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公開番号2025071274
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2025026812,2021020731
出願日2025-02-21,2021-02-12
発明の名称溶接装置および方法並びにプログラム
出願人三菱重工業株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類B25J 13/08 20060101AFI20250424BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】溶接装置および方法並びにプログラムにおいて、溶接精度の向上を図る。
【解決手段】第1の部材と第2の部材と第3の部材とが直交するように連結されて構成される溶接対象物の溶接装置であって、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、制御装置は、第1の部材における第1の方向の位置と前記第1の方向に直交する第2の方向の傾きを有する第1の3次元計測データを算出し、第1の部材における第2の方向の位置を有する第2の3次元計測データを算出し、第2の部材における第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向の位置と前記第2の方向の傾きを有する第3の3次元計測データを算出し、溶接対象物の3次元設計データと第1の3次元計測データと第2の3次元計測データと第3の3次元計測データとに基づいて溶接ロボットにおける基準点に対する溶接対象物の3次元座標を規定し、溶接対象物の3次元座標に基づいて溶接ロボットを制御して溶接を行う。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１の部材と第２の部材と第３の部材とが直交するように連結されて構成される溶接対象物の溶接装置であって、
溶接ロボットと、
前記溶接ロボットを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第１の部材における第１の方向の位置と前記第１の方向に直交する第２の方向の傾きを有する第１の３次元計測データを算出し、
前記第１の部材における前記第２の方向の位置を有する第２の３次元計測データを算出し、
前記第２の部材における前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向の位置と前記第２の方向の傾きを有する第３の３次元計測データを算出し、
前記溶接対象物の３次元設計データと前記第１の３次元計測データと前記第２の３次元計測データと前記第３の３次元計測データとに基づいて溶接ロボットにおける基準点に対する前記溶接対象物の３次元座標を規定し、
前記溶接対象物の３次元座標に基づいて前記溶接ロボットを制御して溶接を行う、
溶接装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
タッチプローブを前記第１の方向に移動して前記第１の部材に当接させることで前記第２の方向の２か所で前記第１の部材における前記第１の方向の２つの位置座標を求め、前記制御装置は、前記第１の部材における前記第１の方向の位置および前記第２の方向の傾きを算出し、
タッチプローブを前記第２の方向に移動して前記第１の部材に当接させることで前記第１の部材における前記第２の方向の位置座標を求め、前記制御装置は、前記第１の部材における前記第２の方向の位置を算出し、
タッチプローブを前記第３の方向に移動して前記第２の部材に当接させることで前記第２の方向の２か所で前記第２の部材における前記第３の方向の２つの位置座標を求め、前記制御装置は、前記第２の部材における前記第３の方向の位置および前記第２の方向の傾きを算出する、
請求項１に記載の溶接装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記溶接対象物の３次元設計データと前記第１の３次元計測データと前記第２の３次元計測データと前記第３の３次元計測データとに基づいて前記第１の部材と前記第２の部材と前記第３の部材が連結される角の３次元座標を算出し、
前記角の３次元座標に基づいて前記溶接対象物の中心位置の３次元座標を算出し、
前記溶接対象物の中心位置を原点とした前記溶接対象物の３次元座標を算出する、
請求項１に記載の溶接装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記溶接ロボットの先端部を溶接区画に移動し、タッチプローブにより溶接線をセンシングした後、センシングにより求めた前記溶接線に沿う領域での前記第１の部材と前記第２の部材と前記第３の部材の位置および傾きに基づいて前記溶接線に沿った３次元座標を算出し、前記溶接対象物の３次元座標を補正する、
請求項１に記載の溶接装置。
【請求項５】
第１の部材と第２の部材と第３の部材が連結されて構成される溶接対象物の溶接方法であって、
前記第１の部材における第１の方向の位置と前記第１の方向に直交する第２の方向の傾きを有する第１の３次元計測データを算出するステップと、
前記第１の部材における前記第２の方向の位置を有する第２の３次元計測データを算出するステップと、
前記第２の部材における前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向の位置と前記第２の方向の傾きを有する第３の３次元計測データを算出するステップと、
前記溶接対象物の３次元設計データと前記第１の３次元計測データと前記第２の３次元計測データと前記第３の３次元計測データとに基づいて溶接ロボットにおける基準点に対する前記溶接対象物の３次元座標を規定するステップと、
前記溶接対象物の３次元座標に基づいて溶接ロボット制御して溶接を行うステップと、
を有する溶接方法。
【請求項６】
第１の部材と第２の部材と第３の部材が連結されて構成される溶接対象物の溶接するためのプログラムであって、
前記第１の部材における第１の方向の位置と前記第１の方向に直交する第２の方向の傾きを有する第１の３次元計測データを算出するステップと、
前記第１の部材における前記第２の方向の位置を有する第２の３次元計測データを算出するステップと、
前記第２の部材における前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向の位置と前記第２の方向の傾きを有する第３の３次元計測データを算出するステップと、
前記溶接対象物の３次元設計データと前記第１の３次元計測データと前記第２の３次元計測データと前記第３の３次元計測データとに基づいて溶接ロボットにおける基準点に対する前記溶接対象物の３次元座標を規定するステップと、
前記溶接対象物の３次元座標に基づいて溶接ロボット制御して溶接を行うステップと、
を溶接装置として動作するコンピュータに実行させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロボットを用いて溶接を行う溶接装置および方法並びにプログラムに関するものである。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
溶接ロボットを用いて自動溶接作業を実施するとき、溶接対象物を所定の位置に固定し、タッチセンシングなどにより溶接対象物における溶接位置を検出する。そして、溶接ロボットを自動制御することで、溶接トーチを溶接位置に沿って移動して溶接を行う。このような溶接装置としては、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３３５５２４３号公報
特許第４３５３８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、溶接対象物の溶接位置に沿って溶接を行うと、溶接対象物に熱歪みが発生する。溶接対象物に熱歪みが発生すると、次に溶接を行う溶接位置がずれ、溶接精度が低下してしまうという課題がある。
【０００５】
本開示は、上述した課題を解決するものであり、溶接精度の向上を図る溶接装置および方法並びにプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本開示の溶接装置は、第１の部材と第２の部材と第３の部材とが直交するように連結されて構成される溶接対象物の溶接装置であって、溶接ロボットと、前記溶接ロボットを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１の部材における第１の方向の位置と前記第１の方向に直交する第２の方向の傾きを有する第１の３次元計測データを算出し、前記第１の部材における前記第２の方向の位置を有する第２の３次元計測データを算出し、前記第２の部材における前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向の位置と前記第２の方向の傾きを有する第３の３次元計測データを算出し、前記溶接対象物の３次元設計データと前記第１の３次元計測データと前記第２の３次元計測データと前記第３の３次元計測データとに基づいて溶接ロボットにおける基準点に対する前記溶接対象物の３次元座標を規定し、前記溶接対象物の３次元座標に基づいて前記溶接ロボットを制御して溶接を行う。
【０００７】
また、本開示の溶接方法は、第１の部材と第２の部材と第３の部材が連結されて構成される溶接対象物の溶接方法であって、前記第１の部材における第１の方向の位置と前記第１の方向に直交する第２の方向の傾きを有する第１の３次元計測データを算出するステップと、前記第１の部材における前記第２の方向の位置を有する第２の３次元計測データを算出するステップと、前記第２の部材における前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向の位置と前記第２の方向の傾きを有する第３の３次元計測データを算出するステップと、前記溶接対象物の３次元設計データと前記第１の３次元計測データと前記第２の３次元計測データと前記第３の３次元計測データとに基づいて溶接ロボットにおける基準点に対する前記溶接対象物の３次元座標を規定するステップと、前記溶接対象物の３次元座標に基づいて溶接ロボット制御して溶接を行うステップと、を有する。
【０００８】
また、本開示のプログラムは、第１の部材と第２の部材と第３の部材が連結されて構成される溶接対象物の溶接するためのプログラムであって、前記第１の部材における第１の方向の位置と前記第１の方向に直交する第２の方向の傾きを有する第１の３次元計測データを算出するステップと、前記第１の部材における前記第２の方向の位置を有する第２の３次元計測データを算出するステップと、前記第２の部材における前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向の位置と前記第２の方向の傾きを有する第３の３次元計測データを算出するステップと、前記溶接対象物の３次元設計データと前記第１の３次元計測データと前記第２の３次元計測データと前記第３の３次元計測データとに基づいて溶接ロボットにおける基準点に対する前記溶接対象物の３次元座標を規定するステップと、前記溶接対象物の３次元座標に基づいて溶接ロボット制御して溶接を行うステップと、を溶接装置として動作するコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の溶接装置および方法並びにプログラムによれば、溶接精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本実施形態の溶接装置を表す平面概略図である。
図２は、溶接装置を表す概略構成図である。
図３は、本実施形態の溶接装置による溶接方法を表すフローチャートである。
図４は、支持脚の座標設定時におけるセンシング箇所を表す概略図である。
図５は、支持脚の座標設定時におけるセンシング箇所を表す概略図である。
図６は、支持脚の座標設定時におけるセンシング箇所を表す概略図である。
図７は、支持脚の教示位置の補正時におけるセンシング箇所を表す概略図である。
図８は、支持脚の教示位置の補正時におけるセンシング箇所を表す概略図である。
図９は、水平方向に沿う溶接部を表す説明図である。
図１０は、鉛直方向に沿う溶接部を表す説明図である。
図１１は、支持脚を表す斜視図である。
図１２は、支持脚を表す平面図である。
図１３は、支持脚のポジショナを表す平面図である。
図１４は、支持脚のポジショナを表す側面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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