アーク溶接ロボット制御装置
【課題】
作業プログラムの教示修正時に、教示データ或いは溶接区間に応じて最適な座標系が自動設定されることにより、教示修正における座標系選択に必要な操作を低減することができるアーク溶接ロボット制御装置を提供する。
【解決手段】
ロボット制御装置ＲＣは、マニピュレータ１０を手動操作するためのテーブル座標系Ｃｗ、溶接線座標系を作業プログラムに関連付けて記憶する。ロボット制御装置ＲＣは、作業プログラムの教示修正時にマニピュレータ１０を手動操作するティーチペンダントＴＰ、及び、教示修正時に作業プログラムと関連付けされたテーブル座標系Ｃｗ、溶接線座標系を自動設定する。ロボット制御装置ＲＣは、教示修正時に、ティーチペンダントＴＰによる操作指令があったとき、設定したテーブル座標系Ｃｗ、溶接線座標系でマニピュレータ１０を制御する。
作業プログラムの教示修正時に、教示データ或いは溶接区間に応じて最適な座標系が自動設定されることにより、教示修正における座標系選択に必要な操作を低減することができるアーク溶接ロボット制御装置を提供する。
【解決手段】
ロボット制御装置ＲＣは、マニピュレータ１０を手動操作するためのテーブル座標系Ｃｗ、溶接線座標系を作業プログラムに関連付けて記憶する。ロボット制御装置ＲＣは、作業プログラムの教示修正時にマニピュレータ１０を手動操作するティーチペンダントＴＰ、及び、教示修正時に作業プログラムと関連付けされたテーブル座標系Ｃｗ、溶接線座標系を自動設定する。ロボット制御装置ＲＣは、教示修正時に、ティーチペンダントＴＰによる操作指令があったとき、設定したテーブル座標系Ｃｗ、溶接線座標系でマニピュレータ１０を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアーク溶接ロボット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マニピュレータのツール先端位置をジョグ送りで手動操作する際、予め基準となる手動操作座標系を作業者が教示操作装置を使用して選択してから、前記手動操作を行うようにしている。
【０００３】
手動操作座標系の種類としては、マニピュレータに固定された座標系であるベース座標系や、ツールの姿勢に応じた軸方向を有するツール座標系等が知られている。
上記の機械座標系やツール座標系等の軸方向は、ワークの形状や作業領域に応じた方向ではないために、手動操作の際も所望の方向へ移動させる操作が煩雑になるという問題がある。
【０００４】
そこで、ジョグ送りの際の軸方向がワークの形状や作業領域に応じた軸方向となるように、作業者が所望の軸方向を決定することができる、いわゆるユーザ座標系と呼ばれる手動操作座標系を提供可能なロボット制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この特許文献１では、下記の２つの方法で、作業領域である所定領域にマニピュレータのツール先端位置が入ったことを検出している。１つの方法は、所定領域に光電センサを配置し、該光電センサにより、ツールの位置を検知する方法である。他の１つの方法は、座標値データで作業領域を予め定めておき、マニピュレータの関節を駆動するサーボモータのエンコーダからの現在位置に基づいて、ツールの位置を検出する方法である。
【０００６】
そして、特許文献１では、前記所定領域に応じた手動動作座標系が自動的に選択されるよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１１０１９０号公報、段落００３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１をアーク溶接ロボットに適用する場合、チェック運転の際は、溶接線上にトーチを移動させたときに当該区間に応じた溶接線座標系が設定されるのが望ましい。なお、チェック運転は教示確認のために行われる低速再生運転のことである。上記のように溶接線上にトーチを移動させたときに当該区間に応じた溶接線座標系が設定されると、作業者が微調整を行う際に、その作業が楽になる利点がある。
【０００９】
又は、チェック運転時に、自動的に、予め定めたユーザ座標系が設定されるのが望ましい場合もある。しかし、特許文献１では、このような運用が考慮されていない。
本発明の目的は、作業プログラムの教示又は教示修正時に、溶接環境又は作業プログラムの教示内容等の教示対象に応じて最適な手動操作座標系が自動設定されることにより、教示修正における座標系選択に必要な操作を低減することができるアーク溶接ロボット制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１の発明は、手動操作手段を操作することにより、トーチを備えるマニピュレータを手動操作座標系に従ってジョグ送りするアーク溶接ロボット制御装置において、前記手動操作座標系を、教示対象と関連付けて記憶する記憶手段と、前記手動操作手段又は外部からの入力信号により選択された教示対象に対応する手動操作座標系を自動的に設定する座標系自動設定手段と、備えたことを特徴とするアーク溶接ロボット制御装置を要旨としている。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記教示対象は、前記マニピュレータの作業内容が記憶された作業プログラム、または前記作業プログラムに記憶されたアーク溶接区間、または加工対象物であるワークが設置された作業ステーションであることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２において、前記手動操作座標系は、溶接線座標系を含み、前記座標系自動設定手段は、前記作業プログラム内に記憶されたアーク溶接区間に前記トーチが位置したときに、前記手動操作座標系として前記溶接線座標系を自動的に設定することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記座標系自動設定手段が前記手動操作座標系を自動的に設定したとき、設定された手動操作座標系を作業者に報知する報知手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上詳述したように、請求項１の発明によれば作業プログラムの教示又は教示修正時に、溶接環境又は作業プログラムの教示内容等の教示対象に応じて最適な手動操作座標系が自動設定されることにより、座標系選択に必要な操作を低減することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、作業プログラム、またはこの作業プログラムに記憶されたアーク溶接区間、または加工対象物であるワークが設置された作業台、またはワークを搭載するためのポジショナのように、教示内容や溶接環境に応じて手動操作座標系が自動的に選択される。
【００１６】
請求項３の発明によれば、作業プログラムが規定するアーク溶接区間にトーチが入ったとき、前記溶接線座標系に自動的に設定することができる。
請求項４の発明によれば、座標系自動設定手段が、溶接線座標系に自動的に設定したとき、報知手段がその設定を作業者に報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を具体化した一実施形態のティーチングプレイバック方式を採用したアーク溶接ロボット制御装置の構成図。
【図２】ロボット制御装置のブロック図。
【図３】溶接線座標系（ユーザ座標系）の説明図。
【図４】溶接線座標系（ユーザ座標系）の説明図。
【図５】テーブル座標系Ｃｗ（ユーザ座標系）の説明図。
【図６】作業プログラムを再生してチェック運転を行う際のフローチャート。
【図７】作業プログラムとユーザ座標系との関連付けを示す図。
【図８】作業プログラム内のデータ構造を示す図。
【図９】ステーションデータとユーザ座標系の関連付けを示す図。
【図１０】ポジショナデータとユーザ座標系の関連付けを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化したアーク溶接ロボット制御装置の一実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
図１に示す、アーク溶接ロボット制御装置（以下、単にロボット制御装置という）ＲＣは、作業台１６上のワークＷに対してアーク溶接を自動で行うように溶接作業を行う６軸（すなわち、６個の関節軸）のマニピュレータ１０を制御する。同図では、例として作業台１６が１台のみの場合を示しているが、通常は、複数の作業台が設置される。又、作業台１６は、単にワークＷを設置するだけのフロアに固定された作業台としてもよいし、ワークＷに対する溶接姿勢を最適に維持するためのポジショナとしてもよい。作業台１６としてポジショナを採用する場合は、ロボット制御装置ＲＣによってポジショナの軸が駆動制御される。
【００１９】
さらに、作業台１６またはポジショナは、一般的に作業ステーションとも総称される。以下では、作業台１６またはポジショナを特に区別することがない限り、総称して作業ステーション（または単にステーション）と呼ぶ。
【００２０】
マニピュレータ１０は、フロア等に固定されるベース部材１２と、ベース部材１２上において、前記複数の関節軸を介して連結された複数のアーム２０を備える。最も先端側に位置するアーム２０の先端部には、溶接トーチ（以下、単にトーチという）Ｔが設けられている。トーチＴは、溶加材としてのワイヤ１５を内装し、図示しない送給装置によって送り出されたワイヤ１５の先端とワークＷとの間にアークを発生させ、その熱でワイヤ１５を溶着させることによりワークＷに対して溶接を施す。各アーム２０は図示しない各駆動モータの駆動によってトーチＴを並進、回転自在に移動できるように構成されている。前記図示しないモータに直結された図示しないエンコーダから各アームの関節角度が検出される。
【００２１】
ロボット制御装置ＲＣには、手動操作手段としてのティーチペンダントＴＰが接続されている。ティーチペンダントＴＰの操作面には液晶ディスプレイ等からなる表示装置３０及び各種キーが設けられている。ティーチペンダントＴＰは、マニピュレータ１０の動作を作業者が教示するための装置である。
【００２２】
前記キーには、マニピュレータ１０を動作させるための複数のボタン群４０、記憶キー４０ａ、実行キー（図示しない）及びモード切替キー４０ｂを含む。これらのボタン又はキーの操作により、キー入力されたデータ、或いは、各種情報をロボット制御装置ＲＣが備える記憶部５６（図２参照）に格納可能である。
【００２３】
図１に示すようにボタン群４０は、座標系の方向（±Ｘ，±Ｙ，±Ｚ）に応じた複数のボタンが装備されている。ボタン群４０のいずれかのボタンの押下により、そのボタンに対応した方向にマニピュレータ１０が移動する。例えば、ロボット制御装置ＲＣは、設定されている座標系の下でマニピュレータ１０を移動させる場合は、ボタン群４０のＸ＋ボタンを押すと、当該設定されている座標系のＸ＋方向にマニピュレータ１０が移動する。
【００２４】
このように、作業者はボタン群４０を操作することにより、マニピュレータ１０を所望の位置に動かして、溶接作業を行わせるための作業経路、すなわち、作業経路上の教示点を教示又は教示修正する。教示された作業経路は、作業プログラムとして記憶部５６に記憶される。
【００２５】
図２に示すようにロボット制御装置ＲＣは、ＣＰＵ（中央処理装置）５０、マニピュレータ１０を制御するための制御ソフトウェアを記憶する書換可能なＥＥＰＲＯＭ５２、作業メモリとなるＲＡＭ５４、及び作業プログラムや手動操作座標系の定義パラメータ等を記憶する書換可能な不揮発性メモリからなる記憶部５６を備える。又、ロボット制御装置ＲＣは、マニピュレータ１０の前記モータを制御するサーボドライバ５８を備え、前記作業プログラムに従って図示しない前記エンコーダからの現在位置情報（すなわち、関節角度）等に基づいて、マニピュレータ１０の駆動モータを駆動制御して、トーチＴを教示点に移動させるとともに姿勢を変えることが可能である。
【００２６】
又、ロボット制御装置ＲＣは、図示しない上位コントローラにも電気的に接続されており、前記上位コントローラからの外部の種々の入力信号が入力可能である。
前記ＣＰＵ５０は座標系自動設定手段及び報知手段に相当する。前記記憶部５６は、記憶手段に相当する。
【００２７】
＜手動操作座標系について＞
まず、本実施形態で使用する座標系について説明する。
（１．ベース座標系Ｃｂ）
ベース座標系Ｃｂは、図１、図３に示すようにマニピュレータ１０に固有の座標系である。ベース座標系Ｃｂは、原点Ｏｂがマニピュレータ１０の基準位置に設定されるとともに、マニピュレータ１０が地面に据え付けられたときのマニピュレータ１０のベース底面と平行な水平面が基準面Ｘｂ−Ｙｂとされ、基準面Ｘｂ−Ｙｂからマニピュレータ１０に向かう方向がＺｂ軸とされた右手直交座標系である。この結果、ベース座標系Ｃｂは、原点Ｏｂ及び軸方向（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を有する。
【００２８】
（２．テーブル座標系Ｃｗ）
テーブル座標系Ｃｗは、ユーザ座標系、すなわち、手動操作座標系であり、図５に示すように作業台１６のワーク載置面１６ａを基準に設定され、原点Ｏｗ及び軸方向（Ｘｗ，Ｙｗ，Ｚｗ）を有する右手直交座標系である。
【００２９】
テーブル座標系Ｃｗを定義する場合、ワーク載置面１６ａ上の３つの特徴点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を指定する。
（３．溶接線座標系Ｃｒ）
図３に示すように、溶接線座標系Ｃｒは、ユーザ座標系、すなわち、手動操作座標系であり、ワークＷ上におけるアーク溶接区間内の教示点Ｐ４，Ｐ５に基づいて算出される座標系であり、原点Ｏｒ及び軸方向（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）を有する右手直交座標系である。
【００３０】
ここで、溶接線（溶接進行方向）が複数のアーク溶接区間を有し、アーク溶接区間での溶接線の溶接進行方向が、隣接する他のアーク溶接区間の溶接線の溶接線進行方向と異なる場合には、本実施形態では、溶接線座標系Ｃｒの符号には、説明の便宜上、溶接される順にｎ＝１，２，３，……の正の整数を付すものとする。
【００３１】
又、図４に示すように、溶接線が教示点Ｓ１，Ｓ２の第１区間、教示点Ｓ２，Ｓ３の第２区間、及び教示点Ｓ３，Ｓ４の第３区間のように、隣接する区間において、溶接線進行方向が異なる場合がある。
【００３２】
この場合は、第１区間では教示点Ｓ１を原点Ｏｒ１とするとともに教示点Ｓ１・Ｓ２間の溶接線をＺｒ１軸とする溶接線座標系Ｃｒ１が定義される。又、第２区間では、教示点Ｓ２を原点Ｏｒ２とするとともに教示点Ｓ２・Ｓ３間の溶接線をＺｒ２軸とする溶接線座標系Ｃｒ２が定義される。又、第３区間では、教示点Ｓ３を原点Ｏｒ３とし、教示点Ｓ３・Ｓ４の溶接線をＺｒ３軸とする溶接線座標系Ｃｒ３が定義される。
【００３３】
本実施形態では、ベース座標系Ｃｂ、テーブル座標系Ｃｗ及び溶接線座標系Ｃｒが手動操作座標系に相当するものである。なお、手動操作座標系としては、トーチ姿勢に依存するツール座標系、ポジショナの姿勢に依存するワーク座標系等も、手動操作座標系に含まれるものであるが、本実施形態では説明を割愛する。
【００３４】
＜手動操作座標系と教示対象との関連付けについて＞
次に、手動操作座標系を教示対象に関連付けする方法について説明する。ここで述べる教示対象とは、マニピュレータ１０の作業内容が記憶された作業プログラム、または作業プログラムに記憶されたアーク溶接区間、またはワークＷが設置された作業ステーション（作業台１６又はポジショナ）である。
＜１．作業プログラムとの関連付け＞
作業プログラムに手動操作座標系を関連付けする場合について説明する。
【００３５】
図７に示すように、作業プログラムと手動操作座標系の関連付けは、記憶部５６においてテーブル形式で記憶される。すなわち、作業プログラム００１〜００３に各々関連付けする手動操作座標系００Ａ〜００Ｃが、テーブル形式で記憶されており、例えば、作成済みの作業プログラム００１の動作を確認する場合は、関連付けされた手動操作座標系００Ａが自動的に選択される。
【００３６】
関連付けの別の方法として、次の方法を採用しても良い。
各作業プログラムは、図８に示すようにヘッダ部６０とデータ部７０とを備えている。ヘッダ部６０は、プログラム名、コメントが記述されている。データ部７０は、作業経路上の教示点、及び各教示点で実行される各種コマンド、及び、当該コマンドの各種パラメータ等が記述されている。上述したヘッダ部６０に、作業プログラムと関連付ける手動操作座標系を記憶可能なように構成しておく。このことにより、作業プログラムと手動操作座標系との関連付けが行われる。
【００３７】
すなわち、作成済みの作業プログラムの動作を確認する際など、作業プログラム００１〜００３のいずれか１つが作業者によって選択されたときは、当該選択された作業プログラムのヘッダ部６０に記憶された手動操作座標系００Ａ〜００Ｃのいずれかが自動的に選択される。
＜２．アーク溶接区間との関連付け＞
次にアーク溶接区間に手動操作座標系を関連付けする場合について説明する。図８は、作業プログラムのデータ構造を示している。同図に示すように、作業プログラムは、ヘッダ部６０と、データ部７０とからなる。本例のヘッダ部６０は、プログラム名、コメントが記述されている。
【００３８】
アーク溶接区間は、作業プログラム上ではデータ部７０内に記憶されたアーク溶接開始命令ＡＳおよび溶接終了命令ＡＥに囲まれた区間である。
図８に示すように、アーク溶接開始命令ＡＳのパラメータの１つとして、手動操作座標系が設定されることにより、関連付けが行われる。アーク溶接区間における手動操作座標系は、一般的には溶接線座標系Ｃｒであるが、限定されるものではなく、テーブル座標系Ｃｗ等の他の座標系であってもよい。すなわち、作成済みの作業プログラムの動作を確認する際など、当該作業プログラムが作業者によって選択され、且つアーク溶接区間内にトーチＴが位置している間は、前記座標系記憶領域に記憶された手動操作座標系が自動的に選択される。なお、図８において、Ｓ１〜Ｓｎは、教示点であり、位置姿勢座標値が記述されている。また、「ＭＯＶＥ」は移動命令である。「ＬＩＮＥ」は直線補間命令である。
＜３．作業ステーション（作業台１６又はポジショナ）の関連付け＞
次にワークＷが設置された作業台に手動操作座標系を関連付けする場合について説明する。
【００３９】
図９に示すように、作業台には、識別するためのステーション番号００１〜００３が予め付与されており、ステーション番号と手動操作座標系との関連付けが、記憶部５６においてテーブル形式で記憶されることにより可能となっている。作業者は、専用のメニューを呼び出して、作業ステーションに対して、関連付けしたい手動操作座標系を記憶部５６にテーブル形式で登録する。
【００４０】
すなわち、作業台上のワークＷに対して作業者が教示を行う場合、作業ステーションを教示対象として選択することによって、関連付けされた手動操作座標系が自動的に選択される。
【００４１】
作業ステーションをポジショナとする場合も同様である。すなわち、図１０に示すように、ポジショナには、識別するためのポジショナ番号００１〜００３が予め付与されており、ポジショナ番号と手動操作座標系との関連付けが、記憶部５６においてテーブル形式で記憶されることにより可能となっている。
【００４２】
上記した教示対象の選択は、作業者がティーチペンダントＴＰの表示装置３０の表示画面での選択メニューにおける選択操作、又はロボット制御装置ＲＣへの上位コントローラからの外部からの信号入力によって行われる。
【００４３】
（作用）
＜１．作業プログラムに手動操作座標系が関連付けされている場合＞
さて、上記のように構成されたロボット制御装置ＲＣにおいて、作業プログラムをチェック運転する際の作用を図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
チェック運転は、チェック対象の作業プログラムが選択されて、図１に示すティーチペンダントＴＰのモード切替キー４０ｂにより、或いは、図示しない上位コントローラからの入力信号に基づきチェック運転モードに切り替えられることにより、実行される。上位コントローラからの入力信号は、外部からの入力信号に相当する。
【００４５】
作業プログラムのチェック運転時には、溶接実行時よりも遅い速度でマニピュレータ１０の位置姿勢制御が実行される。
作業プログラムの各処理工程には、教示点を示す位置姿勢座標値及びその教示点で行われる溶接開始、溶接終了等の各種指令等が記述されている。チェック運転時には、マニピュレータ１０の位置姿勢制御が各処理工程に記述された教示点の位置姿勢座標値に基づいてシーケンス順に行われる。以下の説明では、説明の便宜上、位置姿勢制御を含めて単に「教示点に移動」すると表現する。
【００４６】
以下、具体的に説明する。
ＣＰＵ５０は、ステップＴ１０において、作業プログラムが選択されるとともに図１に示すモード切替キー４０ｂによりチェック運転モードに切り替えられると、ステップＴ２０において、選択された作業プログラムに関連付けられた手動操作座標系を自動的に選択する。又、ＣＰＵ５０は、ティーチペンダントＴＰに対して、選択された作業プログラムに関連付けされた手動操作座標系に設定した旨の信号を出力する。ティーチペンダントＴＰの図示しないＣＰＵは、出力された手動操作座標系に設定した旨の信号に基づいて、表示装置３０にその旨を表示する。この結果、作業者は、表示装置３０に表示された報知内容を見て設定された手動操作座標系を知ることができる。
【００４７】
ステップＴ３０では、ＣＰＵ５０は、作業プログラム中の１つの処理工程を実行する。この処理により、マニピュレータ１０のトーチＴは教示点に移動する。
ステップＴ４０において、作業者によるモード切替キー４０ｂの切り替えにより教示修正モードに切り替えられた場合は、ステップＴ５０に移行する。モード切替キー４０ｂの切り替えがない場合は、ステップＴ７０に移行する。
【００４８】
ステップＴ５０では、作業者は、設定されるとともに報知された手動操作座標系の下で、ティーチペンダントＴＰの±Ｘ，±Ｙ，±Ｚに関する複数のボタンを使用してジョグ送りを行ってマニピュレータ１０を動作させて教示点の位置修正を行う。
【００４９】
そして、図１に示す記憶キー４０ａが操作されると、ＣＰＵ５０は、修正されたマニピュレータ１０の位置を、図示しないエンコーダからの現在位置情報（すなわち、関節角度）等に基づいて、教示データの修正処理を行う。この後、再び作業者がティーチペンダントＴＰの図示しない修正終了ボタンを操作すると、ＣＰＵ５０は、ステップＴ６０での判定が「ＹＥＳ」となり、ステップＴ７０に移行する。又、作業者がティーチペンダントＴＰの図示しない修正終了ボタンが操作されない場合は、ステップＴ５０を続行する。
【００５０】
ステップＴ７０では、ＣＰＵ５０は、作業プログラムの全処理工程が終了であるかを判定し、全処理工程が終了していなければ、チェック運転が終了していないものとして、ステップＴ３０に戻る。
【００５１】
又、ＣＰＵ５０は、作業プログラムの全処理工程が終了していれば、チェック運転が終了したとして、このプログラムを終了する。
前記ロボット制御装置ＲＣでは、チェック運転モードで作業プログラムの教示データを修正する際に、作業プログラムに手動操作座標系として溶接線座標系が関連付けされていると、自動的に溶接線座標系が設定される。このため、作業者は、教示データの修正のためにティーチペンダントＴＰでマニピュレータ１０をジョグ送りする際に、自動的に設定された溶接線座標系の下で、マニピュレータ１０をジョグ送りができる。
【００５２】
又、前記ロボット制御装置ＲＣでは、チェック運転モードで作業プログラムの教示データを修正する際に、作業プログラムに手動操作座標系として図５に示すテーブル座標系Ｃｗが関連付けされていると、自動的にテーブル座標系Ｃｗが設定される。このため、作業者は、教示データの修正のためにティーチペンダントＴＰでマニピュレータ１０をジョグ送りする際に、自動的に設定されたテーブル座標系Ｃｗの下で、マニピュレータ１０をジョグ送りができる。
【００５３】
＜２．作業プログラムのアーク溶接区間に手動操作座標系が関連付けされてい場合＞
次に、図８に示すように、作業プログラムに記述されたアーク溶接区間に手動操作座標系が関連付けられている場合について説明する。
【００５４】
この場合、チェック対象の作業プログラムの選択は、上記＜１．作業プログラムに手動操作座標系が関連付けされている場合＞と同様に行われる。
そして、例えば、図４に示すように、第１〜第３区間に溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３がそれぞれ関連付けされていると、それぞれの教示点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３において、溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３が自動的に設定される。このため、各教示点において、作業者は、教示データの修正のためにティーチペンダントＴＰでマニピュレータ１０をジョグ送りする際に、各教示点において、自動的に設定された溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３の下で、マニピュレータ１０を次のＳ２，Ｓ３，Ｓ４へジョグ送りができる。
【００５５】
なお、この場合、各教示点において、作業者によるモード切替キー４０ｂの切り替えにより教示修正モードに切り替えられた場合に、当該教示点の位置姿勢座標値に関連付けされた溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３に設定した旨の信号を出力する。ティーチペンダントＴＰの図示しないＣＰＵは、出力された溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３に設定した旨の信号に基づいて、表示装置３０にその旨を表示する。この結果、作業者は、表示装置３０に表示された報知内容を見て設定された溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３を知ることができる。
【００５６】
＜３．作業ステーションの識別番号と手動操作座標系との関連付けが行われている場合＞
この場合、図９、図１０に示すように、作業ステーション（作業台またはポジショナ）の識別番号と手動操作座標系との関連付けが行われている場合について説明する。
【００５７】
この場合、作業者が作業ステーション上のワークＷに対して作業者が教示を行う場合、ティーチペンダントＴＰで、又は上位コントローラからの外部信号により、作業ステーションを教示対象として選択することによって、記憶部５６においてテーブル形式で関連付けされた手動操作座標系が自動的に選択される。そして、前記のように選択された際、選択された手動操作座標系に設定した旨の信号を出力する。ティーチペンダントＴＰの図示しないＣＰＵは、出力された手動操作座標系に設定した旨の信号に基づいて、表示装置３０にその旨を表示する。この結果、作業者は、表示装置３０に表示された報知内容を見て設定された手動操作座標系を知ることができる。
【００５８】
さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
（１） 本実施形態のロボット制御装置ＲＣは、マニピュレータ１０を手動操作するためのテーブル座標系Ｃｗ、溶接線座標系Ｃｒ（手動操作座標系）を、作業プログラム、または作業プログラムに記憶されたアーク溶接区間、または加工対象物であるワークＷが設置された作業ステーション、またはワークＷを搭載するためのポジショナ（教示対象）を、作業プログラムに関連付けて記憶する記憶部５６（記憶手段）を備える。又、ロボット制御装置ＲＣは、作業プログラムの教示修正時にマニピュレータ１０を手動操作するティーチペンダントＴＰ（手動操作手段）を備える。又、ロボット制御装置ＲＣは、教示修正時に作業プログラムと関連付けされたテーブル座標系Ｃｗ、又は溶接線座標系Ｃｒ（手動操作座標系）を自動設定するＣＰＵ５０（座標系自動設定手段）を備える。そして、ＣＰＵ５０は、制御手段として教示修正時に、ティーチペンダントＴＰによる操作指令があったとき、設定したテーブル座標系Ｃｗ、又は溶接線座標系Ｃｒ（手動操作座標系）でマニピュレータ１０を制御する。
【００５９】
この結果、本実施形態によれば、作業プログラムの教示修正時に、教示データ或いは溶接区間に応じて最適な座標系が自動設定されることにより、教示修正における座標系選択を行う必要がなく、教示修正における座標系選択に必要な操作を低減することができる。
【００６０】
（２） 本実施形態では、手動操作座標系として、溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３を含むようにしている。そして、ロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０（座標系自動設定手段）は、作業プログラムが規定するアーク溶接区間にトーチＴが入ったとき、溶接線座標系に自動的に設定する。この結果、作業プログラムが規定するアーク溶接区間にトーチＴが入ったとき、溶接線座標系に自動的に設定することができる。
【００６１】
（３） 本実施形態では、ロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０（座標系自動設定手段、報知手段）が、溶接線座標系に自動的に設定したとき、前記設定をティーチペンダントＴＰ（手動操作手段）を操作する作業者に報知する。この結果、ロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０が、溶接線座標系に自動的に設定したとき、作業者は、溶接線座標系に設定がされたことを知ることができる。この結果、作業者は、設定された座標系の下で安心して、マニピュレータ１０の手動操作を行うことができる。
【００６２】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記実施形態では、手動操作座標系を、テーブル座標系Ｃｗ、溶接線座標系Ｃｒとしたが、限定されるものではなく、トーチ姿勢に依存するツール座標系、ポジショナの姿勢に依存するワーク座標系、絶対的な基準となるワールド座標系であってもよい。
【００６３】
・ 前記実施形態では、ロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０は、ティーチペンダントＴＰの表示装置３０に対してユーザ座標系が設定されたことを報知するようにしたが、スピーカーで、ユーザ座標系が設定されたことを報知するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０…マニピュレータ、
５０…ＣＰＵ（座標系自動設定手段、及び報知手段）、
５６…記憶部（記憶手段）、ＲＣ…ロボット制御装置、
ＲＣ…アーク溶接ロボット制御装置、
ＴＰ…ティーチペンダント（手動操作手段）、Ｔ…トーチ、Ｗ…ワーク、
Ｃｒ，Ｃｒ１，Ｃｒ２，Ｃｒ３…溶接線座標系。
【技術分野】
【０００１】
本発明はアーク溶接ロボット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マニピュレータのツール先端位置をジョグ送りで手動操作する際、予め基準となる手動操作座標系を作業者が教示操作装置を使用して選択してから、前記手動操作を行うようにしている。
【０００３】
手動操作座標系の種類としては、マニピュレータに固定された座標系であるベース座標系や、ツールの姿勢に応じた軸方向を有するツール座標系等が知られている。
上記の機械座標系やツール座標系等の軸方向は、ワークの形状や作業領域に応じた方向ではないために、手動操作の際も所望の方向へ移動させる操作が煩雑になるという問題がある。
【０００４】
そこで、ジョグ送りの際の軸方向がワークの形状や作業領域に応じた軸方向となるように、作業者が所望の軸方向を決定することができる、いわゆるユーザ座標系と呼ばれる手動操作座標系を提供可能なロボット制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この特許文献１では、下記の２つの方法で、作業領域である所定領域にマニピュレータのツール先端位置が入ったことを検出している。１つの方法は、所定領域に光電センサを配置し、該光電センサにより、ツールの位置を検知する方法である。他の１つの方法は、座標値データで作業領域を予め定めておき、マニピュレータの関節を駆動するサーボモータのエンコーダからの現在位置に基づいて、ツールの位置を検出する方法である。
【０００６】
そして、特許文献１では、前記所定領域に応じた手動動作座標系が自動的に選択されるよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１１０１９０号公報、段落００３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１をアーク溶接ロボットに適用する場合、チェック運転の際は、溶接線上にトーチを移動させたときに当該区間に応じた溶接線座標系が設定されるのが望ましい。なお、チェック運転は教示確認のために行われる低速再生運転のことである。上記のように溶接線上にトーチを移動させたときに当該区間に応じた溶接線座標系が設定されると、作業者が微調整を行う際に、その作業が楽になる利点がある。
【０００９】
又は、チェック運転時に、自動的に、予め定めたユーザ座標系が設定されるのが望ましい場合もある。しかし、特許文献１では、このような運用が考慮されていない。
本発明の目的は、作業プログラムの教示又は教示修正時に、溶接環境又は作業プログラムの教示内容等の教示対象に応じて最適な手動操作座標系が自動設定されることにより、教示修正における座標系選択に必要な操作を低減することができるアーク溶接ロボット制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１の発明は、手動操作手段を操作することにより、トーチを備えるマニピュレータを手動操作座標系に従ってジョグ送りするアーク溶接ロボット制御装置において、前記手動操作座標系を、教示対象と関連付けて記憶する記憶手段と、前記手動操作手段又は外部からの入力信号により選択された教示対象に対応する手動操作座標系を自動的に設定する座標系自動設定手段と、備えたことを特徴とするアーク溶接ロボット制御装置を要旨としている。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記教示対象は、前記マニピュレータの作業内容が記憶された作業プログラム、または前記作業プログラムに記憶されたアーク溶接区間、または加工対象物であるワークが設置された作業ステーションであることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２において、前記手動操作座標系は、溶接線座標系を含み、前記座標系自動設定手段は、前記作業プログラム内に記憶されたアーク溶接区間に前記トーチが位置したときに、前記手動操作座標系として前記溶接線座標系を自動的に設定することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記座標系自動設定手段が前記手動操作座標系を自動的に設定したとき、設定された手動操作座標系を作業者に報知する報知手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上詳述したように、請求項１の発明によれば作業プログラムの教示又は教示修正時に、溶接環境又は作業プログラムの教示内容等の教示対象に応じて最適な手動操作座標系が自動設定されることにより、座標系選択に必要な操作を低減することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、作業プログラム、またはこの作業プログラムに記憶されたアーク溶接区間、または加工対象物であるワークが設置された作業台、またはワークを搭載するためのポジショナのように、教示内容や溶接環境に応じて手動操作座標系が自動的に選択される。
【００１６】
請求項３の発明によれば、作業プログラムが規定するアーク溶接区間にトーチが入ったとき、前記溶接線座標系に自動的に設定することができる。
請求項４の発明によれば、座標系自動設定手段が、溶接線座標系に自動的に設定したとき、報知手段がその設定を作業者に報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を具体化した一実施形態のティーチングプレイバック方式を採用したアーク溶接ロボット制御装置の構成図。
【図２】ロボット制御装置のブロック図。
【図３】溶接線座標系（ユーザ座標系）の説明図。
【図４】溶接線座標系（ユーザ座標系）の説明図。
【図５】テーブル座標系Ｃｗ（ユーザ座標系）の説明図。
【図６】作業プログラムを再生してチェック運転を行う際のフローチャート。
【図７】作業プログラムとユーザ座標系との関連付けを示す図。
【図８】作業プログラム内のデータ構造を示す図。
【図９】ステーションデータとユーザ座標系の関連付けを示す図。
【図１０】ポジショナデータとユーザ座標系の関連付けを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化したアーク溶接ロボット制御装置の一実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
図１に示す、アーク溶接ロボット制御装置（以下、単にロボット制御装置という）ＲＣは、作業台１６上のワークＷに対してアーク溶接を自動で行うように溶接作業を行う６軸（すなわち、６個の関節軸）のマニピュレータ１０を制御する。同図では、例として作業台１６が１台のみの場合を示しているが、通常は、複数の作業台が設置される。又、作業台１６は、単にワークＷを設置するだけのフロアに固定された作業台としてもよいし、ワークＷに対する溶接姿勢を最適に維持するためのポジショナとしてもよい。作業台１６としてポジショナを採用する場合は、ロボット制御装置ＲＣによってポジショナの軸が駆動制御される。
【００１９】
さらに、作業台１６またはポジショナは、一般的に作業ステーションとも総称される。以下では、作業台１６またはポジショナを特に区別することがない限り、総称して作業ステーション（または単にステーション）と呼ぶ。
【００２０】
マニピュレータ１０は、フロア等に固定されるベース部材１２と、ベース部材１２上において、前記複数の関節軸を介して連結された複数のアーム２０を備える。最も先端側に位置するアーム２０の先端部には、溶接トーチ（以下、単にトーチという）Ｔが設けられている。トーチＴは、溶加材としてのワイヤ１５を内装し、図示しない送給装置によって送り出されたワイヤ１５の先端とワークＷとの間にアークを発生させ、その熱でワイヤ１５を溶着させることによりワークＷに対して溶接を施す。各アーム２０は図示しない各駆動モータの駆動によってトーチＴを並進、回転自在に移動できるように構成されている。前記図示しないモータに直結された図示しないエンコーダから各アームの関節角度が検出される。
【００２１】
ロボット制御装置ＲＣには、手動操作手段としてのティーチペンダントＴＰが接続されている。ティーチペンダントＴＰの操作面には液晶ディスプレイ等からなる表示装置３０及び各種キーが設けられている。ティーチペンダントＴＰは、マニピュレータ１０の動作を作業者が教示するための装置である。
【００２２】
前記キーには、マニピュレータ１０を動作させるための複数のボタン群４０、記憶キー４０ａ、実行キー（図示しない）及びモード切替キー４０ｂを含む。これらのボタン又はキーの操作により、キー入力されたデータ、或いは、各種情報をロボット制御装置ＲＣが備える記憶部５６（図２参照）に格納可能である。
【００２３】
図１に示すようにボタン群４０は、座標系の方向（±Ｘ，±Ｙ，±Ｚ）に応じた複数のボタンが装備されている。ボタン群４０のいずれかのボタンの押下により、そのボタンに対応した方向にマニピュレータ１０が移動する。例えば、ロボット制御装置ＲＣは、設定されている座標系の下でマニピュレータ１０を移動させる場合は、ボタン群４０のＸ＋ボタンを押すと、当該設定されている座標系のＸ＋方向にマニピュレータ１０が移動する。
【００２４】
このように、作業者はボタン群４０を操作することにより、マニピュレータ１０を所望の位置に動かして、溶接作業を行わせるための作業経路、すなわち、作業経路上の教示点を教示又は教示修正する。教示された作業経路は、作業プログラムとして記憶部５６に記憶される。
【００２５】
図２に示すようにロボット制御装置ＲＣは、ＣＰＵ（中央処理装置）５０、マニピュレータ１０を制御するための制御ソフトウェアを記憶する書換可能なＥＥＰＲＯＭ５２、作業メモリとなるＲＡＭ５４、及び作業プログラムや手動操作座標系の定義パラメータ等を記憶する書換可能な不揮発性メモリからなる記憶部５６を備える。又、ロボット制御装置ＲＣは、マニピュレータ１０の前記モータを制御するサーボドライバ５８を備え、前記作業プログラムに従って図示しない前記エンコーダからの現在位置情報（すなわち、関節角度）等に基づいて、マニピュレータ１０の駆動モータを駆動制御して、トーチＴを教示点に移動させるとともに姿勢を変えることが可能である。
【００２６】
又、ロボット制御装置ＲＣは、図示しない上位コントローラにも電気的に接続されており、前記上位コントローラからの外部の種々の入力信号が入力可能である。
前記ＣＰＵ５０は座標系自動設定手段及び報知手段に相当する。前記記憶部５６は、記憶手段に相当する。
【００２７】
＜手動操作座標系について＞
まず、本実施形態で使用する座標系について説明する。
（１．ベース座標系Ｃｂ）
ベース座標系Ｃｂは、図１、図３に示すようにマニピュレータ１０に固有の座標系である。ベース座標系Ｃｂは、原点Ｏｂがマニピュレータ１０の基準位置に設定されるとともに、マニピュレータ１０が地面に据え付けられたときのマニピュレータ１０のベース底面と平行な水平面が基準面Ｘｂ−Ｙｂとされ、基準面Ｘｂ−Ｙｂからマニピュレータ１０に向かう方向がＺｂ軸とされた右手直交座標系である。この結果、ベース座標系Ｃｂは、原点Ｏｂ及び軸方向（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）を有する。
【００２８】
（２．テーブル座標系Ｃｗ）
テーブル座標系Ｃｗは、ユーザ座標系、すなわち、手動操作座標系であり、図５に示すように作業台１６のワーク載置面１６ａを基準に設定され、原点Ｏｗ及び軸方向（Ｘｗ，Ｙｗ，Ｚｗ）を有する右手直交座標系である。
【００２９】
テーブル座標系Ｃｗを定義する場合、ワーク載置面１６ａ上の３つの特徴点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を指定する。
（３．溶接線座標系Ｃｒ）
図３に示すように、溶接線座標系Ｃｒは、ユーザ座標系、すなわち、手動操作座標系であり、ワークＷ上におけるアーク溶接区間内の教示点Ｐ４，Ｐ５に基づいて算出される座標系であり、原点Ｏｒ及び軸方向（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）を有する右手直交座標系である。
【００３０】
ここで、溶接線（溶接進行方向）が複数のアーク溶接区間を有し、アーク溶接区間での溶接線の溶接進行方向が、隣接する他のアーク溶接区間の溶接線の溶接線進行方向と異なる場合には、本実施形態では、溶接線座標系Ｃｒの符号には、説明の便宜上、溶接される順にｎ＝１，２，３，……の正の整数を付すものとする。
【００３１】
又、図４に示すように、溶接線が教示点Ｓ１，Ｓ２の第１区間、教示点Ｓ２，Ｓ３の第２区間、及び教示点Ｓ３，Ｓ４の第３区間のように、隣接する区間において、溶接線進行方向が異なる場合がある。
【００３２】
この場合は、第１区間では教示点Ｓ１を原点Ｏｒ１とするとともに教示点Ｓ１・Ｓ２間の溶接線をＺｒ１軸とする溶接線座標系Ｃｒ１が定義される。又、第２区間では、教示点Ｓ２を原点Ｏｒ２とするとともに教示点Ｓ２・Ｓ３間の溶接線をＺｒ２軸とする溶接線座標系Ｃｒ２が定義される。又、第３区間では、教示点Ｓ３を原点Ｏｒ３とし、教示点Ｓ３・Ｓ４の溶接線をＺｒ３軸とする溶接線座標系Ｃｒ３が定義される。
【００３３】
本実施形態では、ベース座標系Ｃｂ、テーブル座標系Ｃｗ及び溶接線座標系Ｃｒが手動操作座標系に相当するものである。なお、手動操作座標系としては、トーチ姿勢に依存するツール座標系、ポジショナの姿勢に依存するワーク座標系等も、手動操作座標系に含まれるものであるが、本実施形態では説明を割愛する。
【００３４】
＜手動操作座標系と教示対象との関連付けについて＞
次に、手動操作座標系を教示対象に関連付けする方法について説明する。ここで述べる教示対象とは、マニピュレータ１０の作業内容が記憶された作業プログラム、または作業プログラムに記憶されたアーク溶接区間、またはワークＷが設置された作業ステーション（作業台１６又はポジショナ）である。
＜１．作業プログラムとの関連付け＞
作業プログラムに手動操作座標系を関連付けする場合について説明する。
【００３５】
図７に示すように、作業プログラムと手動操作座標系の関連付けは、記憶部５６においてテーブル形式で記憶される。すなわち、作業プログラム００１〜００３に各々関連付けする手動操作座標系００Ａ〜００Ｃが、テーブル形式で記憶されており、例えば、作成済みの作業プログラム００１の動作を確認する場合は、関連付けされた手動操作座標系００Ａが自動的に選択される。
【００３６】
関連付けの別の方法として、次の方法を採用しても良い。
各作業プログラムは、図８に示すようにヘッダ部６０とデータ部７０とを備えている。ヘッダ部６０は、プログラム名、コメントが記述されている。データ部７０は、作業経路上の教示点、及び各教示点で実行される各種コマンド、及び、当該コマンドの各種パラメータ等が記述されている。上述したヘッダ部６０に、作業プログラムと関連付ける手動操作座標系を記憶可能なように構成しておく。このことにより、作業プログラムと手動操作座標系との関連付けが行われる。
【００３７】
すなわち、作成済みの作業プログラムの動作を確認する際など、作業プログラム００１〜００３のいずれか１つが作業者によって選択されたときは、当該選択された作業プログラムのヘッダ部６０に記憶された手動操作座標系００Ａ〜００Ｃのいずれかが自動的に選択される。
＜２．アーク溶接区間との関連付け＞
次にアーク溶接区間に手動操作座標系を関連付けする場合について説明する。図８は、作業プログラムのデータ構造を示している。同図に示すように、作業プログラムは、ヘッダ部６０と、データ部７０とからなる。本例のヘッダ部６０は、プログラム名、コメントが記述されている。
【００３８】
アーク溶接区間は、作業プログラム上ではデータ部７０内に記憶されたアーク溶接開始命令ＡＳおよび溶接終了命令ＡＥに囲まれた区間である。
図８に示すように、アーク溶接開始命令ＡＳのパラメータの１つとして、手動操作座標系が設定されることにより、関連付けが行われる。アーク溶接区間における手動操作座標系は、一般的には溶接線座標系Ｃｒであるが、限定されるものではなく、テーブル座標系Ｃｗ等の他の座標系であってもよい。すなわち、作成済みの作業プログラムの動作を確認する際など、当該作業プログラムが作業者によって選択され、且つアーク溶接区間内にトーチＴが位置している間は、前記座標系記憶領域に記憶された手動操作座標系が自動的に選択される。なお、図８において、Ｓ１〜Ｓｎは、教示点であり、位置姿勢座標値が記述されている。また、「ＭＯＶＥ」は移動命令である。「ＬＩＮＥ」は直線補間命令である。
＜３．作業ステーション（作業台１６又はポジショナ）の関連付け＞
次にワークＷが設置された作業台に手動操作座標系を関連付けする場合について説明する。
【００３９】
図９に示すように、作業台には、識別するためのステーション番号００１〜００３が予め付与されており、ステーション番号と手動操作座標系との関連付けが、記憶部５６においてテーブル形式で記憶されることにより可能となっている。作業者は、専用のメニューを呼び出して、作業ステーションに対して、関連付けしたい手動操作座標系を記憶部５６にテーブル形式で登録する。
【００４０】
すなわち、作業台上のワークＷに対して作業者が教示を行う場合、作業ステーションを教示対象として選択することによって、関連付けされた手動操作座標系が自動的に選択される。
【００４１】
作業ステーションをポジショナとする場合も同様である。すなわち、図１０に示すように、ポジショナには、識別するためのポジショナ番号００１〜００３が予め付与されており、ポジショナ番号と手動操作座標系との関連付けが、記憶部５６においてテーブル形式で記憶されることにより可能となっている。
【００４２】
上記した教示対象の選択は、作業者がティーチペンダントＴＰの表示装置３０の表示画面での選択メニューにおける選択操作、又はロボット制御装置ＲＣへの上位コントローラからの外部からの信号入力によって行われる。
【００４３】
（作用）
＜１．作業プログラムに手動操作座標系が関連付けされている場合＞
さて、上記のように構成されたロボット制御装置ＲＣにおいて、作業プログラムをチェック運転する際の作用を図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
チェック運転は、チェック対象の作業プログラムが選択されて、図１に示すティーチペンダントＴＰのモード切替キー４０ｂにより、或いは、図示しない上位コントローラからの入力信号に基づきチェック運転モードに切り替えられることにより、実行される。上位コントローラからの入力信号は、外部からの入力信号に相当する。
【００４５】
作業プログラムのチェック運転時には、溶接実行時よりも遅い速度でマニピュレータ１０の位置姿勢制御が実行される。
作業プログラムの各処理工程には、教示点を示す位置姿勢座標値及びその教示点で行われる溶接開始、溶接終了等の各種指令等が記述されている。チェック運転時には、マニピュレータ１０の位置姿勢制御が各処理工程に記述された教示点の位置姿勢座標値に基づいてシーケンス順に行われる。以下の説明では、説明の便宜上、位置姿勢制御を含めて単に「教示点に移動」すると表現する。
【００４６】
以下、具体的に説明する。
ＣＰＵ５０は、ステップＴ１０において、作業プログラムが選択されるとともに図１に示すモード切替キー４０ｂによりチェック運転モードに切り替えられると、ステップＴ２０において、選択された作業プログラムに関連付けられた手動操作座標系を自動的に選択する。又、ＣＰＵ５０は、ティーチペンダントＴＰに対して、選択された作業プログラムに関連付けされた手動操作座標系に設定した旨の信号を出力する。ティーチペンダントＴＰの図示しないＣＰＵは、出力された手動操作座標系に設定した旨の信号に基づいて、表示装置３０にその旨を表示する。この結果、作業者は、表示装置３０に表示された報知内容を見て設定された手動操作座標系を知ることができる。
【００４７】
ステップＴ３０では、ＣＰＵ５０は、作業プログラム中の１つの処理工程を実行する。この処理により、マニピュレータ１０のトーチＴは教示点に移動する。
ステップＴ４０において、作業者によるモード切替キー４０ｂの切り替えにより教示修正モードに切り替えられた場合は、ステップＴ５０に移行する。モード切替キー４０ｂの切り替えがない場合は、ステップＴ７０に移行する。
【００４８】
ステップＴ５０では、作業者は、設定されるとともに報知された手動操作座標系の下で、ティーチペンダントＴＰの±Ｘ，±Ｙ，±Ｚに関する複数のボタンを使用してジョグ送りを行ってマニピュレータ１０を動作させて教示点の位置修正を行う。
【００４９】
そして、図１に示す記憶キー４０ａが操作されると、ＣＰＵ５０は、修正されたマニピュレータ１０の位置を、図示しないエンコーダからの現在位置情報（すなわち、関節角度）等に基づいて、教示データの修正処理を行う。この後、再び作業者がティーチペンダントＴＰの図示しない修正終了ボタンを操作すると、ＣＰＵ５０は、ステップＴ６０での判定が「ＹＥＳ」となり、ステップＴ７０に移行する。又、作業者がティーチペンダントＴＰの図示しない修正終了ボタンが操作されない場合は、ステップＴ５０を続行する。
【００５０】
ステップＴ７０では、ＣＰＵ５０は、作業プログラムの全処理工程が終了であるかを判定し、全処理工程が終了していなければ、チェック運転が終了していないものとして、ステップＴ３０に戻る。
【００５１】
又、ＣＰＵ５０は、作業プログラムの全処理工程が終了していれば、チェック運転が終了したとして、このプログラムを終了する。
前記ロボット制御装置ＲＣでは、チェック運転モードで作業プログラムの教示データを修正する際に、作業プログラムに手動操作座標系として溶接線座標系が関連付けされていると、自動的に溶接線座標系が設定される。このため、作業者は、教示データの修正のためにティーチペンダントＴＰでマニピュレータ１０をジョグ送りする際に、自動的に設定された溶接線座標系の下で、マニピュレータ１０をジョグ送りができる。
【００５２】
又、前記ロボット制御装置ＲＣでは、チェック運転モードで作業プログラムの教示データを修正する際に、作業プログラムに手動操作座標系として図５に示すテーブル座標系Ｃｗが関連付けされていると、自動的にテーブル座標系Ｃｗが設定される。このため、作業者は、教示データの修正のためにティーチペンダントＴＰでマニピュレータ１０をジョグ送りする際に、自動的に設定されたテーブル座標系Ｃｗの下で、マニピュレータ１０をジョグ送りができる。
【００５３】
＜２．作業プログラムのアーク溶接区間に手動操作座標系が関連付けされてい場合＞
次に、図８に示すように、作業プログラムに記述されたアーク溶接区間に手動操作座標系が関連付けられている場合について説明する。
【００５４】
この場合、チェック対象の作業プログラムの選択は、上記＜１．作業プログラムに手動操作座標系が関連付けされている場合＞と同様に行われる。
そして、例えば、図４に示すように、第１〜第３区間に溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３がそれぞれ関連付けされていると、それぞれの教示点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３において、溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３が自動的に設定される。このため、各教示点において、作業者は、教示データの修正のためにティーチペンダントＴＰでマニピュレータ１０をジョグ送りする際に、各教示点において、自動的に設定された溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３の下で、マニピュレータ１０を次のＳ２，Ｓ３，Ｓ４へジョグ送りができる。
【００５５】
なお、この場合、各教示点において、作業者によるモード切替キー４０ｂの切り替えにより教示修正モードに切り替えられた場合に、当該教示点の位置姿勢座標値に関連付けされた溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３に設定した旨の信号を出力する。ティーチペンダントＴＰの図示しないＣＰＵは、出力された溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３に設定した旨の信号に基づいて、表示装置３０にその旨を表示する。この結果、作業者は、表示装置３０に表示された報知内容を見て設定された溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３を知ることができる。
【００５６】
＜３．作業ステーションの識別番号と手動操作座標系との関連付けが行われている場合＞
この場合、図９、図１０に示すように、作業ステーション（作業台またはポジショナ）の識別番号と手動操作座標系との関連付けが行われている場合について説明する。
【００５７】
この場合、作業者が作業ステーション上のワークＷに対して作業者が教示を行う場合、ティーチペンダントＴＰで、又は上位コントローラからの外部信号により、作業ステーションを教示対象として選択することによって、記憶部５６においてテーブル形式で関連付けされた手動操作座標系が自動的に選択される。そして、前記のように選択された際、選択された手動操作座標系に設定した旨の信号を出力する。ティーチペンダントＴＰの図示しないＣＰＵは、出力された手動操作座標系に設定した旨の信号に基づいて、表示装置３０にその旨を表示する。この結果、作業者は、表示装置３０に表示された報知内容を見て設定された手動操作座標系を知ることができる。
【００５８】
さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
（１） 本実施形態のロボット制御装置ＲＣは、マニピュレータ１０を手動操作するためのテーブル座標系Ｃｗ、溶接線座標系Ｃｒ（手動操作座標系）を、作業プログラム、または作業プログラムに記憶されたアーク溶接区間、または加工対象物であるワークＷが設置された作業ステーション、またはワークＷを搭載するためのポジショナ（教示対象）を、作業プログラムに関連付けて記憶する記憶部５６（記憶手段）を備える。又、ロボット制御装置ＲＣは、作業プログラムの教示修正時にマニピュレータ１０を手動操作するティーチペンダントＴＰ（手動操作手段）を備える。又、ロボット制御装置ＲＣは、教示修正時に作業プログラムと関連付けされたテーブル座標系Ｃｗ、又は溶接線座標系Ｃｒ（手動操作座標系）を自動設定するＣＰＵ５０（座標系自動設定手段）を備える。そして、ＣＰＵ５０は、制御手段として教示修正時に、ティーチペンダントＴＰによる操作指令があったとき、設定したテーブル座標系Ｃｗ、又は溶接線座標系Ｃｒ（手動操作座標系）でマニピュレータ１０を制御する。
【００５９】
この結果、本実施形態によれば、作業プログラムの教示修正時に、教示データ或いは溶接区間に応じて最適な座標系が自動設定されることにより、教示修正における座標系選択を行う必要がなく、教示修正における座標系選択に必要な操作を低減することができる。
【００６０】
（２） 本実施形態では、手動操作座標系として、溶接線座標系Ｃｒ１〜Ｃｒ３を含むようにしている。そして、ロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０（座標系自動設定手段）は、作業プログラムが規定するアーク溶接区間にトーチＴが入ったとき、溶接線座標系に自動的に設定する。この結果、作業プログラムが規定するアーク溶接区間にトーチＴが入ったとき、溶接線座標系に自動的に設定することができる。
【００６１】
（３） 本実施形態では、ロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０（座標系自動設定手段、報知手段）が、溶接線座標系に自動的に設定したとき、前記設定をティーチペンダントＴＰ（手動操作手段）を操作する作業者に報知する。この結果、ロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０が、溶接線座標系に自動的に設定したとき、作業者は、溶接線座標系に設定がされたことを知ることができる。この結果、作業者は、設定された座標系の下で安心して、マニピュレータ１０の手動操作を行うことができる。
【００６２】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記実施形態では、手動操作座標系を、テーブル座標系Ｃｗ、溶接線座標系Ｃｒとしたが、限定されるものではなく、トーチ姿勢に依存するツール座標系、ポジショナの姿勢に依存するワーク座標系、絶対的な基準となるワールド座標系であってもよい。
【００６３】
・ 前記実施形態では、ロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０は、ティーチペンダントＴＰの表示装置３０に対してユーザ座標系が設定されたことを報知するようにしたが、スピーカーで、ユーザ座標系が設定されたことを報知するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０…マニピュレータ、
５０…ＣＰＵ（座標系自動設定手段、及び報知手段）、
５６…記憶部（記憶手段）、ＲＣ…ロボット制御装置、
ＲＣ…アーク溶接ロボット制御装置、
ＴＰ…ティーチペンダント（手動操作手段）、Ｔ…トーチ、Ｗ…ワーク、
Ｃｒ，Ｃｒ１，Ｃｒ２，Ｃｒ３…溶接線座標系。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手動操作手段を操作することにより、トーチを備えるマニピュレータを手動操作座標系に従ってジョグ送りするアーク溶接ロボット制御装置において、
前記手動操作座標系を、教示対象と関連付けて記憶する記憶手段と、
前記手動操作手段又は外部からの入力信号により選択された教示対象に対応する手動操作座標系を自動的に設定する座標系自動設定手段と、
を備えたことを特徴とするアーク溶接ロボット制御装置。
【請求項２】
前記教示対象は、前記マニピュレータの作業内容が記憶された作業プログラム、または前記作業プログラムに記憶されたアーク溶接区間、または加工対象物であるワークが設置された作業ステーションであることを特徴とする請求項１記載のアーク溶接ロボット制御装置。
【請求項３】
前記手動操作座標系は、溶接線座標系を含み、
前記座標系自動設定手段は、前記作業プログラム内に記憶されたアーク溶接区間に前記トーチが位置したときに、前記手動操作座標系として前記溶接線座標系を自動的に設定することを特徴とする請求項２に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
【請求項４】
前記座標系自動設定手段が前記手動操作座標系を自動的に設定したとき、設定された手動操作座標系を作業者に報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
【請求項１】
手動操作手段を操作することにより、トーチを備えるマニピュレータを手動操作座標系に従ってジョグ送りするアーク溶接ロボット制御装置において、
前記手動操作座標系を、教示対象と関連付けて記憶する記憶手段と、
前記手動操作手段又は外部からの入力信号により選択された教示対象に対応する手動操作座標系を自動的に設定する座標系自動設定手段と、
を備えたことを特徴とするアーク溶接ロボット制御装置。
【請求項２】
前記教示対象は、前記マニピュレータの作業内容が記憶された作業プログラム、または前記作業プログラムに記憶されたアーク溶接区間、または加工対象物であるワークが設置された作業ステーションであることを特徴とする請求項１記載のアーク溶接ロボット制御装置。
【請求項３】
前記手動操作座標系は、溶接線座標系を含み、
前記座標系自動設定手段は、前記作業プログラム内に記憶されたアーク溶接区間に前記トーチが位置したときに、前記手動操作座標系として前記溶接線座標系を自動的に設定することを特徴とする請求項２に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
【請求項４】
前記座標系自動設定手段が前記手動操作座標系を自動的に設定したとき、設定された手動操作座標系を作業者に報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−８８７７４（Ｐ２０１２−８８７７４Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２５８６（Ｐ２０１０−２３２５８６）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
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