JP2014104561A - ロボットシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
各ロボット制御装置RC1等は記憶装置15と主制御部16を備える。記憶装置15は溶接施工データを順次記憶動作する。主制御部16は、これから行われる溶接制御工程で取得される予定の溶接施工データが、記憶装置15の空き記憶容量で記憶可能か記憶不能かを判定する。さらに、モニタ装置PCと通信不能の場合は異常処理を行い、記憶装置15が記憶したモニタ関連情報を保持する。モニタ装置との通信が可能な場合や不可能な場合から可能な場合に変わった場合は記憶装置15の溶接施工データをモニタ装置PCに送信する。溶接施工データを確実に保存できるので生産ライン全体のトレーサビリティを確保することができる。
【選択図】図1
Description
特許文献2では、アーク溶接中の溶接電流をロボット制御装置でモニタする。例えば、1溶接区間の溶接作業が完了すると、モニタした電流値をファイルに保存し、イーサネット(登録商標)またはRS−232Cで接続されたパーソナルコンピュータに転送する。また、転送されたファイルはパーソナルコンピュータが備える表示装置の画面上に折れ線グラフ形式で表示するようにしている。このことによって、複数の溶接区間のデータが縮小表示で一覧することができるようになっている。
(1) ロボット制御装置に搭載できるRAM(ランダム・アクセス・メモリ)または接続できるメモリの容量には事実上制限があり、長期間に渡り全ての溶接施工データを記録しておくことができない。
(3) 何らかの理由で通信回線に異常が生じた場合、溶接施工データが確実に保存される保証がない。
上記課題は、アーク溶接ロボットにおける問題点として挙げたが、アーク溶接ロボット以外の他の産業用ロボットにおいても、モニタ装置と単数または複数のロボット制御装置をネットワークで接続した場合に、ロボット制御装置で取得した各種情報を含むモニタ値と当該ロボット制御装置におけるロボットを制御するための指令情報をモニタ装置に対して送信する場合に、同様の問題がある。
また、前記ロボットは、溶接ロボットであり、前記モニタ関連情報は、溶接制御中に取得する溶接電流及び溶接電圧の少なくともいずれか一方を含むことが好ましい。
また、前記モニタ装置は、前記モニタ記憶部の空き容量が、予め設定された空き容量となった場合には、前記ネットワークに接続された複数のロボット制御装置に対して、警告信号を送信する送信部を備え、前記ロボット制御装置の制御部は、前記送信部からの前記警告信号に基づいて、再生運転を停止することが好ましい。
図1に示すようにアーク溶接ロボットシステム10は、アーク溶接を行うように構成された複数のロボット(図示しない)と、各ロボットを制御するロボット制御装置RC1,RC2〜RCN及びモニタ装置PCを有する。
ロボット制御装置RC1〜RCN及びモニタ装置PCは、有線のネットワーク20を介して互いに接続されている。前記ネットワーク20では、情報通信系ネットワーク及び制御系ネットワークのためにそれぞれ通信回線が独立して設けられている。また、ネットワーク20には、図示はしないが上位コントローラも接続されている。前記ネットワーク20は、例えばLAN方式のイーサネット(登録商標)にて構成されている。なお、ネットワーク20は、LAN方式のイーサネットに限定されるものではなく、他のネットワークで構成されていてもよい。
次に、ロボット制御装置及び溶接機を説明する。なお、ロボット制御装置RC1〜RCNの構成は同じのため、代表してロボット制御装置RC1の構成を説明する。
図5に各種の教示データが記述された作業プログラムの例を示す。図5に示す作業プログラムでは、作業プログラム番号、ワーク番号及び複数の教示ステップ番号001〜nが記述されている。溶接を開始する教示ステップ(図5の例では教示ステップ004)では、溶接開始命令が記述されるとともに溶接を終了する教示ステップ(図5の例では教示ステップ008)では、溶接終了命令が記述されている。前記溶接開始命令、溶接終了命令は教示データの一例である。
主制御部16は、図示しないティーチペンダントで教示データが教示された前記作業プログラムの各教示ステップを解析する解析部16aと、解析部16aが解析した解析報等に基づき公知の方法で軌道計画及び補間演算を行い、前記マニピュレータの関節に設けられた図示しない前記ロータリエンコーダからの現在位置情報等に基づき制御値を生成する実行部16bを備えている。実行部16bは、前記制御値を図示しないサーボドライバを介して、前記マニピュレータの各関節に設けられた図示しない駆動モータを回転制御し、前記マニピュレータの手首部の前記溶接トーチを移動する。主制御部16は制御部及び判定部の一例である。ネットワーク通信部17は、ネットワーク20の情報通信系ネットワークを介して他のロボット制御装置RC2〜RCN、及びモニタ装置PCと通信を行う。ネットワーク通信部17は、通信部に相当する。
次に、溶接機について説明する。溶接機Y1〜YNの構成は同じのため、代表して溶接機Y1の構成を説明する。
通信制御部24は、通信ケーブル40を介してロボット制御装置RC1の通信制御部14に接続され、通信が可能である。
次にモニタ装置PCを説明する。モニタ装置PCは、コンピュータからなり、CPU(中央処理装置)31、ROM32、RAM33、記憶装置34及びネットワーク通信部35等を備えている。CPU31は、モニタ装置PC自体のシステムをコントロールする。ROM32は、前記モニタ装置自体のシステムのプログラムが格納されている。RAM33は、揮発性のメモリであって、各種プログラムを実行するときの作業メモリとなる。記憶装置34は、書き込み読出し可能なメモリであって、例えばハードディスク、半導体メモリ、磁気抵抗RAM等からなる。なお、記憶装置34が半導体メモリの場合には、バックアップ電源が不要な不揮発性のメモリが好ましいが、限定されるものではなく、バックアップ電源が必要な半導体メモリでもよい。記憶装置34はモニタ記憶部に相当する。
上記のように構成されたアーク溶接ロボットシステムの作用を図2〜図4を参照して説明する。以下では、説明の便宜上、ロボット制御装置RC1が実行する処理について説明する。
ここで、これから溶接を開始する溶接区間におけるモニタ関連情報のデータサイズの算出について、図4を参照して説明する。
S102で、解析した教示ステップに溶接開始命令がない場合には、S113に移行し、S101で解析して得た解析情報を解析部16aが備える実行部16bに通知し、S114において、カレントステップを1つ進めて、このプログラムを一旦終了する。なお、前記カレントステップは、S101で解析対象の教示ステップを特定するためのものである。
S104では、解析部16aはさらに次の教示ステップを先行解析し、S105ではS104で先行解析した結果、その教示ステップに溶接終了命令があるか否かを判定する。
なお、式中の1サンプリング当たりのモニタ値のデータサイズは、溶接電流と溶接電圧の合計の値であり、本実施形態のそれぞれのサンプリング周期は同じである。なお、溶接電流と溶接電圧のサンプリング周期が異なる場合は、溶接電流の総データサイズと、溶接電圧の総データサイズを個別に算出して得た値を合計すればよいが、同期した同じサンプリング周期が好ましい。
(ステップS20) S20では、主制御部16は、作業プログラムを再生実行する制御周期の下で、溶接終了命令を実行するタイミングになったか否かを判定する。溶接終了命令を実行するタイミングとなった場合には,S21に移行し、溶接終了命令を実行するタイミングとなっていない場合には、S22に移行する。
(ステップS32,S33) S31において、ACKを受信した場合には,S32でPC接続状態のステータスを「接続中」にセットしてS8に移行する。また、S31において、ACKを受信しなかった場合には、S33でPC接続状態のステータスを「切断中」にセットしてS8に移行する。
次に、S23〜S30、S34,S35は、1つの溶接区間が終了した場合の後処理である。
(ステップS26) S26では、主制御部16は、記憶装置15の記憶領域に未送信のモニタ関連情報が、存在するか否かを判定し、存在しない場合には、S30にジャンプし、存在する場合には、S27に移行する。
(ステップS28) S28では、主制御部16は、モニタ装置PCから一定時間以内にS27で送信したデータに対するACKを受信したか否かを判定し、ACKを一定時間内に受信できなかった場合には前記S34に移行し、ACKを一定時間内に受信できた場合には、S29に移行する。
本実施形態において、S1の溶接開始命令のタイミングがきた時から、S22の溶接終了が「YES」となるまでの制御工程は、溶接制御工程であり、ロボット制御工程に相当する。
他のロボット制御装置RC2〜RCNについても、同様にしてモニタ関連情報がモニタ装置PCの記憶装置34に記憶される。なお、各ロボット制御装置で再生される作業プログラムには、それぞれユニークな作業プログラム番号が付与されている。
モニタ装置PCでは、上記したように、ロボット制御装置RC1〜RCNからの送信されたモニタ関連情報等を受信すると、それらのモニタ関連情報等を時系列に記憶装置34に記憶するとともに、受信完了後は、上記したようにACKを返信する。
(1) 本実施形態のアーク溶接ロボットシステムは、記憶装置34(モニタ記憶部)を有するモニタ装置PCと、複数のロボットをそれぞれ制御する複数のロボット制御装置RC1〜RCNとがネットワークを介して接続されている。各ロボット制御装置RC1〜RCNは、溶接制御工程(ロボット制御工程)中のモニタ関連情報を溶接制御工程順に記憶動作する記憶装置15(記憶部)と、これから行われる溶接制御工程中のモニタ関連情報が、記憶装置15(記憶部)の空き記憶容量で記憶可能か記憶不能かを判定する主制御部16(判定部)を備える。
・ 前記実施形態において、モニタ装置PCのCPU31は、記憶装置34(モニタ記憶部)の空き記憶容量が予め設定された空き記憶容量以下か否かを判定し、前記空き記憶容量が予め設定された空き記憶容量以下とCPU31が判定した場合には、ネットワーク通信部35(送信部)は前記ネットワークに接続された複数のロボット制御装置RC1〜RCNに対して、警告信号を送信するようにしてもよい。
・ モニタ値として、溶接電流と前記ワイヤ送り速度とすること、或いは溶接電圧と前記シールドガス流量とすること、或いは溶接電圧と前記ワイヤ送り速度とすること、或いは溶接電圧と前記シールドガス流量とすること、或いは、溶接電流、前記ワイヤ送り速度及び前記シールドガス流量とすること、或いは、溶接電圧、前記ワイヤ送り速度及び前記シールドガス流量とすること、或いは、溶接電流、溶接電圧、前記ワイヤ送り速度及び前記シールドガス流量とすること。
・ 前記各実施形態では、アーク溶接ロボットシステムに具体化して、前記溶接区間で、溶接実行時に出力される指令情報及び前記モニタ値をモニタ関連情報としているが、アーク溶接ロボットシステム以外の他のロボットシステムに具体化した場合、モニタ値の取得が必要な制御工程区間で、出力される指令情報及びモニタ値をモニタ関連情報としてもよい。
・ 前記ネットワーク20は、有線で構成したが、無線ネットワークで構成してもよい。
15…記憶装置(記憶部)、16…主制御部(制御部)、
17…ネットワーク通信部(通信部)、
20…ネットワーク、31…CPU、
34…記憶装置(モニタ記憶部)、35…ネットワーク通信部。
Claims (6)
- モニタ記憶部を有するモニタ装置と、複数のロボットをそれぞれ作成済みの教示データに基づいて再生運転する複数のロボット制御装置とがネットワークを介して接続されたロボットシステムにおいて、
各ロボット制御装置は、
再生運転中に取得する前記ロボットに関するモニタ値(以下、モニタ関連情報という)を順次記憶する記憶部と、
これから行われる再生運転で取得される予定のモニタ関連情報が、前記記憶部の空き記憶容量で記憶可能か記憶不能かを判定する判定部と、
前記記憶可能の判定の下で、前記モニタ装置との通信不能となった場合は、前記記憶部が記憶した前記モニタ関連情報を保持させ、前記モニタ装置との通信が可能な場合は前記記憶部が記憶した前記モニタ関連情報を前記モニタ装置に送信する通信部と、
前記記憶不能の判定の場合、異常処理を行う制御部を備えるロボットシステム。 - 前記異常処理は、前記再生運転を停止するとともに異常警告処理を含み、または前記再生運転を停止するか否かを問う質問処理を含む請求項1に記載のロボットシステム。
- 前記ロボットは、溶接ロボットであり、
前記モニタ関連情報は、溶接制御中に取得する溶接電流及び溶接電圧の少なくともいずれか一方を含む請求項1または請求項2に記載のロボットシステム。 - 前記モニタ装置の前記モニタ記憶部は、前記ロボット制御装置のそれぞれから送信された前記モニタ関連情報を、ロボット制御装置毎に記憶する請求項2または請求項3に記載のロボットシステム。
- 前記モニタ装置は、
前記モニタ記憶部の空き容量が、予め設定された空き容量となった場合には、前記ネットワークに接続された複数のロボット制御装置に対して、警告信号を送信する送信部を備え、
前記ロボット制御装置の制御部は、前記送信部からの前記警告信号に基づいて、再生運転を停止する請求項3に記載のロボットシステム。 - モニタ記憶部を有するモニタ装置と、作成済みの教示データに基づいてロボットを再生運転する1のロボット制御装置とが接続されたロボットシステムにおいて、
前記ロボット制御装置は、
再生運転中に取得する前記ロボットに関するモニタ値(以下、モニタ関連情報という)を順次記憶する記憶部と、
これから行われる再生運転で取得される予定のモニタ関連情報が、前記記憶部の空き記憶容量で記憶可能か記憶不能かを判定する判定部と、
前記記憶可能の判定の下で、前記モニタ装置との通信不能となった場合は、前記記憶部が記憶した前記モニタ関連情報を保持させ、前記モニタ装置との通信が可能な場合は前記記憶部が記憶した前記モニタ関連情報を前記モニタ装置に送信する通信部と、
前記記憶不能の判定の場合、異常処理を行う制御部を備えるロボットシステム。
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