DE102016002580A1

DE102016002580A1 - Schweißroboter, der die Zuführbarkeit von Schweißdraht überwacht

Info

Publication number: DE102016002580A1
Application number: DE102016002580.8A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Yoshida
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2016-09-15
Anticipated expiration: 2036-03-04
Also published as: JP6219868B2; CN105965128A; DE102016002580B4; US20160263710A1; US9902010B2; CN105965128B; JP2016165747A

Abstract

Ein Schweißroboter umfasst einen Arm, der einen Gelenkteil und einen oberen Armteil aufweist, die drehbar miteinander verbunden sind, eine Schweißpistole, die am Arm auf der Seite des Gelenkteils befestigt ist, eine Drahtzuführvorrichtung, die am Arm auf der Seite des oberen Armteils befestigt ist, ein Schweißkabel, das sowohl mit der Drahtzuführvorrichtung als auch der Schweißpistole zum Halten eines Schweißdrahts verbunden ist, einen Steuerungsteil, der den Betrieb des Arms so steuert, dass die Schweißpistole über eine Schweißbahn bewegt wird, und einen Überwachungsteil, der überwacht, ob der Betrag der durch den Betrieb der zwischen dem Gelenkteil und dem oberen Armteil befindlichen Gelenkkippachse verursachten Biegung des Schweißkabels, während die Schweißpistole unter der Steuerung des Steuerungsteils über die Schweißbahn bewegt wird, innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schweißroboter, der die Zuführbarkeit von Schweißdraht durch ein Schweißkabel während der Ausführung eines Schweißprozesses überwacht.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein allgemeiner Schweißroboter besitzt eine Schweißpistole, die an einem Stirnseitenteil eines Arms befestigt ist, eine Zuführvorrichtung von Schweißdraht, die oberhalb einer dritten Achse des Arms befestigt ist, und ein Schweißkabel, das die Zuführvorrichtung und die Schweißpistole verbindet. In vielen Fällen wird das Schweißkabel entlang einer Außenfläche des Arms mit einem gewissen Maß an Durchhang gelegt. Das Schweißkabel weist ein darin durchgeführtes Führungskabel auf. Während der Schweißprozess ausgeführt wird, läuft der von der Zuführvorrichtung zugeführte Schweißdraht durch das Führungskabel, um den Stirnseitenteil der Schweißpistole zu erreichen. Des Weiteren wird der Stirnseitenteil des Schweißdrahts, der von der Schweißpistole freigelegt wird, durch die durch die Lichtbogenentladung erzeugte Wärme geschmolzen und mit dem Schweißgrundmaterial verbunden, so dass die Schweißgrundmaterialien verschweißt werden.
Wenn im Übrigen die Krümmung des Schweißkabels aufgrund des Betriebs des Arms größer wird, dann wird die Krümmung des durch das Schweißkabel durchgeführten Führungskabels ebenfalls größer. Wenn der Schweißdraht in diesem Zustand zugeführt wird, dann wird der Außenumfang des Schweißdrahts stark gegen die Innenfläche des Führungskabels reiben und somit verschlechtert sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts durch das Schweißkabel. Weiterhin neigt die Schweißqualität aufgrund der Beschädigung der Außenfläche des Schweißdrahts dazu abzunehmen. Des Weiteren ist aufgrund der verschlissenen Innenfläche des Führungskabels ein vorzeitiger Austausch des Schweißkabels erforderlich.
Um diese Situation zu vermeiden, schlägt JP2005-297069A einen Schweißroboter vor, bei dem eine Drahtzuführvorrichtung an einem Basisendteil eines oberen Armteils befestigt ist und ein Schweißkabel im Innern des oberen Armteils gelagert ist. Bei dem Schweißroboter von JP2005-297069A ist das Schweißkabel so angeordnet, dass es sich in Längsrichtung des oberen Armteils an der Innenseite des oberen Armteils erstreckt und dadurch der Umfang der Verformung des Schweißkabels insgesamt niedrig gehalten wird. Ferner schlägt JP2010-36253A die Vorgehensweise vor, eine Drahtzuführvorrichtung unterhalb einer dritten Achse des Schweißroboters anzuordnen, um die Biegung des Schweißkabels insgesamt zu reduzieren. Weiterhin schlägt JP2001-293574A ein System vor, das eine mit einem Servomotor ausgerüstete Drahtzuführvorrichtung und eine Überwachungsvorrichtung, die einen Zuführwiderstand des Schweißdrahts durch Subtrahieren einer geschätzten Drehmomentkomponente von der Drehmomentinformation des Servomotors berechnet, umfasst.
Selbst wenn das Schweißkabel im oberen Armteil gelagert wird, wie in JP2005-297069A , kann jedoch der Arbeitswinkel der Kippachse abhängig vom Einlernbetrieb des Schweißroboters ziemlich groß sein, und daher neigt die Zuführbarkeit des Schweißdrahts dazu, sich zu verschlechtern. Selbst wenn des Weiteren die Drahtzuführvorrichtung unterhalb der dritten Achse des Schweißroboters (d. h. an der Seite des unteren Armteils) angeordnet ist, wie in JP2010-36253A , kann eine Biegung des Schweißdrahts aufgrund des Betriebs der Kippachse weiterhin auftreten. Selbst wenn eine Überwachungsvorrichtung zum Berechnen des Zuführwiderstands des Schweißdrahts verwendet wird, wie in JP2001-293574A , wird weiterhin der berechnete Betrag des Zuführwiderstands durch das Gewicht des auf der Drahtrolle verbleibenden Schweißdrahts beeinflusst, und somit ist es nicht einfach, den Zuführwiderstand des Schweißdrahts genau zu berechnen. Ferner besteht der Mangel, dass die Überwachungsvorrichtung von JP2001-293574A den Zuführwiderstand des Schweißdrahts nicht berechnen kann, wenn kein tatsächlicher Schweißprozess ausgeführt wird.
Es wird ein Schweißroboter gesucht, der eine Verschlechterung der Zuführbarkeit des Schweißdrahts durch das Schweißkabel während des Betriebs des Arms verhindern kann.
Kurzdarstellung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schweißroboter bereitgestellt, umfassend einen Arm, der ein erstes Verbindungsglied und ein zweites Verbindungsglied aufweist, die drehbar miteinander verbunden sind, eine Schweißpistole, die am Arm auf der Seite des ersten Verbindungsglieds befestigt ist, eine Drahtzuführvorrichtung, die am Arm auf der Seite des zweiten Verbindungsglieds befestigt ist, ein Schweißkabel, das sowohl mit der Drahtzuführvorrichtung als auch der Schweißpistole zum Halten des von der Drahtzuführvorrichtung zur Schweißpistole zugeführten Schweißdrahts verbunden ist, einen Steuerungsteil, der den Betrieb des Arms so steuert, dass die Schweißpistole über eine vorbestimmte Schweißbahn bewegt wird, und einen Überwachungsteil, der überwacht, ob der Betrag der durch den Betrieb der zwischen dem ersten Verbindungsglied und dem zweiten Verbindungsglied befindlichen Drehachse verursachten Biegung des Schweißkabels, während die Schweißpistole unter der Steuerung des Steuerungsteils über die Schweißbahn bewegt wird, innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schweißroboter gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei der Überwachungsteil beurteilt, ob mindestens eines von einem Arbeitswinkel und einer Winkelgeschwindigkeit der Drehachse ein vorbestimmter oberer Grenzwert ist oder darunter liegt, um den Betrag der Biegung des Schweißkabels zu überwachen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schweißroboter gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt bereitgestellt, der ferner einen Alarmteil umfasst, der einen Alarm an den Bediener ausgibt, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels einen zulässigen Bereich überschreitet.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schweißroboter gemäß einem des ersten bis dritten Aspekts bereitgestellt, wobei der Steuerungsteil ein Roboterprogramm ausführt, um den Betrieb des Arms zu steuern, und der Roboter ferner einen ersten Benachrichtigungsteil umfasst, der, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels einen zulässigen Bereich überschreitet, den Bediener über eine Information benachrichtigt, die die Stelle des Roboterprogramms zeigt, die der Steuerungsteil zu dem Zeitpunkt ausgeführt hat, zu dem der Betrag der Biegung des Schweißkabels den zulässigen Bereich überschritten hat.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schweißroboter gemäß einem des ersten bis vierten Aspekts bereitgestellt, der ferner einen zweiten Benachrichtigungsteil umfasst, der, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels einen zulässigen Bereich überschreitet, den Bediener über einen Abstand zwischen der Position der Schweißpistole zum Zeitpunkt, zu dem der Betrag der Biegung des Schweißkabels den zulässigen Bereich überschritten hat, und dem Startpunkt der Schweißbahn benachrichtigt.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schweißroboter bereitgestellt, umfassend einen Arm, der mehrere Verbindungsglieder aufweist, die in Reihe verbunden sind, eine Schweißpistole, die an einem stirnseitigen Verbindungsglied unter den mehreren Verbindungsgliedern befestigt ist, eine Drahtzuführvorrichtung, die an einer von dem stirnseitigen Verbindungsglied unterschiedlichen Verbindungsglied unter den mehreren Verbindungsgliedern befestigt ist, ein Schweißkabel, das sowohl mit der Drahtzuführvorrichtung als auch der Schweißpistole zum Halten des von der Drahtzuführvorrichtung zur Schweißpistole zugeführten Schweißdrahts verbunden ist, einen Steuerungsteil, der den Betrieb des Arms so steuert, dass die Schweißpistole über eine vorbestimmte Schweißbahn bewegt wird, und einen Überwachungsteil, der überwacht, ob der Betrag der durch den Betrieb von einer oder mehreren zwischen dem stirnseitigen Verbindungsglied und dem anderen Verbindungsglied befindlichen Drehachsen des Arms verursachten Biegung des Schweißkabels, während die Schweißpistole unter der Steuerung des Steuerungsteils über die Schweißbahn bewegt wird, innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.
Gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Schweißroboter gemäß dem sechsten Aspekt bereitgestellt, wobei der Überwachungsteil beurteilt, ob der geradlinige Abstand zwischen dem Basisendteil des Schweißkabels, der mit der Schweißpistole verbunden ist, und dem Stirnseitenteil des Schweißkabels, der mit der Drahtzuführvorrichtung verbunden ist, ein vorbestimmter unterer Grenzwert ist oder darüber liegt, um den Betrag der Biegung des Schweißkabel zu überwachen.
Gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Schweißroboter gemäß dem sechsten oder siebten Aspekt bereitgestellt, der ferner einen Alarmteil umfasst, der, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels einen zulässigen Bereich überschreitet, einen Alarm an den Bediener ausgibt.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schweißroboter gemäß einem des sechsten bis achten Aspekts bereitgestellt, wobei der Steuerungsteil ein Roboterprogramm ausführt, um den Betrieb des Arms zu steuern, und der Roboter ferner einen ersten Benachrichtigungsteil umfasst, der, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels einen zulässigen Bereich überschreitet, den Bediener über eine Information benachrichtigt, die die Stelle des Roboterprogramms zeigt, die der Steuerungsteil zu dem Zeitpunkt ausgeführt hat, zu dem der Betrag der Biegung des Schweißkabels den zulässigen Bereich überschritten hat.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schweißroboter gemäß einem des sechsten bis neunten Aspekts bereitgestellt, der ferner einen zweiten Benachrichtigungsteil umfasst, der, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels einen zulässigen Bereich überschreitet, den Bediener über den Abstand zwischen der Position der Schweißpistole zum Zeitpunkt, zu dem der Betrag der Biegung des Schweißkabels den zulässigen Bereich überschritten hat, und dem Startpunkt der Schweißbahn benachrichtigt.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher mit Bezug auf die ausführliche Erklärung von in den beigefügten Zeichnungen gezeigten erläuternden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht eines erläuternden Schweißsystems, das einen Schweißroboter einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
2A ist eine perspektivische Ansicht, die vergrößert einen Basisendteil eines oberen Armteils des Schweißroboters in 1 zeigt.
2B ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die einen Gelenkteil des Schweißroboters in 1 zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Systemausgestaltung der Roboter-Steuerungsvorrichtung in 1 zeigt.
4A ist eine erste schematische Ansicht zum Erklären des Verfahrens, in dem der Überwachungsteil in 3 einen Betrag der Biegung eines Schweißkabels überwacht.
4B ist eine zweite schematische Ansicht zum Erklären des Verfahrens, in dem der Überwachungsteil in 3 einen Betrag der Biegung eines Schweißkabels überwacht.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine eines Testbetriebs eines Schweißprozesses durch die Roboter-Steuerungsvorrichtung zeigt.
6 ist eine schematische Ansicht eines erläuternden Schweißsystems mit einem Schweißroboter einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7A ist eine erste schematische Ansicht zum Erklären des Verfahrens, in dem der Überwachungsteil in 6 einen Betrag der Biegung eines Schweißkabels überwacht.
7B ist eine zweite schematische Ansicht zum Erklären des Verfahrens, in dem der Überwachungsteil in 6 einen Betrag der Biegung eines Schweißkabels überwacht.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine eines Testbetriebs eines Schweißprozesses durch die Roboter-Steuerungsvorrichtung in 6 zeigt.
Ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Figuren werden gleichen Bauteilen gleiche Bezugszeichen zugewiesen. Es wird angemerkt, dass die folgende Beschreibung den technischen Schutzumfang der in den Ansprüchen oder im Sinne des Wortlauts usw. beschriebenen Erfindungen nicht einschränkt.
Bezugnehmend auf 1 bis 5 wird ein Schweißroboter einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Die 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Schweißsystems zeigt, das den Schweißroboter der vorliegenden Ausführungsform enthält. Das Schweißsystem S des vorliegenden Beispiels ist ein Automatisierungssystem, das in der Lage ist, den Prozess des Bewegens der Schweißpistole entlang einer vorbestimmten Schweißbahn zum Verbinden von Schweißgrundmaterialien auszuführen. Dieser Prozess wird nachfolgend einfach als „Schweißprozess” bezeichnet. Wie in 1 gezeigt, enthält das Schweißsystem S einen Roboter 1, eine Schweißmaschine 6, die mit dem Roboter 1 verbunden ist, eine Roboter-Steuerungsvorrichtung 7, die mit dem Schweißroboter 1 und der Schweißmaschine 6 verbunden ist, eine Einlernkonsole 8, die mit der Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 verbunden ist, usw.. Das obengenannte System wird nachstehend ausführlich erklärt.
Zunächst wird der obengenannte Schweißroboter 1 erklärt. Wie in 1 gezeigt, ist der Schweißroboter 1 ein vertikaler Mehrgelenkroboter, der einen Arm 10 aufweist, der mehrere in Reihe verbundene Verbindungsglieder und mehrere die aneinandergrenzenden Verbindungsglieder gegenseitig drehbar abstützende Drehachsen umfasst. Insbesondere weist der Schweißroboter 1 einen Gelenkteil 11 auf, der sich am Stirnseitenteil des Arms 10 befindet und mit dem Basisendteil des Gelenkteils 11 verbunden ist, und weist einen unteren Armteil 13 auf, der mit dem Basisendteil des oberen Armteils 12 verbunden ist. Des Weiteren weist der Schweißroboter 1 eine erste Drehachse A1 auf, die den Gelenkteil 11 und den oberen Armteil 12 drehbar abstützt, und weist eine zweite Drehachse A2 auf, die den oberen Armteil 12 und den unteren Armteil 13 drehbar abstützt. Nachstehend wird die erste Drehachse A1 als „Gelenkkippachse A1” bezeichnet, während die zweite Drehachse A2 manchmal als „obere Armkippachse A2” bezeichnet wird.
Der obengenannte Gelenkteil 11 ist ein Beispiel des ersten Verbindungsglieds des Schweißroboters 1 der vorliegenden Ausführungsform, während der obengenannte obere Armteil 12 ein Beispiel des zweiten Verbindungsglieds des Schweißroboters 1 der vorliegenden Ausführungsform ist. Wie in 1 gezeigt, ist an dem Gelenkteil 11 die später erklärte Schweißpistole 2 befestigt, während an dem oberen Armteil 12 die später erklärte Drahtzuführvorrichtung 3 befestigt ist. Es wird angemerkt, dass der Basisendteil des unteren Armteils 13 drehbar an einem Schwenkbasisteil 14 befestigt ist, das den darüber liegenden Arm 10 abstützt. Der Schwenkbasisteil 14 ist an einem festen Basisteil 15 befestigt, der schwenkbar am Boden befestigt ist. Des Weiteren weist der Schweißroboter 1 mehrere Servomotoren auf (nicht gezeigt), die mehrere die Gelenkkippachse A1 und die obere Armkippachse A2 einschließenden Drehachsen antreiben. Der Schweißroboter 1 kann die Position und Haltung der Schweißpistole 2, die am Gelenkteil 11 befestigt ist, durch die Antriebskräfte dieser Servomotoren frei ändern. Dadurch kann die Schweißpistole 2 in Bezug auf die Schweißgrundmaterialien positioniert werden.
Als Nächstes wird die oben erwähnte Schweißpistole 2 erklärt. Wie in 1 erklärt, weist die Schweißpistole 2 einen gekrümmten rohrförmigen Pistolenkörper 20 und eine Kontaktspitze 21, die am Stirnseitenteil des Pistolenkörpers 20 befestigt ist, auf. Der Basisendteil des Pistolenkörpers 20 ist am Gelenkteil 11 des Schweißroboters 1 befestigt. Die Kontaktspitze 21 weist ein mittiges Loch auf, das mit dem Innenraum des Pistolenkörpers 20 kommuniziert. Der drahtförmige Schweißzusatz läuft durch das mittige Loch der Kontaktspitze 21 und wird außerhalb der Schweißpistole 2 freigelegt. Nachstehend wird der drahtförmige Schweißzusatz als „Schweißdraht W” bezeichnet. Die Kontaktspitze 21 ist mit einer später erklärten Schweißmaschine 6 elektrisch verbunden. Während der Ausführung des Schweißprozesses fließt ein hoher Strom von der Schweißmaschine 6 zur Kontaktspitze 21. Im Ergebnis wird eine Hochtemperatur-Lichtbogenentladung zwischen der Kontaktspitze 21 und den Schweißgrundmaterialien verursacht und dadurch wird der Schweißdraht W geschmolzen und mit den Schweißgrundmaterialien verbunden. Aufgrund dessen werden die Schweißgrundmaterialien durch Schmelzverbundteile des Schweißdrahts W verbunden.
Als Nächstes wird der oben erwähnte Schweißdraht W erklärt. Der Schweißdraht W ist ein Verbrauchs-Schweißzusatz, der für einen Schweißprozess verwendet wird und dem Schweißsystem in Form einer um eine Drahtrolle R gewickelten Spule zugeführt. Wie in 1 gezeigt, weist das Schweißsystem S einen Drahtrollenständer 4 auf, der an den Schweißroboter 1 angrenzend angeordnet ist. Der Drahtrollenständer 4 hält die obengenannte Drahtrolle R drehbar. Aus diesem Grund wird bei Ausführung des Zuführvorgangs der später erklärten Zuführvorrichtung 3 der Schweißdraht W von der Drahtrolle R abgewickelt und in Richtung auf Schweißpistole 2 zugeführt.
Als Nächstes wird die obengenannte Drahtzuführvorrichtung 3 erklärt. Die Drahtzuführvorrichtung 3 weist mindestens ein Paar Führungsrollen (nicht gezeigt) und einen Elektromotor oder eine andere Antriebvorrichtung zum Antreiben der Führungsrollen auf. Die Drahtzuführvorrichtung 3 ist dazu eingerichtet, den Schweißdraht W zwischen den Führungsrollen eingeklemmt in Richtung auf die Schweißpistole 2 auszuführen. Wie in 1 gezeigt, ist die Drahtzuführvorrichtung 3 an der Basisendseite des oberen Armteils 12 über ein Befestigungselement M mit einer vorbestimmten Form befestigt. Insbesondere ist die Drahtzuführvorrichtung 3 am oberen Armteil 12 befestigt, so dass die Zuführrichtung des Schweißdrahts W parallel zur Erstreckungsrichtung des oberen Armteils 12 verläuft. Das heißt, selbst dann, wenn sich die Haltung des oberen Armteils 12 während des Betriebs des Schweißroboters 1 ändert, bleibt die Zuführrichtung des Schweißdrahts W ständig parallel zur Erstreckungsrichtung des oberen Armteils 12 (siehe auch 4A und 4B).
Die Zuführgeschwindigkeit des Schweißdrahts W durch die Drahtzuführvorrichtung 3 kann ein konstanter Wert sein oder kann ein variabler Wert sein, der sich entsprechend der Arbeitsgeschwindigkeit des Schweißroboters 1 ändert. Um eine hohe Schweißqualität sicherzustellen ist es wichtig, die Zuführgeschwindigkeit des Schweißdrahts W durch die Drahtzuführvorrichtung 3 zu steuern. Der Schweißdraht W, der von der Drahtzuführvorrichtung 3 herausgeführt wird, durchläuft die Innenseite des später erklärten Schweißkabels 5 und erreicht die Schweißpistole 2.
Als Nächstes wird das obengenannte Schweißkabel 5 erklärt. Das Schweißkabel 5 ist sowohl mit der Drahtzuführvorrichtung 3 als auch der Schweißpistole 2 verbunden, um den Schweißdraht W zu lagern, der von der Drahtzuführvorrichtung 3 zur Schweißpistole 2 zugeführt wird. Insbesondere weist das Schweißkabel 5 einen Basisendteil 51 auf, der mit der Zuführöffnung der Drahtzuführvorrichtung 3, an der der Schweißdraht W herausgeführt wird, verbunden ist, und weist einen Stirnseitenteil 52 auf, der mit dem Basisendteil des Pistolenkörpers 20 verbunden ist. An der Innenseite des Schweißkabels 5 ist ein Führungskabel (nicht gezeigt) eingesetzt, um den Schweißdraht W vom Basisendteil 51 zum Stirnseitenteil 52 zu führen. Der Schweißdraht W wird durch die Innenseite des Führungskabels eingeführt.
Hierzu wird die Anordnung des Schweißkabels 5 in Bezug auf den Arm 10 des Schweißroboters 1 erklärt. Wie in 1 gezeigt, befindet sich im Schweißroboter 1 des vorliegenden Beispiels der größte Teil des Schweißkabels 5 im Innern des oberen Armteils 12. Die 2A ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die die obere Armkippachse A2 und ihre nähere Umgebung in 1 zeigt. Der Einfachheit halber sind in der 2A das Schweißkabel 5 und die Drahtzuführvorrichtung 3 weggelassen. Wie in 1 und 2A gezeigt, weist der obere Armteil 12 einen oberen Armkörperteil 120 auf, der sich auf der Seite der Gelenkachse A1 befindet, und weist einen oberen Armbasisendteil 121 auf, der sich auf der Seite der oberen Armkippachse A2 befindet. Der obere Armkörperteil 120 ist mit dem oberen Armbasisendteil 121 durch die obere Armschwenkachse A3, die eine zur Erstreckungsrichtung parallele Achse aufweist, drehbar verkoppelt. In 1 und 2A ist die axiale Linie der oberen Armschwenkachse A3 durch eine Einpunkt-Strichlinie angedeutet. Der obere Armkörperteil 120 weist eine hohle Rohrform auf. Des Weiteren ist der obere Armbasisendteil 121 mit einer Basisendteilöffnung 122 versehen, die mit dem Innenraum des oberen Armkörperteils 120 kommuniziert. Das Schweißkabel 5 wird von der Basisendöffnung 122 ins Innere des oberen Armkörperteils 120 eingeführt. Wie des Weiteren in 1 gezeigt, ist der obere Armkörperteil 120 mit einer Seitenöffnung 123 versehen, die an der Gelenkkippachse A1 angrenzt. Das Schweißkabel 5 ist aus der Seitenöffnung 123 zur Außenseite des oberen Armkörperteils 120 herausgeführt. Des Weiteren überquert der Teil des Schweißkabels 5, der aus der Seitenöffnung 123 herausgeführt ist, die Gelenkkippachse A1 und erreicht den Gelenkteil 11.
Die 2B ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die den Gelenkteil 11 in 1 zeigt. Der Einfachheit halber sind in 2B das Schweißkabel 5 und die Schweißpistole 2 weggelassen. Wie in 2B gezeigt, weist der Gelenkteil 11 einen Gelenkkörperteil 110 auf, der mit dem oberen Armteil 12 durch die Gelenkkippachse A1 verbunden ist, und weist einen Gelenkstirnseitenteil 111 auf, der mit dem Gelenkkörperteil 110 durch die Gelenkschwenkachse A0, die eine die Gelenkkippachse A1 rechtwinklig schneidende Achse aufweist, verbunden ist. An dem Gelenkstirnseitenteil 111 ist der Basisendteil des Pistolenkörpers 20 befestigt. Des Weiteren sind der Gelenkkörperteil 110 und der Gelenkstirnseitenteil 111 mit Durchgangslöchern 112 versehen, die sich entlang der axialen Linie der Gelenkschwenkachse A0 erstrecken. In 2B ist die axiale Linie der Gelenkkippachse A1 durch eine Einpunkt-Strichlinie angedeutet, während die axiale Linie der Gelenkschwenkachse A0 durch die Zweipunkt-Strichlinie angedeutet ist. Die axiale Linie der Gelenkschwenkachse A0 ist auch in 1 durch eine Zweipunkt-Strichlinie angedeutet. Der Stirnseitenteil 52 des Schweißkabels 5 wird in das obengenannte Durchgangsloch 112 von der Basisendseite des Gelenkteils 11 eingeführt. Aufgrund dessen ist der Stirnseitenteil 52 des Schweißkabels 5 an dem Gelenkteil 11 befestigt. Wenn des Weiteren ein Pistolenkörper 20 an dem Stirnseitenteil 11 befestigt ist, kommuniziert das Durchgangsloch 112 mit dem Innenraum des Pistolenkörpers 20. Aufgrund dessen ist der Stirnseitenteil 52 des Schweißkabels 5 mit dem Basisendteil des Pistolenkörpers 20 verbunden.
Wie oben erklärt, ist bei dem Schweißroboter 1 des vorliegenden Beispiels das Schweißkabel 5 durch sowohl das erste Verbindungsglied (Gelenkteil 11) als auch das zweite Verbindungsglied (oberer Armteil 12) des Arms 10 eingeschränkt. Wenn hier von „eingeschränkt” gesprochen wird, beinhaltet dies sowohl den Zustand, in dem ein Teil des Schweißkabels 5 in Bezug auf den Arm 10 ortsfest abgestützt wird als auch den Zustand, in dem ein Teil des Schweißkabels 5 in Bezug auf den Arm 10 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs beweglich abgestützt wird. Wie in 1 gezeigt, wird bei dem Schweißroboter 1 des vorliegenden Beispiels der Stirnseitenteil 52 des Schweißkabels 5 durch den Gelenkteil 11 ortsfest gehalten. Des Weiteren ist der in den oberen Armteil 12 eingeführte Teil des Schweißkabels 5, der durch die Strichlinie in 1 gezeigt wird, durch mindestens eines von der Seitenöffnung 123 des oberen Armkörperteils 120, den inneren Oberflächen des oberen Armkörperteils 120 und des oberen Armbasisendteils 121, und der inneren Oberfläche der Basisendöffnung 122 des oberen Armbasisendteils 121 beweglich abgestützt (insbesondere gleitend abgestützt).
Im Übrigen ist das Schweißkabel 5 aus einem Material ausgebildet, das einen bestimmten Grad an Flexibilität aufweist. Wenn jedoch der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 größer ist, dann ist die zwischen der inneren Oberfläche des Führungskabels und der äußeren Oberfläche des Schweißdrahts W wirkende Reibkraft größer und somit verschlechtert sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts W durch das Schweißkabel 5. Die „Zuführbarkeit” des Schweißdrahts W, auf die hier Bezug genommen wird, bezeichnet, wie einfach der von der Drahtzuführvorrichtung 3 zugeführte Schweißdraht W durch das Schweißkabel 5 laufen kann. Eine Verschlechterung der Zuführbarkeit des Schweißdrahts W verursacht einen Abfall der Schweißqualität. Aus diesem Grund ist bevorzugt, dass der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 aufgrund des Betriebs des Schweißroboters 1 davon abgehalten wird, während des Schweißprozesses extrem groß zu werden. Der „Betrag der Biegung” des Schweißkabels 5, auf den hier Bezug genommen wird, beinhaltet nicht nur die Krümmung des Schweißkabels 5, sondern auch den Betrag der Zunahme pro Zeiteinheit der Krümmung des Schweißkabels 5. Wenn der Betrag der Zunahme pro Zeiteinheit der Krümmung des Schweißkabels 5 groß ist, ändert sich die Reibkraft zwischen dem Führungskabel und dem Schweißdraht W sehr schnell und dadurch kann die Zuführbarkeit des Schweißdrahts instabil werden. Die Instabilität der Zuführbarkeit des Schweißdrahts W verursacht ebenfalls eine Verschlechterung der Schweißqualität.
Bezugnehmend wiederum auf 1 wird die obengenannte Schweißmaschine 6 erklärt. Die Schweißmaschine 6 ist eine Energiequellenvorrichtung, die elektrische Energie für eine Lichtbogenentladung an die Kontaktspitze 21 der Schweißpistole 2 liefert. Des Weiteren hat die Schweißmaschine 6 die Funktion des Steuerns des Zuführvorgangs der Drahtzuführvorrichtung 3. Insbesondere ist die Schweißmaschine 6 in der Lage, mit dem Schweißroboter 1 zu kommunizieren und ist dazu eingerichtet, die Steuerung der Energieversorgung der Kontaktspitze 21 und die Steuerung des Betriebs der Drahtzuführvorrichtung 3 in Übereinstimmung mit dem Betrieb des Schweißroboters 1 auszuführen. Als Nächstes wird die obengenannte Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 erklärt.
Die Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 ist eine Steuerungsvorrichtung, die den Betrieb des Servomotors des Schweißroboters 1 steuert. Des Weiteren hat die Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 die Funktion, Steuerbefehle für die Schweißmaschine 6 zu erzeugen, die Funktion, Betriebsvorgänge der verschiedenen Teile des Schweißroboters 1 zu überwachen, die Funktion, unter vorbestimmten Bedingungen einen Alarm an den Bediener auszugeben, usw.. Die Systemausgestaltung der Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 wird später mit Bezug auf die 3 erklärt.
Als Nächstes wird die oben erwähnte Einlernkonsole 8 erklärt. Die Einlernkonsole 8 ist eine Einlernvorrichtung, die für den Einlernvorgang des Schweißroboters 1 verwendet wird, und sie weist einen Anzeigeteil 81 auf, der einem Bediener Informationen anzeigt, sowie einen Eingabeteil 82, der einen Einlernvorgang vom Bediener empfängt. Die Einlernkonsole 8 hat die Funktion, in Verbindung mit der Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 ein Programm für den Betrieb des Schweißroboters 1 zu erstellen. Wenn insbesondere der Bediener einen Einlernvorgang des Schweißroboters 1 unter Verwendung der Einlernkonsole 8 ausführt, erstellt die Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 ein Betriebsprogramm zum Wiedergeben des durch den Einlernvorgang bewirkten Betriebsvorgangs des Schweißroboters 1. Das so erstellte Betriebsprogramm wird in einem Speicherteil der später erklärten Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 gespeichert.
Als Nächstes wird die Systemausgestaltung der Roboter-Steuerung 7 in 1 erklärt. 3 ist ein Blockdiagramm der Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 in 1. Wie in 3 gezeigt, besitzt die Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 einen Speicherteil 71, einen Kommunikationsteil 72, einen Steuerungsteil 73, einen Überwachungsteil 74, einen Alarmteil 75, einen ersten Benachrichtigungsteil 76 und einen zweiten Benachrichtigungsteil 77. Die Bauteile der Roboter-Steuervorrichtung 7 werden nachstehend der Reihe nach erklärt. Zunächst ist der Speicherteil ein Datenspeicherbereich mit einem ROM, RAM, HDD usw.. Der Speicherteil 71 speichert das Betriebsprogramm des Schweißroboters 1 und verschiedene Daten, wie z. B. die Steuerungsparameter des Schweißroboters 1 der Schweißmaschine 6. Als Nächstes ist der Kommunikationsteil 72 eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle zum Kommunizieren mit externen Vorrichtungen, die den Schweißroboter 1, die Schweißmaschine 6 und die Einlernkonsole 8 einschließen.
Als Nächstes hat der Steuerungsteil 73 die Funktion, das Betriebsprogramm im Speicherteil 71 auszuführen, um Steuerbefehle für die Servomotoren des Schweißroboters 1 zu erzeugen. Nachfolgend werden die Steuerbefehle an die Servomotoren des Schweißroboters 1 einfach als „Servo-Steuerbefehle” bezeichnet. Die Servo-Steuerbefehle sind Steuerbefehle zum Bewegen der Schweißpistole 2, die am Arm 10 befestigt ist, entlang einer vorbestimmten Schweißbahn. Die Servo-Steuerbefehle werden durch den Kommunikationsteil 72 an den Schweißroboter 1 gesendet. Des Weiteren hat der Steuerungsteil 73 die Funktion, Steuerbefehle für die Drahtzuführvorrichtung 3 und die Schweißmaschine 6 zu erzeugen. Nachfolgend werden die Steuerbefehle für die Drahtzuführvorrichtung 3 und die Schweißmaschine 6 einfach als „Schweißsteuerbefehle” bezeichnet. Die Schweißsteuerbefehle enthalten Steuerbefehle für das Zuführen des Schweißdrahts W in Übereinstimmung mit dem Betrieb des Schweißroboters 1, und Steuerbefehle für das Zuführen elektrischer Energie für eine Lichtbogenentladung an die Kontaktspitze 32 in Übereinstimmung mit dem Betrieb des Schweißroboters 1. Die Schweißsteuerbefehle werden durch den Kommunikationsteil 72 an die Schweißmaschine 6 und die Drahtzuführvorrichtung 3 gesendet.
Als Nächstes hat der Überwachungsteil 74 die Funktion des Überwachens des durch den Betrieb des Schweißroboters verursachten Betrags der Biegung des Schweißkabels 5. Insbesondere ist der Überwachungsteil 74 dazu eingerichtet zu überwachen, ob der durch den Betrieb des Schweißroboters verursachte Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt. Der „zulässige Bereich”, auf den hier Bezug genommen wird, bezeichnet den Bereich des Betrags der Biegung, bei dem die Zuführbarkeit des Schweißdrahts W durch das Schweißkabel 5 sich nicht stark verschlechtert. Beispielsweise ist der Überwachungsteil 74 dazu eingerichtet zu beurteilen, ob der Arbeitswinkel der Gelenkkippachse A1 des Schweißroboters 1 ein vorbestimmter oberer Grenzwert ist oder darunter liegt. Wenn des Weiteren der Arbeitswinkel der Gelenkkippachse A1 der obere Grenzwert ist oder darunterliegt, wird beurteilt, dass der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 innerhalb des zulässigen Bereichs liegt. Wenn der Arbeitswinkel der Gelenkkippachse A1 größer als der obere Grenzwert ist, wird beurteilt, dass der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 den zulässigen Bereich überschritten hat.
Die 4A und 4B sind schematische Ansichten zum Erklären des Verfahrens, bei dem der Überwachungsteil 74 in 3 den Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 überwacht. Die 4A und 4B zeigen durch Zeitreihen den Prozess des Schweißroboters 1, der zwei rohrförmige Schweißgrundmaterialien B verschweißt. Die zwei Schweißgrundmaterialien B weisen in diametrischer Richtung dieselben Abmessungen auf und sind horizontal abgelegt, so dass deren Stirnseiten aneinander angrenzen. Wie in der 4A und 4B gezeigt, erstreckt sich die Schweißbahn P, auf der die Schweißpistole 2 während des Schweißprozesses entlang fährt, in einer gekrümmten Form über ungefähr 1/4 des Außenumfangs des rohrförmigen Schweißgrundmaterials B. Es wird angemerkt, dass die Gelenkschwenkachse A0 und die obere Armschwenkachse A3 vom Zeitpunkt von 4A bis zum Zeitpunkt von 4B nicht arbeiten.
Wie oben erklärt, ist beim Schweißroboter 1 des vorliegenden Beispiels das Schweißkabel 5 am Gelenkteil 11 befestigt und an der Innenseite des oberen Armteils 12 untergebracht. Das heißt, das Schweißkabel 5 wird sowohl durch das Gelenkteil 11 als auch das obere Armteil 12 des Arms 10 eingeschränkt. Dadurch verursacht bei dem Schweißroboter 1 des vorliegenden Beispiels der Betrieb der Gelenkkippachse A1 unmittelbar eine Biegung des Schweißkabels 5 und es ist daher hilfreich, dass der Überwachungsteil 74 den Arbeitswinkel θ der Gelenkkippachse A1 überwacht. Der Arbeitswinkel θ des Gelenkkippachse A1, auf den hier Bezug genommen wird, bezeichnet den Drehwinkel ab der Drehposition der Gelenkkippachse A1 zum Zeitpunkt, wenn sich der Gelenkteil 11 und der obere Armteil 12 geradlinig zur aktuellen Drehposition der Gelenkkippachse A1 erstrecken. Das heißt, der Arbeitswinkel θ der Gelenkkippachse A1 ist Null, wenn sich der Gelenkteil 11 und der obere Armteil 12 in einer geraden Linie erstrecken, während der Arbeitswinkel θ der Gelenkkippachse A1 90° ist, wenn sich der Gelenkteil 11 und der obere Armteil 12 rechtwinklig schneiden.
Zum Zeitpunkt der 4A fällt der Arbeitswinkel θ der Gelenkkippachse A1 stark unterhalb 90° und daher ist die Krümmung des Schweißkabels 5 nicht sehr groß. Aus diesem Grund wird zum Zeitpunkt von 4A beurteilt, das der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 innerhalb des zulässigen Bereichs liegt. Andererseits überschreitet zum Zeitpunkt von 4B der Arbeitswinkel θ der Gelenkkippachse A1 bei weitem die 90° und die Krümmung des Schweißkabels 5 ist daher übermäßig groß. Aus diesem Grund wird zum Zeitpunkt von 4B beurteilt, dass der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 den zulässigen Bereich überschritten hat. Auf diese Weise beurteilt der Überwachungsteil 74 des vorliegenden Beispiels, ob der Arbeitswinkel θ der Gelenkkippachse A1 der vorbestimmte obere Grenzwert (zum Beispiel 90°) ist oder darunter liegt, um den Zustand der Biegung des Schweißkabels 5 zu überwachen. Der Überwachungsteil 74 des vorliegenden Beispiels erfasst Informationen zur Drehposition der Gelenkkippachse A1 von einem Geber (nicht gezeigt), der in einem Servomotor des Schweißroboters 1 eingebaut ist, und berechnet den Arbeitswinkel der Gelenkkippachse A1 basierend auf der Information zur Drehposition.
Im Übrigen kann sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts W, der durch das Schweißkabel 5 läuft, verschlechtern, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 groß ist, in gleicher Weise wie wenn der Arbeitswinkel der Gelenkkippachse A1 groß ist. Der Grund dafür ist, dass wenn die Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 groß ist, die Krümmung des Schweißkabels 5 schnell zunimmt und dadurch die Reibkraft zwischen dem Führungskabel und dem Schweißdraht W ebenfalls schnell zunimmt. Als Ergebnis tritt ein Unterschied zwischen der der Drahtzuführvorrichtung 3 angewiesenen Zuführgeschwindigkeit 3 und der momentanen Zuführgeschwindigkeit auf, und daher neigt die Schweißqualität dazu, vorübergehend abzufallen. Aus diesem Grund ist der Überwachungsteil 74 des vorliegenden Beispiels so ausgestaltet, dass er zusätzlich zu dem obengenannten Arbeitswinkel θ, oder anstatt des obengenannten Arbeitswinkels θ, die Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 überwacht.
Insbesondere beurteilt der Überwachungsteil 74 des vorliegenden Beispiels, ob die Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 der vorbestimmte obere Grenzwert ist (zum Beispiel 90 Grad/sek) oder darunter liegt, um den Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 zu überwachen. Wenn des Weiteren die Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 der obere Grenzwert ist oder darunter liegt, dann wird beurteilt, dass der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt. Wenn die Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 größer als der obere Grenzwert ist, dann wird beurteilt, dass der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 den zulässigen Bereich überschritten hat. Der Überwachungsteil 74 des vorliegenden Beispiels erfasst Informationen zur Drehposition der Gelenkkippachse A1 von einem Geber (nicht gezeigt), der in einem Servomotor des Schweißroboters 1 eingebaut ist, und berechnet die Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 basierend auf den Informationen zur Drehposition.
Auf die obengenannte Weise beurteilt der Überwachungsteil 74 des vorliegenden Beispiels, ob mindestens eines von dem Arbeitswinkel und der Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 der entsprechende obere Grenzwert ist oder darunter liegt, um den Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 zu überwachen. Des Weiteren wird beurteilt, dass der Betrag der Biegung des Schweißkabels innerhalb des zulässigen Bereichs liegt, wenn mindestens eines von dem Arbeitswinkel und der Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 ein entsprechender oberer Grenzwert ist oder darunter liegt. Andererseits wird beurteilt, dass der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 den zulässigen Bereich überschreitet, wenn mindestens eines von dem Arbeitswinkel und der Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 den entsprechenden oberen Grenzwert überschreitet. Das heißt, nicht nur wenn sowohl der Arbeitswinkel als auch die Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 den oberen Grenzwert überschreiten, sondern auch wenn nur eines von dem Arbeitswinkel und der Winkelgeschwindigkeit den oberen Grenzwert überschreitet, wird beurteilt, dass der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 den zulässigen Bereich überschritten hat. Die Ergebnisse der Überwachung durch den Überwachungsteil 74 werden an den Alarmteil 75, den ersten Benachrichtigungsteil 76 und den zweiten Benachrichtigungsteil 77 gesendet.
Bezugnehmend wiederum auf 3 hat der Alarmteil 75 der Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 die Funktion, in Übereinstimmung mit den Ergebnissen des Überwachens des Überwachungsteils einen Alarm an den Bediener auszugeben. Insbesondere kann der Alarmteil 75 einen Alarm zum Benachrichtigen des Bedieners über eine Verschlechterung der Zuführbarkeit des Schweißdrahts W ausgeben, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 den zulässigen Bereich überschreitet. Ein solcher Alarm ist ein Audioalarm oder eine Wortfolge. Der Audioalarm ist beispielsweise eine Ausgabe von einem Tonausgabeteil (nicht gezeigt), der in der Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 oder der Einlernkonsole 8 eingerichtet ist. Der Alarm durch eine Wortfolge wird beispielsweise auf einem Anzeigeteil 81 der Einlernkonsole 8 angezeigt.
Als Nächstes hat der erste Benachrichtigungsteil 76 der Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 die Funktion der Benachrichtigung des Bedieners über die vorbestimmte Information in Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Überwachung des Überwachungsteils 74. Insbesondere ist der erste Benachrichtigungsteil 76 dazu eingerichtet, den Bediener über die Stelle (zum Beispiel der Zeilennummer des Betriebsprogramms) des Betriebsprogramms zu benachrichtigen, die der Steuerungsteil 73 zu dem Zeitpunkt ausgeführt hat, zum dem der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 einen zulässigen Bereich überschritten hat. Eine solche Information wird beispielsweise auf dem Anzeigeteil 81 der Einlernkonsole 8 angezeigt. Aufgrund dessen kann der Bediener die Stelle des Betriebsprogramms identifizieren, die die Verschlechterung der Zuführbarkeit des Schweißdrahts W verursacht hat. Daher kann der Bediener leicht ein Verständnis darüber erlangen, wie der Einlernvorgang des Schweißroboters 1 zur Verhinderung der Verschlechterung der Zuführbarkeit des Schweißdrahts W zu korrigieren ist.
Als Nächstes hat der zweite Benachrichtigungsteil 77 der Roboter-Steuerungsvorrichtung, ähnlich wie der erste Benachrichtigungsteil 76, die Funktion, in Übereinstimmung mit den Überwachungsergebnissen des Überwachungsteils 74 den Bediener über vorbestimmte Informationen zu benachrichtigen. Insbesondere ist der zweite Benachrichtigungsteil 77 dazu eingerichtet, den Bediener über den Abstand zwischen der Position der Schweißpistole 2 zu diesem Zeitpunkt und dem Startpunkt der Schweißbahn P zu benachrichtigen, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 den zulässigen Bereich überschreitet. Diese Information wird beispielsweise am Anzeigeteil 81 der Einlernkonsole 8 angezeigt. Aufgrund dessen kann der Bediener die Position der Schweißbahn P, an der sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts W verschlechtert, feststellen. Dadurch kann der Bediener leicht ein Verständnis darüber erlangen, wie der Einlernvorgang des Schweißroboters 1 zur Verhinderung der Verschlechterung der Zuführbarkeit des Schweißdrahts W zu korrigieren ist.
Die Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 mit der obengenannten Ausgestaltung hat die Funktion, sowohl den Schweißroboter 1 als auch die Schweißmaschine 6 zu betreiben und den Schweißprozess auszuführen, und hat ebenfalls die Funktion, nur den Schweißroboter 1 zu betreiben und einen Testbetrieb des Schweißbetriebs auszuführen. Der Testbetrieb eines solchen Schweißprozesses wird nachstehend ausführlich beschrieben. Die 5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine eines Testbetriebs des Schweißprozesses durch die Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 in 3 zeigt. Zunächst beginnt in Schritt S501 der Steuerungsteil 73 damit, ein Betriebsprogramm im Speicherteil 71 auszuführen. Bei diesem Schritt erzeugt der Steuerungsteil 73 nur Servo-Steuerbefehle für den Schweißroboter 1 und erzeugt keine Schweißsteuerbefehle für die Drahtzuführvorrichtung 3 und die Schweißmaschine 6. Als Nächstes beurteilt im Schritt S502 der Steuerungsteil 73, ob die Schweißpistole 2 in eine vorbestimmte Schweißbahn P eingetreten ist. Wenn die Schweißpistole 2 noch nicht in die Schweißbahn P eingetreten ist (Schritt S502, NEIN), führt der Steuerungsteil 73 weiterhin das Betriebsprogramm aus (Schritt S503).
Sobald andererseits die Schweißpistole 2 in die Schweißbahn P eintritt (Schritt S502, JA), beginnt der Überwachungsteil 74 den Arbeitswinkel und die Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 zu überwachen (Schritt S504). Danach überwacht der Überwachungsteil 74 weiterhin, ob sowohl der Arbeitswinkel als auch die Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 die entsprechenden oberen Grenzwerte sind oder darunter liegen (Schritt S505). Solange sowohl der Arbeitswinkel als auch die Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 beim entsprechenden oberen Grenzwert oder darunter liegen (Schritt S505, JA), führt der Steuerungsteil 73 weiterhin das Betriebsprogramm aus (Schritt S506). Wenn mindestens eines von dem Arbeitswinkel und der Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 den entsprechenden oberen Grenzwert (Schritt S505, NEIN) überschreitet, dann gibt der Alarmteil 75 einen Alarm aus, der den Bediener darüber benachrichtigt, dass sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts W verschlechtert hat (Schritt S508). Die Alarmausgabe durch den Alarmausgabeteil 75 ist eine Audioalarmausgabe durch einen Tonausgabeteil der Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 oder der Einlernkonsole 8, oder ist eine Wortfolge, die auf einem Anzeigeteil 81 der Einlernkonsole 8 angezeigt wird.
Im Schritt S508 benachrichtigt weiterhin der erste Benachrichtigungsteil 76 den Bediener über die Zeilennummer des Betriebsprogramms, das zu dem Zeitpunkt ausgeführt wurde, zu dem mindestens eines von dem Arbeitswinkel und der Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 den oberen Grenzwert überschritten hat. Informationen, die durch den ersten Benachrichtigungsteil 76 berichtet werden sind eine auf dem Anzeigeteil 81 der Einlernkonsole 8 angezeigte Wortfolge. Im Schritt S508 benachrichtigt weiterhin der zweite Benachrichtigungsteil 77 den Bediener über den Abstand zwischen der Position der Schweißpistole 2 zum Zeitpunkt, wenn mindestens eines von dem Arbeitswinkel und der Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 den oberen Grenzwert überschritten hat, und dem Startpunkt der Schweißbahn P. Informationen, die durch den zweiten Benachrichtigungsteil 77 berichtet werden, sind eine auf dem Anzeigeteil 81 der Einlernkonsole 8 angezeigte Wortfolge.
Im Schritt S507, der dem obengenannten Schritt S506 folgt, beurteilt der Steuerungsteil 73, ob die Schweißpistole 2 das Durchlaufen der Schweißbahn P beendet hat. Wenn die Schweißpistole 2 das Durchlaufen der Schweißbahn P nicht beendet hat (Schritt S507, NEIN), kehrt die Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 zum obengenannten Schritt S505 zurück. Wenn die Schweißpistole 2 das Durchlaufen der Schweißbahn P beendet hat (Schritt S507, JA), dann beendet der Überwachungsteil 74 das Überwachen des Arbeitswinkels und der Winkelgeschwindigkeit der Gelenkkippachse A1 (Schritt S509). Danach beendet die Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 den Testbetrieb des Schweißprozesses.
Wie oben erklärt, bestätigt der Schweißroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform basierend auf den Ergebnissen des Überwachens, ob der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereichs liegt, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts durch das Schweißkabel während des Betriebs des Arms verschlechtert hat. Somit ist es gemäß dem Schweißroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine durch Verschlechterung der Zuführbarkeit des Schweißdrahts W verursachte Verschlechterung der Schweißqualität zu verhindern. Insbesondere überwacht bei dem Schweißroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform der Überwachungsteil 74 den Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 basierend auf mindestens einem von dem Arbeitswinkel und der Winkelgeschwindigkeit der Drehachse (Gelenkkippachse A1). Somit ist es gemäß dem Schweißroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform leicht möglich zu bestätigen, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts W durch das Schweißkabel 5 während des Betriebs des Arms 10 verschlechtert hat.
Im übrigen gilt, dass bei einem Schweißroboter 1 des Typs, bei dem das Schweißkabel 5 durch sowohl das erste Verbindungsglied (Gelenkteil 11) als auch das zweite Verbindungsglied (oberer Armteil 12) des Arms 10 eingeschränkt wird, der Betrieb der Drehachse (Gelenkkippachse A1) eine Biegung des Schweißkabels 5 direkt verursacht. Wenn somit der Überwachungsteil 74 den Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 basierend auf dem Arbeitswinkel der Achse überwacht, ist es möglich genau zu beurteilen, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts W während des Betriebs des Arms 10 verschlechtert hat. Bei dem obengenannten Typ von Schweißroboter 1 kann die Zuführbarkeit des Schweißdrahts W aufgrund des schnellen Betriebs der Drehachse instabil sein. Wenn somit der Überwachungsteil 74 den Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 basierend auf der Winkelgeschwindigkeit der Drehachse überwacht, ist es möglich, eine durch Instabilität der Zuführbarkeit des Schweißdrahts W verursachte Verschlechterung der Schweißqualität zu verhindern. Weiterhin überwacht bei dem Schweißroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform der Überwachungsteil 74 den Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 basierend auf dem Betrieb der Drehachse, und es ist somit möglich zu bestätigen, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts W im Testbetrieb des Schweißprozesses, bei dem der Schweißprozess nicht wirklich durchgeführt wird, verschlechtert hat.
Als Nächstes wird mit Bezug auf die 6 bis 8 ein Schweißroboter der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Die 6 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Schweißsystems S mit dem Schweißroboter der vorliegenden Ausführungsform zeigt. In gleicher Weise wie die oben erwähnte erste Ausführungsform hat der Schweißroboter 1 der zweiten Ausführungsform einen Gelenkteil 11, an dem eine Schweißpistole 2 befestigt ist, einen oberen Armteil 12, der mit dem Gelenkteil 11 über eine Gelenkkippachse A1 verbunden ist, und einen unteren Armteil 13, der mit dem oberen Armteil 12 über eine obere Armkippachse A2 verbunden ist.
Wie in 6 gezeigt, hat der Gelenkteil 11 einen Gelenkkörperteil 110 und einen Gelenkstirnseitenteil 111, die drehbar über die Gelenkschwenkachse A0 verbunden sind. Der obere Armteil 12 hat einen oberen Armkörperteil 120 und einen oberen Armbasisendteil 121, die drehbar über die obere Armschwenkachse A3 verbunden sind. In 6 wird die axiale Linie der Gelenkschwenkachse A0 durch eine Zweipunkt-Strichlinie gezeigt, während die axiale Linie der oberen Armschwenkachse A3 durch die Einpunkt-Strichlinie gezeigt wird. Wie in 6 gezeigt, ist die Schweißpistole 2 am Gelenkstirnseitenteil 111 befestigt, während die Drahtzuführvorrichtung 3 am oberen Armbasisendteil 121 befestigt ist. Bei dem Schweißroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform ist der Gelenkstirnseitenteil 111 ein Beispiel eines Stirnseitenverbindungsglieds des Arms 10, an dem die Schweißpistole 2 befestigt ist, während der obere Armbasisendteil 121 ein Beispiel eines unterschiedlichen Verbindungsglieds des Arms 10 ist, an dem die Drahtzuführvorrichtung 3 befestigt ist.
Wie aus einem Vergleich zwischen der 1 und 6 verständlich wird, unterscheidet sich der Schweißroboter 1 der zweiten Ausführungsform von der ersten Ausführungsform in der Struktur der Schweißpistole 2 und der Anordnung des Schweißkabels 5 in Bezug auf den Arm 10. Nachstehend werden die von der ersten Ausführungsform unterschiedlichen Teile ausführlich erklärt. Wie in 6 gezeigt, besitzt die Schweißpistole 2 des vorliegenden Beispiels zusätzlich zum Schweißpistolenkörper 20 und der Kontaktspitze 21 ein Befestigungsteil 22 mit einer vorbestimmten Form. Das Befestigungsteil 22 befestigt den Schweißpistolenkörper 20 am Gelenkstirnseitenteil 111 des Arms 10. Das heißt, bei dem Schweißroboter 1 des vorliegenden Beispiels ist der Schweißpistolenkörper 20 am Gelenkstirnseitenteil 111 über ein Befestigungsteil 22 befestigt. Dadurch ist der Verbindungsteil des Schweißkabels 5, das heißt, der Basisendteil des Schweißpistolenkörpers 20, vom Gelenkteil 11 beabstandet. Wie in 1 gezeigt, ist des Weiteren bei dem Schweißroboter 1 des vorliegenden Beispiels kein Teil des Schweißkabels 5 in das Innere des oberen Armteils 12 eingeführt. Mit anderen Worten, die Gesamtheit des Schweißkabels 5 befindet sich an der Außenseite des oberen Armteils 12.
Auf diese Weise ist bei dem Schweißroboter 1 des vorliegenden Beispiels das Schweißkabel 5 weder durch das erste Verbindungsglied (Gelenkteil 11) noch durch das zweite Verbindungsglied (oberer Armteil 12) des Armteils 10 eingeschränkt. Gemäß dem Schweißroboter 1 mit der obengenannten Ausgestaltung ist es selbst dann nicht zwingend möglich den Biegezustand des Schweißkabels 5 genau zu bestätigen, wenn ein Überwachungsteil den Betrieb der Gelenkkippachse A1 überwacht. Aus diesem Grund überwacht bei dem Schweißsystem S des vorliegenden Beispiels der Überwachungsteil 74 der Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 den Betrag der Biegung des Schweißkabels durch ein von der ersten Ausführungsform unterschiedliches Verfahren. Die 7A und 7B sind schematische Ansichten zum Erklären des Verfahrens, bei dem der Überwachungsteil 74 in 6 den Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 überwacht. Die 7A und 7B zeigen, in gleicher Weise wie in 4A und 4B, durch Zeitreihen den Prozess des Schweißroboters 1, der zwei rohrförmige Schweißgrundmaterialien B verschweißt. Während des Schweißprozesses erstreckt sich die Schweißbahn P, auf der sich der Stirnseitenteil der Schweißpistole 2 bewegt, in gleicher Weise wie beim Beispiel von 4A und 4B in einer gekrümmten Form über ungefähr 1/4 der Außenumfänge der rohrförmigen Schweißgrundmaterialien B.
Wie oben erklärt, ist bei dem Schweißroboter 1 des vorliegenden Beispiels kein Teil des Schweißkabels 5 durch den Gelenkteil 11 und den oberen Armteil 12 des Arms 10 eingeschränkt. Aus diesem Grund ist bei dem Schweißroboter 1 des vorliegenden Beispiels der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 nicht notwendigerweise größer nur weil der Arbeitswinkel der Gelenkkippachse A1 größer ist. Tatsächlich ist der Arbeitswinkel θ der Gelenkkippachse A1 zum Zeitpunkt von 7A größer als der Arbeitswinkel θ2 zum Zeitpunkt von 7B (θ1 > θ2), jedoch ist die maximale Krümmung des Schweißkabels 5 zum Zeitpunkt von 7A kleiner als die maximale Krümmung zum Zeitpunkt von 7B. Die Teile des Schweißkabels 5, die die maximale Krümmung aufweisen, werden in 7A und 7B durch die Bezugszeichen 5A und 5B gezeigt. Anderseits lässt ein Vergleich zwischen 7A und 7B erkennen, dass während ein geradliniger Abstand D zwischen dem Basisendteil 51 und dem Stirnseitenteil 52 des Schweißkabels 5 kleiner ist, die maximale Krümmung des Schweißkabels 5 dazu neigt, größer zu sein.
In Anbetracht dieses Punktes ist der Überwachungsteil 74 des vorliegenden Beispiels dazu eingerichtet zu beurteilen, ob der geradlinige Abstand D zwischen dem Basisendteil 51 und dem Stirnseitenteil 52 des Schweißkabels 5 ein vorbestimmter unterer Grenzwert ist oder darüber liegt. In der folgenden Erklärung wird der maximale Wert des geradlinigen Abstands D, der von dem Schweißkabel angenommen werden kann, während die Gelenkkippachse A1 innerhalb eines beweglichen Bereichs gedreht wird, als „Maximalabstand D0” bezeichnet. Zum Zeitpunkt von 7A ist der geradlinige Abstand D im Wesentlichen gleich groß wie der Maximalabstand D0 und somit ist die maximale Krümmung des Schweißkabels 5 nicht sehr groß (siehe das durch das Bezugszeichen 5A gekennzeichnete Teil). Aus diesem Grund wird zum Zeitpunkt von 7A beurteilt, dass der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 innerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
Andererseits beträgt zum Zeitpunkt von 7B der geradlinige Anstand D weniger als 75% des Maximalabstands D0, und daher ist die maximale Krümmung des Schweißkabels 5 extrem groß (siehe das durch Referenzzeichen 5B dargestellte Teil). Aus diesem Grund wird zum Zeitpunkt von 7B beurteilt, ob der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 einen zulässigen Bereich überschritten hat. Der Überwachungsteil 74 des vorliegenden Beispiels erfasst die Information zu den Drehpositionen der Gelenkschwenkachse A0, der Gelenkkippachse A1 und der oberen Armschwenkachse A3 von Gebern (nicht gezeigt), die in den Servomotoren des Schweißroboters 1 eingebaut sind, und berechnet den geradlinigen Abstand D basierend auf der Information zu den Drehpositionen der Drehachsen.
Auf obengenannte Weise wird in der vorliegenden Ausführungsform der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 basierend auf dem geradlinigen Abstand D zwischen dem Basisendteil 51 und dem Stirnseitenteil 52 des Schweißkabels 5 berechnet anstatt basierend auf dem Betrieb der Gelenkkippachse A1. Somit ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, nicht nur den durch den Betrieb der Gelenkkippachse A1 verursachten Betrag der Biegung, sondern auch den Betrag der Biegung des Kabels zu überwachen, der durch die Betriebsvorgänge von anderen Drehachsen verursacht wird, die sich zwischen dem Verbindungsglied, an dem der Stirnseitenteil 52 des Schweißkabels 5 befestigt ist, und dem Verbindungsglied, an dem der Basisendteil 51 befestigt ist, befinden. Im vorliegenden Beispiel ist das Verbindungsglied, an dem der Stirnseitenteil 52 des Schweißkabels 5 befestigt ist, der Gelenkstirnseitenteil 111, während das Verbindungsglied, an dem der Basisendteil 51 befestigt ist, der obere Armbasisendteil 121 ist. Wie in 7A und 7B gezeigt, befinden sich die Gelenkschwenkachse A0, die Gelenkkippachse A1 und die obere Armschwenkachse A3 zwischen dem Gelenkstirnseitenteil 111 und dem oberen Armbasisendteil 121. Das heißt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den durch die Betriebsvorgänge der Gelenkschwenkachse A0, der Gelenkkippachse A1 und der oberer Armschwenkachse A3 verursachten Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 zu überwachen. Weiterhin ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls möglich, den durch die kombinierten Betriebsvorgänge der obengenannten drei Drehachsen A0, A1 und A3 verursachten Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 zu überwachen.
Die Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 in 6, wie auch die Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 in 1, hat die Funktion, den Schweißroboter 1 nur zum Ausführen eines Testbetriebs des Schweißprozesses zu betreiben. Der Testbetrieb des Schweißprozesses durch die Roboter-Steuerungsvorrichtung in 6 wird nachstehend ausführlich erklärt. 8 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine des Testbetriebs des Schweißprozesses durch die Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 in 6 zeigt. Die 8 ist ein Ablaufdiagramm, das die Routine des Testbetriebs des Schweißprozesses der Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 in 6 zeigt. Das Ablaufdiagramm von 8 ist mit Ausnahme von einigen der Schritte dem Ablaufdiagramm der obengenannten 5 ähnlich. Nachstehend werden die vom Ablaufdiagramm von 4 unterschiedlichen Schritte ausführlich erklärt.
Wie in 8 gezeigt beginnt der der Überwachungsteil 74 im Schritt S804 mit dem Überwachen des geradlinigen Abstands D zwischen den zwei Endteilen des Schweißkabels 5. Im Schritt S809 beendet der Überwachungsteil 74 das Überwachen des geradlinigen Abstands D zwischen den zwei Endteilen des Schweißkabels 5. Zwischen Schritt S804 und Schritt S809 überwacht der Überwachungsteil 74 weiterhin, ob der geradlinige Abstand D der zwei Endteile des Schweißkabels 5 der untere Grenzwert (zum Beispiel 75% des Maximalabstands D0) ist oder darüber liegt (Schritt S805). Solange der geradlinige Abstand D der untere Grenzwert ist oder darüber liegt (Schritt S805, JA), führt der Steuerungsteil 73 weiterhin das Betriebsprogramm aus (Schritt S806). Wenn der geradlinige Abstand D unter den unteren Grenzwert fällt (Schritt S805, NEIN), gibt der Alarmteil 75 einen Alarm aus, um den Bediener über die Verschlechterung der Zuführbarkeit des Schweißdrahts (Schritt S808) zu benachrichtigen. Weiterhin benachrichtigt der erste Benachrichtigungsteil 76 im Schritt S808 den Bediener über die Zeilennummer des Betriebsprogramms, das der Steuerungsteil 73 ausgeführt hat, während der geradlinige Abstand D unter den unteren Grenzwert fiel. Im Schritt S808 benachrichtigt des Weiteren der zweite Benachrichtigungsteil 77 den Bediener über den Abstand zwischen der Position der Schweißpistole 2 zum Zeitpunkt, zu dem der geradlinige Abstand D unter den unteren Grenzwert fiel, und dem Startpunkt der Schweißbahn P.
Wie oben erklärt, bestätigt der Schweißroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform basierend auf den Ergebnissen der Überwachung, ob der Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 innerhalb des vorbestimmten zulässigen Bereichs liegt, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts durch das Schweißkabel während des Betriebs des Arms verschlechtert. Somit ist es gemäß dem Schweißroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine durch Verschlechterung der Zuführbarkeit des Schweißdrahts W verursachte Verschlechterung der Schweißqualität zu verhindern. Insbesondere überwacht bei dem Schweißroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform der Überwachungsteil 74 der Roboter-Steuerungsvorrichtung 7 den Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 basierend auf dem geradlinigen Abstand D zwischen dem Basisendteil 51 und dem Stirnseitenteil 52 des Schweißkabels 5. Somit ist es gemäß dem Schweißroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform möglich, mühelos zu bestätigen, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts W durch das Schweißkabel 5 während des Betriebs des Arms 10 verschlechtert.
Bei einem Typ von Schweißroboter 1, bei dem das Schweißkabel 5 nicht durch den Arm 10 eingeschränkt wird und sich an der Außenseite des Arms 10 befindet, neigt diesbezüglich die maximale Krümmung des Schweißkabels 5 dazu sich zu erhöhen, während sich der geradlinige Abstand D zwischen dem Basisendteil 51 und dem Stirnseitenteil 52 des Schweißkabels 5 verringert. Somit ist es gemäß dem Schweißroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform selbst dann möglich genau zu beurteilen, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts während des Betriebs des Arms verschlechtert hat, wenn der Schweißroboter 1 die obengenannte Form aufweist. Des Weiteren überwacht bei dem Schweißroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform der Überwachungsteil 74 den Betrag der Biegung des Schweißkabels 5 basierend auf dem obengenannten geradlinigen Abstand D, und es ist somit selbst in einem Testbetrieb des Schweißprozesses, bei dem tatsächlich keine Schweißung ausgeführt wird, möglich zu bestätigen, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts W verschlechtern wird.
Wirkung der Erfindung
Gemäß dem ersten und dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es basierend auf den Ergebnissen der Überwachung dahingehend, ob der Betrag der Biegung des Schweißkabels innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereichs liegt, möglich zu bestätigen, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts durch das Schweißkabel während des Betriebs des Arms verschlechtert. Somit ist es gemäß dem ersten und sechsten Aspekt möglich, eine durch Verschlechterung der Zuführbarkeit des Schweißdrahts verursachte Verschlechterung der Schweißqualität zu verhindern.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung überwacht der Überwachungsteil den Betrag der Biegung des Schweißkabels basierend auf mindestens einem von dem Arbeitswinkel und der Winkelgeschwindigkeit einer Drehachse, und es ist somit möglich mühelos zu bestätigen, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts durch das Schweißkabel während des Betriebs des Arms verschlechtert. Insbesondere bei einem Typ von Schweißroboter, bei dem das Schweißkabel durch sowohl das erste Verbindungsglied als auch das zweite Verbindungsglied beschränkt wird, kann der Betrieb einer Drehachse eine direkte Biegung des Schweißkabels verursachen. Wenn somit der Überwachungsteil den Betrag der Biegung des Schweißkabels basierend auf dem Arbeitswinkel einer Drehachse überwacht, ist es möglich genau zu beurteilen, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts während des Betriebs des Arms verschlechtert. Des Weiteren kann bei dem oben genannten Typ von Schweißroboter der schnelle Betrieb einer Drehachse Instabilität der Zuführbarkeit des Schweißdrahts verursachen. Wenn der Überwachungsteil den Betrag der Biegung des Schweißkabels basierend auf der Winkelgeschwindigkeit einer Drehachse überwacht, ist es somit möglich, eine durch Instabilität der Zuführbarkeit des Schweißdrahts verursachte Verschlechterung der Schweißqualität zu verhindern. Weiterhin überwacht gemäß dem zweiten Aspekt der Überwachungsteil den Betrag der Biegung des Schweißkabels basierend auf dem Betrieb einer Drehachse, sodass es selbst in einem Testbetrieb des Schweißbetriebs, bei dem keine wirkliche Schweißung ausgeführt wird, möglich ist zu bestätigen, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts verschlechtert.
Gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung überwacht der Überwachungsteil den Betrag der Biegung des Schweißkabels basierend auf dem geradlinigen Abstand zwischen dem Basisendteil und dem Stirnseitenteil des Schweißkabels, und es ist somit möglich mühelos zu bestätigen, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts durch das Schweißkabel während des Betriebs des Arms verschlechtert. Insbesondere bei einem Typ von Schweißroboter, bei dem das Schweißkabel nicht durch den Arm eingeschränkt ist und sich an der Außenseite des Arms befindet, neigt die maximale Biegung des Schweißkabels dazu sich zu erhöhen, während sich der geradlinige Abstand zwischen dem Basisendteil und dem Stirnseitenteil des Schweißkabels verringert. Somit ist es gemäß dem siebten Aspekt selbst dann möglich, genau zu beurteilen, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts während des Betriebs des Arms verschlechtert, wenn der Schweißroboter vom obengenannten Typ ist. Weiterhin überwacht gemäß dem siebten Aspekt der Überwachungsteil den Betrag der Biegung des Schweißkabels basierend auf dem obengenannten geradlinigen Abstand, und somit ist es selbst während eines Testbetriebs des Schweißbetriebs, bei dem keine wirkliche Schweißung durchgeführt wird, möglich zu bestätigen, ob sich die Zuführbarkeit des Schweißdrahts verschlechtert.
Gemäß dem dritten und achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels den zulässigen Bereich überschreitet, den Bediener darüber zu benachrichtigen, dass aus diesem Grund die Schweißqualität wahrscheinlich abfallen wird.
Gemäß dem vierten und neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels den zulässigen Bereich überschreitet, den Bediener über die Stelle des Roboterprogramms, die dieses Ereignis verursacht, zu benachrichtigen. Als Ergebnis kann der Bediener mühelos verstehen, wie der Einlernbetrieb des Schweißroboters zu korrigieren ist, um eine Verschlechterung der Zuführbarkeit des Schweißdrahts zu verhindern.
Gemäß dem fünften und zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels den zulässigen Bereich überschreitet, den Bediener über die Position auf der Schweißbahn, auf der sich die Schweißpistole zu diesem Zeitpunkt bewegt, zu benachrichtigen. Als Ergebnis kann der Bediener mühelos ein Verständnis darüber erhalten, wie der Einlernbetrieb des Schweißroboters zu korrigieren ist, um eine Verschlechterung der Zuführbarkeit des Schweißdrahts zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf nur die obenstehenden Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weisen im Rahmen des in den Ansprüchen beschriebenen Umfangs modifiziert werden. Insbesondere wurden in den obenstehenden Ausführungsformen als das erste Verbindungsglied und das zweite Verbindungsglied des Schweißroboters der Gelenkteil 11 beziehungsweise der obere Armteil 12 dargestellt, wobei jedoch das erste und das zweite Verbindungsglied des Schweißroboters 1 auch andere Verbindungsglieder sein können, die drehbar miteinander verbunden sind. Beispielsweise können als das erste Verbindungsglied und das zweite Verbindungsglied des Schweißroboters 1 der obere Armteil 12 beziehungsweise der untere Armteil 13 eingesetzt werden. Des Weiteren führt in den obenstehenden Ausführungsformen der Schweißroboter 1 ein Lichtbogenschweißen aus, wobei jedoch das durch den Schweißroboter 1 eingesetzte Verfahren auch ein anderes Verfahren, das einen drahtförmigen Schweißzusatz verwendet, sein kann. Beispielsweise kann das durch den Schweißroboter 1 eingesetzte Verfahren auch ein Laserschweißen sein. Des Weiteren ist die Anordnung des Schweißkabels 5 in Bezug auf den Arm des Schweißroboters 1 nicht auf lediglich die in den obenstehenden Ausführungsformen dargestellte Anordnung beschränkt. Weiterhin sind die Strukturen und Funktionen der Vorrichtungen des oben erwähnten Schweißsystems S lediglich Beispiele.
Strukturen und Funktionen zum Erreichen der Wirkungen der vorliegenden Erfindung können eingesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005-297069 A [0004, 0004, 0005]
JP 2010-36253 A [0004, 0005]
JP 2001-293574 A [0004, 0005, 0005]

Claims

Schweißroboter (1), Folgendes umfassend: einen Arm (10), der ein erstes Verbindungsglied (11) und ein zweites Verbindungsglied (12) aufweist, die drehbar miteinander verbunden sind, eine Schweißpistole (2), die am Arm (10) auf der Seite des ersten Verbindungsglieds (11) befestigt ist, eine Drahtzuführvorrichtung (3), die am Arm auf der Seite des zweiten Verbindungsglieds (12) befestigt ist, ein Schweißkabel (5), das sowohl mit der Drahtzuführvorrichtung (3) als auch der Schweißpistole (2) zum Halten eines von der Drahtzuführvorrichtung (3) zur Schweißpistole (2) zugeführten Schweißdrahts (W) verbunden ist, einen Steuerungsteil (73), der den Betrieb des Arms (10) so steuert, dass die Schweißpistole (2) über eine vorbestimmte Schweißbahn bewegt wird, und einen Überwachungsteil (74), der überwacht, ob der Betrag der durch den Betrieb der zwischen dem ersten Verbindungsglied (11) und dem zweiten Verbindungsglied (12) befindlichen Drehachse (A1) verursachten Biegung des Schweißkabels (5), während die Schweißpistole (2) unter der Steuerung des Steuerungsteils (73) über die Schweißbahn bewegt wird, innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.
Schweißroboter nach Anspruch 1, wobei der Überwachungsteil (74) beurteilt, ob mindestens eines von einem Arbeitswinkel und einer Winkelgeschwindigkeit der Drehachse (A1) ein vorbestimmter oberer Grenzwert ist oder darunter liegt, um den Betrag der Biegung des Schweißkabels (5) zu überwachen.
Schweißroboter nach Anspruch 1 oder 2, ferner einen Alarmteil (75) umfassend, der einen Alarm an den Bediener ausgibt, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels (5) den zulässigen Bereich überschreitet.
Schweißroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Steuerungsteil (73) ein Roboterprogramm ausführt, um den Betrieb des Arms (10) zu steuern, und der Roboter ferner einen ersten Benachrichtigungsteil (76) umfasst, der, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels (5) den zulässigen Bereich überschreitet, den Bediener über eine Information benachrichtigt, die die Stelle des Roboterprogramms zeigt, die der Steuerungsteil (73) zu dem Zeitpunkt ausgeführt hat, zu dem der Betrag der Biegung des Schweißkabels (5) den zulässigen Bereich überschritten hat.
Schweißroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner einen zweiten Benachrichtigungsteil (77) umfassend, der, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels (5) den zulässigen Bereich überschreitet, den Bediener über den Abstand zwischen der Position der Schweißpistole (2) zum Zeitpunkt, zu dem der Betrag der Biegung des Schweißkabels (5) den zulässigen Bereich überschritten hat, und dem Startpunkt der Schweißbahn benachrichtigt.
Schweißroboter, Folgendes umfassend: einen Arm (10), der mehrere Verbindungsglieder aufweist, die in Reihe verbunden sind, eine Schweißpistole (2), die an einem stirnseitigen Verbindungsglied (11) unter den mehreren Verbindungsgliedern befestigt ist, eine Drahtzuführvorrichtung (3), die an einem von dem stirnseitigen Verbindungsglied (11) unterschiedlichen Verbindungsglied (12) unter den mehreren Verbindungsgliedern befestigt ist, ein Schweißkabel (5), das sowohl mit der Drahtzuführvorrichtung (3) als auch der Schweißpistole (2) zum Halten des von der Drahtzuführvorrichtung (3) zur Schweißpistole (2) zugeführten Schweißdrahts (W) verbunden ist, einen Steuerungsteil (73), der den Betrieb des Arms (10) so steuert, dass die Schweißpistole (2) über eine vorbestimmte Schweißbahn bewegt wird, und einen Überwachungsteil (74), der überwacht, ob der Betrag der durch den Betrieb von einer oder mehreren zwischen dem stirnseitigen Verbindungsglied (11) und dem anderen Verbindungsglied (12) befindlichen Drehachsen (A1) des Arms (10) verursachten Biegung des Schweißkabels (5), während die Schweißpistole unter der Steuerung des Steuerungsteils (73) über die Schweißbahn bewegt wird, innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.
Schweißroboter (1) nach Anspruch 6, wobei der Überwachungsteil beurteilt, ob ein geradliniger Abstand zwischen einem Basisendteil des Schweißkabels, der mit der Drahtzuführvorrichtung verbunden ist, und einem Stirnseitenteil des Schweißkabels, der mit der Schweißpistole verbunden ist, ein vorbestimmter unterer Grenzwert ist oder darüber liegt, um den Betrag der Biegung des Schweißkabels zu überwachen.
Schweißroboter nach Anspruch 6 oder 7, ferner einen Alarmteil (75) umfassend, der, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels (5) den zulässigen Bereich überschreitet, einen Alarm an den Bediener ausgibt.
Schweißroboter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Steuerungsteil (73) ein Roboterprogramm ausführt, um den Betrieb des Arms (10) zu steuern, und der Roboter ferner einen ersten Benachrichtigungsteil (76) umfasst, der, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels (5) den zulässigen Bereich überschreitet, den Bediener über eine Information benachrichtigt, die die Stelle des Roboterprogramms zeigt, die der Steuerungsteil (73) zu dem Zeitpunkt ausgeführt hat, zu dem der Betrag der Biegung des Schweißkabels (5) den zulässigen Bereich überschritten hat.
Schweißroboter nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner einen zweiten Benachrichtigungsteil (77) umfassend, der, wenn der Betrag der Biegung des Schweißkabels (5) den zulässigen Bereich überschreitet, den Bediener über den Abstand zwischen der Position der Schweißpistole (2) zum Zeitpunkt, zu dem der Betrag der Biegung des Schweißkabels (5) den zulässigen Bereich überschritten hat, und dem Startpunkt der Schweißbahn benachrichtigt.