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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023041627
(43)【公開日】2023-03-24
(54)【発明の名称】可搬型溶接ロボットシステム
(51)【国際特許分類】
B23K 9/00 20060101AFI20230316BHJP
B23K 9/12 20060101ALI20230316BHJP
B23K 37/02 20060101ALI20230316BHJP
【ＦＩ】
B23K9/00 501B
B23K9/12 331C
B23K9/12 331H
B23K37/02 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022134299
(22)【出願日】2022-08-25
(62)【分割の表示】P 2021148562の分割
【原出願日】2021-09-13
(71)【出願人】
【識別番号】306022513
【氏名又は名称】日鉄エンジニアリング株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】302040135
【氏名又は名称】日鉄溶接工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100217249
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 耕一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100221279
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 健吾
(74)【代理人】
【識別番号】100207686
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 恭宏
(74)【代理人】
【識別番号】100224812
【弁理士】
【氏名又は名称】井口 翔太
(72)【発明者】
【氏名】岸口 哲也
(72)【発明者】
【氏名】三木 聡史
(72)【発明者】
【氏名】後藤 憲一
(72)【発明者】
【氏名】片山 翼
(72)【発明者】
【氏名】木村 文映
(72)【発明者】
【氏名】脇田 直弥
(72)【発明者】
【氏名】井上 浩良
(72)【発明者】
【氏名】松本 知史
【テーマコード（参考）】
4E081
【Ｆターム（参考）】
4E081YB03
4E081YY02
4E081YY03
(57)【要約】
【課題】溶接ロボットを容易且つ精度良く制御することが可能で、且つ小型化が可能な可搬型溶接ロボットシステムを提供する。
【解決手段】可搬型溶接ロボットシステム１００は、エレクションピース５が設けられた鋼管６の外周に沿って配置されるガイドレール７上を移動しつつ前記鋼管６を溶接する。可搬型溶接ロボットシステム１００は、本体８と、溶接ロボット２０と、を有し、前記溶接ロボット２０は、溶接トーチ１と、前記移動の方向に沿った軸であるＢ軸ＸＢ回りに前記溶接トーチ１を回動させることができるＢ軸回動部２と、Ｂ軸ＸＢと垂直な軸であるＴ軸ＸＴ回りに溶接トーチ１を回動させることができるＴ軸回動部１２と、を備え、本体８と溶接ロボット２０との間には、収納スペース９が設けられ、収納スペース９により、溶接トーチ１が退避位置まで退避させられた場合でも本体８と溶接ロボット２０とが干渉しない。
【選択図】図３
【解決手段】可搬型溶接ロボットシステム１００は、エレクションピース５が設けられた鋼管６の外周に沿って配置されるガイドレール７上を移動しつつ前記鋼管６を溶接する。可搬型溶接ロボットシステム１００は、本体８と、溶接ロボット２０と、を有し、前記溶接ロボット２０は、溶接トーチ１と、前記移動の方向に沿った軸であるＢ軸ＸＢ回りに前記溶接トーチ１を回動させることができるＢ軸回動部２と、Ｂ軸ＸＢと垂直な軸であるＴ軸ＸＴ回りに溶接トーチ１を回動させることができるＴ軸回動部１２と、を備え、本体８と溶接ロボット２０との間には、収納スペース９が設けられ、収納スペース９により、溶接トーチ１が退避位置まで退避させられた場合でも本体８と溶接ロボット２０とが干渉しない。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エレクションピースが設けられた鋼管の外周に沿って配置されるガイドレール上を移動しつつ前記鋼管を溶接する可搬型溶接ロボットシステムであって、
本体と、
溶接ロボットと、
を有し、
前記溶接ロボットは、
溶接トーチと、
前記移動の方向に沿った軸であるＢ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＢ軸回動部と、
前記Ｂ軸と垂直な軸であるＴ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＴ軸回動部と、
を備え、
前記Ｔ軸回動部は、前記Ｂ軸回動部によって前記Ｂ軸回りに回動させられ、
前記Ｂ軸回動部は、前記Ｔ軸回動部と前記ガイドレールとの間に設けられ、
前記Ｂ軸回動部及び前記Ｔ軸回動部は、前記本体側から、前記Ｂ軸回動部、前記Ｔ軸回動部の順に並んでおり、
前記Ｂ軸回動部は、前記溶接トーチを、溶接位置から、前記溶接トーチが前記エレクションピースと干渉しない退避位置まで、退避させることができ、
前記本体と前記溶接ロボットとの間には、前記Ｂ軸回動部により回動させられる前記溶接トーチの後端が収納される収納スペースが設けられ、
前記収納スペースにより、前記溶接トーチが前記退避位置まで退避させられた場合でも前記本体と前記溶接ロボットとが干渉しない、
ことを特徴とする可搬型溶接ロボットシステム。
本体と、
溶接ロボットと、
を有し、
前記溶接ロボットは、
溶接トーチと、
前記移動の方向に沿った軸であるＢ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＢ軸回動部と、
前記Ｂ軸と垂直な軸であるＴ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＴ軸回動部と、
を備え、
前記Ｔ軸回動部は、前記Ｂ軸回動部によって前記Ｂ軸回りに回動させられ、
前記Ｂ軸回動部は、前記Ｔ軸回動部と前記ガイドレールとの間に設けられ、
前記Ｂ軸回動部及び前記Ｔ軸回動部は、前記本体側から、前記Ｂ軸回動部、前記Ｔ軸回動部の順に並んでおり、
前記Ｂ軸回動部は、前記溶接トーチを、溶接位置から、前記溶接トーチが前記エレクションピースと干渉しない退避位置まで、退避させることができ、
前記本体と前記溶接ロボットとの間には、前記Ｂ軸回動部により回動させられる前記溶接トーチの後端が収納される収納スペースが設けられ、
前記収納スペースにより、前記溶接トーチが前記退避位置まで退避させられた場合でも前記本体と前記溶接ロボットとが干渉しない、
ことを特徴とする可搬型溶接ロボットシステム。
【請求項2】
前記Ｂ軸回動部は、Ｂ軸モータユニット及びＢ軸減速ユニットを含み、
前記Ｂ軸モータユニット及び前記Ｂ軸減速ユニットは、前記鋼管の長手方向に沿って配置され、
且つ、前記長手方向に沿って見て前記本体と重なる、
ことを特徴とする請求項１に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
前記Ｂ軸モータユニット及び前記Ｂ軸減速ユニットは、前記鋼管の長手方向に沿って配置され、
且つ、前記長手方向に沿って見て前記本体と重なる、
ことを特徴とする請求項１に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
【請求項3】
第１制御部と、
前記Ｂ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＢ軸判定部と、
を更に備え、
前記第１制御部は、前記Ｂ軸判定部の判定結果を用い、前記溶接トーチを鉛直方向上向きに回動させるように前記Ｂ軸回動部を制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
前記Ｂ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＢ軸判定部と、
を更に備え、
前記第１制御部は、前記Ｂ軸判定部の判定結果を用い、前記溶接トーチを鉛直方向上向きに回動させるように前記Ｂ軸回動部を制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
【請求項4】
前記可搬型溶接ロボットシステムによる溶接の垂れ落ちを防止するための部分を垂れ落ち防止溶接部とし、前記垂れ落ち防止溶接部を前記溶接トーチの溶接により形成可能な位置に前記溶接トーチを回動させるよう、前記Ｂ軸回動部を制御する第３制御部、を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
【請求項5】
エレクションピースが設けられた鋼管の外周に沿って配置されるガイドレール上を移動しつつ前記鋼管を溶接する可搬型溶接ロボットシステムであって、
本体と、
溶接ロボットと、
を有し、
前記溶接ロボットは、
溶接トーチと、
前記移動の方向に沿った軸であるＢ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＢ軸回動部と、
前記Ｂ軸と垂直な軸であるＴ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＴ軸回動部と、
を備え、
前記Ｔ軸回動部は、前記Ｂ軸回動部によって前記Ｂ軸回りに回動させられ、
前記Ｂ軸回動部、前記Ｔ軸回動部、前記溶接トーチは、前記本体側から、前記Ｂ軸回動部、前記Ｔ軸回動部、前記溶接トーチ、の順に並ぶ
ことを特徴とする可搬型溶接ロボットシステム。
本体と、
溶接ロボットと、
を有し、
前記溶接ロボットは、
溶接トーチと、
前記移動の方向に沿った軸であるＢ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＢ軸回動部と、
前記Ｂ軸と垂直な軸であるＴ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＴ軸回動部と、
を備え、
前記Ｔ軸回動部は、前記Ｂ軸回動部によって前記Ｂ軸回りに回動させられ、
前記Ｂ軸回動部、前記Ｔ軸回動部、前記溶接トーチは、前記本体側から、前記Ｂ軸回動部、前記Ｔ軸回動部、前記溶接トーチ、の順に並ぶ
ことを特徴とする可搬型溶接ロボットシステム。
【請求項6】
前記Ｂ軸回動部は、前記Ｔ軸回動部と前記鋼管との間に設けられている、
ことを特徴とする請求項５に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
ことを特徴とする請求項５に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
【請求項7】
前記Ｂ軸回動部は、前記Ｔ軸回動部と前記ガイドレールとの間に設けられている、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
【請求項8】
前記Ｔ軸回動部は、前記溶接トーチと前記Ｂ軸回動部との間に設けられている、
ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
【請求項9】
前記Ｔ軸回動部は、前記溶接トーチに沿って設けられたＴ軸モータユニット及びＴ軸減速ユニットを含む、
ことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
ことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
【請求項10】
前記Ｔ軸モータユニット及び前記Ｔ軸減速ユニットは、前記Ｔ軸に沿って配置される、ことを特徴とする請求項９に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
【請求項11】
第１制御部と、
前記Ｂ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＢ軸判定部と、
前記Ｔ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＴ軸判定部と、
を更に備え、
前記第１制御部は、前記Ｂ軸判定部の判定結果を用い、前記溶接トーチを鉛直方向上向きに回動させるように前記Ｂ軸回動部を制御し、
前記第１制御部は、前記Ｂ軸判定部及び前記Ｔ軸判定部それぞれの判定結果を用い、前記溶接トーチを前記鉛直方向上向きに回動させるように前記Ｂ軸回動部を制御する、
ことを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
前記Ｂ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＢ軸判定部と、
前記Ｔ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＴ軸判定部と、
を更に備え、
前記第１制御部は、前記Ｂ軸判定部の判定結果を用い、前記溶接トーチを鉛直方向上向きに回動させるように前記Ｂ軸回動部を制御し、
前記第１制御部は、前記Ｂ軸判定部及び前記Ｔ軸判定部それぞれの判定結果を用い、前記溶接トーチを前記鉛直方向上向きに回動させるように前記Ｂ軸回動部を制御する、
ことを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
【請求項12】
第２制御部と、
前記Ｂ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＢ軸判定部と、
前記Ｔ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＴ軸判定部と
前記本体を前記鋼管に垂直な方向に移動させ、且つ、前記鋼管に平行な方向に沿って移動させる本体移動部と、
を更に備え、
前記第２制御部は、前記Ｂ軸判定部及び前記Ｔ軸判定部それぞれの判定結果を用い、前記本体を鉛直方向上向き且つ前記鋼管に近づく方向に移動させる、
ことを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか１項に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
前記Ｂ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＢ軸判定部と、
前記Ｔ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＴ軸判定部と
前記本体を前記鋼管に垂直な方向に移動させ、且つ、前記鋼管に平行な方向に沿って移動させる本体移動部と、
を更に備え、
前記第２制御部は、前記Ｂ軸判定部及び前記Ｔ軸判定部それぞれの判定結果を用い、前記本体を鉛直方向上向き且つ前記鋼管に近づく方向に移動させる、
ことを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか１項に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
【請求項13】
前記本体及び前記溶接ロボットの重量は、２５ｋｇ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の可搬型溶接ロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、可搬型溶接ロボットシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
高層ビルなどの大型建築物には、角形の鋼管を溶接により継ぎ足して形成された鋼管柱が用いられている。角形の鋼管の継ぎ足しには、ガイドレールに沿って鋼管の周囲を巡回可能な溶接ロボットが利用される。具体的には、まず、鋼管同士を建方治具によって仮止めした状態で、溶接ロボットにより鋼管の初期溶接を行う。その後、建方治具を鋼管から取り外し、溶接ロボットにより鋼管の本溶接を行う。
【0003】
初期溶接の際には、溶接ロボットと建方治具との接触を防止する必要がある。特許文献１には、角柱状の被溶接物の角部に拘束治具を差渡して接合し、溶接トーチを接近離間させる接近離間装置で被溶接部の継手部どうしを溶接する溶接設備が開示されている。角部では、拘束治具の開口の一方から角部を溶接し、続いて溶接トーチを拘束治具から回避した状態で角部を通過し、拘束治具の開口の他方から角部の溶接を行う。
特許文献２には、２台の溶接ロボットを使用する建築用角形鋼管柱の溶接方法が開示されている。建て入れ治具で区切られた四半部の内、対向する四半部を溶接ロボットで溶接し、次いで他の溶接ロボットで残りの２つの四半部を溶接する。その後、建て入れ治具を撤去して、２台の溶接ロボットで残りの溶接を行う。
特許文献３は溶接システムに関する。特許文献３では、３次元作業座標空間内のｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向を含む３軸と溶接トーチを回転させる軸を駆動機構とする駆動体を開示している。
特許文献２には、２台の溶接ロボットを使用する建築用角形鋼管柱の溶接方法が開示されている。建て入れ治具で区切られた四半部の内、対向する四半部を溶接ロボットで溶接し、次いで他の溶接ロボットで残りの２つの四半部を溶接する。その後、建て入れ治具を撤去して、２台の溶接ロボットで残りの溶接を行う。
特許文献３は溶接システムに関する。特許文献３では、３次元作業座標空間内のｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向を含む３軸と溶接トーチを回転させる軸を駆動機構とする駆動体を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平８－２２９６７６号公報
【特許文献2】特開２０１８－５３６２６号公報
【特許文献3】特許第５９４８５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に係る溶接設備は、水平方向に旋回するための旋回手段と、鉛直面内に回転するアームと、を備える。溶接設備の土台側に旋回手段が設けられ、該旋回手段より先端側にアームが設けられている。該アームの先端に溶接トーチを備える。すなわち、特許文献１の溶接設備は、溶接設備の土台側から、旋回手段、アーム、溶接トーチ、の順に配置される構成である。このような構成では、水平方向に旋回手段が回転すると溶接トーチ及びアームが旋回するので、設備が大型化、重量化する傾向にある。このため、溶接設備の搬送時や設置時に多くの作業者が必要となったり、また重機が必要になったりする場合がある。また、特許文献１の溶接設備は、被溶接物の角部において、スリットを設けた裏当金を使用するため、角部でのつなぎ溶接時に溶け落ち等の溶接欠陥が発生する場合があり、角部において溶接の品質を低下させる虞がある。
特許文献２に係る溶接方法では、角形鋼管柱の溶接部１箇所当たり２台の溶接ロボットが必要となり、作業時間全体に占める溶接ロボットの取付作業の比率が高くなるため、作業能率が低下する虞がある。また、ティーチングと溶接を複数繰り返すので、作業者が１組の角形鋼管柱の溶接作業に従事する必要がある。また、特許文献１の溶接設備と同様に、溶接ロボットの土台側で水平方向に旋回する構成である。
特許文献３に係る溶接システムでは、溶接毎に最適な狙い角で溶接することが容易ではないため、溶接品質が低下する虞がある。また、最終層の溶接時に垂れ落ちを防止するための部材（例えば、セラミックタブ）を使用する必要がある。
特許文献２に係る溶接方法では、角形鋼管柱の溶接部１箇所当たり２台の溶接ロボットが必要となり、作業時間全体に占める溶接ロボットの取付作業の比率が高くなるため、作業能率が低下する虞がある。また、ティーチングと溶接を複数繰り返すので、作業者が１組の角形鋼管柱の溶接作業に従事する必要がある。また、特許文献１の溶接設備と同様に、溶接ロボットの土台側で水平方向に旋回する構成である。
特許文献３に係る溶接システムでは、溶接毎に最適な狙い角で溶接することが容易ではないため、溶接品質が低下する虞がある。また、最終層の溶接時に垂れ落ちを防止するための部材（例えば、セラミックタブ）を使用する必要がある。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、溶接ロボットを容易且つ精度良く制御することが可能で、エレクションピースを回避することが容易となり、且つ小型化が可能な可搬型溶接ロボットシステ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】
【0007】
本発明は上記の知見に鑑みてなされた。本発明の要旨は以下の手段を採用する。
（１）本発明の一実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステムは、
エレクションピースが設けられた鋼管の外周に沿って配置されるガイドレール上を移動しつつ前記鋼管を溶接する可搬型溶接ロボットシステムであって、
本体と、
溶接ロボットと、
を有し、
前記溶接ロボットは、
溶接トーチと、
前記移動の方向に沿った軸であるＢ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＢ軸回動部と、
前記Ｂ軸と垂直な軸であるＴ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＴ軸回動部と、
を備え、
前記Ｔ軸回動部は、前記Ｂ軸回動部によって前記Ｂ軸回りに回動させられ、
前記Ｂ軸回動部は、前記Ｔ軸回動部と前記ガイドレールとの間に設けられ、
前記Ｂ軸回動部及び前記Ｔ軸回動部は、前記本体側から、前記Ｂ軸回動部、前記Ｔ軸回動部の順に並んでおり、
前記Ｂ軸回動部は、前記溶接トーチを、溶接位置から、前記溶接トーチが前記エレクションピースと干渉しない退避位置まで、退避させることができ、
前記本体と前記溶接ロボットとの間には、前記Ｂ軸回動部により回動させられる前記溶接トーチの後端が収納される収納スペースが設けられ、
前記収納スペースにより、前記溶接トーチが前記退避位置まで退避させられた場合でも前記本体と前記溶接ロボットとが干渉しないことを特徴とする可搬型溶接ロボットシステム。
（２）上記（１）において、
前記Ｂ軸回動部は、Ｂ軸モータユニット及びＢ軸減速ユニットを含み、
前記Ｂ軸モータユニット及び前記Ｂ軸減速ユニットは、前記鋼管の長手方向に沿って配置され、
且つ、前記長手方向に沿って見て前記本体と重なってもよい。
（３）上記（１）又は（２）において、
第１制御部と、
前記Ｂ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＢ軸判定部と、
を更に備え、
前記第１制御部は、前記Ｂ軸判定部の判定結果を用い、前記溶接トーチを鉛直方向上向きに回動させるように前記Ｂ軸回動部を制御してもよい。
（４）上記（１）乃至（３）のいずれか１項において、
前記可搬型溶接ロボットシステムによる溶接の垂れ落ちを防止するための部分を垂れ落ち防止溶接部とし、前記垂れ落ち防止溶接部を前記溶接トーチの溶接により形成可能な位置に前記溶接トーチを回動させるよう、前記Ｂ軸回動部を制御する第３制御部、を更に備えてもよい。
（５）本発明の一実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステムは、
エレクションピースが設けられた鋼管の外周に沿って配置されるガイドレール上を移動しつつ前記鋼管を溶接する可搬型溶接ロボットシステムであって、
本体と、
溶接ロボットと、
を有し、
前記溶接ロボットは、
溶接トーチと、
前記移動の方向に沿った軸であるＢ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＢ軸回動部と、
前記Ｂ軸と垂直な軸であるＴ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＴ軸回動部と、
を備え、
前記Ｔ軸回動部は、前記Ｂ軸回動部によって前記Ｂ軸回りに回動させられ、
前記Ｂ軸回動部、前記Ｔ軸回動部、前記溶接トーチは、前記本体側から、前記Ｂ軸回動部、前記Ｔ軸回動部、前記溶接トーチ、の順に並ぶ。
（６）上記（５）において、
前記Ｂ軸回動部は、前記Ｔ軸回動部と前記鋼管との間に設けられていてもよい。
（７）上記（５）又は（６）において、
前記Ｂ軸回動部は、前記Ｔ軸回動部と前記ガイドレールとの間に設けられていてもよい。
（８）上記（５）乃至（７）のいずれか１項において、
前記Ｔ軸回動部は、前記溶接トーチと前記Ｂ軸回動部との間に設けられていてもよい。
（９）上記（５）乃至（８）のいずれか１項において、
前記Ｔ軸回動部は、前記溶接トーチに沿って設けられたＴ軸モータユニット及びＴ軸減速ユニットを含んでもよい。
（１０）上記（９）において、
前記Ｔ軸モータユニット及び前記Ｔ軸減速ユニットは、前記Ｔ軸に沿って配置されてもよい。
（１１）上記（５）乃至（１０）のいずれか１項において、
第１制御部と、
前記Ｂ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＢ軸判定部と、
前記Ｔ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＴ軸判定部と、
を更に備え、
前記第１制御部は、前記Ｂ軸判定部の判定結果を用い、前記溶接トーチを鉛直方向上向きに回動させるように前記Ｂ軸回動部を制御し、
前記第１制御部は、前記Ｂ軸判定部及び前記Ｔ軸判定部それぞれの判定結果を用い、前記溶接トーチを前記鉛直方向上向きに回動させるように前記Ｂ軸回動部を制御してもよい。
（１２）上記（５）乃至（１１）のいずれか１項において、
第２制御部と、
前記Ｂ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＢ軸判定部と、
前記Ｔ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＴ軸判定部と
前記本体を前記鋼管に垂直な方向に移動させ、且つ、前記鋼管に平行な方向に沿って移動させる本体移動部と、
を更に備え、
前記第２制御部は、前記Ｂ軸判定部及び前記Ｔ軸判定部それぞれの判定結果を用い、前記本体を鉛直方向上向き且つ前記鋼管に近づく方向に移動させてもよい。
（１３）上記（１）乃至（１２）のいずれか１項において、
前記本体及び前記溶接ロボットの重量は、２５ｋｇ以下であってもよい。
（１）本発明の一実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステムは、
エレクションピースが設けられた鋼管の外周に沿って配置されるガイドレール上を移動しつつ前記鋼管を溶接する可搬型溶接ロボットシステムであって、
本体と、
溶接ロボットと、
を有し、
前記溶接ロボットは、
溶接トーチと、
前記移動の方向に沿った軸であるＢ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＢ軸回動部と、
前記Ｂ軸と垂直な軸であるＴ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＴ軸回動部と、
を備え、
前記Ｔ軸回動部は、前記Ｂ軸回動部によって前記Ｂ軸回りに回動させられ、
前記Ｂ軸回動部は、前記Ｔ軸回動部と前記ガイドレールとの間に設けられ、
前記Ｂ軸回動部及び前記Ｔ軸回動部は、前記本体側から、前記Ｂ軸回動部、前記Ｔ軸回動部の順に並んでおり、
前記Ｂ軸回動部は、前記溶接トーチを、溶接位置から、前記溶接トーチが前記エレクションピースと干渉しない退避位置まで、退避させることができ、
前記本体と前記溶接ロボットとの間には、前記Ｂ軸回動部により回動させられる前記溶接トーチの後端が収納される収納スペースが設けられ、
前記収納スペースにより、前記溶接トーチが前記退避位置まで退避させられた場合でも前記本体と前記溶接ロボットとが干渉しないことを特徴とする可搬型溶接ロボットシステム。
（２）上記（１）において、
前記Ｂ軸回動部は、Ｂ軸モータユニット及びＢ軸減速ユニットを含み、
前記Ｂ軸モータユニット及び前記Ｂ軸減速ユニットは、前記鋼管の長手方向に沿って配置され、
且つ、前記長手方向に沿って見て前記本体と重なってもよい。
（３）上記（１）又は（２）において、
第１制御部と、
前記Ｂ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＢ軸判定部と、
を更に備え、
前記第１制御部は、前記Ｂ軸判定部の判定結果を用い、前記溶接トーチを鉛直方向上向きに回動させるように前記Ｂ軸回動部を制御してもよい。
（４）上記（１）乃至（３）のいずれか１項において、
前記可搬型溶接ロボットシステムによる溶接の垂れ落ちを防止するための部分を垂れ落ち防止溶接部とし、前記垂れ落ち防止溶接部を前記溶接トーチの溶接により形成可能な位置に前記溶接トーチを回動させるよう、前記Ｂ軸回動部を制御する第３制御部、を更に備えてもよい。
（５）本発明の一実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステムは、
エレクションピースが設けられた鋼管の外周に沿って配置されるガイドレール上を移動しつつ前記鋼管を溶接する可搬型溶接ロボットシステムであって、
本体と、
溶接ロボットと、
を有し、
前記溶接ロボットは、
溶接トーチと、
前記移動の方向に沿った軸であるＢ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＢ軸回動部と、
前記Ｂ軸と垂直な軸であるＴ軸回りに前記溶接トーチを回動させることができるＴ軸回動部と、
を備え、
前記Ｔ軸回動部は、前記Ｂ軸回動部によって前記Ｂ軸回りに回動させられ、
前記Ｂ軸回動部、前記Ｔ軸回動部、前記溶接トーチは、前記本体側から、前記Ｂ軸回動部、前記Ｔ軸回動部、前記溶接トーチ、の順に並ぶ。
（６）上記（５）において、
前記Ｂ軸回動部は、前記Ｔ軸回動部と前記鋼管との間に設けられていてもよい。
（７）上記（５）又は（６）において、
前記Ｂ軸回動部は、前記Ｔ軸回動部と前記ガイドレールとの間に設けられていてもよい。
（８）上記（５）乃至（７）のいずれか１項において、
前記Ｔ軸回動部は、前記溶接トーチと前記Ｂ軸回動部との間に設けられていてもよい。
（９）上記（５）乃至（８）のいずれか１項において、
前記Ｔ軸回動部は、前記溶接トーチに沿って設けられたＴ軸モータユニット及びＴ軸減速ユニットを含んでもよい。
（１０）上記（９）において、
前記Ｔ軸モータユニット及び前記Ｔ軸減速ユニットは、前記Ｔ軸に沿って配置されてもよい。
（１１）上記（５）乃至（１０）のいずれか１項において、
第１制御部と、
前記Ｂ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＢ軸判定部と、
前記Ｔ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＴ軸判定部と、
を更に備え、
前記第１制御部は、前記Ｂ軸判定部の判定結果を用い、前記溶接トーチを鉛直方向上向きに回動させるように前記Ｂ軸回動部を制御し、
前記第１制御部は、前記Ｂ軸判定部及び前記Ｔ軸判定部それぞれの判定結果を用い、前記溶接トーチを前記鉛直方向上向きに回動させるように前記Ｂ軸回動部を制御してもよい。
（１２）上記（５）乃至（１１）のいずれか１項において、
第２制御部と、
前記Ｂ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＢ軸判定部と、
前記Ｔ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＴ軸判定部と
前記本体を前記鋼管に垂直な方向に移動させ、且つ、前記鋼管に平行な方向に沿って移動させる本体移動部と、
を更に備え、
前記第２制御部は、前記Ｂ軸判定部及び前記Ｔ軸判定部それぞれの判定結果を用い、前記本体を鉛直方向上向き且つ前記鋼管に近づく方向に移動させてもよい。
（１３）上記（１）乃至（１２）のいずれか１項において、
前記本体及び前記溶接ロボットの重量は、２５ｋｇ以下であってもよい。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、溶接ロボットを容易且つ精度良く制御することが可能で、エレクションピースを回避することが容易となり、且つ小型化が可能な可搬型溶接ロボットシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の一実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステムの一例を示す斜視図である。
【図3】本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステムにおいて、溶接トーチが溶接位置にある状態を説明する側面図である。
【図4】本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステムにおいて、溶接トーチが退避位置にある状態を説明する側面図である。
【図5】本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステムにおいて、溶接トーチが正立溶接位置にある状態を説明する平面図である。
【図6】本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステムにおいて、溶接トーチが傾斜溶接位置にある状態を説明する平面図である。
【図7】本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステムの制御システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図8】本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステムの制御システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図9】本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステムの制御システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図10】本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステムの制御システムの構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の一実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステム１００について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、共通する構成要素には同一符号を付してそれらの重複説明を省略する場合がある。
【0011】
以下の説明では、鉛直方向をＤｖ、溶接ロボット２０がガイドレール７に沿って移動する方向を走行方向Ｄｒ、鉛直方向Ｄｖ及び走行方向Ｄｒに直交する方向を近接隔離方向Ｄｈとする。
【0012】
図１は、本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステム１００の一例を示す斜視図である。図１に示されるように、可搬型溶接ロボットシステム１００は、鉛直方向Ｄｖに並べて配置された鋼管６の端部同士を溶接するために用いられる。図２は、図１の側面図を一部抜粋した図であり、便宜上、半分側のみを示す。
鋼管６は、４つの円弧状の角部と、角部同士をそれぞれ接続する４つの直線部とを有する角形鋼管である。鋼管６は鉛直方向Ｄｖに延びる。鋼管６が溶接される前は、鋼管６は、エレクションピース（建方治具）５により仮止めされている。鋼管６の端部同士を突き合わせて、４つのエレクションピース５が鋼管６の４つの直線部にそれぞれ取り付けられて仮止めされている。
鋼管６は、４つの円弧状の角部と、角部同士をそれぞれ接続する４つの直線部とを有する角形鋼管である。鋼管６は鉛直方向Ｄｖに延びる。鋼管６が溶接される前は、鋼管６は、エレクションピース（建方治具）５により仮止めされている。鋼管６の端部同士を突き合わせて、４つのエレクションピース５が鋼管６の４つの直線部にそれぞれ取り付けられて仮止めされている。
【0013】
可搬型溶接ロボットシステム１００は、エレクションピース５が設けられた鋼管６の外周に沿って配置されるガイドレール７上を移動しつつ鋼管６を溶接する。
図１に示されるように、ガイドレール７は、鋼管６の外周に沿って配置される。ガイドレール７は、鋼管６の周方向に環状に鋼管６を囲むように配置される。
図１に示されるように、ガイドレール７は、鋼管６の外周に沿って配置される。ガイドレール７は、鋼管６の周方向に環状に鋼管６を囲むように配置される。
【0014】
可搬型溶接ロボットシステム１００は、本体８と、溶接ロボット２０と、を有する。本体８は、可搬型溶接ロボットシステム１００の基台である。本体８は、ケース２３、プレート２２、及び本体移動部６０４と、を備える。ケース２３は、本体８の外側を覆うように設けられ、本体移動部６０４に接続される。本体移動部６０４の詳細については後述する。プレート２２はケース２３に接続される。プレート２２はケース２３から鉛直方向Ｄｖの下方へ延びる。プレート２２はケース２３と溶接ロボット２０とを接続する。本体８の下側に溶接ロボット２０が設けられる。
【0015】
本体８および溶接ロボット２０は、スライド部２１がガイドレール７上を摺動することで、走行方向Ｄｒに移動する。スライド部２１は、モータ（サーボモータ）（不図示）が駆動することでガイドレール７上を摺動する。本体８および溶接ロボット２０は走行方向Ｄｒの双方向に移動することができる。本体８がプレート２２を鉛直方向Ｄｖに沿ってスライドさせることで、溶接ロボット２０を鉛直方向Ｄｖに沿って移動させることができる。本体８が本体移動部６０４を近接隔離方向Ｄｈにスライドさせることで、溶接ロボット２０を近接隔離方向Ｄｈに移動させることができる。
【0016】
溶接ロボット２０は、溶接トーチ１と、前記移動の方向（走行方向）Ｄｒに沿った軸であるＢ軸ＸＢ回りに溶接トーチ１を駆動源により回動させることができるＢ軸回動部２と、を備える。
溶接トーチ１は、鋼管６の端部同士の溶接に用いられる。溶接トーチ１による溶接は、例えばアーク溶接によって行われる。溶接トーチ１内には、溶接ワイヤ１１０が配置される。
溶接トーチ１は、鋼管６の端部同士の溶接に用いられる。溶接トーチ１による溶接は、例えばアーク溶接によって行われる。溶接トーチ１内には、溶接ワイヤ１１０が配置される。
【0017】
図３及び図４を参照して、Ｂ軸回動部２について詳述する。図３及び図４では、便宜上、半分側のみを示す。
Ｂ軸回動部２は、本体８と溶接ロボット２０との間に設けられる。Ｂ軸回動部２は、本体８に接続する。Ｂ軸回動部２は、Ｂ軸ＸＢ回りに溶接トーチ１を回動させることができる。Ｂ軸ＸＢは走行方向Ｄｒに延びる。Ｂ軸ＸＢは、図２から図４においては、紙面奥行き方向に延びる。
図３に示されるように、Ｂ軸回動部２をＢ軸ＸＢ回りに回動させることで、溶接トーチ１の溶接角度を調整することができる。これにより、溶接トーチ１のねらい角Ａｗを調整することができる。ねらい角Ａｗは、溶接トーチ１の先端に支持された溶接ワイヤ１１０の鉛直方向Ｄｖの向きである。ねらい角Ａｗは、鋼管６の溶接部位の状態に応じて適切に調整される。
なお、図３においては、溶接トーチ１のねらい角Ａｗは調整されるものの、溶接トーチ１の先端の溶接ワイヤ１１０は鋼管６の溶接部位に接触又は近接しており、溶接トーチ１による鋼管６の溶接が可能となっている。溶接トーチ１による溶接が可能な範囲内における溶接トーチ１の位置を、溶接位置Ｐｗと称する。
Ｂ軸回動部２は、本体８と溶接ロボット２０との間に設けられる。Ｂ軸回動部２は、本体８に接続する。Ｂ軸回動部２は、Ｂ軸ＸＢ回りに溶接トーチ１を回動させることができる。Ｂ軸ＸＢは走行方向Ｄｒに延びる。Ｂ軸ＸＢは、図２から図４においては、紙面奥行き方向に延びる。
図３に示されるように、Ｂ軸回動部２をＢ軸ＸＢ回りに回動させることで、溶接トーチ１の溶接角度を調整することができる。これにより、溶接トーチ１のねらい角Ａｗを調整することができる。ねらい角Ａｗは、溶接トーチ１の先端に支持された溶接ワイヤ１１０の鉛直方向Ｄｖの向きである。ねらい角Ａｗは、鋼管６の溶接部位の状態に応じて適切に調整される。
なお、図３においては、溶接トーチ１のねらい角Ａｗは調整されるものの、溶接トーチ１の先端の溶接ワイヤ１１０は鋼管６の溶接部位に接触又は近接しており、溶接トーチ１による鋼管６の溶接が可能となっている。溶接トーチ１による溶接が可能な範囲内における溶接トーチ１の位置を、溶接位置Ｐｗと称する。
【0018】
また、Ｂ軸回動部２は、図４に示されるように、溶接トーチ１を溶接位置Ｐｗから、溶接トーチ１がエレクションピース５と干渉しない退避位置Ｐｒまで退避させる退避機能を兼ねている。すなわち、Ｂ軸回動部２は、溶接トーチ１をＢ軸ＸＢ回りに大きく回動させることにより、溶接ワイヤ１１０を鋼管６の溶接部位から離間させ、退避位置Ｐｒまで移動させる。退避位置Ｐｒは、溶接ワイヤ１１０及びこれを支持する溶接トーチ１の先端部がエレクションピース５と干渉しないときの溶接トーチ１の位置である。
【0019】
このように、溶接トーチ１がエレクションピース５と干渉しない退避位置Ｐｒまで退避させることにより、溶接ロボット２０を、エレクションピース５との接触を防止しつつエレクションピース５を走行方向Ｄｒに跨いで通過させることができる。したがって、エレクションピース５を跨いだ連続的な溶接を行うことができる。
【0020】
本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステム１００によれば、溶接トーチ１が駆動源により可搬型溶接ロボットシステム１００の走行方向Ｄｒに沿ったＢ軸ＸＢ回りに回動するので、溶接ロボット２０を容易且つ精度良く制御することが可能で、且つ、小型化が可能な可搬型溶接ロボットシステムを提供することができる。
【0021】
本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステム１００は、図２に示されるように、本体８と溶接ロボット２０との間には、Ｂ軸回動部２により回動させられる溶接トーチ１の後端が収納される収納スペース９が設けられてもよい。すなわち、溶接トーチ１がＢ軸ＸＢ回りに回動しても、溶接ロボット２０が本体８と接触しない。溶接トーチ１が最も本体８に近づく場合、すなわち溶接トーチ１がエレクションピース５と干渉しない退避位置Ｐｒまで退避させた場合においても、溶接トーチ１および溶接ロボット２０の後端が収納スペース９に収納されて本体８と溶接ロボット２０とが干渉しない。
なお、溶接トーチ１および溶接ロボット２０の後端とは、溶接トーチ１における溶接ワイヤ１１０が支持される側とは反対側の端部である。
なお、溶接トーチ１および溶接ロボット２０の後端とは、溶接トーチ１における溶接ワイヤ１１０が支持される側とは反対側の端部である。
【0022】
本体８と溶接ロボット２０との間に収納スペース９を設けることにより、収納スペース９を有効利用することができる。すなわち、溶接トーチ１および溶接ロボット２０の後端を収納スペース９に収納させることでエレクションピース５との干渉を効率的に避けることができ、システム全体を小型化することができる。
【0023】
Ｂ軸回動部２は、Ｂ軸モータユニット１０及びＢ軸減速ユニット１１を含んでもよい。この場合、図２に示されるように、Ｂ軸モータユニット１０及びＢ軸減速ユニット１１は、鋼管６の長手方向（鉛直方向Ｄｖ）に沿って配置され、且つ、長手方向に沿って見て本体８と重なる。図２においては、鉛直方向Ｄｖの上側から、Ｂ軸モータユニット１０、Ｂ軸減速ユニット１１、の順に並んでいる。Ｂ軸回動部２は、溶接トーチ１の本体８側に設けられる。
Ｂ軸モータユニット１０は、Ｂ軸ＸＢを回転させるためのモータである。
Ｂ軸モータユニット１０はＢ軸減速ユニット１１に接続し、Ｂ軸モータユニット１０の駆動をＢ軸減速ユニット１１に伝達する。Ｂ軸減速ユニット１１はＢ軸回動部２に接続し、Ｂ軸回動部２を動作する。これにより、Ｂ軸回動部２をＢ軸ＸＢ回りに回動させることで、溶接トーチ１の溶接角度を調整する。
Ｂ軸モータユニット１０は、Ｂ軸ＸＢを回転させるためのモータである。
Ｂ軸モータユニット１０はＢ軸減速ユニット１１に接続し、Ｂ軸モータユニット１０の駆動をＢ軸減速ユニット１１に伝達する。Ｂ軸減速ユニット１１はＢ軸回動部２に接続し、Ｂ軸回動部２を動作する。これにより、Ｂ軸回動部２をＢ軸ＸＢ回りに回動させることで、溶接トーチ１の溶接角度を調整する。
【0024】
Ｂ軸モータユニット１０及びＢ軸減速ユニット１１が、鋼管６の長手方向に沿って配置され、且つ、長手方向に沿って見て本体８と重なるような配置とすることで、エレクションピース５を効率的に避けることができ、溶接ロボット２０を小型化することができる。
【0025】
溶接ロボット２０は、Ｂ軸ＸＢと垂直な軸であるＴ軸ＸＴ回りに溶接トーチ１を回動させることができるＴ軸回動部１２を更に備えてもよい。この場合、Ｔ軸回動部１２は、Ｂ軸回動部２によってＢ軸ＸＢ回りに回動させられる。Ｔ軸回動部１２は、溶接トーチ１の本体８側に設けられる。Ｔ軸回動部１２は、Ｂ軸回動部２と溶接トーチ１との間に設けられている。Ｂ軸回動部２が溶接トーチ１をＢ軸ＸＢ回りに回動させると、必然的にＴ軸回動部１２もＢ軸ＸＢ回りに回動する。
【0026】
図５及び図６を参照して、Ｔ軸回動部１２について詳述する。図５は、溶接トーチ１が正立溶接位置にある状態を説明する平面図であり、溶接トーチ１を鉛直方向Ｄｖの下側から見た図である。図６は、溶接トーチ１が傾斜溶接位置にある状態を説明する平面図であり、溶接トーチ１を鉛直方向Ｄｖの下側から見た図である。
Ｔ軸回動部１２は、Ｔ軸ＸＴ回りに溶接トーチ１を回動させることができる。Ｔ軸ＸＴは、Ｂ軸ＸＢと垂直な方向に延びる。Ｔ軸ＸＴは、図５及び図６においては、紙面奥行き方向に延びる。Ｔ軸ＸＴは、図３及び図４においては、Ｄｖ－Ｄｈ平面に延びる。なお、溶接トーチ１の長手方向が近接隔離方向Ｄｈと平行である場合、Ｔ軸ＸＴの長手方向は鉛直方向Ｄｖと平行になる。
図５に示されるように、Ｔ軸回動部１２をＴ軸ＸＴ回りに回動させることで、溶接トーチ１の溶接角度を調整することができる。これにより、溶接トーチ１のトーチ角Ａｔを調整することができる。トーチ角Ａｔは、溶接トーチ１の先端に支持された溶接ワイヤ１１０の走行方向Ｄｒの向きである。トーチ角Ａｔは、鋼管６の溶接部位の状態、及び溶接ロボット２０とエレクションピース５との相対位置に応じて適切に調整される。
図５において、溶接トーチ１のトーチ角Ａｔは０である。このときの溶接トーチ１の位置を、正立溶接位置Ｐｗ０とする。正立溶接位置Ｐｗ０とは、溶接トーチ１が鋼管６に対して正対する位置である。溶接トーチ１が正立溶接位置Ｐｗ０に位置するとき、溶接トーチ１は、溶接方向（走行方向Ｄｒ）に対して直角に正立し、溶接方向が双方向いずれであっても同条件で溶接を行うことができる。なお、正立溶接位置Ｐｗ０では、溶接トーチ１の長手方向に沿って延びる直線が、鋼管６の平面のうち溶接トーチ１が対向する平面に垂直な直線となる。
Ｔ軸回動部１２は、Ｔ軸ＸＴ回りに溶接トーチ１を回動させることができる。Ｔ軸ＸＴは、Ｂ軸ＸＢと垂直な方向に延びる。Ｔ軸ＸＴは、図５及び図６においては、紙面奥行き方向に延びる。Ｔ軸ＸＴは、図３及び図４においては、Ｄｖ－Ｄｈ平面に延びる。なお、溶接トーチ１の長手方向が近接隔離方向Ｄｈと平行である場合、Ｔ軸ＸＴの長手方向は鉛直方向Ｄｖと平行になる。
図５に示されるように、Ｔ軸回動部１２をＴ軸ＸＴ回りに回動させることで、溶接トーチ１の溶接角度を調整することができる。これにより、溶接トーチ１のトーチ角Ａｔを調整することができる。トーチ角Ａｔは、溶接トーチ１の先端に支持された溶接ワイヤ１１０の走行方向Ｄｒの向きである。トーチ角Ａｔは、鋼管６の溶接部位の状態、及び溶接ロボット２０とエレクションピース５との相対位置に応じて適切に調整される。
図５において、溶接トーチ１のトーチ角Ａｔは０である。このときの溶接トーチ１の位置を、正立溶接位置Ｐｗ０とする。正立溶接位置Ｐｗ０とは、溶接トーチ１が鋼管６に対して正対する位置である。溶接トーチ１が正立溶接位置Ｐｗ０に位置するとき、溶接トーチ１は、溶接方向（走行方向Ｄｒ）に対して直角に正立し、溶接方向が双方向いずれであっても同条件で溶接を行うことができる。なお、正立溶接位置Ｐｗ０では、溶接トーチ１の長手方向に沿って延びる直線が、鋼管６の平面のうち溶接トーチ１が対向する平面に垂直な直線となる。
【0027】
図６に示されるように、Ｔ軸回動部１２は、溶接トーチ１のトーチ角Ａｔを変更し、溶接トーチ１を傾斜させて、溶接トーチ１の先端を鋼管６とエレクションピース５との間に潜り込ませる。これにより、鋼管６のうちエレクションピース５に覆われる部分の溶接を行うことができる。このときの溶接トーチ１の位置を、傾斜溶接位置Ｐｗ１とする。
【0028】
Ｔ軸回動部１２を備えることで、溶接トーチ１を小さいトルクでＴ軸ＸＴ回りに回動させることができる。また、Ｂ軸ＸＢ回りの回動が小さくても鋼管６に設置されたエレクションピース５を確実に避けることができ、Ｔ軸ＸＴ回りの回動による溶接トーチ１の回動半径が小さく、且つ、Ｂ軸ＸＢ回りの回動を小さくすることができる。よって、溶接ロボット２０を小型化することができる。なお、溶接トーチ１の位置を次のように制御しても良い。即ち、エレクションピース５の手前でＴ軸ＸＴ回りの回動により傾斜溶接位置Ｐｗ１に溶接トーチ１を位置させ、その位置のまま、Ｂ軸ＸＢ回りの回動により退避位置Ｐｒに溶接トーチ１を位置させ、その位置のまま、走行方向Ｄｒに沿って溶接トーチ１を移動させ、溶接トーチ１がエレクションピース５を跨いで通過した後、溶接トーチ１を溶接位置Ｐｗに位置させてもよい。これにより、溶接能率を低下させることなく、エレクションピース５を効率的に回避することができる。
【0029】
Ｂ軸回動部２は、Ｔ軸回動部１２と鋼管６との間に設けられてもよい。Ｔ軸回動部１２は、溶接トーチ１とＢ軸回動部２との間に設けられてもよい。すなわち、Ｔ軸回動部１２及びＢ軸回動部２が接続される順番は、溶接トーチ１側から、Ｔ軸回動部１２、Ｂ軸回動部２、鋼管６、の順に並んでいる。換言すると、本体８側から、Ｂ軸回動部２、Ｔ軸回動部１２、溶接トーチ１、の順に並んでいる。また、Ｂ軸回動部２は本体８に接続している。
また、鉛直方向Ｄｖにおいて上方から順に、Ｂ軸回動部２、Ｔ軸回動部１２の順に並んでいる。また、近接隔離方向Ｄｈにおいて鋼管６側から順に、Ｔ軸回動部１２、Ｂ軸回動部２、の順に並んでいる。
また、鉛直方向Ｄｖにおいて上方から順に、Ｂ軸回動部２、Ｔ軸回動部１２の順に並んでいる。また、近接隔離方向Ｄｈにおいて鋼管６側から順に、Ｔ軸回動部１２、Ｂ軸回動部２、の順に並んでいる。
【0030】
このように、Ｂ軸回動部２とＴ軸回動部１２が、本体８側から、Ｂ軸回動部２、Ｔ軸回動部１２、の順に並んでいることにより、エレクションピース５を確実に避けることができ、且つ、溶接ロボット２０を小型化することができる。
【0031】
Ｂ軸回動部２は、Ｔ軸回動部１２とガイドレール７との間に設けられてもよい。図２に示されるように、側面視において、Ｂ軸回動部２はＴ軸回動部１２とガイドレール７との間に設けられる。すなわち、Ｔ軸回動部１２及びＢ軸回動部２が接続される順番は、ガイドレール７側から、Ｂ軸回動部２、Ｔ軸回動部１２の順に並んでいる。
【0032】
このような構成とすることで、エレクションピース５を確実に避けることができ、且つ、溶接ロボット２０を小型化することができる。
【0033】
Ｔ軸回動部１２は、駆動源により回動する。Ｔ軸回動部１２は、溶接トーチ１に沿って設けられたＴ軸モータユニット１３及びＴ軸減速ユニット１４を含んでもよい。図２においては、鉛直方向Ｄｖの上側から、Ｔ軸モータユニット１３、Ｔ軸減速ユニット１４、の順に並んでいる。Ｔ軸回動部１２は、溶接トーチ１の本体８側に設けられる。
Ｔ軸モータユニット１３は、Ｔ軸ＸＴを回転させるためのモータである。
Ｔ軸モータユニット１３はＴ軸減速ユニット１４に接続し、Ｔ軸モータユニット１３の駆動力をＴ軸減速ユニット１４に伝達する。Ｔ軸減速ユニット１４はＴ軸回動部１２に接続し、Ｔ軸回動部１２を動作する。これにより、Ｔ軸回動部１２をＴ軸ＸＴ回りに回動させることで、溶接トーチ１のトーチ角Ａｔを調整する。
Ｔ軸モータユニット１３は、Ｔ軸ＸＴを回転させるためのモータである。
Ｔ軸モータユニット１３はＴ軸減速ユニット１４に接続し、Ｔ軸モータユニット１３の駆動力をＴ軸減速ユニット１４に伝達する。Ｔ軸減速ユニット１４はＴ軸回動部１２に接続し、Ｔ軸回動部１２を動作する。これにより、Ｔ軸回動部１２をＴ軸ＸＴ回りに回動させることで、溶接トーチ１のトーチ角Ａｔを調整する。
【0034】
Ｔ軸モータユニット１３及びＴ軸減速ユニット１４が溶接トーチ１に沿って設けられることで、溶接ロボット２０を小型化することができる。
【0035】
Ｔ軸モータユニット１３及びＴ軸減速ユニット１４は、Ｔ軸ＸＴに沿って配置されてもよい。
【0036】
この場合、エレクションピース５を避けやすく、且つ、溶接ロボット２０を小型化することができる。
【0037】
次に、図７から図１０を参照して、可搬型溶接ロボットシステム１００の制御系について説明する。図７から図１０は、可搬型溶接ロボットシステム１００の制御システムの構成の一例を示すブロック図である。
図７に示されるように、本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステム１００は、第１制御部６００と、Ｂ軸回動部２による溶接トーチ１の回動量を判定するＢ軸判定部６０１と、を更に備える。Ｂ軸回動部２による溶接トーチ１の回動量は、溶接トーチ１のねらい角ＡｗがＢ軸ＸＢ回りに回動する角度である。第１制御部６００は、例えば、本体８に収容された演算処理装置およびメモリによって構成することができる。Ｂ軸判定部６０１は、例えば、Ｂ軸モータユニット１０のサーボモータのエンコーダによって構成することができる。
第１制御部６００は、Ｂ軸判定部６０１の判定結果を用い、溶接トーチ１を鉛直方向上向きに回動させるようにＢ軸回動部２を制御する。より詳細には、第１制御部６００は、Ｂ軸回動部２による溶接トーチ１の（鋼管６から離れる方向への）回動量（例えば、Ｂ軸回動部２に対する回動量の指令値）が大きくなるに連れて溶接トーチ１を鉛直方向上向きに回動させる量が大きくなるよう、Ｂ軸回動部２を制御する。
第１制御部６００は、鋼管６の溶接部位の状態に応じて適切に制御することができる。具体的には、Ｂ軸ＸＢ回りに回動して傾斜した溶接トーチ１をＴ軸ＸＴ回りに回動すると溶接トーチ１の先端が浮かび上がって溶接部位から離れてしまうことを防止することができる。
また、溶接トーチ１がエレクションピース５に近づいたとき、溶接トーチ１がエレクションピース５と干渉しないように、第１制御部６００はＢ軸回動部２を制御して溶接トーチ１を退避位置Ｐｒまで移動させることができる。
図７に示されるように、本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステム１００は、第１制御部６００と、Ｂ軸回動部２による溶接トーチ１の回動量を判定するＢ軸判定部６０１と、を更に備える。Ｂ軸回動部２による溶接トーチ１の回動量は、溶接トーチ１のねらい角ＡｗがＢ軸ＸＢ回りに回動する角度である。第１制御部６００は、例えば、本体８に収容された演算処理装置およびメモリによって構成することができる。Ｂ軸判定部６０１は、例えば、Ｂ軸モータユニット１０のサーボモータのエンコーダによって構成することができる。
第１制御部６００は、Ｂ軸判定部６０１の判定結果を用い、溶接トーチ１を鉛直方向上向きに回動させるようにＢ軸回動部２を制御する。より詳細には、第１制御部６００は、Ｂ軸回動部２による溶接トーチ１の（鋼管６から離れる方向への）回動量（例えば、Ｂ軸回動部２に対する回動量の指令値）が大きくなるに連れて溶接トーチ１を鉛直方向上向きに回動させる量が大きくなるよう、Ｂ軸回動部２を制御する。
第１制御部６００は、鋼管６の溶接部位の状態に応じて適切に制御することができる。具体的には、Ｂ軸ＸＢ回りに回動して傾斜した溶接トーチ１をＴ軸ＸＴ回りに回動すると溶接トーチ１の先端が浮かび上がって溶接部位から離れてしまうことを防止することができる。
また、溶接トーチ１がエレクションピース５に近づいたとき、溶接トーチ１がエレクションピース５と干渉しないように、第１制御部６００はＢ軸回動部２を制御して溶接トーチ１を退避位置Ｐｒまで移動させることができる。
【0038】
図８に示されるように、本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステム１００は、Ｔ軸回動部１２による溶接トーチ１の回動量を判定するＴ軸判定部６０２を更に備える。Ｔ軸回動部１２による溶接トーチ１の回動量は、溶接トーチ１のトーチ角ＡｔがＴ軸ＸＴ回りに回動する角度である。第１制御部６００は、例えば、本体８に収容された演算処理装置およびメモリによって構成することができる。Ｔ軸判定部６０２は、例えば、Ｔ軸モータユニット１３のサーボモータのエンコーダによって構成することができる。
第１制御部６００は、Ｂ軸判定部６０１及びＴ軸判定部６０２それぞれの判定結果を用い、溶接トーチ１を鉛直方向上向きに回動させるようにＢ軸回動部２を制御する。例えば、第１制御部６００は、B軸回動部２による溶接トーチ１の（鋼管６から離れる方向への）回動量及びT軸回動部１２による溶接トーチ１の（正立溶接位置Ｐｗ０から離れる方向への）回動量（例えば、Ｔ軸回動部１２に対する回動量の指令値）のそれぞれが大きくなるに連れて溶接トーチ１を鉛直方向上向きに回動させる量が大きくなるよう、Ｂ軸回動部２を制御する。
第１制御部６００は、鋼管６の溶接部位の状態に応じて適切に制御することができる。具体的には、Ｂ軸ＸＢ回りに回動して傾斜した溶接トーチ１をＴ軸ＸＴ回りに回動すると溶接トーチ１の先端が浮かび上がって溶接部位から離れてしまうことを防止することができる。
また、溶接トーチ１がエレクションピース５に近づいたとき、溶接トーチ１がエレクションピース５と干渉しないように、第１制御部６００はＢ軸回動部２及びＴ軸回動部１２を制御して溶接トーチ１を退避位置Ｐｒまで移動させることができる。
第１制御部６００は、Ｂ軸判定部６０１及びＴ軸判定部６０２それぞれの判定結果を用い、溶接トーチ１を鉛直方向上向きに回動させるようにＢ軸回動部２を制御する。例えば、第１制御部６００は、B軸回動部２による溶接トーチ１の（鋼管６から離れる方向への）回動量及びT軸回動部１２による溶接トーチ１の（正立溶接位置Ｐｗ０から離れる方向への）回動量（例えば、Ｔ軸回動部１２に対する回動量の指令値）のそれぞれが大きくなるに連れて溶接トーチ１を鉛直方向上向きに回動させる量が大きくなるよう、Ｂ軸回動部２を制御する。
第１制御部６００は、鋼管６の溶接部位の状態に応じて適切に制御することができる。具体的には、Ｂ軸ＸＢ回りに回動して傾斜した溶接トーチ１をＴ軸ＸＴ回りに回動すると溶接トーチ１の先端が浮かび上がって溶接部位から離れてしまうことを防止することができる。
また、溶接トーチ１がエレクションピース５に近づいたとき、溶接トーチ１がエレクションピース５と干渉しないように、第１制御部６００はＢ軸回動部２及びＴ軸回動部１２を制御して溶接トーチ１を退避位置Ｐｒまで移動させることができる。
【0039】
図９に示されるように、本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステム１００は、第２制御部６０３と、前記Ｂ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＢ軸判定部６０１と、前記Ｔ軸回動部による前記溶接トーチの回動量を判定するＴ軸判定部６０２と、本体８を鋼管６に垂直な方向に移動させ、且つ、鋼管６に平行な方向に沿って移動させる本体移動部６０４と、を更に備える。鋼管６に垂直な方向とは、近接隔離方向Ｄｈである。鋼管６に平行な方向とは、鉛直方向Ｄｖである。
第２制御部６０３は、Ｂ軸判定部６０１及びＴ軸判定部６０２それぞれの判定結果を用い、本体移動部６０４により本体８を鉛直方向上向き且つ鋼管６に近づく方向に移動させる。例えば、第２制御部６０３は、Ｂ軸回動部２による溶接トーチ１の（鋼管６から離れる方向への）回動量及びＴ軸回動部１２による溶接トーチ１の（正立溶接位置Ｐｗ０から離れる方向への）回動量のそれぞれが大きくなるに連れて本体８が移動する量が大きくなるよう、本体移動部６０４を制御する。
第２制御部６０３は、鋼管６の溶接部位の状態に応じて適切に制御することができる。具体的には、Ｂ軸ＸＢ回りに回動して傾斜した溶接トーチ１をＴ軸ＸＴ回りに回動すると溶接トーチ１の先端が浮かび上がって溶接部位から離れてしまうことを防止することができる。
また、溶接トーチ１がエレクションピース５に近づいたとき、溶接トーチ１がエレクションピース５と干渉しないように、第１制御部６００はＢ軸回動部２及びＴ軸回動部１２を制御して溶接トーチ１を退避位置Ｐｒまで移動させることができる。
第２制御部６０３は、Ｂ軸判定部６０１及びＴ軸判定部６０２それぞれの判定結果を用い、本体移動部６０４により本体８を鉛直方向上向き且つ鋼管６に近づく方向に移動させる。例えば、第２制御部６０３は、Ｂ軸回動部２による溶接トーチ１の（鋼管６から離れる方向への）回動量及びＴ軸回動部１２による溶接トーチ１の（正立溶接位置Ｐｗ０から離れる方向への）回動量のそれぞれが大きくなるに連れて本体８が移動する量が大きくなるよう、本体移動部６０４を制御する。
第２制御部６０３は、鋼管６の溶接部位の状態に応じて適切に制御することができる。具体的には、Ｂ軸ＸＢ回りに回動して傾斜した溶接トーチ１をＴ軸ＸＴ回りに回動すると溶接トーチ１の先端が浮かび上がって溶接部位から離れてしまうことを防止することができる。
また、溶接トーチ１がエレクションピース５に近づいたとき、溶接トーチ１がエレクションピース５と干渉しないように、第１制御部６００はＢ軸回動部２及びＴ軸回動部１２を制御して溶接トーチ１を退避位置Ｐｒまで移動させることができる。
【0040】
図１０に示されるように、本実施形態に係る可搬型溶接ロボットシステム１００は、可搬型溶接ロボットシステム１００による溶接の垂れ落ちを防止するための部分を垂れ落ち防止溶接部とし、垂れ落ち防止溶接部を溶接トーチ１の溶接により形成可能な位置に溶接トーチ１を回動させるよう、Ｂ軸回動部２を制御する第３制御部６０５、を更に備える。 鋼管６の端部同士の溶接は、基本的に、複数回繰り返される。例えば、鋼管６の溶接部位の一周分の溶接を連続して行った後、溶接ロボット２０の走行方向Ｄｒを反転させて鋼管６の溶接部位の一周分の溶接を連続して行う。複数回の溶接を行うことで、溶接部位から余分な溶接が垂れ落ちる場合がある。このため、余分な溶接が垂れ落ちる部分に垂れ落ち防止部材（例えば、セラミックタブ）を設ける場合がある。垂れ落ち防止部材は、下側に配置される鋼管６の端部の側面に設けられる。
可搬型溶接ロボットシステム１００は、溶接部の鉛直方向Ｄｖ下側に適切な狙い角での溶接により垂れ落ち防止溶接部を設ける。可搬型溶接ロボットシステム１００は、第３制御部６０５により、垂れ落ち防止部材を形成する位置に溶接トーチ１を回動させるようＢ軸回動部２を制御する。すなわち、第３制御部６０５は、下側に配置される鋼管６の端部の側面（溶接部の鉛直方向Ｄｖ下側）に溶接トーチ１を回動させるようＢ軸回動部２を制御する。これにより、可搬型溶接ロボットシステム１００は、垂れ落ち防止溶接部の溶接ビードが垂れ落ち防止部材の役割を果たすようになり、垂れ落ち防止部材を設けなくても、溶接の垂れ落ちを防止することができる。
可搬型溶接ロボットシステム１００は、溶接部の鉛直方向Ｄｖ下側に適切な狙い角での溶接により垂れ落ち防止溶接部を設ける。可搬型溶接ロボットシステム１００は、第３制御部６０５により、垂れ落ち防止部材を形成する位置に溶接トーチ１を回動させるようＢ軸回動部２を制御する。すなわち、第３制御部６０５は、下側に配置される鋼管６の端部の側面（溶接部の鉛直方向Ｄｖ下側）に溶接トーチ１を回動させるようＢ軸回動部２を制御する。これにより、可搬型溶接ロボットシステム１００は、垂れ落ち防止溶接部の溶接ビードが垂れ落ち防止部材の役割を果たすようになり、垂れ落ち防止部材を設けなくても、溶接の垂れ落ちを防止することができる。
【0041】
本体８及び溶接ロボット２０の重量は、２５ｋｇ以下である。
【0042】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲が上記実施形態のみに限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。なお、本発明の実施形態では、鋼管６を溶接対象物とした具体例について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、鋼材を溶接対象物とてもよい。
【符号の説明】
【0043】
１ 溶接トーチ
２ Ｂ軸回動部
５ エレクションピース
６ 鋼管
７ ガイドレール
８ 本体
９ 収納スペース
１０ Ｂ軸モータユニット
１１ Ｂ軸減速ユニット
１２ Ｔ軸回動部
１３ Ｔ軸モータユニット
１４ Ｔ軸減速ユニット
２０ 溶接ロボット
２１ スライド部
２２ プレート
２３ ケース
１００ 可搬型溶接ロボットシステム
１１０ 溶接ワイヤ
２ Ｂ軸回動部
５ エレクションピース
６ 鋼管
７ ガイドレール
８ 本体
９ 収納スペース
１０ Ｂ軸モータユニット
１１ Ｂ軸減速ユニット
１２ Ｔ軸回動部
１３ Ｔ軸モータユニット
１４ Ｔ軸減速ユニット
２０ 溶接ロボット
２１ スライド部
２２ プレート
２３ ケース
１００ 可搬型溶接ロボットシステム
１１０ 溶接ワイヤ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】