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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Punktschweißsystem.
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Verwandte Technik
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Aufgrund der vielen Vorteile, zum Beispiel eine Gewichtsreduzierung verglichen mit Nietenschweißen realisieren zu können, und dass die Schweißzeit kurz ist und Produktionseffizienz gut ist, wird Punktschweißen als ein Fügeverfahren von Metallkomponenten in vielen Industriezweigen und technischen Gebieten, wie beispielsweise beim Fügeprozess von Kraftfahrzeugkarosserien, häufig eingesetzt.
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Punktschweißen (Widerstandspunktschweißen, Widerstandsschweißen) ist eine Art des elektrischen Widerstandsschweißens und fügt, indem zwei Metallelemente durch Übereinanderlegen oder dergleichen zusammengebracht werden, dann Energiezuführen mit einem großen elektrischen Strom, während der geschweißte Teil mit Kupferlegierungselektroden mit Rundstabform gepresst wird, wodurch das Metallmaterial der sich berührenden Teile durch den elektrischen Widerstand erwärmt wird, um lokal miteinander zu verschmelzen.
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Außerdem werden in einer Fertigungslinie eines Fügeprozesses von Kraftfahrzeugkarosserien oder dergleichen Punktschweißsysteme eingesetzt, welche mit einem Roboter und einem Punktschweißgerät (Punktschweißvorrichtung) mit einer Punktschweißzange (Elektrodenstäbe), welche servomotorisch angetrieben montiert und durch einen Arm des Roboters gestützt ist, einem Schweißtimer (Steuervorrichtung) usw. ausgestattet sind.
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Andererseits gibt es mit einem System, das Punktschweißen durchführt, Fälle, wo eine Abnormalität wie beispielsweise ein sogenannter fehlender Punkt (Schweißstelle fehlt, keine Energie zugeführt) beim Punktschweißen auftritt, und ein Versagen des Schweißgeräts aufgrund einer unerwarteten Situation, und falls eine derartige Abnormalität beim Punktschweißen auftritt, wird sie sich natürlich auf die Qualität des Produkts auswirken.
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Aus diesem Grund die Entwicklung eines derartigen Mechanismus/Systems, der/das unmittelbar bemerkt, wenn aus irgendeinem Grund eine Abnormalität wie beispielsweise ein fehlender Punkt beim Punktschweißen auftrat.
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Im Übrigen wird ein herkömmliches Punktschweißsystem hergestellt unter Verwendung einer Punktschweißzange, welche servomotorisch angetrieben ist, um den Schweißdruck fein einstellen zu können, und wenig Schweißspritzer während des Schweißens aufweist, was es schwierig macht, eine Abnormalität während der Produktion unmittelbar zu bemerken, indem einfach von außerhalb geschaut wird.
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Um dieses anzusprechen, offenbart Patentdokument 1 „ein Sachgemäßer-Schweißpunkt-Beurteilungsverfahren für einen Punktschweißroboter, welches ein Steuerungsverfahren eines Punktschweißroboters ist, der mit einem Schweißmaschinenkörper bereitgestellt ist, der mit einer Bewegungseinrichtung ausgestattet ist, die zu einer vorbestimmten Stelle mobil ist, und nach einem Bewegen des Schweißmaschinenkörpers an die vorbestimmte Stelle mit Energie versorgt wird, um Punktschweißen an jedem Fahrzeugtyp durchzuführen, wobei der Roboter ein Zählmittel aufweist, welches durch den Schweißmaschinenkörper ausgegebene Schweißbeendigungsinformationen des Durchführens von Schweißen eingibt, und die Schweißpunktanzahl zählt; ein Schweißarbeitsende-Bestimmungsmittel, welches bestimmt, ob ein Zyklus eines Schweißprozesses des Durchführens eines Punktschweißprozesses beendet wurde, bei welchem der Punktschweißroboter mit Energie versorgt wird, um Punktschweißen mit einer im Voraus entschiedenen Mehrzahl an Malen, die als ein Zyklus definiert sind, durchzuführen; und ein Sachgemäßes-Schweißende-Bestimmungsmittel zum Bestimmen, ob die Punktschweiß-Punktanzahl des im Voraus entschiedenen Ein-Zyklus-Schweißprozesses und die durch das Zählmittel gezählte Schweißpunktanzahl übereinstimmen, wobei das Verfahren ein Zählen der Schweißpunktanzahl durch das Zählmittel bis die Schweißarbeitsende-Bestimmungseinrichtung bestimmt, den Ein-Zyklus-Schweißprozess zu beenden, und ein Bestimmen umfasst, ob der Ein-Zyklus-Schweißprozess normal endete, durch das Sachgemäßes-Schweißende-Bestimmungsmittel nach dem Ende des Ein-Zyklus-Schweißprozesses.“
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Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2008-213020
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Mit dem oben erwähnten herkömmlichen Sachgemäßer-Schweißpunkt-Beurteilungsverfahren für einen Punktschweißroboter, wird die Angemessenheit eines Punktschweißprozesses einfach danach beurteilt, ob die im Voraus festgelegte Design-Schweißpunktanzahl, und eine durch das Zählmittel gezählte, tatsächliche Schweißpunktanzahl übereinstimmen.
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In diesem Fall ist es erstens nicht möglich zu erfassen, an welchem Punkt von einem Zyklus eine Abnormalität wie beispielsweise ein fehlender Punkt auftritt. Aus diesem Grund ist während eines Nachschweißens nach einer Erholung ein Arbeitsgang zum Entdecken und Spezifizieren der Abnormalitätsstelle notwendig, und erfordert daher einen hohen Aufwand an Mühe und Zeit.
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Außerdem, da auch ein Fall des Gezähltwerdens ungeachtet von nicht sachgemäß durchgeführtem Schweißen auftreten kann, gibt es Bedenken eine Abnormalität, wie beispielsweise ein fehlender Punkt beim Punktschweißen, nicht korrekt erkennen zu können.
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Hierin, mit einem System, das einen Roboter, welcher Punktschweißen durchführt, und einen Schweißtimer (Steuervorrichtung) kombiniert, gibt es Fälle wo die Hauptursache für eine Abnormalität wie beispielsweise ein Auftreten eines fehlenden Punkts nicht auf der Roboterseite liegt, sondern vielmehr eine Abnormalität bei der Verarbeitung ist, wie beispielsweise von einer SPS (speicherprogrammierbare Steuerung), die zwischen dem Roboter und dem Schweißtimer platziert ist. Mit anderen Worten, bei Betrachtung vom Roboter aus gibt es Fälle, wo eine Abnormalität wie beispielsweise ein fehlender Punkt ungeachtet dessen auftritt, dass der Schweißbefehl korrekt ausgegeben wird und der Schweißbeendigungsbefehl (Schweißbeendigungssignal) auch korrekt empfangen wird.
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Im Gegensatz dazu, mit dem oben erwähnten herkömmlichen Sachgemäßer-Schweißpunkt-Beurteilungsverfahren für einen Punktschweißroboter, zählt es das Antreiben auf der Schweißgerätseite, und beurteilt die Angemessenheit des Punktschweißprozesses. Aus diesem Grund ist es in dem Fall des Auftretens einer Abnormalität in dem Schweißgerät, einer Abnormalität beim Verarbeiten der SPS zwischen dem Schweißgerät und Roboter, oder dergleichen, immer noch nicht möglich sachgemäß zu beurteilen.
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Deshalb ist ein Mechanismus/System mit hoher Zuverlässigkeit dringend erwünscht gewesen, welcher/s, wenn eine Abnormalität wie beispielsweise ein fehlender Punkt beim Punktschweißen aufgetreten ist, imstande ist dieses unmittelbar präzise und korrekt zu erfassen.
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Ein Punktschweißsystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ausgestaltet zu umfassen: ein roboterseitiges System mit einem Roboter und einer roboterseitigen Steuereinheit, welche ein Antreiben des Roboters steuert; und ein schweißgerätseitiges System mit einer an dem Roboter montierten Schweißzange und einer schweißgerätseitigen Steuereinheit, bei welchem das roboterseitige System aufweist: eine Speichereinheit, welche im Voraus eine erforderliche Schweißzeit, die bei einem Punktschweißvorgang von einer Stelle oder einer Mehrzahl an Punktschweißvorgängen benötigt wird, speichert; eine Schweißzeitmesseinheit, welche eine tatsächliche Zeit von wenn ein Schweißstartbefehl ausgegeben wird bis zum Empfangen eines Schweißbeendigungsbefehls, misst; und eine Vergleichsbestimmungseinheit, welche eine Qualität bestimmt durch Vergleichen der erforderlichen Schweißzeit, die in der Speichereinheit gespeichert ist, und der durch die Schweißzeitmesseinheit gemessenen, tatsächlichen Schweißzeit.
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In dem Aspekt des Punktschweißsystems der vorliegenden Offenbarung, sogar in einem Fall einer normal laufenden Abfolge bzw. Sequenz auf der Roboterseite, und einer Abnormalität wie beispielsweise ein fehlender Punkt, der durch ein danach entstehendes Problem auftritt, ist es möglich eine Abnormalität zuverlässig zu erfassen.
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Außerdem, aufgrund eines Erfassens von ungeschweißten Stellen (Abnormalität) bei Punktschweißarbeiten an einer Stelle oder einer Mehrzahl an Punktschweißarbeiten, d.h. an einem Punkt-Ort oder einem Set, wird es möglich während einer Erholung leicht eine Stelle zu spezifizieren, an welcher eine Abnormalität auftrat, und ein Nachschweißen durchzuführen.
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Folglich, gemäß dem Aspekt des Punktschweißsystems der vorliegenden Offenbarung, wenn eine Abnormalität wie beispielsweise ein fehlender Punkt beim Punktschweißen auftritt, ist es möglich ein Punktschweißsystem von hoher Zuverlässigkeit zu realisieren, das imstande ist diese schnell präziser und genauer zu erfassen. Es ist dadurch möglich zu verhindern, dass die Qualität des Produkts beeinflusst wird, so lange wie eine Abnormalität wie beispielsweise ein fehlender Punkt des Punktschweißens erfasst wird, und somit wird es möglich Produkte mit höherer Zuverlässigkeit bereitzustellen, und eine Verbesserung bei der Herstellungsausbeute zu erzielen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Punktschweißsystem von einer Ausführungsform zeigt;
- 2 ist eine Ansicht, die einen Zustand des Durchführens von Punktschweißarbeiten durch ein Punktschweißsystem von einer Ausführungsform zeigt;
- 3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Schweißzeit zeigt, bei der Punktschweißen durch das Punktschweißsystem der Ausführungsform sachgemäß durchgeführt wird; und
- 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Schweißzeit zeigt, bei der Punktschweißen durch das Punktschweißsystem der Ausführungsform unsachgemäß durchgeführt wird (Fall von auftretender Abnormalität).
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend wird ein Punktschweißsystem gemäß einer Ausführungsform Bezug nehmend auf 1 bis 4 erläutert.
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Ein Punktschweißsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 und 2 gezeigt, ist zum Beispiel ein in einer Fertigungslinie installiertes System und dient zum Durchführen von Widerstandspunktschweißen an einem Arbeitsziel wie beispielsweise eine Kraftfahrzeugkarosserie, und ist ausgestaltet aufzuweisen: ein Punktschweißgerät (Schweißvorrichtung) 6, das aus einer mit Elektrodenstäben ausgestatteten Schweißzange 7 besteht, einen Schweißtimer bzw. Schweißzeitgeber (schweißgerätseitige Steuereinheit) 8, welcher die Betätigungszeiten steuert, die in einer Reihe von Arbeitsvorgängen (Sequenz) beim Durchführen von Schweißen erforderlich sind, wie beispielsweise die Zeit, für welche Schweißstrom fließt, und Größenordnung von elektrischem Strom, Presszeit (Zusammendrückzeit), Erwärmungszeit, Beibehaltungszeit (Haltezeit), Abkühlungszeit (Kühlzeit), usw.; einen Gelenkroboter 4, welcher die Schweißzange 7, die servomotorisch gesteuert ist, usw. an einem Arm montiert hat und hält; und eine roboterseitige Steuervorrichtung (roboterseitige Steuereinheit) 5, welche ein Antreiben des Roboters 4 steuert.
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Bei dem Punktschweißsystem 1, sind der Roboter 4 und ein roboterseitiges System 2 von einer roboterseitigen Steuereinheit 5, und ein schweißgerätseitiges System 3 so ausgestaltet, dass der von dem roboterseitigen System 2 ausgegebene Schweißstartbefehl (Schweißstartsignal) direkt an das schweißgerätseitige System 3 gesendet wird, und der Schweißbeendigungsbefehl (Schweißbeendigungssignal) direkt von dem schweißgerätseitigen System 3 an das roboterseitige System 2 gesendet wird.
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Alternativ ist das Punktschweißsystem 1 so ausgestaltet, dass ein von dem roboterseitigen System 2 ausgegebener Schweißstartbefehl an eine SPS gesendet wird, und durch Durchführen des angemessenen Verarbeitens durch die SPS an das schweißgerätseitige System 3 gesendet wird, wobei ein Schweißbeendigungsbefehl von dem schweißgerätseitigen System 3 an die SPS gesendet wird, um die angemessene Verarbeitung durch die SPS durchzuführen, und dann an das roboterseitige System 2 gesendet wird.
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Andererseits umfasst das Punktschweißsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform an dem roboterseitigen System 2 wie beispielsweise die roboterseitige Steuervorrichtung 5, eine Speichereinheit 9, welche Schweißbedingungen wie beispielsweise die erforderliche Schweißzeit, die bei Punktschweißarbeiten von einer Stelle oder einer Mehrzahl von Punktschweißarbeiten benötigt wird, im Voraus speichert; eine Schweißzeitmesseinheit 10, welche eine tatsächliche Schweißzeit misst, von wenn ein Schweißstartbefehl ausgegeben wird bis zum Empfangen eines Schweißbeendigungsbefehls (Zeit, von wenn der Schweißstartbefehl EIN ist bis der Schweißbeendigungsbefehl EIN ist); eine Vergleichsbestimmungseinheit 11, welche eine Qualität bestimmt durch Vergleichen der erforderlichen Schweißzeit, die in der Speichereinheit 9 gespeichert ist, und der durch die Schweißzeitmesseinheit 10 gemessenen, tatsächlichen Schweißzeit; und eine Warneinheit 12, welche einen Alarm oder dergleichen ausgibt in dem Fall, dass das Schweißen durch die Vergleichsbestimmungseinheit 11 als unangemessen bestimmt wird.
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Dann, bei dem Punktschweißsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform, das wie oben beschrieben ausgestaltet ist, ist das Paar an Elektrodenstäben der Schweißzange 7 angeordnet, um den geschweißten Teil des Schweißziels sandwich-artig anzuordnen in einem Zustand des Überlappens von zwei Elementen, wenn der Schweißstartbefehl an den Schweißtimer 8, oder SPS und Schweißtimer 8, von der Steuervorrichtung 5 des roboterseitigen Systems 2 ausgegeben wird, fließt ein vorbestimmter elektrischer Strom an den geschweißten Teil des Schweißziels von den Elektrodenstäben der Schweißzange 7 gemäß dem Schweißtimer 8, der diesen empfängt.
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Der geschweißte Teil des Schweißziels erzeugt Wärme und schmilzt durch den hohen Strom, der geflossen ist, und in einem Stadium, wenn eine vorbestimmte Zeit und ein vorbestimmter elektrischer Strom geflossen ist, wird der Schweißbeendigungsbefehl von dem Schweißtimer 8 an die Steuervorrichtung 5 des roboterseitigen Systems 2, oder SPS und Steuervorrichtung 5, gesendet. Zu diesem Zeitpunkt werden zwei Elemente punktgeschweißt durch einen vorbestimmten elektrischen Strom, der für eine vorbestimmte Zeit fließt, und Abkühlen des geschweißten Teils, der das verschmolzene bzw. verschweißte Schweißziel ist.
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Andererseits werden bei dem Punktschweißsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform Schweißbedingungen wie beispielsweise die erforderliche Schweißzeit, die bei dem Punktschweißvorgang von einer Stelle oder einer Mehrzahl an Punktschweißvorgängen benötigt wird, im Voraus in der Speichereinheit 9 gespeichert. Außerdem misst die Schweißzeitmesseinheit 10 die tatsächliche Schweißzeit von wenn ein Schweißstartbefehl ausgegeben wird bis zum Empfangen eines Schweißbeendigungsbefehls.
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Wenn die Vergleichsbestimmungseinheit 11 dadurch die in der Speichereinheit 9 gespeicherte, erforderliche Schweißzeit und die durch die Schweißzeitmesseinheit 10 gemessene, tatsächliche Schweißzeit vergleicht, in dem Fall, dass der Punktschweißvorgang von einer Stelle oder Mehrzahl an Punktschweißvorgängen sachgemäß ausgeführt werden (Bezug auf 3), werden die in der Speichereinheit 9 gespeicherte, erforderliche Schweißzeit und die durch die Schweißzeitmesseinheit 10 gemessene, tatsächliche Schweißzeit innerhalb eines zulässigen Bereichs übereinstimmen.
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Mit anderen Worten, in dem Fall, dass die in der Speichereinheit 9 gespeicherte, erforderliche Schweißzeit und die durch die Schweißzeitmesseinheit 10 gemessene, tatsächliche Schweißzeit innerhalb eines zulässigen Bereichs nicht übereinstimmen (Bezug auf 4), kann bestimmt werden, dass der Punktschweißvorgang von einer Stelle oder eine Mehrzahl an Punktschweißvorgängen unsachgemäß durchgeführt wurden, d.h. eine Abnormalität wie beispielsweise ein fehlender Punkt oder Versagen des Schweißgeräts 6 auftritt.
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Außerdem, mit der vorliegenden Ausführungsform, in dem Fall, dass eine Abnormalität auf diese Weise erfasst wird, wird ein Alarm oder dergleichen von außen von der Warneinheit 12 mitgeteilt, wodurch es möglich ist den Bediener oder dergleichen dazu zu bringen früh und zuverlässig zu erkennen, dass eine Abnormalität auftritt.
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Deshalb ist es bei dem Punktschweißsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform, durch Erfassen der Zeit beim Durchführen von Punktschweißen durch Fließen eines vorbestimmten elektrischen Stroms für einen vorbestimmten Zeitraum, möglich das Vorliegen/die Abwesenheit von Abnormalitäten wie beispielsweise ein fehlender Punkt und Versagen des Schweißgeräts 6 zu bestimmen und beurteilen. Sogar in einem Fall einer normal laufenden Sequenz auf der Roboterseite, und ein danach entstehendes Problem und Abnormalität wie beispielsweise ein fehlender Punkt, ist es möglich die Abnormalität zuverlässig zu erfassen.
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Bei dem Punktschweißsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform, ist es möglich das Vorliegen/die Abwesenheit von Abnormalität zu beurteilen durch Messen der Schweißzeit (oder jedes Set einer Mehrzahl an geschweißten Teilen (Punkten)) für jeden geschweißten Teil (Punkt). Da es dadurch möglich ist einen geschweißten Teil, bei welchem eine Abnormalität auftrat, einfach zu spezifizieren, wird es möglich eine Nachschweißarbeit durchzuführen und leicht zu handhaben durch Durchführen von Erholung, usw.
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In dem Fall des Zusammenstellens einer Mehrzahl an geschweißten Teilen wie beispielsweise ein Set, und Beurteilens des Vorliegens/der Abwesenheit von Abnormalität durch Messen der Gesamtschweißzeit, zusammen mit dem Durchführen der Schweißarbeit von dieser Mehrzahl an geschweißten Teilen, wird es möglich beides zu erzielen, eine Rationalisierung der Schweißarbeit und Leichtigkeit beim Spezifizieren der Abnormalitätsstelle durch angemessenes Festlegen der Anzahl an geschweißten Teilen.
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Folglich, gemäß dem Punktschweißsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform, wenn eine Abnormalität wie beispielsweise ein fehlender Punkt beim Punktschweißen auftritt, ist es möglich ein Punktschweißsystem von hoher Zuverlässigkeit zu realisieren, das imstande ist diese präziser und genauer schnell zu erfassen. Es ist dadurch möglich zu verhindern, dass die Qualität des Produkts beeinflusst wird, solange wie ein fehlender Punkt, usw. des Punktschweißens erfasst wird, und somit wird es möglich Produkte mit höherer Zuverlässigkeit bereitzustellen, und eine Verbesserung bei der Herstellungsausbeute zu erzielen.
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Außerdem, bei dem Punktschweißsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform, sogar in einem Fall, dass eine SPS zwischen dem roboterseitigen System 2 und schweißgerätseitigen System 3 angeordnet ist, ist es möglich durch das roboterseitige System 2 Anomalien zu erfassen.
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Obwohl eine Ausführungsform eines Punktschweißsystems oben erläutert worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform zu beschränken, und Modifikationen sind möglich wo es angemessen ist, innerhalb eines Umfangs, der nicht von dem Hauptpunkt davon abweicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Punktschweißsystem
- 2
- roboterseitiges System
- 3
- schweißgerätseitiges System
- 4
- Roboter
- 5
- roboterseitige Steuereinheit
- 6
- Punktschweißgerät
- 7
- Schweißzange
- 8
- Schweißtimer (schweißgerätseitige Steuereinheit)
- 9
- Speichereinheit
- 10
- Schweißzeitmesseinheit
- 11
- Vergleichsbestimmungseinheit
- 12
- Warneinheit
