特許 7595283 溶接システム、溶接ロボット制御プログラム作成装置、溶接ロボット制御プログラム作成方法、および溶接ロボット制御プログラムの作成プログラム

(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】

(24)【登録日】2024-11-28

(45)【発行日】2024-12-06

(54)【発明の名称】溶接システム、溶接ロボット制御プログラム作成装置、溶接ロボット制御プログラム作成方法、および溶接ロボット制御プログラムの作成プログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/22 20060101AFI20241129BHJP

   G05B 19/42 20060101ALI20241129BHJP

   B23K 9/12 20060101ALI20241129BHJP

   B23K 9/127 20060101ALI20241129BHJP

【ＦＩ】

B25J9/22 A

G05B19/42 H

B23K9/12 331F

B23K9/127 509B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022530091

(86)(22)【出願日】2021-05-19

(86)【国際出願番号】 JP2021019024

(87)【国際公開番号】W WO2021251087

(87)【国際公開日】2021-12-16

【審査請求日】2023-11-22

(31)【優先権主張番号】P 2020101188

(32)【優先日】2020-06-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100138771

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 将明

(72)【発明者】

【氏名】内方 章雅

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 嘉幸

【審査官】杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１７６２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０９７５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０２４８６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ ～ ２１／０２

Ｇ０５Ｂ １９／１８ ～ １９／４１６

１９／４２ ～ １９／４６

Ｂ２３Ｋ ９／１２

Ｂ２３Ｋ ９／１２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トーチを備えた溶接ロボットと、溶接ロボット制御プログラム作成装置とを有する溶接システムであって、
前記溶接ロボット制御プログラム作成装置は、
操作者が把持可能なコントローラの位置から、ワークに対する溶接の溶接開始点および溶接終了点の位置情報と、前記溶接開始点と前記溶接終了点とを結ぶ溶接線上の溶接教示点での、前記トーチの前記溶接線に対する姿勢を特定可能な姿勢情報とを取得し、
前記位置情報および前記姿勢情報に基づいて、前記溶接開始点から前記溶接終了点まで溶接を行う溶接ロボット制御プログラムを作成し、
前記溶接ロボットは、前記溶接ロボット制御プログラムに基づいて前記ワークに対して溶接を行い、
前記溶接ロボット制御プログラム作成装置は、
前記溶接線の中の、前記トーチの姿勢を固定する姿勢固定区間において、前記姿勢固定区間の始点での前記トーチの前記溶接線に対する姿勢を保ったまま前記姿勢固定区間の終点まで前記溶接線に沿って溶接を行う、前記溶接ロボットの制御プログラムを作成する、 溶接システム。

【請求項2】

操作者が把持可能なコントローラ、をさらに備え、
前記溶接ロボット制御プログラム作成装置は、前記溶接教示点に向けた前記コントローラの姿勢を示す情報であるコントローラ姿勢情報を、前記姿勢情報として取得する、
請求項１に記載の溶接システム。

【請求項3】

前記コントローラは、前記溶接ロボット制御プログラム作成装置と一体化されている、
請求項２に記載の溶接システム。

【請求項4】

前記コントローラが、前記トーチと同一形状の先端部を有する、
請求項２または３に記載の溶接システム。

【請求項5】

前記溶接線上の溶接教示点が、少なくとも１つの中間点を含む、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の溶接システム。

【請求項6】

前記溶接ロボット制御プログラム作成装置は、前記溶接線の中の、前記トーチの姿勢を固定しない姿勢非固定区間において、前記トーチの前記溶接線に対する姿勢を、前記姿勢情報に基づいて特定された前記トーチの姿勢に追随するように前記溶接線に沿って溶接を行う、前記溶接ロボットの制御プログラムを作成し、
前記姿勢固定区間と前記姿勢非固定区間とは切り替え可能である、
請求項１に記載の溶接システム。

【請求項7】

処理部を備え、
前記処理部が、
操作者が把持可能なコントローラの位置から、ワークに対する溶接の溶接開始点および溶接終了点の位置情報と、前記溶接開始点と前記溶接終了点とを結ぶ溶接線上の溶接教示点での、溶接ロボットが備えるトーチの前記溶接線に対する姿勢を特定可能な姿勢情報とを取得し、
前記位置情報および前記姿勢情報に基づいて、前記溶接開始点から前記溶接終了点まで溶接を行う溶接ロボット制御プログラムであって、前記溶接線の中の、前記トーチの姿勢を固定する姿勢固定区間において、前記姿勢固定区間の始点での前記トーチの前記溶接線に対する姿勢を保ったまま前記姿勢固定区間の終点まで前記溶接線に沿って溶接を行う、前記溶接ロボットの制御プログラムを作成する、
溶接ロボット制御プログラム作成装置。

【請求項8】

溶接ロボット制御プログラム作成装置による、溶接ロボット制御プログラム作成方法であって、
操作者が把持可能なコントローラの位置から、ワークに対する溶接の溶接開始点および溶接終了点の位置情報と、前記溶接開始点と前記溶接終了点とを結ぶ溶接線上の溶接教示点での、溶接ロボットが備えるトーチの前記溶接線に対する姿勢を特定可能な姿勢情報とを取得し、 前記位置情報および前記姿勢情報に基づいて、前記溶接開始点から前記溶接終了点まで溶接を行う前記溶接ロボットの制御プログラムであって、前記溶接線の中の、前記トーチの姿勢を固定する姿勢固定区間において、前記姿勢固定区間の始点での前記トーチの前記溶接線に対する姿勢を保ったまま前記姿勢固定区間の終点まで前記溶接線に沿って溶接を行う、前記溶接ロボットの制御プログラムを作成する、
溶接ロボット制御プログラム作成方法。

【請求項9】

溶接ロボット制御プログラムの作成プログラムであって、
溶接ロボット制御プログラム作成装置に、
操作者が把持可能なコントローラの位置から、ワークに対する溶接の溶接開始点および溶接終了点の位置情報と、前記溶接開始点と前記溶接終了点とを結ぶ溶接線上の溶接教示点での、溶接ロボットが備えるトーチの前記溶接線に対する姿勢を特定可能な姿勢情報とを取得させ、
前記位置情報および前記姿勢情報に基づいて、前記溶接開始点から前記溶接終了点まで溶接を行う前記溶接ロボットの制御プログラムであって、前記溶接線の中の、前記トーチの姿勢を固定する姿勢固定区間において、前記姿勢固定区間の始点での前記トーチの前記溶接線に対する姿勢を保ったまま前記姿勢固定区間の終点まで前記溶接線に沿って溶接を行う、前記溶接ロボットの制御プログラムを作成させる、
溶接ロボット制御プログラムの作成プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、溶接システム、溶接ロボット制御プログラム作成装置、溶接ロボット制御プログラム作成方法、および溶接ロボット制御プログラムの作成プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、スポット溶接ロボットのティーチング装置が記載されている。ティーチング装置は、相対位置情報の入力を受け付ける相対位置入力受付手段と、溶接打点入力受付手段と、空走ポイント決定手段と、動作プログラム生成手段とを備える。相対位置情報は、スポット溶接ロボットが溶接を行うワーク上の溶接打点の位置との関係において、スポット溶接ロボットに設けられた溶接ガンの先端に位置する溶接チップをどれだけ当該ワークから離すかを示す距離情報を含む。相対位置情報は溶接ガンをワークに対して溶接打点の位置する側にどれだけ移動させるかを示す第１移動情報、および、溶接ガンをワークに対して溶接打点の位置しない側にどれだけ移動させるかを示す第２移動情報を含む。溶接打点入力受付手段は、ワーク上の複数の溶接打点の位置と溶接順序、および、当該溶接打点に関する溶接動作を含む溶接打点情報の入力を溶接打点ごとに受け付ける。空走ポイント決定手段は、相対位置入力受付手段により入力が受け付けられた相対位置情報および溶接打点入力受付手段により入力が受け付けられた溶接打点情報に基づいて、溶接打点入力受付手段により入力が受け付けられた溶接動作に関する溶接ガンの空走ポイントを決定する。動作プログラム生成手段は、空走ポイント決定手段により決定された空走ポイントに基づいて、溶接ガンの姿勢を維持したままスポット溶接ロボットが溶接動作を行うための動作プログラムを生成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】日本国特開２０１２－０２４８６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、操作しやすいティーチングにより、溶接線に沿って溶接開始点から溶接終了点までを溶接することができる、溶接システム、溶接ロボット制御プログラム作成装置、溶接ロボット制御プログラム作成方法、および溶接ロボット制御プログラムの作成プログラム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】

【0005】

本開示は、トーチを備えた溶接ロボットと、溶接ロボット制御プログラム作成装置とを有する溶接システムであって、前記溶接ロボット制御プログラム作成装置は、操作者が把持可能なコントローラの位置から、ワークに対する溶接の溶接開始点および溶接終了点の位置情報と、前記溶接開始点と前記溶接終了点とを結ぶ溶接線上の溶接教示点での、前記トーチの前記溶接線に対する姿勢を特定可能な姿勢情報とを取得し、前記位置情報および前記姿勢情報に基づいて、前記溶接開始点から前記溶接終了点まで溶接を行う溶接ロボット制御プログラムを作成し、前記溶接ロボットは、前記溶接ロボット制御プログラムに基づいて前記ワークに対して溶接を行い、前記溶接ロボット制御プログラム作成装置は、前記溶接線の中の、前記トーチの姿勢を固定する姿勢固定区間において、前記姿勢固定区間の始点での前記トーチの前記溶接線に対する姿勢を保ったまま前記姿勢固定区間の終点まで前記溶接線に沿って溶接を行う、前記溶接ロボットの制御プログラムを作成する、溶接システムを提供する。

【0006】

また、本開示は、処理部を備え、前記処理部が、操作者が把持可能なコントローラの位置から、ワークに対する溶接の溶接開始点および溶接終了点の位置情報と、前記溶接開始点と前記溶接終了点とを結ぶ溶接線上の溶接教示点での、溶接ロボットが備えるトーチの前記溶接線に対する姿勢を特定可能な姿勢情報とを取得し、前記位置情報および前記姿勢情報に基づいて、前記溶接開始点から前記溶接終了点まで溶接を行う溶接ロボット制御プログラムであって、前記溶接線の中の、前記トーチの姿勢を固定する姿勢固定区間において、前記姿勢固定区間の始点での前記トーチの前記溶接線に対する姿勢を保ったまま前記姿勢固定区間の終点まで前記溶接線に沿って溶接を行う、前記溶接ロボットの制御プログラムを作成する、溶接ロボット制御プログラム作成装置を提供する。

【0007】

また、本開示は、溶接ロボット制御プログラム作成装置による、溶接ロボット制御プログラム作成方法であって、操作者が把持可能なコントローラの位置から、ワークに対する溶接の溶接開始点および溶接終了点の位置情報と、前記溶接開始点と前記溶接終了点とを結ぶ溶接線上の溶接教示点での、溶接ロボットが備えるトーチの前記溶接線に対する姿勢を特定可能な姿勢情報とを取得し、前記位置情報および前記姿勢情報に基づいて、前記溶接開始点から前記溶接終了点まで溶接を行う前記溶接ロボットの制御プログラムであって、前記溶接線の中の、前記トーチの姿勢を固定する姿勢固定区間において、前記姿勢固定区間の始点での前記トーチの前記溶接線に対する姿勢を保ったまま前記姿勢固定区間の終点まで前記溶接線に沿って溶接を行う、前記溶接ロボットの制御プログラムを作成する、溶接ロボット制御プログラム作成方法を提供する。

【0008】

また、本開示は、溶接ロボット制御プログラムの作成プログラムであって、溶接ロボット制御プログラム作成装置に、操作者が把持可能なコントローラの位置から、ワークに対する溶接の溶接開始点および溶接終了点の位置情報と、前記溶接開始点と前記溶接終了点とを結ぶ溶接線上の溶接教示点での、溶接ロボットが備えるトーチの前記溶接線に対する姿勢を特定可能な姿勢情報とを取得させ、前記位置情報および前記姿勢情報に基づいて、前記溶接開始点から前記溶接終了点まで溶接を行う前記溶接ロボットの制御プログラムであって、前記溶接線の中の、前記トーチの姿勢を固定する姿勢固定区間において、前記姿勢固定区間の始点での前記トーチの前記溶接線に対する姿勢を保ったまま前記姿勢固定区間の終点まで前記溶接線に沿って溶接を行う、前記溶接ロボットの制御プログラムを作成させる、溶接ロボット制御プログラムの作成プログラムを提供する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、操作しやすいティーチングにより、溶接線に沿って溶接開始点から溶接終了点までを溶接することができる、溶接システム、溶接ロボット制御プログラム作成装置、溶接ロボット制御プログラムの作成方法、および溶接ロボット制御プログラムを作成するプログラムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】溶接ロボットシステムの一例を示す概念図

【図2】溶接システムの一例を示す概念図

【図3】本開示の溶接ロボット制御プログラム作成装置によって作成された溶接ロボット制御プログラムに従った、トーチの動きを示す概念図

【図4】溶接線が折れ曲がっている場合の、溶接ロボット制御プログラムに従ったトーチの動きを示す概念図

【図5】溶接線が湾曲している場合の、溶接ロボット制御プログラムに従ったトーチの動きを示す概念図

【図6】物体が溶接線の近傍にある場合の、溶接ロボット制御プログラムに従ったトーチの動きを示す概念図

【図7】ワークの壁の内側を溶接する場合の、溶接ロボット制御プログラムに従ったトーチの動きを示す概念図

【図8】第１の溶接教示点に対応する、表示部による表示例

【図9】第２の溶接教示点に対応する、表示部による表示例

【図10】第３の溶接教示点に対応する、表示部による表示例

【図11】第４の溶接教示点に対応する、表示部による表示例

【図12】第５の溶接教示点に対応する、表示部による表示例

【図13】第６の溶接教示点に対応する、表示部による表示例

【図14】第７の溶接教示点に対応する、表示部による表示例

【図15】第８の溶接教示点に対応する、表示部による表示例

【図16】第９の溶接教示点に対応する、表示部による表示例

【図17】ティーチングを行って、溶接線に沿って溶接開始点から溶接終了点までを溶接する場合の、トーチの姿勢を示す比較図

【発明を実施するための形態】

【0011】

（本開示に至る経緯）
ワークに対して溶接を行う、トーチを備えたロボット装置が公知である。特許文献１に、スポット溶接ロボットのティーチング装置およびティーチング方法が記載されている。特許文献１には、実空間をコンピュータの仮想空間に投影し、実空間のスポット溶接ロボットに対応する仮想ロボットモデルを仮想空間に作成し、仮想ロボットモデルを用いてスポット溶接ロボットの動作をプログラミングする技術が記載されている。

【0012】

特許文献１で行われている溶接は、点接合のスポット溶接であり、特許文献１に記載の技術では、溶接線に沿って溶接開始点から溶接終了点までを溶接することはできない。また、特許文献１において、ティーチング装置に対するユーザの指示を入力するための操作手段は、キーボードまたはマウス等の入力装置である。キーボードまたはマウス等の入力装置は、溶接ロボットのトーチの動きを直感的に模した指示入力を操作者が行う事が困難になる。

【0013】

そこで、以下の実施の形態では、操作しやすいティーチングにより、溶接線に沿って溶接開始点から溶接終了点までを溶接することができる、溶接システム、溶接ロボット制御プログラム作成装置、溶接ロボット制御プログラの作成方法、および溶接ロボット制御プログラムの作成プログラムについて詳述する。

【0014】

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る溶接システム、溶接ロボット制御プログラム作成装置、溶接ロボット制御プログラム作成方法、および溶接ロボット制御プログラムの作成プログラムを具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

【0015】

（溶接ロボットシステム１００の概要）
図１は、溶接ロボットシステム１００の一例を示す概念図である。溶接ロボットシステム１００は、溶接ロボット１と、溶接ロボット１が備えるトーチ２と、ロボット制御装置３と、を備える。溶接ロボットシステム１００は、ティーチペンダント４をさらに備えてよい。溶接ロボットシステム１００は、操作ボックス５をさらに備えてよい。

【0016】

溶接ロボット１は、ワークに対して溶接を行うロボットである。溶接ロボット１は、多関節のロボットアーム１１を備えてよい。ロボットアーム１１の先端部は、エンドエフェクタ１２が接続される。エンドエフェクタ１２は、典型的には１本以上のフィンガを有するロボットハンドであるが、指を持たないエンドエフェクタであってもよい。

【0017】

ロボットアーム１１上あるいは、ロボットアーム１１とエンドエフェクタ１２との接続部分近傍等に、カメラ等の撮像手段が設けられてよい。ロボットアーム１１の３次元上の動きは、ロボットアーム１１に接続されたロボット制御装置３によって制御される。ロボットアーム１１およびエンドエフェクタ１２の動きは、カメラ等の撮像手段によって撮像された画像に基づいて制御されてもよい。

【0018】

トーチ２は、例えばアーク溶接などの溶接において、ワークに対して溶接を行う際に用いられる。ガス溶接、レーザー溶接等の溶接の種類、溶接の種類に応じたトーチの種類については、ここでは限定しない。

【0019】

ロボット制御装置３は、溶接ロボット１に接続され、溶接ロボット１の挙動を制御する。ロボット制御装置３は、操作者がティーチペンダント４を操作することにより、溶接ロボット１の挙動を制御してよい。ロボット制御装置３は、操作者が操作ボックス５を操作することにより、溶接ロボット１の挙動を制御してよい。ロボット制御装置３は、溶接ロボット１の制御プログラム（つまり、溶接ロボット制御プログラム）に基づいて、溶接ロボット１の挙動を制御してよい。

【0020】

ティーチペンダント４は、操作者がティーチペンダント４を操作して、溶接ロボット１に教示を行うユーザインタフェースとしての役割を有する入力装置である。ティーチペンダント４として、従来技術のティーチペンダントが用いられてよく、ここでは限定しない。操作ボックス５は、操作者がロボット制御装置３を制御するスイッチやボタン等を備える入力装置である。操作ボックス５も、従来技術のものが用いられてよく、ここでは限定しない。

【0021】

（溶接システム３００の概要）
図２は、溶接システム３００の一例を示す概念図である。

【0022】

溶接システム３００は、図１を参照して説明した溶接ロボットシステム１００と、溶接ロボット制御プログラム作成システム２００と、を備える。溶接ロボット制御プログラム作成システム２００は、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤと、コントローラＣＴＲと、１台以上のベースステーションＩＲと、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔと、を備えている。

【0023】

コントローラＣＴＲは、機械装置のモーション制御に用いられる機器である。本実施の形態は、コントローラＣＴＲは図１に示されたトーチ２のモーション制御に用いられる。

【0024】

コントローラＣＴＲは、操作者が把持可能な外形形状を有している。本実施の形態では、操作者はコントローラＣＴＲをトーチ２に見立てて把持する。操作者がコントローラＣＴＲを把持しながら溶接ロボット１のトーチ２が通過する溶接教示点を直感的に指定できるように、コントローラＣＴＲは、トーチ２と同一形状の先端部を有してよい。コントローラＣＴＲは、図示を省略するボタンやスイッチ、レバー等のユーザインタフェースとして機能する入力部を備えている。操作者は、トーチ２の先端に対応するコントローラＣＴＲの先端を、溶接対象物であるワーク（図示省略）に実際に当接させた状態で、上述のボタンを押下するなどして、溶接教示点をコントローラＣＴＲに記憶させる。また、操作者は、コントローラＣＴＲが備えるボタン等のユーザインタフェースを介して、後述の姿勢固定機能のオンオフを切り換えることができる。

【0025】

コントローラＣＴＲは、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤとの間でデータの入出力が可能となるように接続される。なお、コントローラＣＴＲとヘッドマウントディスプレイＨＭＤとの間のデータ通信は無線を介して行われてもよく、有線を介して行われてもよい。

【0026】

コントローラＣＴＲは、操作者が指定した溶接教示点の位置情報と、後述の姿勢情報とを、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤ経由で溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔに送信してよい。溶接教示点は、ワークに対する溶接の溶接開始点および溶接終了点が含まれてよい。なお、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤが用いられない場合、コントローラＣＴＲは、溶接教示点の位置情報と、後述の姿勢情報とを、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤを介さずに溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔに直接送信してよい。

【0027】

（姿勢情報）
姿勢情報は、溶接開始点と溶接終了点とを結ぶ溶接線上の溶接教示点での、溶接ロボット１が備えるトーチ２の溶接線に対する姿勢を特定可能な情報である（図３以降参照）。例えば、溶接教示点に先端を向けたコントローラＣＴＲの姿勢を示す情報であるコントローラ姿勢情報は、姿勢情報の一例である。コントローラ姿勢情報は、コントローラＣＴＲをトーチ２に見立ててティーチングに用いる場合、３次元空間上のコントローラＣＴＲの先端の向きと、トーチ２の先端の３次元空間上の向きとが一致するように、ロボット制御装置３が溶接ロボット１を制御する。そのため、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、コントローラ姿勢情報に基づいて、トーチ２の溶接線に対する姿勢を特定可能である。溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、溶接教示点に向けたコントローラＣＴＲの姿勢を示すコントローラ姿勢情報を、姿勢情報として取得してよい。

【0028】

なお、操作者は、コントローラＣＴＲではなく、トーチ２そのものを用いて溶接教示点を指定することもできる。この場合、ティーチペンダント４等からの操作入力に応じて変動するトーチ２の姿勢を示す情報を、例えばロボット制御装置３が取得可能である。溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、トーチ２の姿勢を示す情報を姿勢情報としてロボット制御装置３から取得してよい。なお、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、上述の位置情報もロボット制御装置３から取得してよい。

【0029】

ヘッドマウントディスプレイＨＭＤは、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤを装着した者（以下、装着者）にＶＲ画像を表示することができる。装着者は、上述の操作者とは異なる人物であってもよいし、同一の人物であってもよい。ヘッドマウントディスプレイＨＭＤは、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔとの間でデータの入出力が可能となるように接続される。例えば、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤと溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔとは、ディスプレイケーブルやＵＳＢケーブル等によって接続されてよい。ただし、接続の態様はこれには限られず、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤと溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔとが相互に無線通信を行ってもよい。

【0030】

ここで、本実施の形態においては、コントローラＣＴＲと溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔとの間のデータ交換を中継する為の機器として、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤが用いられている。しかし、溶接ロボット制御プログラム作成システム２００は、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤを備えずに、コントローラＣＴＲと溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔとの間のデータ通信が直接行われてもよい。

【0031】

ベースステーションＩＲは、溶接ロボット制御プログラム作成装置ＴがコントローラＣＴＲの位置情報および姿勢情報を取得するために用いられる。本実施の形態の溶接ロボット制御プログラム作成システム２００は、２つのベースステーションＩＲを備えている。ベースステーションＩＲは、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔとの間でデータの入出力が可能となるように接続されてよい。２つのベースステーションＩＲは、コントローラＣＴＲへ向けて赤外線を照射する。例えば、ベースステーションＩＲは、フラッシュを点灯させ、次に、下から上に赤外線レーザーを照射し、次に、フラッシュを点灯させ、次に、左から右に赤外線レーザーを照射する。ベースステーションＩＲは、上記の４種類の処理を繰り返し行う。一方、コントローラＣＴＲは、図示を省略する受光部を備える。コントローラＣＴＲは、受光部によってベースステーションＩＲから受光した光の到達時間や角度情報等に基づいて、溶接教示点の位置情報（操作者によりコントローラＣＴＲのボタンが押下された時のコントローラＣＴＲの先端部の位置情報等）およびコントローラ姿勢情報を算出する。なお、コントローラＣＴＲの代わりに、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤや溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔが、溶接教示点の位置情報およびコントローラ姿勢情報を算出してもよい。

【0032】

溶接教示点の位置情報およびコントローラ姿勢情報の取得方法は、上述の例には限られない。例えばベースステーションＩＲは、構造光の投影機能と赤外線カメラの機能とを備え、コントローラＣＴＲに投影された構造光を赤外線カメラで撮像して、撮像された画像を画像処理すれば、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔが上述の位置情報およびコントローラ姿勢情報を取得できる。また、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、複数台のベースステーションＩＲの代わりに複数台のカメラを設けて、ワークとコントローラＣＴＲとをカメラが撮像し、撮像画像に含まれる特徴点等に基づいて上述の位置情報およびコントローラ姿勢情報を算出してもよい。溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、これら以外の方式で、上述の位置情報およびコントローラ姿勢情報を取得してもよい。

【0033】

溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤ、ベースステーションＩＲ、およびロボット制御装置３との間でデータの入出力が可能となるように接続される。ヘッドマウントディスプレイＨＭＤが用いられない場合、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、コントローラＣＴＲとの間でデータの入出力が可能となるように接続されてもよい。溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔと他の機器との接続は、例えばＬＡＮケーブルにより行われてよく、その他の接続ケーブル、あるいは無線を介して接続されてもよい。溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、例えばゲーミングＰＣ等であってよいが、これには限られない。

【0034】

溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、処理部１０１と、記憶部１０２と、入力部１０３と、表示部１０４とを備えてよい。溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、それ以外の構成要素を備えてもよい。

【0035】

処理部１０１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、あるいはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を用いて構成される。処理部１０１は、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔの各部の動作を全体的に統括するための制御処理、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔの各部との間のデータもしくは情報の入出力処理、データの計算処理、およびデータもしくは情報の記憶処理を行う。

【0036】

記憶部１０２は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を含んでいてよく、処理部１０１によって実行される各種プログラム（ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、アプリケーションソフト等）、各種データを格納している。記憶部１０２は、溶接ロボット１の制御プログラムを作成するプログラム（以下、溶接ロボット制御プログラム作成プログラム１０２１）を格納していてよい。溶接ロボット制御プログラム作成プログラム１０２１は、処理部１０１によって実行されてよい。

【0037】

入力部１０３は、トラックパッドやキーボードやマウス等を含んでいてよく、操作者との間のヒューマンインターフェースとしての機能を有し、操作者の操作を入力する。言い換えると、入力部１０３は、処理部１０１により実行される各種の処理における、入力または指示に用いられる。

【0038】

表示部１０４は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の表示用デバイスを用いて構成されてよい。表示部１０４は、例えば処理部１０１が溶接ロボット制御プログラム作成プログラム１０２１と、上述の溶接教示点の位置情報およびコントローラ姿勢情報とに基づいて、どのような溶接ロボット制御プログラムを作成するかを表示してよい。

【0039】

（溶接教示点の記憶）
図３は、本開示の溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔによって作成された溶接ロボット制御プログラムに従った、トーチ２の動きを示す概念図である。図２を併せて参照する。操作者は、把持したコントローラＣＴＲを動かして、コントローラＣＴＲの先端がワークの溶接開始点Ｓおよび溶接終了点Ｅに来た時に、ボタン押下等を行う。すると、溶接開始点および溶接終了点Ｅは、溶接教示点としてコントローラＣＴＲに記憶される。なお、記憶される溶接教示点は、溶接開始点Ｓと溶接終了点Ｅのみとは限らない。例えば、溶接開始点Ｓと溶接終了点Ｅとを結ぶ溶接線Ｌ上の任意の中間点Ｍは、溶接教示点として記憶されてもよい。また、溶接教示点は、溶接開始点Ｓと溶接終了点Ｅとを結ぶ溶接線Ｌにはない点であってもよく、例えば図８～図１６に基づいて後述する空走点や、溶接ロボット１が待機姿勢にある場合の、トーチ２の先端の位置であってもよい。

【0040】

溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、溶接開始点Ｓおよび溶接終了点Ｅの位置情報と、コントローラＣＴＲの先端が溶接開始点Ｓおよび溶接終了点Ｅの位置に居る時のコントローラＣＴＲのそれぞれの姿勢を示す姿勢情報とを、コントローラＣＴＲから取得する。

【0041】

処理部１０１は、取得した位置情報および姿勢情報に基づいて、ワークの溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまでの溶接を行う溶接ロボット制御プログラムを作成する。処理部１０１は、作成した溶接ロボット制御プログラムをロボット制御装置３に送信する。ロボット制御装置３は、受信した溶接ロボット制御プログラムを実行し、溶接ロボット１を動かす。溶接ロボット１は、トーチ２を用いて、操作者が設定した溶接教示点（溶接開始点Ｓおよび溶接終了点Ｅ等）に基づいて、ワークへの溶接を行う。

【0042】

図１７は、ティーチングを行って、溶接線Ｌに沿って溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまでを溶接する場合の、トーチ２の姿勢を示す比較図である。図３に示した本開示の例と、図１７に示した例とは、トーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢が異なる。

【0043】

操作者がコントローラＣＴＲを把持して溶接開始点Ｓおよび溶接終了点Ｅ等を溶接教示点として手動で指定する場合、溶接線Ｌに対するトーチ２の姿勢を一定に保ち続けることは困難である。図１７に示した例の場合、溶接線Ｌの中間部分（例えば中間点Ｍ）でのトーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢は、溶接開始点Ｓでのトーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢と、溶接終了点Ｅでのトーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢との間を補間する姿勢になっている。より具体的には、トーチ２は溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅに至るまで、トーチ２の先端とは反対側が溶接線Ｌに向かって徐々に倒れこむように姿勢を変化させている。

【0044】

一方、溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅに至るまで、トーチ２は、溶接線Ｌに対する姿勢が一定になるように溶接することができれば、溶接の品質が安定するので好適である。そのため、本開示の溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、図３に示されているように、溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅに向かって、溶接線Ｌに沿って、溶接開始点Ｓでのトーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢を保ったまま溶接を行う溶接ロボットの制御プログラムを作成する。

【0045】

なお、後述の図７に示されている例のように、そもそもトーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢を最初から最後まで一定に保つことが出来ない状況も考えられる。この場合、トーチ２が溶接線Ｌ上を構成する複数の区間のそれぞれについて、姿勢を一定に保つようにしてもよい。

【0046】

（姿勢固定機能の切り換え）
溶接ロボット制御プログラム作成プログラム１０２１は、２つの制御モードを備えていてよい。第１の制御モードは、姿勢固定機能がオン状態になった、姿勢固定モードである。第２の制御モードは、姿勢固定機能がオフ状態になった、姿勢非固定モードである。

【0047】

姿勢固定モードの場合、作成された溶接ロボット制御プログラムに従って動作する溶接ロボット１が有するトーチ２の姿勢は、コントローラＣＴＲの姿勢変化に追随せず、一定の姿勢を保ち続ける。例えば、溶接開始点Ｓでのトーチ２の溶接線Ｌに対するなす角が相対的に変化しないままトーチ２が移動する（図３参照）。溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、溶接線Ｌの中の、トーチ２の姿勢を固定する姿勢固定区間において、姿勢固定区間の始点でのトーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢を保ったまま姿勢固定区間の終点まで溶接線Ｌに沿って溶接を行う、溶接ロボット制御プログラムを作成する。

【0048】

姿勢非固定モードの場合、作成された溶接ロボット制御プログラムに従って動作する溶接ロボット１が有するトーチ２の姿勢は、コントローラＣＴＲの姿勢変化に追随して、変化する。例えば、溶接開始点Ｓでのトーチ２の溶接線Ｌに対するなす角が変化しながら、トーチ２が移動する（図６、図７参照）。溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、溶接線Ｌの中の、トーチ２の姿勢を固定しない姿勢非固定区間において、トーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢を、姿勢情報に基づいて特定されたトーチ２の姿勢に追随するように溶接線Ｌに沿って溶接を行う、溶接ロボット制御プログラムを作成する。

【0049】

姿勢固定モードと姿勢非固定モードとの間のモード切り換えは、コントローラＣＴＲが備える押しボタン等のユーザインタフェース（上述参照）によって行われてよい。モード切り換え操作は、その他、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤを装着した操作者の視線によって行われてもよい。モード切り換え操作は、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔの入力部１０３に含まれる、マウスやキーボード等によってモード切り換えが行われてもよい。

【0050】

図３に示されているように、トーチ２を備えた溶接ロボット１は、溶接ロボット制御プログラム作成時に操作者が把持したコントローラＣＴＲの先端部の動きにあわせて、ワークに対応する溶接線Ｌに沿って、溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまでの溶接を行う。姿勢固定モードの場合、操作者が把持するコントローラＣＴＲの姿勢が手ブレ等を原因として変化した場合であっても、その姿勢変化はトーチ２の姿勢には反映されず、トーチ２は、溶接線Ｌに対して所定の姿勢を維持したまま、溶接線Ｌに沿って、溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまでの溶接を行う。

【0051】

（姿勢固定区間）
上述のように、そもそもトーチ２は、溶接線Ｌに対する姿勢を最初から最後まで一定に保つことが出来ない状況も考えられる。そのため、溶接線Ｌの中の、トーチ２の姿勢を固定する区間を対象として、トーチ２の姿勢が固定されてよい。溶接線Ｌの中の、トーチ２の姿勢を固定する姿勢固定区間が、溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまでであった場合、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、姿勢固定区間の始点、すなわち溶接開始点Ｓについてのトーチの溶接線Ｌに対する姿勢を一定に保ったまま、姿勢固定区間の終点すなわち溶接終了点Ｅまで、溶接線Ｌに沿って溶接を行うような溶接ロボット制御プログラムを作成する。

【0052】

なお、姿勢固定区間の始点は、溶接開始点Ｓでなくともよい。例えば、姿勢固定区間の始点は、溶接開始点Ｓと溶接終了点Ｅとの間の点であってもよい（図７参照）。同様に、姿勢固定区間の終点は、溶接終了点Ｅでなくともよい。例えば、姿勢固定区間の終点は、溶接開始点Ｓと溶接終了点Ｅとの間の点であってもよい（図７参照）。姿勢固定区間の始点は、姿勢固定区間の終点よりも、溶接開始点Ｓに近い。

【0053】

図４は、溶接線Ｌが折れ曲がっている場合の、溶接ロボット制御プログラムに従ったトーチ２の動きを示す概念図である。図５は、溶接線Ｌが湾曲している場合の、溶接ロボット制御プログラムに従ったトーチ２の動きを示す概念図である。

【0054】

操作者は、コントローラＣＴＲを操作して、溶接線Ｌ上の複数の溶接教示点を設定するために、溶接ロボット１に対するティーチングを行う。つまり、操作者は、溶接対象物であるワークに、トーチ２の先端に相当するコントローラＣＴＲの先端を当接させ、溶接開始点Ｓ、中間点Ｍ、および溶接終了点Ｅの３つの点を溶接教示点として、コントローラＣＴＲに記憶させる。なお、コントローラＣＴＲが備えるボタン等のユーザインタフェース（上述参照）は、溶接教示点を記憶させるために用いられる。

【0055】

これにより、溶接教示点の情報（位置情報、コントローラ姿勢情報、姿勢固定モードまたは姿勢非固定モードなどの制御情報等）は、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔに送信される。溶接教示点についての情報の送信タイミングは、その情報がコントローラＣＴＲによって記憶された時であってよい。その他、溶接教示点についての情報は、コントローラＣＴＲにある程度蓄積されたタイミングで送信されてもよく、所定の時間間隔をあけて定期的に送信されてもよい。

【0056】

溶接ロボット制御プログラム作成プログラム１０２１は、溶接線Ｌ上に溶接開始点Ｓと溶接終了点Ｅ以外の溶接教示点がある場合の、溶接線Ｌの決定モードを、２つ以上備えていてよい。溶接線Ｌの第１の決定モードは、溶接教示点と溶接教示点とを直線でつなぐように溶接線Ｌを決定する決定モードである。溶接ロボット制御プログラム作成プログラム１０２１は、第１の決定モードに従って、溶接開始点Ｓ、中間点Ｍ、および溶接終了点Ｅの３つの点を溶接教示点として用いて溶接線Ｌを決定すると、図４に示されているように、溶接開始点Ｓから中間点Ｍまでの線分Ｌ１と、中間点Ｍから溶接終了点Ｅまでの線分Ｌ２とで構成された、折れ曲がった溶接線Ｌを決定する。

【0057】

姿勢固定モードの場合、溶接ロボット制御プログラムに従って動作する溶接ロボット１が備えるトーチ２は、溶接線Ｌに対して所定の姿勢を保ったまま溶接を行う。そのため、図４に示された例の場合、トーチ２は、溶接線Ｌに含まれる、溶接開始点Ｓから中間点Ｍまでの線分Ｌ１に対して所定の角度を保ったまま、溶接線Ｌに沿って溶接を行う。トーチ２の先端は中間点Ｍに到達した所で、トーチ２は向きを変え、溶接線Ｌに含まれる、中間点Ｍから溶接終了点Ｅまでの線分Ｌ２に対して所定の角度を保った維持したまま、溶接線Ｌに沿って溶接を行う。

【0058】

溶接線Ｌの第２の決定モードは、３つ以上の溶接教示点を曲線で滑らかにつなぐように溶接線Ｌを決定する決定モードである。溶接ロボット制御プログラム作成プログラム１０２１は、第２の決定モードに従って、溶接開始点Ｓ、中間点Ｍ、および溶接終了点Ｅの３つの点を溶接教示点として用いて溶接線Ｌを決定すると、図５に示されているように、溶接開始点Ｓ、中間点Ｍ、および溶接終了点Ｅまでを滑らかにつないだ曲線状の溶接線Ｌが決定される。

【0059】

溶接ロボット制御プログラム作成プログラム１０２１は、予め初期値として溶接線Ｌの決定モードを示す設定値を有していてよい。また、溶接線Ｌの決定モードの変更は、コントローラＣＴＲ、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤ、および溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔの入力部１０３の、いずれを介して行われてもよい。

【0060】

姿勢固定モードの場合、溶接ロボット制御プログラムに従って動作する溶接ロボット１が備えるトーチ２は、溶接線Ｌに対して所定の姿勢を保ったまま溶接を行う。そのため、図５に示された例の場合、トーチ２は、溶接線Ｌに対する角度を保つように、空間における角度を少しずつ変えながら、溶接線Ｌに沿って溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまで溶接を行う。

【0061】

図６は、物体ＯＢＪが溶接線Ｌの近傍にある場合の、溶接ロボット制御プログラムに従ったトーチ２の動きを示す概念図である。

【0062】

ワークに対して溶接を行う際に、溶接線Ｌの近傍に治具などの物体ＯＢＪが存在することがある。姿勢固定モードの場合、トーチ２は、溶接開始点Ｓでの姿勢を保ちつつ溶接終了点Ｅまで移動する。そのため、トーチ２は物体ＯＢＪにぶつかる可能性がある。このような場合、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは姿勢非固定モードを用いて、トーチ２が物体ＯＢＪを回避するように姿勢を変えながら移動する溶接ロボット制御プログラムを作成する。

【0063】

トーチ２が物体ＯＢＪを回避しつつ溶接線Ｌに沿って溶接を行うために、操作者は例えば、以下のような操作をコントローラＣＴＲに対して行う。

【0064】

操作者は、トーチ２に見立てたコントローラＣＴＲの先端が、溶接対象物であるワークの溶接開始点Ｓの位置に来たときに、制御モードを姿勢固定モードにした状態で、溶接開始点Ｓを溶接教示点として、コントローラＣＴＲに記憶させる。なお、制御モードの切り換え、および溶接教示点の記憶は、コントローラＣＴＲが備えるボタン等のユーザインタフェースを用いて行われてよい。

【0065】

操作者は、コントローラＣＴＲを移動させる。トーチ２に見立てたコントローラＣＴＲの先端が、溶接線Ｌ上の物体ＯＢＪの近傍の点Ｍ１まで移動したら、操作者は、制御モードを姿勢固定モードから姿勢非固定モードへと切り換える。この時、点Ｍ１が、溶接教示点としてコントローラＣＴＲに記憶されてよい。

【0066】

操作者は、コントローラＣＴＲを所定の角度傾ける。ここで上述のように、姿勢非固定モードの場合、溶接ロボット制御プログラムに従って動作する溶接ロボット１が有するトーチ２の姿勢は、コントローラＣＴＲの姿勢変化に追随して変化する。そのため、溶接時のトーチ２は図６に示されているように、溶接線Ｌに対する角度が変わった状態（点Ｍ１付近）となる。トーチ２の姿勢が変わったことにより、トーチ２が物体ＯＢＪにぶつかる可能性はなくなる。

【0067】

操作者は、再びコントローラＣＴＲを操作して、制御モードを姿勢固定モードに切り換える。そして、トーチ２に見立てたコントローラＣＴＲの先端が、溶接線Ｌ上の物体ＯＢＪの近傍の点Ｍ２まで来るように、操作者はコントローラＣＴＲを移動させる。姿勢固定モードの場合、トーチ２の姿勢が固定された状態でトーチ２が移動するように溶接ロボット制御プログラムが作成されるので、図６に示されているように、トーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢は、点Ｍ１付近から点Ｍ２付近まで一定のまま保たれる。トーチ２の姿勢が変わったままトーチ２の先端が点Ｍ１から点Ｍ２へと移動するため、トーチ２は物体ＯＢＪにぶつからない。

【0068】

操作者は、制御モードを姿勢固定モードから姿勢非固定モードへと切り換える。この時、点Ｍ２は、溶接教示点としてコントローラＣＴＲに記憶されてよい。操作者は、コントローラＣＴＲを所定の角度傾ける。姿勢非固定モードの場合、トーチ２の姿勢がコントローラＣＴＲの姿勢に追随するため、操作者は溶接時のトーチ２の姿勢を、ほぼ元の姿勢（図６の溶接開始点Ｓでのトーチ２の姿勢）に戻すことができる。操作者は再びコントローラＣＴＲを操作して、制御モードを姿勢固定モードに切り換える。

【0069】

姿勢固定モードに切り換わったら、操作者は、コントローラＣＴＲを移動させる。トーチ２に見立てたコントローラＣＴＲの先端が、溶接線Ｌの溶接終了点Ｅの位置に来たときに、溶接終了点Ｅを溶接教示点として、コントローラＣＴＲに記憶させる。

【0070】

操作者が例えば上述のような操作をコントローラＣＴＲに対して行った場合、コントローラＣＴＲから上述の位置情報および姿勢情報を取得した溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔの処理部１０１は、取得した情報に基づいて溶接ロボット制御プログラムを作成して、ロボット制御装置３に送信する。図６に示されているように、ロボット制御装置３は、作成された溶接ロボット制御プログラムに従って、トーチ２が物体ＯＢＪを回避するように姿勢を変えながら移動するように、溶接ロボット１を制御する。

【0071】

図７は、ワークＷｋの壁の内側を溶接する場合の、溶接ロボット制御プログラムに従ったトーチ２の動きを示す概念図である。本実施の形態の溶接対象物であるワークＷｋは、図７に示されているように、３つの壁がコの字を形成するような形状を呈している。

【0072】

ワークＷｋの壁の内側を溶接する場合、トーチ２が壁にぶつからないように、トーチ２の向きを、ワークＷｋの壁に沿って変えながら溶接が行われる。この場合、トーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢をそもそも一定に保つことが出来ない。そこで、トーチ２は溶接線Ｌ上の途中の区間だけ、姿勢を一定に保つようにしてよい。そのような溶接動作を溶接ロボット１に教示するために、操作者は例えば、以下のようにコントローラＣＴＲを操作してよい。

【0073】

操作者は、制御モードを姿勢非固定モードにした状態で、トーチ２に見立てたコントローラＣＴＲの先端を、ワークＷｋの溶接開始点Ｓの位置に当接させる。本実施の形態においては、溶接開始点Ｓは、ワークＷｋを形成する２つの壁が接する箇所にある。

【0074】

コントローラＣＴＲの先端を、ワークＷｋの溶接開始点Ｓの位置に当接させたまま、操作者はコントローラＣＴＲのボタンを押すなどして、溶接開始点Ｓを、溶接教示点としてコントローラＣＴＲに記憶させる。

【0075】

次に、操作者は、コントローラＣＴＲの先端を、ワークＷｋの溶接開始点Ｓから少し離れた溶接線Ｌ上の点（図示省略）に当接させて、制御モードを姿勢非固定モードから姿勢固定モードに切り換える。制御モード切り換え時に、コントローラＣＴＲの先端が当接する溶接線Ｌ上の点は、溶接教示点としてコントローラＣＴＲに記憶されてよい。以後、次の溶接教示点までの区間について、トーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢が一定の姿勢（例えば、図７に示されている中間点Ｍでの姿勢）に保たれる。

【0076】

本実施の形態においては、溶接終了点Ｅは、溶接開始点Ｓと同様にワークＷｋを形成する２つの壁が接する箇所にある。操作者は、溶接終了点Ｅの付近で再びコントローラＣＴＲを操作して、制御モードを姿勢固定モードから姿勢非固定モードに切り換える。制御モード切り換え時に、コントローラＣＴＲの先端が当接する溶接線Ｌ上の点は、溶接教示点としてコントローラＣＴＲに記憶されてよい。

【0077】

操作者は、コントローラＣＴＲの先端を、溶接終了点Ｅの位置に当接させる。そして、操作者はコントローラＣＴＲのボタンを押すなどして、溶接終了点Ｅを、溶接教示点としてコントローラＣＴＲに記憶させる。

【0078】

操作者が例えばコントローラＣＴＲを以上のように操作することにより、作成された溶接ロボット制御プログラムに従って、トーチ２の動きは次のようになる。溶接線Ｌの溶接開始点Ｓ付近と、溶接終了点Ｅ付近とは、トーチ２の姿勢がコントローラＣＴＲの姿勢に追随する。溶接線Ｌのそれ以外の区間については、トーチ２の姿勢は固定される。そのため、トーチ２はワークＷｋの内壁にぶつからずに、溶接線Ｌに沿った溶接を行う事ができる。

【0079】

図８～図１６はそれぞれ、第１～第９の溶接教示点に対応する、表示部１０４による表示例である。

【0080】

図８～図１６に記載されている表示例は、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔの処理部１０１が溶接ロボット制御プログラム作成プログラム１０２１を実行する際に、表示部１０４に表示される画像に相当する。ただし、これらの画像は、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤ、それ以外の機器が備える画面等に表示されてもよい。操作者は、表示部１０４等に表示された画像を見ながら、コントローラＣＴＲを操作して、溶接ロボット１に対するティーチングを行う。

【0081】

本実施の形態において、表示部１０４等に表示されたウィンドウＷは、第１ペインＰ１、第２ペインＰ２、および第３ペインＰ３の３つのペインに分割されている。ただし、ウィンドウＷのペイン分割はあくまで一例であり、他の表示態様が採用されてもよい。

【0082】

第１ペインＰ１は、トーチ２を備えた溶接ロボット１の仮想モデルが表示される。第１ペインＰ１は、溶接ロボット１が備えたトーチ２の動作軌跡が併せて表示されてよい。図示されているｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、互いに直交した座標軸である。本例においては、トーチ２の向きがｘ軸になっている。

【0083】

第２ペインＰ２は、トーチ２の動作軌跡上の溶接教示点に係る情報が表示されている。溶接教示点に係る情報として、例えば以下の情報が表示されてよい。・トーチ２を移動させる移動コマンドの種類（ＭＯＶＥＬ、ＭＯＶＥＰ等）・溶接教示点の識別子（Ｐ００１等）・トーチ２の移動速度

【0084】

第３ペインＰ３は、第２ペインＰ２で表示選択されている溶接教示点についての、各種の制御パラメータの値が表示される。表示される制御パラメータは、例えば以下の通りである。・溶接（ＯＮなら溶接を行う、ＯＦＦなら溶接を行わない）・トーチ２の移動スピード（ＡＵＴＯならプログラムが移動スピードを自動設定。数値指定ならその数値に従った移動スピード）・トーチ姿勢固定（ＯＮなら上述の姿勢固定モード、ＯＦＦなら上述の姿勢非固定モード、ＡＵＴＯならＯＮまたはＯＦＦが自動設定される）

【0085】

図８は、トーチ２の先端が第１の溶接教示点を指している状態を示す。第１の溶接教示点は、溶接ロボット１が待機姿勢にある場合の、トーチ２の先端の位置に相当する。溶接ロボット１の待機姿勢は、溶接ロボット１が溶接を始める際の初期位置にある場合の姿勢である。

【0086】

図９は、トーチ２の先端が第２の溶接教示点を指している状態を示す。図１０は、トーチ２の先端が第３の溶接教示点を指している状態を示す。第２の溶接教示点および第３の溶接教示点は、空走点である。空走は、トーチ２がワークに対して溶接を行わずに移動することである。

【0087】

図１１は、トーチ２の先端が第４の溶接教示点を指している状態を示す。第４の溶接教示点は、溶接開始点である。溶接開始点は、図３～図７に示されている溶接開始点Ｓに相当する。なお、溶接開始点から溶接終了点まで溶接を行うので、第３ペインＰ３に表示される制御パラメータの値は、溶接についてＯＮ、トーチ姿勢固定についてＯＮとなっている。また、第２ペインＰ２で選択表示（ハイライト表示）されている第４の溶接教示点に係る情報の左側に、白い丸が表示されている。本実施の形態では、白い丸は、その溶接教示点から先について溶接を行うことを示しており、黒い丸は、その溶接教示点から先について溶接を行わないことを示している。

【0088】

図１２は、トーチ２の先端が第５の溶接教示点を指している状態を示す。第５の溶接教示点は、溶接終了点である。溶接終了点は、図３～図７に示されている溶接終了点Ｅに相当する。溶接終了点まで溶接を行ったトーチ２は空走するので、第３ペインＰ３に表示される制御パラメータの値は、溶接についてＯＦＦ、トーチ姿勢固定につきＡＵＴＯ（なお、ＯＮでもＯＦＦでも良い）となっている。

【0089】

図１３は、トーチ２の先端が第６の溶接教示点を指している状態を示す。図１４は、トーチ２の先端が第７の溶接教示点を指している状態を示す。第６の溶接教示点および第７の溶接教示点は、空走点である。

【0090】

図１５は、トーチ２の先端が第８の溶接教示点を指している状態を示す。第８の溶接教示点は、溶接ロボット１が待機姿勢にある場合の、トーチ２の先端の位置に相当する。溶接ロボット１の待機姿勢は、溶接完了後の終了位置にある時の、溶接ロボット１の姿勢である。本例においては、溶接ロボット１の開始位置（図８参照）および終了位置（図１５参照）は同じであり、第１の溶接教示点と第８の溶接教示点は同一である。ただし、第１の溶接教示点と第８の溶接教示点は、互いに位置が異なっていてもよい。

【0091】

図１６は、トーチ２の先端が第９の溶接教示点を指している状態を示す。第９の溶接教示点は、トーチ２が治具等の物体を回避するために、第４の溶接教示点（溶接開始点Ｓ）と第５の溶接教示点（溶接終了点Ｅ）との間に追加的に設けられた中間点である。この中間点は、図６に示されている点Ｍ１または点Ｍ２に相当する。図１１と図１６とを対比すると、第９の溶接教示点でのトーチ２の溶接線に対する角度が、第４の溶接教示点でのトーチ２の溶接線に対する角度と異なっている。これを可能とするために、図１６の第３ペインＰ３に表示される制御パラメータの値は、溶接についてＯＮ、トーチ姿勢固定につきＯＦＦとなっている。

【0092】

（変形例）
図２において、ロボット制御装置３と、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔと、コントローラＣＴＲとは、それぞれ別個の装置であった。しかし、これらの装置が１つの装置に統合されてもよい。例えば、ロボット制御装置３は溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔと一体化されてよい。また、コントローラＣＴＲは溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔと一体化されてもよい。

【0093】

溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、位置情報および姿勢情報を、コントローラＣＴＲを用いずに取得してもよい。図１および図２に示されているティーチペンダント４または操作ボックス５が、コントローラＣＴＲの代わりに用いられてもよい。

【0094】

また、操作者が把持可能な、トーチ２を模した物体として、コントローラＣＴＲ以外の物体が用いられてもよい。例えば、コントローラＣＴＲの代わりに、トーチ２の形状を模したモックアップ（模型）が用いられてもよい。溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、モックアップの位置情報および姿勢情報をカメラによる撮像画像に基づいて取得し、これらの情報を、溶接開始点Ｓおよび溶接終了点Ｅの位置情報と、トーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢を特定可能な姿勢情報として用いる。

【0095】

以上のように、溶接システム３００は、トーチ２を備えた溶接ロボット１と、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔとを有する。溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、ワークＷｋに対する溶接の溶接開始点Ｓおよび溶接終了点Ｅの位置情報と、溶接開始点Ｓと溶接終了点Ｅとを結ぶ溶接線Ｌ上の溶接教示点での、トーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢を特定可能な姿勢情報とを取得する。溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、位置情報および姿勢情報に基づいて、溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまで溶接を行う溶接ロボット制御プログラムを作成する。溶接ロボット１は、溶接ロボット制御プログラムに基づいてワークＷｋに対して溶接を行う。これにより、操作しやすいティーチングにより、溶接ロボット１は、溶接線Ｌに沿って溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまでを溶接することができる。

【0096】

溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、処理部１０１を備える。処理部１０１は、ワークＷｋに対する溶接の溶接開始点Ｓおよび溶接終了点Ｅの位置情報と、溶接開始点Ｓと溶接終了点Ｅとを結ぶ溶接線Ｌ上の溶接教示点での、溶接ロボット１が備えるトーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢を特定可能な姿勢情報とを取得する。処理部１０１は、位置情報および姿勢情報に基づいて、溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまで溶接を行う溶接ロボット制御プログラムを作成する。これにより、操作しやすいティーチングにより、溶接ロボット１は、溶接線Ｌに沿って溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまでを溶接することができる。

【0097】

溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔによる、溶接ロボット制御プログラム作成方法において、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、ワークＷｋに対する溶接の溶接開始点Ｓおよび溶接終了点Ｅの位置情報と、溶接開始点Ｓと溶接終了点Ｅとを結ぶ溶接線Ｌ上の溶接教示点での、溶接ロボット１が備えるトーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢を特定可能な姿勢情報とを取得する。溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、位置情報および姿勢情報に基づいて、溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまで溶接を行う溶接ロボット制御プログラムを作成する。これにより、操作しやすいティーチングにより、溶接ロボット１は、溶接線Ｌに沿って溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまでを溶接することができる。

【0098】

溶接ロボット制御プログラムの作成プログラムは、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔに、ワークＷｋに対する溶接の溶接開始点Ｓおよび溶接終了点Ｅの位置情報と、溶接開始点Ｓと溶接終了点Ｅとを結ぶ溶接線Ｌ上の溶接教示点での、溶接ロボット１が備えるトーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢を特定可能な姿勢情報とを取得させる。溶接ロボット制御プログラムの作成プログラムは、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔに、位置情報および姿勢情報に基づいて、溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまで溶接を行う溶接ロボット制御プログラムを作成させる。これにより、操作しやすいティーチングにより、溶接ロボット１は、溶接線Ｌに沿って溶接開始点Ｓから溶接終了点Ｅまでを溶接することができる。

【0099】

溶接システム３００は、操作者が把持可能なコントローラＣＴＲをさらに備える。溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、溶接教示点に向けたコントローラＣＴＲの姿勢を示す情報であるコントローラ姿勢情報を、姿勢情報として取得する。これにより、操作者は、コントローラＣＴＲの姿勢を活用して、トーチ２の動作のティーチングを簡単に行うことができる。

【0100】

コントローラＣＴＲは、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔと一体化されていてよい。これにより、ユーザが操作するコントローラは、溶接ロボット制御プログラムの作成を行うことができる。

【0101】

コントローラＣＴＲは、トーチ２と同一形状の先端部を有する。これにより、操作者はコントローラＣＴＲを把持しながら溶接ロボット１のトーチ２が通過する溶接教示点を直感的に指定できる。

【0102】

溶接線Ｌ上の溶接教示点は、少なくとも１つの中間点Ｍを含む。これにより、操作者は溶接ロボット１が実際の溶接時にトーチ２を３次元的に動かして溶接する動作を柔軟に指定できる。

【0103】

溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、溶接線Ｌの中の、トーチ２の姿勢を固定する姿勢固定区間において、姿勢固定区間の始点でのトーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢を保ったまま姿勢固定区間の終点まで溶接線Ｌに沿って溶接を行う、溶接ロボット１の制御プログラムを作成する。これにより、ティーチング時にコントローラやトーチの姿勢が変わってしまったとしても、溶接ロボット１は、トーチが溶接線に対して一定の姿勢を保ったまま溶接を行うことができ、溶接の品質が安定する。

【0104】

溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、溶接線Ｌの中の、トーチ２の姿勢を固定しない姿勢非固定区間において、トーチ２の溶接線Ｌに対する姿勢を、姿勢情報に基づいて特定されたトーチ２の姿勢に追随するように溶接線Ｌに沿って溶接を行う、溶接ロボットの制御プログラムを作成する。これにより、溶接ロボット制御プログラム作成装置Ｔは、そもそもトーチの姿勢を一定にすることができない姿勢非固定区間についても、操作者がトーチの動きを柔軟にティーチングすることができる。

【0105】

以上、図面を参照して、本開示に係る溶接システム、溶接ロボット制御プログラム作成装置、溶接ロボット制御プログラム作成方法、および溶接ロボット制御プログラムの作成プログラムについて説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

【0106】

なお、本出願は、２０２０年６月１０日出願の日本特許出願（特願２０２０－１０１１８８）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

【産業上の利用可能性】

【0107】

本開示は、操作しやすいティーチングを行って、溶接線に沿って溶接開始点から溶接終了点までを溶接する、溶接システム、溶接ロボット制御プログラム作成装置、溶接ロボット制御プログラム作成方法、および溶接ロボット制御プログラムの作成プログラムとして有用である。

【符号の説明】

【0108】

１ 溶接ロボット
２ トーチ
３ ロボット制御装置
４ ティーチペンダント
５ 操作ボックス
１１ ロボットアーム
１２ エンドエフェクタ
１００ 溶接ロボットシステム
１０１ 処理部
１０２ 記憶部
１０２１ 溶接ロボット制御プログラム作成プログラム
１０３ 入力部
１０４ 表示部
２００ 溶接ロボット制御プログラム作成システム
３００ 溶接システム
ＣＴＲ コントローラ
ＨＭＤ ヘッドマウントディスプレイ
ＩＲ ベースステーション
Ｌ 溶接線
Ｍ 中間点
ＯＢＪ 物体
Ｐ１ 第１ペイン
Ｐ２ 第２ペイン
Ｐ３ 第３ペイン
Ｓ 溶接開始点
Ｅ 溶接終了点
Ｔ 溶接ロボット制御プログラム作成装置
Ｗ ウィンドウ
Ｗｋ ワーク

【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】

【図17】