DE102010052717B4

DE102010052717B4 - Verfahren zur Steuerung eines Punktschweißsystems

Info

Publication number: DE102010052717B4
Application number: DE102010052717.3A
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Takahashi; Masanobu HATADA; Toshimichi Aoki; Akinori Nishimura
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2030-11-27
Also published as: DE102010052717A1; JP4927927B2; CN102079008A; JP2011110578A; US8513560B2; US20110120978A1; CN102079008B

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Punktschweißsystems miteiner Punktschweißzange (2) mit einem Paar von Elektroden (21; 22), die einander gegenüberliegend angeordnet sind, und einem Servomotor (13; 24) zum Annähern der Elektroden des Elektrodenpaars (21; 22) aneinander und zum Entfernen der Elektroden des Elektrodenpaares (21; 22) voneinander; undeinem Roboter (1) zum Halten entweder der Punktschweißzange (2) oder eines Werkstücks, wobei die Punktschweißzange (2) und das Werkstück derart zueinander verlagerbar sind, dass das Werkstück zwischen dem Elektrodenpaar (21; 22) der Punktschweißzange (2) angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst:Erfassen des Drehmoments oder der Drehzahl des Servomotors (13; 24) mittels eines ersten Erfassungsabschnitts;Erfassen der Positionen des Elektrodenpaares (21; 22) mittels eines zweiten Erfassungsabschnitts;Schalten eines Betriebsmodus mittels eines Modusschaltabschnitts, der ein Steuermodus ist, in Antwort auf einen Schaltbefehl durch Manipulation einer Bedienungsperson des Punktschweißsystems für Punktschweißpositionen zwischen einem Punktschweißmodus zum Punktschweißen des Werkstücks und einem Positionskorrekturmodus zum Korrigieren einer Punktschweißposition des Werkstücks durch einen Schaltbefehl;Ausführen eines Punktschweißprozesses in dem Punktschweißmodus und eines Positionskorrekturprozesses in dem Positionskorrekturmodus mittels eines Verarbeitungsabschnitts (3, 4),Steuern der Punktschweißzange (2) und des Roboters (1) derart, dass dann, wenn der Betriebsmodus in den Punktschweißmodus durch den Modusschaltabschnitt geschalten wurde, das Werkstück basierend auf einer in einem vorbestimmten Arbeitsprogramm festgelegten Werkstückposition punktgeschweißt wird und dann, wenn die Betriebsart in den Positionskorrekturmodus geschalten wurde, eine Elektrode des Elektrodenpaares (21; 22) sich an eine Fläche des Werkstücks anlegt;Ermitteln basierend auf einem durch den ersten Erfassungsabschnitt in dem Positionskorrekturmodus ermittelten Wert, ob lediglich eine Elektrode des Elektrodenpaares (21; 22) an der Fläche des Werkstücks anliegt oder nicht; undBerechnen der Werkstückposition basierend auf einem durch den zweiten Erfassungsabschnitt erfassten Wert, wenn der Anlageermittlungsabschnitt ermittelt, dass nur eine Elektrode des Elektrodenpaares (21; 22) an der Oberfläche des Werkstücks anliegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Punktschweißsystems zum automatischen Punktschweißen eines Werkstücks durch einen Roboter.
2. Stand der Technik
Beim automatischen Punktschweißen eines Werkstücks durch einen Roboter können dann, wenn eine in einem Arbeitsprogramm festgelegte Werkstückposition von einer Ist-Werkstückposition abweicht, Probleme auftreten, die in einer Verminderung der Schweißqualität resultieren. Derartige Probleme können eine auf das Werkstück ausgeübte Überbelastung und ein ungeeigneter Fluss des Schweißstroms sein. Demzufolge wird gemäß dem Stand der Technik die Werkstückposition vor dem Punktschweißen überprüft, und dann, wenn die Werkstückposition abweicht, wird die in dem Arbeitsprogramm gespeicherte Werkstückposition korrigiert.
In der japanischen ungeprüften Patentanmeldung (Kokai) Nr. 2008-132525 ( JP2008 - 132525A ), wird anstatt einer verlagerbaren Elektrode eine Bildaufnahmevorrichtung an einer Punktschweißzange angebracht, so dass die Bildaufnahmevorrichtung ein Bild des Werkstücks aufnimmt, und anschließend wird ein Abstand zwischen der Bildaufnahmevorrichtung zu dem Werkstück berechnet. Auf Grundlage der Werkstückpositionsinformation, des Bildabstands usw., wird eine Positionskorrektur ausgeführt.
Da bei dem System gemäß JP2008-132525A relativ komplizierte Arbeitsgänge, wie zum Beispiel das Anbringen und Abnehmen der Bildaufnahmevorrichtung, bei jeder Durchführung der Positionskorrektur aufgeführt werden müssen, kann die Positionskorrektur nicht schnell durchgeführt werden.
DE 103 28 593 A1 offenbart eine X-förmige Schweißzange mit zwei Schweißzangenschenkeln. An den einer Primärantriebseinrichtung gegenüberliegenden Ende der Schweißzangenschenkel sind entsprechende Schweißelektroden angeordnet. Diese sind durch Betätigen der Primärantriebseinrichtung von gegenüberliegenden Seiten an ein Schweißobjekt in Form von beispielsweise zwei miteinander zu verschweißenden Blechen heranführbar.
EP 2 014 405 A1 offenbart ein Positionierungsverfahren für einen Punktschweißroboter und einen Punktschweißroboter, der einen oberen Arm aufweist. Am einem distalen Ende des oberen Arms ist eine Punktschweißzange drehbar angebracht. Die Punktschweißzange weist einen Zangenarm und einen Servomotor auf. Der Zangenarm weist eine Gegenelektrodenspitze und eine gegenüberliegende verlagerbare Elektrodenspitze auf. Ein Encoder ist an dem Servomotor zum Klemmen des Werkstücks angebracht. Ein Rotationswinkel um eine Achse des Servomotors wird durch den Encoder erfasst. Von dem Elektrodenspitzenpaar kann eine Robotersteuerung die verlagerbare Elektrodenspitze mittels des Servomotors in eine entgegengesetzte Richtung antreiben.
DE 101 62 656 B4 betrifft ein servo-pneumatisches modulares Schweißzangensystem mit einer frei programmierbaren Positions- und Drucksteuerung mit einer geschlossenen Schleife bzw. mit Rückkopplung.
DE 11 2004 000 950 T5 betrifft ein Verfahren und einen Apparat zum automatischen Detektieren des Fehlens eines Werkstücks oder des Einklemmens einer fremden Substanz.
EP 0 508 874 B1 betrifft eine Werkzeugsteueranlage mit einer Schweißzange zur Durchführung von bestimmten Arbeiten an Werkstücken und mit einem automatischen Positionierungssystem zur Steuerung einer Bewegung der Schweißzange relativ zu diesen Werkstücken.
US 5,945,011 A betrifft ein Verfahren zum Lehren einen Schweißroboter.
US 6,274,840 B1 betrifft ein Elektrodenpositionserfassungssystem und ein Punktschweißgerät.
ABRISS DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Steuerung eines Punktschweißsystems bereit, das durch Patentanspruch 1 definiert wird. Bevorzugte Ausführungsformen werden durch die abhängigen Patentansprüche definiert.
Ein Punktschweißsystem umfasst eine Punktschweißzange mit einem Paar von einander gegenüberliegend angeordneten Elektroden und einen Servomotor zum Annähern der Elektroden des Elektrodenpaares aneinander und zum Entfernen der Elektroden des Elektrodenpaares voneinander; einen Roboter zum Halten entweder der Punktschweißzange oder eines Werkstücks, wobei die Punktschweißzange und das Werkstück derart relativ zueinander verlagerbar sind, dass das Werkstück zwischen dem Elektrodenpaar der Punktschweißzange angeordnet ist; einen Physikalische-Größen-Erfassungsabschnitt zum Erfassen einer physikalischen Größe, die zu dem Drehmoment oder der Geschwindigkeit des Servomotors korreliert; einen Positionserfassungsabschnitt zum Erfassen der Positionen des Elektrodenpaares; einen Modusschaltabschnitt zum Schalten eines Betriebsmodus des Punktschweißsystems zwischen einem Punktschweißmodus zum Punktschweißen des Werkstücks und einem Positionskorrekturmodus zum Korrigieren einer Punktschweißposition des Werkstücks durch einen Schaltbefehl; und einen Verarbeitungsabschnitt zum Ausführen eines Punktschweißprozesses in dem Punktschweißmodus und eines Positionskorrekturprozesses in dem Positionskorrekturmodus.
Der Verarbeitungsabschnitt umfasst einen Punktschweißzangen-und-Roboter-Steuerungsabschnitt zum Steuern der Punktschweißzange und des Roboters derart, dass dann, wenn der Arbeitsmodus durch den Modusschaltabschnitt in den Punktschweißmodus geschalten wird, das Werkstück basierend auf der in einem vorbestimmten Arbeitsprogramm festgelegten Werkstückposition punktgeschweißt wird, und dann, wenn der Arbeitsmodus in den Positionskorrekturmodus geschalten wird, eine Elektrode des Elektrodenpaares an einer Fläche des Werkstücks anliegt; einen Anlageermittlungsabschnitt zum Erfassen basierend auf einem durch den Physikalische-Größen-Erfassungsabschnitt erfassten Wert in dem Positionskorrekturmodus, ob eine Elektrode des Elektrodenpaares an einer Fläche des Werkstücks anliegt oder nicht; und einen Berechnungsabschnitt zum Berechnen der Werkstückposition basierend auf einem durch den Positionserfassungsabschnitt erfassten Wert, wenn der Anlageermittlungsabschnitt feststellt, dass eine Elektrode des Elektrodenpaares an der Fläche des Werkstücks anliegt.
Figurenliste
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Figuren ersichtlich, in denen:

1 eine schematische Darstellung ist, in der die gesamte Anordnung eines Punktschweißsystems gemäß einer ersten Variante gezeigt ist;
2A eine Darstellung ist, die ein Beispiel eines Arbeitsprogramms für das Punktschweißen zeigt;
2B eine Darstellung ist, die ein weiteres Beispiel eines Arbeitsprogramms für das Punktschweißen ist;
3 eine Darstellung ist, die die Arbeitsabläufe einer bewegbaren Elektrode und einer Gegenelektrode während der Ausführung des Arbeitsprogramms gemäß 2A zeigt;
4 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel eines in einer Robotersteuerung und einer Schweißzangensteuerung ausgeführten Prozesses gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ein Flussdiagramm ist, das im Speziellen einen Werkstückpositionserfassungsprozess gemäß 4 zeigt;
6A eine Darstellung ist, die die Arbeitsabläufe der verlagerbaren Elektrode und der Gegenelektrode in dem Werkstückpositionserfassungsprozess zeigt;
6B eine Darstellung ist, die die Arbeitsabläufe der verlagerbaren Elektrode und der Gegenelektrode in dem Werkstückpositionserfassungsprozess zeigt;
6C eine Darstellung ist, die die Arbeitsabläufe der verlagerbaren Elektrode und der Gegenelektrode in dem Werkstückpositionserfassungsprozess zeigt;
7 eine Darstellung ist, die ein Beispiel der Veränderung des Motordrehmoments und der Geschwindigkeit des Servomotors zum Antreiben der verlagerbaren Elektrode über die Zeit in dem Werkstückpositionserfassungsprozess zeigt;
8 eine Darstellung ist, die eine Veränderung gemäß 7 zeigt;
9 ein Flussdiagramm ist, das einen Werkstückdickenerfassungsprozess gemäß 4 zeigt;
10A eine Darstellung ist, die die Arbeitsabläufe der verlagerbaren Elektrode und der Gegenelektrode in dem Werkstückdickenerfassungsprozess zeigt;
10B eine Darstellung ist, die die Arbeitsabläufe der verlagerbaren Elektrode und der Gegenelektrode in dem Werkstückdickenerfassungsprozess zeigt;
10C eine Darstellung ist, die die Arbeitsabläufe der verlagerbaren Elektrode und der Gegenelektrode in dem Werkstückdickenerfassungsprozess zeigt;
11 eine Darstellung ist, die ein Beispiel der Veränderung über die Zeit des Motordrehmoments und der Motorgeschwindigkeit des Servomotors zum Antreiben der verlagerbaren Elektrode in dem Werkstückdickenerfassungsprozess zeigt;
12A eine Darstellung ist, die ein Beispiel eines Arbeitsprogramms in dem Werkstückdickenerfassungsprozess zeigt;
12B eine Darstellung ist, die ein weiteres Beispiel eines Arbeitsprogramms in dem Werkstückdickenerfassungsprozess zeigt;
13 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel eines von einer Robotersteuerung und einer Schweißzangensteuerung ausgeführten Prozesses gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 eine Darstellung ist, die eine Abänderung der 1 zeigt; und
15 eine Darstellung ist, die eine weitere Abänderung der 1 zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Erste Ausführungsform
Nachstehend wird mit Bezug auf die 1 bis 12B ein Punktschweißsystem gemäß einer ersten Variante beschrieben. 1 ist eine Darstellung, die schematisch die Gesamtanordnung des Punktschweißsystems gemäß der ersten Variante zeigt. Das Punktschweißsystem weist einen Gelenkroboter 1, eine Punktschweißzange 2, eine Robotersteuerung 3 zum Steuern des Roboters 1 und eine Schweißzangensteuerung 4 zum Steuern der Punktschweißzange 2 auf.
Der Roboter 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekannter sechsachsiger Gelenkroboter, der eine an einem Boden angebrachte Basis 10, einen drehbar an die Basis 10 gekoppelten unteren Arm 11, einen drehbar an der Spitze des unteren Arms 11 angeordneten oberen Arm 12 und eine drehbar an der Spitze des oberen Arms 12 angebrachte Punktschweißzange 2 aufweist. Der Roboter 1 umfasst eine Vielzahl von Servomotoren 13 (von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einer dargestellt ist) zum Antreiben des Roboters. Die Servomotoren 13 werden durch Steuersignale der Robotersteuerung 3 angesteuert, so dass sich die Position und die Orientierung der Punktschweißzange 2 verändert.
Die Punktschweißzange 2 ist eine Punktschweißzange vom sogenannten C-Typ, der einen U-förmigen Zangenarm 23 aufweist. Der U-förmige Zangenarm 23 ist drehbar mit der Spitze des oberen Arms 12 verbunden und weist einen Servomotor 24 zum Halten eines Werkstücks auf. Der Zangenarm 23 hat eine holm-ähnliche Gegenelektrode 22, die von einem Ende eines L-förmigen Rahmens 23a vorspringt und eine holm-ähnliche verlagerbare Elektrode 21, die der Gegenelektrode 22 gegenüberliegend vorspringt. Die verlagerbare Elektrode 21 und die Gegenelektrode 22 sind koaxial zueinander angeordnet. Während die Gegenelektrode 22 an dem Rahmen 23 befestigt ist, kann die verlagerbare Elektrode 21 koaxial zu der Gegenelektrode 22 bezüglich des Rahmens 23a bewegt werden.
Der Servomotor 24 wird durch Steuersignale von der Schweißzangensteuerung 4 angesteuert, so dass die verlagerbare Elektrode 21 sich an die Gegenelektrode 22 annähert oder sich von der Gegenelektrode 22 entfernt. Ein Werkstück W wird zwischen der verlagerbaren Elektrode 21 und der Gegenelektrode 22 in Richtung der Dicke des Werkstücks W gehalten und das Werkstück W wird punktgeschweißt. Das Werkstück W wird durch eine nicht dargestellte Werkstückhaltevorrichtung gehalten.
Jeder Servomotor 13 zum Antreiben des Roboters ist mit einem Encoder 13a versehen, der einen axialen Rotationswinkel des Servomotors 13 erfasst. Der erfasste Rotationswinkel wird zu der Robotersteuerung 3 rückgekoppelt. Die Position und Orientierung der Punktschweißzange 2 an der Spitze des Arms werden durch eine Rückkopplungssteuerung/-regelung in der Robotersteuerung 3 gesteuert/geregelt. Dadurch kann die mit dem Rahmen 23 integrale Gegenelektrode 22 in einer angewiesenen Position in Richtung der Dicke des Werkstücks W positioniert werden, und die Position und Orientierung der Gegenelektrode 22 kann basierend auf den Signalen von dem Encoder 13a erfasst werden.
Der Servomotor 24 zum Halten des Werkstücks ist ebenfalls mit einem Encoder 24a versehen, der einen axialen Rotationswinkel des Servomotors 24 erfasst. Der Rotationswinkel wird zu der Schweißzangensteuerung 4 rückgekoppelt. Die verlagerbare Elektrode 21 kann bezüglich der Gegenelektrode 22 durch eine Rückkopplungssteuerung/-regelung in der Schweißzangensteuerung 4 positioniert werden. Der Abstand zwischen den Elektroden 21 und 22 variiert gemäß dem Rotationswinkel des Servomotors 24. Gemäß dieser Ausführungsform wird, falls die verlagerbare Elektrode 21 die Gegenelektrode 22 berührt, oder anders ausgedrückt, wenn der Abstand gleich Null ist, der Rotationswinkel im voraus als ein Referenzwert festgelegt. Daraus ergibt sich, dass basierend auf den Signalen des Encoders 24a der Rotationswinkel des Referenzwerts, das heißt, der Abstand zwischen den Elektroden 21 und 22, erfasst werden kann.
Jede Robotersteuerung 3 und jede Schweißzangensteuerung 4 umfasst einen Prozessor mit einer CPU, einem ROM, einem RAM oder anderen peripheren Schaltkreisen. Die Robotersteuerung 3 ist mit der Schweißzangensteuerung 4 verbunden. Die Robotersteuerung 3 und die Schweißstangensteuerung 4 kommunizieren miteinander über zwischen ihnen übertragene Signale. Die Robotersteuerung 3 ist ferner mit einem Anweisungssteuerungspaneel 5 und einem Liniensteuerungspaneel 6 verbunden.
In dem Speicher der Robotersteuerung 3 sind Betriebsprogramme (Arbeitsprogramme), Anweisungsdaten und Ähnliches des Roboters 1 und der Punktschweißzange 2 in überschreibbarer Form gespeichert. Die Anweisungsdaten umfassen Schweißpunktdaten, die Positionen und Orientierungen des Roboters 1 und der Punktschweißzange 2 darstellen, wenn das Werkstück W an einer Vielzahl von Schweißpositionen punktgeschweißt wird. Basierend auf diesen Anweisungsdaten werden Arbeitsprogramme für den automatischen Betrieb erzeugt.
Während des automatischen Betriebs steuert die Robotersteuerung 3 den Roboter 1 gemäß dem Arbeitsprogramm derart, dass die Position und Orientierung der Punktschweißzange 2 bezüglich des Werkstücks W gesteuert wird, um das Werkstück W zwischen den Elektroden 21 und 22 anzuordnen. Andererseits steuert die Schweißzangensteuerung 4 die verlagerbare Elektrode 21 gemäß den Arbeitsprogrammen, um den durch die Elektroden 21 und 22 auf das Werkstück W ausgeübten Schweißdruck und den zu den Elektroden 21 und 22 zugeführten Strom derart zu steuern, dass das Punktschweißen an einer vorbestimmten Punktschweißposition ausgeführt wird.
Das Anweisungsbedienpaneel 5 weist einen durch einen Bediener betätigbaren Bedienabschnitt 51 und einen Displayabschnitt 52 auf, um dem Bediener vorbestimmte Informationen anzeigen zu können. Durch den Bedienabschnitt 51 können Anweisungsbefehle für den Betrieb des Roboters 1, Befehle zum Überarbeiten oder Ausführen des Arbeitsprogramms und Ähnliches eingegeben werden. Der Displayabschnitt 52 zeigt unterschiedliche Informationen über Eingaben, den Betrieb, Abnormalitäten oder Ähnliches des Roboters 1 an.
Obwohl in den Figuren nicht dargestellt, wird in einer Produktionslinie in einer Fabrik eine Vielzahl von Punktschweißsystemen gemäß dieser Ausführungsform verwendet und ein Liniensteuerungspaneel 6 ist mit jeder Robotersteuerung 3 des Systems verbunden. Die Signale von jeder Robotersteuerung 3 und ihrer entsprechenden Umfeldvorrichtungen werden zu dem Liniensteuerungspaneel 6 gesendet, und basierend auf diesen Signalen kann das Liniensteuerungspaneel 6 die Punktschweißproduktionslinie einheitlich steuern. Durch einen in dem Liniensteuerungspaneel 6 vorgesehenen Displayabschnitt 61 oder einer mit dem Liniensteuerungspaneel 6 verbundenen Displayvorrichtung (nicht dargestellt) können die Betriebszustände jedes Roboters 1 abgefragt werden.
Das Liniensteuerungspaneel 6 empfängt die Signale von jeder Robotersteuerung 3 und gibt externe Signale an jede Robotersteuerung 3 aus. Insbesondere bei der nachstehend beschriebenen Ausführungsform können die folgenden Befehle von dem Liniensteuerungspaneel 6 zu jeder Robotersteuerung 3 ausgegeben werden: ein Modusschaltbefehl zum Auswählen entweder eines Punktpositionskorrekturmodus zum Korrigieren der Punktschweißstellenposition und einen Punktschweißmodus zum Ausführen des Punktschweißens an einer Punktschweißstellenposition, ein Werkstückdickenerfassungsbefehl zum Erfassen einer Werkstückdicke in dem Punktpositionskorrekturmodus, ein Positionskorrekturbefehl zum Korrigieren der Schweißpunktposition basierend auf der erfassten Werkstückposition und der Werkstückdicke, einen Auslassbefehl zum Auslassen des Prozesses in dem Punktpositionskorrekturmodus, wenn ein abnormaler Zustand in dem Punktpositionskorrekturmodus erfasst wird, ein Wiederholungsmodus zum Wiederholen des Prozesses in dem Punktpositionskorrekturmodus, wenn ein abnormaler Zustand in dem Punktpositionskorrekturmodus erfasst wird. Ein Betätigungsbefehl zum Ausführen des Arbeitsprogramms kann von dem Liniensteuerungspaneel 6 an jede Robotersteuerung 3 ausgegeben werden. Die externen Signale können von dem Liniensteuerungspaneel 6 über verschiedenen Kommunikationsmittel, wie zum Beispiel einer Ethernet®-Verbindung ausgegeben werden. Diese Befehle werden durch Betätigen des Anweisungssteuerungspaneel 5 ausgegeben.
2A und 2B zeigen Darstellungen beispielhafter Arbeitsprogramme. 2A zeigt ein Programm für den Fall, in dem nur ein Schweißpunkt existiert, und 2B zeigt ein Programm für den Fall, wenn eine Vielzahl von Schweißpunkten vorgesehen ist. 3 ist eine Darstellung, die die Betriebsabläufe der Elektroden 21 und 22 beim Ausführen der Arbeitsprogramme zeigt. In dieser Figur werden, während das Werkstück W horizontal gehalten wird, die Elektroden 21 und 22 verlagert, um das Punktschweißen auszuführen. Im Detail werden die Elektroden des Elektrodenpaares 21 und 22 oberhalb und unterhalb des Werkstücks W und vertikal bezüglich des Werkstücks W angeordnet. Anschließend werden die Elektroden 21 und 22 zu den Schweißpunktpositionen oberhalb und unterhalb des Werkstücks bewegt, um das Punktschweißen auszuführen.
Falls die Schweißpunktposition entweder auf der Unterseite oder der Oberseite des Werkstücks aufgrund der Dicke des Werkstücks W verändert wird, überlappt sie die jeweilige Schweißpunktposition auf der Oberseite oder Unterseite des Werkstücks. Dementsprechend werden bei diesem Programm entweder die Oberseite oder die Unterseite (zum Beispiel die Unterseite) des Werkstücks entsprechend der Dicke des Werkstücks gewählt.
Die erste Zeile in 2A stellt einen Programmbefehl dar, der die Elektroden 21 und 22 anweist, sich in eine Warteposition zu verlagern, bevor das Punktschweißen beginnt. Auf diesen Programmbefehl werden die Elektroden 21 und 22 zur Position 1 in 3 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (2000 mm/Sek) bewegt und stoppen dort vorübergehend. An dieser Position sind die Elektroden 21 und 22 von den entsprechenden Werkstückflächen durch vorbestimmte Distanzen Da und Db getrennt.
Die zweite Zeile in 2A stellt einen Programmbefehl dar, der die Elektroden 21 und 22 anweist, sich zu den Schweißpunktpositionen zu bewegen und das Punktschweißen an diesen Positionen auszuführen. Auf diesen Programmbefehl bewegen sich die Elektroden 21 und 22 zu den Schweißpunktpositionen entlang den in 3 dargestellten Pfaden mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (2000 mm/Sek) und üben anschließend eine Druckkraft auf das Werkstück W aus. In diesem Zustand werden die Elektroden 21 und 22 mit Strom versorgt.
In den Programmen stellt SD = 1 einen offenen Positionszustand dar, der den Abstand zwischen den Elektroden 21 und 22 vor dem Punktschweißen darstellt. P = 1 ist ein Druckzustand, der die Druckkraft auf das Werkstück W darstellt. S = 1 ist ein Stromzustand, der darstellt wie viele Ampere des Stroms für wieviele Sekunden angelegt wird. ED = 1 ist ein offener Positionszustand, der den Abstand zwischen den Elektroden 21 und 22 nach dem Punktschweißen darstellt. Für diese Zustände werden die Werte von vorbestimmten Tabellen ausgewählt. Das Format der voranstehend beschriebenen Programmbefehle ist hauptsächlich ein Beispiel dieser Ausführungsform. Weitere Formate der Programmbefehle können verwendet werden, um Arbeitsprogramme zum Ausführen des Punktschweißens zu beschreiben.
Wie in 3 dargestellt, werden Da und Db als ein offener Positionszustand vor dem Punktschweißen festgelegt. Dc und Dd werden als offener Positionszustand nach dem Punktschweißen definiert. Diese offenen Positionszustände werden unter Berücksichtigung des mechanischen Öffnungsbereichs der Punktschweißzange 2 und einer Position eines Umgebungsgegenstandes 25 (zum Beispiel eine Spannvorrichtung zum Halten des Werkstücks) oder Ähnliches gewählt, so dass die Elektroden 21 und 22 und der Gegenstand 21 einander nicht stören.
Eine dritte Zeile in 2A stellt einen Programmbefehl dar, der die Elektroden 21 und 22 anweist, sich in Wartepositionen nach Fertigstellung des Punktschweißens zu bewegen. Auf diesen Programmbefehl bewegen sich die Elektroden 21 und 22 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (2000 mm/Sek) in die Positionen 3 in 3, die von den entsprechenden Werkstückflächen durch vorbestimmte Distanzen Dc und Dd getrennt sind, und stoppen vorübergehend dort.
Falls eine Vielzahl von Schweißpunkten existiert, wird ein sequentielles Programm entsprechend der Vielzahl von Schweißpunkten, wie in 2B dargestellt, verwendet, so dass das Werkstück W sequentiell an der Vielzahl der Schweißpunkte gemäß dieses Programms punktgeschweißt wird. In diesem Fall werden unter Berücksichtigung der Umgebungsgegenstände 25 an jedem Schweißpunkt die Abstände Da bis Dd zwischen den Elektroden 21 und 22 für jeden Schweißpunkt derart gewählt, dass die Elektroden 21 und 22 durch die Gegenstände 25 nicht behindert werden.
Selbst wenn die Elektroden 21 und 22 zu vorbestimmten Schweißpunktpositionen zum Punktschweißen des Werkstücks W desselben Typs bewegt werden, können aufgrund von aus einer anderen Lieferung stammendes Werkstück W verwendet wird oder aufgrund einer Modifizierung der Position der Spannvorrichtung zum Befestigen des Werkstücks W die Schweißpunktpositionen von den Sollschweißpunktpositionen auf den Werkstückflächen abweichen. Derartige Abweichungen führen zu Problemen, wie zum Beispiel einer Überlast auf das Werkstück W, eines falschen Flusses des Schweißstroms oder Ähnlichem, was in einer Verminderung der Schweißqualität resultiert. Dementsprechend müssen die Schweißpunktpositionen korrigiert werden. Es ist jedoch mit einem sehr hohen Zeit- und Personalaufwand verbunden, die Korrektur für die Vielzahl der Schweißpunktpositionen manuell durchzuführen. Gemäß dieser Ausführungsform werden die Schweißpunktpositionen automatisch korrigiert, wie nachstehend beschrieben wird.
4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines vollständig in der Robotersteuerung 3 und in der Schweißzangensteuerung 4 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführten Prozesses ist. Der in diesem Flussdiagramm dargestellte Prozess beginnt beispielsweise aufgrund eines Startbefehls von dem Anweisungsbedienpaneel 5, das durch einen Nutzer bedient wird, oder einem Startbefehl von dem Liniensteuerungspaneel 6 und wird für vorbestimmte Schweißpunktpositionen wiederholt ausgeführt.
Die Punktschweißpositionen auf der Unterseite des Werkstücks und die Werkstückdicke t0, die in dem Arbeitsprogramm festgelegt sind, werden im voraus als Startwerte in dem Speicher gespeichert. Vor der Ausgabe des Startbefehls gibt der Nutzer den Modusschaltbefehl über das Liniensteuerungspaneel 6 ein, um den Betriebsmodus zu wählen. Ferner gibt der Nutzer den Werkstückdickenerfassungsbefehl, den Positionskorrekturbefehl, den Auslassbefehl, den Wiederholungsbefehl oder Ähnliches je nach Bedarf ein, um die Arbeitszustände festzulegen. Der durch den Nutzer ausgewählte Betriebsmodus wird von der Robotersteuerung zu dem Liniensteuerungspaneel 6 übertragen und dem Nutzer angezeigt. Der Betriebsmodus kann ebenfalls auf dem Displayabschnitt 52 des Anweisungssteuerungspaneel 5 und dem Displayabschnitt 61 des Liniensteuerungspaneels 6 angezeigt werden.
In dem Schritt S1 in 4 wird durch das Signal von dem Liniensteuerungspaneel 6 festgelegt, ob der Punktpositionskorrekturmodus ausgewählt wurde oder nicht. Wird in Schritt S1 eine negative Entscheidung gefällt, wird festgestellt, dass der Punktschweißmodus ausgewählt wurde und der Ablauf geht zu Schritt S2 über, um den Punktschweißprozess auszuführen. In Schritt S2 werden gemäß der vorgegebenen Arbeitsprogramme (2A und 2B) die Steuersignale an die Servomotoren 13 und 24 ausgegeben. Die Stromsteuerung gemäß den Schweißzuständen wird an die Elektroden 21 und 22 ausgegeben. Daraufhin arbeiten der Roboter 1 und die Punktschweißzange 2 und vorbestimmte Druckkräfte werden auf das Werkstück W ausgeübt, so dass das Werkstück W an der Punktschweißposition punktgeschweißt wird. Falls es eine Vielzahl von Punktschweißpositionen gibt, wird der Prozess in 4 wiederholt ausgeführt, um die Vielzahl der Punktschweißpositionen sequentiell punktzuschweißen.
Andererseits geht der Prozessablauf mit Schritt S3 weiter, wenn in Schritt S1 eine bestätigende Entscheidung getroffen wird, und danach wird der Positionskorrekturprozess in den Schritten S3 bis S15 ausgeführt. In Schritt S3 werden zuerst Steuersignale an die Servomotoren 13 und 24 ausgegeben, um die Elektroden 21 und 22 der Punktschweißzange 2 zu vorbestimmten offenen Positionen vertikal oberhalb und vertikal unterhalb der Schweißpunktpositionen des Werkstücks W zu führen. Dieser Prozess wird unter Verwendung der Arbeitsprogramme gemäß der 2A und 2B ausgeführt, um die Elektroden 21 und 22 zu den offenen Positionen (durch die gepunkteten Linien an Position 2 angezeigt) entlang der in 3 dargestellten Pfade zu verlagern, wobei die offenen Positionen von den entsprechenden Werkstückseiten durch Da und Db getrennt sind. Da die Arbeitsprogramme unter Berücksichtigung der Positionen der Gegenstände 25 während des Punktschweißens erzeugt werden, können Behinderungen der Elektroden 21 und 22 durch das Werkstück W und die Gegenstände 25 durch Verwendung der Arbeitsprogramme verhindert werden.
In Schritt S4 wird der nachstehend beschriebene Werkstückpositionserfassungsprozess ausgeführt. 5 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Werkstückpositionserfassungsprozesses darstellt. 6A bis 6C zeigen Darstellungen, die die Arbeitsgänge der Elektroden 21 und 22 an den Schweißpunktpositionen zeigen, wenn die Werkstückposition erfasst wird. 7 ist eine Darstellung, die eine Veränderung des Motordrehmoments T und der Motorgeschwindigkeit v des Servomotors 24 über die Zeit zeigt, wenn die Werkstückposition erfasst wird.
Da das Motordrehmoment T mit einem Antriebsstrom des Servomotors 24 korreliert, kann das Motordrehmoment T gemäß 7 basierend auf der Antriebsstromausgabe der Schweißzangensteuerung bestimmt werden. Da die Motorgeschwindigkeit v mit einer Drehgeschwindigkeit des Servomotors 24 korreliert, kann die Motorgeschwindigkeit v gemäß 7 basierend auf dem von dem Encoder 24a rückgekoppelten Rotationwinkel bestimmt werden.
In Schritt S41 in 5 werden zunächst Steuersignale zu den Servomotoren 13 und 24 ausgegeben, um die offenen Positionen der Elektroden 21 und 22 gemäß Schritt S3 beizubehalten. Wie in 6A gezeigt, führt dies dazu, dass die Elektroden 21 und 22 an vorbestimmten von den Werkstückflächen durch vorbestimmte Distanzen Da und Db getrennte Positionen anhalten. Zu dieser Zeit, wie in 7 gezeigt, ist das Motordrehmoment T (T0) konstant und die Motorgeschwindigkeit v ist 0. In Schritt S42 wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeit (Zeit A in 7) abgelaufen ist oder nicht. Wird eine positive Entscheidung getroffen, fährt der Arbeitsablauf mit Schritt S43 fort. Der Prozess gemäß Schritt S42 kann ausgelassen werden.
In Schritt S43 wird ein Steuerungssignal an den Servomotor 24 ausgegeben, um ein Annähern der verlagerbaren Elektrode 21, wie in 6B, an die Werkstückfläche zuzulassen. In diesem Fall wird, wie in 7 gezeigt, die Drehzahl des Servomotors 24 derart gesteuert, dass die Motorgeschwindigkeit v auf eine Motorgeschwindigkeit v1 beschleunigt wird und danach die vorbestimmte Geschwindigkeit v1 beibehalten wird (Abschnitt B). Zu dieser Zeit steigt das Motordrehmoment T, wie in 7 gezeigt, auf T1 und verläuft danach konstant, falls die bewegbare Elektrode 21 mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird. In Schritt S44 wird das Motordrehmoment T1 als ein Drehmomentlimit festgelegt und der Antriebsstrom des Servomotors 24 wird begrenzt, so dass das Motordrehmoment T das Drehmomentlimit nicht überschreitet.
In Schritt S45 wird basierend auf dem Signal von dem Encoder 24a bestimmt, ob der Servomotor 24 mit einer Verzögerung beginnt oder nicht. Wenn die bewegbare Elektrode 21 an der Werkstückfläche, wie in 6C gezeigt, anliegt, nimmt die auf den Servomotor 24 ausgeübte Last zu. Da das Motordrehmoment T jedoch bei T1 begrenzt ist, kann die Motorgeschwindigkeit v nicht an der vorbestimmten Geschwindigkeit v1 gehalten werden und wird, wie in 7 gezeigt, verringert. Aus diesem Grund wird in Schritt S45 eine Veränderung (Steigung) der Motorgeschwindigkeit v berechnet und, falls die Änderung negativ wird, wird festgestellt, dass die verlagerbare Elektrode 21 an der Werkstückfläche anliegt.
Alternativ kann festgestellt werden, dass die bewegbare Elektrode 21 an der Werkstückfläche anliegt, wenn die Motorgeschwindigkeit v durch einen vorbestimmten Wert reduziert wird. Wenn der Abstand d zwischen den Elektroden 21 und 22, der von dem Rotationswinkel des Servomotors 24 berechnet wurde, weniger als oder gleich zu einem vorbestimmten Wert ist, kann bestimmt werden, dass eine abnormale Erfassung vorliegt und der Werkstückpositionserfassungsprozess beendet werden. Befindet sich kein Werkstück W zwischen den Elektroden 21 und 22 kann die Werkstückposition aufgrund der signifikanten Abweichung der Werkstückposition oder Ähnlichem der Prozess beendet werden, bevor die bewegbare Elektrode 21 an der Gegenelektrode 22 anliegt.
Wenn in Schritt S46 festgestellt wird, dass die verlagerbare Elektrode 21 an der Werkstückfläche anliegt, wird basierend auf den Signalen von den Encodern 13a und 24a die Position des Roboters 1 und der Abstand d (6C) zwischen den Elektroden 21 und 22 berechnet. Anschließend wird basierend auf der Roboterposition und dem Abstand d die Position der Spitze der bewegbaren Elektrode 21, oder in anderen Worten die Werkstückflächenposition berechnet und in dem Speicher gespeichert. Durch Abziehen der Werkstückdicke t0, die als Anfangswert für den Abstand d festgelegt ist, wird die Werkstückposition der Seite der Gegenelektrode 22 festgestellt und in dem Speicher gespeichert. Anschließend wird der Prozess zum Erfassen der Werkstückposition beendet.
Obwohl die Werkstückposition basierend auf der Änderung der Motorgeschwindigkeit v in der voranstehenden Beschreibung erfasst wurde, kann die Werkstückposition auch aufgrund der Änderung des Motordrehmoments T geändert werden. In diesem Fall wird das Drehmoment des Servomotors 24, ebenso wie voranstehend beschrieben, gesteuert, jedoch ohne Festlegen eines Drehmomentlimits. 8 zeigt eine charakteristische Darstellung, die die Änderung des Motordrehmoments T und der Motorgeschwindigkeit v über die Zeit bei diesen Zuständen zeigt.
In dem Fall, in dem kein Drehmomentlimit bestimmt wird, steigt die auf den Motor 24 ausgeübte Last an, und das Motordrehmoment T wird größer als T1, wie in 8 dargestellt, nachdem die Elektrode 21 an der Werkstückfläche anliegt, um die konstante Motorgeschwindigkeit v1 beibehalten zu können. Somit wird festgestellt, ob das Motordrehmoment T größer als T1 wird oder nicht, und wenn T größer als T1 ist, wird festgestellt, dass die verlagerbare Elektrode 21 an der Werkstückfläche anliegt. Basierend auf der Position des Roboters 1 und dem Abstand d zwischen den Elektroden 21 und 22 zu dieser Zeit, kann die Werkstückposition ermittelt werden.
Nachdem der Werkstückpositionserfassungsprozess komplettiert wurde, wird der Prozess gemäß Schritt S5 in 4 ausgeführt. In Schritt S5 wird festgestellt, ob die in Schritt S4 festgestellte Werkstückposition abnormal oder nicht ist. Beispielsweise wird ein Abweichungsbetrag zwischen einer vorbestimmten Schweißpunktposition und der erfassten Werkstückflächenposition berechnet, und, falls dieser Abweichungsbetrag größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, wird festgestellt, dass eine abnormale Erfassung vorliegt. Andererseits, auch wenn das Werkstück W in Schritt S4 nicht erfasst wird, wird festgestellt, dass eine abnormale Erfassung vorliegt.
Wird in Schritt S5 festgestellt, dass die Werkstückposition normal ist, geht der Arbeitsablauf zu Schritt S6 über. In Schritt S6 wird festgestellt, ob der Werkstückdickenerfassungsbefehl im voraus eingegeben wurde oder nicht. Falls eine bestätigende Entscheidung in Schritt S6 gefällt wurde, geht der Arbeitsablauf mit Schritt S7 weiter und falls eine negative Entscheidung gefällt wurde, lässt der Arbeitsablauf die Schritte S7 und S8 aus und geht mit Schritt S9 weiter.
In Schritt S7 wird der nachstehend beschriebene Werkstückdickenerfassungsprozess aufgeführt. 9 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Werkstückdickenerfassungsprozesses darstellt. 10A bis 10C sind Diagramme, die die Arbeitsabläufe der Elektroden 21 und 22 an Schweißpunktpositionen darstellen, wenn die Werkstückdicke ermittelt wird. 11 ist eine Darstellung, die die Veränderung des Motordrehmoments T und der Motorgeschwindigkeit v des Servomotors 24 zeigt, wenn die Werkstückdicke ermittelt wird.
In Schritt S71 in 9 werden zunächst Steuersignale ausgegeben, um die Servomotoren 13 und 24 anzuweisen, die Positionen der Elektroden 21 und 22 beizubehalten, wenn die Werkstückposition ermittelt wird. Daraufhin stoppt, wie in 10A gezeigt, die verlagerbare Elektrode 21 ihre Bewegung, während sie an der Werkstückfläche anliegt und die Gegenelektrode 22 stoppt ihre Bewegungen, wobei sie um eine vorbestimmte Distanz Db von der Werkstückfläche getrennt ist. Zu dieser Zeit ist, wie in 11 dargestellt, das Motordrehmoment T konstant (T0) und die Motorgeschwindigkeit ist 0. In Schritt S72 wird festgestellt, ob eine vorbestimmte Zeit (Zeit A in 11) abgelaufen ist oder nicht. Wird der Ablauf der Zeit bestätigt, geht das Verfahren zu Schritt S73 über. Der Prozess gemäß Schritt S72 kann ausgelassen werden.
In Schritt S73 wird ein Steuersignal an den Servomotor 13 ausgegeben, um die Gegenelektrode 22 an die Werkstückfläche mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, wie in 10B dargestellt, anzunähern. Gleichzeitig wird ein Steuersignal zu dem Servomotor 24 ausgegeben, um die verlagerbare Elektrode 21 mit der gleichen Geschwindigkeit als die der Gegenelektrode 22 an die Werkstückfläche anzunähern, so dass die verlagerbare Elektrode nicht von der Werkstückfläche getrennt wird. Da sich die Gegenelektrode 22 bewegt, bewegt sich die verlagerbare Elektrode 21 ebenso. Gleichzeitig wird die verlagerbare Elektrode 21 in die entgegengesetzte Richtung zu der der Gegenelektrode 22 bewegt, um zu verhindern, dass die verlagerbare Elektrode 21 von der Werkstückfläche getrennt wird. Dies führt dazu, dass, während das Werkstück W feststeht und die verlagerbare Elektrode 21 an der Werkstückfläche anliegt, sich die Gegenelektrode 22 an die Werkstückfläche annähert.
In diesem Fall wird die Drehzahl des Servomotors 24, wie in 11 gezeigt, derart gesteuert, dass die Motorgeschwindigkeit v auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit v1 erhöht wird und die vorbestimmte Geschwindigkeit v1 beibehalten wird (Abschnitt B). Die Drehzahl des Servomotors 13 wird ebenfalls derart gesteuert, so dass die Antriebsgeschwindigkeit der Gegenelektrode 22 gleich der der bewegbaren Elektrode 21 ist. Zu dieser Zeit nimmt, wie in 11 gezeigt, das Motordrehmoment T bis zu T1 zu und wird danach konstant, wenn sich die verlagerbare Elektrode 21 mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. In Schritt S74 wird dieses Motordrehmoment T1 als ein Drehmomentlimit festgelegt und der Antriebsstrom des Servomotors 24 wird derart begrenzt, dass das Motordrehmoment T das Drehmomentlimit nicht überschreitet.
In Schritt S75 wird basierend auf dem Signal des Encoders 24a festgestellt, ob der Servomotor 24 mit einer Verzögerung beginnt. Wenn die Gegenelektrode 22 an der Werkstückfläche, wie in 10C gezeigt, anliegt, nimmt die auf den Servomotor 24 ausgeübte Last zu. Da das Motordrehmoment T jedoch auf T1 begrenzt ist, kann die Motorgeschwindigkeit nicht auf der vorbestimmten Geschwindigkeit v1 gehalten werden und wird, wie in 11 gezeigt, vermindert. Aus diesem Grund wird in Schritt S75 eine Änderung (Steigung) der Motorgeschwindigkeit v berechnet, und wenn diese Änderung negativ wird, wird festgestellt, dass die Gegenelektrode 22 an der Werkstückfläche anliegt, oder in anderen Worten die Elektroden 21 und 22 klemmen das Werkstück W zwischen sich ein. Alternativ kann hier festgestellt werden, dass die Gegenelektrode 22 an der Werkstückfläche anliegt, wenn die Motorgeschwindigkeit v auf einen vorbestimmten Wert reduziert wird.
In Schritt S76 wird basierend auf dem Signal von dem Encoder 24a, wenn bestimmt wird, dass die Elektrode 22 an der Werkstückfläche anliegt, der Abstand d (10C) zwischen den Elektroden 21 und 22 berechnet. Der Abstand d, der der tatsächlichen Werkstückdicke t entspricht, wird in dem Speicher gespeichert. Danach wird der Prozess zur Erfassung der Werkstückdicke beendet.
Alternativ kann die erfasste Werkstückdicke t genutzt werden, um die Werkstückflächenposition auf der Seite der Gegenelektrode 22 erneut zu berechnen. In Schritt S4 in 4 kann nach dem Berechnen der Werkstückflächenposition an der Seite der verlagerbaren Elektrode die Werkstückflächenposition der Gegenelektrode 22 durch Abziehen der Werkstückdicke t von dem Abstand d zwischen den Elektroden 21 und 22 berechnet werden. Obwohl die Werkstückdicke basierend auf der Änderung der Motorgeschwindigkeit v gemäß der voranstehenden Beschreibung erfasst wird, kann die Werkstückdicke basierend auf einer Änderung des Motordrehmoments T ohne Festlegen eines Drehmomentslimits ähnlich wie in 8 ermittelt werden.
Nachdem der Werkstückdickenerfassungsprozess komplettiert wurde, wird der Prozess gemäß Schritt S8 in 4 aufgeführt. In Schritt S8 wird festgestellt, ob die in Schritt S7 festgestellte Werkstückdicke abnormal ist oder nicht. Beispielsweise kann eine Abweichung zwischen einer vorbestimmten Werkstückdicke t0 und der ermittelten Werkstückdicke t berechnet werden, und falls die Abweichung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird festgestellt, dass eine abnormale Erfassung vorliegt.
Wird festgestellt, dass die Erfassung in Schritt S8 normal ist, fährt das Verfahren mit Schritt S9 fort. In Schritt S9 wird eine Abweichung zwischen der Punktschweißpunktposition auf der Unterseite des Werkstücks im voraus gespeichert und die Werkstückflächenposition der Gegenelektrode 22, die durch den Werkstückpositionserfassungsprozess (Schritt S4) ermittelt wurde, wird festgestellt und im voraus in dem Speicher als Positionskorrekturbetrag gespeichert. Wenn die derzeit laufenden Programme beendet werden, werden die gespeicherten Daten beispielsweise zu dem Liniensteuerungspaneel 6 übertragen. Dementsprechend kann ein Nutzer den Positionskorrekturbetrag über den Displayabschnitt und ähnliches mit dem Linienkontrollpaneel 6 verbundenes lesen.
In Schritt S10 wird festgestellt, ob der Positionskorrekturbefehl im voraus eingegeben wurde oder nicht. Wurde eine bestätigende Entscheidung in Schritt S10 getroffen, fährt das Verfahren mit Schritt S11 fort. Andererseits wird, falls eine negative Entscheidung in Schritt S10 getroffen wurde, der Schritt S11 durch das Programm ausgelassen und dieses fährt mit Schritt S12 fort. In Schritt S11 wird die als Startwert festgelegte Punktschweißpunktposition durch den Positionskorrekturbetrag in Schritt S9 korrigiert und die Positionsdaten werden nach der Korrektur in dem Speicher gespeichert. Falls der Werkstückdickenerfassungsprozess (Schritt S7) ausgeführt wurde, wird die als Startwert festgelegte Werkstückdicke t0 auf die Werkstückdicke t korrigiert, die durch den Werkstückdickenerfassungsprozess festgestellt wurde und anschließend wird die Dicke nach der Korrektur in dem Speicher gespeichert.
Das Arbeitsprogramm wird mit diesen Positionsdaten und der Dicke nach der Korrektur neu geschrieben.
In Schritt S12 werden Steuersignale an die Servomotoren 13 und 24 ausgegeben, um die Elektroden 21 und 22 in ihre vorbestimmten offenen Positionen zu bewegen. Dieser Prozess wird unter Verwendung der Arbeitsprogramme gemäß 2A und 2B ausgeführt, um die Elektroden 21 und 22 in ihre offenen von den entsprechenden Werkstückflächen durch Dc und Dd getrennten Positionen entlang der in 3 gezeigten Pfade zu bewegen. Anschließend wird der Prozess bei vorbestimmten Schweißpunktpositionen beendet. Existiert eine Vielzahl von Schweißpunkten, werden ähnliche Prozesse bei den nächsten Schweißpunktpositionen aufgeführt.
Wird andererseits in Schritt S5 eine abnormale Werkstückposition oder eine abnormale Werkstückdicke in Schritt S8 festgestellt, geht das Verfahren zu Schritt S13 über. In Schritt S13 wird festgestellt, ob der Auslassbefehl im voraus eingegeben wurde oder nicht. Wird in Schritt S13 eine bestätigende Entscheidung getroffen, wird der folgende Prozess ausgelassen und der Prozess bei den vorbestimmten Schweißpunktpositionen beendet. Alternativ kann der Prozess nach dem Bewegen der Elektroden 21 und 22 zu ihren vorbestimmten offenen Positionen (zum Beispiel Pos. 3 in 3) beendet werden.
Wird eine negative Entscheidung in Schritt S13 gefällt, fährt das Verfahren mit Schritt S14 fort. In Schritt S14 wird festgestellt, ob der Wiederholungsbefehl im voraus eingegeben wurde oder nicht. Wurde in Schritt S14 eine bestätigende Entscheidung getroffen, kehrt das Verfahren zu Schritt S3 zurück, um den Prozess gemäß Schritt S3 auszuführen. Wird eine negative Entscheidung in Schritt S14 getroffen, fährt das Verfahren mit Schritt S15 fort und gibt einen Alarm aus. Beispielsweise werden Steuersignale an das Anweisungsbedienpaneel 5 oder das Liniensteuerungspaneel 6 ausgegeben, um auf dem Displayabschnitt 52 oder 61 oder Ähnlichem anzuzeigen, dass die Werkstückposition oder die Werkstückdicke abnormal ist. Anschließend wird das Verfahren beendet. Alternativ kann, falls die Werkstückposition oder die Werkstückdicke abnormal ist, der Alarm sogar dann ausgegeben werden, wenn der Auslass- oder Wiederholungsbefehl ausgewählt wurde.
Falls eine Vielzahl von Schweißpunkten existiert, aber der Prozess des Punktpositionskorrekturmodus nur für bestimmte Schweißpunkte ausgeführt werden soll, kann zum Beispiel ein Befehl zum Aktivieren oder Deaktivieren des Punktpositionskorrekturmodus durch Betätigung des Anweisungsbedienpaneels 5 abgegeben werden, immer wenn der Prozess in 4 beendet ist. In diesem Fall kann der Prozess in 4 an den Punktschweißpunktpositionen ausgeführt werden, wenn ein Befehl zum Aktivieren des Punktpositionskorrekturmodus ausgegeben wurde. Falls jedoch ein Befehl zum Deaktivieren des Punktpositionskorrekturmodus abgegeben wird, wird der Prozess in 4 nicht ausgeführt und die Elektroden 21 und 22 überfahren einfach die Punktschweißpunktpositionen.
Ferner kann der Befehl zum Aktivieren oder Deaktivieren des Punktpositionskorrekturmodus in ein Programm im voraus aufgenommen werden. Die 12A und 12B sind Darstellungen, die Beispiele für diesen Fall und korrigierte Versionen der Arbeitsprogramme in 2A und 2B zeigen. In diesem Fall wird beim Punktpositionskorrekturmodus der Positionskorrekturprozess gemäß den Punktschweißanweisungen in den Fign. ausgeführt, aber die Befehle, wie zum Beispiel P = 1, S = 1 und Ähnliches, werden ignoriert.
12A ist ein Beispiel, in dem die Positionskorrektur ausgeführt wird, wenn die Anweisung zum Deaktivieren der Positionskorrektur nicht hinzugefügt wird. Andererseits zeigt 12B ein Beispiel, in dem die Positionskorrektur ausgeführt wird, wenn die Positionskorrekturanweisung hinzugefügt wurde. Daher ist in 12A die Punktschweißanweisung (Positionskorrekturanweisung) in der zweiten und vierten Linie angegeben und die Anweisung zum Deaktivieren der Positionskorrektur wurde zu der vierten Zeile hinzugefügt. Dementsprechend wird der Positionskorrekturprozess an Position 2 durchgeführt, aber nicht an Position 4. Andererseits ist in 12B die Punktschweißanweisung (Positionskorrekturanweisung) auch in der zweiten und vierten Zeile vorgesehen und die Positionskorrekturanweisung ist zur vierten Zeile hinzugefügt worden. Dementsprechend wird der Positionskorrekturprozess an Position 2 nicht ausgeführt, aber an Position 4.
Wenn die Anweisung zum Aktiveren/Deaktivieren des Positionskorrekturprozesses in dem Programm, wie voranstehend beschrieben, enthalten ist, so muss der Positionskorrekturprozess nicht jedes Mal unterbrochen werden, wenn die Schweißpunktpositionen verändert werden. Die Positionskorrektur der Schweißpunktpositionen kann nur an vorher ausgewählten Schweißpunktpositionen durchgeführt werden. Demnach ist es möglich, den Positionskorrekturprozess nur an repräsentativen Positionen unter einer großen Anzahl von Schweißpunktpositionen aufzuführen.
Die erste Ausführungsform kann wie folgt zusammengefasst werden. Wenn der Punktschweißmodus als Betriebsmodus ausgewählt wurde, agieren der Roboter 1 und die Punktschweißzange 2 gemäß dem Arbeitsprogramm, so dass die Elektroden 21 und 22 sich zu vorbestimmten Schweißpunktpositionen bewegen, um das Werkstück W einzuklemmen und das Punktschweißen auszuführen (Schritt S2). Falls eine Vielzahl von Schweißpunktpositionen existieren, wird der Prozess in 4 wiederholt, so dass die Elektroden 21 und 22 sich sequentiell zu der Vielzahl der Schweißpunktpositionen bewegen und das Punktschweißen an den Punktschweißpositionen ausführen.
Wenn der Positionskorrekturmodus als Betriebsmodus ausgewählt wird, werden zuerst die verlagerbare Elektrode 21 und die Gegenelektrode 22 zu den offenen Positionen bewegt, an denen die verlagerbare Elektrode 21 und die Gegenelektrode 22 von den entsprechenden Werkstückflächen durch vorbestimmte Distanzen Da und Db (Schritt S3) getrennt sind. Anschließend nähert sich die verlagerbare Elektrode 21 dem Werkstück W mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit an, um sich an die Werkstückfläche anzulegen. Gleichzeitig wird basierend auf der Veränderung der Motorgeschwindigkeit v (7) der Moment festgestellt, wenn sich die verlagerbare Elektrode 21 an die Werkstückfläche anlegt. Anschließend werden, basierend auf der Position des Roboters 1 und dem Abstand d zwischen den Elektroden 21 und 22, die Werkstückflächenpositionen ermittelt (Schritt S4). Dementsprechend ist es nicht notwendig, eine Vorrichtung zum Erfassen der Werkstückposition anzubringen und die Werkstückposition kann einfach erfasst werden.
Ist die Werkstückdickenerfassung weiterhin ausgewählt, nähert sich die Gegenelektrode 22 der Werkstückfläche und legt sich an diese an, während die verlagerbare Elektrode 21 an der Werkstückfläche anliegt. Gleichzeitig wird basierend auf der Veränderung der Motorgeschwindigkeit v (11) der Moment festgehalten, wenn die Elek-troden 21 und 22 das Werkstück W einklemmen. Basierend auf dem Abstand d zwischen den Elektroden 21 und 22 zu dieser Zeit, wird die Werkstückdicke t erfasst (Schritt S7). Daher ist es nicht notwendig, eine Vorrichtung zum Erfassen der Werkstückdicke anzubringen und die Werkstückdicke kann einfach erfasst werden.
Basierend auf der Werkstückposition oder der Werkstückposition und der Werkstückdicke d, die wie voranstehend beschrieben festgestellt wurde, wird die Werkstückflächenposition berechnet und eine Abweichung zwischen der berechneten Werkstückflächenposition und der vorbestimmten Schweißpunktposition (Positionskorrekturbetrag) wird gespeichert (Schritt S9). Falls die Positionskorrektur weiter ausgewählt ist, wird die Schweißpunktposition unter Verwendung des Positionskorrekturbetrages korrigiert. Dies führt dazu, dass sogar dann, wenn die Schweißpunktpositionen zwischen verschiedenen Werkstücken abweichen, das Punktschweißen exakt ausgeführt werden kann. Anschließend werden die Elektroden 21 und 22 zu den offenen Positionen bewegt, die von den entsprechenden Werkstückflächen um vorbestimmte Beträge Dc und Dd getrennt sind (Schritt S12).
In dem Punktpositionskorrekturmodus wird, falls einer der erfassten Werte der Werkstückposition und der Werkstückdicke abnormal ist, der nachfolgende Prozess ausgelassen oder gemäß der Auswahl des Nutzers (Schritt S13, Schritt S14) wiederholt werden, oder ein Alarm wird ausgegeben und der Prozess beendet (Schritt S15).
Die erste Ausführungsform hat die folgenden Wirkungen.

(1) In dem Punktschweißmodus wird basierend auf der Veränderung der Geschwindigkeit des Servomotors 24 zum Antreiben der verlagerbaren Elektrode, wenn sich die verlagerbare Elektrode 21 in Richtung des Werkstücks W mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, festgestellt, ob die verlagerbare Elektrode 21 an der Werkstückfläche anliegt oder nicht. Anschließend wird basierend auf der Position des Roboters 1 und dem Abstand d zwischen den Elektroden 21 und 22 die Werkstückposition berechnet (Schritt S4), wenn festgestellt wurde, dass die verlagerbare Elektrode 21 an der Werkstückfläche anliegt. Die Schweißpunktpositionen können korrigiert werden ohne Verwendung von Bildaufnahmevorrichtungen oder ähnlichen Vorrichtungen, die nicht zum Punktschweißen benötigt werden. Da es nicht notwendig ist, Bildaufnahmevorrichtungen oder andere Vorrichtungen anzubringen oder abzunehmen, können die Verfahren des Punktschweißens und der Punktpositionskorrektur schnell ausgeführt werden. Zudem entfallen die Kosten für Bildaufnahmevorrichtungen oder andere Vorrichtungen.
(2) Basierend auf der Änderung der Geschwindigkeit des Servomotors 24 wird festgestellt, ob die Gegenelektrode 22 anliegt oder nicht, wenn die Gegenelektrode 22 in Richtung der Werkstückfläche bewegt wird und die verlagerbare Elektrode 21 zugleich an der Werkstückfläche anliegt. Basierend auf dem Abstand d zwischen den Elektroden 21 und 22 wird die Werkstückdicke t berechnet (Schritt S7), wenn festgestellt wurde, dass die Gegenelektrode 22 an der Werkstückfläche anliegt. Dementsprechend kann die Abweichung der Werkstückdicke t ebenfalls korrigiert und die Schweißpunktpositionen können genauer korrigiert werden.
(3) Basierend auf dem über das Liniensteuerungspaneel 6 abgegebenen Befehl wird der Betriebsmodus geschalten und der ausgewählte Betriebsmodus wird über das Linienkontrollpaneel angezeigt. Dementsprechend kann das Verfahren auf einheitliche Weise gemanagt werden.
(4) Die offenen Positionen der Elektroden 21 und 22 in dem Positionskorrekturmodus werden basierend auf den offenen Positionen der Elektroden 21 und 22 in dem Punktschweißmodus (Schritt S3 und Schritt S12) gesteuert. Somit kann in dem Positionskorrekturmodus eine Störung zwischen den Elektroden 21 und 22 und dem Gegenstand 25 verhindert werden.
(5) In dem Positionskorrekturmodus wird festgestellt, ob die erfasste Werkstückposition oder die erfasste Werkstückdicke abnormal ist oder nicht. Ist eine der beiden abnormal, wird der Prozess ausgelassen oder gemäß der Wahl des Nutzers wiederholt. Wird der Prozess ausgelassen, kann das Verfahren mit der folgenden Programmanweisung fortfahren und das Arbeitsprogramm kann einfach ausgeführt werden. Anderseits, wenn der Prozess wiederholt wird, sogar dann, wenn ein Unfall oder eine temporäre Abnormalität vorliegt, kann die Punktschweißposition passend korrigiert werden. Wenn weder der Auslass- oder der Wiederholungsbefehl ausgewählt wurde, wird ein Alarm ausgegeben und der Prozess beendet (Schritt S15). Somit kann der Nutzer leicht feststellen, ob die Werkstückposition oder die Werkstückdicke abnormal ist oder nicht.
(6) Unabhängig davon, ob die Positionskorrektur tatsächlich ausgeführt wird oder nicht, kann der Positionskorrekturbetrag, der die Abweichung zwischen den im voraus gespeicherten Schweißpunktpositionen und den erfassten Werkstückpositionen ausdrückt, gespeichert werden (Schritt S9). Der Nutzer kann den Positionskorrekturbetrag überprüfen und ihn zu einer Qualitätskontrolle des Werkstücks W verwenden.
(7) Der Prozess der Werkstückdickenerfassung (Schritt S7) wird gemäß der Auswahl des Nutzers ausgeführt. Falls die Genauigkeit der Werkstückdicke gesichert ist, müssen nicht benötigte Verfahren nicht ausgeführt werden und die Positionskorrektur kann effizient ausgeführt werden.
(8) Die Positionskorrektur wird gemäß der Auswahl des Nutzers ausgeführt (Schritt S11). Dementsprechend wird der Positionskorrekturbetrag ohne Ausführung der Positionskorrektur überprüft.

Zweite Ausführungsform
Mit Bezug auf 13 wird ein Punktschweißsystem gemäß einer zweiten Variante beschrieben. Die zweite Variante unterscheidet sich von der ersten Variante dadurch, dass in dem Punktschweißpositionskorrekturmodus zusätzlich zu dem Prozess gemäß der ersten Ausführungsform das Werkstück T tatsächlich punktgeschweißt wird und das Schweißresultat wird überprüft, um die Gültigkeit der Positionskorrektur festzustellen. Nachstehend werden die Unterschiede zu der ersten Variante beschrieben.
13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses darstellt, der vollständig in der Robotersteuerung 3 und der Schweißzangensteuerung 4 gemäß der zweiten Variante ausgeführt wird. Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird im voraus festgelegt, ob ein Punktschweißen vor dem Positionskorrekturprozess (ein Punktschweißbefehl vor der Verarbeitung) ausgeführt wird oder nicht und ob das Punktschweißen nach dem Positionskorrekturprozess (ein Punktschweißbefehl nach der Verarbeitung) ausgeführt wird oder nicht. Diese Befehle werden über die Liniensteuerung 6 durch die Bedienung des Nutzers in die Robotersteuerung 3 eingegeben. Die Befehle können ebenso durch das Anweisungsbedienpaneel 5 ausgegeben werden.
In Schritt S21 wird basierend auf dem Signal von dem Liniensteuerungspaneel 6 festgestellt, ob der Punktpositionskorrekturmodus ausgewählt ist oder nicht. Wird eine bestätigende Entscheidung in Schritt S21 getroffen, fährt das Verfahren mit Schritt S23 fort. Andererseits wird, falls eine negative Entscheidung getroffen wurde, das Verfahren mit Schritt S22 fortgesetzt. In Schritt S22 wird ein Punktschweißprozess ähnlich zu dem in Schritt S2 in 4 ausgeführt. In Schritt S23 wird basierend auf dem Signal von dem Liniensteuerungspaneel 6 festgestellt, ob ein Punktschweißbefehl vor dem Positionskorrekturprozess ausgegeben wurde oder nicht.
Falls eine bestätigende Entscheidung in Schritt S23 getroffen wurde, fährt das Verfahren mit Schritt S24 fort. Andererseits lässt das Verfahren bei einer negativen Entscheidung die Schritte S24 und S25 aus und fährt mit Schritt S26 fort. In Schritt S24 wird das Werkstück W mit den Schweißkonditionen gemäß des Arbeitsprogramms punktgeschweißt. Ein Steuersignal wird zu dem Servomotor 24 ausgegeben, um eine vorbestimmte Druckkraft auf das Werkstück W auszuüben und ein vorbestimmter Steuerstrom wird den Elektroden 21 und 22 zugeführt. In Schritt S25 wird festgestellt, ob das Punktschweißen normal ausgeführt wurde oder nicht. Beispielsweise wird zur Feststellung, ob das Punktschweißen normal oder nicht ausgeführt wurde, basierend auf den Motordrehmoment T festgestellt, ob die auf das Werkstück W ausgeübte Druckkraft normal ist oder nicht. Die Druckkraft kann durch einen Sensor erfasst werden, der anderes als das Motordrehmoment T erfasst. Es kann basierend darauf, ob der vorbestimmte Steuerstrom zu den Elektroden 21 und 22 fließt oder nicht, festgestellt werden, ob das Punktschweißen normal oder nicht ausgeführt wurde. Um festzustellen, ob das Punktschweißen normal oder nicht ausgeführt wurde, kann basierend auf dem Abstand d zwischen den Elektroden 21 und 22 festgestellt werden, ob die auf dem Werkstück W gebildeten Schweißlinsen (während des Schweißens auf dem Werkstück W gebildete Aufwölbungen) gut oder schlecht sind. Ein Verzugssensor kann auf der Werkstückfläche angebracht werden, um festzustellen, ob die Schweißlinsen gut oder schlecht sind.
Wird in Schritt S25 festgestellt, dass das Punktschweißresultat abnormal ist, fährt das Verfahren mit Schritt S26 fort. Andererseits wird, wenn das Punktschweißresultat als normal angesehen wird, festgestellt, dass der Positionskorrekturprozess nicht notwendig ist und das Verfahren wird beendet. In Schritt S26 wird der zu dem in den Schritten S3 bis S15 in 4 ähnliche Positionskorrekturprozess ausgeführt. In diesem Fall wird der Positionskorrekturbetrag festgelegt, um die Schweißpunktpositionen (Schritt S11) zu korrigieren. In Schritt S27 wird basierend auf dem Signal von dem Liniensteuerungspaneel 6 festgestellt, ob der Punktschweißbefehl nach dem Positionskorrekturprozess ausgegeben wurde oder nicht.
Falls eine bestätigende Entscheidung in Schritt 27 getroffen wurde, fährt das Verfahren mit Schritt S28 fort. Andererseits wird bei einer negativen Entscheidung das Verfahren beendet. In Schritt S28 wird das Werkstück W gemäß dem Arbeitsprogramm mit den korrigierten Schweißpunktpositionen punktgeschweißt. Ein Steuersignal wird zu dem Servomotor 24 ausgegeben, so dass eine vorbestimmte Druckkraft auf das Werkstück W ausgeübt und ein vorbestimmter Steuerstrom zu den Elektroden 21 und 22 zugeführt wird. Wird die Werkstückposition in Schritt S26 als abnormal angesehen, wird das Verfahren beendet ohne das Punktschweißen auszuführen.
In Schritt S29 wird wie bei Schritt S25 festgestellt, ob das Punktschweißen normal ausgeführt wurde oder nicht.
Bei einer bestätigenden Entscheidung in Schritt S29 wird festgestellt, dass das Punktschweißen normal ausgeführt wurde und das Verfahren wird beendet. Andererseits wird bei einer negativen Entscheidung in Schritt S29 ermittelt, ob das Punktschweißen normal ausgeführt wurde und das Verfahren kehrt zu Schritt S26 zurück, um den Positionskorrekturprozess erneut auszuführen.
Dementsprechend wird bei der zweiten Ausführungsform das Werkstück W vor dem Positionskorrekturprozess nach Vorgabe des Nutzers (Schritt S24) punktgeschweißt und es wird ermittelt, ob das Schweißresultat gut oder schlecht ist. Dadurch kann beurteilt werden, ob es notwendig ist, den Positionskorrekturprozess auszuführen oder nicht. Wird das Werkstück W nach dem Positionskorrekturprozess nach Vorgabe des Nutzers (Schritt S28) punktgeschweißt und es wird festgestellt, ob das Schweißresultat gut oder schlecht ist. Somit wird die Notwendigkeit des Positionskorrekturprozesses überprüft.
In den voranstehenden Ausführungsformen wird um die Werkstückposition und die Werkstückdicke zu erfassen, die Motorgeschwindigkeit v durch den Encoder 24a des Servomotors 24 ermittelt oder das Motordrehmoment T wird erfasst, das korrelierend zu dem Motorstrom ist. Jedoch kann jede physikalische Größe, die zu dem Drehmoment T und der Geschwindigkeit v des Servomotors 24 korreliert, wie zum Beispiel das Drehmoment, Strom, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Ähnliches erfasst werden und der physikalische Größen-Erfassungsabschnitt ist nicht auf die voranstehend Beschriebenen beschränkt.
Basierend auf der Änderung der erfassten Motorgeschwindigkeit (7) oder dem Motordrehmoment T (8) wird festgestellt, ob die verlagerbare Elektrode 21 an der Werkstückfläche anliegt oder nicht, und zudem basierend auf der Änderung der Motorgeschwindigkeit v (11) wird ermittelt, ob die Gegenelektrode 22 an der Werkstückfläche anliegt oder nicht, während die verlagerbare Elektrode 21 an der Werkstückfläche anliegt. Jedoch ist die Konfiguration der Steuerungen 3 und 4 als Anlageermittlungsabschnitte nicht auf die voranstehend beschriebene Art limitiert. Da beispielsweise die Bewegungsgeschwindigkeit der verlagerbaren Elektroden ähnliche Charakteristiken hat wie die Motorgeschwindigkeit v, kann die Bewegungsgeschwindigkeit der verlagerbaren Elektrode 21 erfasst werden und basierend auf dieser Bewegungsgeschwindigkeit die Anlage an der Werkstückfläche ermittelt werden. Anstelle der verlagerbaren Elektrode 21 kann sich die Gegenelektrode 22 an die Werkstückfläche anlegen und basierend auf der Änderung der physikalischen Größen zu dieser Zeit kann die Anlage ermittelt werden.
Basierend auf den Signalen der Encoder 13a und 24a wird die Position des Roboters 1, der Abstand d zwischen den Elektroden 21 und 22 ermittelt, und basierend auf diesen Werten werden die Positionen der Elektroden 21 und 22 durch in den Steuerungen 3 und 4 ausgeführten Berechnungen ermittelt. Jedoch ist der Positionserfassungsabschnitt nicht darauf beschränkt. Als Antwort auf das externe Signal (Schaltbefehl) von dem Liniensteuerungspaneel 6 als externer Signalausgabeabschnitt kann der Betriebsmodus des Systems zwischen dem Punktschweißmodus und dem Positionskorrekturmodus geschalten werden. Der Betriebsmodus kann jedoch auch auf Grundlage eines Befehls von dem Anweisungsbedienpaneel 5 geschalten werden. Die Konfiguration des Modusschaltabschnitts ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Punktschweißprozess und der Positionskorrekturprozess in 4 und 13 wird durch CPUs der Robotersteuerung 3 und der Schweißzangensteuerung 4 ausgeführt. Jedoch können die Robotersteuerung 3 und die Schweißzangensteuerung 4 in einer Steuerung zusammengefasst werden. Demnach kann die Robotersteuerung 3 Funktionen der Schweißzangensteuerung 4 umfassen und die Konfiguration des Verarbeitungsabschnitts ist nicht darauf beschränkt.
In dem Punktschweißmodus wird das Werkstück W basierend auf den Punktschweißpunktpositionen in dem Arbeitsprogramm punktgeschweißt. Andererseits werden in dem Positionskorrekturmodus die Punktschweißzange 2 und der Roboter 1 derart kontrolliert, so dass die verlagerbare Elektrode an der Werkstückfläche anliegt. Jedoch können die Steuerungen 3 und 4 als Punktschweißzangen- und Robotersteuerungsabschnitt andersartig konfiguriert sein. Basierend auf den Positionen der verlagerbaren Elektrode 21, wenn die verlagerbare Elektrode 21 an der Werkstückfläche anliegt, kann die Werkstückposition an der Seite der verlagerbaren Elektrode 21 berechnet werden und zudem basierend auf der Position der verlagerbaren Elektrode 21 und der vorbestimmten Werkstückdicke t0 die Werkstückposition an der Seite der Gegenelektrode 22 berechnet werden (Schritt S46). Die Konfiguration des Verarbeitungsabschnitts ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Anordnung der Steuerungen 3 und 4 als Korrekturabschnitt zum Korrigieren der Werkstückposition ist ebenfalls nicht auf die voranstehend beschriebene Art beschränkt.
Die offenen Positionen der Elektroden 21 und 22 in dem Positionskorrekturmodus werden basierend auf den offenen Positionen der Elektroden 21 und 22 in dem Punktschweißmodus (Schritt S3, Schritt S12) gesteuert. Die Konfiguration des offenen Positionssteuerungsabschnitts ist jedoch nicht auf die voranstehend beschriebene Art beschränkt. Falls die offenen Positionen der Elektroden 21 und 22 mit einer Toleranz für den Gegenstand 25 festgelegt werden, können die gesteuerten Positionen gemäß der Toleranzen geändert werden. Der Betriebsmodus wird dem Nutzer über das Liniensteuerungspaneel 6 angezeigt. Der Betriebsmodus kann über das Anweisungsbedienpaneel 5 angezeigt werden und der Anzeigeabschnitt kann auf andere Art konfiguriert sein.
Die Steuerungen 3 und 4 als Abnormalitätserfassungsabschnitt zum Erfassen der Abnormalität der Werkstückposition oder Werkstückdicke können andersartig konfiguriert werden. Der Auslass- oder Wiederholprozess nach der Abnormalitätsfeststellung kann nach dem Warten auf die Anweisung des Nutzers ausgeführt werden. Der Korrekturbetrag der Werkstückposition ist in dem Speicher der Steuerungen 3 und 4 gespeichert. Er kann jedoch auch in anderen Speicherabschnitten gespeichert werden. Es wird gemäß dem vorbestimmten Arbeitsprogramm (12A und 12B) festgelegt, ob der Korrekturprozess ausgeführt wird oder nicht. Die Konfiguration des Festlegungsabschnitts ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Solange das Punktschweißsystem eine Punktschweißzange mit einem Paar von Elek-troden 21 und 22 aufweist, die durch den Servomotor 24 aneinander angenähert und voneinander entfernt werden können und der Roboter 1 bewegbar entweder die Punktschweißzange 2 oder das Werkstück W relativ zu dem anderen hält, so dass das Werkstück W zwischen den Elektroden 21 und 22 angeordnet ist, ist die Gesamtanordnung des Punktschweißsystems nicht auf die in 1 gezeigte Anordnung beschränkt. Beispielsweise können sowohl die verlagerbare Elektrode 21 als auch die Gegenelektrode 22 bezüglich des Rahmens 23a der Punktschweißzange 2 verlagerbar sein.
Das Punktschweißsystem kann, wie in den 14 oder 15 gezeigt, ausgebildet sein. 14 zeigt ein Beispiel, in dem die Punktschweißzange 2 eine Punktschweißzange vom sogenannten X-Typ ist, der ein Paar von Zangenarmen 26a und 26b zum Öffnen und Schließen und eine verlagerbare Elektrode 21 und eine Gegenelektrode 22 aufweist, die an den Spitzen der Zangenarme 26a und 26b angebracht sind. 15 zeigt ein Beispiel, in dem die Punktschweißzange 2 an einem Zangenstand 15 angebracht ist, der an einer vorbestimmten Position angeordnet ist und das Werkstück W wird durch eine Roboterhand 16 an der Spitze des Roboters 1 gehalten, so dass das Werkstück W bezüglich der Punktschweißzange 2 bewegt und zwischen den Elektroden 21 und 22 durch Antreiben des Roboters 1 angeordnet werden kann. Der Zangenstand 15 kann ebenfalls bewegbar ausgelegt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die tatsächliche Werkstückposition ohne Verwendung einer Bildaufnahmevorrichtung erfasst werden. Da es nicht notwendig ist, eine Bildaufnahmevorrichtung anzubringen oder abzunehmen, kann das Verfahren zur Werkstückpositionskorrektur an Schweißpunktpositionen schnell ausgeführt werden.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Punktschweißsystems mit einer Punktschweißzange (2) mit einem Paar von Elektroden (21; 22), die einander gegenüberliegend angeordnet sind, und einem Servomotor (13; 24) zum Annähern der Elektroden des Elektrodenpaars (21; 22) aneinander und zum Entfernen der Elektroden des Elektrodenpaares (21; 22) voneinander; und einem Roboter (1) zum Halten entweder der Punktschweißzange (2) oder eines Werkstücks, wobei die Punktschweißzange (2) und das Werkstück derart zueinander verlagerbar sind, dass das Werkstück zwischen dem Elektrodenpaar (21; 22) der Punktschweißzange (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst: Erfassen des Drehmoments oder der Drehzahl des Servomotors (13; 24) mittels eines ersten Erfassungsabschnitts; Erfassen der Positionen des Elektrodenpaares (21; 22) mittels eines zweiten Erfassungsabschnitts; Schalten eines Betriebsmodus mittels eines Modusschaltabschnitts, der ein Steuermodus ist, in Antwort auf einen Schaltbefehl durch Manipulation einer Bedienungsperson des Punktschweißsystems für Punktschweißpositionen zwischen einem Punktschweißmodus zum Punktschweißen des Werkstücks und einem Positionskorrekturmodus zum Korrigieren einer Punktschweißposition des Werkstücks durch einen Schaltbefehl; Ausführen eines Punktschweißprozesses in dem Punktschweißmodus und eines Positionskorrekturprozesses in dem Positionskorrekturmodus mittels eines Verarbeitungsabschnitts (3, 4), Steuern der Punktschweißzange (2) und des Roboters (1) derart, dass dann, wenn der Betriebsmodus in den Punktschweißmodus durch den Modusschaltabschnitt geschalten wurde, das Werkstück basierend auf einer in einem vorbestimmten Arbeitsprogramm festgelegten Werkstückposition punktgeschweißt wird und dann, wenn die Betriebsart in den Positionskorrekturmodus geschalten wurde, eine Elektrode des Elektrodenpaares (21; 22) sich an eine Fläche des Werkstücks anlegt; Ermitteln basierend auf einem durch den ersten Erfassungsabschnitt in dem Positionskorrekturmodus ermittelten Wert, ob lediglich eine Elektrode des Elektrodenpaares (21; 22) an der Fläche des Werkstücks anliegt oder nicht; und Berechnen der Werkstückposition basierend auf einem durch den zweiten Erfassungsabschnitt erfassten Wert, wenn der Anlageermittlungsabschnitt ermittelt, dass nur eine Elektrode des Elektrodenpaares (21; 22) an der Oberfläche des Werkstücks anliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den Schritt des Steuerns der offenen Positionen des Elektrodenpaares (21; 22) in dem Positionskorrekturmodus basierend auf den offenen Positionen des Elektrodenpaares (21; 22) in dem Punktschweißmodus.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den Schritt des Ausgebens eines externen Signals, das einem vorbestimmten Verarbeitungsbefehl entspricht, an jeden von einer Mehrzahl von Verarbeitungsabschnitten (3, 4), die für eine Mehrzahl der Roboter (1) vorgesehen sind, wobei der Modusschaltabschnitt den Betriebsmodus basierend auf dem von dem externen Signal-Ausgabeabschnitt ausgegebenen externen Signal schaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den Schritt des Anzeigens des Betriebsmodus, der durch den Modusschaltabschnitt geschalten wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den Schritt des Steuerns der Punktschweißzange (2) und des Roboters (1) derart, falls der Betriebsmodus in den Positionskorrekturmodus geschalten wurde, dass dann, wenn eine der Elektroden des Elektrodenpaares (21; 22) an einer der Flächen des Werkstücks anliegt, die andere Elektrode des Elektrodenpaares (21; 22) in Anlage mit der anderen der Oberflächen des Werkstücks gelangt, wobei der Anlageermittlungsabschnitt ferner basierend auf einer Variation des von dem ersten Erfassungsabschnitt ermittelten Werts feststellt, ob die andere Elektrode des Elektrodenpaars (21; 22) an der anderen der Flächen des Werkstücks anliegt oder nicht, nachdem bestimmt wurde, dass eine Elektrode des Elektrodenpaares (21; 22) an der einen Werkstückoberfläche anliegt, und wobei der Berechnungsabschnitt ferner eine Werkstückdicke basierend auf einem durch den zweiten Erfassungsabschnitt erfassten Wert berechnet, wenn der Anlageermittlungsabschnitt ermittelt, dass das Paar der Elektroden an beiden Flächen des Werkstücks anliegt, und die Werkstückposition basierend auf der Werkstückdicke und den durch den zweiten Erfassungsabschnitt erfassten Wert berechnet.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein Abnormalitätserfassungsabschnitt (3; 4) erfasst, ob eine Abnormalität in dem Positionskorrekturprozess vorliegt, die das Erfassen der Werkstückposition oder der Werkstückdicke in dem Positionskorrekturmodus betrifft oder nicht, wobei dann, wenn der Abnormalitätserfassungsabschnitt (3; 4) erfasst, dass eine Abnormalität vorliegt, der Positionskorrekturprozess entsprechend der festgestellten Abnormalität beendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Abnormalitätserfassungsabschnitt (3; 4) erfasst, ob eine Abnormalität in dem Positionskorrekturmodus vorliegt, die das Erfassen der Werkstückposition oder der Werkstückdicke in dem Positionskorrekturmodus betrifft oder nicht, wobei dann, wenn der Abnormalitätserfassungsabschnitt (3; 4) erfasst, dass eine Abnormalität vorliegt, der Positionskorrekturprozess entsprechend dieser festgestellten Abnormalität wiederholt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein Korrekturabschnitt (3; 4) eine in dem Arbeitsprogramm voreingestellte Punktschweißposition korrigiert, wobei die Punktschweißposition basierend auf der durch den Berechnungsabschnitt berechneten Werkstückposition oder der Werkstückposition und der durch den Berechnungsabschnitt berechneten Werkstückdicke korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein Programmeinstellungsveränderungsabschnitt (3; 4) Einstellinformationen des Arbeitsprogramms verändert, wobei der Programmeinstellungsveränderungsabschnitt (3; 4) einen Einstellungsveränderungsabschnitt umfasst, der eine als Einstellinformation aufgenommene Werkstückdicke durch die von dem Berechnungsabschnitt berechnete Werkstückdicke ersetzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Berechnungsabschnitt einen Positionskorrekturbetrag der in dem Arbeitsprogramm voreingestellten Werkstückposition basierend auf der von dem Berechnungsabschnitt berechneten Werkstückposition berechnet, und diesen Positionskorrekturbetrag speichert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem Einstellungsabschnitt (3; 4) zum Einstellen, ob der Positionskorrekturprozess in dem Positionskorrekturmodus für jede punktzuschweißende Werkstückposition durchgeführt wird oder nicht.