鋼構造物のインテリジェント建設における溶接ロボットの応用

従来の溶接ロボットの問題点

従来の溶接ロボットを製造する前には、通常、ティーチングプログラミングが必要となります。つまり、溶接経路と溶接動作をティーチング装置を通して点ごとに記録し、溶接ロボットは教えられた溶接経路と溶接動作に従って、事前に設定された溶接作業を完了します。

従来の溶接ロボットは、一般的な鋼材の溶接には対応できますが、鉄骨構造物の建設工事においては、工事規模が大きく、溶接構造が複雑で、溶接部品の形状や寸法精度が高いため、溶接要件を満たすことが困難です。

溶接ロボットの動作原理を無料で解説 

フリーティーチング溶接ロボットは、主にBIM溶接経路計画を使用して溶接オフラインプログラミングを実現し、レーザー位置決め溶接追跡システムを介して溶接経路をリアルタイムで追跡し、ロボットの溶接軌道を補正調整して溶接品質を向上させることで、従来の溶接ロボットが複雑な溶接生産の制約を受ける状況を効果的に回避します。

溶接ロボットは主にBIMを用いて溶接経路を計画し、オフラインでの溶接プログラミングを実現するとともに、レーザー位置決め溶接追跡システムによって溶接経路をリアルタイムで追跡し、ロボットの溶接軌道を補正・調整して溶接品質を向上させる。

BIMソフトウェアプラットフォームを介して作業シーン全体の3D仮想環境を構築し、溶接鋼部品の精密さを考慮して溶接位置、数量、形状を考慮し、BIMソフトウェアプラットフォームに従って溶接位置を決定し、溶接数、形状を識別し、ロボットの溶接経路を計画し、経路速度などのパラメータを設定し、ソフトウェアプラットフォームでシミュレーションを行い、計画された経路を最適な動作軌道に調整し、ロボット溶接プログラムを生成して溶接ロボットに送信します。

従来の溶接ロボットのティーチングプログラミングと比較して、オフラインプログラミングには以下の利点があります。

• 仮想シーン内の鋼材の形状に応じて、複雑な溶接経路を自動的に生成できます。
• 指導は不要で、ロボットの稼働時間を占有せず、プログラミング生産ラインを停止する必要もありません。
• 軌道シミュレーション、衝突検出、経路最適化、およびポストセットコード生成

レーザー位置決め溶接トラッキング補正

レーザー位置決め溶接追跡システムは、主に溶接追跡センサーで構成されており、これには1台のCCDカメラと1～2台の半導体レーザーが含まれる。

レーザーは構造光源として機能し、センサー下部の表面に特定の角度でレーザーストライプを投影する。

カメラはセンサーの下部の縞模様を直接観測する。

カメラ前面には光学フィルターが使用されており、レーザー光は透過させるが、溶接アークなどの他の光はすべて遮断することで、レーザーの正確な位置決めと追跡を可能にする。

溶接部の表面にレーザー光を照射してレーザーストライプを形成し、センサー上のレンズを通過することで、感光検出器上に溶接部の輪郭、すなわち溶接部の形状を反映したレーザーストライプ像を生成する。

レーザーストライプ画像は、視覚制御において処理され、追跡点座標、溶接ギャップ、断面積などの溶接特徴データが抽出される。

ビジョンシステムは、溶接位置情報に基づいて溶接トーチの経路を計算し、その経路データを溶接ロボットに送信する。溶接ロボットは、溶接トーチが常に溶接箇所と一直線になるように、走行軌道をリアルタイムで制御する。