DE69307484T2

DE69307484T2 - Steuerungsverfahren eines punktschweissroboters

Info

Publication number: DE69307484T2
Application number: DE69307484T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Ito; Kouichi Ohkanda
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1992-07-06
Filing date: 1993-07-01
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2013-07-02
Also published as: KR970005924B1; US5449875A; EP0606488A1; EP0606488A4; DE69307484D1; KR940702424A; WO1994001237A1; JPH0623561A; JP3207533B2; EP0606488B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung in einem Verfahren zur Steuerung eines Punktschweiß- Roboterers, insbesondere auf ein steuerungsverfahren, das eine korrekte Zeitsteuerung zum Ausgeben eines Druckerzeugungsbefehls an eine Schweißpistole sicherstellt.
Die folgenden zwei Verfahrens-Ausführungsformen sind als Verfahren zur Steuerung eines Roboters zum Ausführen einer Punktschweißung bekannt. Eine erste Ausführungsform derselben ist ein Verfahren, das Schritte in der angegebenen Reihenfolge enthält zum (1) Erfassen der Beendigung eines Positionierungsvorgangs für eine Punktschweißung, (2) Ausgeben eines Pistolendruckerzeugungsbefehls an ein Punktschweißpistole, (3) Erfassen der Eingabe eines Druckerzeugungsbeendigungssignals von der Punktschweißpistole her und (4) Durchführen eines Schweißvorgangs mittels der Punktschweißpistole durch die Ausgabe des Schweißbefehls. Eine zweite Ausführungsform derselben ist ein Verfahren, das Schritte umfaßt zum (1) Ausgeben eines Pistolendruckerzeugungsbefehls vor dem Erfassen der Beendigung des Positionierungsvorgangstion für die Punktschweißung (d. h. während des Positionierungsvorgangs für die Punktschweißung), (2) Erfassen der Eingabe eines Druckerzeugungsbeendigungssignals, (3) Ausgeben eines Schweißbefehis, um einen Schweißvorgang mittels einer Punktschweißpistole auszuführen.
Das Roboter-Steuerungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform wird in folgenden anhand eines in Fig. 5 gezeigten Impuls/Zeit-Diagramms beschrieben. In dem Impuls/Zeit- Diagramm ist ein Pistolendruckerzeugungsbefehl, der bei (b) dargestellt ist, ein Druckerzeugungsbefehl zur Freigabe der Punktschweißpistole, damit diese für einen Schweißvorgang bereit ist, und ein Schweißbefehl, der bei (c) dargestellt ist, ist ein Befehl zur Freigabe der Punktschweißpistole, damit diese einen tatsächlichen Schweißvorgang auf der Grundlage von Schweißbedingungen, wie einem Strom und einer anzulegenden Spannung, die in einer Robotersteuerungseinrichtung voreingestellt sind, durchführt. Beide dieser Befehle werden von der Robotersteuerungseinrichtung an die Punktschweißpistole gesendet. Ein Schweißbeendigungssignal, das bei (d) dargestellt ist, ist ein Bestätigungssignal, welches von der Roboterschweißpistole von dem Punkt an, zu dem der Schweißvorgang vollständig beendet worden ist, zu der Robotersteuerungseinrichtung gesendet wird, und ein Druckerzeugungsbeendigungssignal, das bei (e) dargestellt ist, ist ein Bestätigungssignal, welches durch die Punktschweißpistole, für die die Beendigung der Druckerzeugung erfaßt worden ist, an die Robotersteuerungseinrichtung auszugeben ist.
Gemäß dem Impuls/Zeit-Diagramm in Fig. 5 wird während des Positionierungsvorgangs für die Punktschweißung (vor der Beendigung des Positionierungsvorgang zum Zeitpunkt t2) der Pistolendruckerzeugungsbefehl vorab (zum Zeitpunkt t1) ausgegeben, und die Eingabe des Druckerzeugungsbeendigungssignals wird (zum Zeitpunkt t3) erfaßt, um den Schweißbefehl für den Schweißvorgang auszugeben. Nach Erfassung des Schweißbeendigungssignals aus der Punktschweißpistole (zum Zeitpunkt t4) wird nach einer vorbestimmten Warteperiode (bis zum Zeitpunkt t5) ein Positionierungsvorgang für den nächsten Schweißpunkt gestartet.
Gemäß dem bekannten Steuerungsverfahren wird für die zu benutzende Pistole die Zeitperiode zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Druckerzeugungsbefehl an die entsprechende Pistole ausgegeben worden ist, und dem Zeitpunkt, zu dem das Druckerzeugungsbeendigungssignal gewonnen wird, das auf die Beendigung der Druckerzeugung folgt, vorab als die erwartete Zeit T0, welche für die Druckerzeugung erforderlich ist, geschätzt und gespeichert. Dann wird vor dem Beginn des Positionierungsvorgangs für die Punktschweißung die Bewegungszeit T (eine Zeit, die von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t2 verstreicht), welche für das Positionieren des Roboters erforderlich ist, auf der Grundlage der Distanz L zu der Zielposition und der Daten für die befohlene Bewe gungsgeschwindigkeit F des Roboters berechnet. Danach wird eine Differenz (T-T0) zwischen der Bewegungszeit T und der erwarteten Zeit T0, welche für die Druckerzeugung erforderlich ist und in der Robotersteuerungseinrichtung gespeichert worden ist, berechnet. Auf diese Weise wird die Zeit zum Ausgeben des Pistolendruckerzeugungsbefehls (Einstellung des Zeitpunkts t1) so bestimmt, daß es möglich ist, ein Druckerzeugungsbeendigungssignal aus der Pistole unmittelbar nach der Beendigung der Positionierung des Roboters zu empfangen. Genauer ausgedrückt heißt dies, daß wenn der Pistolendruckerzeugungsbefehl zu dem Zeitpunkt (t1) ausgegeben werden kann, zu dem die Zeitperiode (T-T0) von dem Zeitpunkt (t0) an beginnend verstrichen ist, zu dem der Positionierungsvorgang gestartet ist, der Zeitpunkt (t2), zu dem die erwartete Zeit (T0), welche für die Druckerzeugung erforderlich ist, von dem Zeitpunkt (t1) an verstrichen ist, mit dem Zeitpunkt der Positionierungsbeendigung zusammenfällt (T-T0+T0=T)
Bei einem derartigen herkömmlichen Steuerungsverfahren ist indessen der Wert der für die Druckerzeugung erforderlichen erwarteten Zeit T0, die in der Robotersteuerungseinrichtung einzustellen ist, ausschließlich abhängig von der Erfahrung des Benutzers bestimmt worden. Dies kann ein Problem dahingehend mit sich bringen, daß selbst dann, wenn die für die Druckerzeugung erforderliche erwartete Zeit so geschätzt wird, daß sie T0 ist, wie es in Fig 5 gezeigt ist, beispielsweise falls der Wert T0 kleiner als die tatsächliche Zeit T0' (T0 < T0') ist, welche für die Druckerzeugung erforderlich ist, der Schweißbefehl nicht ausgegeben werden kann, bis eine gewisse Zeit von dem Zeitpunkt der Beendigung des Positionierungsvorgangs (Zeitpunkt t2) für den Roboter an verstrichen ist, was Probleme, wie eine Verlängerung der gesamten Betriebszeit, verursacht. Andererseits wird, falls die für die Druckerzeugung erforderliche erwartete Zeit T0 größer als die tatsächliche für die Druckerzeugung erforderliche Zeit T0' (T0 > T0') ist, der Schweißbefehl zu einem unpassenden Zeitpunkt vor der Beendigung des Positionierungsvorgangs für den Roboter ausgegeben, um den Schweißvorgang zu starten, was eine zufriedenstellende Durchführung des Schweißvorgangs verhindern kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Steuerung eines Punktschweißroboters zu schaffen, das in der Lage ist, eine Wartezeit, die für einen Roboter während eines Schweißvorgangs, der in Reaktion auf einen Befehl erfolgt, eine Zeitvergeudung bedeutet, zu beseitigen oder zu verringern und eine Ausgabe eines Schweißbefehls vor Beendigung des Positionierungsvorgangs für den Roboter zu verhindern, um so einen effektiven und sicheren Punktschweißbetrieb zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung umfaßt Schritte zum
Messen mittels einer Robotersteuerungseinrichtung einer Zeit, die verstreicht, bis die Robotersteuerungseinrichtung ein Druckerzeugungsbeendigungssignal aus einer Punktschweißpistole empfängt, nachdem die Robotersteuerungseinrichtung einen Druckerzeugungsbefehl an die Punktschweißpistole ausgegeben hat,
Einstellen und Speichern des auf diese Weise gemessenen Werts in einem Speicher der Robotersteuerungseinrichtung als eine Zeit, die für die Druckerzeugung für die Punktschweißpistole erforderlich ist,
wenn ein Roboter mittels der Robotersteuerungseinrichtung gesteuert wird, um eine Punktschweißung durch die Punktschweißpistole auszuführen, Berechnen einer Bewegungszeit, die für die Beendigung der Positionierung des Roboters nach dem Beginn derselben erforderlich ist,
Vergleichen der Zeit, die für die Druckerzeugung erforderlich ist, mit der Bewegungszeit,
falls die Zeit, welche für die Druckerzeugung erforderlich ist, gleich oder größer als die Bewegungszeit ist,
Veranlassen der Robotersteuerungseinrichtung, einen Pistolendruckerzeugungsbefehl an die Schweißpistole gleichzeitig mit der Ausgabe des Roboterpositionierungsbefehls auszugeben, und
falls die Zeit, welche für die Druckerzeugung erforderlich ist, kleiner als die Bewegungszeit ist, Veranlassen der Robotersteuerungseinrichtung, einen Pistolendruckerzeugungsbefehl an die Schweißpistole zu dem Zeitpunkt auszugeben, zu dem eine Zeit verstrichen ist, die durch Subtrahieren der verstrichenen Zeit von der Bewegungszeit nach der Ausgabe des Positionierungsbefehls an den Roboter mittels der Robotersteuerungseinrichtung gewonnen ist.
Vorzugsweise umfaßt das Verfahren ferner Schritte zum
Ausführen einer Vielzahl von Malen einer Messung der verstrichenen Zeit für dieselbe Punktschweißpistole,
Auffinden eines Mittelwerts der tatsächlich gemessenen Werte und
Speichern des Mittelwerts in dem Speicher als eine Zeit, die für das Unterdrucksetzen der Punktschweißpistole erforderlich ist.
Alternativ dazu ist die für die Druckerzeugung erforderliche Zeit, welche in dem Speicher der Robotersteuerungseinrichtung zu speichern ist, die Anzahl von Verarbeitungsperioden, welche durch Dividieren des Bewegungsbefehls an den Roboter durch den vorbestimmten Verarbeitungszyklus gewonnen ist.
Wie zuvor beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine bis zur Beendigung der Pistolendruckerzeugung erforderliche Zeit nach der Ausgabe des Druckerzeugungsbefehls an die Schweißpistole aus dem Roboter innerhalb der Robotersteuerungseinrichtung tatsächlich gemessen und gespeichert, im dadurch zu ermöglichen, daß der Pistolendruckerzeugungsbefehl zu dem hinsichtlich der Arbeitsleistung am besten geeigneten Zeitpunkt ausgegeben wird.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, das schematisch ein Beispiel für einen Punktschweißroboter zum Ausführen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 2 zeigt ein Signal-Eingabe/Ausgabe-Impuls/Zeit-Diagramm für eine Robotersteuerungseinrichtung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel eines Roboter-Steuerungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, das schematisch eine Verarbeitung zum Messen einer Zeit darstellt, die für die Druckerzeugung unter Benutzung der in Fig. 2 gezeigten Robotersteuerungseinrichtung erforderlich ist.
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm, das schematisch eine Druckerzeugungsbefehls-Ausgabeverarbeitung durch die in Fig. 2 gezeigte Robotersteuerungseinrichtung darstellt.
Fig. 5 zeigt ein Signal-Eingabe/Ausgabe-Impuls/Zeit-Diagramm für die Robotersteuerungseinrichtung in Übereinstimmung mit dem herkömmlichen Roboter-Steuerungsverfahren.
Fig. 6 zeigt ein Diagramm, welches konzeptmäßig den Fall der Antriebssteuerung des Roboterkörpers auf der Grundlage des herkömmlichen Zeitschachtelungs-Verarbeitungsverfahrens zeigt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, das schematisch ein Beispiel für einen mit einer Punktschweißpistole ausgestatteten Industrieroboter, d. h. einen Punktschweißroboter, darstellt. Der Punktschweißroboter umfaßt allgemein ausgedrückt eine Robotersteuerungseinrichtung 1, einen Roboterkörper 2 und eine Roboterschweißpistole 3, die an einer Hand oder dgl. des Roboterkörpers 2 angebracht ist. Die Robotersteuerungseinrichtung 1 enthält eine CPU oder einen Mikroprozessor 11.
Über einen Bus 15 sind mit dem Mikroprozessor 11 elektrisch verbunden: ein ROM 12 zum Speichern z. B. eines Steuerungsprogramms, ein RAM 16 zur Benutzung z. B. zum vorübergehenden Speichern von Daten, ein nichtflüchtiger Speicher 17, der z. B. eine Zeit T0, die benötigt wird, um eine Druckerzeugung für die Punktschweißpistole 3 nach der Ausgabe eines Pistolendruckerzeugungsbefehls an die Punktschweißpistole 3 zu beenden, und ein Betriebsprogramm speichert, das z. B. mittels eines Einlernvorgangs erstellt ist, ein Einlernkontrollpult 13 zum Einlernen eines Tätigkeitsablaufs in den Roboter, ein Steuerpult 14, eine Wellensteuerungseinrichtung 18 zum Treiben und Steuern von Wellen des Roboterkörpers 2 mittels einer Servoschaltung 20, eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 19 und dgl.. Die Eingabe/Ausgabe- Schnittstelle 19 ist mit der Punktschweißpistole 3 über eine Signalleitung verbunden, die zur Eingabe/Ausgabe z. B. des Pistolendruckerzeugungsbefehls, eines Schweißbefehls, eines Druckerzeugungsbeendigungssignals und eines Schweißbeendigungssignals benutzt wird.
Für das Antreiben und Steuern des Roboterkörpers 2 mittels der Robotersteuerungseinrichtung 1 wird ein herkömmliches Zeitschachtelungs-Verarbeitungsverfahren benutzt. Im einzelnen wird, wie in Fig. 6 gezeigt, eine Kombination der folgenden Verarbeitungen in jedem vorbestimmten Verarbeitungszyklus iTP wiederholt ausgeführt, nämlich eine für alle Wellen gemeinsame Verarbeitung zum Berechnen des Interpolationsbefehlswerts oder dgl., wie in Abschnitt (a) in dem Diagramm dargestellt, eine Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle auf der Grundlage des Interpolationsbefehlswerts entsprechend den Abschnitten (b) bis (h) eine Programmaufbereitung, die sich nicht direkt auf den Antrieb und die Steuerung der einzelnen Wellen bezieht, und eine Hintergrundverarbeitung zum Erfassen von Tastenbetätigungen, die einen Einlernvorgang enthalten, auf dem Einlernkontrollpult 13 und dem Steuerpult 14. Jede der zuvor genannten Verarbeitungen wird in einer Reihenfolge bei einer Periode ΔiTP durchgeführt.
Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, das die funktionellen Hauptbestandteile einer "Verarbeitung zur Messung einer für die Druckerzeugung erforderlichen Zeit" darstellt, welche innerhalb der zuvor beschriebenen Hintergrundverarbeitung entsprechend einer durch die Bedienungsperson über das Steuerpult 14 vorgenommenen Befehlseingabe auszuführen ist, obwohl verschiedenartige Interrupt-Verarbeitungen und dgl. fortgelassen sind. Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm, das die Hauptbestandteile einer "Verarbeitung zur Ausgabe eines Druckerzeugungsbefehls" darstellt, die wiederholt in jedem vorbestimmten Verarbeitungszyklus (iTP) zusammen mit der zuvor genannten Verarbeitung, welche gemeinsam für alle der Wellen vorgesehen ist, auszuführen ist. Außerdem zeigt Fig. 2 ein Impuls/Zeit-Diagramm, das die Eingabe/Ausgabe von Signalen zwischen der Robotersteuerungseinrichtung 1 und der Punktschweißpistole 3 entsprechend einer Betätigung des Roboterkörpers 2 während des Schweißvorgangs darstellt. Im folgenden wird anhand dieser Figuren ein Verfahren zur Steuerung des Punktschweißroboters in gemäß diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wenn ein Schweißvorgang mittels des Punktschweißroboters erstmals durchgeführt wird oder wenn ein Schweißvorgang nach einem Austausch der Punktschweißpistole 3 des Roboterkörpers 2 gegen eine andere erneut durchgeführt wird, betätigt die Bedienungsperson eine Taste auf dem Steuerpult 14, um den Mikroprozessor 11 der Robotersteuerungseinrichtung 1 zu veranlassen, die "Verarbeitung zur Messung einer für die Druckerzeugung erforderlichen Zeit" auszuführen. Vor dieser Ausführung wird die Anzahl N von Malen, die diese Messung ausgeführt wird, in der Robotersteuerungseinrichtung 1 eingestellt.
Dann setzt der Mikroprozessor 11 sowohl den Wert eines Zählers Cm, der die Anzahl von Malen der Messung speichert, als auch den Wert eines Registers SUM, welches die Gesamtsumme gemessener Werte integriert und speichert, auf "0" (Schritt a1). Als nächstes stellt der Mikroprozessor 11 fest, ob der Wert des Zählers Cm die voreingestellte Anzahl N von Malen der Messung erreicht oder nicht erreicht hat (Schritt a2).
In der Stufe der Bereitschaft für eine erste Messung nach Initialisierung der Werte sowohl des Zählers Cm als auch des Registers SUM und in der Stufe, in der die Anzahl von Malen der Messung noch nicht N erreicht hat, lautet das Ergebnis der Entscheidung in Schritt a2 NEIN (N).
Dann sendet der Mikroprozessor 11 einen Pistolendruckerzeugungsbefehl über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 19 an die Punktschweißpistole 3 (Schritt a3), startet die Messung der Zeit, die unmittelbar nach der Initialisierung des Zeitgebers verstrichen ist (Schritt a4), und tritt in den Zustand des Wartens (den Bereitschaftszustand) auf die Eingabe des Druckerzeugungsbeendigungssignals aus der Punktschweißpistole 3 ein (Schritt a5). Auf den Empfang des Pistolendruckerzeugungsbefehls von der Robotersteuerungseinrichtung 1 hin setzt die Roboter-Punktschweißpistole 3 einen Aktor, wie einen Luftzylinder, in Bewegung, um einen Vorgang zum Unterdrucksetzen zu starten. So bald es möglich wird, einen Schweißvorgang zu starten, sendet die Punktschweißpistole 3 ein Druckerzeugungsbeendigungssignal über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 19 an die Robotersteuerungseinrichtung 1
Der Mikroprozessor 11, welcher auf die Eingabe der Druckerzeugungsbeendigungssignale aus der Punktschweißpistole 3 wartet, erfaßt durch die Entscheidungsverarbeitung in Schritt a5 die Eingabe des Druckerzeugungsbeendigungssignals und stoppt unmittelbar den Betrieb des Zeitgebers. Dann wird der gemessene Wert aus dem Zeitgeber, der zu diesem Zeitpunkt gewonnen ist, zu dem Wert addiert, der bereits in dem Register SUM gespeichert ist (Schritt a6), und erhöht den Wert des Zählers Cm, der die Anzahl von Malen der Messung integriert und speichert, um 1 (Schritt a7). Danach gibt der Mikroprozessor 11 einen Rücksetzbefehl an die Punktschweißpistole 3 aus, bestätigt die Rückkehr in den Anfangszustand der Punktschweißpistole 3 (Schritt a8) und beginnt erneut die Entscheidungsverarbeitung in Schritt a2.
Danach führt der Mikroprozessor 11 wiederholt die Verarbeitungen von Schritt a2 bis Schritt a8 in gleicher Weise wie zuvor aus, bis der Wert des Zählers Cm die voreingestellte Anzahl N von Malen der Messung erreicht und die Entscheidung in Schritt a2 das Ergebnis JA (J) hat, und setzt den Vorgang dann mit der Verarbeitung in Schritt a9 fort, wobei die Gesamtsumme der Ergebnisse der Messung innerhalb des Registers SUM gehalten wird. Als nächstes wird die Gesamtsumme der Messungsergebnisse durch die Anzahl N von Malen der Messung dividiert, und der sich ergebende Wert (oder der Meßmittelwert) wird in einem Speicherregister für T0 für die erforderliche Zeit des nichtflüchtigen Speichers 17 gespeichert. Dieser Meßmittelwert definiert die für die Druckerzeugung erforderliche Zeit. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß die Zeit, welche benötigt wird, um das Unterdrucksetzen der Punktschweißpistole 3 nach der Ausgabe des Pistolendruckerzeugungsbefehls an die Punktschweißpistole 3 zu beenden, auf der Grundlage der Ergebnisse der tatsächlichen Messung bestimmt wird.
Wenn ein Betriebsprogramm, das vorab für die Punktschweissung erstellt wurde, aus dem nichtflüchtigen Speicher 17 ausgewählt wird, um eine Wiedergabe des auf diese Weise gewonnenen aktuellen Meßmittelwerts T0 der für die Druckerzeugung erforderlichen Zeit nach dessen Speicherung in dem nichtflüchtigen Speicher 17 zu starten, führt der Mikroprozessor 11 wiederholt eine "Druckerzeugungsbefehlsausgabe- Verarbeitung", wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, zusammen mit der Verarbeitung, die für alle der Wellen gemeinsam vorgesehen ist, für jeden der vorbestimmten Verarbeitungszyklen iTP aus.
Der Mikroprozessor 11 entscheidet zuerst, nachdem er einen Interpolationsbefehlswert und dgl. für jede Welle auf der Grundlage des Betriebsprogramms durch die herkömmliche Verarbeitung, welche für alle der Wellen gemeinsam vorgesehen ist, berechnet hat, um zu der "Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Verarbeitung" fortzuschreiten, ob ein Bewegungsbefehl für die Punktschweißung als ein Gegenstand der Berechnung des Interpolationsbefehlswerts "neuerlich" während der "gemeinsamen Verarbeitung für alle Wellen" (5 Fig. 6(a)) des augenblicklichen Zyklus ausgelesen oder nicht ausgelesen worden ist (Schritt b1)
Falls der Bewegungsbefehl für die Punktschweißung als der Gegenstand der Berechnung des Interpolationsbefehlswerts in der zuvor genannten gemeinsamen Verarbeitung für alle Wellen "neuerlich" ausgelesen ist, berechnet der Mikroprozessor 11 eine Bewegungszeit T, die für den Roboterkörper 2 erforderlich ist, um die Positionierung bei dem Schweißpunkt nach dem Starten seiner Bewegung zu beenden, auf der Grundlage der Distanz der Bewegung L und einer befohlenen Bewegungsgeschwindigkeit F, die durch diesen Bewegungsbefehl bezeichnet ist (Schritt b2). Dann wird der Wert T durch den Verarbeitungszyklus iTP zu einer ganzen Zahl dividiert, um die Anzahl N von Malen der Ausführung der Welleninterpolationsverarbeitung, die für die Beendigung der Positionierung nach dem Start der Bewegung erforderlich ist, für jede Welle zu ermitteln. Der auf diese Weise gewonnene Wert N wird in einem Register N gespeichert (Schritt b3)
Drauffolgend liest der Mikroprozessor 11 aus dem nichtflüchtigen Speicher 17 (dem Speicherregister T0) eine Zeit T0, die für das Unterdrucksetzen der Punktschweißpistole 3 erforderlich ist, aus und dividiert den Wert T0 durch den Verarbeitungszyklus iTP zu einer ganzen Zahl, um dadurch die Anzahl N0 von Malen zu ermitteln, die die Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle während der erforder lichen Zeit T0 auszuführen ist. Der auf diese Weise gewonnene Wert T0 wird innerhalb eines Registers N0 gespeichert (Schritt b4).
Dann vergleicht der Mikroprozessor 11 die Anzahl N von Malen, die die Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle entsprechend der Bewegungszeit T auszuführen ist, welche benötigt wird, um die Positionierung zu beenden, mit der Anzahl N0 von Malen der Welleninterpolationsverarbeitung, die für jede Welle entsprechend der erforderlichen Druckerzeugungszeit T0 für das Unterdrucksetzen der Punktschweißpistole 3 erforderlich sind (Schritt b5)
In dem Fall, in dem die Anzahl N von Malen der Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle entsprechend der Bewegungszeit T größer als die Anzahl N0 von Malen der Welleninterpolationsverarbeitung entsprechend der Zeit T0 ist, die für die Druckerzeugung erforderlich ist, d. h. in dem Fall, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, in dem die Druckerzeugung zum Zeitpunkt der Beendigung der Roboter-Positionierung selbst dann beendet sein könnte, wenn der Pistolendruckerzeugungsbefehl nach dem Start der Bewegung des Roboterkörpers 2 ausgegeben wird, wird die Anzahl N0 von Malen der Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle entsprechend der Zeit T0, die für die Druckerzeugung erforderlich ist, von der Anzahl N von Malen der Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle entsprechend der Bewegungszeit T subtrahiert, um die Anzahl Nd von Malen der auszuführenden Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle, die der Wartezeit [T - T0] von dem Zeitpunkt des Startens der Bewegung des Roboterkörpers 2 zu dem Zeitpunkt der Ausgabe des Pistolendruckerzeugungsbefehls entspricht, zu gewinnen, und der auf diese Weise gewonnene Wert wird in dem Register N zum Aktualisieren gesetzt (Schritt b6). Darauf folgend wird der Wert eines Zählers Ci, welcher die Anzahl von Malen der Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle speichert, auf "0" gesetzt, um dadurch ein Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Bereitschaftskennzeichnungsbit F zu setzen (Schritt b7).
Danach stellt der Mikroprozessor 11 fest, ob er ein Druckerzeugungsbeendigungssignal aus der Punktschweißpistole 3 empfängt oder nicht empfängt (Schritt b12). In dem Zustand, in dem noch kein Pistolendruckerzeugungsbefehl ausgegeben worden ist, obwohl die Bewegung des Roboterkörper gestartet ist, oder in dem die Punktschweißpistole 3 noch nicht den Druckerzeugungsbeendigungsbefehl ausgegeben hat, obwohl ein Pistolendruckerzeugungsbefehl ausgegeben wurde, führt die Entscheidung in Schritt b12 zu dem Ergebnis NEIN (N).
Der Mikroprozessor 11 entscheidet ferner im Falle des Ergebnisses NEIN in Schritt b12, ob er das Schweißbeendigungssignal von der Punktschweißpistole 3 empfängt oder nicht empfängt (Schritt b14).
In dem Zustand des Wartens auf einen Schweißbefehl oder in dem Zustand, in dem das Schweißen stattfindet und demzufolge noch nicht beendet worden ist, wird das Entscheidungsergebnis NEIN (N) lauten, und der Mikroprozessor 11 erhöht den Wert des Zählers Ci, der die Anzahl von Malen der Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle speichert, um 1, um die "Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Verarbeitung" in dem vorliegenden Verarbeitungszyklus zu beenden (Schritt b16).
Auf die Beendigung der "Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Verarbeitung" hin wird die Welleninterpolationsverarbeitung der Reihe nach für jede Welle in jeder nachfolgenden Periode ΔiTP ausgeführt (s. Fig. 6(b) bis (h)), um den Positionierungsvorgang für den Roboterkörper 2 auf der Grundlage des Interpolationsbefehlswerts für jede Welle des Roboters zu starten, der während der für alle der Wellen vorgesehenen gemeinsamen Verarbeitung (5. Fig. 6(a)) in jeder Periode ΔiTP in dem vorliegenden Verarbeitungszyklus (iTP) berechnet wurde.
Falls der Mikroprozessor 11 feststellt, daß der vorliegenden Verarbeitungszyklus (iTP) kein "neuerlich" ausgelesener Verarbeitungszyklus, sondern ein nachfolgender Verarbeitungszyklus ist, lautet das Entscheidungsergebnis in Schritt b1 NEIN (N) a Dann stellt der Mikroprozessor 11 fest, ob das Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Bereitschaftskennzeichnungsbit F gesetzt oder nicht gesetzt ist (Schritt b8). Das Entscheidungsergebnis in Schritt b8 wird indessen, da das Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Bereitschaftskennzeichnungsbit F auf "1" gesetzt bleibt, ohne daß es später rückgesetzt worden ist, JA (J) lauten
Danach stellt der Mikroprozessor 11 fest, ob der Wert des Zählers Ci, welcher die Anzahl von Malen der Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle (in Schritt b16) speichert, den Wert N erreicht oder nicht erreicht hat, der innerhalb des Registers N (in Schritt b6) gespeichert ist, d. h. er stellt fest, ob die Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle wiederholt in Reaktion auf die Anzahl von Malen der Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle entsprechend der Wartezeit [T-T0] von dem Zeitpunkt des Startens der Bewegung des Roboterkörpers 2 bis zu dem Zeitpunkt des Ausgebens des Pistolendruckerzeugungsbefehls ausgeführt oder nicht ausgeführt worden ist (Schritt b9) Falls der Wert des Zählers Ci noch nicht den Wert des Registers N ereicht hat und falls daher der vorliegende Verarbeitungszyklus (iTP) noch nicht den Zyklus erreicht hat, um den Pistolendruckerzeugungsbefehl auszugeben, führt der Mikroprozessor 11 in den Schritten b12 u. b14 eine Entscheidungsverarbeitung aus, wobei die Entscheidungen beide zu dem Ergebnis NEIN (N) führen, und erhöht dann den Wert des Zählers Ci, der die Anzahl von Malen der Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle speicher, um "1" (Schritt b16), um die "Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Verarbeitung" in dem vorliegenden Verarbeitungszyklus zu beenden
Dann führt der Mikroprozessor 11 der Reihe nach die Welleninterpolationsverarbeitung in jeder Periode ΔiTP in demselben Verarbeitungszyklus (iTP) aus (5. Fig. 6 (b) bis Fig 6 (h)) und führt kontinuierlich den Positionierungsvorgang für den Roboterkörper durch. Da die Interpolationsverarbeitung für jede Welle einmal in jeder Verarbeitungsperiode ΔiTP in demselben Verarbeitungszyklus ausgeführt wird, gibt der Wert des Zählers Ci, der für jeden Verarbeitungszyklus zu erhöhen ist, den gleichen Wert wie die Anzahl von Malen der Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle an.
Darauffolgend führt der Mikroprozessor 11 wiederholt die Verarbeitungen der Schritte b1, b8, b9, b12, b14 u. b16 in der "Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Verarbeitung" für jeden Verarbeitungszyklus (iTP) in gleicher Weise wie zuvor beschrieben durch und wartet auf den Zeitpunkt, zu dem der Wert des Zählers Ci den Wert des Registers N erreicht. Als Ergebnis der Wiederholung der zuvor beschriebenen Verarbeitung setzt der Mikroprozessor 11, wenn der Wert des Zählers Ci den Wert des Registers erreicht und in der Entscheidungsverarbeitung gemäß Schritt b9 erfaßt wird, daß die Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle wiederholt in Reaktion auf den Wert der Anzahl von Malen der Welleninterpolationsverarbeitung für jede Welle entsprechend der Wartezeit [T-T0] von dem Zeitpunkt des Startens der Bewegung des Roboterkörpers 2 bis zu dem Zeitpunkt des Ausgebens des Pistolendruckerzeugungsbefehls ausgeführt worden ist, das Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Bereitschaftskennzeichnungsbit F zurück (Schritt b10) und gibt, wie in Fig. 2 gezeigt, den Pistolendruckerzeugungsbefehl an die Punktschweißpistole 3 aus, um den Vorgang des Unterdrucksetzens der Punktschweißpistole 3 zu starten (Schritt b11).
Nach dem Starten des Vorgang des Unterdrucksetzens der Punktschweißpistole 3 führt der Mikroprozessor 11 die Verarbeitung der Schritte b12, b14 u. ble in gleicher Weise wie zuvor beschrieben aus. In der "Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Verarbeitung" in dem Verarbeitungszyklus, der diesem Verarbeitungszyklus (iTP) folgt, wird wenn das Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Bereitschaftskennzeichnungsbit F entsprechend der Ausgabe des Pistolendruckerzeugungsbefehls durch die zuvor beschriebene Verarbeitung in Schritt b10 rückgesetzt ist (F=0), wiederholt die Verarbeitung in den Schritten b1, b8, b12, b14 u. b16 ausgeführt. Dann wird der Verarbeitungszyklus (iTP) wiederholt die Anzahl von Malen der Ausführung, die der erforderlichen Zeit T0 für die Druckerzeugung in der Punktschweißpistole 3 entspricht, ausgeführt, wobei die Zählung von dem Zeitpunkt der Ausgabe des Pistolendruckerzeugungsbefehls an beginnt. Im Augenblick der Beendigung der Ausführung der Verarbeitung für die Anzahl N0 von Malen ist die gesamte Interpolationsverarbeitung für jede Welle in Reaktion auf die Eingabe des Bewegungsbefehls bereits beendet worden. Gleichzeitig mit der Beendigung des Roboter-Positionierungsvorgangs (Fig. 2(a)) wird auch die Unterdrucksetzung der Punktschweißpistole 3 beendet, und die Punktschweißpistole gibt das Druckerzeugungsbeendigungssignal an die Robotersteuerungseinrichtung 1 aus (Fig. 2(e)).
Dann erfaßt der Mikroprozessor 11, der mit dem Prozeß des wiederholten Ausführens der Verarbeitung der Schritte b1, b8, b12, b14 u. b16 in der "Druckerzeugungsbefehlsausgabe- Verarbeitung" während des Verarbeitungszyklus (iTP) beschäftigt ist, die Eingabe des Druckerzeugungsbeendigungssignals in der Entscheidungsverarbeitung gemäß Schritt b12 und gibt den Schweißbefehl an die Punktschweißpistole 3 aus (Fig. 2(c)), um den tatsächlichen Schweißvorgang zu starten (Schritt b13). Darauffolgend führt der Mikroprozessor 11 in gleicher Weise wie zuvor beschrieben nach dem Ausführen der Verarbeitung der Schritte b14 u. b16 wiederholt die Verarbeitung der Schritte b1, b8, b12, b14 ua b16 in der "Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Verarbeitung" während des nachfolgenden Verarbeitungszyklus (iTP) aus.
Dann erfaßt der Mikroprozessor 11, welcher die Verarbeitung der Schritte b1, b8, b12, b14 u. b16 ausführt, wenn die Robotersteuerungseinrichtung 1 das Schweißbeendigungssignal von der Punktschweißpistole 3 auf die Beendigung des Schweißvorgangs durch die Punktschweißpistole hin empfängt (Fig. 2(d)), die Eingabe des Schweißbeendigungssignals durch die Entscheidungsverarbeitung in Schritt b14, um die Ausgabe des Pistolendruckerzeugungsbefehls und des Schweißbefehls zu stoppen (Fig 2(b) u. Fig. 2(c)), und führt die Punktschweißpistole 3 in den Anfangszustand zurück (Schritt b15). Darauffolgend wird nach dem Ausführen der Verarbeitung des Schritts b16 in gleicher Weise wie zuvor beschne ben die Verarbeitung der Schritte b1, b8, b12 u. b16 in der "Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Verarbeitung" während des nachfolgenden Verarbeitungszyklus (iTP) wiederholt ausgeführt.
Dann erfaßt der Mikroprozessor 11, wenn der Bewegungsbefehl für die Punktschweißung als ein Gegenstand für die Berechnung des Interpolationsbeffehlswerts erneut in der Verarbeitung ausgelesen wird, die für alle der Wellen gemeinsam vorgesehen ist, diesen in dem nächsten und dem nachfolgenden Verarbeitungszyklus (iTP) durch die Verarbeitung des Schritts b1 und führt wiederholt die "Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Verarbeitung" in gleicher Weise wie zuvor beschrieben aus.
Wenn das Ergebnis der Entscheidung in Schritt b5 in der "Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Verarbeitung" während des Verarbeitungszyklus (iTP) zu dem Zeitpunkt, zu dem der Bewegungsbefehl für die Punktschweißung als ein Gegenstand für die Berechnung des Interpolationsbefehlswerts erneut ausgelesen ist, d. h. wenn festgestellt ist, daß die erforderliche Zeit T0 für die Druckerzeugung länger als die Bewegungszeit T ist, welche benötigt wird, um die Positionierung abzuschließen, NEIN lautet, gibt der Mikroprozessor ii den Pistolendruckerzeugungsbefehl unmittelbar ohne Setzen des Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Bereitschaftskennzeichnungsbits F nach dem Ausführen der Entscheidungsverarbeitung gemäß Schritt b5 aus (Schritt b11). Dann führt der Mikroprozessor 11 wiederholt die Verarbeitung der Schritte b1, b8, b12, b14 u. b16 aus, um auf die Eingabe des Druckerzeugungsbeendigungssignals von der Punktschweißpistole 3 her zu warten. Die Verarbeitung nach dem Erfassen der Eingabe des Druckerzeugungsbeendigungssignals durch die Entscheidungsverarbeitung ist gleich derjenigen, wie sie zuvor beschrieben ist. In diesem Fall wird indessen, da die Zeit T0, welche für die Druckerzeugung erforderlich ist, länger als die Bewegungszeit T ist, kein Druckerzeugungsbeendigungssignal eingegeben, obwohl die Positionierung des Roboterkörper 2 abgeschlossen ist, und es wird dann der Schweißvorgang unter Warten auf die Eingabe des Druckerzeugungsbeendigungssignals in gleicher Weise wie zuvor beschrieben ausgeführt.
Vorstehend ist als ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Fall beschrieben, in dem die Zeit T0, welche für the Druckerzeugung erforderlich ist, nur dann zu messen und in dem nichtflüchtigen Speicher 17 zu speichern ist, wenn der Schweißvorgang mittels der Punktschweißpistole das erste Mal durch den Punktschweißroboter ausgeführt wird, oder nur dann, wenn der Schweißvorgang nach einen Austauschen der Punktschweißpistole des Roboterkörpers 2 ausgeführt wird. Indessen kann der Wert der Zeit T0, welche für die Druckerzeugung erforderlich ist, tatsächlich jedesmal, wenn der Schweißvorgang ausgeführt wird, gemessen werden, so daß dieser gemessene Wert in dem nichtflüchtigen Speicher 17 als die letzte erforderliche Zeit T0 für die Druckerzeugung zinn Aktualisieren gespeichert werden kann, damit die "Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Verarbeitung" auf der Grundlage der letzten erforderlichen Zeit T0 für die Druckerzeugung ausgeführt werden kann, wie dies in Figa 4 gezeigt ist. Die aktuelle Messung des Werts der für die Druckerzeugung erforderlichen Zeit T0 für jeden Schweißvorgang kann beispielsweise durch Starten der Messung der Zeit mittels des Zeitgebers oder durch Abzählen des Verarbei tungszyklus (iTP) gleichzeitig mit der Ausführung der Verarbeitung gemäß Schritt b11 in der "Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Verarbeitung" und durch Stoppen der Messung der Zeit durch den Zeitgeber oder das Abzählen des Verarbeitungszyklus iTP zu dem Zeitpunkt, zu dem die Entscheidungsverarbeitung in Schritt b12 zu dem Ergebnis JA (J) führt, und nacheinander Speichern in dem nichtflüchtigen Speicher 17 zum Aktualisieren des Werts der für die Druckerzeugung erforderlichen Zeit, die auf der Grundlage der Zeit, die mittels des Zeitgebers oder des Werts der Abzählung der Verarbeitungszyklen (iTP) berechnet wurde, durchgeführt werdenn Ferner könnte für ein konstantes Speichern einer vorbestimmten Anzahl der aktuell gemessenen Werte der für die Druckerzeugung erforderlichen Zeit für die zuletzt ausgeführten Schweißvorgänge eine gewöhnliche Rechneranwendungstechnik die Ausführung der "Druckerzeugungsbefehlsausgabe-Verarbeitung", wie sie in Fig 4 gezeigt ist, durch Berechnen des Mittelwerts der für die Druckerzeugung erforderlichen Zeit jedesmal dann, wenn ein Schweißvorgang ausgeführt wird, ermöglichen.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines Punktschweißroboters, das Schritte umfaßt zum

(a) Vorsehen für eine Robotersteuerungseinrichtung eines Werts der Zeit, die verstrichen ist, bis die Robotersteuerungseinrichtung ein Druckerzeugungsbeendigungssignal von einer Punktschweißpistole empfängt, nachdem die Robotersteuerungseinrichtung einen Druckerzeugungsbefehl ausgegeben hat,

(b) Einstellen und Speichern des Werts der verstrichenen Zeit in einem Speicher der Robotersteuerungseinrichtung als eine Zeit, die erforderlich ist, um die Punktschweißpistole unter Druck zu setzen,

(c) Berechnen einer Bewegungszeit, die für das Beendigen der Positionierung des Roboters nach dessen Start im Falle einer Robotersteuerung mittels der Robotersteuerungseinrichtung zum Ausführen einer Punktschweissung durch die unter (a) genannte Punktschweißpistole erforderlich ist,

gekennzeichnet durch

ein Vorsehen des Werts der verstrichenen Zeit durch Messung derselben mittels der Robotersteuerungseinrichtung,

(d) ein Vergleichen der Zeit, die für das Unterdrucksetzen erforderlich ist, mit der Bewegungszeit,

(e) ein Veranlassen der Robotersteuerungseinrichtung, einen Befehl zum Unterdrucksetzen der Punktschweißpistole an diese gleichzeitig mit der Ausgabe eines Roboterpositionierungsbefehls auszugeben, wenn die Zeit, welche für das Unterdrucksetzen erforderlich ist, gleich oder größer als die Bewegungszeit ist, oder

(f) ein Veranlassen der Robotersteuerungseinrichtung, den Befehl zum Unterdrucksetzen der Punktschweißpistole an diese zu dem Zeitpunkt auszugeben, wenn eine Zeit, welche durch Subtrahieren der verstrichenen Zeit von der Bewegungszeit gewonnen wird, nach der Ausgabe eines Positionierungsbefehls an den Roboter durch die Robotersteuerungseinrichtung verstrichen ist, wenn die Zeit, welche für das Unterdrucksetzen erforderlich ist, kleiner als die Bewegungszeit ist.

2. Verfahren zur Steuerung eines Punktschweißroboters nach Anspruch 1, das ferner Schritte umfaßt zum

Ausführen einer Vielzahl von Malen der Messung der verstrichenen Zeit gemäß Schritt (a) für dieselbe Punktschweißpistole,

Auffinden eines Mittelwerts der tatsächlich gemessenen Werte und

Speichern des Mittelwerts in dem Speicher gemäß Schritt (b) als eine Zeit, die für das Unterdrucksetzen der Punktschweißpistole erforderlich ist.

3. Verfahren zur Steuerung eines Punktschweißroboters nach Anspruch 1, bei dem

die für das Unterdrucksetzen erforderliche Zeit, welche in dem Speicher der Robotersteuerungseinrichtung gemäß Schritt (b) zu speichern ist, die Anzahl von Verarbeitungsperioden ist, welche durch Dividieren des Bewegungsbefehls an den Roboter durch vorbestimmte Verarbeitungszyklen gewonnen wird.