特許 6240133 溶接を行う打点の位置を測定するスポット溶接システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6240133

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】溶接を行う打点の位置を測定するスポット溶接システム

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/24 20060101AFI20171120BHJP

   B23K 11/11 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   B23K11/24 340

   B23K11/11 570Z

   B23K11/24 336

   B23K11/24 338

【請求項の数】9

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2015-185973(P2015-185973)

(22)【出願日】2015年9月18日

(65)【公開番号】特開2017-56488(P2017-56488A)

(43)【公開日】2017年3月23日

【審査請求日】2016年12月14日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100130133

【弁理士】

【氏名又は名称】曽根 太樹

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(74)【代理人】

【識別番号】100159684

【弁理士】

【氏名又は名称】田原 正宏

(72)【発明者】

【氏名】畑田 将伸

(72)【発明者】

【氏名】青木 俊道

【審査官】 奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０８８１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１５０１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１０５７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ １１／１１

Ｂ２３Ｋ １１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに対向して配置された一対の電極を有するスポット溶接ガンと、
前記一対の電極の間にワークを配置するように、スポット溶接ガンとワークとの相対位置を変更するロボットと、
スポット溶接ガンおよびロボットを制御する制御装置とを備え、
ロボットは、ロボットの位置および姿勢を検出するためのロボット位置検出器を含み、
スポット溶接ガンは、移動可能な可動電極と、可動電極に対向する対向電極と、可動電極を駆動する電極駆動モータと、可動電極の位置を検出するための電極位置検出器とを含み、
制御装置は、動作プログラムを記憶する記憶部を含み、電極駆動モータの電流、トルクまたは回転数を含む電極駆動モータの状態値を検出可能に形成されており、更に、可動電極を駆動し、電極駆動モータの状態値が予め定められた範囲から逸脱したときの可動電極の位置に基づいてワークの位置を検出する位置検出制御を実施するように形成されており、
動作プログラムには複数の打点が設定されており、動作プログラムは、位置検出制御を実施するためのワーク検出パラメータを含み、
ワーク検出パラメータは、それぞれの打点に設定されており、
制御装置は、それぞれの打点について、動作プログラムから取得したワーク検出パラメータに基づいて位置検出制御を実施する、スポット溶接システム。

【請求項2】

ワーク検出パラメータは、複数の打点の溶接指令に関連づけられている、請求項１に記載のスポット溶接システム。

【請求項3】

ワーク検出パラメータは、それぞれの打点の溶接指令に含まれている、請求項２に記載のスポット溶接システム。

【請求項4】

動作プログラムは、それぞれの打点の溶接指令と、それぞれの打点のワーク検出パラメータを設定するための設定情報とを含み、
溶接指令は、ワーク検出パラメータに関する記号または数字を含み、
設定情報には、前記記号または前記数字に対応するワーク検出パラメータが設定されている、請求項２に記載のスポット溶接システム。

【請求項5】

ワーク検出パラメータは、可動電極がワークの表面に接近するときの可動電極の移動速度を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のスポット溶接システム。

【請求項6】

制御装置は、可動電極がワークの表面に当接した時の電極駆動モータの状態値に基づいて可動電極の移動速度を算出する演算部と、
演算部にて算出された可動電極の移動速度に基づいて、動作プログラムに設定された可動電極の移動速度を更新する更新部とを含む、請求項５に記載のスポット溶接システム。

【請求項7】

ワーク検出パラメータは、可動電極がワークの表面に当接したか否かを判定する当接判定値を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のスポット溶接システム。

【請求項8】

制御装置は、可動電極がワークの表面に当接した時の電極駆動モータの状態値に基づいて当接判定値を算出する演算部と、
演算部にて算出された当接判定値に基づいて、動作プログラムに設定された当接判定値を更新する更新部とを含む、請求項７に記載のスポット溶接システム。

【請求項9】

互いに対向して配置された一対の電極を有するスポット溶接ガンと、
前記一対の電極の間にワークを配置するように、スポット溶接ガンとワークとの相対位置を変更するロボットと、
スポット溶接ガンおよびロボットを制御する制御装置とを備え、
ロボットは、アームおよび手首部を駆動するロボット駆動モータと、ロボットの位置および姿勢を検出するためのロボット位置検出器とを含み、
制御装置は、動作プログラムを記憶する記憶部を含み、ロボット駆動モータの電流、トルクまたは回転数を含むロボット駆動モータの状態値を検出可能に形成されており、更に、ロボットを駆動し、ロボット駆動モータの状態値が予め定められた範囲から逸脱したときのロボットの位置および姿勢に基づいてワークの位置を検出する位置検出制御を実施するように形成されており、
動作プログラムには複数の打点が設定されており、動作プログラムは、位置検出制御を実施するためのワーク検出パラメータを含み、
ワーク検出パラメータは、それぞれの打点に設定されており、
制御装置は、それぞれの打点について、動作プログラムから取得したワーク検出パラメータに基づいて位置検出制御を実施する、スポット溶接システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶接を行う打点の位置を測定するスポット溶接システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来からスポット溶接ガンとロボットとを備えるスポット溶接システムが知られている。ロボットは、ワークまたはスポット溶接ガンを移動させる。そして、ロボットは、スポット溶接ガンの電極とワークとの相対位置を調整する。スポット溶接ガンは、一対の電極で金属板等を挟み込む。そして、スポット溶接ガンは、電極間に電圧を印加することによって溶接位置（打点）でスポット溶接を行う。

【0003】

このようなロボットシステムにおいては、所望の打点の位置においてワークを溶接するために、実際の溶接作業を行う前に正確なワークの位置を取得することが好ましい。換言すれば、正確な打点の位置を予め定めておくことが好ましい。

【0004】

特開２０１１−８８１７５号公報には、スポット溶接ガンと、スポット溶接ガンを保持するロボットとを備えるスポット溶接システムが開示されている。スポット溶接システムは、可動電極と溶接ワークとを互いに離れた状態から接近させながら、サーボモータの電流またはトルクを監視する。そして、スポット溶接システムでは、電流またはトルクの変化傾向が変化したときの可動電極の位置と多関節ロボットの位置とから溶接ワークの表面位置を検出する。

【0005】

特開２００８−３０７５９５号公報には、スポット溶接ロボットの位置決め方法が開示されている。この方法では、可動側電極を対向側電極に接近する方向に移動させながら、可動側電極を駆動するサーボモータの電流値を監視する。次に、電流値が所定の値を超えたときに可動側電極の移動を停止する。そして、可動側電極と対向側電極との間の間隔から対向側電極の教示位置を設定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−８８１７５号公報

【特許文献2】特開２００８−３０７５９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記の特許文献に記載のワークの位置を検出する制御では、可動電極またはロボットを駆動するサーボモータの電流を監視することにより、電極がワークに接触したことを検出する。そして、この時の可動電極の位置に基づいて、ワークの位置を検出している。

【0008】

スポット溶接システムは、一つのワークにおいて、複数の打点にて溶接を行うことができる。ここで、ワークは、打点ごとに材質や板厚が異なる場合がある。また、ワークが固定される位置に対する打点の相対位置が異なる。このために、所定の打点に電極を接触させたときのワークの剛性は打点ごとに異なる。

【0009】

また、ワークの位置を検出する制御では、ワークに対するスポット溶接ガンの姿勢に依存して、相対移動するためのサーボモータの電流またはトルクに揺らぎが生じる。溶接を行う時のワークおよびロボットの姿勢が打点ごとに異なるため、サーボモータの電流またはトルクの揺らぎは打点ごとに異なる。

【0010】

上記の特許文献においては、打点におけるワークの剛性や打点の向きを考慮せずに、ワークの位置を検出する方法が開示されている。可動電極の移動速度等のサーボモータのパラメータは全ての打点について一定に設定されている。サーボモータのパラメータは、経験から定めたパラメータ、標準的な打点を参照して定めたパラメータ、または、ワークから代表的な打点を選定して定めたパラメータが用いられている。

【0011】

ところが、複数の打点に対して一定のパラメータにてサーボモータを駆動している為に、位置を検出する制御の時間が長くなったり、位置の検出精度が低下する虞があった。例えば、ワークの剛性が高くなる打点の場合には、可動電極やロボットの移動速度を速くすることができる。ところが、移動速度を打点に応じて変化させていないために時間が長くなる場合がある。一方で、ワークの剛性が低くなる打点の場合には、位置の検出精度が悪くなる場合がある。

【0012】

また、電極とワークとの接触を判定する判定値も、経験から定めた判定値、標準的な打点の姿勢（一般的には電極が鉛直方向に延びる姿勢）から定めた判定値、または、代表的な打点を選んで定めた判定値が用いられている。このために、電流またはトルクの揺らぎが小さくなる場合に、必要以上に位置を検出する制御に時間がかかっている場合がある。また、電流またはトルクの揺らぎが大きくなる場合に、誤った判断を行う場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明のスポット溶接システムは、互いに対向して配置された一対の電極を有するスポット溶接ガンと、一対の電極の間にワークを配置するように、スポット溶接ガンとワークとの相対位置を変更するロボットと、スポット溶接ガンおよびロボットを制御する制御装置とを備える。ロボットは、ロボットの位置および姿勢を検出するためのロボット位置検出器を含む。スポット溶接ガンは、移動可能な可動電極と、可動電極に対向する対向電極と、可動電極を駆動する電極駆動モータと、可動電極の位置を検出するための電極位置検出器とを含む。制御装置は、動作プログラムを記憶する記憶部を含み、電極駆動モータの電流、トルクまたは回転数を含む電極駆動モータの状態値を検出可能に形成されており、更に、可動電極を駆動し、電極駆動モータの状態値が予め定められた範囲から逸脱したときの可動電極の位置に基づいてワークの位置を検出する位置検出制御を実施するように形成されている。動作プログラムには複数の打点が設定されており、動作プログラムは、位置検出制御を実施するためのワーク検出パラメータを含む。ワーク検出パラメータは、それぞれの打点に設定されている。制御装置は、それぞれの打点について、動作プログラムから取得したワーク検出パラメータに基づいて位置検出制御を実施する。

【0014】

上記発明においては、ワーク検出パラメータは、複数の打点の溶接指令に関連づけられることができる。

【0015】

上記発明においては、ワーク検出パラメータは、それぞれの打点の溶接指令に含まれることができる。

【0016】

上記発明においては、動作プログラムは、それぞれの打点の溶接指令と、それぞれの打点のワーク検出パラメータを設定するための設定情報とを含み、溶接指令は、ワーク検出パラメータに関する記号または数字を含み、設定情報には、記号または数字に対応するワーク検出パラメータが設定されることができる。

【0017】

上記発明においては、ワーク検出パラメータは、可動電極がワークの表面に接近するときの可動電極の移動速度を含むことができる。

【0018】

上記発明においては、制御装置は、可動電極がワークの表面に当接した時の電極駆動モータの状態値に基づいて可動電極の移動速度を算出する演算部と、演算部にて算出された可動電極の移動速度に基づいて、動作プログラムに設定された可動電極の移動速度を更新する更新部とを含むことができる。

【0019】

上記発明においては、ワーク検出パラメータは、可動電極がワークの表面に当接したか否かを判定する当接判定値を含むことができる。

【0020】

上記発明においては、制御装置は、可動電極がワークの表面に当接した時の電極駆動モータの状態値に基づいて当接判定値を算出する演算部と、演算部にて算出された当接判定値に基づいて、動作プログラムに設定された当接判定値を更新する更新部とを含むことができる。

【0021】

本発明の他のスポット溶接システムは、互いに対向して配置された一対の電極を有するスポット溶接ガンと、一対の電極の間にワークを配置するように、スポット溶接ガンとワークとの相対位置を変更するロボットと、スポット溶接ガンおよびロボットを制御する制御装置とを備える。ロボットは、アームおよび手首部を駆動するロボット駆動モータと、ロボットの位置および姿勢を検出するためのロボット位置検出器とを含む。制御装置は、動作プログラムを記憶する記憶部を含み、ロボット駆動モータの電流、トルクまたは回転数を含むロボット駆動モータの状態値を検出可能に形成されており、更に、ロボットを駆動し、ロボット駆動モータの状態値が予め定められた範囲から逸脱したときのロボットの位置および姿勢に基づいてワークの位置を検出する位置検出制御を実施するように形成されている。動作プログラムには複数の打点が設定されており、動作プログラムは、位置検出制御を実施するためのワーク検出パラメータを含む。ワーク検出パラメータは、それぞれの打点に設定されている。制御装置は、それぞれの打点について、動作プログラムから取得したワーク検出パラメータに基づいて位置検出制御を実施する。

【発明の効果】

【0022】

本発明のスポット溶接システムは、ワークの位置を検出する制御において、ワークの位置を検出するためのパラメータを打点ごとに設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施の形態１における第１のスポット溶接システムの概略図である。

【図2】実施の形態１における第１のスポット溶接システムのブロック図である。

【図3】スポット溶接ガンおよびワークの拡大概略図である。

【図4】スポット溶接ガンおよびワークの他の拡大概略図である。

【図5】可動電極がワークに接触するときの電流のグラフである。

【図6】可動電極がワークに接触するときの他の電流のグラフである。

【図7】可動電極がワークに接触するときの回転速度のグラフである。

【図8】可動電極がワークに接触するときの他の回転速度のグラフである。

【図9】可動電極の移動速度が設定された動作プログラムの一部分である。

【図10】可動電極の移動速度が設定された他の動作プログラムの一部分である。

【図11】可動電極の移動速度が設定された他の動作プログラムの設定情報の部分である。

【図12】実施の形態１における第１の位置検出制御のフローチャートである。

【図13】当接判定値が設定された動作プログラムの一部分である。

【図14】当接判定値が設定された他の動作プログラムの一部分である。

【図15】当接判定値が設定された他の動作プログラムの設定情報の部分である。

【図16】実施の形態１における第２の位置検出制御のフローチャートである。

【図17】可動電極の移動速度および当接判定値が設定された動作プログラムの一部分である。

【図18】可動電極の移動速度および当接判定値が設定された他の動作プログラムの一部分である。

【図19】可動電極の移動速度および当接判定値が設定された他の動作プログラムの設定情報の部分である。

【図20】実施の形態１における第３の位置検出制御のフローチャートである。

【図21】実施の形態における動作プログラムの第１の記載方法を説明する図である。

【図22】実施の形態における動作プログラムの第２の記載方法を説明する図である。

【図23】実施の形態における動作プログラムの第３の記載方法を説明する図である。

【図24】実施の形態１における第２のスポット溶接システムの概略図である。

【図25】実施の形態２におけるスポット溶接ガンおよびワークの拡大概略図である。

【図26】実施の形態２におけるスポット溶接ガンおよびワークの他の拡大概略図である。

【図27】実施の形態２における位置検出制御のフローチャートである。

【図28】実施の形態３におけるスポット溶接システムのブロック図である。

【図29】実施の形態３におけるロボット制御装置の演算部のブロック図である。

【図30】実施の形態３におけるロボット制御装置の更新部のブロック図である。

【図31】実施の形態３における可動電極の移動速度を更新する制御のフローチャートである。

【図32】実施の形態３における当接判定値を更新する制御のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

（実施の形態１）
図１から図２４を参照して、実施の形態１におけるスポット溶接システムについて説明する。

【0025】

図１に、本実施の形態における第１のスポット溶接システムの概略図を示す。図２に、本実施の形態における第１のスポット溶接システムのブロック図を示す。図１および図２を参照して、スポット溶接システム１０は、ロボット１２と、スポット溶接ガン１４とを備える。本実施の形態のロボット１２は、複数の関節部を有する多関節ロボットである。スポット溶接システム１０は、ロボット１２およびスポット溶接ガン１４を制御する制御装置１５を備える。

【0026】

制御装置１５は、ロボット１２を制御するロボット制御装置１６と、スポット溶接ガン１４を制御する溶接ガン制御装置１８とを含む。ロボット制御装置１６および溶接ガン制御装置１８は、バスを介して互いに接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する演算処理装置により構成されている。ロボット制御装置１６および溶接ガン制御装置１８は、互いに通信可能に形成されている。制御装置としては、この形態に限られず、ロボット１２およびスポット溶接ガン１４を１つの装置にて制御するように形成されていても構わない。

【0027】

スポット溶接システム１０は、ロボット１２が駆動することにより、スポット溶接ガン１４に対するワークＷの位置を変更可能に形成されている。第１のスポット溶接システム１０では、ワークＷは、固定装置８１に固定されて不動である。ロボット１２がスポット溶接ガン１４を移動することにより、スポット溶接ガン１４に対するワークＷの位置が変更される。

【0028】

本実施の形態のロボット１２は、垂直多関節型である。ロボット１２は、床面に設置される基台２０と、鉛直方向に延びる軸線の周りに回転可能に形成された旋回台２２とを備える。ロボット１２は、旋回台２２に支持されて回動可能な下部アーム２４と、下部アーム２４に支持されて回動可能な上部アーム２６と、上部アーム２６に回転可能に支持された手首部２８とを含む。ロボット１２は、旋回台２２、下部アーム２４、上部アーム２６および手首部２８を駆動するロボット駆動モータ２９を含む。ロボット駆動モータ２９が駆動することにより、ロボット１２の位置および姿勢が変化する。

【0029】

なお、ロボットとしては、上記の形態に限られず、スポット溶接ガンとワークとの相対位置を変更することができる任意のロボットを採用することができる。また、複数のロボットが用いられていても構わない。

【0030】

スポット溶接ガン１４は、可動電極３０と可動電極３０に対向して配置される対向電極３２とから構成される一対の電極を含む。電極駆動モータ３４が駆動することにより、可動電極３０が対向電極３２に接近したり、離れたりする。スポット溶接ガン１４は、可動電極３０と対向電極３２との間に溶接ワークＷを挟む。そして、スポット溶接ガン１４は、可動電極３０と対向電極３２との間に電圧を印加することによりスポット溶接を行う。なお、本実施の形態の対向電極３２は、固定された電極であるが、対向電極３２は、可動電極３０と同様に電極駆動モータによって移動可能に形成されていても構わない。

【0031】

本実施の形態のスポット溶接システムは、制御装置１５に接続された教示操作盤４２を備える。教示操作盤４２は、ロボット１２およびスポット溶接ガン１４に関する情報を入力する入力部４３を含む。作業者は、動作プログラムや判定値などを入力部４３から制御装置１５に入力することができる。入力部４３は、キーボードやダイヤルなどにより構成されている。教示操作盤４２は、ロボット１２およびスポット溶接ガン１４に関する情報を表示する表示部４４を含む。

【0032】

ロボット制御装置１６は、ロボット１２の制御およびスポット溶接ガン１４の制御に関する情報を記憶する記憶部５２を含む。後述する動作プログラムや当接判定値は、記憶部５２に記憶される。なお、溶接ガン制御装置１８が記憶部を有していても構わない。

【0033】

ロボット制御装置１６は、ロボット駆動モータ２９を制御するロボット動作制御部５３を含む。ロボット動作制御部５３は、動作プログラムに基づく動作指令をロボット駆動回路５４に送出する。ロボット駆動回路５４は、動作指令に基づく電流をロボット駆動モータ２９に供給する。

【0034】

ロボット１２は、ロボット１２の位置および姿勢を検出するためのロボット位置検出器５６を含む。本実施の形態のロボット位置検出器５６は、それぞれのロボット駆動モータ２９に取り付けられた回転角検出器により構成されている。ロボット制御装置１６は、ロボット位置検出器５６から出力される回転位置に関する信号を受信する。ロボット制御装置１６は、ロボット１２の位置および姿勢に基づいて、スポット溶接ガン１４の位置および姿勢を検出することができる。

【0035】

溶接ガン制御装置１８は、電極駆動モータ３４および電極に印加する電圧を制御する溶接ガン動作制御部６２を含む。溶接ガン動作制御部６２は、動作プログラムに基づく動作指令を電極駆動回路６３および電圧供給回路６４に送出する。電極駆動回路６３は、動作指令に基づく電流を電極駆動モータ３４に供給する。電圧供給回路６４は、動作指令に基づく電圧を可動電極３０および対向電極３２に供給する。

【0036】

スポット溶接ガン１４は、可動電極３０の位置を検出するための電極位置検出器６５を含む。本実施の形態の電極位置検出器６５は、電極駆動モータ３４に取り付けられた回転角検出器により構成されている。溶接ガン制御装置１８は、電極位置検出器６５の出力に基づいて可動電極３０の位置を検出することができる。

【0037】

本実施の形態におけるスポット溶接システム１０は、実際の溶接作業を行う前に、正確な位置にて溶接が行えるように、ワークＷの位置を検出する位置検出制御を実施する。ワークＷの位置を正確に検出して予め記憶部５２に記憶しておくことにより、ワークＷにおける正確な位置にて溶接を行うことができる。次に、本実施の形態における位置検出制御について説明する。本実施の形態における位置検出制御では、可動電極を駆動し、電極駆動モータの状態値が予め定められた範囲から逸脱したときの可動電極の位置に基づいてワークの位置を検出する。モータの状態値としては、電流、トルクおよび回転速度を例示することができる。

【0038】

図３に、本実施の形態におけるスポット溶接ガンとワークとの拡大概略図を示す。始めに、ロボット動作制御部５３は、ロボット１２を駆動する。ロボット１２は、ワークＷが可動電極３０と対向電極３２との間に配置されように、スポット溶接ガン１４を移動する。次に、溶接ガン動作制御部６２は、矢印９５に示すように、可動電極３０をワークＷに向けて移動する。

【0039】

図４に、本実施の形態におけるスポット溶接ガンとワークとの他の拡大概略図を示す。可動電極３０がワークＷに向かって移動すると、可動電極３０がワークＷに当接する。制御装置１５は、可動電極３０がワークＷに接触したことを検出する。図２を参照して、ロボット制御装置１６は、当接判定部５５を含む。当接判定部５５は、可動電極３０がワークＷに接触しているか否かを判定する。なお、当接判定部５５は、溶接ガン制御装置１８に含まれていても構わない。

【0040】

当接判定部５５は、電極駆動モータ３４の状態値に基づいて可動電極３０の当接を判定する。電極駆動モータ３４の状態値としては、電極駆動モータ３４の電流、トルクまたは回転数を例示することができる。電極駆動モータ３４の電流は、ロボット動作制御部５３にから発信される動作指令から検出することができる。電極駆動モータ３４のトルクは、電流から算出することができる。電極駆動モータ３４の回転数は、電極駆動モータ３４に取り付けられたエンコーダ等の回転角検出器にて検出することができる。始めに、電極駆動モータ３４の電流を用いて、可動電極３０がワークＷに当接したことを判別する制御について説明する。

【0041】

図５は、可動電極がワークに向かって移動したときの電流の変化を説明するグラフである。可動電極３０が移動することにより、時刻ｔｘにおいて可動電極３０がワークＷに当接している。本実施の形態においては、電極駆動モータ３４のフィードバック制御を実施している。すなわち、電極駆動モータ３４に取り付けられた回転角検出器の出力に基づいて、可動電極３０の位置を検出する。そして、可動電極３０の位置が溶接ガン動作制御部６２から出力される動作指令の位置との差分が大きい場合に、電極駆動モータ３４に供給する電流が増大される。このため、時刻ｔｘにおいて可動電極３０がワークＷに当接した後には、電流が上昇する。

【0042】

本実施の形態においては、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの区間ＴＢが予め定められている。区間ＴＢは、可動電極３０がワークＷに接触する可能性のない区間である。当接判定部５５は、区間ＴＢにおいて電極駆動モータ３４の電流を検出する。当接判定部５５は、区間ＴＢで検出した電流の平均値を基準電流ＩＢに設定する。そして、当接判定部５５は、時刻ｔ２以降において、予め定められた時間間隔ごとに電極駆動モータ３４の電流を検出する。当接判定部５５は、基準電流ＩＢと検出した電流Ｉとの差である電流の増加量ＩＤを算出する。当接判定部５５は、電流の増加量ＩＤが電流の当接判定値よりも大きくなったときに、可動電極３０がワークＷに接触したと判定する。図５に示す例では、時刻ｔ３において、検出された電流の増加量ＩＤが電流の当接判定値を超えている。当接判定部５５は、時刻ｔ３において、可動電極３０がワークＷに接触したと判定している。

【0043】

図６に、可動電極がワークに向かって移動したときの他の電流のグラフを示す。電極駆動モータ３４の電流を用いて当接の判定を行う場合には、電流の増加率（単位時間あたりの電流の増加量）に基づいて判定を行うことができる。当接判定部５５は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの区間ＴＢにおいて、基準電流ＩＢを検出する。当接判定部５５は、時刻ｔ２以降において、予め定められた時間間隔ごとに電流を検出する。そして検出した電流に基づいて、電流の増加率を算出する。

【0044】

例えば、当接判定部５５は、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの区間ＴＭにおいて、電流の増加率を算出する。この時に、電流の増加量は、基準電流ＩＢからの増加量を用いることができる。また、当接判定部５５は、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの区間ＴＭにおいて、電流の増加率を算出する。図６に示す例では、時刻ｔ６において、電流の増加率が電流の増加率の当接判定値を超えている。このときの電流の増加率は、角度ＩＡＤに対応する。当接判定部５５は、時刻ｔ６において可動電極３０がワークＷに当接したと判定している。

【0045】

電流の増加率の算出は、この形態に限られず、それぞれの区間ＴＭにおける電流の最大値、最小値および区間ＴＭの時間長さに基づいて、電流の増加率を算出しても構わない。

【0046】

ところで、電極駆動モータ３４の電流は、電極駆動モータ３４が出力するトルクに対応する。電極駆動モータ３４のトルクは、電極駆動モータ３４の電流に基づいて算出することができる。このために、電極駆動モータ３４の状態値として、電極駆動モータ３４のトルクを採用しても、電流の制御と同様の制御により可動電極３０の当接を検出することができる。

【0047】

図７に、可動電極がワークに向かって移動したときの電極駆動モータの回転速度のグラフを示す。可動電極３０のワークＷへの接触は、電極駆動モータ３４の回転速度に基づいて判定することができる。可動電極３０がワークＷに接触する時刻ｔｘまでは、回転速度がほぼ一定である。当接判定部５５は、この一定の回転速度を基準回転速度Ｖ０に設定する。可動電極３０がワークＷに接触した時刻ｔｘよりも後では、回転速度が徐々に低下する。

【0048】

当接判定部５５は、基準回転速度Ｖ０からの減少量ＶＤが回転速度の当接判定値を超えた場合に、可動電極３０がワークＷに当接したと判別することができる。図７に示す例では、時刻ｔ７において、減少量ＶＤが回転速度の当接判定値を超えている。当接判定部５５は、時刻ｔ７において、可動電極３０がワークＷに接触したと判別している。

【0049】

図８に、可動電極がワークに向かって移動したときの他の電極駆動モータの回転速度のグラフを示す。電極駆動モータの回転速度については、回転速度の低下率に基づいて可動電極３０の当接の判定を行うことができる。回転速度の低下率は、単位時間当たりの回転速度の低下量である。当接判定部５５は、予め定められた区間ＴＭごとに回転速度の低下率を算出する。例えば、時刻ｔ９から時刻ｔ１０において、回転速度の低下率は角度ＶＡＤに相当する。ここでは、当接判定部５５は、区間ＴＭにおける回転速度の低下量と区間ＴＭの時間長さとに基づいて回転速度の低下率を算出する。そして、当接判定部５５は、回転速度の低下率の大きさ（回転速度の低下率の絶対値）が、回転速度の低下率の当接判定値を超えた時に、可動電極３０がワークＷに接触したと判定することができる。

【0050】

このように、本実施の形態の制御装置１５は、電流、トルクまたは回転数のいずれかを含む電極駆動モータ３４の状態値に基づいて、可動電極３０がワーク５に接触したことを検出する。制御装置１５は、電極駆動モータ３４の状態値が予め定められた範囲から逸脱したときに、可動電極３０がワークＷに接触したと判定する。

【0051】

図２を参照して、当接判定部５５は、可動電極３０がワークＷに当接した信号を、溶接ガン制御装置１８に送出する。溶接ガン動作制御部６２は、電極駆動モータ３４を停止する指令を送出して可動電極３０が停止する。

【0052】

ロボット制御装置１６は、ワークＷの位置を算出する位置算出部５１を含む。位置算出部５１は、ロボット位置検出器５６の出力および電極位置検出器６５の出力に基づいて、可動電極３０がワークＷに接触したときの可動電極３０の位置を検出することができる。また、位置算出部５１は、対向電極３２とワークＷの下側の表面との接触点の位置（ワークＷの位置）を算出することができる。換言すると、位置算出部５１は、ワークＷの下側の表面の位置を検出することができる。ワークＷの厚さは、予め記憶部５２に記憶されている。位置算出部５１は、ワークＷの厚さに基づいて、ワークＷの下側の表面の位置を算出することができる。このために、位置算出部５１は、溶接を行うワークの正確な位置を算出することができる。

【0053】

制御装置１５は、実際の溶接の作業を行う時に、検出したワークＷの位置に基づいて、正確な位置にて溶接が行えるように、ロボット１２の位置および姿勢を制御する。このために、スポット溶接ガン１４は、正確な位置および姿勢に制御される。

【0054】

図２を参照して、本実施の形態の制御装置１５は、動作プログラムに基づいて、ロボット１２およびスポット溶接ガン１４を駆動する。動作プログラムは、作業者が教示操作盤４２の入力部４３を操作することにより入力される。ロボット制御装置１６の記憶部５２は、動作プログラムを記憶する。本実施の形態の位置検出制御は、動作プログラムに基づいて実施される。

【0055】

ところで、本実施の形態の動作プログラムには、溶接作業の指令情報である溶接指令に加えて、位置検出制御を実施するためのパラメータが設定されている。本発明においては、位置検出制御を実施するためのパラメータをワーク検出パラメータと称する。位置検出制御は、ワーク検出パラメータに基づいて実施される。ワーク検出パラメータとしては、可動電極の移動速度、電極駆動モータの状態値に関する当接判定値を例示することができる。本実施の形態の動作プログラムでは、複数の打点が設定されている。ワーク検出パラメータは、それぞれの打点について個別に設定されている。すなわち、一つの打点には、その打点にて位置検出制御を実施するためのワーク検出パラメータが定められている。

【0056】

図９に、本実施の形態における溶接作業の第１の動作プログラムの一部分を示す。図９では、動作プログラムのうち３つの打点における溶接を行う為の溶接指令が示されている。領域８１には、打点の位置番号が指定されている。例えば、記号Ｐ［１］は、第１の打点であり、記号Ｐ［３］は第３の打点であり、記号Ｐ［２］は、第２の打点である。それぞれの位置番号に対応する座標値の情報は、例えば、動作プログラムの他の部分に記載されている。作業者は、教示操作盤を操作することにより、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸等の各駆動軸における座標値を表示することができる。領域８２には、打点に到達するまでのロボット１２の移動速度とロボットの移動に関する指令が示されている。領域８３には、実際に溶接を行う時の溶接に関する指令が示されている。

【0057】

ここで、領域８４には、位置検出制御における可動電極３０の移動速度が記載されている。例えば、記号Ｐ［１］の打点の位置検出制御を実施する時には、可動電極３０の移動速度の変数ＴＳは２５である。記号Ｐ［２］の打点の位置検出制御を実施する時には、可動電極３０の移動速度の変数ＴＳは３５である。このように、打点ごとに可動電極の移動速度が設定されている。

【0058】

本実施の形態の制御装置には、ワークの位置を検出する位置検出制御を実施する位置検出モードと、実際に溶接作業を行う溶接作業モードとが定められている。作業者は、位置検出モードまたは溶接作業モードを選択する。そして、位置検出モードでは、制御装置１５は、領域８４の指令を読み込んで位置検出制御を実施する。これに対して、実際の溶接作業を行う溶接モードでは、制御装置１５は、領域８４の指令を読み込まないで溶接作業を行う制御を実施する。

【0059】

本実施の形態では、動作プログラムにおいて、それぞれの打点ごとに可動電極３０の移動速度が設定されている。このような可動電極３０の移動速度は、作業者が入力部４３に入力することができる。このために、溶接を行うときのワークＷの剛性が大きくなる打点では、可動電極３０の移動速度を大きく設定することができる。例えば、固定装置８１がワークＷを保持している位置と打点までの距離が短く、ワークＷの剛性が高くなる場合には、可動電極３０の移動速度を大きく設定することができる。また、硬い材質の部分を溶接する場合には、可動電極３０の移動速度を大きく設定することができる。この結果、位置検出制御の時間を短くすることができる。

【0060】

一方で、ワークＷの剛性が低くなる打点では、可動電極３０の移動速度を遅くすることができる。可動電極３０の移動速度が速いためにワークの位置の検出精度が悪化することを抑制することができる。

【0061】

このように、本実施の形態では、打点ごとに最適な条件でワークの位置を検出する位置検出制御を実施することができる。また、ワーク検出パラメータは、動作プログラムにおいて、複数の打点の溶接指令に関連づけられている。特に、ワーク検出パラメータは、それぞれの打点の溶接指令に含まれている。この構成を採用することにより、作業者は打点の位置を確認しながら容易にワーク検出パラメータを設定することができる。また、作業者は、動作プログラムを用いてワーク検出パラメータを確認および変更することができる。

【0062】

図１０に、本実施の形態における溶接作業の第２の動作プログラムの一部分を示す。図１１に、本実施の形態における溶接作業の第２の動作プログラムの他の一部分を示す。第２の動作プログラムでは、領域８５に可動電極３０の移動速度が設定されておらずに、可動電極の移動速度に関する指令が記載されている。領域８５に設定されている指令は、電極の移動速度に関する数字にて記載されている。なお、本実施の形態では、数字にて指定されているが、この形態に限られず、「Ａ」、「Ｂ」等の記号を用いても構わない。

【0063】

図１１を参照して、動作プログラムの異なる部分には、それぞれの打点のワーク検出パラメータを設定するための設定情報の対応表７５が設定されている。この設定情報には、ワーク検出パラメータが設定されている。対応表７５においては、領域８５にて指定される番号が領域８６に記載され、番号に対応する可動電極の移動速度が領域８７に設定されている。例えば、記号Ｐ［１］の打点では、領域８５において記号ＤＳが１に指定されており、対応表７５を参照すると、可動電極の移動速度は２５に設定される。

【0064】

本実施の形態の第２の動作プログラムでは、溶接指令には可動電極の移動速度に関する番号または記号が指定され、動作プログラムの他の部分に、記号または数字に対応するワーク検出パラメータが設定されている。この構成により、動作プログラムにおけるデータの管理が容易になる。また、作業者は、動作プログラムを読みやすくなる。

【0065】

なお、本実施の形態では、溶接作業の動作プログラムに位置検出制御のためのワーク検出パラメータが記載されているが、この形態に限られず、溶接作業の動作プログラムとは異なる位置検出制御のための動作プログラムを予め作成しても構わない。位置検出制御のための動作プログラムでは、それぞれの打点ごとにワーク検出パラメータを設定するように作成することができる。そして、位置検出制御を実施した後には、位置検出制御の結果を溶接作業の動作プログラムに反映することができる。

【0066】

図１２に、本実施の形態における第１の位置検出制御のフローチャートを示す。第１の位置検出制御では、打点ごとに可動電極の移動速度を設定することができる。なお、可動電極の移動速度は、電極駆動モータの回転速度に相当する。図１２に示す制御は、それぞれの打点ごとに行うことができる。図１、図２および図１２を参照して、記憶部５２には、予め定められ動作プログラムが記憶されている。動作プログラムには、図９から図１１に示すように、可動電極の移動速度の情報が含まれている。

【0067】

ステップ１１０において、ロボット１２は、可動電極３０と対向電極３２との間にワークを配置する。この時のワークの位置は、予め定められた位置であり、おおまかな位置で構わない。ワークが可動電極３０および対向電極３２に接触しない位置が選定される。

【0068】

ステップ１１１において、溶接ガン動作制御部６２は、動作プログラムから可動電極の移動速度を取得する。そして、ステップ１１２において、溶接ガン動作制御部６２は、電極駆動モータ３４を駆動して可動電極３０の移動を開始する。この時に、溶接ガン動作制御部６２は、動作プログラムから取得した移動速度にて可動電極３０を移動する。

【0069】

ステップ１１３において、当接判定部５５は、電極駆動モータ３４の状態値が当接判定値を超えているか否かを判別する。例えば、電極駆動モータ３４の電流を検出している場合には、電流の増加量が当接判定値を超えているか否かを判別する。ここでの当接判定値は、作業者により予め設定された複数の打点に共通の値を採用することができる。ステップ１１３において、電極駆動モータの状態値が当接判定値以下である場合には可動電極３０の移動を継続する。そして、電極駆動モータの状態値か当接判定値を超えた場合には、ステップ１１４に移行する。

【0070】

ステップ１１４において、溶接ガン動作制御部６２は、可動電極３０を停止する。ステップ１１５において、位置算出部５１は、ロボット位置検出器５６の出力に基づいて、ロボット１２の位置および姿勢を検出する。また、位置算出部５１は、電極位置検出器６５の出力に基づいて、可動電極３０の位置を検出する。

【0071】

次に、ステップ１１６において、位置算出部５１は、ロボット１２の位置および姿勢および可動電極３０の位置に基づいて、ワークＷの位置を算出する。このように、ワークＷの正確な位置を検出することができる。

【0072】

ワーク検出パラメータとしては、可動電極の移動速度に限られず、位置検出制御を実施するための任意のパラメータを採用することができる。次に、ワーク検出パラメータとして、当接判定値について説明する。

【0073】

図１３に、本実施の形態における溶接作業の第３の動作プログラムの一部分を示す。領域８３には、実際に溶接を行う時の溶接に関する溶接指令が記載されている。そして、動作プログラムの領域８８には、ワーク検出パラメータとしての当接判定値が示されている。当接判定値は、それぞれの打点ごとに記載されている。

【0074】

当接判定値は、判別を行う電極駆動モータの状態値に応じた値が設定されている。当接判定部５５が可動電極３０の当接を電極駆動モータ３４の電流で判断する場合には、領域８８には、電流の当接判定値が設定される。また、当接判定部５５が可動電極の接触を電極駆動モータ３４の回転速度で判断する場合には、領域８８に回転速度の判定値が設定される。図１３に示す例では、記号Ｐ［１］にて示される打点の当接判定値は３０に設定され、記号Ｐ［３］にて示される打点の当接判定値は２０に設定されている。

【0075】

図１４に、本実施の形態における溶接作業の第４の動作プログラムの一部分を示す。図１５に、本実施の形態における溶接作業の第４の動作プログラムの他の一部分を示す。ワーク検出パラメータとして当接判定値を採用する場合にも、動作プログラムは、それぞれの打点の溶接指令と、それぞれの打点のワーク検出パラメータを設定するための設定情報とを含むことができる。この設定情報は、対応表７６にて設定されている。

【0076】

図１４および図１５に示す例では、領域８９に当接判定値を示す数字が設定される。領域８６の番号は、領域８９において指定される番号に対応する。そして、図１５に示す対応表７６に基づいて当接判定値が指定される。領域９０には、それぞれの番号に対応する当接判定値が設定されている。例えば、記号Ｐ［１］の打点においては、変数ＤＴが１に設定されている。そして、対応表７６を参照して、記号Ｐ［１］の打点の当接判定値は、３０に設定される。

【0077】

図１６に、本実施の形態の第２の位置検出制御のフローチャートを示す。第２の位置検出制御では、打点ごとに当接判定値を設定することができる。

【0078】

ステップ１１０において、ロボット１２は、可動電極３０と対向電極３２との間にワークＷを配置する。ステップ１２１において、当接判定部５５は、打点ごとの溶接指令から当接判定値を取得する。ステップ１２２においては、予め定められた移動速度を用いて可動電極の移動を開始する。このときの可動電極３０の移動速度としては、複数の打点に共通の移動速度を用いることができる。

【0079】

そして、ステップ１１３においては、動作プログラムから取得した当接判定値に基づいて、電極駆動モータ３４の状態値の判定を行う。その後のステップ１１４以降の制御は、第１の位置検出制御と同様である（図１２参照）。

【0080】

電極駆動モータの電流またはトルクには、定常状態であっても揺らぎが生じる。電流またはトルクの揺らぎが小さい場合には、閾値を小さくして短時間で位置検出制御を実施することができる。一方で、電流やトルクの揺らぎが大きい場合には、当接判定値を小さくすると、実際には可動電極がワークに接触していないのに、電極駆動モータの状態値が予め定められた範囲を逸脱したと判断する虞がある。このために、電流やトルクの揺らぎが大きい場合には、当接判定値を大きくして、誤った判定を抑制することができる。本実施の形態では、打点ごとに当接判定値を設定できるために、打点ごとに最適な位置検出制御を実施することができる。

【0081】

上記の停止位置制御では、動作プログラムの一つの溶接指令に一つのワーク検出パラメータを記載しているが、この形態に限られず、一つの溶接指令には、複数のワーク検出パラメータを設定することができる。

【0082】

図１７に、本実施の形態における溶接作業の第５の動作プログラムの一部分を示す。第５の動作プログラムでは、領域９１には、ワーク検出パラメータとして、可動電極の移動速度を示す変数ＴＳおよび当接判定値を示す変数ＴＴの両方が記載されている。制御装置１５は、可動電極の移動速度および当接判定値を読み込んで、位置検出制御を実施することができる。

【0083】

図１８に、本実施の形態における溶接作業の第６の動作プログラムの一部分を示す。図１９に、本実施の形態における溶接作業の第６の動作プログラムの他の一部分を示す。ワーク検出パラメータとして可動電極の移動速度および当接判定値を採用する場合にも、動作プログラムは、それぞれの打点の溶接指令と、それぞれの打点のワーク検出パラメータを設定するための設定情報とを含むことができる。設定情報は、ワーク検出パラメータを含む対応表７７にて設定することができる。

【0084】

領域９２では、可動電極の移動速度および当接判定値に関する数字が設定されている。対応表７７の領域８６の番号は、領域９２にて指定される番号に対応する。領域８７には、可動電極３０の移動速度が設定されている。また、領域９０には、当接判定値が設定されている。このように、一つの溶接指令の中に可動電極の移動速度および当接判定値を一度に指定することができる。

【0085】

図２０に、動作プログラムか可動電極の移動速度および当接判定値の両方を取得する第３の位置検出制御のフローチャートを示す。ステップ１１０において、ロボット１２は、可動電極３０と対向電極３２との間にワークを配置する。

【0086】

ステップ１３１において、溶接ガン動作制御部６２は、動作プログラムの溶接作業の指令から可動電極３０の移動速度を取得する。当接判定部５５は、動作プログラムの溶接作業の指令から当接判定値を取得する。

【0087】

ステップ１３２において、溶接ガン動作制御部６２は、取得した可動電極の移動速度に基づいて可動電極３０の移動を開始する。可動電極３０の移動速度は、動作プログラムにより指定されている速度になる。

【0088】

ステップ１１３において、当接判定部５５は、電極駆動モータの状態値が動作プログラムから取得した当接判定値を超えているか否かを判別する。この後のステップ１１４からステップ１１６の制御は、第１の位置検出制御と同様である（図１２参照）。

【0089】

このように、本実施の形態におけるスポット溶接システムは、複数の打点のそれぞれについて、可動電極の移動速度および当接判定値等のワーク検出パラメータを設定することができる。すなわち、１つの打点には、その打点にて位置検出制御を実施するためのワーク検出パラメータが設定されている。このために、スポット溶接システムは、位置検出制御の時間を短くしたり、誤った判定を抑制したりすることができる。また、スポット溶接システムは、ワークの位置の検出精度の悪化を抑制することができる。ここで、それぞれの打点にワーク検出パラメータを設定する動作プログラムの記載方法について説明する。動作プログラムの記載方法は、打点ごとにワーク検出パラメータが設定される任意の記載方法を採用することができる。

【0090】

図２１は、本実施の形態の動作プログラムの第１の記載方法を説明する動作プログラムの一部分である。前述の動作プログラムにおいては、溶接指令にワーク検出パラメータが含まれていた。これに対して、図２１では、ワーク検出パラメータが溶接指令に含まれない場合を示している。領域８３には、実際に溶接を行う時の溶接に関する溶接指令が記載されている。そして、領域８３から外れた領域９３に、可動電極３０の移動速度の変数ＴＳが設定されている。このように、それぞれの打点についてワーク検出パラメータが設定されていても構わない。

【0091】

図２２は、本実施の形態の動作プログラムの第２の記載方法を説明する動作プログラムの一部分である。この動作プログラムでは、それぞれの打点に関する行の前にワーク検出パラメータを単独命令として記載している。図２２に示す例では、記号Ｐ［１］の打点の位置検出制御を実施する時には、可動電極の移動速度の変数ＴＳは２５である。記号Ｐ［３］の打点の位置検出制御を実施する時には、可動電極の移動速度の変数ＴＳは４５である。

【0092】

図２３は、本実施の形態の動作プログラムの第３の記載方法を説明する動作プログラムの一部分である。この動作プログラムでは、複数の打点に対して１つのワーク検出パラメータを記載している。この１つのワーク検出パラメータが、複数の打点のそれぞれについて設定される。記号Ｐ［１］の打点の位置検出制御を実施する時には、変数ＴＳは２５である。また、記号Ｐ［３］の打点の位置検出制御を実施する時には、変数ＴＳは２５である。そして、記号Ｐ［２］の打点の位置検出制御を実施する時には、変数ＴＳは３５である。このように、ワーク検出パラメータが同じである場合には、複数の打点に対してまとめてワーク検出パラメータを設定しても構わない。なお、図２１から図２３に示す記載方法では、ワーク検出パラメータは、溶接指令に含まれていないが、打点の溶接指定に関連付けられて設定されている。

【0093】

次に、図１を参照して、上記の実施の形態においては、スポット溶接ガン１４がロボット１２に保持されているが、この形態に限られず、ロボットはワークに対してスポット溶接ガンの相対位置を変更可能なように用いることができる。

【0094】

図２４に、本実施の形態における第２のスポット溶接システムの概略図を示す。第２のスポット溶接システム１１では、スポット溶接ガン１４が、固定装置としてのスタンド３５に固定されている。ロボット１２の手首部２８には、ハンド３８が取り付けられている。ハンド３８は、ワークＷを把持することができるように形成されている。本実施の形態のハンド３８は、ロボット動作制御部５３に制御されている。ロボット１２を駆動することにより、ワークＷの位置および姿勢が変化する。

【0095】

このように、ロボット１２にてスポット溶接ガン１４を移動する代わりにワークＷを移動させても構わない。第２のスポット溶接システム１１においては、始めにロボット１２を駆動することにより、可動電極３０と対向電極３２との間にワークＷを配置する。この後の制御は、前述の第１のスポット溶接システム１０の制御と同様である。

【0096】

（実施の形態２）
図２５から図２７を参照して、実施の形態２におけるスポット溶接システムについて説明する。本実施の形態のスポット溶接システムの構造は、実施の形態１における第１のスポット溶接システム（図１および図２参照）と同様である。

【0097】

本実施の形態の位置検出制御では、スポット溶接ガン１４の可動電極３０を駆動せずに、ロボット１２を駆動することにより対向電極３２をワーク５に接触させる。例えば、スポット溶接ガンが大型であると、可動電極がワークに接触する時にスポット溶接ガンが撓んで正確なワークの位置を検出できない場合がある。本実施の形態の位置検出制御は、このような場合に好適である。

【0098】

図２５に、本実施の形態におけるスポット溶接ガンおよびワークの拡大概略図を示す。ロボット１２を駆動することにより、可動電極３０と対向電極３２との間に、ワークＷを配置する。次に、矢印９６に示すように、ロボット１２を駆動することにより、スポット溶接ガン１４全体を移動する。この例では、ロボット１２は、上側に向かってスポット溶接ガン１４を移動する。

【0099】

図２６に、本実施の形態におけるスポット溶接ガンおよびワークの他の拡大概略図を示す。スポット溶接ガン１４を移動すると、対向電極３２がワークＷに当接する。制御装置１５は、対向電極３２がワークＷに接触したことを検出する。

【0100】

対向電極３２がワークＷに接触したことを判定する時には、実施の形態１の電極駆動モータの状態値の代わりにロボット駆動モータの状態値を検出する。当接判定部５５は、ロボット１２を駆動するロボット駆動モータ２９の電流、トルク、または回転速度に基づいて対向電極３２の当接を判定することができる。この時の電流、トルク、または回転速度による判定の制御は、実施の形態１と同様である。例えば、基準電流値からの電流の増加量や、電流の増加率に基づいて、対向電極３２がワークＷに接触したことを判定することができる。

【0101】

図２７に、本実施の形態の位置検出制御のフローチャートを示す。図２７に示す例では、動作プログラムの溶接指令に対向電極の移動速度が設定されている。すなわち、動作プログラムには、打点ごとに対向電極の移動速度が設定されている。

【0102】

ステップ１１０において、ロボット動作制御部５３は、可動電極３０と対向電極３２との間にワークＷが配置されるように、ロボット１２を駆動する。

【0103】

ステップ１４１において、ロボット動作制御部５３は、動作プログラムの溶接指令から対向電極３２の移動速度を取得する。

【0104】

ステップ１４３において、ロボット動作制御部５３は、対向電極３２の移動速度にてロボット１２の駆動を開始する。ロボット１２を駆動することにより、スポット溶接ガン１４の全体が移動する。対向電極３２がワークＷに向かって移動する。

【0105】

次に、ステップ１４４において、当接判定部５５は、ロボット駆動モータ２９の状態値が予め定められた当接判定値よりも大きいか否かを判別する。ステップ１４４において、ロボット駆動モータ２９の状態値が予め設定された当接判定値以下である場合には、ロボット１２の駆動を継続する。そして、ロボット駆動モータ２９の状態値が当接判定値よりも大きい場合には、ステップ１４５に移行する。

【0106】

ステップ１４５において、ロボット動作制御部５３は、ロボット１２の駆動を停止する。ステップ１４６において、位置算出部５１は、ロボット位置検出器５６の出力に基づいて、ロボットの位置および姿勢を検出する。ステップ１４７において、位置算出部５１は、ロボット１２の位置および姿勢に基づいて対向電極３２の位置を検出する。そして、位置算出部５１は、対向電極３２の位置に基づいてワークの１２を算出することができる。

【0107】

本実施の形態の上記の例では、位置検出制御にて打点ごとに設定するワーク検出パラメータとして対向電極の移動速度を例示している。ワーク検出パラメータは、この形態に限られず、実施の形態１と同様に当接判定値を用いることができる。または、ロボットの移動速度と当接判定値との両方を採用することができる。更に、ワーク検出パラメータとしては、対向電極の移動速度に限られず、ロボットの移動速度や可動電極の移動速度が用いられていても構わない。

【0108】

その他の構成、作用および効果については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。

【0109】

（実施の形態３）
図２８から図３２を参照して、実施の形態３におけるスポット溶接システムについて説明する。本実施の形態のスポット溶接システムは、動作プログラムに設定されているワーク検出パラメータを適切な値に更新する。

【0110】

図２８は、本実施の形態におけるスポット溶接システムのブロック図である。本実施の形態のロボット制御装置１６は、ワーク検出パラメータが大きいか否かを判定する演算部５７と、動作プログラムに設定されているワーク検出パラメータを更新する更新部５８とを含む。その他の構成は、実施の形態１における第１のスポット溶接システムと同様である（図１および図２参照）。はじめに、電極駆動モータの移動速度の更新について説明する。

【0111】

図２９に、ロボット制御装置の演算部のブロック図を示す。演算部５７は、可動電極３０がワーク５の表面に当接した時の電極駆動モータ３４の状態値に基づいて可動電極の移動速度を判定する電極移動速度判定部５７ａを有する。電極移動速度判定部５７ａは、打点ごとにワークＷの剛性の大きさに応じて可動電極３０の移動速度を判定する。

【0112】

図３０に、更新部のブロック図を示す。更新部５８は、動作プログラムに設定されている可動電極３０の移動速度を更新する電極移動速度更新部５８ａを有する。

【0113】

図３１に、可動電極の移動速度を更新する制御のフローチャートを示す。ステップ１５１において、電極移動速度判定部５７ａは、それぞれの打点ごとにワークＷの剛性を推定する。例えば、ワークＷを固定する位置と打点の位置とが近い場合には、ワーク５の剛性が大きくなる。この工程では、電極移動速度判定部５７ａは、ワークの剛性として、ワークの剛性に対応する変数を算出することができる。本実施の形態の電極移動速度判定部５７ａは、電極駆動モータ３４を駆動する場合の電流の増加率（図６参照）を剛性として算出する。ワークＷの剛性が大きい場合には、電極駆動モータ３４の電流の増加率は大きくなる。

【0114】

次に、ステップ１５２において、電極移動速度判定部５７ａは、ワークＷの剛性が予め定められた低剛性判定値未満であるか否かを判別する。この工程では、剛性が非常に小さいか否かが判別される。本実施の形態では、電流の増加率が、電流の増加率に関する低剛性判定値よりも低いか否かを判別する。低剛性判定値は、予め定めておくことができる。ステップ１５２において、ワークＷの剛性が低剛性判定値よりも小さい場合には、ステップ１５３に移行する。

【0115】

ステップ１５３において、更新部５８の電極移動速度更新部５８ａは、動作プログラムに設定されている可動電極の移動速度を小さくする制御を行う。例えば、図９を参照して、電極移動速度更新部５８ａは、領域８４に記載されている可動電極の移動速度を予め定められた低い値に設定することができる。または、電極移動速度更新部５８ａは、領域８４に記載されている可動電極の移動速度から予め定められた値を減算する制御を行っても構わない。ステップ１５２において、ワークＷの剛性が低剛性判定値以上の場合には、ステップ１５４に移行する。

【0116】

ステップ１５４においては、演算部５７にて演算されたワークの剛性が高剛性判定値よりも大きいか否かを判別する。ここでは、剛性が非常に大きいか否かを判別する。高剛性判定値は、予め定めておくことができる。本実施の形態では、電流の増加率が、電流の増加率に関する高剛性判定値よりも大きいか否かを判別する。ステップ１５４において、ワークＷの剛性が高剛性判定値よりも大きくなる場合には、ステップ１５５に移行する。

【0117】

ステップ１５５において、電極移動速度更新部５８ａは、動作プログラムに設定された可動電極３０の移動速度を大きくする制御を行う。例えば、電極移動速度更新部５８ａは、図９の領域８４に設定されている可動電極の移動速度を予め定められた高い移動速度に変更する制御を実施することができる。または、電極移動速度更新部５８ａは、領域８４に設定されている可動電極の移動速度に予め定められた値を加算する制御を行うことができる。

【0118】

ステップ１５４において、ワークの剛性が高剛性判定値以下である場合には、ワークの剛性は、大きすぎることがなく、更に小さすぎることもないと判定することができる。この場合には、可動電極の移動速度を更新する制御を終了する。

【0119】

このように、本実施の形態においては、ワークＷの剛性に基づいて可動電極の移動速度を更新することができる。このため、自動的に最適な可動電極の移動速度に変更することができる。また、本実施の形態におけるワーク検出パラメータの更新も打点ごとに行うために、打点ごとに最適なワーク検出パラメータに更新することができる。

【0120】

なお、ワークの剛性に対応する変数としては、電極駆動モータの電流の増加率に限られず、ワークの剛性に対応する任意の変数を用いることができる。例えば、電極駆動モータの回転速度の低下率を採用することができる。

【0121】

次に、動作プログラムに記載されている当接判定値を更新する制御について説明する。図２９を参照して、本実施の形態の演算部５７は、可動電極３０がワークＷの表面に当接した時の電極駆動モータ３４の状態値に基づいて当接判定値を判定する当接判定値判定部５７ｂを含む。図３０を参照して、更新部５８は、動作プログラムに含まれる当接判定値を更新する当接判定値更新部５８ｂを含む。

【0122】

図３２に、本実施の形態における当接判定値の更新の制御のフローチャートを示す。ステップ１６１において、当接判定値判定部５７ｂは、電流の揺らぎの大きさを算出する。電流の揺らぎは、電流の変動幅に相当する。図５を参照して、電流の揺らぎの大きさは、例えば、時刻ｔ１から時刻ｔ２における区間ＴＢにおける最大値からから最小値を減算することにより算出することができる。

【0123】

図３２を参照して、次に、ステップ１６２において、当接判定値判定部５７ｂは、電流の揺らぎの大きさが予め定められた低揺らぎ判定値よりも小さいか否かを判別する。低揺らぎ判定値は、予め定めておくことができる。ステップ１６２において、揺らぎの大きさが低揺らぎ判定値よりも小さい場合には、ステップ１６３に移行する。この場合には、揺らぎが非常に小さいと判別することができる。

【0124】

ステップ１６３において、当接判定値更新部５８ｂは、動作プログラムに設定されている当接判定値を小さくする制御を実施する。すなわち、当接判定値更新部５８ｂは、判定を行う許容範囲を狭くする制御を実施する。当接判定値が電極駆動モータの電流の増加量で設定されている場合には、設定されている電流の増加量の判定値を小さくする制御を実施する。例えば、当接判定値更新部５８ｂは、予め定められた値まで当接判定値を小さくする制御を実施する。または、当接判定値更新部５８ｂは、動作プログラムに設定されている現在の当接判定値から予め定められた値を減算した当接判定値に更新する制御を行うことができる。ステップ１６２において、揺らぎの大きさが、低揺らぎ判定値以上である場合には、ステップ１６４に移行する。

【0125】

ステップ１６４において、当接判定値判定部５７ｂは、揺らぎの大きさが予め定められた高揺らぎ判定値よりも大きいか否かを判別する。高揺らぎ判定値は、予め定めておくことができる。ステップ１６４において、揺らぎの大きさが高揺らぎ判定値よりも大きい場合には、ステップ１６５に移行する。

【0126】

ステップ１６５においては、当接判定値更新部５８ｂは、動作プログラムに設定されている当接判定値を大きくする制御を実施する。すなわち、当接判定値更新部５８ｂは、判定を行う許容範囲を大きくする制御を実施する。例えば、当接判定値更新部５８ｂは、当接判定値を予め定められた値まで大きくする制御を行う。または、当接判定値更新部５８ｂは、動作プログラムに設定されている現在の当接判定値から予め定められた値を加算した当接判定値に更新する制御を行うことができる。

【0127】

ステップ１６４において、揺らぎの大きさが高揺らぎ判定値以下である場合には、揺らぎの大きさは、大きすぎることがなく、更に小さすぎることもないと判定することができる。この場合には、当接判定値を更新する制御を終了する。

【0128】

本実施の形態の可動電極の移動速度および当接判定値を更新する制御は、同時に行うことができる。また、実施の形態２に記載のように、可動電極の代わりにロボットを駆動する場合には、電極駆動モータの状態値および当接判定値の代わりにロボット駆動モータの状態値および当接判定値を用いることができる。

【0129】

その他の構成、作用および効果については、実施の形態１および２と同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。

【0130】

上述のそれぞれの制御においては、機能および作用が変更されない範囲において適宜ステップの順序を変更することができる。また、上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。

【0131】

上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。

【符号の説明】

【0132】

１０，１１ スポット溶接システム
１２ ロボット
１４ スポット溶接ガン
１５ 制御装置
１６ ロボット制御装置
１８ 溶接ガン制御装置
２９ ロボット駆動モータ
３０ 可動電極
３２ 対向電極
３４ 電極駆動モータ
３８ ハンド
４２ 教示操作盤
５１ 位置算出部
５３ ロボット動作制御部
５５ 当接判定部
５６ ロボット位置検出器
５７ 演算部
５８ 更新部
６２ 溶接ガン動作制御部
６５ 電極位置検出器
７５ 表

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】