特開 2023-14818 処理システム、ロボットシステム、制御装置、教示方法、プログラム、及び記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023014818

(43)【公開日】2023-01-31

(54)【発明の名称】処理システム、ロボットシステム、制御装置、教示方法、プログラム、及び記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/265 20060101AFI20230124BHJP

   B25J 9/22 20060101ALI20230124BHJP

   G01N 29/11 20060101ALI20230124BHJP

   G01N 29/48 20060101ALI20230124BHJP

【ＦＩ】

G01N29/265

B25J9/22 A

G01N29/11

G01N29/48

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021118985

(22)【出願日】2021-07-19

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100157901

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 達哲

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(74)【代理人】

【識別番号】100197538

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 功

(72)【発明者】

【氏名】千葉 康徳

(72)【発明者】

【氏名】高橋 宏昌

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 真拡

【テーマコード（参考）】

2G047

3C707

【Ｆターム（参考）】

2G047AA06

2G047AB07

2G047BA03

2G047BB04

2G047BC03

2G047BC07

2G047BC18

2G047EA13

2G047GA04

2G047GB02

2G047GB17

2G047GE01

2G047GG20

2G047GG24

2G047GG28

2G047GG33

2G047GH06

3C707BS10

3C707KS03

3C707KS36

3C707LS14

3C707LS15

3C707MT01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】簡便に教示点を設定可能な、処理システム、ロボットシステム、制御装置、教示方法、プログラム、及び記憶媒体を提供する。
【解決手段】ロボットは、第１方向と、第１方向と交差する第２方向と、に沿って配列された複数の検出素子を含む検出器と、検出器が取り付けられたマニピュレータと、を含む。処理システムは、接合体の溶接部に対して、超音波の送信及び反射波の検出を行う探査を、検出器に実行させ、探査により得られた反射波の強度を示す第１強度データに基づいて、第１方向及び第２方向に沿う第１面における溶接部の中心位置を算出する。処理システムは、中心位置と、第１面における検出器の第１位置と、の間の距離が第１閾値以下の場合、第１位置に基づいてロボットの教示点を設定する。処理システムは、距離が第１閾値を超える場合、距離を減少させるように第１面に沿って検出器を第２位置へ動かし、第２位置に基づいて教示点を設定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向と、前記第１方向と交差する第２方向と、に沿って配列された複数の検出素子を含む検出器と、前記検出器が取り付けられたマニピュレータと、を含むロボットに動作を教示する処理システムであって、
接合体の溶接部に対して、超音波の送信及び反射波の検出を行う探査を、前記検出器に実行させ、
前記探査により得られた前記反射波の強度を示す第１強度データに基づいて、前記第１方向及び前記第２方向に沿う第１面における前記溶接部の中心位置を算出し、
前記中心位置と、前記第１面における前記検出器の第１位置と、の間の距離が第１閾値以下の場合、前記第１位置に基づいて前記ロボットの教示点を設定し、
前記距離が前記第１閾値を超える場合、前記距離を減少させるように前記第１面に沿って前記検出器を第２位置へ動かし、前記第２位置に基づいて前記教示点を設定する、
位置教示処理を実行する、処理システム。

【請求項2】

前記溶接部に対して、前記検出器に前記探査を実行させ、
前記探査により得られた前記反射波の強度を示す第２強度データに基づいて、第１姿勢にある前記検出器の前記溶接部に対する傾きを算出し、
前記傾きが第２閾値以下の場合、前記第１姿勢に基づいて前記教示点を設定し、
前記傾きが前記第２閾値を超える場合、前記傾きを減少させるように前記検出器を第２姿勢に動かし、前記第２姿勢に基づいて前記教示点を設定する、
姿勢教示処理をさらに実行する、請求項１記載の処理システム。

【請求項3】

前記位置教示処理の後に、前記姿勢教示処理を実行する、請求項２記載の処理システム。

【請求項4】

前記位置教示処理において、前記距離が前記第１閾値を超える場合、前記第１面に垂直な第３方向に沿って前記検出器を前記溶接部から遠ざけた後に、前記検出器を前記第２位置へ動かす、請求項１～３のいずれか１つに記載の処理システム。

【請求項5】

前記位置教示処理において、
液体を介して前記検出器を前記接合体に接触させた状態で、前記検出器に前記反射波を検出させ、
前記教示点を設定する際に、前記第１面に垂直な第３方向に沿って前記検出器を前記溶接部に接近させ、前記第１位置又は前記第２位置のいずれかと、接近後の前記第３方向における位置と、に基づいて前記教示点を設定する、
請求項１～３のいずれか１つに記載の処理システム。

【請求項6】

前記検出器の位置を前記教示点の位置に設定し、
別の接合体の溶接部に対して、前記検出器に前記探査を実行させ、
前記探査により得られた前記反射波の強度を示す第３強度データに基づいて、前記溶接部を検査する、
検査処理を、前記位置教示処理の後に実行する、請求項１～５のいずれか１つに記載の処理システム。

【請求項7】

前記第１強度データにおける強度の重心位置を前記中心位置として算出する、請求項１～６のいずれか１つに記載の処理システム。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１つに記載の処理システムと、
前記ロボットと、
を備えたロボットシステム。

【請求項9】

接合体の溶接部に対して、超音波の送信及び反射波の検出を行う探査を、検出器と、前記検出器が取り付けられたマニピュレータと、を含むロボットに実行させ、
前記検出器に含まれる複数の検出素子の二次元的な配列方向に沿う第１面において、前記探査の結果から算出される前記溶接部の中心位置と、前記検出器の第１位置と、の間の距離が第１閾値以下の場合、前記第１位置に基づいて前記ロボットの教示点を設定し、
前記距離が前記第１閾値を超える場合、前記距離を減少させるように前記第１面に沿って前記検出器を第２位置へ動かし、前記第２位置に基づいて前記教示点を設定する、制御装置。

【請求項10】

第１方向と、前記第１方向と交差する第２方向と、に沿って配列された複数の検出素子を含む検出器と、前記検出器が取り付けられたマニピュレータと、を含むロボットに動作を教示する教示方法であって、
接合体の溶接部に対して、超音波の送信及び反射波の検出を行う探査を、前記検出器に実行させ、
前記探査により得られた前記反射波の強度を示す第１強度データに基づいて、前記第１方向及び前記第２方向に沿う第１面における前記溶接部の中心位置を算出し、
前記中心位置と、前記第１面における前記検出器の第１位置と、の間の距離が第１閾値以下の場合、前記第１位置に基づいて前記ロボットの教示点を設定し、
前記距離が前記第１閾値を超える場合、前記距離を減少させるように前記第１面に沿って前記検出器を第２位置へ動かし、前記第２位置に基づいて前記教示点を設定する、
位置教示を備えた、教示方法。

【請求項11】

前記溶接部に対して、前記検出器に前記探査を実行させ、
前記探査により得られた前記反射波の強度を示す第２強度データに基づいて、第１姿勢にある前記検出器の前記溶接部に対する傾きを算出し、
前記傾きが第２閾値以下の場合、前記第１姿勢に基づいて前記教示点を設定し、
前記傾きが前記第２閾値を超える場合、前記傾きを減少させるように前記検出器を第２姿勢に動かし、前記第２姿勢に基づいて前記教示点を設定する、
姿勢教示をさらに実行する、請求項１０記載の教示方法。

【請求項12】

前記位置教示の後に、前記姿勢教示を実行する、請求項１１記載の教示方法。

【請求項13】

前記位置教示において、
液体を介して前記検出器を前記溶接部に接触させた状態で、前記検出器に前記反射波を検出させ、
前記教示点を設定する際に、前記第１面に垂直な第３方向に沿って前記検出器を前記溶接部に接近させ、前記第１位置又は前記第２位置のいずれかと、接近後の前記第３方向における位置と、に基づいて前記教示点を設定する、
請求項１０～１２のいずれか１つに記載の教示方法。

【請求項14】

前記第１強度データにおける強度の重心位置を前記中心位置として算出する、請求項１０～１３のいずれか１つに記載の教示方法。

【請求項15】

接合体の溶接部に対して、超音波の送信及び反射波の検出を行う探査を、検出器と、前記検出器が取り付けられたマニピュレータと、を含むロボットに実行させ、
前記検出器に含まれる複数の検出素子の二次元的な配列方向に沿う第１面において、前記探査の結果から算出される前記溶接部の中心位置と、前記検出器の第１位置と、の間の距離が第１閾値以下の場合、前記第１位置に基づいて前記ロボットの教示点を設定し、
前記距離が前記第１閾値を超える場合、前記距離を減少させるように前記第１面に沿って前記検出器を第２位置へ動かし、前記第２位置に基づいて前記教示点を設定する、教示方法。

【請求項16】

請求項１０～１５のいずれか１つに記載の教示方法をコンピュータに実行させるプログラム。

【請求項17】

請求項１０～１５のいずれか１つに記載の教示方法をコンピュータに実行させるプログラムを記憶した記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、処理システム、ロボットシステム、制御装置、教示方法、プログラム、及び記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

接合体を検査するロボットがある。このロボットについて、検査時の教示点をより簡便に設定できる技術が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－２７８８０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、より簡便に教示点を設定可能な、処理システム、ロボットシステム、制御装置、教示方法、プログラム、及び記憶媒体を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る処理システムは、ロボットに動作を教示する。前記ロボットは、第１方向と、前記第１方向と交差する第２方向と、に沿って配列された複数の検出素子を含む検出器と、前記検出器が取り付けられたマニピュレータと、を含む。前記処理システムは、接合体の溶接部に対して、超音波の送信及び反射波の検出を行う探査を、前記検出器に実行させる。前記処理システムは、前記探査により得られた前記反射波の強度を示す第１強度データに基づいて、前記第１方向及び前記第２方向に沿う第１面における前記溶接部の中心位置を算出する。前記処理システムは、前記中心位置と、前記第１面における前記検出器の第１位置と、の間の距離が第１閾値以下の場合、前記第１位置に基づいて前記ロボットの教示点を設定する。前記処理システムは、前記距離が前記第１閾値を超える場合、前記距離を減少させるように前記第１面に沿って前記検出器を第２位置へ動かし、前記第２位置に基づいて前記教示点を設定する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態に係るロボットシステムを示す模式図である。

【図2】検出器及び接合体の構造を示す模式図である。

【図3】実施形態に係る処理システムの動作を説明するための模式図である。

【図4】探査により得られた強度データを例示する模式図である。

【図5】実施形態に係る教示方法を示すフローチャートである。

【図6】強度データを処理して得られた反射波の強度分布を示す模式図である。

【図7】特定された溶接部を例示する模式図である。

【図8】実施形態の第１変形例に係る教示方法を示すフローチャートである。

【図9】検出器を示す模式図である。

【図10】検査において得られた画像の一例である。

【図11】反射波の強度分布を示す模式図である。

【図12】実施形態の第２変形例に係る教示方法を示すフローチャートである。

【図13】実施形態の第２変形例に係る教示方法を説明するための模式図である。

【図14】実施形態に係る検査処理を示すフローチャートである。

【図15】別の検出器の構造を示す模式図である。

【図16】ハードウェア構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0008】

図１は、実施形態に係るロボットシステムを示す模式図である。
図１に示すように、実施形態に係るロボットシステム２は、処理システム１及びロボット２０を含む。処理システム１は、制御装置１０、操作端末１１、及び処理装置１２を含む。処理システム１は、ロボット２０に動作を教示する。

【0009】

制御装置１０は、ロボット２０の動作を制御する。制御装置１０は、いわゆるロボットコントローラである。制御装置１０は、制御回路やサーボ制御部、電源装置などを含む。制御装置１０は、予め記憶された動作プログラムや操作端末１１によって設定された教示データなどに従って、各軸のサーボモータを制御することで、ロボット２０の動作を制御する。

【0010】

操作端末１１は、ロボット２０を操作するための端末装置である。操作端末１１は、いわゆるティーチングペンダントである。操作端末１１は、制御装置１０と接続され、ロボット２０の動作プログラムの入力、設定の入力などを受け付ける。また、ユーザは、操作端末１１を用いて、教示データの変更、修正、又は新規作成などを行える。教示データとは、ロボット２０の動作をロボット２０に教示するためのデータである。

【0011】

ロボット２０は、マニピュレータ２１と、マニピュレータ２１に取り付けられた検出器２２と、を含む。例えば、マニピュレータ２１は、垂直多関節型である。検出器２２は、エンドエフェクタとして、マニピュレータ２１の先端に設けられる。マニピュレータ２１は、水平多関節型又はパラレルリンク型であっても良い。マニピュレータ２１は、垂直多関節型、水平多関節型、及びパラレルリンク型から選択される２種以上の組み合わせを含んでも良い。マニピュレータ２１は、６自由度以上を有することが好ましい。

【0012】

検出器２２は、対象に対して探査（プロービング）を実行する。探査では、対象に向けた超音波の送信と、その反射波の検出（受信）と、が実行される。検出器２２は、探査によって、反射波の強度を示す強度データを取得する。検出器２２は、強度データを処理装置１２へ送信する。

【0013】

図１の例では、エンドエフェクタとして、吐出器２５がさらに設けられている。吐出器２５は、対象の表面にカプラント液を吐出する。

【0014】

探査の対象は、複数の部材が溶接によって接合された接合体である。複数の部材は、溶接部において接合されている。処理装置１２は、強度データを処理し、溶接部に関するデータを取得する。例えば、処理装置１２は、強度データを用いて溶接部に対する検査処理を実行する。ロボットシステム２は、同じ種類の複数の接合体５０に対して、検査処理をそれぞれ実行する。

【0015】

図２は、検出器及び接合体の構造を示す模式図である。
図２の例では、検出器２２による探査の対象は、接合体５０である。接合体５０は、金属板５１（第１部材）及び金属板５２（第２部材）を含む。金属板５１と金属板５２は、溶接部５３において接合されている。すなわち、溶接部５３には、金属板５１と金属板５２との間の境界面が存在しない。溶接部５３には、溶融した金属が混ざり合って形成された凝固部５４が存在する。溶接部５３は、抵抗スポット溶接により形成される。

【0016】

検出器２２は、図２に示すように、検出素子２２ａ、伝搬部２２ｂ、筐体２２ｃ、及びセンサ２２ｄを含む。

【0017】

検出素子２２ａは、Ｘ方向（第１方向）及びＹ方向（第２方向）に沿って二次元的に配列されている。Ｘ方向とＹ方向は、互いに交差する。この例では、Ｙ方向は、Ｘ方向に対して垂直である。例えば、検出素子２２ａは、トランスデューサであり、１ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の周波数の超音波を発する。検出素子２２ａは、Ｚ方向（第３方向）に沿って超音波を送信する。Ｚ方向は、Ｘ－Ｙ面（第１面）に対して垂直である。

【0018】

複数の検出素子２２ａは、筐体２２ｃの先端に設けられ、伝搬部２２ｂにより被覆されている。検出器２２を接合体５０に接触させた際、伝搬部２２ｂは、検出素子２２ａと接合体５０との間に位置する。検出素子２２ａが超音波を発すると、超音波は、伝搬部２２ｂを伝搬して検出器２２の外部に送信される。超音波が反射されると、その反射波は、伝搬部２２ｂを伝搬して検出素子２２ａに到達する。

【0019】

検出素子２２ａは、反射波を検出する。検出素子２２ａによって検出された信号の強度は、反射波の強度に対応する。検出器２２は、反射波強度を示す信号（強度データ）を取得し、処理装置１２に送信する。

【0020】

伝搬部２２ｂは、超音波が伝搬し易い樹脂材料などにより構成される。伝搬部２２ｂにより、検出器２２が溶接部５３へ接触した際に、検出素子２２ａの変形、損傷などを抑制できる。伝搬部２２ｂは、溶接部５３への接触時の変形、損傷などを抑制するために、十分な硬さを有する。

【0021】

センサ２２ｄは、筐体２２ｃに取り付けられ、検出器２２の接合体５０への接触を検出する。センサ２２ｄは、例えば、力センサ、加速度センサ、角速度センサ、遮光センサ、又は測距センサである。

【0022】

探査時には、検出器２２と接合体５０との間で超音波が伝搬し易くなるように、接合体５０の表面にカプラント液５５が塗布される。それぞれの検出素子２２ａは、カプラント液５５が塗布された接合体５０に向けて超音波ＵＳを送信する。

【0023】

例えば図２に示すように、１つの検出素子２２ａが接合体５０に向けて超音波ＵＳを送信する。超音波ＵＳの一部は、接合体５０の上面又は下面などで反射される。複数の検出素子２２ａのそれぞれは、反射波ＲＷを検出する。探査では、それぞれの検出素子２２ａが順次超音波ＵＳを送信し、それぞれの反射波ＲＷを複数の検出素子２２ａで検出する。

【0024】

処理装置１２は、強度データを用いて、種々の処理を実行する。例えば、処理装置１２は、溶接部５３を検査する。処理装置１２は、接合体５０における溶接部５３の位置を特定しても良い。処理装置１２は、溶接部５３の中心位置を算出しても良い。処理装置１２は、溶接部５３の径を算出しても良い。

【0025】

図３（ａ）～図３（ｃ）は、実施形態に係る処理システムの動作を説明するための模式図である。
図３（ａ）に示すように、超音波ＵＳは、伝搬部２２ｂの表面、金属板５１の上面５１ａ及び下面５１ｂ、溶接部５３の上面５３ａ及び下面５３ｂで反射される。

【0026】

伝搬部２２ｂの表面、上面５１ａ、上面５３ａ、下面５１ｂ、及び下面５３ｂのＺ方向における位置は、互いに異なる。すなわち、これらの面と検出素子２２ａとの間のＺ方向におけるそれぞれの距離が、互いに異なる。検出素子２２ａがこれらの面からの反射波を検出すると、反射波強度のピークが検出される。超音波ＵＳを送信した後、各ピークが検出されるまでの時間を算出することで、どの面で超音波ＵＳが反射されているか判別できる。

【0027】

図３（ｂ）及び図３（ｃ）のそれぞれは、Ｘ－Ｙ面内の１点において、超音波ＵＳを送信した後の時間と、反射波ＲＷの強度と、の関係を例示するグラフである。図３（ｂ）及び図３（ｃ）において、横軸は、検出された反射波ＲＷの強度を表す。縦軸は、超音波ＵＳを送信した後の経過時間を表す。時間は、Ｚ方向における位置に対応する。図３（ｂ）のグラフは、伝搬部２２ｂの表面、上面５１ａ、及び下面５１ｂからの反射波ＲＷの検出結果を例示している。すなわち、図３（ｂ）のグラフは、接合されていない点からの反射波ＲＷの検出結果を例示している。図３（ｃ）のグラフは、伝搬部２２ｂの表面、上面５３ａ、及び下面５３ｂからの反射波ＲＷの検出結果を例示している。すなわち、図３（ｃ）のグラフは、接合されている点からの反射波ＲＷの検出結果を例示している。

【0028】

図３（ｂ）及び図３（ｃ）のグラフにおいて、ピークＰｅ１０は、伝搬部２２ｂ表面からの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１１は、上面５１ａからの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１２は、下面５１ｂからの反射波ＲＷに基づく。超音波ＵＳの送信からピークＰｅ１１及びピークＰｅ１２が検出されるまでの時間は、それぞれ、上面５１ａ及び下面５１ｂのＺ方向における位置に対応する。

【0029】

同様に、ピークＰｅ１３は、上面５３ａからの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１４は、下面５３ｂからの反射波ＲＷに基づく。超音波ＵＳの送信からピークＰｅ１３及びピークＰｅ１４が検出されるまでの時間は、それぞれ、上面５３ａ及び下面５３ｂのＺ方向における位置に対応する。

【0030】

処理装置１２は、Ｘ－Ｙ面内の各点におけるＺ方向の反射波強度分布において、ピークＰｅ１２が存在するか判定する。具体的には、処理装置１２は、ピークＰｅ１２が検出されうるＺ方向の範囲において、ピークを検出する。処理装置１２は、そのピーク強度を、閾値と比較する。Ｚ方向の範囲及び閾値は、予め設定される。

【0031】

ピーク強度が閾値を超えている場合、処理装置１２は、そのピークがピークＰｅ１２であると判定する。ピークＰｅ１２の存在は、その点において下面５１ｂが存在し、金属板５１と金属板５２が接合されていないことを示す。処理装置１２は、ピークＰｅ１２が検出された点を、接合されていないと判定する。処理装置１２は、ピークＰｅ１２が検出されない点を、接合されていると判定する。処理装置１２は、Ｘ－Ｙ面内の各点が接合されているか、順次判定する。処理装置１２は、接合されていると判定された点の集合を、溶接部５３として特定する。

【0032】

例えば、処理装置１２は、検査処理において、溶接部５３を特定し、溶接部５３の径を算出する。処理装置１２は、径を、予め設定された閾値と比較する。径が閾値を超えている場合、処理装置１２は、その溶接部５３を合格と判定する。径が閾値以下の場合、処理装置１２は、その溶接部５３を不合格と判定する。閾値と比較される径は、溶接部５３の長径又は短径である。

【0033】

図３（ｂ）及び図３（ｃ）の例では、反射波ＲＷの強度は、絶対値で表されている。反射波の強度は、任意の態様で表現されて良い。例えば、検出素子２２ａから出力される反射波強度は、位相に応じて、正の値及び負の値を含む。正の値及び負の値を含む反射波強度に基づいて、各種処理が実行されても良い。正の値及び負の値を含む反射波強度を、絶対値に変換しても良い。各時刻における反射波強度から、反射波強度の平均値を減じても良い。又は、各時刻における反射波強度から、反射波強度の加重平均値、重み付き移動平均値などを減じても良い。特定の周期の周波数成分のみが抽出されるように、フィルタリングが実行されても良い。反射波強度にこれらの処理を加えた結果を用いた場合でも、本願で説明する各種処理を実行可能である。

【0034】

図４は、探査により得られた強度データを例示する模式図である。
探査では、上述したように、それぞれの検出素子２２ａが超音波を順次送信し、それぞれの反射波を複数の検出素子２２ａで検出する。図２に示す具体例では、８×８の６４個の検出素子２２ａが設けられている。この場合、６４個の検出素子２２ａが超音波を順次送信する。１つの検出素子２２ａは、反射波を６４回繰り返し検出する。１つの検出素子２２ａからは、Ｚ方向の反射波強度分布の検出結果が、６４回出力される。１つの検出素子２２ａから出力された６４回の反射波の強度分布は、合算される。合算された強度分布が、１回の探査において、１つの検出素子２２ａが設けられた座標における強度分布となる。６４個の検出素子２２ａのそれぞれによる検出結果について、同様の処理が実行される。各検出素子２２ａの検出結果に対して、Ｘ方向及びＹ方向における分解能を向上させるために、開口合成が実行されても良い。以上の処理により、Ｘ－Ｙ面（第１面）内の各点において、Ｚ方向における反射波の強度分布が生成される。すなわち、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の各点における反射波強度を含む３次元の強度データが得られる。

【0035】

図４は、その３次元の強度分布を模式的に示している。図４の模式図では、３次元強度データの溶接部５３近傍の様子が示されている。図４において、輝度が高い部分は、超音波の反射波強度が相対的に大きい部分である。図４の例では、溶接部５３の上面及び下面からの反射波と、これら上面と下面との間で多重反射した反射波と、が現れている。

【0036】

検査処理において溶接部に関するデータを得る場合、制御装置１０は、検出器２２の先端が溶接部５３に接触するように、マニピュレータ２１を動作させる。検査処理において探査が実行されるときの検出器２２先端の位置及び姿勢は、教示点として予め設定される。検出器２２先端の位置及び姿勢と対応する別の部分の位置及び姿勢が、教示点として設定されても良い。この場合も、検出器２２先端の位置及び姿勢が教示点として設定されていると見なすことができる。

【0037】

制御装置１０は、検出器２２の先端の位置及び姿勢が教示点の位置及び姿勢に設定されるように、動作プログラムに従ってマニピュレータ２１を動作させる。具体的には、制御装置１０は、マニピュレータ２１の各関節に備えられたエンコーダーから、各アクチュエーターの回転角を示すデータを取得する。制御装置１０は、記憶した教示点と、取得したデータと、に基づいて制御信号を生成する。制御装置１０は、生成した制御信号をロボット２０に送信し、各アクチュエーターを動作させることによってマニピュレータ２１を動かす。

【0038】

実施形態に係る処理システム１は、ロボット２０に動作を教示する。処理システム１は、ロボット２０の教示点の設定に利用可能である。処理システム１は、検出器２２から送信された強度データを用いて、教示点を設定する。

【0039】

図５は、実施形態に係る教示方法を示すフローチャートである。
ユーザは、検出器２２の先端を溶接部５３に接近させる。溶接部５３には、カプラント液が塗布される。検出器２２が、溶接部５３に接触する（ステップＳ１）。例えば、ユーザが、手又は操作端末１１によってマニピュレータ２１を動かし、検出器２２の先端を溶接部５３に接触させる。又は、ユーザが検出器２２を溶接部５３に接近させた後、制御装置１０がマニピュレータ２１を動かし、検出器２２を溶接部５３に接触させても良い。処理システム１は、位置教示処理を実行する（ステップＳ１０）。

【0040】

位置教示処理において、処理装置１２は、検出器２２が溶接部５３に接触した状態で、検出器２２に探査を実行させる（ステップＳ１１）。検出器２２は、探査によって、反射波の強度を示す強度データ（第１強度データ）を取得する（ステップＳ１２）。処理装置１２は、強度データを検出器２２から受信する。処理装置１２は、強度データに基づいて、Ｘ－Ｙ面における溶接部５３の中心位置を算出する（ステップＳ１３）。処理装置１２は、中心位置を制御装置１０に送信する。制御装置１０は、検出器２２のＸ－Ｙ面における位置（第１位置）を参照する。制御装置１０は、受信した中心位置と、第１位置と、の間の距離を、予め設定された閾値（第１閾値）と比較する（ステップＳ１４）。

【0041】

例えば、検出器２２のＸ－Ｙ面における位置は、強度データのＸ－Ｙ面における中心位置に対応する。この場合、強度データに基づいて算出される溶接部５３の中心位置が、溶接部５３の中心位置と、強度データのＸ－Ｙ面における中心位置と、の間の距離に対応する。このため、ステップＳ１４において、制御装置１０は、受信した溶接部５３の中心位置を、予め設定された閾値（第１閾値）と比較する。

【0042】

距離が閾値以下の場合、制御装置１０は、第１位置に基づいて教示点を設定する（ステップＳ１５）。例えば、制御装置１０は、第１位置を、教示点の位置として設定する。制御装置１０は、第１位置に対する演算によって得られた位置を、教示点の位置として設定しても良い。

【0043】

距離が閾値を超える場合、制御装置１０は、距離を減少させるようにＸ－Ｙ面に沿って検出器２２を移動させる（ステップＳ１６）。このとき、制御装置１０は、検出器２２と接合体５０との摩擦を回避するために、検出器２２を接合体５０から遠ざけても良い。制御装置１０は、検出器２２を接合体５０から遠ざけた後に、Ｘ－Ｙ面に沿って検出器２２を移動させる。その後、制御装置１０は、検出器２２を接合体５０に接触させる。

【0044】

制御装置１０は、移動後の検出器２２のＸ－Ｙ面における位置（第２位置）を参照する。制御装置１０は、第２位置に基づいて教示点を設定する（ステップＳ１７）。例えば、制御装置１０は、第２位置を、教示点の位置として設定する。制御装置１０は、第２位置に対する演算によって得られた位置を、教示点の位置として設定しても良い。

【0045】

制御装置１０は、ステップＳ１６の後に、ステップＳ１４を再度実行しても良い。この場合、中心位置と検出器２２の位置との間の距離が閾値と再度比較される。距離が閾値以下になるまで、ステップＳ１６が繰り返される。これにより、教示点の位置をより適切に設定できる。制御装置１０は、設定した教示点を保存する（ステップＳ１８）。

【0046】

図２に示すＸＹＺ座標系は、教示点の表現に用いられるロボット座標系と異なっていても良い。制御装置１０又は処理装置１２は、ステップＳ１３において算出された中心位置を、ロボット座標系に適宜変換しても良い。制御装置１０又は処理装置１２は、教示点を設定する際に、検出器２２のＸ－Ｙ面における位置を、ロボット座標系に適宜変換しても良い。

【0047】

上述した教示方法における、溶接部５３の中心位置の算出方法について説明する。中心位置は、以下のいずれかの方法を用いて算出できる。

【0048】

図６（ａ）～図６（ｃ）は、強度データを処理して得られた反射波の強度分布を示す模式図である。
処理装置１２は、強度データを処理し、図６（ａ）～図６（ｃ）に示すデータを取得する。図６（ａ）は、溶接部５３近傍のＸ－Ｙ面における反射波の強度分布を示す。図６（ｂ）は、溶接部５３近傍のＹ－Ｚ面における反射波の強度分布を示す。図６（ｃ）は、溶接部５３近傍のＸ－Ｚ面における反射波の強度分布を示す。

【0049】

図６（ａ）のデータは、Ｘ－Ｙ面の各点において、Ｚ方向に強度を合算することで得られる。図６（ｂ）のデータは、Ｚ方向の各点において、Ｘ方向に強度を合算することで得られる。図６（ｃ）のデータは、Ｚ方向の各点において、Ｙ方向に強度を合算することで得られる。図６（ａ）～図６（ｃ）では、反射波の強度が、模式的に二値化されて示されている。白色の点は、その点における反射波の強度が相対的に高いことを示す。黒色の点は、その点における反射波の強度が相対的に低いことを示す。

【0050】

例えば、処理装置１２は、図６（ａ）に示すＸ－Ｙ面における反射波の強度分布について、強度の重心位置を、溶接部５３の中心位置として算出する。例えば図６（ａ）に示すように、二値化された画像における輝度的重心位置が算出されても良い。又は、各画素が３段階以上（例えば０～２５５）のいずれかの画素値を有する画像について、輝度的重心位置が算出されても良い。

【0051】

又は、処理装置１２は、Ｚ方向において、溶接部５３からの反射波成分を抽出し、重心位置を算出しても良い。例えば、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、溶接部５３からの反射波が検出される周期は、その他からの反射波が検出される周期と異なる。処理装置１２は、予め設定された溶接部５３の厚さを用いて、Ｚ方向において強度分布をフィルタリングする。これにより、処理装置１２は、溶接部５３からの反射波成分を抽出する。処理装置１２は、フィルタリング後のＸ－Ｙ面における強度分布の重心位置を、溶接部５３の中心位置として算出する。

【0052】

又は、処理装置１２は、溶接部５３を特定し、特定された溶接部５３に基づいて中心位置を算出しても良い。

【0053】

図７は、特定された溶接部を例示する模式図である。
図７は、探査が実行されたＸ－Ｙ面の各点での、接合又は未接合の判定の結果を示す。接合又は未接合の判定が実行される領域のＸ方向及びＹ方向における範囲は、Ｘ方向及びＹ方向において強度データが得られた範囲に対応する。一例として、図７に示す２次元データのＸ方向における範囲及びＹ方向における範囲は、図４に示す３次元の強度データのＸ方向における範囲及びＹ方向における範囲にそれぞれ対応する。Ｘ方向及びＹ方向において、強度データが得られた範囲の一部が抽出され、抽出された領域に対して接合又は未接合の判定が実行されても良い。図７では、強度データに基づいて接合されていると判定された点は、白色で表されている。接合されていないと判定された点は、黒色で表されている。接合されていると判定された点の集合が、溶接部５３として特定される。処理装置１２は、各点における接合の判定結果を用いて、図７に示す２次元データを生成する。

【0054】

処理装置１２は、特定された溶接部５３のＸ－Ｙ面における重心位置を溶接部５３の中心位置として算出しても良い。溶接部５３は、上述したように、Ｘ－Ｙ面内の各点における接合又は未接合を判定することで、特定できる。処理装置１２は、特定された溶接部５３について、Ｘ－Ｙ面において内接又は外接する円の中心を、溶接部５３の中心位置として算出しても良い。

【0055】

教示点が設定されると、それ以降、ロボットシステム２は、その教示点を用いて検査処理を実行する。例えば、ロボットシステム２は、教示点を参照し、別の接合体５０の溶接部５３に対する検査処理を実行する。検査処理の実行時、制御装置１０は、マニピュレータ２１を動かし、検出器２２先端の位置及び姿勢を、教示点の位置及び姿勢に設定する。

【0056】

１つの接合体５０に複数の溶接部５３が形成される場合は、各溶接部５３に対して教示点がそれぞれ設定される。複数の教示点が設定された後は、別の接合体５０の複数の溶接部５３に対して、検査処理がそれぞれ実行される。

【0057】

実施形態の利点を説明する。
マニピュレータ２１を用いて自動的に接合体５０を検査するためには、検査時の検出器２２の位置及び姿勢を予め教示する必要がある。教示は、ティーチングプレイバック方式により実行される。以下は、参考例に係る教示方法である。ロボット２０のユーザは、接合体５０を用意する。ユーザは、目視で接合体５０の溶接部５３を確認する。ユーザは、手又は操作端末１１でマニピュレータ２１を動かし、検出器２２の先端を溶接部５３の中心に接触させる。制御装置１０は、そのときの検出器２２の先端の位置及び姿勢を、教示点として設定する。

【0058】

検出器２２の先端を溶接部５３の中心に接触させるためには、検出器２２の位置を細かく調整する必要がある。ユーザがこの作業に不慣れな場合、教示点の設定に長い時間を要する。教示された位置に、ばらつきも生じる。教示中に、検出器２２を接合体５０に接触させ、検出器２２を損傷させる可能性もある。また、溶接部５３が形成された位置には、溶接痕が存在する。ユーザは、この溶接痕の中心を溶接部５３の中心として捉え、検出器２２を溶接痕の中心に接触させる。しかし、溶接痕の中心は、実際の溶接部５３の中心からずれることがある。検出器２２の位置が溶接部５３の中心からずれると、検査の精度が低下しうる。このため、より簡便に、溶接部５３の中心を教示点として設定できる技術が望まれている。

【0059】

この課題について、実施形態に係る処理システム１では、位置教示処理が実行される。位置教示処理では、探査によって得られた強度データに基づいて、検出器２２の位置が溶接部５３の中心位置からずれているか、自動的に判定される。検出器２２の位置が溶接部５３の中心位置からずれている場合、処理システム１は、検出器２２が溶接部５３の中心位置に接近するように、マニピュレータ２１を制御する。このため、ユーザは、検出器２２の位置を調整する必要が無い。教示される位置のばらつきも抑制できる。教示中における、検出器２２の損傷を抑えることができる。また、検出器２２の位置を、ユーザが目視では確認できない溶接部５３の中心位置に合わせることができる。実施形態によれば、より簡便に、溶接部５３の中心位置を教示点として設定できる。

【0060】

（第１変形例）
図８は、実施形態の第１変形例に係る教示方法を示すフローチャートである。
検出器２２の姿勢は、探査により得られる強度データに影響する。検出器２２の姿勢は、溶接部５３の表面に対して垂直であることが好ましい。処理システム１は、図８に示すように、位置教示処理（ステップＳ１０）に加えて、姿勢教示処理（ステップＳ２０）を実行しても良い。

【0061】

姿勢教示処理において、処理装置１２は、検出器２２が溶接部に接触した状態で、検出器２２に探査を実行させる（ステップＳ２１）。検出器２２は、探査によって、反射波の強度を示す強度データ（第２強度データ）を取得する（ステップＳ２２）。処理装置１２は、強度データに基づいて、探査時の検出器２２の姿勢（第１姿勢）が、溶接部５３に対してどの程度傾いているか算出する（ステップＳ２３）。処理装置１２は、算出した傾きを、制御装置１０に送信する。制御装置１０は、傾きを、予め設定された閾値（第２閾値）と比較する（ステップＳ２４）。

【0062】

傾きが閾値以下の場合、制御装置１０は、第１姿勢に基づいて教示点の姿勢を設定する（ステップＳ２５）。例えば、制御装置１０は、第１姿勢を、教示点の姿勢として設定する。制御装置１０は、第１姿勢に対する演算によって得られた姿勢を、教示点の姿勢として設定しても良い。

【0063】

傾きが閾値を超える場合、制御装置１０は、傾きが小さくなるように、検出器２２をＸ方向まわり又はＹ方向まわりに回転させる（ステップＳ２６）。例えば、検出器２２の先端が、回転中心に設定される。制御装置１０は、回転後の検出器２２の姿勢（第２姿勢）を参照する。制御装置１０は、第２姿勢に基づいて教示点の姿勢を設定する（ステップＳ２７）。例えば、制御装置１０は、第２姿勢を、教示点の姿勢として設定する。制御装置１０は、第２姿勢に対する演算によって得られた姿勢を、教示点の姿勢として設定しても良い。

【0064】

制御装置１０は、ステップＳ２６の後に、ステップＳ２４を再度実行しても良い。この場合、傾きが閾値と再度比較される。傾きが閾値以下になるまで、ステップＳ１６２繰り返される。これにより、教示点の姿勢をより適切に設定できる。制御装置１０は、設定した教示点を保存する（ステップＳ２８）。

【0065】

図９は、検出器を示す模式図である。
姿勢は、例えば図９に示した、検出器２２の方向Ｄ１に対応する。方向Ｄ１は、複数の検出素子２２ａの配列方向に対して垂直である。傾きは、検出器２２の方向Ｄ１と、溶接部５３の法線方向Ｄ２と、の間のＸ方向まわりの角度θｘ及びＹ方向まわりの角度θｙによって表される。

【0066】

図８に示した姿勢を表す角度は、教示点の表現に用いられるロボット座標系における角度と異なっていても良い。制御装置１０又は処理装置１２は、ステップＳ２３において算出された傾きを、ロボット座標系に適宜変換しても良い。制御装置１０又は処理装置１２は、教示点を設定する際に、検出器２２の姿勢を表す角度を、適宜ロボット座標系における角度に変換しても良い。

【0067】

図１０（ａ）～図１０（ｃ）は、検査において得られた画像の一例である。
傾きの算出方法について説明する。図１０（ａ）は、溶接部５３近傍のＸ－Ｙ面における反射波の強度分布を示す画像である。図１０（ｂ）は、溶接部５３近傍のＹ－Ｚ面における反射波の強度分布を示す画像である。図１０（ｃ）は、溶接部５３近傍のＸ－Ｚ面における反射波の強度分布を示す画像である。図１０（ａ）～図１０（ｃ）の各画像において、輝度は、反射波の強度に対応する。すなわち、画素の色が明るいほど、その点における反射波強度が高いことを示している。

【0068】

角度θｘは、図１０（ｂ）に示したように、Ｙ－Ｚ面での検出結果に基づいて算出される。角度θｙは、図１０（ｃ）に示したように、Ｘ－Ｚ面での検出結果に基づいて算出される。具体的には、処理装置１２は、３次元の輝度勾配の平均を算出する。処理装置１２は、Ｘ方向まわりの勾配の平均を角度θｘとして用いる。処理装置１２は、Ｙ方向まわりの勾配の平均を角度θｙとして用いる。

【0069】

姿勢教示処理は、位置教示処理の前に行われても良いし、位置教示処理の後に行われても良い。１回の探査の結果に基づいて、位置教示処理と姿勢教示処理が行われても良い。

【0070】

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、反射波の強度分布を示す模式図である。
好ましくは、姿勢教示処理は、位置教示処理の後に行われる。溶接部５３の中心位置が検出器２２の位置からずれ、検出器２２が溶接部５３に対して傾斜している場合、図１１（ａ）に示すように、溶接部５３からの多重反射波が検出器２２によって検出されない可能性がある。多重反射波は、Ｚ方向の深い位置で検出される反射波である。多重反射波が検出されないと、算出される検出器２２の姿勢の精度が低下しうる。姿勢教示処理の前に位置教示処理が行われることで、図１１（ｂ）に示すように、溶接部５３からの多重反射波がより検出され易くなる。これにより、検出器２２の姿勢を、より精度良く算出できる。

【0071】

（第２変形例）
図１２は、実施形態の第２変形例に係る教示方法を示すフローチャートである。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、実施形態の第２変形例に係る教示方法を説明するための模式図である。
第２変形例に係る教示方法は、図５に示す教示方法と比べると、ステップＳ１に代えてステップＳ１９を含む。また、第２変形例に係る教示方法は、ステップＳ１５及びＳ１７に代えて、ステップＳ１５ａ及びＳ１７ａを含む。

【0072】

ステップＳ１９において、処理システム１は、検出器２２と溶接部５３との間のＺ方向における距離を、第１距離に設定する。第１距離は、検査処理が実行されるときの検出器２２と溶接部５３との間のＺ方向における第２距離よりも長い。このとき、図１３（ａ）に示すように、検出器２２は、カプラント液５５を介して接合体５０と接触している。検出器２２は、接合体５０と直接的には接触していない。

【0073】

その後、処理システム１は、図５に示す教示方法と同様に、ステップＳ１１～Ｓ１４を実行する。ステップＳ１５ａでは、処理システム１は、第１位置に基づいて教示点を設定する。このとき、制御装置１０は、検出器２２と溶接部５３との間のＺ方向における距離を、第２距離に設定する。これにより、検出器２２が、溶接部５３に接近する。例えば図１３（ｂ）に示すように、検出器２２が、接合体５０に直接接触する。処理システム１は、Ｘ－Ｙ面内における第１位置と、接近後の検出器２２のＺ方向における位置と、に基づいて教示点を設定する。

【0074】

同様に、ステップＳ１７ａでは、処理システム１は、第２位置に基づいて教示点を設定する。このとき、制御装置１０は、検出器２２と溶接部５３との間のＺ方向における距離を、第２距離に設定する。処理システム１は、Ｘ－Ｙ面内における第２位置と、接近後の検出器２２のＺ方向における位置と、に基づいて教示点を設定する。

【0075】

第１距離は、探査を実行しながら検出器２２を接合体５０へ接近させることで、設定できる。検出器２２が接合体５０及びカプラント液５５から離れていると、超音波が減衰し、反射波が検出されない。検出器２２がカプラント液５５に接触すると、カプラント液５５を超音波が伝搬し、反射波が検出される。制御装置１０は、検出器２２を接合体５０へ徐々に接近させつつ、反射波が検出されたタイミングで検出器２２を停止させる。これにより、検出器２２と接合体５０との間の距離が、第１距離に設定される。

【0076】

又は、検出器２２を接合体５０に接触させた後に検出器２２を接合体５０から少し遠ざけることで、第１距離が設定されても良い。制御装置１０は、センサ２２ｄによって検出器２２の接合体５０への接触が検出されるまで、検出器２２を接合体５０へ接近させる。接触が検出された後、制御装置１０は、検出器２２を接合体５０から僅かに遠ざける。遠ざける距離は、予め設定される。これにより、検出器２２と接合体５０との間の距離が、第１距離に設定される。

【0077】

接触が検出された後、探査を実行しながら、検出器２２を接合体５０から徐々に遠ざけても良い。制御装置１０は、反射波が検出されている間、検出器２２を接合体５０から徐々に遠ざける。反射波が検出されなくなると、制御装置１０は、最後に反射波が検出されたＺ方向における位置に検出器２２を移動させる。これにより、検出器２２と接合体５０との間の距離が、第１距離に設定される。

【0078】

ステップＳ１６の実行時、検出器２２と溶接部５３との間のＺ方向における距離は、第１距離に設定される。すなわち、ステップＳ１６の実行時、制御装置１０は、検出器２２を溶接部５３から遠ざけずに、検出器２２をＸ－Ｙ面に沿って移動させる。このとき、検出器２２は、カプラント液を介して接合体５０と接触している。このため、検出器２２が移動したときに、検出器２２と接合体５０との間の摩擦を低減できる。また、検出器２２を溶接部５３から遠ざける動作が不要となるため、教示方法の実行に必要な時間を短縮できる。

【0079】

第２変形例に係る教示方法において、第１変形例と同様に、姿勢教示処理がさらに実行されても良い。上述した通り、姿勢教示処理は、位置教示処理の後に実行されることが好ましい。

【0080】

図１４は、実施形態に係る検査処理を示すフローチャートである。
以上で説明したいずれかの教示方法によって教示点が設定されると、ロボットシステム２は、検査処理（ステップＳ３０）を実行する。制御装置１０は、吐出器２５から接合体５０へ、カプラント液５５を吐出させる（ステップＳ３１）。制御装置１０は、マニピュレータ２１を動作させ、検出器２２の位置及び姿勢を、教示点の位置及び姿勢に設定する（ステップＳ３２）。制御装置１０は、溶接部５３に対する探査を検出器２２に実行させる（ステップＳ３３）。処理装置１２は、得られた強度データ（第３強度データ）に基づいて、溶接部５３を特定する（ステップＳ３４）。処理装置１２は、溶接部５３を検査する（ステップＳ３５）。検査では、例えば、溶接部５３の径が閾値と比較される。処理装置１２は、検査結果を保存する（ステップＳ３６）。

【0081】

教示方法及び検査処理を含む処理方法によれば、より簡便に溶接部５３の中心位置を教示点として設定でき、設定した教示点を用いて溶接部５３を検査できる。

【0082】

図１５は、別の検出器の構造を示す模式図である。
以上では、探査の実行時にカプラント液５５を用いる例を説明した。溶接部５３の形状に応じて変形可能な伝搬部材が検出器に設けられていれば、カプラント液５５は省略可能である。

【0083】

図１５に示す検出器２３は、第１伝搬部材２２ｂ１及び第２伝搬部材２２ｂ２を含む。第１伝搬部材２２ｂ１は、検出器２３の筐体２２ｃに取り付けられる。第１伝搬部材２２ｂ１は、超音波が伝搬可能である。例えば、第１伝搬部材２２ｂ１は、複数の検出素子２２ａに接触する。又は、第１伝搬部材２２ｂ１と複数の検出素子２２ａとの間に、別の超音波が伝搬可能な部材が設けられても良い。

【0084】

第２伝搬部材２２ｂ２は、第１伝搬部材２２ｂ１に取り付けられる。第２伝搬部材２２ｂ２は、第１伝搬部材２２ｂ１に接着されても良いし、図示しない固定具によって第１伝搬部材２２ｂ１に対して固定されても良い。第１伝搬部材２２ｂ１は、複数の検出素子２２ａと第２伝搬部材２２ｂ２との間に位置する。第２伝搬部材２２ｂ２は、超音波が伝搬可能である。第１伝搬部材２２ｂ１を伝搬した超音波は、第２伝搬部材２２ｂ２を伝搬し、検出器２３の外部に送信される。

【0085】

第１伝搬部材２２ｂ１は、固体である。第１伝搬部材２２ｂ１は、検出器２２の動作時にも実質的な変改が生じないように、十分な硬さを有する。第２伝搬部材２２ｂ２は、ゲル状であり、液体では無い。第２伝搬部材２２ｂ２は、第１伝搬部材２２ｂ１よりも軟らかい。すなわち、第２伝搬部材２２ｂ２の硬さは、第１伝搬部材２２ｂ１の硬さよりも小さい。このため、第２伝搬部材２２ｂ２は、第１伝搬部材２２ｂ１に比べて、容易に変形する。第１伝搬部材２２ｂ１は、探査時に、検査の対象の表面形状に応じて変形できるように、十分な軟らかさを有する。

【0086】

第１伝搬部材２２ｂ１及び第２伝搬部材２２ｂ２は、樹脂を含む。具体的な一例として、第１伝搬部材２２ｂ１は、アクリルを含む。第２伝搬部材２２ｂ２は、セグメント化ポリウレタンを含む。接合に用いられる一般的な鋼板の音響インピーダンスは、４．５×１０^７（Ｐａ・ｓ／ｍ）程度である。検出器２２と接合体５０との間で超音波が十分に伝搬するように、第１伝搬部材２２ｂ１及び第２伝搬部材２２ｂ２のそれぞれの音響インピーダンスは、１．０×１０^５（Ｐａ・ｓ／ｍ）よりも大きく、１．０×１０^８（Ｐａ・ｓ／ｍ）よりも小さいことが好ましい。音響インピーダンスは、ＪＩＳ Ａ１４０５－１（ＩＳＯ １０５３４－１）に従って測定できる。

【0087】

処理システム１は、検出器２２に代えて検出器２３を含むロボット２０に対して、上述した教示方法を実行しても良い。ただし、いずれかの教示方法におけるステップＳ１６において、検出器２３をＸ－Ｙ面に沿って移動させる場合、制御装置１０は、検出器２３を接合体５０から遠ざけることが好ましい。第２伝搬部材２２ｂ２はゲル状であるため、第２伝搬部材２２ｂ２と接合体５０との間の摩擦が大きい。第２伝搬部材２２ｂ２が接合体５０に接触した状態で検出器２２を移動させると、第２伝搬部材２２ｂ２が損傷しうる。検出器２３を接合体５０から遠ざけた後に、検出器２３をＸ－Ｙ面に沿って移動させることで、第２伝搬部材２２ｂ２の損傷を抑えることができる。

【0088】

図１６は、ハードウェア構成を示す模式図である。
制御装置１０、操作端末１１、及び処理装置１２は、例えば図１６に示すコンピュータ９０の構成をそれぞれ含む。コンピュータ９０は、ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、記憶装置９４、入力インタフェース９５、出力インタフェース９６、及び通信インタフェース９７を含む。

【0089】

ＲＯＭ９２は、コンピュータ９０の動作を制御するプログラムを格納している。ＲＯＭ９２には、上述した各処理をコンピュータ９０に実現させるために必要なプログラムが格納されている。ＲＡＭ９３は、ＲＯＭ９２に格納されたプログラムが展開される記憶領域として機能する。

【0090】

ＣＰＵ９１は、処理回路を含む。ＣＰＵ９１は、ＲＡＭ９３をワークメモリとして、ＲＯＭ９２又は記憶装置９４の少なくともいずれかに記憶されたプログラムを実行する。プログラムの実行中、ＣＰＵ９１は、システムバス９８を介して各構成を制御し、種々の処理を実行する。

【0091】

記憶装置９４は、プログラムの実行に必要なデータや、プログラムの実行によって得られたデータを記憶する。

【0092】

入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）９５は、コンピュータ９０と入力装置９５ａとを接続する。入力Ｉ／Ｆ９５は、例えば、ＵＳＢ等のシリアルバスインタフェースである。ＣＰＵ９１は、入力Ｉ／Ｆ９５を介して、入力装置９５ａから各種データを読み込むことができる。

【0093】

出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）９６は、コンピュータ９０と出力装置９６ａとを接続する。出力Ｉ／Ｆ９６は、例えば、Digital Visual Interface（ＤＶＩ）やHigh-Definition Multimedia Interface（ＨＤＭＩ（登録商標））等の映像出力インタフェースである。ＣＰＵ９１は、出力Ｉ／Ｆ９６を介して、出力装置９６ａにデータを送信し、出力装置９６ａに画像を表示させることができる。

【0094】

通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）９７は、コンピュータ９０外部のサーバ９７ａと、コンピュータ９０と、を接続する。通信Ｉ／Ｆ９７は、例えば、ＬＡＮカード等のネットワークカードである。ＣＰＵ９１は、通信Ｉ／Ｆ９７を介して、サーバ９７ａから各種データを読み込むことができる。

【0095】

記憶装置９４は、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）及びSolid State Drive（ＳＳＤ）から選択される１つ以上を含む。入力装置９５ａは、マウス、キーボード、マイク（音声入力）、及びタッチパッドから選択される１つ以上を含む。出力装置９６ａは、モニタ及びプロジェクタから選択される１つ以上を含む。タッチパネルのように、入力装置９５ａと出力装置９６ａの両方の機能を備えた機器が用いられても良い。

【0096】

制御装置１０及び処理装置１２のそれぞれの機能は、３台以上のコンピュータの協働により実現されても良い。制御装置１０及び処理装置１２のそれぞれの機能が、１台のコンピュータによって実現されても良い。上述した各種処理の主体は、制御装置１０及び処理装置１２の間で、適宜変更可能である。

【0097】

上記の種々のデータの処理は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク及びハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又は、他の非一時的なコンピュータで読取可能な記録媒体（non-transitory computer-readable storage medium）に記録されても良い。

【0098】

例えば、記録媒体に記録された情報は、コンピュータ（または組み込みシステム）により読み出されることが可能である。記録媒体において、記録形式（記憶形式）は任意である。例えば、コンピュータは、記録媒体からプログラムを読み出し、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させる。コンピュータにおいて、プログラムの取得（または読み出し）は、ネットワークを通じて行われても良い。

【0099】

以上で説明した、処理システム、ロボットシステム、制御装置、教示方法、又は処理方法によれば、より簡便に、溶接部の中心位置を教示点として設定できる。コンピュータに、教示方法又は処理方法を実行させるプログラムを用いることで、より簡便に、溶接部の中心位置を教示点として設定できる。

【0100】

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0101】

１：処理システム、 ２：ロボットシステム、 １０：制御装置、 １１：操作端末、 １２：処理装置、 ２０：ロボット、 ２１：マニピュレータ、 ２２：検出器、 ２２ａ：検出素子、 ２２ｂ：伝搬部、 ２２ｂ１：第１伝搬部材、 ２２ｂ２：第２伝搬部材、 ２２ｃ：筐体、 ２２ｄ：センサ、 ２３：検出器、 ２５：吐出器、 ５０：接合体、 ５１：金属板、 ５１ａ：上面、 ５１ｂ：下面、 ５２：金属板、 ５３：溶接部、 ５３ａ：上面、 ５３ｂ：下面、 ５４：凝固部、 ５５：カプラント液、 ９０：コンピュータ、 ９１：ＣＰＵ、 ９２：ＲＯＭ、 ９３：ＲＡＭ、 ９４：記憶装置、 ９５：入力インタフェース、 ９５ａ：入力装置、 ９６：出力インタフェース、 ９６ａ：出力装置、 ９７：通信インタフェース、 ９７ａ：サーバ、 ９８：システムバス、 Ｐｅ１０～Ｐｅ１４：ピーク、 ＲＷ：反射波、 ＵＳ：超音波

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】