アーク溶接ロボット制御装置
【課題】
基準面を設定して狙い角等のトーチ姿勢を数値で教示あるいは表示するアーク溶接ロボット制御装置では、溶接線を規定する教示点の位置を修正したときに、基準面を算出するための補助点も修正する必要がある。
【解決手段】
ロボット制御装置ＲＣは、溶接線を規定する各教示点と、基準面を算出するための補助点とを、対にして記憶する記憶部を備える。ロボット制御装置ＲＣは、溶接線上の教示点の位置変更があったとき、位置変更があった教示点と対の関係にある補助点を、前記位置変更があった教示点の修正分を補正して自動算出するＣＰＵを備える。本来の溶接線の教示修正結果に応じて基準面を算出するための補助点も自動修正されるので、教示修正時間を大幅に短縮できる。
基準面を設定して狙い角等のトーチ姿勢を数値で教示あるいは表示するアーク溶接ロボット制御装置では、溶接線を規定する教示点の位置を修正したときに、基準面を算出するための補助点も修正する必要がある。
【解決手段】
ロボット制御装置ＲＣは、溶接線を規定する各教示点と、基準面を算出するための補助点とを、対にして記憶する記憶部を備える。ロボット制御装置ＲＣは、溶接線上の教示点の位置変更があったとき、位置変更があった教示点と対の関係にある補助点を、前記位置変更があった教示点の修正分を補正して自動算出するＣＰＵを備える。本来の溶接線の教示修正結果に応じて基準面を算出するための補助点も自動修正されるので、教示修正時間を大幅に短縮できる。
【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】
アーク溶接ロボットでは、マニピュレータに設けられたトーチと呼ばれる工具の先端と溶接の作業対象であるワークの接合部を厳密に一致させるように作業を教示する必要がある。
【０００３】
加えてトーチの姿勢も作業品質を保つ上で重要なため、複雑な形状を持つ接合部の教示には多大な時間を要している。このため、教示工数を低減させるための、いわゆるティーチレス化が従来から進められてきている。しかし、完全なティーチレス化を実現したアーク溶接ロボットは存在しておらず、人による教示作業をある程度残している。
【０００４】
例えば、特許文献１の溶接トーチ姿勢の教示方法が公知である。特許文献１では、教示したトーチの位置から基準面を算出し、入力した狙い角及び前進後退角を使用して前記基準面からの姿勢を求めることにより、所望の溶接トーチ姿勢をとらせることができるようにしている。そして、特許文献１では、各トーチ位置について所望の狙い角及び前進後退角を反映した姿勢を生成して、トーチ位置を教示した作業プログラムに対して、前記姿勢を書き込む。このように、特許文献１では、予め教示したトーチの位置から基準面を算出するようにしているため、オペレータは、前記基準面における所望の狙い角及び前進後退角等の角度データを入力すれば、溶接トーチ姿勢を自動的に算出できる。そして、溶接トーチ姿勢の教示に際しては、ロボットに所望の姿勢をとらせる手動操作を行う必要がないため、教示作業を簡略化できる効果がある。
【０００５】
ここで、溶接トーチの姿勢を算出するための上記基準面は、３点で定義されるものである。この３点の内、２点は、溶接線上にある２点、すなわち、開始点、及び目標点であればよい。残りの１点（以下では補助点という）としては、溶接線上にはない点が必要とされる。この補助点は、オペレータがロボットに溶接作業を教示する際に、本来の溶接作業に必要な教示点である溶接線上の開始点、及び目標点とは別個に作成しておく必要がある。
【０００６】
上述したように、溶接姿勢の教示作業を簡略化するには、基準面を定義するための補助点を多数教示しておく必要があるため、本当の意味で簡略化されているとは言い難い部分がある。
【０００７】
特に、一旦教示を完了した後は、溶接条件出しと呼ばれる試行の再生運転を行い、所望の溶接作業が遂行できるか否かを検証することが行われる。この結果、所望の溶接作業が遂行されない場合は、教示済みの各教示点の位置姿勢や溶接条件を修正することが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１２３５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
例えば、狙い位置の変更が必要な場合は、溶接施工を行うための全ての教示点において狙い位置の修正を行う必要がある。さらには、狙い位置の修正を行えば、基準面も変更しなければならない。すなわち、溶接線上の本来の教示点（開始点及び目標点）に加えて、補助点も全て修正する必要があるために、作業工数が非常に多くなるという課題を有している。
【００１０】
本発明の目的は、上記課題を解決して、基準面を設定して狙い角等のトーチ姿勢を数値で教示あるいは表示するようにアーク溶接ロボット制御装置が構成されているときに、本来の溶接線の教示修正結果に応じて、基準面を算出するための補助点も自動修正でき、この結果、教示修正時間を大幅に短縮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】
【００１１】
上記問題点を解決するために、請求項１の発明は、溶接線を規定する少なくとも２点の教示点と前記溶接線を規定しない１点の補助点とに基づいて前記溶接線を含む基準面を算出し、この基準面に対する溶接トーチのトーチ姿勢を、数値入力により教示可能又は数値により表示可能にしたアーク溶接ロボット制御装置において、前記補助点を、前記教示点と対にして記憶する記憶手段と、
前記溶接線を規定する教示点が位置修正されたときは、位置修正された教示点と対の関係にある補助点を、前記位置修正された教示点の修正分を補正して自動算出する算出手段と、を備える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。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、複数連結された溶接線の中で、対となる補助点が設定された教示点（以下、第１教示点という）と、対となる補助点が設定されていない教示点（以下、第２教示点という）とが混在する場合は、第２教示点の溶接進行方向及び反溶接進行方向においてそれぞれ存在する第１教示点と対となっている補助点に基づいて、前記第２教示点と対の関係となる前記補助点を自動的に設定する設定手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、基準面を設定して狙い角等のトーチ姿勢を数値で教示あるいは表示するようにアーク溶接ロボット制御装置が構成されているときに、溶接線の教示点と基準面を算出するための補助点とを対にして記憶するようにし、さらに、本来の溶接線の教示修正結果に応じて、基準面を算出するための補助点も自動修正されるようにした。このようにすることによって、教示修正時間を大幅に短縮することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、基準面を算出するための補助点が、溶接線を規定する教示点と対になるよう教示されていない場合があっても、前後の補助点に基づいて自動的に算出されるようにした。このようにすることによって、補助点を溶接線上の教示点と必ず対にして教示しなくても、請求項１の効果を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を具体化した一実施形態のアーク溶接ロボット制御装置の構成図。
【図２】アーク溶接ロボット制御装置のブロック図。
【図３】基準面の説明図。
【図４】溶接経路（溶接区間）の説明図。
【図５】（ａ）は前進後退角の説明図、（ｂ）は狙い角の説明図。
【図６】溶接区間における教示点、及び該教示点と対の関係にある補助点の修正の説明図。
【図７】溶接区間における教示点、及び該教示点と対の関係にある補助点の修正の説明図。
【図８】溶接区間における教示点、及び該教示点と対の関係にある補助点の修正の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
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８に従って説明する。
【００１７】
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。
【００１８】
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。前記図示しない駆動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。
【００１９】
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の動作をオペレータが教示するための装置である。
【００２０】
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軸キーを含むキー群４０、実行キー（図示しない）、及び位置修正ボタン４０ａを含む。これらのボタン又はキーの操作により入力されたデータ、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。
【００２１】
図１に示すようにキー群４０は、座標系の方向（±Ｘ，±Ｙ，±Ｚ）に応じた複数の軸キーが装備されている。いずれかの軸キーの押下により、その軸キー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、キー群４０内のＸ＋軸キーを押すと、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。
【００２２】
このように、オペレータはキー群４０の軸キー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上の教示点を教示又は教示修正する。教示又は教示修正された教示点は作業プログラムを構成する各ステップ毎に記述される。そして、前記各ステップにより構成された前記作業プログラムは記憶部５６に記憶される。
【００２３】
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、及び前記作業プログラムや手動操作座標系等の各種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。
【００２４】
開始点・目標点間で規定される各溶接区間におけるトーチ姿勢（狙い角、前進後退角）は、ティーチペンダントＴＰの操作により数値入力されることにより、前記作業プログラムにおいて各溶接区間のパラメータとして記憶されている。
【００２５】
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の図示しない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前記作業プログラムに記述されたトーチ姿勢に基づいて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、算出手段及び設定手段に相当する。前記記憶部５６は、記憶手段に相当する。
【００２７】
＜基準面について＞
次に、基準面の設定について、図３を参照して説明する。基準面の基本情報の入力は、教示時にティーチペンダントＴＰをオペレータが操作することで行う。
【００２８】
具体的には、図３に示すように溶接線ＹＳ（すなわち、溶接区間）を規定する開始点Ｐｓと目標点Ｐｅ（溶接終了点）、並びに、前記開始点Ｐｓと対になる補助点Ｐｒ１、前記目標点Ｐｅと対になる補助点Ｐｒ２をティーチペンダントＴＰによりそれぞれ指定する。この後、ティーチペンダントＴＰを操作することにより、開始点Ｐｓ及び目標点Ｐｅ、並びに、両補助点Ｐｒ１，Ｐｒ２の内、いずれか一方の補助点を併せた計３点から、平面である基準面ＰＬを設定する。
【００２９】
なお、対の関係の設定は、開始点Ｐｓ，目標点Ｐｅが教示された後、補助点Ｐｒ１，Ｐｒ２をそれぞれ教示する際に、ティーチペンダントＴＰに設けられたキー群４０の中から、対の関係の設定キー４０ｂを押下することにより行われる。開始点Ｐｓと対の関係となった補助点Ｐｒ１、及び目標点Ｐｅと対の関係となった補助点Ｐｒ２は、開始点Ｐｓ、目標点Ｐｅとそれぞれ関連づけされた状態で、作業プログラムの形で記憶部５６に格納される。
【００３０】
上記のようにして、図３に示す溶接線ＹＳの開始点Ｐｓ、目標点（溶接終了点）Ｐｅ、並びに補助点Ｐｒ１，Ｐｒ２が予め記録される。溶接線ＹＳを形成するための開始点Ｐｓ、目標点Ｐｅの２点に加えて、補助点Ｐｒ１又は補助点Ｐｒ２のうち、いずれか１点を選択することで、３つの点が決定される。そして、この３点から狙いの基準となる基準面ＰＬを求めることができる。
【００３１】
以下では、説明の便宜上、開始点Ｐｓ、目標点Ｐｅ、及び補助点Ｐｒ１の３点が選択されたものとする。
開始点Ｐｓ、目標点Ｐｅ、及び補助点Ｐｒ１の３点が決定されると、開始点Ｐｓから目標点ＰｅへのベクトルＰと、開始点Ｐｓから補助点Ｐｒ１へのベクトルＱの外積を求める。この外積で求められるベクトルは、図３に示すように、基準面ＰＬに垂直な法線ベクトルＶｐである。基準面ＰＬに垂直な法線ベクトルＶｐが決まれば、基準面ＰＬが一意に決められる。
【００３２】
＜狙い角、前進後退角について＞
狙い角、前進後退角、すなわち、トーチ姿勢（トーチ角ともいう）について説明する。図４に示すように、通常のロボット溶接は、作業経路に含まれる溶接経路（溶接が行われる経路）に沿って、例えば記録点ａ〜ｂの溶接区間Ａ、記録点ｂ〜ｃの溶接区間Ｂ、記録点ｃ〜ｄの溶接区間Ｃの各教示点を予め教示していく。この記録点間を繋ぐようにしてロボットが動作する。
【００３３】
すなわち、常に隣り合う２つの記録点（教示点）間をロボットは動作する。このように隣り合う２つの記録点（教示点）の位置と、現在のトーチＴの姿勢、並びに前記基準面の２つの情報から、前進・後退角と狙い角が算出される。
【００３４】
前記溶接区間Ａでは、ａ点が開始点、ｂ点が目標点である。溶接区間Ｂでは、ｂ点が開始点、ｃ点が目標点である。又、溶接区間Ｃでは、ｃ点が開始点、ｄ点が目標点である。本実施形態では、図４に示すように、ａ点〜ｄ点の教示点以外に、さらに、補助点Ｐｒａ〜Ｐｒｄが、ａ点〜ｄ点に対してそれぞれ対になるように、記憶部５６に記憶される。
【００３５】
前進・後進角は、図５（ａ）に示すように、溶接線ＹＳの接線に対する垂線Ｌａ（すなわち、法線）を立てた際に同垂線Ｌａに対してトーチＴの長手方向軸線を表わす直線Ｌ１、Ｌ２がなす角度である。垂線Ｌａに対して、Ｌ１のように０°を越える場合（＋）には、前進角といい、Ｌ２のように０°を下回る場合（すなわち、「−」）場合には、後退角という。ここで、トーチＴの長手方向軸線は、ワイヤ送給方向に向く軸に相当する。
【００３６】
又、図５（ｂ）に示す溶接区間Ａを例にとると、ａ点を開始点Ｐｓとし、ｂ点を目標点Ｐｅとしたとき、基準面ＰＬに対して、トーチＴの長手方向軸線と溶接線ＹＳとが共に乗る平面Ｈのなす角が狙い角θである。
【００３７】
なお、狙い角θ、及び前進後退角の算出は、公知であるため、説明を省略する。
又、前記溶接区間（溶接経路）の開始点、目標点、並びに補助点の基準座標系は、ワーク座標系やワールド座標系、或いはベース座標系が適宜選択される。基準座標系が何であるかは本発明の内容には影響しないので、ここでは特定はしない。
【００３８】
（トーチ角（トーチ姿勢）のティーチペンダントＴＰによる表示）
図２に示すＣＰＵ５０では、サーボドライバ５８への位置指令となるロボットの関節角度が逐次定期的に計算されている。そして、ＣＰＵ５０では、前記位置指令の前記関節角度が更新される毎に、順演算と呼ばれる計算手順により基準座標系から見た、トーチＴのツール座標系の位置姿勢を表す同次変換行列lが求められている。前記同次変換行列、前記基準面ＰＬ、並びに前記トーチ角の計算を行うことにより、常に最新のロボット姿勢に対応したトーチ角を計算する。このように算出されたトーチ角は、ＲＡＭ５４に一旦格納された後、ティーチペンダントＴＰに送信されることによりティーチペンダントＴＰの表示装置３０に表示される。
【００３９】
（作用）
さて、上記のように構成されたロボット制御装置ＲＣの作用を説明する。
前述したように、記憶部５６には各溶接区間の教示点である開始点及び目標点に対して、それぞれ補助点が対になって記憶されている。
【００４０】
作業プログラムのチェック運転時において、オペレータが教示修正する場合、作業プログラムを修正対象の教示点が属するステップまで実行して、トーチＴを修正対象の教示点まで軸キーの操作によりジョグ送りで移動させた後、ティーチペンダントＴＰの位置修正ボタン４０ａを押下する。ＣＰＵ５０は、位置修正ボタン４０ａの押下により、このときに位置するトーチＴを支持するマニピュレータ１０の各アーム２０における図示しない各駆動モータの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、教示点の教示修正をする。
【００４１】
以下には、上記のように教示点が教示修正された場合、対の関係となっている補助点の変更について説明する。
図６に示すように、溶接区間Ａの開始点である記録点ａを、記録点ａ１に変更した場合、ＣＰＵ５０は、記録点ａから記録点ａ１に向かうベクトル（以下、修正ベクトルという）を算出する。そして、ＣＰＵ５０は、算出した前記修正ベクトルを記録点ａと対となっている補助点Ｐｒａに加算することにより、補助点Ｐｒａ１を得る。この結果、記録点ａ、記録点ｂ、補助点Ｐｒａで形成される面を含む平面を基準面としていた場合、教示修正後は、基準面は記録点ａ１、記録点ｂ、補助点Ｐｒａ１で形成される面を含む平面に自動的に修正されることになる。
【００４２】
又、図７に示すように、溶接区間Ａの開始点である記録点ａ及び記録点ｂを、記録点ａ１及び記録点ｂ１に変更した場合、ＣＰＵ５０は、記録点ａから記録点ａ１に向かう修正ベクトル、及び記録点ｂから記録点ｂ１に向かう修正ベクトルをそれぞれ算出する。そして、ＣＰＵ５０は、算出した各修正ベクトルを記録点ａ、及び記録点ｂとそれぞれ対となっている補助点Ｐｒａ，Ｐｒｂに加算することにより、補助点Ｐｒａ１，Ｐｒｂ１を得る。この結果、記録点ａ、記録点ｂ、補助点Ｐｒａで形成される面を含む平面、又は記録点ａ、記録点ｂ、補助点Ｐｒｂで形成される面を含む平面を基準面としていた場合、教示修正後は、基準面は記録点ａ１、記録点ｂ１、補助点Ｐｒａ１で形成される面、又は記録点ａ１、記録点ｂ１、補助点Ｐｒｂ１で形成される面を含む平面に自動的に修正されることになる。
【００４３】
又、図８に示すように、溶接区間Ａの開始点である記録点ｂを、記録点ｂ１に変更した場合、ＣＰＵ５０は、記録点ｂから記録点ｂ１に向かう修正ベクトルを算出する。そして、ＣＰＵ５０は、算出した修正ベクトルを記録点ｂと対となっている補助点Ｐｒｂに加算することにより、補助点Ｐｒｂ１を得る。この結果、記録点ａ、記録点ｂ、補助点Ｐｒｂで形成される面を含む平面を基準面としていた場合、教示修正後は、基準面は記録点ａ、記録点ｂ１、補助点Ｐｒｂ１で形成される面を含む平面に自動的に修正されることになる。
【００４４】
上記は溶接区間Ａにおける教示修正の場合を例示したが、他の溶接区間の教示点について教示修正がある場合も同様である。
さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
【００４５】
（１） 本実施形態のロボット制御装置ＲＣは、開始点、及び目標点、並びに開始点及び目標点とそれぞれに対になる補助点を記憶する記憶部５６（記憶手段）を備える。又、ロボット制御装置ＲＣは、開始点及び目標点の内少なくともいずれか一方の教示点の位置変更があったとき、位置変更があった教示点と対の関係にある補助点を、前記位置変更があった教示点の修正分を補正して自動算出するＣＰＵ５０（算出手段）を備える。この結果、本実施形態によれば、基準面ＰＬを設定して狙い角等のトーチ姿勢を数値で教示あるいは表示するようにロボット制御装置が構成されているときに、本来の溶接線ＹＳの教示修正結果に応じて、基準面ＰＬを算出するための補助点も自動修正でき、この結果、教示修正時間を大幅に短縮できる効果がある。
【００４６】
（第２実施形態）
次に第２実施形態を説明する。
第１実施形態では、すべての溶接区間の開始点、及び目標点に対して対になる補助点を記憶部５６に記憶するようにし、開始点又は目標点の位置修正が行われたときに、この位置修正結果に応じて補助点を自動的に修正するように構成した。言い換えると、位置修正時に補助点は修正しなくても良いように、補助点を全ての開始点及び目標点と対にして教示するようにした。しかしながら、この対にして教示する行為自体が、工数を要する作業である。これに対して、本実施形態では、開始点又は目標点と補助点とを対にして教示していない場合を想定している。
【００４７】
例えば、図４に示すように溶接区間Ａ，Ｂ，Ｃが隣接してある場合、溶接区間Ａの開始点である記録点ａと補助点Ｐｒａ、溶接区間Ｂの目標点である記録点ｃと補助点Ｐｒｃとは、それぞれ対の関係に設定してあるが、記録点ｂに対応する補助点Ｐｒｂは、教示されてない場合を想定する。
【００４８】
このような場合、オペレータは、ティーチペンダントＴＰに設けられたキー群４０内の図示しない対作成キーを操作する。
すると、ＣＰＵ５０は、作業プログラム中において、記録点ｂの前後、すなわち、記録点ｂを基準にして溶接進行方向及び反溶接進行方向に存在する記録点の中から、補助点が対となって教示されている記録点をサーチする。同図の場合、反溶接進行方向に位置する記録点ａと、溶接進行方向に位置する記録点ｃとが見つかることになる。さらに、ＣＰＵ５０は、記録点ａの補助点Ｐｒａと、記録点ｃの補助点Ｐｒｃのそれぞれの位置データを読み出す。さらに、記録点ａから記録点ｂに向かうベクトルおよび記録点ｃから記録点ｂに向かうベクトルを算出する。これらの２つのベクトルを、補助点Ｐｒａおよび補助点Ｐｒｃを始点として重ね合わせる。そして、２つのベクトルが交わった位置を算出すべき補助点Ｐｒｂとし、位置データを算出する。そして、この補助点Ｐｒｂと記録点ｂを対の関係に設定しなおして、記憶部５６に記憶された作業プログラムを更新する。
【００４９】
なお、前記の例では、記録点ｂは、溶接区間Ａでは目標点であるが、溶接区間Ｂでは開始点である。本例では、記録点ａおよびｃは第１教示点に相当し、記録点ｂは第２教示点に相当する。
【００５０】
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によれば、ＣＰＵ５０は、設定手段として、複数連結された溶接線（溶接区間）の中で、対となる補助点Ｐｒａ，Ｐｒｃが設定された記録点ａ，ｃ（第１教示点）と、対となる補助点が設定されていない記録点ｂ（第２教示点）とが混在する場合、記録点ｂを基準として反溶接進行方向及び溶接進行方向において存在する記録点ａ，ｃと対となっている補助点Ｐｒａ，Ｐｒｃに基づいて、記録点ｂと対の関係となる補助点Ｐｒｂを自動的に設定する。
【００５１】
このため、基準面を算出するための補助点が、溶接線を規定する教示点と対になるよう教示されていない場合があっても、前後の補助点に基づいて自動的に算出されるようにした。このようにすることによって、補助点を溶接線上の教示点と必ず対にして教示しなくても、第１実施形態の効果を容易に実現できる。
【００５２】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 第１実施形態では、溶接線ＹＳを、開始点Ｐｓと目標点Ｐｅの２点で規定したが、溶接線の規定は２点に限定されるものではない。例えば、開始点Ｐｓと目標点Ｐｅの２点の間に、１点以上の教示点を教示するようにしても良い。
【００５３】
・ 第１実施形態において、開始点Ｐｓ、目標点（溶接終了点）Ｐｅ、ならびにその間の特徴点の教示の方法としては、ティーチペンダントＴＰを使用して、実際にロボットを当該位置に動かして後に記録しても良く、或いは、パソコンを使用したオフライン教示を使用した記録としてもよい。補助点Ｐｒ１，Ｐｒ２についても同様である。
【００５４】
・ 又、第１実施形態の基準面の設定では、図３に示す補助点Ｐｒ１が選択された場合について説明した。この補助点Ｐｒ１の代わりに補助点Ｐｒ２が選択された場合は、開始点Ｐｓから補助点Ｐｒ１へのベクトルＱの代わりに、目標点Ｐｅから補助点Ｐｒ２へのベクトルと、開始点Ｐｓから目標点ＰｅへのベクトルＰとが外積の算出に使用されることにより、同様に、基準面を設定することができる。
【００５５】
・ 第１実施形態では、マニピュレータ１０に支持されたトーチＴのトーチ姿勢を、数値入力により教示及び表示装置３０に表示可能にしたアーク溶接ロボット制御装置に具体化したが、トーチ姿勢を、数値入力により教示又は表示装置３０に表示可能にしたアーク溶接ロボット制御装置に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
Ｔ…溶接トーチ、Ｐｅ…目標点、ＰＬ…基準面、Ｐｓ…開始点、
ＲＣ…アーク溶接ロボット制御装置、ＹＳ…溶接線、
Ｐｒ１，Ｐｒ２，Ｐｒ２，Ｐｒａ，Ｐｒｂ，Ｐｒｃ，Ｐｒａ１，Ｐｒｂ１…補助点、
１０…マニピュレータ、５０…ＣＰＵ（算出手段、設定手段）、
５６…記憶部（記憶手段）。
【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】
アーク溶接ロボットでは、マニピュレータに設けられたトーチと呼ばれる工具の先端と溶接の作業対象であるワークの接合部を厳密に一致させるように作業を教示する必要がある。
【０００３】
加えてトーチの姿勢も作業品質を保つ上で重要なため、複雑な形状を持つ接合部の教示には多大な時間を要している。このため、教示工数を低減させるための、いわゆるティーチレス化が従来から進められてきている。しかし、完全なティーチレス化を実現したアーク溶接ロボットは存在しておらず、人による教示作業をある程度残している。
【０００４】
例えば、特許文献１の溶接トーチ姿勢の教示方法が公知である。特許文献１では、教示したトーチの位置から基準面を算出し、入力した狙い角及び前進後退角を使用して前記基準面からの姿勢を求めることにより、所望の溶接トーチ姿勢をとらせることができるようにしている。そして、特許文献１では、各トーチ位置について所望の狙い角及び前進後退角を反映した姿勢を生成して、トーチ位置を教示した作業プログラムに対して、前記姿勢を書き込む。このように、特許文献１では、予め教示したトーチの位置から基準面を算出するようにしているため、オペレータは、前記基準面における所望の狙い角及び前進後退角等の角度データを入力すれば、溶接トーチ姿勢を自動的に算出できる。そして、溶接トーチ姿勢の教示に際しては、ロボットに所望の姿勢をとらせる手動操作を行う必要がないため、教示作業を簡略化できる効果がある。
【０００５】
ここで、溶接トーチの姿勢を算出するための上記基準面は、３点で定義されるものである。この３点の内、２点は、溶接線上にある２点、すなわち、開始点、及び目標点であればよい。残りの１点（以下では補助点という）としては、溶接線上にはない点が必要とされる。この補助点は、オペレータがロボットに溶接作業を教示する際に、本来の溶接作業に必要な教示点である溶接線上の開始点、及び目標点とは別個に作成しておく必要がある。
【０００６】
上述したように、溶接姿勢の教示作業を簡略化するには、基準面を定義するための補助点を多数教示しておく必要があるため、本当の意味で簡略化されているとは言い難い部分がある。
【０００７】
特に、一旦教示を完了した後は、溶接条件出しと呼ばれる試行の再生運転を行い、所望の溶接作業が遂行できるか否かを検証することが行われる。この結果、所望の溶接作業が遂行されない場合は、教示済みの各教示点の位置姿勢や溶接条件を修正することが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１２３５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
例えば、狙い位置の変更が必要な場合は、溶接施工を行うための全ての教示点において狙い位置の修正を行う必要がある。さらには、狙い位置の修正を行えば、基準面も変更しなければならない。すなわち、溶接線上の本来の教示点（開始点及び目標点）に加えて、補助点も全て修正する必要があるために、作業工数が非常に多くなるという課題を有している。
【００１０】
本発明の目的は、上記課題を解決して、基準面を設定して狙い角等のトーチ姿勢を数値で教示あるいは表示するようにアーク溶接ロボット制御装置が構成されているときに、本来の溶接線の教示修正結果に応じて、基準面を算出するための補助点も自動修正でき、この結果、教示修正時間を大幅に短縮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】
【００１１】
上記問題点を解決するために、請求項１の発明は、溶接線を規定する少なくとも２点の教示点と前記溶接線を規定しない１点の補助点とに基づいて前記溶接線を含む基準面を算出し、この基準面に対する溶接トーチのトーチ姿勢を、数値入力により教示可能又は数値により表示可能にしたアーク溶接ロボット制御装置において、前記補助点を、前記教示点と対にして記憶する記憶手段と、
前記溶接線を規定する教示点が位置修正されたときは、位置修正された教示点と対の関係にある補助点を、前記位置修正された教示点の修正分を補正して自動算出する算出手段と、を備える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。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、複数連結された溶接線の中で、対となる補助点が設定された教示点（以下、第１教示点という）と、対となる補助点が設定されていない教示点（以下、第２教示点という）とが混在する場合は、第２教示点の溶接進行方向及び反溶接進行方向においてそれぞれ存在する第１教示点と対となっている補助点に基づいて、前記第２教示点と対の関係となる前記補助点を自動的に設定する設定手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、基準面を設定して狙い角等のトーチ姿勢を数値で教示あるいは表示するようにアーク溶接ロボット制御装置が構成されているときに、溶接線の教示点と基準面を算出するための補助点とを対にして記憶するようにし、さらに、本来の溶接線の教示修正結果に応じて、基準面を算出するための補助点も自動修正されるようにした。このようにすることによって、教示修正時間を大幅に短縮することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、基準面を算出するための補助点が、溶接線を規定する教示点と対になるよう教示されていない場合があっても、前後の補助点に基づいて自動的に算出されるようにした。このようにすることによって、補助点を溶接線上の教示点と必ず対にして教示しなくても、請求項１の効果を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を具体化した一実施形態のアーク溶接ロボット制御装置の構成図。
【図２】アーク溶接ロボット制御装置のブロック図。
【図３】基準面の説明図。
【図４】溶接経路（溶接区間）の説明図。
【図５】（ａ）は前進後退角の説明図、（ｂ）は狙い角の説明図。
【図６】溶接区間における教示点、及び該教示点と対の関係にある補助点の修正の説明図。
【図７】溶接区間における教示点、及び該教示点と対の関係にある補助点の修正の説明図。
【図８】溶接区間における教示点、及び該教示点と対の関係にある補助点の修正の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
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８に従って説明する。
【００１７】
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。
【００１８】
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。前記図示しない駆動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。
【００１９】
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の動作をオペレータが教示するための装置である。
【００２０】
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軸キーを含むキー群４０、実行キー（図示しない）、及び位置修正ボタン４０ａを含む。これらのボタン又はキーの操作により入力されたデータ、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。
【００２１】
図１に示すようにキー群４０は、座標系の方向（±Ｘ，±Ｙ，±Ｚ）に応じた複数の軸キーが装備されている。いずれかの軸キーの押下により、その軸キー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、キー群４０内のＸ＋軸キーを押すと、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。
【００２２】
このように、オペレータはキー群４０の軸キー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上の教示点を教示又は教示修正する。教示又は教示修正された教示点は作業プログラムを構成する各ステップ毎に記述される。そして、前記各ステップにより構成された前記作業プログラムは記憶部５６に記憶される。
【００２３】
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、及び前記作業プログラムや手動操作座標系等の各種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。
【００２４】
開始点・目標点間で規定される各溶接区間におけるトーチ姿勢（狙い角、前進後退角）は、ティーチペンダントＴＰの操作により数値入力されることにより、前記作業プログラムにおいて各溶接区間のパラメータとして記憶されている。
【００２５】
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の図示しない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前記作業プログラムに記述されたトーチ姿勢に基づいて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、算出手段及び設定手段に相当する。前記記憶部５６は、記憶手段に相当する。
【００２７】
＜基準面について＞
次に、基準面の設定について、図３を参照して説明する。基準面の基本情報の入力は、教示時にティーチペンダントＴＰをオペレータが操作することで行う。
【００２８】
具体的には、図３に示すように溶接線ＹＳ（すなわち、溶接区間）を規定する開始点Ｐｓと目標点Ｐｅ（溶接終了点）、並びに、前記開始点Ｐｓと対になる補助点Ｐｒ１、前記目標点Ｐｅと対になる補助点Ｐｒ２をティーチペンダントＴＰによりそれぞれ指定する。この後、ティーチペンダントＴＰを操作することにより、開始点Ｐｓ及び目標点Ｐｅ、並びに、両補助点Ｐｒ１，Ｐｒ２の内、いずれか一方の補助点を併せた計３点から、平面である基準面ＰＬを設定する。
【００２９】
なお、対の関係の設定は、開始点Ｐｓ，目標点Ｐｅが教示された後、補助点Ｐｒ１，Ｐｒ２をそれぞれ教示する際に、ティーチペンダントＴＰに設けられたキー群４０の中から、対の関係の設定キー４０ｂを押下することにより行われる。開始点Ｐｓと対の関係となった補助点Ｐｒ１、及び目標点Ｐｅと対の関係となった補助点Ｐｒ２は、開始点Ｐｓ、目標点Ｐｅとそれぞれ関連づけされた状態で、作業プログラムの形で記憶部５６に格納される。
【００３０】
上記のようにして、図３に示す溶接線ＹＳの開始点Ｐｓ、目標点（溶接終了点）Ｐｅ、並びに補助点Ｐｒ１，Ｐｒ２が予め記録される。溶接線ＹＳを形成するための開始点Ｐｓ、目標点Ｐｅの２点に加えて、補助点Ｐｒ１又は補助点Ｐｒ２のうち、いずれか１点を選択することで、３つの点が決定される。そして、この３点から狙いの基準となる基準面ＰＬを求めることができる。
【００３１】
以下では、説明の便宜上、開始点Ｐｓ、目標点Ｐｅ、及び補助点Ｐｒ１の３点が選択されたものとする。
開始点Ｐｓ、目標点Ｐｅ、及び補助点Ｐｒ１の３点が決定されると、開始点Ｐｓから目標点ＰｅへのベクトルＰと、開始点Ｐｓから補助点Ｐｒ１へのベクトルＱの外積を求める。この外積で求められるベクトルは、図３に示すように、基準面ＰＬに垂直な法線ベクトルＶｐである。基準面ＰＬに垂直な法線ベクトルＶｐが決まれば、基準面ＰＬが一意に決められる。
【００３２】
＜狙い角、前進後退角について＞
狙い角、前進後退角、すなわち、トーチ姿勢（トーチ角ともいう）について説明する。図４に示すように、通常のロボット溶接は、作業経路に含まれる溶接経路（溶接が行われる経路）に沿って、例えば記録点ａ〜ｂの溶接区間Ａ、記録点ｂ〜ｃの溶接区間Ｂ、記録点ｃ〜ｄの溶接区間Ｃの各教示点を予め教示していく。この記録点間を繋ぐようにしてロボットが動作する。
【００３３】
すなわち、常に隣り合う２つの記録点（教示点）間をロボットは動作する。このように隣り合う２つの記録点（教示点）の位置と、現在のトーチＴの姿勢、並びに前記基準面の２つの情報から、前進・後退角と狙い角が算出される。
【００３４】
前記溶接区間Ａでは、ａ点が開始点、ｂ点が目標点である。溶接区間Ｂでは、ｂ点が開始点、ｃ点が目標点である。又、溶接区間Ｃでは、ｃ点が開始点、ｄ点が目標点である。本実施形態では、図４に示すように、ａ点〜ｄ点の教示点以外に、さらに、補助点Ｐｒａ〜Ｐｒｄが、ａ点〜ｄ点に対してそれぞれ対になるように、記憶部５６に記憶される。
【００３５】
前進・後進角は、図５（ａ）に示すように、溶接線ＹＳの接線に対する垂線Ｌａ（すなわち、法線）を立てた際に同垂線Ｌａに対してトーチＴの長手方向軸線を表わす直線Ｌ１、Ｌ２がなす角度である。垂線Ｌａに対して、Ｌ１のように０°を越える場合（＋）には、前進角といい、Ｌ２のように０°を下回る場合（すなわち、「−」）場合には、後退角という。ここで、トーチＴの長手方向軸線は、ワイヤ送給方向に向く軸に相当する。
【００３６】
又、図５（ｂ）に示す溶接区間Ａを例にとると、ａ点を開始点Ｐｓとし、ｂ点を目標点Ｐｅとしたとき、基準面ＰＬに対して、トーチＴの長手方向軸線と溶接線ＹＳとが共に乗る平面Ｈのなす角が狙い角θである。
【００３７】
なお、狙い角θ、及び前進後退角の算出は、公知であるため、説明を省略する。
又、前記溶接区間（溶接経路）の開始点、目標点、並びに補助点の基準座標系は、ワーク座標系やワールド座標系、或いはベース座標系が適宜選択される。基準座標系が何であるかは本発明の内容には影響しないので、ここでは特定はしない。
【００３８】
（トーチ角（トーチ姿勢）のティーチペンダントＴＰによる表示）
図２に示すＣＰＵ５０では、サーボドライバ５８への位置指令となるロボットの関節角度が逐次定期的に計算されている。そして、ＣＰＵ５０では、前記位置指令の前記関節角度が更新される毎に、順演算と呼ばれる計算手順により基準座標系から見た、トーチＴのツール座標系の位置姿勢を表す同次変換行列lが求められている。前記同次変換行列、前記基準面ＰＬ、並びに前記トーチ角の計算を行うことにより、常に最新のロボット姿勢に対応したトーチ角を計算する。このように算出されたトーチ角は、ＲＡＭ５４に一旦格納された後、ティーチペンダントＴＰに送信されることによりティーチペンダントＴＰの表示装置３０に表示される。
【００３９】
（作用）
さて、上記のように構成されたロボット制御装置ＲＣの作用を説明する。
前述したように、記憶部５６には各溶接区間の教示点である開始点及び目標点に対して、それぞれ補助点が対になって記憶されている。
【００４０】
作業プログラムのチェック運転時において、オペレータが教示修正する場合、作業プログラムを修正対象の教示点が属するステップまで実行して、トーチＴを修正対象の教示点まで軸キーの操作によりジョグ送りで移動させた後、ティーチペンダントＴＰの位置修正ボタン４０ａを押下する。ＣＰＵ５０は、位置修正ボタン４０ａの押下により、このときに位置するトーチＴを支持するマニピュレータ１０の各アーム２０における図示しない各駆動モータの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、教示点の教示修正をする。
【００４１】
以下には、上記のように教示点が教示修正された場合、対の関係となっている補助点の変更について説明する。
図６に示すように、溶接区間Ａの開始点である記録点ａを、記録点ａ１に変更した場合、ＣＰＵ５０は、記録点ａから記録点ａ１に向かうベクトル（以下、修正ベクトルという）を算出する。そして、ＣＰＵ５０は、算出した前記修正ベクトルを記録点ａと対となっている補助点Ｐｒａに加算することにより、補助点Ｐｒａ１を得る。この結果、記録点ａ、記録点ｂ、補助点Ｐｒａで形成される面を含む平面を基準面としていた場合、教示修正後は、基準面は記録点ａ１、記録点ｂ、補助点Ｐｒａ１で形成される面を含む平面に自動的に修正されることになる。
【００４２】
又、図７に示すように、溶接区間Ａの開始点である記録点ａ及び記録点ｂを、記録点ａ１及び記録点ｂ１に変更した場合、ＣＰＵ５０は、記録点ａから記録点ａ１に向かう修正ベクトル、及び記録点ｂから記録点ｂ１に向かう修正ベクトルをそれぞれ算出する。そして、ＣＰＵ５０は、算出した各修正ベクトルを記録点ａ、及び記録点ｂとそれぞれ対となっている補助点Ｐｒａ，Ｐｒｂに加算することにより、補助点Ｐｒａ１，Ｐｒｂ１を得る。この結果、記録点ａ、記録点ｂ、補助点Ｐｒａで形成される面を含む平面、又は記録点ａ、記録点ｂ、補助点Ｐｒｂで形成される面を含む平面を基準面としていた場合、教示修正後は、基準面は記録点ａ１、記録点ｂ１、補助点Ｐｒａ１で形成される面、又は記録点ａ１、記録点ｂ１、補助点Ｐｒｂ１で形成される面を含む平面に自動的に修正されることになる。
【００４３】
又、図８に示すように、溶接区間Ａの開始点である記録点ｂを、記録点ｂ１に変更した場合、ＣＰＵ５０は、記録点ｂから記録点ｂ１に向かう修正ベクトルを算出する。そして、ＣＰＵ５０は、算出した修正ベクトルを記録点ｂと対となっている補助点Ｐｒｂに加算することにより、補助点Ｐｒｂ１を得る。この結果、記録点ａ、記録点ｂ、補助点Ｐｒｂで形成される面を含む平面を基準面としていた場合、教示修正後は、基準面は記録点ａ、記録点ｂ１、補助点Ｐｒｂ１で形成される面を含む平面に自動的に修正されることになる。
【００４４】
上記は溶接区間Ａにおける教示修正の場合を例示したが、他の溶接区間の教示点について教示修正がある場合も同様である。
さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
【００４５】
（１） 本実施形態のロボット制御装置ＲＣは、開始点、及び目標点、並びに開始点及び目標点とそれぞれに対になる補助点を記憶する記憶部５６（記憶手段）を備える。又、ロボット制御装置ＲＣは、開始点及び目標点の内少なくともいずれか一方の教示点の位置変更があったとき、位置変更があった教示点と対の関係にある補助点を、前記位置変更があった教示点の修正分を補正して自動算出するＣＰＵ５０（算出手段）を備える。この結果、本実施形態によれば、基準面ＰＬを設定して狙い角等のトーチ姿勢を数値で教示あるいは表示するようにロボット制御装置が構成されているときに、本来の溶接線ＹＳの教示修正結果に応じて、基準面ＰＬを算出するための補助点も自動修正でき、この結果、教示修正時間を大幅に短縮できる効果がある。
【００４６】
（第２実施形態）
次に第２実施形態を説明する。
第１実施形態では、すべての溶接区間の開始点、及び目標点に対して対になる補助点を記憶部５６に記憶するようにし、開始点又は目標点の位置修正が行われたときに、この位置修正結果に応じて補助点を自動的に修正するように構成した。言い換えると、位置修正時に補助点は修正しなくても良いように、補助点を全ての開始点及び目標点と対にして教示するようにした。しかしながら、この対にして教示する行為自体が、工数を要する作業である。これに対して、本実施形態では、開始点又は目標点と補助点とを対にして教示していない場合を想定している。
【００４７】
例えば、図４に示すように溶接区間Ａ，Ｂ，Ｃが隣接してある場合、溶接区間Ａの開始点である記録点ａと補助点Ｐｒａ、溶接区間Ｂの目標点である記録点ｃと補助点Ｐｒｃとは、それぞれ対の関係に設定してあるが、記録点ｂに対応する補助点Ｐｒｂは、教示されてない場合を想定する。
【００４８】
このような場合、オペレータは、ティーチペンダントＴＰに設けられたキー群４０内の図示しない対作成キーを操作する。
すると、ＣＰＵ５０は、作業プログラム中において、記録点ｂの前後、すなわち、記録点ｂを基準にして溶接進行方向及び反溶接進行方向に存在する記録点の中から、補助点が対となって教示されている記録点をサーチする。同図の場合、反溶接進行方向に位置する記録点ａと、溶接進行方向に位置する記録点ｃとが見つかることになる。さらに、ＣＰＵ５０は、記録点ａの補助点Ｐｒａと、記録点ｃの補助点Ｐｒｃのそれぞれの位置データを読み出す。さらに、記録点ａから記録点ｂに向かうベクトルおよび記録点ｃから記録点ｂに向かうベクトルを算出する。これらの２つのベクトルを、補助点Ｐｒａおよび補助点Ｐｒｃを始点として重ね合わせる。そして、２つのベクトルが交わった位置を算出すべき補助点Ｐｒｂとし、位置データを算出する。そして、この補助点Ｐｒｂと記録点ｂを対の関係に設定しなおして、記憶部５６に記憶された作業プログラムを更新する。
【００４９】
なお、前記の例では、記録点ｂは、溶接区間Ａでは目標点であるが、溶接区間Ｂでは開始点である。本例では、記録点ａおよびｃは第１教示点に相当し、記録点ｂは第２教示点に相当する。
【００５０】
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によれば、ＣＰＵ５０は、設定手段として、複数連結された溶接線（溶接区間）の中で、対となる補助点Ｐｒａ，Ｐｒｃが設定された記録点ａ，ｃ（第１教示点）と、対となる補助点が設定されていない記録点ｂ（第２教示点）とが混在する場合、記録点ｂを基準として反溶接進行方向及び溶接進行方向において存在する記録点ａ，ｃと対となっている補助点Ｐｒａ，Ｐｒｃに基づいて、記録点ｂと対の関係となる補助点Ｐｒｂを自動的に設定する。
【００５１】
このため、基準面を算出するための補助点が、溶接線を規定する教示点と対になるよう教示されていない場合があっても、前後の補助点に基づいて自動的に算出されるようにした。このようにすることによって、補助点を溶接線上の教示点と必ず対にして教示しなくても、第１実施形態の効果を容易に実現できる。
【００５２】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 第１実施形態では、溶接線ＹＳを、開始点Ｐｓと目標点Ｐｅの２点で規定したが、溶接線の規定は２点に限定されるものではない。例えば、開始点Ｐｓと目標点Ｐｅの２点の間に、１点以上の教示点を教示するようにしても良い。
【００５３】
・ 第１実施形態において、開始点Ｐｓ、目標点（溶接終了点）Ｐｅ、ならびにその間の特徴点の教示の方法としては、ティーチペンダントＴＰを使用して、実際にロボットを当該位置に動かして後に記録しても良く、或いは、パソコンを使用したオフライン教示を使用した記録としてもよい。補助点Ｐｒ１，Ｐｒ２についても同様である。
【００５４】
・ 又、第１実施形態の基準面の設定では、図３に示す補助点Ｐｒ１が選択された場合について説明した。この補助点Ｐｒ１の代わりに補助点Ｐｒ２が選択された場合は、開始点Ｐｓから補助点Ｐｒ１へのベクトルＱの代わりに、目標点Ｐｅから補助点Ｐｒ２へのベクトルと、開始点Ｐｓから目標点ＰｅへのベクトルＰとが外積の算出に使用されることにより、同様に、基準面を設定することができる。
【００５５】
・ 第１実施形態では、マニピュレータ１０に支持されたトーチＴのトーチ姿勢を、数値入力により教示及び表示装置３０に表示可能にしたアーク溶接ロボット制御装置に具体化したが、トーチ姿勢を、数値入力により教示又は表示装置３０に表示可能にしたアーク溶接ロボット制御装置に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
Ｔ…溶接トーチ、Ｐｅ…目標点、ＰＬ…基準面、Ｐｓ…開始点、
ＲＣ…アーク溶接ロボット制御装置、ＹＳ…溶接線、
Ｐｒ１，Ｐｒ２，Ｐｒ２，Ｐｒａ，Ｐｒｂ，Ｐｒｃ，Ｐｒａ１，Ｐｒｂ１…補助点、
１０…マニピュレータ、５０…ＣＰＵ（算出手段、設定手段）、
５６…記憶部（記憶手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接線を規定する少なくとも２点の教示点と前記溶接線を規定しない１点の補助点とに基づいて前記溶接線を含む基準面を算出し、この基準面に対する溶接トーチのトーチ姿勢を、数値入力により教示可能又は数値により表示可能にしたアーク溶接ロボット制御装置において、
前記補助点を、前記教示点と対にして記憶する記憶手段と、
前記溶接線を規定する教示点が位置修正されたときは、位置修正された教示点と対の関係にある補助点を、前記位置修正された教示点の修正分を補正して自動算出する算出手段と、
を備える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】
複数連結された溶接線の中で、対となる補助点が設定された教示点（以下、第１教示点という）と、対となる補助点が設定されていない教示点（以下、第２教示点という）とが混在する場合は、第２教示点の溶接進行方向及び反溶接進行方向においてそれぞれ存在する第１教示点と対となっている補助点に基づいて、前記第２教示点と対の関係となる前記補助点を自動的に設定する設定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
【請求項１】
溶接線を規定する少なくとも２点の教示点と前記溶接線を規定しない１点の補助点とに基づいて前記溶接線を含む基準面を算出し、この基準面に対する溶接トーチのトーチ姿勢を、数値入力により教示可能又は数値により表示可能にしたアーク溶接ロボット制御装置において、
前記補助点を、前記教示点と対にして記憶する記憶手段と、
前記溶接線を規定する教示点が位置修正されたときは、位置修正された教示点と対の関係にある補助点を、前記位置修正された教示点の修正分を補正して自動算出する算出手段と、
を備える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】
複数連結された溶接線の中で、対となる補助点が設定された教示点（以下、第１教示点という）と、対となる補助点が設定されていない教示点（以下、第２教示点という）とが混在する場合は、第２教示点の溶接進行方向及び反溶接進行方向においてそれぞれ存在する第１教示点と対となっている補助点に基づいて、前記第２教示点と対の関係となる前記補助点を自動的に設定する設定手段を備えたことを特徴とする請求項１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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−９１２７２（Ｐ２０１２−９１２７２Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４０７１３（Ｐ２０１０−２４０７１３）
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【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１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
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