CN101323046A - 点焊系统以及焊枪闭合速度调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及点焊系统以及焊枪闭合速度调整方法。该点焊系统具备:焊枪,其具有通过伺服电动机进行动作的电极对;机器人,其支持焊枪和被焊接工件以使两者的相对位置和姿势变化地进行动作;焊枪开闭控制装置,其控制伺服电动机使电极对开闭动作。焊枪开闭控制装置具备:动作指令部,其按照指定电极对的闭合速度的速度设定值向伺服电动机输出动作指令;设定值调整部,其将速度设定值自动调整为适当值。设定值调整部具备:力数据取得部,其取得以时间序列表示伺服电动机根据动作指令使电极对闭合动作时的、在电极对之间产生的加压力的力数据;适当值运算部,其根据力数据中的收敛前的过渡数据,决定速度设定值的适当值。
Description
技术领域
本发明涉及具有机器人的点焊系统。本发明还涉及可以在点焊系统中执行的焊枪闭合速度调整方法。
背景技术
在作为电阻焊接技术的一种而已知的点焊中,在焊枪的一对电极(在本申请中称为“电极对”)之间夹持相互重叠的多个被焊接工件,一边在这些被焊接工件的夹持部位施加规定的加压力,一边在规定时间内流过规定电流,由此得到希望品质的焊接部。焊枪通常具有使可动侧的电极以适当速度相对于固定侧的电极开闭动作的结构,近年来倾向于使用伺服电动机作为可动电极的驱动源。另外,应用于汽车组装工序等中的点焊系统,为了将被焊接工件上的多个接合部位,对应于它们的多种位置和姿势迅速且准确地焊接,一般采用在多关节型工业机器人(在本申请中简称为“机器人”)的手臂(arm)结构(即操纵器(manipulator))的末端部安装了作业工具(即末端执行器(end effector))即焊枪的机器人系统的结构。或者,当被焊接工件尺寸较小时,也采用如下系统结构:相对于固定的焊枪,机器人以机械手(hand)把持被焊接工件来进行各种动作,由此将多个接合部位顺次定位于规定的焊接作业位置。
在焊枪的电极对之间以目标加压力夹持被焊接工件时,从提高焊接部的品质并且缩短焊接工序的周期时间的观点看,有必要将向闭合电极对(在本申请中称为“闭合动作”)方向的可动电极的移动速度(在本申请中称为“闭合速度”)适当化。例如,当可动电极的闭合速度过快时,施加在被焊接工件上的加压力的过冲(overshoot)变得过大,有在加压力未充分稳定于目标值的状态下就开始焊接电流的通电的倾向,结果,有可能导致焊接品质的下降。另外,在此情况下,焊枪或被焊接工件也可能发生损伤。另一方面,当可动电极的闭合速度过慢时,施加在被焊接工件上的加压力到达目标值为止的时间增长,因此,有在加压力不足的状态下就开始焊接电流的通电的倾向,还是有可能导致焊接品质的下降。不管在哪种情况下,若以在加压力稳定于目标值之后才开始焊接电流的通电的方式来构成,则都可以确保一定的焊接品质,但另一方面会产生周期时间增长的问题。
焊枪中的上述电极对的闭合速度的适当化,以往由操作者针对各个焊枪以手工作业来实施。具体而言,使用感知电极间的加压力的压力传感器,操作者监视使电极对实际闭合动作时的压力传感器的输出波形,同时通过手工作业通过尝试来微调闭合速度,以使相对于目标加压力的过冲收敛于允许范围内。但是,一般地,焊枪即使是同一机型,也具有与动作部分的摩擦或结构部件的刚性等相关的构造上的个体差异,另外,即使在1台焊枪中也产生电极磨损等随时间的特性变化,因此,在上述基于手工作业的闭合速度调整方法中,有给操作者带来过大负担、并且系统的调试需要时间的问题。
在此,目前提出了如下加压力控制方法:在将伺服电动机作为电极对的驱动源的焊枪中,除电动机电流的控制以外,还根据电极间产生的实际的加压力自动补偿可动电极的越程(即相对于固定电极的挤压量),由此可以适当地控制加压力(参照特开平6-312273号公报(JP-A-6-312273))。在JP-A-6-312273中记载的加压力控制方法中,在电极对的闭合动作时,使可动电极在向被焊接工件接触的位置足够提前的位置减速,以低速与被焊接工件接触,由此来控制加压力,以便“始终从下冲(undershoot)方向进行接触”。而且,使用电动机电流的检测值来监视在电极对中实际产生的实际加压力,当从监视开始经过规定时间后实际加压力仍没有达到设定值(目标值)时,对应于其偏差来补偿可动电极的越程(目标位置)。通过这种方法,可以缓和电极对和被焊接工件的冲击,并且可以对应于电极磨损而随时确保适当的加压力。
JP-A-6-312273中记载的焊枪加压力控制方法,通过使可动电极低速接触被焊接工件,以始终呈现下冲的响应形态的方式来控制加压力,因此,加压力的稳定所需的时间有延长的倾向,结果如前所述,有导致焊接品质的下降和焊接周期时间的增加的危险。另外,由于是根据从实际加压力的监视开始经过规定时间后(即恒定时)而进行的收敛判断(即实际加压力是否达到设定值的判断),来补偿可动电极的越程(目标位置)的结构,因此加压力控制所需的时间也可能增长。而且,当补偿可动电极的越程时,考虑固定电极侧的结构部件的挠曲来计算指令位置,因此为了应对焊枪的构造上的个体差异,需要准备每一个个体的数据,系统的调试操作变得烦杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种具备机器人的点焊系统,可以对应焊枪的构造上的个体差异或随时间的特性变化,迅速将电极对的闭合速度自动调整为适当值,从而在实现焊接品质的提高以及焊接周期时间的缩短的同时,可以实现系统调试作业的简易化以及迅速化。
本发明的另一目的是提供一种在点焊系统中可以执行的焊枪的闭合速度调整方法,可以对应焊枪的构造上的个体差异或随时间的特性变化,迅速将电极对的闭合速度自动调整为适当值,从而在实现焊接品质的提高以及焊接周期时间的缩短的同时,可以实现系统调试作业的简易化以及迅速化。
为了实现上述目的,本发明的一种形态作为一种点焊系统而具备:焊枪,其具有以伺服电动机作为驱动源而进行开闭动作的电极对;机器人,其支持焊枪以及被焊接工件中的某一方,使焊枪和被焊接工件的相对位置和姿势变化地进行动作;以及焊枪开闭控制装置,其控制伺服电动机,使焊枪的电极对开闭动作。焊枪开闭控制装置具备:动作指令部,其按照指定电极对的闭合速度的速度设定值向伺服电动机输出动作指令,以便将从电极对向被焊接工件施加的加压力收敛于预先指定的力目标值;以及设定值调整部,其将提供给动作指令部的速度设定值自动调整为适当值。设定值调整部具备:力数据取得部,其取得力数据,该力数据以时间序列表示伺服电动机根据动作指令部的动作指令使电极对闭合动作时的、在电极对之间产生的加压力;以及适当值运算部,其根据力数据取得部所取得的力数据中的收敛前的过渡数据,决定速度设定值的适当值。
在上述结构中,适当值运算部可以具备:代表值计算部,其根据力数据取得部所取得的力数据中的过渡数据,计算代表性地表示过渡数据的响应形态的代表值;比较判断部,其将代表值计算部计算出的代表值、与以力目标值为基准而预先准备的代表值允许范围进行比较,当代表值被包含在代表值允许范围内时,判断出速度设定值是适当值,另一方面,当代表值未被包含在代表值允许范围内时,判断出速度设定值是不适当值;以及调整处理部,其根据比较判断部的判断,当速度设定值是适当值时,结束针对速度设定值的自动调整工序,另一方面,当速度设定值是不适当值时,决定与速度设定值不同的第二速度设定值,将第二速度设定值提供给动作指令部。
另外,在上述结构中,力数据取得部可以取得互不相同的多个力数据,所述力数据以时间序列表示,按照与一个力目标值相关联地预先准备的互不相同的多个速度设定值,动作指令部使伺服电动机闭合电极对时的、在电极对之间产生的加压力。适当值运算部可以具备:代表值计算部,其根据力数据取得部所取得的多个力数据的每个中的过渡数据,计算代表性地表示过渡数据的各自的响应形态的多个代表值;函数计算部,其求出力/速度曲线,该力/速度曲线近似表示代表值计算部所计算出的多个代表值、与多个代表值的每个所对应的多个速度设定值的相关性;以及适当值决定部,其使用函数计算部所求出的力/速度曲线,决定以力目标值为基准而预先准备的代表值最佳值所对应的适用速度设定值作为适当值,将该适用速度设定值提供给动作指令部。
上述点焊系统,可以进一步具备干扰观测器,其基于伺服电动机根据动作指令部的动作指令(C)使电极对闭合动作时的、提供给伺服电动机的控制电流值和从伺服电动机得到的速度实际测量值,推定施加在伺服电动机上的干扰转矩。在这种情况下,力数据取得部取得干扰观测器所推定出的干扰转矩的时间序列数据,作为力数据。
在上述点焊系统中,可以进一步具备压力传感器,其感知伺服电动机根据动作指令部的动作指令使电极对闭合动作时的、在电极对之间产生的实际的加压力。在这种情况下,力数据取得部取得压力传感器所感知的实际的加压力的时间序列数据,作为力数据。
上述点焊系统,可以进一步具备控制机器人的机器人控制装置。在这种情况下,可以将焊枪开闭控制装置作为机器人控制装置的功能的一部分。
本发明的另一形态提供一种闭合速度调整方法,其调整具有以伺服电动机为驱动源而进行开闭动作的电极对的焊枪的该电极对的闭合速度,其具有以下步骤:准备指定电极对的闭合速度的速度设定值的步骤;按照速度设定值使伺服电动机动作来使电极对闭合动作的步骤;取得以时间序列表示伺服电动机使电极对闭合动作时的、在电极对之间产生的加压力的力数据的步骤;以及根据力数据中的收敛前的过渡数据,决定速度设定值的适当值的步骤。
附图说明
本发明的上述以及其它目的、特征和优点,通过与附图相关联的以下适当的实施方式的说明而更加明了。在附图中,
图1是表示本发明的点焊系统的基本结构的功能框图。
图2是表示图1的点焊系统的适当的变形例的功能框图。
图3是概略表示图1的点焊系统的整体结构的一例的图。
图4是概略表示图1的点焊系统的整体结构的另一例的图。
图5是概略表示图1的点焊系统的整体结构的又一例的图。
图6是表示图1的点焊系统中的焊枪开闭控制装置的控制结构的一例的框线图。
图7是表示本发明的第一实施方式的点焊系统中的焊枪开闭控制装置的结构的功能框图。
图8是表示图7的焊枪开闭控制装置的焊枪的闭合速度自动调整工序的流程图。
图9A是说明图8的闭合速度自动调整工序中的速度设定值的妥当性的判断方法的一例的图,是表示呈现过冲的响应形态的力数据的图。
图9B是说明图8的闭合速度自动调整工序中的速度设定值的妥当性的判断方法的一例的图,是表示呈现下冲的响应形态的力数据的图。
图10是表示本发明的第二实施方式的点焊系统中的焊枪开闭控制装置的结构的功能框图。
图11是表示图10的焊枪开闭控制装置的焊枪的闭合速度自动调整工序的流程图。
图12是说明图11的闭合速度自动调整工序中的适用速度设定值的决定方法的一例的图。
图13A是说明图11的闭合速度自动调整工序中的适用速度设定值的决定方法的一例的图,是表示力/速度曲线的生成阶段的图。
图13B是说明图11的闭合速度自动调整工序中的适用速度设定值的决定方法的一例的图,是表示适用速度设定值的决定阶段的图。
图14A是说明图11的闭合速度自动调整工序中的适用速度设定值的决定方法的其它例子的图,是表示力/速度曲线的生成阶段的图。
图14B是说明图11的闭合速度自动调整工序中的适用速度设定值的决定方法的其它例子的图,是表示适用速度设定值的决定阶段的图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施方式。在附图中,对相同或类似的结构要素标注相同的参照符号。
当参照附图时,图1是表示本发明的点焊系统10的基本结构的功能框图。另外,图2~图6表示点焊系统10的若干结构例。
如图1所示,点焊系统10具备:具有以伺服电动机12作为驱动源而进行开闭动作的电极对14的焊枪16;支持焊枪16以及被焊接工件W的某一方,使焊枪16和被焊接工件W的相对位置以及姿势变化地进行动作的机器人18;以及控制伺服电动机12,使焊枪16的电极对14开闭动作的焊枪开闭控制装置20。焊枪开闭控制装置20具备:动作指令部22,其按照指定电极对14的闭合速度的速度设定值Vc,向伺服电动机12输出动作指令C,以便使电极对14向被焊接工件W施加的加压力F收敛于预先指定的力目标值Fc;设定值调整部24,其将提供给动作指令部22的速度设定值Vc自动调整为适当值Vac。并且,设定值调整部24具备:取得力数据Fd的力数据取得部26,所述力数据Fd以时间序列表示伺服电动机12根据动作指令部22的动作指令C使电极对14闭合运动时在电极对14间产生的加压力F;适当值运算部28,其根据力数据取得部26所取得的力数据Fd中的收敛前的过渡数据Ftd,决定速度设定值Vc的适当值Vac。
在具有上述结构的点焊系统10中,焊枪开闭控制装置20的设定值调整部24,具有将对于动作指令部22指定电极对14的闭合速度的速度设定值Vc自动调整为适当值Vac的结构,因此不需要基于操作者手工作业的闭合速度调整作业。在此,设定值调整部24构成为:由力数据取得部26取得力数据Fd,该力数据Fd以时间序列表示按照动作指令部22的动作指令C在焊枪16的电极对14间实际产生的加压力F;由适当值运算部28根据该力数据Fd决定速度设定值Vc的适当值Vac。因此,在焊枪开闭控制装置20进行的闭合速度自动调整中,确保了与操作者根据压力传感器的输出波形来监视实际的电极间加压力的现有方法相同的功能。从而,不需要操作者通过手工作业以尝试法对电极对的闭合速度进行微调的麻烦,可以对应于焊枪16中的构造上的个体差异(动作部分的摩擦、结构部件的刚性等的差异)或随时间的特性变化(电极磨损等),与焊枪16的机型无关地随时将电极对14的闭合速度自动调整为适当值Vac。
而且,在点焊系统10中,焊枪开闭控制装置20的设定值调整部24的适当值运算部28,根据力数据Fd中的收敛前的过渡数据Ftd决定速度设定值Vc的适当值Vac,因此,即使以时间序列表示实际的加压力F的力数据Fd具有相对于力目标值Fc的过冲和下冲的某种响应形态的过渡数据Ftd时,也能够以将这种过渡数据Ftd的响应形态收敛于预定的允许范围的形态为目的,来决定适当值Vac。因此,与所述的JP-A-6-312273中记载的、在对电极间加压力进行控制以便始终呈现下冲的响应形态后,根据实际加压力的恒定时的收敛判断来补偿可动电极的越程的方法不同,可以迅速地将电极对14的闭合速度自动调整为适当值Vac,在提高焊接品质的同时缩短焊接周期时间。这样,通过点焊系统10,可以对应于焊枪16的构造上的个体差异或随时间的特性变化,迅速将电极对14的闭合速度自动调整为适当值Vac,因此,可以在实现焊接品质的提高以及焊接周期时间的缩短的同时,实现系统调试作业的简易化以及迅速化。
如图2所示,点焊系统10还可以具备控制机器人18的机器人控制装置30。并且,焊枪开闭控制装置20可以构成机器人控制装置30的功能的一部分。根据这种结构,可以通过1台机器人控制装置30总体上控制机器人18的动作和焊枪16的动作,因此简化了系统结构。
本发明的点焊系统10如图3和图4所示,可以具有如下结构:在多关节型等机器人18的手臂结构(即操纵器)32的末端部安装作业工具(即末端执行器)即焊枪16,机器人18进行各种动作,由此,顺次将焊枪16的电极对14定位于呈现被焊接工件(未图示)上的各种位置以及姿势的接合部位。或者如图5所示,也可以如下构成点焊系统10:相对于固定在机器人18的作业区域的规定位置的焊枪16,机器人18通过安装在手臂结构32的末端部的机械手34把持被焊接工件(未图示)来进行各种动作,由此,将多个接合部位顺次定位于规定的焊接作业位置。
焊枪16具有固定侧(图中的下侧)的电极14a、和相对于电极14a开闭动作的可动部(图中的上侧)的电极14b作为电极对14。伺服电动机12按照来自焊枪开闭控制装置20(或机器人控制装置30的一个功能)的动作指令C,使可动侧的电极14b以适当的速度相对于固定侧的电极14a开闭动作。焊枪16在两电极14a、14b之间夹持互相重叠的多个被焊接工件(未图示),在这些被焊接工件的夹持部位施加规定的加压力,同时在规定时间内流过规定电流,由此可以得到希望品质的焊接部。此外,焊枪16也可以不仅具有一对、而具有多个电极对14。
点焊系统10可以采用包含压力传感器36的结构(图4)和不包含该压力传感器的结构(图3、图5)中的任意一种结构,所述压力传感器36感知伺服电动机12根据动作指令部22的动作指令C(图1)使焊枪16的电极对14闭合动作时、在电极对14间产生的实际的加压力。当不包含压力传感器时(图3、图5),焊枪开闭控制装置20(或机器人控制装置30的一个功能)中,所述设定值调整部24的力数据取得部26(图1)根据来自伺服电动机12的反馈信息M,取得在焊枪16的电极对14间实际产生的加压力的力数据Fd(图1)(在后面描述取得方法)。
另一方面,当包含压力传感器36时(图4),焊枪开闭控制装置20(或机器人控制装置30的一个功能)中,设定值调整部24的力数据取得部26(图1)根据来自压力传感器36的信息(压力检测信号S)直接取得力数据Fd(图1)。此外,在包含压力传感器36的结构中,仅在焊枪开闭控制装置20进行的闭合速度自动调整工序期间,将压力传感器36设置在焊枪16的电极对14之间。另外,在压力传感器36和焊枪开闭控制装置20之间设置了信号处理装置38,该信号处理装置38包含放大器和监视器,所述放大器对来自压力传感器36的压力检测信号S进行放大,所述监视器对通过放大器放大的压力检测信号S进行画面显示,另一方面将其变换为模拟信号并发送至焊枪开闭控制装置20。
图6以框线图表示焊枪开闭控制装置20(或机器人控制装置30的一个功能)的结构的一例。在图示的例子中,预先将作为焊枪16的制造商或点焊系统10的操作者根据经验规律而指定的标准值(初始值)的速度设定值Vc,通过未图示的输入单元输入焊枪开闭控制装置20并存储在存储器40中。动作指令部22按照在存储器40中存储的速度设定值Vc,生成用于控制伺服电动机12的动作指令C,并将其传送至共享RAM42中。
焊枪开闭控制装置20根据存储在共享RAM42中的动作指令C中包含的位置指令Cp、作为通过积分器(1/s(s是拉普拉斯算子))44对伺服电动机12的速度实际测量值V进行变换而得的主反馈量的位置信息Mp、以及放大·调整器46的位置控制增益Kp,对伺服电动机12进行位置控制。在此,可以从设置在伺服电动机12上的脉冲编码器等速度·位置检测器(未图示)得到伺服电动机12的速度实际测量值V。
另外,焊枪开闭控制装置20具备干扰观测器48,其基于伺服电动机12根据动作指令部22的动作指令C使焊枪16的电极对14闭合动作时提供给伺服电动机12的控制电流值A和伺服电动机12的速度实际测量值V,推定施加给伺服电动机12的干扰转矩Dt。然后,焊枪开闭控制装置20根据共享RAM42中存储的动作指令C中包含的转矩指令Ct、干扰观测器48所推定出的干扰转矩Dt和放大·调整器50的转矩控制增益Kt,对伺服电动机12进行转矩控制。此外,将干扰观测器48推定出的干扰转矩Dt传送到共享RAM42。
焊枪开闭控制装置20还具备切换上述位置控制和转矩控制的内部开关(SW)52。在焊枪开闭控制装置20中对伺服电动机12执行位置控制,直到焊枪16的电极对14的可动侧电极14b(图3)到达对被焊接工件产生规定的加压力(阈值)的基准加压位置(接触开始后的适当位置)为止。然后,在可动侧电极14b(图3)到达基准加压位置的时刻,从动作指令部22向内部开关52发送控制切换指令,内部开关52进行动作,将位置控制切换至转矩控制。此后,对伺服电动机12执行转矩控制,直到在电极对14间产生的加压力F收敛于力目标值Fc(图1)为止。
在上述结构中,施加给伺服电动机12的干扰D主要包含在焊枪16的电极对14间产生的加压力F。因此,由干扰观测器48推定出的干扰转矩Dt的波形(即时间序列数据),与电极对14间的加压力F的响应波形(即时间序列数据)形态相似。因此,设定值调整部24从共享RAM42中取得干扰观测器48推定出的干扰转矩Dt的时间序列数据来作为力数据Fd(力数据取得部26(图1)),根据所取得的力数据Fd中的收敛前的过渡数据Ftd(图1),可以决定速度设定值Vc的适当值Vac(适当值运算部28(图1))。
或者,当点焊系统10包含压力传感器36时(图4),将压力传感器36所感知的实际的加压力的时间序列数据(即压力检测信号S)经由接口54输入焊枪开闭控制装置20,在经过适当信号处理后,作为力数据Fd被设定值调整部24(力数据取得部26(图1))取得。此外,将设定值调整部24(适当值运算部28(图1))所求出的适当值Vac存储在存储器40中,用于实际的点焊工序中。另外,如后所述,当需要对适当值Vac进一步调整时,将适当值Vac直接或经由存储器40传送至动作指令部22。
接下来,参照图7~图9B说明本发明的第一实施方式的点焊系统中的、焊枪开闭控制装置20的结构以及基于该结构的焊枪16(图1)的闭合速度自动调整工序。此外,图示实施方式的焊枪开闭控制装置20具有与图1所示的焊枪开闭控制装置20相同的基本结构,因此对于对应的结构要素标注相同的参照符号并省略其说明。
如图7所示,焊枪开闭控制装置20具备动作指令部22和设定值调整部24,设定值调整部24具备力数据取得部26和适当值运算部28。在图示实施方式中,适当值运算部28具备:代表值计算部56,其根据力数据取得部26所取得的力数据Fd中的过渡数据Ftd,计算代表性地表示过渡数据Ftd的响应形态的代表值R;比较判断部58,其将代表值计算部56计算出的代表值R与以力目标值Fc(图1)为基准而预先准备的代表值允许范围Ra进行比较,当代表值R被包含在代表值允许范围Ra内时,将速度设定值Vc判断为适当值Vac,另一方面,当代表值R未被包含在代表值允许范围Ra内时,将速度设定值Vc判断为不适当值Vic;调整处理部60,其根据比较判断部58的判断,当速度设定值Vc为适当值Vac时,结束针对速度设定值Vc的自动调整工序,另一方面,当速度设定值Vc为不适当值Vic时,决定与速度设定值Vc不同的第二速度设定值Vc2,将第二速度设定值Vc2提供给动作指令部22。
在具有上述结构的焊枪开闭控制装置20中,为了判断提供给动作指令部22的速度设定值Vc是适当值Vac还是不适当值Vic,适当值运算部28检查力数据Fd的过渡数据Ftd中的代表值(例如过冲的最大值)R是否被包含在预先准备的代表值允许范围(例如过冲的允许范围)Ra内。在此,预先由焊枪16的制造商或点焊系统10的操作者根据经验规律指定代表值允许范围Ra,通过未图示的输入单元将其输入焊枪开闭控制装置20,例如存储在存储器40中(图6)。这样,根据第一实施方式的焊枪开闭控制装置20,通过评价根据速度设定值Vc产生的力数据Fd的过渡数据Ftd的响应波形是否在经验上被允许,迅速且准确地判断速度设定值Vc的妥当性,确定适当值Vac。
在上述结构中,当速度设定值Vc为适当值Vac时,适当值运算部28可以将速度设定值Vc作为适当值Vac而存储在存储器40(图6)中。在实际的点焊工序中,动作指令部22可以按照从存储器40读出的速度设定值Vc(适当值Vac)输出动作指令C。另外,当速度设定值Vc为不适当值Vic时,动作指令部22以及设定值调整部24可以执行针对由调整处理部60所决定的第二速度设定值Vc2的自动调整工序。
在该自动调整工序中,动作指令部22按照第二速度设定值Vc2,向伺服电动机12输出动作指令C,设定值调整部24评价伺服电动机12根据该动作指令C使电极对14闭合动作时的、力数据Fd的过渡数据Ftd中的代表值R是否被包含在代表值允许范围Ra内,来判断第二速度设定值Vc2是适当值Vac还是不适当值Vic。并且,当第二速度设定值Vc2是适当值Vac时,结束针对第二速度设定值Vc2的自动调整工序。另外,当第二速度设定值Vc2是不适当值Vic时,决定与第二速度设定值Vc2不同的第三速度设定值Vc3,将第三速度设定值Vc3提供给动作指令部22。于是,可以提高焊枪16(图1)的闭合速度自动调整的精度。
而且,动作指令部22和设定值调整部24,在通过比较判断部58得到是适当值Vac的判断之前,可以对于由调整处理部60顺次决定的多个不同速度设定值Vcn重复执行上述自动调整工序。由此,可以进一步提高焊枪16(图1)的闭合速度自动调整的精度。在这种情况下,当自动调整工序的重复次数超过预定的界限数时判断为故障,强制结束自动调整工序,这在安全保护方面是有利的。
接下来,具体说明上述第一实施方式的焊枪开闭控制装置20执行的闭合速度自动调整工序、以及设定值调整部24中的速度设定值Vc...Vcn的妥当性的判断方法的一例。
如图8的流程图所示,在第一实施方式的闭合速度自动调整工序中,首先,操作者指定作为标准值(初始值)的速度设定值Vc(图7)(步骤Q1),接着,焊枪开闭控制装置20对用于闭合速度自动调整的焊枪16(图1)加压动作(即电极对14(图1)的闭合动作)的试行次数进行计数,判断试行次数是否达到了预定的界限数L(步骤Q2)。在此,由于是最初的试行,因此,动作指令部22(图7)按照初始速度设定值Vc对伺服电动机12输出动作指令C(图7),开始用于闭合速度自动调整的加压动作(步骤Q3)。
接着,焊枪开闭控制装置20例如根据操作者的预备设定输入,判断是否在焊枪16上设置了压力传感器36(图4)(步骤Q4),当未设置压力传感器36时,力数据取得部26(图7)开始监视干扰观测器48(图6)所推定出的干扰转矩Dt(图6),取得干扰转矩Dt的时间序列数据作为力数据Fd(图7)(步骤Q5)。另一方面,当设置了压力传感器36时,力数据取得部26开始监视压力传感器36的输出(压力检测信号S),取得压力检测信号S的时间序列数据作为力数据Fd(步骤Q6)。
当力数据取得部26取得过渡响应成分充分衰减而达到恒定状态的力数据Fd时,动作指令部22对伺服电动机12发出指令,结束加压动作(步骤Q7),力数据取得部26结束干扰转矩Dt或压力检测信号S的监视(步骤Q8)。因此,适当值运算部28(图7),对于力数据取得部26所取得的力数据Fd,评价其过渡数据Ftd(图7)的响应波形是否在经验上被允许(步骤Q9)。
具体而言,如图9A和图9B所示,当力数据Fd中的过渡数据Ftd包含相对于力目标值Fc的过冲时(图9A),代表值计算部56(图7)计算过渡数据Ftd的最大值作为代表值R。另外,当力数据Fd中的过渡数据Ftd在全体范围内表示相对于力目标值Fc的下冲时(图9B),代表值计算部56计算过渡数据Ftd的预定时期Tx的值作为代表值R。该时期Tx可以是例如所述那样根据来自动作指令部22(图7)的指令,内部开关52(图6)将位置控制切换到转矩控制的时期。此外,代表值R可以作为力数据Fd的绝对值而计算,也可以作为以力目标值Fc为基准的相对值而计算。
当如此计算代表值R(过渡数据Ftd的最大值或时期T的值)时,比较判断部58(图7)检查代表值R是否被包含在预先准备的代表值允许范围Ra内,当代表值允许范围Ra内包含代表值R时,判断为速度设定值Vc是适当值Vac(步骤Q10)。然后,调整处理部60(图7)根据该判断,结束闭合速度自动调整工序。
另一方面,当代表值R(过渡数据Ftd的最大值或时期T的值)没有被包含在代表值允许范围Ra内时(图9A以及图9B的状态),比较判断部58判断出速度设定值Vc是不适当值Vic(步骤Q10)。然后,调整处理部60判断代表值R是否超出代表值允许范围Ra(步骤Q11),当代表值R超出代表值允许范围Ra时(即过渡数据Ftd的过冲过量时(参照图9A)),可以视为速度设定值Vc过大,因此通过从速度设定值Vc中减去预先准备的既定调整量ΔV来决定第二速度设定值Vc2(步骤Q12)。另一方面,当代表值R在代表值允许范围Ra以下时(即过渡数据Ftd表示下冲时(参照图9B)),可以视为速度设定值过小,因此调整处理部60通过在速度设定值Vc上加上预先准备的既定调整量ΔV来决定第二速度设定值Vc2(步骤Q13)。
或者,在步骤Q11中,当代表值R超出代表值允许范围Ra时,在步骤Q12中,调整处理部60也可以根据代表值R与代表值允许范围Ra的例如上限值Rau之间的差求出计算调整量ΔV’,通过从速度设定值Vc中减去该计算调整量ΔV’来求出第二速度设定值Vc2。在这种情况下,可以设ΔV’=G(R-Rau)(G是比例系数)。另外,在步骤Q11中,当代表值R在代表值允许范围Ra以下时,在步骤Q13中,调整处理部60也可以根据代表值R与代表值允许范围Ra的例如下限值Ral(图示的例子中是力目标值Fc)之间的差,求出计算调整量ΔV’,通过将该计算调整量ΔV’与速度设定值Vc相加来求出第二速度设定值Vc2。在这种情况下,可以设ΔV’=G(Ral-R)(G是比例系数)。此外,计算调整量ΔV’是调整速度设定值Vc以便使代表值R收敛于代表值允许范围Ra内的量,因此在上述结构中,调整处理部60也可以根据代表值R与代表值允许范围Ra中的(上限值Rau和下限值Ral以外的)预定的任意值Rao(例如中间值)的差来求出计算调整量ΔV’。
在此,所述既定调整量ΔV,预先由点焊系统10的操作者根据经验规律而指定,通过未图示的输入单元输入焊枪开闭控制装置20中,被存储在例如存储器40(图6)中。既定调整量ΔV越小,闭合速度自动调整的精度越高。同样地,用于求出计算调整量ΔV’的比例系数G,预先由点焊系统10的操作者根据经验规律而指定,通过未图示的输入单元输入焊枪开闭控制装置20中,被存储在存储器40(图6)中。比例系数G越小,闭合速度自动调整的精度越高。此外,用于求出计算调整量ΔV’的值Rao,也可以同样地预先由点焊系统10的操作者根据经验规律而指定,输入焊枪开闭控制装置20并存储。
当如此决定第二速度设定值Vc2时,焊枪开闭控制装置20将用于闭合速度自动调整的焊枪16(图1)的加压动作的试行次数增加1(步骤Q14),返回步骤Q2,执行针对第二速度设定值Vc2的自动调整工序(步骤Q2~Q14)。并且,对多个不同的速度设定值Vcn重复执行自动调整工序,直到在步骤Q10中判断为过渡数据Ftd的代表值R被包含在代表值允许范围Ra中(即速度设定值Vcn是适当值Vac)为止。此时,在步骤Q2中,当判断出加压动作的试行次数超过界限数L时,强制结束自动调整工序。
这样,通过上述第一实施方式的闭合速度自动调整工序,按照焊枪16的制造商或点焊系统10的操作者根据经验规律预先决定的各个条件(初始速度设定值Vc、代表值允许范围Ra、既定调整量ΔV(或比例系数G)),根据需要,对1个焊枪16重复进行调整工序,以使以时间序列表示电极对14间的实际的加压力F的力数据Fd的过渡数据Ftd的(特别是过冲区域的)响应形态收敛于预定的允许范围的形态,由此,可以不受焊枪16的构造上的个体差异或随时间的特性变化的影响地将电极对14间的速度自动调整为适当值Vac。此外,在图9A和图9B的例子中,将代表值允许范围Ra的下限值Ral设定为力目标值Fc,但也可以将下限值Ral设定为比力目标值Fc稍低的值。在这种情况下,也允许力数据Fd的过渡数据Ftd表示少许下冲的速度设定值Vc作为适当值Vac。
接下来,参照图10~图14,说明本发明的第二实施方式的点焊系统中的、焊枪开闭控制装置20的结构以及基于该结构的焊枪16(图1)的闭合速度自动调整工序。此外,图示实施方式的焊枪开闭控制装置20具有与图1所示的焊枪开闭控制装置20相同的基本结构,因此对于对应的结构要素标注相同的参照符号并省略其说明。
如图10所示,焊枪开闭控制装置20具备动作指令部22和设定值调整部24,设定值调制部24具备力数据取得部26和适当值运算部28。在图示的实施方式中,力数据取得部26取得互不相同的多个(m个)力数据Fd[1]~Fd[m],所述力数据Fd[1]~Fd[m]以时间序列表示动作指令部22按照与1个力目标值Fc(图1)相关联地预先准备的互不相同的多个(m个)速度设定值Vc[1]~Vc[m]使伺服电动机12闭合电极对14(图1)时的、在电极对14之间产生的加压力F(图1)。另外,适当值运算部28具备:代表值计算部62,其根据力数据取得部26所取得的多个力数据Fd[1]~Fd[m]的每个中的过渡数据Ftd[1]~Ftd[m],计算代表性地表示这些过渡数据Ftd[1]~Ftd[m]各自的响应形态的多个(m个)代表值R[1]~R[m];函数计算部64,其求出近似表示代表值计算部62计算出的多个代表值R[1]~R[m]和这些代表值R[1]~R[m]分别对应的多个速度设定值Vc[1]~Vc[m]之间的相关性的力/速度曲线J;以及适当值决定部66,其使用函数计算部64所求出的力/速度曲线J,将以力目标值Fc为基准而预先准备的代表值最佳值Rb所对应的适用速度设定值Vrc决定为适当值Vac,将适用速度设定值Vrc(适当值Vac)提供给动作指令部22。
在具有上述结构的焊枪开闭控制装置20中,动作指令部22按照互不相同的速度设定值Vc[1]~Vc[m],将用于闭合速度自动调整的焊枪16(图1)的加压动作(即电极对14(图1)的闭合动作)试行预定的试行次数(m次),由此,适当值运算部28生成近似地表示这些速度设定值Vc[1]~Vc[m]和它们分别对应的力数据Fd[1]~Fd[m]中的过渡数据Ftd[1]~Ftd[m]中的代表值(例如过冲的最大值)R[1]~R[m]之间的相关性的力/速度曲线J。然后,通过参照该力/速度曲线J,决定预先准备的代表值最佳值(例如过冲的最大值的最佳值)Rb所对应的适用速度设定值Vrc(即适当值Vac)。
在此,预先由焊枪16的制造商或点焊系统10的操作者根据经验规律指定代表值最佳值Rb,通过未图示的输入单元将其输入焊枪开闭控制装置20,存储在例如存储器40(图6)中。另外,加压动作的试行次数m以及各个速度设定值Vc[1]~Vc[m]也由点焊系统10的操作者根据经验规律预先指定,可以将速度设定值Vc[1]~Vc[m]通过未图示的输入单元输入焊枪开闭控制装置20,存储在例如存储器40(图6)中。这样,根据第二实施方式的焊枪开闭控制装置20,通过近似来求出根据经验规律而决定的多个速度设定值Vc[1]~Vc[m]与分别对应于它们而取得的多个力数据Fd[1]~Fd[m]的过渡数据Ftd[1]~Ftd[m]的响应波形之间的一定关系,由此,根据经验规律迅速且准确地确定作为适当值Vac的适用速度设定值Vrc。
在上述结构中,适当值运算部28可以将决定的适用速度设定值Vrc作为适当值Vac,存储在存储器40(图6)中。在实际的点焊工序中,动作指令部22可以按照从存储器40中读出的适用速度设定值Vrc(适当值Vac)输出动作指令C。
接下来,具体说明上述第二实施方式的焊枪开闭控制装置20执行的闭合速度自动调整工序、以及设定值调整部24中的适用速度设定值Vrc的决定方法的一例。
如图11的流程图所示,在第二实施方式的闭合速度自动调整工序中,首先,操作者指定第一速度设定值Vc[1](图10)(步骤U1),接着,焊枪开闭控制装置20的动作指令部22(图10)按照速度设定值Vc[1],对伺服电动机12输出动作指令C(图10),开始用于闭合速度自动调整的加压动作(步骤U2)。
然后,焊枪开闭控制装置20根据例如操作者的预备设定输入,判断是否在焊枪16上设置了压力传感器36(图4)(步骤U3),当未设置压力传感器36时,力数据取得部26(图10)开始监视干扰观测器48(图6)所推定出的干扰转矩Dt(图6),取得干扰转矩Dt的时间序列数据作为力数据Fd[1](图10)(步骤U4)。另一方面,当设置了压力传感器36时,力数据取得部26开始监视压力传感器36的输出(压力检测信号S),取得压力检测信号S的时间序列数据作为力数据Fd[1](步骤U5)。
当力数据取得部26取得了过渡响应成分充分衰减而达到恒定状态的力数据Fd[1]时,动作指令部22向伺服电动机12发出指令,结束加压动作(步骤U6),力数据取得部26结束干扰转矩Dt或压力检测信号S的监视(步骤U7)。因此,适当值运算部28(图10)计算力数据取得部26所取得的力数据Fd[1]中的过渡数据Ftd[1](图10)的代表值R[1],设定速度设定值Vc[1]和代表值R[1],存储在存储器40(图6)中(步骤U8)。
在此,代表值R[1]的具体的计算方法与所述第一实施方式中的代表值R的计算方法相同。即如图12所示,当力数据Fd[n](n为1~m)中的过渡数据Ftd[n]包含相对于力目标值Fc的过冲时,代表值计算部62(图10)计算过渡数据Ftd[n]的最大值作为代表值R[n]。另外,当力数据Fd[n]中的过渡数据Ftd[n]在全体范围内表示相对于力目标值Fc的下冲时,代表值计算部62计算过渡数据Ftd[n]的预定时期Tx(例如将位置控制切换为转矩控制的时期)的值作为代表值R[n]。
当如此计算代表值R[1]时,焊枪开闭控制装置20判断加压动作的试行次数是否达到了预定的次数m(步骤U9)。若加压动作的试行次数未达到规定次数m,则使试行次数增加1(步骤U10),将速度设定值Vc[1]变更为其它速度设定值Vc[2](图10)(步骤U11),返回步骤U2。因此,动作指令部22按照速度设定值Vc[2],开始用于闭合速度自动调整的加压动作,执行后续的步骤U3~U9。
这样,在加压动作的试行次数达到规定次数m之前重复步骤U2~U11,由此,将速度设定值Vc[1]~Vc[m]和代表值R[1]~R[m]存储在存储器40中。此时如上所述,当多个力数据Fd[1]~Fd[m]的每个的过渡数据Ftd[1]~Ftd[m]的至少一个过渡数据包含相对于力目标值Fc的过冲时,计算包含过冲的过渡数据Ftd[1]~Ftd[m]的最大值作为代表值R[1]~R[m]并存储。另外,当多个力数据Fd[1]~Fd[m]的每个中的过渡数据Ftd[1]~Ftd[m]的至少一个过渡数据,在全体范围内表示相对于力目标值Fc的下冲时,计算表示下冲的过渡数据Ftd[1]~Ftd[m]的预定时期Tx的值作为代表值R[1]~R[m]并存储。
在步骤U9中判断出加压动作的试行次数达到了规定次数m时,函数计算部64(图10)读出存储在存储器40中的速度设定值Vc[1]~Vc[m]以及代表值R[1]~R[m],求出近似表示它们的相关性的力/速度曲线J(图10)(步骤U10)。例如,如图13A所示,通过对速度设定值Vc[1]~Vc[m]和代表值R[1]~R[m]的相关关系进行一次近似,可以求出一次函数的力/速度曲线J。或者如图14A所示,通过对速度设定值Vc[1]~Vc[m]和代表值R[1]~R[m]的相关关系进行二次近似,可以求出二次函数的力/速度曲线J。这样,力/速度曲线J的次数是任意的。
在此,在图示的例子中,从预先准备的多个速度设定值Vc[1]~Vc[m]中值最小的速度设定值Vc[1](力数据Fd[1]呈现下冲的响应形态的速度设定值)开始,进行用于自动调整的焊枪16(图1)的加压动作,但速度设定值Vc[1]~Vc[m]的使用顺序是任意的。另外,这些速度设定值Vc[1]~Vc[m]的决定方法,如前所述根据经验规律而决定,但可以理解该决定方法以及加压动作的试行次数m影响闭合速度自动调整的精度。即,随着试行次数m增加,闭合速度自动调整的精度提高。
当如此求出力/速度曲线J时,适当值决定部66(图10)如图13B和图14B所示,使用力/速度曲线J决定预先指定的代表值最佳值(例如过冲的最大值的最佳值)Rb所对应的适用速度设定值Vrc(即适当值Vac)(步骤U13)。由此,结束闭合速度自动调整工序。
这样,根据上述第二实施方式的闭合速度自动调整工序,按照根据焊枪16的制造商或点焊系统10的操作者的经验规律而决定的各个条件(速度设定值Vc[1]~Vc[m]、试行次数m、代表值最佳值Rb),针对1个焊枪16,生成并利用近似地表示以时间序列表示电极对14间的实际的加压力F的多个力数据Fd[1]~Fd[m]的过渡数据Ftd[1]~Ftd[m]的响应形态、与指定的速度设定值Vc[1]~Vc[m]的相关性的力/速度曲线J,由此可以不受焊枪16的构造上的个体差异或随时间的特性变化的影响地,将电极对14的闭合速度自动调整为适当值Rb。此外,在图13A~图14B的例子中决定了与1个代表值最佳值Rb相对应的1个适用速度设定值Vrc,但例如通过根据被焊接工件的材料等预先准备多个代表值最佳值Rb,也可以决定多个适用速度设定值Vrc。
此外,根据以上的说明可以理解,即使在没有机器人的点焊系统中,通过专用的焊枪开闭控制装置也可以执行本发明的焊枪闭合速度自动调整方法。
根据以上的说明可以明了,通过本发明的点焊系统,由于焊枪开闭控制装置的设定值调整部具有将速度设定值自动调整为适当值的结构,因此不需要基于操作者手工操作的闭合速度调整作业。设定值调整部构成为,力数据取得部取得以时间序列表示在焊枪中实际产生的加压力的力数据,适当值运算部根据该力数据决定速度设定值的适当值,因此,在焊枪开闭控制装置的闭合速度自动调整中确保了与操作者通过压力传感器的输出波形监视实际的电极间加压力的现有方法相同的功能。从而,不需要操作者通过手工作业以尝试法对电极对的闭合速度进行微调的麻烦,可以对应于焊枪的构造上的个体差异或随时间的特性变化,与焊枪的机型无关地随时将电极对的闭合速度调整为适当值。而且,焊枪开闭控制装置的设定值调整部的适当值运算部,根据力数据中的收敛前的过渡数据来决定速度设定值的适当值,因此,当力数据具有相对于力目标值的过冲以及下冲中的某种响应形态的过渡数据时,也能够以将该过渡数据的响应形态收敛于规定允许范围的形态为目的,来决定适当值。从而可以迅速地将电极对的闭合速度自动调整为适当值,在提高焊接品质的同时缩短焊接周期时间,结果,可以实现系统调试作业的简易化和迅速化。
另外,通过补偿值运算部具备代表值运算部、比较判断部和调整处理部,按照根据焊枪的制造商或点焊系统的操作者的经验规律而预先决定的各个条件(速度设定值、代表值允许范围),根据需要来变更速度设定值,以使力数据的过渡数据的响应形态收敛于预定的允许范围的形态,由此,可以不受焊枪构造上的个体差异或随时间的特性变化的影响地、将电极对的闭合速度自动调整为适当值。
另外,在力数据取得部取得互不相同的多个力数据的结构中,通过补偿值运算部具备代表值计算部、函数计算部和适当值决定部,按照根据焊枪的制造商或点焊系统的操作者的经验规律而预先决定的各个条件(多个速度设定值、试行次数、代表值最佳值),针对1个焊枪生成并利用近似表示多个力数据的过渡数据的响应形态与多个速度设定值之间的相关性的力/速度曲线,由此,可以不受焊枪构造上的个体差异或随时间的特性变化的影响地、将电极对的闭合速度自动调整为适当值。
以上,结合适当的实施方式说明了本发明,但本领域技术人员应能理解,在不超出权利要求的范围的公开范围的情况下可以进行多种修改以及变更。
Claims (15)
1.一种点焊系统,具备:焊枪(16),其具有以伺服电动机(12)作为驱动源而进行开闭动作的电极对(14);机器人(18),其支持该焊枪以及被焊接工件(W)中的某一方,使该焊枪和该被焊接工件的相对位置以及姿势变化地进行动作;以及焊枪开闭控制装置(20),其控制该伺服电动机,使该焊枪的该电极对进行开闭动作,所述点焊系统的特征在于,
所述焊枪开闭控制装置(20)具备:
动作指令部(22),其按照指定所述电极对的闭合速度的速度设定值(Vc)向所述伺服电动机输出动作指令(C),以便使从该电极对向被焊接工件施加的加压力(F)收敛于预先指定的力目标值(Fc);以及
设定值调整部(24),其将提供给所述动作指令部的所述速度设定值自动调整为适当值(Vac),
所述设定值调整部(24)具备:
力数据取得部(26),其取得力数据(Fd),该力数据(Fd)以时间序列表示所述伺服电动机根据所述动作指令部的所述动作指令使所述电极对闭合动作时的、在该电极对之间产生的所述加压力;以及
适当值运算部(28),其根据所述力数据取得部所取得的所述力数据中的收敛前的过渡数据(Ftd),决定所述速度设定值的所述适当值。
2.根据权利要求1所述的点焊系统,其中,
所述适当值运算部(28)具备:
代表值计算部(56),其根据所述力数据取得部(26)所取得的所述力数据(Fd)中的所述过渡数据(Ftd),计算代表性地表示该过渡数据的响应形态的代表值(R);
比较判断部(58),其将所述代表值计算部计算出的所述代表值、与以所述力目标值为基准而预先准备的代表值允许范围(Ra)进行比较,当该代表值被包含在该代表值允许范围内时,判断为所述速度设定值(Vc)是所述适当值(Vac),另一方面,当该代表值未被包含在该代表值允许范围内时,判断为所述速度设定值(Vc)是不适当值(Vic);以及
调整处理部(60),其根据所述比较判断部的判断,当所述速度设定值是所述适当值时,结束针对该速度设定值的自动调整工序,另一方面,当所述速度设定值是所述不适当值时,决定与该速度设定值不同的第二速度设定值(Vc2),将该第二速度设定值提供给所述动作指令部(22)。
3.根据权利要求2所述的点焊系统,其中,
当所述速度设定值是所述不适当值时,所述动作指令部和所述设定值调整部执行针对所述调整处理部所决定的所述第二速度设定值的自动调整工序。
4.根据权利要求2或3所述的点焊系统,其中,
当所述力数据取得部所取得的所述力数据中的所述过渡数据包含相对于所述力目标值的过冲时,所述代表值计算部计算该过渡数据的最大值作为所述代表值。
5.根据权利要求2或3所述的点焊系统,其中,
当所述力数据取得部所取得的所述力数据中的所述过渡数据在全体范围内表示相对于所述力目标值的下冲时,所述代表值计算部计算该过渡数据的预定时期(Tx)的值作为所述代表值。
6.根据权利要求1所述的点焊系统,其中,
所述力数据取得部(26)取得互不相同的多个所述力数据(Fd[1]~Fd[m]),该力数据(Fd[1]~Fd[m])以时间序列表示按照多个所述速度设定值(Vc[1]~Vc[m])所述动作指令部(22)使所述伺服电动机闭合所述电极对时的、在该电极对之间产生的所述加压力(F),该多个所述速度设定值(Vc[1]~Vc[m])是与一个所述力目标值(Fc)相关联地预先准备的互不相同的值,
所述适当值运算部(28)具备:
代表值计算部(62),其根据所述力数据取得部所取得的所述多个力数据的每个中的所述过渡数据(Ftd[1]~Ftd[m]),计算代表性地表示该过渡数据的各自的响应形态的多个代表值(R[1]~R[m]);
函数计算部(64),其求出力/速度曲线(J),该力/速度曲线(J)近似表示所述代表值计算部所计算出的所述多个代表值、与该多个代表值的每个所对应的所述多个速度设定值之间的相关性;以及
适当值决定部(66),其使用所述函数计算部所求出的所述力/速度曲线,决定以所述力目标值为基准而预先准备的代表值最佳值(Rb)所对应的适用速度设定值(Vrc)作为所述适当值(Vac),将该适用速度设定值提供给所述动作指令部。
7.根据权利要求6所述的点焊系统,其中,
当所述力数据取得部所取得的所述多个力数据的每个中的所述过渡数据中的至少一个过渡数据包含相对于所述力目标值的过冲时,所述代表值计算部计算包含该过冲的该过渡数据的最大值,作为所述代表值。
8.根据权利要求6所述的点焊系统,其中,
当所述力数据取得部所取得的所述多个力数据的每个中的所述过渡数据中的至少一个过渡数据在全体范围内表示相对于所述力目标值的下冲时,所述代表值计算部计算表示该下冲的该过渡数据的预定时期(Tx)的值,作为所述代表值。
9.根据权利要求1至3中任意一项所述的点焊系统,其中,
还具备干扰观测器(48),其基于所述伺服电动机根据所述动作指令部(22)的所述动作指令(C)使所述电极对闭合动作时的、提供给该伺服电动机的控制电流值(A)和从该伺服电动机得到的速度实际测量值(V),推定施加在该伺服电动机上的干扰转矩(Dt),
所述力数据取得部(26)取得该干扰观测器所推定出的该干扰转矩的时间序列数据,作为所述力数据(Fd)。
10.根据权利要求1至3中任意一项所述的点焊系统,其中,
还具备压力传感器(36),其感知所述伺服电动机根据所述动作指令部(22)的所述动作指令(C)使所述电极对闭合动作时的、在该电极对之间产生的实际的所述加压力,
所述力数据取得部(26)取得该压力传感器所感知的该实际的加压力的时间序列数据,作为所述力数据(Fd)。
11.根据权利要求1至3中任意一项所述的点焊系统,其中,
还具备控制所述机器人的机器人控制装置(30),所述焊枪开闭控制装置(20)是该机器人控制装置的功能的一部分。
12.一种闭合速度调整方法,其调整具有以伺服电动机(12)为驱动源而进行开闭动作的电极对(14)的焊枪(16)的、该电极对的闭合速度,其特征在于,具有以下步骤:
准备指定所述电极对的闭合速度的速度设定值(Vc)的步骤;
按照所述速度设定值使所述伺服电动机进行动作来使所述电极对闭合动作的步骤;
取得力数据(Fd)的步骤,该力数据(Fd)以时间序列表示所述伺服电动机使所述电极对闭合动作时的、在该电极对之间产生的加压力(F);以及
根据所述力数据中的收敛前的过渡数据(Ftd),决定所述速度设定值的适当值(Vac)的步骤。
13.根据权利要求12所述的闭合速度调整方法,其中,
决定所述速度设定值的适当值(Vac)的步骤包含以下步骤:
准备以所述电极对向被焊接工件施加的加压力(F)的力目标值(Fc)作为基准而设定的代表值允许范围(Ra)的步骤;
根据所述力数据中的所述过渡数据,计算代表性地表示该过渡数据的响应形态的代表值(R)的步骤;
将所述代表值与所述代表值允许范围进行比较,当该代表值被包含在该代表值允许范围内时,判断为所述速度设定值是所述适当值(Vac),另一方面,当该代表值未被包含在该代表值允许范围内时,判断为所述速度设定值是不适当值(Vic)的步骤;以及
当判断为所述速度设定值是所述适当值时,结束针对该速度设定值的自动调整工序,另一方面,当判断为所述速度设定值是所述不适当值时,决定与该速度设定值不同的第二速度设定值(Vc2)的步骤。
14.根据权利要求1 3所述的闭合速度调整方法,其中,
当判断为所述速度设定值是所述不适当值时,执行针对所述第二速度设定值的自动调整工序。
15.根据权利要求12所述的闭合速度调整方法,其中,
准备所述速度设定值(Vc)的步骤包含:与所述电极对向被焊接工件施加的加压力(F)的一个力目标值(Fc)相关联地、准备分别指定所述电极对的闭合速度的互不相同的多个速度设定值(Vc[1]~Vc[m])的步骤,
取得所述力数据(Fd)的步骤包含:取得互不相同的多个力数据(Fd[1]~Fd[m])的步骤,所述力数据(Fd[1]~Fd[m])以时间序列表示所述伺服电动机按照所述多个速度设定值的每个速度设定值使所述电极对闭合动作时的、在该电极对之间产生的所述加压力,
决定所述速度设定值的适当值(Vac)的步骤包含以下步骤:
准备以所述力目标值为基准而设定的代表值最佳值(Rb)的步骤;
根据所述多个力数据的每个中的所述过渡数据(Ftd[1]~Ftd[m]),计算代表性地表示该过渡数据的各自的响应形态的多个代表值(R[1]~R[m])的步骤;
求出力/速度曲线(J)的步骤,该力/速度曲线(J)近似地表示所述多个代表值与该多个代表值的每一个所对应的所述多个速度设定值之间的相关性;以及
使用所述力/速度曲线,决定所述代表值最佳值所对应的适用速度设定值(Vrc)作为所述适当值(Vac)的步骤。
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Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101780586A (zh) * | 2010-03-22 | 2010-07-21 | 北京工业大学 | 多元传感反馈送丝法 |
CN102079008A (zh) * | 2009-11-26 | 2011-06-01 | 发那科株式会社 | 点焊接系统 |
CN102091899A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-06-15 | 广西大学 | 一种简易点焊机器人机构 |
CN102267003A (zh) * | 2011-07-29 | 2011-12-07 | 华南理工大学 | 一种电阻点焊伺服加压系统 |
CN104057452A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-09-24 | 西北工业大学 | 类人机器人通用动作调试方法 |
CN105081542A (zh) * | 2014-05-21 | 2015-11-25 | 发那科株式会社 | 点焊系统以及点焊方法 |
CN105517747A (zh) * | 2013-09-04 | 2016-04-20 | 杰富意钢铁株式会社 | 单面点焊装置 |
CN105527989A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-04-27 | 重庆长安工业(集团)有限责任公司 | 基于位置控制模式的工业机器人伺服焊钳力矩控制方法 |
CN106541205A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-03-29 | 徐松良 | 一种点焊机械臂 |
CN106573326A (zh) * | 2014-06-30 | 2017-04-19 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 用于控制焊接参数的系统和方法 |
CN106794535A (zh) * | 2014-10-16 | 2017-05-31 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 用于焊接系统的基于传感器的电力控制 |
CN107297498A (zh) * | 2016-04-14 | 2017-10-27 | 发那科株式会社 | 层压造形加工方法及层压造形加工装置 |
CN107671406A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-02-09 | 上海交通大学 | 直流电阻点焊多模式反馈控制方法 |
CN112334262A (zh) * | 2018-07-04 | 2021-02-05 | 瑞典卡尔拉得集团有限公司 | 点焊机 |
US20210101220A1 (en) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | Illinois Tool Works Inc. | Systems and methods for automatic control of welding parameter output ranges |
US11247289B2 (en) | 2014-10-16 | 2022-02-15 | Illinois Tool Works Inc. | Remote power supply parameter adjustment |
CN117381117A (zh) * | 2023-12-13 | 2024-01-12 | 湖南鸿迪机电科技有限公司 | 一种多角度电阻焊接设备 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008296310A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Fanuc Ltd | 加工ロボットの制御装置 |
JP4394139B2 (ja) * | 2007-07-03 | 2010-01-06 | ファナック株式会社 | スポット溶接ガンの加圧力の異常を診断する方法 |
US8426761B2 (en) * | 2009-10-21 | 2013-04-23 | Fanuc Ltd | Method of detection of welding workpiece position using movable electrode |
JP5170175B2 (ja) * | 2010-06-30 | 2013-03-27 | 株式会社安川電機 | ロボットシステム |
US9144860B2 (en) * | 2012-03-29 | 2015-09-29 | Fanuc Robotics America Corporation | Robotic weld gun orientation normalization |
JP6211802B2 (ja) * | 2013-05-29 | 2017-10-11 | 日本電産サンキョー株式会社 | データ処理装置およびデータ処理方法 |
JP6084131B2 (ja) * | 2013-07-31 | 2017-02-22 | 株式会社安川電機 | 研磨システムおよびスポット溶接システム |
JP6106122B2 (ja) * | 2014-04-02 | 2017-03-29 | ファナック株式会社 | 溶接検査ロボットシステム |
JP5937706B1 (ja) * | 2015-01-21 | 2016-06-22 | ファナック株式会社 | ロボットに加わる外力に基づいてロボットを制御するロボット制御装置、およびロボットシステム |
JP6693939B2 (ja) * | 2017-12-14 | 2020-05-13 | ファナック株式会社 | ロボットシステム |
US11312015B2 (en) * | 2018-09-10 | 2022-04-26 | Reliabotics LLC | System and method for controlling the contact pressure applied by an articulated robotic arm to a working surface |
EP3745219B1 (en) * | 2019-05-28 | 2023-07-05 | ABB Schweiz AG | Commissioning and condition monitoring of industrial processes using a wireless sensing device |
EP4223445A1 (en) * | 2022-02-03 | 2023-08-09 | Diakont S.r.l. | Method for adaptive control of a welding gun traveling electrode |
JPWO2023153389A1 (zh) * | 2022-02-09 | 2023-08-17 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3526888B2 (ja) * | 1993-04-30 | 2004-05-17 | 株式会社不二越 | 溶接ガン加圧力制御方法 |
JPH1058157A (ja) * | 1996-06-13 | 1998-03-03 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | スポット溶接の制御方法および装置 |
JP3668325B2 (ja) * | 1996-06-13 | 2005-07-06 | 川崎重工業株式会社 | 溶接ガンの加圧制御方法 |
JP2941782B1 (ja) * | 1998-05-11 | 1999-08-30 | 川崎重工業株式会社 | スポット溶接ロボットの制御方法および制御装置 |
JP4464531B2 (ja) * | 2000-05-26 | 2010-05-19 | ミヤチテクノス株式会社 | 抵抗溶接電源装置 |
DE20321807U1 (de) * | 2003-08-20 | 2010-05-27 | Kuka Roboter Gmbh | Vorrichtung zum Steuern der Andruckkraft einer Schweißzange |
-
2007
- 2007-06-14 JP JP2007157984A patent/JP4374039B2/ja active Active
-
2008
- 2008-06-12 US US12/137,924 patent/US7868266B2/en active Active
- 2008-06-12 EP EP08010708.9A patent/EP2002918B1/en active Active
- 2008-06-13 CN CN2008101101593A patent/CN101323046B/zh active Active
Cited By (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102079008A (zh) * | 2009-11-26 | 2011-06-01 | 发那科株式会社 | 点焊接系统 |
CN102079008B (zh) * | 2009-11-26 | 2013-12-18 | 发那科株式会社 | 点焊接系统 |
CN101780586A (zh) * | 2010-03-22 | 2010-07-21 | 北京工业大学 | 多元传感反馈送丝法 |
CN102091899A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-06-15 | 广西大学 | 一种简易点焊机器人机构 |
CN102091899B (zh) * | 2010-12-22 | 2014-08-06 | 广西大学 | 一种简易点焊机器人机构 |
CN102267003A (zh) * | 2011-07-29 | 2011-12-07 | 华南理工大学 | 一种电阻点焊伺服加压系统 |
CN105517747B (zh) * | 2013-09-04 | 2018-01-05 | 杰富意钢铁株式会社 | 单面点焊装置 |
US10207354B2 (en) | 2013-09-04 | 2019-02-19 | Jfe Steel Corporation | Indirect spot welding apparatus |
CN105517747A (zh) * | 2013-09-04 | 2016-04-20 | 杰富意钢铁株式会社 | 单面点焊装置 |
CN105081542A (zh) * | 2014-05-21 | 2015-11-25 | 发那科株式会社 | 点焊系统以及点焊方法 |
CN106573326A (zh) * | 2014-06-30 | 2017-04-19 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 用于控制焊接参数的系统和方法 |
US11154946B2 (en) | 2014-06-30 | 2021-10-26 | Illinois Tool Works Inc. | Systems and methods for the control of welding parameters |
CN106573326B (zh) * | 2014-06-30 | 2020-05-26 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 用于控制焊接参数的系统和方法 |
CN104057452A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-09-24 | 西北工业大学 | 类人机器人通用动作调试方法 |
CN106794535B (zh) * | 2014-10-16 | 2019-05-03 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 用于焊接系统的基于传感器的电力控制 |
CN106794535A (zh) * | 2014-10-16 | 2017-05-31 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 用于焊接系统的基于传感器的电力控制 |
US11247289B2 (en) | 2014-10-16 | 2022-02-15 | Illinois Tool Works Inc. | Remote power supply parameter adjustment |
US10239147B2 (en) | 2014-10-16 | 2019-03-26 | Illinois Tool Works Inc. | Sensor-based power controls for a welding system |
CN105527989A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-04-27 | 重庆长安工业(集团)有限责任公司 | 基于位置控制模式的工业机器人伺服焊钳力矩控制方法 |
CN107297498B (zh) * | 2016-04-14 | 2020-02-28 | 发那科株式会社 | 层压造形加工方法及层压造形加工装置 |
CN107297498A (zh) * | 2016-04-14 | 2017-10-27 | 发那科株式会社 | 层压造形加工方法及层压造形加工装置 |
CN106541205A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-03-29 | 徐松良 | 一种点焊机械臂 |
CN107671406B (zh) * | 2017-11-01 | 2019-09-24 | 上海交通大学 | 直流电阻点焊多模式反馈控制方法 |
CN107671406A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-02-09 | 上海交通大学 | 直流电阻点焊多模式反馈控制方法 |
CN112334262A (zh) * | 2018-07-04 | 2021-02-05 | 瑞典卡尔拉得集团有限公司 | 点焊机 |
US20210101220A1 (en) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | Illinois Tool Works Inc. | Systems and methods for automatic control of welding parameter output ranges |
CN117381117A (zh) * | 2023-12-13 | 2024-01-12 | 湖南鸿迪机电科技有限公司 | 一种多角度电阻焊接设备 |
CN117381117B (zh) * | 2023-12-13 | 2024-02-23 | 湖南鸿迪机电科技有限公司 | 一种多角度电阻焊接设备 |
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