TWI801903B - 移動式熔接機器人的控制方法、熔接控制裝置、移動式熔接機器人及熔接系統 - Google Patents

移動式熔接機器人的控制方法、熔接控制裝置、移動式熔接機器人及熔接系統 Download PDF

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Abstract

本發明提供：即使在「工件的角部與導軌的曲線部未在同心圓上，且工件的角部與導軌的曲線部之間的曲率差大」的場合中，也能確保良好的銲珠外觀之移動式熔接機器人的控制方法。具備：移動式熔接機器人(100)，對具有角部的工件(WO )設置導軌，移動於導軌上並對工件(WO )電弧熔接；熔接控制裝置(600)，用來控制移動式熔接機器人(100)。移動式熔接機器人(100)具有：熔接銲槍(200)；及可動部，使熔接銲槍(200)移動於熔接線方向。本控制方法具備：藉由銲槍位置判斷部(605)，判斷工件(WO )上之銲槍位置的步驟；藉由銲槍角度算出部(606)，算出銲槍位置之銲槍角度的步驟；依據所算出的銲槍角度，藉由可動部控制銲槍角度的步驟。

Description

移動式熔接機器人的控制方法、熔接控制裝置、移動式熔接機器人及熔接系統
本發明關於：「移動於導軌上並能自動執行熔接」之移動式熔接機器人的控制方法、熔接控制裝置、移動式熔接機器人及熔接系統。
傳統上，在造船、鋼骨、橋樑等的熔接(銲接)結構物的製造中，工廠內的熔接作業進入自動化，大多採用了大型的多軸熔接機器人。另外，在無法使用大型多軸熔接機器人的現場熔接作業中，也從被稱為半自動熔接的手動熔接(銲接)，朝採用了「作業員能一個人搬運之輕量小型的移動式熔接機器人」的熔接方法，進入自動化。採用這樣的移動式熔接機器人，在現今以手動執行熔接的熔接現場中，能提高熔接效率。
作為採用了這種移動式熔接機器人的技術，譬如有著專利文獻1。在專利文獻1中，相對於建設現場所採用的多邊形角型鋼管，將採用「具有直線部與曲線部的角單元(corner unit)」的導軌，組裝於作為熔接對象的多邊形角型鋼管的外周。然後，將熔接機器人設成可相對於導軌滑動。控制裝置的控制部，在「由熔接機器人進行熔接的熔接部分之曲率中心」的位置、與「在角單元中，對熔接部分進行熔接時之熔接機器人所在的位置之曲率中心」的位置不同的場合中，為了使熔接機器人之每個單位時間的熔接部分的長度(以下，也稱為「銲珠(bead)長度」)成為一定(恆定)，而控制熔接機器人的移動速度。如此一來，有效率地熔接各種形狀的方形鋼管。熔接機器人之每個單位時間的銲珠長度，也稱為「熔接速度」。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開第2018-58078號公報
[發明欲解決之問題]
如上述所說明，在專利文獻1中，控制熔接機器人的移動速度(以下，也稱為「機器人速度」)，即使是工件的角部與導軌(以下，也稱為「軌道」)的曲線部在非同心圓上的場合，也能藉由變更熔接速度以配合熔接量，而形成效率良好的熔接。然而，專利文獻1的技術，只考慮控制機器人速度，對於在「工件的角部與軌道的曲線部在非同心圓上」的場合中成為問題之銲槍角度的影響，則未考慮。亦即，發生以下所述的問題。 (1)在「機器人存在於軌道的曲線部上，且銲槍前端部存在於工件之平行部上」的場合中，在工件平行部處的銲槍角度，成為前進角或者後退角。 (2)在「機器人存在於軌道的曲線部上，且銲槍前端部存在於工件之角部上」的場合中，在工件之角度處的銲槍角度，成為前進角或者後退角。
然後，在上述銲槍角度成為前進角或者後退角的場合，舉例來說，發生以下的問題。 (前進角的場合) 容易朝前方產生噴濺(sputter)，以致熔接作業性的惡化。 (後退角的場合) 增加後方的熔融池，結果在工件上的角部與直線部的邊界附近產生凸銲珠，而成為銲珠外觀不良的原因。 工件之角部的曲率變小，與軌道的曲率之間的曲率差越大，銲槍角度的變化量隨之變大，直線部與角部之邊界的銲珠外觀更加惡化。
舉例來說，作為曲率半徑不同的工件，可列舉出：建築結構用衝壓成型多邊形角型鋼管(BCP：Box Column Press forming)、建築結構用輥壓成型多邊形角型鋼管(BCR：Box Column Roll forming)。通常，BCP的曲率半徑，相對於板厚t，是以3.5t所算出，而BCR的曲率半徑則成為2.5t。亦即，板厚相同的BCP與BCR，在軌道的曲率半徑設成一定(恆定)的場合中，工件與軌道之曲率半徑的差，BCR大於BCP。因此，BCR，相對於工件，軌道之曲線部的銲槍角度的變化量大，而具有容易產生「直線部與角部之邊界的銲珠外觀不良」的特徵。
本發明，是有鑑於前述課題所研發的發明，其目的是提供：即使在「工件的角部與軌道的曲線部未在同心圓上，且工件的角部與軌道之曲線部的曲率差異大」的場合中，也能確保良好的銲珠外觀之移動式熔接機器人的控制方法、熔接控制裝置、移動式熔接機器人及熔接系統。 [解決問題之手段]
因此，本發明的上述目的，可藉由「移動式熔接機器人的控制方法」之相關的下述(A)構造達成。
(A)一種移動式熔接機器人的控制方法，是使用了熔接系統之移動式熔接機器人的控制方法，該熔接系統具有：移動式熔接機器人，對具有角部的工件設置導軌，移動於前述導軌上並對前述工件電弧熔接；熔接控制裝置，用來控制前述移動式熔接機器人，其特徵為： 前述移動式熔接機器人具有：熔接銲槍；及可動部，使前述熔接銲槍移動於熔接線方向， 前述熔接控制裝置具有：銲槍位置判斷部，用來判斷前述工件上的銲槍位置；銲槍角度算出部，用來算出前述銲槍位置的銲槍角度， 前述移動式熔接機器人的控制方法具備：藉由前述銲槍位置判斷部來判斷前述工件上之銲槍位置的步驟； 藉由前述銲槍角度算出部來算出前述銲槍位置之銲槍角度的步驟； 依據所算出的前述銲槍角度，藉由前述可動部來控制前述銲槍角度的步驟。
此外，本發明的上述目的，可藉由「熔接控制裝置」之相關的下述(B)構造達成。
(B)一種熔接控制裝置，用來控制移動式熔接機器人，該移動式熔接機器人，對具有角部的工件設置導軌，移動於前述導軌上並對前述工件電弧熔接，其特徵為： 具有：銲槍位置判斷部，用來判斷前述工件上的銲槍位置；銲槍角度算出部，用來算出前述銲槍位置的銲槍角度， 前述銲槍位置判斷部，判斷前述工件上的銲槍位置， 前述銲槍角度算出部，算出前述銲槍位置的銲槍角度， 依據所算出的前述銲槍角度，控制前述銲槍角度。
因此，本發明的上述目的，可藉由「移動式熔接機器人」之相關的下述(C)構造達成。
(C)一種移動式熔接機器人，對具有角部的工件設置導軌，移動於前述導軌上並對前述工件電弧熔接，並由上述所記載的熔接控制裝置所控制，其特徵為： 具備：熔接銲槍；及可動部，使前述熔接銲槍移動於熔接線方向， 前述可動部，依據由前述銲槍角度算出部所算出的前述銲槍角度，控制前述銲槍角度。
此外，本發明的上述目的，可藉由「熔接系統」之相關的下述(D)構造達成。
(D)一種熔接系統，具有：移動式熔接機器人，對具有角部的工件設置導軌，移動於前述導軌上並對前述工件電弧熔接；熔接控制裝置，用來控制前述移動式熔接機器人，其特徵為： 前述移動式熔接機器人具有：熔接銲槍；及可動部，使前述熔接銲槍移動於熔接線方向， 前述熔接控制裝置具有：銲槍位置判斷部，用來判斷前述工件上的銲槍位置；銲槍角度算出部，用來算出前述銲槍位置的銲槍角度， 前述銲槍位置判斷部，判斷前述工件上的銲槍位置， 前述銲槍角度算出部，算出前述銲槍位置的銲槍角度， 依據所算出的前述銲槍角度，藉由前述可動部控制前述銲槍角度。
因此，本發明的上述目的，可藉由「移動式熔接機器人的控制方法」之相關的下述(E)構造達成。
(E)一種移動式熔接機器人的控制方法，採用了具有下述構件的熔接系統：移動式熔接機器人，對多邊形角型鋼管設置導軌，移動於前述導軌上並對前述多邊形角型鋼管電弧熔接；熔接控制裝置，用來控制前述移動式熔接機器人，其特徵為： 前述移動式熔接機器人具有：熔接銲槍；及可動部，使前述熔接銲槍移動於熔接線方向， 前述熔接控制裝置具有：銲槍位置判斷部，用來判斷前述多邊形角型鋼管上的銲槍位置；銲槍角度算出部，用來算出前述銲槍位置的銲槍角度， 該移動式熔接機器人的控制方法具備：藉由前述銲槍位置判斷部來判斷前述多邊形角型鋼管上之銲槍位置的步驟； 藉由前述銲槍角度算出部來算出前述銲槍位置之銲槍角度的步驟； 依據所算出的前述銲槍角度，藉由前述可動部來控制前述銲槍角度的步驟。 [發明的效果]
根據本發明之移動式熔接機器人的控制方法，即使在「工件的角部與導軌的曲線部未在同心圓上，且工件的角部與導軌之曲線部的曲率差異大」的場合中，也能依據工件上的銲槍位置資訊來控制銲槍角度，而良好地形成「工件上的角部、及角部與直線部之邊界位置」處的銲珠外觀。
以下，參考圖面說明本發明其中一種實施形態的熔接系統。本實施形態，是採用移動式熔接機器人的場合的一例，本發明的熔接系統，並不侷限於本實施形態的構造。
＜熔接系統的構造＞ 圖1，為顯示本實施形態的熔接系統之構造的示意圖。如圖1所示，熔接系統50具備：移動式熔接機器人100、進給裝置300、熔接電源400、遮護氣體供給源500、控制裝置600。
[控制裝置] 控制裝置600，藉由機器人用控制纜線620而與移動式熔接機器人100連接，並藉由電源用控制纜線630而與熔接電源400連接。
控制裝置600具有用來保持教導資料(Teaching data)的資料保持部601，該教導資料已預先決定了工件資訊、導軌資訊、工件WO 及導軌120的位置資訊、移動式熔接機器人100的動作模式(action pattern)、熔接開始位置、熔接結束位置、熔接條件、交織(weaving)動作等。然後，依據該教導資料對移動式熔接機器人100及熔接電源400發送指令，而控制移動式熔接機器人100的動作及熔接條件。
此外，控制裝置600具有：溝條件算出部602，根據「藉由觸控感測(touch sensing)或視覺感測器等的感測所獲得的偵測資料」，算出溝形狀資訊；熔接條件算出部603，依據該溝形狀資訊來修正上述教導資料的熔接條件，而取得熔接條件。此外，在移動式熔接機器人100中，具有：速度控制部604，用來控制「朝後述的X方向、Y方向、Z方向驅動」的驅動部(圖面中未顯示)；和銲槍位置判斷部605，用來判斷銲槍位置；及銲槍角度算出部606，用來控制移動式熔接機器人100的銲槍角度驅動部(可動臂部116)。然後，構成含有上述溝條件算出部602、熔接條件算出部603、速度控制部604、銲槍位置判斷部605及銲槍角度算出部606的控制部610。銲槍位置判斷部605及銲槍角度算出部606，也能彙整成1個而構成。
不僅如此，控制裝置600，用來執行教導的控制器、與具有其他控制功能的控制器成為一體而形成。但是，控制裝置600並不侷限於此，亦可將用來執行教導的控制器、與具有其他控制功能的控制器分成2個之類，根據作用而分割成複數個。此外，亦可在移動式熔接機器人100內含有控制裝置600，或亦可如圖1所示，使控制裝置600獨立於移動式熔接機器人100之外。亦即，在本實施形態所說明之具有移動式熔接機器人100及控制裝置600的熔接系統中，包含了以下的任一種場合：控制裝置600包含於移動式熔接機器人100內的場合；控制裝置600與移動式熔接機器人100獨立設置的場合。此外，在本實施形態中，雖然採用機器人用控制纜線620及電源用纜線630發送訊號，但本發明並不侷限於此，亦能利用無線發送。從熔接現場之使用性的觀點來看，最好是將用來執行教導的控制器、與具有其他控制功能的控制器分成2個。
[熔接電源] 熔接電源400，根據來自控制裝置600的指令而對消耗電極(以下，也稱為「熔接金屬線(welding wire)」)211及工件WO 供給電力，藉此在熔接金屬線211與工件WO 之間產生電弧。來自熔接電源400的電力，透過電力纜線410送往進給裝置300，並從進給裝置300透過導管(conduit tube) 420而送往熔接銲槍200。然後，如圖2所示，透過熔接銲槍200前端的導電嘴(contact tip)，而供給至熔接金屬線211。熔接作業時的電流，可以是直流或者交流的其中任一種，此外，其波形並無限制。據此，電流，可以是矩形波或者三角波之類的脈波(脈衝)。
此外，熔接電源400，譬如將電力纜線410作為正(+)電極而連接於熔接銲槍200側，並將電力纜線430作為負(-)電極而連接於工件WO 。這是以逆極性執行熔接的場合，在以正極性執行熔接的場合，亦可透過正(+)的電力纜線電極而連接於工件WO 側，並透過負(-)的電力纜線而與熔接銲槍200側連接。
[遮護氣體供給源] 遮護氣體供給源500，是由封入有遮護氣體的容器、及閥之類的附帶構件所構成。從遮護氣體供給源500，將遮護氣體透過氣管510送往進給裝置300。被送往進給裝置300的遮護氣體，透過導管420而送往熔接銲槍200。被送往熔接銲槍200的遮護氣體，流動於熔接銲槍200內，並受到噴嘴210的導引，而從熔接銲槍200的前端側噴出。舉例來說，可使用氬(Ar)或二氧化碳(CO2 )、或者前述兩者的混合氣體，作為本實施形態所使用的遮護氣體。
[進給裝置] 進給裝置300，送出熔接金屬線211並送往熔接銲槍200。由進給裝置300所送出的熔接金屬線211，並無特殊限制，可根據工件WO 的特性或熔接型態等而選擇，譬如使用實心金屬線(solid wire)、或摻入助熔劑(flux)的金屬線(以下，也稱為「FCW」)。此外，熔接金屬線211的材質也不拘，舉例來說，可以是軟鋼(soft steel)，也可以是所謂不鏽鋼或鋁、鈦的材質。除此之外，熔接金屬線211的線徑也沒有特別的限制，本實施形態中合適的線徑，上限為1.6mm，下限為0.9mm。
本實施形態的導管420，在管的外皮側形成有「作為電力纜線發揮作用」的導電路徑，在管的內部，配置有用來保護熔接金屬線211的保護管，並形成遮護氣體的流路。但是，導管420並不侷限於此，舉例來說，也可以採用以下的形式：電力供給用纜線和遮護氣體供給用的軟管，以「用來將熔接金屬線211朝熔接銲槍200進給(供給)的保護管」作為中心而形成環繞(圍繞)。此外，舉例來說，也可以將用來輸送熔接金屬線211及遮護氣體的管、與電力纜線予以個別地設置。
[移動式熔接機器人] 如圖2及圖3所示，移動式熔接機器人100具備：導軌120；設置於導軌120上，沿著該導軌120移動的機器人本體110；載置於機器人本體110的銲槍連接部130。機器人本體110，主要是由以下所構成：設於於導軌120上的框體部112；組裝於該框體部112的固定臂部114；以可朝箭號R1 方向轉動的狀態，組裝於該固定臂部114的可動臂部116。
銲槍連接部130，透過曲柄170將熔接銲槍200組裝於可動臂部116，該曲柄170是可朝熔接線方向亦即X方向移動的可動部。銲槍連接部130，具備用來固定熔接銲槍200的銲槍夾具132及銲槍夾具134。此外，在框體部112，於熔接銲槍200所安裝之側的相反側，設有用來支承「連結進給裝置300與熔接銲槍200的導管420」的纜線夾具150。
此外，在本實施形態中，將觸控感測器作為偵測手段，該觸控感測器對工件WO 與熔接金屬線211之間施加電壓，並利用熔接金屬線211接觸工件WO 時產生的電壓下降現象，感測工件WO 上之溝10的表面等。偵測手段，並不侷限於本實施形態的觸控感測器，也可以採用影像感測器、亦即視覺感測；或雷射感測器、亦即雷射感測等；或者前述偵測手段的組合，但考量裝置構造的簡便性，最好採用本實施形態的觸控感測器。
機器人本體110的框體部112具備圖面中未顯示的機器人驅動部，該機器人驅動部，將機器人本體110朝向「如圖2的箭號X所示，垂直於紙面的方向」亦即沿著導軌120移動的X方向驅動。此外，框體部112，能朝移動於「對X方向形成垂直的溝10的深度方向」的Z方向驅動。此外，固定臂部114，相對於框體部112，能透過滑動支承部113而朝Y方向驅動，該Y方向係指：垂直於X方向的溝10的寬度方向。
除此之外，安裝有熔接銲槍200的銲槍連接部130，藉由曲柄170如圖3的箭號R2 所示地轉動，可在X方向中，朝前後方向亦即熔接線方向擺動驅動。此外，可動臂部116，如箭號R1 所示，組裝成可相對於固定臂部114轉動，可調整成最佳的角度後固定。
如以上所述，機器人本體110，作為其前端部的熔接銲槍200能以3個自由度驅動。但是，機器人本體110並不侷限於此，亦可視用途，以任意數量的自由度驅動。
藉由如以上所述地構成，組裝於銲槍連接部130之熔接銲槍200的前端部，能朝向任意的方向。不僅如此，機器人本體110，可在導軌120上，朝圖2中的X方向驅動。熔接銲槍200，朝Y方向往復移動的同時，可藉由機器人本體110朝X方向移動，而執行交織熔接(Weaving welding)。此外，藉由曲柄170的驅動，舉例來說，可對應於「用來設置前進角或者後退角」等的施工狀況，使熔接銲槍200傾倒(傾斜)。不僅如此，藉由曲柄170的驅動而使熔接銲槍200朝X方向傾倒，藉此能修正「後述多邊形角型鋼管等之工件WO 的角部WC、與導軌120之曲線部122的曲率不同的場合時」所產生之銲槍角度的變化、亦即修正前進角或者後退角。
在導軌120的下方，設有譬如磁鐵之類的組裝構件140，導軌120，藉由組裝構件140而構成能容易對工件WO 形成裝卸。在將移動式熔接機器人100設定於工件WO 的場合中，操作者藉由握住移動式熔接機器人100的兩側把手160，能輕易地將移動式熔接機器人100設定於工件WO 上。
＜銲槍角度的控制方法＞ 接著，說明有關「藉由行走於導軌上的移動式熔接機器人，熔接多邊形角型鋼管時」的銲槍角度之控制方法的具體例子。圖4，為已將圖3所示之移動式熔接機器人100組裝於多邊形角型鋼管的場合的立體圖。如圖4所示，導軌120，相對於作為工件WO 的多邊形角型鋼管，沿著周方向組裝於鋼管外面。在該場合中，導軌120，透過組裝構件140環繞鋼管外面一周(一圈)設置，成為具有直線部121與曲線部122的形狀。此外，移動式熔接機器人100，以熔接銲槍200朝向下方的狀態，組裝於導軌120上。 此外，圖5，是用來說明從正上方觀看圖4時，多邊形角型鋼管WO 的1/4角部領域中，與導軌120間之位置關係的圖。
在如圖4及圖5所示的導軌120中，分別具有直線部121、曲線部122、及根據直線部121與曲線部122而變更之導引路徑的邊界點128。此外，在多邊形角型鋼管WO 中，分別具有直線部WL、角部(曲線部)WC、及直線部WL與角部WC之間的邊界點WB。
在本具體例中，導軌120之曲線部122的曲率半徑RA，大於多邊形角型鋼管WO 之角部WC的曲率半徑RB，多邊形角型鋼管WO 的角部WC、與導軌120的曲線部122，並未位於同心圓上。導軌120之曲線部122的曲率半徑RA、與多邊形角型鋼管WO 之角部WC的曲率半徑RB，分別於外周及內周不同，但只要全體的熔接量相同即可，故在本具體例中，形成外周與內周的平均值。
如同在圖5中所示，導軌120之曲線部122的曲率半徑RA，成為「曲線部122的曲率中心OA 」與「軌道120的軌道中心RC 」之間的距離，多邊形角型鋼管WO 之角部WC的曲率半徑RB，成為「角部WC的曲率中心OB 」與「多邊形角型鋼管WO 的板厚中心WC 」之間的距離。
由於導軌120之曲線部122的曲率半徑RA、與多邊形角型鋼管WO 之角部WC的曲率半徑RB不同(在本具體例中，RA＞RB)，且未形成於同心圓上，故多邊形角型鋼管WO 的熔接領域，區分為：第1領域I，移動式熔接機器人100位於導軌120的直線部121，且熔接銲槍200位於多邊形角型鋼管WO 的直線部WL；第2領域II，移動式熔接機器人100位於導軌120的曲線部122，且熔接銲槍200位於多邊形角型鋼管WO 的直線部WL；第3領域III，移動式熔接機器人100位於導軌120的曲線部122，且熔接銲槍200位於多邊形角型鋼管WO 的角部WC。
移動式熔接機器人100，依據控制裝置600的動作訊號，沿著導軌120行走並熔接多邊形角型鋼管WO 。導軌120，雖然分別具有直線部121、曲線部122及邊界點128，但為了遍及熔接部的全長維持大略一定的熔接品質，無論移動式熔接機器人100在導軌120上的任何一個位置，熔接銲槍200的銲槍角度最好維持大致一定。所謂「導軌120的的任何一個位置」，譬如可舉出直線部121、曲線部122及邊界點128，雖然第1領域I的銲槍角度，對多邊形角型鋼管WO 成為垂直，但在第2領域II及第3領域III中，存在「熔接銲槍200對多邊形角型鋼管WO 並未形成垂直」的場合。銲槍角度，最好以「第1領域I中，多邊形角型鋼管WO 之直線部WL的銲槍角度」作為基準，而控制成大致一定的銲槍角度。
在此，所謂「銲槍角度大致一定」，是意味著：在實際使用上可控制的角度範圍內，並且容許「不會對熔接品質造成影響」之程度的角度誤差。具體地說，作為本實施形態的角度誤差，最好是±10°以內，±5°以內更好，實際上0°最佳。
具體地說，在圖5中，譬如熔接銲槍200對多邊形角型鋼管WO 的直線部WL形成直角，亦即在「移動式熔接機器人100，以銲槍角度為0°的狀態，在導軌120的直線部121上，逆時鐘地從圖的右下朝上方移動」的場合中，比起熔接銲槍200到達多邊形角型鋼管WO 的角部WC，移動式熔接機器人100更早到達導軌120上的曲線部122，並從第1領域I離開。
亦即，無關於「移動式熔接機器人100的熔接銲槍200位於多邊形角型鋼管WO 的直線部WL上」，藉由機器人本體110進入位於導軌120之曲線部122的第2領域II，使熔接銲槍200形成傾倒(傾斜)，藉由「銲槍角度成為更前進角或者更後退角」，銲槍角度形成變化。銲槍角度的變化，由於存在對熔接品質造成影響的疑慮，因此必須將銲槍角度控制成大致一定。
因此，控制裝置600的銲槍位置判斷部605，依據銲槍位置資訊來判斷銲槍位置(銲槍位置判斷步驟)，並依據已預先輸入控制裝置600的導軌120與多邊形角型鋼管WO 的尺寸、形狀等的資訊，算出銲槍角度的偏移量亦即銲槍角修正量θT (銲槍角度算出步驟)。然後，將所算出之銲槍角度的偏移量，作為銲槍角度的修正值輸入控制裝置600，並藉由使作為可動部的曲柄170如圖3的箭號R2 所示地轉動，而修正銲槍角度的偏移量(銲槍角度控制步驟)。
「為了銲槍位置判斷而輸入銲槍位置判斷部605之位置資訊」的取得，可採用雷射感測器等的感測功能使控制裝置600認識多邊形角型鋼管WO 的尺寸，關於軌道尺寸，以手動輸入控制裝置600的方法；或亦可取得「預先記憶於資料保持部601的教導點(Teaching point)位置」作為位置資訊。
作業現場中多邊形角型鋼管WO 與導軌120之實際的相對位置，由於「多邊形角型鋼管WO 及導軌120的製作誤差」、或「導軌120對多邊形角型鋼管WO 的組裝誤差」等，有時產生了偏移。因此，銲槍位置判斷部605，最好是考慮該偏移量並加以判斷。在藉由感測功能而獲得工件WO 及導軌120之位置資訊的場合，由於排除了偏移量所造成的影響，故而合適。感測功能並無特別的限制，最好是採用觸控感測、雷射感測、視覺感測之中的至少其中一種感測方法，或者綜合該感測方法來判斷銲槍位置。
銲槍角度算出部606，依據工件資訊、導軌資訊、以及工件WO 及導軌120的位置資訊，算出銲槍角度。這些資訊，可以是利用感測等所獲得的資訊，也可以是預先記憶於資料保持部601之各資訊的數值資料。
＜銲槍角度的算出方法＞ 接著，參考圖5~圖8，詳細地說明銲槍角度的算出方法。
以下說明：譬如採用RA=261mm的導軌120，作為導軌120，並採用BCR的多邊形角型鋼管作為多邊形角型鋼管WO 的例子。雖然，多邊形角型鋼管WO 中存在著BCR及BCP，但無論是哪一種多邊形角型鋼管WO ，相對於板厚的曲率半徑，是由規格所決定。
圖6，是顯示導軌120(軌道)及多邊形角型鋼管WO (管柱)之1/4角部領域的線圖，分別顯示導軌120的中心線RC 、及多邊形角型鋼管WO 的中心線WC 。如圖6所示，以OA 表示導軌120之1/4圓的曲率中心，以RA表示曲率半徑，以OB 表示多邊形角型鋼管WO 之角部的1/4圓的曲率中心，以RB表示曲率半徑，以d1表示曲率中心OB 的X座標，以d2表示曲率中心OB 的Y座標。此外，將移動式熔接機器人100設為位在導軌120上的點A的裝置，將「連結曲率中心OA 及點A的線段LA」與X軸所形成的角度設為θ，以θ1 表示「連結曲率中心OB 及點A的線段LB」與X軸所形成的角度。導軌120的直線部121與多邊形角型鋼管WO 的直線部WL，為圖5所示的平行直線部，關於圖6中未顯示的第2象限及第4象限，由於銲槍角度為0°沒有變化，因此不是本說明的對象。
在假設「移動式熔接機器人100，從圖5中相當於邊界點128的X軸上的點A0 朝逆時針方向移動」的場合中，線段LA，在通過多邊形角型鋼管WO 的直線部WL與角部WC之間的邊界點B0 之前的區間，亦即第2領域II，由於內錯角(alternate-interior angles)的關係而成為銲槍角修正量θT =θ，線段LA，在點B0 與點B1 之間，亦即第3領域III，以「銲槍角修正量θT =θ-θ1 」表示，線段LA，在通過「角部WC與直線部WL之間的邊界點B1 」後且與Y軸形成一致之前的區間，亦即第2領域II的銲槍角修正量，以θT =90°-θ表示。
第2領域II的銲槍角修正量θT ，只要θ已知，便能輕易地求出「線段LA與X軸所形成的角度」，以下，詳細地說明第3領域III也就是線段LA在點B0 與點B1 之間，亦即0≦θ1 ＜90°的銲槍角修正量θT 。
在第3領域III中，由於銲槍角修正量θT =θ-θ1 ，因此能轉換成：tanθT =tan(θ-θ1 )=(tanθ-tanθ1 )/(1+tanθ×tanθ1 )。因此，成為算式(1)。
Figure 02_image001
以下，由於點A的XY座標為(RAcosθ，RAsinθ)，因此成為算式(2)。
Figure 02_image003
倘若將算式(2)代入算式(1)，則成為算式(3)。
Figure 02_image005
算式(3)，需要注意是僅在0≦θ1 ＜90°的範圍內成立。
以下，倘若將導軌120的半徑RA=261mm、多邊形角型鋼管WO 之角部WC的半徑RB=62.5mm、d1=40 mm、d2=40mm，分別代入算式(3)計算，角度θ與銲槍角修正量θT 的關係，則如圖7所示地求出。
除此之外，由於在「線段LA與X軸所形成的角度θ」與「移動式熔接機器人100從導軌120上的點A0 起的移動距離D」之間，成立「D=θ(rad)×RA」的關係，因此線段LA與X軸所形成的角度θ，可換算成從點A0 起的移動距離D(mm)，移動距離D(mm)與銲槍角修正量θT 的關係，成為如圖8所示。
因此，如圖7及圖8所示，在0°≦θ＜45°及0mm≦D＜205mm的範圍，僅以銲槍角修正量θT 的值，將銲槍角度朝前進角側修正，在45°≦θ＜90°及205mm≦D＜410mm的範圍，僅以銲槍角修正量θT 的值，將銲槍角度朝後退角側修正，藉此，將銲槍角度維持成一定角度。θ=9°亦即D=41mm的位置、及θ=81°亦即D=369mm的位置，相當於圖5所示的直線部WL與角部WC之間的邊界點WB。
如此一來，即使在「工件WO 的角部WC與導軌120的曲線部122未在同心圓上，且工件WO 的角部WC與導軌120之曲線部122的曲率差異大」的場合中，也能遍及熔接部的全周，以大致一定的銲槍角度進行熔接，能確保良好的銲珠(bead)外觀。
(其它熔接條件) 為了遍及熔接部的全長維持大略一定的熔接品質，包含上述的銲槍角度，其它的熔接條件最好也大致一定。 其它的熔接條件，可在移動式熔接機器人100開始熔接多邊形角型鋼管WO 之前，採用沿著導軌120移動的機器人本體110而取得熔接時的熔接條件。亦即，依據控制裝置600的動作訊號，驅動機器人本體110，並藉由觸控感測器執行溝形狀的自動感測，由溝條件算出部602算出溝形狀資訊，更進一步依據該溝形狀資訊及資料保持部601所具有的教導資料，由熔接條件算出部603算出熔接條件。 作為溝形狀的資訊，譬如為溝形狀、板厚、起始端及終點端等，作為熔接條件，譬如為熔接電流、電弧電壓、熔接銲槍前端與母材間的距離、及熔接速度等。亦可不執行溝形狀的自動感測，依據已預先設定於每個導軌上的教導點位置之熔接條件的教導資料，執行熔接。
此外，也能從預先記憶於資料保持部601之導軌上的教導點位置，取得銲槍位置資訊。所謂的銲槍位置資訊，可列舉出譬如：導軌的直線部、曲線部、邊界點、銲槍角度等。這些資訊，可藉由影像感測器或雷射感測器等、或者組合了前述偵測手段的偵測手段而取得。
舉例來說，為了使熔接量在熔接部的全長保持大致一定，由熔接條件算出部603所算出之移動式熔接機器人100的機器人速度，控制成：在曲線部122的機器人速度，比在導軌120之直線部121的機器人速度快。基本上，機器人速度，以教導點作為基準而變化，教導點間的速度，可以變化成譬如曲線狀、直線狀或者階梯狀。而所謂移動式熔接機器人100的機器人速度，具體來說，表示移動式熔接機器人100在導軌120上的X方向中的行走速度。
亦即，在第2領域II及第3領域III亦即導軌120之曲線部122的機器人速度VO ，作為「導軌120之曲線部122的曲率半徑RA、與多邊形角型鋼管WO 之角部WC的曲率半徑RB」的比RA/RB、與「在直線部121所設定的機器人速度VC 」的積VO =VC ×(RA/RB)而求出。速度控制部604，依據由熔接條件算出部603所算出的機器人速度，控制移動式熔接機器人100的機器人速度。
此外，相對於多邊形角型鋼管WO 的第1領域I的熱輸入量，在第2領域II及第3領域III中，熱輸入量形成變化。因此，相對於第1領域I的熱輸入量，控制熔接條件，使第2領域II及第3領域III的熱輸入量，分別成為±20%的範圍。如此一來，將多邊形角型鋼管WO 的直線部WL、及角部WC的熱輸入量控制成大致一致，由於保持大致一定的熔接條件，多邊形角型鋼管WO 的直線部WL與角部WC的連接外觀成為相同形狀。這裡所述的熔接條件，譬如可舉出機器人速度和熔接電流、熔接電壓、突出長度，而成為從前述幾個中選擇一個以上的條件。
本發明並不侷限於前述的實施形態，能有適當的變更、改良。
舉例來說，雖然在上述實施形態中，實施「使用了觸控感測器的感測」，但也能藉由其它的雷射感測器、視覺感測器、或者前述兩者的組合，來執行感測。
此外，雖然在上述實施形態中，用於熔接條件設定的資料，是藉由自動感測而自動設定，但亦可藉由教導(teaching)等，而預先輸入控制裝置600。
此外，多邊形角型鋼管WO 及導軌120的形狀，亦可從CAD資料轉換成XY坐標系，或亦可根據感測而轉換成XY坐標系。此外，亦可預先將多邊形角型鋼管WO 及導軌120的形狀資訊輸入資料保持部601，並根據該形狀資訊而轉換成XY坐標系。
此外，雖然在上述實施形態中，說明了導軌120之曲線部122的曲率半徑RA，大於多邊形角型鋼管WO 之角部WC的曲率半徑RB，亦即RA＞RB的場合，但本發明同樣適用於：導軌120之曲線部122的曲率半徑RA，小於多邊形角型鋼管WO 之角部WC的曲率半徑RB，亦即RA＜RB的場合。
如以上所說明，在本案的說明書中揭示了以下的事項。
(1)一種移動式熔接機器人的控制方法，採用了具有下述構件的熔接系統：移動式熔接機器人，對具有角部的工件設置導軌，移動於前述導軌上並對前述工件電弧熔接；熔接控制裝置，用來控制前述移動式熔接機器人，其特徵為： 前述移動式熔接機器人具有：熔接銲槍；及可動部，使前述熔接銲槍移動於熔接線方向， 前述熔接控制裝置具有：銲槍位置判斷部，用來判斷前述工件上的銲槍位置；銲槍角度算出部，用來算出前述銲槍位置的銲槍角度， 前述移動式熔接機器人的控制方法具備：藉由前述銲槍位置判斷部來判斷前述工件上之銲槍位置的步驟； 藉由前述銲槍角度算出部來算出前述銲槍位置之銲槍角度的步驟； 依據所算出的前述銲槍角度，藉由前述可動部來控制前述銲槍角度的步驟。 根據該構造，即使在「工件的角部與導軌的曲線部未在同心圓上，且工件的角部與導軌之曲線部的曲率差異大」的場合中，也能將銲槍角度控制成大致一定，而確保良好的銲珠(bead)外觀。
(2)如(1)所記載的移動式熔接機器人的控制方法，前述銲槍位置判斷部，藉由觸控感測、雷射感測、視覺感測之中的至少其中一種感測方法，判斷前述銲槍位置，或者藉由預先決定的教導點位置，判斷前述銲槍位置。 根據該構造，可藉由感測功能而自動地判斷銲槍位置。此外，可根據保持於資料保持部的教導資料，判斷銲槍位置。
(3)如(1)或(2)所記載的移動式熔接機器人的控制方法，前述銲槍角度算出部，依據工件資訊、導軌資訊、以及前述工件及前述導軌的位置資訊，算出銲槍角度。 根據該構造，可算出在導軌的曲線部所發生之銲槍角度的變化，並藉由控制銲槍角度，良好地形成工件上的「直線部」、「角部」及「角部與直線部之邊界位置」處的銲珠外觀。
(4)如(1)至(3)的其中任1項所記載的移動式熔接機器人的控制方法，前述熔接控制裝置，含有熔接條件算出部， 在前述銲槍位置，執行前述銲槍角度的控制，並執行熔接條件的控制。 根據該構造，能以對應於各熔接位置的最佳熔接條件形成熔接。
(5)如(4)所記載的移動式熔接機器人的控制方法，前述熔接條件的控制，控制熔接電流、電弧電壓、熔接銲槍前端與母材間距離、及機器人移動速度之中的至少其中一個條件。 根據該構造，能對應於各熔接位置，選擇最佳熔接條件並形成熔接。
(6)如(1)至(5)的其中任1項所記載的移動式熔接機器人的控制方法，前可動部，以前述工件之直線部的前述銲槍角度作為基準，控制前述銲槍角度，使前述工件的直線部及角部的前述銲槍角度成為大致一定。 根據該構造，即使在「工件的角部與導軌的曲線部未在同心圓上，且工件的角部與導軌之曲線部的曲率差異大」的場合中，銲槍角度也能維持成大致一定，而確保良好的銲珠(bead)外觀。
(7)如(3)所記載的移動式熔接機器人的控制方法，前述銲槍角度算出部，依據前述銲槍位置中前述工件之角部的曲率半徑值、前述導軌之曲線部的曲率半徑值，算出前述銲槍角度。 根據該構造，能正確地算出在各熔接位置之銲槍角度的偏移角度。
(8)如(4)或(5)所記載的移動式熔接機器人的控制方法，執行前述熔接條件的控制，使前述角部的熱輸入量、以及前述直線部與前述角部之邊界領域的熱輸入量，相對於前述工件之直線部的熱輸入量，分別成為±20%的範圍。 根據該構造，即使在「工件的角部與導軌的曲線部未在同心圓上，且工件的角部與導軌之曲線部的曲率差異大」的場合中，能藉由控制熱輸入量，確保良好的銲珠外觀。
(9)一種熔接控制裝置，用來控制移動式熔接機器人，該移動式熔接機器人，對具有角部的工件設置導軌，移動於前述導軌上並對前述工件電弧熔接，其特徵為： 具有：銲槍位置判斷部，用來判斷前述工件上的銲槍位置；銲槍角度算出部，用來算出前述銲槍位置的銲槍角度， 前述銲槍位置判斷部，判斷前述工件上的銲槍位置， 前述銲槍角度算出部，算出前述銲槍位置的銲槍角度， 依據所算出的前述銲槍角度，控制前述銲槍角度。 根據該構造，即使在「工件的角部與導軌的曲線部未在同心圓上，且工件的角部與導軌之曲線部的曲率差異大」的領域中，也能將銲槍角度維持成大致一定，而確保良好的銲珠外觀。
(10)一種移動式熔接機器人，對具有角部的工件設置導軌，移動於前述導軌上並對前述工件電弧熔接，並由(9)所記載的熔接控制裝置所控制，其特徵為： 具備：熔接銲槍；及可動部，使前述熔接銲槍移動於熔接線方向， 前述可動部，依據由前述銲槍角度算出部所算出的前述銲槍角度，控制前述銲槍角度。 根據該構造，可利用可動部修正「在各熔接位置之銲槍角度的偏移」，而以大致一定的銲槍角度進行熔接。
(11)一種熔接系統，具有：移動式熔接機器人，對具有角部的工件設置導軌，移動於前述導軌上並對前述工件電弧熔接；熔接控制裝置，用來控制前述移動式熔接機器人，其特徵為： 前述移動式熔接機器人具有：熔接銲槍；及可動部，使前述熔接銲槍移動於熔接線方向， 前述熔接控制裝置具有：銲槍位置判斷部，用來判斷前述工件上的銲槍位置；銲槍角度算出部，用來算出前述銲槍位置的銲槍角度， 前述銲槍位置判斷部，判斷前述工件上的銲槍位置， 前述銲槍角度算出部，算出前述銲槍位置的銲槍角度， 依據所算出的前述銲槍角度，藉由前述可動部控制前述銲槍角度。 根據該構造，利用銲槍角度算出部算出「在各熔接位置之銲槍角度的偏移」，藉由可動部控制銲槍角度並修正角度偏移，能以大致一定的銲槍角度進行熔接。
(12)一種移動式熔接機器人的控制方法，採用了具有下述構件的熔接系統：移動式熔接機器人，對多邊形角型鋼管設置導軌，移動於前述導軌上並對前述多邊形角型鋼管電弧熔接；熔接控制裝置，用來控制前述移動式熔接機器人，其特徵為： 前述移動式熔接機器人具有：熔接銲槍；及可動部，使前述熔接銲槍移動於熔接線方向， 前述熔接控制裝置具有：銲槍位置判斷部，用來判斷前述多邊形角型鋼管上的銲槍位置；銲槍角度算出部，用來算出前述銲槍位置的銲槍角度， 該移動式熔接機器人的控制方法具備： 藉由前述銲槍位置判斷部來判斷前述多邊形角型鋼管上之銲槍位置的步驟； 藉由前述銲槍角度算出部來算出前述銲槍位置之銲槍角度的步驟； 依據所算出的前述銲槍角度，藉由前述可動部控制前述銲槍角度的步驟。 根據該構造，可藉由設置於導軌上的移動式熔接機器人，以大致一定的銲槍角度對多邊形角型鋼管之熔接部的全周進行熔接，能確保良好的銲珠外觀。
以上，雖然參考圖面說明了各種實施形態，但是本發明並不侷限於以上的例子。顯然，只要是本領域技術的業者，可以在申請專利範圍所記載的範疇內思及各種的變更例或者修正例，而這些當然也屬於本發明的技術性範圍。此外，在不脫離本發明要旨的範圍內，也可以任意地組合上述實施形態中的各構成要件。
本發明，是基於2020年6月19日提出申請的日本發明申請案(日本特願第2020-106327號)，上述日本申請案的內容是作為參考而撰寫入本案的說明書中。
50:熔接系統 100:移動式熔接機器人 120:導軌 121:(導軌的)直線部 122:(導軌的)曲線部 128:(導軌的)邊界點 170:曲柄(可動部) 200:熔接銲槍(welding torch) 300:進給裝置 400:熔接電源 500:遮護氣體(shielding gas)供給源 600:控制裝置(熔接控制裝置) 603:熔接條件算出部 605:銲槍位置判定部 606:銲槍角度算出部 d1:曲率中心OB 的X座標 d2:曲率中心OB 的Y座標 LA:連結曲率中心OA 與點A的線段 LB:連結曲率中心OB 與點A的線段 OA :(導軌的)曲線部的曲率中心 OB :(工件的)角部的曲率中心 RA:導軌的曲線部的曲率半徑 RB:工件的角部的曲率半徑 WO :工件(多邊形角型鋼管) WL:(工件的)直線部 WC:(工件的)角部(曲線部) WB:(工件的)邊界點 I:第1領域 II:第2領域 III:第3領域 θ:線段LA與X軸所形成的角度 θ1 :線段LB與X軸所形成的角度 θT :銲槍角修正量
[圖1]圖1，為本發明之熔接系統之一種實施形態的示意圖。 [圖2]圖2，為圖1所示之移動式熔接機器人的概略側視圖。 [圖3]圖3，為圖2所示之移動式熔接機器人的立體圖。 [圖4]圖4，為已將圖3所示之熔接機器人組裝於多邊形角型鋼管的場合的立體圖。 [圖5]圖5，是用來說明從正上方觀看圖4時，多邊形角型鋼管的1/4角部領域中，與導軌間之位置關係的圖。 [圖6]圖6，為圖5的線圖。 [圖7]圖7，是用來表示連結「導軌的曲率中心」及「導軌上之移動式熔接機器人」的直線的角度θ、與銲槍角修正量θT 之關係的圖表。 [圖8]圖8，是用來表示移動式熔接機器人的移動距離D、與銲槍角修正量θT 之關係的圖表。
WO:工件(多邊形角型鋼管)
50:熔接系統
100:移動式熔接機器人
160:兩側把手
200:熔接銲槍
210:噴嘴
211:熔接金屬線
300:進給裝置
400:熔接電源
410:電力纜線
420:導管
430:電力纜線
500:遮護氣體供給源
510:氣管
600:控制裝置(熔接控制裝置)
601:資料保持部
602:溝條件算出部
603:熔接條件算出部
604:速度控制部
605:銲槍位置判定部
606:銲槍角度算出部
610:控制部
620:機器人用控制纜線
630:電源用纜線

Claims (12)

  1. 一種移動式熔接機器人的控制方法，是使用了熔接系統之移動式熔接機器人的控制方法，該熔接系統具有：移動式熔接機器人，對具有角部的工件設置導軌，移動於前述導軌上並對前述工件電弧熔接；熔接控制裝置，用來控制前述移動式熔接機器人，其特徵為：前述移動式熔接機器人具有：熔接銲槍；及可動部，使前述熔接銲槍可移動於熔接線方向，前述熔接控制裝置具有：銲槍位置判斷部，用來判斷前述工件上的銲槍位置；銲槍角度算出部，用來算出前述銲槍位置的銲槍角度，前述移動式熔接機器人的控制方法具備：藉由前述銲槍位置判斷部來判斷前述工件上之銲槍位置的步驟；藉由前述銲槍角度算出部來算出前述銲槍位置之銲槍角度的步驟；依據所算出的前述銲槍角度，藉由前述可動部控制前述銲槍角度的步驟。
  2. 如請求項1所記載的移動式熔接機器人的控制方法，其中前述銲槍位置判斷部，藉由觸控感測、雷射感測、視覺感測之中的至少一種感測方法，判斷前述銲槍位置，或者藉由預先決定的教導點位置，判斷前述銲槍位置。
  3. 如請求項1或請求項2所記載的移動式熔接機器人的控制方法，其中前述銲槍角度算出部，依據工件資訊、導軌資訊、以及前述工件與前述導軌的位置資訊，算出前述銲槍角度。
  4. 如請求項1或請求項2所記載的移動式熔接機器人的控制方法，其中前述熔接控制裝置，含有熔接條件算出部，在前述銲槍位置，執行前述銲槍角度的控制，並執行熔接條件的控制。
  5. 如請求項4所記載的移動式熔接機器人的控制方法，其中前述熔接條件的控制，控制熔接電流、電弧電壓、熔接銲槍前端與母材間距離、及機器人移動速度之中的至少一個條件。
  6. 如請求項1或請求項2所記載的移動式熔接機器人的控制方法，其中前述可動部，以前述工件之直線部的前述銲槍角度作為基準，控制前述銲槍角度，使前述工件的直線部及角部的前述銲槍角度成為大致一定。
  7. 如請求項3所記載的移動式熔接機器人的控制方法，其中前述銲槍角度算出部，依據前述銲槍位置中前述工件之角部的曲率半徑值、前述導軌之曲線部的曲率半徑值，算出前述銲槍角度。
  8. 如請求項4所記載的移動式熔接機器人的控制方法，其中執行前述熔接條件的控制，使前述角部的熱輸入量、以及前述工件之直線部與前述角部之邊界領域 的熱輸入量，相對於前述直線部的熱輸入量，分別成為±20%的範圍。
  9. 一種熔接控制裝置，用來控制移動式熔接機器人，該移動式熔接機器人，對具有角部的工件設置導軌，移動於前述導軌上並對前述工件電弧熔接，其特徵為：具有：銲槍位置判斷部，用來判斷前述工件上的銲槍位置；銲槍角度算出部，用來算出前述銲槍位置的銲槍角度，前述銲槍位置判斷部，判斷前述工件上的銲槍位置，前述銲槍角度算出部，算出前述銲槍位置的銲槍角度，依據所算出的前述銲槍角度，控制前述銲槍角度。
  10. 一種移動式熔接機器人，是由請求項9所記載的熔接控制裝置所控制，對具有角部的工件設置導軌，移動於前述導軌上並對前述工件電弧熔接的移動式熔接機器人，其特徵為：具備：熔接銲槍；及可動部，使前述熔接銲槍移動於熔接線方向，前述可動部，依據由前述銲槍角度算出部所算出的前述銲槍角度，控制前述銲槍角度。
  11. 一種熔接系統，具有：移動式熔接機器人，對具有角部的工件設置導軌，移動於前述導軌上並對 前述工件電弧熔接；熔接控制裝置，用來控制前述移動式熔接機器人，其特徵為：前述移動式熔接機器人具有：熔接銲槍；及可動部，使前述熔接銲槍移動於熔接線方向，前述熔接控制裝置具有：銲槍位置判斷部，用來判斷前述工件上的銲槍位置；銲槍角度算出部，用來算出前述銲槍位置的銲槍角度，前述銲槍位置判斷部，判斷前述工件上的銲槍位置，前述銲槍角度算出部，算出前述銲槍位置的銲槍角度，依據所算出的前述銲槍角度，藉由前述可動部控制前述銲槍角度。
  12. 一種移動式熔接機器人的控制方法，採用了具有移動式熔接機器人與熔接控制裝置的熔接系統，前述移動式熔接機器人，對多邊形角型鋼管設置導軌，移動於前述導軌上並對前述多邊形角型鋼管電弧熔接；前述熔接控制裝置，用來控制前述移動式熔接機器人，其特徵為：前述移動式熔接機器人具有：熔接銲槍；及可動部，使前述熔接銲槍移動於熔接線方向，前述熔接控制裝置具有：銲槍位置判斷部，用來判斷前述多邊形角型鋼管上的銲槍位置；銲槍角度算出部，用來算出前述銲槍位置的銲槍角度， 該移動式熔接機器人的控制方法具備：藉由前述銲槍位置判斷部來判斷前述多邊形角型鋼管上之銲槍位置的步驟；藉由前述銲槍角度算出部來算出前述銲槍位置之銲槍角度的步驟；依據所算出的前述銲槍角度，藉由前述可動部控制前述銲槍角度的步驟。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7298957B2 (ja) * 2021-07-26 2023-06-27 日鉄エンジニアリング株式会社 溶接システム
JP7267350B2 (ja) * 2021-07-26 2023-05-01 日鉄エンジニアリング株式会社 溶接システム、溶接方法、及びプログラム
JP7232943B1 (ja) * 2022-03-03 2023-03-03 日鉄エンジニアリング株式会社 溶接システム、溶接方法及びプログラム
JP7369270B1 (ja) 2022-12-12 2023-10-25 日鉄エンジニアリング株式会社 溶接システム、溶接方法、及びプログラム
JP7293519B1 (ja) * 2023-01-10 2023-06-19 日鉄エンジニアリング株式会社 溶接システム
JP7385063B1 (ja) 2023-01-23 2023-11-21 日鉄エンジニアリング株式会社 溶接ロボットシステムの制御方法及び溶接ロボットシステム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019065913A1 (ja) * 2017-09-29 2019-04-04 株式会社Ihi 溶接装置
CN109702295A (zh) * 2018-12-20 2019-05-03 中建钢构江苏有限公司 一种基于柔性导轨的机器人焊接装置及焊接方法
US10543551B2 (en) * 2013-09-16 2020-01-28 Illinois Tool Works Inc. Synchronized rotating arc welding method and system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3079485B2 (ja) * 1992-11-20 2000-08-21 新日本製鐵株式会社 角鋼管の自動溶接装置
JPH08257745A (ja) * 1995-03-27 1996-10-08 Miyaji Tekkosho:Kk ボックス構造材の溶接継手部の角部溶接方法
JP6316896B2 (ja) * 2016-09-30 2018-04-25 大成建設株式会社 建築鋼管柱溶接方法
JP6950161B2 (ja) 2016-10-03 2021-10-13 株式会社大林組 溶接方法及び溶接システム
JP7063687B2 (ja) * 2018-03-30 2022-05-09 株式会社神戸製鋼所 溶接装置及び溶接装置を用いた溶接方法
CN108620782B (zh) * 2018-04-12 2020-07-28 清华大学 基于视觉伺服的箱型钢结构现场全位置焊接机器人

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10543551B2 (en) * 2013-09-16 2020-01-28 Illinois Tool Works Inc. Synchronized rotating arc welding method and system
WO2019065913A1 (ja) * 2017-09-29 2019-04-04 株式会社Ihi 溶接装置
CN109702295A (zh) * 2018-12-20 2019-05-03 中建钢构江苏有限公司 一种基于柔性导轨的机器人焊接装置及焊接方法

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