特許 6359847 干渉回避装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6359847

(24)【登録日】2018年6月29日

(45)【発行日】2018年7月18日

(54)【発明の名称】干渉回避装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/12 20060101AFI20180709BHJP

   G05B 19/4093 20060101ALI20180709BHJP

   G05B 19/42 20060101ALI20180709BHJP

【ＦＩ】

   B23K9/12 331K

   B23K9/12 331Q

   G05B19/4093 E

   G05B19/42 D

【請求項の数】4

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-55260(P2014-55260)

(22)【出願日】2014年3月18日

(65)【公開番号】特開2015-174142(P2015-174142A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2017年2月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100115749

【弁理士】

【氏名又は名称】谷川 英和

(74)【代理人】

【識別番号】100121223

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 悟道

(72)【発明者】

【氏名】山本 真央

(72)【発明者】

【氏名】廣田 周吾

(72)【発明者】

【氏名】中川 慎一郎

【審査官】 奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２６８０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２８０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０９４１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４０６６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ９／００−９／３２

Ｇ０５Ｂ １９／４０９３

Ｇ０５Ｂ １９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接ロボットによる多層盛溶接の行われる母材の形状に関する情報である形状情報、当該多層盛溶接の各パスの教示点及びトーチ姿勢を示す教示情報、並びに溶接ワイヤの先端と溶接トーチとの位置関係を示すトーチ情報が記憶される記憶部と、
前記トーチ情報と判断対象のパスに対応する教示情報とを用いて、当該パスに応じた溶接における溶接トーチの位置を算出するトーチ位置算出部と、
前記形状情報と前記トーチ位置算出部によって算出された溶接トーチの位置とを用いて、前記判断対象のパスに応じた溶接において溶接トーチと母材とが干渉するかどうか判断する干渉判断部と、
前記干渉判断部によって溶接トーチと母材とが干渉すると判断された場合に、前記判断対象のパスに対応するトーチ姿勢を修正する修正部と、を備え、
前記トーチ位置算出部は、前記修正部によって修正されたトーチ姿勢に応じた溶接トーチの位置である修正位置をも算出し、
前記干渉判断部は、前記修正位置に応じた溶接において溶接トーチと母材とが干渉するかどうかをも判断し、
前記修正部は、前記干渉判断部によって修正位置に応じた溶接において溶接トーチと母材とが干渉すると判断された場合に、干渉が解消されるように前記教示点を移動させる、干渉回避装置。

【請求項2】

前記修正部は、前記干渉判断部によって溶接トーチと母材とが２箇所で干渉すると判断され、トーチ姿勢を修正する場合に、溶接トーチの長手方向軸線が鉛直方向に近くなるようにトーチ姿勢を修正する、請求項１記載の干渉回避装置。

【請求項3】

前記修正部は、前記干渉判断部によって溶接トーチと母材とが干渉すると判断された場合に、少なくとも１箇所の干渉が解消されるように前記判断対象のパスに対応するトーチ姿勢を修正する、請求項１または請求項２記載の干渉回避装置。

【請求項4】

前記多層盛溶接では、溶接トーチがウィービングされ、
前記記憶部では、溶接線に直交する方向の当該ウィービングの幅に関する情報であるウィービング幅情報も記憶され、
前記トーチ位置算出部は、前記ウィービング幅情報をも用いて、判断対象のパスに応じた溶接における溶接トーチの位置を算出する、請求項１から請求項３のいずれか記載の干渉回避装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶接ロボットの多層盛溶接における教示情報を、干渉を回避するように修正する干渉回避装置に関する。

【背景技術】

【0002】

多層盛溶接を行う場合に、すべての溶接パスについてティーチングを行うと、そのために多大な時間と労力が必要になるという問題があった。そのため、例えば、多層盛溶接において１パス目を教示し、その１パス目に対するオフセット量を与えることによって、２パス目以降の溶接パスを自動的に、または半自動的に生成することが行われていた（例えば、特許文献１参照）。
また、そのような多層盛溶接において、ウィービングさせながらの溶接も行われている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−１１９５２５号公報

【特許文献2】特開２００９−２４８１７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ティーチングまたは生成された溶接パスやトーチ姿勢に応じて多層盛溶接を行う場合に、溶接トーチと母材（ワーク）とが干渉することがありうる。そのことは、オフセット量を用いてパスやトーチ姿勢を自動的に算出する場合に顕著になる。また、ウィービングがない状況では干渉しない場合であっても、ウィービングを行うことによって干渉が発生することもあった。

【0005】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、多層盛溶接における干渉を検知し、干渉が発生しうる場合に、教示情報を自動的に修正することができる干渉回避装置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】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明による干渉回避装置は、溶接ロボットによる多層盛溶接の行われる母材の形状に関する情報である形状情報、多層盛溶接の各パスの教示点及びトーチ姿勢を示す教示情報、並びに溶接ワイヤの先端と溶接トーチとの位置関係を示すトーチ情報が記憶される記憶部と、トーチ情報と判断対象のパスに対応する教示情報とを用いて、パスに応じた溶接における溶接トーチの位置を算出するトーチ位置算出部と、形状情報とトーチ位置算出部によって算出された溶接トーチの位置とを用いて、判断対象のパスに応じた溶接において溶接トーチと母材とが干渉するかどうか判断する干渉判断部と、干渉判断部によって溶接トーチと母材とが干渉すると判断された場合に、判断対象のパスに対応する教示情報を修正する修正部と、を備えたものである。
このような構成により、教示情報に応じて多層盛溶接を行うと干渉が発生する場合であっても、その干渉の発生を検知し、その教示情報を修正することによって、干渉を回避することができる。また、その教示情報の修正を自動的に行うことができるため、教示情報を手動で修正する必要がなくなるというメリットもある。

【0007】

また、本発明による干渉回避装置では、修正部は、干渉判断部によって溶接トーチと母材とが干渉すると判断された場合に、判断対象のパスに対応するトーチ姿勢を修正してもよい。
このような構成により、トーチ姿勢の修正によって、干渉を回避することができる。

【0008】

また、本発明による干渉回避装置では、修正部は、干渉判断部によって溶接トーチと母材とが干渉すると判断された場合に、少なくとも１箇所の干渉が解消されるように判断対象のパスに対応するトーチ姿勢を修正してもよい。
このような構成により、例えば、１箇所の干渉のみが存在する場合であって、また、その干渉の解消に応じたトーチ姿勢の修正によって新たな干渉が発生しない場合には、干渉が回避されることになる。

【0009】

また、本発明による干渉回避装置では、トーチ位置算出部は、修正部によって修正されたトーチ姿勢に応じた溶接トーチの位置である修正位置をも算出し、干渉判断部は、修正位置に応じた溶接において溶接トーチと母材とが干渉するかどうかをも判断し、修正部は、干渉判断部によって修正位置に応じた溶接において溶接トーチと母材とが干渉すると判断された場合に、干渉が解消されるように教示点を移動させてもよい。
このような構成により、トーチ姿勢を修正しても干渉を回避できない場合には、教示点を修正することによって、干渉を回避することができる。

【0010】

また、本発明による干渉回避装置では、多層盛溶接では、溶接トーチがウィービングされ、記憶部では、溶接線に直交する方向のウィービングの幅に関する情報であるウィービング幅情報も記憶され、トーチ位置算出部は、ウィービング幅情報をも用いて、判断対象のパスに応じた溶接における溶接トーチの位置を算出してもよい。
このような構成により、ウィービングが行われる場合にも、そのウィービングを考慮した干渉の検知や、その検知結果に応じた教示情報の修正を行うことができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明による干渉回避装置によれば、溶接トーチと母材とが干渉するかどうか判断し、その判断結果に応じて教示情報を修正することによって、干渉を回避することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態１による制御装置等の構成を示すブロック図

【図2A】同実施の形態による干渉回避装置の動作を示すフローチャート

【図2B】同実施の形態による干渉回避装置の動作を示すフローチャート

【図3A】同実施の形態における母材と溶接トーチとの位置関係を示す図

【図3B】同実施の形態における母材に囲まれた領域を示す図

【図4A】同実施の形態における溶接ワイヤの先端と溶接トーチの位置関係を示す図

【図4B】同実施の形態における溶接ワイヤの先端と溶接トーチの位置関係を示す図

【図5A】同実施の形態におけるトーチ姿勢の修正について説明するための図

【図5B】同実施の形態におけるトーチ姿勢の修正について説明するための図

【図5C】同実施の形態におけるトーチ姿勢の修正について説明するための図

【図6A】同実施の形態における教示点の修正について説明するための図

【図6B】同実施の形態における教示点の修正について説明するための図

【図7】同実施の形態における干渉の判断について説明するための図

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明による干渉回避装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。

【0014】

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による干渉回避装置を備えた制御装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による干渉回避装置は、溶接トーチと母材とが干渉するかどうか判断し、干渉する場合には、教示情報を修正するものである。

【0015】

図１は、本実施の形態による溶接ロボットシステムの構成を示すブロック図である。本実施の形態による溶接ロボットシステムは、制御装置１と、マニピュレータ３と、溶接機４とを備える。

【0016】

制御装置１は、溶接機４との間で通信を行う通信部１１と、マニピュレータ３や溶接機４を制御する制御部１２と、干渉回避装置２とを備える。干渉回避装置２は、記憶部２１と、受付部２２と、パス生成部２３と、トーチ位置算出部２４と、干渉判断部２５と、修正部２６とを備える。なお、本実施の形態による溶接ロボットシステムでは、多層盛溶接が行われるものとする。また、その多層盛溶接において、溶接トーチがウィービングされてもよく、または、そうでなくてもよい。ウィービングが行われる場合に、そのウィービングは、例えば、トーチ姿勢を変化させないウィービングであってもよく、または、上記特許文献２のように、トーチ姿勢を変化させるウィービングであってもよい。本実施の形態では、前者の場合について主に説明する。

【0017】

通信部１１は、制御部１２からの指示に応じて、溶接開始、溶接終了、溶接ワイヤの送給開始、送給終了などの指示を溶接機４に送信する。また、通信部１１は、溶接ロボットにおいて取得されるデータ、例えば、溶接電流、溶接電圧、溶接ガス流量等を受信してもよい。

【0018】

制御部１２は、記憶部２１で記憶されている教示情報や、ティーチングペンダント（図示せず）から入力される操作信号、マニピュレータ３のエンコーダから受け取る駆動モータの現在位置等に応じて、マニピュレータ３の各駆動モータの位置を制御する。その制御によって、溶接トーチ３ａが所望の位置に移動されることになる。なお、その制御の際に、制御部１２は、サーボコントローラを介してマニピュレータ３を制御してもよい。また、制御部１２は、通信部１１を介して、溶接作業プログラムや溶接条件等に応じて、溶接機４による溶接の開始や終了、出力電圧、溶接ワイヤの送給の開始や終了等を制御する。その溶接作業プログラム等は、例えば、記憶部２１で記憶されていてもよく、または、その他の図示しない記録媒体で記憶されていてもよい。

【0019】

記憶部２１では、形状情報と、教示情報と、トーチ情報とが記憶される。形状情報は、溶接ロボットによる多層盛溶接の行われる母材８の形状に関する情報である。その形状情報は、例えば、多層盛溶接の行われる開先形状に関する情報であってもよい。その形状情報によって、溶接トーチ３ａと母材８との干渉が発生しない領域と、干渉の発生する領域とが区別可能になることが好適である。すなわち、形状情報を用いることによって、溶接トーチ３ａがある位置に存在する場合に、干渉の有無を判断できるようになっていることが好適である。また、その形状情報は、結果として、溶接ワイヤの先端や溶接トーチ３ａと、多層盛溶接の行われる母材８の形状との関係が分かる情報であればよく、例えば、ワールド座標系において開先面等の形状を示す情報であってもよく、ローカル座標系において開先面等の形状を示す情報であってもよく、または、開先面等の形状と溶接トーチ３ａ等との相対的な位置関係を示す情報であってもよい。形状情報は、例えば、後述する直線Ｆ１，Ｆ２を示す情報であってもよい。

【0020】

教示情報は、多層盛溶接の各パスの教示点と、多層盛溶接の各パスのトーチ姿勢とを示す情報である。その教示点によって、溶接線の位置、すなわち、アーク溶接が行われる際の溶接ワイヤの先端の位置が示されることになる。教示点は、例えば、ワールド座標系等の座標系における座標値であってもよい。また、トーチ姿勢は、例えば、ワールド座標系等の座標系における角度（例えば、方位角と仰俯角等）によって示されてもよく、溶接パスに対する角度である狙い角や前進後退角によって示されてもよい。本実施の形態では、トーチ姿勢が狙い角である場合について主に説明する。なお、狙い角は、溶接線を含む基準平面と、溶接線及び溶接トーチ３ａの長手方向軸線（例えば、溶接ワイヤの先端部分の長手方向軸線であってもよい）を含む平面とのなす角度であってもよい。また、前進後退角は、溶接線と溶接トーチ３ａの長手方向軸線とを含む平面における、溶接線の法線と溶接トーチ３ａの長手方向軸線とのなす角度であってもよい。また、前述のように、すべてのパスに対応する教示点やトーチ姿勢がユーザのティーチングによって設定されてもよく、または、少なくとも一部のパスに対応する教示点やトーチ姿勢がパス生成部２３によって生成されてもよい。前者の場合には、ワールド座標系等の座標系における座標値や角度等を指定することによって記憶部２１に教示情報が設定されてもよく、または、マニピュレータ３における溶接トーチ３ａの位置を実際に移動させることによって教示情報が設定されてもよい。また、パス生成部２３によって生成される場合には、例えば、１パス目の溶接パスやトーチ姿勢のみが教示され、その１パス目の溶接パス等に応じて２パス目以降の溶接パスやトーチ姿勢が算出されてもよい。

【0021】

トーチ情報は、溶接ワイヤの先端と溶接トーチ３ａとの位置関係を示す情報である。なお、教示点と、トーチ姿勢と、トーチ情報を用いることによって、その教示点に溶接ワイヤの先端が存在し、また溶接トーチ３ａがトーチ姿勢に応じた姿勢である場合における溶接トーチ３ａの位置を算出できるようになっていることが好適である。

【0022】

また、記憶部２１では、溶接線に直交する方向のウィービングの幅に関する情報であるウィービング幅情報も記憶されてもよい。なお、溶接線を挟んだ一方の側のウィービングの幅と、他方の側のウィービングの幅とが同じであるウィービングが行われる場合には、ウィービング幅情報は、ウィービングの全体の幅を示す情報であってもよい。一方、両者の幅が異なるウィービングが行われる場合には、ウィービング幅情報は、それぞれの幅を示す情報であってもよい。また、このウィービング幅情報は、溶接パスごとに設定されてもよく、または、そうでなくてもよい。後者の場合には、すべての溶接パスについてウィービングの幅が同じであってもよい。また、ウィービング幅情報には、ウィービングの方向を示す情報が含まれてもよい。本実施の形態では、ウィービングが、溶接トーチ３ａの長手方向軸線と溶接線とに垂直な方向に行われる場合について説明するが、そうでない場合には、ウィービング幅情報によって、その方向が示されてもよい。また、上記特許文献２で示されるように、トーチ姿勢を変化させるウィービングが行われる場合には、ウィービング幅情報は、例えば、溶接トーチ３ａの振りの角度や、振りの中心から溶接トーチ３ａの先端や溶接ワイヤの先端までの距離等を含んでいてもよい。

【0023】

また、記憶部２１では、上記以外の情報が記憶されてもよい。例えば、上述の溶接作業プログラム等が記憶部２１で記憶されてもよい。また、記憶部２１に情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して情報が記憶部２１で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された情報が記憶部２１で記憶されるようになってもよく、または、入力デバイスを介して入力された情報が記憶部２１で記憶されるようになってもよい。本実施の形態では、受付部２２が受け付けた情報や、パス生成部２３が生成した情報、修正部２６が修正した情報が記憶部２１で記憶されるようになる場合について主に説明する。また、記憶部２１での記憶は、ＲＡＭ等における一時的な記憶でもよく、あるいは、長期的な記憶でもよい。また、記憶部２１は、所定の記録媒体（例えば、半導体メモリや磁気ディスク、光ディスクなど）によって実現されうる。また、記憶部２１は、単一の記録媒体で構成されてもよく、または、複数の記録媒体で構成されてもよい。後者の場合には、例えば、形状情報と、教示情報とは、別々の記録媒体で記憶されてもよい。

【0024】

受付部２２は、情報を受け付け、記憶部２１に蓄積する。その情報は、例えば、形状情報や、教示情報、トーチ情報、ウィービング幅情報等であってもよい。受付部２２は、例えば、入力デバイス（例えば、キーボードやマウス、タッチパネルなど）から入力された情報を受け付けてもよく、有線もしくは無線の通信回線を介して送信された情報を受信してもよく、所定の記録媒体（例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど）から読み出された情報を受け付けてもよい。本実施の形態では、受付部２２が、ティーチングペンダントを介して入力された情報を受け付ける場合について主に説明する。なお、受付部２２は、受け付けを行うためのデバイス（例えば、モデムやネットワークカードなど）を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、受付部２２は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは所定のデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。

【0025】

パス生成部２３は、多層盛溶接における２パス目以降のパスを生成し、記憶部２１に蓄積してもよい。そのパスを生成する方法は問わないが、例えば、上記特許文献１に記載された方法を用いてもよい。そのパスの生成の際に、記憶部２１で記憶されている形状情報を用いてもよい。また、そのパスの生成の際に、ティーチングペンダント等を介してユーザからの指示を受け付けてもよく、またはそうでなくてもよい。また、パス生成部２３は、２パス目以降のパスに対応するトーチ姿勢をも生成してもよく、またはそうでなくてもよい。パス生成部２３が生成した教示点等を含む教示情報は、記憶部２１で記憶される。

【0026】

トーチ位置算出部２４は、トーチ情報と、判断対象のパスに対応する教示情報とを用いて、そのパスに応じた溶接における溶接トーチ３ａの位置を算出する。判断対象のパスとは、干渉を判断する対象となるパスのことである。したがって、干渉の判断を行わないパスについては、トーチ位置算出部２４は、溶接トーチ３ａの位置の算出を行わなくてもよい。また、通常、母材８と干渉する可能性の高い溶接トーチ３ａの箇所は、溶接トーチ３ａの先端部分であるノズルである。したがって、溶接トーチ３ａの位置とは、溶接トーチ３ａのノズルの位置であると考えてもよい。前述のように、トーチ情報は、溶接トーチ３ａの先から突出した溶接ワイヤの先端と溶接トーチ３ａとの位置関係を示す情報であり、教示情報は、溶接ワイヤの先端位置（教示点）と、溶接トーチ３ａの角度（トーチ姿勢）とを示す情報である。したがって、トーチ位置算出部２４は、トーチ情報と教示情報とを用いることによって、溶接トーチ３ａの位置を算出することができる。なお、トーチ位置算出部２４が算出する溶接トーチ３ａの位置は、溶接トーチ３ａを代表する箇所の位置（上述のように、干渉の可能性の高い溶接トーチ３ａの箇所の位置等）であってもよい。図３Ａは、溶接線方向から、レ型開先を有する母材８と、溶接トーチ３ａのノズル５や溶接ワイヤ６とを見た図である。すなわち、図３Ａは、溶接線に垂直な平面（ｘｙ直交座標系）における、母材８やノズル５等を示す図である。なお、そのｘｙ直交座標系では、ｘ軸方向が水平方向であり、ｙ軸方向が鉛直方向であるとしている。そのことは、他のｘｙ直交座標系でも同様である。図３Ａにおいて、１パス目の溶接線に応じたノズル５及び溶接ワイヤ６の位置を破線で示しており、２パス目の溶接線に応じたノズル５及び溶接ワイヤ６の位置を実線で示している。溶接は、例えば、図中の紙面奥方向に向かって行われてもよい。図３Ａにおいて、母材８に最も干渉しやすいノズル５の箇所（干渉が発生する際に、はじめに母材８に接触する箇所）は、点Ｃと点Ｄである。したがって、ノズル５と母材８とが干渉するかどうかは、溶接トーチ３ａを代表する箇所であるノズル５の点Ｃ，点Ｄが、図３Ｂで示される領域Ｉ内に存在するかどうかによって判断することができる。そのため、トーチ位置算出部２４は、その点Ｃ，点Ｄの位置を算出してもよい。ここで、領域Ｉは、母材８の表面に応じた直線Ｆ１より図中上側であり、直線Ｆ２より図中右側である領域である。なお、図３Ｂでは、直線Ｆ２の位置を把握しやすくするため、ｘｙ座標軸の表示を省略している。

【0027】

なお、後述する修正部２６によってトーチ姿勢が修正された場合に、トーチ位置算出部２４は、その修正されたトーチ姿勢に応じた溶接トーチ３ａの位置である修正位置をも算出してもよい。また、修正部２６によって教示点が修正された場合には、トーチ位置算出部２４は、その修正された教示点に応じた溶接トーチ３ａの位置をも算出してもよい。また、トーチ位置算出部２４は、ウィービング幅情報をも用いて、判断対象のパスに応じた溶接における溶接トーチ３ａの位置を算出してもよい。その場合には、トーチ位置算出部２４は、ウィービングによる溶接トーチ３ａの移動をも考慮して、最大の振れ幅における点Ｃ，点Ｄの位置を算出してもよい。すなわち、ウィービングのある場合には、トーチ位置算出部２４は、ウィービングにおいて溶接トーチ３ａが存在しうる最も広い範囲に応じた溶接トーチ３ａの位置を算出してもよい。また、トーチ位置算出部２４は、教示情報で示されるすべてのパスについて、溶接トーチ３ａの位置を算出してもよく、または、一部のパスについてのみ、溶接トーチ３ａの位置を算出してもよい。また、トーチ位置算出部２４が算出した溶接トーチ３ａの位置は、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。

【0028】

ここで、溶接トーチの位置、すなわち、点Ｃ，点Ｄを算出する方法について、ウィービングのない場合と、ウィービングのある場合とに分けて説明する。

【0029】

［ウィービングのない場合における溶接トーチの位置の算出方法］
ウィービングのない場合における溶接トーチ３ａの位置の算出方法について、図４Ａを参照しながら説明する。図４Ａで示されるように、溶接線に垂直な平面において、溶接ワイヤ６の先端位置である点Ａの座標を（ｘ_１，ｙ_１）とし、溶接ワイヤ６がノズル５から出てくる位置である点Ｂの座標を（ｘ_２，ｙ_２）とし、ノズル５先端の両端点Ｃ，Ｄの座標をそれぞれ（ｘ_３，ｙ_３）、（ｘ_４，ｙ_４）とする。また、溶接ワイヤ６の長さ方向（溶接トーチ３ａの長手方向軸線）は、基準平面である水平面に対して、狙い角θだけ傾いているものとする。点Ａの座標（ｘ_１，ｙ_１）及び狙い角θは、教示情報に含まれるものとする。また、ノズル５から突出している溶接ワイヤ６の長さをＬとし、ノズル５の直径をｎとしている。そのＬ及びｎは、トーチ情報に含まれているものとする。すると、点Ｂの座標（ｘ_２，ｙ_２）は、次式のように算出できる。なお、本実施の形態では、溶接ワイヤ６の長さ方向と、溶接トーチ３ａの長手方向軸線とが実質的に同じであるとしている。
ｘ_２＝ｘ_１＋Ｌｃｏｓθ
ｙ_２＝ｙ_１＋Ｌｓｉｎθ

【0030】

また、点Ｂは、ノズル５の中心であるため、点Ｂと点Ｃとの距離はｎ／２となる。したがって、点Ｃの座標（ｘ_３，ｙ_３）は、次式のようになる。
ｘ_３＝ｘ_２−（ｎ／２）ｓｉｎθ＝ｘ_１＋Ｌｃｏｓθ−（ｎ／２）ｓｉｎθ
ｙ_３＝ｙ_２＋（ｎ／２）ｃｏｓθ＝ｙ_１＋Ｌｓｉｎθ＋（ｎ／２）ｃｏｓθ
また、同様にして、点Ｄの座標（ｘ_４，ｙ_４）は、次式のようになる。
ｘ_４＝ｘ_２＋（ｎ／２）ｓｉｎθ＝ｘ_１＋Ｌｃｏｓθ＋（ｎ／２）ｓｉｎθ
ｙ_４＝ｙ_２−（ｎ／２）ｃｏｓθ＝ｙ_１＋Ｌｓｉｎθ−（ｎ／２）ｃｏｓθ
したがって、上述のようにして、教示点（ｘ_１，ｙ_１）や、トーチ姿勢θ、トーチ情報Ｌ，ｎを用いて、溶接トーチ３ａの位置（ｘ_３，ｙ_３）、（ｘ_４，ｙ_４）を算出することができる。

【0031】

［ウィービングのある場合における溶接トーチの位置の算出方法］
ウィービングのある場合における溶接トーチ３ａの位置の算出方法について、図４Ｂを参照しながら説明する。図４Ｂで示されるように、幅がｗであるウィービングが行われる場合であって、そのウィービングの幅が点Ｃ側と、点Ｄ側とで均等である場合には、最大の振れ幅である点Ｃ'と、点Ｄ'とは、点Ｃ，点Ｄからそれぞれｗ／２ずつウィービング方向に離れた点となる。すなわち、ノズル５の幅をｎ＋ｗとした場合と実質的に同じとなる。したがって、ウィービングのない場合における点Ｃ，点Ｄの算出式において、ｎをｎ＋ｗとすることによって、点Ｃ'，点Ｄ'の座標を算出することができる。具体的には、点Ｃ'の座標（ｘ_５，ｙ_５）、点Ｄ'の座標（ｘ_６，ｙ_６）はそれぞれ次式のようになる。
ｘ_５＝ｘ_２−（ｎ／２＋ｗ／２）ｓｉｎθ
＝ｘ_１＋Ｌｃｏｓθ−（ｎ／２＋ｗ／２）ｓｉｎθ
ｙ_５＝ｙ_２＋（ｎ／２＋ｗ／２）ｃｏｓθ
＝ｙ_１＋Ｌｓｉｎθ＋（ｎ／２＋ｗ／２）ｃｏｓθ
ｘ_６＝ｘ_２＋（ｎ／２＋ｗ／２）ｓｉｎθ
＝ｘ_１＋Ｌｃｏｓθ＋（ｎ／２＋ｗ／２）ｓｉｎθ
ｙ_６＝ｙ_２−（ｎ／２＋ｗ／２）ｃｏｓθ
＝ｙ_１＋Ｌｓｉｎθ−（ｎ／２＋ｗ／２）ｃｏｓθ
したがって、上述のようにして、教示点（ｘ_１，ｙ_１）や、トーチ姿勢θ、トーチ情報Ｌ，ｎ、ウィービング幅情報ｗを用いて、ウィービングを考慮した溶接トーチ３ａの位置（ｘ_５，ｙ_５）、（ｘ_６，ｙ_６）を算出することができる。

【0032】

なお、上記説明では、ウィービングの幅が点Ｃ側と、点Ｄ側とで均等であるとしたが、そうでなくてもよい。例えば、点Ｃ側がｗ／４であり、点Ｄ側が３ｗ／４であってもよい。その場合には、点Ｃ側では、ｎ／２をｎ／２＋ｗ／４とし、点Ｄ側では、ｎ／２をｎ／２＋３ｗ／４とすることによって、点Ｃ'，点Ｄ'の座標を算出できる。

【0033】

また、上記説明では、トーチ姿勢の変化しないウィービングの場合について説明したが、トーチ姿勢の変化するウィービングの場合でも、点Ｃ'や点Ｄ'の位置は、例えば、ウィービングの振りの中心座標と、その振りの角度、その中心座標から点Ｃ，点Ｄまでの距離等を用いて算出できることは明らかであり、その詳細な説明は省略する。

【0034】

干渉判断部２５は、形状情報と、トーチ位置算出部２４によって算出された溶接トーチ３ａの位置とを用いて、判断対象のパスに応じた溶接において溶接トーチ３ａと母材８とが干渉するかどうか判断する。その判断は、トーチ位置算出部２４によって位置の算出された点Ｃ，点Ｄが、図３Ｂの領域Ｉに含まれるかどうかの判断であってもよく、トーチ位置算出部２４によって位置の算出された点Ｃ'，点Ｄ'が、図３Ｂの領域Ｉに含まれるかどうかの判断であってもよい。なお、領域Ｉは、母材８の位置によって決まる領域（すなわち、形状情報によって決まる領域）であり、溶接トーチ３ａが母材８と干渉することなく自由に移動することができる領域である。例えば、図３Ｂにおいて、直線Ｆ１，Ｆ２の式が次式のようであったとする。ａ_１，ｂ_１，ｃ_１，ａ_２，ｂ_２，ｃ_２は、任意の実数である。ただし、ａ_１，ｂ_１の少なくとも一方は０でなく、ａ_２，ｂ_２の少なくとも一方は０でないものとする。この直線Ｆ１，Ｆ２の式を示す情報が、形状情報であってもよいことは前述の通りである。
直線Ｆ１：ａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ＝ｃ_１
直線Ｆ２：ａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ＝ｃ_２

【0035】

また、図３Ｂにおいて、直線Ｆ１より領域Ｉ側がａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ≧ｃ_１となり、直線Ｆ２より領域Ｉ側がａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ≧ｃ_２となるとすると、領域Ｉは、ａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ≧ｃ_１かつａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ≧ｃ_２の領域となる。したがって、干渉判断部２５は、例えば、溶接トーチ３ａの位置である点Ｃ（ｘ_３，ｙ_３）が領域Ｉに存在するかどうかを、
ａ_１ｘ_３＋ｂ_１ｙ_３≧ｃ_１
ａ_２ｘ_３＋ｂ_２ｙ_３≧ｃ_２
の両方が満たされるかどうかによって判断することができる。両方が満たされる場合には、点Ｃが領域Ｉに存在することになる。また、点Ｄや、点Ｃ'，点Ｄ'についても、同様に判断することができる。また、ここでは、直線Ｆ１，Ｆ２上が領域Ｉに含まれるとしているが、直線Ｆ１，Ｆ２上は領域Ｉに含まれないとしてもよい。その場合には、上述の不等号「≧」を「＞」とすればよい。干渉判断部２５は、通常、トーチ位置算出部２４が算出した２個の位置のそれぞれについて、領域Ｉに含まれるかどうかを判断する。したがって、干渉判断部２５は、例えば、点Ｃ，点Ｄの両方が領域Ｉに含まれる、点Ｃは領域Ｉに含まれるが点Ｄは含まれない、点Ｄは領域Ｉに含まれるが点Ｃは含まれない、点Ｃ，点Ｄの両方が領域Ｉに含まれないなどの判断結果を取得することになる。その判断結果は、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。

【0036】

また、干渉判断部２５は、修正位置に応じた溶接において溶接トーチ３ａと母材８とが干渉するかどうかをも判断してもよい。その場合も判断対象となる位置が、修正位置となる以外、上述の説明と同様である。

【0037】

修正部２６は、干渉判断部２５によって溶接トーチ３ａと母材８とが干渉すると判断された場合に、その判断対象のパスに対応する教示情報の修正を行う。その教示情報の修正は、トーチ姿勢の修正であってもよく、教示点の修正であってもよく、または、その両方であってもよい。ここでは、修正部２６が干渉の検知に応じてトーチ姿勢を修正し、その修正後の修正位置でも干渉が検知されたときに、教示点を修正する場合について主に説明する。その教示情報の修正は、その修正によって干渉が解消するように行われる。なお、修正部２６は、修正後の教示情報を記憶部２１に蓄積する。

【0038】

［トーチ姿勢の修正］
修正部２６がトーチ姿勢を修正する方法について、図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃを用いて説明する。なお、ここでは、ウィービングのない場合について説明するが、ウィービングのある場合にも同様にして（点Ｃ等を点Ｃ'等とすることによって）、トーチ姿勢を修正できる。図５Ａにおいて、トーチ姿勢の修正前のノズル５や溶接ワイヤ６の位置を実線で示しており、トーチ姿勢の修正後のノズル５等の位置を破線で示している。図５Ａで示されるように、点Ｄは領域Ｉに存在するが、点Ｃが領域Ｉに存在しないため、干渉判断部２５によって溶接トーチ３ａと母材８とが干渉していると判断されたとする。すると、修正部２６は、その干渉が解消されるように、溶接トーチ３ａの長手方向軸線をγ_１だけ回転させ、トーチ姿勢である狙い角θをδ_１＝θ−γ_１に修正する。以下、δ_１を算出する方法について説明する。

【0039】

図５Ａの点Ｃ_１の座標を（ｘ_７，ｙ_７）とすると、点Ｃ_１は直線Ｆ２上に存在するため、
ａ_２ｘ_７＋ｂ_２ｙ_７＝ｃ_２
を満たすことになる。また、（ｘ_３，ｙ_３）と同様に、δ_１を用いて（ｘ_７，ｙ_７）を表すと次式のようになる。ただし、点Ａの座標を前述の通り、（ｘ_１，ｙ_１）としている。
ｘ_７＝ｘ_１＋Ｌｃｏｓδ_１−（ｎ／２）ｓｉｎδ_１
ｙ_７＝ｙ_１＋Ｌｓｉｎδ_１＋（ｎ／２）ｃｏｓδ_１

【0040】

したがって、直線Ｆ２の式「ａ_２ｘ_７＋ｂ_２ｙ_７＝ｃ_２」に（ｘ_７，ｙ_７）を代入すると、
ａｓｉｎδ_１＋ｂｃｏｓδ_１＝ｃ
となる。ただし、ａ，ｂ，ｃは、次式の通りである。
ａ＝ｂ_２Ｌ−ａ_２ｎ／２
ｂ＝ａ_２Ｌ＋ｂ_２ｎ／２
ｃ＝ｃ_２−ａ_２ｘ_１−ｂ_２ｙ_１
上記式をδ_１について解くと、次のようになる。ただし、ｒ＝（ａ^２＋ｂ^２）^１／２であり、α＝ｓｉｎ^−１（ｂ／ｒ）である。
δ_１＝ｓｉｎ^−１（ｃ／ｒ）−α
したがって、修正部２６は、記憶部２１で記憶されている狙い角θをδ_１に修正することによって、溶接トーチ３ａが図５Ａの破線で示される位置となるようにすることができる。

【0041】

また、図５Ｂで示されるように、点Ｃは領域Ｉに存在するが、点Ｄが領域Ｉに存在せず、干渉判断部２５によって干渉していると判断された場合にも、上述の説明と同様にして、点Ｃ，点Ｄが、それぞれ点Ｃ_２，点Ｄ_２の位置となるように、トーチ姿勢をδ_２に修正することができる。
なお、図５Ａや図５Ｂのように干渉が検知された場合に、図５Ｃの破線で示されるノズル５等の位置となるように、トーチ姿勢を修正してもよい。図５Ｃでは、溶接トーチ３ａの長手方向軸線が、領域Ｉにおける母材８間の角度（例えば、開先角度）を２等分する方向となるようにトーチ姿勢を修正している。

【0042】

また、図５Ａ，図５Ｂでは、点Ｃ，点Ｄのうち、一方のみが干渉している場合について説明したが、そうでなくてもよい。両方が干渉している場合（すなわち、点Ｃ，点Ｄの両方が領域Ｉに存在しない場合であり、例えば、図６Ｂの実線の位置にノズル５等が存在する場合）にも、修正部２６は、少なくとも１箇所の干渉が解消されるように（すなわち、点Ｃ，点Ｄの少なくとも一方が領域Ｉに含まれるように）、トーチ姿勢を修正してもよい。その場合には、例えば、点Ｃまたは点Ｄが領域Ｉに含まれるようにトーチ姿勢を修正すると決まっていてもよく、または、点Ｃ，点Ｄの状況によって、どちらを領域Ｉに含まれるようにトーチ姿勢を修正するのかが決められてもよい。後者の場合に、修正部２６は、例えば、溶接トーチ３ａの長手方向軸線が鉛直方向に近くなるように（図５Ａや図５Ｂ等においては、狙い角が９０°に近くなるように）トーチ姿勢を修正してもよい。通常、溶接トーチ３ａの長手方向軸線が鉛直方向に近いアーク溶接（下向きアーク溶接）を行う方が、溶接トーチ３ａを寝かした状態でアーク溶接を行うよりもアークが安定し、より品質の高い溶接を行うことができるからである。

【0043】

［教示点の修正］
修正部２６が教示点を修正する方法について、図６Ａ，図６Ｂを用いて説明する。なお、ここでは、ウィービングのない場合について説明するが、ウィービングのある場合にも同様にして、教示点を修正できる。修正部２６は、トーチ姿勢の修正後にも干渉していると判断された場合に、この教示点の修正を行ってもよく、干渉していると判断された場合に、トーチ姿勢の修正を行わずに、この教示点の修正を行ってもよい。本実施の形態では、前者の場合、すなわち、干渉判断部２５によって修正位置に応じた溶接において溶接トーチ３ａと母材８とが干渉すると判断されたときに、干渉が解消されるように教示点を移動させる場合について説明する。図６Ａにおいて、教示点の修正前のノズル５や溶接ワイヤ６の位置を実線で示しており、教示点の修正後のノズル５等の位置を破線で示している。図６Ａで示されるように、点Ｃは領域Ｉに存在するが、点Ｄが領域Ｉに存在せず、干渉していると判断された場合には、修正部２６は、点Ａ，点Ｃの含まれる直線Ｆ２方向（母材８の表面の方向）に教示点Ａを移動させることによって、干渉を解消してもよい。すなわち、修正部２６は、点Ｄが、直線Ｆ１上の点Ｄ_４の位置となるように、教示点Ａを点Ａ_４の位置に移動させてもよい。なお、点Ｄは領域Ｉに存在するが、点Ｃが領域Ｉに存在しない場合にも、同様にして、教示点を修正することによって干渉を解消することができる。一般的に言えば、点Ｃ，点Ｄのうち、一方が領域Ｉに存在せず、他方が領域Ｉに存在する場合には、修正部２６は、直線Ｆ１，Ｆ２のうち、点Ｃ，点Ｄの両方が不等式を満たす直線の方向に教示点Ａを移動させることにより、点Ｃ，点Ｄの両方が領域Ｉに含まれるようにしてもよい。なお、教示点Ａを移動させる方向は、直線Ｆ１，Ｆ２において、両者の交点から離れる方向（すなわち、開先から離れる方向）であってもよい。

【0044】

また、溶接トーチ３ａの長手方向軸線が、領域Ｉにおける母材８間の角度（例えば、開先角度）を２等分する方向である場合には、修正部２６は、図６Ｂで示されるように、教示点Ａを溶接トーチ３ａの長手方向に移動させることによって、点Ｃ，点Ｄがそれぞれ点Ｃ_５，点Ｄ_５のように領域Ｉ内となるようにしてもよい。なお、図６Ｂにおいても、教示点の修正前のノズル５や溶接ワイヤ６の位置を実線で示しており、教示点の修正後のノズル５等の位置を破線で示している。この図６Ｂで示される教示点の修正は、例えば、図５Ｃで示されるトーチ姿勢の修正が行われた後に行われてもよい。また、図６Ｂで示される教示点の修正は、例えば、溶接ワイヤ６の長さ方向をＺ軸方向とする３次元直交座標系であるツール座標系において、教示点Ａの位置を、そのＺ軸方向に移動させることによって行われてもよい。また、トーチ姿勢の修正行わないで教示点の修正を行う場合にも、修正部２６は、教示点Ａを溶接トーチ３ａの長手方向に移動させる修正を行ってもよい。

【0045】

なお、教示点を修正する際に、修正後の教示点によって干渉するかどうかを確認するため、適宜、トーチ位置算出部２４による溶接トーチ３ａの位置の算出や、干渉判断部２５による判断等の処理を行ってもよい。

【0046】

また、本実施の形態では、制御装置１が干渉回避装置２を有する場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。例えば、ティーチングペンダントが干渉回避装置２を有していてもよい。そして、その干渉回避装置２は、制御装置１の記憶部からパス等の情報を読み出して、干渉の判断や修正等を行い、修正後の教示情報を制御装置１に戻してもよい。また、干渉回避装置２は、制御装置１やティーチングペンダントと別途、独立して存在してもよい。

【0047】

マニピュレータ３は、減速機を介して駆動モータにより駆動される関節によって連結された複数のアームを有している。その駆動モータは、エンコーダを有しており、そのエンコーダによって駆動モータの現在位置が検出されてもよい。また、そのマニピュレータ３の先端には、母材８に対してアーク溶接を行う溶接トーチ３ａが取り付けられている。そして、溶接ワイヤがワイヤ送給部３ｂから送給され、溶接機４によって、溶接トーチ３ａの先端の溶接ワイヤと母材８との間に高電圧が印加されることによってアークが発生し、そのアークの熱で溶接ワイヤ及び母材８が溶融されることにより、母材８に対する溶接が行われる。なお、マニピュレータ３の構成はすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。また、アーク溶接では、シールドガスを溶接トーチ３ａから噴出することが一般的であるが、その構成の説明は省略している。

【0048】

溶接機４は、溶接で用いられる高電圧を溶接トーチ３ａや母材８に供給する溶接電源や、ワイヤ送給部３ｂによる溶接ワイヤの送給を制御するワイヤ送給制御部、制御装置１から送信される溶接条件に応じて、溶接電源を制御する溶接制御部等を備えている。また、溶接機４は、溶接電流、溶接電圧、溶接ガス流量、ワイヤ送給速度等のデータを取得し、そのデータを制御装置１に送信してもよい。なお、溶接機４の構成はすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。

【0049】

また、本実施の形態では、制御装置１が１個のマニピュレータ３と、１個の溶接機４とを制御する場合について説明するが、そうでなくてもよい。制御装置１は、複数のマニピュレータ３及び複数の溶接機４を制御してもよい。したがって、干渉回避装置２は、複数の溶接ロボットに関する多層盛溶接におけるパスについて、干渉の検知や、教示情報の修正等の処理を行ってもよい。そのような場合には、教示情報等には、どの溶接ロボットのデータであるのかを示す識別情報が付与されてもよい。

【0050】

次に、干渉回避装置２の動作について図２Ａのフローチャートを用いて説明する。
（ステップＳ１０１）受付部２２は、形状情報や教示情報、トーチ情報、ウィービング幅情報を受け付け、記憶部２１に蓄積する。ウィービングを行わない場合には、ウィービング幅＝０を示すウィービング幅情報が蓄積されてもよい。なお、受付部２２は、例えば、１パス目の教示情報を受け付けて記憶部２１に蓄積してもよい。そして、その１パス目の教示情報や、形状情報等に応じて、２パス目以降の教示情報がパス生成部２３によって生成され、記憶部２１に蓄積されてもよい。また、上述のように、溶接トーチ３ａの位置を実際に移動させることによって１パス目の教示情報を設定する場合には、制御部１２によってその教示情報の蓄積が行われてもよい。なお、ステップＳ１０１の情報の受け付けは、例えば、ユーザに対する情報の入力の指示に応じてティーチングペンダントを介してなされてもよい。

【0051】

（ステップＳ１０２）トーチ位置算出部２４は、溶接線（溶接パス）を識別するカウンタｐに１を設定する。

【0052】

（ステップＳ１０３）トーチ位置算出部２４は、ｐ番目のパスに応じた溶接トーチ３ａの位置を算出する。この処理の詳細については、図２Ｂのフローチャートを用いて後述する。

【0053】

（ステップＳ１０４）干渉判断部２５は、算出された位置に領域Ｉの外部の点があるかどうか判断する。そして、領域Ｉの外部の点がある場合には、干渉しているためステップＳ１０５に進み、そうでない場合には、干渉していないためステップＳ１１２に進む。

【0054】

（ステップＳ１０５）干渉判断部２５は、算出された２個の端点のうち、両方が領域Ｉの外部であるかどうか判断する。そして、一方のみが領域Ｉの外部である場合には、ステップＳ１０６に進み、両方が領域Ｉの外部である場合には、ステップＳ１０９に進む。

【0055】

（ステップＳ１０６）修正部２６は、領域Ｉの外部となっている端点が領域Ｉに含まれるように、ｐ番目のパスのトーチ姿勢を修正する。例えば、図５Ａで示されるように、点Ｃが領域Ｉに含まれない場合には、点Ｃが点Ｃ_１の位置となるように、狙い角θをδ_１に修正することになる。また、例えば、図５Ｂで示されるように、点Ｄが領域Ｉに含まれない場合には、点Ｄが点Ｄ_２の位置となるように、狙い角θをδ_２に修正することになる。

【0056】

（ステップＳ１０７）トーチ位置算出部２４は、ｐ番目のパスに応じた溶接トーチ３ａの位置を、修正後のトーチ姿勢を用いて算出する。この処理の詳細については、図２Ｂのフローチャートを用いて後述する。

【0057】

（ステップＳ１０８）干渉判断部２５は、ステップＳ１０７で算出された位置に領域Ｉの外部の点があるかどうか判断する。そして、領域Ｉの外部の点がある場合には、干渉しているためステップＳ１１１に進み、そうでない場合には、干渉していないためステップＳ１１２に進む。

【0058】

（ステップＳ１０９）修正部２６は、領域Ｉの外部となっている２個の端点のうち、少なくとも一方が領域Ｉに含まれるように、ｐ番目のパスのトーチ姿勢を修正する。この修正において、前述のように、溶接トーチ３ａの長手方向が鉛直方向に近くなる方向にトーチ姿勢を修正してもよい。そのような修正方法について、具体的に説明する。例えば、図６Ｂの実線で示されるように、点Ｃ，点Ｄの両方が干渉している場合には、修正部２６は、直線Ｆ１，Ｆ２の傾斜角を比較する。なお、傾斜角は、水平方向からの角度（０〜９０度）であるとする。そして、直線Ｆ１の傾斜角＞直線Ｆ２の傾斜角である場合には、直線Ｆ１の方が鉛直方向（傾斜角＝９０度）に近いため、修正部２６は、溶接トーチ３ａの長手方向が直線Ｆ１の方向に近づくようにトーチ姿勢を修正する。すなわち、修正部２６は、点Ｃ側の干渉が解消されるようにトーチ姿勢を修正する。一方、直線Ｆ１の傾斜角＜直線Ｆ２の傾斜角である場合には、直線Ｆ２の方が鉛直方向に近いため、修正部２６は、溶接トーチ３ａの長手方向が直線Ｆ２の方向に近づくようにトーチ姿勢を修正する。すなわち、修正部２６は、点Ｄ側の干渉が解消されるようにトーチ姿勢を修正する。なお、直線Ｆ１の傾斜角＝直線Ｆ２の傾斜角である場合には、修正部２６は、どちらの直線に近づくようにトーチ姿勢を修正してもよい。

【0059】

（ステップＳ１１０）トーチ位置算出部２４は、ｐ番目のパスに応じた溶接トーチ３ａの位置を、修正後のトーチ姿勢を用いて算出する。この処理の詳細については、図２Ｂのフローチャートを用いて後述する。

【0060】

（ステップＳ１１１）修正部２６は、領域Ｉの外部に存在する溶接トーチ３ａの位置が領域Ｉの内部となるように、ｐ番目のパスの教示点を修正する。

【0061】

（ステップＳ１１２）トーチ位置算出部２４は、カウンタｐが、パスの総数Ｐ以上であるかどうか判断する。そして、ｐがＰ以上である場合には、多層盛溶接におけるＰ個のすべてのパスについて処理を行ったため、教示情報を修正する一連の処理は終了となり、ｐがＰ未満である場合には、ステップＳ１１３に進む。なお、パスの総数Ｐは、図示しない記録媒体で記憶されているものとする。

【0062】

（ステップＳ１１３）トーチ位置算出部２４は、カウンタｐを１だけインクリメントする。そして、ステップＳ１０３に戻る。
この図２Ａのフローチャートで示されるように、各パスについて干渉を判断し、干渉が起こっている場合には、その干渉が解消するように教示情報を修正することによって、干渉の起こらない教示情報とすることができ、結果として干渉を回避できるようになる。なお、図２Ａのフローチャートにおける処理の順序は一例であり、同様の結果を得られるのであれば、各ステップの順序を変更してもよい。また、図２Ａのフローチャートにおいて、１パス目から順番に干渉の判断等を行う場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、１パス目は干渉が起こらないように手作業で教示されている場合には、２パス目から干渉の判断等を行ってもよい。その場合には、例えば、ステップＳ１０２において、カウンタｐに２を設定してもよい。

【0063】

図２Ｂは、図２Ａのフローチャートにおける溶接トーチ３ａの位置を算出する処理（ステップＳ１０３，Ｓ１０７，Ｓ１１０）の詳細を示すフローチャートである。
（ステップＳ２０１）トーチ位置算出部２４は、ｐ番目のパスにおいて、ウィービングを行うかどうか判断する。そして、ウィービングを行う場合には、ステップＳ２０２に進み、ウィービングを行わない場合には、ステップＳ２０３に進む。なお、トーチ位置算出部２４は、例えば、ｐ番目のパスのウィービングの幅が０に設定されている場合にウィービングがないと判断し、０以外に設定されている場合にウィービングがあると判断してもよい。

【0064】

（ステップＳ２０２）トーチ位置算出部２４は、教示情報やトーチ情報、ウィービング幅情報を用いて、ウィービングのある場合の溶接トーチ３ａの位置を算出する。その算出は、溶接方向に直交する平面における溶接トーチ３ａの２個の端点の位置を算出すること、例えば、図４Ｂにおける点Ｃ'や点Ｄ'の座標を算出することであってもよい。そして、図２Ａのフローチャートに戻る。

【0065】

（ステップＳ２０３）トーチ位置算出部２４は、教示情報やトーチ情報を用いて、ウィービングのない場合の溶接トーチ３ａの位置を算出する。その算出は、溶接方向に直交する平面における溶接トーチ３ａの２個の端点の位置を算出すること、例えば、図４Ａにおける点Ｃや点Ｄの座標を算出することであってもよい。そして、図２Ａのフローチャートに戻る。

【0066】

なお、ステップＳ２０２，Ｓ２０３において、ステップＳ１０３に応じた溶接トーチ３ａの位置の算出を行う場合には、あらかじめ記憶部２１に設定されている教示情報に含まれるｐ番目のパスのトーチ姿勢を用いるものとする。一方、ステップＳ１０７やステップＳ１１０に応じた溶接トーチ３ａの位置の算出を行う場合には、ステップＳ１０６やステップＳ１０９で修正されたｐ番目のパスのトーチ姿勢を用いるものとする。

【0067】

また、上記説明では、レ型開先を有する母材８について主に説明したが、例えば、Ｉ形、Ｖ形、Ｘ形、Ｕ形、Ｋ形、Ｊ形、両面Ｊ形、Ｈ形等の開先を有する母材８についても同様に、干渉の判断等を行うことができる。なお、Ｕ形やＪ形等のように、溶接を行う面が曲線である場合には、直線Ｆ１，Ｆ２に代えて、曲線を用いてもよい。

【0068】

以上のように、本実施の形態による干渉回避装置２によれば、教示情報に応じて溶接を行うと溶接トーチ３ａと母材８との干渉が起こる場合に、その教示情報を事前に修正することによって実際の干渉を回避することができる。特に、ウィービングを行う場合には、干渉を回避するようにティーチングを行うことが困難になるが、干渉回避装置２による干渉の判断や、その判断結果に応じた教示情報の修正等を行うことによって、ウィービングを行う場合であっても干渉を回避できるようになる。また、教示情報の修正において、まずトーチ姿勢の修正を行い、その修正によっても干渉を解消できない場合に教示点の修正を行うことによって、必要最小限の修正によって、干渉を回避できるようになりうる。

【0069】

なお、本実施の形態では、直線Ｆ１，Ｆ２を用いて干渉の有無を判断する場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、図７で示される場合には、点Ｄが直線Ｆ１，Ｆ２によって決定される領域Ｉに存在しないが、干渉は起きないことになる。したがって、干渉判断部２５は、例えば、点Ｃ，点Ｄの少なくとも一方が領域Ｉに存在しない場合であっても、図７における線分ＡＢと、線分ＣＤとが母材８と重ならない場合には、干渉しないと判断してもよい。なお、線分ＡＢや線分ＣＤと、母材８とが重なるかどうかの判断は、形状情報を用いて行われてもよい。

【0070】

また、本実施の形態では、溶接線に垂直な平面内の座標を用いて、干渉の判断等を行う場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、３次元座標系における溶接トーチ３ａの位置（３次元形状）を算出し、その溶接トーチ３ａの位置と形状情報で示される母材８の位置とを用いて、溶接トーチ３ａと母材８とが干渉するかどうかを３次元座標系において判断し、干渉している場合には、その干渉が解消されるようにトーチ姿勢や教示点を修正するようにしてもよい。このように、３次元座標系における処理を行うことによって、より正確な判断等を行うことができ、またより複雑な形状等に対応することができるようになる。

【0071】

また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。

【0072】

また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、あるいは、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。

【0073】

また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いるしきい値や数式、アドレス、母材や開先の形状等の情報等は、上記説明で明記していなくても、図示しない記録媒体において、一時的に、あるいは長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、あるいは、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、あるいは、図示しない読み出し部が行ってもよい。

【0074】

また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いるしきい値やアドレス、母材や開先の形状、各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していなくても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。

【0075】

また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。その実行時に、プログラム実行部は、記憶部や記録媒体にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。また、そのプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。また、そのプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。

【0076】

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0077】

以上より、本発明による干渉回避装置によれば、教示情報に応じた多層盛溶接を行うと干渉が発生する場合に、その干渉を回避するように教示情報を修正できるという効果が得られ、例えば、教示情報を修正する装置等として有用である。

【符号の説明】

【0078】

１ 制御装置
２ 干渉回避装置
１１ 通信部
１２ 制御部
２１ 記憶部
２２ 受付部
２３ パス生成部
２４ トーチ位置算出部
２５ 干渉判断部
２６ 修正部

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図7】