JP3640132B2

JP3640132B2 - In-situ indexing method for welding gun

Info

Publication number: JP3640132B2
Application number: JP30031797A
Authority: JP
Inventors: 和嗣吹田; 清司鈴木; 好隆坂本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2017-10-31
Also published as: JPH11129076A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接ロボットに支持された溶接ガンの原位置の割り出し方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶接ロボットの先端にツールチェンジャーを介して溶接ガンを装着し、溶接ガンをロボットにて駆動してワークの溶接打点位置に順次移動させ、スポット溶接を実行することは、従来、たとえば特開平８−２７６２７９号公報により、知られている。
溶接ガンの溶接ロボットへの着脱は、ツールチェンジャー部位にて行われる。溶接ガンが電動サーボ溶接ガンの場合、ツールチェンジャー部位で溶接ガンを外すと溶接ガン側への電気の供給が切られ溶接ガン側のデータ（原位置などに関するエンコーダーデータ）が失われるので、着脱時のデータ保持のために、溶接ガン側にバッテリーを、通常、搭載する。しかし、バッテリーは、溶接ガン側の重量を増加させ、ロボットによる駆動速度を制限する、電圧チェックや寿命管理等のメンテナンスが必要、また、電極（溶接チップ）の摩耗による原位置（たとえば、ワークの板厚方向中心に対応する位置）のずれの補正に対しては対応できない、という問題を有する。
上記特開平８−２７６２７９号公報は、バッテリーに代えてリミットスイッチによる原位置割り出しを提案している。そこでは、交換可能なサーボ溶接ガンに可動溶接チップの原点検出用のリミットスイッチを設けることにより、サーボ溶接ガン側の状態保持用のバッテリー廃止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平８−２７６２７９号公報の方法を含め、従来方法には、つぎの問題があった。
電極の摩耗による溶接ガンの原位置のずれの補正に対応できない。この補正が正確に行われていないと、溶接ガンの一対の電極を正確に打点位置に移動させることができず、電極の加圧不十分、あるいは電極の過加圧によるワークの変形、損傷などを生じるおそれがある。
また、特開平８−２７６２７９号公報の場合には、リミットスイッチやリミットスイッチからの信号をコントローラーに伝えるための機構など、余分な構造が必要になる。
本発明の目的は、電極の摩耗による溶接ガンの原位置のずれの補正に対応でき、しかもデータ保持のためのバッテリや、原位置割り出しのためのリミットスイッチなど、追加の部品を必要としない、溶接ガンの原位置割り出し方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）溶接ロボットを駆動して溶接ガンの一対の電極のうち一方の電極を固定の基準当接部位に押し付けて溶接ガンブラケットを該一方の電極側のストッパに当てて該一方の電極側のイコライズを押し切り、押し付けた電極の先端位置と該電極を非摩耗状態で基準当接部位に押し付けた時の該電極の電極位置との差から前記一方の電極の摩耗量を求める工程と、
溶接ガンアクチュエータを駆動して前記一対の電極を互いに接触させ、その時の前記溶接ガンアクチュエータの駆動位置と前記一対の電極を非摩耗状態で互いに接触させた時の前記溶接ガンアクチュエータの駆動位置との差から前記一対の電極の両方の電極の摩耗量の総和を求め、該摩耗量の総和から既に求めた前記一方の電極の摩耗量を差し引いて前記一対の電極のうち他方の電極の摩耗量を求める工程と、
前記一方の電極の摩耗量に基づいて前記溶接ガンの軌道計画を修正し、前記両方の電極の摩耗量に基づいて溶接ガンアクチュエータの原位置を修正する工程を、
含む溶接ガンの原位置割り出し方法。
【０００５】
上記（１）の方法では、一方の電極を固定の基準当接部位に押し付けることにより該一方の電極の先端の位置がわかり、それと摩耗していなかった状態の電極の先端位置（ロボットコントローラに記憶してある）との比較から該一方の電極の摩耗量がわかる。
溶接ガンおよび／または溶接ロボットはイコライズによる変位が可能であり、検出したロボット先端位置のずれが、摩耗によるものかイコライズによる変位によるものかが分からなくなるので、イコライズを押し切った状態で、すなわち検出したロボット先端位置のずれにイコライズによる変位を含まないようにした状態で、電極の先端位置を溶接ロボットの駆動位置から求めることとした。
一方の電極は、固定側電極であっても可動側電極であってもよい。固定側電極の場合は、そのまま電極を基準当接部位に押し付ければよく、可動側電極の場合は、電極を所定の基準位置（たとえば、最も引いた位置）にしてその状態で固定した上（ブレーキをかけた上）、電極を基準当接部位に押し付ければよい。
また、一対の電極のうち他方の電極の摩耗が求められる。溶接ガンを基準当接部位から後退させて、溶接ガンアクチュエータ（電極を対向する電極に向けて移動させるアクチュエータ）を駆動させ、一対の電極チップを接触（当接）させる。この時の溶接ガンアクチュエータ（加圧軸アクチュエータ）の電極駆動位置と、両電極が摩耗していなった状態での電極接触時の溶接ガンアクチュエータの電極駆動位置（ロボットコントローラーに記憶してある）との比較から両電極の摩耗量の総和がわかる。この総和から、（１）で求めた一方の電極の摩耗量を差し引くことにより、他方の電極の摩耗量がわかる。
また、電極の摩耗量分、溶接ガンの原位置が補正される。一方の電極の摩耗量分溶接ロボットによる溶接ガン原位置を補正すると共に駆動軌跡を補正し、両方の電極の摩耗量に基づいて溶接ガンアクチュエータの原位置（たとえば、最も引いた状態の位置）を補正する。これによって、溶接ガンは電極の摩耗にかかわらず、正規の打点位置に移動され、正規の加圧力でスポット溶接を実行できる。
上記（１）の方法においても、バッテリーによるデータ保持は必要でなく、またリミットスイッチによる原位置割り出しは行われていない。従来からあった部品のみを用いて、原位置割り出しが行われている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例の溶接ガンの原位置割り出し方法を実施する直前の装置の概略を示し、図２〜図４は本発明の溶接ガンの原位置割り出し方法を実施中の装置の状態を工程別に示しており、図５はその工程をフローチャートで示している。
【０００７】
図１に示すように、溶接ガン１は、たとえば電動サーボ溶接ガンからなる（ただし、それに限るものではなく電極をシリンダ駆動するタイプの溶接ガンであってもよい）。溶接ガン１は、一対の電極４_l、４_uを有する。一対の電極４_l、４_uのうち一方の電極（たとえば、電極４_l）は溶接ガン本体（ブラケット１３を含む部分）に対して固定の固定電極であり、他方の電極（たとえば、電極４_u）は固定電極に対して進退される可動電極である。可動電極４_uは溶接ガンアクチュエータ５によりアクチュエータ軸方向に駆動される。電動サーボ溶接ガンの場合は、アクチュエータ５はモータおよびボールねじ機構であり、シリンダ駆動溶接ガンの場合は、アクチュエータ５はエアシリンダである。６はトランスを示す。
【０００８】
溶接ガン１は溶接ロボット２にツールチェンジャー３を介して着脱可能に連結されている。溶接ロボット２は、たとえば６軸ロボットからなり（６軸ロボット以外のロボットでもよい）、ロボットコントローラー７（コンピューター）により駆動を制御される。ツールチェンジャー３は、互いに着脱可能な溶接ガン側チェンジャー３ａと溶接ロボット側チェンジャー３ｂとからなり、溶接ガン側チェンジャー３ａは溶接ガン１に固定されており、溶接ロボット側チェンジャー３ｂは溶接ロボット２に固定されている。溶接ガン側チェンジャー３ａと溶接ロボット側チェンジャー３ｂとを連結すると、溶接ガン１は溶接ロボット２に機械的に連結されると共に、電気信号も伝達可能となる。電気信号には、たとえば、アクチュエータ５の位置信号（サーボ溶接ガンの場合はサーボモーターのエンコーダ８の信号）、溶接ロボットコントローラー７の入出力信号が含まれる。
【０００９】
溶接ガン１および／または溶接ロボット２はイコライズ９を有している。図示例では、イコライズ９がツールチェンジャー３より溶接ガン１側に位置する場合を示しているが、イコライズ９は溶接ロボット２自体にあってもよい。図示例では、イコライズ９を、溶接ガンアクチュエータ５の作動方向（加圧軸の作動方向）に伸縮する弾性ばねで模擬してある。
溶接ロボット２の基端（溶接ガン１連結側と反対側端）は固定点である。また、溶接ロボット２の基端に対して定まった位置に基準当接部位（たとえば、基準プレート）１０が設けられている。
【００１０】
つぎに、本発明の溶接ガンの原位置割り出し方法を、図２〜図４および図５を参照して説明する。
図５において、溶接ガン１で一定量のスポット溶接を実行した後、電極４をドレッシングした他の溶接ガンと取り替えたりあるいは新しい電極を装着した溶接ガン１と交換するために、ステップ１０１で、溶接ロボット２を駆動してロボットのガン装着部を溶接ガン置き場に移動させ、溶接ガン１をツールチェンジャー３部位で取外し、ドレッシング済の別の溶接ガン１を装着し、ツールチェンジする。ステップ１０２で、ツールチェンジャー３部位での、別の溶接ガン１の連結を確認し、確認されなければステップ１０１に戻って溶接ガン１の装着を再実行する。ツールチェンジャー３部位での、別の溶接ガン１の連結が確認されると、溶接ガン１の原位置割り出しのためにステップ１０３に進む。
【００１１】
ツールチェンジャー３部位での着脱がある場合は、取外し前の溶接ガンアクチュエータ５の原位置は失われている。
一定量（たとえば、５００回のスポット溶接）の溶接が行われ原位置が狂った溶接ガンを原位置補正のために、溶接ガン１の交換を行うことなく、ステップ１０３に進んでもよく、本発明はそのような場合も含む。
ステップ１０３で、溶接ロボット２を駆動して溶接ガン１を基準当接部位（たとえば、基準プレート）１０に移動させ、溶接ガン１を一対の電極４_l、４_uの間に基準当接部位１０のプレートが位置する姿勢にする。この状態が図１の状態である。
【００１２】
ついで、ステップ１０４にて、溶接ロボット２を駆動することにより（この時には溶接ガンアクチュエーター５は駆動させない）、一対の電極４_l、４_uのうち何れか一方の電極（たとえば、固定側電極４_l）を、押し付ける電極４_l側のイコライズ９（このイコライズは、ツールチェンジャー３の溶接ガン側にあるものであってもよく、または溶接ロボット２に仕込まれたイコライズであってもよい、以下同じ）を押し切るまで、基準当接部位１０に押し当てる。この状態が図２の状態である。図２では、イコライズ９が押し切られたことをストッパ１１がブラケット１３に当接したことで模擬して示してある。
ステップ１０５で、イコライズ９が押し切られたかどうか、すなわちストッパ１１がブラケット１３に当接したかどうかを確認する。この確認は、実際には、イコライズ９が押し切られたと同時に図５のＡに示すように溶接ロボット２の各軸モータ電流が急に上昇するので、溶接ロボット２の各軸モータ電流が急に上昇したかどうかを検出することによって行われる。
【００１３】
ステップ１０４では、一対の電極４_l、４_uのうち他方の電極（たとえば、可動側電極４_u）を、押し付ける電極４_u側のイコライズ９を押し切るまで、基準当接部位１０に押し当ててもよい。この状態が図３の状態である。図３では、イコライズ９が押し切られたことをストッパ１２がブラケット１３に当接したことで模擬して示してある。この場合においても、ステップ１０５でのイコライズ９が押し切られたかどうかの確認は、溶接ロボット２の各軸モータ電流が急に上昇したかどうかを検出することによって行われる。ただし、可動側電極４_uを基準当接部位１０に押し当てる場合は、溶接ガンアクチュエータ５を所定位置、たとえば可動側電極４_uを最も引いた位置にしておき、その状態で可動側電極４_uが溶接ガン本体に対して動かないように固定しておく（たとえば、ブレーキをかけておく）。
【００１４】
ステップ１０５でイコライズの押し切りが確認されると、ステップ１０６に進み、押し付けた電極（たとえば、固定側電極４_l）の先端位置を、溶接ロボット２のロボットコントローラー７のメモリに取り込む（格納する）。電極先端位置は、電極の摩耗量も含んだ位置である。この位置を、ロボットコントローラー７が予め記憶している、電極の非摩耗状態の電極位置と比較する（差をとる）ことにより、押し付けた電極（たとえば、固定側電極４_l）の摩耗量δ_l（ドレッシングあるいは使用などによる摩耗量）がわかる。そして、この摩耗量δ_lをロボットコントローラー７のメモリに取り込む（格納する）。
【００１５】
この摩耗量δ_l分、溶接ロボットの６軸までによって定まる溶接ガン１の原位置が、押し付けた電極（たとえば、固定側電極４_l）側にずれるので、その分溶接ガン１の原位置は補正される必要がある。すなわち、溶接ロボットの６軸までによって定まる溶接ガン原位置をたとえばワーク板厚方向中心とすると、非摩耗状態の原位置（イコライズ押し切り状態の電極先端位置＋イコライズ量）を、電極摩耗量δ_lだけ押し付けた電極側にずらす補正をする必要があり、かつ、溶接ロボット２に対して軌道修正が必要になる。この軌道修正はステップ１１５で行われる（後述）。
【００１６】
ついで、ステップ１０７にて、溶接ロボット２を駆動して、一対の電極４_l、４_uの間に基準当接部位１０が位置しなくなるように、溶接ガン１を基準当接部位１０から後退させる。
ついで、ステップ１０８にて、溶接ガンアクチュエータ５を駆動して可動側電極４_uを移動させ、一対の電極４_l、４_uを互いに接触、当接させる。この状態が図４の状態である。
ステップ１０９では、一対の電極４_l、４_uを互いに接触、当接したかどうかを確認する。この確認は、溶接ガン１が電動サーボガンからなる場合、一対の電極４_l、４_uを互いに接触、当接すると可動電極４_uを移動させるロボットアクチュエータとしてのサーボモーターのモーター電流が図５のＢに示すように急に上昇するので、モーター電流を検出することにより行われる。
【００１７】
ステップ１０９で一対の電極４_l、４_uの互いの当接が確認されると、ステップ１１０に進み、溶接ガンアクチュエータ５の現在の電極接触位置と摩耗前の電極接触位置（ロボットコントローラーに格納してある）との差から、一対の電極４_l、４_uの摩耗量の総和δ_tを求め、それをロボットコントローラー７のメモリに取り込む（格納する）。
ついで、ステップ１１１で、一対の電極４_l、４_uの摩耗量の総和δ_tから先に求めた一方の電極の摩耗量δ_l を差し引いて、一対の電極の他方の電極の摩耗量δ_uを求める。すなわち、
δ_t−δ_l＝δ_u
【００１８】
ついで、ステップ１１３にて、ステップ１１２よりのロボット基準位置（既知）から求まる溶接ガンアクチュエータ５の初期（電極摩耗前）の原点位置を、一対の電極４_l、４_uの摩耗量の総和δ_t分、一方の電極４_l側に移動さえる補正を行うことにより、溶接ガンアクチュエータ５（加圧軸）の電極摩耗後の原位置（原点位置）ｘ₀を求める。
ついで、ステップ１１４にて、上で求めたｘ₀、δ_uをロボットコントローラー７のメモリに取り込む（δ_lはステップ１０６にて既に取込み済）。
溶接ガン１の原位置を求めるデータδ_lは、新たに装着した溶接ガン１そのものを用いて基準当接部位１０に電極を押し付けて得たデータであり、溶接ガン交換前の溶接ガンの原位置および加圧軸原点位置に関するデータを必要としない。したがって、データ保持のためのバッテリーは必要でない。また、溶接ガンアクチュエータ５の原位置ｘ₀を求めるデータも、一対の電極を互いに当接させるだけで得たものであり、データ保持のためのバッテリーや、位置割り出しのためのリミットスイッチなど、追加の部品が必要とされない。
【００１９】
ついで、ステップ１１５にて、ｘ₀、δ_l、δ_uから、溶接ロボット２に新たに装着した、あるいは所定回数スポット溶接を行った、溶接ガン１の軌道を修正するとともに、溶接ガンアクチュエータ５（加圧軸）の原位置（原点位置）を修正する。
原位置修正を行った後、溶接ロボットを駆動して、溶接ガン１を実際のワーク溶接位置に移動させ、作業プログラム（実際のスポット溶接）を実行する。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の溶接ガンの原位置割り出し方法によれば、一方の電極を固定の基準当接部位に押し付けることにより、溶接ガンの原位置割り出しに必要な、該一方の電極の摩耗量を求めることができる。この方法には、バッテリーによる溶接ガンアクチュエータに関するデータの保持は必要でなく、また位置割り出しのためのリミットスイッチが必要とされない。
また、溶接ガンアクチュエータを駆動させ、一対の電極チップを接触（当接）させることにより、溶接ガンアクチュエータの原位置（原点位置）割り出しに必要な、一対の電極の両方の電極の摩耗量の総和を求めることができる。この方法には、バッテリーによる溶接ガンアクチュエータに関するデータの保持は必要でなく、また位置割り出しのためのリミットスイッチが必要とされない。
また、一方の電極の摩耗量分、溶接ガンの原位置が補正され、該一方の電極の摩耗量分溶接ロボットの溶接ガン駆動軌跡が補正される。また、両方の電極の摩耗量に基づいて溶接ガンアクチュエータの原位置が補正される。これによって、溶接ガンは正規の打点位置に移動され、正規の加圧力でスポット溶接を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の溶接ガンの原位置割り出し方法を実施する装置の概略正面図である。
【図２】図１の溶接ガンの一方の電極を基準当接部位に押し付けた状態の概略部分正面図である。
【図３】図１の溶接ガンの他方の電極を基準当接部位に押し付けた状態の概略部分正面図である。
【図４】図１の溶接ガンの両方の電極を互いに当接させた状態の概略部分正面図である。
【図５】本発明の一実施例の溶接ガンの原位置割り出し方法の実施手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１溶接ガン
２溶接ロボット
３ツールチェンジャー
４、４_l、４_u 電極
５溶接ガンアクチュエーター（加圧軸アクチュエーター）
６トランス
７ロボットコントローラー
８エンコーダー
９イコライズ
１０基準当接部位（基準プレート）
１１、１２ストッパ
１３ブラケット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for determining the original position of a welding gun supported by a welding robot.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, spot welding is performed by attaching a welding gun to the tip of a welding robot via a tool changer, driving the welding gun by the robot, and sequentially moving the welding gun to the welding spot position of the workpiece, for example. No. 276279 is known.
The welding gun is attached to and detached from the welding robot at the tool changer site. When the welding gun is an electric servo welding gun, if the welding gun is removed at the tool changer part, the power supply to the welding gun side is cut off and the welding gun side data (encoder data related to the original position etc.) is lost. A battery is usually installed on the welding gun side for data storage. However, the battery increases the weight of the welding gun, limits the driving speed by the robot, requires maintenance such as voltage check and life management, and is in place due to electrode (welding tip) wear (for example, workpiece There is a problem that it cannot cope with the correction of the deviation of the position corresponding to the center in the thickness direction.
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-276279 proposes in-situ indexing using a limit switch instead of a battery. There, the replaceable servo welding gun is provided with a limit switch for detecting the origin of the movable welding tip, thereby eliminating the battery for maintaining the state on the servo welding gun side.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method including the method of Japanese Patent Laid-Open No. 8-276279 has the following problems.
It cannot cope with the correction of the displacement of the welding gun due to electrode wear. If this correction is not performed accurately, the pair of electrodes of the welding gun cannot be accurately moved to the spot position, and the electrode is insufficiently pressurized, or the workpiece is deformed or damaged due to excessive pressure of the electrode. May occur.
In the case of JP-A-8-276279, an extra structure such as a limit switch or a mechanism for transmitting a signal from the limit switch to the controller is required.
The object of the present invention can cope with correction of the displacement of the welding gun in-situ due to electrode wear, and does not require additional parts such as a battery for data retention and a limit switch for in-situ indexing. An object is to provide a method for determining the position of a welding gun.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for achieving the above object is as follows.
(1) The welding robot is driven to press one electrode of the pair of electrodes of the welding gun against the fixed reference contact portion, and the welding gun bracket is applied to the stopper on the one electrode side to The step of determining the amount of wear of the one electrode from the difference between the tip position of the pressed electrode and the electrode position of the electrode when the electrode is pressed against the reference contact portion in a non-wearing state ,
The welding gun actuator is driven to bring the pair of electrodes into contact with each other, and the driving position of the welding gun actuator at that time and the driving position of the welding gun actuator when the pair of electrodes are brought into contact with each other in a non-wearing state. The sum of the wear amounts of both electrodes of the pair of electrodes is obtained from the difference , and the wear amount of the other electrode of the pair of electrodes is subtracted from the wear amount of the one electrode already obtained from the sum of the wear amounts. The desired process;
Correcting the trajectory plan of the welding gun based on the wear amount of the one electrode, and correcting the original position of the welding gun actuator based on the wear amount of the both electrodes;
In-situ indexing method of welding gun including.
[0005]
In the above method (1), the position of the tip of one electrode can be determined by pressing one of the electrodes against a fixed reference contact portion, and the tip position of the electrode that has not been worn (stored in the robot controller). The wear amount of the one electrode can be understood from the comparison with the above.
The welding gun and / or the welding robot can be displaced by equalization, and since it is not possible to know whether the detected displacement of the robot tip position is due to wear or displacement due to equalization, it is detected in a state where the equalization has been pressed, that is, detected. The electrode tip position was determined from the driving position of the welding robot in a state where the displacement of the robot tip position did not include displacement due to equalization.
One electrode may be a fixed electrode or a movable electrode. In the case of the fixed side electrode, the electrode may be pressed as it is against the reference contact portion. In the case of the movable side electrode, the electrode is set in a predetermined reference position (for example, the most pulled position) and fixed in that state ( After applying the brake), the electrode may be pressed against the reference contact portion.
In addition, wear of the other electrode of the pair of electrodes is required. The welding gun is retracted from the reference contact portion, and the welding gun actuator (actuator that moves the electrode toward the opposing electrode) is driven to contact (contact) the pair of electrode tips. The electrode drive position of the welding gun actuator (pressure shaft actuator) at this time, and the electrode drive position (stored in the robot controller) of the welding gun actuator when the electrodes are in contact with both electrodes being worn From this comparison, the total wear amount of both electrodes can be found. By subtracting the wear amount of one electrode obtained in (1) from this sum, the wear amount of the other electrode can be obtained.
Further, the original position of the welding gun is corrected by the amount of wear of the electrode. The welding gun original position by the welding robot is corrected by the amount of wear of one electrode and the driving trajectory is corrected. Based on the wear amount of both electrodes, the original position of the welding gun actuator (for example, the position of the most pulled state) is determined. to correct. As a result, the welding gun is moved to a normal spot position regardless of electrode wear, and spot welding can be executed with a normal pressure.
Also in the method (1), it is not necessary to hold data by the battery, and the original position is not determined by the limit switch. In-situ indexing is performed using only conventional parts.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an outline of an apparatus immediately before performing a welding gun in-situ indexing method according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 show an apparatus in which the welding gun in-situ indexing method of the present invention is being performed. The state is shown for each process, and FIG. 5 is a flowchart showing the process.
[0007]
As shown in FIG. 1, the welding gun 1 is composed of, for example, an electric servo welding gun (however, it is not limited to this and may be a welding gun of a type in which an electrode is driven by a cylinder). The welding gun 1 has a pair of electrodes 4 _l and 4 _u . One electrode (for example, electrode 4 _l ) of the pair of electrodes 4 _l and 4 _u is a fixed electrode fixed to the welding gun body (a portion including the bracket 13), and the other electrode (for example, electrode 4 _u). ) Is a movable electrode that is advanced and retracted with respect to the fixed electrode. The movable electrode 4 _u is driven in the actuator axial direction by the welding gun actuator 5. In the case of an electric servo welding gun, the actuator 5 is a motor and a ball screw mechanism, and in the case of a cylinder drive welding gun, the actuator 5 is an air cylinder. 6 represents a transformer.
[0008]
A welding gun 1 is detachably connected to a welding robot 2 via a tool changer 3. The welding robot 2 is composed of, for example, a six-axis robot (may be a robot other than the six-axis robot), and the drive is controlled by a robot controller 7 (computer). The tool changer 3 includes a welding gun side changer 3 a and a welding robot side changer 3 b that are detachable from each other. The welding gun side changer 3 a is fixed to the welding gun 1, and the welding robot side changer 3 b is fixed to the welding robot 2. Has been. When the welding gun side changer 3a and the welding robot side changer 3b are connected, the welding gun 1 is mechanically connected to the welding robot 2 and can also transmit an electrical signal. The electric signal includes, for example, a position signal of the actuator 5 (a signal of the encoder 8 of the servo motor in the case of a servo welding gun) and an input / output signal of the welding robot controller 7.
[0009]
The welding gun 1 and / or the welding robot 2 has an equalize 9. In the illustrated example, the equalizer 9 is located on the welding gun 1 side from the tool changer 3, but the equalizer 9 may be in the welding robot 2 itself. In the illustrated example, the equalize 9 is simulated by an elastic spring that expands and contracts in the operating direction of the welding gun actuator 5 (the operating direction of the pressure shaft).
The base end of welding robot 2 (the end opposite to welding gun 1 connection side) is a fixed point. Further, a reference contact portion (for example, a reference plate) 10 is provided at a position determined with respect to the base end of the welding robot 2.
[0010]
Next, the in-situ indexing method for the welding gun according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIG. 5, after performing a certain amount of spot welding with the welding gun 1, the welding is performed in step 101 in order to replace the electrode 4 with another welding gun dressed with the electrode 4 or to replace the welding gun 1 with a new electrode. The robot 2 is driven to move the robot gun mounting portion to the welding gun place, the welding gun 1 is removed at the tool changer 3 site, another dressing welding gun 1 is mounted, and the tool is changed. In step 102, the connection of another welding gun 1 at the tool changer 3 is confirmed. If not confirmed, the process returns to step 101 and the welding gun 1 is mounted again. When the connection of another welding gun 1 at the tool changer 3 is confirmed, the process proceeds to step 103 to determine the original position of the welding gun 1.
[0011]
When the tool changer 3 is attached or detached, the original position of the welding gun actuator 5 before removal is lost.
A welding gun in which a certain amount (for example, 500 spot weldings) has been welded and the original position is out of order may proceed to step 103 without replacing the welding gun 1 in order to correct the original position. Includes such cases.
In step 103, the welding robot 2 is driven to move the welding gun 1 to a reference contact portion (for example, a reference plate) 10, and the welding gun 1 is moved between the pair of electrodes 4 _l and 4 _u. The posture where the plate is located. This state is the state of FIG.
[0012]
Next, in step 104, by driving the welding robot 2 (at this time, the welding gun actuator 5 is not driven), one of the pair of electrodes 4 _l , 4 _u (for example, the fixed side electrode 4 _l). ) Is equalized 9 on the electrode 4 _l side to be pressed (this equalization may be on the welding gun side of the tool changer 3 or may be equalized in the welding robot 2; the same applies hereinafter) Until the reference contact portion 10 is pressed. This state is the state of FIG. In FIG. 2, the fact that the equalize 9 has been pushed is shown by simulating that the stopper 11 is in contact with the bracket 13.
In step 105, it is confirmed whether or not the equalize 9 has been pushed, that is, whether or not the stopper 11 has come into contact with the bracket 13. In actuality, as shown in FIG. 5A, the motor current of each axis of the welding robot 2 suddenly increases as soon as the equalize 9 is pushed, so that the motor current of each axis of the welding robot 2 suddenly increases. This is done by detecting whether or not.
[0013]
In step 104, the other electrode of the pair of electrodes 4 _l, 4 _u (e.g., movable electrode 4 _u), and until Oshikiru the electrode 4 _u side equalizing 9 for pressing, even pressed against the reference abutment portion 10 Good. This state is the state of FIG. In FIG. 3, the fact that the equalize 9 has been pushed out is shown by simulating that the stopper 12 has come into contact with the bracket 13. Even in this case, the confirmation of whether or not the equalize 9 in step 105 has been pushed is performed by detecting whether or not the motor current of each axis of the welding robot 2 has suddenly increased. However, when the movable side electrode 4 _u is pressed against the reference contact portion 10, the welding gun actuator 5 is set at a predetermined position, for example, the position where the movable side electrode 4 _u is pulled most, and the movable side electrode 4 _{u is in} that state. Is fixed so that it does not move with respect to the welding gun body (for example, a brake is applied).
[0014]
If the equalization push-off is confirmed in step 105, the process proceeds to step 106, and the tip position of the pressed electrode (for example, the fixed side electrode 4 _l ) is captured (stored) in the memory of the robot controller 7 of the welding robot 2. The electrode tip position is a position including the amount of wear of the electrode. By comparing this position with the electrode position in the non-wearing state of the electrode stored in advance by the robot controller 7 (taking a difference), the wear amount δ _l of the pressed electrode (for example, the fixed side electrode 4 _l ). (Abrasion amount due to dressing or use) is known. Then, the wear amount δ _l is taken into (stored) in the memory of the robot controller 7.
[0015]
Since the original position of the welding gun 1 determined by the amount of wear δ _l and up to six axes of the welding robot is shifted toward the pressed electrode (for example, the fixed side electrode 4 _l ), the original position of the welding gun 1 is corrected accordingly. Need to be done. That is, if the welding gun original position determined by up to six axes of the welding robot is the center of the workpiece thickness direction, for example, the original position in the non-wearing state (the electrode tip position in the equalized push-off state + the equalizing amount) is the electrode wear amount δ _l. It is necessary to make a correction to shift to the pressed electrode side, and a trajectory correction is required for the welding robot 2. This trajectory correction is performed in step 115 (described later).
[0016]
Next, in step 107, the welding robot 2 is driven to retract the welding gun 1 from the reference contact portion 10 so that the reference contact portion 10 is not positioned between the pair of electrodes 4 _l and 4 _u . .
Next, at step 108, the welding gun actuator 5 is driven to move the movable electrode _4u , and the pair of electrodes _4l and _4u are brought into contact with each other and brought into contact with each other. This state is the state of FIG.
In step 109, it is confirmed whether or not the pair of electrodes 4 _l and 4 _u are in contact with each other. In the confirmation, when the welding gun 1 is an electric servo gun, the motor current of the servo motor as a robot actuator that moves the movable electrode 4 _u when the pair of electrodes 4 _l and 4 _u come into contact with each other and come into contact with each other is shown in FIG. As shown in Fig. 4, it rises abruptly, and is performed by detecting the motor current.
[0017]
When the contact between the pair of electrodes 4 _l and 4 _u is confirmed in step 109, the process proceeds to step 110, where the current electrode contact position of the welding gun actuator 5 and the electrode contact position before wear (stored in the robot controller). The total amount δ _t of the wear amount of the pair of electrodes 4 _l , 4 _u is obtained from the difference from the above and taken into the memory of the robot controller 7 (stored).
Next, at step 111, by subtracting the wear amount [delta] _l of the pair of electrodes 4 _l, 4 _u one electrode previously obtained from the sum [delta] _t of the wear amount of the wear amount of the other electrode of the pair of electrodes [delta] _u Ask for. That is,
δ _t −δ _l = δ _u
[0018]
Next, in step 113, the initial position (before electrode wear) of the welding gun actuator 5 obtained from the robot reference position (known) from step 112 is used as the sum δ _t of the wear amount of the pair of electrodes 4 _l and 4 _u. min, by correcting the feel more alert moving to one electrode 4 _l side, the welding gun actuator 5 original position after the electrode wear of (pressure axis) (origin position) is obtained x _0.
Next, at step 114, x ₀ and δ _u obtained above are taken into the memory of the robot controller 7 (δ _l has already been taken at step 106).
The data δ _l for obtaining the original position of the welding gun 1 is data obtained by pressing the electrode against the reference contact portion 10 using the newly mounted welding gun 1 itself, and the original position of the welding gun before the replacement of the welding gun. And data on the pressure axis origin position is not required. Therefore, a battery for data retention is not necessary. Further, data for determining the original position x ₀ of the welding gun actuator 5 also, which was obtained only by contact with each other a pair of electrodes, the battery and for data retention, such as limit switches for position indexing, add No parts are needed.
[0019]
Next, in step 115, the trajectory of the welding gun 1 newly attached to the welding robot 2 or subjected to spot welding a predetermined number of times is corrected from the x ₀ , δ _l , δ _u and the welding gun actuator 5 ( Correct the original position (origin position) of the pressure axis.
After correcting the original position, the welding robot is driven to move the welding gun 1 to the actual work welding position, and the work program (actual spot welding) is executed.
[0020]
【The invention's effect】
According to the welding gun in-situ indexing method of claim 1, the wear amount of the one electrode required for indexing the welding gun in-situ is obtained by pressing one electrode against a fixed reference contact portion. Can do. This method does not require the battery to hold data about the welding gun actuator and does not require a limit switch for position indexing.
Also, by driving the welding gun actuator and bringing the pair of electrode tips into contact (contact), the total amount of wear of both electrodes of the pair of electrodes necessary for indexing the original position (origin position) of the welding gun actuator Can be requested. This method does not require the battery to hold data about the welding gun actuator and does not require a limit switch for position indexing.
Further, the original position of the welding gun is corrected by the wear amount of one electrode, and the welding gun drive locus of the welding robot is corrected by the wear amount of the one electrode. Further, the original position of the welding gun actuator is corrected based on the wear amount of both electrodes. As a result, the welding gun is moved to a normal spot position, and spot welding can be executed with a normal pressure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view of an apparatus for performing a welding gun in-situ indexing method according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic partial front view of a state in which one electrode of the welding gun of FIG. 1 is pressed against a reference contact portion.
3 is a schematic partial front view of a state in which the other electrode of the welding gun of FIG. 1 is pressed against a reference contact portion. FIG.
4 is a schematic partial front view of a state in which both electrodes of the welding gun of FIG. 1 are in contact with each other. FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing an execution procedure of a welding gun in-situ indexing method according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding gun 2 Welding robot 3 Tool changer 4, 4 _l , 4 _u electrode 5 Welding gun actuator (pressure axis actuator)
6 Transformer 7 Robot controller 8 Encoder 9 Equalize 10 Reference contact part (reference plate)
11, 12 Stopper 13 Bracket

Claims

溶接ロボットを駆動して溶接ガンの一対の電極のうち一方の電極を固定の基準当接部位に押し付けて溶接ガンブラケットを該一方の電極側のストッパに当てて該一方の電極側のイコライズを押し切り、押し付けた電極の先端位置と該電極を非摩耗状態で基準当接部位に押し付けた時の該電極の電極位置との差から前記一方の電極の摩耗量を求める工程と、
溶接ガンアクチュエータを駆動して前記一対の電極を互いに接触させ、その時の前記溶接ガンアクチュエータの駆動位置と前記一対の電極を非摩耗状態で互いに接触させた時の前記溶接ガンアクチュエータの駆動位置との差から前記一対の電極の両方の電極の摩耗量の総和を求め、該摩耗量の総和から既に求めた前記一方の電極の摩耗量を差し引いて前記一対の電極のうち他方の電極の摩耗量を求める工程と、
前記一方の電極の摩耗量に基づいて前記溶接ガンの軌道計画を修正し、前記両方の電極の摩耗量に基づいて溶接ガンアクチュエータの原位置を修正する工程を、
含む溶接ガンの原位置割り出し方法。Drive the welding robot and press one electrode of the pair of electrodes of the welding gun against the fixed reference abutment part, hit the welding gun bracket against the stopper on the one electrode side and push the equalization on the one electrode side Determining the amount of wear of the one electrode from the difference between the tip position of the pressed electrode and the electrode position of the electrode when the electrode is pressed against the reference contact portion in a non-wearing state ;
The welding gun actuator is driven to bring the pair of electrodes into contact with each other, and the driving position of the welding gun actuator at that time and the driving position of the welding gun actuator when the pair of electrodes are brought into contact with each other in a non-wearing state. The sum of the wear amounts of both electrodes of the pair of electrodes is obtained from the difference , and the wear amount of the other electrode of the pair of electrodes is subtracted from the wear amount of the one electrode already obtained from the sum of the wear amounts. The desired process;
Correcting the trajectory plan of the welding gun based on the wear amount of the one electrode, and correcting the original position of the welding gun actuator based on the wear amount of the both electrodes;
In-situ indexing method of welding gun including.