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Allgemeiner Stand der Technik
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lehrsystem und ein Lehrverfahren für einen Schweißroboter.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Im Allgemeinen wird ein Lehrverfahren für einen Roboter als Playback-Verfahren bezeichnet. Bei dem Playback-Verfahren betätigt ein Betreiber ein Lehrbetriebspanel und wird ein Roboter durch einen Schnellvorschub an Lehrpositionen bewegt und werden die den Lehrpositionen entsprechenden Roboterpositionen der Reihe nach als Positionsdaten in dem Roboter gespeichert (siehe zum Beispiel die Patentoffenlegungsschrift Hei-08-071969). Oder der Lehrbetrieb kann auch durch das Handführungsverfahren vorgenommen werden, bei dem der Betreiber den Roboter von Hand an die Lehrpositionen bewegt und ebenfalls eine Speicherung erfolgt.
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Wenn der Roboter ein Bogenschweißroboter ist, ragt ein Schweißdraht um eine bestimmte Länge von dem Spitzenende eines Schweißbrenners, der an dem Spitzenende eines Arms des Roboters ausgebildet ist. Die Positionen, an denen das Spitzenende des Schweißdrahts mit einem Schweißobjekt (nachstehend einfach als „Werkstück“ bezeichnet) in Kontakt gelangt, werden wie oben beschrieben der Reihe nach gespeichert, wodurch der Schweißpfad gelehrt wird.
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Das Dokument
AT 510 886 A1 offenbart ein Verfahren zum Teachen eines Schweißroboters, bei dem über einen manuell durchgeführten Positioniervorgang eine Position festgelegt und gespeichert wird. In einem ersten Schritt wird ein beweglich gelagerter Schweißdraht aus einem Schweißkopf auf eine Länge herausgefahren. Danach wird der Schweißkopf zu einer Position an einem Werkstück gefahren. Nach dem Positionieren wird ein „Wire-Touch-Sensing-Prozess“ im Schweißgerät gestartet, bei dem zwischen dem Schweißdraht und dem Werkstück eine Prüfspannung angelegt wird und anschließend der manuelle Positioniervorgang mit dem Schweißkopf fortgeführt wird.
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Ferner sei auf das Dokument
US 5 916 464 A hingewiesen, das ein Drahtvorschubsystem mit Kraftrückführung zum Schweißen offenbart, sowie auf das Dokument
US 2002 / 0 011 474A1 , das eine Schweißmaschine, deren Schweißwerkzeug durch eine automatisierte Einrichtung, wie z. B. einen Roboter, bewegt wird.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Unabhängig davon, ob es sich um das Playback-Verfahren oder das Handführungsverfahren handelt, ist es nötig, dass der Betreiber den Roboter zur genauen Bewegung an die Lehrpositionen sorgfältig mit einer geringen Geschwindigkeit bewegt. Um zu vermeiden, dass eine unerwartete Kraft wirkt und sich das Spitzenende des Schweißdrahts biegt, wenn das Spitzenende des Schweißdrahts mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird, benötigt der Betreiber einen hohen Grad an Geschicklichkeit und viel Zeit.
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Wenn sich der Schweißdraht gebogen hat, wird der Roboter vorübergehend von dem Werkstück entfernt und der Schweißdraht vorgeschoben. Dann wird die gebogene Stelle des Schweißdrahts weggeschnitten und der Schweißdraht erneut so eingerichtet, dass er mit der oben genannten Vorsprungslänge vorsteht. Dadurch nimmt die für die Lehrtätigkeit erforderliche Arbeitszeit zu.
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Um zu vermeiden, dass sich der Schweißdraht biegt, kann auch eine Lehreinspannvorrichtung verwendet werden. Doch in diesem Fall muss die Lehreinspannvorrichtung gesondert vorbereitet werden, was umständlich ist, und außerdem kann es vorkommen, dass sich die unter Verwendung der Lehreinspannvorrichtung gelehrten Positionen und die tatsächliche Position des Spitzenendes des Schweißdrahts unterscheiden.
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Daher werden ein Lehrsystem und ein Lehrverfahren für einen Schweißroboter gewünscht, bei denen die Belastung für den Betreiber verringert wird und ein genaues Lehren innerhalb einer kurzen Zeit möglich ist, ohne dass eine Lehreinspannvorrichtung benötigt wird.
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Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Lehrsystem gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein Lehrverfahren gemäß Patentanspruch 2 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lehrverfahrens ist in dem abhängigen Patentanspruch 3 angegeben.
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Nach einer ersten Form der vorliegenden Offenbarung wird ein Lehrsystem, das Lehrpositionen eines Schweißbrenners lehrt, bereitgestellt, das einen Roboter, an dem ein Schweißbrenner angebracht ist; einen Schweißdraht, der von dem Schweißbrenner ragt; eine Vorsprungslängenerlangungseinheit, die die Vorsprungslänge des Schweißdrahts erlangt; eine Drahtvorschubvorrichtung, die den Schweißdraht vorschiebt und aufwickelt; eine Kontaktdetektionseinheit, die den Kontakt des Spitzenendes des von dem Schweißbrenner vorstehenden Schweißdrahts mit einem Lehrobjekt detektiert; eine Steuereinheit, wobei die Drahtvorschubvorrichtung den Schweißdraht aufwickelt, wenn durch die Kontaktdetektionseinheit detektiert wird, das das Spitzenende des Schweißdrahts mit dem Lehrobjekt in Kontakt gelangt ist, und die Drahtvorschubvorrichtung den Schweißdraht vorschiebt, wenn durch die Kontaktdetektionseinheit nicht detektiert wird, dass das Spitzenende des Schweißdrahts mit dem Lehrobjekt in Kontakt gelangt ist, der Roboter in eine von dem Lehrobjekt weg führende Richtung bewegt wird, wenn die durch die Vorsprungslängenerlangungseinheit erlangte gegenwärtige Vorsprungslänge des Schweißdrahts geringer als eine bestimmte Länge ist, der Roboter in eine Annäherungsrichtung an das Lehrobjekt bewegt wird, wenn die gegenwärtige Vorsprungslänge größer als die bestimmte Länge ist, und das Vorschieben und Aufwickeln des Schweißdrahts angehalten wird und der Roboter angehalten wird, wenn bestimmt wird, dass die gegenwärtige Vorsprungslänge der bestimmten Länge gleich ist; und eine Speichereinheit, die die Anhalteposition des Roboters als Lehrposition speichert, umfasst.
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Bei der ersten Form werden der Betrieb des Annäherns und Entfernens des Schweißbrenners in Bezug auf das Lehrobjekt und der Betrieb des Vorschiebens und Aufwickeln des Schweißdrahts automatisch vorgenommen, bis bestimmt wird, dass die gegenwärtige Vorsprungslänge des Schweißdrahts einer bestimmten Länge gleich ist. Daher wird es möglich, die Belastung des Betreibers zu verringern und das Lehren genau in einer kurzen Zeit vorzunehmen, ohne dass eine Lehreinspannvorrichtung nötig ist.
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Diese Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wie auch andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile werden aus der ausführlichen Erklärung typischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind, noch klarer werden.
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Einfache Erklärung der Zeichnungen
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- 1A ist eine Vorderansicht, die den Aufbau eines Lehrsystems nach einer ersten Ausführungsform zeigt.
- 1B ist eine Seitenansicht des in 1A gezeigten Lehrsystems.
- 2 ist ein Blockdiagramm des Lehrsystems nach der ersten Ausführungsform.
- 3A ist ein erstes Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Lehrsystems zeigt.
- 3B ist ein zweites Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Lehrsystems zeigt.
- 4A ist eine vergrößerte Ansicht eines Schweißbrenners und eines Werkstücks.
- 4B ist eine andere vergrößerte Ansicht des Schweißbrenners und des Werkstücks.
- 5 ist eine Seitenansicht eines Servo-Brenners.
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Ausführliche Erklärung
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Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erklärt. In den nachstehenden Zeichnungen sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Erleichterung des Verständnisses ist der Maßstab dieser Zeichnungen passend verändert.
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1A ist eine Vorderansicht, die den Aufbau eines Lehrsystems 10 nach einer ersten Ausführungsform zeigt. 1B ist eine Seitenansicht des in 1A gezeigten Lehrsystems 10. Ferner ist 2 ein Blockdiagramm des Lehrsystems 10 nach der ersten Ausführungsform. Das Lehrsystem 10 ist so ausgeführt, dass es hauptsächlich einen später ausführlich beschriebenen Roboter 1, einen Schweißdraht 20, eine Vorschublängenerlangungseinheit 21b, eine Drahtvorschubvorrichtung 20, eine Kontaktschaltung 23a, eine Steuereinheit 21c und eine Speichereinheit 21d umfasst.
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Der Roboter 1 ist ein Bogenschweißroboter vom Knickarmtyp mit Freiheitsgraden in sechs Achsen. Der Roboter 1 ist aus einem Drehrumpf 2, der auf einer Hauptkörperbasis 25 angeordnet ist, einem Oberarm 3, der drehbar mit dem Drehrumpf 2 gekoppelt ist, einem Vorderarm 4, der drehbar mit dem Spitzenende des Oberarms 3 gekoppelt ist, und einem Schweißbrenner 8, der über mehrere Handgelenkelemente 5, 6, 7 mit dem Spitzenende des Vorderarms 4 gekoppelt ist, aufgebaut. Der Drehrumpf 2, der Oberarm 3 und der Vorderarm 4 sind jeweils mit einer Achse J1 (nicht dargestellt), einer Achse J2 (nicht dargestellt) und einer Achse J3 (nicht dargestellt) als Drehachse drehbar.
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Die mit dem Vorderarm 4 gekoppelten mehreren Handgelenkelemente bestehen aus einem ersten Handgelenkelement 5, das in der Längsrichtung des Vorderarms 4 um eine Achse J4 (erste Achse) drehbar ausgebildet ist, einem zweiten Handgelenkelement 6, das um eine die Achse J4 ungefähr orthogonal kreuzende Achse J5 (zweite Achse) drehbar ausgebildet ist und in Bezug auf das erste Handgelenkelement 5 in einem bestimmten Biegungswinkel kreuzt, und einem dritten Handgelenkelement 7, das an dem Spitzenende des zweiten Handgelenkelements 6 um eine zu der Achse J4 ungefähr orthogonale Achse J6 (dritte Achse) drehbar ausgebildet ist. Die Achse J6 ist die letzte Achse des sechsachsigen Bogenschweißroboters 1. Der Schweißbrenner (das Arbeitswerkzeug) 8 ist über einen allgemein bekannten Übertragungsmechanismus so an dem Spitzenende des dritten Handgelenkelements 7 angebracht, dass er um eine zu der Achse J6 parallele und um ein bestimmtes Ausmaß versetzte Achsenlinie drehbar ist. Von dem Spitzenende des Schweißbrenners 8 ragt ein Schweißdraht 20.
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An dem Oberarm 3 des Roboters 1 ist eine Drahtvorschubvorrichtung 30 angeordnet, die den Schweißdraht 20 zu dem Schweißbrenner 8 vorschiebt. An der Drahtvorschubvorrichtung 30 ist ein Paar von Rollen 30a, 30b bereitgestellt. Wie in 2 gezeigt ist eine Rolle 30a mit einer Ausgangswelle eines Servomotors M0 verbunden. Daher wird der Schweißdraht 20 je nach der Drehrichtung des Servomotors M0 zwischen dem Paar von Rollen 30a, 30b hindurch verlaufend vorgeschoben bzw. aufgewickelt. Außerdem ist an dem Servomotor M0 ein Positionsdetektor E0, zum Beispiel ein Codierer, bereitgestellt. Der Detektionswert des Positionsdetektors E0 wird der Robotersteuervorrichtung 21 geliefert. Außerdem ist in dem Bewegungsbereich des Roboters 1 ein Werkstück W als Lehrobjekt angeordnet.
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Die Robotersteuervorrichtung 21 ist ein Digitalrechner, der eine CPU, einen Speicher und dergleichen, die durch einen Bus oder dergleichen miteinander verbunden sind, aufweist. Die Robotersteuervorrichtung 21 steuert Servomotoren M1 bis M6 der einzelnen Achsen des Roboters 1. Außerdem kann die Robotersteuervorrichtung 21 den Servomotor M0 der Drahtvorschubvorrichtung 30 ebenfalls als dem Roboter 1 zugehörige Steuerachse steuern. An die Robotersteuervorrichtung 21 ist ein Lehrbedienpanel 21a angeschlossen, das beim Unterweisen des Roboters 1 für einen Schnellvorschub des Roboters 1 sorgt.
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Außerdem umfasst die Robotersteuervorrichtung 21 eine Vorsprungslängenerlangungseinheit 21b, die die Vorsprungslänge des von dem Spitzenende des Schweißbrenners 8 vorstehenden Schweißdrahts 20 erlangt. Der Vorsprungslängenerlangungsabschnitt 21b beobachtet und speichert das Vorschubausmaß und das Aufwickelausmaß des Schweißdrahts 20 fortlaufend auf Basis eines Detektionswerts, der von dem Positionsdetektor E0 mit einer bestimmten Periode erhalten wird. Folglich erlangt der Vorsprungslängenerlangungsabschnitt 21b bei der Lehrtätigkeit auf Basis des Detektionswerts des Positionsdetektors E0 und der anfänglichen Vorsprungslänge des Schweißdrahts 20 die gegenwärtige Vorsprungslänge des Schweißdrahts 20.
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Eine an den Roboter 1 und die Robotersteuervorrichtung 21 angeschlossene Schweißstromquelle 23 ist die Schweißstromquelle für das Bogenschweißen und von der Robotersteuervorrichtung 21 gesondert ausgebildet. Die Schweißstromquelle 23 umfasst die Kontaktschaltung 23a, die detektiert, ob der Schweißbrenner 8 mit dem Werkstück W in Kontakt gelangt ist. Wenn der Stromwert plötzlich ansteigt, detektiert die Kontaktschaltung 23a, dass der Schweißbrenner 8 mit dem Werkstück W in Kontakt gelangt ist. Daher erfüllt die Kontaktschaltung 23a die Rolle einer Kontaktdetektionseinheit. Die Kontaktschaltung 23a kann auch in die Robotersteuervorrichtung 21 aufgenommen sein oder von der Schweißstromquelle 23 und der Robotersteuervorrichtung 21 gesondert ausgebildet sein.
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Außerdem umfasst die Robotersteuervorrichtung 21 die Steuereinheit 21c, wobei die Drahtvorschubvorrichtung 30 den Schweißdraht 20 aufwickelt, wenn durch die Kontaktdetektionseinheit 23a detektiert wurde, dass das Spitzenende des Schweißdrahts 20 mit dem Werkstück W in Kontakt gelangt ist, und die Drahtvorschubvorrichtung 30 den Schweißdraht 20 vorschiebt, wenn durch die Kontaktdetektionseinheit 23a nicht detektiert wird, dass das Spitzenende des Schweißdrahts 20 mit dem Werkstück W in Kontakt gelangt ist, der Roboter 1 in eine von dem Werkstück W weg führende Richtung bewegt wird, wenn die durch die Vorsprungslängenerlangungseinheit 21b erlangte gegenwärtige Vorsprungslänge des Schweißdrahts 20 geringer als eine bestimmte Länge ist, der Roboter 1 in eine Annäherungsrichtung an das Werkstück W bewegt wird, wenn die gegenwärtige Vorsprungslänge größer als die bestimmte Länge ist, und das Vorschieben und Aufwickeln des Schweißdrahts 20 angehalten wird und der Roboter 1 angehalten wird, wenn bestimmt wird, dass die gegenwärtige Vorsprungslänge der bestimmten Länge gleich ist, und die Speichereinheit 21d wie zum Beispiel einen Speicher, die die Anhalteposition des Roboters als Lehrposition speichert. Es wird angenommen, dass die Anhalteposition des Roboters 1 zusätzlich zu der Position des Roboters 1 die Lage des Roboters 1 enthält.
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Bei der Lehrtätigkeit bewegt der Betreiber den Roboter 1 durch das Lehrbedienpanel 21a oder durch Führen mit der Hand und wird das von dem Spitzenende des Schweißbrenners 8 ragende Spitzenende des Schweißdrahts 20 der Reihe nach an gewünschten Lehrpositionen des Werkstücks W positioniert. Oder der Betreiber kann den Roboter 1 wie oben beschrieben bewegen und ein an dem Roboter 1 gehaltenes Werkstück W in Bezug auf einen an einer bestimmten Position fixierten Schweißbrenner positioniert werden.
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3A und 3B sind Ablaufdiagramme, die den Betrieb des Lehrsystems zeigen. Nachstehend wird das Lehrverfahren des Lehrsystems unter Bezugnahme auf diese Zeichnungen erklärt.
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Zunächst richtet der Betreiber in Schritt S11 die Vorsprungslänge L des von dem Spitzenende des Schweißbrenners 8 ragenden Schweißdrahts 20 auf die bestimmte Länge L0, zum Beispiel 20 mm, ein. Es ist günstig, die Vorsprungslänge nach dem Schneiden des von dem Spitzenende des Schweißbrenners 8 ragenden Schweißdrahts 20 durch einen allgemeinen Drahtschneider auf die bestimmte Vorsprungslänge L0 einzurichten. Oder der Betreiber kann auch die Drahtvorschubvorrichtung 30 so bewegen, dass die vorab durch Versuche ermittelte bestimmte Vorsprungslänge L0 erhalten wird. Die bestimmte Vorsprungslänge L0 wird in der Speichereinheit der Robotersteuervorrichtung 21 gespeichert.
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Anschließend bewegt der Bediener in Schritt S12 den Roboter 1 und den an dem Roboter 1 angebrachten Schweißbrenner 8 unter Verwendung des Lehrbedienpanels 21a oder durch Führen mit der Hand an eine gewünschte Lehrposition auf dem Werkstück W, während der Roboter in eine gewünschte Schweißlage gebracht wird. Der Schritt S11 und der Schritt S12 werden durch den Betreiber ausgeführt. Es wird angenommen, dass die anschließenden Schritte S13 bis S26 automatisch ausgeführt werden.
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In Schritt S13 detektiert die Kontaktschaltung 23a, ob das Spitzendende des von dem Schweißbrenner 8 ragenden Schweißdrahts 20 mit dem Werkstück W in Kontakt gelangt ist oder nicht. Wenn kein Kontakt detektiert wird, wird zu Schritt S12 zurückgekehrt und die Verarbeitung bis zur Detektion eines Kontakts wiederholt. Wenn ein Kontakt detektiert wird, wird zu Schritt S14 übergegangen und der Roboter 1 automatisch angehalten. Dadurch wird auch der an dem Roboter 1 angebrachte Schweißbrenner 8 angehalten.
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Dann wickelt die Drahtvorschubvorrichtung 30 in Schritt S15 den Schweißdraht 20 um eine bestimmte winzige Länge ΔL1 auf. Es wird angenommen, dass die bestimmte winzige Länge ΔL1 geringer als die bestimmte Länge L0 ist, und die Aufwickelgeschwindigkeit in Schritt S15 größer als die Schnellvorschubgeschwindigkeit des Roboters 1 ist. Die in Schritt S14 und Schritt S15 gezeigten Verarbeitungen werden vorzugsweise gleichzeitig vorgenommen. Da bei der Kontaktdetektion in Schritt S13 eine, wenn auch geringfügige, Verzögerung besteht, kommt es beim Anhalten des Roboters 1 in Schritt S14 zu einem Nachlauf des Roboters 1 und wird folglich der Abstand zwischen dem Spitzenende des Schweißdrahts 20 und dem Werkstück W häufig geringer als die bestimmte Länge L0.
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Dann detektiert die Kontaktschaltung 23a in Schritt S16 erneut, ob das Spitzendende des Schweißdrahts 20 mit dem Werkstück W in Kontakt gelangt ist oder nicht. Wenn kein Kontakt detektiert wird, wird zu Schritt S17 übergegangen. In Schritt S17 schiebt die Drahtvorschubvorrichtung 30 den Schweißdraht 20 mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit vor. In Schritt S17 ist das Vorschubausmaß des Schweißdrahts 20 nicht festgelegt. Dann detektiert die Kontaktschaltung 23 in Schritt S18 erneut, ob das Spitzenende des Schweißdrahts 20 mit dem Werkstück W in Kontakt gelangt ist oder nicht. Wenn kein Kontakt detektiert wird, wird zu Schritt S17 zurückgekehrt und der Schweißdraht 20 vorgeschoben, bis ein Kontakt detektiert wird. Wenn in Schritt S16 und Schritt S18 ein Kontakt detektiert wird, wird zu Schritt S19 übergegangen.
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In Schritt S19 erlangt die Vorsprungslängenerlangungseinheit 21b das Aufwickelausmaß ΔL1 des in Schritt S15 aufgewickelten Schweißdrahts 20 und/oder das Vorschubausmaß des in Schritt S17 und S18 bis zur Detektion eines Kontakts vorgeschobenen Schweißdrahts. Dann erlangt die Vorsprungslängenerlangungseinheit 21b auf Basis der bestimmten Länge L0, des Aufwickelausmaßes ΔL1 und/oder des Vorschubausmaßes die gegenwärtige Vorsprungslänge L des Schweißdrahts.
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Anschließend wird in Schritt S20 bestimmt, ob die gegenwärtige Vorsprungslänge L der bestimmten Länge L0 gleich ist oder nicht. 4A und 4B sind vergrößerte Ansichten des Schweißbrenners und des Werkstücks. Wie in 4A gezeigt werden der Roboter 1 und der an dem Roboter 1 angebrachte Schweißbrenner 1 in Schritt S21 in die von dem Werkstück W weg führende Richtung bewegt, wenn die gegenwärtige Vorsprungslänge L geringer als die bestimmte Länge L0 ist.
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Wie in 4B gezeigt werden der Roboter 1 und der an dem Roboter 1 angebrachte Schweißbrenner 8 in die Annäherungsrichtung an das Werkstück W bewegt, wenn die gegenwärtige Vorsprungslänge L größer als die bestimmte Länge L0 ist. In Schritt S21 und Schritt S22 ist das Bewegungsausmaß des Roboters 1 und des Schweißbrenners 8 nicht festgelegt.
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Dann detektiert die Kontaktschaltung 23a in Schritt S23 erneut, ob das Spitzendende des Schweißdrahts W mit dem Werkstück W in Kontakt gelangt ist oder nicht. Wenn ein Kontakt detektiert wird, wickelt die Drahtvorschubvorrichtung 30 den Schweißdraht 20 in Schritt S24 mit einer bestimmten Aufwickelgeschwindigkeit auf. Die bestimmte Aufwickelgeschwindigkeit kann der Aufwickelgeschwindigkeit in Schritt S15 gleich oder geringer als diese sein. Wenn kein Kontakt detektiert wird, schiebt die Drahtvorschubvorrichtung 30 den Schweißdraht in Schritt S25 mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit vor. Das Aufwickelausmaß des Schweißdrahts 20 in Schritt S24 und das Vorschubausmaß des Schweißdrahts 20 in Schritt S25 sind nicht festgelegt.
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Danach wird zu Schritt S19 zurückgekehrt. Dann wird die Verarbeitung von Schritt S19 bis Schritt S25 wiederholt, bis das gegenwärtige Vorsprungslänge L der bestimmten Länge L0 gleich ist. Wenn in Schritt S20 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Vorsprungslänge L der bestimmten Länge L0 gleich ist, wird zu Schritt S26 übergegangen. In Schritt S26 werden der Roboter 1 und die Drahtvorschubvorrichtung 30 automatisch angehalten. Dadurch wird auch der an dem Roboter 1 angebrachte Schweißbrenner 8 angehalten und wird der Schweißdraht 20 nicht länger vorgeschoben und aufgewickelt.
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Wenn in Schritt S26 der Roboter 1 und die Drahtvorschubvorrichtung 30 angehalten sind, steht das Spitzenende des Schweißdrahts 20 in einem Zustand, in dem der Schweißdraht 20 mit der bestimmten Länge L0 von dem Spitzenende des Schweißbrenners 8 vorsteht, mit dem Werkstück W in Kontakt. Daher wird die Anhalteposition des Roboters 1 in diesem Zustand als Lehrposition gelehrt und in der Speichereinheit 21d gespeichert. Danach bewegt der Betreiber den Roboter 1 zu der nächsten Lehrposition und werden die oben beschriebenen Verarbeitungen der Reihe nach wiederholt. Dadurch wird der Schweißpfad gelehrt.
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Auf diese Weise wird in Schritt S20 bis Schritt S22 eine derartige Steuerung des Roboters 1 vorgenommen, dass der Roboter 1 in die von dem Werkstück W wegführende Richtung bewegt wird, wenn die gegenwärtige Vorsprungslänge L des Schweißdrahts geringer als die bestimmte Länge L0 ist, und der Roboter 1 in eine Annäherungsrichtung an das Werkstück W bewegt wird, wenn die gegenwärtige Vorsprungslänge L größer als die bestimmte Länge L0 ist. Ferner wird in Schritt S23 bis Schritt S25 eine derartige Steuerung (erste Steuerung) des Schweißdrahts 20 vorgenommen, dass der Schweißdraht 20 aufgewickelt wird, wenn ein Kontakt des Spitzenendes des Schweißdrahts 20 mit dem Werkstück W detektiert wird, und der Schweißdraht 20 vorgeschoben wird, wenn ein Kontakt des Spitzenendes des Schweißdrahts 20 mit dem Werkstück W nicht detektiert wird.
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Bei der oben beschriebenen Steuerung des Roboters 1 ist das Bewegungsausmaß des Roboters 1 nicht festgelegt, und bei der Steuerung des Schweißdrahts 20 sind das Vorschubausmaß und das Aufwickelausmaß des Schweißdrahts 20 nicht festgelegt. Dann wird der Roboter 1 fortgesetzt in die von dem Werkstück W wegführende Richtung und/oder in die Annäherungsrichtung an das Werkstück W bewegt und der Schweißdraht 20 fortgesetzt aufgewickelt und/oder vorgeschoben, bis bestimmt wird, dass die gegenwärtige Vorsprungslänge L des Schweißdrahts 20 der bestimmten Länge L0 gleich ist.
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Folglich kann die Lehrposition bei der ersten Steuerung durch wiederholtes Vornehmen der Steuerung des Roboters 1 und der Steuerung des Schweißdrahts 20, bis bestimmt wird, dass die gegenwärtige Vorsprungslänge L des Schweißdrahts 20 der bestimmten Länge L0 gleich ist, automatisch bestimmt werden. Da in diesem Fall keine Lehreinspannvorrichtung erforderlich ist und auch die Arbeitszeit verringert wird, kann die Lehrtätigkeit innerhalb einer kurzen Zeit vorgenommen werden. Da es ferner genügt, dass der Betreiber den Roboter 1 an die Lehrposition bewegt, kann auch die Belastung für den Arbeiter verringert werden.
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Übrigens ist in 1 usw. die Drahtvorschubvorrichtung 30 an dem Oberarm 3 des Roboters 1 angebracht und der Schweißbrenner 8 an dem Roboter 1 angebracht. Doch anstelle des Schweißbrenners 8 kann auch ein in 5 gezeigter Servo-Brenner 8' an dem Roboter 1 angebracht werden. Wie in 5 gezeigt ist die Drahtvorschubvorrichtung 30 in den Servo-Brenner 8' eingebaut. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung umfasst auch die Verwendung eines Servo-Brenners 8' .
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Formen der vorliegenden Offenbarung
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Nach einer ersten Form wird ein Lehrsystem (10), das Lehrpositionen eines Schweißbrenners (8) lehrt, bereitgestellt, das einen Roboter (1), an dem ein Schweißbrenner angebracht ist; einen Schweißdraht (20), der von dem Schweißbrenner ragt; eine Vorsprungslängenerlangungseinheit (21b), die die Vorsprungslänge des Schweißdrahts erlangt; eine Drahtvorschubvorrichtung (30), die den Schweißdraht vorschiebt und aufwickelt; eine Kontaktdetektionseinheit (23a), die den Kontakt des Spitzenendes des von dem Schweißbrenner vorstehenden Schweißdrahts mit einem Lehrobjekt detektiert; eine Steuereinheit (21c), wobei die Drahtvorschubvorrichtung den Schweißdraht aufwickelt, wenn durch die Kontaktdetektionseinheit detektiert wird, das das Spitzenende des Schweißdrahts mit dem Lehrobjekt in Kontakt gelangt ist, und die Drahtvorschubvorrichtung den Schweißdraht vorschiebt, wenn durch die Kontaktdetektionseinheit nicht detektiert wird, dass das Spitzenende des Schweißdrahts mit dem Lehrobjekt in Kontakt gelangt ist, der Roboter in eine von dem Lehrobjekt weg führende Richtung bewegt wird, wenn die durch die Vorsprungslängenerlangungseinheit erlangte gegenwärtige Vorsprungslänge des Schweißdrahts geringer als eine bestimmte Länge ist, der Roboter in eine Annäherungsrichtung an das Lehrobjekt bewegt wird, wenn die gegenwärtige Vorsprungslänge größer als die bestimmte Länge ist, und das Vorschieben und Aufwickeln des Schweißdrahts angehalten wird und der Roboter angehalten wird, wenn bestimmt wird, dass die gegenwärtige Vorsprungslänge der bestimmten Länge gleich ist; und eine Speichereinheit (21d), die die Anhalteposition des Roboters als Lehrposition speichert, umfasst.
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Nach einer zweiten Form wird ein Lehrverfahren, das Lehrpositionen eines Schweißbrenners (8) lehrt, bereitgestellt, wobei ein Schweißdraht (20) dazu gebracht wird, um eine bestimmte Länge von dem an einem Roboter (1) angebrachten Schweißbrenner vorzustehen; der Roboter zu einem Lehrobjekt (W) hin bewegt wird; bestimmt wird, ob das Spitzenende des Schweißdrahts mit dem Lehrobjekt in Kontakt gelangt ist oder nicht, und der Roboter angehalten wird und der Schweißdraht um eine bestimmte Länge aufgewickelt wird, wenn bestimmt wird, dass es in Kontakt gelangt ist; erneut bestimmt wird, ob das Spitzenende des Schweißdrahts mit dem Lehrobjekt in Kontakt gelangt ist oder nicht, der Schweißdraht vorgeschoben wird, bis das Spitzenende des Schweißdrahts mit dem Lehrobjekt in Kontakt gelangt ist, wenn bestimmt wird, dass es nicht in Kontakt gelangt ist, und die gegenwärtige Vorsprungslänge des Schweißdrahts erlangt wird, wenn bestimmt wird, dass es in Kontakt gelangt ist; der Roboter in eine Richtung bewegt wird, in der sich der Schweißbrenner von dem Lehrobjekt entfernt, und eine erste Steuerung vorgenommen wird, wenn die gegenwärtige Vorsprungslänge des Schweißdrahts geringer als eine bestimmte Länge ist; der Roboter in eine Richtung bewegt wird, in der sich der Schweißbrenner dem Lehrobjekt nähert, und die erste Steuerung vorgenommen wird, wenn die gegenwärtige Vorsprungslänge des Schweißdrahts größer als die bestimmte Länge ist; das Vorschieben und Aufwickeln des Schweißdrahts angehalten wird und der Roboter angehalten wird, wenn bestimmt wird, dass die gegenwärtige Vorsprungslänge des Schweißdrahts der bestimmten Länge gleich ist; und die Anhalteposition des Roboters als Lehrposition gespeichert wird; wobei bei der ersten Steuerung erneut bestimmt wird, ob das Spitzenende des Schweißdrahts mit dem Lehrobjekt in Kontakt gelangt ist oder nicht, der Schweißdraht aufgewickelt wird, wenn bestimmt wird, dass das Spitzenende des Schweißdrahts mit dem Lehrobjekt in Kontakt gelangt ist, und der Schweißdraht vorgeschoben wird, wenn bestimmt wird, dass das Spitzenende des Schweißdrahts nicht mit dem Lehrobjekt in Kontakt gelangt ist.
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Nach einer dritten Form wird die erste Steuerung bei der zweiten Form wiederholt vorgenommen, bis bestimmt wird, dass die gegenwärtige Vorsprungslänge des Schweißdrahts der bestimmten Länge gleich ist.
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Resultat der Erfindung
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Bei der ersten bis dritten Form wird sowohl der Betrieb, bei dem der Schweißbrenner in Bezug auf das Lehrobjekt angenähert und entfernt wird, als auch der Betrieb, bei dem der Schweißdraht vorgeschoben und aufgewickelt wird, automatisch vorgenommen, bis bestimmt wird, dass die gegenwärtige Vorsprungslänge des Schweißdrahts der bestimmten Länge gleich ist. Daher wird es möglich, die Belastung für den Betreiber zu verringern und innerhalb einer kurzen Zeit genau zu lehren, ohne dass eine Lehreinspannvorrichtung benötigt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Verwendung typischer Ausführungsformen erklärt, doch wird ein Fachmann verstehen, dass die obigen Änderungen und verschiedene andere Änderungen, Weglassungen und Hinzufügungen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
