[發明專利]可移動型焊接機器人的控制方法、焊接控制裝置、可移動型焊接機器人以及焊接系統

在審

• 申請號: 202180043355.7
• 申請日: 2021-05-12
• 公開（公告）號: CN115702056A
• 公開（公告）日: 2023-02-14
• 發明（設計）人: 八島圣
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: B23K9/12
• 分類號: B23K9/12;B23K9/028;B23K37/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 海坤

本發明提供即使在工件的角部與導軌的曲線部不在同心圓上、并且工件的角部與導軌的曲線部的曲率差較大的情況下也能夠確保良好的焊道外觀的可移動型焊接機器人的控制方法。具備相對于具有角部的工件(W_o)設置導軌并在導軌上移動而對工件(W_o)進行電弧焊接的可移動型焊接機器人(100)以及控制可移動型焊接機器人(100)的焊接控制裝置(600)。可移動型焊接機器人(100)具有焊炬(200)以及使焊炬(200)沿焊接線方向可動的可動部。本控制方法包括利用焊炬位置判定部(605)判定工件(W_o)上的焊炬位置的步驟、利用焊炬角度算出部(606)算出焊炬位置上的焊炬角度的步驟以及基于算出的焊炬角度利用可動部控制焊炬角度的步驟。

技術領域

本發明涉及能夠在導軌上移動的同時自動地進行焊接的可移動型焊接機器人的控制方法、焊接控制裝置、可移動型焊接機器人以及焊接系統。

背景技術

以往，在造船、鋼筋、橋梁等中的焊接結構物的制造中，工廠內的焊接作業推進自動化，大多使用大型的多軸焊接機器人。另一方面，在無法應用大型的多軸焊接機器人的現場焊接作業中，也從成為半自動焊接的手動的焊接向應用了能夠由作業員一人搬運的輕量小型的可移動型焊接機器人的焊接方法推進自動化。這樣的可移動型焊接機器人的應用在此前通過手動推進焊接的焊接現場中能夠提高焊接效率。

作為應用了該可移動型焊接機器人的技術，例如存在專利文獻1。在專利文獻1中，針對建設現場中使用的多邊形角型鋼管，將使用了具有直線部和曲線部的角單元的導軌安裝于作為焊接對象的多邊形角型鋼管的外周。并且，相對于導軌將焊接機器人設置為能夠滑動。控制裝置的控制部在由焊接機器人焊接的焊接部分的曲率中心的位置與在角單元中對焊接部分進行焊接時的焊接機器人所在的位置的曲率中心的位置不同的情況下，以使基于焊接機器人的每單位時間的焊接部分的長度(以下，也稱為“焊道長度”)恒定的方式控制焊接機器人的移動速度。由此，高效地焊接多種形狀的方形鋼管。需要說明的是，也將基于焊接機器人的每單位時間的焊道長度稱為“焊接速度”。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本國特開2018-58078號公報

發明內容

發明要解決的課題

如上所述，在專利文獻1中，控制焊接機器人的移動速度(以下，也稱為“機器人速度”)，即使在工件的角部與導軌(以下，也稱為“軌道”)的曲線部在非同心圓上的情況下，也能夠通過以使熔敷量匹配的方式變更焊接速度來進行效率良好的焊接。然而，專利文獻1的技術僅考慮了機器人速度的控制，而未考慮在工件的角部與軌道的曲線部在非同心圓上的情況下成為問題的焊炬角度的影響。即，產生以下那樣的事項。

(1)在機器人存在于軌道的曲線部上、并且焊炬前端部存在于工件的平行部上的情況下，工件平行部處的焊炬角度成為前進角或后退角。

(2)在機器人存在于軌道的曲線部上、并且焊炬前端部存在于工件的角部上的情況下，工件的角部處的焊炬角度成為前進角或后退角。

并且，在上述焊炬角度成為前進角或后退角的情況下，例如可能產生以下的問題。

(前進角的情況)

容易向前方產生濺射，帶來焊接作業性的惡化。

(后退角的情況)

將后方的熔池頂起，其結果是在工件上的角部與直線部的邊界附近產生凸焊道，成為焊道外觀不良的原因。

需要說明的是，工件的角部的曲率越小而與軌道的曲率的曲率差越大，則焊炬角度的變化量越大，直線部與角部的邊界處的焊道外觀進一步惡化。