KR20180114924A

KR20180114924A - 용접 로봇 기구

Info

Publication number: KR20180114924A
Application number: KR1020187026504A
Authority: KR
Inventors: 츠토무 오네; 다카시 와다; 슈이치 이나다; 아츠시 후쿠나가; 나오키 기다
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2017-02-08
Publication date: 2018-10-19
Also published as: CN108778596B; JP2017170471A; CN108778596A; EP3434405A1; JP6756072B2; KR102084475B1; US10737346B2; EP3434405A4; US20190039161A1; WO2017163644A1

Abstract

터치 센싱 기능을 갖는 용접 로봇과, 상기 용접 로봇에 용접 전력을 공급하는 용접 전원과, 상기 용접 로봇을 제어하는 제어부를 갖는 용접 로봇 기구에 있어서, 상기 용접 전원은, 상기 용접 로봇의 제어 및 상기 터치 센싱에 관한 검출 신호를 수신함과 함께, 상기 검출 신호를 외부로 송신하는 용접 전원 통신부를 갖는다. 상기 제어부는, 상기 용접 전원 통신부와 시리얼 버스의 통신선을 통해 연결되어 있다. 상기 검출 신호는, 제1 그룹의 검출 데이터군과 제2 그룹의 검출 데이터군을 포함한 한 덩어리의 데이터를 포함하고, 상기 제1 그룹의 검출 데이터군을, 상기 제2 그룹의 검출 데이터군보다도 단주기로 판독하도록 구성되어 있다. 상기 제1 그룹의 검출 데이터군은, 상기 터치 센싱에 의한 검출 신호를 포함한다.

Description

용접 로봇 기구

본 발명은 용접 로봇 기구에 관한 것이며, 특히 용접 로봇을 사용한 터치 센싱에 있어서의 기술에 관한 것이다.

관절 각도의 변화로 따라 자세가 결정되는 로봇의 일례로서 산업용 로봇이 있다. 예를 들어, 산업용 로봇의 일종인 용접 로봇을 사용하여 용접을 행할 때, 용접할 워크 위치를 센싱하는 터치 센싱이라 불리는 동작이 있다.

터치 센싱이란, 용접 토치에 전압을 인가한 상태에서 용접 로봇을 움직여, 용접 토치의 용접 와이어가 워크에 접촉한 위치(즉, 워크와 용접 와이어 사이의 통전을 검지한 위치)를 워크 위치로서 검출하는 센싱 동작이다. 이 터치 센싱에 있어서, 통상은, 워크에의 접촉을 검지하였을 때의 로봇 자세(즉, 로봇의 각 관절의 모터 각도)를 기초로 하여, 워크의 위치가 검출된다.

워크의 위치를 검출하는 기술로서, 예를 들어 특허문헌 1 내지 3에 개시되어 있는 것이 있다.

특허문헌 1은 용접 개시 전에 용접선에 대한 선행극 및 후행극의 위치를 제어하는 탠덤 아크 용접에 있어서의 전극 위치 제어 방법이며, 전류 전압 검출 수단에 의해, 용접 대상인 용접 워크와 접촉시킨 상기 선행극 및 상기 후행극의 전압을 검출하는 전압 검출 공정과, 센싱 처리 수단에 의해, 상기 전압 검출 공정에서 검출된 상기 선행극 및 상기 후행극의 전압의 전기적 변화로부터, 상기 용접 워크의 위치 정보를 검출하는 센싱 공정과, 보정량 산출 처리 수단에 의해, 상기 센싱 공정에서 검출된 상기 용접 워크의 위치 정보로부터, 미리 교시된 상기 용접선에 대한 상기 선행극 및 상기 후행극의 위치 어긋남을 보정하기 위한 보정량을 산출하는 보정량 산출 공정과, 로봇 궤적 계획 처리 수단에 의해, 상기 보정량 산출 공정에서 산출된 상기 보정량을 가산 또는 감산함으로써, 상기 용접선에 대한 상기 선행극 및 상기 후행극의 위치를 보정하는 위치 보정 공정을 행하는 탠덤 아크 용접에 있어서의 전극 위치 제어 방법을 개시한다.

특허문헌 2는 로봇 제어 장치와, 용접 전원과, 용접 시공 중의 용접 전류와 용접 전압 중 적어도 어느 하나를 포함하는 실용접 조건을 검출하고, 용접 경로 혹은 용접 조건의 보정을 실시하는 아크 센서 제어부를 구비하고, 상기 로봇 제어 장치와 상기 용접 전원과 상기 아크 센서 제어부를 버스 결합하고, 용접 시공에 필요한 용접 조건과, 용접 시공 중의 용접 전류와 용접 전압 중 적어도 어느 하나를 포함하는 실용접 조건 중 적어도 어느 하나를, 상기 버스를 통해 패럴렐 방식으로, 로봇 제어 장치, 용접 전원 및 상기 아크 센서 제어부간에서 디지털 통신하고, 상기 용접 전압과 상기 용접 전류는 상기 용접 전원에만 설치된 전압 검출기와 전류 검출기에 의해 검출되는 아크 용접 장치를 개시한다.

또한, 특허문헌 3은 로봇 제어 장치와 용접 전원의 제어부를 조합한 용접 장치이며, 상기 로봇 제어 장치 및 상기 용접 전원의 제어부는, 각각이 디지털 제어식임과 함께 디지털의 통신 제어부를 갖고, 적어도 용접 전류 명령값을 포함하는 용접 조건 지령을 상기 로봇 제어 장치로부터 상기 용접 전원의 제어부로, 또한, 아크 앤서를 상기 용접 전원의 제어부로부터 상기 로봇 제어 장치로, 상기 통신 제어부를 통해 디지털양에 의해 전달하는 용접 장치를 개시한다.

일본 특허 제5498264호 공보 일본 특허 제3736411호 공보 일본 특허 제3307886호 공보

그런데, 터치 센싱에 있어서는, 용접 와이어를 워크에 접촉시킬 때, 재빨리 정지시킬 필요가 있다(도 3 참조).

이유로서는, 용접 토치는 고속으로 이동하고 있어, 워크에 접촉하였을 때 재빨리 정지시키지 않으면, 용접 토치가 본래의 워크 위치와는 다른 위치를 검출해 버릴 우려가 있기 때문이다. 즉, 실제의 워크 위치로부터 어긋난 위치를 워크의 위치로서 검출해 버리는, 오검출을 할 우려가 있다.

또한, 용접 토치의 정지 지령을 출력하고 나서, 실제로 정지 동작을 행할 때, 시간이 너무 걸려 버리면(타임 래그가 길면), 그 시간 동안에도 용접 와이어가 크게 이동해 버려, 용접 와이어가 구부러져 버리는 문제도 발생한다.

터치 센싱에 있어서는, 워크 위치의 오검출 등의 문제를 피하기 위해, 용접 로봇에 관한 검출 신호가 단주기(즉 고빈도)로 전송되고 있다. 검출 신호를 단주기로 전송함으로써, 실시간으로 용접 로봇의 자세를 파악할 수 있다.

용접 로봇의 동작을 제어하는 제어부에서는, 용접 로봇을 고정밀도로 제어하려고 하기 때문에, 단주기로 전송된 검출 신호를 모두 판독하여 처리를 행하고자 한다.

그러나, 제어부가 모든 검출 신호를 단주기로 판독하여 처리를 행하고자 하면, 고부하로 되어 버려, 단주기로 전송된 검출 신호 중, 몇 개의 검출 데이터를 누락시켜 버릴 우려가 있다.

특히, 2개의 용접 토치로 터치 센싱을 하는 탠덤 아크 용접(예를 들어, 특허문헌 1 참조)에 있어서는, 처리부가 모든 검출 신호를 단주기로 판독하려고 하면, 매우 고부하로 되어 버려, 특히 터치 센싱의 검출 데이터나, 용접 전원의 이상을 나타내는 검출 데이터 등의 중요도가 높은 검출 데이터를 누락시켜 버릴 우려가 있다.

이와 같이, 중요도가 높은 용접 로봇의 검출 데이터를 누락시켜 버리면, 용접 로봇을 즉시 정지시킬 수 없게 되어, 현장의 안전을 확보할 수 없는 상황으로 될 가능성이 있다.

이와 같은 과제를 해결하는 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 1 내지 3과 같이, 패럴렐 버스나 아날로그선을 사용하여, 터치 센싱을 행하는 용접 전원의 검출부로부터, 용접 로봇의 컨트롤러에, 그 검출 신호를 직접 판독하는 것도 생각되지만, 전용의 DPRAM이나 전용 배선이 필요하므로 범용성이 부족하다. 또한, 상술한 검출 신호를 직접 판독하기 위한 장치를 용접 로봇에 구비하면, 그 장치만큼의 비용도 증가되게 된다.

그래서, 본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 터치 센싱에 있어서, 검출 신호를 단주기로 판독하는 경우, 그 검출 신호에 포함되는 중요도가 높은 검출 데이터를 빠뜨리지 않고 판독하여, 용접 로봇의 정지 동작에 있어서, 재빨리 원하는 위치에 정지시킬 수 있는 용접 로봇 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 기술적 수단을 강구하고 있다.

본 발명은, 용접 로봇 기구이며, 용접 토치를 구비함과 함께 워크 위치를 센싱하기 위한 터치 센싱 기능을 갖는 용접 로봇과, 상기 용접 로봇에 용접 전력을 공급하는 용접 전원과, 상기 용접 로봇을 제어하는 제어부를 갖고, 상기 용접 전원은, 상기 용접 로봇의 제어 및 상기 터치 센싱에 관한 검출 신호를 수신함과 함께, 상기 검출 신호를 외부로 송신하는 용접 전원 통신부를 갖고, 상기 제어부는, 상기 용접 전원 통신부와 시리얼 버스의 통신선을 통해 연결되어 있어, 상기 용접 전원 통신부로부터 송신된 상기 검출 신호를 수신하는 제어 통신부와, 상기 검출 신호를 판독하여 처리를 하는 처리부를 갖고, 상기 검출 신호는, 제1 그룹의 검출 데이터군과 제2 그룹의 검출 데이터군을 포함한 한 덩어리의 데이터를 포함하고, 상기 제1 그룹의 검출 데이터군은, 상기 터치 센싱에 의한 검출 신호를 포함하고, 상기 처리부는, 상기 제1 그룹의 검출 데이터군을, 상기 제2 그룹의 검출 데이터군보다도 단주기로 판독하도록 구성되어 있다.

상기 제1 그룹의 검출 데이터군은, 상기 용접 전원의 이상을 나타내는 검출 신호를 포함하고 있어도 된다.

상기 용접 로봇은, 복수의 상기 용접 토치를 갖고, 상기 검출 신호는, 복수의 상기 용접 토치의 각각에 대하여 검출되고, 상기 제1 그룹의 검출 데이터군은, 복수의 상기 용접 토치의 각각에 대한 동종의 데이터를 포함하고, 상기 제2 그룹의 검출 데이터군은, 복수의 상기 용접 토치의 각각에 대한 동종의 데이터를 포함하고 있어도 된다.

상기 한 덩어리의 데이터에 있어서는, 상기 제1 그룹의 검출 데이터군을, 상기 한 덩어리의 데이터 중 선행부에 배치해도 된다.

상기 처리부는, 상기 제1 그룹의 검출 데이터군을, 5msec 이하의 주기로 판독하도록 구성되어 있어도 된다.

본 발명에 따르면, 터치 센싱에 있어서, 검출 신호를 단주기로 판독하는 경우, 터치 센싱에 의한 검출 신호를 포함한 제1 그룹의 검출 데이터군을, 제2 그룹의 검출 데이터군보다도 짧은 주기로 판독하고 있다. 이와 같이 중요도가 높은 검출 데이터를 보다 짧은 주기로 판독함으로써, 그 검출 신호에 포함되는 중요도가 높은 검출 데이터를 누락 없이 판독할 수 있다. 따라서, 예를 들어 용접 로봇의 정지 동작에 있어서, 재빨리 원하는 위치에 정지시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한, 탠덤 아크 용접 로봇 전체의 개략 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 의한 검출 신호의 개략을 도시하는 도면이다.
도 3은 터치 센싱의 개략을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 의한, 아크 용접 로봇 전체의 개략 구성을 도시하는 개략도이다.

이하, 본 발명에 관한 용접 로봇 기구(1)의 실시 형태를, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 각 실시 형태에 공통되는 동일한 구성 부재에는, 동일한 부호 및 동일한 명칭을 붙이기로 한다. 따라서, 동일한 부호 및 동일한 명칭이 붙여진 구성 부재에 대해서는, 동일한 설명을 반복하지 않는다.

먼저, 본 실시 형태에 관한 용접 로봇(2)의 일반적인 기구 및 제어 방법에 대하여 설명한다.

용접 로봇(2)은 적어도 하나의 관절을 갖고, 당해 관절의 각도를 모터의 회전 구동에 의해 변경함으로써 동작하고, 자세를 변경하는 다관절의 로봇이다. 또한, 용접 로봇(2)을 제어하는 제어부(7)는 모터의 회전을 제어하여 관절의 각도를 변경함으로써, 당해 용접 로봇(2)을 동작시킨다.

이후의 용접 로봇 기구(1)의 설명에 있어서는, 탠덤 아크 용접에 사용되는 용접 로봇 기구를 예시한다.

도 1은 탠덤 아크 용접에 사용되는 용접 로봇 기구(1)의 구성을 도시하는 개략도이다.

다관절의 로봇인 용접 로봇(2)은 복수의 관절을 구비하고, 또한 선단축에 적어도 2개의 용접 토치(3)가 설치되어 있고, 용접 토치(3)로부터 송출되는 용접 와이어(4)에 의해 탠덤 아크 용접이 행해진다.

이 용접 로봇(2)은, 예를 들어 용접 토치(3)를 용접 개시점과 용접 종료점을 연결하는 용접선 방향을 따라서 이동하면서, 용접 와이어(4)를 미리 정해진 진폭 및 주파수에서 틸팅하는 동작(위빙 동작)을 행한다. 이와 같은 용접 로봇(2)의 동작은 제어부(7)에 의해 제어되지만, 그 동작은 미리 제어부(7)에 교시되어 있다.

제어부(7)는 교시 펜던트로서 사용되는 로봇 펜던트(12)를 갖고 있다. 제어부(7)는 로봇 펜던트(12)로부터 출력된 용접 로봇(2)의 동작 방향을 지시하는 조작 지시 정보를 기초로, 용접 로봇(2)에 대하여 동작 지시를 출력함과 함께, 용접 로봇(2)에 대한 동작 지시를 미리 교시된 프로그램(교시 프로그램)에 따라서 출력함으로써, 용접 로봇(2)의 동작을 제어하는 것이다.

상기 조작 지시 정보는, 로봇 펜던트(12)에 설치된 조작 버튼의 조작에 의해 설정된다.

교시 프로그램은, 용접 로봇(2)이 실제로 용접 작업을 행하기 전에, 예를 들어 제어부(7)에 접속된 로봇 펜던트(12)를 사용하여 미리 작성되어 있는 것이다. 이 교시 프로그램에 의해, 용접 작업 중의 용접 로봇(2)의 동작을 지시한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 용접 로봇 기구(1)는, 선단에 2개의 용접 토치(3a, 3b)를 구비하는 용접 로봇(2)과, 하나의 용접 토치(3a)(선행극)에 대하여 용접 전력을 공급하는 선행극용 용접 전원(제1 용접 전원)(5a)과, 다른 용접 토치(3b)(후행극)에 대하여 용접 전력을 공급하는 후행극용 용접 전원(제2 용접 전원)(5b)과, 용접 로봇(2)을 제어하는 제어부(7)를 갖는다.

용접 로봇 기구(1)는 워크 위치를 센싱하는 터치 센싱 기능을 갖고 있다. 즉, 용접 로봇 기구(1)는, 용접 와이어(4)에 전압을 인가한 상태에서 워크(13)와 접촉하였을 때 전류가 흐르는 것을 이용하여, 용접 와이어(4)와 워크(13)의 접촉을 검지한다. 이 기능을 갖고 있는 것을, 와이어 터치 센서를 갖고 있다고도 한다.

용접 로봇 기구(1)는, 선행극용 용접 전원(5a)에 내장되어 있어, 용접 로봇(2)의 제어에 있어서 중요도가 높은 신호를 포함하는 검출 신호를 수신함과 함께, 검출 신호를 외부로 송신하는 선행극용 용접 전원 통신부(제1 용접 전원 통신부)(6a)와, 후행극용 용접 전원(5b)에 내장되어 있어, 용접 로봇(2)의 제어에 있어서 중요도가 높은 신호를 포함하는 검출 신호를 수신함과 함께, 검출 신호를 외부로 송신하는 후행극용 용접 전원 통신부(제2 용접 전원 통신부)(6b)를 갖고 있다.

이 선행극용 용접 전원 통신부(6a)가 수신하는, 중요도가 높은 신호는, 선행극(3a)의 터치 센싱에 의한 검출 신호(데이터)나, 선행극용 용접 전원(5a)의 이상을 나타내는 검출 신호(데이터)를 포함하는 신호이다.

후행극용 용접 전원 통신부(6b)가 수신하는, 중요도가 높은 신호는, 후행극(3b)의 터치 센싱에 의한 검출 신호를 포함하는 신호나, 후행극용 용접 전원(5b)의 이상을 나타내는 검출 신호를 포함하는 신호이다.

용접 전원의 이상에는, 예를 들어 용접 전원 내부의 온도 이상, 용접 전원 내부의 CPU의 이상, 용접 전원의 입력 전원의 결상이 있다.

제어부(7)는 그 내부에, 각 용접 전원 통신부(6a, 6b)로부터 송신된 검출 신호를 수신하는 제어 통신부(8)와, 검출 신호를 판독하여 처리를 하는 처리부(9)를 갖고 있다.

각 용접 전원 통신부(6a, 6b)와 제어 통신부(8)는, 통신선(10)을 통해 연결되어 있다. 통신선(10)은, 예를 들어 필드 네트워크나, 로컬 에어리어 네트워크(LAN)나, 유니버설 시리얼 버스(USB) 등을 들 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 각 용접 전원 통신부(6a, 6b)측으로부터의 2개의 통신선(10)은, 일단 허브(11)(HUB)에서 집약되어, 제어 통신부(8)에 연결되어 있다.

터치 센싱에 있어서, 검출 신호를 단주기로 판독하는 경우, 그 검출 신호에 포함되는 중요도가 높은 검출 데이터를 빠뜨리지 않고 판독할 필요가 있다.

그 때문에, 본 실시 형태에 관한 용접 로봇 기구(1)에서는, 각 극(3a, 3b)의 터치 센싱의 검출 데이터, 각 용접 전원(5a, 5b)의 이상을 나타내는 검출 데이터 등의 용접 로봇(2)에 관한 검출 신호를, 패럴렐 버스나 아날로그선이 아니라, 시리얼 버스를 사용하여 전송하도록 하고 있다.

또한, 현재는, 데이터 통신에 있어서는 시리얼 버스로의 통신이 주류가 되고 있으며, 용접 로봇(2)에 관해서도, 시리얼 버스로의 통신으로 전환되고 있다. 또한, 예를 들어 각 극(3a, 3b)의 터치 센싱의 검출 데이터, 각 용접 전원(5a, 5b)의 이상을 나타내는 검출 데이터 등의 중요도가 높은 데이터를, 시리얼 버스로 통신하는 경우, 지금까지는 이벤트형 통신으로 행하였지만, 통신 주기의 고속화에 수반하여, 주기적인 사이클형으로 전환되고 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 순차적으로 검출되는 검출 신호는, 중요도(긴급성)가 높은 검출 데이터와, 중요도가 낮은 검출 데이터로 나누어진다.

본 실시 형태에 있어서는, 검출 신호는, 중요도가 높은 검출 데이터가 고우선도 그룹으로서 통합되고, 중요도가 낮은 검출 데이터가 저우선도 그룹으로서 통합되어 있다.

이 검출 신호는, 고우선도 그룹과 저우선도 그룹을 합하여, 한 덩어리(패킷)로 되어 있고, 패킷마다 통신선(10)을 통해, 통신선(10) 내에서 단주기로 전송되고 있다.

여기서, 중요도가 높은 검출 데이터(고우선도 데이터)란, 시시각각 변화되는 것이며, 실시간으로 취득할 필요가 있는 검출 데이터이다.

즉, 고우선도 데이터는, 전송될 때마다 판독할 필요가 있는 데이터이다. 고우선도 데이터로서는, 예를 들어 각 극(3a, 3b)의 터치 센싱의 검출 데이터나, 각 용접 전원(5a, 5b)의 이상을 나타내는 검출 데이터 등을 들 수 있다.

한편, 중요도가 낮은 검출 데이터(저우선도 데이터)란, 용접 로봇(2)의 동작에 필요한 데이터이지만, 갑자기 변화되는 것은 아니어서, 즉시적으로 취득할 필요가 없는 데이터이다.

즉, 저우선도 데이터는, 소정의 간격을 두고 판독하여도 되는 데이터이다. 저우선도 데이터로서는, 예를 들어 평균 전류값이나, 평균 전압값 등, 로봇 펜던트(12)에 표시할 만한 것을 들 수 있다.

탠덤 아크 용접에 있어서는, 선행극(3a)에 관한 고우선도 데이터, 후행극(3b)에 관한 고우선도 데이터, 선행극용 용접 전원(5a)에 관한 고우선도 데이터, 후행극용 용접 전원(5b)에 관한 고우선도 데이터는, 고우선도 그룹으로서 통합되어 있다.

또한, 선행극(3a)에 관한 저우선도 데이터, 후행극(3b)에 관한 저우선도 데이터, 선행극용 용접 전원(5a)에 관한 저우선도 데이터, 후행극용 용접 전원(5b)에 관한 저우선도 데이터는, 저우선도 그룹으로서 통합되어 있다.

선행극(3a) 및 후행극(3b)에 관한 검출 신호, 및 각 용접 전원(5a, 5b)에 관한 검출 신호는, 고우선도 그룹 및 저우선도 그룹이 합쳐져 1패킷으로 되고, 1패킷마다, 통신선(10) 내에서 단주기로 전송되고 있다.

또한, 검출 신호에 있어서는, 통합된 고우선도 데이터(고우선도 그룹)를 1패킷 중 선행부에 배치해 두면 된다.

이와 같이, 검출 신호에 있어서, 각 극(3a, 3b)의 터치 센싱의 검출 데이터나, 각 용접 전원(5a, 5b)의 이상을 나타내는 검출 데이터 등 고우선도 데이터를 통합하여, 통신 프레임의 한 부분에 배치해 둠으로써, 판독하는 개소가 한정되게 되어, 고우선도 데이터의 누락을 없앨 수 있다.

또한, 검출 신호는, 5msec 이하의 주기로 전송되면 된다.

전송 주기를 상기와 같이 함으로써, 용접 와이어(4)의 지나침양(이동량)을 억제할 수 있다. 예를 들어, 용접 와이어(4)가 300㎝/min으로 워크(13)에 터치를 하는 경우, 통신에 의한 용접 와이어(4)의 지나침양이 0.25㎜로 억제되게 되어, 용접 와이어(4)의 구부러짐을 방지할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 터치 센싱에 있어서는, 실제의 워크 위치로부터 어긋난 위치를 워크(13)의 위치로서 오검출하는 것을 피하기 위해, 워크(13)에 접촉하였을 때 재빨리 정지시킬 필요가 있다.

그래서, 본 실시 형태에 있어서는, 제어부(7)에 내장되어 있는 처리부(9)(CPU)는, 패킷마다 단주기로, 제어 통신부(8)에 전송된 선행극(3a) 및 후행극(3b)에 관한 검출 신호, 각 용접 전원(5a, 5b)에 관한 검출 데이터 중, 고우선도 데이터만을 매회 판독하고 있다. 한편, 처리부(9)는 검출 신호의 저우선도 데이터를, 일정한 주기로 판독하고 있다. 즉, 검출 신호의 저우선도 데이터는, 매회 판독되지는 않는다.

처리부(9)는 검출 신호가 예를 들어 5msec의 주기로 전송되고 있으면, 5msec마다 고우선도 데이터만을 판독한다. 또한, 처리부(9)는 처리 속도를 떨어뜨리지 않기 위해, 저우선도 데이터를 예를 들어 100msec마다의 일정 주기로 판독한다.

이와 같이, 처리부(9)에 있어서, 고우선도 데이터만을 전송마다 판독하고, 또한 저우선도 데이터를 전송 주기보다도 긴 일정 주기로 판독함으로써, 처리부(9)에 대한 부하를 저감시켜, 고우선도 데이터의 누락을 없앨 수 있다. 저우선도 데이터의 판독 주기는, 고우선도 데이터의 누락이 발생하지 않는 주기를 실험적으로 구해 정하면 된다. 혹은, 제어부(7)에서 저우선도 데이터가 처리되는 주기가 충분히 길면, 저우선도 데이터의 판독 주기를 그 제어부(7)에서의 처리 주기에 맞추면 된다.

1회의 저우선도 데이터의 판독 시에 모든 종류의 저우선도 데이터를 판독하는 것이 아니라, 저우선도 데이터를 몇 개의 그룹으로 나누고, 1회의 저우선도 데이터의 판독은 1개의 그룹의 데이터만으로 하여, 각 그룹을 교대로 판독하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 저우선도 데이터에 포함되는 각종 데이터의 판독을 시간적으로 분산시켜 둠으로써, 데이터 판독 부하가 저우선도 데이터 판독 시에 집중되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

저우선도 데이터를 더 다단계화하여, 예를 들어 100msec마다 판독하는 데이터와 200msec마다 판독하는 데이터가 저우선도 데이터 중에 혼재되는 형태로 해도 된다.

[작동 양태]

본 실시 형태의 용접 로봇 기구(1)의 작동 양태에 대하여 설명한다.

용접 토치(3)의 터치 센싱의 검출 데이터, 용접 전원(5)의 이상 검출 데이터 등 고우선도 데이터를 포함하는 검출 신호를, 예를 들어 5msec, 더 단시간인 0.5msec마다의 주기적인 정기 통신으로서, 각 용접 전원(5a, 5b)으로부터 제어부(7)에 통신하기로 한다. 또한, 제어부(7) 내의 제어 통신부(8)에서는, 0.5msec마다 수신하기로 한다. 또한, 고우선도 데이터를, 검출 신호의 선행부에 배치하기로 한다.

그런데, 처리부(9)가, 용접 전원(5)으로부터 전송되는 검출 신호에 포함되는 모든 데이터(고우선도 데이터, 저우선도 데이터)를 0.5msec마다 판독하려고 하면, 검출 신호가 0.5msec마다 전송되어 오기 때문에 데이터가 방대한 양으로 되어, 처리 시간이 부족해 버린다.

그 결과, 데이터의 처리가 지연되어 버려, 고우선도 데이터의 일부를 누락시켜 버릴 우려가 있다. 그 때문에, 용접 토치(3)를 재빨리 정지시킬 수 없게 된다. 설령 용접 토치(3)를 정지시킬 수 있었다고 해도, 정시성이 손상되어 있어, 워크(13)의 검출 정밀도에 악영향을 미치게 된다.

그래서, 본 실시 형태의 처리부(9)는 고우선도 데이터만을, 0.5msec마다의 고빈도로 판독한다. 고우선도 데이터는, 용접 토치(3)의 터치 센싱의 검출 데이터, 용접 전원(5)의 이상 검출 데이터 등을 포함한다.

한편, 평균 전류값, 평균 전압값 등의 로봇 펜던트(12)에 표시할 만한 저우선도 데이터는, 0.5msec마다가 아니라, 예를 들어 100msec 내지 200msec마다(저빈도) 판독한다.

도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 탠덤 아크 용접에 있어서는, 선행극(3a)의 터치 센싱 검출 데이터(도면 중 A), 후행극(3b)의 터치 센싱 검출 데이터(도면 중 B), 선행극용 용접 전원(5a)의 이상 검출 데이터(도면 중 C), 후행극용 용접 전원(5b)의 이상 검출 데이터(도면 중 D) 등은, 고우선도 그룹으로서 통합되어, 패킷의 선행부(도 1의 예에서는 8bit분)에 배치되어 있다. 처리부(9)는 패킷의 선행부에 배치된 고우선도 데이터를 통합하여 판독하고 있다.

이것에 의해, 처리가 고속화됨과 함께 고우선도 데이터의 누락도 없어지므로, 확실하게 또한 재빨리 용접 토치(3a, 3b)를 정지시킬 수 있다.

그래서 즉시, 터치 센싱 검출을 감시하는 방법으로서는, 0.5msec마다 터치 센싱의 플래그의 변화를 감시하는 것이 생각된다.

예를 들어, 각 용접 전원(5a, 5b)으로부터 통지되는 터치 센싱의 플래그를, 제어부(7) 내의 처리부(9)가 감시해 두고, 플래그가 0으로부터 1로 변화되었을 때를, 터치 센싱을 검출한 것으로 한다. 반대로, 플래그가 1로부터 0으로 변화되었을 때는, 워크(13)로부터 이격되었다고 인식하도록 하면 된다.

또한, 탠덤 아크 용접에 있어서는, 용접 전원(5)은 예시하는 2대에만 한정되지 않고, 4대나 8대 등의 복수 접속되는 경우가 있다. 본 발명은 용접 전원(5)이 다수 접속되어 있어도 적용 가능하다.

그런데, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명은 용접 로봇(2)의 선단에 용접 토치(3)가 1개 구비되고, 또한 용접 전원이 1개 배치되어 있으며, 용접 전원(5) 내의 용접 전원 통신부(6)가 제어부(7) 내의 제어 통신부(8)에, 통신선(10)을 통해 연결되어 있는 용접 로봇 기구(1)에 있어서도 적용 가능하다.

또한, 고우선도 그룹은, 패킷 중에 있어서 선행부 이외에 배치되어도 된다.

본 출원은, 2016년 3월 23일에 출원된 일본 특허 출원, 특원 제2016-058667호에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

1 : 용접 로봇 기구
2 : 용접 로봇
3 : 용접 토치
3a : 하나의 용접 토치(선행극)
3b : 다른 용접 토치(후행극)
4 : 용접 와이어
5 : 용접 전원
5a : 선행극용 용접 전원(제1 용접 전원)
5b : 후행극용 용접 전원(제2 용접 전원)
6 : 용접 전원 통신부
6a : 선행극용 용접 전원 통신부(제1 용접 전원 통신부)
6b : 후행극용 용접 전원 통신부(제2 용접 전원 통신부)
7 : 제어부
8 : 제어 통신부
9 : 처리부
10 : 통신선
11 : 허브
12 : 로봇 펜던트
13 : 워크

Claims

용접 로봇 기구이며,
용접 토치를 구비함과 함께 워크 위치를 센싱하기 위한 터치 센싱 기능을 갖는 용접 로봇과,
상기 용접 로봇에 용접 전력을 공급하는 용접 전원과,
상기 용접 로봇을 제어하는 제어부
를 갖고,
상기 용접 전원은, 상기 용접 로봇의 제어 및 상기 터치 센싱에 관한 검출 신호를 수신함과 함께, 상기 검출 신호를 외부로 송신하는 용접 전원 통신부를 갖고,
상기 제어부는,
상기 용접 전원 통신부와 시리얼 버스의 통신선을 통해 연결되어 있어, 상기 용접 전원 통신부로부터 송신된 상기 검출 신호를 수신하는 제어 통신부와,
상기 검출 신호를 판독하여 처리를 하는 처리부
를 갖고,
상기 검출 신호는, 제1 그룹의 검출 데이터군과 제2 그룹의 검출 데이터군을 포함한 한 덩어리의 데이터를 포함하고,
상기 제1 그룹의 검출 데이터군은, 상기 터치 센싱에 의한 검출 신호를 포함하고,
상기 처리부는, 상기 제1 그룹의 검출 데이터군을, 상기 제2 그룹의 검출 데이터군보다도 단주기로 판독하도록 구성되어 있는 용접 로봇 기구.
제1항에 있어서,
상기 제1 그룹의 검출 데이터군은, 상기 용접 전원의 이상을 나타내는 검출 신호를 포함하는 용접 로봇 기구.
제1항에 있어서,
상기 용접 로봇은, 복수의 상기 용접 토치를 갖고,
상기 검출 신호는, 복수의 상기 용접 토치의 각각에 대하여 검출되고,
상기 제1 그룹의 검출 데이터군은, 복수의 상기 용접 토치의 각각에 대한 동종의 데이터를 포함하고,
상기 제2 그룹의 검출 데이터군은, 복수의 상기 용접 토치의 각각에 대한 동종의 데이터를 포함하는 용접 로봇 기구.
제1항에 있어서,
상기 한 덩어리의 데이터에 있어서는, 상기 제1 그룹의 검출 데이터군을, 상기 한 덩어리의 데이터 중 선행부에 배치하고 있는 용접 로봇 기구.
제1항에 있어서,
상기 처리부는, 상기 제1 그룹의 검출 데이터군을, 5msec 이하의 주기로 판독하도록 구성되어 있는 용접 로봇 기구.