JPH106026A - サーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法 - Google Patents
サーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法Info
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- JPH106026A JPH106026A JP8185349A JP18534996A JPH106026A JP H106026 A JPH106026 A JP H106026A JP 8185349 A JP8185349 A JP 8185349A JP 18534996 A JP18534996 A JP 18534996A JP H106026 A JPH106026 A JP H106026A
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- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
- B23K11/25—Monitoring devices
- B23K11/252—Monitoring devices using digital means
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- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/30—Features relating to electrodes
- B23K11/31—Electrode holders and actuating devices therefor
- B23K11/311—Electrode holders and actuating devices therefor the actuating device comprising an electric motor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動的に加圧力ー電流テーブルを補正するこ
とができるようなサーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法
を提供する。 【解決手段】 サーボモータ及び溶接ガンの設計緒元を
基に基準となる加圧力−電流テーブルを作成し、これよ
りサーボモータへの供給電流と基準加圧力との比例係数
を算出し、この加圧力−電流テーブルに記憶されている
各供給電流を実際にサーボモータへ供給し実測加圧力を
測定し、加圧力−電流テーブルに記憶されているサーボ
モータへの供給電流のそれぞれについて実測加圧力と基
準加圧力とを順次比較し、基準加圧力と実測加圧力との
差が予め設定された許容誤差内にない場合は、この差に
比例係数を乗じた値の分だけサーボモータへの供給電流
を補正した後再度実測加圧力を測定し、差が予め設定さ
れた許容誤差内になるまでこれを繰り返し、差が予め設
定された許容誤差内になった時点で加圧力−電流テーブ
ルのサーボモータへの供給電流の値を補正するようにし
た。
とができるようなサーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法
を提供する。 【解決手段】 サーボモータ及び溶接ガンの設計緒元を
基に基準となる加圧力−電流テーブルを作成し、これよ
りサーボモータへの供給電流と基準加圧力との比例係数
を算出し、この加圧力−電流テーブルに記憶されている
各供給電流を実際にサーボモータへ供給し実測加圧力を
測定し、加圧力−電流テーブルに記憶されているサーボ
モータへの供給電流のそれぞれについて実測加圧力と基
準加圧力とを順次比較し、基準加圧力と実測加圧力との
差が予め設定された許容誤差内にない場合は、この差に
比例係数を乗じた値の分だけサーボモータへの供給電流
を補正した後再度実測加圧力を測定し、差が予め設定さ
れた許容誤差内になるまでこれを繰り返し、差が予め設
定された許容誤差内になった時点で加圧力−電流テーブ
ルのサーボモータへの供給電流の値を補正するようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】サーボモータにて制御された
溶接ガンにより被溶接物を加圧挟持することにより、被
溶接物に対して所望の溶接加工を施すようにされたサー
ボ制御溶接ガンにおける加圧力の調整方法に関する。
溶接ガンにより被溶接物を加圧挟持することにより、被
溶接物に対して所望の溶接加工を施すようにされたサー
ボ制御溶接ガンにおける加圧力の調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】抵抗溶接ガンでは、エアシリンダー、サ
ーボモータ等の駆動源により一方の電極（可動側電極）
を動作させ、これと対をなす他方の電極（固定側電極）
との間に被溶接物を加圧挟持し、電極間に大電流を流す
ことにより所望の溶接加工を行わせている。サーボモー
タを駆動源として可動側電極を動作させる場合、一般
に、可動側電極と固定側電極との間に加圧挟持された被
溶接物の溶接点にかかる加圧力は、サーボモータへの供
給電流の大きさに依存する。そこで、複数個の加圧力に
ついて、予めこれらの加圧力を発生させるために必要な
サーボモータへの供給電流をそれぞれ算出しておき、こ
れを溶接ガンを制御する制御装置に加圧力−電流テーブ
ルとして記憶させておけば、実際の溶接加工時には、指
定した加圧力に対応するサーボモータへの供給電流を選
定することにより、所望の加圧力を容易に得ることがで
きる。
ーボモータ等の駆動源により一方の電極（可動側電極）
を動作させ、これと対をなす他方の電極（固定側電極）
との間に被溶接物を加圧挟持し、電極間に大電流を流す
ことにより所望の溶接加工を行わせている。サーボモー
タを駆動源として可動側電極を動作させる場合、一般
に、可動側電極と固定側電極との間に加圧挟持された被
溶接物の溶接点にかかる加圧力は、サーボモータへの供
給電流の大きさに依存する。そこで、複数個の加圧力に
ついて、予めこれらの加圧力を発生させるために必要な
サーボモータへの供給電流をそれぞれ算出しておき、こ
れを溶接ガンを制御する制御装置に加圧力−電流テーブ
ルとして記憶させておけば、実際の溶接加工時には、指
定した加圧力に対応するサーボモータへの供給電流を選
定することにより、所望の加圧力を容易に得ることがで
きる。
【０００３】一般に、加圧力−電流テーブルは、サーボ
モータ及び溶接ガンの電気的・機械的な諸データを基
に、所定の計算式により比較的容易に算出することがで
きる。ただし、ここで算出された加圧力−電流テーブル
における両者の対応関係は、設計上の理論的なものであ
るから、実際の加圧動作における対応関係とは多少相違
したものとなる。この要因としては、サーボモータ及び
溶接ガンの製作上の誤差や、可動部分の摩擦や剛性等に
起因する実際の加圧動作において生ずる動的要素による
誤差や、装置の経年変化による誤差等が考えられる。し
たがって、実際の溶接加工に先立って、実際に溶接ガン
により被加工物を加圧挟持させ、この時の加圧力を加圧
力計等により測定し、指定した加圧力が得られるように
サーボモータへの供給電流を補正する作業を行う必要が
ある。
モータ及び溶接ガンの電気的・機械的な諸データを基
に、所定の計算式により比較的容易に算出することがで
きる。ただし、ここで算出された加圧力−電流テーブル
における両者の対応関係は、設計上の理論的なものであ
るから、実際の加圧動作における対応関係とは多少相違
したものとなる。この要因としては、サーボモータ及び
溶接ガンの製作上の誤差や、可動部分の摩擦や剛性等に
起因する実際の加圧動作において生ずる動的要素による
誤差や、装置の経年変化による誤差等が考えられる。し
たがって、実際の溶接加工に先立って、実際に溶接ガン
により被加工物を加圧挟持させ、この時の加圧力を加圧
力計等により測定し、指定した加圧力が得られるように
サーボモータへの供給電流を補正する作業を行う必要が
ある。
【０００４】製作上の誤差及び動的要素による誤差を補
正するための具体的な補正作業としては、まず、設計デ
ータより算出された加圧力−電流テーブル上の供給電流
（基準供給電流）の任意の一つにてサーボモータを駆動
させることにより、溶接ガンの両電極間に置かれた圧力
検出器を加圧挟持させ、この圧力検出器に接続された加
圧力計に表示される加圧力値（実測加圧力）を作業者が
目視により計測する。次に、この実測加圧力が今回選択
した基準供給電流に対応する加圧力値（基準加圧力）と
異なる場合、より具体的には実測加圧力が基準加圧力の
許容誤差内にない場合には、作業者が今回選択した基準
供給電流を入力データの変更作業により補正したのち再
度実測加圧力を計測し、この作業を繰り返すことによ
り、基準加圧力に対応する実際のサーボモータへの供給
電流を求めている。そして、この一連の処理を加圧力−
電流テーブル上のすべての基準供給電流について行うこ
とにより、設計データより算出された加圧力−電流テー
ブルを補正するようにしている。
正するための具体的な補正作業としては、まず、設計デ
ータより算出された加圧力−電流テーブル上の供給電流
（基準供給電流）の任意の一つにてサーボモータを駆動
させることにより、溶接ガンの両電極間に置かれた圧力
検出器を加圧挟持させ、この圧力検出器に接続された加
圧力計に表示される加圧力値（実測加圧力）を作業者が
目視により計測する。次に、この実測加圧力が今回選択
した基準供給電流に対応する加圧力値（基準加圧力）と
異なる場合、より具体的には実測加圧力が基準加圧力の
許容誤差内にない場合には、作業者が今回選択した基準
供給電流を入力データの変更作業により補正したのち再
度実測加圧力を計測し、この作業を繰り返すことによ
り、基準加圧力に対応する実際のサーボモータへの供給
電流を求めている。そして、この一連の処理を加圧力−
電流テーブル上のすべての基準供給電流について行うこ
とにより、設計データより算出された加圧力−電流テー
ブルを補正するようにしている。
【０００５】また、経年変化による誤差を補正する場合
も、製作上の誤差を補正するための前述の補正作業と同
様の手順により、加圧力−電流テーブル上の加圧力にて
実際に加圧されているかどうかをチェックし、必要に応
じて加圧力−電流テーブルを補正するようにしている。
この時、経年使用による加圧力値が溶接ガン導入時の加
圧力値と比して著しく異なっている場合には、サーボモ
ータや溶接ガンを含むシステムに異常があるものと判断
することも行っている。
も、製作上の誤差を補正するための前述の補正作業と同
様の手順により、加圧力−電流テーブル上の加圧力にて
実際に加圧されているかどうかをチェックし、必要に応
じて加圧力−電流テーブルを補正するようにしている。
この時、経年使用による加圧力値が溶接ガン導入時の加
圧力値と比して著しく異なっている場合には、サーボモ
ータや溶接ガンを含むシステムに異常があるものと判断
することも行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の加圧力
−電流テーブルの補正方法は、上述のように作業者の目
視及び手作業によるところが大きく、これため補正作業
には多くの工数が必要となり、溶接ガン毎に行わなけれ
ばならない加圧力−電流テーブルの補正作業では大変な
労力を必要とするという問題がある。特に、経年変化に
よる誤差の補正を他の動作チェックと兼ねて毎日の始業
時に必ず行うようにした場合、このために作業者にかか
る負担及び工数は膨大なものになる。また、近年の製造
工程の省力化、特に無人化に対しては、従来の作業者の
手作業による補正作業では対応できないという問題もあ
る。
−電流テーブルの補正方法は、上述のように作業者の目
視及び手作業によるところが大きく、これため補正作業
には多くの工数が必要となり、溶接ガン毎に行わなけれ
ばならない加圧力−電流テーブルの補正作業では大変な
労力を必要とするという問題がある。特に、経年変化に
よる誤差の補正を他の動作チェックと兼ねて毎日の始業
時に必ず行うようにした場合、このために作業者にかか
る負担及び工数は膨大なものになる。また、近年の製造
工程の省力化、特に無人化に対しては、従来の作業者の
手作業による補正作業では対応できないという問題もあ
る。
【０００７】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、作業者の手作業によることなく自動的
に加圧力ー電流テーブルを補正することができるよう
な、サーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法を提供するこ
とを目的とする。
れたものであり、作業者の手作業によることなく自動的
に加圧力ー電流テーブルを補正することができるよう
な、サーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明におけるサーボ制御溶接ガンの加圧力調整
方法では、サーボモータにより溶接ガンの一方の電極す
なわち可動側電極を移動させることにより可動側電極に
対向して設けられた溶接ガンの他方の電極すなわち固定
側電極との間で被溶接物を加圧挟持し、これにより被溶
接物に対して所望の溶接加工を施すようにされたサーボ
制御溶接ガンの制御方法において、 （ステップ１）：サーボモータ及び溶接ガンの設計緒元
を基に、溶接ガンに基準加圧力（Ｆi ）としての所定の
加圧力を発生させるためのサーボモータへの供給電流
（Ｉi ）を複数個の基準加圧力（Ｆi ）について予め算
出し、この複数個の基準加圧力（Ｆi ）とこれに対応す
るサーボモータへの供給電流（Ｉi ）を溶接ガンの制御
装置の記憶装置内にある加圧力−電流テーブルに記憶
し、 （ステップ２）：この加圧力−電流テーブルに記憶され
ているサーボモータへの供給電流（Ｉi ）及び基準加圧
力（Ｆi ）の複数個のデータより両者の相関係数である
比例係数（ｋ）を算出し、 （ステップ３）：この加圧力−電流テーブルに記憶され
ている各供給電流（Ｉi ）を実際にサーボモータへ供給
し、 （ステップ４）：このときの加圧力すなわち実測加圧力
（ｆi ）を加圧力計にて測定し、 （ステップ５）：加圧力−電流テーブルに記憶されてい
るサーボモータへの供給電流（Ｉi ）のそれぞれについ
て実測加圧力（ｆi ）と基準加圧力（Ｆi ）とを順次比
較し、 （ステップ６）：この比較において、基準加圧力
（Ｆi ）と実測加圧力（ｆi）との差｜Ｆi −ｆi ｜が
予め設定された許容誤差内にない場合は、差｜Ｆi −ｆ
i ｜に比例係数（ｋ）を乗じた値（ｋ＊（Ｆi −
ｆi ））の分だけサーボモータへの供給電流を補正した
のち再度加圧力計にて実測加圧力（ｆi ）を測定し、こ
の時の差｜Ｆi −ｆi ｜が予め設定された許容誤差内に
なるまでこれを繰り返し、 （ステップ７）：差｜Ｆi −ｆi ｜が予め設定された許
容誤差内になった時点で加圧力−電流テーブルのサーボ
モータへの供給電流（Ｉi ）の値を補正後の値へ置き換
え、以上の処理により、溶接ガンに所定の加圧力を発生
させるためのサーボモータへの供給電流を調整するよう
にした（請求項１）。
めに、本発明におけるサーボ制御溶接ガンの加圧力調整
方法では、サーボモータにより溶接ガンの一方の電極す
なわち可動側電極を移動させることにより可動側電極に
対向して設けられた溶接ガンの他方の電極すなわち固定
側電極との間で被溶接物を加圧挟持し、これにより被溶
接物に対して所望の溶接加工を施すようにされたサーボ
制御溶接ガンの制御方法において、 （ステップ１）：サーボモータ及び溶接ガンの設計緒元
を基に、溶接ガンに基準加圧力（Ｆi ）としての所定の
加圧力を発生させるためのサーボモータへの供給電流
（Ｉi ）を複数個の基準加圧力（Ｆi ）について予め算
出し、この複数個の基準加圧力（Ｆi ）とこれに対応す
るサーボモータへの供給電流（Ｉi ）を溶接ガンの制御
装置の記憶装置内にある加圧力−電流テーブルに記憶
し、 （ステップ２）：この加圧力−電流テーブルに記憶され
ているサーボモータへの供給電流（Ｉi ）及び基準加圧
力（Ｆi ）の複数個のデータより両者の相関係数である
比例係数（ｋ）を算出し、 （ステップ３）：この加圧力−電流テーブルに記憶され
ている各供給電流（Ｉi ）を実際にサーボモータへ供給
し、 （ステップ４）：このときの加圧力すなわち実測加圧力
（ｆi ）を加圧力計にて測定し、 （ステップ５）：加圧力−電流テーブルに記憶されてい
るサーボモータへの供給電流（Ｉi ）のそれぞれについ
て実測加圧力（ｆi ）と基準加圧力（Ｆi ）とを順次比
較し、 （ステップ６）：この比較において、基準加圧力
（Ｆi ）と実測加圧力（ｆi）との差｜Ｆi −ｆi ｜が
予め設定された許容誤差内にない場合は、差｜Ｆi −ｆ
i ｜に比例係数（ｋ）を乗じた値（ｋ＊（Ｆi −
ｆi ））の分だけサーボモータへの供給電流を補正した
のち再度加圧力計にて実測加圧力（ｆi ）を測定し、こ
の時の差｜Ｆi −ｆi ｜が予め設定された許容誤差内に
なるまでこれを繰り返し、 （ステップ７）：差｜Ｆi −ｆi ｜が予め設定された許
容誤差内になった時点で加圧力−電流テーブルのサーボ
モータへの供給電流（Ｉi ）の値を補正後の値へ置き換
え、以上の処理により、溶接ガンに所定の加圧力を発生
させるためのサーボモータへの供給電流を調整するよう
にした（請求項１）。
【０００９】上記の構成とすることにより、設計データ
より算出される加圧力−電流テーブルは、サーボモータ
及び溶接ガンの設計緒元を予め溶接ガンの制御装置に入
力しておくことにより自動的に作成され、さらに製作上
の誤差及び動的要素による誤差は、実測加圧力（ｆi ）
の測定、実測加圧力（ｆi ）と基準加圧力（Ｆi ）との
比較、及びサーボモータへの供給電流の補正の各手順を
繰り返すことにより、実際の溶接加工時の加圧力に対応
するサーボモータへの供給電流が自動的に算出されるよ
うになる。
より算出される加圧力−電流テーブルは、サーボモータ
及び溶接ガンの設計緒元を予め溶接ガンの制御装置に入
力しておくことにより自動的に作成され、さらに製作上
の誤差及び動的要素による誤差は、実測加圧力（ｆi ）
の測定、実測加圧力（ｆi ）と基準加圧力（Ｆi ）との
比較、及びサーボモータへの供給電流の補正の各手順を
繰り返すことにより、実際の溶接加工時の加圧力に対応
するサーボモータへの供給電流が自動的に算出されるよ
うになる。
【００１０】前記の加圧力計ではこれに接続された圧力
検出器を溶接ガンの両電極間に加圧挟持させることによ
り実測加圧力（ｆi ）を測定するようにした（請求項
２）。これにより、被溶接物の代わりに圧力検出器を加
圧挟持させるように溶接ガンを動作させるのみで、加圧
力が容易に測定できる。
検出器を溶接ガンの両電極間に加圧挟持させることによ
り実測加圧力（ｆi ）を測定するようにした（請求項
２）。これにより、被溶接物の代わりに圧力検出器を加
圧挟持させるように溶接ガンを動作させるのみで、加圧
力が容易に測定できる。
【００１１】また、前記の溶接ガンを産業用ロボットの
アーム先端に取り付けて使用する場合は、上記のサーボ
制御溶接ガンの加圧力調整方法を、溶接ガンの制御装置
により行わせる代わりに産業用ロボットの制御装置によ
り行わせるようにすればよい（請求項３）。これにより
産業用ロボットにおいてサーボ制御溶接ガンを使用する
際は、ロボット本体及び溶接ガンについて、その制御装
置が共用できるとともに、制御プログラム及び制御デー
タの共通化も可能になる。
アーム先端に取り付けて使用する場合は、上記のサーボ
制御溶接ガンの加圧力調整方法を、溶接ガンの制御装置
により行わせる代わりに産業用ロボットの制御装置によ
り行わせるようにすればよい（請求項３）。これにより
産業用ロボットにおいてサーボ制御溶接ガンを使用する
際は、ロボット本体及び溶接ガンについて、その制御装
置が共用できるとともに、制御プログラム及び制御デー
タの共通化も可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面に基づいて説明する。図２は本発明におけるサー
ボ制御溶接ガンの加圧力調整方法が適用される、溶接ガ
ン及びこれを制御するための制御装置を含むシステムの
一例を示したものである。サーボモータ１３により溶接
ガンの一方の電極すなわち可動側電極１１を移動させる
ことにより、この可動側電極１１に対向して設けられた
溶接ガンの他方の電極すなわち固定側電極１２との間で
被溶接物１４を加圧挟持し、これにより被溶接物１４に
対して所望の溶接加工を施すようにされている。ここ
で、溶接加工時には１４は被溶接物であるが、加圧力−
電流テーブルの補正時には１４は加圧力を検出するため
の圧力検出器に置き換えられ、この圧力検出器１４に接
続された加圧力計１５により加圧力が測定される。さら
に、加圧力計１５には表示装置１６が接続されており、
加圧力の数値を確認できるようにされている。
て図面に基づいて説明する。図２は本発明におけるサー
ボ制御溶接ガンの加圧力調整方法が適用される、溶接ガ
ン及びこれを制御するための制御装置を含むシステムの
一例を示したものである。サーボモータ１３により溶接
ガンの一方の電極すなわち可動側電極１１を移動させる
ことにより、この可動側電極１１に対向して設けられた
溶接ガンの他方の電極すなわち固定側電極１２との間で
被溶接物１４を加圧挟持し、これにより被溶接物１４に
対して所望の溶接加工を施すようにされている。ここ
で、溶接加工時には１４は被溶接物であるが、加圧力−
電流テーブルの補正時には１４は加圧力を検出するため
の圧力検出器に置き換えられ、この圧力検出器１４に接
続された加圧力計１５により加圧力が測定される。さら
に、加圧力計１５には表示装置１６が接続されており、
加圧力の数値を確認できるようにされている。
【００１３】２１は溶接ガンを制御するための制御装置
である。加圧力計１５により測定された加圧力値はアナ
ログ電圧信号として出力され、制御装置２１内にあるＡ
／Ｄ変換器２８によりこのアナログ電圧信号がデジタル
信号に変換された後、加圧力−電流テーブル補正プログ
ラム３０によりＣＰＵ２２にて加圧力−電流テーブル上
のサーボモータの供給電流のデータ補正のための演算が
行われる。この演算により算出されたサーボモータの供
給電流により、ＲＡＭ２６内の加圧力−電流テーブル２
７が補正される。また、異常検知プログラム３１は入力
された加圧力値と加圧力−電流テーブル上の加圧力値を
比較し、その差が許容範囲を超えている場合は警報出力
３２により異常を出力する等の処理を行わせている。
である。加圧力計１５により測定された加圧力値はアナ
ログ電圧信号として出力され、制御装置２１内にあるＡ
／Ｄ変換器２８によりこのアナログ電圧信号がデジタル
信号に変換された後、加圧力−電流テーブル補正プログ
ラム３０によりＣＰＵ２２にて加圧力−電流テーブル上
のサーボモータの供給電流のデータ補正のための演算が
行われる。この演算により算出されたサーボモータの供
給電流により、ＲＡＭ２６内の加圧力−電流テーブル２
７が補正される。また、異常検知プログラム３１は入力
された加圧力値と加圧力−電流テーブル上の加圧力値を
比較し、その差が許容範囲を超えている場合は警報出力
３２により異常を出力する等の処理を行わせている。
【００１４】データ入力装置２９は溶接ガンを制御する
ための各種データを入力するための装置であり、これに
は手動でデータを入力するためのキーボードや外部機器
からのデータを入力するためのインターフェイス等が含
まれている。このデータ入力装置２９によりサーボモー
タ及び溶接ガンの設計緒元を予め入力しておくことによ
り、設計緒元に基づく加圧力−電流テーブルが自動的に
作成され、ＲＡＭ２６に記憶されることになる。
ための各種データを入力するための装置であり、これに
は手動でデータを入力するためのキーボードや外部機器
からのデータを入力するためのインターフェイス等が含
まれている。このデータ入力装置２９によりサーボモー
タ及び溶接ガンの設計緒元を予め入力しておくことによ
り、設計緒元に基づく加圧力−電流テーブルが自動的に
作成され、ＲＡＭ２６に記憶されることになる。
【００１５】加圧制御用プログラム２５には溶接ガンの
動作を制御するためのプログラムが予め格納されてい
る。アンプ２３は加圧制御用プログラム２５の指令によ
りサーボモータ１３に対して動作信号を出力し、またＡ
／Ｄ変換器２４はサーボモータ１３に流れる供給電流値
をモニターし、この値をデジタル信号に変換することに
より、加圧力−電流テーブルの補正のためのデータを得
ている。なお、加圧力計１５がデジタル電圧信号を出力
するようにされている場合は、Ａ／Ｄ変換器２８は不要
である。また、３３は信号伝送用のバスケーブル等のケ
ーブルである。
動作を制御するためのプログラムが予め格納されてい
る。アンプ２３は加圧制御用プログラム２５の指令によ
りサーボモータ１３に対して動作信号を出力し、またＡ
／Ｄ変換器２４はサーボモータ１３に流れる供給電流値
をモニターし、この値をデジタル信号に変換することに
より、加圧力−電流テーブルの補正のためのデータを得
ている。なお、加圧力計１５がデジタル電圧信号を出力
するようにされている場合は、Ａ／Ｄ変換器２８は不要
である。また、３３は信号伝送用のバスケーブル等のケ
ーブルである。
【００１６】次に、本発明におけるサーボ制御溶接ガン
の加圧力調整方法を示すフローチャートである図１に基
づいて、加圧力−電流テーブルの補正方法を説明する。
の加圧力調整方法を示すフローチャートである図１に基
づいて、加圧力−電流テーブルの補正方法を説明する。
【００１７】（ステップ１）：データ入力装置２９によ
り入力されたサーボモータ１３及び溶接ガンの設計緒元
を基に、溶接ガンに基準加圧力（Ｆi ）としての所定の
加圧力を発生させるためのサーボモータ１３への供給電
流（基準供給電流（Ｉi ））を、複数個（ｎ個）の基準
加圧力（Ｆi ）について予め算出する。ここで添字のｉ
は１〜ｎのいずれかの数字を示す。そして、この複数個
の基準加圧力（Ｆi ）とこれに対応する基準供給電流
（Ｉi ）をＲＡＭ２６にある加圧力−電流テーブル２７
に記憶する。複数個（ｎ個）の基準加圧力（Ｆi ）は、
被溶接物１４に対して実際に溶接加工を行う際の加工緒
元に基づいて選定するのが一般的であるが、上限値、下
限値、及び個数（ｎ個）を設定し、上限値と下限値の間
を等間隔に選定するようにしてもよい。表１に本実施形
態における加圧力−電流テーブルを示す。
り入力されたサーボモータ１３及び溶接ガンの設計緒元
を基に、溶接ガンに基準加圧力（Ｆi ）としての所定の
加圧力を発生させるためのサーボモータ１３への供給電
流（基準供給電流（Ｉi ））を、複数個（ｎ個）の基準
加圧力（Ｆi ）について予め算出する。ここで添字のｉ
は１〜ｎのいずれかの数字を示す。そして、この複数個
の基準加圧力（Ｆi ）とこれに対応する基準供給電流
（Ｉi ）をＲＡＭ２６にある加圧力−電流テーブル２７
に記憶する。複数個（ｎ個）の基準加圧力（Ｆi ）は、
被溶接物１４に対して実際に溶接加工を行う際の加工緒
元に基づいて選定するのが一般的であるが、上限値、下
限値、及び個数（ｎ個）を設定し、上限値と下限値の間
を等間隔に選定するようにしてもよい。表１に本実施形
態における加圧力−電流テーブルを示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】（ステップ２）：この加圧力−電流テーブ
ル２７に記憶されている基準供給電流（Ｉi ）及び基準
加圧力（Ｆi ）の複数個のデータより両者の相関係数で
ある比例係数（ｋ）を算出する。一般に、サーボモータ
により駆動される溶接ガンの加圧力はサーボモータへの
供給電流に比例するので、ステップ１において算出され
た加圧力−電流テーブルの複数個のデータより、基準加
圧力（Ｆi ）を基準としたときの基準供給電流（Ｉi ）
の値すなわち比例係数（ｋ）を算出することができる。
ここで算出された比例係数（ｋ）は、後述の供給電流の
補正量を算出する際に用いられる。
ル２７に記憶されている基準供給電流（Ｉi ）及び基準
加圧力（Ｆi ）の複数個のデータより両者の相関係数で
ある比例係数（ｋ）を算出する。一般に、サーボモータ
により駆動される溶接ガンの加圧力はサーボモータへの
供給電流に比例するので、ステップ１において算出され
た加圧力−電流テーブルの複数個のデータより、基準加
圧力（Ｆi ）を基準としたときの基準供給電流（Ｉi ）
の値すなわち比例係数（ｋ）を算出することができる。
ここで算出された比例係数（ｋ）は、後述の供給電流の
補正量を算出する際に用いられる。
【００２０】（ステップ３）：ステップ１において算出
された加圧力−電流テーブル２７に記憶されているｎ個
の基準供給電流（Ｉi ）のそれぞれについて、実際に電
流をサーボモータ１３へ供給する。以降、第１番目の基
準供給電流（Ｉ1 ）をサーボモータ１３へ供給した場合
の処理フローについて説明する。
された加圧力−電流テーブル２７に記憶されているｎ個
の基準供給電流（Ｉi ）のそれぞれについて、実際に電
流をサーボモータ１３へ供給する。以降、第１番目の基
準供給電流（Ｉ1 ）をサーボモータ１３へ供給した場合
の処理フローについて説明する。
【００２１】（ステップ４）：基準供給電流（Ｉ1 ）を
サーボモータ１３へ供給したときの加圧力すなわち実測
加圧力（ｆ1 ）を加圧力計１５にて測定する。加圧力計
１５ではこれに接続された圧力検出器１４を溶接ガンの
両電極１１，１２の間に加圧挟持させることにより実測
加圧力（ｆ1 ）を測定するようにした。これにより、被
溶接物の代わりに圧力検出器を加圧挟持させるように溶
接ガンを動作させるのみで、加圧力が容易に測定でき
る。
サーボモータ１３へ供給したときの加圧力すなわち実測
加圧力（ｆ1 ）を加圧力計１５にて測定する。加圧力計
１５ではこれに接続された圧力検出器１４を溶接ガンの
両電極１１，１２の間に加圧挟持させることにより実測
加圧力（ｆ1 ）を測定するようにした。これにより、被
溶接物の代わりに圧力検出器を加圧挟持させるように溶
接ガンを動作させるのみで、加圧力が容易に測定でき
る。
【００２２】（ステップ５）：加圧力−電流テーブル２
７に記憶されているサーボモータ１３への供給電流（Ｉ
1 ）について、基準加圧力（Ｆ1 ）と実測加圧力
（ｆ1 ）とを比較する。もし、基準加圧力（Ｆ1 ）と実
測加圧力（ｆ1 ）との差｜Ｆ1 −ｆ1 ｜が予め設定した
許容誤差よりも大きければ、加圧力−電流テーブル２７
に記憶されている基準加圧力（Ｆ1 ）は実測加圧力（ｆ
1 ）すなわち供給電流（Ｉ1）をサーボモータ１３へ実
際に供給したときの加圧力とは等しくないものと判断
し、次のステップ６による補正を行うことになる。一
方、もし、基準加圧力（Ｆ1 ）と実測加圧力（ｆ1 ）と
の差｜Ｆ1 −ｆ1 ｜が予め設定した許容誤差よりも小さ
ければ、実測加圧力（ｆ1 ）は基準加圧力（Ｆ1 ）と等
しいものと判断し、加圧力−電流テーブル２７に記憶さ
れている基準供給電流（Ｉ1 ）は所定の加圧力を得るた
めに妥当な値であると判断し、この場合加圧力−電流テ
ーブル２７は更新されずに、第２番目の基準供給電流
（Ｉ2 ）をサーボモータ１３へ供給した場合の処理フロ
ーに移行することになる。
７に記憶されているサーボモータ１３への供給電流（Ｉ
1 ）について、基準加圧力（Ｆ1 ）と実測加圧力
（ｆ1 ）とを比較する。もし、基準加圧力（Ｆ1 ）と実
測加圧力（ｆ1 ）との差｜Ｆ1 −ｆ1 ｜が予め設定した
許容誤差よりも大きければ、加圧力−電流テーブル２７
に記憶されている基準加圧力（Ｆ1 ）は実測加圧力（ｆ
1 ）すなわち供給電流（Ｉ1）をサーボモータ１３へ実
際に供給したときの加圧力とは等しくないものと判断
し、次のステップ６による補正を行うことになる。一
方、もし、基準加圧力（Ｆ1 ）と実測加圧力（ｆ1 ）と
の差｜Ｆ1 −ｆ1 ｜が予め設定した許容誤差よりも小さ
ければ、実測加圧力（ｆ1 ）は基準加圧力（Ｆ1 ）と等
しいものと判断し、加圧力−電流テーブル２７に記憶さ
れている基準供給電流（Ｉ1 ）は所定の加圧力を得るた
めに妥当な値であると判断し、この場合加圧力−電流テ
ーブル２７は更新されずに、第２番目の基準供給電流
（Ｉ2 ）をサーボモータ１３へ供給した場合の処理フロ
ーに移行することになる。
【００２３】（ステップ６）：ステップ５の比較におい
て、基準加圧力（Ｆ1 ）と実測加圧力（ｆ1 ）との差｜
Ｆ1 −ｆ1 ｜が予め設定された許容誤差よりも大きい場
合は、これに比例係数（ｋ）を乗じた値（ｋ＊（Ｆ1 −
ｆ1 ））の分だけサーボモータ１３への供給電流を補正
した後、再度このときの実測加圧力（ｆ1 ）を測定し、
この時の差｜Ｆ1 −ｆ1 ｜が予め設定された許容誤差内
になるまでこれを繰り返す。
て、基準加圧力（Ｆ1 ）と実測加圧力（ｆ1 ）との差｜
Ｆ1 −ｆ1 ｜が予め設定された許容誤差よりも大きい場
合は、これに比例係数（ｋ）を乗じた値（ｋ＊（Ｆ1 −
ｆ1 ））の分だけサーボモータ１３への供給電流を補正
した後、再度このときの実測加圧力（ｆ1 ）を測定し、
この時の差｜Ｆ1 −ｆ1 ｜が予め設定された許容誤差内
になるまでこれを繰り返す。
【００２４】（ステップ７）：基準加圧力（Ｆ1 ）と実
測加圧力（ｆ1 ）との差｜Ｆ1 −ｆ1 ｜が予め設定され
た許容誤差内になった時点で、加圧力−電流テーブル２
７のサーボモータ１３への供給電流（Ｉ1 ）の値を補正
後の値へ更新する。
測加圧力（ｆ1 ）との差｜Ｆ1 −ｆ1 ｜が予め設定され
た許容誤差内になった時点で、加圧力−電流テーブル２
７のサーボモータ１３への供給電流（Ｉ1 ）の値を補正
後の値へ更新する。
【００２５】以上の処理を第２番目以降の基準供給電流
の補正についても同様に行い、第ｎ番目の基準供給電流
（Ｉn ）についての補正が終了した時点で、加圧力−電
流テーブル２７の補正を終了する。
の補正についても同様に行い、第ｎ番目の基準供給電流
（Ｉn ）についての補正が終了した時点で、加圧力−電
流テーブル２７の補正を終了する。
【００２６】なお、表１に記載の加圧力−電流テーブル
において、加圧力の中間値にて加圧する際のサーボモー
タへの供給電流は、加圧力−電流テーブルに最小２乗法
等の演算処理を行うことによって得られる供給電流の補
間値より得られる。
において、加圧力の中間値にて加圧する際のサーボモー
タへの供給電流は、加圧力−電流テーブルに最小２乗法
等の演算処理を行うことによって得られる供給電流の補
間値より得られる。
【００２７】ところで、図２に示す溶接ガンを産業用ロ
ボットのアーム先端に取り付けて使用する場合は、上述
のサーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法を、溶接ガンの
制御装置により行わせる代わりに産業用ロボットの制御
装置により行わせるようにすればよい。これにより産業
用ロボットにおいてサーボ制御溶接ガンを使用する際
は、ロボット本体及び溶接ガンについて、その制御装置
が共用できるとともに、制御プログラム及び制御データ
の共通化も可能になり、例えば、自動車ボディーの溶接
加工に使用される溶接ロボットへの適用も容易に可能と
なる。
ボットのアーム先端に取り付けて使用する場合は、上述
のサーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法を、溶接ガンの
制御装置により行わせる代わりに産業用ロボットの制御
装置により行わせるようにすればよい。これにより産業
用ロボットにおいてサーボ制御溶接ガンを使用する際
は、ロボット本体及び溶接ガンについて、その制御装置
が共用できるとともに、制御プログラム及び制御データ
の共通化も可能になり、例えば、自動車ボディーの溶接
加工に使用される溶接ロボットへの適用も容易に可能と
なる。
【００２８】最後に、前述の異常検知プログラム３１に
より行われる、経年使用による異常の処理手順について
説明する。ここでは上述のサーボ制御溶接ガンの加圧力
調整方法により予め設定されている加圧力−電流テーブ
ル上の第ｋ番目の加圧力Ｆkの異常検知について説明す
る。加圧力−電流テーブルに基づいて、基準加圧力Ｆk
に対応するサーボモータへの供給電流Ｉk を選定し、こ
の供給電流Ｉk をサーボモータ１３へ供給することによ
り圧力検出器１４に対して加圧を行う。このときのサー
ボモータ１３へ実際に流れる実測供給電流ｉk を検出し
これを制御装置２１に入力するとともに、加圧力計１５
により測定された実測加圧力ｆk を制御装置２１に入力
する。
より行われる、経年使用による異常の処理手順について
説明する。ここでは上述のサーボ制御溶接ガンの加圧力
調整方法により予め設定されている加圧力−電流テーブ
ル上の第ｋ番目の加圧力Ｆkの異常検知について説明す
る。加圧力−電流テーブルに基づいて、基準加圧力Ｆk
に対応するサーボモータへの供給電流Ｉk を選定し、こ
の供給電流Ｉk をサーボモータ１３へ供給することによ
り圧力検出器１４に対して加圧を行う。このときのサー
ボモータ１３へ実際に流れる実測供給電流ｉk を検出し
これを制御装置２１に入力するとともに、加圧力計１５
により測定された実測加圧力ｆk を制御装置２１に入力
する。
【００２９】ここで、基準加圧力Ｆk と実測加圧力ｆk
の比較を行い、差｜Ｆk −ｆk ｜が予め設定された許容
誤差内にあれば正常に加圧されていると判断し、一方、
差｜Ｆk −ｆk ｜が予め設定された許容誤差内にない場
合は異常状態であると判断する。また、異常状態である
と判断した時、サーボモーター１３へ実際に流れる実測
供給電流ｉk が加圧力−電流テーブル上の供給電流Ｉk
に等しければ、サーボモータ１３または溶接ガンの異常
と判断でき、一方、等しくなければ制御装置２１または
サーボモータ１３に異常があると判断できる。さらに、
これらの異常の種別に応じて制御装置内の警報出力３２
より異常信号を出力したり、表示装置１６に対して異常
を表示するように指令を出す。作業者はこの異常検知プ
ログラム３１を必要に応じて起動させることにより、加
圧力の異常の有無を自動的にチェックすることができ
る。
の比較を行い、差｜Ｆk −ｆk ｜が予め設定された許容
誤差内にあれば正常に加圧されていると判断し、一方、
差｜Ｆk −ｆk ｜が予め設定された許容誤差内にない場
合は異常状態であると判断する。また、異常状態である
と判断した時、サーボモーター１３へ実際に流れる実測
供給電流ｉk が加圧力−電流テーブル上の供給電流Ｉk
に等しければ、サーボモータ１３または溶接ガンの異常
と判断でき、一方、等しくなければ制御装置２１または
サーボモータ１３に異常があると判断できる。さらに、
これらの異常の種別に応じて制御装置内の警報出力３２
より異常信号を出力したり、表示装置１６に対して異常
を表示するように指令を出す。作業者はこの異常検知プ
ログラム３１を必要に応じて起動させることにより、加
圧力の異常の有無を自動的にチェックすることができ
る。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、サーボモータにより溶
接ガンの可動側電極を移動させることにより可動側電極
に対向して設けられた固定側電極との間で被溶接物を加
圧挟持し、これにより被溶接物に対して所望の溶接加工
を施すようにされたサーボ制御溶接ガンの制御方法にお
いて、設計データより算出される加圧力−電流テーブル
は、サーボモータ及び溶接ガンの設計緒元を予め溶接ガ
ンの制御装置に入力しておくことにより自動的に作成さ
れ、さらに製作上の誤差及び動的要素による誤差は、実
測加圧力（ｆi ）の測定、実測加圧力（ｆi ）と基準加
圧力（Ｆi ）との比較、及びサーボモータへの供給電流
の補正の各手順を繰り返すことにより、実際の溶接加工
時の加圧力に対応するサーボモータへの供給電流が自動
的に算出されるようになったので、従来のように作業者
の手作業によることなく、しかも短時間で、加圧力ー電
流テーブルの補正作業が行えるようになった。そして、
これにより製造工程の省力化、無人化に対応できるもの
となった。
接ガンの可動側電極を移動させることにより可動側電極
に対向して設けられた固定側電極との間で被溶接物を加
圧挟持し、これにより被溶接物に対して所望の溶接加工
を施すようにされたサーボ制御溶接ガンの制御方法にお
いて、設計データより算出される加圧力−電流テーブル
は、サーボモータ及び溶接ガンの設計緒元を予め溶接ガ
ンの制御装置に入力しておくことにより自動的に作成さ
れ、さらに製作上の誤差及び動的要素による誤差は、実
測加圧力（ｆi ）の測定、実測加圧力（ｆi ）と基準加
圧力（Ｆi ）との比較、及びサーボモータへの供給電流
の補正の各手順を繰り返すことにより、実際の溶接加工
時の加圧力に対応するサーボモータへの供給電流が自動
的に算出されるようになったので、従来のように作業者
の手作業によることなく、しかも短時間で、加圧力ー電
流テーブルの補正作業が行えるようになった。そして、
これにより製造工程の省力化、無人化に対応できるもの
となった。
【図１】本発明におけるサーボ制御溶接ガンの加圧力調
整方法を示すフローチャートである。
整方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明におけるサーボ制御溶接ガンの加圧力調
整方法が適用される、溶接ガン及びこれを制御するため
の制御装置を含むシステムの一例を示したものである。
整方法が適用される、溶接ガン及びこれを制御するため
の制御装置を含むシステムの一例を示したものである。
１１ 可動側電極 １２ 固定側電極 １３ サーボモータ １４ 被溶接物（圧力検出器） １５ 加圧力計 ２１ 制御装置 ２７ 加圧力−電流テーブル
Claims (3)
- 【請求項１】サーボモータにより溶接ガンの一方の電極
すなわち可動側電極を移動させることにより該可動側電
極に対向して設けられた溶接ガンの他方の電極すなわち
固定側電極との間で被溶接物を加圧挟持し、これにより
被溶接物に対して所望の溶接加工を施すようにされたサ
ーボ制御溶接ガンの制御方法において、 サーボモータ及び溶接ガンの設計緒元を基に、溶接ガン
に基準加圧力（Ｆi ）としての所定の加圧力を発生させ
るためのサーボモータへの供給電流（Ｉi ）を複数個の
基準加圧力（Ｆi ）について予め算出し、 該複数個の基準加圧力（Ｆi ）とこれに対応するサーボ
モータへの供給電流（Ｉi ）を溶接ガンの制御装置の記
憶装置内にある加圧力−電流テーブルに記憶し、 該加圧力−電流テーブルに記憶されているサーボモータ
への供給電流（Ｉi ）及び基準加圧力（Ｆi ）の複数個
のデータより両者の相関係数である比例係数（ｋ）を算
出し、 前記加圧力−電流テーブルに記憶されている各供給電流
（Ｉi ）を実際にサーボモータへ供給したときの加圧力
としての実測加圧力（ｆi ）を加圧力計にて測定し、 加圧力−電流テーブルに記憶されているサーボモータへ
の供給電流（Ｉi ）のそれぞれについて前記実測加圧力
（ｆi ）と前記基準加圧力（Ｆi ）とを順次比較し、 この比較において、基準加圧力（Ｆi ）と実測加圧力
（ｆi ）との差｜Ｆi −ｆi ｜が予め設定された許容誤
差内にない場合は、差｜Ｆi −ｆi ｜に前記比例係数
（ｋ）を乗じた値（ｋ＊（Ｆi −ｆi ））の分だけサー
ボモータへの供給電流を補正したのち再度加圧力計にて
実測加圧力（ｆi ）を測定し、この時の差｜Ｆi −ｆi
｜が予め設定された許容誤差内になるまでこれを繰り返
し、差｜Ｆi−ｆi ｜が予め設定された許容誤差内にな
った時点で前記加圧力−電流テーブルのサーボモータへ
の供給電流（Ｉi ）の値を補正後の値へ置き換え、 以上の処理により、溶接ガンに所定の加圧力を発生させ
るためのサーボモータへの供給電流を調整することを特
徴とするサーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法。 - 【請求項２】前記加圧力計ではこれに接続された圧力検
出器を溶接ガンの両電極間に加圧挟持させることにより
実測加圧力（ｆi ）を測定するようにしていることを特
徴とする請求項１記載のサーボ制御溶接ガンの加圧力調
整方法。 - 【請求項３】前記溶接ガンを産業用ロボットのアーム先
端に取り付けて使用する場合は、請求項１または２に記
載のサーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法を、前記溶接
ガンの制御装置により行わせる代わりに産業用ロボット
の制御装置により行わせるようにしたことを特徴とする
サーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8185349A JP3069049B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | サーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法 |
| US08/878,067 US5883355A (en) | 1996-06-27 | 1997-06-18 | Method of adjusting a clamping force of servo-controlled welding gun |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8185349A JP3069049B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | サーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH106026A true JPH106026A (ja) | 1998-01-13 |
| JP3069049B2 JP3069049B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=16169241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8185349A Expired - Lifetime JP3069049B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | サーボ制御溶接ガンの加圧力調整方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5883355A (ja) |
| JP (1) | JP3069049B2 (ja) |
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| DE102019107711A1 (de) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | Röhm Gmbh | Verfahren zur Bestimmung der Spannkraft |
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| US4680441A (en) * | 1984-06-29 | 1987-07-14 | Mckendrick Lorne | Pressure regulator control system |
| JPS62286688A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-12 | Toshiba Corp | 抵抗溶接機の制御装置 |
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