具体实施方式

＜1.焊接系统＞

参照图1～图4对本发明的一个实施方式的焊接系统进行说明。

焊接系统1例如通过气体保护弧焊来对作为焊接用工件的钢架结构物W进行焊接。

如图1所示，焊接系统1具备：焊接装置用及控制装置用台车20、作为焊接装置的焊接机器人30、用于将钢架结构物W保持在规定的位置的定位器40、以及对焊接机器人30及定位器40进行控制的控制装置50。

进而，参照图4进行说明，焊接机器人30具备：使搭载的焊接机器人30在接近或远离钢架结构物W的方向上移动的滑动机构22、以及具有六轴关节的机械手32。

定位器40具备：作为钢架结构物W的把持机构的一对旋转定位器10、以及工件位置设定机构41。

控制装置50具备：对焊接系统1的整体动作进行控制的PC(Personal Computer)51、定位器控制部52、以及焊接机器人控制部53。另外，PC51具有数据库DB，该数据库DB针对后述的钢架结构物W的尺寸数据、焊接位置数据或重心数据等的每个工件信息，存储了把持工件W时的把持机构10的最佳位置。

[1－1.定位器]

如上所述，定位器40具备：作为钢架结构物W的把持机构的一对旋转定位器10、以及工件位置设定机构41。

(1－1－1.旋转定位器)

旋转定位器10在焊接是把持钢架结构物W并使其旋转。如图1所示，本实施方式的旋转定位器10由作为主动侧把持机构的主动侧旋转定位器10A和作为从动侧把持机构的从动侧旋转定位器10B这一对构成，将柱状的钢架结构物W保持在钢架结构物W的长度方向上的至少两处。

旋转定位器10例如在通过焊接机器人30对钢架结构物W的直线部分进行焊接的情况下，不使该钢架结构物W旋转而进行焊接，在通过焊接机器人30对钢架结构物W的圆弧部分进行焊接的情况下，使钢架结构物W旋转。由此，焊接系统1不仅在钢架结构物W的直线部分，在圆弧部分也能够不切断电弧地连续进行焊接。如图1所示，本实施方式的旋转定位器10具备：环状保持部11、升降臂机构12、支架13、以及旋转定位器用台车14。需要说明的是，在上述钢架结构物W中，圆弧部分形成在角部。

环状保持部11将钢架结构物W收容并保持在内部。如图1所示，在环状保持部11的内侧伸缩自如地设置有用于从四周保持钢架结构物W的多个固定夹具16。并且，环状保持部11通过这些多个固定夹具16从四周夹持并固定钢架结构物W。另外，如图2A所示，在环状保持部11的外周形成有齿轮11a，齿轮11a构成为与设置在支架13内部的未图示的小齿轮啮合。需要说明的是，在图1中，将一部分去除而省略了齿轮11a的图示。

升降臂机构12用于断开并开闭环状保持部11。如图2A所示，升降臂机构12设置在环状保持部11及支架13的侧方，一端侧与环状保持部11的上部连接，另一端侧与支架13的侧面连接。

另外，具体而言，如图2A所示，升降臂机构12以将环状保持部11在规定位置断开的方式打开，使作为环状保持部11的一部分的圆弧部分11b顺时针旋转，从环状保持部11的剩余部分分离，从而成为能够收容钢架结构物W的状态。然后，如图2B所示，在收容了钢架结构物W之后，如图2C所示，使圆弧部分11b逆时针旋转，再次将圆弧部分11b封闭，通过设置在环状保持部11的内侧的四个固定夹具16夹持并保持钢架结构物W。

支架13收容环状保持部11。如图2A所示，支架13具有收容环状保持部11的下半部分，使环状保持部11的上半部分露出的形状。另外，在支架13的内部设置有以与环状保持部11的齿轮11a啮合的方式配置的未图示的小齿轮、以及使小齿轮驱动的驱动部M。需要说明的是，该驱动部M只要设置在一对旋转定位器10的至少一方即可，也可以是另一方的旋转定位器10从动于一方的旋转定位器10的旋转的结构。图1中，附图标记10A是主动侧旋转定位器，附图标记10B是从动侧旋转定位器。

旋转定位器用台车14能够使各旋转定位器10沿着定位器用移动轨道R1移动。如图1所示，旋转定位器用台车14一对设置在旋转定位器10的下部，通过未图示的伺服马达使旋转定位器10能够独立地在钢架结构物W的长度方向上移动。

需要说明的是，如上所述，旋转定位器10构成为，形成于环状保持部11的外周的齿轮11a与设置在支架13内部的小齿轮啮合。因此，旋转定位器10通过驱动部M的驱动使环状保持部11旋转，从而能够在焊接作业中使钢架结构物W旋转。

(1－1－2.工件位置设定机构)

如图1所示，工件位置设定机构41沿着定位器用移动轨道R1配设在能够沿钢架结构物W的长度方向移动的工件位置设定机构用台车43上。另外，如图1及图3所示，在工件位置设定机构41的侧面例如具有通过使钢架结构物W的一端抵接而用于设定钢架结构物W的长度方向的基准位置S的基准面42。即，如后所述，工件位置设定机构41具有用于计算把持工件W时的把持机构10的最佳位置的钢架结构物W的基准位置信息。

需要说明的是，基准面42在设定钢架结构物W的长度方向的基准位置S的情况下，不一定需要使钢架结构物W的一端抵接，也可以在基准面42与钢架结构物W的一端之间具有一些间隙。此时的间隙优选为10mm以内。

另外，基准面42只要能够设定钢架结构物W的长度方向的基准位置S，就不需要是本实施方式那样的工件位置设定机构41的侧面、即物理的壁面，例如也包括使用激光传感器等非接触单元来设定钢架结构物W的长度方向的基准位置S。

[1－2.焊接装置用及控制装置用台车]

焊接装置用及控制装置用台车20载置构成焊接系统1的焊接机构。如图1所示，焊接装置用及控制装置用台车20形成为平板状。在焊接装置用及控制装置用台车20的下部设置有车轮21，焊接装置用及控制装置用台车20构成为，通过由未图示的马达驱动的车轮21，能够沿着焊接装置用及控制装置用移动轨道R2移动。即，焊接装置用及控制装置用台车20设置为能够在钢架结构物W的长度方向上与上述的旋转定位器10的移动方向并行地移动。

在焊接装置用及控制装置用台车20的上部设置有由未图示的马达驱动的滑动机构22，在滑动机构22的上部载置有焊接机器人30和控制装置50。滑动机构22构成为，能够在焊接装置用及控制装置用台车20上沿与旋转定位器10的移动方向、即钢架结构物W的长度方向正交的方向移动。因此，载置在滑动机构22的上部的焊接机器人30构成为，在焊接时能够沿与旋转定位器10的移动方向正交的方向移动。需要说明的是，在滑动机构22的上部也可以载置均未图示的收容向后述的焊炬31供给的焊丝的焊丝供给容器、更换设置在焊炬31前端的喷嘴的喷嘴更换装置、对喷嘴进行清扫的喷嘴清扫装置、将焊丝切断的焊丝切断装置、去除在焊接部产生的熔渣的熔渣去除装置等。

[1－3.焊接机器人]

焊接机器人30用于对钢架结构物W进行焊接。如图1所示，焊接机器人30具备向机械手32的前端部分供给焊丝的焊炬31。该焊炬31与未图示的焊接电源连接，构成为经由焊炬31向焊丝供给电力。

另外，焊接机器人30经由滑动机构22载置于焊接装置用及控制装置用台车20，如上所述，设置为能够在旋转定位器10的移动方向及与旋转定位器10的移动方向正交的方向上移动。需要说明的是，在图1中，焊接机器人30配置在一对旋转定位器10之间，对一对旋转定位器10之间的焊接接头进行焊接。另外，旋转定位器10的移动方向与钢架结构物W的长度方向对应，与旋转定位器10的移动方向正交的方向与钢架结构物W的宽度方向对应。

[1－4.控制装置]

控制装置50对旋转定位器10、旋转定位器用台车14、焊接装置用及控制装置用台车20、滑动机构22、焊接机器人30、工件位置设定机构用台车43等的动作进行控制。

在此，如图4所示，控制装置50具备：对焊接系统1的整体动作进行控制的PC51、对定位器40的动作进行控制的定位器控制部52、以及对焊接机器人30的焊接动作进行控制的焊接机器人控制部53。

(1－4－1.PC)

PC51具备定位器位置计算单元51a及程序自动生成单元51b，并且具有数据库DB，该数据库DB针对钢架结构物W的尺寸数据、焊接位置数据或重心数据等的每个工件信息，存储了把持钢架结构物W时的旋转定位器10的最佳位置。

需要说明的是，这里所说的数据库是指，例如在焊接具有规定的工件信息的钢架结构物W时，为了使焊接机器人30与旋转定位器10不干涉，应该保持规定的距离而存储的信息等的集合体。即，由定位器位置计算单元51a计算的“把持钢架结构物W时的旋转定位器10的最佳位置”是能够不产生不良情况地焊接钢架结构物W，并且能够可靠地把持钢架结构物W的旋转定位器10的位置。

但是，本实施方式的数据库DB作为存储了把持钢架结构物W时的旋转定位器10的最佳位置的数据库进行了说明，但只不过是一例，也可以是存储了把持钢架结构物W时的旋转定位器10的最佳位置以外的数据库的结构。即，旋转定位器10只要是能够不产生不良情况地焊接钢架结构物W并且能够把持钢架结构物W的状态，旋转定位器10的位置不一定是最佳的位置，因此作为上述数据库DB，也可以具有存储了最佳位置以外的把持钢架结构物W时的旋转定位器10的位置的结构。

定位器位置计算单元51a基于从工件位置设定机构41提供的作为基准位置信息的基准位置S和预先输入到控制装置50的PC51的工件信息，计算能够在最佳位置把持钢架结构物W的旋转定位器10的位置。

程序自动生成单元51b自动生成由定位器位置计算单元51a计算出的、用于使旋转定位器10及焊接机器人30向把持钢架结构物W时的旋转定位器10的最佳位置移动的动作程序。需要说明的是，数据库DB可以是由学习装置累积的数据，也可以利用AI(ArtificialIntelligence)技术。

(1－4－2.定位器控制部)

定位器控制部52按照由PC51自动生成的动作程序，控制旋转定位器10及焊接机器人30，使其向由定位器位置计算单元51a计算出的旋转定位器10的位置移动。

(1－4－3.焊接机器人控制部)

焊接机器人控制部53对焊接机器人30的焊接动作进行控制，具有同步控制部53a。焊接机器人控制部53根据基于钢架结构物W的尺寸数据、焊接位置数据或重心数据等工件信息由PC51生成的动作程序或预先储存于焊接机器人控制部的动作程序，来控制机械手32的动作、向焊炬31供给的电力、焊丝的供给等，对钢架结构物W的焊接部进行焊接。

此时，同步控制部53a以焊接机器人30的机械手32的动作与旋转定位器10的动作同步的方式进行控制。具体而言，在通过焊接机器人30对钢架结构物W的圆弧部分进行焊接时，使钢架结构物W的旋转与焊接机器人30的动作同步地进行焊接。进而，根据需要，按照来自PC51的指令，与在钢架结构物W的长度方向上移动的旋转定位器10的动作同步，使焊接机器人30移动。

＜2.焊接顺序＞

接着，参照图1、图3及图5，依次对由焊接系统1进行的钢架结构物W的焊接顺序进行说明。需要说明的是，图3是从上方观察图1所示的焊接系统的概要结构图，图5是示出由图1所示的焊接系统进行的焊接顺序的流程图。

首先，使工件位置设定机构用台车43沿着定位器用移动轨道R1移动，将工件位置设定机构41定位在任意的位置。由此，工件位置设定机构41的基准面42被设定为钢架结构物W的基准位置S。需要说明的是，工件位置设定机构41的位置是任意确定的，例如，可以设定为钢架结构物W的焊接作业区域不与其他作业区域重叠的位置。

然后，如图5的步骤S1所示，通过基于作业者的手动输入、或者来自钢架结构物W的CAD(Computer-Aided Design)数据的输入等，预先对PC51输入钢架结构物W的尺寸数据、焊接位置数据或重心数据等工件信息。需要说明的是，工件信息的输入方法没有特别限定，但从提高作业效率的观点出发，优选利用三维的CAD数据。

接着，如图5的步骤S2所示，对于PC51，定位器位置计算单元51a基于从工件位置设定机构41提供的基准位置信息和预先输入到预先控制装置50的PC51的工件信息，计算能够将钢架结构物W把持在最佳位置的旋转定位器10的位置。即，定位器位置计算单元51a设想表示一端与工件位置设定机构41的基准面42抵接的状态的假想的钢架结构物W，针对每个工件信息，从存储了把持钢架结构物W时的旋转定位器10的最佳位置的数据库DB，决定相对于假想的钢架结构物W的最佳的把持位置，计算旋转定位器10的位置。

需要说明的是，此时，在作为工件信息包含钢架结构物W的重心数据的情况下，还考虑其重心数据计算最佳的把持位置，从而能够在稳定的状态下保持钢架结构物W，能够实现精度高的焊接作业。

进而，如图5的步骤S3所示，PC51通过程序自动生成单元51b自动生成用于使旋转定位器10向由定位器位置计算单元51a计算出的旋转定位器10的位置移动的动作程序，并向定位器控制部52送出。

如图5的步骤S4所示，定位器控制部52按照由程序自动生成单元51b生成的动作程序，使旋转定位器用台车14沿着定位器用移动轨道R1移动，从而使旋转定位器10向由定位器位置计算单元51a计算出的旋转定位器10的位置移动。

需要说明的是，向计算出的旋转定位器10的位置的移动可以根据主动侧旋转定位器10A的位置来控制从动侧旋转定位器10B的位置。由此，提高主动侧旋转定位器10A及从动侧旋转定位器10B的位置精度。

接着，如图5的步骤S5所示，使升降臂机构12动作，在将环状保持部11的上部断开并打开后(参照图2A)，用起重机等搬运钢架结构物W并搭载在固定夹具16上。在钢架结构物W向固定夹具16搭载时，使钢架结构物W的成为基准面的一端与工件位置设定机构41的基准面42抵接而进行钢架结构物W的长度方向的定位后，用多个固定夹具16从四周夹持并进行固定。然后，在关闭环状保持部11后，使工件位置设定机构41向远离钢架结构物W的方向移动而使其退避。由此，能够利用旋转定位器10进行钢架结构物W的旋转。

接着，如图5的步骤S6所示，PC5检查各部分没有干渉后，如步骤S7所示，将焊接位置、焊接顺序、焊接方法等示教数据向焊接机器人控制部53传送。

进而，焊接机器人控制部53基于如图5的步骤S8所示的来自外部输入开关的起动指令，如步骤S9所示，开始由焊接机器人30进行的钢架结构物W的焊接作业。具体而言，例如，基于存储于PC51或焊接机器人控制部53自身的动作程序，一边使焊接机器人30移动，一边实施钢架结构物W的焊接作业。需要说明的是，对于钢架结构物W的长度方向上的直线部分，不使钢架结构物W旋转，在使焊接装置用及控制装置用台车20、具体而言焊接机器人30沿着焊接装置用及控制装置用移动轨道R2在钢架结构物W的长度方向上移动的同时进行焊接；或者在使滑动机构22沿与钢架结构物W的长度方向正交的方向移动的同时进行焊接。另外，焊接机器人30主体也可以不移动，而使具有六轴关节的焊接机器人30的机械手32动作来进行焊接。

另外，钢架结构物W的圆弧部分通过对驱动部M进行驱动而使环状保持部11旋转，在使由固定夹具16保持的钢架结构物W旋转的同时，通过同步控制部53a与固定夹具16的旋转同步，并且控制焊接机器人30进行焊接。

在钢架结构物W的焊接完成后，通过升降臂机构12打开环状保持部11的上部，如图5的步骤S10所示，搬出钢架结构物W而结束焊接作业。

如上所说明的那样，根据本实施方式的焊接系统，能够自动计算并定位以往依赖于作业者的经验的把持钢架结构物W时的旋转定位器10的最佳位置。即，能够使旋转定位器10的定位作业自动化而高效地进行。

需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，能够适当地进行变形、改良等。例如，在上述实施方式中，作为钢架结构物W的把持机构，利用一对旋转定位器10进行了说明，但只要能够把持钢架结构物W，可以是一个，另外，也可以是三个。

如上所述，在本说明书中公开了以下事项。

(1)一种焊接系统，其使用焊接装置及定位器对工件进行焊接，其特征在于，

所述焊接系统具有对所述焊接装置及所述定位器进行控制的控制装置，

所述定位器具备：工件位置设定机构，其具有基准位置信息；以及至少一个把持机构，其把持所述工件，

所述控制装置具有定位器位置计算单元，所述定位器位置计算单元基于从所述工件位置设定机构提供的所述基准位置信息和预先输入到所述控制装置的工件信息，来计算把持所述工件时的所述把持机构的位置。

根据该结构，能够自动地计算把持工件时的定位器的位置并进行定位，能够使定位器的定位作业自动化而高效地进行。

(2)根据上述(1)所述的焊接系统，其特征在于，

所述控制装置具有针对每个所述工件信息存储了把持所述工件时的所述把持机构的位置的数据库，

所述定位器位置计算单元参照所述数据库来计算把持所述工件时的所述把持机构的位置。

根据该结构，能够对应于多种多样的工件计算把持位置。

(3)上述(1)或(2)所述的焊接系统，其特征在于，

所述工件信息包含所述工件的尺寸数据及焊接位置数据中的至少一个数据。

根据该结构，能够准确地获知工件的大小、应焊接的位置。

(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的焊接系统，其特征在于，

所述控制装置具有以使所述焊接装置的动作与所述定位器的动作同步的方式进行控制的同步控制部。

根据该结构，通过使焊接装置与定位器的动作同步，从而即使在工件的圆弧部分的焊接中，也能够不切断电弧地连续进行焊接。

(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的焊接系统，其特征在于，

所述焊接装置是焊接机器人，

所述焊接机器人及所述定位器分别具有能够并行移动的移动轴。

根据该结构，即使焊接机器人及把持机构移动，也能够将焊接机器人与把持机构的相对位置维持为恒定。

(6)根据上述(5)所述的焊接系统，其特征在于，

所述定位器具有两个以上的所述把持机构，

在将所述把持机构中的一个设为主动侧把持机构、将所述把持机构中的剩余的把持机构设为从动侧把持机构时，

所述主动侧把持机构及所述从动侧把持机构分别具备定位在规定的位置的伺服马达，

所述控制装置相对于由所述定位器位置计算单元计算出的、把持所述工件时的所述把持机构的位置，以由所述主动侧把持机构定位的位置为基础，来对所述从动侧把持机构的位置进行控制。

根据该结构，提高针对主动侧把持机构与从动侧把持机构的相对位置的位置精度。

(7)根据上述(1)～(6)中任一项所述的焊接系统，其特征在于，

所述控制装置具有程序自动生成单元，所述程序自动生成单元自动生成用于使所述把持机构及所述焊接装置向由所述定位器位置计算单元计算出的、把持所述工件时的所述把持机构的位置移动的动作程序。

根据该结构，能够自动生成动作程序，提高作业效率。

(8)根据上述(1)～(7)中任一项所述的焊接系统，其特征在于，

所述工件信息包含所述工件的重心数据，

所述定位器位置计算单元参照所述重心数据来计算把持所述工件时的所述把持机构的位置。

根据该结构，把持机构能够以稳定的状态把持工件。

(9)一种焊接系统的控制装置，其是使用焊接装置及定位器对工件进行焊接的焊接系统的控制装置，其特征在于，

所述控制装置对所述焊接装置及所述定位器进行控制，

所述控制装置具有定位器位置计算单元，所述定位器位置计算单元基于从所述定位器所具有的工件位置设定机构提供的基准位置信息和预先输入到所述控制装置的工件信息，来计算把持所述工件时的、所述定位器所具有的把持机构的位置。

根据该结构，能够自动地计算把持工件时的定位器的位置并进行定位，能够使定位器的定位作业自动化而高效地进行。

(10)一种焊接系统的控制程序，其是使用焊接装置及定位器对工件进行焊接的焊接系统的控制程序，其特征在于，

所述控制程序对所述焊接装置及所述定位器进行控制，

所述控制程序包括定位器位置计算步骤，在所述定位器位置计算步骤中，基于从所述定位器所具有的工件位置设定机构提供的基准位置信息和预先输入到所述控制程序的工件信息，计算把持所述工件时的、所述定位器所具有的把持机构的位置。

根据该结构，能够自动地计算把持工件时的定位器的位置并进行定位，能够使定位器的定位作业自动化而高效地进行。

(11)一种焊接方法，其是使用焊接装置及定位器对工件进行焊接的焊接方法，其特征在于，

所述焊接方法包括如下工序：通过控制所述焊接装置及所述定位器的控制装置，来对所述焊接装置及所述定位器进行控制，

所述定位器具备：工件位置设定机构，其具有基准位置信息；以及至少一个把持机构，其把持所述工件，

所述焊接方法包括如下工序：基于从所述工件位置设定机构提供的所述基准位置信息和预先输入到所述控制装置的工件信息，来计算把持所述工件时的所述把持机构的位置。

根据该结构，能够自动地计算把持工件时的定位器的位置并进行定位，能够使定位器的定位作业自动化而高效地进行。

以上，参照附图对各种实施方式进行了说明，但本发明当然并不限定于这些例子。只要是本领域技术人员，就显然能够在专利技术方案所记载的范畴内想到各种变更例或修正例，也应了解这些变更例或修正例当然也属于本发明的技术范围。另外，在不脱离发明的主旨的范围内，也可以任意地组合上述实施方式中的各构成要素。

需要说明的是，本申请基于2019年3月29日申请的日本专利申请(特愿2019－067011)，其内容在本申请中作为参照而被引用。

附图标记说明：

1 焊接系统

10 旋转定位器(把持机构)

10A 主动侧旋转定位器(主动侧把持机构)

10B 从动侧旋转定位器(从动侧把持机构)

11 环状保持部

11a 齿轮

11b 圆弧部分

12 升降臂机构

13 支架

14 旋转定位器用台车

16 固定夹具

20 焊接装置用及控制装置用台车

21 车轮

22 滑动机构

30 焊接机器人(焊接装置)

31 焊炬

32 机械手

40 定位器

41 工件位置设定机构

42 基准面

43 工件位置设定机构用台车

50 控制装置

51 PC

51a 定位器位置计算单元

51b 程序自动生成单元

52 定位器控制部

53 焊接机器人控制部

53a 同步控制部

DB 数据库

M 驱动部

R1 定位器用移动轨道(移动轴)

R2 焊接装置用及控制装置用移动轨道(移动轴)

S 基准位置(基准位置信息)

W 钢架结构物(工件)。