JP2023094544A - 溶接システム及び溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接を行う人の負担を軽減する。【解決手段】本発明の一態様は、鋼材に沿って配置されたガイドレールを所定方向に移動しつつ前記鋼材を溶接する溶接ロボット、を制御する溶接システムであって、前記鋼材に設けられた建方治具の位置に関する建方治具位置情報と、前記溶接ロボットの位置を示すロボット位置情報と、を自動で取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部により取得された前記ロボット位置情報及び前記建方治具位置情報に基づき、前記建方治具に対する前記溶接ロボットの位置を示す相対情報を取得する相対情報取得部と、を備え、前記位置情報取得部は、前記建方治具の位置を取得するためのセンシング処理の結果に基づき、前記建方治具位置情報を取得する、ことを特徴とする溶接システムである。【選択図】図２２

Description

本発明は、溶接システム及び溶接方法に関する。

高層ビルなどの大型建築物には、角形の鋼管を溶接により継ぎ足して形成された鋼管柱が用いられている。角形の鋼管の継ぎ足しには、ガイドレールに沿って鋼管の周囲を巡回可能な溶接ロボットが利用される。具体的には、まず、鋼管同士を建方治具によって仮止めした状態で、溶接ロボットにより鋼管の初期溶接を行う。その後、建方治具を鋼管から取り外し、溶接ロボットにより鋼管の本溶接を行う。

初期溶接の際には、溶接ロボットと建方治具との接触を防止する必要がある。特許文献１においては、建方治具を鋼管の角部に取り付け、溶接ロボットが鋼管の角部に到達した際に、溶接ロボットの溶接トーチを建方治具と接触しない位置に移動させる。

特開平８－２２９６７６号公報

特許文献１においては、建方治具の取り付け位置が鋼管の角部に限定される。しかしながら、鋼管の角部は冷間曲げ加工により形成されるため、鋼管の他の部分よりも強度が弱くなる。建方治具を鋼管の角部に取り付けた場合、初期溶接後に建方治具を鋼管から取り外すことにより、鋼管の角部の強度がさらに低下する可能性がある。
上記の理由から、建方治具は鋼管の直線部に取り付けることが望ましい。しかしながら、建方治具を鋼管の直線部に取り付けた場合、建方治具の位置を把握することが難しく、溶接ロボットと建方治具との接触を防止するための機構が煩雑となる。したがって、このような場合であっても、溶接ロボットを容易且つ精度よく制御することが求められる。なお、このような事情は鋼管に限らず鋼材に共通であった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、建方治具を鋼材の任意の部分に取り付けた場合であっても、溶接ロボットを容易かつ精度よく制御することが可能な溶接システム及び溶接方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、鋼材に沿って配置されたガイドレールを所定方向に移動しつつ前記鋼材を溶接する溶接ロボット、を制御する溶接システムであって、前記鋼材に設けられた建方治具の位置に関する建方治具位置情報と、前記溶接ロボットの位置を示すロボット位置情報と、を自動で取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部により取得された前記ロボット位置情報及び前記建方治具位置情報に基づき、前記建方治具に対する前記溶接ロボットの位置を示す相対情報を取得する相対情報取得部と、を備え、前記位置情報取得部は、前記建方治具の位置を取得するためのセンシング処理の結果に基づき、前記建方治具位置情報を取得する、ことを特徴とする溶接システムである。

本発明によれば、建方治具を鋼材の任意の部分に取り付けた場合であっても、溶接ロボットを容易かつ精度よく制御することが可能な溶接システム及び溶接方法を提供することができる。

第１実施形態に係る溶接システムを示す全体図である。 第１実施形態に係る溶接システムの概要を説明するブロック図である。 第１実施形態に係る溶接ロボット及び撮影装置を示す斜視図である。 第１実施形態に係る溶接ロボットにおいて、溶接トーチが溶接位置にある状態を説明する側面図である。 第１実施形態に係る溶接ロボットにおいて、溶接トーチが退避位置にある状態を説明する側面図である。 第１実施形態に係る溶接ロボットにおいて、溶接トーチが正立溶接位置にある状態を示す正面図である。 第１実施形態に係る溶接ロボットにおいて、溶接トーチが傾斜溶接位置にある状態を示す正面図である。 第１実施形態に係る溶接ロボット及び撮影装置を示す斜視図である。 第１実施形態に係る溶接ロボット及び撮影装置を示す斜視図である。 第１実施形態に係るシステム制御装置のシステムブロック図である。 第１実施形態に係るシステム制御装置の制御部のシステムブロック図である。 第１実施形態に係る溶接トーチの動作を説明する図である。 第１実施形態におけるシステム制御装置が実行する処理の全体の流れの一例を示す第１のフローチャートである。 第１実施形態におけるシステム制御装置が実行する初期溶接処理の全体の流れの一例を示す第２のフローチャートである。 第１実施形態におけるシステム制御装置が実行する退避処理の流れの一例を示す第３のフローチャートである。 第１実施形態におけるセンシング処理を説明する図である。 第１実施形態における初期溶接処理を説明する図である。 第１実施形態における本溶接処理を説明する図である。 第２実施形態におけるセンシング処理を説明する図である。 第２実施形態における初期溶接処理を説明する図である。 第２実施形態における本溶接処理を説明する図である。 第１変形例における溶接システムの備える制御部の機能構成の一例を示す図。 第１変形例における対応情報が示す対応の内容の一例を示す図。 第１変形例における溶接システムの実行する処理の流れの一例を示すフローチャート。 第２変形例の制御部の機能構成の一例を示す図。 第３変形例における出力部の表示する画面の一例を示す図。 第３変形例におけるゲージの一例を示す図。 第３変形例における溶接システムが実行する処理の流れの一例を示すフローチャート。 第４変形例における溶接システムの備える制御部の機能構成の一例を示す図。 第４変形例における出力部の表示する画面の一例を示す図。

〔第１実施形態〕
以下、図１～１８を参照し、本発明の第１実施形態に係る溶接システム１００を説明する。以下説明の簡単のため鋼管を例として用いて溶接システム１００を説明するが、鋼管に限らず鋼材であれば鋼管に限らずどのようなものであってもよい。鋼管以外の鋼材は例えば平板や、Ｈ型鋼である。
図１に示されるように、溶接システム１００は、鉛直方向Ｄｖに並べて配置された鋼管８の端部同士を溶接するために用いられる。
鋼管８は、４つの円弧状の角部と、角部同士をそれぞれ接続する４つの直線部とを有する角形鋼管である。鋼管８は、鉛直方向Ｄｖに延びる。初期状態では、鋼管８は、建方治具９により仮止めされている。建方治具９は、鋼管８の直線部に取り付けられている。４つの建方治具９が、４つの直線部にそれぞれ取り付けられている。

〔溶接システムの概要〕
まず、図１及び図２を参照して、溶接システム１００の概要を説明する。溶接システム１００は、溶接ロボット１と、ガイドレール２と、撮影装置３と、溶接電源４と、ワイヤ送給装置５と、システム制御装置６と、を備える。

溶接ロボット１は、制御部３１と、複数のモータ３２と、溶接トーチ１３とを備える。制御部３１は、溶接ロボット１の動作を制御する。制御部３１は、システム制御装置６と通信可能に接続されており、システム制御装置６による制御を受けて溶接ロボット１の動作を制御する。なお、制御部３１は、システム制御装置６に設けられていても良い。
モータ３２は、溶接ロボット１を駆動させるモータである。モータ３２は、溶接ロボット１をガイドレール２に沿って移動させるサーボモータを含む。

溶接トーチ１３は、鋼管８の端部同士の溶接に用いられる。溶接トーチ１３による溶接は、例えばアーク溶接によって行われる。溶接トーチ１３内には、溶接ワイヤ１１３が配置されている。

図１に示されるように、ガイドレール２は、鋼管８に沿って配置される。ガイドレール２は、鋼管８の周方向に環状に、鋼管８を囲むように配置される。溶接ロボット１は、ガイドレール２に沿って移動可能である。
以下、溶接ロボット１がガイドレール２に沿って移動する方向を、走行方向Ｄｒと称する。すなわち、走行方向Ｄｒは、ガイドレール２が延びる方向である。また、鉛直方向Ｄｖ及び走行方向Ｄｒに直交する方向を、近接隔離方向Ｄｈと称する。例えば、鋼管８の直線部においては、近接隔離方向Ｄｈは、鋼管８の面に直交する方向である。

撮影装置３は、溶接ロボット１に取り付けられる。撮影装置３は、溶接前のセンシング処理において鋼管８の溶接部位、及び建方治具９を撮影する。また、撮影装置３は、溶接処理において溶接ロボット１による溶接の様子を撮影する。撮影装置３は、例えばカメラである。撮影装置３はシステム制御装置６と通信可能に接続されており、撮影装置３が取得した画像又は動画（以下、撮影結果と言う）はシステム制御装置６に送信される。

溶接電源４は、ワイヤ送給装置５へ電力を供給する。溶接電源４は、鋼管８と溶接トーチ１３との間に電圧を印加する。ワイヤ送給装置５は、溶接トーチ１３へ溶接ワイヤ１１３を供給する。溶接トーチ１３は、溶接トーチ用ケーブル８０を介して、ワイヤ送給装置５と接続される。

システム制御装置６は、溶接システム１００の動作を制御する。システム制御装置６は、具体的には、溶接ロボット１、溶接電源４及びワイヤ送給装置５の動作を制御する。 溶接ロボット１は、制御ケーブル７０を介して、システム制御装置６と接続される。制御ケーブル７０は、システム制御装置６が送信した信号であって溶接ロボット１を制御する制御信号を溶接ロボット１に伝送する。

〔溶接ロボットの構成〕
次に、図１及び図３を参照して、溶接ロボット１の構成を説明する。
溶接ロボット１は、本体部１１と、溶接トーチ１３と、支持部１４と、を備える。
本体部１１は、溶接ロボット１の基台である。本体部１１は、制御部３１及びモータ３２を備える。本体部１１は、ガイドレール２に取り付けられるスライド部１２を備える。溶接ロボット１は、スライド部１２がガイドレール２の上を摺動することで、走行方向Ｄｒに移動する。スライド部１２は、モータ３２（サーボモータ）が駆動することでガイドレール２の上を摺動する。

支持部１４は、本体部１１と溶接トーチ１３との間に設けられ、溶接トーチ１３を支持する。支持部１４は、ケース２１と、ブラケット２２と、パネル２３と、ホルダ２４と、を有する。
ケース２１は、本体部１１の外側を覆うように設けられる。ケース２１は、例えばケース２１の内部に構成された送り機構により、本体部１１に対して、近接隔離方向Ｄｈへ移動可能とされている。ケース２１とブラケット２２とにより、移動部３３が構成される。移動部３３は、ケース２１を本体部１１に対して近接隔離方向Ｄｈへ移動させることで、溶接トーチ１３を鋼管８に対して近接離隔させることができる。

ブラケット２２は、ケース２１に接続される。ブラケット２２は、ケース２１の下端から、鉛直方向Ｄｖの下方へ延びる。パネル２３は、ブラケット２２の下端に接続される。ホルダ２４は、パネル２３の下面に接続される。ホルダ２４に、溶接トーチ１３が支持されている。

パネル２３は、ブラケット２２に対して、走行方向Ｄｒに平行な軸線３４１回りに回動可能とされている。ブラケット２２とパネル２３とにより、第１の角度調整部３４が構成される。
ホルダ２４は、パネル２３に対して、パネル２３の表面と直交する軸線３５１回りに回動可能とされている。パネル２３とホルダ２４とにより、第２の角度調整部３５が構成される。

図４及び図５を参照して、第１の角度調整部３４について詳述する。
図４に示されるように、第１の角度調整部３４は、パネル２３のブラケット２２に対する角度を調整することで、溶接トーチ１３のねらい角Ａｗを調整する。ねらい角Ａｗは、溶接トーチ１３の先端に支持された溶接ワイヤ１１３の鉛直方向Ｄｖの向きである。ねらい角Ａｗは、鋼管８の溶接部位の状態に応じて適切に調整される。
なお、図４においては、溶接トーチ１３のねらい角Ａｗは調整されるものの、溶接トーチ１３の先端の溶接ワイヤ１１３は鋼管８の溶接部位に接触又は近接しており、溶接トーチ１３による鋼管８の溶接が可能となっている。溶接トーチ１３による溶接が可能な範囲内における溶接トーチ１３の位置を、溶接位置Ｐｗと称する。

また、本実施形態においては、図５に示されるように、第１の角度調整部３４は、溶接トーチ１３を、溶接位置Ｐｗから、溶接トーチ１３が建方治具９と干渉しない退避位置Ｐｒまで退避させる退避機構を兼ねている。すなわち、第１の角度調整部３４は、溶接トーチ１３を軸線３４１回りに大きく回動させることにより、溶接ワイヤ１１３を鋼管８の溶接部位から離間させ、退避位置Ｐｒまで移動させる。退避位置Ｐｒは、溶接ワイヤ１１３及びこれを支持する溶接トーチ１３の先端部が建方治具９と干渉しないときの溶接トーチ１３の位置である。

図６及び図７を参照して、第２の角度調整部３５について詳述する。
図６に示されるように、第２の角度調整部３５は、ホルダ２４のパネル２３に対する角度を調整することで、溶接トーチ１３のトーチ角Ａｔを調整する。トーチ角Ａｔは、溶接トーチ１３の先端に支持された溶接ワイヤ１１３の走行方向Ｄｒの向きである。トーチ角Ａｔは、鋼管８の溶接部位の状態、及び溶接ロボット１と建方治具９との相対位置に応じて適切に調整される。
図６においては、溶接トーチ１３のトーチ角Ａｔは０となっている。このときの溶接トーチ１３の位置を、正立溶接位置Ｐｗ０とする。すなわち、溶接トーチ１３が正立溶接位置Ｐｗ０に位置するとき、溶接トーチ１３は、溶接方向（走行方向Ｄｒ）に対して直角に正立し、溶接方向が双方向いずれであっても同条件で溶接を行うことができる。

また、図７に示されるように、第２の角度調整部３５は、溶接トーチ１３のトーチ角Ａｔを変更し、溶接トーチ１３を傾斜させて、溶接トーチ１３の先端を鋼管８と建方治具９との間に潜り込ませる。これにより、鋼管８のうち建方治具９に覆われる部分の溶接を行うことができる。このときの溶接トーチ１３の位置を、傾斜溶接位置Ｐｗ１とする。
なお、これらの角度調整部３４、３５は、いずれもモータ３２の駆動により動作する。

図８及び図９に示されるように、撮影装置３は、姿勢調整機構４０を介して溶接ロボット１に取り付けられる。撮影装置３は、溶接トーチ１３の姿勢に影響されない状態で溶接ロボット１に取り付けられている。姿勢調整機構４０及び撮影装置３は、溶接ロボット１の走行の際にも建方治具９と干渉しない位置に設けられる。

一対の撮影装置３及び一対の姿勢調整機構４０が、溶接ロボット１の幅方向の両側に設置される。なお、溶接ロボット１の幅方向とは、走行方向Ｄｒと平行な方向である。一対の撮影装置３を設けることにより、溶接ロボット１が走行方向Ｄｒの双方向いずれに向かって走行しても、一方の撮影装置３により溶接ロボット１の前方の溶接部位、すなわちこれから溶接する部位を撮影し、他方の撮影装置３により溶接ロボット１の後方の溶接部位、すなわち溶接された部位を撮影することができる。

図９に示されるように、姿勢調整機構４０は、レール４０１と、スライダ４０２と、アーム４０３と、マウント４０４とを有する。
レール４０１は、ケース２１に取り付けられる。レール４０１は、鉛直方向Ｄｖに沿って延びる。スライダ４０２は、レール４０１に、レール４０１に沿って移動可能に取り付けられる。スライダ４０２は、レール４０１の任意の位置で停止可能である。これにより、撮影装置３を、溶接ロボット１に対して鉛直方向Ｄｖの任意の位置へ移動させることができる。
アーム４０３は、スライダ４０２から延びる。アーム４０３の先端には、マウント４０４が取り付けられる。マウント４０４には、撮影装置３が支持される。撮影装置３は、マウント４０４に対して鉛直方向Ｄｖの軸線まわりに回動可能に取り付けられる。これにより、撮影装置３を、鉛直方向Ｄｖに沿った軸線回りの任意の角度に回動させることができる。
このように、撮影装置３は、溶接ロボット１に対して鉛直方向Ｄｖの任意の位置へ移動可能であり、かつ鉛直方向Ｄｖに沿った軸線回りの任意の角度に回動可能である。これにより、撮影装置３の撮影アングルの自由度を高めることができる。

また、スライダ４０２は、レール４０１の上方へ抜き出すことができる。これにより、撮影装置３は、溶接ロボット１から着脱可能である。

〔溶接システムの制御系〕
次に、図１０及び図１１を参照して、溶接システム１００の制御系について説明する。 図１０は、実施形態におけるシステム制御装置６のハードウェア構成の一例を示す図である。システム制御装置６は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ９１とメモリ９２とを備え、プログラムを実行する。システム制御装置６は、プログラムの実行によって制御部６１、通信部６２、入力部６３、記憶部６４及び出力部６５を備える装置として機能する。

より具体的には、システム制御装置６は、プロセッサ９１が記憶部６４に記憶されているプログラムを読み出し、読み出したプログラムをメモリ９２に記憶させる。プロセッサ９１が、メモリ９２に記憶させたプログラムを実行することによって、システム制御装置６は、制御部６１、通信部６２、入力部６３、記憶部６４及び出力部６５を備える装置として機能する。

制御部６１は、システム制御装置６が備える各種機能部の動作を制御する。制御部６１は、例えば溶接ロボット１の動作を制御する。制御部６１は、例えば溶接ロボット１に溶接を実行させる。制御部６１は、例えば溶接ロボット１の動作の制御に際して、溶接電源４の動作やワイヤ送給装置５の動作を制御することで溶接ロボット１の動作を制御することもある。制御部６１の他の機能については後述する。

通信部６２は、システム制御装置６を外部装置に接続するための通信インタフェースを含んで構成される。通信部６２は、有線又は無線を介して外部装置と通信する。外部装置は、例えば溶接ロボット１である。通信部６２は、例えば制御ケーブル７０を介して溶接ロボット１と通信する。通信部６２は、例えば溶接ロボット１に制御信号を送信する。外部装置は、例えば撮影装置３である。通信部６２は、撮影装置３との通信によって、撮影結果を取得する。外部装置は、例えば溶接電源４である。外部装置は、例えばワイヤ送給装置５である。

通信部６２は、例えば制御ケーブル７０を介して溶接ロボット１の位置に関する情報（以下、溶接ロボット位置情報と言う）を取得する。溶接ロボット位置情報は、例えば溶接ロボット１の移動に関するサーボモータ（モータ３２）の制御の目標値（以下、単に目標値とも言う）である。

入力部６３は、マウスやキーボード、タッチパネル等の入力装置を含んで構成される。入力部６３は、これらの入力装置をシステム制御装置６に接続するインタフェースとして構成されてもよい。入力部６３は、システム制御装置６に対する各種情報の入力を受け付ける。入力部６３には、例えば溶接の開始の指示が入力される。

記憶部６４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などのコンピュータ読み出し可能な記憶媒体装置を用いて構成される。記憶部６４は、システム制御装置６自体を含む溶接システム１００に関する各種情報を記憶する。記憶部６４は、例えば通信部６２又は入力部６３を介して入力された情報を記憶する。記憶部６４は、例えば制御部６１による処理の実行により生じた各種情報を記憶する。記憶部６４は、例えば撮影装置３が取得した撮影結果を記憶する。
記憶部６４は、例えば前記目標値（溶接ロボット位置情報）を記憶する。
記憶部６４は、予め建方治具９の形状を示す建方治具形状情報を記憶する。建方治具形状情報は、建方治具９の幅を示す幅情報を含む。建方治具形状情報は、建方治具９の側面であって鋼管８とは反対側の側面の高さ（以下、建方治具９の高さとも称する）、及び建方治具９の側面であって鋼管８側の側面の高さ（以下、建方治具９の底面の鋼管８からの高さとも称する）を示す高さ情報を含む。
記憶部６４は、予め、第２の角度調整部３５による軸線３５１回りの溶接トーチ１３の回動可能範囲（以下、トーチ角Ａｔの可動範囲とも称する）、及び溶接トーチ１３の先端の溶接ワイヤ１１３の可動な長さの範囲（以下、溶接トーチ１３の可動半径とも称する）を記憶する。
記憶部６４は、予め、溶接トーチ１３を溶接位置Ｐｗから退避位置Ｐｒへ移動させるための動作に関する退避動作情報を記憶する。退避動作情報は、例えば、溶接位置Ｐｗから退避位置Ｐｒへの溶接トーチ１３の回動量を含む。

出力部６５は、各種情報を出力する。出力部６５は、例えばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等の表示装置を含んで構成される。出力部６５は、これらの表示装置をシステム制御装置６に接続するインタフェースとして構成されてもよい。出力部６５は、例えば入力部６３に入力された情報を出力する。
出力部６５は、例えば制御部６１による処理の実行の結果を表示してもよい。例えば、出力部６５は、溶接トーチ１３が建方治具９と干渉しない退避位置Ｐｒに溶接トーチ１３を退避させているか否かとともに、溶接ロボット１により鋼管８のうち建方治具９に覆われる部分の溶接が行われているか否か、等を判別可能に表示してもよい。例えば、溶接ロボット１の各軸の現在位置をユーザインタフェースに表示しており、この表示の結果、ユーザは、溶接トーチ１３が退避位置Ｐｒに退避していることや、溶接ロボット１が鋼管８のうち建方治具９に覆われる部分の溶接を行っていることを判別できる。
また、出力部６５は、音声により、溶接トーチ１３が建方治具９と干渉しない退避位置Ｐｒに溶接トーチ１３を退避させているか否かとともに、溶接ロボット１により鋼管８のうち建方治具９に覆われる部分の溶接が行われているか否か、等を判別可能に出力してもよい。

図１１は、本実施形態における制御部６１の機能構成の一例を示す図である。制御部６１は、データ取得部６１０、溶接ロボット制御部６２０、記憶制御部６３０、入力制御部６４０及び出力制御部６５０を備える。

データ取得部６１０は、記憶部６４に記憶された撮影装置３の撮影結果を取得する。データ取得部６１０は、記憶部６４に記憶された溶接ロボット位置情報を取得する。データ取得部６１０は、記憶部６４に予め記憶されている建方治具形状情報を取得する。データ取得部６１０は、記憶部６４に予め記憶されているトーチ角Ａｔの可動範囲、及び溶接トーチ１３の可動半径を取得する。データ取得部６１０は、記憶部６４に予め記憶されている退避動作情報を取得する。

溶接ロボット制御部６２０は、溶接ロボット１の動作を制御する。溶接ロボット制御部６２０は、溶接実行制御部６２１、位置情報取得部６２２（取得部）、接触判定部６２３（判定部）、退避処理実行制御部６２４（制御部）及び溶接終了判定部６２５を備える。

溶接実行制御部６２１は、溶接ロボット１の動作を制御して溶接ロボット１に溶接を実行させる。溶接実行制御部６２１の制御により、溶接ロボット１はガイドレール２上を移動しつつ鋼管８の溶接を行う。

位置情報取得部６２２は、建方治具９の位置に関する情報である建方治具位置情報を取得する。

建方治具位置情報の取得について詳述する。
例えば、建方治具９の幅方向の中央の位置にマーカを付しておく。マーカの一例は、ＱＲコード（登録商標）（Quick Response Code）である。なお、建方治具９の幅方向とは、走行方向Ｄｒと平行な方向である。溶接前のセンシング処理において、溶接ロボット１をガイドレール２に沿って移動させながら、撮影装置３により建方治具９に付されたマーカを撮影する。撮影装置３が取得した撮影結果は、通信部６２を介して記憶部６４に記憶される。なお、例えば、撮影装置３による撮影の開始時に、走行方向Ｄｒに沿う軸（１次元の座標）の原点を設定する。軸の原点は、任意に設定可能であり、記憶部６４に記憶されている。例えば、軸の原点は、入力部６３に撮影の開始の指示が入力された時における溶接ロボット１の位置とすることができる。
位置情報取得部６２２は、記憶部６４及びデータ取得部６１０を介して撮影装置３から撮影結果を取得する。位置情報取得部６２２は、撮影装置３が取得した撮影結果に対して画像認識処理を行うことによって、マーカの位置を特定する。マーカの位置は、上記１次元の座標で示される。位置情報取得部６２２は、このマーカの位置を、建方治具位置情報として取得する。すなわち、この場合、建方治具位置情報は、建方治具９の幅方向の中央の位置である。建方治具９の幅方向の中央の位置は、上記１次元の座標で示される。

また、位置情報取得部６２２は、記憶部６４及びデータ取得部６１０を介して、溶接ロボット位置情報を取得する。
また、位置情報取得部６２２は、記憶部６４及びデータ取得部６１０を介して、建方治具形状情報を取得する。

位置情報取得部６２２は、溶接トーチ１３が建方治具９に接触するときの溶接ロボット１の位置（以下、接触位置とも称する）に関する情報である接触位置情報を取得する。具体的には、位置情報取得部６２２は、建方治具位置情報（上記においては建方治具９の幅方向の中央の位置）と、建方治具形状情報に含まれる幅情報とに基づき、溶接ロボット１の接触位置を算出する。溶接ロボット１の接触位置は、上記１次元の座標で示される。

位置情報取得部６２２は、溶接トーチ１３を傾斜させて鋼管８のうち建方治具９で覆われる部分の溶接を開始するときの溶接ロボット１の位置（以下、傾斜溶接開始位置とも称する）に関する情報である傾斜溶接開始位置情報を取得する。具体的には、位置情報取得部６２２は、溶接ロボット１の接触位置から、上記１次元の座標において所定の余裕代αだけ手前の位置を、溶接ロボット１の傾斜溶接開始位置として算出する。溶接ロボット１の傾斜溶接開始位置は、上記１次元の座標で示される。なお、所定の余裕代αは、予め記憶部６４に記憶されている。

なお、位置情報取得部６２２は、建方治具位置情報、接触位置情報、及び傾斜溶接開始位置情報を、後述する初期溶接処理の開始前に取得してもよい。

接触判定部６２３は、接触位置情報又は傾斜溶接開始位置情報と、溶接ロボット位置情報とに基づき、溶接を続けると溶接トーチ１３が建方治具９に接触するか否かを判定する接触判定処理を実行する。

接触判定処理について詳述する。
例えば、接触判定部６２３は、位置情報取得部６２２に接触位置情報又は傾斜溶接開始位置情報を取得させる。接触判定部６２３は、位置情報取得部６２２に溶接ロボット位置情報を取得させ、取得された溶接ロボット位置情報に基づいて、走行中の溶接ロボット１の位置（以下、走行位置とも言う）を推定する。走行位置は、上記１次元の座標で示される。接触判定部６２３は、推定される走行位置と、接触位置情報又は傾斜溶接開始位置情報とに基づき、溶接を続けると溶接トーチ１３が建方治具９に接触するか否かを判定する。例えば、接触判定部６２３は、溶接ロボット１の走行位置が傾斜溶接開始位置に到達したか否かを判定することで、溶接を続けると溶接トーチ１３が建方治具９に接触するか否かを判定する。接触判定部６２３は、溶接ロボット１の走行位置が接触位置に到達したか否かを判定することで、溶接を続けると溶接トーチ１３が建方治具９に接触するか否かを判定してもよい。

退避処理実行制御部６２４は、退避処理を実行する。退避処理は、溶接トーチ１３を、溶接位置Ｐｗから、溶接トーチ１３が建方治具９と干渉しない退避位置Ｐｒに退避させる処理を含む。退避処理は、溶接トーチ１３を傾斜させて、鋼管８のうち建方治具９で覆われる部分の溶接を行う処理を含む。

退避処理について、図１２を参照して詳述する。
退避処理実行制御部６２４は、溶接ロボット１の走行位置が傾斜溶接開始位置に到達したと判定されると、第２の角度調整部３５により溶接トーチ１３のトーチ角Ａｔを変更させながら（溶接位置Ｐｗ１）、鋼管８のうち建方治具９で覆われる部分の前半分の溶接を行う。なお、このとき、溶接ロボット１の移動は中断しない。具体的には、退避処理実行制御部６２４は、記憶部６４及びデータ取得部６１０を介して、建方治具形状情報を取得する。退避処理実行制御部６２４は、記憶部６４及びデータ取得部６１０を介して、トーチ角Ａｔの可動範囲及び溶接トーチ１３の可動半径を取得する。退避処理実行制御部６２４は、建方治具形状情報に含まれる幅情報及び高さ情報と、トーチ角Ａｔの可動範囲と、溶接トーチ１３の可動半径とに基づき、鋼管８のうち建方治具９で覆われる部分の前半分の溶接を行うよう制御する。

上記前半分の溶接が終了すると、退避処理実行制御部６２４は、溶接ロボット１を停止させるとともに、溶接ロボット１による溶接を中断する。退避処理実行制御部６２４は、第２の角度調整部３５により溶接トーチ１３のトーチ角Ａｔを０まで戻し、第１の角度調整部３４により溶接トーチ１３を溶接位置Ｐｗ（Ｐｗ１）から退避位置Ｐｒに退避させる。具体的には、退避処理実行制御部６２４は、記憶部６４及びデータ取得部６１０を介して、退避動作情報を取得する。退避処理実行制御部６２４は、退避動作情報に基づき、溶接トーチ１３を溶接位置Ｐｗから退避位置Ｐｒへ移動させる。
その後、退避処理実行制御部６２４は、溶接ロボット１を走行方向Ｄｒに所定距離だけ移動させ、建方治具９を跨いで通過させる。すなわち、退避処理実行制御部６２４は、位置情報取得部６２２により取得された建方治具形状情報に含まれる幅情報に基づき、溶接トーチ１３が建方治具９に接触しない位置まで溶接ロボット１を走行方向Ｄｒに移動させる。

溶接ロボット１を所定距離だけ移動させると、退避処理実行制御部６２４は、溶接ロボット１の移動を停止させ、第１の角度調整部３４により溶接トーチ１３を退避位置Ｐｒから溶接位置Ｐｗ（Ｐｗ２）まで、鋼管８に接近させる。退避処理実行制御部６２４は、溶接ロボット１の移動を再開させ、第２の角度調整部３５により溶接トーチ１３のトーチ角Ａｔを変更させながら（溶接位置Ｐｗ２）、鋼管８のうち建方治具９で覆われる部分の溶接を行う。退避処理実行制御部６２４は、建方治具形状情報に含まれる幅情報及び高さ情報と、トーチ角Ａｔの可動範囲と、溶接トーチ１３の可動半径とに基づき、鋼管８のうち建方治具９で覆われる部分の後半分の溶接を行うよう制御する。

溶接終了判定部６２５は、初期溶接終了条件が満たされるか否かを判定する。初期溶接終了条件は、溶接ロボット１による初期溶接を終了する条件である。初期溶接終了条件は、例えば、溶接ロボット１が予め定められた位置（以下、溶接終了位置とも言う）に到達した、という条件である。この場合、溶接終了判定部６２５は、例えば位置情報取得部６２２に溶接ロボット位置情報を取得させ、取得された溶接ロボット位置情報に基づいて、走行中の溶接ロボット１の位置（走行位置）を推定する。溶接終了判定部６２５は、推定される走行位置が溶接終了位置か否かを判定することで、初期溶接終了条件が満たされたか否かを判定する。
なお、初期溶接終了条件は、例えば溶接ロボット１による溶接が開始されてから所定の時間経過した、という条件であってもよい。

記憶制御部６３０は、各種情報を記憶部６４に記録する。記憶制御部６３０は、例えば制御部６１の動作によって生じた各種情報を記憶部６４に記録する。制御部６１の動作によって生じた情報は、例えば溶接ロボット制御部６２０による溶接ロボット１の制御の内容を示す情報である。

入力制御部６４０は、入力部６３の動作を制御する。
出力制御部６５０は、出力部６５の動作を制御する。例えば、出力制御部６５０は、溶接トーチ１３が建方治具９と干渉しない退避位置Ｐｒに溶接トーチ１３を退避させているか否かとともに、溶接ロボット１により鋼管８のうち建方治具９に覆われる部分の溶接が行われているか否か、等を判別可能に出力部６５に表示させる。出力制御部６５０は、出力部６５に、音声により、溶接トーチ１３が建方治具９と干渉しない退避位置Ｐｒに溶接トーチ１３を退避させているか否かとともに、溶接ロボット１により鋼管８のうち建方治具９に覆われる部分の溶接が行われているか否か、等を判別可能に出力させてもよい。

〔溶接システムが実行する制御例〕
図１３～１８を参照して、溶接システムが実行する制御例について説明する。
図１３は、本実施形態におけるシステム制御装置６が実行する処理の全体の流れの一例を示す第１のフローチャートである。

まず、溶接の事前準備として、溶接部位の形状及び状態や、建方治具９の位置を把握するためのセンシング処理Ｓ１が行われる。
まず、溶接ロボット１をガイドレール２に沿って移動させながら、撮影装置３により、鋼管８の溶接部位の全周を連続して撮影する（ステップＳ１０１）。例えば、撮影装置３による撮影の開始時に、走行方向Ｄｒに沿う軸（１次元の座標）の所定位置を原点として登録し、原点位置から溶接ロボット１を一周させる。撮影装置３で撮影した溶接部位の画像に対して画像処理を行って、溶接部位の形状（例えば、鋼管８の角部の情報）や状態（例えば、開先情報）を判別する。
また、位置情報取得部６２２は、撮影装置３による撮影結果を用いて、建方治具位置情報を取得する（ステップＳ１０２）。

図１６に示されるように、鋼管８の溶接部位は、建方治具９により４つの区画Ｒｎ（Ｒ１～Ｒ４）に分割されている。センシング処理Ｓ１は、溶接部位の全周、すなわち区画Ｒ１からＲ４までの全周を連続して行われる。

センシング処理Ｓ１が終了すると、建方治具９により鋼管８を仮止めした状態で、鋼管８の端部同士を溶接する初期溶接処理Ｓ２が行われる。初期溶接処理Ｓ２においては、建方治具９の位置で退避処理が実行される。これにより、建方治具９が鋼管８に取り付けられていても、溶接ロボット１を、建方治具９との接触を防止しつつ建方治具９を跨いで通過させることができ、建方治具９を跨いだ連続的な溶接を行うことができる。

具体的には、従来は、区画Ｒ１～Ｒ４毎に初期溶接が行われていた。すなわち、例えば、区画Ｒ１について初期溶接を行い、その後、建方治具９を避けるために溶接トーチ１３を一旦取り外して溶接ロボット１を次の区画Ｒ２に移動させ、溶接トーチ１３を再度取り付け、区画Ｒ２について初期溶接を行う、という作業が繰り返されていた。
本実施形態においては、建方治具９の位置で退避処理を実行することにより、図１７に示されるように、例えば、区画Ｒ２、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ３の順に、鋼管８の溶接部位の全周の初期溶接を連続して行うことができる（溶接Ｗ１～溶接Ｗ４）。

なお、鋼管８の全周溶接は、基本的に、複数回繰り返される。例えば、鋼管８の溶接部位の一周分の溶接Ｗ１～溶接Ｗ４を連続して行った後、溶接ロボット１の走行方向を反転させて、区画Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１、Ｒ２の順に、鋼管８の溶接部位の一周分の溶接Ｗ５～溶接Ｗ８を連続して行うことが好ましい。このように、溶接ロボット１の走行方向を一周毎に反転させることにより、制御ケーブル７０や溶接トーチ用ケーブル８０の鋼管８への巻き付きを防止できる。
なお、初期溶接処理Ｓ２の詳細は後述する。

初期溶接処理Ｓ２により鋼管８の溶接に所定の強度が得られると、初期溶接処理Ｓ２は終了する。初期溶接処理Ｓ２は、例えば、鋼管８の溶接部位の全周溶接が予め決められた回数行われたときに、終了すると判断される。

初期溶接処理Ｓ２が終了すると、建方治具９を鋼管８から取り外し、この状態で鋼管８の端部同士を溶接する本溶接処理Ｓ３が行われる。
図１８に示されるように、本溶接処理Ｓ３は、鋼管８の溶接部位の全周を連続して行われる。本溶接処理Ｓ３においては、退避処理を実施しない。また、鋼管８の全周溶接は、基本的に、複数回繰り返される。初期溶接処理Ｓ２と同様に、本溶接処理Ｓ３においても、制御ケーブル７０や溶接トーチ用ケーブル８０の鋼管８への巻き付きを防止するために、溶接ロボット１の走行方向を一周毎に反転させて溶接（溶接Ｗ１～Ｗ３）を行うことが好ましい。

初期溶接処理Ｓ２について、図１４を参照して詳述する。
図１４は、本実施形態におけるシステム制御装置６が実行する初期溶接処理Ｓ２の全体の流れの一例を示す第２のフローチャートである。

まず、入力部６３に初期溶接の開始の指示が入力される（ステップＳ２０１）。初期溶接の開始の指示は、例えばユーザによって入力部６３に入力される。次に、溶接実行制御部６２１が溶接ロボット１の動作を制御して溶接ロボット１に溶接を開始させる（ステップＳ２０２）。溶接ロボット１は、ガイドレール２に沿って移動しながら鋼管８の溶接を行う。このとき、溶接トーチ１３は溶接位置Ｐｗとなっている。

次に、位置情報取得部６２２は、溶接ロボット位置情報を取得する（ステップＳ２０３）。接触判定部６２３は、建方治具位置情報と、溶接ロボット位置情報と、幅情報とを用いて、溶接を続けると溶接トーチ１３が建方治具９に接触するか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
溶接を続けても溶接トーチ１３が建方治具９に接触しないと判定される場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、溶接終了判定部６２５は初期溶接終了条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ２０５）。初期溶接終了条件が満たされた場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、溶接実行制御部６２１は、溶接ロボット１に溶接の中止を指示し、初期溶接処理Ｓ２が終了する（ステップＳ２０６）。
一方、初期溶接終了条件が満たされない場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、ステップＳ２０３の処理に戻る。この場合、溶接ロボット１による溶接は継続される。

一方、溶接を続けると溶接トーチ１３が建方治具９に接触すると判定される場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、退避処理実行制御部６２４に退避処理の実行の指示が入力され、退避処理実行制御部６２４は、退避処理を実行する（ステップＳ２０７）。退避処理が終了すると、ステップＳ２０３の処理に戻る。

退避処理（ステップＳ２０７）について、図１５を参照して詳述する。
図１５は、本実施形態におけるシステム制御装置６が実行する退避処理の流れの一例を示す第３のフローチャートである。

まず、退避処理実行制御部６２４は、退避処理の実行の指示を受けると、溶接トーチ１３のトーチ角Ａｔを変更させながら、鋼管８のうち建方治具９に覆われる部分の前半分を溶接する（ステップＳ２１１）。その後、退避処理実行制御部６２４は、溶接ロボット１を停止し、溶接を中断する。また、退避処理実行制御部６２４は、溶接トーチ１３のトーチ角Ａｔを０に戻し、溶接トーチ１３を溶接位置Ｐｗから退避位置Ｐｒに移動させる（ステップＳ２１２）。その後、退避処理実行制御部６２４は、溶接ロボット１を走行方向Ｄｒに所定距離だけ移動させ、建方治具９を跨いで通過させる（ステップＳ２１３）。その後、退避処理実行制御部６２４は、溶接ロボット１を再度停止させ、溶接トーチ１３を退避位置Ｐｒから溶接位置Ｐｗに戻す（ステップＳ２１４）。その後、退避処理実行制御部６２４は、溶接ロボット１の移動を再開させ、溶接トーチ１３のトーチ角Ａｔを変更させながら、鋼管８のうち建方治具９に覆われる部分の後半分を溶接する（ステップＳ２１５）。これにより、退避処理が終了する。

本実施形態に係る溶接システム１００は、鋼管８に沿って配置されたガイドレール２を移動しつつ鋼管８を溶接する溶接ロボット１、を制御するための溶接システム１００であって、鋼管８に取り付けられた建方治具９の位置に関する建方治具位置情報を取得する位置情報取得部６２２を備える。
したがって、建方治具９を、例えば鋼管８の直線部を含む、鋼管８の任意の部分に取り付けた場合であっても、位置情報取得部６２２により建方治具９の位置に関する建方治具位置情報を取得し、この建方治具位置情報に基づき溶接ロボット１を容易かつ精度よく制御することが可能となる。

また、溶接システム１００は、位置情報取得部６２２により取得された建方治具位置情報を用い、溶接を続けると溶接トーチ１３が建方治具９に接触するか否かを判定する接触判定部６２３を備える。
これにより、溶接ロボット１による鋼管８の溶接中における、建方治具９と溶接トーチ１３との接触の可能性を自動的に判定することができる。

また、溶接システム１００は、接触判定部６２３が溶接を続けると溶接トーチ１３が建方治具９に接触すると判定した場合に、溶接トーチ１３が建方治具９と干渉しない退避位置Ｐｒに溶接トーチ１３を退避させる退避処理実行制御部６２４を備える。
建方治具９の位置では溶接トーチ１３を一時的に退避位置Ｐｒとすることで、溶接ロボット１を、建方治具９との接触を防止しつつ建方治具９を跨いで通過させることができる。したがって、建方治具９を跨いだ連続的な溶接を行うことができ、作業効率を向上させることができる。

また、位置情報取得部６２２は、建方治具位置情報とともに、建方治具９の幅を示す幅情報を取得する。
幅情報の取得により、建方治具９の配置をより正確に把握することができるため、建方治具９と溶接ロボット１との接触をより確実に防止することができる。

また、溶接システム１００は、位置情報取得部６２２により取得された建方治具位置情報及び幅情報に基づき、溶接トーチ１３を傾斜させて、鋼管８のうち建方治具９で覆われる部分の溶接を行う退避処理実行制御部６２４を備える。
これにより、鋼管８のうち建方治具９で覆われる部分の溶接を、通常の鋼管８の溶接（すなわち、鋼管８のうち建方治具９で覆われていない部分の溶接）と連続して行うことができる。したがって、鋼管８のうち建方治具９で覆われる部分を個別に溶接する作業が不要となり、作業効率を向上させることができる。

また、溶接システム１００は、溶接トーチ１３が建方治具９と干渉しない退避位置Ｐｒに溶接トーチ１３を退避させているか否か、又は、鋼管８のうち建方治具９で覆われる部分の溶接が行われているか否か、を判別可能に出力部６５に表示させる出力制御部６５０、を備える。
これにより、ユーザは、溶接トーチ１３が退避位置Ｐｒに退避していることや、溶接ロボット１が鋼管８のうち建方治具９に覆われる部分の溶接を行っていることを容易に判別できる。

また、溶接システム１００は、溶接ロボット１に取り付けられる撮影装置３をさらに備え、位置情報取得部６２２は、撮影装置３が取得した撮影結果に基づき、建方治具位置情報を取得する。
また、溶接システム１００は、建方治具９の幅方向における中央の位置に付されたマーカ、を備え、位置情報取得部６２２は、撮影装置３がマーカを撮影して取得した撮影結果に基づき、建方治具位置情報を取得する。
これにより、撮影装置３が取得した撮影結果を用いて、建方治具位置情報を自動的に取得することができる。

〔第２実施形態〕
以下、図１９～２１を参照し、本発明の第２実施形態に係る溶接システム１００を説明する。
本実施形態においては、溶接システム１００は２台の溶接ロボット１を備える。１つのガイドレール２に２台の溶接ロボット１を設置し、鋼管８の溶接を半周ずつ分担させる。すなわち、１台の溶接ロボット１は鋼管８の半周の溶接を行う。なお、本実施形態の溶接システム１００の構成及び作用は、２台の溶接ロボット１を備える点を除き、第１実施形態の溶接システム１００と同様であるため、重複する説明は省略する。

第１実施形態と同様に、初期状態では、鋼管８は建方治具９により仮止めされている。鋼管８の溶接部位は、建方治具９により区画Ｒ１～Ｒ４に分割されている。
図１９に示されるように、本実施形態では、区画Ｒ３および区画Ｒ２を領域Ａとし、区画Ｒ４および区画Ｒ１を領域Ｂとする。溶接ロボット１を、領域Ａ、Ｂにそれぞれ配置する。ただし、２台の溶接ロボット１は、同じガイドレール２を共用している。

センシング処理Ｓ１においては、２台の溶接ロボット１が領域Ａ、Ｂのそれぞれを走行し、２台の溶接ロボット１により、鋼管８の溶接部位の半周のセンシングが並行して行われる。

図２０に示されるように、初期溶接処理Ｓ２においては、２台の溶接ロボット１が領域Ａ、Ｂのそれぞれを走行し、２台の溶接ロボット１により、鋼管８の溶接部位の半周の初期溶接が並行して行われる。

すなわち、領域Ａでは、例えば、一方の溶接ロボット１により、区画Ｒ３の溶接Ｗ１と、区画Ｒ２の溶接Ｗ２とが連続して行われる。その後、溶接ロボット１の走行方向を反転させて、区画Ｒ２の溶接Ｗ３と、区画Ｒ３の溶接Ｗ４とが連続して行われる。
領域Ｂでは、例えば、他方の溶接ロボット１により、区画Ｒ１の溶接Ｗ１と、区画Ｒ４の溶接Ｗ２とが連続して行われる。その後、溶接ロボット１の走行方向を反転させて、区画Ｒ４の溶接Ｗ３と、区画Ｒ１の溶接Ｗ４とが連続して行われる。
領域Ａ、領域Ｂのいずれにおいても、初期溶接処理Ｓ２においては、建方治具９の位置で退避処理が実行される。

図２１に示されるように、初期溶接処理Ｓ２により鋼管８の溶接に所定の強度が得られたら、建方治具９を鋼管８から取り外し、本溶接処理Ｓ３が行われる。本溶接処理Ｓ３においては、２台の溶接ロボット１が領域Ａ、Ｂのそれぞれを走行し、２台の溶接ロボット１により、鋼管８の溶接部位の半周の本溶接が並行して行われる。本溶接処理Ｓ３においては、退避処理を実施しない。

本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
すなわち、建方治具９を、例えば鋼管８の直線部を含む、鋼管８の任意の部分に取り付けた場合であっても、建方治具９の位置に関する建方治具位置情報を取得し、この建方治具位置情報に基づき溶接ロボット１を容易かつ精度よく制御することが可能となる。
また、本実施形態においては、２台の溶接ロボット１で鋼管８の溶接を半周ずつ分担するため、作業時間を半減させることが可能であり、作業効率をさらに向上することができる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上記実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。

上記実施形態においては、建方治具９にマーカを付しておき、撮影装置３により建方治具９に付されたマーカを撮影することにより、建方治具位置情報を取得する形態を説明したが、本発明はこれに限られない。
例えば、建方治具９にマーカを付さずに、撮影装置３からの距離が鋼管８と建方治具９とで異なることを利用して、撮影装置３が取得した撮影結果から距離情報を取得することにより、建方治具位置情報を取得してもよい。

また、上記実施形態においては、位置情報取得部６２２は、建方治具９の幅方向の中央の位置を建方治具位置情報として取得したが、本発明はこれに限られない。
例えば、位置情報取得部６２２は、溶接ロボット１の幅方向の中央の位置と建方治具９の幅方向の中央の位置とが鉛直方向Ｄｖに沿って見て一致する場合における、溶接ロボット１の位置を、建方治具位置情報として取得してもよい。

また、上記実施形態においては、位置情報取得部６２２は、撮影装置３が取得した撮影結果に対して画像認識処理を行うことによって、建方治具位置情報を取得したが、本発明はこれに限られない。
例えば、ユーザが、入力部６３を介して、建方治具９の位置を手動で登録してもよい。この場合、位置情報取得部６２２は、入力部６３及びデータ取得部６１０を介して、ユーザが入力した登録位置を建方治具位置情報として取得する。

また、上記実施形態においては、第１の角度調整部３４が溶接トーチ１３を軸線３４１回りに大きく回動させることにより、溶接トーチ１３を溶接位置Ｐｗから退避位置Ｐｒまで移動させる。しかしながら、第１の角度調整部３４による溶接トーチ１３の回動に加えて、移動部３３によりケース２１を本体部１１に対して鋼管８から離れる方向へ移動させることにより、溶接トーチ１３をさらに退避させてもよい。

また、上記実施形態において、移動部３３、第１の角度調整部３４、第２の角度調整部３５、及び姿勢調整機構４０は、手動またはモータ駆動のいずれでもよい。モータ駆動であれば自動化に好適であるが、手動とすれば構造の簡素化が可能である。

〔第１変形例〕
上述したように第１実施形態及び第２実施形態の溶接システム１００は、溶接ロボット１ごとに一対の撮影装置３を備える。そのため、溶接ロボット１ごとに撮影装置３のどちらを使用するかを状況に応じて選択して用いることが行われてもよい。そこで、第１実施形態及び第２実施形態の溶接システム１００では、一対の撮影装置３のどちらを使用して撮影を行うかを状況に応じて選択する処理が実行されてもよい。第２実施形態の溶接システム１００においては第１実施形態の溶接システム１００で実行される処理が溶接ロボット１ごとに行われてもよい。そこでここでは、第１実施形態の溶接システム１００を例に、一対の撮影装置３のどちらを使用して撮影を行うかを状況に応じて選択する処理の一例を説明する。

以下、状況に応じて使用する撮影装置３の選択を行う溶接システム１００の備える制御部６１を制御部６１ａとして説明を行う。

なお、上述したように以下の説明では、簡単のため、溶接システム１００を用いて、撮影装置３のどちらを使用するかを状況に応じて選択する溶接システムの一例を説明する。しかしながら、このような選択の処理は、建方治具の取り付けられた鋼材に沿って配置されたガイドレールを所定方向に移動しつつ鋼材を溶接する溶接ロボットを制御することで前記鋼材の溶接を行う溶接システムであって、一対の撮影装置３を備える溶接システムであればどのような溶接システムで実行されてもよい。なお鋼管８は鋼材の一例である。

なお以下、第１実施形態の溶接システム１００が備える各機能と同様の機能を有するものについては図１～図１８と同じ符号を用いることで説明を省略する。したがって、制御部６１ａについても、制御部６１が備える各機能と同様の機能を有するものについては図１～図１８と同じ符号を用いることで説明を省略する。

図２２は、第１変形例における溶接システム１００の備える制御部６１ａの機能構成の一例を示す図である。制御部６１ａは、撮影装置選択部６６０を備える点と、撮影制御部６７０を備える点とで、制御部６１と異なる。撮影装置選択部６６０は、位置情報取得部６２２の取得した建方治具位置情報及び溶接ロボット位置情報に基づき、鋼管８に形成された開先を検出する撮影装置３を決定する。

撮影装置選択部６６０は、相対情報取得部６６１と、決定部６６２とを備える。相対情報取得部６６１は、ロボット位置情報及び建方治具位置情報に基づき、建方治具９に対する溶接ロボット１の位置を示す情報である相対情報を取得する。

相対情報は、例えば、建方治具９から見た所定方向の側である治具中心所定方向側と、建方治具９から見て治具中心所定方向側とは反対側である治具中心反対方向側とのいずれに溶接ロボット１の位置が属するかを示すことで、溶接ロボット１の位置を示してもよい。

なお、相対情報取得部６６１は、ロボット位置情報及び建方治具位置情報に基づき、ロボット位置情報の示す位置が、治具中心所定方向側と治具中心反対方向側とのいずれに属するかを判定してもよい。このような場合、相対情報取得部６６１は、このような判定の結果を相対情報として取得する。

決定部６６２は、相対情報を用いて、鋼管８に形成された開先を検出する撮影装置３を第１撮影装置と第２撮影装置とのいずれか一方に決定する。第１撮影装置は、溶接ロボット１の所定方向の側であるロボット所定方向側に位置する撮影装置３である。第２撮影装置は、溶接ロボット１のロボット所定方向側とは反対側に位置する撮影装置３である。所定方向は、例えば図１や図３に記載の走行方向Ｄｒである。

所定方向が走行方向Ｄｒである場合、例えば図３又は図１の一対の撮影装置３のうち、基準面を挟んで走行方向Ｄｒ側に位置する撮影装置３が第１撮影装置の一例である。基準面は、溶接ロボット１を貫く面であり鉛直方向Ｄｖに平行であり近接隔離方向Ｄｈに垂直な面である。この場合、基準面を挟んで走行方向Ｄｒの反対側に位置する撮影装置３が第２撮影装置である。したがって、この場合、ロボット所定方向側は、基準面を挟んで走行方向Ｄｒ側である。そのため、第１撮影装置の一例は後述する図２７における撮影装置３－１であり、第２撮影装置の一例は後述する図２７における撮影装置３－２である。

決定部６６２は、例えば、相対情報にくわえてさらに、予め得られた対応情報にも基づいて、鋼管８に形成された開先を検出する撮影装置３を第１撮影装置と前記撮影装置とのいずれか一方に決定してもよい。対応情報は、溶接ロボット１の位置と、溶接ロボット１の位置において鋼管８に形成された開先を検出する撮影装置３として用いられる撮影装置３との対応関係を示す情報である。

図２３は、第１変形例における対応情報が示す対応の内容の一例を示す図である。図２３の区間Ｋ１～区間Ｋ８の各区間は、溶接ロボット１の移動可能な区間（以下「移動区間」という。）である。なお図２３の例において移動区間は、それぞれ建方治具９に対してどのような位置関係にあるか、という規則で定義された区間である。具体的には、移動区間Ｋ１～Ｋ８は、鋼管８の各直線部を各直線部に設けられた建方治具９を中心に左側と右側とで区分けした結果である。図２３の例では、鋼管８が４つの直線部を有するので、各直線部が左側の区間と右側の区間との２つの区間に分けられて、合計８つの区間が示されている。

図２３は、区間Ｋ１～Ｋ８の各区間で鋼管８に形成された開先を検出する撮影装置３として用いられる撮影装置３を示す。具体的には、図２３は、区間Ｋ１、Ｋ３、Ｋ５及びＫ７の各移動区間では、第２撮影装置が鋼管８に形成された開先を検出する撮影装置３として用いられることを示す。図２３は、区間Ｋ２、Ｋ４、Ｋ６及びＫ８の各移動区間では、第１撮影装置が鋼管８に形成された開先を検出する撮影装置３として用いられることを示す。

図２３の位置Ｅ１は、建方治具９の始終端の位置を示す。図２３の位置Ｅ２は、鋼管８の曲線部の中間点の位置を示す。図２３の位置Ｅ３は、鋼管８の曲線部の始終端点の位置を示す。図２３の内容を示す対応情報は、例えば溶接の開始より前に実行されたティーチングによって得られる。ティーチングは、溶接ロボット１を溶接対象に沿って移動させつつ、所定の条件を満たす位置ごとに鋼管８に形成された開先を検出する撮影装置３を記憶部６４に記録する処理である。なお、対応情報は、ティーチングではなく人手で予め生成されてもよい。

図２３の例が示す対応情報は、区間ごとに撮影装置３が対応付けられた情報であるが、区間の幅を略０にしたものが位置であるので、対応情報は位置ごとに撮影装置３が対応付けられた情報であってもよい。したがってティーチングは例えば、溶接ロボット１を溶接対象に沿って移動させつつ、所定の条件を満たす位置を記憶部６４に記録させることで、位置Ｅ１～Ｅ３等の撮影装置３によって検出するべき鋼管８に形成された開先の位置と、開先を検出する撮影装置３を示す情報を対応情報として取得する処理であってもよい。

撮影制御部６７０は、撮影装置３の動作を制御する。撮影装置３の動作とは具体的には撮影の動作である。したがって撮影制御部６７０は例えば、溶接ロボット制御部６２０によって撮影を指示されたタイミングに、通信部６２等を介して決定部６６２が決定した撮影装置３の動作を制御し、決定部６６２が決定した撮影装置３に撮影を行わせる。決定部６６２が決定した撮影装置３とは、開先を検出する撮影装置３として決定された撮影装置３である。

撮影制御部６７０は、例えば入力部６３に入力されたユーザの指示に応じて撮影装置３に撮影を行わせる。撮影制御部６７０は、入力部６３に入力されたユーザの指示に応じて、例えばユーザが指示した撮影装置３に撮影を行わせる。撮影制御部６７０は、入力部６３に入力されたユーザの指示に応じて、例えば決定部６６２が決定した撮影装置３に撮影を行わせる。

なお、決定部６６２による決定が実行されるタイミングは、位置情報取得部６２２が建方治具位置情報を取得した後であることが望ましい。決定部６６２による決定とは、具体的には、鋼管８に形成された開先を検出する撮影装置３を第１撮影装置と第２撮影装置とのいずれか一方に決定する処理である。

なお、決定部６６２による決定が実行されるタイミングは、溶接ロボット１が建方治具９を通過するタイミングであることが望ましい。

図２４は、第１変形例における溶接システム１００の実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。位置情報取得部６２２が建方治具位置情報と溶接ロボット位置情報とを取得する（ステップＳ３０１）。次に相対情報取得部６６１が、ロボット位置情報及び建方治具位置情報に基づき相対情報を取得する（ステップＳ３０２）。次に決定部６６２が、相対情報を用いて、鋼管８に形成された開先を検出する撮影装置３を第１撮影装置と第２撮影装置とのいずれか一方に決定する（ステップＳ３０３）。

このように構成された第１変形例の溶接システム１００は、相対情報に基づいて溶接ロボット１による溶接を制御する。相対情報を用いる場合、相対情報をもちいない場合と比べて建方治具と鋼材との間に溶接トーチを潜り込ませる方向を容易に判別することが可能となる。そのため、第１変形例の溶接システム１００は、建方治具を鋼材の任意の部分に取り付けた場合であっても、溶接ロボットを容易かつ精度よく制御することを可能にする。

また、このように構成された第１変形例の溶接システム１００は、相対情報に基づいて一対の撮影装置３の一方を、開先を検出する撮影装置に決定する。したがって、撮影装置３のいずれの画像を用いるべきかについて溶接の実行時に溶接の実行者が判断する作業の負担が軽減される。さらに、撮影装置３のいずれの画像を用いるべきかについて溶接の実行者の判断のミスの発生頻度が軽減される。その結果、溶接ロボットの制御の精度が向上する。そのため、第１変形例の溶接システム１００は、建方治具を鋼材の任意の部分に取り付けた場合であっても、溶接ロボットを容易かつ精度よく制御することを可能にする。

また、このように構成された第１変形例の溶接システム１００は、相対情報に基づいて一対の撮影装置３の一方を、開先を検出する撮影装置に決定するため、一方の撮影装置にとっては建方治具により死角となってしまう開先であっても、他方の撮影装置で撮影することが可能となる。そのため、第１変形例の溶接システム１００は、建方治具を鋼材の任意の部分に取り付けた場合であっても、溶接ロボットを容易かつ精度よく制御することを可能にする。

〔第２変形例〕
第１変形例の制御部６１ａは、さらに鋼管８の曲線部の中間に関する情報である中間位置情報にも基づいて鋼管８に形成された開先を検出する撮影装置３を決定してもよい。以下、中間位置情報にも基づいて鋼管８に形成された開先を検出する撮影装置３を決定する制御部６１ａを、制御部６１ｂという。

なお以下、第１変形例の溶接システム１００が備える各機能と同様の機能を有するものについては図１～図１８及び図２２と同じ符号を用いることで説明を省略する。したがって、制御部６１ｂについても、制御部６１ａが備える各機能と同様の機能を有するものについては図２２と同じ符号を用いることで説明を省略する。

図２５は、第２変形例の制御部６１ｂの機能構成の一例を示す図である。制御部６１ｂは、撮影装置選択部６６０に変えて撮影装置選択部６６０ｂを備える点で制御部６１ａと異なる。撮影装置選択部６６０ｂは、中間位置情報取得部６６３と、中間相対情報取得部６６４とを備える点と、決定部６６２に変えて決定部６６２ｂを備える点とで、撮影装置選択部６６０と異なる。

中間位置情報取得部６６３は、鋼管８の曲線部の中間に関する情報である中間位置情報を取得する。中間相対情報取得部６６４は、鋼管８の曲線部の中間に対する溶接ロボット１の位置を示す情報である中間相対情報を、中間位置情報を用いて取得する。決定部６６２ｂは、相対情報及び中間相対情報に基づき、鋼管８に形成された開先を検出する撮影装置３を、第１撮影装置と第２撮影装置とのいずれか一方に決定する。

このように構成された第２変形例の溶接システム１００もまた第１変形例の溶接システム１００と同様に、相対情報に基づいて一対の撮影装置３の一方を、開先を検出する撮影装置に決定する。そのため、第２変形例の溶接システム１００は、建方治具を鋼材の任意の部分に取り付けた場合であっても、溶接ロボットを容易かつ精度よく制御することを可能にする。

なお、決定部６６２ｂの実行する処理は、第２実施形態の溶接システム１００においても行われてもよい。例えば第２実施形態の溶接システム１００では、溶接ロボット１ごとに決定部６６２ｂの実行する処理が行われてもよい。

なお、第１実施形態、第２実施形態、第１変形例、第２変形例の各溶接システム１００は、鋼材に形成された開先を検出する一対のセンサを備えていれば、必ずしも撮影装置を備える必要はない。したがって、撮影装置３は鋼材に形成された開先を検出するセンサの一例である。なお、第１撮影装置は第１センサの一例であり、第２撮影装置は第２センサの一例である。

〔第３変形例〕
出力部６５の示す画像は、溶接の実行者が溶接の様子を把握することを可能にする。したがって出力部６５の出力する画像は、その画像の内容によって、建方治具を鋼材の任意の部分に取り付けた場合であっても溶接ロボットを容易かつ精度よく制御することを可能にする。そこで、出力部６５の示す画像の一例を説明する。

図２６は、第３変形例における出力部６５の表示する画面の一例を示す図である。図２６は、出力制御部６５０が出力部６５に表示させる画面の一例として画面Ｈ１０１を示す。画面Ｈ１０１には、ユーザが入力部６３に入力可能な１又は複数の指示を示す画像である指示候補画像が表示される。図２６の例において画面Ｈ１０１には、領域Ｑ１～領域Ｑ５が存在する。

領域Ｑ１には、画像Ｇ１－１が表示されている。画像Ｇ１－１は、指示候補画像の１つである。画像Ｇ１－１は指示候補画像の１つであるので、入力部６３に入力可能な指示をユーザに対して示す画像である。画像Ｇ１－１の示すユーザが入力可能な指示は、具体的には、溶接トーチ１３の位置を変更させる指示である。画像Ｇ１－１が示す指示はユーザが入力可能な指示なので、入力部６３は、溶接トーチ１３の位置を変更させる指示の入力を受け付ける。

画像Ｇ１－１の指示候補画像は具体的には、Ｂ軸に沿って溶接トーチ１３の位置を変更させる指示を示す画像と、Ｔ軸に沿って溶接トーチ１３の位置を変更させる指示を示す画像と、である。なお、Ｂ軸は、走行方向Ｄｒと平行な軸であって、溶接トーチ１３は、Ｂ軸の回りに回転することができる。またＴ軸は、Ｂ軸と溶接トーチ１３の長手方向に沿った軸とを含む平面と垂直な軸に平行な軸であり、溶接トーチ１３は、Ｔ軸の回りに回転することができる。

出力部６５は、溶接トーチ１３の位置を示す画像（以下「トーチ位置画像」という。）を画面に表示してもよい。トーチ位置画像は、例えば、Ｂ軸又はＴ軸に沿って溶接トーチ１３が移動した場合には各軸の移動量を示すことで溶接トーチ１３の位置を示してもよい。図２６の例では、領域Ｑ１中に表示された“２０．１度”、“０．０度”の各字の画像は、それぞれ順に、Ｂ軸方向の溶接トーチ１３の位置とＴ軸方向の溶接トーチ１３の位置とを示す。

したがって、領域Ｑ１中に表示された“２０．１度”、“０．０度”の字の画像は、トーチ位置画像の一例である。出力部６５がトーチ位置画像を表示する場合、出力部６５の出力は出力制御部６５０が制御するので、出力制御部６５０は出力部６５にトーチ位置画像を表示させる。

領域Ｑ１には、画像Ｇ１－２が表示されている。画像Ｇ１－２は、指示候補画像の１つである。画像Ｇ１－２は指示候補画像の１つであるので、入力部６３に入力可能な指示をユーザに対して示す画像である。画像Ｇ１－２の示すユーザが入力可能な指示は、具体的には、溶接ロボット１の位置を変更させる指示である。画像Ｇ１－２が示す指示はユーザが入力可能な指示なので、入力部６３は、溶接ロボット１の位置を変更させる指示の入力を受け付ける。なお、溶接ロボット１の位置とは、溶接ロボット１のガイドレール上の位置を意味する。

画像Ｇ１－２の指示候補画像は具体的には、Ｘ軸に沿って溶接ロボット１の位置を変更させる指示を示す画像と、Ｙ軸に沿って溶接ロボット１の位置を変更させる指示を示す画像と、Ｚ軸に沿って溶接ロボット１の位置を変更させる指示を示す画像と、である。それぞれの軸に沿って溶接ロボット１の位置を変更させることで、結果として、溶接トーチ１３の位置も変更される。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は予め定められた軸であればどのような軸であってもよく、例えばＸ軸が走行方向Ｄｒに平行な軸、Ｙ軸が鉛直方向Ｄｖに平行な軸、Ｚ軸が近接隔離方向Ｄｈに平行な軸、であってもよい。

溶接ロボット１の位置を変更させる指示を示す画像は、後述する画像であって撮影装置３が開先を撮影することにより得られた画像とともに、表示されてもよい。これにより、例えば、溶接ロボット１にラインレーザ照射装置が設けられている場合、設けられたラインレーザ照射装置によって開先の測定部位に拡がって照射されるレーザ拘束の照射位置を容易に調整することが可能となる。なおライン照射装置は、開先の横断方向（鉛直方向Ｄｖ）に拡がるレーザ光束を開先の測定部位に照射する装置である。そのため、ライン照射装置を用いることで、測定部位を開先の横断方向へ連続して線状に照明し、断面形状を周囲よりも明るく浮かび上がらせることが可能である。

出力部６５は、溶接ロボット１の位置を示す画像（以下「ロボット位置画像」という。）を画面に表示してもよい。ロボット位置画像は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸又はＺ軸に沿って溶接ロボット１が移動した場合には各軸の移動量を示すことで溶接ロボット１の位置を示してもよい。図２６の例では、領域Ｑ１中に表示された“７０．６ｍｍ”、“１２．４ｍｍ”、“１５２．４ｍｍ”の各字の画像は、それぞれ順に、Ｘ軸方向の溶接ロボット１の位置とＹ軸方向の溶接ロボット１の位置とＺ軸方向の溶接ロボット１の位置とを示す。

したがって、領域Ｑ１中に表示された“７０．６ｍｍ”、“１２．４ｍｍ”、“１５２．４ｍｍ”の字の画像は、ロボット位置画像の一例である。領域Ｑ１中に表示された“７０．６ｍｍ”、“１２．４ｍｍ”、“１５２．４ｍｍ”の字の画像は、より詳細には、溶接ロボット１のの各軸位置を示す画像の一例である。出力部６５がロボット位置画像を表示する場合、出力部６５の出力は出力制御部６５０が制御するので、出力制御部６５０は出力部６５にロボット位置画像を表示させる。

領域Ｑ２には、画像Ｇ２－１が表示されている。画像Ｇ２－１は、指示候補画像の１つである。画像Ｇ２－１は指示候補画像の１つであるので、入力部６３に入力可能な指示をユーザに対して示す画像である。画像Ｇ２－１の示すユーザが入力可能な指示は、具体的には、撮影装置３によって得られた画像の輝度を変更させる指示である。画像Ｇ２－１が示す指示はユーザが入力可能な指示なので、入力部６３は、撮影装置３によって得られた画像の輝度を変更させる指示の入力を受け付ける。

領域Ｑ２には、画像Ｇ２－２が表示されている。画像Ｇ２－２は、撮影装置３によって得られた画像の輝度を示す情報（以下「輝度情報」という。）を示す画像の一例である。出力部６５の出力は出力制御部６５０が制御するので、出力制御部６５０は、出力部６５に輝度情報を表示させる。

領域Ｑ３には、画像Ｇ３－１が表示されている。画像Ｇ３－１は、指示候補画像の１つである。画像Ｇ３－１は指示候補画像の１つであるので、入力部６３に入力可能な指示をユーザに対して示す画像である。画像Ｇ３－１の示すユーザが入力可能な指示は、具体的には、撮影装置３のキャリブレーションを開始させる指示である。以下、撮影装置３のキャリブレーションを開始させる指示をキャリブレーション開始指示という。画像Ｇ３－１が示す指示はユーザが入力可能な指示なので、入力部６３は、キャリブレーション開始指示の入力を受け付ける。

出力部６５は、キャリブレーションが開始されているか否かを示す情報（以下「キャリブレーション開始情報」という。）を画面に表示してもよい。出力部６５がキャリブレーション開始情報を表示する場合、出力部６５の出力は出力制御部６５０が制御するので、出力制御部６５０は出力部６５にキャリブレーション開始情報を表示させる。

領域Ｑ３には、画像Ｇ３－２が表示されている。画像Ｇ３－２は、指示候補画像の１つである。画像Ｇ３－２は指示候補画像の１つであるので、入力部６３に入力可能な指示をユーザに対して示す画像である。画像Ｇ３－２の示すユーザが入力可能な指示は、具体的には、撮影装置３のキャリブレーションに用いられるゲージを撮影装置３に撮影させる指示、である。以下、撮影装置３のキャリブレーションに用いられるゲージをキャリブレーションゲージという。以下、キャリブレーションゲージを撮影装置３に撮影させる指示を、ゲージ撮影指示という。画像Ｇ３－２が示す指示はユーザが入力可能な指示なので、入力部６３は、ゲージ撮影指示の入力を受け付ける。

キャリブレーションについて具体的な一例を説明する。撮影装置３のキャリブレーションでは、まず、均等に丸印が並べられた平板のキャリブレーションゲージを撮影装置３で撮影することが行われる。撮影装置３のキャリブレーションでは、次に、丸印のサイズから撮影装置３のゆがみ傾きを計算することが行われる。撮影装置３のキャリブレーションでは、得られたゆがみ傾きに基づいて、カメラの内部パラメータ又は外部パラメータが更新される。更新は、撮影で得られた画像をキャリブレーションゲージの平面に投影した際に、より正しい寸法の画像が得られるように更新される。より正しい寸法の画像とは、写り込んだ丸印のサイズが実際の丸印のサイズにより一層近い画像という意味である。

キャリブレーションについてさらに具体的な一例を説明する。撮影装置３で撮影した開先の画像上の開先形状は、開先に対する撮影装置３の傾きおよび向きに応じて変化する。撮影装置３のキャリブレーションでは、撮影装置３で撮影されたゲージの画像上のゲージの形状と、ゲージの元の形状との差から、例えばホモグラフィ変換などの演算処理により、撮影装置３の傾きおよび向きを校正する情報（校正関数）が取得される。校正関数が取得されれば、開先を撮影装置３で撮影し、撮影された開先の画像をホモグラフィ変換することで、撮影装置３の傾きおよび向きに拘わらず、開先の断面形状を正面から、つまり開先の連続方向から見た状態に校正することが可能である。

そこで撮影装置３のキャリブレーションでは、次に、開先が撮影装置３で撮影される。撮影装置３のキャリブレーションでは、次に、撮影された開先の画像に対する、校正関数を用いたホモグラフィ変換が実行される。このようにして、撮影装置３の傾きおよび向きに依らず、撮影装置３の撮影した画像には正面から見た開先の断面形状が写る。なお、正面から見た開先の断面形状、とは、開先の連続方向から見た開先の断面形状である。このような撮影装置３のキャリブレーションの結果、撮影装置３で撮影された被写体の画像上に、ロボット座標系に対応したカメラ座標系の設定が可能になる。

ゲージとしては、例えばパネルの表面にゲージとして二次元を示す図形や格子模様を表示しておき、このパネルを溶接ロボットから延びるアームなどで支持する構造が利用できる。アームを可動式としてカメラ校正処理以外では、ゲージが表示されたパネルをカメラの視野外に退避させてもよい。撮影装置３のキャリブレーションにおいて、ゲージの二次元の各軸方向が、ロボット座標系における開先の連続方向と交差する２軸方向と完全に一致していれば、撮影装置３で撮影された画像上に設定されたカメラ座標系を、ロボット座標系と完全に一致させることができる。しかし、ゲージの姿勢をロボット座標系に対して高精度に固定することは現実には困難である。このため、前述した校正情報に基づいて仮のカメラ座標系を設定しておき、この仮のカメラ座標系をロボット座標系に一致させる他の校正処理を併用することが望ましい。

出力部６５は、キャリブレーションゲージの撮影が行われているか否かを示す情報（以下「ゲージ撮影情報」という。）を画面に表示してもよい。出力部６５がゲージ撮影情報を表示する場合、出力部６５の出力は出力制御部６５０が制御するので、出力制御部６５０は出力部６５にゲージ撮影情報を表示させる。

なお、入力部６３は、キャリブレーション開始指示が入力される前は、ゲージ撮影指示の入力を受け付けなくてもよい。

図２７は、第３変形例におけるゲージの一例を示す図である。図２７は、キャリブレーションゲージ９０１の一例を示す。図２７において、撮影装置３－１は第１撮影装置の一例であり、撮影装置３－２は第２撮影装置の一例である。図２７が示すようにキャリブレーションゲージ９０１は、撮影装置３－１又は撮影装置３－２が撮影可能な位置に位置する。

なお、入力部６３は、キャリブレーション開始指示が入力済みである場合に、溶接トーチ１３を撮影装置３に近づける指示の入力を受け付けなくてもよい。キャリブレーション開始指示が入力済みである場合に、溶接トーチ１３を撮影装置３に近づける指示の入力を受け付けないことで、キャリブレーション中にユーザが溶接システム１００を誤動作させてしまうリスクを軽減することができる。なお、溶接トーチ１３を撮影装置３に近づけるとは、溶接トーチ１３を動かした結果として撮影装置３に溶接トーチ１３が近付くことを意味する。したがって、溶接トーチ１３を撮影装置３に近づける現象は、例えば、溶接トーチ１３をＴ軸の回りに回転させ、その結果として、溶接トーチ１３が撮影装置３に近づく現象である。なお、溶接トーチ１３を撮影装置３に近づける指示は、例えばＢ軸又はＴ軸の回りに溶接トーチ１３の位置を変更させる指示である。

上述したように溶接ロボット１は、鋼管８に沿って配置されたガイドレール２を所定方向に移動可能である。そこで、入力部６３は、キャリブレーション開始指示が入力済みである場合に、溶接ロボット１をガイドレール２に沿って所定方向に移動させる指示の入力を受け付けなくてもよい。所定方向は、具体的には、走行方向Ｄｒである。キャリブレーション開始指示が入力済みである場合に、溶接ロボット１をガイドレール２に沿って所定方向に移動させる指示の入力を受け付けないことで、キャリブレーション中にユーザが溶接システム１００を誤動作させてしまうリスクを軽減することができる。なお、溶接ロボット１をガイドレール２に沿って所定方向に移動させる指示は、例えば走行方向Ｄｒに沿って溶接ロボット１の位置を変更させる指示である。

上述したように溶接ロボット１は、第１撮影装置と第２撮影装置との２つの撮影装置を備える。出力制御部６５０は、第１撮影装置及び第２撮影装置それぞれが撮影により得た各画像を出力部６５に表示させてもよい。また、第１撮影装置が撮影により得た画像（以下「第１画像」という。）と第２撮影装置が撮影により得た画像（以下「第２画像」という。）とが出力部６５に表示される大きさは異なってもよい。

図２６における領域Ｑ４及びＱ５には第１画像又は第２画像が表示される。例えば領域Ｑ４には第１画像が表示され、領域Ｑ５には第２画像が表示される。例えば領域Ｑ４には第２画像が表示され、領域Ｑ５には第１画像が表示される。図２７の例では領域Ｑ４と領域Ｑ５との大きさが異なり、領域Ｑ４の方が領域Ｑ５よりも大きい。したがって、領域Ｑ４に表示される画像は領域Ｑ５に表示される画像よりも大きい。

領域Ｑ４に表示させる画像を第１画像と第２画像とのいずれにするかを示す指示は、例えばユーザが入力部６３に入力する。したがってこのような場合、領域Ｑ４に表示される画像は第１画像と第２画像とのうちのユーザが指示した画像である。また、領域Ｑ５に表示させる画像を第１画像と第２画像とのいずれにするかを示す指示は、例えばユーザが入力部６３に入力する。したがってこのような場合、領域Ｑ５に表示される画像は第１画像と第２画像とのうちのユーザが指示した画像である。

領域Ｑ４に表示させる画像と領域Ｑ５に表示させる画像とを示す指示は、例えば、第１画像と第２画像との出力部６５が表示する大きさを、一方の大きさから他方の大きさに変更する指示であってもよい。領域Ｑ４に表示される画像が領域Ｑ５に表示される画像よりも大きいように出力制御部６５０が制御を行う場合にこのような指示が入力部６３に入力された場合、出力部６５の表示する画面では、第１画像と第２画像と表示される領域が入れ替わる。具体的には、出力部６５の表示する画面は、領域Ｑ４に第１画像が表示されていて領域Ｑ５に第２画像が表示されている画面から、領域Ｑ４に第２画像が表示されていて領域Ｑ５に第１画像が表示されている画面に変化する。

出力制御部６５０は、失敗画像強調表示処理を実行してもよい。失敗画像強調表示処理は、第１撮影装置のキャリブレーションと第２撮影装置のキャリブレーションとのいずれか一方が失敗した場合に実行される。失敗画像強調表示処理は、出力部６５に、第１撮影装置と第２撮影装置との２つの撮影装置のうち、キャリブレーションが失敗だった撮影装置３の画像をキャリブレーションが成功だった撮影装置３の画像よりも大きく表示させる、処理である。

出力制御部６５０は、第１撮影装置のキャリブレーションと第２撮影装置のキャリブレーションとのいずれか一方が失敗した場合に、キャリブレーションが失敗した撮影装置による撮影を促す情報、を出力部６５に表示させてもよい。

出力制御部６５０は、出力部６５が表示する第１画像と第２画像とのそれぞれについて各画像が第１撮影装置と第２撮影装置とのいずれの撮影装置３によって得られた画像であるかを示す情報を、出力部６５に表示させてもよい。

なお、ここまでいくつかの指示を説明したが、いずれの指示についてもそれが入力部６３に入力された場合、制御部６０、制御部６１ｂ又は制御部６１ａは、入力部６３に入力された指示が実現されるように、溶接ロボット１又は撮影装置３の動作を制御する。したがって、制御部６０、制御部６１ｂ又は制御部６１ａが備える各機能部は、入力部６３に入力された指示に基づき、指示内容実現処理情報にしたがった処理を実行する。

指示内容実現処理情報は、予め記憶部６４等の所定の記憶装置に記録済みの情報であって、入力部６３に入力される指示と溶接ロボット１の備える制御部の各機能部が実行する処理との関係を示す情報である。溶接ロボット１が備える制御部とは、例えば制御部６０、制御部６１ｂ又は制御部６１ａである。なお、制御部６０、制御部６１ｂ又は制御部６１ａが備える各機能部は、例えば溶接ロボット制御部６２０、撮影制御部６７０、撮影装置選択部６６０、撮影装置選択部６６０ｂ又は出力制御部６５０等の各機能部である。

図２８は、第３変形例における溶接システム１００が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。出力制御部６５０が出力部６５に指示候補画像を表示させる（ステップＳ４０１）。次に入力部６３にステップＳ４０１で表示された指示候補画像の示す指示の１つが入力される（ステップＳ４０２）。

このように構成された出力部６５は建方治具を鋼材の任意の部分に取り付けた場合であっても溶接ロボットを容易かつ精度よく制御することを可能にする。なお、上述したように、出力部６５の示す内容は溶接の実行者が溶接の様子を把握することを可能にするものである。第１実施形態、第２実施形態、第１変形例又は第２変形例の溶接システム１００と異なる他の溶接システムにおいても、出力部６５は建方治具を鋼材の任意の部分に取り付けた場合であっても溶接ロボットを容易かつ精度よく制御することを可能にする。

なお、第３変形例においても撮影装置３は、鋼材に形成された開先を検出するセンサの一例である。したがって、第１撮影装置は第１センサの一例であり、第２撮影装置は第２センサの一例である。

〔第４変形例〕
溶接システム１００では、決定部６６２又は決定部６６２ｂの決定した撮影装置３による開先の検出が成功したか否かの判定が行われてもよい。以下、決定部６６２又は決定部６６２ｂの決定した撮影装置３による開先の検出が成功したか否かの判定を行う機能を有する制御部６１ａを制御部６１ｃという。

なお、制御部６１ａを例に説明を行うが、制御部６１ｂが決定部６６２又は決定部６６２ｂの決定した撮影装置３による開先の検出が成功したか否かの判定を行ってもよい。すなわち、後述する成否判定部６８０は制御部６１ａが備えてもよいし、制御部６１ｂが備えてもよい。なお以下、制御部６１ａが備える各機能と同様の機能を有するものについては図２２と同じ符号を用いることで説明を省略する。

図２９は、第４変形例における溶接システム１００の備える制御部６１ｃの機能構成の一例を示す図である。制御部６１ｃは、成否判定部６８０を備える点で制御部６１ａと異なる。成否判定部６８０は、決定部６６２が決定した撮影装置３が開先の検出に成功したか否かを、決定部６６２が決定した撮影装置３の撮影結果に基づいて判定する。

決定部６６２は、例えば、決定部６６２が決定した撮影装置３の得た画像に対して画像解析を行うことで、決定部６６２が決定した撮影装置３が開先の検出に成功したか否かを判定する。画像解析による判定は具体的には、所定の形状が画像中に存在するか否かの判定の解析である。

図３０は、第４変形例における出力部６５の表示する画面の一例を示す図である。図３０は、出力制御部６５０が出力部６５に表示させる画面の一例として画面Ｈ１０２を示す。図３０の例において画面Ｈ１０２には、領域Ｑ６及び領域Ｑ７が存在する。

領域Ｑ６には、画像Ｇ６－１が表示されている。画像Ｇ６－１は、表の画像である。画像Ｇ６－１において“センシングＮｏ．”の行（すなわち領域Ｄ１０１）の各文字は、決定部６６２によって決定された撮影装置３によって撮影が行われたタイミングを識別する識別子を示す。“センシングＮｏ．”の行の各文字は、具体的には図３０の左から順に“１－１”、“１－２”、“１－３”、“１－４”、“１－５”、“１－６”、“２－１”、“２－２”である。

画像Ｇ６－１の“Ｙ軸座標〔ｍｍ〕”の行（すなわち領域Ｄ１０２）は、“センシングＮｏ．”の行の各識別子のタイミングにおける撮影装置３の位置を示す。撮影装置３は溶接ロボット１に設けられたものであるので、撮影装置３の位置を示すとは溶接ロボット１の位置を示すことを意味する。画像Ｇ６－１の“センシング状況”の行（すなわち領域Ｄ１０３）は、成否判定部６８０の判定の結果が表示されている。

出力部６５の表示は出力制御部６５０によって制御されるので、図３０が示すように、出力制御部６５０は、成否判定部６８０の判定の結果を出力部６５に表示させる。

領域Ｑ７には、画像Ｇ７－１が表示されている。画像Ｇ７－１は、指示候補画像の１つである。画像Ｇ７－１は指示候補画像の１つであるので、入力部６３に入力可能な指示をユーザに対して示す画像である。画像Ｇ７－１の示すユーザが入力可能な指示は、具体的には、溶接ロボット１を移動先に関する所定の条件を満たす移動先へ移動させる指示である。

移動先に関する所定の条件（以下「移動先条件」という。）は、例えば、入力部６３に入力された情報であって溶接ロボット１の移動先を示す情報が示す移動先、という条件である。移動先条件は、例えば最も近い開先検出位置、という条件であってもよい。開先検出位置は、鋼管８に形成された開先を検出する位置として予め定められた位置である。画像Ｇ７－１が示す指示はユーザが入力可能な指示なので、入力部６３は、移動先条件を満たす位置に溶接ロボット１を移動させる指示（以下「移動指示」という。）の入力を受け付ける。

入力部６３に、移動指示が入力された場合、溶接ロボット制御部６２０は入力された移動指示の示す移動先に溶接ロボット１を移動させる。

領域Ｑ７には、画像Ｇ７－２が表示されている。画像Ｇ７－２は、指示候補画像の１つである。画像Ｇ７－２は指示候補画像の１つであるので、入力部６３に入力可能な指示をユーザに対して示す画像である。画像Ｇ７－２の示すユーザが入力可能な指示は、具体的には、決定部６６２の決定した撮影装置３に鋼管８に形成された開先を検出させる指示（以下「センシング指示」という。）である。

画像Ｇ７－２が示す指示はユーザが入力可能な指示なので、入力部６３は、センシング指示の入力を受け付ける。入力部６３に、センシング指示が入力された場合、撮影制御部６７０は決定部６６２の決定した撮影装置３に撮影を行わせる。

なお、センシング指示は必ずしも入力部６３に入力される必要は無い。例えば、制御部６１ｃは、移動指示が入力されて溶接ロボット１が移動指示の示す移動先に移動させ、センシング指示の入力部６３への入力が無くても、移動先において、鋼管８に形成された開先を撮影装置３に検出させてもよい。すなわち、移動指示が入力部６３に入力された場合に、溶接ロボット制御部６２０は、まず溶接ロボット１を移動指示の示す移動先に移動させる。そして移動先へ溶接ロボット１が移動したら、センシング指示の入力部６３への入力が無くても、溶接ロボット制御部６２０は撮影制御部６７０の動作を制御して決定部６６２の決定した撮影装置３に撮影を行わせてもよい。

なお、出力制御部６５０は、成否判定部６８０の判定の結果を、成否判定部６８０の判定に用いられた結果を得た撮影装置３を示す情報とともに、出力部６５に表示させてもよい。

また、出力制御部６５０は、成否判定部６８０の判定の結果を、成否判定部６８０の判定に用いられた結果が撮影装置３によって得られたタイミングにおける溶接ロボット１の位置を示す情報とともに、出力部６５に表示させてもよい。成否判定部６８０の判定に用いられた結果を得た撮影装置３は、決定部６６２によって開先を検出する撮影装置３として決定された撮影装置３である。

また、出力制御部６５０は、成否判定部６８０の判定の結果を、決定部６６２が決定した撮影装置３の得た画像のうちでその判定に用いられた画像を、出力部６５に表示させてもよい。

また、出力制御部６５０は、対応情報を、出力部６５に表示させてもよい。

なお、上述したように出力部６５の示す内容は溶接の実行者が溶接の様子を把握することを可能にするものである。したがって、第４変形例においても、出力部６５は建方治具を鋼材の任意の部分に取り付けた場合であっても溶接ロボットを容易かつ精度よく制御することを可能にする。

なお、第４変形例においても撮影装置３は、鋼材に形成された開先を検出するセンサの一例である。

〔第５変形例〕
なお入力部６３と出力部６５との組合せは、例えばパソコンのように、キーボード等の入力端末とモニタ等の表示装置との組合せである。入力部６３と出力部６５とは、タッチパネルとして一体に構成されてもよい。

なお、出力制御部６５０が動作を制御するのは必ずしも出力部６５である必要はなく、予め定められた所定の出力先であればどのようなものであってもよい。出力制御部６５０が動作を制御する所定の出力先による出力の方法は音声であってもよいし表示であってもよい。そのため、出力制御部６５０が動作を制御する所定の表示先は、出力先の一例である。したがって、出力部６５は表示先の一例である。

なお撮影制御部６７０は、センサ制御部の一例である。撮影制御部６７０による撮影の制御は、センサ制御部による、鋼管８に形成された開先の検出の制御の一例である。

なお、溶接システム１００の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

なお、制御部６１～６１ｃのそれぞれは、ネットワークを介して通信可能に接続された複数台の情報処理装置を用いて実装されてもよい。この場合、制御部６１～６１ｃのそれぞれが備える各機能部は、複数の情報処理装置に分散して実装されてもよい。

ここまで説明してきたように、溶接システム１００は、鋼管８等の鋼材に沿って配置されたガイドレール２を所定方向に移動しつつ前記鋼材を溶接する溶接ロボット１、を制御する溶接システムであって、鋼材に設けられた建方治具９の位置に関する建方治具位置情報を取得する取得手段、を備える溶接システムである。

またここまで説明してきたように、溶接システム１００は、撮影装置３等の建方治具９を検出するセンサ、を更に備え、取得手段は、センサの検出結果に基づき、建方治具位置情報を取得する溶接システムである。

なお、建方治具位置情報は、建方治具９の幅方向における建方治具の位置を示してもよい。また、建方治具位置情報は、建方治具９の幅方向における、建方治具９の端部の位置を示してもよい。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１００…溶接システム、１…溶接ロボット、 ２…ガイドレール、 ３…撮影装置、６…システム制御装置、 ８…鋼管、 ９…建方治具、 １３…溶接トーチ、 ３３…移動部、 ３４…第１の角度調整部、 ３５…第２の角度調整部、 ６１、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ…制御部、 ６２…通信部、 ６３…入力部、 ６４…記憶部、 ６５…出力部、 ６１０…データ取得部、 ６２０…溶接ロボット制御部、 ６２１…溶接実行制御部、 ６２２…位置情報取得部（取得部）、 ６２３…接触判定部（判定部）、 ６２４…退避処理実行制御部（制御部）、 ６２５…溶接終了判定部、 ６３０…記憶制御部、 ６４０…入力制御部、 ６５０…出力制御部、 ６６０…撮影装置選択部、 ６６１…相対情報取得部、 ６６２、６６２ｂ…決定部、 ６６３…中間位置情報取得部、 ６６４…中間相対情報取得部、 ６７０…撮影制御部、 ６８０…成否判定部、 Ｐｗ…溶接位置、 Ｐｒ…退避位置、 ９１…プロセッサ、 ９２…メモリ

Claims (2)

1. 鋼材に沿って配置されたガイドレールを所定方向に移動しつつ前記鋼材を溶接する溶接ロボット、を制御する溶接システムであって、
   前記鋼材に設けられた建方治具の位置に関する建方治具位置情報と、前記溶接ロボットの位置を示すロボット位置情報と、を自動で取得する位置情報取得部と、
   前記位置情報取得部により取得された前記ロボット位置情報及び前記建方治具位置情報に基づき、前記建方治具に対する前記溶接ロボットの位置を示す相対情報を取得する相対情報取得部と、
   を備え、
   前記位置情報取得部は、前記建方治具の位置を取得するためのセンシング処理の結果に基づき、前記建方治具位置情報を取得する、
   ことを特徴とする溶接システム。
2. 鋼材に沿って配置されたガイドレールを所定方向に移動しつつ前記鋼材を溶接する溶接ロボット、を制御する溶接システムが実行する溶接方法であって、
   前記鋼材に設けられた建方治具の位置に関する建方治具位置情報と、前記溶接ロボットの位置を示すロボット位置情報と、を取得する位置情報取得ステップと、
   前記位置情報取得ステップで取得された前記ロボット位置情報及び前記建方治具位置情報に基づき、前記建方治具に対する前記溶接ロボットの位置を示す相対情報を取得する相対情報取得ステップと、
   を有し、
   前記位置情報取得ステップでは、前記建方治具位置情報が自動で取得され、
   前記位置情報取得ステップでは、前記建方治具の位置を取得するためのセンシング処理の結果に基づき、前記建方治具位置情報が取得される、
   ことを特徴とする溶接方法。

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