DE102014004102B4

DE102014004102B4 - Punktschweisssystem mit einer Punktschweisszange

Info

Publication number: DE102014004102B4
Application number: DE102014004102.6A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Amagata
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2019-09-05
Anticipated expiration: 2034-03-22
Also published as: CN104070278A; US9440306B2; US20140291300A1; DE102014004102A1; JP5638102B2; JP2014188585A; CN104070278B

Abstract

Punktschweißsystem (1), umfassend eine Punktschweißzange (20), die zu schweißende Werkstücke unter Druck zwischen einer beweglichen Elektrodenspitze (22), die von einem Servomotor (25) angetrieben wird, und einer stationären Elektrodenspitze (21), die der beweglichen Elektrodenspitze gegenüber liegt, schweißt, wobei das Punktschweißsystem Folgendes umfasst:
einen Codierer (26), der eine Drehposition des Servomotors misst,
eine Einheit zur Erzeugung eines Schweißdruck-Sollwerts (31), die einen Referenz-Schweißdrucksollwert für die Punktschweißzange erzeugt, und mindestens einen Detektor-Schweißdrucksollwert, um Druck auf die zu schweißenden Werkstücke zwischen der beweglichen Elektrodenspitze und der stationären Elektrodenspitze anzuwenden,
eine Einheit zur Berechnung der Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge (32), die, als eine Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge in der Punktschweißzange, eine Abweichung der Drehposition zwischen einer Drehposition des Servomotors, welche erreicht wird, wenn der Servomotor in Übereinstimmung mit dem Referenz-Schweißdrucksollwert angetrieben wird, und einer Drehposition des Servomotors, welche erreicht wird, wenn der Servomotor in Übereinstimmung mit dem mindestens einen Detektor-Schweißdrucksollwert angetrieben wird, berechnet,
eine Speichereinheit (33), die die Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge als eine Abweichung der Referenz-Verdrängungsmenge speichert, die durch die Einheit zur Berechnung der Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge unter einer Bedingung festgestellt wird, in der die Punktschweißzange eingestellt wurde, um dazu in der Lage zu sein, geeignet einen Schweißdruck auszuüben; und
eine Prüfeinheit (34), die ermittelt, dass in der Punktschweißzange eine Anormalität vorliegt, wenn eine Abweichung zwischen der Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge, die unter einer Bedingung, bei der ein Schweißdruck der Punktschweißzange neu eingestellt werden muss, bestimmt wird, und der Abweichung der Referenz-Verdrängungsmenge, die in der Speichereinheit gespeichert ist, größer als ein vorbestimmter Wert ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Punktschweißsystem und insbesondere ein Punktschweißsystem mit einer Punktschweißzange, das zu schweißende Werkstücke unter Druck zwischen einer beweglichen Elektrodenspitze, die von einem Servomotor angetrieben wird, und einer stationären Elektrodenspitze schweißt, die der beweglichen Elektrodenspitze gegenüber liegt.
Beschreibung des Stands der Technik
In einem Punktschweißsystem wird ein Vorgang der Kalibrierung des Verhältnisses zwischen einem Drehmoment-Sollwert, der einem Servomotor bereitgestellt wird, der eine Punktschweißzange antreibt, und einem Schweißdruck durchgeführt, der vom Drehmoment-Sollwert an den distalen Enden der Elektrodensitze erzeugt wird. Der Vorgang wird vor dem Start des Schweißens durchgeführt. Danach wiederholt die Punktschweißzange den Vorgang des Schweißens von zu schweißenden Werkstücken unter Druck gemäß einem Vorgangsprogramm.
Die Punktschweißzange umfasst eine bewegliche Elektrodenspitze und eine stationäre Elektrodenspitze. Die bewegliche Elektrodenspitze drückt die stationäre Elektrodenspitze nach unten, um elastisch einen Metallarm zu verformen, an den die stationäre Elektrodenspitze befestigt ist, wodurch der erforderliche Schweißdruck zwischen den Elektrodenspitzen erzeugt wird. Jedoch kann die wiederholte Anwendung eines hohen Schweißdrucks während eines langen Zeitraums eine lokale plastische Verformung des Arms oder lokale Risse im Arm aufgrund von Metallermüdung hervorrufen.
Wenn eine lokale plastische Verformung oder lokale Risse im Arm der Punktschweißzange auftreten, nimmt die Steifheit des gesamten Arms der Punktschweißzange ab. Dementsprechend erhöht sich die Menge der elastischen Verdrängung des Arms der Punktschweißzange. Aus diesem Grund kann das zu schweißende Werkstück nach unten gedrückt werden, um die Schweißqualität zu verschlechtern, auch wenn der Schweißdruck nicht verändert wird. Außerdem kann eine fortgesetzte Verwendung eines Arms mit Rissen dazu führen, dass der Arm weiter Risse entwickelt und schließlich bricht. Daher muss ein Bediener den Zustand der Punktschweißzange in regelmäßigen Zeitabständen visuell untersuchen. Jedoch nimmt es Zeit in Anspruch, bis der Bediener Punktschweißzangen individuell überprüft hat, und außerdem ist es für einen unerfahrenen Bediener schwierig, sehr kleine plastische Verformungen oder sehr kleine Risse nachzuweisen.
Außerdem kann sich, auch wenn sich die Steifheit des gesamten Arms der Punktschweißzange nicht verringert hat, eine mechanische Einheit der Punktschweißzange, z.B. Kugelrollspindel, Lager oder dergleichen, abnutzen, oder ein Schmiermittel in einer mechanischen Einheit kann verschleißen. Wenn dies der Fall ist, verändert sich der Reibungswiderstand der mechanischen Einheit.
Zum Beispiel verringert sich dann, wenn sich der Reibungswiderstand einer mechanischen Einheit erhöht, die Übertragungseffizienz der mechanischen Einheit. Dementsprechend kann es, auch wenn der Drehmoment-Sollwert, der in der Vergangenheit kalibriert wurde, so dass der erzeugte gewünschte Schweißdruck verwendet wird, zu einer Abweichung zwischen dem tatsächlichen Schweißdruck und dem gewünschten Schweißdruck kommen.
Wenn dies der Fall ist, muss der tatsächliche Schweißdruck, der in Übereinstimmung mit dem Drehmoment-Sollwert erzeugt wurde, das dem Servomotor bereitgestellt wird, mit einem Drucksensor nachgewiesen werden, und die Beziehung zwischen dem tatsächlichen Schweißdruck und dem Drehmoment-Sollwert muss neu kalibriert werden. Wenn jedoch der Schweißdruck mit dem Drucksensor gemessen wird, muss das Punktschweißsystem abgeschaltet werden. Daher kann der Kalibrierungsvorgang während des Schweißens von Werkstücken möglicherweise nicht durchgeführt werden.
Aus diesem Grund ist es wahrscheinlich, dass die tatsächliche Messung des Schweißdrucks mit dem Drucksensor, nachdem das Punktschweißsystem abgeschaltet wurde, in längeren Zeitabständen durchgeführt wird. Folglich kann das Punktschweißsystem in Betrieb gelassen werden, ohne dass der Bediener eine Abweichung des Schweißdrucks bemerkt, was zu einer Verschlechterung der Schweißqualität führt. Außerdem kann es, da der Drucksensor verhältnismäßig teuer ist, schwierig sein, eine große Anzahl von Drucksensoren bereitzustellen.
Verschiedene Verfahren, um diese Probleme zu lösen, wurden für Punktschweißzangen vorgeschlagen, die mit einem Servomotor ausgestattet sind.
Zum Beispiel offenbart Dokument JP 2007 - 29 994 A , dass eine Regressionsformel vom Verhältnis zwischen der Druckanwendungszeit und der Position des distalen Endes einer Elektrodenspitze erhalten wird, wenn eine Anzahl von Druckanwendungsvorgängen zuvor durchgeführt wurde, und wenn eine bedeutende Abweichung von der Regressionsformel vorliegt, wird die Punktschweißzange als verschlissen erachtet.
In Dokument JP 3 503 359 B2 wird eine Menge der elastischen Verdrängung einer Elektrodenspitze, die von einem Codierer eines Servomotors gemessen wurde, mit einer vorbestimmten Steifheit des Trägers der Elektrodenspitze multipliziert, um den tatsächlichen Schweißdruck zu erhalten. Dann wird ein Schweißdruck-Koeffizient korrigiert, so dass der Soll-Schweißdruck gleich dem tatsächlichen Schweißdruck wird.
In den Dokumenten JP 2008 - 296 226 A und JP 2010 - 528 A wird eine Änderung des Reibungswiderstands in einer mechanischen Einheit einer Punktschweißzange basierend auf einem Strom, der durch einen Servomotor in einem beständigen Betriebszustand fließt, nachgewiesen, und die Änderung wird korrigiert, um den Schweißdruck zu korrigieren.
Wenn jedoch ein Riss im Arm der Punktschweißzange gemäß Dokument JP 2007 - 29 994 A auftritt, ändert sich die Position des distalen Endes der Elektrodenspitze. Dementsprechend kann dann, wenn eine Anormalität in der Punktschweißzange basierend auf dem Verhältnis zwischen der Position des distalen Endes einer Elektrodenspitze und der Druckanwendungszeit festgestellt wird, fälschlicherweise bestimmt werden, dass die Punktschweißzange nicht verschlissen ist, auch die Zange tatsächlich verschlissen ist. Es gibt das weitere Problem, dass dann, wenn eine Abweichung in der Position des distalen Endes der Elektrodenspitze aufgrund der Abnutzung oder der Verformung der Elektrodenspitze auftritt, die Genauigkeit der Diagnose abnimmt.
In Dokument JP 3 503 359 B2 wird die Position des distalen Endes der Elektrodenspitze, wenn die Elektrodenspitze im Anschlag ist, durch die Ausnutzung der Tatsache bestimmt, dass sich der Motorstrom erhöht, wenn die Elektrodenspitze auf einer anderen Elektrodenspitze im Anschlag ist. Um jedoch die Position des distalen Endes der Elektrodenspitze genau zu bestimmen, muss die Elektrodenspitze veranlasst werden, auf der anderen Elektrodenspitze mit einer niedrigen Geschwindigkeit zum Anschlag zu kommen. Außerdem unterscheidet sich der Schweißdruck, der erzeugt wird, wenn die Elektrodenspitzen bei einer niedrigen Geschwindigkeit in Kontakt gebracht werden, vom tatsächlichen Schweißdruck der Punktschweißzange zum Zeitpunkt der Herstellung. Dadurch wird die Genauigkeit einer nachgewiesenen Abweichung des Schweißdrucks verringert.
Außerdem ändert sich die Position des distalen Endes der Elektrodenspitze aufgrund der Abnutzung und der Verformung der Elektrodenspitze während der Schweißvorgänge. Daher weist Dokument JP 3 503 359 B2 das Problem auf, dass, obwohl die Position des distalen Endes der Elektrodenspitze in Anschlag zuvor gemessen wurde, die Position des distalen Endes der Elektrodenspitze von der gemessenen Position abweichen kann.
Variationen des Schweißdrucks werden auch der statischen Reibung in einer mechanischen Einheit der Punktschweißzange zugeschrieben. Der Einfluss der statischen Reibung kann von einem Strom, der durch den Servomotor fließt, der in Dokumenten JP 2008 - 296 226 A und JP 2010 - 528 A gemessen wird, möglicherweise nicht erkannt werden. Daher gibt es eine Möglichkeit, dass der Schweißdruck, der in Dokumenten JP 2008 - 296 226 A und JP 2010 - 528 A korrigiert wird, den Einfluss der statischen Reibung nicht widerspiegelt.
Die EP 2 011 598 A2 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung einer Verschlechterung der Pressleistung einer mechanischen Einrichtung einer Punktschweißzange. Das Verfahren sieht vor, die Verschlechterung der Pressleistung in einem Zustand der Punktschweißzange zu bestimmen, in dem kein Druck auf ein zu schweißendes Werkstück mittels der Punktschweißzange ausgeübt wird. Weiterer Stand der Technik ist aus der DE 10 2004 015 704 B3 bekannt.
Die vorliegende Erfindung erfolgte unter diesen Umständen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Punktschweißsystem bereitzustellen, das dann, wenn eine Verformung oder ein Riss in einem Arm einer Punktschweißzange aufgetreten ist oder sich die Reibung in einer mechanischen Einheit aufgrund der Abnutzung in der mechanischen Einheit geändert hat, eine schnelle Einschätzung des Auftretens der Anormalität in der Punktschweißzange ermöglicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Punktschweißsystem nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Um die oben angegebene Aufgabe zu erzielen, wird gemäß einem ersten Gesichtspunkt ein Punktschweißsystem bereitgestellt, darin eingeschlossen eine Punktschweißzange, die zu schweißende Werkstücke unter Druck zwischen einer beweglichen Elektrodenspitze, die von einem Servomotor angetrieben wird, und einer stationären Elektrodenspitze schweißt, die der beweglichen Elektrodenspitze gegenüber liegt, wobei das Punktschweißsystem einen Codierer umfasst, der eine Drehposition des Servomotors misst, eine Einheit zur Erzeugung eines Schweißdruck-Sollwerts, die einen Referenz-Schweißdrucksollwert für die Punktschweißzange erzeugt, und mindestens einen Detektor-Schweißdrucksollwert, um Druck auf die zu schweißenden Werkstücke zwischen der beweglichen Elektrodenspitze und der stationären Elektrodenspitze anzuwenden, wobei eine Einheit zur Berechnung der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung als eine Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung in der Punktschweißzange eine Abweichung der Drehposition zwischen einer Drehposition des Servomotors, wenn der Servomotor in Übereinstimmung mit dem Referenz-Schweißdrucksollwert angetrieben wird, und einer Drehposition des Servomotors berechnet, wenn der Servomotor in Übereinstimmung mit dem mindestens einen Detektor-Schweißdrucksollwert angetrieben wird, eine Speichereinheit, die die Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung als eine Referenz-Abweichung der Verdrängungsmenge speichert, die von der Einheit zur Berechnung der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung unter einer Bedingung gemessen wird, bei der die Punktschweißzange eingestellt wurde, um dazu in der Lage zu sein, auf geeignete Weise einen Schweißdruck auszuüben, und eine Prüfeinheit, die ermittelt, dass in der Punktschweißzange eine Anormalität vorliegt, wenn eine Abweichung zwischen einer Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung, die von der Einheit zur Berechnung der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung basierend auf dem Referenz-Schweißdrucksollwert gemessen wird, und mindestens einem Detektor-Schweißdrucksollwert unter einer Bedingung, bei der ein Schweißdruck der Punktschweißzange neu eingestellt werden muss, und der Referenz-Abweichung der Verdrängungsmenge, die in der Speichereinheit gespeichert ist, größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt umfasst das Punktschweißsystem gemäß dem ersten Gesichtspunkt weiter eine Warneinheit, die das Auftreten einer Anormalität in der Punktschweißzange nach außen angibt, wenn die Prüfeinheit ermittelt, dass in der Punktschweißzange ein Anormalität vorliegt.
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt umfasst das Punktschweißsystem gemäß dem ersten oder dem zweiten Gesichtspunkt weiter eine Anzeigeeinheit, die die Abweichung zwischen der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung als der Referenz-Abweichung der Verdrängungsmenge anzeigt.
Gemäß einem vierten Gesichtspunkt umfasst das Punktschweißsystem gemäß einem des ersten bis dritten Gesichtspunkts weiter eine Speichereinheit, die die Abweichung zwischen der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung, als der Referenz-Abweichung der Verdrängungsmenge zusammen mit einem Timestamp in chronologischer Reihenfolge speichert.
Gemäß einem fünften Gesichtspunkt umfasst das Punktschweißsystem gemäß dem vierten Gesichtspunkt weiter eine Anzeigeeinheit, die die Abweichung zwischen der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung und der Referenz-Abweichung der Verdrängungsmenge zusammen mit einem Timestamp in chronologischer Reihenfolge anzeigt.
Gemäß einem sechsten Gesichtspunkt umfasst das Punktschweißsystem gemäß einem des ersten bis fünften Gesichtspunkts weiter eine Einheit zur Berechnung der Abweichung des Schweißdrucks, die die Abweichung zwischen der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung als der Referenz-Abweichung der Verdrängungsmenge mit einer Federkonstante der Punktschweißzange multipliziert, um eine Abweichung des Schweißdrucks zu erhalten.
Gemäß einem siebten Gesichtspunkt umfasst das Punktschweißsystem gemäß dem sechsten Gesichtspunkt weiter eine Einheit zur Korrektur des Schweißdrucks, die einen Drehmoment-Sollwert korrigiert, der dem Servomotor während eines Druckanwendungsvorgangs bereitgestellt werden soll, oder einen Drehpositions-Sollwert, der dem Servomotor während eines Druckanwendungsvorgangs bereitgestellt werden soll, basierend auf der Abweichung des Schweißdrucks, die von der Einheit zur Berechnung des Schweißdrucks berechnet wird, wenn die Abweichung des Schweißdrucks, die von der Einheit zur Berechnung des Schweißdrucks berechnet wird, kleiner als ein erster vorbestimmter Abweichungswert ist.
Gemäß einem achten Gesichtspunkt wird im Punktschweißsystem gemäß dem siebten Gesichtspunkt, wenn die Abweichung des Schweißdrucks, die von der Einheit zur Berechnung der Abweichung des Schweißdrucks berechnet wird, größer als der oder gleich dem ersten vorbestimmte(n) Abweichungswert ist, eine Korrektur durch die Einheit zur Korrektur der Abweichung des Schweißdrucks nicht durchgeführt.
Gemäß einem neunten Gesichtspunkt umfasst das Punktschweißsystem gemäß dem achten Gesichtspunkt weiter eine Warneinheit, die das Auftreten einer Anormalität in der Punktschweißzange nach außen angibt, wenn die Abweichung des Schweißdrucks, die von der Einheit zur Berechnung der Abweichung des Schweißdrucks berechnet wird, größer als der oder gleich dem zweiten vorbestimmte(n) Abweichungswert ist.
Gemäß einem zehnten Gesichtspunkt umfasst das Punktschweißsystem gemäß einem des sechsten bis neunten Gesichtspunkts weiter eine Anzeigeeinheit, die die Abweichung des Schweißdrucks anzeigt.
Gemäß einem elften Gesichtspunkt umfasst das Punktschweißsystem gemäß einem des sechsten bis zehnten Gesichtspunkts weiter eine Speichereinheit, die die Abweichung des Schweißdrucks, zusammen mit einem Timestamp in chronologischer Reihenfolge speichert.
Gemäß einem zwölften Gesichtspunkt umfasst das Punktschweißsystem gemäß dem elften Gesichtspunkt weiter eine Anzeigeeinheit, die die Abweichung des Schweißdrucks, zusammen mit einem Timestamp in chronologischer Reihenfolge anzeigt.
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile werden aus der detaillierten Beschreibung von typischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, wie in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht wird, deutlicher.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Punktschweißsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Punktschweißsystems;
3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb eines Punktschweißsystems gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4 ist ein Flussdiagramm, um die Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung zu erhalten.
5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Schweißdruck-Sollwerten und Drehpositionen veranschaulicht;
6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Abweichung und dem Grad der Zunahme von Rissen veranschaulicht.
7 ist ein Flussdiagramm, das einen zusätzlichen Betrieb eines Punktschweißsystems gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Schweißdruck-Sollwerten und Drehpositionen veranschaulicht.

Detaillierte Beschreibung
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unten mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In allen Zeichnungen werden gleiche Zahlen ähnlichen Elementen zugewiesen. Zum besseren Verständnis sind die Zeichnungen nicht maßstabsgetreu erstellt.
1 ist eine schematische Darstellung eines Punktschweißsystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Punktschweißsystem 1 umfasst hauptsächlich einen mehrgelenkigen Roboter 15, eine Punktschweißzange 20, und eine Roboter-Steuervorrichtung 10. Der mehrgelenkige Roboter 15 wie in 1 veranschaulicht weist eine Punktschweißzange 20 an seinem distalen Ende auf. Die Punktschweißzange 20 umfasst eine bewegliche Elektrodenspitze 22, die an einen Zangenschaft befestigt ist, und eine stationäre Elektrodenspitze 21, die der beweglichen Elektrodenspitze 22 gegenüber liegt.
Wie in 1 zu sehen ist, ist die stationäre Elektrodenspitze 21 an das distale Ende eines gekrümmten Metallarms 27 befestigt, der sich vom Körper der Punktschweißzange 20 erstreckt. Ein Servomotor 25 ist mit der beweglichen Elektrodenspitze 22 verbunden. Durch den Antrieb des Servomotors 25 rückt die bewegliche Elektrodenspitze 22 zur stationären Elektrodenspitze 21 entlang dem Zangenschaft (nicht gezeigt) vor und zieht sich auch von der stationären Elektrodenspitze 21 zurück.
Ein Codierer 26 ist am Servomotor 25 befestigt. Der Codierer 26 weist die Drehposition des Servomotors 25 nach und stellt Informationen bereit, die die nachgewiesene Position der Roboter-Steuervorrichtung 10 anzeigt. Die Roboter-Steuervorrichtung 10 steuert jeden Servomotor (nicht gezeigt) des mehrgelenkigen Roboters 15. Die Roboter-Steuervorrichtung 10 gibt auch einen Drehmoment-Sollwert in den Servomotor 25 ein, um die Punktschweißzange 20 zu steuern.
In dem verursacht wird, dass sich der mehrgelenkige Roboter 15 in Betrieb setzt, wird die Punktschweißzange 20 in eine gewünschte Position bewegt. Mit anderen Worten ist der mehrgelenkige Roboter 15 für die Positionierung des distalen Endes der stationären Elektrodenspitze 21 in einer gewünschten Position verantwortlich. Dann bewegt die Punktschweißzange 20 die bewegliche Elektrodenspitze 22 entlang dem Zangenschaft klemmt zu schweißende Werkstücke (nicht gezeigt) zwischen die stationären Elektrodenspitze 21 und die bewegliche Elektrodenspitze 22 ein. Durch die Leitung eines Stroms durch die stationäre Elektrodenspitze 21 und die bewegliche Elektrodenspitze 22 in diesem Zustand, wird die Punktschweißung durchgeführt.
Wie in 1 veranschaulicht, ist die Roboter-Steuervorrichtung 10 ein digitaler Computer und umfasst eine Einheit zur Erzeugung eines Schweißdruck-Sollwerts 31, die einen Referenz-Schweißdrucksollwert und mindestens einen Detektor-Schweißdrucksollwert für die Punktschweißzange 20 erzeugt, die Druck auf die zu schweißenden Werkstücke zwischen der stationären Elektrodenspitze 21 und der beweglich Elektrodenspitze 22 anwendet.
Die Roboter-Steuervorrichtung 10 umfasst weiter eine Einheit zur Berechnung der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung 32, die, als eine Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung der Punktschweißzange 20, eine Abweichung der Drehposition zwischen der Drehposition des Servomotors 25, wenn der Servomotor 25 basierend auf dem Referenz-Schweißdrucksollwert angetrieben wird, und der Drehposition des Servomotors 25, wenn der Servomotor 25 basierend auf mindestens einem Detektor-Schweißdrucksollwert angetrieben wird, berechnet.
Die Roboter-Steuervorrichtung 10 umfasst auch eine Speichereinheit 33, die, als eine Referenz-Abweichung der Verdrängungsmenge, eine Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung speichert, die von der Einheit zur Berechnung der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung 32 gemessen wurde, wenn die Punktschweißzange 20 eingestellt wurde, um dazu in der Lage zu sein, geeignet einen Schweißdruck auszuüben. Die Speichereinheit 33 speichert auch verschiedene Programme und Daten.
Die Roboter-Steuervorrichtung 10 umfasst weiter eine Prüfeinheit 34, die ermittelt, dass in der Punktschweißzange 20 eine Anormalität vorliegt, wenn die Abweichung zwischen einer Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung, die von der Einheit zur Berechnung der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung 32 basierend auf dem Referenz-Schweißdrucksollwert und mindestens einem Detektor-Schweißdrucksollwert unter einer Bedingung, bei der ein Schweißdruck der Punktschweißzange 20 neu eingestellt werden muss, und die Referenzabweichung der Verdrängungsmenge, die in der Speichereinheit gespeichert ist, größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Die Roboter-Steuervorrichtung 10 umfasst weiter eine Einheit zur Berechnung der Abweichung des Schweißdrucks 35, die die Abweichung zwischen der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung als der Referenz-Abweichung der Verdrängungsmenge mit einer Federkonstante der Punktschweißzange 20 multipliziert, um eine Abweichung des Schweißdrucks zu erhalten. Die Roboter-Steuervorrichtung 10 umfasst weiter eine Einheit zur Korrektur der Abweichung des Schweißdrucks 36, die einen Drehmoment-Sollwert, der dem Servomotor 25 in einem Druckanwendungsvorgang bereitgestellt werden soll, oder einen Drehpositions-Sollwert, der dem Servomotor 25 in einem Druckanwendungsvorgang bereitgestellt werden soll, basierend auf einer Abweichung des Schweißdrucks, die von der Einheit zur Berechnung der Abweichung des Schweißdrucks 35 berechnet wird, korrigiert.
Außerdem wird eine Konsole 51 mit der Roboter-Steuervorrichtung 10 verbunden. Verschiedene Informationen von der Roboter-Steuervorrichtung 10 werden auf einer Anzeigeeinheit 51a der Konsole 51 angezeigt, so dass ein Bediener die Informationen sehen kann. Der Bediener kann verschiedene Vorgänge und Einstellungen der Roboter-Steuervorrichtung 10 durch eine Eingabeeinheit 51b (eine Tastatur) der Konsole 51 durchführen.
Ein Peripheriegerät 52, das mit der Roboter-Steuervorrichtung 10 verbunden ist, ist konfiguriert, um mit der Roboter-Steuervorrichtung 10 zu kommunizieren, um vorherbestimmte spezialisierte Prozesse durchzuführen, z.B. einen Stoppprozess, durchzuführen. Wenn z.B. die Peripherievorrichtung 52 ein Zeilen-Bedienfeld ist, verwaltet die Peripherievorrichtung 52 eine Vielzahl von Roboter-Steuervorrichtungen.
2 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Punktschweißsystems. Im Punktschweißsystem 1', das in 2 veranschaulicht wird, wird eine Punktschweißzange 20 auf einer Befestigungsbasis 17 befestigt. Ein Handstück 16 wird an einem distalen Ende eines Arms eines mehrgelenkigen Roboters 15 bereitgestellt.
Der mehrgelenkige Roboter 15 hält zu schweißende Werkstücke (nicht gezeigt) mit dem Handstück 16 und positioniert die zu schweißenden Werkstücke zwischen einer stationären Elektrodenspitze 21 und einer beweglichen Elektrodenspitze 22. Dann bewegt die Punktschweißzange 20 die bewegliche Elektrodenspitze 22 entlang einem Zangenschaft, klemmt die zu schweißenden Werkstücke zwischen die stationäre Elektrodenspitze 21 und die bewegliche Elektrodenspitze 22 ein und wendet einen Druck an. Die Punktschweißung wird durchgeführt, indem ein Strom durch die stationäre Elektrodenspitze 21 und die bewegliche Elektrodenspitze 22 in diesem Zustand geleitet wird. Die Roboter-Steuervorrichtung 10, wie in 2 veranschaulicht, ist ähnlich der oben Beschriebenen, und daher wird von einer wiederholten Beschreibung der Roboter-Steuervorrichtung 10 abgesehen. Während das Punktschweißsystem 1, das in 1 veranschaulicht wird, unten beschrieben wird, ist das Punktschweißsystem 1', das in 2 veranschaulicht wird, im Allgemeinen ähnlich wie das Punktschweißsystem 1.
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb des Punktschweißsystems gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bei Schritt S11 von 3 wird eine Drehmoment/Schweißdruck-Umwandlungstabelle für die Punktschweißzange 20 erstellt.
Insbesondere wird ein Druckanwendungsvorgang zwischen der stationären Elektrodenspitze 21 und der beweglichen Elektrodenspitze 22 angewendet, in Übereinstimmung mit jedem einer Vielzahl von Drehmoment-Sollwerten T1, T2, .... Dann wird der tatsächliche Druck bei jedem Druckanwendungsvorgang mit einem Drucksensor (nicht gezeigt) gemessen. Basierend auf den Ergebnissen der Messungen wird eine Drehmoment/Schweißdruck-Umwandlungstabelle, die die Beziehung zwischen dem Drehmoment und dem Schweißdruck angibt, erstellt. Es ist zu beachten, dass, wenn eine Drehmoment/Schweißdruck-Umwandlungstabelle zuvor erstellt wurde, S11 weggelassen werden kann.
Dann wird, bei Schritt S12, ein Initialisierungsprogramm durchgeführt. Das Initialisierungsprogramm wird durchgeführt, wenn die Punktschweißzange 20 eingestellt wurde, um dazu in der Lage zu sein, geeignet ihre Schweißkraft auszuüben. Danach misst, bei Schritt S13, die Einheit zur Berechnung der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung 32 eine Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung. 4 ist ein Flussdiagramm, um die Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung zu erhalten. Ein Verfahren zur Berechnung der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung wird unten mit Bezug auf 4 beschrieben.
Zuerst erzeugt die Einheit zur Erzeugung des Druck-Sollwerts 31 einen Referenz-Schweißdrucksollwert f0, und mindestens einen Detektor-Schweißdrucksollwert f1, f2, f3. Während sich die Sollwerte im Ausführungsbeispiel, das mit Bezug auf die Figur beschrieben wird, in der Beziehung f0 < f1 < f2 < f3 befinden, können sich die Schweißdruck-Sollwerte f0, f1, f2, f3 in einer anderen Beziehung befinden.
Bei Schritt S51 von 4 wird Druck auf zu schweißende Werkstücke (nicht gezeigt) zwischen der beweglichen Elektrodenspitze 22 und der stationären Elektrodenspitze 21 basierend auf dem Referenz-Schweißdrucksollwert f0, der durch die Einheit zur Erzeugung eines Schweißdruck-Sollwerts 31 erzeugt wird, angewendet. Dann wird bei Schritt S52 die Entscheidung getroffen, ob ein Motorstrom, der durch den Servomotor 25 fließt, den Referenz-Schweißdrucksollwert f0 erreicht hat.
Wenn der Motorstrom den Referenz-Schweißdrucksollwert f0 erreicht hat, wird die Drehposition x0 des Servomotors 25 durch den Codierer 26 (Schritt S53) gemessen. Die Drehposition x0 wird in der Speichereinheit 33 als eine Menge der elastischen Verdrängung gespeichert. Es ist zu beachten dass, wenn bei Schritt S52 bestimmt wird, dass der Motorstrom den Referenz-Schweißdrucksollwert f0 nicht erreicht hat, der Bestimmungsvorgang bei Schritt S52 wiederholt wird, bis der Motorstrom den Referenz-Schweißdrucksollwert f0 erreicht.
Dann wird bei Schritt S54 der Druck auf die zu schweißenden Werkstücke (nicht gezeigt) zwischen der beweglichen Elektrodenspitze 22 und der stationären Elektrodenspitze 21 basierend auf dem Detektor-Schweißdrucksollwert, z.B. dem Detektor-Schweißdrucksollwert f1, angewendet. Dann wird, bei Schritt S55, die Entscheidung getroffen, ob der Motorstrom, der durch den Servomotor 25 fließt, den Detektor-Schweißdrucksollwert f1 erreicht hat.
Wenn der Motorstrom den Detektor-Schweißdrucksollwert f1 erreicht hat, wird die Drehposition x1 des Servomotors 25 durch den Codierer 26 (Schritt S56) gemessen. Die Drehposition x1 wird in der Speichereinheit 33 als eine Menge der elastischen Verdrängung gespeichert. Es ist zu beachten dass, wenn bei Schritt S55 bestimmt wird, dass der Motorstrom den Detektor-Schweißdrucksollwert f1 nicht erreicht hat, der Bestimmungsvorgang bei Schritt S55 wiederholt wird, bis der Motorstrom den Detektor-Schweißdrucksollwert f1 erreicht.
Dann wird, bei Schritt S57, die Entscheidung getroffen, ob der gleiche Vorgang basierend auf dem den anderen Detektor-Schweißdrucksollwerten f2, f3 durchgeführt werden muss. Wenn die Drehpositionen x2, x3 des Servomotors 25 jeweils für andere Detektor-Schweißdrucksollwerte f2, f3 gemessen wurden, geht der Prozess zu Schritt S58 über. Bei Schritt S58 berechnet die Einheit zur Berechnung der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung 32 eine Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung.
5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Schweißdruck-Sollwerten und Drehpositionen veranschaulicht. Die horizontale Achse von 5 stellt Schweißdruck-Sollwerte dar, und die vertikale Achse stellt Drehpositionen dar. Wie in 5 zu sehen ist, erhöht sich die Drehposition mit einem zunehmenden Schweißdruck-Sollwert.
Die Einheit zur Berechnung der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung 32 berechnet eine Abweichung zwischen der Drehposition x0, die dem Referenz-Schweißdrucksollwert f0 entspricht, und jeder der Drehpositionen x1, x2, x3, die dem Schweißdruck-Sollwerten f1, f2, f3 entsprechen. Mit anderen Worten, wie aus 5 zu sehen ist, berechnet die Einheit zur Berechnung der Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung 32 die Abweichungen der Menge der elastischen Verdrängung d1 (= x1 - x0) , d2 (= x2 - x0) , d3 (= x3 - x0).
Es ist zu beachten, dass der Druckanwendungsvorgang mehrere Male für einen Schweißdruck-sollwert durchgeführt werden kann, z.B. den Referenz-Schweißdrucksollwert f0, und der Durchschnitt von zahlreichen Drehpositionen x0 kann als die endgültige Drehposition x0 verwendet werden. Dadurch kann die Verteilung von Mengen der elastischen Verdrängung reduziert werden.
Während die Drehposition des Servomotors 25 gemessen wird, wenn der Motorstrom einen Schweißdruck-sollwert bei den Schritten S52 und S55 erreicht hat, kann die Drehposition des Servomotors 25 sequenziell in vorbestimmten Zeitintervallen gemessen werden, und, wenn sich die Drehposition nicht mehr ändert, kann festgestellt werden, dass der Schweißdruck, der einem Schweißdruck-sollwert entspricht, erhalten wurde, und die Drehposition zu diesem Zeitpunkt kann verwendet werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 werden die Abweichungen der Menge der elastischen Verdrängung d1, d2, d3 in der Speichereinheit 33 jeweils als Referenz-abweichungen der Verdrängungsmenge b1, b2, b3 bei Schritt S13 gemäß 3 gespeichert. Bei Schritt S14 wird verursacht, dass das Punktschweißsystem 1 in Übereinstimmung mit einem normalen Vorgangsprogramm arbeitet, um zu schweißende Werkstücke (nicht gezeigt) zu schweißen.
Wenn die erneute Einstellung des Schweißdrucks der Punktschweißzange 20 erforderlich wird, geht der Prozess zu Schritt S15 über. Bei Schritt S15 wird ein Diagnoseprogramm durchgeführt. Das Diagnoseprogramm kann praktisch gleich wie das Initialisierungsprogramm sein. Das Programm verursacht, dass die Einheit zur Berechnung der Menge der elastischen Verdrängung 32 die Abweichungen der Menge der elastischen Verdrängung erneut berechnet, wie oben beschrieben. Dann werden, bei Schritt S16, die Abweichungen der Menge der elastischen Verdrängung d1', d2', d3, die bei Schritt S15 berechnet wurden, in der Speichereinheit 33 als gegenwärtige Abweichungen der Menge der elastischen Verdrängung n1, n2, n3 gespeichert.
Dann, bei Schritt S17, subtrahiert die Prüfeinheit 34 die Referenz-Abweichungen der Verdrängungsmenge b1, b2, b3 jeweils von den Abweichungen der Menge der elastischen Verdrängung n1, n2, n3, um neue Abweichungen v1 (= n1 - b1), v2 (= n2 - b2), v3 (= n3 - b3) zu erhalten. Die Prüfeinheit 34 bestimmt dann, ob die Abweichungen v1, ... größer als ein erster vorbestimmter Wert sind oder nicht. Der erste vorbestimmte Wert ist ein Wert, der experimentell oder auf andere Weise zuvor erhalten wurde in der Speichereinheit 33 gespeichert wird. Es ist zu beachten, dass das Gleiche für die anderen vorbestimmten Werte gilt.
6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Abweichung v und dem Grad der Zunahme eines Risses im Arm 27 veranschaulicht. Die horizontale Achse von 6 stellt die Abweichung v1, ... dar, und die vertikale Achse stellt den Grad der Zunahme eines Risses dar, der im Arm 27 entwickelt ist. Wie in 6 veranschaulicht, nimmt ein Riss im Arm 27 mit zunehmender Abweichung v zu.
Daher wird, wenn die Abweichungen v1, ... größer als der erste vorbestimmte Wert bei S17 von 3 sind, bei Schritt S18 bestimmt, dass in der Punktschweißzange 20 eine Anormalität vorliegt, Mit anderen Worten wird bei Schritt S18 bestimmt, dass ein Riss oder eine plastische Verformung im Arm 27 der Punktschweißzange 20 aufgetreten ist Es ist anzumerken, dass festgestellt werden kann, dass in der Punktschweißzange 20 eine Anormalität vorliegt, wenn mindestens eine der Abweichungen v1, v2, v3 größer als der erste vorbestimmte Wert ist, oder wenn mindestens alle der Abweichungen v1, v2, v3 größer als der erste vorbestimmte Wert sind.
Wenn bei Schritt S18 bestimmt wird, dass eine Anormalität vorliegt, wird vorzugsweise eine Warnung an den Bediener mit Hilfe der Anzeigeeinheit 51a der Konsole 51 ausgegeben. Wenn dies der Fall ist, stoppt der Bediener das Punktschweißsystem 1 und führt einen Vorgang durch, wie z.B. das Ersetzen eines Teils der Punktschweißzange 20, z.B. des Arms 27. Alternativ kann der Bediener die Peripherievorrichtung 52 verwenden, um das Punktschweißsystem 1 zu stoppen. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass eine schlechte Schweißung erfolgt.
Dann geht der Prozess zu Schritt S19 über, wo die Abweichungen v1, v2, v3 in der Speichereinheit 33 zusammen mit Timestamps gespeichert werden. Bei Schritt S19 zeigt der Bediener die gespeicherten Abweichungen v1, ... und vergangene Abweichungen v1', ... auf der Konsole 51 nacheinander oder gleichzeitig an. Wenn es wahrscheinlich ist, dass die Differenz zwischen den Abweichungen v1, ... und den vergangenen Abweichungen v1', ... bald einen zweiten vorbestimmten Wert übersteigt, der später beschrieben wird, ersetzt der Bediener einen Teil der Punktschweißzange 20, z.B. den Arm 27, vorzeitig. Dadurch kann die Verschlechterung der Schweißqualität im Punktschweißsystem 1 verhindert werden, und es kann auch eine unerwartete plötzliche Abschaltung des Punktschweißsystems 1 verhindert werden.
Bei Schritt S20 werden die Abweichungen v1, v2, v3 mit den vergangenen Abweichungen v1', v2', v3' verglichen, die in der Speichereinheit 33 gespeichert sind. Wenn die Unterschiede zwischen den Abweichungen v1, v2, v3 und den vergangenen Abweichungen v1', v2', v3' größer als der zweite vorbestimmte Wert sind, wird bestimmt, dass eine Anormalität vorliegt, und der Bediener kann alarmiert werden (Schritt S21).
7 ist ein Flussdiagramm, das einen zusätzlichen Betrieb des Punktschweißsystems gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Der zusätzliche Vorgang, der in 7 veranschaulicht ist, kann unmittelbar nach dem Prozess des Flussdiagramms in 3 durchgeführt werden.
Bei Schritt S22 von 7 wird die Federkonstante der Punktschweißzange 20 berechnet. Die Federkonstante kann unter Verwendung eines gut bekannten Verfahrens aus der Beziehung zwischen einer Vielzahl von Schweißdruck-Sollwerten, die verwendet werden, um die Referenz-Abweichungen der Verdrängungsmenge zu berechnen, und einer Vielzahl von Drehpositionen erhalten werden. Mit anderen Worten ist die Federkonstante gleich dem Gradienten einer geraden Linie, wie in 5 veranschaulicht.
Dann, bei Schritt S23, multipliziert die Einheit zur Berechnung der Abweichung des Schweißdrucks 35 jede der Abweichungen v1, v2, v3,erhalten bei Schritt S17 durch die Federkonstante K, die bei Schritt S22 erhalten wird, um die Abweichungen des Schweißdrucks A1 (= K x v1), A2 (= K x v2), A3 (= K x v3) zu berechnen. Gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet, wenn sich die Reibung aufgrund der Abnutzung in einer mechanischen Einheit geändert ha, die Einheit zur Berechnung des Schweißdrucks 35 automatisch mit einem hohen Grad an Genauigkeit eine Abweichung des Schweißdrucks, die sich mit der Änderung der Reibung ergibt.
Wenn die Einheit zur Berechnung der Abweichung des Schweißdrucks 35 verwendet wird, kann der Vorgang des Messens des Schweißdrucks mit einem Drucksensor weggelassen werden, und daher kann die Anzahl von Vorgängen, die erforderlich sind, um den Schweißdruck erneut einzustellen, reduziert werden. Außerdem muss, da die Drehposition des Servomotors 25 der Punktschweißzange 20 während der Anwendung von Druck mit dem Codierer 26 gemessen wird, um eine Abweichung des Schweißdrucks in der vorliegenden Erfindung nachzuweisen, die Ausrüstung zur Messung des Schweißdrucks, z.B. ein Drucksensor, nicht hinzugefügt werden, und dementsprechend kann die Erhöhung der Kosten der Ausrüstung vermieden werden. 8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Schweißdruck-Sollwerten und Drehpositionen veranschaulicht. Die horizontale Achse von 8 . stellt Schweißdruck-Sollwerte dar, und die vertikale Achse stellt Referenz-Abweichungen der Verdrängungsmenge dar. 8 veranschaulicht auch die Abweichungen v1, v2, die oben beschrieben wurden. Wie aus 8 ersichtlich ist, können die Abweichungen des Schweißdrucks A1, A2, die den Abweichungen v1, v2 entsprechen, unter Verwendung einer linearen Interpolation erhalten werden. Das Gleiche gilt für den Schweißdruck A3, der in 8 nicht gezeigt wird. In diesem Fall können die Abweichung des Schweißdrucks A1, ... berechnet werden, ohne die Federkonstante K zu berechnen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 7 wird bei Schritt S24 die Entscheidung getroffen, ob jede der Abweichung des Schweißdrucks A1, ....größer als ein dritter vorbestimmter Wert ist. Wenn jede der Abweichung des Schweißdrucks A1, ....nicht größer als der dritte vorbestimmte Wert ist, geht der Prozess zu Schritt S25 über, bei dem der Schweißdruck korrigiert wird. Mit anderen Worten wird bei Schritt S25 der Drehmoment-Sollwert, der dem Servomotor 25 bereitgestellt werden soll, korrigiert, oder der Drehpositions-Sollwert für den Servomotor 25 wird korrigiert, so dass die Abweichung des Schweißdrucks A1, ... null wird. Als Ergebnis kann ein gewünschter Schweißdruck erzielt werden, um die Schweißqualität zu verbessern.
Es ist zu beachten, dass, wenn jede der Abweichung des Schweißdrucks A1, ... größer als der dritte vorbestimmte Wert ist, der Prozess zu Schritt S26 übergeht, ohne den Schweißdruck zu korrigieren. In diesem Fall kann, da die Schweißdruckkorrektur nicht durchgeführt wird, eine schlechte Schweißung, die sonst aufgrund einer anormalen Korrektur erfolgen würde, verhindert werden.
Bei Schritt S26 werden die Abweichung des Schweißdrucks A1, ....mit einem vierten vorbestimmten Wert verglichen. Der vierte vorbestimmte Wert ist größer als der dritte vorbestimmte Wert. Wenn die Abweichung des Schweißdrucks A1 ... größer als der vierte vorbestimmte Wert ist, wird eine Warnung an den Bediener mit Hilfe der Anzeigeeinheit 51a der Konsole 51 (Schritt S27) ausgegeben. Alternativ kann das Punktschweißsystem 1 durch die Peripherievorrichtung 52 abgeschaltet werden.
Dagegen geht, wenn die Abweichung des Schweißdrucks A1 nicht größer als der vierte vorbestimmte Wert ist, der Prozess zu Schritt S28 über, ohne eine Warnung auszugeben. Mit anderen Worten wird in der vorliegenden Erfindung der Schweißdruck nicht korrigiert und eine Warnung wird nicht ausgegeben, nur wenn die Abweichung des Schweißdrucks A1, ....zwischen dem dritten und dem vierten vorbestimmten Wert liegen.
Dann werden, bei Schritt S28, die Abweichung des Schweißdrucks A1, ... auf der Anzeigeeinheit 51a der Konsole 51 angezeigt. Dies ermöglicht dem Bediener, die Werte der Schweißdruck-Abweichung auf der Anzeigeeinheit 51a der Konsole 51 anzuzeigen. Wenn eine Abweichung des Schweißdrucks groß ist, kann der Bediener das Punktschweißsystem 1 abschalten und eine erneute Einstellung des Schweißdrucks vornehmen.
Danach werden, bei Schritt S29,die Abweichung des Schweißdrucks A1, ... in der Speichereinheit 33 in chronologischer Reihenfolge gespeichert. Eine Vielzahl von Abweichung des Schweißdrucks die in der Vergangenheit gespeichert wurden, werden zusammen auf der Anzeigeeinheit 51a der Konsole 51 (Schritt S30) angezeigt. Dies ermöglicht z.B. dem Bediener, zu wissen, dass sich der Schweißdruck schnell ändert. Außerdem kann, wenn die Größe der Änderung bei der Abweichung des Schweißdrucks größer als ein vorbestimmter Wert ist, eine Warnung auf der Anzeigeeinheit 51a der Konsole 51 ausgegeben werden. Wenn es wahrscheinlich ist, dass eine Druckabweichung bald den vierten vorbestimmten Wert übersteigt, kann der Bediener den Schweißdruck vorzeitig neu einstellen. Dies kann proaktiv die Verschlechterung der Schweißqualität verhindern.
Es ist zu beachten, dass das diagnostische Programm während eines Zeitraums durchgeführt werden kann, in dem der Roboter nach dem Ende eines Schweißvorgangs in die ursprüngliche Position zurückkehrt. Die Diagnose von Rissen und die Diagnose von Abweichung des Schweißdrucks bei der Punktschweißzange 20 kann ohne die Erhöhung der Produktionszeit durchgeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Tatsache, ob in der Punktschweißzange 20 eine Anormalität vorliegt oder nicht, nur basierend auf der Drehposition des Servomotors 25 geschätzt. Dementsprechend kann, wenn eine übermäßige Verformung des Arms 27 der Punktschweißzange 20 aufgetreten ist, oder wenn sich die Reibung in der mechanischen Einheit der Punktschweißzange 20 geändert hat, einfach geschätzt werden, dass in der Punktschweißzange 20 eine Anormalität vorliegt. Außerdem ist, gemäß der vorliegenden Erfindung, im Vergleich mit herkömmlichen Techniken, die eine Druckanwendungszeit erfordern, ein falscher Nachweis eines Risses im Arm 27 unwahrscheinlich.
Außerdem kann, da die Abweichungen v1, ... auf der Anzeigeeinheit 51a der Konsole 51 angezeigt werden können, der Bediener den Grad der Verformung und die Zunahme des Risses im Arm 27 kennen. Außerdem kann, da die Abweichung des Schweißdrucks auch auf der Anzeigeeinheit 51a der Konsole 51 angezeigt werden können, der Bediener eine Änderung der Reibung in der mechanischen Einheit finden.
Außerdem wird, gemäß der vorliegenden Erfindung, die Bestimmung, ob eine Anormalität vorliegt, basierend auf einer Abweichung zwischen einer Abweichung der Menge der elastischen Verdrängung und einer Referenz-Abweichung der Verdrängungsmenge durchgeführt. Daher kann, auch wenn sich die Position des distalen Endes der Elektrodenspitze aufgrund der Abnutzung oder der Verformung geändert hat, eine Anormalität in der Punktschweißzange 20 mit einem hohen Grad an Genauigkeit bestimmt werden.
Außerdem beseitigt die vorliegende Erfindung die Notwendigkeit, dass der Bediener eine visuelle Untersuchung der Bedingungen der Punktschweißzange 20 in regelmäßigen Zeitabständen durchführt und ermöglicht den Nachweis einer sehr kleinen Anormalität, die durch eine visuelle Untersuchung nicht festgestellt werden kann. Außerdem ist, da nur die Drehposition des Servomotors 25 der Punktschweißzange 20 während der Anwendung von Druck mit dem Codierer 26 gemessen werden muss, keine zusätzliche Ausrüstung für die Messung erforderlich, und daher kann die Erhöhung der Kosten der Ausrüstung vermieden werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem ersten Gesichtspunkt wird die Entscheidung, ob in der Punktschweißzange eine Anormalität vorliegt oder nicht, nur basierend auf der Drehposition des Servomotors getroffen. Dementsprechend kann, wenn eine übermäßige Verformung oder ein übermäßiger Riss im Arm der Punktschweißzange aufgetreten ist, und wenn sich die Reibung in der mechanischen Einheit der Punktschweißzange geändert hat, einfach geschätzt werden, dass in der Punktschweißzange eine Anormalität vorliegt. Außerdem kann die Notwendigkeit, dass der Bediener eine visuelle Untersuchung der Bedingungen der Punktschweißzange in regelmäßigen Zeitabständen durchführen muss, beseitigt werden, und eine sehr kleine Abweichung, die durch eine visuelle Untersuchung nicht festgestellt werden kann, kann nachgewiesen werden. Außerdem ist, da nur die Drehposition des Servomotors der Punktschweißzange während der Anwendung von Druck mit dem Codierer gemessen werden muss, keine zusätzliche Ausrüstung für die Messung erforderlich, und daher kann die Erhöhung der Kosten der Ausrüstung vermieden werden.
Gemäß dem zweiten und dem neunten Gesichtspunkt kann, da eine Warnung, die eine Anormalität in der Punktschweißzange angibt, nach außen abgegeben wird, der Bediener, der die Warnung bemerkt, den Schweißvorgang stoppen, um zu verhindern, dass es zu einer schlechten Schweißung kommt.
Gemäß dem dritten bis fünften Gesichtspunkt und dem zehnten bis zwölften Gesichtspunkt kann der Bediener den gegenwärtigen Grad der Zunahme eines Risses im Arm der Punktschweißzange, eine Abweichung des Schweißdrucks und die Tendenzen der Änderung im Grad der Zunahme des Risses und der Abweichung mit der Zeit kennen.
Gemäß dem sechsten Gesichtspunkt kann, wenn sich die Reibung in der mechanischen Einheit aufgrund der Abnutzung in der mechanischen Einheit verändert hat, eine Abweichung des Schweißdrucks in Verbindung mit der Änderung mit einem hohen Grad an Genauigkeit schnell festgestellt werden. Der Vorgang des Messens des Schweißdrucks mit einem Drucksensor kann weggelassen werden, und daher kann die Anzahl von Vorgängen, die erforderlich sind, um den Schweißdruck erneut einzustellen, reduziert werden. Außerdem ist, da die Drehposition des Servomotors der Punktschweißzange während der Anwendung von Druck mit dem Codierer gemessen wird, um eine Abweichung des Schweißdrucks nachzuweisen, keine zusätzliche Ausrüstung für die Messung erforderlich, und daher kann die Erhöhung der Kosten der Ausrüstung vermieden werden.
Gemäß dem siebten Gesichtspunkt kann, da ein Drehmoment-Sollwert, der dem Servomotor bereitgestellt werden soll, oder ein Sollwert der Drehposition für den Servomotor basierend auf einer nachgewiesenen Abweichung des Schweißdrucks korrigiert wird, der gewünschte Schweißdruck erzielt werden, um die Qualität des Schweißens zu verbessern.
Gemäß dem achten Gesichtspunkt kann, da die Korrektur einer Abweichung des Schweißdrucks nicht durchgeführt wird, eine schlechte Schweißung, die sonst aufgrund einer anormalen Korrektur erfolgen würde, verhindert werden.

Claims

Punktschweißsystem (1), umfassend eine Punktschweißzange (20), die zu schweißende Werkstücke unter Druck zwischen einer beweglichen Elektrodenspitze (22), die von einem Servomotor (25) angetrieben wird, und einer stationären Elektrodenspitze (21), die der beweglichen Elektrodenspitze gegenüber liegt, schweißt, wobei das Punktschweißsystem Folgendes umfasst: einen Codierer (26), der eine Drehposition des Servomotors misst, eine Einheit zur Erzeugung eines Schweißdruck-Sollwerts (31), die einen Referenz-Schweißdrucksollwert für die Punktschweißzange erzeugt, und mindestens einen Detektor-Schweißdrucksollwert, um Druck auf die zu schweißenden Werkstücke zwischen der beweglichen Elektrodenspitze und der stationären Elektrodenspitze anzuwenden, eine Einheit zur Berechnung der Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge (32), die, als eine Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge in der Punktschweißzange, eine Abweichung der Drehposition zwischen einer Drehposition des Servomotors, welche erreicht wird, wenn der Servomotor in Übereinstimmung mit dem Referenz-Schweißdrucksollwert angetrieben wird, und einer Drehposition des Servomotors, welche erreicht wird, wenn der Servomotor in Übereinstimmung mit dem mindestens einen Detektor-Schweißdrucksollwert angetrieben wird, berechnet, eine Speichereinheit (33), die die Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge als eine Abweichung der Referenz-Verdrängungsmenge speichert, die durch die Einheit zur Berechnung der Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge unter einer Bedingung festgestellt wird, in der die Punktschweißzange eingestellt wurde, um dazu in der Lage zu sein, geeignet einen Schweißdruck auszuüben; und eine Prüfeinheit (34), die ermittelt, dass in der Punktschweißzange eine Anormalität vorliegt, wenn eine Abweichung zwischen der Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge, die unter einer Bedingung, bei der ein Schweißdruck der Punktschweißzange neu eingestellt werden muss, bestimmt wird, und der Abweichung der Referenz-Verdrängungsmenge, die in der Speichereinheit gespeichert ist, größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Punktschweißsystem nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Warneinheit (51a), die das Auftreten einer Anormalität in der Punktschweißzange nach außen angibt, wenn die Prüfeinheit (34) ermittelt, dass in der Punktschweißzange eine Anormalität vorliegt.
Punktschweißsystem nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend eine Anzeigeeinheit (51a), die die Abweichung zwischen der Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge als der Abweichung der Referenz-Verdrängungsmenge anzeigt.
Punktschweißsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter umfassend eine Speichereinheit (33), die die Abweichung zwischen der Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge und der Abweichung der Referenz-Verdrängungsmenge zusammen mit einem Timestamp in chronologischer Reihenfolge speichert.
Punktschweißsystem nach Anspruch 4, weiter umfassend eine Anzeigeeinheit (51a), die die Abweichung zwischen der Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge und der Abweichung der Referenz-Verdrängungsmenge zusammen mit einem Timestamp in chronologischer Reihenfolge anzeigt.
Punktschweißsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter umfassend eine Einheit zur Berechnung der Abweichung des Schweißdrucks (35) die die Abweichung zwischen der Abweichung der elastischen Verdrängungsmenge und der Abweichung der Referenz-Verdrängungsmenge mit einer Federkonstante der Punktschweißzange multipliziert, um eine Abweichung des Schweißdrucks zu erhalten.
Punktschweißsystem nach Anspruch 6, weiter umfassend eine Einheit zur Korrektur des Schweißdrucks (36), die einen Drehmoment-Sollwert korrigiert, der dem Servomotor während eines Vorgangs der Druckanwendung bereitgestellt werden soll, oder einen Drehpositionssollwert, der dem Servomotor während eines Vorgangs der Druckanwendung bereitgestellt werden soll, basierend auf einer Abweichung des Schweißdrucks, die von der Einheit zur Berechnung des Schweißdrucks berechnet wird, wenn die Abweichung des Schweißdrucks, die von der Einheit zur Berechnung des Schweißdrucks berechnet wird, kleiner als eine erster vorbestimmter Abweichungswert ist.
Punktschweißsystem nach Anspruch 7, wobei wenn die Abweichung des Schweißdrucks, die von der Einheit zur Berechnung der Abweichung des Schweißdrucks berechnet wird, größer als der oder gleich dem erste(n) vorbestimmte(n) Abweichungswert ist, eine Korrektur durch die Einheit zur Korrektur der Abweichung des Schweißdrucks nicht durchgeführt wird.
Punktschweißsystem nach Anspruch 8, weiter umfassend eine Warneinheit (51a), die das Auftreten einer Anormalität in der Punktschweißzange nach außen angibt, wenn die Abweichung des Schweißdrucks, die von der Einheit zur Berechnung der Abweichung des Schweißdrucks berechnet wird, größer als der oder gleich dem zweite(n) vorbestimmte(n) Abweichungswert ist,
Punktschweißsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, weiter umfassend eine Anzeigeeinheit (51a), die die Abweichung des Schweißdrucks anzeigt.
Punktschweißsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, weiter umfassend eine Speichereinheit (33),die die Abweichung des Schweißdrucks, zusammen mit einem Timestamp in chronologischer Reihenfolge speichert.
Punktschweißsystem nach Anspruch 11, umfassend eine Anzeigeeinheit (51a), die die Abweichung des Schweißdrucks zusammen mit einem Timestamp in chronologischer Reihenfolge anzeigt.