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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Roboter-Steuereinrichtung
zum Steuern eines Industrie-Roboters, insbesondere auf eine Roboter-Steuereinrichtung,
die eine Funktion zum Überwachen
einer Abnormität
eines Roboter-Betriebs hat. Die vorliegende Erfindung ist auf einen
Roboter zum Durchführen
eines Betriebs, wie Lichtbogen-Schweißen, Abdichten, Laserstrahl-Bearbeiten,
Spritzlackieren, durch Zuführen
von Energie oder einer Arbeitssubstanz zu einem Arbeitswerkzeug
anwendbar, das auf einem Roboter montiert ist.
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Beim
Durchführen
eines Betriebs, wie Lichtbogen-Schweißen, Abdichten, Laserstrahl-Bearbeiten,
Spritzlackieren, unter Benutzung eines Roboters ist ein Arbeitswerkzeug,
wie ein Schweißbrenner, eine
Abdichtpistole, ein Laser-Bearbeitungskopf und eine Spritzpistole,
auf dem körperfernen
Ende eines Handgelenks oder eines Arms eines Roboters montiert.
Es wird ein Betriebsprogramm derart erstellt und einer Roboter-Steuereinrichtung
eingelernt, dass sich das Arbeitswerkzeug längs eines gewünschten Arbeitswegs
bewegt. Beim Einlernen werden der Roboter-Steuereinrichtung zusätzlich Ausgabebefehle I/O
zum Starten und Stoppen eines Arbeitsvorgangs des Arbeitswerkzeugs
bei einer Betriebs-Startposition bzw. einer Betriebs-Endposition
eingelernt.
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Wenn
das Betriebsprogramm ausgeführt wird,
wird das Arbeitswerkzeug zu der eingelernten Betriebs-Startposition
bewegt, und durch einen I/O-Befehl wird eine Lichtbogen-Schweißvorrichtung oder
eine Abdichtvorrichtung usw. betätigt.
Gleichzeitig startet der Roboter eine Arbeitsbewegung derart, dass
sich das Arbeitswerkzeug längs
des eingelernten Arbeitswegs bewegt, um den Betrieb, wie ein Lichtbogen-Schweißen, ein
Abdichten usw. durchzuführen.
Wenn das Arbeitswerkzeug den Endpunkt des Wegs erreicht, wird ein I/O-Befehl
ausgegeben, um die Arbeit der Lichtbogen-Schweißvorrichtung oder der Abdichtvorrichtung
zu stoppen.
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Bei
dem zuvor beschriebenen Betrieb erfasst der Prozessor zum Steuern
des Betriebs, wenn die Ausführung
des Betriebsprogramms durch ein vorübergehendes Stoppsignal oder
einen Alarm zeiweilig aufgehoben ist, den vorübergehenden Stillstand des Programms
und gibt automatisch einen I/O-Befehl aus, um die Arbeit der Lichtbogen-Schweißvorrichtung
oder den Abdichtvorgang zu stoppen, d. h. den Schweißbrenner
abzustellen oder die Zufuhr von Dichtungsmaterial zu stoppen.
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Wie
beschrieben wird in dieser Situation der Lichtbogen-Schweiß- oder
Abdichtbetrieb, der eine Bewegung des Werkzeugs in bezug auf das
Werkstück
erfordert, nicht durchgeführt,
wobei das Werkzeug unbewegt bleibt. Es gibt jedoch z. B. einen Fall, in
dem das Betriebsprogramm derart erstellt ist, dass der Betrieb der
Lichtbogen-Schweißvorrichtung
bei einem Startpunkt des Schweißbetriebs
durch einen I/O-Befehl gestartet wird und der Roboter seine Bewegung
nach einer Bestätigung
der Erzeugung des Lichtbogens durch ein Bestätigungssignal von der Lichtbogen-Schweißvorrichtung
startet. In diesem Fall wird wegen einer Störung eines Kabels usw. kein I/O-Eingabesignal,
das die Erzeugung des Lichtbogens bestätigt, an die Roboter-Steuereinrichtung
gesendet, und das Arbeitswerkzeug bleibt unbewegt, da das Lichtbogen-Erzeugungssignal
nicht empfangen wurde.
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Wenn
das zuvor genannte Ereignis auftreten sollte, entsteht ein ernsthaftes
Problem, da der Lichtbogen nacheinander in der selben Position auf
dem Werkstück
erzeugt wird, wobei der Schweißbrenner gestoppt
ist. Das Werkstück
oder eine Spannvorrichtung kann durch große Hitze geschmolzen werden, womit
ein großer
Schaden an dem System entsteht.
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Ein ähnlicher
Fall kann bei einem zu benutzenden Roboter in einem Betrieb auftreten,
bei dem dem Werkstück
Arbeitssubstanz oder Energie zugeführt wird, während sich das Arbeitswerkzeug
bewegt. Wenn z. B. in einem stationären Zustand eines Spritzlackier-Roboters
einer Spritzpistole fortlaufend Farbe zugeführt wird, werden ein Werkstück, periphere
Einrichtungen und die Umgebung des Systems verschmiert. Wenn die
Farbe hochflüchtiges Material
enthält,
besteht die Möglichkeit
des Ausbruchs eines Brandes.
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Ein
solches Ereignis wird sowohl durch eine Unvollständigkeit eines Software-Programms
zum Steuern des Betriebs eines Roboters als auch durch die zuvor
erwähnte
physikalische Störung,
wie einen Bruch eines Signalkabels, verursacht. Es kann beispielsweise
ein Fall eintreten, in dem der Roboter seinen Betrieb nicht startet,
obwohl ein Bewegungsbefehl des Betriebsprogramms an den Roboter
ausgegeben ist. In diesem Fall wird ebenfalls die Erzeugung des
Lichtbogens oder die Zuführung
von Farbe forgesetzt, während
der Roboter stationär
bleibt, was das gleiche Problem verursacht.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Roboter-Steuereinrichtung
zu schaffen, die in der Lage ist, die Möglichkeit eines Störfalls zu
verhindern, der durch einen abnormalen Stillstand eines Roboter
durch eine physikalische Störung,
wie einen Bruch von Kabeln oder eine Unvollständigkeit einer Betriebs-Software
zum Steuern eines Roboters, bei Ausführung des Betriebs verursacht
wird, in dem einem Objekt Arbeitssubstanz oder Energie zugeführt wird,
während
das Arbeitswerkzeug in bezug auf das Objekt bewegt wird.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist ein Roboter-Steuersystem zum
Steuern und Überwachen
eines Betriebs vorgesehen, der durch ein Arbeitswerkzeug durchgeführt wird,
das betätigt
werden kann, um Energie oder eine Substanz zuzuführen, und das auf einem Roboter
montiert ist, wobei das Arbeitswerkzeug durch den Roboter relativ
zu einem Objekt bewegt oder gestoppt wird, welches Steuersystem
umfasst: einen Bewegungs-Steuerabschnitt zum Steuern des Roboters, um
das Arbeitswerkzeug relativ zu dem Objekt zu bewegen, ein Arbeitswerkzeug-Schnittstellenmittel
zum Betätigen
des Arbeitswerkzeugs auf den Empfang eines Arbeitswerkzeug-Betätigungssignals
hin, einen Arbeitswerkzeug-Steuerabschnitt zum Ausgeben des Arbeitswerkzeug-Betätigungssignals
an das Arbeitswerkzeug-Schnittstellenmittel, einen Roboterstopp-Überwachungsabschnitt
zum Überwachen,
ob die relative Bewegung des Arbeitswerkzeug in bezug auf das Objekt
gestoppt ist oder nicht, einen Arbeitswerkzeugbetätigungssignal-Überwachungsabschnitt
zum Überwachen,
ob das Arbeitswerkzeug-Betätigungssignal
an das Arbeitswerkzeug-Schnittstellenmittel ausgegeben ist oder
nicht, einen Zeitgeber zum Messen einer Zeitperiode, während welcher
sowohl die relative Bewegung gestoppt ist als auch das Arbeitswerkzeug-Betätigungssignal an
das Arbeitswerkzeug-Schnittstellenmittel
ausgegeben ist, und einen Abnormitäts-Bestimmungsabschnitt zum Bestimmen einer
Abnormität
des Betriebs, wenn die Zeitperiode, die durch den Zeitgeber gemessen
ist, eine vorbestimmte Zeitperiode überschreitet.
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Zum
Betätigen
der Zuführungsvorrichtung
ist erfindungsgemäß außer dem
bereits genannten Roboterstopp-Überwachungsabschnitt
zum Überwachen,
ob die relative Bewegung des Arbeitswerkzeugs in bezug auf das Objekt
gestoppt ist oder nicht, und außer
dem bereits genannten Abnormitäts-Bestimmungsabschnitt
zum Bestimmen einer Abnormität
des Betriebs, wenn die Zeitperiode, die durch den Zeitgeber gemessen
wird, eine vorbestimmte Zeitperiode überschreitet, ein Zuführungsbefehls-Überwachungsabschnitt
zum Überwachen,
ob der Zuführungsbefehl
an das Zuführungsmittel
ausgegeben ist oder nicht, und ein Zeitgeber zum Messen einer Zeitperiode,
während
welcher die relative Bewegung gestoppt ist und außerdem der
Zuführungsbefehl
an die Zuführungsvorrichtung ausgegeben
worden ist, vorgesehen,
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Es
ist vorzuziehen, dass die vorbestimmte Zeitperiode zum Bestimmen
einer Abnormität
variabel eingestellt wird, wenn sich die Gelegenheit ergibt. Für manche
Arten von Vorgängen
ist es vorzuziehen, dass die vorbestimmt Zeitperiode unterschiedlich
für einen
Start des Betriebs und für
einen Zeitpunkt inmitten des Betriebs eingestellt wird. Das Arbeitswerkzeug
kann ein Schweißbrenner
für einen
Schweißbetrieb,
ein Laserstrahl-Bearbeitungskopf zum Laserstrahl-Bearbeiten, eine
Abdichtpistole für
einen Abdichtbetrieb oder eine Spritzpistole für einen Spritzlackierbetrieb
sein.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verlangt
die System-Software zum Steuern eines Betriebs zum Lichtbogen-Schweißen, zum
Abdichten, zur Laser-Bearbeitung usw. einen Prozessor in der Steuereinrichtung,
um den Start eines Betriebs zu erfassen und um in jeder Verarbeitungsperiode
Befehlsimpulse für
Motoren zum Antreiben jeweiliger Roboterachsen nach Ablauf einer
vorbestimmten Zeitperiode zu überwachen.
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Wenn
bei einem Start der Überwachung
alle Befehlsimpulse Null sind, wird umgehend ein I/O-Befehl ausgegeben,
um den Betrieb zu stoppen, und es wird ein Alarm ausgegeben. Nachdem
die Überwachung
gestartet ist, wird wenn erfasst wird, dass alle Befehlsimpulse
auf Null zurückgehen
und für
eine vorbestimmte Zeitperiode unverändert bleiben, umgehend ein
T/O-Befehl ausgegeben, um den Betrieb zu stoppen, und es wird ein
Alarm ausgegeben.
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Der
Grund für
das Warten für
die vorbestimmte Zeit beim Bestimmen einer Abnormität ist, dass
es für
einen Roboter nicht unüblich
ist, seine Bewegung in einem normalen Betrieb für eine kurze Zeit zu stoppen.
Beispielsweise wird in einem Lichtbogen-Schweißbetrieb oft ein wellenartiger
Bewegungsvorgang beim Bewegen eines Schweißbrenners quer zu einem Schweißweg durchgeführt. Bei diesem
wellenartigen Bewegungsvorgang wird das Schweißen durchgeführt, wobei
der Schweißbrenner für ein kurze
Zeit bei den Querrichtungs-Endpunkten zum
Sicherstellen eines ausreichenden Wulstes gestoppt wird.
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In
diesem Fall wird der Lichtbogen-Schweißbetrieb, wenn der Lichtbogen
umgehend gestoppt wird, nachdem alle Befehlsimpulse nach Null gehen, d.
h. ohne eine Abwarte-Zeitperiode mit vorübergehendem Stillstand inmitten
des Vorgangs beendet.
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Außerdem wird
der Schweißvorgang
im Falle eines Lichtbogen-Punktschweißens durchgeführt, wobei
das Werkzeug für
0,5 bis 1 s gestoppt wird. In diesem Fall wird auch das Lichtbogen-Punktschweißen, wenn
der Lichtbogen umgehend gestoppt wird, nachdem alle Befehlsimpulse
nach Null gehen, inmitten des Vorgangs beendet.
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Aus
den zuvor genannten Gründen
ist es notwendig, zum Bestimmen einer Abnormität für eine vorbestimmte Zeitperiode
zu warten. Die Abwarte-Zeitperiode kann für den Start eines Betriebs
und für
einen Zeitpunkt inmitten des Betriebs unterschiedlich eingestellt
werden. Beispielsweise ist es für
den Lichtbogen-Schweißvorgang
vorzuziehen, zum Bestimmen einer Abnormität unterschiedliche Abwarte-Zeitperioden
für einen
Start und einen Zeitpunkt inmitten eines Betriebs einzustellen.
Wenn einmal der Lichtbogen erzeugt ist, kann und sollte nach Ablauf
einer kurzen Abwarte-Zeitperiode bestimmt werden, dass eine Abnormität aufgetreten
ist, weil ein Stillstand des Werkzeugs bei einem normalen Betrieb
(vorübergehender
Stillstand bei dem Wellenbewgungs-Lichtbogen-Schweißen oder
Verweilen beim Lichtbogen-Punktschweißen) ziemlich kurz ist.
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Andererseits
wird bei einem Start der Erzeugung eines Lichtbogens eine beträchtliche
Zeit für eine
Lichtbogen- Entladung
benötigt,
um vom Empfang eines Befehls zur Erzeugung des Lichtbogens an zwischen
einem Schweißbrenner
und einem Werkstück
eine elektrische Potentialdifferenz zu erzeugen. Demzufolge ist
es notwendig, eine längere Abwarte-Zeitperiode für einen
Start des Betriebs zum Bestimmen einer Abnormität des Betriebs einzustellen.
Aus den zuvor genannten Gründen
ist es angemessen, dass die Bestimmung einer Abnormität auf der
Grundlage unterschiedlicher Kriterien für einen Start und einen Zeitpunkt
inmitten des Lichtbogen-Schweißvorgangs
vorgenommen wird. Die unterschiedlichen Abwarte-Zeitperioden können vorab gesetzt
und selektiv für
den Start und einen Zeitpunkt inmitten des Betriebs benutzt werden.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe zur Wirkung gebracht werden
kann, wird im folgenden beispielhaft auf die vorliegenden Figuren
Bezug genommen.
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1 zeigt
ein schematisches Blockschaltbild, das den allgemeinen Aufbau eines
Roboter-Systems darstellt, auf das die vorliegende Erfindung angewendet
ist.
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2 zeigt
ein schematisches Blockschaltbild einer System-Software zum Steuern
des Roboter-Systems.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung der gesamten Anordnung eines Roboter-Systems zum
Durchführen
eines Lichtbogen-Schweißvorgangs.
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4 zeigt
ein Beispiel für
ein Betriebsprogramm zum Durchführen
eines Lichtbogen-Schweißvorgangs.
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5 zeigt
ein Flussdiagramm einer Verarbeitung, die in Übereinstimmung mit einer Betriebssteuer-Software
durchzuführen
ist.
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6 zeigt
eine Fortsetzung des Flussdiagramms gemäß 6.
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1 zeigt
ein Blockschaltbild, das Hauptteile eines Roboter-Systems darstellt,
das eine Roboter-Steuereinrichtung enthält, auf welche die vorliegende
Erfindung angewendet ist. Gemäß 1 hat die
Roboter-Steuereinrichtung 10 eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 11.
Die CPU 11 ist mit einem Speicher 12 aus einem
ROM, einem Speicher 13 aus einem RAM, einem nichtflüchtigen
Speicher 14, einer universellen Peripherie-Schnittstelle 15 zum
Empfangen und Ausgeben eines Eingabe/Ausgabe- (1/0-)Signals von/an
periphere(n) Einrichtungen, einer Schnittstelle 16 für ein Einlernbetriebs-Schaltfeld 30 und
einer Roboterachsen-Steuereinrichtung 17 verbunden. Die
Roboterachsen-Steuereinrichtung 17 steuert jeweilige Achsen
eines Roboters (Mechanismus) 20 durch Servoschaltungen 18.
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Die
universelle Peripherie-Schnittstelle 15 ist mit einer Betriebs-Steuereinrichtung 40 als
eine periphere Einrichtung verbunden. Die Betriebs-Steuereinrichtung 40 und
das ihr zugeordnete Arbeitswerkzeug 50 sind in Übereinstimmung
nit einer durchzuführenden
Betriebsart ausgewählt.
Beispielsweise ist das Arbeitswerkzeug 50 in dem Fall,
in dem der durchzuführende
Betrieb ein Lichtbogen-Schweißen ist,
ein Schweißbrenner
zum Lichtbogen-Schweißen, und
die Betriebs-Steuereinrichtung 40 ist einr Lichtbogen-Schweiß-Steuereinrichtung
zum Steuern der Zufuhr elektrischen Stroms, eines Schweißstabs und Schutzgas
usw.. In dem Fall, in dem der durchzuführende Betrieb ein Abdichtbetrieb
ist, ist das Arbeitswerkzeug 50 eine Abdichtpistole, und
die Betriebs-Steuereinrichtung 40 ist eine Abdicht-Steuereinrichtung
zum Steuern der Zufuhr von Abdichtmaterial usw..
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Das
Lichtbogen-Schweißen
wird durch Schmelzen von zu schweißenden Metallen mit einer beständigen,
lumineszenten elektrischen Entladung (Lichtbogen), die als eine
Wärme quelle
benutzt wird, oder durch Schmelzen eines Schweißzusatzmaterials (Schweißstab oder
-draht) und Auftragen desselben auf ein Objekt durchgeführt. Auf
dem körperfernen
Ende des Roboter-Handgelenks ist ein Schweißbrenner einer Lichtbogen-Schweißvorrichtung
montiert, und ein Schweißstrom,
der in den Schweißbrenner
fließt,
wird geregelt, wodurch die Energie, die für das Schweißen zugeführt wird,
geregelt wird.
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Der
ROM 12 und der nichtflüchtige
Speicher 14 teilen sich die Speicherung von Daten für System-Software
(Programme und Parameterdaten usw.). Beispielsweise sind Betriebsprogramme
zum Definieren von Betriebseinzelheiten und zugeordnete Parameter
in dem nichtflüchtigen
Speicher 14 gespeichert, und Software-Daten, die kein Überschreiben
erfordern, sind in dem ROM 12 gespeichert. Setzwerte für die Abwarte-Zeitperiode
sind, wie später
beschrieben wird, zum Bestimmen einer Betriebs-Abnormität in dem
nichtflüchtigen
Speicher 14 gespeichert. Diese Setzdaten und die Betriebsprogramme
sind in der Lage, durch das Einlernbetriebs-Schaltfeld 30 einzugeben, zu
korrigieren, aufzubereiten, zu tilgen usw.. Der ROM 13 wird
für eine vorübergehende
Speicherung von Daten für
Berechnungsprozesse benutzt, die durch die CPU 11 durchgeführt werden.
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Die
System-Software zum Steuern des Roboter-Systems hat einen Aufbau,
wie er in 2 gezeigt ist. Die System-Software
umfasst eine Management-Software, die ein Betriebssystem zum Steuern des
gesamten System enthält,
eine Aufbereitungs-Software zum Erstellen und Aufbereiten eines Programms
durch einen Benutzer, eine Programmausführungs-Software zum Lesen und Ausführen des
Programms, eine Roboter-Bewegungssteuerungs-Software und eine Betriebssteuer-Software zum Steuern
und Überwachen
eines Betriebs, der durch den Roboter durchgeführt wird.
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Die
Anordnung und das Betriebsprogramm des Roboter-Systems in einem
Beispiel zum Durchführen
eines Lichtbogen-Schweißbetriebs
wird im folgenden unter Bezugnahme auf 3 u. 4 erklärt. Wenn
ein Befehl zum Ausführen
des Betriebsprogramms ausgegeben ist, liest die CPU 11 (im
folgenden als Prozessor bezeichnet) in der Roboter-Steuereinrichtung,
die in 1 gezeigt ist, das Betriebsprogramm und führt dieses,
wie in 4 gezeigt, auf Aufforderung durch die Programmausführungs-Software
Zeile für
Zeile aus.
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Wenn
der Prozessor eine Bewegungsdarstellung (in der ersten bis dritten,
sechsten bis achten, zehnten oder elften Zeile in dem Beispiel gemäß 4)
liest, erzeugt er Befehlsdaten für
eine Roboter-Bewegung und überträgt die erzeugten
Daten zu der Betriebssteuer-Software, um auf den Abschluss der Bewegung
zu warten. Die Betriebssteuer-Software verlangt, dass der Prozessor
Berechnungsoperationen zum Bewegen des Arbeitswerkzeugs von der gegenwärtigen Position
zu der Zielposition mit der bestimmten Geschwindigkeit ausführt, die
durch die Bewegungs-Befehlsdaten befohlen ist.
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Die
Ergebnisse der Berechnungsoperationen werden in Befehlsimpulse für Motoren
zum Antreiben jeweiliger Roboterachsen umgewandelt und in einen
Speicherbereich eingeschrieben, der in dem RAM 13 festgelegt
ist. Das Servosystem (Schaltung) liest die Werte, die in den Speicherbereich
eingeschrieben sind, in jeder vorbestimmten Periode aus und überträgt sie als
Befehlsimpulse zu den jeweiligen Motoren. Demzufolge beginnt das
Arbeitswerkzeug, sich mit der befohlenen Geschwindigkeit zu der Zielposition
zu bewegen. Wenn das Arbeitswerkzeug die Zielposition erreicht hat,
informiert die Betriebssteuer-Software die Programmausführungs-Software über die
Ankunft des Arbeitswerkzeugs in der Zielposition.
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Wenn
der Prozessor eine I/O-Ausgangssignal-Darstellung (EIN), wie in
der vierten Zeile in 4, beim Ausführen des Betriebsprogramms
ausliest, wird auf einer bestimmten Signalleitung ein EIN-Signal
ausgegeben. In Reaktion auf das EIN-Signal wird die Lichtbogen-Schweißvorrichtung,
die mit der Signalleitung verbunden ist, betätigt, um ihre Bewegung zu starten.
Die Betriebssteuer-Software verlangt von dem Prozessor, die notwendige
Steuerung und das Überwachen
des Betriebs durchzuführen, wenn
das EIN-Signal auf der betimmten Signalleitung ausgegeben ist.
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Wenn
der Prozessor eine I/O-Ausgangssignaldarstellung (AUS), wie in der
neunten Zeile in 4, ausliest, wird auf einer
bestimmten Signalleitung ein AUS-Signal ausgegeben. In Reaktion
auf das AUS-Signal stoppt die Lichtbogen-Schweißvorrichtung, die mit der Signalleitung
verbunden ist, ihre Bewegung. Wenn das AUS-Signal auf der bestimmten
Signalleitung ausgegeben ist, verlangt die Betriebssteuer-Software von dem
Prozessor, die Steuerung und das Überwachen des Betriebs zu beenden.
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Wenn
das I/O-Ausgangssignal (EIN) ausgegeben ist, liest der Prozessor
eine Überwachungsabwarte-Zeitperiode,
die für
einen Start des Betriebs vorbestimmt ist, aus dem Speicher aus und
setzt die Abwarte-Zeitperiode auf Verlangen der Betriebssteuer-Software
in dem Zeitgeber. Wenn die Abwarte-Zeitperiode gesetzt ist, startet die
Management-Software ein Herunterzählen des Zeitgebers, und wenn
die gesetzte Zeitperiode abläuft,
informiert die Management-Software die Betriebssteuer-Software über den
Ablauf der gesetzten Zeitperiode.
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Auf
den Empfang der Information über
den Ablauf der gesetzten Zeitperiode hin greift der Prozessor auf
Verlangen der Betriebssteuer-Software auf den Speicherbereich zu,
in den die Befehlsimpulse eingeschrieben sind. Wenn alle Befehlsimpulse, die
in dem Speicherbereich gespeichert sind, Null sind, bestimmt die
Betriebssteuer-Software, dass eine Abnormität aufgetreten ist, und gibt
ein I/O-AUS-Signal auf der Signalleitung aus, um den Vorgang zu
beenden.
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Der
Prozessor greift auf Verlangen der Betriebssteuer-Software in jeder
vorbestimmten Verarbeitungsperiode nach dem Start des Betriebs auf
den Speicherbereich zu, in den die Befehlsimpulse eingechrieben
sind. Wenn die Werte, die in irgendeiner Verarbeitungsperiode ausgelesen
sind, alle Null sind, liest der Prozessor eine Überwachungs-Abwartezeit für einen
Zeitpunkt inmitten des Betriebs aus dem Speicher aus und setzt die Überwachungs-Abwartezeit
in dem Zeitgeber. Wenn die gesetzte Zeitperiode abgelaufen ist,
wird der Betriebssteuer-Software der Ablauf der gesetzten Zeitperiode
in der gleichen Weise, wie beschrieben, mitgeteilt.
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Auf
den Empfang der Information über
den Ablauf der gesetzten Zeitperiode hin greift der Prozessor erneut
auf den Speicherbereich zu, in den die Befehlsimpulse eingeschrieben
sind, und wenn die ausgelesenen Werte alle Null sind, wird bestimmt, dass
inmitten des Betriebs eine Abnormität aufgetreten ist, und der
Betrieb wird durch Ausgeben eines I/O-RUS-Signals beendet. In dem
Fall, in dem die ausgelesenen Werte in irgendeiner Verarbeitungsperiode
alle Null sind, wird demzufolge die Abwarte-Zeitperiode in dem Zeitgeber
gesetzt. Wenn die Befehlsimpulse, die in der nachfolgenden Verarbeitungsperiode
ausgelesen werden, nicht Null sind, wird der Zählstand des Zeitgebers rückgängig gemacht.
Der Prozessor setzt das Überwachen
der Befehlsimpulse in jeder vorbestimmten Verarbeitungsperiode fort,
bis das I/O-AUS-Signal an das Arbeitswerkzeug ausgegeben wird, um
den Vorgang zu beenden.
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Die
vorstehende Beschreibung erfolgte bezüglich der Anordnung und des
Betriebs des Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. Die Verarbeitung, die unter Steuerung
durch die Betriebssteuer-Software zum Durchführen der Abnormitäts-Bestimmung
und der Überwachungsfunktion
gemäß der vorliegenden
Erfindung durchzuführen
ist, ist in 5 u. 6 gezeigt.
Die folgenden Ausführungen
betreffen wesentliche Punkte jedes Schritts in Übereinstimmung mit der Anordnung
des Lichtbogenschweiß-Robotersystems,
wie es in 3 gezeigt ist, und dem Betriebsprogramm,
wie es in 4 gezeigt ist.
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(Schritt S1)
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Es
wird bestimmt, ob das Schweißstartsignal den
Zustand EIN hat oder nicht. In dem Beispiel für das Betriebsprogramm, wie
es in 4 gezeigt ist, lautet das Bestimmungsergebnis
von der ersten Zeile bis zur der dritten Zeile NEIN, und die Prozedur
setzt sich nicht zu Schritt S2 fort. Wenn die vierte Zeile des Betriebsprogramms
ausgelesen ist, nimmt das Schweißstartsignal den Zustand EIN
an, um einen Betrieb der Lichtbogen-Schweißvorrichtung zu starten. Unmittelbar
nachdem das Schweißstartsignal eingeschaltet
ist, lautet das Bestimmungsergebnis JA, und die Prozedur setzt sich
zu Schritt S2 fort.
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(Schritt S2)
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Aus
dem Speicher wird die Abwarte-Zeitperiode für den Start des Schweißens ausgelessen.
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(Schritt S3)
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Die
ausgelesene Abwarte-Zeitperiode wird in dem Zeitgeber gesetzt, und
das Setzen des Zeitgebers wird der Management-Software mitgeteilt. Die Management-Software
verlangt von dem Prozessor, die gesetzte Zeit herunterzuzählen (Schritt
S31) und informiert die Betriebssteuer-Software über den Ablauf der gesetzten
Zeit (Schritt S32).
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(Schritt S4)
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Es
wird auf den Abschluss des Herunterzählens des Zeitgebers gewartet.
Während
das Herunterzählen
noch nicht vollständig
durchgeführt
ist, werden Befehlsimpulse aus dem Speicher ausgelesen, wobei die
Servo-Steuereinrichtung und eine NC-Einrichtung beteiligt sind,
in welche die Befehlsimpulse eingeschrieben werden (Schritt S41).
Wenn alle Befehlsimpulse Null sind, kehrt die Prozedur zu Schritt S4
zurück,
um den Abschluss des Herunterzählens des
Zeitgebers zu bestimmen, und wenn nicht alle Befehlsimpulse Null
sind, d. h. wenn irgendeiner der Befehlsimpulse nicht Null ist,
wird das Herunterzählen
des Zeitgebers aufgehoben, und die Prozedur setzt sich zu Schritt
S9 in 6 fort.
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(Schritte S5 u. S6)
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Es
wird bestimmt, ob die ausgelesenen Befehlsimpulse alle Null sind
oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis JA lautet, bedeutet dies,
dass es höchstwahrscheinlich
möglich
ist, dass der Roboter für
eine Zeitperiode unbewegt bleibt, die länger als die Überwachungsabwarte-Zeitperiode
ist, die für
einen Start des Schweißbetriebs
vorbestimmt ist. Daher wird bestimmt, dass eine Abnormität aufgetreten ist,
und die Prozedur setzt sich zu den Schritten S7 u. S8 fort.
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Wenn
das Bestimmungsergebnis NEIN lautet, bedeutet dies, dass der Roboter
seine Bewegung innerhalb der Überwachungs-Wartezeit für einen Start
des Schweißbetriebs
gestartet hat. Daher wird bestimmt, dass der Roboter normal arbeitet,
und die Prozedur setzt sich zu Schritt S9 in 6 fort.
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(Schritt S7)
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Es
wird ein Schweißstoppsignal
ausgegeben, um sowohl die Lichtbogenspannung abzuschalten als auch
die Zufuhr eines Schweißdrahts
und eines Schutzgases zu unterbrechen.
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(Schritt S8)
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Es
wird ein Alarm ausgegeben, und die Prozedur wird beendet. Die Alarmgabe
wird durch eine grafische Anzeige auf einem Flüssigkristall-Anzeigebildschirm,
der dem Einlernbetriebs-Schaltfeld zugeordnet ist, und/oder den
Ton eines Summers ausgeführt.
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(Schritt S9)
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Die
nachfolgenden Schritte dienen der "Steuerung und Überwachung nach dem Start des Betriebs". Zuerst wird bestimmt,
ob das Schweißstartsignal
den Zustand ETN angenommen hat oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis
NEIN lautet, bedeutet dies, dass der Betrieb abgeschlossen ist, und
die Prozedur endet.
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In
dem Beispiel für
das Betriebsprogramm, das in 4 von der
vierten Zeile bis zu der achten Zeile gezeigt ist, lautet das Bestimmungsergebnis JA,
und die Prozedur setzt sich zu Schritt S10 fort.
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(Schritt S10)
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Der
Prozessor greift auf den Speicherbereich des gemeinsamen Speichers
zu, um die Bewegungs-Befehlsimpulse auszulesen.
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(Schritt S11)
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Es
wird bestimmt, ob die ausgelesenen Befehlsimpulse alle Null sind
oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis JA lautet, bedeutet dies,
dass der Roboter gestoppt ist, während
der Lichtbogen erzeugt wird. Daher setzt sich die Prozedur zu Schritt S13
fort.
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Wenn
das Bestimmungsergebnis NEIN lautet, bedeutet dies, dass sich der
Roboter in Bewegung befindet und der Status des Roboterbetriebs
in Ordnung ist. Die Prozedur setzt sich zu Schritt S12 fort.
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(Schritt S12)
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Die Überwachung
und die Steuerung werden durch wiederholtes Ausführen der Schritte S9 bis S11 fortgesetzt.
Wie beschrieben wird die Prozedur beendet, wenn das Bestimmungsergebnis
in Schritt S9 NEIN lautet, und wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt
S11 JA lauter, setzt sich die Prozedur zu Schritt S13 fort.
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(Schritt S13)
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Die Überwachungs-Wartezeit,
die für
einen Zeitpunk inmitten des Betriebs vorbestimmt ist, wird aus dem
Speicher ausgelesen.
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(Schritt S14)
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Die
ausgelesene Wartezeit wird in dem Zeitgeber gesetzt, und das Setzen
des Zeitgebers wird der Management-Software mitgetteilt. Die Management-Software
befiehlt dem Prozessor, den Zeitgeber herunterzuzählen (Schritt
S141) und teilt der Betriebssteuer-Software den Abschluss der Herunterzählens mit
(Schritt S142).
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(Schritt S15)
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Es
wird auf einen Abschluss des Herunterzählens des Zeitgebers gewartet,
während
die Überwachung
und die Steuerung des Betriebs in Schritt S16 fortgesetzt werden.
Wenn die Information über den
Abschluss des Herunterzählens
des Zeitgebers empfangen ist, setzt sich die Prozedur zu Schritt
S17 fort.
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(Schritt S16)
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Der
Betrieb wird überwacht
und gesteuert, und die Prozedur kehrt zu Schritt S15 zurück.
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(Schritt S17)
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Die
Bewegungs-Befehlsimpulse werden aus dem Speicherbereich in dem gemeinsamen
Speicher ausgelesen, in den die Befehlsimpulse für jeweilige Servomotoren eingeschrieben
sind.
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(Schritt S18)
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Es
wird bestimmt, ob die ausgelesenen Befehle alle Null sind oder nicht.
Wenn das Bestimmungsergebnis NEIN lautet, bedeutet dies, dass der Roboter
zu einem normalen Betriebszustand innerhalb der Wartezeit zurückgekehrt
ist, die für
einen Zeitpunkt inmitten des Betriebs vorbestimmt ist. Daher wird
entschieden, dass der Roboter normal arbeitet, und die Prozedur
kehrt zu Schritt S9 zurück.
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Wenn
das Bestimmungsergebnis JA lautet, ist es höchstwahrscheinlich möglich, dass
der Roboter für
eine Zeitperiode gestoppt worden ist, die länger als die Wartezeit ist,
die für
einen Zeitpunkt inmitten des Betriebs vorbestimmt ist. Daher wird
angenommen, dass eine Abnormität
des Betriebs aufgetreten ist, und die Prozedur setzt sich zu den
Schritten S19 u. S20 fort.
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(Schritt S19)
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Es
wird das Schweißstoppsignal
ausgegeben, um die Erzeugung des Lichtbogens und ebenfalls die Zufuhr
von Schweißdraht
und Schutzgas zu beenden.
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(Schritt S20)
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Es
wird ein Alarm ausgegeben, und die Prozedur endet. Die Alarmgabe
wird durch eine grafische Anzeige auf einem Flüssigkristall-Anzeigebildschirm,
der dem Einlernbetriebs-Schaltfeld zugeordnet ist und/oder einen
Ton eines Summers ausgeführt.
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Mit
der zuvor beschriebenen Prozedur wird ein abnormaler Stillstand
des Arbeitswerkzeugs beim Start des Betriebs und inmitten des Betriebs
genau erfasst, und in Reaktion auf die Erfassung werden notwendige
Maßnahmen
zum Verhindern eines ernsthaften Umstands ergriffen.
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Die
zuvor gegebene Beschreibung betrifft den Fall, in dem der Roboter
einen Schweißbetrieb durchführt. Eine ähnliche
Verarbeitung kann auf Fälle angewendet
werden, in denen der Roboter andere Betriebsarten, wie ein Abdichten,
ein Laserstrahl-Bearbeiten, ein Spritzlackieren, durchführt. In
diesen Fällen
wird das EIN/AUS-Signal für
die Lichtbogen-Schweißvorrichtung
durch ein EIN/AUS-Signal für
eine Abdichtpistol, einen laserstrahl-Bearbeitungskopf, eine Spritzpistole
usw. ersetzt.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird die Betätigung des Arbeitswerkzeugs gezwungenermaßen und
umgehend gestoppt, wenn sich das Arbeitswerkzeug, das auf einem
Roboter montiert ist und eine Bewegung erforderlich macht, wie ein
Lichtbogen-Schweißbrenner,
eine Abdichtpistole und ein Laser-Bearbeitungskopf nicht, während das
Werkzeug arbeitet, über
eine Zeitperiode bewegt, die in Übereinstimmung
nit einer Betriebsart oder einer Betriebssituation vorbestimmt ist.
Demzufolge konnen ernsthafte Probleme, die durch einen solchen abnormalen
Zustand des Roboters verursacht werden, sicher verhindert werden.