DE102019005974A1

DE102019005974A1 - Einlernvorrichtung zur laserbearbeitung

Info

Publication number: DE102019005974A1
Application number: DE102019005974.3A
Authority: DE
Inventors: Toshiya Takeda; Youhei Suzuki
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2039-08-24
Also published as: JP2020032456A; US20200070282A1; DE102019005974B4; CN110871432A; JP6836558B2; US10987758B2

Abstract

Einlernvorrichtung für ein Laserbearbeitungssystem, das eine Laserbearbeitung an einem Werkstück durchführt, während eine Bestrahlungsposition von Laserlicht unter Verwendung eines Roboters bewegt wird, umfasst eine Verarbeitungseinheit einer grafischen Benutzeroberfläche, die Bearbeitungszeiträume, in denen jeweils eine Bearbeitung durch Bestrahlung eines entsprechenden aus einer Mehrzahl von für das Werkstück eingestellten Bearbeitungspunkten mit dem Laserlicht durchgeführt wird, während sich der Roboter entlang eines Bearbeitungswegs bewegt, und Zeiträume ohne Bearbeitung zwischen den Bearbeitungszeiträumen der Mehrzahl von Bearbeitungspunkten anzeigt, die in Zeitreihen in einem bandartigen Bereich in einer unterscheidbaren Weise angeordnet sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einlernvorrichtung, die das Einlernen eines Laserbearbeitungssystems unter Verwendung eines Roboters durchführt.
Beschreibung des Standes der Technik
Laserbearbeitungssysteme, die eine Mehrzahl von Bearbeitungspunkten an einem Werkstück bearbeiten, während sie einen an einem Roboter montierten Scanner bewegen, werden immer beliebter. Ein Beispiel für eine Einlernvorrichtung in einem solchen Laserbearbeitungssystem wird in der ungeprüften Japanischen Patentschrift (Kokai) Nr. 2006-344052A beschrieben.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Um die Bearbeitungszeit für alle zu bearbeitenden Bearbeitungsstellen, d.h. die Zykluszeit, zu verkürzen, ist es bei Einlernvorgängen mit einer wie vorstehend beschriebenen Einlernvorrichtung notwendig, dass der Bediener verschiedene Einstellungen, wie z.B. die Einstellung des Bearbeitungsweges und die Einstellung der Bearbeitungsreihenfolge, mit der Einlernvorrichtung vornimmt. Es wird eine Einlernvorrichtung benötigt, die nützliche Information für den die Einlernvorrichtung bedienenden Bediener ausgeben kann, um die Zykluszeit zu verkürzen.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Einlernvorrichtung für ein Laserbearbeitungssystem bereit, das die Laserbearbeitung an einem Werkstück durchführt, während eine Bestrahlungsposition von Laserlicht unter Verwendung eines Roboters bewegt wird, wobei die Einlernvorrichtung eine Verarbeitungseinheit für eine grafische Benutzeroberfläche umfasst, die Bearbeitungszeiträume, in denen jeweils die Bearbeitung durch Bestrahlung eines entsprechenden aus einer Mehrzahl von für das Werkstück festgelegten Bearbeitungspunkten mit dem Laserlicht durchgeführt wird, während sich der Roboter entlang eines Bearbeitungswegs bewegt, und Zeiträume ohne Bearbeitung zwischen den Bearbeitungsperioden der Mehrzahl von Bearbeitungsstellen anzeigt, die in Zeitreihen in einem bandartigen Bereich in einer unterscheidbaren Weise angeordnet sind.
Figurenliste
Die Aufgabe, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht. Die beigefügten Zeichnungen zeigen:

1 ist eine Ansicht, die die Gesamtstruktur eines Laserbearbeitungssystems darstellt, das eine Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung gemäß einer Ausführungsform umfasst,
2 ist eine Ansicht, die Funktionsblöcke zeigt, die die Einlernvorrichtung für die Laserbearbeitung bilden,
3 ist eine Ansicht, die den Hauptablauf eines Betriebsprogramm-Erstellungsprozesses zeigt, der von der Einlernvorrichtung für Laserbearbeitung ausgeführt wird,
4 ist ein Ablaufdiagramm, das die Einzelheiten eines Schweißpunktgruppen-Bestimmungsprozesses zeigt,
5 ist ein Ablaufdiagramm, das die Einzelheiten eines Betriebsgeschwindigkeits-Bestimmungsprozesses zeigt,
6 ist eine Ansicht, die die Gruppierung der Schweißpunktgruppe näher darstellt,
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine Ebene zeigt, die eine Schweißpunktgruppe definiert,
8 ist eine Ansicht, die die Optimierung der Gruppierung näher darstellt,
9 ist eine Ansicht, die den Grad der Schweißzeitdichte zeigt,
10 ist eine Ansicht, die den Grad der Schweißzeitdichte näher beschreibt,
11 ist eine Ansicht, die die Optimierung einer Bewegungsreihenfolge zwischen Gruppen näher beschreibt,
12 ist eine Ansicht, die die Bestimmung eines schweißbaren Zeitraums näher darstellt,
13 ist eine Ansicht, die die Bestimmung der Reihenfolge der Schweißpunkte näher darstellt,
14A ist eine Ansicht, die Probleme aufgrund der Abweichung der Ausführungszeit des Betriebsprogramms zwischen Roboter und Scanner näher darstellt,
14B ist eine Ansicht, die Probleme aufgrund der Abweichung der Ausführungszeit des Betriebsprogramms zwischen Roboter und Scanner näher darstellt,
15A ist ein Diagramm, das die Scanner-Bewegungsbahn darstellt,
15B ist ein Diagramm, das die Scanner-Bewegungsbahn darstellt,
16 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozess zum Betreiben eines Betriebsprogramms auf einer aktuellen Maschine und zum Messen eines Abweichungsbetrags der Ausführungszeit zeigt,
17 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozess zum Bestimmen eines maximalen Abweichungsbetrags der Ausführungszeit zeigt,
18 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine GUI zeigt, die auf einem Bildschirm der Einlernvorrichtung für Laserbearbeitung angezeigt wird,
19 ist eine Ansicht, die eine beispielhafte Anzeige für einen Farbbalken zeigt,
20 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Simulationsbildschirm zeigt, der einem Schieberegler zugeordnet ist,
21 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine GUI zeigt, die auf dem Anzeigebildschirm der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung angezeigt wird,
22 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine GUI zeigt, die auf dem Anzeigebildschirm der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung angezeigt wird,
23 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine GUI zeigt, die auf dem Anzeigebildschirm der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung angezeigt wird,
24 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine GUI zeigt, die auf dem Anzeigebildschirm der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung angezeigt wird, und
25 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine GUI zeigt, die auf dem Anzeigebildschirm der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung angezeigt wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen wurden entsprechenden Bestandselementen gemeinsame Bezugsziffern zugeordnet. Zum besseren Verständnis wurden die Maßstäbe der Zeichnungen angemessen angepasst. Darüber hinaus sind die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen lediglich Beispiele für die Durchführung der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt.
1 ist eine Ansicht, die die Gesamtstruktur eines Laserbearbeitungssystems 100 darstellt, das eine Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform darstellt. Das Laserbearbeitungssystem 100 besteht aus einem sogenannten kooperativen Remote- Laserbearbeitungssystem, das die Bearbeitung an jedem der Bearbeitungspunkte an einem Werkstück W durch Abtasten mit Laserlicht durchführt, während es einen an der Armspitze eines Roboters 10 montierten Galvano-Scanner (nachfolgend einfach als Scanner bezeichnet) 50 als Bearbeitungskopf bewegt. In dem Strukturbeispiel von 1 umfasst das Laserbearbeitungssystem 100 einen Roboter 10, eine Robotersteuerung 20 zum Steuern des Roboters 10, einen Laseroszillator 30 und die Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1. Obwohl der Roboter 10 in dem Strukturbeispiel von 1 ein vertikaler Knickarmroboter ist, können andere Robotertypen verwendet werden. Weiterhin können auch andere Laserscanner als ein Galvano-Scanner verwendet werden. Der Scanner 50 hat eine Funktion zum Abtasten mit Laserlicht, das von dem Laseroszillator 30 über eine optische Faser in XY-Richtung durch Ansteuern eines Spiegels abgegeben wird, und hat eine Funktion zum Bewegen eines Laserflecks in Z-Richtung durch Ansteuern einer Linse in Z-Richtung.
Die Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 ist eine Programmiervorrichtung, die Betriebsprogramme für den Roboter 10 und den Scanner 50 offline erzeugen kann. In dem in 1 dargestellten Strukturbeispiel ist die Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 über ein Netzwerk mit der Robotersteuerung 20 verbunden, und das von der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 erstellte Betriebsprogramm für den Roboter 10 kann über das Netzwerk von der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 an die Robotersteuerung 20 gesendet werden. Der Roboter 10 wird gemäß dem in die Robotersteuerung 20 geladenen Betriebsprogramm betrieben. Des Weiteren erstellt die Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 ein Betriebsprogramm für den Scanner 50. Die Robotersteuerung 20 kann aus einem herkömmlichen Computer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, einer Speichervorrichtung usw. bestehen. Das von der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 erstellte Betriebsprogramm für den Scanner 50 wird von der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 über die Robotersteuerung 20 an eine Steuereinheit des Scanners 50 gesendet. Die Steuereinheit des Scanners 50 kann gemäß dem geladenen Betriebsprogramm arbeiten. Die Steuereinheit des Scanners 50 kann aus einem herkömmlichen Computer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, einer Speichervorrichtung usw. bestehen.
Das Laserbearbeitungssystem 100 kann verschiedene Arten der Laserbearbeitung, wie Schweißen und Schneiden, durchführen. Das Laserbearbeitungssystem 100 wird nachfolgend als ein System zum Durchführen eines Schweißens beschrieben. Wie im Folgenden ausführlich beschrieben, erstellt die Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 ein Betriebsprogramm, das eine Schweißziel-Schweißpunktgruppe in angemessene Gruppen unterteilt, die Betriebsgeschwindigkeit optimiert und die für eine Reihe von Schweißvorgängen erforderliche Zeit (im Folgenden auch Zykluszeit genannt) für die Schweißpunktgruppe minimiert. Es ist zu beachten, dass die die Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 aus einem herkömmlichen PC bestehen kann, der Hardwarekomponenten, wie eine CPU, ein ROM, RAM, eine Festplatte, eine Eingabevorrichtung, eine Anzeigevorrichtung und eine Netzwerkschnittstelle umfasst. Verschiedene Arten von Informationsverarbeitungsvorrichtungen, wie ein Desktop-PC, ein Notebook-PC oder ein tragbares Informationsterminal können als die Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 verwendet werden.
2 stellt Funktionsblöcke dar, die die Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 bilden. Die in 2 dargestellten Funktionsblöcke können durch die Ausführung von Software durch die CPU der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 oder durch spezielle Hardware, wie eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung), realisiert werden. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 eine Dateneingabeeinheit 110, eine Gruppiereinheit 120, eine Lernprozess-Einstelleinheit 130, eine Betriebsprogramm-Erstellungseinheit 140, eine Verarbeitungseinheit 150 einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI), eine Simulationsausführungseinheit 160, eine Erfassungseinheit 170 der maximalen Ausführungszeitdifferenz und eine Laserlicht-Bewegungsbahnerfassungseinheit 172.
Die Dateneingabeeinheit 110 erfasst verschiedene Arten von Daten, die für den Betriebsprogramm-Erstellungsprozess erforderlich sind, umfassend die Schweißpunktgruppe des Schweißziels, die Schweißzeit jedes Schweißpunktes, ein Schweißmuster und Modelldaten des Werkstücks. Diese Datenarten können jeweils im Voraus in einer Speichervorrichtung der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 gespeichert oder über eine Bedieneinheit in die Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 eingegeben werden. Alternativ können die verschiedenen Arten von Daten über das Netzwerk von einer externen Vorrichtung in die Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 eingegeben werden.
Die Gruppiereinheit 120 führt eine Gruppierung für die von der Dateneingabeeinheit 110 erfasste Schweißpunktgruppe durch und optimiert die Gruppierung und die Schweißpunktfolge in der Gruppe. Die Einlernprozess-Einstelleinheit 130 bestimmt eine Betriebsgeschwindigkeit, um die Zykluszeit, in der alle Schweißpunkte des Schweißziels verschweißt werden können, zu minimieren. Die Betriebsprogramm-Erstellungseinheit 140 fungiert als eine Einlerndaten-Ausgabeeinheit, die Einlerndaten des Roboters 10 und des Scanners 50 unter Verwendung des von der Gruppierungseinheit 120 bestimmten Weges und der von der Einlernprozess-Einstelleinheit 130 bestimmten Betriebsgeschwindigkeit ausgibt und zum Erstellen eines Betriebsprogramms dient. Die GUI-Verarbeitungseinheit 150 erstellt und zeigt eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) zur Anzeige von Information in Bezug auf den Betriebsprogramm-Erstellungsprozess und zur Durchführung von Einstellungseingaben. Die Einzelheiten der GUI-Verarbeitungseinheit 150, der Erfassungseinheit des maximalen Ausführungszeitdifferenzwerts 170 und der Laserlicht-Bewegungsbahnerfassungseinheit 172 werden später beschrieben. Die Simulationsausführungseinheit 160 führt einen Simulationsvorgang unter Verwendung der Betriebsprogramme des Roboters 10 und des Scanners 50 aus.
3 stellt den Hauptablauf des von der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 ausgeführten Betriebsprogramm-Erstellungsprozesses dar. Der Betriebsprogramm-Erstellungsprozess wird unter der Steuerung der CPU der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 ausgeführt. In Schritt S1 werden von der Dateneingabeeinheit 110 Modelldaten des Roboters, der Spannvorrichtung und des Werkstücks W, die Schweißpunktpositionen der Schweißpunktgruppe des Schweißziels sowie Daten über die Schweißzeit und das Schweißmuster von jedem der Schweißpunkte gelesen.
Anschließend wird in Schritt S2 durch die Gruppiereinheit 110 ein Prozess zum Bestimmen der Schweißpunktgruppen durchgeführt. Die Gruppierung wird so ausgeführt, dass die folgenden Kriterien erfüllt werden:

(1) der Abstand zwischen dem durch die Schweißpunktgruppe führenden Weg des Roboters und jedem Schweißpunkt liegt innerhalb des Betriebsbereichs des Scanners (Abtastbereich), und
(2) beim Definieren eines Liniensegments mit einer Länge, die der Schweißzeit entlang des Weges an der Position eines Fußes einer Senkrechten, die sich von jedem Schweißpunkt zum Roboterweg erstreckt, entspricht, werden die Schweißpunktgruppen so bestimmt, dass der Konzentrationsgrad entlang des Weges der den Schweißzeiten entsprechenden Liniensegmenten gleichmäßig wird.

4 ist ein Ablaufdiagramm, das die Einzelheiten des in Schritt S2 durchgeführten Schweißpunktgruppen-Bestimmungsprozesses zeigt. Im Folgenden wird die Gruppierung an einer Schweißpunktgruppe G0 durchgeführt, wie auf der linken Seite von 6 als Beispiel dargestellt. Zunächst wird in Schritt S21 die Schweißpunktgruppe G0 zu vorläufigen Schweißpunktgruppen zusammengefasst. Eine einzelne Gruppe definiert eine Mehrzahl von Schweißpunkten, an denen eine Schweißung durchgeführt wird, während der Roboter 10 durch einen Einzelbetriebsbefehl betrieben wird. In der Einzelgruppe wird der Roboter 10 durch den Einzelbetriebsbefehl betrieben, und während der Scanner 50 einen Scanvorgang durchführt, wird jeder zur Gruppe gehörende Schweißpunkt geschweißt. Beim Einzelbetriebsbefehl arbeitet der Roboter 10 linear mit konstanter Geschwindigkeit. Die Schweißpunktgruppe G0 ist vorläufig in drei Schweißpunktgruppen G1 bis G3 unterteilt, wie auf der rechten Seite von 6 als Beispiel dargestellt.
In Schritt S22 wird für jede der Gruppen G1 bis G3 ein durch die Mitte der Schweißpunktgruppe verlaufender Weg des Roboters 10 bestimmt. Die Wegbestimmung wird durch eine Wegbestimmungseinheit 121 in Abhängigkeit von der Gruppierungseinheit 120 durchgeführt. Der durch die Mitte der Schweißpunktgruppe verlaufende Weg wird beispielsweise durch das Verfahren der kleinsten Quadrate bestimmt. Die Gruppe G1 wird als Beispiel beschrieben. Ein Weg R1 wird als Gerade bestimmt, die die Summe der Quadrate der Abstände von den jeweiligen Schweißpunkten 101 bis 105 zum Weg R1 minimiert. Es ist zu beachten, dass, da die Positionen der Schweißpunkte Positionen im dreidimensionalen Raum sind, die Schweißpunkte 101 bis 105 jedoch tatsächlich im dreidimensionalen Raum verteilt sind, der obengenannte Weg bestimmt werden kann, indem eine Ebene definiert wird, die durch eine Position verläuft, die durch Mittelung der Schweißpunktpositionen erhalten wird, und angenommen wird, dass jeder Schweißpunkt an einer Position in der Ebene existiert, auf die jeder Schweißpunkt projiziert wird. Die Ebene, die durch die gemittelte Position der Schweißpunktpositionen verläuft, kann beispielsweise mit der Methode der kleinsten Quadrate oder mit dem Newell-Algorithmus bestimmt werden. Die Wege R1, R2 und R3 werden durch den Prozess von Schritt S22 als Wege der Schweißpunktgruppen G1, G2 und G3 bestimmt. Es ist zu beachten, dass der Weg als ein Weg bestimmt werden kann, entlang dessen sich ein Fuß einer Senkrechten, die sich von der Bestrahlungsposition des Laserlichts zu der die Schweißpunktgruppe definierenden Ebene erstreckt, auf der Ebene bewegt.
Die Ebene, auf die die Schweißpunkte der Schweißpunktgruppe projiziert werden, kann definiert werden als eine Ebene, die in Abhängigkeit von der Verteilung der Schweißpunkte (der Form der Schweißfläche) in Bezug auf die horizontale Richtung geneigt ist. So ist beispielsweise, wie in 7 dargestellt, die Ebene H1, die die Schweißpunktgruppe G1 definiert, bevorzugt als eine Ebene definiert, die in Bezug auf die Ebene H2, die die Schweißpunktgruppe G2 definiert, geneigt ist. Durch diese Art der Ebenenbestimmung ist es möglich, die Ebenen entsprechend der Verteilung der Schweißpunktgruppen einzustellen. Es ist zu beachten, dass 7 Beispiele für die auf die Laserlicht-Bestrahlungspositionen D1, D2 eingestellten Betriebsbereiche des Scanners 50 darstellt. Die Haltung des Roboters 10 wird so gesteuert, dass der Scanner 50 der Ebene H2 zugewandt ist, während sich der Roboter 10 auf dem der Schweißpunktgruppe G2 entsprechenden Weg befindet.
Als Nächstes wird in Schritt S23 für jede der Schweißpunktgruppen bestätigt, ob die Schweißpunkte im Betriebsbereich des Scanners 50 liegen oder nicht. So kann beispielsweise in Bezug auf die Schweißpunktgruppe G1 in Schritt S23 bestätigt werden, ob der Abstand von jedem der Schweißpunkte 101 bis 105 zu dem Weg R1 innerhalb des Betriebsbereichs des Scanners 50 liegt oder nicht. Wenn der Schweißpunkt außerhalb des Betriebsbereichs des Scanners 50 gefunden wird (S23: Nein), wird die Gruppierung erneut durchgeführt (Schritt S21).
Als Nächstes wird im Schleifenprozess der Schritte S24 bis S26 die Gruppierung basierend auf der Verteilung der Schweißpunkte und der Schweißzeit von jedem der Schweißpunkte in der Schweißpunktgruppe optimiert. Die Gruppierungsoptimierung wird unter der Annahme einer wie in 8 dargestellten Schweißpunktgruppe beschrieben. Im Beispiel von 8 sind die Schweißpunkte 131 bis 138 innerhalb einer einzigen Schweißpunktgruppe G10 verteilt. Der Weg P10 wird gemäß dem Prozess des Schrittes S22 für die Schweißpunktgruppe G10 eingestellt. Wie vorstehend beschrieben, arbeitet der Roboter im Betrieb mit einer konstanten Geschwindigkeit, die einem Einzelbetriebsbefehl entspricht. Wenn also die Betriebsgeschwindigkeit des Roboters auf eine niedrige Geschwindigkeit eingestellt ist, so dass das Schweißen aller Schweißpunkte 131 bis 135 im Abschnitt 140, in dem die Schweißpunktdichte hoch ist, durch den Roboter abgeschlossen werden kann, wird der Roboter im Abschnitt 141, in dem die Schweißpunktdichte niedrig ist, mit einer unnötig niedrigen Geschwindigkeit arbeiten. Somit kann in diesem Fall die Durchschnittsgeschwindigkeit des Roboters durch Unterteilen der Schweißpunktgruppe G10 in eine Schweißpunktgruppe des Abschnitts 140 und eine Schweißpunktgruppe des Abschnitts 141 erhöht werden. Mit anderen Worten, es ist vorzuziehen, die Gruppierung so durchzuführen, dass die Verteilung der Schweißpunkte innerhalb einer einzelnen Schweißpunktgruppe gleichmäßig wird.
Es ist jedoch notwendig, die Tatsache zu berücksichtigen, dass die Schweißzeit zwischen den Schweißpunkten unterschiedlich sein kann. Wie in 9 dargestellt, werden Liniensegmente mit Längen, die den Schweißzeiten der Schweißpunkte entsprechen, auf den Weg eingestellt, wobei sie an der Position des Fußes einer vom Schweißpunkt zum Weg verlaufenden Senkrechten zentriert werden. Dieses Liniensegment entspricht der Schweißzeit eines Schweißpunktes in der Bewegungszeit des Roboters entlang des Weges und wird daher im Folgenden als Schweißzeit bezeichnet. So wird beispielsweise in 9 die Schweißzeit 132s, die an der Position 132c des Fußes der sich vom Schweißpunkt 132 bis zum Weg P10 erstreckenden Senkrechten zentriert ist, eingestellt. Es ist zu beachten, dass aus Gründen der Übersichtlichkeit jede Schweißzeit in 9 durch eine dicke Doppelpfeillinie dargestellt wird.
In Schritt S24 wird die Schweißzeitdichte (der Grad der Dichte der Schweißzeiten), die den Weg einnimmt, berechnet. In diesem Fall kann die Schweißzeitdichte als Konzentrationsgrad der Schweißzeiten ausgedrückt werden. So entspricht beispielsweise, wie im oberen Teil von 10 dargestellt, der Zustand, in dem die Intervalle d1 und d2 zwischen den auf dem Weg eingestellten Schweißzeiten SG1, SG2 und SG3 breit sind, einer niedrigen Schweißzeitdichte (dünn besetzter Zustand). Im Gegensatz dazu entspricht, wie im unteren Teil von 10 dargestellt, der Zustand, in dem die Intervalle d11 und d12 zwischen den Schweißzeiten SG10, SG11 und SG12 eng sind, einer hohen Schweißzeitdichte (dichter Zustand). Der Zustand, in dem die Intervalle zwischen benachbarten Schweißzeiten weit sind, zeigt an, dass die Geschwindigkeit des Roboters in den diesen Schweißzeiten entsprechenden Wegabschnitten erhöht werden kann. Umgekehrt zeigt der Zustand, in dem die Intervalle zwischen benachbarten Schweißzeiten eng sind, an, dass die Geschwindigkeit des Roboters in den diesen Schweißzeiten entsprechenden Wegabschnitten nicht erhöht werden kann. Durch Bewerten der auf dem Weg einer bestimmten Schweißpunktgruppe eingestellten Ungleichmäßigkeiten der Schweißzeitdichte (Ungleichmäßigkeit des Dichtezustands), Neugruppieren, wenn Ungleichmäßigkeit der Dichte hoch ist, und Reduzieren der Ungleichmäßigkeit der Schweißzeitdichte jeder Schweißpunktgruppe kann somit die Geschwindigkeit des gesamten Schweißvorgangs erhöht werden.
So wird in Schritt S24 ein Wert berechnet, der die Ungleichmäßigkeit der Dichte bezüglich der Intervalle zwischen den Schweißzeiten auf dem Weg einer bestimmten Schweißpunktgruppe darstellt. So kann beispielsweise die Ungleichmäßigkeit der Schweißzeitdichte durch Bestimmen der Schweißzeitdichte für jeden der kurzen Abschnitte, die jeweils eine feste Länge auf dem Weg aufweisen, und durch Berechnen der Ungleichmäßigkeit der Schweißzeitdichte basierend auf den Schwankungen der bestimmten Schweißzeitdichte erhalten werden. In Schritt S25 wird ein Bewertungswert so berechnet, dass eine kleinere Ungleichmäßigkeit der Dichte eine höhere Bewertung ergibt.
In Schritt 26 wird bestimmt, ob der Bewertungswert jeder Schweißpunktgruppe gleich oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist oder nicht. Wenn es eine Gruppe mit einem Bewertungswert gibt, der kleiner als der vorgegebene Schwellenwert (S26: NG) ist, wird die Gruppierung erneut durchgeführt, so dass der Bewertungswert der Gruppe hoch wird, und die Prozesse aus Schritt S22 werden wiederholt. Wenn umgekehrt die Bewertungswerte aller Schweißpunktgruppen gleich oder größer als der Schwellenwert sind, wird der Prozess von Schritt S27 durchgeführt. Die Optimierung der Schweißpunktgruppierung kann durch einen solchen Schleifenprozess erfolgen. Es ist zu beachten, dass in einem solchen Schleifenprozess zur Optimierung beispielsweise ein genetischer Algorithmus verwendet werden kann.
Als Nächstes wird in Schritt S27 die Optimierung der Bewegungsreihenfolge zwischen Schweißpunktgruppen und der Schweißpunktfolge innerhalb der Schweißpunktgruppe durchgeführt. Es wird davon ausgegangen, dass die Gruppierung und der Weg, wie auf der linken Seite von 11 dargestellt, durch den Prozess bis zu Schritt S26 bestimmt wurden. Im Beispiel der linken Seite von 11 sind die Schweißpunktgruppen des Schweißziels in drei Schweißpunktgruppen G201 bis G203 gruppiert, und die Wege P201 bis P203 sind für die Gruppen eingestellt. In Schritt S27 werden die Bewegungsrichtung der für die Schweißpunktgruppen eingestellten Wege und die Bewegungsreihenfolge zwischen den Schweißpunktgruppen optimiert. In 11 stellt die linke Seite einen Zustand vor der Optimierung dar und die rechte Seite stellt einen Zustand nach der Optimierung dar. Im Zustand vor der Optimierung wird die Reihenfolge zwischen den Gruppen auf die Reihenfolge der Gruppe G201, dann der Gruppe G203 und schließlich der Gruppe G202 eingestellt. Darüber hinaus wird für die Gruppe G201 die Schweißpunktfolge von unten in dem Bild nach oben, die Schweißpunktfolge von unten in dem Bild nach oben für die Schweißpunktgruppe G203 und die Schweißpunktfolge von links in dem Bild nach rechts für die Schweißpunktgruppe G202 bestimmt. Es wird verständlich, dass der Zustand vor der Optimierung einen langen Gesamtbewegungsabstand zwischen den Gruppen aufweist und Verbesserungsspielraum vorhanden ist.
In dem Zustand nach der Optimierung auf der rechten Seite von 11 wird die Bewegungsfolge zwischen den Gruppen auf die Reihenfolge der Schweißpunktgruppe G201, dann der Schweißpunktgruppe G202 und schließlich der Schweißpunktgruppe G203 eingestellt. Weiterhin wird für die Schweißpunktgruppe G201 die Schweißpunktfolge von unten nach oben bestimmt, die Schweißpunktfolge von links nach rechts wird für die Schweißpunktgruppe G202 bestimmt und die Schweißpunktfolge von oben nach unten wird für die Schweißpunktgruppe G203 bestimmt. Es wird verständlich, dass im Zustand nach der Optimierung der Gesamtbewegungsabstand zwischen den Schweißpunktgruppen minimiert ist. Als Verfahren zur Bestimmung der Bewegungsreihenfolge zur Minimierung des Gesamtbewegungsabstandes zwischen Schweißpunktgruppen können verschiedene, im Stand der Technik bekannte Verfahren zur Lösung des sogenannten „Problems des Handlungsreisenden“ eingesetzt werden. Der Schweißpunktgruppen-Bestimmungsprozess (Schritt S2) des Hauptablaufs von 3 kann durch den obigen Prozess abgeschlossen werden.
Als Nächstes wird im Hauptablaufschritt S3 für jede Schweißpunktgruppe die Betriebsgeschwindigkeit des Roboters bestimmt. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das die Einzelheiten dieses Betriebsgeschwindigkeits-Bestimmungsprozesses zeigt. Dieser Prozess wird von der Einlernprozess-Einstellvorrichtung 130 durchgeführt. Zunächst wird in Schritt S31 für jede Schweißpunktgruppe eine vorläufige Robotergeschwindigkeit eingestellt. Die vorläufige Geschwindigkeit kann für alle Schweißpunktgruppen einheitlich auf eine niedrige Geschwindigkeit eingestellt werden, bei der das Schweißen aller Schweißpunkte jeder Schweißpunktgruppe als problemlos möglich angesehen wird. Alternativ kann einheitlich für jede Schweißpunktgruppe eine repräsentative Geschwindigkeit basierend auf Erfahrungswerten eingestellt werden.
Als Nächstes wird in Schritt S32 unter Verwendung des in Schritt S2 des Hauptablaufs bestimmten Roboterweges und der in Schritt S31 bestimmten Betriebsgeschwindigkeiten der Schweißpunktgruppen ein Betriebsprogramm des Roboters 10 erzeugt und eine Roboterbetriebssimulation durchgeführt. Aus der Ausführung der Betriebssimulation werden Positionsdaten (im Folgenden auch als „Bewegungsweg“ bezeichnet) für jeden Interpolationszyklus des Roboters erfasst.
Als Nächstes wird in Schritt S33 unter Verwendung des aus der Roboterbetriebssimulation erhaltenen Bewegungsweges des Roboters ein Zeitraum (nachfolgend als „schweißbarer Zeitraum“ bezeichnet) berechnet, der einem Bereich entspricht, in dem jeder Schweißpunkt auf dem Bewegungsweg des Roboters geschweißt werden kann. Dieser Prozess wird als Beispiel durch Besprechen des Falles beschrieben, in dem der schweißbare Zeitraum, in dem der Schweißpunkt 151 geschweißt werden kann, in Bezug auf den Betriebsweg L1 des Roboters bestimmt wird, wie in 12 dargestellt. Zunächst wird die Position des an der Armspitze des Roboters angebrachten Scanners (insbesondere z.B. die Position der Kondensorlinse des Scanners) basierend auf der Position des Roboters auf dem Bewegungspfad L1 bestimmt, und es wird ein Laserlichtweg bestimmt, der die Position des Scanners 50 und die Position des Schweißpunktes 151 verbindet. Wenn zu diesem Zeitpunkt die folgenden Bedingungen erfüllt sind, wird bestimmt, dass ein Schweißen für einen solchen Laserstrahlengang durchgeführt werden kann:

(1) der Weg des Laserlichts wird nicht durch das Werkstück oder die Spannvorrichtung gestört;
(2) der Weg des Laserlichts liegt innerhalb des Betriebsbereichs des Scanners; und
(3) der Bestrahlungswinkel, der der Winkel zwischen der Normalrichtung auf das Werkstück an der Schweißpunktposition und dem Laserlicht ist, liegt innerhalb einer vorbestimmten Toleranz.

Es ist zu beachten, dass die obige Bedingung (3) verwendet wird, um das Auftreten von Ungleichmäßigkeiten in der Bestrahlungsstärke des Laserlichts für das Werkstück zu verhindern und die Schweißqualität zu erhalten. Der Zeitraum, der dem Bereich entspricht, in dem der Laserstrahlenweg als nacheinander auf dem Bewegungsweg schweißbar bestimmt wird, ist der in Schritt S33 bestimmte schweißbare Zeitraum für jeden Schweißpunkt. Im Beispiel von 12 stellt das Bezugszeichen L101 den schweißbaren Zeitraum dar. Es ist zu beachten, dass in einigen Fällen schweißbare Zeiträume an mehreren Stellen auf dem Bewegungspfad bestimmt werden können. Da es notwendig ist, dass der schweißbare Zeitraum gleich oder größer als die Schweißzeit des Ziel-Schweißpunktes ist, werden schweißbare Zeiträume, die diese Bedingung nicht erfüllen, gelöscht.
Als Nächstes werden in Schritt S34 die Positionen und Zeiten zum Schweißen der Schweißpunkte anhand der in Schritt S33 bestimmten schweißbaren Zeiträume der Schweißpunkte bestimmt. Unter Berücksichtigung der Schweißzeit jedes Schweißpunktes als erste Bedingung werden die Schweißzeiten so bestimmt, dass die Schweißzeit jedes Schweißpunktes eingehalten wird, ohne von der Reihenfolge der Startzeiten der schweißbaren Zeiträume der Schweißpunkte abhängig zu sein. So wird beispielsweise bei zwei Schweißpunkten A, B, die identische Schweißzeiten von einer Sekunde aufweisen, der schweißbare Zeitraum des Schweißpunktes A von 1 Sekunde bis 4 Sekunden ab Betriebsstart und der schweißbare Zeitraum des Schweißpunktes B von 1,1 Sekunden bis 2,1 Sekunden ab Betriebsstart angenommen. In diesem Fall kann zwar der Schweißpunkt A früher geschweißt werden, aber wenn der Schweißpunkt A von 1 Sekunde bis 2 Sekunden geschweißt wird, kann der Schweißpunkt B nicht geschweißt werden. In einem solchen Fall wird im vorliegenden Schritt der Schweißpunkt B von 1,1 Sekunden bis 2,1 Sekunden und der Schweißpunkt A von 2,1 Sekunden bis 3,1 Sekunden geschweißt.
Wenn es darüber hinaus in Schritt S34 als zweite Bedingung einen Schweißpunkt gibt, der aufgrund der Positionsbeziehung zwischen dem Bewegungspfad und dem Werkstück oder der Spannvorrichtung früher geschweißt werden kann, ohne von der Reihenfolge der Anordnung der Schweißpunkte abzuhängen, wird dieser Schweißpunkt bevorzugt geschweißt. Obwohl, wie beispielsweise in 13 dargestellt, die Anordnungsreihenfolge der Schweißpunkte entlang des Bewegungsweges L2 in der Reihenordnung der Schweißpunkte 161 und 162 vorliegt, wird in dem Fall, in dem der Schweißpunkt 161 hinter einem Vorsprung 180 des Werkstücks verdeckt ist und vom Bewegungspfad L2 zum Schweißpunkt hin gesehen der Schweißpunkt 162 zuerst schweißbar wird, das Schweißen des Schweißpunktes 162 an der Position 202 auf dem Bewegungsweg zuerst durchgeführt, und danach wird das Schweißen des Schweißpunktes 161 an der Position 203 hinter der Position 202 durchgeführt. Der Prozess von Schritt S34 wird von einer Schweißpunktfolge-Bestimmungseinheit 130a in Abhängigkeit der Einlernprozess-Einstelleinheit 130 ausgeführt.
Als Nächstes wird in Schritt S35 die Betriebsgeschwindigkeit so eingestellt und optimiert, dass alle Schweißpunkte verschweißt werden können und die Zykluszeit reduziert wird. So kann beispielsweise eine Verringerung der Betriebsgeschwindigkeit, bis es möglich wird, alle Schweißpunkte mit der gleichen Betriebsgeschwindigkeit des Roboters 10 für alle Schweißpunktgruppen zu schweißen, und danach eine Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit für jede Schweißpunktgruppe in Betracht gezogen werden. Als Ergebnis des obigen Prozesses endet der Bestimmungsprozess der Betriebsgeschwindigkeit (Schritt S3) des Hauptablaufs von 3.
Als Nächstes werden Betriebsprogramme für den Roboter 10 und den Scanner 50 unter Verwendung der gemäß dem obigen Prozess von Schritt S1 bis S3 erhaltenen Ergebnisse erstellt. Das Betriebsprogramm des Roboters 10 wird so erstellt, dass sich der Roboter 10 entlang des für jede Schweißpunktgruppe eingestellten Weges durch den Prozess von Schritt S2 mit der in Schritt S3 bestimmten Betriebsgeschwindigkeit bewegt. Das Betriebsprogramm des Scanners 50 wird als Bewegungsbefehlsgruppe erstellt, die die Position und Haltung des Scanners 50 so regelt, dass, wenn sich der Roboter 10 gemäß dem Betriebsprogramm auf dem Bewegungspfad bewegt, die Schweißpunkte während der für jeden der Schweißpunkte eingestellten Schweißzeit mit Laserlicht bestrahlt werden.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration können ein geeigneter Bewegungspfad des Roboters und der Zeitpunkt für das Schweißen der einzelnen Schweißpunkte automatisch bestimmt werden.
In dem vorstehend beschriebenen Laserbearbeitungssystem 100 werden der Roboter 10 und der Scanner 50 durch separate Steuerungen gesteuert. Probleme, die zu berücksichtigen sind, wenn der Roboter 10 und der Scanner 50 auf diese Weise von separaten Steuerungen gesteuert werden, werden beschrieben.
Da das Betriebsprogramm des Roboters 10 und das Betriebsprogramm des Scanners 50 gleichzeitig gemäß einem Startsignal beginnen, ist es notwendig, gemäß deren zum Zeitpunkt der Erstellung angenommenen Zykluszeit zu arbeiten.
Wenn Roboter und Scanner jedoch von getrennten Steuerungen bedient werden, arbeiten beide im Allgemeinen nicht gemäß der zum Zeitpunkt der Programmerstellung angenommenen Zykluszeit. Dies wird durch unterschiedliche mechanische Bedingungen zwischen Roboter und Scanner verursacht. Da sich der Roboter, wenn eine solche Desynchronisation eintritt, nicht an der bei der Erstellung des Programms angenommenen Position befindet, während der Scanner 50 einen bestimmten Schweißpunkt schweißt, kann die Schweißpunktposition außerhalb des Betriebsbereichs des Scanners liegen, oder alternativ kann die Spannvorrichtung oder das Werkstück das Laserlicht störend beeinflussen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Betriebsprogramm des Scanners 50 so erstellt wird, dass das Schweißen in Richtung Schweißpunkt von der Position des Scanners 50 aus durchgeführt wird, die basierend auf der Position bestimmt wird, in die sich der Roboter 10 gemäß dem Betriebsprogramm des Roboters 10 zum Zeitpunkt des Schweißens bewegt hat.
Ein Beispiel für Probleme aufgrund einer solchen Desynchronisation wird mit Bezug auf die 14A und 14B beschrieben. 14A zeigt eine Situation, in der das Betriebsprogramm des Roboters 10 und das Betriebsprogramm des Scanners 50 beide synchron (zum erwarteten Zykluszeitpunkt) arbeiten. In 14A stellt ein Bereich Rill den Betriebsbereich des Scanners 50 zum Startzeitpunkt P110 des Schweißzeitraums L110 und ein Bereich R112 den Betriebsbereich des Scanners 50 zum Endzeitpunkt P111 des Schweißzeitraums L111 dar. Somit wird verständlich, dass das Schweißen des Schweißpunkts 201 innerhalb des Betriebsbereichs des Scanners 50 entlang des Bewegungspfades L10 während des Schweißzeitraums L110 korrekt durchgeführt werden kann.
Umgekehrt zeigt 14B eine Situation, in der der Betrieb des Scanners 50 hinter der erwarteten Zykluszeit zurückbleibt. Da sich der Betrieb des Scanners 50 im Rückstand befindet, arbeitet der Scanner 50 so, dass er Laserlicht in Richtung Schweißpunkt 201 in einem Bereich von der Position P210 bis zur Position P211 abgibt. Obwohl sich in diesem Fall der Schweißpunkt 201 im Betriebsbereich Rill, an der Position P210 befindet, liegt an der Position 211 der Schweißpunkt 201 außerhalb des Betriebsbereichs R112 des Scanners 50. Wenn ein Schweißpunkt außerhalb des Betriebsbereichs des Scanners 50 liegt, führt das Laserbearbeitungssystem 100 einen Not-Aus durch.
Um dieses Problem zu lösen, ist es im Allgemeinen notwendig, das Betriebsprogramm des Roboters 10 und das Betriebsprogramm des Scanners 50 auf einer aktuellen Maschine auszuführen, um zwischen diesen eine Ausführungszeitabweichungsbetrag zu erfassen. So wird beispielsweise der Fall angenommen, dass das Betriebsprogramm des Roboters 10 in 10 Sekunden arbeitet und das Betriebsprogramm des Scanners 50 in 11 Sekunden arbeitet, wenn das Betriebsprogramm des Roboters 10 und das Betriebsprogramm des Scanners 50, die so erstellt wurden, dass deren Zykluszeiten zehn Sekunden betragen, auf einer aktuellen Maschine ausgeführt werden. In diesem Fall wird das Betriebsprogramm des Roboters 10 so erstellt, dass es in 11 Sekunden arbeitet, um die Abweichungszeit von 1 Sekunde zu korrigieren, und das Betriebsprogramm des Scanners 50 wird so erstellt, dass es in 10 Sekunden arbeitet. Dadurch arbeiten der Roboter 10 und der Scanner 50 mit einer Zykluszeit von 11 Sekunden.
Um auf diese Weise den Abweichungsbetrag der Ausführungszeiten der Betriebsprogramme des Roboters 10 und des Scanners 50 zu erfassen, ist es notwendig, die Betriebsprogramme auf einer aktuellen Maschine zu betreiben. Liegt der Schweißpunkt jedoch während des Betriebs außerhalb des Betriebsbereichs des Scanners 50, wie in den 14A und 14B beschrieben, und das Laserbearbeitungssystem 100 führt ein Not-Aus durch, dann kann das Betriebsprogramm nicht bis zum Ende ausgeführt werden, wodurch der Abweichungsbetrag der Ausführungszeit nicht erfasst werden kann. In diesem Fall wird ein vorläufiger Abweichungsbetrag der Ausführungszeit angenommen, und die Betriebsprogramme des Roboters 10 und des Scanners 50 werden erstellt, um diese Abweichungsgröße zu korrigieren. Wenn jedoch die angenommene Abweichungsgröße nicht angemessen ist, wird es notwendig, den Vorgang auf der aktuellen Maschine zu wiederholen und gleichzeitig den Abweichungsbetrag mehrfach zu korrigieren.
Somit wird ein geeigneter Abweichungsbetrag auf folgende Weise ermittelt. 15A ist ein Diagramm, das die Bewegungsbahn des Laserlichts in XY-Richtung vom Scanner 50 aus betrachtet darstellt und den Fall zeigt, in dem der Abweichungsbetrag zwischen den Betriebsprogrammen des Roboters 10 und des Scanners 50 nicht eingestellt ist. Die Erfassung der Bewegungsbahn wird durch die Laserlicht-Bewegungsbahnerfassungseinheit 172 ausgeführt. Ein solches Diagramm kann aus der Position des Roboters zu einem bestimmten Zeitpunkt, an dem das Betriebsprogramm des Roboters 10 ausgeführt wird, und der Position des Schweißpunktes, an dem der Scanner 50 zu dem bestimmten Zeitpunkt ein Schweißen ausführt, berechnet werden. Ein Bereich von -150 mm bis +150 mm in XY-Richtung wird als Betriebsbereich des Scanners 50 eingestellt. Wie in 15A dargestellt, liegt die Bewegungsbahn des Scanners 50 in einem Zustand, in dem keine Desynchronisation stattgefunden hat, innerhalb des Betriebsbereichs des Scanners 50.
Die Bewegungsbahn des Scanners 50 unter Annahme eines Abweichungsbetrags kann ebenfalls berechnet werden. Wenn beispielsweise angenommen wird, dass das Betriebsprogramm des Scanners 50, das so erstellt wird, dass es 10 Sekunden lang arbeitet, tatsächlich 11 Sekunden lang arbeitet, kann die Bewegungsbahn berechnet werden, indem die Position des Scanners 50 in einer n x 10/11-ten Sekunde, bezogen auf die Position des Roboters in einer n-ten Sekunde, berechnet wird und angenommen wird, dass der Schweißpunkt des Schweißziels mit Laserlicht aus der Position des Scanners 50 bestrahlt wird. Durch Bestätigen, dass sich die berechnete und grafisch dargestellte Bewegungsbahn des Scanners 50 im Betriebsbereich des Scanners befindet, während der angenommene Abweichungsbetrag erhöht wird, kann der maximale Ausführungszeit-Abweichungsbetrag berechnet werden, bei dem die Bewegungsbahn des Scanners 50 den Betriebsbereich nicht überschreitet. 15B zeigt ein Diagramm des Falles, in dem die Bewegungsbahn des Scanners 50 aufgrund einer Erhöhung des Abweichungsbetrags den Betriebsbereich überschreitet.
Wenn der Abweichungsbetrag der aktuellen Ausführungszeit auf einer aktuellen Maschine groß ist, obwohl es vorzuziehen ist, den für die Korrektur des Betriebsprogramms verwendeten Abweichungsbetrag zu erhöhen, kann, wenn der Abweichungsbetrag, der für die Korrektur des Betriebsprogramms verwendet wird, im aktuellen Gebrauch übermäßig erhöht wird, eine Situation eintreten, in der der Betriebsbereich des Scanners 50 überschritten wird, obwohl der Abweichungsbetrag bei einer aktuellen Maschine tatsächlich nicht auftritt. Um dies zu verhindern, wird der Abweichungsbetrag für die wie oben beschrieben erhaltene maximale Ausführungszeit eingestellt und die Betriebsprogramme werden erneut erstellt, um den Abweichungsbetrag zu korrigieren. Dadurch wird es möglich, einen genauen Betriebszeit-Abweichungsbetrag zu messen, indem die Betriebsprogramme auf einer aktuellen Maschine bis zum Ende ausgeführt werden. Das Betriebsprogramm wird erneut erstellt, um die Summe aus dem vorstehend beschriebenen maximalen Ausführungszeit-Abweichungsbetrag und dem gemessenen Abweichungsbetrag zu korrigieren, indem die auf einer aktuellen Maschine erneut erstellten Betriebsprogramme ausgeführt werden, um den maximalen Ausführungszeit-Abweichungsbetrag zu korrigieren. Dadurch können Betriebsprogramme für den Roboter 10 und den Scanner 50 für den synchronen Betrieb erhalten werden.
16 zeigt als Ablaufdiagramm einen Prozess zum Messen eines Ausführungszeit-Abweichungsbetrags durch das Betreiben von Betriebsprogrammen auf einer aktuellen Maschine. Zunächst werden die Betriebsprogramme des Roboters 10 und des Scanners 50 durch den Betriebsprogramm-Erstellungsprozess von 3 (Schritt S61) erstellt. Als Nächstes werden die Betriebsprogramme des Roboters 10 und des Scanners 50 auf einer aktuellen Maschine betrieben (Schritt S62). Zu diesem Zeitpunkt wird der Ausführungszeit-Abweichungsbetrag des Roboters 10 und des Scanners 50 gemessen (Schritt S63). Der Abweichungsbetrag kann gemessen werden, indem beispielsweise die Betriebsvorgänge des Roboters 10 und des Scanners 50 als Bilder aufgezeichnet werden. Nach dem Erfassen des Abweichungsbetrags werden die Betriebsprogramme des Roboters 10 und des Scanners 50 erneut erstellt, um den Abweichungsbetrag zu korrigieren (Schritt S64).
17 stellt als Ablaufdiagramm einen Prozess zum Bestimmen des oben beschriebenen maximalen Ausführungszeit-Abweichungsbetrags dar. Der Prozess von 17 wird durch die Erfassungseinheit der maximalen Ausführungszeitdifferenz 170 der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 ausgeführt. Zunächst werden die Betriebsprogramme des Roboters 10 und des Scanners 50 durch den Betriebsprogramm-Erstellungsprozess von 3 (Schritt S71) erzeugt. Als Nächstes wird der Ausführungszeit-Abweichungsbetrag zwischen dem Roboter 10 und dem Scanner 50 bestimmt (Schritt S72), die Bewegungsbahn des Scanners 50 bei dem Abweichungsbetrag bestimmt, und es wird bestimmt, ob die Bewegungsbahn innerhalb des Betriebsbereichs des Scanners liegt oder nicht (Schritt S73). Wenn die Bewegungsbahn des Scanners 50 innerhalb des Betriebsbereichs liegt, werden die Prozesse aus Schritt S72 wiederholt. In Schritt S72 wird der Ausführungszeit-Abweichungsbetrag auf einen kleinen Wert eingestellt, und jedes Mal, wenn der Schleifenprozess wiederholt wird, wird der Abweichungsbetrag schrittweise erhöht. Wenn die Bewegungsbahn des Scanners 50 den Betriebsbereich überschreitet, geht der Prozess weiter zu Schritt S74, und es wird der maximale Ausführungszeit-Abweichungsbetrag berechnet, wenn sich die Bewegungsbahn des Scanners 50 innerhalb des Betriebsbereichs befindet. Es ist zu beachten, dass die Beurteilung von Schritt S73 durch die Erfassungseinheit der maximalen Ausführungszeitdifferenz 170 ausgeführt werden kann, indem automatisch bestimmt wird, ob jeder Punkt auf dem in 15A dargestellten Diagramm innerhalb des Betriebsbereichs liegt. Wenn ein solcher geeigneter Korrekturwert erhalten wurde, werden die Betriebsprogramme des Roboters 10 und des Scanners 50 erstellt, um diesen Korrekturwert zu korrigieren, und die Prozesse aus Schritt S62 von 16 werden ausgeführt, wodurch Betriebsprogramme des Roboters 10 und des Scanners 50, die die Korrektur kompensieren, erhalten werden können.
Als Nächstes wird eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) beschrieben, die auf dem Bildschirm einer Anzeigeeinheit der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 angezeigt wird, während die in den 3 bis 5 dargestellten Prozesse ausgeführt werden. 18 zeigt eine GUI 300, die auf einer Anzeigevorrichtung der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 durch die GUI-Verarbeitungseinheit 150 angezeigt wird. Die GUI 300 zeigt Information bezüglich der Ergebnisse des Betriebsprogramm-Erstellungsprozesses an und ermöglicht es einem Bediener, verschiedene Bedingungen des Betriebsprogramm-Erstellungsprozesses zu bestimmen.
Wie in 18 dargestellt, umfasst die GUI 300 ein Schweißpunktgruppen-Bestimmungsfeld 301 zum Bestimmen einer Schweißpunktgruppe des Schweißziels, ein Schweißpunktlistenfeld 302 zum Anzeigen einer Liste der im Schweißpunktgruppen-Kennzeichnungsfeld 301 bestimmten Schweißpunktgruppe, vier Registerkarten 311 bis 314 zum Bestimmen der Einstellarten, einen Schieberegler 321, einen Farbbalken (ein bandartiger Bereich) 322, eine Vorschautaste 323 und eine Programmerstellungstaste 324 zum Bestimmen der Erstellung der Betriebsprogramme. Im Beispiel von 18 wird die Registerkarte 311 ausgewählt und die Einstellmenüs der Registerkarte 311 werden auf der rechten Seite der GUI 300 angezeigt.
In der GUI 300 umfasst die im Schweißpunkt-Bestimmungsfeld 301 bestimmte Schweißpunktgruppe 28 Schweißpunkte (T1 bis T28). Das Schweißpunkt-Listenfeld 302 zeigt die Schweißpunkte vom oberen Bildschirmrand in der Schweißpunkt-Reihenfolge an, die durch die Ausführung des in den 3 bis 5 dargestellten Betriebsprogramm-Erstellungsprozesses für die bestimmte Schweißpunktgruppe festgelegt wird. Weiterhin umfasst das Listenfeld 302 die Felder 331 bis 337, die die Schweißpunktnummer, das Schweißmuster, die Schweißzeit, die Schweißstartzeit, die Schweißendzeit, den Laserlichteinstrahlungswinkel bzw. den Abstand zwischen dem Weg und dem Schweißpunkt für jeden der Schweißpunkte anzeigt. Das Schweißmuster (Feld 332) stellt das Laserlichtbestrahlungsmuster beim Schweißen eines Schweißpunktes dar. Der Laserlichtbestrahlungswinkel stellt den Winkel zwischen der Normalrichtung des Schweißpunktes und dem Laserlicht dar. Information über die Schweißstartzeit, die Schweißendzeit, den Laserlichtbestrahlungswinkel und den Abstand zwischen dem Weg und dem Schweißpunkt (Felder 333 bis 337) ist eine Information, die dadurch erfasst und angezeigt wird, dass die Programmerstellungstaste 324 gedrückt und der in den 3 bis 5 dargestellte Betriebsprogramm-Erstellungsprozess für die auf der GUI 300 gekennzeichnete Schweißpunktgruppe ausgeführt wird. So weist beispielsweise der Schweißpunkt („T1“) in der anfangs geschweißten Schweißpunktgruppe eine Schweißzeit von 350,00 ms, eine Schweißstartzeit von 56,00 ms, eine Schweißendzeit von 424,00 ms, einen Laserlichtbestrahlungswinkel von 5,02° und einen Abstand zwischen dem Weg und dem Schweißpunkt von 22,17 mm auf.
Um des Weiteren die Erkennung der Gruppierung der Schweißpunkte in der Schweißpunktliste zu erleichtern, werden die Felder der Schweißpunkte derselben Gruppe gleichfarbig angezeigt und zumindest benachbarte Schweißpunktgruppen werden mit unterschiedlichen Hintergrundfarben angezeigt. Im Beispiel der Schweißpunktliste von 18 ist die bestimmte Schweißpunktgruppe in fünf Schweißpunktgruppen G401 bis G405 zusammengefasst.
19 zeigt ein vergrößertes Beispiel für den Farbbalken 322. Wie in 19 gezeigt, ist der Farbbalken 322 ein Balkendiagramm, in dem unter Verwendung der Ergebnisse, die durch die Durchführung des Betriebsprogramm-Erstellungsprozesses für die bestimmte Schweißpunktgruppe erhalten wurden, die Schweißzeiträume (wenn Laserlicht eingestrahlt wird) und die Zeiträume ohne Schweißen (wenn Laserlicht nicht eingestrahlt wird) im Schweißbetriebsprozess für die bestimmte Schweißpunktgruppe in Zeitreihen in zwei verschiedenen Farben dargestellt werden, um eine Unterscheidung zu erleichtern. Das linke Endteil 332a des Farbbalkens 322 in der Zeichnung entspricht der Startzeit des Betriebsprogramms des Roboters 10, und das rechte Endteil 322b des Farbbalkens 322 in der Zeichnung entspricht der Endzeit des Betriebsprogramms des Roboters 10. Die in der ersten Farbe 322c im Farbbalken 322 dargestellten Abschnitte stellen die Schweißzeiträume dar, in denen das Schweißen durchgeführt wird, und die in der zweiten Farbe 322d im Farbbalken 322 dargestellten Abschnitte stellen die Zeiträume ohne Schweißen dar, in denen das Schweißen nicht durchgeführt wird.
Eine Erhöhung der Anzahl der Abschnitte, die durch die erste Farbe 322c in dem Farbbalken 322 dargestellt werden, zeigt an, dass die Zeit, in der im Betrieb des Roboters 10 ein Schweißen durchgeführt wird, hoch ist, d.h. dass die Effizienz des Schweißbetriebs hoch ist. Umgekehrt zeigt eine Erhöhung der Anzahl der Abschnitte, die durch die zweite Farbe 322d in dem Farbbalken 322 dargestellt werden, an, dass die Zeit, in der im Betrieb des Roboters 10 eine Schweißung durchgeführt wird, klein ist, d.h. dass die Effizienz des Schweißbetriebs gering ist. So kann ein Bediener anhand des Farbbalkens 322 die Effizienz des Schweißvorgangs gemäß dem aktuell verwendeten Betriebsprogramm (d.h. dem aktuellen Bearbeitungsweg) sofort visuell erkennen. Für den Fall, dass die Effizienz des Schweißvorgangs als gering eingeschätzt wird, können die Bedingungen geändert werden und das Betriebsprogramm kann erneut erstellt werden.
Der Schieberegler 321 wird dazu verwendet, einen Zeitpunkt in einem Simulationsvorgang von 3D-Modellen des Roboters und des Scanners zu bestimmen, die unter Verwendung des Betriebsprogramms ausgeführt werden. Unter Verwendung der Ergebnisse des Simulationsvorgangs zeigt die Simulationsausführungseinheit 160 auf dem Bildschirm die 3D-Modelle des Roboters 10 und des Scanners 50 an, um die zu dem durch den Schieberegler 321 im Simulationsvorgang bestimmten Zeitpunkt definierten Haltungen einzunehmen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Weg des Laserlichts, der von dem Scanner 50 zu dem Schweißpunkt führt, wenn das Schweißen durchgeführt wird, in der ersten Farbe angezeigt und wird in der zweiten Farbe angezeigt, wenn das Schweißen nicht durchgeführt wird. Da die horizontale Position des Schiebereglers 321 der Position auf der horizontalen Achse des Farbbalkens 322 entspricht, kann der Bediener den Zeitraum des schweißfreien Zeitraums (einen Abschnitt in der zweiten Farbe) auf dem Farbbalken 322 suchen und den Schieberegler 321 in die gesuchte Position schieben, wodurch der Zustand des Roboters 10 und des Scanners 50 an der gesuchten Position auf dem Bildschirm intuitiv bestätigt werden kann. 20 zeigt ein Beispiel für einen solchen Bildschirm. In dem beispielhaften Bildschirm von 20 werden die 3D-Modelle des Roboters 10 und des Scanners 50 dargestellt, und der Weg des Laserlichts LA wird in der zweiten Farbe dargestellt.
Durch Kombinieren der Anzeige mittels des Farbbalkens 322 und der Anzeige des Zustands des Roboters usw. unter Verwendung des Schiebereglers kann der Bediener verschwenderische Zeiten im Schweißbetrieb entdecken, wodurch die Effizienz des Schweißbetriebs weiter gesteigert werden kann.
Beim Drücken der Vorschautaste 323 wird eine Animation der Modelle des Roboters 10, des Scanners 50 und des Werkstücks W sowie der Laserlichtbestrahlung entsprechend den Simulationsergebnissen des Betriebsprogramms angezeigt.
Auf der rechten Seite des Bildschirms der GUI 300 werden verschiedene Einstellmenüs angezeigt, die gemäß der aktuell ausgewählten Registerkarte 311 bereitgestellt werden. Die Einstellmenüs der Registerkarte 311 umfassen Einstellinhalte, die sich auf die gesamten Betriebsprogramme beziehen. Die Felder 411 bis 414 beziehen sich auf das Betriebsprogramm des Scanners 50. Feld 411 ist ein Feld zur Bestimmung der ID des Betriebsprogramms des Scanners 50, Feld 412 ist ein Feld, das den Namen des Betriebsprogramms anzeigt, Feld 413 ist ein Feld, in dem die Schweißzeit des Betriebsprogramms angezeigt wird, und Feld 414 ist ein Feld, in dem der Korrekturbetrag des Betriebsprogramms des Roboters und des Betriebsprogramms des Scanners 50, das in Bezug auf die 14A bis 17 beschrieben wird, bestimmt werden.
Des Weiteren umfassen die Einstellmenüs der Registerkarte 311 eine Taste 421 zum Anzeigen, dass die Mehrzahl der in dem Schweißpunkt-Listenfeld 302 ausgewählten Schweißpunkte innerhalb derselben Ebene liegt, und eine Taste 422 zum Anzeigen, dass die Mehrzahl der vom Benutzer im Schweißpunkt-Listenfeld 302 ausgewählten Schweißpunkte auf demselben Bewegungsweg liegt. Weiterhin umfassen die Einstellmenüs der Registerkarte 311 ein Feld 425 zum Bestimmen der Betriebsgeschwindigkeit des Betriebsbefehls zum Schweißen der in dem Schweißpunkt-Listenfeld ausgewählten Schweißpunkte, ein Feld 426 zum Bestimmen der Anfangsmarge des Betriebsbefehls (Annäherungsabstand) und ein Feld 427 zum Kennzeichnen einer Endmarge des Betriebsbefehls. Da der Roboter unmittelbar nach Beginn des Betriebsbefehls beschleunigt, gibt es ein Problem dahingehend, dass beim Schweißen während der Beschleunigung die Schweißung möglicherweise nicht stabil ist. Somit kann durch die Sicherstellung einer Anfangsmarge das Schweißen durchgeführt werden, wenn sich der Roboter 10, wie erwartet, mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Da der Roboter nach Beendigung des Betriebsbefehls verzögert, besteht gleichermaßen das Problem, dass beim Durchführen des Schweißens während der Verzögerung die Schweißung möglicherweise nicht stabil ist. So kann durch die Sicherstellung einer Endmarge das Schweißen durchgeführt werden, wenn sich der Roboter, wie erwartet, mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Durch Betätigen der Programmerstellungstaste 324 kann der Betriebsprogramm-Erstellungsprozess unter Verwendung der verschiedenen, in den Einstellmenüs eingestellten Einstellwerten erneut durchgeführt werden.
21 zeigt die GUI 300 in einem Zustand, in dem die Registerkarte 312 ausgewählt wurde. Die Registerkarte 312 umfasst verschiedene Einstellmenüs, die sich auf die Schweißposition beziehen. Die Einstellmenüs der Registerkarte 312 umfassen ein Eingabefeld 481, das die Position des in dem Schweißpunkt-Listenfeld 302 ausgewählten Schweißpunktes anzeigt, und ein Positionseinstellfeld 482, in das eine Anweisung zum Ändern der Position des Schweißpunktes eingegeben werden kann. Die Einstellmenüs der Registerkarte 312 umfassen weiterhin ein Diagramm 485, das den Laserbestrahlungswinkel des aktuell ausgewählten Schweißpunktes („T1“) darstellt. In dem Diagramm 485 stellt die horizontale Achse die Zeit (Einheit: ms) dar und die vertikale Achse stellt den Bestrahlungswinkel (Einheit: Grad) dar. Das Diagramm 485 stellt die Änderung des Bestrahlungswinkels des Laserlichts (während der Schweißzeit) in Richtung zum Schweißpunkt ab Beginn der Emission des Laserlichts bis zum Ende der Emission des Laserlichts dar. Der Bestrahlungswinkel an dem Punkt, an dem die Emission des Laserlichts in Richtung des Schweißpunkts beginnt, ist vergleichsweise groß, und der Bestrahlungswinkel an dem Punkt, an dem die Bestrahlungsdauer des Laserlichts endet (nach 350 ms), ist vergleichsweise klein. Durch Betätigen der Programmerstellungstaste 324 kann der Betriebsprogramm-Erstellungsprozess erneut mit den verschiedenen, in den Einstellmenüs eingestellten Einstellwerten durchgeführt werden.
22 zeigt die GUI 300 in einem Zustand, in dem die Registerkarte 313 ausgewählt ist. Die Registerkarte 313 umfasst Einstellmenüs in Bezug auf die Schweißeinstellungen. Die Einstellmenüs der Registerkarte 313 umfassen ein Feld 501 zum Bestimmen eines Schweißmusters für den ausgewählten Schweißpunkt („T1“), ein Feld 502 zum Bestimmen des Betriebsbereichs des Scanners 50 beim Schweißen des Schweißpunkts und ein Feld 503 zum Bestimmen einer Toleranz des Bestrahlungswinkels, wenn Laserlicht in Richtung des Schweißpunkts abgegeben wird. Weiterhin umfasst der Einstellmenü-Bildschirm der Registerkarte 313 eine Schweißmuster-Anzeigefeld 505 zum grafischen Anzeigen des Schweißmusters des ausgewählten Schweißpunktes. Durch die Bedienung des im Musteranzeigefeld 505 angezeigten Schweißmusters kann der Bediener das Schweißmuster ändern. Durch Betätigen der Programmerstellungstaste 324 kann der Betriebsprogramm-Erstellungsprozess mit den verschiedenen, in den Einstellmenüs eingestellten Einstellwerten erneut durchgeführt werden.
Das Schweißmusteranzeigefeld 505 umfasst eine Formtaste, die ein Optionsfeld zum Bestimmen der Form des Schweißmusters ist, und eine Leistungstaste 516. In der in 22 dargestellten beispielhaften Anzeige wird die Formtaste 515 zum Bestimmen der Form als Anzeigeform des Schweißmusters bestimmt.
23 zeigt eine beispielhafte Anzeige, wenn die Leistungstaste 516 zur Bestimmung der Leistung als Anzeigeform bestimmt wird. Wie in 23 gezeigt, wird in diesem Fall ein Diagramm 520, das das Schweißmuster des ausgewählten Schweißpunktes darstellt, in dem Musteranzeigefeld 505 angezeigt. In dem Diagramm 520 stellt die horizontale Achse die Zeit (Einheit: ms) dar und die vertikale Achse stellt die Laserleistung (Einheit: W) dar. Das aktuelle Diagramm 520 stellt die Leistung des Schweißens während der Schweißzeit bei einer konstanten Laserleistung von 10 W dar. Der Bediener kann das Schweißbild ändern. In diesem Fall gibt der Bediener die Zeit des Laserleistungs-Änderungspunkts in das Feld 532 ein, gibt die Laserleistung zu diesem Zeitpunkt in das Feld 533 ein und betätigt die Taste 531, um das Hinzufügen der Laserleistung anzuweisen. Der Bediener kann das gewünschte Laserleistungsmuster erhalten, indem er einen solchen Vorgang wiederholt durchführt.
24 zeigt die GUI 300 in einem Zustand, in dem die Registerkarte 314 ausgewählt ist. Die Einstellmenüs der Registerkarte 314 umfassen ein Einstellfeld 530 zum Einstellen der Netzwerkadresse des Scanners 50 und ein Einstellfeld 531 zum Ausführen der Betriebseinstellung des Scanners 50. Das Einstellfeld 531 umfasst Felder zum Einstellen des Betriebsbereichs, der Brennweite, der maximalen Betriebsgeschwindigkeit (XY-Richtung), der maximalen Geschwindigkeit (Z-Richtung) und der minimalen Bewegungszeit des Scanners 50. Durch Betätigen der Programmerstellungstaste 324 kann der Betriebsprogramm-Erstellungsprozess unter Verwendung der verschiedenen, in den Einstellmenüs eingestellten Einstellwerten erneut durchgeführt werden.
25 zeigt eine beispielhafte Anzeige für den Fall, dass die auf der linken Seite des Bildschirms der GUI 300 befindliche Analyse-Registerkarte 560 ausgewählt ist. Der Bildschirm der Analyse-Registerkarte 560 zeigt drei Diagramme 561 bis 563, die sich auf den Betrieb des Scanners 50 beziehen und als Simulationsergebnisse erhalten wurden. Das Diagramm 561 ist ein Diagramm, das die Geschwindigkeit des Scanners 50 in XY-Richtung darstellt. In Diagramm 561 stellt die horizontale Achse die Zeit dar und die vertikale Achse stellt die Geschwindigkeit dar. Das Diagramm 562 ist ein Diagramm, das die Betriebsvorgänge in X- und Y-Richtung (die Laserlicht-Bestrahlungsposition aus der Position der Linse des Scanners 50 gesehen) des Scanners 50 während des Schweißbetriebs in dem lokalen Koordinatensystem des Scanners 50 darstellt. In Diagramm 562 stellt die horizontale Achse die Position in X-Richtung dar und die vertikale Achse stellt die Position in Y-Richtung dar. Das Diagramm 563 ist ein Diagramm, das den Betrieb des Scanners 50 in Z-Richtung während des Schweißbetriebs in dem lokalen Koordinatensystem des Scanners 50 zeigt. Der Betrieb des Scanners 50 in Z-Richtung stellt einen Betriebsvorgang in der Richtung zum Ansteuern der Linse des Scanners 50 (d.h. Einstellen der Brennweite) dar.
Durch Betätigen des Schiebereglers 565, Bestimmen der Verzögerungszeit (Korrekturbetrag) des Scanners 50 und Betätigen der Diagrammaktualisierungstaste 566 kann der Bediener die Diagramme entsprechend den Ergebnissen der unter Verwendung der bestimmten Verzögerungszeit durchgeführten Simulation aktualisieren. Dadurch kann der Bediener den Grad der Verzögerungszeit, die erforderlich ist, damit der Schweißvorgang innerhalb des Betriebsbereichs des Scanners 50 durchgeführt werden kann, bestätigen.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform können die Bearbeitungspunktgruppen korrekt gruppiert werden und der korrekte Betriebsweg des Roboters kann bestimmt werden, um die erforderliche Bearbeitungsvorgangszeit zu reduzieren.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorstehend beschrieben wurden, kann ein Fachmann verstehen, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der nachfolgend beschriebenen Ansprüche abzuweichen.
Das Programm zur Durchführung der oben beschriebenen verschiedenen Prozesse, die auf der Laserbearbeitungs-Einlernvorrichtung 1 ausgeführt werden, kann auf verschiedenen computerlesbaren Speichermedien aufgezeichnet werden.
Das Anzeigen des Farbbalkens und das Anzeigen der Bilder der Haltung des Roboters usw. durch die Bedienung des Schiebereglers, was mit Bezug auf die 19-20 erläutert wird, kann, außer auf die Konfiguration des Laserbearbeitungssystems gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform, auf verschiedene Arten von Laserbearbeitungssystemen angewendet werden, die die Laserbearbeitung mit einem Roboter durchführen.
Darüber hinaus werden zur Erreichung der Aufgabe der vorliegenden Offenbarung die folgenden verschiedenen Aspekte und deren Auswirkungen bereitgestellt. Es ist zu beachten, dass die Zahlen in Klammern in den folgenden Beschreibungen der Aspekte den Bezugsziffern in den Zeichnungen der vorliegenden Offenbarung entsprechen.
So stellt beispielsweise der erste Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine Einlernvorrichtung (1) für ein Laserbearbeitungssystem (100) bereit, das eine Laserbearbeitung an einem Werkstück durchführt, während eine Bestrahlungsposition des Laserlichts unter Verwendung eines Roboters (10) bewegt wird, wobei die Einlernvorrichtung (1) umfasst: eine Verarbeitungseinheit einer grafischen Benutzeroberfläche (150), die Bearbeitungszeiträume, in denen jeweils eine Bearbeitung durch Bestrahlung eines entsprechenden aus einer Mehrzahl von für das Werkstück eingestellten Bearbeitungspunkten mit dem Laserlicht durchgeführt wird, während sich der Roboter entlang eines Bearbeitungsweges bewegt, und Zeiträume ohne Bearbeitung zwischen den Bearbeitungszeiträumen der Mehrzahl von Bearbeitungspunkten anzeigt, die in einer Zeitreihe in einem bandartigen Bereich (322) in einer unterscheidbaren Weise angeordnet sind.
Gemäß dem ersten Aspekt kann ein Bediener die Effizienz des Bearbeitungsvorgangs in dem aktuellen Bearbeitungsweg sofort visuell erfassen.
Gemäß dem zweiten Aspekt entsprechen in der Einlernvorrichtung (1) des ersten Aspekts die Enden des bandartigen Bereichs in einer Längsrichtung einem Startzeitpunkt bzw. einem Endzeitpunkt einer Gesamtbewegungszeit des Roboters zum Abschließen der Bearbeitung von allen der Mehrzahl von Bearbeitungspunkten.
Gemäß dem dritten Aspekt umfasst die Einlernvorrichtung in der Einlernvorrichtung (1) des ersten Aspekts oder des zweiten Aspekts ferner eine Simulationsausführungseinheit (160), die einen Simulationsbetriebsvorgang unter Verwendung eines Betriebsprogramms des Roboters ausführt, wobei die Verarbeitungseinheit (150) der grafischen Benutzeroberfläche: ferner ein Schiebereglerbild (321) anzeigt, dessen Enden einem Startzeitpunkt und einem Endzeitpunkt einer Gesamtbewegungszeit des Roboters zum Abschließen der Bearbeitung von allen der Mehrzahl von Bearbeitungspunkten entsprechen, wobei eine Schiebereglerposition des Schiebereglerbildes so eingestellt ist, dass sie in einer Längsrichtung des bandartigen Bereichs verschiebbar ist, und wobei das Schiebereglerbild die gleiche Länge wie der bandartige Bereich in Längsrichtung des bandartigen Bereichs aufweist, und ein Modell des Roboters, ein Modell des Werkstücks und ein Bild eines Weges des Laserlichts zu einem Zeitpunkt entsprechend der durch eine Benutzerbedienung unter Verwendung von Ausführungsergebnissen aus der Simulationsausführungseinheit (160) bestimmten Schiebereglerposition auf dem Schiebereglerbild anzeigt.
Gemäß dem vierten Aspekt zeigt in der Einlernvorrichtung (1) von einem des ersten bis dritten Aspekts die Verarbeitungseinheit (150) der grafischen Benutzeroberfläche die Bearbeitungszeiträume und die Zeiträume ohne Bearbeitung in unterschiedlichen Farben an.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006344052 A [0002]

Claims

Einlernvorrichtung (1) für ein Laserbearbeitungssystem (100), das eine Laserbearbeitung an einem Werkstück durchführt, während eine Bestrahlungsposition von Laserlicht unter Verwendung eines Roboters (10) bewegt wird, wobei die Einlernvorrichtung (1) umfasst: eine Verarbeitungseinheit (150) einer grafischen Benutzeroberfläche, die Bearbeitungszeiträume, in denen jeweils eine Bearbeitung durch Bestrahlung eines entsprechenden aus einer Mehrzahl von für das Werkstück eingestellten Bearbeitungspunkten mit dem Laserlicht durchgeführt wird, während sich der Roboter entlang eines Bearbeitungswegs bewegt, und Zeiträume ohne Bearbeitung zwischen den Bearbeitungszeiträumen der Mehrzahl von Bearbeitungspunkten anzeigt, die in Zeitreihen in einem bandartigen Bereich (322) in einer unterscheidbaren Weise angeordnet sind.
Einlernvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei Enden des bandartigen Bereichs (322) in einer Längsrichtung einem Startzeitpunkt beziehungsweise einem Endzeitpunkt einer Gesamtbewegungszeit des Roboters (10) zum Abschließen der Bearbeitung von allen der Mehrzahl von Bearbeitungspunkten entsprechen.
Einlernvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Simulationsausführungseinheit (160), die einen Simulationsvorgang unter Verwendung eines Betriebsprogramms des Roboters (10) ausführt, wobei die Verarbeitungseinheit (150) der grafischen Benutzeroberfläche: ferner ein Schiebereglerbild (321) anzeigt, dessen Enden einem Startzeitpunkt und einem Endzeitpunkt einer Gesamtbewegungszeit des Roboters (10) zum Abschließen der Bearbeitung von allen der Mehrzahl von Bearbeitungspunkten entsprechen, wobei eine Schieberposition des Schiebereglerbildes (321) so eingestellt ist, dass sie in einer Längsrichtung des bandartigen Bereichs beweglich ist, und das Schiebereglerbild (321) die gleiche Länge wie der bandartige Bereich in der Längsrichtung des bandartigen Bereichs aufweist, und ein Modell des Roboters, ein Modell des Werkstücks und ein Bild eines Weges des Laserlichts zu einem Zeitpunkt entsprechend der durch eine Benutzerbedienung unter Verwendung von Ausführungsergebnissen aus der Simulationsausführungseinheit (160) bestimmten Schiebereglerposition auf dem Schiebereglerbild anzeigt.
Einlernvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verarbeitungseinheit (150) der grafischen Benutzeroberfläche die Bearbeitungszeiträume und die Zeiträume ohne Bearbeitung in unterschiedlichen Farben anzeigt.