JPH023202B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は産業ロボツトの制御装置、特にアーク
溶接等の作業を自動的に行なう為コンピユータを
採用してテイーチング・プレイバツク方式で作動
される産業用ロボツトの制御装置に関するもので
ある。

斯様産業ロボツトは人手作業を省き各種作業を
高能率で自動化する意味で近年広く採用されてい
る。

先ず、第１図について本発明の基礎となるテイ
ーチング・プレイバツク方式による産業用ロボツ
トシステムの一例をアーク溶接を行なう場合につ
いて説明する。

第１図において、１０は制御装置であつて、表
示装置１２、条件入力用フラツトキーボードスイ
ツチ１４及び機械操作盤１６を有する。

表示装置１２は、陰極線管その他の画面表示装
置であり、例えば16行×32列計512文字を表示し
得るように構成されている。

フラツトキーボードスイツチ１４は、条件入力
用であり、入力条件切換スイツチ、パラメータ設
定スイツチ、表示画面制御スイツチ、テンキース
イツチ等を有する。

機械操作盤１６は、各種のスイツチ及び表示灯
を有し、スイツチとしては電源入／切スイツチ、
自動運転開始／停止スイツチ、連続運転／断続運
転切換スイツチ、非常停止スイツチ等が、又表示
灯としては電源投入、制御開始、サーボ開始、自
動運転中、アラーム等の表示ランプが夫々配設さ
れている。

１８はロボツト本体であつて、屈曲自在のアー
ム２０先端部に溶接トーチ２２が装着されてい
る。２４は溶接ワイヤをコンジツトチユーブ２６
を介して溶接部に送給するワイヤ送給装置、２８
は外部治具３０に取付けられた被溶接ワーク、３
２は溶接電源であつて、制御装置１０からの指令
に基づいて溶接条件を制御し、溶接部へ制御され
た電源やシールドガスを供給する。

３４はテイーチングボツクスであり、それに配
設されたスイツチによりロボツト本体１８を溶接
作業の最適位置に移動させた後その位置データを
制御装置１０の記憶部に記憶させる。

３６は各部を接続する制御信号ケーブルであ
る。以上のように構成されたアーク溶接ロボツト
システムの動作を説明すると、先ず機械操作盤１
６の電源スイツチをオンにして電源を投入すると
共に制御開始スイツチをオンにする。この状態で
自己診断プログラムを実行させる等して運転準備
を行なう。運転準備終了後サーボ開始スイツチを
オンとしてロボツト本体を動作させる。この場合
ロボツトの動作モードにはテイーチングモード及
びプレイバツクモードの２つがある。テイーチン
グモードではテイーチングボツクス３４のスイツ
チによりロボツト本体１８を、トーチ先端位置、
トーチの姿勢等を制御して溶接を実行する所望位
置に順次作動させ、その順次の位置をテイーチン
グボツクス３４の記録スイツチにより制御装置１
０の記憶部に記憶させる。制御装置１０は１つの
位置（テイーチングポイント）を記憶するとテイ
ーチングボツクス３４及び表示装置１２のステツ
プ表示部のステツプ番号を１つ繰り上げる。この
ようにして溶接ワーク２８近傍のテイーチングポ
イントを全て教示する。この教示が終了したらフ
ラツトキーボードスイツチ１４によつて各種溶接
条件を入力する。溶接条件としてはトーチの移動
速度、溶接電流、溶接電圧、アークオン／オフ、
溶接タイマ、外部治具同期信号等があり、先に教
示したテイーチングポイント毎にこれらを入力す
る。以上のように１つの溶接ワークに対して諸条
件が付与された点の集合を以下プログラムと称
す。

テイーチングモードが終了すると、モードを自
動運転モード（プレイバツクモード）に切換え
て、自動運転開始スイツチを押すと、ロボツト本
体１８、ワイヤ送給装置２４、溶接電源３２及び
外部治具３０がテイーチングされた条件に従つて
自動運転される。

以上のように構成された溶接ロボツトシステム
においては、溶接作業を管理したり、各機器を管
理するために各種の作動時間計測が必要である。

例えば溶接作業管理用としては、１つのプログ
ラムをテイーチングするに要する時間、１つのプ
ログラムを自動運転する場合に要する時間、ロボ
ツトの稼動率を調べる為の積算時間等がある。

又機器管理用としては、溶接トーチ２２内のチ
ツプを交換する時期を推測するためのアーク・オ
ン時間、ロボツト本体１８のグリースやオイル等
を交換する時期を推測するためのサーボ・オン時
間等がある。

所で従来のロボツトの制御装置においては前記
各種時間を計測する場合、第２図に示すようなタ
イマを使用して行なうようにしているのが普通で
あつた。

第２図中、３８は電源スイツチ４０と直列に介
挿されたタイマであつて、電源スイツチ４０がオ
ン時に計時作動され電源投入時間を積算する。同
様に制御開始スイツチ４２、サーボ開始スイツチ
４６、アーク開始スイツチ５０と直列に介挿され
たタイマ４４，４８及び５２により夫々制御オン
時間、サーボオン時間及びアークオン時間を計測
する。又５４はストツプウオツチであり、プログ
ラムのテイーチン開始時にスイツチ５６をオンに
し、テイーチング終了時にスイツチ５６をオフに
することによつてテイーチング時間を測定する。
尚各タイマの積算表示のリセツトは各タイマのリ
セツト釦を押圧することによつて行なう。

このように従来の制御装置は計時すべき機器に
対して個々にタイマを必要とする上専用のスイツ
チ、リレー接点等を必要とし、このため配線が複
雑になり、表示盤面も大きくなるので制御装置が
大型化し且つ高価となる等の欠点を有し、又タイ
マによる計時のみであるため絶えずタイマの積算
表示をチエツクする必要がありチエツクミスによ
り機器管理に支障をきたす恐れがあつた。

本発明は前述した従来の課題に鑑み為されたも
のであり、その目的は制御装置の内部にタイマ機
能を持たせることによりタイマを別設することな
く計時を行なうようにして装置全体を簡易小型化
すると共に積算時間のチエツクを容易に行ない得
る産業ロボツトの制御装置を提供することにあ
る。

上記目的を達成するために、本発明は、産業用
ロボツトの制御装置において、ロボツトの計時コ
ントロールが行われる各部が動作中であるときの
み加算情報を一時記憶する手段と、ロボツトの前
記各部の動作に対応しあらかじめ設定された一定
周期ごとに前記記憶手段の加算情報を各部データ
毎に積算するサンプリング手段と各部の積算値が
あらかじめ設定された所定時間値に達したか否か
を判定する判定手段と、各部の積算値及びサンプ
リング周期に基づき動作時間を算出する変換手段
と、を有するタイマー手段と前記各部の積算値、
判定データを表示する表示手段とを備え、産業ロ
ボツト動作中に各部の動作時間を同時並列計時可
能に積算・表示を行うことを特徴とする。

以下第３図及び第４図に基づいて本発明の好適
な実施例を説明する。

第３図において、６０は中央処理部であり、基
準クロツクパルスにより逐次制御プログラム記憶
部６２に記憶された制御プログラムを処理・実行
し、ロボツトシステムを制御する。

６４は溶接データ記憶部で、テイーチングされ
た溶接条件を一時記憶する。この場合の溶接条件
とはプログラム番号、ステツプ番号、各ステツプ
毎のトーチ先端の位置、トーチ姿勢、テイーチン
グポイント間の移動速度、溶接電流、溶接電圧、
溶接起動シーケンス、溶接停止シーケンス、ワイ
ヤ送り速度等である。

６６は制御データバツフアであり、各種のステ
ータスを表示する制御データが一時記憶される。
このバツフア６６には積算計時すべき各種データ
即ち電源・オン、制御・オン、サーボ・オン、ア
ーク・オン、プログラムNo.１・オン等も一時記憶
される。

６８はタイマプログラム記憶部であり、サンプ
リングプログラム（制御データバツフア６６の記
憶内容を所要一定周期毎に読み取り、その後積算
するプログラム）、判定プログラム（積算時間が
所定の設定時間に達したか否かを検出するプログ
ラム）、及び変換プログラム（制御データバツフ
ア６６のオンの回数とサンプリング周期とに基づ
き稼動時間を算出したり、溶接したワークの個数
を算出するプログラム）等が格納されている。

７０は計時に関するデータ（積算データ及び判
定データ）を一時記憶するタイマデータ記憶部、
７２は中央処理部６０その他の各部に接続され、
それら間のアドレス情報、データ情報、制御情報
等を伝達する共通母線である。７４は操作用の入
出力機器（テイーチングボツクス、機械操作盤、
フラツトキーボードスイツチ等）を制御する入出
力制御部、７６は表示装置１２に送給されるデー
タを受け取り、これを一時記憶したり、所定の表
示位置に所定の様式で表示するよう制御する画面
表示制御部、７８はロボツト本体１８、外部治具
３０及び溶接電源３２等ロボツトを構成する機器
を制御する機器制御部である。

以上が本発明装置の一例構成であるが、次にそ
の動作を説明する。

中央処理部６０は制御プログラムに従つて順次
テイーチング又はプレイバツクモードを実行して
いく。このとき各々の制御プログラムの干渉を防
ぐため制御データバツフア６６にはシステム各部
が動作中であるか否かが２値表示で「１」または
「０」で記憶される。例えば中央処理部６０が動
作中はCONTROL＝１として、非動作中は
CONTROL＝０として夫々一時記憶される。同
様にロボツト本体１８を駆動するサーボシステム
が動作中はSERVO＝１、アークが点弧している
間はARC＝１として夫々一時記憶される。

一方タイマプログラム記憶部６８内のサンプリ
ングプログラムは、所要の一定周期毎に制御デー
タバツフア６６の内容を読み取りそれが「０」か
「１」かを判定し、「１」の場合にはタイマデータ
記憶部７０内のカウンタに積算する。例えばサン
プリング周期を１分間とすると、制御データバツ
フア６６内に記憶された各部の状態が１分毎に順
次読み取られ、タイマデータ記憶部７０に積算さ
れて行く。従つてCONTROL＝１、SERVO＝
１、ARC＝０の状態が10分間継続するとタイマ
データ記憶部７０のCONTROL及びSERVOの項
には10が加算され、ARCの項には加算されず前
状態を維持する。

他方タイマプログラム記憶部６８には変換プロ
グラムが格納され、タイマデータ記憶部７０の積
算データを時間表示及び個数表示しやすい形に変
換する。例えばARCの積算データが6000でサン
プリング周期が１分の場合には100時間の表示が
得られる。而して斯く変換されたデータは画面表
示制御部７６に送給され表示装置１２に表示され
る。

又各部の積算時間が所定の積算時間に達したか
否かを判定する場合には、予めフラツトキーボー
ド１４を操作して基準設定値を判定データとして
タイマデータ記憶部７０に記憶させておくことに
より、タイマプログラム記憶部６８の判定プログ
ラムによつてデータを１つ積算する毎に基準値と
比較し、基準値以上となつたときには出力が得ら
れそのデータに対応する表示位置に「〓」記号が
表示される。

次に例えばテイーチングモード実行時間、プレ
イバツクモード実行時間を計時する場合には、フ
ラツトキーボード１４のストツプウオツチ用スイ
ツチを１回押圧すると、その情報が入出力制御部
７４を通じて中央処理部６０に供給され制御デー
タバツフア６６に一時記憶される。従つてその記
憶内容を所要の一定周期毎に読み取りタイマデー
タ記憶部７０に積算記憶させ、この状態で再度ス
トツプウオツチ用スイツチを押圧すると制御デー
タバツフア６６のストツプウオツチ用の項がリセ
ツトされると共にそれまでの積算データが時間表
示される。

第４図は表示装置１２の画面表示例を示し、フ
ラツトキーボードスイツチ１４のタイム制御用ス
イツチをオンにするとこの画面表示が得られる。
この場合画面左側縁部は測定項目、その右側に順
に積算時間、基準時間が表示され右側縁部に溶接
したワーク個数が表示される。又ARC項のよう
に積算時間が基準設定時間に達した場合には当該
測定項目の左側に〓マークが表示されると共に最
下段に時間に達したことによつて処置すべき必要
項目が表示される。例えば第４図の場合ARC
ONの積算時間が基準時間の100時間に達したの
でトーチ２２内のチツプを交換せよという指示を
表示している。基準時間はフラツトキーボード１
４の操作によつて入力され且つ積算時間もキーボ
ード１４の操作によりリセツトし得る。画面表示
された項目は上から順に電源投入、制御実行、サ
ーボ実行、アーク点弧、プログラム１〜４の実行
時間及びストツプウオツチの動作時間を夫々示し
ている。

又自動運転中に規定時間に達すると、他の画面
表示（例えば溶接条件表示等）中であつても〓印
の内容をアラームとして表示又は発音するように
プログラムを設定すればチエツク忘れの恐れが解
消され時間管理が確実となる。

以上のように本発明に依れば、計時部を制御系
の１部として内包させ、しかもその積算表示を制
御装置の表示装置を使用するようにしているの
で、タイマーを別設する従来装置に比較して構成
を簡易小型化し得ると共に安価に製作し得る優れ
た効果を有し、又積算時間と基準時間とを比較し
前者が後者に達したか否かを判別する判別機能を
有するから、作業管理、機器管理に必要とする時
間計測が容易になる効果も有する。

尚上述の実施例においては本発明をアーク溶接
ロボツトの制御装置に適用した場合について説明
したが、組立、搬送等に使用する他の産業ロボツ
トの制御装置にも適用し得ること勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基礎となるテイーチング・プ
レイバツク方式のアーク溶接ロボツトシステムの
一例を示す略線的正面図、第２図は従来の積算計
時装置を示す回路図、第３図は本発明装置の一実
施例を示す制御回路図、第４図は本発明に依る画
面表示例を示す図である。各図中同一部材には同
一符号を付し、１０は制御装置、１２は表示装
置、１４はフラツトキーボード、１６は機械操作
盤、１８はロボツト本体、２８は溶接ワーク、３
２は溶接電源、３４はテイーチングボツクス、６
０は中央処理部、６２は制御プログラム記憶部、
６４は溶接データ記憶部、６６は制御データバツ
フア、６８はタイマプログラム記憶部、７０はタ
イマデータ記憶部、７４は入出力制御部、７６は
画面表示制御部、７８は機械制御部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の異なるロボツト動作を同時並行時に処
   理する際の計時コントロールを含む産業ロボツト
   の制御装置において、 ロボツトの計時コントロールが行われる各部が
   動作中である時のみ加算情報をそれぞれ個別に一
   時記憶する手段と、 ロボツトの前記各部の動作に対応し予め設定さ
   れた一定周期毎に前記記憶手段の加算情報を各部
   データ毎に積算するサンプリング手段と、各部の
   積算値が予め設定された所定時間値に達したか否
   かを判定する判定手段と、各部の積算値及びサン
   プリング周期に基づき動作時間を算出する変換手
   段と、を有するタイマ手段と、 前記各部の積算値、判定データ及び動作時間で
   あるタイマデータを一時記憶するタイマデータ記
   憶手段と、 前記タイマデータを表示する表示手段と を備え、産業ロボツト動作中に各部の動作時間を
   同時並列計時可能に積算、表示を行うことを特徴
   とする産業ロボツトの制御装置。