スポット溶接ロボットの電極チップ整形監視方法及び同監視装置
【課題】 電極チップ整形監視装置を簡素化でき、ロボットのティーチングが不要で、且つサイクルタイムに影響を与えないようにする。
【解決手段】 スポット溶接ロボットに設けた各軸回りに電極チップを回動させるためのサーボモータ２４における回転軸の回転位置、回転軸の回転速度及びモータ電流をそれぞれフィードバック制御するサーボモータ制御部７０Ａのフィードバック量（即ち、検出電流Ｉｆ、位置情報Ｐｆ、速度情報Ｖｆのうちの少なくとも一つ）と、このフィードバック量に対応させて予め設定した設定値幅とを比較することにより、電極チップの整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視する。
【解決手段】 スポット溶接ロボットに設けた各軸回りに電極チップを回動させるためのサーボモータ２４における回転軸の回転位置、回転軸の回転速度及びモータ電流をそれぞれフィードバック制御するサーボモータ制御部７０Ａのフィードバック量（即ち、検出電流Ｉｆ、位置情報Ｐｆ、速度情報Ｖｆのうちの少なくとも一つ）と、このフィードバック量に対応させて予め設定した設定値幅とを比較することにより、電極チップの整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット溶接ロボットの電極チップ整形監視方法及び同監視装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スポット溶接用電極チップは、溶接作業を続けていくと、その先端部分が徐々に摩耗・変形し、摩耗・変形が進むと、溶接不良の原因となる。このため、定期的に電極チップの先端部分を整形する必要がある。
【０００３】
このようなスポット溶接用電極チップの整形状態を検査する方法、装置として、整形状態を、（１）対向する一対の電極チップの先端の接触による通電で検知するもの（例えば、特許文献１参照。）、（２）対向する一対の電極チップの間の隙間に挿入するゲージで検知するもの（例えば、特許文献２参照。）、（３）ガイド部材に設けた穴部から突出した電極チップの先端部の突出量で検知するものが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１６７５５８公報
【特許文献１】特開２０００−３５１０８３公報
【特許文献１】実開平５−２４１７５号公報
【０００４】
特許文献１の図４を以下の図７（ａ），（ｂ）で説明する。なお、符号は振り直した。
図７（ａ），（ｂ）は従来のスポット溶接用電極チップの整形状態を確認する装置を示す断面図である。
（ａ）において、研磨確認装置１０１は、検査治具１０２を備え、検査治具１０２は、上下に設けた凹部１０３，１０４と、これらの凹部１０３，１０４のそれぞれの底を貫通する貫通孔１０６とを備える。電極チップ１０８，１０９が的確に研磨されたかどうかを確認するには、（ｂ）に示すように、電極チップ１０８，１０９をそれぞれ凹部１０３，１０４に挿入する。そして、電極チップ１０８，１０９間に通電が確認されたとき、即ち、電極チップ１０８，１０９の先端同士が接触したときに研磨完了と判断する。
【０００５】
特許文献２の図５を以下の図８で説明する。なお、符号は振り直した。
図８は従来のスポット溶接用電極チップの整形状態を検査する装置を示す第１説明図である。
検査装置１１１は、ガイド部材１１２に設けた一対の凹部１１３，１１４を備え、これらの凹部１１３，１１４の底は、空間１１６に連通する。
研磨した電極１１７，１１８をそれぞれ凹部１１３，１１４に挿入して、空間１１６にゲージ１１９を挿入したときに、ゲージ１１９が電極１１７，１１８の先端に接触すれば、正常に研磨されたと判断する。
【０００６】
特許文献３の図１及び図２を以下の図９で説明する。なお、符号は振り直した。
図９（ａ），（ｂ）は従来のスポット溶接用電極チップの整形状態を検査する装置を示す第２説明図である。
（ａ）において、スポット溶接用電極検査装置１２１は、窪みを設けたガイド部材１２２と、このガイド部材１２２に近接させた設けた先端検出部材１２３とを備え、（ｂ）に示すように、ガイド部材１２２の窪みにスポット溶接用電極１２４を挿入したときに、窪みの底から突出する電極１２４の先端の突出量を、アクチュエータ１２６を備える先端検出部材１２３（（ａ）参照）で検知し、この突出量が所定量である場合に、良好な研磨状態であるとして表示する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の図７〜図９に示した電極チップの整形状態を確認、あるいは検査する装置は、電極チップを整形する整形装置とは別に、配置のための大きなスペースが必要になる。
また、電極チップの整形状態の確認、検査のために、スポット溶接ロボットに設けた電極チップを、上記の確認、あるいは検査する装置の位置まで移動させる場合、スポット溶接ロボットに移動経路をティーチングする必要もあり、ティーチングが煩雑になる。更に、電極チップの整形工程とは別に、上記の確認工程、あるいは検査行程が増えるため、サイクルタイムが長くなる。
【０００８】
本発明の目的は、スポット溶接ロボットの電極チップ整形監視方法及び同監視装置において、省スペース化を図るとともに、整形監視装置を簡素化でき、ロボットのティーチングが不要で、且つサイクルタイムに影響を与えないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサにより整形するときの整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視する方法であって、スポット溶接ロボットに設けた軸回りに電極チップを回動させるためのサーボモータにおける回転軸の回転位置、回転軸の回転速度及びモータ電流をそれぞれフィードバック制御するサーボモータ制御部のフィードバック量と、このフィードバック量に対応させて予め設定した設定値幅とを比較することにより、電極チップの整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視することを特徴とする。
【００１０】
サーボモータ制御部のフィードバック量を流用して、このフィードバック量と、予め設定した設定値幅とを比較し、電極チップの整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視するから、電極チップの整形工程中に整形状態及び作動状態を監視することが可能になる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサにより整形するときの整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視する装置において、スポット溶接ロボットの各軸に設けた駆動用サーボモータの作動を制御するサーボモータ制御部と、このサーボモータ制御部のフィードバック量が出力される比較部と、フィードバック量に対応させて比較部に予め設定された設定値幅とフィードバック量とを比較してフィードバック量が設定値幅を外れた場合にチップドレッサの作動異常であるとして警報を発する警報手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
サーボモータ制御部は、スポット溶接ロボットに備えられているから、スポット溶接ロボットに、比較部と警報手段とを追加することにより、整形監視装置を構成することが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、サーボモータにおける回転軸の回転位置、回転軸の回転速度及びモータ電流をそれぞれフィードバック制御するサーボモータ制御部のフィードバック量と、このフィードバック量に対応させて予め設定した設定値幅とを比較することにより、電極チップの整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視するので、電極チップの整形工程中に整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視することができ、特に整形確認工程、作動確認工程を増やす必要がなく、また、整形確認工程、作動確認工程のためのスポット溶接ロボットのティーチングも必要がないから、サイクルタイムが長くならず、サイクルタイムに影響を与えることがことがない。
【００１４】
請求項２に係る発明では、サーボモータの作動を制御するサーボモータ制御部と、このサーボモータ制御部のフィードバック量が出力される比較部と、この比較部により設定値幅とフィードバック量とを比較してフィードバック量が設定値幅を外れた場合にチップドレッサの作動異常であるとして警報を発する警報手段とを備えるので、スポット溶接ロボットに、比較部と警報手段とを追加することにより、整形監視装置を構成することができ、整形監視装置の簡素化及び小型化を図ることができて、スポット溶接ロボット本体に付設することが可能であるため、省スペース化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るスポット溶接ロボットの電極チップを整形する状態を示す斜視図であり、スポット溶接ロボット１０に備える一対の電極チップ１１，１２をチップドレッサ１３で整形中の状態を示す。このように電極チップ１１，１２を整形中に整形状態を電極チップ整形監視装置（不図示。詳細は後述する。）で監視する。
【００１６】
溶接ロボット１０は、ベース部２１と、このベース部２１に支軸２２でスイング自在に支持した第１アーム部２３と、この第１アーム部２３の先端に取付けた第１サーボモータ２４と、この第１サーボモータ２４で駆動するＲ軸２６（２６ＡはＲ軸２６の軸線である。）と、このＲ軸２６の先端にＢ軸２７（不図示。２７ＡはＢ軸２７の軸線である。）を介してスイング自在に取付けた第２アーム部２８と、この第２アーム部２８をＲ軸２６に対してスイング駆動させるために第２アーム部２８の一端に取付けた第２サーボモータ３１と、第２アーム部２８の先端に取付けた第３サーボモータ３２と、この第３サーボモータ３２でＴ軸３３（不図示。３３ＡはＴ軸３３の軸線である。）を介して駆動する溶接部本体３４と、上記した第１サーボモータ２４、第２サーボモータ３１、第３サーボモータ３２のそれぞれに設けた図示せぬサーボモータ制御部とからなる。
【００１７】
図中の矢印Ａは第１サーボモータ２４によるＲ軸２６の回転方向、矢印Ｂは第２サーボモータ３１による第２アーム部２８のスイング方向、矢印Ｃは第３サーボモータ３２による溶接部本体３４のスイング方向である。
【００１８】
溶接部本体３４は、電極チップ１１，１２と、Ｔ軸３３に取付けた基部４１と、一方の電極チップ１１をその軸方向に移動させるために基部４１に取付けた電極チップ駆動装置４２と、他方の電極チップ１２を支持するために基部４１の下部に取付けたＬ字状アーム４３とからなる。なお、４５は電極チップ駆動装置４２を構成するロッドであり、このロッド４５の下端に電極チップ１１を取付ける。
【００１９】
チップドレッサ１３は、電極チップ１１，１２を整形する切削工具（不図示）と、この切削工具を駆動する駆動モータ５１とを備えるものである。なお、５２は切削工具及び駆動力伝達機構を収納するハウジングである。
【００２０】
図２（ａ），（ｂ）は本発明に係る電極チップの整形状態を示す断面図である。
（ａ）は電極チップ１１，１２の整形前の状態を示す図であり、チップドレッサ１３のハウジング５２内に回転自在に設けた切削工具６１の上面及び下面に、底面がほぼ球面状のチップ整形凹部６２，６３をそれぞれ形成し、これらのチップ整形凹部６２，６３に電極チップ１１，１２を挿入したことを示す。電極チップ１１，１２の先端は、摩耗によって荒れている。なお、６５はチップ整形凹部６２，６３に複数形成した刃部（複数の刃部６５の切刃でチップ整形凹部６２，６３を形成する。）、６６，６６はハウジング５２と切削工具６１との間に設けたブッシュである。
切削工具６１は、駆動モータ５１（図１参照）と歯車、ベルト、チェーン等の図示せぬ駆動力伝達機構で連結され、駆動モータ５１の駆動力により所定回転数で回転する。
【００２１】
（ｂ）は電極チップ１１，１２の整形後の状態を示す図であり、（ａ）に示した電極１１，１２を切削工具６１に所定の押付け力で押し付けた状態で切削工具６１を回転させて、電極チップ１１，１２の先端を所望の形状に整形したことを示す。
【００２２】
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る電極チップ整形の際の状態を説明する図であり、図１の３矢視図に相当するものである。
（ａ）は電極チップ１１，１２を整形する前の状態を示す。スポット溶接ロボット１０は、チップドレッサ１３に対して直立した状態にある。図中の破線はＲ軸２６、黒丸は軸線２６Ａを表す（以下同じ。）。
【００２３】
（ｂ）は電極チップ１１，１２の整形中の状態を示す。即ち、スポット溶接ロボット１０は、チップドレッサ１３の切削工具から受ける力によって、（ａ）に示した直立位置から左右に揺動する（実際には、この揺動は左右方向に限らず、前後方向にも発生するが、ここでは、説明の簡略化のために左右方向の揺動のみ説明する。）。図中の＋θ，−θがスポット溶接ロボット１０の直立位置に対する左右方向の揺動角度である。スポット溶接ロボット１０が角度＋θ揺動すれば、これに伴って、スポット溶接ロボット１０のＲ軸２６は軸線２６Ａ回りに角度＋αだけ回転する。このように、スポット溶接ロボット１０の揺動角度に対して、Ｒ軸２６の回転角度が一義的に定まる。Ｂ軸及びＴ軸の各回転角度も同様である。
【００２４】
上記したように、スポット溶接ロボット１０が角度＋θ揺動したとき、スポット溶接ロボット１０のＲ軸２６を駆動する第１サーボモータ２４（図１参照）には、図示せぬサーボモータ制御部によって、予め設定した、例えば、直立位置までスポット溶接ロボット１０を角度−θだけ揺動させて戻すためにＲ軸２６を角度−αだけ回転させるような駆動力が発生する。
【００２５】
そして、電極チップ１１，１２の先端が図２（ｂ）のように整形完了に近づくと、上記したスポット溶接ロボット１０の左右方向への揺動角度は時間経過とともに次第に小さくなり、Ｒ軸２６の回転角度も小さくなるから、この回転角度が電極チップ１１，１２の整形開始から所定時間経過後に所定の角度幅（設定値幅）に等しくなったとき、又はその所定角度幅に入ったときに、例えば、表示手段で電極チップ１１，１２の整形が完了したことを表示させる。この表示が表れたら、作業者は、チップドレッサ１３の駆動モータ５１を停止させる。
【００２６】
このように、スポット溶接ロボット１０の電極チップ整形中の揺動角度を、Ｒ軸の回転角度としてサーボモータ制御部で常に監視しているから、Ｒ軸の回転角度が所定角度幅（設定値幅）を外れたときに、チップドレッサの作動を停止させることができる。
【００２７】
即ち、電極チップ整形中に、切削工具の切刃の破損・緩み、切粉やシーラー等による切刃の目詰まり、駆動モータの故障による作動不良等の異常（これらの異常をここでは、「チップドレッサの作動異常」という。）が発生した場合には、電極チップ１１，１２への負荷が、設定値幅に対して増減（切削工具の切刃の破損・緩みの場合は増加する傾向にあり、切粉やシーラー等による切刃の目詰まり、駆動モータの故障の場合は減少する傾向にある。）するから、スポット溶接ロボット１０の揺動角度が大きく、あるいは小さくなるため、この時のＲ軸の回転角度も大きく、あるいは小さくなり、この時の回転角度が所定の角度幅（設定値幅）を外れたときに、異常であることを表示手段で表示したり、警報手段で警報を鳴らしたりすることができる。
【００２８】
電極チップ整形中は、Ｂ軸２７（図１参照）及びＴ軸３３（図１参照）の第２・第３サーボモータ３１，３２（図１参照）にもＲ軸２６の第１サーボモータ２４と同様にスポット溶接ロボット１０の左右方向への揺動に対応して予め設定した位置、例えば、直立位置まで戻そうとする駆動力が発生し、スポット溶接ロボット１０の電極チップ整形中の揺動角度をＢ軸及びＴ軸の回転角度として第２・第３サーボモータ３１，３２のそれぞれのサーボモータ制御部で常に監視している。
【００２９】
図４は本発明に係るスポット溶接ロボットの揺動角度の設定値幅を説明するグラフであり、縦軸はスポット溶接ロボットの揺動角度θ（鉛直線に対する片側の揺動角度の最大値であり、Ｒ軸、Ｂ軸、Ｔ軸の軸回転角度αに対応する。）、横軸は時間ｔを表す。
【００３０】
図中の一点鎖線は、スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサが正常に整形したときの、スポット溶接ロボットにおける揺動角度の経時変化データを元にして作成した上限設定値Ｓ１及び下限設定値Ｓ２を示し、これらの上限設定値Ｓ１と下限設定値Ｓ２との間の範囲（上限設定値Ｓ１及び下限設定値Ｓ２を含む。）が設定値幅である。
【００３１】
例えば、グラフ中の実施例は、時間ｔがゼロ（即ち、チップドレッサの整形開始）から時間が経過したときに、スポット溶接ロボットの揺動角度θは上限設定値Ｓ１と下限設定値Ｓ２との間にあり、整形開始から時間ｔが所定時間ｔ３経過してチップドレッサの整形を終了したときにも、上限設定値Ｓ１と下限設定値Ｓ２との間、即ち設定値幅内にある。
これを、電極チップの整形が正常に行われ、整形正常完了と判断する。
【００３２】
また、グラフ中の比較例１の場合、チップドレッサの整形を開始してから、時間ｔ１が経過したときにスポット溶接ロボットの揺動角度θが上限設定値Ｓ１を越えたので、チップドレッサの作動異常（前述の切削工具の切刃の破損・緩み等の異常）と判断する。
【００３３】
更にまた、グラフ中の比較例２の場合、チップドレッサの整形を開始してから、時間ｔ２が経過したときにスポット溶接ロボットの揺動角度θが下限設定値Ｓ２を下回ったので、チップドレッサの作動異常（前述の切粉、シーラー等による切刃の目詰まり、駆動モータの故障等の異常）と判断する。
【００３４】
図５は本発明に係る電極チップ整形監視装置（第１実施形態）を示すブロック図である。
電極チップ整形監視装置７０は、スポット溶接ロボット１０（図１参照）に備えるサーボモータ制御部７０Ａと、このサーボモータ制御部７０Ａからの信号に基づいて電極チップの整形状態や整形時のチップドレッサの作動異常を判断する整形判断部７０Ｂとからなる。
【００３５】
サーボモータ制御部７０Ａは、第１サーボモータ２４に流れる電流を検出して検出電流Ｉｆとして出力する電流検出部７１と、第１サーボモータ２４の回転軸の回転位置（即ち、回転角度である。）を位置情報Ｐｆとして出力するエンコーダ７２と、このエンコーダ７２より得られる位置情報Ｐｆを微分して第１サーボモータ２４の回転軸の回転速度を算出し速度情報Ｖｆとして出力する微分手段７３と、第１サーボモータ２４を作動させるためのティーチングデータに基づく位置指令Ｐｃを出力する作動指令装置７４からの位置指令Ｐｃとエンコーダ７２からの位置情報Ｐｆとを減算器７６で減算して得られらた偏差信号ε１に基づいてモータ速度を算出してモータ速度指令Ｖｃを出力する位置制御部７７と、モータ速度指令Ｖｃと微分手段７３からの速度情報Ｖｆとを減算器７８で減算して得られた偏差信号ε２に基づいてモータ電流指令Ｉｃを出力する速度制御部８１と、モータ電流指令Ｉｃと電流検出部７１からの検出電流Ｉｆとを減算器８２で減算して得られた偏差信号ε３に基づいて第１サーボモータ２４に流れる電流を制御する電流制御部８３とからなる。
【００３６】
整形判断部７０Ｂは、スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサが正常に整形したときのデータを元にした設定値幅であって、チップドレッサの切削工具により電極チップが受ける力によってスポット溶接ロボットが揺動するときのＲ軸、Ｂ軸、Ｔ軸の回転角度の上限設定値Ｓ１と下限設定値Ｓ２とを時系列で電極チップの整形開始から整形終了までを出力する位置情報設定部８６と、上限設定値Ｓ１とサーボモータ制御部７０Ａの偏差信号ε１、下限設定値Ｓ２と偏差信号ε１をそれぞれ比較して、偏差信号ε１が上限設定値Ｓ１又は下限設定値Ｓ２と同一か、あるいは上限設定値Ｓ１と下限設定値Ｓ２との間にある場合には、整形が正常に完了したと判断し、上限設定値Ｓ１よりも大きい又は下限設定値Ｓ２よりも小さい場合、即ち、設定値幅（上限設定値Ｓ１〜下限設定値Ｓ２の範囲）を外れた場合は、整形異常（即ち、チップドレッサの作動異常）が発生したと判断する位置情報比較部８７と、この位置情報比較部８７による判断の結果（整形正常完了又は整形異常発生）を表示する表示手段８８と、整形異常発生があった場合に警報を発する警報手段９１とからなる。
【００３７】
位置情報比較部８７は、Ｒ軸からの偏差信号ε１と同様に、Ｂ軸及びＴ軸に係る第２サーボモータ、第３サーボモータのそれぞれのサーボモータ制御部からの偏差信号ε１も入力され、整形正常完了、整形異常発生が判断される。
【００３８】
図６は本発明に係る電極チップ整形監視装置（第２実施形態）を示すブロック図である。
電極チップ整形監視装置９５は、サーボモータ制御部７０Ａと、このサーボモータ制御部７０Ａからの信号に基づいて電極チップの整形状態や整形時の異常を判断する整形判断部７０Ｃとからなる。
【００３９】
整形判断部７０Ｃは、スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサが正常に整形したときのデータを元にした設定値幅であって、チップドレッサの切削工具により電極チップが受ける力によってスポット溶接ロボットが揺動するときのＲ軸、Ｂ軸、Ｔ軸の各サーボモータの負荷トルクの上限設定値Ｔ１と下限設定値Ｔ２とを時系列で電極チップの整形開始から整形終了まで出力する負荷トルク設定部９６と、上限設定値Ｔ１とサーボモータ制御部７０Ａの検出電流Ｉｆに対応した負荷トルク、下限設定値Ｔ２と検出電流Ｉｆに対応した負荷トルクをそれぞれ比較して、検出電流Ｉｆに対応した負荷トルクが上限設定値Ｔ１又は下限設定値Ｔ２と同一か、あるいは上限設定値Ｔ１と下限設定値Ｔ２との間にある場合には、整形が正常に完了したと判断し、上限設定値Ｔ１よりも大きい又は下限設定値Ｔ２よりも小さい場合即ち、設定値幅（上限設定値Ｔ１〜下限設定値Ｔ２の範囲）を外れた場合は、整形異常が発生したと判断する負荷トルク比較部９７と、この負荷トルク比較部９７による判断の結果（整形正常完了又は整形異常発生）を表示する表示手段８８と、警報手段９１とからなる。
【００４０】
Ｒ軸、Ｂ軸、Ｔ軸の各サーボモータのモータ電流はモータ発生トルクに比例する（即ち、スポット溶接ロボットの電極チップ整形中の揺動角度が大きければ、この揺動を、例えば、直立状態にするために各サーボモータに大きなモータ電流が流れ、モータ発生トルクも大きくなる。）ことから、負荷トルク比較部９７へ検出電流Ｉｆを入力すれば、検出電流Ｉｆは負荷トルクに変換される。
【００４１】
負荷トルク比較部９７は、Ｒ軸からの検出電流Ｉｆと同様に、Ｂ軸及びＴ軸に係る第２サーボモータ、第３サーボモータのそれぞれのサーボモータ制御部からの検出電流Ｉｆも入力され、整形正常完了、整形異常発生が判断される。
【００４２】
以上の図１、図５及び図６で説明したように、本発明は第１に、スポット溶接ロボット１０の電極チップ１１，１２をチップドレッサ１３により整形するときの整形状態及びチップドレッサ１３の作動状態を監視する方法であって、スポット溶接ロボット１０に設けた各軸（即ち、Ｒ軸２６の軸線２６Ａ、Ｂ軸２７の軸線２７Ａ、Ｔ軸３３の軸線３３Ａ）回りに電極チップ１１，１２を回動させるためのサーボモータ（第１サーボモータ２４、第２サーボモータ３１、第３サーボモータ３２）における回転軸の回転位置、回転軸の回転速度及びモータ電流をそれぞれフィードバック制御するサーボモータ制御部７０Ａのフィードバック量（即ち、検出電流Ｉｆ、位置情報Ｐｆ、速度情報Ｖｆのうちの少なくとも一つ）と、このフィードバック量に対応させて予め設定した設定値幅（即ち、（上限設定値Ｓ１〜下限設定値Ｓ２の範囲）又は（上限設定値Ｔ１〜下限設定値Ｔ２の範囲））とを比較することにより、電極チップ１１，１２の整形状態及びチップドレッサ１３の作動状態を監視することを特徴とする。
【００４３】
サーボモータ制御部７０Ａのフィードバック量（検出電流Ｉｆ、位置情報Ｐｆ、速度情報Ｖｆの少なくとも一つ）と、予め設定した設定値幅とを比較することにより、電極チップ１１，１２の整形状態及びチップドレッサ１３の作動状態を監視するので、電極チップ１１，１２の整形工程中に整形状態及び作動状態を監視することができ、特に整形確認工程、作動確認工程を増やす必要がなく、また、整形確認工程、作動確認工程のためのスポット溶接ロボット１０のティーチングも必要がないから、サイクルタイムが長くならず、サイクルタイムに影響を与えることがことがない。また、チップドレッサ１３の作動状態を特別な検出器なしで検出することが可能である。
【００４４】
本発明は第２に、スポット溶接ロボット１０の電極チップ１１，１２をチップドレッサ１３により整形するときの整形状態及びチップドレッサ１３の作動状態を監視する電極チップ整形監視装置７０において、スポット溶接ロボット１０の各軸（即ち、Ｒ軸２６の軸線２６Ａ、Ｂ軸２７の軸線２７Ａ、Ｔ軸３３の軸線３３Ａ）に設けた駆動用サーボモータ（第１サーボモータ２４、第２サーボモータ３１、第３サーボモータ３２）の作動を制御するサーボモータ制御部７０Ａと、このサーボモータ制御部７０Ａのフィードバック量（検出電流Ｉｆ、位置情報Ｐｆ、速度情報Ｖｆの少なくとも一つ）が出力される比較部（即ち、位置情報比較部８７又は負荷トルク比較部９７）と、この比較部に予め設定された設定値幅とフィードバック量とを比較してフィードバック量が設定値幅を外れた場合に整形異常であるとして警報を発する警報手段９１とを備えることを特徴とする。
【００４５】
スポット溶接ロボット１０に備えるサーボモータ制御部７０Ａと、位置情報比較部８７（又は負荷トルク比較部９７）と、警報手段９１とを備えるので、スポット溶接ロボット１０に、位置情報比較部８７（又は負荷トルク比較部９７）と警報手段９１とを追加することにより、電極チップ整形監視装置７０（又は電極チップ整形監視装置９５）を構成することができ、電極チップ整形監視装置７０（又は電極チップ整形監視装置９５）の簡素化及び小型化を図ることができて、電極チップ整形監視装置７０（又は電極チップ整形監視装置９５）をスポット溶接ロボット１０に付設することが可能であるため、省スペース化を図ることができる。
【００４６】
尚、本実施形態では、図４及び図５に示したように、整形判断部７０Ｂ，７０Ｃでは、整形正常完了、整形異常発生を表示手段で表示させるようにしたが、これに限らず、表示と共に、図１に示したチップドレッサ１３の駆動モータ５１を停止させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の電極チップ整形監視方法及び同監視装置は、スポット溶接ロボットに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るスポット溶接ロボットの電極チップを整形する状態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る電極チップの整形状態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る電極チップ整形の際の状態を説明する図である。
【図４】本発明に係るスポット溶接ロボットの揺動角度の設定値幅を説明するグラフである。
【図５】本発明に係る電極チップ整形監視装置（第１実施形態）を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る電極チップ整形監視装置（第２実施形態）を示すブロック図である。
【図７】従来のスポット溶接用電極チップの整形状態を確認する装置を示す断面図である。
【図８】従来のスポット溶接用電極チップの整形状態を検査する装置を示す第１説明図である。
【図９】従来のスポット溶接用電極チップの整形状態を検査する装置を示す第２説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…スポット溶接ロボット、１１，１２…電極チップ、１３…チップドレッサ、２４，３１，３２…サーボモータ（第１サーボモータ、第２サーボモータ、第３サーボモータ）、２６Ａ，２７Ａ，３３Ａ…軸（軸線）、７０，９５…電極チップ整形監視装置、７０Ａ…サーボモータ制御部、８７，９７…比較部（位置情報比較部、負荷トルク比較部）、９１…警報手段、Ｉｆ，Ｐｆ，Ｖｆ…フィードバック量（検出電流、位置情報、速度情報）、Ｓ１，Ｔ１…上限設定値、Ｓ２，Ｔ２…下限設定値。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポット溶接ロボットの電極チップ整形監視方法及び同監視装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スポット溶接用電極チップは、溶接作業を続けていくと、その先端部分が徐々に摩耗・変形し、摩耗・変形が進むと、溶接不良の原因となる。このため、定期的に電極チップの先端部分を整形する必要がある。
【０００３】
このようなスポット溶接用電極チップの整形状態を検査する方法、装置として、整形状態を、（１）対向する一対の電極チップの先端の接触による通電で検知するもの（例えば、特許文献１参照。）、（２）対向する一対の電極チップの間の隙間に挿入するゲージで検知するもの（例えば、特許文献２参照。）、（３）ガイド部材に設けた穴部から突出した電極チップの先端部の突出量で検知するものが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１６７５５８公報
【特許文献１】特開２０００−３５１０８３公報
【特許文献１】実開平５−２４１７５号公報
【０００４】
特許文献１の図４を以下の図７（ａ），（ｂ）で説明する。なお、符号は振り直した。
図７（ａ），（ｂ）は従来のスポット溶接用電極チップの整形状態を確認する装置を示す断面図である。
（ａ）において、研磨確認装置１０１は、検査治具１０２を備え、検査治具１０２は、上下に設けた凹部１０３，１０４と、これらの凹部１０３，１０４のそれぞれの底を貫通する貫通孔１０６とを備える。電極チップ１０８，１０９が的確に研磨されたかどうかを確認するには、（ｂ）に示すように、電極チップ１０８，１０９をそれぞれ凹部１０３，１０４に挿入する。そして、電極チップ１０８，１０９間に通電が確認されたとき、即ち、電極チップ１０８，１０９の先端同士が接触したときに研磨完了と判断する。
【０００５】
特許文献２の図５を以下の図８で説明する。なお、符号は振り直した。
図８は従来のスポット溶接用電極チップの整形状態を検査する装置を示す第１説明図である。
検査装置１１１は、ガイド部材１１２に設けた一対の凹部１１３，１１４を備え、これらの凹部１１３，１１４の底は、空間１１６に連通する。
研磨した電極１１７，１１８をそれぞれ凹部１１３，１１４に挿入して、空間１１６にゲージ１１９を挿入したときに、ゲージ１１９が電極１１７，１１８の先端に接触すれば、正常に研磨されたと判断する。
【０００６】
特許文献３の図１及び図２を以下の図９で説明する。なお、符号は振り直した。
図９（ａ），（ｂ）は従来のスポット溶接用電極チップの整形状態を検査する装置を示す第２説明図である。
（ａ）において、スポット溶接用電極検査装置１２１は、窪みを設けたガイド部材１２２と、このガイド部材１２２に近接させた設けた先端検出部材１２３とを備え、（ｂ）に示すように、ガイド部材１２２の窪みにスポット溶接用電極１２４を挿入したときに、窪みの底から突出する電極１２４の先端の突出量を、アクチュエータ１２６を備える先端検出部材１２３（（ａ）参照）で検知し、この突出量が所定量である場合に、良好な研磨状態であるとして表示する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の図７〜図９に示した電極チップの整形状態を確認、あるいは検査する装置は、電極チップを整形する整形装置とは別に、配置のための大きなスペースが必要になる。
また、電極チップの整形状態の確認、検査のために、スポット溶接ロボットに設けた電極チップを、上記の確認、あるいは検査する装置の位置まで移動させる場合、スポット溶接ロボットに移動経路をティーチングする必要もあり、ティーチングが煩雑になる。更に、電極チップの整形工程とは別に、上記の確認工程、あるいは検査行程が増えるため、サイクルタイムが長くなる。
【０００８】
本発明の目的は、スポット溶接ロボットの電極チップ整形監視方法及び同監視装置において、省スペース化を図るとともに、整形監視装置を簡素化でき、ロボットのティーチングが不要で、且つサイクルタイムに影響を与えないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサにより整形するときの整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視する方法であって、スポット溶接ロボットに設けた軸回りに電極チップを回動させるためのサーボモータにおける回転軸の回転位置、回転軸の回転速度及びモータ電流をそれぞれフィードバック制御するサーボモータ制御部のフィードバック量と、このフィードバック量に対応させて予め設定した設定値幅とを比較することにより、電極チップの整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視することを特徴とする。
【００１０】
サーボモータ制御部のフィードバック量を流用して、このフィードバック量と、予め設定した設定値幅とを比較し、電極チップの整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視するから、電極チップの整形工程中に整形状態及び作動状態を監視することが可能になる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサにより整形するときの整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視する装置において、スポット溶接ロボットの各軸に設けた駆動用サーボモータの作動を制御するサーボモータ制御部と、このサーボモータ制御部のフィードバック量が出力される比較部と、フィードバック量に対応させて比較部に予め設定された設定値幅とフィードバック量とを比較してフィードバック量が設定値幅を外れた場合にチップドレッサの作動異常であるとして警報を発する警報手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
サーボモータ制御部は、スポット溶接ロボットに備えられているから、スポット溶接ロボットに、比較部と警報手段とを追加することにより、整形監視装置を構成することが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、サーボモータにおける回転軸の回転位置、回転軸の回転速度及びモータ電流をそれぞれフィードバック制御するサーボモータ制御部のフィードバック量と、このフィードバック量に対応させて予め設定した設定値幅とを比較することにより、電極チップの整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視するので、電極チップの整形工程中に整形状態及びチップドレッサの作動状態を監視することができ、特に整形確認工程、作動確認工程を増やす必要がなく、また、整形確認工程、作動確認工程のためのスポット溶接ロボットのティーチングも必要がないから、サイクルタイムが長くならず、サイクルタイムに影響を与えることがことがない。
【００１４】
請求項２に係る発明では、サーボモータの作動を制御するサーボモータ制御部と、このサーボモータ制御部のフィードバック量が出力される比較部と、この比較部により設定値幅とフィードバック量とを比較してフィードバック量が設定値幅を外れた場合にチップドレッサの作動異常であるとして警報を発する警報手段とを備えるので、スポット溶接ロボットに、比較部と警報手段とを追加することにより、整形監視装置を構成することができ、整形監視装置の簡素化及び小型化を図ることができて、スポット溶接ロボット本体に付設することが可能であるため、省スペース化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るスポット溶接ロボットの電極チップを整形する状態を示す斜視図であり、スポット溶接ロボット１０に備える一対の電極チップ１１，１２をチップドレッサ１３で整形中の状態を示す。このように電極チップ１１，１２を整形中に整形状態を電極チップ整形監視装置（不図示。詳細は後述する。）で監視する。
【００１６】
溶接ロボット１０は、ベース部２１と、このベース部２１に支軸２２でスイング自在に支持した第１アーム部２３と、この第１アーム部２３の先端に取付けた第１サーボモータ２４と、この第１サーボモータ２４で駆動するＲ軸２６（２６ＡはＲ軸２６の軸線である。）と、このＲ軸２６の先端にＢ軸２７（不図示。２７ＡはＢ軸２７の軸線である。）を介してスイング自在に取付けた第２アーム部２８と、この第２アーム部２８をＲ軸２６に対してスイング駆動させるために第２アーム部２８の一端に取付けた第２サーボモータ３１と、第２アーム部２８の先端に取付けた第３サーボモータ３２と、この第３サーボモータ３２でＴ軸３３（不図示。３３ＡはＴ軸３３の軸線である。）を介して駆動する溶接部本体３４と、上記した第１サーボモータ２４、第２サーボモータ３１、第３サーボモータ３２のそれぞれに設けた図示せぬサーボモータ制御部とからなる。
【００１７】
図中の矢印Ａは第１サーボモータ２４によるＲ軸２６の回転方向、矢印Ｂは第２サーボモータ３１による第２アーム部２８のスイング方向、矢印Ｃは第３サーボモータ３２による溶接部本体３４のスイング方向である。
【００１８】
溶接部本体３４は、電極チップ１１，１２と、Ｔ軸３３に取付けた基部４１と、一方の電極チップ１１をその軸方向に移動させるために基部４１に取付けた電極チップ駆動装置４２と、他方の電極チップ１２を支持するために基部４１の下部に取付けたＬ字状アーム４３とからなる。なお、４５は電極チップ駆動装置４２を構成するロッドであり、このロッド４５の下端に電極チップ１１を取付ける。
【００１９】
チップドレッサ１３は、電極チップ１１，１２を整形する切削工具（不図示）と、この切削工具を駆動する駆動モータ５１とを備えるものである。なお、５２は切削工具及び駆動力伝達機構を収納するハウジングである。
【００２０】
図２（ａ），（ｂ）は本発明に係る電極チップの整形状態を示す断面図である。
（ａ）は電極チップ１１，１２の整形前の状態を示す図であり、チップドレッサ１３のハウジング５２内に回転自在に設けた切削工具６１の上面及び下面に、底面がほぼ球面状のチップ整形凹部６２，６３をそれぞれ形成し、これらのチップ整形凹部６２，６３に電極チップ１１，１２を挿入したことを示す。電極チップ１１，１２の先端は、摩耗によって荒れている。なお、６５はチップ整形凹部６２，６３に複数形成した刃部（複数の刃部６５の切刃でチップ整形凹部６２，６３を形成する。）、６６，６６はハウジング５２と切削工具６１との間に設けたブッシュである。
切削工具６１は、駆動モータ５１（図１参照）と歯車、ベルト、チェーン等の図示せぬ駆動力伝達機構で連結され、駆動モータ５１の駆動力により所定回転数で回転する。
【００２１】
（ｂ）は電極チップ１１，１２の整形後の状態を示す図であり、（ａ）に示した電極１１，１２を切削工具６１に所定の押付け力で押し付けた状態で切削工具６１を回転させて、電極チップ１１，１２の先端を所望の形状に整形したことを示す。
【００２２】
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る電極チップ整形の際の状態を説明する図であり、図１の３矢視図に相当するものである。
（ａ）は電極チップ１１，１２を整形する前の状態を示す。スポット溶接ロボット１０は、チップドレッサ１３に対して直立した状態にある。図中の破線はＲ軸２６、黒丸は軸線２６Ａを表す（以下同じ。）。
【００２３】
（ｂ）は電極チップ１１，１２の整形中の状態を示す。即ち、スポット溶接ロボット１０は、チップドレッサ１３の切削工具から受ける力によって、（ａ）に示した直立位置から左右に揺動する（実際には、この揺動は左右方向に限らず、前後方向にも発生するが、ここでは、説明の簡略化のために左右方向の揺動のみ説明する。）。図中の＋θ，−θがスポット溶接ロボット１０の直立位置に対する左右方向の揺動角度である。スポット溶接ロボット１０が角度＋θ揺動すれば、これに伴って、スポット溶接ロボット１０のＲ軸２６は軸線２６Ａ回りに角度＋αだけ回転する。このように、スポット溶接ロボット１０の揺動角度に対して、Ｒ軸２６の回転角度が一義的に定まる。Ｂ軸及びＴ軸の各回転角度も同様である。
【００２４】
上記したように、スポット溶接ロボット１０が角度＋θ揺動したとき、スポット溶接ロボット１０のＲ軸２６を駆動する第１サーボモータ２４（図１参照）には、図示せぬサーボモータ制御部によって、予め設定した、例えば、直立位置までスポット溶接ロボット１０を角度−θだけ揺動させて戻すためにＲ軸２６を角度−αだけ回転させるような駆動力が発生する。
【００２５】
そして、電極チップ１１，１２の先端が図２（ｂ）のように整形完了に近づくと、上記したスポット溶接ロボット１０の左右方向への揺動角度は時間経過とともに次第に小さくなり、Ｒ軸２６の回転角度も小さくなるから、この回転角度が電極チップ１１，１２の整形開始から所定時間経過後に所定の角度幅（設定値幅）に等しくなったとき、又はその所定角度幅に入ったときに、例えば、表示手段で電極チップ１１，１２の整形が完了したことを表示させる。この表示が表れたら、作業者は、チップドレッサ１３の駆動モータ５１を停止させる。
【００２６】
このように、スポット溶接ロボット１０の電極チップ整形中の揺動角度を、Ｒ軸の回転角度としてサーボモータ制御部で常に監視しているから、Ｒ軸の回転角度が所定角度幅（設定値幅）を外れたときに、チップドレッサの作動を停止させることができる。
【００２７】
即ち、電極チップ整形中に、切削工具の切刃の破損・緩み、切粉やシーラー等による切刃の目詰まり、駆動モータの故障による作動不良等の異常（これらの異常をここでは、「チップドレッサの作動異常」という。）が発生した場合には、電極チップ１１，１２への負荷が、設定値幅に対して増減（切削工具の切刃の破損・緩みの場合は増加する傾向にあり、切粉やシーラー等による切刃の目詰まり、駆動モータの故障の場合は減少する傾向にある。）するから、スポット溶接ロボット１０の揺動角度が大きく、あるいは小さくなるため、この時のＲ軸の回転角度も大きく、あるいは小さくなり、この時の回転角度が所定の角度幅（設定値幅）を外れたときに、異常であることを表示手段で表示したり、警報手段で警報を鳴らしたりすることができる。
【００２８】
電極チップ整形中は、Ｂ軸２７（図１参照）及びＴ軸３３（図１参照）の第２・第３サーボモータ３１，３２（図１参照）にもＲ軸２６の第１サーボモータ２４と同様にスポット溶接ロボット１０の左右方向への揺動に対応して予め設定した位置、例えば、直立位置まで戻そうとする駆動力が発生し、スポット溶接ロボット１０の電極チップ整形中の揺動角度をＢ軸及びＴ軸の回転角度として第２・第３サーボモータ３１，３２のそれぞれのサーボモータ制御部で常に監視している。
【００２９】
図４は本発明に係るスポット溶接ロボットの揺動角度の設定値幅を説明するグラフであり、縦軸はスポット溶接ロボットの揺動角度θ（鉛直線に対する片側の揺動角度の最大値であり、Ｒ軸、Ｂ軸、Ｔ軸の軸回転角度αに対応する。）、横軸は時間ｔを表す。
【００３０】
図中の一点鎖線は、スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサが正常に整形したときの、スポット溶接ロボットにおける揺動角度の経時変化データを元にして作成した上限設定値Ｓ１及び下限設定値Ｓ２を示し、これらの上限設定値Ｓ１と下限設定値Ｓ２との間の範囲（上限設定値Ｓ１及び下限設定値Ｓ２を含む。）が設定値幅である。
【００３１】
例えば、グラフ中の実施例は、時間ｔがゼロ（即ち、チップドレッサの整形開始）から時間が経過したときに、スポット溶接ロボットの揺動角度θは上限設定値Ｓ１と下限設定値Ｓ２との間にあり、整形開始から時間ｔが所定時間ｔ３経過してチップドレッサの整形を終了したときにも、上限設定値Ｓ１と下限設定値Ｓ２との間、即ち設定値幅内にある。
これを、電極チップの整形が正常に行われ、整形正常完了と判断する。
【００３２】
また、グラフ中の比較例１の場合、チップドレッサの整形を開始してから、時間ｔ１が経過したときにスポット溶接ロボットの揺動角度θが上限設定値Ｓ１を越えたので、チップドレッサの作動異常（前述の切削工具の切刃の破損・緩み等の異常）と判断する。
【００３３】
更にまた、グラフ中の比較例２の場合、チップドレッサの整形を開始してから、時間ｔ２が経過したときにスポット溶接ロボットの揺動角度θが下限設定値Ｓ２を下回ったので、チップドレッサの作動異常（前述の切粉、シーラー等による切刃の目詰まり、駆動モータの故障等の異常）と判断する。
【００３４】
図５は本発明に係る電極チップ整形監視装置（第１実施形態）を示すブロック図である。
電極チップ整形監視装置７０は、スポット溶接ロボット１０（図１参照）に備えるサーボモータ制御部７０Ａと、このサーボモータ制御部７０Ａからの信号に基づいて電極チップの整形状態や整形時のチップドレッサの作動異常を判断する整形判断部７０Ｂとからなる。
【００３５】
サーボモータ制御部７０Ａは、第１サーボモータ２４に流れる電流を検出して検出電流Ｉｆとして出力する電流検出部７１と、第１サーボモータ２４の回転軸の回転位置（即ち、回転角度である。）を位置情報Ｐｆとして出力するエンコーダ７２と、このエンコーダ７２より得られる位置情報Ｐｆを微分して第１サーボモータ２４の回転軸の回転速度を算出し速度情報Ｖｆとして出力する微分手段７３と、第１サーボモータ２４を作動させるためのティーチングデータに基づく位置指令Ｐｃを出力する作動指令装置７４からの位置指令Ｐｃとエンコーダ７２からの位置情報Ｐｆとを減算器７６で減算して得られらた偏差信号ε１に基づいてモータ速度を算出してモータ速度指令Ｖｃを出力する位置制御部７７と、モータ速度指令Ｖｃと微分手段７３からの速度情報Ｖｆとを減算器７８で減算して得られた偏差信号ε２に基づいてモータ電流指令Ｉｃを出力する速度制御部８１と、モータ電流指令Ｉｃと電流検出部７１からの検出電流Ｉｆとを減算器８２で減算して得られた偏差信号ε３に基づいて第１サーボモータ２４に流れる電流を制御する電流制御部８３とからなる。
【００３６】
整形判断部７０Ｂは、スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサが正常に整形したときのデータを元にした設定値幅であって、チップドレッサの切削工具により電極チップが受ける力によってスポット溶接ロボットが揺動するときのＲ軸、Ｂ軸、Ｔ軸の回転角度の上限設定値Ｓ１と下限設定値Ｓ２とを時系列で電極チップの整形開始から整形終了までを出力する位置情報設定部８６と、上限設定値Ｓ１とサーボモータ制御部７０Ａの偏差信号ε１、下限設定値Ｓ２と偏差信号ε１をそれぞれ比較して、偏差信号ε１が上限設定値Ｓ１又は下限設定値Ｓ２と同一か、あるいは上限設定値Ｓ１と下限設定値Ｓ２との間にある場合には、整形が正常に完了したと判断し、上限設定値Ｓ１よりも大きい又は下限設定値Ｓ２よりも小さい場合、即ち、設定値幅（上限設定値Ｓ１〜下限設定値Ｓ２の範囲）を外れた場合は、整形異常（即ち、チップドレッサの作動異常）が発生したと判断する位置情報比較部８７と、この位置情報比較部８７による判断の結果（整形正常完了又は整形異常発生）を表示する表示手段８８と、整形異常発生があった場合に警報を発する警報手段９１とからなる。
【００３７】
位置情報比較部８７は、Ｒ軸からの偏差信号ε１と同様に、Ｂ軸及びＴ軸に係る第２サーボモータ、第３サーボモータのそれぞれのサーボモータ制御部からの偏差信号ε１も入力され、整形正常完了、整形異常発生が判断される。
【００３８】
図６は本発明に係る電極チップ整形監視装置（第２実施形態）を示すブロック図である。
電極チップ整形監視装置９５は、サーボモータ制御部７０Ａと、このサーボモータ制御部７０Ａからの信号に基づいて電極チップの整形状態や整形時の異常を判断する整形判断部７０Ｃとからなる。
【００３９】
整形判断部７０Ｃは、スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサが正常に整形したときのデータを元にした設定値幅であって、チップドレッサの切削工具により電極チップが受ける力によってスポット溶接ロボットが揺動するときのＲ軸、Ｂ軸、Ｔ軸の各サーボモータの負荷トルクの上限設定値Ｔ１と下限設定値Ｔ２とを時系列で電極チップの整形開始から整形終了まで出力する負荷トルク設定部９６と、上限設定値Ｔ１とサーボモータ制御部７０Ａの検出電流Ｉｆに対応した負荷トルク、下限設定値Ｔ２と検出電流Ｉｆに対応した負荷トルクをそれぞれ比較して、検出電流Ｉｆに対応した負荷トルクが上限設定値Ｔ１又は下限設定値Ｔ２と同一か、あるいは上限設定値Ｔ１と下限設定値Ｔ２との間にある場合には、整形が正常に完了したと判断し、上限設定値Ｔ１よりも大きい又は下限設定値Ｔ２よりも小さい場合即ち、設定値幅（上限設定値Ｔ１〜下限設定値Ｔ２の範囲）を外れた場合は、整形異常が発生したと判断する負荷トルク比較部９７と、この負荷トルク比較部９７による判断の結果（整形正常完了又は整形異常発生）を表示する表示手段８８と、警報手段９１とからなる。
【００４０】
Ｒ軸、Ｂ軸、Ｔ軸の各サーボモータのモータ電流はモータ発生トルクに比例する（即ち、スポット溶接ロボットの電極チップ整形中の揺動角度が大きければ、この揺動を、例えば、直立状態にするために各サーボモータに大きなモータ電流が流れ、モータ発生トルクも大きくなる。）ことから、負荷トルク比較部９７へ検出電流Ｉｆを入力すれば、検出電流Ｉｆは負荷トルクに変換される。
【００４１】
負荷トルク比較部９７は、Ｒ軸からの検出電流Ｉｆと同様に、Ｂ軸及びＴ軸に係る第２サーボモータ、第３サーボモータのそれぞれのサーボモータ制御部からの検出電流Ｉｆも入力され、整形正常完了、整形異常発生が判断される。
【００４２】
以上の図１、図５及び図６で説明したように、本発明は第１に、スポット溶接ロボット１０の電極チップ１１，１２をチップドレッサ１３により整形するときの整形状態及びチップドレッサ１３の作動状態を監視する方法であって、スポット溶接ロボット１０に設けた各軸（即ち、Ｒ軸２６の軸線２６Ａ、Ｂ軸２７の軸線２７Ａ、Ｔ軸３３の軸線３３Ａ）回りに電極チップ１１，１２を回動させるためのサーボモータ（第１サーボモータ２４、第２サーボモータ３１、第３サーボモータ３２）における回転軸の回転位置、回転軸の回転速度及びモータ電流をそれぞれフィードバック制御するサーボモータ制御部７０Ａのフィードバック量（即ち、検出電流Ｉｆ、位置情報Ｐｆ、速度情報Ｖｆのうちの少なくとも一つ）と、このフィードバック量に対応させて予め設定した設定値幅（即ち、（上限設定値Ｓ１〜下限設定値Ｓ２の範囲）又は（上限設定値Ｔ１〜下限設定値Ｔ２の範囲））とを比較することにより、電極チップ１１，１２の整形状態及びチップドレッサ１３の作動状態を監視することを特徴とする。
【００４３】
サーボモータ制御部７０Ａのフィードバック量（検出電流Ｉｆ、位置情報Ｐｆ、速度情報Ｖｆの少なくとも一つ）と、予め設定した設定値幅とを比較することにより、電極チップ１１，１２の整形状態及びチップドレッサ１３の作動状態を監視するので、電極チップ１１，１２の整形工程中に整形状態及び作動状態を監視することができ、特に整形確認工程、作動確認工程を増やす必要がなく、また、整形確認工程、作動確認工程のためのスポット溶接ロボット１０のティーチングも必要がないから、サイクルタイムが長くならず、サイクルタイムに影響を与えることがことがない。また、チップドレッサ１３の作動状態を特別な検出器なしで検出することが可能である。
【００４４】
本発明は第２に、スポット溶接ロボット１０の電極チップ１１，１２をチップドレッサ１３により整形するときの整形状態及びチップドレッサ１３の作動状態を監視する電極チップ整形監視装置７０において、スポット溶接ロボット１０の各軸（即ち、Ｒ軸２６の軸線２６Ａ、Ｂ軸２７の軸線２７Ａ、Ｔ軸３３の軸線３３Ａ）に設けた駆動用サーボモータ（第１サーボモータ２４、第２サーボモータ３１、第３サーボモータ３２）の作動を制御するサーボモータ制御部７０Ａと、このサーボモータ制御部７０Ａのフィードバック量（検出電流Ｉｆ、位置情報Ｐｆ、速度情報Ｖｆの少なくとも一つ）が出力される比較部（即ち、位置情報比較部８７又は負荷トルク比較部９７）と、この比較部に予め設定された設定値幅とフィードバック量とを比較してフィードバック量が設定値幅を外れた場合に整形異常であるとして警報を発する警報手段９１とを備えることを特徴とする。
【００４５】
スポット溶接ロボット１０に備えるサーボモータ制御部７０Ａと、位置情報比較部８７（又は負荷トルク比較部９７）と、警報手段９１とを備えるので、スポット溶接ロボット１０に、位置情報比較部８７（又は負荷トルク比較部９７）と警報手段９１とを追加することにより、電極チップ整形監視装置７０（又は電極チップ整形監視装置９５）を構成することができ、電極チップ整形監視装置７０（又は電極チップ整形監視装置９５）の簡素化及び小型化を図ることができて、電極チップ整形監視装置７０（又は電極チップ整形監視装置９５）をスポット溶接ロボット１０に付設することが可能であるため、省スペース化を図ることができる。
【００４６】
尚、本実施形態では、図４及び図５に示したように、整形判断部７０Ｂ，７０Ｃでは、整形正常完了、整形異常発生を表示手段で表示させるようにしたが、これに限らず、表示と共に、図１に示したチップドレッサ１３の駆動モータ５１を停止させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の電極チップ整形監視方法及び同監視装置は、スポット溶接ロボットに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るスポット溶接ロボットの電極チップを整形する状態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る電極チップの整形状態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る電極チップ整形の際の状態を説明する図である。
【図４】本発明に係るスポット溶接ロボットの揺動角度の設定値幅を説明するグラフである。
【図５】本発明に係る電極チップ整形監視装置（第１実施形態）を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る電極チップ整形監視装置（第２実施形態）を示すブロック図である。
【図７】従来のスポット溶接用電極チップの整形状態を確認する装置を示す断面図である。
【図８】従来のスポット溶接用電極チップの整形状態を検査する装置を示す第１説明図である。
【図９】従来のスポット溶接用電極チップの整形状態を検査する装置を示す第２説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…スポット溶接ロボット、１１，１２…電極チップ、１３…チップドレッサ、２４，３１，３２…サーボモータ（第１サーボモータ、第２サーボモータ、第３サーボモータ）、２６Ａ，２７Ａ，３３Ａ…軸（軸線）、７０，９５…電極チップ整形監視装置、７０Ａ…サーボモータ制御部、８７，９７…比較部（位置情報比較部、負荷トルク比較部）、９１…警報手段、Ｉｆ，Ｐｆ，Ｖｆ…フィードバック量（検出電流、位置情報、速度情報）、Ｓ１，Ｔ１…上限設定値、Ｓ２，Ｔ２…下限設定値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサにより整形するときの整形状態及び前記チップドレッサの作動状態を監視する方法であって、
前記スポット溶接ロボットに設けた軸回りに前記電極チップを回動させるためのサーボモータにおける回転軸の回転位置、回転軸の回転速度及びモータ電流をそれぞれフィードバック制御するサーボモータ制御部のフィードバック量と、このフィードバック量に対応させて予め設定した設定値幅とを比較することにより、前記電極チップの整形状態及び前記チップドレッサの作動状態を監視することを特徴とするスポット溶接ロボットの電極チップ整形監視方法。
【請求項２】
スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサにより整形するときの整形状態及び前記チップドレッサの作動状態を監視する装置において、
前記スポット溶接ロボットの各軸に設けた駆動用サーボモータの作動を制御するサーボモータ制御部と、このサーボモータ制御部のフィードバック量が出力される比較部と、前記フィードバック量に対応させて前記比較部に予め設定された設定値幅と前記フィードバック量とを比較して、前記フィードバック量が前記設定値幅を外れた場合に前記チップドレッサの作動異常であるとして警報を発する警報手段とを備えることを特徴とするスポット溶接ロボットの電極チップ整形監視装置。
【請求項１】
スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサにより整形するときの整形状態及び前記チップドレッサの作動状態を監視する方法であって、
前記スポット溶接ロボットに設けた軸回りに前記電極チップを回動させるためのサーボモータにおける回転軸の回転位置、回転軸の回転速度及びモータ電流をそれぞれフィードバック制御するサーボモータ制御部のフィードバック量と、このフィードバック量に対応させて予め設定した設定値幅とを比較することにより、前記電極チップの整形状態及び前記チップドレッサの作動状態を監視することを特徴とするスポット溶接ロボットの電極チップ整形監視方法。
【請求項２】
スポット溶接ロボットの電極チップをチップドレッサにより整形するときの整形状態及び前記チップドレッサの作動状態を監視する装置において、
前記スポット溶接ロボットの各軸に設けた駆動用サーボモータの作動を制御するサーボモータ制御部と、このサーボモータ制御部のフィードバック量が出力される比較部と、前記フィードバック量に対応させて前記比較部に予め設定された設定値幅と前記フィードバック量とを比較して、前記フィードバック量が前記設定値幅を外れた場合に前記チップドレッサの作動異常であるとして警報を発する警報手段とを備えることを特徴とするスポット溶接ロボットの電極チップ整形監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３４１２７１（Ｐ２００６−３４１２７１Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６８８５８（Ｐ２００５−１６８８５８）
【出願日】平成１７年６月８日（２００５．６．８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月８日（２００５．６．８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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