專利名稱：電弧焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將機(jī)器人、焊接電源和電弧傳感器控制裝置組合在一起形成的焊接機(jī)器人系統(tǒng)的電弧焊接裝置等焊接裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有例1的技術(shù)，是披露于(日本)特開平9-85443號公報中的將教示重放式機(jī)器人的機(jī)器人控制裝置和焊接電源的控制部組合而成的電弧焊接裝置，在焊接電流指令信號和焊接電壓指令信號作為模擬電壓信號向機(jī)器人控制裝置發(fā)出指令，并由焊接電源將輸入的各模擬指令信號變換為數(shù)字量后，求出焊接電流指令值和焊接電壓指令值，將其取入到焊接條件控制部，進(jìn)行電弧焊接裝置的控制。
其次，現(xiàn)有例2的技術(shù)如特開2000-117435號公報所述的那樣，如圖16所示，是將教示重放式機(jī)器人的機(jī)器人控制裝置本體和焊接電源的控制部組合而成的焊接裝置，機(jī)器人控制裝置本體和焊接電源的控制部都為數(shù)字控制方式。而且，都有數(shù)字通信控制部，通過通信控制部，根據(jù)數(shù)字量從機(jī)器人控制裝置本體向焊接電源的控制部傳送包含焊接電流指令值的焊接條件指令。
此外，現(xiàn)有例3的技術(shù)公開在特開平10-58157號公報中，如圖17所示，該技術(shù)使用系統(tǒng)總線221。在現(xiàn)有例3中，流過未圖示的點(diǎn)焊電極的焊接電流受控于焊接電流控制器228。而焊接電流控制器228和加壓控制器227通過系統(tǒng)總線221由機(jī)器人CPU220同步控制。
而且，機(jī)器人CPU220根據(jù)存儲在存儲器中的焊接條件數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，以使加壓和焊接電流以多個階段同步變化。
下面，說明現(xiàn)有例4。如圖18所示，現(xiàn)有例4使用了電弧焊接傳感器，分別獨(dú)立進(jìn)行電弧焊接傳感器中的通信、以及焊接電源中與焊接條件控制部的通信。
但是，在現(xiàn)有例1中，控制系統(tǒng)是以微型計算機(jī)為主體的數(shù)字電路，在與上述那樣的焊接電源的接口中，從機(jī)器人側(cè)根據(jù)各輸出特性曲線，將數(shù)字量的焊接電流·焊接電壓指令值進(jìn)行向模擬指令的數(shù)字/模擬變換(D/A變換)并傳送，在焊接電源側(cè)將各個模擬電壓進(jìn)行模擬/數(shù)字變換(A/D變換)，再次根據(jù)各輸出特性曲線變換為數(shù)字量，并實施焊接控制。
這樣，盡管相互的控制系統(tǒng)為數(shù)字電路，但由于要通過模擬電路，因而產(chǎn)生變換誤差，存在機(jī)器人側(cè)發(fā)送的焊接電流指令值·焊接電壓指令值和焊接電源側(cè)接收的上述焊接電流指令值·焊接電壓指令值不相等的問題。此外，還存在受到因環(huán)境變化(特別是溫度)和時間性變化造成的模擬系統(tǒng)的偏差影響的問題。
相反，現(xiàn)有例2謀求解決現(xiàn)有例1的模擬接口的問題，機(jī)器人控制裝置本體和焊接電源的控制部具有以下結(jié)構(gòu)各自為數(shù)字控制方式，并且有各自的數(shù)字通信控制部，通過通信控制部，根據(jù)數(shù)字量以串行通信方式進(jìn)行從機(jī)器人控制裝置本體向焊接電源的控制部的焊接條件指令的傳送。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，相對于現(xiàn)有例1的70～80毫秒的模擬變換時間，現(xiàn)有例2具有將串行通信時間減小到9～10毫秒的優(yōu)點(diǎn)。
但是，在現(xiàn)有例2的方法中，進(jìn)行焊接時，往往會因焊接開始等作業(yè)而花費(fèi)時間。例如，如圖9A所示的順序那樣，在電弧焊接開始時實施焊接開始指令(電弧接通順序)，而且如圖9B所示的順序那樣，在電弧焊接結(jié)束時至少必須實施焊接結(jié)束指令(電弧斷開順序)。
而且，如果焊接控制部的焊接控制本身忙，在這些處理時將很多信息量在機(jī)器人控制裝置本體和焊接電源的控制部之間交換，則很容易在焊接作業(yè)上引起故障。
為了避免這樣的問題，從到達(dá)焊接開始點(diǎn)或焊接結(jié)束點(diǎn)的稍靠前側(cè)開始執(zhí)行一系列的焊接開始指令或焊接結(jié)束指令。但是，該方法是將基于時間的定時作為觸發(fā)的控制，所以如果定時偏移，則有時使電弧焊接起動失敗。
由于要在焊條粘附在工件中的狀態(tài)下直接使機(jī)器人本體移動到教示點(diǎn)，所以有損傷焊槍的情況。而且，如果在該焊接系統(tǒng)中附加用于電弧傳感器等控制部與機(jī)器人控制部的信息傳送的串行通信，則有損失實時性的危險。
此外，如果僅提高串行通信速度，則常常發(fā)生焊接環(huán)境下的TIG高頻噪聲造成的通信失敗，還存在產(chǎn)生再通信造成的延遲問題。
而根據(jù)現(xiàn)有例3，加壓控制器和控制流過點(diǎn)焊電極的焊接電流的焊接電流控制器與焊接條件數(shù)據(jù)庫一起都被總線連接，所以可以通過機(jī)器人CPU以最短的信息傳送路徑進(jìn)行容易、高速并且可靠的控制，而不必調(diào)整傳送過程等復(fù)雜的定時等。
但是，在現(xiàn)有例3中，只不過以焊接時的焊接經(jīng)過時間和連接時間為界，以時間作為觸發(fā)來進(jìn)行焊接電流和加壓的切換控制。即，僅通過從機(jī)器人CPU的總線直接讀取作為焊接輸出特性曲線的焊接條件數(shù)據(jù)庫，將來自焊接機(jī)的焊接電流信息和加載單元等產(chǎn)生的實際加壓信息、激光傳感器等得到的焊嘴前端位置的反饋信息取入到機(jī)器人CPU中，使實際加壓和焊接電流實時地同步，由此來實現(xiàn)符合工件狀況的最佳的自適應(yīng)控制，但并非在電弧焊接作業(yè)那樣的具有某一程度的焊接長度的整個焊接路徑中實現(xiàn)最佳的自適應(yīng)控制。
在配有現(xiàn)有例4的電弧焊接傳感器的裝置中，為了檢測作為電弧焊接傳感器所需要的實際焊接電流·電壓，將電流檢測器和焊接電壓檢測電阻器進(jìn)行電路式連接，而在焊接電源內(nèi)存在同樣的檢測器，用于進(jìn)行檢測焊接控制的實際焊接電流·電壓。
因此，將焊接電源內(nèi)的泄漏電阻和內(nèi)置于電弧焊接傳感器中的焊接電壓檢測電阻器并聯(lián)連接在焊接電源的+輸出端子和-輸出端子間，所以會使焊接電壓的電壓下降，或?qū)⒑附与娫磧?nèi)的DCCT(霍爾元件)和內(nèi)置于電弧焊接傳感器中的電流檢測器相對于焊接電源的+輸出端子相互串聯(lián)連接，使阻抗增加，所以特別是在急劇的焊接電流變化時，檢測電流值會偏離實際的電流值。
此外，串行通信線路中的信息通信速度在抗噪聲性和實時性上有很大的限制，所以不能十分精細(xì)地進(jìn)行焊接作業(yè)中的電弧傳感器控制。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種電弧焊接裝置，包括機(jī)器人控制裝置和焊接電源，其中，將機(jī)器人控制裝置和焊接電源以地址/數(shù)據(jù)總線(以下稱為總線)連接，將焊接作業(yè)中所需的焊接條件、包含焊接作業(yè)中的焊接電流和焊接電壓的至少其中之一的實際焊接條件的至少其中之一通過總線以并行方式在機(jī)器人控制裝置和焊接電源之間進(jìn)行數(shù)字通信。


圖1是表示本發(fā)明實施方式1的圖。
圖2是表示本發(fā)明實施方式2的圖。
圖3是表示本發(fā)明實施方式3的圖。
圖4是表示一焊接工程的示意立體圖。
圖5是懸掛式教示操作盒的外形圖。
圖6是總線連接的總線插槽的圖。
圖7是被總線連接的焊接控制單元的圖。
圖8是被總線連接的電弧傳感器控制單元的圖。
圖9A是表示焊接開始指令(電弧導(dǎo)通順序)的圖。
圖9B是表示焊接結(jié)束指令(電弧斷開順序)的圖。
圖10A是表示實際焊接電流·電壓值的12位AD數(shù)據(jù)換算的圖。
圖10B是表示實際焊接電流·電壓值檢測時的12位焊條位置數(shù)據(jù)的圖。
圖10C是表示AD數(shù)據(jù)格式的圖。
圖11是表示通信數(shù)據(jù)格式的圖。
圖12是表示對電弧傳感器控制單元進(jìn)行參數(shù)設(shè)定的一例的圖。
圖13A是說明模擬電弧傳感器原理的圖。
圖13B是表示電弧旋轉(zhuǎn)位置的圖。
圖13C是表示焊槍方向的圖。
圖14是將電磁屏蔽的焊接輸出單元作為單獨(dú)裝置的圖。
圖15是將電磁屏蔽的焊接輸出單元和各控制單元一體化的圖。
圖16是表示現(xiàn)有例2的圖。
圖17是表示現(xiàn)有例3的圖。
圖18是表示現(xiàn)有例4的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
(實施方式1)圖1是表示將機(jī)器人控制單元1和焊接控制單元3進(jìn)行并行總線連接的實施方式1的圖。在圖1中，實施方式1由機(jī)器人控制單元1、懸掛式教示操作盒(以下稱為TP)2、焊接控制單元3、焊接輸出單元4、機(jī)器人本體6、焊槍7、母材8、工件9、RAM11、CPU單元13和30、懸掛式教示操作盒接口(以下稱為TP用I/F)14、各個焊接電流和焊接電壓使用的A/D變換器34和35構(gòu)成，具有通信線控制線L1、控制線L2、+輸出L3、-輸出L4。
此外，實施方式1有驅(qū)動器41、例如DCCT(霍爾元件)那樣的電流檢測器(以下稱為電流檢測器)42、例如使用泄漏電阻的電壓檢測器(以下稱為電壓檢測器)43、消耗性電極(以下稱為焊條)60。
在圖5中，示出‘焊接登錄’鍵28、‘焊接結(jié)束’鍵29。
機(jī)器人控制單元1的CPU單元13通過并行總線直接連接焊接控制單元3的CPU單元30。TP2用通信控制線L1通過TP用I/F14連接到CPU單元13，CPU單元13連接到RAM11。而且，機(jī)器人控制單元1與機(jī)器人本體6連接。
另一方面，焊接控制單元3的CPU單元30與RAM31、A/D變換器34和35相連接，讀取A/D變換器34和35的輸出。焊接控制單元3用控制線L2與焊接輸出單元4連接。再有，A/D變換器34、35將焊接輸出單元4中配有的電流檢測器42、電壓檢測器43檢測出的電流和電壓進(jìn)行A/D變換并輸出。
而且，焊接輸出單元4有驅(qū)動器41，用+輸出L3連接到焊條60，用-輸出L4連接到母材8。此外，焊接輸出單元4在+輸出L3上有電流檢測器42，在+輸出L3和-輸出L4間配有電壓檢測器43。
機(jī)器人本體6配有焊槍7，將焊條60供給焊槍7，工件9通過母材8與焊接輸出單元4的-輸出L4相連接。然后，將焊條60作為電極，進(jìn)行固定于母材8上的工件9的焊接。
再有，TP2有在圖5的懸掛式教示操作盒的外形圖中所示的結(jié)構(gòu)，配有存儲鍵，可存儲教示的程序。
下面說明具有以上結(jié)構(gòu)的電弧焊接裝置的作用。
首先，說明對程序進(jìn)行教示的操作的作用。首先，為了將要進(jìn)行的工作教示給機(jī)器人本體6，操作者操作TP2，一邊直接觀察配置于機(jī)器人本體6的控制基準(zhǔn)點(diǎn)的焊槍7，一邊微細(xì)地移動機(jī)器人本體6，按要進(jìn)行的工作順序來認(rèn)真教示機(jī)器人。
首先，將被焊接物工件9固定到母材8上，操作TP2來教示焊槍7的焊接開始點(diǎn)。具體地說，使用圖4的表示一焊接工程的示意立體圖來說明。如圖4所示，使焊槍7向焊接開始點(diǎn)a點(diǎn)移動，如果教示位置數(shù)據(jù)和該點(diǎn)是焊接開始點(diǎn)，則登錄焊接條件指令(圖4的情況下，焊接電流指令值為200A、焊接電壓指令值為24.0V)、以及圖9A所示的用于實施焊接開始指令(電弧導(dǎo)通順序)的命令。該命令登錄可通過圖5所示的TP2上的‘焊接登錄’鍵28以單鍵登錄形式進(jìn)行。
接著，使焊槍7向焊接結(jié)束點(diǎn)即圖4的b點(diǎn)移動，將教示位置數(shù)據(jù)和該點(diǎn)是焊接結(jié)束點(diǎn)的信息、火口焊接條件指令(圖4的情況下，焊接電流指令值為160A、焊接電壓指令值為21.5V)、以及圖9B所示的用于實施焊接結(jié)束指令(電弧斷開順序)的命令進(jìn)行登錄。該命令登錄可通過圖5所示的TP2上的‘焊接結(jié)束’鍵29以單鍵登錄形式進(jìn)行。以上說明了對程序進(jìn)行教示操作的作用。
這些教示的程序作為數(shù)據(jù)通過TP用I/F14和并行總線由CPU單元13進(jìn)行處理并存儲到圖1的RAM11中，并且根據(jù)該教示的程序，使圖1的焊接系統(tǒng)自動運(yùn)轉(zhuǎn)。
下面，說明根據(jù)教示的程序進(jìn)行的焊接運(yùn)轉(zhuǎn)。即，機(jī)器人本體6根據(jù)教示的程序，使焊槍7到達(dá)工件9的規(guī)定焊接開始位置、即圖4的a點(diǎn)后，機(jī)器人控制單元1通過并行總線向焊接控制單元3以并行數(shù)據(jù)方式立即值傳送預(yù)先存儲的焊接條件(圖4的情況下，焊接電流指令值為200A、焊接電壓指令值為24.0V)。然后，執(zhí)行圖9A所示的焊接開始指令(電弧導(dǎo)通順序)，在顯示回信的電弧傳感器與焊接控制單元3通信后，使焊槍7根據(jù)工件9的規(guī)定焊接路徑以規(guī)定的焊接速度實施電弧焊接。
下面，說明焊接控制的作用。
焊接控制單元3的CPU單元30利用未圖示的控制電路通過控制線L2，將焊接開始的指令傳送到焊接輸出單元4。焊接輸出單元4接受該指令后，驅(qū)動在焊接輸出單元4上配置的驅(qū)動器41，產(chǎn)生焊接能量，從+輸出L3向焊條60傳遞，由焊條供給裝置(未圖示)將焊條60供給到焊槍7。
然后，如果焊條60與工件9接觸，則基于200A、24.0V左右的電能從焊條前端向工件流動，使焊條60和工件9的一部分金屬開始熔化。這是電弧焊接的開始。該電弧焊接開始后，焊接控制單元3通過并行總線向機(jī)器人控制單元1進(jìn)行電弧傳感器命令的通信。在接受該電弧傳感器命令后，機(jī)器人控制單元1根據(jù)預(yù)先存儲的教示數(shù)據(jù)，使機(jī)器人本體6以規(guī)定的焊接作業(yè)速度開始移動，使焊槍7沿工件9的規(guī)定焊接路徑實施焊接。
而且，在該焊接中，焊接控制單元3為進(jìn)行基于焊接條件的焊接控制，分別通過A/D變換器34和35，獲得將焊接輸出單元4中配置的電流檢測器42和電壓檢測器43檢測出的電流和電壓變換成實際焊接電流值和實際焊接電壓值的數(shù)字值。將獲得的數(shù)據(jù)存儲在RAM31中，每隔采樣時間進(jìn)行平均，從而進(jìn)行焊接控制。
而在焊槍7到達(dá)焊接結(jié)束點(diǎn)即圖4的b點(diǎn)后，機(jī)器人控制單元1將教示的火口焊接條件(圖4的情況下，焊接電流指令值為160A、焊接電壓指令值為21.5V)以立即值的二進(jìn)制數(shù)據(jù)發(fā)送到焊接控制單元3。該發(fā)送通過并行總線以并行發(fā)送方式進(jìn)行。接著，發(fā)送并執(zhí)行圖9B的焊接結(jié)束指令(電弧斷開順序)。此時，進(jìn)行公知的棒狀檢查，如果焊條60對工件9的熔接已完成，則向下個教示點(diǎn)移動。
以上說明了根據(jù)教示的程序進(jìn)行的焊接運(yùn)轉(zhuǎn)。
下面，對于實施方式1，還使用圖11進(jìn)行附加說明，說明數(shù)據(jù)傳送和通信命令的數(shù)據(jù)格式。圖11是表示通信數(shù)據(jù)格式的圖。
如上所述，在焊槍7到達(dá)教示的焊接開始點(diǎn)后，機(jī)器人控制單元1使機(jī)器人本體6停止，將焊接條件通過并行總線以立即值的二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳送到焊接控制單元3。數(shù)字電路單元CPU單元30以立即值方式接受該焊接條件。有關(guān)此時的詳細(xì)的通信協(xié)議規(guī)格的說明被省略了，但連接到并行總線的各控制單元是以下結(jié)構(gòu)在按存儲映射i/o被分配中，通過將規(guī)定的地址進(jìn)行置位，可以選擇期望的控制單元。
這里，使用圖11來說明通信命令的數(shù)據(jù)格式。即，焊接電流指令值將高位D15～D8中通信命令代碼字符a(41h)和低位D7～D0中作為附帶于命令中的數(shù)據(jù)的焊接電流指令值低位(至255)按二進(jìn)制數(shù)據(jù)來傳送，同樣將高位D15～D8中通信命令代碼字符b(42h)和低位D7～D0中作為附帶于命令中的數(shù)據(jù)的焊接電流指令值高位(256以上)作為成對的數(shù)據(jù)來傳送。
焊接電壓指令值將高位D15～D8中通信命令代碼字符c(43h)和低位D7～D0中附帶于命令中的作為數(shù)據(jù)的焊接電壓指令值低位(至255)、以及高位D15～D8中通信命令代碼字符d(44h)和低位D7～D0中附帶于命令中的作為數(shù)據(jù)的焊接電壓指令值高位(256以上)作為成對的數(shù)據(jù)來傳送。
接著，將高位D15～D8中通信命令代碼字符e(45h)和低位D7～D0中作為附帶于命令中的數(shù)據(jù)的焊接作業(yè)速度(至255)作為數(shù)據(jù)來傳送。
如以上那樣，使焊接電流·電壓指令值、焊接作業(yè)速度分別從機(jī)器人控制單元1數(shù)據(jù)發(fā)送到焊接控制單元3。這里，焊接電壓指令進(jìn)行10倍指令值的發(fā)送，焊接作業(yè)速度進(jìn)行100倍教示速度的發(fā)送，在接收端(焊接控制單元)分別進(jìn)行1/10、1/100倍的處理。
下面對圖1附加詳細(xì)的說明。按高位D15～D8中通信命令字符代碼a(41h)和低位D7～D0中作為附帶于命令中的數(shù)據(jù)的C8h的16位數(shù)據(jù)與高位D15～D8中通信命令字符代碼b(42h)和低位D7～D0中作為附帶于命令中的數(shù)據(jù)的00h的16位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)對，從機(jī)器人控制單元1向焊接控制單元3發(fā)送預(yù)先存儲的作為焊接條件的200A的焊接電流指令值。而按高位D15～D8中通信命令字符代碼c(43h)和低位D7～D0中作為附帶于命令中的數(shù)據(jù)的F0h的16位數(shù)據(jù)與高位D15～D8中通信命令字符代碼d(44h)和低位D7～D0中作為附帶于命令中的數(shù)據(jù)的00h的16位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)對，并行發(fā)送24.0V的焊接電壓指令值。然后，如果還發(fā)送實質(zhì)上僅有命令代碼的焊接開始命令等的焊接開始指令(電弧導(dǎo)通順序)，則焊接控制單元3的CPU單元30利用未圖示的控制電路通過控制線L2，將焊接開始的指令傳送到焊接輸出單元4。
以上說明了數(shù)據(jù)傳送和通信命令的數(shù)據(jù)格式。
這樣，在實施方式1的電弧焊接機(jī)器人系統(tǒng)的電弧焊接裝置中，機(jī)器人控制單元1內(nèi)和焊接控制單元3內(nèi)的控制系統(tǒng)都是以微型計算機(jī)為主體的數(shù)字電路，在設(shè)置于機(jī)器人本體6上的焊槍7到達(dá)焊接開始點(diǎn)時，將向焊接控制單元發(fā)出指令的教示重放式的電弧焊接裝置的機(jī)器人控制單元1側(cè)和焊接控制單元3側(cè)進(jìn)行并行總線連接，使焊接條件(焊接電流值·焊接電壓值)成為可以按數(shù)字量并行發(fā)送的指令。
同樣，在焊槍7到達(dá)焊接結(jié)束點(diǎn)時，使火口焊接條件(焊接電流值·焊接電壓值)成為可以按數(shù)字量并行發(fā)送的指令。
再有，作為具體產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，在機(jī)器人控制單元1中配有圖6所示的機(jī)架固定方式的帶有多個總線插座的母板，可在其任何一個總線插座中插入連接圖7所示的焊接控制單元。
根據(jù)以上說明的結(jié)構(gòu)和作用，在實施方式1中，沒有因通過模擬電路而包含變換誤差的問題，也沒有受到因環(huán)境變化(特別是溫度)和時間性變化而產(chǎn)生的偏差影響的問題。
而且，實施方式1與現(xiàn)有例1的70～80毫秒的模擬變換時間相比、與現(xiàn)有例2的9～10毫秒的串行通信時間相比，到達(dá)非常小的0.5毫秒以下，所以可以提供從機(jī)器人控制單元1側(cè)向焊接控制單元3側(cè)的信息傳送迅速、能夠?qū)嵤┟艚莸暮附涌刂频碾娀『附訖C(jī)器人系統(tǒng)。因此，不需要從到達(dá)焊接開始點(diǎn)和焊接結(jié)束點(diǎn)稍靠前側(cè)來執(zhí)行一連串的焊接開始指令(電弧導(dǎo)通順序)和焊接結(jié)束指令(電弧斷開順序)，可以確?？煽康暮附幼鳂I(yè)結(jié)果并且縮短生產(chǎn)節(jié)拍時間，而不需要多余的準(zhǔn)備開動的控制。
(實施方式2)下面，說明實施方式2的附加了電弧焊接傳感器的焊接機(jī)器人系統(tǒng)。
在圖2中，相對于實施方式1，實施方式2還包括電弧傳感器控制單元5、CPU單元50、ROM51、RAM52、放大器53、12位UP/DOWN計數(shù)器54、電弧傳感器93、控制線I、信號線II。對在實施方式1的說明中論述過的與圖1相同的結(jié)構(gòu)附以相同標(biāo)號并省略重復(fù)的說明。
而且，電弧傳感器控制單元5的CPU單元50與機(jī)器人控制單元1的CPU單元13、焊接控制單元3的CPU單元30和A/D變換器34、35進(jìn)行并行總線連接。此外，在機(jī)器人本體6的焊槍7中設(shè)置電弧傳感器93，通過控制線I，連接到放大器53。而且，放大器53通過信號線II與A/D變換器34、35相連接。
再有，有關(guān)機(jī)器人控制單元1和機(jī)器人本體6及焊接控制單元3的連接、機(jī)器人的編程教示方法、自動運(yùn)轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)格式的說明與實施方式1中的說明相同，所以省略重復(fù)的說明。
這里，在使用圖2說明使用了電弧傳感器的實施方式2之前，用圖13A、圖13B、圖13C來說明電弧傳感器的控制方法。即，電弧傳感器利用焊接電弧和焊接電源的特性，在電弧焊接作業(yè)中，將電弧產(chǎn)生點(diǎn)和焊接行進(jìn)線的‘偏移’(圖13C的X軸方向)、工件和電弧產(chǎn)生點(diǎn)的(圖13C的Y軸方向)變化作為實際焊接電流值·電壓值等的變化來檢測。要補(bǔ)充的是，作為電弧傳感器的機(jī)構(gòu)，有使機(jī)器人本體前端以幾Hz振動的交叉焊接方式，以及通過在焊槍內(nèi)包括使焊條旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)而使焊條在幾十Hz范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的焊條旋轉(zhuǎn)方式。
而且，需要繼續(xù)說明的是，電弧傳感器將焊縫內(nèi)通過電弧振動產(chǎn)生的焊接電流的變化、即圖13A的陰影線所示區(qū)域SL和SR的差信號作為傳感器信號來檢測，進(jìn)行機(jī)器人焊接作業(yè)軌跡修正，實現(xiàn)焊接線模擬。即，通過進(jìn)行控制，使面積SL和SR相等，從而使ΔX接近0(圖13A的虛線表示的焊接電流的曲線)。
在整個焊接作業(yè)期間，在ΔX為0時，獲得圖13B所示的焊縫，在圖13C所示的角部焊接作業(yè)時，焊接行進(jìn)線的中心路徑追尋工件角部的棱線。根據(jù)該原理，電弧傳感器固定地維持與焊接行進(jìn)線的偏移、工件和焊槍間距離。
再有，焊條旋轉(zhuǎn)式的電弧傳感器通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來進(jìn)行焊條的搖動，所以與交叉焊接方式的電弧傳感器相比，所述差信號的檢測次數(shù)為10倍左右的檢測次數(shù)，可以實現(xiàn)高精度的焊接線模擬。
此外，即使是TIG焊接那樣的電極不熔融的焊接方法，工件和焊槍間距離的變化仍然表現(xiàn)為電弧長度的變化，這種情況下也可以將工件和焊槍間距離的變化作為電弧電壓的變化來檢測，所以可使TIG焊接用電弧傳感器實用化。
這里，使用圖2，以上述說明的焊條旋轉(zhuǎn)式電弧傳感器的實施例來說明實施方式2。
作為使焊條60旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，在電弧傳感器93中，按減速比為1/5配置200脈沖/旋轉(zhuǎn)的脈沖編碼器板直接連接到電機(jī)軸的電機(jī)。通過連接到該電機(jī)編碼器的控制線ア，將電機(jī)編碼器的脈沖串輸入到放大器53。該脈沖串由放大器53的未圖示的內(nèi)部電路進(jìn)行4倍增處理，并且進(jìn)行對CW/CCW不同方向的判別處理，CW/CCW不同方向判別處理過的4倍增的脈沖串分別成為12位UP/DOWN計數(shù)器54的UP/DOWN輸入信號。
通過該處理，焊條旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生4000個脈沖的編碼器脈沖數(shù)。這里，電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周中僅產(chǎn)生一個脈沖的被稱為Z脈沖的基準(zhǔn)脈沖在焊條旋轉(zhuǎn)一周時產(chǎn)生5次。
預(yù)先進(jìn)行焊接開始的教示時，在電弧焊接開始時進(jìn)行教示，使焊條的開始位置處于圖13B所示的Cf的位置，在該教示時，電弧傳感器控制單元將從Cf的焊條旋轉(zhuǎn)開始位置至最初的Z脈沖產(chǎn)生的脈沖數(shù)作為偏差值存儲在RAM52中。然后，將該偏差值用作識別焊條的原點(diǎn)位置(Cf的位置)。
使圖2的焊接系統(tǒng)自動運(yùn)轉(zhuǎn)，焊槍7到達(dá)工件9的規(guī)定焊接開始位置即圖4的a點(diǎn)后，機(jī)器人控制單元1通過并行總線向焊接控制單元3施加預(yù)先存儲的焊接條件(圖4的情況下，焊接電流指令值為200A，焊接電壓指令值為24.0V)，用實施方式1的方法以立即值向焊接控制單元發(fā)送機(jī)器人保持焊接路徑的焊槍7的焊條60的前端(電弧產(chǎn)生點(diǎn))移動的速度(圖4的情況下，焊接作業(yè)速度為0.8m/分)。接著，對應(yīng)于焊接開始指令的電弧傳感器從焊接控制單元3返回信息后，機(jī)器人控制單元1通過并行總線向電弧傳感器控制單元5發(fā)出電弧傳感器控制開始指令。
然后，電弧傳感器控制單元5的CPU單元50根據(jù)ROM51的算法，對放大器53進(jìn)行控制，對通過控制線ア連接的電弧傳感器93進(jìn)行控制。即，電弧傳感器93上配置的電機(jī)使焊條60旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。進(jìn)行該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的電機(jī)包括脈沖編碼器，使焊條在幾十Hz范圍等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。一邊進(jìn)行該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，一邊根據(jù)工件9的規(guī)定焊接路徑，以預(yù)先存儲的上述作業(yè)速度使焊槍單元7實施電弧焊接。
這里，說明使用UP/DOWN計數(shù)器的電弧傳感器的控制方法。在電弧傳感器控制單元5內(nèi)的放大器單元53中，構(gòu)成對電弧傳感器93上配置的電機(jī)的旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行計數(shù)的12位UP/DOWN計數(shù)器54，此外，在RAM52的存儲器內(nèi)構(gòu)成用于識別焊條旋轉(zhuǎn)量內(nèi)的位置的相對于焊條旋轉(zhuǎn)的絕對值計數(shù)器。如圖10B所示，該絕對值計數(shù)器獲得從0至4000個脈沖(360度)的值，計數(shù)值在4000個脈沖時被復(fù)位到0。
然后，在電弧起動后，使用該12位UP/DOWN計數(shù)器54，根據(jù)CW脈沖(圖13B的箭頭的方向)進(jìn)行UP計數(shù)，根據(jù)CCW脈沖(與圖13B的箭頭相反的方向)，進(jìn)行DOWN計數(shù)，如果檢測出最初的Z脈沖，則將所述的偏差值作為所述UP/DOWN計數(shù)器的值，CPU單元50根據(jù)ROM51中存儲的算法將其寫入。
然后，根據(jù)ROM51中存儲的算法，在實施方式2中，CPU單元50每隔規(guī)定的采樣周期，從圖13B的Cf位置對編碼器脈沖數(shù)進(jìn)行計數(shù)，并以125個脈沖(11.25度)作為采樣周期，將每隔所述125個脈沖的脈沖計數(shù)輸出作為觸發(fā)器，通過信號線イ，將變換開始輸出輸入到配置在焊接控制單元3內(nèi)的兩個A/D變換器34、35。
這樣，在圖2中，通過DCCT(霍爾元件)42和A/D變換器34可獲得實際焊接電流值，通過泄漏電阻43和A/D變換器35可獲得實際焊接電壓值。
電弧傳感器控制單元5以32分頻信號(125脈沖/rev)對實際焊接電流·電壓進(jìn)行A/D變換。即，對于焊條旋轉(zhuǎn)360°的一周，每隔11.25°的旋轉(zhuǎn)角度，進(jìn)行A/D變換。A/D變換值如圖10A所示，在未圖示的電路中，各自12位A/D變換器以10V對應(yīng)于500A的焊接電流、以10V對應(yīng)于50V的焊接電壓，所以在實際焊接電流值·電壓值分別為200A、24V時，各個A/D變換數(shù)據(jù)變?yōu)樗^的334Hex(820(10))、3D8Hex(984(10))的值。
每隔CW/CCW脈沖的32分頻信號就實施這樣的A/D變換。在通過輸出控制模塊(未圖示)對這些數(shù)據(jù)信息結(jié)束A/D變換時，按焊條位置數(shù)據(jù)(絕對值計數(shù)器值)、實際焊接電流值和實際焊接電壓值的順序，使這三個數(shù)據(jù)為一對，以圖10C所示的數(shù)據(jù)格式通過并行總線從控制單元5輸出到機(jī)器人控制單元1。這里，在實施電弧傳感器控制中，電弧點(diǎn)在圖13B的Cr位置時，即焊條位置為180度(2000個脈沖)、實際焊接電流值·電壓值分別為200A、24V時，以上述圖10C所示的數(shù)據(jù)格式發(fā)送的一對三個數(shù)據(jù)依次為27D0Hex(37D0Hex也可以)、0334Hex、13D8Hex。這樣，在實施方式2中，通過并行總線，將其每隔規(guī)定的采樣周期發(fā)送到機(jī)器人控制單元1。
然后，機(jī)器人控制單元1根據(jù)所述三個數(shù)據(jù)，以每隔11.25°的焊條位置的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來形成圖13A所示的焊接電流或焊接電壓的曲線圖。即，根據(jù)圖13A所示的每隔90°的Cf→R→Cr→L→Cf→…的點(diǎn)，使用圖13A中虛線所示的焊接作業(yè)路徑中沒有偏移情況下的理想焊接電流波形和由上述采樣數(shù)據(jù)形成的圖13A中實線所示的實際電流波形這兩個波形，將焊接電流值的變化、即圖13A中陰影所示的區(qū)域SL和SR的差信號作為傳感器信號來計算處理。
根據(jù)該過程，通過控制圖13C所示的焊條旋轉(zhuǎn)中心行進(jìn)的軌跡、即焊接線(圖13B所示的從Cf向Cr的方向)，沿著圖13C所示的角部焊接部的工件棱線使ΔX變?yōu)?，從而機(jī)器人控制單元1對安裝在機(jī)器人本體前端上的焊槍的TCP(TOOL CENTER POINT)實時地進(jìn)行軌跡校正。
然后，如果焊槍7到達(dá)焊接結(jié)束點(diǎn)即圖4的b點(diǎn)，則機(jī)器人控制單元1通過并行總線向電弧傳感器控制單元5發(fā)出電弧傳感器控制結(jié)束指令。接收到電弧傳感器控制結(jié)束指令后，電弧傳感器控制單元5用放大器53使焊條位置停止在圖13的Cf位置。在與該電弧傳感器控制單元的動作并行處理中，機(jī)器人控制單元1向焊接控制單元3發(fā)送預(yù)先存儲的某一火口焊接條件(圖2的情況下，焊接電流指令值為160A，焊接電壓指令值為21.5V)，使機(jī)器人停止，隨著執(zhí)行焊口處理，執(zhí)行焊接結(jié)束指令，然后，實施公知的棒狀檢查，如果結(jié)束焊條60對工件9的熔接，則使機(jī)器人本體6向下個教示點(diǎn)移動。
這樣，在實施方式2中，檢測包含焊接作業(yè)中的焊接電流或焊接電壓的實際焊接條件，實施焊接路徑或焊接條件指令的校正的電弧傳感器控制單元也連接到系統(tǒng)的共用并行總線，從而將焊接作業(yè)中所需的焊接路徑的校正或焊接條件指令或?qū)嶋H焊接條件傳送通過并行總線以并行方式進(jìn)行數(shù)字通信。
這里，假設(shè)電弧傳感器控制中的焊條旋轉(zhuǎn)速度為50Hz，則焊條旋轉(zhuǎn)周期為20毫秒，將該期間以32分頻信號(125脈沖/rev)進(jìn)行處理，所以采樣間隔為0.625毫秒，將焊條位置數(shù)據(jù)(絕對值計數(shù)器值)、實際焊接電流和實際焊接電壓這三個數(shù)據(jù)作為一對，從電弧傳感器控制單元5向機(jī)器人控制單元1的數(shù)據(jù)發(fā)送時間在本系統(tǒng)中的值為0.16毫秒(最大)，可以確保實時性。這是現(xiàn)有例中不能實現(xiàn)的內(nèi)容。
因此，根據(jù)實施方式2的電弧焊接裝置，不需要在焊接控制單元的檢測器之外配置用于獲得焊接條件值的檢測器等，所以不會增加因多個檢測器而造成偏離實際焊接電流值·電壓值的立即值，可以正確地觀測真實的電弧焊接現(xiàn)象，所以可以高精度地實現(xiàn)電弧傳感器控制，同時與串行通信比較，數(shù)據(jù)長度為16位寬度的情況下，可以將信號處理時間縮短約16倍以上，可以使發(fā)送接收時間非常短，所以信息傳送迅速敏捷，可以進(jìn)行最合適的焊接控制。在實施方式2中，用機(jī)器人控制單元來實施圖13A中陰影所示的區(qū)域SL和SR的差信號等傳感器關(guān)系的一部分信號處理，但如果CPU單元的處理能力可以確保實時性，則可期望用電弧傳感器控制單元來實施信號處理。
這樣，在實施方式2的電弧焊接機(jī)器人系統(tǒng)的電弧焊接裝置中，在機(jī)器人控制單元1內(nèi)和電弧傳感器控制單元5內(nèi)的控制系統(tǒng)是以微型計算機(jī)為主體的數(shù)字電路，通過將檢測包含焊接作業(yè)中的焊接電流或焊接電壓的實際焊接條件并實施焊接路徑或焊接條件指令的校正的電弧傳感器控制單元也連接到系統(tǒng)的共用總線，可形成以下結(jié)構(gòu)在電弧焊接機(jī)器人控制單元1側(cè)和電弧傳感器控制單元5側(cè)之間傳送焊接作業(yè)上所需的焊接路徑的校正或焊接條件指令或?qū)嶋H焊接條件，可按并行方式數(shù)字發(fā)送傳感器信息。
再有，作為具體產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，在機(jī)器人控制單元1中配有圖6所示的機(jī)架固定方式的帶有多個總線插座的母板，可在其任何一個總線插座中插入連接圖8所示的電弧傳感器控制單元。
(實施方式3)下面，參照圖3來說明使用雙端口RAM的實施方式3。
在圖3中，相對于實施方式1、2，實施方式3還包括雙端口RAM36、55。對在實施方式1或2中說明的與圖1和圖2中相同的結(jié)構(gòu)附以相同標(biāo)號并省略重復(fù)的說明。
在圖3中，分別在從動側(cè)的電弧傳感器控制單元5和焊接控制單元3的并行總線上包括雙端口RAM55和36。這里，有關(guān)機(jī)器人控制單元1和機(jī)器人本體6或焊接控制單元3的連接、機(jī)器人的編程教示方法、自動運(yùn)轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)格式和電弧傳感器的控制的說明與實施方式1或2中的說明相同，所以省略重復(fù)的說明。
在以上那樣構(gòu)成的實施方式3中，DPRAM還帶有控制電路，不使地址總線和數(shù)據(jù)總線產(chǎn)生爭用，并且是具有主導(dǎo)裝置側(cè)和從動裝置側(cè)的兩個CPU單元可以存取共有RAM的硬件結(jié)構(gòu)的RAM。而且，該DPRAM是可進(jìn)行作為主導(dǎo)裝置側(cè)的機(jī)器人控制單元1和作為從動裝置側(cè)的電弧傳感器控制單元5或焊接控制單元3的相互存取的結(jié)構(gòu)。由此，電弧傳感器控制單元5在從DPRAM55的存取端口讀寫數(shù)據(jù)時，機(jī)器人控制單元1還使用一個存取端口進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀出。
因此，通過DPRAM，不進(jìn)行從主導(dǎo)裝置側(cè)向從動裝置側(cè)、由從動裝置側(cè)向主導(dǎo)裝置側(cè)的地址總線和數(shù)據(jù)總線的調(diào)解，可以簡單地傳送數(shù)據(jù)。由此，可以高效率地進(jìn)行數(shù)據(jù)和參數(shù)的交換，而不需要兩個CPU單元相互同步。
其中，在實施方式3中，將每隔32分頻(125脈沖)的脈沖計數(shù)輸出作為觸發(fā)器，通過信號線イ將變換開始輸出輸入到配置在焊接控制單元3內(nèi)的兩個A/D變換器，同時還向CPU單元30輸出，作為對CPU單元30的分配信號。
這樣，實際焊接電流值·電壓值由CPU單元30寫入在DPRAM36的規(guī)定地址中，并且通過寫入動作，同時設(shè)置在規(guī)定的地址中表示硬件地寫入了實際焊接電流值·電壓值的標(biāo)記。如果機(jī)器人控制單元1發(fā)現(xiàn)寫入完畢的標(biāo)記，則對規(guī)定的地址進(jìn)行存取，讀出實際焊接電流值·電壓值。通過該讀出動作，在硬件性讀出時設(shè)置表示在規(guī)定的地址中所述硬件性地寫入了實際焊接電流值·電壓值的標(biāo)記。
如以上那樣，在實施方式3中，通過在并行總線中包括DPRAM，相對于實施方式1或2，可使通信速度更高，實現(xiàn)更細(xì)致的控制。
(實施方式4)下面，參照圖14、圖15來說明實施方式4。
在圖14中，相對于實施方式1至實施方式3，實施方式4還包括機(jī)器人控制裝置箱70、電磁屏蔽處理箱80。對在實施方式1至實施方式3中說明的與圖1至圖3中相同的結(jié)構(gòu)附以相同標(biāo)號并省略重復(fù)的說明。
在圖14中，機(jī)器人控制裝置箱70包括在內(nèi)部用總線連接的機(jī)器人控制單元1、焊接控制單元3、電弧傳感器控制單元5。而在電磁屏蔽處理箱80內(nèi)包括焊接輸出單元4。而且，焊接控制單元3和焊接輸出單元4用控制線L2來連接，從焊接輸出單元4輸出+輸出L3、-輸出L4。
圖14表示將實施方式1至3的任何一個中的焊接輸出單元4內(nèi)置在與機(jī)器人控制裝置箱70不同的電磁屏蔽處理箱80中。
如已經(jīng)在實施方式1中說明的那樣，焊接控制單元3由具備的CPU單元利用控制電路經(jīng)控制線L2切換驅(qū)動焊接輸出單元內(nèi)的驅(qū)動器，來生成焊接能量，經(jīng)焊接輸出單元4的+輸出L3向工件輸送。而且，工件通過母材與焊接輸出單元4的-輸出L4相連接，如果焊條與工件接觸，則通過電能從焊條前端向工件流動，使焊條和工件的一部分金屬開始熔化，開始電弧焊接。
這里，如上所述，通過將焊接輸出單元4內(nèi)置在與機(jī)器人控制裝置箱70不同的作為容納箱的電磁屏蔽箱80內(nèi)，可以保護(hù)各控制單元，避免對驅(qū)動器進(jìn)行切換驅(qū)動時的電磁感應(yīng)噪聲，并且可簡單地更換焊接控制單元3和焊接輸出單元4。即，圖14所示的實施方式4可提高維護(hù)性，具有可以簡單地對應(yīng)不同的焊接方法的效果。
另一方面，圖15所示的實施方式4是將對焊接輸出單元進(jìn)行電磁屏蔽處理的箱80內(nèi)置在機(jī)器人控制裝置箱70內(nèi)部的方式，可以縮短焊接控制單元3和焊接輸出單元4的距離，所以不需要使控制線L2為特殊的控制線，例如用雙絞線程度的噪聲對策處理就可實際使用。此外，由于可以內(nèi)置在同一箱內(nèi)，所以具有可以使設(shè)置空間非常小的效果。
而且，在上述任何一種情況下，實施方式4通過用鐵等強(qiáng)磁性體形成對焊接輸出單元4進(jìn)行了電磁屏蔽處理的箱80，將焊接輸出單元4單獨(dú)設(shè)置在與機(jī)器人控制單元1、焊接控制單元3和電弧傳感器控制單元5不同的對周圍進(jìn)行了電磁屏蔽處理的箱中，所以可以穩(wěn)定地進(jìn)行各控制單元間相互信息的授受，而不受焊接輸出單元的焊接噪聲的影響。
(實施方式5)下面，使用在實施方式2的說明中使用的圖2和圖5來說明實施方式5。在圖2中，相對于實施方式3，實施方式5還包括電池12、32和55、ROM10。其他已在實施方式3中說明過，所以省略重復(fù)的說明。
在圖2中，在機(jī)器人控制單元1配有的RAM11上連接電池12，在焊接控制單元3配有的RAM31上連接電池32，在電弧傳感器控制單元的RAM52上連接電池55。其他的連接已在實施方式3中說明過，所以省略重復(fù)的說明。
圖5是懸掛式教示操作盒外形圖，懸掛式教示操作盒有液晶顯示畫面21、游標(biāo)22、‘游標(biāo)移動鍵組’23、‘?dāng)?shù)字鍵組’24、‘存儲’鍵25、‘訂正’鍵26。
實施方式5涉及電弧焊接裝置，其特征在于，設(shè)定于焊接控制單元或電弧傳感器控制單元中的焊接法、焊條種類、焊條直徑等焊接參數(shù)的設(shè)定共用與教示重放式的機(jī)器人的機(jī)器人控制裝置連接的機(jī)器人操作用的懸掛式教示操作盒來實施。再有，懸掛式教示操作盒例如圖5所示。
這里，焊接的控制方法與實施方式1或2中說明的方法相同，所以將其省略，下面說明未說明的可變焊接條件的設(shè)定。即，根據(jù)需要，使用與機(jī)器人控制單元1連接的教示用TP2，通過通信控制線L1，通過通信可變地設(shè)定作為可變焊接條件的焊條直徑、焊條材質(zhì)、焊條種類或電弧傳感器控制單元中必要的電流檢測器和A/D變換器的關(guān)系(例如圖10A的12位AD數(shù)據(jù)換算表示的AD數(shù)據(jù)7FF(Hex)值相當(dāng)于焊接電流為600安培等的數(shù)據(jù))。
這些可變設(shè)定值被存儲在作為機(jī)器人控制單元1、焊接控制單元3、電弧傳感器控制單元5各自靜態(tài)RAM的RAM11、RAM31、RAM52中，而且，通過作為各自存儲器數(shù)據(jù)備用電池的電池12、電池32、電池55，即使主電源切斷時也可存儲保持。
下面，用圖5所示的TP液晶顯示畫面21來說明有關(guān)電弧傳感器控制單元中必要參數(shù)設(shè)定的實施例。即，在交換了焊接輸出單元4等情況下，在操作者要將電弧傳感器控制單元中必要的電流檢測器34和A/D變換器的關(guān)系變更為任意值時，操作者使用TP2在液晶顯示畫面21上進(jìn)行顯示圖12所示的畫面的操作。該操作算法和畫面設(shè)計被存儲在ROM10中。而各控制單元中必要的數(shù)據(jù)也都被存儲在RAM11中。
圖5的懸掛式教示操作盒的液晶顯示畫面21上顯示的圖12的畫面顯示時，游標(biāo)22最初在‘600(A)’的‘6’的位置，所以在用圖5所示的‘游標(biāo)移動鍵組’23向期望的位數(shù)位置移動后，使用‘?dāng)?shù)字鍵組’24輸入期望的數(shù)值。然后，按壓‘存儲’鍵25時刻的輸入數(shù)值成為與AD數(shù)據(jù)7FF(Hex)值對應(yīng)的焊接電流值。
其他參數(shù)的設(shè)定值變更用‘頁前進(jìn)’鍵(未圖示)、‘頁后退’鍵(未圖示)來顯示期望的液晶顯示畫面，用‘游標(biāo)移動鍵組’23使圖12所示的任何一個液晶畫面21向期望的參數(shù)位置移動，進(jìn)行設(shè)定變更操作。
在將輸入值錯誤輸入時，在期望的參數(shù)位置用‘訂正’鍵26將其清除后，使用‘?dāng)?shù)字鍵組’24進(jìn)行輸入，或用‘?dāng)?shù)字鍵組’24寫在期望的參數(shù)位置上。在結(jié)束設(shè)定變更操作時，按壓‘結(jié)束’鍵27來結(jié)束。在按壓該‘結(jié)束’鍵27的時刻，將圖9所示的電弧傳感器控制單元中必要的參數(shù)通過并行總線從機(jī)器人控制單元1傳送到電弧傳感器控制單元5。
這樣，舉例說明了電弧傳感器控制單元中必要的參數(shù)值變更，而各控制單元中必要的參數(shù)可按上述方式共用機(jī)器人操作用的懸掛式教示操作盒來實施焊接控制單元和電弧傳感器控制單元中必要的參數(shù)值變更。這些可變設(shè)定值被存儲在作為機(jī)器人控制單元、焊接控制單元、電弧傳感器控制單元各自的靜態(tài)RAM的RAM11、RAM31、RAM52中，而且通過作為各自存儲器數(shù)據(jù)備用電池的電池12、電池32、電池55，即使在主電源斷開時也被存儲保持。
即，通過并行總線來連接各控制單元，隨著一體化，不是擁有各控制單元的操作部，而是通過各控制單元的操作共用機(jī)器人操作用的懸掛式教示操作盒，來提高操作者實際使用中的便利性。
此外，在實施方式5中，各控制單元有RAM和反饋該RAM數(shù)據(jù)的電池，所以在主電源斷開時也可保持可變值數(shù)據(jù)，所以在每次打開電源時不需要從機(jī)器人控制單元傳送各控制單元中必要的數(shù)據(jù)，可以縮短起始時間，十分便利。
根據(jù)本發(fā)明，通過并行總線以數(shù)字量進(jìn)行傳送，從而不需要與模擬量的變換部件，可進(jìn)行不含變換誤差的信號傳送，沒有模擬系統(tǒng)的偏差影響，也不受裝置更換帶來的模擬電路的個體差異的影響。而且，由于數(shù)字通信時間的方法所需時間短，所以信息傳送迅速，可進(jìn)行敏捷的焊接控制。因此，不需要從到達(dá)焊接開始點(diǎn)和焊接結(jié)束點(diǎn)的稍靠前側(cè)來執(zhí)行一系列的焊接開始指令(電弧導(dǎo)通順序)和焊接結(jié)束指令(電弧斷開順序)，即，可以確?？煽康暮附幼鳂I(yè)結(jié)果并且縮短生產(chǎn)節(jié)拍時間，而不需要多余的準(zhǔn)備開動的控制。
根據(jù)本發(fā)明，不需要在焊接控制單元的檢測器之外配置用于獲得實際焊接條件值的檢測器等，所以不會增加因多個檢測器存在而偏離實際焊接電流值·電壓值的立即值，可以正確地觀測真實的電弧焊接現(xiàn)象，所以可以高精度地實現(xiàn)電弧傳感器控制，同時與串行通信比較，在數(shù)據(jù)長度為16位寬度的情況下，可以將信號處理時間縮短約16倍以上，可以使發(fā)送接收時間非常短，所以信息傳送迅速敏捷，可以進(jìn)行最合適的焊接控制。
根據(jù)本發(fā)明，通過各CPU單元，使信息傳送路徑最短，而且不需要調(diào)整傳送步驟等復(fù)雜的定時等，可以進(jìn)行容易、高速并且可靠的總線控制。
根據(jù)本發(fā)明，通過將焊接輸出單元容納在與機(jī)器人控制裝置箱不同的進(jìn)行了電磁屏蔽處理的容納箱中，形成與機(jī)器人控制裝置箱不同的箱，成為可簡單地更換焊接控制單元和焊接輸出單元的結(jié)構(gòu)，所以可提高維護(hù)性，并且也可以簡單地對應(yīng)于不同的焊接方法。
根據(jù)本發(fā)明，通過將焊接輸出單元載置于進(jìn)行了電磁屏蔽處理的箱內(nèi)，形成內(nèi)置在機(jī)器人控制裝置箱中的方式，具有可使設(shè)置空間非常小的良好效果。
根據(jù)本發(fā)明，機(jī)器人控制單元、焊接控制單元或電弧傳感器控制單元中必要參數(shù)的設(shè)定可以共用與教示重放方式的機(jī)器人的機(jī)器人控制裝置連接的機(jī)器人操作用的懸掛式教示操作盒來實施，所以操作者的便利性好。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明涉及將機(jī)器人、焊接電源和電弧傳感器控制裝置進(jìn)行組合而成的焊接機(jī)器人系統(tǒng)的電弧焊接裝置等焊接裝置，將構(gòu)成系統(tǒng)的各控制單元進(jìn)行總線連接，可提高實時性，提供更融合的電弧焊接裝置。
權(quán)利要求
1.一種電弧焊接裝置，包括機(jī)器人控制裝置；以及焊接電源；其中，將所述機(jī)器人控制裝置和所述焊接電源用地址/數(shù)據(jù)總線(以下稱為總線)連接，將焊接作業(yè)中所需的焊接條件、包含焊接作業(yè)中的焊接電源和焊接電壓的至少其中之一的實際焊接條件的至少其中之一通過所述總線以并行方式在所述機(jī)器人控制裝置和所述焊接電源之間進(jìn)行數(shù)字通信。
2.如權(quán)利要求1所述的電弧焊接裝置，還包括電弧傳感器控制單元，檢測包含焊接作業(yè)中的焊接電流和焊接電壓的至少其中之一的實際焊接條件，實施焊接路徑或焊接條件的校正；其中，將所述電弧傳感器控制單元連接到所述總線，將焊接作業(yè)中所需的焊接條件、包含焊接作業(yè)中的焊接電源和焊接電壓的至少其中之一的實際焊接條件的至少其中之一通過所述總線以并行方式在所述機(jī)器人控制裝置、所述焊接電源和所述電弧傳感器控制單元之間進(jìn)行數(shù)字通信。
3.如權(quán)利要求1所述的電弧焊接裝置，其中，至少將所述機(jī)器人控制裝置和所述焊接電源連接到所述總線，將焊接作業(yè)中所需的焊接條件、包含焊接作業(yè)中的焊接電流和焊接電壓的至少其中之一的實際焊接條件的至少其中之一通過雙端口RAM(以下稱為DPRAM)以并行方式在所述機(jī)器人控制裝置和所述焊接電源之間進(jìn)行數(shù)字通信。
4.如權(quán)利要求2所述的電弧焊接裝置，其中，至少將所述機(jī)器人控制裝置和所述焊接電源連接到所述總線，將焊接作業(yè)中所需的焊接條件、包含焊接作業(yè)中的焊接電流和焊接電壓的至少其中之一的實際焊接條件的至少其中之一通過雙端口RAM(以下稱為DPRAM)以并行方式在所述機(jī)器人控制裝置、所述焊接電源和所述電弧傳感器控制單元之間進(jìn)行數(shù)字通信。
5.如權(quán)利要求1至4的任何一項所述的電弧焊接裝置，其中，將構(gòu)成所述焊接電源的焊接控制單元和焊接輸出單元分離，對所述焊接控制單元進(jìn)行電磁屏蔽處理。
6.如權(quán)利要求1至4的任何一項所述的電弧焊接裝置，其中，將具有電磁屏蔽處理過的焊接輸出單元、與所述焊接輸出單元分離的焊接控制單元的焊接電源配置在機(jī)器人控制裝置內(nèi)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的電弧焊接裝置，其中，所述焊接輸出單元被強(qiáng)磁體進(jìn)行電磁屏蔽處理。
8.如權(quán)利要求7所述的電弧焊接裝置，其中，所述強(qiáng)磁體是鐵。
9.如權(quán)利要求1所述的電弧焊接裝置，其中，設(shè)定于所述焊接電源的焊接控制單元中的焊接法、焊條種類、焊條直徑等焊接參數(shù)的設(shè)定共用與所述機(jī)器人控制裝置連接的機(jī)器人操作用的懸掛式教示操作盒。
10.如權(quán)利要求2至4的任何一項所述的電弧焊接裝置，其中，設(shè)定于所述焊接電源的焊接控制單元或所述電弧傳感器控制單元中的焊接法、焊條種類、焊條直徑等焊接參數(shù)的設(shè)定共用與所述機(jī)器人控制裝置連接的機(jī)器人操作用的懸掛式教示操作盒。
全文摘要
一種電弧焊接裝置，包括機(jī)器人重放教示系統(tǒng)的數(shù)字式控制的機(jī)器人裝置和數(shù)字式控制的焊接電源。機(jī)器人裝置通過總線受控于焊接電源。通過總線利用并行方式的數(shù)字量來進(jìn)行焊接所需的焊接條件命令和實際焊接條件的傳輸。
文檔編號B23K9/127GK1633345SQ0280337
公開日2005年6月29日 申請日期2002年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者下釜茂, 向井康士, 大山英俊, 高橋涉 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社