CN107405718A - 飞溅分析方法及装置 - Google Patents

Abstract

飞溅发生信息存储部(16)存储发生了飞溅的打点。比较信息生成部(34)对于发生了飞溅的打点，获取存储在设计信息存储部(12)中的焊接设计信息和存储在示教信息存储部(14)中的焊接示教信息，并对两者信息进行比较来生成比较信息(28B)。图像信息输出部(38)将生成的比较信息(28B)输出到显示装置(24)。显示装置(24)以能够供操作员确认比较信息(28B)的方式在画面(26)上进行显示。根据本发明，能够通过画面(26)来确认作为飞溅发生原因的可能性高的焊接设计信息与焊接示教信息之间的比较信息。因此，能够有效地进行分析飞溅的发生原因的作业。

Description

飞溅分析方法及装置

技术领域

本发明涉及对通过焊枪进行工件的点焊时发生的飞溅进行分析的飞溅分析方法及装置。

背景技术

在通过焊枪进行工件的点焊时，存在发生金属从工件飞散的所谓飞溅(spatter)的情况。飞溅会使焊接的质量降低。因此，期望掌握发生飞溅的打点，进行飞溅的抑制处理。

作为确认飞溅的发生状况的技术，例如在日本特开2009-66612号公报中有所公开。根据日本特开2009-66612号公报所记载的技术，在被焊接的两个工件之间产生有间隙的情况下判定成发生了飞溅。按工件的每个打点对飞溅发生次数进行计数并显示到显示装置上。通过该显示，操作员能够识别容易发生飞溅的打点。

发明内容

根据日本特开2009-66612号公报所记载的技术，操作员能够对容易发生飞溅的打点进行特定，但无法对飞溅的发生原因进行特定。因此，分析飞溅的发生原因的作业需要花费工时。

本发明是考虑到这样的课题而研发的，其目的在于提供一种能够有效地进行分析飞溅的发生原因的作业的飞溅分析方法及装置。

本发明的方法是对在通过焊枪进行工件的点焊时发生的飞溅进行分析的飞溅分析方法，其特征在于，具有：设计信息存储工序，作为与焊接时的上述焊枪相关的焊接信息而存储由工件的设计信息确定的焊接设计信息；示教信息存储工序，作为与焊接时的上述焊枪相关的焊接信息而存储由焊接机械手的示教信息确定的焊接示教信息；飞溅发生信息存储工序，存储在上述焊接机械手基于上述焊接示教信息而进行动作时发生了飞溅的打点；比较信息生成工序，生成发生了飞溅的上述打点处的上述焊接设计信息与上述焊接示教信息之间的比较信息；和画面显示工序，将上述比较信息显示到画面上。

另外，本发明的装置是对通过焊枪进行工件的点焊时发生的飞溅进行分析的飞溅分析装置，其特征在于，具有：设计信息存储部，其作为与焊接时的上述焊枪相关的焊接信息而存储由工件的设计信息确定的焊接设计信息；示教信息存储部，其作为与焊接时的上述焊枪相关的焊接信息而存储由焊接机械手的示教信息确定的焊接示教信息；飞溅发生信息存储部，其存储在上述焊接机械手基于上述焊接示教信息而进行动作时发生了飞溅的打点；比较信息生成部，其生成发生了飞溅的上述打点处的上述焊接设计信息与上述焊接示教信息之间的比较信息；和画面显示部，其将上述比较信息显示到画面上。

在设计工件时生成工件的设计信息。在该设计信息中，按每个打点来确定与焊接时的焊枪相关的焊接设计信息(位置、面垂直方向等)。另外，在焊接机械手中通过示教生成示教信息。在该示教信息中，按每个打点来确定与焊接时的焊枪相关的焊接示教信息(位置、枪方向等)。飞溅的发生原因多是因焊接设计信息与焊接示教信息之间的不同而引起的。本发明存储发生了飞溅的打点，关于发生了飞溅的打点，对预先存储的焊接设计信息与焊接示教信息进行比较来生成比较信息。另外，将生成的比较信息以能够供操作员确认的方式显示到画面上。

根据本发明，能够通过画面来确认作为飞溅发生原因的可能性高的焊接设计信息与焊接示教信息之间的比较信息。因此，能够有效地进行分析飞溅的发生原因的作业。

附图说明

图1是本实施方式的飞溅分析装置的功能框图。

图2是本实施方式的飞溅分析处理的流程图。

图3是表示由焊接设计信息、焊接示教信息和差异角度构成的报表的图。

图4是将在工件上发生了飞溅的打点重叠显示的画面的示意图。

图5中，图5A是显示差异角度的画面的示意图，图5B是显示焊接条件的画面的示意图。

具体实施方式

以下一边参照附图一边详细地说明本发明的飞溅分析方法及装置的优选实施方式。

[飞溅分析装置10的结构]

使用图1来说明本实施方式的飞溅分析装置10的结构。飞溅分析装置10具有：存储与焊接时的焊枪相关的焊接设计信息的设计信息存储部12；存储与焊接时的焊枪相关的焊接示教信息的示教信息存储部14；存储飞溅发生信息的飞溅发生信息存储部16；存储工件W(参照图4、图5A、图5B，以下同样)的形状信息的工件形状信息存储部18；执行与飞溅的分析相关的一系列处理的分析处理部20；向分析处理部20输入指令信号的输入装置22；显示从分析处理部20输出的信息的显示装置24；和包含焊接机械手42的机械手装置40。

设计信息存储部12作为在设计工件W时生成的焊接设计信息而存储按每个打点设定的各种信息，例如打点编号、打点顺序、位置信息、焊接面的面垂直方向信息、板组信息等。位置信息是在将特定位置作为基准的坐标系统中示出打点的坐标(x,y,z)的信息。面垂直方向信息是示出打点的面垂直方向即焊接面的法线方向的信息。通常，在点焊时使焊枪的电极头的轴线方向与法线方向一致，因此面垂直方向信息示出焊枪的姿势信息。板组信息是示出在打点位置处组合的各金属板的信息的信息，包含板厚、钢型等信息。期望将设计信息存储部12数据库化。

示教信息存储部14作为对焊接机械手42进行示教的焊接示教信息而存储按每个打点设定的各种信息，例如打点编号、打点顺序、位置信息、枪方向信息、焊接条件信息等。位置信息是在将特定位置作为基准的坐标系统中示出打点的坐标(x,y,z)的信息。枪方向信息是焊枪的姿势信息，是示出焊接时的电极头的轴线方向的信息。焊接条件信息是示出每个打点的加压力、电流值、通电时间(也称为通电循环)等的信息。期望将示教信息存储部14数据库化。

飞溅发生信息存储部16将在各打点处发生的飞溅的发生历史作为飞溅发生信息来存储。在飞溅发生信息中包含例如工件W的种类、焊接机械手42的种类、打点编号、打点顺序、飞溅发生日期时间等。飞溅发生信息存储部16与多个焊接机械手42的量相应地存储飞溅发生信息。期望将飞溅发生信息存储部16数据库化。

工件形状信息存储部18存储各工件W的三维形状信息。期望将工件形状信息存储部18数据库化。

分析处理部20具有进行各种运算处理的CPU、存储各种数据的存储器、和输入输出数据的输入输出部等，例如由个人计算机构成。分析处理部20通过执行存储在内部或外部的程序来作为指示获取部30、信息获取部32、比较信息生成部34、飞溅信息抽取部36和图像信息输出部38而发挥功能。关于各部分的功能，将通过下述飞溅分析处理的说明来叙述。

输入装置22具有能够供操作员进行操作的鼠标和键盘等。当操作员经由输入装置22进行输入操作时，输入装置22向分析处理部20的指示获取部30输出指令信号。

显示装置24具有画面26。显示装置24将从分析处理部20输出的各种信息、例如工件W的形状图像、焊接设计信息与焊接示教信息之间的差异信息显示到画面26上。

机械手装置40具有具备多个关节及旋转轴的焊接机械手42、和控制焊接机械手42的控制部44。控制部44存储焊接示教信息，使用焊接示教信息来控制焊接机械手42的动作。

[飞溅分析处理]

使用图2来说明本实施方式的飞溅分析处理的步骤。

在步骤S1中，存储焊接设计信息。在制造新产品时设计构成该产品的工件W。此时，确定工件W的设计信息。工件W的设计信息包含焊接设计信息。设计信息存储部12存储工件W的设计信息及其中包含的焊接设计信息。

在步骤S2中，存储焊接示教信息。进行在焊接新的工件W时确定焊接机械手42的动作的示教作业、即所谓示教(teaching)。通过该示教作业，在机械手装置40的控制部44中生成包含焊接示教信息在内的示教数据。示教信息存储部14从存储在控制部44中的示教数据获取焊接示教信息并存储。

在步骤S3中，判定是否需要进行分析处理。操作员使用输入装置22来输出分析开始的指令信号。在分析处理部20从输入装置22接收到分析开始的指令信号的情况下，即在需要进行分析处理的情况(步骤S3：是)下，转移到步骤S5而开始分析处理。另一方面，在分析处理部20没有从输入装置22接收到分析开始的指令信号的情况下，即在不需要进行分析处理的情况(步骤S3：否)下，转移到步骤S4。

在步骤S4中，进行工件W的焊接，存储飞溅发生信息。控制部44基于示教数据使焊接机械手42动作来进行点焊。若在点焊时发生了飞溅，则电阻值会降低。此时，控制部44为了将电流值保持为恒定，而使电压值降低，并且记录飞溅发生信息。将飞溅发生信息发送并存储到飞溅发生信息存储部16中。步骤S4的处理持续进行直至分析处理部20从输入装置22接收到分析开始的指令信号为止。

在步骤S5中，开始分析处理，获取各种信息。分析处理部20的信息获取部32从设计信息存储部12获取焊接设计信息，从示教信息存储部14获取焊接示教信息，从飞溅发生信息存储部16获取飞溅发生信息，从工件形状信息存储部18获取工件形状信息。

在步骤S6中，生成焊接设计信息与焊接示教信息之间的差异信息。比较信息生成部34获取由信息获取部32获取到的焊接设计信息中包含的打点信息(位置、面垂直方向)、和由信息获取部32获取到的焊接示教信息中包含的打点信息(位置、枪方向)。并且，对焊接设计信息中包含的面垂直方向信息(姿势信息)与焊接示教信息中包含的枪方向信息(姿势信息)之间的差异角度进行运算。而且，如图3所示，生成由各打点的焊接设计信息、焊接示教信息和差异角度构成的报表50。

在步骤S7中，抽取指定期间内的飞溅发生信息。操作员对输入装置22进行操作来指定希望分析的飞溅发生期间。指示获取部30将所指定的期间向飞溅信息抽取部36指示。飞溅信息抽取部36抽取所指定的分析期间的飞溅发生信息。而且，通过按每个打点编号对抽取出的飞溅发生信息的数据件数进行计数，计算出每个打点的飞溅发生次数。

在步骤S8中，将飞溅发生状况显示到画面26上。图像信息输出部38基于工件形状信息来生成工件W的三维图像信息并输出到显示装置24。如图4所示，显示装置24在画面26上显示工件W的三维图像28。此时，图像信息输出部38将与由飞溅信息抽取部36计算出的每个打点的飞溅发生次数相关的信息附加于三维图像信息。如图4所示，显示装置24在画面26内的工件W的图像28上以球状符号显示各打点P1～P5。而且通过与飞溅发生次数相应的颜色来显示各符号。像这样将每个打点的飞溅发生次数、即飞溅发生状况以符号的颜色来显示。此外，本实施方式使符号的中心与打点的中心一致。因此，在图4中仅示出了露出于工件W的外侧的符号的一部分。

在步骤S9中，将所指定的打点处的焊接设计信息与焊接示教信息之间的差异显示到画面26上。如图5A所示，在画面26上显示有能够通过输入装置22的鼠标来进行操作的指针28A。操作员对鼠标进行操作，使指针28A位于要调查飞溅发生原因的打点P1～P5中的某一个打点的符号上。指示获取部30将指针28A所处的打点P1～P5向图像信息输出部38指示。图像信息输出部38基于由比较信息生成部34生成的报表50来将所指定的打点的差异角度信息输出到显示装置24。如图5A所示，显示装置24在画面26上显示指针28A所处的打点P3的差异角度28B。

在焊枪的姿势相对于在设计中确定的姿势而大幅偏移的情况下，容易发生飞溅。操作员能够根据该差异角度28B的大小来推测飞溅的发生原因是否在于焊枪的姿势偏移。

另外，飞溅除姿势偏移以外还具有因焊接条件而引起的情况。在无法根据在步骤S9中显示在画面26上的差异角度28B确认姿势偏移的情况下，步骤S10以后的处理是有效的。

在步骤S10中，判定是否显示焊接条件。操作员使用输入装置22来输出显示焊接条件的指令信号。例如，操作员对鼠标进行操作，使指针28A位于打点P1～P5中的某一个打点的符号上，点击鼠标。由此，从输入装置22输出显示焊接条件的指令信号。在分析处理部20从输入装置22接收到显示焊接条件的指令信号的情况下，转移到步骤S11，显示焊接条件。另一方面，在分析处理部20没有从输入装置22接收到显示焊接条件的指令信号的情况下，结束一系列的处理。

在步骤S11中，将所指定的打点处的焊接条件显示到画面26上。指示获取部30将被点击的打点P1～P5向图像信息输出部38指示。图像信息输出部38获取由信息获取部32获取到的焊接示教信息中包含的焊接条件信息(加压力、电流值、通电时间)，并将所指定的打点的焊接条件信息输出到显示装置24。如图5B所示，显示装置24在画面26上显示指针28A所处的打点P3的焊接条件28C。操作员能够根据该焊接条件28C来推测飞溅的发生原因是否在于焊接条件。

[本实施方式的汇总]

本实施方式的方法是对在通过焊枪进行工件W的点焊时发生的飞溅进行分析的飞溅分析方法，具有：设计信息存储工序(步骤S1)，作为与焊接时的焊枪相关的焊接信息而存储由工件W的设计信息确定的焊接设计信息；示教信息存储工序(步骤S2)，作为与焊接时的焊枪相关的焊接信息而存储由焊接机械手42的示教信息确定的焊接示教信息；飞溅发生信息存储工序(步骤S4)，存储在焊接机械手42基于焊接示教信息而进行动作时发生了飞溅的打点；比较信息生成工序(步骤S6)，生成发生了飞溅的打点处的焊接设计信息与焊接示教信息之间的比较信息；和画面显示工序(步骤S9)，将比较信息显示到画面26上。

另外，本实施方式的装置是对在通过焊枪进行工件W的点焊时产生的飞溅进行分析的飞溅分析装置10，具有：设计信息存储部12，其作为与焊接时的焊枪相关的焊接信息而存储由工件W的设计信息确定的焊接设计信息；示教信息存储部14，其作为与焊接时的焊枪相关的焊接信息而存储由焊接机械手42的示教信息确定的焊接示教信息；飞溅发生信息存储部16，其存储在焊接机械手42基于焊接示教信息而进行动作时发生了飞溅的打点；比较信息生成部34，其生成发生了飞溅的打点处的焊接设计信息与焊接示教信息之间的比较信息(报表50、差异角度28B)；和画面显示部(图像信息输出部38、显示装置24)，其将比较信息(报表50、差异角度28B)显示到画面26上。

根据本实施方式，能够通过画面26来确认作为飞溅发生原因的可能性高的焊接设计信息与焊接示教信息之间的比较信息。因此，能够有效地进行分析飞溅的发生原因的作业。操作员通过以减少差异的方式对焊接示教信息进行修正，而能够降低飞溅的发生率。

另外，在本实施方式中，焊接设计信息和焊接示教信息包含焊枪对打点进行焊接时的姿势信息(面垂直方向信息、枪方向信息)。并且，焊接设计信息与焊接示教信息之间的差异是焊接设计信息中包含的姿势信息(面垂直方向信息)与焊接示教信息中包含的姿势信息(枪方向信息)之间的差异。

根据本实施方式，能够通过画面26来确认作为飞溅发生原因的可能性高的焊接设计信息的姿势信息(面垂直方向信息)与焊接示教信息的姿势信息(枪方向信息)之间的差异。因此，能够更有效地进行分析飞溅的发生原因的作业。

另外，在本实施方式中，焊接示教信息包含焊接打点处的加压力、电流值、通电时间中的至少一个信息。并且，画面显示部(图像信息输出部38、显示装置24)进一步进行将加压力、电流值、通电时间中的至少一个信息显示到画面26上的焊接条件显示工序(步骤S11)。

根据本实施方式，在飞溅的发生原因不是姿势信息的情况下，能够确认作为飞溅发生原因的可能性高的焊接条件信息、即加压力、电流值、通电时间的信息。因此，能够更有效地进行分析飞溅的发生原因的作业。

[其他实施方式]

也能够将由比较信息生成部34生成的报表50保存在存储装置中。

也能够将报表50中包含的焊接设计信息的打点位置和焊接示教信息的打点位置显示到图4所示的画面26上。

也可以不生成报表50。在该情况下，在将指针28A移动到打点P1～P5时，比较信息生成部34只要获取该打点P1～P5处的焊接设计信息和焊接示教信息并生成两者的比较信息即可。

还能够从焊接设计信息及/或焊接示教信息获取除焊枪的姿势信息和焊接条件信息以外也有可能成为飞溅的发生原因的信息，并将其显示到画面26上。

也可以预先将各打点P1～P5处的比较信息、焊接条件信息及其他信息、例如板组信息等的一览显示到画面26上。而且，也能够根据指针28A的移动操作和/或点击操作来突出显示被指示的打点P1～P5的比较信息、焊接条件信息及其他信息。

Claims (6)

1.一种飞溅分析方法，对在通过焊枪进行工件(W)的点焊时发生的飞溅进行分析，所述飞溅分析方法的特征在于，具有：

设计信息存储工序，作为与焊接时的所述焊枪相关的焊接信息而存储由工件(W)的设计信息确定的焊接设计信息；

示教信息存储工序，作为与焊接时的所述焊枪相关的焊接信息而存储由焊接机械手(42)的示教信息确定的焊接示教信息；

飞溅发生信息存储工序，存储在所述焊接机械手(42)基于所述焊接示教信息而进行动作时发生了飞溅的打点(P1～P5)；

比较信息生成工序，生成发生了飞溅的所述打点(P1～P5)处的所述焊接设计信息与所述焊接示教信息之间的比较信息(28B)；和

画面显示工序，将所述比较信息(28B)显示到画面(26)上。

2.如权利要求1所述的飞溅分析方法，其特征在于，

所述焊接设计信息和所述焊接示教信息包含所述焊枪对所述打点(P1～P5)进行焊接时的姿势信息，

所述焊接设计信息与所述焊接示教信息之间的差异是所述焊接设计信息中包含的所述姿势信息与所述焊接示教信息中包含的所述姿势信息之间的差异。

3.如权利要求2所述的飞溅分析方法，其特征在于，

所述焊接示教信息包含焊接打点处的加压力、电流值、通电时间中的至少一个信息，

还具有将所述加压力、所述电流值、所述通电时间中的至少一个信息显示到所述画面(26)上的焊接条件显示工序。

4.一种飞溅分析装置(10)，对在通过焊枪进行工件(W)的点焊时发生的飞溅进行分析，所述飞溅分析装置(10)的特征在于，具有：

设计信息存储部(12)，其作为与焊接时的所述焊枪相关的焊接信息而存储由工件(W)的设计信息确定的焊接设计信息；

示教信息存储部(14)，其作为与焊接时的所述焊枪相关的焊接信息而存储由焊接机械手(42)的示教信息确定的焊接示教信息；

飞溅发生信息存储部(16)，其存储在所述焊接机械手(42)基于所述焊接示教信息而进行动作时发生了飞溅的打点(P1～P5)；

比较信息生成部(34)，其生成发生了飞溅的所述打点(P1～P5)处的所述焊接设计信息与所述焊接示教信息之间的比较信息(28B)；和

画面显示部(38、24)，其将所述比较信息(28B)显示到画面(26)上。

5.如权利要求4所述的飞溅分析装置(10)，其特征在于，

所述焊接设计信息和所述焊接示教信息包含所述焊枪对所述打点(P1～P5)进行焊接时的姿势信息，

所述焊接设计信息与所述焊接示教信息之间的差异是所述焊接设计信息中包含的所述姿势信息与所述焊接示教信息中包含的所述姿势信息之间的差异。

6.如权利要求5所述的飞溅分析装置(10)，其特征在于，

所述焊接示教信息包含焊接打点处的加压力、电流值、通电时间中的至少一个信息，

所述画面显示部(38、24)将所述加压力、所述电流值、所述通电时间中的至少一个信息显示到所述画面(26)上。