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Die Erfindung betrifft eine programmierbare Maschine und ein Verfahren zum Betreiben einer programmierbaren Maschine.
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Programmierbare Maschinen umfassen einen Maschinenbestandteil und eine Steuervorrichtung zum Ansteuern des Maschinenbestandteils. Ein Beispiel einer programmierbaren Maschine ist ein Roboter. Roboter im Allgemeinen sind Handhabungsmaschinen, die zur selbsttätigen Handhabung von Objekten mit zweckdienlichen Werkzeugen ausgerüstet und in mehreren Bewegungsachsen insbesondere hinsichtlich Orientierung, Position und Arbeitsablauf programmierbar sind. Roboter weisen üblicherweise einen Roboterarm als Maschinenbestandteil mit mehreren Gliedern und programmierbare Steuerungen (Steuervorrichtungen) auf, die während des Betriebs Antriebe des Roboters für die Bewegungsabläufe des Roboterarms steuern bzw. regeln. Die Antriebe sind z.B. elektrische Antriebe.
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Beispielsweise durch eine Standardisierung von Software-Techpaketen für Steuerprogramme für die programmierbare Maschine bzw. deren Steuervorrichtung sind durch die unterschiedlichen Anforderungen der Kunden bisweilen relativ viele Optionen einstellbar und verwendbar. Üblicherweise werden sogenannte Auswahl-„Schalter“ (oft Boolsche Variablen) in Datenlisten hinterlegt, deren aktueller Zustand nur entweder durch Variablenbetrachtung oder durch Öffnen der entsprechenden Datenliste und Aufsuchen der entsprechenden Variablen ermittelt werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer programmierbaren Maschine anzugeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer programmierbaren Maschine, die einen Maschinenbestandteil und eine zum Ansteuern des Maschinenbestandteils vorgesehene Steuervorrichtung aufweist, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
- – Ansteuern des Maschinenbestandteils mittels eines auf der Steuervorrichtung laufenden Steuerprogramms, sodass die programmierbare Maschine einen, mehrere Teilprozesse aufweisenden Prozess ausführt, und
- – zumindest für einige der Teilprozesse und während des Ausführens des Prozesses und mittels des Steuerprogramms der Steuervorrichtung Ermitteln einer Güte dieser ausgeführten Teilprozesse und Anzeigen einer Angabe über die ermittelten Güten insbesondere mittels einer mit der Steuervorrichtung verbundenen Anzeigevorrichtung (11).
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Ein weitere Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine programmierbaren Maschine, aufweisend eine Anzeigevorrichtung, einen Maschinenbestandteil und eine zum Ansteuern des Maschinenbestandteils vorgesehene Steuervorrichtung, auf der ein Steuerprogramm läuft, mittels dem die Steuervorrichtung während des Ausführens des Prozesses das erfindungsgemäße Verfahren durchführt.
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Die programmierbare Maschine ist vorzugsweise ein Roboter, welcher einen mehrere Glieder aufweisenden Roboterarm mit daran befestigtem Endeffektor als Maschinenbestandteil aufweist. Der Endeffektor ist z.B. eine Schweißzange.
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Erfindungsgemäß läuft demnach auf der Steuervorrichtung das Steuerprogramm, mittels dem die Steuervorrichtung während des bestimmungsgemäßen Betriebs der programmierbaren Maschine dessen Maschinenbestandteil derart anzusteuern vermag, dass diese den Prozess durchführt, welcher mehrere Teilprozesse umfasst. Ein Beispiel eines Prozesses ist das Schweißen eines Blechs.
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Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest für einige der Teilprozesse während des Ausführens des Prozesses und mittels des Steuerprogramms der Steuervorrichtung eine Güte dieser ausgeführten Teilprozesse ermittelt und eine Angabe über die ermittelten Güten insbesondere mittels einer mit der Steuervorrichtung verbundenen Anzeigevorrichtung angezeigt wird. Somit erhält ein Benutzer der programmierbaren Maschine sofort eine Rückmeldung insbesondere dann, wenn die relevanten Teilprozesse nicht wie gewollt durchgeführt wurden. Insbesondere wenn der Prozess unvorhergesehen abgebrochen wird, erhält der Benutzer der programmierbaren Maschine sofort eine Rückmeldung darüber, welcher der Teilprozesse zum Abbruch des Prozesses geführt hat. Die Güte ist somit einem Zustand des entsprechenden abgearbeiteten oder auch abgebrochenen Teilprozesses zugeordnet. Aufgrund der Güte kann somit eine Angabe über den Zustand des entsprechenden Teilprozesses mittels der Anzeigevorrichtung angezeigt werden, z.B. ob der entsprechende Teilprozess erfolgreich ausgeführt wurde oder ob er zum Abbruch des aktuellen Prozesses geführt hat.
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Wenn nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens die Angabe der ermittelten Güten dieser ausgeführten Teilprozesse grafisch insbesondere unter Verwendung verschiedener Farben, und insbesondere mittels der Anzeigevorrichtung, erfolgt, dann erhält der Benutzer der programmierbaren Maschine in relativ einfacher Weise eine Information über den Zustand der abgearbeiteten Teilprozesse.
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Das grafische Anzeigen kann vorzugsweise mittels eines der entsprechenden Güte zugeordneten farblichen Symbols, insbesondere mittels eines der entsprechenden Güte zugeordneten farblichen Status-Feldes erfolgen. So kann z.B. das entsprechende Status-Feld bzw. das entsprechende Symbol je nach Güte des ausgeführten Teilprozesses mit einer entsprechenden Farbe hinterlegt oder ausgefüllt werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können drei verschiedene Güten vorgesehen sein, von denen eine erste Güte einem ausgeführten Teilprozess zugeordnet ist, der keine Abweichung vom gewollten Teilprozess aufweist, eine zweite Güte einem ausgeführten Teilprozess zugeordnet ist, der eine vom gewollten Teilprozess für den Prozess unkritische Abweichung aufweist, und eine dritte Güte einem Teilprozess zugeordnet ist, der aufgrund einer für den Prozess kritischen Abweichung vom gewollten Teilprozess zum Abbruch des Prozesses führte. So kann beispielsweise ein mit der ersten Güte abgeschlossener Teilprozess mit einem grün hinterlegten Symbol oder Status-Feld, ein mit der zweiten Güte abgeschlossener Teilprozess mit einem gelb hinterlegten Symbol oder Status-Feld, und ein mit der dritten Güte abgeschlossener bzw. abgebrochener Teilprozess mit einem rot hinterlegten Symbol oder Status-Feld angezeigt werden. Gemäß dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich ein Verfahren zum Betreiben einer programmierbaren Maschine, die einen Maschinenbestandteil und eine zum Ansteuern des Maschinenbestandteils vorgesehene Steuervorrichtung aufweist, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
- – Ansteuern des Maschinenbestandteils mittels eines auf der Steuervorrichtung laufenden Steuerprogramms, sodass die programmierbare Maschine einen, mehrere Teilprozesse aufweisenden Prozess ausführt, und
- – zumindest für einige der Teilprozesse und während des Ausführens des Prozesses und mittels des Steuerprogramms der Steuervorrichtung, Ermitteln und Anzeigen, ob diese ausgeführten Teilprozesse keine Abweichung vom gewollten Teilprozess aufweist, eine vom gewollten Teilprozess für den Prozess unkritische Abweichung aufweist, oder aufgrund einer für den Prozess kritischen Abweichung vom gewollten Teilprozess zum Abbruch des Prozesses führte.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, eine der entsprechenden Güte zugeordneten Beschreibung neben dem entsprechenden farblichen Symbol anzuzeigen. Diese Beschreibung kann z.B. auch erst durch Anklicken des entsprechenden Symbols angezeigt werden und umfasst z.B. eine Beschreibung über die Güte bzw. Zustand des entsprechenden Teilprozesses.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Steuerprogramm den Teilprozessen zugeordnete Programmstrukturen, insbesondere Unterprogramme, aufweisen, von denen vorab einige für den mit der programmierbaren Maschine auszuführenden Prozess aktiviert wurden. Beispielsweise durch eine Standardisierung von Software-Techpaketen des Steuerprogramms für die programmierbare Maschine bzw. deren Steuervorrichtung kann es sein, dass durch die unterschiedlichen Anforderungen der Benutzer bisweilen relativ viele Optionen, d.h. Teilprozesse bzw. Programmstrukturen im Steuerprogramm eingestellt und verwendet werden. So können z.B. sogenannte Auswahl-„Schalter“ (oft Boolsche Variablen) in Datenlisten hinterlegt sein, um die entsprechenden Programmstrukturen zu aktivieren.
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Nach einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dieses ein Ermitteln von deaktivierten vorgesehenen Programmstrukturen aufweisen, welches während des Ausführens des Prozesses mittels der Steuervorrichtung erfolgt. Dann kann insbesondere mittels der Anzeigevorrichtung eine weitere Angabe über versehentlich deaktivierte Teilprozesse bzw. Programmstrukturen angezeigt werden.
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Das Anzeigen der weiteren Angabe kann vorzugsweise mittels eines weiteren farblichen Symbols, insbesondere mittels eines weiteren farblichen Status-Feldes erfolgen, welches eine andere Farbe aufweist als die der Güten zugeordneten farblichen Symbole. Es kann auch eine das weitere farbliche Symbol erklärende weitere Beschreibung neben dem weiteren farblichen Symbol angezeigt werden. Die weitere Beschreibung kann beispielsweise erst nach Anklicken des weiteren Symbols erfolgen.
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Je nach Ausführungsform bietet das erfindungsgemäße Verfahrens eine Darstellung von ausgewählten Optionen bzw. Teilprozessen bzw. deren zugeordneten Programmstrukturen insbesondere in Form einer Übersichtsseite in der Steuervorrichtung, welche insbesondere die voreingestellten Optionen anzeigt. Die aktiven Optionen (Programmstrukturen bzw. Teilprozesse) werden beispielsweise in grüner Farbe dargestellt, die inaktiven in grauer Farbe.
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Je nach Ausführungsform stellt das erfindungsgemäße Verfahren eine Art Programmablauf-Monitor dar, der beispielsweise über ein Status-Feld bzw. Symbol (wie Programm aktiv, SUBMIT aktiv etc.) den normalen, gewünschten Programmablauf z.B. grün darstellt. Das grüne Status-Feld signalisiert dem Anwender, dass alle Einstellungen und Prozessreaktionen dem gewünschten Verlauf entsprechen und den gewünschten Zustand darstellen. Sobald der Ablauf z.B. über eine gesetzte Bedingung läuft (z.B. „Stopp nach Punktende“ oder Ablaufart „Single Step“, „Überschleifen nicht möglich“ oder Notwendigkeit einer automatischen Programmkorrektur etc.), wird dieses Status-Feld beispielsweise gelb dargestellt. Beispielsweise durch Klicken auf das Status-Feld kann textuell die Ursache bzw. Ursachen abgelesen werden. Der Status gelb bezieht sich beispielsweise auf alle Ablaufbedingungen, welche den Ablauf z.B. durch längere Taktzeit oder Stopps zwar beeinflussen, aber den Prozess nicht stören. Beispielsweise über eine rote Farbe des Status-Felds können Zustände angezeigt werden, welche direkt zur Beeinflussung des Prozesses führen oder die programmierbare Maschine bei seiner normalen Prozessaufgabe massiv stören (z.B. Prozesswiederholungen bedingt durch Störungen bei der Kommunikation mit dem Prozessgerät oder fehlerhaftes Verhalten des Prozesses und dadurch automatisches Wiederholen oder Wiederanlauf-Routinen nach Not-Aus während des Prozesses etc.)
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Die Routinen für die Optionszustandsanzeige können vorzugsweise in der Steuervorrichtung z.B. durch die Abfrage der dafür speziell gekennzeichneten „Options-Schalter“ automatisch erstellt werden. Es muss dadurch weder in der Applikationsprogrammierung noch später beim Kunden speziell etwas programmiert werden. Die Darstellung läuft insbesondere in eine tabellarische Übersicht. Auf diese Weise wird bei etwaiger Umstellung der Optionen bei oder nach der Inbetriebnahme der Status automatisch übernommen. Die Tabelle lässt sich zu Diagnosezwecken in eine Datei speichern oder ausdrucken.
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Der Ablaufmonitor schreibt vorzugsweise automatisch in eine FIFO-Tabelle, welche Options-Zweige und welche Prozessroutinen ausgeführt wurden. Die Aufzeichnung ist insbesondere abhängig von den speziell gekennzeichneten Options-Flags und der daraufhin ausgeführten Aktion und muss nicht vom Anwender programmiert werden. Die Tabelle kann sich wiederum zu Diagnosezwecken in eine Datei speichern oder ausdrucken lassen.
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Die oben erwähnten Routinen sind vorzugsweise resident auf der Steuervorrichtung gespeichert.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 einen Roboter mit einem Roboterarm und einer Steuervorrichtung,
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2 eine Schweißzange,
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3–5 verschiedene visuelle Darstellungen, und
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6 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Betreibens des Roboters.
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Die 1 zeigt einen Roboter 1 mit einem Roboterarm 2 und einer Steuervorrichtung 10 in einer perspektivischen Darstellung. Der Roboterarm 2 umfasst eine z.B. als Flansch 8 ausgeführte Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines nicht näher dargestellten Endeffektors. Der Endeffektor ist z.B. eine dem Fachmann im Prinzip bekannte und in der 2 gezeigte Schweißzange 12. Der Roboter 1 ist ein Beispiel einer programmierbaren Maschine mit einer Steuervorrichtung und mit einem als Roboterarm 2 mit daran befestigtem Endeffektor ausgeführten Maschinenbestandteil.
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Der Roboterarm 2 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere, nacheinander angeordnete und mittels Gelenke verbundene Glieder. Bei den Gliedern handelt es sich insbesondere um ein ortsfestes oder bewegliches Gestell 3 und ein relativ zum Gestell 3 um eine vertikal verlaufende Achse A1 drehbar gelagertes Karussell 4. Weitere Glieder des Roboterarms 2 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Schwinge 5, ein Arm bzw. Ausleger 6 und eine vorzugsweise mehrachsige Roboterhand 7 mit der z.B. als Flansch 8 ausgeführten Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Endeffektors. Der Endeffektor ist z.B. die Schweißzange 12, sodass der Roboter 1 in automatisierter Weise und mittels der Schweißzange 12 einen als Schweißvorgang ausgeführten Prozess durchführen kann. Die Schwinge 5 ist am unteren Ende z.B. an einem nicht näher dargestellten Schwingenlagerkopf auf dem Karussell 4 um eine vorzugsweise horizontale Achse A2 schwenkbar gelagert. Am oberen Ende der Schwinge 5 ist wiederum um eine ebenfalls vorzugsweise horizontale Achse A3 der Ausleger 6 schwenkbar gelagert. Dieser trägt endseitig die Roboterhand 7 mit ihren vorzugsweise drei Achsen A4, A5, A6.
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Um den Roboter 1 bzw. dessen Roboterarm 2 zu bewegen, umfasst dieser in allgemein bekannter Weise mit der Steuervorrichtung 10 verbundene elektrische Antriebe. In der 1 sind nur einige der elektrischen Motoren 9 dieser elektrischen Antriebe gezeigt, welche im oder am Roboterarm 2 befestigt sind. Leistungselektroniken der elektrischen Antriebe sind z.B. innerhalb eines Gehäuses eines nicht näher dargestellten Steuerschranks angeordnet, innerhalb dem z.B. auch die Steuervorrichtung 10 angeordnet ist. Die elektrischen Motoren 9 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels Drehstrommotoren, beispielsweise Drehstrom-Synchronmotoren. Die Leistungselektroniken können aber auch im und/oder am Roboterarm 2 angeordnet sein.
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Auf der Steuervorrichtung 10, welche z.B. als ein Computer ausgeführt ist, läuft ein als Rechenprogramm ausgeführtes Steuerprogramm, mittels dem die Steuervorrichtung 10 im Betrieb des Roboters 1 diesen beispielsweise derart ansteuert, dass der Flansch 8 oder ein sogenannter Tool Center Point eine vorbestimmte Bewegung ausführt. Gegebenenfalls regelt die Steuervorrichtung 10 mittels des Steuerprogramms die elektrischen Antriebe, wie dies im Prinzip dem Fachmann bekannt ist. Gegebenenfalls sind die elektrischen Antriebe geregelte elektrische Antriebe und die Steuervorrichtung 10 erzeugt mittels des Steuerprogramms Soll-Signale für die geregelten elektrischen Antriebe bzw. deren Leistungselektroniken. Die Steuervorrichtung 10 steuert auch mittels des Steuerprogramms den Endeffektor, beispielsweise die Schweißzange 12, an.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Steuervorrichtung 10 mit einer Anzeigevorrichtung 11, beispielsweise einem Monitor, verbunden, um insbesondere in mehreren Ebenen eine Analyse der Betriebszustände der Steuervorrichtung 10 bzw. des Roboters 1 und gegebenenfalls Abweichungen vom gewollten, durch das Steuerprogramm gesteuerten Ablauf des Prozesses grafisch und/oder tabellarisch darzustellen. Insbesondere kann es vorgesehen sein, mittels dieser Darstellung auf relativ schnelle Art und Weise einem Anwender darzustellen, was in einer für den Roboter 1 vorgesehenen Applikation aktiv und was inaktiv geschaltet ist und welchen Weg im Ablauf des Prozesses die auf der Steuervorrichtung 10 laufende Software, also das Steuerprogramm, nimmt. Aus diesen Informationen können beispielsweise Verhalten und gegebenenfalls abweichende Situationen im Ablauf einer Steuerung bzw. Regelung des Roboters 1 mit Endeffektor relativ schnell erkannt und gegebenenfalls behoben werden.
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Im Falle des vorliegende Ausführungsbeispiels ist die auf der Steuervorrichtung 10 laufende Software bzw. das auf der Steuervorrichtung 10 laufende Steuerprogramm derart ausgeführt, dass es insbesondere ein Verfahren zur Darstellung der von dem Steuerprogramm liefernden Optionen vorzugsweise in Form einer Übersichtsseite in der Steuervorrichtung bietet, welche die voreingestellten Optionen anzeigt. Die aktiven Optionen werden beispielsweise farblich, z.B. in grüner Farbe, dargestellt, die inaktiven in einer anderen Farbe, beispielsweise in grauer Farbe. Die aktiven bzw. inaktiven Optionen werden z.B. mittels eines entsprechend farblich dargestellten Symbols dargestellt, welchen auch einer Beschreibung, z.B. „Abweichung vom Standard-Prozessablauf erkannt, Prozess ist inaktiv“, oder „keine Abweichung vom Standardprozess“ zugefügt sein kann. Den Optionen sind Teilprozesse des gesamten Prozesses zugeordnet.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, z.B. über ein in der 3 dargestelltes, gesteuert durch die Steuervorrichtung 10 bzw. dessen Steuerprogramm und mittels der Anzeigevorrichtung 11 angezeigtes Symbol bzw. Status-Feld den Zustand des Steuerprogramms darzustellen. In einem ersten Zustand wird beispielsweise der normale, gewünschte Programmablauf farblich, insbesondere grün dargestellt, d.h. das Status-Feld ist z.B. grün hinterlegt. Das grün hinterlegte Status-Feld ist mit dem Bezugszeichen P1 versehen. Dies signalisiert insbesondere dem Anwender, dass alle Einstellungen und Prozessreaktionen dem Normalzustand entsprechen und den gewünschten Zustand darstellen. Dies kann auch mittels eines diesem Status-Feld zugeordneten und mittels der Anzeigevorrichtung 11 angezeigten Textes bzw. Beschreibung T1 erläutert werden. Die dem grün hinterlegten Status-Feld P1 zugeordnete Beschreibung T1 kann z.B. „keine Abweichung vom Standard-Prozessablauf“ lauten.
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Sobald der Ablauf des Steuerprogramms über eine gesetzte Bedingung läuft (z.B. „Stopp nach Punktende“ oder Ablaufart „Single Step“, „Überschleifen nicht möglich“ oder Notwendigkeit einer automatischen Programmkorrektur etc.), wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Status-Feld mit einer anderen Farbe, beispielsweise gelb, dargestellt. Das gelb hinterlegte Status-Feld ist mit dem Bezugszeichen P2 versehen. Dies kann auch mittels einer diesem Status-Feldes zugeordneten und mittels der Anzeigevorrichtung 11 angezeigten Beschreibung T2 erläutert werden. Die dem gelb hinterlegten Status-Feld P2 zugeordnete Beschreibung T2 kann z.B. „Abweichung vom Standard-Prozessablauf erkannt, es gibt aber keine prozessrelevanten Probleme-Behebung empfohlen“ lauten.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann es vorgesehen sein, dass durch Klicken auf das gelb hinterlegte Status-Feld P2 beispielsweise textuell die Ursache bzw. Ursachen auf der Anzeigevorrichtung 11 dargestellt wird bzw. werden. Der dem gelb hinterlegten Status-Feld P2 zugeordnete gelbe Status bezieht sich insbesondere auf alle Ablaufbedingungen, welche den Ablauf der Steuerung des Roboters 1 zwar beeinflussen z.B. durch längere Taktzeit oder Stopps, aber den Prozess nicht stören.
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Ist hingegen im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Status-Feld mit einer weiteren Farbe, z.B. rot, hinterlegt, dann werden im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels Zustände des Ablaufs des Steuerprogramms mittels der Anzeigevorrichtung 11 angezeigt, welche direkt zur Beeinflussung des Prozesses führen oder den Roboter 1 bei seiner normalen Prozessaufgabe massiv stören (z.B. Prozesswiederholungen bedingt durch Störungen bei der Kommunikation mit dem Prozessgerät oder fehlerhaftes Verhalten des Prozesses und dadurch automatisches Wiederholen oder Wiederanlauf-Routinen nach Not-Aus während des Prozesses etc.). Das rot hinterlegte Status-Feld ist mit dem Bezugszeichen P3 versehen. Dies kann auch mittels einer dem rot hinterlegten Status-Feldes P3 zugeordneten und mittels der Anzeigevorrichtung 11 angezeigten Beschreibung T3 erläutert werden. Die dem rot hinterlegten Status-Feld P3 zugeordnete Beschreibung T3 kann z.B. „Kritische Abweichung vom Standard-Prozess erkannt – Behebung notwendig“ lauten.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeils kann es noch vorgesehen sein, dass das Status-Feld mit einer weiteren Farbe, z.B. grau, hinterlegt ist. Das grau hinterlegte Status-Feld ist mit dem Bezugszeichen P4 versehen. Dieser Zustand des Steuerprogramms bedeutet, dass der entsprechende Teilprozess inaktiv ist. Dies kann z.B. mit einer Beschreibung T4 erläutert werden, die z.B. „Abweichung vom Standard-Prozessablauf erkannt, Prozess ist inaktiv“ lautet. Die Beschreibung T4 kann an der Anzeigevorrichtung 11 dargestellt werden.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, dass einzelne Routinen bzw. Programmstrukturen, z.B. Unterprogramme des Steuerprogramms aktiviert bzw. deaktiviert sind. Dies wird z.B. bei der Inbetriebnahme des Roboters 1 vorgenommen, indem entsprechende „Options-Schalter“ eingestellt werden. Diese sogenannten „Options-Schalter“ oder Auswahl-„Schalter“ sind z.B. Boolsche Variablen, die in Datenlisten hinterlegt sind.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden die Routinen für die Anzeige der Zustände der aktivierten Optionen in der Robotersteuerung, d.h. in der Steuervorrichtung 10, automatisch durch die Abfrage der dafür speziell gekennzeichneten „Options-Schalter“ erstellt. Dadurch ist es möglich, dass weder in der Applikationsprogrammierung noch später beim Kunden speziell etwas programmiert werden muss. Die Darstellung läuft z.B. in einer in der 4 gezeigten tabellarischen Übersicht (Tabelle 40), die beispielsweise mittels der Anzeigevorrichtung 11 darstellbar ist und/oder ausgedruckt werden kann. Auf diese Weise wird bei etwaiger Umstellung der Optionen bei oder nach der Inbetriebnahme des Roboters 1 der Status automatisch übernommen. Die Tabelle 40 lässt sich insbesondere zu Diagnosezwecken z.B. in eine Datei speichern oder ausdrucken. Die Tabelle 40 ist insbesondere eine FIFO (“first input first output“) Tabelle.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels schreibt die Steuervorrichtung 10 bzw. das Steuerprogramm beispielsweise mittels einer als Ablaufmonitor ausgeführten Rechenroutine automatisch in die Tabelle 40, welche Options-Zweige und welche dieser Teilprozesse ausgeführt wurden. Die Aufzeichnung ist insbesondere abhängig von speziell gekennzeichneten Options-Flags und der daraufhin ausgeführten Aktion und muss nicht vom Anwender programmiert werden. Die Tabelle 40 lässt sich wiederum zu Diagnosezwecken in eine Datei speichern oder ausdrucken.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst die Tabelle 40 mehrere, nebeneinander angeordnete Spalten 41 bis 42 und mehrere, untereinander angeordnete Zeilen 51–61. Jeder der Zeilen 51–61 ist ein Teilprozess bzw. eine Teilprozessroutine während der Steuerung des Roboters 1 bzw. des Prozesses zugeordnet, die chronologisch von oben nach unten abgearbeitet werden. In der am weitesten links angeordneten Spalte 51 sind die dem jeweiligen Teilprozess zugeordneten Betriebszustands mittels entsprechender Status-Felder P1, P2, P3 farblich gekennzeichnet. Neben dieser Spalte 41 ist die Spalte 42 angeordnet, die mit dem Begriff „Nummer“ überschrieben ist. Diese Spalte 42 gibt eine dem jeweiligen Teilprozess zugeordnete Nummer an.
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Neben der mit dem Begriff „Nummer“ überschriebenen Spalte 42 ist die Spalte 43 angeordnet, die mit dem Begriff „Zeit“ überschrieben ist. In dieser sind von oben nach unten Zeitangaben t1–t11 angegeben, die als Zeitstempel dienen und angeben, wann der entsprechende Betriebszustand erkannt wurde.
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Neben der mit dem Begriff „Zeit“ überschriebenen Spalte 43 ist die Spalte 44 angeordnet, die mit dem Begriff „Eintrag“ überschrieben ist. In dieser sind von oben nach unten Erläuterungen zu den einzelnen Betriebszuständen angegeben.
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Die 5 zeigt eine Tabelle, die eine Angabe darüber umfasst, ob bestimmte für den aktuellen Prozess vorgesehene Teilprozesse aktiv sind. In einer mit „Bezeichnung“ überschriebene Spalte der in der 5 gezeigten Tabelle sind Angaben über die einzelnen Teilprozesse angegeben. Daneben ist eine Spalte angeordnet, die mit „Zustand“ überschreiben ist. Diese umfasst Angaben über den aktiven bzw. passiven Zustand des entsprechenden Teilprozesses. In den weiteren Spalten, die mit „Name“ und „Wert“ überschrieben sind, sind z.B. Angaben über interne Namen der einzelnen Teilprozesse angegeben.
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Die 6 zeigt ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Programmablaufs des auf der Steuervorrichtung 10 laufenden Steuerprogramms am Beispiel Punktschweißen als Prozess mittels des Roboters 1 und der Schweißzange 12. Dieser Prozess Punktschweißen umfasst mehrere Teilprozesse, nämlich einen Teilprozess „Kommunikation Prozesssteuerung“ 61, einen Teilprozess „Zangenschluss“ 62 der Schweißzange 12, einen Teilprozess „Roboterausgleich“ 63 und einen Teilprozess „Prozessausführung“ 64, der sich auf das Schweißen als Solches bezieht.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird im Teilprozess „Kommunikation Prozesssteuerung“ 61 zunächst eine Programmnummer übergeben („Übergabe Programmnummer“, Schritt A) und die Übergabe quittiert. Daraufhin wird abgefragt, ob diese Quittierung erfolgreich war („Abfrage der Quittierung OK?“, Schritt B). Die „Übergabe Programmnummer“ und die „Abfrage der Quittierung OK?“ stellt eine Schleife „Programmnummer“ ab, welche, wenn die Quittierung erfolglos ist, mehrmals durchlaufen werden kann und der ein Status-Feld ähnlich den weiter oben beschriebenen Status-Feldern zugeordnet ist und je nach Betriebszustand der Schleife „Programmnummer“ unterschiedlich farblich z.B. mittels der Anzeigevorrichtung 11 angezeigt wird.
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Ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Quittierung der Programmnummer sofort erfolgreich, so wird das der Schleife „Programmnummer“ zugeordnete Status-Feld grün hinterlegt, entsprechend dem grün hinterlegten Status-Feld P1.
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Wird die Schleife „Programmiernummer“ mehr als einmal aber weniger als fünfmal durchlaufen, dann wird das entsprechende Status-Feld gelb hinterlegt, entsprechend dem gelb hinterlegten Status-Feld P2.
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Wird die Schleife „Programmiernummer“ öfter als fünfmal durchlaufen, dann wird das entsprechende Status-Feld rot hinterlegt, entsprechend dem rot hinterlegten Status-Feld P3, und der gesamte Prozess abgebrochen.
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Nach erfolgreicher Quittierung werden die Prozessdaten bereit gestellt („Bereitstellen Prozessdaten“, Schritt C), in die Steuervorrichtung 10 eingelesen („Einlesen Prozessdaten“, Schritt D) und die eingelesene Prozessdaten überprüft („Prozessdaten OK?“ Schritt E). Dies stellt eine Schleife „Prozessdaten“ dar, welche, wenn das Einlesen der Prozessdaten erfolglos ist, mehrmals durchlaufen werden kann und der ein weiteres Status-Feld ähnlich den weiter oben beschriebenen Status-Feldern zugeordnet ist und je nach Betriebszustand der Schleife „Prozessdaten“ unterschiedlich farblich z.B. mittels der Anzeigevorrichtung 11 angezeigt wird.
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Ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Einlesen der Prozessdaten sofort erfolgreich, so wird das der Schleife „Prozessdaten“ zugeordnete Status-Feld grün hinterlegt, entsprechend dem grün hinterlegten Status-Feld P1.
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Wird die Schleife „Prozessdaten“ mehr als einmal aber weniger als fünfmal durchlaufen, dann wird das entsprechende Status-Feld gelb hinterlegt, entsprechend dem gelb hinterlegten Status-Feld P2.
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Wird die Schleife „Prozessdaten“ öfter als fünfmal durchlaufen, dann wird das entsprechende Status-Feld rot hinterlegt, entsprechend dem rot hinterlegten Status-Feld P3, und der gesamte Prozess abgebrochen.
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Nach erfolgreichem Einlesen der Prozessdaten beginnt der Teilprozess „Zangenschluss“ 62 und gleichzeitig der Teilprozess „Roboterausgleich“ 63. Zunächst steuert die Steuervorrichtung die Schweißzange 12 derart an, dass diese einen „Zangenschluss“, Schritt F durchführt und gleichzeitig den Roboter 1 weich schaltet („Roboter weich schalten, Schritt K). Bei weich geschaltetem Roboter 1 steuert die Steuervorrichtung 10 die Schweißzange 12 derart an, dass diese eine vorgegebene Kraft auf ein zu schweißendes Blech ausübt („Kraftaufbau“ Schritt G). Anschließend wird die Dicke des zu schweißenden Blechs überprüft („Blechdicke OK?“ Schritt H). Dies stellt eine Schleife „Blechdicke“ dar, welche, wenn die Blechdicke nicht als OK befunden wird, mehrmals durchlaufen werden kann und der ein weiteres Status-Feld ähnlich den weiter oben beschriebenen Status-Feldern zugeordnet ist und je nach Betriebszustand der Schleife „Blechdicke“ unterschiedlich farblich z.B. mittels der Anzeigevorrichtung 11 angezeigt wird.
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Wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sofort die Bleckdicke als OK erkannt, so wird das der Schleife „Blechdicke“ zugeordnete Status-Feld grün hinterlegt, entsprechend dem grün hinterlegten Status-Feld P1.
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Wird die Schleife „Blechdicke“ mehr als einmal aber weniger als fünfmal durchlaufen, dann wird das entsprechende Status-Feld gelb hinterlegt, entsprechend dem gelb hinterlegten Status-Feld P2.
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Wird die Schleife „Blechdicke“ öfter als fünfmal durchlaufen, dann wird das entsprechende Status-Feld rot hinterlegt, entsprechend dem rot hinterlegten Status-Feld P3, und der gesamte Prozess abgebrochen.
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Nach erfolgreich erkannter Blechdicke wird überprüft, ob die auf das Blech von der Schweißzange 12 ausgeübte Kraft, gegebenenfalls innerhalb von Toleranzen, einer Soll-Kraft entspricht. Ist dies nicht der Fall, so beginnt der Teilprozess „Zangenschluss 62 von Neuem, d.h. es wird wieder ein Zangenschluss durch geführt und gegebenenfalls die Schleife „Zangenschluss“ mehrmals durchlaufen. Dies stellt eine Schleife „Kraftaufbau“ dar, welche, wenn die Ist-Kraft nicht ausreichend der Soll-Kraft entspricht, mehrmals durchlaufen werden kann und der ein weiteres Status-Feld ähnlich den weiter oben beschriebenen Status-Feldern zugeordnet ist und je nach Betriebszustand der Schleife „Kraftaufbau“ unterschiedlich farblich z.B. mittels der Anzeigevorrichtung 11 angezeigt wird.
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Ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Kraftaufbau sofort zufriedenstellend, so wird das der Schleife „Kraftaufbau“ zugeordnete Status-Feld grün hinterlegt, entsprechend dem grün hinterlegten Status-Feld P1.
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Wird die Schleife „Kraftaufbau“ mehr als einmal aber weniger als fünfmal durchlaufen, dann wird das entsprechende Status-Feld gelb hinterlegt, entsprechend dem gelb hinterlegten Status-Feld P2.
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Wird die Schleife „Kraftaufbau“ öfter als fünfmal durchlaufen, dann wird das entsprechende Status-Feld rot hinterlegt, entsprechend dem rot hinterlegten Status-Feld P3, und der gesamte Prozess abgebrochen.
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Während des Zangenschlusses und des Kraftaufbaus ist der Roboter 1 weich geschaltet und führt gegebenenfalls einen Ausgleich, Schritt L, dar. Der Ausgleich wird überprüft („Ausgleich erfolgt OK?“ Schritt L). Dies stellt eine Schleife „Ausgleich“ dar, welche gegebenenfalls mehrmals durchlaufen werden kann und der ein weiteres Status-Feld ähnlich den weiter oben beschriebenen Status-Feldern zugeordnet ist und je nach Betriebszustand der Schleife „Ausgleich“ unterschiedlich farblich z.B. mittels der Anzeigevorrichtung 11 angezeigt wird.
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Ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sofort der Ausgleich erfolgreich, so wird das der Schleife „Ausgleich“ zugeordnete Status-Feld grün hinterlegt, entsprechend dem grün hinterlegten Status-Feld P1.
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Wird die Schleife „Ausgleich“ mehr als einmal aber weniger als fünfmal durchlaufen, dann wird das entsprechende Status-Feld gelb hinterlegt, entsprechend dem gelb hinterlegten Status-Feld P2.
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Wird die Schleife „Ausgleich“ öfter als fünfmal durchlaufen, dann wird das entsprechende Status-Feld rot hinterlegt, entsprechend dem rot hinterlegten Status-Feld P3, und der gesamte Prozess abgebrochen, Schritt Q.
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Ist der Kraftaufbau und der Ausgleich erfolgreich, dann wird der Teilprozess „Roboterausgleich“ 63 beendet und der Teilprozess „Prozessausführung“ 64 wird, gesteuert durch die Steuervorrichtung 10, gestartet.
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Für den Teilprozess „Prozessausführung“ 64 wird zunächst in einem Schritt N der der Befehl zum Starten des Schweißens an die Prozesssteuerung übergeben, um das Schweißen als solches zu beginnen. Daraufhin wird mittels der Schweißzange am Blech ein Schweißpunkt gesetzt. Danach wird in einem R überprüft, ob der Schweißpunkt zufriedenstellend geschweißt wurde. Dies stellt eine Schleife „Prozesssteuerung“ dar, welche gegebenenfalls mehrmals durchlaufen werden kann und der ein weiteres Status-Feld ähnlich den weiter oben beschriebenen Status-Feldern zugeordnet ist und je nach Betriebszustand der Schleife „Prozesssteuerung“ unterschiedlich farblich z.B. mittels der Anzeigevorrichtung 11 angezeigt wird.
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Ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sofort der Schweißpunkt zufriedenstellend geschweißt worden, so wird das der Schleife „Prozesssteuerung“ zugeordnete Status-Feld grün hinterlegt, entsprechend dem grün hinterlegten Status-Feld P1.
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Wird die Schleife „Prozesssteuerung“ mehr als einmal aber weniger als fünfmal durchlaufen, dann wird das entsprechende Status-Feld gelb hinterlegt, entsprechend dem gelb hinterlegten Status-Feld P2.
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Wird die Schleife „Prozesssteuerung“ öfter als fünfmal durchlaufen, dann wird das entsprechende Status-Feld rot hinterlegt, entsprechend dem rot hinterlegten Status-Feld P3, und der gesamte Prozess abgebrochen.
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Nach erfolgreichem Schweißen des Schweißpunktes wird die Schweißzange 12, gesteuert durch Steuervorrichtung 10, wieder geöffnet, Schritt S. Gegebenfalls bewegt der Roboter 1 die Schweißzange 12 an einen weiteren Punkt des Bleches, um einen weiteren Schweißpunkt zu setzten. In diesem Fall wird eine weitere Programmnummer übergeben und der Prozess Punktschweißen wird von Neuem durchlaufen. Andernfalls ist das Punktschweißen des Bleches beendet.
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Gegebenenfall können den einzelnen Status-Feldern des Punktschweißend noch Erläuterungen zugefügt sein, entsprechend den Erläuterungen bzw. Texten T1–T4.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die einzelnen Routinen, die den Teilprozessen bzw. den Status-Feldern zugeordnet sind, resident auf der Robotersteuerung bzw. der Steuervorrichtung 10 und sind insbesondere für den Anlagenbediener zur schnellen, effizienten Problemanalyse vorgesehen. Sie können aber auch z.B. einem Experten die Möglichkeit bieten, Ferndiagnose zu betreiben, um beispielsweise dem Bediener schnell zu helfen.
