JP4243384B2 - 溶接条件設定方法及びシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オフラインティーチングにより、ロボットが動作するために必要な動作プログラムを自動生成するための、動作プログラム生成システムにおいて、特に溶接条件設定方法及びシステムに関し、溶接作業を行う産業用ロボットに対して、溶接条件を自動設定するために好適なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、産業用ロボットにより必要な作業を行うためには、ロボットに対する動作指示ないしは動作プログラムの作成作業が必要である。従来、そのための方法としては、実際にロボットを動かしてティーチングするという方法がほとんどであった。しかし、ロボットの導入台数の増加に伴い、ティーチング時間の増加やＣＡＤシステムとの結合の要望、さらに安全面の問題などと様々な要因から、ＣＡＤの図面情報を利用したオフラインティーチング方式が注目されており、主流になりつつある。
【０００３】
このようなオフラインティーチング方式の１つとして、三次元情報の入力手段により入力された三次元データを持つワークに対し、作業部位と作業を行うための情報のみを指示し、この情報から指示された作業の一連の流れを作業プログラムとして生成し、必要であればこのプログラムを編集し、その後この作業プログラムからロボットが動作するための動作プログラムを生成する方法がある。これによれば、産業用ロボットや各種制御装置などのような制御対象機器を、ＣＡＤデータを利用して動作させる場合、作業単位で編集できるため、必要なデータの入力を簡素化できる。溶接作業を行う場合には、溶接部位ごとに必要な溶接条件を設定することが必要になるが、これはＣＡＤ情報から得られる溶接部位の姿勢情報と形状情報と、指定される溶接施工指示を基に、予め設定されている基本溶接条件データベースを検索することで行われる。
【０００４】
図１２に従来のロボット動作プログラム生成装置のブロック図の１例を示す。すなわち、このロボット動作プログラム作成システムは、グラフィックワークステーションやパソコンのような計算機上ですべて行えるようになっており、図１２に示すように三次元ＣＡＤデータ記憶手段１と、作業環境データ記憶手段２と、教示データ入力手段３と、教示データ記憶手段４と、作業プログラム生成手段５と、三次元ＣＡＤ引用手段６と、作業環境引用手段７と、基本溶接条件データベース構成手段８と、作業プログラム記憶手投９と、作業プログラム編集手段１０と、動作プログラム生成手段１１と、動作プログラム記憶手段１２と、動作プログラム出力手段１３とを有してなる。
【０００５】
具体的に述べると、三次元ＣＡＤデータ記憶手段１は、図示しないＣＡＤシステムにより作成されたサーフェスモデルやソリッドモデルの三次元ＣＡＤデータより構成される。この三次元データは、ロボット及び被制御対象機器や、作業対象物の、三次元幾何情報や位置情報を表すものである。作業環境データ記憶手段２は、ロボットの機種名や接続されている溶接機の種類、作業対象物の材質など、作業環境に関する三次元データ以外のデータにより構成される。さらに、オペレータは教示データ入力手段３により、必要な作業対象に対する作業部位の指示を行うとともに、溶接作業に必要な溶接施工条件の入力を行う。
【０００６】
教示データ入力手段３は、ＣＡＤシステムに付属しているマウス或いはキーボードおよび表示装置からなっており、三次元ＣＡＤ引用手段６により三次元ＣＡＤデータ記憶手段１から引用される作業対象物の三次元モデルを表示した表示装置を見ながら、作業対象物に対する必要な作業をティーチングし得るように構成されている。なお、表示装置は一般的なＣＲＴなどである。教示データ入力手段３により設定された作業対象物に対する作業内容ならびに溶接施工指示は、教示データ記憶装置４に格納される。
【０００７】
作業プログラム生成手段５は、教示データ入力装置３により入力され教示データ記憶装置４に格納された作業対象物に対する教示データから、その目標を達成するのに必要な作業プログラムを、作業環境引用手段７により得られる作業環境データ記憶装置２からの環境情報ならびに、三次元ＣＡＤ引用手段６により三次元ＣＡＤデータ記憶手段１から引用される作業対象物の三次元データを基に生成する。必要な作業プログラムは、例えば作業対象物を溶接する場合には、溶接線への接近ならびに離脱動作、溶接機への動作指示を含めた溶接作業、位置補正のための検出動作からなる補正作業、最終待機位置への移動を行う待機作業などがあり、教示された部位に対する必要な処理を行うための作業がプログラムとして生成される。溶接作業に関しては、上記作業情報ならびに作業環境情報を基に、基本溶接条件データベース構成手段８に保存されているデータを検索することで溶接条件が設定される。生成された作業プログラムは、作業プログラム記憶手段９に格納される。格納された作業プログラムは作業プログラム編集手段１０によって、その内容の確認を行い必要であれば、作業順序や溶接条件の修正作業を行う。
【０００８】
動作プログラム生成手段１１は、上記生成された作業プログラムを変換し、ロボットが実行可能な動作プログラムを生成するものである。ロボットの移動動作を作成するに当たり、それぞれの移動目標点の座標データは三次元ＣＡＤデータ記憶手段１に格納されているものを、三次元ＣＡＤ引用手段６により引用することで実行される。また、動作に必要なデータに関しては、作業環境データ記憶手段２に格納されているデータを、作業環境引用手段７により呼び出すことで使用される。生成された動作プログラムは、動作プログラム記憶手段１２に格納される。
【０００９】
動作プログラム出力手段１３は、動作プログラム記憶手段１２からの動作プログラムに従って、図示しない駆動装置を介し溶接ロボットを駆動するものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記に示す従来技術のごとく、オフラインティーチングで溶接作業を行うロボット動作を生成する場合には、ロボットの動作だけではなく、溶接機に対する指示としての溶接条件を設定する必要がある。このために、溶接部位や作業環境が与えられた場合に、どのような溶接条件を設定すれば良いかを記録した溶接条件データベースを搭載しているものが多い。しかし、溶接条件は作業環境によっても変化するものであり、溶接条件データベースで決められる条件をそのまま使用できることは少ない。そのため、作業者はオフラインティーチングで設定された溶接条件を基準として、実際の溶接作業を行い、溶接結果を見ながら条件を修正することで最適な溶接条件を決定することが必要となる。この修正の部分はノウハウに類するものであるとともに、作業環境ごとに異なるものであり、汎用的なものとして用意することは困難であった。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、オフラインティーチングシステムにおいて、作業環境に応じた最適な溶接条件の設定を行うための溶接条件設定方法を提供することにあり、他の目的は上記方法を的確に実施しうるロボット動作プログラム生成システムにおいて利用可能な溶接条件設定システムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の溶接条件設定方法は、オフラインティーチングにより作業対象に対する作業プログラムを生成し、これをプログラムとして出力することで被制御対象機器を動作させる作業プログラム生成方法における溶接条件設定方法であり、特に溶接作業を行うための作業プログラムを生成するために、一般的な条件として予め与えられる基本溶接条件データベースから指定された溶接部位に対する溶接条件を設定する溶接条件設定方法であって、実際に溶接を行って得られた溶接条件を実溶接条件データベースとして登録して保存し、指定された溶接部位に対して溶接条件を設定する場合に、基本溶接条件データベースと実溶接条件データベースの両方のデータベースを検索することで、作業に対する最適な溶接条件を設定することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項１記載の溶接条件設定方法によれば、例えば三次元ＣＡＤに予め格納されている種々の作業対象物及び被作業対象機器からなる三次元ＣＡＤデータならびに、登録された溶接条件データベースを用い、作業部位に関する情報と求められる溶接結果から、作業のための溶接条件の設定を行う、オフライン動作プログラム作成システムに関する溶接条件設定方法において、予め基本条件として登録される基本溶接条件データベース以外に、生成された動作プログラムに基づいて実行された溶接結果により修正された溶接条件を登録する実溶接条件データベースを持ち、実際の作業結果としての溶接条件と基本条件としての溶接条件の、両方のデータベースを検索することができるので、実際の作業に応じた最適な溶接条件を自動的に設定でき、そのため作業時間の短縮と溶接テスト削減による効率化、省資源化を実現できる。
【００１４】
請求項２記載の溶接条件設定方法は、請求項１において、溶接条件を設定する場合、基本溶接条件データベースと、実溶接条件データベースの、いずれを優先して使用するかを、作業対象により指定をするものである。
【００１５】
請求項２記載の溶接条件設定方法によれば、請求項１と同様な効果のほか、基本条件として登録される基本溶接条件データベースと、溶接結果により得られた実溶接条件データベースの、いずれを優先して使用するかの指定を可能とすることが可能であり、複数のデータベースから最適な条件の設定が可能となり、作業環境が変化した場合も同様に作業時間の短縮と溶接テスト削減による効率化、省資源化を実現できる。
【００１６】
請求項３記載の溶接条件設定方法は、請求項１において、基本溶接条件データベースに基づいて作成された作業プログラムで実行された溶接結果を改良する場合、対象としている溶接部位に関して実溶接条件データベースから、幾つかのキーが一致する溶接条件を選択し、基本条件データベースから検索された溶接条件と比較することで、溶接条件の変更すべき候補を提示するものである。
【００１７】
請求項３記載の溶接条件設定方法によれば、請求項１と同様な効果のほか、溶接結果を改良するために溶接条件の変更を行う場合、実溶接結果として登録されている実溶接条件データベースから、対象としている溶接部位と条件が近いものを検索し、どの溶接条件をどのように変更すれば良いかの情報が得られることからも、作業環境が変化した場合の最適な溶接条件探索の工数を削減できる。
【００１８】
請求項４記載の溶接条件設定方法は、請求項１または請求項２において、作業プログラムにおいて溶接部位に対して設定された溶接条件を確認表示する場合に、その溶接条件が基本溶接条件データベースのものであるか、実溶接条件データベースのものであるかにより、条件の表示方法を変えるものである。
【００１９】
請求項４記載の溶接条件設定方法によれば、請求項１または請求項２と同様な効果のほか、データベースから検索された溶接条件を確認表示する場合に、検索された溶接条件が、基本条件データベースのものであるか、実溶接条件データベースのものであるかにより、設定された数値の表示方法を変えることから、作業中のオペレータに溶接条件の検索元が容易に認識できるので、教示の負担を低減することができる。
【００２０】
請求項５記載の溶接条件設定システムは、オフラインティーチングにより作業対象に対する作業プログラムを生成する作業プログラム生成手段と、これをプログラムとして出力し被制御対象機器を動作させる作業プログラム出力手段を有する作業プログラム生成システムにおける溶接条件設定システムであり、溶接作業を行うための作業プログラムを生成するために、一般的な条件として予め与えられる基本溶接条件データベース構成手段と、指定された溶接部位に対して溶接条件を設定する溶接条件設定手段を有する溶接条件設定システムであって、実際に溶接を行って得られた溶接条件を登録して保存する実溶接条件データベース構成手段を有し、指定された溶接部位に対して溶接条件を設定する場合に、基本溶接条件データベースと実溶接条件データベースの両方のデータベースを検索可能にすることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項５記載の溶接条件設定システムによれば、請求項１と同様の効果があり、請求項１の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００２２】
請求項６記載の溶接条件設定システムは、請求項５において、基本条件溶接条件データベース構成手段と、溶接結果により得られた実溶接条件データベース構成手段の、いずれを優先して使用するかを指定する検索順序設定手段を有するものである。
【００２３】
請求項６記載の溶接条件設定システムによれば、請求項２と同様の効果があり、請求項２の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００２４】
請求項７記載の溶接条件設定システムは、請求項５において、対象としている溶接部位に関して、実溶接条件データベース構成手段から幾つかのキーが一致したものとして選択された溶接条件と、基本条件データベース構成手段から検索された溶接条件とを比較し、溶接条件の変更すべき候補を提示する溶接条件変更候補設定手段を有するものである。
【００２５】
請求項７記載の溶接条件設定システムによれば、請求項３と同様の効果があり、請求項３の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００２６】
請求項８記載の溶接条件設定システムは、請求項５または請求項６において、溶接部位に対して設定された溶接条件が基本溶接条件データベースのものであるか、実溶接条件データベースのものであるかにより、条件の表示方法を変えることが可能な溶接条件確認手段を有するものである。
【００２７】
請求項８記載の溶接条件設定システムによれば、請求項４または請求項５と同様の効果があり、請求項４または請求項５の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態において本発明を実施するための、ロボット動作プログラム作成システムを示す。
【００３０】
本発明を実施するロボット動作プログラム作成システムは、グラフィックワークステーシヨンやパソコンのような計算機上ですべて行えるようになっており、図１に示すように三次元ＣＡＤデータ記憶手段１と、作業環境データ記憶手段２と、教示データ入力手段３と、教示データ記憶手段４と、作業プログラム生成手段５と、三次元ＣＡＤ引用手段６と、作業環境引用手段７と、基本溶接条件データベース構成手段８と、作業プログラム記憶手段９と、作業プログラム編集手段１０と、動作プログラム生成手段１１と、動作プログラム記憶手段１２と、動作プログラム出力手段１３と、実溶接条件入力手段１４と、実溶接条件データベース構成手段１５とを有してなる。
【００３１】
１から１３までに関しては、従来例と同様であるので、説明を省略する．
実溶接データベース入力手段１４は、実際の溶接作業結果として得られた溶接条件を、データベースとして入力するための手段であり、溶接電流・溶接電圧などの値を作業部位の情報と関連付けて入力する。実溶接データベース構成手段１５は、実溶接データベース入力手段１４により入力された実際の作業における溶接条件データを記憶して、データベースとして構成する手段である。実溶接データベース構成手段１５のデータは、作業プログラム生成手段５でプログラム生成を行う場合に、溶接条件決定のデータとして参照される。
【００３２】
これにより、実際の作業結果に基づいた溶接条件が設定されている場合には、一般的な溶接条件ではなく、より現実に近い溶接条件を設定することが可能となる。これにより、最適な作業プログラムが生成できる。
【００３３】
すなわち、三次元ＣＡＤに予め格納されている種々の作業対象及び被作業対象機器からなる三次元ＣＡＤデータを用い、オフラインティーチングにより作業対象に対する作業プログラムを生成し、生成した作業プログラムより被制御対象機器を動作するための動作プログラムを作成するロボット動作プログラム作成方法において、溶接条件を設定する場合に、予め登録してある一般的な溶接条件データベースだけではなく、作業者が現場で行った溶接結果を登録した実溶接条件データベースを持ち、この条件も検索することで、動作プログラムに対して、実行する環境での最適な溶接条件を設定することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態を図２により説明する。すなわち、このロボット動作プログラム作成システムは、第１の実施の形態に加え、データベース選択手段１６を有している。
【００３５】
データベース選択手段１６は、基本溶接条件データベース構成手段８と実溶接条件データベース構成手段１５の、いずれのデータベースを優先して使用するかを選択し、その選択順序を記憶する手段である。
【００３６】
これにより、新たな環境で作業を行う場合には優先順を設定することで、実溶接条件データベース構成手段１５に、データが格納されている場合であっても、環境に依存した実溶接条件データベース格納手段１５に記憶された条件ではなく、基本溶接条件データベース記憶手段８に記憶された条件を使用して作業プログラムを生成することができる。
【００３７】
すなわち、溶接条件データベースと実溶接条件データベースの優先順位を指定することで、作業環境が変化に応じて必要なデータベースを選択して、動作プログラムに対する溶接条件を設定することができる。
【００３８】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態を図３により説明する。すなわち、このロボット動作プログラム作成システムは、第１の実施の形態に加え、溶接条件候補提示手段１７を有している。
【００３９】
溶接条件候補設定手段１７は、実溶接条件データベース構成手段１５に一致する溶接条件データがなく、基本溶接条件データベース構成手段８により検索された溶接条件を用いて実際に作業した溶接結果が悪かった場合、溶接条件をどのように変更するかの候補を選択し、作業プログラム編集手段１０において提示するものである。
【００４０】
この場合、実溶接条件データベース構成手段１５において、条件のうち幾つかが一致する溶接条件を選択し、この条件と基本溶接条件データベース構成手段８において検索して設定された溶接条件を比較し、両者の条件で異なる部分について、実溶接条件データベース構成手段１５の条件に近づくような溶接条件の変更パターンを選択し、作業プログラム編集手段１０に対して提示する。
【００４１】
これにより、現在の設定条件からどのように条件を変更すれば、最適な条件を得ることができるかの指針を提示することができる。
【００４２】
すなわち、溶接条件データベースにより設定された溶接条件を修正する場合、実溶接条件データベースに登録されている、類似の作業部位データならびに環境データを検索し、その条件が溶接条件データベースの条件をどのように変更したのかを調べることで、最適な結果が得られるための条件の修正方法を求めることができる。
【００４３】
（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態を図４により説明する。すなわち、このロボット動作プログラム作成システムは、第１の実施の形態に加え、溶接条件表示変更手段１８を有している。溶接条件表示変更手段１８は、作業プログラム編集手段１０において溶接条件を表示する場合に、作業プログラムで設定されている溶接条件が、基本溶接条件データベース構成手段８から検索されたものか、実溶接データベース構成手段１５から検索されたものかにより、条件である数値の表示方法を変更する。例えば、字体や太さや色を変えることで表示を変更する。
【００４４】
また、作業プログラム生成手段５においては、溶接条件を検索した場合、いずれのデータベースから条件を検索したかを示す情報を作業プログラムに設定して、作業プログラム記憶手段９に記憶する。
【００４５】
すなわち、設定された溶接条件を確認のために表示する場合に、その条件が検索されたデータベースによって、その表示方法を変更する。これにより、作業プログラムを編集する場合に、溶接条件がどの溶接条件から検索されたものであるかを容易に判断できる。
【００４６】
（実施の形態５）
本発明の第５の実施の形態を図５により説明する。すなわち、このロボット動作プログラム作成システムは、第２の実施の形態に加え、溶接条件表示変更手段１８を有している。溶接条件表示変更手段１８は、作業プログラム編集手段１０において溶接条件を表示する場合に、作業プログラムで設定されている溶接条件が、基本溶接条件データベース構成手段８から検索されたものか、実溶接データベース構成手段１５から検索されたものかにより、条件である数値の表示方法を変更する。例えば、字体や太さや色を変えることで表示を変更する。
【００４７】
また、作業プログラム生成手段５においては、溶接条件を検索した場合、いずれのデータベースから条件を検索したかを示す情報を作業プログラムに設定して、作業プログラム記憶手段９に記憶する。
【００４８】
すなわち、設定された溶接条件を確認のために表示する場合に、その条件が検索されたデータベースによって、その表示方法を変更する。これにより、作業プログラムを編集する場合に、溶接条件がどの溶接条件から検索されたものであるかを容易に判断できる。
【００４９】
（実施の形態６）
本発明の第６の実施の形態を図６により説明する。すなわち、この溶接条件設定システムは、三次元ＣＡＤに予め格納されている種々の作業対象物及び被作業対象機器からなる三次元ＣＡＤデータならびに登録された溶接条件データベースを用い、作業部位に関する情報と求められる溶接結果から、作業のための溶接条件の設定を行う、オフライン動作プログラム作成システムに関する溶接条件設定方法において、予め基本条件として登録される溶接条件データベース以外に、生成された動作プログラムに基づいて実行された溶接結果により修正された溶接条件を登録する実溶接条件データベースを持っている。
【００５０】
本発明を実施するロボット動作プログラム作成システム１００は、グラフィックワークステーションやパソコンのような計算機上ですべて行えるようになっており、図６に示すようにティーチングオペレータが、図１等の教示データ入力手段３を操作することにより、三次元ＣＡＤデータ記憶手段１から作業対象物の三次元モデルを呼び出す（基本データ設定、ステップ１）。
【００５１】
ついで、オペレータが教示データ入力手段３により、作業プログラムを作成するのに必要な作業対象物に対する、必要なデータを設定し、教示データ記憶手段４に格納する（教示データ入力、ステップ２）。即ち、ロボットのタイプや作業対象物の材質などの環境情報データの選択や、作業対象物の作業部位の選択である。
【００５２】
格納された教示データは、作業環境データ記憶手段２に格納され作業環境引用手段７により呼び出される作業環境データ、三次元ＣＡＤデータ記憶手段により記憶され三次元ＣＡＤ引用手段６により呼び出される三次元データを用いて、作業プログラム生成部５により作業教示プログラムに変換される。
さらに、基本溶接条件データベース較正手段８から検索される基本溶接条件、もしくは実溶接条件データベース較正手段１５より検索される実溶接条件を利用して、作業プログラムに必要な溶接条件も設定される（作業プログラム生成、ステップ３）。そして、作業環境データ記憶手段２に格納され作業環境引用手段７により呼び出される作業環境データ、三次元ＣＡＤデータ記憶手段１により記憶され三次元ＣＡＤ引用手段６により呼び出される三次元データを用いて、動作プログラム生成手段１１により、動作プログラムに変換される（動作プログラム生成、ステップ４）。生成された動作プログラムは、本システムの入出力デバイスである動作プログラム出力手段１３により被制御対象機器１０１のコントローラにダウンロードされ、被制御対象機器１０１を動作プログラム通りに動作させる（動作プログラム出力、ステップ５）
図７は、図６に示した作業プログラム生成処理（ステップ３）において、溶接部位に対する溶接条件設定例を示すフローチャートである。まず、図１等の作業環境引用手段７により作業環境データ格納手段２に記憶された作業に用いる溶接機情報、ワークの材質情報を入力する（ステップ１１）。つぎに、三次元ＣＡＤ引用手段６を用いて三次元ＣＡＤデータ記憶手段１に記憶された溶接部位を較正する平面に関する情報ならびに、ワークの配置情報を入力する（ステップ１２）。次に、これらワークの配置情報と三次元ＣＡＤデータを用いて、教示データ記憶手段４に記憶されている溶接部位の方向に関する情報から、溶接パスの重力に対する方向および、溶接パスの開先の方向を計算する（ステップ１３）。次に、教示データ記憶手段４に記憶されている脚長など溶接に対する要求と、ステップ１１からステップ１３までで得られた情報をキーとして、実溶接条件データベース構成手段１５を検索する（ステップ１４）。実溶接条件データベース構成手段１５に一致する条件があるかを判定し（ステップ１５）、一致しなかった場合には、基本溶接条件データベース構成手段８を検索する（ステップ１６）。
【００５３】
ステップ１５もしくは、ステップ１６により検索された溶接条件は、対応する溶接部位の作業プログラムと関連付けられて、作業プログラム記憶手段９に記憶される（ステップ１７）。
【００５４】
（実施の形態７）
本発明の第７の実施の形態を図８により説明する。すなわち、この溶接条件設定システムは、基本条件として登録される溶接条件データベースと、溶接結果により得られた実溶接条件データベースの、いずれを優先して使用するかを指定する検索順位設定手段を有する。
【００５５】
図８は、図６に示した作業プログラム生成処理（ステップ３）において、第６の実施の形態を実現するために溶接部位に対する溶接条件設定例を示すフローチャートである。ステップ２１からステップ２３までは、第６の実施の形態における図７に示したステップ１１からステップ１３と同じであるので、説明を省略する。
【００５６】
データベース選択手段１５に格納されている溶接データベースの選択の優先順情報を入力する（ステップ２４）。選択順が実溶接条件データベースを優先するか基本溶接条件データベースを優先するかを判定する（ステップ２５）。実溶接条件データベースを優先する場合には、まず、教示データ記憶手段４に記憶されている脚長など溶接に対する要求と、ステップ２１からステップ２３までで得られた情報をキーとして、実溶接条件データベース構成手段１５を検索する（ステップ２６）。実溶接条件データベース構成手段１５に一致する条件があるかを判定し（ステップ２７）、一致しなかった場合には、同じ条件をキーとして基本溶接条件データベース構成手段８を検索する（ステップ２８）。
【００５７】
選択順が基本溶接条件を優先する場合には、教示データ記憶手段４に記憶されている脚長など溶接に対する要求と、ステップ２１からステップ２３までで得られた情報をキーとして、基本溶接条件データベース構成手段８を検索する（ステップ２９）。
【００５８】
ステップ２６もしくは、ステップ２８、ステップ２９により検索された溶接条件は、対応する溶接部位の作業プログラムと関連付けられて、作業プログラム記憶手段９に記憶される（ステップ３０）。
【００５９】
（実施の形態８）
本発明の第８の実施の形態を図９により説明する。すなわち、この溶接条件設定システムは、溶接結果を改良するために溶接条件の変更を行う場合、実溶接結果として登録されている実溶接条件データベースから、対象としている溶接部位と条件が近いものを検索し、どの溶接条件をどのように変更すれば良いかの、条件変更情報検索手段を有するものである。
【００６０】
図９は、図３等の作業プログラム編集手段１０において、実溶接条件データベース構成手段１５に一致する溶接条件データがなく、基本溶接条件データベース構成手段８により検索された溶接条件を用いて実際に作業した溶接結果が悪かった場合、溶接条件をどのように変更するかの候補を提示する溶接条件候補設定手段１７の溶接条件候補設定の一例を示すフローチャートである。
【００６１】
まず、作業プログラムに関連付けて記憶されている、基本溶接条件検索時の脚長など情報と溶接部位の情報を読み込む（ステップ４０）。これらの条件をキーとして、実溶接条件データベース構成手段１５を検索するが、検索するキーが全て一致しないため、予め設定してあるキーの重み付けに従って、幾つかのキーが一致する条件を選択する（ステップ４１）。
【００６２】
基本溶接条件データベース構成手段８において、ステップ４０で読み込んだ情報をキーとして検索する（ステップ４２）。ステップ４１とステップ４２で得られた溶接条件を比較し、溶接電流・溶接電圧・溶接速度などの条件のどの条件が異なっているかを比較する（ステップ４３）。比較により異なっていた条件を作業プログラム編集手段１０に送り、表示を行う（ステップ４４）。
【００６３】
（実施の形態９）
この発明の第９の実施の形態を図１０により説明する。すなわち、この溶接条件設定システムは、第６の実施の形態において、データベースから検索された溶接条件を確認表示する場合に、検索された溶接条件が、基本条件データベースのものであるか、実条件データベースのものであるかにより、設定された数値の表示方法を変える、溶接条件表示手段を有する。
【００６４】
図１０は、図４等の作業プログラム編集手段１０において、溶接条件表示変更手段１８により溶接条件をどのように表示するかの一例を示すフローチャートである。作業プログラム編集手段１０は、まず、作業プログラム記憶手段１０に保存されたプログラムを読み込む（ステップ５０）。表示のための作業命令を選択する（ステップ５１）。作業命令が溶接条件を持つかを判断する（ステップ５２）。溶接条件を持たない場合は、溶接表示以外の処理を行う（ステップ５３）。溶接条件を持つ場合には、その溶接条件が基本溶接条件データベース８から検索されたものか、実溶接データベース構成手段１５から検索されたものかを命令に付加されたフラグにより判断する（ステップ５４）。ここで、溶接条件の数値を表示する場合、例えば基本構成データベース８のものは赤色での表示とし（ステップ５５）、実溶接条件構成データベース１５のものは黒色での表示とする（ステップ５６）。以上の判定の結果に基づき作業命令の表示方法の指定を作業編集プログラム編集手段１０に出力する（ステップ５７）。
【００６５】
上記のようにデータベースの区別を行うために、作業プログラム生成手段５では以下のようにして作業プログラムに検索したデータベースの情報を付加する。
【００６６】
図１１は、上記のようにデータベースの区別を行うために、図６に示した作業プログラム生成処理（ステップ３）において、作業プログラムに検索したデータベースの情報を付加する例を示すフローチャートである。ステップ６１からステップ６３までは、第６の実施の形態における図７に示したステップ１１からステップ１３と同じであるので、説明を省略する。
【００６７】
次に、教示データ記憶手段４に記憶されている脚長など溶接に対する要求と、ステップ６１からステップ６３までで得られた情報をキーとして、実溶接条件データベース構成手段１５を検索する（ステップ６４）。実溶接条件データベース構成手段１５に一致する条件があるかを判定し（ステップ６５）、−致した場合には実溶接条件データベースにより検索されたことを示すフラグを付ける（ステップ６８）。一致しなかった場合には、基本溶接条件データベース構成手段８を検索し（ステップ６６）、基本条件データベースにより検索されたことを示すフラグを付ける（ステップ６７）。
【００６８】
以上により、検索された条件とフラグを対応する溶接部位の作業プログラムと関連付け、作業プログラム記憶手段９に記憶される（ステップ６９）。
【００６９】
（実施の形態１０）
本発明の第１０の実施の形態を説明する。すなわち、この溶接条件設定システムは、第７の実施の形態において、データベースから検索された溶接条件を確認表示する場合に、検索された溶接条件が、基本条件データベースのものであるか、実条件データベースのものであるかにより、設定された数値の表示方法を変える、溶接条件表示手段を有する。
【００７０】
第７の実施の形態において、図５等の作業プログラム編集手段１０で、溶接条件表示変更手段１８により溶接条件をどのように表示するかの一例を示すフローチャートは、第９の実施の形態における図１０と同様であるので説明は省略する。
【００７１】
また上記のようにデータベースの区別を行うために、図６に示した作業プログラム生成処理（ステップ３）において、作業プログラムに検索したデータベースの情報を付加する例を示すフローチャートは、第９の実施の形態における図１１と同様であるので、説明は省略する。
【００７２】
なお、第３の実施の形態を第２の実施の形態に適用してもよく、また第４の実施の形態を第３の実施の形態に適用してもよい。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１記載の溶接条件設定方法によれば、例えば三次元ＣＡＤに予め格納されている種々の作業対象物及び被作業対象機器からなる三次元ＣＡＤデータならびに、登録された溶接条件データベースを用い、作業部位に関する情報と求められる溶接結果から、作業のための溶接条件の設定を行う、オフライン動作プログラム作成システムに関する溶接条件設定方法において、予め基本条件として登録される基本溶接条件データベース以外に、生成された動作プログラムに基づいて実行された溶接結果により修正された溶接条件を登録する実溶接条件データベースを持ち、実際の作業結果としての溶接条件と基本条件としての溶接条件の、両方のデータベースを検索することができるので、実際の作業に応じた最適な溶接条件を自動的に設定でき、そのため作業時間の短縮と溶接テスト削減による効率化、省資源化を実現できる。
【００７４】
請求項２記載の溶接条件設定方法によれば、請求項１と同様な効果のほか、基本条件として登録される基本溶接条件データベースと、溶接結果により得られた実溶接条件データベースの、いずれを優先して使用するかの指定を可能とすることが可能であり、複数のデータベースから最適な条件の設定が可能となり、作業環境が変化した場合も同様に作業時間の短縮と溶接テスト削減による効率化、省資源化を実現できる。
【００７５】
請求項３記載の溶接条件設定方法によれば、請求項１と同様な効果のほか、溶接結果を改良するために溶接条件の変更を行う場合、実溶接結果として登録されている実溶接条件データベースから、対象としている溶接部位と条件が近いものを検索し、どの溶接条件をどのように変更すれば良いかの情報が得られることからも、作業環境が変化した場合の最適な溶接条件探索の工数を削減できる。
【００７６】
請求項４記載の溶接条件設定方法によれば、請求項１と同様な効果のほか、データベースから検索された溶接条件を確認表示する場合に、検索された溶接条件が、基本条件データベースのものであるか、実溶接条件データベースのものであるかにより、設定された数値の表示方法を変えることから、作業中のオペレータに溶接条件の検索元が容易に認識できるので、教示の負担を低減することができる。
【００７７】
請求項５記載の溶接条件設定システムによれば、請求項１と同様の効果があり、請求項１の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００７８】
請求項６記載の溶接条件設定システムによれば、請求項２と同様の効果があり、請求項２の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００７９】
請求項７記載の溶接条件設定システムによれば、請求項３と同様の効果があり、請求項３の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００８０】
請求項８記載の溶接条件設定システムによれば、請求項４または請求項５と同様の効果があり、請求項４の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この本発明の第１の実施の形態による溶接条件設定方法を実施するためのシステムを示す概略ブロック図である。
【図２】第２の実施の形態による溶接条件設定方法を実施するためのシステムを示す概略ブロック図である。
【図３】第３の実施の形態による溶接条件設定方法を実施するためのシステムを示す概略ブロック図である。
【図４】第４の実施の形態による溶接条件設定方法を実施するためのシステムを示す概略ブロック図である。
【図５】第５の実施の形態による溶接条件設定方法を実施するためのシステムを示す概略ブロック図である。
【図６】溶接条件設定方法における全体の作業例を示すフローチャートである。
【図７】第６の実施の形態による作業プログラム生成手段における溶接条件の設定例を示すフローチャートである。
【図８】第７の実施の形態による作業プログラム生成手段における溶接条件の設定例を示すフローチャートである。
【図９】第８の実施の形態による溶接条件候補設定生成手段における、溶接条件候補の設定例を示すフローチャートである。
【図１０】第９の実施の形態および第１０の実施の形態による溶接条件変更表示手段における溶接条件の表示方法を示すフローチャートである。
【図１１】第９の実施の形態および第１０の実施の形態による作業プログラム生成手段における溶接条件表示変更のためのフラグ設定例を示すフローチャートである。
【図１２】従来の溶接条件設定方法を実施するためのシステムを示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
１ 三次元ＣＡＤデータ記憶手段
２ 作業環境データ記憶手段
３ 教示データ入力手段
４ 教示データ記憶手段
５ 作業プログラム生成手段
６ 三次元ＣＡＤ引用手段
７ 作業環境引用手段
８ 基本溶接条件データベース構成手段
９ 作業プログラム記憶手段
１０ 作業プログラム編集手段
１１ 動作プログラム生成手段
１２ 動作プログラム記憶手段
１３ 動作プログラム出力手段
１４ 実溶接条件データベース入力手段
１５ 実溶接条件データベース構成手段
１６ データベース選択手段
１７ 溶接条件候補設定手段
１８ 溶接条件表示変更手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、オフラインティーチングにより、ロボットが動作するために必要な動作プログラムを自動生成するための、動作プログラム生成システムにおいて、特に溶接条件設定方法及びシステムに関し、溶接作業を行う産業用ロボットに対して、溶接条件を自動設定するために好適なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、産業用ロボットにより必要な作業を行うためには、ロボットに対する動作指示ないしは動作プログラムの作成作業が必要である。従来、そのための方法としては、実際にロボットを動かしてティーチングするという方法がほとんどであった。しかし、ロボットの導入台数の増加に伴い、ティーチング時間の増加やＣＡＤシステムとの結合の要望、さらに安全面の問題などと様々な要因から、ＣＡＤの図面情報を利用したオフラインティーチング方式が注目されており、主流になりつつある。
【０００３】
このようなオフラインティーチング方式の１つとして、三次元情報の入力手段により入力された三次元データを持つワークに対し、作業部位と作業を行うための情報のみを指示し、この情報から指示された作業の一連の流れを作業プログラムとして生成し、必要であればこのプログラムを編集し、その後この作業プログラムからロボットが動作するための動作プログラムを生成する方法がある。これによれば、産業用ロボットや各種制御装置などのような制御対象機器を、ＣＡＤデータを利用して動作させる場合、作業単位で編集できるため、必要なデータの入力を簡素化できる。溶接作業を行う場合には、溶接部位ごとに必要な溶接条件を設定することが必要になるが、これはＣＡＤ情報から得られる溶接部位の姿勢情報と形状情報と、指定される溶接施工指示を基に、予め設定されている基本溶接条件データベースを検索することで行われる。
【０００４】
図１２に従来のロボット動作プログラム生成装置のブロック図の１例を示す。すなわち、このロボット動作プログラム作成システムは、グラフィックワークステーションやパソコンのような計算機上ですべて行えるようになっており、図１２に示すように三次元ＣＡＤデータ記憶手段１と、作業環境データ記憶手段２と、教示データ入力手段３と、教示データ記憶手段４と、作業プログラム生成手段５と、三次元ＣＡＤ引用手段６と、作業環境引用手段７と、基本溶接条件データベース構成手段８と、作業プログラム記憶手投９と、作業プログラム編集手段１０と、動作プログラム生成手段１１と、動作プログラム記憶手段１２と、動作プログラム出力手段１３とを有してなる。
【０００５】
具体的に述べると、三次元ＣＡＤデータ記憶手段１は、図示しないＣＡＤシステムにより作成されたサーフェスモデルやソリッドモデルの三次元ＣＡＤデータより構成される。この三次元データは、ロボット及び被制御対象機器や、作業対象物の、三次元幾何情報や位置情報を表すものである。作業環境データ記憶手段２は、ロボットの機種名や接続されている溶接機の種類、作業対象物の材質など、作業環境に関する三次元データ以外のデータにより構成される。さらに、オペレータは教示データ入力手段３により、必要な作業対象に対する作業部位の指示を行うとともに、溶接作業に必要な溶接施工条件の入力を行う。
【０００６】
教示データ入力手段３は、ＣＡＤシステムに付属しているマウス或いはキーボードおよび表示装置からなっており、三次元ＣＡＤ引用手段６により三次元ＣＡＤデータ記憶手段１から引用される作業対象物の三次元モデルを表示した表示装置を見ながら、作業対象物に対する必要な作業をティーチングし得るように構成されている。なお、表示装置は一般的なＣＲＴなどである。教示データ入力手段３により設定された作業対象物に対する作業内容ならびに溶接施工指示は、教示データ記憶装置４に格納される。
【０００７】
作業プログラム生成手段５は、教示データ入力装置３により入力され教示データ記憶装置４に格納された作業対象物に対する教示データから、その目標を達成するのに必要な作業プログラムを、作業環境引用手段７により得られる作業環境データ記憶装置２からの環境情報ならびに、三次元ＣＡＤ引用手段６により三次元ＣＡＤデータ記憶手段１から引用される作業対象物の三次元データを基に生成する。必要な作業プログラムは、例えば作業対象物を溶接する場合には、溶接線への接近ならびに離脱動作、溶接機への動作指示を含めた溶接作業、位置補正のための検出動作からなる補正作業、最終待機位置への移動を行う待機作業などがあり、教示された部位に対する必要な処理を行うための作業がプログラムとして生成される。溶接作業に関しては、上記作業情報ならびに作業環境情報を基に、基本溶接条件データベース構成手段８に保存されているデータを検索することで溶接条件が設定される。生成された作業プログラムは、作業プログラム記憶手段９に格納される。格納された作業プログラムは作業プログラム編集手段１０によって、その内容の確認を行い必要であれば、作業順序や溶接条件の修正作業を行う。
【０００８】
動作プログラム生成手段１１は、上記生成された作業プログラムを変換し、ロボットが実行可能な動作プログラムを生成するものである。ロボットの移動動作を作成するに当たり、それぞれの移動目標点の座標データは三次元ＣＡＤデータ記憶手段１に格納されているものを、三次元ＣＡＤ引用手段６により引用することで実行される。また、動作に必要なデータに関しては、作業環境データ記憶手段２に格納されているデータを、作業環境引用手段７により呼び出すことで使用される。生成された動作プログラムは、動作プログラム記憶手段１２に格納される。
【０００９】
動作プログラム出力手段１３は、動作プログラム記憶手段１２からの動作プログラムに従って、図示しない駆動装置を介し溶接ロボットを駆動するものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記に示す従来技術のごとく、オフラインティーチングで溶接作業を行うロボット動作を生成する場合には、ロボットの動作だけではなく、溶接機に対する指示としての溶接条件を設定する必要がある。このために、溶接部位や作業環境が与えられた場合に、どのような溶接条件を設定すれば良いかを記録した溶接条件データベースを搭載しているものが多い。しかし、溶接条件は作業環境によっても変化するものであり、溶接条件データベースで決められる条件をそのまま使用できることは少ない。そのため、作業者はオフラインティーチングで設定された溶接条件を基準として、実際の溶接作業を行い、溶接結果を見ながら条件を修正することで最適な溶接条件を決定することが必要となる。この修正の部分はノウハウに類するものであるとともに、作業環境ごとに異なるものであり、汎用的なものとして用意することは困難であった。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、オフラインティーチングシステムにおいて、作業環境に応じた最適な溶接条件の設定を行うための溶接条件設定方法を提供することにあり、他の目的は上記方法を的確に実施しうるロボット動作プログラム生成システムにおいて利用可能な溶接条件設定システムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の溶接条件設定方法は、オフラインティーチングにより作業対象に対する作業プログラムを生成し、これをプログラムとして出力することで被制御対象機器を動作させる作業プログラム生成方法における溶接条件設定方法であり、特に溶接作業を行うための作業プログラムを生成するために、一般的な条件として予め与えられる基本溶接条件データベースから指定された溶接部位に対する溶接条件を設定する溶接条件設定方法であって、実際に溶接を行って得られた溶接条件を実溶接条件データベースとして登録して保存し、指定された溶接部位に対して溶接条件を設定する場合に、基本溶接条件データベースと実溶接条件データベースの両方のデータベースを検索することで、作業に対する最適な溶接条件を設定することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項１記載の溶接条件設定方法によれば、例えば三次元ＣＡＤに予め格納されている種々の作業対象物及び被作業対象機器からなる三次元ＣＡＤデータならびに、登録された溶接条件データベースを用い、作業部位に関する情報と求められる溶接結果から、作業のための溶接条件の設定を行う、オフライン動作プログラム作成システムに関する溶接条件設定方法において、予め基本条件として登録される基本溶接条件データベース以外に、生成された動作プログラムに基づいて実行された溶接結果により修正された溶接条件を登録する実溶接条件データベースを持ち、実際の作業結果としての溶接条件と基本条件としての溶接条件の、両方のデータベースを検索することができるので、実際の作業に応じた最適な溶接条件を自動的に設定でき、そのため作業時間の短縮と溶接テスト削減による効率化、省資源化を実現できる。
【００１４】
請求項２記載の溶接条件設定方法は、請求項１において、溶接条件を設定する場合、基本溶接条件データベースと、実溶接条件データベースの、いずれを優先して使用するかを、作業対象により指定をするものである。
【００１５】
請求項２記載の溶接条件設定方法によれば、請求項１と同様な効果のほか、基本条件として登録される基本溶接条件データベースと、溶接結果により得られた実溶接条件データベースの、いずれを優先して使用するかの指定を可能とすることが可能であり、複数のデータベースから最適な条件の設定が可能となり、作業環境が変化した場合も同様に作業時間の短縮と溶接テスト削減による効率化、省資源化を実現できる。
【００１６】
請求項３記載の溶接条件設定方法は、請求項１において、基本溶接条件データベースに基づいて作成された作業プログラムで実行された溶接結果を改良する場合、対象としている溶接部位に関して実溶接条件データベースから、幾つかのキーが一致する溶接条件を選択し、基本条件データベースから検索された溶接条件と比較することで、溶接条件の変更すべき候補を提示するものである。
【００１７】
請求項３記載の溶接条件設定方法によれば、請求項１と同様な効果のほか、溶接結果を改良するために溶接条件の変更を行う場合、実溶接結果として登録されている実溶接条件データベースから、対象としている溶接部位と条件が近いものを検索し、どの溶接条件をどのように変更すれば良いかの情報が得られることからも、作業環境が変化した場合の最適な溶接条件探索の工数を削減できる。
【００１８】
請求項４記載の溶接条件設定方法は、請求項１または請求項２において、作業プログラムにおいて溶接部位に対して設定された溶接条件を確認表示する場合に、その溶接条件が基本溶接条件データベースのものであるか、実溶接条件データベースのものであるかにより、条件の表示方法を変えるものである。
【００１９】
請求項４記載の溶接条件設定方法によれば、請求項１または請求項２と同様な効果のほか、データベースから検索された溶接条件を確認表示する場合に、検索された溶接条件が、基本条件データベースのものであるか、実溶接条件データベースのものであるかにより、設定された数値の表示方法を変えることから、作業中のオペレータに溶接条件の検索元が容易に認識できるので、教示の負担を低減することができる。
【００２０】
請求項５記載の溶接条件設定システムは、オフラインティーチングにより作業対象に対する作業プログラムを生成する作業プログラム生成手段と、これをプログラムとして出力し被制御対象機器を動作させる作業プログラム出力手段を有する作業プログラム生成システムにおける溶接条件設定システムであり、溶接作業を行うための作業プログラムを生成するために、一般的な条件として予め与えられる基本溶接条件データベース構成手段と、指定された溶接部位に対して溶接条件を設定する溶接条件設定手段を有する溶接条件設定システムであって、実際に溶接を行って得られた溶接条件を登録して保存する実溶接条件データベース構成手段を有し、指定された溶接部位に対して溶接条件を設定する場合に、基本溶接条件データベースと実溶接条件データベースの両方のデータベースを検索可能にすることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項５記載の溶接条件設定システムによれば、請求項１と同様の効果があり、請求項１の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００２２】
請求項６記載の溶接条件設定システムは、請求項５において、基本条件溶接条件データベース構成手段と、溶接結果により得られた実溶接条件データベース構成手段の、いずれを優先して使用するかを指定する検索順序設定手段を有するものである。
【００２３】
請求項６記載の溶接条件設定システムによれば、請求項２と同様の効果があり、請求項２の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００２４】
請求項７記載の溶接条件設定システムは、請求項５において、対象としている溶接部位に関して、実溶接条件データベース構成手段から幾つかのキーが一致したものとして選択された溶接条件と、基本条件データベース構成手段から検索された溶接条件とを比較し、溶接条件の変更すべき候補を提示する溶接条件変更候補設定手段を有するものである。
【００２５】
請求項７記載の溶接条件設定システムによれば、請求項３と同様の効果があり、請求項３の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００２６】
請求項８記載の溶接条件設定システムは、請求項５または請求項６において、溶接部位に対して設定された溶接条件が基本溶接条件データベースのものであるか、実溶接条件データベースのものであるかにより、条件の表示方法を変えることが可能な溶接条件確認手段を有するものである。
【００２７】
請求項８記載の溶接条件設定システムによれば、請求項４または請求項５と同様の効果があり、請求項４または請求項５の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態において本発明を実施するための、ロボット動作プログラム作成システムを示す。
【００３０】
本発明を実施するロボット動作プログラム作成システムは、グラフィックワークステーシヨンやパソコンのような計算機上ですべて行えるようになっており、図１に示すように三次元ＣＡＤデータ記憶手段１と、作業環境データ記憶手段２と、教示データ入力手段３と、教示データ記憶手段４と、作業プログラム生成手段５と、三次元ＣＡＤ引用手段６と、作業環境引用手段７と、基本溶接条件データベース構成手段８と、作業プログラム記憶手段９と、作業プログラム編集手段１０と、動作プログラム生成手段１１と、動作プログラム記憶手段１２と、動作プログラム出力手段１３と、実溶接条件入力手段１４と、実溶接条件データベース構成手段１５とを有してなる。
【００３１】
１から１３までに関しては、従来例と同様であるので、説明を省略する．
実溶接データベース入力手段１４は、実際の溶接作業結果として得られた溶接条件を、データベースとして入力するための手段であり、溶接電流・溶接電圧などの値を作業部位の情報と関連付けて入力する。実溶接データベース構成手段１５は、実溶接データベース入力手段１４により入力された実際の作業における溶接条件データを記憶して、データベースとして構成する手段である。実溶接データベース構成手段１５のデータは、作業プログラム生成手段５でプログラム生成を行う場合に、溶接条件決定のデータとして参照される。
【００３２】
これにより、実際の作業結果に基づいた溶接条件が設定されている場合には、一般的な溶接条件ではなく、より現実に近い溶接条件を設定することが可能となる。これにより、最適な作業プログラムが生成できる。
【００３３】
すなわち、三次元ＣＡＤに予め格納されている種々の作業対象及び被作業対象機器からなる三次元ＣＡＤデータを用い、オフラインティーチングにより作業対象に対する作業プログラムを生成し、生成した作業プログラムより被制御対象機器を動作するための動作プログラムを作成するロボット動作プログラム作成方法において、溶接条件を設定する場合に、予め登録してある一般的な溶接条件データベースだけではなく、作業者が現場で行った溶接結果を登録した実溶接条件データベースを持ち、この条件も検索することで、動作プログラムに対して、実行する環境での最適な溶接条件を設定することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態を図２により説明する。すなわち、このロボット動作プログラム作成システムは、第１の実施の形態に加え、データベース選択手段１６を有している。
【００３５】
データベース選択手段１６は、基本溶接条件データベース構成手段８と実溶接条件データベース構成手段１５の、いずれのデータベースを優先して使用するかを選択し、その選択順序を記憶する手段である。
【００３６】
これにより、新たな環境で作業を行う場合には優先順を設定することで、実溶接条件データベース構成手段１５に、データが格納されている場合であっても、環境に依存した実溶接条件データベース格納手段１５に記憶された条件ではなく、基本溶接条件データベース記憶手段８に記憶された条件を使用して作業プログラムを生成することができる。
【００３７】
すなわち、溶接条件データベースと実溶接条件データベースの優先順位を指定することで、作業環境が変化に応じて必要なデータベースを選択して、動作プログラムに対する溶接条件を設定することができる。
【００３８】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態を図３により説明する。すなわち、このロボット動作プログラム作成システムは、第１の実施の形態に加え、溶接条件候補提示手段１７を有している。
【００３９】
溶接条件候補設定手段１７は、実溶接条件データベース構成手段１５に一致する溶接条件データがなく、基本溶接条件データベース構成手段８により検索された溶接条件を用いて実際に作業した溶接結果が悪かった場合、溶接条件をどのように変更するかの候補を選択し、作業プログラム編集手段１０において提示するものである。
【００４０】
この場合、実溶接条件データベース構成手段１５において、条件のうち幾つかが一致する溶接条件を選択し、この条件と基本溶接条件データベース構成手段８において検索して設定された溶接条件を比較し、両者の条件で異なる部分について、実溶接条件データベース構成手段１５の条件に近づくような溶接条件の変更パターンを選択し、作業プログラム編集手段１０に対して提示する。
【００４１】
これにより、現在の設定条件からどのように条件を変更すれば、最適な条件を得ることができるかの指針を提示することができる。
【００４２】
すなわち、溶接条件データベースにより設定された溶接条件を修正する場合、実溶接条件データベースに登録されている、類似の作業部位データならびに環境データを検索し、その条件が溶接条件データベースの条件をどのように変更したのかを調べることで、最適な結果が得られるための条件の修正方法を求めることができる。
【００４３】
（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態を図４により説明する。すなわち、このロボット動作プログラム作成システムは、第１の実施の形態に加え、溶接条件表示変更手段１８を有している。溶接条件表示変更手段１８は、作業プログラム編集手段１０において溶接条件を表示する場合に、作業プログラムで設定されている溶接条件が、基本溶接条件データベース構成手段８から検索されたものか、実溶接データベース構成手段１５から検索されたものかにより、条件である数値の表示方法を変更する。例えば、字体や太さや色を変えることで表示を変更する。
【００４４】
また、作業プログラム生成手段５においては、溶接条件を検索した場合、いずれのデータベースから条件を検索したかを示す情報を作業プログラムに設定して、作業プログラム記憶手段９に記憶する。
【００４５】
すなわち、設定された溶接条件を確認のために表示する場合に、その条件が検索されたデータベースによって、その表示方法を変更する。これにより、作業プログラムを編集する場合に、溶接条件がどの溶接条件から検索されたものであるかを容易に判断できる。
【００４６】
（実施の形態５）
本発明の第５の実施の形態を図５により説明する。すなわち、このロボット動作プログラム作成システムは、第２の実施の形態に加え、溶接条件表示変更手段１８を有している。溶接条件表示変更手段１８は、作業プログラム編集手段１０において溶接条件を表示する場合に、作業プログラムで設定されている溶接条件が、基本溶接条件データベース構成手段８から検索されたものか、実溶接データベース構成手段１５から検索されたものかにより、条件である数値の表示方法を変更する。例えば、字体や太さや色を変えることで表示を変更する。
【００４７】
また、作業プログラム生成手段５においては、溶接条件を検索した場合、いずれのデータベースから条件を検索したかを示す情報を作業プログラムに設定して、作業プログラム記憶手段９に記憶する。
【００４８】
すなわち、設定された溶接条件を確認のために表示する場合に、その条件が検索されたデータベースによって、その表示方法を変更する。これにより、作業プログラムを編集する場合に、溶接条件がどの溶接条件から検索されたものであるかを容易に判断できる。
【００４９】
（実施の形態６）
本発明の第６の実施の形態を図６により説明する。すなわち、この溶接条件設定システムは、三次元ＣＡＤに予め格納されている種々の作業対象物及び被作業対象機器からなる三次元ＣＡＤデータならびに登録された溶接条件データベースを用い、作業部位に関する情報と求められる溶接結果から、作業のための溶接条件の設定を行う、オフライン動作プログラム作成システムに関する溶接条件設定方法において、予め基本条件として登録される溶接条件データベース以外に、生成された動作プログラムに基づいて実行された溶接結果により修正された溶接条件を登録する実溶接条件データベースを持っている。
【００５０】
本発明を実施するロボット動作プログラム作成システム１００は、グラフィックワークステーションやパソコンのような計算機上ですべて行えるようになっており、図６に示すようにティーチングオペレータが、図１等の教示データ入力手段３を操作することにより、三次元ＣＡＤデータ記憶手段１から作業対象物の三次元モデルを呼び出す（基本データ設定、ステップ１）。
【００５１】
ついで、オペレータが教示データ入力手段３により、作業プログラムを作成するのに必要な作業対象物に対する、必要なデータを設定し、教示データ記憶手段４に格納する（教示データ入力、ステップ２）。即ち、ロボットのタイプや作業対象物の材質などの環境情報データの選択や、作業対象物の作業部位の選択である。
【００５２】
格納された教示データは、作業環境データ記憶手段２に格納され作業環境引用手段７により呼び出される作業環境データ、三次元ＣＡＤデータ記憶手段により記憶され三次元ＣＡＤ引用手段６により呼び出される三次元データを用いて、作業プログラム生成部５により作業教示プログラムに変換される。
さらに、基本溶接条件データベース較正手段８から検索される基本溶接条件、もしくは実溶接条件データベース較正手段１５より検索される実溶接条件を利用して、作業プログラムに必要な溶接条件も設定される（作業プログラム生成、ステップ３）。そして、作業環境データ記憶手段２に格納され作業環境引用手段７により呼び出される作業環境データ、三次元ＣＡＤデータ記憶手段１により記憶され三次元ＣＡＤ引用手段６により呼び出される三次元データを用いて、動作プログラム生成手段１１により、動作プログラムに変換される（動作プログラム生成、ステップ４）。生成された動作プログラムは、本システムの入出力デバイスである動作プログラム出力手段１３により被制御対象機器１０１のコントローラにダウンロードされ、被制御対象機器１０１を動作プログラム通りに動作させる（動作プログラム出力、ステップ５）
図７は、図６に示した作業プログラム生成処理（ステップ３）において、溶接部位に対する溶接条件設定例を示すフローチャートである。まず、図１等の作業環境引用手段７により作業環境データ格納手段２に記憶された作業に用いる溶接機情報、ワークの材質情報を入力する（ステップ１１）。つぎに、三次元ＣＡＤ引用手段６を用いて三次元ＣＡＤデータ記憶手段１に記憶された溶接部位を較正する平面に関する情報ならびに、ワークの配置情報を入力する（ステップ１２）。次に、これらワークの配置情報と三次元ＣＡＤデータを用いて、教示データ記憶手段４に記憶されている溶接部位の方向に関する情報から、溶接パスの重力に対する方向および、溶接パスの開先の方向を計算する（ステップ１３）。次に、教示データ記憶手段４に記憶されている脚長など溶接に対する要求と、ステップ１１からステップ１３までで得られた情報をキーとして、実溶接条件データベース構成手段１５を検索する（ステップ１４）。実溶接条件データベース構成手段１５に一致する条件があるかを判定し（ステップ１５）、一致しなかった場合には、基本溶接条件データベース構成手段８を検索する（ステップ１６）。
【００５３】
ステップ１５もしくは、ステップ１６により検索された溶接条件は、対応する溶接部位の作業プログラムと関連付けられて、作業プログラム記憶手段９に記憶される（ステップ１７）。
【００５４】
（実施の形態７）
本発明の第７の実施の形態を図８により説明する。すなわち、この溶接条件設定システムは、基本条件として登録される溶接条件データベースと、溶接結果により得られた実溶接条件データベースの、いずれを優先して使用するかを指定する検索順位設定手段を有する。
【００５５】
図８は、図６に示した作業プログラム生成処理（ステップ３）において、第６の実施の形態を実現するために溶接部位に対する溶接条件設定例を示すフローチャートである。ステップ２１からステップ２３までは、第６の実施の形態における図７に示したステップ１１からステップ１３と同じであるので、説明を省略する。
【００５６】
データベース選択手段１５に格納されている溶接データベースの選択の優先順情報を入力する（ステップ２４）。選択順が実溶接条件データベースを優先するか基本溶接条件データベースを優先するかを判定する（ステップ２５）。実溶接条件データベースを優先する場合には、まず、教示データ記憶手段４に記憶されている脚長など溶接に対する要求と、ステップ２１からステップ２３までで得られた情報をキーとして、実溶接条件データベース構成手段１５を検索する（ステップ２６）。実溶接条件データベース構成手段１５に一致する条件があるかを判定し（ステップ２７）、一致しなかった場合には、同じ条件をキーとして基本溶接条件データベース構成手段８を検索する（ステップ２８）。
【００５７】
選択順が基本溶接条件を優先する場合には、教示データ記憶手段４に記憶されている脚長など溶接に対する要求と、ステップ２１からステップ２３までで得られた情報をキーとして、基本溶接条件データベース構成手段８を検索する（ステップ２９）。
【００５８】
ステップ２６もしくは、ステップ２８、ステップ２９により検索された溶接条件は、対応する溶接部位の作業プログラムと関連付けられて、作業プログラム記憶手段９に記憶される（ステップ３０）。
【００５９】
（実施の形態８）
本発明の第８の実施の形態を図９により説明する。すなわち、この溶接条件設定システムは、溶接結果を改良するために溶接条件の変更を行う場合、実溶接結果として登録されている実溶接条件データベースから、対象としている溶接部位と条件が近いものを検索し、どの溶接条件をどのように変更すれば良いかの、条件変更情報検索手段を有するものである。
【００６０】
図９は、図３等の作業プログラム編集手段１０において、実溶接条件データベース構成手段１５に一致する溶接条件データがなく、基本溶接条件データベース構成手段８により検索された溶接条件を用いて実際に作業した溶接結果が悪かった場合、溶接条件をどのように変更するかの候補を提示する溶接条件候補設定手段１７の溶接条件候補設定の一例を示すフローチャートである。
【００６１】
まず、作業プログラムに関連付けて記憶されている、基本溶接条件検索時の脚長など情報と溶接部位の情報を読み込む（ステップ４０）。これらの条件をキーとして、実溶接条件データベース構成手段１５を検索するが、検索するキーが全て一致しないため、予め設定してあるキーの重み付けに従って、幾つかのキーが一致する条件を選択する（ステップ４１）。
【００６２】
基本溶接条件データベース構成手段８において、ステップ４０で読み込んだ情報をキーとして検索する（ステップ４２）。ステップ４１とステップ４２で得られた溶接条件を比較し、溶接電流・溶接電圧・溶接速度などの条件のどの条件が異なっているかを比較する（ステップ４３）。比較により異なっていた条件を作業プログラム編集手段１０に送り、表示を行う（ステップ４４）。
【００６３】
（実施の形態９）
この発明の第９の実施の形態を図１０により説明する。すなわち、この溶接条件設定システムは、第６の実施の形態において、データベースから検索された溶接条件を確認表示する場合に、検索された溶接条件が、基本条件データベースのものであるか、実条件データベースのものであるかにより、設定された数値の表示方法を変える、溶接条件表示手段を有する。
【００６４】
図１０は、図４等の作業プログラム編集手段１０において、溶接条件表示変更手段１８により溶接条件をどのように表示するかの一例を示すフローチャートである。作業プログラム編集手段１０は、まず、作業プログラム記憶手段１０に保存されたプログラムを読み込む（ステップ５０）。表示のための作業命令を選択する（ステップ５１）。作業命令が溶接条件を持つかを判断する（ステップ５２）。溶接条件を持たない場合は、溶接表示以外の処理を行う（ステップ５３）。溶接条件を持つ場合には、その溶接条件が基本溶接条件データベース８から検索されたものか、実溶接データベース構成手段１５から検索されたものかを命令に付加されたフラグにより判断する（ステップ５４）。ここで、溶接条件の数値を表示する場合、例えば基本構成データベース８のものは赤色での表示とし（ステップ５５）、実溶接条件構成データベース１５のものは黒色での表示とする（ステップ５６）。以上の判定の結果に基づき作業命令の表示方法の指定を作業編集プログラム編集手段１０に出力する（ステップ５７）。
【００６５】
上記のようにデータベースの区別を行うために、作業プログラム生成手段５では以下のようにして作業プログラムに検索したデータベースの情報を付加する。
【００６６】
図１１は、上記のようにデータベースの区別を行うために、図６に示した作業プログラム生成処理（ステップ３）において、作業プログラムに検索したデータベースの情報を付加する例を示すフローチャートである。ステップ６１からステップ６３までは、第６の実施の形態における図７に示したステップ１１からステップ１３と同じであるので、説明を省略する。
【００６７】
次に、教示データ記憶手段４に記憶されている脚長など溶接に対する要求と、ステップ６１からステップ６３までで得られた情報をキーとして、実溶接条件データベース構成手段１５を検索する（ステップ６４）。実溶接条件データベース構成手段１５に一致する条件があるかを判定し（ステップ６５）、−致した場合には実溶接条件データベースにより検索されたことを示すフラグを付ける（ステップ６８）。一致しなかった場合には、基本溶接条件データベース構成手段８を検索し（ステップ６６）、基本条件データベースにより検索されたことを示すフラグを付ける（ステップ６７）。
【００６８】
以上により、検索された条件とフラグを対応する溶接部位の作業プログラムと関連付け、作業プログラム記憶手段９に記憶される（ステップ６９）。
【００６９】
（実施の形態１０）
本発明の第１０の実施の形態を説明する。すなわち、この溶接条件設定システムは、第７の実施の形態において、データベースから検索された溶接条件を確認表示する場合に、検索された溶接条件が、基本条件データベースのものであるか、実条件データベースのものであるかにより、設定された数値の表示方法を変える、溶接条件表示手段を有する。
【００７０】
第７の実施の形態において、図５等の作業プログラム編集手段１０で、溶接条件表示変更手段１８により溶接条件をどのように表示するかの一例を示すフローチャートは、第９の実施の形態における図１０と同様であるので説明は省略する。
【００７１】
また上記のようにデータベースの区別を行うために、図６に示した作業プログラム生成処理（ステップ３）において、作業プログラムに検索したデータベースの情報を付加する例を示すフローチャートは、第９の実施の形態における図１１と同様であるので、説明は省略する。
【００７２】
なお、第３の実施の形態を第２の実施の形態に適用してもよく、また第４の実施の形態を第３の実施の形態に適用してもよい。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１記載の溶接条件設定方法によれば、例えば三次元ＣＡＤに予め格納されている種々の作業対象物及び被作業対象機器からなる三次元ＣＡＤデータならびに、登録された溶接条件データベースを用い、作業部位に関する情報と求められる溶接結果から、作業のための溶接条件の設定を行う、オフライン動作プログラム作成システムに関する溶接条件設定方法において、予め基本条件として登録される基本溶接条件データベース以外に、生成された動作プログラムに基づいて実行された溶接結果により修正された溶接条件を登録する実溶接条件データベースを持ち、実際の作業結果としての溶接条件と基本条件としての溶接条件の、両方のデータベースを検索することができるので、実際の作業に応じた最適な溶接条件を自動的に設定でき、そのため作業時間の短縮と溶接テスト削減による効率化、省資源化を実現できる。
【００７４】
請求項２記載の溶接条件設定方法によれば、請求項１と同様な効果のほか、基本条件として登録される基本溶接条件データベースと、溶接結果により得られた実溶接条件データベースの、いずれを優先して使用するかの指定を可能とすることが可能であり、複数のデータベースから最適な条件の設定が可能となり、作業環境が変化した場合も同様に作業時間の短縮と溶接テスト削減による効率化、省資源化を実現できる。
【００７５】
請求項３記載の溶接条件設定方法によれば、請求項１と同様な効果のほか、溶接結果を改良するために溶接条件の変更を行う場合、実溶接結果として登録されている実溶接条件データベースから、対象としている溶接部位と条件が近いものを検索し、どの溶接条件をどのように変更すれば良いかの情報が得られることからも、作業環境が変化した場合の最適な溶接条件探索の工数を削減できる。
【００７６】
請求項４記載の溶接条件設定方法によれば、請求項１と同様な効果のほか、データベースから検索された溶接条件を確認表示する場合に、検索された溶接条件が、基本条件データベースのものであるか、実溶接条件データベースのものであるかにより、設定された数値の表示方法を変えることから、作業中のオペレータに溶接条件の検索元が容易に認識できるので、教示の負担を低減することができる。
【００７７】
請求項５記載の溶接条件設定システムによれば、請求項１と同様の効果があり、請求項１の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００７８】
請求項６記載の溶接条件設定システムによれば、請求項２と同様の効果があり、請求項２の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００７９】
請求項７記載の溶接条件設定システムによれば、請求項３と同様の効果があり、請求項３の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【００８０】
請求項８記載の溶接条件設定システムによれば、請求項４または請求項５と同様の効果があり、請求項４の溶接条件設定方法を的確に実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この本発明の第１の実施の形態による溶接条件設定方法を実施するためのシステムを示す概略ブロック図である。
【図２】第２の実施の形態による溶接条件設定方法を実施するためのシステムを示す概略ブロック図である。
【図３】第３の実施の形態による溶接条件設定方法を実施するためのシステムを示す概略ブロック図である。
【図４】第４の実施の形態による溶接条件設定方法を実施するためのシステムを示す概略ブロック図である。
【図５】第５の実施の形態による溶接条件設定方法を実施するためのシステムを示す概略ブロック図である。
【図６】溶接条件設定方法における全体の作業例を示すフローチャートである。
【図７】第６の実施の形態による作業プログラム生成手段における溶接条件の設定例を示すフローチャートである。
【図８】第７の実施の形態による作業プログラム生成手段における溶接条件の設定例を示すフローチャートである。
【図９】第８の実施の形態による溶接条件候補設定生成手段における、溶接条件候補の設定例を示すフローチャートである。
【図１０】第９の実施の形態および第１０の実施の形態による溶接条件変更表示手段における溶接条件の表示方法を示すフローチャートである。
【図１１】第９の実施の形態および第１０の実施の形態による作業プログラム生成手段における溶接条件表示変更のためのフラグ設定例を示すフローチャートである。
【図１２】従来の溶接条件設定方法を実施するためのシステムを示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
１ 三次元ＣＡＤデータ記憶手段
２ 作業環境データ記憶手段
３ 教示データ入力手段
４ 教示データ記憶手段
５ 作業プログラム生成手段
６ 三次元ＣＡＤ引用手段
７ 作業環境引用手段
８ 基本溶接条件データベース構成手段
９ 作業プログラム記憶手段
１０ 作業プログラム編集手段
１１ 動作プログラム生成手段
１２ 動作プログラム記憶手段
１３ 動作プログラム出力手段
１４ 実溶接条件データベース入力手段
１５ 実溶接条件データベース構成手段
１６ データベース選択手段
１７ 溶接条件候補設定手段
１８ 溶接条件表示変更手段
Claims (8)
- オフラインティーチングにより作業対象に対する作業プログラムを生成し、これをプログラムとして出力することで被制御対象機器を動作させる作業プログラム生成方法における溶接条件設定方法であり、特に溶接作業を行うための作業プログラムを生成するために、一般的な条件として予め与えられる基本溶接条件データベースから指定された溶接部位に対する溶接条件を設定する溶接条件設定方法であって、
実際に溶接を行って得られた溶接条件を実溶接条件データベースとして登録して保存し、指定された溶接部位に対して溶接条件を設定する場合に、前記基本溶接条件データベースと前記実溶接条件データベースの両方のデータベースを検索することで、作業に対する最適な溶接条件を設定することを特徴とする溶接条件設定方法。 - 溶接条件を設定する場合、基本溶接条件データベースと、実溶接条件データベースの、いずれを優先して使用するかを、作業対象により指定をする請求項１記載の溶接条件設定方法。
- 基本溶接条件データベースに基づいて作成された作業プログラムで実行された溶接結果を改良する場合、対象としている溶接部位に関して実溶接条件データベースから、幾つかのキーが一致する溶接条件を選択し、基本条件データベースから検索された溶接条件と比較することで、溶接条件の変更すべき候補を提示する請求項１記載の溶接条件設定方法。
- 作業プログラムにおいて、溶接部位に対して設定された溶接条件を確認表示する場合に、その溶接条件が基本溶接条件データベースのものであるか、実溶接条件データベースのものであるかにより、条件の表示方法を変える請求項１または請求項２記載の溶接条件設定方法。
- オフラインティーチングにより作業対象に対する作業プログラムを生成する作業プログラム生成手段と、これをプログラムとして出力し被制御対象機器を動作させる作業プログラム出力手段を有する作業プログラム生成システムにおける溶接条件設定システムであり、溶接作業を行うための作業プログラムを生成するために、一般的な条件として予め与えられる基本溶接条件データベース構成手段と、指定された溶接部位に対して溶接条件を設定する溶接条件設定手段を有する溶接条件設定システムであって、
実際に溶接を行って得られた溶接条件を登録して保存する実溶接条件データベース構成手段を有し、指定された溶接部位に対して溶接条件を設定する場合に、前記基本溶接条件データベースと実溶接条件データベースの両方のデータベースを検索可能にすることを特徴とする溶接条件設定システム。 - 基本条件溶接条件データベース構成手段と、溶接結果により得られた実溶接条件データベース構成手段の、いずれを優先して使用するかを指定する検索順序設定手段を有する請求項５記載の溶接条件設定システム。
- 対象としている溶接部位に関して、実溶接条件データベース構成手段から幾つかのキーが一致したものとして選択された溶接条件と、基本条件データベース構成手段から検索された溶接条件とを比較し、溶接条件の変更すべき候補を提示する溶接条件変更候補設定手段を有する請求項５記載の溶接条件設定システム。
- 溶接部位に対して設定された溶接条件が基本溶接条件データベースのものであるか、実溶接条件データベースのものであるかにより、条件の表示方法を変えることが可能な溶接条件確認手段を有する請求項５または請求項６記載の溶接条件設定システム。
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