DE2905487C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen programmierbaren Manipulator gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Manipulator ist aus der Literaturstelle ZWF 72 (1977) Seite 177 ff. (179) sowie im Grunde auch der Literaturstelle ELEKTRO-JAHR 1978, Seite 129 ff. (130), bekannt. Dabei handelt es sich bei den betreffenden zusätzlichen Steuersignalen um Zusatzfunktionen und externe Verriegelungen bzw. um, wie es heißt, Schaltfunktionen, die jeweils im Anschluß an die Programmierung der Bahndaten am Einsatzort des Manipulators eingegeben werden können. Die nachträgliche Eingabe dieser Funktionen bezweckt, daß die Programmierung der Bahndaten, die gewöhnlich unter Anfahren einzelner Positionen in einer sog. Instruktionsphase erfolgt, ohne Rücksicht auf die gleichfalls in das Programm aufzunehmenden zusätzlichen Steuersignale erfolgen kann.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, bei einem Manipulator der eingangs genannten Art die Programmierung am Einsatzort zu erleichtern und zu verkürzen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.

Während die Programmierung des Manipulators durch Instruktion, wie gesagt, am Einsatzort und dementsprechend durch dort verfügbares Programmierpersonal zu erfolgen hat, können die gemäß Anspruch 1 eingebbaren zusätzlichen Steuersignale - bei denen es sich keineswegs nur um Zusatz- oder Schaltfunktionen handelt - unabhängig vom Einsatzort und durch eigenes, entsprechend fachkundiges Personal bereits vorher eingegeben werden. Hierdurch wird die Instruktionsarbeit am Arbeitsplatz in der Tat wesentlich erleichtert und verkürzt. Zudem noch verringert sich die Gefahr von Falscheingaben bzw. werden an das Programmierpersonal geringere Anforderungen gestellt.

Soweit die betreffenden zusätzlichen Steuersignale die Bewegungen des Armes mitbestimmende Steuerparameter einschließen, kann es sich bei diesen etwa um solche für Schweißgeschwindigkeit und Schweißmuster (weaving) handeln. Beispielsweise wäre es recht mühsam und zeitraubend, eine gewünschte sinusförmige Schweißbewegung durch Instruktion einzugeben. Statt dessen erlaubt es die Erfindung, die betreffende Bewegung in der Instruktionsphase etwa als geradlinige Bahn zu programmieren, der sich die zuvor als Schweißmuster eingegebene Sinus-Bewegung auf Abruf automatisch überlagert.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der in Anspruch 1 bezeichneten Erfindung an. Eine Schweißpistole, wie sie im Anspruch 2 vorausgesetzt wird, ist prinzipiell aus der DE-OS 26 24 378 bekannt, die darüber hinaus auch bereits die Möglichkeit angibt, dieser Schweißpistole bei der Herstellung einer Naht eine quer zu der Bahnbewegung gerichtete Oszillationsbewegung zu vermitteln. Einen Wegimpulsgeber ("Instruktionskopf") der in den Ansprüchen 11 und 12 angegebenen Art zeigt auch bereits die DE-OS 27 27 262.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der beanspruchten Erfindung anhand der Figuren im einzelnen beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Außenansicht der betreffenden Zusatzprogrammsteuereinrichtung von der Seite des Bedienungsfeldes,

Fig. 2 ein Detail aus einem Schiffsrumpf, anhand dessen der Ablauf eines Arbeitsspiels in Verbindung mit über die erfindungsgemäße Zusatzprogrammsteuereinrichtung vorgegebenen Schweißoperationen veranschaulicht ist,

Fig. 3 eine Ansicht einer am Ende des Manipulatorarmes angeordneten Schweißpistole mit einem zur Programmierung durch Instruktion aufgesetzten Instruktionskopf,

Fig. 4 einen Detailschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 ein Blockschaltbild der Manipulatorsteuerung in Verbindung mit der Zusatzprogrammsteuereinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 6 und Fig. 7 je ein Schema bestimmter über die erfindungsgemäße Zusatzprogrammsteuereinrichtung vorgebbarer Schweißmuster,

Fig. 8 ein Blockschaltbild der in Fig. 5 angegebenen Zusatzprogrammsteuereinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 9 ein Blockschaltbild, welches eine in Fig. 5 des weiteren angegebene Takt- und Steuerstufe zeigt, und

Fig. 10 ein Blockschaltbild des bereits erwähnten, gleichfalls in Fig. 5 gezeigten Schweißmuster-Funktionsgenerators.

Die in Fig. 1 in Außenansicht gezeigte Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 dient zur Eingabe von Steuerparametern entsprechend Bewegungen des Manipulatorarmes unabhängig von den durch das Hauptprogramm vorgegebenen Bahnbewegungen. Dazu werden noch vor Programmierung dieser Bahnbewegungen diejenigen Bahnbewegungen oder Programmschritte numeriert oder auf sonstige Weise in ihrer Reihenfolge gekennzeichnet, bei denen Schweißoperationen erfolgen sollen, so beispielsweise bei fünf solchen Schweißprogrammschritten mit W 1, W 3, W 5, W 7 und W 9. Nun gibt der betreffende Vorprogrammierer in einer ersten Programmierphase vermittels verschiedener Eingabemittel entsprechende Steuerparameter für einen jeden dieser Schweißprogrammschritte nach Maßgabe der durchzuführenden Schweißarbeit in die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 ein. Diese Steuerparameter betreffen z. B. die Schweißgeschwindigkeit, die Schweißbedingungen und bestimmte Schweißmuster. Diese letzteren kennzeichnen sich durch quer zu der Bahnbewegung gerichtete Oszillationsbewegungen mit wählbarer Amplitude und Form. Beispielsweise kann das Schweißmuster die Form einer regelmäßigen Dreiecks-, Sinus- oder sonstigen Welle besitzen.

In einer zweiten, der Hauptprogrammierungs- oder Instruktionsphase, in der sich der Manipulator an seinem Einsatzort befindet, führt der betreffende Programmierer den Manipulatorarm entlang den den einzelnen Schweißprogrammschritten W 1, W 3, W 5, W 7 und W 9 entsprechenden Streckenabschnitten, um auf diese Weise den Manipulator für die Bahnbewegungen zu instruieren. Ebenso werden dazwischenliegende Transferschritte und die Endpunkte für die einzelnen Schweißvorgänge durch Instruktion einprogrammiert. Dabei werden durch die in Fig. 5 angegebene Manipulatorsteuerung die betreffenden Positionsdaten vermittels des Instruktionskopfes 100 aus Fig. 3 in dem Hauptprogrammspeicher gespeichert. Genauer gesagt wird der Instruktionskopf 100, der sich am Ende des Manipulatorarmes 102 befindet, entlang den herzustellenden Schweißnähten oder -bahnen über das Werkstück hin geführt, wobei er automatisch die Aufzeichnung von dabei aus Codierern für die einzelnen Bewegungskoordinaten des Manipulators anfallenden Positionsdaten steuert. Gleichzeitig übergibt die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 automatisch den zuvor für die betreffenden Schweißschritte eingegebenen Steuerparametern entsprechende Steuerdaten in den Hauptprogrammspeicher. Diese Steuerdaten werden dort in geeigneter Verbindung mit den Positionsdaten aus den Codierern gespeichert.

Im Arbeitsbetrieb des Manipulators bei eingeschaltetem Schweißgerät werden die Positionsdaten und die in Verbindung damit gespeicherten Steuerdaten gemeinsam aus dem Speicher gelesen, um als Steuersignale für die Manipulatorsteuerung verwendet zu werden derart, daß der Manipulatorarm automatisch die gewünschten Schweißbahnbewegungen mit überlagertem Schweißmuster vollführt.

So kann ggf. ein eigener Vorprogrammierer in einer ersten Programmierphase und an einem Ort, der nicht der Einsatzort des Manipulators zu sein braucht, bereits die gewünschten Schweißparameter einprogrammieren betreffend Art und Folge der Schweißbahnen sowie ggf. sonstige verhältnismäßig komplexe Steuerparameter bezüglich Schweißbedingungen und Schweißmuster, und am Einsatzort des Manipulators braucht anschließend nur noch die Instruktion des Manipulators zu erfolgen, wozu der Manipulatorarm entlang den tatsächlichen Schweißbahnen über das Werkstück geführt wird. Auf diese Weise ist diese zweite Programmierphase weit weniger kompliziert und zeitraubend und kann ggf. von weniger qualifiziertem Personal durchgeführt werden. Oft ist die Einsatzstelle des Manipulators ein wenig geeigneter Ort, um gewissenhaft schwierige Programmierarbeiten vorzunehmen.

Während der zweiten Programmierphase werden von dem betreffenden Programmierer auch die Transferprogrammschritte programmiert, welche vor dem ersten Schweißprogrammschritt, zwischen aufeinanderfolgenden Schweißprogrammschritten und nach dem letzten Schweißprogrammschritt auftreten, sowie Programmschritte, mit denen ein Schweißvorgang beendet wird. Auch diese Schritte werden dabei in den Hauptprogrammspeicher eingespeichert.

Der betreffende Manipulator kann im wesentlichen von der gleichen Art sein, wie sie in der DE-OS 27 27 262 beschrieben ist. Dieser Manipulator verfügt über fünf Freiheitsgrade oder Bewegungskoordinaten in einem Polarkoordinatensystem und weist zu diesem Zweck ein kardanisches System mit zwei Kardanringen auf. Der erste dieser Kardanringe ist innerhalb des Manipulatorgehäuses mittels Drehzapfen um eine erste Achse schwenkbar gelagert und nimmt den zweiten Kardanring um eine dazu senkrechte zweite Achse schwenkbar in sich auf. Koaxial mit dem zweiten Ring ist in diesem ein Arm drehbar gelagert, womit eine dritte Bewegungskoordinate geschaffen ist, und eine vierte Bewegungskoordinate besteht in einer Aus- und Einfahrbarkeit des Armes in Richtung seiner eigenen Achse. Die fünfte Bewegungskoordinate schließlich wird von der Beugeachse einer Schweißpistole 104 gebildet, die am Ende des Armes 102 (Fig. 3) angebracht ist. Der Arm selbst also ist um seine eigene Achse drehbar sowie um zwei weitere, zueinander senkrechte Achsen schwenkbar, wodurch die an seinem Ende befindliche Schweißpistole praktisch an jede Stelle innerhalb eines begrenzten Arbeitsbereiches gebracht werden kann.

Die Bewegungen in den vier Bewegungskoordinaten des Armes erfolgen über jeweils einen Schrittmotor und geeignete Übertragungsmittel. Darüberhinaus ist für jede Bewegungskoordinate ein Codierer vorgesehen, der für die jeweilige Position in der betreffenden Koordinate bezeichnende Positionssignale liefert. Die Stellung der Schweißpistole 104 in bezug auf die Schweißpistolenbeugeachse wird seitens eines eigenen Motors über mechanische Übertragungsmittel bewerkstelligt. Auch hierzu ist eine Positionsanzeigeeinrichtung vorgesehen, die ein für die Stellung der Schweißpistole in bezug auf die Schweißpistolenbeugeachse bezeichnendes Signal liefert. Beispielsweise kann ein Potentiometer mit der Schweißpistole derart verbunden sein, daß sich sein Abgriff mit der Stellung der Schweißpistole ändert, und ein Analog-/Digital-Umsetzer die abgegriffene Spannung in ein entsprechendes digitales Positionssignal umwandeln.

Es versteht sich indessen, daß die Erfindung auch in Verbindung mit vielerlei anderen Manipulatorsteuerungen oder dergl. Verwendung finden kann. Vor allem kann der Manipulator eine andere Anzahl von Bewegungskoordinaten und/oder eine andere Anordnung derselben aufweisen, wie z. B. der in der US-PS 36 61 051 beschriebene.

In der dargestellten Ausführung besitzt die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 gemäß Fig. 1 ein Bedienungsfeld mit verschiedenen Steuer- und Wählarmaturen innerhalb eines Programmsteuerungsfeldes 12, eines Schweißbedingungsfeldes 14 und eines Schweißmusterfeldes 16. Das Programmsteuerungsfeld 12 enthält ein Anzeigeorgan 18, in welchem die Nummer desjenigen Schweißprogrammschritts erscheint, für welchen die Zusatzprogrammsteuereinrichtung jeweils eingestellt wird. Ein Druckknopfkontakt 20 des Programmsteuerungsfeldes 12 dient dazu, durch entsprechend häufige Betätigung die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 und damit auch das Anzeigeorgan 18 auf den gewünschten Programmschritt zu bringen. Dieser Druckknopfkontakt 20 bewirkt weiterhin die Übernahme der gerade eingestellten Daten in einen internen Speicher der Zusatzprogrammsteuereinrichtung. Des weiteren enthält das Programmsteuerungsfeld 12 einen Druckknopfkontakt 22 zur Rückstellung des internen Speichers auf den ersten, d. h. den Ausgangsprogrammschritt. Mit einem Moduswählschalter 24 läßt sich der Arbeitsmodus der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 einstellen.

Das Schweißbedingungsfeld 14 enthält im dargestellten Beispiel vier Druckknopfkontakte 26, 28, 30 und 32 für Gruppenschweißbedingungen, d. h. Schweißbedingungen, die jeweils für eine Gruppe von Schweißprogrammschritten gleichermaßen gelten werden. Diese Druckknopfkontakte, die jeweils eine Anzeigelampe enthalten, sind auf dem Bedienungsfeld mit den römischen Zahlen I, II, III und IV gekennzeichnet. Die Anzeigelampe leuchtet auf, wenn der betreffende Druckknopfkontakt in der ersten Programmierphase gedrückt wurde und auch wenn in der Instruktionsphase oder im Arbeitsbetrieb des Manipulators die betreffende Gruppenschweißbedingung wirksam ist.

Jedem der Druckknopfkontakte 26-32 ist ein Potentiometer 34, 36, 38 bzw. 40 zugeordnet, welches auf dem Bedienungsfeld mit einer geeigneten Einstellskala versehen ist. Diese Skala kann beispielsweise im Falle der Schweißgeschwindigkeit in cm/min geeicht sein. Ansonsten kann mit den Potentiometern 26-32 beispielsweise auch der Schweißstrom, die Schweißspannung oder die Vorschubgeschwindigkeit des Schweißdrahtes einstellbar sein.

Wird der Druckknopfkontakt 26 für die Gruppenschweißbedingung I betätigt, so wird der mit dem zugehörigen Potentiometer 34 eingestellte Parameter mit dem gegenwärtigen Programmschritt in dem internen Speicher der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 in Verbindung gebracht. Dieser Parameter findet später dazu Verwendung, den Manipulator und das dazugehörige Schweißgerät während des Arbeitsbetriebes bei dem betreffenden Schweißprogrammschritt entsprechend zu steuern.

Ein Startverzögerungseinstellknopf 42 in dem Schweißbedingungsfeld 14 gestattet es, eine bestimmte Zeit vorzugeben, nach welcher erst der Schweißvorgang in dem ersten Schweißprogrammschritt des gesamten Programmzyklus beginnt. Diese Zeitverzögerung rechnet von dem Zeitpunkt ab, zu welchem die Schweißpistole ihre Ausgangslage bezüglich dieses ersten Schweißprogrammschritts erreicht hat, um einen ordnungsgemäßen Ablauf dieses ersten Schweißprogrammschritts unter geeigneten Wärmebedingungen und einer passenden Schweißdrahtzuführung zu gewährleisten.

In dem Schweißmusterfeld 16 der Zusatzprogrammsteuereinrichtung sind in dem dargestellten Beispiel zwei Druckknopfkontakte 44 und 46 für die Auswahl verschiedener Gruppenschweißmuster A und B vorgesehen. Diese Druckknopfkontakte werden während der ersten Programmierungsphase dazu betätigt, Signale der jeweiligen Schweißmuster für den geraden eingestellten Schweißprogrammschritt in die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 einzugeben. Jedem von ihnen ist eine Reihe von Potentiometern 48-52 bzw. 56-60 zur Einstellung bestimmter Schweißmusterparameter zugeordnet. Beispielsweise dient das Potentiometer 48 zur Einstellung einer bestimmten Geschwindigkeit für die Armdrehbewegung, das Potentiometer 50 zur Einstellung einer bestimmten Seitenverweilzeit und das Potentiometer 52 zur Einstellung einer bestimmten Mittenverweilzeit (diese Ausdrücke werden noch erläutert). Des weiteren ist ein Amplitudeneinstell- und Anzeigeorgan 54 zur Einstellung einer bestimmten Amplitude der um die Armdrehachse erfolgenden Oszillationsbewegungen vorgesehen. Ebenso sind dem Druckknopfkontakt 46 drei entsprechende Potentiometer 56, 58 und 60 sowie eine Amplitudeneinstell- und Anzeigeeinrichtung 62 zugeordnet.

In der ersten Programmierphase werden den Organen 48-54 bzw. 56-62 entsprechende Gruppenschweißmuster(steuer)daten vermittels des Druckknopfkontaktes 44 bzw. 46 in den internen Speicher der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 eingegeben, sofern ein entsprechendes Schweißmuster programmiert werden soll. Ist in Verbindung mit einem bestimmten Schweißprogrammschritt kein Schweißmuster zu programmieren, so wird keiner der Druckknopfkontakte 44 und 46 betätigt, was bedeutet, daß der betreffende Schritt in der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 als schweißmusterfreier Programmschritt aufgezeichnet wird.

Während der zweiten Programmierphase, bei welcher die Bahnkoordinatenwerte programmiert werden, wozu der Moduswählschalter 24 seine Stellung "Betrieb" einnimmt, überträgt die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 unter Kontrolle durch den Programmierer automatisch die Gruppenschweißbedingungs(steuer)daten und die Gruppenschweißmuster(steuer)daten für die einzelnen Schweißprogrammschritte aus dem internen Speicher der Zusatzprogrammsteuereinrichtung in den Hauptprogrammspeicher. Im Arbeitsbetrieb werden die Schweißmusterparameter entsprechend den Gruppenschweißmustern A, B oder "kein Schweißmuster" in der Weise verwendet, wie sie durch die betreffende Gruppe von Einstellmitteln 48-54 bzw. 56-62 vorgegeben wurden. Wenn beispielsweise in der ersten und zweiten Programmierphase ein Gruppenschweißmuster A eingestellt war, so steuern die betreffenden Einstellmittel 48-54 im Arbeitsbetrieb des Manipulators über entsprechende Schaltmittel und einen Schweißmuster-Funktionsgenerator (wovon noch im einzelnen die Rede sein wird) den Manipulator derart, daß er das betreffende Schweißmuster in Verbindung mit dem betreffenden Schweißprogrammschritt ausführt.

Jede der beiden Amplitudeneinstell- und -anzeigeeinrichtungen 54 und 62 enthält beispielsweise ein Einstellrad für zwei Dezimalziffern, wobei ein Schaltrad bei seiner Drehung die entsprechenden Ziffern in Erscheinung treten läßt und gleichzeitig digitale Ausgangsdaten entsprechend diesen Ziffern liefert. In einem anderen Beispiel können die Einrichtungen 54 und 62 aus druckknopfbetätigten Schaltern bestehen, über welche die Anzeige schrittweise weitergeschaltet wird und die zugleich die betreffenden Ausgangsdaten liefern.

Die mit den Einstellorganen 48-54 bzw. 56-62 eingestellten Gruppenschweißmusterparameter geben ein bestimmtes periodisch wiederkehrendes Schweißmuster an. Unter Betrachtung von Fig. 6 bestimmen die Amplitudeneinstell- und -anzeigeorgane 54 und 62 für die betreffenden Gruppenschweißbedingungen A und B die Amplitude der seitlichen Auslenkungen 70 und 72 mit positiven bzw. negativem Vorzeichen des Schweißmusters, das in diesem Falle im wesentlichen aus einer Dreieckswelle besteht. Mit anderen Worten bezeichnen die Auslenkungen 70 und 72 die Scheitel 73 des Schweißmusters, welches die Spitze der Schweißpistole am Ende des Manipulatorarmes durchfährt, während der Manipulatorarm die durch Intruktion programmierte Bahnbewegung in Richtung des Pfeiles 74 vollführt.

Wenngleich hier geradlinige Schweißnähte bzw. Bahnbewegungen angenommen werden, versteht es sich, daß auch andere in Betracht kommen, wobei das Schweißmuster der jeweiligen Bahnbewegung überlagert ist. Entsprechend bestimmen sich die Auslenkungen 70 und 72 im Falle einer gekrümmten Schweißnaht oder Bahn in Normalrichtung zur jeweiligen Tangente an diese Bahn. Die Potentiometer 52 und 60 für die Mittenverweilzeit geben eine gewünschte Anzahl von Schweißmusterparametereinheiten an, für welche die Spitze der Schweißpistole auf der eigentlichen Bahn selbst (Pfeil 74) verbleibt, ehe sie wieder eine Auslenkung im einen oder anderen Sinne erfährt. Diese Bewegungsabschnitte sind in Fig. 6 mit 76 bezeichnet.

Die Potentiometer 48 und 56 für die Geschwindigkeitseinstellung bestimmen die Gesamtperiode 78 des Schweißmusters und damit die Neigung der Streckenabschnitte 80, 81, 83 und 85 des Schweißmusters zwischen den einzelnen Mittenverweilabschnitten 76 und den Scheiteln 73. Die Potentiometer 50 und 58 für die Seitenverweilzeiten bestimmen das Zeitintervall, währenddessen die Spitze der Schweißpistole jeweils die maximale Auslenkung 70 bzw. 72 behält. Dabei ist die Bewegung des Manipulatorarmes entlang der durch den Pfeil 74 bezeichneten Bahn gesperrt, während sich die Spitze der Schweißpistole an den Scheiteln 73 befindet, wie nachfolgend noch erläutert wird.

Die Mittenverweilabschnitte 76, die maximalen Auslenkungen 70 und 72 sowie sie Seitenverweilzeiten sind auf diese Weise unabhängig voneinander einstellbar. Die Gesamtperiode 78 schließt die Mittenverweilabschnitte 76 mit ein und wird beeinflußt von der Schweißmuster-Oszillationsgeschwindigkeit, den mittels der Organe 54 und 62 eingestellten Auslenkungen und den Mittenverweilzeiten. Ebenso beeinflußt die eingestellte Schweißgeschwindigkeit die Gesamtperiode 78, die Neigung der Streckenabschnitte 80, 81, 83 und 85 und die Länge der Mittenverweilabschnitte 76.

Bei einer anderen Ausführungsform gemäß Fig. 7 bestimmen die Seitenverweilzeitpotentiometer 50 und 58 die Anzahl von Schweißmusterparametereinheiten, während welcher die Spitze der Schweißpistole bei der maximalen Auslenkung 82 sich in Richtung der durch den Pfeil 74 bezeichneten Bahn bewegt. D. h. in diesem Fall ist die Bahnbewegung des Manipulators während der Seitenverweilzeiten nicht gesperrt. Auf diese Weise kommen Seitenverweilabschnitte 84 zustande. Das in Fig. 7 gezeigte Schweißmuster gibt des weiteren ein anderes Beispiel für die Mittenverweilabschnitte 86, die maximale Auslenkung 82 und die Gesamtperiode 88, wie sie mit den einzelnen Einstellorganen wählbar sind. Auch kann z. B. das Schweißmuster nach Fig. 6 mit den Einstellorganen der Gruppe A und dasjenige nach Fig. 7 mit denjenigen der Gruppe B einstellbar sein.

In der ersten Programmierphase wird also, ggf. seitens eines Vorprogrammierers, die gewünschte Gruppenschweißbedingung und das gewünschte Gruppenschweißmuster für eine jede Schweißnaht oder -bahn in einer vorher festgelegten Folge dieser Schweißnähte eingegeben. In einer bevorzugten Ausführungsform wird des weiteren nach dem Schweißprogrammschritt ein "Ende Schweißmuster"- Schritt einprogrammiert, um damit festzulegen, ob die anschließende Bewegung mit oder ohne Schweißmuster zu erfolgen hat. Alternativ hierzu kann ein "Ende Schweißmuster"-Schritt auch nur dann einzuprogrammieren sein, wenn vorausgehend ein Schweißmuster einprogrammiert wurde. Weiterhin kann die Einprogrammierung eines "Ende Schweißmuster"-Schrittes auch entfallen, sofern sich unmittelbar an die Schweißbewegung, welche zur Herstellung einer Schweißnaht führt, ein Transferschritt anschließt, was gewöhnlich der Fall ist. Hierzu liefert die Steuerschaltung des Schweißmuster- Funktionsgenerators automatisch ein "Ende-Schweißmuster"-Signal am Ende eines jeden mit Schweißmuster erfolgenden Schweißprogrammschrittes.

Vorzugsweise werden die einzelnen Gruppenschweißbedingungen und Gruppenschweißmuster an der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 eingestellt noch ehe die Schweißprogrammschritte selbst eingegeben werden. Dies ist dadurch möglich, daß die Schweißprogrammschritte des gesamten Arbeitsspiels beispielsweise entsprechend den fünf Schweißnähten aus Fig. 2 durchnumeriert werden. Die spezifischen Parameter für die Schweißbedingungen und die Schweißmuster für all diese Schweißprogrammschritte werden nach Gruppenschweißbedingungen und Gruppenschweißmustern geordnet. Wenn die fünf Schweißprogrammschritte beispielsweise vier verschiedene Gruppen von Schweißbedingungen und zwei verschiedene Gruppen von Schweißmustern notwendig machen, so werden die Schweißbedingungsgruppen mit I, II, III und IV und die Schweißmustergruppen mit A und B bezeichnet.

Die vier Schweißbedingungsgruppen I, II, III und IV sollen beispielsweise vier verschiedene Schweißgeschwindigkeiten, nämlich 5, 10, 15 und 17 cm/min beinhalten. Ebenso sollen die beiden Schweißmusterparametergruppen A und B die Schweißmuster aus Fig. 6 bzw. Fig. 7 betreffen. Dementsprechend werden nun die vier Schweißbedingungspotentiometer 34, 36, 38 und 40 auf 5, 10, 15 bzw. 17 cm/min eingestellt und weiterhin die Einstellorgane 48-62 für die einzelnen Parameter der beiden Schweißmustergruppen A und B.

Obgleich die Reihenfolge der Gruppenschweißbedingungen an sich willkürlich ist, werden die Gruppen zweckmäßigerweise durchnumeriert, da jede neue Gruppe mit einem weiteren Programmschritt auftritt. Die Einstellung der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 vor der Eingabe der betreffenden Programmschritte erleichtert die Organisation des Programms und trägt dazu bei, Fehler zu vermeiden. Die Reihenfolge der Schweißprogrammschritte ist an sich auch willkürlich. Jedoch führt die Durchnumerierung in der Reihenfolge des wirtschaftlichsten Bewegungsablaufes zu einem Minimum an Transferzeiten und dementsprechend zu einer bestmöglichen Ausnutzung des Manipulators.

So also sollte, bevor der Vorprogrammierer die Daten für die einzelnen Schweißprogrammschritte in die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 eingibt, etwa die folgende Tabelle angefertigt werden. Dabei ist es an sich nicht erforderlich, auch die Transferprogrammschritte anzugeben, da diese nicht in die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 eingegeben werden. Diese Transferprogrammschritte sind in der folgenden Tabelle nur dazu mitaufgeführt, um das Verständnis für den gesamten Bewegungszyklus des Manipulators zu erleichtern. Nur die numerierten Programmschritte werden während der ersten Programmierphase in die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 eingegeben. Zur Unterscheidung sind die Transferprogrammschritte mit kleinen Buchstaben bezeichnet.

Tabelle

Nach Aufstellung der vorausgehend wiedergegebenen Tabelle ist der Vorprogrammierer bereit, das Programm in die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 einzugeben.

Alternativ zu dem vorausgehend angegebenen bevorzugten Vorgehen kann der Vorprogrammierer auch die erforderlichen Schweißbedingungsparameter und Schweißmusterparameter überprüfen während er die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 Schritt für Schritt programmiert, wobei er die betreffenden Einstellorgane für jeden Schritt einstellt, so wie dieser neue Gruppenparameter hinsichtlich Schweißbedingungen und/oder Schweißmuster erfordert. So werden bei jedem neuen Programmschritt die Einstellorgane daraufhin überprüft, ob sie diesem noch Rechnung tragen, und ggf. neu eingestellt.

Zu Beginn der Eingabe in die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 wird diese durch Einstellen des Moduswählschalters 24 auf die Stellung "Programm" und Betätigung des Druckknopfkontakts 22 für die Rückstellung des internen Speichers auf den ersten Programmschritt, d. h. den Schritt 0, in Bereitschaft versetzt. Dann betätigt der betreffende Vorprogrammierer den Druckknopfkontakt 20, um zum Programmschritt 1 überzugehen. Daraufhin werden die Daten für den ersten Schweißprogrammschritt eingegeben, worauf mittels des Druckknopfkontaktes 20 zum nächsten einzuprogrammierenden Programmschritt vorgerückt wird und so weiter. Auf diese Weise werden für jeden Schweißprogrammschritt, wie er aus Fig. 2 hervorgeht, eine der Gruppenschweißbedingungen I, II, III und IV und eines der Gruppenschweißmuster A und B oder keines von beiden ausgewählt mittels eines der Druckknopfkontakte 26-32 bzw. 44 und 46. Wird keiner der Druckknopfkontakte 44 und 46 betätigt, so bedeutet dies, daß der betreffende Programmschritt ohne Schweißmuster aufgezeichnet wird. Damit stehen insgesamt drei Möglichkeiten hinsichtlich des Gruppenschweißmusters zur Verfügung.

Für einen bestimmten Programmschritt, beispielsweise den Schweißprogrammschritt 1, wobei das Anzeigeorgan 18 die Zahl 1 anzeigt, wählt der Vorprogrammierer beispielsweise die Gruppenparameter I und A, indem er den Druckknopfkontakt 26 für die Gruppenschweißbedingung I und den Druckknopfkontakt 44 für das Gruppenschweißmuster A betätigt. Daraufhin betätigt er den Druckknopfkontakt 20, wodurch die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 zum Schweißprogrammschritt 2 übergeht, der entsprechend auch in dem Anzeigeorgan 18 erscheint, und gleichzeitig die soeben eingestellten Gruppensteuerdaten I A in den internen Speicher der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 eingibt, um sie in der zweiten Programmierphase und im Arbeitsbetrieb des Manipulators zur Verfügung zu haben. Des weiteren werden durch Betätigung des Druckknopfkontaktes 20 alle durch die vorausgehend betätigten Druckknopfkontakte 26-32 sowie 44 und 45 hergestellten Schaltzustände aufgehoben, wodurch auch die betreffenden Anzeigelampen erlöschen. Als nächstes nun gibt der Vorprogrammierer in Form des Programmschritts 2 einen "Ende Schweißmuster"-Schritt ein, indem er erneut den Druckknopfkontakt 20 betätigt, ohne jedoch vorausgehend einen der Druckknopfkontakte 26-32 sowie 44 und 46 zu betätigen.

Nun prüft der Vorprogrammierer die für den Schweißprogrammschritt 3 vorausgehend festgelegten Kriterien. Sind sie dieselben wie beim Schweißprogrammschritt 1 entsprechend den Gruppensteuerdaten I A so betätigt der Vorprogrammierer nun einfach erneut die Druckknopfkontakte 26 und 44, bevor er mittels des Druckknopfkontaktes 20 zum nächsten Programmschritt übergeht. Sind die Parameter für den Programmschritt 3 jedoch andere, so überprüft der Vorprogrammierer die Einstellung der Organe 34-40 und 48-60 daraufhin, ob die erforderlichen Parameter bereits bei einer der in Betracht kommenden Gruppen eingestellt sind. Dies wird bei dem vorausgehend beschriebenen bevorzugten Vorgehen der Fall sein, wobei ja als erstes die Einstellorgane bereits für sämtliche in dem gesamten Arbeitszyklus in Betracht kommenden Gruppenschweißbedingungen bzw. -muster eingestellt werden. Anderenfalls stellt der Vorprogrammierer nun die erforderlichen Parameter ein. In jedem Falle betätigt er sodann die betreffenden Gruppendruckknopfkontakte und geht mittels des Druckknopfkontaktes 20 zu dem nächsten Programmschritt, Schritt 3, über. In dem in der Tabelle angegebenen Beispiel sind die Gruppensteuerdaten hierfür die gleichen wie für den Programmschritt 1, nämlich IA. In einem anderen Fall könnte der Programmschritt 3 andere Gruppensteuerdaten, wie z. B. II ohne Schweißmuster, IIA, IIB, IB, I ohne Schweißmuster usw., erfordern. Nach Betätigung der in Betracht kommenden Gruppendruckknopfkontakte betätigt der Vorprogrammierer erneut den Druckknopfkontakt 20, womit die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 zum Programmschritt 4 übergeht und die zum Programmschritt 3 ausgewählten Gruppensteuerdaten in den internen Speicher eingegeben werden. Sodann wird Programmschritt 4 als "Ende Schweißmuster"-Schritt einfach durch Betätigung des Druckknopfkontakts 20 eingegeben und so weiter, bis das gesamte Vorprogramm entsprechend den numerierten Programmschritten aus der Tabelle eingegeben wurde.

Es versteht sich, daß, wenngleich die hier beschriebene Ausführungsform der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 vier verschiedene Gruppenschweißbedingungen und (einschließlich des Falles "kein Schweißmuster") drei Gruppenschweißmuster vorsieht, eine beliebige andere Zahl von Gruppenschweißbedingungen und Gruppenschweißmustern vorgesehen werden kann, wenn das Bedürfnis hiernach besteht.

Jedenfalls weist am Ende der ersten Programmierphase der interne Speicher der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 die Gruppenschweißbedingungsdaten und Gruppenschweißmusterdaten für sämtliche in dem gesamten Arbeitszyklus auftretenden Schweißarbeiten auf, wie sie beispielsweise aus der vorausgehend wiedergegebenen Tabelle hervorgehen. Um das damit eingegebene Vorprogramm auf seine Richtigkeit zu überprüfen, wird der Schalter 24 in die Stellung "Betrieb" gebracht. Nun geht der Vorprogrammierer das gesamte Programm durch, indem er wiederholt den Druckknopfkontakt 20 betätigt, worauf das Anzeigeorgan 18 den betreffenden Programmschritt angibt und die Anzeigelampen in den Druckknopfkontakten der in Betracht kommenden Schweißbedingungs- und Schweißmustergruppen aufleuchten. Diese Überprüfung kann auch erst oder nochmals seitens des Programmierers vor dem Eintritt in die Instruktionsphase erfolgen, wobei das Schweißgerät noch ausgeschaltet ist.

Nachfolgend sei nun diese Instruktionsphase betrachtet, bei welcher der genaue Bahnverlauf in den Manipulator einprogrammiert wird, indem der Manipulatorarm nacheinander in entsprechende Positionen gegenüber dem Werkstück gebracht wird, die sodann in dem Hauptprogrammspeicher des Manipulators festgehalten werden. Genauer gesagt führt der betreffende Programmierer den Manipulatorarm entlang den herzustellenden Schweißnähten über das Werkstück hin, wobei die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 in geeigneter Weise mit der Manipulatorsteuerung verbunden ist. Eine derartige Instruktionsweise ist im einzelnen in der oben erwähnten US-Patentanmeldung Nr. 6 96 903 beschrieben. Dabei findet der in den Fig. 3 und 4 wiedergegebe Instruktionskopf 100 Anwendung, der am Ende des Manipulatorarms 102 auf der Schweißpistole 104 angebracht wird. Diese nimmt hierzu aufgrund der Betätigung eines Freigabeknopfes 108 eine zurückgezogene Position ein.

Auf der Schweißpistole 104 befindet sich ein Schweißsteuerdruckknopfkontakt 107, der vom Programmierer für den Instruktionsvorgang betätigt wird, um eine Schweißbahn aufzuzeichnen. Des weiteren wird ein Instruktionsdruckknopfkontakt 109 betätigt, wenn die Schweißpistole 104 ihre zurückgezogene Position einnimmt. Dieser Druckknopfkontakt bewirkt, daß die Manipulatorsteuerung eine Instruktionsbetriebsinformation erhält.

Der Instruktionskopf 100 weist einen in Fig. 5 generell mit 106 bezeichneten Positionsimpulsgenerator auf, der entsprechend gleichen Schweißbahninkrementen voneinander entfernte Impulse liefert, wenn der Instruktionskopf 100 entlang der Schweißbahn bewegt wird. Zu diesem Zweck weist der Instruktionskopf ein Führungsrad 105 auf, das bei der Entlangführung des Instruktionskopfes an dem Werkstück an diesem abrollt. Das Rad 105 ist mit einem Kranz in regelmäßigen Abständen auftretender Durchbohrungen 111 versehen, und zu beiden Seiten des Rades befinden sich eine Lichtquelle 101 und eine Fotozelle 103 als Bestandteil des Impulsgenerators 106. Auf diese Weise bringt die Fotozelle bei der Drehung des Rades 105 Impulse nach Maßgabe der zurückgelegten Bahninkremente hervor. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die verschiedenen Antriebs- und Übersetzungsmittel des Manipulators im Instruktionsbetrieb unwirksam, so daß der Programmierer den Manipulatorarm widerstandslos von Hand führen kann. Die den einzelnen Bewegungskoordinaten des Manipulators zugeordneten Codierer liefern unterdessen für die betreffenden Bewegungskomponenten in den einzelnen Koordinaten bezeichnende Ausgangssignale, die unter Steuerung durch den Impulsgenerator 106 in dem Hauptprogrammspeicher aufgezeichnet werden.

Betrachtet man nun die Instruktionsphase anhand der Fig. 2 im einzelnen, so geht der Programmierer dabei von einer vorbestimmten, nicht eingezeichneten Ausgangsposition aus. Der erste im Instruktionsbetrieb einzugebende Programmschritt besteht nun aus einem Transferschritt T-a (vergl. auch Tabelle) bezüglich des Transfers von der Ausgangsposition bis zum Beginn der ersten Schweißnaht entsprechend Schweißprogrammschritt 1. Zur Unterscheidung von den vorausgehend erwähnten, in die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 einzugebenden numerierten Programmschritte sind die Transferschritte mit fortlaufenden kleinen Buchstaben bezeichnet. Diese Transferschritte werden, wie gesagt, nicht in die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 eingegeben, sondern lediglich in die eigentliche Manipulatorsteuerung während der Instruktionsphase. Darüber hinaus können in die letztere sogenannte Werkstückkontaktschritte eingegeben werden entsprechend Bewegungen entlang der Werkstückoberfläche ohne Schweißvorgang, indem der Instruktionskopf 100 an dem Werkstück entlanggeführt wird, ohne den Schweißsteuerdruckknopfkontakt 107 zu betätigen. In Fig. 2 sind die Schweißschritte entsprechend der Tabelle zusätzlich zu ihrer Nummer durch den Buchstaben "W" und die "Ende Schweißmuster"-Schritte durch die Buchstaben "EW" bezeichnet. Die Anfangs- und Endpunkte der Transferschritte sind durch das Symbol "START (T- )" bzw. "END (T- )" gekennzeichnet.

Der erste Transferschritt entsprechend dem Transfer von der Ausgangsposition zum Beginn der ersten Schweißnaht W-1 trägt also die Bezeichnung T-a. Indessen braucht diese Bezeichnung nicht in den Hauptprogrammspeicher eingegeben zu werden, ebensowenig wie die Bezeichnungen für die übrigen Programmschritte. Nach der geschilderten Programmierung des ersten Transferschritts bringt der Programmierer den Manipulatorarm in die Stellung für den ersten Schweißprogrammschritt, W-1, wobei das Rad 105 auf der Werkstückoberfläche aufliegt. Nachfolgend hält der Programmierer das Rad 105 mit der Werkstückoberfläche in Kontakt, während er unter fortlaufendem Drücken des Druckknopfkontaktes 107 den Instruktionskopf an dem Werkstück entlangführt. Der Druckknopfkontakt 107 wird so lange betätigt, wie ein Schweißvorgang gewünscht wird, nicht also während der Transferschritte. Die Betätigung des Druckknopfkontaktes 107 dient in der Manipulatorsteuerung dazu, Schweißdaten aufzuzeichnen und die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 in der Weise zu steuern, daß sie automatisch die zuvor in sie eingegebenen Gruppenbedingungs- und Gruppenschweißmusterdaten in den Hauptprogrammspeicher überträgt. Entsprechend rückt die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 auch auf den Programmschritt 1 vor. Genauer gesagt bewirkt die Betätigung des Druckknopfkontaktes 107 zu Beginn der Bahn für die erste Schweißnaht, daß in den internen Speicher der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 die Adresse für diesen Programmschritt 1 eingegeben wird. Darüber hinaus bestimmt die Betätigung des Druckknopfkontaktes 107 den letzten in dem Hauptprogrammspeicher aufzuzeichnenden Punkt des ersten Transferschrittes T-a, nämlich END(T-a) in Fig. 2. Wie nachfolgend noch genauer erläutert wird, werden die Transferschritte nicht unter Steuerung durch den Impulsgenerator 106 des Instruktionskopfes 100, sondern automatisch unter Vermittlung eigener Steuermittel aufgezeichnet, welche die Positionssignale aus den Codierern der einzelnen Bewegungskoordinaten empfangen.

Während der Druckknopfkontakt 107 während des Programmschritts 1 betätigt bleibt, erscheint in dem Anzeigeorgan 18 der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 zur Identifizierung die Zahl "1". Des weiteren leuchten die Anzeigelampen der Druckknopfkontakte für die in Betracht kommende Gruppenschweißbedingung und das betreffende Gruppenschweißmuster auf. Während der Programmierer nun den Instruktionskopf entlang der Schweißbahn 1 über das Werkstück führt und damit die aus den Codierern stammenden Positionsdaten für jedes Bahninkrement aufgezeichnet werden, werden die Gruppenschweißbedingungs- und Gruppenschweißmusterdaten des Programmschritts 1, im gewählten Beispiel IA, automatisch von dem internen Speicher der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 in den Hauptprogrammspeicher übertragen. Die Aufzeichnung dieser Daten innerhalb des Programmschritts 1 in dem Hauptprogrammspeicher erfolgt stets aufs neue in Verbindung mit den aus den Codierern stammenden Positionsdaten für ein jedes Bahninkrement, für welches der Impulsgenerator 106 einen Steuerimpuls liefert. I. ü. werden während der Instruktionsphase sämtliche Bewegungen des Manipulatorarmes aufgezeichnet, solange die Instruktionssteuermittel tätig bleiben.

Am Ende des ersten Schweißprogrammschritts W-1 gibt der Programmierer den Druckknopfkontakt 107 frei, um ihm daraufhin erneut zu drücken und wieder freizugeben, wodurch der "Endeschweißmuster"- Schritt 2 aufgezeichnet wird und auch die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 zum Programmschritt 2 übergeht. Als nächstes wird der Transferschritt T-b eingegeben. Dieser beginnt mit dem Ende des Schweißprogrammschrittes 1 und endet mit dem Wiederaufsetzen des Rades 105 auf das Werkstück zu Beginn der Schweißbahn 3 entsprechend dem Schweißprogrammschritt W-3. Die letzte Datengruppe des Transferschritts T-b entspricht dem Punkt END (T-b).

Bevor der Programmierer mit der Instruktion für den Schweißprogrammschritt 3 beginnt und entsprechend zu Beginn eines jeden weiteren Schweißprogrammschrittes wird der Winkel der Schweißpistole gegenüber dem Werkstück ("Schweißpistolenwinkel") kontrolliert und ggf. eingestellt, um einwandfreie Schweißbedingungen zu erhalten.

Nun beginnt der Programmierer mit der Aufzeichnung der Schweißprogrammschritts 3 durch erneute Betätigung des Druckknopfkontaktes 107, wodurch auch die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 zum Schweißprogrammschritt 3 übergeht, und Hinführen des Instruktionskopfes 100 über das Werkstück entlang der betreffenden Schweißbahn. Unter Steuerung durch die dabei anfallenden Impulse aus dem Impulsgenerator 106 erfolgt die Aufzeichnung der betreffenden Gruppenschweißbedingungs- und Gruppenschweißmusterdaten in dem Hauptprogrammspeicher zusammen mit den gegenwärtigen Positionsdaten aus den Codierern für die Bewegungskoordinaten des Manipulators. Entsprechend erfolgt die Einprogrammierung der weiteren Programmschritte 5, 7 und 9 mit den zugehörigen Transferschritten und "Ende Schweißmuster"- Schritten nach der vorausgehend wiedergegebenen Tabelle. Wenn auf diese Weise zuletzt der "Ende Schweißmuster"-Schritt 10 aufgezeichnet wurde, gibt der Programmierer als letztes den Transferschritt T-f ein, der die Rückbewegung des Manipulatorarmes zu der Ausgangsstellung bezeichnet, worauf der Druckknopfkontakt 107 nochmals kurzzeitig betätigt wird, um den Programmendeschritt 11 aufzuzeichnen.

Damit ist die Instruktionsphase beendet, und der Instruktionskopf 100 kann nun von der Schweißpistole abgenommen werden, um den Manipulator für den Arbeitsbetrieb vorzubereiten. Dazu kehrt die Schweißpistole nach Betätigung des Freigabeknopfes 108 in ihre normale, d. h. die Betriebs- oder Schweißstellung zurück.

Die ordnungsgemäße Aufzeichnung der Schweiß- und Transferschritte kann durch Betätigung eines Schnellablaufschalters auf der Bedienungstafel 110 (Fig. 5) des Manipulators überprüft werden. In diesem Falle läuft das Manipulatorprogramm mit erhöhter Geschwindigkeit ab, während das Schweißgerät ausgeschaltet ist. Während unterdessen auch die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 das Programm durchläuft, geben deren Anzeigelampen innerhalb der Druckknopfkontakte 26-32, 44 und 46 in Verbindung mit dem Anzeigeorgan 18 zu erkennen, ob die erforderliche Übereinstimmung zwischen dem in der ersten Programmierphase eingegebenen Vorprogramm und den durch Instruktion eingegebenen Programmdaten besteht. Wurde etwa in der Instruktionsphase nicht die erforderliche Anzahl Programmschritte eingegeben, wie sie für die Eingabe des Vorprogramms vorgesehen war, so tritt entweder ein Halteindikator auf der Bedienungstafel 110 nicht in Funktion, nachdem der Manipulatorarm in seine Ausgangsposition zurückgekehrt ist, oder aber der Halteindikator wird bereits betätigt noch ehe diese Rückkehr erfolgt ist. Im Arbeitsbetrieb durchfährt der Manipulatorarm die Transferschritte mit einer vorgegebenen höheren Geschwindigkeit als der Schweißgeschwindigkeit. Die Bedienungstafel 110 enthält des weiteren verschiedenartige Betätigungs- und Steuerschalter, wie z. B. einen Ein-Aus-Schalter, einen Instruktionssteuerschalter, einen Haltesteuerschalter, einen Startschalter und einen Schweißstromschalter. Für den Arbeitsbetrieb wird der Schweißstromschalter und der Startschalter betätigt. Daraufhin vollführt der Manipulator automatisch das programmierte Arbeitsspiel, welches die zuvor erwähnten Schweißschritte und Transferschritte enthält, nach Maßgabe der in der Instruktionsphase eingegebenen Positionsdaten. Dazu wieder liefern das Anzeigeorgan 18 sowie die Anzeigelampen der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 eine Anzeige, anhand derer der ordnungsgemäße Programmablauf verfolgt werden kann. Indessen ist die Anwesenheit der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 im Arbeitsbetrieb nicht in jedem Fall zwingend erforderlich, wie aus dem folgenden sogleich hervorgeht.

Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform bestimmen die an der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 eingestellten Schweißparameter während der Schweißprogrammschritte W-1, W-3, W-5, W-7 und W-9 die jeweiligen Schweißbedingungen und das Schweißmuster nach Maßgabe der Gruppensteuerdaten, die hierzu aus dem Hauptprogrammspeicher gelesen werden. Während der Transferprogrammschritte ist der Schweißstrom abgeschaltet, und der Arm durchfährt die betreffenden Bahnen mit erhöhter Geschwindigkeit. Wurde in der ersten Programmierphase der Schweißprogrammschritt W-1 als solcher mit der Gruppenschweißbedingung I und dem Gruppenschweißmuster A (IA-Schritt) eingegeben und in der Instruktionsphase aufgezeichnet, so kann im Arbeitsbetrieb bei eben diesem Programmschritt ggf. eine andere Einstellung des Potentiometers 34 die Schweißgeschwindigkeit und eine andere Einstellung der Einstellorgane 48, 50, 52 und 54 das Schweißmuster bestimmen. D. h. es können die in der ersten Programmierphase eingestellten Parameter in der darauffolgenden Instruktionsphase und auch im Arbeitsbetrieb gewünschtenfalls noch geändert werden; die Gruppenschweißbedingungen und -schweißmuster bestimmen sich beim Arbeitsbetrieb nach der gegenwärtigen Einstellung der betreffenden Einstellorgane, während die vorausgehenden spezifischen Einstellungen derselben in cm/min bzw. cm nicht aufgezeichnet wurden. In einer anderen Ausführungsform werden hingegen in der Instruktionsphase die spezifischen Parameter in den Hauptprogrammspeicher übernommen. Bei noch einer weiteren Ausführungsform werden die spezifischen Parameter für die Schweißbedingungen und Schweißmuster während der ersten Programmierphase in den internen Speicher der Zusatzprogrammsteuereinrichtung und von dort in der Instruktionsphase in den Hauptprogrammspeicher übernommen.

In Fig. 5 ist die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 schaltungsmäßig in Verbindung mit der eigentlichen Manipulatorsteuerung dargestellt. Hiernach besitzt der Hauptprogrammspeicher 120 einen Datensammeleingang 122 für die aufzuzeichnenden Daten und einen Datensammelausgang 124 für die im Arbeitsbetrieb daraus zu lesenden Daten. Er wird durch eine Takt- und Steuerstufe 126 gesteuert. Diese liefert Referenztaktsignale und steuert die Aufzeichnung von Positionsdaten in Abhängigkeit von den Impulsen aus dem Impulsgenerator 106 des Instruktionskopfes 100.

Die Takt- und Steuerstufe 126 weist fünf Multiplexsteuerungsausgangsleitungen (strobe output lines), nämlich eine für die Armschwenkbewegung, 140, eine für die Armbeugebewegung, 142, eine für die Ein-/Ausfahrbewegung, 144, eine für die Armdrehbewegung, 146, und eine für die Schweißpistolenbeugebewegung, 148, auf, um die Aufzeichnung der Positionsdaten für die Steuermittel der einzelnen Bewegungskoordinaten, nämlich diejenigen für die Armschwenkbewegung, 130, diejenigen für die Armbeugebewegung, 132, diejenigen für die Ein-/Ausfahrbewegung, 134, diejenigen für die Armdrehbewegung, 136, und diejenigen für die Schweißpistolenbeugebewegung, 138, zu steuern.

Die Steuermittel 130-136 erhalten ihre Positionsdaten seitens der betreffenden Codierer, nämlich des Codierers 150 für die Armschwenkbewegung, des Codierers 152 für die Armbeugebewegung, des Codierers 154 für die Ein-/Ausfahrbewegung des Armes und des Codierers 156 für die Armdrehbewegung. Die Steuermittel 138 für die Schweißpistolenbeugebewegung erhalten statt dessen ein Eingangssignal aus einem Potentiometer, 158, wie bereits erwähnt. Die Steuermittel 130-138 sind darüber hinaus über den Sammeleingang 122 und den Sammelausgang 124 mit dem Hauptprogrammspeicher 120 verbunden, um die Eingabe von Positionsdaten in der Instruktionsphase und das Herauslesen der aufgezeichneten Daten im Arbeitsbetrieb des Manipulators zu ermöglichen. Das Herauslesen der Daten für die Steuermittel 130-138 zur Steuerung der betreffenden Schrittmotoren 160-166 bzw. des Motors 168 für die Schweißpistolenbeugebewegung über den Sammelausgang 124 erfolgt im Multiplexverfahren.

Die Steuermittel 130-138 sind von der gleichen generellen Art, wie in der vorausgehend erwähnten US-Patentanmeldung Nr. 6 96 903 beschrieben. D. h. die Steuermittel für die Armschwenkbewegung, die Armbeugebewegung, die Ein-/Ausfahrbewegung und die Armdrehbewegung 130-136 sind alle im wesentlichen identisch, so daß die Steuermittel 136 für die Armdrehbewegung als exemplarisch herausgegriffen werden können.

Die Positionsdaten aus dem Codierer 156 der Armdrehbewegung gelangen zu den Steuermitteln 136 über eine Leitungstreiberstufe 200 an einem Leitungspaar 202. Die Codierer sind von derjenigen Art, die für eine jede inkrementale Positionsänderung ein Signal auf beiden zweier Signalleitungen erzeugen, wobei die Reihenfolge der Erzeugung der beiden Signale die Richtung der Positionsänderung zu erkennen gibt. Die Ausgangssignale auf dem Leitungspaar 202 gelangen zu einer Leitungsempfängerstufe 204 und passieren danach eine Formungsstufe 206 und eine Asynchron-Interfacestufe 208, die des weiteren ein erstes Taktsignal ⌀₁ von der Takt- und Steuerstufe 126 empfängt.

Das Ausgangssignal der Interfacestufe 208 wird auf den Takteingang eines Zählers 210 gegeben, dessen Ausgangsstufe mit jedem Zählschritt um eine Datenbitposition oder Binärziffer vorrückt, um damit eine inkrementale Positionsänderung in der Armdrehkoordinate anzuzeigen.

Das auf der Steuerleitung 146 auftretende Signal aus der Takt und Steuerstufe 126 gelangt über eine Moduswählstufe 212 und eine Signalfolgestufe 214 zu einem Pufferregister 216. Die Moduswählstufe 212 wird des weiteren von einem TEACH/PLBK-Signal auf einer Modussteuerleitung 218 gesteuert, welches gleichfalls der Takt- und Steuerstufe 126 entstammt. Beim Instruktionsbetrieb werden die Daten in den Hauptprogrammspeicher 120 über das Pufferregister 216 eingegeben unter Steuerung durch die betreffenden Multiplexsteuersignale. Im Arbeitsbetrieb werden die Daten aus dem Speicher 120 in die Steuermittel 130-138 für die Antriebe der einzelnen Bewegungskoordinaten gelesen. Bezeichnet das auf der Modussteuerleitung 218 erscheinende TEACH/PLBK-Signal den Instruktionsbetrieb, so wird das Ausgangssignal des Zählers 210 in dem Pufferregister 216 so lange gespeichert, bis auf der Steuerleitung 146 ein Multiplexsteuersignal für die Armdrehbewegung auftritt, was bedeutet, daß die betreffenden Daten in den Speicher zu übertragen sind. Wie bereits erwähnt, treten im Instruktionsbetrieb auf den Steuerleitungen 140-148 Multiplexsteuersignale nacheinander auf, wenn der Impulsgenerator 106 des Instruktionskopfes die Zurücklegung eines Weginkrements entlang der Werkstückoberfläche zu erkennen gibt, um auf diese Weise die betreffenden Positionsdaten einzuspeichern. Um im Instruktionsbetrieb die Daten der Transferschritte einzuspeichern, finden ein AXIS COUNTER FULL- Signal seitens des Zählers 210 in den Steuermitteln 136 für die Armdrehbewegung und entsprechend AXIS COUNTER FULL-Signale seitens entsprechender Zähler der Steuermittel 130-134 Verwendung, womit ein Multiplexzyklus für die Datenaufzeichnung seitens der Takt- und Steuerstufe 126 ausgelöst wird.

Nach Auftreten eines Signals auf der Steuerleitung 146 wird der Inhalt des Pufferregisters 216 über den Sammeleingang 122 in den Speicher 120 gelesen. Die Signale auf den Steuerleitungen 140-148 erscheinen nacheinander in einer vorbestimmten Reihenfolge, um über den Sammeleingang 122 eine Multiplex-Aufzeichnung zu ermöglichen. Ebenso erfolgt auch das Lesen aus dem Speicher 120 im Arbeitsbetrieb im Multiplexverfahren.

Der Zähler 210 und das Pufferregister 216 sammeln also die Daten, wie sie zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen vom Impulsgenerator 106 seitens des Codierers 156 über die Stufen 204-208 eintreffen. Das auf der Leitung 146 auftretende Steuersignal bewirkt weiterhin über die Stufen 212 und 214, daß der Zähler 210 rückgestellt wird, nachdem die Daten aus dem Pufferregister 216 über den Sammeleingang 122 in den Speicher 120 gelesen wurden. Danach beginnt der Zähler 210 aufs neue Positionsdaten aus dem Codierer 156 zu sammeln bis zum Auftreten des nächsten Aufzeichnungssteuerimpulses seitens des Impulsgenerators 106.

Im Arbeitsbetrieb werden die aufeinanderfolgend für die einzelnen Koordinaten über den Sammelausgang 124 aus dem Speicher 120 gelesenen Daten in einer Pufferstufe 220 gespeichert, die eine Richtungsmodifikationsstufe 222 speist. Die Stufe 222 wird über die Leitung 223 durch ein Richtungssignal gesteuert, welches während des Instruktionsbetriebes in den Speicher eingegeben wurde und nun im Arbeitsbetrieb gelesen wird. Die Daten aus der Richtungsmodifikationsstufe 222 gelangen an einen Impulsgenerator 224, der an seinem Ausgang 180 unter Steuerung eines auf der Leitung 226 auftretenden Taktsignals für den Arbeitsbetrieb seitens der Takt- und Steuerstufe 126 eine Folge von Steuerimpulsen hervorbringt.

Das Taktsignal auf der Leitung 226 bestimmt die Bewegungsgeschwindigkeit des Manipulatorarmes in einer jeden Bewegungskoordinate im Arbeitsbetrieb und enthält eine bestimmte aus einer vorbestimmten Anzahl einprogrammierter Geschwindigkeiten, wie sie durch die Gruppenschweißbedingungsparameter, die Transfersteuerung oder die Schnelldurchlaufsteuerung vorgeschrieben wird, worauf nachfolgend bei einer genaueren Erläuterung der Takt- und Steuerstufe 126 in Verbindung mit Fig. 9 noch weiter eingegangen wird.

Das Signal am Ausgang 180 des Impulsgenerators 224 bringt innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls auf der Basis des Taktsignals auf der Leitung 226 sowie der während des Instruktionsbetriebes aufgezeichneten und im Arbeitsbetrieb gelesenen Positionsdaten eine Anzahl von Impulsen hervor, um damit die Antriebe der einzelnen Bewegungskoordinaten zu steuern. Der Impulsgenerator 224 liefert weiterhin ein PLBK DATA COMPLETE-Signal, welches in der Takt- und Steuerstufe 126 dazu Verwendung findet, die Ausgangsdaten aus dem Hauptprogrammspeicher 120 weiterzuleiten.

Das auf dem Ausgang 180 des Impulsgenerators 224 erscheinende Signal wird im Falle der Steuermittel 136 für die Armdrehbewegung über den bereits erwähnten Schweißmuster-Funktionsgenerator 170 geleitet, der daraus eine modifizierte Schweißmusterfunktion erzeugt, sofern ein Schweißmuster programmiert wurde. Wurde kein solches Schweißmuster programmiert, so wird das Signal vom Ausgang 180 in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel unmodifiziert auf die beiden Ausgänge 172 und 174 gegeben oder, in einem anderen Ausführungsbeispiel, auf einen Ausgang 182. Der Ausgang 182 ist mit einem Richtungswählschalter 228 der Steuermittel 136 für die Armdrehbewegung verbunden. Im Falle der Steuermittel 130, 132 und 134 gelangt das Signal vom Ausgang 180 des Impulsgenerators 224 unmittelbar über den Ausgang 182 zu dem Richtungswählschalter 228.

Der Richtungswählschalter 228 gibt die Impulsfolge vom Ausgang 182 auf eine zweier Richtungssteuerleitungen 176 und 178, die mit dem Ausgang 172 bzw. 174 des Schweißmuster-Funktionsgenerators 170 verbunden sind. Die betreffende Richtungssteuerleitung, die sich nach den Ausgangsdaten im Arbeitsbetrieb richtet, gibt diejenige der Leitungen 176 und 178 an, auf welcher Steuerimpulse auftreten. Die Leitungen 176 und 178 führen zu einer Antriebstreiberstufe 230, welche die Drehbewegung des Antriebs bzw. Schrittmotors 166 für die Armdrehbewegung in Abhängigkeit von den auf den Richtungssteuerleitungen 176 und 178 auftretenden Impulsen steuert. Die Treiberstufe 230 bringt eine Impulsfolge hervor, mit welcher der Schrittmotor 166 ebenso wie die entsprechenden Schrittmotoren 160, 162 und 164 für die Armschwenkbewegung, die Armbeugebewegung und die Ein-/Ausfahrbewegung des Armes unmittelbar betrieben wird, wie dies genauer noch in der erwähnten US-Patentanmeldung Nr. 6 96 903 beschrieben ist.

Was die Steuermittel 138 für die Schweißpistolenbeugebewegung betrifft, werden die analogen Positionssignale aus dem Potentiometer 158, welche die jeweilige Winkelstellung der Schweißpistole gegenüber dem Arm 102 angeben, über eine Verstärker- und Signalformungsstufe 240 einem Analog-/Digital-Umsetzer 242 zugeleitet. Dieser erzeugt hieraus ein digitales Positionssignal auf einer bestimmten Anzahl Datenleitungen. Dieses digitale Signal gelangt an einen Digitalvergleicher 244 sowie an ein Ausgangspufferregister 246. Dieses letztere gibt die digitalen Positionsdaten für die Schweißpistolenbeugebewegung auf den Datensammeleingang 122 des Speichers 120 unter Steuerung durch ein Signal, welches über eine Leitung 248 von einer Moduswählstufe 250 eintrifft. Dieser letzteren wird hierzu das Multiplexsteuersignal für die Schweißpistolenbeugekoordinate seitens der Leitung 148 in Verbindung mit dem TEACH/PLBK-Signal von der Modussteuerleitung 218 zugeführt.

Die Steuermittel 138 enthalten des weiteren ein Eingangspufferregister 252, welches die Daten vom Sammelausgang 124 des Speichers aufnimmt und von einem Steuersignal auf der Leitung 254 gesteuert wird, das ebenfalls der Moduswählstufe 250 entstammt, um die Daten einem Eingang des Digitalvergleichers 244 auf einer bestimmten Zahl von Datenleitungen zuzuführen.

Auf diese Weise vergleicht der Vergleicher 244 im Arbeitsbetrieb die Ausgangsdaten vom Analog-/Digital-Umsetzer 242 mit den vom Pufferregister 252 aufgenommenen Daten, um ein digitales Ausgangssignal auf einer von zwei Steuerleitungen 256 und 258 zu erzeugen, je nach dem Ergebnis des Vergleichs. Dieses von der Moduswählstufe 250 bestimmte Signal dient zur Steuerung des Antriebsmotors 168 für die Schweißpistolenbeugebewegung über eine Servoverstärkertreiberstufe 260. Der Motor 168 liegt im Arbeitsbetrieb in einem Servosteuerkreis, wobei das Potentiometer 158 über den Analog-/Digital-Umsetzer 242, den Digitalvergleicher 244 und die Treiberstufe 260 ein Rückkoppelungssignal liefert, um die Schweißpistolenbeugebewegung in Abhängigkeit von den aus dem Speicher 120 gelesenen Daten zu steuern.

In einer bestimmten Ausführungsform ist eine Schweißpistolenwinkelsteuerstufe 265 vorgesehen, um den ungefähren Winkel der Schweißpistolenachse gegenüber der Werkstückoberfläche zu ermitteln. Dabei liefert ein dem Potentiometer 158 gleichendes Potentiometer 266 ein entsprechendes Eingangssignal an eine Verstärkerstufe 268, die einen Analogvergleicher 270 speist. Das Ausgangssignal des Analogvergleichers 270 dient in der Moduswählstufe 250 dazu, das Ausgangssignal des Servoverstärkers 260 derart zu steuern, daß der seitens des Potentiometers 266 ermittelte Schweißpistolenwinkel innerhalb bestimmter Grenzen konstant bleibt. Überschreitet dieser Winkel die betreffenden Grenzen, so steuert die Modussteuerstufe 250 den Servoverstärker 260 derart, daß er den Antriebsmotor 168 für die Schweißpistolenbeugebewegung in einem durch das Richtungssteuersignal seitens des Analogvergleichers 270 bestimmten Sinn betätigt, bis der Schweißpistolenwinkel wieder innerhalb die genannten Grenzen fällt.

Bei einer anderen Ausführungsform dient das Ausgangssignal des Analogvergleichers 270 der Schweißpistolenwinkelsteuerstufe 265 als Eingangssignal für den Analog-/Digital-Umsetzer 242 zusammen mit dem Eingangssignal von der Verstärker- und Signalformungsstufe 240, um das Ausgangssignal des Analog-/Digital-Umsetzers 242 und damit das Eingangssignal des Digitalvergleichers 244 zu steuern.

Die in der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 während der ersten Programmierphase aufgezeichneten Gruppenschweißbedingungs- und Gruppenschweißmusterdaten werden in den Hauptprogrammspeicher 120 während des Instruktionsbetriebes über den Sammeleingang 122 im Multiplexformat eingespeichert, zusammen mit den mit jedem Impuls aus dem Impulsgenerator 106 eingespeicherten Positionsdaten für die jeweilige Schweißbahnbewegung.

In einer bestimmten Ausführungsform geschieht die Einspeicherung und das Lesen der Gruppenschweißbedingungs- und Gruppenschweißmusterdaten bei vorbestimmten Datenpositionen der Speicherplätze für die Armdrehbewegung und die Schweißpistolenbeugebewegung innerhalb des Multiplexrasters. Im Arbeitsbetrieb werden diese Gruppenschweißbedingungs- und Gruppenschweißmusterdaten über den Sammelausgang 124 gelesen. Dabei steuern dann die auf der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 gerade eingestellten Schweißbedingungsparameter und Schweißmusterparameter den Manipulator entsprechend den gelesenen Gruppendaten. Diese Parameter werden von der Takt- und Steuerstufe 126, dem Schweißmuster-Funktionsgenerator 170 und den Steuermitteln 136 für die Armdrehbewegung aufgenommen, um den Manipulatorarm im Arbeitsbetrieb in Übereinstimmung mit den programmierten Gruppenschweißbedingungen und Gruppenschweißmustern zu steuern.

Nachfolgend seien nun Aufbau und Arbeitsweise der Zusatzprogrammsteuereinrichtung anhand der Fig. 8 betrachtet. Der interne Speicher 300 der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 besitzt einen Festwertspeicherteil. Die gelesenen Daten erscheinen auf einem Sammelausgang 302, der über einen Ausgangssteuerkreis 304 während des Instruktionsbetriebes mit dem Sammeleingang 122 des Hauptdatenspeichers 120 verbunden ist. Des weiteren steht der Ausgang 302 mit einer Schweißbedingungsdecodierstufe 306 in Verbindung, die während der Programmüberprüfung, während des Instruktionsbetriebes und während des Arbeitsbetriebes in Funktion tritt, um die Anzeigelampen der verschiedenen Druckknopfkontakte für die Gruppeneinstellung der Zusatzprogrammsteuereinrichtung zu steuern.

Auf diese Weise werden die in der ersten Programmierphase eingestellten und während der darauffolgenden Programmüberprüfung und des Instruktionsbetriebes gelesenen Daten angezeigt, um den Vorprogrammierer bzw. den Programmierer bei der Instruktionsarbeit ins Bild zu setzen. Wie gesagt enthält jeder der Druckknopfkontakte 26, 28, 30 und 32 für die Gruppen I-IV des Schweißbedingungsfeldes 14 sowie jeder der beiden Druckknopfkontakte 44 und 46 für die beiden Gruppen A und B des Schweißmusterfeldes 16 eine Anzeigelampe, in Fig. 8 und IND I, IND II, IND III, IND IV, IND A und IND B bezeichnet. Nimmt der Schalter 24 der Zusatzprogrammsteuereinrichtung für die Programmüberprüfung oder die nachfolgende Verwendung die Stellung "Betrieb" ein, so werden die vier Anzeigelampen IND I, IND II, IND III und IND IV der Druckknopfkontakte für die Gruppenschweißbedingungen aufgrund der Decodierung der Daten vom Sammelausgang 302 über vier entsprechende Leitungen betätigt. Ebenso steuert ein Schweißmusteranzeigesteuerkreis 308 die Anzeigelampen IND A und IND B der Druckknopfkontakte 44 und 46 über entsprechende Leitungen nach Maßgabe der Daten am Ausgang 302. So leuchten, wenn der Vorprogrammierer in der ersten Programmphase die Gruppenschweißbedingung I und das Gruppenschweißmuster A ausgewählt hat, beim anschließenden Betriebszustand der Zusatzprogrammsteuereinrichtung vermittels der Decodierstufe 306 bzw. des Steuerkreises 308 die Anzeigelampen IND I und IND A auf, um zu veranschaulichen, ob die Dateneingabe korrekt war.

Jeder der Druckknopfkontakte 26-32, 44 und 46 sowie 20 und 22 enthält einen einpoligen Schaltkontakt 26S, 28S, 30S, 32S, 44S, 46S, 20S bzw. 22S mit je zwei Einzelkontakten a und b. Der Schaltkontakt 20S steuert einen Detektorkreis 310, der mit jeder Betätigung des Schaltkontakts ein STEP-Ausgangssignal liefert. Das STEP-Ausgangssignal wird auf einen Eingang eines ODER-Gatters 312 mit drei Eingängen gegeben, dessen weitere Eingänge ein TEACH WELD-Signal von dem Schweißsteuerdruckknopfkontakt 107 des Instruktionskopfes 100 bzw. ein WELD PWR-Signal von der Takt- und Steuerstufe 126 zugeführt erhalten. Bei Auftreten eines dieser drei Signale liefert das ODER-Gatter 312 an seinem Ausgang ein ENTER/STEP MEMORY ADDRESS-Signal an den Speicher 300, um damit die auf der Bedienungstafel der Zusatzprogrammsteuereinrichtung ausgewählten Daten einzuspeichern und in der Speicheradresse um einen Schritt fortzufahren.

Der Rückstelldruckknopfkontakt 22 steuert über den Schaltkontakt 22S einen Detektorkreis 314, so daß dieser ein RESET-Signal an den Speicher 300 liefert, um mit der Speicheradresse zu dem Ausgangsprogrammschritt, Schritt 0, zurückzukehren.

Jeder der Schaltkontakte 26S, 28S, 30S und 32S für die Schweißbedingungen ist mit einem Puffersperrkreis 320, 322, 324 bzw. 326 verbunden. Die Ausgänge dieser Puffersperrkreise stehen mit einem Schweißbedingungscodierkreis 328 in Verbindung, der einen bestimmten Schweißcode für jede der vier Gruppenschweißbedingungen I, II, III und IV auf zwei Ausgangsleitungen CWC hervorbringt, die zum Schreibeingang des Speichers 300 führen. Die Ausgänge der Puffersperrkreise 320, 322, 324 und 326 sind mit den Anzeigelampen IND I, IND II, IND III und IND IV verbunden. Diese Puffersperrkreise werden durch das STEP-Signal rückgestellt. So liefert nach Betätigung eines der Druckknopfkontakte 26, 28, 30 und 32 der betreffende Puffersperrkreis ein Ausgangssignal, welches in codierter Form als Dateneingangssignal auf den Leitungen CWC auftritt. Gleichzeitig bringt der Puffersperrkreis die Anzeigelampe des gerade betätigten Druckknopfkontaktes zum Aufleuchten. Diese Lampe leuchtet so lange, bis die betreffenden Daten in den Speicher eingegeben sind und vermittels des Druckknopfkontakts 20 zum nächsten Programmschritt übergegangen wurde.

Ähnlich ist jeder der beiden Druckknopfkontakte 44S und 46S über einen entsprechenden Decodierkreis 330 bzw. 332 mit einem Puffersperrkreis 334 bzw. 336 verbunden, der ein Schweißmuster- Datensignal WV-A bzw. WV-B an den Dateneingang des Speichers 300 liefert. Die Ausgänge der Puffersperrkreise 334 und 336 sind ebenso mit der Anzeigelampe IND A bzw. IND B verbunden, um diese zum Aufleuchten zu bringen, bis der betreffende Puffersperrkreis durch das STEP-Signal rückgestellt wird.

Im Arbeitsbetrieb dienen die Schweißbedingungs-Eingangssignale der Gruppen I, II, III und IV, die durch Decodierung vermittels der Takt- und Steuerstufe 126 aus den am Ausgang 124 des Hauptprogrammspeichers 120 erscheinenden Daten gewonnen werden, über einen Treiberkreis 340 dazu, die Anzeigelampen IND I, IND II, IND III und IND IV zum Aufleuchten zu bringen, sowie auf einer der betreffenden Schweißbedingungssignalleitungen ein durch Decodierung aus den Ausgangsdaten des Speichers 120 gewonnenes Signal auftritt. Ebenso erhält der Schweißmusteranzeigesteuerkreis 308 im Arbeitsbetrieb die Signale WV-A und WV-B vom Ausgang 124 des Hauptprogrammspeichers 120, um zu erkennen zu geben, welche Gruppendaten, diejenigen der Gruppe A oder diejenigen der Gruppe B, gerade gelesen werden. Der Anzeigesteuerkreis 308 und der Treiberkreis 340 erhalten jeweils das TEACH/PLBK-Signal von der Takt- und Steuerstufe 126. Der Schaltkontakt 24S des Moduswählschalters 24 ist mit einer Detektorstufe 342 verbunden, die ein den Lese- bzw. Schreibbetrieb des Speichers 300 bestimmendes RUN/PROGRAM-Signal liefert.

Der Speicher 300 besitzt einen Anzeige-Sammelausgang 344, worüber bei sämtlichen Betriebsarten oder -moden das Anzeigeorgan 18 gesteuert wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Programmschrittdaten aus dem Speicher 300 nicht in den Hauptprogrammspeicher 120 übernommen.

Jedes der Potentiometer 34, 36, 38 und 40 in Verbindung mit den Druckknopfschaltern 26, 28, 30 und 32 besitzt zwei Ausgangsklemmen a und b, die mit der Takt- und Steuerstufe 126 in Verbindung stehen, um die Taktfolgefrequenz zu steuern, wie nachfolgend in Verbindung mit der Beschreibung der Takt- und Steuerstufe 126 noch im einzelnen erläutert wird.

Ebenso besitzen auch die Potentiometer 48, 50 und 52 der Schweißmustergruppe A und die Potentiometer 56, 58 und 60 der Schweißmustergruppe B je zwei Ausgangsklemmen a und b, die jedoch mit dem Schweißmuster-Funktionsgenerator 170 und der Schweißmustersteuerschaltung verbunden sind. Das Amplitudeneinstell- und Anzeigeorgan 54 der Gruppe A und dasjenige, 62, der Gruppe B besitzen jeweils Datensammelausgänge für Zehner und Einer, 346 und 348 bzw. 350 und 352, die innerhalb der Schweißmustersteuerschaltung des Funktionsgenerators 170 verbunden sind. In einem bestimmten Fall enthält jeder der Ausgänge 346, 348, 350 und 352 vier Ausgangsleitungen für binärcodierte Daten, welche die mit den Organen 54 und 62 ausgewählten und angezeigten Amplitudenwerte angeben.

In Fig. 9 ist die Takt- und Steuerstufe 126 in Verbindung mit dem Instruktionskopf 100 usw. im einzelnen dargestellt. Der Instruktionskopf liefert vermittels des Instruktionsschalters 109 ein TEACH HEAD-Signal, wenn die Schweißpistole 104, gegenüber dem Arm 102 ihre zurückgezogene Instruktionsstellung einnimmt. Das TEACH HEAD-Signal und ein TEACH CONTROL-Signal von der Bedienungstafel 110 des Manipulators veranlassen eine Adressenschritt- und Steuerschaltung 400, ein TEACH HEAD RESET-Signal zu erzeugen, welches in der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 dazu dient, die Adresse des internen Speichers 300 zurückzustellen. Die Schaltung 400 besitzt einen Sammelausgang 402, auf dem ein MEMORY ADDRESS-Signal erscheint, mit dem der Adressenzustand des Hauptprogrammspeichers 120 gesteuert wird. Ein aus Impulsen bestehendes ADVANCE-Signal bringt die Schaltung 400 mit jedem aktiven Zustand dazu, das an ihrem Ausgang 402 erscheinende MEMORY ADDRESS- Signal in der Weise zu verändern, daß es zum nächsten Speicherplatz oder Programmschritt übergeht. Das ADVANCE-Signal (im bevorzugten Fall eine Impulsfolge) entstammt einem Adressenschrittsteuerkreis 404 aufgrund mehrerer Steuersignale und dient dazu, den Speicher 120 im Instruktionsbetrieb zur Aufzeichnung von Daten zu adressieren. Die Datenaufzeichnung wird entweder durch den Impulsgenerator 106 des Instruktionskopfes ausgelöst, wenn der Instruktionskopf über die Werkstückoberfläche hingeführt wird, oder durch die Zähler 210 (Fig. 5) der Steuermittel für die einzelnen Bewegungskoordinaten zur Datenaufzeichnung während eines Transferschrittes. Der Adressenschrittsteuerkreis 404 erzeugt das ADVANCE-Signal im Arbeitsbetrieb nachdem die Daten aus dem Speicher 120 gelesen wurden und die Antriebe der einzelnen Bewegungskoordinaten entsprechend tätig geworden sind.

Im einzelnen entstammt ein Eingangssignal des Adressenschrittsteuerkreises 404, das sog. ENABLE ADVANCE-Signal, einem ODER- Gatter 406 mit zwei Eingängen. Am ersten Eingang des ODER-Gatters 406 erscheint im Arbeitsbetrieb ein das ENABLE ADVANCE-Signal bestimmendes Signal aus einem UND-Gatter 408, dem zum einen das PLBK DATA COMPLETE-Signal von dem Impulsgenerator 224 der Antriebsmittel 136 für die Armdrehbewegung zugeführt wird und dessen zweiter Eingang das -Signal zugeführt erhält. Dieses letztgenannte Signal wird über einen Inverter 410 aus dem TEACH/PLBK-Signal erhalten.

Der zweite Eingang des ODER-Gatters 406, welches im Instruktionsbetrieb das ENABLE ADVANCE-Signal hervorbringt, erhält das Ausgangssignal eines UND-Gatters 412 mit zwei Eingängen. An einem dieser Eingänge erscheint das TEACH/PLBK-Signal und an dem anderen das Ausgangssignal einer monostabilen Kippschaltung 414, die im Instruktionsbetrieb einen bestimmten Ausgangsimpuls aufgrund einer Aufzeichnungsfolge hervorbringt. Die Kippschaltung 414 wird vom Ausgangssignal eines UND-Gatters 422 mit zwei Eingängen getriggert, dessen einer Eingang das Taktsignal ⌀₂ des Instruktionsmodus und dessen anderer Eingang ein REC-L-Signal empfängt. Dieses letztere Signal wird erzeugt aufgrund dreier Aufzeichnungssignale für den Instruktionsbetrieb, nämlich eines TEACH HEAD RECORD-Signals, des TEACH WELD-Signals und eines TRANSFER RECORD-Signals.

Das TEACH HEAD RECORD-Signal wird durch einen Datenaufzeichnungssteuerkreis 416 in Abhängigkeit von den Impulsen aus dem Impulsgenerator 106 des Instruktionskopfes erzeugt. D. h. der Kreis 416 empfängt ein Eingangssignal nach jedem durch das Führungsrad 105 (Fig. 3) zurückgelegten Weginkrement, um aufgrund dessen einen Ausgangssimpuls, das TEACH HEAD RECORD-Signal, hervorzubringen. Dieses Signal wird auf einen Eingang eines ODER- Gatters 418 mit drei Eingängen gegeben, um an dessen Ausgang ein RECORD-Signal hervorzubringen. Dieses RECORD-Signal gelangt an den Eingang eines Aufzeichnungshaltekreises 420, um dort das REC-L-Signal für das UND-Gatter 422 zu erzeugen, welches die monostabile Kippschaltung 414 triggert.

Das ODER-Gatter 418 erhält an seinen weiteren Eingängen das TEACH WELD-Signal und das TRANSFER RECORD-Signal. Das TRANSFER RECORD-Signal entstammt dem Ausgang eines UND-Gatters 426 mit vier Eingängen. Diese Eingänge empfangen die AXIS COUNTER FULL- Signale der Steuermittel 130, 132, 134 und 136 für die Armschwenkbewegung, die Armbeugebewegung, die Ein-/Ausfahrbewegung bzw. die Armdrehbewegung.

Auf diese Weise entstehen ein RECORD-Signal und ein REC-L-Signal, wenn irgend eines der TEACH HEAD RECORD-, TEACH WELD- und TRANSFER RECORD-Signale auftritt. Beim Erscheinen des nächstfolgenden Impulses in dem Taktsignal ⌀₂ wird die Kippschaltung 414 getriggert, um dann, wenn das TEACH/PLBK-Signal den Instruktionsbetrieb angibt, ein ENABLE ADVANCE-Signal an den Adressenschrittsteuerkreis 404 zu liefern. Dieser erzeugt aufgrund dieses ENABLE ADVANCE-Signals eine ADVANCE-Signalfolge, die am Ausgang 402 der Adressenschritt- und Steuerschaltung 400 eine Folge von Adressenschritten zur Steuerung des Speichers 120 hervorbringt, je einen für ein jedes ADVANCE-Signal.

Das ADVANCE-Signal gelangt weiterhin auf den Takteingang eines Multiplex-Decodierkreises 430. Der Adressenschrittsteuerkreis 404 erzeugt aufgrund eines ENABLE ADVANCE-Signals in einem bestimmten Ausführungsbeispiel eine Folge von fünf ADVANCE-Signalimpulsen, je einen für eine jede Bewegungskoordinate. Diese fünf ADVANCE-Signalimpulse dienen als Taktsignale für den Decodierkreis 430 und dazu, die Adressenschritt- und Steuerschaltung 400 weiterzuschalten. Des weiteren gelangt das ENABLE ADVANCE-Signal an den Dateneingang des Decodierkreises 430. Daher liefert dieser letztere fünf aufeinanderfolgende Impulse, je einen für eine jede Bewegungskoordinate, um damit die fünf Multiplexsteuerleitungen 140-148 zu speisen und auf diese Weise die Datenübertragung von den Ausgangspufferregistern der Steuermittel für die einzelnen Koordinaten, wie z. B. dem Pufferregister 216 (Fig. 5) für die Armdrehbewegung, über den Sammeleingang 122 in den Speicher 120 im Multiplexverfahren zu steuern. Weiterhin dienen die fünf Multiplexsignale auf den Leitungen 140- 148 dazu, im Arbeitsbetrieb die Datenübernahme aus dem Speicher 120 über den Sammelausgang 124 in die Steuermittel 130-138 für die einzelnen Koordinaten zu steuern.

Nach Erzeugung des vierten Multiplexsignals innerhalb des Multiplexzyklus erzeugt der Decodierkreis 430 ein RESET ADVANCE-Signal, um damit den Adressenschrittsteuerkreis 404 in die Lage zu versetzen, eine weitere Impulserzeugung nach dem fünften ADVANCE- Signalimpuls zu unterbinden. Auf diese Weise steuern das ADVANCE- Signal und die auf den Leitungen 140-148 auftretenden Multiplex- Steuersignale die Ein- und Ausspeicherung der Positionsdaten für die fünf Koordinaten seitens des Speichers 120 im Multiplexformat. Auf dem Sammelausgang 124 des Speichers 120 treten in Arbeitsbetrieb auch die beiden Gruppenschweißbedingungsdatenbits CWC-1¹ und CWC-2¹, das WELD/TRANSFER-Datenbit und die beiden Gruppenschweißmusterdatenbits WV-A ¹ und WV-B ¹ an vorbestimmten Adressenplätzen innerhalb der im Multiplexformat gelesenen Daten auf, wie vorausgehend bereits erwähnt. Das WELD/TRANSFER-Datenbit und die Gruppenschweißbedingungsdatenbits CWC-1¹ und CWC-2¹ finden in einem Pufferkreis 440 dazu Verwendung, die stabilen Schweißbedingungssignale CWC-1 und CWC-2 sowie das WELD PWR-Signal zu erzeugen. Des weiteren empfängt der Pufferkreis 440 hierzu die Multiplex-Steuersignale für die Armdrehbewegung und die Schweißpistolenbeugebewegung seitens der Leitungen 144 und 148.

Das WELD PWR-Signal dient dazu, den Adressenzustand des internen Speichers 300 der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 sowie das Schweißgerät zu steuern beispielsweise bezüglich Schweißspannung und Schweißdrahtvorschub.

Die Schweißbedingungssignale CWC-1 und CWC-2 finden als Eingangssignale für einen Decodierkreis 442 Verwendung, der daraus vier Schweißbedingungsgruppensignale, WELD COND I, II, III und IV erzeugt, wie vorausgehend bereits in Verbindung mit der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10 erörtert. Die Signale WELD COND I, II, III und IV werden u. a. entsprechenden Schweißbedingungssteuerkreisen 444, 446, 448 und 450 zugeleitet, von denen jeder die Zuschaltung eines der Potentiometer 34, 36, 38 und 40 für die Schweißbedingungen steuert. Zu diesem Zweck sind die Ausgänge der Steuerkreise 444-450 jeweils mit der Klemme a der Potentiometer verbunden, während die Klemmen b dieser Potentiometer gemeinsam mit einem Steuereingang des Taktgenerators 452 für den Arbeitsbetrieb in Verbindung stehen. Nach Auswahl eines der Potentiometer 34-40 über die zugehörigen Druckknopfkontakte, beispielsweise des Potentiometers 34 durch den Schweißbedingungssteuerkreis 444 aufgrund des Schweißbedingungssignals WELD COND I, wird der Taktgenerator 452 so gesteuert, daß er eine der Einstellung eben des Potentiometers 34 entsprechende Taktfrequenz hervorbringt. Diese Potentiometereinstellung ist zunächst durch den Vorprogrammierer in der ersten Programmierphase erfolgt und kann später im Instruktions- oder auch im Arbeitsbetrieb bedarfsweise geändert werden.

Der Steuereingang des Taktgenerators 452 ist des weiteren mit dem Ausgang eines Transfersteuerkreises 454 verbunden, der ein etwa auf der Bedienungstafel 110 des Manipulators angeordnetes Potentiometer enthält, um damit die Taktfolgefrequenz des Taktgenerators 452 für die Transferschritte sowie ggf. auch für den Schnelldurchlauf zur Programmüberprüfung zu steuern. Zu diesem Zweck gelangen an den Transfersteuerkreis 454 das WELD/TRANSFER-Signal wie auch ein JOG-Signal seitens der Bedienungstafel 110. Das Ausgangssignal des Taktgenerators 452 fließt über die Leitung 226 den Impulsgeneratoren innerhalb der Steuermittel 130-136 für die einzelnen Koordinaten, wie z. B. dem Impulsgenerator 224 (Fig. 5) zu.

Als weiteres Eingangssignal erhält der Taktgenerator 452 ein DISABLE HOLD-Signal vom Ausgang eines ODER-Gatters 456, womit die Erzeugung weiterer Taktimpulse unterbunden wird. Das ODER- Gatter 456 besitzt vier Eingänge, die ein dem Schweißmuster- Funktionsgenerator 170 entstammendes END DWELL-Signal, das HOLD-Signal von der Bedienungstafel 110, das Ausgangssignal eines Startverzögerungssteuerkreises 458 bzw. ein WELD INHIBIT-Signal aus dem Schweißgerät empfangen, welches dort aufgrund bestimmter Bedingungen erzeugt wird. Der Startverzögerungssteuerkreis 458 liefert ein Sperrsignal an den Taktgenerator 452 für ein Zeitintervall, welches bestimmt wird von der Einstellung des Potentiometers 42 (Fig. 1 und 8), welches zu diesem Zweck an einem Zeitsteuereingang des Kreises 458 liegt. Des weiteren wird der Kreis 458 durch das WELD PWR-Signal gesteuert.

Der in Fig. 10 genauer dargestellte Schweißmuster-Funktionsgenerator 170 liefert im Arbeitsbetrieb, wenn das am Ausgang 124 auftretende Speicherausgangssignal in Verbindung mit einer bestimmten Adresse entsprechende Schweißbedingungsdaten WV-A ¹ oder WV-B ¹ enthält, eine Impulsfolge, womit ein bestimmtes, der im Instruktionsbetrieb programmierten Schweißbahn überlagertes Schweißmuster nach Maßgabe der mittels der Einstellorgane 48- 62 eingestellten Schweißmusterparameter erzeugt wird.

Genauer gesagt werden die Daten WV-A ¹ und WV-B ¹ einem Pufferkreis 500 zugeführt, der von der Ausgangsschaltung gesteuert wird, welche die stabilen Gruppensignale WV-A und WV-B erzeugt. Diese Signale bleiben bestehen, nachdem das betreffende Signal WV-A ¹ bzw. WV-B ¹ aus dem Speicher gelesen wurde, so lange wie die Daten in aufeinanderfolgenden Speicherplätzen das WV-A ¹- bzw. das WV-B ¹-Signal enthalten. Das WV-A-Signal wird auf einen Seitenverweilsteuerkreis 502 der Gruppe A, einen Mittenverweilsteuerkreis 504 der Gruppe A und einen Geschwindigkeitssteuerkreis 506 der Gruppe A gegeben. Diese drei Steuerkreise sind jeweils mit der Klemme A der Potentiometer 52, 50 und 48 verbunden. Die Klemme b des Potentiometers 48 für die Geschwindigkeit der Gruppe A steht mit dem Zeitsteuereingang eines Schweißmustertaktgenerators 508 in Verbindung, der an seinem Ausgang ein WEAVE CLOCK-Signal, d. h. eine Impulsfolge erzeugt, mit welcher ein Schweißmust 24543 00070 552 001000280000000200012000285912443200040 0002002905487 00004 24424ergeschwindigkeitssteuerkreis 510 des Funktionsgenerators 170 gesteuert wird.

Ebenso gelangt das WV-B-Signal an einen Geschwindigkeitssteuerkreis 510′ der Gruppe B, der über das Potentiometer 56 für die Geschwindigkeitseinstellung der Gruppe B mit dem Zeitsteuereingang des Taktgenerators 508 verbunden ist. Wird aus dem Speicher 120 ein Gruppenschweißmustersignal gelesen, so tritt dementsprechend entweder der Geschwindigkeitssteuerkreis 506 oder der Geschwindigkeitssteuerkreis 510′ in Funktion, um das betreffende Potentiometer 48 oder 56 mit dem Zeitsteuereingang des Taktgenerators 508 zu verbinden.

Des weiteren wird das WV-B-Signal einem Seitenverweilsteuerkreis 512 und einem Mittenverweilsteuerkreis 514 der Gruppe B zugeführt. Der Mittenverweilsteuerkreis 514 steht über das Potentiometer 58 mit einem Zeitsteuereingang einer Mittenverweilzeitsperrstufe 516 in Verbindung. Ebenso ist der Mittenverweilsteuerkreis 504 der Gruppe A über das Potentiometer 50 mit dem Zeitsteuereingang der Sperrstufe 516 verbunden. Die Seitenverweilsteuerkreise 502 und 512 der Gruppe A und B stehen über das Potentiometer 52 bzw. das Potentiometer 60 mit dem Zeitsteuereingang einer Seitenverweilzeitsperrstufe 520 in Verbindung.

So steuert, wenn eines der beiden Gruppenschweißmustersignale WV-A und WV-B aus dem Speicher gelesen wird, das Potentiometer 48 bzw. das Potentiometer 56 den Taktgenerator 508, das Potentiometer 50 bzw. 58 die Mittenverweilzeitsperrstufe 516 und das Potentiometer 52 bzw. 60 die Seitenverweilzeitsperrstufe 520. Der Pufferkreis 500 besitzt einen Sperreingang, über den die WV-A- und WV-B-Signale wirkungslos gemacht werden können, sobald darauf ein Sperrsignal aus einem Schweißmusterendsteuerkreis 522 eintrifft, der hierzu über einen Druckknopfkontakt 524 steuerbar ist.

Die Seitenverweilzeitsperrstufe 520 erzeugt nach Auftreten eines END POINT DETECT-Signals an ihrem Eingang ein INHIBIT SYSTEM PLAYBACK CLOCK-Signal für ein vorbestimmtes Zeitintervall, welches bestimmt wird von dem an ihrem Zeitsteuereingang eintreffenden Signal aus dem Potentiometer 52 bzw. 60. Das INHIBIT SYSTEM PLAYBACK CLOCK-Signal gelangt auf einen Eingang eines ODER-Gatters 526 mit zwei Eingängen, dessen Ausgangssignal auf einen Sperreingang des Taktgenerators 508 gegeben wird. Der zweite Eingang des ODER-Gatters 526 steht mit dem Ausgang der Mittenverweilzeitsperrstufe 516 in Verbindung. Diese liefert ein Sperrsignal für ein vorbestimmtes Zeitintervall in Abhängigkeit von der Einstellung des betreffenden Potentiometers 50 bzw. 58 nach Eintreffen eines ZERO DET-Signals.

Das auf die Seitenverweilzeitsperrstufe 520 gegebene END POINT DETECT-Signal und das ZERO DET-Signal an der Mittenverweilzeitsperrstufe 516 werden von dem Schweißmustergeschwindigkeitssteuerkreis 510 erzeugt zum Zeitpunkt der Endpunkte bzw. der Mittelpunkte oder Nulldurchgänge in dem Schweißmuster.

Der Schweißmustergeschwindigkeitssteuerkreis 510 wird gesteuert über die Sammelausgänge von den Amplitudeneinstellorganen 54 und 62 der Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10. Der Sammelausgang 346 für die Zehner des Amplitudeneinstellorgans 54 der Gruppe A und der Sammelausgang 352 für die Zehner des Amplitudeneinstellorgans 62 der Gruppe B sind mit je einem Eingang eines digitalen Amplitudenwählkreises 530 verbunden, während der Sammelausgang 348 für die Einer des Amplitudeneinstellorgans 54 der Gruppe A und der Sammelausgang 350 für die Einer des Amplitudeneinstellorgans 62 der Gruppe B jeweils mit einem Dateneingang eines digitalen Amplitudenwählkreises 532 in Verbindung stehen. Jeder der beiden Amplitudenwählkreise 530 und 532 erhält ferner als Steuersignal die Schweißmustergruppendatensignale WV-A und WV-B. Je nach dem augenblicklichen Zustand dieser beiden Signale bringen die beiden Amplitudenwählkreise 530 und 532 an ihren Ausgängen 534 und 536 Zehner- und Einerinformationen der Gruppe A oder der Gruppe B hervor.

Der Ausgang des Amplitudenwählkreises 530 für die Zehner steht mit einem Eingang eines digitalen Zehnervergleichers 538 und der Ausgang 536 des Amplitudenwählkreises 532 für die Einer mit einem Eingang eines digitalen Einervergleichers 540 in Verbindung. Der zweite Eingang des Zehnervergleichers 538 ist mit den Datenausgängen eines Zehnerzählers 542 und der zweite Eingang des Einervergleichers 540 mit den Datenausgängen eines Einerzählers 544 verbunden.

Jeder der beiden Vergleicher 538 und 540 vergleicht die betreffenden Eingangssignale auf digitalem Wege und erzeugt an seinem Ausgang 546 bzw. 548 ein Signal nach Maßgabe des Ergebnisses dieses Vergleiches. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel liefern die beiden Vergleicher 538 und 540 dieses Signal auf zwei digitalen Leitungen, von denen eine dann aktiv ist, wenn das erste zum Vergleich eingegebene Signal größer als das zweite ist, während die zweite Ausgangsleitung dann aktiv ist, wenn das zweite der eingegebenen Signale größer ist als das erste. Alternativ hierzu können die beiden Vergleicher auch jeweils nur ein einzelnes Signal hervorbringen, welches die Qualität der beiden Eingangssignale anzeigt.

Auf jeden Fall stehen die Ausgänge 546 und 548 der beiden Vergleicher 538 und 540 jeweils mit einem Eingang eines Amplitudenvergleichers 550 in Verbindung, der an seinem Ausgang ein EQUALTY-Signal hervorbringt, wenn die beiden Eingangssignale gleich sind. D. h., daß der Amplitudenvergleicher 550 an seinem Ausgang ein Impulssignal erzeugt, wenn die Ausgangssignale des Zehnerzählers 542 und des Einerzählers 544 jeweils für sich den Zehner- und Einersignalen aus dem Amplitudeneinstellorgan 54 bzw. 62 gleich sind, je nach dem Auftreten eines WV-A- oder eines WV-B-Signals.

Nach Erzeugung des EQUALITY-Signals liefert ein Nullwertdetektor 552, der das EQUALITY-Signal an seinem Takteingang empfängt, entweder an einem ersten Ausgang ein ZERO DET-Signal oder an einem zweiten Ausgang ein END POINT DET-Signal, je nach dem vorausgehenden Zustand des Nullwertdetektors. Dieser vorausgehende Zustand des Nullwertdetektors wird durch eine Schweißmusteranfangsinformation bestimmt und ändert sich danach abwechselnd mit jedem der aufeinanderfolgenden EQUALITY-Signalimpulse an seinem Takteingang.

Die Schweißmusteranfangsinformation entstammt einem Schweißmusterstart-/ Stoppsteuerkreis 554, der ein WEAVE SEQUENCE INIT-Signal erzeugt. Der Steuerkreis 554 erhält an einem ersten Eingang das Taktsignal aus dem Taktgenerator 508 und an einem zweiten Eingang das EQUALITY-Signal aus dem Amplitudenvergleicher 500. Des weiteren wird er von den Gruppensignalen WV-A und WV-B gesteuert. An einem weiteren Eingang des Steuerkreises 554 liegt das ZERO DET-Signal an.

Das WEAVE SEQUENCE INIT-Signal, ein Impulssignal, wird erzeugt, mit der ersten positiven Flanke des WV-A bzw. WV-B-Signals. Es wird des weiteren als Rückstellsignal dem Zehnerzähler 542 und dem Einerzähler 544 sowie als Bereitstellungssignal einem Richtungssteuerkreis 556 zugeführt. Wurden die Zähler 542 und 544, der Nullwertdetektor 552 und der Richtungssteuerkreis 556 aufgrund des Auftretens eines WV-A- oder WV-B-Signals entsprechend gesetzt, so erzeugt der Start-/Stopp-Steuerkreis 554 ein dem Takteingang des Einerzählers 544 zugeleitetes ENABLE WEAVE CLOCK-Signal, das dort in Abhängigkeit von dem Taktsignal aus dem Taktgenerator 508 Taktimpulse hervorbringt. D. h. der Zähler 544 wird mit jedem Impuls des ENABLE WEAVE CLOCK- Signals getriggert, wodurch das digitale Ausgangssignal des Zählers jeweils um eine binäre Einheit vorrückt.

Der Einerzähler 544 bringt auch einen WEAVE CONT-Impuls hervor, der an einen Eingang einer Schweißmusterimpulskombinationsstufe 560 gelangt. Mit jedem Impuls aus dem Start-/Stopp-Steuerkreis 554 rückt der Zähler an seinem digitalen Ausgang vor. Er ist mit dem Zehnerzähler 542 in Kaskadenform verbunden. Auf diese Weise zählt der Zehnerzähler 542 jeden zehnten der am Einerzähler 544 eintreffenden Taktimpulse. Beide Zähler zählen so lange, bis die Vergleicher 540 und 542 Übereinstimmung mit den entsprechenden Werten feststellen, die durch das Amplitudeneinstellorgan 54 oder 62, je nach dem Auftreten des WV-A- oder des WV-B-Signals, angegeben werden.

Sobald diese Übereinstimmung besteht, wird vom Amplitudenvergleicher 550 das EQUALITY-Signal erzeugt. Dies bedeutet eine Auslenkung der Schweißpistolenspitze nach rechts entsprechend dem Bewegungsabschnitt 81 gemäß Fig. 6 bis zum Scheitel 73 bis zur maximalen Auslenkung 70. Da der Nullwertdetektor 552 anfangs auf den Nullwert gebracht wird, was der Erzeugung des ersten EQUALITY-Signals in der Schweißmusterdatenfolge entspricht, bringt der Nullwertdetektor das END POINT DET-Signal hervor. Dieses Signal gelangt an den Takteingang des Richtungssteuerkreises 556, welcher in einer bestimmten Ausführungsform zunächst auf positive Auslenkungsrichtung eingestellt ist. An diesem Punkt ändert sich der Zustand des am Ausgang des Kreises 556 erscheinenden WEAVE DIRECTION-Signals um nun die entgegengesetzte Richtung zu bezeichnen.

Das EQUALITY-Signal dient dem Steuerkreis 554 weiterhin dazu, ein WEAVE SEQUENCE INIT-Signal zu erzeugen, mit welchem der Zehnerzähler 542 und der Einerzähler 544 rückgestellt werden, worauf sie erneut zu zählen beginnen bis zur voreingestellten Scheitelauslenkung oder -amplitude, welche durch die Signale auf den Sammelausgängen 534 und 536 angegeben wird. Während die Zähler in negativer Richtung zählen, kehrt die Schweißpistolenspitze entlang dem Bewegungsabschnitt 83 (Fig. 6) zur Mitte hin zurück. Wurde mit einem der Potentiometer 52 oder 60 eine Seitenverweilzeit eingestellt, so liefert die Seitenverweilzeitsperrstufe 520 nach Erhalt des END POINT DETECT-Signals aus dem Nullwertdetektor ein INHIBIT SYSTEM PLAYBACK CLOCK-Signal, aufgrund dessen sowohl der Taktgenerator 452 für den Arbeitsbetrieb (Fig. 9) als auch - über das ODER-Gatter 526 - der Schweißmustertaktgenerator 508 ihre Arbeit einstellen. Auf diese Weise verweilt die Spitze der Schweißpistole am Scheitel 73 (Fig. 6) für einen vorbestimmten Zeitraum, welcher sich durch die Einstellung des Potentiometers 50 bzw. 58 im Schweißmusterfeld 16 der Zusatzprogrammsteuereinrichtung bestimmt.

Nachdem die Zähler 542 und 544 nach Wiederaufnahme ihrer Arbeit den maximalen Zählwert erreicht haben, tritt wieder das EQUALITY-Signal auf, wodurch der Nullwertdetektor 552 seinen Zustand ändert, wobei er ein ZERO DET-Signal erzeugt. Dieses zeigt an, daß die Spitze der Schweißpistole in diesem Augenblick die Mittelposition 76 (Fig. 6) erreicht hat. In diesem Augenblick wird vom Start-/Stopp-Steuerkreis 554 wiederum ein WEAVE SEQUENCE INIT-Signal erzeugt, womit die Zähler 542 und 544 rückgestellt werden, um erneut zählen zu können.

Wurde eine Mittenverweilzeit programmiert, so sperrt die Mittenverweilzeitsperrstufe 516 in diesem Augenblick aufgrund des ZERO DET-Signals den Taktgenerator 508 für einen vorbestimmten Zeitraum entsprechend der Einstellung mittels des zuständigen der beiden Potentiometer 52 und 60 in dem Schweißmusterfeld 16. Da jedoch der Taktgenerator 452 in diesem Falle weiterläuft, bewegt sich auch die Spitze der Schweißpistole entlang dem Abschnitt 76 auf der Mittellinie der Schweißbahn in Richtung des Pfeiles 74 (Fig. 6) weiter.

Nach Ablauf der eingestellten Mittenverweilzeit gibt die Mittenverweilzeitsperrstufe 516 den Taktgenerator 508 wieder frei, womit der Zähler 544 weitere Taktimpulse erhält und die beiden Zähler 542 und 544 weiterzählen. Dies entspricht der Bewegung entlang dem Abschnitt 85 (Fig. 6) in negativer Richtung, d. h. nach links in Fig. 6. Dabei bleibt das WEAVE DIRECTION-Signal so lange unverändert, wie die Bewegung über den Mittenverweilzeitabschnitt 76 hinweg bis zum Scheitel 73 erfolgt.

Erreichen die Zähler 542 und 544 wiederum den Zählzustand, an welchem die Vergleicher 538 und 540 Übereinstimmung mit der eingestellten Amplitude feststellen, so ändert das dann erneut auftretende EQUALITY-Signal den Zustand des Nullwertdetektors 552 von Nulldurchgangszustand zum Endpunktzustand.

Aufgrund dessen veranlaßt nun das END POINT DET-Signal den Richtungssteuerkreis 556, erneut zur positiven Richtung (nach rechts gerichtete Bewegung in Fig. 6) überzugehen. Die beiden Zähler 542 und 544 werden rückgestellt und beginnen erneut zu zählen. Diesmal jedoch erfolgt die Bewegung der Schweißpistolenspitze vom Scheitel 73 aus entlang dem Abschnitt 80 (Fig. 6) nach rechts, zurück zur Mittellinie. Bei erneutem Auftreten des EQUALITY-Signals, wenn die Zähler 542 und 544 ihren maximalen Zählwert erreichen, bringt der Nullwertdetektor 552 das ZERO DET-Signal hervor, und, sofern programmiert, wird die Mittenverweilzeitsperrstufe 516 aktiv, um eine Bewegung entlang dem Mittenverweilzeitabschnitt 76 hervorzurufen.

Diese Vorgänge wiederholen sich so lange, wie aus dem Speicher 120 ein WV-A- oder ein WV-B-Signal gelesen wird. Bei jedem Erscheinen des EQUALITY-Signals ändert der Nullwertdetektor 552 seinen Zustand, wobei er abwechselnd vom Nullwertzustand zum Endpunktzustand und umgekehrt übergeht. Der Richtungssteuerkreis 556 ändert seinen Zustand aufgrund eines jeden END POINT DET-Signals, d. h. mit jedem zweiten EQUALITY-Signal.

Am Ende einer programmierten Schweißbahn mit Schweißmuster tritt aufgrund des Ausbleibens weiterer WV-A- oder WV-B- Signale am Speicherausgang 124 eine "Ende Schweißmuster"- Information auf. Diese entstammt dem Schweißmusterstart-/ Stopp-Steuerkreis 554 aufgrund des auf die letzte abfallende Flanke des vorausgehenden WV-A- bzw. WV-B-Signals aus dem Pufferkreis 500 folgenden ZERO DET-Signals. Die erste Datenleseadresse, bei welcher das betreffende WV-A- oder WV-B- Signal nicht mehr auftritt, gibt den ersten Datenspeicherplatz eines "Ende Schweißmuster"-Schrittes an, welcher auf einen vorausgehenden Schweißprogrammschritt folgt. Auf diese Weise tritt die "Ende Schweißmuster"-Information, welche den Zeitraum zwischen der abfallenden Flanke des letzten WV-A- WV-B-Signals über bestehen bleibt, während der Zeit des "Ende Schweißmuster"-Schrittes auf. Der Zeitraum eines "Ende Schweißmuster"-Schrittes ist etwa gleich demjenigen des PLBK DATA COMPLETE-Signals, welches eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen des Taktsignals für den Arbeitsbetrieb enthält.

Die Schweißmusterimpulskombinationsstufe 560 dient dazu, das WEAVE CONT-Impulssignal, das WEAVE DIRECTION-Signal, das am Ausgang 180 des Impulsgenerators 224 (Fig. 5) auftretende Steuersignal für die Armdrehbewegung und das Richtungssignal für die Armdrehbewegung seitens der Steuermittel 136 für die Armdrehbewegung miteinander zu kombinieren. Die Kombinationsstufe 560 erzeugt aufgrund der Instruktionstaktsignale ⌀₁ und ⌀₂ eine Folge von Steuerimpulsen an einem ersten Ausgang 172 für die positive Richtung bzw. einem zweiten Ausgang 174 für die negative Richtung. Die Steuerimpulse für die Armdrehbewegung werden unter Steuerung des Taktsignals ⌀₁ und der unter Steuerung durch das Taktsignal ⌀₂ erzeugten Schweißmustersteuerimpulse erzeugt, um einen geeigneten Impulsabstand sicherzustellen. Die Ausgänge 172 und 174 sind mit der Antriebstreiberstufe 230 für die Armdrehbewegung verbunden. Das betreffende Schweißmuster ist durch die eingestellten Endverweilzeit-, Mittenverweilzeit-, Geschwindigkeits- und Amplitudenparameter festgelegt und wird durch die Zeitfolge und die Anzahl der WEAVE CONT-Impulse ausgedrückt.

Im einzelnen werden die Steuerimpulse für die Armdrehbewegung vom Ausgang 180 des Impulsgenerators 224 innerhalb der Steuermittel 136 innerhalb der Kombinationsstufe 560 über einen Schweißmustersteuerkreis 562 einem Eingang eines UND-Gatters 564 mit zwei Eingängen zugeleitet.

Der Schweißmustersteuerkreis 562 ist beispielhaft für eine andere Ausführungsform, wobei das Signal vom Ausgang 180 über den Ausgang 182 in unmodifizierter Form an den Richtungswählschalter 228 der Steuermittel 136 für die Armdrehbewegung zurückgegeben wird, wenn kein Schweißmuster programmiert wurde. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Schweißmustersteuerkreis 562 indessen nicht erforderlich, und die Steuerimpulse für die Armdrehbewegung aus dem Impulsgenerator 224 gelangen über die Schweißmusterimpulskombinationsstufe 560 an die Ausgänge 172 und 174, gleichgültig ob ein Schweißmuster programmiert wurde oder nicht.

Das zweite Eingangssignal des UND-Gatters 564 ist das Taktsignal ⌀₁, welches dazu Verwendung findet, die Steuerimpulse für die Armdrehbewegung mit den Schweißmustersteuerimpulsen abwechseln zu lassen. Auf diese Weise treten die Steuerimpulse für die Armdrehbewegung aus dem Impulsgenerator 224 und die Schweißmustersteuerimpulse aus dem Einerzähler 544 des Geschwindigkeitssteuerkreises 510′ stets zu bestimmten Zeiten innerhalb eines jeden durch den Taktgenerator 424 angegebenen Zyklus und nie gleichzeitig oder so dicht hintereinander auf, daß damit die Wirksamkeit der einzelnen Impulse infrage gestellt würde.

Der Ausgang des UND-Gatters 564 ist mit einem Eingang eines UND-Gatters 566 mit zwei Eingängen verbunden, dessen anderer Eingang das CW/CCW DIRECTION-Signal aus den Steuermitteln 136 für die Armdrehbewegung empfängt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 566 ist das über den Ausgang 172 der Antriebstreiberstufe 230 zugeleitete Steuersignal für die positive Richtung. Das CW/CCW DIRECTION-Signal für die Armdrehbewegung wird weiterhin über einen Inverter 568 einem Eingang eines UND-Gatters 570 mit zwei Eingängen zugeleitet, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des UND-Gatters 564 verbunden ist. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 570 bildet das negative Richtungssteuersignal am Ausgang 174.

Das WEAVE CONT-Impulssignal vom Einerzähler 544 gelangt an einen Eingang eines UND-Gatters mit zwei Eingängen, auf dessen zweiten Eingang das Taktsignal ⌀₂ aus dem Taktgenerator 424 gegeben wird. Der Ausgang dieses UND-Gatters steht mit einem Eingang eines UND-Gatters 574 mit zwei Eingängen in Verbindung, dessen zweiter Eingang das WEAVE DIRECTION- Signal vom Richtungssteuerkreis 556 zugeführt erhält. Der Ausgang des UND-Gatters 574 ist ebenfalls mit dem Ausgang 172 verbunden. Weiterhin steht der Ausgang des UND-Gatters 572 auch mit einem Eingang eines UND-Gatters 576 mit zwei Eingängen in Verbindung, dessen zweiter Eingang über einen Inverter 578 das WEAVE DIRECTION-Signal erhält. Der Ausgang des UND-Gatters 576 ist gleichfalls mit dem Ausgang 174 verbunden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel löst die Zusatzprogrammsteuereinrichtung 10, nachdem ihr interner Speicher 300 zum letzten in der ersten Programmierphase programmierten Adressenschritte, Schritt 11 nach der vorausgehend wiedergegebenen Tabelle, übergegangen ist, eine zum automatischen Anhalten dienende sog. AUTOHOLD-Impulsfolge aus, die im Instruktionsbetrieb aufgezeichnet wurde. Dies wird erreicht durch Aufzeichnen der höchsten Programmschrittnummer (beispielsweise 11) in dem Speicher 300 und Vergleichen derselben im Arbeitsbetrieb mit der Nummer eines jeden der aufeinanderfolgenden Programmschritte. Wird bei diesem Vergleich Übereinstimmung festgestellt, so bedeutet dies, daß eben jetzt aus dem Speicher 300 der letzte Programmschritt (Programmendeschritt 11) gelesen wird. Die Übereinstimmung dient nun dazu, nach dem Auftreten eines geeigneten Zeitsignals, wie z. B. des PLBK DATA COMPLETE-Signals, einen Stoppzustand hervorzurufen, der bewirkt, daß der Manipulator in der Ausgangs- oder Bereitschaftsstellung stehen bleibt.

Claims (14)

1. Programmierbarer Manipulator mit einem in mehreren Koordinaten beweglichen Arm (102), einer in Abhängigkeit von in einer Instruktionsphase willkürlich herbeigeführten Bewegungen des Armes arbeitenden Programmsteuerung (120, 126, 130-134), in der eine Reihe digitaler Signale entsprechend einzelnen Punkten der betreffenden Bewegungsbahnen eines Arbeitsspiels als Steuersignale speicherbar sind, von diesen Steuersignalen gesteuerten Antriebsmitteln (160-166) zur automatischen Bewegung des Armes entsprechend den genannten Bewegungsbahnen im Arbeitbetrieb des Manipulators und einer Eingabemöglichkeit für zusätzliche Steuersignale zu bestimmten der genannten Bewegungsbahnen außerhalb der Instruktionsphase, die in Verbindung mit den zugehörigen Bewegungsbahnen gespeichert und im Programmablauf abgerufen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Steuersignale die Bewegungen des Armes mitbestimmende Steuerparameter einschließen, daß die Eingabemöglichkeit dieser Steuerparameter in einer mit der Programmsteuerung (120, 126, 130-134) verbundenen Zusatzprogrammsteuereinrichtung (10) verwirklicht ist, die noch vor der Instruktionsphase und unabhängig von dieser in Funktion setzbar ist und dazu Mittel (34-40, 48-52, 56-60, 300) zur Eingabe und Speicherung der Steuerparameter in einem durch die Folge der zugehörigen Bewegungsbahnen bezeichneten Format aufweist, und daß die damit eingegebenen Steuerparameter in der Instruktionsphase in Verbindung mit den betreffenden Steuersignalen zur gemeinsamen Verwendung im Arbeitsbetrieb in den Hauptspeicher (120) der Programmsteuerung eingebbar sind.

2. Manipulator nach Anspruch 1, bei dem der Arm (102) im Arbeitsbetrieb an seinem Ende eine Schweißpistole (104) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß über die Zusatzprogrammsteuereinrichtung (10) eingebbare Steuerparameter verschiedenen Schweißvorschubgeschwindigkeiten entsprechen, mit denen die Schweißpistole (104) entlang den betreffenden Bewegungsbahnen zu bewegen ist.

3. Manipulator nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Arm (102) im Arbeitsbetrieb an seinem Ende eine Schweißpistole (104) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß über die Zusatzprogrammsteuereinrichtung (10) eingebbare Steuerparameter eine zur Erzielung eines Schweißmusters quer zu der jeweiligen Bahnbewegung gerichtete Oszillationsbewegung der Schweißpistole bestimmen.

4. Manipulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß über die Zusatzprogrammsteuereinrichtung (10) eingebbare Steuerparameter bestimmte Geschwindigkeiten der Oszillationsbewegung angeben.

5. Manipulator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß über die Zusatzprogrammsteuereinrichtung (10) eingebbare Steuerparameter bestimmte Verweilzeiten für die Schweißpistole (104) am Ende und/oder in der Mitte der einzelnen Oszillationsausschläge angeben, wobei die Bahnbewegung des Manipulators während der Verweilzeitintervalle unterbunden ist.

6. Manipulator nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß über die Zusatzprogrammsteuereinrichtung (10) eingebbare Steuerparameter bestimmte Amplituden der Oszillationsbewegung angeben.

7. Manipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Arm (102) im Arbeitsbetrieb an seinem Ende eine Schweißpistole (104) trägt, gekennzeichnet durch eine Schweißoszillationssteuereinrichtung (170) zur Erzeugung einer der betreffenden programmgesteuerten Bewegung des Armes im Arbeitsbetrieb überlagerten Oszillationsbewegung zur Erzeugung eines Schweißmusters.

8. Manipulator nach einem der Ansprüche 3-6 in Verbindung mit Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißoszillationssteuereinrichtung (170) über die Zusatzprogrammsteuereinrichtung (10) steuerbar ist.

9. Manipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Zusatzprogrammsteuereinrichtung (10) Gruppensteuerungsdaten entsprechend verschiedenen jeweils für eine Gruppe von Schweißschritten festeingestellten Steuerparametern zusammen mit den Positionsdaten der betreffenden Programmschritte in den Hauptprogrammspeicher (120) des Manipulators übertragbar sind und diese Gruppensteuerdaten beim Lesen aus dem Speicher die Bereitstellung der betreffenden Steuerparameter für die Steuerung der Antriebsmittel (160-168) bewirken.

10. Manipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Zusatzprogrammsteuereinrichtung (10) mit der Programmsteuerung auftrennbar ausgeführt ist.

11. Manipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein in der Instruktionsphase am Ende des Armes (102) angebrachtes Führungsrad (105) sowie einen davon gesteuerten Impulsgenerator (106), der in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Rades Steuerimpulse für die Einspeicherung der digitalen Signale erzeugt.

12. Manipulator nach Anspruch 11, bei dem der Arm (102) an seinem Ende eine Schweißpistole (104) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrad (105) auf der Schweißpistole anbringbar ist.

13. Manipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (102) im Instruktionsbetrieb von Hand beweglich ist.

14. Manipulator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß derArm (102) in an sich bekannter Weise mit Codierern (150-154) für eine jede seiner Bewegungskoordinaten gekuppelt ist und die gespeicherten digitalen Signale den Codierern in Abhängigkeit von der manuellen Bewegung des Armes entstammen.