点焊系统以及点焊方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种点焊系统以及点焊方法。
【背景技术】
[0002]在可动电极触头与固定电极触头之间夹持被焊接工件来进行焊接的点焊枪中，当通过可动电极触头和固定电极触头对被焊接工件进行加压时，支持可动电极触头和固定电极触头的枪臂部发生弹性位移。有时因这样的枪臂部的弹性位移，引起焊接精度的下降等。
[0003]以往，已知的技术有:预先记录向被焊接工件施加的加压力与枪臂部的弹性位移量的关系作为参考数据，并根据该参考数据来推定被焊接工件加压时的枪臂部的弹性位移(例如，日本特开平6 - 155036号公报以及日本特开平8 一 206846号公报)。
[0004]枪臂部的弹性位移的程度根据每个枪臂部而不同。在以往的系统中，一律应用参考数据来推定枪臂部的弹性位移量时，不能计算出与每个枪臂部对应的准确的弹性位移量。此外，在以往的系统中，为了提高计算出的弹性位移量的精度，想要在焊接作业前取得与每个枪臂部相关的参考数据时，需要大量的作业。
【发明内容】
[0005]在本发明的一个方式中，点焊系统具备点焊枪，该点焊枪具有:底座部、固定在该底座部上的固定臂、被该固定臂支持的固定电极触头、相对固定臂可移动地设置在底座部上的可动臂、被该可动臂支持且在与固定电极触头之间夹持被焊接工件的可动电极触头、以及驱动可动臂的驱动部。
[0006]此外，点焊系统具备:位置检测部，其对可动臂的位置进行检测；第I弹簧常数计算部，其根据通过驱动部以预先决定的驱动力来驱动可动臂，通过可动电极触头对固定电极触头加压时的位置和该驱动力，来计算可动臂与固定臂的合成弹簧常数；以及第2弹簧常数计算部，其根据通过驱动部以预先决定的驱动力来驱动可动臂，通过可动电极触头对与点焊枪独立地设置的基准固定物加压时的位置和该驱动力，来计算可动臂的弹簧常数。
[0007]此外，点焊系统具备:第3弹簧常数计算部，其根据合成弹簧常数和可动臂的弹簧常数，来计算固定臂的弹簧常数；以及弹性位移计算部，其根据固定臂的弹簧常数和在可动电极触头与固定电极触头之间夹持有被焊接工件时的、从驱动部向可动臂给予的驱动力，来计算在该可动电极触头与该固定电极触头之间夹持有该被焊接工件时的固定臂的弹性位移量。
[0008]驱动部也可以是伺服电动机。位置检测部也可以通过测量伺服电动机的旋转位置，来检测可动臂的位置。第I弹簧常数计算部也可以根据以第I驱动力驱动可动臂时的第I位置和以第2驱动力驱动可动臂时的第2位置，来计算合成弹簧常数。
[0009]第I驱动力也可以大致是零，在将可动臂配置在第I位置时，可动电极触头可以不对固定电极触头给予压力地与该固定电极触头接触。第2弹簧常数计算部可以根据以第3驱动力驱动可动臂时的第3位置和以第4驱动力驱动可动臂时的第4位置，来计算可动臂的弹簧常数。
[0010]第3驱动力也可以大致是零，在将可动臂配置在第3位置上时，可动电极触头可以不对基准固定物给予压力地与该基准固定物接触。点焊系统还可以具备:安装有点焊枪的机械手。第2弹簧常数计算部附加机械手的弹簧常数，来计算可动臂的弹簧常数。
[0011]在本发明的其他方式中，点焊方法具备:第I加压工序，以预先决定的驱动力来驱动点焊枪的可动臂，通过被该可动臂支持的可动电极触头对被所述点焊枪的固定臂支持的固定电极触头进行加压；第I位置检测工序，在第I加压工序中检测可动臂的位置；第I弹簧常数计算工序，根据在第I位置检测工序中检测出的位置和在第I加压工序中向可动臂给予的驱动力，来计算可动臂与固定臂的合成弹簧常数。
[0012]此外，点焊方法具备:第2加压工序，以预先决定的驱动力来驱动可动臂，通过可动电极触头对与点焊枪独立地设置的基准固定物进行加压；第2位置检测工序，在第2加压工序中检测可动臂的位置；第2弹簧常数计算工序，根据在第2位置检测工序中检测出的位置和在第2加压工序中向可动臂给予的驱动力，来计算可动臂的弹簧常数。
[0013]此外，点焊方法具备:第3弹簧常数计算工序，根据合成弹簧常数和可动臂的弹簧常数，来计算固定臂的弹簧常数；工件夹持工序，以预先决定的驱动力来驱动可动臂，在可动电极触头与固定电极触头之间夹持被焊接工件。
[0014]此外，点焊方法具备:位移计算工序，根据固定臂的弹簧常数和在工件夹持工序中向可动臂给予的驱动力，来计算在工件夹持工序中产生的固定臂的弹性位移量；以及位置修正工序，使安装有点焊枪的机械手动作，根据弹性位移量对点焊枪的位置进行修正。
【附图说明】
[0015]参照附图对以下的优选的实施方式进行说明，从而使本发明的上述或其他目的、特征以及优点更加明确。
[0016]图1是本发明的一个实施方式的点焊系统的概要图。
[0017]图2是图1所示的点焊枪的放大图。
[0018]图3是图1所示的点焊系统的框图。
[0019]图4是表示计算可动臂与固定臂的合成弹簧常数时的、可动臂与固定臂的接触状态和可动臂与固定臂的等价机械模型的概要图。
[0020]图5是表示计算可动臂的弹簧常数时的、可动臂与基准固定物的接触状态和可动臂的等价机械模型的概要图。
[0021]图6是与图5对应的图，是表示附加机器人臂部的弹簧常数来计算可动臂的弹簧常数时的、可动臂与基准固定物的接触状态和机器人臂部与可动臂的等价机械模型的概要图。
[0022]图7是表示本发明的一个实施方式的点焊方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。参照图1?图3对本发明的一个实施方式的点焊系统10进行说明。如图1所示，点焊系统10具备:机器人12、机器人控制部14、示教操作盘16、存储器18以及点焊枪30。
[0024]机器人12例如是垂直多关节型机器人，具有:固定在地面上的底座17、可旋转地与底座17连接的机器人臂部20 (机械手)。点焊枪30被设在机器人臂部20的前端，通过机器人臂部20来移动。机器人控制部14对机器人12以及点焊枪30的各要素进行控制。
[0025]存储器18与机器人控制部14可通信地连接。存储器18例如是电可擦除记录的非易失性存储器，由EEPR0M(注册商标)等构成。存储器18记录用于使机器人12动作的机器人程序等、点焊系统10动作时所需要的常数、变量、设定值、程序等。
[0026]如图2所示，点焊枪30具备:底座部32、固定臂34、可动臂36以及伺服电动机38。固定臂34将其基端40固定在底座部32上，通过其前端42支持固定电极触头44。在本实施方式中，固定臂34从基端40到前端42弯曲成大致L字形地延伸。
[0027]以可沿着枪轴O移动的方式将可动臂36设置在底座部32上。在本实施方式中，可动臂36是直线状延伸的棒，其上段(未图示)经由运动变换机构(未图示)与伺服电动机38的输出轴(未图示)机械连接，通过其下端46支持可动电极触头48。
[0028]动力变换机构例如包括同步带以及皮带轮，将伺服电动机38的输出轴的旋转运动变换成沿着枪轴O的往复运动。可动臂36经由动力变换机构，通过伺服电动机38沿着枪轴O进行往复运动。将固定电极触头44以及可动电极触头48定位在枪轴O上。
[0029]固定电极触头44以及可动电极触头48根据机器人控制部14的指令进行通电。由此，固定电极触头44以及可动电极触头48对夹持在该固定电极触头44以及可动电极触头48之间的被焊接工件进行点焊。
[0030]随着伺服电动机38驱动可动臂36，可动电极触头48沿着枪轴O朝固定电极触头44的方向以及从固定电极触头44离开的方向进行往复运动。伺服电动机38根据来自机器人控制部14的指令，经由动力变换机构驱动可动臂36。
[0031]在伺服电动机38上安装有编码器50。该编码器50检测伺服电动机38的旋转位置后发送给机器人控制部14。编码器50通过检测伺服电动机38的旋转位置，作为检测可动臂36的位置的位置检测部发挥功能。另外，作为编码器50的代替，也可以通过霍尔元件构成位置检测部。
[0032]机器人控制部14对内置于机器人臂部20内的伺服电动机52进行控制，经由伺服电动机52使机器人臂部20动作。该伺服电动机52作为用于驱动作为机械手的机器人臂部20的机械手驱动部(图3)发挥功能。机器人控制部14通过使机器人臂部20动作，将点焊枪30移动至预先决定的位置。
[0033]示教操作盘16与机器人控制部14可通信地连接。在示教操作盘16的显示部16a上显示来自机器人控制部14的各种信息，使用者可以通过显示部16a阅览这些信息。此外，使用者可以经由示教操作盘16的输入部16b(键盘)进行机器人控制部14的各种操作以及设定。
[0034]接着，参照图1?图5对点焊系统10的动作进行说明。点焊系统10是用于在点焊枪30的固定电极触头44与可动电极触头48之间夹持被焊接工件(未图示)，并对该被焊接工件进行点焊的系统。
[0035]在本实施方式中，在对被焊接工件进行点焊前，点焊系统10计算出可动臂36与固定臂34的合成弹簧常数。具体而言，在固定电极触头44与可动电极触头48之间没有配置被焊接工件的状态下，机器人控制部14，为了以预先决定的第I转矩τ I驱动伺服电动机38，向伺服电动机38发送第I转矩指令值。
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