformer T, and a movable side electrode 6 which is moved forward by an electric motor 5 and a fixed side electrode 8 corresponding to the movable side electrode 6 are supported at the tip of a gun arm 7.
【００１５】電動式ロボットガン４は詳細は省略した
が，電動モータ５によるボールネジの回転運動をボール
スプライン軸の直線運動に変換し，可動側電極６を駆動
する。Although the details of the electric robot gun 4 are omitted, the rotary motion of the ball screw by the electric motor 5 is converted into the linear motion of the ball spline shaft to drive the movable side electrode 6.
【００１６】ロボットコントローラ９には関節ロボット
１の動作データ及びロボットガン４の打点角度データな
どをプログラム化したハンドリングによる各制御軸の位
置決めデータが入力される。ロボットガン４はその位置
決めデータの起動情報に基づいて溶接位置に誘導され
る。The robot controller 9 is input with positioning data for each control axis by handling the motion data of the articulated robot 1 and the hitting point angle data of the robot gun 4 as a program. The robot gun 4 is guided to the welding position based on the activation information of the positioning data.
【００１７】打点位置の加圧方向への座標の読み取りは
可動側電極の近傍に配置された距離測定用の光電管検出
器Ｓが各々の打点位置において開放状態の電極間にワー
クの打点位置Ｗ1 に対する空間距離を教示データとして
測定し，これを比較演算器１０にて演算して求めされた
固定側電極８の変位量をロボットコントローラ９にフィ
ードバック制御して固定側電極８を測定変位量に応じて
上昇させ，ワーク下面にチップ先端がゼロタッチするよ
うに，プログラミングするシステムである。To read the coordinates of the striking position in the pressing direction, the distance measuring photoelectric tube detector S arranged in the vicinity of the movable electrode is located at the striking position W 1 of the workpiece between the electrodes in the open state at each striking position. The spatial distance with respect to is measured as teaching data, and the displacement amount of the fixed side electrode 8 calculated by the comparison arithmetic unit 10 is feedback-controlled to the robot controller 9 to adjust the fixed side electrode 8 according to the measured displacement amount. The system is programmed so that the tip of the chip touches the bottom surface of the workpiece with zero touch.
【００１８】スポット溶接コントローラ１１は電動式ロ
ボットガン４への溶接電流を制御する溶接タイマ及びコ
ンタクタを持ち，前記ロボットコントローラ９とは分離
されていて，サーボ制御装置がスポっト溶接コントロー
ラ１１と同一制御装置内に内蔵されている。この装置に
は図では省略した電極速度及び電極位置情報が演算処理
し電極を所定の速度で加圧方向へ任意の位置へ移動させ
る情報指令機能を持ち，このサーボ制御装置からは電極
開放ストローク位置確認信号をロボットコントローラ９
に出力し，ロボットコントローラ９からは電極開放スト
ローク信号を入力する。The spot welding controller 11 has a welding timer and a contactor for controlling the welding current to the electric robot gun 4, is separated from the robot controller 9, and the servo controller is the same as the spot welding controller 11. It is built into the controller. This device has an information command function that calculates the electrode speed and electrode position information (not shown in the figure) and moves the electrode to a desired position in the pressing direction at a predetermined speed. The confirmation signal is sent to the robot controller 9
And the electrode opening stroke signal is input from the robot controller 9.
【００１９】かかる構成による本発明の方法による動作
を図２に基づき説明する。ロボットガン４は溶接作業に
必要な動作及び速度が予めロボットにティーチングさ
れ，そのティーチングされたプログラムに従って再現操
作されるものである。The operation of the method of the present invention having such a configuration will be described with reference to FIG. The operation and speed required for the welding operation of the robot gun 4 are preliminarily taught to the robot, and the robot gun 4 reproduces the operation in accordance with the taught program.
【００２０】ティーチング動作は，予めロボットガン４
の可動側電極６の取付け位置か，またはその近傍に距離
測定用の検出器Ｓ，たとえば光電管検出器又はレーザ検
出器若しくは超音波センサ等の非接触式検出器を配置し
ておく。ついでロボットの１軸〜６軸を操作してロボッ
トガン４の電極開口をワークの打点位置Ｗ1に移動させ
る。光電管検出器がワーク上面の打点位置との空間距離
ａを測定し，その測定値データのデジタル信号が比較演
算器１０に入力される。The teaching operation is performed in advance by the robot gun 4
A detector S for distance measurement, for example, a photoelectric tube detector, a laser detector, or a non-contact type detector such as an ultrasonic sensor is arranged at or near the position where the movable electrode 6 is attached. Then moving the electrode opening of the robot gun 4 to strike position W 1 of the workpiece by operating the uniaxial 6 axes of the robot. The phototube detector measures the spatial distance a from the hitting position on the upper surface of the work, and the digital signal of the measured value data is input to the comparison calculator 10.
【００２１】測定値ａは比較演算器１０にて予め定めら
れた基準値Ａと比較され，その比較結果に基づいてワー
クと固定側電極８との加圧方向の間に生じる測定距離の
変位量Δ1 が求められる。その変位量がロボットコント
ローラ９にフィードバックされ，ただちに固定側の電極
チップ先端をワーク打点位置にゼロタッチするように，
ガン全体がロボットアーム２に微速ながら持ち上げられ
る。固定側電極８がワーク下面，真下にゼロタッチした
ところでロボット側の動作が停止する。その位置座標を
ロボットコントローラ９に教示する。このプログラミン
グは各打点位置Ｗ2 及びＷ3 の順次に位置座標を測定し
記憶させ，７軸目で電動モータ５による可動側電極６の
電極加圧動作のティーチングを終了させる。上記のティ
ーチングを終了後，非接触式検出器Ｓはガン本体から取
り外され，本溶接動作を妨げないようにする。The measured value a is compared with a predetermined reference value A by the comparison calculator 10, and based on the comparison result, the amount of displacement of the measured distance generated between the workpiece and the fixed electrode 8 in the pressing direction. Δ 1 is required. The displacement amount is fed back to the robot controller 9 so that the tip of the electrode tip on the fixed side is immediately touched with zero to the work point.
The entire gun is lifted by the robot arm 2 at a slow speed. The robot side operation is stopped when the fixed side electrode 8 touches the bottom surface of the work directly below. The position coordinates are taught to the robot controller 9. In this programming, the position coordinates of each of the hitting points W 2 and W 3 are sequentially measured and stored, and the teaching of the electrode pressing operation of the movable side electrode 6 by the electric motor 5 is completed at the 7th axis. After the above teaching is completed, the non-contact type detector S is removed from the gun body so as not to interfere with the main welding operation.
【００２２】なお，本発明の実施例においてはＣタイプ
のスポット溶接用ロボットガンについて言及したが，本
発明の技術的思想はこれに限定されるものではなく，Ｘ
タイプロボットガンをはじめ，電極加圧装置に電動モー
タ又はエアシリンダを用いた各種の抵抗溶接機にも容易
に変化させて同等の目的効果を得ることが可能である。Although the C type spot welding robot gun is referred to in the embodiments of the present invention, the technical idea of the present invention is not limited to this.
In addition to the type robot gun, various resistance welding machines using an electric motor or an air cylinder for the electrode pressurizing device can be easily changed to achieve the same desired effect.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上で説明したように，本発明方法は，
可動側電極とこれに対応する固定側電極を有するロボッ
トガンの，ロボットにより再現動作するための教示デー
タをプログラミングする場合，ロボットガンに可動側電
極に代えて非接触式の距離測定用検出器を配置するか，
または可動側電極の近傍に上記検出器を配置し，前記非
接触検出器によるワークに対する加圧方向の空間距離を
精度よく測定し，これによりワークにゼロタッチするま
での固定側電極の変位量に応じた数値制御を行うことに
より，電極間に変形自在又は板厚自在のワークを入れる
だけで，従来多大な時間と労力を費やしていた複雑な打
点位置の座標データのティーチングが短時間に効率的に
行うことができる。As described above, the method according to the present invention comprises:
When programming teaching data for a robot gun having movable electrodes and corresponding fixed electrodes to be reproduced by a robot, a non-contact distance measuring detector is used instead of the movable electrodes in the robot gun. Or place it
Alternatively, the above-mentioned detector is arranged in the vicinity of the movable side electrode, and the spatial distance in the pressurizing direction with respect to the work by the non-contact detector is accurately measured. By performing the numerical control, it is possible to efficiently teach the coordinate data of the complicated welding point position in a short time, which requires a lot of time and labor by inserting a work that is deformable or plate-thickness between the electrodes. It can be carried out.
【図１】本発明方法をＣタイプのロボット溶接ガンに応
用したロホット溶接システムの全体構想図である。FIG. 1 is an overall conceptual diagram of a low hot welding system in which the method of the present invention is applied to a C type robot welding gun.
【図２】本発明のティーチング動作を示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a teaching operation of the present invention.
１・・・ 関節ロボット Ｓ・・・ 距離測定用検出
器 ２・・・ ロボットアーム ３・・・ 手首 ４・・・ ロボットガン ５・・・ 電動モータ ６・・・ 可動側電極 ７・・・ ガンアーム ８・・・ 固定側電極 ９・・・ ロボットコントローラ １０・・・ 比較演算器 １１・・・ スポット溶接コントローラ1 ... Joint robot S ... Distance measuring detector 2 ... Robot arm 3 ... Wrist 4 ... Robot gun 5 ... Electric motor 6 ... Movable side electrode 7 ... Gun arm 8 ... Fixed side electrode 9 ... Robot controller 10 ... Comparison calculator 11 ... Spot welding controller
Claims (2)
ト溶接用ロボットガンを，ロボットコントローラからの
数値制御によって二次元又は三次元方向に進めてスポッ
ト溶接を行う場合に，溶接打点位置の座標値をロボット
コントローラにティーチングする方法であって，予め可
動側にワークとの間の距離を測定する非接触式検出器を
設け，前記検出器から固定側電極のチップ先端までの距
離を基準値として設定しておき，前記ロボットガンを順
次ワーク打点位置に移動する毎に，そのワーク打点位置
との距離を前記検出器により測定し，その測定した値と
前記基準値とを比較して固定側電極とワークとの間に生
じる加圧方向の変位量を求めて，これをロボットコント
ローラにフィードバックし，前記固定側電極のチップ先
端をワーク打点位置にゼロタッチするように，前記打点
位置毎に測定した変位量に応じた位置制御を行いなが
ら，ロボット溶接ガンの打点ポイントの座標値にかかる
位置データをティーチングするロボット溶接ガンの打点
位置ティーチング方法。1. A coordinate value of a welding point position when a spot welding robot gun having a movable electrode and a fixed electrode is advanced in two-dimensional or three-dimensional directions by numerical control from a robot controller to perform spot welding. The robot controller is taught by a non-contact type detector that measures the distance to the workpiece on the movable side in advance, and the distance from the detector to the tip of the fixed side electrode tip is set as a reference value. Every time the robot gun is sequentially moved to the work striking position, the distance from the work striking position is measured by the detector, and the measured value is compared with the reference value to determine the fixed electrode. The amount of displacement in the pressurizing direction that occurs between the work and the work is determined and fed back to the robot controller, and the tip of the fixed-side electrode tip is moved to the work striking position A method for teaching the position of a welding point of a robot welding gun, which teaches position data relating to the coordinate values of the point of the robot welding gun while performing position control according to the amount of displacement measured for each of the positions of the welding point so that zero touching is performed.
ボット溶接ガンの打点位置データティーチング方法。2. A method for teaching data of a welding point position of a robot welding gun in which a plate thickness value of a work is added to the measured value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7200376A JPH0924476A (en) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | Method for teaching spotting position of robot welding gun |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7200376A JPH0924476A (en) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | Method for teaching spotting position of robot welding gun |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0924476A true JPH0924476A (en) | 1997-01-28 |
Family
ID=16423294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7200376A Pending JPH0924476A (en) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | Method for teaching spotting position of robot welding gun |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0924476A (en) |
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