JPH05501991A - プロセス制御の制御パラメータを補正する方法で、特にプロセス進行過程の間に、プロセス制御のダイナミック領域（制御域）を確保する方法、および本方法を実行する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 プロセス制御の制御パラメータを補正する方法で、特にプロセス進行過程の間に 、プロセス制御のダイナミック領域（制御域）を確保する方法、および本方法を 実行する装置 本発明は、プロセス制御の制御パラメータを補正する方法で；特にプロセス進行 過程の間に、プロセス制御のダイナミック領域（制御域）を確保する方法であり 、なおこうした方法ではプロセス進行過程の間、処理量（測定量）が自動的に把 握され、処理を実行するプロセス制御系に供給され、および記憶されたプロセス 進行過程の値と比較され、ならびにプロセス制御系が起動プロセスに制御性を発 揮して関わることになる方法に関するものである。

本発明は、プロセスを実行し、およびプロセス進行過程の間、処理ｊｌ（測定ｊ ｌ）を自動的に把握するシステムを有し、および前もって与えられた目標値を送 り出す目標値記憶装置を備えた制御システムを有し、および目標値記憶装置の出 力部とは入力部側で、プロセスを実行する／ステムの入力部とは出力部側でそれ ぞれ接続する、起動プロセスに制御性を発揮して関わることになる制御装置を有 し；この制御装置の人力部が、プロセスを実行する／ステムの出力部と連結して いる請求項１から請求項５までに記載の方法を実行する装置に関するものである 。

本発明は、溶接時においてプロセス制御のダイナミック領域（制御域）を確保す る方法で：特に抵抗スポット溶接の際に電気溶接棒損耗の補正法にあって；本方 法で、溶接プロセスの間、処理量（測定Ｉ）が自動的に把握され、処理すべくプ ロセス制御に供給され、および記憶された最適溶接の値（開始値）と比較され、 ならびにプロセス制御系が起動プロセスに制御性を発揮して関わるに至る方法に 関するものである。

本発明は、溶接変圧器を介して、溶接装置の溶接棒と接続している交流調整装置 具備の溶接装備を有し：および前もって与えられた開始値を送り出す目標Ｍ記憶 装置を備えた制御装置を有し、および目標値記憶装置の出力部とは入力部側で、 ならびに溶接装置の目標値記憶装置を実行する／ステムの入力部とは出力部側で それぞれ接続する、起動溶接プロセスに制御性を発揮して関わることになる制御 装置を有し：また溶接棒と連結し、処理量（測定量）を感知する七ノサー機構を 備え；本Ｉ７の出力部が制御装置の入力部に連結している請求項７から請求項１ ６までに記載の方法を実行する装置に関するものである。

特に、製作技術においては、再現性を有し、ないしは常時繰り返され、とはいえ ／リーズ製作での個別製作段階のごとくそれ自体、完結している多数のプロセス がある。これらのプロセスは、往々にしてプロセス制御によって実行されるが、 本プロセス制御によれば、個別進行過程に対する妨害的影響の不都合な影響は補 正されるはずである。

相前後するプロセスにおいて、例えば下記の如く系統性がＵ２Ｘａ可能となるよ うな障害、すなはち、 一同一ワークビース部分における同じような障害−工具の損耗現象の増大 −構造ブロック挿入における許容誤差変動−生産設備のダイナミック軌道誤差 が繰り返し現れる際には： これらは多くの場合、プロセス制御によっても補正は不可能である。とはいえ、 プロセス制御装置のダイナミック領域は、必ずしも利用されぬ。付加的に生ずる 統計釣札れは、もはや十分には補正され得ない。プロセス制御の導入域が制約を 受けるわけである。例えば、 −軌道プログラムの目動最適化、あるいは−開始値の適合化 といった指令量を最適にすることによる１予期される誤差”を回避することが成 功する場合には、偶発的な誤差を排除調整できることからこれを行う負担はなく なる。

従来からの適合性を狙った制御法の場合には、例えば、ＰＩ−制御装置の増幅率 および積分時間定数のような制御パラメータが、制御対象を変えた際に補正され 得る。しかしながら、このような点は、安定性の面で、あるいは他の理由から希 望されぬことが多い。そのほか、この手法は過去の制御サイクルのみを遡及追跡 し、すでに完結して終わったプロセスからの諸経験に関わりを持たない。

例えば、抵抗スポット溶接の領域ではスポット溶接接合の品質が、１００倍以上 にも影響を受ける。このような品質は一部は、例えば溶接装置の装置工学的レイ アウトのような静的特性によるものであり、例えば溶接棒の損耗のごとき長期に 亘り変わるものであり、側光ば構造部分の適性が慝いといった、ないしは隣接ス ポットに対して溶接スポットの間隔が短すぎるといった、その場の溶接瞬時にお ける短期間にのみ働くものである。溶接パラメータ（電極加圧力、溶接電流等） の基本調整における静的特性が配慮される半面、溶接結果に対して、他のパラメ ータないしはパラメータ変動の影響を補正することが、プロセス制御／ステムの 課題になっている。制御に対する調整パラメータは、往々にして、溶接電流であ り、パラメータ変動は、溶接プロセスの乱れとして把握される。

冒頭にあげた技術（ＤＥ−ＰＳ３７１１７７１＞のスポット溶接、ブロノエク７ １）溶接、あるいはンーム溶接の開におけるプロセス制御に対する既知手法の場 合、この溶接プロセスの際における処理量は確認され、蓄積され、加工すべく制 御装置に送られて、前もって与えられた最適溶接の値と比較され、制御装置自体 は、起動溶接プロセスに制御性を発揮して関わることになる。置数の（機械的お よび電気的）処理量の計測、加工によって、リアルタイムで溶接プロセス並びに その変化を、比較的正確に捕らえ、制御プロセスを通じて実際の溶接過程におけ る溶接の一定品質を維持すべく、こうした既知方法においては、補正溶接やその 目標変動値を適用せずに、制御／記憶装置に蓄えられた評価パターンによる管理 下で、および該処理量ならびにナゲツト生成とのその関連性を示し、併せてこう した関連性に対する調整値の影響を明確にするテーブルによる管理下で、溶接過 程が行われることになり、一つ以上の調整値（１１流保護角、電極加圧力および 溶接時間）によりプロセス進行過程のズレが制御される。

この種の既知方法に対しても、またこれを実行する装置に対しても、大抵のそれ 相応の事例（例えば、ＤＥ−ＰＳ２３６２５２０およびＤＥ−ＯＳ２６５７８８ ９）においても、スポット溶接制御システムが単に極めて限定された制御領域（ ダイナミック領域）しか有しないといった点が主張される。溶接プロセスの過程 における調整値の大きな変動は、制御部の安定性を保護し、併せて溶接装置（例 えば、溶接変圧器）の技術的限界を損なわぬようにするために、通常は、許容さ れない。

溶接棒損耗に対しバランスを採るため、プロセス制御７ステムは、変更プロセス 信号に対する反応として、溶接電流を高めねばならない。損耗が強まれば強まる ほど、これにより、とにかく制御システムのダイナミック領域が活用されるに至 る。更に生じるトラブルは事情次第では、もはや補償されない。制御／ステム付 きの溶接装置の導入領域は制約を受ける。制御システムを装備しない溶接装置は 溶接電流を段階的に高めることによって、溶接棒損耗を考慮していくことになる 。段階の大きさや高さはいずれにせよ前もって試験によって調査されねばならぬ 。

本発明の基本目的は、冒頭にあげた技術の方法および装置で；しかもこうした方 法および装置を活用すれば、プロセス制御系を備えた繰り返し塁ないしは完結型 のプロセスから後続のプロセスに対する制御１４ラメータを補正するべく、過去 のプロセス進行経過からの諸経験が利用され得るといった方法および装置を提供 することにある。プロセス進行経過時におけるプロセス制御のダイナミック領域 （制御領域）を制限せずに自動メインテナンスが行われることが意図され；およ び特に抵抗スポット溶接の際に、トラブルの発生が付加的に起こる場合ですらｔ ｌずれにせよ、安定した補正を保証することが意図されるのである。

本口的は、下記の諸項目、すなはち −一つの適合方式によって、先行腰それ目体はクローズド化し、繰り返される制 御プロセスのプロセス進行過程を介して情報が収集および記憶されること−それ ぞれプロセス進行過程全体に亘り、また個々の特定プロセス時点において先んじ て存在した制御プロセスの蓄積情報から、プロセス進行過程において繰り返し発 生するトレンドを示す特徴点が計算により追跡されること；−この特徴点は、対 応して記憶されたプロセス進行過程の値と比較され、−更に本比較結果から、プ ロセス制御の制御パラメータの補正結果かを算定され、およびプロセス制御系に 送られること；によって解決される。

本発明による方法を実行する本発明による装置の特徴点は、制御、４ラメータ補 正用の適合システムを有し：この適合システムは、先行し、それ自体はクローズ ド化し、繰り返される制御プロセスのプロセス進行過程を介して情報を収集お上 び記憶させるために、計算機を有していて：計算機は、入力部側で、一方では第 ２イノターフエースを介してプロセスを実行する／ステムの出力部と、および第 １イノターフエースを介して制御装置の出力部と、ならびに他方で第３イノター フエースを介して目標値記憶装置の出力部と、ならびに第４インターフエースを 介して出力部側で目標値記憶装置の人力部と連結していて；それぞれプロセス進 行過程全体に亘り、また個々の特定プロセス時点において先んじて存在した制御 プロセスの、第１イノターフエースおよび第２インターフエースを介しての蓄積 情報の記憶処理後に、計算機は、プロセス進行過程における繰り返し発生するト レッドを示す特徴点を算定・追跡し；次いでこの特徴点を、計算機は次ぎの段階 で、第３インターフエースを介して目標値記憶装置から読み取られる対応の旧も って決められた目ａｔ値と比較し；更に本比較結果からプロセス制御の制御パラ メータの補正値を算定し、およびこの制御パラメータを第４インターフエースを 介して新しい目標値として目標値記憶装置中に書き込むことにより明示される。

本発明による方法は、上記の制御パラメータには影響を及ぼさないが、例えば指 令量のごとき制御パラメータには影響を与える。制御装置の伝送挙動は不変のま まであり：指令量の適合化によって、常時変動性を発揮する制御対象に対する適 応性も、前もっては単に粗っぽくしか決められていなかった指令量最適化も成功 する。適合化方式において過去の制御プロセスから制御進行過程を経て収集され 、記憶される適切な情報は、例えばプロセス制御装置が個々のプロセスにおいて 制御目標に到達すべく調整せねばならぬ調整量変動である。制御偏差や、あるい は制御量自体も蓄積されるべき情報として適性を有する。

溶接時においてプロセス制御のダイナミック領域（制御域）を確保する本発明に よる方法で； 特に抵抗スポット溶接の際に電気溶接棒損耗の補正方法は、一つの適合方式によ って、個々の溶接の調整値変動が収集されて、かつ記憶されること：および記憶 された調整値変動から制御パラメータの補正が導かれ、および最適溶接の前もっ て与えられた新規の値として次期溶接に対するプロセス制御系に供給されること を４９徽としている。

本方法の他の優先実施態様は、請求項７から請求項１６までの項目より得られる 。

溶接時においてプロセス制御のダイナミ７り領域（制御域）を確保する方法を実 行する本発明による装置は、先んじて行われた溶接の調整値変動から制御パラメ ータを自動補正する、計算機を具備した適合装置があり；本計算機は、入力部側 で一方では、個々の溶接の調整値変動を捕捉する第１インターフエースを介して 制御装置の出力部と、および他方では第２イノターフエースを介して、計Ｘｉ１ において前もって与えられた開始値の読取りや再記憶をさせる目標値記憶装置の 出力部と、ならびに出力部側では第３イノターフエースを介して目標値記憶装置 の入力部と連結していて、第３インターフエースから（ｔ、計算機によって追跡 される新規開始値が、目標値記憶装置中に書き込まれ得ることを特徴としている 。

本装置の他の優先実施態様は、請求項１８から請求項２１までの項目より得られ る。

本発明は、多かれ少なかれ偶発的に生じる乱れを補正するための制御／ステム適 用時における利点を、前もって決められた電流調整方式により溶接棒の損耗を償 う溶接制御のセＩ点と結び付ける。このような補償が自動的に行われるので、電 ｆｒＥｍ整値を追跡する高価な試験は不要である。溶接棒の損耗の他に、ともす ると起こりがちな他のゆっくり変わる影響波及びパラメータが一緒に補正される ことになる。

溶接スポット溶接を一定に維持する際には、溶接棒の寿命は、プロセス制御／ス テム活用時においても完全に全うされるか、事情に応じて更に延長される。制御 のダイナミック領域は一方的に限定されるわけではない。

本発明は、抵抗スポット溶接に対する現存のプロセス制御システムのための拡張 方式を提示するものである。

溶接プロセスに対する調整値として特に、サイリスター電流調整装置用の位相角 が選ばれる。位相角の値は、溶接制御において、前もって固定して与えられるこ とになるが、プロセス制御／ステム利用時には、この値は計測信号から誘導され る。溶接プロセスを、またこれと併せて、制御プロセスを運用させるには、（例 えば第一電流サイクルに対する）溶接開始時に譲位相角の開始値が事前に与えら れねばならぬ。ごの値を正しく選択することによって、冒頭にあげた静的特性の 影響因子が配慮されることになる。

計測信号に基づき、制御装置は溶＋１！進行時に、百砿値記憶装！の当初の取決 めから外れているプロセス進行過程を検出するが、このプロセス進行過程は、ゆ っくりと変化するか、あるいは短時間に生じる干渉によって惹起される。後続の 制御サイクルのために、位相角は変動せしめられ、あらかじめ与えられた溶接時 間の枠内で、ズレを極力補正することになる。

適合機構が第１インターフエースを活用して、個々の溶接のｌｉｔ！ｆＦ［変動 を収集し、蓄積する。計算／ステムは溶接に直接引き続いて、記憶された値から 算術平均を算定する。後続の計算ステップにおいて次期溶接に対する新規開始値 が算定される。下記の式に従い、複数の溶接から得られる値が計算に活用される ：Ｇ：メモリー係数（ｆｌｌえば、Ｇ＝５０００．ただし非櫂層スチールプレー ト：０８・Ｏ，１ｍｍ＋ｍｍ時間：　１６０ｍ５＋電極加圧力　２．２ｋＮでの スポット溶接の場合） βｌ：最終溶接のＷ４！２値の開始値 β１：最終溶接の調整値の算術平均値 β１＋１：次ぎの溶接の調整値の開始値下−１１流サイクル（−荊もって与えら れた開始値゛）の位相角の初期値（Ｂｏ）は、第２インターフエースを介し、制 御装置のパラメーター記憶装置から読み取られて、および適合機構において記憶 される。こうしたことは既に溶接棒を起動させる際に、ないしは新規の溶接棒と した際に行われる。第３イノターフエースを介して、新規算定の開始値がパラメ ーター記憶装置に書き込まれ、こうして後続の溶接プロセスに対して活用される に至る。このようなイノターフエースのレイアウト状態は、制御システムの構成 に左右される。こうしたレイアウトはディノタル式イノターフヱースから構成可 能となり、あるいはアナログ／ディジタル変換器から成り、またディジタル／ア ナログ変換器から成ることを可能とする。

パラメータ補正に関与する溶接数は、一方では、制御システムの有効に働くダイ ナミ、り領域に依存し、他方では、溶接プロセスに対する静的パラメータに依存 する。適合機構において、本溶接プロセスは「メモリ−係数」によって考慮され る。本「メモ＋１−係数Ｊに対する値は、対の溶接棒で最大限溶接可能な溶接ス ポット個数のオーダーレベルにあり；電流の値を段階的に高めることなく、溶接 操作系により出力されねばならぬ。個々の事例において、上記のメモリー係数の 値は、経験的に追跡され、および適合機構に対し操作部インターフェース（例え ばキーボード付きディスプレー装置）を介して入力されねばならぬ。

実際の溶接パラメータのプロトコル化は、これにより可能になる。およびパラメ ータ進行過程でのトレッドが展望可能になり、例えば、メモリー係数のごとき個 々のパラメータのごとき往々にして実行を余儀なくされる補正に対するヒツトを オペレータに与えることになる。

複合的な構造部分を溶接する際における例えば、プレート厚みがいろいろ変動す るといった多様な溶接課題が、溶接装置により処理される場合、本発明による手 法は同様に適用される。溶接プロセスに対する静的パラメータ変動が、溶接パラ メータ（例えば、電流の強さおよび電流を流す継続時間）の対応する変動により 配慮され、およびそれ相応の′溶接プログラム′数のパターンで、制御系中に記 憶される。本プログラムの個々に対し適合機構は、補正開始値を算定せねばなら ぬ。こうした点は、最後に行われた溶接のデーターに基づき、原始的値に関する 新規開始値の相対的変動を以下のごとく算定することによって行われることにな る； Ｐ＝（＋００・　（β１＋１−βｏ）／βｏ）　／Ｇ＋Ｐａ１ｔ　（２）ただし 。

Ｐａ１ｔ　；従来の補正係数 Ｐ　；新規の補正係数 βＯ；調整値に対する前もって与えられた開始値Ｇ　：メモリー係数 結果は、溶接プログラム交喚時においても適切な新規開始値が算定されるときの 元になるバーセノテーノ的補正係数である。すなはち；βＤＩＪ＝βｏｊ＋Ｐ・ βｏ、ｊ／１００　（３）静的パラメータ変動から、サービス／保守作業や工具 交換措置のための開始信号が追跡調査され；このような方式で、プロセス制御の ダイナミ、り領域を改善することにより、本発明による方法は、サービス／保守 作業のために用いられるが；特に、抵抗スポット溶接の際のプロセス制御時に利 用し尽くされた溶接棒フラップの、例えば切削による機械的加工のための開始信 号が追跡調査されて、制御装置の適切なグイナミノク領域に溶接ｌｉ流をフィー ドバックさせるよう意図する。更にプログラム制御工作機械の場合、損耗発生の ための工具交換のための開始信号が、同様の方式を採って前もって決められる。

請求項１７または１８による本発明による装置の、損耗監視装置るよび利用し尽 くされた溶接棒フラップの後処理を行う装置装置との組み合わせることから構成 される本発明による装備によって、スポット溶接の品質が明らかに改善され得る 。このような装備は、独自に、溶接棒フラップの損耗度から溶接棒加工の時点を また決めることになり、およびこの装備によって、最後の溶接棒フラップ交換後 に溶接されたスポットが計数される。溶接棒フラップの損耗によって１ｉ流密度 は低下し、その結果、溶接能力は弱まる。この装備の制御装置はズレの状態を検 出し、是正する。最終スポットのトレッドで観て、溶接１１７Ｍが不都合な範囲 を越えて、高められねばならぬことが明らかな際には溶接棒フラップの機械的処 理の開始指令が発せられる。

本発明による装備によれば、特に溶接棒フラップのｍ位切削処理当たりの加工可 能時間が長期化し、および機械加工に対するスポット数の時間を取る調査確認が 省かれ得る。

ロボット軌道運動において、目線軌道と実測軌道との間に差異がある際蚤こ、こ のズレはセッサーにより捕捉され、およびサーボモーターを通じ実際に補正をさ れる。同一の位置において、一定のワークピースの許で常に一定し、たび差が生 ずる場合に、このような誤差は、軌道プログラム（指令１１）の補正によっても 回避される。この系統的軌道誤差が偶発的な軌道１差と一緒にセッサ〜により捕 捉される。複数ワークピースに関し軌道誤差部分の平均値を得ることによって系 統的誤差部分が確認され、並びにベクトル和を推算することによって、自動的に 軌道プログラムの修正を行うべく活用される。このような課程が常にプロセスに 付随して始動する場合には、長期に亘って変動する系統的誤差が補正され得る。

本発明を添付の図に基づき明らかにする：図１ないし図２は、プロセス制御系の 制御装パラメータを補正する本発明による装置の実施０様のプロ、クダイヤグラ ムであり、図３は、およそ１４０００個の溶接スポットの一連の試験において、 開始値変動の経時的変化を明らかにするダイヤグラムであり、図４は、この一連 の試験において、溶ＩＩＩＩ流値の上昇を明らかにし、および併せて、自動的パ ラメーター補正効果を明らかにするダイヤグラムであり、図５は、溶接棒フラッ プの損耗を監視し、および利用し尽くされた溶接棒フラップの後処理を行う装置 のプロ、タダイヤグラムを示す。

図１が示すように、プロセス制御の制御パラメータを補正する装置は、プロセス 進行過程の間、処理量（測定量）を自動的に把握することになる、プロセスを実 行する／ステムｌ、このプロセスを実行するシステム１と連結している制御／ス テム２、および前者のシステム１ならびに制御！／ステム２と連結する制御パラ メータ補正用の適合／ステム３を有する。制御／ステム２は、目標値を送り出す 目標値記憶装置４を、目標値記憶装置４の出力部とは入力部側で、プロセスを実 行する／ステム１の入力部とは出力部側で、接続する制御装置５を有し、制御装 ｆｆ１５は起動プロセスに制御性を発揮して関わることになる。プロセスを実行 する／ステム１の出力部は、制御装置５の入力部と接続している。目標値記憶装 置４は目標値を入力させる操作部６と接続している。

適合システム３は、先行し、それ自体はクローズド化し、繰り返される制御プロ セスのプロセス進行過程を介して情報を収集および記憶させるために、計算機７ を有しているが、本計算機は、操作部８と連結している。計算機７は人力部側で 、一方では策２イノターフエース１０を介してプロセスを実行するシステム１の 出力部と、および第１イ／ターフエース９を介して制御装置５の出力部と、なら びに他方で目標値記憶装置４の出力部と連結している。

プロセスの開始時に目標［記憶装！４には操作部６を介して前もって与えられた ｄが入力され、および制御装（Ｗ５に供給される。プロセスの間に、自動的に収 集された処理量（測定１）がプロセスを実行するシステム１の出力部から制御装 置５へ入力部鋼で入力される。計測信号に基づき、制御装＋ｔ５はプロセス進行 時に、目標値記憶装置４の補償性から外れているプロセス進行過程３４を検出し 、および起動プロセスに制御性を発揮して関わることになる。適合／ステム３は 、第１イノターフエース９ないし第２イノターフエース１０を介在させて、先行 し、それａ体Ｃよりσ−ズド化し、！ｌり返される制御プロセスのプロセス進行 過程を介して情報を収集し、本情報を計算機７中に記憶する。それぞれプロセス 進行過程全体に亘り、また個々の特定プロセス時点において先んじて存在した制 御プロセスの蓄積情報から、計算機は、プロセス進行過程における繰り返し発生 ずるトレッドを示す特徴点を追跡する。この特徴点を、計算機７は次ぎの段階で 、第３イ／ターフエース１１を介して目標値記憶装置４から読み取られる対応の 補償性目標値と比較し、更に本比較結果からプロセス制御の制御パラメータの補 正結果を算定し、およびこの制御パラメータを第４インターフエース１２を介し て新しい目標値として目標値記憶装置４中に書き込む。

図２が示すように、抵抗スポット溶接の際の電極損耗を補正する装置は、溶接装 置１、本溶接装Ｗ１と連結する制御機構２、この制御機構２と連結する制御パラ メータの自動補正用適合機構３を有する。溶接装置１のサイリスター電流調整装 置の形管を採る交流調整装置１３は溶接変圧器１４を介して溶接棒１５と連結し 、この溶接棒を介しスポット溶接自体はセンサー機構１６において行われる。

溶接棒１５が溶接ガンとして構成され得るのであり、あるいは直立型機械に装着 され得る。溶接装置１は交流によって駆動される。

制御機構２は目標値記憶装置４を有し、この目標値記憶装置４に対しては、（例 えば第一電流サイクルに対する）溶接開始時に最適溶接に対応する位相角の開始 値が、操作部６を介して入力され、および操作部の出力部が制御機構２の制御装 置５の入力部と連結している。溶接装置１の溶接棒１５と連結している制御機構 ２のセッサー機構１７は、同様に制御装置Ｓの入力部と連結していて、および前 もって与えられた開始値と同様に制御装置５に入力される処理量（測定量）を捕 らえる。計測信号に基づき、制御装置５は溶接進行時に、目標値記憶装置４の当 初の取決めから外れているプロセス進行過程を検出するが、このプロセス進行過 程は、ゆっくりと変化するか、あるいは短時間に生じる干渉によって惹起された 。例えば、制御装置５の出力部に関わる位相角に対する調整値が交流調整装置に 供給され、これにより起動溶接プロセスに制御性を発揮して関わることになる。

制御パラメータを目動補正する適合機構３は、制御１機構２の制御装置５の出力 部と接続している第１イノターフエース９によって、適合機構３の操作部８との 連結による計算機７中に記憶される個別溶接の調整値変動を収集するが、この計 算機７は入力部側では、第１イノターフエース９と接続している。制御機構２の 目４Ｈ！記憶装置４の出力部側と、および適合機構３の計算機７の入力部側と接 続している第３イノターフエースを介して、例えば第一電流サイクルの位相角の 初期値（Ｂｏ）、すなわち前もって与えられた開始値に対する目標値記憶装置４ から読み取られて、およびＭｆｌｔ機７において記憶される。こうしたことは、 既に装置の起動時にないしは操作部６を新規にする際に行われる。計算機７は、 溶接に直接引き続いて、記憶された値から算術平均を、およびこれに続いて次期 溶接に対する新規開始値を算定する。計算機７の出力部と、および制御機構２の 目標値記憶装置ｔ４の入力部側と連結する第４インターフエース１２を介し、新 たに計算される開始値が制御機構２の目標値記憶装置４中に書き込まれ、および 後続の溶接プロセスに活用される。

水平軸に溶接スポットの個数が、また縦軸には、電流サイクル当たりの１１流継 続時間の相対変動に合った位相角のパーセノテーノ的強さがプロブトされている 図３のダイヤグラムから、およそ１４０００個の溶接スポットの一連の試験にお いて、開始値変動の経時的変化が明らかになる。

溶接スポットの個数に対して溶接電流がプロットされている図４のダイヤグラム から、図３による試験の際における溶接電流値の上昇が明らかになり、および適 合ｌａ構３による自動的パラメーター補正が明らかになる。

図５は、溶接棒フラップの損耗を監視し、および利用し尽くされた溶接棒フラッ プの後処理を行う装置のプロ、タダイヤグラムを示すが、この装置は、溶接棒切 削加工機２１を介して、損耗監視装置１８および利用し尽くされた溶接棒フラッ プ２０の後処理を行う装置装置１９と前述の装置と組み合わせることから構成さ れる。溶接装置１が図２におけるのと同様に構成されていて、従って詳細に記述 しない。溶接装置ｌのセンサー機構１６によって捕捉される計測信号は、＄１１ １機構２に送られ、この制御機構２は図１および図２と相応に制御パラメータを 補正する適合／ステムと連結し、この適合／ステムはまた溶接装置１と接続して いる。図１および図２による適合システム３の構成部分である損耗監視装置１８ は図５においては前記のシステムから一部分取りだして図解されていて、操作部 ８と連結している計３Ｉ！１１．７を育する。計算機７に対しては適合／ステム ３からは統計パラメーターが入力される。ごす算機７は出力部側で、一方ではフ ィードバックのため適合／ステムと、および他方では利用し尽くされた溶接棒フ ラップ２０の後処理を行う装置装置１９の溶接棒切削加工機２１と連結していて 、ならびに本溶接棒フラップ２０に対応開始値を供給する。本装置は、損耗から 自動的に、冒頭に記述された方式を採って、電気溶接棒処理の時点を確定する。

先ゴ男ｉ迂７ｃ＝；−卑」・＼・トーー込姻七（％　４　Ｌζ　４）孟き５ｖノ 佼諌−一 プロセス制御の制御パラメータを補正するべく、特にプロセス進行過程の間に、 プロセス制御のダイナミック領域（制御域）を確保するために適合方式を活用し て、先行し、それ自体はクローズド化し、繰り返される制御プロセスのプロセス 進行過程を介して情報が収集および記憶される。先んじて存在した制御プロセス の蓄積情報から、プロセス進行過程において繰り返し発生するトレッドを示す特 徴点が統計的計算により追跡される。対応して記憶されたプロセス進行過程の値 と、この特徴点は比較され、更に本比較結果から、プロセス制御の制御パラメー タの補正結果がを算定され、およびプロセス制御系に送られる。

手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 （国際出願番号）第ＰＣＴ／ＤＥ９１１００５２２う平成３年特許願　第５１０ ６９９号 ２、発明の名称 プロセス’ｈｕｍの制御パラメータを補正する方法で、特にプロセス進行過程の 間に、プロセス制御のダイナミック領域（制御域）を確保する方法、および本方 法を実行する装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　インプロ・イノヴアチオンスゲゼルンヤフト・フユア拳フォルトゲンユ リッテネ・プロドゥクチオンスジステーメ・イン・デアΦファールツォイクイン ドウストリイ・エムベーハー ６、補正の対象 （１）特許法第１８４条の５第１項の規定による書面の

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. １．プロセス進行過程の間、処理量（測定量）が自動的に把握され、処理を実行 するプロセス制御系に供給され、および記憶されたプロセス進行過程の値と比較 きれ、ならびにプロセス制御系が起動プロセスに制御性を発揮して関わることに なる、プロセス制御の制御パラメータを補正する方法で、特にプロセス進行過程 の間に、プロセス制御のダイナミック領域（制御域）を確保する方法において、 −　　一つの適合方式によって、先行し、それ自体はクローズド化し、繰り返さ れる制御プロセスのプロセス進行過程を介して情報が収集および記憶されること −　　それぞれプロセス進行過程全体に亘り、また個々の特定プロセス時点にお いて先んじて存在した制御プロセスの蓄積情報から、プロセス進行過程において 繰り返し発生するトレンドを示す特徴点が計算により追跡されること；−　　こ の特徴点は、対応して記憶されたプロセス進行過程の値と比較され、−　　更に 本比較結果から、プロセス制御の制御パラメータの補正結果がを算定され、およ びプロセス制御系に送られることを特徴とする方法。
2. ２．情報として、調整値変動が記憶され、本調整値変動は、制御目的を達成する ためにプロセス制御によって個々のプロセス進行過程において調整されているこ とを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
3. ３．情報として、制御偏差が記憶されることを特徴とする請求の範囲１に記載の 方法。
4. ４．情報として、制御値自体が記憶されることを特徴とする請求の範囲１に記載 の方法。
5. ５．前記適合方式で； −　　情報が、先行し、それ自体はクローズド化し、繰り返される制御プロセス のプロセス過程を介して第１インターフェース（「Ａ」）により収集および記憶 されること； −　　プロセス進行過程において繰り返し発生するトレンドを示す特徴点の統計 的調査によって、記憶されたプロセス進行過程の対応値が、第２インターフェー ス（「Ｂ」）を介してプロセス制御から前記適合方式へと移り、前記特徴点と比 較されろこと； −　　前記比較結果に基づき算定された制御パラメータの補正値が第３インター フエース （「Ｃ」）を介してプロセス制御系に供給すること；を特徴とする請求の範囲１ から請求の範囲４までのいずれかに記載の方法。
6. ６．溶接プロセスの間、処理量（測定量）が自動的に把握され、処理すべくプロ セス制御に供給され、および記憶された最適溶接の値（開始値）と比較され、な らびにプロセス制御系が起動プロセスに制御性を発揮して関わるに至る、溶接時 においてプロセス制御のダイナミック領域（制御域）を確保する方法で、特に抵 抗スポツト溶接の際に電気溶接棒損耗の補正方法において、一つの適合方式によ って、個々の溶接の調整値変動が収集されて、かつ記憶されること；および記憶 された調整値変動から制御パラメータの補正が導かれ、および最適溶接の前もっ て与えられた新規の値として次期溶接に対するプロセス制御系に供給されること を特徴とする方法。
7. ７．前記適合方式で； −　　個々の溶接の調整値変動が第１インターフェース（「Ａ」）により収集さ れて、かつ記憶されること； −　　溶接に直接引き続いて、記憶された値からその平均値が算出され、−　　 およびこれに続いて次期溶接に対する調整値の新規開始値が、最適溶接の前もっ て与えられた初期値との関連で算定され；この初期値自体は、第２インターフェ ース（「Ｂ」）を介してプロセス制御から前記適合方式へと移行を完了している こと；および −　　第３インターフェース（「Ｃ」）を介してのプロセス制御系中への新規追 跡開始値（最適溶接の値）の供給が行われること；を特徴とする請求の範囲６に 記載の方法。
8. ８．次期溶接のための新規開始値の算定に下記の式；βｉ＋１＝（βｉ・（Ｇ− １）／Ｇ）＋βｉ／Ｇただし； Ｇ：メモリー係数（例えば、Ｇ＝５０００、ただし非積層スチールブレート：０ ．８．０．８ｍｍ、溶接時間：１６０ｍｓ、電極加圧力：２．２ｋＮでのスポツ ト溶接の場合） βｉ：量終溶接の調整値の開始値 βｉ：量終溶接の調整値の算術平均値 βｉ＋１：次ぎの溶接の調整値の開始値による複数の溶接から得られる値が活用 されることを特徴とする請求の範囲６又は請求の範囲７のに記載方法。
9. ９．前記第１インターフェース、第２インターフェースおよび第３インターフェ ース、がプロセス制御系の構築に依存してレイアウトされることを特徴とする請 求の範囲７又は請求の範囲８に記載の方法。
10. １０．パラメータ補正に関与する溶接回数が、プロセス制御系の意のままに活用 され得るダイナミック領域に依存して、および溶接プロセスに対する統計的バラ メータに依存して選択されることを特徴とする請求の範囲６および請求の範囲９ のいずれかに記載の方法。
11. １１．係数Ｇの値（メモリー係数）が、対の溶接棒で最大限溶接可能な溶接スポ ット個数のオーダーレベルで選択され；電流の値を段階的に高めることなく、溶 接操作により出力されることを特徴とする請求の範囲８および請求の範囲１０の いずれかに記載の方法。
12. １２．係数Ｇ（メモリー係数）が経験的に追跡され、および前記適合方式に対し インターフェースを介して入力されることを特徴とする請求の範囲８に記載の方 法。
13. １３．実際の溶接パラメータが、自動的にプロトコル化され、およびパラメータ 進行過程出のトレンドが展望可能になることを特徴とする請求の範囲６から請求 の範囲１２までのいずれかに記載の方法。
14. １４．前記適合方式が、一つの溶接装置により各種溶接課題を処理する際に活用 され；溶接プロセスに対する静的パラメータ変動が、溶接パラメータの対応する 変動により配慮され、およびそれ相応のプログラム数のパターンで、対応溶接プ ロセスがプロセス制御系中に記憶され、およびプログラムの個々に対する適合方 式によって、補正開始値が追跡されることを特徴とする請求の範囲６に記載の方 法。
15. １５．最後に行われた溶接のデーターに基づき、前記適合方式におけるプログラ ムのそれぞれに対する補正開始値の追跡が、原始的開始値に関する新規開始値の 相対的変動を測定することによって行われること；なお補正係数−−−ｐ＝（１ ００・（βｉ＋１−βｏ）／βｏ）／Ｇ＋Ｐａｌｔにとり、および溶接プログラ ム交換時においても適切な新規開始値が算定されるときの元になるパーセンテー ジ的補正係数にとり、下記の式：βｉ＋１，ｊ＝βｏ，ｊ＋Ｐ・βｏ，ｊ／１０ ０ただし； βｏ：調整値に対する前もって与えられた開始値であり、またＪ＝１，２，３＋ ・・・ｎ（ｎは溶接プログラムの個数）が当てはまることを特徴とする請求の範 囲１４に記載の方法。
16. １６．前記プロセス制御に対する調整値として、溶接電流が選定されることを特 徴とする請求の範囲６に記載の方法。
17. １７．プロセスを実行し、およびプロセス進行過程の間、処理量（測定量）を自 動的に把握するシステムを有し；および前もって与えられた目標値を送り出す目 標値記憶装置を備えた制御システムを有し；および目標値記憶装置の出力部とは 入力部側で、プロセスを実行するシステムの入力部とは出力部側でそれぞれ接続 する、起動プロセスに制御性を発揮して関わることになる制御装置を有し：この 制御装置の入力部が、プロセスを実行するシステムの出力部と連結している請求 の範囲１から請求の範囲５までのいずれかに記載の方法を実行する装置において 、制御パラメータ補正用の適合システム（３）を有し；この適合システム（３） は、先行し、 それ自体はクローズド化し、繰り返される制御プロセスのプロセス過程を介して 情報を収集および記憶させるために、計算機（７）を有していて；計算機は、入 力部側で、一方では第２インターフェース（１０）を介してプロセスを実行する システム（１）の出力部と、および第１インターフェース（９）を介して制御装 置（５）の出力部と、ならびに他方で第３インターフェース（１１）を介して目 標値記憶装置（４）の出力部と、ならびに第４インターフェース（１２）を介し て出力部側で目標値記憶装置（４）の入力部と連結していて；それぞれプロセス 進行過程全体に亘り、また個々の特定プロセス時点において先んじて存在した制 御プロセスの、第１インターフェースおよび第２インターフェース（９ないし１ ０）を介しての蓄積情報の記憶処理後に、許算機（７）は、プロセス進行過程に おける繰り返し発生するトレンドを示す特徴点を算定・追跡し；次いでこの特徴 点を、計算機（７）は次ぎの段階で、第３インターフェース（１１）を介して目 標値記憶装置（４）から読み取られろ対応の前もって決められた目標値と比較し 更に本比較結果からプロセス制御の制御パラメータの補正値を算定し、およびこ の制御パラメータを第４インターフェース（１２）を介して新しい目標値として 目標値記憶装置（４）中に書き込むことを特徴とする装置。
18. １８．溶接変圧器を介して、溶接装置の溶接棒と接続している交流調整装置具備 の溶接装備を有し；および前もって与えられた開始値を送り出す目標値記憶装置 を備えた制御装置を有し；および目標値記憶装置の出力部とは入力部側で、なら びに溶接装置の目標値記憶装置を実行するシステムの入力部とは出力都側でそれ ぞれ接続する、起動溶接プロセスに制御性を発揮して関わることになる制御装置 を有し；また溶接棒と連結し、処理量（測定量）を感知するセンサー機構を備え その出力部が制御装置の入力部に連結している請求の範囲６から請求の範囲１６ までのいずれかに記載の方法を実行する装置において、先んじて行われた溶接の 調整値変動から制御パラメータを自動補正する、計算機（７）を具備した適合装 置（３）があり；本計算機（７）は、入力部側で一方では、個々の溶接の調整値 変動を捕捉する第１インターフェース（９）を介して制御装置（５）の出力部と 、および他方では第２インターフェース（１０）を介して、計算機（７）におい て前もって与えられた開始値の読取りや再記憶をさせる目標値記憶装置（４）の 出力部と、ならびに出力部側では第３インターフェース（１１）を介して目標値 記憶装置（４）の入力部と連結していて；第３インターフェース（１１）からは 、計算機（７）によって追跡される新規開始値が、目標値記憶装置（４）中に書 き込まれ得ることを特徴とする装置。
19. １９．適合機構（３）の諸インターフェース（９，１０，１１，１２）がディジ タル型インターフェースから成ることを特徴とする請求の範囲１７又は請求の範 囲１８に記載の装置。
20. ２０．第１インターフエース（９）および第３インターフェース（１１）が、ア ナログ／ディジタル変換器から成り、また第４インターフェース（１２）が、デ ィジタル／アナログ変換器から成ることを特徴とする請求の範囲１８に記載の装 置。
21. ２１．交流調整装置（１３）がサイリスター電流調整装置であることを特徴とす る請求の範囲１８に記載の装置。
22. ２２．統計的パラメータの変動から、サービス−および保全作業のための開始信 号が追跡されるようになっているサービス−および保全作業に対する請求の範囲 １による方法の適用。
23. ２３．プログラム制御式工作機における工具交換のために開始信号を補正する請 求の範囲工による方法の適用。
24. ２４．プロセス制御に適するダイナミック領域に溶接電流をフィードバックさせ るべく、利用し尽くされた溶接棒フラツプの機械的処理のための開始信号を追跡 する抵抗スポツト溶接におけろ請求の範囲１による方法の適用。
25. ２５．プロセス制御の指令量を現す軌道プログラムの修正によるロボット軌道運 動における系統的軌道誤差を補正する方法において、上記の系統的軌道誤差が偶 発的な軌道誤差と一緒にセンサーにより捕捉され、および複数ワークピースに関 し系統的軌道誤差部分の平均値を得ることによって確認され、並びにベクトル和 を推算することによって、自動的に軌道プログラムの修正を行うべく活用される 請求の範囲１による方法の適用。