DE112021007488T5

DE112021007488T5 - Vorrichtung zum messen des verschleissgrades einer schweissspitze, steuervorrichtung, robotersystem, verfahren und computerprogramm

Info

Publication number: DE112021007488T5
Application number: DE112021007488.1T
Authority: DE
Inventors: Akinori Nishimura
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2021-06-24
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2024-03-28
Also published as: JPWO2022269880A1; TW202317292A; CN117500628A; WO2022269880A1

Abstract

Im bisherigen Stand der Technik war es notwendig, die Zeit für einen Messvorgang zum Bewegen einer Schweißspitze an eine vorgegebene Messstelle anzupassen, um einen Verschleißwert zu messen.Diese Vorrichtung 80 umfasst: einen Messvorgangs-Ausführungsabschnitt 70, der eine Bewegungsmaschine 58 steuert, um einen Messvorgang zum Bewegen einer Schweißspitze in einer ersten Richtung zu einem Messort auszuführen; einen Positionsdaten-Erfassungsabschnitt 72, der die Position der Bewegungsmaschine 58 erfasst, wenn der Messvorgang ausgeführt worden ist; und einen Messstartpositions-Bestimmungsabschnitt 74, der als Messstarposition eine Position für die Bewegungsmaschine 58 bestimmt, an der die Schweißspitze in einem vorgeschriebenen Abstand von einer ersten Position in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, die während eines ersten Messvorgangs erfasst wird, angeordnet ist. Während eines zweiten Messvorgangs, der auf den ersten Messvorgang folgt, steuert der Messvorgangs-Ausführungsabschnitt 70 die Bewegungsmaschine 58 so, dass sie die Bewegungsmaschine 58 an einer Position positioniert, an der die Messung beginnt, und dann die Schweißspitze in die erste Richtung bewegt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen des Verschleißgrades einer Schweißspitze, eine Steuervorrichtung, ein Robotersystem, ein Verfahren und ein Computerprogramm.
STAND DER TECHNIK
Es ist eine Vorrichtung zum Messen des Verschleißgrades einer Schweißspitze bekannt (z.B. Patentliteratur 1)
[ZITIERLISTE]
[PATENTLITERATUR]
[PTL 1] JP 2007-268538 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[TECHNISCHES PROBLEM]
Im Stand der Technik wird ein Messvorgang zum Bewegen einer Schweißspitze in eine vorbestimmte Messposition durchgeführt, um einen Verschleißgrad zu messen, aber es ist erwünscht, die für den Messvorgang erforderliche Zeit einzustellen.
(LÖSUNG DES PROBLEMS)
Eine Vorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist so konfiguriert, dass sie einen Verschleißgrad einer Schweißspitze misst, die von einer Bewegungsmaschine bewegt wird, wobei die Vorrichtung einen Messvorgangs-Ausführungsabschnitt umfasst, der so konfiguriert ist, die Bewegungsmaschine zu steuern, um einen Messvorgang auszuführen, um die Schweißspitze (38, 40) in einer ersten Richtung zu einer vorbestimmten Messposition zur Messung des Verschleißgrades zu bewegen, einen Positionsdaten-Erfassungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Position der Bewegungsmaschine erfasst, wenn der Messvorgangs-Ausführungsabschnitt den Messvorgang ausführt und einen Messstartpositions-Bestimmungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er anhand einer ersten Position, die von dem Positionsdaten-Erfassungsabschnitt in einem ersten Messvorgang erfasst wird, eine Position der Bewegungsmaschine, an der die Schweißspitze in Richtung einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung um einen vorbestimmten Abstand weiter entfernt angeordnet ist als bei der ersten Position, als eine Messstartposition bestimmt. Der Messvorgangs-Ausführungsabschnitt steuert die Bewegungsmaschine so, dass die Schweißspitze, nach dem Positionieren der Bewegungsmaschine an der Messstartposition, in einem zweiten Messvorgang nach dem ersten Messvorgang in der ersten Richtung bewegt wird.
Ein Verfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Messen des Verschleißgrades einer Schweißspitze, die von einer Bewegungsmaschine bewegt wird, wobei das Verfahren umfasst: Steuern der Bewegungsmaschine durch einen Prozessor, um einen Messvorgang auszuführen, um die Schweißspitze in einer ersten Richtung zu einer vorbestimmten Messposition zu bewegen, um den Verschleißgrad zu messen; Erfassen einer Position der Bewegungsmaschine durch den Prozessor bei der Ausführung des Messvorgangs; Bestimmen einer Position der Bewegungsmaschine anhand einer in einem ersten Messvorgang erfassten ersten Position, an der die Schweißspitze in Richtung einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung um einen vorbestimmten Abstand weiter entfernt angeordnet ist als bei der ersten Position, durch den Prozessor als eine Messstartposition; und Steuern der Bewegungsmaschine durch den Prozessor, um die Schweißspitze, nach dem Positionieren der Bewegungsmaschine an der Messstartposition, in einem zweiten Messvorgang nach dem ersten Messvorgang in der ersten Richtung zu bewegen.
[VORTEILHAFTE WIRKUNG DER ERFINDUNG]
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der Startpunkt des Vorgangs zum Bewegen der Schweißspitze während des Messvorgangs entsprechend eingestellt werden. Infolgedessen kann die für den Messvorgang erforderliche Zeit entsprechend angepasst werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Diagramm eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Blockdiagramm des in 1 dargestellten Robotersystems.
3 ist eine vergrößerte Ansicht der in 1 dargestellten Schweißspitze.
4 zeigt das in 1 dargestellte Robotersystem und ein festes Bauteil zur Messung des Verschleißgrades.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Messung des Verschleißgrades zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Ablauf von Schritt S1 in 5 und Schritt S41 in 17 zeigt.
7 zeigt einen Zustand nach Abschluss von Schritt S11 in 6.
8 zeigt einen Zustand, in dem JA in Schritt S13 in 6 bestimmt wird.
9 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Startposition einer Messung.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Messung des Verschleißgrades zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Ablauf von Schritt S21 in 10 zeigt.
12 ist ein Diagramm eines Robotersystems gemäß einer anderen Ausführungsform.
13 ist ein Blockdiagramm des in 12 dargestellten Robotersystems.
14 zeigt einen Zustand nach Abschluss von Schritt S11 in 6 in dem in 12 dargestellten Robotersystem.
15 zeigt einen Zustand, in dem JA in Schritt S13 in 6 in dem in 12 dargestellten Robotersystem bestimmt wird.
16 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Messstartposition in dem in 12 dargestellten Robotersystem.
17 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Messung des Verschleißgrades zeigt.
18 zeigt einen Zustand, in dem in Schritt S13 in 6 JA bestimmt wird.
19 ist ein Diagramm zur Beschreibung einer Messstartposition in dem in 12 dargestellten Robotersystem.
20 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Ablauf von Schritt S44 in 17 zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Es ist zu beachten, dass in verschiedenen Ausführungsformen, die im Folgenden beschrieben werden, dieselben Elemente mit denselben Bezugsziffern bezeichnet werden, und eine überlappende Beschreibung entfällt. Zunächst wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ein Robotersystem 10 gemäß einer Ausführungsform beschrieben. Das Robotersystem 10 umfasst einen Roboter 12, eine Schweißpistole 14, eine Steuervorrichtung 16 und eine Lehrvorrichtung 18.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Roboter 12 ein vertikaler Gelenkroboter und umfasst eine Roboterbasis 20, einen Drehkörper 22, ein Unterarmteil 24, ein Oberarmteil 26 und ein Handgelenkteil 28. Die Roboterbasis 20 ist auf dem Boden einer Arbeitszelle befestigt. Der Drehkörper 22 ist an der Roboterbasis 20 so angebracht, dass er um die vertikale Achse drehbar ist.
Der Unterarmteil 24 ist so am Drehkörper 22 angeordnet, dass er um die horizontale Achse drehbar ist. Der Oberarmteil 26 ist drehbar am distalen Endabschnitt des Unterarmteils 24 angeordnet. Das Handgelenkteil 28 umfasst eine Handgelenksbasis 28a, die drehbar an einem distalen Endabschnitt des Oberarmteils 26 angeordnet ist, und einen Handgelenksflansch 28b, der an der Handgelenksbasis 28a so angeordnet ist, dass er um eine Handgelenksachse A1 drehbar ist.
Eine Vielzahl von Servomotoren 30 (2) sind jeweils in der Roboterbasis 20, dem Drehkörper 22, dem Unterarmteil 24, dem Oberarmteil 26 und dem Handgelenkteil 28 eingebaut. Die Servomotoren 30 drehen jedes bewegliche Bauteil des Roboters 12 (d. h. den Drehkörper 22, das Unterarmteil 24, das Oberarmteil 26, das Handgelenkteil 28 und den Handgelenksflansch 28b) als Reaktion auf einen Befehl der Steuervorrichtung 16, wodurch die Schweißpistole 14 bewegt wird.
Die Schweißpistole 14 ist abnehmbar am Handgelenkflansch 28b befestigt. Wie in 3 dargestellt, ist die Schweißpistole 14 in der vorliegenden Ausführungsform eine sogenannte C-Punktschweißpistole und umfasst ein Basisteil 32, einen festen Arm 34, einen Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36, eine feste Schweißspitze 38 und eine bewegliche Schweißspitze 40. Das Basisteil 32 ist über ein Stützelement 42 mit dem Handgelenkflansch 28b verbunden. Ein proximales Ende 34a des festen Arms 34 ist an dem Basisteil 32 befestigt und erstreckt sich L-förmig vom proximalen Ende 34a zu einem distalen Ende 34b.
Der Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 bewegt die bewegliche Schweißspitze 40 entlang einer Pistolenachse A2 auf einen Befehl der Steuervorrichtung 16 hin und her. Genauer gesagt umfasst der Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 einen beweglichen Arm 44, einen Servomotor 46 und einen Bewegungsumwandlungsmechanismus 48. Der bewegliche Arm 44 ist am Basisteil 32 so vorgesehen, dass er entlang der Pistolenachse A2 beweglich ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der bewegliche Arm 44 ein stabförmiges Bautil, das sich linear entlang der Pistolenachse A2 erstreckt.
Der Servomotor 46 ist fest mit dem Basisteil 32 verbunden. Der Bewegungsumwandlungsmechanismus 48 umfasst einen Kugelgewindemechanismus oder einen Mechanismus mit einem Zahnriemen und einer Riemenscheibe und wandelt die Drehbewegung der Ausgangswelle (nicht abgebildet) des Servomotors 46 in eine Hin- und Herbewegung beispielsweise entlang der Pistolenachse A2 des beweglichen Arms 44 um. Die feste Schweißspitze 38 ist an einem Spitzenende 34b des festen Arms 34 befestigt, während die bewegliche Schweißspitze 40 an einem Spitzenende 44a des beweglichen Arms 44 befestigt ist. Die feste Schweißspitze 38 und die bewegliche Schweißspitze 40 sind so angeordnet, dass sie auf der Pistolenachse A2 ausgerichtet sind.
Zum Schweißen eines Werkstücks bewegt der Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 die bewegliche Schweißspitze 40 entlang der Pistolenachse A2 in Richtung der festen Schweißspitze 38, indem er den Servomotor 46 als Reaktion auf einen Befehl der Steuervorrichtung 16 in Drehung versetzt, und klemmt das Werkstück zwischen der beweglichen Schweißspitze 40 und der festen Schweißspitze 38 ein. Als nächstes werden die feste Schweißspitze 38 und die bewegliche Schweißspitze 40 als Reaktion auf einen Befehl der Steuervorrichtung 16 erregt, wodurch das zwischen der festen Schweißspitze 38 und der beweglichen Schweißspitze 40 eingebettete Werkstück punktgeschweißt wird.
Die Steuervorrichtung 16 steuert den Betrieb des Roboters 12 und der Schweißpistole 14. Wie in 2 dargestellt, ist die Steuervorrichtung 16 ein Computer mit einem Prozessor 50, einem Speicher 52 und einer E/A-Schnittstelle 54. Der Prozessor 50, der eine CPU, einen Grafikprozessor oder ähnliches umfasst, ist über einen Bus 56 mit dem Speicher 52 und der E/A-Schnittstelle 54 verbunden und führt eine arithmetische Verarbeitung für eine später beschriebene Funktion zur Messung des Verschleißgrades durch, während er mit diesen Komponenten kommuniziert.
Der Speicher 52 umfasst ein RAM, ein ROM oder ähnliches und speichert vorübergehend oder dauerhaft verschiedene Arten von Daten, die für die vom Prozessor 50 ausgeführte arithmetische Verarbeitung verwendet werden, sowie verschiedene Arten von Daten, die während der arithmetischen Verarbeitung erzeugt werden. Die E/A-Schnittstelle 54 umfasst einen Ethernet-Anschluss (Handelsname), einen USB-Anschluss, einen Lichtwellenleiteranschluss oder einen HDMI-Anschluss (Handelsname) und führt die Datenkommunikation mit einem externen Gerät auf drahtgebundene oder drahtlose Weise durch, zum Beispiel auf Befehl des Prozessors 50. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Servomotoren 30 und 46 sowie die Lehrvorrichtung 18 kommunikativ mit der E/A-Schnittstelle 54 verbunden.
Wie in 1 dargestellt, ist im Roboter 12 ein Roboterkoordinatensystem C1 eingerichtet. Das Roboterkoordinatensystem C1 ist ein Koordinatensystem zur automatischen Steuerung der einzelnen beweglichen Bauteile des Roboters 12. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Roboterkoordinatensystem C1 im Roboter 12 so eingestellt, dass der Ursprung in der Mitte der Roboterbasis 20 liegt und die z-Achse mit der Drehachse des Drehkörpers 22 zusammenfällt. Beachten Sie, dass die z-Achse plus Richtung des Roboterkoordinatensystems C1 in der folgenden Beschreibung der Einfachheit halber als Oberseite bezeichnet wird.
Andererseits ist, wie in 3 dargestellt, in der Schweißpistole 14 ein Werkzeugkoordinatensystem C2 eingestellt. Das Werkzeugkoordinatensystem C2 ist ein Steuerungskoordinatensystem zur automatischen Steuerung der Position der Schweißpistole 14 im Roboterkoordinatensystem C1. Es ist zu beachten, dass der hier verwendete Begriff „Position“ sowohl die Lage als auch die Ausrichtung bedeuten kann. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Werkzeugkoordinatensystem C2 in der Schweißpistole 14 so eingestellt, dass sich der Ursprung auf der festen Schweißspitze 38 befindet (z. B. die Mitte der Stirnfläche der Spitze) und die z-Achse mit der Pistolenachse A2 zusammenfällt (oder parallel dazu verläuft). Die Lagebeziehung zwischen dem Werkzeugkoordinatensystem C2 und dem Handgelenksflansch 28b des Roboters 12 ist aus den Informationen über die Abmessungen der Schweißpistole 14 und dergleichen im Voraus bekannt.
Zum Bewegen der Schweißpistole 14 stellt der Prozessor 50 das Werkzeugkoordinatensystem C2 im Roboterkoordinatensystem C1 ein und betätigt jedes bewegliche Bauteil des Roboters 12 durch Übertragen eines Befehls an jeden Servomotor 30 des Roboters 12, um die Schweißpistole 14 an der Position zu positionieren, die durch das eingestellte Werkzeugkoordinatensystem C2 dargestellt wird. Auf diese Weise positioniert der Prozessor 50 die Schweißpistole 14 durch den Betrieb des Roboters 12 an jeder Position des Roboterkoordinatensystems C1.
Darüber hinaus überträgt der Prozessor 50 einen Befehl an den Servomotor 46 des Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 und bewegt den beweglichen Arm 44 (d.h. die bewegliche Schweißspitze 40) entlang der Pistolenachse A2 durch den Betrieb des Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36. Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform die bewegliche Schweißspitze 40 durch den Betrieb des Roboters 12 und des Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 bewegt. Somit bilden der Roboter 12 und der Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 eine Bewegungsmaschine 58, die die bewegliche Schweißspitze 40 bewegt.
Wie in 1 dargestellt, ist das Lehrvorrichtung 18 ein Programmiergerät oder ein mobiler Computer, wie z. B. ein Tablet-Endgerät, und umfasst einen Anzeigeabschnitt 60 (wie z. B. ein LCD- und ein organisches EL-Display), einen Bedienabschnitt 62 (wie z. B. einen Druckknopf und einen Berührungssensor), einen Prozessor (nicht dargestellt) und einen Speicher (nicht dargestellt), beispielsweise.
Der Bediener kann einen Tippbetrieb der Bewegungsmaschine 58 durchführen, indem er den Betriebsabschnitt 62 bedient, während er das auf dem Anzeigeabschnitt 60 angezeigte Bild visuell erkennt. Der Bediener bringt der Bewegungsmaschine 58 einen vorbestimmten Vorgang bei, indem er einen Tippbetrieb der Bewegungsmaschine 58 unter Verwendung der Lernvorrichtung 18 durchführt, und kann somit ein Betriebsprogramm erstellen, um die Bewegungsmaschine 58 zu veranlassen, den vorbestimmten Vorgang auszuführen.
Vor (oder nach) dem Schweißen mit der Schweißpistole 14 kann die bewegliche Schweißspitze 40 (und die feste Schweißspitze 38) mit einer Poliermaschine poliert werden. Durch diese Polierarbeit wird die bewegliche Schweißspitze 40 abgenutzt. Der Prozessor 50 misst den Verschleißgrad W der beweglichen Schweißspitze 40. Ein Verfahren zur Messung des Verschleißgrades W wird im Folgenden beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Verschleißgrad W mit Hilfe eines in 4 dargestellten festen Bauteils 64 gemessen. Das feste Bauteil 64 ist an einer vorgegebenen Position im Roboterkoordinatensystem C1 befestigt. Genauer gesagt umfasst das feste Bauteil 64 einen Säulenteil 66, der sich in vertikaler Richtung erstreckt, und eine Kontaktplatte 68, die sich vom oberen Ende des Säulenteils 66 in horizontaler Richtung erstreckt. Die Kontaktplatte 68 umfasst eine Oberseite 68a und eine Unterseite 68b, die annähernd parallel zur x-y-Ebene (d. h. zur horizontalen Ebene) des Roboterkoordinatensystems C1 angeordnet sind.
Zunächst führt der Prozessor 50 den in 5 dargestellten Ablauf aus. Der in 5 dargestellte Ablauf wird gestartet, wenn der Prozessor 50 einen Anfangsmessungs-Startbefehl CM1 vom Bediener, einer Host-Steuerung oder dem Betriebsprogramm PG empfängt. Der anfängliche Messungsstartbefehl CM1 wird übertragen, wenn eine neue, unbenutzte, bewegliche Schweißspitze 40 am beweglichen Arm 44 angebracht ist. In Schritt S1 führt der Prozessor 50 einen ersten Messvorgang MO₁ aus. Dieser Schritt S1 wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Nach dem Start von Schritt S1 führt der Prozessor 50 in Schritt S11 einen ersten Anflugverfahren zur Positionierung der Bewegungsmaschine 58 an einer vorbestimmten Lernposition TP aus. Genauer gesagt, bewegt der Prozessor 50 die Schweißpistole 14 durch den Roboter 12, um die Schweißpistole 14 in einer ersten Lernposition TP1 zu positionieren, und bewegt den beweglichen Arm 44 mit einer Geschwindigkeit V1 durch den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36, um den beweglichen Arm 44 in einer zweiten Lernposition TP2 anzuordnen. Auf diese Weise umfasst in der vorliegenden Ausführungsform die Lernposition TP der Bewegungsmaschine 58 die erste Lernposition TP1, in der die Schweißpistole 14 durch den Roboter 12 zu positionieren ist, und die zweite Lernposition TP2, in der der bewegliche Arm 44 durch den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 zu positionieren ist.
7 zeigt eine Positionsbeziehung zwischen der Schweißpistole 14 und dem festen Bauteil 64, wenn die Bewegungsmaschine 58 in der Lernposition TP positioniert ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die Kontaktplatte 68 des festen Bauteils 64 zwischen der festen Schweißspitze 38 und der beweglichen Schweißspitze 40 angeordnet, und die bewegliche Schweißspitze 40 ist von der Oberseite 68a der Kontaktplatte 68 um einen vorgegebenen Abstand nach oben entfernt.
Außerdem ist die feste Schweißspitze 38 von der Unterseite 68b der Kontaktplatte 68 um einen vorbestimmten Abstand nach unten entfernt, und die Pistolenachse A2 verläuft im Wesentlichen rechtwinklig zur Oberseite 68a der Kontaktplatte 68. Es ist zu beachten, dass, wenn die Bewegungsmaschine 58 in der Lernposition TP positioniert ist, die feste Schweißspitze 38 mit der Unterseite 68b ohne Kontaktkraft in Kontakt kommen kann.
Die erste Lernposition TP1 des Roboters 12 wird als Positionsdaten (genauer gesagt als Koordinaten) festgelegt, die die Position des Werkzeugkoordinatensystems C2 (genauer gesagt die Ursprungsposition und die Richtung der einzelnen Achsen) darstellen, wie in 7 dargestellt. Darüber hinaus wird die zweite Lernposition TP2 des Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 als Drehposition (oder Drehwinkel) des Servomotors 46 bestimmt.
Zum Beispiel kann der Bediener dem Roboter 12 einen Vorgang beibringen, um die Schweißpistole 14 an der in 7 dargestellten Position zu positionieren, indem er die Lehrvorrichtung 18 betätigt, um den Roboter 12 zu veranlassen, einen Tippbetrieb durchzuführen, wodurch Positionsdaten der ersten Lernposition TP1 erfasst werden. Die Positionsdaten der Lernposition TP (die erste lernposition TP1 und die zweite Lernposition TP2) werden im Voraus im Speicher 52 gespeichert.
Wiederum unter Bezugnahme auf 6 bewegt der Prozessor 50 in Schritt S 12 die bewegliche Schweißspitze 40 in Richtung einer Messposition MP in der ersten Richtung. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Messposition MP eine Position der Oberseite 68a der Kontaktplatte 68. Der Prozessor 50 bewegt den beweglichen Arm 44 von der zweiten Lernposition TP2 mit einer Geschwindigkeit V2 nach vorne, indem er den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 betätigt, und bewegt somit die bewegliche Schweißspitze 40 mit der Geschwindigkeit V2 nach unten (erste Richtung). Hier ist die Geschwindigkeit V2 auf eine Geschwindigkeit eingestellt, die niedriger ist als die oben beschriebene Geschwindigkeit V1 (V2 < V1).
In Schritt S 13 ermittelt der Prozessor 50, ob die bewegliche Schweißspitze 40 die Messposition MP erreicht hat oder nicht. Genauer gesagt ermittelt der Prozessor 50, ob ein Lastmoment τ des Stellmotors 46 einen vorgegebenen Schwellenwert τ_th überschritten hat oder nicht. Nach dem Start von Schritt S 12 kommt das Spitzenende der beweglichen Schweißspitze 40 mit der Oberseite 68a der Kontaktplatte 68 in Kontakt, und somit ist die bewegliche Schweißspitze 40 an der Messposition MP (d.h. der Position der Oberseite 68a) angeordnet.
8 zeigt einen Zustand, in dem sich die bewegliche Schweißspitze 40 in der Messposition MP befindet. Wenn das Spitzenende der beweglichen Schweißspitze 40 mit der Oberseite 68a in Kontakt kommt, erhöht sich das auf den Servomotor 46 ausgeübte Lastdrehmoment τ. Somit kann durch die Überwachung des Lastdrehmoments τ festgestellt werden, ob die bewegliche Schweißspitze 40 die Messposition MP erreicht hat (d. h. ob sie mit der Oberseite 68a in Kontakt gekommen ist oder nicht).
Als Beispiel kann der Prozessor 50 einen Rückkopplungsstrom vom Servomotor 46 als Lastdrehmoment τ erfassen. Als weiteres Beispiel kann die Schweißpistole 14 ferner einen Drehmomentsensor zur Erfassung des auf die Abtriebswelle des Servomotors 46 ausgeübten Drehmoments enthalten, und der Prozessor 50 kann den Erfassungswert des Drehmomentsensors als Lastdrehmoment τ erfassen.
Wenn in diesem Schritt S13 das Lastdrehmoment τ den Schwellenwert τ_th (τ ≥ τ_th) überschritten hat, bestimmt der Prozessor 50, dass die bewegliche Schweißspitze 40 die Messposition MP erreicht hat (d. h. JA), und fährt mit Schritt S14 fort. Wenn hingegen τ < τ_th gilt, bestimmt der Prozessor 50, dass dies NEIN ist, und wiederholt Schritt S 13.
In Schritt S 14 hält der Prozessor 50 die bewegliche Schweißspitze 40 an, indem er den Servomotor 46 stoppt. Dann beendet der Prozessor 50 den Schritt S1 und fährt mit dem Schritt S2 in 5 fort. Durch diesen Schritt S1 wird die bewegliche Schweißspitze 40 in stationärer Weise an der Messposition MP (der Oberseite 68a) angeordnet.
Wie oben beschrieben, positioniert der Prozessor 50 bei der vorliegenden Ausführungsform im ersten Messvorgang MO₁ die Bewegungsmaschine 58 in Schritt S11 an der Lernposition TP und steuert dann die Bewegungsmaschine 58 so, dass sie die bewegliche Schweißspitze 40 in Schritt S12 durch den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 nach unten bewegt. Somit fungiert der Prozessor 50 als Messvorgangs-Ausführungsabschnitt 70 zur Ausführung von Messvorgängen (2), der die Bewegungsmaschine 58 so steuert, dass der Messvorgang MO ausgeführt wird.
Wiederum unter Bezugnahme auf 5 erfasst der Prozessor 50 in Schritt S2 eine Position P₁ der Bewegungsmaschine 58. Genauer gesagt, erfasst der Prozessor 50 nach Abschluss von Schritt S1 die Drehposition (oder den Drehwinkel) des Servomotors 46 als Positionsdaten, die die Position P₁ des beweglichen Arms 44 der Bewegungsmaschine 58 darstellen. Beispielsweise kann die Schweißpistole 14 ferner einen Rotationsdetektor (wie einen Encoder oder ein Hall-Element) enthalten, der die Rotationsposition des Servomotors 46 erfasst, und der Prozessor 50 kann den Erfassungswert des Rotationsdetektors als die Position P₁ erfassen.
Als weiteres Beispiel kann die Schweißpistole 14 einen Positionsdetektor (lineare Skala oder Verschiebungssensor und dergleichen) enthalten, der die Position des beweglichen Arms 44 in Richtung der Pistolenachse A2 erfasst, und der Prozessor 50 kann den Erfassungswert des Positionsdetektors als die Position P₁ erfassen. Auf diese Weise fungiert der Prozessor 50 in der vorliegenden Ausführungsform als Positionsdaten-Erfassungsabschnitt 72 (2), der die Position P₁ der Bewegungsmaschine 58 erfasst.
In Schritt S3 bestimmt der Prozessor 50 eine Messstartposition SP₁ anhand der in Schritt S2 erfassten Position P₁. Die Messstartposition SP₁ wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. In 9 zeigt eine gestrichelte Linie 44' den beweglichen Arm 44, der in Schritt S1 an der Position P₁ angeordnet ist, und eine gestrichelte Linie 40' zeigt die bewegliche Schweißspitze 40 (d. h. die Messposition MP), wenn der bewegliche Arm 44 an der Position P₁ angeordnet ist.
Andererseits zeigt die durchgezogene Linie in 9 den beweglichen Arm 44, der an der Messstartposition SP₁ angeordnet ist, und die bewegliche Schweißspitze 40, wenn der bewegliche Arm 44 an der Messstartposition SP₁ angeordnet ist. Wie in 9 dargestellt, ist die bewegliche Schweißspitze 40, wenn der bewegliche Arm 44 an der Messstartposition SP₁ angeordnet ist, an einer Position angeordnet, die um einen vorbestimmten Abstand δ von der Oberseite entfernt ist, als wenn der bewegliche Arm 44 an der Position P₁ angeordnet ist, während die bewegliche Schweißspitze 40 an einer Position angeordnet ist, die von der Unterseite entfernt ist, als wenn der bewegliche Arm 44 an der zweiten Lernposition TP2 ( 7) angeordnet ist.
Basierend auf der in Schritt S2 erfassten Position P₁ bestimmt der Prozessor 50 die Messstartposition SP₁ als die Position des beweglichen Arms 44, an der die bewegliche Schweißspitze 40 um den Abstand δ weiter zur Oberseite positioniert ist als wenn der bewegliche Arm 44 an der Position P₁ angeordnet ist. Beispielsweise wird der Abstand δ basierend auf einem Positionierungsfehler α bei der Positionierung der beweglichen Schweißspitze 40 durch die Bewegungsmaschine 58 bestimmt. Der Positionierungsfehler α ist ein Abstand, um den die bewegliche Schweißspitze 40 von der Zielposition verschoben wird, wenn die Bewegungsmaschine 58 die bewegliche Schweißspitze 40 an einer vorbestimmten Zielposition positioniert, und kann durch einen Zahlenbereich ±α (z. B. α = 0,1 [mm]) dargestellt werden.
Beispielsweise legt der Prozessor 50 den Abstand δ als einen Wert (δ = α) fest, der dem Positionierungsfehler α entspricht, und bestimmt die Messstartposition SP₁ des beweglichen Arms 44 als eine Position, die von der Position P₁ um den Abstand δ = α nach oben entfernt ist. Alternativ kann der Prozessor 50 den Abstand δ als einen Wert (δ = κα) festlegen, der durch Multiplikation des Positionierungsfehlers α mit einem vorgegebenen Koeffizienten κ erhalten wird. Auf diese Weise funktioniert der Prozessor 50 in der vorliegenden Ausführungsform als Messstartpositions-Bestimmungsabschnitt 74 (2), der die Messstartposition SP bestimmt.
Nachdem der Ablauf von 5 ausgeführt wurde, führt der Prozessor 50 wiederholt eine Reihe von Arbeiten durch, bei denen die Schweißspitzen 38 und 40 durch die Bewegungsmaschine 58 bewegt werden, ein Schweißabschnitt auf einem Werkstück (nicht dargestellt) durch die Schweißspitzen 38 und 40 punktgeschweißt wird und dann die Schweißspitze 40 (und die feste Schweißspitze 38) poliert wird.
Während dieser Arbeitsreihe führt der Prozessor 50 bei jeder Ausführung von Polierarbeiten den in 10 dargestellten Ablauf aus. Der in 10 dargestellte Ablauf wird gestartet, wenn der Prozessor 50 einen Messstartbefehl CM2 vom Bediener, einer übergeordneten Steuerung oder dem Betriebsprogramm PG erhält. Dieser Messstartbefehl CM2 kann für jede Ausführung der Polierarbeiten an den Schweißspitzen 38 und 40 erteilt werden.
In Schritt S21 fungiert der Prozessor 50 als Messvorgangs-Ausführungsabschnitt 70 und führt einen n-ten Messvorgang MO_n (n = 2, 3, 4, ...) aus. Schritt S21 wird unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Beachten Sie, dass in dem in 11 dargestellten Ablauf dieselben Prozesse wie in dem in 6 dargestellten Ablauf mit denselben Schrittnummern bezeichnet sind, und dass eine überlappende Beschreibung davon weggelassen wird.
Nach dem Start von Schritt S21 führt der Prozessor 50 den oben beschriebenen Schritt S11 aus und positioniert die Bewegungsmaschine 58 an der in 7 dargestellten Lernposition TP. In Schritt S31 führt der Prozessor 50 einen zweiten Annäherungsvorgang aus. Genauer gesagt, betätigt der Prozessor 50 den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36, um den beweglichen Arm 44 mit einer Geschwindigkeit V3 von der zweiten Lernposition TP2 zu einer zuletzt bestimmten Messstartposition SP_n-1 zu bewegen.
Wenn beispielsweise der in 10 dargestellte Ablauf nach dem in 5 dargestellten Ablauf ausgeführt wird, ist die Zahl „n“, die den n-ten Messvorgang MO_n darstellt, n = 2, und die zuletzt ermittelte Messstartposition SP_n-1 gibt die oben beschriebene Messstartposition SP₁ an. Somit bewegt der Prozessor 50 in diesem Schritt S31 den beweglichen Arm 44 von der zweiten Teach-Position TP2 zu der Messstartposition SP₁. Es ist zu beachten, dass die Geschwindigkeit V3 der Bewegung des beweglichen Arms 44 in diesem Schritt S31 auf denselben Wert wie die oben beschriebene Geschwindigkeit V1 oder auf einen von der Geschwindigkeit V1 verschiedenen Wert eingestellt werden kann. Darüber hinaus kann die Geschwindigkeit V3 auf einen Wert eingestellt werden, der größer ist als die oben beschriebene Geschwindigkeit V2.
In Schritt S32 bewegt der Prozessor 50 die bewegliche Schweißspitze 40 in Richtung der Messposition MP in einer ersten Richtung. Genauer gesagt betätigt der Prozessor 50 den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36, um den beweglichen Arm 44 von der Messstartposition SP_n-1 mit einer Geschwindigkeit V4 nach vorne zu bewegen, wodurch die bewegliche Schweißspitze 40 mit einer Geschwindigkeit V4 nach unten bewegt wird. Diese Geschwindigkeit V4 ist auf einen Wert eingestellt, der kleiner ist als der der oben beschriebenen Geschwindigkeiten V1 und V3 (V4 < V1, V4 < V3). Es ist zu beachten, dass die Geschwindigkeit V4 auf denselben Wert wie die oben beschriebene Geschwindigkeit V2 eingestellt werden kann.
Auf diese Weise steuert der Prozessor 50 in diesem Schritt S32 die Bewegungsmaschine 58 (den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36) so, dass nach dem Positionieren der Bewegungsmaschine 58 (des beweglichen Arms 44) in der Messstartposition SP_n-1 die bewegliche Schweißspitze 40 nach unten bewegt wird. Nach Schritt S32 führt der Prozessor 50 nacheinander die oben beschriebenen Schritte S13 und S14 aus.
Wie oben beschrieben, bewegt der Prozessor 50 durch Ausführen der Schritte S11, S31, S32 und S13 den beweglichen Arm 44 (d. h. die bewegliche Schweißspitze 40) entlang der Pistolenachse A2 von der zweiten Teach-Position TP2 (7) zur Messstartposition SP_n-1 (z. B., die Position einer durchgezogenen Linie 40 in 9) mit der Geschwindigkeit V3 und bewegt ihn danach von der Messstartposition SP_n-1 zur Messposition MP (die in 8 dargestellte Position) mit der Geschwindigkeit V4 (< V3).
Wiederum unter Bezugnahme auf 10 fungiert der Prozessor 50 in Schritt S22 als Positionsdaten-Erfassungsabschnitt 72 und erfasst eine Position P_n (genauer gesagt, die Drehposition des Servomotors 46) der Bewegungsmaschine 58 (genauer gesagt, des beweglichen Arms 44) nach Abschluss von Schritt S21 wie im oben beschriebenen Schritt S2.
In Schritt S23 fungiert der Prozessor 50 als Messstartpositions-Bestimmungsabschnitt 74, um die Messstartposition SP_n zu bestimmen. Genauer gesagt bestimmt der Prozessor 50 wie im oben beschriebenen Schritt S3 auf der Grundlage der im letzten Schritt S22 erfassten Position P_n die Messstartposition SP_n als die Position des beweglichen Arms 44, an der die bewegliche Schweißspitze 40 um den Abstand δ weiter nach oben positioniert ist als wenn der bewegliche Arm 44 an der Position P_n angeordnet ist, wohingegen die bewegliche Schweißspitze 40 weiter nach unten positioniert ist als wenn der bewegliche Arm 44 an der zweiten Lernposition TP2 (7) angeordnet ist (siehe 9).
In Schritt S24 erfasst der Prozessor 50 den Verschleißgrad W. Genauer gesagt, erfasst der Prozessor 50 auf der Grundlage der Position P_n-1 (erste Position), die durch die Ausführung eines n-1-ten Messvorgangs MO_n-1 erfasst wurde, und der Position P_n (zweite Position), die durch die Ausführung des n-ten Messvorgangs MO_n erfasst wurde, den Verschleißgrad W_n-1, der bei der Polierarbeit zwischen dem n-1-ten Messvorgang MO_n-1 und dem n-ten Messvorgang MO_n verursacht wurde.
Wenn beispielsweise der in 10 dargestellte Ablauf nach dem in 5 dargestellten Ablauf ausgeführt wird, gilt n = 2, und somit erfasst der Prozessor 50 in diesem Schritt S24 den Betrag des Verschleißgrades W₁, der zwischen dem ersten Messvorgang MO₁ und einem zweiten Messvorgang MO₂ verursacht wurde, basierend auf der oben beschriebenen Position P₁, die in Schritt S2 erfasst wurde, und der Position P₂, die im letzten Schritt S22 erfasst wurde.
Beispielsweise ermittelt der Prozessor 50 den Verschleißgrad W_n-1, indem er eine Differenz Δ_RP (= RP_n - RP_n-1) zwischen einer Drehposition RP_n-1 des Servomotors 46, die als Position P_n-1 erfasst wurde, und einer Drehposition RP_n des Servomotors 46, die als Position P_n erfasst wurde, berechnet und die Differenz Δ_RP in einen Verschiebungsbetrag in Richtung der Waffenachse A2 umrechnet.
Auf diese Weise fungiert der Prozessor 50 in der vorliegenden Ausführungsform als Verschleißmengen-Erfassungsabschnitt 76 (2), der den Verschleißgrad W_n-1 anhand der Positionen P_n-1 und P_n erfasst. Danach führt der Prozessor 50 jedes Mal, wenn der Messstartbefehl CM2 empfangen wird (d. h. jedes Mal, wenn die Polierarbeit ausgeführt wird), in der Reihe der Schweißarbeiten und der Polierarbeiten wiederholt den Ablauf von 10 aus.
Beachten Sie, dass der Prozessor 50 den in den 5 und 10 dargestellten Ablauf in Übereinstimmung mit dem Betriebsprogramm PG automatisch ausführen kann. Das Betriebsprogramm PG ist ein Computerprogramm, das verschiedene Befehle enthält (z. B. Befehle für die Servomotoren 30 und 46), um den Prozessor 50 zu veranlassen, die in 5 und 10 dargestellten Abläufe auszuführen.
Das Betriebsprogramm PG kann in einer Weise bereitgestellt werden, die in einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium (dem Speicher 52) wie einem Halbleiterspeicher, einem magnetischen Aufzeichnungsmedium oder einem optischen Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist. Das Betriebsprogramm PG wird vom Bediener mit Hilfe der Lehrvorrichtung 18 erstellt und zum Beispiel im Voraus im Speicher 52 gespeichert.
Wie oben beschrieben, fungiert der Prozessor 50 in der vorliegenden Ausführungsform als der Messvorgangs-Ausführungsabschnitt 70, der Positionsdaten-Erfassungsabschnitt 72, der Messstartpositions-Bestimmungsabschnitt 74 und der Verschleißmengen-Erfassungsabschnitt 76 und misst den Verschleißgrad W. Auf diese Weise bilden der Messvorgangs-Ausführungsabschnitt 70, der Positionsdaten-Erfassungsabschnitt 72, der Messstartpositions-Bestimmungsabschnitt 74 und der Verschleißmengen-Erfassungsabschnitt 76 eine Vorrichtung 80, die den Verschleißgrad W misst (2). Die Vorrichtung 80 (der Messvorgangs-Ausführungsabschnitt 70, der Positionsdaten-Erfassungsabschnitt 72, der Messstartpositions-Bestimmungsabschnitt 74 und der Verschleißmengen-Erfassungsabschnitt 76) ist ein Funktionsmodul, das durch das vom Prozessor 50 ausgeführte Computerprogramm (z.B. das Betriebsprogramm PG) erreicht wird.
In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt der Prozessor 50 auf der Grundlage der Position P_n-1 (erste Position), die durch den n-1-ten Messvorgang MO_n-1 erfasst wurde, die Messstartposition SP_n-1 (Schritt S3 oder S23) und bewegt die bewegliche Schweißspitze 40 nach unten (erste Richtung), nachdem die Bewegungsmaschine 58 (der bewegliche Arm 44) an der Messstartposition SP_n-1 im n-ten Messvorgang MO_n positioniert wurde (Schritte S31 und S32).
Wie oben beschrieben, kann durch die Bestimmung der Messstartposition SP_n jedes Mal der Startpunkt des Vorgangs zum Bewegen der beweglichen Schweißspitze 40 zur Messposition MP mit der Geschwindigkeit V4 im Messvorgang MO_n entsprechend eingestellt werden. Infolgedessen kann die für den Messvorgang MO_n erforderliche Zeit entsprechend eingestellt werden.
Darüber hinaus bestimmt der Prozessor 50 die Messstartposition SP_n-1 als die Position der Bewegungsmaschine 58, an der die bewegliche Schweißspitze 40 um den Abstand δ von der Position P_n-1 nach oben (auf der zweiten Richtungsseite) entfernt angeordnet ist. Bei dieser Konfiguration kann, wenn die Bewegungsmaschine 58 im zweiten Anfahrvorgang des n-ten Messvorgangs MO_n an der Messstartposition SP_n-1 positioniert ist, die bewegliche Schweißspitze 40 um den Abstand der Summe (δ + W_n-1) des Abstands δ und des Verschleißgrades W_n-1 von der Messposition MP (der Oberseite 68a) nach oben weg positioniert werden. So kann verhindert werden, dass die bewegliche Schweißspitze 40 die Messposition MP erreicht (d.h., mit der Oberseite 68a in Berührung zu kommen) im zweiten Anfahrvorgang.
Darüber hinaus bewegt der Prozessor 50 in der vorliegenden Ausführungsform beim Messvorgang MO_n die bewegliche Schweißspitze 40 nach unten, bis sie mit dem an der Messposition MP angeordneten festen Bauteil 64 (genauer gesagt, der Oberseite 68a) in Kontakt kommt, und erfasst die Position P_n der Bewegungsmaschine 58, wenn die bewegliche Schweißspitze 40 mit dem festen Bauteil 64 an der Messposition MP in Kontakt kommt.
Mit dieser Konfiguration kann die Bewegungsmaschine 58 (der bewegliche Arm 44) zuverlässig gestoppt werden, indem die bewegliche Schweißspitze 40 in Kontakt mit der Oberseite 68a gebracht wird, und die Reproduzierbarkeit des Vorgangs, die bewegliche Schweißspitze 40 mit dem festen Element 64 durch die Bewegungsmaschine 58 in Kontakt zu bringen, ist hoch, und somit kann der Verschleißgrad W_n stabil mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
Darüber hinaus positioniert der Prozessor 50 in der vorliegenden Ausführungsform im n-ten Messvorgang MO_n die Bewegungsmaschine 58 an der Lernposition TP (der erste Annäherungsvorgang) und danach an der Messstartposition SP_n-1 (der zweite Annäherungsvorgang). Zu diesem Zeitpunkt bewegt der Prozessor 50 die Bewegungsmaschine 58 (den beweglichen Arm 44) von der Lernposition TP zur Messstartposition SP_n-1 mit der Geschwindigkeit V3 (erste Geschwindigkeit) und bewegt sie danach von der Messstartposition SP_n-1 mit der Geschwindigkeit V4 (zweite Geschwindigkeit), die niedriger ist als die Geschwindigkeit V3, nach unten (Schritt S32).
In der vorliegenden Ausführungsform wird in Schritt S13 festgestellt, ob das Lastdrehmoment τ des Stellmotors 46 den Schwellenwert τ_th überschritten hat oder nicht, und der bewegliche Arm 44 wird in Schritt S14 angehalten. Aufgrund der Verzögerung der Drehmomentreaktion des Servomotors 46 und dergleichen kann die Stoppposition des beweglichen Arms 44 in Schritt S14 jedoch variieren.
Um den Verschleißgrad W korrekt zu messen und gleichzeitig eine solche Abweichung zu unterdrücken, ist es notwendig, die Geschwindigkeit, mit der die Schweißspitze 40 die Messposition MP im Messvorgang MO erreicht, relativ niedrig einzustellen. Im Stand der Technik wird jedes Mal, wenn der Messvorgang MO ausgeführt wird, die Bewegungsmaschine 58 an der im Voraus eingelernten Lernposition TP positioniert, und dann wird die bewegliche Schweißspitze 40 von der Lernposition TP zur Messposition MP mit der relativ niedrigen Geschwindigkeit V4 bewegt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die bewegliche Schweißspitze 40 durch den zweiten Anfahrvorgang mit der relativ hohen Geschwindigkeit V3 zur Messstartposition SP_n-1 bewegt werden, wodurch die für den Messvorgang MO_n benötigte Zeit im Vergleich zum Stand der Technik reduziert werden kann. Auf diese Weise kann die Arbeitseffizienz verbessert werden, indem die Zykluszeit der Arbeit reduziert wird. Darüber hinaus kann durch die Bewegung der beweglichen Schweißspitze 40 von der Messstartposition SP_n-1 zur Messposition MP mit der relativ niedrigen Geschwindigkeit V4 die Position P_n der Bewegungsmaschine 58 zu dem Zeitpunkt, zu dem die bewegliche Schweißspitze 40 die Messposition MP erreicht, korrekt erfasst werden, und somit kann der Verschleißgrad W_n mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
Darüber hinaus bestimmt der Prozessor 50 in der vorliegenden Ausführungsform die Messstartposition SP_n-1 als die Position der Bewegungsmaschine 58 (des beweglichen Arms 44), an der die bewegliche Schweißspitze 40 von der Lernposition TP (der zweiten Teach-Position TP2) nach unten weg positioniert ist. Bei dieser Konfiguration ist der Betrieb der beweglichen Schweißspitze 40 in den Schritten S31 und S32 ein Betrieb in einer Achsenrichtung (der Pistolenachse A2).
Daher können die Schritte S31 und S32 durch die Betätigung des beweglichen Arms 44, der in einer Achsenrichtung beweglich ist, ausgeführt werden, so dass das Betriebsprogramm PG für den Messvorgang MO_n und der Aufbau der Bewegungsmaschine 58 vereinfacht werden können. Darüber hinaus kann die Position P_n des beweglichen Arms 44 einer Achse mit hoher Genauigkeit durch den Rotationsdetektor, der im Servomotor 46 vorgesehen ist, erfasst werden, und somit kann der Verschleißgrad W_n mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
Darüber hinaus wird bei der vorliegenden Ausführungsform im n-1-ten Messvorgang MO_n-1 (z.B. dem ersten Messvorgang MO₁) die Bewegungsmaschine 58 an der Lernposition TP positioniert, und danach wird die bewegliche Schweißspitze 40 nach unten bewegt (in Schritt S11 in 6 oder 11). Mit dieser Konfiguration wird die gemeinsame Lernposition TP in der ersten Annäherungsoperation verwendet, die in jeder Messoperation MO_n ausgeführt wird, und somit kann das Operationsprogramm PG für die Messoperation MO_n vereinfacht werden.
Es ist zu beachten, dass der Prozessor 50 die Bewegungsmaschine 58 (genauer gesagt den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36) so steuern kann, dass der bewegliche Arm 44 in Schritt S32 nach unten bewegt wird, nachdem der bewegliche Arm 44 nach Abschluss von Schritt S31 in 11 einmal angehalten wurde (d.h. wenn der bewegliche Arm 44 in der Messstartposition SP_n-1 angeordnet ist).
In diesem Fall kann der oben beschriebene Abstand δ auf der Grundlage einer Annäherungslaufstrecke β bestimmt werden, die erforderlich ist, damit der Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36, der die Spitze bewegt, die Geschwindigkeit V des beweglichen Arms 44 in Schritt S32 von Null auf die Geschwindigkeit V4 beschleunigt. Beispielsweise kann der Abstand δ als ein Wert bestimmt werden, der gleich dem Annäherungslaufabstand β (δ = (3) ist, oder als ein Wert, der durch Multiplizieren des Annäherungslaufabstands β mit einem vorbestimmten Koeffizienten κ (δ = κβ) erhalten wird. In diesem Fall bestimmt der Prozessor 50 in den Schritten S3 und S23 die Messstartposition SP_n als eine Position, die von der Position P_n um den Abstand δ (= (3 oder κβ) zur Oberseite entfernt ist.
Alternativ dazu kann der Prozessor 50 nach Abschluss des oben beschriebenen Schritts S31 kontinuierlich den Schritt S32 ausführen, ohne den beweglichen Arm 44 anzuhalten. In diesem Fall reduziert der Prozessor 50 nach (oder vor) dem Anordnen des beweglichen Arms 44 an der Messstartposition SP_n-1 in Schritt S31 die Geschwindigkeit V des beweglichen Arms 44 von der Geschwindigkeit V3 auf die Geschwindigkeit V4 und führt Schritt S32 aus.
In diesem Fall kann der oben beschriebene Abstand δ auf der Grundlage einer Annäherungslaufstrecke ε bestimmt werden, die erforderlich ist, damit der Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 den beweglichen Arm 44 von der Geschwindigkeit V3 auf die Geschwindigkeit V4 abbremst. Beispielsweise kann der Abstand δ als ein Wert bestimmt werden, der gleich der Annäherungslaufstrecke ε (δ = ε) ist, oder als ein Wert, der durch Multiplikation der Annäherungslaufstrecke ε mit einem vorgegebenen Koeffizienten κ (δ = κε) erhalten wird.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die ein Robotersystem 90 gemäß einer anderen Ausführungsform beschrieben. Das Robotersystem 90 unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Robotersystem 10 dadurch, dass das Robotersystem 90 außerdem einen Objekterkennungssensor 92 umfasst. Der Objekterkennungssensor 92 ist kommunikativ mit der E/A-Schnittstelle 54 der Steuervorrichtung 16 verbunden. Der Objekterkennungssensor 92 sendet elektromagnetische Wellen (z. B. Infrarotstrahlen) an der Messposition MP aus und erfasst berührungslos das Objekt, das die Messposition MP passiert. Wenn das Objekt an der Messposition MP erkannt wird, sendet der Objekterkennungssensor 92 ein Objekterkennungssignal an die Steuervorrichtung 16.
Die Steuervorrichtung 16 (genauer gesagt der Prozessor 50) des Robotersystems 90 misst den Verschleißgrad W, indem sie beispielsweise die in den 5 und 10 dargestellten Abläufe ausführt. Im Folgenden werden Prozesse beschrieben, die sich von dem oben beschriebenen Robotersystem 10 in den Abläufen der 5 und 10 unterscheiden und vom Prozessor 50 des Robotersystems 90 ausgeführt werden.
In Schritt S11 in 6 oder 11 führt der Prozessor 50 des Robotersystems 90 den ersten Annäherungsvorgang aus, um die Bewegungsmaschine 58 an der vorbestimmten Lernposition TP zu positionieren. 14 zeigt eine Positionsbeziehung zwischen der Schweißpistole 14 und dem Objekterkennungssensor 92, wenn die Bewegungsmaschine 58 in der vorliegenden Ausführungsform in der Lernposition TP positioniert ist.
In dem in 14 dargestellten Beispiel ist die bewegliche Schweißspitze 40 von der Messposition MP des Objekterkennungssensors 92 um einen vorbestimmten Abstand zur Oberseite entfernt positioniert, und die Pistolenachse A2 verläuft im Wesentlichen orthogonal zur Messposition MP (der Ausbreitungsrichtung der vom Objekterkennungssensor 92 ausgesendeten elektromagnetischen Wellen). Der Prozessor 50 bewegt die Schweißpistole 14 durch den Roboter 12, um sie an der ersten Lernposition TP1 zu positionieren, die durch das in 14 dargestellte Werkzeugkoordinatensystem C2 dargestellt ist, und bewegt den beweglichen Arm 44 mit der Geschwindigkeit V1 durch den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36, um ihn an der zweiten Lernposition TP2 anzuordnen.
In Schritt S13 in 6 oder 11 bestimmt der Prozessor 50, ob die bewegliche Schweißspitze 40 die Messposition MP erreicht hat oder nicht. Genauer gesagt bestimmt der Prozessor 50, ob ein Objekterkennungssignal vom Objekterkennungssensor 92 empfangen wird oder nicht (ob das Objekterkennungssignal eingeschaltet ist oder nicht). Die bewegliche Schweißspitze 40 wird in Schritt S12 oder S32, der vor diesem Schritt S13 ausgeführt wird, nach unten bewegt, und infolgedessen erreicht die bewegliche Schweißspitze 40 die Messposition MP (d.h. den Ausbreitungsbereich der elektromagnetischen Wellen), wie in 15 dargestellt.
Dann schaltet der Objekterkennungssensor 92 das Objekterkennungssignal ein und überträgt es an die Steuervorrichtung 16. Der Prozessor 50 kann durch Überwachung des Objekterkennungssignals feststellen, ob die bewegliche Schweißspitze 40 die Messposition MP erreicht hat oder nicht. Wenn das Objekterkennungssignal von dem Objekterkennungssensor 92 empfangen wird, stellt der Prozessor 50 fest, dass es JA ist, und geht zu Schritt S14 über.
Dann bestimmt der Prozessor 50 in Schritt S3 oder S23 anhand der zuletzt erfassten Position P_n, wie in 16 dargestellt, die Messstartposition SP_n als die Position des beweglichen Arms 44, in der die bewegliche Schweißspitze 40 um den Abstand δ weiter nach oben positioniert ist, als wenn der bewegliche Arm 44 in der Position P_n (die Position der gestrichelten Linie 40') angeordnet ist.
Auf diese Weise bewegt der Prozessor 50 in der vorliegenden Ausführungsform MO_n die bewegliche Schweißspitze 40 nach unten, bis der Objekterkennungssensor 92 die bewegliche Schweißspitze 40 an der Messposition MP erfasst, und erfasst die Position P_n der Bewegungsmaschine 58 zu dem Zeitpunkt, zu dem das Objekterkennungssignal von dem Objekterkennungssensor 92 in Schritt S2 oder S22 empfangen wird. Mit dieser Konfiguration kann im Vergleich zu dem Fall, in dem die bewegliche Schweißspitze 40 mit dem oben beschriebenen festen Bauteil 64 in Kontakt gebracht wird, die auf die bewegliche Schweißspitze 40 und den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 ausgeübte Last reduziert werden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 17 ein weiteres Beispiel für ein Verfahren zur Messung des Verschleißgrades W beschrieben, das vom Prozessor 50 des Robotersystems 90 ausgeführt wird. Der Prozessor 50 des Robotersystems 90 führt jedes Mal, wenn der oben beschriebene Messstartbefehl CM2 empfangen wird, wiederholt den in 17 dargestellten Ablauf aus.
In Schritt S41 fungiert der Prozessor 50 als Messvorgangs-Ausführungsabschnitt 70 und führt einen n-ten Versuchsmessvorgang MO_{T_n} aus. Dieser Schritt S41 ist derselbe wie der in 6 dargestellte Ablauf. Genauer gesagt, führt der Prozessor 50 den ersten Annäherungsvorgang in Schritt S11 aus, um die Bewegungsmaschine 58 an der Lernposition TP (14) zu positionieren, und bewegt die bewegliche Schweißspitze 40 in Schritt S12 mit der Geschwindigkeit V1 nach unten. Dann, wenn in Schritt S13 festgestellt wird, dass es JA ist (d.h. das Objekterkennungssignal vom Objekterkennungssensor 92 empfangen wird), stoppt der Prozessor 50 in Schritt S14 die bewegliche Schweißspitze 40.
In Schritt S42 fungiert der Prozessor 50 als Positionsdaten-Erfassungsabschnitt 72, und die Bewegungsmaschine 58 erfasst eine Position P_{T_n} (die Rotationsposition des Servomotors 46) zu diesem Zeitpunkt als eine Versuchsmessposition P_{T_n} wie im oben beschriebenen Schritt S2. Hier kann eine Änderung der Geschwindigkeit V der beweglichen Schweißspitze 40 an der Position des beweglichen Arms 44 aufgrund der Verzögerung der Sensorantwort des Objekterkennungssensors 92 und dergleichen auftreten, wenn der Objekterkennungssensor 92 die bewegliche Schweißspitze 40 an der Messposition MP erfasst und der Prozessor 50 das Objekterkennungssignal empfängt.
Das heißt, die Genauigkeit der Erfassung der beweglichen Schweißspitze 40 durch den Objekterkennungssensor 92 an der Messposition MP hängt von der Geschwindigkeit V der beweglichen Schweißspitze 40 ab, die die Messposition MP passiert. 18 zeigt ein Beispiel für die Position P_{T_n} der beweglichen Schweißspitze 40, wenn in Schritt S13 in Schritt S41 festgestellt wird, dass sie JA ist.
In Schritt S43 fungiert der Prozessor 50 als Messstartpositions-Bestimmungsabschnitt 74 und bestimmt, wie in dem oben beschriebenen Schritt S3, eine reale Messstartposition SP_{R_n} als die Position des beweglichen Arms 44, bei der die bewegliche Schweißspitze 40 um den Abstand δ weiter nach oben positioniert ist, als wenn der bewegliche Arm 44 an der Probemessposition P_{T_n} angeordnet ist, positioniert ist, während die bewegliche Schweißspitze 40 zu der unteren Seite hin weg positioniert ist, als wenn der bewegliche Arm 44 an der zweiten Lernposition TP2 angeordnet ist, basierend auf der Versuchsmessposition P_{T_n}, die in Schritt S42 (14).
Ein Beispiel für die in diesem Schritt S43 ermittelte reale Messstartposition SP_{R_n} ist in 19 dargestellt. In 19 bezeichnet die gestrichelte Linie 44' den beweglichen Arm 44, der in Schritt S41 an der Probemessposition P_{T_n} angeordnet ist, und die gestrichelte Linie 40' bezeichnet die bewegliche Schweißspitze 40, wenn der bewegliche Arm 44 an der Probemessposition P_{T_n} angeordnet ist.
Andererseits zeigt die durchgezogene Linie den beweglichen Arm 44, der an der realen Messstartposition SP_{R_n} angeordnet ist, und die bewegliche Schweißspitze 40, wenn der bewegliche Arm 44 an der realen Messstartposition SP_{R_n} angeordnet ist. Dabei ist der Abstand δ so eingestellt, dass das Spitzenende der beweglichen Schweißspitze 40 an der realen Messstartposition SP_{R_n} von der Messposition MP nach oben hin entfernt ist. Der Abstand δ kann z. B. auf der Grundlage des oben beschriebenen Positionierungsfehlers α oder der Anfahrstrecke β eingestellt werden.
Wiederum unter Bezugnahme auf 17 fungiert der Prozessor 50 in Schritt S44 als Messvorgangs-Ausführungsabschnitt 70 und führt eine n-te reale Messoperation MO_{R_n} aus. Dieser Schritt S44 wird unter Bezugnahme auf 20 beschrieben. Beachten Sie, dass in dem in 20 dargestellten Ablauf dieselben Prozesse wie in dem in 11 dargestellten Ablauf mit denselben Referenznummern bezeichnet sind, und eine überlappende Beschreibung entfällt.
Der Prozessor 50 führt den zweiten Annäherungsvorgang in Schritt S31' nach dem Beginn von Schritt S44 aus. In diesem Schritt S31' betätigt der Prozessor 50 den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36, um den beweglichen Arm 44 mit der Geschwindigkeit V3 von der Position am Ende von Schritt S41 (18) zu der im letzten Schritt S43 (19) ermittelten tatsächlichen Startposition SP_{R_n} zu bewegen.
In Schritt S32' bewegt der Prozessor 50 die bewegliche Schweißspitze 40 in Richtung der Messposition MP des Objekterkennungssensors 92 in der ersten Richtung. Genauer gesagt, bewegt der Prozessor 50 den beweglichen Arm 44 von der eigentlichen Messstartposition SP_{R_n} mit der Geschwindigkeit V4 (< V3) vorwärts, indem er den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 betätigt, wodurch die bewegliche Schweißspitze 40 mit der Geschwindigkeit V4 nach unten bewegt wird. Danach führt der Prozessor 50 sequentiell die Schritte S13 und S14 aus.
Wie oben beschrieben, hängt die Genauigkeit der Erkennung der beweglichen Schweißspitze 40 durch den Objekterkennungssensor 92 an der Messposition MP von der Geschwindigkeit V ab. So kann durch Bewegen der beweglichen Schweißspitze 40 mit der Geschwindigkeit V4, die niedriger ist als die Geschwindigkeit V3 in Schritt S32', mit hoher Genauigkeit erkannt werden, dass die bewegliche Schweißspitze 40 die Messposition MP erreicht hat.
Wiederum unter Bezugnahme auf 17 fungiert der Prozessor 50 in Schritt S45 als Positionsdaten-Erfassungsabschnitt 72 und erfasst eine Position P_{R_n} der Bewegungsmaschine 58 (genauer gesagt des beweglichen Arms 44) nach Abschluss von Schritt S44 (genauer gesagt die Drehposition des Servomotors 46) als reale Messposition P_{R_n} wie im oben beschriebenen Schritt S23.
In Schritt S46 fungiert der Prozessor 50 als Verschleißmengen-Erfassungsabschnitt 76 und erfasst den Verschleißgrad W_n-1. Genauer gesagt erfasst der Prozessor 50 den Verschleißgrad W_n-1, der durch die Polierarbeit verursacht wird, die zwischen dem n-1-ten realen Messvorgang MO_{R_n-1} und dem n-ten realen Messvorgang MO_{R_n} ausgeführt wird, basierend auf der realen Messposition P_{R_n-1} (dritte Position), die beim Ausführen des n-1-ten realen Messvorgangs MO_{R_n-1} erfasst wird, und der realen Messposition P_{R_n} (zweite Position), die beim Ausführen des n-ten realen Messvorgangs MO_{R_n} erfasst wird.
Man beachte, dass der Prozessor 50, wenn der oben beschriebene Anfangsmessungs-Startbefehl CM1 empfangen wird (d.h. wenn eine unbenutzte neue bewegliche Schweißspitze 40 an dem beweglichen Arm 44 angebracht ist), sequentiell den Ablauf der Schritte S41 bis S45 in 17 ausführt, den ersten Probemessungsvorgang MO_{T_1} (Schritt S41) und einen ersten realen Messvorgang MO_{R_1} (Schritt S44) ausführt und eine reale Messposition P_{R_1} in Schritt S45 erfasst.
Wie oben beschrieben, bestimmt der Prozessor 50 in der vorliegenden Ausführungsform die reale Messstartposition SP_{R_n} (Schritt 43) basierend auf der Probemessposition P_{T_n} (erste Position), die im n-ten Probemessvorgang MO_{T_n} erfasst wurde, und bewegt die bewegliche Schweißspitze 40 nach unten (erste Richtung), nachdem die Bewegungsmaschine 58 (der bewegliche Arm 44) an der realen Messstartposition SP_{R_n} im n-ten realen Messvorgang MO_{R_n} positioniert wurde. Indem die Probemessungsposition P_{T_n} auf diese Weise angemessen bestimmt wird, kann der Startpunkt des Vorgangs zum Bewegen der beweglichen Schweißspitze 40 in die Messposition MP mit der Geschwindigkeit V4 in Schritt S44 entsprechend eingestellt werden. Infolgedessen kann die für die Messung des Verschleißgrades W benötigte Zeit entsprechend eingestellt werden.
Darüber hinaus bewegt der Prozessor 50 in der vorliegenden Ausführungsform die bewegliche Schweißspitze 40 im Probemessbetrieb MO_{T_n} mit der relativ hohen Geschwindigkeit V1, während der Prozessor 50 die bewegliche Schweißspitze 40 im realen Messbetrieb MO_{R_n} mit der relativ niedrigen Geschwindigkeit V4 bewegt. Mit dieser Konfiguration kann die Probemessposition P_{T_n} schneller erfasst werden, während die reale Messposition P_{R_n} mit höherer Genauigkeit erfasst werden kann.
Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform bei der ersten Annäherung in Schritt S41 und der zweiten Annäherung in Schritt S44 die bewegliche Schweißspitze 40 mit den relativ hohen Geschwindigkeiten V1 und V3 bewegt. Mit dieser Konfiguration kann die für den Messvorgang MO (genauer gesagt, der Probemessvorgang MO_{T_n} und der eigentliche Messvorgang MO_{R_n} ) benötigte Zeit reduziert werden. Somit kann die Arbeitseffizienz durch die Verringerung der Zykluszeit der Arbeit verbessert werden.
Beachten Sie, dass der Prozessor 50 in dem in 20 dargestellten Schritt S44 den Schritt S11 (die erste Annäherungsoperation) vor dem Schritt S31' ausführen kann. In diesem Fall positioniert der Prozessor 50 nach dem Start von Schritt S44 die Bewegungsmaschine 58 in Schritt S11 an der Lernposition TP (14) und bewegt dann in Schritt S31' den beweglichen Arm 44 von der Lernposition TP (der zweiten Lernposition TP2) zur Startposition für die eigentliche Messung SP_{R_n} (19).
In diesem Fall kann der Prozessor 50 den beweglichen Arm 44 nach Abschluss von Schritt S31' einmal anhalten (d.h. wenn der bewegliche Arm 44 an der tatsächlichen Messstartposition SP_{R_n} angeordnet ist) und dann den beweglichen Arm 44 in Schritt S32' nach unten bewegen. Dann kann der Abstand δ in 19 auf der Grundlage des oben beschriebenen Annäherungslaufabstands β (δ = β oder δ = κβ) eingestellt werden.
Alternativ dazu kann der Prozessor 50 den Schritt S32' kontinuierlich ausführen, ohne den beweglichen Arm 44 nach Abschluss von Schritt S31' anzuhalten. In diesem Fall kann der Abstand δ in 19 anhand des oben beschriebenen Anfahrwegs ε (δ = ε oder δ = κε) festgelegt werden.
Man beachte, dass der Schritt S23 in dem in 10 dargestellten Ablauf weggelassen werden kann, und in Schritt S31 in 11 kann der Prozessor 50 die Bewegungsmaschine 58 an der Messstartposition SP₁ positionieren, die zuerst in Schritt S3 in 5 bestimmt wurde. Das heißt, in diesem Fall wird bei jedem Messvorgang MO_n (n = 2, 3, 4, ...) eine gemeinsame Messstartposition SP₁ verwendet.
Außerdem kann der Schritt S11 in dem in 11 dargestellten Schritt S21 weggelassen werden. In diesem Fall führt der Prozessor 50 den zweiten Annäherungsvorgang von Schritt S31 nach dem Start von Schritt S21 aus, und der Prozessor 50 bewegt die Bewegungsmaschine 58 (den beweglichen Arm 44) direkt zur zuletzt bestimmten Messstartposition SP_n-1. Zu diesem Zeitpunkt kann der Prozessor 50 die Bewegungsmaschine 58 (den beweglichen Arm 44) mit der Geschwindigkeit V1 oder V3 zu der Messstartposition SP_n-1 bewegen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, in dem der Prozessor 50 in den Schritten S2, S22, S42 und S45 die Drehposition des Servomotors 46 als Position P_n der Bewegungsmaschine 58 erfasst. Der Prozessor 50 kann jedoch beispielsweise auch eine Koordinate CD des Roboterkoordinatensystems C1 des Spitzenendes 44a des beweglichen Arms 44 als Position P_n der Bewegungsmaschine 58 erfassen.
Diese Koordinate CD kann auf der Grundlage der Positionsdaten des Werkzeugkoordinatensystems C2 im Roboterkoordinatensystem C1 und der Drehposition des Servomotors 46 bestimmt werden. Beachten Sie, dass die Positionsdaten des Werkzeugkoordinatensystems C2 zum Zeitpunkt der Ausführung des Messvorgangs (d. h. nach Abschluss der Schritte S1, S21, S41 und S44) aus der Drehposition jedes Servomotors 30 des Roboters 12 bestimmt werden können.
In der oben beschriebenen Ausführungsform bewegt der Prozessor 50 in den Schritten S12, S31, S32, S31' und S32' den beweglichen Arm 44 nach unten, indem er den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 betätigt. Der Prozessor 50 kann jedoch auch die Schweißpistole 14 nach unten bewegen, indem er den Roboter 12 in den Schritten S12, S31, S32, S31' und S32' betätigt. In diesem Fall kann der Prozessor 50 in den Schritten S2, S22, S42 und S45 die oben beschriebene Koordinate CD als Position P_n der Bewegungsmaschine 58 erfassen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, in dem der Prozessor 50 die Messstartpositionen SP_n und SP_{R_n} als die Position des beweglichen Arms 44 bestimmt, an der die bewegliche Schweißspitze 40 in den Schritten S3, S23 und S43 von der Lernposition TP nach unten weg positioniert ist. Insbesondere sind in diesem Fall die Messstartpositionen SP_n und SP_{R_n} und die Lernposition TP auf der Pistolenachse A2 ausgerichtet.
Der Prozessor 50 kann jedoch die Messstartpositionen SP_n und SP_{R_n} als die Position des beweglichen Arms 44 bestimmen, in der die bewegliche Schweißspitze 40 beispielsweise links oder rechts von der Lernposition TP entfernt positioniert ist. Konkret werden in diesem Fall die Messstartpositionen SP_n und SP_{R_n} und die Lernposition TP in der Richtung verschoben, die die Pistolenachse A2 schneidet. Der Prozessor 50 kann die Bewegungsmaschine 58 (d. h. die bewegliche Schweißspitze 40) durch Betätigung des Roboters 12 von einer solchen Lernposition TP zu den Messstartpositionen SP_n und SP_{R_n} bewegen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, in dem die bewegliche Schweißspitze 40 bewegt wird, um den Verschleißgrad W zu messen, aber der Prozessor 50 kann den Verschleißgrad W der festen Schweißspitze 38 messen, indem er den in 5, 10 oder 17 dargestellten Ablauf durch den Betrieb des Roboters 12 ausführt.
Der Verschleißmengen-Erfassungsabschnitt 76 kann in der Vorrichtung 80 weggelassen werden. Beispielsweise kann der Bediener durch Weglassen von Schritt S24 aus dem Ablauf von 10 den Verschleißgrad W_n-1 manuell bestimmen, indem er sich auf die erste Position P_n-1 und die zweite Position P_n bezieht. Außerdem kann der Bediener durch Weglassen von Schritt S46 aus dem Ablauf von 17 den Verschleißgrad W_n-1 manuell bestimmen, indem er sich auf eine dritte Position P_{R_n-1} und eine zweite Position P_{R_n} bezieht.
Alternativ kann die Funktion des Verschleißmengen-Erfassungsabschnitts 76 in einer externen Vorrichtung (z. B. einem externen Server, bei dem es sich um einen Computer handelt, der getrennt von der Steuervorrichtung 16 bereitgestellt wird) außerhalb der Vorrichtung 80 untergebracht sein. In diesem Fall kann der Prozessor 50 durch Auslassen von Schritt S24 (oder S46) die erfasste erste Position P_n-1 und die zweite Position P_n (oder die dritte Position P_{R_n-1} und die zweite Position P_{R_n}) über das Netzwerk (wie das Internet oder ein LAN) an die externe Vorrichtung übertragen, und die externe Vorrichtung kann den Verschleißgrad W_n-1 erfassen.
Darüber hinaus wird in der oben beschriebenen Ausführungsform ein Fall beschrieben, in dem die Funktion der Vorrichtung 80 in der Steuervorrichtung 16 untergebracht ist. Die Funktion der Vorrichtung 80 kann jedoch auch in Lehrvorrichtung 18 oder in einem externen Gerät (z. B. einem externen Server und einem PC) untergebracht sein, das z. B. mit der Steuervorrichtung 16 kommuniziert. In diesem Fall übernimmt der Prozessor des externen Geräts oder der Lehrvorrichtung 18 die Funktion der Vorrichtung 80.
Darüber hinaus ist der Roboter 12 nicht auf vertikale Gelenkroboter beschränkt, sondern kann aus allen Arten von Robotern bestehen, z. B. aus horizontalen Gelenkrobotern und Parallelgelenkrobotern. Darüber hinaus wird in der oben beschriebenen Ausführungsform ein Fall beschrieben, in dem die Bewegungsmaschine 58 den Roboter 12 und den Mechanismus zum Bewegen der Spitze 36 umfasst, aber dies ist nicht einschränkend, und die Schweißspitze 38 oder 40 kann beispielsweise durch eine Vielzahl von Kugelumlaufspindelmechanismen bewegt werden.
Darüber hinaus ist die Schweißpistole 14 nicht auf Punktschweißpistolen des Typs C beschränkt, sondern kann auch eine Punktschweißpistole des Typs X oder eine andere Schweißpistole sein. Obwohl die vorliegende Offenbarung anhand der vorstehenden Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, schränken die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele den Umfang der in den Ansprüchen beanspruchten Erfindung nicht ein.
REFERENZZEICHENLISTE

10, 90: Robotersystem
12: Roboter
14: Schweißpistole
16: Steuervorrichtung
36: Mechanismus zum Bewegen der Spitze
38, 40: Schweißspitze
58: Bewegungsmaschine
70: Messvorgangs-Ausführungsabschnitt
72: Positionsdaten-Erfassungsabschnitt
74: Messstartpositions-Bestimmungsabschnitt
76: Verschleißmengen-Erfassungsabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2007268538 A [0003]

Claims

Vorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Verschleißgrad einer Schweißspitze misst, die von einer Bewegungsmaschine bewegt wird, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Messvorgangs-Ausführungsabschnitt, der so konfiguriert ist, die Bewegungsmaschine zu steuern, um einen Messvorgang auszuführen, um die Schweißspitze in einer ersten Richtung zu einer vorbestimmten Messposition zur Messung des Verschleißgrades zu bewegen; einen Positionsdaten-Erfassungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Position der Bewegungsmaschine erfasst, wenn der Messvorgangs-Ausführungsabschnitt den Messvorgang ausführt; und einen Messstartpositions-Bestimmungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er anhand einer ersten Position, die von dem Positionsdaten-Erfassungsabschnitt in einem ersten Messvorgang erfasst wird, eine Position der Bewegungsmaschine, an der die Schweißspitze in Richtung einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung um einen vorbestimmten Abstand weiter entfernt angeordnet ist als bei der ersten Position, als eine Messstartposition bestimmt, wobei der Messvorgangs-Ausführungsabschnitt die Bewegungsmaschine so steuert, dass die Schweißspitze, nach dem Positionieren der Bewegungsmaschine an der Messstartposition, in einem zweiten Messvorgang nach dem ersten Messvorgang in der ersten Richtung bewegt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner einen Verschleißmengen-Erfassungsabschnitt umfasst, konfiguriert zum Erfassen der zwischen dem ersten Messvorgang und dem zweiten Messvorgang erzeugten Verschleißmenge, basierend auf der ersten Position und einer zweiten Position, die von dem Positionsdaten-Erfassungsabschnitt in dem zweiten Messvorgang erfasst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei an der Messposition ein festes Bauteil oder ein Sensor vorgesehen ist, der zur Erfassung der Schweißspitze ausgebildet ist, wobei bei dem Messvorgang der Messvorgangs-Ausführungsabschnitt die Schweißspitze in der ersten Richtung bewegt, bis die Schweißspitze das feste Bauteil an der Messposition berührt, oder bis der Sensor die Schweißspitze an der Messposition erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner einen Verschleißmengen-Erfassungsabschnitt umfasst, konfiguriert dazu, basierend auf einer zweiten Position, die von dem Positionsdaten-Erfassungsabschnitt in dem zweiten Messvorgang erfasst wird, und einer dritten Position, die von dem Positionsdaten-Erfassungsabschnitt in einem dritten Messvorgang vor dem ersten Messvorgang erfasst wird, den zwischen dem zweiten Messvorgang und dem dritten Messvorgang erzeugte Verschleißmenge zu erfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei an der Messposition ein Sensor zur Erfassung der Schweißspitze vorgesehen ist, wobei bei dem Messvorgang der Messvorgangs-Ausführungsabschnitt die Schweißspitze in der ersten Richtung bewegt, bis der Sensor die Schweißspitze an der Messposition erfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im zweiten Messvorgang der Messvorgangs-Ausführungsabschnitt die Bewegungsmaschine so steuert, dass die Bewegungsmaschine an der Messstartposition positioniert wird, nachdem die Bewegungsmaschine an einer vorbestimmten Lernposition positioniert wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Messstartpositions-Bestimmungsabschnitt die Messstartposition als eine Position der Bewegungsmaschine bestimmt, bei der die Schweißspitze in Richtung der ersten Richtung separater angeordnet ist als die Lernposition.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei bei dem ersten Messvorgang der Messvorgangs-Ausführungsabschnitt die Bewegungsmaschine so steuert, dass die Schweißspitze in die erste Richtung bewegt wird, nachdem die Bewegungsmaschine in der Lernposition positioniert wurde.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei im zweiten Messvorgang der Messvorgangs-Ausführungsabschnitt die Bewegungsmaschine mit einer ersten Geschwindigkeit zur Messstartposition bewegt und die Bewegungsmaschine mit einer zweiten Geschwindigkeit, die niedriger als die erste Geschwindigkeit ist, von der Messstartposition in die erste Richtung bewegt.
Steuervorrichtung mit der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuervorrichtung eine Arbeit ausführt, um die Schweißspitze durch die Bewegungsmaschine zu bewegen und ein Werkstück durch die Schweißspitze zu schweißen.
Ein Robotersystem mit: eine Bewegungsmaschine, die zum Bewegen einer Schweißspitze konfiguriert ist; und die Steuervorrichtung nach Anspruch 10, die zur Steuerung der Bewegungsmaschine konfiguriert ist.
Verfahren zum Messen des Verschleißgrades einer Schweißspitze, die von einer Bewegungsmaschine bewegt wird, wobei das Verfahren umfasst: Steuern der Bewegungsmaschine durch einen Prozessor, um einen Messvorgang auszuführen, um die Schweißspitze in einer ersten Richtung zu einer vorbestimmten Messposition zu bewegen, um den Verschleißgrad zu messen; Erfassen einer Position der Bewegungsmaschine durch den Prozessor bei der Ausführung des Messvorgangs; Bestimmen einer Position der Bewegungsmaschine anhand einer in einem ersten Messvorgang erfassten ersten Position, an der die Schweißspitze in Richtung einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung um einen vorbestimmten Abstand weiter entfernt angeordnet ist als bei der ersten Position, durch den Prozessor als eine Messstartposition, und Steuern der Bewegungsmaschine durch den Prozessor, um die Schweißspitze, nach dem Positionieren der Bewegungsmaschine an der Messstartposition, in einem zweiten Messvorgang nach dem ersten Messvorgang in der ersten Richtung zu bewegen.
Ein Computerprogramm, das so konfiguriert ist, dass es den Prozessor veranlasst, das Verfahren nach Anspruch 12 auszuführen.