JP6560873B2 - Welding system and welding method - Google Patents
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Description
本発明は、溶接システム及び溶接方法に関する。 The present invention relates to a welding system and a welding method.
原子力発電プラントの原子炉などで発生した放射性廃棄物は、例えば特許文献1に記載された放射性物質収納容器に収納される。このような放射性物質収納容器は、例えば円筒状に形成された胴部を有している。胴部には、底部や外周部などに各部が溶接によって固定される。 Radioactive waste generated in a nuclear power plant nuclear reactor or the like is stored in, for example, a radioactive substance storage container described in Patent Document 1. Such a radioactive substance storage container has the trunk | drum formed in the cylindrical shape, for example. Each part is fixed to the bottom part, the outer peripheral part, and the like by welding.
このような胴部の一端部の表面は、ステンレス等の溶接層で覆われている。この溶接層は、従来、胴部の一端部に肉盛溶接を行うことで形成している。例えば、胴部を周方向に回転させた状態で、まず溶接トーチを一端部の径方向の外周部に対向させ、先端のノズルから溶接ワイヤを供給し、胴部の回転によって周方向の一周に亘ってビードを形成する。その後、溶接トーチを径方向の内周側に予め設定された距離だけ移動させ、すでに形成された外側のビードに一部を重ねるように新たにビードを形成する。その後、溶接トーチを径方向の内周側に上記設定距離だけ移動させ、同様に新たなビードを形成する。このように、胴本体を回転させた状態で、一端部の径方向の外周側から内周側に溶接トーチを等ピッチずつ移動させてビードを形成している。 The surface of one end portion of such a body portion is covered with a weld layer such as stainless steel. Conventionally, this weld layer is formed by performing overlay welding on one end of the body. For example, with the barrel rotated in the circumferential direction, the welding torch is first opposed to the radial outer circumference at one end, a welding wire is supplied from the nozzle at the tip, and the circumference of the circumference is rotated by rotation of the barrel. A bead is formed over. Thereafter, the welding torch is moved by a predetermined distance to the radially inner peripheral side, and a new bead is formed so as to partially overlap the already formed outer bead. Thereafter, the welding torch is moved to the radially inner peripheral side by the set distance, and a new bead is similarly formed. In this way, the bead is formed by moving the welding torch at equal pitches from the radially outer peripheral side of the one end portion to the inner peripheral side in a state where the trunk body is rotated.
しかしながら、溶接トーチが移動する際、溶接トーチの一部が他の部材に干渉することがある。外部からの力によっては、溶接トーチの一部が変形し、先端のノズルの向きが変わってしまうことがある。この場合、溶接ワイヤが溶接中心位置からずれた方向に供給されてしまう。そうなると、溶接トーチの位置及び姿勢の制御を正常に行っているにもかかわらず、ビードの位置がずれてしまう。このような場合、溶接動作を一旦停止させ、作業者が溶接トーチの位置や姿勢を手作業で修正していたため、作業時間が長くなり、作業者の負担が大きくなってしまう。 However, when the welding torch moves, a part of the welding torch may interfere with other members. Depending on the force from the outside, a part of the welding torch may be deformed and the direction of the nozzle at the tip may change. In this case, the welding wire is supplied in a direction shifted from the welding center position. In this case, the position of the bead is shifted despite the normal control of the position and orientation of the welding torch. In such a case, since the welding operation is temporarily stopped and the operator manually corrects the position and posture of the welding torch, the operation time becomes long and the burden on the operator increases.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、作業時間を短縮化し、作業者の負担を低減することが可能な溶接システム及び溶接方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a welding system and a welding method that can shorten the work time and reduce the burden on the operator.
本発明に係る溶接システムは、溶接中心位置に向けて溶接ワイヤを供給して溶接部を形成する溶接トーチを有し、前記溶接トーチの位置及び姿勢を変更可能な溶接装置と、前記溶接ワイヤの先端と前記溶接中心位置との位置関係を計測可能な計測装置と、前記溶接ワイヤの先端と前記溶接中心位置との前記位置関係を前記計測装置に計測させ、計測結果に基づいて前記溶接ワイヤの先端と前記溶接中心位置との間の位置ずれの有無を判断し、前記位置ずれがあると判断した場合に前記溶接トーチの位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変更させて前記位置ずれを補正する制御装置と、を備える。 A welding system according to the present invention includes a welding torch that forms a welded portion by supplying a welding wire toward a welding center position, the welding device capable of changing the position and posture of the welding torch, and the welding wire A measuring device capable of measuring the positional relationship between the tip and the welding center position; and causing the measuring device to measure the positional relationship between the tip of the welding wire and the welding center position. Control for determining whether or not there is a displacement between the tip and the welding center position, and correcting the displacement by changing at least one of the position and orientation of the welding torch when it is determined that there is the displacement. An apparatus.
本発明によれば、溶接ワイヤの先端と溶接中心位置との位置関係を計測し、位置ずれがあると判断した場合に溶接トーチの位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変更させて位置ずれを自動的に補正することができるため、手作業で溶接トーチの位置や姿勢等を補正する手間を省くことができる。これにより、作業時間を短縮化し、作業者の負担を軽減することができる。 According to the present invention, the positional relationship between the tip of the welding wire and the welding center position is measured, and when it is determined that there is a positional deviation, at least one of the position and orientation of the welding torch is changed to automatically correct the positional deviation. Therefore, it is possible to save time and labor for manually correcting the position and posture of the welding torch. Thereby, work time can be shortened and a burden on an operator can be reduced.
上記の溶接システムにおいて、前記制御装置は、前記溶接装置の起動時、所定期間毎、又は前記溶接ワイヤに外部からの力が作用した場合に、前記位置関係の計測を行わせる。 In the above-described welding system, the control device causes the positional relationship to be measured when the welding device is activated, every predetermined period, or when an external force is applied to the welding wire.
本発明によれば、位置関係の計測を適時に行うことができる。 According to the present invention, the positional relationship can be measured in a timely manner.
上記の溶接システムにおいて、前記計測装置は、前記溶接トーチ及び前記溶接ワイヤを複数の方向から撮影可能な撮影部を有し、前記制御装置は、前記撮影部によって撮影された画像データに基づいて前記位置関係の計測を行わせる。 In the above welding system, the measurement device includes an imaging unit capable of imaging the welding torch and the welding wire from a plurality of directions, and the control device is configured to perform the imaging based on image data captured by the imaging unit. Causes the positional relationship to be measured.
本発明によれば、撮影された画像データを用いて位置関係の計測を行うため、位置ずれを効率的に検出及び補正することができる。 According to the present invention, since the positional relationship is measured using the captured image data, it is possible to efficiently detect and correct misalignment.
上記の溶接システムにおいて、少なくとも前記溶接装置に関する情報を出力する出力部を有し、前記制御装置は、前記計測装置の計測結果に基づいて前記位置ずれのずれ量を算出し、前記ずれ量が所定の閾値を超える場合、前記溶接トーチを交換するように案内する案内情報を前記出力部に出力させる。 The welding system includes an output unit that outputs at least information related to the welding device, and the control device calculates a displacement amount of the positional displacement based on a measurement result of the measurement device, and the displacement amount is predetermined. When the threshold value is exceeded, guide information for guiding the welding torch to be replaced is output to the output unit.
溶接トーチの位置や姿勢等を大きく変更すると、溶接トーチを移動させた場合に他の部位と干渉する可能性がある。この場合、溶接トーチの復旧作業等に手間がかかってしまう。本発明によれば、位置ずれのずれ量が所定の閾値を超える場合、溶接トーチの位置や姿勢等を移動させるのではなく、交換するように案内するため、溶接トーチの干渉を防ぐことができ、作業者に手間がかかることを未然に防ぐことができる。 If the position, posture, etc. of the welding torch are significantly changed, there is a possibility of interference with other parts when the welding torch is moved. In this case, it takes time to restore the welding torch. According to the present invention, when the displacement amount exceeds a predetermined threshold value, the welding torch is guided instead of moving the position, posture, etc. of the welding torch, so that interference of the welding torch can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the operator from taking time and effort.
上記の溶接システムは、円筒状に形成された胴本体を周方向に回転可能に支持する回転支持装置を更に備え、前記溶接部は、前記胴本体の一部である。 The above welding system further includes a rotation support device that supports a cylindrical body formed to be rotatable in a circumferential direction, and the welding portion is a part of the body.
本発明によれば、胴本体を周方向に回転させた状態で、胴本体の一部として溶接部を形成するため、胴本体の周方向に沿った形状の溶接部を容易に形成することができる。 According to the present invention, since the welded portion is formed as a part of the trunk body while the trunk body is rotated in the circumferential direction, it is possible to easily form the welded portion along the circumferential direction of the trunk body. it can.
上記の溶接システムにおいて、前記回転支持装置は、前記胴本体のうち軸方向の端面が水平面に対して立った状態に配置されるように前記胴本体を支持する。 In the above welding system, the rotation support device supports the trunk body so that an end face in the axial direction of the trunk body is disposed in a state of standing with respect to a horizontal plane.
本発明によれば、端面が水平面に対して立った状態に配置される場合に、効率的に溶接部を形成することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when arrange | positioning in the state in which the end surface stood with respect to the horizontal surface, it becomes possible to form a welding part efficiently.
本発明に係る溶接方法は、溶接トーチから溶接中心位置に向けて溶接ワイヤを供給して溶接部を形成する工程と、前記溶接ワイヤの先端と前記溶接中心位置との位置関係を計測装置に計測させる工程と、前記計測装置による計測結果に基づいて前記溶接ワイヤの先端と前記溶接中心位置との間の位置ずれの有無を判断する工程と、前記位置ずれがあると判断した場合に前記溶接トーチの位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変更させて前記位置ずれを補正する工程と、を含む。 In the welding method according to the present invention, a welding wire is supplied from a welding torch toward a welding center position to form a welded portion, and a positional relationship between the tip of the welding wire and the welding center position is measured by a measuring device. A step of determining whether or not there is a positional deviation between the tip of the welding wire and the welding center position based on a measurement result by the measuring device, and the welding torch when it is determined that there is a positional deviation. And correcting the positional deviation by changing at least one of the position and orientation.
本発明によれば、溶接ワイヤの先端と溶接中心位置との位置関係を計測し、位置ずれがあると判断した場合に溶接トーチの位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変更させて位置ずれを自動的に補正することができるため、手作業で溶接トーチの位置や姿勢等を補正する手間を省くことができる。これにより、作業時間を短縮化し、作業者の負担を軽減することができる。 According to the present invention, the positional relationship between the tip of the welding wire and the welding center position is measured, and when it is determined that there is a positional deviation, at least one of the position and orientation of the welding torch is changed to automatically correct the positional deviation. Therefore, it is possible to save time and labor for manually correcting the position and posture of the welding torch. Thereby, work time can be shortened and a burden on an operator can be reduced.
本発明に係る溶接システム及び溶接方法によれば、作業時間を短縮化し、作業者の負担を軽減することができる。 According to the welding system and the welding method of the present invention, the work time can be shortened and the burden on the operator can be reduced.
以下、本発明に係る溶接システムの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, an embodiment of a welding system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本実施形態に係る溶接システム100の一例を示す斜視図である。図1に示すように、溶接システム100は、回転支持装置101と、計測装置103と、溶接装置102と、制御装置104とを備えている。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a
溶接システム100は、例えば円筒状に形成された胴本体21の軸方向の端部21aに対して肉盛溶接を行うことにより、溶接部として第1段部41、第2段部42、第3段部43を形成するものである。ここで、溶接システム100の各装置の構成を説明する前に、胴本体21について説明する。この胴本体21は、放射性物質収納容器としてのキャスク11の一部を構成する。図2は、キャスク11の一例を示す縦断面図である。
The
図2に示すように、キャスク11は、胴部12と蓋部13とバスケット14とを有している。胴部12は、上記の胴本体21と、外筒25と、底板28とを有している。胴本体21は、円筒状に形成され、中心軸AXの軸線方向の一端部に開口部22を有し、他端部に底部23を有する。以下、胴本体21のうち開口部22が形成された側の端部を開口側端部21aと表記し、底部23が形成された側の端部を底部側端部21bと表記する。胴本体21の内部には、キャビティ24が形成されている。胴本体21の内面は、バスケット14の外周形状に合わせた形状となっている。バスケット14は、例えば、使用済燃料集合体である放射性物質(図示略)を個々に収納するセルを複数有している。底部23を含む胴本体21は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製の鍛造品となっている。
As shown in FIG. 2, the
また、外筒25は、胴本体21の外周側に設けられている。外筒25は、胴本体21の外周面との間に所定の隙間を空けて配置されている。この胴本体21の外周面と外筒25の内周面との隙間には、熱伝導を行う不図示の伝熱フィンが周方向に所定間隔で複数溶接されている。また、この隙間には、レジン(中性子遮蔽体)27が充填されている。レジン27としては、例えば水素を多く含有する高分子材料が用いられる。このような高分子材料には、例えば中性子遮蔽機能を有するボロン又はボロン化合物が含有されてもよい。
The
また、底板28は、胴本体21の底部側端部21bに連結されている。底板28は、底部23との間に所定の隙間を空けて配置されている。底部23と底板28との隙間には、レジン(中性子遮蔽体)29が設けられている。また、胴部12の側面には、トラニオン30が固定されている。
Further, the
胴本体21の開口側端部21aには、第1段部41と、第2段部42と、第3段部43とが形成されている。第1段部41は、中心軸AXの軸線方向に垂直な円環状の第1端面41aを有する。第1端面41aには、複数のネジ穴41bが胴本体21の周方向に等間隔で形成されている。第2段部42は、第1段部41よりも開口部22の外側に形成されている。第2段部42は、第1端面41aに平行な円環状の第2端面42aを有する。第2端面42aには、複数のネジ穴42bが胴本体21の周方向に等間隔で形成されている。第3段部43は、第1端面41a及び第2端面42aに平行な円環状の第3端面43aを有する。第3端面43aには、複数のネジ穴43bが胴本体21の周方向に等間隔で形成されている。
A
蓋部13は、一次蓋31と、二次蓋32と、三次蓋33とを有している。一次蓋31は、胴本体21の第1段部41に対して着脱可能に取付けられる。一次蓋31は、第1段部41に嵌合され、第1端面41aに密着する。一次蓋31は、ボルト71により第1段部41に締結される。一次蓋31は、キャビティ24側の負圧を維持してキャビティ24内に充填されたガスの漏洩を防ぐ。また、一次蓋31は、キャビティ24内に収納された放射性物質から出る放射線(γ線)を遮蔽する。また、一次蓋31の外側(二次蓋32側)には、レジン(中性子遮蔽体)が設けられている。一次蓋31と二次蓋32との間には、大気に対して加圧された圧力監視境界が形成される。
The
二次蓋32は、胴本体21の第2段部42に対して着脱可能に取付けられる。二次蓋32は、第2段部42に嵌合され、第2端面42aに密着する。二次蓋32は、ボルト72により第2段部42に締結される。二次蓋32は、一次蓋31からのガスの漏洩を阻止する。また、二次蓋32は、キャビティ24側の圧力を担保する。
The
三次蓋33は、胴本体21の第3段部43に対して着脱可能に取付けられる。三次蓋33は、第3段部43に嵌合され、第3端面43aに密着する。三次蓋33は、ボルト73により第3段部43に締結される。三次蓋33は、胴本体21の開口部22における第3段部43に固定される。三次蓋33は、外部の衝撃から二次蓋32を防御する。
The
続いて、溶接システム100の各装置の構成を説明する。図1に示すように、回転支持装置101は、開口側端部21aの端面21rが床面113に対して例えば垂直な方向に立った状態に配置されるように胴本体21を横倒し状態で支持する。なお、回転支持装置101によって胴本体21を回転させる場合、軸方向の一方の端部(例えば、底部側端部21b)に荷重を受けるように配置して回転させた方が回転制御を容易に行うことができる場合がある。この場合、端面21rは、床面113に垂直な状態に対して傾斜して配置させる。このときの傾斜角は、例えば1°以下にすることが好ましい。
Then, the structure of each apparatus of the
回転支持装置101は、胴本体21を支持した状態で周方向に回転可能である。回転支持装置101としては、例えばターニングローラなどが用いられる。なお、図1では、開口側端部21aに溶接部が形成される前の状態を示している。したがって、図1に示す開口側端部21aは、第3端面43aに対応する端面21rが露出した状態となっている。なお、第1端面41aに対応する端面及び第2端面42aに対応する端面については、図示を省略している。
The
回転支持装置101は、支持台111と、一対の支持ローラ114,115とを有している。支持台111は、不図示の複数の脚部により床面113に設置されている。床面113は、例えば水平面に平行に形成されている。一対の支持ローラ114,115は、それぞれ回転可能に設けられている。各支持ローラ114,115は、胴本体21の開口側端部21a及び底部側端部21bをそれぞれ支持するように、中心軸AXの軸線方向の2箇所に配置されている。各支持ローラ114,115には、不図示の駆動装置が連結されている。駆動装置は、支持ローラ114,115を周方向の一方向及び他方向に回転駆動する。
The
溶接装置102は、溶接トーチ122を有している。溶接トーチ122は、例えば6軸の多関節ロボット105のアーム151に取り付けられている。溶接トーチ122は、胴本体21の表面に沿って移動可能である。また、溶接トーチ122は、位置及び姿勢を変更可能に設けられている。溶接トーチ122は、溶接電流やシールドガスを供給する。溶接トーチ122の先端側にはネック124及びノズル126が設けられている。溶接トーチ122は、ネック124及びノズル126を介して溶接ワイヤ128を溶接中心位置130に向けて供給する。なお、溶接トーチ122には、他の部材に干渉した場合等、外部の力が作用したことを検出する不図示のセンサが搭載されている。また、多関節ロボット105には、出力部152が接続されている。出力部152は、溶接装置102に関する情報を出力する。出力部152としては、例えばディスプレイ等の表示装置や、スピーカなどの音声出力装置などを用いることができる。また、出力部152は、多関節ロボット105に接続された構成に限定するものではなく、溶接装置102に直接接続されてもよい。
The
計測装置103は、溶接ワイヤ128の先端と溶接中心位置130との位置関係を計測する。計測装置103としては、例えばCCDカメラが用いられている。計測装置103は、例えば多関節ロボット105とは別個に設けられる不図示の6軸多関節ロボット等のアームに取り付けられている。計測装置103は、胴本体21の表面に沿って移動可能である。計測装置103は、胴本体21の表面を撮影する。計測装置103は、撮影した画像データを制御装置104に送信する。
The measuring
図3は、制御装置104の一例を示すブロック図である。制御装置104は、回転支持装置101、溶接装置102及び計測装置103の各装置を統括的に制御する。例えば制御装置104は、回転支持装置101の駆動装置を制御して支持ローラ114,115を回転させる。また、制御装置104は、溶接対象位置に応じて溶接トーチ122を移動させると共に、溶接トーチ122の姿勢を調整させる。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the
図3に示すように、制御装置104は、演算部141と記憶部142とを有している。演算部141は、各種の演算を行う。演算部141は、例えば画像処理部143と、位置ずれ検出部144とを有している。画像処理部143は、計測装置103から送信された画像データに対して二値化処理等の画像処理を行う。位置ずれ検出部144は、画像処理部143によって処理された画像データに基づいて、溶接ワイヤ128の先端と溶接中心位置130との位置を求め、位置ずれがある場合にはそのずれ量を算出する。
As illustrated in FIG. 3, the
記憶部142は、画像データ記憶部146と、移動姿勢データ記憶部147とを有している。画像データ記憶部146は、計測装置103によって撮影された画像データを記憶する。移動姿勢データ記憶部147は、溶接トーチ122の移動制御や姿勢制御に関するデータを記憶する。
The
続いて、本実施形態に係る溶接システム100を用いて溶接部を形成する方法を簡単に説明する。なお、胴本体21の端面21r等に溶接部を形成して第3段部43を形成する場合を例に挙げて説明するが、第1段部41を形成する場合、また、第2段部42を形成する場合についても、同様の説明が可能である。まず、不図示のクレーン等を用いて胴本体21を搬送し、この胴本体21を横倒し状態で、回転支持装置101の支持ローラ114,115上に載置する。その後、制御装置104は、回転支持装置101を駆動制御することで胴本体21を回転させる。
Next, a method for forming a welded portion using the
次に、制御装置104は、胴本体21を回転させた状態で、溶接トーチ122を端面21rの外周部に配置させ、端面21rの周方向の一周に亘ってビードを形成する。その後、溶接トーチ122を内周部に移動させ、既に形成されたビードに一部を重ねるように同様に端面21rの周方向の一周に亘って新たにビードを形成する。この動作を繰り返し行って端面21rの内周側までビードを形成することで溶接部が形成される。
Next, the
このような動作において、溶接トーチ122が移動する際に例えばノズル126等が他の部材に干渉することがある。この場合、干渉による衝撃でネック124等が変形する場合がある。ネック124等が変形すると、ノズル126の向きが変わってしまい、溶接ワイヤ128が溶接中心位置130からずれた方向に供給されてしまう。そうなると、制御装置104によって溶接トーチ122の位置及び姿勢の制御を正常に行っているにもかかわらず、ビードの位置がずれてしまう。
In such an operation, when the
これに対して、本実施形態では、ネック124等が変形した場合、溶接ワイヤ128の位置ずれを自動的に補正するようにしている。以下、位置ずれの補正に関する動作を説明する。図4は、溶接方法の一例を示すフローチャートであり、位置ずれの補正に関する動作を示している。
On the other hand, in this embodiment, when the
まず、制御装置104は、溶接を開始する際、溶接装置102の起動時の溶接トーチ122の状態を計測装置103に撮影させる(ステップS11)。ステップS11では、初期状態の変形のない溶接トーチ122の画像が計測装置103によって撮影される。図5は、溶接ワイヤ128の先端と溶接中心位置130との位置関係を示す図である。図5に示すように、この画像には、溶接ワイヤ128が溶接中心位置130に向けた方向に供給されている状態が示される。この画像のデータは、制御装置104に送信される。制御装置104は、受信した画像データを画像処理部143によって処理し、記憶部142の画像データ記憶部146に記憶させる。なお、変形のない溶接トーチ122の画像データを画像データ記憶部146に予め記憶させておいてもよい。この場合、ステップS11を省略してもよい。
First, when starting the welding, the
次に、制御装置104は、溶接ワイヤ128の先端と溶接中心位置130との位置ずれを計測するための所定のフラグの有無を判断する(ステップS12)。ステップS12において、制御装置104は、例えば溶接装置102の起動時から所定時間が経過した後や、溶接トーチ122に外部からの力が作用した場合等に、所定のフラグがあったと判断する。制御装置104は、このようなフラグがあるまで処理を待機させる(ステップS12のNo)。
Next, the
制御装置104は、フラグがあったと判断した場合(ステップS12のYes)、溶接トーチ122の状態を計測装置103に撮影させる。図6及び図7は、計測装置103による計測動作の一例を示す図である。図6及び図7に示すように、制御装置104は、異なる方向から計測装置103に撮影を行わせる(ステップS13)。
When the
例えば、図6は、胴本体21の側方から水平方向に撮影した状態を示している。図6に示す状態では、溶接トーチ122のネック124が図6の下側に湾曲するように変形し、溶接ワイヤ128の先端が溶接中心位置130に対して下方に、かつ、端面21rから離れる方向にずれている。
For example, FIG. 6 shows a state where the image is taken in the horizontal direction from the side of the
また、図7は、胴本体21の上方から鉛直方向下向きに撮影した状態を示している。図7に示す状態では、溶接トーチ122のネック124が図7の左側に湾曲するように変形し、溶接ワイヤ128の先端が溶接中心位置130に対して左方にずれている。
FIG. 7 shows a state where the image is taken vertically downward from above the
位置ずれ検出部145は、このような画像データに基づいて、溶接ワイヤ128の先端と溶接中心位置130との間の位置ずれを検出する(ステップS14)。例えば図6及び図7に示す画像が撮影された場合、位置ずれ検出部145は、画像データに基づいてずれ量を算出する。位置ずれ検出部145は、距離および方向を含むベクトル量として当該ずれ量を算出する。図6及び図7に示すように、異なる方向から撮影することにより、溶接ワイヤ128の先端と溶接中心位置130との間の位置ずれ及びずれ量をより正確に計測できる。
The position
次に、制御装置104は、ずれ量が所定の閾値以上か否かを判断する(ステップS15)。この閾値は、溶接トーチ122が移動する際に他の部材と干渉しない範囲で設定することができる。制御装置104は、ずれ量が閾値未満であると判断した場合(ステップS15のNo)、溶接トーチ122の位置及び姿勢うち少なくとも一方を調整させる(ステップS16)。図8は、溶接ワイヤ128の先端と溶接中心位置130との位置関係を示す図である。ステップS15では、図8に示すように、制御装置104は、溶接ワイヤ128の先端が溶接中心位置130に到達するように、ネック124が湾曲した状態のまま溶接トーチ122の位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変化させる。制御装置104は、溶接トーチ122の位置及び姿勢の変化量をベクトル量として算出する。
Next, the
溶接トーチ122の位置及び姿勢の少なくとも一方を変化させることにより、初期状態と比較して、溶接トーチ122が同一箇所に溶接を行うための位置及び姿勢が異なる。したがって、以降の溶接トーチ122の位置及び姿勢の制御は、初期状態における制御とは異なり、変化後の位置及び姿勢を基準として行う必要がある。そのため、制御装置104は、移動姿勢データを変更する(ステップS17)。
By changing at least one of the position and posture of the
移動姿勢データの変更後、制御装置104は、溶接を終了するか否かの判断を行う(ステップS18)。溶接を続行する場合(ステップS18のNo)、ステップS12以降の処理を繰り返し行わせる。一方、制御装置104は、溶接を終了すると判断した場合(ステップS18のYes)、上記動作を終了させる。また、制御装置104は、上記ステップS15において、ずれ量が所定の閾値以上となる場合(ステップS15のYes)、溶接トーチ122を交換するように案内する案内情報を出力部152に出力させ(ステップS19)、その後、上記動作を終了させる。
After changing the movement posture data, the
以上のように、本実施形態によれば、溶接ワイヤ128の先端と溶接中心位置130との位置関係を計測し、位置ずれがあると判断した場合に溶接トーチ122の位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変更させて位置ずれを自動的に補正することができるため、手作業で溶接トーチ122の位置や姿勢等を補正する手間を省くことができる。これにより、作業時間を短縮化し、作業者の負担を軽減することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the positional relationship between the tip of the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、溶接ワイヤ128の先端と溶接中心位置130との位置ずれを判断する際に、計測装置103による画像データに基づいて判断する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、溶接トーチ122の一部が変形した場合、溶接時に溶接トーチ122から供給される電流値などが変化する場合がある。このような場合、溶接トーチ122の電流値が変化したことを検出することで、位置ずれがあったことを検出することができる。したがって、この位置ずれの検出をステップS12におけるフラグとして用いてもよい。
It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the determination is made based on the image data by the
また、上記実施形態では、上記溶接システム100を用いて胴本体21の開口側端部21aの端面21rに肉盛溶接によって溶接部を形成する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、他の部分に肉盛溶接する場合や、肉盛溶接とは異なる溶接を行う場合にも、溶接システム100を用いることが可能である。他の部分に溶接を形成する場合、回転支持装置101を用いることなく、部材を固定する部分に直接溶接を行うようにしてもよい。
Moreover, although the said embodiment gave and demonstrated as an example the case where a welding part was formed in the
11 キャスク
12 胴部
13 蓋部
14 バスケット
21a 開口側端部
21b 底部側端部
21r 端面
21 胴本体
22 開口部
23 底部
24 キャビティ
25 外筒
27 レジン
28 底板
30 トラニオン
31 一次蓋
32 二次蓋
33 三次蓋
41、42、43 段部
41a、42a、43a 端面
41b、42a、43a ネジ穴
71、72、73 ボルト
100 保護部材挿入システム
100 溶接システム
101 回転支持装置
102 溶接装置
103 計測装置
104 制御装置
105 多関節ロボット
111 支持台
113 床面
114,115 支持ローラ
122 溶接トーチ
124 ネック
126 ノズル
128 溶接ワイヤ
130 溶接中心位置
141 演算部
142 記憶部
143 画像処理部
144 検出部
145 検出部
146 画像データ記憶部
147 移動姿勢データ記憶部
151 アーム
152 出力部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記溶接ワイヤの先端と前記溶接中心位置との位置関係を計測可能な計測装置と、
前記溶接ワイヤの先端と前記溶接中心位置との前記位置関係を前記計測装置に計測させ、計測結果に基づいて前記溶接ワイヤの先端と前記溶接中心位置との間の位置ずれの有無を判断し、前記位置ずれがあると判断した場合に前記溶接トーチの位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変更させて前記位置ずれを補正する制御装置と、
を備え、
円筒状に形成された胴本体を周方向に回転可能に支持する回転支持装置を更に備え、
前記溶接部は、前記胴本体の一部である
溶接システム。 A welding torch for supplying a welding wire toward a welding center position to form a welded portion, and a welding apparatus capable of changing the position and posture of the welding torch;
A measuring device capable of measuring the positional relationship between the tip of the welding wire and the welding center position;
The measurement device measures the positional relationship between the tip of the welding wire and the welding center position, and determines whether or not there is a positional deviation between the tip of the welding wire and the welding center position based on the measurement result, A control device that corrects the positional shift by changing at least one of the position and orientation of the welding torch when it is determined that there is the positional shift;
Equipped with a,
A rotation support device that rotatably supports the cylinder body formed in a cylindrical shape in a circumferential direction;
The welding system , wherein the weld is a part of the trunk body .
請求項1に記載の溶接システム。 The welding system according to claim 1, wherein the control device causes the positional relationship to be measured when the welding device is activated, for each predetermined period, or when an external force is applied to the welding wire.
前記制御装置は、前記撮影部によって撮影された画像データに基づいて前記位置関係の計測を行わせる
請求項1又は請求項2に記載の溶接システム。 The measuring device has a photographing unit capable of photographing the welding torch and the welding wire from a plurality of directions,
The welding system according to claim 1, wherein the control device causes the positional relationship to be measured based on image data captured by the imaging unit.
前記制御装置は、前記計測装置の計測結果に基づいて前記位置ずれのずれ量を算出し、前記ずれ量が所定の閾値を超える場合、前記溶接トーチを交換するように案内する案内情報を前記出力部に出力させる
請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の溶接システム。 An output unit that outputs at least information on the welding apparatus;
The control device calculates a displacement amount of the positional displacement based on a measurement result of the measurement device, and when the displacement amount exceeds a predetermined threshold, guide information for guiding the welding torch to be replaced is output. The welding system according to any one of claims 1 to 3, wherein the welding system is output to a part.
請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の溶接システム。 Said rotary supporting device, claimed in any one of claims 1 to 5, wherein the end face of the inner axial direction of the cylinder body for supporting the cylinder body so as to be disposed in a state of standing to the horizontal plane Welding system.
前記溶接ワイヤの先端と前記溶接中心位置との位置関係を計測装置に計測させる工程と、
前記計測装置による計測結果に基づいて前記溶接ワイヤの先端と前記溶接中心位置との間の位置ずれの有無を判断する工程と、
前記位置ずれがあると判断した場合に前記溶接トーチの位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変更させて前記位置ずれを補正する工程と、
を含み、
円筒状に形成された胴本体を周方向に回転可能に支持する工程を更に含み、
前記溶接部は、前記胴本体の一部である
溶接方法。 Supplying a welding wire from the welding torch toward the welding center position to form a weld, and
A step of causing a measuring device to measure the positional relationship between the tip of the welding wire and the welding center position;
Determining the presence or absence of misalignment between the tip of the welding wire and the welding center position based on the measurement result by the measuring device;
A step of correcting the position shift by changing at least one of the position and orientation of the welding torch when it is determined that there is the position shift;
Only including,
And further comprising a step of supporting the cylinder body formed in a cylindrical shape so as to be rotatable in the circumferential direction,
The welding method , wherein the weld is a part of the trunk body .
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