JP4109768B2 - 自動プログラミング装置の溶接ロボットのノズル方向決定方法及びノズル方向決定プログラムを記憶した記憶媒体 - Google Patents
自動プログラミング装置の溶接ロボットのノズル方向決定方法及びノズル方向決定プログラムを記憶した記憶媒体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接ロボットを使用して溶接加工する時に、自動プログラミング装置に表示した立体図において操作者が１辺を指示するだけで自動的に溶接ロボットの溶接ノズルの方向が得られる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に溶接ロボットは遠隔地点にある自動プログラミング装置からの溶接指示方向に基づいて実際の製品に対して溶接を行う。
【０００３】
このノズル方向を決定するにあたっては、自動プログラミング装置のＣＡＤ機能を用いている。
【０００４】
例えば、図１０に示すように、溶接時の溶接部とノズル方向を指示する際に、操作者が、表示画面上に立体表示された溶接物体の形状を視認しながら、溶接部の両隣の２面を、それぞれマウス等を使用して指示する必要があった。
【０００５】
図１０においては、溶接部の溶接に際しては、立体図の面Ｈａと１辺ｈａと立体図の面Ｈｂの１辺ｈｂとをマウス等でクリック指定することにより、矢印方向に溶接ノズルの方向が示され、該溶接ノズルの方向を操作者が確認した上で、溶接ロボットに、その方向に溶接ノズルを向けた溶接を開始させることができるシステムとなっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来においては、操作者が溶接部と溶接ノズルの方向を指示する際に、操作者が溶接部付近の詳細構造に立ち入った指定をする必要があり、具体的には、溶接部の両隣に位置する２面を見極め、これらの面を、マウス等で別々にクリックする必要があった。
【０００７】
しかしながら、溶接部の両隣の２面のうちの１面は板厚部であることが多く、よって、該板厚部の板厚が薄い時には、上記クリックに際して、該板厚部を拡大表示しなければならないという課題があった。
【０００８】
また、多くの場合、溶接部の両隣の２面は、他の面の存在とは紛れることなく存在しており、すなわち、溶接部さえ指定されるならば、溶接部の両隣の２面は自明に確定している場合が多く、にも関わらず、溶接部に対応して、その都度、該溶接部の両隣の２面を逐一指定することは、作業者にとっては冗長な作業であり、作業能率の低下と、作業の信頼性の低下を招来していたという課題があった。
【０００９】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、自動プログラミング装置において、作業者が画面の立体図の１辺を指示するだけで、自動的にノズル方向が得られる方法を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
自動プログラミング装置の溶接ロボットのノズル方向決定方法は、三面図に基づいて生成された立体図を構成する溶接対象の、板厚を示す稜線と表側の外形線と裏側の外形線とで構成された第１立体図及び第２立体図を、ノズルの溶接方向から見たレンダリング画像で画面に表示する工程と、
前記画面の前記第１立体図又は第２立体図において指定された溶接部となる面の１辺を指定辺（Ｌｉ）として読み込む工程と、
該指定辺（Ｌｉ）に対して平行で、かつ該指定辺（Ｌｉ）から前記板厚の半分の距離に位置する第１線分（Ｌｉ´）を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図（前記第１の立体図又は第２の立体図）から検索する工程と、
前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１線分（Ｌｉ´）に平行で、かつ該第１線分（Ｌｉ´）からの距離が前記板厚の２倍以内で投影時に互いに重なる線分を、他方の立体図から第２線分（Ｌｊ）として検索する工程と、
前記第２線分（Ｌｊ）を、板厚の半分の距離で平行移動させた第３線分（Ｌｊ´）を前記他方の立体図から検索する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）が垂直に交わる前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の第１面の辺の点を第１の基点とし、この第１の基点から、前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直な第１のベクトル（Ｖｉ）を二次元平面に投影した第２のベクトル（Ｖｉ´）を得る工程と、
前記第３線分（Ｌｊ´）が垂直に交わる該第３線分（Ｌｊ´）を有する立体図の第２面の辺の点を第２の基点とし、この第２の基点から、前記第３線分（Ｌｊ´）及び前記１のベクトル（Ｖｉ）に垂直な第３のベクトル（Ｖｊ）を前記二次元平面に投影した第４のベクトル（Ｖｊ´）を得る工程と、
前記第１面の前記第１の基点を原点とし、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）の方向をＸ軸、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）方向をＹ軸としたＸ−Ｙ座標系を前記二次元平面に定義する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直で、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ２）とすると共に、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線分を線分（Ｌｉ３）とする一方、
前記第２の線分（Ｌｊ）に対して垂直で前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を前記第２面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ２）とすると共に、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線分を線分（Ｌｊ３）として、これらの線分を前記二次元平面に投影する工程と、
前記第１面を形成している、裏側の外形線を形成する前記第１面の裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面を形成している前記第２面の裏側の線分（Ｌｊ２）との交点（Ａ）を基点として前記第２のベクトル（Ｖｉ´）と第４のベクトル（Ｖｊ´）とがなす角を２分して前記交点（Ｐ）に逆向きとなる第５のベクトル（Ｖｎ）を得る工程と、
前記第５のベクトル（Ｖｎ）を前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第６のベクトル（Ｖｎ´）を、前記溶接方向とする工程と
を行うことを要旨とする。
また、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で前記第１面の中央を通る第４の直線（線分Ｌｉ３を含む直線）と前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で前記第２面の中央を通る第５の直線（線分Ｌｊ３を含む直線）との交点（Ｐ）を求める工程と、
前記交点（Ｐ）が、前記Ｘ軸のマイナス側に位置しているときは両面引き突き合わせ、又は前記Ｘ軸のプラス側に位置しているときは片面引き突合せと判定する工程と、
前記両面引きと判定されたときは、
前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の他に、
前記第５のベクトル（Ｖｎ）に対して逆向きの第７のベクトル（Ｖｍ）を、第１面の表側の線分（Ｌｉ１）を含む直線及び第２面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｃ）を基点として得る工程と、
前記第７のベクトル（Ｖｍ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第８のベクトル（Ｖｍ´）を、前記両面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程と
を行い、
前記片面引きと判定されたときは、
前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の他に、
前記第１面の裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｂ）を基点として、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に逆向きの第９のベクトル（Ｖｍ）を得る工程と、
前記第９のベクトル（Ｖｍ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第１０のベクトル（Ｖｍ´）を、前記片面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程と
を行うことを要旨とする。
さらに、本発明のノズル方向決定方法プログラムを記憶した記憶媒体は、
コンピュータに、
三面図に基づいて生成された立体図を構成する溶接対象の、板厚を示す稜線と表側の外形線と裏側の外形線とで構成された第１立体図及び第２立体図を、ノズルの溶接方向から見たレンダリング画像で画面に表示する工程と、
前記画面の前記第１立体図又は第２立体図において指定された溶接部となる面の１辺を指定辺（Ｌｉ）として読み込む工程と、
該指定辺（Ｌｉ）に対して平行で、かつ該指定辺（Ｌｉ）から前記板厚の半分の距離に位置する第１線分（Ｌｉ´）を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図（前記第１の立体図又は第２の立体図）から検索する工程と、
前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１線分（Ｌｉ´）に平行で、かつ該第１線分（Ｌｉ´）からの距離が前記板厚の２倍以内で投影時に互いに重なる線分を、他方の立体図から第２線分（Ｌｊ）として検索する工程と、
前記第２線分（Ｌｊ）を、板厚の半分の距離で平行移動させた第３線分（Ｌｊ´）を前記他方の立体図から検索する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）が垂直に交わる前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の第１面の辺の点を第１の基点とし、この第１の基点から、前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直な第１のベクトル（Ｖｉ）を二次元平面に投影した第２のベクトル（Ｖｉ´）を得る工程と、
前記第３線分（Ｌｊ´）が垂直に交わる該第３線分（Ｌｊ´）を有する立体図の第２面の辺の点を第２の基点とし、この第２の基点から、前記第３線分（Ｌｊ´）及び前記１のベクトル（Ｖｉ）に垂直な第３のベクトル（Ｖｊ）を前記二次元平面に投影した第４のベクトル（Ｖｊ´）を得る工程と、
前記第１面の前記第１の基点を原点とし、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）の方向をＸ軸、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）方向をＹ軸としたＸ−Ｙ座標系を前記二次元平面に定義する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直で、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ２）とすると共に、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線分を線分（Ｌｉ３）とする一方、
前記第２の線分（Ｌｊ）に対して垂直で前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を前記第２面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ２）とすると共に、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線 分を線分（Ｌｊ３）として、これらの線分を前記二次元平面に投影する工程と、
前記第１面を形成している、裏側の外形線を形成する前記第１面の裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面を形成している前記第２面の裏側の線分（Ｌｊ２）との交点（Ａ）を基点として前記第２のベクトル（Ｖｉ´）と第４のベクトル（Ｖｊ´）とがなす角を２分して前記交点（Ｐ）に逆向きとなる第５のベクトル（Ｖｎ）を得る工程と、
前記第５のベクトル（Ｖｎ）を前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第６のベクトル（Ｖｎ´）を、前記溶接方向とする工程と
を実行させるための溶接ロボットのノズル方向決定プログラムを記憶した記憶媒体であることを要旨とする。
また、前記コンピュータに、
前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で前記第１面の中央を通る第４の直線（線分Ｌｉ３を含む直線）と前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で前記第２面の中央を通る第５の直線（線分Ｌｊ３を含む直線）との交点（Ｐ）を求める工程と、
前記交点（Ｐ）が、前記Ｘ軸のマイナス側に位置しているときは両面引き突き合わせ、又は前記Ｘ軸のプラス側に位置しているときは片面引き突合せと判定する工程と、
前記両面引きと判定されたときは、
前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の他に、
前記第５のベクトル（Ｖｎ）に対して逆向きの第７のベクトル（Ｖｍ）を、第１面の表側の線分（Ｌｉ１）を含む直線及び第２面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｃ）を基点として得る工程と、
前記第７のベクトル（Ｖｍ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第８のベクトル（Ｖｍ´）を、前記両面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程と
を行い、
前記片面引きと判定されたときは、
前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の他に、
前記第１面の裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｂ）を基点として、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に逆向きの第９のベクトル（Ｖｍ）を得る工程と、
前記第９のベクトル（Ｖｍ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第１０のベクトル（Ｖｍ´）を、前記片面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程とを実行させる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る全体構成を示すブロック図である。
【００１３】
本発明の実施の形態は、溶接対象に対応する立体図に関する内部データを示した立体図データ１と、立体図データを所定の視点方向から投影した立体レンダリング画像を画面に表示すると共にマウス７からの指示情報を画像に付加する画像化部４と、画像化部４の出力により立体画像を表示する表示部５と、操作者によるマウス７のクリック操作により指示された外形線（すなわち上記立体画像上の溶接部を示すための外形線）に対応する内部データを、画像化部４とやり取りして引当てる指定辺引当て部６と、上記指定された外形線から溶接対象の溶接すべき２面を割り出し、該２面の突き合わせ関係から上記立体図と同じ座標系での溶接ノズルの方向を決定するノズル方向決定手段８と、決定された溶接ノズルの方向を画像データに変換して立体図データ１に重ね合わせるノズル方向画像データ生成部９とから構成される。
【００１４】
ノズル方向決定手段８は、溶接すべき２面の位置関係を認識する際に使用される２つの単位ベクトルを生成する単位ベクトル生成部８１と、単位ベクトルを直交座標系に変換する直交座標系変換部８３と、直交座標系における２つの単位ベクトルの交点を解析する単位ベクトル交点解析部８５と、ベクトル交点の解析結果から溶接ノズルの方向ベクトルを生成するノズル方向ベクトル生成部８７と、上記ノズルの方向ベクトルを示したベクトルを表示画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換するノズル方向決定部８９とから構成される。
【００１５】
なお、上記表示部５の表示画像上に表示される溶接ノズルの方向（すなわち、上記ノズル方向検索部８の出力）に従って、実際の溶接を実施する（溶接ロボットを含む）溶接装置の図示は、本発明の要部ではないので省略する。
【００１６】
以下、本実施の形態に係る全体の動作を説明する。
【００１７】
立体図データ１は画像化部４により、投影処理が行われて表示部５にレンダリング表示される。操作者は、表示部５に表示された溶接対象の立体画像を視認し、マウス７を使用して、その溶接すべき面の１辺を指定する。ノズル方向決定手段８は、指定された溶接すべき面に対応した溶接ノズルの、上記立体図と同じ座標系での方向を検索する。検索された溶接ノズルの方向は、溶接実施部に送信されると共に、ノズル方向画像データ生成部９により、画像データに変換され、立体図データ１に重ね合わせる形式で追加される。操作者は、必要に応じて、ノズル方向を含む立体画像を表示部５に表示させ、これを確認した上で、該溶接ノズル方向での溶接を、溶接装置に開始させることができる。
【００１８】
以下、本実施の形態に係るノズル方向決定手段８の動作を説明するが、それに先立って、溶接対象の立体図を幾何学的に表現し、かつ取り扱うために必要な一連の表記方法と約束事項について説明する。
【００１９】
図３は、本実施の形態に係る溶接対象の立体図を説明するための一連の表記方法と約束事項を示す説明図である。
【００２０】
図３に示すように、一般に、表示部５の画面上において表示される面は、下記の３種類の線分で構成される。
【００２１】
▲１▼ 面の表側を構成する外形線（Ｌ１〜Ｌ４）
▲２▼ 面の裏側を構成する外形線（Ｌ５〜Ｌ８）
▲３▼ 稜線（Ｌ９〜Ｌ８）
ここで、外形線Ｌ１〜Ｌ８は、面の法線方向から見て左回りの方向ベクトルを持っているものとする。
【００２２】
図４は、本実施の形態に係る溶接対象の立体図の１例を幾何学的に表現した説明図である。
【００２３】
本実施の形態では、今、操作者は、表示部５に表示された溶接対象の立体図を視認して、画面上の１本の線分をマウス等でクリックすることにより、溶接部を指示するものとする。
【００２４】
指定辺引当部６は、指示された線分に対応する内部データを立体図データから検索して引き当てる。
【００２５】
図５は、本実施の形態に係るノズル方向決定手段８の動作説明に使用する溶接対象の動作対応の立体図である。
【００２６】
図６〜８は、本実施の形態に係るノズル方向決定手段８の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２７】
以下、図４，５を参照しつつ、図６〜８に示すフローチャートを用いて、本実施の形態に係るノズル方向決定手段８の動作を説明する。
【００２８】
ステップＳ６０１では、単位ベクトル生成部８１において、上記操作者が指示した線分を線分Ｌｉとして引受ける。
【００２９】
ステップＳ６０３では、単位ベクトル生成部８１において、図４に示すように、上記の線分Ｌｉと平行で、かつ線分Ｌｉからの距離が板厚の２倍以内で、投影時に互いに重なり合う可能性のある線分を立体図データ１から検索し、該検索された線分を線分Ｌｊとする。
【００３０】
ステップＳ６０５では、単位ベクトル生成部８１において、図４に示すように、の線分Ｌｉを板厚の中心方向へ、板厚の半分の距離だけ平行移動された線分を確定し、これを線分Ｌｉ′とする。
【００３１】
ステップＳ６０７では、単位ベクトル生成部８１において、図４に示すように、上記の線分Ｌｊを板厚の中心方向へ、板厚の半分の距離だけ平行移動された線分を確定し、これを線分Ｌｊ′とする。
【００３２】
ステップＳ６０９では、単位ベクトル生成部８１において、図４に示すように、線分Ｌｉ′の終点（第１面の端）を基点とし、線分Ｌｉと法線ベクトルＶａに互いに垂直な単位ベクトルをベクトルＶｉとする。
【００３３】
ステップＳ６１１では、単位ベクトル生成部８１において、図４に示すように、線分Ｌｊ′の終点（第２面に対向する面の端）を基点とし、線分Ｌｉと法線ベクトルＶｂに互いに垂直な単位ベクトルをＶｊとする。
【００３４】
ステップＳ６１３では、直交座標系変換部８３において、図５（ａ）に示すように、単位ベクトルＶｉと同じ向きをＸ軸の＋方向とし、ベクトルＶｉの基点を原点とする線分Ｌｉと垂直をなす平面上にベクトルＶｉを投影し、該投影されたベクトルをベクトルＶｉ′とする。すなわち、図４の立体面Ｈａ、Ｈｂの指定辺に垂直な２次元平面（上方向から見て投影）に投影して第１の面と第２の面を生成する。次に、第１の面の端に縦軸（Ｙ軸）定義し、第１の面の端の中心を原点とした２次元座標系を生成する。
【００３５】
そして、第１の面を通る横軸（Ｘ）と第２の面の中心線とが交わる交点Ｐを２次元座標系に定義（図５においてはＬｉ３上）し、原点からＸ軸方向のベクトルと、第２面の端の中心からＹ軸方向のベクトルを求める。
【００３６】
ステップＳ６１５では、直交座標系変換部８３において、図５（ａ）に示すように、Ｘ軸の＋方向を単位ベクトルＶｉ´とし、Ｙ軸のマイナス方向にベクトルＶｊ′とする。すなわち、第１の面と第２の面とが隣接する側の第２の面の端からＹ軸に沿ったベクトル（図５においてはＬｊ３上）とする。
【００３７】
ステップＳ６１７では、単位ベクトル交点解析部８５において、図５（ｂ）に示すように、ベクトルＶｉ′に平行で、ベクトルＶｉ′より板厚の半分の距離だけ板の表側と裏側に離れた線分を、それぞれ、線分Ｌｉ１，Ｌｉ２とする。
【００３８】
ステップＳ６１９では、単位ベクトル交点解析部８５において、図５（ｂ）に示すように、ベクトルＶｉ′と平行であり、かつ板厚の中心に位置する線分を線分Ｌｉ３とする。
【００３９】
ステップＳ６２１では、単位ベクトル交点解析部８５において、図５（ｂ）を１例として示すように、ベクトルＶｊ′に平行で、ベクトルＶｊ′より板厚の半分の距離だけ板の表側と裏側に離れた線分を、それぞれ、線分Ｌｊ１，Ｌｊ２とする。
【００４０】
ステップＳ６２３では、単位ベクトル交点解析部８５において、図５（ｂ）に示すように、ベクトルＶｊ′と平行であり、かつ板厚の中心に位置する線分を線分Ｌｊ３とする。
【００４１】
ステップＳ６２５では、単位ベクトル交点解析部８５において、図５（ｃ）又は図５（ｄ）に示すように、線分Ｌｉ３を含む直線と、線分Ｌｊ３を含む直線の交点Ｐの位置を算出する。
【００４２】
ステップＳ６２７では、単位ベクトル交点解析部８５において、上記の交点Ｐが、線分Ｌｉ３と線分Ｌｊ３の、いずれの線分上にも存在しないか否かを判断する。すなわち、交点Ｐが２次元座標系の原点のマイナス側又はプラス側に存在するかを判断し、この判断結果に基づいて両面引き突き合わせか又は片面引き突き合わせかどうかを判定する。
【００４３】
上記の交点Ｐが、上図５（ｃ）に示すような関係位置にあって、線分Ｌｉ３と線分Ｌｊ３のいずれの線分上にも存在しない場合、すなわち、両面引きの突き合わせとした場合、
ステップＳ６２９では、ノズル方向ベクトル生成部８７において、上図５（ｃ）に示すように、線分Ｌｉ２と線分Ｌｊ２の交点Ｐを基点とし、Ｖｉ′とＶｊ′のなす角の２等分の向きを持つベクトルをベクトルＶｎとして確定する。
【００４４】
ステップＳ６３３では、ノズル方向ベクトル生成部８７において、上図５（ｃ）に示すように、線分Ｌｉ１を含む直線と線分Ｌｊ１を含む直線の交点を基点とし、Ｖｎと逆の向きを持つベクトルをベクトルＶｍとして確定する。
【００４５】
ステップＳ６３５では、ノズル方向決定部８９において、ベクトルＶｎを元の座標系（すなわちベクトルＶｉ，Ｖｊを置く座標系）に座標変換し、該座標変換により得られるベクトルと逆の向きを持つベクトルをベクトルＶｎ′として確定する。
【００４６】
ステップＳ６３７では、ノズル方向決定部８９において、ベクトルＶｍを元の座標系（すなわちベクトルＶｉ，Ｖｊを置く座標系）に座標変換し、該座標変換により得られるベクトルと逆の向きを持つベクトルをベクトルＶｍ′として確定し、その後、制御の流れをステップＳ６４５に移す。
【００４７】
上記の交点Ｐが、上図５（ｄ）に示すような関係位置にあって、線分Ｌｉ３と線分Ｌｊ３のいずれかの線分上に存在する場合、
ステップＳ６３１では、ノズル方向ベクトル生成部８７において、上図５（ｄ）に示すように、線分Ｌｉ２と線分Ｌｊ２の交点を基点とし、Ｖｉ′とＶｊ′のなす角の２等分の向きを持つベクトルをベクトルＶｎとして確定する。
【００４８】
ステップＳ６３９では、ノズル方向ベクトル生成部８７において、上図５（ｄ）に示すように、交点Ｐが存在しない板の表側の線分を含む直線と、交点Ｐが存在する板の裏側の線分を含む直線との交点を基点とし、交点Ｐが存在する板の単位ベクトルと逆の向きを持つベクトルをＶｍとして確定する。
【００４９】
ステップＳ６４１では、ノズル方向決定部８９において、ベクトルＶｎを元の座標系（すなわちベクトルＶｉ，Ｖｊを置く座標系）に座標変換し、該座標変換により得られるベクトルと逆の向きを持つベクトルをベクトルＶｎ′として確定する。
【００５０】
ステップＳ６４３では、ノズル方向決定部８９において、ベクトルＶｍを元の座標系（すなわちベクトルＶｉ，Ｖｊを置く座標系）に座標変換し、該座標変換により得られるベクトルと逆の向きを持つベクトルをベクトルＶｍ′として確定し、その後、制御の流れをステップＳ６４５に移す。
【００５１】
ステップＳ６４５では、ノズル方向決定部８９において、ベクトルＶｎ，Ｖｍに対応する溶接ノズル方向を算出し、立体画像に組み入れるための情報を出力する。
【００５２】
ノズル方向決定手段８からの上記の情報出力は、ノズル方向画像データ生成部９に入力され、該ノズル方向画像データ生成部９において画像データに変換された後、表示部５の画面上に出力中の元の画像に重ね合わせることが出来るような形式で立体図データ１に付加され、該重ね合わせ画像が立体図生成部３で生成されて、元の画像に上記の溶接ノズル方向の表示が付加された更新画像が表示部５の画面上に表示される。
【００５３】
すなわち、本実施の形態は、図９に示すように、メモリに立体図を構成する第１の面Ｈａの各線のデータと第２の面Ｈｂの各線のデータとを記憶し、これらのデータから立体図のレンダリング画像を画面に表示する（Ｓ９０１）。
【００５４】
次に、画面の立体レンダリング画像においていずれかの第１立体面（第１立体図ともいう）のいずれかの辺をマウス７を用いて指定させ、この指定辺を立体図データ１から引き当てる（Ｓ９０２）。次に、この指定辺に平行に対向する隣接する第２立体面（第２立体図ともいう）の線分を立体図データ１から検索する（Ｓ９０３）。
【００５５】
次に、第１立体面及び第２立体面を投影した第１の面及び第２の面を生成して、第１の面を長手方向に半分にすると共に、第１の中心線及び第２の面を長手方向に半分にする第２の中心線を定義し、第１の面の端にＹ軸を定義し、この第１の面の端の中心にＸ軸を定義した２次元座標系を定義する。
【００５６】
そして、２次元座標系において、第１の面の中心線と第２の中心線が交わる交点ＰがＸ軸のマイナス側又はプラス側に位置するかで第１の立体面と第２の立体面との突き合わせ種類を求める（Ｓ９０４）。
【００５７】
具体的には、２次元座標系における交点Ｐが横軸のマイナス側に位置しているときは、両面引き突き合わせであると判定し、交点Ｐが横軸のプラス側に位置しているときは、片面引き突き合わせであると判定する。
【００５８】
また、交点Ｐから第１の面と第２の面との厚さをそれぞれ２分する第１の方向ベクトル、第２の方向ベクトルを求め、これらの方向ベクトルの交点Ｐが２次元座標系の横軸上のどこに位置するかで種類を判定する。
【００５９】
次に、突き合わせの種類を読み、該種類と２次元座標系の基準点の位置とに基づいて第１の立体面と第２の立体面とを溶接する箇所に溶接ロボットのノズル方向を求め（Ｓ９０５）、このノズル方向を画面の第１立体面と第２立体面とが隣接する箇所にノズル方向を示す矢印で表示させる（Ｓ９０６）。すなわち、図５の（ｅ）又は（ｆ）のように表示される。
【００６０】
具体的には、両面引きと判定されたときは、第１及び第２の方向ベクトルの内角及び外角を２分して基準点に向かう両方のベクトルをノズル方向とする。
【００６１】
そして、作業者は画面に表示されたノズル方向の内でいずれかを選択し、選択されたノズル方向のデータを登録する（Ｓ９０７）。
【００６２】
次に、作業者は溶接方向が全て決定されるとノズル方向の決定終了を指示ずる（Ｓ９０８）。
【００６３】
なお、ノズル方向決定部８９から、実際の溶接を実施する（溶接ロボットを含む）溶接装置に対して、上記のベクトルＶｎ，Ｖｍに対応する溶接ノズル方向を出力する部分は、本発明の要部ではないので図示は省略する。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、画面に表示された立体図の２つの立体面のいずれかの辺が指定されると、この辺に対向する相手の立体面の辺が検索されて、かつ両辺の関係から突き合わせの種類が判定され、この突き合わせの種類に応じた適切なノズル方向が決定されるという効果が得られている。
【００６５】
また、指示された溶接部に位置する溶接面同志を自動的に割り出し、かつ、該割り出された溶接面同志の突き合わせ状況に応じて、溶接時の溶接ノズルの方向を自動的に決定することができるので、溶接のプログラム生成作業が容易になり、かつ作業の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る操作者による溶接ノズル方向の指定の仕方の１例を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る立体図を説明するための一連の表記方法と約束事項を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る溶接対象の立体図の１例を幾何学的に表現した説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るノズル方向決定手段８の動作を説明する説明図である。
【図６】本実施の形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本実施の形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本実施の形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】本実施の形態の概念を説明するフローチャートである。
【図１０】従来の溶接ノズルの方向指示方法を示した説明図である。
【符号の説明】
１ 立体図データ
２ 展開図データ
３ 立体図生成部
４ 画像化部
５ 表示部
６ 指定辺引当部
７ マウス
８ ノズル方向決定部
９ ノズル方向画像データ生成部
８１ 単位ベクトル生成部
８３ 直交座標系変換部
８５ 単位ベクトル交点解析部
８７ ノズル方向ベクトル生成部
８９ ノズル方向決定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接ロボットを使用して溶接加工する時に、自動プログラミング装置に表示した立体図において操作者が１辺を指示するだけで自動的に溶接ロボットの溶接ノズルの方向が得られる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に溶接ロボットは遠隔地点にある自動プログラミング装置からの溶接指示方向に基づいて実際の製品に対して溶接を行う。
【０００３】
このノズル方向を決定するにあたっては、自動プログラミング装置のＣＡＤ機能を用いている。
【０００４】
例えば、図１０に示すように、溶接時の溶接部とノズル方向を指示する際に、操作者が、表示画面上に立体表示された溶接物体の形状を視認しながら、溶接部の両隣の２面を、それぞれマウス等を使用して指示する必要があった。
【０００５】
図１０においては、溶接部の溶接に際しては、立体図の面Ｈａと１辺ｈａと立体図の面Ｈｂの１辺ｈｂとをマウス等でクリック指定することにより、矢印方向に溶接ノズルの方向が示され、該溶接ノズルの方向を操作者が確認した上で、溶接ロボットに、その方向に溶接ノズルを向けた溶接を開始させることができるシステムとなっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来においては、操作者が溶接部と溶接ノズルの方向を指示する際に、操作者が溶接部付近の詳細構造に立ち入った指定をする必要があり、具体的には、溶接部の両隣に位置する２面を見極め、これらの面を、マウス等で別々にクリックする必要があった。
【０００７】
しかしながら、溶接部の両隣の２面のうちの１面は板厚部であることが多く、よって、該板厚部の板厚が薄い時には、上記クリックに際して、該板厚部を拡大表示しなければならないという課題があった。
【０００８】
また、多くの場合、溶接部の両隣の２面は、他の面の存在とは紛れることなく存在しており、すなわち、溶接部さえ指定されるならば、溶接部の両隣の２面は自明に確定している場合が多く、にも関わらず、溶接部に対応して、その都度、該溶接部の両隣の２面を逐一指定することは、作業者にとっては冗長な作業であり、作業能率の低下と、作業の信頼性の低下を招来していたという課題があった。
【０００９】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、自動プログラミング装置において、作業者が画面の立体図の１辺を指示するだけで、自動的にノズル方向が得られる方法を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
自動プログラミング装置の溶接ロボットのノズル方向決定方法は、三面図に基づいて生成された立体図を構成する溶接対象の、板厚を示す稜線と表側の外形線と裏側の外形線とで構成された第１立体図及び第２立体図を、ノズルの溶接方向から見たレンダリング画像で画面に表示する工程と、
前記画面の前記第１立体図又は第２立体図において指定された溶接部となる面の１辺を指定辺（Ｌｉ）として読み込む工程と、
該指定辺（Ｌｉ）に対して平行で、かつ該指定辺（Ｌｉ）から前記板厚の半分の距離に位置する第１線分（Ｌｉ´）を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図（前記第１の立体図又は第２の立体図）から検索する工程と、
前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１線分（Ｌｉ´）に平行で、かつ該第１線分（Ｌｉ´）からの距離が前記板厚の２倍以内で投影時に互いに重なる線分を、他方の立体図から第２線分（Ｌｊ）として検索する工程と、
前記第２線分（Ｌｊ）を、板厚の半分の距離で平行移動させた第３線分（Ｌｊ´）を前記他方の立体図から検索する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）が垂直に交わる前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の第１面の辺の点を第１の基点とし、この第１の基点から、前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直な第１のベクトル（Ｖｉ）を二次元平面に投影した第２のベクトル（Ｖｉ´）を得る工程と、
前記第３線分（Ｌｊ´）が垂直に交わる該第３線分（Ｌｊ´）を有する立体図の第２面の辺の点を第２の基点とし、この第２の基点から、前記第３線分（Ｌｊ´）及び前記１のベクトル（Ｖｉ）に垂直な第３のベクトル（Ｖｊ）を前記二次元平面に投影した第４のベクトル（Ｖｊ´）を得る工程と、
前記第１面の前記第１の基点を原点とし、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）の方向をＸ軸、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）方向をＹ軸としたＸ−Ｙ座標系を前記二次元平面に定義する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直で、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ２）とすると共に、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線分を線分（Ｌｉ３）とする一方、
前記第２の線分（Ｌｊ）に対して垂直で前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を前記第２面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ２）とすると共に、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線分を線分（Ｌｊ３）として、これらの線分を前記二次元平面に投影する工程と、
前記第１面を形成している、裏側の外形線を形成する前記第１面の裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面を形成している前記第２面の裏側の線分（Ｌｊ２）との交点（Ａ）を基点として前記第２のベクトル（Ｖｉ´）と第４のベクトル（Ｖｊ´）とがなす角を２分して前記交点（Ｐ）に逆向きとなる第５のベクトル（Ｖｎ）を得る工程と、
前記第５のベクトル（Ｖｎ）を前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第６のベクトル（Ｖｎ´）を、前記溶接方向とする工程と
を行うことを要旨とする。
また、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で前記第１面の中央を通る第４の直線（線分Ｌｉ３を含む直線）と前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で前記第２面の中央を通る第５の直線（線分Ｌｊ３を含む直線）との交点（Ｐ）を求める工程と、
前記交点（Ｐ）が、前記Ｘ軸のマイナス側に位置しているときは両面引き突き合わせ、又は前記Ｘ軸のプラス側に位置しているときは片面引き突合せと判定する工程と、
前記両面引きと判定されたときは、
前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の他に、
前記第５のベクトル（Ｖｎ）に対して逆向きの第７のベクトル（Ｖｍ）を、第１面の表側の線分（Ｌｉ１）を含む直線及び第２面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｃ）を基点として得る工程と、
前記第７のベクトル（Ｖｍ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第８のベクトル（Ｖｍ´）を、前記両面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程と
を行い、
前記片面引きと判定されたときは、
前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の他に、
前記第１面の裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｂ）を基点として、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に逆向きの第９のベクトル（Ｖｍ）を得る工程と、
前記第９のベクトル（Ｖｍ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第１０のベクトル（Ｖｍ´）を、前記片面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程と
を行うことを要旨とする。
さらに、本発明のノズル方向決定方法プログラムを記憶した記憶媒体は、
コンピュータに、
三面図に基づいて生成された立体図を構成する溶接対象の、板厚を示す稜線と表側の外形線と裏側の外形線とで構成された第１立体図及び第２立体図を、ノズルの溶接方向から見たレンダリング画像で画面に表示する工程と、
前記画面の前記第１立体図又は第２立体図において指定された溶接部となる面の１辺を指定辺（Ｌｉ）として読み込む工程と、
該指定辺（Ｌｉ）に対して平行で、かつ該指定辺（Ｌｉ）から前記板厚の半分の距離に位置する第１線分（Ｌｉ´）を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図（前記第１の立体図又は第２の立体図）から検索する工程と、
前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１線分（Ｌｉ´）に平行で、かつ該第１線分（Ｌｉ´）からの距離が前記板厚の２倍以内で投影時に互いに重なる線分を、他方の立体図から第２線分（Ｌｊ）として検索する工程と、
前記第２線分（Ｌｊ）を、板厚の半分の距離で平行移動させた第３線分（Ｌｊ´）を前記他方の立体図から検索する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）が垂直に交わる前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の第１面の辺の点を第１の基点とし、この第１の基点から、前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直な第１のベクトル（Ｖｉ）を二次元平面に投影した第２のベクトル（Ｖｉ´）を得る工程と、
前記第３線分（Ｌｊ´）が垂直に交わる該第３線分（Ｌｊ´）を有する立体図の第２面の辺の点を第２の基点とし、この第２の基点から、前記第３線分（Ｌｊ´）及び前記１のベクトル（Ｖｉ）に垂直な第３のベクトル（Ｖｊ）を前記二次元平面に投影した第４のベクトル（Ｖｊ´）を得る工程と、
前記第１面の前記第１の基点を原点とし、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）の方向をＸ軸、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）方向をＹ軸としたＸ−Ｙ座標系を前記二次元平面に定義する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直で、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ２）とすると共に、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線分を線分（Ｌｉ３）とする一方、
前記第２の線分（Ｌｊ）に対して垂直で前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を前記第２面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ２）とすると共に、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線 分を線分（Ｌｊ３）として、これらの線分を前記二次元平面に投影する工程と、
前記第１面を形成している、裏側の外形線を形成する前記第１面の裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面を形成している前記第２面の裏側の線分（Ｌｊ２）との交点（Ａ）を基点として前記第２のベクトル（Ｖｉ´）と第４のベクトル（Ｖｊ´）とがなす角を２分して前記交点（Ｐ）に逆向きとなる第５のベクトル（Ｖｎ）を得る工程と、
前記第５のベクトル（Ｖｎ）を前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第６のベクトル（Ｖｎ´）を、前記溶接方向とする工程と
を実行させるための溶接ロボットのノズル方向決定プログラムを記憶した記憶媒体であることを要旨とする。
また、前記コンピュータに、
前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で前記第１面の中央を通る第４の直線（線分Ｌｉ３を含む直線）と前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で前記第２面の中央を通る第５の直線（線分Ｌｊ３を含む直線）との交点（Ｐ）を求める工程と、
前記交点（Ｐ）が、前記Ｘ軸のマイナス側に位置しているときは両面引き突き合わせ、又は前記Ｘ軸のプラス側に位置しているときは片面引き突合せと判定する工程と、
前記両面引きと判定されたときは、
前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の他に、
前記第５のベクトル（Ｖｎ）に対して逆向きの第７のベクトル（Ｖｍ）を、第１面の表側の線分（Ｌｉ１）を含む直線及び第２面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｃ）を基点として得る工程と、
前記第７のベクトル（Ｖｍ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第８のベクトル（Ｖｍ´）を、前記両面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程と
を行い、
前記片面引きと判定されたときは、
前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の他に、
前記第１面の裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｂ）を基点として、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に逆向きの第９のベクトル（Ｖｍ）を得る工程と、
前記第９のベクトル（Ｖｍ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第１０のベクトル（Ｖｍ´）を、前記片面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程とを実行させる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る全体構成を示すブロック図である。
【００１３】
本発明の実施の形態は、溶接対象に対応する立体図に関する内部データを示した立体図データ１と、立体図データを所定の視点方向から投影した立体レンダリング画像を画面に表示すると共にマウス７からの指示情報を画像に付加する画像化部４と、画像化部４の出力により立体画像を表示する表示部５と、操作者によるマウス７のクリック操作により指示された外形線（すなわち上記立体画像上の溶接部を示すための外形線）に対応する内部データを、画像化部４とやり取りして引当てる指定辺引当て部６と、上記指定された外形線から溶接対象の溶接すべき２面を割り出し、該２面の突き合わせ関係から上記立体図と同じ座標系での溶接ノズルの方向を決定するノズル方向決定手段８と、決定された溶接ノズルの方向を画像データに変換して立体図データ１に重ね合わせるノズル方向画像データ生成部９とから構成される。
【００１４】
ノズル方向決定手段８は、溶接すべき２面の位置関係を認識する際に使用される２つの単位ベクトルを生成する単位ベクトル生成部８１と、単位ベクトルを直交座標系に変換する直交座標系変換部８３と、直交座標系における２つの単位ベクトルの交点を解析する単位ベクトル交点解析部８５と、ベクトル交点の解析結果から溶接ノズルの方向ベクトルを生成するノズル方向ベクトル生成部８７と、上記ノズルの方向ベクトルを示したベクトルを表示画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換するノズル方向決定部８９とから構成される。
【００１５】
なお、上記表示部５の表示画像上に表示される溶接ノズルの方向（すなわち、上記ノズル方向検索部８の出力）に従って、実際の溶接を実施する（溶接ロボットを含む）溶接装置の図示は、本発明の要部ではないので省略する。
【００１６】
以下、本実施の形態に係る全体の動作を説明する。
【００１７】
立体図データ１は画像化部４により、投影処理が行われて表示部５にレンダリング表示される。操作者は、表示部５に表示された溶接対象の立体画像を視認し、マウス７を使用して、その溶接すべき面の１辺を指定する。ノズル方向決定手段８は、指定された溶接すべき面に対応した溶接ノズルの、上記立体図と同じ座標系での方向を検索する。検索された溶接ノズルの方向は、溶接実施部に送信されると共に、ノズル方向画像データ生成部９により、画像データに変換され、立体図データ１に重ね合わせる形式で追加される。操作者は、必要に応じて、ノズル方向を含む立体画像を表示部５に表示させ、これを確認した上で、該溶接ノズル方向での溶接を、溶接装置に開始させることができる。
【００１８】
以下、本実施の形態に係るノズル方向決定手段８の動作を説明するが、それに先立って、溶接対象の立体図を幾何学的に表現し、かつ取り扱うために必要な一連の表記方法と約束事項について説明する。
【００１９】
図３は、本実施の形態に係る溶接対象の立体図を説明するための一連の表記方法と約束事項を示す説明図である。
【００２０】
図３に示すように、一般に、表示部５の画面上において表示される面は、下記の３種類の線分で構成される。
【００２１】
▲１▼ 面の表側を構成する外形線（Ｌ１〜Ｌ４）
▲２▼ 面の裏側を構成する外形線（Ｌ５〜Ｌ８）
▲３▼ 稜線（Ｌ９〜Ｌ８）
ここで、外形線Ｌ１〜Ｌ８は、面の法線方向から見て左回りの方向ベクトルを持っているものとする。
【００２２】
図４は、本実施の形態に係る溶接対象の立体図の１例を幾何学的に表現した説明図である。
【００２３】
本実施の形態では、今、操作者は、表示部５に表示された溶接対象の立体図を視認して、画面上の１本の線分をマウス等でクリックすることにより、溶接部を指示するものとする。
【００２４】
指定辺引当部６は、指示された線分に対応する内部データを立体図データから検索して引き当てる。
【００２５】
図５は、本実施の形態に係るノズル方向決定手段８の動作説明に使用する溶接対象の動作対応の立体図である。
【００２６】
図６〜８は、本実施の形態に係るノズル方向決定手段８の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２７】
以下、図４，５を参照しつつ、図６〜８に示すフローチャートを用いて、本実施の形態に係るノズル方向決定手段８の動作を説明する。
【００２８】
ステップＳ６０１では、単位ベクトル生成部８１において、上記操作者が指示した線分を線分Ｌｉとして引受ける。
【００２９】
ステップＳ６０３では、単位ベクトル生成部８１において、図４に示すように、上記の線分Ｌｉと平行で、かつ線分Ｌｉからの距離が板厚の２倍以内で、投影時に互いに重なり合う可能性のある線分を立体図データ１から検索し、該検索された線分を線分Ｌｊとする。
【００３０】
ステップＳ６０５では、単位ベクトル生成部８１において、図４に示すように、の線分Ｌｉを板厚の中心方向へ、板厚の半分の距離だけ平行移動された線分を確定し、これを線分Ｌｉ′とする。
【００３１】
ステップＳ６０７では、単位ベクトル生成部８１において、図４に示すように、上記の線分Ｌｊを板厚の中心方向へ、板厚の半分の距離だけ平行移動された線分を確定し、これを線分Ｌｊ′とする。
【００３２】
ステップＳ６０９では、単位ベクトル生成部８１において、図４に示すように、線分Ｌｉ′の終点（第１面の端）を基点とし、線分Ｌｉと法線ベクトルＶａに互いに垂直な単位ベクトルをベクトルＶｉとする。
【００３３】
ステップＳ６１１では、単位ベクトル生成部８１において、図４に示すように、線分Ｌｊ′の終点（第２面に対向する面の端）を基点とし、線分Ｌｉと法線ベクトルＶｂに互いに垂直な単位ベクトルをＶｊとする。
【００３４】
ステップＳ６１３では、直交座標系変換部８３において、図５（ａ）に示すように、単位ベクトルＶｉと同じ向きをＸ軸の＋方向とし、ベクトルＶｉの基点を原点とする線分Ｌｉと垂直をなす平面上にベクトルＶｉを投影し、該投影されたベクトルをベクトルＶｉ′とする。すなわち、図４の立体面Ｈａ、Ｈｂの指定辺に垂直な２次元平面（上方向から見て投影）に投影して第１の面と第２の面を生成する。次に、第１の面の端に縦軸（Ｙ軸）定義し、第１の面の端の中心を原点とした２次元座標系を生成する。
【００３５】
そして、第１の面を通る横軸（Ｘ）と第２の面の中心線とが交わる交点Ｐを２次元座標系に定義（図５においてはＬｉ３上）し、原点からＸ軸方向のベクトルと、第２面の端の中心からＹ軸方向のベクトルを求める。
【００３６】
ステップＳ６１５では、直交座標系変換部８３において、図５（ａ）に示すように、Ｘ軸の＋方向を単位ベクトルＶｉ´とし、Ｙ軸のマイナス方向にベクトルＶｊ′とする。すなわち、第１の面と第２の面とが隣接する側の第２の面の端からＹ軸に沿ったベクトル（図５においてはＬｊ３上）とする。
【００３７】
ステップＳ６１７では、単位ベクトル交点解析部８５において、図５（ｂ）に示すように、ベクトルＶｉ′に平行で、ベクトルＶｉ′より板厚の半分の距離だけ板の表側と裏側に離れた線分を、それぞれ、線分Ｌｉ１，Ｌｉ２とする。
【００３８】
ステップＳ６１９では、単位ベクトル交点解析部８５において、図５（ｂ）に示すように、ベクトルＶｉ′と平行であり、かつ板厚の中心に位置する線分を線分Ｌｉ３とする。
【００３９】
ステップＳ６２１では、単位ベクトル交点解析部８５において、図５（ｂ）を１例として示すように、ベクトルＶｊ′に平行で、ベクトルＶｊ′より板厚の半分の距離だけ板の表側と裏側に離れた線分を、それぞれ、線分Ｌｊ１，Ｌｊ２とする。
【００４０】
ステップＳ６２３では、単位ベクトル交点解析部８５において、図５（ｂ）に示すように、ベクトルＶｊ′と平行であり、かつ板厚の中心に位置する線分を線分Ｌｊ３とする。
【００４１】
ステップＳ６２５では、単位ベクトル交点解析部８５において、図５（ｃ）又は図５（ｄ）に示すように、線分Ｌｉ３を含む直線と、線分Ｌｊ３を含む直線の交点Ｐの位置を算出する。
【００４２】
ステップＳ６２７では、単位ベクトル交点解析部８５において、上記の交点Ｐが、線分Ｌｉ３と線分Ｌｊ３の、いずれの線分上にも存在しないか否かを判断する。すなわち、交点Ｐが２次元座標系の原点のマイナス側又はプラス側に存在するかを判断し、この判断結果に基づいて両面引き突き合わせか又は片面引き突き合わせかどうかを判定する。
【００４３】
上記の交点Ｐが、上図５（ｃ）に示すような関係位置にあって、線分Ｌｉ３と線分Ｌｊ３のいずれの線分上にも存在しない場合、すなわち、両面引きの突き合わせとした場合、
ステップＳ６２９では、ノズル方向ベクトル生成部８７において、上図５（ｃ）に示すように、線分Ｌｉ２と線分Ｌｊ２の交点Ｐを基点とし、Ｖｉ′とＶｊ′のなす角の２等分の向きを持つベクトルをベクトルＶｎとして確定する。
【００４４】
ステップＳ６３３では、ノズル方向ベクトル生成部８７において、上図５（ｃ）に示すように、線分Ｌｉ１を含む直線と線分Ｌｊ１を含む直線の交点を基点とし、Ｖｎと逆の向きを持つベクトルをベクトルＶｍとして確定する。
【００４５】
ステップＳ６３５では、ノズル方向決定部８９において、ベクトルＶｎを元の座標系（すなわちベクトルＶｉ，Ｖｊを置く座標系）に座標変換し、該座標変換により得られるベクトルと逆の向きを持つベクトルをベクトルＶｎ′として確定する。
【００４６】
ステップＳ６３７では、ノズル方向決定部８９において、ベクトルＶｍを元の座標系（すなわちベクトルＶｉ，Ｖｊを置く座標系）に座標変換し、該座標変換により得られるベクトルと逆の向きを持つベクトルをベクトルＶｍ′として確定し、その後、制御の流れをステップＳ６４５に移す。
【００４７】
上記の交点Ｐが、上図５（ｄ）に示すような関係位置にあって、線分Ｌｉ３と線分Ｌｊ３のいずれかの線分上に存在する場合、
ステップＳ６３１では、ノズル方向ベクトル生成部８７において、上図５（ｄ）に示すように、線分Ｌｉ２と線分Ｌｊ２の交点を基点とし、Ｖｉ′とＶｊ′のなす角の２等分の向きを持つベクトルをベクトルＶｎとして確定する。
【００４８】
ステップＳ６３９では、ノズル方向ベクトル生成部８７において、上図５（ｄ）に示すように、交点Ｐが存在しない板の表側の線分を含む直線と、交点Ｐが存在する板の裏側の線分を含む直線との交点を基点とし、交点Ｐが存在する板の単位ベクトルと逆の向きを持つベクトルをＶｍとして確定する。
【００４９】
ステップＳ６４１では、ノズル方向決定部８９において、ベクトルＶｎを元の座標系（すなわちベクトルＶｉ，Ｖｊを置く座標系）に座標変換し、該座標変換により得られるベクトルと逆の向きを持つベクトルをベクトルＶｎ′として確定する。
【００５０】
ステップＳ６４３では、ノズル方向決定部８９において、ベクトルＶｍを元の座標系（すなわちベクトルＶｉ，Ｖｊを置く座標系）に座標変換し、該座標変換により得られるベクトルと逆の向きを持つベクトルをベクトルＶｍ′として確定し、その後、制御の流れをステップＳ６４５に移す。
【００５１】
ステップＳ６４５では、ノズル方向決定部８９において、ベクトルＶｎ，Ｖｍに対応する溶接ノズル方向を算出し、立体画像に組み入れるための情報を出力する。
【００５２】
ノズル方向決定手段８からの上記の情報出力は、ノズル方向画像データ生成部９に入力され、該ノズル方向画像データ生成部９において画像データに変換された後、表示部５の画面上に出力中の元の画像に重ね合わせることが出来るような形式で立体図データ１に付加され、該重ね合わせ画像が立体図生成部３で生成されて、元の画像に上記の溶接ノズル方向の表示が付加された更新画像が表示部５の画面上に表示される。
【００５３】
すなわち、本実施の形態は、図９に示すように、メモリに立体図を構成する第１の面Ｈａの各線のデータと第２の面Ｈｂの各線のデータとを記憶し、これらのデータから立体図のレンダリング画像を画面に表示する（Ｓ９０１）。
【００５４】
次に、画面の立体レンダリング画像においていずれかの第１立体面（第１立体図ともいう）のいずれかの辺をマウス７を用いて指定させ、この指定辺を立体図データ１から引き当てる（Ｓ９０２）。次に、この指定辺に平行に対向する隣接する第２立体面（第２立体図ともいう）の線分を立体図データ１から検索する（Ｓ９０３）。
【００５５】
次に、第１立体面及び第２立体面を投影した第１の面及び第２の面を生成して、第１の面を長手方向に半分にすると共に、第１の中心線及び第２の面を長手方向に半分にする第２の中心線を定義し、第１の面の端にＹ軸を定義し、この第１の面の端の中心にＸ軸を定義した２次元座標系を定義する。
【００５６】
そして、２次元座標系において、第１の面の中心線と第２の中心線が交わる交点ＰがＸ軸のマイナス側又はプラス側に位置するかで第１の立体面と第２の立体面との突き合わせ種類を求める（Ｓ９０４）。
【００５７】
具体的には、２次元座標系における交点Ｐが横軸のマイナス側に位置しているときは、両面引き突き合わせであると判定し、交点Ｐが横軸のプラス側に位置しているときは、片面引き突き合わせであると判定する。
【００５８】
また、交点Ｐから第１の面と第２の面との厚さをそれぞれ２分する第１の方向ベクトル、第２の方向ベクトルを求め、これらの方向ベクトルの交点Ｐが２次元座標系の横軸上のどこに位置するかで種類を判定する。
【００５９】
次に、突き合わせの種類を読み、該種類と２次元座標系の基準点の位置とに基づいて第１の立体面と第２の立体面とを溶接する箇所に溶接ロボットのノズル方向を求め（Ｓ９０５）、このノズル方向を画面の第１立体面と第２立体面とが隣接する箇所にノズル方向を示す矢印で表示させる（Ｓ９０６）。すなわち、図５の（ｅ）又は（ｆ）のように表示される。
【００６０】
具体的には、両面引きと判定されたときは、第１及び第２の方向ベクトルの内角及び外角を２分して基準点に向かう両方のベクトルをノズル方向とする。
【００６１】
そして、作業者は画面に表示されたノズル方向の内でいずれかを選択し、選択されたノズル方向のデータを登録する（Ｓ９０７）。
【００６２】
次に、作業者は溶接方向が全て決定されるとノズル方向の決定終了を指示ずる（Ｓ９０８）。
【００６３】
なお、ノズル方向決定部８９から、実際の溶接を実施する（溶接ロボットを含む）溶接装置に対して、上記のベクトルＶｎ，Ｖｍに対応する溶接ノズル方向を出力する部分は、本発明の要部ではないので図示は省略する。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、画面に表示された立体図の２つの立体面のいずれかの辺が指定されると、この辺に対向する相手の立体面の辺が検索されて、かつ両辺の関係から突き合わせの種類が判定され、この突き合わせの種類に応じた適切なノズル方向が決定されるという効果が得られている。
【００６５】
また、指示された溶接部に位置する溶接面同志を自動的に割り出し、かつ、該割り出された溶接面同志の突き合わせ状況に応じて、溶接時の溶接ノズルの方向を自動的に決定することができるので、溶接のプログラム生成作業が容易になり、かつ作業の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る操作者による溶接ノズル方向の指定の仕方の１例を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る立体図を説明するための一連の表記方法と約束事項を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る溶接対象の立体図の１例を幾何学的に表現した説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るノズル方向決定手段８の動作を説明する説明図である。
【図６】本実施の形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本実施の形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本実施の形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】本実施の形態の概念を説明するフローチャートである。
【図１０】従来の溶接ノズルの方向指示方法を示した説明図である。
【符号の説明】
１ 立体図データ
２ 展開図データ
３ 立体図生成部
４ 画像化部
５ 表示部
６ 指定辺引当部
７ マウス
８ ノズル方向決定部
９ ノズル方向画像データ生成部
８１ 単位ベクトル生成部
８３ 直交座標系変換部
８５ 単位ベクトル交点解析部
８７ ノズル方向ベクトル生成部
８９ ノズル方向決定部
Claims (7)
- 三面図に基づいて生成された立体図を構成する溶接対象の、板厚を示す稜線と表側の外形線と裏側の外形線とで構成された第１立体図及び第２立体図を、ノズルの溶接方向から見たレンダリング画像で画面に表示する工程と、
前記画面の前記第１立体図又は第２立体図において指定された溶接部となる面の１辺を指定辺（Ｌｉ）として読み込む工程と、
該指定辺（Ｌｉ）に対して平行で、かつ該指定辺（Ｌｉ）から前記板厚の半分の距離に位置する第１線分（Ｌｉ´）を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図（前記第１の立体図又は第２の立体図）から検索する工程と、
前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１線分（Ｌｉ´）に平行で、かつ該第１線分（Ｌｉ´）からの距離が前記板厚の２倍以内で投影時に互いに重なる線分を、他方の立体図から第２線分（Ｌｊ）として検索する工程と、
前記第２線分（Ｌｊ）を、板厚の半分の距離で平行移動させた第３線分（Ｌｊ´）を前記他方の立体図から検索する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）が垂直に交わる前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の第１面の辺の点を第１の基点とし、この第１の基点から、前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直な第１のベクトル（Ｖｉ）を二次元平面に投影した第２のベクトル（Ｖｉ´）を得る工程と、
前記第３線分（Ｌｊ´）が垂直に交わる該第３線分（Ｌｊ´）を有する立体図の第２面の辺の点を第２の基点とし、この第２の基点から、前記第３線分（Ｌｊ´）及び前記１のベクトル（Ｖｉ）に垂直な第３のベクトル（Ｖｊ）を前記二次元平面に投影した第４のベクトル（Ｖｊ´）を得る工程と、
前記第１面の前記第１の基点を原点とし、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）の方向をＸ軸、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）方向をＹ軸としたＸ−Ｙ座標系を前記二次元平面に定義する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直で、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ２）とすると共に、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線分を線分（Ｌｉ３）とする一方、
前記第２の線分（Ｌｊ）に対して垂直で前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を前記第２面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ２）とすると共に、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線分を線分（Ｌｊ３）として、これらの線分を前記二次元平面に投影する工程と、
前記第１面を形成している、裏側の外形線を形成する前記第１面の裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面を形成している前記第２面の裏側の線分（Ｌｊ２）との交点（Ａ）を基点として前記第２のベクトル（Ｖｉ´）と第４のベクトル（Ｖｊ´）とがなす角を２分して前記交点（Ｐ）に逆向きとなる第５のベクトル（Ｖｎ）を得る工程と、
前記第５のベクトル（Ｖｎ）を前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第６のベクトル（Ｖｎ´）を、前記溶接方向とする工程と
を行うことを特徴とする自動プログラミング装置の溶接ロボットのノズル方向決定方法。 - 前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で前記第１面の中央を通る第４の直線（線分Ｌｉ３を含む直線）と前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で前記第２面の中央を通る第５の直線（線分Ｌｊ３を含む直線）との交点（Ｐ）を求める工程と、
前記交点（Ｐ）が、前記Ｘ軸のマイナス側に位置しているときは両面引き突き合わせ、又は前記Ｘ軸のプラス側に位置しているときは片面引き突合せと判定する工程と、
前記両面引きと判定されたときは、
前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の他に、
前記第５のベクトル（Ｖｎ）に対して逆向きの第７のベクトル（Ｖｍ）を、第１面の表側の線分（Ｌｉ１）を含む直線及び第２面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｃ）を基点として得る工程と、
前記第７のベクトル（Ｖｍ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第８のベクトル（Ｖｍ´）を、前記両面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程と
を行い、
前記片面引きと判定されたときは、
前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の他に、
前記第１面の裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｂ）を基点として、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に逆向きの第９のベクトル（Ｖｍ）を得る工程と、
前記第９のベクトル（Ｖｍ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第１０のベクトル（Ｖｍ´）を、前記片面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程と
を行うことを特徴とする請求項１記載の自動プログラミング装置の溶接ロボットのノズル方向決定方法。 - 前記両面引きの前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の溶接方向及び前記第８のベクトル（Ｖｍ´）の溶接方向又は前記片面引きの前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の溶接方向及び前記第１０のベクトル（Ｖｍ´）の溶接方向は、前記第１立体図及び第２立体図の溶接付近に矢印で表示され、
これらの矢印の溶接方向の内で、選択されたいずれかを溶接方向と決定することを特徴とする請求項２記載の自動プログラミング装置の溶接ロボットのノズル方向決定方法。 - 三面図に基づいて生成された立体図を構成する溶接対象の、板厚を示す稜線と表側の外形線と裏側の外形線とで構成された第１立体図及び第２立体図を、ノズルの溶接方向から見たレンダリング画像で画面に表示する工程と、
前記画面の前記第１立体図又は第２立体図において指定された溶接部となる面の１辺を指定辺（Ｌｉ）として読み込む工程と、
該指定辺（Ｌｉ）に対して平行で、かつ該指定辺（Ｌｉ）から前記板厚の半分の距離に位置する第１線分（Ｌｉ´）を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図（前記第１の立体図又は第２の立体図）から検索する工程と、
前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１線分（Ｌｉ´）に平行で、かつ該第１線分（Ｌｉ´）からの距離が前記板厚の２倍以内で投影時に互いに重なる線分を、他方の立体図から第２線分（Ｌｊ）として検索する工程と、
前記第２線分（Ｌｊ）を、板厚の半分の距離で平行移動させた第３線分（Ｌｊ´）を前記他方の立体図から検索する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）が垂直に交わる前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の第１面の辺の点を第１の基点とし、この第１の基点から、前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直な第１のベクトル（Ｖｉ）を二次元平面に投影した第２のベクトル（Ｖｉ´）を得る工程と、
前記第３線分（Ｌｊ´）が垂直に交わる該第３線分（Ｌｊ´）を有する立体図の第２面の辺の点を第２の基点とし、この第２の基点から、前記第３線分（Ｌｊ´）及び前記１のベクトル（Ｖｉ）に垂直な第３のベクトル（Ｖｊ）を前記二次元平面に投影した第４のベクトル（Ｖｊ´）を得る工程と、
前記第１面の前記第１の基点を原点とし、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）の方向をＸ軸、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）方向をＹ軸としたＸ−Ｙ座標系を前記二次元平面に定義する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直で、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ２）とすると共に、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線分を線分（Ｌｉ３）とする一方、
前記第２の線分（Ｌｊ）に対して垂直で前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を前記第２面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ２）とすると共に、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線分を線分（Ｌｊ３）として、これらの線分を前記二次元平面に投影する工程と、
前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で前記第１面の中央を通る第４の直線（線分Ｌｉ３を含む直線）と前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で前記第２面の中央を通る第５の直線（線分Ｌｊ３を含む直線）との交点（Ｐ）を求める工程と、
前記交点（Ｐ）が、前記Ｘ軸のマイナス側に位置しているときは両面引き突き合わせ、前記Ｘ軸のプラス側に位置しているときは片引き突合せと判定する工程と、
前記両面引きと判定されたときは、
前記第１面を形成している前記裏側の線分（Ｌｉ２）と第２面を形成している裏側の線分（Ｌｊ２）との交点（Ａａ）を基点として前記第２のベクトル（Ｖｉ´）と第４のベクトル（Ｖｊ´）とがなす角を２分して前記交点（Ｐ）に逆向きとなる第５のベクトル（Ｖｎａ）を得る工程と、
前記第５のベクトル（Ｖｎａ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第６のベクトル（Ｖｎａ´）を得る工程と、
前記第５のベクトル（Ｖｎａ）に対して逆向きの第７のベクトル（Ｖｍａ）を、第１面の表側の線分（Ｌｉ１）を含む直線及び第２の面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｃ）を基点として得る工程と、
前記第７のベクトル（Ｖｍａ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第８のベクトル（Ｖｍａ´）を、前記両面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程と
を行い、
前記片面引きと判定されたときは、
前記第１面を形成している裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面の裏側のる線分（Ｌｊ２）との交点（Ａｂ）を基点として、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）及び第４のベクトル（Ｖｊ´）とがなす角を２分して前記交点（Ｐ）に逆向きの第１１のベクトル（Ｖｎｂ）を求める工程と、
前記第１１のベクトル（Ｖｎｂ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第１２のベクトル（Ｖｎｂ´）を、溶接方向として得る工程と、
前記第１面の裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｂ）を基点として、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に逆向きの第９のベクトル（Ｖｍｂ）を求める工程と、
前記第９のベクトル（Ｖｍｂ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第１０のベクトル（Ｖｍｂ´）を、前記片面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程と
を行うことを特徴とする自動プログラミング装置の溶接ロボットのノズル方向決定方法。 - 前記両面引きの前記第６のベクトル（Ｖｎａ´）の溶接方向及び前記第８のベクトル（Ｖｍａ´）の溶接方向又は前記片面引きの前記第６のベクトル（Ｖｎｂ´）の溶接方向及び前記第１０のベクトル（Ｖｍｂ´）の溶接方向は、前記第１立体図及び第２立体図の溶接付近に矢印で表示され、
これらの矢印の溶接方向の内で、選択されたいずれかを溶接方向と決定することを特徴とする請求項４記載の自動プログラミング装置の溶接ロボットのノズル方向決定方法。 - コンピュータに、
三面図に基づいて生成された立体図を構成する溶接対象の、板厚を示す稜線と表側の外形線と裏側の外形線とで構成された第１立体図及び第２立体図を、ノズルの溶接方向から見たレンダリング画像で画面に表示する工程と、
前記画面の前記第１立体図又は第２立体図において指定された溶接部となる面の１辺を指定辺（Ｌｉ）として読み込む工程と、
該指定辺（Ｌｉ）に対して平行で、かつ該指定辺（Ｌｉ）から前記板厚の半分の距離に位置する第１線分（Ｌｉ´）を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図（前記第１の立体図又は第２の立体図）から検索する工程と、
前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１線分（Ｌｉ´）に平行で、かつ該第１線分（Ｌｉ´）からの距離が前記板厚の２倍以内で投影時に互いに重なる線分を、他方の立体図から第２線分（Ｌｊ）として検索する工程と、
前記第２線分（Ｌｊ）を、板厚の半分の距離で平行移動させた第３線分（Ｌｊ´）を前記他方の立体図から検索する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）が垂直に交わる前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の第１面の辺の点を第１の基点とし、この第１の基点から、前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直な第１のベクトル（Ｖｉ）を二次元平面に投影した第２のベクトル（Ｖｉ´）を得る工程と、
前記第３線分（Ｌｊ´）が垂直に交わる該第３線分（Ｌｊ´）を有する立体図の第２面の辺の点を第２の基点とし、この第２の基点から、前記第３線分（Ｌｊ´）及び前記１のベクトル（Ｖｉ）に垂直な第３のベクトル（Ｖｊ）を前記二次元平面に投影した第４のベクトル（Ｖｊ´）を得る工程と、
前記第１面の前記第１の基点を原点とし、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）の方向をＸ軸、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）方向をＹ軸としたＸ−Ｙ座標系を前記二次元平面に定義する工程と、
前記第１線分（Ｌｉ´）に垂直で、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を、前記指定辺（Ｌｉ）を有する立体図の前記第１面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｉ２）とすると共に、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線分を線分（Ｌｉ３）とする一方、
前記第２の線分（Ｌｊ）に対して垂直で前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に対して平行で、かつ前記板厚の半分の距離だけの表側と裏側とに離れた線分を前記第２面の表側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ１）及び裏側の外形線の一部を形成する線分（Ｌｊ２）とすると共に、前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で、かつ前記板厚の中心に位置する線分を線分（Ｌｊ３）として、これらの線分を前記二次元平面に投影する工程と、
前記第１面を形成している、裏側の外形線を形成する前記第１面の裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面を形成している前記第２面の裏側の線分（Ｌｊ２）との交点（Ａ）を基点として前記第２のベクトル（Ｖｉ´）と第４のベクトル（Ｖｊ´）とがなす角を２分して前記交点（Ｐ）に逆向きとなる第５のベクトル（Ｖｎ）を得る工程と、
前記第５のベクトル（Ｖｎ）を前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第６のベクトル（Ｖｎ´）を、前記溶接方向とする工程と
を実行させるための溶接ロボットのノズル方向決定プログラムを記憶した記憶媒体。 - 前記コンピュータに、
前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に平行で前記第１面の中央を通る第４の直線（線分Ｌｉ３を含む直線）と前記第４のベクトル（Ｖｊ´）に平行で前記第２面の中央を通る第５の直線（線分Ｌｊ３を含む直線）との交点（Ｐ）を求める工程と、
前記交点（Ｐ）が、前記Ｘ軸のマイナス側に位置しているときは両面引き突き合わせ、又は前記Ｘ軸のプラス側に位置しているときは片面引き突合せと判定する工程と、
前記両面引きと判定されたときは、
前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の他に、
前記第５のベクトル（Ｖｎ）に対して逆向きの第７のベクトル（Ｖｍ）を、第１面の表側の線分（Ｌｉ１）を含む直線及び第２面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｃ）を基点として得る工程と、
前記第７のベクトル（Ｖｍ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第８のベクトル（Ｖｍ´）を、前記両面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程と
を行い、
前記片面引きと判定されたときは、
前記第６のベクトル（Ｖｎ´）の他に、
前記第１面の裏側の線分（Ｌｉ２）と前記第２面の表側の線分（Ｌｊ１）を含む直線との交点（Ｂ）を基点として、前記第２のベクトル（Ｖｉ´）に逆向きの第９のベクトル（Ｖｍ）を得る工程と、
前記第９のベクトル（Ｖｍ）を、前記レンダリング画像の表示に使用した座標系と同じ座標系に変換した第１０のベクトル（Ｖｍ´）を、前記片面引きにおける別方向の溶接方向として得る工程と
を実行させるための請求項６記載のノズル方向決定方法プログラムを記憶した記憶媒体。
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