DE3208433A1

DE3208433A1 - Steuervorrichtung fuer arbeitsautomaten

Info

Publication number: DE3208433A1
Application number: DE19823208433
Authority: DE
Inventors: Haruki Nagoya Aichi Ando
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-03-09
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1983-04-21
Also published as: SE453972B; JPS57149181A; SE8201353L

Description

Steuervorrichtung für Arbeitsautomaten
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Arbeitsautomaten bzw. sog. "Roboter" unter Verwendung eines Vorgabe-oder Eingabewiedergabesystems für die sog. Punktsteuerung, bei der ein Arbeitsautomat automatisch und aufeinanderfolgend einer Anzahl von gespeicherten Punkten folgt, um beispielsweise Lichtbogenschweißarbeiten auszuführen. Insbesondere betrifft die Erfindung Verbesserungen an einem in der Steuervorrichtung enthaltenen Vorgabe- bzw. Eingabekasten (teaching box).
In jüngster Zeit sind verbreitet Arbeitsautomaten eingeführt worden, mit denen z.B. das Lichtbogenschweißen von Stahlblechen automatisiert und der entsprechende Arbeitsaufwand verringert werden soll. Derartige Arbeitsautomaten arbeiten nach dem Vorgabe- oder Programmierwiedergabesystem (teaching playback system) mit Punktsteuerung. Bisherige Schweißautomaten der angegebenen Art bestehen aus einem Haupt-Körper mit einem an einer Extremität bzw. Arm vorgesehenen Schweißbrenner oder -kopf, einer Steuerkonsole zur Steuerung der Schweißvorgänge und dem Vorgabe- oder Eingabekasten (Pro- grammierkasten). Letzterer führt über die Steuerkonsole in der Vorgabebetriebsart den Schweißbrenner aufeinanderfolgend zu mehreren Punkten auf einer Schweißlinie am jeweiligen Werkstück und speichert Positions- oder Ortsdaten für diese Punkte nacheinander in einem in der Steuerkonsole vorgesehenen Speicher ab. In der Prüfbetriebsart führt die Steuerkonsole den Schweißbrenner fortlaufend in Übereinstimmung mit den im Speicher abgespeicherten Ortsdaten, um diese Daten, ausgehend von einem Anfangspunkt, nacheinander zu bestätigen.
Wenn ein solcher Punkt auf einen anderen, für günstiger erachteten Einzelpunkt auf der Schweißlinie korrigiert werden soll, bewirkt der Vorgabekasten im Zusammenwirken mit der Steuerkonsole die Führung des Schweißbrenners zu diesem anderen Einzelpunkt sowie die Speiche ung dieses Punkts im Speicher anstelle des vorher abgespeicherten, korrigierten Einzelpunkts, worauf eine Bestätigung des Einzelpunkts erfolgt.
Die Hinzufügung eines neuen Punkts zur Schweißlinie sowie die Löschung eines beliebigen Punkts auf ihr kann auf ähnliche Weise durch das Zusammenwirken des Vorgabekastens mit der Steuerkonsole erfolgen. Nach dem Bestätigungsvorgang führt die Steuerkonsole in der Prüfbetriebsart den Schweißbrenner in Bereitschaft für den automatischen Schweißvorgang bzw. die Wiedergabe (playback) zum Ausgangspunkt auf der Schweißlinie am Werkstück zurück.
Aus vorstehendem ergibt sich, daß die Bedienungsperson (Operator) sich dabei häufig zwischen der Steuerkonsole und dem Werkstück hin- und herbewegen muß, um die Vorgabe oder Programmierung (teaching) der Schweißbrenner-Ortsdaten für eine Vielzahl von Punkten auf der Werkstück-Schweißlinie, die Bestätigung dieser Ortsdaten auf der Schweiß- linie sowie erforderliche Korrekturen, Hinzufügungen und Löschungen der Ortsdaten vorzunehmen. Die bisherigen Arbeitsautomat-Steuervorrichtungen der beschriebenen Art sind daher mit dem Nachteil behaftet, daß die Arbeitsleistung sehr mangelhaft ist, weil die Vorgabe- bzw. Eingabezeitspanne, einschließlich der Bestätigung von Orten der Punkte, auch im Fall von einfachen Werkstücken mit etwa 100 Programmier- bzw. Vorgabepunkten (taught points) mehrere Stunden beträgt.
Der Erfindung liegt damit insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitsautomat-Steuervorrichtung mit einem verbesserten Vorgabe- oder Eingabekasten (Programmierkasten) zu schaffen, der alle Positions- oder Ortsdaten einzugeben und zu bestätigen sowie Ortsdaten zu korrigieren (ändern), hinzuzufügen und zu löschen vermag. Dabei sollen die für das Vorgeben bzw. Programmieren eines eingesetzten Arbeitsautomaten und für die Bestätigung dieses Vorgebens bzw.
Programmierens erforderliche Zeit verkürzt und zudem eine ausgezeichnete Arbeitsdurchführbarkeit und eine hohe Arbeitsleistung erreicht werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Steuervorrichtung für einen Arbeitsautomaten zur automatischen fortlaufenden Führung desselben über eine Anzahl von gespeicherten (programmierten) Punkten erfindungsgemäß gelöst durch eine vom Arbeitsautomaten entfernt angeordnete und elektrisch mit ihm verbundene Steuerkonsole, durch an letzterer vorgesehene Eingabeeinrichtungen für die Eingabe von Positions- bzw.
Ortsdaten an den gespeicherten Punkten in die Steuerkonsole, durch einen in letzterer vorgesehenen Speicher zur Abspeicherung der mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Ortsdaten, durch eine in der Steuerkonsole vorgesehene Zentraleinheit zur Steuerung bzw. Verarbeitung der mittels der Eingabeeinrich%-ungen in den Speicher eingege- benen Signale und durch einen neben dem Arbeitsautomaten angeordneten und elektrisch mit der Steuerkonsole verbundenen Vorgabe- bzw. Programmierkasten mit Anzeigeelementen zur selektiven Anzeige der Ortsdaten an den im Speicher abgespeicherten Punkten, mit einer Eingabeeinheit für Signale zur Programmierung des Arbeitsautomaten mit den Ortsdaten an den abgespeicherten Punkten sowie mit einer Eingabeeinheit für Signale zur Bestätigung der Ortsdaten an den abgespeicherten Punkten.
Ein besonderes Merkmal dieser Steuervorrichtung besteht darin, daß,die Eingabeeinheit für Signale zur Bestätigung der Ortsdaten an den abgespeicherten Punkten einen Eingabeabschnitt zur Rückführung des Arbeitsautomaten zu einem Ausgangspunkt, auf den der Arbeitsautomat anfänglich programmiert (taught) ist, mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, einen Eingabeabschnitt für ein Signal zur schrittweisen Vorwärts führung des Arbeitsautomaten von einem entsprechenden Vorgabe- oder Programmierpunkt zum nächsten Punkt und einen Eingabeabschnitt für ein Signal zur schrittweisen Rückwärtsführung des Arbeitsautomaten von einem entsprechenden Vorgabe- oder Programmierpunkt zum unmittelbar vorhergehenden Punkt aufweist.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine (schematische) Seitenansicht zur Darstellung des Gesamtaufbaus eines allgemeinen (bisherigen) Lichtbogen-Schweißautomaten, Fig. 2 eine Vorderansicht eines bisherigen Vorgabe- oder Eingabekastens (Programmierkastens) bei der Anordnung nach Fig. 1, Fig. 3 eine Vorderansicht einer bisherigen Steuerkonsole bei der Anordnung nach Fig. 1, Fig. 4 ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltung von Steuerkonsole und Vorgabekasten gemäß Fig. 2 bzw. 3, Fig. 5 ein teilweise in Blockschaltbildform gehaltenes Schaltbild der Einzelheiten der elektrischen Schaltung für den Vorgabekasten gemäß Fig. 4, Fig. 6 eine graphische Darstellung einer Programmier-oder Vorgabe strecke zur Erläuterung des Vorgabe-bzw. Programmiervorgangs, Fig. 7 eine Vorderansicht einer Ausführungsform des Vorgabekastens gemäß der Erfindung, Fig. 8 eine Vorderansicht einer betrieblich mit dem erfindungsgemäßen Vorgabekasten verbundenen Steuerkonsole, Fig. 9 ein teilweise in Blockschaltbildfurm gehaltenes Schaltbild der elektrischen Schaltungen für die Anordnungen nach Fig. 7 und 8, Fig. 10 eine Fig. 7 ähnelnde Darstellung einer Abwandlung des Vorgabekastens und Fig. 11 eine Fig. 7 ähnelnde Darstellung einer weiteren Abwandlung des Vorgabekastens.
In den Figuren sind einander identische oder entsprechende Teile mit jeweils gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
In Fig. 1 ist der Gesamtaufbau eines Lichtbogen-Schweißautomaten unter Verwendung eines Vorgabe- oder Programmierwiedergabesystems auf der Grundlage der sog. Punk U teuerung dargestellt. Diese Anordnung umfaßt eine Steuerkonsole 10 und einen mittels eines Verbindungskabels elektrisch damit verbundenen Vorgabe- oder Eingabekasten (Programmierkasten) 12. Die Steuerkonsole 10 liefert über Verbindungskabel verschiedene Schweißbefehle zu einer Schweißstromquelle 14 und einem Haupt-Körper oder Hauptteil 16 eines Arbeitsautomaten. Der in einem Abstand von der Steuerkonsole 10 angeordnete Hauptteil 16 weist einen Schweißbrenner 18.auf, der bewegbar an einem von einer Extremität bzw. Verlängerung (des Hauptteils 16) abgehenden bewegbaren Arm befestigt ist.
Die jeweiligen Schweißbedingungen bzw. -befehle wurden der Steuerkonsole 10 im voraus vom Vorgabekasten 12 eingegeben.
Wahlweise können die Schweißbefehle im voraus mittels eines Tastenfelds 19 an der Vorderseite der Steuerkonsole 10 eingegeben und in letzterer abgespeichert werden.
Die Schweißstromquelle 14 ist einerseits über ein Stromkabel 20 mit dem Schweißbrenner 18 und andererseits über ein Stromkabel 24 mit einem Werkstück 26 verbunden. Von einer Schweißdrahtrolle 28 wird ein Schweißdraht 30 über eine Führung 32 dem Schweißbrenner bzw. Schweißkopf 18 zugeführt.
Während des Lichtbogenschweißvorgangs zwischen dem Schweißbrenner 18 und dem Werkstück 26 werden ein Schweißstrom, eine Schweißspannung, die Zufuhr eines Schutzgases zur Schweißstelle usw. durch die Schweißstromquelle 14 nach Maßgabe von Befehlssignalen von der Steuerkonsole 10 gesteuert, während Lage und Bewegungen des Schweißbrenners 18 durch den Arbeitsautomaten-Hauptteil 16 nach Maßgabe von Befehlssignalen von der Steuerkonsole 10 gesteuert werden.
Ein an sich bekannter Vorgabe bzwEingabekasten 12 gemäß Fig. 1 ist in Fig. 2 näher veranschaulicht. Die dargestellte Anordnung umfaßt eine Anzahl von Anzeigeelementen 34, 36 und 38 sowie eine Anzahl von Drucktasten 40 bis 54 an der Vorderseite desV0r#abekastens. Beim dargesttelten Ausführungsbeispiel sind drei Anzeigeelemente 34, 36 und 38 im oberen Bereich dervOngabekasten-Vorderseite angeordnet und einander so zugeordnet, daß sie die jeweilige Stellung des Hauptteils 16 bzw., genauer gesagt, des Schweißbrenners bzw. Schweißkopfes 18 anhand der Zahl seiner Schritte anzeigen, und zwar ausgehend von einem ersten bzw. Ausgangspunkt, an welchem der Schweißbrenner 18 auf die noch zu beschreibende Weise anfänglich mittels des Vor gabekastens 12 eingestellt wird. Die Drucktasten 40, 42 und 44 sind gemäß Fig. 2 an der linken Seite der Vorgabekasten-Vorderseite unterhalb der Anzeigeelemente 34 und 36 angeordnet; sie dienen lediglich dazu, den Schweißbrenner schrittweise in Aufwärts- und Abwärtsrichtung, nach links und rechts bzw. in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gemäß Fig. 1 zu bewegen um dabei den Schweißbrenner 18 in seine Schweißposition zu bringen, in welcher er jedem einzelnen von mehreren Punkten auf einer Schweißlinie am Werkstück 26 zugewandt ist.
Die Drucktasten 46 bis 54 sind an der rechten Seite der Vorgabekasten-Vorderseite unterhalb des Anzeigeelementes 36 angeordnet. Die Drucktaste 46 dient als Aufzeichnungsdrucktaste, und die Drucktaste 48 ist einevorgabebzw.
Eingabedrucktaste zur Eingabe der Ortsdaten mit einer auf den Anzeigeelementen 34, 36 und 38 wiedergegebenen Schrittzahl in einen (in Fig. 1 nicht dargestellten) Speicher, der in der Steuerkonsole 10 angeordnet ist.
Die Drucktasten 50, 52 und 54 dienen als Korrektur-, Hinzufügungs- bzw. Löschdrucktaste zum Korrigieren, Hinzufügen bzw. Löschen eines Punkts auf der Schweißlinie des Werkstücks 26 auf erforderliche, noch näher zu erläuternde Weise.
Fig. 3 veranschaulicht die herkömmliche Steuerkonsole 10 gemäß Fig. 1.Bei der Steuerkonsole 10 handelt es sich allgemein um eine handelsübliche Konsole des numerischen Steuerungst-;ps (z.B. MELDAS 5000C oder MELDAS 5100C). Die dargestellte Anordnung umfaßt eine Anzahl von Universalanzeigern, im dargestellten Fall vier Anzeigeelemente 56, 58, 60 und 62, die im Oberteil der Vorderseite der Steuerkonsole 10 angeordnet sind und zur Anzeige der Schrittzahlen sowie der verschiedenen Schweißbedingungen bzw.
-befehle in aktualisierter (renewed) Weise bei Betätigung eines Tastenfelds 19 dienen, das gemäß Fig. 3 unterhalb der Universalanzeige 56 bis 62 angeordnet ist. Die Universalanzeiger können handelsübliche Elemente sein (z.B Typ TLR 306 oder TLR 308). Unter dem Tastenfeld 19 sind ein Betriebsartwählschalter 64 und ein Prüfstartschalter 66 anqeordnet. Der Betriebsartwählschalter 64 weist drei mit 'VOR GABE", "PRttF" und "AUTO" bezeichnete Stellungen auf. In der Stellung ~VORGABE des Schalters 64 wird die Steuerkonsole 10 in die Vorgabebzw. Eingabebetriebsart versetzt, in welcher eine Vorgabe bzw.Eingabevorrichtung aktiviert ist; in der Schalterstellung "RUF" befindet sich die Steuerkonsole 10 in einer Prüfbetriebsart, in welcher die mittels der Vorgabevorrichtung (12) eingegebenen Positions- bzw. Ortsdaten bestätigt werden. In der Stellung AUTO des Schalters 64 ist eine automatische Betriebsart gewählt, in welcher die Wiedergabe (playback) nach Maßgabe der in der Steuerkonsole 10 gespeicherten Schweißbefehle und längs der durch den Vorgabekasten 12 bestimmten und ebenfalls in der Steuerkonsole abgespeicherten Schweißlinie erfolgt.
Die Steuerkonsole 10 gemäß Fig. 3 enthält eine elektrische Schaltung mit dem Aufbau gemäß Fig. 4. Die Schaltungsanordnung ist in zwei Blöcke unterteilt, die ihrerseits ebenfalls allgemein mit 10 bzw. 12 bezeichnet sind. Die Blöcke 10 und 12 enthalten dabei die elektrischen Schaltungen für die Steuerkonsole 10 bzw. für den Vorgabekasten 12.
Der Block 10 umfaßt eine Zentraleinheit (CPU) 70, die über zwei Leitungen mit einem Speicher 72 bzw. mehreren Eingabe/Ausgabeanschlüssen 74, 76, 78, 80 und 82 parallelgeschaltet ist. Der Eingabe/Ausgabeanschluß 74 ist zur Bestimmung der vorstehend anhand von Fig. 3 beschriebenen Betriebsarten mit dem Dreistellungsschalter 64 verbunden, der seinerseits gemäß Fig. 4 drei an den Eingabe/Ausgabeanschluß 74 angeschlossene, feststehende Kontakte und einen an Masse liegenden bewegbaren Kontakt aufweist.
Der Eingabe/Ausgabeanschluß 76 betätigt Schalter und Anzeigelampen (nicht dargestellt), die in der Automatikbetriebsart aktiviert sind. Der Eingabe/Ausgabeanschluß 78 ist gemäß Fig. 4 mit den Anzeigeelementen 34 bis 36 verbunden und über normalerweise offene Schalter 40 bis 54 (parallel) geschaltet, während sich die Bauteile 34 bis 36 und 40 bis 54 im Block 12 befinden. Der Eingabe/Ausgabeanschluß 78 betätigt somit die in der Eingabebetriebsart aktivierten Anzeigeelemente 34 bis 38 sowie die Schalter 40 bis 54. Der Eingabe/Ausgabeanschluß 80 ist mit dem in der Offenstellung befindlichen Prüfstartschalter 66 verbunden, um Schalter, beispielsweise den Schalter 66, zu betätigen, die in der Prüfbetriebsart aktiviert sind. Der Eingabe/Ausgabeanschluß 82 ist zur Ansteuerung des Tastenfelds 19 und der Universalanzeiger 56 bis 62 mit diesen verbunden.
Die Zentraleinheit 70 ist weiterhin mit einem getrennten Eingabe/Ausgabeanschluß 84 verbunden, oder zur Eingabe von Positions- bzw. Ortsdaten in den Speicher 72 unter der Steuerung der Zentraleinheit 70 dient. Zu diesem Zweck ist der Eingabe/Ausgabeanschluß 84 an einen Positionsfühler oder -melder 86 angeschlossen, der seinerseits unmittelbar an einen Elektromotor 88 für den Antrieb des Arbeitsautomaten bzw. seines Hauptteils 16 angeschlossen ist. Der Positionsmelder 86 kann ein Funktionsdrehmelder oder ein Codierer sein.
Fig. 5 veranschaulicht die Einzelheiten einer elektrischen Schaltung für den bisherigen Vor gabekasten 12 gemäß Fig. 2. Diese Schaltungsanordnung umfaßt die normalerweise offenen Schalter bzw. Schließer 40 bis 54, die jeweils zwei mit dem Eingabe/Ausgabeanschluß 78 (Fig. 4) verbundene feste Kontakte sowie zugeordnete Arme bzw. bewegbare Kontakte umfassen, die sowohl mit dem AnschlX 78 als auch mit Masse verbunden sind. Die feststehenden Kontakte sind jeweils über einen zugeordneten Widerstand 92, 94, 96, 98, 100, 102, 104, 108, 110 bzw. 112 an eine Plusklemme 90 einer Gleichspannungsquelle mit einer Spannung von 5 Volt angeschlossen.
Drei Verriegelungsschaltungen 114, 116 und 118 sind über vier Zuleitungen sowie über ihre eigenen Steuerleitungen mit dem Eingabe/Ausgabeanschluß 78 verbunden. Weiterhin sind die Verriegelungsschaltungen 114 bis 118 jeweils über vier Leitungen an die Anzeigeelemente 34, 36 bzw. 38 angeschlossen. Die Verriegelungsschaltungen 114 bis 118 verriegeln die Anzeigesignalteile an den Einer-, Zehner- und Hunderterstellen zwecks Anzeige dieser Signalteile auf den zugeordneten Anzeigeelementen 34, 36 bzw. 38. Letztere liefern somit im Zusammenwirken miteinander Anzeigen für Schrittzahlen von 0 bis 999.
Die Verriegelungsschaltungen können handelsübliche Einheiten sein (z.B. Texas Instruments SN74LS47H).
Im folgenden ist die Arbeitsweise des bisherigen Schweißautomaten nach Fig. 1 bis 5 anhand von Fig. 6 erläutert, in welcher eine Vorjabestrecke mit einer Anzahl von Punkten 1 bis (n + 4)~3 dargestellt ist, auf welcher der Vorgabekasten 12, von einem Ausgangspunkt ausgehend, Ortsdaten für den Schweißbrenner 18 eingibt.
Wenn der Betriebsartwählschalter 64 auf der Steuerkonsole 10 in die Stellung ~VORGABE" gestellt ist, wird der Vorgabekasten 12 zur Durchführung verschiedener Operationen aktiviert. Insbesondere werden die Drucktasten 40, 42 und 44 selektiv betätigt, um die Extremität bzw. den Arm des Schweißbrenners oder Schweißkopfes 18 aufwärts und abwärts, nach rechts und links bzw. vorwärts und rückwärts sowie längs der betreffenden Schweißlinie auf dem Werkstück 26 zu bewegen, bis sich die Spitze des Schweißbrenners 18 unmittelbar über einem Punkt mit der Schrittzahl 1 befindet.
Sodann werden die Aufzeichnungs- und Eingabedrucktasten 46 bzw. 48 gedrückt, um die Ortsdaten für die Schrittzahl 1 im Speicher 72 der Steuerkonsole 10 abzuspeichern. Der vorstehend beschriebene Vorgang wird mit den Schrittzahlen 2, ..., n, n + 1, (n + 2)~1, (n + 3)#1 und (n + 4).1 wiederholt, wobei die entsprechenden Ortsdaten fortlaufend im Speicher 72 abgespeichert werden.
Hierauf muß der Schweißbrenner 18 fortlaufend den gespeicherten Ortsdaten entsprechend geführt werden, um die betreffenden Ortsdaten zu bestätigen. Zu diesem Zweck wird der Betriebsartwählschalter 45 an der Steuerkonsole 10 in die Stellung "RUF" gestellt, worauf durch Betätigung einer oder mehrerer Tasten des Tastenfelds 19 die Schrittzahl 1 bzw. der Ausgangspunkt an den Universalanzeigern 56 bis 62 angezeigt wird. Danach wird die Prüfstartdrucktaste 66 gedrückt, um den Schweißbrenner 18 zum Punkt mit der Schrittzahl 1 zurückzuführen und dabei die Positionsdaten für diesen Punkt zu bestätigen.
Anschließend erscheint auf den Universalanzeigern 56 bis 62 die Schrittzahl 2, und es wird die Prüfstartdrucktaste 66 gedrückt. Dabei wird der Schweißbrenner 18 nach Maßgabe der Positionsdaten für den betreffenden Punkt zum vorgegebenen Punkt mit der Schrittzahl 2 geführt, um dessen Positions- bzw. Ortsdaten zu bestätigen. Der beschriebene Vorgang wird mit den Schrittzahlen 3, 4, n, (n + 1) und (n + 2)#1 wiederholt, wobei die Ortsdaten für diese Punkte nacheinander bestätigt werden.
Bei diesem Vorgang kann es sich möglicherweise zeigen, daß der Schweißrenner bzw. Schweißkopf 18 besser zu einem Punkt mit einer-Schrittzahl (n + 2)#2 als zu dem mit der Schrittzahl (n + 2)#1 geführt werden sollte. In diesem Fall wird der Betriebsartwählschalter 64 in seine Stellung VORGABE gestellt und die Betätigungs-Drucktasten 40, 42 und 44 werden auf beschriebene Weise selektiv gedrückt, bis sich der Schweißbrenner 18 an dem Punkt mit der S>arittzahl (n + 2) 2 befindet. Danach werden die Aufzeichnungs-und Korrekturdrucktasten 46 bzw. 50 betätigt, wobei die Ortsdaten für die Schrittzahl (n + 2).1 durch diejenigen mit der Schrittzahl (n + 2)#2 im Speicher 72 der Steuerkonsole 10 ersetzt werden.
Daraufhin wird der Betriebsartwählschalter 64 in die Stellung ~PRÜF" gestellt, wobei die folgende Schrittzahl (n + 3).1 an den Universalanzeiger 56 bis 64 angezeigt wird, worauf die Prüfstartdrucktaste 66 gedrückt wird. Infolgedessen wird der Schweißbrenner 18 vom Punkt mit der Schrittzahl (n + 2) 2 zum Punkt mit der Schrittzahl (n + 3).1 geführt.
Zu diesem Zeitpunkt kann es sich erforderlich erweisen, einen neuen Punkt mit der Schrittzahl (n + 3) 2 zwischen den Punkten mit der Schrittzahl (n + 2) 2 und (n + 3) 2 einzufügen. In diesem Fall wird die Schrittzahl (n + 2) 2 an den Universalanzeigern 56 bis 62 angezeigt, und die Prüfstartdrucktaste 66 wird gedrückt, um den Schweißbrenner 18 zum Punkt mit der Schrittzahl (n + n)-2 zurückzuführen.
Danach wird der Betriebsartwählschalter 64 in die Stellung 'VORGABE" gesetzt, und die Drucktasten 40 bis 44 am Eingabekasten 12 werden auf beschriebene Weise selektiv betätigt, so daß der Schweißbrenner 18 am Punkt mit der Schrittzahl (n + 3)z3 ausgerichtet wird. Danach werden die Aufzeichnungs- und Hinzufügungsdrucktasten 46 bzw. 52 gedrückt, so daß für den Schweißbrenner 18 Ortsdaten betreffend die Schrittzahl (n + 3)s2 zwischen den Schrittzahlen (n + 2),2 und (n + 3)-1 eingegeben werden. Diese Ortsdaten werden im Speicher 72 der Steuerkonsole 10 abgespeichert. Hierbei ist zu beachten, daß die Schrittzahlen (n + 3).1 usw. in Abwärtsrichtung umnumeriert und mit der angehängten Ziffer 2 versehen werden.
Zur erneuten Bestätigung der Ortsdaten werden der Betriebsartwählschalter 64, die Universalanzeige 56 bis 62 und der Prüfstartschalter 66 auf beschriebene Weise betätigt, bis sich der Schweißbrenner 18 zum Punkt mit der Schrittzahl (n + 4)z2 bewegt hat, die auf den Universalanzeigern 56 bis 62 angezeigt wird. Sodann wird der beschriebene Vorgang wiederholt, um den Schweißbrenner 18 zu einem Punkt mit der Schrittzahl (n + 5) #2 zu führen, die ebenfalls auf den Universalanzeigern 56 bis 62 wiedergegeben wird.
Wenn hierbei die Ortsdaten für die Schrittzahl (n + 4)~2 zwischen den Schrittzahlen (n + 3) .2 und (n + 5) .2 ungewiß bzw. unbestimmt sind, wird die Schrittzahl (n + 4) .2 von den Universalanzeigern 56 bis 62 angezeigt, und die Prüfstartdrucktaste 66 wird gedrückt, um den Schweißbrenner bzw. Schweißkopf 18 zum Punkt mit der Schrittzahl (n + 4).2 zu führen. Danach wird der Betriebsartwählschalter 64 in ,die Stellung '90R>ABE" gestellt, während die Aufzeichnungs- und Löschdrucktasten 27 bzw. 54 gedrückt und damit die Ortsdaten für die Schrittzahl (n + 4)z2 aus dem Speicher 72 der Steuerkonsole 10 gelöscht werden. Hierbei ist zu beachten, daß die Schrittzahl (n + 4)r2 sowie die folgenden Zahlen in Aufwärtsrichtung umnumeriert und mit der angehängten Ziffer 3 versehen werden.
Hierauf wird der Betriebsartwählschalter 64 in die Stellung "VOSABE" gestellt, wobei die Schrittzahl (n + 4).3 auf den Universalanzeigern 56 bis 62 erscheint, worauf die Prüfstartdrucktaste 66 zur Bewegung des Schweißbrenners 18 zum Punkt mit der Schrittzahl (n + 4) .3 gedrückt wird.
An diesem Punkt ist die Bestätigung aller Ortsdaten abgeschlossen.
Sodann wird die Schrittzahl 1 auf den Universalanzeigern 56 bis 62 angezeigt, und die Drucktaste 66 wird gedrückt, um den Schweißbrenner 18 zum Ausgangspunkt zurückzuführen.
Daraufhin ist der Bereitschaftszustand für den automatischen Schweißvorgang hergestellt.
Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß nach der Eingabe der Ortsdaten für den Schweißbrenner an jedem Vor gabepunkt der Schweißlinie des Werkstücks mittels des Vor#aLe-bzw, Eingabekastens die betreffenden Ortsdaten auf der Schweißlinie bestätigt werden und erforderlichenfalls bestimmte Ortsdaten korrigiert oder gelöscht werden können.
Ebenso können neue Positions- bzw. Ortsdaten hinzugefügt werden. Die Bedienungsperson (Operator) muß somit wiederholt zwischen der Steuerkonsole und dem Werkstück hin- und hergehen. Die bisherige Arbeitsautomaten-Steuervorrichtung ist also mit den eingangs geschilderten Nachteilen und Mängeln behaftet.
Die Erfindung bezweckt nun die Ausschaltung der geschilderten Nachteile und Mängel des Stands der Technik durch Schaffung einer Steuervorrichtung für einen Arbeitsautomaten mit einemVorgab#zw. Eingabekasten, der neben Einrichtungen für die Vorgabe von auf einen Arbeitsautomaten bezogenen Ortsdaten Einrichtungen zur Bestätigung der Ortsdaten sowie Einrichtungen zum Korrigieren, Hinzufügen und Löschen der Ortsdaten auf erforderliche Weise enthält.
Fig. 7 veranschaulicht einen V°R gabekasten mit Merkmalen nach der Erfindung. Die dargestellte Konstruktion befindet sich neben dem nicht dargestellten Hauptteil 16 des Arbeitsautomaten und unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 nur dadurch, daß der vorgabekasten 12 gemäß Fig. 7 an seiner Vorderseite zusätzlich zwei Bestätigungsdrucktasten 120 und 122 sowie eine Rückstelldrucktaste 124 aufweist. Die Bestätigungsdrucktasten 120 und 122 dienen zur schrittweisen Bestätigung der mittels des Vorgabekastens 12 längs der Schweißlinie auf dem Werkstück 26 vorgegebenen bzw. bestimmten (taught) Ortsdaten in einer Richtung zur Erhöhung der Schrittzahl bzw. zur Erniedrigung derselben. Mittels der Drucktasten 120 und 122 kann somit die jeweilige Schrittzahl erhöht bzw. verkleinert werden.
Mittels der Rückstelldrucktaste 124 kann der Schweißbrenner 18 zu einem Punkt zurückgeführt werden, von dem aus die Ortsdaten vorgegeben werden, d.h. zum Ausgangspunkt.
Fig. 8 veranschaulicht eine mit dem Vorgabekasten 12 gemäß Fig. 7 elektrisch verbundene Steuerkonsole 10. Diese Anordnung unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 3 nur dadurch, daß der Betriebsartwählschalter 64 gemäß Fig.
8 (nur) zwei Stellungen mit der Beschriftung "VORGABE" und AUTO aufweist und die Prüfstartdrucktaste 66 weggelassen ist.
Fig. 9 zeigt eine elektrische Schaltungsanordnung für die Ausführungsform nach Fig. 8. Die Schaltungsanordnung unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 4 nur dadurch, daß gemäß Fig. 9 der Eingabe/Ausgabeanschluß 80 und der damit verbundene Prüfstartschalter 66 weggelassen sind und stattdessen die normalerweise in Offenste£lung befindlichen Drucktasten 120, 122 und 124 auf dieselbe Weise wie die Drucktasten 40 bis 54 mit dem Eingabe/Ausgabeanschluß 78 verbunden sind.
Die erfindungsgemäße Ausführungsform nach Fig. 7, 8 und 9 ist im folgenden anhand von Fig. 6 in Verbindung mit der Vorgabe, Bestätigung, Korrektur, Hinzufügung und Löschung von Ortsdaten erläutert.
Im Betrieb wird der Betriebsartregelschalter 64 (Fig. 8) in die Stellung "VORGABE" gestellt und die Drucktasten 40 bis 48 werden auf die in Verbindung mit Fig. 6 beschriebene Weise gedrückt, um für den Schweißbrenner bzw. Schweißkopf (Fig. 1) Positionsdaten für die Schrittzahlen 1 bis (n + n).1 vorzugeben bzw. festzulegen und diese Ortsdaten im Speicher-72 der Steuerkonsole 10 abzuspeichern.
Um sodann die mittels des Vor gabekastens 12 eingegebenen Ortsdaten zu bestätigen, wird die Rückstelldrucktaste 124 betätigt, so daß der Schweißbrenner auf den Ausgangspunkt mit der Schrittzahl 1 zurückgeführt wird.
Anschließend wird die Bestätigungsdrucktaste 120 wiederholt gedrückt, um dadurch zu bestätigen, daß sich der Schweißbrenner 18 längs der Schweißlinie auf dem Werkstück nacheinander über die Punkte mit den Schrittzahlen 2, 3 ..., n + 1, (n + 2).1 bewegt. Hierbei kann es sich als günstiger erweisen, den Schweißbrenner 18 auf einem Punkt mit der Schrittzahl (n + 2)*2 als in der Position mit der Schrittzahl (n + 2)#1 auszurichten. Zu diesem Zweck wird der vorher in Verbindung mit Fig. 6 beschriebene Korrekturvorgang wiederholt,um dFeFie Ortsdaten mit der Schrittzahl (n + 2) 2 anstelle derjenigen mit der Schrittzahl (n + 2)*1 im Speicher 72 der Steuerkonsole 10 abzuspeichern.
Sodann wird durch Betätigung der Bestätigungsdrucktaste 124 der Schweißbrenner zum Punkt mit der Schrittzahl (n + 3)#1 geführt. Wenn es sich hierbei als erforderlich erweist, einen Punkt mit der Schrittzahl (n + 3).2 zwischen den Punkten mit den Schrittzahlen (n + 2)~2 und (n + 3).1 einzufügen, wird durch Betätigung der Bestätigungsdrucktaste 122 der Schweißbrenner 18 zum Punkt mit der Schrittzahl (n + 2) 2 geführt. Durch Wiederholung des vorher in Verbindung mit Fig. 6 beschriebenen Hinzufügungsvorgangs werden sodann Positionsdaten für die Schrittzahl (n + 3)z2 anstelle derjenigen mit der Schrittzahl (n + 2) .2 im Speicher 72 abgespeichert. Auf die in Verbindung mit Fig. 6 beschriebene Weise werden außerdem die Schrittzahlen in Abwärtsrichtung umnumeriert.
Damit der Bestätigungsvorgang weiter durchgeführt werden kann, wird die Bestätigungsdrucktaste 120 gedrückt, um den Schweißbrenner bzw. Schweißkopf zu einem Punkt mit der Schrittzahl (n + 4'2 zu führen. Bei weiterer Betätigung der Drucktaste 120 wird der Schweißkopf zu einem Punkt mit der Schrittzahl (n + 5).2 geführt. Wenn dabei die Ortsdaten mit der Schrittzahl (n + 4)'2 nicht erforderlich sind, wird durch Betätigung der Bestätigungsdrucktaste 122 der Schweißbrenner 18 zum Punkt mit der Schrittzahl (n + 4) 2 zurückbewegt, worauf die Aufzeichnungs- und Löschdrucktasten 48 bzw. 54 gedrückt werden. Hierdurch werden die Ortsdaten für die Schrittzahl (n + 4)'2 gelöscht. Außerdem werden dabei auf die in Verbindung mit Fig. 6 beschriebene Weise die Schrittzahlen in Aufwärtsrichtung umnumeriert. Anschließend wird die Bestätigungsdrucktaste 120 zur Verlagerung des Schweißbrenners zu einem Punkt mit der Schrittzahl (n + 4).3 betätigt, worauf die Bestätigung der Ortsdaten abgeschlossen ist. Im Anschluß daran wird die Rückstelldrucktaste 124 betätigt, um den Schweißbrenner 18 auf den Ausgangspunkt mit der Schrittzahl 1 zurückzuführen.
Hierauf ist der Bereitschaftszustand für die Durchführung des automatischen Schweißvorgangs hergestellt.
Fig. 10 veranschaulicht eine Abwandlung der Anordnung nach Fig. 7, die sich von letzterer nur dadurch unterscheidet, daß gemäß Fig. 10 anstelle der Korrekturdrucktaste 8 eine Registrierdrucktaste 126 vorgesehen ist, die zusammen mit der Aufzeichnungsdrucktaste 46 gedrückt wird, um die Ortsdaten in der Reihenfolge der Schrittzahlen einzugeben und im Speicher der Steuerkonsole 10 abzuspeichern. Die Anwendung der Registrierdrucktaste 126 stützt sich auf folgende Umstände: Wenn mittels des Vorgabekastens neue Ortsdaten bzw. solche zwischen benachbarten Punkten, deren Ortsdaten bereits eingegeben worden sind, vorgegeben werden, werden diese neuen Ortsdaten nach dem letzten Punkt hinzugefügt, zu dem der Schweißbrenner geführt worden ist; die Hinzufügung dieser Ortsdaten erfolgt mittels derselben Operation. Diese Vorgabe wird zur Betätigung der Aufzeichnungs- und Registrierdrucktasten 46 bzw. 126 vorgenommen.
Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 7 und 10 werden die vorzugebenen Positions- bzw. Ortsdaten in Aufwärts- und Abwärtsrichtung, nach links und rechts, sowie in Vorwärts-und Rückwärtsrichtung bzw. in bezug auf drei senkrecht zueinander stehenden Achsen bestimmt, wobei es sich jedoch als unnötig erweisen kann, die Lage des Schweißbrenners bzw.
Schweißkopfes zu bestimmen, die letzterer zur Durchführung des jeweiligen Lichtbogen-Schweißvorgangs um diese drei Achsen einzunehmen hat. Dies führt zur Notwendigkeit der Vorgabe von Positions- bzw. Ortsdaten für sechs Achsen, die neben den drei vorher genannten Achsen drei weitere Achsen bezüglich der Schrägstellung, Neigung und Drehung des Schweißbrenners umfassen.
Fig. 11 veranschaulicht eine weitere Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 7, bei welcher zl:sätzliche Drucktasten 128, 130 und 132 für Schrägstellung, (Vorwärts-und Rückwärts-)Neigung und Drehung des Schweißbrenners bzw.
Schweißkopfes in der einen oder anderen Richtung vorgesehen sind. In jeder anderen Hinsicht entspricht diese Anordnung der Ausführungsform nach Fig. 7. Diese Abwandlung ist insofern vorteilhaft, als dabei der Schweißbrenner relativ zur Schweißlinie auf dem Werkstück mit hoher Genauigkeit ausgerichtet werden kann.
Aus den vorstehenden Ausführungen geht somit hervor, daß mit der Erfindung ein zur Verwendung bei einer Arbeitsautomaten-Steuervorrichtung vorgesehener Vorgabe bzw.
Eingabekasten (teaching box) geschaffen wird, der Vor gabeeinrichtungen für die Festlegung von Positions- bzw. Ortsdaten sowie zur Bestätigung dieser Daten und der Aufrechterhaltung derselben und weiterhin zur Berchtigung solcher Daten aufweist. Mit der Erfindung können somit die Vorgabezeitspanne verkürzt und außerdem die Arbeitswirtschaftlichkeit bzw. der -wirkungsgrad verbessert werden.
Obgleich vorstehend nur einige bevorzugte Ausführungsformen d-r Erfindung dargestellt und beschrieben sind, sind dem Fachmann ersichtlicherweise zahlreiche Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß vom Rahmen der Erfindung abgewichen wird. Während die Erfindung vorstehend anhand des Lichtbogenschweißens beschrieben ist, ist sie ersichtlicherweise nicht hierauf beschränkt, sondern auf eine Vielfalt anderer Arbeitsvorgänge anwendbar.
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Claims

Steuervorrichtung für Arbeitsautomaten Patentansprüche E#7 X Steuervorrichtung für einen Arbeitsautomaten zur automatischen fortlaufenden Führung desselben über eine Anzahl von gespeicherten (programmierten) Punkten, gekennzeichnet durch eine vom Arbeitsautomaten (16) entfernt angeordnete und elektrisch mit ihm verbundene Steuerkonsole (10), durch an letzterer vorgesehene Eingabeeinrichtungen (19) für die Eingabe von Positions- bzw. Ortsdaten an den gespeicherten Punkten in die Steuerkonsole (10), durch einen in letzterer vorgesehenen Speicher (72) zur Abspeicherung der mittels der Eingabeeinrichtungen eingegebenen Ortsdaten, durch eine in der Steuerkonsole (10) vorgesehene Zentraleinheit (70) zur Steuerung bzw. Verarbeitung der mittels der Eingabeeinrichtungen in den Speicher eingegebenen Signale und durch einen neben dem Arbeitsautomaten (16) angeordneten und elektrisch mit der Steuerkonsole (10) verbundenen Vorgabe- bzw. Programmierkasten (12) mit Anzeigeelementen (34 - 38) zur selektiven Anzeige der Ortsdaten an den im Speicher (72) abgespeicherten Punkten, mit einer Eingabeeinheit (40 -44) für Signale zur Programmierung des Arbeitsautomaten mit den Ortsdaten an den abgespeicherten Punkten sowie mit einer Eingabeeinheit (46 - 54 usw) für Signale zur Bestätigung der Ortsdaten an den abgespeicherten Punkten.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkonsole vom numerisch gesteuerten Typ ist.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkonsole die Eingabeeinrichtungen in Form eines Tastenfelds aufweist.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkonsole eine Anzeigeeinrichtung zur selektiven Anzeige einer Schrittzahl und von Eingabedaten aufgrund der Betätigung des Tastenfelds aufweist.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgabe- bzw. Programmierkasten eine Anzahl von Betätigungs-Drucktasten zum Bewegen eines Hauptteils des Arbeitsautomaten aufweist.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinheit für ein Korrektursignal für die Ortsdaten der abgespeicherten Punkte einen Eingabeabschnitt für ein Hinzufügungssignal zu den Ortsdaten der abgespeicherten Punkte sowie einen Eingabeabschnitt für ein Korrektursignal und einen Eingabeabschnitt für ein Löschsignal aufweist.
7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinheit für Signale zur Bestätigung der Ortsdaten an den abgespeicherten Punkten einen Eingabeabschnitt zur Rückführung des Arbeitsautomaten zu einem Ausgangspunkt, auf den der Arbeitsautomat anfänglich programmiert (taught) ist, mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, einen Eingabeabschnitt für ein Signal zur schrittweisen Vorwärtsführung des Arbeitsautomaten von einem entsprechenden Vorgabe- oder Programmierpunkt zum nächsten Punkt und einen Eingabeabschnitt für ein Signal zur schrittweisen Rückwärts führung des Arbeitsautomaten von einem entsprechenden Vorgabe- oder Programmierpunkt zum unmittelbar vorhergehenden Punkt aufweist.
8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsautomat einen Lichtbogenschweißvorgang durchführt und daß die Steuerung an jedem bzw. einem beliebigen Punkt auf einer Schweißlinie an einem Werkstück erfolgt.