CN115297985A - 圆周焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一方案的圆周焊接方法是利用垂直多关节型机器人在使焊炬为朝下姿态的状态下移动所述焊炬而对V型以及I型中的至少一方的坡口进行圆周焊接的方法，其中，一边以使所述垂直多关节型机器人的机器人主体的手腕旋转中心始终位于比所述焊炬靠所述机器人主体的设置位置侧的位置的方式调整所述焊炬的旋转角，一边移动所述焊炬以描绘圆轨道而进行所述圆周焊接。
Description
技术领域
本发明涉及使用机器人进行圆周焊接的方法。
背景技术
使用机器人进行焊接的技术的开发正在推进。例如，非专利文献1公开了与焊接机器人的离线教学相关的技术。
垂直多关节型机器人能够进行人的手臂的动作。因此，通过在焊接中使用垂直多关节型机器人，能够进行精密的焊接。在圆周焊接的情况下，垂直多关节型机器人沿着圆周形的焊接线移动焊炬而进行焊接。垂直多关节型机器人若能够使焊炬沿着圆周形的焊接线绕一周，则能够在圆周焊接中不将焊接中断地连续进行焊接。
由于垂直多关节型机器人的轴的动作角度范围超出、焊接线缆等的卷缠等原因，有时垂直多关节型机器人无法使焊炬沿着圆周形的焊接线绕一周。
在使用垂直多关节型机器人的圆周焊接中，考虑通过离线教学等来自动制作机器人的动作轨迹的教学程序。若能够相对于圆周形的焊接线上的4个以上的点的切线方向形成所指定的焊炬角度，则在各点机器人能够采取姿态，但有时在前后的点机器人的轴超过动作角度范围。在这样时，垂直多关节型机器人无法使焊炬沿着圆周形的焊接线绕一周。
在垂直多关节型机器人无法使焊炬沿着圆周形的焊接线绕一周时，圆周形的焊接线被分割为多个圆弧形的焊接线而进行焊接。在该情况下，有时在圆周焊接中焊接中断。若焊接中断，则有时在中断部位产生焊接缺陷。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：泉敏之、其他三人，“离线示教系统K-OTS的自动示教技术”，[online]，神户制钢所技报/Vol.63 No.1(Apr.2013)，p.94-98，[令和2年2月28日检索]，互联网<URL：https：//www.kobelco.co.jp/technology-review/pdf/63_1/094-098.pdf
发明内容
本发明是鉴于上述的情况而完成的发明，其目的在于提供能够在圆周焊接中不将焊接中断地连续进行焊接的圆周焊接方法。
本发明的一方案的圆周焊接方法是利用垂直多关节型机器人在使焊炬为朝下姿态的状态下移动所述焊炬而对V型以及I型中的至少一方的坡口进行圆周焊接的方法，其中，一边以使所述垂直多关节型机器人的机器人主体的手腕旋转中心始终位于比所述焊炬靠所述机器人主体的设置位置侧的位置的方式调整所述焊炬的旋转角，一边移动所述焊炬以描绘圆轨道而进行所述圆周焊接。
上述以及其他本发明的目的、特征以及优点通过以下的详细的记载以及附图来明确。
附图说明
图1是示出实施方式的圆周焊接方法所使用的垂直多关节型机器人的一例的示意图。
图2是示出通过改变焊炬旋转角而改变焊炬的姿态的示意图。
图3A是在通过第一实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬沿着焊接线绕一周的动作中焊炬处于第一位置时的图像图。
图3B是在通过第一实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬沿着焊接线绕一周的动作中焊炬处于第二位置时的图像图。
图3C是在通过第一实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬沿着焊接线绕一周的动作中焊炬处于第三位置时的图像图。
图3D是在通过第一实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬沿着焊接线绕一周的动作中焊炬处于第四位置时的图像图。
图4A是在通过第二实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬沿着焊接线绕一周的动作中焊炬处于第一位置时的图像图。
图4B是在通过第二实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬沿着焊接线绕一周的动作中焊炬处于第二位置时的图像图。
图4C是在通过第二实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬沿着焊接线绕一周的动作中焊炬处于第三位置时的图像图。
图4D是在通过第二实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬沿着焊接线绕一周的动作中焊炬处于第四位置时的图像图。
图5A是在通过第三实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬沿着焊接线绕一周的动作中焊炬处于第一位置时的图像图。
图5B是在通过第三实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬沿着焊接线绕一周的动作中焊炬处于第二位置时的图像图。
图5C是在通过第三实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬沿着焊接线绕一周的动作中焊炬处于第三位置时的图像图。
图5D是在通过第三实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬沿着焊接线绕一周的动作中焊炬处于第四位置时的图像图。
图6是说明在第四实施方式的圆周焊接方法中机器人主体的设置位置的设定的示意图。
图7是说明在第五实施方式的圆周焊接方法中机器人主体的设置位置的设定的示意图。
图8是示出选择第一至第五实施方式的圆周焊接的工序的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的一个或多个实施方式。然而，发明的范围并不限定于所公开的实施方式。需要说明的是，在各图中标注了相同的附图标记的结构表示为相同的结构，适当省略其说明。在本说明书中，在总称的情况下由省略了尾标的参照附图标记表示，在指单个的结构的情况由标注了尾标的参照附图标记表示。
实施方式的圆周焊接方法用于垂直多关节型机器人R。图1是示出实施方式的圆周焊接方法所使用的垂直多关节型机器人R的一例的示意图。垂直多关节型机器人R具备机器人主体1(操纵器)、控制器2以及PC(personal computer)3。
机器人主体1由骨架表示。机器人主体1具有6轴结构，从机器人架台10趋向机器人主体1的前端(末端执行器)以第一轴11、第二轴12、第三轴13、第四轴14、第五轴15、第六轴16顺序设置有轴。末端执行器为焊炬17。从焊炬17的前端延伸有焊丝172。
第一轴11的旋转轴与铅垂轴向的旋转对应。第二轴12的旋转轴主要与前后的动作对应。第三轴13的旋转轴主要与上下的动作对应。第四轴14的旋转轴与长度方向的旋转对应。第五轴15的旋转轴与上下的弯曲对应。第六轴16的旋转轴与末端执行器的旋转对应。实施方式的圆周焊接方法所使用的垂直多关节型机器人R并不限于6轴结构，也可以是比6轴多的轴数(例如，7轴结构)。
焊炬17的姿态(焊接姿态)由焊炬倾斜角α、焊炬前进后退角β以及焊炬旋转角γ决定。焊炬倾斜角α是成为焊接对象的工件5的基准面50与假想平面51的角度(焊接线基准的倾斜角度)。假想平面51是将焊接线55作为一边且焊炬17的中心线171(轴芯)位于假想平面51上的平面。焊炬前进后退角β是焊接线55与中心线171的角度。焊炬旋转角γ是以中心线171为轴使焊炬17旋转了时的角度(绕焊炬17前端的角度、焊炬17的旋转角)。焊炬倾斜角α、焊炬前进后退角β以及焊炬旋转角γ通过第四轴14的旋转角度、第五轴15的旋转角度以及第六轴16的旋转角度来调整。因此，焊炬17的姿态(焊接姿态)由第四轴14的旋转角度、第五轴15的旋转角度以及第六轴16的旋转角度决定。
手腕旋转中心18是将第四轴14的旋转轴的中心线延长得到的假想线、第五轴15的旋转轴的中心线以及将第六轴16的旋转轴的中心线延长得到的假想线在一点相交的部位。
由焊炬倾斜角α以及焊炬前进后退角β决定焊炬17的方向。若决定了焊炬17的方向，则能够执行焊接，因此焊炬旋转角γ能够任意设定。通过改变焊炬旋转角γ，从而手腕旋转中心18的位置改变，由此，能够改变焊炬17的姿态，进而能够改变机器人主体1的姿态。图2是示出该情况的示意图。
在手腕旋转中心18-3、18-4，机器人主体1的臂不与工件5干涉，能够使机器人主体1的臂到达焊接线55(图1)(能够执行焊接)。在手腕旋转中心18-6、18-7，机器人主体1的臂不与工件5干涉，但无法使机器人主体1的臂到达焊接线55(无法执行焊接)。在手腕旋转中心18-1、18-2、18-5，机器人主体1的臂与工件5干涉(无法执行焊接)。
参照图1，在行驶台车4载有机器人主体1，通过使行驶台车4移动，能够改变机器人主体1的设置位置。也可以代替行驶台车4，而利用起重机改变机器人主体1的设置位置。控制器2是具备用于对机器人主体1的动作进行控制的各种基板的装置。行驶台车4可以由控制器2控制，也可以由与控制器2不同的控制装置控制。PC3是用于离线教学的计算机。由PC3生成的机器人主体1的离线教学数据(离线教学程序)从PC3向控制器2转送。控制器2按照离线教学数据，控制机器人主体1的动作。
在实施方式中存在第一实施方式至第五实施方式。首先，说明第一实施方式的圆周焊接方法。
图3A至图3D是示出通过第一实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬17沿焊接线52绕一周的动作的图像图。图3A示出焊炬17处于第一位置的情况，图3B示出焊炬17处于第二位置的情况，图3C示出焊炬17处于第三位置的情况，图3D示出焊炬17处于第四位置的情况。图3A至图3D的各上侧示出从上观察机器人主体1以及工件5而得到的图像。图3A至图3D的各下侧示出从旁侧观察机器人主体1以及工件5而得到的图像。
焊接线52具有圆周形，且位于水平面上。垂直多关节型机器人R(机器人主体1)的坐标是三维坐标(x轴、y轴、z轴)。工件5的坐标是二维坐标(x轴、y轴)。这些在第二至第五实施方式中也是同样的。
第一实施方式的圆周焊接方法应用于利用垂直多关节型机器人R在使焊炬17为朝下姿态的状态下移动焊炬17而对V型以及I型中的至少一方的坡口进行圆周焊接的情况。在该情况下，如图3A至图3D所示那样，根据第一实施方式的圆周焊接方法，一边以使机器人主体1的手腕旋转中心18始终位于比焊炬17靠机器人主体1的设置位置侧(若使用其他表现，则为机器人原点侧)的位置的方式调整焊炬旋转角γ(焊炬17的旋转角)，一边移动焊炬17以描绘圆轨道而进行圆周焊接。
焊炬旋转角γ为0°的位置成为由单点划线表示的圆的切线方向，因此从该切线到手腕旋转中心18的位置的角度为想要设定的焊炬旋转角γ。图3A示出焊炬旋转角γ为-67°的状态，图3B示出焊炬旋转角γ为-146°的状态，图3C示出焊炬旋转角γ为121°(-239°)的状态，图3D示出焊炬旋转角γ为18°的状态。需要说明的是，在图3A至图3D中，作为一例，α为90°，β为90°。
本发明人发现了，若这样使垂直多关节型机器人R动作，则垂直多关节型机器人R能够使焊炬17沿着圆周形的焊接线52绕一周。如图3A至图3D所示那样，可知在不使机器人主体1成为不合理的姿态的情况下，焊炬17沿着圆周形的焊接线52绕一周。在上述中，示出了焊炬17顺时针绕一周，但也可以逆时针绕一周。
这样，根据第一实施方式的圆周焊接方法，能够在圆周焊接中不将焊接中断地连续进行焊接。
本发明人发现了，根据第一实施方式的圆周焊接方法，能够任意设定圆周焊接的开始结束位置535因此，垂直多关节型机器人R能够与圆周焊接的开始结束位置53无关地使焊炬17沿着圆周形的焊接线52绕一周，因此能够提高圆周焊接的自由度。
说明第二实施方式的圆周焊接方法。图4A至图4D是在通过第二实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬17沿着焊接线52绕一周的动作的图像图。图4A示出焊炬17处于第一位置的情况，图4B示出焊炬17处于第二位置的情况，图4C示出焊炬17处于第三位置的情况，图4D示出焊炬17处于第四位置的情况。图4A至图4D的各上侧示出从上观察机器人主体1以及工件5而得到的图像。图4A至图4D的各下侧示出从旁侧观察机器人主体1以及工件5而得到的图像。
第二实施方式的圆周焊接方法应用于对工件5的外侧在一周的范围内进行角焊的情况。这是利用垂直多关节型机器人R在使焊炬17位于焊接线52的外侧、并且使焊炬17相对于焊接线52为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动焊炬17而进行圆周焊接的情况的一例。
在该情况的圆周焊接中，在垂直多关节型机器人R使焊炬17沿着圆周形的焊接线52绕一周时，第六轴16(图1)旋转的角度范围比其他轴旋转的角度范围大。为了防止焊接线缆的卷缠等，第六轴16能够旋转的角度范围被预先决定(例如，±180°、±200°等，至少±180°)。根据圆周焊接的开始结束位置53设定于何处，第六轴16旋转的角度范围有时超过第六轴16能够旋转的角度范围。如接下来说明的那样，第二实施方式的圆周焊接方法能够避免该情况(第三实施方式的圆周焊接方法也是同样的)。
如图4A至图4D所示那样，根据第二实施方式的圆周焊接方法，将焊接线52中的距机器人主体1的设置位置(若使用其他表现，则为机器人原点)最近的部分设为圆周焊接的开始结束位置53，移动焊炬17以描绘圆轨道而进行圆周焊接。需要说明的是，在圆周焊接中，机器人主体1使焊炬17的前端始终位于手腕旋转中心18上(焊炬旋转角γ＝-90°)，但这不是必需的。需要说明的是，作为一例，图4A至图4D分别示出如下状态：作为各位置处的相对于切线方向的焊接坐标的焊炬角度，α为45°，β为90°，γ为90°(在焊接方向为反向的情况下，α为135°，β为90°，γ为-90°)。
本发明人发现了，若这样使垂直多关节型机器人R动作，则垂直多关节型机器人R能够使焊炬17沿着圆周形的焊接线52绕一周(发现了第六轴16旋转的角度范围不会超过第六轴16能够旋转的角度范围)。如图4A至图4D所示那样，可知在不使机器人主体1为不合理的姿态的情况下，焊炬17沿着圆周形的焊接线52绕一周。在上述中，示出焊炬17逆时针绕一周，但也可以顺时针绕一周。
这样，根据第二实施方式的圆周焊接方法，能够在圆周焊接中不将焊接中断地连续进行焊接。
说明第三实施方式的圆周焊接方法。图5A至图5D是通过第三实施方式的圆周焊接方法的模拟从而焊炬17沿着焊接线52绕一周的动作的图像图。图5A示出焊炬17处于第一位置的情况，图5B示出焊炬17处于第二位置的情况，图5C示出焊炬17处于第三位置的情况，图5D示出焊炬17处于第四位置的情况。图5A至图5D的各上侧示出从上观察机器人主体1以及工件5而得到的图像。图5A至图5D的各下侧示出从旁侧观察机器人主体1以及工件5而得到的图像。
第三实施方式的圆周焊接方法应用于对工件5的内侧在一周的范围内进行角焊的情况。这是利用垂直多关节型机器人R在使焊炬17位于焊接线52的内侧、并且使焊炬17相对于焊接线52为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动焊炬17而进行圆周焊接的情况的一例。
如图5A至图5D所示那样，根据第三实施方式的圆周焊接方法，将焊接线52中的距机器人主体1的设置位置(若使用其他表现，则为机器人原点)最远的部分设为圆周焊接的开始结束位置53，移动焊炬17以描绘圆轨道而进行圆周焊接。需要说明的是，在圆周焊接中，机器人主体1使焊炬17的前端始终位于手腕旋转中心18上(焊炬旋转角γ＝-90°)，但这不是必需的。需要说明的是，作为一例，图5A至图5D分别示出如下状态：作为各位置处的相对于切线方向的焊接坐标的焊炬角度，α为45°，β为90°，γ为90°(在焊接方向反向的情况下，α为135°，β为90°，γ为-90°)。
本发明人发现了，若这样使垂直多关节型机器人R动作，则垂直多关节型机器人R能够使焊炬17沿着圆周形的焊接线52绕一周(发现了第六轴16旋转的角度范围不会超过第六轴16能够旋转的角度范围)。如图5A至图5D所示那样，可知在不使机器人主体1为不合理的姿态的情况下，焊炬17沿着圆周形的焊接线52绕一周。在上述中，示出焊炬17顺时针绕一周，但也可以逆时针绕一周。
这样，根据第三实施方式的圆周焊接方法，能够在圆周焊接中不将焊接中断地连续进行焊接。
说明第四实施方式的圆周焊接方法。第四实施方式通过改变机器人主体1的设置位置(若使用其他表现，则为机器人原点)，从而进行与第二实施方式相同的圆周焊接。如在第二实施方式中说明了的那样，图4A至图4D示出利用垂直多关节型机器人R对工件5的外侧在一周的范围内进行角焊的情况。这是利用垂直多关节型机器人R在使焊炬17位于焊接线52的外侧、并且使焊炬17相对于焊接线52为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动焊炬17而进行圆周焊接的情况的一例。在该情况下，如在第二实施方式中说明了的那样，将焊接线52中的距机器人主体1的设置位置最近的部分设为圆周焊接的开始结束位置53，移动焊炬17以描绘圆轨道而进行圆周焊接。
在决定了圆周焊接的开始结束位置53，且该位置不是上述最近的部分时，无法执行第二实施方式的圆周焊接方法。第四实施方式以使该最近的部分成为圆周焊接的开始结束位置53的方式使用载有机器人主体1的行驶台车4，使机器人主体1的设置位置移动。
图6是说明在第四实施方式的圆周焊接方法中机器人主体1的设置位置的设定的示意图。在工件5设置有圆周形的焊接线52。第一假想线L1穿过圆周形的焊接线52的中心54和圆周焊接的开始结束位置53。第二假想线L2-1在圆周形的焊接线52的外侧与第一假想线L1沿铅垂方向相交，且与距中心54的距离相比距开始结束位置53的距离较近。在第二假想线L2-1上设定机器人主体1的设置位置(若使用其他表现，则为机器人原点)。第二假想线L2-1与图6的纸面垂直相交，因此在图6中第二假想线L2-1由点(○)表示。
第四实施方式的圆周焊接方法将机器人主体1设置于上述设置位置，移动焊炬17以描绘圆轨道而进行圆周焊接。由此，能够在圆周焊接中不将焊接中断地连续进行焊接。第四实施方式在无法变更圆周焊接的开始结束位置53的情况下有效。
说明第五实施方式的圆周焊接方法。第五实施方式通过改变机器人主体1的设置位置(若使用其他表现，则为机器人原点)，从而进行与第三实施方式相同的圆周焊接。如在第三实施方式中说明了的那样，图5A至图5D示出利用垂直多关节型机器人R对工件5的内侧在一周的范围内进行角焊的情况。这是利用垂直多关节型机器人R在使焊炬17位于焊接线52的内侧、并且使焊炬17相对于焊接线52为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动焊炬17而进行圆周焊接的情况的一例。在该情况下，如在第三实施方式中说明了的那样，将焊接线52中的距机器人主体1的设置位置最远的部分设为圆周焊接的开始结束位置53，移动焊炬17以描绘圆轨道而进行圆周焊接。
在决定了圆周焊接的开始结束位置53、且该位置不是上述最远的部分时，无法执行第三实施方式的圆周焊接方法。第五实施方式以使该最远的部分成为圆周焊接的开始结束位置53的方式使用载有机器人主体1的行驶台车4，使机器人主体1的设置位置移动。
图7是说明在第五实施方式的圆周焊接方法中机器人主体1的设置位置的设定的示意图。图7与图6不同的是第二假想线L2-2的位置。第二假想线L2-2在圆周形的焊接线52的外侧与第一假想线L1沿铅垂方向相交，且与距开始结束位置53的距离相比距中心54的距离较近。在第二假想线L2-2上设定机器人主体1的设置位置(若使用其他表现，则为机器人原点)。第二假想线L2-2与图7的纸面垂直相交，因此在图7中，第二假想线L2-2由点(○)表示。
第五实施方式的圆周焊接方法将机器人主体1设置于上述设置位置，移动焊炬17以描绘圆轨道而进行圆周焊接。由此，能够在圆周焊接中不将焊接中断地连续进行焊接。第五实施方式在无法变更圆周焊接的开始结束位置53的情况下有效。
第一至第五实施方式的圆周焊接基于离线教学数据来执行。离线教学数据是用于使垂直多关节型机器人R执行圆周焊接的数据(程序)，且包含为了选择第一至第五实施方式的圆周焊接所需的信息。该信息具体而言是焊接姿态(朝下姿态、横向姿态等)、焊缝的种类(对焊、角焊等)、坡口的种类(V型、I型、K型、X型等)、是否决定了圆周焊接的开始结束位置53、以及角焊的种类。角焊的种类是表示在角焊的情况下是焊接工件5的外侧还是焊接工件5的内侧的信息。
图8是示出选择第一至第五实施方式的圆周焊接的工序的流程图。参照图1以及图8，控制器2参照离线教学数据，判断是否为角焊(S1)。控制器2在判断为角焊时(S1中为是)，参照离线教学数据，判断是否决定了圆周焊接的开始结束位置53(S2)。
控制器2在判断为未决定圆周焊接的开始结束位置53时(S2中为否)，参照离线教学数据，判断角焊是否焊接工件5的外侧(S3)。即，判断角焊是工件5的外侧的焊接还是工件5的内侧的焊接。
控制器2在判定为工件5的外侧的焊接时(S3中为是)，选择使用图4A至图4D进行了说明的第二实施方式的圆周焊接方法，并基于离线教学数据执行第二实施方式的圆周焊接方法(S4)。
控制器2在判定为不是工件5的外侧的焊接时(S3中为否)、即在判定为工件5的内侧的焊接时，选择使用图5A至图5D进行了说明的第三实施方式的圆周焊接方法，并基于离线教学数据执行第三实施方式的圆周焊接方法(S5)。
控制器2在判断为决定了圆周焊接的开始结束位置53时(S2中为是)，参照离线教学数据，判断角焊是否焊接工件5的外侧(S6)。即，判断角焊是工件5的外侧的焊接还是工件5的内侧的焊接。
控制器2在判定为工件5的外侧的焊接时(S6中为是)，选择使用图6进行了说明的第四实施方式的圆周焊接方法，并基于离线教学数据执行第四实施方式的圆周焊接方法(S7)。
控制器2在判定为不是工件5的外侧的焊接时(S6中为否)、即判定为工件5的内侧的焊接时，选择使用图7进行了说明的第五实施方式的圆周焊接方法，并基于离线教学数据执行第五实施方式的圆周焊接方法(S8)。
控制器2在判断为不是角焊时(S1中为否)，参照离线教学数据，判断是否满足焊接姿态朝下、且焊缝的种类为对焊、且坡口的种类为V型以及I型中的至少一方这样的条件(S9)。控制器2在判断为满足该条件时(S9中为是)，选择使用图3A至图3D进行了说明的第一实施方式的圆周焊接方法，并基于离线教学数据执行第一实施方式的圆周焊接方法(S10)。控制器2在判断为不满足该条件时(S9中为否)，选择第一至第五实施方式以外的圆周焊接方法(S11)。
本说明书如上述那样公开了各种方案的技术，但以下总结其中主要的技术。
一方案的圆周焊接方法是利用垂直多关节型机器人在使焊炬为朝下姿态的状态下移动所述焊炬而对V型以及I型中的至少一方的坡口进行圆周焊接的方法，其中，一边以使所述垂直多关节型机器人的机器人主体的手腕旋转中心始终位于比所述焊炬靠所述机器人主体的设置位置侧的位置的方式调整所述焊炬的旋转角，一边移动所述焊炬以描绘圆轨道而进行所述圆周焊接。
在6轴结构的垂直多关节型机器人的情况下，机器人主体的第一轴的旋转轴与铅垂轴向的旋转对应，第二轴的旋转轴主要与前后的动作对应，第三轴的旋转轴主要与上下的动作对应，第四轴的旋转轴与长度方向的旋转对应，第五轴的旋转轴与上下的弯曲对应，第六轴的旋转轴与末端执行器的旋转对应。
手腕旋转中心是将第四轴的旋转轴的中心线延长得到的假想线、第五轴的旋转轴的中心线以及将第六轴的旋转轴的中心线延长得到假想线在一点相交的部位。焊炬的旋转角是以焊炬的中心轴(长度方向)为轴使焊炬旋转了时的角度。
利用垂直多关节型机器人在使焊炬为朝下姿态的状态下移动焊炬而对V型以及I型中的至少一方的坡口进行圆周焊接的情况下，通常相对于圆周切线方向使焊炬的姿态相同，因此在圆周上随着焊接位置推进，焊炬相对于焊炬的轴芯旋转且机器人主体的姿态成为不合理的姿态。为了避免该情况，需要进行不使焊炬相对于焊炬的轴芯旋转且不成为不合理的姿态那样的设计。本发明人发现了，若执行上述圆周焊接方法，则垂直多关节型机器人能够使焊炬沿着圆周形的焊接线绕一周。因此，根据上述圆周焊接方法，能够在圆周焊接中不将焊接中断地连续进行焊接。
根据上述圆周焊接方法，能够任意设定圆周焊接的开始结束位置。因此，垂直多关节型机器人能够与圆周焊接的开始结束位置无关地使焊炬沿着圆周形的焊接线绕一周，因此圆周焊接的自由度提高。
另一方案的圆周焊接方法是利用垂直多关节型机器人在使焊炬位于焊接线的外侧、且使所述焊炬相对于所述焊接线为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动所述焊炬而进行圆周焊接的方法，其中，将所述焊接线中的距所述垂直多关节型机器人的机器人主体的设置位置最近的部分设为所述圆周焊接的开始结束位置，移动所述焊炬以描绘圆轨道而进行所述圆周焊接。
利用垂直多关节型机器人在使焊炬位于焊接线的外侧、且使焊炬相对于焊接线为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动焊炬而进行圆周焊接的情况下，通常相对于圆周切线使焊炬的姿态相同，因此在圆周上随着焊接位置推进，焊炬按照与圆周面垂直的轴旋转一圈。为了连续实现该旋转，主要使机器人主体的第六轴旋转即可，需要取得在焊接区间中不超过该轴的动作范围那样的连续的示教轨迹。本发明人发现了，若执行上述圆周焊接方法，则垂直多关节型机器人能够使焊炬沿着圆周形的焊接线绕一周。因此，根据上述圆周焊接方法，能够在圆周焊接中不将焊接中断地连续进行焊接。
另一方案的圆周焊接方法是利用垂直多关节型机器人在使焊炬位于焊接线的内侧、且使所述焊炬相对于所述焊接线为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动所述焊炬而进行圆周焊接的方法，其中，将所述焊接线中的距所述垂直多关节型机器人的机器人主体的设置位置最远的部分设为所述圆周焊接的开始结束位置，移动所述焊炬以描绘圆轨道而进行所述圆周焊接。
利用垂直多关节型机器人在使焊炬位于焊接线的内侧、且使所述焊炬相对于所述焊接线为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动所述焊炬而进行圆周焊接的情况下，通常相对于圆周切线使焊炬的姿态相同，因此在圆周上随着焊接位置推进，焊炬按照与圆周面垂直的轴旋转一圈。为了连续实现该旋转，主要使机器人主体的第六轴旋转即可，需要取得在焊接区间中不超过该轴的动作范围那样的连续的示教轨迹。本发明人发现了，若执行上述圆周焊接方法，则垂直多关节型机器人能够使焊炬沿着圆周形的焊接线绕一周。因此，根据上述圆周焊接方法，能够在圆周焊接中不将焊接中断地连续进行焊接。
另一方案的圆周焊接方法是利用垂直多关节型机器人在使焊炬位于焊接线的外侧、且使所述焊炬相对于所述焊接线为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动所述焊炬而进行圆周焊接的方法，其中，在第二假想线上设定所述垂直多关节型机器人的机器人主体的设置位置，所述第二假想线在圆周形的所述焊接线的外侧与穿过圆周形的所述焊接线的中心和所述圆周焊接的开始结束位置的第一假想线沿铅垂方向相交，且与距所述中心的距离相比距所述开始结束位置的距离较近，移动所述焊炬以描绘圆轨道而进行所述圆周焊接。
利用垂直多关节型机器人在使焊炬位于焊接线的外侧、且使焊炬相对于焊接线为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动焊炬而进行圆周焊接的情况下，通常相对于圆周切线使焊炬的姿态相同，因此在圆周上随着焊接位置推进，焊炬按照与圆周面垂直的轴旋转一圈。为了连续实现该旋转，主要使机器人主体的第六轴旋转即可，需要取得在焊接区间中不超过该轴的动作范围那样的连续的示教轨迹。本发明人发现了，若执行上述圆周焊接方法，则垂直多关节型机器人能够使焊炬沿着圆周形的焊接线绕一周。因此，根据上述圆周焊接方法，能够在圆周焊接中不将焊接中断地连续进行焊接。上述圆周焊接方法通过改变机器人主体的设置位置，而进行与上述第二个所述的圆周焊接方法相同的圆周焊接。上述圆周焊接方法在无法变更圆周焊接的开始结束位置的情况下有效。
另一方案的圆周焊接方法是利用垂直多关节型机器人在使焊炬位于焊接线的内侧、且使所述焊炬相对于所述焊接线为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动所述焊炬而进行圆周焊接的方法，其中，在第二假想线上设定所述垂直多关节型机器人的机器人主体的设置位置，所述第二假想线在圆周形的所述焊接线的外侧与穿过圆周形的所述焊接线的中心和所述圆周焊接的开始结束位置的第一假想线沿铅垂方向相交，且与距所述开始结束位置的距离相比距所述中心的距离较近，移动所述焊炬以描绘圆轨道而进行所述圆周焊接。
利用垂直多关节型机器人在使焊炬位于焊接线的内侧、且使焊炬相对于焊接线为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动焊炬而进行圆周焊接的情况下，通常相对于圆周切线使焊炬的姿态相同，因此在圆周上随着焊接位置推进，焊炬按照与圆周面垂直的轴旋转一圈。为了连续实现该旋转，主要使机器人主体的第六轴旋转即可，需要取得在焊接区间中不超过该轴的动作范围那样的连续的示教轨迹。本发明人发现了，若执行上述圆周焊接方法，则垂直多关节型机器人能够使焊炬沿着圆周形的焊接线绕一周。因此，根据上述圆周焊接方法，能够在圆周焊接中不将焊接中断地连续进行焊接。上述圆周焊接方法通过改变机器人主体的设置位置，而进行与上述第三个所述的圆周焊接方法相同的圆周焊接。上述圆周焊接方法在无法变更圆周焊接的开始结束位置的情况下有效。
在上述结构中，使用示教所述圆周焊接的离线教学数据进行所述圆周焊接。
为了使教学再现方式的机器人动作，需要教学数据(教学程序)。使用了机器人的实机的教学数据的制作使用生产线，因此由于生产线的停止而生产率降低。于是，不使用机器人的实机，而通过使用了计算机的离线教学来制作教学数据。这些上述的圆周焊接方法能够应用于使用了离线教学数据的圆周焊接。
本申请以在2020年3月25日申请的日本国专利申请特愿2020-53638为基础，其内容包含在本申请中。
并且，为了表现本发明，在上述中参照附图通过实施方式适当且充分地说明了本发明，但应认识到只要是本领域技术人员，就能够容易地对上述的实施方式进行变更和/或改良。因此，本领域技术人员所实施的变更方式或改良方式只要不是脱离请求的范围所记载的技术方案的权利范围的程度，则该变更方式或该改良方式解释为包含于该技术方案的权利范围。
工业实用性
根据本发明，能够提供能够使用机器人在一周上进行圆周焊接的圆周焊接方法。
Claims (6)
1.一种圆周焊接方法，其是利用垂直多关节型机器人在使焊炬为朝下姿态的状态下移动所述焊炬而对V型以及I型中的至少一方的坡口进行圆周焊接的方法，其中，
一边以使所述垂直多关节型机器人的机器人主体的手腕旋转中心始终位于比所述焊炬靠所述机器人主体的设置位置侧的位置的方式调整所述焊炬的旋转角，一边移动所述焊炬以描绘圆轨道而进行所述圆周焊接。
2.一种圆周焊接方法，其是利用垂直多关节型机器人在使焊炬位于焊接线的外侧、且使所述焊炬相对于所述焊接线为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动所述焊炬而进行圆周焊接的方法，其中，
将所述焊接线中的、距所述垂直多关节型机器人的机器人主体的设置位置最近的部分设为所述圆周焊接的开始结束位置，移动所述焊炬以描绘圆轨道而进行所述圆周焊接。
3.一种圆周焊接方法，其是利用垂直多关节型机器人在使焊炬位于焊接线的内侧、且使所述焊炬相对于所述焊接线为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动所述焊炬而进行圆周焊接的方法，其中，
将所述焊接线中的、距所述垂直多关节型机器人的机器人主体的设置位置最远的部分设为所述圆周焊接的开始结束位置，移动所述焊炬以描绘圆轨道而进行所述圆周焊接。
4.一种圆周焊接方法，其是利用垂直多关节型机器人在使焊炬位于焊接线的外侧、且使所述焊炬相对于所述焊接线为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动所述焊炬而进行圆周焊接的方法，其中，
在第二假想线上设定所述垂直多关节型机器人的机器人主体的设置位置，所述第二假想线在圆周形的所述焊接线的外侧与穿过圆周形的所述焊接线的中心和所述圆周焊接的开始结束位置的第一假想线沿铅垂方向相交，且与距所述中心的距离相比距所述开始结束位置的距离较近，
移动所述焊炬以描绘圆轨道而进行所述圆周焊接。
5.一种圆周焊接方法，其是利用垂直多关节型机器人在使焊炬位于焊接线的内侧、且使所述焊炬相对于所述焊接线为向左右方向倾斜的姿态的状态下移动所述焊炬而进行圆周焊接的方法，其中，
在第二假想线上设定所述垂直多关节型机器人的机器人主体的设置位置，所述第二假想线在圆周形的所述焊接线的外侧与穿过圆周形的所述焊接线的中心和所述圆周焊接的开始结束位置的第一假想线沿铅垂方向相交，且与距所述开始结束位置的距离相比距所述中心的距离较近，
移动所述焊炬以描绘圆轨道而进行所述圆周焊接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的圆周焊接方法，其中，
使用示教所述圆周焊接的离线教学数据进行所述圆周焊接。
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