JP3651295B2 - 溶接ロボット特定システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接不良が発見されたときにその部位を溶接した溶接ロボットを特定するための溶接ロボット特定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の製造ラインにおいて、溶接品質のチェックは、通常、最も単純な確実性のある破壊検査によって行われている。破壊検査は、例えば、周期的に抜き取った検査対象品に対して、たがねとハンマを用いて溶接部を破壊（剥離）し、その溶接の状況を確認するものである。そして、この場合、溶接不良が発見されたときには、ラインの担当者が、その部位を溶接した溶接ロボットを特定した後、より具体的には、その部位を溶接した溶接ロボットの設置ライン、ロボット番号、および打点番号を特定した後、ロボットプログラムや溶接条件を変更するなどの対策を施して、溶接品質の万全を期するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の特定方法にあっては、溶接不良箇所を溶接した溶接ロボット（設置ライン、ロボット番号、打点番号）を判断することは、自動車車体の溶接点数が３０００〜４０００点であることから、担当者の知識や経験によるところが大きく、また、図面の整備にも左右されるため、時間がかかり、ひいては溶接不良発見時の対策に多大の時間を要することになる。また、その間その設備を使用できなくなるため、生産にも影響を及ぼすことになる。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、溶接不良が発見されたときに、担当者に知識や経験などがなくても簡単に、しかも迅速かつ確実に、その部位を溶接した溶接ロボットを特定することができる溶接ロボット特定システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００６】
（１）本発明に係る溶接ロボット特定システムは、溶接不良が発見されたときにその部位を溶接した溶接ロボットを特定するための溶接ロボット特定システムであって、各溶接ラインに設置された各溶接ロボットの打点データと製品自体に対する各溶接部の座標データとを対応づけして記憶するデータベースと、溶接部の座標データをキーとして、前記データベースの中から所望の溶接ロボットの打点データを検索する検索手段と、前記検索手段の結果を表示する表示手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
（２）前記データベースは、検査工程に設置された検査工程サーバに保有されている。
【０００８】
（３）各溶接ラインに設置されたラインサーバには、それぞれ、対応する溶接ラインに設置された各溶接ロボットの打点データと製品自体に対する当該溶接ラインで溶接される各溶接部の座標データとを対応づけして記憶するライン専用のデータベースと、各打点ごとの溶接条件とが保存されている。
【０００９】
（４）前記各ラインサーバは、保有しているライン専用データベースの各レコードをネットワークを介して所定のタイミングで所定の通信形式により前記検査工程サーバに転送する。
【００１０】
（５）前記検査工程サーバは、前記各ラインサーバからの受信データを各項目ごとに分割して所定の形式で蓄積することにより、前記データベースを作成する。
【００１１】
（６）前記溶接ロボットの打点データは、設置ライン、ロボット番号、および打点番号からなる。
【００１２】
（７）前記データベースは、車種ごとに作成されている。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、請求項ごとに以下のような効果を奏する。
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、データベースには製品の全打点（全溶接部位）の座標データが保管されているため、溶接部の座標データを入力するだけで、その部位を溶接した溶接ロボットの打点データを検索し、表示することができる。したがって、溶接不良発見時の溶接ロボットの特定作業を知識や経験などがなくても簡単、迅速かつ確実に行うことができるようになり、溶接不良発見時の対策時間を短縮することができるほか、設備停止による生産への影響を最小限にとどめることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、データベースが検査工程サーバに一元的に保有されているため、検査工程において検査員が直接座標データを入力するだけで、前記特定作業を自動的に行うことができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、各ラインサーバにはライン専用データベースと各打点ごとの溶接条件とが保存されているため、各ラインに設置されている一または複数の溶接ロボットの動作に関する必要なデータをラインごとに一元的に管理することができる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、検査工程サーバに保有されるデータベースの要素は各ラインサーバから転送されるため、検査工程において別途、データベースの作成に必要なデータを入力する必要はない。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、検査工程サーバは各ラインサーバからの受信データに基づいて自動的にデータベースを作成するため、検査工程において別途、データベースの作成に必要なデータを入力する必要はない
請求項６記載の発明によれば、溶接ロボットの打点データが設置ライン、ロボット番号、打点番号（どのラインの、どのロボットの、どの打点か）からなるため、溶接部の座標データと対応づけられる溶接ロボット側のデータ（項目）としては非常に簡明である。
【００１９】
請求項７記載の発明によれば、データベースが車種ごとに設けられているため、製品が自動車である場合の多種混流生産方式にも容易に対応することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を使って、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る溶接ロボット特定システムの概略構成を示すブロック図である。なお、ここでは、以下、自動車の製造ラインを例にとって説明する。
【００２２】
一般に、車体の組立ては複数の溶接ラインによって行われ、各溶接ラインにはそれぞれ１または複数の溶接ロボットが設置されている。例えば、図１の例に即して言えば、溶接ラインとして複数のラインＡ，Ｂ，…があり、各溶接ラインＡ，Ｂ，…にはそれぞれ１または複数の溶接ロボット１０（例えば、ラインＡには複数の溶接ロボット１０ａ，１０ｂ，…）が設置されている。
【００２３】
各溶接ロボット１０はロボットシステム１１と溶接機システム１２から構成されている。ロボットシステム１１はロボット本体とロボットコントローラ（共に図示せず）からなり、溶接機システム１２は溶接機本体と溶接タイマ（共に図示せず）からなっている。溶接機本体はロボット本体（通常はロボットアームの先端）に取り付けられている。ロボットコントローラはあらかじめ教示されたロボットプログラムに従ってロボット本体の動作を制御するものであり、溶接タイマはあらかじめ設定された指示に従って溶接の三大条件である電流値、通電時間、加圧力を制御するものである。ロボットコントローラと溶接タイマとは相互に同期がとられており、ロボット本体が所定の作業点（溶接位置）に位置決めされた時に溶接機本体による溶接が実際に行われるようになっている。
【００２４】
各溶接ラインＡ，Ｂ，…にはそれぞれ専用のラインサーバ２０が設けられている。例えば、溶接ラインＡにはＡラインサーバ２０ａが設けられ、溶接ラインＢにはＢラインサーバ２０ｂが設けられている。各ラインサーバ２０ａ，２０ｂ，…には、そのラインに設置されているすべての溶接ロボット１０が例えばネットワーク３０を介して接続されている。なお、各ラインサーバ２０ａ，２０ｂ，…は、例えば、本体、ディスプレイ、キーボード、マウスなどを備えた通常のコンピュータシステム（パソコン）で構成され、ネットワーク上の他のコンピュータ（ここでは、特に、後述する検査工程サーバ）と通信する機能を有している。
【００２５】
各ラインサーバ２０ａ，２０ｂ，…には、それぞれ、対応する溶接ラインＡ，Ｂ，…に設置されている各溶接ロボット１０の打点データ（例えば、ロボット番号と打点番号）と製品（自動車車体）１自体に対する当該溶接ラインで溶接される各溶接部の座標データとを対応づけして記憶するライン専用のデータベースと、各打点ごとの溶接条件（電流値、通電時間、加圧力）とが保存されている。ライン専用のデータベースは、要するに、そのラインで溶接される全打点（全溶接部位）の座標データを一元的に管理するものである。ライン専用データベースは、例えば、図示しないＣＡＤシステムのデータを利用して、ロボットプログラムが変更または新規作成される度に自動的に作成されるようになっている。また、各打点ごとの溶接条件は、担当者によって設定・入力される。
【００２６】
また、各ラインサーバ２０ａ，２０ｂ，…は、ネットワーク４０を介して、検査工程に設置された検査工程サーバ５０に接続されている。この検査工程サーバ５０も、例えば、本体、ディスプレイ、キーボード、マウスなどを備えた通常のコンピュータシステム（パソコン）で構成され、各ラインサーバ２０ａ，２０ｂ，…と通信する機能を有している。
【００２７】
この検査工程サーバ５０には、各溶接ラインにＡ，Ｂ，…に設置された各溶接ロボット１０の打点データ（例えば、設置ライン、ロボット番号、および打点番号）と製品（自動車車体）１自体に対する各溶接部の座標データとを対応づけして記憶するデータベースが保存されている。つまり、このデータベースには、製品（自動車車体）１の全打点（全溶接部位）の座標データが保管されている。したがって、検査工程において検査員が溶接部の座標データを直接入力するだけで、その部位を溶接した溶接ロボットの打点データを検索（特定）して、ディスプレイに表示することができる。なお、このデータベースの作成は、後述するように、各ラインサーバ２０ａ，２０ｂ，…からの受信データに基づいて自動的に行われる。
【００２８】
例えば、検査工程サーバ５０に保有されているデータベースの構造の一例は、図２に示すとおりである。このデータベースは、４つの項目、具体的には、製品座標、ライン、ロボット番号、打点番号がある。製品座標は、製品（ここでは自動車車体）１自体に設定された座標系におけるその溶接部の座標であり、ラインは、溶接ロボット１０が設置されている溶接ラインであり、ロボット番号は、そのライン内の溶接ロボット１０にユニークに割り当てられた番号であり、打点番号は、その溶接ロボット１０がそのロボットプログラム中において何番目に溶接するかを示す番号である。この構造から明らかなように、溶接部の製品座標（ｘ，ｙ，ｚ）を入力するだけで、これをキーとして、簡単に、溶接ロボット１０の打点データ（ライン、ロボット番号、打点番号）、つまり、どのラインの、どのロボットの、どの打点かを一義的に特定することができる。例えば、製品座標（１０，−２０，１０）を入力すると、その部位を溶接するのは、ラインＡの、番号１０１の溶接ロボット１０の、第１番目の打点であることが直ちに特定される。
【００２９】
好ましくは、図２に示すようなデータベースは、車種ごとに作成されている。通常、車種ごとに車体の設計が行われ、当然、車種ごとに溶接ロボットの打点データと溶接部の座標データとの対応づけも異なってくるからである。このように車種ごとにデータベースを作成することにより、今日広く採用されている多種混流生産方式にも容易に対応できるようになる。
【００３０】
次に、以上のように構成された溶接ロボット特定システムの動作を説明する。
【００３１】
図３は、溶接不良が発見されたときの検査工程サーバ５０での処理を示すフローチャートである。
【００３２】
検査工程において破壊検査などにより製品（自動車車体）１の溶接不良が発見されると、検査者はその溶接不良箇所の座標値と車種を検査工程サーバ５０に入力する（Ｓ１１）。前者の座標値については、より詳細には、誤差を考慮して、溶接不良箇所の製品座標（ｘ，ｙ，ｚ）と検索範囲（例えば、１０cm四方の正方形の範囲）を指定して、入力する座標値にある程度の幅を持たせておく。なお、自動車車体の場合、各溶接部の製品座標（つまり、製品自体に対する溶接部の座標値）は、通常はあらかじめ図面に記載されており、明確であるので、それを利用する。
【００３３】
製品座標と車種が入力されると、検査工程サーバ５０は、保有しているデータベース（図２参照）群の中から、入力された車種に対応するデータベースを取り出し、入力された製品座標をキーとして、その取り出されたデータベースの中から、その製品座標に対応する溶接ロボットの打点データ、つまり、ライン、ロボット番号、打点番号（どのラインの、どのロボットの、どの打点か）を検索する（Ｓ１２）。
【００３４】
検索処理が終わると、検査工程サーバ５０は、その検索結果（ライン、ロボット番号、打点番号）をディスプレイに表示する（Ｓ１３）。これを見て、担当者は実際に溶接不良箇所に対応する溶接ロボット（とその打点番号）を特定することになる。
【００３５】
この結果を受けて、ラインの担当者は、溶接品質を確保するため、特定された溶接ロボットのロボットプログラムや溶接条件を変更するなどの対策を施すことになる。具体的には、例えば、ロボットの教示作業点（溶接位置）を修正したり、溶接条件である電流値や通電時間、加圧力を修正する。このときの対策処理は、該当するラインサーバ２０で行う。
【００３６】
なお、検査工程サーバ５０の検索結果は、直接、ネットワーク４０を介して、該当するラインのラインサーバ２０に転送し、そのディスプレイに表示させるようにしてもよい。
【００３７】
上記のように検査工程サーバ５０内のデータベースは各ラインサーバ２０ａ，２０ｂ，…からの受信データに基づいて自動的に作成されるが、そのときの各ラインサーバ２０ａ，２０ｂ，…でのデータ送信処理および検査工程サーバ５０でのデータベース作成処理は、次のようにして行われる。
【００３８】
図４は、各ラインサーバ２０ａ，２０ｂ，…でのデータ送信処理を示すフローチャートである。
【００３９】
各ラインサーバ２０は、設置されている溶接ロボット１０のロボットプログラム（教示データ）が変更または新規作成されると（Ｓ２１：ＹＥＳ）、製品（自動車車体）１の設計を行ったＣＡＤシステムのデータから、その溶接ロボット１０のその打点に対応する溶接部の製品座標を算出して、ライン専用データベースのレコードを作成する（Ｓ２２）。
【００４０】
そして、作成されたライン専用データベースのレコードを所定の通信形式によりネットワーク４０を介して検査工程サーバ５０にデータベース要素として転送する（Ｓ２３）。このときの通信形式（各ラインサーバ２０から検査工程サーバ５０への通信プロトコル）の一例は、例えば、図５に示すような構造をしている。
【００４１】
図６は、検査工程サーバ５０でのデータベース作成処理を示すフローチャートである。
【００４２】
検査工程サーバ５０は、いずれか１以上のラインサーバ２０からデータを受信すると（Ｓ３１：ＹＥＳ）、受信したデータ（図５参照）を項目ごと、つまり、ライン、ロボット番号、打点番号、車種、製品座標（ｘ，ｙ，ｚ）ごとに分割する（Ｓ３２）。
【００４３】
そして、項目ごとに分割されたデータをデータベース（図２参照）の要素として所定の場所に格納する（Ｓ３３）。
【００４４】
そして、必要に応じて、後で検索するときに便利なように、データベースのレコードの並び替えを行う（Ｓ３４）。ここでは、例えば、製品座標（特にｘ座標）により、座標値が小さいものから順にデータベースのレコードの並び替えを行っている（図２参照）。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態に係る溶接ロボット特定システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】 検査工程サーバに保有されているデータベースの構造の一例を示す図面である。
【図３】 溶接不良が発見されたときの検査工程サーバにおける処理を示すフローチャートである。
【図４】 各ラインサーバにおけるデータ送信処理を示すフローチャートである。
【図５】 各ラインサーバから検査工程サーバへの通信プロトコルの一例を示す図面である。
【図６】 検査工程サーバにおけるデータベース作成処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…自動車車体（製品）、
１０…溶接ロボット、
１１…ロボットシステム、
１２…溶接機システム、
２０…ラインサーバ、
３０，４０…ネットワーク、
５０…検査工程サーバ（データベース、検索手段、表示手段）。

Claims (7)

1. 溶接不良が発見されたときにその部位を溶接した溶接ロボットを特定するための溶接ロボット特定システムであって、
   各溶接ラインに設置された各溶接ロボットの打点データと製品自体に対する各溶接部の座標データとを対応づけして記憶するデータベースと、
   溶接部の座標データをキーとして、前記データベースの中から所望の溶接ロボットの打点データを検索する検索手段と、
   前記検索手段の結果を表示する表示手段と、
   を有することを特徴とする溶接ロボット特定システム。
2. 前記データベースは、検査工程に設置された検査工程サーバに保有されていることを特徴とする請求項１記載の溶接ロボット特定システム。
3. 各溶接ラインに設置されたラインサーバには、それぞれ、対応する溶接ラインに設置された各溶接ロボットの打点データと製品自体に対する当該溶接ラインで溶接される各溶接部の座標データとを対応づけして記憶するライン専用のデータベースと、各打点ごとの溶接条件とが保存されていることを特徴とする請求項２記載の溶接ロボット特定システム。
4. 前記各ラインサーバは、保有しているライン専用データベースの各レコードをネットワークを介して所定のタイミングで所定の通信形式により前記検査工程サーバに転送することを特徴とする請求項３記載の溶接ロボット特定システム。
5. 前記検査工程サーバは、前記各ラインサーバからの受信データを各項目ごとに分割して所定の形式で蓄積することにより、前記データベースを作成することを特徴とする請求項４記載の溶接ロボット特定システム。
6. 前記溶接ロボットの打点データは、設置ライン、ロボット番号、および打点番号からなることを特徴とする請求項１記載の溶接ロボット特定システム。
7. 前記データベースは、車種ごとに作成されていることを特徴とする請求項１記載の溶接ロボット特定システム。

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