特開 2023-27902 融接装置および融接装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023027902

(43)【公開日】2023-03-03

(54)【発明の名称】融接装置および融接装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20230224BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021133258

(22)【出願日】2021-08-18

(71)【出願人】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】田名網 克周

(72)【発明者】

【氏名】林 美由希

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS11

3C707BS10

3C707DS01

3C707KS17

3C707KS20

3C707KS33

3C707KS34

3C707KV06

3C707KX07

3C707LU06

(57)【要約】

【課題】力覚センサを用いてワークに対する融接ハンドの位置および角度を制御する。
【解決手段】ロボットアーム（２０）と、ロボットアーム（２０）に取り付けられ、ワーク（Ｗ）から離間した状態でワーク（Ｗ）を溶融し、接合する融接ヘッド（３２）を有する融接ハンド（３０）と、融接ハンド（３０）に設けられ、ワーク（Ｗ）と当接する支持体（４０）と、支持体（４０）を介してワークから受ける力およびモーメントを検出するための力覚センサ（３５）と、力覚センサ（３５）の出力信号から算出されたパラメータに基づいて、ロボットアーム（２０）の動作を制御する制御部と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットアームと、
前記ロボットアームに取り付けられ、ワークから離間した状態で当該ワークを溶融し、接合する融接ヘッドを有する融接ハンドと、
前記融接ハンドに設けられ、前記ワークと当接する支持体と、
前記支持体を介してワークから受ける力およびモーメントを検出するための力覚センサと、
前記力覚センサの出力信号から算出されたパラメータに基づいて、前記ロボットアームの動作を制御する制御部と、
を備えていることを特徴とする融接装置。

【請求項2】

前記パラメータは、前記支持体を介して前記ワークから受ける垂直抗力を含み、
前記制御部は、前記垂直抗力の大きさが一定となるように、前記ロボットアームの動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の融接装置。

【請求項3】

前記パラメータは、前記支持体を介して前記ワークから受けるモーメントであって、前記融接ハンドの進行方向に対して直交する軸を回転軸とする第１回転モーメントを含み、
前記制御部は、前記第１回転モーメントが予め定められた範囲に入るように、前記ロボットアームの動作を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の融接装置。

【請求項4】

前記力覚センサは、前記支持体に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の融接装置。

【請求項5】

前記支持体は、それぞれが前記ワークと当接し、間に前記ワークの接合部が位置する第１柱体および第２柱体を有し、
前記力覚センサは、前記第１柱体および前記第２柱体のそれぞれに配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の融接装置。

【請求項6】

前記支持体は、前記ワークと当接するローラを有していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の融接装置。

【請求項7】

前記力覚センサは、前記ロボットアームと前記融接ハンドとの間に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の融接装置。

【請求項8】

ロボットアームと、前記ロボットアームに取り付けられ、ワークから離間した状態で当該ワークを溶融し、接合する融接ヘッドを有する融接ハンドと、前記融接ハンドに設けられ、前記ワークと当接する支持体と、前記支持体を介してワークから受ける力およびモーメントを検出するための力覚センサと、を備えた融接装置の制御方法であって、
前記力覚センサの出力信号から算出されたパラメータに基づいて、前記ロボットアームの動作を制御する、
ことを特徴とする融接装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、力覚センサを備えた融接装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロボットを使用する溶接装置がある。例えば、特許文献１には、溶接ロボットと、溶接ロボットのアームに取り付けられた溶接ハンドとを備える溶接装置が開示されている。当該溶接装置は力覚センサを備えている。力覚センサは、溶接ロボットのアームの先端と、溶接ハンドとの間に配置されている。溶接ハンドに設けられる複数の電極チップがワークを両側から把持することにより、力覚センサが溶接ハンドに対するワークの撓みを検出する。力覚センサからの検出信号の入力値が設定範囲内となるように制御部がロボットアームを制御することにより、ワークに対する溶接ハンドの位置が制御される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－２１９５７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、溶接方法は、融接、圧接、およびろう接に分類される。ここで、融接は、ワークを溶融して接合する溶接方法のことを指す。融接は、融接ハンドがワークから離間した状態で実施される。このため、力覚センサを用いてワークから融接ハンドに作用する力を検出することができず、その結果、力覚センサを用いてワークに対する融接ハンドの位置の制御をすることができない。そのため、特許文献１のように力覚センサを用いて、ワークに対する融接ハンドの位置および角度を制御することができない。

【0005】

本発明の一態様は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、力覚センサを用いてワークに対する融接ハンドの位置および角度を制御する融接装置および融接装置の制御方法を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る融接装置は、ロボットアームと、前記ロボットアームに取り付けられ、ワークから離間した状態で当該ワークを溶融し、接合する融接ヘッドを有する融接ハンドと、前記融接ハンドに設けられ、前記ワークと当接する支持体と、前記支持体を介してワークから受ける力およびモーメントを検出するための力覚センサと、前記力覚センサの出力信号から算出されたパラメータに基づいて、前記ロボットアームの動作を制御する制御部と、を備えている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、ワークに対する融接ハンドの位置を正確に制御する融接装置および融接装置の制御方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態１に係る融接装置の全体構造を示す図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る融接装置の要部を示す図である。

【図3】図２に示す融接ハンドをＸ１方向から見た図である。

【図4】図１に示す融接装置に配置される力覚センサを示す図である。

【図5】支持体に作用する力およびモーメントについて説明する図である。

【図6】本発明の実施形態１に係る融接装置のハードウェア構成を示す図である。

【図7】本発明の実施形態１に係る融接装置の制御方法を示すフローチャートである。

【図8】本発明の実施形態１に係る融接装置の維持工程を示すフローチャートである。

【図9】本発明の実施形態１に係る支持体の第１変形例を示す図である。

【図10】本発明の実施形態２に係る融接装置の要部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下の実施形態では、融接を行う融接装置の一例として、アーク溶接を行う場合について説明する。ここで、本願において融接とは、ワークから離間した状態でワークの接合部に向けてエネルギーを放出し、ワークの接合部を加熱または溶融させることによりワークを接合する溶接方法のことをいう。例えば、ガス溶接、アーク溶接、エレクトロスラグ溶接、電子ビーム溶接、レーザビーム溶接等が該当する。本願において、融接ヘッドから放出されてワークに伝達するもの（電気、光、熱）を総称して「エネルギー」と表現する。

【0010】

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、図１～５を用いて詳細に説明する。図１は、実施形態１に係る融接装置１の全体構造を示す図である。図２は実施形態１に係る融接装置１の要部を示す図である。図３は、図２に示す融接ハンド３０をＸ１方向から見た図である。図４は、図１に示す融接装置１に配置される力覚センサ３５を示す図である。図５は、支持体４０に作用する力およびモーメントについて説明する図である。融接装置１の各構成および位置関係などを説明するにあたって、説明の便宜上、図１などに示すようなＸ（Ｘ１－Ｘ２）方向、Ｙ（Ｙ１－Ｙ２）方向、Ｚ（Ｚ１－Ｚ２）方向という三方向の座標軸で規定する。

【0011】

図１に示すように、融接装置１は、融接稼動部５と、融接ロボット２と、制御装置５０とを備える。

【0012】

融接稼動部５は、融接ハンド３０に接続されている。融接稼動部５は、融接ヘッド３２からエネルギーを放出するための機構である。融接稼動部５は、後述する制御装置５０により制御され、融接ハンド３０に電力を供給する。融接稼動部５は、融接ヘッド３２およびワークＷに電圧を印加する融接電源部を有している。融接稼動部５は、ワイヤなどの溶融材供給部を有していてもよいし、シールドガスまたは活性ガスを供給するガス供給部を有していてもよい。

【0013】

融接を行う対象となるワークＷは、金属である。また、ワークＷの継手は、ワークＷ同士を突き合せた突合せ継手による例を示している。しかし、ワークの継手はこれに限られるものではなく、Ｔ継手、角継手等であってもよい。また、融接対象となるワークには、継手上に溝を形成したいわゆる開先を形成したワークであっても良い。

【0014】

制御装置５０は、融接装置１を制御する。

【0015】

融接ロボット２は、基台１０と、ロボットアーム２０と、融接ハンド３０と、支持体４０と、を備える。基台１０は、床面に固定されている。

【0016】

ロボットアーム２０は、基台１０に設けられている。ロボットアーム２０の基端が基台１０に取り付けられる。ロボットアーム２０は、基台１０に対して回動可能に設けられている。ロボットアーム２０は、複数のリンクを有している。ロボットアーム２０のリンクは、隣接するリンクと接続する関節部において、回動可能に取り付けられている。ロボットアーム２０の先端には、融接ハンド３０が取り付けられている。

【0017】

融接ハンド３０は、ワークＷを融接するためのハンドである。融接ハンド３０には取付部材３３が設けられている。融接ハンド３０は、取付部材３３を介してロボットアーム２０と接続する。

【0018】

融接ハンド３０は、ハンド本体３１と、融接ヘッド３２とを有する。ハンド本体３１の先端側に、融接ヘッド３２が設けられている。融接ヘッド３２は、ワークＷから離間した状態でワークＷの接合部Ａに向けてエネルギーを放出する部分である。本実施形態において、融接ヘッド３２は、電気エネルギーであるアークを発生させるための電極である。

【0019】

融接ハンド３０には、支持体４０が設けられている。支持体４０は、ワークＷと当接する部材である。支持体４０は、融接ハンド３０に対して所定の角度となるように固定されている。より詳細には、図示していない取付具により、支持体４０がハンド本体３１に取り付けられる。これにより、支持体４０は融接ハンド３０に対して固定される。

【0020】

図２および図３に示すように、支持体４０は、第１柱体４２と、第２柱体４３と、接続部４１とを有する。

【0021】

第１柱体４２および第２柱体４３は、融接ハンド３０側からワークＷ側（Ｚ２方向）に向かって伸びる部材である。第１柱体４２は、ハンド側第１柱体４２１と、ワーク側第１柱体４２２とを有する。ハンド側第１柱体４２１と、ワーク側第１柱体４２２との間に、後述する力覚センサ３５が配置されている。第２柱体４３は、ハンド側第２柱体４３１と、ワーク側第２柱体４３２とを有する。ハンド側第２柱体４３１と、ワーク側第２柱体４３２との間に、力覚センサ３５が配置されている。なお、力覚センサ３５は、接続部４１と第１柱体４２の融接ハンド３０側の端部との間、および接続部４１と第２柱体４３の融接ハンド３０側の端部との間に配置してもよい。

【0022】

第１柱体４２および第２柱体４３には、ワークＷと当接するローラ４４が設けられている。第１柱体４２および第２柱体４３にローラ４４を設けることで、支持体４０はワークＷ上をスムーズに走行することができる。また、ローラ４４は、電気的に絶縁する絶縁部材により形成されている。ローラ４４が絶縁部材により形成されているため、ワークＷとローラ４４との間で短絡することを防ぐことができる。なお、ローラ４４は、第１柱体４２および第２柱体４３のいずれか一方に設けられているものであっても良い。

【0023】

接続部４１は、第１柱体４２および第２柱体４３の融接ハンド３０側の端部同士を接続する。より詳細には、接続部４１は、ハンド側第１柱体４２１の融接ハンド３０側の端部と、ハンド側第２柱体４３１の融接ハンド３０側の端部とを接続する。接続部４１は、取付具によりハンド本体３１に取り付けられる部材である。

【0024】

支持体４０は、ロボットアーム２０の動作によって融接ハンド３０が移動すると、支持体４０も共にワークＷ上を走行する。支持体４０は、融接された箇所Ｙを走行しないように設けられている。より詳細には、支持体４０は、融接ハンド３０の進行方向（Ｘ２方向）において、融接ハンド３０よりも前方を走行するように設けられている。また、支持体４０は、第１柱体４２と第２柱体４３との間に、ワークＷの接合部Ａが位置するように走行する。換言すれば、第１柱体４２は突き合わされた一方のワークＷ上を走行し、第２柱体４３は突き合わされた他方のワークＷ上を走行する。これにより、支持体４０は安定した状態でワーク上を移動することができる。なお、支持体４０は一方のワークＷ上を走行するものであってもよい。例えば、融接するワークＷがＴ継手または角継手等である場合、支持体４０は、ワークＷの接合部Ａに対して間隔を空けて、かつ接合部Ａに沿って一方のワークＷ上を走行するように融接ハンドに設けてもよい。

【0025】

図４は、図１に示す融接装置１に配置される力覚センサ３５を示す図である。力覚センサ３５は、上述したように、支持体４０に配置されている。これにより、力覚センサ３５がワークＷから支持体４０に直接作用する力およびモーメントを検出することができるため、容易にロボットアーム２０の動作プログラムを作成することができる。図４に示すように、力覚センサ３５は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の荷重（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）を検出すると共に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のモーメント（Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚ）を同時に検出することができる６軸力覚センサである。力覚センサ３５は、第１面３６ａを有する第１部材３６と、第２面３７ａを有する第２部材３７と、第１部材３６及び第２部材３７の間に配置された起歪体（図示しない）とを有する歪ゲージ式のセンサである。なお、力覚センサ３５は歪ゲージ式のセンサに限らず、圧電式、光学式等の力覚センサを用いてもよい。

【0026】

力覚センサ３５は、支持体４０を介してワークＷから受ける力およびモーメントを検出するためのセンサである。より詳細には、第１柱体に配置される力覚センサ３５は、第１柱体４２に作用する力およびモーメントを検出する。第２柱体に配置される力覚センサ３５は、第２柱体４３に作用する力およびモーメントを検出する。第１柱体４２に配置される力覚センサ３５は、第１部材３６の第１面３６ａが融接ハンド３０側となるように配置されている。第２柱体４３に配置される力覚センサ３５は、第２部材３７の第２面３７ａがワークＷ側となるように配置される。

【0027】

図５を用いて、支持体４０に作用する力およびモーメントについて説明する。融接ハンドはＸ２方向に進行するものとして説明する。図５に示すように、制御装置５０は支持体４０がワークＷに当接するようにロボットアーム２０の動作を制御する。

【0028】

支持体４０がワークＷに当接すると、ワークＷから支持体４０に力およびモーメントが作用する。力覚センサ３５は、支持体４０に作用する垂直抗力であるＺ方向の力ＦＺを検出する。力覚センサ３５が検出したＦＺの値に基づいて、制御装置５０は融接ハンド３０をワークＷに近づける方向またはワークＷから遠ざける方向にロボットアーム２０の動作を制御する。これにより、ワークＷに対する融接ハンド３０の位置が所定の位置に維持される。支持体４０に作用する垂直抗力Ｆｚを一定に維持することにより、ワークＷに凹凸や曲面があったとしても、ワークＷに対する融接ヘッド３２の位置を一定にすることができる。

【0029】

融接ハンド３０が進行方向（Ｘ２方向）において傾斜する傾斜面部分に差し掛かると、第１回転モーメントＭＹが支持体４０に作用する。第１回転モーメントＭＹは、ワークＷの支持体４０と当接する面に対して水平であり、融接ハンド３０の進行方向に対して直交する軸を回転軸とするモーメントである。換言すれば、第１回転モーメントＭＹは支持体４０の進行方向に対して直交する軸を回転軸とするモーメントである。制御装置５０は、力覚センサ３５により検出される第１回転モーメントＭＹが予め定められた範囲内となるようにロボットアーム２０のワークに対する傾きを制御する。これにより、ワークＷに対する融接ヘッド３２の角度が所定の条件となるように維持される。

【0030】

また、図示していないが、力覚センサ３５は、融接ハンド３０が進行方向（Ｘ２方向）と交差する方向（Ｙ１‐Ｙ２）において傾斜する傾斜面部分に差し掛かると、第２回転モーメントＭＸが支持体４０に作用する。第２回転モーメントＭＸは、ワークＷの支持体４０と当接する面に対して水平であり、融接ハンド３０の進行方向を回転軸とするモーメントである。換言すれば、第２回転モーメントＭＸは支持体４０の進行方向を回転軸とするモーメントである。制御装置５０は、力覚センサ３５により検出される第２回転モーメントＭＸが予め定められた範囲内となるようにロボットアーム２０のワークに対する傾きを制御する。これにより、ワークＷに対する融接ヘッド３２の角度が所定の条件となるように維持される。

【0031】

図６は、融接装置１のハードウェア構成を示した図である。図６に示すように、制御装置５０は、プロセッサ５１、メモリ５２、および入出力ＩＦ５３を含む。制御装置５０は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、またはＰＬＣ（programmable logic controller）等により実現される。プロセッサ５１、メモリ５２、および入出力ＩＦ５３は、バスを介して互いに電気的に接続されている。

【0032】

プロセッサ５１は、メモリ５２に格納された種々のプログラムを実行することで、種々の制御および種々の演算を行う。プロセッサ５１としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、又は、これらの組み合わせを用いることができる。プロセッサ５１は、例えば、ロボットアーム２０の動作を制御する。

【0033】

メモリ５２は、プロセッサ５１により実行される種々のプログラムを格納している。融接に関するプログラムは、メモリ５２に格納されている。融接に関するプログラムとは、融接装置１全体の動作および制御ルーチンを記述したプログラムである。メモリ５２としては、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ(Random Access Memory)等を用いることができる。

【0034】

入出力ＩＦ５３は、ロボットアーム２０、力覚センサ３５、および融接稼動部５と通信を行うインタフェースである。入出力ＩＦ５３として、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＡＴＡ（Advanced Technology Attachment）、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）、シリアル通信等を用いることができる。

【0035】

＜融接装置の制御方法＞
融接装置１の制御方法について、図６を用いて説明する。図６は、実施形態１に係る融接装置１の制御方法を示すフローチャートである。

【0036】

ステップＳ１において、プロセッサ５１によって融接に関するプログラムが実行されると、制御装置５０はロボットアーム２０の動作を制御する。制御装置５０の制御に従って、ロボットアーム２０のワークＷに対する位置および角度が所定の条件を満たすようにロボットアーム２０の動作が調整される。これにより、融接ヘッド３２のワークＷに対する位置および角度が所定の条件を満たす位置および角度となる。ワークＷに対する融接ヘッド３２の位置および角度は、維持工程において、所定の条件を維持するように調整される。この維持工程については、後で詳述する。さらに、制御装置５０の制御に従って、融接ハンド３０がワークＷの接合部Ａに沿って移動するようにロボットアーム２０の動作が制御される。

【0037】

ステップＳ２において、融接稼動部５は、制御装置５０の制御に従って、融接ヘッド３２の電極およびワークＷに対して電圧を印加する。電圧が印加されることにより融接ヘッド３２からアークが発生し、ワークＷの接合部Ａが融接される。

【0038】

ステップＳ１およびステップＳ２と並行して、ステップＳ３およびステップＳ４が繰り返して行われている。

【0039】

ステップＳ３において、力覚センサ３５は、支持体４０を介してワークＷから受ける力およびモーメントを検出する。より詳細には、力覚センサ３５は、支持体４０に作用する力およびモーメントを検出する。力覚センサ３５が検出した力およびモーメントの値は、入出力ＩＦ５３を介して制御装置５０に入力される。

【0040】

ステップＳ４において、制御装置５０は、ステップ３において検出された力およびモーメントに基づいて、融接ヘッド３２のワークＷに対する位置および角度が所定の条件となるようにロボットアーム２０の動作を補正する制御する。これにより、融接ヘッド３２のワークＷに対する位置および角度が所定の条件となるように維持される。

【0041】

図８に示すように、制御装置５０は、支持体４０に作用する垂直抗力ＦＺの値が所定の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ５）。垂直抗力ＦＺの値が所定の範囲内である場合（Ｓ５でＹＥＳ）、ステップＳ７に進む。垂直抗力ＦＺの値が所定の範囲内でない場合（Ｓ５でＮＯ）、制御装置５０は、検出される垂直抗力ＦＺの値が所定の範囲内となるようにロボットアーム２０の動作を補正する（Ｓ６）。ステップＳ６によりロボットアーム２０の動作を補正した後、ステップＳ７に進む。

【0042】

次に、制御装置５０は、支持体４０に作用する第１回転モーメントＭＹの値が所定の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ７）。第１回転モーメントＭＹの値が所定の範囲内である場合（Ｓ７でＹＥＳ）、ステップＳ９に進む。第１回転モーメントＭＹの値が所定の範囲内でない場合（Ｓ７でＮＯ）、制御装置５０は、検出される第１回転モーメントＭＹの値が所定の範囲内となるようにロボットアーム２０の動作を補正する（Ｓ８）。ステップＳ８によりロボットアーム２０の動作を補正した後、ステップＳ９に進む。

【0043】

次に、制御装置５０は、支持体４０に作用する第２回転モーメントＭＸの値が所定の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ９）。第２回転モーメントＭＸの値が所定の範囲内である場合（Ｓ９でＹＥＳ）、維持工程Ｓ４は終了する。第２回転モーメントＭＸの値が所定の範囲内でない場合（Ｓ９でＮＯ）、制御装置５０は、検出される第２回転モーメントＭＸの値が所定の範囲内となるようにロボットアーム２０の動作を補正する（Ｓ１０）。ステップＳ１０によりロボットアーム２０の動作を補正した後、維持工程Ｓ４は終了する。

【0044】

＜第１変形例＞
実施形態１の支持体４０の第１変形例について、図９を用いて説明する。図９は、実施形態１に係る支持体４０ａの第１変形例を示す図である。第１変形例においては、取付部４５に力覚センサ３５が設けられている。

【0045】

図９に示すように、本変形例における支持体４０ａは、第１柱体４２ａと、第２柱体４３ａと、接続部４１に加え、更に取付部４５を有する。取付部４５は、接続部４１に設けられている。取付部４５は、融接ハンド３０の取付具に取り付けられる部材である。取付部４５は、ハンド側取付部４５１と、ワーク側取付部４５２とを有する。力覚センサ３５は、ハンド側取付部４５１とワーク側取付部４５２との間に配置される。なお、力覚センサ３５はハンド本体３１と取付部４５のハンド側の端部との間に設けられてもよい。本変形例における力覚センサ３５は、接続部４１に作用する力およびモーメントを検出する。

【0046】

上述したステップＳ３において、力覚センサ３５は、接続部４１に作用する垂直抗力ＦＺ、第１回転モーメントＭＹおよび第２回転モーメントＭＸを検出する。次に、制御装置５０は、上述したステップＳ４において、垂直抗力ＦＺ、第１回転モーメントＭＹおよび第２回転モーメントＭＸが所定の範囲内であるかを判定する。垂直抗力ＦＺ、第１回転モーメントＭＹおよび第２回転モーメントＭＸのうち少なくともいずれかの値が所定の範囲内でない場合、制御装置５０は垂直抗力ＦＺ、第１回転モーメントＭＹおよび第２回転モーメントＭＸが所定の範囲内となるようにロボットアーム２０の動作を補正する。

【0047】

これにより、第１柱体４２ａおよび第２柱体４３ａがワークＷに常に当接した状態を保つことができ、支持体４０ａを介してワークＷから受ける力およびモーメントをより正確に検出することができる。その結果、ワークＷに対する融接ヘッド３２の位置および角度が所定の条件となるように維持される。

【0048】

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図１０を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0049】

図１０は、実施形態２に係る融接装置の要部を示す図である。実施形態２に係る融接装置は、実施形態１に係る融接装置１と比べて、力覚センサ３５がロボットアーム２０の先端と融接ハンド３０との間に配置されている点で異なる。また、実施形態２に係る融接装置は、力覚センサ３５が融接ハンド３０に作用する力およびモーメントを直接検出する点で、実施形態１に係る融接装置１と異なる。

【0050】

図１０に示すように、力覚センサ３５は、ロボットアーム２０の先端と、取付部材３３との間に配置されている。力覚センサ３５は、第１面３６ａがロボットアーム２０の先端側に、第２面３７ａが融接ハンド３０側に位置するように、配置されている。力覚センサ３５は、支持体４０を介して融接ハンド３０に作用する力およびモーメントを検出する。

【0051】

力覚センサ３５が検出した融接ハンド３０に作用する力およびモーメントは、入出力ＩＦ５３を介して制御装置５０に入力される。制御装置５０は、検出された力およびモーメントに基づいて、融接ヘッド３２のワークＷに対する位置および角度が所定の条件となるようにロボットアーム２０の動作を補正する制御する。

【0052】

上述した実施形態では、融接ヘッドから電気エネルギーを放出するアーク溶接を行う融接装置について説明したが、これに限られるものではない。本願は、融接ヘッドからその他のエネルギー（光、熱）を放出する融接、例えばレーザー溶接またはガス溶接等についても、適用可能である。レーザー溶接の場合、融接稼動部５はレーザー発振部を有し、融接ヘッドにはレーザー発振部より励起されたレーザー光を収束させるレンズが設けられる。ガス溶接の場合、融接稼動部５はガス供給部を有し、融接ヘッドは、ガス供給部からのガスを放出するトーチおよび放出されたガスに点火する点下部が設けられる。

【0053】

上述した実施形態では、制御装置は融接装置の内部にあるものとして説明したが、これに限られるものではない。制御装置は融接装置の外部に有しているものであってもよい。

【0054】

上述した実施形態では、床面に固定される基台に設けられているロボットアームについて説明したが、これに限られるものではない。ロボットアームは、車輪を有し、移動可能な基台に取り付けられていてもよい。

【0055】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0056】

１ 融接装置
２ 融接ロボット
５ 融接稼動部
１０ 基台
２０ ロボットアーム
３５ 力覚センサ
３０ 融接ハンド
３１ ハンド本体
３２ 融接ヘッド
３３ 取付部材
３６ 第１部材
３７ 第２部材
４０ 支持体
４１ 接続部
４２ 第１柱体
４３ 第２柱体
４４ ローラ
４５ 取付部
５０ 制御装置
５１ プロセッサ
５２ メモリ
５３ 入出力ＩＦ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】