JP2014133235A - 制御装置と制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物における多数の作業対象部分に対して、複数の作業装置により作業を行う場合に、簡単な制御ロジックで、これらの作業装置同士が干渉しないようにこれらの作業装置を制御できるようにする
【解決手段】移動制御部１９は、位置決め指令に基づいて複数の移動部５を位置決めしたら、位置決め完了信号を上位制御部１７へ出力する。上位制御部１７は、位置決め完了信号を受けたら、作業制御部２１に作業指令を出力する。作業制御部２１は、作業指令に基づいて、複数の作業部７の作業を開始させ、複数の作業部７が作業を終えたら、作業完了信号を上位制御部１７へ出力する。上位制御部１７は、作業完了信号を受けたら、複数の移動部５を、対象物における他のまたは同じ作業対象部分にそれぞれ位置決めさせる複数の位置決め指令を移動制御部１９へ出力する。その後、上記を繰り返す。
【選択図】図３

Description

本発明は、対象物における多数の作業対象部分のいずれかに対して位置決めされた状態で、当該作業対象部分に対して作業を行う作業装置を制御する装置と方法に関する。特に、本発明は、対象物における多数の作業対象部分に対する作業を複数の作業装置で行う場合に、これらの作業装置を制御する装置と方法に関する。

対象物における多数の作業対象部分に対して作業を行う作業装置は、移動部と作業部を有する。移動部は、対象物に対して移動して各作業対象部分に対して位置決めされる。作業部は、移動部に設置され、作業対象部分に対して作業を行う。

上述の対象物は、一例では、蒸気発生装置や熱交換機の管板である。この場合、各作業対象部分は、管板の各貫通孔に取り付けられたチューブである。
対象物が管板である場合には、作業は、例えば溶接と撮像である。すなわち、作業部は、管板の貫通孔に取り付けられたチューブを管板に溶接する溶接装置と、溶接装置により溶接された部分の画像を取得する撮像装置とを有する。

なお、本発明の技術分野に関連する先行技術文献として、下記の特許文献１がある。特許文献１では、多数の貫通孔を有する管板に対して、３軸のＮＣ装置により、溶接装置を各貫通孔に自動位置決めし、チューブと管板のシール溶接を行っている。なお、後述する本発明の実施形態に関連して、チューブを管板に自動で溶接する装置の構成が、下記の特許文献２に記載されている。

特許第３４２２６８７号 特開平７−３１４１３３号公報

作業装置を制御する制御装置を、上位制御部と移動制御部と作業制御部により構成することが考えられる。移動制御部と作業制御部は、作業装置の移動部から分離して設置される。この場合、各制御部を、以下のように作動させる。上位制御部は、移動部を位置決めする位置決め指令を移動制御部へ出力するとともに、作業部に作業を開始させる作業指令を作業制御部へ出力する。移動制御部は、位置決め指令が示す位置に移動部を移動させることにより、移動部を、作業対象部分に対して位置決めする。移動部が作業対象部分に位置決めされたら、作業制御部は、作業指令に基づいて、当該作業対象部分に作業を行うように作業部を制御する。

この場合、多数の作業対象部分に対して作業を行うために、位置決めと作業を繰り返す。すなわち、１つの作業対象部分に対して移動部を位置決めし、次いで、当該作業対象部分に対して作業部により作業を行うという動作を繰り返す。したがって、すべての作業対象部分に対する作業を行うのに時間がかかる。

そこで、多数の作業対象部分に対して、複数の作業装置により作業を行うことにより、多数の作業対象部分に対する作業を短時間で行うことが考えられる。

しかし、この場合、次のように、制御ロジックが複雑になる可能性がある。作業装置毎に、その移動部が、移動時に、他の移動部に干渉しないかどうかをチェックする必要がある。このような干渉有無のチェックを、移動部毎に、かつ、その移動時毎にしなければならない。そのため、制御ロジックが複雑になる可能性がある。

そこで、本発明の目的は、対象物における多数の作業対象部分に対して、複数の作業装置により作業を行う場合に、簡単な制御ロジックで、これらの作業装置同士が干渉しないようにこれらの作業装置を制御できるようにすることにある。

上述の目的を達成するため、本発明によると、対象物における多数の作業対象部分のいずれかに対して位置決めされた状態で、当該作業対象部分に対して作業を行う作業装置を制御する装置であって、
作業装置は複数設けられ、各作業装置は、作業対象部分に対して位置決めされる移動部と、移動部に設けられ作業対象部分に対して作業を行う作業部と、を有するものであり、
移動部毎に位置決め指令を生成してこれらを出力し、各作業部に対する作業指令を出力する上位制御部と、
各位置決め指令に基づいて各移動部を移動させる移動制御部と、
作業指令に基づいて各作業部の動作を制御する作業制御部と、を備え、
（Ａ）移動制御部は、上位制御部からの複数の位置決め指令がそれぞれ示す位置に複数の移動部を移動させて位置決めするとともに、複数の移動部の当該位置決めを終えたら、その旨を示す位置決め完了信号を上位制御部へ出力し、
（Ｂ）上位制御部は、位置決め完了信号を受けたら、作業制御部に作業指令を出力し、
（Ｃ）作業制御部は、当該作業指令に基づいて、複数の作業部が作業を開始するように各作業部を制御するとともに、複数の作業部が作業を終えたら、その旨を示す作業完了信号を上位制御部へ出力し、
（Ｄ）上位制御部は、作業完了信号を受けたら、複数の移動部を、対象物における作業対象部分（他の作業対象部分または同じ作業対象部分）にそれぞれ位置決めさせる複数の位置決め指令を移動制御部へ出力し、
前記（Ａ）〜（Ｄ）を繰り返す、ことを特徴とする制御装置が提供される。

本発明の第１実施形態によると、上位制御部と移動制御部とは、１本の第１データ線で接続され、上位制御部と作業制御部とは、１本の第２データ線で接続されており、
前記（Ａ）では、移動制御部は、第１データ線により、位置決め完了信号を上位制御部へ出力し、
前記（Ｂ）では、上位制御部は、第２データ線により、作業指令を作業制御部へ出力し、
前記（Ｃ）では、作業制御部は、第２データ線により、作業完了信号を上位制御部へ出力し、
前記（Ｄ）では、上位制御部は、第１データ線により、複数の位置決め指令を移動制御部へ出力する。

本発明の第２実施形態によると、移動部毎に移動制御部が設けられ、作業部毎に作業制御部が設けられ、
上位制御部と複数の移動制御部とは、それぞれ複数本の第１データ線で接続されており、上位制御部と複数の作業制御部とは、それぞれ複数本の第２データ線で接続されており、
前記（Ａ）では、各移動制御部は、対応する移動部の位置決めを終えたら、その旨を示す位置決め完了信号を対応する第１データ線により上位制御部へ出力し、
前記（Ｂ）では、上位制御部は、前記複数の移動制御部のすべてから位置決め完了信号を受けたら、複数の第２データ線により、それぞれ、前記複数の作業制御部に複数の作業指令を出力し、
前記（Ｃ）では、各作業制御部は、対応する作業指令に基づいて、対応する作業部が作業を開始するように当該作業部を制御するとともに、当該作業部が作業を終えたら、対応する第２データ線により、その旨を示す作業完了信号を上位制御部へ出力し、
前記（Ｄ）では、上位制御部は、前記複数の作業制御部のすべてから作業完了信号を受けたら、複数の移動部を、対象物における作業対象部分にそれぞれ位置決めさせる複数の位置決め指令を、それぞれ、複数の第１データ線により複数の移動制御部へ出力する。

また、上述の目的を達成するため、本発明によると、対象物における多数の作業対象部分のいずれかに対して位置決めされた状態で、当該作業対象部分に対して作業を行う作業装置を制御する方法であって、
作業装置は複数設けられ、各作業装置は、作業対象部分に対して位置決めされる移動部と、移動部に設けられ作業対象部分に対して作業を行う作業部と、を有するものであり、
移動部毎に位置決め指令を生成してこれらを出力し各作業部に対する作業指令を出力する上位制御部と、各位置決め指令に基づいて各移動部を移動させる移動制御部と、作業指令に基づいて各作業部の動作を制御する作業制御部と、を設け、
（Ａ）移動制御部により、上位制御部からの複数の位置決め指令がそれぞれ示す位置に複数の移動部を移動させて位置決めするとともに、複数の移動部の当該位置決めを終えたら、その旨を示す位置決め完了信号を上位制御部へ出力し、
（Ｂ）上位制御部が位置決め完了信号を受けたら、上位制御部により作業制御部に作業指令を出力し、
（Ｃ）作業制御部により、当該作業指令に基づいて、複数の作業部が作業を開始するように各作業部を制御するとともに、複数の作業部が作業を終えたら、その旨を示す作業完了信号を上位制御部へ出力し、
（Ｄ）上位制御部が作業完了信号を受けたら、上位制御部により、複数の移動部を、対象物における作業対象部分（他の作業対象部分または同じ作業対象部分）にそれぞれ位置決めさせる複数の位置決め指令を移動制御部へ出力し、
前記（Ａ）〜（Ｄ）を繰り返す、ことを特徴とする制御方法が提供される。

上述した本発明によると、前記（Ａ）のように、複数の移動部をそれぞれ複数の作業対象部分に位置決めし、複数の移動部の位置決めを終えたら、前記（Ｂ）（Ｃ）のように、これらの移動部にそれぞれ設けられた作業部の作業を開始させ、これらの作業部が作業を終えたら、前記（Ｄ）のように、複数の移動部をそれぞれ（他のまたは同じ）多数の作業対象部分に位置決めさせる位置決め指令を出力し、上記を繰り返す。
これにより、複数の作業装置の制御ロジックが次のように簡単になる。前記（Ａ）において各移動部が移動を開始する時に、前回の前記（Ａ）で位置決めされた位置に各移動部があると把握できる。したがって、作業装置同士が干渉しないように、複数の作業装置により多数の作業対象部分を作業する順序を簡単に定めておくことができる。この順序を制御ロジックに反映させることにより、作業装置同士の干渉チェックを不要とする制御ロジックを作成できる。よって、制御ロジックを簡単にすることができる。
一方、本発明と違って、停止した移動部の移動開始タイミングが、移動部毎に異なる場合、移動部の移動開始タイミング毎に、他の移動部の位置を検出して、作業装置同士が干渉しないかをチェックする必要がある。したがって、制御ロジックが複雑になる。

本発明の第１実施形態による制御装置により制御される複数の作業装置と、作業がなされる対象物を示す。 図１（Ａ）において対象物以外を省略した状態を示す。 本発明の第１実施形態による制御装置のブロック図である。 制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態による制御装置のブロック図である。

本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

［第１実施形態］
図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態による制御装置１０により制御される複数の作業装置３と、作業がなされる対象物１を示す。図１（Ａ）の例では、４つの作業装置３が設けられている。

各作業装置３は、対象物１における多数の作業対象部分１ｂのいずれかに対して位置決めされた状態で、当該作業対象部分１ｂに対して作業を行う。

各作業装置３は、移動部５と作業部７を有する。移動部５は、対象物１に対して移動し、各作業対象部分１ｂに対して位置決めされる。作業部７は、移動部５に設けられ作業対象部分１ｂに対して作業を行う。

図１（Ａ）の例では、対象物１は、管板１ａと、作業対象部分１ｂとしての多数のチューブとを有する。図２は、図１（Ａ）において対象物１以外を省略した状態を示している。管板１ａは、蒸気発生装置または熱交換器に設けられるものである。管板１ａは、図２のように、円板であり、管板１ａには、多数の貫通孔２（後述の図１（Ｂ）を参照）が形成されている。各貫通孔２には、チューブ１ｂが取り付けられている。一例では、管板１ａの直径は、約４ｍであり、管板１ａには、２万箇所を超える貫通孔２が形成されており、各貫通孔２の直径は、１０ｍｍ〜３０ｍｍである。図１（Ａ）と図２の例では、管板１ａの表面は、鉛直面となっている。

第１実施形態では、各作業部７は、図１の例では、溶接装置７ａとレーザ距離計７ｂと撮像装置７ｃとを有する。

溶接装置７ａを、図１（Ｂ）に基づいて説明する。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。溶接装置７ａは、溶接トーチ４と回転シャフト６とモータ８とを有する。溶接トーチ４は、回転シャフト６に固定されている。モータ８は、移動部５に固定されており、回転シャフト６を回転駆動する。これにより、溶接トーチ４は、チューブ１ｂの外周面に沿って移動して、チューブ１ｂの外周面を管板１ａに溶接する。このような溶接装置７ａの詳しい構成は、例えば、特許文献２に記載されている。

レーザ距離計７ｂは、チューブ１ｂの近傍へ、互いに異なる射出方向へ複数のレーザ光を射出し、各レーザ光の反射光に基づいて、溶接装置７ａにより形成されたチューブ１ｂと管板１ａとの溶接部分のビード形状を計測する。

撮像装置７ｃは、溶接装置７ａにより形成されたチューブ１ｂと管板１ａとの溶接部分を撮像する。

各移動部５は、図１の例では、水平方向（図１（Ａ）の左右方向）に延びる水平フレーム１５に取り付けられている。各移動部５は、水平フレーム１５に支持されながら水平フレーム１５に対して水平方向に移動可能となっている。これにより、各移動部５は、水平方向に配列された多数の作業対象部分１ｂのいずれかに対して位置決めされる。なお、水平フレーム１５の両端部は、それぞれ、鉛直方向（図１（Ａ）の上下方向）に延びる１対の鉛直フレーム１６に取り付けられている。水平フレーム１５は、鉛直フレーム１６に対し鉛直方向に移動可能となっている。

図３は、本発明の第１実施形態による制御装置１０を示すブロック図である。制御装置１０は、上位制御部１７と移動制御部１９と作業制御部２１を備える。

上位制御部１７は、移動部５毎に位置決め指令を生成してこれらの位置決め指令を出力し、各作業部７に対する作業指令を出力する。移動制御部１９は、各位置決め指令に基づいて各移動部５を移動させる。作業制御部２１は、作業指令に基づいて各作業部７の動作を制御する。

制御装置１０は、次の（Ａ）〜（Ｄ）の処理を繰り返す。
（Ａ）移動制御部１９は、上位制御部１７が出力した複数の位置決め指令がそれぞれ示す位置に複数の移動部５を位置決めするとともに、複数の移動部５の当該位置決めを終えたら、その旨を示す位置決め完了信号を上位制御部１７へ出力する。
（Ｂ）上位制御部１７は、位置決め完了信号を受けたら、作業制御部２１に作業指令を出力する。
（Ｃ）作業制御部２１は、当該作業指令に基づいて、複数の作業部７が作業を開始するように各作業部７を制御するとともに、複数の作業部７が作業を終えたら、その旨を示す作業完了信号を上位制御部１７へ出力する。
（Ｄ）上位制御部１７は、作業完了信号を受けたら、複数の移動部５を、対象物１における（他のまたは同じ）作業対象部分１ｂにそれぞれ位置決めさせる複数の位置決め指令を移動制御部１９へ出力する。

第１実施形態によると、上位制御部１７と移動制御部１９とは、１本の第１データ線２３で接続され、上位制御部１７と作業制御部２１とは、１本の第２データ線２５で接続されている。この場合、前記（Ａ）〜（Ｄ）は、次のように行われる。
前記（Ａ）では、移動制御部１９は、第１データ線２３により、位置決め完了信号を上位制御部１７へ出力する。
前記（Ｂ）では、上位制御部１７は、第２データ線２５により、作業指令を作業制御部２１へ出力する。
前記（Ｃ）では、作業制御部２１は、第２データ線２５により、作業完了信号を上位制御部１７へ出力する。
前記（Ｄ）では、上位制御部１７は、第１データ線２３により、複数の位置決め指令を移動制御部１９へ出力する

移動制御部１９は、第１実施形態では、上位制御部１７との間で信号を（この例では、有線通信により）送受信する。単一の移動制御部１９が、複数の移動部５に対して設けられている。移動制御部１９は、上位制御部１７から複数の位置決め指令を受け、当該複数の位置決め指令がそれぞれ示す位置に、それぞれ、複数の移動部５を位置決めする。この位置決めは、複数の移動部５にそれぞれ設けられた複数の駆動部２２を移動制御部１９が（この例では、有線通信により）制御することにより行われる。なお、駆動部２２は、移動部５に駆動力を与えることにより移動部５を移動させる装置であり、例えば、モータであってよい。駆動部２２がモータである場合には、移動制御部１９は、移動部５に設けられ当該モータへ電力を供給するモータドライバを制御することにより、当該モータを制御する。

移動制御部１９が、各位置決め指令が示す位置へ、当該各位置決め指令に対応する移動部５を位置決めさせる時に、移動部５に設けられたセンサが駆動部２２による駆動量を計測してよい。この計測値が、移動制御部１９に（この例では、有線通信により）送信され、この計測値に基づいて、移動制御部１９は、移動部５を位置決めしてよい。駆動部２２がモータである場合には、前記計測値は、モータの回転角または回転速度であってよい。また、前記センサの代わりに、または、前記センサに加えて、移動部５の位置を検出し、この検出位置を移動制御部１９へ送信する他の適切な検出装置が設けられていてもよい。この場合、移動制御部１９は、前記計測値の代わりに、または、前記計測値に加えて、前記検出位置に基づいて、移動部５を位置決めしてよい。

また、移動制御部１９は、移動部５毎に、前記計測値と前記検出位置の一方または両方に基づいて移動部５の現在位置を把握しており、この現在位置と、位置決め指令が示す既知の位置とに基づいて、移動部５を、当該既知の位置へ位置決めすることができる。

作業制御部２１は、第１実施形態では、上位制御部１７との間で信号を（この例では、有線通信により）送受信する。単一の作業制御部２１が、複数の作業部７に対して設けられている。作業制御部２１は、上位制御部１７から作業指令を受け、当該作業指令に反応して、各作業部７の動作を（この例では、有線通信により）制御する。これにより、各作業部７は、対応する移動部５が位置決めされた作業対象部分（チューブ）１ｂに対して作業を行う。

第１実施形態では、移動制御部１９と作業制御部２１は、移動部５には設けられておらず、移動部５とは異なる位置（例えば、静止している構造体）に設置されている。

第１実施形態では、複数の作業部７は、作業対象部分１ｂに同じ作業を行う。この例では、各作業部７による作業は、チューブ１ｂと管板１ａとの溶接と、当該溶接部のビード形状の計測と、この溶接部の撮像である。ここで、溶接は、溶接装置７ａにより行われ、ビード形状の計測は、レーザ距離計７ｂにより行われ、撮像は、撮像装置７ｃにより行われる。

図４は、制御装置１０による制御方法を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、上位制御部１７は、複数の移動部５にそれぞれ対応する複数の位置決め指令を移動制御部１９へ出力する。各位置決め指令は、対応する移動部５の停止位置を示すデータを含む信号である。これらの位置決め指令は、互いに異なる位置を示す。なお、各位置決め指令は、どの移動部５に対する指令であるかを示す識別データも含んでいる。

第１実施形態では、ステップＳ１において、上位制御部１７は、複数の位置決め指令を、第１データ線２３を通して、移動制御部１９に送信する。

ステップＳ２において、移動制御部１９は、上位制御部１７からの各位置決め指令が示す位置へ、当該位置決め指令に対応する移動部５を移動させて位置決めする（停止させる）。これにより、複数の移動部５は、それぞれ、対応する位置決め指令が示す位置に位置決めされる。その後、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３において、移動制御部１９は、複数（すべて）の移動部５の当該位置決めを終えた旨を示す位置決め完了信号を、第１データ線２３を通して上位制御部１７へ出力する。

ステップＳ４において、上位制御部１７は、位置決め完了信号を移動制御部１９から受けたら、第２データ線２５を通して、作業制御部２１に作業指令を出力する。

ステップＳ５において、作業制御部２１は、当該作業指令に基づいて、複数の作業部７が作業を行うように各作業部７の動作を制御する。

ステップＳ５では、作業制御部２１は、下記の（ａ）（ｂ）（ｃ）のいずれかを行うように各作業部７を制御してよい。ステップＳ５を終えたら、ステップＳ６へ進み、後述するようにステップＳ１〜Ｓ６が繰り返される。これにより、各チューブ１ｂに対して、下記の（ａ）（ｂ）（ｃ）がこの順で行われる。
（ａ）作業部７の溶接装置７ａは、作業対象部分であるチューブ１ｂを管板１ａに溶接する。
（ｂ）作業部７のレーザ距離計７ｂは、前記（ａ）での溶接により形成された溶接部のビード形状を計測する。
（ｃ）作業部７の撮像装置７ｃは、前記（ｂ）でビード形状を計測した溶接部を撮像する。

すなわち、作業制御部２１は、作業指令に基づいて、作業部７（ここでは、対象の作業部７という）毎に、対象の作業部７が次のように作業を行うように、当該作業部７を制御する。
対象の作業部７が前回のステップＳ５で（ａ）を行っている場合には、今回のステップＳ５において、当該作業部７は、前回のステップＳ５の（ａ）で形成された溶接部に対して（ｂ）を行う。
対象の作業部７が前回のステップＳ５で（ｂ）を行っている場合には、今回のステップＳ５において、当該作業部７は、前回のステップＳ５の（ｂ）でビード形状を計測した溶接部に対して（ｃ）を行う。
対象の作業部７が前回のステップＳ５で（ｃ）を行っている場合には、今回のステップＳ５において、当該作業部７は、前回のステップＳ５の（ｃ）で撮像した溶接部が形成されたチューブ１ｂと異なるチューブ１ｂに対して（ａ）を行う。
ここで、同じチューブ１ｂに対する移動部５の位置決め位置は、当該チューブ１ｂに作業（ａ）を行う場合と、当該チューブ１ｂに作業（ｂ）を行う場合と、当該チューブ１ｂに作業（ｃ）を行う場合との間で異なっていてよい。

ステップＳ５を終えたら、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６において、作業制御部２１は、複数（すべて）の作業部７が作業を終えた旨を示す作業完了信号を上位制御部１７へ出力する。

第１実施形態では、ステップＳ６において、次の処理が行われてもよい。各移動部５に設置された作業部７は、作業を終えた旨の信号を作業制御部２１に送信する。当該信号を、すべての移動部５の作業部７から作業制御部２１が受信したら、作業制御部２１は、作業完了信号を上位制御部１７に送信する。

ステップＳ６を終えたら、以降において、上述と同様に、ステップＳ１〜Ｓ６を繰り返す。なお、ステップＳ６から戻ったステップＳ１では、上位制御部１７は、複数の移動部５にそれぞれ対応する複数の位置決め指令を移動制御部１９へ再び出力する。今回のステップＳ１で出力する複数の位置決め指令は、図４のフローチャートにおいて今までに行われたステップＳ１で出力されたいずれの位置決め指令が示す位置とも異なる位置を示す。

なお、図１の例では、水平フレーム１５の各昇降位置について、図４のフローチャートに示すステップＳ１〜Ｓ６を、次のように繰り返し行う。図１（Ａ）において、水平方向に配列された多数のチューブ１ｂが、鉛直方向に多段に配列されている。これらの段のうち、いずれかを作業対象の段として、水平フレーム１５を昇降させてこの段に整合させる。この状態で、図４のステップＳ１〜Ｓ６を繰り返し行うことにより、当該作業対象の段におけるすべてのチューブ１ｂに対して作業を行う。その後、他の段を作業対象の段として、この段に水平フレーム１５を整合させる。同様に、この段におけるすべてのチューブ１ｂに対して作業を行う。このような動作を繰り返す。

この場合、次のようにステップＳ２を行ってよい。１回目のステップＳ２では、図１（Ａ）において、最も左側の移動部５は、作業対象の段において最も左側のチューブ１ｂに対して位置決めされ、他の各移動部５は、作業対象の段において、中間に位置するチューブ１ｂに対して位置決めされる。その後、ステップＳ１〜Ｓ６を繰り返すことにより、各移動部５の作業部７が作業（上述の（ａ）（ｂ）（ｃ）のすべて）を対応するチューブ１ｂに行ったら、各移動部５は、当該チューブ１ｂに図１（Ａ）の右側から隣接するチューブ１ｂに位置決めされる。
作業対象の各段において、各作業部７は、同じ数の作業対象部分１ｂに対し作業を行ってもよいし、異なる数の作業対象部分１ｂに対し作業を行ってもよい。後者の場合、図４のステップＳ１〜Ｓ６を、設定回数だけ繰り返したら、複数の作業装置３の一部の動作を停止させ、残りの２つ以上の作業装置３に対してステップＳ１〜Ｓ６またはステップＳ１〜Ｓ５を行ってもよい。また、作業対象の各段において、ステップＳ１〜Ｓ６の繰り返しにより、最後に、１つの作業対象部分１ｂが未作業状態となる場合には、この作業対象部分１ｂに対し、１つの作業装置３が作業を行ってよい。

上述した本発明の第１実施形態によると、次の手順により、下記（１）〜（３）の効果が得られる。第１実施形態での手順では、複数の移動部５をそれぞれ多数の作業対象部分１ｂに位置決めし、複数の移動部５の位置決めを終えたら、これらの移動部５にそれぞれ設けられた作業部７の作業を開始させ、これらの作業部７が作業を終えたら、複数の移動部５をそれぞれ（他のまたは同じ）多数の作業対象部分１ｂに位置決めし、上記を繰り返す。

（１）複数の作業装置３の制御ロジックが次のように簡単になる。各移動部５が移動を開始する時に、前回において位置決めされた位置に各移動部５があると把握できる。したがって、作業装置３同士が干渉しないように、複数の作業装置３により多数の作業対象部分１ｂを作業する順序を簡単に定めておくことができる。すなわち、作業装置３毎に、当該作業装置３に作業が行われる作業対象部分１ｂの順序を定めておくことができる。この順序を制御ロジックに反映させることにより、作業装置３同士の干渉チェックを不要とする制御ロジックを作成できる。よって、制御ロジックを簡単にすることができる。なお、上位制御部１７は、この制御ロジックを含み、当該制御ロジックに従って各移動部５に対する位置決め指令を出力する。制御ロジックは、電子回路として構成されてもよいし、プログラムとして構成されてもよい。後者の場合、上位制御部１７は、このプログラムを実行するコンピュータを有する。
一方、本発明と違って、停止した移動部の移動開始タイミングが、移動部毎に異なる場合、移動部の移動開始タイミング毎に、他の移動部の位置を検出して、作業装置同士が干渉しないかをチェックする必要がある。したがって、制御ロジックが複雑になる。

（２）上位制御部１７と移動制御部１９との間における信号のやりとりを、作業装置３が１台である場合と同様にすることができる。同様に、上位制御部１７と作業制御部２１との間における信号のやりとりも、作業装置３が１台である場合と同様にすることができる。したがって、上位制御部１７の制御ロジックを、作業装置３が１台である場合と同様にすることができる。

（３）上記（１）と（２）により、複数の作業装置３を制御する制御装置１０を容易に構成できる。

上記（１）について、例えば、図１（Ａ）の場合において、各作業装置３が、作業対象部分１ｂの作業（例えば、上述の作業（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のすべて）を終えたら、当該作業対象部分１ｂに図１（Ａ）の右側から隣接する次の作業対象部分１ｂに対して作業をするように、各作業装置３が図１（Ａ）の右側へ移動していく場合には、次のようになる。
本発明と違って、各作業装置３が、作業を完了した時点で移動するようにし、各作業装置３の間で作業に要する時間が異なる場合に、作業装置３間の距離が変動し、作業装置３同士が近づきすぎて、互いに干渉する可能性がある。また、この干渉を避けるには、作業装置３間の距離を検出する必要がある。
これに対し、本発明の第１実施形態では、各作業装置３の移動開始タイミングは同じであるので、作業装置３間の距離は、ほぼ一定に保たれる。したがって、作業装置３間の距離を検出する必要がない。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による制御装置１０と制御方法について説明する。第２実施形態において、以下で説明しない点は、上述と同じであってよい。

第２実施形態による制御装置１０は、図３に示す構成の代わりに、図５に示す構成を有している。すなわち、図５に示すように、移動部５毎に移動制御部１９が設けられ、作業部７毎に作業制御部２１が設けられている。

第２実施形態では、各移動制御部１９と各作業制御部２１は、移動部５には設けられておらず、移動部５とは異なる位置（例えば、静止している構造体）に設置されている。

上位制御部１７と複数の移動制御部１９とは、それぞれ複数本の第１データ線２３で接続されており、上位制御部１７と複数の作業制御部２１とは、それぞれ複数本の第２データ線２５で接続されている。

第２実施形態による制御方法では、上述のステップＳ１〜Ｓ６は、以下のように行われる。

ステップＳ１において、上位制御部１７は、複数の位置決め指令を、それぞれ、複数の第１データ線２３を通して、複数の移動制御部１９に送信する。これらの位置決め指令は、上位制御部１７から同時に送信されるのがよい。

ステップＳ２において、各移動制御部１９は、上位制御部１７からの対応する位置決め指令が示す位置へ、対応する移動部５を移動させて位置決めする（停止させる）。これにより、複数の移動部５は、それぞれ、複数の位置決め指令が示す位置に位置決めされる。その後、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３において、各移動制御部１９は、対応する移動部５の位置決めを終えた旨を示す位置決め完了信号を、対応する第１データ線２３を通して上位制御部１７へ出力する。

ステップＳ４において、上位制御部１７は、複数の移動制御部１９のすべてから位置決め完了信号を受けたら、各作業制御部２１に、それぞれ、対応する第２データ線２５を通して作業指令を出力する。これらの作業指令は、上位制御部１７から同時に送信されるのがよい。

ステップＳ５において、各作業制御部２１は、対応する作業指令に基づいて、対応する作業部７が作業を行うように当該作業部７の動作を制御する。

ステップＳ６において、各作業制御部２１は、対応する作業部７が作業を終えた旨を示す作業完了信号を、対応する第２データ線２５を通して上位制御部１７へ出力する。

これにより、上位制御部１７が、複数の移動制御部１９のすべてから作業完了信号を受けたら、ステップＳ１へ戻る。このようにして、ステップＳ１〜Ｓ６を繰り返す。

本発明は上述した第１実施形態または第２実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば第１実施形態または第２実施形態に対して、以下の変更例１〜９のいずれかを採用してもよいし、変更例１〜９を任意に組み合わせて採用してもよい。この場合、以下で述べない点は、上述と同じであってよい。

（変更例１）
上述では、複数の作業部７は、同じ作業を行ったが、複数の作業部７は、互いに異なる作業を行ってもよい。

（変更例２）
各作業部７は、上述と異なる作業を行ってもよい。作業は、例えば、検査や加工などであってよい。

（変更例３）
対象物１は、上述では管板１ａを有し、作業対象部分は、チューブ１ｂであったが、対象物１と作業対象部分１ｂは、他のものであってもよい。

（変更例４）
移動部５は、上述では、水平フレーム１５に支持され水平方向に移動したが、他の手段により構成されてもよい、例えば、移動部５は、ロボットアームであってもよい。このロボットアームの先端部に作業部７が取り付けられてよい。この先端部が、互いに直交する３つの方向の各々に移動可能となるように、ロボットアームが構成されていてよい。

（変更例５）
上述では、各移動部５は、１方向に移動したが、互いに交差する２方向または３方向に移動してもよい。この場合、当該２方向または３方向の各方向において、多数の作業対象部分１ｂが存在していてよい。

（変更例６）
上述の第１実施形態または第２実施形態において、移動制御部１９と作業制御部２１は、移動部５に設けられてもよい。

（変更例７）
移動制御部１９と上位制御部１７との間における信号の送受信を、有線通信の代わりに、無線通信により行ってもよい。
移動制御部１９による駆動部２２の制御を、有線通信の代わりに、無線通信により行ってもよい。
駆動部２２の駆動量の計測値は、有線通信の代わりに、無線通信により移動制御部１９へ送信されてもよい。
作業制御部２１と上位制御部１７との間における信号の送受信を、有線通信の代わりに、無線通信により行ってもよい。
作業制御部２１による作業部７の制御を、有線通信の代わりに、無線通信により行ってもよい。

（変更例８）
ステップＳ５において、作業制御部２１は、作業指令に基づいて、作業部７毎に、当該作業部７が、前回のステップＳ５で作業を行った作業対象部分１ｂと異なる作業対象部分１ｂに作業を行うように当該作業部７を制御し、このようなステップＳ５を多数回行ってもよい。言い換えると、各ステップＳ２において、各移動部５は、前回のステップＳ２で位置決めされた作業対象部分１ｂと異なる作業対象部分１ｂに位置決めされてもよい。

（変更例９）
上述では、対象物１における多数の作業対象部分１ｂは、１つの対象物１における多数の作業対象部分１ｂを意味したが、本発明は、これに限定されない。すなわち、本願において、対象物１における多数の作業対象部分１ｂは、複数の対象物１における多数の作業対象部分１ｂを意味してもよい。言い換えると、複数の対象物１に分散して存在する多数の作業対象部分１ｂに対する作業についても、本発明を適用可能である。

１ 対象物、１ａ 管板、１ｂ 作業対象部分（チューブ）、２ 貫通孔、３ 作業装置、４ 溶接トーチ、５ 移動部、６ 回転シャフト、７ 作業部、７ａ 溶接装置、７ｂ レーザ距離計、７ｃ 撮像装置、８ モータ、１０ 制御装置、１５ 水平フレーム、１６ 鉛直フレーム、１７ 上位制御部、１９ 移動制御部、２１ 作業制御部、２２ 駆動部、２３ 第１データ線、２５ 第２データ線

Claims (4)

1. 対象物における多数の作業対象部分のいずれかに対して位置決めされた状態で、当該作業対象部分に対して作業を行う作業装置を制御する装置であって、
   作業装置は複数設けられ、各作業装置は、作業対象部分に対して位置決めされる移動部と、移動部に設けられ作業対象部分に対して作業を行う作業部と、を有するものであり、
   移動部毎に位置決め指令を生成してこれらを出力し、各作業部に対する作業指令を出力する上位制御部と、
   各位置決め指令に基づいて各移動部を移動させる移動制御部と、
   作業指令に基づいて各作業部の動作を制御する作業制御部と、を備え、
   （Ａ）移動制御部は、上位制御部からの複数の位置決め指令がそれぞれ示す位置に複数の移動部を移動させて位置決めするとともに、複数の移動部の当該位置決めを終えたら、その旨を示す位置決め完了信号を上位制御部へ出力し、
   （Ｂ）上位制御部は、位置決め完了信号を受けたら、作業制御部に作業指令を出力し、
   （Ｃ）作業制御部は、当該作業指令に基づいて、複数の作業部が作業を開始するように各作業部を制御するとともに、複数の作業部が作業を終えたら、その旨を示す作業完了信号を上位制御部へ出力し、
   （Ｄ）上位制御部は、作業完了信号を受けたら、複数の移動部を、対象物における作業対象部分にそれぞれ位置決めさせる複数の位置決め指令を移動制御部へ出力し、
   前記（Ａ）〜（Ｄ）を繰り返す、ことを特徴とする制御装置。
2. 上位制御部と移動制御部とは、１本の第１データ線で接続され、上位制御部と作業制御部とは、１本の第２データ線で接続されており
   前記（Ａ）では、移動制御部は、第１データ線により、位置決め完了信号を上位制御部へ出力し、
   前記（Ｂ）では、上位制御部は、第２データ線により、作業指令を作業制御部へ出力し、
   前記（Ｃ）では、作業制御部は、第２データ線により、作業完了信号を上位制御部へ出力し、
   前記（Ｄ）では、上位制御部は、第１データ線により、複数の位置決め指令を移動制御部へ出力する、ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 移動部毎に移動制御部が設けられ、作業部毎に作業制御部が設けられ、
   上位制御部と複数の移動制御部とは、それぞれ複数本の第１データ線で接続されており、上位制御部と複数の作業制御部とは、それぞれ複数本の第２データ線で接続されており、
   前記（Ａ）では、各移動制御部は、対応する移動部の位置決めを終えたら、その旨を示す位置決め完了信号を対応する第１データ線により上位制御部へ出力し、
   前記（Ｂ）では、上位制御部は、前記複数の移動制御部のすべてから位置決め完了信号を受けたら、複数の第２データ線により、それぞれ、前記複数の作業制御部に複数の作業指令を出力し、
   前記（Ｃ）では、各作業制御部は、対応する作業指令に基づいて、対応する作業部が作業を開始するように当該作業部を制御するとともに、当該作業部が作業を終えたら、対応する第２データ線により、その旨を示す作業完了信号を上位制御部へ出力し、
   前記（Ｄ）では、上位制御部は、前記複数の作業制御部のすべてから作業完了信号を受けたら、複数の移動部を、対象物における作業対象部分にそれぞれ位置決めさせる複数の位置決め指令を、それぞれ、複数の第１データ線により複数の移動制御部へ出力する、ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 対象物における多数の作業対象部分のいずれかに対して位置決めされた状態で、当該作業対象部分に対して作業を行う作業装置を制御する方法であって、
   作業装置は複数設けられ、各作業装置は、作業対象部分に対して位置決めされる移動部と、移動部に設けられ作業対象部分に対して作業を行う作業部と、を有するものであり、
   移動部毎に位置決め指令を生成してこれらを出力し各作業部に対する作業指令を出力する上位制御部と、各位置決め指令に基づいて各移動部を移動させる移動制御部と、作業指令に基づいて各作業部の動作を制御する作業制御部と、を設け、
   （Ａ）移動制御部により、上位制御部からの複数の位置決め指令がそれぞれ示す位置に複数の移動部を移動させて位置決めするとともに、複数の移動部の当該位置決めを終えたら、その旨を示す位置決め完了信号を上位制御部へ出力し、
   （Ｂ）上位制御部が位置決め完了信号を受けたら、上位制御部により作業制御部に作業指令を出力し、
   （Ｃ）作業制御部により、当該作業指令に基づいて、複数の作業部が作業を開始するように各作業部を制御するとともに、複数の作業部が作業を終えたら、その旨を示す作業完了信号を上位制御部へ出力し、
   （Ｄ）上位制御部が作業完了信号を受けたら、上位制御部により、複数の移動部を、対象物における作業対象部分にそれぞれ位置決めさせる複数の位置決め指令を移動制御部へ出力し、
   前記（Ａ）〜（Ｄ）を繰り返す、ことを特徴とする制御方法。

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