BR112015014376B1

BR112015014376B1 - Aparelho de soldagem por costura, método de soldagem por costura, dispositivo de controle de robô e método de controle de robô

Info

Publication number: BR112015014376B1
Application number: BR112015014376-8A
Authority: BR
Inventors: Yasuhiro Kawai; Kazuhiko Yamaashi; Haruhiko Kobayashi; Mitsugu Kaneko; Noriko Kurimoto; Masami NAKAKURA; Teppei SONODA
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2019-09-24
Also published as: EP2937167A1; EP2937167B1; JP6250555B2; CA2895478C; CN104918741A; EP2937167A4; CN104918741B; JPWO2014098132A1; CA2895478A1; CN106862741A; US20150283644A1; US10821540B2; CN106862741B; BR112015014376A2; WO2014098132A1; MY178856A

Abstract

resumo patente de invenção: "aparelho de soldagem por costura, método de soldagem por costura, dispositivo de controle de robô e método de controle de robô". a presente invenção refere-se ao fornecimento de um aparelho de soldagem por costura que não se influencie pelo estado de superfície e pelo formato inteiro de uma peça de trabalho, que é um problema da presente invenção. para resolver o problema, o aparelho de soldagem por costura (10) inclui um par de eletrodos rotativos (31, 32), uma estrutura de suporte de eletrodo (37), um meio de medição de distância (50) e um controlador (43). a estrutura de suporte de eletrodo apoia o par de eletrodos rotativos (31, 32). o meio de medição de distância é fornecido na estrutura de suporte de eletrodo e mede uma distância para uma borda (61a) da placa de aço (61). o controlador (43) controla o robô (20) para ajustar uma direção de funcionamento dos eletrodos rotativos (31, 32), de modo que um desvio chegue a zero quando uma distância medida, na verdade, pelo meio de medição de distância (50) se desviar de uma distância predeterminada. assim, conclui-se que o aparelho de soldagem por costura é reduzido em tamanho, assim como não é influenciado pelo estado de superfície e/ou formato de peça de trabalho (placa de aço (61)).

Description

CAMPO DA TÉCNICA [001] A presente invenção refere-se a um aparelho de soldagem por costura, um método de soldagem por costura, um dispositivo de controle de robô e um método de controle de robô, que são adequados para soldagem por costura, em particular, soldagem por costura para corpos de veículo.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA [002] Um método de soldagem por costura que usa eletrodos rotativos é bem conhecido. Na técnica bem conhecida, as placas de aço de duas camadas são ensanduichadas com um par de eletrodos rotativos, um dentre os quais é energizado e o outro dentre os quais é aterrado. O resultado é um metal de solda (pepita) entre as duas placas de aço. Um metal de solda é formado de um modo linearmente sequencial, movendo-se relativamente os eletrodos de rotação.

[003] Devido ao fato de que a soldagem por costura é uma soldagem consecutiva, a mesma é adequada para um tanque no qual a capacidade de vedação seja exigida. No caso de uma peça de trabalho tridimensional, é provável que aconteça que os eletrodos rotativos sejam separados da peça de trabalho. Então, uma medida para impedir a separação é exigida. Um aparelho de soldagem por costura que obtém uma medida para impedir a separação dos eletrodos rotativos foi proposto de vários modos (por exemplo, consultar a literatura de patente 1).

[004] A literatura de patente 1 revela um aparelho de soldagem por costura que compreende um substrato fixado a uma base, um corpo apoiado rotativamente à base, um mecanismo de rotação para re

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2/29 volver o corpo, um par de eletrodos rotativos, um elemento de carga para medir uma carga aplicada o eletrodo rotativo em uma direção perpendicular a uma direção de alimentação da peça de trabalho (isto é, um objeto a ser soldado). O mecanismo de rotação faz com que os eletrodos rotativos girem ao redor de uma linha vertical que atravessa o par de eletrodos rotativos. O mecanismo de rotação faz com que os eletrodos rotativos girem ao redor da linha vertical, de modo que um valor da carga medido pelo elemento de carga seja igual a zero.

[005] O aparelho de soldagem por costura revelado na literatura de patente 1 compreende uma base, um corpo, um mecanismo de rotação e eletrodos rotativos. Consequentemente, a área ocupada do aparelho é significativamente grande. À luz das necessidades por um baixo custo do aparelho de soldagem por costura, é desejável fornecer um aparelho de soldagem por costura de tamanho reduzido.

[006] O aparelho de soldagem por costura revelado na literatura de patente 1 impede uma separação dos eletrodos rotativos girandose os eletrodos rotativos ao redor da linha vertical, de modo que um valor da carga medido pelo elemento de carga seja igual a zero. Quanto mais complexo um formato da peça de trabalho for, mais provavelmente um valor da carga medido pelo elemento de carga flutua. Como um resultado de flutuação do valor da carga, o mesmo leva à rotação frequente dos eletrodos rotativos ao redor da linha vertical. A rotação frequente dos eletrodos rotativos faz com que a costura seja meandrada mais provavelmente. É desejável fornecer uma boa costura, sem meandrar, sem levar em consideração o formato da peça de trabalho. LISTA DE CITAÇÃO

LITERATURA DE PATENTE [007] Literatura de patente 1: Publicação de Patente aberta à inspeção pública n^o JP 2010-158692

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

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PROBLEMA A SER RESOLVIDO PELA INVENÇÃO [008] É um objetivo da presente invenção fornecer um aparelho de soldagem por costura, sem influência do formato de uma peça de trabalho, assim como que tenha capacidade para reduzir o tamanho. MEIOS PARA RESOLVER O PROBLEMA [009] De acordo com a reivindicação 1, um aparelho de soldagem por costura que realiza soldagem por costura em placas de aço em camadas, o aparelho de soldagem por costura inclui: um robô articulado que tem capacidade para definir uma tolerância predeterminada para uma junta; e um dispositivo de soldagem anexado ao robô. O dispositivo de soldagem inclui: um par de eletrodos rotativos; uma estrutura de suporte de eletrodo que apoia os eletrodos rotativos; um meio de medição de distância fornecido na estrutura de suporte de eletrodo, sendo que o meio de medição de distância é configurado para medir uma distância para uma borda da placa de aço; e um controlador configurado para controlar o robô para ajustar uma direção de funcionamento dos eletrodos rotativos, de modo que um desvio chegue a zero quando uma distância medida, na verdade, pelo meio de medição de distância, desviar de uma distância predeterminada.

[0010] De acordo com a reivindicação 2, um aparelho de soldagem por costura que realiza soldagem por costura em placas de aço em camadas, sendo que o aparelho de soldagem por costura inclui: um robô articulado que tem capacidade para definir uma tolerância predeterminada para uma junta; e um dispositivo de soldagem anexado ao robô. O dispositivo de soldagem inclui: um par de eletrodos rotativos; uma estrutura de suporte de eletrodo que apoia os eletrodos rotativos; uma estrutura de suporte que apoia, de modo rotativo, a estrutura de suporte de eletrodo, de modo que é possível mudar uma direção de funcionamento, quando os eletrodos rotativos funcionarem nas placas de aço; um meio giratório configurado para girar a estrutura de suporte

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4/29 de eletrodo fornecida na estrutura de suporte; um meio de medição de distância fornecido na estrutura de suporte ou a estrutura de suporte de eletrodo, sendo que o meio de medição de distância é configurado para medir uma distância para uma borda da placa de aço; e um controlador configurado para controlar o meio giratório para ajustar uma direção de funcionamento dos eletrodos rotativos, de modo que um desvio chegue a zero quando uma distância medida, na verdade, pelo meio de medição de distância, desviar de uma distância predeterminada.

[0011] De acordo com a reivindicação 3, um método para realizar soldagem por costura usando-se um aparelho de soldagem por costura, sendo que o método inclui: ensinar uma linha de soldagem para o robô articulado; definir uma tolerância para a junta do robô articulado; definir uma distância predeterminada no controlador; medir uma distância para a borda da placa de aço, pelo meio de medição de distância, ao realizar a soldagem por costura; calcular, pelo controlador, um desvio entre uma distância medida, na verdade, e a distância predeterminada; e controlar, pelo controlador, o meio giratório para ajustar a direção de funcionamento dos eletrodos rotativos, de modo que o desvio chegue a zero.

[0012] De acordo com a reivindicação 4, um dispositivo de controle de robô inclui uma unidade de aquisição de erro, um conversor e uma unidade de controle de robô. A unidade de aquisição de erro adquire erro entre uma posição estimada ou medida de um atuador (“end effector” ou atuador final) montado em um robô que inclui uma pluralidade de seções de acionamento e uma posição de alvo do atuador. O conversor converte o erro a um ângulo de correção para um ângulo giratório predeterminado do atuador. A unidade de controle de robô controla o robô, de modo que o atuador gire com base no ângulo de correção.

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EFEITO DA INVENÇÃO [0013] De acordo com a reivindicação 1, um dispositivo de soldagem é fornecido em um robô. Devido ao fato de que o dispositivo de soldagem se move, não é necessário fazer com que as placas de aço em camadas se movam em três dimensões. Durante a soldagem por costura, devido ao fato de que o movimento do dispositivo de soldagem conta inteiramente com o robô, isso resulta em um aparelho de soldagem por costura simples. Além disso, um meio de medição de distância mede uma borda de uma placa de aço. Devido ao fato de que uma condição de superfície ou um formato da placa de aço dificilmente influencia a medição de borda, mesmo se a condição de superfície for côncavo-convexa, a medição de distância pode ser realizada sem qualquer problema. A saber, de acordo com a presente invenção, é possível fornecer o aparelho de soldagem por costura que não se influencia pelo formato da placa de aço, assim como a capacidade de reduzir o tamanho.

[0014] De acordo com a reivindicação 2, similar à reivindicação 1, é possível fornecer o aparelho de soldagem por costura que não se influencia pelo formato da placa de aço, assim como a capacidade de reduzir o tamanho. Além disso, devido ao fato de que uma estrutura de suporte e um meio giratório são fornecidos, uma carga do robô é reduzida e, então, um robô de grau baixo pode ser empregado.

[0015] De acordo com a reivindicação 3, devido ao fato de que uma tolerância é definida em uma junta do robô, é possível girar os eletrodos de rotação. Como um resultado, similar às reivindicações 1 e 2, é possível fornecer o aparelho de soldagem por costura que não se influencia pelo formato da placa de aço, assim como a capacidade de reduzir o tamanho.

[0016] De acordo com um aspecto da modalidade, mesmo se o atuador desviar da posição de alvo, é possível controlar uma operação

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6/29 do robô, de modo a trazer o mesmo de volta à posição de alvo, apropriadamente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0017] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um aparelho de soldagem por costura, de acordo com a presente invenção.

[0018] A Figura 2 é um diagrama exemplificativo de um objeto a ser soldado.

[0019] A Figura 3 é uma vista frontal de um aparelho de soldagem. [0020] A Figura 4 é uma vista em corte obtida ao longo de uma linha 4-4 da Figura 3.

[0021] A Figura 5 é um diagrama esquemático que ilustra um princípio operacional de um meio de medição de distância.

[0022] A Figura 6 é um diagrama esquemático que ilustra uma luz de reflexão difusa.

[0023] A Figura 7 é um diagrama esquemático que ilustra uma operação do meio de medição de distância.

[0024] A Figura 8 é um diagrama esquemático que uma ilustra operação do aparelho de soldagem por costura.

[0025] A Figura 9 é um diagrama esquemático que ilustra uma operação do aparelho de soldagem por costura.

[0026] A Figura 10 é um fluxograma que ilustra o fluxo de controle do aparelho de soldagem por costura.

[0027] A Figura 11 é um diagrama esquemático que mostra uma disposição alternativa do meio de medição de distância.

[0028] A Figura 12 é um diagrama esquemático que mostra um exemplo modificado do aparelho de costura.

[0029] A Figura 13 é uma vista em corte transversal obtida por uma linha 13-13 da Figura 12.

[0030] A Figura 14 é um diagrama esquemático que ilustra primeiramente um robô e um dispositivo de controle de robô, de acordo com

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7/29 uma modalidade.

[0031] A Figura 15 é um diagrama que ilustra o controle do robô que é realizado pelo dispositivo de controle de robô.

[0032] A Figura 16 é um fluxograma que mostra um procedimento realizado pelo dispositivo de controle de robô.

MELHOR(ES) MODO(S) PARA REALIZAR A INVENÇÃO [0033] Algumas modalidades exemplificativas são preferencialmente descritas abaixo, em referência aos desenhos anexos.

MODALIDADES [0034] Conforme mostrado na Figura 1, um aparelho de soldagem por costura 10 inclui um robô articulado 20 e um dispositivo de soldagem 30 anexado ao robô articulado 20.

[0035] Por exemplo, o robô articulado 20 é um robô que tem seis eixos, que inclui: uma parte de braço inferior 23 que é girada com um primeiro motor M1 (embora o motor seja, na verdade, incorporado ao aparelho, o motor é retratado fora do aparelho, na Figura 1. O mesmo deve-se aplicar a outro motor daqui por diante.) ao redor de um primeiro eixo 21 que corresponde a um eixo perpendicular à superfície do solo, enquanto oscila com um segundo motor M2 ao redor de um segundo eixo 22 que corresponde a um eixo horizontal; uma parte de braço superior 26 conectada a uma ponta da parte de braço inferior 23, por meio de um terceiro eixo 24 que oscila com um terceiro motor M3 ao redor do terceiro eixo 24, enquanto gira com um quarto motor M4 ao redor de um quarto eixo 25 perpendicular ao terceiro eixo 24; e uma parte de pulso 29 conectada a uma ponta da parte de braço superior 26, por meio de um quinto eixo 27, que oscila com um quinto motor M5 ao redor do quinto eixo 27, enquanto gira com um sexto motor M6 ao redor de um sexto eixo 28, perpendicular ao quinto eixo 27.

[0036] Um ponto de ensino TP entre um par de eletrodos rotativos 31 e 32 tem informações de posição (que incluem posição de rotação)

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8/29 definidas pelo eixo x, eixo y e eixo z, que são eixos coordenados ortogonais, assim como o eixo Rx, o eixo Ry e o eixo Rz, que são eixos coordenados rotativos para prescrever a postura do robô 20.

[0037] Conforme mostrado na Figura 2(a), o aparelho de soldagem por costura 10 é empregado para soldar o corpo de veículo, por exemplo. Conforme mostrado na Figura 2(b) que é uma vista em corte transversal obtida por uma linha b-b de Figura 2(a), o mesmo é empregado para soldar um flange 34 e um flange 35, que são um membro interno e um membro externo de um pilar central 33, respectivamente.

[0038] Conforme mostrado na Figura 3, o dispositivo de soldagem 30 inclui um par de eletrodos rotativos 31 e 32, uma estrutura de suporte de eletrodo 37 para apoiar os eletrodos rotativos 31 e 32, e um meio de medição de distância 50 para medir uma distância para as bordas dos flanges.

[0039] Um dos eletrodos rotativos 32 é adaptado de modo deslizante a um trilho 39, uma corrediça 41 e um cilindro 42. Se uma espessura dos flanges variar, um dos eletrodos rotativos 32 se move.

[0040] Conforme mostrado na Figura 4, as informações de distância são enviadas a partir do meio de medição de distância 50. Um controlador 43 controla um robô articulado (na Figura 1, geralmente denotado em referência ao número 20). Um motor 45 anexado à corrediça 41 gira um dos eletrodos rotativos 32, e um motor 47 anexado a um bloco de suporte 46 gira o outro eletrodo rotativo 31. A corrente de soldagem é suprida ao eletrodo rotativo 31 através de um cabo lateral de fonte de energia 48, e, então, atravessa um cabo lateral de terra 49 que é conectado eletricamente ao eletrodo rotativo 32. O cabo lateral de fonte de energia e o cabo lateral de terra podem ser reversíveis.

[0041] Conforme mostrado na Figura 5, o meio de medição de distância 50 inclui uma parte de emissão de laser 51 para irradiar uma luz

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9/29 emitida 57, uma lente de proteção de luz 52 para focar a luz emitida 57, uma lente de recepção de luz 53 para focar uma luz refletida 59, um dispositivo de detecção de posição de luz 54 para identificar uma posição de recepção de luz da luz refletida 59, e um invólucro 55 para encerrar esses elementos inteiramente.

[0042] Conforme mostrado na Figura 6(a), a luz emitida 57 irradiada na parte de emissão de laser 51 atravessa a lente de proteção de luz 52 e, então, alcança a borda do flange 34.

[0043] A borda do flange 34 entra em um plano de reflexão difuso devido ao fato de que a luz é refletida de modo difuso em um plano, exceto por um plano de espelho.

[0044] Conforme mostrado na Figura 6(b), uma luz de reflexão difusa 58 é gerada naquele ponto. Uma luz refletida 59 como uma parte da luz de reflexão difusa 58 alcança a lente de recepção de luz 53 a ser focada com a lente de recepção de luz 53 e, então, ilumina um dispositivo de detecção de posição de luz 54. Doravante, deve-se observar que dentre numerosas luzes de reflexão difusas 58, apenas a luz direcionada à lente de recepção de luz 53 é referida como uma luz refletida 59.

[0045] Conforme mostrado na Figura 7, o dispositivo de detecção de posição de luz 54 é fornecido com muitos (para o propósito de ilustração, seis) dispositivos de recepção de luz 54a a 54f.

[0046] Em tal caso em que o flange 34 está próximo à lente de proteção de luz 52, a luz refletida 59 procede em uma linha de trajetória que se conecta entre um ponto P1, onde a luz emitida 57 ilumina, e um ponto central da lente de recepção de luz 53 e, então, é recebida pelo quinto dispositivo 54e.

[0047] Na Figura 7, para o propósito de fácil compreensão, o flange localizado mais afastado é denotado conforme o número de referência 34a e uma luz refletida é denotada conforme um número de re

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10/29 ferência 59a. Conforme mostrado na Figura 7, em tal caso em que o flange 34 é localizado mais afastado a partir da lente de proteção de luz 52, a luz refletida 59 procede em uma linha de trajetória que se conecta entre um ponto P2, onde a luz emitida 57 ilumina e um ponto central da lente de recepção de luz 53 e, então, é recebida pelo segundo dispositivo 54b.

[0048] Em relação à posição obtida dentre as posições da parte de emissão de laser 51, a lente de proteção de luz 52, a lente de recepção de luz 53 e o dispositivo de detecção de posição de luz 54 são fixados e cada coordenação de posição dos mesmos é conhecida. Então, se pode-se verificar qual dentre os dispositivos de recepção de luz 54a a 54f que recebe a luz refletida, é possível obter a posição geométrica do flange 34.

[0049] Agora, a operação do aparelho de soldagem por costura mencionado acima 10 é descrita abaixo. Doravante, o flange 34 é geralmente referido como uma placa de aço 61.

[0050] Além disso, nas Figuras 8 e 9, para o propósito de ilustração, apenas o eletrodo rotativo 32 é ilustrado para descrever a operação. Entretanto, conforme mostrado na Figura 4, um par de eletrodos rotativos 31 e 32 gira na mesma direção ao redor de um eixo Rz, pela mesma quantidade de rotação, ao mesmo tempo.

[0051] Conforme mostrado na Figura 8(a), uma placa de aço 61 é relativamente estática e o eletrodo rotativo 32 se move relativamente para baixo no desenho. O meio de medição de distância 50 também se move, junto com o eletrodo rotativo 32, para baixo no desenho. Supõe-se que uma linha de costura (linha de solda de resistência elétrica) 63 se desloque em direção a uma borda 61 por δ1, a partir de uma linha estimada 64 que corresponde a uma linha de soldagem. Uma distância real D1 entre as bordas 61a medida pelo meio de medição de distância 50 leva a uma distância maior do que a distância predePetição 870190012607, de 07/02/2019, pág. 14/51

11/29 terminada por δ1.

[0052] O controlador (consultar Figura 4, número de referência 43) faz com que o eletrodo rotativo 32 gire, a fim de reduzir δ1, conforme mostrado na Figura 8(b). Então, conforme mostrado na Figura 8(c), a linha de costura 63 se curva por um ângulo giratório Θ1. Por meio da curva, uma distância real D2 entre as bordas 61a medida pelo meio de medição de distância 50 diminui (isto é, D2>D1).

[0053] Conforme mostrado na Figura 9(a), em tal caso em que o ponto TP atravessa uma linha estimada 64, o eletrodo rotativo 32 é girado ao contrário. Conforme mostrado na Figura 9(b), por meio de um ângulo giratório Θ2, uma linha de costura 63 se curva. Então, conforme mostrado na Figura 9(c), o ponto PT encontra a linha estimada 64.

[0054] A saber, a medição real de uma distância para a borda 61a é sempre realizada (medida, na verdade) pelo meio de medição de distância 50. Se a distância real Dn é distinta da distância predeterminada, os ângulos giratórios Θ1 e Θ2 são controlados, de modo que um desvio δ1 seja igual a zero. Preferencialmente, o controle é realizado com controle de PID.

[0055] As Figuras 8 e 9 são descritas novamente com base em um fluxo de controle.

[0056] Conforme mostrado na Figura 10, no número de etapa (doravante, simplesmente referido como ST) 01, um ensinamento de um robô é realizado. Subsequentemente, no ST02, a tolerância β é fornecida a Rzn, a fim de permitir que o eletrodo de rotação gire ao redor do eixo Rzn, e então a tolerância α é fornecida a xn, devido ao fato de que faz com que o movimento em uma direção de um eixo x acompanhe a rotação do eletrodo de rotação.

[0057] Subsequentemente, uma dada distância Ds, a partir do meio de medição de distância 50 até a borda da placa de aço 61a, é

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12/29 definida (ST03). Então, o meio de medição de distância 50, na verdade, mede uma distância até a borda da placa de aço 61a (ST04).

[0058] O controlador 43 realiza um cálculo para obter um desvio δ1 na base de uma fórmula δ1= (Ds-Dn) (ST05).

[0059] O controlador 43 determina uma direção em que o valor de δ1 seja igual a zero e faz com que o eletrodo rotativo 32 gire na direção. A diminuição do valor de desvio δ1 resulta na redução de um ângulo giratório (ST06).

[0060] Em ST07, as etapas de ST04 até ST06 são repetidas até que a instrução de terminação seja fornecida, a fim de medir sequencialmente a distância, e sempre giram os eletrodos de rotação, de modo que a distância chegue à distância predeterminada, e fazendo, assim, com que a linha de costura 63 esteja próxima à linha predeterminada.

[0061] Um método da presente invenção inclui as etapas de: ensinar, para ensinar uma linha de soldagem a um robô articulado (ST01); definir, para definir uma tolerância para a junta do robô articulado (ST02); definir a distância predeterminada para o controlador (ST03); medir uma distância até a borda da placa de aço com o meio de medição de distância sobre a soldagem por costura (ST04); calcular com o controlador um desvio entre a medida, na verdade, a distância e a distância predeterminada (ST05); e controlar o meio giratório com o controlador, de modo que o valor do desvio seja igual a zero e ajusta uma direção de funcionamento dos eletrodos de rotação (ST06).

[0062] De acordo com a presente invenção, efetua-se que a borda da placa de aço siga a linha de costura 63, movendo-se relativamente o dispositivo de soldagem até a placa de aço com o robô articulado em linha, com o ensinamento para ajustar uma direção de funcionamento do eletrodo de rotação dentro de uma faixa de tolerância de juntas.

[0063] Conforme mencionado acima, referindo-se às Figuras 2 e 3,

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13/29 o meio de medição de distância 50 é colocado próximo aos eletrodos rotativos 31 e 32. Em tal caso em que o meio de medição de distância 50 é um dispositivo de medição óptico, o mesmo pode ser afetado por uma luz de centelha de soldagem. Nesse caso, uma modalidade alternativa, conforme descrito abaixo, é preferencial.

[0064] Conforme mostrado, a Figura 11(a), os meios de medição de distância 50 são localizados à frente e atrás do eletrodo rotativo 32, afastados um do outro, com alguma distância.

[0065] Especificamente, em um exemplo mostrado na Figura 11(a), os meios de medição de distância 50 são localizados à frente e atrás do eletrodo rotativo 32, afastados um do outro, com a mesma distância. O controlador 43 pode estimar o valor médio de informações de distância que são obtidas por cada meio de medição de distância 50, como uma distância até a borda 61a em uma posição que corresponde ao eletrodo rotativo 32. Além disso, na Figura 11(a), os meios de medição de distância 50 são localizados à frente e atrás do eletrodo rotativo 32, um por um. Entretanto, a presente invenção não se limita aos mesmos. Por exemplo, um dentre os meios de medição de distância 50 pode ser localizado à frente e atrás do eletrodo rotativo 32.

[0066] Alternativamente, conforme mostrado na Figura 11(b), o meio de medição de distância 50 pode ser montado acima do eletrodo rotativo 32. Devido ao fato de que a luz de centelha de soldagem é emitida horizontalmente, a mesma é eficiente para impedir o meio de medição de distância da luz de centelha de soldagem. Preferencialmente, o meio de medição de distância 50 é um sensor de imagem que tem capacidade para reconhecer a borda da placa de aço a partir dos dados de imagem e operar a posição da borda.

[0067] Em outra modalidade, conforme mostrado na Figura 11(c), um meio de medição de distância mecânico 50 pode ser empregado que não é afetado por qualquer luz.

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14/29 [0068] Especificamente na modalidade, conforme mostrado na Figura 11 (c), o controlador 43 armazena as informações de distância obtidas a partir do meio de medição de distância mecânico 50, em sequência de tempo, e armazena antecipadamente uma distância afastada entre a posição da borda 61a medida pelo meio de medição de distância mecânico 50 e a posição da borda 61a que corresponde ao eletrodo rotativo 32. Se o eletrodo rotativo 32 proceder pela distância afastada, o controlador 43 pode estimar a distância para a borda atual 61a no eletrodo rotativo 32, com base nas informações de distância do meio de medição de distância mecânico 50 armazenado, no tempo antes de proceder pela distância afastada.

[0069] Posteriormente, as modalidades alternativas, conforme ilustrado nas Figuras 2 e 3, são descritas abaixo.

[0070] Conforme mostrado na Figura 12, o robô (parte de pulso 29) é fornecido com uma estrutura de suporte 66. A estrutura de suporte de eletrodo 37 é adaptada à estrutura de suporte 66, de modo rotativo, ao redor de um eixo vertical 67. Os eletrodos rotativos 31 e 32 são adaptados à estrutura de suporte de eletrodo 37. A estrutura de suporte 66 é fornecida com um meio giratório 68. A estrutura de suporte de eletrodo 37 pode ser girada pelo meio giratório 68. Os elementos idênticos aos elementos mostrados nas Figuras 2 e 3 são denotados por números de referência semelhantes, e as explicações são omitidas. Como o meio giratório 68, o motor auxiliar (servomotor) com um desacelerador é preferencial.

[0071] Conforme mostrado na Figura 13, o eixo vertical 67 atravessa os pontos centrais dos eletrodos rotativos 31 e 32. O meio de medição de distância 50 é fornecido à estrutura de suporte 66. Alternativamente o meio de medição de distância 50 pode ser fornecido à estrutura de suporte de eletrodo 37. O controlador 43 apropriadamente opera o meio giratório 68, mediante o recebimento das informações de

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15/29 distância do meio de medição de distância 50, para girar os eletrodos rotativos 31 e 32 ao redor do eixo vertical 67.

[0072] Como um resultado daqueles giros dos eletrodos rotativos 31 e 32 serem controlados pelo controlador fornecido dentro do dispositivo de soldagem 30, uma carga do robô chega a ser reduzida. Consequentemente, é possível utilizar um robô barato que tem um número de eixos menor do que seis.

[0073] A presente invenção é preferencial para um aparelho de soldagem por costura para realizar uma soldagem por costura para uma estrutura de veículo. Entretanto, os objetos a serem soldados não se limitam à mesma, por exemplo, podem ser construções gerais que são, assim chamados, produtos de lata.

[0074] Conforme mencionado acima (consultar Figura 1), o aparelho de soldagem por costura 10 inclui o robô articulado 20 (doravante, simplesmente referido como robô 20). O dispositivo de soldagem 30 é anexado à parte de pulso 29 do robô 20 como um atuador. Doravante, o dispositivo de soldagem 30 também é referido como atuador 30.

[0075] O atuador 30 é configurado para realizar um processo predeterminado, especificamente um processo de soldagem por costura para a placa de aço 61a. Doravante, a placa de aço 61 a ser processada pode ser referida como objeto 61.

[0076] É um caso em que o atuador 30 não é localizado em uma posição de alvo predeterminada, devido, por exemplo, a um formato do objeto 61, ao realizar o processo para o objeto 61. Especificamente, se o objeto 61 tiver um formato côncavo-convexo, e/ou a trajetória prevista (por exemplo, a linha estimada 64) for curva, é frequente o caso de o atuador 30 não ser localizado na posição de alvo, em outras palavras, o atuador 30 é deslocado, em relação à posição de alvo.

[0077] Então, tem sido desejado controlar uma operação do robô 20, de modo a trazer o atuador 30 que foi deslocado, em relação à poPetição 870190012607, de 07/02/2019, pág. 19/51

16/29 sição de alvo, de volta à posição de alvo.

[0078] Então, mesmo se o atuador 30 desviar da posição de alvo, um dispositivo de controle de robô, de acordo com a presente modalidade, controla uma operação do robô, de modo a trazer o mesmo de volta à posição de alvo apropriadamente. A explicação detalhada do dispositivo de controle de robô é descrita abaixo.

[0079] A Figura 14 é um diagrama esquemático que ilustra primeiramente um robô 20 e um dispositivo de controle de robô, de acordo com a modalidade. Na Figura 14, o sistema de coordenação ortogonal de três dimensões que inclui um eixo z, em que a direção verticalmente ascendente é definida como uma direção positiva e a direção verticalmente descendente é definida como uma direção negativa, um eixo x que é representado como uma direção direita e esquerda na superfície do desenho e um eixo y que é representado como uma direção que se estendem detrás para a lateral frontal da superfície do desenho. O sistema de coordenação ortogonal é similarmente mostrado na Figura 15, conforme mencionado abaixo.

[0080] No relatório descritivo, as representações como eixo x, eixo y e eixo z significam eixo x, eixo y e eixo z, respectivamente quando o robô 20 e o eletrodo rotativo 32 são localizados nas posições ilustradas. Os mesmos não se limitam às direções, conforme são expressas.

[0081] Conforme mencionado acima, o robô 20 inclui uma pluralidade de seções de acionamento (especificamente, o primeiro motor M1 para o sexto motor M6, não mostrado na Figura 14). As seções de acionamento M1 a M6 fazem com que as juntas que correspondem às seções de acionamento sejam giradas ao redor do primeiro eixo 21, até o sexto eixo 28, respectivamente.

[0082] O dispositivo de soldagem 30, que é um atuador 30, inclui um par de eletrodos rotativos 31 e 32 para a soldagem por costura e

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17/29 similares. Conforme mencionado acima, os eletrodos rotativos 31 e 32 se movem, enquanto os eletrodos rotativos 31 e 32 são girados pelos motores 45 e 47 em contato um com o outro, com prensagem do objeto 61 entre os mesmos.

[0083] O cilindro 42 faz com que o eletrodo rotativo 32 que é um dentre um par dos eletrodos rotativos 31 e 32 se mova para baixo na Figura 14, com pressão do objeto 61. O cilindro 42 mencionado acima é conectado a um cilindro controlador (não mostrado) para controlar o cilindro 42, por exemplo. Após receber instrução de pressão, o cilindro controlador faz com que o eletrodo rotativo 32 se mova para baixo, de modo que o objeto seja pressionado com o eletrodo rotativo 32.

[0084] Conforme mencionado acima, os eletrodos rotativos 31 e 32 funcionam como uma parte de cilindro 320 que entra em contato com o objeto 61. O atuador 30 se move em direção a uma direção de eixo y no sistema de coordenação de robô, enquanto entra em contato com o objeto 61, de acordo com a rotação da parte de cilindro 320 (eletrodos rotativos 31, 32). Então, quando o atuador 30 se move, em contato com o objeto 61, enquanto pressiona o mesmo, é possível realizar a soldagem por costura para o objeto 61, suprindo-se uma corrente de soldagem aos eletrodos rotativos 31, 32.

[0085] Por outro lado, o atuador 30 pode fazer com que o eletrodo rotativo 32 libere a pressão aplicada ao objeto 61, quando a soldagem por costura não é realizada. A saber, o objeto 61 é trazido para uma situação não pressionada. O robô 20 faz com que o eletrodo rotativo 32 do atuador 30 se mova até a próxima posição de soldagem, por exemplo, em contato com o objeto 61, enquanto gira. O movimento do atuador 30, por meio do robô 20, é realizado com um controle de posição que é descrito abaixo, para o detalhe.

[0086] No exemplo descrito acima, o eletrodo rotativo 32 do atuador 30 entra em contato com o objeto 61, mesmo se a soldagem por

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18/29 costura não for realizada. Entretanto, a modalidade não se limita à mesma. A saber, quando a soldagem por costura não for realizada, por exemplo, o cilindro 42 pode fazer com que o eletrodo rotativo 32 se mova para cima na Figura 14 e, então, seja afastado do objeto 61.

[0087] Conforme mostrado na Figura 14, um dispositivo de controle de robô 70 é conectado eletricamente ao robô 20. O dispositivo de controle de robô 70 é fornecido com uma seção de armazenamento, tal como uma CPU (Unidade de Processamento Central), ROM (Memória Apenas de Leitura), RAM (Memória de Acesso Aleatório) e um disco rígido e similares, em que aqueles não são mostrados. A CPU do dispositivo de controle de robô 70 lê um programa armazenado na seção de armazenamento para controlar e acionar o robô 20, de acordo com o programa.

[0088] O dispositivo de controle de robô 70 inclui uma posição de alvo e uma unidade de definição de ângulo giratório 71, uma unidade de determinação de pressão 72, uma unidade de aquisição de erro 73, um conversor 74, uma unidade de cálculo de cinemática inversa 75, e uma unidade de controle de robô 44.

[0089] A posição de alvo e a unidade de definição de ângulo giratório 71 definem uma posição de alvo do atuador 30, assim como um ângulo giratório do mesmo. Especificamente, a posição de alvo e a unidade de definição de ângulo giratório 71 definem uma posição de alvo dos eletrodos rotativos 31 e 32, assim como um ângulo giratório dos mesmos. Mais especificamente, na etapa de alcance de robô, a posição de alvo e a unidade de definição de ângulo giratório 71 recebem um valor de instrução de posição que indica a posição de alvo e o ângulo giratório do atuador 30, por meio de um dispositivo de entrada (por exemplo, uma suspensão de programação) que não é mostrada. Na etapa de alcance de robô, o valor de instrução de posição é inserido em um sistema de coordenação de robô.

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19/29 [0090] A posição de alvo e a unidade de definição de ângulo giratório 71 converte o valor de instrução de posição em um valor de instrução de posição no sistema de coordenação ortogonal com uso de operação de cinemática de avanço. O valor de instrução de posição no sistema de coordenação ortogonal é o valor de instrução de posição que é definido pela posição de alvo e pela unidade de definição de ângulo giratório 71. Desse modo, a posição de alvo e do ângulo giratório do atuador 30 é definida antecipadamente (ensinamento) pela posição de alvo e pela unidade de definição de ângulo giratório 71, antes de realizar a soldagem por costura.

[0091] Especificamente, a posição de alvo mencionada acima e similares são descritas em detalhes, referindo-se à Figura 15. A Figura 15 é uma vista descritiva de um controle realizado pelo dispositivo de controle de robô 70. A Figura 15 ilustra a área próxima ao eletrodo rotativo 32 do atuador 30, quando vista da direção positiva do eixo z, similar às Figuras 8 e 9. Embora na Figura 15 apenas o eletrodo rotativo 32 seja ilustrado, um par de eletrodos rotativos 31 e 32 são configurados para girar ao redor do eixo Rz para a mesma direção, pela mesma, ou substancialmente a mesma, quantidade de rotação, conforme mencionado acima.

[0092] Uma posição de alvo 132 do eletrodo rotativo 32 do atuador 30 é mostrada como uma linha de tracejado duplo. Na Figura 15(a), a posição real do eletrodo rotativo 32 é deslocada em direção à direção positiva do eixo x, em relação à posição de alvo 132. Um ponto em que a posição de alvo 132 do eletrodo rotativo 32 entra em contato com o objeto 61 é um ponto de alvo de soldagem. Uma linha que passa por aqueles pontos é a linha estimada 64.

[0093] O ângulo giratório do atuador 30 definido, pela posição de alvo e pela unidade de definição de ângulo giratório 71, exatamente o ângulo giratório do eletrodo rotativo 32 é o ângulo definido por uma

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20/29 direção procedente do eletrodo rotativo 32 (eixo y no sistema de coordenação de robô) junto com o eixo y no sistema de coordenação ortogonal, por exemplo. Em um exemplo da Figura 15(a), se o eletrodo rotativo 32 não for deslocado em relação à posição de alvo 132, o ângulo giratório é definido como zero, devido ao fato de que uma direção de procedimento do eletrodo rotativo 32 é paralela ao eixo y. No exemplo acima, o ângulo giratório é baseado no eixo y, não se limita ao mesmo. O ângulo giratório pode ser baseado no eixo x.

[0094] Na Figura 14, a unidade de determinação de pressão 72 determina se os eletrodos rotativos 31 e 32 pressionam o objeto 61, em outras palavras, se os eletrodos rotativos 31 e 32 estão prontos para realizar a soldagem por costura para o objeto 61.

[0095] A unidade de determinação de pressão 72 determina se é para os eletrodos rotativos 31 e 32 pressionarem o objeto 61, com base na instrução de pressão ou não. Na modalidade acima, embora a unidade de determinação de pressão 72 faça uma determinação com base na possibilidade de instruir a pressão ou não, a mesma não se limita as mesmas.

[0096] Por exemplo, a unidade de determinação de pressão 72 pode produzir uma determinação com base em saídas de sensores de pressão que são adaptados aos eletrodos rotativos 31 e 32.

[0097] A unidade de aquisição de erro 73 adquire o erro A entre a posição real ou a posição estimada do atuador 30 (por exemplo, posição real do eletrodo rotativo 32 que é mostrado como linha sólida na Figura 15(a)) e uma posição de alvo do atuador 30 (por exemplo, a posição de alvo do eletrodo rotativo 32 que é mostrada como linha de tracejado duplo).

[0098] O erro A é o mesmo ou substancialmente o mesmo que o desvio δ1 mencionado acima. Consequentemente, a unidade de aquisição de erro 73 é que tem capacidade para obter informações de dis

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21/29 tância do meio de medição de distância 50 para adquirir o erro A com base nas informações de distância.

[0099] Na modalidade acima, embora a unidade de aquisição de erro 73 adquira o erro A com base nas informações de distância do meio de medição de distância 50, a mesma não se limita ao mesmo. Por exemplo, a unidade de aquisição de erro 73 pode estimar a posição do eletrodo rotativo 32 com base nos sensores de posição, tais como codificadores adaptados às seções de acionamento (um primeiro motor M1 a um sexto motor M6) para adquirir o erro A da posição estimada do eletrodo rotativo 32 e a posição de alvo 132.

[00100] O conversor 74 converte o erro A ao ângulo de correção 0a para o ângulo giratório de atuador 30 (exatamente, o eletrodo rotativo 32), definido antecipadamente pela posição de alvo e pela unidade de definição de ângulo giratório 71 (consultar Figura 15(b)). O conversor 74 define o ângulo de correção 0a para um valor e que o erro A chega próximo a zero, por exemplo.

[00101] Especificamente, o conversor 74 obtém o ângulo de correção 0a com uso do controle PI (integral proporcional), junto com a fórmula (1) a seguir;

0a = kp(1+ki/s)xA fórmula (1) [00102] Em que kp é um ganho proporcional, ki é um ganho integral, s é um operador Laplace.

[00103] A unidade de cálculo de cinemática inversa 75 corrige um ângulo giratório (valor de instrução posicional) no sistema de coordenação ortogonal adicionando-se o ângulo de correção 0a obtido pelo conversor 74 para o ângulo giratório (valor de instrução posicional) no sistema de coordenação ortogonal. Doravante, o valor de instrução posicional corrigido no sistema de coordenação ortogonal é referido como valor de instrução corrigido.

[00104] A unidade de cálculo de cinemática inversa 75 calcula um

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22/29 valor de instrução de posição no sistema de coordenação de robô para cada uma dentre as seções de acionamento associadas a cada uma dentre as juntas do robô 20. Especificamente, a unidade de cálculo de cinemática inversa 75 gera o sinal de instrução de posição de operação para cada um dentre o primeiro motor M1 até o sexto motor M6.

[00105] Subsequentemente, a unidade de cálculo de cinemática inversa 75 transmite o sinal de instrução de posição de operação gerado para a unidade de controle de robô 44. Desse modo, a unidade de cálculo de cinemática inversa 75 corrige, com o ângulo de correção 0a, o ângulo giratório do eletrodo rotativo 32 definido antecipadamente pela posição de alvo e pela unidade de definição de ângulo giratório 71.

[00106] A unidade de controle de robô 44 controla o robô 20, de modo que o eletrodo rotativo 32 do atuador 30 gire com base no ângulo de correção 0a. Especificamente, a unidade de controle de robô 44 controla a operação de cada uma dentre as seções de acionamento (do primeiro motor M1 até o sexto motor M6), com base no sinal de instrução de posição de operação transmitido a partir da unidade de cálculo de cinemática inversa 75.

[00107] Então, o giro do eletrodo rotativo 32 é feito conforme mostrado na Figura 15(b). Controlando-se o robô 20 do modo mencionado acima, permite-se que o eletrodo rotativo 32 chegue próximo à posição de alvo 132 gradualmente, assim como o ângulo de correção 0a a ser operado, dependendo do erro A, para diminuir gradualmente. Finalmente, conforme mostrado na Figura 15(c), o eletrodo rotativo 32 se move tão distante quanto o eletrodo rotativo 32 encontra, ou substancialmente encontra, a posição de alvo 132.

[00108] Então, mesmo se o atuador 30, exatamente o eletrodo rotativo 32, desviar-se da posição de alvo 132, o dispositivo de controle de robô 70 é que tem capacidade para controlar uma operação do robô

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20, de modo a trazer o mesmo de volta à posição de alvo 132, apropriadamente. A transição do estado de eletrodo rotativo 32, conforme mostrado na Figura 15(b), para o estado do mesmo, conforme mostrado na Figura 15(c), é descrita acima em detalhes, em referência à Figuras 8 e 9. Então, a descrição é omitida.

[00109] Quando o eletrodo rotativo 32 não pressiona o objeto 61, ou seja, a soldagem por costura não é realizada, a unidade de controle de robô 44 controla o robô 20 para realizar o controle de posição ao longo do ensinamento para cada um dos motores M1 ao M6. Isso é descrito abaixo.

[00110] O giro do eletrodo rotativo 32 do atuador 30, conforme mencionado acima, feito como um ponto central no ponto em contato com o objeto 61 (especificamente, o ponto TP), que é como um ponto central de giro. A saber, a unidade de controle de robô 44 faz com que um motor M6 gire e, então, gire o atuador 30 ao redor do sexto eixo 28. Como um resultado, o giro do eletrodo rotativo 32 é feito como um ponto central em um ponto TP em contato com o objeto 61.

[00111] Então, o dispositivo de controle de robô 70 permite que o atuador 30 gire enquanto realiza a soldagem por costura. Então, mesmo se o eletrodo rotativo 32 do atuador 30 desviar da posição de alvo 132, o dispositivo de controle de robô 70 permite que o eletrodo rotativo 32 volte à posição de alvo 132, enquanto realiza a soldagem, apropriadamente.

[00112] Subsequente à adição do ângulo de correção 0a para o valor de instrução posicional do robô 20 que foi definido antecipadamente, a operação de cinemática inversa é realizada, e, então, o sinal de instrução de posição de operação para cada um dentre o primeiro motor M1 ao sexto motor é transmitido. Entretanto, a mesma não se limita ao mesmo. A saber, por exemplo, o atuador 30 pode ser adaptado ao robô 20, de modo que o sexto eixo 28 sobreponha um eixo Rz, de mo

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24/29 do que seja possível mudar o ângulo de correção 0a meramente corrigindo-se a posição de operação do sexto eixo 28.

[00113] Subsequentemente, as etapas de processamento realizadas pelo dispositivo de controle de robô 70 mencionado acima são descritas em referência à Figura 16. A Figura 16 é um fluxograma que mostra o fluxo de processo.

[00114] Conforme mostrado na Figura 16, primeiro, a posição de alvo e a unidade de definição de ângulo giratório 71 do dispositivo de controle de robô 70 definem a posição de alvo 132 do atuador 30 e o ângulo giratório do mesmo (ST10). Subsequentemente, a unidade de determinação de pressão 72 determina se o atuador 30, exatamente os eletrodos rotativos 31 e 32, pressiona o objeto 61 (ST11).

[00115] Se a unidade de determinação de pressão 72 determinar que os eletrodos rotativos 31 e 32 pressionam o objeto 61 (SIM, em ST11), a unidade de aquisição de erro 73 adquire um erro A na posição do atuador 30 (ST12). Subsequentemente, o conversor 74 converte o erro A ao ângulo de correção 0a para o ângulo de giro que usa a fórmula (1) mencionada acima (ST13).

[00116] Subsequentemente, a unidade de cálculo de cinemática inversa 75 corrige o ângulo de revolução que foi definido pela posição de alvo e pela unidade de definição de ângulo giratório 71, com base no ângulo de correção 0a obtido pelo conversor 74 (ST14). Especificamente, a unidade de cálculo de cinemática inversa 75 corrige o ângulo de revolução adicionando-se um ângulo de correção 0a a um ângulo giratório que foi definido antecipadamente. Então, a unidade de cálculo de cinemática inversa 75 gera um sinal de instrução de posição de operação para cada um dentre o motor M1 ao M6, realizando-se a operação de cinemática inversa para os valores corrigidos (instruções corrigidas).

[00117] Então, a unidade de controle de robô 44 controla o robô 20

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25/29 com base na posição de alvo e no ângulo giratório corrigidos (ST15). Especificamente, a unidade de controle de robô 44 controla o robô 20 de modo a operar cada um dentre os motores M1 a M6, com base no sinal de instrução de posição de operação mencionado acima.

[00118] Desse modo, se a unidade de determinação de pressão 72 determinar que os eletrodos rotativos 31 e 32 pressionam o objeto 61, a unidade de controle de robô 44 controla o robô 20, de modo que o atuador 30 gire, com base no ângulo de correção 0a. Então, mesmo se o atuador 30 desviar da posição de alvo 132 sob a condição pressionada, o dispositivo de controle de robô 70 permite que o atuador 30 volte para a posição de alvo 132, apropriadamente.

[00119] Além disso, se o erro A não estiver presente, o ângulo de correção 0a obtido através do processo na etapa ST13 chega a zero. Consequentemente, na etapa ST14, o ângulo giratório que foi definido antecipadamente não é substancialmente corrigido. Então, na etapa ST15, a unidade de controle de robô 44 controla o robô 20 com base na posição de alvo e no ângulo giratório do atuador 30 que foi definido pela posição de alvo e pela unidade de definição de ângulo giratório 71, ou seja, com base na posição de alvo e no ângulo giratório do atuador 30 que foi ensinado.

[00120] Após o processo na etapa ST15, a unidade de controle de robô 44 determina se a instrução de término está presente (ST16). Se a unidade de controle de robô 44 determinar que a instrução de término está presente (SIM, em uma etapa ST16), uma sequência de processo de soldagem por costura termina. Por outro lado, se a unidade de controle de robô 44 determinar que a instrução de término não está presente (NÃO em uma etapa ST16), o processo retorna à etapa ST11 e os processos mencionados acima são repetidos.

[00121] Desse modo, o dispositivo de controle de robô 70 permite um controle de retroalimentação, em que a posição do eletrodo rotati

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26/29 vo 32 é comparada à posição de alvo 132, a qualquer tempo, enquanto realiza a soldagem por costura. Se o ângulo de correção 0a for calculado pelo controle de PI, um valor de um integrador de PI que não é mostrado pode ser limpo ou reinicializado em qualquer tempo, apropriadamente, conforme necessário.

[00122] Por outro lado, se a unidade de determinação de pressão 72 determinar que os eletrodos rotativos 31 e 32 não pressionam o objeto 61 (NÃO em uma etapa de ST11), a unidade de controle de robô 44 controla o robô 20, de modo que o atuador 30 volte ao ângulo giratório que foi definido antecipadamente (ST17).

[00123] A saber, se a unidade de determinação de pressão 72 determinar que os eletrodos rotativos 31 e 32 não pressionam o objeto 61, é possível estimar que o atuador 30 não realiza a soldagem por costura. Em tal caso, se o atuador 30 permanecer no ângulo giratório corrigido, após se mover para a próxima posição de moldagem, o atuador 30 não repousa apropriadamente na linha estimada 64 e, então, a soldagem por costura, ao longo da linha estimada 64, pode ser impossível.

[00124] Então, se nenhum estado de pressão é determinado, o dispositivo de controle de robô 70, de acordo com a presente modalidade, retorna o atuador 30 ao ângulo giratório predeterminado, sem girar o atuador 30, com base no ângulo de correção 0a.

[00125] Então, por exemplo, quando o atuador 30 se move para o próximo ponto de soldagem, devido ao fato de que o atuador 30 está em um ângulo giratório que foi definido antecipadamente, o atuador 30 repousa apropriadamente na linha estimada 64 e, então, é possível realizar a soldagem por costura ao longo da linha estimada 64.

[00126] Subsequentemente, a unidade de controle de robô 44 realiza um controle de posição para acionar as seções (motores M1 a M6), com base na posição de alvo 132 e no ângulo giratório do atuador 30,

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27/29 que foi definido antecipadamente, especificamente com base na posição de alvo 132 e no ângulo giratório do atuador 30 que foi ensinado, de modo a controlar o robô 20 (ST 18).

[00127] Desse modo, se a unidade de determinação de pressão 72 determinar a condição como sendo pressionada, a unidade de controle de robô 44 realiza um controle de posição com base no ensinamento e no ângulo de correção 0a para as seções de acionamento M1 a M6 e, então, controla o robô 20. Por outro lado, se a unidade de determinação de pressão 72 determinar a condição como sendo não pressionada, a unidade de controle de robô 44 realiza um controle de posição normal com base no ensinamento para as seções de acionamento M1 a M6 e, então, controla o robô 20. A saber, com base na determinação de se a condição está como sendo pressionada ou não, os controles do robô 20 podem ser comutados.

[00128] Então, durante a soldagem por costura, enquanto corrige o deslocamento entre a posição real do atuador 30 e a posição de alvo 132, é possível realizar um controle do atuador 30, de modo que o movimento que foi ensinado seja repetido. Por outro lado, durante a não soldagem por costura, é possível realizar um controle do atuador 30, de modo que o movimento que foi ensinado seja exatamente repetido.

[00129] Na modalidade mencionada acima, na etapa ST17 o atuador 30 é retornado ao ângulo giratório que foi definido antecipadamente, e, então, na etapa ST18, o controle de posição para as seções de acionamento M1 a M6 do robô 20 é realizado. Entretanto, o mesmo não se limita ao mesmo. Ambas as etapas ST17 e ST18 podem ser processadas em paralelo. Além disso, a unidade de controle de robô 44 procede à etapa ST16, após a etapa ST18 realizar o processo mencionado acima.

[00130] Conforme mencionado acima, o dispositivo de controle de

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28/29 robô 70, de acordo com a presente modalidade, inclui a unidade de aquisição de erro 73, o conversor 74 e a unidade de controle de robô 44. A unidade de aquisição de erro 73 adquire um erro A entre a posição estimada ou medida de cada um dentre o atuador 30 adaptado para a pluralidade de seções de acionamento M1 a M6 e a posição de alvo 132 do atuador 30. O conversor 74 converte o erro A em um ângulo de correção 0a para um ângulo giratório do atuador 30 que foi definido antecipadamente. A unidade de controle de robô 44 controla o robô 20, de modo que o atuador 30 gire com base no ângulo de correção 0a. Então, mesmo se o atuador 30 desviar da posição de alvo 132, o dispositivo de controle de robô 70 é que tem capacidade para controlar uma operação do robô 20, de modo a trazer o mesmo de volta à posição de alvo 132, apropriadamente.

[00131] Na modalidade descrita acima, foi descrito que o atuador 30 é como o dispositivo de soldagem 30 e a parte de cilindro 320 é como os eletrodos rotativos 31 e 32. Entretanto, os mesmos não são limitantes. A saber, o atuador 30 pode ser o tal dispositivo que se move, dependendo da rotação da parte de cilindro 320, enquanto entra em contato com o objeto 61. Por exemplo, o atuador 30 pode ser um dispositivo de ondulação que se move enquanto ondula uma folha de metal sobre o objeto 61. Desse modo, o atuador 30 e a parte de cilindro 320 podem ser apropriadamente modificados, dependendo do conteúdo do processo realizado pelo atuador 30.

[00132] Além disso, na modalidade acima, embora a posição de alvo e a unidade de definição de ângulo giratório 71, a unidade de determinação de pressão 72, a unidade de controle de robô 44, e similares estejam incorporadas no dispositivo de controle de robô 70, uma parte, ou todo, do mesmo pode ser configurada separadamente.

[00133] Além disso, na modalidade acima, embora o robô 20 seja configurado como um tipo de seis eixos, não se limita aos mesmos. A

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29/29 saber, o robô 20, além do tipo de seis eixos, pode ser empregado, por exemplo, um tipo de menos de cinco eixos ou um tipo de mais de sete eixos pode ser empregado. Além disso, outro tipo de robô, tal como um robô de dois braços pode ser empregado.

[00134] Vantagens adicionais e modificações ocorrerão prontamente para aqueles versados na técnica. Então, a invenção, em seus aspectos mais amplos, não se limita aos detalhes específicos e às modalidades representativas mostradas e descritas no presente documento. Consequentemente, várias modificações podem ser feitas, sem se afastar do espírito ou do escopo do conceito inventivo geral, conforme definido pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL [00135] A presente invenção é adequada a um aparelho de soldagem por costura para realizar uma soldagem por costura a um corpo de veículo.

LISTAGEM DE SINAIS DE REFERÊNCIA aparelho de soldagem por costura, 20 robô articulado (robô), 30 dispositivo de soldagem, 31,32 eletrodos rotativos, 37 estrutura de suporte de eletrodo, 43 controlador, 44 unidade de controle de robô, 50 meio de medição de distância, 61 placa de aço, 61a borda da placa de aço, 64 linha de soldagem (linha estimada), 66 estrutura de suporte, 68 membro de giro, 70 dispositivo de controle de robô, 71 posição de alvo e unidade de definição de ângulo giratório, 72 unidade de determinação de pressão, 73 unidade de aquisição de erro, 74 conversor, 75 unidade de cálculo de cinemática inversa.

Claims

1. Aparelho de soldagem por costura (10) que realiza soldagem por costura em placas de aço em camadas, em que o aparelho de soldagem por costura (10) é caracterizado pelo fato de que compreende:

um robô articulado que tem capacidade para definir uma tolerância predeterminada para uma junta; e um dispositivo de soldagem (30) anexado ao robô, o dispositivo de soldagem (30) compreende:

um par de eletrodos rotativos;

uma estrutura de suporte de eletrodo (37) que apoia os eletrodos rotativos;

um meio de medição de distância (50) fornecido na estrutura de suporte de eletrodo (37), em que o meio de medição de distância (50) é configurado para medir uma distância para uma borda da placa de aço (61); e um controlador configurado para controlar o robô para ajustar uma direção de funcionamento dos eletrodos rotativos, de modo que um desvio chegue a zero quando uma distância medida, na verdade, pelo meio de medição de distância (50), desviar-se de uma distância predeterminada.

2. Aparelho de soldagem por costura (10) que realiza soldagem por costura em placas de aço em camadas, em que o aparelho de soldagem por costura (10) é caracterizado pelo fato de que compreende:

um robô articulado (20) que tem capacidade para definir uma tolerância predeterminada para uma junta; e um dispositivo de soldagem (30) anexado ao robô, em que o dispositivo de soldagem (30) compreende:

um par de eletrodos rotativos;

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2/4 uma estrutura de suporte de eletrodo (37) que apoia os eletrodos rotativos;

uma estrutura de suporte (66) que apoia, de modo rotativo, a estrutura de suporte de eletrodo (37), de modo que seja possível mudar uma direção de funcionamento quando os eletrodos rotativos funcionarem nas placas de aço;

um meio giratório configurado para revolver a estrutura de suporte de eletrodo (37) fornecida na estrutura de suporte (66);

um meio de medição de distância (50) fornecido na estrutura de suporte (66) ou na estrutura de suporte de eletrodo (37), em que o meio de medição de distância (50) é configurado para medir uma distância para uma borda da placa de aço (61); e um controlador configurado para controlar o meio giratório para ajustar uma direção de funcionamento dos eletrodos rotativos de, modo que um desvio chegue a zero quando uma distância medida, na verdade, pelo meio de medição de distância (50), desviar-se de uma distância predeterminada.

3. Método para realizar soldagem por costura usando-se um aparelho de soldagem por costura, conforme definido na reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o método compreende:

ensinar uma linha de soldagem (64) para o robô articulado (20);

definir uma tolerância para a junta do robô articulado (20); definir uma distância predeterminada no controlador;

medir uma distância para a borda da placa de aço (61) pelo meio de medição de distância (50) ao realizar a soldagem por costura;

calcular, pelo controlador, um desvio entre uma distância medida, na verdade, e a distância predeterminada; e controlar, pelo controlador, o robô (20) para ajustar a direção de funcionamento dos eletrodos rotativos, de modo que o desvio

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3/4 chegue a zero.

4. Dispositivo de controle de robô (20) caracterizado pelo fato de que compreende:

uma unidade de aquisição de erro (73) configurada para adquirir o erro entre uma posição estimada ou medida de um atuador montado em um robô (20) que inclui uma pluralidade de seções de acionamento e uma posição de alvo do atuador;

um conversor (74) configurado para converter o erro a um ângulo de correção para um ângulo giratório predeterminado do atuador; e uma unidade de controle de robô (44) configurada para controlar o robô, de modo que o atuador se revolva com base no ângulo de correção.

5. Dispositivo de controle de robô, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o atuador inclui um cilindro que entra em contato com um objeto a ser processado, e o atuador se move, dependendo de uma rotação do cilindro, enquanto entra em contato com o objeto.

6. Dispositivo de controle de robô, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o atuador inclui um par de eletrodos de rotação para uma soldagem por costura, em que o dispositivo de controle de robô (20) compreende uma unidade de determinação de pressão (72) configurada para determinar se os eletrodos de rotação pressionam um objeto a ser processado, e a unidade de controle de robô (44) controla o robô (20), de modo que o atuador se revolve com base no ângulo de correção, quando é determinado que o objeto está pressionado.

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7. Dispositivo de controle de robô, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o atuador se revolve ao redor de uma posição a entrar em contato com o objeto.

8. Dispositivo de controle de robô, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle de robô (44) realiza o controle de posição para as seções de acionamento para controlar o robô, sem revolver o atuador, com base no ângulo de correção, quando é determinado que o objeto não está pressionado.

9. Dispositivo de controle de robô, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle de robô (44) realiza o controle de posição para as seções de acionamento para controlar o robô, após trazer de volta o atuador para o ângulo giratório predeterminado, quando é determinado que o objeto não está pressionado.

10. Método de controle de robô (20), conforme definido na reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende:

adquirir um erro entre uma posição estimada ou medida de um atuador montado em um robô (20) que inclui uma pluralidade de seções de acionamento e uma posição de alvo do atuador;

converter o erro a um ângulo de correção para um ângulo giratório predeterminado do atuador; e controlar o robô, de modo que o atuador se revolva com base no ângulo de correção.