JP6929392B2 - クロール溶接ロボット及びその制御方法 - Google Patents
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Description
ホイール・トラック型走行機構は、クローラーフレームの互いに対向する両端に配置され、クローラーフレームにクロールに必要な動力を供給し、
調整型磁気吸着モジュールは、クローラーフレームに配置されかつ二つのホイール・トラック型走行機構との間に配置されているクロール溶接ロボットを提供する。
マグネットベースと、
マグネットベースが配置されているローラーチェーンと、
クローラーフレームに回動可能に配置され、ローラーチェーンによってお互いに接続されている駆動輪と従動輪と、
クローラーフレームに固定し配置される第1の駆動装置を備える。
従動輪は、スライド溝内にスライド可能に配置され、
クローラーフレームには、従動輪がスライド溝内で移動するようにするための第2の駆動装置が配置され、対応するローラーチェーンが引張り又は弛緩される。
スライド溝にスライド可能に結合される調整ブロックと、
クローラーフレームに螺合接続され、調整ブロックに回動可能に接続されている調整スクリューロッドとを備え、
調整スクリューロッドの軸方向において、調整スクリューロッドと調整ブロックとが相対的に固定され、
調整スクリューロッドの回動の際、調整ブロックは、スライド溝内でスライドすることができ、従動輪が調整ブロックに回動可能に接続される。
スライド溝にスライド可能に結合される調整ブロックと、
クローラーフレームに螺合接続され、調整ブロックに回動可能に接続されている調整スクリューロッドとを備え、
調整スクリューロッドの軸方向において、調整スクリューロッドとクローラーフレームとが相対的に固定され、
調整スクリューロッドの回動の際、調整ブロックは、スライド溝内でスライドすることができ、従動輪が調整ブロックに回動可能に接続される。
駆動輪は、コーナー減速モーターのフランジに固定され、サーボモータによって駆動輪を回動させることができる。
車体接続板に接続され、かつ対向して配置されている、二つのホイール・トラック型走行機構がそれぞれ配置されている、二つの側板とを備える。
溶接フレームに固定し配置される第1のリニアモータ、第1のリニアモータに接続される第1のリニアレール、第1のリニアレールに回動可能に接続される第1の伝動ギア、第1の伝動ギアに噛み合いかつ第1のリニアレールにスライド可能に結合される第1の伝動ラック、及び第1の伝動ギアに接続されかつ第1の伝動ギアが回動するように駆動し、第1の伝動ラックが第1のリニアレールに対して往復スライドするようにするための第3の駆動装置と、を備える溶接ヨーイング機構とを備える。
角度スイング発生器は、クランプに接続され、クランプに配置されている溶接ガンがスイングするようにし、
ロック機構は、角度スイング発生器に配置され、第1の伝動ラックに固定接続される。
溶接フレームに固定し配置される第2のリニアモータ、第2のリニアモータに接続される第2のリニアレール、第2のリニアレールに回動可能に配置される第2の伝動ギア、第2の伝動ギアに噛み合いかつ第2のリニアレールにスライド可能に結合される第2の伝動ラック、及び第2の伝動ギアに接続されかつ第2の伝動ギアが回動するように駆動し、第2の伝動ラックが往復直線移動するようにするための第4の駆動装置を備えるレーザー追跡ヨーイング機構と、
レーザー追跡モジュールと、を備える。
カメラと、レーザーセンサーと、多色性フィルタと、カメラ、レーザーセンサー及び多色性フィルタが配置されかつ第2の伝動ラックに固定し配置されている取付フレームと、を備える。
固定ホルダーは、お互いに夾角をなす左右方向のスライドレールと前後方向のスライドレールとが開設され、かつ前後方向に沿って伸縮可能である伸縮平行移動板を備え、
防風カバーに上下方向のスライドレールが開設され、伸縮平行移動板は、防風カバーに接続され、防風カバーは、伸縮平行移動板に対して上下方向のスライドレールの延長方向と左右方向のスライドレールの延長方向においてスライド可能であって、防風カバーが3つの方向で調整できるようにする。
固定底板に接続され、かつ伸縮平行移動板に前後方向のスライドレールの延長方向に沿ってスライド可能に結合される固定接続板をさらに備える。
左右方向のスライドレールが第1の板部に設けられ、前後方向のスライドレールが第2の板部に設けられ、第1の板部が防風カバーにスライド可能に接続され、第2の板部が固定接続板にスライド可能に接続されている。
昇降調整モジュールは、複数の独立して制御可能な昇降機構を備え、複数の独立して制御可能な昇降機構をそれぞれ調整することにより、磁性体モジュールと被吸着面との間の夾角及び/又は間隔を変更する。
クローラーフレームに接続されている支持フレームと、支持フレームに回動可能に接続され、かつ軸方向において、支持フレームに対して相対的に固定されている調整ナットと、調整ナットに螺合接続され、かつ磁性体モジュールに接続されている昇降スクリューロッドと、を備える。
調整ナットに環状のストッパー突起が設けられており、環状のストッパー突起は、調整ナットの周方向に沿って延長され、環状のストッパー突起は、調整ナットの半径方向に沿って調整ナットの外周面に外方へ突出され、環状のストッパー突起はストッパー溝内に位置し、カバープレートは、溝体に接続され、ストッパー溝の溝入口を密閉して、環状のストッパー突起がストッパー溝の溝底部とカバーとの間にストッパーされるようにする。
溶接継手の情報を取得するステップS2と、
溶接ガン平行移動させ、溶接継手の位置に到着するように制御するステップS3と、
プロセスが要求する角度に達するように溶接ガンの回動を制御するステップS4と、
溶接電源のプロセスパラメータを調整するステップS5と、
溶接を開始し、クロールロボットが自動的に溶接継手の方向に沿って自主的にクロールするように制御するステップS6と、
溶接を完了するステップS7と、を含むクロール溶接ロボットの制御方法を提供する。
上述のように、本発明が提供するクロール溶接ロボットは、ホイール・トラック型走行機構によって、レールやガイドが必要ないクロールを実現し、溶接可能の範囲が大きくなり、大中型の平面又は曲面である溶接構造物の表面で移動することができ、垂直の壁において移動可能であり、前進又は後進の移動の際にも、溶接作業を進めることができ、大中型の構造物の全体の場所において溶接を実現し、溶接予備時間を大幅に減らすことができて、生産効率を向上させ、調整型磁気吸着モジュールによって磁気の吸着力のサイズを調整して、平板や曲率の大きい曲板においてのクロールを実現することができ、作業環境の適用性が高い。
姿勢センサー8は、車体接続板1−1に取付けされ、クロール溶接ロボットの運動姿勢をリアルタイムにモニタリングし、信号をコントローラにフィードバックすることができ、コントローラは、信号をホイール・トラック型走行機構2にフィードバックして、ロボットの姿勢を調整する。
1-1:車体接続板
1-2:スライド溝
1-3:調整ブロック
1-4:調整スクリューロッド
1-5:側板
1-6:引張機構
2:ホイール・トラック型走行機構
2-1:駆動輪
2-2:マグネットベース
2-3:ローラーチェーン
2-4:従動輪
2-56:第1の駆動装置
2-5:コーナー減速モーター
2-6:サーボモータ
3:溶接ガンヨーイング機構
3-1:第1のリニアモータ
3-2:第1のリニアレール
3-3:第1の伝動ラック
3-4:第3の駆動装置
3-5:第1の伝動ギア
4:レーザー追跡ヨーイング機構
4-1:第2のリニアモータ
4-2:第2のリニアレール
4-3:第2の伝動ラック
4-4:第4の駆動装置
4-5:第2の伝動ギア
5:レーザー追跡モジュール
5-1:取付フレーム
5-2:多色性フィルタ
5-3:レーザーセンサー
5-4:カメラ
6:溶接ガン角度スイング把持機構;
6-1:角度スイング発生器
6-2:ロック機構
6-3:クランプ
7:防風装置
7-1:防風カバー
7-2:上下方向のスライドレール
7-3:左右方向のスライドレール
7-4:伸縮平行移動板
7-41:第1の板部
7-42:第2の板部
7-5:固定底板
7-51:固定孔
7-6:固定フランジ
7-7:可動フランジ
7-8:ヒンジ接続球体
7-9:メイン観察窓
7-10:サブ観察窓
7-11:前後方向のスライドレール
7-12:上部加圧ストリップ
7-13:下部加圧ストリップ
7-14:固定接続板
7-141:第1の接続孔
8:姿勢センサー
9:調整型磁気吸着モジュール
9-1:駆動握り手
9-2:接続孔
9-3:カバープレート
9-31:調整孔
9-4:溝体
9-41:ストッパー溝
9-5:支持底板
9-6:昇降スクリューロッド
9-7:取付けハンガー
9-8:回動軸
9-9:キャビティ
9-10:キャビティカバー
9-11:回動孔
10:溶接フレーム
11:溶接負荷装置
12:溶接ガン
13:固定ホルダー
14:観察窓
15:磁性体モジュール
15-1:取付けケース
15-2カバー
15-3:磁石
16:昇降調整モジュール
16-1:支持フレーム
16-2:調整ナット
16-21:丸型ストッパー突起
Claims (19)
- 調整型磁気吸着モジュールと、ホイール・トラック型走行機構と、クローラーフレームと前記クローラーフレームに配置される溶接負荷装置とを備え、
前記ホイール・トラック型走行機構は、前記クローラーフレームの互いに対向する両端に配置され、前記クローラーフレームにクロールに必要な動力を供給し、
前記調整型磁気吸着モジュールは、前記クローラーフレームに配置されかつ二つの前記ホイール・トラック型走行機構との間に配置され、
前記溶接負荷装置は、前記クローラーフレームに固定し配置される溶接フレームを備え、
前記溶接負荷装置は、
前記溶接フレームに固定し配置される第2のリニアモータ、前記第2のリニアモータに接続される第2のリニアレール、前記第2のリニアレールに回動可能に配置される第2の伝動ギア、前記第2の伝動ギアに噛み合いかつ前記第2のリニアレールにスライド可能に結合される第2の伝動ラック、及び前記第2の伝動ギアに接続されかつ前記第2の伝動ギアが回動するように駆動し、前記第2の伝動ラックが往復直線移動するようにするための第4の駆動装置を備えるレーザー追跡ヨーイング機構と、
レーザー追跡モジュールと、をさらに備えることを特徴とするクロール溶接ロボット。 - 前記ホイール・トラック型走行機構は
マグネットベースと、
前記マグネットベースが配置されているローラーチェーンと、
前記クローラーフレームに回動可能に配置され、前記ローラーチェーンを介してお互いに接続されている駆動輪と従動輪と、
前記クローラーフレームに固定し配置される第1の駆動装置とを備えることを特徴とする請求項1に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記クローラーフレームにスライド溝が設けられており、
前記従動輪は、前記スライド溝内にスライド可能に配置され、
前記クローラーフレームには、前記従動輪が前記スライド溝内で移動するようにするための第2の駆動装置が配置され、対応する前記ローラーチェーンが引張り又は弛緩されることを特徴とする請求項2に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記クローラーフレームは
前記スライド溝にスライド可能に結合される調整ブロックと、
前記クローラーフレームに螺合接続され、前記調整ブロックに回動可能に接続されている調整スクリューロッドとを備え、
前記調整スクリューロッドの軸方向において、前記調整スクリューロッドと前記調整ブロックとが相対的に固定され、
前記調整スクリューロッドの回動の際、前記調整ブロックは、前記スライド溝内でスライドすることができ、前記従動輪が前記調整ブロックに回動可能に接続されていることを特徴とする請求項3に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記クローラーフレームは
前記スライド溝にスライド可能に結合される調整ブロックと、
前記クローラーフレームに螺合接続され、前記調整ブロックに回動可能に接続されている調整スクリューロッドとを備え、
前記調整スクリューロッドの軸方向において、前記調整スクリューロッドと前記クローラーフレームとが相対的に固定され、
前記調整スクリューロッドの回動の際、前記調整ブロックは、前記スライド溝内でスライドすることができ、前記従動輪が前記調整ブロックに回動可能に接続されていることを特徴とする請求項3に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記第1の駆動装置は、互いに接続され、かつ前記クローラーフレームに固定されているサーボモータとコーナー減速モーターとを備え、
前記駆動輪は、前記コーナー減速モーターのフランジに固定され、前記サーボモータによって前記駆動輪を回動させることができることを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれか一項に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記クローラーフレームは、
車体接続板と、
前記車体接続板に接続され、かつ対向して配置されている、二つの前記ホイール・トラック型走行機構がそれぞれ配置されている、二つの側板とを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記溶接負荷装置は、
前記溶接フレームに固定し配置される第1のリニアモータ、前記第1のリニアモータに接続される第1のリニアレール、前記第1のリニアレールに回動可能に接続される第1の伝動ギア、前記第1の伝動ギアに噛み合いかつ前記第1のリニアレールにスライド可能に結合される第1の伝動ラック、及び前記第1の伝動ギアに接続されかつ前記第1の伝動ギアが回動するように駆動し、前記第1の伝動ラックが前記第1のリニアレールに対して往復スライドするようにするための第3の駆動装置を備える溶接ヨーイング機構をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記溶接負荷装置は、角度スイング発生器と、ロック機構とクランプとを有する溶接ガン角度スイング把持機構をさらに備え、
前記角度スイング発生器は、前記クランプに接続され、前記クランプに配置されている溶接ガンがスイングするようにし、
前記ロック機構は、前記角度スイング発生器に配置され、前記第1の伝動ラックに固定接続されていることを特徴とする請求項8に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記角度スイング発生器は、モータと前記モータに接続されかつ前記クランプに接続されている回転プラットフォームを備え、前記ロック機構は、前記モータに接続されていることを特徴とする請求項9に記載のクロール溶接ロボット。
- 前記レーザー追跡モジュールは、
カメラと、レーザーセンサーと、多色性フィルタと、前記カメラ、前記レーザーセンサー及び前記多色性フィルタが配置されかつ前記第2の伝動ラックに固定し配置されている取付フレームと、を備えることを特徴とする請求項1に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記クローラーフレームに接続されている固定ホルダーと前記固定ホルダーに接続され、溶接ガンに対する風の影響を防ぐ防風カバーとを有し、かつ前記クローラーフレームに接続されている防風装置をさらに備え、
前記固定ホルダーは、お互いに夾角をなす左右方向のスライドレールと前後方向のスライドレールとが開設され、かつ前後方向に沿って伸縮可能である伸縮平行移動板を備え、
前記防風カバーに上下方向のスライドレールが開設され、前記伸縮平行移動板は、前記防風カバーに接続され、前記防風カバーは、前記伸縮平行移動板に対して前記上下方向のスライドレールの延長方向と前記左右方向のスライドレールの延長方向においてスライド可能であって、前記防風カバーが3つの方向で調整できるようにすることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記固定ホルダーは、
前記クローラーフレームに接続されるための固定底板と、
前記固定底板に接続され、かつ前記伸縮平行移動板に前後方向のスライドレールの延長方向に沿ってスライド可能に結合される固定接続板とをさらに備えることを特徴とする請求項12に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記伸縮平行移動板は、互いに接続され、かつ狭角をなす第1の板部と第2の板部とを備え、
前記左右方向のスライドレールが前記第1の板部に設けられ、前記前後方向のスライドレールが前記第2の板部に設けられ、前記第1の板部が前記防風カバーにスライド可能に接続され、前記第2の板部が前記固定接続板にスライド可能に接続されていることを特徴とする請求項13に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記調整型磁気吸着モジュールは、
磁性体モジュールと、
前記磁性体モジュールに接続され、かつ前記磁性体モジュールの昇降を制御するための昇降調整モジュールとを備え、
前記昇降調整モジュールは、複数の独立して制御可能な昇降機構を備え、複数の独立して制御可能な前記昇降機構をそれぞれ調整することにより、前記磁性体モジュールと被吸着面との間の夾角及び/又は間隔を変更することを特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれか一項に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記磁性体モジュールは、キャビティが設けられている取付けケースと、前記取付けケースに接続されて前記キャビティを密封するカバーと、前記キャビティ内に配置されている磁石とを備えることを特徴とする請求項15に記載のクロール溶接ロボット。
- 前記昇降機構は、
前記クローラーフレームに接続されている支持フレームと、
前記支持フレームに回動可能に接続され、かつ軸方向において、前記支持フレームに対して相対的に固定されている調整ナットと、
前記調整ナットに螺合接続され、かつ前記磁性体モジュールに接続されている昇降スクリューロッドと、を備えることを特徴とする請求項16に記載のクロール溶接ロボット。 - 前記支持フレームは、ストッパー溝が設けられている溝体とカバープレートとを備え、
前記調整ナットに環状のストッパー突起が設けられており、前記環状のストッパー突起は、前記調整ナットの周方向に沿って延長され、前記環状のストッパー突起は、前記調整ナットの半径方向に沿って前記調整ナットの外周面に外方へ突出され、前記環状のストッパー突起は前記ストッパー溝内に位置し、前記カバープレートは、前記溝体に接続され、前記ストッパー溝の溝入口を密閉して、前記環状のストッパー突起が前記ストッパー溝の溝底部と前記カバーとの間にストッパーされるようにすることを特徴とする請求項17に記載のクロール溶接ロボット。 - クロール溶接ロボットと被吸着面との間の吸着力が安定的に維持されるように調整型磁気吸着モジュールを制御するステップS1と、
溶接継手の情報を取得するステップS2と、
溶接ガン平行移動させ、溶接継手の位置に到着するように制御するステップS3と、
プロセスが要求する角度に達するように溶接ガンの回動を制御するステップS4と、
溶接電源のプロセスパラメータを調整するステップS5と、
溶接を開始し、クロールロボットが自動的に溶接継手の方向に沿って自主的にクロールするように制御するステップS6と、
溶接を完了するステップS7と、を含むことを特徴とする請求項1から請求項18のいずれか一項に記載のクロール溶接ロボットの制御方法。
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