溶接システム
【課題】本発明の課題は、高い周波数で高精度のウィービングを行うことができる溶接システムを提供することにある。
【解決手段】溶接システムにおいて、溶接ロボットは、複数の軸を有する多関節型のロボットである。溶接ロボットは、溶接トーチの先端が、複数の軸のうち最先端に位置する先端軸の軸線からオフセットするように溶接トーチを支持している。溶接ロボットは、先端軸を回転させることにより溶接トーチの先端を先端軸の軸線周りに回転させる。制御装置は、複数の軸を用いることによって溶接トーチの先端を溶接線に沿って移動させると共に、複数の軸のうち先端軸のみを用いて溶接トーチの先端を溶接線に対してウィービングさせる。
【解決手段】溶接システムにおいて、溶接ロボットは、複数の軸を有する多関節型のロボットである。溶接ロボットは、溶接トーチの先端が、複数の軸のうち最先端に位置する先端軸の軸線からオフセットするように溶接トーチを支持している。溶接ロボットは、先端軸を回転させることにより溶接トーチの先端を先端軸の軸線周りに回転させる。制御装置は、複数の軸を用いることによって溶接トーチの先端を溶接線に沿って移動させると共に、複数の軸のうち先端軸のみを用いて溶接トーチの先端を溶接線に対してウィービングさせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接システムは、溶接ロボットと、溶接ロボットを制御する制御装置とを備えている。溶接ロボットの先端には、溶接トーチが取り付けられている。溶接ロボットは、複数の軸を備える多関節型のロボットであって、各軸が回転することにより、溶接トーチを移動させる。制御装置は、溶接トーチが溶接線に沿って移動するように溶接ロボットを制御する。このとき、溶接トーチを溶接線に対して左右に振動させながら溶接するウィービングが行われる。従来、特許文献１に開示されているように、溶接ロボットにおいてウィービングを行う場合には、溶接ロボットの複数の軸を動作させることによって、溶接トーチを溶接線に対して左右に移動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−５８０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、溶接ロボットの軸には、構造上、剛性の低い軸やイナーシャの大きな軸がある。このため、複数の軸を動かすことによってウィービングを行う場合には、これらの軸の影響により、溶接の軌跡の十分な精度を得ることは困難である。或いは、高い周波数でのウィービングを行うことは困難である。
【０００５】
本発明の課題は、高い周波数で高精度のウィービングを行うことができる溶接システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係る溶接システムは、溶接トーチと、溶接ロボットと、制御装置とを備える。溶接ロボットは、複数の軸を有する多関節型のロボットである。溶接ロボットは、溶接トーチの先端が、複数の軸のうち最先端に位置する先端軸の軸線からオフセットするように溶接トーチを支持している。溶接ロボットは、先端軸を回転させることにより溶接トーチの先端を先端軸の軸線周りに回転させる。制御装置は、複数の軸を用いることによって溶接トーチの先端を溶接線に沿って移動させると共に、複数の軸のうち先端軸のみを用いて溶接トーチの先端を溶接線に対してウィービングさせる。
【０００７】
本発明の第２の態様に係る溶接システムは、第１の態様の溶接システムであって、制御装置は、溶接トーチの先端のウィービング方向が、溶接線に対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かを判定する。
【０００８】
本発明の第３の態様に係る溶接システムは、第２の態様の溶接システムであって、制御装置は、ウィービング方向ベクトルと溶接線方向ベクトルとを演算する。ウィービング方向ベクトルは、溶接トーチの先端のウィービング方向を示す。溶接線方向ベクトルは、溶接線の方向を示す。制御装置は、ウィービング方向ベクトルと溶接線方向ベクトルとの内積が所定の閾値以上であるときに、溶接トーチの先端のウィービング方向が、所定範囲内ではないと判定する。
【０００９】
本発明の第４の態様に係る溶接システムは、第２又は第３の態様の溶接システムであって、制御装置は、溶接トーチの先端のウィービング方向が、所定範囲内ではないときには、溶接ロボットを停止させる。
【００１０】
本発明の第５の態様に係る溶接システムは、第２又は第３の態様の溶接システムであって、制御装置は、溶接トーチの先端のウィービング方向が、所定範囲内ではないときには、ウィービング方向が所定範囲内となるように溶接ロボットの姿勢を変更する。
【００１１】
本発明の第６の態様に係る溶接システムは、第１から第５の態様のいずれかの溶接システムであって、溶接ロボットは、６軸を有するロボットである。先端軸は、手首軸である第６軸である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の態様に係る溶接システムでは、溶接トーチの先端が、先端軸の軸線からオフセットしており、溶接ロボットは、先端軸を回転させることによって溶接トーチの先端を先端軸の軸線周りに回転させることができる。そして、制御装置は、先端軸のみを用いて溶接トーチの先端を溶接線に対してウィービングさせる。先端軸のイナーシャは、他の軸のイナーシャと比べて小さい。このため、先端軸のみを用いてウィービングを行うことにより、複数の軸を用いてウィービングを行う場合と比べて、高い周波数で高精度のウィービングを行うことができる。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る溶接システムでは、溶接トーチの先端のウィービング方向が、溶接線に対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かが判定される。これにより、溶接ロボットの姿勢が、先端軸のみを用いてウィービングを適正に行うことができる姿勢となっているか否かを判定することができる。
【００１４】
本発明の第３の態様に係る溶接システムでは、ウィービング方向ベクトルと溶接線方向ベクトルとの内積が所定の閾値以上であるときに、溶接トーチの先端のウィービング方向が、所定範囲内ではないと判定される。これにより、溶接トーチの先端のウィービング方向が、溶接線に対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かを演算によって容易に判定することができる。
【００１５】
本発明の第４の態様に係る溶接システムでは、ウィービング方向が適正ではないときに、溶接ロボットが停止される。これにより、精度の低い溶接が行われることを防止することができる。
【００１６】
本発明の第５の態様に係る溶接システムでは、ウィービング方向が適正ではないときには、ウィービング方向が適正となるように、溶接ロボットの姿勢が自動的に変更される。これにより、精度の高い溶接を行うことができる。
【００１７】
本発明の第６の態様に係る溶接システムでは、６軸を有する多関節型のロボットにおいて手首軸である第６軸のみを用いてウィービングを行うことができる。このため、６つの軸の動作を組み合わせることによってウィービングを行う場合と比べて、高い周波数で高精度のウィービングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】溶接システムの構成を示す概略図。
【図２】溶接ロボットの構成を示す概略図。
【図３】溶接ロボットの先端部の拡大図。
【図４】溶接ロボットによる溶接時の動作を示す概略図。
【図５】制御装置の構成を示すブロック図。
【図６】制御装置による溶接ロボットの移動制御の処理を示すフローチャート。
【図７】第６軸１６のウィービング角度変化量の算出方法を示す図。
【図８】溶接ロボットの姿勢評価の処理を示すフローチャート。
【図９】姿勢評価における評価パラメータの算出方法を示す図。
【図１０】他の実施形態に係る溶接ロボットの姿勢の自動変更方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態に係る溶接システム１を図１に示す。溶接システム１は、母材（図示せず）と溶接ワイヤＷとの間にアークを発生させることにより、母材および溶接ワイヤＷを溶融させて接合する。溶接システム１は、溶接ロボット２と、溶接トーチ７と、ワイヤ送給装置３と、溶接電源装置４と、制御装置５と、ティーチング操作装置６とを備える。
【００２０】
溶接ロボット２は、複数の軸を有する多関節型のロボットである。図２に示すように、本実施形態では、溶接ロボット２は、第１〜第６軸１１−１６の６つの軸を有する。溶接ロボット２は、複数の支持部材２１−２６と複数の駆動モータＭ１−Ｍ６（図５参照）とを有する。複数の支持部材２１−２６は、各軸１１−１６を中心に互いに揺動可能に取り付けられている。溶接トーチ７は、支持部材２１−２６によって支持されている。溶接トーチ７の先端から所定の長さの溶接ワイヤＷが突出するように、溶接トーチ７に溶接ワイヤＷが供給される。また、溶接トーチ７には、図示しないガス供給装置からシールドガスが供給される。駆動モータＭ１−Ｍ６は、支持部材２１−２６を駆動する。駆動モータＭ１−Ｍ６は、サーボモータであり、制御装置５からの指令信号に基づいて回転角度と回転速度が制御される。溶接ロボット２は、通信線を介して制御装置５に接続されている。溶接ロボット２は、制御装置５からの指令信号に基づいて駆動モータＭ１−Ｍ６を制御して第１〜第６軸１１−１６の回転角度を制御することにより、溶接トーチ７を所望の位置に移動させる。また、図３に示すように、溶接ロボット２は、溶接トーチ７の先端が、第６軸１６の軸線Ａｘ１からオフセットするように溶接トーチ７を支持している。第６軸１６は、複数の軸１１−１６のうち最先端に位置する軸である。溶接ロボット２は、第６軸１６を回転させることにより溶接トーチ７の先端を第６軸１６の軸線Ａｘ１周りに回転させる。
【００２１】
図１に示すワイヤ送給装置３は、溶接ワイヤＷを溶接トーチ７に送り込む装置である。ワイヤ送給装置３は、溶接ワイヤＷがロール状に巻回された溶接コイル３１から溶接ワイヤＷを引き出して、溶接トーチ７に送り込む。ワイヤ送給装置３は、制御装置５と通信線によって接続されており、制御装置５からの指令信号に基づいて、溶接トーチ７への溶接ワイヤＷの供給速度を制御する。
【００２２】
溶接電源装置４は、アーク放電を生起させるための電力を母材および溶接ワイヤＷに供給する。溶接電源装置４は、電気ケーブルを介して溶接トーチ７に接続されている。また、溶接電源装置４は、接地ケーブルを介して母材に接続されている。溶接電源装置４は、図示しない外部電源に接続されており、外部電源からの電力を制御して母材および溶接ワイヤＷに供給する。溶接電源装置４は、通信線を介して、制御装置５と接続されている。溶接電源装置４は、制御装置５からの指令信号に基づいて、溶接ワイヤＷと母材との間に印可される電圧を制御する。溶接電源装置４は、溶接ワイヤＷおよび母材に流れている電流を検出する。溶接電源装置４は、溶接ワイヤＷと母材との間に印可されている電圧を検出する。溶接電源装置４は、検出した電流の値と電圧の値とを制御装置５へ送信する。
【００２３】
制御装置５は、ワイヤ送給装置３を制御して、ワイヤ送給装置３からの溶接ワイヤＷの供給速度を制御する。制御装置５は、溶接電源装置４を操作して、溶接ワイヤＷと母材との間に印可される電圧を制御する。制御装置５は、ティーチング操作装置６によって入力された作業プラグラムに従って、ワイヤ送給装置３と溶接電源装置４と溶接ロボット２とを制御することにより、母材の溶接を行う。このとき、図４に示すように、制御装置５は、複数の軸１１−１６を用いることによって溶接トーチ７の先端を溶接線ＷＬに沿って移動させると共に、第６軸１６のみを用いて溶接トーチ７の先端を溶接線ＷＬに対してウィービングさせる。制御装置５によって行われる溶接時の溶接トーチ７の移動制御については後に詳細に説明する。
【００２４】
ティーチング操作装置６は、オペレータがティーチングを行うために操作される装置である。ティーチングとは、実際に溶接トーチ７を溶接位置に移動させて、溶接位置を制御装置５に記憶させる作業である。例えば、図４に示すように、ティーチングによって、溶接の開始位置Ｐ１と終了位置Ｐ２と溶接線ＷＬの軌跡とが制御装置５に記憶される。ティーチングによって、母材に対する溶接ロボット２の姿勢や溶接トーチ７の狙い位置が決定される。オペレータは、ティーチング操作装置６を操作することによって、溶接電流、溶接電圧、溶接速度を入力する。また、オペレータは、ティーチング操作装置６を操作することによって、ウィービングの振幅および周波数を入力する。
【００２５】
図５に示すように、制御装置５は、目標位置設定部５１と、駆動制御部５２と、記憶部５３とウィービング方向判定部５４とを備える。目標位置設定部５１と駆動制御部５２とウィービング方向判定部５４とは、例えばＣＰＵなどの演算装置によって実現される。記憶部５３は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、或いは、ハードディスクなどの記録装置によって実現される。
【００２６】
目標位置設定部５１は、溶接トーチ７がティーチングによって教示された軌跡に沿って移動するように、溶接トーチ７の目標位置を演算して設定する。後述するように、目標位置は、所定の補間周期ごとに繰り返し演算され、更新される。これにより、溶接トーチ７は、目標位置へ向けての移動を繰り返し行い、その結果、ティーチングによって教示された軌跡に沿って移動する。駆動制御部５２は、溶接トーチ７が、目標位置設定部５１によって順次設定された目標位置に移動するように、溶接ロボット２の駆動を制御する。具体的には、駆動制御部５２は、溶接トーチ７が目標位置に移動するように、溶接ロボット２の支持部材２１−２６の軸１１−１６の角度を演算する。駆動制御部５２は、演算結果を指令信号として溶接ロボット２の駆動モータＭ１−Ｍ６へ送信する。記憶部５３は、溶接の実行に必要な情報を記憶する。例えば、記憶部５３は、ティーチングによって教示された溶接の開始位置Ｐ１と終了位置Ｐ２と溶接線ＷＬの軌跡とを記憶する。記憶部５３は、ティーチング操作装置６を介して入力された、溶接電流、溶接電圧、溶接速度を記憶する。また、記憶部５３は、ティーチング操作装置６を介して入力された、ウィービングの振幅および周波数を記憶する。ウィービング方向判定部５４は、姿勢評価を行う。具体的には、ウィービング方向判定部５４は、溶接トーチ７の先端のウィービング方向が、溶接線に対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かを判定する。ウィービング方向判定部５４による姿勢評価については後に詳細に説明する。
【００２７】
以下、制御装置５によって行われる溶接トーチ７の移動制御について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２８】
ステップＳ１０１において、溶接の開始位置Ｐ１、終了位置Ｐ２、溶接トーチ７の移動速度、補間周期Ｔから、補間周期Ｔあたりの溶接トーチ７の移動量Ｍと補間回数Ｃとが算出される。また、ステップＳ１０２において、補間周期Ｔあたりのウィービング位相変化量ｓが算出される。ウィービング位相変化量ｓは以下の数１式によって算出される。
【００２９】
【数１】
【００３０】
ｆは、ウィービングの周波数である。
【００３１】
ステップＳ１０３において、補間カウンタｃｏｕｎｔがゼロに設定される。補間カウンタｃｏｕｎｔは、補間周期Ｔの繰り返し回数を示す。ステップＳ１０４において、補間カウンタｃｏｕｎｔに１が追加される。ステップＳ１０５において、目標位置Ｐが算出される。目標位置Ｐは、以下の数２式によって算出される。
【００３２】
【数２】
【００３３】
ステップＳ１０６において、各軸１１−１６の角度Ｊ１−Ｊ６が算出される。角度Ｊ１は、第１軸１１の角度である。角度Ｊ２は、第２軸１２の角度である。角度Ｊ３は、第３軸１３の角度である。角度Ｊ４は、第４軸１４の角度である。角度Ｊ５は、第５軸１５の角度である。角度Ｊ６は、第６軸１６の角度である。ここでは、溶接トーチ７の現在位置とステップＳ１０５で算出された次の目標位置Ｐに基づいて、溶接トーチ７の先端を目標位置Ｐに移動させるために必要な各軸１１−１６の角度Ｊ１−Ｊ６が算出される。
【００３４】
ステップＳ１０７において、第６軸１６のウィービング角度変化量ΔＪ６が算出される。ウィービング角度変化量ΔＪ６は、次のようにして求められる。図７（ａ）に示すように、溶接線ＷＬに対して直交する方向への溶接トーチ７の先端の変位量をウィービング量Ｗｖとすると、ウィービング量Ｗｖは、以下の数３式で表される。
【００３５】
【数３】
【００３６】
なお、“Ａ”は、ウィービングの振幅を示している。ｓは、上述したように、補間周期Ｔあたりのウィービング位相変化量であるので、“ｃｏｕｎｔ・ｓ”は、ウィービングの開始から現在までのウィービング位相変化量を示している。
【００３７】
第６軸１６の回転のみによって溶接トーチ７の先端をウィービングさせる場合、図７（ｂ）に示すように、ウィービング量Ｗｖは、第６軸１６を回転させたときの溶接トーチ７の先端の位置の移動量と一致する。従って、ウィービング量Ｗｖは、ウィービング角度変化量ΔＪ６を用いて以下の数４式のように表される。
【００３８】
【数４】
【００３９】
Ｌは、第６軸１６の軸線Ａｘ１に対する溶接トーチ７のオフセット量である（図３参照）。すなわち、Ｌは、溶接トーチ７を第６軸１６によって回転させたときの溶接トーチ７の先端の回転半径である。数３式及び数４式から、第６軸１６のウィービング角度変化量ΔＪ６は、以下の数５式のように表される。
【００４０】
【数５】
【００４１】
次に、ステップＳ１０８において、第６軸１６の補正角度Ｊ６’が算出される。補正角度Ｊ６’は、溶接トーチ７の先端を溶接線ＷＬに沿って次の目標位置に移動させるための第６軸１６の角度Ｊ６と、溶接トーチ７の先端をウィービングさせるために必要な第６軸１６のウィービング角度変化量ΔＪ６とを考慮した第６軸１６の角度であり、以下の数６式から算出される。
【００４２】
【数６】
【００４３】
次に、ステップＳ１０９において、各軸１１−１６の角度Ｊ１−Ｊ５，Ｊ６’が、溶接ロボット２の駆動モータＭ１−Ｍ６に指令信号として送信される。そして、ステップＳ１１０において、姿勢評価が行われる。姿勢評価は、溶接トーチ７の先端のウィービング方向が、溶接線ＷＬに対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かを判定するものである。姿勢評価については後述する。
【００４４】
次に、ステップＳ１１１において、補間カウンタｃｏｕｎｔが、補間回数Ｃよりも大きいか否かが判定される。補間カウンタｃｏｕｎｔが、補間回数Ｃよりも大きいときには、溶接が終了する。補間カウンタｃｏｕｎｔが、補間回数Ｃ以下であるときには、ステップＳ１０４に戻る。従って、補間カウンタｃｏｕｎｔが補間回数Ｃよりも大きくなるまで、ステップＳ１０４−Ｓ１１１の処理が繰り返される。
【００４５】
次に、姿勢評価について図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００４６】
まず、ステップＳ２０１では、溶接線方向の単位ベクトルＥｗが算出される。溶接線方向は、溶接の開始位置Ｐ１と終了位置Ｐ２とを結ぶ方向である。従って、溶接線方向の単位ベクトルＥｗは、以下の数７式によって算出される。
【００４７】
【数７】
【００４８】
ステップＳ２０２では、溶接ロボット２の姿勢から、ウィービング方向の単位ベクトルＥｖが算出される。ウィービング方向の単位ベクトルＥｖは、第６軸１６が回転したときの溶接トーチ７の先端のウィービング方向を示す。図９に示すように、ウィービング方向ベクトルＶｖは、第６軸１６の中心Ｃと溶接トーチ７の先端とを結んだベクトルＶ６Ｔと、第６軸１６の中心Ｃから、第６軸１６の軸線Ａｘ１方向に延ばしたベクトルＶ６Ｒとの外積によって求められる。従って、ウィービング方向の単位ベクトルＥｖは、以下の数８式によって算出される。
【００４９】
【数８】
【００５０】
ステップＳ２０３では、評価パラメータＳが算出される。評価パラメータＳは、溶接線方向の単位ベクトルＥｗとウィービング方向の単位ベクトルＥｖとの内積の絶対値によって表される。従って、評価パラメータＳは、以下の数９式によって算出される。
【００５１】
【数９】
【００５２】
ステップＳ２０４では、評価パラメータＳが所定の閾値αより大きいか否かが判定される。所定の閾値αは、ゼロより大きい値であり、ウィービング方向が適正であると見なすことができるときの評価パラメータＳの範囲を示す値が設定される。すなわち、溶接ロボット２の姿勢が適切であるときには、ウィービング方向は、溶接線方向と直交する。このとき、溶接線方向の単位ベクトルＥｗとウィービング方向の単位ベクトルＥｖとの内積はゼロになる。そして、溶接線方向に対して直交する方向からのウィービング方向のズレが大きくなると、溶接線方向の単位ベクトルＥｗとウィービング方向の単位ベクトルＥｖとの内積が大きくなる。従って、溶接線方向の単位ベクトルＥｗとウィービング方向の単位ベクトルＥｖとの内積を評価パラメータとして用いることにより、溶接線方向と直交する方向に対するウィービング方向のズレの大きさを評価することができる。所定の閾値αは、ウィービング方向が適正であると見なすことができる程度のウィービング方向の所定範囲を示す。従って、制御装置５は、上述した評価パラメータＳが所定の閾値α以上であるときに、溶接トーチ７の先端のウィービング方向が、所定範囲内ではないと判定することができる。
【００５３】
ステップＳ２０４において評価パラメータＳが所定の閾値α以上と判定されたときには、姿勢異常と判断して、ステップＳ２０５において、溶接ロボット２を停止させる。ステップＳ２０４において評価パラメータＳが所定の閾値αより小さいと判定されたときには、姿勢評価を終了する。
【００５４】
本実施形態に係る溶接システム１は次の特徴を有する。
【００５５】
制御装置５は、第６軸１６のみを用いて溶接トーチ７の先端を溶接線ＷＬに対してウィービングさせる。第６軸１６のイナーシャは、第１〜第５軸１１−１５のイナーシャと比べて小さい。このため、第６軸１６のみを用いてウィービングを行うことにより、複数の軸を用いてウィービングを行う場合と比べて、高い周波数で高精度のウィービングを行うことができる。
【００５６】
また、上述した姿勢評価によって、溶接ロボット２の姿勢が、第６軸１６のみを用いてウィービングを適正に行うことができる姿勢となっているか否かを判定することができる。さらに、姿勢評価によってウィービング方向が適正ではないと判定されたときには、溶接ロボット２が停止される。これにより、精度の低い溶接が行われることを防止することができる。
【００５７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５８】
上記の実施形態では、姿勢評価によってウィービング方向が適正ではないと判定されたときには、溶接ロボット２が停止されるが、他の処理が行われてもよい。例えば、制御装置５は、姿勢評価によってウィービング方向が適正ではないと判定したときには、ウィービング方向が所定範囲内となるように溶接ロボット２の姿勢を変更してもよい。この場合、ウィービング方向が適正ではないときには、ウィービング方向が適正となるように、溶接ロボット２の姿勢が自動的に変更される。これにより、精度の高い溶接を行うことができる。例えば、ウィービング方向の適切な方向からのずれ角Δθは、以下の数１０式によって示される。
【００５９】
【数１０】
【００６０】
そして、図１０に示すように、溶接トーチ７を、矢印１６’で示す方向に、第６軸１６の軸線Ａｘ１周りにΔθ回転させることにより、溶接ロボット２の姿勢が自動的に適正な姿勢に変更される。
【００６１】
上記の実施形態では、溶接ロボット２は第１〜第６軸１１−１６を有しているが、溶接ロボット２の軸の数は必ずしも６つに限られない。ただし、溶接ロボット２の軸の数は少なくとも６軸以上であることが好ましい。例えば、溶接ロボット２の軸の数は７つであってもよい。また、上記の実施形態では、溶接線方向の単位ベクトルＥｗとウィービング方向の単位ベクトルＥｖとの内積の絶対値が評価パラメータＳとして用いられている。しかし、評価パラメータＳはこれに限られず、溶接トーチ７の先端のウィービング方向が、溶接線ＷＬに対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かを判定可能なパラメータであればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、高い周波数で高精度のウィービングを行うことができる溶接システムを提供することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 溶接システム
２ 溶接ロボット
５ 制御装置
７ 溶接トーチ
１６ 第６軸（先端軸）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接システムは、溶接ロボットと、溶接ロボットを制御する制御装置とを備えている。溶接ロボットの先端には、溶接トーチが取り付けられている。溶接ロボットは、複数の軸を備える多関節型のロボットであって、各軸が回転することにより、溶接トーチを移動させる。制御装置は、溶接トーチが溶接線に沿って移動するように溶接ロボットを制御する。このとき、溶接トーチを溶接線に対して左右に振動させながら溶接するウィービングが行われる。従来、特許文献１に開示されているように、溶接ロボットにおいてウィービングを行う場合には、溶接ロボットの複数の軸を動作させることによって、溶接トーチを溶接線に対して左右に移動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−５８０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、溶接ロボットの軸には、構造上、剛性の低い軸やイナーシャの大きな軸がある。このため、複数の軸を動かすことによってウィービングを行う場合には、これらの軸の影響により、溶接の軌跡の十分な精度を得ることは困難である。或いは、高い周波数でのウィービングを行うことは困難である。
【０００５】
本発明の課題は、高い周波数で高精度のウィービングを行うことができる溶接システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係る溶接システムは、溶接トーチと、溶接ロボットと、制御装置とを備える。溶接ロボットは、複数の軸を有する多関節型のロボットである。溶接ロボットは、溶接トーチの先端が、複数の軸のうち最先端に位置する先端軸の軸線からオフセットするように溶接トーチを支持している。溶接ロボットは、先端軸を回転させることにより溶接トーチの先端を先端軸の軸線周りに回転させる。制御装置は、複数の軸を用いることによって溶接トーチの先端を溶接線に沿って移動させると共に、複数の軸のうち先端軸のみを用いて溶接トーチの先端を溶接線に対してウィービングさせる。
【０００７】
本発明の第２の態様に係る溶接システムは、第１の態様の溶接システムであって、制御装置は、溶接トーチの先端のウィービング方向が、溶接線に対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かを判定する。
【０００８】
本発明の第３の態様に係る溶接システムは、第２の態様の溶接システムであって、制御装置は、ウィービング方向ベクトルと溶接線方向ベクトルとを演算する。ウィービング方向ベクトルは、溶接トーチの先端のウィービング方向を示す。溶接線方向ベクトルは、溶接線の方向を示す。制御装置は、ウィービング方向ベクトルと溶接線方向ベクトルとの内積が所定の閾値以上であるときに、溶接トーチの先端のウィービング方向が、所定範囲内ではないと判定する。
【０００９】
本発明の第４の態様に係る溶接システムは、第２又は第３の態様の溶接システムであって、制御装置は、溶接トーチの先端のウィービング方向が、所定範囲内ではないときには、溶接ロボットを停止させる。
【００１０】
本発明の第５の態様に係る溶接システムは、第２又は第３の態様の溶接システムであって、制御装置は、溶接トーチの先端のウィービング方向が、所定範囲内ではないときには、ウィービング方向が所定範囲内となるように溶接ロボットの姿勢を変更する。
【００１１】
本発明の第６の態様に係る溶接システムは、第１から第５の態様のいずれかの溶接システムであって、溶接ロボットは、６軸を有するロボットである。先端軸は、手首軸である第６軸である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の態様に係る溶接システムでは、溶接トーチの先端が、先端軸の軸線からオフセットしており、溶接ロボットは、先端軸を回転させることによって溶接トーチの先端を先端軸の軸線周りに回転させることができる。そして、制御装置は、先端軸のみを用いて溶接トーチの先端を溶接線に対してウィービングさせる。先端軸のイナーシャは、他の軸のイナーシャと比べて小さい。このため、先端軸のみを用いてウィービングを行うことにより、複数の軸を用いてウィービングを行う場合と比べて、高い周波数で高精度のウィービングを行うことができる。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る溶接システムでは、溶接トーチの先端のウィービング方向が、溶接線に対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かが判定される。これにより、溶接ロボットの姿勢が、先端軸のみを用いてウィービングを適正に行うことができる姿勢となっているか否かを判定することができる。
【００１４】
本発明の第３の態様に係る溶接システムでは、ウィービング方向ベクトルと溶接線方向ベクトルとの内積が所定の閾値以上であるときに、溶接トーチの先端のウィービング方向が、所定範囲内ではないと判定される。これにより、溶接トーチの先端のウィービング方向が、溶接線に対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かを演算によって容易に判定することができる。
【００１５】
本発明の第４の態様に係る溶接システムでは、ウィービング方向が適正ではないときに、溶接ロボットが停止される。これにより、精度の低い溶接が行われることを防止することができる。
【００１６】
本発明の第５の態様に係る溶接システムでは、ウィービング方向が適正ではないときには、ウィービング方向が適正となるように、溶接ロボットの姿勢が自動的に変更される。これにより、精度の高い溶接を行うことができる。
【００１７】
本発明の第６の態様に係る溶接システムでは、６軸を有する多関節型のロボットにおいて手首軸である第６軸のみを用いてウィービングを行うことができる。このため、６つの軸の動作を組み合わせることによってウィービングを行う場合と比べて、高い周波数で高精度のウィービングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】溶接システムの構成を示す概略図。
【図２】溶接ロボットの構成を示す概略図。
【図３】溶接ロボットの先端部の拡大図。
【図４】溶接ロボットによる溶接時の動作を示す概略図。
【図５】制御装置の構成を示すブロック図。
【図６】制御装置による溶接ロボットの移動制御の処理を示すフローチャート。
【図７】第６軸１６のウィービング角度変化量の算出方法を示す図。
【図８】溶接ロボットの姿勢評価の処理を示すフローチャート。
【図９】姿勢評価における評価パラメータの算出方法を示す図。
【図１０】他の実施形態に係る溶接ロボットの姿勢の自動変更方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態に係る溶接システム１を図１に示す。溶接システム１は、母材（図示せず）と溶接ワイヤＷとの間にアークを発生させることにより、母材および溶接ワイヤＷを溶融させて接合する。溶接システム１は、溶接ロボット２と、溶接トーチ７と、ワイヤ送給装置３と、溶接電源装置４と、制御装置５と、ティーチング操作装置６とを備える。
【００２０】
溶接ロボット２は、複数の軸を有する多関節型のロボットである。図２に示すように、本実施形態では、溶接ロボット２は、第１〜第６軸１１−１６の６つの軸を有する。溶接ロボット２は、複数の支持部材２１−２６と複数の駆動モータＭ１−Ｍ６（図５参照）とを有する。複数の支持部材２１−２６は、各軸１１−１６を中心に互いに揺動可能に取り付けられている。溶接トーチ７は、支持部材２１−２６によって支持されている。溶接トーチ７の先端から所定の長さの溶接ワイヤＷが突出するように、溶接トーチ７に溶接ワイヤＷが供給される。また、溶接トーチ７には、図示しないガス供給装置からシールドガスが供給される。駆動モータＭ１−Ｍ６は、支持部材２１−２６を駆動する。駆動モータＭ１−Ｍ６は、サーボモータであり、制御装置５からの指令信号に基づいて回転角度と回転速度が制御される。溶接ロボット２は、通信線を介して制御装置５に接続されている。溶接ロボット２は、制御装置５からの指令信号に基づいて駆動モータＭ１−Ｍ６を制御して第１〜第６軸１１−１６の回転角度を制御することにより、溶接トーチ７を所望の位置に移動させる。また、図３に示すように、溶接ロボット２は、溶接トーチ７の先端が、第６軸１６の軸線Ａｘ１からオフセットするように溶接トーチ７を支持している。第６軸１６は、複数の軸１１−１６のうち最先端に位置する軸である。溶接ロボット２は、第６軸１６を回転させることにより溶接トーチ７の先端を第６軸１６の軸線Ａｘ１周りに回転させる。
【００２１】
図１に示すワイヤ送給装置３は、溶接ワイヤＷを溶接トーチ７に送り込む装置である。ワイヤ送給装置３は、溶接ワイヤＷがロール状に巻回された溶接コイル３１から溶接ワイヤＷを引き出して、溶接トーチ７に送り込む。ワイヤ送給装置３は、制御装置５と通信線によって接続されており、制御装置５からの指令信号に基づいて、溶接トーチ７への溶接ワイヤＷの供給速度を制御する。
【００２２】
溶接電源装置４は、アーク放電を生起させるための電力を母材および溶接ワイヤＷに供給する。溶接電源装置４は、電気ケーブルを介して溶接トーチ７に接続されている。また、溶接電源装置４は、接地ケーブルを介して母材に接続されている。溶接電源装置４は、図示しない外部電源に接続されており、外部電源からの電力を制御して母材および溶接ワイヤＷに供給する。溶接電源装置４は、通信線を介して、制御装置５と接続されている。溶接電源装置４は、制御装置５からの指令信号に基づいて、溶接ワイヤＷと母材との間に印可される電圧を制御する。溶接電源装置４は、溶接ワイヤＷおよび母材に流れている電流を検出する。溶接電源装置４は、溶接ワイヤＷと母材との間に印可されている電圧を検出する。溶接電源装置４は、検出した電流の値と電圧の値とを制御装置５へ送信する。
【００２３】
制御装置５は、ワイヤ送給装置３を制御して、ワイヤ送給装置３からの溶接ワイヤＷの供給速度を制御する。制御装置５は、溶接電源装置４を操作して、溶接ワイヤＷと母材との間に印可される電圧を制御する。制御装置５は、ティーチング操作装置６によって入力された作業プラグラムに従って、ワイヤ送給装置３と溶接電源装置４と溶接ロボット２とを制御することにより、母材の溶接を行う。このとき、図４に示すように、制御装置５は、複数の軸１１−１６を用いることによって溶接トーチ７の先端を溶接線ＷＬに沿って移動させると共に、第６軸１６のみを用いて溶接トーチ７の先端を溶接線ＷＬに対してウィービングさせる。制御装置５によって行われる溶接時の溶接トーチ７の移動制御については後に詳細に説明する。
【００２４】
ティーチング操作装置６は、オペレータがティーチングを行うために操作される装置である。ティーチングとは、実際に溶接トーチ７を溶接位置に移動させて、溶接位置を制御装置５に記憶させる作業である。例えば、図４に示すように、ティーチングによって、溶接の開始位置Ｐ１と終了位置Ｐ２と溶接線ＷＬの軌跡とが制御装置５に記憶される。ティーチングによって、母材に対する溶接ロボット２の姿勢や溶接トーチ７の狙い位置が決定される。オペレータは、ティーチング操作装置６を操作することによって、溶接電流、溶接電圧、溶接速度を入力する。また、オペレータは、ティーチング操作装置６を操作することによって、ウィービングの振幅および周波数を入力する。
【００２５】
図５に示すように、制御装置５は、目標位置設定部５１と、駆動制御部５２と、記憶部５３とウィービング方向判定部５４とを備える。目標位置設定部５１と駆動制御部５２とウィービング方向判定部５４とは、例えばＣＰＵなどの演算装置によって実現される。記憶部５３は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、或いは、ハードディスクなどの記録装置によって実現される。
【００２６】
目標位置設定部５１は、溶接トーチ７がティーチングによって教示された軌跡に沿って移動するように、溶接トーチ７の目標位置を演算して設定する。後述するように、目標位置は、所定の補間周期ごとに繰り返し演算され、更新される。これにより、溶接トーチ７は、目標位置へ向けての移動を繰り返し行い、その結果、ティーチングによって教示された軌跡に沿って移動する。駆動制御部５２は、溶接トーチ７が、目標位置設定部５１によって順次設定された目標位置に移動するように、溶接ロボット２の駆動を制御する。具体的には、駆動制御部５２は、溶接トーチ７が目標位置に移動するように、溶接ロボット２の支持部材２１−２６の軸１１−１６の角度を演算する。駆動制御部５２は、演算結果を指令信号として溶接ロボット２の駆動モータＭ１−Ｍ６へ送信する。記憶部５３は、溶接の実行に必要な情報を記憶する。例えば、記憶部５３は、ティーチングによって教示された溶接の開始位置Ｐ１と終了位置Ｐ２と溶接線ＷＬの軌跡とを記憶する。記憶部５３は、ティーチング操作装置６を介して入力された、溶接電流、溶接電圧、溶接速度を記憶する。また、記憶部５３は、ティーチング操作装置６を介して入力された、ウィービングの振幅および周波数を記憶する。ウィービング方向判定部５４は、姿勢評価を行う。具体的には、ウィービング方向判定部５４は、溶接トーチ７の先端のウィービング方向が、溶接線に対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かを判定する。ウィービング方向判定部５４による姿勢評価については後に詳細に説明する。
【００２７】
以下、制御装置５によって行われる溶接トーチ７の移動制御について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２８】
ステップＳ１０１において、溶接の開始位置Ｐ１、終了位置Ｐ２、溶接トーチ７の移動速度、補間周期Ｔから、補間周期Ｔあたりの溶接トーチ７の移動量Ｍと補間回数Ｃとが算出される。また、ステップＳ１０２において、補間周期Ｔあたりのウィービング位相変化量ｓが算出される。ウィービング位相変化量ｓは以下の数１式によって算出される。
【００２９】
【数１】
【００３０】
ｆは、ウィービングの周波数である。
【００３１】
ステップＳ１０３において、補間カウンタｃｏｕｎｔがゼロに設定される。補間カウンタｃｏｕｎｔは、補間周期Ｔの繰り返し回数を示す。ステップＳ１０４において、補間カウンタｃｏｕｎｔに１が追加される。ステップＳ１０５において、目標位置Ｐが算出される。目標位置Ｐは、以下の数２式によって算出される。
【００３２】
【数２】
【００３３】
ステップＳ１０６において、各軸１１−１６の角度Ｊ１−Ｊ６が算出される。角度Ｊ１は、第１軸１１の角度である。角度Ｊ２は、第２軸１２の角度である。角度Ｊ３は、第３軸１３の角度である。角度Ｊ４は、第４軸１４の角度である。角度Ｊ５は、第５軸１５の角度である。角度Ｊ６は、第６軸１６の角度である。ここでは、溶接トーチ７の現在位置とステップＳ１０５で算出された次の目標位置Ｐに基づいて、溶接トーチ７の先端を目標位置Ｐに移動させるために必要な各軸１１−１６の角度Ｊ１−Ｊ６が算出される。
【００３４】
ステップＳ１０７において、第６軸１６のウィービング角度変化量ΔＪ６が算出される。ウィービング角度変化量ΔＪ６は、次のようにして求められる。図７（ａ）に示すように、溶接線ＷＬに対して直交する方向への溶接トーチ７の先端の変位量をウィービング量Ｗｖとすると、ウィービング量Ｗｖは、以下の数３式で表される。
【００３５】
【数３】
【００３６】
なお、“Ａ”は、ウィービングの振幅を示している。ｓは、上述したように、補間周期Ｔあたりのウィービング位相変化量であるので、“ｃｏｕｎｔ・ｓ”は、ウィービングの開始から現在までのウィービング位相変化量を示している。
【００３７】
第６軸１６の回転のみによって溶接トーチ７の先端をウィービングさせる場合、図７（ｂ）に示すように、ウィービング量Ｗｖは、第６軸１６を回転させたときの溶接トーチ７の先端の位置の移動量と一致する。従って、ウィービング量Ｗｖは、ウィービング角度変化量ΔＪ６を用いて以下の数４式のように表される。
【００３８】
【数４】
【００３９】
Ｌは、第６軸１６の軸線Ａｘ１に対する溶接トーチ７のオフセット量である（図３参照）。すなわち、Ｌは、溶接トーチ７を第６軸１６によって回転させたときの溶接トーチ７の先端の回転半径である。数３式及び数４式から、第６軸１６のウィービング角度変化量ΔＪ６は、以下の数５式のように表される。
【００４０】
【数５】
【００４１】
次に、ステップＳ１０８において、第６軸１６の補正角度Ｊ６’が算出される。補正角度Ｊ６’は、溶接トーチ７の先端を溶接線ＷＬに沿って次の目標位置に移動させるための第６軸１６の角度Ｊ６と、溶接トーチ７の先端をウィービングさせるために必要な第６軸１６のウィービング角度変化量ΔＪ６とを考慮した第６軸１６の角度であり、以下の数６式から算出される。
【００４２】
【数６】
【００４３】
次に、ステップＳ１０９において、各軸１１−１６の角度Ｊ１−Ｊ５，Ｊ６’が、溶接ロボット２の駆動モータＭ１−Ｍ６に指令信号として送信される。そして、ステップＳ１１０において、姿勢評価が行われる。姿勢評価は、溶接トーチ７の先端のウィービング方向が、溶接線ＷＬに対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かを判定するものである。姿勢評価については後述する。
【００４４】
次に、ステップＳ１１１において、補間カウンタｃｏｕｎｔが、補間回数Ｃよりも大きいか否かが判定される。補間カウンタｃｏｕｎｔが、補間回数Ｃよりも大きいときには、溶接が終了する。補間カウンタｃｏｕｎｔが、補間回数Ｃ以下であるときには、ステップＳ１０４に戻る。従って、補間カウンタｃｏｕｎｔが補間回数Ｃよりも大きくなるまで、ステップＳ１０４−Ｓ１１１の処理が繰り返される。
【００４５】
次に、姿勢評価について図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００４６】
まず、ステップＳ２０１では、溶接線方向の単位ベクトルＥｗが算出される。溶接線方向は、溶接の開始位置Ｐ１と終了位置Ｐ２とを結ぶ方向である。従って、溶接線方向の単位ベクトルＥｗは、以下の数７式によって算出される。
【００４７】
【数７】
【００４８】
ステップＳ２０２では、溶接ロボット２の姿勢から、ウィービング方向の単位ベクトルＥｖが算出される。ウィービング方向の単位ベクトルＥｖは、第６軸１６が回転したときの溶接トーチ７の先端のウィービング方向を示す。図９に示すように、ウィービング方向ベクトルＶｖは、第６軸１６の中心Ｃと溶接トーチ７の先端とを結んだベクトルＶ６Ｔと、第６軸１６の中心Ｃから、第６軸１６の軸線Ａｘ１方向に延ばしたベクトルＶ６Ｒとの外積によって求められる。従って、ウィービング方向の単位ベクトルＥｖは、以下の数８式によって算出される。
【００４９】
【数８】
【００５０】
ステップＳ２０３では、評価パラメータＳが算出される。評価パラメータＳは、溶接線方向の単位ベクトルＥｗとウィービング方向の単位ベクトルＥｖとの内積の絶対値によって表される。従って、評価パラメータＳは、以下の数９式によって算出される。
【００５１】
【数９】
【００５２】
ステップＳ２０４では、評価パラメータＳが所定の閾値αより大きいか否かが判定される。所定の閾値αは、ゼロより大きい値であり、ウィービング方向が適正であると見なすことができるときの評価パラメータＳの範囲を示す値が設定される。すなわち、溶接ロボット２の姿勢が適切であるときには、ウィービング方向は、溶接線方向と直交する。このとき、溶接線方向の単位ベクトルＥｗとウィービング方向の単位ベクトルＥｖとの内積はゼロになる。そして、溶接線方向に対して直交する方向からのウィービング方向のズレが大きくなると、溶接線方向の単位ベクトルＥｗとウィービング方向の単位ベクトルＥｖとの内積が大きくなる。従って、溶接線方向の単位ベクトルＥｗとウィービング方向の単位ベクトルＥｖとの内積を評価パラメータとして用いることにより、溶接線方向と直交する方向に対するウィービング方向のズレの大きさを評価することができる。所定の閾値αは、ウィービング方向が適正であると見なすことができる程度のウィービング方向の所定範囲を示す。従って、制御装置５は、上述した評価パラメータＳが所定の閾値α以上であるときに、溶接トーチ７の先端のウィービング方向が、所定範囲内ではないと判定することができる。
【００５３】
ステップＳ２０４において評価パラメータＳが所定の閾値α以上と判定されたときには、姿勢異常と判断して、ステップＳ２０５において、溶接ロボット２を停止させる。ステップＳ２０４において評価パラメータＳが所定の閾値αより小さいと判定されたときには、姿勢評価を終了する。
【００５４】
本実施形態に係る溶接システム１は次の特徴を有する。
【００５５】
制御装置５は、第６軸１６のみを用いて溶接トーチ７の先端を溶接線ＷＬに対してウィービングさせる。第６軸１６のイナーシャは、第１〜第５軸１１−１５のイナーシャと比べて小さい。このため、第６軸１６のみを用いてウィービングを行うことにより、複数の軸を用いてウィービングを行う場合と比べて、高い周波数で高精度のウィービングを行うことができる。
【００５６】
また、上述した姿勢評価によって、溶接ロボット２の姿勢が、第６軸１６のみを用いてウィービングを適正に行うことができる姿勢となっているか否かを判定することができる。さらに、姿勢評価によってウィービング方向が適正ではないと判定されたときには、溶接ロボット２が停止される。これにより、精度の低い溶接が行われることを防止することができる。
【００５７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５８】
上記の実施形態では、姿勢評価によってウィービング方向が適正ではないと判定されたときには、溶接ロボット２が停止されるが、他の処理が行われてもよい。例えば、制御装置５は、姿勢評価によってウィービング方向が適正ではないと判定したときには、ウィービング方向が所定範囲内となるように溶接ロボット２の姿勢を変更してもよい。この場合、ウィービング方向が適正ではないときには、ウィービング方向が適正となるように、溶接ロボット２の姿勢が自動的に変更される。これにより、精度の高い溶接を行うことができる。例えば、ウィービング方向の適切な方向からのずれ角Δθは、以下の数１０式によって示される。
【００５９】
【数１０】
【００６０】
そして、図１０に示すように、溶接トーチ７を、矢印１６’で示す方向に、第６軸１６の軸線Ａｘ１周りにΔθ回転させることにより、溶接ロボット２の姿勢が自動的に適正な姿勢に変更される。
【００６１】
上記の実施形態では、溶接ロボット２は第１〜第６軸１１−１６を有しているが、溶接ロボット２の軸の数は必ずしも６つに限られない。ただし、溶接ロボット２の軸の数は少なくとも６軸以上であることが好ましい。例えば、溶接ロボット２の軸の数は７つであってもよい。また、上記の実施形態では、溶接線方向の単位ベクトルＥｗとウィービング方向の単位ベクトルＥｖとの内積の絶対値が評価パラメータＳとして用いられている。しかし、評価パラメータＳはこれに限られず、溶接トーチ７の先端のウィービング方向が、溶接線ＷＬに対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かを判定可能なパラメータであればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、高い周波数で高精度のウィービングを行うことができる溶接システムを提供することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 溶接システム
２ 溶接ロボット
５ 制御装置
７ 溶接トーチ
１６ 第６軸（先端軸）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接トーチと、
複数の軸を有する多関節型のロボットであって、前記溶接トーチの先端が、複数の前記軸のうち最先端に位置する先端軸の軸線からオフセットするように前記溶接トーチを支持しており、前記先端軸を回転させることにより前記溶接トーチの先端を前記先端軸の軸線周りに回転させる溶接ロボットと、
複数の前記軸を用いることによって前記溶接トーチの先端を溶接線に沿って移動させると共に、複数の前記軸のうち前記先端軸のみを用いて前記溶接トーチの先端を前記溶接線に対してウィービングさせる制御装置と、
を備える溶接システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記溶接トーチの先端のウィービング方向が、前記溶接線に対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かを判定する、
請求項１に記載の溶接システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記溶接トーチの先端のウィービング方向を示すウィービング方向ベクトルと、前記溶接線の方向を示す溶接線方向ベクトルとを演算し、前記ウィービング方向ベクトルと前記溶接線方向ベクトルとの内積が所定の閾値以上であるときに、前記溶接トーチの先端のウィービング方向が、前記所定範囲内ではないと判定する、
請求項２に記載の溶接システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記溶接トーチの先端のウィービング方向が、前記所定範囲内ではないときには、前記溶接ロボットを停止させる、
請求項２又は３に記載の溶接システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記溶接トーチの先端のウィービング方向が、前記所定範囲内ではないときには、前記ウィービング方向が前記所定範囲内となるように前記溶接ロボットの姿勢を変更する、
請求項２又は３に記載の溶接システム。
【請求項６】
前記溶接ロボットは、６軸を有するロボットであり、
前記先端軸は、手首軸である第６軸である、
請求項１から５のいずれかに記載の溶接システム。
【請求項１】
溶接トーチと、
複数の軸を有する多関節型のロボットであって、前記溶接トーチの先端が、複数の前記軸のうち最先端に位置する先端軸の軸線からオフセットするように前記溶接トーチを支持しており、前記先端軸を回転させることにより前記溶接トーチの先端を前記先端軸の軸線周りに回転させる溶接ロボットと、
複数の前記軸を用いることによって前記溶接トーチの先端を溶接線に沿って移動させると共に、複数の前記軸のうち前記先端軸のみを用いて前記溶接トーチの先端を前記溶接線に対してウィービングさせる制御装置と、
を備える溶接システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記溶接トーチの先端のウィービング方向が、前記溶接線に対して直交する方向を含む所定範囲内であるか否かを判定する、
請求項１に記載の溶接システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記溶接トーチの先端のウィービング方向を示すウィービング方向ベクトルと、前記溶接線の方向を示す溶接線方向ベクトルとを演算し、前記ウィービング方向ベクトルと前記溶接線方向ベクトルとの内積が所定の閾値以上であるときに、前記溶接トーチの先端のウィービング方向が、前記所定範囲内ではないと判定する、
請求項２に記載の溶接システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記溶接トーチの先端のウィービング方向が、前記所定範囲内ではないときには、前記溶接ロボットを停止させる、
請求項２又は３に記載の溶接システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記溶接トーチの先端のウィービング方向が、前記所定範囲内ではないときには、前記ウィービング方向が前記所定範囲内となるように前記溶接ロボットの姿勢を変更する、
請求項２又は３に記載の溶接システム。
【請求項６】
前記溶接ロボットは、６軸を有するロボットであり、
前記先端軸は、手首軸である第６軸である、
請求項１から５のいずれかに記載の溶接システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−５６３５９（Ｐ２０１３−５６３５９Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６９０９（Ｐ２０１１−１９６９０９）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
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