JP7304224B2 - Controllers, programs, and robot control systems - Google Patents
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Description
本発明は、制御装置、プログラム、及びロボット制御システムに関する。 The present invention relates to a controller, program, and robot control system.
溶接ロボットの溶接トーチで用いられるコンタクトチップ(給電チップ、溶接チップ)は、溶接時に溶接ワイヤとの摩擦や給電時の熱による変形等によって摩耗していく。コンタクトチップの内部の摩耗により、溶接ワイヤが曲がった状態で出てくることに起因して、ワイヤ通電部の抵抗値が増えてしまう。その結果、電流指令値よりも実際の電流値が下がり、溶接品質を低下させる要因の一つとなっていた。そのため、コンタクトチップを定期的に交換するための技術が提案されている。例えば、特許文献1には、モニタリングされた電流代表値と電圧代表値とが負の相関を示す場合に、コンタクトチップの交換時期であると判断する技術が開示されている。
A contact tip (power supply tip, welding tip) used in a welding torch of a welding robot wears due to friction with a welding wire during welding and deformation due to heat during power supply. Due to wear inside the contact tip, the welding wire comes out in a bent state, which increases the resistance value of the wire current-carrying part. As a result, the actual current value is lower than the current command value, which is one of the factors that degrade the welding quality. Therefore, techniques for periodically exchanging contact tips have been proposed. For example,
特許文献1を含む従来技術は、基本的には少品種大量生産ラインに対する技術であり、同じ溶接区間及び溶接対象に対して好適に作用する技術である。つまり、溶接機に通知する電流指令値や電圧指令値は、ほぼ同じ値であることが想定されており、電流指令値や電圧指令値が異なる場合には、別の方法を用いてコンタクトチップの交換時期を推定する方がよい。この点、多品種少量生産ライン等の場合にも対応できるように、様々な溶接対象区間において設定される様々な電流指令値や電圧指令値にも対応可能な、コンタクトチップの交換時期を推定する新たな方法が求められている。
The prior art including
そこで、本発明は、汎用性が高く、コンタクトチップの交換時期を好適に推定することができる制御装置、プログラム、及びロボット制御システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a control device, a program, and a robot control system that are highly versatile and capable of suitably estimating the contact tip replacement timing.
本発明の一態様に係る制御装置は、異なる溶接区間を含む複数の溶接区間それぞれに対し、溶接時の溶接パラメータの指令値と計測値とを取得する取得部と、前記溶接区間ごとに、溶接区間内の前記指令値の平均を示す平均指令値と前記計測値の平均を示す平均指令値との差分値を算出する算出部と、前記差分値を用いて溶接トーチにおける交換対象物の交換情報を生成する生成部と、前記交換情報を出力する出力部と、を備える。 A control device according to an aspect of the present invention includes an acquisition unit that acquires command values and measured values of welding parameters during welding for each of a plurality of welding sections including different welding sections; a calculation unit for calculating a difference value between an average command value indicating the average of the command values in the section and an average command value indicating the average of the measured values; and an output unit for outputting the exchange information.
この態様では、コンタクトチップの摩耗が進むにつれ、溶接ワイヤが曲がった状態で出てくることに起因して、ワイヤ通電部の抵抗値が大きくなる傾向があり、この傾向に基づき、溶接時の電流や電圧などの溶接パラメータの指令値と計測値との乖離が大きくなることに着目している。例えば、溶接パラメータの指令値と計測値との乖離を差分値で表し、この差分値が大きくなると、コンタクトチップの交換時期であると推定することが可能になる。つまり、この態様によれば、溶接パラメータの指令値と計測値との乖離に基づき交換時期を推定することで、様々な溶接区間にも対応可能になって汎用性が高くなり、指令値と計測値との乖離の程度を用いることで、コンタクトチップの交換時期を適切に推定することが可能になる。 In this aspect, as the wear of the contact tip progresses, the welding wire comes out in a bent state, and the resistance value of the wire current-carrying part tends to increase. It focuses on the fact that the divergence between the command value and the measured value of the welding parameter such as welding parameter and voltage increases. For example, the deviation between the command value and the measured value of the welding parameter is represented by a difference value, and when this difference value becomes large, it can be estimated that it is time to replace the contact tip. In other words, according to this aspect, by estimating the replacement time based on the deviation between the command value and the measured value of the welding parameter, various welding sections can be handled, and versatility is increased, and the command value and the measured value are improved. By using the degree of divergence from the value, it is possible to appropriately estimate the replacement timing of the contact tip.
上記態様において、前記算出部は、前記平均計測値に対する前記差分値の割合を算出し、前記生成部は、前記割合を用いて前記交換情報を生成してもよい。これにより、指令値が大きいほど、計測値との差分値も大きくなりやすいため、指令値の違いによる差分値のばらつきの違いによる影響を小さくすべく、指令値に対する差分値の割合を用いて交換情報を生成することで、汎用性を高めつつ、より適切に交換時期を推定することが可能になる。 In the above aspect, the calculator may calculate a ratio of the difference value to the average measured value, and the generator may use the ratio to generate the replacement information. As a result, the larger the command value, the larger the difference value from the measured value. Therefore, in order to reduce the influence of the difference in the difference value due to the difference in the command value, the ratio of the difference value to the command value is used for replacement. By generating the information, it becomes possible to more appropriately estimate the replacement timing while increasing versatility.
上記態様において、前記生成部は、前記差分値が閾値以上である場合、前記交換対象物の交換時期の到来を示す情報を前記交換情報に含め、前記閾値を、前記平均指令値の分散に応じて変更してもよい。これにより、もともとの指令値の分散が大きければ、差分値の分散も大きくなりやすいため、交換時期を判定する閾値を平均指令値の分散を用いて変更することで、閾値がより適切な値になる。その結果、汎用性を高めつつ、より適切に交換時期を推定することが可能になる。 In the above aspect, when the difference value is equal to or greater than a threshold value, the generation unit includes information indicating the arrival of the replacement time for the replacement object in the replacement information, and sets the threshold value according to the variance of the average command value. can be changed by As a result, if the variance of the original command value is large, the variance of the difference value tends to be large as well. Therefore, by changing the threshold for determining the replacement timing using the variance of the average command value, the threshold becomes a more appropriate value. Become. As a result, it becomes possible to more appropriately estimate the replacement timing while improving versatility.
上記態様において、前記算出部は、前記差分値の分散を算出し、前記生成部は、前記分散と閾値との比較結果に応じて前記交換情報を生成してもよい。これにより、もともとの指令値の分散が大きければ、差分値の分散も大きくなりやすいため、もともとの溶接パラメータの指令値の違いによる影響を小さくすべく、差分値の分散を用いることで、汎用性を高めつつ、より適切に交換時期を推定することが可能になる。 In the above aspect, the calculator may calculate the variance of the difference value, and the generator may generate the exchange information according to a comparison result between the variance and a threshold value. As a result, if the variance of the original command value is large, the variance of the difference value tends to be large. It is possible to estimate the replacement timing more appropriately while increasing the
本発明によれば、汎用性が高く、コンタクトチップの交換時期を好適に推定することができる制御装置、プログラム、及びロボット制御システムを提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a control device, a program, and a robot control system that are highly versatile and can suitably estimate the contact tip replacement time.
添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that, in each figure, the same reference numerals have the same or similar configurations.
<全体構成>
図1は、本発明の一実施形態に係るアーク溶接異常判定システムを備えたロボット制御システム1の概略構成の一例を示す図である。図1は、ロボット制御システム1の機能ブロックの一例を含む図でもある。ロボット制御システム1は、プログラム制御された多関節ロボットによってワークWにアーク溶接(以下、単に「溶接」とも称す。)を行うものである。ロボット制御システム1は、ロボット(例えばマニピュレータ)10と、ロボット制御装置20と、入出力端末30と、溶接電源等を含む溶接機40とを備える。ロボット制御装置20及びロボット10が、開示する「ロボット制御システム」の最小構成であるが、入出力端末30や溶接機40を含んで「ロボット制御システム」を構成してもよい。なお、ロボット制御装置20及び入出力端末30は、互いに一体に構成されてもよいし、図1に示したように互いに別体で構成されてもよい。
<Overall composition>
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a
ロボット制御システム1は、例えば、ロボット制御装置20と各種装置とを互いに接続する各種ケーブルを備え、ロボット制御装置20は各種装置と通信を行う。また、ロボット制御システム1は、後述の溶接ワイヤ14とワークWとの間に高電圧の溶接電圧Vsを供給するための電源ケーブル等も備える。
The
(ロボット10)
ロボット10は、ロボット制御装置20、入出力端末30および溶接機40による制御によってワークWにアーク溶接を行うものである。ロボット10は、サーボ制御部23により出力される移動命令により制御されるロボットモータ101を含む。このロボットモータ101の駆動により多関節アームの移動等が制御される。また、ロボット10は、多関節アームの先端に連結された溶接トーチ13と、多関節アーム等に固定されたワイヤ送給装置と、作業台11とを有している。
(robot 10)
The
多関節アームの一端(先端)が溶接トーチ13に連結されて、溶接トーチ13の先端には、溶加材としての溶接ワイヤ14が露出している。溶接トーチ13は、溶接ワイヤ14の先端とワークWとの間にアークを発生させ、そのアークの熱で溶接ワイヤ14およびワークWを溶融させることにより、ワークWに対してアーク溶接を行うものである。溶接トーチ13は、ケーブルに電気的に接続されたコンタクトチップ(図示せず)を有している。コンタクトチップ(以下、「チップ」とも称す。)は、ケーブルから供給される溶接電圧Vsを溶接ワイヤ14に供給するように構成される。なお、このコンタクトチップの消耗により、後述する溶接パラメータの計測値が指令値と乖離するようになる。
One end (tip) of the articulated arm is connected to a
(ロボット制御装置20)
ロボット制御装置20は、制御部21からの指示に従ってロボット10および溶接機40を制御する。ロボット制御装置20は、さらに、溶接パラメータの計測値を用いて溶接異常の閾値判定行う。上述した処理を行うため、ロボット制御装置20は、制御部21と、記憶部22と、サーボ制御部23とを含む。
(Robot control device 20)
記憶部22は、溶接条件記憶部22A、プログラム記憶部22B、及びサンプリングバッファ22Cを含み、各種プログラムや各種データファイルを記憶可能である。
The
溶接条件記憶部22Aは、例えば、溶接電流Is、溶接電圧Vs、ワイヤ送給速度Vfおよび溶接速度Vwのそれぞれの設定値、コンタクトチップの交換時期を判定するための閾値、及び溶接異常の判定に用いる閾値等が記憶される。
The welding
プログラム記憶部22Bは、多関節アームの動作を制御する制御プログラムや、コンタクトチップの交換時期の判定に用いる判定プログラム等を記憶している。制御プログラムや判定プログラムは、例えば、ROM(read only memory)に格納されている。また、プログラム記憶部22Bは、ロボット10の溶接作業の手順が教示された1または複数の作業プログラムを記憶する。1または複数の作業プログラムは、例えば、ハードディスクに格納されている。
The
サンプリングバッファ22Cは、判定プログラムが実行されることにより生成される各種データを記憶する。これらの各種データは、例えば、RAM(Random Access Memory)に格納される。
The
各種データは、例えば、溶接時における溶接電流Isの計測値、溶接機40から得られる溶接電圧Vsの計測値、ワイヤ送給速度Vfの計測値、溶接速度Vwの計測値などの溶接パラメータの計測値である。
The various data are, for example, the measured value of the welding current Is during welding, the measured value of the welding voltage Vs obtained from the
サーボ制御部23は、ロボット10の各ロボットモータ101を制御するものである。サーボ制御部23は、作業プログラムに記載の移動命令と、ロボット10のエンコーダからの位置情報とに基づいて、ロボット10の各ロボットモータ101を制御する。移動命令には、例えば、移動開始命令、移動停止命令、作業経路(教示点)、およびトーチ姿勢などが含まれ得る。また、サーボ制御部23は、ロボット10のエンコーダからの位置情報に基づいて溶接速度Vwを導出(計測)する。サーボ制御部23は、溶接速度Vwを制御部21に出力する。
The
制御部21は、入出力端末30から入力された作業指令に基づいて、作業プログラムやコンタクトチップの交換時期の判定プログラムを読み出し、その内容を解析する解析部211を有している。解析部211は、解析結果に基づいて、これらのプログラムに記載の指示に対応する命令通知を生成する。
The
制御部21は、解析部211で生成された命令通知の内容に応じて、移動命令や溶接命令を出力する実行部212を有している。実行部212は、例えば、溶接機40から入力されたモニタ情報(例えば、アーク発生通知)に応じて、判定プログラムに基づく監視を開始する通知(監視開始通知)を生成する。また、実行部212は、例えば、溶接距離に応じて、判定プログラムに基づく監視を終了する通知(監視終了通知)を生成するようになっている。溶接距離は、例えば、溶接速度Vw×アーク時間Atにより導出される。実行部212は、サーボ制御部23から入力された溶接速度Vwと、アーク発生通知を受け取ってからの時間(アーク時間)とを用いて溶接距離を導出する。
The
制御部21は、実行部212で生成された溶接命令に基づいて、溶接機40に電圧指令値及び電流指令値を出力する溶接制御部213を有している。溶接制御部213は、例えば、溶接命令とともに電圧指令値や電流指令値を溶接機40の溶接電源401に通知する。
制御部21は、実行部212からの監視開始通知に従って、コンタクトチップの交換時期の判定プログラムを実行する処理部214を有している。処理部214は、図2を用いて後述するが、サンプリングバッファ22Cに記憶された溶接パラメータの指令値と計測値との差分値を算出し、この差分値又は差分値の分散を用いてコンタクトチップの交換時期を判定する。この差分値又は分散を用いることで、様々な溶接区間に応じた指令値の変動による影響を小さくし、多品種少量生産ラインにも対応することができるようになる。また、溶接トーチ13におけるコンタクトチップ等の交換対象物が消耗するにつれ、溶接パラメータの指令値と計測値との差分値が乖離していくことに着目することで、自動的に交換対象物の交換時期を判定することができるようになる。なお、処理部214は、交換対象物の交換時期を判定するための閾値等は、溶接条件記憶部22Aから取得してもよい。
The
制御部21は、溶接機40と通信をすることにより、溶接機40と同期をとり、例えば、アーク溶接の開始や終了、溶接電圧Vsの設定、または、ワイヤ送給速度Vfの設定を指示する。また、制御部21は、溶接機40にワイヤ送給装置の制御を指示し、溶接機40からワイヤ送給装置に対して溶接ワイヤ14を、例えば、アーク溶接の開始や終了、または、溶接電圧Vs等の設定を指示する。
By communicating with the
(入出力端末30)
入出力端末30は、作業者がロボット10の動作を教示する装置である。入出力端末30は、例えば、コンピュータ等であり、一般的なコンピュータに含まれる制御部、表示部、入力部、通信部および記憶部を有している。
(Input/output terminal 30)
The input/
入出力端末30の表示部は、映像信号が入力されると、映像を表示する。例えば、アーク溶接の異常判定結果を示すグラフなどが表示される。入出力端末30の入力部は、作業者からの教示を受け付け、作業者の操作に応じて入力信号を生成し、制御部に出力する。入出力端末30の通信部は、ケーブルを介してロボット制御装置20と通信を行い、制御部からの作業指令を、ロボット制御装置20に送信する。また、この通信部は、ロボット制御装置20からの監視情報を受信して、制御部に出力する。入出力端末30の記憶部は、各種のモードで種々の表示や作業指示を可能にする教示プログラムを記憶する。教示プログラムは、例えば、ROMに格納されている。
The display unit of the input/
入出力端末30の制御部は、映像信号を生成し、表示部に出力すると共に、必要に応じて作業指令を生成し、通信部に出力する。制御部は、読み出した教示プログラムに従って映像信号を生成したり、必要に応じて作業指令を生成したりする。例えば、制御部は、通信部から監視情報を取得したときには、取得した監視情報を表示するための映像信号を生成する。
The control unit of the input/
(溶接機40)
溶接機40は、ロボット制御装置20による制御に基づいて、溶接電流Is、溶接電圧Vsおよびワイヤ送給速度Vf等を制御することにより、溶接ワイヤ14の先端とワークWとの間にアークを発生させる。溶接機40は、溶接電源401や、溶接監視部402等を有している。
(Welder 40)
The
溶接機40は、ロボット制御装置20からの溶接命令に基づいて、ワイヤ送給装置の動作を制御する。ロボット制御装置20からの溶接命令には、例えば、電圧指令、電流指令、ワイヤ送給の開始命令、ワイヤ送給の停止命令、およびワイヤ送給速度Vfの設定値などが含まれ得る。
The
溶接電源401は、例えば、デジタルインバータ回路を有しており、外部から入力される商用電源(例えば3相200V)をインバータ制御回路によって高速応答で精密な溶接電流波形制御を行う。すなわち、溶接電源401は、溶接トーチ13とワークWとの間に高電圧の溶接電圧Vsを供給する。溶接電源401は、ロボット制御装置20からの電圧指令値及び電流指令値に従って、溶接電流Is及び溶接電圧Vsを制御する。ロボット制御装置20からの溶接命令には、例えば、アーク溶接の開始命令、アーク溶接の終了命令、電流指令に含まれる溶接電流Isの設定値、又は電圧指令に含まれる溶接電圧Vsの設定値などが含まれ得る。
The
溶接監視部402は、溶接トーチ13とワークWとの間に流れる溶接電流Isや、溶接トーチ13とワークWとの間の溶接電圧Vsを計測する。溶接監視部402は、溶接電流Isおよび溶接電圧Vsのそれぞれの計測値を、ロボット制御装置20のサンプリングバッファ22Cに出力する。また、溶接監視部402は、ワイヤ送給装置のモータから出力されたパルス(または、上記のパルスの代わる何らかの信号)に基づいて、ワイヤ送給速度Vfを計測し、ワイヤ送給速度Vfの計測値をロボット制御装置20のサンプリングバッファ22Cに出力する。
The welding monitor 402 measures the welding current Is flowing between the
(コンタクトチップの交換時期の判定処理)
図2は、実施形態に係る処理部214の機能の一例を示すブロック図である。図2に示す例では、処理部214は、取得部302、算出部304、生成部306、及び出力部308を含む。なお、本開示の溶接処理では、同じ溶接対象、溶接区間に限られず、様々な溶接対象、溶接区間にも対応可能である。
(Determination processing of contact tip replacement timing)
FIG. 2 is a block diagram showing an example of functions of the
取得部302は、異なる溶接区間を含む複数の溶接区間それぞれに対し、溶接時の溶接パラメータの指令値と計測値とを取得する。例えば、取得部302は、溶接条件記憶部22Aから所定の溶接区間における溶接パラメータの指令値を取得し、サンプリングバッファ22Cから、溶接パラメータの指令値に対応する計測値を取得する。取得部302は、所定の溶接区間における溶接が終了する度に、その溶接区間における溶接パラメータの指令値と計測値とを取得してもよく、所定のタイミングでまとめて複数の溶接区間における溶接パラメータの指令値と計測値とを取得してもよい。
算出部304は、所定の溶接区間ごとに、溶接区間内の溶接パラメータの指令値の平均を示す平均指令値と計測値の平均を示す平均計測値との差分値を算出する。又は、算出部304は、この差分値の分散を算出する。例えば、算出部304は、一の溶接区間内における複数時点の指令値の平均値(平均指令値)と、計測値の平均値(平均計測値)とを算出する。次に、算出部304は、平均指令値と平均計測値との差分値を算出する。なお、算出部304は、溶接区間ごとに、少なくとも1つの差分値を算出すればよい。
The
生成部306は、算出部304により算出された差分値又は分散を用いて溶接トーチにおける交換対象物の交換情報を生成する。交換対象物は、例えばコンタクトチップとする。交換情報は、例えば、交換時期に関する情報であり、交換時期が近いことを示す情報、交換時期であることを示す情報などを含む。
The
具体的には、生成部306は、差分値又は分散と閾値とを比較し、差分値又は分散が閾値以上と判定すれば、交換時期であることを示す情報を交換情報に含める。また、閾値が複数あり、例えば、第1閾値、第2閾値、及び第3閾値がある場合、生成部306は、差分値又は分散と各閾値とが以下の関係の場合に、以下の交換情報を生成する。
差分値又は分散と閾値との関係 交換情報
差分値又は分散<第1閾値 交換時期まで余裕があることを示す情報
第1閾値≦差分値又は分散<第2閾値 交換時期が近いことを示す情報
差分値又は分散≧第2閾値 交換時期であることを示す情報
Specifically, the generating
Relationship between difference value or variance and threshold Exchange information difference value or variance < 1st threshold Information indicating that there is a margin until replacement time 1st threshold ≤ difference value or variance < 2nd threshold Information difference indicating that replacement time is near Value or variance≧second threshold Information indicating that it is time to replace
出力部308は、生成部306により生成された交換情報を出力する。例えば、出力部308は、交換情報を入出力端末30に出力する。また、出力部308は、交換情報を、予め設定された送信先に送信するようにしてもよい。よって、オペレータは、表示部に表示されたり、通知されたりする交換情報を見ることで、交換対象物の交換時期を把握することができる。
The
開示の態様では、コンタクトチップの摩耗が進むにつれ、溶接ワイヤが曲がった状態で出てくることに起因して、ワイヤ通電部の抵抗値が大きくなる傾向があり、この傾向に基づき、溶接時の電流や電圧などの溶接パラメータの指令値と計測値との乖離が大きくなることに着目している。例えば、溶接パラメータの指令値と計測値との乖離を、指令値と計測値との差分値で表し、この差分値が大きくなると、コンタクトチップの交換時期であると推定することが可能になる。つまり、上述した態様によれば、溶接パラメータの指令値と計測値との乖離に基づき交換時期を推定することで、様々な溶接区間にも対応可能になって汎用性が高くなり、指令値と計測値との乖離の程度を用いることで、コンタクトチップの交換時期を適切に推定することが可能になる。また、もともとの溶接パラメータの指令値の違いによる影響を小さくすべく、生成部306は、差分値の分散を用いて交換情報を生成してもよい。
In the disclosed embodiment, as the wear of the contact tip progresses, the welding wire comes out in a bent state, and the resistance value of the wire current-carrying part tends to increase. It focuses on the large divergence between command values and measured values of welding parameters such as current and voltage. For example, the difference between the command value and the measured value of the welding parameter is represented by the difference value between the command value and the measured value, and when this difference value becomes large, it can be estimated that it is time to replace the contact tip. That is, according to the above-described aspect, by estimating the replacement time based on the deviation between the command value and the measured value of the welding parameter, various welding sections can be handled, and versatility is increased. By using the degree of divergence from the measured value, it is possible to appropriately estimate the contact tip replacement timing. Moreover, in order to reduce the influence of differences in the original welding parameter command values, the
また、算出部304は、平均計測値に対する差分値の割合を算出し、生成部306は、この割合を用いて交換情報を生成してもよい。例えば、電流指令値が100A、200A
とし、それぞれの計測値が80A、180Aであった場合、算出部304は、割合を次の式により算出する。
割合(乖離度[%])=(平均指令値-平均計測値)/平均指令値 ×100
生成部306は、算出された割合と閾値とを比較し、割合が閾値以上であれば、溶接に異常が発生しており、交換対象物の交換時期であると判定する。
Further, the calculating
Assuming that the respective measured values are 80A and 180A, the
Ratio (degree of divergence [%]) = (average command value - average measured value) / average command value x 100
The
これにより、指令値が大きいほど、計測値との差分値も大きくなりやすいため、指令値の違いによる差分値のばらつきの違いによる影響を小さくすべく、指令値に対する差分値の割合を用いて交換情報を生成することで、汎用性を高めつつ、より適切に交換時期を推定することが可能になる。 As a result, the larger the command value, the larger the difference value from the measured value. Therefore, in order to reduce the influence of the difference in the difference value due to the difference in the command value, the ratio of the difference value to the command value is used for replacement. By generating the information, it becomes possible to more appropriately estimate the replacement timing while increasing versatility.
また、算出部304は、異なる値をとり得る指令値と基準値との比率を算出し、この比率を差分値に乗算して差分値を更新してもよい。例えば、溶接パラメータを溶接電流とした場合、溶接制御部213において設定される電流指令値は、溶接区間に応じて異なる。電流指令値が大きいほど、差分値も大きくなる傾向にあるため、電流指令値が小さい時の差分値のばらつきに比べ、電流指令値が大きい時の差分値のばらつきが大きくなりやすい。よって、この電流指令値の違いによる差分値のばらつきの影響を小さくするため、算出部304は、電流指令値を基準値に変換する場合の比率を求め、この比率を差分値に乗算して差分値を更新する。
Further, the
ここで、一例として、電流指令値が、60A、80A,100Aとし、それぞれの計測値が58A、76A、94Aとし、電流基準値を80Aとする。この場合、算出部304は、電流指令値と基準値との比率(=基準値/電流指令値)を求め、それぞれの比率を差分値に乗算する。これにより、差分値は、以下のように更新される。
更新後の第1差分値=(58-60)×(80/60)
更新後の第2差分値=(76-80)×(80/80)
更新後の第3差分値=(94-100)×(80/100)
Here, as an example, the current command values are 60A, 80A, and 100A, the respective measured values are 58A, 76A, and 94A, and the current reference value is 80A. In this case, the
First difference value after update=(58−60)×(80/60)
Second difference value after update=(76−80)×(80/80)
Third difference value after update=(94−100)×(80/100)
これにより、指令値が大きいほど、計測値との差分値も大きくなりやすいため、指令値の違いによる差分値のばらつきの違いによる影響を小さくすべく、基準値と指令値との比率を用いて差分値を更新することで、汎用性を高めつつ、より適切に交換時期を推定することが可能になる。 As a result, the larger the command value, the larger the difference value from the measured value. By updating the difference value, it becomes possible to estimate the replacement timing more appropriately while improving versatility.
また、算出部304は、溶接パラメータの指令値を、この指令値の値に基づいて複数のグループに分け、グループごとに、グループ内の指令値と基準値との比率を算出し、グループ内の差分値に比率を乗算して差分値を更新してもよい。例えば、溶接パラメータとして電流指令値を用いる場合、算出部304は、電流指令値に対して、80A以下の第1グループ、81A~100Aの第2グループ、101A~120Aの第3グループ、121A以上の第4グループに分ける。次に、算出部304は、第1グループでは70Aを基準値とし、第2グループでは90Aを基準値とし、第3グループでは110Aを基準値とし、第4グループでは130Aを基準値とする。算出部304は、グループごとに電流指令値と基準値との比率を求め、この比率をグループ内の差分値に乗算して更新する。
Further, the
これにより、指令値の基準化処理を行う単位をさらに細分化するため、指令値の違いによる差分値のばらつきの影響をより小さくすることができ、その結果、汎用性を高めつつ、より適切に交換時期を推定することが可能になる。 As a result, the unit for standardizing the command value is further subdivided, so the influence of the variation in the difference value due to the difference in the command value can be reduced. It becomes possible to estimate the replacement timing.
また、生成部306は、算出部304により算出された差分値が閾値以上である場合、コンタクトチップの交換時期の到来を示す情報を交換情報に含め、また、この閾値を、平均指令値の分散に応じて変更してもよい。例えば、生成部306は、電流指令値の最小値と最大値との指令値範囲に応じて、閾値を変更する。具体的には、生成部306は、指令値範囲が大きいほど閾値を大きくする。
Further, when the difference value calculated by the
これにより、もともとの指令値の分散が大きければ、差分値の分散も大きくなりやすいため、交換時期を判定する閾値を指令値の分散を用いて変更することで、閾値がより適切な値になる。その結果、汎用性を高めつつ、より適切に交換時期を推定することが可能になる。 As a result, if the variance of the original command value is large, the variance of the difference value also tends to be large. Therefore, by changing the threshold for determining the replacement time using the variance of the command value, the threshold becomes a more appropriate value. . As a result, it becomes possible to more appropriately estimate the replacement timing while improving versatility.
なお、溶接パラメータの一例として、溶接電流を用いて説明したが、溶接電圧や送給負荷(=モータの定格電流/モータ電流×100)等の他のパラメータが用いられてもよい。 Although the welding current is used as an example of the welding parameter, other parameters such as the welding voltage and the feed load (=motor rated current/motor current×100) may be used.
<具体例>
以下、図3から図6を用いて、開示された交換対象物の交換時期の判定処理について説明する。図3は、実施形態に係る所定の溶接区間における溶接電流の指令値と計測値との関係の一例を示す図である。また、図3に示す例では、横軸が時間、縦軸が溶接電流の大きさを示し、また、実線が指令値を表し、点線が計測値を表す。
<Specific example>
Hereinafter, the disclosed processing for determining the replacement timing of the replacement object will be described with reference to FIGS. 3 to 6 . FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between a welding current command value and a measured value in a predetermined welding section according to the embodiment. In the example shown in FIG. 3, the horizontal axis indicates time, the vertical axis indicates the magnitude of the welding current, the solid line indicates the command value, and the dotted line indicates the measured value.
図4は、実施形態に係る複数の溶接区間における平均電流計測値の一例を示す図である。図4に示す例は、溶接区間(1)、(2)、(3)では溶接対象の区間が異なり、これらの溶接区間から計測された平均の溶接電流計測値も異なる。図4においてプロットされた電流値は、溶接区間において計測された溶接電流値の平均値を示す。例えば、算出部304は、図3に示す点線波形の平均値を求める。
FIG. 4 is a diagram showing an example of average current measurement values in a plurality of welded sections according to the embodiment; In the example shown in FIG. 4, the welded sections (1), (2), and (3) are different sections to be welded, and the average welding current measurement values measured from these welded sections are also different. The current values plotted in FIG. 4 indicate average values of welding current values measured in the weld zone. For example, the
図5は、実施形態に係る溶接一回ごとの電流の平均指令値と平均計測値との乖離を説明するための図である。図5に示す例では、平均指令値として、110Aと、115Aとが用いられ、各平均指令値と対応する平均電流計測値との差分値が分布図にプロットされている。図5に示すT1及びT2は、コンタクトチップが交換された時点を示す。図5に示すように、T1時点及びT2時点の直後は、コンタクトチップの消耗がないため、指令値と計測値との乖離は小さく、T1時点及びT2時点から時間が経過するにつれて、コンタクトチップの消耗が進み、指令値と計測値との乖離が大きくなる。したがって、生成部306は、指令値と計測値との差分値を閾値判定し、差分値が閾値よりも大きければ、コンタクトチップの交換タイミングであると判定し、交換時期であることを示す情報を交換情報に含める。
FIG. 5 is a diagram for explaining the divergence between the average command value and the average measured value of the current for each welding according to the embodiment. In the example shown in FIG. 5, 110 A and 115 A are used as the average command values, and the difference values between each average command value and the corresponding average current measurement value are plotted on the distribution diagram. T1 and T2 shown in FIG. 5 indicate the time points at which the contact tip is replaced. As shown in FIG. 5, immediately after T1 and T2, the contact tip is not consumed, so the difference between the command value and the measured value is small, and as time passes from T1 and T2, the contact tip wears. The wear progresses, and the divergence between the command value and the measured value increases. Therefore, the
図6は、実施形態に係る溶接異常の一例を示す図である。図6は、図5に示すP1の溶接区間において発生した溶接異常を示している。図6に示すように、コンタクトチップの交換タイミング(T2時点)の前に溶接異常が発生しており、さらに、指令値と計測値との乖離が大きい溶接区間において溶接異常が発生している。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a welding abnormality according to the embodiment. FIG. 6 shows a welding abnormality that occurred in the weld zone P1 shown in FIG. As shown in FIG. 6, the welding abnormality occurs before the contact tip replacement timing (time T2), and further, the welding abnormality occurs in the welding section where the divergence between the command value and the measured value is large.
<動作>
図7は、実施形態に係るコンタクトチップの交換時期判定手順の一例を示すフローチャートである。図7に示す例では、交換対象物の一例としてコンタクトチップ(チップ)、溶接パラメータの一例として溶接電流が用いられる。
<Action>
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a contact tip replacement time determination procedure according to the embodiment. In the example shown in FIG. 7, a contact tip (chip) is used as an example of an object to be exchanged, and a welding current is used as an example of a welding parameter.
ステップS102で、取得部302は、異なる溶接区間を含む複数の溶接区間それぞれに対し、溶接時の溶接電流の指令値と計測値とを取得する。取得される指令値と計測値とは平均値であってもよい。
In step S102, the
ステップS104で、算出部304は、溶接区間ごとに指令値と計測値との差分値を算出する。算出部304は、溶接区間において複数の指令値と計測値とが取得された場合には、指令値及び計測値それぞれの平均値を算出してもよい。
At step S104, the
ステップS106で、算出部304は、差分値の分散を算出する。算出部306は、差分値が算出されるごとに、分散を算出する。また、算出部306は、交換対象物が交換されると、分散を算出するのに用いる差分値をリセットする。交換対象物の交換は、オペレータから指示されてもよいし、生成部306は、分散が閾値(第1閾値)を超えた後に、第2閾値(<第1閾値)以下になったときに、交換されたと判定してもよい。なお、ステップ106は、必須の処理ではない。
In step S106, the
ステップS108で、生成部306は、差分値又は分散と閾値とを比較する。生成部306は、この比較により、差分値又は分散が閾値以上となれば、交換対象物の交換時期であると判定することが可能になる。
In step S108, the
ステップS110で、生成部308は、差分値又は分散と閾値との比較結果に基づいて、交換情報を生成する。例えば、生成部308は、差分値又は分散が閾値未満であれば、交換時期が未到来であることを示す情報を交換情報に含め、差分値又は分散が閾値以上であれば、交換時期が到来したことを示す情報を交換情報に含める。
In step S110, the
ステップS112で、出力部308は、生成部306による生成された交換情報を出力する。また、出力部308は、差分値又は分散が閾値以上である場合にのみ、交換情報を通知するようにしてもよい。
In step S<b>112 , the
上述した交換時期判定手順により、溶接パラメータの指令値と計測値との乖離に基づき交換時期を推定することで、もともとの溶接パラメータの指令値の違いによる影響を小さくし、様々な溶接区間にも対応可能になって汎用性が高くなり、指令値と計測値との乖離の程度を用いることで、コンタクトチップの交換時期を適切に推定することが可能になる。 By estimating the replacement timing based on the difference between the command value and the measured value of the welding parameter by the replacement timing determination procedure described above, the influence of the difference in the original welding parameter command value can be reduced, and various welding sections can be used. It becomes possible to deal with it, and versatility is improved, and by using the degree of divergence between the command value and the measured value, it becomes possible to appropriately estimate the replacement time of the contact tip.
また、図7に示す各処理は、コンピュータにより実行される判定プログラムとして実装されてもよい。この判定プログラムは、ロボット制御装置20にインストールされたり、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体(例えば非一時的な記憶媒体)に記憶されたりし、コンピュータの制御部(例えばプロセッサなど)により実行されることで、上記処理が実現されてもよい。
Also, each process shown in FIG. 7 may be implemented as a determination program executed by a computer. This determination program is installed in the
また、ロボット制御装置20の制御部21内の各機能は、入出力端末30の制御部において機能するように構成されてもよい。この場合、サンプリングバッファ22Cは、ロボット制御装置20又は入出力端末30のいずれに含められてもよい。
Also, each function in the
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。例えば、前述した各処理ステップは処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更し、または並列に実行することができる。 The embodiments described above are for facilitating understanding of the present invention, and are not intended to limit and interpret the present invention. Each element included in the embodiment and its arrangement, materials, conditions, shape, size, etc. are not limited to those illustrated and can be changed as appropriate. For example, the processing steps described above can be arbitrarily changed in order or executed in parallel as long as the content of processing is not inconsistent.
1…ロボット制御システム、10…ロボット、11…作業台、13…溶接トーチ、14…溶接ワイヤ、20…ロボット制御装置、21、制御部、22…記憶部、30…入出力端末、40…溶接機、101…ロボットモータ、211…解析部、212…実行部、213…溶接制御部、214…処理部、302…取得部、304…算出部、306…生成部、308…出力部、401…溶接電源、402…溶接監視部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記溶接区間ごとに、前記溶接区間内の前記指令値の平均を示す平均指令値と前記計測値の平均を示す平均計測値との差分値を算出する算出部と、
前記差分値を用いて溶接トーチにおけるコンタクトチップの交換情報を生成する生成部と、
前記交換情報を出力する出力部と、
を備える制御装置。 an acquiring unit that acquires command values and measured values of welding parameters during welding for each of a plurality of welded sections including different welded sections;
a calculation unit that calculates, for each welded section, a difference value between an average command value indicating the average of the command values in the welded section and an average measured value indicating the average of the measured values;
a generation unit that uses the difference value to generate contact tip replacement information for a welding torch;
an output unit that outputs the exchange information;
A control device comprising:
前記平均計測値に対する前記差分値の割合を算出し、
前記生成部は、
前記割合を用いて前記交換情報を生成する、請求項1に記載の制御装置。 The calculation unit
Calculate the ratio of the difference value to the average measured value,
The generating unit
2. The controller of claim 1, wherein said ratio is used to generate said exchange information.
前記差分値が閾値以上である場合、前記コンタクトチップの交換時期の到来を示す情報を前記交換情報に含め、前記閾値を、前記平均指令値の分散に応じて変更する、請求項1又は2に記載の制御装置。 The generating unit
3. The method according to claim 1 or 2, wherein when the difference value is equal to or greater than a threshold value, information indicating that the contact tip replacement time has come is included in the replacement information, and the threshold value is changed according to the variance of the average command value. Control device as described.
前記差分値の分散を算出し、
前記生成部は、
前記分散と閾値との比較結果に応じて前記交換情報を生成する、請求項1乃至3いずれか一項に記載の制御装置。 The calculation unit
calculating the variance of the difference value;
The generating unit
4. The control device according to any one of claims 1 to 3, wherein said exchange information is generated according to a comparison result between said variance and a threshold.
異なる溶接区間を含む複数の溶接区間それぞれに対し、溶接時の溶接パラメータの指令値と計測値とを取得する取得ステップと、
前記溶接区間ごとに、前記溶接区間内の前記指令値の平均を示す平均指令値と前記計測値の平均を示す平均指令値との差分値を算出する算出ステップと、
前記差分値を用いて溶接トーチにおけるコンタクトチップの交換情報を生成する生成ステップと、
前記交換情報を出力する出力ステップと、
を実行させるプログラム。 to the computer,
an acquisition step of acquiring command values and measured values of welding parameters during welding for each of a plurality of welded sections including different welded sections;
a calculating step of calculating a difference value between an average command value indicating the average of the command values in the welding interval and an average command value indicating the average of the measured values for each of the welding intervals;
a generation step of generating contact tip replacement information in a welding torch using the difference value;
an output step of outputting the exchange information;
program to run.
前記制御装置は、
異なる溶接区間を含む複数の溶接区間それぞれに対し、溶接時の溶接パラメータの指令値と計測値とを取得する取得部と、
前記溶接区間ごとに、前記溶接区間内の前記指令値の平均を示す平均指令値と前記計測値の平均を示す平均指令値との差分値を算出する算出部と、
前記差分値を用いて溶接トーチにおけるコンタクトチップの交換情報を生成する生成部と、
前記交換情報を出力する出力部と、
を備えるロボット制御システム。 A robot control system including a robot and a controller that controls the robot to perform welding,
The control device is
an acquiring unit that acquires command values and measured values of welding parameters during welding for each of a plurality of welded sections including different welded sections;
a calculating unit for calculating, for each welded section, a difference value between an average command value indicating the average of the command values in the welded section and an average command value indicating the average of the measured values;
a generation unit that uses the difference value to generate contact tip replacement information for a welding torch;
an output unit that outputs the exchange information;
A robot control system with
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003053547A (en) | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | Deciding apparatus and deciding method for worn state of electrode tip |
JP2006198674A (en) | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Toyota Motor Corp | Monitoring system and monitoring method for welding |
US20120234813A1 (en) | 2011-03-14 | 2012-09-20 | Illinois Tool Works Inc. | Method for providing real-time monitoring of contact tip performance |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003053547A (en) | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | Deciding apparatus and deciding method for worn state of electrode tip |
JP2006198674A (en) | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Toyota Motor Corp | Monitoring system and monitoring method for welding |
US20120234813A1 (en) | 2011-03-14 | 2012-09-20 | Illinois Tool Works Inc. | Method for providing real-time monitoring of contact tip performance |
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