(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーム先端に溶接ガンが設けられた溶接ロボットの制御方法であって、
前記溶接ガンを構成する一対の電極チップにより、ワークを設定加圧力で把持する工程と、
前記電極チップにより前記ワークを把持した状態で、前記溶接ガンを介して前記アーム先端に作用する力を検出する工程と、
前記一対の電極チップにより前記ワークを前記設定加圧力で把持した状態で検出された前記アーム先端に作用する前記力が設定範囲外である際、該力を前記設定範囲内に維持するために必要な前記アーム先端位置の移動方向および移動量を演算する工程と、
前記演算結果に基づいて前記アーム先端位置を前記ワークの厚さ方向又は前記ワークの面方向に移動させることにより、前記力を前記設定範囲内に維持した後、前記電極チップに通電して前記ワークを溶接する工程と、
を有することを特徴とする溶接ロボットの制御方法。
【請求項２】
アーム先端に溶接ガンが設けられた溶接ロボットの制御方法であって、
前記溶接ガンを構成する一対の電極チップにより、ワークを設定加圧力で把持する工程と、
前記電極チップにより前記ワークを把持した状態で、各電極チップの面圧差を検出する工程と、
前記一対の電極チップにより前記ワークを前記設定加圧力で把持した状態で検出された前記面圧差が設定範囲外である際、該面圧差を前記設定範囲内に維持するために必要な前記アーム先端位置の移動方向および移動量を演算する工程と、
前記演算結果に基づいて前記アーム先端位置を前記ワークの厚さ方向に移動させることにより、前記面圧差を前記設定範囲内に維持した後、前記電極チップに通電して前記ワークを溶接する工程と、
を有することを特徴とする溶接ロボットの制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の溶接ロボットの制御方法において、
前記演算結果に基づいて前記アーム先端位置を移動させる際、前記一対の電極チップにより前記ワークを把持した状態で、前記アーム先端位置を移動させる、
ことを特徴とする溶接ロボットの制御方法。
【請求項４】
アーム先端に溶接ガンが設けられた溶接ロボットの制御装置であって、
前記溶接ガンを構成する一対の電極チップにより、ワークを設定加圧力で把持した状態で、前記溶接ガンを介して前記アーム先端に作用する力を検出する作用力検出手段と、
前記一対の電極チップにより前記ワークを前記設定加圧力で把持した状態で検出された前記アーム先端に作用する前記力が設定範囲外である際、該力を前記設定範囲内に維持するために必要な前記アーム先端位置の移動方向および移動量を演算する演算手段と、
前記溶接ロボットを制御する溶接ロボット制御部と、
を備え、
前記溶接ロボット制御部は、前記演算手段の演算結果に基づいて前記アーム先端位置を前記ワークの厚さ方向又は前記ワークの面方向に移動させることにより、前記力を前記設定範囲内に維持する、
ことを特徴とする溶接ロボットの制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の制御装置において、前記作用力検出手段は、前記溶接ガンと前記アーム先端との間に配設される力およびトルク検出用力覚センサを備えることを特徴とする溶接ロボットの制御装置。
【請求項６】
アーム先端に溶接ガンが設けられた溶接ロボットの制御装置であって、
前記溶接ガンを構成する一対の電極チップにより、ワークを設定加圧力で把持した状態で、各電極チップの面圧を検出する面圧検出手段と、
前記一対の電極チップにより前記ワークを前記設定加圧力で把持した状態で検出された各面圧の差が設定範囲外である際、前記面圧差を前記設定範囲内に維持するために必要な前記アーム先端位置の移動方向および移動量を演算する演算手段と、
前記溶接ロボットを制御する溶接ロボット制御部と、
を備え、
前記溶接ロボット制御部は、前記演算手段の演算結果に基づいて前記アーム先端位置を前記ワークの厚さ方向に移動させることにより、前記力を前記設定範囲内に維持する、
ことを特徴とする溶接ロボットの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アーム先端に溶接ガンが設けられた溶接ロボットの制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、抵抗溶接装置を構成する溶接ロボットと溶接ガンの間には、イコライズ機構が設けられている。このイコライズ機構は、例えば、溶接しようとするワークの高さ（厚さ）がそれぞれ不均一の場合等に、前記ワークの高さに追従して溶接ガンを移動させるために、溶接ロボットのアーム先端に前記溶接ガンを支持して案内する機能を有している。
【０００３】
イコライズ機構を有する従来の抵抗溶接装置としては、特開平１０−５２７６１号公報に開示された装置が知られている。この従来技術に係る抵抗溶接装置１は、図１５に示すように、ロボットハンド２を備えており、このロボットハンド２の先端に取着されたイコライズ機構３を介して溶接ガン４が進退移動可能に支持されている。
【０００４】
イコライズ機構３は、上下に配されたロッド支持部５ａ、５ｂ間に固定されるガイドロッド６を備えている。ガイドロッド６には、溶接ガン４に固定されたベースブロック７が支持されるとともに、ロッド支持部５ａ、５ｂと前記ベースブロック７との間には、前記ガイドロッド６に巻回されたスプリング８ａ、８ｂが介装されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、溶接ロボットが動作すると、スプリング８ａ、８ｂと溶接ガン４の重量による、いわゆるバネ・マス系で振動が発生してしまう。このため、溶接ガン４の変位量が静定するのに時間がかかり、結果として溶接作業のサイクルタイムが長くなるという問題が指摘されている。
【０００６】
そこで、近時、ロボットの移動経路をコンピュータで予め計画しておく、いわゆるオフラインティーチングが実施されている。ところが、このオフラインティーチングでは、溶接ポイントの位置をスプリングの縮みがゼロの状態を想定して計画しており、実際の溶接ポイントとの間に誤差が生じてしまうおそれがある。
【０００７】
さらに、スプリングに代えてモータによりイコライズ機構を構成する場合では、ワークを押圧する力を制御するためにゆっくり動作する必要があり、サイクルタイムが長くなってしまう。また、重量の大きい溶接ガンを支えながら、かつ微少の振動を吸収するという動作をモータだけで実現することは、実際上、非常に困難なものとなっている。
【０００８】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、メカ式のイコライズ機構を不要にし、簡単な工程および構成で、高精度な溶接作業を効率的に遂行可能な溶接ロボットの制御方法および装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る溶接ロボットの制御方法および装置では、溶接ガンを構成する一対の電極チップにより、ワークを設定加圧力で把持した状態で、前記溶接ガンを介してアーム先端に作用する力が検出される。そして、検出された力が設定範囲外である際、前記力を前記設定範囲内に維持するために必要なアーム先端位置の移動方向および移動量が演算され、この演算結果に基づいて前記アーム先端位置が移動される。これにより、検出された力が設定範囲内に維持された状態で、電極チップに通電してワークの溶接作業が開始される。
【００１０】
このため、ワークの溶接時に電極チップが前記ワーク上を滑ったり、前記ワークに過剰な負荷、例えば、折り曲げ力や押圧力が作用したり、電極チップを支持するシャンクや加圧ロッドが撓んだりすることがなく、該ワークを有効に保護して溶接作業が良好に遂行可能になる。
【００１１】
さらに、従来のメカ式のイコライズ機構を用いる必要がなく、簡単な工程および構成で、ワークを確実に把持して前記ワークの溶接作業が効率的に遂行可能になる。しかも、電極チップによりワークを把持した状態で、溶接ガンがアーム先端と一体的に移動するため、前記ワークと溶接ガンとの位置決めが精度よくなされ、溶接位置のずれが惹起することがない。
【００１２】
ここで、力を検出するための手段は、溶接ガンとアーム先端の間に配設される力およびトルク検出用力覚センサを備えている。これにより、直交座標系上で指定された方向の剛性を予め設定し、この指定された方向に作用する力やモーメントを検出するとともに、その検出信号に基づいてフィードバック制御することで、電極チップによりワークを確実に把持してこのワークに所望の溶接作業が効率的に施される。
【００１３】
また、本発明では、溶接ガンを構成する一対の電極チップにより、ワークを設定加圧力で把持した状態で、各電極チップの面圧差が検出される。そして、検出された面圧差が設定範囲外である際、前記面圧差を前記設定範囲内に維持するために必要なアーム先端位置の移動方向および移動量が演算され、この演算結果に基づいて前記アーム先端位置が移動される。これにより、検出された面圧差が設定範囲内に維持された状態で、電極チップに通電してワークの溶接作業が開始される。
【００１４】
このため、メカ式のイコライズ機構を用いる必要がなく、簡単な工程および構成で、ワークを確実に挟持して前記ワークの溶接作業が効率的に遂行可能になるとともに、前記ワークと溶接ガンとの位置決めが高精度になされる。
【００１５】
その際、面圧を検出するための手段は、各電極チップに配設されるロードセルを備えている。各ロードセルは、それぞれの電極チップの面圧を検出し、その検出信号に基づいてフィードバック制御することにより、電極チップを介してワークを確実に把持した状態で、このワークに所望の溶接作業が効率的に施される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る溶接ロボットの制御方法を実施するための制御装置を組み込む抵抗溶接システム１０の概略構成説明図である。
【００１７】
抵抗溶接システム１０は、多間接型の溶接ロボット１２と、第１の実施形態に係る制御装置１４とを備える。溶接ロボット１２を構成するアーム先端１２ａには、作用力検出手段１６を介して電動式溶接ガン１８が取り付けられている。電動式溶接ガン１８は、いわゆるＣ型溶接ガン構造に設定されており、内部のサーボモータ２８を介して上下方向に駆動される可動型の電極チップ２０ａと、略Ｃ字状のアーム３０に固着される固定型の電極チップ２０ｂとを備え、この一対の電極チップ２０ａ、２０ｂによりワークＷを把持可能である。
【００１８】
サーボモータ２８は、図２に示すように、モータハウジング３２と、前記モータハウジング３２の下部内側に環状に配置される複数の電磁石３４と、前記電磁石３４と対向した環状の永久磁石３６が固着される中空状のロータ３８と、ハウジングカバー４０とを有している。ロータ３８は、複数のベアリング４２を介して回転自在に支持されている。
【００１９】
ロータ３８内にナット部材４４が挿入されるとともに、前記ナット部材４４に中空ロッド４６の上端部が固着される。この中空ロッド４６の下端部には、ホルダ４８を介して電極チップ２０ａが装着される。中空ロッド４６内には、ナット部材４４と螺合する送りねじ５０が挿入され、前記ナット部材４４と前記送りねじ５０とによって、ロータ３８の回転を前記中空ロッド４６の上下動に変換する送りねじ機構５２が構成される。
【００２０】
サーボモータ２８の上部には、ロータ３８の回転角度を検知するためのエンコーダ５４が配置されており、このエンコーダ５４を介して電極チップ２０ａのストローク量が検出される。
【００２１】
作用力検出手段１６は、溶接ガン１８とアーム先端１２ａとの間に配設される力およびトルク検出用力覚センサ５６を備える（図１参照）。この力覚センサ５６としては、複数の歪みゲージ（図示せず）が組み込まれ、Ｘ軸方向（溶接ロボット１２の前後方向）、Ｙ軸方向（溶接ロボット１２の左右方向）およびＺ軸方向（鉛直方向）の力と、Ｘ軸回り、Ｙ軸回りおよびＺ軸回りのモーメントとを検出可能な６軸力覚センサが使用される。なお、検出される方向が特定方向に限定される際には、力覚センサ５６として、例えば、２軸あるいは４軸力覚センサを用いてもよい。
【００２２】
図１に示すように、制御装置１４は、溶接ロボット１２を制御するための溶接ロボット制御部６０と、溶接ガン１８を制御するための溶接ガン制御部６２と、力覚センサ５６から力覚センサインターフェース６４を介して入力される力の量と方向によりアーム先端１２ａに作用する力を検出し、検出されたこの力が設定範囲外である際、前記力を前記設定範囲内に維持するために必要な前記アーム先端１２ａの移動方向および移動量を演算する演算部（演算手段）６６と、前記溶接ガン１８に通電して溶接制御を行う溶接制御部６８に溶接指令を送る溶接指令部７０とを備える。溶接ロボット制御部６０は、力覚センサ５６からの検出信号に基づいてセンサフィードバックにより溶接ロボット１２を制御する。
【００２３】
このように構成される抵抗溶接システム１０の動作について、第１の実施形態に係る制御方法との関連で、図３に示すフローチャートに沿って以下に説明する。
【００２４】
まず、アーム先端１２ａに装着された溶接ガン１８が、制御装置１４を構成する溶接ロボット制御部６０を介して駆動され、この溶接ガン１８が所定の溶接位置に移動される（ステップＳ１）。その際、溶接ガン１８では、電極チップ２０ａ、２０ｂが開放されており、前記電極チップ２０ａ、２０ｂ間に被溶接材であるワークＷが配置される（図４参照）。
【００２５】
次いで、溶接ガン制御部６２の作用下に溶接ガン１８が駆動される。具体的には、溶接ガン制御部６２からサーボモータ２８に駆動信号が送られ、複数の電磁石３４に通電されて前記電磁石３４と永久磁石３６の作用下に磁界が発生する。このため、サーボモータ２８のロータ３８が回転し、送りねじ機構５２を構成する送りねじ５０が回転する。この送りねじ５０には、ナット部材４４が螺合しており、前記ナット部材４４に固着された中空ロッド４６は、前記送りねじ５０の軸方向に沿って矢印Ａ方向に移動する。
【００２６】
従って、中空ロッド４６の先端部に固着されたホルダ４８に保持されている電極チップ２０ａが電極チップ２０ｂ側に移動し、前記電極チップ２０ａ、２０ｂによりワークＷが把持される（ステップＳ２）。そして、電極チップ２０ａ、２０ｂの加圧力が設定加圧力に至ると（ステップＳ３中、ＹＥＳ）、ステップＳ４に進んで、力覚センサ５６からの検出信号が、力覚センサインターフェース６４を介して演算部６６に入力される。
【００２７】
力覚センサ５６では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の力と、Ｘ軸回り、Ｙ軸回りおよびＺ軸回りのモーメントとが検出可能である。従って、図４に示すように、ワークＷが電極チップ２０ａ、２０ｂ間で可動側の前記電極チップ２０ａ側に近接して配置されていると、該第１電極チップ２０ａが前記電極チップ２０ｂ側に移動する際に、前記ワークＷが矢印Ｂ方向に押圧されて下方向に撓みが発生する（図５参照）。
【００２８】
このため、電極チップ２０ａ、２０ｂによりワークＷが把持される際、前記ワークＷの撓みによって力覚センサ５６には、矢印Ｚ１方向（鉛直上方向）の力およびＹ軸回りに矢印Ｃ方向のモーメントが作用する。そして、力覚センサ５６の検出信号は、力覚センサインターフェース６４から演算部６６に送られ、この演算部６６では、入力値（矢印Ｚ１方向の力および矢印Ｃ方向のモーメント）が設定範囲内であるか否かの判断がなされる（ステップＳ５）。ここで、入力値が設定範囲外であると判断されると（ステップＳ５中、ＮＯ）、ステップＳ６に進んで、力覚センサ５６に作用する力を設定範囲内に維持するために必要なアーム先端１２ａの移動方向および移動量が演算される。
【００２９】
第１の実施形態では、図５に示すように、力覚センタ５６に矢印Ｚ１方向の力とＹ軸回りに矢印Ｃ方向の力が作用しており、アーム先端１２ａの動作方向は、矢印Ｚ１方向となる。このため、演算部６６から溶接ロボット制御部６０には、アーム先端１２ａの矢印Ｚ１方向に対する移動量が入力され、この溶接ロボット制御部６０が溶接ロボット１２を駆動制御することにより、前記アーム先端１２ａが指定された方向（矢印Ｚ１方向）に指定された量だけ移動する（ステップＳ７および図６参照）。
【００３０】
その際、アーム先端１２ａの移動動作中には、力覚センサ５６から検出信号が入力されており、センサフィードバック制御が行われている。従って、電極チップ２０ａ、２０ｂによる溶接位置および面直度が変化することを有効に阻止することができる。
【００３１】
力覚センサ５６からの入力値が設定範囲内に維持されると（ステップＳ５中、ＹＥＳ）、ステップＳ８に進んで、溶接指令部７０に溶接指令信号が入力され、溶接制御部６８による溶接シーケンスが開始される。このため、電極チップ２０ａ、２０ｂ間に通電が行われ、ワークＷに対して所定のスポット溶接作業が遂行される。上記の溶接作業が終了した後、電極チップ２０ａが電極チップ２０ｂから離間する方向に移動して、前記電極チップ２０ａ、２０ｂが開放された後、溶接ガン１８がセンサフィードバック動作前の位置に復帰する（ステップＳ９）。
【００３２】
このように、第１の実施形態では、電極チップ２０ａ、２０ｂによりワークＷを設定加圧力で把持した際に、溶接ガン１８を介してアーム先端１２ａに作用する力が力覚センサ５６により検出され、検出されたこの力が設定範囲内に維持されるように、前記アーム先端１２ａが移動される。これにより、従来のメカ式のイコライズ機構を用いる必要がなく、簡単な工程および構成で、ワークＷを所望の状態で確実に把持することができ、前記ワークＷの溶接作業が効率的に遂行可能になるという効果が得られる。
【００３３】
しかも、電極チップ２０ａ、２０ｂによりワークＷを把持した状態で、溶接ガン１８がアーム先端１２ａと一体的に移動している。従って、ワークＷと電極チップ２０ａ、２０ｂとの位置決めが精度よくなされており、溶接位置のずれ等が惹起することがない。
【００３４】
さらに、第１の実施形態では、力覚センサ５６からの検出信号に基づいて、溶接ロボット１２がセンサフィードバック制御されている。これにより、電極チップ２０ａ、２０ｂ間の加圧力差（面圧差）を一定範囲内に維持することができるとともに、溶接位置や面直度が変化することがなく、高精度な溶接作業が確実に遂行される。
【００３５】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る溶接ロボットの制御方法を実施するための制御装置を組み込む抵抗溶接システム８０の概略構成説明図である。なお、第１の実施形態に係る抵抗溶接システム１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
抵抗溶接システム８０は、電動式溶接ガン８２を備えており、この溶接ガン８２は、鉛直方向に対してそれぞれ傾斜する中空ロッド８３およびシャンク８５に取り付けられる可動側の電極チップ８４ａおよび固定側の電極チップ８４ｂを設けている。
【００３７】
このように構成される抵抗溶接システム８０では、第１の実施形態に係る抵抗溶接システム１０と同様に、図３に示すフローチャートに沿って溶接ロボット１２の制御が行われるものであり、溶接ガン８２の特有な動作に関連して、以下に説明する。
【００３８】
図８に示すように、電極チップ８４ａ、８４ｂによりワークＷ１を設定加圧力で把持する際、前記電極チップ８４ａ、８４ｂの傾斜によって前記ワークＷ１が矢印Ｘ１方向に押圧されるため、前記ワークＷ１が矢印Ｘ１方向に移動し易い。その際、電極チップ８４ａ、８４ｂは、ワークＷ１を挟持しており、この電極チップ８４ａ、８４ｂを支持する中空ロッド８３およびシャンク８５に反力が発生し、力覚センサ５６には、矢印Ｘ２方向の力およびＹ軸回りに矢印Ｄ方向のモーメントが作用する。
【００３９】
このため、制御装置１４では、力覚センサ５６から演算部６６に力が入力され、この演算部６６でアーム先端１２ａの移動方向および移動量が演算される。そして、入力された力が設定範囲内に維持されるように、アーム先端１２ａは、図９中、矢印Ｘ２方向に演算された移動量だけ移動する。
【００４０】
これにより、電極チップ８４ａ、８４ｂとワークＷ１とは、不必要な外力が作用することがない状態で、すなわち、前記ワークＷ１に過剰な負荷が作用したり、前記電極チップ８４ａ、８４ｂを支持する中空ロッド８３やシャンク８５に撓み等が発生したりすることがなく、前記ワークＷ１を有効に保持して良好な溶接作業が遂行可能になるという効果が得られる。
【００４１】
しかも、第１の実施形態と同様に、溶接ロボット制御部６０を介してアーム先端１２ａの位置調整が行われる際には、力覚センサ５６からの検出信号に基づいて、センサフィードバック制御が行われている。従って、ワークＷ１の溶接位置や電極チップ８４ａ、８４ｂの面直度が変化することがなく、高精度な溶接作業が確実に行われるという利点がある。
【００４２】
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る溶接ロボットの制御方法を実施するための制御装置を組み込む抵抗溶接システム１００の概略構成説明図である。なお、第１の実施形態に係る抵抗溶接システム１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
抵抗溶接システム１００は、電動式溶接ガン１０２が取り付けられた溶接ロボット１２と、第３の実施形態に係る制御装置１０４とを備える。制御装置１０４は、溶接ガン１０２を構成する電極チップ２０ａ、２０ｂによりワークＷを設定加圧力で把持した状態で、各電極チップ２０ａ、２０ｂの面圧を検出する面圧検出手段１０６を備えており、この面圧検出手段１０６は、前記電極チップ２０ａ、２０ｂに対応して設けられるロードセル１０８ａ、１０８ｂを有する。
【００４４】
制御装置１０４は、各ロードセル１０８ａ、１０８ｂからロードセルインターフェース１１０を介して入力されるそれぞれの面圧差が設定範囲内であるか否かを判断し、設定範囲内である際、前記面圧差を前記設定範囲内に維持するために必要なアーム先端１２ａの移動方向および移動量を演算する演算部（演算手段）１１２を備えている。
【００４５】
このように構成される抵抗溶接システム１００の動作について、第３の実施形態に係る制御方法との関連で、図１１および図１２に示すフローチャートに沿って以下に説明する。なお、第３の実施形態では、第１の実施形態に係る制御方法と同様に行われる工程があり、その工程については簡単に説明する。
【００４６】
まず、溶接ガン１０２が所定の溶接位置に移動された後（ステップＳ１１）、前記溶接ガン１０２を構成する電極チップ２０ａ、２０ｂによりワークＷが把持される（ステップＳ１２）。そして、電極チップ２０ａ、２０ｂが設定加圧力に至ると（ステップＳ１３中、ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進んで、各ロードセル１０８ａ、１０８ｂからの検出信号が、ロードセルインターフェース１１０を介して演算部１１２に入力される。
【００４７】
電極チップ２０ａ、２０ｂの各面圧Ｆ１、Ｆ２が、ロードセル１０８ａ、１０８ｂを介して検出されており、演算部１１２では、前記電極チップ２０ａの面圧Ｆ１と、前記電極チップ２０ｂの面圧Ｆ２との差が演算される。そして、演算された面圧差（Ｆ１−Ｆ２）が設定範囲内であるか否かが判断される（ステップＳ１５）。
【００４８】
その際、図１３に示すように、ワークＷが電極チップ２０ａ側に近接する位置に配置されていると、前記電極チップ２０ａの下降動作に伴って前記ワークＷに矢印Ｂ方向への押圧力が発生する。このため、電極チップ２０ａの面圧Ｆ１と電極チップ２０ｂの面圧Ｆ２とは、Ｆ１＞Ｆ２として検出されて面圧差が設定範囲外となる（ステップＳ１５中、ＮＯ）。
【００４９】
そこで、演算部１１２では、面圧差（Ｆ１−Ｆ２）が設定範囲内になるように、アーム先端１２ａの移動方向および移動量が演算され（ステップＳ１６）、その演算結果が溶接ロボット制御部６０に送られる。溶接ロボット制御部６０は、入力されたアーム先端１２ａの移動方向および移動量にかかる信号に基づいて、溶接ロボット１２を駆動制御し、アーム先端１２ａを矢印Ｚ１方向に所定量だけ移動させる（ステップＳ１７および図１４参照）。
【００５０】
ここで、アーム先端１２ａの動作は、ロードセル１０８ａ、１０８ｂからの入力信号に基づいて、センサフィードバック制御により行われており、溶接位置や面直度が変化することがない。
【００５１】
上記のようにして、入力値が設定範囲内に至ると（ステップＳ１５中、ＹＥＳ）、ステップＳ１８に進んで、溶接ガン１０２によるワークＷの溶接が開始される。そして、ワークＷに対する溶接が行われた後、溶接ガン１０２を構成する電極チップ２０ａ、２０ｂが開放されるとともに、この溶接ガン１０２がセンサフィードバック動作前の位置に戻される（ステップＳ１９）。次いで、溶接指令がなされると（ステップＳ２０中、ＹＥＳ）、ステップＳ１１に進んで、前記ワークＷに対する溶接作業が継続される。
【００５２】
一方、溶接命令がなされない際には（ステップＳ２０中、ＮＯ）、ステップＳ２１に進んで、次の溶接位置に移動され、上記の動作が１サイクル終了するまで行われる（ステップＳ２２）。さらに、１サイクルが完了した後（ステップＳ２２中、ＹＥＳ）、ステップＳ２３に進んで、電極チップ２０ａ、２０ｂを空打ちし、各ロードセル１０８ａ、１０８ｂの検出値の差（面圧差）を入力する（ステップＳ２４）。この入力値が設定範囲内であれば（ステップＳ２５中、ＹＥＳ）、溶接作業が終了するとともに、この入力値が設定範囲外であれば（ステップＳ２５中、ＮＯ）、ロードセル１０８ａ、１０８ｂに異常が発生しており、ステップＳ２６に進む。
【００５３】
このように、第３の実施形態では、各電極チップ２０ａ、２０ｂによりワークＷを把持した際に、ロードセル１０８ａ、１０８ｂを介して前記電極チップ２０ａ、２０ｂの面圧を検出し、その面圧差が設定範囲内であるか否かを判断している。そして、面圧差が設定範囲内であれば、この面圧差が前記設定範囲内に維持されるように、アーム先端１２ａの移動方向および移動量が演算され、その演算信号に基づいて、溶接ロボット制御部６０を介して溶接ロボット１２が制御される。
【００５４】
これにより、第３の実施形態では、メカ式のイコライズ機構が不要になり、簡単な工程および構成で、ワークＷの溶接作業が高精度かつ確実に遂行される等、第１および第２の実施形態と同様の効果が得られる。なお、面圧検出手段１０６を第２の実施形態に係る抵抗溶接システム８０を構成する溶接ガン８２に装着し、前記面圧検出手段１０６と作用力検出手段１６とを併用してもよい。
【００５５】
また、第１乃至第３の実施形態では、溶接ガンとしてＣ型溶接ガン構造に設定される電動式溶接ガン１８、８２および１０２を用いて説明したが、加圧シリンダの作用下に開閉可能な一対のガンアームにそれぞれ電極チップが取り付けられたＸ型溶接ガン等を用いてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
本発明に係る溶接ロボットの制御方法および装置では、一対の電極チップによりワークを設定加圧力で把持する際、アーム先端に作用する力が検出され、この検出された力を設定範囲内に維持するために必要なアーム先端位置の移動方向および移動量が演算されて、前記アーム先端位置が移動される。これにより、メカ式のイコライズ機構を不要とし、簡単な工程および構成で、ワークを確実かつ良好に保持し、前記ワークの溶接作業が効率的に遂行可能になる。しかも、ワークと溶接ガンとの位置決め精度が向上するとともに、前記ワークに過剰な負荷等が作用することがなく、前記ワークを有効に保護することができる。
【００５７】
また、本発明では、一対の電極チップによりワークを設定加圧力で把持した状態で、各電極チップの面圧差が検出され、この面圧差が設定範囲内に維持されるようにアーム先端位置の移動方向および移動量が演算され、前記アーム先端位置が移動される。このため、一対の電極チップを介してワークを確実かつ良好な状態で把持することができ、前記ワークの溶接作業が、簡単な工程および構成で確実かつ高精度に遂行可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る溶接ロボットの制御方法を実施するための制御装置を組み込む抵抗溶接システムの概略構成説明図である。
【図２】前記抵抗溶接システムを構成する溶接ガンの一部断面説明図である。
【図３】前記第１の実施形態に係る制御方法を説明するフローチャートである。
【図４】前記抵抗溶接システムを構成する溶接ロボットをワークに対して移動する際の動作説明図である。
【図５】前記溶接ガンを構成する電極チップにより前記ワークを把持する際の動作説明図である。
【図６】前記溶接ロボットを構成するアーム先端を力覚センサからの検出信号に基づいて動作させる際の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る溶接ロボットの制御方法を実施するための制御装置を組み込む抵抗溶接システムの概略構成説明図である。
【図８】前記第２の実施形態に係る抵抗溶接システムを構成する溶接ガンでワークを把持する際の動作説明図である。
【図９】前記溶接ロボットを構成するアーム先端位置を力覚センサの検出信号に基づいて制御する際の動作説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る溶接ロボットの制御方法を実施するための制御装置を組み込む抵抗溶接システムの概略構成説明図である。
【図１１】前記第３の実施形態に係る制御方法を説明するフローチャート（その１）である。
【図１２】前記第３の実施形態に係る制御方法を説明するフローチャート（その２）である。
【図１３】前記抵抗溶接システムを構成する溶接ガンでワークを把持する際の動作説明図である。
【図１４】前記溶接ガンに設けられたそれぞれの電極チップの面圧差に基づいてアーム先端位置を調整する際の動作説明図である。
【図１５】従来技術に係るイコライズ機構付き溶接ガンの説明図である。
【符号の説明】
１０、８０、１００…抵抗溶接システム    １２…溶接ロボット
１４、１０４…制御装置                  １２ａ…アーム先端
１６…作用力検出手段                    １８、８２、１０２…溶接ガン
２８…サーボモータ
２０ａ、２０ｂ、８４ａ、８４ｂ…電極チップ
５６…力覚センサ                      ６０…溶接ロボット制御部
６２…溶接ガン制御部                  ６６、１１２…演算部
７０…溶接指令部                      １０６…面圧検出手段
１０８ａ、１０８ｂ…ロードセル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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