JPH0999377A - 溶接装置およびその制御方法 - Google Patents
溶接装置およびその制御方法Info
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- JPH0999377A JPH0999377A JP7256551A JP25655195A JPH0999377A JP H0999377 A JPH0999377 A JP H0999377A JP 7256551 A JP7256551 A JP 7256551A JP 25655195 A JP25655195 A JP 25655195A JP H0999377 A JPH0999377 A JP H0999377A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多軸制御ロボットにスポット溶接ガンを備
えて成る溶接装置において、被溶接部に対する電極チッ
プの位置制御が難しいと共に、ロボットの補正動作範囲
が大きく、大型のロボットを必要とするなどの不具合が
あり、これらの不具合を解決する。 【解決手段】 ハンド部Ｈはその基端側から先端側へ向
かう第１軸Ａの軸回りに回動可能であり、ハンド部Ｈの
先端部に第１軸Ａと直交する第２軸Ｂによりスポット溶
接ガンＧを回動可能に備えると共に、第１軸Ａおよび第
２軸Ｂに直交し且つ両軸の交点を通過する第３軸Ｃと同
軸状にスポット溶接ガンＧの電極チップ１４，１９を備
えた溶接装置Ｗ。
えて成る溶接装置において、被溶接部に対する電極チッ
プの位置制御が難しいと共に、ロボットの補正動作範囲
が大きく、大型のロボットを必要とするなどの不具合が
あり、これらの不具合を解決する。 【解決手段】 ハンド部Ｈはその基端側から先端側へ向
かう第１軸Ａの軸回りに回動可能であり、ハンド部Ｈの
先端部に第１軸Ａと直交する第２軸Ｂによりスポット溶
接ガンＧを回動可能に備えると共に、第１軸Ａおよび第
２軸Ｂに直交し且つ両軸の交点を通過する第３軸Ｃと同
軸状にスポット溶接ガンＧの電極チップ１４，１９を備
えた溶接装置Ｗ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の組
立ラインの溶接工程において、自動溶接を行うのに用い
られる溶接装置に関し、また、溶接装置におけるスポッ
ト溶接ガンの電極チップの加圧力を制御するのに利用さ
れる制御方法に関するものである。
立ラインの溶接工程において、自動溶接を行うのに用い
られる溶接装置に関し、また、溶接装置におけるスポッ
ト溶接ガンの電極チップの加圧力を制御するのに利用さ
れる制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の溶接装置としては、例えば図８
に示すように、多軸制御ロボット１２０のハンド部１２
１にスポット溶接ガン１２２を取付けたものがある。
に示すように、多軸制御ロボット１２０のハンド部１２
１にスポット溶接ガン１２２を取付けたものがある。
【０００３】ロボット１２０は、基台１００上に、垂直
軸回りに回動する回動体１１０を備えると共に、回動体
１１０に、第１関節部１０１を介して第１アーム１１１
を回動可能に備え、第１アーム１１１の先端部に、第２
関節部１０２を介して第２アーム１１２を回動可能に備
えると共に、第２アーム１１２の先端部に、ハンド部１
２１を備えている。
軸回りに回動する回動体１１０を備えると共に、回動体
１１０に、第１関節部１０１を介して第１アーム１１１
を回動可能に備え、第１アーム１１１の先端部に、第２
関節部１０２を介して第２アーム１１２を回動可能に備
えると共に、第２アーム１１２の先端部に、ハンド部１
２１を備えている。
【０００４】ハンド部１２１は、第２アーム１１２の軸
線である第１軸Ａに対してその軸回りに回動可能である
と共に、第１軸Ａに直交する第２軸Ｂによって取付け部
１２１ａを回動可能に保持しており、この取付け部１２
１ａにスポット溶接ガン１２２を取付けるようになって
いる。
線である第１軸Ａに対してその軸回りに回動可能である
と共に、第１軸Ａに直交する第２軸Ｂによって取付け部
１２１ａを回動可能に保持しており、この取付け部１２
１ａにスポット溶接ガン１２２を取付けるようになって
いる。
【０００５】スポット溶接ガン１２２は、上記の取付け
部１２１ａに装着される保持体１１５に、一方の電極チ
ップ１１６およびその進退駆動機構１１７と、他方の電
極チップ１１８を設けたガンアーム１１９を備えてい
る。
部１２１ａに装着される保持体１１５に、一方の電極チ
ップ１１６およびその進退駆動機構１１７と、他方の電
極チップ１１８を設けたガンアーム１１９を備えてい
る。
【０００６】また、上記したような溶接装置において、
進退駆動される電極チップ１１６の加圧力を一定にする
には、電極チップ１１６の進退駆動機構１１７を構成す
るモータの電流値制限あるいは電流値のフィードバック
により、同モータの出力トルクを一定にするオープンル
ープ制御や、加圧部分にロードセル等の圧力センサを設
け、この圧力センサからの信号をフィードバックさせて
加圧力を一定にするクローズドループ制御が用いられて
いた。
進退駆動される電極チップ１１６の加圧力を一定にする
には、電極チップ１１６の進退駆動機構１１７を構成す
るモータの電流値制限あるいは電流値のフィードバック
により、同モータの出力トルクを一定にするオープンル
ープ制御や、加圧部分にロードセル等の圧力センサを設
け、この圧力センサからの信号をフィードバックさせて
加圧力を一定にするクローズドループ制御が用いられて
いた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の溶接装置にあっては、ロボットとスポッ
ト溶接ガンが分離・独立型であることから、スポット溶
接ガンの重心がロボットの本体から離れたところに位置
しており、図８に示すように、ハンド部１２１における
取付け部１２１ａの回動軸である第２軸Ｂから下側の電
極チップ１１８の先端部までの距離が、水平方向にΔＸ
であり且つ垂直方向ΔＺである。
たような従来の溶接装置にあっては、ロボットとスポッ
ト溶接ガンが分離・独立型であることから、スポット溶
接ガンの重心がロボットの本体から離れたところに位置
しており、図８に示すように、ハンド部１２１における
取付け部１２１ａの回動軸である第２軸Ｂから下側の電
極チップ１１８の先端部までの距離が、水平方向にΔＸ
であり且つ垂直方向ΔＺである。
【０００８】このため、被溶接部に対する電極チップの
位置制御が複雑であると共に、スポット溶接ガンの姿勢
を変化させる際にロボットの動作範囲が大きくなり、さ
らに、スポット溶接ガンを充分に支持し得る大型のロボ
ットが必要であるなどの不具合があり、このような不具
合を解決することが課題であった。
位置制御が複雑であると共に、スポット溶接ガンの姿勢
を変化させる際にロボットの動作範囲が大きくなり、さ
らに、スポット溶接ガンを充分に支持し得る大型のロボ
ットが必要であるなどの不具合があり、このような不具
合を解決することが課題であった。
【０００９】また、従来の溶接装置において、スポット
溶接ガンの電極チップの加圧力制御にあっては、オープ
ンループ制御の場合、外乱による加圧力変動に対して補
正を行うことが困難であり、クローズドループ制御の場
合には、機械的に複雑化することとなり、これらの不具
合を解決することが要望されていた。
溶接ガンの電極チップの加圧力制御にあっては、オープ
ンループ制御の場合、外乱による加圧力変動に対して補
正を行うことが困難であり、クローズドループ制御の場
合には、機械的に複雑化することとなり、これらの不具
合を解決することが要望されていた。
【００１０】
【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、多軸制御ロボットにスポット溶接ガンを
備えて成る溶接装置において、被溶接部に対する電極チ
ップの位置制御の容易化、ロボットの小型化および小ス
ペース化を実現することができる溶接装置を提供するこ
とを目的としており、また、スポット溶接ガンの電極チ
ップの加圧力を制御するに際して、機械的に複雑化させ
ることなく、外乱による加圧力変動に対する補正を行う
ことができる制御方法を提供することを目的としてい
る。
されたもので、多軸制御ロボットにスポット溶接ガンを
備えて成る溶接装置において、被溶接部に対する電極チ
ップの位置制御の容易化、ロボットの小型化および小ス
ペース化を実現することができる溶接装置を提供するこ
とを目的としており、また、スポット溶接ガンの電極チ
ップの加圧力を制御するに際して、機械的に複雑化させ
ることなく、外乱による加圧力変動に対する補正を行う
ことができる制御方法を提供することを目的としてい
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる溶接装置
は、請求項１として、多軸制御ロボットのハンド部にス
ポット溶接ガンを備えて成る溶接装置であって、ハンド
部はその基端側から先端側へ向かう第１軸の軸回りに回
動可能であり、ハンド部の先端部に第１軸と直交する第
２軸によりスポット溶接ガンを回動可能に備えると共
に、第１軸および第２軸に直交し且つ両軸の交点を通過
する第３軸と同軸状にスポット溶接ガンの電極チップを
備えた構成とし、請求項２として、一方の電極チップを
第３軸の軸線方向に移動させる進退駆動手段を備えると
共に、他方の電極チップを設けたガンアームと、このガ
ンアームを第３軸の軸回りに回動させるアーム回動用モ
ータを備え、ガンアームとアーム回動用モータとの間に
ガンアームの脱着機構を備えた構成とし、請求項３とし
て、電極チップ、進退駆動手段、アーム回動用モータお
よび脱着機構を第３軸と同軸状に備えた構成としてお
り、上記の構成を課題を解決するための手段としてい
る。
は、請求項１として、多軸制御ロボットのハンド部にス
ポット溶接ガンを備えて成る溶接装置であって、ハンド
部はその基端側から先端側へ向かう第１軸の軸回りに回
動可能であり、ハンド部の先端部に第１軸と直交する第
２軸によりスポット溶接ガンを回動可能に備えると共
に、第１軸および第２軸に直交し且つ両軸の交点を通過
する第３軸と同軸状にスポット溶接ガンの電極チップを
備えた構成とし、請求項２として、一方の電極チップを
第３軸の軸線方向に移動させる進退駆動手段を備えると
共に、他方の電極チップを設けたガンアームと、このガ
ンアームを第３軸の軸回りに回動させるアーム回動用モ
ータを備え、ガンアームとアーム回動用モータとの間に
ガンアームの脱着機構を備えた構成とし、請求項３とし
て、電極チップ、進退駆動手段、アーム回動用モータお
よび脱着機構を第３軸と同軸状に備えた構成としてお
り、上記の構成を課題を解決するための手段としてい
る。
【００１２】また、本発明に係わる制御方法は、多軸制
御ロボットのハンド部にスポット溶接ガンを備えて成る
溶接装置において、スポット溶接ガンの電極チップの加
圧力を制御するに際し、スポット溶接ガンを一定の姿勢
にして電極チップによる加圧を行い、このときに電極チ
ップ駆動用モータに流れる電流値を駆動基準値とし、ま
た、スポット溶接ガンを一定の姿勢にして電極チップを
微速度で駆動し、このときに電極チップ駆動用モータに
流れる電流値を負荷変動補正値とし、さらに、スポット
溶接ガンの姿勢を変化させ、このときに電極チップ駆動
用モータを姿勢変化前の状態に保つための電流値を姿勢
変動補正値とし、駆動基準値、負荷変動補正値および姿
勢変動補正値から得た指令値に基づいて、電極チップ駆
動用モータを駆動して電極チップによる加圧を行う構成
としており、上記の構成を課題を解決するための手段と
している。
御ロボットのハンド部にスポット溶接ガンを備えて成る
溶接装置において、スポット溶接ガンの電極チップの加
圧力を制御するに際し、スポット溶接ガンを一定の姿勢
にして電極チップによる加圧を行い、このときに電極チ
ップ駆動用モータに流れる電流値を駆動基準値とし、ま
た、スポット溶接ガンを一定の姿勢にして電極チップを
微速度で駆動し、このときに電極チップ駆動用モータに
流れる電流値を負荷変動補正値とし、さらに、スポット
溶接ガンの姿勢を変化させ、このときに電極チップ駆動
用モータを姿勢変化前の状態に保つための電流値を姿勢
変動補正値とし、駆動基準値、負荷変動補正値および姿
勢変動補正値から得た指令値に基づいて、電極チップ駆
動用モータを駆動して電極チップによる加圧を行う構成
としており、上記の構成を課題を解決するための手段と
している。
【００１３】
【発明の作用】本発明の請求項１に係わる溶接装置で
は、多軸制御ロボットのハンド部の基端側から先端側へ
向かう第１軸と、ハンド部に対するスポット溶接ガンの
支持軸である第２軸と、スポット溶接ガンの電極チップ
の軸である第３軸とがハンド部において互いに直交し、
ロボットとスポット溶接ガンとが一体化した状態になっ
ている。これにより、分離・独立型に比べて、ハンド部
から電極チップまでの距離が短くなり、電極チップの位
置制御が行い易くなると共に、スポット溶接ガンの重心
がロボット本体に近くなるので、ロボットに対する負荷
が軽減されることとなる。
は、多軸制御ロボットのハンド部の基端側から先端側へ
向かう第１軸と、ハンド部に対するスポット溶接ガンの
支持軸である第２軸と、スポット溶接ガンの電極チップ
の軸である第３軸とがハンド部において互いに直交し、
ロボットとスポット溶接ガンとが一体化した状態になっ
ている。これにより、分離・独立型に比べて、ハンド部
から電極チップまでの距離が短くなり、電極チップの位
置制御が行い易くなると共に、スポット溶接ガンの重心
がロボット本体に近くなるので、ロボットに対する負荷
が軽減されることとなる。
【００１４】本発明の請求項２に係わる溶接装置では、
進退駆動手段により移動する一方の電極チップと、ガン
アームに設けた他方の電極チップとでスポット溶接ガン
を構成し、アーム回動用モータでガンアームを回動させ
ることによって第３軸回りにスポット溶接ガンの姿勢を
変化させ、さらに、脱着機構によりガンアームを外すこ
とにより、一方の電極チップがスタッドガンとして用い
られることになる。
進退駆動手段により移動する一方の電極チップと、ガン
アームに設けた他方の電極チップとでスポット溶接ガン
を構成し、アーム回動用モータでガンアームを回動させ
ることによって第３軸回りにスポット溶接ガンの姿勢を
変化させ、さらに、脱着機構によりガンアームを外すこ
とにより、一方の電極チップがスタッドガンとして用い
られることになる。
【００１５】また、本発明の請求項３に係わる溶接装置
では、電極チップ、進退駆動手段、アーム回動用モータ
および脱着機構を第３軸と同軸状に備えたことにより、
スポット溶接ガンがより小型化されることになり、ロボ
ットに対する負荷がより一層軽減される。
では、電極チップ、進退駆動手段、アーム回動用モータ
および脱着機構を第３軸と同軸状に備えたことにより、
スポット溶接ガンがより小型化されることになり、ロボ
ットに対する負荷がより一層軽減される。
【００１６】本発明の請求項４に係わる制御方法では、
電極チップを進退駆動するモータに流れる電流値を用い
て電極チップの加圧力を制御するようにしており、スポ
ット溶接ガンを一定の姿勢にして電極チップによる加圧
を行うことで駆動基準値を検出する。また、スポット溶
接ガンを一定の姿勢にして電極チップを微速度で駆動す
ることにより負荷変動補正値を検出し、さらに、スポッ
ト溶接ガンの姿勢を変化させて姿勢変動補正値を検出
し、駆動基準値、負荷変動補正値および姿勢変動補正値
から得た指令値に基づいて、電極チップ駆動用モータを
駆動して電極チップによる加圧を行うことにより、可動
部の潤滑状態の変化や抵抗値の変化といった機械的な負
荷変動によって生じる電流の変化を補正すると共に、ス
ポット溶接ガンの動きに伴う姿勢変動によって生じる電
流の変化を補正し、電極チップの加圧力を常に一定にす
る。
電極チップを進退駆動するモータに流れる電流値を用い
て電極チップの加圧力を制御するようにしており、スポ
ット溶接ガンを一定の姿勢にして電極チップによる加圧
を行うことで駆動基準値を検出する。また、スポット溶
接ガンを一定の姿勢にして電極チップを微速度で駆動す
ることにより負荷変動補正値を検出し、さらに、スポッ
ト溶接ガンの姿勢を変化させて姿勢変動補正値を検出
し、駆動基準値、負荷変動補正値および姿勢変動補正値
から得た指令値に基づいて、電極チップ駆動用モータを
駆動して電極チップによる加圧を行うことにより、可動
部の潤滑状態の変化や抵抗値の変化といった機械的な負
荷変動によって生じる電流の変化を補正すると共に、ス
ポット溶接ガンの動きに伴う姿勢変動によって生じる電
流の変化を補正し、電極チップの加圧力を常に一定にす
る。
【００１７】
【実施例】以下、図１〜図７に基づいて、本発明に係わ
る溶接装置の一実施例および溶接装置の制御方法を説明
する。
る溶接装置の一実施例および溶接装置の制御方法を説明
する。
【００１８】図１に示す溶接装置Ｗは、多軸制御ロボッ
トＲのハンド部Ｈにスポット溶接ガンＧを備えて成るも
のである。
トＲのハンド部Ｈにスポット溶接ガンＧを備えて成るも
のである。
【００１９】ロボットＲは、基台１上に、垂直軸回りに
回動する回動体２を備えると共に、回動体２に、第１関
節部３を介して第１アーム４を回動可能に備え、第１ア
ーム４の先端部に、第２関節部５を介して第２アーム６
を回動可能に備えると共に、第２アーム６の先端部に、
ハンド部Ｈを備えている。
回動する回動体２を備えると共に、回動体２に、第１関
節部３を介して第１アーム４を回動可能に備え、第１ア
ーム４の先端部に、第２関節部５を介して第２アーム６
を回動可能に備えると共に、第２アーム６の先端部に、
ハンド部Ｈを備えている。
【００２０】ハンド部Ｈは、図２に示すように、第２ア
ーム６の先端内部に収納したハンド部回動用モータ７に
より、基端側から先端側へ向かう第１軸Ａの軸回りに回
動可能であって、先端部に、図２上で第１軸Ａと水平に
直交する第２軸Ｂによりスポット溶接ガンＧを回動可能
に支持している。
ーム６の先端内部に収納したハンド部回動用モータ７に
より、基端側から先端側へ向かう第１軸Ａの軸回りに回
動可能であって、先端部に、図２上で第１軸Ａと水平に
直交する第２軸Ｂによりスポット溶接ガンＧを回動可能
に支持している。
【００２１】ハンド部Ｈ内には、減速装置付きの溶接ガ
ン回動用モータ８が収容してあり、その出力軸に設けた
プーリー９と、第２軸Ｂに設けたプーリー１０とにベル
ト１１が巻掛けてある。これにより、溶接ガン回動用モ
ータ８を作動させると、スポット溶接ガンＧが全体的に
回動する。
ン回動用モータ８が収容してあり、その出力軸に設けた
プーリー９と、第２軸Ｂに設けたプーリー１０とにベル
ト１１が巻掛けてある。これにより、溶接ガン回動用モ
ータ８を作動させると、スポット溶接ガンＧが全体的に
回動する。
【００２２】スポット溶接ガンＧは、ハンド部Ｈの先端
に組込まれるホルダ１２と、ホルダ１２の上側に固定さ
れたモータケース１３と、ホルダ１２およびモータケー
ス１３を上下に貫通し且つ下端部に一方の電極チップ１
４を設けたシャフト１５を備えている。
に組込まれるホルダ１２と、ホルダ１２の上側に固定さ
れたモータケース１３と、ホルダ１２およびモータケー
ス１３を上下に貫通し且つ下端部に一方の電極チップ１
４を設けたシャフト１５を備えている。
【００２３】ホルダ１２内には、シャフト１５を中心に
して環状を成すアーム回動用モータ１６がその出力部を
下向きにした状態で収納してあって、アーム回動用モー
タ１６の出力部には、環状の脱着機構１７を介して、概
略Ｃ型を成すガンアーム１８が脱着可能に取付けてあ
る。このガンアーム１８には、一方の電極チップ１４に
対向する他方の電極チップ１９が設けてある。これによ
り、アーム回動用モータ１６を作動させると、ガンアー
ム１８が回動する。
して環状を成すアーム回動用モータ１６がその出力部を
下向きにした状態で収納してあって、アーム回動用モー
タ１６の出力部には、環状の脱着機構１７を介して、概
略Ｃ型を成すガンアーム１８が脱着可能に取付けてあ
る。このガンアーム１８には、一方の電極チップ１４に
対向する他方の電極チップ１９が設けてある。これによ
り、アーム回動用モータ１６を作動させると、ガンアー
ム１８が回動する。
【００２４】モータケース１３内には、シャフト１５を
中心にして環状を成す電極チップ駆動用モータ２０が収
納してあって、その上側に、スプラインナット２１が設
けてあると共に、下側に、同モータ２０により回転駆動
され且つボールねじを構成する駆動ナット２２が設けて
ある。
中心にして環状を成す電極チップ駆動用モータ２０が収
納してあって、その上側に、スプラインナット２１が設
けてあると共に、下側に、同モータ２０により回転駆動
され且つボールねじを構成する駆動ナット２２が設けて
ある。
【００２５】また、シャフト１５は、その上端部から所
定の長さにわたって、先のスプラインナット２１に上下
動自在に係合するスプライン１５ａが形成してあると共
に、スプライン１５ａの下側から所定の長さにわたっ
て、先の駆動ナット２２に係合するスクリュー１５ｂが
形成してある。これにより、電極チップ駆動用モータ２
０を作動させると、駆動用ナット２２を介して、スプラ
イン結合により回転規制されたシャフト１５をその軸線
方向に移動させ、下側の他方の電極チップ１９に対して
一方の電極チップ１４を近接離間させる。
定の長さにわたって、先のスプラインナット２１に上下
動自在に係合するスプライン１５ａが形成してあると共
に、スプライン１５ａの下側から所定の長さにわたっ
て、先の駆動ナット２２に係合するスクリュー１５ｂが
形成してある。これにより、電極チップ駆動用モータ２
０を作動させると、駆動用ナット２２を介して、スプラ
イン結合により回転規制されたシャフト１５をその軸線
方向に移動させ、下側の他方の電極チップ１９に対して
一方の電極チップ１４を近接離間させる。
【００２６】つまり、この実施例では、シャフト１５、
電極チップ駆動用モータ２０、スプラインナット２１お
よび駆動用ナット２２で電極チップ１４の進退駆動手段
を構成している。
電極チップ駆動用モータ２０、スプラインナット２１お
よび駆動用ナット２２で電極チップ１４の進退駆動手段
を構成している。
【００２７】そして、スポット溶接ガンＧは、第１軸Ａ
および第２軸Ｂの両方に対して直交し且つ両軸Ａ，Ｂの
交点を通過する第３軸Ｃと同軸状に電極チップ１４，１
９を備えていると共に、電極チップ１４，１９、進退駆
動手段（シャフト１５、電極チップ駆動用モータ２０、
スプラインナット２１および駆動用ナット２２）、アー
ム回動用モータ１６および脱着機構１７を第３軸Ｃと同
軸状に備えた構成になっており、このような構成にする
ことでより一層の小型化を実現している。
および第２軸Ｂの両方に対して直交し且つ両軸Ａ，Ｂの
交点を通過する第３軸Ｃと同軸状に電極チップ１４，１
９を備えていると共に、電極チップ１４，１９、進退駆
動手段（シャフト１５、電極チップ駆動用モータ２０、
スプラインナット２１および駆動用ナット２２）、アー
ム回動用モータ１６および脱着機構１７を第３軸Ｃと同
軸状に備えた構成になっており、このような構成にする
ことでより一層の小型化を実現している。
【００２８】上記のロボットＲおよびスポット溶接ガン
Ｇを備えた溶接装置Ｗは、図３に示すように、上下の電
極チップ１４，１９によって被溶接部材３０に溶接を行
うこととなる。また、溶接装置Ｗは、ロボットＲのハン
ド部Ｈの基端側から先端側へ向かう第１軸Ａと、ハンド
部Ｈに対するスポット溶接ガンＧの支持軸である第２軸
Ｂと、スポット溶接ガンＧの電極チップ１４，１９の軸
である第３軸Ｃとがハンド部Ｈにおいて互いに直交し、
ロボットＲとスポット溶接ガンＧとが一体化した状態に
なっている。
Ｇを備えた溶接装置Ｗは、図３に示すように、上下の電
極チップ１４，１９によって被溶接部材３０に溶接を行
うこととなる。また、溶接装置Ｗは、ロボットＲのハン
ド部Ｈの基端側から先端側へ向かう第１軸Ａと、ハンド
部Ｈに対するスポット溶接ガンＧの支持軸である第２軸
Ｂと、スポット溶接ガンＧの電極チップ１４，１９の軸
である第３軸Ｃとがハンド部Ｈにおいて互いに直交し、
ロボットＲとスポット溶接ガンＧとが一体化した状態に
なっている。
【００２９】したがって、上記溶接装置Ｗでは、図１に
示すように、ハンド部Ｈに対するスポット溶接ガンＧの
支持軸である第２軸Ｂから下側の電極チップ１９の先端
部までの距離が垂直方向のΔＺ分だけとなり、ロボット
とスポット溶接ガンとが分離・独立型である従来の溶接
装置（図８参照）に比べて、ハンド部Ｈから電極チップ
１９までの距離が著しく短くなるので、電極チップ１
４，１９の位置制御が行い易くなると共に、スポット溶
接ガンＧの重心がロボットＲの本体に近くなるので、ロ
ボットＲに対する負荷が軽減されることとなる。また、
ロボットＲに対する負荷軽減に伴って、各モータの出力
トルクも小さくて済み、小型で軽量のモータを使用する
ことが可能となる。
示すように、ハンド部Ｈに対するスポット溶接ガンＧの
支持軸である第２軸Ｂから下側の電極チップ１９の先端
部までの距離が垂直方向のΔＺ分だけとなり、ロボット
とスポット溶接ガンとが分離・独立型である従来の溶接
装置（図８参照）に比べて、ハンド部Ｈから電極チップ
１９までの距離が著しく短くなるので、電極チップ１
４，１９の位置制御が行い易くなると共に、スポット溶
接ガンＧの重心がロボットＲの本体に近くなるので、ロ
ボットＲに対する負荷が軽減されることとなる。また、
ロボットＲに対する負荷軽減に伴って、各モータの出力
トルクも小さくて済み、小型で軽量のモータを使用する
ことが可能となる。
【００３０】さらに、上記溶接装置Ｗは、例えば溶接位
置が被溶接部材の中央寄りにあり、ガンアーム１８の使
用が困難である場合には、脱着機構１７によりガンアー
ム１８を外すことにより、図４に示すように、一方の電
極チップ１４をスタッドガンとして用いることができ
る。この場合には、被溶接部材３０の下側に、電極チッ
プ１４に対応するバックアップ電極３１を設けることと
なる。なお、脱着機構１７には、アーム形状等が異なる
別のガンアームを脱着自在に取付けることも当然可能で
ある。
置が被溶接部材の中央寄りにあり、ガンアーム１８の使
用が困難である場合には、脱着機構１７によりガンアー
ム１８を外すことにより、図４に示すように、一方の電
極チップ１４をスタッドガンとして用いることができ
る。この場合には、被溶接部材３０の下側に、電極チッ
プ１４に対応するバックアップ電極３１を設けることと
なる。なお、脱着機構１７には、アーム形状等が異なる
別のガンアームを脱着自在に取付けることも当然可能で
ある。
【００３１】次に、上記の溶接装置Ｗにおいて、スポッ
ト溶接ガンＧの電極チップ１４の加圧力を制御する方法
について説明する。
ト溶接ガンＧの電極チップ１４の加圧力を制御する方法
について説明する。
【００３２】まず、図５に示すように、スポット溶接ガ
ンＧをその第３軸Ｃが水平になる姿勢にする。このと
き、電極チップ駆動用モータ２０（図２参照）にかかる
負荷は０であって、同モータ２０がその位置を保つため
の指令値ｉＭは０である（ｉＭ＝０）。そして、この姿
勢で電極チップ駆動用モータ２０の作動により電極チッ
プ１４を前進させて加圧を行い、このときに電極チップ
駆動用モータ２０に流れる電流値を駆動基準値ｉＰとす
る（ｉＭ＝ｉＰ）。
ンＧをその第３軸Ｃが水平になる姿勢にする。このと
き、電極チップ駆動用モータ２０（図２参照）にかかる
負荷は０であって、同モータ２０がその位置を保つため
の指令値ｉＭは０である（ｉＭ＝０）。そして、この姿
勢で電極チップ駆動用モータ２０の作動により電極チッ
プ１４を前進させて加圧を行い、このときに電極チップ
駆動用モータ２０に流れる電流値を駆動基準値ｉＰとす
る（ｉＭ＝ｉＰ）。
【００３３】また、図７に示すように、スポット溶接ガ
ンＧをその第３軸Ｃが水平になる姿勢にして電極チップ
１４を微速度で駆動し、このときに電極チップ駆動用モ
ータ２０に流れる電流値を負荷変動補正値ｉＫとする。
この負荷変動補正値ｉＫは、機械的な負荷に対抗する力
を発生させるのに必要な値である。したがって、加圧時
における電極チップ駆動用モータ２０の指令値ｉＭはｉ
Ｐ＋ｉＫとなる（ｉＭ＝ｉＰ＋ｉＫ）。
ンＧをその第３軸Ｃが水平になる姿勢にして電極チップ
１４を微速度で駆動し、このときに電極チップ駆動用モ
ータ２０に流れる電流値を負荷変動補正値ｉＫとする。
この負荷変動補正値ｉＫは、機械的な負荷に対抗する力
を発生させるのに必要な値である。したがって、加圧時
における電極チップ駆動用モータ２０の指令値ｉＭはｉ
Ｐ＋ｉＫとなる（ｉＭ＝ｉＰ＋ｉＫ）。
【００３４】さらに、図６に示すように、スポット溶接
ガンＧをその第３軸Ｃが垂直になる姿勢にし、このと
き、電極チップ駆動用モータ２０を姿勢変化前の状態に
保つための指令値ｉＭを姿勢変動補正値（マイナス値）
ｉＬとする（ｉＭ＝ｉＬ）。この姿勢変動補正値ｉＬ
は、姿勢（角度）変化によって生じる値である。したが
って、姿勢変化後の加圧時における電極チップ駆動用モ
ータ２０の指令値ｉＭはｉＰ−ｉＬとなる（ｉＭ＝ｉｐ
＝ｉＰ−ｉＬ）。
ガンＧをその第３軸Ｃが垂直になる姿勢にし、このと
き、電極チップ駆動用モータ２０を姿勢変化前の状態に
保つための指令値ｉＭを姿勢変動補正値（マイナス値）
ｉＬとする（ｉＭ＝ｉＬ）。この姿勢変動補正値ｉＬ
は、姿勢（角度）変化によって生じる値である。したが
って、姿勢変化後の加圧時における電極チップ駆動用モ
ータ２０の指令値ｉＭはｉＰ−ｉＬとなる（ｉＭ＝ｉｐ
＝ｉＰ−ｉＬ）。
【００３５】そして、当該制御方法では、負荷変動補正
値ｉＫによる補正と、姿勢変動補正値ｉＬによる補正と
を合成する。つまり、姿勢変化後の加圧時における電極
チップ駆動用モータ２０の最終的な指令値ｉＭはｉＰ−
ｉＬ＋ｉＫとなり（ｉＭ＝ｉＰ−ｉＬ＋ｉＫ）、この指
令値ｉＭに基づいて、電極チップ駆動用モータ２０を駆
動して電極チップ１４による加圧を行うこととなる。
値ｉＫによる補正と、姿勢変動補正値ｉＬによる補正と
を合成する。つまり、姿勢変化後の加圧時における電極
チップ駆動用モータ２０の最終的な指令値ｉＭはｉＰ−
ｉＬ＋ｉＫとなり（ｉＭ＝ｉＰ−ｉＬ＋ｉＫ）、この指
令値ｉＭに基づいて、電極チップ駆動用モータ２０を駆
動して電極チップ１４による加圧を行うこととなる。
【００３６】このように、溶接装置Ｗの制御方法では、
駆動基準値ｉＰ、負荷変動補正値ｉＫおよび姿勢変動補
正値ｉＬから得た指令値ｉＭに基づいて制御を行うこと
により、可動部の潤滑状態の変化や抵抗値の変化といっ
た機械的な負荷変動によって生じる電流の変化を補正す
ると共に、スポット溶接ガンＧの動きに伴う姿勢変動に
よって生じる電流の変化を補正しており、これにより電
極チップ１４の加圧力が常に一定に保たれる。
駆動基準値ｉＰ、負荷変動補正値ｉＫおよび姿勢変動補
正値ｉＬから得た指令値ｉＭに基づいて制御を行うこと
により、可動部の潤滑状態の変化や抵抗値の変化といっ
た機械的な負荷変動によって生じる電流の変化を補正す
ると共に、スポット溶接ガンＧの動きに伴う姿勢変動に
よって生じる電流の変化を補正しており、これにより電
極チップ１４の加圧力が常に一定に保たれる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の請求
項１に係わる溶接装置によれば、多軸制御ロボットのハ
ンド部にスポット溶接ガンを備えて成る溶接装置におい
て、ロボットとスポット溶接ガンとが一体化した状態に
なっていることから、従来の分離・独立型に比べて、ハ
ンド部から電極チップまでの距離が短くなり、スポット
溶接ガンの重心がロボット本体に近くなるので、ロボッ
ト先端部における位置決め精度や機械的剛性が高めら
れ、補正動作範囲の減少や電極チップの位置制御の容易
化を実現することができると共に、ロボットに対する負
荷を大幅に軽減することができ、ロボットの小型化や小
スペース化を実現することができる。また、ロボットの
小型化に伴って、動作を迅速に行わせることができ、サ
イクルタイムの短縮なども実現することができる。
項１に係わる溶接装置によれば、多軸制御ロボットのハ
ンド部にスポット溶接ガンを備えて成る溶接装置におい
て、ロボットとスポット溶接ガンとが一体化した状態に
なっていることから、従来の分離・独立型に比べて、ハ
ンド部から電極チップまでの距離が短くなり、スポット
溶接ガンの重心がロボット本体に近くなるので、ロボッ
ト先端部における位置決め精度や機械的剛性が高めら
れ、補正動作範囲の減少や電極チップの位置制御の容易
化を実現することができると共に、ロボットに対する負
荷を大幅に軽減することができ、ロボットの小型化や小
スペース化を実現することができる。また、ロボットの
小型化に伴って、動作を迅速に行わせることができ、サ
イクルタイムの短縮なども実現することができる。
【００３８】本発明の請求項２に係わる溶接装置によれ
ば、上記請求項１の効果に加えて、ガンアームの回動に
よってさらに多くの溶接位置に容易に対応することが可
能になり、しかも、一対の電極チップを備えたスポット
溶接ガンと、一方の電極チップによるスタッドガンとを
選択的に使用することができ、汎用性を高めることがで
きると共に、溶接工程の集約化なども図ることができ、
さらに、本発明の請求項３に係わる溶接装置によれば、
電極チップ、進退駆動手段、アーム回動用モータおよび
脱着機構を第３軸と同軸状に備えたことにより、スポッ
ト溶接ガンをより小型化にすることができ、ロボットに
対する負荷をより一層軽減することができる。
ば、上記請求項１の効果に加えて、ガンアームの回動に
よってさらに多くの溶接位置に容易に対応することが可
能になり、しかも、一対の電極チップを備えたスポット
溶接ガンと、一方の電極チップによるスタッドガンとを
選択的に使用することができ、汎用性を高めることがで
きると共に、溶接工程の集約化なども図ることができ、
さらに、本発明の請求項３に係わる溶接装置によれば、
電極チップ、進退駆動手段、アーム回動用モータおよび
脱着機構を第３軸と同軸状に備えたことにより、スポッ
ト溶接ガンをより小型化にすることができ、ロボットに
対する負荷をより一層軽減することができる。
【００３９】本発明の請求項４に係わる制御方法によれ
ば、多軸制御ロボットのハンド部にスポット溶接ガンを
備えて成る溶接装置において、スポット溶接ガンの電極
チップの加圧力を制御するに際し、駆動基準値、負荷変
動補正値および姿勢変動補正値から得た指令値に基づい
て、電極チップ駆動用モータを駆動して電極チップによ
る加圧を行うことにより、可動部の潤滑状態の変化や抵
抗値の変化といった機械的な負荷変動により生じる電流
の変化と、スポット溶接ガンの動きに伴う姿勢変動によ
り生じる電流の変化との両方を補正することとなり、機
械的に複雑化させることなく、外乱による加圧力変動に
対する補正を容易に行うことができ、電極チップの加圧
力を常に一定にすることができる。
ば、多軸制御ロボットのハンド部にスポット溶接ガンを
備えて成る溶接装置において、スポット溶接ガンの電極
チップの加圧力を制御するに際し、駆動基準値、負荷変
動補正値および姿勢変動補正値から得た指令値に基づい
て、電極チップ駆動用モータを駆動して電極チップによ
る加圧を行うことにより、可動部の潤滑状態の変化や抵
抗値の変化といった機械的な負荷変動により生じる電流
の変化と、スポット溶接ガンの動きに伴う姿勢変動によ
り生じる電流の変化との両方を補正することとなり、機
械的に複雑化させることなく、外乱による加圧力変動に
対する補正を容易に行うことができ、電極チップの加圧
力を常に一定にすることができる。
【図１】本発明に係わる溶接装置の一実施例を説明する
側面図である。
側面図である。
【図２】図１に示す溶接装置の内部構造を示す断面説明
図である。
図である。
【図３】一対の電極チップを備えたスポット溶接ガンと
して使用する場合を説明する側面図である。
して使用する場合を説明する側面図である。
【図４】スタッドガンとして使用する場合を説明する側
面図である。
面図である。
【図５】本発明に係わる制御方法において駆動基準値を
得る場合を説明するスポット溶接ガンの側面図（ａ）お
よび電極チップ駆動用モータの電流値を説明するグラフ
（ｂ）である。
得る場合を説明するスポット溶接ガンの側面図（ａ）お
よび電極チップ駆動用モータの電流値を説明するグラフ
（ｂ）である。
【図６】本発明に係わる制御方法において姿勢変動補正
値を得る場合を説明するスポット溶接ガンの側面図
（ａ）および電極チップ駆動用モータの電流値を説明す
るグラフ（ｂ）である。
値を得る場合を説明するスポット溶接ガンの側面図
（ａ）および電極チップ駆動用モータの電流値を説明す
るグラフ（ｂ）である。
【図７】本発明に係わる制御方法において負荷変動補正
値を得る場合を説明するスポット溶接ガンの側面図
（ａ）および電極チップ駆動用モータの電流値を説明す
るグラフ（ｂ）である。
値を得る場合を説明するスポット溶接ガンの側面図
（ａ）および電極チップ駆動用モータの電流値を説明す
るグラフ（ｂ）である。
【図８】従来の溶接装置を説明する側面図である。
Ａ 第１軸 Ｂ 第２軸 Ｃ 第３軸 Ｇ スポット溶接ガン Ｈ ハンド部 Ｒ 多軸制御ロボット Ｗ 溶接装置 ｉＫ 負荷変動補正値 ｉＬ 姿勢変動補正値 ｉＭ 指令値 ｉＰ 駆動基準値 １４ 一方の電極チップ １５ シャフト（電極チップの進退駆動手段） １６ アーム回動用モータ １７ 脱着機構 １８ ガンアーム １９ 他方の電極チップ ２０ 電極チップ駆動用モータ（電極チップの進退駆動
手段） ２１ スプラインナット（電極チップの進退駆動手段） ２２ 駆動用ナット（電極チップの進退駆動手段）
手段） ２１ スプラインナット（電極チップの進退駆動手段） ２２ 駆動用ナット（電極チップの進退駆動手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２３Ｐ 21/00 ３０３ Ｂ２３Ｐ 21/00 ３０３Ａ Ｂ６２Ｄ 65/00 Ｂ６２Ｄ 65/00 Ａ
Claims (4)
- 【請求項１】 多軸制御ロボットのハンド部にスポット
溶接ガンを備えて成る溶接装置であって、ハンド部はそ
の基端側から先端側へ向かう第１軸の軸回りに回動可能
であり、ハンド部の先端部に第１軸と直交する第２軸に
よりスポット溶接ガンを回動可能に備えると共に、第１
軸および第２軸に直交し且つ両軸の交点を通過する第３
軸と同軸状にスポット溶接ガンの電極チップを備えたこ
とを特徴とする溶接装置。 - 【請求項２】 一方の電極チップを第３軸の軸線方向に
移動させる進退駆動手段を備えると共に、他方の電極チ
ップを設けたガンアームと、このガンアームを第３軸の
軸回りに回動させるアーム回動用モータを備え、ガンア
ームとアーム回動用モータとの間にガンアームの脱着機
構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の溶接装
置。 - 【請求項３】 電極チップ、進退駆動手段、アーム回動
用モータおよび脱着機構を第３軸と同軸状に備えたこと
を特徴とする請求項２に記載の溶接装置。 - 【請求項４】 多軸制御ロボットのハンド部にスポット
溶接ガンを備えて成る溶接装置において、スポット溶接
ガンの電極チップの加圧力を制御するに際し、スポット
溶接ガンを一定の姿勢にして電極チップによる加圧を行
い、このときに電極チップ駆動用モータに流れる電流値
を駆動基準値とし、また、スポット溶接ガンを一定の姿
勢にして電極チップを微速度で駆動し、このときに電極
チップ駆動用モータに流れる電流値を負荷変動補正値と
し、さらに、スポット溶接ガンの姿勢を変化させ、この
ときに電極チップ駆動用モータを姿勢変化前の状態に保
つための電流値を姿勢変動補正値とし、駆動基準値、負
荷変動補正値および姿勢変動補正値から得た指令値に基
づいて、電極チップ駆動用モータを駆動して電極チップ
による加圧を行うことを特徴とする溶接装置の制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25655195A JP3580330B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 溶接装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25655195A JP3580330B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 溶接装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0999377A true JPH0999377A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3580330B2 JP3580330B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=17294217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25655195A Expired - Fee Related JP3580330B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 溶接装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3580330B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6373020B1 (en) * | 1999-05-26 | 2002-04-16 | Takao Kinzoku Kogyo Co., Ltd. | Welding apparatus |
| JP2016107391A (ja) * | 2014-12-10 | 2016-06-20 | ファナック株式会社 | ロボット手首のためのツールアダプタ及びツールアダプタを取り付けたロボット |
| KR20190113616A (ko) * | 2018-03-28 | 2019-10-08 | 오바라 가부시키가이샤 | 스폿용접장치 |
-
1995
- 1995-10-03 JP JP25655195A patent/JP3580330B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6373020B1 (en) * | 1999-05-26 | 2002-04-16 | Takao Kinzoku Kogyo Co., Ltd. | Welding apparatus |
| JP2016107391A (ja) * | 2014-12-10 | 2016-06-20 | ファナック株式会社 | ロボット手首のためのツールアダプタ及びツールアダプタを取り付けたロボット |
| CN105690418A (zh) * | 2014-12-10 | 2016-06-22 | 发那科株式会社 | 工具适配器及机器人 |
| US10150217B2 (en) | 2014-12-10 | 2018-12-11 | Fanuc Corporation | Tool adapter for robot wrist and robot with tool adapter attached thereto |
| CN105690418B (zh) * | 2014-12-10 | 2019-12-17 | 发那科株式会社 | 工具适配器及机器人 |
| KR20190113616A (ko) * | 2018-03-28 | 2019-10-08 | 오바라 가부시키가이샤 | 스폿용접장치 |
| JP2019171424A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | ダイハツ工業株式会社 | スポット溶接装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3580330B2 (ja) | 2004-10-20 |
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