[go: up one dir, main page]

JP2005125427A - Robot controller and controlling method - Google Patents

Robot controller and controlling method Download PDF

Info

Publication number
JP2005125427A
JP2005125427A JP2003361838A JP2003361838A JP2005125427A JP 2005125427 A JP2005125427 A JP 2005125427A JP 2003361838 A JP2003361838 A JP 2003361838A JP 2003361838 A JP2003361838 A JP 2003361838A JP 2005125427 A JP2005125427 A JP 2005125427A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
unit
motor
contact
command
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003361838A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4239083B2 (en
JP2005125427A5 (en
Inventor
Hideo Nagata
英夫 永田
Yasuyuki Inoue
康之 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP2003361838A priority Critical patent/JP4239083B2/en
Publication of JP2005125427A publication Critical patent/JP2005125427A/en
Publication of JP2005125427A5 publication Critical patent/JP2005125427A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4239083B2 publication Critical patent/JP4239083B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device by which the contact with a contact object can be detected without using a sensor or the like and positional correction can be executed in a task coordinate system without applying excessive force to the contact object. <P>SOLUTION: A robot and an external shaft are controlled on the basis of commands from a high-order command part in a robot controller. The robot controller is characterized by having simulation parts 120, 220, which imitate real machine parts 110, 210 including the robot and the external shaft, state amount comparison parts 131, 231, which output a state amount comparison value by comparing the same state amount of the real machine parts 110, 210 and the simulation parts 120, 220, contact detection parts 132, 232, which detect the contact with the outside by comparing the state amount comparison value with a preset detection threshold, a correction amount calculation part 33, which calculates a positional correction amount for correcting the positions of the robot and the external shaft corresponding to the contact state amount of the contact detection parts 132, 232, and command correction parts 137, 237 which add the positional correction amount to the command from the high-order command part. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、モータ及びモータを駆動源とするロボットにおいて、モータ本体やロボット本体やエンドエフェクタ等がワーク等の他の物体との接触を検出し、位置を修正するロボットの制御装置および制御方法に関する。 The present invention relates to a motor and a robot using a motor as a drive source, and relates to a robot control device and a control method for detecting contact of a motor main body, a robot main body, an end effector, and the like with another object such as a workpiece and correcting the position. .

従来のロボットはロボットの関節軸毎に位置速度制御系にて制御が行われていた。このような制御系でワークとの接触を伴うようなスポット溶接やシーム溶接や組立作業のプレイバック再生を行う際、ワーク自体の位置ズレやロボットがワークを把持した位置のズレなどがあると、図11に示す従来の位置速度制御系では、位置決め精度を高くするために大きく設定されたゲインや積分器の作用により、大きなトルクが発生し、ロボットやエンドエフェクタやワークを破損させる危険性がある。また、逆に、接触時の作用力不足で、作業不良になる場合もある。   Conventional robots are controlled by a position / speed control system for each joint axis of the robot. When performing playback playback of spot welding, seam welding or assembly work that involves contact with the workpiece in such a control system, if there is a positional deviation of the workpiece itself or a position where the robot grips the workpiece, In the conventional position / velocity control system shown in FIG. 11, a large torque is generated by the action of a gain and an integrator that are set large to increase positioning accuracy, and there is a risk of damaging the robot, the end effector, or the workpiece. . On the other hand, there may be a case where the working force is poor due to insufficient working force at the time of contact.

例えば、ロボットと電動ガンを用いたスポット溶接において、ライン上をワークが搬送されてくる際に、ワークの加工誤差や位置決め誤差で、ワークが教示位置から位置ズレした場合を考える。位置ズレ量が大きいと、電動ガンの電極先端がワーク表面の教示点と接触できなくなるために通電できず、溶接不良でラインを停止させるという問題があった。また、位置ズレ量が小さく、電極とワークが接触した場合でも、ワークを変形させたままで溶接すると、溶接品質が低下したり、ワークや電動ガンを破損させたりする問題もあった。また、スポット溶接時の加圧と溶接熱により次第に電極が摩耗して、この摩耗量を適切に検出しないと電極とワークが接触せずに通電できないという問題もあった。
また、板厚の異なる複数枚の板を溶接する場合、上下の電極でワークに加える加圧力が均等であると、通電量が大きい場合にはワーク内に生成されるナゲットが薄板の表面に達してスパッタやチップ溶着を生じ、通電量が小さい場合にはナゲットが小さくて溶接強度が確保できないという問題があった。
更には、溶接終了位置から退避する際に、電極や芯線がワークと溶着すると、ワークや溶接冶具を破損させたり、ラインを停止させてしまったりするという問題があった。
For example, in spot welding using a robot and an electric gun, let us consider a case where the workpiece is displaced from the teaching position due to a workpiece machining error or positioning error when the workpiece is conveyed on the line. If the displacement amount is large, there is a problem that the electrode tip of the electric gun cannot contact the teaching point on the workpiece surface, so that the current cannot be supplied, and the line is stopped due to poor welding. In addition, even when the displacement amount is small and the electrode and the workpiece are in contact with each other, if the workpiece is welded while being deformed, there is a problem that the welding quality is deteriorated or the workpiece or the electric gun is damaged. In addition, there is also a problem that the electrode gradually wears due to pressurization and welding heat at the time of spot welding, and unless the amount of wear is properly detected, the electrode and the workpiece do not come into contact with each other and cannot be energized.
Also, when welding multiple plates with different plate thicknesses, if the pressure applied to the workpiece by the upper and lower electrodes is equal, the nugget generated in the workpiece will reach the surface of the thin plate when the energization amount is large. As a result, spatter and chip welding occur, and when the energization amount is small, there is a problem that the nugget is small and the welding strength cannot be secured.
Furthermore, when the electrode or the core wire is welded to the workpiece when retracting from the welding end position, there is a problem that the workpiece or the welding jig is damaged or the line is stopped.

また、加圧力に応じて電動ガンのガンアームが弾性変形して、電極の位置が予め教示された位置から移動してしまい、ワークに不要な力が加わり、溶接品質が低下したり、ワークや電動ガンを破損させたりする問題もあった。
このような問題に対して、ロボットに特別な装置を付加することなく作業座標系で柔軟に力制御を行う方式としては、作業座標系のガン加圧方向に関してサーボ系の剛性を下げ、ガン加圧と溶接を実行する方式がある(例えば、特許文献1参照)。
また、外力の推定をして力制御を行う方式としては、関節座標系の各軸のモータへの外乱を外乱オブザーバにより推定し、ヤコビ行列を用いた座標変換により外乱推定値を作業座標系の外力推定値に変換できる方式がある(例えば、特許文献2及び特許文献3参照)。
また、電極摩耗量を検出する方式として、電極の空打ちで全摩耗量を求めて2分割する方式や、外部に設けた測定器で電極摩耗量を測定する方式がある(例えば、特許文献4参照及び特許文献5)。
In addition, the gun arm of the electric gun is elastically deformed according to the applied pressure, and the position of the electrode moves from the position taught in advance. Unnecessary force is applied to the workpiece, the welding quality is lowered, the workpiece or the electric motor is There was also a problem of damaging the gun.
To solve this problem, a method for flexibly controlling the force in the work coordinate system without adding a special device to the robot is to reduce the rigidity of the servo system with respect to the gun pressurization direction of the work coordinate system and add a gun. There is a method of performing pressure and welding (see, for example, Patent Document 1).
In addition, as a method of performing force control by estimating external force, the disturbance to the motor of each axis of the joint coordinate system is estimated by a disturbance observer, and the estimated disturbance value is converted into the coordinate system using the Jacobian matrix. There is a method that can be converted into an external force estimated value (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3).
Further, as a method for detecting the electrode wear amount, there are a method in which the total wear amount is obtained by blanking the electrode and divided into two, and a method in which the electrode wear amount is measured with an external measuring instrument (for example, Patent Document 4). Reference and patent document 5).

また、板厚の異なる複数枚の板をスポット溶接する方式として、薄板側の加圧力を厚板側の加圧力よりも大きくすることで、ナゲット位置を厚板側に移動させる方式がある(例えば、特許文献6参照及び特許文献7)。
また、溶着検出してロボットを停止させる方式として、外乱推定オブザーバにより外力を検出する方式や電流変化により外力を検出する方式がある(例えば、特許文献8及び特許文献9参照)。
また、ガンアームの弾性変形を補正する方式として、目標加圧力に応じたガンアームの変位量を読み出してロボット軸を移動させて、加圧力に達したかはモータの電流値により判別する方式がある(例えば、特許文献10参照)。
特開2000−005881号公報 特開平11−058285号公報 特許2819456号公報 特開平06−312274号公報 特開平06−031460号公報 特開平09−277060号公報 特開平10−249537号公報 特開平05−116094号公報 特開2001−170778号公報 特開平05−155036号公報
Further, as a method of spot welding a plurality of plates having different plate thicknesses, there is a method of moving the nugget position to the thick plate side by making the pressing force on the thin plate side larger than the pressing force on the thick plate side (for example, Patent Document 6 and Patent Document 7).
Further, as a method of detecting welding and stopping the robot, there are a method of detecting external force by a disturbance estimation observer and a method of detecting external force by current change (see, for example, Patent Document 8 and Patent Document 9).
Further, as a method for correcting the elastic deformation of the gun arm, there is a method in which the amount of displacement of the gun arm corresponding to the target pressure is read and the robot shaft is moved to determine whether the pressure has been reached based on the current value of the motor ( For example, see Patent Document 10).
JP 2000-005881 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-058285 Japanese Patent No. 2819456 Japanese Patent Laid-Open No. 06-31274 Japanese Patent Laid-Open No. 06-031460 JP 09-277060 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-249537 Japanese Patent Laid-Open No. 05-116094 JP 2001-170778 A JP 05-155036 A

ところが、従来のツール座標系で柔らかさ(バネ定数)を設定して空間内の方向別に外力に対する順応性の大小を指定する方式では、位置偏差が増大するとサーボモータの発生トルクが比例的に増大するため外力による位置偏差(移動距離)が大きな場合に対応できないという問題点がある。また、周辺機器やワークを取り除いて接触状態を解除しようとした場合にロボットは元の位置指令の場所に戻る力を発生させるため、再度周辺機器やワークと衝突を起して周辺機器やワークを破損させるなどの問題点を有している。
また、従来の関節座標系の外乱を外乱オブザーバにより推定し、ヤコビ行列を用いた座標変換により外乱推定値を作業座標系の外力推定値に変換する方式では、フィルタなどを使用することで検出時間にも遅れが発生し、また、摩擦や重力の影響が大きく正確な外力推定値を得ることが出来ないという問題点を有している。
However, in the conventional method in which softness (spring constant) is set in the tool coordinate system and the degree of adaptability to external force is specified for each direction in the space, the generated torque of the servo motor increases proportionally as the position deviation increases. Therefore, there is a problem that it is impossible to cope with a case where a positional deviation (movement distance) due to an external force is large. In addition, when the peripheral device or workpiece is removed and the contact state is released, the robot generates a force to return to the original position command location. It has problems such as damage.
In the conventional method of estimating the disturbance in the joint coordinate system with a disturbance observer and converting the estimated disturbance value into the estimated external force value in the work coordinate system by coordinate conversion using the Jacobian matrix, the detection time is obtained by using a filter. In addition, there is a problem that a delay occurs, and the influence of friction and gravity is large and an accurate external force estimation value cannot be obtained.

また、電極の空打ちで全摩耗量を求めて2分割する方式では可動側と固定側の電極が均等に摩耗しない場合には対応できず、外部に設けた測定器で電極摩耗量を測定する方式では別途測定器が必要で測定器を配置する場所も必要という問題点を有している。
また、厚板側よりも薄板側の加圧力を大きくしてナゲット位置を厚板側に移動させる方式では、可動電極の駆動以外に電動ガン全体や固定電極側を上下させるための駆動源を別途必要としており、可動電極の駆動源のみしか持たない電動ガンでは対応できないという問題点を有している。
In addition, the method of determining the total wear amount by blanking the electrode and dividing it into two cannot cope with the case where the movable side electrode and the fixed side electrode do not wear evenly, and the electrode wear amount is measured by an external measuring instrument. This method has a problem that a separate measuring instrument is required and a place for arranging the measuring instrument is also required.
In addition, in the method of moving the nugget position to the thick plate side by increasing the pressure on the thin plate side than the thick plate side, in addition to driving the movable electrode, there is a separate drive source for moving the entire electric gun and the fixed electrode side up and down There is a problem that an electric gun having only a movable electrode drive source cannot be used.

また、溶着検出を外乱推定オブザーバや電流変化で検出する方式では、上記と同様にフィルタ等の使用で検出遅れがあり、摩擦や重力の影響が大きく正確に検出することが出来ないという問題点を有している。
また、目標加圧力に応じたガンアームの変位量を読み出してロボット軸を移動させて、加圧力に達したかはモータの電流値により判別する方式では、実際の加圧開始から目標加圧力に達するまでの加圧力を検出できず、モータによる実際の加圧力と目標加圧力にずれが生じた場合には、モータによる加圧とロボット軸の補正移動の同期も取れないという問題点を有している。
In addition, in the method of detecting welding detection using a disturbance estimation observer or current change, there is a detection delay due to the use of a filter, etc., as described above, and the influence of friction and gravity is large and cannot be detected accurately. Have.
In the method of reading the displacement amount of the gun arm according to the target pressure and moving the robot shaft to determine whether the pressure has been reached based on the current value of the motor, the target pressure is reached from the actual start of pressurization. If the actual applied pressure by the motor and the target applied pressure are different, the pressure applied by the motor and the correction movement of the robot axis cannot be synchronized. Yes.

そこで本発明は、センサなどを用いることなく、接触対象物との接触を検出し、接触対象物に対して過大な力を加えることなく、作業座標系で位置修正できることを目的とする。
また、スポット溶接において、電極摩耗量を測定器不要で精度良く検出し、ガンアームの弾性変形を精度良く補正し、可動電極の駆動源のみの電動ガンで板厚の異なる複数枚の板を溶接することを目的とする。更には、高感度に溶着検出することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to detect contact with a contact object without using a sensor or the like, and to correct the position in a work coordinate system without applying excessive force to the contact object.
Also, in spot welding, the amount of electrode wear is accurately detected without the need for a measuring instrument, the elastic deformation of the gun arm is accurately corrected, and a plurality of plates having different plate thicknesses are welded with an electric gun that uses only a movable electrode drive source. For the purpose. Furthermore, it aims at detecting welding with high sensitivity.

本発明の請求項1記載のロボット制御装置は、上位指令部からの指令に基づいてロボットと外部軸とを制御するロボットの制御装置において、前記ロボットと前記外部軸とを含む実機部を模擬したシミュレーション部と、前記実機部及び前記シミュレーション部の同一状態量を比較して状態量比較値を出力する状態量比較部と、前記状態量比較値と予め設定された検出しきい値とを比較して外部との接触を検出する接触検出部と、前記接触検出部の接触状態量に応じて、ロボット及び外部軸の位置を修正するための位置修正量を演算する修正量演算部と、前記位置修正量を前記上位指令部からの指令に加算する指令修正部とを備えることを特徴とするロボットの制御装置。 The robot control device according to claim 1 of the present invention is a robot control device that controls a robot and an external axis based on a command from a higher-level command unit, and simulates an actual machine unit including the robot and the external shaft. A simulation unit, a state quantity comparison unit that compares the same state quantity of the actual machine unit and the simulation unit and outputs a state quantity comparison value, and compares the state quantity comparison value with a preset detection threshold value. A contact detection unit that detects contact with the outside, a correction amount calculation unit that calculates a position correction amount for correcting the positions of the robot and the external shaft according to the contact state amount of the contact detection unit, and the position A robot control apparatus comprising: a command correction unit that adds a correction amount to a command from the host command unit.

本発明の請求項2記載のロボット制御装置は、前記位置修正量を記憶する修正量記憶部とを備え、前記指令修正部は次の動作指令時に前記位置修正量を前記動作指令から減算することを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, the robot control device includes a correction amount storage unit that stores the position correction amount, and the command correction unit subtracts the position correction amount from the operation command at a next operation command. It is characterized by.

本発明の請求項3記載のロボット制御装置は、前記修正量演算部は、前記接触検出部からの接触状態量を基に、前記ロボット及び前記外部軸の少なくとも一方の位置修正量を演算することを特徴とするものである。 The robot control apparatus according to claim 3 of the present invention, wherein the correction amount calculation unit calculates a position correction amount of at least one of the robot and the external shaft based on a contact state amount from the contact detection unit. It is characterized by.

本発明の請求項4記載のロボット制御装置は、前記修正量演算部は、前記接触状態量が、予め設定された状態量になるように修正量を演算することを特徴とするものである。 The robot control apparatus according to claim 4 of the present invention is characterized in that the correction amount calculation unit calculates a correction amount so that the contact state amount becomes a preset state amount.

本発明の請求項5記載のロボット制御装置は、前記接触状態量は前記ロボット及び前記外部軸の検出位置であり、前記修正量演算部は、前記検出位置と動作指令を基に、前記ロボット及び前記外部軸への位置修正量を演算することを特徴とするものである。 In the robot control apparatus according to claim 5 of the present invention, the contact state amount is a detection position of the robot and the external shaft, and the correction amount calculation unit is configured to detect the robot and the robot based on the detection position and an operation command. The position correction amount to the external axis is calculated.

本発明の請求項6記載のロボット制御装置は、前記指令修正部は、前記ロボット及び前記外部軸が接触対象物に接触するように動作指令を調整する指令調整部を備えることを特徴とするものである。 The robot controller according to claim 6 of the present invention is characterized in that the command correction unit includes a command adjustment unit that adjusts an operation command so that the robot and the external shaft come into contact with a contact target. It is.

本発明の請求項7記載のロボット制御装置は、前記指令修正部は、予め設定された時間に基づいて前記ロボットに対する前記外部軸の動作指令を調整する時間調整部とを備えることを特徴とするものである。
本発明の請求項8記載のロボット制御装置は、前記指令修正部は、前記ロボット及び前記外部軸のエンドエフェクタの作業点が前記接触対象物と接触し、前記接触検出部で接触検出されるまでに前記接触対象物が撓む量をパラメータとして設定することを特徴とするものである。
The robot control apparatus according to claim 7 of the present invention is characterized in that the command correction unit includes a time adjustment unit that adjusts an operation command of the external shaft to the robot based on a preset time. Is.
The robot control apparatus according to claim 8 of the present invention, wherein the command correction unit is configured to detect contact between the robot and the work point of the end effector of the external shaft in contact with the contact object, and contact detection by the contact detection unit. The amount of bending of the contact object is set as a parameter.

本発明の請求項9記載のロボット制御装置は、前記検出しきい値、前記食い込み量、前記進み時間、前記撓み量をパラメータとして入力できる操作ペンダントを備えることを特徴とするものである。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a robot control device comprising an operation pendant capable of inputting the detection threshold value, the bite amount, the advance time, and the deflection amount as parameters.

本発明の請求項10記載のロボット制御装置は、ロボットを操作する操作ペンダントを備え、前記操作ペンダントの操作画面上に、連続量又は離散量の形式で前記状態量を表示し、パラメータを調整可能とすることを特徴とするものである。 The robot control apparatus according to claim 10 of the present invention includes an operation pendant for operating the robot, and displays the state quantity in the form of continuous quantity or discrete quantity on the operation screen of the operation pendant, and can adjust the parameter. It is characterized by that.

本発明の請求項11記載のロボット制御装置は、前記指令修正部は、前記接触対象物上の同じ加圧方向の作用点に対して、第1作用点で取得した位置修正量を第2作用点以降にある作用点の位置に対して修正することを特徴とするものである。 In the robot control apparatus according to claim 11 of the present invention, the command correction unit uses the second action to obtain the position correction amount acquired at the first action point with respect to the action point in the same pressing direction on the contact object. The position of the action point after the point is corrected.

本発明の請求項12記載のロボット制御装置は、前記外部軸が接触対象物に加えた力により生じた前記外部軸の構造体の変形量との関係式を予め求めておき、接触検出した前記状態量に応じた変形量を、ロボットへの位置修正量とすることを特徴とするものである。 In the robot control device according to claim 12 of the present invention, the relational expression between the deformation amount of the structure of the external shaft generated by the force applied by the external shaft to the contact object is obtained in advance, and the contact detection is performed. The deformation amount corresponding to the state amount is used as a position correction amount for the robot.

本発明の請求項13記載のロボット制御方法は、モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボットと外部軸とを制御するロボットの制御方法において、前記ロボット及び前記外部軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータを模擬したモータモデルと、前記機構部を模擬した機構モデル部と、前記モータ制御部を模擬した制御モデル部とを有するシミュレーション部を有し、前記モータ制御部及び前記モータ及び前記機構部を含む実機部及び前記シミュレーション部は並列に配置され、上位指令生成部からの動作指令をそれぞれに入力し、前記実機部と前記シミュレーション部の同一状態量を比較し、前記比較した状態量比較値と予め設定された検出しきい値を比較して外部との接触を検出し、接触検出した状態量に応じて、ロボット及び外部軸の位置を修正することを特徴とするものである。 According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a robot control method for driving a motor based on a command from a motor control unit and controlling a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an external shaft. The robot and the external shaft have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, simulate a motor model simulating the motor, a mechanism model unit simulating the mechanism unit, and the motor control unit. A simulation unit having a control model unit, and the motor control unit, the actual machine unit including the motor and the mechanism unit, and the simulation unit are arranged in parallel, and each receives an operation command from a higher-level command generation unit. The same state quantity of the actual machine part and the simulation part is compared, and the compared state quantity comparison value and a preset detection threshold value are Detecting a contact with the outside and compare, according to the state amount detected contact, it is characterized in that to correct the position of the robot and external axes.

本発明の請求項14記載のロボット制御方法は、モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボットと外部軸とを制御するロボットの制御方法において、前記ロボット及び前記外部軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、プレイバック運転時に、第1ステップとして、前記外部軸を前記ロボットに対して先行動作させて接触対象物に接触させ、前記外部軸の前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触検出して前記接触対象物に対する位置修正量を演算し、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記接触対象物の前記位置修正量を基に前記ロボット及び外部軸の位置を修正し、第3ステップとして、次の動作命令時に第2ステップで修正した前記位置修正量を動作指令から減算することを特徴とするものである。 According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a robot control method for driving a motor based on a command from a motor control unit and controlling a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an external shaft. The robot and the external shaft have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and include a motor unit, a simulation unit for simulating an actual unit composed of the motor and the mechanism unit, and a playback operation. Sometimes, as a first step, contact detection is performed by moving the external shaft in advance with respect to the robot and bringing it into contact with a contact object, and comparing the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit of the external shaft. The position correction amount for the contact object is calculated, and as the second step, the position correction of the contact object obtained in the first step is performed. It amounts to correct the position of the robot and external axes based, as a third step, is characterized in that subtracting the position correction amount obtained by correcting the second step to the next operation command from the operation command.

本発明の請求項15記載のロボット制御方法は、モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボットと外部軸とを制御するロボットの制御方法において、前記ロボット及び前記外部軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、プレイバック運転時に、第1ステップとして、前記ロボット又は前記外部軸を接触対象物に接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触力を演算して、前記接触力を基に前記接触対象物に対する位置修正量を演算し、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記位置修正量を基に前記ロボット及び前記外部軸の位置を修正し、第3ステップとして、次の動作命令時に第2ステップで修正した前記位置修正量を動作指令から減算することを特徴とするものである。 A robot control method according to a fifteenth aspect of the present invention is a robot control method for driving a motor based on a command from a motor control unit and controlling a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an external shaft. The robot and the external shaft have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and include a motor unit, a simulation unit for simulating an actual unit composed of the motor and the mechanism unit, and a playback operation. Sometimes, as a first step, the robot or the external shaft is brought into contact with an object to be contacted, the contact force is calculated by comparing the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit, and based on the contact force, A position correction amount for the contact object is calculated, and as the second step, the robot and the robot are calculated based on the position correction amount obtained in the first step. The fix the position of the external axis, as a third step, is characterized in that subtracting the position correction amount obtained by correcting the second step to the next operation command from the operation command.

本発明の請求項16記載のロボット制御方法は、モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボットと外部軸とを制御するロボットの制御方法において、前記ロボット及び前記外部軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、教示作業時に、第1ステップとして、前記外部軸を前記ロボットに対して先行動作させて接触対象物に接触させ、前記外部軸の前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触検出して前記接触対象物に対する位置修正量を演算し、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記接触対象物の前記位置修正量を基に前記ロボット及び外部軸の位置を修正し、第3ステップとして、前記修正されたロボット及び外部軸の現在位置を教示位置として記憶することを特徴とするものである。 According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a robot control method for driving a motor based on a command from a motor control unit and controlling a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an external shaft. The robot and the external shaft have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and include the motor control unit, a simulation unit for simulating an actual machine unit including the motor and the mechanism unit, and at the time of teaching work As a first step, the external shaft is moved in advance with respect to the robot to be brought into contact with a contact object, and contact detection is performed by comparing state quantities of the simulation unit and the actual machine unit of the external shaft. The position correction amount for the contact object is calculated, and the second step is based on the position correction amount of the contact object obtained in the first step. To correct the position of the robot and external axes, as a third step, it is characterized in that stored as teaching position of the current position of the modified robot and external axes.

本発明の請求項17記載のロボット制御方法は、モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボットと外部軸とを制御するロボットの制御方法において、前記ロボット及び前記外部軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、教示作業時に、第1ステップとして、前記ロボット又は前記外部軸を接触対象物に接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触力を演算して、前記接触力を基に前記接触対象物に対する位置修正量を演算し、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記位置修正量を基に前記ロボット及び前記外部軸の位置を修正し、第3ステップとして、前記修正されたロボット及び前記外部軸の現在位置を教示位置として記憶することを特徴とするものである。 According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a robot control method for driving a motor based on a command from a motor control unit and controlling a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an external shaft. The robot and the external shaft have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and include the motor control unit, a simulation unit for simulating an actual machine unit including the motor and the mechanism unit, and at the time of teaching work As a first step, the contact force is calculated by bringing the robot or the external shaft into contact with a contact object, comparing the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit, and the contact force based on the contact force. A position correction amount with respect to the object is calculated, and as the second step, the robot and the outside are calculated based on the position correction amount obtained in the first step. Fixed position of the shaft, as a third step, is characterized in that for storing the current position of the modified robot and the external axis as teaching position.

本発明の請求項18記載のロボット制御方法は、モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボット及び前記ロボットの先端に取り付けた電動ガンによりスポット溶接を行うロボットの制御方法において、前記ロボット及び電動ガンの可動電極軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、プレイバック運転時に、第1ステップとして、前記電動ガンの可動電極を前記電動ガンの固定電極に対して動作させてワークに接触させ、前記電動ガンの可動電極軸の前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触検出して前記ワークに対する位置修正量を演算し、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記ワークの前記位置修正量を基に前記ロボット及び前記電動ガンの可動電極軸の位置を修正し、第3ステップとして、溶接を実行し、第4ステップとして、次の動作命令時に第2ステップで修正した前記位置修正量を動作指令から減算することを特徴とするものである。 According to an eighteenth aspect of the present invention, there is provided a robot control method in which a motor is driven based on a command from a motor control unit, and a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an electric gun attached to the tip of the robot are spotted. In the control method of the robot for performing welding, the movable electrode shaft of the robot and the electric gun has a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and an actual machine unit including the motor control unit, the motor, and the mechanism unit is provided. A simulation unit for simulating, and at the time of playback operation, as a first step, the movable electrode of the electric gun is operated with respect to the fixed electrode of the electric gun and brought into contact with the workpiece, and the movable electrode shaft of the electric gun is The position of the workpiece is corrected by detecting contact by comparing the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit. The amount is calculated, and as the second step, the position of the movable electrode shaft of the robot and the electric gun is corrected based on the position correction amount of the workpiece obtained in the first step, and welding is performed as the third step. As a fourth step, the position correction amount corrected in the second step at the time of the next operation command is subtracted from the operation command.

本発明の請求項19記載のロボット制御方法は、モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボット及び前記ロボットの先端に取り付けた電動ガンによりスポット溶接を行うロボットの制御方法において、前記ロボット及び電動ガンの可動電極軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、教示作業時に、第1ステップとして、前記電動ガンの可動電極を前記前記電動ガンの固定電極に対して動作させてワークに接触させ、前記電動ガンの可動電極軸の前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触検出して前記ワークに対する位置修正量を演算し、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記ワークの前記位置修正量を基に前記ロボット及び前記電動ガンの可動電極軸の位置を修正し、第3ステップとして、前記修正されたロボット及び前記電動ガンの可動電極軸の現在位置を教示位置として記憶することを特徴とするものである。 According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided a robot control method in which a motor is driven on the basis of a command from a motor control unit, and is spotted by a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an electric gun attached to the tip of the robot. In the control method of the robot for performing welding, the movable electrode shaft of the robot and the electric gun has a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and an actual machine unit including the motor control unit, the motor, and the mechanism unit is provided. A simulation unit for simulating, and at the time of teaching work, as a first step, the movable electrode of the electric gun is operated with respect to the fixed electrode of the electric gun and brought into contact with the work, and the movable electrode shaft of the electric gun is Position correction amount for the workpiece by detecting contact by comparing the state quantity of the simulation part and the actual machine part As a second step, the position of the movable electrode shaft of the robot and the electric gun is corrected based on the position correction amount of the workpiece obtained in the first step, and the corrected robot is determined as a third step. And the current position of the movable electrode shaft of the electric gun is stored as a teaching position.

本発明の請求項20記載のロボット制御方法は、モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボット及び前記ロボットの先端に取り付けた電動ガンによりスポット溶接を行うロボットの制御方法において、前記ロボット及び電動ガンはモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、第1ステップとして、電極交換時に、前記電動ガンの可動電極と固定電極の先端を接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触力を演算し、 予め設定されたしきい値よりも大きくなった場合に前記可動電極軸を停止させ、前記可動電極軸の停止位置を基準位置1として記憶する過程と、第2ステップとして、プレイバック運転中に可動電極と固定電極の先端を接触させて、第1ステップと同様な接触検出方法で前記可動電極軸を停止させ、前記可動電極軸の停止位置を全摩耗量として記憶する過程と、第3ステップとして、前記電動ガンの可動電極を前記電動ガンの固定電極に対して先行動作させてワークに接触させ、第1ステップと同様な接触検出方法で前記可動電極軸を停止させ、前記可動電極軸の停止位置を基準位置2として記憶し、前記基準位置1と前記基準位置2との差から前記可動電極の摩耗量を演算し、前記全摩耗量と前記可動電極の摩耗量から前記固定電極の摩耗量を演算し、第4ステップとして、第3ステップで求めた前記可動電極及び固定電極の摩耗量を基に前記ロボット及び電動ガンの可動電極軸の位置を修正して溶接を続けることを特徴とするものである。 According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided a robot control method in which a motor is driven based on a command from a motor control unit, and a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an electric gun attached to the tip of the robot are spotted. In the method for controlling a robot for performing welding, the robot and the electric gun each include a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and a simulation unit that simulates an actual machine unit including the motor control unit, the motor, and the mechanism unit As a first step, when the electrode is exchanged, the movable electrode of the electric gun and the tip of the fixed electrode are brought into contact with each other, and the contact force is calculated by comparing the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit. Stops the movable electrode shaft when it becomes larger than a set threshold, and stops the movable electrode shaft In the process of storing as the reference position 1, and as the second step, the tip of the movable electrode and the fixed electrode are brought into contact during the playback operation, and the movable electrode shaft is stopped by the same contact detection method as in the first step, The process of memorizing the stop position of the movable electrode shaft as the total wear amount, and as the third step, the movable electrode of the electric gun is brought into contact with the work by moving the movable electrode of the electric gun in advance with respect to the fixed electrode of the electric gun, The movable electrode shaft is stopped by the same contact detection method, the stop position of the movable electrode shaft is stored as the reference position 2, and the wear amount of the movable electrode is calculated from the difference between the reference position 1 and the reference position 2. Then, the wear amount of the fixed electrode is calculated from the total wear amount and the wear amount of the movable electrode, and as the fourth step, the robot is based on the wear amounts of the movable electrode and the fixed electrode obtained in the third step. The position of the movable electrode shaft of the motor and the electric gun is corrected and welding is continued.

本発明の請求項21記載のロボット制御方法は、モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボット及び前記ロボットの先端に取り付けた電動ガンによりスポット溶接を行うロボットの制御方法において、前記ロボット及び電動ガンはモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、板厚の異なる複数枚の板を重ね合わせたワークを溶接するプレイバック運転時に、第1ステップとして、前記電動ガンの可動電極及び固定電極をワークに接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触力を演算して、第2ステップとして、前記接触力を基に、ナゲット位置を移動させたい方向の電極の加圧力が小さくなるように前記ワークに対する位置修正量を演算し、第3ステップとして、第2ステップで求めた前記位置修正量を基に前記ロボット及び電動ガンの可動電極の位置を修正して溶接することを特徴とするものである。 According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided a robot control method in which a motor is driven based on a command from a motor control unit, and a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an electric gun attached to the tip of the robot are spotted. In the method for controlling a robot for performing welding, the robot and the electric gun each include a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and a simulation unit that simulates an actual machine unit including the motor control unit, the motor, and the mechanism unit And at the time of playback operation for welding a workpiece in which a plurality of plates having different thicknesses are stacked, as a first step, the movable electrode and the fixed electrode of the electric gun are brought into contact with the workpiece, and the simulation unit and the The contact force is calculated by comparing the state quantity of the actual machine part, and the contact force is calculated as the second step. In addition, the position correction amount for the workpiece is calculated so that the applied pressure of the electrode in the direction in which the nugget position is to be moved is small, and as the third step, based on the position correction amount obtained in the second step, the robot and The position of the movable electrode of the electric gun is corrected and welded.

本発明の請求項22記載のロボット制御方法は、モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボット及び前記ロボットの先端に取り付けた電動ガンによりスポット溶接を行うロボットの制御方法において、前記ロボット及び前記外部軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、溶接終了時に、第1ステップとして、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで、前記ロボット又は前記外部軸と接触対象物との接触力を演算して、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記接触力と予め設定された検出しきい値を比較し、第3ステップとして、前記接触力が前記検出しきい値よりも大きい場合にはロボット及び前記外部軸を停止させるか、又は予め設定された溶着解除動作をさせるか、又は外部へ信号を出力させることを特徴とするものである。 According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided a robot control method in which a motor is driven based on a command from a motor control unit, and a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an electric gun attached to the tip of the robot are spotted. In the control method of the robot for performing welding, the robot and the external shaft have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and a simulation for simulating an actual machine unit including the motor control unit, the motor, and the mechanism unit And calculating the contact force between the robot or the external shaft and the contact object by comparing the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit as a first step at the end of welding. As the second step, the contact force obtained in the first step is compared with a preset detection threshold, and the third step Then, when the contact force is larger than the detection threshold, the robot and the external shaft are stopped, a preset welding release operation is performed, or a signal is output to the outside. It is what.

本発明の請求項23記載のロボット制御方法は、モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボット及び前記ロボットの先端に取り付けた電動ガンによりスポット溶接を行うロボットの制御方法において、前記ロボット及び電動ガンの可動電極軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、プレイバック運転又は教示作業前に、第1ステップとして、前記電動ガンの可動電極軸が発生する力とその力により生じる前記電動ガンの固定電極側及び可動電極側のアームの撓み量との関係式を求め、プレイバック運転又は教示作業時の加圧実行時に、第2ステップとして、前記電動ガンの可動電極軸の前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで検出した加圧力と前記関係式により、固定電極側及び可動電極側のアームの撓み量を求め、第3ステップとして、前記撓み量から前記ロボットの位置修正量を求め、第4ステップとして、前記位置修正量によりロボットを動作させ、可動電極及び固定電極の位置を維持することを特徴とするものである。 According to a twenty-third aspect of the present invention, there is provided a robot control method in which a motor is driven based on a command from a motor control unit, and a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an electric gun attached to the tip of the robot are spotted. In the control method of the robot for performing welding, the movable electrode shaft of the robot and the electric gun has a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and an actual machine unit including the motor control unit, the motor, and the mechanism unit is provided. A simulation unit for simulating, and as a first step before a playback operation or teaching operation, as a first step, a force generated by the movable electrode shaft of the electric gun and a fixed electrode side and a movable electrode side of the electric gun generated by the force The relational expression with the amount of bending of the arm is obtained, and the second step is performed at the time of pressurization during playback operation or teaching work. The amount of bending of the arm on the fixed electrode side and the movable electrode side is obtained from the applied pressure detected by comparing the state quantity of the simulation unit and the actual machine unit of the movable electrode shaft of the electric gun and the relational expression, As a third step, a position correction amount of the robot is obtained from the deflection amount, and as a fourth step, the robot is operated by the position correction amount, and the positions of the movable electrode and the fixed electrode are maintained. .

以上述べたように、請求項1のロボット及び外部軸の制御装置によれば、実機部及びシミュレーション部を並列に配置し、上位指令生成部から同一の指令を入力し、前記実機部及び前記シミュレーション部の内部状態量を比較して内部状態量比較値を作成し、予め設定された検出しきい値と比較して接触検出及びロボット及び外部軸の位置を修正することにより、接触対象物が作業座標系で位置ズレしていた場合にも、簡単な処理で高感度に接触検出して、ロボット及び外部軸で位置ズレを吸収することができる。
請求項2記載のロボットの制御装置によれば、位置修正量を記憶しておき、次の動作時に前記位置修正量を動作指令から減算することで、上位で生成された動作指令と位置修正された現在位置を一致させて、過大な力が発生しないようにできる。
請求項3及び4記載のロボットの制御装置によれば、検出した力及びトルク状態量を基に位置修正量を演算し、予め設定した力及びトルクになるように力を制御することで、位置ズレを吸収して、接触状態を保ったままで任意の加圧状態を得ることができる。
As described above, according to the robot and the external axis control device of the first aspect, the actual machine unit and the simulation unit are arranged in parallel, and the same command is input from the higher-level command generation unit, and the actual machine unit and the simulation are performed. Compare the internal state quantity of the part to create an internal state quantity comparison value, compare it with the preset detection threshold value, and correct the position of the contact detection and robot and external shaft to work the contact object Even when the position is shifted in the coordinate system, it is possible to detect contact with high sensitivity by simple processing and absorb the position shift by the robot and the external shaft.
According to the robot control device of the second aspect, the position correction amount is stored, and the position correction amount is subtracted from the operation command during the next operation, so that the position correction is performed with the operation command generated by the host. The present position can be matched so that excessive force is not generated.
According to the robot control apparatus of claim 3 and 4, the position correction amount is calculated based on the detected force and torque state quantity, and the position is controlled by controlling the force so as to become a preset force and torque. Absorbing the deviation, it is possible to obtain any pressure state while maintaining the contact state.

請求項5記載のロボットの制御装置によれば、検出位置と動作指令を基に、ロボット及び外部軸への位置修正量を演算することで、簡単な処理で高感度に接触検出して、ロボット及び外部軸で位置ズレを吸収することができる。
請求項6記載のロボットの制御装置によれば、予め設定された食い込み量だけ、ロボット及び外部軸の動作指令を接触対象物の内部に設けることで、目標位置よりも接触対象物の内部方向に位置ズレした場合にも対応して、接触することができる。
請求項7記載のロボットの制御装置によれば、予め設定された進み時間だけ、ロボットに対する外部軸の動作指令を進めることで、接触対象物に外部軸を先に接触させ、外部軸のみで接触対象物の位置ズレ量を検出することができる。
According to the robot control device of claim 5, by calculating the position correction amount to the robot and the external axis based on the detected position and the operation command, the contact detection with high sensitivity can be performed with simple processing. And the position shift can be absorbed by the external shaft.
According to the robot control device of the sixth aspect, by providing operation commands for the robot and the external shaft within the contact object by a preset amount of biting, the robot is moved in the direction of the contact object from the target position. Corresponding to the case of displacement, contact can be made.
According to the robot control apparatus of the seventh aspect, the external axis is brought into contact with the contact target first by advancing the operation command of the external axis to the robot for a preset advance time, and only the external axis is contacted The amount of positional deviation of the object can be detected.

請求項8記載のロボットの制御装置によれば、前記接触検出部で検出されるまでに前記接触対象物が撓む量をパラメータとして設定することで、接触対象物の剛性が低い場合にも、撓み量分も位置補正して、動作指令の位置で接触対象物と接触することができる。
請求項9及び10記載のロボットの制御装置によれば、制御装置に付属した操作ペンダントの操作画面から、前記検出しきい値、前記食い込み量、前記進み時間、前記撓み量をパラメータとして入力し、接触前後の前記状態量を連続量又は離散量の形式で表示し、パラメータの調整をすることで、作業者が直感的定量的に検出状態を把握でき、前記パラメータを容易に調整することができる。
According to the robot control device according to claim 8, even when the rigidity of the contact object is low by setting, as a parameter, an amount by which the contact object bends until it is detected by the contact detection unit, The position of the deflection amount is also corrected, and the object to be contacted can be contacted at the position of the operation command.
According to the robot control device according to claim 9 and 10, from the operation screen of the operation pendant attached to the control device, the detection threshold value, the bite amount, the advance time, and the deflection amount are input as parameters, By displaying the state quantity before and after contact in the form of continuous quantity or discrete quantity and adjusting the parameters, the operator can grasp the detection state intuitively and quantitatively, and can easily adjust the parameters. .

請求項11記載のロボットの制御装置によれば、接触対象物上の同じ加圧方向の作用点に対して、第1作用点で取得した位置修正量を第2作用点以降にある作用点の位置に対して修正することで、接触時に毎回実行していた演算負荷を減少させて、位置補正をすることができる。
請求項12記載のスポット溶接を行うロボットの制御装置によれば、前記外部軸が接触対象物に加えた力及びトルクとそれにより生じた前記外部軸の構造体の変形量との関係式を予め求めておき、接触検出した前記力及びトルク状態量に応じた変形量を、ロボットへの位置修正量とすることにより、外部軸の作業対象物に対する力及びトルクと連動してロボットを動作でき、作業位置を保つことができる。また、作業対象物に不要な力が加わらない。
According to the robot control device of claim 11, the position correction amount acquired at the first action point is calculated for the action point after the second action point with respect to the action point in the same pressing direction on the contact object. By correcting the position, it is possible to perform the position correction by reducing the calculation load that has been executed every time the contact is made.
According to the control apparatus for a robot that performs spot welding according to claim 12, the relational expression between the force and torque applied to the object to be contacted by the external shaft and the deformation amount of the structure of the external shaft generated thereby is obtained in advance. By obtaining the amount of deformation according to the force and torque state amount detected for contact as a position correction amount to the robot, the robot can be operated in conjunction with the force and torque on the work object of the external shaft, The working position can be maintained. Moreover, unnecessary force is not applied to the work object.

請求項13記載のロボットの制御方法によれば、実機部及びシミュレーション部を並列に配置し、上位指令生成部から同一の指令を入力し、前記実機部及び前記シミュレーション部の内部状態量を比較して内部状態量比較値を作成し、予め設定された検出しきい値と比較して接触検出及びロボット及び外部軸の位置を修正することにより、接触対象物が作業座標系で位置ズレしていた場合にも、簡単な処理で高感度に接触検出して、ロボット及び外部軸で位置ズレを吸収することができる。
請求項14記載のロボットの制御方法によれば、プレイバック運転時に、第1ステップとして、前記外部軸を前記ロボットに対して先行動作させて接触対象物に接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触検出して前記接触対象物に対する位置修正量を演算し、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記接触対象物の前記位置修正量を基に前記ロボットの位置を修正し、第3ステップとして、次の動作命令時に第2ステップで修正した前記位置修正量を動作指令から減算することにより、接触対象物が作業座標系で位置ズレしていた場合にも、簡単な処理で高感度に接触検出して、ロボット及び外部軸で位置ズレを吸収することができ、次の動作命令時に上位で生成された動作指令と位置修正された現在位置を一致させ、過大な力が発生しないようにできる。
According to the robot control method of the thirteenth aspect, the real machine unit and the simulation unit are arranged in parallel, the same command is input from the host command generation unit, and the internal state quantities of the real machine unit and the simulation unit are compared. The internal state quantity comparison value was created, and the contact object was misaligned in the work coordinate system by comparing the contact detection and the position of the robot and the external shaft with the detection threshold value set in advance. Even in this case, it is possible to detect the contact with high sensitivity by a simple process and to absorb the positional deviation by the robot and the external shaft.
According to the robot control method according to claim 14, as a first step, in the playback operation, the external shaft is moved in advance with respect to the robot to contact a contact object, and the simulation unit and the actual unit The position correction amount for the contact target object is calculated by detecting contact by comparing the state amounts of the robot, and as a second step, the robot's position is calculated based on the position correction amount of the contact target object obtained in the first step. Even when the contact object is misaligned in the work coordinate system by correcting the position and subtracting the position correction amount corrected in the second step from the operation command as the third step in the next operation command. It is possible to detect contact with high sensitivity by simple processing and absorb the positional deviation with the robot and external axis, and the motion command generated by the host at the next motion command and the current position corrected. The position can be matched so that excessive force is not generated.

請求項15記載のロボットの制御方法によれば、プレイバック運転時に、第1ステップとして、前記ロボット又は前記外部軸を接触対象物に接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触力を演算して、前記接触力を基に前記接触対象物に対する位置修正量を演算し、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記位置修正量を基に前記ロボットの位置を修正し、第3ステップとして、次の動作命令時に第2ステップで修正した前記位置修正量を動作指令から減算することにより、位置ズレを吸収して、接触状態を保ったままで任意の加圧状態を得ることができる。
請求項16記載のロボットの制御方法によれば、教示作業時に、第1ステップとして、前記外部軸を前記ロボットに対して先行動作させて接触対象物に接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触検出して前記接触対象物に対する位置修正量を演算し、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記接触対象物の前記位置修正量を基に前記ロボットの位置を修正し、第3ステップとして、前記修正されたロボットの現在位置を教示位置として記憶することにより、作業者が目視できない状況でもワークとの接触状態を保って簡単に教示することができる。
According to the robot control method of claim 15, as a first step during the playback operation, the robot or the external shaft is brought into contact with the contact object, and the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit are compared. Then, the contact force is calculated, the position correction amount for the contact object is calculated based on the contact force, and the position of the robot is calculated based on the position correction amount obtained in the first step as the second step. As a third step, by subtracting the position correction amount corrected in the second step at the time of the next operation command from the operation command, the position shift is absorbed, and any pressure state is maintained while maintaining the contact state. Can be obtained.
According to the robot control method of the sixteenth aspect, at the time of teaching work, as the first step, the external shaft is moved in advance with respect to the robot to contact a contact object, and the simulation unit and the actual machine unit The position of the robot is calculated based on the position correction amount of the contact object obtained in the first step as a second step by calculating a position correction amount for the contact object by comparing the state quantity and detecting the contact. As a third step, the corrected current position of the robot is stored as a teaching position, so that even when the operator cannot visually check, it is possible to easily teach while maintaining the contact state with the workpiece.

請求項17記載のスポット溶接を行うロボットの制御方法によれば、教示作業時に、第1ステップとして、前記ロボット又は前記外部軸を接触対象物に接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触力を演算して、前記接触力を基に前記接触対象物に対する位置修正量を演算し、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記位置修正量を基に前記ロボットの位置を修正し、第3ステップとして、前記修正されたロボットの現在位置を教示位置として記憶することにより、作業者が目視できない状況でも予め設定された力でワークとの接触状態を保って教示することができる。
請求項18記載のスポット溶接を行うロボットの制御方法によれば、プレイバック運転時に、第1ステップとして、前記電動ガンを前記ロボットに対して先行動作させてワークに接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触検出して前記ワークに対する位置修正量を演算し、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記ワークの前記位置修正量を基に前記ロボットの位置を修正し、第3ステップとして、溶接を実行し、第4ステップとして、次の動作命令時に第2ステップで修正した前記位置修正量を動作指令から減算することで、前記ワークが位置ズレしていた場合でもワークに過大な力を加えることなく、前記位置ズレを吸収して加圧及び溶接することができる。
According to the method for controlling a robot for spot welding according to claim 17, as teaching process, the robot or the external shaft is brought into contact with a contact object as a first step, and the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit are determined. The contact force is calculated by comparing the contact force, the position correction amount for the contact object is calculated based on the contact force, and the robot is based on the position correction amount obtained in the first step as the second step. In the third step, the current position of the corrected robot is stored as a teaching position, and teaching is performed while maintaining a contact state with the workpiece with a preset force even in a situation where the operator cannot visually check the position. can do.
According to the method for controlling a robot that performs spot welding according to claim 18, as a first step, in the playback operation, the electric gun is moved in advance with respect to the robot to contact the workpiece, and the simulation unit and the The position of the robot is calculated based on the position correction amount of the workpiece obtained in the first step as a second step by detecting the contact by comparing the state quantities of the actual machine and calculating the position correction amount for the workpiece. As a third step, welding was performed, and as a fourth step, the workpiece was misaligned by subtracting the position correction amount corrected in the second step at the next operation command from the operation command. Even in such a case, the position shift can be absorbed and pressurized and welded without applying excessive force to the workpiece.

請求項19記載のスポット溶接を行うロボットの制御方法によれば、教示作業時に、第1ステップとして、前記電動ガンを前記ロボットに対して先行動作させてワークに接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触検出して前記ワークに対する位置修正量を演算し、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記ワークの前記位置修正量を基に前記ロボットの位置を修正し、第3ステップとして、前記修正されたロボットの現在位置を教示位置として記憶することにより、作業者が目視できない状況でもワークとの接触状態を保って簡単に可動電極と固定電極のスポット加圧点を教示することができる。
請求項20記載のスポット溶接を行うロボットの制御方法によれば、第1ステップとして、電極交換時に可動電極と固定電極の先端を接触させて可動電極軸の停止位置を基準位置1として記憶し、第2ステップとして、プレイバック運転中に第1ステップと同様に可動電極と固定電極の先端を接触させて可動電極軸の停止位置を全摩耗量として記憶し、第3ステップとして、可動電極を固定電極に対して先行動作させてワークに接触させて可動電極軸を停止させ、可動電極軸の停止位置を基準位置2として記憶し、基準位置1と基準位置2との差から可動電極の摩耗量を演算し、全摩耗量と可動電極の摩耗量から固定電極の摩耗量を演算し、第4ステップとして、第3ステップで求めた可動電極及び固定電極の摩耗量を基にロボット及び電動ガンの可動電極軸の位置を修正して溶接を続けることにより、可動側と固定側の電極が均等に摩耗しない場合には対応でき、外部測定器が不要で、電極摩耗量を精度良く検出して溶接を続行することができる。
According to the method for controlling a robot for spot welding according to claim 19, as a first step during teaching work, the electric gun is moved in advance with respect to the robot and brought into contact with the work, and the simulation unit and the actual machine The position correction amount for the workpiece is calculated by detecting contact by comparing the state quantities of the parts, and the position of the robot is corrected based on the position correction amount of the workpiece obtained in the first step as the second step. Then, as a third step, by storing the corrected current position of the robot as a teaching position, it is possible to easily press the spot of the movable electrode and the fixed electrode while maintaining the contact state with the workpiece even when the operator cannot visually check Can teach points.
According to the robot control method for spot welding according to claim 20, as a first step, the movable electrode and the tip of the fixed electrode are brought into contact with each other at the time of electrode replacement, and the stop position of the movable electrode shaft is stored as the reference position 1. As the second step, the movable electrode and the tip of the fixed electrode are brought into contact with each other during the playback operation, and the stop position of the movable electrode shaft is stored as the total wear amount, and as the third step, the movable electrode is fixed. The movable electrode shaft is stopped by moving the electrode in advance to contact the workpiece, and the stop position of the movable electrode shaft is stored as the reference position 2. The amount of wear of the movable electrode is determined from the difference between the reference position 1 and the reference position 2. The amount of wear of the fixed electrode is calculated from the amount of wear of the total electrode and the amount of wear of the movable electrode. As the fourth step, the robot and the motor are electrically operated based on the amount of wear of the movable electrode and the fixed electrode obtained in the third step. By correcting the position of the movable electrode shaft and continuing welding, it is possible to cope with the case where the electrodes on the movable and fixed sides do not wear evenly. Welding can be continued.

請求項21記載のスポット溶接を行うロボットの制御方法によれば、板厚の異なる複数枚の板を重ね合わせたワークを溶接するプレイバック運転時に、第1ステップとして、前記電動ガンの可動電極及び固定電極をワークに接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触力を演算して、第2ステップとして、前記接触力を基に、ナゲット位置を移動させたい方向の電極の加圧力が小さくなるように前記ワークに対する位置修正量を演算し、第3ステップとして、第2ステップで求めた前記位置修正量を基に前記ロボット及び電動ガンの位置を修正して溶接することにより、厚板側よりも薄板側の加圧力を大きくしてナゲット位置を厚板側に移動させて溶接することができ、電動ガン自体に可動電極の駆動源のみしか持たない電動ガンでも対応できる。
請求項22記載のスポット溶接を行うロボットの制御方法によれば、スポット溶接終了時に、第1ステップとして、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで、前記ロボット又は前記外部軸とワークとの接触力を演算して、第2ステップとして、第1ステップで求めた前記接触力と予め設定された検出しきい値を比較し、第3ステップとして、前記接触力が前記検出しきい値よりも大きい場合にはロボット及び前記外部軸を停止させるか、又は予め設定された溶着解除動作をさせるか、又は外部へ信号を出力させることにより、検出遅れが無く、摩擦や重力の影響を受けずに高感度に溶着を検出して、回避行動を取ることができる。
According to the method for controlling a robot for spot welding according to claim 21, as a first step during a playback operation of welding a workpiece in which a plurality of plates having different thicknesses are overlapped, the movable electrode of the electric gun and The fixed electrode is brought into contact with the workpiece, the contact force is calculated by comparing the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit, and as a second step, the nugget position is moved based on the contact force. A position correction amount for the workpiece is calculated so that the pressure applied to the electrode is reduced, and welding is performed as a third step by correcting the positions of the robot and the electric gun based on the position correction amount obtained in the second step. Therefore, welding can be performed by moving the nugget position to the thick plate side by increasing the pressing force on the thin plate side rather than the thick plate side. It is possible to cope with an electric gun that has only.
According to the method for controlling a robot for performing spot welding according to claim 22, when spot welding is finished, as a first step, by comparing state quantities of the simulation unit and the actual machine unit, the robot or the external shaft The contact force with the workpiece is calculated, and as the second step, the contact force obtained in the first step is compared with a preset detection threshold, and as the third step, the contact force is detected as the detection threshold. If the value is larger than the value, stop the robot and the external shaft, perform a preset welding release operation, or output a signal to the outside, so that there is no detection delay, and the influence of friction and gravity is reduced. Without receiving it, it is possible to detect the welding with high sensitivity and take an avoidance action.

請求項23記載のスポット溶接を行うロボットの制御方法によれば、プレイバック運転又は教示作業前に、第1ステップとして、前記電動ガンの可動電極軸が発生する力とその力により生じる前記電動ガンの固定電極側及び可動電極側のアームの撓み量との関係式を求め、プレイバック運転又は教示作業時の加圧実行時に、第2ステップとして、前記電動ガンの可動電極軸の前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで検出した加圧力と前記関係式により、固定電極側及び可動電極側のアームの撓み量を求め、第3ステップとして、前記撓み量から前記ロボットの位置修正量を求め、第4ステップとして、前記位置修正量によりロボットを動作させ、可動電極及び固定電極の位置を維持することにより、電動ガンのワークに対する加圧力の発生と連動させてロボットを動作でき、溶接位置を保ったままでスポット溶接を実行することができる。また、ワークに不要な力が加わらず、溶接品質を向上できる。 According to the method for controlling a robot for spot welding according to claim 23, the force generated by the movable electrode shaft of the electric gun and the electric gun generated by the force as the first step before the playback operation or the teaching operation. The relationship between the fixed electrode side and the arm deflection amount on the movable electrode side is obtained, and when performing pressurization during playback operation or teaching work, as a second step, the simulation unit of the movable electrode shaft of the electric gun The amount of bending of the arm on the fixed electrode side and the movable electrode side is obtained from the applied pressure detected by comparing the state quantity of the actual machine part and the relational expression, and as a third step, the position of the robot is corrected from the amount of bending. As a fourth step, the robot is operated with the position correction amount, and the positions of the movable electrode and the fixed electrode are maintained. Against in conjunction with the occurrence of pressure can operate the robot, it is possible to perform a spot welding while maintaining the welding position. Further, unnecessary force is not applied to the workpiece, and the welding quality can be improved.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の第1の基本構成を図1、図2及び図18に示して説明する。ここでは、説明の簡略化のため、本制御装置で駆動する外部軸のモータは1軸とする。
図1において、ロボット及び外部軸の制御は、ロボットを制御するロボット軸制御系10と外部軸を制御する外部軸制御系20に分けることができる。ここで、外部軸とは、ロボット軸以外にモータで駆動される軸であり、ロボットに接するか又はロボット近傍に配置される。
ロボット軸制御系10には、図2(a)に示すように、実機部110とシミュレーション部120で構成されている。実機部110は、機構部112と、前記機構部112に接続されたモータ113と、前記モータ113を制御するモータ制御部111で構成されている。シミュレーション部120は、前記機構部112の動力学系を模擬した機構モデル部122と、前記モータ113の動力学系を模擬したモータモデル部123と、モータ制御部111を模擬した制御モデル部122で構成されている。
モータを制御する制御装置内で、前記実機部110及び前記シミュレーション部120は並列に配置されており、それぞれ上位指令生成部50から同一の指令を入力とする。前記実機部110及び前記シミュレーション部120では、入力された指令に応じて機構部112及び機構部モデル122を制御するためのトルク指令を、それぞれモータ113及びモータモデル123に出力する。
A first basic configuration of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 18. FIG. Here, for simplification of explanation, the motor of the external shaft driven by the present control device is assumed to be one shaft.
In FIG. 1, the control of the robot and the external axis can be divided into a robot axis control system 10 that controls the robot and an external axis control system 20 that controls the external axis. Here, the external axis is an axis driven by a motor other than the robot axis, and is in contact with the robot or disposed in the vicinity of the robot.
The robot axis control system 10 includes an actual machine unit 110 and a simulation unit 120 as shown in FIG. The actual machine unit 110 includes a mechanism unit 112, a motor 113 connected to the mechanism unit 112, and a motor control unit 111 that controls the motor 113. The simulation unit 120 includes a mechanism model unit 122 that simulates the dynamic system of the mechanism unit 112, a motor model unit 123 that simulates the dynamic system of the motor 113, and a control model unit 122 that simulates the motor control unit 111. It is configured.
In the control device that controls the motor, the actual machine unit 110 and the simulation unit 120 are arranged in parallel, and each receives the same command from the higher-level command generation unit 50. The actual machine unit 110 and the simulation unit 120 output torque commands for controlling the mechanism unit 112 and the mechanism unit model 122 to the motor 113 and the motor model 123, respectively, according to the input commands.

ここで、前記シミュレーション部120でトルク指令を求める演算は機構部112を剛体モデルとすると、以下の式1〜3を解くことができ、演算量が少ないために制御装置のCPUの負担にならず、マルチタスク構成のCPUを使用すれば、実機部の制御と並列して演算することもできる。 Here, the calculation for obtaining the torque command by the simulation unit 120 can solve the following formulas 1 to 3 when the mechanism unit 112 is a rigid body model, and since the calculation amount is small, there is no burden on the CPU of the control device. If a multitasking CPU is used, the calculation can be performed in parallel with the control of the actual machine.

Tref= J*Kv*( Kp*(θref - θfb ) - Vfb) ・・・(式1)
ここで、Tref:トルク指令
J:モータのロータイナーシャ+機構部のイナーシャ(減速機を含む)
Kv:速度ループゲイン
Kp:位置ループゲイン
θref:上位指令生成部50から位置指令
θfb:位置フィードバック
Vfb:速度フィードバック
Tref = J * Kv * (Kp * (θref−θfb) −Vfb) (Formula 1)
Where Tref: torque command J: motor rotor inertia + mechanism inertia (including reduction gear)
Kv: Speed loop gain
Kp: Position loop gain θref: Position command θfb from position command generator 50: Position feedback Vfb: Speed feedback

Vfb -= Σ( dt * Tref / J ) ・・・(式2)
ここで、
dt:演算周期時間
Σ:積分
Vfb-= Σ (dt * Tref / J) (Formula 2)
here,
dt: Calculation cycle time Σ: Integration

θfb = Σ( dt * Vfb ) ・・・(式3) θfb = Σ (dt * Vfb) (Formula 3)

ここで、外部軸制御系20にも、図2(b)に示すように、前記ロボット軸制御系10と同様に、実機部210とシミュレーション部220を有している。そのため、ここでは前記ロボット軸制御系10に関して説明する。
シミュレーション部120では実機部110のサーボ系の遅れや機構の特性などを含んだモータの運動特性を反映できているので、実機部110とシミュレーション部120の内部状態量(位置指令、位置フィードバック、位置偏差、速度指令、速度フィードバック、速度偏差など)は、ほぼ一致する。
そこで、モータ113に接続された負荷と外部の周辺機器との衝突は、実機部110の内部状態量にのみ作用し、シミュレーション部120の内部状態量には変化を与えない。この違いにより外部の周辺機器との衝突を検出することができる。ここで、シミュレーション部120には実機部110と同一の指令を入力しているので、動作指令がステップ波形のように高周波成分を含んで急激に変化した場合でも、シミュレーション部120と実機部110の内部状態量は同じ応答を示すために、両者の内部状態量を比較することで指令による内部状態量の変化をキャンセルでき、衝突検出の感度に影響を与えない。
Here, the external axis control system 20 also includes an actual machine unit 210 and a simulation unit 220, as in the robot axis control system 10, as shown in FIG. 2 (b). Therefore, here, the robot axis control system 10 will be described.
Since the simulation unit 120 reflects the motor motion characteristics including the delay of the servo system of the actual unit 110 and the characteristics of the mechanism, the internal state quantities (position command, position feedback, position position) of the actual unit 110 and the simulation unit 120 are reflected. Deviation, speed command, speed feedback, speed deviation, etc.) are almost the same.
Therefore, the collision between the load connected to the motor 113 and an external peripheral device acts only on the internal state quantity of the actual machine unit 110 and does not change the internal state quantity of the simulation unit 120. This difference makes it possible to detect a collision with an external peripheral device. Here, since the same command as that of the actual machine unit 110 is input to the simulation unit 120, even if the operation command changes rapidly including a high frequency component like a step waveform, the simulation unit 120 and the actual machine unit 110 Since the internal state quantity shows the same response, the change of the internal state quantity due to the command can be canceled by comparing the internal state quantities of both, and does not affect the sensitivity of collision detection.

状態量比較部131では、前記実機部110と前記シミュレーション部120における前記モータ制御部111と前記制御モデル部121の同一状態量(例えば、位置偏差や速度フィードバックやトルク指令など)を、または、前記機構部113と前記機構モデル部122の同一状態量(例えば、位置フィードバックなど)を比較して、状態量比較値を作成する。ここで、状態量比較値は、状態量の瞬間値か、状態量の一定時間毎の蓄積値か、状態量の微分値で作成される。
接触検出部132では、前記状態量比較値と予め作業内容に応じて設定された検出しきい値を比較することで、モータ113に接続された負荷と外部との衝突を検出し、衝突検出された時点で接触状態量を発生させる。
図1に示すように、修正量演算部33では、前記ロボット軸制御系10と前記外部軸制御系20からの前記接触状態量を基に、ロボット軸位置修正量及び外部軸位置修正量を作成する。ここで、前記ロボット軸制御系10で検出した接触状態量に応じて、ロボット軸のみを位置修正するか、外部軸も併せて修正するかは選択できるものとする。また、前記外部軸制御系20で検出した場合も同様であり、前記ロボット軸制御系10と前記外部軸制御系20で検出した接触状態量を合成することで、ロボット軸及び外部軸の位置修正量を作成しても良い。
In the state quantity comparison unit 131, the same state quantity (for example, position deviation, speed feedback, torque command, etc.) of the motor control unit 111 and the control model unit 121 in the actual machine unit 110 and the simulation unit 120, or the above A state quantity comparison value is created by comparing the same state quantity (for example, position feedback) of the mechanism unit 113 and the mechanism model part 122. Here, the state quantity comparison value is created by an instantaneous value of the state quantity, an accumulated value of the state quantity at fixed time intervals, or a differential value of the state quantity.
The contact detection unit 132 detects a collision between the load connected to the motor 113 and the outside by comparing the state quantity comparison value with a detection threshold set in advance according to the work content, and the collision is detected. A contact state amount is generated at the point of time.
As shown in FIG. 1, the correction amount calculation unit 33 creates a robot axis position correction amount and an external axis position correction amount based on the contact state amounts from the robot axis control system 10 and the external axis control system 20. To do. Here, according to the contact state amount detected by the robot axis control system 10, it is possible to select whether to correct the position of only the robot axis or the external axis. The same applies to the case detected by the external axis control system 20, and the position of the robot axis and the external axis is corrected by combining the contact state quantities detected by the robot axis control system 10 and the external axis control system 20. An amount may be created.

前記ロボット軸位置修正量及び外部軸位置修正量は修正量記憶部34に記憶され、同時に前記ロボット軸制御系10と前記外部軸制御系20の位置指令にそれぞれ加算される。これにより、ロボット軸又は外部軸が接触対象物に接触した場合には、その接触状態量に応じて、ロボット軸又は外部軸を位置修正することで、接触対象物に過大な力を加えることなく、作業を続行することができる。また、接触後に、接触状態を保ったままで予め設定された加圧力で接触対象物を加圧するようにしても良い。 The robot axis position correction amount and the external axis position correction amount are stored in the correction amount storage unit 34, and are simultaneously added to the position commands of the robot axis control system 10 and the external axis control system 20, respectively. As a result, when the robot axis or the external axis comes into contact with the contact object, the position of the robot axis or the external axis is corrected according to the amount of the contact state without applying excessive force to the contact object. You can continue working. Moreover, you may make it pressurize a contact target with the preset applied pressure, keeping a contact state after a contact.

以下に、本発明の第1の具体的実施例を説明する。
本実施例では、図3、図20及び図23に示すように、電動ガン402を使用したロボット401によるスポット溶接用途を例に説明する。溶接対象物であるワーク405がライン上を搬送されてくる際に、ワーク405の加工誤差や位置決め誤差で、ワーク405が予め登録された教示位置から電動ガン402の開閉方向に位置ズレした場合の補正方法(イコライジング機能)について考える。
プレイバック運転では、ロボット401の手先に配置した電動ガン402の可動電極403と固定電極404は、ワーク405表面上に予め登録された教示点に移動する。しかし、前記電動ガン402の開閉方向の位置ズレ量が大きいと、通電できずに溶接不良となってライン停止を招いたり、位置決め精度を高くするために大きく設定されたゲインや積分器の作用により大きなトルクが発生して、ワーク405や電動ガン402を破損させたりする可能性がある。また、前記位置ズレ量が小さくてもワーク405を変形させたまま溶接して溶接品質が低下してしまう。そこで、前記ワーク405の位置ズレをロボット401及び電動ガン402で検出して、実時間で位置補正する必要がある。
The first specific example of the present invention will be described below.
In this embodiment, as shown in FIGS. 3, 20 and 23, a spot welding application using a robot 401 using an electric gun 402 will be described as an example. When the workpiece 405, which is the welding object, is transported on the line, the workpiece 405 is displaced from the pre-registered teaching position in the opening and closing direction of the electric gun 402 due to processing errors or positioning errors of the workpiece 405. Consider the correction method (equalizing function).
In the playback operation, the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 of the electric gun 402 arranged at the hand of the robot 401 move to the teaching points registered in advance on the surface of the workpiece 405. However, if the displacement amount of the electric gun 402 in the opening / closing direction is large, the electric gun 402 cannot be energized, resulting in poor welding and line stoppage, or due to the action of a gain or integrator that is set large to increase positioning accuracy. There is a possibility that a large torque is generated and the work 405 and the electric gun 402 are damaged. Further, even if the positional deviation amount is small, welding is performed while the workpiece 405 is deformed, so that the welding quality is deteriorated. Therefore, it is necessary to detect the positional deviation of the workpiece 405 with the robot 401 and the electric gun 402 and correct the position in real time.

以下では、ワーク405の位置ズレに対して、ロボット401及び電動ガン402による位置ズレ検出及び補正の方法について説明する。
ワーク405の位置ズレが無い正常状態を、図4(a)〜(c)に示す。
ワーク405が非常に薄い場合には、可動電極側と固定電極側の教示点はA点で交わる。この教示点Aに向かって、可動電極403及び固定電極404は、(a)の予め登録された小開位置から同時に下降及び上昇を開始する。図4(b)で、可動電極403及び固定電極404は、同時に教示点Aに到達してワーク405に接触し、本加圧することでワーク405を溶接することができる。図4(c)では、開放命令により小開位置への移動を実施する。
In the following, a method of detecting and correcting the positional deviation by the robot 401 and the electric gun 402 with respect to the positional deviation of the workpiece 405 will be described.
A normal state in which the workpiece 405 is not misaligned is shown in FIGS.
When the workpiece 405 is very thin, the teaching points on the movable electrode side and the fixed electrode side intersect at point A. To this teaching point A, the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 start to descend and rise simultaneously from the pre-registered small opening position of (a). In FIG. 4B, the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 reach the teaching point A at the same time, come into contact with the workpiece 405, and the workpiece 405 can be welded by performing the main pressurization. In FIG. 4C, the movement to the small opening position is performed by the opening command.

次に、ワーク405の位置ズレがある状態を、図4(d)〜(f)に示す。
(1) 位置ズレ検出
図4(d)に示すように、教示位置から可動電極側に位置ズレ量αがある。可動電極403及び固定電極404は、小開位置から同時に下降及び上昇を開始する。
図4(e)に示すように、固定電極404よりも先に可動電極403がワーク405に教示位置よりもαだけ上側にあるB点で接触する。固定電極は教示位置に到達するが位置ズレがあるためにワーク405と接触しない。
ここで、ワーク405と可動電極403の接触は、図5に示すように、ガン軸制御系20の実機部210とシミュレーション部220の内部状態量を比較することで検出する。ここでは、内部状態量としてモータ制御部211と制御モデル部221の出力である実機トルク指令とモデルトルク指令を用いる。状態量比較部231内で、接触によって実機部210の前記実機トルク指令の急激な変動が生じるため、状態量比較値として前記実機トルク指令と前記モデルトルク指令の差分を作成する。
Next, a state in which the workpiece 405 is misaligned is shown in FIGS.
(1) Detection of positional deviation As shown in FIG. 4D, there is a positional deviation amount α from the teaching position to the movable electrode side. The movable electrode 403 and the fixed electrode 404 start to descend and rise simultaneously from the small opening position.
As shown in FIG. 4 (e), the movable electrode 403 contacts the workpiece 405 at a point B that is higher than the teaching position by α before the fixed electrode 404. The fixed electrode reaches the teaching position, but does not come into contact with the workpiece 405 due to a positional deviation.
Here, the contact between the workpiece 405 and the movable electrode 403 is detected by comparing the internal state quantities of the actual machine unit 210 and the simulation unit 220 of the gun axis control system 20, as shown in FIG. Here, an actual machine torque command and a model torque command, which are outputs of the motor control unit 211 and the control model unit 221, are used as the internal state quantities. In the state quantity comparison unit 231, the actual machine torque command of the actual machine unit 210 is suddenly changed by the contact, so a difference between the actual machine torque command and the model torque command is created as a state quantity comparison value.

接触検出部232では、前記状態量比較値と予め作業内容に応じて設定された検出しきい値を比較することで、モータ213に接続された機構部212(ここでは可動電極403)とワーク405との衝突を検出し、衝突検出された時点で接触状態量としてガン軸接触力を発生させる。ガン軸接触力は、トルク指令の差分である前記状態量比較値を、減速機の構成に応じて力の単位系に変換することで求めることができる。
ここでは、ワーク405が教示位置から可動電極側に位置ズレして、ガン軸制御系20の接触力を求める過程を述べたが、ワーク405が教示位置から固定電極側に位置ズレした場合も同様である。ただし、ロボット各軸のトルク指令の差分である前記状態量比較値を力の単位系に変換する過程が異なる。
The contact detection unit 232 compares the state quantity comparison value with a detection threshold value set in advance according to the work content, so that the mechanism unit 212 (here, the movable electrode 403) connected to the motor 213 and the workpiece 405 are connected. When the collision is detected, a gun shaft contact force is generated as a contact state amount. The gun shaft contact force can be obtained by converting the state quantity comparison value, which is a difference between torque commands, into a force unit system according to the configuration of the reduction gear.
Here, the process in which the workpiece 405 is displaced from the teaching position to the movable electrode side to obtain the contact force of the gun axis control system 20 has been described, but the same applies when the workpiece 405 is displaced from the teaching position to the fixed electrode side. It is. However, the process of converting the state quantity comparison value, which is the difference in torque command for each axis of the robot, into a force unit system is different.

ロボット軸制御系10の接触検出部132では、一般的にヤコビアンと呼ばれる関節座標系と作業座標系の微小変位関係式を求め、その転値逆行列を用いることで、複数の関節座標系における前記状態量比較値(トルク)から作業座標系のロボット軸接触力(力)を算出することができる。ここで、作業座標系の1軸は電動ガン402の開閉方向と一致させることで、開閉方向に作用する接触力を演算することができる。
図4(e)の状態では、ガン軸制御系20の接触力はFであるが、ロボット軸制御系10の接触力は0である。
The contact detection unit 132 of the robot axis control system 10 obtains a micro displacement relational expression between a joint coordinate system generally called a Jacobian and a work coordinate system, and uses the inverse matrix of the transposed value to obtain the above-mentioned in a plurality of joint coordinate systems. The robot axis contact force (force) in the work coordinate system can be calculated from the state quantity comparison value (torque). Here, by making one axis of the work coordinate system coincide with the opening / closing direction of the electric gun 402, the contact force acting in the opening / closing direction can be calculated.
In the state of FIG. 4 (e), the contact force of the gun axis control system 20 is F, but the contact force of the robot axis control system 10 is zero.

(2) 修正量演算
修正量演算部33では、前記ガン軸接触力と前記ロボット軸接触力を基に、予め設定された目標接触力FREFで、可動電極403と固定電極404がワーク405に均等に接触するように、ロボット軸位置修正量及びガン軸位置修正量を作成する。
(2) Correction amount calculation In the correction amount calculation unit 33, the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 are moved to the workpiece 405 with a preset target contact force FREF based on the gun axis contact force and the robot axis contact force. The robot axis position correction amount and the gun axis position correction amount are created so as to make contact evenly.

(2−1)インピーダンス制御
インピーダンス制御部331において、ガン軸制御系20の接触力はFで、目標接触力はFREFであるため、その差分値F−FREFを(式4)に代入することで、ガン軸制御系20の作業座標系における位置修正量Xを求めることができる。
(2-1) Impedance control In the impedance control unit 331, since the contact force of the gun axis control system 20 is F and the target contact force is F REF , the difference value FFREF is substituted into (Expression 4). Thus, the position correction amount X in the work coordinate system of the gun axis control system 20 can be obtained.

(式4)において、速度と加速度に関して以下の式を代入すると、 In (Expression 4), substituting the following expressions for speed and acceleration,

また、ロボット軸の作業座標系における位置修正量Xも同様に求めることができる。ロボット軸の接触力は0であるため、式4の演算によりワーク405に接触して目標接触力FREFで接触するように、位置修正量Xが演算される。
また、前記ロボット軸と前記ガン軸で検出した接触力を合成することで、ロボット軸及び外部軸の位置修正量を作成しても良い。
Further, the position correction amount X in the work coordinate system of the robot axis can be similarly obtained. Since the contact force of the robot axis is 0, the position correction amount X is calculated so as to come into contact with the workpiece 405 and contact with the target contact force FREF by the calculation of Expression 4.
Further, the position correction amounts of the robot axis and the external axis may be created by combining the contact forces detected by the robot axis and the gun axis.

(2−2)座標変換
ロボット軸とガン軸の作業座標系における位置修正量Xが求められたので、その値をロボット軸とガン軸の関節座標系座標系の値に変換する必要がある。座標変換部332内で、ロボット軸に関しては、前述のヤコビアンの逆行列を用いることで、作業座標系の位置修正量Xを関節座標系の位置修正値θROBOTに変換することができる。同様に、ガン軸に関しては減速機の構成に応じて関節座標系の位置修正値θGUNに変換する。
前記ロボット軸の位置修正量θROBOT及びガン軸位置修正量θGUNは修正量記憶部34に記憶され、同時に前記ロボット軸制御系10と前記ガン軸制御系20の位置指令にそれぞれ加算される。これにより、可動電極403と固定電極404は、図4(f) に示すように、目標加圧力FREFでワーク405に接触することができる。
(2-2) Coordinate conversion Since the position correction amount X in the work coordinate system of the robot axis and the gun axis is obtained, it is necessary to convert the value into a value in the joint coordinate system coordinate system of the robot axis and the gun axis. In the coordinate conversion unit 332, with respect to the robot axis, the position correction amount X in the work coordinate system can be converted into the position correction value θ ROBOT in the joint coordinate system by using the aforementioned Jacobian inverse matrix. Similarly, the gun axis is converted into a position correction value θ GUN in the joint coordinate system according to the configuration of the speed reducer.
The robot axis position correction amount θ ROBOT and the gun axis position correction amount θ GUN are stored in the correction amount storage unit 34 and simultaneously added to the position commands of the robot axis control system 10 and the gun axis control system 20, respectively. As a result, the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 can contact the workpiece 405 with the target pressure F REF as shown in FIG.

(3)加圧力制御
接触後の本加圧時には、接触状態を保ったままで予め設定された別の目標加圧力で接触対象物を加圧する。これは、ワーク405間に隙間がある場合に、接触時より大きい目標加圧力で加圧することでワーク間の隙間を潰す必要があるためである。
(3) Pressurization control At the time of the main pressurization after the contact, the contact object is pressurized with another preset target pressurization while maintaining the contact state. This is because when there is a gap between the workpieces 405, it is necessary to crush the gap between the workpieces by applying pressure with a target pressure larger than that at the time of contact.

(4)指令補正
本加圧終了後に、小開位置への開放命令又は次の教示点への移動命令が来た場合に、修正量記憶部34で記憶しておいたロボット軸位置修正量及び外部軸位置修正量分だけ補正する必要がある。これは、上位指令生成部からは教示位置Aに移動する指令が来ており、上記処理により位置ズレしたB点に現在位置が変更されている。そのため、そのまま次の小開位置や次の教示点への移動を行うと、上位指令生成部からは教示位置Aから小開位置へ移動するための指令が来ることとなり、特に可動電極側では更にワーク405に対して押し付ける動作をして、ワーク405を破損させる危険性がある。そのため、上位指令生成部から送られてくる教示位置Aから小開位置へ移動するための指令より、修正量記憶部34で記憶しておいたロボット軸位置修正量及び外部軸位置修正量を減算する必要がある。
また別の方法として、開放命令が出される前に、予め上位指令生成部に現在位置を修正量分だけ変更された位置で再作成するように要求する方法でも良い。
これらの方法により、上位指令生成部からは修正量によって変更された現在の位置から小開位置又は次の教示点へ移動する指令が送られるようになる。
(4) Command correction When a release command to the small opening position or a command to move to the next teaching point comes after the completion of the main pressurization, the robot axis position correction amount stored in the correction amount storage unit 34 and It is necessary to correct only the external axis position correction amount. This is because a command to move to the teaching position A is received from the higher order command generation unit, and the current position is changed to the point B which has been displaced by the above processing. Therefore, if the next small opening position or the next teaching point is moved as it is, a command for moving from the teaching position A to the small opening position comes from the higher order command generation unit. There is a risk of damaging the workpiece 405 by performing an operation of pressing against the workpiece 405. For this reason, the robot axis position correction amount and the external axis position correction amount stored in the correction amount storage unit 34 are subtracted from the instruction for moving from the teaching position A to the small opening position sent from the higher order command generation unit. There is a need to.
As another method, before the release command is issued, the host command generation unit may be requested in advance to recreate the current position at a position changed by the correction amount.
By these methods, a command to move from the current position changed by the correction amount to the small opening position or the next teaching point is sent from the higher order command generation unit.

以上より、ワークが位置ズレしている場合でも、ワークと電極の接触を高感度に検出して、予め設定された目標力でワークを加圧することができる。
また、図22に示すように、教示作業時に可動電極と固定電極をワークと接触させ、ワーク位置を求め、そのワーク位置に応じてロボット軸及び外部軸を動作させることで、教示位置として記憶するようにしても良い。
As described above, even when the workpiece is misaligned, the contact between the workpiece and the electrode can be detected with high sensitivity, and the workpiece can be pressurized with a preset target force.
In addition, as shown in FIG. 22, the movable electrode and the fixed electrode are brought into contact with the workpiece during teaching work, the workpiece position is obtained, and the robot axis and the external axis are operated according to the workpiece position, and stored as the teaching position. You may do it.

以下に、本発明の第2の具体的実施例を、図4、図6及び図19に示して説明する。
本実施例では、前記第1の実施例で接触検出してから位置補正する過程が異なる。前記第1の実施例では、接触検出時の力を求め、インピーダンス制御により位置補正をしていたが、本実施例では接触検出した位置と予め教示された位置からワーク405の位置ズレ量αを求め、この位置ズレ量αにより位置補正するものである。
以下では、ワーク405の位置ズレ量αの検出及び補正方法について説明する。ここでは、第1の実施例と同様に、図4(d)に示すように教示位置から可動電極側に位置ズレ量αがある場合を考える。
A second specific embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 4, 6, and 19. FIG.
In this embodiment, the process of position correction after contact detection in the first embodiment is different. In the first embodiment, the force at the time of contact detection is obtained and the position is corrected by impedance control. However, in this embodiment, the positional deviation amount α of the workpiece 405 is calculated from the position detected by the contact and the previously taught position. The position is corrected by this positional shift amount α.
Hereinafter, a method for detecting and correcting the positional deviation amount α of the workpiece 405 will be described. Here, as in the first embodiment, consider a case where there is a positional shift amount α from the teaching position to the movable electrode side as shown in FIG.

(1) 位置ズレ検出
可動電極403及び固定電極404は、小開位置から同時に下降及び上昇を開始する。図4(e)に示すように、固定電極404よりも先に可動電極403がワーク405に教示位置よりもαだけ上側にあるB点で接触する。固定電極404は教示位置に到達するが、位置ズレがあるためにワーク405と接触しない。
ここで、ワーク405と可動電極403の接触は、図6に示すように、ガン軸制御系20の実機部210とシミュレーション部220の内部状態量を比較することで検出する。ここでは、状態量比較値として前記実機トルク指令と前記モデルトルク指令の差分の微分値を作成する。ここで、微分値を用いる理由は、差分値の急激な変化を捕らえるためである。また、微分値を作成する前に、衝突時に発生する周波数より高い周波数の信号はフィルタ等で削除しても良い。
(1) The positional deviation detection movable electrode 403 and the fixed electrode 404 start to descend and rise simultaneously from the small opening position. As shown in FIG. 4 (e), the movable electrode 403 contacts the workpiece 405 at a point B that is higher than the teaching position by α before the fixed electrode 404. The fixed electrode 404 reaches the teaching position, but does not come into contact with the workpiece 405 due to a positional shift.
Here, the contact between the workpiece 405 and the movable electrode 403 is detected by comparing the internal state quantities of the actual machine unit 210 and the simulation unit 220 of the gun axis control system 20, as shown in FIG. Here, a differential value of the difference between the actual machine torque command and the model torque command is created as the state quantity comparison value. Here, the reason for using the differential value is to capture a sudden change in the difference value. Further, before creating the differential value, a signal having a frequency higher than the frequency generated at the time of collision may be deleted by a filter or the like.

接触検出部232では、前記状態量比較値と予め作業内容に応じて設定された検出しきい値を比較することで、可動電極403とワーク405との衝突を検出することができ、衝突が検出された場合にはガン軸接触検出情報が出力される。
また、ロボット軸制御系10の接触検出部132においても同様に、状態量比較部131で求められた状態量比較値と検出しきい値を比較することで、固定電極404とワーク405との衝突を検出することができ、衝突が検出された場合にはロボット軸接触検出情報が出力される。
修正量演算部33内の接触判断部334では、前記ガン軸接触検出情報と前記ロボット軸接触検出情報から、可動電極403と固定電極404のどちらが先にワーク405に接触したかを判断する。ここでは、前記ガン軸接触検出情報が先に接触判断部334に入力される。この時には前記ロボット軸接触検出情報は入力されていない。そのため、ワーク405が可動電極側に位置ズレしていることが分かる。ここで、前記ガン軸接触検出情報と前記ロボット軸接触検出情報が同時に入力された場合には、ワーク405は位置ズレしていないと判断される。
The contact detection unit 232 can detect a collision between the movable electrode 403 and the workpiece 405 by comparing the state quantity comparison value with a detection threshold set in advance according to the work content, and detects a collision. When it is done, gun shaft contact detection information is output.
Similarly, in the contact detection unit 132 of the robot axis control system 10, the collision between the fixed electrode 404 and the workpiece 405 is made by comparing the state quantity comparison value obtained by the state quantity comparison unit 131 with the detection threshold value. When a collision is detected, robot axis contact detection information is output.
The contact determination unit 334 in the correction amount calculation unit 33 determines which of the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 has previously contacted the workpiece 405 from the gun axis contact detection information and the robot axis contact detection information. Here, the gun shaft contact detection information is input to the contact determination unit 334 first. At this time, the robot axis contact detection information is not input. Therefore, it can be seen that the workpiece 405 is displaced toward the movable electrode. Here, when the gun axis contact detection information and the robot axis contact detection information are input simultaneously, it is determined that the workpiece 405 is not displaced.

(2)修正量演算
(2−1)位置ズレ量αの演算
前記ガン軸接触検出情報は補正量算出部335に送られる。前記補正量算出部335では、前記ガン軸接触検出情報が入力された時点での実機部210のモータ213の位置応答である接触検出位置と位置指令を取り込む。この時点で、以下の式により、関節座標系における位置ズレ量αGUNを求めることができる。
(2) Correction amount calculation (2-1) Calculation of positional deviation amount α The gun shaft contact detection information is sent to the correction amount calculation unit 335. The correction amount calculation unit 335 takes in a contact detection position and a position command which are position responses of the motor 213 of the actual machine unit 210 at the time when the gun axis contact detection information is input. At this time, the positional deviation amount α GUN in the joint coordinate system can be obtained by the following equation.

位置ズレ量αGUN=接触検出位置−位置指令 ・・・(式6) Position shift amount α GUN = contact detection position−position command (Formula 6)

求められた前記位置ズレ量αGUNは関節座標系のモータ角度であるため、座標変換部332において、減速機の構成に応じて前記位置ズレ量αGUNを作業座標系の位置ズレ量αに変換する。例えば、減速機がボールネジであった場合には、関節座標系の角度にボールネジのピッチを乗算することで、作業座標系の位置に変換することができる。
また、固定電極403が先にワーク405に接触した場合でも同様に、前記ロボット軸接触検出情報が補正量算出部335に出力された時点で、実機部110のモータ113の位置応答である接触検出位置と位置指令を取り込む。これにより、ロボット各軸の関節座標系における位置ズレ量αROBOTを求める。次に、ロボット軸制御系10においても、前述のヤコビアンを用いることで、関節座標系の位置ズレ量αROBOTを作業座標系の位置ズレ量αに変換することができる。
Since the obtained positional deviation amount α GUN is a motor angle of the joint coordinate system, the coordinate conversion unit 332 converts the positional deviation amount α GUN into a positional deviation amount α of the work coordinate system according to the configuration of the reduction gear. To do. For example, when the speed reducer is a ball screw, it can be converted into a position in the work coordinate system by multiplying the angle of the joint coordinate system by the pitch of the ball screw.
Similarly, even when the fixed electrode 403 has previously contacted the workpiece 405, when the robot axis contact detection information is output to the correction amount calculation unit 335, contact detection that is a position response of the motor 113 of the actual machine unit 110 is detected. Capture position and position command. Thereby, a positional shift amount α ROBOT in the joint coordinate system of each axis of the robot is obtained. Next, in the robot axis control system 10 as well, by using the aforementioned Jacobian, it is possible to convert the positional deviation amount α ROBOT in the joint coordinate system into the positional deviation amount α in the work coordinate system.

(2−2)座標変換
可動電極403が固定電極404よりも先にワーク405に接触して位置ズレ量αを求めた場合、ガン軸の位置修正量θGUNは位置ズレ量αと同じであるが、ロボット軸の位置修正量θROBOTは求められていない。よって、ガン軸の接触検出で求められた位置ズレ量αから、ロボット軸の位置修正量θROBOTを求める必要がある。これには、座標変換部332内で、前述のヤコビアンの逆行列を用いることで、作業座標系の位置ズレ量αを関節座標系の位置修正量θROBOTに変換することができる。
ここで、図4(e)に示すように、可動電極403はワーク405に既に接触しているため、位置の補正は固定電極404のみで良い。そのため、前記ロボット軸の位置修正量θROBOT及びガン軸位置修正量θGUNは修正量記憶部34に記憶され、前記ロボット軸制御系10と位置修正量θROBOTが加算される。ただし、固定電極404が位置ズレ量αだけ上昇することで可動電極403の位置も上昇してしまうため、固定電極404の動作に合わせて可動電極403の位置を位置ズレ量αだけ下降させる必要がある。
以上の処理により、可動電極403と固定電極404は、図4(f)に示すように、ワーク405に接触することができる。
(2-2) Coordinate conversion When the movable electrode 403 contacts the workpiece 405 prior to the fixed electrode 404 to determine the positional deviation amount α, the gun shaft position correction amount θ GUN is the same as the positional deviation amount α. However, the position correction amount θ ROBOT of the robot axis is not obtained. Therefore, it is necessary to obtain the robot axis position correction amount θ ROBOT from the positional deviation amount α obtained by detecting the contact of the gun axis. For this purpose, the positional deviation amount α in the work coordinate system can be converted into the position correction amount θ ROBOT in the joint coordinate system by using the aforementioned Jacobian inverse matrix in the coordinate conversion unit 332.
Here, as shown in FIG. 4 (e), since the movable electrode 403 is already in contact with the workpiece 405, only the fixed electrode 404 needs to be corrected. Therefore, the robot axis position correction amount θ ROBOT and the gun axis position correction amount θ GUN are stored in the correction amount storage unit 34, and the robot axis control system 10 and the position correction amount θ ROBOT are added. However, since the position of the movable electrode 403 also rises when the fixed electrode 404 rises by the positional deviation amount α, it is necessary to lower the position of the movable electrode 403 by the positional deviation amount α in accordance with the operation of the fixed electrode 404. is there.
Through the above processing, the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 can come into contact with the workpiece 405 as shown in FIG.

(3)加圧力制御
接触後の本加圧時には、実施例1の方法を用いることで、接触状態を保ったまま予め設定された別の目標加圧力で接触対象物を加圧する。
(3) Pressurization control At the time of the main pressurization after the contact, the method of Example 1 is used to pressurize the contact target with another preset target pressurization while maintaining the contact state.

以降の(4)指令補正の処理は、前記第1の実施例と同じであるため省略する。
以上より、ワークが位置ズレしている場合でも、ワークと電極の接触を高感度に検出して、予め設定された目標力でワークを加圧することができる。
Subsequent (4) command correction processing is the same as that in the first embodiment, and is therefore omitted.
As described above, even when the workpiece is misaligned, the contact between the workpiece and the electrode can be detected with high sensitivity, and the workpiece can be pressurized with a preset target force.

以下に、本発明の第3の具体的実施例を、図7及び図8に示して説明する。
本実施例では、前記第2の実施例で接触検出させる際の可動電極への指令方法が異なる。前記第2の実施例では、小開位置から可動電極と固定電極を同時にワーク表面上の教示位置に動作させていたが、本実施例では固定電極に対して可動電極の動作開始を早く開始して、固定電極よりも可動電極がワークに先に接触させる。これは、可動電極を駆動する外部軸モータに対して、固定電極を駆動するロボットのモータ容量や摩擦が大きく、可動電極で検出させる方が検出精度が高いためである。
以下では、ワーク405の位置ズレ量αの検出及び補正方法について説明する。ここでは、教示位置から固定電極側にワーク405の位置ズレがある場合を考える。
図7に示すように、ロボット軸制御系10及びガン軸制御系20に時間調整部135及び235を設ける。また、ガン軸制御系20に指令調整部236を設ける。
前記時間調整部135及び235では、位相進み補償を行うことで予め設定された進み時間だけ、ロボット軸に対するガン軸の動作指令を進めるか、バッファなどを用いることで予め設定された進み時間だけ、ガン軸に対するロボット軸の動作指令を遅らせる処理を行う。これにより、小開位置からワーク表面上の目標位置に移動する際に、可動電極403が先に動作を開始し、進み時間が経過した後、固定電極404が動作を開始する。
Hereinafter, a third specific example of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, the command method to the movable electrode when contact detection is performed in the second embodiment is different. In the second embodiment, the movable electrode and the fixed electrode are simultaneously moved from the small opening position to the teaching position on the workpiece surface. However, in this embodiment, the operation of the movable electrode is started early with respect to the fixed electrode. Thus, the movable electrode is brought into contact with the workpiece before the fixed electrode. This is because the motor capacity and friction of the robot that drives the fixed electrode are larger than the external shaft motor that drives the movable electrode, and detection with the movable electrode is more accurate.
Hereinafter, a method for detecting and correcting the positional deviation amount α of the workpiece 405 will be described. Here, a case is considered where there is a positional deviation of the workpiece 405 from the teaching position to the fixed electrode side.
As shown in FIG. 7, time adjustment units 135 and 235 are provided in the robot axis control system 10 and the gun axis control system 20. In addition, a command adjusting unit 236 is provided in the gun axis control system 20.
In the time adjustment units 135 and 235, only the advance time set in advance by performing phase advance compensation, the gun axis operation command for the robot axis is advanced, or only in the advance time set in advance using a buffer, Processing to delay the movement command of the robot axis relative to the gun axis is performed. Thus, when moving from the small opening position to the target position on the workpiece surface, the movable electrode 403 starts operating first, and after the advance time has elapsed, the fixed electrode 404 starts operating.

前記指令調整部236では、予め設定された指令調整量を上位指令生成部からの動作指令に加算する。前記指令調整量は可動電極403の目標位置をワーク表面よりも固定電極側に持たせるものである。これは、ワーク405が固定電極側に位置ズレしていた場合、可動電極403がワーク表面の目標位置に移動するだけでは、教示位置に可動電極403が到達してもワーク405と接触しない。そのため、ワークの位置ズレ量を考慮した第2の教示位置をワーク表面よりも固定電極側に生成する。ここで、指令調整量は想定される位置ズレ量αよりも大きい値を設定する。
また、可動電極403の接触検出後に修正量の演算を実行する際には、第2の教示位置ではなく予め教示された教示位置と接触検出位置から位置ズレ量αを求める必要がある。これは本来あるべきワークの教示位置からのズレ量を求めるためである。
接触検出の方法、修正量の演算、加圧力制御、指令補正の処理は、前記第1及び第2の実施例と同じであるため省略する。
以下では、ワーク405の位置ズレに対して、ロボット401及び電動ガン402による位置ズレ検出及び補正の方法について説明する。
The command adjustment unit 236 adds a preset command adjustment amount to the operation command from the higher-level command generation unit. The command adjustment amount is for giving the target position of the movable electrode 403 closer to the fixed electrode than the workpiece surface. When the workpiece 405 is displaced toward the fixed electrode, the movable electrode 403 does not come into contact with the workpiece 405 even if the movable electrode 403 reaches the teaching position only by moving the movable electrode 403 to the target position on the workpiece surface. For this reason, the second teaching position in consideration of the amount of displacement of the workpiece is generated on the fixed electrode side with respect to the workpiece surface. Here, the command adjustment amount is set to a value larger than the assumed positional deviation amount α.
Further, when the correction amount is calculated after the contact of the movable electrode 403 is detected, it is necessary to obtain the positional deviation amount α not from the second teaching position but from the previously taught teaching position and the contact detecting position. This is to obtain the amount of deviation from the teaching position of the workpiece that should be.
The contact detection method, correction amount calculation, pressurization control, and command correction processing are the same as those in the first and second embodiments, and will be omitted.
In the following, a method of detecting and correcting the positional deviation by the robot 401 and the electric gun 402 with respect to the positional deviation of the workpiece 405 will be described.

ワーク405の位置ズレが無い正常状態を、図8(a)〜(c)に示す。
図8(a)に示すように、可動電極403の教示位置Aから指令調整部236により想定される位置ズレ量αよりも大きい指令調整量で第2の目標位置Cを作成する。
可動電極403は小開位置から第2の教示位置Cに、固定電極404は小開位置から教示位置Aに移動する。このとき、時間調整部135及び235において、固定電極よりも先に可動電極を予め設定された時間調整量(数十〜数百ms)の時間だけ位置指令を進ませる。
ここでは位置ズレが無いため、図8(b)に示すように、可動電極403は第2の教示位置Cに到達することなく教示位置Aでワーク405と接触し、その接触がガン軸制御系20の接触検出部232で検出される。接触検出後、位置ズレ量α(ここでは0)が演算されて、ロボット軸の位置修正量(ここでは0)が演算され、ロボット軸が動作する。
固定電極404と可動電極403がワーク405に接触後、本加圧を実行し、ワーク405を溶接する。図8(c)に示すように、開放命令により小開位置への移動を実施する。
A normal state in which the workpiece 405 is not misaligned is shown in FIGS.
As shown in FIG. 8A, the second target position C is created from the teaching position A of the movable electrode 403 with a command adjustment amount larger than the positional deviation amount α assumed by the command adjustment unit 236.
The movable electrode 403 moves from the small opening position to the second teaching position C, and the fixed electrode 404 moves from the small opening position to the teaching position A. At this time, in the time adjustment units 135 and 235, the position command is advanced by a preset time adjustment amount (several tens to several hundreds ms) of the movable electrode before the fixed electrode.
Here, since there is no positional deviation, the movable electrode 403 contacts the workpiece 405 at the teaching position A without reaching the second teaching position C, as shown in FIG. Detected by 20 contact detectors 232. After the contact is detected, the positional deviation amount α (here, 0) is calculated, the position correction amount (here, 0) of the robot axis is calculated, and the robot axis operates.
After the fixed electrode 404 and the movable electrode 403 come into contact with the workpiece 405, the main pressurization is executed and the workpiece 405 is welded. As shown in FIG. 8C, the movement to the small opening position is performed by the opening command.

次に、ワーク405の位置ズレがある状態を、図8(d)〜(f)に示す。
図8(d)に示すように、教示位置から固定電極側に位置ズレ量αがある。可動電極403は固定電極404よりも時間調整量だけ先に小開位置から下降を開始し、続いて固定電極404が小開位置から上昇を開始する。
図8(e)に示すように、固定電極404よりも先に可動電極403が、教示位置Aよりもαだけ固定電極側にあるB点でワーク405に接触する。このとき、固定電極404は教示位置Aに向かって移動中である。可動電極403とワーク405の接触は、ガン軸制御系20の接触検出部232で検出され、ロボット軸の位置修正量が演算される。ここでは、接触検出位置Bに到達するようにロボット軸及びガン軸の指令が修正され、図8(f)に示すように固定電極及び可動電極をワークに接触させることができる。
固定電極404と可動電極403がワーク405に接触後、本加圧を実行し、ワーク405を溶接する。図8(c)に示すように、開放命令により小開位置又は次の教示位置への移動を実施する際には、前述の第1の実施例と同様にロボット軸の指令補正を行う必要がある。
Next, a state in which the workpiece 405 is misaligned is shown in FIGS.
As shown in FIG. 8D, there is a positional shift amount α from the teaching position to the fixed electrode side. The movable electrode 403 starts to descend from the small opening position earlier than the fixed electrode 404 by a time adjustment amount, and then the fixed electrode 404 starts to rise from the small opening position.
As shown in FIG. 8E, the movable electrode 403 comes into contact with the workpiece 405 at a point B that is α on the fixed electrode side from the teaching position A before the fixed electrode 404. At this time, the fixed electrode 404 is moving toward the teaching position A. The contact between the movable electrode 403 and the workpiece 405 is detected by the contact detection unit 232 of the gun axis control system 20, and the position correction amount of the robot axis is calculated. Here, the robot axis and gun axis commands are corrected so as to reach the contact detection position B, and the fixed electrode and the movable electrode can be brought into contact with the workpiece as shown in FIG. 8 (f).
After the fixed electrode 404 and the movable electrode 403 come into contact with the workpiece 405, the main pressurization is executed and the workpiece 405 is welded. As shown in FIG. 8 (c), when the movement to the small opening position or the next teaching position is performed by the opening command, it is necessary to correct the robot axis command as in the first embodiment. is there.

以上より、固定電極に対して可動電極を先行動作させ、可動電極の第2の目標位置をワークより固定電極よりに生成することで、固定電極よりも先に可動電極をワークに接触させて位置ズレ量αを求めて補正することで、固定電極及び可動電極をワークに接触させることができる。
また、図21及び図24に示すように、教示作業時に外部軸(可動電極)をロボット軸(固定電極)に対して先行して動作させ、ワークと接触させ、ワーク位置を求め、そのワーク位置に応じてロボット軸及び外部軸を動作させることで、教示位置として記憶するようにしても良い。
As described above, the movable electrode is moved in advance with respect to the fixed electrode, and the second target position of the movable electrode is generated from the fixed electrode by the work, so that the movable electrode is brought into contact with the work before the fixed electrode. By obtaining and correcting the deviation amount α, the fixed electrode and the movable electrode can be brought into contact with the workpiece.
Further, as shown in FIGS. 21 and 24, during the teaching operation, the external axis (movable electrode) is moved in advance with respect to the robot axis (fixed electrode), brought into contact with the workpiece, the workpiece position is obtained, and the workpiece position is obtained. The teaching axis may be stored by operating the robot axis and the external axis according to the above.

以下に、本発明の第4の具体的実施例を、図9に示して説明する。
本実施例では、前記第2の実施例で位置ズレ量αを求めるタイミングが異なる。前記第2の実施例では、可動電極及び固定電極とワークを教示位置で接触させる際に毎回位置ズレ量αを求めていたが、本実施例ではワーク上の同一加圧方向の溶接点を溶接する際には、第1溶接点で取得した位置ズレ量αを第2溶接点以降も使用する点が異なる。これは、同一ワークの教示点に対する溶接点の位置ズレ量αは同じになることを用いて、演算処理を減らすことができる。
A fourth specific example of the present invention will be described below with reference to FIG.
In the present embodiment, the timing for obtaining the positional shift amount α is different from that in the second embodiment. In the second embodiment, the positional shift amount α is obtained every time the movable electrode and the fixed electrode are brought into contact with the workpiece at the teaching position. In this embodiment, welding points in the same pressure direction on the workpiece are welded. In doing so, the difference is that the positional deviation amount α acquired at the first welding point is used after the second welding point. This can reduce the arithmetic processing by using the fact that the positional deviation amount α of the welding point with respect to the teaching point of the same workpiece becomes the same.

可動電極403及び固定電極404とワーク405の接触を検出する過程は前記第2の実施例と同様であるため省略する。そのため、ここではガン軸制御系又はロボット軸制御系でワークとの接触が検出された後の説明をする。
図9に示すように、補正量算出部335からの出力である位置ズレ量αを記憶させる第2修正量記憶部341を設ける。ワーク上の同一平面における第1番目の教示点を溶接する際には、補正量算出部335からの出力された位置ズレ量αは修正量演算部33の座標変換部332を通り、修正量記憶部34に送られ、ロボット軸位置修正量として位置指令に加算される。ここで、前記位置ズレ量αは前記第2修正量記憶部341に記憶される。次に、ワーク上の同一加圧方向の第2溶接点以降の教示点を溶接する際には、記憶された前記位置ズレ量αを座標変換部332に送り、第2修正量を作成する。前記第2修正量は位置指令と加算され、補正動作が行われる。この時、修正量記憶部34の出力であるロボット軸位置修正量は0とする。
The process of detecting the contact between the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 and the workpiece 405 is the same as that in the second embodiment, and is therefore omitted. For this reason, the following description will be made after contact with the workpiece is detected by the gun axis control system or the robot axis control system.
As shown in FIG. 9, a second correction amount storage unit 341 that stores a positional deviation amount α that is an output from the correction amount calculation unit 335 is provided. When welding the first teaching point on the same plane on the workpiece, the positional deviation amount α output from the correction amount calculation unit 335 passes through the coordinate conversion unit 332 of the correction amount calculation unit 33 and is stored in the correction amount. Sent to the unit 34 and added to the position command as a robot axis position correction amount. Here, the positional deviation amount α is stored in the second correction amount storage unit 341. Next, when the teaching point after the second welding point in the same pressurizing direction on the workpiece is welded, the stored positional deviation amount α is sent to the coordinate conversion unit 332 to create a second correction amount. The second correction amount is added to the position command, and a correction operation is performed. At this time, the robot axis position correction amount, which is the output of the correction amount storage unit 34, is set to zero.

ここで、ワーク405が薄く剛性が低い場合には、可動電極403又は固定電極404がワーク405と接触しても直ぐには検出できずにワーク405を撓ませて溶接してしまい、溶接品質が低下する場合がある。この場合には、作業座標系で予め設定したワーク撓み量を位置ズレ量αに加算して補償することで、補正後の位置を教示位置と一致させることができる。この時、ワーク撓み量はワーク405の教示点に応じて複数記憶できる構成とする。また、毎回位置ズレ量αを求めて補償する場合には、このワーク撓み量を補正量算出部335に入力して、位置ズレ量αに加算する構成でも良い。
また、例えば、平面Aを溶接後、平面Aとは傾きが違う平面Bを溶接し、再度平面A又は平面Aと同一の傾きを持つ平面を溶接する際には、平面Aで求めた位置ズレ量αを再度使用することで演算処理を少なくすることもできる。
Here, when the workpiece 405 is thin and has low rigidity, even if the movable electrode 403 or the fixed electrode 404 comes into contact with the workpiece 405, it cannot be detected immediately, but the workpiece 405 is bent and welded, resulting in a decrease in welding quality. There is a case. In this case, the corrected position can be made coincident with the teaching position by adding the workpiece deflection amount preset in the work coordinate system to the positional deviation amount α to compensate. At this time, a plurality of workpiece deflection amounts can be stored in accordance with the teaching points of the workpiece 405. In addition, when the positional deviation amount α is obtained and compensated every time, the work deflection amount may be input to the correction amount calculation unit 335 and added to the positional deviation amount α.
Further, for example, after welding the plane A, when the plane B having a different inclination from the plane A is welded, and the plane A or a plane having the same inclination as the plane A is welded again, the positional deviation obtained in the plane A is changed. By using the quantity α A again, the calculation processing can be reduced.

更には、図示しないが初回に求められた前記位置ズレ量αを上位指令生成部に送り、位置指令自体を変更し、ロボット軸制御系10とガン軸制御系20の位置指令とする構成でも良い。
以上より、ワークの同一加圧方向の溶接点では初回に求めた位置ズレ量を記憶して、次回以降にはその記憶値から補正量を求めることで、接触検出処理を無くし、演算負荷を減らすことができる。
Further, although not shown, the positional deviation amount α obtained for the first time may be sent to the higher order command generation unit, and the position command itself may be changed to be used as the position commands for the robot axis control system 10 and the gun axis control system 20. .
As described above, the position deviation amount obtained at the first time is stored at the welding point in the same pressurizing direction of the workpiece, and the correction amount is obtained from the stored value after the next time, thereby eliminating the contact detection process and reducing the calculation load. be able to.

以下に、本発明の第5の具体的実施例を、図10に示して説明する。
本実施例では、前記第4の実施例で、ロボット401を駆動する制御装置400に接続された操作ペンダント406の操作画面から、前記接触検出部132及び232に入力される前記検出しきい値と、前記時間調整部235に入力される前記時間調整量と、前記指令調整部236に入力される前記指令調整量と、前記第2修正量記憶部341に入力される前記ワーク撓み量をパラメータとして入力し、状態量比較値を操作画面に表示してパラメータの調整を容易にするものである。
図10(a)に示すように、操作ペンダント406の操作画面上から、前記パラメータの値を入力する。例えば、図10(b)に示すように、前記接触検出部132及び232に入力されたガン軸検出しきい値とロボット軸検出しきい値及びガン軸検出力とロボット軸検出力は、横軸を時間として連続的に観測できるように表示される。作業者はそれぞれの軸の前記検出しきい値と前記検出力を観測しながら、小開位置から本加圧にいたる動作時に、誤検出しないように前記検出しきい値を調整する。
Hereinafter, a fifth specific embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In this embodiment, in the fourth embodiment, the detection threshold value input to the contact detection units 132 and 232 from the operation screen of the operation pendant 406 connected to the control device 400 that drives the robot 401 The time adjustment amount input to the time adjustment unit 235, the command adjustment amount input to the command adjustment unit 236, and the workpiece deflection amount input to the second correction amount storage unit 341 are used as parameters. The state quantity comparison value is input and displayed on the operation screen to facilitate parameter adjustment.
As shown in FIG. 10A, the value of the parameter is input from the operation screen of the operation pendant 406. For example, as shown in FIG. 10B, the gun axis detection threshold value, the robot axis detection threshold value, the gun axis detection force, and the robot axis detection force input to the contact detection units 132 and 232 are Is displayed so that it can be observed continuously as time. While observing the detection threshold value and the detection force of each axis, the operator adjusts the detection threshold value so that no erroneous detection occurs during the operation from the small opening position to the main pressurization.

以上より、パラメータと状態量が連続的な変化量で表示されるため、作業者は直感的定量的に判断することができ、調整作業を容易に進めることができる。 As described above, since the parameter and the state quantity are displayed as continuous change amounts, the operator can make an intuitive and quantitative determination, and the adjustment work can be easily performed.

以下に、本発明の第6の具体的実施例を、図11、図12及び図25に示して説明する。
本実施例では、前記第1の実施例で加圧力の制御方法が異なる。前記第1の実施例では、ロボット軸とガン軸で個別に接触力を求めて、それぞれが目標接触力FREFになるように制御されていたが、本実施例ではロボット軸とガン軸の接触力の差を意図的に大きくなるように制御する点が異なる。これは、ワーク上下に作用する接触力に差を設けることで、ワーク内部に発生するナゲット位置をワーク中心より接触力の小さい方に移動させて、板厚の異なる板を重ね合わせたワークを溶接するものである。
可動電極403及び固定電極404とワーク405の接触を検出する過程(1)や、(2−2)修正量演算の座標変換や、ワークとの接触が検出された後の加圧力制御(3)や、指令補正の過程(4)は、前記第1の実施例と同様であるため省略する。そのため、ここではガン軸制御系又はロボット軸制御系で、(2−1)修正量演算のインピーダンス制御について説明する。
ここでは、可動電極403側が薄板で、固定電極404側が厚板の2枚を重ね合わせたワークを例に説明する。
Hereinafter, a sixth specific embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11, 12, and 25. FIG.
In this embodiment, the method for controlling the applied pressure is different from that in the first embodiment. In the first embodiment, the contact force is separately obtained for the robot axis and the gun axis, and each is controlled so as to have the target contact force F REF . However, in this embodiment, the contact between the robot axis and the gun axis is controlled. The difference is that the force difference is controlled to increase intentionally. This is because the difference in contact force acting on the top and bottom of the workpiece is used to move the nugget position generated inside the workpiece to the side where the contact force is smaller than the center of the workpiece. To do.
Process (1) for detecting contact between movable electrode 403 and fixed electrode 404 and workpiece 405, (2-2) coordinate conversion for correction amount calculation, and pressure control after contact with workpiece is detected (3) In addition, since the command correction process (4) is the same as that in the first embodiment, a description thereof will be omitted. Therefore, here, (2-1) Impedance control for correction amount calculation in the gun axis control system or the robot axis control system will be described.
Here, an example of a workpiece in which the movable electrode 403 side is a thin plate and the fixed electrode 404 side is a thick plate is described.

(2−1)修正量演算のインピーダンス制御
図11に示すように、修正量演算部33では、前記ガン軸接触力と前記ロボット軸接触力及び予め設定された目標接触力FREFと目標加圧力差ΔFを基に、可動電極403とワーク405がFREF+ΔFで、固定電極404とワーク405がFREF−ΔFで、接触するように、ロボット軸位置修正量及びガン軸位置修正量を作成する。この前記位置修正量でロボット軸及びガン軸を動作させることで、固定電極404のチップとワーク405間との接触抵抗が可動電極403のチップとワーク405との接触抵抗よりも大きくなり、ナゲットを厚板側に移動させることができる。
(2-1) Impedance Control for Correction Amount Calculation As shown in FIG. 11, in the correction amount calculation unit 33, the gun axis contact force, the robot axis contact force, a preset target contact force F REF, and a target pressure force Based on the difference ΔF, the robot axis position correction amount and the gun axis position correction amount are created so that the movable electrode 403 and the workpiece 405 are in contact with F REF + ΔF and the fixed electrode 404 and the workpiece 405 are in contact with F REF −ΔF. . By operating the robot axis and the gun axis with the position correction amount, the contact resistance between the tip of the fixed electrode 404 and the workpiece 405 becomes larger than the contact resistance between the tip of the movable electrode 403 and the workpiece 405, and the nugget is removed. It can be moved to the thick plate side.

次に、本実施例の作用を図12に示して説明する。第1の実施例のように可動電極403とワーク405間の目標加圧力Fupと、固定電極404とワーク405間の目標加圧力Fdownを同じにして、溶接強度を確保するために十分な大きさのナゲットを発生させる。その結果、図12(a)に示すように、ナゲットはワーク405の内部の薄板と厚板の接触部分に発生して、薄板側のナゲットが薄板の表面に達して、スパッタやチップ溶着を生じてしまう場合がある。逆に通電量を減少させて各ナゲットを小さくすると、図12(b)に示すように、薄板側のナゲットは薄板の表面に達しないが、溶接強度不足を生じてしまう。
そのため、可動電極403及び固定電極404とワーク405間の目標加圧力FREFの差が、予め設定された加圧力差ΔFになるように、ロボット軸及びガン軸をそれぞれ制御する。その結果、図12(c)に示すように、ナゲットはワーク405の内部で厚板寄りに発生するため、スパッタやチップ溶着の発生を防止したまま、十分な大きさのナゲットを発生させて、溶接強度を確保して溶接することができる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. As in the first embodiment, the target pressing force F up between the movable electrode 403 and the workpiece 405 and the target pressing force F down between the fixed electrode 404 and the workpiece 405 are made the same, which is sufficient to ensure the welding strength. Generate a nugget of size. As a result, as shown in FIG. 12 (a), the nugget is generated at the contact portion between the thin plate and the thick plate inside the workpiece 405, and the nugget on the thin plate side reaches the surface of the thin plate, causing spatter and chip welding. May end up. Conversely, when the energization amount is decreased to make each nugget smaller, the nugget on the thin plate side does not reach the surface of the thin plate as shown in FIG. 12 (b), but the welding strength is insufficient.
For this reason, the robot axis and the gun axis are controlled so that the difference in the target pressure F REF between the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 and the workpiece 405 becomes the preset pressure difference ΔF. As a result, as shown in FIG. 12 (c), the nugget is generated closer to the thick plate inside the workpiece 405, so that a sufficiently large nugget is generated while preventing the occurrence of spatter and chip welding, It is possible to weld with securing the welding strength.

以下に、本発明の第7の具体的実施例を、図13、14及び図26に示して説明する。
本実施例では、前記第2の実施例で位置ズレ検出対象が異なる。前記第2の実施例では、ワーク405が予め登録された教示位置から電動ガン402の開閉方向に位置ズレした場合の補正方法(イコライジング機能)について考えたが、本実施例ではワークの位置ズレが無い場合で電極摩耗による位置ズレの補正方法に対応する点が異なる。これは、電極の摩耗量を検出して、摩耗量分だけ可動電極と固定電極の位置を補正することで溶接を続行するものである。
可動電極403及び固定電極404とワーク405の接触を検出する原理は前記第2の実施例の過程(1)は同じであるので、ここでは電極摩耗量の検出方法について述べる。
Hereinafter, a seventh specific embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In this embodiment, the position shift detection target is different from that in the second embodiment. In the second embodiment, the correction method (equalizing function) when the workpiece 405 is displaced in the opening / closing direction of the electric gun 402 from the pre-registered teaching position has been considered. However, in this embodiment, the workpiece displacement is not detected. In the absence, there is a difference in a method corresponding to a correction method of positional deviation due to electrode wear. In this method, welding is continued by detecting the wear amount of the electrode and correcting the positions of the movable electrode and the fixed electrode by the wear amount.
Since the principle of detecting the contact between the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 and the workpiece 405 is the same as the process (1) of the second embodiment, a method for detecting the amount of electrode wear will be described here.

(1) 電極交換後の基準位置1の記憶
図13(a)に示すように、摩耗電極を新しい電極に交換した際に、前記電動ガンの可動電極403と固定電極404の先端を接触させる。この時、図14に示すように、状態量比較部231で前記電動ガンの可動電極軸の前記シミュレーション部と前記実機部の状態量(例えば、速度フィードバック値(以降速度FB)やトルク指令など)を比較し、接触検出部232で可動電極403の固定電極404との接触力を演算し、接触判断部334で予め設定されたしきい値よりも大きくなった場合に実機部210に停止命令を送り、前記可動電極軸を停止させる。この前記可動電極軸の停止位置Xを、基準位置1として基準位置記憶部35に記憶する。
(1) Storage of reference position 1 after electrode replacement As shown in FIG. 13A, when the wear electrode is replaced with a new electrode, the movable electrode 403 of the electric gun and the tip of the fixed electrode 404 are brought into contact with each other. At this time, as shown in FIG. 14, the state quantity comparison unit 231 uses state quantities (for example, speed feedback value (hereinafter referred to as speed FB), torque command, etc.) of the simulation unit and the actual machine unit of the movable electrode shaft of the electric gun. The contact detection unit 232 calculates the contact force of the movable electrode 403 with the fixed electrode 404, and when the contact determination unit 334 exceeds a preset threshold value, issues a stop command to the actual unit 210. The movable electrode shaft is stopped by feeding. The stop position X 1 of the said movable electrode shaft, and stored in the reference position storage section 35 as the reference position 1.

(2) プレイバック運転中の全摩耗量の測定
図13(b)に示すように、プレイバック運転中に、可動電極403及び固定電極404の全摩耗量ΔLを測定する。この測定は、予め設定された打点数を溶接後に実行するか、予め設定された時間を経過後に実行するかは選択できるものとする。また、この全摩耗量の測定は溶接開始前のエアカット動作中に実行する。
前記電動ガンの可動電極403と固定電極404の先端を接触させ、(1)と同様に、前記可動電極軸を停止させて、前記可動電極軸の停止位置Xをとして、前記基準位置記憶部35に記憶する。この時点で、全摩耗量ΔLは、前記可動電極403と固定電極404における各電極の摩耗量の総和であり、補正量演算部335において、前記基準位置1であるXから前記基準位置2であるXを差分することで、全摩耗量ΔLを演算することができる。
(2) Measurement of total wear amount during playback operation As shown in FIG. 13B, the total wear amount ΔL of the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 is measured during the playback operation. It can be selected whether this measurement is performed after welding a preset number of hit points or after a preset time has elapsed. The total wear amount is measured during the air cut operation before starting welding.
Wherein an electric gun of the movable electrode 403 into contact with the tip of the fixed electrode 404, similarly to (1), said movable electrode shaft is stopped, as in the stop position X 2 the movable electrode shaft, the reference position storage unit Remember to 35. At this point, the total wear amount ΔL is the is the sum of the amount of wear of the electrode in the movable electrode 403 and the fixed electrode 404, the correction amount calculation unit 335, at the reference position 2 from X 1 is the reference position 1 by subtracting the certain X 2, it can be calculated the total wear amount [Delta] L.

(3) プレイバック運転中の基準位置2の測定
予め教示された溶接点に移動する過程において、可動電極403の摩耗量を測定する。この可動電極403及び固定電極の目標位置は、前述の第3の実施例に示したように、ワーク内部にずらして実行する。
前記電動ガンの可動電極403を前記電動ガンの固定電極404に対して先行動作させてワーク405に接触させ、前記電動ガンの可動電極軸の前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触力を演算し、予め設定されたしきい値よりも大きくなった場合に前記可動電極軸を停止させる。この時、摩耗が無い場合は図13(c)に示すように予め教示された位置で接触するが、摩耗がある場合には図13(d)に示すように本来の教示位置からΔLだけ下がった位置で接触する。このΔLは前記可動電極403の摩耗量であり、補正量演算部335において、可動電極403の移動量として検出できる。
最後に、補正量演算部335において、前記全摩耗量ΔLから前記可動電極403の摩耗量ΔLを差分することで、前記固定電極の摩耗量ΔLを演算することができる。
(3) Measurement of reference position 2 during playback operation The amount of wear of the movable electrode 403 is measured in the process of moving to the welding point taught in advance. The target positions of the movable electrode 403 and the fixed electrode are shifted to the inside of the work as shown in the third embodiment.
The movable electrode 403 of the electric gun is moved in advance with respect to the fixed electrode 404 of the electric gun and brought into contact with the workpiece 405, and the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit of the movable electrode shaft of the electric gun are compared. The contact force is calculated by the above, and the movable electrode shaft is stopped when it becomes larger than a preset threshold value. At this time, when there is no wear, the contact is made at the position taught in advance as shown in FIG. 13 (c), but when there is wear, only ΔL 1 from the original taught position as shown in FIG. 13 (d). Contact at the lowered position. This ΔL 1 is the amount of wear of the movable electrode 403 and can be detected by the correction amount calculation unit 335 as the amount of movement of the movable electrode 403.
Finally, the correction amount calculation unit 335, the by subtracting the wear amount [Delta] L 1 of the movable electrode 403 from the total wear amount [Delta] L, can be calculated wear amount [Delta] L 2 of the fixed electrode.

(4) 位置補正
(3)で求めた前記可動電極403の摩耗量ΔL及び固定電極404の摩耗量ΔLを基に、前記ロボット及び電動ガンの可動電極軸の位置を実時間で修正して、溶接を続けることができる。位置補正の方法については、第2の実施例の(2)修正量演算と同様であるため、ここでは省略する。
(4) the position correction based on the wear amount [Delta] L 2 of wear amount [Delta] L 1 and the fixed electrode 404 of the movable electrode 403 obtained in (3), the position of the movable electrode shaft of the robot and the electric gun fixed in real time And can continue welding. The position correction method is the same as (2) correction amount calculation in the second embodiment, and is therefore omitted here.

以下に、本発明の第8の具体的実施例を、図15及び図27に示して説明する。
本実施例では、前記第2の実施例で(4)指令補正後に溶着検出の処理を追加したものである。詳しくは、前記第2の実施例では、本加圧終了後に、小開位置への開放命令又は次の教示点への移動命令が来ると、修正量記憶部34で記憶しておいたロボット軸位置修正量及び外部軸位置修正量分だけ補正した後で、開放動作や次教示点への移動を行っていた。本実施例では前記開放動作や次教示点への移動の際に、電極の溶着検出をする。
可動電極403及び固定電極404とワーク405の接触を検出する過程(1)から指令補正までの過程(4)は、前記第2の実施例と同様であるため省略する。そのため、ここではガン軸制御系又はロボット軸制御系で、(5)溶着検出について説明する。
Hereinafter, an eighth specific embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 27. FIG.
In this embodiment, (4) welding detection processing is added after the command correction in the second embodiment. Specifically, in the second embodiment, when an opening command to the small opening position or a movement command to the next teaching point comes after the end of this pressurization, the robot axis stored in the correction amount storage unit 34 is stored. After correcting the position correction amount and the external axis position correction amount, the opening operation and the movement to the next teaching point were performed. In this embodiment, electrode welding is detected during the opening operation or movement to the next teaching point.
Since the process (1) from the detection of the contact between the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 and the workpiece 405 to the command correction (4) is the same as that in the second embodiment, the description thereof is omitted. Therefore, here, (5) welding detection will be described in the gun axis control system or the robot axis control system.

(5)溶着検出
可動電極403又は固定電極404とワーク405の溶着を検出する過程は前記第2の実施例の(1)と同じで、ロボット軸制御系10及びガン軸制御系20の実機部110及び210とシミュレーション部120及び220の内部状態量を比較することで溶着を検出する。ロボット軸制御系10とガン軸制御系20は同じ検出方法であるため、ここではガン軸制御系20について説明する。
内部状態量としては、例えば、モータ制御部211と制御モデル部221の出力である実機トルク指令とモデルトルク指令を用いる。状態量比較部231内で、電極溶着によって実機部210の前記実機トルク指令の急激な変動が生じるため、状態量比較値として前記実機トルク指令と前記モデルトルク指令の差分を作成する。
(5) Welding detection The process of detecting the welding of the movable electrode 403 or the fixed electrode 404 and the workpiece 405 is the same as (1) of the second embodiment, and the actual parts of the robot axis control system 10 and the gun axis control system 20 The welding is detected by comparing the internal state quantities of 110 and 210 with the simulation units 120 and 220. Since the robot axis control system 10 and the gun axis control system 20 have the same detection method, only the gun axis control system 20 will be described here.
As the internal state quantity, for example, an actual machine torque command and a model torque command that are outputs of the motor control unit 211 and the control model unit 221 are used. In the state quantity comparison unit 231, the actual machine torque command of the actual machine unit 210 undergoes abrupt fluctuation due to electrode welding, so a difference between the actual machine torque command and the model torque command is created as a state quantity comparison value.

接触検出部232では、前記状態量比較値と予め作業内容に応じて設定された溶着検出しきい値を比較することで、モータ213に接続された機構部212(ここでは可動電極403)とワーク405との溶着を検出し、溶着検出された時点でガン軸溶着検出情報が出力される。また、ロボット軸制御系10の接触検出部132においても同様に、状態量比較部131で求められた状態量比較値と検出しきい値を比較することで、固定電極404とワーク405との溶着を検出することができ、溶着が検出された場合にはロボット軸溶着検出情報が出力される。
修正量演算部33内の接触判断部334では、前記ガン軸溶着検出情報と前記ロボット軸溶着検出情報から、可動電極403又は固定電極404がワーク405に溶着したかを判断する。どちらかの溶着検出情報が接触判断部334に入力されると、接触判断部334から溶着処理選択部336に溶着検出の信号が出力される。溶着処理選択部336では、ロボット軸制御系10及びガン軸制御系20の実機部110及び210に対して、ロボット及び前記可動電極軸を停止させる停止命令か、予め設定された溶着解除動作をさせる解除動作指令を出力するか、外部の機器へ溶着発生信号を出力させる命令のいずれかを選択する。ここでは、溶着解除動作指令を例に説明する。
The contact detection unit 232 compares the state quantity comparison value with the welding detection threshold value set in advance according to the work content, so that the mechanism unit 212 (here, the movable electrode 403) connected to the motor 213 and the workpiece When welding with 405 is detected, gun shaft welding detection information is output when the welding is detected. Similarly, the contact detection unit 132 of the robot axis control system 10 also welds the fixed electrode 404 and the workpiece 405 by comparing the state quantity comparison value obtained by the state quantity comparison unit 131 with the detection threshold value. When the welding is detected, the robot axis welding detection information is output.
The contact determination unit 334 in the correction amount calculation unit 33 determines whether the movable electrode 403 or the fixed electrode 404 is welded to the workpiece 405 from the gun axis welding detection information and the robot axis welding detection information. When one of the welding detection information is input to the contact determination unit 334, a welding detection signal is output from the contact determination unit 334 to the welding process selection unit 336. In the welding process selection unit 336, the robot axis control system 10 and the actual machine units 110 and 210 of the gun axis control system 20 are caused to stop the robot and the movable electrode axis, or perform a preset welding release operation. Either a release operation command is output or a command for outputting a welding occurrence signal to an external device is selected. Here, the welding release operation command will be described as an example.

溶着解除動作指令としては、例えば、電極チップ回りに電動ガン402を回転させ、その回転中に再通電を与えて電極とワーク405を溶融させる方式を選択する。
これらの動作信号は前記指令修正部137、237に加算することで、前記電動ガン402を回転させることができる。
このように、溶着検出して自動的に解除命令を出力して溶着を解除する動作を行わせることで、ラインを停止させることなく、溶接を続行できる。
As the welding release operation command, for example, a method of rotating the electric gun 402 around the electrode tip and re-energizing during the rotation to melt the electrode and the workpiece 405 is selected.
By adding these operation signals to the command correction units 137 and 237, the electric gun 402 can be rotated.
In this way, welding can be continued without stopping the line by performing the operation of detecting welding and automatically outputting a release command to release welding.

以下に、本発明の第9の具体的実施例を、図16、図17及び図28に示して説明する。
本実施例では、前記第2の実施例で、電動ガン402のガンアーム部分の撓み補正処理を追加したものである。詳しくは、前記第2の実施例で、実作業前に電動ガンの加圧力とガンアームの撓み量の関係式を予め測定しておき、実作業時には、加圧時の加圧力に応じた撓み量により、ロボット401に補正動作を行わせるものである。ここでは電動ガン402としてC型ガンを例に説明を行うが、X型ガンでも同様である。また、撓み量ΔXは可動電極403の開閉方向の値とする。
The ninth specific embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 16, 17 and 28. FIG.
In this embodiment, a deflection correction process for the gun arm portion of the electric gun 402 is added to the second embodiment. Specifically, in the second embodiment, a relational expression between the pressure applied to the electric gun and the amount of deflection of the gun arm is measured in advance before actual work, and the amount of deflection corresponding to the pressure applied during pressurization during actual work. Thus, the robot 401 is caused to perform a correction operation. Here, a C-type gun will be described as an example of the electric gun 402, but the same applies to an X-type gun. Further, the deflection amount ΔX is a value in the opening / closing direction of the movable electrode 403.

図16(a)に示すように、電動ガン402のガンアーム部分は可動電極軸からの加圧力を受けて大きく変形してしまい、可動電極及び固定電極の位置が本来の教示位置からずれてしまうため、ロボットによりそのずれ量を補正する。以下では、補正方法について説明する。
(1)加圧力と撓み量の関係式作成
作業者は実作業前に電動ガンのガンアーム部分に関する加圧力と撓み量の関係式を作成する。電動ガンの可動電極を固定電極に接触させて、可動電極軸のモータが発生しているトルクから加圧力を求める。また、モータに接続されたエンコーダなどの位置検出器から位置を求める。これらの情報を複数の加圧力で求めることで、図16(b)に示すようなグラフを得ることで、以下のような撓み係数の関係式を導くことができる。
As shown in FIG. 16 (a), the gun arm portion of the electric gun 402 is greatly deformed by the applied pressure from the movable electrode shaft, and the positions of the movable electrode and the fixed electrode are deviated from the original teaching positions. The amount of deviation is corrected by the robot. Hereinafter, the correction method will be described.
(1) Relational expression creation between pressure force and deflection amount An operator creates a relational expression between pressure force and deflection amount regarding the gun arm portion of the electric gun before actual work. The movable electrode of the electric gun is brought into contact with the fixed electrode, and the applied pressure is obtained from the torque generated by the motor of the movable electrode shaft. Further, the position is obtained from a position detector such as an encoder connected to the motor. By obtaining these pieces of information with a plurality of pressures, a graph as shown in FIG. 16B can be obtained, and the following relational expression of the bending coefficient can be derived.

撓み量ΔX=撓み係数×加圧力F ・・・(式7) Deflection amount ΔX = Deflection coefficient × Pressure force F (Expression 7)

(2)加圧力の検出
プレイバック運転又は教示作業時において、加圧動作を行う際に、図17に示すように、ガン軸制御系20の実機部210とシミュレーション部220の内部状態量を状態量比較部231で比較することで、可動電極403がワーク405に加えている加圧力(ガン軸接触力)を求める。
接触検出部232では、前記状態量比較値と予め作業内容に応じて設定された検出しきい値を比較することで、モータ213に接続された機構部212(ここでは可動電極403)とワーク405との衝突を検出し、衝突検出された時点で接触状態量としてガン軸接触力を発生させる。ガン軸接触力は、トルク指令の差分である前記状態量比較値を、減速機の構成に応じて力の単位系に変換することで求めることができる。または、目標加圧力から撓み量ΔXを求めてもよい。
(2) Detection of applied pressure When performing a pressurizing operation during playback operation or teaching operation, as shown in FIG. 17, the internal state quantities of the actual unit 210 and the simulation unit 220 of the gun axis control system 20 are changed. By comparing with the amount comparison unit 231, the applied pressure (gun axis contact force) applied to the workpiece 405 by the movable electrode 403 is obtained.
The contact detection unit 232 compares the state quantity comparison value with a detection threshold value set in advance according to the work content, so that the mechanism unit 212 (here, the movable electrode 403) connected to the motor 213 and the workpiece 405 are connected. When the collision is detected, a gun shaft contact force is generated as a contact state amount. The gun shaft contact force can be obtained by converting the state quantity comparison value, which is a difference between torque commands, into a force unit system according to the configuration of the reduction gear. Alternatively, the deflection amount ΔX may be obtained from the target applied pressure.

(3)撓み量の演算
修正量演算部33の撓み量演算部337において、求められた加圧力と前記撓み係数から、作業座標系におけるガンアーム部分の撓み量ΔXを演算する。
(3) Calculation of deflection amount The deflection amount calculation unit 337 of the correction amount calculation unit 33 calculates the deflection amount ΔX of the gun arm portion in the work coordinate system from the obtained pressure and the deflection coefficient.

(4)ロボットの位置修正量の演算
ロボット軸の作業座標系における撓み量ΔXが求められたので、その値をロボット軸の関節座標系座標系の値に変換する必要がある。座標変換部332内で、ロボット軸に関しては、前述のヤコビアンの逆行列を用いることで、作業座標系の撓み量ΔXを関節座標系の位置修正値θROBOTに変換することができる。前記ロボット軸の位置修正量θROBOTは修正量記憶部34に記憶され、同時に前記ロボット軸制御系10の位置指令に加算される。
これにより、電動ガン405の加圧力に同期してロボット401が補正動作を実施することとなり、図16(c)に示すように、可動電極403及び固定電極404の位置を教示位置に保ってワーク405を変形させずに加圧動作を実行できる。
また、加圧後の減圧の際にも、検出された加圧力に応じてロボットの補正動作を実施することで、可動電極403及び固定電極404の位置を教示位置に保つことができる。
(4) Calculation of the robot position correction amount Since the deflection amount ΔX in the work coordinate system of the robot axis is obtained, it is necessary to convert the value into a value in the joint coordinate system coordinate system of the robot axis. In the coordinate conversion unit 332, with respect to the robot axis, the deflection amount ΔX of the work coordinate system can be converted into the position correction value θ ROBOT of the joint coordinate system by using the aforementioned Jacobian inverse matrix. The robot axis position correction amount θ ROBOT is stored in the correction amount storage unit 34 and simultaneously added to the position command of the robot axis control system 10.
As a result, the robot 401 performs a correction operation in synchronization with the pressure applied by the electric gun 405. As shown in FIG. 16C, the position of the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 is maintained at the teaching position. The pressurizing operation can be executed without deforming 405.
In addition, the position of the movable electrode 403 and the fixed electrode 404 can be kept at the teaching position by performing the correcting operation of the robot in accordance with the detected applied pressure even during the decompression after the pressurization.

本発明は、モータ及びモータを駆動源とするロボットにおいて、モータ本体やロボット本体やエンドエフェクタ等がワーク等の他の物体との接触を検出し、位置を修正するロボットの制御装置および制御方法に有効である。 The present invention relates to a control device and a control method for a robot in which a motor main body, a robot main body, an end effector, or the like detects contact with another object such as a workpiece and corrects the position in a motor and a robot using a motor as a drive source. It is valid.

本発明の第1の基本構成図First basic configuration diagram of the present invention 本発明の第1の基本構成を展開した図The figure which expanded the 1st basic composition of the present invention 本発明の第1の具体的実施例を表す機構図Mechanism diagram showing a first specific embodiment of the present invention 本発明の第1の具体的実施例における作用図Operational diagram in the first specific embodiment of the present invention 本発明の第1の具体的実施例を表す図The figure showing the 1st specific Example of this invention 本発明の第2の具体的実施例を表す図The figure showing the 2nd specific Example of this invention 本発明の第3の具体的実施例を表す図The figure showing the 3rd specific Example of this invention 本発明の第3の具体的実施例における作用図Operational diagram in the third specific embodiment of the present invention 本発明の第4の具体的実施例を表す図The figure showing the 4th specific Example of this invention 本発明の第5の具体的実施例を表す図The figure showing the 5th specific Example of this invention 本発明の第6の具体的実施例を表す図The figure showing the 6th specific Example of this invention 本発明の第6の具体的実施例における作用図Operational diagram in the sixth specific embodiment of the present invention 本発明の第7の具体的実施例を表す図The figure showing the 7th specific Example of this invention 本発明の第7の具体的実施例における作用図Operational diagram in the seventh specific embodiment of the present invention 本発明の第8の具体的実施例を表す図The figure showing the 8th specific Example of this invention. 本発明の第9の具体的実施例における作用図Operational diagram in the ninth specific embodiment of the present invention 本発明の第9の具体的実施例を表す図The figure showing the 9th specific Example of this invention. 本発明の第1の基本構成を表すフローチャートThe flowchart showing the 1st basic composition of the present invention. 本発明の第2の具体的実施例を表すフローチャートFlowchart representing a second specific embodiment of the present invention. 本発明の第1の具体的実施例を表すフローチャートThe flowchart showing the 1st specific Example of this invention. 本発明の第3の具体的実施例を表すフローチャートFlowchart representing the third specific embodiment of the present invention. 本発明の第1の具体的実施例を表すフローチャートThe flowchart showing the 1st specific Example of this invention. 本発明の第1の具体的実施例を表すフローチャートThe flowchart showing the 1st specific Example of this invention. 本発明の第3の具体的実施例を表すフローチャートFlowchart representing the third specific embodiment of the present invention. 本発明の第6の具体的実施例を表すフローチャートFlowchart representing the sixth specific embodiment of the present invention. 本発明の第7の具体的実施例を表すフローチャートFlowchart representing the seventh specific embodiment of the present invention. 本発明の第8の具体的実施例を表すフローチャートFlowchart representing the eighth specific embodiment of the present invention. 本発明の第9の具体的実施例を表すフローチャートFlowchart representing the ninth specific embodiment of the present invention. 従来の制御方式を示す図Diagram showing conventional control method

符号の説明Explanation of symbols

10:ロボット軸制御系
110,210:実機部
111,211:モータ制御部
112,212:機構部
113,213:モータ
120,220:シミュレーション部
121,221:制御モデル部
122,222:機構モデル部
123,223:モータモデル
131,231:状態量比較部
132,232:接触検出部
135,235:時間調整部
236:指令調整部
137,237:指令修正部
20:外部軸(ガン軸)制御系
33:修正量演算部
331:インプ−ダンス制御部
332:座標変換部
334:接触判断部
335:補正量算出部
336:溶着処理選択部
337:撓み量演算部
34:修正量記憶部
341:第2修正量記憶部
35:基準位置記憶部
400:制御装置
401:ロボット
402:電動ガン
403:可動電極
404:固定電極
405:ワーク
406:操作ペンダント



10: Robot axis control system 110, 210: Real machine unit 111, 211: Motor control unit 112, 212: Mechanism unit 113, 213: Motor 120, 220: Simulation unit 121, 221: Control model unit 122, 222: Mechanism model unit 123, 223: Motor models 131, 231: State quantity comparison unit 132, 232: Contact detection unit 135, 235: Time adjustment unit 236: Command adjustment unit 137, 237: Command correction unit 20: External axis (gun axis) control system 33: Correction amount calculation unit 331: Impedance control unit 332: Coordinate conversion unit 334: Contact determination unit 335: Correction amount calculation unit 336: Welding process selection unit 337: Deflection amount calculation unit 34: Correction amount storage unit 341: No. 2 correction amount storage unit 35: reference position storage unit 400: control device 401: robot 402: electric gun 403: movable electrode 404: fixed Electrode 405: Work 406: Operation pendant



Claims (23)

上位指令部からの指令に基づいてロボットと外部軸とを制御するロボットの制御装置において、
前記ロボットと前記外部軸とを含む実機部を模擬したシミュレーション部と、
前記実機部及び前記シミュレーション部の同一状態量を比較して状態量比較値を出力する状態量比較部と、
前記状態量比較値と予め設定された検出しきい値とを比較して外部との接触を検出する接触検出部と、
前記接触検出部の接触状態量に応じて、ロボット及び外部軸の位置を修正するための位置修正量を演算する修正量演算部と、
前記位置修正量を前記上位指令部からの指令に加算する指令修正部とを備えることを特徴とするロボットの制御装置。
In the robot control device that controls the robot and the external axis based on the command from the host command unit,
A simulation unit simulating a real unit including the robot and the external shaft;
A state quantity comparison unit that compares the same state quantities of the real machine unit and the simulation unit and outputs a state quantity comparison value;
A contact detection unit that detects contact with the outside by comparing the state quantity comparison value with a preset detection threshold;
A correction amount calculation unit that calculates a position correction amount for correcting the position of the robot and the external shaft according to the contact state amount of the contact detection unit;
A robot control apparatus comprising: a command correction unit that adds the position correction amount to a command from the host command unit.
前記位置修正量を記憶する修正量記憶部とを備え、前記指令修正部は次の動作指令時に前記位置修正量を前記動作指令から減算することを特徴とする請求項1記載のロボットの制御装置。 The robot control apparatus according to claim 1, further comprising a correction amount storage unit that stores the position correction amount, wherein the command correction unit subtracts the position correction amount from the operation command at a next operation command. . 前記修正量演算部は、前記接触検出部からの接触状態量を基に、前記ロボット及び前記外部軸の少なくとも一方の位置修正量を演算することを特徴とする請求項1乃至2記載ロボットの制御装置。 3. The robot control according to claim 1, wherein the correction amount calculation unit calculates a position correction amount of at least one of the robot and the external shaft based on a contact state amount from the contact detection unit. apparatus. 前記修正量演算部は、前記接触状態量が、予め設定された状態量になるように修正量を演算することを特徴とする請求項1及び3記載ロボットの制御装置。 4. The robot control device according to claim 1, wherein the correction amount calculation unit calculates a correction amount so that the contact state amount becomes a preset state amount. 前記接触状態量は前記ロボット及び前記外部軸の検出位置であり、前記修正量演算部は、前記検出位置と動作指令を基に、前記ロボット及び前記外部軸への位置修正量を演算することを特徴とする請求項1乃至4記載ロボットの制御装置。 The contact state amount is a detection position of the robot and the external axis, and the correction amount calculation unit calculates a position correction amount to the robot and the external axis based on the detection position and an operation command. 5. The robot control apparatus according to claim 1, wherein the robot control apparatus is a robot. 前記指令修正部は、前記ロボット及び前記外部軸が接触対象物に接触するように動作指令を調整する指令調整部を備えることを特徴とする請求項1乃至5記載ロボットの制御装置。 The robot control apparatus according to claim 1, wherein the command correction unit includes a command adjustment unit that adjusts an operation command so that the robot and the external shaft come into contact with a contact object. 前記指令修正部は、予め設定された時間に基づいて前記ロボットに対する前記外部軸の動作指令を調整する時間調整部とを備えることを特徴とする請求項1乃至6記載ロボットの制御装置。 The robot control device according to claim 1, wherein the command correction unit includes a time adjustment unit that adjusts an operation command of the external axis for the robot based on a preset time. 前記指令修正部は、前記ロボット及び前記外部軸のエンドエフェクタの作業点が前記接触対象物と接触し、前記接触検出部で接触検出されるまでに前記接触対象物が撓む量をパラメータとして設定することを特徴とする請求項1乃至7記載ロボットの制御装置。 The command correction unit sets, as a parameter, an amount by which the work point of the end effector of the robot and the external shaft comes into contact with the contact object and the contact object bends until contact is detected by the contact detection unit. 8. The robot control apparatus according to claim 1, wherein the control apparatus is a robot. 前記検出しきい値、前記食い込み量、前記進み時間、前記撓み量をパラメータとして入力できる操作ペンダントを備えることを特徴とする請求項1乃至8記載のロボットの制御装置。 The robot control device according to claim 1, further comprising an operation pendant capable of inputting the detection threshold value, the biting amount, the advance time, and the deflection amount as parameters. ロボットを操作する操作ペンダントを備え、前記操作ペンダントの操作画面上に、連続量又は離散量の形式で前記状態量を表示し、パラメータを調整可能とすることを特徴とする請求項1乃至9記載のびロボットの制御装置。 10. An operation pendant for operating a robot is provided, the state quantity is displayed in a form of a continuous quantity or a discrete quantity on an operation screen of the operation pendant, and parameters can be adjusted. Control device for Nobi robot. 前記指令修正部は、前記接触対象物上の同じ加圧方向の作用点に対して、第1作用点で取得した位置修正量を第2作用点以降にある作用点の位置に対して修正することを特徴とする請求項1乃至10記載ロボットの制御装置。 The command correction unit corrects the position correction amount acquired at the first action point with respect to the action point in the same pressure direction on the contact object with respect to the position of the action point after the second action point. 11. The robot control device according to claim 1, wherein the control device is a robot. 前記外部軸が接触対象物に加えた力により生じた前記外部軸の構造体の変形量との関係式を予め求めておき、接触検出した前記状態量に応じた変形量を、ロボットへの位置修正量とすることを特徴とする請求項1乃至11記載ロボットの制御装置。 A relational expression with the deformation amount of the structure of the external shaft generated by the force applied to the contact object by the external shaft is obtained in advance, and the deformation amount according to the state amount detected by the contact is determined as a position to the robot. 12. The robot control apparatus according to claim 1, wherein the correction amount is a correction amount. モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボットと外部軸とを制御するロボットの制御方法において、
前記ロボット及び前記外部軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、
前記モータを模擬したモータモデルと、前記機構部を模擬した機構モデル部と、前記モータ制御部を模擬した制御モデル部とを有するシミュレーション部を有し、
前記モータ制御部及び前記モータ及び前記機構部を含む実機部及び前記シミュレーション部は並列に配置され、上位指令生成部からの動作指令をそれぞれに入力し、
前記実機部と前記シミュレーション部の同一状態量を比較し、
前記比較した状態量比較値と予め設定された検出しきい値を比較して外部との接触を検出し、
接触検出した状態量に応じて、ロボット及び外部軸の位置を修正することを特徴とするロボットの制御方法。
In a robot control method for driving a motor based on a command from a motor control unit and controlling a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an external shaft,
The robot and the external shaft have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor,
A simulation unit including a motor model simulating the motor, a mechanism model unit simulating the mechanism unit, and a control model unit simulating the motor control unit;
The actual machine unit including the motor control unit and the motor and the mechanism unit and the simulation unit are arranged in parallel, and each inputs an operation command from a higher-level command generation unit,
Compare the same state quantity of the actual machine part and the simulation part,
Detecting the contact with the outside by comparing the compared state quantity comparison value with a preset detection threshold;
A robot control method comprising correcting the positions of a robot and an external axis in accordance with a state quantity detected by contact.
モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボットと外部軸とを制御するロボットの制御方法において、
前記ロボット及び前記外部軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、
プレイバック運転時に、第1ステップとして、前記外部軸を前記ロボットに対して先行動作させて接触対象物に接触させ、前記外部軸の前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触検出して前記接触対象物に対する位置修正量を演算し、
第2ステップとして、第1ステップで求めた前記接触対象物の前記位置修正量を基に前記ロボット及び外部軸の位置を修正し、
第3ステップとして、次の動作命令時に第2ステップで修正した前記位置修正量を動作指令から減算することを特徴とするロボットの制御方法。
In a robot control method for driving a motor based on a command from a motor control unit and controlling a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an external shaft,
The robot and the external shaft have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and include a simulation unit that simulates an actual machine unit including the motor control unit, the motor, and the mechanism unit,
At the time of playback operation, as a first step, the external shaft is moved in advance with respect to the robot to be brought into contact with a contact object, and contact is made by comparing the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit of the external shaft. Detecting and calculating a position correction amount for the contact object;
As a second step, the positions of the robot and the external shaft are corrected based on the position correction amount of the contact object obtained in the first step,
As a third step, a robot control method comprising subtracting the position correction amount corrected in the second step from the operation command at the time of the next operation command.
モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボットと外部軸とを制御するロボットの制御方法において、
前記ロボット及び前記外部軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、
プレイバック運転時に、第1ステップとして、前記ロボット又は前記外部軸を接触対象物に接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触力を演算して、前記接触力を基に前記接触対象物に対する位置修正量を演算し、
第2ステップとして、第1ステップで求めた前記位置修正量を基に前記ロボット及び前記外部軸の位置を修正し、
第3ステップとして、次の動作命令時に第2ステップで修正した前記位置修正量を動作指令から減算することを特徴とするロボットの制御方法。
In a robot control method for driving a motor based on a command from a motor control unit and controlling a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an external shaft,
The robot and the external shaft have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and include a simulation unit that simulates an actual machine unit including the motor control unit, the motor, and the mechanism unit,
During the playback operation, as a first step, the contact force is calculated by bringing the robot or the external shaft into contact with the contact object, comparing the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit, and calculating the contact force. Based on the position correction amount for the contact object based on,
As a second step, the positions of the robot and the external shaft are corrected based on the position correction amount obtained in the first step,
As a third step, a robot control method comprising subtracting the position correction amount corrected in the second step from the operation command at the time of the next operation command.
モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボットと外部軸とを制御するロボットの制御方法において、
前記ロボット及び前記外部軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、
教示作業時に、第1ステップとして、前記外部軸を前記ロボットに対して先行動作させて接触対象物に接触させ、前記外部軸の前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触検出して前記接触対象物に対する位置修正量を演算し、
第2ステップとして、第1ステップで求めた前記接触対象物の前記位置修正量を基に前記ロボット及び外部軸の位置を修正し、
第3ステップとして、前記修正されたロボット及び外部軸の現在位置を教示位置として記憶することを特徴とするロボットの制御方法。
In a robot control method for driving a motor based on a command from a motor control unit and controlling a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an external shaft,
The robot and the external shaft have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and include a simulation unit that simulates an actual machine unit including the motor control unit, the motor, and the mechanism unit,
At the time of teaching work, as a first step, contact detection is performed by moving the external shaft in advance with respect to the robot and bringing it into contact with a contact object, and comparing the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit of the external shaft. And calculating a position correction amount for the contact object,
As a second step, the positions of the robot and the external shaft are corrected based on the position correction amount of the contact object obtained in the first step,
As a third step, a robot control method characterized by storing the corrected current position of the robot and the external axis as a teaching position.
モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボットと外部軸とを制御するロボットの制御方法において、
前記ロボット及び前記外部軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、
教示作業時に、第1ステップとして、前記ロボット又は前記外部軸を接触対象物に接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触力を演算して、前記接触力を基に前記接触対象物に対する位置修正量を演算し、
第2ステップとして、第1ステップで求めた前記位置修正量を基に前記ロボット及び前記外部軸の位置を修正し、
第3ステップとして、前記修正されたロボット及び前記外部軸の現在位置を教示位置として記憶することを特徴とするロボットの制御方法。
In a robot control method for driving a motor based on a command from a motor control unit and controlling a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an external shaft,
The robot and the external shaft have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and include a simulation unit that simulates an actual machine unit including the motor control unit, the motor, and the mechanism unit,
During teaching work, as a first step, the contact force is calculated by bringing the robot or the external shaft into contact with an object to be contacted, and comparing the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit. To calculate a position correction amount for the contact object,
As a second step, the positions of the robot and the external shaft are corrected based on the position correction amount obtained in the first step,
As a third step, a robot control method characterized by storing the corrected robot and the current position of the external axis as a teaching position.
モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボット及び前記ロボットの先端に取り付けた電動ガンによりスポット溶接を行うロボットの制御方法において、
前記ロボット及び電動ガンの可動電極軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、
プレイバック運転時に、第1ステップとして、前記電動ガンの可動電極を前記電動ガンの固定電極に対して動作させてワークに接触させ、前記電動ガンの可動電極軸の前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触検出して前記ワークに対する位置修正量を演算し、
第2ステップとして、第1ステップで求めた前記ワークの前記位置修正量を基に前記ロボット及び前記電動ガンの可動電極軸の位置を修正し、
第3ステップとして、溶接を実行し、
第4ステップとして、次の動作命令時に第2ステップで修正した前記位置修正量を動作指令から減算することを特徴とするロボットの制御方法。
In a control method of a robot that drives a motor based on a command of a motor control unit and performs spot welding with a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an electric gun attached to the tip of the robot,
The movable electrode shaft of the robot and the electric gun has a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and includes a simulation unit for simulating an actual machine unit composed of the motor control unit, the motor, and the mechanism unit,
At the time of playback operation, as a first step, the movable electrode of the electric gun is operated with respect to the fixed electrode of the electric gun and brought into contact with the workpiece, and the simulation unit and the actual machine unit of the movable electrode shaft of the electric gun are operated. By detecting the contact by comparing the state quantity, the position correction amount for the workpiece is calculated,
As a second step, the position of the movable electrode shaft of the robot and the electric gun is corrected based on the position correction amount of the workpiece obtained in the first step,
As a third step, welding is performed,
As a fourth step, a robot control method comprising subtracting the position correction amount corrected in the second step from the operation command at the time of the next operation command.
モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボット及び前記ロボットの先端に取り付けた電動ガンによりスポット溶接を行うロボットの制御方法において、
前記ロボット及び電動ガンの可動電極軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、
教示作業時に、第1ステップとして、前記電動ガンの可動電極を前記前記電動ガンの固定電極に対して動作させてワークに接触させ、前記電動ガンの可動電極軸の前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触検出して前記ワークに対する位置修正量を演算し、
第2ステップとして、第1ステップで求めた前記ワークの前記位置修正量を基に前記ロボット及び前記電動ガンの可動電極軸の位置を修正し、
第3ステップとして、前記修正されたロボット及び前記電動ガンの可動電極軸の現在位置を教示位置として記憶することを特徴とする溶接ロボットの制御方法。
In a control method of a robot that drives a motor based on a command of a motor control unit and performs spot welding with a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an electric gun attached to the tip of the robot,
The movable electrode shaft of the robot and the electric gun has a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and includes a simulation unit for simulating an actual machine unit composed of the motor control unit, the motor, and the mechanism unit,
During teaching work, as a first step, the movable electrode of the electric gun is operated with respect to the fixed electrode of the electric gun and brought into contact with the workpiece, and the simulation unit and the actual machine unit of the movable electrode shaft of the electric gun are operated. By detecting the contact by comparing the state quantity, the position correction amount for the workpiece is calculated,
As a second step, the position of the movable electrode shaft of the robot and the electric gun is corrected based on the position correction amount of the workpiece obtained in the first step,
As a third step, a welding robot control method characterized by storing the corrected robot and the current position of the movable electrode shaft of the electric gun as a teaching position.
モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボット及び前記ロボットの先端に取り付けた電動ガンによりスポット溶接を行うロボットの制御方法において、
前記ロボット及び電動ガンはモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、
第1ステップとして、電極交換時に、前記電動ガンの可動電極と固定電極の先端を接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触力を演算し、 予め設定されたしきい値よりも大きくなった場合に前記可動電極軸を停止させ、前記可動電極軸の停止位置を基準位置1として記憶する過程と、
第2ステップとして、プレイバック運転中に可動電極と固定電極の先端を接触させて、第1ステップと同様な接触検出方法で前記可動電極軸を停止させ、前記可動電極軸の停止位置を全摩耗量として記憶する過程と、
第3ステップとして、前記電動ガンの可動電極を前記電動ガンの固定電極に対して先行動作させてワークに接触させ、第1ステップと同様な接触検出方法で前記可動電極軸を停止させ、前記可動電極軸の停止位置を基準位置2として記憶し、前記基準位置1と前記基準位置2との差から前記可動電極の摩耗量を演算し、前記全摩耗量と前記可動電極の摩耗量から前記固定電極の摩耗量を演算し、
第4ステップとして、第3ステップで求めた前記可動電極及び固定電極の摩耗量を基に前記ロボット及び電動ガンの可動電極軸の位置を修正して溶接を続けることを特徴とするロボットの制御方法。
In a control method of a robot that drives a motor based on a command of a motor control unit and performs spot welding with a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an electric gun attached to the tip of the robot,
The robot and the electric gun have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and include a simulation unit that simulates an actual machine unit including the motor control unit, the motor, and the mechanism unit,
As a first step, when the electrode is replaced, the movable electrode of the electric gun and the tip of the fixed electrode are brought into contact with each other, and the contact force is calculated by comparing the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit. A step of stopping the movable electrode shaft when it becomes larger than a threshold value, and storing the stop position of the movable electrode shaft as a reference position 1;
As a second step, the movable electrode and the tip of the fixed electrode are brought into contact with each other during the playback operation, the movable electrode shaft is stopped by the same contact detection method as in the first step, and the stop position of the movable electrode shaft is completely worn. The process of memorizing as quantity,
As a third step, the movable electrode of the electric gun is moved in advance with respect to the fixed electrode of the electric gun and brought into contact with the workpiece, and the movable electrode shaft is stopped by the same contact detection method as in the first step, and the movable The stop position of the electrode shaft is stored as a reference position 2, the wear amount of the movable electrode is calculated from the difference between the reference position 1 and the reference position 2, and the fixed amount is calculated from the total wear amount and the wear amount of the movable electrode. Calculate the wear amount of the electrode,
As a fourth step, a robot control method characterized in that welding is continued by correcting the positions of the movable electrode shafts of the robot and the electric gun based on the wear amounts of the movable electrode and the fixed electrode obtained in the third step. .
モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボット及び前記ロボットの先端に取り付けた電動ガンによりスポット溶接を行うロボットの制御方法において、
前記ロボット及び電動ガンはモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、
板厚の異なる複数枚の板を重ね合わせたワークを溶接するプレイバック運転時に、第1ステップとして、前記電動ガンの可動電極及び固定電極をワークに接触させ、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで接触力を演算して、
第2ステップとして、前記接触力を基に、ナゲット位置を移動させたい方向の電極の加圧力が小さくなるように前記ワークに対する位置修正量を演算し、
第3ステップとして、第2ステップで求めた前記位置修正量を基に前記ロボット及び電動ガンの可動電極の位置を修正して溶接することを特徴とするロボットの制御方法。
In a control method of a robot that drives a motor based on a command of a motor control unit and performs spot welding with a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an electric gun attached to the tip of the robot,
The robot and the electric gun have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and include a simulation unit that simulates an actual machine unit including the motor control unit, the motor, and the mechanism unit,
At the time of a playback operation for welding a workpiece in which a plurality of plates with different plate thicknesses are overlapped, as a first step, the movable electrode and the fixed electrode of the electric gun are brought into contact with the workpiece, and the state of the simulation unit and the actual machine unit Calculate contact force by comparing the amount,
As a second step, based on the contact force, a position correction amount for the workpiece is calculated so that the applied pressure of the electrode in the direction in which the nugget position is to be moved is reduced,
As a third step, a robot control method characterized in that welding is performed by correcting the positions of the movable electrodes of the robot and the electric gun based on the position correction amount obtained in the second step.
モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボット及び前記ロボットの先端に取り付けた電動ガンによりスポット溶接を行うロボットの制御方法において、
前記ロボット及び前記外部軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、
溶接終了時に、第1ステップとして、前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで、前記ロボット又は前記外部軸と接触対象物との接触力を演算して、
第2ステップとして、第1ステップで求めた前記接触力と予め設定された検出しきい値を比較し、
第3ステップとして、前記接触力が前記検出しきい値よりも大きい場合にはロボット及び前記外部軸を停止させるか、又は予め設定された溶着解除動作をさせるか、又は外部へ信号を出力させることを特徴とするロボットの制御方法。
In a control method of a robot that drives a motor based on a command of a motor control unit and performs spot welding with a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an electric gun attached to the tip of the robot,
The robot and the external shaft have a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and include a simulation unit that simulates an actual machine unit including the motor control unit, the motor, and the mechanism unit,
At the end of welding, as a first step, by comparing the state quantities of the simulation unit and the actual machine unit, the contact force between the robot or the external shaft and the contact object is calculated,
As the second step, the contact force obtained in the first step is compared with a preset detection threshold value,
As a third step, when the contact force is larger than the detection threshold, the robot and the external shaft are stopped, a preset welding release operation is performed, or a signal is output to the outside. A method for controlling a robot characterized by the above.
モータ制御部の指令に基づいてモータを駆動し、前記モータに接続される駆動機構部を有するロボット及び前記ロボットの先端に取り付けた電動ガンによりスポット溶接を行うロボットの制御方法において、
前記ロボット及び電動ガンの可動電極軸はモータにより駆動される機構部とモータ制御部を有し、前記モータ制御部と前記モータと前記機構部からなる実機部をシミュレーションするシミュレーション部とを備え、
プレイバック運転又は教示作業前に、第1ステップとして、前記電動ガンの可動電極軸が発生する力とその力により生じる前記電動ガンの固定電極側及び可動電極側のアームの撓み量との関係式を求め、
プレイバック運転又は教示作業時の加圧実行時に、第2ステップとして、前記電動ガンの可動電極軸の前記シミュレーション部と前記実機部の状態量を比較することで検出した加圧力と前記関係式により、固定電極側及び可動電極側のアームの撓み量を求め、
第3ステップとして、前記撓み量から前記ロボットの位置修正量を求め、
第4ステップとして、前記位置修正量によりロボットを動作させ、可動電極及び固定電極の位置を維持することを特徴とする溶接ロボットの制御方法。

In a control method of a robot that drives a motor based on a command of a motor control unit and performs spot welding with a robot having a drive mechanism unit connected to the motor and an electric gun attached to the tip of the robot,
The movable electrode shaft of the robot and the electric gun has a mechanism unit and a motor control unit driven by a motor, and includes a simulation unit for simulating an actual machine unit composed of the motor control unit, the motor, and the mechanism unit,
Before playback operation or teaching work, as a first step, a relational expression between the force generated by the movable electrode shaft of the electric gun and the amount of deflection of the arm on the fixed electrode side and the movable electrode side of the electric gun caused by the force Seeking
During pressurization during playback operation or teaching operation, as a second step, the pressure detected by comparing the state quantities of the simulation unit and the actual unit of the movable electrode shaft of the electric gun and the relational expression The amount of bending of the arm on the fixed electrode side and the movable electrode side is obtained,
As a third step, a position correction amount of the robot is obtained from the deflection amount,
As a fourth step, a control method for a welding robot, wherein the robot is operated with the position correction amount to maintain the positions of the movable electrode and the fixed electrode.

JP2003361838A 2003-10-22 2003-10-22 Robot control apparatus and control method Expired - Fee Related JP4239083B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003361838A JP4239083B2 (en) 2003-10-22 2003-10-22 Robot control apparatus and control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003361838A JP4239083B2 (en) 2003-10-22 2003-10-22 Robot control apparatus and control method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2005125427A true JP2005125427A (en) 2005-05-19
JP2005125427A5 JP2005125427A5 (en) 2006-10-26
JP4239083B2 JP4239083B2 (en) 2009-03-18

Family

ID=34641659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003361838A Expired - Fee Related JP4239083B2 (en) 2003-10-22 2003-10-22 Robot control apparatus and control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4239083B2 (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008100315A (en) * 2006-10-19 2008-05-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Control simulation system
EP2014426A2 (en) 2007-05-30 2009-01-14 Fanuc Ltd Machining robot control apparatus
US7953509B2 (en) 2008-02-26 2011-05-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power assist apparatus and control method thereof
JP2011125990A (en) * 2009-12-21 2011-06-30 Mitsubishi Electric Corp Teaching device for robot and control device for robot
US20120000891A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot system
JP2012101306A (en) * 2010-11-09 2012-05-31 Mitsubishi Electric Corp Apparatus and method for calibration of robot
JP2015107044A (en) * 2013-12-03 2015-06-08 ビアメカニクス株式会社 Mobile drive controller
JP2015171747A (en) * 2014-03-12 2015-10-01 ファナック株式会社 Robot control device that senses contact with external environment
KR20170131455A (en) * 2015-02-24 2017-11-29 카스타니엔바움 게엠바하 Apparatus and method for performing open loop control and closed loop control of a robot manipulator
CN107807553A (en) * 2016-09-09 2018-03-16 欧姆龙株式会社 Control device and control program
CN111975250A (en) * 2019-05-23 2020-11-24 发那科株式会社 Workpiece rotating device and robot system
KR20210135585A (en) * 2019-03-14 2021-11-15 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 Welded joint manufacturing method, welded joint, tempering device and welding device
CN113905853A (en) * 2019-06-04 2022-01-07 松下知识产权经营株式会社 Robot control method
CN115139029A (en) * 2021-03-31 2022-10-04 中国石油化工股份有限公司 Welding robot system

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008100315A (en) * 2006-10-19 2008-05-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Control simulation system
EP2014426A2 (en) 2007-05-30 2009-01-14 Fanuc Ltd Machining robot control apparatus
US7953509B2 (en) 2008-02-26 2011-05-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power assist apparatus and control method thereof
JP2011125990A (en) * 2009-12-21 2011-06-30 Mitsubishi Electric Corp Teaching device for robot and control device for robot
US20120000891A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot system
JP2012011403A (en) * 2010-06-30 2012-01-19 Yaskawa Electric Corp Robot system
JP2012101306A (en) * 2010-11-09 2012-05-31 Mitsubishi Electric Corp Apparatus and method for calibration of robot
JP2015107044A (en) * 2013-12-03 2015-06-08 ビアメカニクス株式会社 Mobile drive controller
JP2015171747A (en) * 2014-03-12 2015-10-01 ファナック株式会社 Robot control device that senses contact with external environment
US9327408B2 (en) 2014-03-12 2016-05-03 Fanuc Corporation Robot control device detecting contact with external environment
KR20170131455A (en) * 2015-02-24 2017-11-29 카스타니엔바움 게엠바하 Apparatus and method for performing open loop control and closed loop control of a robot manipulator
KR102003445B1 (en) 2015-02-24 2019-07-24 카스타니엔바움 게엠바하 Apparatus and method for performing open loop control and closed loop control of a robot manipulator
CN107807553A (en) * 2016-09-09 2018-03-16 欧姆龙株式会社 Control device and control program
KR20210135585A (en) * 2019-03-14 2021-11-15 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 Welded joint manufacturing method, welded joint, tempering device and welding device
KR102549826B1 (en) 2019-03-14 2023-06-30 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 Manufacturing method of welded joint, welded joint, tempering device and welding device
CN111975250A (en) * 2019-05-23 2020-11-24 发那科株式会社 Workpiece rotating device and robot system
CN113905853A (en) * 2019-06-04 2022-01-07 松下知识产权经营株式会社 Robot control method
CN113905853B (en) * 2019-06-04 2024-03-08 松下知识产权经营株式会社 Robot control method
CN115139029A (en) * 2021-03-31 2022-10-04 中国石油化工股份有限公司 Welding robot system

Also Published As

Publication number Publication date
JP4239083B2 (en) 2009-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4239083B2 (en) Robot control apparatus and control method
EP2014405B1 (en) Positioning method of spot welding robot
EP2014426A2 (en) Machining robot control apparatus
JP3761344B2 (en) Welding gun and sensor calibration method using it, welding control method, welding spot position accuracy change management method
JP5638102B2 (en) Spot welding system with spot welding gun
US7600435B2 (en) Method of determining deterioration of pressurizing performance of spot welding gun
KR101864062B1 (en) Robot control device
US20040128030A1 (en) Robot control apparatus and method
US20090069936A1 (en) Control method for robots
EP3508313B1 (en) Control method of positioning control device and positioning control device
JP2011506118A (en) Industrial robot and programming method for industrial robot
JP2012011403A (en) Robot system
US12023751B2 (en) Robot control device and robot system
JP2010231575A (en) Device and method for instruction of off-line of robot, and robot system
US9764414B2 (en) Spot welding system and spot welding method
JP4880020B2 (en) Welding workpiece position detection method using movable electrode
JP2003245881A (en) Apparatus and method for controlling robot
JP7201537B2 (en) spot welding system
JP2005125427A5 (en)
JPH10216953A (en) Detection of worn quantity of welding gun electrode and welding method
JP2009056480A (en) Spot welding method using spot welding gun
CN114851189B (en) Control method of cooperative robot and cooperative robot
WO2019215998A1 (en) Robot control method
JP5172278B2 (en) Spot welding gun controller
JP2012179657A (en) Spot welding method using spot welding gun

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060907

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060907

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080226

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081127

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081210

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150109

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees