JP2017144441A - 溶接条件設定支援装置及び溶接条件設定支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接条件の設定を容易に行うことができる溶接条件設定支援装置を提供する。【解決手段】複数の溶接項目の組として設定された溶接条件の複数種類と前記溶接条件の複数種類それぞれで溶接したときのビード断面形状の画像データとが紐づけられて格納された形状データ情報ファイル（F11〜F16）を記憶する記憶部(3)と、溶接条件を作業者が設定可能とする溶接条件欄画像(G5)を生成する画像生成部(1c)と、少なくとも設定中の溶接条件に対応するビード断面形状の画像データを、形状データ情報ファイル(F11〜F16)から検索取得する検索部(1b)と、検索部(1b)が検索取得した画像データで示されるビード断面形状に、そのビード断面形状に関連づけ可能な溶接項目を形状関連情報(J3)として重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成部(1d)と、を備えた。【選択図】図１４

Description

本発明は、ロボット溶接機などによる溶接の条件設定を作業者が行うときに支援する溶接条件設定支援装置及び溶接条件設定支援方法に関する。

高い溶接品質を得るための溶接条件は、条件設定を行う作業者個々の経験に依存する要素が多く、その設定は必ずしも容易ではなかった。
そこで、高い溶接品質を得る溶接条件の設定を、作業者によらず容易に行える工夫が提案されており、一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載された第５実施例では、溶接結果と溶接条件とを画像に表示するようになっており、溶接知識の少ない使用者でも溶接対象物の溶接品質を満たす条件を調整し得る効果があるとされている。

特許第３０９３７９８号公報

特許文献１に記載された溶接条件設定装置は、溶接結果をウインドウ部分（特許文献１の第１７図の符号６１などを参照）に表示するものの、ウインドウ部分の内容と設定すべき溶接パラメータなどとの関連づけが視覚的になされていない。
また、多数ある溶接パラメータをどのような手順で決めていけば最良の結果が得られるかが視覚的に提示されない。
そのため、溶接知識の少ない使用者にとって、特許文献１に記載された溶接条件設定装置は、設定操作に慣れるまでに長い時間を要するものであり、溶接条件の設定をさらに容易にするという観点で改善の余地があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、溶接条件の設定を容易に行うことができる溶接条件設定支援装置及び溶接条件設定支援方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は次の構成、手順を有する。
１） 複数の溶接項目の組として設定された溶接条件の複数種類と、前記溶接条件の複数種類それぞれで溶接したときのビード断面形状の画像データと、が紐づけして収められた形状データ情報ファイルを記憶する記憶部と、
前記溶接条件を作業者が設定可能とする溶接条件欄画像を生成する画像生成部と、
少なくとも設定中の前記溶接条件に対応する前記ビード断面形状の画像データを、前記形状データ情報ファイルから検索取得する検索部と、
前記検索部が検索取得した前記画像データで示される前記ビード断面形状に、そのビード断面形状に関連づけ可能な前記溶接項目を形状関連情報として重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成部と、
を備えたことを特徴とする溶接条件設定支援装置である。
２） 前記重畳画像は、前記ビード断面形状における前記溶接項目に該当する部位に重畳された寸法線又は引き出し線の指示表示と、前記指示表示の近傍に重畳された前記溶接項目を特定する項目欄と、を含むことを特徴とする１）に記載の溶接条件設定支援装置である。
３） 前記画像生成部は、前記溶接条件欄画像と前記重畳画像とを含む設定画面の画像を生成することを特徴とする１）又は２）に記載の溶接条件設定支援装置である。
４） 前記形状データ情報ファイルは、少なくとも継手と被溶接材の材質との組で分類されていることを特徴とする１）〜３）のいずれか一つに記載の溶接条件設定支援装置である。
５） 前記重畳画像の前記溶接項目として、前記ビード断面形状の溶け込み幅を含むことを特徴とする２）〜４）のいずれか一つに記載の溶接条件設定支援装置である。
６） 複数の溶接項目の組として設定された溶接条件の複数種類と、前記溶接条件の複数種類それぞれで溶接したときのビード断面形状の画像データと、を紐づけして形状データ情報ファイルとする形状データ情報ファイル作成ステップと、
少なくとも設定中の前記溶接条件に対応する前記ビード断面形状の画像データを、前記形状データ情報ファイルから検索取得する検索取得ステップと、
前記検索取得ステップで取得した前記画像データで示される前記ビード断面形状に、そのビード断面形状に関連づけ可能な前記溶接項目を形状関連情報として重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成ステップと、
を含むことを特徴とする溶接条件設定支援方法である。
７） 前記重畳画像生成ステップは、前記重畳画像を、前記ビード断面形状における前記溶接項目に該当する部位に寸法線又は引き出し線の指示表示を重畳すると共に、前記指示表示の近傍に前記溶接項目を特定する項目欄を重畳して生成することを特徴とする６）に記載の溶接条件設定支援方法である。
８） 前記溶接項目に、前記ビード断面形状の溶け込み幅を含めて前記重畳画像を生成することを特徴とする７）に記載の溶接条件設定支援方法である。
９） 前記溶接条件を設定するための設定欄画像と前記重畳画像とを含む設定画面の画像を生成する設定画面生成ステップを含むことを特徴とする６）〜８）のいずれか一つに記載の溶接条件設定支援方法である。
１０） 前記形状データ情報ファイルを、少なくとも継手と被溶接材の材質との組で分類しておくことを特徴とする６）〜９）のいずれか一つに記載の溶接条件設定支援方法である。

本発明によれば、溶接条件の設定を容易に行うことができる、という効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態に係る溶接条件設定支援装置の実施例である溶接条件設定支援装置５１（設定支援装置５１）が適用された溶接ロボットＭを説明するための図である。 図２は、設定支援装置５１の構成を説明するためのブロック図である。 図３は、設定支援装置５１の記憶部３に記憶される形状データ情報ファイルＦ１を説明するための図である。 図４は、記憶部３に記憶される数式情報ファイルＦｍを説明するための図である。 図５は、記憶部３に記憶されるデータベースＤＢ１を説明するための図である。 図６は、設定支援装置５１による溶接条件設定支援の手順について説明するためのフロー図である。 図７は、設定支援装置５１が溶接条件設定支援として表示する目次画面Ｇ１を説明するための図である。 図８は、設定支援装置５１が溶接条件設定支援として表示する設定導入画面Ｇ２を説明するための図である。 図９は、設定支援装置５１が溶接条件設定支援として表示する設定本画面Ｇ３のレイアウトを説明するための図である。 図１０は、設定本画面Ｇ３の溶接条件設定領域ＡＲ１に表示される溶接条件欄画像Ｇ５Ａを説明するための図である。 図１１は、設定本画面Ｇ３の溶接条件設定領域ＡＲ１に表示される溶接条件欄画像Ｇ５Ｂを説明するための図である。 図１２は、設定本画面Ｇ３のノズル仕様設定領域ＡＲ２に表示されるノズル仕様画像Ｇ６を説明するための図である。 図１３は、設定本画面Ｇ３の登録済み設定条件表示領域ＡＲ３に表示される登録条件一覧画像Ｇ７を説明するための図である。 図１４は、設定本画面Ｇ３の溶接ビード断面形状表示領域ＡＲ４に表示される重ね継手の溶接断面画像Ｇ８を説明するための図である。 図１５は、溶接ビード断面形状表示領域ＡＲ４に表示される突き合わせ継手の溶接断面画像Ｇ８を説明するための図である。

本発明の実施の形態に係る溶接条件設定支援装置の実施例として設定支援装置５１を説明する。

設定支援装置５１は、例えば、図１に示されるように、溶接ロボットＭに適用される。詳しくは、溶接ロボットＭのロボット制御装置ＣＴ内に備えられる。
溶接ロボットＭは、例えば垂直多関節型の６軸の自由度を有する腕部Ｍａと、腕部Ｍａの先端に取り付けられた溶接トーチＭｂと、ロボット制御装置ＣＴと、を備えた産業用ロボットである。溶接トーチＭｂは、レーザ光を出射するノズルＭｂ１を交換可能に有している。

溶接ロボットＭの動作は、ロボット制御装置ＣＴにより制御される。
ロボット制御装置ＣＴには、溶接条件を設定する作業者（以下、単に作業者と称する）が、溶接ロボットＭで行う溶接の条件設定をする際に、その支援をする設定支援装置５１が含まれる。

図２は、設定支援装置５１の構成を説明するためのブロック図である。
設定支援装置５１は、中央処理装置（ＣＰＵ）１ａ，検索部１ｂ，画像生成部１ｃ．及び重畳画像生成部１ｄを有する制御部１を備えている。また、設定支援装置５１は、作業者がデータや選択情報を入力操作する入力部２ａ及び画像生成部１ｃで生成された目次画面Ｇ１（図７）などの画像を表示する出力部２ｂを有する入出力部２と、データベースＤＢ１及び溶接関連情報ファイルＦ（いずれも詳細は後述）を格納した記憶部３と、を備えている。

出力部２ｂは、目次画面Ｇ１などの画像を表示するタッチパネル付の画像表示装置を有する。このタッチパネルは、キーボードなどと共に入力部２ａの入力デバイスの一つとして機能する。
作業者は、入力部２ａのキーボードや目次画面Ｇ１などに表示されたアイコンなどの選択肢表示を指でタッチすることにより、データや選択内容を入力できる。
入力部２ａは、入力された情報（以下、入力情報Ｊ１とも称する）を、制御部１に向け出力する。

記憶部３に格納された溶接関連情報ファイルＦには、溶接条件設定に関連する二つの情報が格納されている。
具体的には、複数の溶け込み形状データが収められた形状データ情報ファイルＦ１、及び複数の溶け込み特性の数式が収められた数式情報ファイルＦｍである。

形状データ情報ファイルＦ１は、図３に示されるように、被溶接材となり得るｎ種の材質Ａ１〜Ａｎの一つ一つに、複数（ここでは６種）の継手Ｂ１〜Ｂ６が関連づけられている。
また、継手Ｂ１〜Ｂ６は、それぞれ形状データ情報ファイルＦ１１〜Ｆ１６が関連づけられている。
溶接条件は、複数の溶接項目の組として設定されるものであり、ここで示された材質及び継手も溶接項目である。
従って、形状データ情報ファイルは、少なくとも継手と被溶接材の材質との組で分類されている。

材質Ａ１〜Ａｎには、例えば鉄系のＳＵＳ３０４，ＳＰＣＣなどが当てられている。ここでは、材質Ａ１にＳＵＳ３０４が当てられているものとする。材質は、鉄系に限るものではなく、アルミニウムを含め溶接可能な金属が選定される。
継手Ｂ１〜Ｂ６は、例えばそれぞれ重ね、角片引き、角半引き、突き合わせ、重ね隅肉、隅肉が当てられている。

形状データ情報ファイルＦ１１〜Ｆ１６には、それぞれが対応する材質と継手との組み合わせ毎に、溶接項目であるレーザ出力８種，溶接速度８種，及びレーザ光の焦点位置８種の合計５１２通りの、溶け込み深さがわかる溶接ビード断面形状の画像データが収められている。
換言するならば、溶接項目の異なる複数種類の溶接条件それぞれと、各溶接条件での溶接で得られるビード断面形状の画像データと、が、紐付けして収められている。

例えば、溶け込み形状データファイルＦ１６には、材質Ａ１を用いた継手Ｂ６の溶接における溶接ビード断面形状の画像データが、５１２種類収められている。
例えば、溶け込み形状データファイルＦ２１には、材質Ａ２を用いた継手Ｂ１の溶接における溶接ビード断面形状の画像データが、５１２種類収められている。

数式情報ファイルＦｍには、図４に示されるように、レーザ出力とレーザ光の焦点位置との組み合わせに対応して、三つの関係式ファイルが収められている。
具体的には、溶接速度と溶け込み深さとの関係を示す関係式ファイルＦｍａと、溶接速度と溶け込み幅との関係を示す関係式ファイルＦｍｂと、溶接速度とビード幅との関係を示す関係式ファイルＦｍｃと、である。
ビード幅は、ビードの表面の幅であり、溶け込み幅は、ビードの表面とは反対側（奥側）の幅である。

レーザ出力は、例えば、５００〜４０００Ｗの１００Ｗ間隔での３６種とされる。
焦点位置は、例えば、０〜５０ｍｍの範囲における、０〜２０ｍｍでの５ｍｍ間隔の５種、２０を超え５０迄の１０ｍｍ間隔の３種、の合計８種である。
焦点位置は、基準となる位置を０として＋値側と−値側とで規定してもよい。
この例では、取りえる範囲の最小値を０として、＋値側で範囲を規定している。従って、０〜５０ｍｍの範囲におけるいわゆる基準位置は２５ｍｍとなる。

関係式ファイルＦｍａ〜Ｆｍｃには、レーザ出力の３６種類と焦点位置の８種類と、の組み合わせとしてそれぞれ２８８種の数式が収められている。
各数式は、実測に基づいて近似された、又は理論に基づいて推定された近似式を用いる。

データベースＤＢ１には、溶接関連情報ファイルＦに収容された情報に基づき溶接条件の組み合わせがテーブル化され、格納されている。
具体的には、図５に示されるように、６種の継手Ｂ１〜Ｂ６それぞれと焦点位置８種とを組み合わせた、合計４８種の基本テーブルＴ１〜Ｔ４８が格納されている。

例えば基本テーブルＴ１は、継手Ｂ１における焦点位置０ｍｍでの、溶接条件の組み合わせがテーブル化されたものである。
例えば基本テーブルＴ４８は、継手Ｂ６における焦点位置５０ｍｍでの、溶接条件の組み合わせがテーブル化されたものである。

基本テーブルＴ１〜Ｔ４８それぞれには、「深さ→速度」テーブルＴｓ１，「速度→幅」テーブルＴｓ２，「幅→速度」テーブルＴｓ３，及び「速度→深さ＆幅」テーブルＴｓ４が含まれている。
「深さ→速度」テーブルＴｓ１は、板厚とレーザ出力との組み合わせ毎に、溶け込み深さを変数として、各溶け込み深さに対応する溶接速度を示す細目テーブルである。
「速度→幅」テーブルＴｓ２は、溶接速度を変数として、各溶接速度に対応する溶け込み幅及びビード幅を示す細目テーブルである。
「幅→速度」テーブルＴｓ３は、溶け込み幅を変数として、各溶け込み幅に対応する溶接速度を示す細目テーブルである。
「速度→深さ＆幅」テーブルＴｓ４は、溶接速度を変数として、各溶接速度に対応する溶け込み深さ及びビード幅を示す細目テーブルである。

板厚の範囲は、溶接ロボットＭによって溶接可能な、例えば０．５ｍｍ〜６．０ｍｍとされる。
板厚とレーザ出力とは、例えば板厚を０．５ｍｍ刻み、レーザ出力を既述のように１００Ｗ刻みとして組み合わせ、マトリックス化する。

「深さ→速度」テーブルＴｓ１に示される関係は、関係式ファイルＦｍａに収容された式を用いて取得する。
「速度→幅」テーブルＴｓ２に示される関係は、関係式ファイルＦｍｂ，Ｆｍｃに収容された式を用いて取得する。
「幅→速度」テーブルＴｓ３に示される関係は、関係式ファイルＦｍｂに収容された式を用いて取得する。
「速度→深さ＆幅」テーブルＴｓ４に示される関係は、関係式ファイルＦｍａに収容された式を用いて取得する。

次に、設定支援装置５１の画像生成部１ｃが生成する画面と、作業者がその画面を用いて行う溶接条件設定の手順について説明する。

まず、設定支援装置５１による溶接条件設定支援の手順の概略について説明する。
設定支援装置５１は、作業者が行う溶接条件の設定を、溶け込み深さを基準として行うモードＡと、溶接速度を基準にして行うモードＢと、のいずれかで行うように誘導支援する。
そのために、制御部１は、モードＡとモードＢとのいずれで設定するかを、設定初期段階で作業者に選択させて溶接条件の設定を支援する。

一般に、作業者が溶接条件を決定する際の大きな判断要素として、溶接品質に直接的に影響する「溶け込み深さ」と、溶接作業の効率に直接的に影響する「溶接速度」と、がある。
他の条件値が一定の場合、溶け込み深さを大きく（深く）すると溶接速度が遅くなる（溶接時間が長くなる）、或いは、溶接速度を速くする（溶接時間を短くする）と、溶け込み深さが小さく（浅く）なる、というようにこの二つの判断要素は互いに相反する。
そのため、溶接条件の設定に不慣れな初心者にとって、製品に要求された溶接品質を維持しつつ短時間で効率的に溶接を行う、といった市場要望と生産者目標との両方を満たす最適の溶接条件を設定することは決して容易ではない。

そこで、設定支援装置５１では、設定手順の初期段階で、「溶け込み深さ」（モードＡ）と「溶接速度」（モードＢ）とのどちらを基準にして溶接条件の設定をするか、の選択を促す画像を目次画面Ｇ１（図７参照）として表示し、作業者に選択入力させる。
そして、選択入力の結果に基づいて、以降の設定作業を行うための設定画面を異なる画面として表示するようになっている。
具体的には、モードＡでは溶接条件欄画像Ｇ５Ａ及び溶接断面画像Ｇ８Ａを表示し、モードＢでは溶接条件欄画像Ｇ５Ｂ及び溶接断面画像Ｇ８Ｂを表示する（図１０，図１１及び図１４参照：詳細は後述）。

また、設定支援装置５１は、条件設定を行うための設定本画面Ｇ３に、最新の溶接条件に対応した溶接ビード断面形状を、溶接断面画像Ｇ８として表示する。
これにより、作業者は、その時点の溶接条件での溶接結果を、視覚的に把握できる。

また、作業者が溶接条件を変更した場合には、制御部１は、変更内容に応じて溶接ビード断面形状を更新する。
これにより、作業者は、溶接条件の変更内容をリアルタイムで視覚的に把握できる。

また、制御部１は、溶接ビード断面形状には、溶接条件の内の、溶接ビード断面形状に反映されている条件（形状反映条件と称する）を関連づけ、寸法線又は引き出し線を用いた指示表示と、その形状反映条件を特定する項目名と設定内容と、を近接した位置に表示する。
これにより、溶接経験の少ない作業者にも、溶接結果を確実に把握できると共に、誤設定が防止される。

また、形状反映条件を変更する場合、作業者は、溶接ビード断面形状に近接表示された形状反映条件の設定内容欄に対して、直接入力（書き換え）ができるようになっている。
これにより、作業者は、溶接結果と溶接条件とが関連づけられた状態で変更入力ができ、溶接経験の少ない作業者でも、確実に条件変更ができ、誤変更が防止される。

このような特徴それぞれによって、溶接条件の設定経験が少ない作業者であっても、溶接断面画像Ｇ８に表示された画像に誘導支援されて設定を容易に行うことができる。

次に、これらの特徴を有する設定支援装置５１を用いた溶接条件設定支援の手順の詳細を、図６〜図１５を主に参照して説明する。

設定支援装置５１の制御部１における画像生成部１ｃ（図２）は、溶接条件設定の手順に沿って複数の画面を、生成する。
複数の画面は、具体的には、目次画面Ｇ１，設定導入画面Ｇ２，及び設定本画面Ｇ３である。

図６は、溶接条件設定支援の手順を説明するためのフロー図である。
設定支援装置５１は、作業者の指示により溶接条件設定作業を開始したら、まず初めに目次画面Ｇ１を表示する（Ｓ１）。

図７は、目次画面Ｇ１を説明するための図である。
目次画面Ｇ１は、溶接条件を設定しようとする作業者に、継手選択と設定モード選択と、を実行させるよう誘導支援する画面である。
継手選択において、作業者は、６種類の継手から１つを選択する。
設定モード選択では、作業者は、継手選択で選択した継手における溶接条件設定を、「溶け込み深さ」を基本に設定を進めるか、「溶接速度」を基本に設定を進めるか、を、選択する。

目次画面Ｇ１では、６種類の継手の態様を、作業者が同時把握できるよう表示する。具体的には、制御部１は、選択可能な６種類の継手を示す画像を、継手種類画像Ｇ１ａ〜Ｇ１ｆとして一覧表示する。図７には、理解容易のため、継手種類画像Ｇ１ａ〜Ｇ１ｆの各符号に、それぞれに対応する継手Ｅ１〜Ｅ６の符号を付与してある。
さらに、制御部１は、継手種類画像Ｇ１ａ〜Ｇ１ｆそれぞれに、設定モードの選択肢となる「溶け込み」表示Ｇ１ｇ１と「速度」表示Ｇ１ｇ２とを、入力用画像Ｇ１ｇとして表示する。この例では、「溶け込み」がＡモードであり、「速度」がモードＢとなる。

制御部１の画像生成部１ｃは、継手種類画像Ｇ１ａ〜Ｇ１ｆを、それぞれに、継手の名称Ｇ１ｍ１と、継手の態様を示す模式図Ｇ１ｍ２と、選択肢として二つの入力用画像Ｇ１ｇと、を含めて生成する。
作業者は、１２（２×６）個の入力用画像Ｇ１ｇのいずれかを、指タッチやカーソル選択することで、継手選択とモード選択とを同時に設定入力できる。

このように、制御部１は、継手種類画像Ｇ１ａ〜Ｇ１ｆにそれぞれ模式図Ｇ１ｍ２を表示させる。
これにより、溶接条件設定の経験が少ない作業者でも、視覚的に継手種類を把握でき継手選択が容易になり、継手の誤選択が防止される。

図６に戻り、作業者によって継手選択及びモード選択が実行されたら（Ｓ２）、制御部１は、被溶接材の「材質」と「板厚」とを選択入力するための設定導入画面Ｇ２を生成し表示させる（Ｓ３）。

図８は、設定導入画面Ｇ２を説明するための図である。設定導入画面Ｇ２は、作業者に、材質と板厚とを選択入力させるよう誘導支援する画面である。
そのために、画像生成部１ｃは、設定導入画面Ｇ２を、材質を入力するためのプルダウンメニュー表示可能な材質入力画像Ｇ２ａと、板厚を入力するためのプルダウンメニュー表示可能な板厚入力画像Ｇ２ｂと、を含めて生成する。

プルダウンメニューに表示される材質は、形状データ情報ファイルＦ１（図３）に対応したＡ１〜Ａｎのｎ種類とされる。
プルダウンメニューに表示される板厚は、データベースＤＢ１（図５）の基本テーブルＴ１〜Ｔ４８において、レーザ出力と組み合わされている板厚の範囲及び刻みとされる。すなわち、この例では、範囲０．５ｍｍ〜６．０ｍｍにおける０．５ｍｍ刻みの１２種類である。

図６に戻り、作業者は、設定導入画面Ｇ２において、被溶接材の材質と、その厚さと、を入力する（Ｓ４）。

（Ｓ４）の入力がされたら、制御部１は、設定本画面Ｇ３を表示させる。その際、（Ｓ２）で入力されたモードがモードＡかモードＢか、を判定し（Ｓ５）、モードＡの場合は設定本画面Ｇ３Ａを生成表示し（Ｓ６）、モードＢの場合は設定本画面Ｇ３Ｂを表示させる（Ｓ７）。

設定本画面Ｇ３Ａと設定本画面Ｇ３Ｂとは、画面のレイアウトは同じある。まず、このレイアウトについて図９を参照して説明する。

図９に示されるように、設定本画面Ｇ３は、表示領域内に、溶接条件設定領域ＡＲ１と、ノズル仕様設定領域ＡＲ２と、登録済み設定条件表示領域ＡＲ３と、溶接ビード断面形状表示領域ＡＲ４と、を含んでいる。
設定本画面Ｇ３Ａと設定本画面Ｇ３Ｂとでは、溶接条件設定領域ＡＲ１に表示される溶接条件欄画像Ｇ５と、溶接ビード断面形状表示領域ＡＲ４に表示される溶接断面画像Ｇ８と、がそれぞれ一部異なる。設定本画面Ｇ３Ａでは溶接条件欄画像Ｇ５Ａ及び溶接断面画像Ｇ８Ａが表示され、設定本画面Ｇ３Ｂでは溶接条件欄画像Ｇ５Ｂ及び溶接断面画像Ｇ８Ｂが表示される（図１０，図１１，図１４、及び図１５参照）。

まず、溶接条件設定領域ＡＲ１に表示される設定本画面Ｇ３（Ｇ３Ａ，Ｇ３Ｂ）について、図１０及び図１１を参照して説明する。

図１０は、溶接条件欄画像Ｇ５としてモードＡで表示される溶接条件欄画像Ｇ５Ａを説明するための図である。
すなわち、溶接条件設定領域ＡＲ１には、設定項目欄Ｇ５ａと、その設定項目それぞれに設定されている設定値を表示する設定値欄Ｇ５ｂと、を含む溶接条件欄画像Ｇ５Ａが表示される。
設定値欄Ｇ５ｂのうち、内容の変更が可能な欄は、太枠とされ、設定可能な値又は選択肢を表示するプルダウン釦Ｇｐ１が設けられている。

溶接条件欄画像Ｇ５Ａでは、溶け込み深さを設定するために「溶け込み率（％）」を設定入力可能としている。「溶け込み深さ（ｍｍ）」は、板厚ｔに、入力された溶け込み率を乗じて算出された数値が表示される。
「溶接速度（ｃｍ／ｍｉｎ）」は、溶け込み率を含む他の設定値から得られる値を表示するのみで、この画面において設定入力できないようになっている。

一方、溶接条件欄画像Ｇ５としてモードＢで表示される設定本画面Ｇ３Ｂは、図１１に示される。
溶接条件欄画像Ｇ５Ｂは、溶接条件欄画像Ｇ５Ａと次の点で異なる。
すなわち、溶接条件欄画像Ｇ５Ｂでは、溶接条件欄画像Ｇ５Ａで表示される「溶け込み率％」が、板厚ｔと乗算した「溶け込み深さＤ（ｍｍ）」として設定入力不可項目として表示される。
替わりに、溶接条件欄画像Ｇ５Ａにおいて設定不可項目として表示される「溶接速度（ｃｍ／ｍｉｎ）」が、溶接条件欄画像Ｇ５Ｂでは、設定入力可能な項目として表示される。

ノズル仕様設定領域ＡＲ２には、図１２に示されるように、溶接トーチＭｂのノズルＭｂ１（図１参照）の種類を選択する種類選択欄Ｇ６ａと、選択されたノズル種類の外観模式図などが表示されるノズル外観表示欄Ｇ６ｂと、設定されているノズル仕様を表示するノズル仕様欄Ｇ６ｃと、を含むノズル仕様画像Ｇ６が表示される。
ノズル仕様欄Ｇ６ｃの各項目は、種類選択欄Ｇ６ａと共に内容変更可能で太枠とされ、設定可能な値又は選択肢を表示するプルダウン釦Ｇｐ１が設けられている。

設定支援装置５１は、作業者が設定入力した溶接条件の組み合わせ（以下、単に溶接条件組とも称する）を、命名して記憶部３に登録保存しておくことができる。
この登録保存は、選択した継手とモードとを組み合わせた組ごとに独立して行われる。
登録は、設定本画面Ｇ３に表示された登録釦Ｇｐ３（図９参照）を押す（タッチ又はカーソル選択）ことで行うことができる。
この登録条件として、設定支援装置５１の製造者が、予め基準となる溶接条件組を用意し、記憶部３に登録保存しておいてもよい。

登録済み設定条件表示領域ＡＲ３には、図１３に示されるように、予め登録保存された溶接条件組、及び作業者が任意に設定して保存した溶接条件組の一覧表が、登録条件一覧画像Ｇ７として表示される。各溶接条件組はそれぞれ登録時に登録番号（Ｅ．Ｎｏと称される）が付与される。各溶接条件組には、作業者が名称を付けることができる。この例では、登録番号Ｅ１〜Ｅ４の四組の溶接条件組が記憶部３に登録保存されている。

作業者は、溶接条件欄画像Ｇ５の設定値欄Ｇ５ｂにおける「Ｅ．Ｎｏ」欄に登録番号を選択入力することで、その登録番号で登録された溶接条件組を、設定本画面Ｇ３上に呼び出すことができる。

溶接ビード断面形状表示領域ＡＲ４には、図１４に示されるように、溶接断面画像Ｇ８（Ｇ８Ａ，Ｇ８Ｂ）が表示される。
溶接断面画像Ｇ８には、溶接条件欄画像Ｇ５に示される継手及び溶接条件に対応した溶接ビード断面形状としての断面形状画像Ｇ８ａが含まれる。

断面形状画像Ｇ８ａには、その形状に連動した溶接条件項目と、その項目で設定された数値又は選択内容（語句）と、が、表示された断面形状と関連づけられて表示されている。

具体的に説明する。
図１４に示される溶接断面画像Ｇ８における断面形状画像Ｇ８ａは、検索部１ｂにより、図１０又は図１１に示された継手種類及び溶接条件に基づいて形状データ情報ファイルＦ１から検索取得された溶け込み形状データが、画像生成部１ｃにより画像化されて表示される。

ここでは、材質Ａ１（ＳＵＳ３０４）であり、継手がＢ１の「重ね」であるから、溶け込み形状データファイルＦ１１の中から、他の溶接条件に該当する形状データが検索部１ｂによって読み込まれ、読み込まれた形状データに基づき、画像生成部１ｃは、溶接断面画像Ｇ８に用いる断面形状画像８ａを生成する。

また、重畳画像生成部１ｄは、画像生成部１ｃで生成した断面形状画像８ａに対し、その形状に関連し複数の溶接項目の組である溶接条件として設定される、或いは算出される情報を、形状関連情報Ｊ３として重畳した重畳画像を生成する。
図１４において、形状関連情報Ｊ３には「ビード幅Ｗ」，「ビード表面」，「板厚ｔ」，「溶け込み深さＤ」，「溶け込み幅Ｗ１」，及び「引張り強度ＦＴ」が溶接項目として含められている。これらの表示は、寸法線と項目欄とその項目として設定されている数値又は選択肢（語句）を表示する設定欄とされる。

詳しくは、図１４に示されるように、重畳画像生成部１ｄは、「ビード幅Ｗ」項目Ｊ３ａとして、断面形状画像Ｇ８ａにおいて、ビードの幅に対応する寸法線Ｊ３ａ１と、項目欄Ｊ３ａ２と、設定欄Ｊ３ａ３と、を重畳する。

また、重畳画像生成部１ｄは、「ビード表面」項目Ｊ３ｂとして、断面形状画像Ｇ８ａにおいて、ビードの表面から延びる引き出し線Ｊ３ｂ１と、項目欄Ｊ３ｂ２と、設定欄Ｊ３ｂ３と、を重畳する。

また、重畳画像生成部１ｄは、「板厚ｔ」項目Ｊ３ｃとして、断面形状画像Ｇ８ａにおいて、板厚に対応する寸法線Ｊ３ｃ１と、項目欄Ｊ３ｃ２と、設定欄Ｊ３ｃ３と、を重畳する。

また、重畳画像生成部１ｄは、「溶け込み深さＤ」項目Ｊ３ｄとして、断面形状画像Ｇ８ａにおいて、溶け込み深さに対応する寸法線Ｊ３ｄ１と、項目欄Ｊ３ｄ２と、設定欄Ｊ３ｄ３と、を重畳して重畳画像とする。

また、重畳画像生成部１ｄは、「溶け込み幅Ｗ１」項目Ｊ３ｅとして、断面形状画像Ｇ８ａにおいて、溶け込み幅に対応する寸法線Ｊ３ｅ１と、項目欄Ｊ３ｃ２と、設定欄Ｊ３ｃ３と、を重畳する。

また、「引張り強度ＦＴ」項目Ｊ３ｆは、断面形状に寸法として反映されないため、寸法線はなく、重畳画像生成部１ｄは、断面形状画像Ｇ８ａの近傍に項目欄Ｊ３ｆ２と設定欄Ｊ３ｆ３とを重畳する。

モードＡで表示される溶接断面画像Ｇ８Ａでは、作業者は、溶接条件欄画像Ｇ５Ａで設定可能とした項目の設定入力を、図１０に示される設定値欄Ｇ５ｂのみならず、図１４に示される形状関連情報Ｊ３の設定欄Ｊ３ｂ３〜Ｊ３ｄ３でも行うことができるようになっている。
一方、モードＢで表示される溶接断面画像Ｇ８Ｂでは、溶け込み率が設定入力不可項目とされていることから、溶け込み深さの設定欄Ｊ３ｄ３での入力はできないようになっている。すなわち、作業者は、設定欄Ｊ３ｂ３〜Ｊ３ｃ３での入力が可能である。

「溶け込み幅Ｗ１」及び「引張り強度ＦＴ」は、この例では、モードＡ，Ｂともに作業者によって設定入力可能な項目とはされてなく、計算結果として示されるのみである。もちろん、設定入力可能な項目として、設定値欄Ｇ５ｂ及び設定欄Ｊ３ｅ３，Ｊ３ｆ３において作業者が設定入力できるようにしてもよい。

図１５は、図１４に示された「重ね」継手に対し、他の継手の例として「突き合わせ」継手を選択された場合の、溶接断面画像Ｇ８を説明するための図である。
この場合、「突き合わせ」は継手Ｂ４に対応付けられているので、検索部１ｂは、溶け込み形状データファイルＦ１４（図３）の中から、その時点での溶接条件に該当する溶け込み形状データを読み込み、画像生成部１ｃは、その読み込まれた溶け込み形状データを断面形状画像Ｇ８ａとして生成する。
すなわち、図１５に示された溶接断面画像Ｇ８では、断面形状画像Ｇ８ａとして突き合せ継手の画像が表示されている。

さらに、溶接断面画像Ｇ８は、重畳画像生成部１ｄによって、溶接断面の形状に直接関連する形状関連情報Ｊ３（Ｊ３ａ〜Ｊ３ｅ）が、断面形状画像Ｇ８ａの該当する部分に重畳された重畳画像として表示され、図１４の場合と同様に、設定可能な項目欄について設定入力が可能になっている。

図６に戻り、モードＡにおいて設定本画面Ｇ３Ａが表示されたら、作業者は、上述のように、入力可能な「溶け込み率」を含む設定可能な溶接条件について所望の数値や選択肢を設定入力する（Ｓ８）。

制御部１は、設定本画面Ｇ３Ａ上の登録釦Ｇｐ３により登録入力がされたか否かを随時判定し（Ｓ９）、登録入力を待つ。
作業者は、設定本画面Ｇ３Ａに表示された条件で設定登録と溶接実行する、と決定したら、登録釦Ｇｐ３により登録する。

制御部１は、（Ｓ９）で登録入力有と判定したら、その時点の溶接条件に登録番号を付与し、記憶部３に記憶させる。また、次に実行する溶接加工条件として設定する（Ｓ１０）。

一方、モードＢにおいて設定本画面Ｇ３Ｂが表示されたら、作業者は、入力可能な「溶接速度」を含む設定可能な溶接条件について所望の数値や選択肢を設定入力する（ＳＳ１１）。
以下、モードＡの場合と同様に、制御部１は、登録入力有無を判定し（Ｓ１２）、登録入力有と判定したら、その時点の溶接条件に登録番号を付与し、記憶部３に記憶させる。また、次に実行する溶接加工条件として設定する（Ｓ１３）。

上述のように、設定支援装置５１は、作業者による溶接条件の設定入力を、手順に沿って表示する複数の画面上で実行可能としている。
特に、バランスを持った設定が難しい二つの溶接パラメータである「溶け込み深さ」に直接関係する「溶け込み率」と、「溶接速度」と、について、予めどちらを基準にして設定を進めていくかを、設定初期段階で専用の画面である目次画面Ｇ１を生成表示して選択設定させるようになっている。
これにより、ベテランの作業者はもちろんのこと、溶接知識及び経験の少ない作業者でも、要求される溶接品質と溶接効率とを満たすバランスのとれた溶接条件の設定が可能である。
また、設定操作に慣れの要素が介入する余地が少なく、設定が短時間で容易に行える。

また、溶接項目を設定する設定本画面Ｇ３を、設定中の溶接条件又は登録された溶接条件で溶接したときのビード断面形状の模式図である断面形状画像Ｇ８ａを含めて生成表示する。そして、断面形状画像Ｇ８ａには、断面形状に連動する溶接条件である形状関連情報Ｊ３の指示表示及び項目欄を、その断面形状の該当する部位に関連づけて表示する。指示表示は寸法線又は引き出し線とする。
これにより、ベテランの作業者はもちろんのこと、溶接知識及び経験の少ない作業者でも、確実に溶接条件を確実に把握でき、要件未達の項目を的確に把握できる。

また、断面形状に連動する溶接条件（複数の溶接項目の組）として、溶け込み幅Ｗ１を含めてある。
溶け込み幅Ｗ１は、内部形状であって、作業者が目視で確認できない項目である。この目視確認できない内部形状を表示することにより、溶接知識及び経験の少ない作業者でも、溶接条件の設定入力を容易に、かつ誤りなく行うことができる。

また、形状関連情報Ｊ３の内、調整可能な項目については、断面形状画像Ｇ８ａに関連づけた項目欄で直接設定入力を可能としている。
これにより、ベテランの作業者はもちろんのこと、溶接知識及び経験の少ない作業者でも、溶接条件の設定入力を容易に、かつ誤りなく行うことができる。

本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。

設定支援装置５１は、溶接ロボットＭのロボット制御装置ＣＴに含まれるものに限定されない。溶接ロボットＭとは別体で独立し、ロボット制御装置ＣＴと無線又は有線で通信可能として設定支援を行うものであってもよい。
目次画面Ｇ１などを表示する画像表示装置も、設定支援装置５１に備えられてなくてもよく、外部の装置として設定支援装置５１と無線又は有線で信号授受が可能となっているものでもよい。
記憶部３は、設定支援装置５１が備えるものでなくてもよく、外部に備えられたものでもよい。

１ 制御部
１ａ 中央処理装置（ＣＰＵ）、 １ｂ 検索部、 １ｃ 画像生成部
１ｄ 重畳画像生成部
２ 入出力部、 ２ａ 入力部、 ２ｂ 出力部
３ 記憶部
５１ 設定支援装置（溶接条件設定支援装置）
ＡＲ１ 溶接条件設定領域、 ＡＲ２ ノズル仕様設定領域
ＡＲ３ 登録済み設定条件表示領域、 ＡＲ４ 溶接ビード断面形状表示領域
Ａ１〜Ａｎ 材質、 Ｂ１〜Ｂ６ 継手
ＣＴ ロボット制御装置、 ＤＢ１ データベース
Ｅ１〜Ｅ４ 登録番号
Ｆ 溶接関連情報ファイル
Ｆ１ 形状データ情報ファイル
Ｆ１１〜Ｆ１６，Ｆ２１〜Ｆ２６，Ｆｎ１〜Ｆｎ６ 溶け込み形状データファイル、 Ｆｍ 数式情報ファイル、 Ｆｍａ〜Ｆｍｃ 関係式ファイル
Ｇ１ 目次画面
Ｇ１ａ〜Ｇ１ｆ 継手種類画像、 Ｇ１ｇ 入力用画像
Ｇ１ｇ１ 「溶け込み」表示、 Ｇ１ｇ２ 「速度」表示
Ｇ１ｍ１ 名称、 Ｇ１ｍ２ 模式図、 Ｇｐ１ プルダウン釦
Ｇｐ３ 登録釦
Ｇ２ 設定導入画面、 Ｇ２ａ 材質入力画像、 Ｇ２ｂ 板厚入力画像
Ｇ３，Ｇ３Ａ，Ｇ３Ｂ 設定本画面
Ｇ５，Ｇ５Ａ，Ｇ５Ｂ 溶接条件欄画像
Ｇ５ａ 設定項目欄、 Ｇ５ｂ 設定値欄、 Ｇ６ ノズル仕様画像
Ｇ６ａ 種類選択欄、 Ｇ６ｂ ノズル外観表示欄
Ｇ６ｃ ノズル仕様欄
Ｇ７ 登録条件一覧画像
Ｇ８，Ｇ８Ａ，Ｇ８Ｂ 溶接断面画像、 Ｇ８ａ 断面形状画像
Ｊ１ 入力情報
Ｊ３ 形状関連情報
Ｊ３ａ 「ビード幅Ｗ」項目、 Ｊ３ｂ 「ビード表面」項目
Ｊ３ｃ 「板厚ｔ」項目、 Ｊ３ｄ 「溶け込み深さＤ」項目
Ｊ３ｅ 「溶け込み幅Ｗ１」項目、 Ｊ３ｆ 「引張り強度ＦＴ」項目
Ｊ３ａ１,Ｊ３ｃ１〜Ｊ３ｅ１ 寸法線、 Ｊ３ｂ１ 引き出し線
Ｊ３ａ２〜Ｊ３ｆ２ 項目欄、 Ｊ３ａ３〜Ｊ３ｆ３ 設定欄
Ｍ 溶接ロボット
Ｍａ 腕部、 Ｍｂ 溶接トーチ、 Ｍｂ１ ノズル
Ｔｓ１ 「深さ→速度」テーブル（細目テーブル）
Ｔｓ２ 「速度→幅」テーブル（細目テーブル）
Ｔｓ３ 「幅→速度」テーブル（細目テーブル）
Ｔｓ４ 「速度→深さ＆幅」テーブル（細目テーブル）
Ｔ１〜Ｔ４８ 基本テーブル

Claims (10)

1. 複数の溶接項目の組として設定された溶接条件の複数種類と、前記溶接条件の複数種類それぞれで溶接したときのビード断面形状の画像データと、が紐づけして収められた形状データ情報ファイルを記憶する記憶部と、
   前記溶接条件を作業者が設定可能とする溶接条件欄画像を生成する画像生成部と、
   少なくとも設定中の前記溶接条件に対応する前記ビード断面形状の画像データを、前記形状データ情報ファイルから検索取得する検索部と、
   前記検索部が検索取得した前記画像データで示される前記ビード断面形状に、そのビード断面形状に関連づけ可能な前記溶接項目を形状関連情報として重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成部と、
   を備えたことを特徴とする溶接条件設定支援装置。
2. 前記重畳画像は、前記ビード断面形状における前記溶接項目に該当する部位に重畳された寸法線又は引き出し線の指示表示と、前記指示表示の近傍に重畳された前記溶接項目を特定する項目欄と、を含むことを特徴とする請求項１記載の溶接条件設定支援装置。
3. 前記画像生成部は、前記溶接条件欄画像と前記重畳画像とを含む設定画面の画像を生成することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の溶接条件設定支援装置。
4. 前記形状データ情報ファイルは、少なくとも継手と被溶接材の材質との組で分類されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶接条件設定支援装置。
5. 前記重畳画像の前記溶接項目として、前記ビード断面形状の溶け込み幅を含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載の溶接条件設定支援装置。
6. 複数の溶接項目の組として設定された溶接条件の複数種類と、前記溶接条件の複数種類それぞれで溶接したときのビード断面形状の画像データと、を紐づけして形状データ情報ファイルとする形状データ情報ファイル作成ステップと、
   少なくとも設定中の前記溶接条件に対応する前記ビード断面形状の画像データを、前記形状データ情報ファイルから検索取得する検索取得ステップと、
   前記検索取得ステップで取得した前記画像データで示される前記ビード断面形状に、そのビード断面形状に関連づけ可能な前記溶接項目を形状関連情報として重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成ステップと、
   を含むことを特徴とする溶接条件設定支援方法。
7. 前記重畳画像生成ステップは、前記重畳画像を、前記ビード断面形状における前記溶接項目に該当する部位に寸法線又は引き出し線の指示表示を重畳すると共に、前記指示表示の近傍に前記溶接項目を特定する項目欄を重畳して生成することを特徴とする請求項６記載の溶接条件設定支援方法。
8. 前記溶接項目に、前記ビード断面形状の溶け込み幅を含めて前記重畳画像を生成することを特徴とする請求項７記載の溶接条件設定支援方法。
9. 前記溶接条件を設定するための溶接条件欄画像と前記重畳画像とを含む設定画面の画像を生成する設定画面生成ステップを含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の溶接条件設定支援方法。
10. 前記形状データ情報ファイルを、少なくとも継手と被溶接材の材質との組で分類しておくことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の溶接条件設定支援方法。

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