JPH05261560A - スポット溶接方法およびその装置 - Google Patents
スポット溶接方法およびその装置Info
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- JPH05261560A JPH05261560A JP4094916A JP9491692A JPH05261560A JP H05261560 A JPH05261560 A JP H05261560A JP 4094916 A JP4094916 A JP 4094916A JP 9491692 A JP9491692 A JP 9491692A JP H05261560 A JPH05261560 A JP H05261560A
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- Japan
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- welding
- electrode
- robot
- gun
- welding gun
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/30—Features relating to electrodes
- B23K11/31—Electrode holders and actuating devices therefor
- B23K11/311—Electrode holders and actuating devices therefor the actuating device comprising an electric motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接ガンの加圧および開放動作によって溶接
ロボットの動きが著しく拘束されるのを解消し、スポッ
ト溶接のサイクルタイムを短縮化する。 【構成】 溶接ロボット61の位置情報と溶接ガン21
の電極33の位置情報とに基づき、溶接ロボット61に
よる溶接ガン21の溶接位置への移動中に、溶接ガン2
1の開放動作を行わせるとともに加圧動作を行わせる。
ロボットの動きが著しく拘束されるのを解消し、スポッ
ト溶接のサイクルタイムを短縮化する。 【構成】 溶接ロボット61の位置情報と溶接ガン21
の電極33の位置情報とに基づき、溶接ロボット61に
よる溶接ガン21の溶接位置への移動中に、溶接ガン2
1の開放動作を行わせるとともに加圧動作を行わせる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接ロボットによる溶
接ガンの移動中に、溶接ガンの加圧動作および開放動作
を可能にしたスポット溶接方法およびその装置に関す
る。
接ガンの移動中に、溶接ガンの加圧動作および開放動作
を可能にしたスポット溶接方法およびその装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】自動車の生産工場では、車両ボデーの溶
接作業の多くは溶接ロボットによって行なわれる。図6
および図7は、溶接ロボットによる溶接作業の一例を示
している。図6に示すように、溶接ロボット1には、溶
接ガン2が取付けられている。溶接ガン2は、溶接ロボ
ット1によって予め教示された車両ボデー6の溶接位置
W1 、W2 、W3 に逐次位置決めされるようになってい
る。
接作業の多くは溶接ロボットによって行なわれる。図6
および図7は、溶接ロボットによる溶接作業の一例を示
している。図6に示すように、溶接ロボット1には、溶
接ガン2が取付けられている。溶接ガン2は、溶接ロボ
ット1によって予め教示された車両ボデー6の溶接位置
W1 、W2 、W3 に逐次位置決めされるようになってい
る。
【0003】溶接ガン2は、電極3と電極4とを有して
おり、電極3が空気圧によって駆動する加圧シリンダ5
によって昇降される。溶接ロボット1によって溶接ガン
2が位置決めされた状態では、車両ボデー6の溶接部位
は電極3と電極4とによって加圧され、両電極間に溶接
電流が流され、スポット溶接が行なわれる。
おり、電極3が空気圧によって駆動する加圧シリンダ5
によって昇降される。溶接ロボット1によって溶接ガン
2が位置決めされた状態では、車両ボデー6の溶接部位
は電極3と電極4とによって加圧され、両電極間に溶接
電流が流され、スポット溶接が行なわれる。
【0004】図8は、図6、7の溶接位置W2 における
溶接作業時の各機能部の動作特性を示している。図8に
示すように、溶接ロボット1によって溶接ガン2が所定
の位置に位置決めされると、ガン加圧指令によって加圧
シリンダ5が作動し、電極3と電極4との加圧動作が開
始する。ここで、電極3と電極4とによる加圧動作が完
了するまで所要時間はT7 である。
溶接作業時の各機能部の動作特性を示している。図8に
示すように、溶接ロボット1によって溶接ガン2が所定
の位置に位置決めされると、ガン加圧指令によって加圧
シリンダ5が作動し、電極3と電極4との加圧動作が開
始する。ここで、電極3と電極4とによる加圧動作が完
了するまで所要時間はT7 である。
【0005】電極3と電極4による加圧動作が完了する
と、両電極間に溶接電流がT8 だけ流され、車両ボデー
6の溶接が行なわれる。通電終了後は、加圧状態が時間
T9だけ保持され、その後、開放指令によって溶接ガン
2の開放動作が行なわれる。開放指令から溶接ガン2の
開放完了までの時間はT10となる。開放動作が完了する
と、溶接ロボット1は再び動き出し、溶接ガン2はつぎ
の溶接位置W3 に向って移動される。
と、両電極間に溶接電流がT8 だけ流され、車両ボデー
6の溶接が行なわれる。通電終了後は、加圧状態が時間
T9だけ保持され、その後、開放指令によって溶接ガン
2の開放動作が行なわれる。開放指令から溶接ガン2の
開放完了までの時間はT10となる。開放動作が完了する
と、溶接ロボット1は再び動き出し、溶接ガン2はつぎ
の溶接位置W3 に向って移動される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8に
示す従来のスポット溶接作業の場合は、溶接ロボット1
によって溶接ガン2が溶接位置に位置決めされた後に加
圧指令が出され、かつ電極3が加圧シリンダ5によって
完全に引き上げられた後に溶接ガン2のつぎの溶接位置
への移動可能になるので、溶接のサイクルタイムS2 が
長くなるという問題があった。
示す従来のスポット溶接作業の場合は、溶接ロボット1
によって溶接ガン2が溶接位置に位置決めされた後に加
圧指令が出され、かつ電極3が加圧シリンダ5によって
完全に引き上げられた後に溶接ガン2のつぎの溶接位置
への移動可能になるので、溶接のサイクルタイムS2 が
長くなるという問題があった。
【0007】このように、溶接ロボットを用いた従来の
スポット溶接では、溶接ガン2が溶接ロボット1によっ
て所定の位置に位置決めされても直に通電することはで
きず、また、通電によって溶接が完了しても電極3を完
全に引き上げなければ、つぎの溶接位置に溶接ガン2を
移動させることができない。したがって、従来のスポッ
ト溶接では、溶接ガン2の加圧および開放動作によって
溶接ロボット1の動きが拘束される時間だけ、スポット
溶接のサイクルタイムが長くなる。
スポット溶接では、溶接ガン2が溶接ロボット1によっ
て所定の位置に位置決めされても直に通電することはで
きず、また、通電によって溶接が完了しても電極3を完
全に引き上げなければ、つぎの溶接位置に溶接ガン2を
移動させることができない。したがって、従来のスポッ
ト溶接では、溶接ガン2の加圧および開放動作によって
溶接ロボット1の動きが拘束される時間だけ、スポット
溶接のサイクルタイムが長くなる。
【0008】これに関連した先行技術として特開平1−
215472号公報が知られている。本公報の溶接方法
では、溶接ロボットによる溶接ガンの打点位置への到着
時に、ガンアームの閉じ動作を開始するようにしている
が、この場合も加圧時間および開放時間により溶接ロボ
ットの動きに無駄が生じ、上述と同様の問題が生じる。
215472号公報が知られている。本公報の溶接方法
では、溶接ロボットによる溶接ガンの打点位置への到着
時に、ガンアームの閉じ動作を開始するようにしている
が、この場合も加圧時間および開放時間により溶接ロボ
ットの動きに無駄が生じ、上述と同様の問題が生じる。
【0009】本発明は、上記の問題に着目し、溶接ガン
の加圧および開放動作によって溶接ロボットの動きが著
しく拘束されるのを解消し、スポット溶接のサイクルタ
イムを短縮化することが可能なスポット溶接方法および
その装置を提供することを目的とする。
の加圧および開放動作によって溶接ロボットの動きが著
しく拘束されるのを解消し、スポット溶接のサイクルタ
イムを短縮化することが可能なスポット溶接方法および
その装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
係るスポット溶接方法およびその装置は、つぎのように
構成される。
係るスポット溶接方法およびその装置は、つぎのように
構成される。
【0011】(1)加圧手段によって電極が移動される
溶接ガンを溶接ロボットにより移動させ、予め設定され
た複数の溶接位置に溶接ガンを逐次位置決めし被溶接物
のスポット溶接を連続的に行うに際し、前記溶接ロボッ
トの位置情報と前記電極の位置情報とに基づき、溶接ロ
ボットによる溶接ガンの溶接位置への移動中に、溶接ガ
ンの開放動作を行わせるとともに加圧動作を行わせるこ
とを特徴とするスポット溶接方法。
溶接ガンを溶接ロボットにより移動させ、予め設定され
た複数の溶接位置に溶接ガンを逐次位置決めし被溶接物
のスポット溶接を連続的に行うに際し、前記溶接ロボッ
トの位置情報と前記電極の位置情報とに基づき、溶接ロ
ボットによる溶接ガンの溶接位置への移動中に、溶接ガ
ンの開放動作を行わせるとともに加圧動作を行わせるこ
とを特徴とするスポット溶接方法。
【0012】(2)電極を任意の位置に位置決め可能な
加圧手段と、前記加圧手段によって移動される電極の位
置を検出する位置検出手段と、前記加圧手段と位置検出
手段を有する溶接ガンと、前記溶接ガンを被溶接物の複
数の溶接位置へ移動させる溶接ロボットと、前記溶接ロ
ボットの位置情報と前記電極の位置情報とに基づき、溶
接ロボットによる溶接ガンの溶接位置への移動中に、溶
接ガンの開放動作を行わせるとともに加圧動作を行わせ
る制御手段と、を具備したことを特徴とするスポット溶
接装置。
加圧手段と、前記加圧手段によって移動される電極の位
置を検出する位置検出手段と、前記加圧手段と位置検出
手段を有する溶接ガンと、前記溶接ガンを被溶接物の複
数の溶接位置へ移動させる溶接ロボットと、前記溶接ロ
ボットの位置情報と前記電極の位置情報とに基づき、溶
接ロボットによる溶接ガンの溶接位置への移動中に、溶
接ガンの開放動作を行わせるとともに加圧動作を行わせ
る制御手段と、を具備したことを特徴とするスポット溶
接装置。
【0013】
【作用】このように構成されたスポット溶接方法および
その装置においては、つぎのような作用が行なわれる。
上述の(1)、(2)の構成においては、加圧手段によ
って移動される電極の位置が位置検出手段によって検出
される。これにより、制御手段では溶接ロボットの位置
情報と電極の位置情報とを把握することが可能となり、
溶接ロボットの動きと電極の動きとを同期させることが
可能となる。つまり、加圧手段による電極の移動は、溶
接ロボットの1軸を制御するのと全く同じことになり、
電極と溶接ロボットの双方の動きを同期させることがで
きる。したがって、溶接ロボットは従来のように溶接ガ
ンとのインタロックをとる必要がなくなり、溶接ガンの
加圧、開放動作によって溶接ロボットの動きが拘束され
ることはなくなる。
その装置においては、つぎのような作用が行なわれる。
上述の(1)、(2)の構成においては、加圧手段によ
って移動される電極の位置が位置検出手段によって検出
される。これにより、制御手段では溶接ロボットの位置
情報と電極の位置情報とを把握することが可能となり、
溶接ロボットの動きと電極の動きとを同期させることが
可能となる。つまり、加圧手段による電極の移動は、溶
接ロボットの1軸を制御するのと全く同じことになり、
電極と溶接ロボットの双方の動きを同期させることがで
きる。したがって、溶接ロボットは従来のように溶接ガ
ンとのインタロックをとる必要がなくなり、溶接ガンの
加圧、開放動作によって溶接ロボットの動きが拘束され
ることはなくなる。
【0014】
【実施例】以下に、本発明に係るスポット溶接方法およ
びその装置の望ましい実施例を、図面を参照して説明す
る。図1ないし図5は、本発明の一実施例を示してお
り、とくに自動車のボデーのスポット溶接に適用した例
を示している。まず、本発明のスポット溶接方法が適用
されるスポット溶接装置について説明する。
びその装置の望ましい実施例を、図面を参照して説明す
る。図1ないし図5は、本発明の一実施例を示してお
り、とくに自動車のボデーのスポット溶接に適用した例
を示している。まず、本発明のスポット溶接方法が適用
されるスポット溶接装置について説明する。
【0015】図1は、スポット溶接装置の全体構成を示
している。図1に示すように、スポット溶接装置11
は、溶接ガン21、溶接ロボット61、制御手段71等
から構成されている。溶接ガン21は、溶接ロボット6
1の手首部65に取付けられている。溶接ガン21の開
放、加圧動作および溶接ロボット61の動きは、制御手
段71によって制御されるようになっている。
している。図1に示すように、スポット溶接装置11
は、溶接ガン21、溶接ロボット61、制御手段71等
から構成されている。溶接ガン21は、溶接ロボット6
1の手首部65に取付けられている。溶接ガン21の開
放、加圧動作および溶接ロボット61の動きは、制御手
段71によって制御されるようになっている。
【0016】図1に示すように、溶接ガン21は、つぎ
のように構成されている。溶接ガン21は、C形フレー
ム22を有しており、C形フレーム22の下部にはホル
ダ23を介して電極24が装着されている。C形フレー
ム22の上部には、加圧手段25が取付けられている。
のように構成されている。溶接ガン21は、C形フレー
ム22を有しており、C形フレーム22の下部にはホル
ダ23を介して電極24が装着されている。C形フレー
ム22の上部には、加圧手段25が取付けられている。
【0017】加圧手段25は、つぎように構成されてい
る。加圧手段25は、サーボモータ26を有している。
サーボモータ26の出力軸には、軸継手27を介してボ
ールネジ28が連結されている。ボールネジ28は、軸
受部29a,29bを介してC形フレーム22に回転可
能に保持されている。ボールネジ28には、ナット30
が螺合されている。ナット30は、ボールネジ28の回
転に伴ってボールネジ28の軸方向に移動するようにな
っている。
る。加圧手段25は、サーボモータ26を有している。
サーボモータ26の出力軸には、軸継手27を介してボ
ールネジ28が連結されている。ボールネジ28は、軸
受部29a,29bを介してC形フレーム22に回転可
能に保持されている。ボールネジ28には、ナット30
が螺合されている。ナット30は、ボールネジ28の回
転に伴ってボールネジ28の軸方向に移動するようにな
っている。
【0018】ナット30の外周部には、連結部材31が
取付けられている。連結部材31の一端には、ホルダ3
2を介して電極33が装着されている。電極33は、サ
ーボモータ26の回転によって軸方向に移動するように
なっている。電極33の位置は、サーボモータ26の後
部に設けられた位置検出手段としてのエンコーダ34に
より検出可能となっている。
取付けられている。連結部材31の一端には、ホルダ3
2を介して電極33が装着されている。電極33は、サ
ーボモータ26の回転によって軸方向に移動するように
なっている。電極33の位置は、サーボモータ26の後
部に設けられた位置検出手段としてのエンコーダ34に
より検出可能となっている。
【0019】C形フレーム22には、薄板鋼板からなる
被溶接物(車両ボデー)90の位置ずれを吸収するため
のイコライザ(位置ずれ補正機構部)41が取付けられ
ている。イコライザ41は、後述する溶接ロボット61
の手首が連結される連結フレーム42を有している。連
結フレーム42内には、保持フレーム43が収納されて
いる。保持フレーム43は、弾性部材44を介して連結
フレーム42に弾性支持されている。
被溶接物(車両ボデー)90の位置ずれを吸収するため
のイコライザ(位置ずれ補正機構部)41が取付けられ
ている。イコライザ41は、後述する溶接ロボット61
の手首が連結される連結フレーム42を有している。連
結フレーム42内には、保持フレーム43が収納されて
いる。保持フレーム43は、弾性部材44を介して連結
フレーム42に弾性支持されている。
【0020】保持フレーム43には、ボールネジ45が
収納されている。ボールネジ45は、軸受部46、47
を介して保持フレーム43に回転可能に保持されてい
る。ボールネジ45の一方には、歯付プーリ48が取付
けられている。上述したサーボモータ26の出力軸に取
付けられている軸継手27の外周部には、歯付プーリ2
7aが形成されている。この歯付プーリ27aとイコラ
イザ41側の歯付プーリ48は、タイミングベルト50
を介して連結されている。
収納されている。ボールネジ45は、軸受部46、47
を介して保持フレーム43に回転可能に保持されてい
る。ボールネジ45の一方には、歯付プーリ48が取付
けられている。上述したサーボモータ26の出力軸に取
付けられている軸継手27の外周部には、歯付プーリ2
7aが形成されている。この歯付プーリ27aとイコラ
イザ41側の歯付プーリ48は、タイミングベルト50
を介して連結されている。
【0021】イコライザ41側のボールネジ45には、
ナット51が螺合されている。ナット51は、ボールネ
ジ45の回転に伴ってボールネジ45の軸方向に移動可
能となっている。ナット51の外周部には、ガイド支持
板52が固定されている。ガイド支持板52には、一対
のガイド棒53が連結されており、各ガイド棒53は保
持フレーム43に取付けられたガイド用ブッシュ54に
摺動可能に挿通されている。各ガイド棒53の他方は、
連結フレーム42の内壁面に固定されている。
ナット51が螺合されている。ナット51は、ボールネ
ジ45の回転に伴ってボールネジ45の軸方向に移動可
能となっている。ナット51の外周部には、ガイド支持
板52が固定されている。ガイド支持板52には、一対
のガイド棒53が連結されており、各ガイド棒53は保
持フレーム43に取付けられたガイド用ブッシュ54に
摺動可能に挿通されている。各ガイド棒53の他方は、
連結フレーム42の内壁面に固定されている。
【0022】保持フレーム43はC形フレーム22と連
結されており、C形フレーム22は連結フレーム42に
対してフローティングされた状態で保持されている。C
形フレーム22は、サーボモータ26の回転により連結
フレーム42に対して移動可能となっている。連結フレ
ーム42の一方の側面42aには、後述する溶接ロボッ
ト61の手首部65が連結されている。
結されており、C形フレーム22は連結フレーム42に
対してフローティングされた状態で保持されている。C
形フレーム22は、サーボモータ26の回転により連結
フレーム42に対して移動可能となっている。連結フレ
ーム42の一方の側面42aには、後述する溶接ロボッ
ト61の手首部65が連結されている。
【0023】電極33は、図示されないケーブルを介し
てキックレスケーブル55の一方に電気的に接続されて
いる。電極24は、C形フレーム22を介してキックレ
スケーブル55の一方に電気的に接続されている。キッ
クレスケーブル55の他方は、溶接ロボット51に固定
された溶接トランス56に接続されている。溶接トラン
ス56は、タイマ機能を有するコントローラ57を介し
て溶接電源(図示略)に接続されている。コントローラ
57は、後述する制御手段71と接続されている。
てキックレスケーブル55の一方に電気的に接続されて
いる。電極24は、C形フレーム22を介してキックレ
スケーブル55の一方に電気的に接続されている。キッ
クレスケーブル55の他方は、溶接ロボット51に固定
された溶接トランス56に接続されている。溶接トラン
ス56は、タイマ機能を有するコントローラ57を介し
て溶接電源(図示略)に接続されている。コントローラ
57は、後述する制御手段71と接続されている。
【0024】溶接ロボット61は、制御軸が6軸であり
各制御軸毎に設けられたサーボモータ62によって駆動
されるようになっている。溶接ロボット61は、周知の
技術であるので、これに関する詳細な説明は省略する。
各制御軸毎に設けられたサーボモータ62によって駆動
されるようになっている。溶接ロボット61は、周知の
技術であるので、これに関する詳細な説明は省略する。
【0025】溶接ロボット61の動きは、制御手段71
によって制御されるようになっている。制御手段71に
は、複数の溶接位置が教示されており、溶接ロボット6
1は教示された溶接位置に溶接ガン21を位置決めされ
るようになっている。制御手段71には、溶接ロボット
61の各制御軸の位置情報が入力されており、これに基
づいて溶接ロボット61によって移動される溶接ガン2
1の位置情報が把握される。また、制御手段71には、
電極33の位置情報が位置検出手段としてのエンコーダ
34から入力される。
によって制御されるようになっている。制御手段71に
は、複数の溶接位置が教示されており、溶接ロボット6
1は教示された溶接位置に溶接ガン21を位置決めされ
るようになっている。制御手段71には、溶接ロボット
61の各制御軸の位置情報が入力されており、これに基
づいて溶接ロボット61によって移動される溶接ガン2
1の位置情報が把握される。また、制御手段71には、
電極33の位置情報が位置検出手段としてのエンコーダ
34から入力される。
【0026】図5は、制御手段71の概略構成を示して
いる。制御手段71は、メインCPU72、サーボCP
U73、インタフェース74、サーボアンプ75から構
成されている。メインCPU72の第1の軌道計算部7
2aは、溶接ロボット61自体の軌道計算をする機能を
有しており、第2の軌道計算部72bは、溶接ロボット
61の軌道を加味した溶接ガン21の電極33の軌道計
算を行う機能を有している。また、メインCPU72の
加圧力設定部72cは、各溶接打点毎に設定される加圧
力に対応する負荷電流を指令する機能を有している。
いる。制御手段71は、メインCPU72、サーボCP
U73、インタフェース74、サーボアンプ75から構
成されている。メインCPU72の第1の軌道計算部7
2aは、溶接ロボット61自体の軌道計算をする機能を
有しており、第2の軌道計算部72bは、溶接ロボット
61の軌道を加味した溶接ガン21の電極33の軌道計
算を行う機能を有している。また、メインCPU72の
加圧力設定部72cは、各溶接打点毎に設定される加圧
力に対応する負荷電流を指令する機能を有している。
【0027】サーボCPU73は、第1の軌道計算部7
2aからの計算値とフィードバックされる速度、位置の
値との差を算出し、溶接ロボット61を予め教示された
溶接位置へ所定の速度で移動する指令機能を有してい
る。図5における溶接ロボット61は、各制御軸毎にサ
ーボモータ62の速度を検出するタコジェネレータ63
と、位置検出用のセンサ64とを有している。
2aからの計算値とフィードバックされる速度、位置の
値との差を算出し、溶接ロボット61を予め教示された
溶接位置へ所定の速度で移動する指令機能を有してい
る。図5における溶接ロボット61は、各制御軸毎にサ
ーボモータ62の速度を検出するタコジェネレータ63
と、位置検出用のセンサ64とを有している。
【0028】サーボCPU73は、第2の軌道計算部7
2bからの計算値とフィードバックされる速度、位置の
値との差を算出し、電極33を所定の位置へ所定の速度
で移動する指令機能を有している。図5における溶接ガ
ン21は、サーボモータ26による電極33の移動速度
を検出するタコジェネレータ35と、位置検出用のエン
コーダ34を有している。また、サーボCPU73は、
メインCPU72における加圧力設定部72cからの指
令情報とフィードバックされた負荷電流値との差によ
り、加圧力に対応した負荷電流を求める機能を有してい
る。
2bからの計算値とフィードバックされる速度、位置の
値との差を算出し、電極33を所定の位置へ所定の速度
で移動する指令機能を有している。図5における溶接ガ
ン21は、サーボモータ26による電極33の移動速度
を検出するタコジェネレータ35と、位置検出用のエン
コーダ34を有している。また、サーボCPU73は、
メインCPU72における加圧力設定部72cからの指
令情報とフィードバックされた負荷電流値との差によ
り、加圧力に対応した負荷電流を求める機能を有してい
る。
【0029】インタフェース74は、サーボCPU73
からのデジタル信号をアナログ信号に変換する機能を有
している。サーボアンプ75は、溶接ロボット61の各
制御軸のサーボモータ62に流れる電流を検出し、フィ
ードバックされた電流値と指令値との差に基づいてサー
ボモータ62の負荷電流を制御するようになっている。
同様に、サーボアンプ75は、溶接ガン21の電極33
と移動させるサーボモータ26に流れる電流を検出する
ようになっており、フィードバックされた電流値と指令
値との差に基づいてサーボモータ26の負荷電流を制御
するようになっている。
からのデジタル信号をアナログ信号に変換する機能を有
している。サーボアンプ75は、溶接ロボット61の各
制御軸のサーボモータ62に流れる電流を検出し、フィ
ードバックされた電流値と指令値との差に基づいてサー
ボモータ62の負荷電流を制御するようになっている。
同様に、サーボアンプ75は、溶接ガン21の電極33
と移動させるサーボモータ26に流れる電流を検出する
ようになっており、フィードバックされた電流値と指令
値との差に基づいてサーボモータ26の負荷電流を制御
するようになっている。
【0030】図3は、制御手段71と溶接ガン21との
情報の授受、および制御手段71と溶接ロボット61と
の信号の授受関係を示している。図4は、溶接ロボット
61と溶接ガン21の座標系を示している。図4に示す
ように、溶接ガン21の位置情報は、G1 〜G3 である
加圧方向、溶接ガン21の向きであるベクトルと、加圧
または開放時における電極33の位置であるx、y、z
からなる4×4のマトリクスで表現される。また、溶接
ロボット61の位置情報は、溶接ガン21の取付面42
aで特定され、図4に示すように、従来からDenav
iet Hortervergの式として有名な4×4
のマトリクスで表現される。
情報の授受、および制御手段71と溶接ロボット61と
の信号の授受関係を示している。図4は、溶接ロボット
61と溶接ガン21の座標系を示している。図4に示す
ように、溶接ガン21の位置情報は、G1 〜G3 である
加圧方向、溶接ガン21の向きであるベクトルと、加圧
または開放時における電極33の位置であるx、y、z
からなる4×4のマトリクスで表現される。また、溶接
ロボット61の位置情報は、溶接ガン21の取付面42
aで特定され、図4に示すように、従来からDenav
iet Hortervergの式として有名な4×4
のマトリクスで表現される。
【0031】つぎに、本発明のスポット溶接方法および
溶接順序について説明する。自動車の組立ラインではコ
ンベアによって車両ボデーが間欠的に移動され、車両ボ
デーの停止時に溶接作業が行なわれる。車両ボデーが所
定の位置に位置決めされると、待期状態にあった溶接ロ
ボット61によって溶接ガン21が溶接位置Aに向って
移動される。
溶接順序について説明する。自動車の組立ラインではコ
ンベアによって車両ボデーが間欠的に移動され、車両ボ
デーの停止時に溶接作業が行なわれる。車両ボデーが所
定の位置に位置決めされると、待期状態にあった溶接ロ
ボット61によって溶接ガン21が溶接位置Aに向って
移動される。
【0032】図2は、溶接ロボット61の動きに対する
電極33の動きおよび通電作業の関係を示している。図
2に示すように、溶接ガン21の溶接位置Aへの移動中
には、制御手段71からの指令により、サーボモータ2
6が回転駆動され、電極33の下降による加圧動作が開
始される。
電極33の動きおよび通電作業の関係を示している。図
2に示すように、溶接ガン21の溶接位置Aへの移動中
には、制御手段71からの指令により、サーボモータ2
6が回転駆動され、電極33の下降による加圧動作が開
始される。
【0033】溶接ロボット61により溶接ガン21が被
溶接物(車両ボデー)90の溶接位置Aに到達した時点
では、被溶接物90の溶接される部分は電極33と電極
24とによって挟持された状態となる。つぎに、溶接ロ
ボット61の停止と同時にサーボモータ26の回転によ
って被溶接物90が加圧される。この時の電極33の移
動ストロークは従来の加圧シリンダ方式のものに比べて
著しく小であり、所定の加圧力に到達する時間は非常に
僅かな時間T1 で済むことになる。
溶接物(車両ボデー)90の溶接位置Aに到達した時点
では、被溶接物90の溶接される部分は電極33と電極
24とによって挟持された状態となる。つぎに、溶接ロ
ボット61の停止と同時にサーボモータ26の回転によ
って被溶接物90が加圧される。この時の電極33の移
動ストロークは従来の加圧シリンダ方式のものに比べて
著しく小であり、所定の加圧力に到達する時間は非常に
僅かな時間T1 で済むことになる。
【0034】被溶接物90が両電極24、33によって
所定荷重で加圧されると、両電極間に溶接電流が時間T
2 だけ流され、被溶接物90の溶接が行なわれる。溶接
電流が流された後は時間T3 だけ加圧状態が保持され、
その後、サーボモータ26の逆回転による加圧力の除去
が行なわれる。この加圧力除去の時間は、加圧力の付与
とほぼ等しい時間T4 となる。加圧力の除去完了の信号
は電極33の位置情報とて把握される。制御手段71
は、加圧力除去完了時の電極33の位置情報に基づき、
溶接ガン21をつぎの溶接位置Bに向けて移動させる。
所定荷重で加圧されると、両電極間に溶接電流が時間T
2 だけ流され、被溶接物90の溶接が行なわれる。溶接
電流が流された後は時間T3 だけ加圧状態が保持され、
その後、サーボモータ26の逆回転による加圧力の除去
が行なわれる。この加圧力除去の時間は、加圧力の付与
とほぼ等しい時間T4 となる。加圧力の除去完了の信号
は電極33の位置情報とて把握される。制御手段71
は、加圧力除去完了時の電極33の位置情報に基づき、
溶接ガン21をつぎの溶接位置Bに向けて移動させる。
【0035】溶接ガン21の溶接位置Bへの移動中に
は、図2に示すように、サーボモータ26の逆回転によ
って電極33が上昇し、溶接ガン21の開放動作(時間
T5 )が行なわれる。この時の電極33の開放方向への
移動ストロークはH1 に設定される。溶接ガン21が溶
接位置Bに接近すると、制御手段71からの信号により
サーボモータ26が再び正回転し、溶接ガン21の加圧
動作(時間T6 )が行われる。溶接ガン21が溶接位置
Bに到達すると、上述と同様な加圧、通電動作によって
被溶接物90のスポット溶接が行なわれる。
は、図2に示すように、サーボモータ26の逆回転によ
って電極33が上昇し、溶接ガン21の開放動作(時間
T5 )が行なわれる。この時の電極33の開放方向への
移動ストロークはH1 に設定される。溶接ガン21が溶
接位置Bに接近すると、制御手段71からの信号により
サーボモータ26が再び正回転し、溶接ガン21の加圧
動作(時間T6 )が行われる。溶接ガン21が溶接位置
Bに到達すると、上述と同様な加圧、通電動作によって
被溶接物90のスポット溶接が行なわれる。
【0036】溶接位置Bの溶接が終了し、溶接ロボット
61による溶接ガン21の溶接位置Cへの移動中には、
電極33の開放方向への移動ストロークはたとえばH2
とされる。これは、被溶接物90の板厚が薄い方向に変
化したり、溶接部分の形状変化により、電極33の逃げ
量を溶接位置A、Bよりも小とすることができるからで
ある。
61による溶接ガン21の溶接位置Cへの移動中には、
電極33の開放方向への移動ストロークはたとえばH2
とされる。これは、被溶接物90の板厚が薄い方向に変
化したり、溶接部分の形状変化により、電極33の逃げ
量を溶接位置A、Bよりも小とすることができるからで
ある。
【0037】このように、本実施例ではサーボモータ2
6によって電極33を移動させるため、電極33の駆動
は溶接ロボット61の1軸を制御するのと全く同じこと
になり、溶接ロボット61の移動と電極33の移動を同
時に行うことが可能となる。したがって、溶接ガン21
の加圧および開放動作の大部分を溶接ロボット61の移
動中に行うことができ、その分、1打点当りの溶接作業
時間S1 の短縮化がはかれる。本実施例の場合では、従
来に比べて溶接1打点当り0.5秒の短縮がはかれ、溶
接ロボット1台当りの溶接打点数を20打点とすれば、
スポット溶接時間を10秒短縮することが可能となる。
6によって電極33を移動させるため、電極33の駆動
は溶接ロボット61の1軸を制御するのと全く同じこと
になり、溶接ロボット61の移動と電極33の移動を同
時に行うことが可能となる。したがって、溶接ガン21
の加圧および開放動作の大部分を溶接ロボット61の移
動中に行うことができ、その分、1打点当りの溶接作業
時間S1 の短縮化がはかれる。本実施例の場合では、従
来に比べて溶接1打点当り0.5秒の短縮がはかれ、溶
接ロボット1台当りの溶接打点数を20打点とすれば、
スポット溶接時間を10秒短縮することが可能となる。
【0038】なお、本実施例では加圧手段としてサーボ
モータ26を使用したが、任意の位置の位置決めが可能
なものであれば、油圧サーボ等を用いた構成でもよく、
これに限定されない。また、溶接ロボット61は多関節
式のものに限られず、たとえば数値制御により制御され
る直交座標型の移動手段であってもよい。
モータ26を使用したが、任意の位置の位置決めが可能
なものであれば、油圧サーボ等を用いた構成でもよく、
これに限定されない。また、溶接ロボット61は多関節
式のものに限られず、たとえば数値制御により制御され
る直交座標型の移動手段であってもよい。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、つぎような効果が得ら
れる。
れる。
【0040】(1)溶接ロボットの位置情報と電極の位
置情報とに基づき、溶接ロボットによる溶接ガンの溶接
位置への移動中に、溶接ガンの開放動作を行なわせると
ともに加圧動作を行わせるようにしたので、溶接ガンの
加圧動作および開放動作によって溶接ロボットの動きが
著しく拘束されるのを解消することができる。したがっ
て、溶接ロボットの動きに無駄がなくなり、溶接ロボッ
トによるスポット溶接のサイクルタイムを短縮化するこ
とができる。
置情報とに基づき、溶接ロボットによる溶接ガンの溶接
位置への移動中に、溶接ガンの開放動作を行なわせると
ともに加圧動作を行わせるようにしたので、溶接ガンの
加圧動作および開放動作によって溶接ロボットの動きが
著しく拘束されるのを解消することができる。したがっ
て、溶接ロボットの動きに無駄がなくなり、溶接ロボッ
トによるスポット溶接のサイクルタイムを短縮化するこ
とができる。
【0041】(2)電極を任意の位置に位置決めするこ
とが可能となり、各溶接位置における加圧力を容易に可
変することが可能となる。また、電極の開放ストローク
が可変できることから、形状が複雑な被溶接物であって
も電極の無駄な動きが解消され、サイクルタイムの短縮
化に寄与することができる。
とが可能となり、各溶接位置における加圧力を容易に可
変することが可能となる。また、電極の開放ストローク
が可変できることから、形状が複雑な被溶接物であって
も電極の無駄な動きが解消され、サイクルタイムの短縮
化に寄与することができる。
【図1】本発明の一実施例に係るスポット溶接方法を用
いたスポット溶接装置の概略構成図である。
いたスポット溶接装置の概略構成図である。
【図2】図1の溶接ロボットの動きに対する電極の動作
および通電動作の関係を示す動作特性図である。
および通電動作の関係を示す動作特性図である。
【図3】図1の装置における溶接ロボットと溶接ガンと
の信号の授受関係を示す制御系統図である。
の信号の授受関係を示す制御系統図である。
【図4】図1の装置における溶接ロボットと溶接ガンの
座標系を示す模式図である。
座標系を示す模式図である。
【図5】図1の装置における制御手段の制御系統図であ
る。
る。
【図6】溶接ロボットによる従来のスポット溶接方法の
一例を示す斜視図である。
一例を示す斜視図である。
【図7】図6の部分拡大斜視図である。
【図8】図6のスポット溶接方法における溶接ロボット
の動きに対する電極の動作および通電動作の関係を示す
動作特性図である。
の動きに対する電極の動作および通電動作の関係を示す
動作特性図である。
21 溶接ガン 25 加圧手段 26 サーボモータ 28 ボールネジ 33 電極 34 位置検出手段 41 イコライザ 61 溶接ロボット 71 制御手段 90 被溶接物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 洋一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 飛田 英明 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 加圧手段によって電極が移動される溶接
ガンを溶接ロボットにより移動させ、予め設定された複
数の溶接位置に溶接ガンを逐次位置決めし被溶接物のス
ポット溶接を連続的に行うに際し、前記溶接ロボットの
位置情報と前記電極の位置情報とに基づき、溶接ロボッ
トによる溶接ガンの溶接位置への移動中に、溶接ガンの
開放動作を行わせるとともに加圧動作を行わせることを
特徴とするスポット溶接方法。 - 【請求項2】 電極を任意の位置に位置決め可能な加圧
手段と、 前記加圧手段によって移動される電極の位置を検出する
位置検出手段と、 前記加圧手段と位置検出手段を有する溶接ガンと、 前記溶接ガンを被溶接物の複数の溶接位置へ移動させる
溶接ロボットと、 前記溶接ロボットの位置情報と前記電極の位置情報とに
基づき、溶接ロボットによる溶接ガンの溶接位置への移
動中に、溶接ガンの開放動作を行わせるとともに加圧動
作を行わせる制御手段と、を具備したことを特徴とする
スポット溶接装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4094916A JPH05261560A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | スポット溶接方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4094916A JPH05261560A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | スポット溶接方法およびその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05261560A true JPH05261560A (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=14123327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4094916A Pending JPH05261560A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | スポット溶接方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05261560A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0640428A1 (en) * | 1993-08-25 | 1995-03-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Spot welding control method and apparatus using a servo welding gun |
US5510593A (en) * | 1993-01-27 | 1996-04-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for separating a temperature-adhered electrode tip |
US5945011A (en) * | 1996-07-10 | 1999-08-31 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Control apparatus for welding robot and method of teaching welding robot |
JP4713030B2 (ja) * | 2001-09-18 | 2011-06-29 | 本田技研工業株式会社 | エンドエフェクタの開度設定方法 |
-
1992
- 1992-03-23 JP JP4094916A patent/JPH05261560A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5510593A (en) * | 1993-01-27 | 1996-04-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for separating a temperature-adhered electrode tip |
EP0640428A1 (en) * | 1993-08-25 | 1995-03-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Spot welding control method and apparatus using a servo welding gun |
US5582747A (en) * | 1993-08-25 | 1996-12-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Spot welding control method and apparatus using a servo welding gun |
US5945011A (en) * | 1996-07-10 | 1999-08-31 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Control apparatus for welding robot and method of teaching welding robot |
JP4713030B2 (ja) * | 2001-09-18 | 2011-06-29 | 本田技研工業株式会社 | エンドエフェクタの開度設定方法 |
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