DE3500806C2

DE3500806C2 - Steuerung für einen Industrie-Schweißroboter

Info

Publication number: DE3500806C2
Application number: DE19853500806
Authority: DE
Inventors: Robert Schmid
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-01-11
Filing date: 1985-01-11
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2005-01-12
Also published as: DE3500806A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für einen In dustrie-Schweißroboter, mit

a) einem numerischen Steuerungsteil, der aus dem vorgegebenen Bewegungsprogramm entsprechende Steuerungsbefehle für die Antriebe des Roboters erzeugt,
b) einem Steuerungsteil in Form einer speicherprogrammierba ren Steuerung mit Ein- und Ausgabestufen für logische Ab läufe und Verriegelungsbedingungen und
c) mindestens einem, dem numerischen Steuerungsteil zugeord neten Programmspeicher

Mit diesem Oberbegriff wird auf eine Steuerung Bezug genom men, wie sie beispielsweise in der Zeitschrift Siemens-Ener gietechnik 3/1981, Heft 8-9, Seite 287 im Detail beschrieben ist. Speicherprogrammierbare Steuerungen sind z. B. im Detail beschrieben in EP 1700 B1, EP 7153 A1, US 42 27 247.

Ferner ist aus der DE-Firmenschrift "Technische Mitteilungen AEG-Telefunken", 71 (1981) 6, Seiten 227-231; "Speicherpro grammierbare Mehrfach-Schweißsteuerung mit Mikroprozessor", H.Braun/B.Wohlgemuth eine Steuerung eines Schweißroboters mit einer frei programmierbaren Ablaufsteuerung bekannt. Ein Zusammenwirken dieser Steuerung mit einer numerischen Steue rung für die Achsbewegungen ist dabei jedoch nicht vorgese hen. Es handelt sich damit bei dieser Steuerung um eine Systemkonfiguration einer speicherprogrammierbaren Mehrfach- Schweißsteuerung, die über verschiedene Einzelsteuerungen mit SPS-Programmen verfügt.

Widerstandsschweißgeräte, die zur kraftschlüssigen Verbindung von Blechen überall in der Industrie eingesetzt werden, benö tigen Steuerungen, mit denen der Ablauf des Fertigungspro zesses, insbesondere die Dauer und Höhe des Schweißstromes, gesteuert werden können. Hierzu werden im allgemeinen heute elektronische Steuerungen eingesetzt, die im Leistungsteil mit Thyristoren arbeiten (vgl. z. B. Siemens-Energietechnik 1980, Seiten 424 bis 428). Bei den bisher bekannten Maschinen werden im allgemeinen die Schweißparameter von dem Bedie nungsmann, der die Schweißung vornimmt, mit Hilfe von Dreh- oder Digitalschaltern eingestellt.

In zunehmendem Maße werden heute für Schweißaufgaben auch Industrieroboter eingesetzt, mit denen sehr unter schiedliche Schweißaufgaben in sehr kurzen Zeitabständen abgewickelt werden können. Eine derartige Vielzahl von unterschiedlichen Schweißvorgängen erfordert naturgemäß auch eine relativ große Änderung der betreffenden Schweiß parameter. Es wäre daher wünschenswert, die Änderung der Schweißparameter in Abhängigkeit von der jeweils aktuel len Aufgabe des Schweißroboters selbsttätig ausführen zu lassen.

Hierzu ist es z. B. möglich, im Speicher der Schweiß steuerung mehrere Schweißprogramme abzuspeichern und je nach Bedarf das betreffende Programm aufzurufen.

Die vorliegende Erfindung geht noch einen Schritt wei ter und hat sich zur Aufgabe gesetzt, die Gesamtsteue rung für den Schweißroboter zu vereinfachen, wobei hier unter Gesamtsteuerung auch die Steuerung des Widerstands schweißstromes verstanden werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Steuerung für einen Schweißroboter durch folgende Merkmale gelöst:

d) im Programmspeicher sind zusätzlich Schweißparameter abgelegt,
e) die Parameter sind zeitgerecht mit den übrigen Be wegungsbefehlen beim Abarbeiten des Programmspeichers an die speicherprogrammierbare Steuerung übergeb bar, welche sie entsprechend einem in ihrem Programm festgelegten Ablaufschema in Form von Zündbefehlen an das Stellglied für den Schweißstrom ausgibt.

Auf diese Weise wird also die Schweißsteuerung in die Steuerung des Roboters integriert, so daß sich eine be trächtliche Einsparung und Vereinfachung ergibt. Der Mehraufwand in der eigentlichen Robotersteuerung besteht in einer kleinen modifizierten Ausgabestufe, die die digitalen bzw. Binärsignale innerhalb der frei programmierbaren Steuerung in entsprechende Zündbefehle für die Thyristoren der Widerstandsschweißstellglieder umsetzt.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispiels sei die Erfindung näher beschrieben:

Mit einem bekannten Schweißroboter 9, der als Werkzeug eine Schweißzange 91 trägt, sollen Schweißungen an einem Werkstück 11, das sich auf einem Transportsystem 10 befindet, vorgenommen werden. Zur Steuerung der Be wegung des Schweißroboters 9, des Transportsystems 10 und des Schweißablaufes ist eine Steuerung 1 vorgesehen, in die die Daten und Befehle über Lochstreifen 5 oder eine Tastatur einer Bedientafel 4 eingegeben werden können. Die Steuerung 1 gibt u. a. einmal Befehle auf die den einzelnen Antrieben des Schweißroboters 9 zugeordneten Leistungsteile 7 und steuert ferner auch eine Leistungs stufe 8 mit Thyristoren an, die über einen Transforma tor 81 die Schweißzange 91 speist.

Die Steuerung 1 besteht aus einem numerischen Steue rungsteil 2, der im wesentlichen für die Bewegung des Roboters 9, gegebenenfalls des Transportsystems zustän dig ist, und einem Steuerungsteil 3 für die flexible Handhabung logischer Abläufe und Verriegelungsbedin gungen. Hierfür dient im Regelfall eine standardisierte speicherprogrammierbare Steuerung, wie sie beispiels weise in verschiedenen Ausführungsformen in der Zeit schrift Siemens-Energietechnik 1983, Seiten 50 bis 62 oder in den eingangs genannten Druckschriften beschrie ben sind.

Das Steuerungsteil 2 ist schematisch mit Prozessor 22, Speicher 23 und Ein-Ausgabe 21 angedeutet; die Steue rung 3 durch Ein-Ausgabestufen 31, Prozessor 32 und Speicher 33 für Befehle und Daten. Beide Steuerungsteile 1, 2 sind mit ihren Bussen 62 und 63 über ein Interface 61 gekuppelt, so daß gegebenenfalls ein wechselseitiger Daten- bzw. Befehlszugriff möglich ist. Die vorgehend genannten Steuerungen sind im einzelnen nicht beschrie ben, da sie in ihrem Aufbau und ihrer Konfiguration zum Stand der Technik gehören; es sei lediglich bemerkt, daß anstelle von zwei Speichern auch mehrere Speicher vorgesehen sein können, oder das gegebenenfalls alle Speicher in einem großen Speicher integriert sind. Neu ist bei der vorgesehenen Konzeption, daß in dem Speicher für Programme und Daten des Steuerungsteiles 2 außer den roboterspezifischen Befehlen die Parameter der Schweißprogramme niedergelegt sind und daß die Schweiß programme über die freiprogrammierbare Steuerung 3 zeit gerecht mit den Bewegungen abgewickelt werden.

Da in der Robotersteuerung somit bereits ein Programm speicher vorhanden ist, ist ein separater Speicher für die Schweißparameter nicht mehr erforderlich. Diese Schweißparameter sind dann z. B. wie Koordinatenwerte oder andere Schaltbefehle im Programmspeicher der Steue rung abgelegt und werden beim blockweisen Abarbeiten des oder der Programmspeicher zeitgerecht an die spei cherprogrammierbare Steuerung übertragen, welche sie entsprechend ihrem Ablaufschema an eine Baugruppe des Ein-Ausgabeteils 31 gibt. Hier wird die Umwandlung digitaler Parameter in Zündimpulse T_Z für den nachge schalteten Thyristorsteller 8 vorgenommen.

Durch die Programmiermöglichkeit über Lochstreifen und von Hand können die Schweißparameter sehr freizügig variiert werden, so daß die Zahl der unterschiedlichen Schweißprogramme, die mit der Roboterbewegung ablaufen, sehr hoch sein kann.

In der beschriebenen freiprogrammierbaren Steuerung kann auch eine automatische Zählung der Anzahl der Schweißungen vorgenommen werden, wobei nach einer empirisch ermittel ten Anzahl von Schweißungen ein höherer Schweißstrom automatisch eingestellt wird, um den durch den Elektro denverschleiß entstandenen höheren Widerstandswert beim Widerstandsschweißen zu kompensieren.

Claims

1. Steuerung für einen Industrie-Schweißroboter,

a) mit einem numerischen Steuerungsteil, der aus dem vorge gebenen Bewegungsprogramm entsprechende Steuerungsbefehle für die Antriebe des Roboters erzeugt,
b) mit einem Steuerungsteil in Form einer speicherprogram mierbaren Steuerung mit Ein- und Ausgabestufen für lo gische Abläufe und Verriegelungsbedingungen und
c) mit mindestens einem, dem numerischen Steuerungsteil zuge ordneten Programmspeicher,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

d) im Programmspeicher (23) sind zusätzlich Schweißparameter abgelegt,
e) die Parameter sind zeitgerecht mit den übrigen Bewegungs befehlen beim Abarbeiten des Programmspeichers (23) an die speicherprogrammierbare Steuerung übergebbar, welche sie entsprechend einem in ihrem Programm festgelegten Ab laufschema in Form von Zündbefehlen an das Stellglied (8) für den Schweißstrom ausgibt.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß über die speicherpro grammierbare Steuerung (3) die Zahl der Schweißungen erfaß bar und abhängig von der Zählung das Schweißprogramm änder bar ist.