JP6050004B2 - アーク溶接モニタ装置 - Google Patents

Description

本発明はアーク溶接モニタ装置に関する。

従来、アーク溶接ロボット制御装置のアーク溶接モニタ装置は特許文献１が公知である。このアーク溶接モニタ装置では、溶接電流、溶接電圧を検出するとともに各種センサによって各種データを取得するとともに、溶接ロボットの動作軌跡を保存するようにしている。さらに、特許文献１のアーク溶接モニタ装置は、前記溶接電流、溶接電圧、及び前記各種データと溶接ロボット動作軌跡とを同期させて記録し、ディスプレイ上に表示するようにしている。そして、該アーク溶接モニタ装置では、溶接異常判定も行うことができ、異常があった部分は前記取得したデータおよび溶接ロボット動作軌跡の表示色を変えるようにしている。

ところで、アーク溶接ロボットによるアーク溶接では、アーク切れや溶着などの溶接異常、溶け込み不足や溶け落ち、溶接ビードの形成不良などの施工不良が発生した場合、その原因として、アーク溶接ロボットの動作軌跡およびその軌跡上の溶接姿勢が影響していることが多い。この場合、前記現象が発生した部分において、溶接電流、溶接電圧および各種センサによって取得されたデータと、溶接ロボットの溶接位置およびその溶接姿勢がどうなっていたかを確認することが原因究明に有効となる。

上記アーク溶接モニタ装置では、アーク溶接中の溶接電流、溶接電圧および各種センサにより得られたデータとロボットの動作軌跡とを同期させて記録できるようにしている。

特許第３８５２６３５号

しかしながら、従来技術では、溶接電流または溶接電圧の少なくともいずれかの時系列データが、作業プログラムの教示ステップとどのように関連しているかを時系列で確認することができない問題がある。

本発明の目的は、溶接電流または溶接電圧の少なくともいずれかの時系列データと、作業プログラムの教示ステップとを時系列で確認することができるアーク溶接モニタ装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１の発明は、複数の教示ステップからなるとともに、アーク溶接を行う教示ステップでは溶接条件及びマニピュレータの姿勢データが教示されている作業プログラムを記憶する作業プログラム記憶部と、前記作業プログラムに従って前記マニピュレータを制御する制御部を備えたアーク溶接ロボット制御装置のアーク溶接モニタ装置であって、前記アーク溶接中に取得した溶接電流及び溶接電圧のうち少なくとも一方を時系列データとして記憶する時系列データ記憶部と、前記時系列データと前記作業プログラムを関連付けする関連付け部と、前記時系列データを表示するとともに、前記関連付けされた作業プログラムの教示ステップを第１マーカーで、前記時系列データ上に表示する表示部を備える。

そして、前記制御部が前記作業プログラムによる前記マニピュレータの移動をチェックするためのチェックモードが設定可能であり、前記制御部のチェックモードにおいて、前記作業プログラムの教示ステップを指定する、または前記教示ステップ間における任意の時点を指定する手動操作部を備え、前記手動操作部により指定された教示ステップまたは任意の時点まで、前記制御部の制御により前記マニピュレータを作動させた際、前記表示部は、前記マニピュレータの前記時系列データ上での現在位置を示す第２マーカーを表示することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記手動操作部は、前記作業プログラムの教示ステップの編集が可能な編集操作部を含むことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または請求項２において、前記チェックモードにおいて、前記手動操作部により指定された教示ステップまで、または前記教示ステップ間における任意の時点まで、前記制御部の制御により前記マニピュレータを作動させた際、前記表示部は、前記マニピュレータの作動と前記時系列データを同期させて表示することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３において、前記チェックモードにおいて、前記手動操作部により指定された教示ステップまで、または前記教示ステップ間における任意の時点まで、前記制御部の制御により前記マニピュレータを作動させた際、前記表示部は、当該チェックの対象となっている作業プログラムの内容を前記マニピュレータの作動と同期させて表示することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１において、前記手動操作部により指定された教示ステップまたは任意の時点まで、前記制御部の制御により前記マニピュレータを作動させた際、前記表示部は、前記第２マーカーを前記表示部の表示画面上で固定して表示し、前記時系列データを前記マニピュレータの作動と同期させて移動して表示することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項において、前記手動操作部は、前記第２マーカーを前記表示部に表示された前記時系列データの時系列方向に移動操作するマーカー移動操作部を含み、前記制御部は、前記マーカー移動操作部の移動操作に基づく当該第２マーカーの移動に連動するように、前記マニピュレータの位置及び姿勢を前記作業プログラムに基づいて変化させることを特徴とする。

以上詳述したように、請求項１の発明によれば、溶接電流または溶接電圧の少なくともいずれか一方の時系列データと、作業プログラムの教示ステップとを時系列で対応付けて確認することができる。

また、請求項１の発明によれば、第２マーカーにより時系列データ上でのマニピュレータの現在位置が分かる。具体的には、チェックモードの際、溶接異常が発生した時系列データがある場合は、指定部により、溶接異常が発生した時系列データ範囲である作業プログラムの教示ステップを指定すると、または溶接異常が発生した時系列データ範囲である教示ステップ間における任意の時点を指定すると、マニピュレータは、当該指定されたところに移動する。溶接異常が発生した時系列データ範囲における溶接ロボットの動作軌跡をディスプレイ上ではなく、現物のワーク上の溶接箇所に対して確認することができる。このようにすることによって、現物のワーク上の溶接異常の溶接箇所を把握できるとともに、マニピュレータの動作軌跡上の溶接姿勢を確認することができる。もちろん、溶接異常がない箇所においても、第２マーカーで時系列データでのマニピュレータの現在位置が分かるので、現物のワーク上の溶接箇所に対してマニピュレータの動作軌跡上の溶接姿勢を確認することができる。

請求項２の発明によれば、溶接異常が発生した時系列データがある場合は、編集操作部を使用して溶接異常が発生した時系列データが属する教示ステップを編集することができる。

請求項３の発明によれば、チェックモードにおいて、制御部の制御によりマニピュレータを作動させた際、表示部がマニピュレータの作動に同期させて時系列データを表示するようにしたので、作業者は表示部を操作することなく、マニピュレータの現在位置を示す第２マーカーと時系列データを視認することができる。

請求項４の発明によれば、チェックモードにおいて、制御部の制御によりマニピュレータを作動させた際、表示部がマニピュレータの作動に同期させて、時系列データ及び当該チェックの対象となっている作業プログラムの内容を表示するようにしたので、作業者は、マニピュレータの現在位置での作業プログラムの内容を確認するための表示操作を行うことなく、作業プログラムの教示ステップの内容を確認することができる。

請求項５の発明によれば、手動操作部により指定された教示ステップまたは任意の時点まで、制御部の制御によりマニピュレータを作動させた際、表示部が第２マーカーを表示部の表示画面上で固定して表示し、時系列データをマニピュレータの作動と同期させて移動して表示することによっても、請求項２の効果を容易に実現できる。

請求項６の発明によれば、マーカー移動操作部の移動操作に基づく当該第２マーカーの移動に連動するように、制御部がマニピュレータの位置及び姿勢を作業プログラムに基づいて変化させることができるため、第２マーカーを溶接異常があった時系列データに合わせれば、現実のマニピュレータの位置姿勢を確認できる。

本発明を具体化した一実施形態のアーク溶接モニタ装置の概略図。 ロボット制御装置ＲＣのブロック図。 作業プログラムの説明図。 記憶部の概略説明図。 表示画面３２に表示された時系列データの例を示す説明図。 表示画面３２に表示された時系列データ及びマニピュレータのトーチの時間的位置の表示の例を示す説明図。 表示画面３２に表示された時系列データ及びマニピュレータのトーチの時間的位置の表示の例を示す説明図。 表示画面３２に表示された溶接異常がある時系列データ及びマニピュレータのトーチの時間的位置の表示の例を示す説明図。 （ａ）は前進後退角の説明図、（ｂ）は狙い角の説明図。

以下、本発明のアーク溶接ロボット制御装置のアーク溶接モニタ装置を具体化した一実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１に示す、アーク溶接ロボット制御装置（以下、単にロボット制御装置という）ＲＣは、作業台１６上のワークＷに対してアーク溶接を自動で行うように溶接作業を行う６軸（すなわち、６個の関節軸）のマニピュレータ１０を制御する。作業台１６は、単にワークＷを設置するだけのフロアに固定された作業台としてもよいし、ワークＷに対するトーチ姿勢を最適に維持するためのポジショナとしてもよい。作業台１６としてポジショナを採用する場合は、ロボット制御装置ＲＣによってポジショナの軸が駆動制御される。

マニピュレータ１０は、フロア等に固定されるベース部材１２と、ベース部材１２上に設けられるとともに前記複数の関節軸を介して連結された複数のアーム２０を備える。
マニピュレータ１０の最も先端側に位置するアーム２０の先端部には、溶接トーチ（以下、単にトーチという）Ｔが設けられている。トーチＴは、溶加材としてのワイヤ１５を内装し、図示しない送給装置によって送り出されたワイヤ１５の先端とワークＷとの間にアークを発生させ、その熱でワイヤ１５を溶着させることによりワークＷに対して溶接を施す。各アーム２０は図示しない各駆動モータの駆動によってトーチＴを並進、回転自在に移動できるように構成されている。前記図示しない駆動モータに直結された図示しないエンコーダから各アームの関節角度が検出される。

ロボット制御装置ＲＣには、可搬式操作手段としてのティーチペンダントＴＰが接続されている。ティーチペンダントＴＰの操作面には液晶ディスプレイ等からなる表示装置３０及び各種キーが設けられている。ティーチペンダントＴＰは、マニピュレータ１０の動作を作業者が教示するための装置である。表示装置３０は図示しない表示制御部を備えており、図示しないＲＯＭに 記憶された教示プログラムに従って表示画面３２に、各種の表示モードで種々の表示が可能である。

前記キーには、マニピュレータ１０を動作させるための操作面には複数のキー、ボタン等を備えた操作盤４５が設けられている。
操作盤４５は、複数のボタン群４０、登録キー４１、実行キー４２、モード切替キー４３、トーチ姿勢ファイル作成キー４４、及びテンキー各種の文字入力キー（図示しない）等が設けられている。これらのキーまたはボタンの操作により、入力されたデータ、或いは、各種情報をロボット制御装置ＲＣが備える記憶部５６（図２参照）に格納可能である。また、モード切替キー４３の切替操作により、ティーチングモード（教示モード）、再生モード、複数のモニターモード等の各種のモードの選択が可能である。

図１に示すようにボタン群４０は、座標系の方向（±Ｘ，±Ｙ，±Ｚ）及び姿勢（±ＲＸ，±ＲＹ，±ＲＺ）に応じた複数のボタンが装備されている。ボタン群４０のいずれかのボタンの押下により、そのボタンに対応した座標系の方向又は回転方向にマニピュレータ１０が移動又は姿勢変化する。例えば、ロボット制御装置ＲＣは、設定されている座標系の下でマニピュレータ１０を移動させる場合は、ボタン群４０のＸ＋ボタンを押すと、当該設定されている座標系のＸ＋方向にマニピュレータ１０が移動する。又、姿勢（±ＲＸ，±ＲＹ，±ＲＺ）に応じた複数のボタンを操作すると、操作されたボタンに対応する前記アームがその軸心の周りに回転する。

このように、作業者はボタン群４０を操作することにより、マニピュレータ１０を所望の位置に移動又は姿勢を変化させて、溶接作業を行わせるための作業経路、すなわち、作業経路上の教示点並びに姿勢を教示又は教示修正する。教示された作業経路（教示点）は作業プログラムに、及びトーチ姿勢はトーチ姿勢ファイルとしてそれぞれ記述されて図４に示すように記憶部５６に記憶されている。

トーチ姿勢ファイルは、本実施形態では、トーチ姿勢、すなわち、前進後退角と、狙い角がそれぞれ数値で記述されたファイルである。狙い角、前進後退角は、姿勢データに相当する。

前進後退角は、図９（ａ）に示すように、教示点Ａ１，Ａ２間を結ぶ接線を溶接線ＹＳとしたとき、該溶接線ＹＳの接線に対する垂線Ｌａ（すなわち、法線）を立てた際に同垂線Ｌａに対してトーチＴの長手方向軸線を表わす直線Ｌ１、Ｌ２がなす角度である。垂線Ｌａに対して、Ｌ１のように０°を越える場合（＋）には、前進角といい、Ｌ２のように０°を下回る場合（すなわち、「−」）場合には、後退角という。ここで、トーチＴの長手方向軸線は、ワイヤ送給方向に向く軸に相当する。本明細書では、この前進角、後退角を合わせて前進後退角という。

又、図９（ｂ）に示すように、教示点Ａ１を溶接の開始点Ｐｓとし、教示点Ａ２を目標点Ｐｅとしたとき、基準面ＰＬに対して、トーチＴの長手方向軸線と溶接線ＹＳとが共に乗る平面Ｈのなす角を狙い角θという。なお、基準面ＰＬは、ワークＷ上面にともに位置する教示点Ａ１，Ａ２、及び補助点（図示しない）の三点を含む平面として定義される。図９（ａ）、（ｂ）において、アーク溶接の進行方向は、教示点Ａ１から教示点Ａ２に向かう方向である。

図２に示すようにロボット制御装置ＲＣは、ＣＰＵ（中央処理装置）５０、マニピュレータ１０を制御するための制御ソフトウェアを記憶する書換可能なＥＥＰＲＯＭ５２、作業メモリとなるＲＡＭ５４、及び作業プログラム、トーチ姿勢ファイル、及び各種座標系の定義パラメータ等を記憶する書換可能な不揮発性メモリからなる記憶部５６を備える。又、ロボット制御装置ＲＣは、マニピュレータ１０の前記駆動モータを制御するサーボドライバ５８を備え、前記作業プログラムに従って図示しない前記エンコーダからの現在位置情報（すなわち、関節角度）等に基づいて、マニピュレータ１０の駆動モータを駆動制御して、トーチＴを教示点に移動させるとともに姿勢を変えることが可能である。

前記ＣＰＵ５０は、制御部、関連付け部に相当する。前記記憶部５６は作業プログラム記憶部及び時系列データ記憶部に相当する。また、ティーチペンダントＴＰの表示装置３０は表示部に相当する。ティーチペンダントＴＰの操作盤４５は手動操作部及び編集操作部に相当する。

溶接電源装置６０は、ロボット制御装置ＲＣから出力される溶接電流・電圧指令に基づいて、溶接電流・溶接電圧をトーチＴに付与する。また、溶接電源装置６０は、アーク溶接で流れる溶接電流をサンプリング周期で検出して、その検出結果である溶接電流（なお、実溶接電流ということがある）をロボット制御装置ＲＣに送信する。また、溶接電源装置６０は、ワイヤ１５とワークＷ間の溶接電圧（実溶接電圧ということがある）を前記サンプリング周期で検出し、その検出結果である溶接電圧をロボット制御装置ＲＣに通信線Ｌを介して送信する。

ロボット制御装置ＲＣは、溶接電源装置６０により検出された実溶接電流及び実溶接電圧を、作業プログラムの最初の教示ステップの教示データに基づいてマニピュレータ１０を制御する時点から当該作業プログラムの最終教示ステップの実行が終了するまで時系列で前記記憶部５６の所定の記憶領域に記憶する。

本実施形態では、ロボット制御装置ＲＣと、ティーチペンダントＴＰとによりアーク溶接モニタ装置が構成されている。
（実施形態の作用）
（１．再生モード）
次に、上記のように構成されたアーク溶接モニタ装置の作用を説明する前に、ロボット制御装置ＲＣが再生モードでマニピュレータ１０を作動する場合について説明する。

作業者がティーチペンダントＴＰの操作盤４５を操作してプログラム番号Ｎの作業プログラムを選択して、モード切替キー４３で再生モードにすると、ロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０は、記憶部５６に記憶したプログラム番号Ｎの作業プログラムを再生する。ＣＰＵ５０は、この再生時において、当該作業プログラムの各ステップに記述された各種命令及び併記された各種条件（移動速度、溶接条件）に従って、マニピュレータ１０を教示点に移動させるとともに、トーチＴに加工作業を行わせる。

以下には、作業プログラムの説明とともに、再生モードでのＣＰＵ５０の処理について説明する。なお、本実施形態では、図３に示す作業プログラムが記憶部５６に記憶されているものとする。なお、前記プログラム番号Ｎの作業プログラムは一例であり、限定されるものではない。図３に示すように該作業プログラムは、作業プログラム名（すなわち、プログラム番号）が「Ｎ」とされるとともに教示ステップ１〜８からなる。

教示ステップ１は、原点を教示点として教示されたものであり、原点の「位置決め命令」が記述されている。ＣＰＵ５０はこの「位置決め命令」に基づいてトーチＴを原点に向かって関節補間で後述する移動速度Ｖ１で移動させる。なお、ティーチングモードにおいて、原点位置は、原点にトーチＴが位置するまでにマニピュレータ１０の駆動モータに直結されたエンコーダから出力される各アームの関節角度に基づいてＣＰＵ５０が算出し、作業プログラムに記述されている。以下、後述する他の教示ステップにおける教示点についても、原点位置の教示と同様に、教示点の位置は各アームの関節角度に基づいて算出されている。

図３において、「教示ステップ１」と「位置決め命令」との間は、トーチ姿勢ファイルのファイル名が記述される領域である。原点位置では、トーチ姿勢ファイルの指定はされていない。教示ステップ１の行において、Ｖ１は原点までのトーチＴの移動速度を示している。

教示ステップ２は、教示点として溶接開始直前点の位置が記述されたものであり、その行には、「位置決め命令」及び移動速度Ｖ１が記述されている。ＣＰＵ５０はこの「位置決め命令」に基づいて当該教示点に対して関節補間を行って移動速度Ｖ１でトーチＴを移動させる。

教示ステップ３は、教示点として溶接開始点の位置が記述されたものであり、この教示点におけるトーチＴが取るべきトーチ姿勢を規定するために、トーチ姿勢ファイル「ＴＲ０１」が記述されている。また、教示ステップ３の行には、「位置決め命令」、及び移動速度Ｖ１が記述されている。ＣＰＵ５０はこの「位置決め命令」に基づいて当該教示点に対して関節補間でトーチＴを移動速度Ｖ１で移動させるとともに、当該姿勢ファイルを読込みして、トーチＴが姿勢ファイルＴＲ０１に記述されている狙い角、前進後退角となるようにマニピュレータ１０の駆動モータを制御する。

教示ステップ４は、教示ステップ３で記述された教示点を溶接開始点として、「溶接開始命令」、溶接電流（溶接電流指令）ａ１、溶接電圧（溶接電圧指令）ｂ１、及びトーチＴの移動速度Ｖ２が記述されている。ＣＰＵ５０は、この溶接電流（溶接電流指令）ａ１、溶接電圧（溶接電圧指令）ｂ１を、溶接電源装置６０に出力し、溶接電源装置６０は当該指令に基づいて溶接電流及び溶接電圧をトーチＴに出力する。

教示ステップ５は、アーク溶接の進行方向において、教示ステップ３で教示された教示点に隣接する次の教示点の位置、この教示点におけるトーチＴが取るべきトーチ姿勢を規定するためのトーチ姿勢ファイル「ＴＲ０２」、「直線補間命令」、及び移動速度Ｖ２が記述されている。ＣＰＵ５０は、この「直線補間命令」に基づいて当該教示点に対して直線補間を行ってトーチＴを移動速度Ｖ２で移動させるとともに、当該姿勢ファイルを読込みして、トーチＴが姿勢ファイルＴＲ０２に記述されている狙い角、前進後退角となるようにマニピュレータ１０の駆動モータを制御する。

教示ステップ６は、アーク溶接の進行方向において、教示ステップ５で教示された教示点に隣接する次の教示点（すなわち、溶接終了点）の位置、この教示点におけるトーチＴが取るべきトーチ姿勢を規定するためのトーチ姿勢ファイル「ＴＲ０３」、「直線補間命令」、及び移動速度Ｖ２が記述されている。ＣＰＵ５０は、この「直線補間命令」に基づいて当該教示点に対して直線補間を行ってトーチＴを移動速度Ｖ２で移動させるとともに、当該姿勢ファイルを読込みして、トーチＴが姿勢ファイルＴＲ０３に記述されている狙い角、前進後退角となるようにマニピュレータ１０の駆動モータを制御する。

教示ステップ７は、教示ステップ６で記述された教示点を溶接終了点として、「溶接終了命令」が記述されている。ＣＰＵ５０は、この「溶接終了命令」に基づいて溶接電源装置６０に溶接終了指令を出力し、溶接電源装置６０は当該指令に基づいて溶接電流及び溶接電圧をトーチＴに出力を停止する。

教示ステップ８は、教示点としての溶接終了点に隣接する退避点である教示点が記述されたものであり、その行には、「位置決め命令」及び移動速度Ｖ１が記述されている。ＣＰＵ５０はこの「位置決め命令」に基づいて当該教示点に対して関節補間を行って移動速度Ｖ１でトーチＴを移動させる。

教示ステップ９は、教示点としての溶接終了点に隣接する退避点からさらに離間した待機点である教示点の位置が記述されたものであり、その行には、「位置決め命令」及び移動速度Ｖ１が記述されている。ＣＰＵ５０はこの「位置決め命令」に基づいて当該教示点に対して関節補間を行って移動速度Ｖ１でトーチＴを移動させる。

上記のようにして、再生モードで作業プログラムを実行している間、溶接電源装置６０は、実溶接電流及び実溶接電圧を検出して、ロボット制御装置ＲＣに通信線Ｌを介して送信する。ロボット制御装置ＲＣは、溶接電源装置６０により検出された実溶接電流及び実溶接電圧を、作業プログラムの最初の教示ステップの教示データに基づいてマニピュレータ１０を制御する時点から当該作業プログラムの最終教示ステップの実行が終了するまで時系列で前記記憶部５６の所定の記憶領域にファイル化して記憶する。すなわち、前記サンプリング周期で検出された各実溶接電流及び各実溶接電圧は、時系列的に整理されて、それぞれ実溶接電流ファイル６１及び実溶接電圧ファイル６２にされる。これらの時系列的な実溶接電流及び実溶接電圧は時系列データに相当する。また、実溶接電流ファイル６１及び実溶接電圧ファイル６２は作業プログラムのプログラム番号Ｎに関連付けされて記憶される。

さらに、ロボット制御装置ＲＣは、前記作業プログラムが再生モードで実行された際、マニピュレータ１０が付設された各種センサのサンプリング周期での検出信号、例えば、ワイヤ１５の送給装置（図示しない）に設けられたワイヤ送給速度を検出するセンサの検出結果等を前記実溶接電流ファイルと同様に時系列的に整理されて、それぞれ各種のセンサ検出ファイル６３にされる。これらの時系列的な各センサの検出結果（データ）は時系列データに相当する。また、これらのファイルは作業プログラムのプログラム番号Ｎに関連付けされて記憶される。

（２．アーク溶接モニタ装置の作用の説明）
（２．１ 第１モニターモード）
次に、上記のように再生モードが実行されて記憶部５６に実溶接電流ファイル６１、実溶接電圧ファイル６２、各種センサ検出ファイル６３が記憶された状態で、ティーチペンダントＴＰの表示装置３０によりモニタする場合について説明する。

作業者は、ティーチペンダントＴＰの操作盤４５のモード切替キー４３を操作し上で、第１モニターモードとする。第１モニターモードは、作業プログラムを実行処理したときに得られた時系列データのみを確認したいときに使用されるモードである。この第１モニターモードの状態では、表示装置３０にロボット制御装置ＲＣの記憶部５６に格納されている各種の作業プログラムのプログラム番号が表示される。

この状態で、作業者は、操作盤４５を図示しない選択キーを操作して作業プログラムのプログラム番号Ｎを選択操作すると、ティーチペンダントＴＰからロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０に選択指令が送信される。ＣＰＵ５０は、選択指令に基づいてプログラム番号Ｎの作業プログラム及び当該作業プログラムが再生モードで実行されたときに記憶された当該プログラム番号Ｎに関連付けられた各種ファイルの内容を読み出して、ティーチペンダントＴＰに送信する。

ティーチペンダントＴＰの表示装置３０は、例えば表示画面３２に図５に示すように、表示画面３２には横軸を時間軸とし、縦軸を電流（すなわち実溶接電流）及び電圧（すなわち実溶接電圧）として、送信されてきたデータを線グラフで表示する。合わせて、表示装置３０は、プログラム番号Ｎの内容である教示ステップ（図５では、説明の便宜上、教示ステップを単に「ステップ」とその「番号」で記載している。）、及び各種命令を時間軸に沿って表示する。さらに、表示装置３０は、図５に示すように各ステップを示す第１マーカーＭ１〜Ｍ４を直線（実線）で表示する。なお、第１マーカーＭ１〜Ｍ４は時間軸に対して垂直線となっている。ここでは、表示装置３０は、溶接区間である教示ステップ３の教示点（溶接開始点）から教示ステップ７の教示点（溶接終了点）までを表示している。なお、時系列データ（ここでは、実溶接電流と実溶接電圧）と教示ステップを示す第１マーカーＭ１〜Ｍ４の時間的位置合わせは、時系列データが作業プログラムの処理開始時点からサンプリング周期で検出されていることと、各教示ステップの処理がＣＰＵ５０により既知の所定時間間隔で行われることにより可能である。

このようにして、本実施形態では、第１マーカーＭ１〜Ｍ４により、時系列データ（ここでは、実溶接電流と実溶接電圧）と、教示ステップとの関係が明示され、時系列データにおいてどの時点でどのような命令が出されたかが明示され、さらに、各教示ステップ間において、実溶接電流及び実溶接電圧がどのように変化したかが作業者に分かる。なお、図５において、第１マーカーＭ１〜Ｍ４に平行の点線は、所定の時間間隔を示すためのグリッド線である。また、グリッド線に近傍のｔ１〜ｔ４は、時系列データの検出開始時刻等の基準時刻からの経過時間を示している。

（２．２．第２モニターモード）
次に、第２モニターモードの場合について説明する。この第２モニターモードは、作業プログラムを再生モードで実行処理したときに得られた時系列データと、第２モニターモードで作業プログラムにより実行処理したときのマニピュレータ１０のトーチＴの位置を確認するために使用される。

作業者は、ティーチペンダントＴＰの操作盤４５のモード切替キー４３を操作し上で、第２モニターモードとする。第２モニターモードでは、アーク溶接は行われない。第２モニターモードは、チェックモードに相当する。

第２モニターモードの状態では、表示装置３０にロボット制御装置ＲＣの記憶部５６に格納されている各種の作業プログラムのプログラム番号が表示される。この状態で、作業者は、操作盤４５を図示しない選択キーを操作して作業プログラムのプログラム番号Ｎを選択操作すると、ティーチペンダントＴＰからロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０に選択指令が送信される。ＣＰＵ５０は、選択指令に基づいてプログラム番号Ｎの作業プログラム及び当該作業プログラムが再生モードで実行されたときに記憶された当該プログラム番号Ｎに関連付けられた各種ファイルの内容を読み出して、ティーチペンダントＴＰに送信する。

ティーチペンダントＴＰの表示装置３０は、第１モニターモードと同様にプログラム番号Ｎの内容である教示ステップ及び各種命令を時間軸に沿って表示するとともに、図６に示すように各ステップを示す第１マーカーＭ１等を表示する。そして、作業者がティーチペンダントＴＰの操作盤４５を操作してモニター対象の作業プログラム（ここでは、プログラム番号Ｎの作業プログラム）を起動すると、ロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０は、記憶部５６に記憶したプログラム番号Ｎの作業プログラムを再生する。なお、この場合の再生は、ティーチペンダントＴＰの操作盤４５の特定のキー操作、すなわち、正順方向に教示ステップを再生するキーの操作によって正順のステップ送り指令をその都度ＣＰＵ５０に対して送信し、その正順のステップ送り指令をＣＰＵ５０が受信する毎に教示ステップ１〜９が正順（昇順）に順次実行されることにより行われる。

また、逆順（降順）に実行されるように操作盤４５の特定のキー操作、すなわち逆順方向に教示ステップを再生するキーの操作によって逆順のステップ送り指令をＣＰＵ５０に送信する。この場合、逆順のステップ送り指令がその都度ＣＰＵ５０に対して送信されると、その指令をＣＰＵ５０が受信する毎に教示ステップ９〜１が逆順（降順）に順次実行することによりマニピュレータ１０が作動する。

ＣＰＵ５０は、各教示当該作業プログラムの各教示ステップに記述されたトーチＴの移動、及び姿勢に関する各種命令及び併記された各種条件（移動速度）に従ってマニピュレータ１０のトーチＴを各教示点に移動するとともに姿勢を、当該教示ステップに関した姿勢ファイル記述された姿勢データに基づいて変化させる。また、ＣＰＵ５０は、作業プログラムに記述された教示ステップの教示点を通過してからの経過時間に基づいて、マニピュレータ１０のトーチＴの時間軸上の位置を特定し、ＣＰＵ５０は、ティーチペンダントＴＰの表示装置３０に当該教示ステップの教示点からの時間軸上の位置を送信する。ティーチペンダントＴＰの表示装置３０は、その時間軸上の位置を、図６に示すように表示画面３２上に第２マーカーＭａにより表示する。本実施形態では、第２マーカーＭａは、第１マーカーＭ１と同様に時間軸に垂直な実線である。

図６では、教示ステップ５と教示ステップ６の間に第２マーカーＭａが示されており、教示ステップ５が実行されて、トーチＴが教示ステップ５（教示点）と教示ステップ６（教示点）間に位置することが示されている。

なお、図６で示す表示画面３２では、教示ステップ３〜教示ステップ７までが主に図示されているが、表示装置３０は、例えば、教示ステップ１〜ステップ３、或いは教示ステップ７〜９において、トーチＴの時間軸上の位置を示す場合は、時系列データを左右に動的に移動させて、当該教示ステップ１〜ステップ３における時系列データを表示する。すなわち、ＣＰＵ５０の制御によりマニピュレータ１０を作動させた際、表示装置３０は、マニピュレータ１０の作動と時系列データを同期させて表示する。また、本実施形態では、この場合、第２マーカーＭａは、表示画面３２に表示している時間軸において、中央に位置するように表示する。すなわち、第２マーカーＭａは移動せず、すなわち表示画面３２上で固定されて表示され、時系列データのみが移動するように表示装置３０が表示する。

また、第２モニターモードにおいて、任意の教示ステップの再生中に停止させたい場合、作業者は、ティーチペンダントＴＰの操作盤４５の停止キー４７を操作する。この結果、ＣＰＵ５０は停止指令を受けて、マニピュレータ１０の動作を停止させる。このとき、図７に示すように第２マーカーＭａで示す位置が、マニピュレータ１０のトーチＴの時間軸上の停止位置となる。

図８は、時系列データに溶接異常が見られた場合の表示装置３０の表示例である。同図において、前述したように、トーチＴが、溶接異常の時系列データに一致したときに、作業者がティーチペンダントＴＰの操作盤４５の停止キー４７を操作すると、ＣＰＵ５０は、停止キー４７により停止指令を受けて、マニピュレータ１０の動作を停止させる。

このように表示されたときに、作業者は、マニピュレータ１０のトーチＴの実際の位置及び姿勢を確認する。そして、教示点、トーチＴの位置または姿勢を修正したい場合は、作業者は、操作盤４５のボタン群４０の操作によりジョグ送りを行って、トーチＴの教示点の修正、即ち、教示点の追加、或いは教示点の削除を行うか、或いは前記操作盤４５を操作して、ＣＰＵ５０に記憶部５６が記憶している当該教示ステップに関して作成されている当該姿勢ファイルを読み出して、操作盤４５の図示しない数字キーを使用して姿勢データ（狙い角、前進後退角）を修正した後、記憶部５６に保存する。また、追加した教示点がある場合は、その教示点に関する教示ステップが作業プログラムに追加されて、当該追加された教示ステップにおける、姿勢ファイル、移動速度、或いは溶接条件を作成する。このようにして、手動操作部であるティーチペンダントＴＰの操作盤４５は作業プログラムの教示ステップの編集（修正、削除を含む）を行う。

また、逆順（降順）に実行されるように操作盤４５の特定のキー操作がされた場合には、すなわち、逆順に教示ステップを再生する場合は、表示装置３０の表示画面３２に表示される時系列データもそれに合わせて、時系列の時間的順序とは逆方向に再生する。

さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
（１） 本実施形態のアーク溶接モニタ装置は、アーク溶接中に取得した溶接電流及び溶接電圧の両方を時系列データとして記憶する記憶部５６（時系列データ記憶部）と、時系列データと作業プログラムを関連付けするＣＰＵ５０（関連付け部）と、時系列データを表示するとともに、ＣＰＵ５０（関連付け部）により時系列データと関連付けされた作業プログラムの教示ステップを第１マーカーＭ１〜Ｍ４で、時系列データ上に表示する表示装置３０（表示部）を備える。この結果、本実施形態のアーク溶接モニタ装置は、溶接電流及び溶接電圧の両方の時系列データと、作業プログラムの教示ステップとを時系列で対応付けて確認することができる。

（２） 本実施形態のアーク溶接モニタ装置は、ＣＰＵ５０（制御部）が作業プログラムによるマニピュレータ１０の移動をチェックするための第２モニターモード（チェックモード）が設定可能である。また、ＣＰＵ５０（制御部）の第２モニターモードにおいて、作業プログラムの教示ステップを指定する操作盤４５（手動操作部）を備える。そして、操作盤４５により指定された教示ステップまで、ＣＰＵ５０の制御によりマニピュレータ１０を作動させた際、表示装置３０は、マニピュレータ１０の時系列データ上での現在位置を示す第２マーカーＭａを表示する。

この結果、本実施形態のアーク溶接モニタ装置によれば、第２マーカーＭａにより時系列データ（実溶接電流、実溶接電圧）上でのマニピュレータ１０の現在位置が分かる。このため、第２モニターモードの際、溶接異常が発生した時系列データがある場合は、指定部により、溶接異常が発生した時系列データ範囲である作業プログラムの教示ステップを指定すると、マニピュレータ１０は、当該指定されたところに移動するため、溶接異常が発生した時系列データ範囲における溶接ロボットの動作軌跡をディスプレイ上ではなく、現物のワーク上の溶接箇所に対して確認ができる。このため、現物のワーク上の溶接異常の溶接箇所を把握できるとともに、マニピュレータの動作軌跡上の溶接姿勢を確認できる。すなわち、マニピュレータの動作軌跡上のどの時点で溶接異常の原因となるのかの把握ができやすい効果がある。

もちろん、溶接異常がない箇所においても、第２マーカーで時系列データでのマニピュレータの現在位置が分かるため、現物のワーク上の溶接箇所に対してマニピュレータの動作軌跡上の溶接姿勢を確認できる。

（３） 本実施形態のアーク溶接モニタ装置は、操作盤４５（手動操作部）は、作業プログラムの教示ステップの編集が可能な編集操作部として機能する。
この結果、本実施形態によれば、溶接異常が発生した時系列データがある場合は、操作盤４５を使用して溶接異常が発生した時系列データが属する教示ステップを編集することができる。

この結果、溶接位置、溶接姿勢の修正ができるため、今後予想される溶接異常によるダウンタイムを早期に回避することが可能となる。
（４） 本実施形態のアーク溶接モニタ装置は、操作盤４５（手動操作部）により指定された教示ステップまで、ＣＰＵ５０（制御部）の制御によりマニピュレータ１０を作動させた際、表示装置３０（表示部）は、第２マーカーＭａを表示画面３２上で固定して表示し、時系列データをマニピュレータ１０の作動と同期させて移動して表示する。この結果、本実施形態によれば、操作盤４５により指定された教示ステップまで、ＣＰＵ５０の制御によりマニピュレータ１０を作動させた際、表示装置３０が第２マーカーＭａを表示画面３２上で固定して表示し、時系列データをマニピュレータ１０の作動と同期させて移動して表示することによっても、上記（２）の効果を容易に実現できる。

（５） 本実施形態のアーク溶接モニタ装置は、時系列データを、時系列の時間的順序とは逆方向に再生することができる。この結果、本実施形態によれば、時系列データを、時系列の時間的順序とは逆方向に再生することによっても、上記（１）の効果を容易に実現できる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記実施形態ではティーチペンダントＴＰの表示装置３０を表示部とし、操作盤４５を手動操作部としたが、ロボット制御装置ＲＣに手動操作部としての操作盤及び表示部としての表示装置を設けてもよい。

・ 前記実施形態では、トーチ姿勢ファイルを記憶部５６に記憶するようにしたが、作業プログラムに狙い角、前進後退角を記述するようにしてもよい。
・ 前記実施形態では、作業プログラムの教示ステップの内容を、図５乃至図８に示すように、時間軸に沿って表示するようにしたが、教示ステップ及びその教示ステップの内容の表示方法は、この表示方法に限定されるものではなく、作業プログラムの全体構成を、例えば、図３に示すように「行」が上下に並ぶように表示したり、グラフ表示された表示領域の左右、または上下のいずれかに該作業プログラムの内容を表示したりしてもよく、限定されるものではない。この場合、表示装置３０は、現在実行している教示ステップが作業者に分かるように、他の教示ステップとは色を変えて表示したり、点滅表示したりするようにして、実行している教示ステップと、第２マーカーＭａが指し示す時系列データとが同期するように表示する。

・ 前記実施形態では、アーク溶接中に取得した溶接電流及び溶接電圧の両方の時系列データを記憶する記憶部５６（時系列データ記憶部）に記憶するようにしたが、溶接電流及び溶接電圧の両方の時系列データのうち、いずれか一方を記憶部５６（時系列データ記憶部）に記憶するようにしてもよい。

・ 前記実施形態では、表示画面３２に溶接電流及び溶接電圧の両方の時系列データを表示するようにしたが、各種センサのセンサ検出ファイル６３に記憶した時系列データを溶接電流及び溶接電圧の両方の時系列データと組み合わせて表示画面３２に表示するようにしてもよい。

・ 前記実施形態では、表示装置３０は、第２マーカーＭａは移動せず、時系列データのみが移動するように表示したが、逆に時系列データを固定して、第２マーカーＭａを、作業プログラムの教示ステップの再生によるトーチＴの移動に応じて移動させるようにしてもよい。

・ 前記実施形態では、第２モニターモード（チェックモード）の際、教示ステップを順次指定することにより、作業プログラムの最初の教示ステップから、或いは作業プログラムの最終教示ステップからマニピュレータ１０のチェックを行うようにした。これに代えて、ティーチペンダントＴＰを第２モニターモードに設定した際、チェックしたい教示ステップを操作盤４５に設けられた図示しない入力キーで直接指定して、その入力した教示ステップから正順方向に、或いは、逆順方向に順次再生するようにしてもよい。

この場合、ＣＰＵ５０は、当該指定された教示ステップにジャンプしたところに待機位置から直接移動しかつ、当該指定された教示ステップにおける姿勢をとるようにこの教示ステップに行き着くために必要な教示ステップに関連する教示点、姿勢データを読み込みして演算し、指定された時点でのトーチの位置、及び姿勢となるようにＣＰＵ５０はマニピュレータ１０を制御するようにする。なお、この場合にも前記実施形態度と同様に表示装置３０はマニピュレータ１０の作動と時系列データを同期させて表示する。この変形態様においても、前記実施形態と同様に、教示ステップの内容を前記マニピュレータの作動を同期させて表示する。

このようにしても、第２モニターモード（チェックモード）において、作業者は表示装置３０（表示部）を操作することなく、マニピュレータ１０の現在位置を示す第２マーカーＭａと時系列データを視認することができる。また、この変形態様によれば、第２モニターモード（チェックモード）において、作業者は、マニピュレータ１０のトーチＴの現在位置での作業プログラムの内容を確認するための表示操作を行うことなく、作業プログラムの教示ステップの内容を確認することができる。

・ また、教示ステップを上述のように指定するとともにその教示ステップと正順方向または逆順方向に隣接する他の教示ステップ間において、当該指定した教示ステップの経過時間０から離間した任意の時点を数値入力等により指定してもよい。例えば、図８に示す、溶接異常があった時点を指定してもよい。なお、この任意の時点（例えば、前記溶接異常が生じた時点）の数値入力は、表示画面３２に表示された時系列データから作業者がその時点を読み取って入力が行われる。この任意の時点の指定を操作盤４５から行うと、ＣＰＵ５０は、当該指定された教示ステップから指定された時点にジャンプしたところに待機位置から、直接移動し、かつその任意の時点における姿勢をとるようにこの教示ステップに行き着くために必要な教示ステップに関連する教示点、姿勢データを読みとりして演算し、指定された時点でのトーチの位置、及び姿勢となるようにＣＰＵ５０はマニピュレータ１０を制御するようにする。なお、この場合にも前記実施形態度と同様に表示装置３０はマニピュレータ１０の作動と時系列データを同期させて表示する。

また、この場合、操作盤４５（手動操作部）により指定された任意の時点まで、ＣＰＵ５０（制御部）の制御によりマニピュレータ１０を作動させた際、表示装置３０は、第２マーカーＭａを表示画面３２上で固定して表示し、時系列データをマニピュレータ１０の作動と同期させて移動して表示するようにするものとする。

この変形態様によれば、上記変形態様と同様に、第２モニターモード（チェックモード）において、作業者は表示装置３０（表示部）を操作することなく、マニピュレータ１０の現在位置を示す第２マーカーＭａと時系列データを視認することができる。また、この変形態様においても、第２モニターモード（チェックモード）において、作業者は、マニピュレータ１０のトーチＴの現在位置での作業プログラムの内容を確認するための表示操作を行うことなく、作業プログラムの教示ステップの内容を確認することができる。

・ 前記実施形態または上記変形態様では、第２モニターモード（チェックモード）において、作業プログラムの教示ステップまたは任意の時点の指定で、マニピュレータ１０を作動するように、これに同期するように時系列データと第２マーカーＭａとを相対移動するようにした。

これに代えて、第２マーカーＭａを操作盤４５からの特定キーの入力より、教示ステップの正順方向または逆順方向に時間軸上で時系列的に移動させるようにしてもよい。この場合、第２マーカーＭａの時間軸上での操作前を基準にした移動量に基づき、当該第２マーカーの移動後の時間的位置を近位の教示点からの時間経過に換算することにより、どの教示ステップ上に第２マーカーＭａが位置することが分かる。このことは、前述した任意の時点を指定することと同義である。このため、ＣＰＵ５０は、第２マーカーＭａの時間的な移動量を算出することにより、当該第２マーカーＭａが位置する教示ステップに基づいてマニピュレータ１０を制御することにより、第２マーカーＭａの移動に連動するように、マニピュレータ１０の位置及び姿勢を作業プログラムに基づいて変化させる。この場合、操作盤４５はマーカー移動操作部に相当する。

この結果、本変形態様によれば、操作盤４５（マーカー移動操作部）の移動操作に基づく第２マーカーの移動に連動するように、ＣＰＵ５０（制御部）がマニピュレータ１０の位置及び姿勢を作業プログラムに基づいて変化させることができる。このため、当該第２マーカーを溶接異常があった時系列データに合わせることが容易にできるため、現実のマニピュレータ１０のトーチＴの位置姿勢を容易に確認できる。

Ｍ１〜Ｍ４…第１マーカー、Ｍａ…第２マーカー、
ＲＣ…アーク溶接ロボット制御装置、１０…マニピュレータ、
３０…表示装置（表示部）、３２…表示画面、
４５…操作盤（手動操作部、編集操作部、マーカー移動操作部）、
５０…ＣＰＵ（制御部、関連付け部）、５６…記憶部（時系列データ記憶部）。

Claims (6)

1. 複数の教示ステップからなるとともに、アーク溶接を行う教示ステップでは溶接条件及びマニピュレータの姿勢データが教示されている作業プログラムを記憶する作業プログラム記憶部と、前記作業プログラムに従って前記マニピュレータを制御する制御部を備えたアーク溶接ロボット制御装置のアーク溶接モニタ装置であって、
   前記アーク溶接中に取得した溶接電流及び溶接電圧のうち少なくとも一方を時系列データとして記憶する時系列データ記憶部と、
   前記時系列データと前記作業プログラムを関連付けする関連付け部と、
   前記時系列データを表示するとともに、前記関連付けされた作業プログラムの教示ステップを第１マーカーで、前記時系列データ上に表示する表示部を備え、
   前記制御部が前記作業プログラムによる前記マニピュレータの移動をチェックするためのチェックモードが設定可能であり、
   前記制御部のチェックモードにおいて、前記作業プログラムの教示ステップを指定する、または前記教示ステップ間における任意の時点を指定する手動操作部を備え、
   前記手動操作部により指定された教示ステップまたは任意の時点まで、前記制御部の制御により前記マニピュレータを作動させた際、前記表示部は、前記マニピュレータの前記時系列データ上での現在位置を示す第２マーカーを表示することを特徴とするアーク溶接モニタ装置。
2. 前記手動操作部は、前記作業プログラムの教示ステップの編集が可能な編集操作部を含むことを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接モニタ装置。
3. 前記チェックモードにおいて、前記手動操作部により指定された教示ステップまで、または前記教示ステップ間における任意の時点まで、前記制御部の制御により前記マニピュレータを作動させた際、前記表示部は、前記マニピュレータの作動と前記時系列データを同期させて表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアーク溶接モニタ装置。
4. 前記チェックモードにおいて、前記手動操作部により指定された教示ステップまで、または前記教示ステップ間における任意の時点まで、前記制御部の制御により前記マニピュレータを作動させた際、前記表示部は、当該チェックの対象となっている作業プログラムの内容を前記マニピュレータの作動と同期させて表示することを特徴とする請求項３に記載のアーク溶接モニタ装置。
5. 前記手動操作部により指定された教示ステップまたは任意の時点まで、前記制御部の制御により前記マニピュレータを作動させた際、前記表示部は、前記第２マーカーを前記表示部の表示画面上で固定して表示し、前記時系列データを前記マニピュレータの作動と同期させて移動して表示することを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接モニタ装置。
6. 前記手動操作部は、前記第２マーカーを前記表示部に表示された前記時系列データの時系列方向に移動操作するマーカー移動操作部を含み、
   前記制御部は、前記マーカー移動操作部の移動操作に基づく当該第２マーカーの移動に連動するように、前記マニピュレータの位置及び姿勢を前記作業プログラムに基づいて変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載のアーク溶接モニタ装置。