JP4368261B2 - 溶接ロボットの復旧方法 - Google Patents

Description

本発明は、電源の遮断等によって停止した溶接ロボットを短時間に、且つ安全に復旧させることができる溶接ロボットの復旧方法に関する。

鉄骨自動溶接システムにおいては、ノズル先端と開先底部での干渉を防ぐため、深い部分の溶接には短いノズル（Ｓノズル）が使用され、開先の上層部の溶接ではワイヤに対するシールド部が多くなりガスが逃げにくく、安定したシールド溶接が可能な長いノズル（Ｌノズル）が使用される。

また、溶接ロボットはスラグの自動除去を行うために、トーチからタガネに持ち替えてスラグ除去作業を行い、スラグ除去が終了するとタガネからトーチに持ち替えて溶接作業を行うことがある。

このような溶接ロボットによる自動溶接中に停電等のトラブルが発生してロボットが停止した後、再スタートさせる際、自動溶接システムのリカバリ機能が使用される。

図１９は、従来技術における自動溶接システムにおいて停止した溶接ロボットを復旧させるための制御装置のリカバリ画面を示す説明図である。図１９において、「設定条件を確認し、開始を押して下さい。」というメセージと共に、スタートの内容表示部、溶接開始ボタン、及び前の画面に戻るためのボタンが表示されている。オペレータはこの画面上でこれから開始する操作がリカバリ操作であることを確認した後、溶接開始ボタンをクリックする。なお、被溶接物がコラムである場合には、「ダイヤフラムタイプ（溶接条件）の選択と動作パターンの設定」というメッセージと共にダイヤフラム選択画面が表示される。

リカバリ画面で溶接開始ボタンがクリックされると、ロボットに装着されているノズルと次に使用するノズルとを整合させるため、図２０のようなノズル確認メッセージが表示される。

図２０は、ロボットを復旧させる際のロボットに取り付いているノズルを確認するための画面である。図２０において、「Ｓノズルから始めます。ロボットに取り付いているノズルを確認し、違っている場合には、交換して下さい。」という表示がなされ、オペレータは、この画面表示に従って、現在ロボットに装着されているノズルを確認し、次に使用するノズルと整合していない場合は指示されたノズルに交換する。ノズル交換後オペレータがＯＫボタンをクリックすると確認画面を経由して実際のデータ作成、送信等の作業がなされた後、リカバリ操作開始確認画面が表示される。

図２１は、リカバリ操作確認画面を示す説明図である。図２１において、「１回目実行のリカバリを開始します。」との表示がなされ、オペレータがこの画面でＯＫをクリックすると、制御装置の画面上に異常停止した際のロボット溶接箇所が表示されると共にこの溶接箇所の溶接動作を中止するか、再試行するか又は無視するかの選択画面が表示される。

図２２は、異常停止した溶接箇所のリカバリ方法を選択する選択画面を示す説明図である。図２２において、異常が発生したパス番号が、例えば「１回目コア１左０度・・・溶接パスＮｏ．１上記の溶接が異常終了しています。」という表示と共に、その復旧方法として中止、再試行又は無視を選択するためのボタンが表示される。この画面において、オペレータが以降この継手の動作をキャンセルする「中止」ボタンをクリックした場合は中断した継手を溶接不可にし、次の継手に移動し、残りの動作を実行する。このとき、中断した継手は以降の継続実行でも溶接不可継手となり自動的にキャンセルされる。

一方、オペレータがもう１度現在の動作から実行する「再試行」ボタンをクリックした場合は中断した継手のセンシングプログラムの送信から再開される。他方、オペレータが停止した溶接パスが正常終了されたものとして次の動作から実行する「無視」ボタンをクリックした場合は、中断したパスの溶接が完了しているものとして次の動作が再開される。

上記選択画面でオペレータが、例えば「再試行」を選択するとロボットに取り付けられているノズルを再確認するためのノズル確認画面又はノズル装着指令画面が表示される。図２３はノズル確認画面（ａ）及びＳノズル装着指令画面（ｂ）を示す説明図である。図２３（ａ）において、「ロボットがＳノズル装着状態であることを確認し、ＯＫボタンを押して下さい。（ＯＫボタンを押すとロボットが起動します。）」と表示されると共にＯＫボタンが表示されている。一方、図２３（ｂ）には、「１回目のコア左０度・・・溶接パスＮｏ．１のセンシングを再度実行します。現在ロボットにノズルは着いていますか？」と表示され、Ｓノズル装着ボタンが表示されている。オペレータは画面の表示に従って、例えばＳノズルが付いていることを確認して確認画面（ａ）のＯＫボタンをクリックするか又はＳノズルに交換した後、ノズル装着指令画面（ｂ）のＳノズル装着ボタンをクリックすると溶接ロボットが復旧し、溶接が再開される。

しかしながら、上記従来技術には、溶接中にトラブルが発生した場合、その復旧後の再スタート又は次のプログラムに進む前に人手によってノズルの交換又はトーチの持ち替え操作を行う必要があり、復旧までに長時間を要するという問題点があった。即ち、手動交換、持ち替え作業は従来ロボットをリモートで動かして行っていたために、対応する実行プログラムの呼び出し操作及びロボットと周辺装置の自動・手動モードの切り替え操作が必要であり、２アーク溶接システムにおいてはロボット２台分の手間と時間を要する。また、オペレータがロボットに近づく必要があり、安全上の問題もあった。

このような、停電等のトラブルに起因して停止した溶接ロボットの復旧方法に関する従来技術として、例えば特許文献１（特開平０３−１０４５９５号公報）、特許文献２（特開平０３−１３６７３９号公報）及び特許文献３（特開２００２−１４７０９号公報）が挙げられる。

図２４は、特許文献１における産業ロボットを再起動させる際の動作フローを示す説明図である。この産業ロボット装置は、不時停止時のプログラムを記憶する記憶装置と不時停止時の状態を検出する状態検出装置を有する。

図２４において、停電等によって、産業用ロボット装置の不時停止が生じると（ステップ１０１）、記憶装置（図示省略）に不時停止時のプログラムが記憶され（ステップ１０２）、また、不時停止時の状態が状態検出装置（図示省略）によって検出される（ステップ１０３）。次に、不時停止時のプログラムステップと検出結果が一致するか否かが判断され（ステップ１０４）、一致するときは再起動装置によって産業用ロボット装置が再起動される（ステップ１０５）。

一方、不時停止時のプログラムステップと検出結果が一致しなければ（ステップ１０４）、ステップ１０６を経てステップ１０７に進み、プログラム管制装置（図示省略）による不時停止状態検出結果に対応したプログラムの頭出しが行われる（ステップ１０７）。そして、ステップ１０８及びステップ１０９を経てステップ１０４に戻り、頭出しの結果が不時停止状態と一致すればステップ１０５に進んで産業用ロボット装置が再起動される（特許文献１、公報明細書第２頁左下欄１０行乃至右下欄６行、図４）。

また、図２５は、産業ロボット復旧方法に関する別の従来技術を示す説明図である。この従来技術に係る産業用ロボット装置は、産業ロボット及びその周辺機器の両者をプログラムによって制御し、ワークをパレットに積み付けさせる制御装置と、産業ロボット及びその周辺機器の少なくとも一方の異常を検出して停止させる異常停止手段と、異常停止時のステップを記憶する記憶手段と、この記憶手段の記憶ステップ以降の上記プログラムによる積み付け中パレット用の積み付け残余のワークを排除する排除手段を備えたものである。

図２５において、異常発生により、異常停止手段（図示省略）が動作して産業用ロボットが停止すると（ステップ１０１）、報知手段が付勢されて異常報知が行われ（ステップ１０２）、記憶手段によって異常停止時のプログラムステップが記憶される（ステップ１０３）。次に、排除手段が動作して異常停止時の記憶ステップ以降のワークが排除プログラムの指令によって排除される（ステップ１０４）。次いで、異常停止時以降のプログラムの残余ステップが終了するまで（ステップ１０５）未処理ワークの排除が繰り返され、排除されたワークは人為作業によって処理される（特許文献２、公報明細書第２頁左下欄１０行乃至右下欄１０行、図４）。

次に特許文献３の従来技術は、ロボットコントローラに関するものであり、このロボットコントローラは停電等による電源遮断時にその時点におけるタスク情報、ステータス情報、サーボ情報等の復電用のデータを記憶するバックアップ手段と、電源回復時にバックアップ手段によって記憶されたバックアップデータに基づいて電源遮断時のタスク状態を復元させる復元手段と、電源回復後の再起動時に、全てのプログラムが起動される間は、待ち状態を発生するダミータスクを優先順位を最も高くして実行するダミータスク実行手段とを有するものであり、システムの動作中に電源が遮断されると、その時点におけるタスク情報、ステータス情報、サーボ情報等の復電用バックアップデータをバックアップＲＡＭに記憶し、電源回復時に前記バックアップＲＡＭに記憶されたバックアップデータに基づいて電源遮断時のタスク状態を復元し、再起動時に全てのプログラムが起動される間は、ダミータスクを優先順位を最も高くして実行するようにしたものである（特許文献３、段落００２２、図２）。

特開平３−１０４５９５号公報 特開平３−１３６７３９号公報 特開２００２−１４７０９号公報

しかしながら、上記従来技術は、いずれも電源が遮断されたことによって溶接ロボットが停止した後、復旧に要する時間を短縮することを目的としたものではなく、例えば溶接条件に基づいてノズルの種類を使い分ける自動溶接システムにおける溶接中に停止した溶接ロボットを短時間に且つ安全に復旧させようとする上記問題点は未解決のままである。

本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであって、落雷等による停電に起因して停止した溶接ロボットを短時間でしかも安全に復旧させることができる溶接ロボット復旧方法を提供することを目的とする。

本発明に係る溶接ロボット復旧方法は、ロボット制御装置による溶接ロボットの異常を検出する工程と、検出した異常事態をオペレータに告知する工程と、前記異常事態の発生を知ったオペレータに異常事態からの復旧方法を選択させる工程と、オペレータが選択した復旧方法における前記溶接ロボットに装着されているツールが次のプログラムで使用するツールと異なっているときに、前記溶接ロボットに装着されているツールを次のプログラムで使用するツールに自動交換する工程と、溶接ロボットを再起動する工程と、を有し、前記異常事態が動作中の溶接ロボットの停止である場合、前記異常事態からの復旧方法は「全て中止」、実行中の継手を中止し、他の継手へ移動する「継手中止」、そのパスを再実行する「リトライ」又は停止している作業を継続する「作業の続行」であり、オペレータが「継手中止」、「リトライ」又は「作業の続行」を選択した場合に前記溶接ロボットに装着されているツールの確認工程を経た後、前記溶接ロボットに装着されているツールを次のプログラムで使用するツールに自動交換する工程に進むことを特徴とする。

本発明に係る溶接ロボット復旧方法において、前記ツールの確認工程は、前記溶接ロボットに装着されているツールが溶接トーチであるか又は溶接トーチ以外のツールであるか、装着されているツールが溶接トーチである場合はノズルの種類は何であるかを夫々オペレータに確認させる工程であることを特徴とする。

本発明に係る溶接ロボット復旧方法において、前記次のプログラムにおいて溶接ロボットが開先底部を溶接する場合は長さが短いＳノズルに交換し、開先上部を溶接する場合は長さが長いＬノズルに交換することが好ましい。

本発明に係る他の溶接ロボット復旧方法は、ロボット制御装置による溶接ロボットの異常を検出する工程と、検出した異常事態をオペレータに告知する工程と、前記異常事態の発生を知ったオペレータに異常事態からの復旧方法を選択させる工程と、オペレータが選択した復旧方法における前記溶接ロボットに装着されているツールが次のプログラムで使用するツールと異なっているときに、前記溶接ロボットに装着されているツールを次のプログラムで使用するツールに自動交換する工程と、溶接ロボットを再起動する工程と、を有し、前記異常事態がロボット制御装置から溶接ロボットへのプログラムの送信中、溶接ロボットによるロボット制御装置からのプログラムの受信中又はロボットスタートの実行中に生じる前記ロボット制御装置と溶接ロボットとの間の通信の途切れである場合、前記異常事態からの復旧方法は「全て中止」、実行中の継手を中止し、他の継手へ移動する「継手中止」又はそのパスを再実行する「リトライ」であることを特徴とする。

本発明に係る溶接ロボット復旧方法によれば、従来１台当たり３分以上要していたリモート操作によるツールの交換及びロボットの復旧が自動交換プログラムにより１分程度で可能となる。従って、ロボット２台分の復旧にも拘わらず、従来のロボット１台の時よりも短い時間で溶接ロボットを復旧させることができる。また、従来、手作業で交換する場合には、オペレータがロボットに近づかなければならなかったが、本発明は離れた場所から溶接ロボットのトーチ交換が可能になるので、オペレータの安全を確保することができる。

また、本発明に係る溶接ロボット復旧方法によれば、異常事態が動作中の溶接ロボットの停止である場合、ツール確認工程を経た後、溶接ロボットに装着されているツールを次のプログラムで使用するツールに自動交換する工程に進むようにしたので、溶接ロボットに装着されているツールが次のプログラムで使用するツールであるか否かの判断が容易となり、ツール交換を迅速に行うことができる。また、オペレータは溶接ロボットから離れた場所から溶接ロボットに装着されているツールを確認することができるので安全を確保することができる。

本願の請求項２に係る溶接ロボット復旧方法によれば、前記ツールの確認工程を、溶接ロボットに装着されているツールが溶接トーチであるか又は溶接トーチ以外のツールであるか、装着されているツールが溶接トーチである場合はノズルの種類は何であるかを夫々オペレータに確認させる工程としたので、ツールの確認が容易且つ正確なものとなり、ツール交換に要する時間を短縮することができる。

本願の請求項３に係る溶接ロボット復旧方法によれば、溶接ロボットの復旧後のプログラムにおいて開先底部を溶接する場合はノズルの短いＳノズルに交換し、開先上部を溶接する場合はノズルの長いＬノズルに交換するようにしたので、開先底部の溶接においてはノズル先端部と開先との干渉を防止し、開先の上部を溶接する場合はガスの放散を防止して安定したシールド溶接を行うことができる。

本願の請求項４に係る溶接ロボット復旧方法によれば、異常事態がロボット制御装置と溶接ロボットとの間の通信の途切れである場合、異常事態からの復旧方法を全て中止、継手中止又はリトライとしたので、溶接ロボットをオペレータが希望する方法によってスムーズに復旧させることができる。またこのとき、溶接ロボットが実際の溶接作業を開始していないので、次のプログラムで使用する溶接トーチが溶接ロボットに装着されている溶接トーチと一致している場合が多く、この場合はツール交換を省略することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施形態に係る溶接ロボット制御方法に使用する装置を示すブロック図、図２はその２アーク自動溶接装置を示す説明図、図３は溶接により組み立てようとするコラム柱を示す斜視図である。

図１において、２基の溶接ロボットの本体１０がロボット制御装置１４により制御される。この溶接ロボットの溶接トーチ１１には、ワイヤ送給装置１２により溶接ワイヤが送給され、この溶接ワイヤはトーチ１１からワークの溶接部に向けて供給される。このワイヤの送給は、ワイヤ送給装置１２により駆動され、ワイヤ送給装置１２は溶接電源装置１３に格納された送給モータ制御装置１３ａにより制御される。また、溶接電源装置１３から溶接トーチ１１に対して溶接電流値及び溶接電圧値の電源が供給され、溶接トーチ１１を通過するワイヤに電源が供給される。

２つのロボット本体１０、各ロボット本体１０の首先端に設けた溶接トーチ１１及びワークへ溶接電力を供給する外部装置の溶接電源１３は、夫々ロボット制御装置１４により制御される。一方のロボット制御装置１４には、溶接するワークの姿勢を制御するポジショナ２０が接続されている。また、２つのロボット制御装置１４は各溶接ロボット本体１０の位置制御及びインターロックのために通信ケーブルで接続されている。

ロボット制御装置１４は、演算処理装置１７を中心として、入力装置１５、記憶装置１８、ロボット本体制御装置１６及び外部制御装置１９が設けられている。演算処理装置１７は入力装置１５から入力されたデータを基に、このデータを記憶装置１８に記憶したり、記憶装置１８から読み出したデータを基に演算して、外部制御装置１９及びロボット本体制御装置１６に制御信号を出力する。ロボット制御装置１４は、送給モータ制御装置１３ａに制御信号を出力して、ワイヤの送給速度を制御する。また、一方のロボット制御装置１４はワークの姿勢を調節するポジショナ本体２０を制御する。

ロボット本体は、例えば、６軸の垂直多関節型のもので、先端アームの手首部先端に溶接トーチが設けられている。このロボット本体は、教示ペンダントである教示作業入力装置による教示作業に基づく動作と、その教示作業によって作成された教示プログラム実行データに基づいて溶接トーチ先端を再生する再生動作とを行う。

ポジショナは、例えば、鉄骨コラムであるワークの２箇所を支持する両持１軸のもので、この支持駆動部材にワークを保持するワーククランプ部があり、このワーククランプ部にクランプしたワークの各溶接継手をロボット制御装置からの指令によりポジショナ制御装置が回転駆動させ、ロボット本体に対して適性な溶接姿勢とするものである。

図２において、このロボット溶接装置は、２基（１対）のポジショナ３１、３２と、２基の溶接ロボット３３、３４とが、ポジショナ３１、３２間に溶接ロボット３３を配置し、溶接ロボット３３、３４間にポジショナ３２が配置されている。

溶接ロボット３３、３４は、レール５０上を走行する移動台車３５を有し、この台車３５上に、溶接ワイヤの供給容器３７と電源装置４２とが載置され、台車３５のレール５０に直交する方向の一端部には、アーム４０、４１が設置されている。このアーム４０の先端部にはトーチ３８が設けられており、ワイヤ供給容器３７内にコイル状に巻回されて貯留されていた溶接ワイヤ３９が巻き解かれてコンジットチューブ３６を介してトーチ３８に供給され、トーチ３８を通過して溶接部に供給される。溶接電源装置４２はケーブル４３によりトーチ３８に接続されており、トーチ３８を介して溶接ワイヤ３９に溶接電力を供給するようになっている。

ポジショナ３１、３２は、台４４に対して、回転部４５が回転可能に設置されている。この回転部４５は中央部が矩形に切りかかれた形状を有し、この中央切欠部には、少なくとも１対の対向する辺に、被溶接物を固定する固定具４６が設けられている。

被溶接物は図３に示すように予め仮溶接されて組み立てられており、固定具４６により、被溶接物であるコラム１の面を挟持することにより、回転部４５がコラム１を固定する。１対のポジショナ３１、３２はコラム１の長手方向に見てその切欠部が整合する（重なる）位置に設けられており、各ポジショナ３１、３２により１対のコラム１を挟持したときには、各コラム１の中心軸が一致するように、固定具４６が調節される。

このように、仮付けにより組み立てられたワーク（コラム柱）の１対のコラム１を夫々ポジショナ３１、３２により２箇所で挟持して、ワークを支持し、コラム１の端面とコラムコア３のダイヤフラム５との間の溶接部を、コラム１の端部の４辺に沿って溶接する。この場合に、コラム１の端部（又は横断面）は、４辺の直線部と、４個のコーナ部とから構成され、このコーナ部は、適宜の半径で湾曲している。従って、コラム１の端部とダイヤフラム５の表面との間の溶接線は、このコラム１の端部の外縁に沿って、４辺の直線部と４個のコーナ部とから構成されるものとなる。

図３において、溶接対象であるコラム柱はコア３のコラム部４の４側面に仕口２を溶接接合し、コラム１をコア３のダイヤフラム５に垂直に溶接接合することによって組み立てられる。従ってコラム１とコア３のダイヤフラム５との接合線が溶接線となり、この溶接線が、例えば多重盛溶接される。

以下、このような構成のロボット溶接装置の動作を説明する。

図３に示したコラム柱に対して例えば３箇所×８パス分の多重盛溶接を、例えば炭酸ガスをシールドガスとして使用する図２の２台の溶接ロボットを使用して行う。溶接線が直線の部分はポジショナ３１、３２を固定して自動溶接し、コーナ部のように溶接線が円弧状に曲がっている部分ではポジショナ３１、３２を回転させながら自動溶接を行う。

このような溶接ロボットを用いた多重盛溶接中に地震、落雷等が発生して停電した場合、溶接ロボットは停止する。電源が復旧した時、溶接ロボットの復旧は以下のように行われる。

図４はロボット監視（動作）中に異常の発生により溶接ロボットが停止した場合のロボット制御装置の操作画面を示す説明図である。

図４において、操作画面上には「親ロボット、ロボット監視中に異常が発生しました。エラーが発生しました。」というロボットの監視の実行中に異常が発生したことを告知するための表示と、この異常状態からの復帰方法を選択するための操作ボタンとして「全て中止」、「継手中止」、「リトライ」及び「作業の続行」の各ボタンが表示されている。オペレータは、このうち何れかの復帰方法を選択してクリックする。

図５は、図４の確認画面であり、オペレータが「全て中止」を選択した場合の操作を示す制御装置画面を示す図である。図４の確認画面で、オペレータが「全て中止」を選択した場合、エラー復帰の選択画面に続いて、「全て中止を選択しました。はいを選択すると決定します。」という表示と、全て中止の実行又はエラー復帰の選択画面（図４）に戻るを選択する選択画面が表示され、オペレータが「はい」をクリックすると、「中止します。エラーが発生しました。ロボット監視中」等が表示された確認画面が表示され、この画面でオペレータがＯＫボタンをクリックすることを条件に全ての実行が終了する。

図６は、図４の確認画面で、オペレータが「継手中止」を選択した場合の操作を示す制御装置画面を示す図である。図４の確認画面で、オペレータが「継手中止」を選択した場合、エラー復帰の選択画面に続いて、「継手中止を選択しました。はいを選択すると決定します。」という表示と、継手中止の実行又はエラー復帰の選択画面（図４）に戻るを選択する画面が表示され共に、オペレータが「はい」をクリックすると、継手中止実行前の確認画面が表示される。

継手中止実行前の確認画面では、オペレータが再度継手中止ボタンをクリックすることを条件に、退避プログラムがスタートし、現在の継手の実行を以降中止し、他の継手溶接を続行する。このとき次の継手溶接を行うに当たり図７のノズル・ツールの確認画面が表示され、ノズル・ツールの確認が行われる。

また、このとき継手中止実行前の確認画面には、「２つの継手を中止します。再生中のロボットは２台共強制終了して２台のロボットと前後スライダを後ろに退避して下さい。」と表示され、オペレータは、この表示に従って２台のロボットを強制終了させ、前後スライダを後ろに退避させた後、例えば継続中止ボタンをクリックする。これによってノズル・ツールの確認工程に進む。

図７はノズル・ツールの確認画面を示す説明図である。図７において、停止した溶接ロボットがセンシング又は溶接中であった場合は、図中左側のノズルの確認画面に進む。このノズルの確認画面では、「ロボットの溶接トーチは何ノズルですか？作業するノズルと違っていれば、作業前に自動交換します。次の関連作業を行います。ノズル等を作業前の状態にして下さい。」という表示がなされ、現在の溶接ロボットに装着されているノズルの種類が問われる。

この時オペレータは、ロボットに装着されているノズルがＳノズルであれば、「Ｓノズル」ボタンを、Ｌノズルであれば「Ｌノズル」ボタンを、ノズルが取り付いていないときは「無し」ボタンをクリックする。

これによって復帰プログラムがスタートし、次のプログラムのノズルに合わせるために必要に応じてノズルが交換される。復帰プログラムのスタート後、「Ｉ／Ｏ待ち」となり、オペレータがロボットの外部入力スイッチを押すことによって、現在の継手の実行を以降中止し、次の継手溶接が続行される。

一方、停止した溶接ロボットが自動スラグ除去中であった場合、図中右側のツールの確認画面に進む。ツールの確認画面では、「ロボットは溶接トーチを持っていますか？作業する作業と違っていれば、作業前に自動交換します。次の関連作業を行います。ノズル等を作業前の状態にして下さい。」という表示がなされ、現在の溶接ロボットがトーチを持っているか否かが問われる。

この時オペレータは、ロボットが溶接トーチを持っているか、トーチ以外のツールであるタガネを持っているかを確認し、溶接トーチを持っている場合は「溶接トーチ」ボタンを、タガネを持っている場合は「ツール」ボタンをクリックする。これによって復帰プログラムがスタートし、次のプログラムのノズル及びツールに合わせるために必要に応じてノズルが交換される。復帰プログラムのスタート後、「Ｉ／Ｏ待ち」となり、オペレータがロボットの外部入力スイッチを押すことによって、現在の継手の実行を以降中止し、次の継手へ移動する。

図８は、図４の確認画面で、オペレータが「リトライ」を選択した場合の操作を示す制御装置画面を示す図である。図４の確認画面で、オペレータが「リトライ」を選択した場合、エラー復帰の選択画面に続いて「リトライを選択しました。はいを選択すると決定します。」という表示と共に、リトライの実行又はエラー復帰の選択画面（図４）に戻るを選択する選択画面が表示され、オペレータが「はい」をクリックすると、リトライ実行前の確認画面が表示される。

リトライ実行前の確認画面では、オペレータが再度リトライボタンをクリックすることを条件に、退避プログラムがスタートし、溶接できていなかった同じ継手が再度溶接される。このとき同じ継手を再度溶接するに当たり図７のノズル・ツールの確認画面が表示され、同様にしてノズル・ツールの確認が行われる。

また、このときリトライ実行前の確認画面には、例えば「２つの継手をリトライします。再生中のロボットは、２台共強制終了して２台のロボットと前後スライダを後ろに退避して下さい。（左右スライダは移動しないで下さい。）」と表示される。オペレータは、この表示に従って、再生中のロボット２台を共強制終了させ、２台のロボットと前後スライダを後ろに退避させ、退避後、リトライボタンをクリックする。これによって、ノズル・ツールの確認工程に進む。ノズル・ツールの確認工程では、上述したと同様にノズル・ツール確認が行われ、溶接ロボットは送信済みのプログラムを始めから再スタートして同じ継手で動作する。

図９は、図４の確認画面で、オペレータが「作業の続行」を選択した場合の操作を示す制御装置画面を示す図である。図４の確認画面で、オペレータが「作業の続行」を選択した場合、エラー復帰の選択画面に続いて「継続を選択しました。はいを選択すると決定します。」という表示と共に、作業の継続の実行又はエラー復帰の選択画面（図４）に戻るを選択する画面が表示され、オペレータが「はい」をクリックすると、作業の継続前の確認画面が表示される。

作業の継続前の確認画面では、オペレータが再度作業の継続ボタンをクリックすることを条件に、退避プログラムがスタートし、現パスの溶接は完了したとして作業が継続される。このとき作業を継続するに当たり図７のノズル・ツールの確認画面が表示され、同様にしてノズル・ツールの確認が行われる。

また、このとき作業の続行前の確認画面には、例えば「２つの継手の作業を続行します。再生中のロボットは２台共強制終了して２台のロボットと前後スライダを後ろに退避して下さい。（左右スライダは移動しないで下さい。）」と表示される。オペレータは、この表示に従って、再生中のロボット２台を共強制終了させ、２台のロボットと前後スライダを後ろに退避させ、退避後、作業の続行ボタンをクリックする。これによって、ノズル・ツールの確認工程に進む。ノズル・ツールの確認工程では、上述したと同様にノズル・ツール確認が行われ、溶接ロボットは次のパスで動作するか又は分割パスであれば次の継手へ移動する。

本実施形態によれば、ロボットが現在持っているノズルの種類もしくはトーチ又はタガネの別をオペレータに確認させ、確認されたノズル、トーチ又はタガネから次の実行プログラムで使用するツールへの交換を自動で行うプログラムを組み込んだことにより、従来必要であった、ロボットをリモート操作してノズル交換を行う作業又は手作業でノズルを外して別のノズルに交換する作業が不要となるので、ロボットの復旧時間を著しく短縮することができる。また、オペレータがロボット本体に近づく必要がなくなったので、オペレータの安全を確保することができる。

本実施形態において、ロボットが異常停止した場合、溶接ロボットを退避位置までリモートした後、復旧作業を進める。図１０（ａ）、（ｂ）は夫々溶接中の溶接ロボット位置及び退避中の溶接ロボット位置を示す説明図である。図１０（ａ）は、溶接ロボット５７の先端部がポジショナ５６に支持されたワーク５５の溶接線上にある溶接中を示し、図１０（ｂ）は溶接ロボット５７の先端部が上昇し、前後スライダが後退位置にある退避中であることを示す図である。

溶接ロボットを退避位置（図１０（ｂ））までリモートする手順は、例えば以下の通りである。即ち、先ず左右のスライダをその場所から移動させず、前後スライダを後退限度まで下げる。次に、レールの長手方向から見て、溶接ロボット５７がポジショナ５６やワーク５５に干渉しない姿勢にする。このように操作することにより、溶接ロボットを退避位置まで後退でき、溶接ロボットのポジショナへの干渉を回避することができる。

本実施形態において、溶接ロボットに装着されているツールの交換は、例えば以下のように行われる。即ち、溶接トーチが取付部材を介して取り付けられた溶接ロボットが、ツールレストまで移動し、ここで、前記取付部材を切り離すことによって溶接トーチを外し、次いで、タガネ等が固定された取付部材を取り付けることによって前記タガネ等を装着する。これによって溶接トーチをタガネ等に取り替える。なお、本実施形態においては２基の溶接ロボットを使用しているが、本発明はこれに限定されず、溶接ロボットは１基でも３基でも、それ以外でもかまわない。この場合、溶接ロボットの数に対応して図１のロボット制御装置１４、溶接電源装置１３及びワイヤ送給装置１２の台数が設定される。即ち、図１において、溶接ロボットが１台のときには２台目の溶接ロボット本体１０、溶接トーチ１１、ワイヤ送給装置１２、溶接電源装置１３及びロボット制御装置１４が不要となる。また、図２の台車３５、ワイヤ３６、溶接ワイヤ貯留容器３７、トーチ３８、溶接ノズル３９、アーム４０、４１、電源装置４２、ケーブル４３も溶接ロボット３４の台数に対応して設定される。

以下、本発明の第２実施形態について添付の図面を参照しつつ説明する。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は夫々ロボット制御装置から溶接ロボットに対するデータ送信中及び
溶接ロボットがロボット制御装置からのデータ受信中に異常が発生したことによりロボット制御装置と溶接ロボットとの通信がとぎれた場合のロボット制御装置の操作画面を示す図である。

図１１（ａ）において、この操作画面上には「データ送信の実行中に異常が発生しました。エラーが発生しました。データ送信中等」と表示され、データ送信の実行中に異常が発生したことを告知するとともに、その復帰方法を選択する「全て中止」、「継手中止」及び「リトライ」ボタンが表示されている。一方、図１１（ｂ）には「プログラム受信中に異常が発生しました。エラーが発生しました。受信ファイルを作成（コピー）しますか？」と表示され、プログラム受信の実行中に異常が発生したことを告知するとともに、その復帰方法を選択する「全て中止」、「継手中止」及び「リトライ」ボタンが表示されている。オペレータは、このうち何れかの復帰方法を選択してクリックする。

図１２は、図１１（ａ）のエラー復帰の選択画面で、オペレータが「全て中止」を選択した場合の操作を示す制御装置の画面を示す図である。図１２において、オペレータが「全て中止」を選択した場合、エラー復帰の選択画面（図１１（ａ））に続いて「全て中止を選択しました。はいを選択すると決定します。」という表示がなされ、全て中止を実行するためのボタン及びエラー復帰の選択画面（図１１（ａ））に戻るエラー復帰の選択画面が表示され、オペレータが「はい」をクリックすると、「中止します。エラーが発生しました。データ送信中等」が表示された確認画面を経てオペレータがＯＫボタンをクリックすることを条件に全ての実行が終了する。

図１３は、図１１（ａ）のエラー復帰の確認画面で、オペレータが「継手中止」を選択した場合の操作を示す制御装置画面を示す図である。図１３において、オペレータが「継手中止」を選択した場合、エラー復帰の選択画面（図１１（ａ））に続いて「継手中止を選択しました。はいを選択すると決定します。」という表示がなされ、継手中止を実行するためのボタン及びエラー復帰の選択画面（図１１（ａ））に戻るエラー復帰の選択画面が表示され、オペレータが再度継手中止を選択することを条件に、動作が再開され、実行していた継手を中止し、次の継手へ移動する。

図１４は、図１１（ａ）のエラー復帰の確認画面で、オペレータが「リトライ」を選択した場合の操作を示す制御装置画面を示す図である。図１４において、オペレータが「リトライ」を選択した場合、エラー復帰の選択画面（図１１（ａ））に続いて「リトライを選択しました。はいを選択すると決定します。」という表示に続いてリトライを決定するためのボタン及びエラー復帰の選択画面（図１１（ａ））に戻る選択画面が表示され、オペレータが再度リトライを選択することを条件にデータ送信中の異常に対しては、プログラムを再送信して同じ継手で動作する。一方、プログラム受信中の異常に対しては、プログラムを再受信して継続する。

本実施形態によれば、プログラムの送信異常又は受信異常が発生した場合、オペレータに復旧方法を選択させ、その選択された復旧方法に従ってロボットを復旧させることにより、異常事態から迅速に復旧させることができる。

本実施形態において、溶接ロボットはすでに退避位置に避難しているので、退避位置へのリモート操作は不要である。

以下、本発明の第３実施形態について添付の図面を参照しつつ説明する。図１５はロボットスタート中に異常が発生したことによりロボット制御装置と溶接ロボットとの通信がとぎれた場合のロボット制御装置の操作画面を示す図である。

図１５において、「ロボットスタートの実行中に異常が発生しました。エラーが発生しました。ロボット再生、自動スイッチを確認して下さい。」という表示に続いて、異常事態からの復帰方法を選択する「全て中止」、「継手中止」及び「リトライ」ボタンが表示されている。オペレータは、いずれかの復帰方法を選択してクリックする。

図１６は、図１５のエラー復帰の選択画面で、オペレータが「全て中止」を選択した場合の操作を示す制御装置画面を示す図である。図１６において、オペレータが「全て中止」を選択した場合、エラー復帰の選択画面（図１５）に続いて「全て中止を選択しました。はいを選択すると決定します。」という表示がなされ、中止を実行するためのボタン及びエラー復帰の選択画面（図１５）に戻る選択画面が表示され、オペレータが「はい」をクリックすることを条件に、「中止します。エラーが発生しました。ロボットスタート等」が表示された確認画面に進み、この画面上でオペレータがＯＫボタンをクリックすることを条件に全ての実行が終了する。

図１７は、図１５の確認画面で、オペレータが「継手中止」を選択した場合の操作を示す制御装置画面を示す図である。図１７において、オペレータが「継手中止」を選択した場合、エラー復帰の選択画面（図１５）に続いて「継手中止を選択しました。はいを選択すると決定します。」という表示にがなされ、継手中止を決定するためのボタン及びエラー復帰の選択画面（図１５）に戻る選択画面表示され、オペレータが再度継手中止を選択することを条件に、動作が再開され、溶接ロボットは実行していた継手を中止し、次の継手へ移動する。

図１８は、図１５の確認画面で、オペレータが「リトライ」を選択した場合の操作を示す制御装置画面を示す図である。図１８において、オペレータが「リトライ」を選択した場合、エラー復帰の選択画面（図１５）に続いて「リトライを選択しました。はいを選択すると決定します。」という表示がなされ、リトライを実行するためのボタン及びエラー復帰の選択画面（図１５）に戻る選択画面表示され、オペレータが再度リトライを選択することを条件に動作が再開され、溶接ロボットは送信済みのプログラムを始めから再スタートして同じ継手で動作する。

本実施形態によれば、ロボットスタート中にロボット制御装置と溶接ロボットとの通信が途切れた場合、オペレータに復旧方法を選択させ、その選択された復旧方法に従ってロボットを復旧させることにより、異常事態から迅速に復旧させることができる。

本実施形態においても、溶接ロボットは既に退避位置に避難しているので、退避位置へのリモート操作は不要である。

落雷等による停電に起因して停止した溶接ロボットを復旧させる際、前記溶接ロボットが次のプログラムで使用する適正なトーチに自動的に交換し、短時間でしかも安全に復旧させることができる本発明の溶接ロボット復旧方法は自動溶接の分野で特に有用である。

本発明の実施形態に係る自動溶接制御方法にて使用する装置を示すブロック図である。 自動溶接装置を示す図である。 溶接により組み立てようとするコラム柱を示す斜視図である。 異常発生時のロボット制御装置の操作画面を示す図である。 図４において、全て中止が選択された時の制御画面を示す図である。 図４において、継手中止が選択された時の制御画面を示す図である。 ノズル・ツールの確認画面を示す図である。 図４において、リトライが選択された時の制御画面を示す図である。 図４において、作業の継続が選択された時の制御画面を示す図である。 溶接中及び退避中の溶接ロボット位置を示す図である。 データ送信又は受信中の異常を告知するロボット制御装置の操作画面を示す図である。 図１１において、全て中止が選択された時の制御画面を示す図である。 図１１において、継手中止が選択された時の制御画面を示す図である。 図１１において、リトライが選択された時の制御画面を示す図である。 ロボットスタート中の異常を告知するロボット制御装置の操作画面を示す図である。 図１５において、全て中止が選択された時の制御画面を示す図である。 図１５において、継手中止が選択された時の制御画面を示す図である。 図１５において、リトライが選択された時の制御画面を示す図である。 従来技術におけるリカバリ画面を示す図である。 従来技術における開始ノズル確認画面を示す図である。 従来技術におけるリカバリ開始確認画面を示す図である。 従来技術におけるリカバリ方法の選択画面を示す図である。 従来技術におけるロボットに取り付いているツール確認画面を示す図である。 別の従来技術を示す図である。 更に別の従来技術を示す図である。

符号の説明

１：コラム
２：仕口
３：コラムコア
４：コラム部
５：ダイヤフラム
１０：溶接ロボット本体
１１：溶接トーチ
１２：ワイヤ送給装置
１３：溶接電源装置
１３ａ：送給モータ制御装置
１４：ロボット制御装置
２０：ポジショナ本体
３１、３２：ポジショナ
３３、３４：溶接ロボット
３５：台車
３６：ワイヤ
３７：溶接ワイヤ貯留容器
３８：トーチ
３９：溶接ノズル
４０、４１：アーム
４２：電源装置
４３：ケーブル
４５：回転部
５０：レール
５５：ワーク
５６：ポジショナ
５７：溶接ロボット

Claims (4)

1. ロボット制御装置による溶接ロボットの異常を検出する工程と、検出した異常事態をオペレータに告知する工程と、前記異常事態の発生を知ったオペレータに異常事態からの復旧方法を選択させる工程と、オペレータが選択した復旧方法における前記溶接ロボットに装着されているツールが次のプログラムで使用するツールと異なっているときに、前記溶接ロボットに装着されているツールを次のプログラムで使用するツールに自動交換する工程と、溶接ロボットを再起動する工程と、を有し、前記異常事態が動作中の溶接ロボットの停止である場合、前記異常事態からの復旧方法は「全て中止」、実行中の継手を中止し、他の継手へ移動する「継手中止」、そのパスを再実行する「リトライ」又は停止している作業を継続する「作業の続行」であり、オペレータが「継手中止」、「リトライ」又は「作業の続行」を選択した場合に前記溶接ロボットに装着されているツールの確認工程を経た後、前記溶接ロボットに装着されているツールを次のプログラムで使用するツールに自動交換する工程に進むことを特徴とする溶接ロボットの復旧方法。
2. 前記ツールの確認工程は、前記溶接ロボットに装着されているツールが溶接トーチであるか又は溶接トーチ以外のツールであるか、装着されているツールが溶接トーチである場合はノズルの種類は何であるかを夫々オペレータに確認させる工程であることを特徴とする請求項１に記載の溶接ロボットの復旧方法。
3. 前記次のプログラムにおいて溶接ロボットが開先底部を溶接する場合は長さが短いＳノズルに交換し、開先上部を溶接する場合は長さが長いＬノズルに交換することを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接ロボットの復旧方法。
4. ロボット制御装置による溶接ロボットの異常を検出する工程と、検出した異常事態をオペレータに告知する工程と、前記異常事態の発生を知ったオペレータに異常事態からの復旧方法を選択させる工程と、オペレータが選択した復旧方法における前記溶接ロボットに装着されているツールが次のプログラムで使用するツールと異なっているときに、前記溶接ロボットに装着されているツールを次のプログラムで使用するツールに自動交換する工程と、溶接ロボットを再起動する工程と、を有し、前記異常事態がロボット制御装置から溶接ロボットへのプログラムの送信中、溶接ロボットによるロボット制御装置からのプログラムの受信中又はロボットスタートの実行中に生じる前記ロボット制御装置と溶接ロボットとの間の通信の途切れである場合、前記異常事態からの復旧方法は「全て中止」、実行中の継手を中止し、他の継手へ移動する「継手中止」又はそのパスを再実行する「リトライ」であることを特徴とする溶接ロボットの復旧方法。

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