CN102039480A - 利用可动电极的焊接工件位置检测方法 - Google Patents

Abstract

一种利用可动电极的焊接工件位置检测方法，在点焊***中，利用多关节机器人使焊接工件与点焊枪相对移动，由此，使可动电极与焊接工件从相互分离的状态接近或者使可动电极与焊接工件从相互接触的状态分离，同时监视伺服电动机的电流或转矩，根据电流或转矩的变化倾向变化时的可动电极的位置和多关节机器人的位置，检测焊接工件的表面位置，点焊***具备：具有由伺服电动机驱动的可动电极和与其相向配置的相向电极的点焊枪以及保持焊接工件和点焊枪中的一方的多关节机器人。由此，在点焊***中，可以不延长检测焊接工件的表面位置所需要的时间，提高利用可动电极进行的焊接工件的表面位置的检测精度。

Description

利用可动电极的焊接工件位置检测方法

技术领域

本发明涉及一种焊接工件位置检测方法，其在使用多关节机器人使焊接工件与点焊枪相对移动，在点焊枪的相向的可动电极与相向电极之间夹持焊接工件，来进行焊接工件的点焊的点焊***中，利用可动电极检测焊接工件的表面位置。

背景技术

点焊***具有：点焊枪，其具有通过伺服电动机驱动的可动电极和与其相向配置的相向电极；以及多关节机器人，在其在前端保持点焊枪，在利用多关节机器人使焊接工件与点焊枪相对移动之后，朝向焊接工件上的预先设定的打点位置使点焊枪的可动电极和相向电极闭合，在点焊枪的可动电极与相向电极之间夹持焊接工件，在该状态下，在两电极间施加电压，由此在打点位置进行点焊。相向电极通常是设置在焊枪臂上的固定电极。在这样的点焊***中，为了能够使可动电极以及相向电极定位在焊接工件上的打点位置上，需要预先对多关节机器人示教在打点位置的焊接工件的可动电极侧表面位置和相向电极侧表面位置。

在示教作业中，作业者通过目视确认焊接工件的位置，然后操作多关节机器人，使点焊枪移动至在使点焊枪的可动电极和相向电极闭合时可动电极以及相向电极与焊接工件的打点位置接触的位置，在使点焊枪移动至希望的位置之后，存储多关节机器人的位置以及可动侧电极片的位置。即，关于多关节机器人的位置以及可动侧电极片的位置，示教基于焊接工件的位置的位置。

在上述那样的示教作业中，需要进行示教以使可动电极以及相向电极恰当地与焊接工件的表面接触。当作业者通过目视来进行这样的可动电极以及相向电极与焊接工件接触的判断时，由于作业者的熟练程度或难于目视的作业环境，无法正确地检测接触，还无法正确地检测出在打点位置的焊接工件的可动电极侧表面位置以及相向电极侧表面位置。因此，例如日本专利第3337448号记载的那样，提出如下的方法，即，在可动电极通过伺服电动机的驱动向相向电极移动并与焊接工件的表面接触时，从焊接工件向可动电极作用由于弯曲或凹陷这样的焊接工件的弹性变形而产生的反作用力，由此伺服电动机的电流值(即，转矩值)增加，利用这种情况，在伺服电动机的电流值到达预先设定的阈值时判断为可动电极与焊接工件接触，并且在相向电极通过多关节机器人向焊接工件移动并与焊接工件的表面接触时，由于焊接工件的弹性变形，产生从焊接工件向多关节机器人的反作用力，利用这种情况，在向多关节机器人的反作用力达到预先设定的值时，判断为相向电极与焊接工件接触。此外，能够根据对多关节机器人的各轴进行驱动的伺服电动机的电流值求出向多关节机器人的反作用力。另外，如日本特开平6-218554号公报记载的那样，还存在如下的方法，即，在通过与日本专利第3337448号公报相同的方法检测出可动电极与焊接工件的接触之后，在可动电极与相向电极之间的间隔变得与预先测定的在打点位置的焊接工件的厚度相等为止，一边通过多关节机器人以使相向电极向焊接工件接近的方式使点焊枪移动，一边通过伺服电动机在保持可动电极与焊接工件接触的状态下，以与点焊枪相同的移动速度使可动电极向相向电极移动，由此使相向电极与焊接工件接触，将相向电极定位在焊接工件上。

另外，日本专利第4233684号公报提出了如下的方法，即，在通过与日本专利第3337448号公报相同的方法判断为检测到可动电极与焊接工件的接触之后，对相向电极进行定位，将其定位在使相向电极向焊接工件移动了此时的可动电极和相向电极之间的间隔与焊接工件的设定厚度之间的差值的位置上。

为了在点焊***的示教作业中缩短利用可动电极进行的焊接工件的表面位置的检测所需要的时间，需要使可动电极快速移动。另一方面，在使可动电极移动时，由于可动电极的驱动机构的动摩擦，伺服电动机的电流或转矩发生波动(变动)。因此，在以快的速度使可动电极移动时，伺服电动机的电流或转矩的波动也变大，结果，有时由于可动电极的驱动机构的动摩擦引起的伺服电动机的电流或转矩的波动，伺服电动机的电流或转矩超过用于判定接触的阈值，引起可动电极与焊接工件的接触的误检测。

为了防止该误检测，需要将用于判断可动电极与焊接工件接触的伺服电动机的电流或转矩的阈值设定为比动摩擦引起的伺服电动机的电流或转矩的波动大的值。但是，当阈值大时，可动电极在实际与焊接工件接触之后进行移动直至判断为与焊接工件接触，因此，焊接工件的弹性变形量变大，无法正确地检测焊接工件的表面位置。另外，最糟糕的情况，有可能使焊接工件塑性变形。

而且，焊接工件的弹性变形量是以下两个距离的总合，其中一个距离为可动电极在实际与焊接工件接触之后进行移动直至判断为与焊接工件接触的压入距离，另一个距离为在判断为与焊接工件接触之后直至可动电极片实际停止时的惯性运动距离。但是，虽然能够根据可动电极片的动作的减速时间来计算惯性运动距离，但另一方面，由于压入距离取决于焊接工件的材质、固定方法、点焊枪的机械刚性，所以需要考虑复杂的工件的变形模型，无法通过单纯的计算求出压入距离。因此，无法严谨地计算出焊接工件的弹性变形量。

另外，由于焊接工件的弹性变形而产生的从焊接工件向可动电极的反作用力，导致在检测可动电极与焊接工件接触时使用的伺服电动机的电流或转矩增加，所以，即使是相同的焊接工件的弹性变形量，与硬的焊接工件相比，在为软的焊接工件时反作用力变小，结果，可动电极与焊接工件接触时的伺服电动机的电流或转矩的变化量变小。因此，在软的焊接工件时，可动电极与焊接工件接触时的伺服电动机的电流或转矩的变化隐蔽在因动摩擦而产生的伺服电动机的电流或转矩的波动中，从而难于检测可动电极与焊接工件的接触，接触的检测精度恶化。

另一方面，如果使可动电极的移动速度变慢，则能够减小因可动电极驱动机构的动摩擦而产生的伺服电动机的电流或转矩的波动，另外，作为结果，能够将阈值设定为小的值，从而能够解决上述2个问题。但是，当减慢可动电极的移动时，利用可动电极进行的焊接工件的表面位置的检测所需要的时间变长，从而产生不实用的问题。

因此，本发明的第一目的在于解决在现有技术中存在的上述问题，在点焊***中，不增加利用可动电极进行的焊接工件的表面位置的检测所需要的时间，能够提高利用可动电极进行的焊接工件的表面位置的检测的精度。

在日本特开平6-218554号公报记载的方法中，为了将相向电极定位在焊接工件的表面上，需要预先设定焊接工件在各打点位置上的厚度。但是，由于设定焊接工件的厚度需要时间，所以存在难以在实际的焊接作业中分别设定数百个打点位置上的厚度的问题。而且，当根据焊接工件的设计数据上的值设定焊接工件在各打点位置上的厚度时，由于焊接工件间存在间隙或焊接工件个体差异的影响，有时相向电极不与焊接工件接触，或者相向电极过度按压焊接工件使焊接工件变形，在最糟糕的情况使焊接工件塑性变形或使点焊枪损坏。因此，还存在如下问题：为了防止焊接工件的变形和点焊枪损坏，必须在设定焊接工件的厚度之前，在焊接工件上的所有的打点位置预先测定焊接工件的厚度。

另一方面，在日本专利第3337448号公报记载的方法中，如日本特开平6-218554号公报的方法那样，不需要测定焊接工件在各打点位置上的厚度。但是，用于检测相向电极与焊接工件接触的从焊接工件向多关节机器人的反作用力，引起相向电极与焊接工件接触时产生的焊接工件的弹性变形。因此，为了使反作用力超越阈值需要使焊接工件进行某种程度的变形，阈值取决于焊接工件的刚性。另外，从焊接工件向多关节机器人的反作用力导致的多关节机器人的各轴驱动用伺服电动机的电流值的变化，除了取决于焊接工件的刚性之外，还取决于点焊枪的臂和多关节机器人的刚性。因此，用于检测相向电极与焊接工件接触的反作用力的阈值因使用的焊接工件、点焊枪以及多关节机器人的组合而不同，为了正确地检测相向电极与焊接工件接触，需要预先通过实验决定反作用力的阈值。因此，存在难于广泛地应对的问题。

因此，本发明的第二目的在于解决在现有技术中存在的上述问题，在点焊***中，不取决于焊接工件、点焊枪以及多关节机器人的刚性，能够正确地检测相向电极所接触的焊接工件的表面位置。

在日本专利第3337448号公报以及日本专利第4233584号公报中公开的方法中，在检测焊接工件的可动电极侧表面位置时，在利用伺服电动机驱动可动电极，使可动电极以接近相向电极的方式移动时，监视驱动可动电极的伺服电动机的电流值或转矩值。但是，在可动电极被伺服电动机驱动而进行移动时，由于存在于点焊枪中的机械阻力(例如，驱动部分的内部摩擦、将可动电极与焊接变压器连接的导电部的弹性变形等)，在驱动可动电极的伺服电动机的电流或转矩中出现波动或变动，容易成为不稳定的状态。因此，在可动电极与焊接工件接触时产生的伺服电动机的电流或转矩的增加隐蔽在点焊枪的机械阻力导致的波动或变动中，难于正确地确定可动电极与焊接工件的接触时刻，引起可动电极与焊接工件的接触的误检测。

因此，本发明的第三目的在于解决在现有技术中存在的上述问题，在点焊***中，提高利用可动电极进行的焊接工件的表面位置的检测精度。

发明内容

鉴于上述第一目的，根据本发明，提供一种利用可动电极的焊接工件位置检测方法，在点焊***中，利用所述可动电极检测所述焊接工件的表面位置，所述点焊***具备：具有由伺服电动机驱动的所述可动电极和与该可动电极相向配置的相向电极的点焊枪以及保持所述焊接工件和所述点焊枪中的一方的多关节机器人，通过所述伺服电动机使所述可动电极和所述相向电极接近、离开，在所述点焊枪的所述相向电极与所述可动电极之间夹持焊接工件来进行焊接工件的点焊，利用所述多关节机器人，以使所述可动电极与所述焊接工件从相互离开的状态接近或者从相互接触的状态离开的方式，使所述焊接工件和所述点焊枪相对移动，同时监视所述伺服电动机的电流或转矩，在所述电流或转矩的变化倾向变化时，判断为所述可动电极与所述焊接工件接触或者所述可动电极离开所述焊接工件，根据所述电流或转矩的变化倾向变化时的所述可动电极的位置和所述多关节机器人的位置检测所述焊接工件的表面位置。

在此，在本申请中，“变化倾向变化时”是指减小或恒定的倾向转变为单调增加时；从平缓的增加转变为每单位时间的增加量变大，相对急速地增加的倾向时；单调减小转变为平缓稳定的增加或恒定的倾向时；或从单调减小转变为每单位时间的减小量减小，平缓地减小的倾向时。

在上述利用可动电极进行的焊接工件位置检测方法中，利用多关节机器人使点焊枪与焊接工件相对移动，由此使可动电极与焊接工件接近、离开，所以能够代替利用伺服电动机进行的可动电极的移动，利用多关节机器人的移动，使可动电极与焊接工件从相互离开的状态接触或从相互接触的状态离开。因此，能够通过多关节机器人的移动使可动电极与焊接工件相对移动，使可动电极的移动速度减小基于多关节机器人的移动速度的量，从而能够将通过伺服电动机进行的可动电极的移动抑制为最小。结果，因可动电极驱动机构的动摩擦而产生的伺服电动机的电流或转矩的波动变小。另外，不增加通过伺服电动机进行的可动电极的移动的移动速度，增加通过多关节机器人进行的点焊枪移动的移动速度，可以缩短焊接工件的表面位置的检测时间。

在上述利用可动电极的焊接工件位置检测方法中，优选在为了检测所述焊接工件的位置监视所述伺服电动机的电流或转矩时，利用所述伺服电动机以速度Vg驱动所述可动电极，同时利用所述多关节机器人使所述点焊枪与所述焊接工件相对移动。速度Vg可以是能够除去用于驱动所述可动电极的机构的静摩擦的程度的速度，如果是机构部的静摩擦非常小的焊枪，可以为0。

在一个实施方式中，为了检测所述焊接工件的位置监视所述伺服电动机的电流或转矩，同时通过所述多关节机器人使所述点焊枪与所述焊接工件，在使所述可动电极与所述焊接工件从相互离开的状态接近的方向上相对移动，在所述伺服电动机的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量转变为与假设处于基准状态时的所述伺服电动机的电流或转矩的值或每单位时间的变化量相比增加的倾向时，判断为所述可动电极与所述焊接工件接触。

在上述实施方式中，优选决定所述伺服电动机的电流或转矩具有与所述点焊枪和所述焊接工件开始相对移动后并且所述可动电极与所述焊接工件接触之前的预备动作区间相同的变化倾向的状态，来作为基准状态。

例如，在所述伺服电动机的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量与假设处于所述基准状态时的所述伺服电动机的电流或转矩的值或每单位时间的变化量相比增加了预定的值以上时，能够判断为所述伺服电动机的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量转变为与假设处于所述基准状态时的所述伺服电动机的电流或转矩的值或每单位时间的变化量相比增加的倾向。

另外，假设处于所述基准状态时的所述伺服电动机的电流或转矩的每单位时间的变化量为0，在所述伺服电动机的电流或转矩的实际的每单位时间的变化量在预先设定的正的值以上时，可以判断为所述伺服电动机的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量转变为与假设处于所述基准状态时的所述伺服电动机的电流或转矩的值或每单位时间的变化量相比增加的倾向。

而且，从所述伺服电动机的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量与假设处于所述基准状态时的所述伺服电动机的电流或转矩的值或每单位时间的变化量相比增加了预先设定的值以上的时刻开始，或者从把假设处于所述基准状态时的所述伺服电动机的电流或转矩的每单位时间的变化量设为0，所述伺服电动机的电流或转矩的实际的每单位时间的变化量成为预先设定的正的值以上的时刻开始，沿着所述伺服电动机的电流或转矩的时间序列波形回溯时刻，可以在所述伺服电动机的电流或转矩的实际的每单位时间的变化量从正的值变化为0或负的值的时刻，判断为所述可动电极与所述焊接工件接触。

在其他实施方式中，为了检测所述焊接工件的位置监视所述伺服电动机的电流或转矩，同时通过所述多关节机器人使所述点焊枪和所述焊接工件在使所述可动电极与所述焊接工件从相互按压的状态分离的方向上进行相对移动，在所述伺服电动机的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量转变为与假设处于基准状态时的所述伺服电动机的电流或转矩的值或每单位时间的变化量相比增加的倾向时，判断为所述可动电极从所述焊接工件离开。

在上述其他实施方式中，理想的是作为所述伺服电动机的电流或转矩具有与所述点焊枪和所述焊接工件开始相对移动后并且所述可动电极与所述焊接工件分离前的预备动作区间相同的变化倾向的状态，决定基准状态。

例如，在所述伺服电动机的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量与假设处于所述基准状态时的所述伺服电动机的电流或转矩的值或每单位时间的变化量相比增加了预先设定的值以上时，可以判断为所述伺服电动机的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量转变为与假设处于所述基准状态时的所述伺服电动机的电流或转矩的值或每单位时间的变化量相比增加的倾向。

另外，从所述伺服电动机的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量与假设处于所述基准状态时的所述伺服电动机的电流或转矩的值或每单位时间的变化量相比增加了预先设定的值以上的时刻开始，沿着所述伺服电动机的电流或转矩的时间序列波形回溯时刻，在所述伺服电动机的电流或转矩的实际的每单位时间的变化量从正的值或0变化为负的值的时刻，可以判断为所述可动电极从所述焊接工件离开。

而且，为了检测所述焊接工件的位置监视所述伺服电动机的电流或转矩，同时利用所述多关节机器人使所述点焊枪和所述焊接工件在使所述可动电极和所述焊接工件从相互按压的状态离开的方向上进行相对移动，在所述伺服电动机的电流或转矩的每单位时间的变化量变为0或正的值时，判断为所述可动电极从所述焊接工件离开。

在上述两个实施方式中，还可以使用把所述伺服电动机的电流或转矩换算成焊接力后的值，来实施焊接工件的位置检测。如此，可以代替伺服电动机的电流或转矩而使用焊接力，由此不依赖于焊枪机构部或电动机性能，不论在那种点焊枪中，都能够一律决定工件的检测判断的基准。

另外，在上述两个实施方式中，能够通过执行进行焊接的程序命令，通过所述可动电极实施焊接工件位置检测。如此，通过执行预先储存在机器人控制装置中的点焊程序，能够实施利用可动电极进行的焊接工件位置检测的工序，能够使作业者的作业顺序简化。

鉴于上述第二目的，根据本发明，提供一种焊接工件位置检测方法，在点焊***中，检测相向电极所接触的所述焊接工件的表面位置，所述点焊***具备：具有由伺服电动机驱动的可动电极和与该可动电极相向配置的所述相向电极的点焊枪以及保持所述点焊枪和所述焊接工件中的一方，使其相对于另一方相对移动的多关节机器人，通过所述伺服电动机使所述可动电极和所述相向电极接近、离开，在所述点焊枪的所述可动电极与所述相向电极之间夹持所述焊接工件进行所述焊接工件的点焊，在将所述可动电极以与所述焊接工件的表面接触的方式进行定位后，在通过所述伺服电动机使所述可动电极以预先设定的速度Vg在接近所述相向电极的方向上移动的同时，使用所述多关节机器人，以使所述相向电极与所述焊接工件相互接近的方式，使所述点焊枪和所述焊接工件以与所述速度Vg相同的速度相对移动，同时，监视所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度以及加速度中的至少一方，由此，检测所述相向电极与所述焊接工件的接触，根据检测时的所述相向电极的位置检测所述相向电极所接触的所述焊接工件的表面位置。

此外，可动电极相对于相向电极的移动速度、加速度的监视分别与用于驱动可动电极的伺服电动机的旋转速度、旋转加速度的监视等价，在可动电极相对于相向电极的移动速度、加速度的监视中，分别包含用于驱动可动电极的伺服电动机的旋转速度、旋转加速度的监视。

在上述焊接工件位置检测方法中，在对可动电极以与焊接工件的表面接触的方式进行定位后，在利用伺服电动机使可动电极以预先设定的速度Vg在接近相向电极的方向上移动的同时，利用多关节机器人使点焊枪和焊接工件以使相向电极与焊接工件相互接近的方式，以与速度Vg相同的速度相对移动。因此，在相向电极与焊接工件接触时，成为在可动电极与相向电极之间夹入焊接工件的情形，妨碍可动电极相对于相向电极的移动，可动电极相对于相向电极的移动速度从预先设定的值Vg减小。同样，可动电极相对于相向电极的加速度从0转变为负的值。因此，如果检测出可动电极相对于相向电极的移动速度从预先设定的值Vg减小的时刻或者可动电极相对于相向电极的加速度从0转变为负的值的时刻，则能够检测出相向电极与焊接工件接触。而且，成为监视的对象的是任意预先设定的可动电极相对于相向电极的移动速度或加速度，因此，不像驱动电极的伺服电动机的电流或转矩那样取决于各个伺服电动机的特性或电极驱动机构的摩擦特性等而发生变化。因此，能够几乎不受焊接工件、点焊枪以及多关节机器人的刚性的影响，检测相向电极与焊接工件接触。

在上述焊接工件位置检测方法中，优选对用于相对于所述相向电极驱动所述可动电极的伺服电动机设定转矩极限。如果对用于驱动可动电极的伺服电动机设定转矩极限，则在相向电极与焊接工件接触时伺服电动机的转矩到达转矩极限，所以能够限制伺服电动机进行的可动电极的移动，能够更快并且更加显著地降低相向电极与焊接工件接触时的可动电极的移动速度以及加速度，提高检测精度。另外，能够抑制因可动电极以及相向电极引起的焊接工件的弹性变形。

优选根据使所述点焊枪和所述焊接工件以与所述速度Vg相同的速度进行移动时的所述伺服电动机的转矩的值，决定所述伺服电动机的转矩极限。在为了使相向电极与焊接工件接触，进行使点焊枪和焊接工件以与速度Vg相同的速度相对移动的动作时，可动电极以速度Vg进行移动，伺服电动机以用于维持该速度Vg的最低限度的转矩进行动作。如果取得该所需要的最低限度的转矩设定为转矩极限，则能够在相向电极与焊接工件接触时立即限制可动电极的移动，因此，能够更快且更显著地降低可动电极的移动速度以及加速度降低，提高检测灵敏度。

在对所述伺服电动机设定了转矩极限的情况下，在对所述可动电极进行定位使其与所述焊接工件的表面接触之后，进一步，从把所述可动电极定位在从所述焊接工件的表面偏移预先设定的距离的位置上的状态，通过所述伺服电动机使所述可动电极以预先设定的速度Vg在接近所述相向电极的方向上移动，同时利用所述多关节机器人使所述点焊枪和所述焊接工件以使所述相向电极和所述焊接工件相互接近的方式，以与所述速度Vg相同的速度相对移动。可以在向焊接工件按压可动电极的方向上进行偏移，也可以在离开的方向上进行偏移。在点焊枪的可动电极与焊接工件的表面接触的状态下，仅仅通过多关节机器人的振动等使点焊枪振动，可动电极与焊接工件接触或分离，成为来自焊接工件的反作用力向可动电极传递或离开可动电极的不稳定的状态，在相向电极与焊接工件接触前的状态下，伺服电动机的转矩也变动，难于决定用于将可动电极维持为速度Vg的转矩。相对于此，如果使可动电极从焊接工件的表面稍微离开，则能够除去来自焊接工件的反作用力。另外，相反，如果使可动电极稍微按压焊接工件，从焊接工件至可动电极的反作用力就不会消失，因此，能够稳定地承受大致恒定的反作用力。因此，通过使可动电极从焊接工件的表面偏移来对其进行定位，能够稳定地决定用于维持使可动电极以速度Vg进行动作的转矩。

在上述焊接工件位置检测方法中，监视所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度以及加速度中的至少一方，在所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度从恒定转变为减小时或者所述可动电极相对于所述相向电极的加速度从0转变为负时，判断所述相向电极与所述焊接工件接触，可以根据所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度从恒定转变为减小时或所述可动电极相对于所述相向电极的加速度从0转变为负时的所述相向电极的位置，检测所述相向电极所接触的所述焊接工件的表面位置。此时，作为一个例子，从所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度以及加速度中的至少一方的值或每单位时间的变化量变为负的阈值以下的时刻开始，沿着所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度或加速度的时间序列波形回溯时刻，在所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度或加速度的每单位时间的变化量从负的值变化为0或正的值的时刻，能够判断所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度从恒定转变为减小或所述可动电极相对于所述相向电极的加速度从0转变为负。

另外，在上述焊接工件位置检测方法中，监视所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度以及加速度中的至少一方，在所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度减小时或所述可动电极相对于所述相向电极的加速度从0转变为负时，使用所述多关节机器人使所述点焊枪和所述焊接工件相对移动的速度也减少相同的减小量，或使用所述多关节机器人使所述点焊枪与所述焊接工件相对移动的加速度也减小相同的减小量，在所述可动电极或所述多关节机器人的移动停止时，判断所述相向电极与所述焊接工件接触，可以根据所述可动电极或所述多关节机器人的移动停止时的所述相向电极的位置，检测所述相向电极所接触的所述焊接工件的表面位置。

另外，根据本发明，提供一种焊接工件位置检测方法，在点焊***中，分别检测可动电极以及相向电极所接触的所述焊接工件的表面位置，所述点焊***具备：具有由伺服电动机驱动的所述可动电极和与该可动电极相向配置的所述相向电极的点焊枪以及保持所述点焊枪和所述焊接工件中的一方，使其相对于另一方相对移动的多关节机器人，通过所述伺服电动机使所述可动电极和所述相向电极接近、离开，在所述点焊枪的所述可动电极与所述相向电极之间夹持所述焊接工件来进行所述焊接工件的点焊，包括以下步骤：使用所述多关节机器人，以所述可动电极和所述焊接工件从相互离开的状态接近或者从相互接触的状态离开的方式，使所述焊接工件和所述点焊枪相对移动，同时，监视所述伺服电动机的电流或转矩，在所述电流或转矩的变化倾向变化时，判断为所述可动电极与所述焊接工件接触或判断为所述可动电极从所述焊接工件离开，根据所述电流或转矩的变化倾向变化时的所述可动电极的位置和所述多关节机器人的位置，检测所述可动电极所接触的所述焊接工件的表面位置；以及通过所述的焊接工件位置检测方法，检测所述相向电极所接触的所述焊接工件的表面位置。

上述焊接工件位置检测方法还包括以下步骤：根据检测出的所述可动电极所接触的所述焊接工件的表面位置和检测出的所述相向电极所接触的所述焊接工件的表面位置，求出所述焊接工件的厚度。如果这样求出焊接工件的厚度，则与预先设定的焊接工件的厚度进行比较，在两者的差超过预先设定的允许值时，判断焊接工件的厚度异常。由此，作业者能够发现错取或错误设置焊接工件，或者能够判断检测点的妥当性，从而防止作业失误。

另外，上述的所有的焊接工件位置检测方法都还能够通过执行进行焊接的程序命令来实施。通过执行如此预先储存在机器人控制装置中的点焊程序，能够实施上述所有的焊接工件位置检测的工序，使作业者的作业顺序简化。

鉴于上述第三目的，根据本发明，提供一种焊接工件位置检测方法，在点焊***中，检测可动电极所接触的所述焊接工件的表面位置，所述点焊***具备：具有由伺服电动机驱动的所述可动电极和与该可动电极相向配置的相向电极的点焊枪以及保持所述点焊枪和所述焊接工件中的一方，使其相对于另一方相对移动的多关节机器人，通过所述伺服电动机使所述可动电极和所述相向电极接近、离开，在所述点焊枪的所述可动电极与所述相向电极之间夹持所述焊接工件来进行所述焊接工件的点焊，以从相互离开的状态接近的方式使所述可动电极与所述焊接工件相对移动，在所述可动电极与所述焊接工件的相对移动中，监视所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度以及加速度中的至少一方，在所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度或加速度变化时，判断为所述可动电极与所述焊接工件接触，根据所述移动速度或加速度变化时的所述可动电极的位置和所述多关节机器人的位置，求出所述焊接工件的表面位置。

在上述焊接工件位置检测方法中，优选在对驱动所述可动电极的所述伺服电动机设定了转矩极限的状态下，使所述可动电极与所述焊接工件以从相互离开的状态接近的方式相对移动。

此外，可动电极相对于相向电极的移动速度、加速度的监视分别与用于驱动可动电极的伺服电动机的旋转速度、旋转加速度的监视等价，在可动电极相对于相向电极的移动速度、加速度的监视中，分别包含用于驱动可动电极的伺服电动机的旋转速度、旋转加速度的监视。

在上述可动电极的焊接工件位置检测方法中，不监视驱动可动电极的伺服电动机的电流或转矩，而是监视可动电极相对于相向电极的移动速度以及加速度中的至少一方。可动电极与焊接工件接触时的驱动可动电极的伺服电动机的电流或转矩的变动是因为可动电极从焊接工件受到的反作用力引起的，因此受到伺服电动机的特性、点焊枪的机械特性以及由此引起的变动或波动的影响。相对于此，可动电极相对于相向电极的移动速度或加速度受到控制，通过针对伺服电动机的速度控制而变得恒定，因此，不取决于伺服电动机的特性或点焊枪的机械特性，还难于受到点焊枪的机械特性引起的变动或波动的影响。而且，如果对伺服电动机设定转矩极限，则在可动电极与焊接工件接触时，即使在速度控制下，可动电极相对于相向电极的移动速度显著地降低。因此，可动电极与焊接工件接触时的可动电极相对于相向电极的移动速度或加速度的变化比伺服电动机的电流或转矩的变化更加显著，难于受到点焊枪的机械特性引起的变动或波动的影响，从而能够正确地检测可动电极与焊接工件的接触时刻。

在上述焊接工件位置检测方法中，可以通过所述伺服电动机以使所述可动电极接近所述相向电极的方式驱动所述可动电极，由此进行所述可动电极与所述焊接工件的相对移动，还可以利用所述多关节机器人以使所述焊接工件与所述可动电极接近的方式使所述焊接工件与所述点焊枪相对移动，来进行所述可动电极与所述焊接工件的相对移动。特别是通过后者，能够将可动电极的动作抑制为最小，使点焊枪的机械特性引起的变动或波动的影响更小，因此能够更加正确地检测可动电极与焊接工件的接触时刻。

优选在利用多关节机器人使焊接工件与点焊枪相对移动，来进行可动电极与焊接工件的相对移动时，在利用所述多关节机器人以使所述焊接工件与所述可动电极接近的方式，使所述焊接工件与所述点焊枪相对移动的同时，通过所述伺服电动机进行驱动使所述可动电极相对于所述相向电极以速度Vg进行移动。通过如此驱动可动电极使其移动，能够消除在点焊枪的可动电极驱动机构中存在的静摩擦的影响。另外，还优选所述速度Vg是能够除去用于驱动所述可动电极的机构的静摩擦的程度的速度。通过这样将可动电极的动作抑制为最小，能够除去在点焊枪的驱动部分中存在的静摩擦的影响，同时抑制点焊枪的机械特性引起的变动或波动的产生，从而能够以更高的精度检测接触。

另外，在上述焊接工件位置检测方法中，优选将所述伺服电动机的转矩极限决定为至少恒定地维持所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度所需要的转矩值，还优选根据在所述可动电极与所述焊接工件开始相对移动后并且所述可动电极在所述可动电极与所述焊接工件接触前的预备动作区间中进行移动时的所述伺服电动机的转矩的值，决定所述伺服电动机的转矩极限。通过这样设定转矩极限，能够更加显著地降低可动电极与焊接工件接触时的可动电极的移动速度，提高接触的检测灵敏度。另外，如果根据在预备动作区间中的伺服电动机的转矩的值设定转矩极限，则不需要通过实验对每个点焊枪预先求出伺服电动机的转矩极限的设定值，而且，还能够应对点焊枪的机械特性随时间的变化。

在上述焊接工件位置检测方法中，例如，把所述可动电极向所述相向电极接近的方向作为正，在所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度从恒定转变为减小时或者所述可动电极相对于所述相向电极的加速度从0转变为负的值时，可以判断所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度或加速度变化。此时，作为一个例子，从所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度以及加速度中的至少一方的值或每单位时间的变化量变为负的阈值以下的时刻开始，沿着所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度或加速度的时间序列波形回溯时刻，在所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度或加速度的每单位时间的变化量从负的值变化为0或正的值的时刻，能够判断为所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度从恒定转变为减小或所述可动电极相对于所述相向电极的加速度从0转变为负。

而且，在上述焊接工件位置检测方法中，通过执行进行焊接的程序命令，能够实施利用所述可动电极的焊接工件的位置检测。通过如此执行预先储存在机器人控制装置中的点焊程序，能够执行利用可动电极进行的焊接工件的位置检测的工序，由此能够使作业者的作业顺序简化。

通过参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明，本发明的上述以及其他的目的、特征以及优点将会变得更加明确。

附图说明

图1是由多关节机器人保持点焊枪使其相对于固定的焊接工件相对移动的点焊***的整体结构图。

图2是由多关节机器人保持焊接工件使其相对于固定的点焊枪相对移动的点焊***的整体结构图。

图3是表示利用多关节机器人使点焊枪的可动电极接近焊接工件的说明图。

图4是表示利用多关节机器人使点焊枪的可动电极从焊接工件离开的说明图。

图5是表示滑动速度与由此产生的摩擦力之间的相关关系的图表。

图6是通过使点焊枪的可动电极接近焊接工件，来检测焊接工件的表面位置的方法的流程图。

图7是表示执行本发明的焊接工件位置检测方法的第A1实施方式时的电动机转矩的随时间变化的图表。

图8是表示执行本发明的焊接工件位置检测方法的第A2实施方式时的电动机转矩的随时间变化的图表。

图9是在执行本发明的焊接工件位置检测方法的第A1或第A2实施方式时，根据伺服电动机的转矩的波形通过解析求出变化点的方法的说明图。

图10是在执行本发明的焊接工件位置检测方法的第A1或第A2实施方式时的，根据伺服电动机的转矩的波形通过解析求出变化点的其他方法的说明图。

图11是通过使点焊枪的可动电极从焊接工件离开来检测焊接工件的表面位置的方法的流程图。

图12是表示执行本发明的焊接工件位置检测方法的第A3实施方式时的电动机转矩的随时间变化的图表。

图13是在执行本发明的焊接工件位置检测方法的第A3实施方式时，根据伺服电动机的转矩的波形通过解析求出变化点的方法的说明图。

图14是表示执行本发明的焊接工件位置检测方法的第A4实施方式时的电动机转矩的随时间变化的图表。

图15是表示从可动电极与焊接工件的表面接触的状态下，在通过伺服电动机使可动电极以速度Vg向相向电极接近的同时，通过多关节机器人使点焊枪的相向电极以与速度Vg相同的速度Vr接近焊接工件的说明图。

图16是表示根据可动电极所接触的焊接工件的表面位置和相向电极所接触的焊接工件的表面位置，测量焊接工件的厚度t的原理的说明图。

图17是表示使伺服电动机旋转时或使可动电极移动时的伺服电动机的转矩的随时间变化的图表。

图18是表示使伺服电动机旋转时或使可动电极移动时的伺服电动机的转矩过冲时的随时间变化的情况的图表。

图19是表示在使伺服电动机旋转时或使可动电极移动时，由于点焊枪的机械阻力，电动机转矩取得各种随时间变化模式的说明图。

图20是表示在使伺服电动机以规定的旋转速度旋转时或使可动电极以规定的移动速度移动时，根据可动电极与焊接工件的位置关系电动机转矩取得各种随时间变化模式的说明图。

图21是按照本发明的第B1实施方式，保持可动电极与焊接工件的表面接触的状态不变，通过多关节机器人使点焊枪的相向电极接近焊接工件，来检测相向电极所接触的焊接工件的表面位置的方法的流程图。

图22是表示执行本发明的焊接工件位置检测方法的第B1实施方式时的伺服电动机的转矩，以及伺服电动机的旋转速度及旋转加速度(或可动电极的移动速度以及加速度)的随时间变化的图表。

图23是根据伺服电动机的旋转速度或可动电极的移动速度相对于基准值的变化量，检测伺服电动机的旋转速度或可动电极的移动速度的减小的方法的说明图。

图24是根据伺服电动机的旋转速度或可动电极的移动速度的每单位时间的变化量，检测伺服电动机的速度或可动电极的移动速度的减小的方法的说明图。

图25是根据伺服电动机的旋转速度或可动电极的移动速度的时间序列波形通过解析求出变化点的方法的说明图。

图26是根据伺服电动机的旋转加速度或可动电极的加速度相对于基准值的变化量，检测伺服电动机的旋转加速度或可动电极的加速度的减小的方法的说明图。

图27是根据伺服电动机的旋转加速度或可动电极的加速度的每单位时间的变化量，检测伺服电动机的旋转加速度或可动电极的加速度的减小的方法的说明图。

图28是根据伺服电动机的旋转加速度或可动电极的加速度的时间序列波形通过解析求出变化点的方法的说明图。

图29是按照本发明的第B2实施方式，保持可动电极与焊接工件的表面接触的状态不变，利用多关节机器人使点焊枪的相向电极与焊接工件接近，来检测相向电极所接触的焊接工件的表面位置的方法的流程图。

图30是表示执行本发明的焊接工件位置检测方法的第B2实施方式时的伺服电动机的转矩，以及伺服电动机的旋转速度(或可动电极的移动速度)和多关节机器人的移动速度的随时间变化的图表。

图31是表示执行本发明的焊接工件位置检测方法的第B2实施方式时的伺服电动机的转矩，以及伺服电动机的旋转加速度(或可动电极的加速度)和多关节机器人的加速度的随时间变化的图表。

图32是通过伺服电动机驱动点焊枪的可动电极，使其从与焊接工件分离的状态向焊接工件接近，由此检测焊接工件的表面位置的方法的流程图。

图33是表示按照本发明的焊接工件位置检测方法的第C1实施方式，通过伺服电动机使点焊枪的可动电极向焊接工件接近的说明图。

图34是表示在利用伺服电动机使点焊枪的可动电极向焊接工件接近时，设定伺服电动机的转矩极限的定时的说明图。

图35是表示在利用伺服电动机使点焊枪的可动电极向焊接工件接近时，在伺服电动机中产生过冲时设定伺服电动机的转矩极限的定时的说明图。

图36是表示在为了使可动电极移动而使伺服电动机旋转时，由于点焊枪的机械阻力，伺服电动机的转矩取得各种随时间变化模式的说明图。

图37是表示按照本发明的焊接工件位置检测方法的第C1实施方式，利用伺服电动机使点焊枪的可动电极向焊接工件接近时的伺服电动机的转矩，以及伺服电动机的旋转速度及旋转加速度(或可动电极的移动速度及加速度)的随时间变化的图表。

图38是在执行本发明的焊接工件位置检测方法的第C1实施方式时，根据伺服电动机的旋转速度或可动电极的移动速度的时间序列波形通过解析求出变化点的方法的说明图。

图39是在执行本发明的焊接工件位置检测方法的第C1实施方式时，根据伺服电动机的旋转加速度或可动电极的加速度的时间序列波形，通过解析求出变化点的方法的说明图。

图40是利用多关节机器人使焊接工件和点焊枪相对移动，使可动电极从与焊接工件分离的状态向焊接工件接近，由此检测焊接工件的表面位置的方法的流程图。

图41是表示按照本发明的焊接工件位置检测方法的第C2实施方式，不驱动点焊枪的可动电极，而是利用多关节机器人使可动电极向焊接工件接近的说明图。

图42是表示按照本发明的焊接工件位置检测方法的第C2实施方式，不驱动点焊枪的可动电极，而是利用多关节机器人使可动电极向焊接工件接近时的伺服电动机的转矩，以及伺服电动机的旋转速度及旋转加速度(或可动电极的移动速度及加速度)的随时间变化的图表。

图43是在执行本发明的焊接工件位置检测方法的第C2实施方式时，根据伺服电动机的旋转速度或可动电极的移动速度的时间序列波形通过解析求出变化点的方法的说明图。

图44是在执行本发明的焊接工件位置检测方法的第C2实施方式时，根据伺服电动机的旋转加速度或可动电极的加速度的时间序列波形，通过解析求出变化点的方法的说明图。

图45是表示按照本发明的焊接工件位置检测方法的第C3实施方式，利用伺服电动机驱动点焊枪的可动电极，使其在向焊接工件接近的方向上移动，同时利用多关节机器人使焊接工件与点焊枪相对移动，使可动电极向焊接工件接近的说明图。

图46是表示按照本发明的焊接工件位置检测方法的第C3实施方式，通过伺服电动机驱动点焊枪的可动电极，使其在从焊接工件离开的方向上移动，同时利用多关节机器人使焊接工件与点焊枪相对移动，使可动电极向焊接工件接近的说明图。

图47是表示按照本发明的焊接工件位置检测方法的第C3实施方式，通过伺服电动机驱动点焊枪的可动电极，使其在从焊接工件离开的方向上移动，同时利用多关节机器人使焊接工件与点焊枪相对移动，使可动电极向焊接工件接近时的伺服电动机的转矩，以及伺服电动机的旋转速度及旋转加速度(或可动电极的移动速度及加速度)的随时间变化的图表。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的几个实施方式。在附图中，对相同的部分标注相同的附图标记。

首先，参照图1以及图2说明能够应用本发明的点焊***10的整体结构。

能够应用本发明的焊接工件位置检测方法的点焊***10具有：多关节机器人12；点焊枪14；对多关节机器人12的动作进行控制的机器人控制装置16；对点焊枪14的动作进行控制的点焊枪控制装置18；通过多关节机器人12能够使焊接工件W与点焊枪14相对移动。

多关节机器人12例如是4轴垂直多关节式机器人，包括：基台20，其设置在地面上；旋转台22，其可围绕垂直轴线J1旋转地被支撑在基台20上；下部臂24，其一端部可围绕水平轴线J2旋转地被支撑在旋转台22上；上部臂26，其可围绕水平轴线J3旋转地被支撑在下部臂24的另一端部上；手腕元件28，其围绕与水平轴线J3垂直的轴线J4相对于上部臂26可旋转地被支撑。但是，多关节机器人12未必是上述的4轴垂直多关节式的机器人，只要能够使点焊枪14与焊接工件W相对移动，可以是6轴垂直多关节式机器人等其他类型的多关节机器人。

点焊枪14包含可动电极30和与其相向配置的相向电极32形成的一对电极，可动电极30通过伺服电动机34驱动，对于相向电极32接近或从相向电极32离开，使可动电极30与相向电极32闭合，在其间夹持焊接工件W，在该状态下，通过在可动电极30与相向电极32之间施加电压，来进行点焊。相向电极32通常是配置在焊枪臂上的固定电极，但可以和可动电极30一样，由伺服电动机驱动。

在图1以及图2中，分别单独设置机器人控制装置16和点焊枪控制装置18，但是可以将机器人控制装置16与点焊枪控制装置18设置为一体。另外，只要点焊枪14与焊接工件W能够相对移动，可以如图1所示，在工件固定台(未图示)上固定焊接工件W，并且在多关节机器人12的前端可围绕水平轴线J5旋转地支撑点焊枪14，也可以如图2所示，在设置在地面上的焊***架36上固定点焊枪14，并且在多关节机器人12的前端保持焊接工件W。在像后者那样，在多关节机器人12的前端保持焊接工件W时，如图2所示，围绕水平轴线J5可旋转地安装用于在手腕元件28的前端抓持焊接工件W的机械手38。

本发明的焊接工件位置检测方法，在点焊***10的示教作业中在将可动电极30或相向电极32定位在焊接工件W上的规定位置(以下，记述为打点位置)时或者在测定打点位置的板厚时等，用于利用可动电极30或相向电极32检测焊接工件W的可动电极侧表面或相向电极侧表面的位置。另外，能够基于检测出的焊接工件W的可动电极侧表面或相向电极侧表面的位置，修正点焊程序的打点示教位置数据，或生成新的打点示教位置数据。

首先说明方式A。

在本发明的焊接工件位置检测方法中，一边利用伺服电动机34以速度Vg驱动可动电极30，一边利用多关节机器人12使点焊枪14与焊接工件W相对移动，由此，如图3所示，使点焊枪14的可动电极30和焊接工件W从相互分离的状态接近，或者如图4所示，使点焊枪14的可动电极30和焊接工件W从相互按压的状态分离，同时监视用于驱动可动电极30的伺服电动机34的转矩或电流，在转矩或电流的变化倾向变化时，判断为可动电极30与焊接工件W接触或可动电极30完全离开焊接工件W，然后基于此时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于点焊枪14的相向电极32的相对位置数据，检测焊接工件W的表面的位置。因此，作业者不需要确认焊接工件W的位置，能够缩短机器人示教作业等所需要的时间。

在此，在本申请中，“变化倾向变化时”是指减小或恒定的倾向转变为单调增加时；从平缓地增加转变为每单位时间的增加量变大相对急速地增加的倾向时；单调减小转变为平缓稳定的增加或恒定的倾向时；或者从单调减小转变为每单位时间的减小量减小相对平缓地减小的倾向时。

求出可动电极30与焊接工件W接触时或可动电极30从焊接工件W完全离开时的可动电极30的前端的位置，来作为焊接工件W的表面的位置，基于多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据与可动电极30相对于点焊枪14的相向电极32的相对位置数据，例如像以下那样，求出可动电极30的前端的位置数据。

由于从地面至支撑在基台20上的旋转台22的水平轴线J2的距离、垂直轴线J1与水平轴线J2之间的轴间距离、水平轴线J2与水平轴线J3之间的轴间距离、水平轴线J3与轴线J4之间的轴间距离恒定，所以能够根据多关节机器人12的各轴的旋转角度，求出多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置。另外，能够根据驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转角度求出可动电极30的前端相对于点焊枪14的相向电极32的前端的相对位置，从多关节机器人12的手腕元件28的前端至点焊枪14的相向电极32的前端为止的位置是固定的。因此，能够根据多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据，以及多关节机器人12的手腕元件28的前端与点焊枪14的相向电极32的前端之间的位置关系，求出点焊枪14的相向电极32的前端的位置数据，能够根据求出的点焊枪14的相向电极32的前端的位置数据，以及可动电极30的前端相对于点焊枪14的相向电极32的前端的相对位置数据，求出可动电极30的前端的位置数据。

在点焊枪14的可动电极30的驱动机构(未图示)的内部，存在相互接触的各种部件，在接触的2个物体之间产生摩擦。在这样的接触的2个物体之间产生的摩擦中包括使相互静止的物体开始移动时物体之间产生的静摩擦和在相互运动的物体之间产生的动摩擦，如图5所示，在2个物体的相对滑动速度在0附近时，静摩擦变为主导，在相对滑动速度的绝对值变大时，脱离静摩擦主导区域，而到达摩擦力与相对滑动速度成比例的动摩擦主导区域。因此，在为了缩短利用可动电极30进行的焊接工件W的表面位置的检测所需要的时间，而使可动电极30快速移动时，可动电极驱动机构的动摩擦力也变大，动摩擦的波动也变大。另外，由于可动电极驱动机构的动摩擦的波动作为噪音包含在伺服电动机34的电流或转矩中，所以在动摩擦的波动变大时，伺服电动机34的电流或转矩的波动也变大，结果，难于正确地检测因可动电极30与焊接工件W的接触导致的伺服电动机34的电流或转矩的变动。

因此，在本发明中，代替利用伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32移动，而是利用多关节机器人12使点焊枪14与焊接工件W相对移动，由此使可动电极30与焊接工件W接近、离开，进行使可动电极30与焊接工件W接触的动作或从接触的状态完全离开(分离)的动作中的至少一部分，抑制基于伺服电动机34的可动电极30的移动速度，来减小因可动电极驱动机构内的动摩擦而引起的伺服电动机34的电流或转矩的波动。通过这样减小伺服电动机34的电流或转矩的波动，能够更加正确地检测因可动电极30与焊接工件W之间的接触而引起的伺服电动机34的电流或转矩的变化倾向的变化，从而能够更加正确地检测焊接工件W的表面位置。

特别是如果将伺服电动机34驱动可动电极30的速度Vg设为0，通过多关节机器人12的移动，进行全部的使可动电极30与焊接工件W接触的动作或从接触的状态完全离开的动作，则在通过可动电极30检测焊接工件W的表面的位置时，由于可动电极30不是由伺服电动机34驱动，所以几乎不存在因可动电极驱动机构内的动摩擦引起的伺服电动机34的电流或转矩的波动。因此，能够正确地检测可动电极30与焊接工件W接触时的或可动电极30从焊接工件W完全离开时的伺服电动机34的电流或转矩的变化倾向的变化，从而能够正确地检测焊接工件的表面位置。

另一方面，当把伺服电动机34驱动可动电极30的速度Vg设为0，使可动电极30相对于相向电极32完全静止时，如上所述，由于可动电极驱动机构内的静摩擦，在可动电极30与焊接工件W接触时从焊接工件W受到的反作用力损失，不会传递到伺服电动机34，从而产生不管有没有反作用力伺服电动机34的电流或转矩几乎不变动的死区。这样的死区在静摩擦大时，给利用可动电极30进行的焊接工件W的表面的检测的精度带来不良影响。因此，在无法忽视在点焊枪的可动电极驱动机构内存在的静摩擦的影响的情况下，为了消除这样的死区，优选通过伺服电动机34以能够除去静摩擦的极低的速度Vg驱动可动电极30。即使这样使可动电极30以能够除去静摩擦的程度的极低的速度Vg相对于相向电极32移动，由于可动电极驱动机构内的动摩擦变小，所以能够将动摩擦引起的伺服电动机34的电流或转矩的波动抑制为最小限度。此外，由于该可动电极30的动作的目的在于除去静摩擦的影响，所以可以在打开方向或闭合方向上进行可动电极30相对于相向电极32的移动，也可以反复进行开闭。

另外，在上述内容中，说明了基于点焊枪14具有的伺服电动机34的电流或转矩检测焊接工件位置的情况，但可以将该电流或转矩换算为焊接力，使用换算后的焊接力同样地检测焊接工件位置。点焊枪具有各种机构形状，而且减速机构(减速比)也不同。因此，即使伺服电动机的电流或转矩相同，在按压焊接工件W时在可动电极30的前端产生的焊接力也不同。不根据电流或转矩检测焊接工件位置，根据在可动电极30的前端产生的焊接力检测焊接工件位置，由此即使在所有种类的点焊枪中，都可以使向焊接工件W的按压力恒定，还能够使用于检测判断的条件相同，因此能够得到均匀的检测精度。在此，使用能够测量焊接力的传感设备，预先求出伺服电动机34的电流或转矩与焊接力的对应关系，由此进行从伺服电动机34的电流或转矩向焊接力的换算。通过将对应关系存储在机器人控制装置16或点焊枪控制装置18中，所以能够在任意情况下换算为焊接力。

另外，在本发明的焊接工件位置检测方法中，作业者可以通过手动操作一个个地执行工序，但是点焊***10可以自动地执行一系列的工序。例如，在已经示教了所有的焊接打点位置以及进行点焊的程序命令的点焊程序中，在使自动执行上述工序的模式有效，再生点焊程序时，使多关节机器人12自动地移动至各焊接打点位置附近，执行进行点焊的程序命令，由此自动执行上述工序检测焊接工件W的表面位置，基于该检测位置对该焊接工件W进行打点示教位置数据的修正，而且还能够将其修正量(偏移量)储存在机器人控制装置16中。可以将储存的修正量显示在机器人控制装置16所具有的示教操作盘上。另外，在储存的修正量过大的情况下，可以作为焊接工件W的位置的异常，对机器人控制装置16所具有的示教操作盘进行警报通知，或可以对能够与机器人控制装置16通信的线路控制盘或计算机等外部控制装置进行警报通知。

在本发明的焊接工件位置检测方法中，如果能够通过多关节机器人12使点焊枪14与焊接工件W相对移动，则能够得到相同的效果，但是，在以下内容中，为了简化说明，如图1所示，以通过多关节机器人12保持点焊枪14，使其相对于焊接工件W相对移动的情况为例进行说明。但是，如图2所示，可以通过多关节机器人12保持焊接工件W使其相对于点焊枪14相对移动，此时，在以下的说明中，可以使焊接工件W移动来代替通过多关节机器人12使点焊枪14移动。

实施例A1

参照图6说明本发明的焊接工件位置检测方法的第A1实施方式。在第A1实施方式中，在图1所示的点焊***10中，将伺服电动机34驱动可动电极30的速度Vg设为0，在使可动电极30相对于相向电极32静止的状态下，通过多关节机器人12保持点焊枪14，使其以速度Vr相对于固定在工件固定台(未图示)上的焊接工件W相对移动。另外，对用于驱动可动电极30的伺服电动机34设定转矩极限，在恒定的值以上转矩不增加。为了抑制因可动电极30的按压而引起的焊接工件W的变形，希望将转矩极限设定为尽可能低的值。

在本实施方式中，首先，使焊接工件W在点焊枪14的可动电极30与相向电极32之间移动，在可动电极30与相向电极32闭合时，将点焊枪14定位在与焊接工件W上的焊接部位(打点位置)接触的位置上。此时，优选将可动电极30定位在与焊接工件W的表面隔开某种程度的间隔的位置上，使可动电极30与焊接工件W不过于接近，确保可动电极30不与焊接工件W接触的预备动作区间。另外，在将可动电极30定位在焊接工件W上的焊接部位之后，可以使可动电极30动作，从焊接工件W离开任意的距离。

接着，在步骤S 100中选择不驱动可动电极30，使可动电极30相对于相向电极32静止，如图3所示，驱动多关节机器人12，使点焊枪14以速度Vr相对于焊接工件W相对移动，由此，从可动电极30与焊接工件W相互分离的状态，使可动电极30向焊接工件W接近(步骤S104)，同时，监视用于驱动可动电极30的伺服电动机34的电流或转矩(步骤S106)。此时，与伺服电动机34的电流或转矩的信息一同，依次记录多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。而且，根据需要，根据在点焊枪14与焊接工件W开始相对移动后并且可动电极30与焊接工件W接触前的预备动作区间中依次记录的伺服电动机34的电流或转矩，决定假设伺服电动机34的电流或转矩具有与预备动作区间相同的变化倾向时的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量，来作为比较用基准状态(即，没有接触时的状态)的电流或转矩的值或每单位时间的变化量。

在可动电极30与焊接工件W接触时，焊接工件W被可动电极30按压而产生弯曲或凹陷等弹性变形，其反作用力从焊接工件W作用于可动电极30。结果，为了维持可动电极30相对于相向电极32静止的状态，伺服电动机34的转矩增加，电流也增加。利用此现象，依次检查伺服电动机34的电流或转矩(步骤S108)，在伺服电动机34的电流或转矩转变为与预先决定的基准状态相比增加的倾向时，判断为可动电极30与焊接工件W接触。“转变为与基准状态相比增加的倾向时”是指伺服电动机34的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量变得大于假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量时(此时，是从大致恒定的状态转变为增加时)，将在后面描述其判断方法。在判断为可动电极30与焊接工件W时，使多关节机器人12的动作停止，基于判断为可动电极30与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于点焊枪14中的相向电极32的相对位置数据，检测焊接工件W的表面的位置，然后结束焊接工件W的表面位置的检测工序(步骤S110)。

图7是按时间序列表示按照本实施方式利用可动电极30检测焊接工件W的表面时的伺服电动机34的转矩的变化的图表。在图7中，区间A表示没有进行检测动作的状态，区间B表示在检测动作中可动电极30没有接触焊接工件W的状态，区间C表示在检测动作中可动电极30与焊接工件W接触的状态。此外，在本实施方式中，由于多关节机器人12的振动等产生伺服电动机34的电流或转矩的微小的波动，但是在图7中，为了简化说明，省略描述该波动。

在本实施方式中，可动电极30相对于相向电极32静止，没有通过伺服电动机34驱动可动电极30，因此，在可动电极驱动机构中不会产生动摩擦，直到可动电极30与焊接工件W接触为止，伺服电动机34的电流以及转矩几乎不变动。因此，在检测动作前的区间A以及虽然在检测动作中但可动电极30没有与焊接工件W接触的区间B中的伺服电动机34的电流以及转矩几乎不出现急剧的变化，伺服电动机34的电流以及转矩成为大致恒定的状态。另一方面，成为区间C，在可动电极30与焊接工件W接触时，焊接工件W发生弹性变形，反作用力从焊接工件W作用于可动电极30，伺服电动机34的电流以及转矩增加。当在可动电极30与焊接工件W接触后，继续进行可动电极30向焊接工件W的移动时，焊接工件W的弹性变形量增加，从焊接工件W作用于可动电极30的反作用力也增加，不久伺服电动机34的转矩值达到转矩极限，伺服电动机34的转矩再次成为恒定。通过这样对伺服电动机34设定转矩极限，能够防止通过多关节机器人12而移动的点焊枪14的可动电极30使焊接工件W过度变形。这在检测易于塑性变形的软的焊接工件W的表面位置时特别有效。此外，可以在判断出从焊接工件W作用于可动电极30的反作用力增加了某种程度的时刻，使多关节机器人12停止移动。如果停止多关节机器人12的移动，则伺服电动机34的转矩的增加停止。

通过记录区间B中的伺服电动机34的电流或转矩，求出区间B中的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量，作为基准状态下的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量，将其用于与区间C中的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量的比较。另外，如果在动作开始前预先在可动电极30与焊接工件W之间隔开间隔，则能够延长区间B，确保足够的预备动作区间，因此，能够可靠地记录焊接工件W没有与可动电极30接触时的伺服电动机34的电流或转矩。

这样，当在可动电极30相对于相向电极32静止的状态下利用多关节机器人12使点焊枪14在接近焊接工件W的方向上相对移动时，在可动电极30与焊接工件W接触时，用于驱动可动电极30的伺服电动机34的电流以及转矩转变为单调增加。因此，如果监视伺服电动机34的电流或转矩，则能够把电流或转矩与在图7的区间B中记录的基准状态，即大致恒定的状态相比转变为增加倾向的时刻，判断为可动电极30与焊接工件W接触的时刻。而且，能够根据判断为可动电极30与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于点焊枪14中的相向电极32的相对位置数据，求出判断为可动电极30与焊接工件W接触时的可动电极30的前端的位置数据，将求出的可动电极30的前端的位置数据看作焊接工件W的表面的位置数据，从而能够检测焊接工件W的表面的位置。

通过对伺服电动机34的电流或转矩的时间序列曲线即波形进行解析，求出电流或转矩从大致恒定的状态转变为增加的点(以下，记载为变化点。)，来确定与基准状态相比伺服电动机34的电流或转矩转变为增加的倾向的时刻。作为用于求出变化点的电流或转矩的波形的解析方法的例子，列举以下3个例子。

(i)把伺服电动机34的电流或转矩与基准状态的伺服电动机34的电流或转矩的值相比增加了预先设定的阈值α以上的点当作变化点。基准状态的伺服电动机34的电流或转矩的值可以是通过实验预先设定的值，也可以是假设伺服电动机34的电流或转矩处于根据在图7的区间B中的任意的时刻记录的伺服电动机34的电流或转矩决定的基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值。记录伺服电动机34的电流或转矩可以在图7的区间B中的任意的时刻，但是，由于通常在刚刚进入区间B之后，可动电极30与工件W还没有接触，所以优选记录此时的伺服电动机34的电流或转矩，将其作为基准状态下的伺服电动机34的电流或转矩。另外，在区间B，在一定时间内没有因可动电极30与工件W的接触而引起的转矩的增加时，可以根据其以前的信息再次重新决定基准状态。此外，即使在可动电极34相对于相向电极32静止的情况下，由于多关节机器人12使点焊枪14移动的影响，伺服电动机34的电流或转矩发生微小的变动，因此必须将阈值α设定为比该变动的振幅大的值。

(ii)将伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量，即伺服电动机34的电流或转矩的时间序列波形的斜率与基准状态的伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量相比增加了预先设定的阈值β以上的点当作变化点。基准状态的伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量可以是预先设定的值(例如0)，也可以是假设处于根据在区间B中记录的伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量决定的标准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值。在可动电极30与焊接工件W接触时，如图7所示，伺服电动机34的电流或转矩单调增加，因此阈值β为正的值。另外，在可动电极30相对于相向电极32静止的情况下，直到可动电极30与焊接工件W接触为止，伺服电动机34的电流或转矩几乎恒定，电流或转矩的每单位时间的变化量也极小，因此可以使阈值β为与0接近的值。

(iii)由于在可动电极30与焊接工件W接触时，伺服电动机34的电流或转矩表现为单调增加，所以在可动电极30与焊接工件W接触时，伺服电动机34的电流或转矩的波形的斜率为正。因此，首先，通过(i)或(ii)的方法，求出伺服电动机34的电流或转矩的变化点，将其作为临时的变化点，从临时的变化点开始沿着伺服电动机34的电流或转矩的时间序列波形回溯时刻，求出伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量(即，电流或转矩的时间序列波形的斜率)。然后，将伺服电动机34的电流或转矩的时间序列波形的斜率大致变为0的点作为真正的变化点，在真正的变化点，看作伺服电动机34的电流或转矩从大致恒定的状态转变为增加。此外，由于伺服电动机34的电流或转矩的时间序列波形是离散的采样点的集合，所以不一定存在斜率为0的点。因此，实际上，可以从临时的变化点沿着电流或转矩的时间序列波形回溯时刻，确定电流或转矩的时间序列波形的斜率从正的值变为负的值的点，将其前不久的采样点作为真正的变化点。根据这样的方法，能够正确地确定电流或转矩从恒定的状态刚刚转变为增加的时刻，从而能够正确地求出焊接工件W的表面位置。

如本实施方式那样，在使可动电极30相对于相向电极32静止的情况下，可动电极30没有被伺服电动机34驱动，在可动电极驱动机构中不产生动摩擦，因此，几乎不产生伺服电动机34的电流或转矩的波动，从而容易地判断伺服电动机34的电流或转矩从大致恒定的状态转变为增加的时刻，在(i)以及(ii)中，能够将阈值α以及β设定为小的值。因此，能够正确地确定可动电极30与焊接工件W的接触时刻，从而减小从可动电极30与焊接工件W实际接触后直到检测出该接触为止焊接工件W因可动电极30而变形的量，因此能够更加正确地检测焊接工件W的表面位置。

此外，在本实施方式中，为了将因可动电极30引起的焊接工件W的变形抑制为最小，在判断为可动电极30与焊接工件W接触时，机器人控制装置16使多关节机器人12的动作停止，根据判断为可动电极30与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于点焊枪14上的相向电极32的相对位置数据，检测焊接工件W的表面的位置。但是，在采用解析方法(iii)时，在确定了临时的变化点的时刻，聚齐解析所需的伺服电动机34的电流或转矩的时间序列数据，此后不需要继续进行检测动作，因此，可以不是在判断为可动电极30与焊接工件W接触之后，而是在确定了临时的变化点的时刻，使多关节机器人12的动作停止。

另外，在判断为可动电极30与焊接工件W接触之后，多关节机器人12因惯性继续移动，有时使多关节机器人12的动作停止时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置和判断为可动电极30与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置不同。因此，在对点焊枪14的可动电极30进行定位为最终目的时，为了对多关节机器人12的惯性运动进行矫正，可以使多关节机器人12移动至判断为可动电极30与焊接工件W接触时的位置。

实施例A2

第A2实施方式与第A1实施方式不同点在于，在图1所示的点焊***10中，通过伺服电动机34驱动可动电极30的速度Vg不为0，一边通过伺服电动机34使可动电极30移动，一边通过多关节机器人12保持点焊枪14，使可动电极30以速度Vr相对于固定在工件固定台(未图示)上的焊接工件W相对移动，其他与第A1实施方式相同。因此，在此，以不同的部分为中心进行说明，对于相同的部分省略说明。

在第A1实施方式中，存在如下的优点，即，由于把伺服电动机34驱动可动电极30的速度Vg设为0，使可动电极30相对于相向电极32静止，所以几乎不产生因可动电极驱动机构的动摩擦而产生的伺服电动机34的电流或转矩的波动，易于在可动电极30与焊接工件W接触时检测伺服电动机34的电流或转矩转变为增加倾向的时刻。另一方面，由于可动电极30相对于相向电极32静止，所以产生由于可动电极驱动机构内的静摩擦，在可动电极30与焊接工件W接触时可动电极30从焊接工件W受到的反作用力损失，不会传递至伺服电动机34，尽管可动电极30与焊接工件W接触，伺服电动机34的电流或转矩几乎不变动的死区，即使可动电极30与焊接工件W接触，伺服电动机34的电流或转矩也不会立即变动。因此，在可动电极驱动机构的静摩擦小时，消除因可动电极驱动机构的动摩擦而产生的伺服电动机34的电流或转矩的波动的效果胜于由于存在死区而产生的不良影响，第A1实施方式有效，但是在可动电极驱动机构的静摩擦大时，由于存在死区而产生的不良影响超过消除因可动电极驱动机构的动摩擦而产生的伺服电动机34的电流或转矩的波动的效果。

因此，在第A2实施方式中，通过伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32以低速度Vg(≠0)移动，消除这样的死区，还可以适用于可动电极驱动机构的静摩擦大的情况。实际上，尝试第A1实施方式和第A2实施方式两种方法，采用检测精度高的方式。另外，可以预先测定静摩擦的影响，根据影响的程度决定采用的方法。

此外，通过伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32移动的速度Vg如果过高，则由于可动电极驱动机构的动摩擦在伺服电动机34的电流或转矩中产生波动，对检测焊接工件W的表面位置的精度带来不良影响，另一方面如果过低，则无法充分除去可动电极驱动机构的静摩擦。因此，希望把通过伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32移动的速度Vg设为能够除去静摩擦并且能够将因动摩擦引起的伺服电动机34的电流或转矩的波动抑制为最小限度的极低的速度。

参照图6，说明第A2实施方式的焊接工件位置检测方法的顺序。

首先，与第A1实施方式相同，使焊接工件W在点焊枪14的可动电极30与相向电极32之间移动，在可动电极30与相向电极32闭合时，将点焊枪14定位在与焊接工件W上的焊接部位(打点位置)接触的位置上。此时，优选将可动电极30定位在与焊接工件W的表面隔开某种程度的间隔的位置上，使可动电极30与焊接工件W不过于接近，确保可动电极30不与焊接工件W接触的预备动作区间。另外，可以在将可动电极30定位在焊接工件W上的焊接部位之后，使可动电极30进行动作，从焊接工件W离开任意距离。

接着，在步骤S100中选择驱动可动电极30，通过伺服电动机34以微速Vg驱动可动电极30(步骤S102)。如上所述，把通过伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32移动的速度Vg设为能够除去静摩擦并且能够将因动摩擦引起的伺服电动机34的电流或转矩的变动抑制为最小限度的极低速度。另外，因为使可动电极30相对于相向电极32移动的目的在于除去可动电极驱动机构的静摩擦的影响，因此，可以在打开方向或闭合方向上进行可动电极30相对于相向电极32的移动，还可以反复进行开闭。此外，在使可动电极30在从相向电极32离开的方向上移动时，即，在使可动电极30在从焊接工件W离开的方向上移动时，需要多关节机器人12以可动电极30相对于相向电极32的移动速度Vg以上的速度Vr，使点焊枪14在接近焊接工件W的方向上移动。

接着，一边以速度Vg使可动电极30相对于相向电极32移动，一边如图3所示，驱动多关节机器人12，使点焊枪14以速度Vr相对于焊接工件W相对移动，由此，从可动电极30与相向电极32相互分离的状态，使可动电极30向焊接工件W接近(步骤S104)，同时，监视用于驱动可动电极30的伺服电动机34的电流或转矩(步骤S106)。此时，与伺服电动机34的电流或转矩的信息一起，依次记录多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。而且，根据在点焊枪14与焊接工件W开始相对移动后并且在可动电极30与焊接工件W接触前的预备动作区间中依次记录的伺服电动机34的电流或转矩，决定假设伺服电动机34的电流或转矩具有与预备动作区间相同的变化倾向时的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量，来作为比较用基准状态(即，没有接触时的状态)的电流或转矩的值或每单位时间的变化量。

在可动电极30与焊接工件W接触时，焊接工件W被可动电极30按压而产生弯曲或凹陷等弹性变形，其反作用力从焊接工件W作用于可动电极30。结果，为了维持可动电极30相对于相向电极32以设定的速度Vg移动的状态，伺服电动机34的转矩增加，电流也增加。利用此现象，依次检查伺服电动机34的电流或转矩的变动(步骤S108)，在伺服电动机34的电流或转矩转变为与预先设定的基准状态相比增加的倾向时，判断为可动电极30与焊接工件W接触。此外，“转变为与基准状态相比增加的倾向时”是指伺服电动机34的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量变得大于假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量，以后描述该判断方法。在判断为可动电极30与焊接工件W时，使多关节机器人12的动作停止，基于判断为可动电极30与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于点焊枪14上的相向电极32的相对位置数据，检测焊接工件W的表面的位置，然后结束焊接工件W的表面位置的检测工序(步骤S110)。

图8a以及图8b是按时间序列表示按照本实施方式利用可动电极30检测焊接工件W的表面时的伺服电动机34的转矩的变化的图表。在图8a以及图8b中，区间A表示没有进行检测动作的状态，区间B表示在检测动作中可动电极30没有接触焊接工件W的状态，区间C表示在检测动作中可动电极30与焊接工件W接触的状态。

在本实施方式中，由于在检测动作中可动电极30以速度Vg相对于相向电极32移动，所以如图8a所示，当成为区间B开始驱动可动电极30时，直到可动电极30的速度达到预先设定的速度Vg为止，伺服电动机34的电流或转矩增加，然后，直到可动电极30与焊接工件W接触为止，伴随因可动电极驱动机构的动摩擦而引起的波动，伺服电动机34的电流或转矩成为大致恒定的状态。此外，由于可动电极30的移动速度Vg极小，所以可动电极驱动机构的动摩擦引起的波动小。另一方面，当成为区间C可动电极30与焊接工件W接触时，焊接工件W发生弹性变形，反作用力从焊接工件W作用于可动电极30，所以伺服电动机34的电流以及转矩增加。当在可动电极30与焊接工件W接触之后可动电极30还向焊接工件W继续移动时，焊接工件W的弹性变形量增加，从焊接工件W作用于可动电极30的反作用力也增加，不久伺服电动机34的转矩值达到转矩极限，伺服电动机34的转矩变为恒定。通过这样对伺服电动机34设定转矩极限，与第A1实施方式相同，能够防止通过多关节机器人12而移动的点焊枪14的可动电极30使焊接工件W过度变形。另外，与第A1实施方式相同，可以在判断出从焊接工件W作用于可动电极30的反作用力增加了某种程度的时刻，使多关节机器人12停止移动。

另外，在本实施方式中，由于在检测动作中可动电极30以速度Vg相对于相向电极32移动，所以如图8b所示，当成为区间B开始驱动可动电极30时，直到可动电极30的速度达到预先设定的速度Vg为止，伺服电动机34的电流或转矩增加，然后，直到可动电极30与焊接工件W接触为止，伴随因可动电极驱动机构的动摩擦引起的波动，同时由于点焊枪14的机械阻力(例如，将可动电极驱动机构与焊接变压器(未图示)连接的导电部的弹性变形)等，平缓地变化。此外，由于可动电极30的移动速度Vg极小，所以可动电极驱动机构的动摩擦引起的波动小。此外，在图8b中，取得在区间B中伺服电动机34的电流或转矩缓缓上升的形式，但是还可以取得缓缓下降的形式。另一方面，当变为区间C可动电极30与焊接工件W接触时，焊接工件W发生弹性变形，反作用力从焊接工件W作用于可动电极30，所以伺服电动机34的电流以及转矩增加。在可动电极30与焊接工件W接触之后可动电极30还向焊接工件W继续移动时，焊接工件W的弹性变形量增加，从焊接工件W作用于可动电极30的反作用力也增加。此外，区间B中的变化与区间C中的变化相比，通常后者的变化急剧。

在本实施方式中，还通过记录区间B中的伺服电动机34的电流以及转矩，求出区间B中的伺服电动机34的电流以及转矩的值每或单位时间的变化量，作为假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量，将其用于与区间C中的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量进行比较。可以在区间B中的任何时候记录伺服电动机34的电流以及转矩，通常在刚刚进入区间B之后，因为工件W还没有与可动电极30接触，因此适于记录此时的伺服电动机34的电流或转矩，将其作为基准状态。此外，如果在动作开始前预先在可动电极30与焊接工件W之间隔开间隔，则能够延长区间B，确保足够的预备动作区间，因此，能够可靠地记录可动电极30没有与焊接工件W接触时的伺服电动机34的电流或转矩。另外，在区间B中，当在一定时间内不存在可动电极30与工件W的接触引起的转矩增加时，可以根据此前的信息再次重新决定基准状态。尤其在本实施方式中，由于以可动电极30的移动速度Vg进行动作，所以区间B中的伺服电动机34的电流或转矩难于变为恒定的值，因此，决定该基准值状态是重要的。

另外，可以根据区间B中的伺服电动机34的电流以及转矩的值或每单位时间的变化量，为了进行比较推测地决定假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值。以下以转矩为例说明该例子。图9是按时间序列表示通过可动电极30检测焊接工件W的表面时的伺服电动机34的转矩的变化的一个例子的图表，区间A至区间C的意义与图8相同。首先，从区间B的初期的时刻T1至时刻T2，监视伺服电动机34的转矩，由此可知在区间B中伺服电动机34的转矩从整体上看缓缓增加。将该状态作为基准状态，能够根据此时的每单位时间的变化量(即，增加量)与时刻T2的伺服电动机34的转矩的值，通过直线近似法，推测假设处于基准状态时的时刻T2以后的伺服电动机34的转矩的值。例如，能够推测假设处于基准状态时的在时刻T2以后的时刻T3的伺服电动机34的转矩T的值，通过将假设处于基准状态推测出的时刻T3的转矩T与实际观测的时刻T3的转矩T’进行比较，可以判断伺服电动机34的转矩是否转变为与基准状态相比增加的倾向。

这样，即使在一边使可动电极30相对于相向电极32以低速度Vg移动一边利用多关节机器人12使点焊枪14在接近焊接工件W的方向上相对移动的情况下，也与第A1实施方式相同，在可动电极30与焊接工件W接触时，用于驱动可动电极30的伺服电动机34的电流以及转矩转变为与基准状态相比增加的倾向。因此，如果监视伺服电动机34的电流或转矩，则能够在电流或转矩转变为与基准状态相比增加的倾向时，判断为可动电极30与焊接工件接触。而且，能够根据判断为可动电极30与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于点焊枪14中的相向电极32的相对位置数据，求出判断为可动电极30与焊接工件W接触时的可动电极30的前端的位置数据，将求出的可动电极30的前端的位置数据当作焊接工件W的表面的位置数据，能够检测焊接工件W的表面的位置。

关于伺服电动机32的电流或转矩转变为与基准状态相比增加的倾向的时刻，可以与在第A1实施方式所述的3个解析方法(i)～(iii)相同，通过对伺服电动机34的电流或转矩的时间序列曲线即波形进行解析，求出电流或转矩的值或每单位时间的变化量转变为增加的点(以下，记载为变化点)来进行确定。

其中，在第A2实施方式中，使可动电极30相对于相向电极32以低速度Vg移动，由于可动电极驱动机构的动摩擦，在伺服电动机34的电流或转矩中产生微小的变动，所以在解析方法(i)中，将阈值α设定为比该变动的振幅大的值。另外，在可动电极30与焊接工件W接触之前的状态处于不恒定的变化状态时，根据在点焊枪14与焊接工件W开始相对移动后并且在可动电极30与焊接工件W接触之前记录的伺服电动机34的电流或转矩，推测地决定假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值，将其作为基准值即可。例如，如图9所示，可以把假设处于基准状态，根据在时刻T1与时刻T2取得的伺服电动机34的转矩的值，通过直线近似法推测出的在时刻T2以后的时刻T3的伺服电动机的转矩T与在时刻T3实际观测到的转矩T′进行比较，把在时刻T3实际观测到的转矩T′与假设处于基准状态推测出的时刻T3的伺服电动机34的转矩相比增加了阈值α以上的点作为变化点。

在解析方法(ii)中，在可动电极30与焊接工件W接触时，如图8a所示，由于伺服电动机34的电流或转矩单调增加，因此，可以将阈值β设为正的值。但是，由于使可动电极30相对于相向电极32以低速度Vg移动，所以与第A1实施方式相比在区间B中的波动大，因此，需要将阈值β设定为比第A1实施方式大的值。另外，在可动电极30与焊接工件W接触之前的状态成为不恒定的变化状态时，与解析方法(i)的情况相同，根据在点焊枪14与焊接工件W开始相对移动后并且在可动电极30与焊接工件W接触之前记录的伺服电动机34的电流或转矩，推测地决定假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量，将其作为基准状态的伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量。例如，如图9所示，如果还在时刻T2以后的时刻T3假设处于基准状态，则能够推测出伺服电动机34的转矩的每单位时间的变化量在时刻T3，与根据在时刻T1和时刻T2取得的伺服电动机34的转矩的值求出的处于基准状态的每单位时间的变化量相同。因此，可以将假设处于基准状态推测出的伺服电动机34的转矩的每单位时间的变化量与实际观测到的伺服电动机34的每单位时间的变化量进行比较，把实际观测到的伺服电动机34的每单位时间的变化量与假设处于基准状态推测出的伺服电动机34的转矩的每单位时间的变化量相比，增加了阈值β以上的点作为变化点。

解析方法(iii)与第A1实施方式大致相同，通过(i)或(ii)的方法，如图10所示，求出伺服电动机34的电流或转矩的变化点，将其作为临时的变化点Td1，从临时的变化点Td1开始沿着电流或转矩的时间序列波形回溯时刻，求出伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量(即，电流或转矩的时间序列波形的斜率)，将电流或转矩的时间序列波形的斜率大致为0的点作为真正的变化点，在真正的变化点，看成伺服电动机34的电流或转矩从大致恒定的状态转变为增加，或者从平缓地变化的状态转变为相对急剧地变化的状态。此外，由于伺服电动机34的电流或转矩的时间序列波形是离散的采样点的集合，所以不一定存在斜率为0的点。因此，实际上，可以确定电流或转矩的时间序列波形的斜率从正的值变为负的值的点Td3，将其后不久的采样点作为真正的变化点Td2。另外，在解析方法(iii)中，由于从可动电极30与焊接工件W接触的状态沿着电流或转矩的时间序列波形回溯时刻，对电流或转矩的斜率进行评价，因此，如第A2实施方式那样，即使在一边通过伺服电动机34驱动可动电极30一边进行检测动作的情况下，也能够利用在伺服电动机34的电流或转矩的时间序列波形中几乎没有出现因可动电极驱动机构的动摩擦引起的波动的时间序列波形部分，对电流或转矩的斜率进行评价，从而易于确定电流或转矩的时间序列波形的斜率变为0或负值的时刻。

如本实施方式所述，在一边使可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动一边利用多关节机器人12使点焊枪14在接近焊接工件W的方向上相对移动时，与第A1实施方式相比，伺服电动机34的电流或转矩的波动稍微变大，可动电极30与焊接工件W接触的检测稍微变难，但是仍可以得到与第A1实施方式大致相同的效果。而且，如上所述，能够消除因可动电极驱动机构内的静摩擦而引起的死区，在可动电极30与焊接工件W接触时，伺服电动机34的电流或转矩立即从大致恒定的状态或平缓地变化的状态转变为相对急剧地增加的状态。因此，在可动电极驱动机构的静摩擦大，存在死区带来的不良影响超过了消除因可动电极驱动机构的动摩擦产生的伺服电动机34的电流或转矩的波动的效果时，本实施方式的方法变得有效。其他方面，与第A1实施方式相同，因此，在此省略说明。

实施例A3

参照图11说明本发明的焊接工件位置检测方法的第A3实施方式。在第A3实施方式中，在图1所示的点焊***10中，将伺服电动机34驱动可动电极的速度Vg设为0，在使可动电极30相对于相向电极32静止的状态下，通过多关节机器人12保持点焊枪14，使点焊枪14相对于固定在工件固定台(未图示)上的焊接工件W以速度Vr相对移动。另外，对用于驱动可动电极30的伺服电动机34设定转矩极限，在超过恒定的值以上时转矩不增加。为了抑制因可动电极30的按压而导致的焊接工件W的变形，希望将转矩极限设定为尽可能低的值。

在本实施方式中，首先，使焊接工件W在点焊枪14的可动电极30与相向电极32之间移动，对点焊枪14进行定位，以便以焊接工件W多少出现弹性变形的程度使可动电极30接触并按压焊接工件W上的焊接部位(打点位置)，(步骤S200)。此外，此时优选使可动电极30向焊接工件W按压足够的距离，确保可动电极30从焊接工件分离之前的预备动作区间。

接着，在步骤S202中，选择不驱动可动电极30，使可动电极30相对于相向电极32静止，如图4所示，驱动多关节机器人12，使点焊枪14相对于焊接工件W相对移动，由此，从可动电极30与焊接工件W相互接触的状态，使可动电极30在离开焊接工件W的方向上移动(步骤S206)，同时，监视用于驱动可动电极30的伺服电动机34的电流或转矩(步骤S208)。此时，与伺服电动机34的电流或转矩的信息一起依次记录多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。而且，按照需要，根据在点焊枪14与焊接工件W开始相对移动后并且在可动电极30与焊接工件W分离前的预备动作区间中依次记录的伺服电动机34的电流或转矩，决定假设伺服电动机34的电流或转矩具有与预备动作区间相同的变化倾向时的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量，来作为比较用基准状态(即，按压时的状态)的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量。此外，将基准状态设为点焊枪14与焊接工件W开始相对移动，伺服电动机34的电流或转矩单调减小的状态，在预备动作区间中，在伺服电动机34的电流或转矩单调减小的期间，记录用于决定基准状态的电流或转矩的值或每单位时间的变化量的伺服电动机34的电流或转矩。

在利用多关节机器人12使可动电极30在离开焊接工件W的方向上移动时，因可动电极30导致的焊接工件W的弹性变形量减小，从焊接工件W作用于可动电极30的反作用力也减小。其结果，用于将可动电极30维持为相对于相向电极32静止的状态的力减小，因此伺服电动机34的转矩减小，电流也减小。而且，在可动电极30通过多关节机器人12进行移动，可动电极30从焊接工件W完全离开时，因可动电极30的按压而产生的焊接工件W的弹性变形消失，从焊接工件W作用于可动电极30的反作用力消失，伺服电动机34的转矩以及电流也停止减小。利用这种情况，依次检查伺服电动机34的电流或转矩(步骤S210)，在伺服电动机34的电流或转矩转变为与预先设定的基准状态相比增加的倾向时，判断为可动电极30从焊接工件W完全分离。此外，“转变为与基准状态相比增加的倾向时”是指伺服电动机34的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量与假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量相比增加时(此时，伺服电动机34的电流或转矩从减小转变为大致恒定的状态或者转变为平缓增加时，或者伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的减小量变小时(以下，概括记载为减小倾向结束时))，以后描述其判断方法。在判断为可动电极30从焊接工件W完全离开时，使多关节机器人12的动作停止，基于判断为可动电极30从焊接工件W完全离开时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据与可动电极30相对于点焊枪14的相向电极32的相对位置数据，检测焊接工件W的表面的位置，然后结束焊接工件W的表面位置的检测工序(步骤S212)。

图12是按时间序列表示按照本实施方式利用可动电极30检测焊接工件W的表面时的伺服电动机34的转矩的变化的图表。在图12中，区间A表示可动电极30与焊接工件W接触但是没有进行检测动作的状态，区间B表示在检测动作中可动电极30与焊接工件W接触的状态，区间C表示在检测动作中可动电极30从焊接工件W完全离开的(即，分离)状态，区间D表示由于检测动作可动电极30缓缓从焊接工件W离开，由此从焊接工件W作用于可动电极30的反作用力被消除，用于驱动可动电极30的伺服电动机34的转矩减小的状态。区间B中的除去了区间D的部分表示从焊接工件W向可动电极30的反作用力被消除，但由于可动电极驱动机构的静摩擦反作用力的减小没有传递到伺服电动机34的状态。在本实施方式中，由于多关节机器人12的振动等伺服电动机34的电流或转矩产生微小的波动，但是在图12中，为了简化说明，省略描述波动。

在本实施方式中，在初始状态下，由于焊接工件W的弹性变形而产生的反作用力从焊接工件W作用于可动电极30，为了维持可动电极30静止的状态，在伺服电动机34中产生转矩。另一方面，对伺服电动机34设定转矩极限。另外，可动电极30相对于相向电极32静止，可动电极30没有被伺服电动机34驱动，所以在可动电极驱动机构中不产生动摩擦，另一方面，由于可动电极驱动机构的静摩擦而产生死区。因此，在检测动作前的区间A与检测动作开始后的区间B的开头，伺服电动机34的电流以及转矩成为大致恒定状态，尤其是不会出现急剧的变动。另一方面，通过多关节机器人12进行的点焊枪14的移动，使可动电极30在离开焊接工件W的方向上移动，从焊接工件W作用于可动电极30的反作用力被消除，如区间D那样，根据伺服电动机34的状况，伺服电动机34的转矩单调减小，电流也减小。而且，通过多关节机器人12使可动电极30在离开焊接工件W的方向上移动，当成为区间C可动电极30完全从焊接工件W离开时，焊接工件W的弹性变形被消除，不会有因弹性变形引起的反作用力从焊接工件W作用于可动电极30，因此，伺服电动机34的转矩以及电流停止减小。

通过记录在区间D的伺服电动机34的电流或转矩，根据区间D中的伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量，决定假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量，可以将其用于与区间C中的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量进行比较。另外，如果在动作开始前使可动电极30向焊接工件W按压足够的距离，则能够延长区间B，确保足够的预备动作区间，因此，能够可靠地记录可动电极30与焊接工件W接触时的伺服电动机34的电流或转矩。

这样，当在使可动电极30相对于相向电极32静止的状态下利用多关节机器人12使点焊枪14在离开焊接工件W的方向上相对移动时，在可动电极30从焊接工件W完全离开时用于驱动可动电极30的伺服电动机34的电流以及转矩转变为与基准状态相比增加的倾向。因此，如果监视伺服电动机34的电流或转矩，则能够在电流或转矩转变为与基准状态相比增加的倾向时，判断可动电极30从焊接工件W完全离开(分离)。而且，能够根据判断为可动电极30从焊接工件W完全离开时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据和可动电极30相对于点焊枪14的相向电极32的相对位置数据，求出判断为可动电极30从焊接工件W完全离开时的可动电极30的前端的位置数据，将求出的可动电极30的前端的位置数据当作焊接工件W的表面的位置数据，能够检测出焊接工件W的表面的位置。

通过对伺服电动机34的电流或转矩的时间序列曲线即波形进行解析，求出电流或转矩的减小倾向结束的点(以下，记载为变化点)，由此来确定伺服电动机34的电流或转矩转变为与预先设定的基准状态相比增加的倾向的时刻。作为用于求出变化点的电流或转矩的波形的解析方法的例子，列举4个例子。

(i)在可动电极30在离开焊接工件W的方向上移动时，如图12所示，伺服电动机34的电流或转矩单调减小，在可动电极30从焊接工件W完全离开时，伺服电动机34的电流或转矩的减小结束，变为大致恒定的状态。因此，将伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量，即伺服电动机34的电流或转矩的波形的斜率变为负的值表示出减小倾向之后，波形的斜率变为0或正的值的点作为变化点。

(ii)在可动电极30在离开焊接工件W的方向上移动时，如图12所示，伺服电动机34的电流或转矩单调减小，在可动电极30从焊接工件W完全离开时，伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量与作为基准状态的单调减小时相比增加，减小倾向结束。因此，根据在作为基准状态的单调减小时观测到的伺服电动机34的电流或转矩的值，决定假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量，将实际观测到的伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量与假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量进行比较，在前者比后者增加了预先设定的阈值以上时，判断减小倾向结束，看作为变化点。例如，如图12所示，如果还在时刻T2以后的时刻T3假设处于基准状态，则能够推测出伺服电动机34的转矩的每单位时间的变化量在时刻T3，与根据在单调减小时的时刻T1和时刻T2观测到的伺服电动机34的转矩的值求出的每单位时间的变化量相同。因此，可以将实际观测到的伺服电动机34的转矩的每单位时间的变化量与作为基准状态的单调减小时的伺服电动机34的转矩的每单位时间的变化量增加了预先设定的阈值以上时，作为变化点。

(iii)如上所述，在可动电极30在离开焊接工件W的方向上移动时，如图12所示，伺服电动机34的电流或转矩单调减小，在可动电极30从焊接工件W完全离开时，伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量与作为基准状态的单调减小时相比增加，减小倾向结束。即，实际观测到的伺服电动机34的电流或转矩的值与假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值相比增加。因此，根据在作为基准状态的单调减小时观测到的伺服电动机34的电流或转矩的值，推测地决定假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值，将实际观测到的伺服电动机34的电流或转矩的值与假设处于基准状态推测地决定的伺服电动机34的电流或转矩值进行比较，在前者比后者增加了预先设定的阈值以上时，判断减小倾向结束，看作为变化点。例如，如图12所示，能够根据单调减小的区间D的时刻T1与时刻T2之间的伺服电动机34的转矩的每单位时间的变化量以及在时刻T2的伺服电动机34的转矩的值，通过直线近似法推测假设处于基准状态时的时刻T2以后的时刻T3的伺服电动机34的转矩的值T，可以将实际观测到的伺服电动机34的转矩的值T′与假设处于基准状态推测地决定的伺服电动机34的转矩的值T相比增加了预先设定的阈值以上时，看作变化点。

(iv)在可动电极30在离开焊接工件W的方向上移动时，如图12所示，伺服电动机34的电流或转矩单调减小，在可动电极30从焊接工件W完全离开时，减小倾向结束，即单位时间的变化量变为0或正。因此，首先，通过(i)或(ii)的方法，求出伺服电动机34的电流或转矩的变化点，将其作为临时的变化点，从临时的变化点开始沿着伺服电动机34的电流或转矩的时间序列波形回溯时刻，求出伺服电动机34的每单位时间的变化量(即，电流或转矩的时间序列波形的斜率)。然后，将伺服电动机34的电流或转矩的波形的斜率转变为负的点作为真正的变化点，在真正的变化点，看作伺服电动机34的电流或转矩的减小倾向结束。在图13中，Td1表示通过解析方法(ii)或(iii)求出的临时的变化点，Td2表示沿着伺服电动机34的转矩的时间序列波形回溯时刻，求出的真正的变化点。或者，求出在临时的变化点附近的点的伺服电动机34的电流或转矩的时间序列波形的斜率，将其(可动电极30从焊接工件W分离之后)作为基准的斜率，同样从临时的变化点沿着伺服电动机34的电流或转矩的时间序列波形回溯时刻，求出伺服电动机34的电流或转矩的时间序列波形的斜率，将求出的伺服电动机34的电流或转矩的时间序列波形的斜率与基准的斜率之差超过预先设定的允许值的点作为真正的变化点，在该真正的变化点，可以看作电流或转矩的减小倾向结束。此外，在为后者时，为了求出临时的变化点使用解析方法(ii)时，在用于求出临时的变化点的预先设定的阈值与用于求出真正的变化点的预先设定的允许值中，希望使前者大，后者小。由此，能够在大体上确定临时的变化点之后，详细地确定真正的变化点。

如本实施方式所述，在使可动电极30相对于相向电极32静止的情况下，可动电极30不被伺服电动机34驱动，在可动电极驱动机构中不产生动摩擦，因此几乎不产生伺服电动机34的电流或转矩的波动，从而易于判断伺服电动机34的电流或转矩的减小倾向结束的时刻。因此，能够正确地确定可动电极30从焊接工件W完全离开的时刻，能够更加正确地检测焊接工件W的表面位置。

另外，根据可动电极30从焊接工件W完全离开的时刻的可动电极30的位置，检测焊接工件W的表面位置，因此，焊接工件W不会出现因可动电极30而产生的弹性变形，从而能够正确地检测焊接工件W的表面位置。

而且，在本实施方式中，在判断为可动电极30从焊接工件W完全离开时，机器人控制装置16使多关节机器人12的动作停止，根据判断为可动电极30从焊接工件W完全离开时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于点焊枪14的相向电极32的相对位置数据，检测焊接工件W的表面的位置。但是，在判断可动电极30与焊接工件W完全离开之后，多关节机器人12进行惯性运动，有时使多关节机器人12的动作停止时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置与判断为可动电极30与焊接工件W完全离开时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置不同。因此，在对对点焊枪14的可动电极30进行定位为最终目的时，为了矫正多关节机器人12的惯性运动，将多关节机器人12移动至判断为可动电极30从焊接工件W完全离开时的位置。

实施例A4

第A4实施方式与第A3实施方式的不同点在于，在图1所示点焊***10中，通过伺服电动机34驱动可动电极30的速度Vg不为0，一边通过伺服电动机34使可动电极30移动，一边通过多关节机器人12保持点焊枪14使其以速度Vr相对于固定在工件固定台(未图示)上的焊接工件W相对移动，其他与第A3实施方式相同。因此，在此，以不同的部分为中心进行说明，省略说明相同的部分。

在第A3实施方式中，将通过伺服电动机34驱动可动电极30的速度Vg设为0，使可动电极30相对于相向电极32静止，因此，几乎不产生因可动电极驱动机构的动摩擦引起的伺服电动机34的电流或转矩的波动，具有易于在可动电极30从焊接工件W完全离开时，检测伺服电动机34的电流或转矩的的减小倾向结束的时刻。另一方面，由于可动电极30相对于相向电极32静止，因可动电极驱动机构内的静摩擦而产生死区，从焊接工件W向伺服电动机34传递的反作用力产生损失，在可动电极34从焊接工件W完全离开不从焊接工件W向可动电极30作用反作用力之前，伺服电动机34的电流或转矩不变化。结果，有可能误检测可动电极30从焊接工件W完全离开的时刻。因此，在可动电极驱动机构的静摩擦小时，消除因可动电极驱动机构的动摩擦而产生的伺服电动机34的电流或转矩的波动的效果超过因存在死区而造成的不良影响，第A3实施方式有效，但是在可动电极驱动机构的静摩擦大时，因存在死区而造成的不良影响超过了消除因可动电极驱动机构的动摩擦而产生的伺服电动机34的电流或转矩的波动的效果。

因此，在第A4实施方式中，通过伺服电动机34以低的速度Vg(≠0)使可动电极30相对于相向电极32移动，来消除这样的死区，从而适用于可动电极驱动机构的静摩擦大的情况。实际上，可以尝试第A3实施方式与第A4实施方式这两种方法，采用检测精度高的方法。另外，可以预先测定静摩擦的影响，根据影响的程度决定采用的方法。

此外，在通过伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32移动的速度Vg过高时，由于可动电极驱动机构的动摩擦，在伺服电动机34的电流或转矩中出现波动，对检测焊接工件W的表面位置的精度带来不良影响，另一方面，在过低时，无法充分消除可动电极驱动机构的静摩擦。因此，希望把通过伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32移动的速度Vg设为能够消除静摩擦，并且将动摩擦引起的伺服电动机34的电流或转矩的波动抑制为最小限度的极低的速度。

参照图11说明第A4实施方式的焊接工件位置检测方法的顺序。

首先，与第A3实施方式相同，使焊接工件W在点焊枪14的可动电极30与相向电极32之间移动，对点焊枪14进行定位，以便以焊接工件W多少出现弹性变形的程度使可动电极30接触并按压焊接工件W上的焊接部位(打点位置)，(步骤S200)。此时优选使可动电极30向焊接工件W按压足够的距离，确保可动电极30从焊接工件分离之前的预备动作区间。

接着，在步骤S202中，选择驱动可动电极30，通过伺服电动机34以微速Vg驱动可动电极30(步骤S204)。如上所述，把通过伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32移动的速度Vg设为能够消除静摩擦并且将动摩擦引起的伺服电动机34的电流或转矩的波动抑制为最小限度的极低速度。另外，因为使可动电极片30相对于相向电极32移动的目的是为了消除可动电极驱动机构的静摩擦的影响，因此，可以在打开方向或闭合方向上进行可动电极30相对于相向电极32的移动，可以反复地进行开闭。此外，在使可动电极30在接近相向电极32的方向上移动时，即，使可动电极30向焊接工件W移动时，需要多关节机器人12以可动电极30相对于相向电极32的移动速度Vg以上的速度Vr，使点焊枪14在离开焊接工件W的方向上移动。

接着，一边使可动电极30以速度Vg相对于相向电极32移动，一边如图4所示，驱动多关节机器人12使点焊枪14以速度Vr相对于焊接工件W相对移动，由此，从可动电极30与相向电极32相互接触的状态，使可动电极30在离开焊接工件W的方向上移动(步骤S206)，同时，监视用于驱动可动电极30的伺服电动机34的电流或转矩(步骤S208)。此时，与伺服电动机34的电流或转矩的信息一起依次记录多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。而且，根据需要，根据在点焊枪14与焊接工件W开始相对移动后并且在可动电极30与焊接工件W分离前的预备动作区间中依次记录的伺服电动机34的电流或转矩，决定假设伺服电动机34的电流或转矩具有与预备动作区间相同的变化倾向时的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量，来作为比较用基准状态(即，按压时的状态)的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量。此外，将基准状态设为点焊枪14与焊接工件W开始相对移动，伺服电动机34的电流或转矩单调减小的状态，在预备动作区间中，在伺服电动机34的电流或转矩单调减小的期间，记录用于决定基准状态的电流或转矩的值或每单位时间的变化量的伺服电动机34的电流或转矩。

而且，依次检查伺服电动机34的电流或转矩的变动(步骤S210)，在伺服电动机34的电流或转矩转变为与预先设定的基准状态相比增加的倾向时，判断为可动电极30从焊接工件W完全分离。“转变为与基准状态相比增加的倾向时”是指伺服电动机34的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量与假设为基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值或每位时间的变化量相比增加时(此时，是伺服电动机34的电流或转矩从减小转变为大致恒定的状态或转变为平缓增加时；或者是伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的减小量变小时(以下，概括记载为减小倾向结束。))，以后描述其判断方法。在判断为可动电极30从焊接工件W完全离开时，使多关节机器人12的动作停止，基于判断为可动电极30从焊接工件W完全离开时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据与可动电极30相对于点焊枪14的相向电极32的相对位置数据，检测焊接工件W的表面的位置，然后结束焊接工件W的表面位置的检测工序(步骤S212)。

图14是按时间序列表示按照本实施方式利用可动电极30检测焊接工件W的表面时的伺服电动机34的转矩的变化的图表。在图14中，区间A表示可动电极30与焊接工件W接触但是没有进行检测动作的状态，区间B表示在检测动作中可动电极30与焊接工件W接触的状态，区间C表示在检测动作中可动电极30从焊接工件W完全离开的(即，分离)状态，区间D表示由于检测动作可动电极30缓缓从焊接工件W离开，由此从焊接工件W向可动电极30的反作用力被消除，用于驱动可动电极30的伺服电动机34的转矩减小的状态。在本实施方式中，由于多关节机器人12的振动等伺服电动机34的电流或转矩产生微小的波动，但是在图14中，为了简化说明，省略描述波动。

在本实施方式中，由于在检测动作中可动电极30以速度Vg相对于相向电极32移动，所以在成为区间B，开始驱动可动电极30时，直到可动电极30的速度达到预先设定的速度Vg为止，伺服电动机34的电流或转矩增加，在可动电极30的速度达到Vg时，伺服电动机34不需要用于加速的转矩，因此，伺服电动机34的电流以及转矩变为大致恒定。另一方面，由于多关节机器人12使点焊枪14移动，由此使可动电极30在离开焊接工件W的方向上移动，从焊接工件W向可动电极30作用的反作用力缓缓消除，如区间D那样，伺服电动机34的转矩单调减小，电流也减小。而且，通过多关节机器人12使可动电极30在离开焊接工件W的方向上移动，在变为区间C，可动电极30完全从焊接工件W离开时，焊接工件W的弹性变形消失，不会有弹性变形而引起的反作用力作用于可动电极30，因此，伺服电动机34的转矩以及电流停止减小。

通过记录区间D中的伺服电动机34的电流或转矩，根据区间D中的伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量，决定假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量，可以将其用于与区间C中的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量进行比较。另外，如果在动作开始前使可动电极30向焊接工件W按压足够的距离，则能够延长区间B，确保足够的预备动作区间，因此，能够可靠地记录可动电极30与焊接工件W接触时的伺服电动机34的电流或转矩。

这样，在一边使可动电极30以低速度Vg相对于相向电极32移动，一边使用多关节机器人12使点焊枪14在离开焊接工件W的方向上相对移动时，也与第A3实施方式相同，在可动电极30从焊接工件W完全离开时用于驱动可动电极30的伺服电动机34的电流以及转矩转变为与基准状态相比增加的倾向。因此，如果监视伺服电动机34的电流或转矩，则能够在电流或转矩转变为与基准状态相比增加的倾向时，判断可动电极30从焊接工件W完全离开。而且，能够根据判断为可动电极30从焊接工件W完全离开时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于点焊枪14的相向电极32的相对位置数据，求出判断为可动电极30从焊接工件W完全离开时的可动电极30的前端的位置数据，将求出的可动电极30的前端的位置数据当作焊接工件W的表面的位置数据，能够检测出焊接工件W的表面的位置。

与第A3实施方式所述的4个解析方法(i)～(iv)相同，通过对伺服电动机34的电流或转矩的时间序列曲线即波形进行解析，求出电流或转矩的减小倾向结束的点(以下，记载为变化点)，来确定伺服电动机34的电流或转矩转变为与预先设定的基准状态相比增加的倾向的时刻。用于求出变化点的电流或转矩的波形的解析方法的例子与第A3实施方式相同，因此在此省略说明。此外，在本实施方式中，在检测动作中，使可动电极30以速度Vg相对于相向电极30移动，因此，在可动电极30从焊接工件W离开后，有时由于点焊枪14的机械阻力(例如，将可动电极驱动机构与焊接变压器(未图示)连接的导电部的弹性变形)等，伺服电动机34的电流或转矩平缓地变化。如此，在可动电极30从焊接工件W离开后，伺服电动机34的电流或转矩平缓地减小时，伺服电动机34的电流或转矩有可能不变为恒定的状态，或者不增加，因此，有时难于通过解析方法(i)求出变化点。在这样的情况下，采用解析方法(ii)至(iv)的方法是有效的。

如本实施方式所述，当一边使可动电极30以速度Vg相对于相向电极32移动，一边利用多关节机器人12使点焊枪14在离开焊接工件W的方向上相对移动时，与第A3实施方式相比，伺服电动机34的电流或转矩的波动稍微变大，可动电极30与焊接工件W接触的检测稍微变难，但仍能得到几乎与第A3实施方式的情况相同的效果。而且，如上所述，能够消除因可动电极驱动机构内的静摩擦引起的死区，防止在可动电极34从焊接工件W完全离开，不会有作用力从焊接工件W作用于可动电极30之前，伺服电动机34的电流或转矩不变化的情况，从而能够降低可动电极30从焊接工件W完全离开的误检测的可能性。因此，在可动电极驱动机构的静摩擦大，存在死区而产生的不良影响超过了消除因可动电极驱动机构的动摩擦而产生的伺服电动机34的电流或转矩的波动的效果时，本实施方式的方法有效。其他与第A3实施方式相同，在此省略说明。

以上，基于图示的实施方式说明了本发明，但是本发明不限于上述的实施方式。例如，在上述实施方式中，在监视伺服电动机34的电流或转矩的同时，记录多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。但是，由于多关节机器人12以及可动电极30根据来自机器人控制装置16以及点焊枪控制装置18的时间序列上的动作指令进行动作，所以可以根据执行的多关节机器人12以及可动电极30的动作指令，求出过去时刻的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。

接着，说明方式B。

在本发明的焊接工件位置检测方法中，首先需要进行定位，使可动电极30与焊接工件W的可动电极侧表面接触。因此，说明进行定位，以使可动电极30与焊接工件W的可动电极侧表面接触的方法。

作为最基本的方法，还具有作业者操作点焊枪14和多关节机器人12，一边目视确认焊接工件W的可动电极侧表面和可动电极30的位置，一边使可动电极30接触焊接工件W的可动电极侧表面的方法，但是，还可以利用其他各种方法，以使可动电极30接触焊接工件W的可动电极侧表面的方式来进行定位。例如，如现有技术那样，可以操作多关节机器人12，在使点焊枪14移动至在将点焊枪14的可动电极30与相向电极32闭合时可动电极30以及相向电极32与焊接工件W上的打点位置接触的位置之后，通过伺服电动机34的驱动使可动电极30向相向电极32移动，在伺服电动机34的电流或转矩达到预先设定的阈值时，判断为可动电极30与焊接工件W接触，通过使伺服电动机34的驱动停止，来进行定位使可动电极30接触焊接工件W的可动电极侧表面。

另外，可以代替通过伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32移动，利用多关节机器人12使点焊枪14与焊接工件W相对移动，来使可动电极30与焊接工件W接近、离开，一边进行从可动电极30离开焊接工件W的状态使可动电极30与焊接工件W相互接触的动作或从可动电极30与焊接工件W相互接触的状态开始完全分离的动作中的至少一部分，一边监视伺服电动机34的电流或转矩，在伺服电动机34的电流或转矩的变化倾向变化时，判断可动电极30与焊接工件W接触或可动电极30从焊接工件W完全分离，可以将可动电极30定位在判断为接触或分离时的位置。

作为后者的方法的一个例子，例如，操作多关节机器人12，在把点焊枪14移动至在将点焊枪14的可动电极30与相向电极32闭合时可动电极30以及相向电极32与焊接工件W上的打点位置接触的位置之后，一边通过伺服电动机34以速度Vg驱动可动电极30，一边利用多关节机器人12使点焊枪14和焊接工件W在使可动电极30与焊接工件W从相互分离的状态接近的方向上相对移动，同时，监视伺服电动机34的电流或转矩。在可动电极30接触焊接工件W时，焊接工件W被可动电极30按压而产生弹性变形，其反作用力从焊接工件W作用于可动电极30，因此，为了维持使可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动的状态，伺服电动机34的转矩以及电流增加。利用此现象，监视伺服电动机34的电流或转矩，在伺服电动机34的电流或转矩转变为与预先设定的基准状态相比增加的倾向时，判断可动电极30与焊接工件W接触，将此时的位置当作可动电极30与焊接工件W接触的位置，将可动电极30定位在此位置上。例如，能够通过检测出伺服电动机34的电流或转矩与基准状态的伺服电动机34的电流或转矩的值相比增加了预先设定的阈值以上；或者检测出伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量与基准状态的伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量相比增加了预先设定的阈值以上，来检测伺服电动机的电流或转矩转变为与预先设定的基准状态相比增加的倾向。

此外，“转变为与基准状态相比增加的倾向时”是指伺服电动机34的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量与假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量相比增加时。另外，根据在点焊枪14与焊接工件W开始相对移动后并且在可动电极30与焊接工件W接触前的预备动作区间中的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量，来决定基准状态。

另外，作为其他的方法，操作多关节机器人12，在使点焊枪14移动至在将点焊枪14的可动电极30与相向电极32闭合时可动电极30以及相向电极32与焊接工件W上的打点位置接触的位置之后，一边通过伺服电动机34以速度Vg驱动可动电极30，一边利用多关节机器人12使点焊枪14和焊接工件W在使可动电极30与焊接工件W从相互按压的状态分离的方向上相对移动，同时，监视伺服电动机34的电流或转矩。在从可动电极30与焊接工件W相互按压的状态，利用多关节机器人12，使可动电极30在离开焊接工件W的方向上移动时，可动电极30引起的焊接工件W的弹性变形量减小，从焊接工件W作用于可动电极30的反作用力也减小，伺服电动机34的电流以及转矩减小。而且，在可动电极30从焊接工件W完全离开时，由可动电极30的按压引起的焊接工件W的弹性变形消失，从焊接工件W作用于可动电极30的反作用力消失，伺服电动机34的转矩以及电流也停止减小，变为大致恒定。利用此现象，监视伺服电动机34的电流或转矩，在伺服电动机34的电流或转矩转变为与预先设定的基准状态相比增加的倾向时(伺服电动机34的电流或转矩的减小倾向结束时)，判断为可动电极30从焊接工件W完全离开，将此时的位置当作可动电极30与焊接工件W接触的位置，将可动电极30定位在此位置上。例如，能够通过如下手段等，检测伺服电动机34的电流或转矩转变为与预先设定的基准状态相比增加的倾向(伺服电动机34的电流或转矩的减小倾向结束)，其中，一种手段是通过对伺服电动机34的电流或转矩的时间序列数据进行解析，检测出伺服电动机34的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量与假设处于基准状态时的伺服电动机34的电流或转矩的值相比增加了预先设定的阈值以上，或者检测出伺服电动机34的电流或转矩的每单位时间的变化量从表示基准状态的单调减小的负的值变为0或正的值，另一种手段是解析地求出伺服电动机34的电流或转矩的时间序列波形的变化倾向的变化点。

此外，“转变为与基准状态相比增加的倾向时(减小倾向结束时)”是指伺服电动机34的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量与假设处于基准状态时的伺服电动机34的值或每单位时间的变化量相比增加时。另外，根据点焊枪14与焊接工件W开始相对移动后并且在可动电极30与焊接工件W分离前的预备动作区间中的伺服电动机34的电流或转矩的值或每单位时间的变化量，决定基准状态。

如此，代替通过伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32移动，可以利用多关节机器人12使点焊枪14与焊接工件W相对移动，来使可动电极30与焊接工件W接近、离开，如果进行从可动电极30已离开焊接工件W的状态使可动电极30与焊接工件W相互接触的动作或者从可动电极30与焊接工件W相互接触的状态开始完全分离的动作中的至少一部分，则能够抑制基于伺服电动机34的可动电极30的移动速度，并降低因可动电极驱动机构内的动摩擦而引起的伺服电动机34的电流或转矩的波动。结果，能够更加正确地检测因可动电极30与焊接工件W接触而引起的伺服电动机34的电流或转矩的变化倾向的变化，从而能够更加正确地检测焊接工件W的表面位置。

尤其是如果将伺服电动机34驱动可动电极30的速度Vg设为0，通过多关节机器人12的移动，进行全部的使可动电极30与焊接工件W接触的动作或从接触的状态完全分离的动作，则在通过可动电极30检测焊接工件W的表面的位置时，由于可动电极30不被伺服电动机34驱动，所以因可动电极驱动机构内的动摩擦引起的伺服电动机34的电流或转矩的波动几乎消失。因此，能够正确地检测可动电极30与焊接工件W接触时或可动电极30从焊接工件W完全离开时的伺服电动机34的电流或转矩的变化倾向的变化，从而能够正确地检测焊接工件的表面位置。

另外，可以将伺服电动机34驱动可动电极30的速度Vg设为能够消除静摩擦的程度的极低速度。当把伺服电动机34驱动可动电极30的速度Vg设为0，使可动电极30相对于相向电极32完全静止时，由于可动电极驱动机构内的静摩擦，在可动电极30与焊接工件W接触时从焊接工件W受到的反作用力损失，不会传递至伺服电动机34，从而产生虽然受到反作用力，但伺服电动机34的电流或转矩几乎不变动的死区。这样的死区在静摩擦大时，有可能对利用可动电极30进行的焊接工件W的表面的检测精度带来不良影响。与此相对，如果通过伺服电动机34以能够消除静摩擦的程度的极低的速度驱动可动电极30，则能够消除这样的死区。另外，即使使可动电极30以能够除去静摩擦的程度的极低的速度Vg相对于相向电极32移动，由于可动电极驱动机构内的动摩擦变小，所以能够最小限度地抑制因动摩擦而引起的伺服电动机34的电流或转矩的波动。

接着，说明检测相向电极32所接触的焊接工件的表面位置的焊接工件位置检测方法。首先，操作多关节机器人12，使点焊枪14移动至在将点焊枪14的可动电极30与相向电极32闭合时可动电极30以及相向电极32与焊接工件W上的打点位置接触的位置，通过任意的方法对可动电极30进行定位使其与焊接工件W的可动电极侧表面接触。此外，只有在对驱动可动电极30的伺服电动机34设定转矩极限的情况下，可以在对可动电极30进行定位使其与焊接工件W的可动电极侧表面接触之后，进一步将可动电极30定位在从该位置偏移预先设定的距离的位置。理由后述。接着，如图15所示，在通过伺服电动机34使可动电极30以预先设定的速度Vg从与焊接工件W的可动电极侧表面接触的状态在接近相向电极32的方向上移动的同时，利用多关节机器人12，使点焊枪14与焊接工件W以与速度Vg相等的速度vr在使相向电极32与焊接工件W从相互分离的状态接近的方向上相对移动，监视可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度的至少一方。而且，在监视可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度的至少一方，由此检测到相向电极32与焊接工件W接触时，根据检测出时的相向电极32的前端的位置求出焊接工件W的相向电极侧表面位置。可以不直接测定可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度，而是根据驱动可动电极30的伺服电动机34求出。

此外，可动电极相对于相向电极的移动速度以及加速度的监视分别等价于用于驱动可动电极的伺服电动机的旋转速度以及旋转加速度的监视，在可动电极相对于相向电极的移动速度以及加速度的监视中，分别包括用于驱动可动电极的伺服电动机的旋转速度以及旋转加速度的监视。

在此，基于多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据，例如按照以下方式求出相向电极32与焊接工件W接触时的相向电极32的前端的位置的位置数据。

由于从地面至支撑在基台20上的旋转台22的水平轴线J2的距离、垂直轴线J1与水平轴线J2之间的轴间距离、水平轴线J2与水平轴线J3之间的轴间距离、水平轴线J3与轴线J4之间的轴间距离恒定，所以能够根据多关节机器人12的各轴的旋转角度求出多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置。另外，预先设定从多关节机器人12的手腕元件28的前端至点焊枪14的相向电极32的前端的位置，始终恒定。因此，根据多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及多关节机器人12的手腕元件28的前端与点焊枪14的相向电极32的前端的位置关系，求出点焊枪14的相向电极32的前端的位置数据。

上述的焊接工件位置检测方法的特征为，不监视驱动多关节机器人12的伺服电动机的电流或转矩，或者驱动可动电极30的伺服电动机34的电流或转矩，而是监视可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度的至少一方。在相向电极32与焊接工件W接触之前，可动电极30相对于相向电极32的移动速度是Vg并且恒定。另一方面，保持可动电极30与焊接工件W接触，当相向电极32与焊接工件W接触时，成为在可动电极30与相向电极32之间，夹入焊接工件W的状态，因此，妨碍可动电极30相对于相向电极32的移动，可动电极30相对于相向电极32的移动速度从预先设定的值Vg减小，不久变为0。此时，可动电极相对于相向电极32的加速度从0转变为负的值，不久再次变为0。因此，如果监视可动电极30相对于相向电极32的移动速度或加速度，则能够几乎不受焊接工件W、多关节机器人12以及点焊枪14的刚性的影响地，检测相向电极32与焊接工件W接触。另外，由于根据相向电极32与焊接工件W接触时的相向电极32的位置，检测焊接工件W的相向电极侧表面位置，所以不需要在将相向电极32定位在焊接工件W的表面的打点位置之前，测量打点位置上的焊接工件W的厚度。

在本发明的焊接工件表面检测方法中，优选对针对相向电极32驱动可动电极30的伺服电动机34设定转矩极限。如果如此对伺服电动机34设定转矩极限，则在相向电极32与焊接工件W接触时，伺服电动机34的转矩立即达到转矩极限。结果，能够限制因伺服电动机34而产生的可动电极30的动作，在相向电极32与焊接工件W接触时，可以更加显著地降低伺服电动机34的旋转速度以及旋转加速度，即可动电极30的移动速度以及加速度，从易于进行接触的检测。

希望根据通过点焊枪14与焊接工件W之间的相对移动使相向电极32从离开焊接工件W的状态与焊接工件W接触的动作中，即在相向电极32从焊接工件W离开的状态下使可动电极30以速度Vg相对于相向电极32移动时的伺服电动机34的转矩，决定伺服电动机34的转矩极限的值。在可动电极30以移动速度Vg动作时，伺服电动机34输出使可动电极30以速度Vg进行移动所需的转矩。如果在上述动作中测定以该速度Vg进行移动所需的转矩，将其设定为伺服电动机34的转矩极限的值，则在相向电极32与可动电极30之间夹入了焊接工件W时，伺服电动机34无法通过可动电极30顶回相向电极32以及焊接工件W，从而可动电极30无法维持移动速度Vg。即，由于能够使可动电极30的移动速度以及可动电极30的加速度更加显著地降低，所以能够更加高灵敏度地检测接触。此外，在把使可动电极30以速度Vg进行移动所需的转矩实际设定为伺服电动机34的转矩极限的值时，优选加入若干安全系数，来防止误检测。可以根据该加入的安全系数调整检测灵敏度。

对于决定伺服电动机34的转矩极限的值的时机，只要是在相向电极32从焊接工件W离开的状态下，可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动时，可以是任何时候。典型的是，由于在可动电极30相对于相向电极32的相对移动刚刚开始之后，相向电极32还未与焊接工件接触，所以可以基于此时的伺服电动机34的转矩输出决定转矩极限的值。例如，如图16所示，可以基于可动电极30相对于相向电极32的移动速度变为Vg的时刻Ta以后的伺服电动机34的转矩输出，设定转矩极限的值。但是，在移动刚刚开始后，伺服电动机34刚刚开始加速动作，如图18a以及图18b所示，即使可动电极30的移动速度达到Vg，但伺服电动机34的转矩输出不稳定，有时出现过冲。因此，如图18a以及图18b所示，优选根据在移动开始后经过预先设定的时间，伺服电动机34的转矩输出稳定的时刻Tb的转矩，决定伺服电动机34的转矩极限的值。此外，为了在设定转矩极限的值之前，相向电极32不与焊接工件接触，优选在使相向电极32与焊接工件W之间分离，确保足够的距离之后，开始检测动作。

而且，在可动电极30相对于相向电极32以速度Vg进行移动时，在即使经过了预先设定的时间，仍判断为相向电极32没有与焊接工件W接触时，可以基于该预先设定的时间内的伺服电动机34的转矩输出，决定转矩极限的值。如果将该预先设定的时间缩短，则能够按照每个恒定时间，定期更新转矩极限的设定值。如图19a所示，即使在可动电极30相对于相向电极32以恒定速度相对移动时，由于点焊枪14中存在的机械阻力(例如，驱动部分的内部摩擦或连接可动电极与焊接变压器(未图示)连接的导电部的弹性变形等)，伺服电动机34的转矩输出不稳定为恒定值，有时平缓地上升(图19b)，有时平缓减小(图19c)，有时波动(图19d)。在这样伺服电动机34的转矩输出不稳定为恒定值的情况下，定期地更新转矩极限的设定值是有效的手段。例如，如图19a～图19d所示，如果根据在每个恒定间隔ΔT的时刻Tc、Td、Te的伺服电动机34的转矩定期地反复更新转矩极限的设定值，能够设定适当的转矩极限。

如上所述，只有对驱动可动电极30的伺服电动机34设定转矩极限的情况下，可以将可动电极30定位在从接触焊接工件W的可动电极侧表面的位置偏移已知距离的位置上，在此，叙述其理由。

实际上，在可动电极30与焊接工件W的可动电极侧表面接触的状态下进行用于检测相向电极32与焊接工件W接触的动作时，由于多关节机器人12进行动作时产生的微小的振动，可动电极30微微按压焊接工件W或微微从焊接工件W离开，从而易于成为受到或不受到来自焊接工件W的反作用力的不稳定的状态。由于以将可动电极30的移动速度保持为恒定的方式控制伺服电动机34的转矩，所以在从焊接工件W受到反作用力时，需要额外的用于顶回焊接工件W的量的转矩。因此，即便使伺服电动机34的旋转速度或可动电极30的移动速度如图20a所示为恒定，在可动电极30微微按压焊接工件W或微微离开焊接工件W的状态下，如图20b所示，伺服电动机34的转矩在从焊接工件W受到反作用力的状态下的值T′和没有受到反作用力的状态下的值T之间波动，变得不稳定。另一方面，为了提高接触的检测灵敏度，优选将伺服电动机34的转矩极限设定为与能够维持可动电极30以速度Vg进行的移动的最低限度的转矩相等的值。因此，希望尽可能消除传递至可动电极30的不稳定的反作用力的影响。

通过在可动电极30从焊接工件W微微分离的状态下进行用于检测相向电极32与焊接工件W的接触的动作，能够消除来自焊接工件W的反作用力，如图20c所示，伺服电动机34的转矩能够维持伺服电动机34没有从焊接工件W受到反作用力的状态下的值T。另外，相反，如果在可动电极30微微按压焊接工件W的状态下进行用于检测相向电极32与焊接工件W的接触的动作，则来自焊接工件W的反作用力不消失，伺服电动机34能够稳定地受到大致恒定的反作用力，因此如图20d所示，伺服电动机34的转矩能够维持伺服电动机34从焊接工件W受到反作用力的状态下的值T′。即，等价于对伺服电动机34的转矩输出赋予恒定的偏置。由此，伺服电动机34的转矩稳定，所以能够准确且容易地决定用于维持可动电极30以速度Vg进行的移动的转矩。此外，在偏移的情况下，基于相向电极32的焊接工件W的检测位置错开偏移距离的量，由于偏移距离为预先设定的已知的值，所以如果在检测出的焊接工件W的表面位置中加入偏移距离，则能够得到正确的焊接工件W的表面位置。

另外，可以对驱动多关节机器人12的各轴J1～J5的伺服电动机(未图示)设定转矩极限。由此，能够抑制因可动电极30以及相向电极32而产生的焊接工件的弹性变形。当然可以对驱动可动电极30的伺服电动机34和驱动多关节机器人12的各轴J1～J5的伺服电动机双方或者仅对一方设定转矩极限。

即使在对驱动多关节机器人12的各轴J1～J5的伺服电动机(未图示)设定转矩极限时，也希望根据在通过点焊枪14与焊接工件W的相对移动使相向电极32从与焊接工件W离开状态与焊接工件W接触的动作中，即在相向电极32从焊接工件W离开的状态下，以使相向电极32相对于焊接工件W以与可动电极30的速度Vg相等的速度Vr相对移动的方式，使多关节机器人12进行动作时的多关节机器人的伺服电动机的转矩，决定转矩极限的值。其理由以及转矩极限的设定值的决定方法与对驱动可动电极30的伺服电动机34设定转矩极限的情况相同，在此省略说明。

另外，在本发明的焊接工件位置检测方法中，作业者可以通过手动操作一个个地执行工序，但是点焊***10可以自动执行一系列的工序。例如，在已经示教了所有的焊接打点位置以及进行点焊的程序命令的点焊程序中，在使自动执行上述工序的模式有效，再生点焊程序时，自动再生焊接工件位置检测程序，由此使多关节机器人12自动地移动至各焊接打点位置附近，执行进行点焊的程序命令，由此自动地执行上述工序，对焊接工件W的表面位置进行检测，基于该检测位置对该焊接工件W进行打点示教位置数据的修正，并且，还能够将其修正量(偏差量)储存在机器人控制装置16中。可以在机器人控制装置16具有的示教操作盘上显示储存的修正量。另外，在储存的修正量过大的情况下，可以作为焊接工件W的位置的异常，对机器人控制装置16具有的示教操作盘进行警报通知，或者还可以对能够与机器人控制装置16通信的线路控制盘或计算机等外部控制装置进行警报通知。

而且，如图16所示，能够利用使用本发明的焊接工件位置检测方法检测出的焊接工件W的相向电极侧表面位置和焊接工件W的可动电极侧表面位置，测量在打点位置的焊接工件W的厚度t。例如，能够根据点焊枪14的相向电极32的前端的位置数据和可动电极30的前端相对于点焊枪14的相向电极32的前端的相对位置数据，求出焊接工件W的可动电极侧表面位置，关于点焊枪14的相向电极32的前端的位置数据，与上述的相向电极32的位置数据的求出方法相同，能够根据对可动电极30进行定位使其与焊接工件W的可动电极侧表面接触时的多关节机器人12的前端的位置数据，求出点焊枪14的相向电极32的前端的位置数据。

此外，关于焊接工件W的可动电极侧表面位置的检测，如上所述，例如，以可动电极30与焊接工件W从相互离开的状态接近或者从相互接触的状态离开的方式，利用多关节机器人12，使焊接工件W与点焊枪14相对移动，同时监视伺服电动机34的电流或转矩，在电流或转矩的变化倾向变化时，判断为可动电极30与焊接工件W接触或可动电极30从焊接工件W离开，根据电流或转矩的变化倾向变化时的可动电极30的位置与多关节机器人12的位置，检测可动电极30所接触的焊接工件W的表面位置。另外，能够基于如此检测出的焊接工件W的表面位置，将可动电极30正确地定位在检测出的可动电极侧表面位置上。因此，如果在检测相向电极32所接触的焊接工件W的表面位置的步骤开始之前，如上所述，将可动电极30向预先检测的焊接工件W的可动电极侧表面位置进行定位，能够更加正确地检测相向电极32所接触的焊接工件W的表面位置。

能够在示教点焊程序时在需要事先设定在焊接打点的焊接工件W的厚度的情况下，使用求出的在各焊接打点的焊接工件W的厚度t。在实际的工厂中，有时必须分别设定在数百个焊接打点的焊接工件W的正确的厚度，此时，使用上述那样求出的在各焊接打点的焊接工件W的厚度变得很有帮助。而且，在对已示教的点焊程序进行修正时，能够将预先设定的焊接工件W的厚度信息修正为如上那样对每个打点实际测量到的厚度。由此，在作业者预先设定焊接工件W的厚度信息时，不需要正确地进行设定。

另外，将预先设定的焊接工件W的厚度与测量出的焊接工件W的厚度进行比较，在两者的差过大时，是工件厚度的异常，还能够判断出存在焊接工件W的异常或测量位置的异常。例如，与设定的焊接工件W的厚度相比，在测量出的焊接工件W的厚度过厚的情况下，可以考虑到在可动电极30与相向电极32之间存在预埋螺栓等异物，能够判断作为焊接打点的检测位置不恰当。而且，在没有恰当地设置焊接工件W的情况下，设定的焊接工件W的厚度与测量出的焊接工件W的厚度的差过大，因此能够判断焊接工件W的异常。另外，在设定的焊接工件W的厚度与测量出的焊接工件W的厚度的差过大，同时没有发现焊接工件异常或焊接打点位置的异常时，还可以考虑可动电极30或相向电极32的磨损可能变大。在检测出这些异常的情况下，可以向设置在机器人控制装置16中的示教操作盘或能够与机器人控制装置16通信的外部控制装置(线路控制盘或计算机等)输出警告通知用信号。

以下，说明按照本发明检测焊接工件W的相向电极侧表面位置的方法中的几个具体的实施方式。在本发明的焊接工件位置检测方法中，如果能够通过多关节机器人12使点焊枪14与焊接工件W相对移动，则能够得到相同的效果，但是，在以下内容中，为了简化说明，如图1所示，以通过多关节机器人12保持点焊枪14，使其与焊接工件W相对移动的情况为例进行说明。但是，如图2所示，还可以通过多关节机器人12保持焊接工件W使其相对于点焊枪14相对移动，此时，在以下的说明中，可以使焊接工件W移动来代替通过多关节机器人12使点焊枪14移动。

实施例B1

参照图21说明本发明的焊接工件位置检测方法的第B1实施方式。在第B1实施方式中，在图1所示的点焊***10中，一边通过伺服电动机34使可动电极30在接近相向电极32的方向上以预先设定的速度Vg进行移动，一边通过多关节机器人12保持点焊枪14，使其相对于固定在工件固定台(未图示)上的焊接工件W以与速度Vg相同的速度Vr在相互接近的方向上相对移动。

在本实施方式中，首先，操作多关节机器人12，使点焊枪14移动至在可动电极30与相向电极32闭合时与焊接工件W上的焊接部位(打点位置)接触的位置，对可动电极30进行定位使其与焊接工件W的可动电极侧表面接触(步骤S100)。此时，相向电极32成为从焊接工件W完全离开的状态。如上所述，可以通过任意的方法进行可动电极30相对于焊接工件W的可动电极侧表面的定位。

接着，如图15所示，通过伺服电动机34使可动电极30从与焊接工件W的可动电极侧表面接触的状态，以预先设定的速度Vg在接近相向电极32的方向上移动，并且，利用多关节机器人12使点焊枪14与焊接工件W以与速度Vg相等的速度Vr，在使相向电极32与焊接工件W从相互分离的状态接近的方向上相对移动(步骤S102)。即，不改变可动电极30与焊接工件W的相对位置，保持可动电极30与焊接工件W接触的状态，使相向电极32接近焊接工件W。同时，监视可动电极30的移动速度以及加速度中的至少一方(步骤S104)。可以直接测定可动电极30的移动速度以及加速度，也可以根据驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度以及旋转加速度求出。另外，由于可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度分别与用于驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度以及旋转加速度成比例，所以可以监视驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度或旋转加速度，来代替可动电极30的移动速度或加速度。在监视时，按照每个采样时间，与可动电极30的移动速度或加速度或伺服电动机34的旋转速度或旋转加速度的信息一起，依次记录多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。

接着，决定是否对驱动点焊枪14的可动电极30的伺服电动机34和驱动多关节机器人12的各轴J1～J5的伺服电动机(未图示)设定转矩极限(步骤S106)。在设定转矩极限时，前进至步骤S108，在对驱动点焊枪14的可动电极30的伺服电动机34和驱动多关节机器人12的各轴J1～J5的伺服电动机中的至少一方设定转矩极限之后，前进至步骤S110。将各伺服电动机的转矩极限设定为能够充分地输出为了在以后进行用于检测相向电极32与焊接工件W的接触的动作所需要的转矩的值。在步骤S102以后，可动电极以速度Vg移动，多关节机器人12的手腕元件28的前端，即相向电极32以速度Vr移动，因此，优选此时基于各个伺服电动机实际输出的转矩，设定各伺服电动机的转矩极限的值。另外，转矩极限的设定值可以是预先设定的值。另一方面，在不设定转矩极限的情况下，从步骤S106直接前进至步骤S110。

在保持可动电极30与焊接工件W接触的状态下，相向电极32与焊接工件W接触时，成为在可动电极30与相向电极32之间夹入焊接工件W的情形，从而妨碍可动电极30相对于相向电极32的移动。于是，为了控制伺服电动机34以便恒定地维持移动速度Vg，要输出更大的转矩，但是达到了伺服电动机34的输出界限，驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度减小。结果，无法维持设定的速度Vg，可动电极30相对于相向电极32的移动速度从预先设定的值Vg减小。另外，可动电极30相对于相向电极32的加速度从0转变为负的值。利用此现象，依次检查可动电极30相对于相向电极32的移动速度或伺服电动机34的旋转速度，或可动电极30相对于相向电极32的加速度或伺服电动机34的旋转加速度(步骤S110)，在可动电极30相对于相向电极32的移动速度或伺服电动机34的旋转速度减小时，或者在可动电极30相对于相向电极32的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从0转变为负值时，判断为相向电极32与焊接工件W接触。另外，在判断相向电极32没有与焊接工件W接触时，返回步骤S104，继续监视可动电极的移动速度以及加速度中的至少一方，而且，在步骤S106中，决定是否再次重新设定转矩极限。在重新设定转矩极限的情况下，例如，在步骤S108中，可以基于对可动电极30进行驱动的伺服电动机34和对多关节机器人12的各轴进行驱动的伺服电动机分别输出的转矩，重新决定转矩极限的值，并再次进行设定。可以按照预先设定的时间间隔更新转矩极限的设定值。

在对驱动可动电极30的伺服电动机34设定了转矩极限的情况下，在相向电极32与焊接工件W接触之后，伺服电动机34的转矩比输出界限更快地达到转矩极限，因此，伺服电动机34的旋转速度以及可动电极30的移动速度更快地减小，与此同时，伺服电动机34的旋转加速度以及可动电极30的加速度也变化。尤其是在将伺服电动机34的转矩极限设定为与相向电极32接触焊接工件W之前的伺服电动机34的转矩大致相等或稍微大的值时，能够立即检测出相向电极32与焊接工件W接触。

在判断出相向电极32与焊接工件W接触时，使可动电极30相对于相向电极32的移动以及多关节机器人12的动作停止，基于判断出相向电极32与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及点焊枪14的相向电极32的前端相对于手腕元件28的前端的相对位置数据，检测焊接工件W的相向电极侧表面的位置，然后结束焊接工件W的表面位置的检测工序(步骤S112)。

图22是按时间序列表示按照本实施方式检测相向电极32所接触的焊接工件W的相向电极侧表面时的伺服电动机34的转矩、旋转速度以及旋转加速度的变化的图表，图22a是转矩的图表，图22b是旋转速度的图表，图22c是旋转加速度的图表。此外，按照时间序列表示可动电极30相对于相向电极32的移动速度的变化的图表也与图22b相同，按照时间序列表示可动电极30相对于相向电极32的加速度的变化的图表也与图22c相同。另外，在图22中，区间A表示没有进行检测动作的状态，区间B表示在检测动作中相向电极32还没有与焊接工件W接触的状态，区间C表示在检测动作中相向电极32与焊接工件W接触的状态。

在检测动作开始前，可动电极30相对于相向电极32静止，没有被伺服电动机34驱动。因此，在区间A中，伺服电动机34的转矩为某个值并且恒定，旋转速度以及旋转加速度为0。另一方面，在检测动作开始时，使可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动，因此，在区间B中，在可动电极30相对于相向电极32的移动速度达到速度Vg之前，伺服电动机34的转矩以及旋转速度增加，在达到Vg时两者都恒定。因此，可动电极30相对于相向电极32的加速度以及伺服电动机34的旋转加速度在可动电极30相对于相向电极32的移动速度达到Vg之前成为正的值，在达到Vg时两者都为0。而且，在成为区间C，在保持可动电极30与焊接工件W接触的状态下，相向电极30与焊接工件W接触时，成为在可动电极30与相向电极32之间夹入焊接工件W的情形，妨碍可动电极30相对于相向电极32的移动。结果，控制伺服电动机34以便恒定地维持移动速度Vg，伺服电动机34的转矩增加，但是不久达到电动机的输出界限或转矩极限，变为恒定。图22a表示将伺服电动机34的转矩极限设定为与区间B中的伺服电动机34的转矩(即，在几乎没有负荷的状态下，使可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动所需要的伺服电动机34的转矩)相等的值的情况，表示在区间B与区间C中伺服电动机34的转矩为大致恒定的值。另一方面，可动电极30相对于相向电极32的移动速度从预先设定的值Vg减小，不久变为0，可动电极30相对于相向电极32停止，因此，驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度也如图22b所示，从预先设定的值减小，不久变为0。另外，可动电极30相对于相向电极32的加速度随着可动电极30相对于相向电极32的移动速度变化，因此如图22c所示，在区间B转变为0，在区间C中转变为负的值，在可动电极30相对于相向电极32停止时，再次变为0。

如上所述，通过对伺服电动机34设定转矩极限，能够防止因可动电极30按压焊接工件W而使焊接工件W过度地变形。而且，在相向电极32与焊接工件W接触时，可动电极30更快地减速，从而能够降低相向电极32接触焊接工件W的时刻的检测的延迟。另外，如果对驱动多关节机器人12的各轴J1～J5的伺服电动机也设定转矩极限，则能够防止通过多关节机器人12移动的点焊枪14的相向电极32按压焊接工件W使焊接工件W过度地变形。

另外，保持可动电极30与焊接工件W接触的状态，利用多关节机器人12使相向电极32接近焊接工件W，由此在与焊接工件W接触时，相向电极32与焊接工件W接触时可动电极30的移动速度或用于驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度从恒定的状态开始变化，缓缓减小。因此，如果监视可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度，则能够将可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从大致恒定的状态转变为减小的时刻判断为相向电极32与焊接工件W接触的时刻。同样，保持可动电极30与焊接工件W接触的状态，利用多关节机器人12使相向电极32接近焊接工件W，由此在接触焊接工件W时，相向电极32与焊接工件W接触时可动电极30的加速度或用于驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转加速度从0开始变化转变为负的值。因此，如果监视可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度，则能够将可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度大致从0开始转变为负的值的时刻判断为相向电极32与焊接工件W接触的时刻。

而且，能够根据判断为相向电极32与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及点焊枪14的相向电极32的前端相对于手腕元件28的前端的相对位置数据，求出判断为相向电极32与焊接工件W接触时的相向电极32的前端的位置数据，如果将求出的相向电极32的前端的位置数据当作焊接工件W的表面的位置数据，则能够检测焊接工件W的相向电极侧表面的位置。

在此，对可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列曲线即波形进行解析，求出可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从大致恒定的状态转变为减小的点(以下，记载为变化点)，由此来确定可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从大致恒定的状态转变为减小的时刻。作为用于求出变化点的伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的解析方法的例子，列举以下3个例子。此外，当然用于求出可动电极30的移动速度的变化点的可动电极30的移动速度的时间序列波形的解析方法也相同。

(i)如图23所示，将伺服电动机34的旋转速度相对于基准值的减小量超过了预先设定的阈值α(＞0)的点作为变化点。伺服电动机34的旋转速度与焊接工件W的刚性无关，最终变为0，因此，可以将阈值α设为从区间B中的伺服电动机34的旋转速度至0的范围中的任意的值。阈值α越小，能够越快地检测出相向电极32接触焊接工件W。还可以利用相对于区间B中的伺服电动机34的旋转速度的比例(例如10％等)来决定阈值α。

(ii)如图24所示，将伺服电动机34的旋转速度的每单位时间Δt的变化量Δv，即伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的斜率成为预先设定的阈值β(≤0)以下的点作为变化点。在相向电极32接触焊接工件W时，如图24所示，伺服电动机34的移动速度单调减小，因此，阈值β成为负的值。在想要检测刚刚开始减小后时，可以将阈值β设为与0接近的负的值。

(iii)由于在相向电极32与焊接工件W接触时伺服电动机34的旋转速度单调减小，所以伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的斜率变为负的值。因此，如图25所示，首先，根据(i)或(ii)的方法，求出伺服电动机34的旋转速度的变化点，将其作为临时的变化点，从临时的变化点开始沿着旋转速度的时间序列波形回溯时刻，求出伺服电动机34的旋转速度的每单位时间的变化量(即，旋转速度的时间序列波形的斜率)，将旋转速度的时间序列波形的斜率大致变为0的点作为真正的变化点，在真正的变化点，当作旋转速度从大致恒定的状态转变为减小的点。此外，伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形为离散的采样点的集合，因此，不一定在时间序列波形上存在斜率变为0的点。因此，实际上，可以从临时的变化点(时刻Td1)开始沿着旋转速度的时间序列波形回溯时刻，确定旋转速度的时间序列波形的斜率从负的值变为0或正的值的点(时刻Td3)，将其前不久的采样点(时刻Td2)作为真正的变化点。根据这样的方法，如图25所示，即使在伺服电动机34的旋转速度曲线地减小的情况下，也能够正确地确定伺服电动机34的旋转速度刚刚从恒定的状态转变为减小后的时刻，能够正确地求出焊接工件W的相向电极侧表面的位置。

可动电极30相对于相向电极32的移动速度Vg是任意预先设定的值，因此，不受焊接工件W、点焊枪14以及多关节机器人的刚性的影响，易于设定用于确定速度Vg从恒定的状态转变为减小的点的上述的阈值。

基于可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的检测的判断也可以应用基本相同的想法。通过对可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列曲线即波形进行解析，求出可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致0的状态转变为负的点(以下，记载为变化点)，由此来确定可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致0的状态转变为负的时刻。作为用于求出变化点的伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的解析方法的例子，列举以下3个例子。此外，当然用于求出可动电极30的加速度的变化点的可动电极30的加速度的时间序列波形的解析方法也相同。

(i)如图26所示，将伺服电动机34的旋转加速度变为负的值的点当作变化点。但是，由于实际的伺服电动机34的旋转速度进行微小的变化，所以，为了防止误检测，优选不将伺服电动机34的旋转加速度变为负值的点作为变化点，而是将低于预先设定的阈值γ(＜0)的点当作变化点。阈值γ可以是任意的负值，如果将阈值γ设为接近0的负值，则能够快速地检测出相向电极32与焊接工件W接触。

(ii)伺服电动机34的旋转加速度如图26所示，存在从0开始阶梯状地跳跃为负的值(负的加速度)的情况，而且如图27所示，还存在向特定的负的加速度缓缓变化的情况。在这种情况下，如图27所示，在相向电极32与焊接工件W接触时，伺服电动机34的旋转速度单调减小，与此相伴，伺服电动机34的旋转加速度在最初的微小时间内从0缓缓降低为特定的负的值，在持续是特定的负值并且恒定的状态之后，再次缓缓上升，不久变为0。因此，将伺服电动机34的旋转加速度的每单位时间Δt的变化量Δa，即伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的斜率为预先设定的阈值δ(≤0)以下的点当作变化点。在想要检测刚刚开始减小后时，将阈值δ设为接近0的负值即可。

(iii)由于在相向电极32与焊接工件W接触时伺服电动机34的旋转加速度从0减小，所以伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的斜率变为负的值。因此，如图28所示，首先，根据(i)或(ii)的方法，求出伺服电动机34的旋转加速度的变化点，将其作为临时的变化点，从临时的变化点开始沿着旋转加速度的时间序列波形回溯时刻，求出伺服电动机34的旋转加速度的每单位时间的变化量(即，旋转加速度的时间序列波形的斜率)，将旋转加速度的时间序列波形的斜率大致为0的点作为真正的变化点，在真正的变化点，当作旋转加速度从大致为0的状态转变为减小。此外，伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形为离散的采样点的集合，因此，不一定在时间序列波形上存在斜率为0的点。因此，实际上，可以从临时的变化点(时刻Td1)开始沿着旋转加速度的时间序列波形回溯时刻，确定旋转加速度的时间序列波形的斜率从负值变为0或正值的点(时刻Td3)，将其前不久的采样点(时刻Td2)作为真正的变化点。根据这样的方法，如图28所示，即使在伺服电动机34的旋转速度曲线地减小的情况下，也能够正确地确定伺服电动机34的旋转加速度刚刚从大致为0的状态转变为负之后的时刻，从而能够正确地求出焊接工件W的相向电极侧表面的位置。

此外，在本实施方式中，为了将因可动电极30以及相向电极32引起的焊接工件W的变形抑制为最小，在判断出相向电极32与焊接工件W接触时，机器人控制装置16以及点焊枪控制装置18使多关节机器人12以及伺服电动机34的动作停止，根据判断为相向电极32与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及点焊枪14的相向电极32相对于手腕元件28的前端的相对位置数据，检测焊接工件W的相向电极侧表面的位置。但是，在采用解析方法(iii)的情况下，在确定了临时的变化点的时刻，聚齐了解析所需要的伺服电动机34的旋转速度及/或旋转加速度的时间序列数据，以后不需要继续进行检测动作，因此，可以不在判断为相向电极32与焊接工件W接触之后，而是在确定了临时的变化点的时刻使多关节机器人12以及伺服电动机34的动作停止。

另外，在判断出相向电极32接触焊接工件W之后，多关节机器人12以及伺服电动机34也惯性运动，多关节机器人12以及伺服电动机34停止时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置以及可动电极30的前端相对于相向电极32的前端的相对位置，与判断为可动电极30与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置以及可动电极30的前端相对于相向电极32的前端的相对位置不同。因此，在对点焊枪14的可动电极30以及相向电极32进行定位为最终目的时，为了矫正多关节机器人12的惯性运动，使多关节机器人12移动至判断为相向电极32与焊接工件W接触时的位置并且使伺服电动机34旋转即可。

实施例B2

参照图29说明本发明的焊接工件位置检测方法的第B2实施方式。在第B2实施方式中，与第B1实施方式相同，在图1所示的点焊***10中，一边通过伺服电动机34使可动电极30在接近相向电极32的方向上以预先设定的速度Vg进行移动，一边通过多关节机器人12保持点焊枪14，使其相对于固定在工件固定台(未图示)上的焊接工件W以与速度Vg相同的速度Vr在相互接近的方向上相对移动。但是，在第B2实施方式中，不同点在于，进行控制使基于多关节机器人12的点焊枪14的移动速度或加速度始终与可动电极30的移动速度以及加速度一致，自动使多关节机器人12停止，检测多关节机器人12停止，由此来检测可动电极30的移动速度减小或可动电极30的加速度从0转变为负值的情形。

第B2实施方式的步骤S200～S208，分别与第B1实施方式的S100～S108完全相同，因此在此省略说明，仅说明不同的步骤。在第B2实施方式中，如图15所示，也从对可动电极30进行了定位其与焊接工件W的可动电极侧表面接触的状态开始，通过伺服电动机34使可动电极30以预先设定的速度Vg在接近相向电极32的方向上移动，并且，利用多关节机器人12使点焊枪14与焊接工件W在使相向电极32与焊接工件W从相互分离的状态接近的方向上，以与速度Vg相等的速度Vr相对移动，同时监视可动电极的移动速度以及加速度中的至少一方，此时，根据需要，对驱动可动电极30的伺服电动机34和驱动多关节机器人12的各轴的伺服电动机设定转矩极限(步骤S200～S208)。即，保持可动电极30与焊接工件W接触的状态，使相向电极32接近焊接工件W，同时监视可动电极30的移动速度以及加速度中的至少一方。可以直接测定可动电极30的移动速度以及加速度，也可以根据驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度以及旋转加速度求出。在进行监视时，按照每个采样时间，与可动电极30的移动速度或加速度，或伺服电动机34的旋转速度或旋转加速度的信息一起依次记录多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。

另一方面，在第B2实施方式中，与第B1实施方式不同，机器人控制装置16控制基于多关节机器人12的点焊枪14的移动速度或加速度，即相向电极32的移动速度或加速度，使其与基于伺服电动机34的可动电极30相对于相向电极32的移动速度或加速度一致(步骤S210)。

保持可动电极30与焊接工件W接触的状态，当相向电极32与焊接工件W接触时，成为在可动电极30与相向电极32之间夹入焊接工件W的情形，从而妨碍可动电极30相对于相向电极32的移动。于是，控制伺服电动机34以便恒定地维持移动速度Vg，要输出更大的转矩，但是达到了伺服电动机34的输出界限，驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度减小。其结果，变得无法维持设定的速度Vg，可动电极30相对于相向电极32的移动速度从预先设定的值Vg减小变为0。另外，此时，可动电极30相对于相向电极32的加速度从0转变为负的值。

而且，在本实施方式中，控制基于多关节机器人12的点焊枪14及其相向电极32的移动速度，使其与可动电极30相对于相向电极32的移动速度一致，所以基于多关节机器人12的点焊枪14及其相向电极32的移动速度，即多关节机器人12的手腕元件28的前端的移动速度，伴随可动电极30相对于相向电极32的移动速度的减小，从速度Vr(＝Vg)减小变为0。另外，控制基于多关节机器人12的点焊枪14及其相向电极32的加速度，使其与可动电极30相对于相向电极32的加速度一致的情况也相同，伴随可动电极30相对于相向电极32的加速度的减小，基于多关节机器人12的点焊枪14及其相向电极32的加速度，即多关节机器人12的手腕元件28的前端的加速度减小。即，最终，可动电极30以及相向电极32以夹入焊接工件W的形态停止。因此，判断多关节机器人12的手腕元件28的前端的移动速度是否变为0(步骤S212)，在变为0时，基于可动电极30以及相向电极32停止时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及点焊枪14的相向电极32的前端相对于手腕元件28的相对位置数据，检测焊接工件W的相向电极侧表面的位置，然后结束焊接工件W的表面位置的检测工序(步骤S214)。

图30是按时间序列表示按照本实施方式检测相向电极32所接触的焊接工件W的相向电极侧表面时的伺服电动机34的转矩以及旋转速度，多关节机器人的手腕元件28的前端的移动速度的变化的图表，图30a是伺服电动机34的转矩的图表，图30b是伺服电动机34的旋转速度的图表，图30c是多关节机器人12的手腕元件28的前端的移动速度的图表。而且，图31是按时间序列表示按照本实施方式检测相向电极32所接触的焊接工件W的相向电极侧表面时的伺服电动机34的转矩以及旋转加速度，多关节机器人的手腕元件28的前端的加速度的变化的图表，图31a是伺服电动机34的转矩的图表，图31b是伺服电动机34的旋转加速度的图表，图31c是多关节机器人12的手腕元件28的前端的加速度的图表。此外，按照时间序列表示可动电极30相对于相向电极32的移动速度的变化的图表也与图30b相同，按照时间序列表示可动电极30相对于相向电极32的加速度的变化的图表也与图31b相同。另外，在图30以及图31中，区间A表示没有进行检测动作的状态，区间B表示在检测动作中相向电极32还没有与焊接工件W接触的状态，区间C表示在检测动作中相向电极32与焊接工件W接触的状态。

在检测动作开始前，可动电极30相对于相向电极32静止，没有被伺服电动机34驱动，多关节机器人12也没有被驱动。因此，在区间A中，伺服电动机34的转矩恒定，旋转速度以及旋转加速度为0，并且多关节机器人12的手腕元件28的前端的移动速度以及加速度也为0。另一方面，在检测动作开始时，可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动，并且通过多关节机器人12，使点焊枪14及其相向电极32以与可动电极30相对于相向电极32的移动速度Vg相同的速度移动。因此，在区间B中，直到可动电极30相对于相向电极32的移动速度达到速度Vg为止，伺服电动机43的转矩以及旋转速度增加，在达到Vg时两者都恒定，另外，多关节机器人12的手腕元件28的前端的移动速度增加至速度Vg，然后变为恒定。因此，伺服电动机34的旋转加速度在可动电极30相对于相向电极32的移动速度达到Vg之前增加，在达到Vg时变为0，另外，多关节机器人12的手腕元件28的前端的加速度也表示出同样的举动。而且，在变为区间C，保持可动电极30与焊接工件W接触的状态，相向电极30与焊接工件W接触时，成为在可动电极30与相向电极32之间夹入焊接工件W的情形，妨碍可动电极30相对于相向电极32的移动。结果，控制伺服电动机34以便恒定地维持移动速度Vg，伺服电动机34的转矩增加，但是不久达到电动机的输出界限或转矩极限而变为恒定。

图30a表示将伺服电动机34的转矩极限设定为与区间B中的伺服电动机34的转矩(即，在几乎没有负荷的状态下，使可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动所需要的伺服电动机34的转矩)相等的值的情况，表示在区间B与区间C中伺服电动机34的转矩为大致恒定的值。另一方面，可动电极30相对于相向电极32的移动速度从预先设定的值Vg减小，不久变为0，可动电极30相对于相向电极32停止，因此，驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度也如图30b所示，从预先设定的值减小，不久变为0，伺服电动机34停止。另外，由于多关节机器人12的手腕元件28的前端的移动速度与可动电极30相对于相向电极32的移动速度一致，所以从预先设定的值Vg减小，不久变为0，多关节机器人12也停止。同样，可动电极30相对于相向电极32的加速度从0转变为负的值，不久再次变为0，可动电极30相对于相向电极32停止，因此驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度也如图31b所示，从0转变为负的值，再次变为0，伺服电动机34停止。另外，由于多关节机器人12的手腕元件28的前端的移动速度与可动电极30相对于相向电极32的加速度一致，所以从0转变为负的值，再次变为0，多关节机器人12也停止。

如上所述，通过对伺服电动机34设定转矩极限，能够防止因可动电极30按压焊接工件W而使焊接工件W过度地变形。而且，在相向电极32与焊接工件W接触时，可动电极30更快地减速，从而能够降低相向电极32与焊接工件W接触时的检测的延迟。另外，如果对驱动多关节机器人12的各轴J1～J5的伺服电动机也设定转矩极限，则能够防止通过多关节机器人12移动的点焊枪14的相向电极32按压焊接工件W使其过度地变形。

另外，因为控制基于多关节机器人12的点焊枪14及其相向电极32的移动速度，使其与可动电极30相对于相向电极32的移动速度一致，所以相向电极32与焊接工件W接触，成为在可动电极30与相向电极32之间夹入焊接工件W的情形，在可动电极30相对于相向电极32停止时，多关节机器人12的动作也停止。因此，通过在可动电极30相对于相向电极32的移动或多关节机器人12的移动停止时，判断为相向电极32与焊接工件W接触，不需要像第B1实施方式那样，检测可动电极30相对于相向电极32的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从大致恒定的状态转变为减小的时刻。结果，不需要预先通过实验决定在第B1的实施方式中为了确定可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从大致恒定的状态转变为减小的时刻所需要的各阈值，另外，能够与焊接工件W、多关节机器人12以及点焊枪14的刚性无关地，检测相向电极32所接触的焊接工件W的相向电极侧表面的位置。而且，最终，可动电极30以及相向电极32在与焊接工件W接触的状态下停止，所以易于根据此时的可动电极30以及相向电极32的前端的位置测量焊接工件W的厚度t。控制基于多关节机器人12的点焊枪14及其相向电极32的加速度，使其与可动电极30相对于相向电极32的加速度一致的情况也相同。

以上，根据图示的实施方式说明了本发明，但是本发明不限于上述的实施方式。例如，在上述实施方式中，在监视可动电极30的移动速度或加速度的同时，记录多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。但是，因为多关节机器人12以及可动电极30根据来自机器人控制装置16以及点焊枪控制装置18的时间序列上的动作指令进行动作，所以可以根据执行的多关节机器人12以及可动电极30的动作指令求出过去的时刻的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。

然后说明方式C。

在本发明的焊接工件位置检测方法中，在对驱动可动电极30的伺服电动机34设定了转矩极限的状态下，通过伺服电动机34以速度Vg驱动可动电极30，或利用多关节机器人12使焊接工件W与点焊枪14以速度Vr相对移动，由此使焊接工件W与点焊枪14的可动电极30以从相互分离的状态接近的方式相对移动，在该相对移动中，监视可动电极30相对于相向电极的移动速度以及加速度中的至少一方，在可动电极30相对于相向电极32的移动速度或加速度变化时，判断为可动电极30与焊接工件W接触，根据此时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于点焊枪14的相向电极32的相对位置数据，求出焊接工件W的表面的位置。

在此，为了求出焊接工件W的表面的位置，希望在对驱动可动电极30的伺服电动机34设定了转矩极限的状态下，利用伺服电动机34以速度Vg驱动可动电极30，或利用多关节机器人12使焊接工件W与点焊枪14以速度Vr相对移动。

此外，本申请中的“转矩极限”是指将可动电极30接近相向电极32或焊接工件W的方向作为正向，限制向正向的伺服电动机34的转矩的上升的功能。即，根据转矩极限，在正向旋转一侧，限制伺服电动机34的转矩的绝对值的上升，而在负向旋转一侧，限制伺服电动机34的转矩的绝对值的减小。另外，可以直接测定可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度，也可以根据驱动可动电极30的伺服电动机34求出。而且，可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度的监视分别等价于用于驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度以及旋转加速度的监视，在可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度的监视中，分别包含用于驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度以及旋转加速度的监视。

求出可动电极30与焊接工件W接触时的可动电极30的前端的位置，来作为焊接工件W的可动电极侧表面的位置，可以根据多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于点焊枪14的相向电极32的相对位置数据，例如如下那样求出可动电极30的前端的位置数据。

由于从地面至支撑在基台20上的旋转台22的水平轴线J2的距离、垂直轴线J1与水平轴线J2之间的轴间距离、水平轴线J2与水平轴线J3之间的轴间距离、水平轴线J3与轴线J4之间的轴间距离恒定，所以能够根据多关节机器人12的各轴的旋转角度求出多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置。另外，可动电极30的前端相对于点焊枪14的相向电极32的前端的相对位置能够根据驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转角度求出，从多关节机器人12的手腕元件28的前端至点焊枪14的相向电极32的前端的位置是固定的。因此，根据多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据，以及多关节机器人12的手腕元件28的前端与点焊枪14的相向电极32的前端的位置关系，求出点焊枪14的相向电极32的前端的位置数据，根据求出的点焊枪14的相向电极32的前端的位置数据，以及可动电极30的前端相对于点焊枪14的相向电极32的前端的相对位置数据，求出可动电极30的前端的位置数据。

如上所述，本发明的焊接工件位置检测方法的特征为：使可动电极30与焊接工件W以从相互分离的状态接近的方式相对移动，在相对移动中，不像现有技术那样监视驱动多关节机器人12的伺服电动机的电流或转矩，或者驱动可动电极30的伺服电动机34的电流或转矩，而是监视可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度中的至少一方。

即使在通过伺服电动机34以速度Vg驱动可动电极30，由此使可动电极30接近焊接工件W的情况下，以及即使在不通过伺服电动机34驱动可动电极30，通过多关节机器人12以速度Vr使点焊枪14相对于焊接工件W相对移动，由此使可动电极30接近焊接工件W的情况下，在可动电极30从与焊接工件W分离的状态与焊接工件W接触时，可动电极30从焊接工件W受到反作用力。其结果，在可动电极30由伺服电动机34驱动时，在可动电极30与焊接工件W接触时，伺服电动机34的转矩用于抵抗来自焊接工件W的反作用力，到达伺服电动机34的输出界限，可动电极30的移动速度从Vg减小，并且可动电极30的加速度从0转变为负的值。另外，在通过多关节机器人12使点焊枪14相对于焊接工件W相对移动，并且可动电极30没有被伺服电动机34驱动的情况下，在可动电极30与焊接工件W接触时，为了使可动电极30抵抗来自焊接工件W的反作用力维持静止状态，要在正向(使可动电极30接近相向电极32的方向)上使转矩增加，但是伺服电动机34的转矩达到伺服电动机34的输出界限，从而无法维持可动电极30的静止状态，可动电极30通过多关节机器人12的移动速度Vr从焊接工件W被顶回，可动电极30在从相向电极32离开的方向(负的方向)上移动。即，可动电极30的移动速度从0减小转变为负的值，并且可动电极30的加速度从0转变为负的值。因此，如果监视可动电极30相对于相向电极32的移动速度或加速度，检测出可动电极30相对于相向电极32的移动速度从恒定的值转变为减小或检测出可动电极30相对于相向电极32的加速度从0转变为负的值，能够检测出可动电极30与焊接工件W接触。

另外，如果对伺服电动机34设定了转矩极限，则在上述的情况下，在可动电极30与焊接工件W接触时，伺服电动机34的转矩在达到伺服电动机34的输出界限之前先达到转矩极限，因此，可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度的变化变得显著。因此，易于进行接触的检测。而且，通过对可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度中的至少一方进行监视，来检测焊接工件W与可动电极30的接触，可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度因为控制速度所以难以受到由点焊枪14的机械阻力引起的伺服电动机34的电流或转矩的变动或波动的影响，因此，能够抑制点焊枪14的机械阻力对接触的检测精度的影响，可以进行高精度的接触检测。因为希望如此地对伺服电动机34设定转矩极限，所以下面以对伺服电动机34设定了转矩极限的情况为例来进行说明。

根据通过伺服电动机34驱动可动电极30或利用多关节机器人12使焊接工件W与点焊枪14相对移动，由此使可动电极30从焊接工件W与可动电极30相互离开的状态接近焊接工件W的动作中(即，可动电极30在离开了焊接工件W的状态下向焊接工件W接近时)的伺服电动机34的转矩，来决定伺服电动机34的转矩极限的设定值。

关于决定伺服电动机34的转矩极限的设定值的时机，只要是在可动电极30在与焊接工件W分离的状态下向焊接工件W接近的期间，即在焊接工件W与可动电极30开始相对移动后并且焊接工件W与可动电极30接触前的区间(以下，称为预备动作区间)内，可以是任何时候。典型的是在刚刚开始使可动电极30接近焊接工件W的动作后，因为可动电极30还没有与焊接工件W接触，所以可以基于此时的伺服电动机34的转矩输出决定转矩极限的值。另外，为了在设定转矩极限的值之前可动电极30不与焊接工件W接触，优选使可动电极30与焊接工件W分离，作为预备动作区间确保足够的距离，然后开始进行检测动作。

而且，当在预备动作区间中，进行使可动电极30接近焊接工件W的动作时，即使经过了预先设定的时间也判断为可动电极30没有与焊接工件W接触时，可以基于该预先设定的时间内的伺服电动机34的转矩输出重新设定伺服电动机34的转矩极限的值。如果缩短该预先设定的时间，则能够定期地更新转矩极限的设定值。

另外，在点焊枪14的可动电极驱动机构(未图示)的内部，存在相互接触的各种部件，在接触的两个物体之间产生摩擦。在这样的接触的两个物体之间产生的摩擦中包括使相互静止的物体开始移动时在物体之间产生的静摩擦、在相互运动的物体之间产生的动摩擦，如图5所示，在两个物体的相对滑动速度在0附近时，静摩擦变为主导，在相对滑动速度的绝对值变大时，脱离静摩擦主导区域，而到达摩擦力与相对滑动速度成比例的动摩擦主导区域。另外，通常，使相互静止的物体开始移动时的静摩擦大于物体开始移动时的动摩擦。

这些摩擦的特征对可动电极30的举动、转矩极限的设定以及接触的检测精度带来影响。即，动摩擦成为通过伺服电动机34使可动电极30移动时的机械阻力，成为在伺服电动机34的转矩中产生波动，使伺服电动机34的转矩不稳定的原因。由于这样的转矩的波动，恒定地维持可动电极30的移动速度时的转矩不完全恒定，多少发生变动。因此，为了能够以恒定的速度使可动电极30移动，必须考虑转矩的变动，把在预备动作区间中测定到的伺服电动机34的转矩的值中加入了若干安全系数后的值设定为伺服电动机34的转矩极限的值。但是，这样的安全系数在焊接工件W与可动电极30接触时使转矩达到转矩极限的设定值的时间延迟，因此，使焊接工件W与可动电极30的接触体现为可动电极30的移动速度以及加速度的变化的时间延迟，成为使接触检测的灵敏度恶化的原因。另外，静摩擦成为可动电极30为了与焊接工件W接触开始移动时的机械阻力，成为在可动电极30与焊接工件W接触时从焊接工件W受到的反作用力损失不会传递至伺服电动机34的原因。此种情况，产生不管可动电极30是否与焊接工件W接触伺服电动机34的转矩几乎不变动的死区，使可动电极30与焊接工件W接触时伺服电动机34的转矩达到转矩极限的设定值，可动电极30开始移动的时间延迟。

另一方面，如果通过伺服电动机34驱动可动电极30，虽然受到动摩擦的影响，但能够消除静摩擦的影响，如果可动电极30没有被伺服电动机34驱动而静止，虽然受到静摩擦的影响但能够消除动摩擦的影响。因此，在根据想要消除动摩擦，还是想要消除静摩擦，使焊接工件W与点焊枪14的可动电极30以从相互分离的状态接近的方式相对移动时，可以适当地选择通过伺服电动机34相对于相向电极32以速度Vg驱动可动电极30，还是利用多关节机器人12使焊接工件W与点焊枪14以速度Vr相对移动。

而且，在本发明的焊接工件位置检测方法中，作业者可以通过手动操作一个个地实施工序，但是点焊***10可以自动地实施一系列的工序。例如，在已经示教了所有的焊接打点位置以及进行点焊的程序命令的点焊程序中，在使自动执行上述工序的模式有效，再生点焊程序时，自动使多关节机器人12移动至各焊接打点位置附近，执行进行点焊的程序命令，由此自动执行上述工序，检测焊接工件W的表面位置，基于该检测位置对该焊接工件W进行打点示教位置数据的修正，而且还能够将其修正量(偏差量)储存在机器人控制装置16中。可以将记录的修正量显示在机器人控制装置16所具有的示教操作盘上。另外，在记录的修正量过大的情况下，作为焊接工件W的位置的异常，可以对机器人控制装置16所具有的示教操作盘进行警告通知，或者对能够与机器人控制装置16通信的线路控制盘或计算机等外部控制装置进行警告通知。

此外，在本发明的焊接工件位置检测方法中，可以使焊接工件W与可动电极30相对移动，可以通过伺服电动机34进行焊接工件W与可动电极30的相对移动，也可以通过多关节机器人12来进行，但是在以下，为了简化说明，如图1所示，以通过多关节机器人12保持点焊枪14使其相对于焊接工件W相对移动的情况为例进行说明。但是，如图2所示，还可以通过多关节机器人12保持焊接工件W使其相对于点焊枪14相对移动，此时，在以下的说明中，可以使焊接工件W移动来代替通过多关节机器人12使点焊枪14移动。

实施例C1

参照图32以及图33说明本发明的焊接工件位置检测方法的第C1实施方式。在第C1实施方式中，在图1所示的点焊***10中，如图33所示，把利用多关节机器人12使点焊枪14相对于焊接工件W相对移动的速度Vr设为0，利用伺服电动机34使可动电极30在接近相向电极32的方向上以预先设定的速度Vg移动，由此，使固定在工件固定台(未图示)上的焊接工件W与多关节机器人12保持的点焊枪14的可动电极30以从相互分离的状态接近的方式以速度Vg相对移动。

在本实施方式中，首先，使焊接工件W移动至点焊枪14的可动电极30与相向电极32之间，在可动电极30与相向电极32闭合时，将点焊枪14定位在与焊接工件W上的焊接部位(打点位置)接触的位置。此外，此时，优选将可动电极30定位在从焊接工件W的表面隔开某种程度的间隔的位置上，使可动电极30与焊接工件W不过于接近，确保预备动作区间。另外，在将可动电极30定位在焊接工件W上的焊接部位之后，可以使可动电极30以从焊接工件W离开任意距离的方式进行动作。

然后，如图33所示，在设定为Vr＝0使多关节机器人12静止的状态下，通过伺服电动机34驱动可动电极30使其在接近相向电极32的方向上以预先设定的速度Vg移动，由此，使固定在工件固定台(未图示)上的焊接工件W与点焊枪14的可动电极30以从相互分离的状态接近的方式以速度Vg相对移动(步骤S100)。

接着，设定驱动可动电极30的伺服电动机34的转矩极限(步骤S102)。设定伺服电动机34的转矩极限的设定值，以便通过伺服电动机34可以足够地输出以后在可动电极30没有与焊接工件W接触的状态下，使可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动所需要的转矩。

例如，在步骤S100以后，进行使可动电极30以预先设定的速度Vg接近焊接工件W的动作，伺服电动机34输出使可动电极30以速度Vg接近焊接工件W的动作所需要的转矩。因此，测定在预备动作区间，在焊接工件W与可动电极30开始相对移动后并且焊接工件W与可动电极30接触之前输出的伺服电动机34的转矩，如果将测定到的转矩的值设定为伺服电动机34的转矩极限的值，则在可动电极30与焊接工件W接触时，伺服电动机34无法抵抗来自焊接工件W的反作用力，可动电极30无法立即维持接近动作中的速度Vg(包括停止状态即速度为0)。由此，可动电极30与焊接工件W接触时的可动电极30的速度或加速度显著地变化，因此能够更高灵敏度地检测接触。但是，实际上，考虑因为点焊枪14的机械阻力(驱动机构的动摩擦或连接可动部与焊接变压器的导电部的弹性变形等)伺服电动机34的转矩多少发生变动，为了使可动电极30能够以恒定的速度Vg移动，需要把对在预备动作区间中测定到的伺服电动机34的转矩的值加入了若干安全系数后的值设定为伺服电动机34的转矩极限的值。此外，当加入过度的安全系数时，在焊接工件W与可动电极30接触时转矩达到转矩极限的设定值的时间延迟，结果，接触检测的灵敏度恶化。因此，希望设定加入了适当的安全系数的转矩极限的值。另外，作为转矩极限的设定值，可以通过实验等设定预先设定的值。

在根据在预备动作区间中输出的伺服电动机34的转矩设定伺服电动机34的转矩极限的值时，关于决定伺服电动机34的转矩极限的值的时机，只要是在预备动作区间中可动电极30在与焊接工件W分离的状态下相对于相向电极32以速度Vg进行移动的期间即可。典型的是如图34所示，可以根据可动电极30相对于相向电极32的移动速度达到预先设定的速度Vg的时刻Ta以后的伺服电动机34的转矩输出，设定转矩极限的值。但是，在刚刚开始移动后，伺服电动机34刚刚开始加速动作，如图35a以及图35b所示，即使可动电极30的移动速度达到Vg，伺服电动机34的转矩输出也不稳定，有时产生过冲。因此，如图35a以及图35b所示，优选根据开始移动后经过了预先设定的时间伺服电动机34的转矩输出稳定的时刻Tb的转矩，决定伺服电动机34的转矩极限的值。此外，为了在设定转矩极限的值之前使可动电极30不与焊接工件接触，优选使可动电极30与焊接工件W之间分离，在确保足够的预备动作区间的距离之后，开始检测动作。

而且，在可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动时即使经过了预先设定的时间，仍判断相向电极32与焊接工件W没有接触时，可以根据该预先设定的时间内的伺服电动机34的转矩输出，决定转矩极限的值。如果缩短该预先设定的时间，则能够按照每个恒定时间定期更新转矩极限的设定值。如图36a所示，即使在可动电极30以恒定速度相对于相向电极32相对移动时，由于在点焊枪14中存在的机械阻力，伺服电动机34的转矩输出不稳定为恒定值，有时平缓地上升(图36b)，有时平缓地减小(图36c)，有时波动(图36d)。在这样伺服电动机34的转矩输出不稳定为恒定值的情况下，定期地更新转矩极限的设定值是有效的手段。例如，如图36a～图36d所示，如果基于每个恒定间隔ΔT的时刻Tc、Td、Te的伺服电动机34的转矩定期地反复更新转矩极限的设定值，则能够容易地设定适当的转矩极限。

接着，在这样对伺服电动机34设定了转矩极限的状态下，监视可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度中的至少一方(步骤S104)。可以直接测定可动电极30的移动速度以及加速度，也可以根据驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度以及旋转加速度来求出。另外，由于可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度分别与用于驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度以及旋转加速度成比例，所以可以代替可动电极30的移动速度或加速度，监视驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度或旋转加速度。在进行监视时，按照每个采样时间，与可动电极30的移动速度或加速度或者伺服电动机34的旋转速度或旋转加速度的信息一起，依次记录多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。

可动电极30在检测动作开始后，以预先设定的恒定的速度Vg相对于相向电极32相对移动，所以此时，可动电极30相对于相向电极32的速度为Vg，可动电极30相对于相向电极32的加速度变为0。因此，伺服电动机34的旋转速度变为恒定，伺服电动机34的旋转加速度变为0。而且，在可动电极30与焊接工件W接触时，焊接工件W被可动电极30按压产生弯曲或凹陷等弹性变形，其反作用力从焊接工件W作用于可动电极30。于是，控制伺服电动机34以便恒定地维持速度Vg，为了抵抗来自焊接工件W的反作用力要输出更大的转矩，但是伺服电动机34的输出转矩达到转矩极限，驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度减小。结果，无法维持设定的速度Vg，可动电极30相对于相向电极32的移动速度从预先设定的值Vg减小。与此伴随，可动电极30相对于相向电极32的加速度以及伺服电动机34的旋转加速度从0转变为负的值。

利用此现象，依次检查可动电极30相对于相向电极32的移动速度或伺服电动机34的旋转速度，或可动电极30相对于相向电极32的加速度或伺服电动机34的旋转加速度(步骤S106)，在可动电极30相对于相向电极32的移动速度或伺服电动机34的旋转速度减小时，或可动电极30相对于相向电极32的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从0转变为负的值时，判断为可动电极30与焊接工件W接触，否则判断为可动电极30没有与焊接工件W接触。

在判断为可动电极30没有与焊接工件W接触时，返回步骤S102，如果需要，重新设定伺服电动机34的转矩极限的值(步骤S102)，然后继续监视可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度中的至少一方(步骤S104)。在重新设定转矩极限的值的情况下，例如，可以基于在不久前的预先设定的长度的期间中伺服电动机34输出的转矩，设定转矩极限的设定值，进行再设定。

在判断为可动电极30与焊接工件W接触时，使可动电极30相对于相向电极32的移动停止，基于判断为可动电极30与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及点焊枪14的相向电极32的前端相对于手腕元件28的前端的相对位置数据，求出焊接工件W的可动电极侧表面的位置，然后结束焊接工件W的表面位置的检测工序(步骤S108)。

图37是按时间序列表示按照本实施方式通过可动电极30检测焊接工件W的表面时的伺服电动机34的转矩、旋转速度以及旋转加速度的变化的图表，图37a是转矩的图表，图37b是旋转速度的图表，图37c是旋转加速度的图表。此外，按时间序列表示可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度的变化的图表也分别与图37b以及图37c相同。在图37中，区间A表示没有进行检测动作的状态，区间B表示在检测动作中可动电极30没有与焊接工件W接触的状态，区间C表示在检测动作中可动电极30与焊接工件W接触的状态。

在检测动作开始前，可动电极30相对于相向电极32静止，没有被伺服电动机34驱动。因此，在区间A中，伺服电动机34的转矩为用于维持静止状态的值并且恒定，旋转速度(即，可动电极30的移动速度)以及旋转加速度(即，可动电极30的加速度)为0。另一方面，在检测动作开始时，可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动，因此，在区间B中，在可动电极30相对于相向电极32的移动速度达到速度Vg之前，伺服电动机34的转矩以及旋转速度增加，在达到Vg时两者都为恒定。与此伴随，可动电极30相对于相向电极32的加速度以及伺服电动机34的旋转加速度在可动电极30相对于相向电极32的移动速度达到Vg之前为正的值，在达到Vg时两者一起变为0。而且，变为区间C，在可动电极30与焊接工件W接触时，焊接工件W弹性变形，其反作用力从焊接工件W作用于可动电极30，因此，妨碍可动电极30的移动。于是，控制伺服电动机34以便恒定地维持移动速度Vg，伺服电动机34的转矩增加，但是不久达到转矩极限变为恒定。结果，伺服电动机34的旋转速度减小，并且可动电极30相对于相向电极32的移动速度也从Vg减小，与此伴随，伺服电动机34的旋转加速度以及可动电极30相对于相向电极32的加速度从0转变为负的值。此外，图37a表示将伺服电动机34的转矩极限的值设定为与区间B中的伺服电动机34的转矩(即，在几乎没有负荷的状态下可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动所需要的伺服电动机34的转矩)相等的值的情况，在区间B与区间C中伺服电动机34的转矩为大致恒定的值。

通过记录区间B中的伺服电动机34的转矩，能够基于区间B中的伺服电动机34的转矩，决定伺服电动机34的转矩极限的设定值。另外，只要在检测动作开始前预先隔开可动电极30与焊接工件W的间隔，就能够使区间B变长，确保足够的预备动作区间，因此，能够可靠地记录可动电极30与焊接工件W没有接触时的伺服电动机34的转矩。

这样，当通过伺服电动机34驱动可动电极30，由此使焊接工件W与可动电极30接近时，在可动电极30与焊接工件W接触时，如图37b所示，可动电极30的移动速度以及用于驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度从恒定的状态变化缓缓减小。因此，只要监视可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度，就能够在可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从大致恒定的状态转变为减小时，判断可动电极30与焊接工件W接触。另外，在可动电极30与焊接工件W接触时，可动电极30的加速度或驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转加速度如图37c所示，从0变化转变为负的值。因此，如果监视可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度，则能够在可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致为0转变为负的值时，判断为可动电极30与焊接工件W接触。

而且，能够根据判断为可动电极30与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于点焊枪14的相向电极32的相对位置数据，求出判断为可动电极30与焊接工件W接触时的可动电极30的前端的位置数据，将求出的可动电极30的前端的位置数据当作焊接工件W的表面的位置数据，能够检测出焊接工件W的表面的可动电极侧表面的位置。

通过对伺服电动机34的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列曲线即波形进行解析，求出可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致恒定的状态转变为减小的点(以下，记载为变化点)，来确定可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从大致恒定的状态转变为减小的时刻。作为用于求出变化点的可动电极30的移动速度的时间序列波形或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的解析方法的例子，例如，列举以下3个例子。

(i)将可动电极30的移动速度与基准状态的值相比减小预先设定的阈值α(＞0)以上的点作为变化点。或者，将伺服电动机34的旋转速度与基准状态的值相比减小预先设定的阈值α(＞0)以上的点作为变化点。基准状态的可动电极30的移动速度可以为设定的速度的值Vg，基准状态的伺服电动机34的旋转速度可以为在区间B中可动电极30以速度Vg移动时输出的伺服电动机34的转矩或通过实验预先设定的值。另外，阈值α越小，越能够尽快地检测出可动电极30与焊接工件W接触。可以利用设定的可动电极30的速度Vg或针对区间B中的伺服电动机34的旋转速度的比例(例如10％等)来决定阈值α。

(ii)将可动电极30的移动速度的每单位时间的变化量，即可动电极30的移动速度的时间序列波形的斜率变为预先设定的阈值β(＜0)以下的点当作变化点。或者将伺服电动机34的旋转速度的每单位时间的变化量，即伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的斜率变为预先设定的阈值β(＜0)以下的点作为变化点。在可动电极30与焊接工件W接触时，可动电极的移动速度以及伺服电动机34的旋转速度从接触前的可动电极30的移动速度恒定以及伺服电动机34的旋转速度恒定的状态单调减小，因此阈值β变为负的值。在想要检测刚刚开始减小后时，可以将阈值β设定为接近0的负值。

(iii)由于在可动电极30与焊接工件W接触时可动电极30的移动速度以及伺服电动机34的旋转速度表现出单调减小，所以可动电极30的移动速度以及伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的斜率变为负的值。因此，如图38所示，首先，根据(i)或(ii)的方法，求出可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的变化点，将其作为临时的变化点，从临时的变化点沿着可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形回溯时刻，求出可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的每单位时间的变化量(即，可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的斜率)，将可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的斜率大致变为0的点作为真正的变化点，在真正的变化点，当作可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从大致恒定的状态转变为减小。此外，可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形为离散的采样点的集合，因此，不一定在时间序列波形上存在斜率为0的点。因此，实际上，可以从临时的变化点(时刻Td1)沿着可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形回溯时刻，确定可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的斜率从负值变为0或变为正值的点(时刻Td3)，将其前不久的采样点(时刻Td2)作为真正的变化点。根据这样的方法，如图38所示，即使在可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度曲线减小的情况下，也能够正确地确定可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从恒定的状态刚刚转变为减小后的时刻，从而能够正确地求出焊接工件W的可动电极侧表面的位置。

确定可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致为0转变为负值的时刻也应用相同的考虑方法。即，对可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列曲线，即对波形进行解析，求出可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致为0的状态转变为负的点(以下，记载为变化点)，由此来确定可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致为0转变为负值的时刻。作为用于求出变化点的可动电极30的加速度的时间序列波形或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的解析方法的例子，例如，列举以下三个例子。

(i)将可动电极30的加速度变为负值的点作为变化点。或者将伺服电动机34的旋转加速度变为负值的点作为变化点。其中，由于实际的可动电极30的移动速度以及伺服电动机34的旋转速度微小地变化，所以为了防止误检测，不把可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度正好变为负值的点作为变化点，而是优选将低于预先设定的阈值γ(＜0)的点作为变化点。阈值γ可以为任意的负值，如果阈值γ为接近0的负值，能够尽快检测出可动电极30与焊接工件W接触。

(ii)将可动电极30的加速度的每单位时间的变化量，即可动电极30的加速度的时间序列波形的斜率变为预先设定的阈值σ(＜0)以下的点当作变化点。或者将伺服电动机34的旋转加速度的每单位时间的变化量，即伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的斜率变为预先设定的阈值σ(＜0)以下的点当作变化点。在可动电极30与焊接工件W接触时，可动电极的移动速度以及伺服电动机34的旋转速度从接触前的可动电极30的移动速度恒定以及伺服电动机34的旋转速度恒定的状态单调减小，可动电极30的加速度以及伺服电动机34的旋转加速度变为负的值，阈值σ变为负的值。在想要检测刚刚开始减小后时，可以使阈值σ为近似0的负值。

(iii)在可动电极30与焊接工件W接触时，可动电极30的加速度从0减小，与此伴随，伺服电动机34的旋转加速度也从0减小，因此，可动电极30的加速度以及伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的斜率变为负的值。因此，如图39所示，首先，根据(i)或(ii)的方法，求出可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的变化点，将其作为临时的变化点，从临时的变化点开始沿着可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形回溯时刻，求出可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的每单位时间的变化量(即，可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的斜率)，将可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的斜率大致为0的点作为真正的变化点，在真正的变化点，看作可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致恒定的状态转变为减小。此外，可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形为离散的采样点的集合，因此不一定在时间序列波形上存在斜率为0的点。因此，实际上，可以从临时的变化点(时刻Td1)沿着可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形回溯时刻，确定可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的斜率从负值变为0或变为正值的点(时刻Td3)，将其前不久的采样点(时刻Td2)作为真正的变化点。根据这样的方法，如图39所示，即使在可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度曲线减小的情况下，也能够正确地确定可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致为0的状态减小刚刚转变为负值后的时刻，正确地求出焊接工件W的可动电极侧表面的位置。

此外，在本实施方式中，即使在判断为可动电极30与焊接工件W接触后，可动电极30进行惯性运动，有时使伺服电动机34的动作停止时的可动电极30的前端的位置与判断为可动电极30与焊接工件W接触时的可动电极30的前端的位置不同。但是，由于驱动可动电极30的伺服电动机34基于时间序列上的动作指令进行动作，所以能够根据已经执行的动作指令求出过去的时刻的可动电极30的位置。因此，在对点焊枪14的可动电极30进行定位为最终目的情况下，为了矫正可动电极30的惯性运动，可以将多关节机器人12移动至判断为可动电极30与焊接工件W接触时的位置。

实施例C2

参照图40以及图41说明本发明的焊接工件位置检测方法的第C2实施方式。在第C2实施方式中，在图1所示的点焊***10中，在对用于驱动可动电极30的伺服电动机34设定了转矩极限的状态下，代替通过伺服电动机34以速度Vg驱动可动电极30，利用多关节机器人12使焊接工件W与点焊枪14以速度Vr相对移动，使固定在工件固定台(未图示)上的焊接工件W与电焊枪14的可动电极30以从相互分离的状态接近的方式以速度Vr相对移动。

在本实施方式中，与第C1实施方式相同，首先，使焊接工件W移动到点焊枪14的可动电极30与相向电极32之间，将点焊枪14定位在可动电极30与相向电极32闭合时，与焊接工件W上的焊接部位(打点位置)接触的位置。此时，同样是优选将可动电极30定位在从焊接工件W的表面隔开某种程度的间隔的位置上，使可动电极30与焊接工件W不过于接近，确保可动电极30不与焊接工件W接触的预备动作区间，或者在将可动电极30定位在焊接工件W上的焊接部位之后，可以使可动电极30进行动作以便从焊接工件W离开任意距离。

接着，如图41所示，在把伺服电动机34驱动的可动电极30的移动速度Vg设定为0，使可动电极30相对于相向电极32静止的状态下，利用多关节机器人12使焊接工件W与点焊枪14以速度Vr相对移动，使固定在工件固定台(未图示)上的焊接工件W与点焊枪14的可动电极30以从相互分离的状态接近的方式以速度Vr相对移动(步骤S200)。

接着，选择将伺服电动机34驱动的可动电极30的移动速度Vg设定为0，设为使可动电极30相对于相向电极32静止的状态(步骤S202)。而且，设定驱动可动电极30的伺服电动机34的转矩极限(步骤S204)。设定伺服电动机34的转矩极限的设定值，以便通过伺服电动机34能够足够地输出以后在可动电极30没有与焊接工件W接触的状态下将可动电极30相对于相向电极32维持为静止状态所需要的转矩。例如，在步骤S200以后，如上所述，优选测定在预备动作区间中在焊接工件W与可动电极30开始相对移动后并且在焊接工件W与可动电极30接触前输出的伺服电动机34的转矩，把在测定到的转矩的值中加入了变动量的安全系数后的值设定为转矩极限的值。另外，作为转矩极限的设定值，可以通过实验等设定预先决定的值。

在根据在预备动作区间输出的伺服电动机34的转矩，设定伺服电动机34的转矩极限的值时，关于决定伺服电动机34的转矩极限的值的时机，与第C1的实施方式相同，只要是在预备动作区间中可动电极30在从焊接工件W分离的状态下相对于相向电极32静止的期间，可以是任何时刻。此外，为了在设定转矩极限的值之前，不使可动电极30与焊接工件接触，优选使可动电极30与焊接工件W间分离，确保足够的预备动作区间的距离，然后开始进行检测动作。

关于其他的转矩极限的设定，由于与第C1实施方式相同，所以在此省略说明。

接着，在这样对伺服电动机34设定了转矩极限的状态下，监视可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度中的至少一方(步骤S206)。可以直接测定可动电极30的移动速度以及加速度，也可以根据驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度以及旋转加速度求出。另外，由于可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度分别与用于驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度以及旋转加速度成比例，所以可以代替可动电极30的移动速度或加速度，监视驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度或旋转加速度。在进行监视时，按照每个采样时间，与可动电极30的移动速度或加速度或者伺服电动机34的旋转速度或旋转加速度的信息一起，依次记录多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。

由于可动电极30没有被伺服电动机34驱动，所以首先，可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度一起变为0。而且，在可动电极30与焊接工件W接触时，焊接工件W被可动电极30按压产生弯曲或凹陷等弹性变形，其反作用力从焊接工件W作用于可动电极30。于是，控制伺服电动机34，维持可动电极30相对于相向电极32静止的状态(即，可动电极30相对于相向电极32的速度Vg为0的状态)，为了抵抗来自焊接工件W的反作用力，使转矩在向正上(使可动电极30接近相向电极32的方向)增加，伺服电动机34的输出转矩达到转矩极限。结果，无法维持使可动电极30相对于相向电极32静止的状态，可动电极30通过多关节机器人12的移动速度Vr从焊接工件W被顶回，可动电极30在从相向电极32离开的方向上(负的方向)移动。即，可动电极30的移动速度以及伺服电动机34的旋转速度从0减小转变为负的值，并且可动电极的加速度以及伺服电动机34的旋转加速度从0减小转变为负的值。

利用此现象，依次检查可动电极30相对于相向电极32的移动速度或伺服电动机34的旋转速度，或可动电极30相对于相向电极32的加速度或伺服电动机34的旋转加速度(步骤S208)，在可动电极30相对于相向电极32的移动速度从0减小变为负的值时或伺服电动机34的旋转速度从0转变为负的值时，或可动电极30相对于相向电极32的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从0转变为负的值时，判断为可动电极30与焊接工件W接触，否则，判断为可动电极30没有与焊接工件W接触。

在判断为可动电极30没有与焊接工件W接触的情况下，返回步骤S202，继续将伺服电动机34驱动的可动电极30的移动速度Vg设定为0(步骤S202)，并且，如果需要，重新设定伺服电动机34的转矩极限的值(步骤S204)，继续监视可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度中的至少一方(步骤S206)。在重新设定转矩极限的值时，例如，可以根据在前不久的预先设定的长度的期间中伺服电动机34输出的转矩，决定转矩极限的设定值，进行再设定。

在判断为可动电极30与焊接工件W接触时，使多关节机器人12的移动停止，基于判断为可动电极30与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及点焊枪14的相向电极32的前端相对于手腕元件28的前端的相对位置数据，求出焊接工件W的可动电极侧表面的位置，然后结束焊接工件W的表面位置的检测工序(步骤S210)。

图42是按时间序列表示按照本实施方式通过可动电极30检测焊接工件W的表面时的伺服电动机34的转矩、旋转速度以及旋转加速度的变化的图表，图42a是转矩的图表，图42b是旋转速度的图表，图42c是旋转加速度的图表。此外，按时间序列表示可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度的变化的图表也分别与图42b以及图42c相同。在图42中，区间A表示没有进行检测动作的状态，区间B表示在检测动作中可动电极30没有与焊接工件W接触的状态，区间C表示在检测动作中可动电极30与焊接工件W接触的状态。

在本实施方式中，不仅在检测动作开始前，还在检查动作开始后，可动电极30不被伺服电动机34驱动，维持相对于相向电极32静止的状态。因此，在区间A以及区间B中，伺服电动机34的转矩为用于维持静止状态的值恒定，旋转速度(即，可动电极的移动速度)以及旋转加速度(即，可动电极30的加速度)变为0。另一方面，在变为区间C，可动电极30与焊接工件W接触时，焊接工件W弹性变形，其反作用力从焊接工件W作用于可动电极30，可动电极30在离开相向电极32的方向上被顶回。于是，控制伺服电动机34以便维持可动电极30相对于相向电极32静止的状态(即，可动电极30相对于相向电极32的速度Vg为0的状态)，伺服电动机34的转矩增加，但是不久达到转矩极限变为恒定。结果，伺服电动机34的旋转速度以及可动电极30相对于相向电极32的移动速度从0减小变为负的值，与此伴随，伺服电动机34的旋转加速度以及可动电极30相对于相向电极32的加速度从0转变为负的值。此外，图42a表示将伺服电动机34的转矩极限的值设定为与区间B中的伺服电动机34的转矩(即，在几乎没有负荷的状态下维持可动电极30相对于相向电极32静止状态所需要的伺服电动机34的转矩)相等的值的情况，在区间B与区间C中，伺服电动机34的转矩为大致恒定的值。

通过记录区间B中的伺服电动机34的转矩，能够基于区间B中的伺服电动机34的转矩，决定伺服电动机34的转矩极限的设定值。另外，只要在检测动作开始前预先使可动电极30与焊接工件W隔开间隔，能够使区间B变长，确保足够的预备动作区间，因此，能够可靠地记录可动电极30与焊接工件W没有接触时的伺服电动机34的转矩。

这样，即使在通过使用多关节机器人12使焊接工件W与点焊枪14相对移动，由此使焊接工件W与可动电极30接近的时，在可动电极30与焊接工件W接触时，如图42b所示，可动电极30的移动速度以及用于驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度从0缓缓减小为负的值。因此，只要监视可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度，就能够在可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从为0并且恒定的状态减小为负的值时，判断为可动电极30与焊接工件W接触。另外，在可动电极30与焊接工件W接触时，可动电极30的加速度或用于驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转加速度如图42c所示，从0开始变化转变为负的值。因此，只要监视可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度，就能够在可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大体为0转变为负的值时，判断为可动电极30与焊接工件W接触。

而且，能够根据判断为可动电极30与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于点焊枪14中的相向电极32的相对位置数据，求出判断为可动电极30与焊接工件W接触时的可动电极30的前端的位置数据，将求出的可动电极30的前端的位置数据当作焊接工件W的表面的位置数据，能够检测出焊接工件W的表面的可动电极侧表面的位置。

通过对伺服电动机34的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列曲线即波形进行解析，求出可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致为0减小至负值的点(以下，记载为变化点)，来确定可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从大致为0减小至负的值的时刻。作为用于求出变化点的可动电极30的移动速度的时间序列波形或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的解析方法的例子，例如，列举以下三个例子。

(i)将可动电极30的移动速度与基准状态的值相比减小了预先设定的阈值α(＞0)以上的点作为变化点。或，将伺服电动机34的旋转速度与基准状态的值相比减小了预先设定的阈值α(＞0)以上的点作为变化点。由于可动电极30相对于相向电极32静止，所以基准状态的可动电极30的移动速度可以为0，基准状态的伺服电动机34的旋转速度可以为在区间B中维持可动电极30静止的状态时的伺服电动机34的输出转矩或通过实验预先设定的值。另外，阈值α越小，越能够尽快地检测出可动电极30与焊接工件W接触。

(ii)将可动电极30的移动速度的每单位时间的变化量，即可动电极30的移动速度的时间序列波形的斜率变为预先设定的阈值β(＜0)以下的点当作变化点。或者将伺服电动机34的旋转速度的每单位时间的变化量，即伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的斜率变为预先设定的阈值β(＜0)以下的点作为变化点。在可动电极30与焊接工件W接触时，可动电极30的移动速度从为0并且恒定的状态单调减小为表示可动电极30向着从相向电极32离开的方向移动的负值，因此，阈值β变为负的值。在想要检测刚刚开始减小后时，可以将阈值β设定为接近0的负的值。

(iii)在可动电极30与焊接工件W接触时，可动电极30的移动速度从为0并且恒定的状态单调减小为表示可动电极30向着从相向电极32离开的方向移动的负值，所以可动电极30的移动速度以及伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的斜率变为负的值。因此，如图43所示，首先根据(i)或(ii)的方法，求出可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的变化点，将其作为临时的变化点，从临时的变化点沿着可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形回溯时刻，求出可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的每单位时间的变化量(即，可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的斜率)，将可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的斜率大致为0的点作为真正的变化点，在真正的变化点，看作可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从为0并且大体恒定的状态转变为减少。此外，可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形为离散的采样点的集合，因此，不一定在时间序列波形上存在斜率为0的点。因此，实际上，可以从临时的变化点(时刻Td1)沿着可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形回溯时刻，确定可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的斜率从负的值变为0或变为正的值的点(时刻Td3)，将其前不久的采样点(时刻Td2)作为真正的变化点。根据这样的方法，如图43所示，即使在可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度曲线减小的情况下，也能够正确地确定可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从为0并且恒定的状态刚刚转变为减小后的时刻，从而能够正确地求出焊接工件W的可动电极侧表面的位置。

确定可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致为0转变为负的值的时刻也可以采用同样的考虑方法。即，通过对可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列曲线，即波形进行解析，求出可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致为0的状态转变为负的点(以下，记载为变化点)，来确定可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致为0转变为负值的时刻。作为用于求出变化点的可动电极30的加速度的时间序列波形或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的解析方法的例子，例如，列举以下三个例子。

(i)将可动电极30的加速度变为负值的点作为变化点。或将伺服电动机34的旋转加速度变为负值的点作为变化点。其中，由于实际的可动电极30的移动速度以及伺服电动机34的旋转速度微小地变化，所以为了防止误检测，不将可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度变为负值的点作为变化点，而是优选将低于预先设定的阈值γ(＜0)的点作为变化点。阈值γ可以为任意的负值，如果阈值γ为接近0的负值，则能够尽快检测出可动电极30与焊接工件W接触。

(ii)将可动电极30的加速度的每单位时间的变化量即可动电极30的加速度的时间序列波形的斜率成为预先设定的阈值σ(＜0)以下的点当作变化点。或将伺服电动机34的旋转加速度的每单位时间的变化量，即伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的斜率成为预先设定的阈值σ(＜0)以下的点当作变化点。在可动电极30与焊接工件W接触时，可动电极30的移动速度从恒定的0的状态单调减小为表示可动电极30向着离开相向电极32的方向移动的负值，因此，阈值σ变为负值。在想要检测刚刚开始减小后时，可以将阈值σ设定为接近0的负值。

(iii)在可动电极30与焊接工件W接触时，可动电极30的加速度从0减小，与此伴随，伺服电动机34的旋转加速度也从0减小，因此，可动电极30的加速度以及伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的斜率变为负值。因此，如图44所示，首先，根据(i)或(ii)的方法，求出可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的变化点，将其作为临时的变化点，从临时的变化点沿着可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形回溯时刻，求出可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的每单位时间的变化量(即，可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的斜率)，将可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的斜率大致为0的点作为真正的变化点，在真正的变化点，看作可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致为0恒定的状态转变为减小。此外，因为可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形为离散的采样点的集合，因此不一定在时间序列波形上存在斜率为0的点。因此，实际上，可以从临时的变化点(时刻Td1)，沿着可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形回溯时刻，确定可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度的时间序列波形的斜率从负值变为0或者变为正值的点(时刻Td3)，将其前不久的采样点(时刻Td2)作为真正的变化点。根据这样的方法，如图44所示，即使在可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度曲线减小的情况下，也能够正确地确定可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致为0的状态减小刚刚转变为负值后的时刻，可以正确地求出焊接工件W的可动电极侧表面的位置。

此外，在本实施方式中，即使在判断为可动电极30与焊接工件W接触后，多关节机器人12惯性运动，有时使多关节机器人12的动作停止时多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置与判断为可动电极30与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置不同。但是，由于多关节机器人12基于时间序列上的动作指令进行动作，所以能够根据已经执行的动作指令求出过去的时刻的多关节机器人12的位置。因此，在对点焊枪14的可动电极30进行定位为最终目的时，为了矫正多关节机器人12的惯性运动，可以将多关节机器人12移动至判断为可动电极30与焊接工件W接触时的位置。

根据本实施方式，在使可动电极30相对于相向电极32静止时，可动电极30不被伺服电动机34驱动，在点焊枪14的可动电极驱动机构中不产生动摩擦，因此，可动电极驱动机构的机械阻力变小，几乎不产生伺服电动机34的转矩的波动或变动，能够减小在设定伺服电动机34的转矩极限的值时，维持可动电极30的静止状态所需要的转矩中加入的安全系数。结果，在可动电极30与焊接工件W接触时，伺服电动机34的转矩易于到达转矩极限，易于开始可动电极30相对于相向电极32的移动。另外，可动电极30没有被伺服电动机34驱动而静止，因此，在可动电极30与焊接工件W接触之前可动电极30的移动速度以及伺服电动机34的旋转速度几乎不变动，因此，能够将上述的阈值α、β、γ以及σ的绝对值设定为小的值。因此，能够提高接触的检测精度。

在第C2实施方式中，代替在第C1实施方式中通过伺服电动机34驱动可动电极30由此使焊接工件W与可动电极30接近，而是利用多关节机器人12使点焊枪14与焊接工件W相对移动，由此使可动电极30与焊接工件W接近。由此，不需要驱动可动电极30，能够消除因可动电极驱动机构的动摩擦导致的伺服电动机34的转矩的变动的影响，另一方面，由于可动电极30处于静止的状态，所以产生因可动电极驱动机构的静摩擦形成的死区的影响。因此，第C2实施方式在静摩擦的影响比动摩擦的影响小的点焊枪14中有效。

实施例C3

参照图40、图45以及图46说明本发明的焊接工件位置检测方法的第C3实施方式。第C3实施方式与第C2实施方式的不同点在于，在图1所示的点焊***10中，伺服电动机34驱动可动电极30的速度Vg不为0，一边通过伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动，一边利用多关节机器人12使焊接工件W与点焊枪14以速度Vr相对移动，其他与第C2实施方式相同。因此，在此，以不同的部分为中心进行说明，对相同的部分省略说明。

在第C2实施方式中，将伺服电动机34驱动可动电极30的速度Vg设为0，使可动电极30相对于相向电极32静止，因此，几乎不产生因点焊枪14的可动电极驱动机构的动摩擦引起的伺服电动机34的转矩的变动，从而在设定伺服电动机34的转矩极限的值时，能够减小考虑到转矩的变动在维持可动电极30的静止状态所需要的转矩中加入的安全系数。因此，在可动电极30与焊接工件W接触时，伺服电动机34的转矩易于达到转矩极限，可动电极30易于开始移动，因此，能够提高接触的检测精度。另一方面，由于可动电极30相对于相向电极30静止，所以由于可动电极驱动机构内的静摩擦，在可动电极30与焊接工件W接触时，从焊接工件W受到的反作用力损失，不传递至伺服电动机34，产生尽管可动电极30与焊接工件W接触但伺服电动机34的转矩几乎不变的死区。结果，在可动电极30与焊接工件W接触时，伺服电动机34的转矩达到转矩极限的设定值，可动电极30开始移动的时间延迟。因此，在可动电极驱动机构的静摩擦小的情况下，消除因可动电极驱动机构的动摩擦而产生的伺服电动机34的转矩变动的效果大于因存在可动电极驱动机构的静摩擦而产生的死区所带来的不良影响，第C2实施方式变得有效，但是，在可动电极驱动机构的静摩擦大的情况下，存在因可动电极驱动机构的静摩擦而产生的死区所带来的不良影响大于消除因可动电极驱动机构的动摩擦而产生的伺服电动机34的转矩变动的效果。

因此，在第C3实施方式中，通过伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32以低的速度Vg(≠0)移动，由此，能够消除这样的死区的不良影响，能够享受第C1实施方式的优点和第C2实施方式的优点。另外，根据图5可知，为了抑制因可动电极驱动机构的动摩擦而产生的影响，最好尽可能地降低可动电极30的移动速度，但是，在可动电极30的移动速度Vg接近0时，无法充分除去可动电极驱动机构的静摩擦。因此，希望把通过伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32移动的速度Vg设为能够除去静摩擦并且能够将动摩擦引起的伺服电动机34的转矩的变动抑制为最小那样的极低速度。

参照图40说明第C3实施方式的焊接工件位置检测方法的顺序。在第C3实施方式中与第C2实施方式相同，首先，使焊接工件W移动至点焊枪14的可动电极30与相向电极32之间，将点焊枪14定位在可动电极30与相向电极32闭合时，与焊接工件W上的焊接部位(打点位置)接触的位置。此时，同样地优选将可动电极30定位在从焊接工件W的表面隔开某种程度的间隔的位置上，以使可动电极30与焊接工件W不过于接近，确保可动电极30不与焊接工件W接触的预备动作区间，或者在将可动电极30定位在焊接工件W上的焊接部位后，可以使可动电极30进行动作以便从焊接工件W离开任意距离。

接着，利用多关节机器人12使焊接工件W与点焊枪14以速度Vr相对移动，由此，使固定在工件固定台(未图示)上的焊接工件W与点焊枪14的可动电极30以接近的方式以速度Vr相对移动(步骤S200)，而且，通过伺服电动机34驱动可动电极30，使其相对于相向电极32以微小的速度Vg移动(步骤S202)。如上所述，把通过伺服电动机34使可动电极30相对于相向电极32移动的速度Vg设为能够消除静摩擦，并且能够将动摩擦引起的伺服电动机34的转矩的变动抑制为最小限度那样的极低速度。另外，使可动电极30相对于相向电极32移动的目的是消除可动电极驱动机构的静摩擦的影响，因此，如图45所示，可以在可动电极30接近相向电极32的方向上(闭方向)进行可动电极30相对于相向电极32的移动，如图46所示，还可以在可动电极30从相向电极32离开的方向(打开方向)上进行。例如，使可动电极30在接近相向电极32的方向上移动时和在相反的方向上移动时，有时因动摩擦引起的伺服电动机34的转矩的波动的幅度不同，因此，可以根据这样的情况，选择使可动电极30移动的方向，以便使可动电极30在波动幅度减小的方向上移动。此外，在使可动电极30在从相向电极32离开的方向上移动时，需要由多关节机器人12使点焊枪14以可动电极30相对于相向电极32的移动速度Vg以上的速度Vr，在接近焊接工件W的方向上移动，以便能够作为整体使可动电极30接近焊接工件W。

接着，设定驱动可动电极30的伺服电动机34的转矩极限(步骤S204)。设定伺服电动机34的转矩极限的设定值，以便通过伺服电动机34能够足够地输出，以后在可动电极30没有与焊接工件W接触的状态下使可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动所需要的转矩。例如，在步骤S200以后，进行从焊接工件W与可动电极30相互离开的状态以预先设定的速度Vg使可动电极30向焊接工件W接近的动作，伺服电动机34输出以速度Vg使可动电极30向焊接工件W接近的动作所需要的转矩。因此，测定在预备动作区间中焊接工件W与可动电极30的相对移动开始后并且焊接工件W与可动电极30接触前输出的伺服电动机34的转矩，优选把对测定到的转矩的值加上变动量的安全系数而得到值作为转矩极限的值。另外，作为转矩极限的设定值，可以设定通过实验等预先决定的值。第C3实施方式在使可动电极30相对于相向电极32移动这一点上与第C1实施方式相同，关于其他点，因为转矩极限的设定的详细内容与第C1实施方式相同，因此在此省略说明。

接着，在这样对伺服电动机34设定了转矩极限的状态下，监视可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度中的至少一方(步骤S206)。可以直接测定可动电极30的移动速度以及加速度，也可以根据驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度以及旋转加速度求出可动电极30的移动速度以及加速度。另外，由于可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度分别与用于驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度以及旋转加速度成比例，所以可以代替可动电极30的移动速度或加速度，监视驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度或旋转加速度。在进行监视时，按照每个采样时间，与可动电极30的移动速度或加速度或者伺服电动机34的旋转速度或旋转加速度的信息一起，依次记录多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。

可动电极30最初以预先设定的恒定的速度Vg相对于相向电极32相对移动，因此，此时，可动电极30相对于相向电极32的移动速度变为Vg，可动电极30相对于相向电极32的加速度变为0。这在可动电极在接近相向电极32的方向上移动的情况下以及向离开的方向移动的情况下是相同的。

在可动电极30以速度Vg在接近相向电极32的方向上移动的情况下，可动电极30最初以预先设定的恒定的速度Vg(＞0)相对于相向电极32相对移动，因此，此时，可动电极30相对于相向电极32的移动速度变为Vg，可动电极30相对于相向电极32的加速度变为0。而且，在可动电极30与焊接工件W接触时，焊接工件W被可动电极30按压产生弯曲或凹陷等弹性变形，其反作用力从焊接工件W作用于可动电极30。于是，控制伺服电动机34以便恒定地维持速度Vg，为了抵抗来自焊接工件W的反作用力，要输出更大的转矩，但是，伺服电动机34的输出转矩到达转矩极限，驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度以及旋转加速度减小。结果，无法维持设定的速度Vg，可动电极30相对于相向电极32的移动速度从预先设定的值Vg减小，伺服电动机34的旋转速度也减小。另外，可动电极30相对于相向电极32的加速度以及伺服电动机34的旋转加速度从0转变为负的值。

另一方面，在使可动电极30向离开相向电极32的方向以速度Vg移动的情况下，可动电极30最初以预先设定的恒定的速度Vg(＜0)相对于相向电极32相对移动，因此，此时，可动电极30相对于相向电极32的移动速度变为Vg，可动电极30相对于相向电极32的加速度变为0。而且，在可动电极30与焊接工件W接触时，焊接工件W被可动电极30按压产生弯曲或凹陷等弹性变形，其反作用力从焊接工件W作用于可动电极30。于是，可动电极30被焊接工件W向离开相向电极30的方向按压，因此，控制伺服电动机34以便恒定地维持速度Vg，为了抵抗来自焊接工件W的反作用力，要在使可动电极30接近相向电极32方向上增加转矩，但是，伺服电动机34的输出转矩达到转矩极限。结果，可动电极30在进一步离开相向电极32的方向上被加速。即，可动电极30的移动速度以及伺服电动机34的旋转速度从负的值进一步减小。另外，可动电极30相对于相向电极32的加速度以及伺服电动机34的旋转加速度从0转变为负的值。

利用此现象，依次检查可动电极30相对于相向电极32的移动速度或伺服电动机34的旋转速度，或可动电极30相对于相向电极32的加速度或伺服电动机34的旋转加速度(步骤S208)，在可动电极30相对于相向电极32的移动速度或伺服电动机34的旋转速度转变为减小时，或在可动电极30相对于相向电极32的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从0转变为负的值时，判断为可动电极30已与焊接工件W接触，否则，判断为可动电极30没有与焊接工件W接触。

在判断为可动电极30没有与焊接工件W接触的情况下，返回步骤S202，把通过伺服电动机34驱动的可动电极30的移动速度继续设定为Vg(步骤S202)，并且，如果需要，重新设定伺服电动机34的转矩极限的设定值(步骤S204)，继续监视可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度的至少一方(步骤S206)。在重新设定转矩极限的设定值的情况下，例如，基于在之前的预定长度的期间中伺服电动机34输出的转矩，决定转矩极限的设定值，进行再设定即可。

在判断为可动电极30已与焊接工件W接触时，使可动电极30相对于相向电极32的移动以及多关节机器人12的移动停止，基于判断为可动电极30已与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及点焊枪14的相向电极32的前端相对于手腕元件28的前端的相对位置数据，检测焊接工件W的可动电极侧表面的位置，结束焊接工件W的表面位置的检测工序(步骤S210)。

在本实施方式中，图47表示了按照时间序列表示在使可动电极30在离开相向电极32的方向上移动的同时，通过可动电极30检测焊接工件W的表面位置时的伺服电动机34的转矩、旋转速度以及旋转加速度的变化的图表，图47a是转矩的图表，图47b是旋转速度的图表，图47c是旋转加速度的图表。按时间序列表示可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度的变化的图表也分别与图47b以及图47c相同。在图47中，区间A表示没有进行检测动作的状态，区间B表示在检测动作中可动电极30没有与焊接工件W接触的状态，区间C表示在检测动作中可动电极30与焊接工件W接触的状态。

此外，在本实施方式中，在使可动电极30在接近相向电极32的方向上移动的同时，通过可动电极30检测焊接工件W的表面位置的情况，在可动电极30在接近相向电极32的方向上移动这一点上，可动电极30以及伺服电动机34的动作与第C1实施方式相同，按时间序列表示此时的伺服电动机34的转矩、旋转速度以及旋转加速度的变化的图表分别与图37a～图37c所示的图表相同，另外，按时间序列表示可动电极30相对于相向电极32的移动速度以及加速度的变化的图表也分别与图37b以及图37c相同，因此，在此省略详细的说明。

在使可动电极30在离开相向电极32的方向上移动的同时，通过可动电极30检测焊接工件W的表面位置的情况下，在检测动作开始前，可动电极30没有由伺服电动机34驱动，相对于相向电极32静止。因此，在区间A中，伺服电动机34的转矩成为用于维持可动电极30相对于相向电极32静止的状态的值，并且恒定，旋转速度(即，可动电极30的移动速度)以及旋转加速度(即，可动电极30的加速度)变为0。另一方面，在检测动作开始时，因为使可动电极30以速度Vg(＜0)在离开相向电极32的方向(即，负的方向)上，相对于相向电极32移动，因此，在区间B中，直到可动电极30相对于相向电极32的移动速度达到Vg为止，伺服电动机34的转矩以及旋转速度减小，在达到Vg时两者都变为恒定。与此伴随，可动电极30相对于相向电极32的加速度以及伺服电动机34的旋转加速度在可动电极30相对于相向电极32的移动速度达到Vg之前，为负的值，在达到Vg时，两者都变为0。而且，变为区间C，在可动电极30与焊接工件W接触时，焊接工件W弹性变形，其反作用力从焊接工件W作用于可动电极30，因此，可动电极30被焊接工件W向离开相向电极30的方向按压。于是，控制伺服电动机34以便恒定地维持速度Vg，在使可动电极30接近相向电极32的方向上增加转矩，但是，伺服电动机34的输出转矩达到转矩极限成为恒定。结果，伺服电动机34的旋转速度减小(在负的方向上增加)，并且可动电极30相对于相向电极32的移动速度也从Vg减小(在负的方向增加)，与此伴随，伺服电动机34的旋转加速度以及可动电极30相对于相向电极32的加速度从0转变为负的值。此外，图47a表示伺服电动机34的转矩极限的值被设定为与区间B中的伺服电动机34的转矩(即，使可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动所需要的伺服电动机34的转矩)相等的值的情况，在区间B与区间C中，伺服电动机34的转矩为大致恒定的值。

通过记录有区间B中的伺服电动机34的转矩，能够根据区间B中的伺服电动机34的转矩，决定伺服电动机34的转矩极限的设定值。另外，只要在检测动作开始前预先使可动电极30与焊接工件W隔开间隔，就能够使区间B变长，确保足够的预备动作区间，因此，能够可靠地记录可动电极30与焊接工件W没有接触时的伺服电动机34的转矩。

这样，即使在使可动电极30相对于相向电极32以低的速度Vg移动的同时，利用多关节机器人12使点焊枪14的可动电极30在接近焊接工件W的方向上相对移动的情况下，如果把可动电极30向相向电极32接近的方向设为正，把从相向电极32离开的方向设为负，则与第C1实施方式相同，在可动电极30与焊接工件W时，如图37b或图47b所示，可动电极30的移动速度以及用于驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转速度从恒定的状态变化缓缓减小(在使可动电极30相对于相向电极32在离开的方向上移动时，可动电极30的移动速度以及伺服电动机34的旋转速度在负的方向上增加)。因此，只要监视可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度，就能够在可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从大致恒定的状态转变为减小时，判断为可动电极30与焊接工件W接触。另外，在可动电极30与焊接工件W接触时，可动电极30的加速度或用于驱动可动电极30的伺服电动机34的旋转加速度如图37c或图47c所示，从0变化转变为负的值。因此，监视可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度，在可动电极30的加速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致0转变为负的值时，判断为可动电极30与焊接工件W接触。

而且，能够根据判断为可动电极30与焊接工件W接触时的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据以及可动电极30相对于点焊枪14上的相向电极32的相对位置数据，求出判断为可动电极30与焊接工件W接触时的可动电极30的前端的位置数据，只要将求出的可动电极30的前端的位置数据当作焊接工件W的表面的位置数据，就能够检测出焊接工件W的表面的可动电极侧表面的位置。

通过对伺服电动机34的移动速度或伺服电动机34的旋转速度的时间序列曲线即波形进行解析，求出可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转加速度从大致恒定的状态转变为减小的点(以下，记载为变化点)，来确定可动电极30的移动速度或伺服电动机34的旋转速度从大致恒定的状态转变为减小的时刻。如果把可动电极30以接近相向电极32的方式进行移动的方向以及此时的伺服电动机34的旋转方向设为正，把可动电极30以离开相向电极32的方式进行移动的方向以及此时的伺服电动机34的旋转方向设为负，则用于求出变化点的可动电极30的移动速度的时间序列波形或伺服电动机34的旋转速度的时间序列波形的解析方法与第C1实施方式的情况相同，在此省略详细的说明。

如本实施方式那样，在使可动电极30相对于相向电极32以速度Vg移动的同时利用多关节机器人12使可动电极30在接近焊接工件W的方向上使点焊枪14与焊接工件W相对移动时，与第C2实施方式相比，伺服电动机34的转矩的波动稍稍增加了可动电极驱动机构的动摩擦的量，必须要在设定伺服电动机34的转矩极限的值时，考虑转矩变动增大对维持可动电极30的速度Vg所需要的转矩相加的的安全系，因此，可动电极30与焊接工件W接触的检测稍微变困难，但是能够得到与第C2实施方式几乎相同的效果。而且，如上所述，能够消除因可动电极驱动机构内的静摩擦而引起的死区，在可动电极30与焊接工件W接触时，立即使伺服电动机34的转矩从恒定的状态开始变动。因此，在可动电极驱动机构的静摩擦大，因死区的存在而引起的不良影响超过了对因可动电极驱动机构的动摩擦而产生的伺服电动机34的转矩波动进行抑制而带来的效果时，本实施方式的方法是有效的。其他与第C2实施方式相同，因此在此省略说明。

以上，根据图示的实施方式说明了本发明，但本发明不限于上述的实施方式。例如，在上述实施方式中，在至少监视可动电极30的移动速度以及加速度的至少一方的同时，记录存多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据和可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。但是，多关节机器人12以及可动电极30根据来自机器人控制装置16以及点焊枪控制装置18的时间序列上的动作指令进行动作，因此可以根据执行的多关节机器人12以及可动电极30的动作指令求出过去时刻的多关节机器人12的手腕元件28的前端的位置数据与可动电极30相对于相向电极32的相对位置数据。

根据方式A，代替利用伺服电动机进行的可动电极的移动，利用多关节机器人的移动进行使可动电极与焊接工件从相互离开的状态接触或从相互接触的状态离开的动作，因此，使可动电极的移动速度减小通过多关节机器人而产生的移动速度的量，由此，能够把通过伺服电动机进行的可动电极的移动抑制为最小，从而能够减小因可动电极驱动机构的动摩擦而引起的伺服电动机的电流或转矩的波动。因此，能够更加正确地检测可动电极与焊接工件接触的瞬间，提高焊接工件的表面位置的检测精度。而且，驱动可动电极的伺服电动机的电流或转矩的波动变小，因此，即使在柔软的焊接工件的情况下，可动电极与焊接工件接触时的伺服电动机的电流或转矩的变化也不会隐蔽在因可动电极驱动机构的动摩擦而引起的伺服电动机的电流或转矩的波动中，从而变得易于通过可动电极检测焊接工件的表面位置。

另外，不增加通过伺服电动机使可动电极移动的移动速度，增加通过多关节机器人使点焊枪与焊接工件相对移动的相对移动速度，由此，能够缩短焊接工件的表面位置的检测时间，从而即使为了抑制动摩擦引起的伺服电动机的电流或转矩的波动减小可动电极的移动速度，通过增加多关节机器人使点焊枪与焊接工件相对移动的相对移动速度，能够维持可动电极与焊接工件的相对移动速度，从而不需要延长通过可动电极检测焊接工件的表面位置所需要的时间，能够提高焊接工件的表面位置的检测精度。

而且，通过利用伺服电动机的电流或转矩的变化倾向变化时的可动电极的位置与多关节机器人的位置，即使存在之前所述那样的复杂的计算或依赖于焊接工件的材质、固定方法或点焊枪的机械刚性的工件的变形量，也不必使用复杂的工件的变形模型，可以正确地检测焊接工件的表面位置。

根据方式B，从对可动电极进行了定位使其与焊接工件的表面接触的状态或者从定位在从焊接工件的表面偏移了预定的距离的位置上的状态开始，使点焊枪与焊接工件以与速度Vg相同的速度相对移动，以便使可动电极以速度Vg在接近相向电极的方向上移动，并且使相向电极与焊接工件相互接近，因此，在相向电极与焊接工件接触时，妨碍可动电极相对于相向电极的移动，可动电极相对于相向电极的移动速度从预先设定的速度Vg减小，并且可动电极相对于相向电极的加速度从0转变为负。利用此现象，通过监视可动电极相对于相向电极的移动速度或加速度，能够几乎不受焊接工件、点焊枪以及多关节机器人的刚性的影响地检测相向电极与焊接工件接触，并能够根据判断为相向电极与焊接工件接触时的相向电极的位置数据，检测相向电极所接触的焊接工件的表面位置。

另外，能够根据求出的相向电极所接触的焊接工件的表面位置、和根据其他方法求出的可动电极接触的焊接工件的表面位置，正确地求出焊接工件的厚度。

根据方式C，通过监视可动电极相对于相向电极的移动速度以及加速度中的至少一方，检测焊接工件与可动电极的接触，基于接触时的可动电极的位置求出焊接工件的可动电极侧表面位置。另外，由于驱动可动电极的伺服电动机接受速度控制，所以可动电极相对于相向电极的移动速度以及加速度难于受到因点焊枪的机械特性而引起的变动或波动的影响，另一方面，如果还对伺服电动机设定转矩极限，则在可动电极与焊接工件接触时，可动电极相对于相向电极的移动速度明显降低。因此，可动电极与焊接工件接触时的伺服电动机的移动速度或加速度的变化比伺服电动机的电流或转矩的变化更显著，难于受到因点焊枪的机械特性引起的变动或波动的影响，因此，能够正确地检测可动电极与焊接工件的接触时刻。

Claims (15)

1.一种利用可动电极的焊接工件位置检测方法，在点焊***中，利用所述可动电极检测所述焊接工件的表面位置，所述点焊***具备：具有由伺服电动机驱动的所述可动电极和与该可动电极相向配置的相向电极的点焊枪以及保持所述焊接工件和所述点焊枪中的一方的多关节机器人，通过所述伺服电动机使所述可动电极和所述相向电极接近、离开，在所述点焊枪的所述相向电极与所述可动电极之间夹持焊接工件来进行焊接工件的点焊，所述利用可动电极的焊接工件位置检测方法的特征在于，

利用所述多关节机器人，以使所述可动电极与所述焊接工件从相互离开的状态接近或者从相互接触的状态离开的方式，使所述焊接工件和所述点焊枪相对移动，同时监视所述伺服电动机的电流或转矩，在所述电流或转矩的变化倾向变化时，判断为所述可动电极与所述焊接工件接触或者所述可动电极离开所述焊接工件，根据所述电流或转矩的变化倾向变化时的所述可动电极的位置和所述多关节机器人的位置检测所述焊接工件的表面位置。

2.根据权利要求1所述的利用可动电极的焊接工件位置检测方法，其特征在于，

在为了检测所述焊接工件的位置监视所述伺服电动机的电流或转矩时，通过所述伺服电动机以速度Vg驱动所述可动电极，同时利用所述多关节机器人使所述点焊枪与所述焊接工件相对移动。

3.根据权利要求2所述的利用可动电极的焊接工件位置检测方法，其特征在于，

所述速度Vg是可以除去用于驱动所述可动电极的机构的静摩擦的程度的速度。

4.根据权利要求1～3的任意一项所述的利用可动电极的焊接工件位置检测方法，其特征在于，

为了检测所述焊接工件的位置监视所述伺服电动机的电流或转矩，同时通过所述多关节机器人使所述点焊枪与所述焊接工件，在使所述可动电极与所述焊接工件从相互离开的状态接近的方向上相对移动，在所述伺服电动机的电流或转矩的实际的值或每单位时间的变化量转变为与假设处于基准状态时的所述伺服电动机的电流或转矩的值或每单位时间的变化量相比增加的倾向时，判断为所述可动电极与所述焊接工件接触。

5.一种焊接工件位置检测方法，在点焊***中，检测相向电极所接触的所述焊接工件的表面位置，所述点焊***具备：具有由伺服电动机驱动的可动电极和与该可动电极相向配置的所述相向电极的点焊枪以及保持所述点焊枪和所述焊接工件中的一方，使其相对于另一方相对移动的多关节机器人，通过所述伺服电动机使所述可动电极和所述相向电极接近、离开，在所述点焊枪的所述可动电极与所述相向电极之间夹持所述焊接工件进行所述焊接工件的点焊，所述焊接工件位置检测方法的特征在于，

在将所述可动电极以与所述焊接工件的表面接触的方式进行定位后，在通过所述伺服电动机使所述可动电极以预先设定的速度Vg在接近所述相向电极的方向上移动的同时，使用所述多关节机器人，以使所述相向电极与所述焊接工件相互接近的方式，使所述点焊枪和所述焊接工件以与所述速度Vg相同的速度相对移动，同时，监视所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度以及加速度中的至少一方，由此，检测所述相向电极与所述焊接工件的接触，根据检测时的所述相向电极的位置检测所述相向电极所接触的所述焊接工件的表面位置。

6.根据权利要求5所述的焊接工件位置检测方法，其特征在于，

对用于相对于所述相向电极驱动所述可动电极的伺服电动机设定转矩极限。

7.根据权利要求6所述的焊接工件位置检测方法，其特征在于，

根据使所述点焊枪和所述焊接工件以与所述速度Vg相同的速度进行相对移动时的所述伺服电动机的转矩的值，决定所述伺服电动机的转矩极限。

8.一种焊接工件位置检测方法，在点焊***中，分别检测可动电极以及相向电极所接触的所述焊接工件的表面位置，所述点焊***具备：具有由伺服电动机驱动的所述可动电极和与该可动电极相向配置的所述相向电极的点焊枪以及保持所述点焊枪和所述焊接工件中的一方，使其相对于另一方相对移动的多关节机器人，通过所述伺服电动机使所述可动电极和所述相向电极接近、离开，在所述点焊枪的所述可动电极与所述相向电极之间夹持所述焊接工件来进行所述焊接工件的点焊，所述焊接工件位置检测方法的特征在于，

包括以下步骤：

使用所述多关节机器人，以所述可动电极和所述焊接工件从相互离开的状态接近或者从相互接触的状态离开的方式，使所述焊接工件和所述点焊枪相对移动，同时，监视所述伺服电动机的电流或转矩，在所述电流或转矩的变化倾向变化时，判断为所述可动电极与所述焊接工件接触或判断为所述可动电极从所述焊接工件离开，根据所述电流或转矩的变化倾向变化时的所述可动电极的位置和所述多关节机器人的位置，检测所述可动电极所接触的所述焊接工件的表面位置；以及

通过权利要求5～7的任意一项所述的焊接工件位置检测方法，检测所述相向电极所接触的所述焊接工件的表面位置。

9.根据权利要求8所述的焊接工件位置检测方法，其特征在于，

还包括以下步骤：根据检测出的所述可动电极所接触的所述焊接工件的表面位置和检测出的所述相向电极所接触的所述焊接工件的表面位置，求出所述焊接工件的厚度。

10.一种焊接工件位置检测方法，在点焊***中，检测可动电极所接触的所述焊接工件的表面位置，所述点焊***具备：具有由伺服电动机驱动的所述可动电极和与该可动电极相向配置的相向电极的点焊枪以及保持所述点焊枪和所述焊接工件中的一方，使其相对于另一方相对移动的多关节机器人，通过所述伺服电动机使所述可动电极和所述相向电极接近、离开，在所述点焊枪的所述可动电极与所述相向电极之间夹持所述焊接工件来进行所述焊接工件的点焊，所述焊接工件位置检测方法的特征在于，

以从相互离开的状态接近的方式使所述可动电极与所述焊接工件相对移动，在所述可动电极与所述焊接工件的相对移动中，监视所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度以及加速度中的至少一方，在所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度或加速度变化时，判断为所述可动电极与所述焊接工件接触，根据所述移动速度或加速度变化时的所述可动电极的位置和所述多关节机器人的位置，求出所述焊接工件的表面位置。

11.根据权利要求10所述的焊接工件位置检测方法，其特征在于，

在对驱动所述可动电极的所述伺服电动机设定了转矩极限的状态下，使所述可动电极与所述焊接工件以从相互离开的状态接近的方式相对移动。

12.根据权利要求11所述的焊接工件位置检测方法，其特征在于，

将所述伺服电动机的转矩极限决定为至少恒定地维持所述可动电极相对于所述相向电极的移动速度所需要的转矩值。

13.根据权利要求12所述的焊接工件位置检测方法，其特征在于，

根据所述可动电极与所述焊接工件开始相对移动后并且所述可动电极在所述可动电极与所述焊接工件接触之前的预备动作区间中进行移动时的所述伺服电动机的转矩的值，决定所述伺服电动机的转矩极限。

14.根据权利要求10～13的任意一项所述的焊接工件位置检测方法，其特征在于，

通过所述伺服电动机以使所述可动电极接近所述相向电极的方式驱动所述可动电极，来进行所述可动电极与所述焊接工件的相对移动。

15.根据权利要求1～14的任意一项所述的焊接工件位置检测方法，其特征在于，

通过执行进行焊接的程序命令，实施所述焊接工件位置检测方法。

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