點焊系統(tǒng)以及點焊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種點焊系統(tǒng)以及點焊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在可動電極觸頭與固定電極觸頭之間夾持被焊接工件來進行焊接的點焊槍中，當(dāng)通過可動電極觸頭和固定電極觸頭對被焊接工件進行加壓時，支持可動電極觸頭和固定電極觸頭的槍臂部發(fā)生彈性位移。有時因這樣的槍臂部的彈性位移，引起焊接精度的下降等。
[0003]以往，已知的技術(shù)有:預(yù)先記錄向被焊接工件施加的加壓力與槍臂部的彈性位移量的關(guān)系作為參考數(shù)據(jù)，并根據(jù)該參考數(shù)據(jù)來推定被焊接工件加壓時的槍臂部的彈性位移(例如，日本特開平6 - 155036號公報以及日本特開平8 一 206846號公報)。
[0004]槍臂部的彈性位移的程度根據(jù)每個槍臂部而不同。在以往的系統(tǒng)中，一律應(yīng)用參考數(shù)據(jù)來推定槍臂部的彈性位移量時，不能計算出與每個槍臂部對應(yīng)的準(zhǔn)確的彈性位移量。此外，在以往的系統(tǒng)中，為了提高計算出的彈性位移量的精度，想要在焊接作業(yè)前取得與每個槍臂部相關(guān)的參考數(shù)據(jù)時，需要大量的作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在本發(fā)明的一個方式中，點焊系統(tǒng)具備點焊槍，該點焊槍具有:底座部、固定在該底座部上的固定臂、被該固定臂支持的固定電極觸頭、相對固定臂可移動地設(shè)置在底座部上的可動臂、被該可動臂支持且在與固定電極觸頭之間夾持被焊接工件的可動電極觸頭、以及驅(qū)動可動臂的驅(qū)動部。
[0006]此外，點焊系統(tǒng)具備:位置檢測部，其對可動臂的位置進行檢測；第I彈簧常數(shù)計算部，其根據(jù)通過驅(qū)動部以預(yù)先決定的驅(qū)動力來驅(qū)動可動臂，通過可動電極觸頭對固定電極觸頭加壓時的位置和該驅(qū)動力，來計算可動臂與固定臂的合成彈簧常數(shù)；以及第2彈簧常數(shù)計算部，其根據(jù)通過驅(qū)動部以預(yù)先決定的驅(qū)動力來驅(qū)動可動臂，通過可動電極觸頭對與點焊槍獨立地設(shè)置的基準(zhǔn)固定物加壓時的位置和該驅(qū)動力，來計算可動臂的彈簧常數(shù)。
[0007]此外，點焊系統(tǒng)具備:第3彈簧常數(shù)計算部，其根據(jù)合成彈簧常數(shù)和可動臂的彈簧常數(shù)，來計算固定臂的彈簧常數(shù)；以及彈性位移計算部，其根據(jù)固定臂的彈簧常數(shù)和在可動電極觸頭與固定電極觸頭之間夾持有被焊接工件時的、從驅(qū)動部向可動臂給予的驅(qū)動力，來計算在該可動電極觸頭與該固定電極觸頭之間夾持有該被焊接工件時的固定臂的彈性位移量。
[0008]驅(qū)動部也可以是伺服電動機。位置檢測部也可以通過測量伺服電動機的旋轉(zhuǎn)位置，來檢測可動臂的位置。第I彈簧常數(shù)計算部也可以根據(jù)以第I驅(qū)動力驅(qū)動可動臂時的第I位置和以第2驅(qū)動力驅(qū)動可動臂時的第2位置，來計算合成彈簧常數(shù)。
[0009]第I驅(qū)動力也可以大致是零，在將可動臂配置在第I位置時，可動電極觸頭可以不對固定電極觸頭給予壓力地與該固定電極觸頭接觸。第2彈簧常數(shù)計算部可以根據(jù)以第3驅(qū)動力驅(qū)動可動臂時的第3位置和以第4驅(qū)動力驅(qū)動可動臂時的第4位置，來計算可動臂的彈簧常數(shù)。
[0010]第3驅(qū)動力也可以大致是零，在將可動臂配置在第3位置上時，可動電極觸頭可以不對基準(zhǔn)固定物給予壓力地與該基準(zhǔn)固定物接觸。點焊系統(tǒng)還可以具備:安裝有點焊槍的機械手。第2彈簧常數(shù)計算部附加機械手的彈簧常數(shù)，來計算可動臂的彈簧常數(shù)。
[0011]在本發(fā)明的其他方式中，點焊方法具備:第I加壓工序，以預(yù)先決定的驅(qū)動力來驅(qū)動點焊槍的可動臂，通過被該可動臂支持的可動電極觸頭對被所述點焊槍的固定臂支持的固定電極觸頭進行加壓；第I位置檢測工序，在第I加壓工序中檢測可動臂的位置；第I彈簧常數(shù)計算工序，根據(jù)在第I位置檢測工序中檢測出的位置和在第I加壓工序中向可動臂給予的驅(qū)動力，來計算可動臂與固定臂的合成彈簧常數(shù)。
[0012]此外，點焊方法具備:第2加壓工序，以預(yù)先決定的驅(qū)動力來驅(qū)動可動臂，通過可動電極觸頭對與點焊槍獨立地設(shè)置的基準(zhǔn)固定物進行加壓；第2位置檢測工序，在第2加壓工序中檢測可動臂的位置；第2彈簧常數(shù)計算工序，根據(jù)在第2位置檢測工序中檢測出的位置和在第2加壓工序中向可動臂給予的驅(qū)動力，來計算可動臂的彈簧常數(shù)。
[0013]此外，點焊方法具備:第3彈簧常數(shù)計算工序，根據(jù)合成彈簧常數(shù)和可動臂的彈簧常數(shù)，來計算固定臂的彈簧常數(shù)；工件夾持工序，以預(yù)先決定的驅(qū)動力來驅(qū)動可動臂，在可動電極觸頭與固定電極觸頭之間夾持被焊接工件。
[0014]此外，點焊方法具備:位移計算工序，根據(jù)固定臂的彈簧常數(shù)和在工件夾持工序中向可動臂給予的驅(qū)動力，來計算在工件夾持工序中產(chǎn)生的固定臂的彈性位移量；以及位置修正工序，使安裝有點焊槍的機械手動作，根據(jù)彈性位移量對點焊槍的位置進行修正。
【附圖說明】
[0015]參照附圖對以下的優(yōu)選的實施方式進行說明，從而使本發(fā)明的上述或其他目的、特征以及優(yōu)點更加明確。
[0016]圖1是本發(fā)明的一個實施方式的點焊系統(tǒng)的概要圖。
[0017]圖2是圖1所示的點焊槍的放大圖。
[0018]圖3是圖1所示的點焊系統(tǒng)的框圖。
[0019]圖4是表示計算可動臂與固定臂的合成彈簧常數(shù)時的、可動臂與固定臂的接觸狀態(tài)和可動臂與固定臂的等價機械模型的概要圖。
[0020]圖5是表示計算可動臂的彈簧常數(shù)時的、可動臂與基準(zhǔn)固定物的接觸狀態(tài)和可動臂的等價機械模型的概要圖。
[0021]圖6是與圖5對應(yīng)的圖，是表示附加機器人臂部的彈簧常數(shù)來計算可動臂的彈簧常數(shù)時的、可動臂與基準(zhǔn)固定物的接觸狀態(tài)和機器人臂部與可動臂的等價機械模型的概要圖。
[0022]圖7是表示本發(fā)明的一個實施方式的點焊方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細(xì)說明。參照圖1?圖3對本發(fā)明的一個實施方式的點焊系統(tǒng)10進行說明。如圖1所示，點焊系統(tǒng)10具備:機器人12、機器人控制部14、示教操作盤16、存儲器18以及點焊槍30。
[0024]機器人12例如是垂直多關(guān)節(jié)型機器人，具有:固定在地面上的底座17、可旋轉(zhuǎn)地與底座17連接的機器人臂部20 (機械手)。點焊槍30被設(shè)在機器人臂部20的前端，通過機器人臂部20來移動。機器人控制部14對機器人12以及點焊槍30的各要素進行控制。
[0025]存儲器18與機器人控制部14可通信地連接。存儲器18例如是電可擦除記錄的非易失性存儲器，由EEPR0M(注冊商標(biāo))等構(gòu)成。存儲器18記錄用于使機器人12動作的機器人程序等、點焊系統(tǒng)10動作時所需要的常數(shù)、變量、設(shè)定值、程序等。
[0026]如圖2所示，點焊槍30具備:底座部32、固定臂34、可動臂36以及伺服電動機38。固定臂34將其基端40固定在底座部32上，通過其前端42支持固定電極觸頭44。在本實施方式中，固定臂34從基端40到前端42彎曲成大致L字形地延伸。
[0027]以可沿著槍軸O移動的方式將可動臂36設(shè)置在底座部32上。在本實施方式中，可動臂36是直線狀延伸的棒，其上段(未圖示)經(jīng)由運動變換機構(gòu)(未圖示)與伺服電動機38的輸出軸(未圖示)機械連接，通過其下端46支持可動電極觸頭48。
[0028]動力變換機構(gòu)例如包括同步帶以及皮帶輪，將伺服電動機38的輸出軸的旋轉(zhuǎn)運動變換成沿著槍軸O的往復(fù)運動?？蓜颖?6經(jīng)由動力變換機構(gòu)，通過伺服電動機38沿著槍軸O進行往復(fù)運動。將固定電極觸頭44以及可動電極觸頭48定位在槍軸O上。
[0029]固定電極觸頭44以及可動電極觸頭48根據(jù)機器人控制部14的指令進行通電。由此，固定電極觸頭44以及可動電極觸頭48對夾持在該固定電極觸頭44以及可動電極觸頭48之間的被焊接工件進行點焊。
[0030]隨著伺服電動機38驅(qū)動可動臂36，可動電極觸頭48沿著槍軸O朝固定電極觸頭44的方向以及從固定電極觸頭44離開的方向進行往復(fù)運動。伺服電動機38根據(jù)來自機器人控制部14的指令，經(jīng)由動力變換機構(gòu)驅(qū)動可動臂36。
[0031]在伺服電動機38上安裝有編碼器50。該編碼器50檢測伺服電動機38的旋轉(zhuǎn)位置后發(fā)送給機器人控制部14。編碼器50通過檢測伺服電動機38的旋轉(zhuǎn)位置，作為檢測可動臂36的位置的位置檢測部發(fā)揮功能。另外，作為編碼器50的代替，也可以通過霍爾元件構(gòu)成位置檢測部。
[0032]機器人控制部14對內(nèi)置于機器人臂部20內(nèi)的伺服電動機52進行控制，經(jīng)由伺服電動機52使機器人臂部20動作。該伺服電動機52作為用于驅(qū)動作為機械手的機器人臂部20的機械手驅(qū)動部(圖3)發(fā)揮功能。機器人控制部14通過使機器人臂部20動作，將點焊槍30移動至預(yù)先決定的位置。
[0033]示教操作盤16與機器人控制部14可通信地連接。在示教操作盤16的顯示部16a上顯示來自機器人控制部14的各種信息，使用者可以通過顯示部16a閱覽這些信息。此外，使用者可以經(jīng)由示教操作盤16的輸入部16b(鍵盤)進行機器人控制部14的各種操作以及設(shè)定。
[0034]接著，參照圖1?圖5對點焊系統(tǒng)10的動作進行說明。點焊系統(tǒng)10是用于在點焊槍30的固定電極觸頭44與可動電極觸頭48之間夾持被焊接工件(未圖示)，并對該被焊接工件進行點焊的系統(tǒng)。
[0035]在本實施方式中，在對被焊接工件進行點焊前，點焊系統(tǒng)10計算出可動臂36與固定臂34的合成彈簧常數(shù)。具體而言，在固定電極觸頭44與可動電極觸頭48之間沒有配置被焊接工件的狀態(tài)下，機器人控制部14，為了以預(yù)先決定的第I轉(zhuǎn)矩τ I驅(qū)動伺服電動機38，向伺服電動機38發(fā)送第I轉(zhuǎn)矩指令值。
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