DE112021005341T5 - Robotersystem - Google Patents

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DE112021005341T5
DE112021005341T5 DE112021005341.8T DE112021005341T DE112021005341T5 DE 112021005341 T5 DE112021005341 T5 DE 112021005341T5 DE 112021005341 T DE112021005341 T DE 112021005341T DE 112021005341 T5 DE112021005341 T5 DE 112021005341T5
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DE
Germany
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torch
welding
sensor
axis
fixed
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Application number
DE112021005341.8T
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English (en)
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Tomoyuki Motokado
Toshihiko Inoue
Akihiro OIKAWA
Jingting Chen
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Abstract

Ein Robotersystem, das einen Roboter (2), der einen Handgelenkmechanismus (9) beinhaltet, welcher einen Flansch (12) beinhaltet, der um eine Drehachse (G) drehbar ist, einen Schweißbrenner (3), der durch einen Brennerhalter an dem Flansch (12) fixiert ist, und einen Schweißsensor (4), der bezüglich des Schweißbrenners (3) fixiert ist und der eine Schweißlinie detektiert, beinhaltet, wobei der Schweißsensor (4) an einer Position zwischen dem Flansch (12) und einer festgelegten Position, an der der Schweißbrenner (3) an dem Brennerhalter fixiert ist, angeordnet ist, der Schweißsensor (3) einen Laserstrahl abtasten kann, und der Schweißbrenner (3) einen röhrenförmigen Brennerkörper aufweist, der so angeordnet ist, dass er zu einer distalen Endseite als die festgelegte Position hervorsteht und bewirkt, dass ein Draht von einem distalen Ende des röhrenförmigen Brennerkörpers hervorsteht, indem der röhrenförmige Brennerkörper mindestens zweimal gekrümmt ist.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Robotersystem.
  • [Stand der Technik]
  • Im Allgemeinen beinhaltet ein bei Robotern verwendeter Lichtbogenschweißbrenner einen gekrümmten Brennerkörper (siehe zum Beispiel PTL 1). Ein durch das Innere des Brennerkörpers passierender Draht ist entsprechend der gekrümmten Form des Brennerkörpers gekrümmt, und somit ist es möglich, einen stabilen Kontakt zwischen dem Draht und einer Innenfläche eines am distalen Ende des Brennerkörpers angeordneten Leistungsversorgungschips zu gewährleisten, wodurch der erzeugte Lichtbogen stabilisiert wird.
  • Darüber hinaus gibt es eine bekannte Echtzeitverfolgungstechnologie, bei der die Position und der Zustand einer zu schweißenden Schweißlinie mittels Laserstrahlabtastung im Voraus detektiert werden und ein Roboter entlang der detektierten Schweißlinie Schweißen durchführt (siehe zum Beispiel PTL 2) .
  • In PTL 2 ist vor einem Brennerkörper in einer Richtung, in die der Brennerkörper durch den Roboter bewegt wird, ein Schweißsensor so angeordnet, dass er parallel zu dem Brennerkörper ist.
  • [Liste der Anführungen]
  • [Patentliteratur]
    • [PTL 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2009-34746
    • [PTL 2] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. H10-244367
  • [Kurzdarstellung]
  • [Technisches Problem]
  • Wie in PTL 2 besteht in dem Fall, in dem der Schweißsensor in der Nähe des distalen Endes des Brennerkörpers so angeordnet ist, dass er sich parallel zu diesem befindet, eine große Wahrscheinlichkeit, dass der Schweißsensor störend auf ein Werkstück oder dergleichen einwirkt, wenn der Schweißbrenner nahe an das Werkstück gebracht wird. In diesem Fall ist es durch Platzieren des Schweißsensors an einer Position, an der der Schweißsensor weit genug von dem distalen Ende des Brennerkörpers zurückgesetzt ist, möglich, die störende Einwirkung um das distale Ende des Brennerkörpers herum zu reduzieren.
  • Da der Brennerkörper in einer Richtung gekrümmt ist, ist es jedoch, selbst wenn der Schweißsensor an einer Position angeordnet ist, an der der Schweißsensor weit genug von dem distalen Ende des Brennerkörpers zurückgesetzt ist, erforderlich, den Schweißsensor so zu platzieren, dass er von der zentralen Achse des Brennerkörpers deutlich getrennt ist, um einen Laserstrahl an einer Position neben dem Brennerkörper abzutasten. Infolgedessen wird das Ausmaß, um das der Schweißsensor von dem Brennerkörper hervorsteht, groß, und es besteht immer noch eine große Wahrscheinlichkeit, dass der Schweißsensor störend auf eine Vorrichtung oder dergleichen in der Umgebung einwirkt.
  • Daher ist es wünschenswert, die Position und den Zustand einer Schweißlinie zu detektieren, ohne zu verursachen, dass der Schweißsensor in einem großen Ausmaß von der zentralen Achse des Brennerkörpers hervorsteht.
  • [Lösung des Problems]
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Robotersystem, das Folgendes beinhaltet: einen Roboter, der einen Handgelenkmechanismus beinhaltet, wobei der Handgelenkmechanismus an einem distalen Ende davon einen Flansch beinhaltet, der um eine Drehachse drehbar ist; einen Schweißbrenner, der durch einen Brennerhalter an dem Flansch fixiert ist; und einen Schweißsensor, der bezüglich des Schweißbrenners fixiert ist und der vorher eine durch den Schweißbrenner zu schweißende Schweißlinie detektiert, wobei der Schweißsensor an einer Position zwischen dem Flansch und einer festgelegten Position, an der der Schweißbrenner an dem Brennerhalter fixiert ist, angeordnet ist, der Schweißsensor einen Laserstrahl in einer die Schweißlinie entlang einer parallel zur Drehachse verlaufenden Ebene schneidenden Richtung abtasten kann, und der Schweißbrenner einen röhrenförmigen Brennerkörper aufweist, der so angeordnet ist, dass er zu einer distalen Endseite als die festgelegte Position hervorsteht und bewirkt, dass ein Draht von einem distalen Ende des röhrenförmigen Brennerkörpers in einer parallel zur Drehachse verlaufenden Richtung hervorsteht, indem der röhrenförmige Brennerkörper mindestens zweimal gekrümmt ist.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm, das ein Robotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • [2] 2 ist eine Seitenansicht, die eine Handgelenkeinheit eines Roboters, einen Schweißbrenner und einen Schweißsensor in dem Robotersystem in 1 zeigt.
    • [3] 3 ist eine Draufsicht, die die Handgelenkeinheit, den Schweißbrenner und den Schweißsensor in 2 zeigt.
    • [4] 4 ist eine Seitenansicht, die die Handgelenkeinheit, den Schweißbrenner und den Schweißsensor bei einer ersten Modifikation des Robotersystems in 2 zeigt.
    • [5] 5 ist eine Seitenansicht, die die Handgelenkeinheit, den Schweißbrenner und den Schweißsensor bei einer zweiten Modifikation des Robotersystems in 2 zeigt.
    • [6] 6 ist eine Draufsicht, die die Handgelenkeinheit, den Schweißbrenner und den Schweißsensor in 5 zeigt.
    • [7] 7 ist eine Vorderansicht, die die Handgelenkeinheit, den Schweißbrenner und den Schweißsensor in 5 zeigt.
    • [8] 8 ist eine Unteransicht zum Erläutern einer Modifikation der Art und Weise, auf die der Schweißbrenner und der Schweißsensor an einem Flansch in 5 befestigt sind.
  • [Beschreibung der Ausführungsform]
  • Ein Robotersystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt ist, beinhaltet das Robotersystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform Folgendes: einen Roboter 2; und einen Schweißbrenner 3 und einen Schweißsensor 4, die an dem distalen Ende eines Handgelenkmechanismus 9 des Roboters 2 befestigt sind.
  • Der Roboter 2 ist zum Beispiel ein sechsachsiger Vertikal-Knickarmroboter und beinhaltet Folgendes: eine Basis 5, die auf einer Installationsfläche F, wie zum Beispiel einem Boden, installiert ist; eine Drehtrommel 6, die so gestützt wird, dass sie um eine erste Achse A bezüglich der Basis 5 drehbar ist; und einen ersten Arm 7, der so gestützt wird, dass er um eine zweite Achse B bezüglich der Drehtrommel 6 drehbar ist. Darüber hinaus beinhaltet der Roboter 2 einen zweiten Arm 8, der so gestützt wird, dass er bezüglich des ersten Arms 7 um eine parallel zur zweiten Achse B verlaufende dritte Achse C drehbar ist, und eine dreiachsige Handgelenkeinheit (Handgelenkmechanismus) 9, die am distalen Ende des zweiten Arms 8 angeordnet ist.
  • Die Handgelenkeinheit 9 beinhaltet ein erstes Handgelenkelement 10, das bezüglich des zweiten Arms 8 um eine vierte Achse D drehbar ist, und ein zweites Handgelenkelement 11, das bezüglich des ersten Handgelenkelements 10 um eine orthogonal zu der vierten Achse D verlaufende fünfte Achse E drehbar ist. Darüber hinaus umfasst die Handgelenkeinheit 9 ein scheibenförmiges drittes Handgelenkelement (im Folgenden als „Flansch“ bezeichnet) 12, das um eine sechste Achse (Drehachse) G drehbar ist, die durch einen Schnittpunkt der vierten Achse D und der fünften Achse E verläuft und orthogonal zur fünften Achse E ist.
  • Ein Isolieradapter 13, der aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, ist zwischen dem Flansch 12 und dem Schweißbrenner 3 fixiert. Der Isolieradapter 13 isoliert elektrisch den Flansch 12 von dem Schweißbrenner 3.
  • Wie in den 2 und 3 durch eine gestrichelte Linie gezeigt wird, weisen das zweite Handgelenkelement 11, der Flansch 12 und der Isolieradapter 13 an einer mittleren Position in einer Radialrichtung des Flansches 12 ein zentrales Loch (Durchgangsloch) 14, das entlang der sechsten Achse G ausgebildet ist, auf. Ein Drahtkörper 50, der ein entlang der vierten Achse D geführtes und mit dem Schweißbrenner 3 verbundenes Schweißkabel, einen Draht 51, eine Schutzgasleitung, ein mit dem Schweißsensor 4 verbundenes Sensorkabel 52 usw. beinhaltet, ist durch das zentrale Loch 14 ausgebildet.
  • Der Schweißbrenner 3 beinhaltet Folgendes: einen röhrenförmigen Brennerkörper 15, der an dem distalen Ende angeordnet ist und der mit einem inneren Loch (nicht gezeigt) versehen ist; und einen Halshalter 16, der einen Basisendteil des Brennerkörpers 15 stützt. Der Brennerkörper 15 ist mit einem Leistungsversorgungschip 17 versehen, der in einem distalen Endteil davon angeordnet ist. Das mit einer Schweißstromversorgung (nicht gezeigt) verbundene Schweißkabel ist mit dem Leistungsversorgungschip 17 verbunden, und der Leistungsversorgungschip 17 ist mit einem inneren Loch (nicht gezeigt) versehen, durch das sich der Draht 51 erstreckt.
  • Darüber hinaus beinhaltet der Brennerkörper 15 Folgendes: einen Basisendteil 18, der durch den Halshalter 16 gestützt wird; ein distales Endteil 19, in dem der Leistungsversorgungschip 17 angeordnet ist; und einen gekrümmten Teil 20, der zwischen dem Basisendteil 18 und dem distalen Endteil 19 angeordnet ist. Der gekrümmte Teil 20 beinhaltet Folgendes: einen ersten gekrümmten Teil 20a, der in einer Richtung von dem Basisendteil 18 gekrümmt ist; einen zweiten gekrümmten Teil 20b, der in einer dem ersten gekrümmten Teil 20a entgegengesetzten Richtung von dem ersten gekrümmten Teil 20a gekrümmt ist; und einen dritten gekrümmten Teil 20c, der in einer dem zweiten gekrümmten Teil 20b entgegengesetzten Richtung von dem zweiten gekrümmten Teil 20b gekrümmt ist. Der Brennerkörper 15 ist infolge der dreimaligen Krümmung in einer Form ausgebildet, in der sowohl der Basisendteil 18 als auch der distale Endteil 19 koaxial an auf die sechste Achse G ausgerichteten Positionen angeordnet sind.
  • Der Draht 51 passiert durch das innere Loch des Brennerkörpers 15, passiert anschließend durch das innere Loch des Leistungsversorgungschips 17 und steht somit von dem distalen Endteil des Brennerkörpers 15 auf der sechsten Achse G in einer Richtung entlang der sechsten Achse G hervor. Darüber hinaus wird der Draht 51 bei seinem Passieren durch das innere Loch des Brennerkörpers 15 entsprechend dem gekrümmten Teil 20 gekrümmt. Wenn sich der Draht 51 durch das innere Loch des Leistungsversorgungschips 17 erstreckt, wird der Draht 51 somit gegen eine Innenfläche des inneren Lochs gedrückt. Bei dieser Konfiguration sind der Draht 51 und das Schweißkabel über den Leistungsversorgungschip 17 stabil miteinander verbunden.
  • Der Halshalter 16 ist zum Beispiel mit einem Stoßsensor (nicht gezeigt) zum Detektieren von Kontakt zwischen dem distalen Ende des Brennerkörpers 15 und einem umgebenden Glied, wie zum Beispiel einem Werkstück, versehen. Bei dieser Konfiguration weist der Halshalter 16 eine zylindrische Außenflächenform auf, die einen größeren Durchmesser als der Brennerkörper 15 hat.
  • Der Schweißbrenner 3 ist mittels eines Brennerhalters 21 an dem Flansch 12 fixiert, wobei der Isolieradapter 13 dazwischen angeordnet ist.
  • Der Brennerhalter 21 beinhaltet Folgendes: einen fixierten Teil 22, der an dem Isolieradapter 13 fixiert ist; einen Halteteil 23, der einen Basisendteil (feste Position) 16a des Halshalters 16 des Schweißbrenners 3 an einer in einer Richtung entlang der sechsten Achse G getrennten Position hält; und einen Verbindungsteil 24, der den fixierten Teil 22 und den Halteteil 23 verbindet. Bei dieser Ausführungsform ist der Verbindungsteil 24 in einem Teil in Umfangsrichtung um die sechste Achse G angeordnet. Bei dieser Konfiguration ist in einem Bereich, in dem der Verbindungsteil 24 nicht zwischen dem Schweißbrenner 3 und dem Flansch 12 angeordnet ist, ein ausgesparter Teil 25, der radial einwärts ausgespart ist, gebildet.
  • Wie in 3 gezeigt ist, tastet der Schweißsensor 4 an der Vorderseite des Brennerkörpers 15 in einer Richtung, in die der Brennerkörpers 15 durch den Roboter 2 bewegt wird, einen Laserstrahl L entlang einer die Bewegungsrichtung schneidenden Abtastebene ab und detektiert auch reflektiertes Licht des Laserstrahls L, das an einem zu schweißende Objekt reflektiert wird. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, vor dem Durchführen des Schweißens im Voraus die Position und den Zustand einer zu schweißenden Schweißverbindung (Schweißlinie: nicht gezeigt) zu detektieren. Hier beinhaltet der Zustand der Schweißverbindung zum Beispiel eine Nutenbreite beim Stoßschweißen, einen Spalt beim Kehlnahtschweißen und dergleichen.
  • Die Position und der Zustand der Schweißverbindung, die durch den Schweißsensor 4 detektiert werden, werden an eine Steuerung (nicht gezeigt) des Roboters 2 rückgemeldet, wodurch die Schweißposition und die Schweißbedingungen korrigiert werden. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, eine qualitativ hochwertige Schweißung zu erreichen, selbst wenn die Position und die Form oder dergleichen der Schweißverbindung variieren.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der Schweißsensor 4 zwischen dem Isolieradapter 13 und der Position, an der der Schweißbrenner 3 an dem Brennerhalter 21 fixiert ist, angeordnet und ist mittels eines Sensorhalters 26 an dem Brennerhalter 21 fixiert. Bei dieser Konfiguration sind die Fläche des Schweißsensors 4, an der der Laserstrahl L emittiert wird, und die Lichtempfangsfläche, an der das reflektierte Licht des Laserstrahls L eintritt, näher an dem Flansch 12 angeordnet als der Maximaldurchmesserteil 16a des Halshalters 16 des Schweißbrenners 3.
  • Darüber hinaus ist der Schweißsensor 4 teilweise in dem zwischen dem Schweißbrenner 3 und dem Flansch 12 ausgebildeten ausgesparten Teil 25 untergebracht und ist auch dazu positioniert und ausgerichtet, den Laserstrahl L entlang der Abtastebene parallel zu der sechsten Achse G abzutasten. Mit anderen Worten ist der Schweißsensor 4 an einer Position angeordnet, an der der emittierte Laserstrahl L und das von dem zu schweißenden Objekt zurückkehrende reflektierte Licht des Laserstrahls L nicht durch den Schweißbrenner 3 blockiert werden, wobei die Position so nahe wie möglich an der sechsten Achse G liegt.
  • Es wird nunmehr die Funktionsweise des so konfigurierten Robotersystems 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
  • Bei dem Robotersystem 1 gemäß dieser Ausführungsform erstreckt sich der Draht 51 durch das in dem zweiten Handgelenkelement 11, dem Flansch 12 und dem Isolieradapter 13 vorgesehene zentrale Loch 14 und wird in den Schweißbrenner 3 geführt, der an dem Flansch 12 mit dazwischen angeordnetem Isolieradapter 13 fixiert ist. Der in den Schweißbrenner 3 eingeführte Draht 51 passiert durch das innere Loch des Brennerkörpers 15 und das innere Loch des Leistungsversorgungschips 17 und steht von dem distalen Ende des Brennerkörpers 15 hervor.
  • In diesem Fall ist bei dieser Ausführungsform der Brennerkörper 15 des Schweißbrenners 3 dreimal gekrümmt; somit ist es möglich, das distale Ende des Brennerkörpers 15 auf der sechsten Achse G zu platzieren und zu bewirken, dass der Draht 51 entlang der sechsten Achse G hervorsteht. Da der Draht 51 bei seinem Passieren durch den Brennerkörper 15 gekrümmt wird, wird, wenn der Draht 51 durch das innere Loch des Leistungsversorgungschips 17 passiert, der Draht 51 gegen die Innenfläche des inneren Lochs gedrückt, wodurch eine stabile Lichtbogenbildung ermöglicht wird.
  • Infolgedessen, dass bewirkt wird, dass der Draht 51 entlang der sechsten Achse G hervorsteht, ist es möglich, die Abtastebene des Laserstrahls L nahe dem distalen Ende des Schweißbrenners 3 zu platzieren, während der Schweißsensor 4 um ein großes Ausmaß von dem distalen Ende des Schweißkörpers 15 zurückgesetzt wird, um den Schweißsensor 4 an einer nahe dem Flansch 12 liegenden Position in großer Nähe zu der sechsten Achse G zu platzieren.
  • Durch Zurücksetzen des Schweißsensors 4 von dem distalen Ende des Brennerkörpers 15 um ein großes Ausmaß ist es möglich, die störende Einwirkung auf ein umliegendes Objekt um das distale Ende des Brennerkörpers 15 herum zu reduzieren, beispielsweise in einem Fall, in dem kein anderes Objekt um den Schweißbrenner 13 herum vorhanden ist und der Brennerkörper 15 in einen schmalen Raum eingeführt wird, um Schweißen durchzuführen. Das Heranbringen des Schweißsensors 4 nahe an die sechste Achse G ist darüber hinaus insofern ein Vorteil, als es möglich ist, sein radial nach außen verlaufendes Hervorstehen in der Nähe des Flansches 12 zu unterdrücken, wodurch eine störende Einwirkung um die Handgelenkeinheit 9 herum unterdrückt wird.
  • Insbesondere beinhaltet der Brennerhalter 21, der den Schweißbrenner 3 an den Isolieradapter 13 fixiert, den Verbindungsteil 14 nur in einem Teil in Umfangsrichtung um die sechste Achse G herum, und der ausgesparte Teil 25 ist in einem Gebiet gebildet, in dem der Verbindungsteil 24 nicht vorhanden ist. Bei dieser Konfiguration besteht insofern ein Vorteil, als es möglich ist, einen Teil des Schweißsensors 4, der zwischen dem Schweißbrenner 3 und dem Flansch 12 in dem ausgesparten Teil 25 angeordnet ist, aufzunehmen und das Ausmaß, um das der Schweißsensor 4 von der sechsten Achse G radial nach außen hervorsteht, weiter zu reduzieren.
  • Durch Platzieren des Schweißsensors 4 an einer nahe dem Flansch 12 liegenden Position ist es darüber hinaus möglich, den Sensorhalter 26 zur Befestigung des Schweißsensors 4 so zu konfigurieren, dass er klein und leicht ist. Mit anderen Worten wird in einem Fall, in dem der Schweißsensor 4 in der Nähe des distalen Endes des Brennerkörpers 15 angeordnet ist, der an dem Flansch 12 oder dem Brennerhalter 21 zu fixierende Sensorhalter 26 lang, und sein Gewicht nimmt zu.
  • Da die Steifigkeit reduziert wird, wenn der Sensorhalter 26 lang wird, vibriert der Sensorhalter 26 leicht und die Detektionsgenauigkeit wird reduziert. Durch Heranbringen des Schweißsensors 4 nahe an den Flansch 12 besteht hingegen insofern ein Vorteil, als es möglich ist, die Länge und das Gewicht des an dem Brennerhalter 21 zu fixierenden Sensorhalters 26 zu reduzieren und das Auftreten von Vibrationen selbst bei einer geringeren Steifigkeit zu unterdrücken, wodurch eine Schweißlinie genau detektiert wird.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der Brennerkörper 15 darüber hinaus dreimal gekrümmt, wodurch der in einer Richtung entlang der sechsten Achse G von dem zentralen Loch 14 des Flansches 12 zu dem Basisendteil 18 des Brennerkörpers 15 hervorstehende Draht 51 in dem distalen Endteil 19 des Brennerkörpers 15 auf die sechste Achse G zurück gekrümmt ist. Bei dieser Konfiguration besteht insofern ein Vorteil, als es möglich ist, das distale Ende des Drahts 51, das als Werkzeugmittelpunkt eingestellt ist, der als eine Referenz für den Betrieb des Roboters 2 dient, auf der sechsten Achse G zu platzieren, wodurch die Einlernarbeiten und die Steuerung dafür erleichtert werden.
  • Da der Schweißsensor 4 so angeordnet ist, dass er um ein großes Ausmaß von dem distalen Ende des Brennerkörpers 15 zurückgesetzt ist, erreicht am distalen Ende des Brennerkörpers 15 erzeugter Schweißrauch kaum den Schweißsensor 4, und somit ist es möglich, das Auftreten eines Problems, wie beispielsweise Verunreinigung des Schweißsensors 4, zu reduzieren.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass der Brennerkörper 15 bei dieser Ausführungsform dreimal gekrümmt ist, um den Draht 51 am distalen Ende des Brennerkörpers 15 auf der sechsten Achse G zu platzieren. Wie in 4 gezeigt ist, kann der Brennerkörper 15 alternativ zweimal gekrümmt sein, so dass der Draht 51 an einer parallel zur sechsten Achse G liegenden Stelle hervorsteht. Wie bei der zuvor erwähnten Ausführungsform ist es auch bei dieser Konfiguration möglich, den Schweißsensor 4 an einer Position, an der der Schweißsensor 4 zurückgesetzt ist, so dass er sich näher als der Schweißbrenner 3 an dem Flansch 12 befindet, und auch in großer Nähe zur sechsten Achse G zu platzieren.
  • Obgleich der Sensorhalter 26 bei dieser Ausführungsform an dem den Schweißbrenner 3 an dem Flansch 12 fixierenden Brennerhalter 21 fixiert ist, können alternativ der Brennerhalter 21 und der Sensorhalter 26 getrennt an dem Flansch 12 fixiert sein. In dem in den 5 bis 7 gezeigten Beispiel ist der Brennerhalter 21 unter Verwendung einer Hälfte des Umfangs um das zentrale Loch 14 des Flansches 12 herum fixiert, und der Sensorhalter 26 ist unter Verwendung der anderen Hälfte des Umfangs fixiert.
  • Durch getrenntes Fixieren des Brennerhalters 21 und des Sensorhalters 26 an dem Flansch 12 ist es möglich, zu verhindern, dass eine äußere Kraft und Vibrationen, die an dem Brennerhalter 21 angelegt werden, auf den Schweißsensor 4 übertragen werden, und somit eine Schweißlinie genauer zu detektieren.
  • Obgleich bei dieser Ausführungsform der Vertikal-Knickarmroboter als ein Beispiel für den Roboter 2 dargestellt worden ist, ist die Art von Roboter nicht darauf beschränkt, und es kann eine beliebige andere Art von Roboter verwendet werden.
  • Wie in 8 gezeigt ist, kann darüber hinaus der Brennerhalter 21 Folgendes beinhalten: einen ersten Halter 27, der an dem Flansch 12 mit dazwischen angeordnetem Isolieradapter 13 fixiert ist; und einen zweiten Halter 28, der an den Schweißbrenner 3 fixiert ist. Darüber hinaus können zum Beispiel die Positionen des ersten Halters 27 und des zweiten Halters 28 mittels eines in einem der Halter vorgesehenen Langlochs 29 und sich zur lösbaren Befestigung an dem anderen Halter durch das Langloch 29 erstreckende Schrauben 30, in einer entlang der sechsten Achse G verlaufenden Richtung eingestellt werden. In einem in 8 gezeigten Beispiel ist das Langloch in dem ersten Halter 27 vorgesehen und sind die Schrauben 30 an dem zweiten Halter 28 befestigt; jedoch kann die Konfiguration auch umgekehrt sein. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, die distale Endposition des Brennerkörpers 15 in einer entlang der sechsten Achse G verlaufenden Richtung einzustellen.
  • Wie in 8 gezeigt ist, kann der Schweißsensor 4 darüber hinaus so an dem Sensorhalter 26 befestigt sein, dass sein Winkel um eine in einer entlang der Abtastebene verlaufenden Richtung erstreckende Achse eingestellt werden kann. In dem in 8 gezeigten Beispiel ist der Sensorhalter 26 mit einem Winkeleinstellungsmechanismus versehen, der durch Folgendes gebildet wird: Langlöcher 21, die in einer Bogenform um die Achse herum verlaufen; und Schrauben 32, die sich zur lösbaren Befestigung an den Schweißsensor 4 durch die Langlöcher 31 erstrecken. Durch Einstellen des Winkels, in dem der Schweißsensor 4 an den Sensorhalter 46 befestigt ist, ist es möglich, die Position der Abtastebene bezüglich des Drahts 51 einzustellen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Robotersystem
    2
    Roboter
    3
    Schweißbrenner
    4
    Schweißsensor
    9
    Handgelenkeinheit (Handgelenkmechanismus)
    12
    drittes Handgelenkelemente (Flansch)
    15
    Brennerkörper
    21
    Brennerhalter
    25
    ausgesparter Teil
    26
    Sensorhalter
    51
    Draht
    G
    sechste Achse (Drehachse)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 200934746 [0004]
    • JP H10244367 [0004]

Claims (5)

  1. Robotersystem, umfassend: einen Roboter, der einen Handgelenkmechanismus beinhaltet, wobei der Handgelenkmechanismus an einem distalen Ende davon einen Flansch beinhaltet, der um eine Drehachse drehbar ist; einen Schweißbrenner, der durch einen Brennerhalter an dem Flansch fixiert ist; und einen Schweißsensor, der bezüglich des Schweißbrenners fixiert ist und der vorher eine durch den Schweißbrenner zu schweißende Schweißlinie detektiert, wobei der Schweißsensor an einer Position zwischen dem Flansch und einer festgelegten Position, an der der Schweißbrenner an dem Brennerhalter fixiert ist, angeordnet ist, der Schweißsensor einen Laserstrahl in einer die Schweißlinie entlang einer parallel zur Drehachse verlaufenden Ebene schneidenden Richtung abtasten kann, und der Schweißbrenner einen röhrenförmigen Brennerkörper beinhaltet, der so angeordnet ist, dass er zu einer distalen Endseite als die festgelegte Position hervorsteht und bewirkt, dass ein Draht von einem distalen Ende des röhrenförmigen Brennerkörpers in einer parallel zur Drehachse verlaufenden Richtung hervorsteht, indem der röhrenförmige Brennerkörper mindestens zweimal gekrümmt ist.
  2. Robotersystem nach Anspruch 1, wobei der Brennerkörper so gekrümmt ist, dass der Draht entlang der Drehachse von dem distalen Ende des Brennerkörpers auf die Drehachse hervorsteht.
  3. Robotersystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen ausgesparten Teil, der zwischen dem Flansch und der festgelegten Position vorgesehen ist und der um die Drehachse radial einwärts ausgespart ist, wobei der Schweißsensor so positioniert ist, dass er in dem ausgesparten Teil teilweise aufgenommen ist.
  4. Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schweißsensor an dem Brennerhalter fixiert ist.
  5. Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schweißsensor durch einen Sensorhalter getrennt von dem Brennerhalter an dem Flansch fixiert ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10244367A (ja) 1997-03-03 1998-09-14 Fanuc Ltd 溶接ロボットシステム
JP2009034746A (ja) 2007-07-31 2009-02-19 Daihen Corp 産業用ロボット

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0929441A (ja) * 1995-07-20 1997-02-04 Toyota Motor Corp アーク溶接トーチ
JP2019209339A (ja) * 2018-05-31 2019-12-12 大同特殊鋼株式会社 加工・検査装置および加工・検査方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10244367A (ja) 1997-03-03 1998-09-14 Fanuc Ltd 溶接ロボットシステム
JP2009034746A (ja) 2007-07-31 2009-02-19 Daihen Corp 産業用ロボット

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