(57)【要約】【課題】プロセスパラメータが実際のツール中心点の速度に適応させられるロボット工程の適応制御方法を提供する。【解決手段】ロボットによるロボット工程の適応制御方法には、１つ又は２つ以上の実行コマンドを含む、ロボット工程の間に実行可能なプロセス信号を生成するソフトウェアプログラムを用意することが含まれる。第１の信号値チャンネルは、ロボットの少なくとも１つの制御プロセスパラメータを制御するようになっており、第１の信号値チャンネルは、第１の時間レイテンシの影響を受ける。１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して第１の時間レイテンシを考慮することによって、第１の信号値チャンネルの実行タイミングが１つ又は２つ以上の実行コマンドと同期化される。ソフトウェアプログラムが実行されるとプロセス信号が生成され、ロボットは実行コマンドの同期化された実行タイミングに応じて操作される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットによるロボット工程の適応制御方法であって、
１つ又は２つ以上の実行コマンドを含む、前記ロボットによるロボット工程の間に実行可能なプロセス信号を生成するソフトウェアプログラムを用意し、
前記ロボットの少なくとも１つの制御プロセスパラメータ用に第１の信号値チャンネルを用意することを含み、
前記少なくとも１つの制御プロセスパラメータが被制御デバイスと関連付けられ、前記第１の信号値チャンネルが第１の時間レイテンシの影響を受け、
更に、
前記１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して前記第１の時間レイテンシを考慮することによって、前記第１の信号値チャンネルの実行タイミングを前記１つ又は２つ以上の実行コマンドと同期化し、
前記ソフトウェアプログラムを実行して前記プロセス信号を生成するとともに、前記プロセス信号を前記被制御デバイスに送信することによって、前記被制御デバイスの同期化された実行タイミングを前記ロボットの指令された動作に関して履行することを含む、適応制御方法。
【請求項２】
前記第１の信号値チャンネルを同期化する間は、前記１つ又は２つ以上の実行コマンドの受信後における前記第１の信号値チャンネルの実行タイミングが、前記第１の時間レイテンシの分だけ遅れる、請求項１に記載の適応制御方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの制御プロセスパラメータ用に第１の信号オンチャンネルを用意することを更に含み、
前記第１の信号オンチャンネルが第２の時間レイテンシの影響を受け、
前記１つまたは２つ以上の実行コマンドに関して前記第２の時間レイテンシを考慮することによって、前記第１の信号オンチャンネルの実行タイミングを前記１つ又は２つ以上の実行コマンドと同期化することを更に含む請求項１に記載の適応制御方法。
【請求項４】
前記第１の信号オンチャンネルを同期化する間は、前記１つ又は２つ以上の実行コマンドの受信後における前記第１の信号オンチャンネルの実行タイミングが、前記第２の時間レイテンシの分だけ遅れる、請求項３に記載の適応制御方法。
【請求項５】
前記ロボット工程の速度に関して、前記第１の信号値チャンネル及び前記第１の信号オンチャンネルのいずれか一方の独立した適応制御を提供することを更に含む請求項４に記載の適応制御方法。
【請求項６】
ロボットによるレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の適応制御方法であって、
溶接計画において指定された１つ又は２つ以上の実行コマンドを含む、前記ロボットがロボット工程の間に実行可能なプロセス信号を生成するソフトウェアプログラムを用意し、
前記ロボットの少なくとも１つのレーザブレーズ或いはレーザ溶接のプロセスパラメータを制御する第１の信号値チャンネルを用意することを含み、
前記少なくとも１つのレーザブレーズ或いはレーザ溶接のプロセスパラメータが被制御デバイスと関連付けられ、前記第１の信号値チャンネルが前記１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して第１の時間レイテンシの影響を受け、
更に、
前記１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して、前記第１の信号値チャンネルの実行タイミングを前記第１の時間レイテンシの分だけ調節することによって、前記第１の信号値チャンネルの実行タイミングを前記１つ又は２つ以上の実行コマンドと同期化し、
前記ソフトウェアプログラムを実行して前記プロセス信号を生成するとともに、前記プロセス信号を前記被制御デバイスに送信することによって、前記被制御デバイスの同期化された実行タイミングを前記ロボットの指令された動作に関して履行することを含む、適応制御方法。
【請求項７】
前記レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の実際の速度を追跡し、
前記レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の速度に関して前記第１の信号値チャンネルの独立した適応制御を提供することを更に含む請求項６に記載の適応制御方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのレーザブレーズ或いはレーザ溶接のプロセスパラメータが、レーザ出力、レーザのオンオフ、ワイヤ送給速度、ワイヤ送給のオンオフ、二重ワイヤ送給速度、二重ワイヤ送給のオンオフ、ガス流、ガス流のオンオフ、ガス速度、ガス圧力、ガス温度、ワイヤ温度、ワイヤの予熱温度、及びワイヤ予熱のオンオフのうちのいずれか１つである、請求項６に記載の適応制御方法。
【請求項９】
前記第１の信号値チャンネルの実行タイミングを同期化することが、前記溶接計画の変更に応じて自動的に更新される、請求項６に記載の適応制御方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのレーザブレーズ或いはレーザ溶接のプロセスパラメータを制御する第１の信号オンチャンネルを用意することを更に含み、
前記第１の信号オンチャンネルが、前記１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して第２の時間レイテンシの影響を受け、
前記１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して、前記第１の信号オンチャンネルの実行タイミングを前記第２の時間レイテンシの分だけ調節することによって、前記第１の信号オンチャンネルの実行タイミングを前記１つ又は２つ以上の実行コマンドと同期化することを更に含む請求項６に記載の適応制御方法。
【請求項１１】
前記レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の実際の速度を追跡し、
前記レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の速度に関して前記第１の信号オンチャンネルの独立した適応制御を提供することを更に含む、請求項１０に記載の適応制御方法。
【請求項１２】
前記第１の信号値チャンネルの実行タイミングを同期化することが、前記溶接計画の変更に応じて自動的に更新される、請求項１１に記載の適応制御方法。
【請求項１３】
前記溶接計画には、レーザブレーズ或いはレーザ溶接の開始コマンドと、レーザブレーズ或いはレーザ溶接の終了コマンドと、が含まれ、前記第１の信号値チャンネルの実行が、前記レーザブレーズ或いはレーザ溶接の開始コマンドに応じた加速に応じて自動的に適応制御され、前記第１の信号値チャンネルの実行が、前記レーザブレーズ或いはレーザ溶接の終了コマンドに応じた減速に応じて自動的に適応制御される、請求項１２に記載の適応制御方法。
【請求項１４】
ロボットによるレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の適応制御を実行する適応制御装置であって、
ロボットコントローラと、
前記ロボットコントローラに接続され、ブレーズ或いは溶接用のツールを担持するロボットアームと、
前記ロボットコントローラに接続され、前記ロボットコントローラによって実行されて前記ロボットの動作を調整するソフトウェアプログラムを格納する非一時的記憶デバイスと、
少なくとも１つのレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程のプロセスパラメータを制御する第１の信号値チャンネルと、を備え、
前記ソフトウェアプログラムが、溶接計画において指定された１つ又は２つ以上の実行コマンドを含む、ロボット工程の間に実行可能なプロセス信号を生成し、
前記第１の信号値チャンネルが、前記１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して第１の時間レイテンシの影響を受け、
前記ソフトウェアプログラムが、前記１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して、前記第１の信号値チャンネルの実行タイミングを前記第１の時間レイテンシの分だけ調節することによって、前記第１の信号値チャンネルの実行タイミングを前記１つ又は２つ以上の実行コマンドと同期化する、適応制御装置。
【請求項１５】
前記ソフトウェアプログラムが、レーザブレーズ或いはレーザ溶接の実際の速度を追跡し、レーザブレーズ或いはレーザ溶接の実際の速度に関して前記第１の信号値チャンネルの独立した適応制御を提供する、請求項１４に記載の適応制御装置。
【請求項１６】
前記ソフトウェアプログラムが、前記第１の信号値チャンネルの実行タイミングを、前記溶接計画の変更に応じて自動的に更新して同期化する、請求項１５に記載の適応制御装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程のプロセスパラメータを制御する第１の信号オンチャンネルを更に備え、
前記第１の信号オンチャンネルが、前記１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して第２の時間レイテンシの影響を受け、
前記ソフトウェアプログラムが、前記１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して前記第１の信号オンチャンネルの実行タイミングを前記第２の時間レイテンシの分だけ調節することによって、前記第１の信号オンチャンネルの実行タイミングを前記１つ又は２つ以上の実行コマンドと同期化する、請求項１４に記載の適応制御装置。
【請求項１８】
前記ソフトウェアプログラムが、レーザブレーズ或いはレーザ溶接の実際の速度を追跡し、レーザブレーズ或いはレーザ溶接の実際の速度に関して前記第１の信号値チャンネル及び前記第１の信号オンチャンネルの独立した適応制御を提供する、請求項１７に記載の適応制御装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程のプロセスパラメータが、レーザ出力、レーザのオンオフ、ワイヤ送給速度、ワイヤ送給のオンオフ、二重ワイヤ送給速度、二重ワイヤ送給のオンオフ、ガス流、ガス流のオンオフ、ガス速度、ガス圧力、ガス温度、ワイヤ温度、ワイヤ予熱温度、及びワイヤ予熱のオンオフのうちのいずれか１つである、請求項１８に記載の適応制御装置。
【請求項２０】
前記ソフトウェアプログラムが、比例制御方式、ゼロランプ制御方式、自動ランプ制御方式、ユーザランプ制御方式、及び速度ランプ制御方式のうちのいずれか１つを前記第１の信号値チャンネルに適用することによって、前記第１の信号値チャンネルの独立した適応制御を提供する、請求項１８に記載の適応制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年３月２９日に出願された米国仮特許出願第６１／８０６，４３３号の利益を主張し、更に、２０１３年４月４日に出願された米国仮特許出願第６１／８０８，３２８号の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、ロボット制御に関し、特に、ロボットによるレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の適応制御に関する。
【背景技術】
【０００３】
ロボットによるレーザブレーズ或いはレーザ溶接は、その正確性、低い熱変形、及び効率により、現在、自動車製造業において益々一般的になっている。自動車製造ＯＥＭの多くが、自動車用ルーフ及びデッキリッドの製造に、特にアルミニウム溶接に、ロボットによるレーザブレーズ或いはレーザ溶接を使用し始めている。
【０００４】
現在のロボットによるレーザブレーズ或いはレーザ溶接用のツールは、ワイヤ送給装置への指令ワイヤ送給速度（Ｃｏｍｍａｎｄ  Ｗｉｒｅ  Ｆｅｅｄ  Ｓｐｅｅｄ）及びワイヤ送給の開始（Ｓｔａｒｔ  ｏｆ  Ｗｉｒｅ  Ｆｅｅｄ）などのプロセス信号、並びにレーザ発生装置への指令レーザ出力（Ｃｏｍｍａｎｄ  Ｌａｓｅｒ  Ｐｏｗｅｒ）及びレーザ発光（Ｌａｓｅｒ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）などのプロセス信号を生成するのにソフトウェアプログラムを使用する。これら信号はすべて、アーク開始（Ａｒｃ  Ｓｔａｒｔ）及びアーク終了（Ａｒｃ  Ｅｎｄ）の指示によって制御される。現在のソフトウェアは、レーザブレーズ或いはレーザ溶接のプロセスの要求を満たす適切な信号タイミング調節機能を備えていない。ワイヤ送給速度及びレーザ出力などのプロセスパラメータは、溶接計画において指定された命令値に常に基づいており、一般にツール中心点（ＴＣＰ）で測定される実際のツール速度に適応していないので、プロセスは最適にはならない。非限定的な例として、ワイヤ送給速度が指令値に基づく場合には、レーザ出力の変化時にレーザ出力とワイヤ送給速度の間のタイミング制御を同期化することは困難である。
【０００５】
したがって、ロボットによるレーザブレーズ或いはレーザ溶接の適用には、種々の第三者装置、並びに種々のプロセスパラメータ、例えば、レーザ出力、ガス流、ワイヤ温度、及びワイヤ送給速度などの柔軟かつ正確なタイミング同期制御が必要となる。許容可能なレーザブレーズ或いはレーザ溶接の性能は、プロセスパラメータの適応制御を更に必要とする。具体的には、許容可能なレーザブレーズ或いはレーザ溶接の性能は、プロセスパラメータを実際の溶接速度に対して独立に制御することを必要とする。
【０００６】
例えば、角部における動作（ｃｏｒｎｅｒ  ｍｏｔｉｏｎ）の間は、角部領域における溶接ツールの実際の移動速度が、指令された速度よりも実質的に遅くなり得る。同様に、ツール動作の始期と終期の間、及び向きが変化する間と速度が変化する間も溶接ツールは加速又は減速され、それが原因でロボット溶接ツールの実際の移動速度が変化する。これを相殺するために、実際の溶接速度に基づいて溶接パラメータを動的に更新し、レーザ溶接の品質を保証することが必要である。ロボット溶接ツールが加速又は減速される間は、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の始期又は終期におけるロボットの実際の加速又は減速に基づいて、プロセスパラメータの独立したランプ制御を提供することが望ましい。レーザによって被溶接材料に穴を迅速に形成可能であるレーザ用途、又はレーザによって必要以上のワイヤを送給可能であるレーザ用途においては、ブレーズ或いは溶接のプロセスパラメータを溶接速度に適応させる機能が重要になる。この適応機能が無い場合には、溶接計画の作成、プログラミング、及び認証が、単調で時間が掛かり、かつ困難なものとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プロセスパラメータが実際の溶接速度に対して独立に制御される、レーザブレーズ或いはレーザ溶接のシステム及び方法を提供することが望ましい。また、プロセスパラメータが実際のツール中心点の速度に適応させられるレーザブレーズ或いはレーザ溶接のシステム及び方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書によれば、驚くべきことに、プロセスパラメータが実際の溶接速度に対して独立に制御され、かつ、プロセスパラメータが実際のツール中心点の速度に適応させられるレーザブレーズ或いはレーザ溶接のシステム及び方法が見出された。
【０００９】
一実施形態において、ロボットによるロボット工程の適応制御方法が提供される。ソフトウェアプログラムは、１つ又は２つ以上の実行コマンドを含む、ロボットによるロボット工程の間に実行可能なプロセス信号を生成するようになっている。ロボットの少なくとも１つの制御プロセスパラメータ用に第１の信号値チャンネルが用意され、第１の信号値チャンネルは第１の時間レイテンシ（ｔｉｍｅ  ｌａｔｅｎｃｙ）の影響を受ける。１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して第１の時間レイテンシを考慮することによって、第１の信号値チャンネルの実行タイミングが１つ又は２つ以上の実行コマンドと同期化される。ソフトウェアプログラムが実行されるとプロセス信号が生成され、ロボットは実行コマンドの同期化された実行タイミングに応じて操作される。
【００１０】
一実施形態において、第１の信号値チャンネルの実行タイミングは、１つ又は２つ以上の実行コマンドの受信後に第１の時間レイテンシの分だけ遅れる。
【００１１】
別の実施形態において、少なくとも１つの制御プロセスパラメータ用に第１の信号オンチャンネルが用意され、第１の信号オンチャンネルは第２の時間レイテンシの影響を受ける。１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して第２の時間レイテンシを考慮することによって、第１の信号オンチャンネルの実行タイミングが１つ又は２つ以上の実行コマンドと同期化される。
【００１２】
別の実施形態において、ソフトウェアプログラムは、溶接計画で指定された１つ又は２つ以上の実行コマンドを含む、ロボットによるロボット工程の間に実行可能なプロセス信号を生成するようになっている。ロボットの少なくとも１つのレーザブレーズ或いはレーザ溶接のプロセスパラメータを制御する第１の信号値チャンネルが用意され、第１の信号値チャンネルは１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して第１の時間レイテンシの影響を受ける。１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して、第１の信号値チャンネルの実行タイミングを第１の時間レイテンシの分だけ調節することによって、第１の信号値チャンネルの実行タイミングが１つ又は２つ以上の実行コマンドと同期化される。ソフトウェアプログラムが実行されるとプロセス信号が生成され、ロボットは実行コマンドの同期化された実行タイミングに応じて操作される。ロボットによるレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の実際の速度が追跡され得るとともに、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の速度に関して第１の信号値チャンネルの独立した適応制御が提供され得る。少なくとも１つのレーザブレーズ或いはレーザ溶接のプロセスパラメータは、レーザ出力、レーザのオンオフ、ワイヤ送給速度、ワイヤ送給のオンオフ、二重ワイヤ送給速度、二重ワイヤ送給のオンオフ、ガス流、ガス流のオンオフ、ガス速度、ガス圧力、ガス温度、ワイヤ温度、ワイヤ予熱温度、及びワイヤ予熱のオンオフのうちのいずれか１つである。
【００１３】
また、ロボットレーザブレーズ工程或いはロボットレーザ溶接工程の適応制御装置が開示されている。適応制御装置には、ロボットコントローラと、コントローラに接続され、ブレーズ或いは溶接用のツールを担持するロボットアームと、コントローラに接続され、ロボットコントローラによって実行されてロボットの動作を調整するソフトウェアプログラムを格納する非一時的記憶デバイスと、が含まれている。ソフトウェアプログラムは、溶接計画で指定された１つ又は２つ以上の実行コマンドを含む、ロボット工程の間に実行可能なプロセス信号を生成する。第１の信号値チャンネルは、少なくとも１つのレーザブレーズ工程或いは溶接工程のプロセスパラメータを制御する。第１の信号値チャンネルは１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して第１の時間レイテンシの影響を受ける。ソフトウェアプログラムは、１つ又は２つ以上の実行コマンドに関して、第１の信号値チャンネルの実行タイミングを第１の時間レイテンシの分だけ調節することによって、第１の信号値チャンネルの実行タイミングを１つ又は２つ以上の実行コマンドと同期化する。
【００１４】
添付の図面を参照して考慮すれば、上記の利点とともに本発明の他の利点も、好適な実施形態の以下の詳細な説明から、当業者にとって容易に明らかなものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るロボットによるレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の適応制御を実行する装置の概略ブロック図である。
【図２】本発明に係るレーザブレーズ或いはレーザ溶接のプロセスにおけるプロセスパラメータ間のタイミング関係を示す図である。
【図３】本発明に係るレーザブレーズ或いはレーザ溶接のプロセスにおけるプロセスパラメータ間のタイミング関係とともに一般的なランピングプロセスを示す図である。
【図４】各々が２つの制御チャンネルを有する２つの例示的なプロセスパラメータ間の、本発明に係るレーザブレーズ或いはレーザ溶接のプロセスにおけるタイミング関係とともに図３のランピングプロセスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の詳細な説明及び添付図面は、本発明の種々の例示的な実施形態を説明し、例示する。詳細な説明及び図面は、当業者による本発明の実施及び使用を可能にする目的で用いられており、決して本発明の範囲を限定するようには意図されていない。開示された方法に関して、提示されたステップは元来例示的なものであり、それゆえにステップの順序は必要ではないし重要ではない。
【００１７】
図１に示されるように、ロボットによるレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の適応制御を実行する装置には、ブレーズ或いは溶接用のツールを担持するロボットアーム１２の移動を制御するロボットコントローラ１０が含まれている。コントローラ１０は、ブレーズ工程或いは溶接工程に影響を及ぼすプロセスパラメータ２０をも制御する。非限定的な例として、斯かるプロセスパラメータ１８には、ワイヤ送給装置１４のワイヤ送給速度及びレーザ電源１６の出力値が含まれていてもよい。ロボット動作、ワイヤ送給速度、及びレーザ出力を調整するソフトウェアプログラムは、コントローラ１０に接続された非一時的記憶デバイス１８に格納されている。
【００１８】
本発明は、図１におけるプロセスパラメータ２０の各々が、プロセス指令が最初に与えられる時間と、プロセス指令が実行され始める時間との間の時間レイテンシの影響を受けるという事実を認識し、それを考慮する。更に、各々のプロセスパラメータ２０は、通常、他のプロセスパラメータのいずれとも異なる時間レイテンシの影響を受ける。
【００１９】
斯かるプロセスパラメータ２０のタイミング間の例示的な関係を、図２〜図４に全体的に示している。図２〜図４のプロセスパラメータ間の例示的な時間関係は、レーザブレーズ或いはレーザ溶接のプロセスにおけるＦＩＮＥ移動タイプとＣＮＴ１００（角部）移動タイプの両方についてのアーク始動時間（Ａｒｃ  Ｓｔａｒｔｉｎｇ  ｔｉｍｅ）３０、アーク開始時間（Ａｒｃ  Ｓｔａｒｔｅｄ  ｔｉｍｅ）３２、アーク停止時間（Ａｒｃ  Ｅｎｄｉｎｇ  ｔｉｍｅ）３４、及びアーク終了時間（Ａｒｃ  ｅｎｄｅｄ  ｔｉｍｅ）３６に関して、特に示されている。図２〜図４の水平タイミングラインの各々はプロセスタイミングパルスを表しており、制御パルス又は制御コマンドは、部品の動作、ロボットの動作、ワイヤ送給、ワイヤ速度、レーザオン、レーザ出力レベルなどのプロセスパラメータに対するレスポンスを実行するソフトウェア制御プログラムによって開始されるか又は変更される。制御パルス又は制御コマンドは一般的に使用される任意のディジタル又はアナログの制御スキームであり得ることが理解される。
【００２０】
図２は、ＣＮＴ１００（角部）移動タイプにおけるアーク始動時間とアーク終了時間の間の一般的なプロセス信号のタイミングシーケンスを明示している。各チャンネルは同様の制御機能を有しており、更に、各チャンネルは当該チャンネルによって制御されるプロセスパラメータに関連付けられる特定の時間レイテンシのみを考慮している。タイムライン４０の角ブレーズ速度或いは角溶接速度は、角ブレーズ工程或いは角溶接工程を通じた所望かつ一定の溶接速度を示している。しかしながら、動作ライン５０は、タイムライン４０の角ブレーズ速度或いは角溶接速度を一定に維持するのに必要なラインに対するツールの速度を示している。特に、溶接動作開始コマンド５２が与えられることによって、ラインの動作がアーク開始時間３２と同時に開始させられる。別個の溶接動作停止コマンド５４が与えられることによって、動作ライン５０上で指令された動作の終了がアーク終了時間３６よりも前に伝えられる。
【００２１】
アーク開始時間３２が溶接開始動作コマンド５２と合致することを保証するために、本発明はアーク始動時間３０とアーク開始時間３２の間の時間レイテンシｔ1を考慮している。すなわち、アーク開始時間３２は、アーク始動時間３０に時間レイテンシｔ1を加えた和として特定される。換言すると、図２のタイムライン６０に示されるアーク開始信号は、予定されたアーク開始時間３２よりも時間レイテンシｔ1の分だけ前に指令される必要がある。同様に、タイムライン７０に示されるアーク終了信号は、アーク終了時間３６よりも時間レイテンシｔ7の分だけ前に指令される必要がある。時間レイテンシｔ1は時間レイテンシｔ7と等しい場合もあるし、等しくない場合もあることが理解される。また、時間レイテンシｔ1は時間レイテンシｔ7から独立している場合があり、その理由のためにアーク開始信号６０がアーク終了信号７０とは別個のチャンネルによって制御されることが理解される。
【００２２】
ブレーズ工程或いは溶接工程に利用される任意の制御パラメータＡについては、タイムライン８０として示される信号値チャンネル及びタイムライン９０として示される信号オンチャンネルの両方が提供されるが、その理由は、各々のプロセス制御パラメータが、それ自体の信号値と関連付けられており、かつ、ブレーズ工程或いは溶接工程と関連付けられた各々のプロセス又は制御が、当該プロセスパラメータと関連付けられた独立かつ既知の時間レイテンシの影響を受けるからである。信号オンチャンネルによってレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の一部の動作、例えば、ロボットアームの動作を制御可能であるか、又はレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の一部の活性化及び不活性化の少なくともいずれか一方、例えば、レーザの活性化及び不活性化の少なくともいずれか一方を更に制御可能であることが理解される。例えば、レーザと関連付けられたプロセス制御パラメータは、レーザ出力レベルなどのレーザと関連付けられたプロセスパラメータを制御する信号値チャンネルを必要としており、かつ、レーザがいつオン又はオフにされるかを示す信号オンチャンネルを更に必要としている。更に、プロセス制御パラメータＡについては、既知の時間レイテンシｔ2が存在しており、この時間レイテンシｔ2は信号値の遅延時間を表しており、アーク開始時間３２よりも前に信号値が実現されることを表している。例えば、レーザがオンになるとプロセス制御パラメータの信号値が５０％のレーザ出力を要求し得るが、その出力設定はレーザが実際にオンにされる前に行われる必要がある。このように、本発明によれば、制御システムが時間レイテンシｔ2をアーク開始の時間レイテンシｔ1に関して調節することで、アーク開始時間３２よりも前に所望の信号値８０を達成する。
【００２３】
同様に、プロセスパラメータの信号値に何らかの変化がもたらされる場合には、信号値の実際の変化に先立つ信号値変化の遅延時間を表す既知の時間レイテンシｔ5が存在することになる。すなわち、図２に示されるように、タイムライン８０上の信号値の変化はアーク停止時間３４において必要であるものの、アーク停止時間３４以後に時間ｔ5が経過するまでは発生しない。そのため、制御チャンネル８０は、アーク終了時間３６よりも前に所望の信号値８０を達成するために、時間レイテンシｔ7に関してプロセスパラメータの信号値の変化と関連付けられた時間レイテンシｔ5を考慮している。図２において理解されるように、タイムライン７０のアーク終了信号には、アーク終了時間３６に先立つ時間ｔ7が与えられており、時間ｔ7はタイムライン５０上の動作信号の終了信号に先立つ時間ｔ4と合致している。また、アーク終了信号は、アーク終了時間３６に対応する信号値の変化よりも時間ｔ5だけ前に生成されている。
【００２４】
同様に、信号オンチャンネルがアーク開始時間３２で正確にオンになることを保証するために、本発明は、アーク始動時間３０と、信号オンチャンネルの信号がタイムライン９０上でオンになる時間との間に存在する独立した時間レイテンシｔ3を考慮している。したがって、本発明によると、制御システムが信号オンの時間レイテンシｔ3をアーク開始の時間レイテンシｔ1に関して調節することで、信号オンチャンネルのオン信号をアーク開始時間３２と同期化することができる。同様に、信号オンチャンネル９０がアーク終了時間３６で正確にオフになることを保証するために、本発明は、信号オンチャンネルの時間レイテンシｔ6をアーク終了信号の時間レイテンシｔ7に関して考慮している。
【００２５】
重要なのは、各々の制御チャンネルが当該制御チャンネルと関連付けられた任意の時間レイテンシを独立に考慮していることであり、それが必要である理由は、同一のデバイスを制御する信号値と信号オンチャンネルの間であっても時間レイテンシｔ2、ｔ3、ｔ5、及びｔ6の各々が互いに独立しているからである。更に、各々の制御チャンネルは固有のオンオフ制御パラメータを提供することができる。したがって、ブレーズ工程或いは溶接工程と関連付けられた任意のプロセスパラメータが正確に制御され得る。本発明は信号タイミングを正確に調節する調節機能を提供するものであり、その調節機能によれば、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の間に全てのプロセスパラメータのタイミング制御を同期化することで、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の正確性及び有用性を最適化することができる。
【００２６】
本発明の追加の実施形態において、各々の制御チャンネルは、ブレーズ工程或いは溶接工程の実際の速度に制御信号を適応させることもできる。非限定的な例として、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の速度、及びブレーズ工程或いは溶接工程を実行するツールの位置が、公知の方法によって示されるツール中心点（ＴＣＰ）に対して測定され得るか、又は任意の他の方法によって、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程を受けるツール若しくは部分における既知の箇所に関して測定され得る。上述したように、特に、ツールの開始動作或いは停止動作、及びツールの向きの変化に関して、ツールは、ツール速度を変化させる加速力の影響を受ける。例えば、角溶接ツールの実際の移動速度は、指令された速度よりも実質的に遅くなり得る。
【００２７】
本発明は、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程における任意のプロセスパラメータの独立した適応制御を可能にすることによって、ツールの速度の変化を相殺するとともに、任意のプロセスパラメータに加えられる変化を相殺する。図３は、可変速度式のＦＩＮＥ移動タイプにおけるアーク始動時間３０とアーク終了時間３６の間の一般的なプロセス信号タイミングシーケンスを示している。
【００２８】
図３に示される各チャンネルは同様の制御機能を有しており、更に、各チャンネルは当該チャンネルによって制御されるプロセスパラメータと関連付けられた特定の時間レイテンシのみを考慮している。タイムライン１４０のＴＣＰブレーズ速度或いは溶接速度は、タイムライン１５０に示されるツール動作調節を経た所望かつ可変の溶接速度を示している。タイムライン１６０は信号開始チャンネルを制御しており、タイムライン１７０はタイムライン１６０の信号開始チャンネルと関連付けられた信号終了チャンネルを制御している。
【００２９】
図３において、溶接動作ラインはアーク開始時間３２に「オフ」信号１５２を受信している。物理的に不可能であると考えられる急停止が引き起こされる代わりに、ＴＣＰ速度がツールの動作特性に適応することによってＴＣＰ速度の信号がポイント１４２において適応的に減少させられ、その結果、ＴＣＰ速度が動作停止信号１５２と同時に０になることが保証される。動作チャンネルは、１４４におけるＴＣＰ速度の適応的な増加に対応する「オン」信号を１５４において送信している。その後、動作チャンネル１５０は、ＴＣＰ速度の適応的な減少１４６に対応する「オフ」信号１５６をアーク停止時間３４において受信している。加えて、動作チャンネル１５０は、ＴＣＰ速度の適応的な増加１４８に対応する「オン」信号をアーク終了時間３６において受信している。
【００３０】
同様に、タイムライン１８０によって示される信号値の信号は、ＴＣＰ速度のタイムライン１４０に対応する信号値の適応的な増加を提供している。具体的には、信号値の信号がポイント１８２で比較的長時間にわたって緩やかに増加することによって、信号値のパラメータが１４４におけるＴＣＰ速度の増加に適応させられる。その後、信号値の信号が１８４において緩やかにかつ適応的に減少することによって、信号値のパラメータが１４６におけるＴＣＰ速度の減少に適応させられる。したがって、本発明によると、使用者はレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程と関連付けられたプロセスパラメータを適応的に制御できるようになる。
【００３１】
様々な適応制御アルゴリズムが、プロセスパラメータ値に加えられる変化の速度及び迅速性を制御するのに使用されうる。本発明によると、任意の適応制御アルゴリズムの使用が可能である。非限定的な例として、本発明における有用かつ例示的な適応制御アルゴリズムが以下の数式１で表されている。
【数１】
2014198373.tif 000003
【００３２】
数式１は以下のように単純な比例制御による適応アルゴリズムを示している。
（ａ）式中のｃｍｄ＿ｓｐｅｅｄは溶接計画において指定された指令溶接速度である。
（ｂ）式中のａｃｔ＿ｓｐｅｅｄは測定された溶接速度である。
（ｃ）式中のｓｐｅｅｄ＿ｒａｔｉｏは１．０未満に制限される。
（ｄ）式中のｃｍｄ＿ｌｐｗは溶接計画において指定された指令レーザ出力である。
（ｅ）式中のｌｐｗは調節済みのレーザ出力である。
（ｆ）式中のｗｆｓは調節済みのワイヤ送給速度である。
（ｇ）式中のｋ1及びｋ2はそれぞれｌｐｗ及びｗｆｓの制御ゲインである。
（ｈ）式中のｌｐｗminはユーザによって定義された調節済みのレーザ出力の下限である。
（ｉ）式中のｗｆｓminはユーザによって定義された調節済みのワイヤ送給の下限である。
【００３３】
数式１のアルゴリズムを使用すると、制御ゲインが０であるか又は実際の溶接速度が指令された溶接速度と等しい場合には、指令プロセスパラメータの調節は実行されない。実際の溶接速度が指令された溶接速度よりも小さい場合には、プロセスパラメータは比例的に減少されることになり、減少率を制御するのにゲインが使用される。任意の適応制御アルゴリズムの制御粒度（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）は、任意の内挿ループ時間に設定されるか、又は複数の内挿ループ時間に設定され得る。その更新頻度を制御チャンネルのうちの一部又は全部に同時に適用することも可能である。
【００３４】
また、付加的な適応制御方式も利用可能である。本発明の一実施形態においては、４つの異なる適応制御方式が本発明のユーザに提供されており、これら方式によるプロセスパラメータの適応制御は、アーク始動時、アーク停止時、又はレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の間の計画変更時における動作の加速又は減速にプロセスパラメータを適応させることを可能にする。第１の適応制御方式は、ツールの加速時又は減速時のどちらの制御にもランピングを適用しない。第１の適応制御方式において、信号値は指令値で開始し、レーザブレーズ或いはレーザ溶接用のツールの加速中に指令値を維持するか、若しくはツールの減速中に現在値を維持するか、又はツールの加速中に指令値を維持し、かつツールの減速中に現在値を維持する。このような第１の適応制御方式はゼロランプ（Ｚｅｒｏ  Ｒａｍｐ）制御方式として知られている。
【００３５】
第２の適応制御方式は、レーザブレーズ装置或いはレーザ溶接装置の既知の動作加速時間又は動作減速時間を利用しており、既知の動作加速時間又は動作減速時間における信号値の自動ランピングを可能にしている。第２の適応制御方式において、信号値は第１の値で開始し、既知の動作加速時間の間に指令値まで直線的に上昇するか、若しくは現在値で開始して既知の動作減速時間の間にユーザ定義のランプ終了値まで直線的に下降するか、又は既知の動作加速時間の間に指令値まで直線的に上昇し、かつユーザ定義のランプ終了値まで直線的に下降する。したがって、加速時間又は減速時間が比較的短い場合には傾斜が比較的大きくなり、加速時間又は減速時間が比較的長い場合には傾斜が比較的小さくなる。このような第２の適応制御方式においては、実際の動作加速時間及び動作減速時間がユーザにとって既知である必要はない。その代わりに、本発明によれば、適応制御ランピングをアーク開始時の加速時間、又はアーク終了時の減速時間の間に自動的に行うことが可能になる。このような第２の適応制御方式は自動ランプ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒａｍｐ）制御方式として知られている。
【００３６】
第３の適応制御方式によると、ユーザは動作開始タイミングと同期して実行される適応制御の時間値を指定することができる。第３の適応制御方式において、信号値は第１の値で開始し、レーザブレーズ装置或いはレーザ溶接装置の加速時のユーザ指定による適応制御時間の間にユーザ定義によるランプ終了値まで直線的に上昇するか、若しくは現在値で開始して装置の減速時のユーザ指定による適応制御時間の間に指令値まで直線的に下降するか、又はユーザ定義によるランプ終了値まで直線的に上昇し、かつ指令値まで直線的に下降する。したがって、ユーザ選択の加速時間又は減速時間が比較的短い場合には傾斜が比較的大きくなり、ユーザ選択の加速時間又は減速時間が比較的長い場合には傾斜が比較的小さくなる。ランピングが動作開始タイミングと同期して開始されるので、ツール動作が開始した後にランプを生じさせることが可能になる。このような第３の適応制御方式はユーザランプ（Ｕｓｅｒ  Ｒａｍｐ）制御方式として知られている。
【００３７】
第４の適応制御方式は、レーザブレーズ装置或いはレーザ溶接装置の動作加速時間又は動作減速時間を利用しており、既知の動作加速時間又は動作減速時間における信号値の、動作開始タイミングと同期した自動ランピングを可能にしている。ランプ時間はアーク開始時の動作加速時間、又はアーク終了時の動作減速時間である。従って、ランプ開始タイミングは、アーク開始時の動作開始タイミングと同期されるか、又はアーク終了時の動作終了タイミングと同期される。このような第４の適応制御方式においては、加速時及び減速時の実際の動作速度プロファイルに従って、信号値が指定された第１の値で開始し、既知の動作加速時間の間に指令値まで上昇するか、若しくは現在値からアーク終了時の指定された終了値まで傾斜するか、又は指令値まで上昇し、かつアーク終了時の指定された終了値まで傾斜する。信号値の上昇は実際の加速時間に基づいているので直線的ではない。ランピングが動作開始タイミング又は動作停止タイミングと同期して開始し得るので、必要に応じて、ツール動作が開始又は終了した後でランプを生じさせることが可能になる。このような第４の適応制御方式は速度ランプ（Ｓｐｅｅｄ  Ｒａｍｐ）制御方式として知られている。
【００３８】
図３のプロセス信号のタイミングシーケンスは、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程における全てのプロセスパラメータ間のタイミング制御を同期化している。アーク開始時間３２が溶接開始動作コマンド５２と合致することを保証するために、本発明はアーク始動時間３０とアーク開始時間３２の間の時間レイテンシｔ’1を考慮している。すなわち、アーク開始時間３２は、アーク始動時間３０に時間レイテンシｔ’1を加えた和として特定される。換言すると、図３のタイムライン１６０に示されるアーク開始信号は、予定されたアーク開始時間３２よりも時間レイテンシｔ’1の分だけ前に指令される必要がある。同様に、タイムライン１７０に示されるアーク終了信号は、アーク終了時間３６よりも時間レイテンシｔ’7の分だけ前に指令される必要がある。時間レイテンシｔ’1は時間レイテンシｔ’7と等しい場合もあるし、等しくない場合もあることが理解される。また、時間レイテンシｔ’1が時間レイテンシｔ’7から独立している場合もあり、その理由のためにアーク開始信号１６０がアーク終了信号１７０とは別個のチャンネルによって制御されることが理解される。
【００３９】
図３に示される、ブレーズ工程或いは溶接工程に利用される任意の制御パラメータＡについては、タイムライン１８０として示される信号値チャンネル、及びタイムライン１９０として示される信号オンチャンネルの両方が提供されるが、その理由は、各々のプロセス制御パラメータがそれ自体の信号値と関連付けられており、かつ、ブレーズ工程或いは溶接工程と関連付けられた各々のプロセス又は制御が当該プロセスパラメータと関連付けられた独立かつ既知の時間レイテンシの影響を受けるからである。例えば、レーザと関連付けられたプロセス制御パラメータは、レーザ出力レベルなどのレーザと関連付けられたプロセスパラメータを制御する信号値チャンネルを必要としており、かつ、レーザがいつオン又はオフにされるかを示す信号オンチャンネルを更に必要としている。加えて、プロセス制御パラメータＡについては、既知の時間レイテンシｔ’2が存在しており、この時間レイテンシｔ’2は信号値の遅延時間を表しており、アーク開始時間３２よりも前に信号値が実現されることを表している。例えば、レーザがオンになるとプロセス制御パラメータの信号値のチャンネルが５０％のレーザ出力を要求し得るが、その出力設定はレーザが実際にオンにされる前に行われる必要がある。このように、本発明によれば、制御システムが時間レイテンシｔ’2をアーク開始の時間レイテンシｔ’1に関して調節することで、アーク開始時間３２よりも前に所望の信号値１８０を達成する。
【００４０】
同様に、プロセスパラメータの信号値に何らかの変化がもたらされる場合には、信号値の実際の変化に先立つ信号値変化の遅延時間を表す既知の時間レイテンシｔ’5が存在することになる。すなわち、図３に示されるように、タイムライン１８０上の信号値の変化はアーク停止時間３４において必要であるものの、アーク停止時間３４以後に時間ｔ’5が経過するまでは発生しない。そのため、制御チャンネル１８０は、アーク終了時間３６よりも前に所望の信号値１８０を達成するために、時間レイテンシｔ’7に関してプロセスパラメータの信号値の変化と関連付けられた時間レイテンシｔ’5を考慮している。図３において理解されるように、タイムライン１７０のアーク終了信号には、アーク終了時間３６に先立つ時間ｔ’7が与えられており、時間ｔ’7はタイムライン１５０上の動作ライン信号の終了信号に先立つ時間ｔ’4と合致している。また、アーク終了信号は、アーク終了時間３６に対応する信号値の変化よりも時間ｔ’5だけ前に生成されている。
【００４１】
同様に、信号オンチャンネルがアーク開始時間３２で正確にオンになることを保証するために、本発明は、アーク始動時間３０と、信号オンチャンネル信号がタイムライン１９０上でオンになる時間との間に存在する独立した時間レイテンシｔ’3を考慮している。したがって、本発明によると、制御システムが信号オンの時間レイテンシｔ’3をアーク開始の時間レイテンシｔ’1に関して調節することで、信号オンチャンネルのオン信号をアーク開始時間３２と同期化することができる。同様に、信号オンチャンネル１９０がアーク終了時間３６で正確にオフになることを保証するために、本発明は、信号オンチャンネルの時間レイテンシｔ’6をアーク終了信号の時間レイテンシｔ’7に関して考慮している。
【００４２】
更なる実施形態においては、ユーザ選択可能な時間レイテンシがユーザに提供されており、ユーザはユーザ選択可能な時間レイテンシを制御チャンネルと関連付けられた任意の時間レイテンシに追加することによって、制御システムを手動で調節できるようになる。このようなユーザ選択可能な時間レイテンシは、指令された動作開始時間に対する適応的な制御ランプアップ遅延時間の制御を手動で微調整する機能と、それを調節する機能と、をユーザに提供する。ユーザ選択可能な時間レイテンシは、ロボットによるレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の範囲内で積み重ねられるトレランスの問題をユーザに考慮させることを意図している。非限定的な例として、ユーザ選択可能な時間レイテンシは、歯車のバックラッシュによって引き起こされる指令された動作開始時間に関して実際の動作開始時間に対する機械的な遅延を考慮するのに使用され得る。
【００４３】
重要なのは、各々の制御チャンネルが当該制御チャンネルと関連付けられた任意の時間レイテンシを独立に考慮していることであり、それが必要である理由は、時間レイテンシｔ’2、ｔ’3、ｔ’5、及びｔ’6の各々が互いに独立しているからである。したがって、本発明は信号値チャンネルを通じて信号タイミングを正確に調節する調節機能を提供するものであり、その調節機能によれば、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程において全てのプロセスパラメータ間のタイミング制御を同期化することで、レーザブレーズ或いはレーザ溶接のプロセスの正確性及び有用性を最適化することができる。更に、必要に応じて適応的なプロセスパラメータ制御を使用することを含めて、各々の制御チャンネルは固有のオンオフ制御パラメータを提供することができる。そのため、プロセスパラメータのタイミングに加えて、ブレーズ工程或いは溶接工程と関連付けられた任意のプロセスパラメータが正確に制御されうる。したがって、一実施形態において、本発明は、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程と関連付けられたプロセスパラメータの適応制御を、アーク始動時間３０及びアーク終了時間３６の関数として実行することができる。
【００４４】
図４は、アーク始動時間３０及びアーク終了時間３６におけるＦＩＮＥ移動タイプの２つのプロセスパラメータについて、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の例示的なプロセス信号のタイミングシーケンスを提供している。図４に示されるタイプのレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程においては、レーザ溶接の品質を保証するために、実際の溶接速度に基づいて溶接パラメータを動的に更新する必要がある。ロボット溶接ツールが加速される間は、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の開始時又は終了時におけるロボットの実際の加速又は減速に基づいて、プロセスパラメータの独立したランプ制御を提供することが望ましい。レーザによって被溶接材料に穴を迅速に形成可能であるレーザ用途、又はレーザによって必要以上のワイヤを送給可能であるレーザ用途においては、ブレーズ或いは溶接のプロセスパラメータを溶接速度に適応させる機能が重要になる。この適応機能が無い場合には、溶接計画の作成、プログラミング、及び認証が、単調で時間が掛かり、かつ困難なものとなる。
【００４５】
上述したように、図４の各チャンネルは独立に制御されており、各チャンネルは同様の制御機能を有しており、更に、各チャンネルは当該チャンネルによって制御されるプロセスパラメータに関連付けられる特定の時間レイテンシのみを考慮している。タイムライン２４０のブレーズ速度或いは溶接速度は、タイムライン２５０に示されるツール動作調節を経た所望かつ可変の溶接速度を示している。付加的な制御チャンネルの各々によれば、溶接速度タイムライン２４０に関するプロセスパラメータの動的制御が可能になる。アーク開始信号がタイムライン２６０に示されており、アーク終了信号がタイムライン２７０に示されている。レーザ出力の信号値パラメータの制御がタイムライン２８０に示されており、ワイヤ送給速度の信号値パラメータの制御がタイムライン３１０に示されている。レーザの信号オンパラメータの制御がタイムライン２９０に示されており、ワイヤ送給の信号オンパラメータの制御がタイムライン３２０に示されている。
【００４６】
アーク開始のタイムラインはアーク開始信号２６２で開始しており、アーク開始信号２６２は、アーク開始時間３２に関して図４に示される任意のプロセスパラメータに対して実行される全てのアクションのタイミング基盤を提供している。アーク終了のタイムラインは、アーク停止時間３４を２７２におけるアーク終了信号で開始させることによってレーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程の終了を制御しており、アーク終了信号は、アーク終了時間３６に関する図４中の任意のプロセスパラメータに対して実行される全てのアクションのタイミング基盤を提供している。
【００４７】
このように、溶接動作ラインは「オフ」信号２５２を受信しており、「オフ」信号２５２は、（アーク始動時間３０＋Ｔ1）で示される時間３００におけるロボットの第１の教示位置と合致している。ここで、Ｔ1は動作制御の時間レイテンシである。物理的に不可能であると考えられる急停止が引き起こされる代わりに、溶接速度がツールの動作特性を考慮してツールの動作特性に適応することによって溶接速度の信号が２４２において適応的に減少させられ、その結果、応接速度が（アーク開始時間３０＋Ｔ1）である位置決め完了時間３００において動作停止信号２５２と一緒に０になることが保証される。同時に、レーザ出力の信号値パラメータ及びワイヤ送給速度の信号値パラメータはいずれもアーク始動時間３０の関数として制御される。具体的には、レーザ出力レベルは（アーク始動時間３０＋Ｔ3）である２８２において調節される。ここで、Ｔ3はレーザ出力制御の時間レイテンシである。同様に、ワイヤ送給制御速度は（アーク始動時間３０＋Ｔ4）である３１２において調節される。ここで、Ｔ4はワイヤ送給速度制御の時間レイテンシである。レーザオン（信号オン）パラメータは（アーク始動時間３０＋Ｔ5）において「オン」信号を受信する。ここで、Ｔ5はレーザの時間レイテンシである。同様に、ワイヤ送給速度オン（信号オン）パラメータは（アーク始動時間３０＋Ｔ6）においてオン信号を受信する。ここで、Ｔ6はワイヤ送給装置の時間レイテンシである。時間Ｔ7はオン信号受信後のレーザ装置の移動と関連付けられるレイテンシを考慮したものである。このように、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程に関して任意のプロセスパラメータと関連付けられる全ての時間レイテンシがアーク始動時間３０に関して考慮されている。したがって、各パラメータの制御が非常に高いレベルの正確性で独立に実現される。
【００４８】
アーク開始時間３２において、動作チャンネルは、アーク開始時間３２と合致する２５４の「オン」信号を送信しており、「オン」信号は、２４４における溶接速度、２８４におけるレーザ出力、及び３１４におけるワイヤ送給速度の適応的な増加に対応している。その後、動作チャンネル２５０は、（アーク終了＋Ｔ2）と定義される時間３０２においてロボットが到達した教示位置と合致する「オフ」信号２５６を受信している。ここで、Ｔ2は動作「オフ」制御の時間レイテンシである。「オフ」信号２５６は、溶接速度、レーザ出力２８６、及びワイヤ送給速度３１６の適応的な減少２４６によって先行されており、その結果、溶接速度が（アーク停止時間３４＋Ｔ2）である位置決め完了時間３０２において動作停止信号２５６と同時に０まで減少するときにプロセスパラメータが適応的に変化することが保証される。レーザ出力制御は（アーク停止時間３４＋Ｔ8）の時間において「オフ」信号を受信している。ここで、Ｔ8はレーザ出力制御パラメータの時間レイテンシである。ワイヤ送給速度制御は（アーク停止時間３４＋Ｔ11）の時間において「オフ」信号を受信している。ここで、Ｔ11はワイヤ送給速度制御パラメータの時間レイテンシである。同様に、レーザオン制御パラメータは、（アーク停止時間３４＋Ｔ9）である所望の時間においてオフ信号を受信しており、ワイヤ送給速度オン制御パラメータは、（アーク停止時間３４＋Ｔ10）である所望の時間においてオフ信号を受信している。ここで、Ｔ9はレーザオン制御パラメータの時間レイテンシであり、Ｔ10はワイヤ送給速度オン制御の時間レイテンシである。最後に、動作チャンネル２５０は、アーク停止時間３６と合致する２５８において「オン」信号を追加で受信しており、「オン」信号は、ツールが再配置されるときの溶接速度の適応的な増加２４８に対応している。
【００４９】
したがって、図４のプロセスパラメータの各々は、各プロセスパラメータの任意の時間レイテンシに対して容易に制御され、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程と関連付けられた他のプロセスパラメータを、ツールの加速又は減速に起因する溶接速度の任意の変化を含む、実際の溶接速度の任意の変化に対して動的に調節することを可能にする。例示されたプロセス制御タイミング及び適応制御が、任意の付加的なプロセスパラメータ、例えば、二重ワイヤ送給、ガス流及びガス速度、ワイヤ温度或いは予熱温度などの任意の付加的なプロセスパラメータと関連付けられた任意の付加的なチャンネルに拡張され得ることが理解される。したがって、本発明は、溶接品質を最大限に高めるとともに、レーザブレーズ工程或いはレーザ溶接工程によって任意の部品を接合する溶接計画の策定、プログラミング、及び認証の困難性を最小限に減らすものである。
【００５０】
特許法の規定に従って、本発明について、好適な実施形態を表すと考えられる内容に沿って説明してきた。ただし、具体的に例示され説明された方法とは異なる方法によって、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく本発明を実施可能であることに留意すべきである。
【図１】
2014198373.tif 000004
【図２】
2014198373.tif 000005
【図３】
2014198373.tif 000006
【図４】
2014198373.tif 000007
【外国語明細書】
2014198373000001.pdf