WO2023199620A1

WO2023199620A1 - ロボット制御装置およびオフライン教示システム

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Publication number: WO2023199620A1
Application number: PCT/JP2023/006911
Authority: WO
Inventors: 正弥平山; 嘉幸岡崎; 克明大熊
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2022-04-13
Filing date: 2023-02-27
Publication date: 2023-10-19
Also published as: JPWO2023199620A1

Abstract

ロボット制御装置は、溶接により生産するワークの位置に関する情報を取得する取得部と、生産を行うロボットを基準とするワークの設定位置を記憶する記憶部と、ワークの位置に関する情報に基づくワークの実測位置と、ワークの設定位置とに基づいて、ワークの位置ずれ量を算出する算出部と、ワークの位置ずれ量に基づいて、ロボットが生産で用いる複数の教示プログラムの教示点の位置を修正する修正部と、修正後の複数の教示プログラムを用いて、ロボットを制御する制御部と、を備える。

Description

ロボット制御装置およびオフライン教示システム

　本開示は、ロボット制御装置およびオフライン教示システムに関する。

　特許文献１には、モデル図に、ティーチングプログラムを実行したときのロボットの動作軌跡を表示し、複数の位置検出命令の一部および複数の溶接命令の一部を表示するオフラインティーチング装置が開示されている。オフラインティーチング装置は、ティーチングプログラムとモデル図とを表示する表示部と、ティーチングプログラムを構成する命令と、モデル図のモデルデータとを記憶する記憶部と、表示部および記憶部を制御する制御部と、を備える。ティーチングプログラムは、複数の位置検出命令で構成される位置検出プログラム、および、複数の溶接命令で構成される溶接プログラムを含む。ここで、ティーチングプログラムを構成する命令、位置検出プログラムおよび溶接プログラムのそれぞれは、作業者により作成される。

国際公開第２０１６／０２１１３０号

　本開示は、同一のロボットで使用され、それぞれ異なる作業を実行するための教示プログラムの教示点をより効率的に修正するロボット制御装置およびオフライン教示システムを提供する。

　本開示は、溶接により生産するワークの位置に関する情報を取得する取得部と、前記生産を行うロボットを基準とする前記ワークの設定位置を記憶する記憶部と、前記ワークの位置に関する情報に基づく前記ワークの実測位置と、前記ワークの設定位置とに基づいて、前記ワークの位置ずれ量を算出する算出部と、前記ワークの位置ずれ量に基づいて、前記ロボットが前記生産で用いる複数の教示プログラムの教示点の位置を修正する修正部と、修正後の前記複数の教示プログラムを用いて、前記ロボットを制御する制御部と、を備える、ロボット制御装置を提供する。

　また、本開示は、溶接によりワークを生産するロボットを制御するロボット制御装置と、前記ロボット制御装置との間で通信可能に接続され、仮想空間上に前記ワークと前記ロボットとを構築するオフライン教示装置と、を備えるオフライン教示システムであって、前記オフライン教示装置は、前記ワークの位置に関する情報を取得し、前記ワークの位置に関する情報に基づく前記ワークの実測位置と、前記ロボットを基準とする前記ワークの設定位置とに基づいて、前記ワークの位置ずれ量を算出し、前記ワークの位置ずれ量に基づいて、前記ロボットが前記生産で用いる複数の教示プログラムの教示点の位置を修正し、修正後の前記複数の教示プログラムを前記ロボット制御装置に送信し、前記ロボット制御装置は、修正後の前記複数の教示プログラムを用いて、前記ロボットを制御する、オフライン教示システムを提供する。

　本開示によれば、同一のロボットで使用され、それぞれ異なる作業を実行するための教示プログラムの教示点をより効率的に修正できる。

実施の形態１および実施の形態１の変形例に係る溶接システムのシステム構成例を示す概略図実施の形態１および実施の形態１の変形例に係る上位装置、ロボット制御装置、検査制御装置、およびオフライン教示装置の内部構成例を示す図ロボット座標系とワークとの関係を説明する図アライメントパターンの一例を説明する図アライメントパターンの読み取り例を説明する図ワークのスキャン例を説明する図溶接ロボットに対するワークの位置ずれ量の算出例を説明する図実施の形態１におけるロボット制御装置による教示プログラムの補正手順例を説明するフローチャート実施の形態１の変形例におけるロボット制御装置およびオフライン教示装置による教示プログラムの補正手順例を説明するシーケンス図

（本開示に至る経緯）
　特許文献１のように、従来、オフライン教示装置を用いて、溶接ロボット等のロボットに、作業の作業手順、動作軌跡等を含む教示プログラム（例えば、位置検出プログラム、溶接プログラム等）を教示するオフラインティーチング装置がある。ロボットは、作業指示に基づいて、作業指示に対応する各種プログラムを読み出すことで作業を実行する。

　動作軌跡は、ロボットが通過，到達すべき位置を示す教示点の位置を含む。一般的に、教示点は、ロボットに対する相対位置（つまり、ロボットの座標系を基準とする位置）が記録される。よって、ロボットに対する作業対象物（以降、「ワーク」と表記）の位置に位置ずれがあり、教示点の位置修正がされない場合には、ロボットは、ワークの加工点に到達できない等の課題があった。したがって、教示点の位置修正は、位置ずれの形態に合わせて行われることが望ましい。しかし、教示点の数は、ワークによって数百～数千個になることがあるため、修正に要する工数が極めて大きいという課題があった。

　１台のロボットでワークを生産する場合、ロボットは、それぞれ異なる複数の教示プログラムを用いて、各作業工程を実行する。このような場合、ロボットは、ロボットにより使用されるすべての教示プログラムの教示点の位置修正が終わるまでワークの生産を行うことができず、生産性が低下する可能性があった。

　また、従来、ロボットは、ワークの位置ずれ量を算出するために接触型のセンサ、あるいはカメラ等を用いてワークの位置を計測することがあった。しかし、接触型のセンサは、ワークの表面が平らな水平面である場合、ワークに接触したか否かの判定が難しく、ワークの位置が計測できないことがあった。カメラを用いてワークを撮像する場合、ロボットは、ワークの位置の計測および教示プログラムの修正を行うたびにカメラを取り付け，取り外しによってワークの生産を停止する必要があり、教示点の位置修正を実行できる条件が限られるという課題があった。

　以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係るロボット制御装置およびオフライン教示システムを具体的に開示した各実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

　以下、本溶接される対象物（例えば金属）を「元ワーク」、本溶接により生産（製造）された対象物を「ワーク」とそれぞれ定義する。「ワーク」は、１回の本溶接により生産されたワークに限らず、２回以上の本溶接により生産された複合的なワークであってもよい。また、元ワークと他の元ワークとが溶接ロボットにより接合等されてワークを生産する工程を「本溶接」と定義する。

（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１および実施の形態１の変形例に係る溶接システム１００，１００Ａのシステム構成例を示す概略図である。まず、実施の形態１に係る溶接システム１００の構成について説明する。なお、実施の形態１の変形例に係る溶接システム１００Ａは、オフライン教示装置５、モニタＭＮ３、および入力インターフェースＵＩ３を含まない構成であるため、ここでは説明を省略する。

　実施の形態１に係る溶接システム１００は、外部ストレージＳＴ、入力インターフェースＵＩ１およびモニタＭＮ１のそれぞれと接続された上位装置１と、ロボット制御装置２と、検査制御装置３と、センサ４と、溶接ロボットＭＣ１と、モニタＭＮ２とを含む構成である。なお、ティーチペンダントＴＰ１は必須の構成でなく、省略されてもよい。モニタＭＮ２は、必須の構成でなく、省略されてもよい。

　上位装置１は、ロボット制御装置２を介して溶接ロボットＭＣ１により実行される本溶接の開始および完了を統括して制御する。例えば、上位装置１は、ユーザ（例えば、溶接作業者あるいはシステム管理者。以下同様。）により予め入力あるいは設定された溶接関連情報を外部ストレージＳＴから読み出し、溶接関連情報を用いて、溶接関連情報の内容を含めた本溶接の実行指令を生成して対応するロボット制御装置２に送信する。上位装置１は、溶接ロボットＭＣ１による本溶接が完了した場合に、溶接ロボットＭＣ１による本溶接が完了した旨の本溶接完了報告をロボット制御装置２から受信し、対応する本溶接が完了した旨のステータスに更新して外部ストレージＳＴに記録する。

　なお、上述した本溶接の実行指令は上位装置１により生成されることに限定されず、例えば本溶接が行われる工場等内の設備の操作盤（例えばＰＬＣ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、あるいはロボット制御装置２の操作盤（例えば、ティーチペンダントＴＰ１）により生成されてもよい。なお、ティーチペンダントＴＰ１は、ロボット制御装置２に接続された溶接ロボットＭＣ１を操作するための装置である。

　また、上位装置１は、ロボット制御装置２、検査制御装置３およびセンサ４を用いたビード外観検査の開始および完了を統括して制御する。例えば、上位装置１は、ロボット制御装置２から本溶接完了報告を受信すると、溶接ロボットＭＣ１により生産されたワークのビード外観検査の実行指令を生成してロボット制御装置２および検査制御装置３のそれぞれに送信する。上位装置１は、ビード外観検査が完了した場合に、ビード外観検査が完了した旨の外観検査報告を検査制御装置３から受信し、対応するビード外観検査が完了した旨のステータスに更新して外部ストレージＳＴに記録する。

　ここで、溶接関連情報とは、溶接ロボットＭＣ１により実行される本溶接の内容を示す情報であり、本溶接の工程ごとに予め作成されて外部ストレージＳＴに登録されている。溶接関連情報は、例えば本溶接に使用される元ワークの数と、本溶接に使用される元ワークのＩＤ、元ワークのロット情報、名前および溶接箇所（例えば、溶接線の情報、溶接線の位置情報等）を含むワーク情報と、本溶接が実行される実行予定日と、元ワークの生産台数と、本溶接時の各種の溶接条件と、を含む。なお、溶接関連情報は、上述した項目のデータに限定されず、作成済みの溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれ（後述参照）、これらの教示プログラムの作成に用いられた溶接動作設定情報、スキャン動作設定情報等の情報をさらに含んでもよい。

　ここでいう溶接動作設定情報は、本溶接の各種溶接条件、溶接開始前および溶接終了後のそれぞれの溶接トーチ４００の退避位置等の溶接動作に必要な各種パラメータ群であればよい。

　また、ここでいうスキャン動作設定情報は、センサ４とワークＷｋとの間の距離、センサ４の情報（例えば、スキャン有効範囲ＡＲ（図６参照）等）、測定レンジ、アプローチ情報、スキャンの助走（空走）区間、スキャン区間、リトラクト情報（例えば、リトラクト開始位置およびリトラクト終了位置の情報、リトラクトを指示する指示情報等）、回避情報等の溶接ビード、あるいは他の外観検査対象のスキャン動作、ワークＷｋの位置計測のための外観スキャンに必要な各種パラメータ群であればよい。

　また、溶接条件は、例えば元ワークの材質および厚み、溶接ワイヤ３０１の材質およびワイヤ径、シールドガス種、シールドガスの流量、溶接電流の設定平均値、溶接電圧の設定平均値、溶接ワイヤ３０１の送給速度および送給量、溶接回数、溶接時間等である。また、これらの他に、例えば本溶接の種別（例えばＴＩＧ溶接、ＭＡＧ溶接、パルス溶接）を示す情報、マニピュレータ２００の移動速度および移動時間が含まれても構わない。

　ロボット制御装置２は、上位装置１から送信された本溶接の実行指令に基づいて、その実行指令で指定される元ワークを用いた本溶接の実行を溶接ロボットＭＣ１に開始させる。なお、上述した溶接関連情報は、上位装置１が外部ストレージＳＴを参照して管理することに限定されず、例えばロボット制御装置２において管理されてもよい。この場合、ロボット制御装置２は本溶接が完了した状態を把握できるので、溶接関連情報のうち溶接工程が実行される予定の実行予定日の代わりに実際の実行日が管理されてよい。なお、本明細書において、本溶接の種類は問わないが、説明を分かり易くするために、複数の元ワークを接合して１つのワークを生産する工程を例示して説明する。

　上位装置１は、モニタＭＮ１、入力インターフェースＵＩ１および外部ストレージＳＴのそれぞれとの間でデータの入出力が可能となるように接続され、さらに、ロボット制御装置２および検査制御装置３との間でデータの通信が可能となるように接続される。上位装置１は、モニタＭＮ１および入力インターフェースＵＩ１を一体に含む端末装置Ｐ１でもよく、さらに、外部ストレージＳＴを一体に含んでもよい。この場合、端末装置Ｐ１は、本溶接の実行に先立ってユーザにより使用されるＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）である。なお、端末装置Ｐ１は、上述したＰＣに限らず、例えばスマートフォン、タブレット端末等の通信機能を有するコンピュータ装置でよい。

　モニタＭＮ１は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の表示用デバイスを用いて構成されてよい。モニタＭＮ１は、例えば上位装置１から出力された、本溶接が完了した旨の通知、あるいはビード外観検査が完了した旨の通知を示す画面を表示してよい。また、モニタＭＮ１の代わりに、あるいはモニタＭＮ１とともにスピーカ（図示略）が上位装置１に接続されてもよく、上位装置１は、本溶接が完了した旨の内容、あるいはビード外観検査が完了した旨の内容の音声を、スピーカを介して出力してもよい。

　入力インターフェースＵＩ１は、ユーザの入力操作を検出して上位装置１に出力するユーザインターフェースであり、例えば、マウス、キーボードまたはタッチパネル等を用いて構成されてよい。入力インターフェースＵＩ１は、例えばユーザが溶接関連情報を作成する時の入力操作を受け付けたり、ロボット制御装置２への本溶接の実行指令を送信する時の入力操作を受け付けたりする。

　外部ストレージＳＴは、例えばハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）またはソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）を用いて構成される。外部ストレージＳＴは、例えば本溶接ごとに作成された溶接関連情報のデータ、本溶接により生産されたワークＷｋのステータス（生産状況）、ワークＷｋのワーク情報（上述参照）を記憶する。なお、外部ストレージＳＴは、ロボット制御装置２によって作成された溶接動作の教示プログラムと、スキャン動作の教示プログラムとを溶接線ごとに記憶していてもよい。溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれについては、後述する。

　ロボット制御装置２は、上位装置１およびとの間でそれぞれデータの通信が可能に接続されるとともに、溶接ロボットＭＣ１との間でデータの通信が可能に接続される。ロボット制御装置２は、上位装置１から送信された本溶接の実行指令を受信すると、この実行指令に対応する溶接動作の教示プログラムに基づいて、本溶接プログラムを作成し、溶接ロボットＭＣ１を制御して本溶接を実行させる。

　ロボット制御装置２は、本溶接の完了を検出すると本溶接が完了した旨の本溶接完了報告を生成して上位装置１に通知する。これにより、上位装置１は、ロボット制御装置２による本溶接の完了を適正に検出できる。なお、ロボット制御装置２による本溶接の完了の検出方法は、例えばワイヤ送給装置３００が備えるセンサ（図示略）からの本溶接の完了を示す信号に基づいて判別する方法でよく、あるいは公知の方法でもよく、本溶接の完了の検出方法の内容は限定されなくてよい。

　ロボット制御装置２は、上位装置１、および検査制御装置３との間でそれぞれデータの通信が可能に接続されるとともに、溶接ロボットＭＣ１との間でデータの通信が可能に接続される。ロボット制御装置２は、上位装置１から送信された本溶接の実行指令を受信すると、ワークＷｋとの間の位置ずれ量を計測する。ロボット制御装置２は、計測されたワークＷｋの位置ずれ量に基づいて、スキャン動作の教示プログラムに含まれる教示点のそれぞれの位置を修正したり、溶接動作の教示プログラムに含まれる教示点のそれぞれの位置を修正したりする。ロボット制御装置２は、修正後の溶接動作の教示プログラムを用いて本溶接プログラムを作成し、作成された本溶接プログラムに基づいて、溶接ロボットＭＣ１を制御して本溶接を実行させる。

　ロボット制御装置２は、上位装置１から送信されたビード外観検査の実行指令を受信すると、この実行指令に対応するスキャン動作の教示プログラムに基づいて、スキャンプログラムを作成し、溶接ロボットＭＣ１（図２参照）を制御して溶接ビードの外観検査を実行させる。

　また、ロボット制御装置２は、上位装置１から送信されたワークＷｋのスキャン実行指令を受信すると、センサ４が取り付けられた溶接ロボットＭＣ１（図２参照）を制御して、ワークＷｋの外観形状を取得する外観スキャンを実行する。

　ロボット制御装置２は、この実行指令に対応するスキャン動作の教示プログラムに基づいて、センサ４が取り付けられた溶接ロボットＭＣ１（図２参照）を制御して、ワークＷｋに生成された溶接ビードの外観検査を実行する。なお、ビード外観検査が完了した旨の外観検査報告は検査制御装置３から上位装置１に送信されるが、ロボット制御装置２自ら、あるいは検査制御装置３からの指示を受けたロボット制御装置２から上位装置１に送信されてもよい。これにより、上位装置１は、ビード外観検査の完了を適切に検出できる。

　ロボットの一例としての溶接ロボットＭＣ１は、ロボット制御装置２との間でデータの通信が可能に接続される。溶接ロボットＭＣ１は、対応するロボット制御装置２の制御の下で、上位装置１から指令された本溶接を実行する。また、溶接ロボットＭＣ１は、スキャン動作の教示プログラムに基づいてセンサ４を移動することで、上位装置１から指令されたビード外観検査（外観スキャン）を実行する。

　検査制御装置３は、上位装置１、ロボット制御装置２、およびセンサ４のそれぞれとの間でデータの通信が可能に接続される。検査制御装置３は、上位装置１から送信されたビード外観検査の実行指令を受信すると、対応するワークＷｋのスキャン動作の教示プログラムに従い、溶接ロボットＭＣ１により生産されたワークＷｋの溶接箇所（つまり、溶接ビード）のビード外観検査（例えば、ワークに形成された溶接ビードが予め既定された溶接基準を満たすか否かの検査）を、溶接ロボットＭＣ１が備えるセンサ４とともに実行する。検査制御装置３は、スキャン動作の結果、センサ４により取得された溶接ビードの形状に関する３次元形状データ（例えば、溶接ビードの３次元形状を特定可能な点群データ）を用いて、ワークごとに予め既定された良品ワークのマスタデータとの比較に基づいてビード外観検査を行う。

　検査制御装置３は、ビード外観検査を行い、このビード外観検査の検査判定結果とビード外観検査が完了した旨の通知とを含む外観検査報告を生成して上位装置１に送信するとともに、モニタＭＮ２に出力する。なお、検査制御装置３は、ワークのビード外観検査において欠陥を検知したと判定した場合に、その欠陥をリペア溶接するための欠陥区間の情報を含む外観検査結果を含む外観検査報告を生成して、上位装置１に送信する。また、検査制御装置３は、ワークのビード外観検査によって欠陥を検知したと判定した場合に、欠陥区間の情報を含む外観検査結果を用いて、欠陥箇所の補修等の修正を行う旨のリペア溶接プログラムを作成する。検査制御装置３は、このリペア溶接プログラムと外観検査結果とを対応付けて上位装置１に送信する。

　また、検査制御装置３は、上位装置１を介して送信されたワークＷｋをスキャンする外観スキャンの実行指令に基づいて、ワークＷｋの外観をスキャンする。検査制御装置３は、外観スキャンの結果、センサ４により取得されたワークＷｋの形状に関する３次元形状データ（例えば、ワークＷｋの３次元形状を特定可能な点群データ）をロボット制御装置２に送信する。

　センサ４は、検査制御装置３との間でデータの通信が可能に接続される。センサ４は、溶接ロボットＭＣ１に取り付けられ、ロボット制御装置２の制御に基づくマニピュレータ２００の駆動に応じて、ステージＳＴＧ（図３参照）上に載置されたワークＷｋの３次元スキャンを実行する。センサ４は、ロボット制御装置２の制御に基づくマニピュレータ２００の駆動に応じて、ステージＳＴＧに置かれたワークＷｋの位置等を特定可能なワークＷｋの３次元形状データ（例えば、点群データ、メッシュデータ等）を取得して検査制御装置３に送信する。

　モニタＭＮ２は、例えばＬＣＤまたは有機ＥＬ等の表示用デバイスを用いて構成されてよい。モニタＭＮ２は、例えば検査制御装置３から出力された、ビード外観検査が完了した旨の通知、あるいはその通知とビード外観検査の結果とを示す画面を表示する。また、モニタＭＮ２の代わりに、あるいはモニタＭＮ２とともにスピーカ（図示略）が検査制御装置３に接続されてもよく、検査制御装置３は、ビード外観検査が完了した旨の通知、あるいはその通知およびビード外観検査結果の内容を示す音声を、スピーカを介して出力してもよい。

　ここで、溶接線の位置情報は、本溶接工程においてワークＷｋに溶接される溶接線の位置を示す情報である。

　また、溶接動作の教示プログラムは、溶接線の位置に基づいて作成され、溶接ロボットＭＣ１に本溶接を実行させるためのプログラムである。溶接動作の教示プログラムは、溶接トーチ４００を用いてワークＷｋを本溶接するための各種動作（例えば、アプローチ、リトラクト、回避、溶接等）を実行するための教示点の位置、距離、角度（姿勢）の情報と、溶接条件等の情報と、を含んで作成される。なお、溶接動作の教示プログラムは、溶接線ごとに生成されてもよいし、任意の数の溶接線のそれぞれの本溶接を実行可能に生成されてもよい。

　また、ここでいうスキャン動作の教示プログラムは、溶接線に基づいて作成され、溶接ロボットＭＣ１に本溶接により作成された少なくとも１つの溶接ビードのビード外観検査を実行させるためのプログラムである。スキャン動作の教示プログラムは、センサ４を用いて、作成された溶接ビードのビード外観検査を実行するための各種動作（例えば、アプローチ、リトラクト、回避、スキャン等）を実行するための教示点の位置、距離、角度（姿勢）の情報を含んで作成される。

　ティーチペンダントＴＰ１は、ロボット制御装置２との間でデータ送受信可能に接続される。ティーチペンダントＴＰ１は、実際の溶接ロボットＭＣ１とワークＷｋとを用いたユーザ操作によって定義された溶接線の位置情報をロボット制御装置２に送信する。ロボット制御装置２は、ティーチペンダントＴＰ１から送信された溶接線の位置情報をメモリ２２（図２参照）に記憶するとともに、ロボット制御装置２に送信する。

　図２は、実施の形態１および実施の形態１の変形例に係る上位装置１、ロボット制御装置２、検査制御装置３、およびオフライン教示装置５の内部構成例を示す図である。説明を分かり易くするために、図２ではモニタＭＮ１，ＭＮ２および入力インターフェースＵＩ１，ＵＩ３等の図示を省略する。ここでは、実施の形態１に係る溶接システム１００の各構成の内部構成例について説明する。また、実施の形態１の変形例に係る溶接システム１００Ａは、オフライン教示装置５、モニタＭＮ３、および入力インターフェースＵＩ３を含まない構成であるため、ここでは説明を省略する。

　溶接ロボットＭＣ１は、ロボット制御装置２の制御の下で、溶接トーチ４００を用いた溶接動作の教示プログラムに基づく本溶接工程を実行する。溶接ロボットＭＣ１は、本溶接の工程において、例えばアーク溶接を行う。しかし、溶接ロボットＭＣ１は、アーク溶接以外の他の溶接（例えば、レーザ溶接、ガス溶接）等を行ってもよい。この場合、図示は省略するが、溶接トーチ４００に代わって、レーザヘッドを、光ファイバを介してレーザ発振器に接続してよい。溶接ロボットＭＣ１は、マニピュレータ２００と、ワイヤ送給装置３００と、溶接ワイヤ３０１と、溶接トーチ４００とを少なくとも含む構成である。

　マニピュレータ２００は、多関節のアームを備え、ロボット制御装置２のロボット制御部２５からの制御信号に基づいて、それぞれのアームを可動させる。これにより、マニピュレータ２００は、ワークＷｋに対する溶接トーチ４００との位置関係（例えば、溶接ロボットＭＣ１に対する溶接トーチ４００の角度）をアームの駆動によって変更できる。

　ワイヤ送給装置３００は、ロボット制御装置２からの制御信号に基づいて、溶接ワイヤ３０１の送給速度を制御する。なお、ワイヤ送給装置３００は、溶接ワイヤ３０１の残量を検出可能なセンサ（図示略）を備えてよい。ロボット制御装置２は、このセンサの出力に基づいて、本溶接の工程が完了したことを検出できる。

　溶接ワイヤ３０１は、溶接トーチ４００に保持され、溶接トーチ４００に電源装置５００から電力が供給されることで、溶接ワイヤ３０１の先端とワークＷｋとの間にアークが発生し、アーク溶接が行われる。なお、溶接トーチ４００にシールドガスを供給するための構成等は、説明の便宜上、これらの図示および説明を省略する。

　上位装置１は、ユーザにより予め入力あるいは設定された溶接関連情報を用いて、本溶接、またはビード外観検査の各種の工程の実行指令を生成してロボット制御装置２に送信する。上位装置１は、通信部１０と、プロセッサ１１と、メモリ１２とを少なくとも含む構成である。

　通信部１０は、ロボット制御装置２、検査制御装置３、および外部ストレージＳＴのそれぞれとの間でデータの通信が可能に接続される。通信部１０は、プロセッサ１１により生成される本溶接、またはビード外観検査の各種の工程の実行指令をロボット制御装置２あるいは検査制御装置３に送信する。通信部１０は、ロボット制御装置２から送られる本溶接完了報告、検査制御装置３から送られる外観検査報告を受信してプロセッサ１１に出力する。なお、本溶接の実行指令には、例えば溶接ロボットＭＣ１が備えるマニピュレータ２００、ワイヤ送給装置３００および電源装置５００のそれぞれを制御するための制御信号が含まれてもよい。

　プロセッサ１１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）を用いて構成され、メモリ１２と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、プロセッサ１１は、メモリ１２に保持されたプログラムを参照し、そのプログラムを実行することにより、セル制御部１３を機能的に実現する。

　メモリ１２は、例えばプロセッサ１１の処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）と、プロセッサ１１の処理を規定したプログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）とを有する。ＲＡＭには、プロセッサ１１により生成あるいは取得されたデータが一時的に保存される。ＲＯＭには、プロセッサ１１の処理を規定するプログラムが書き込まれている。また、メモリ１２は、外部ストレージＳＴから読み出された溶接関連情報のデータ、ワークのステータス等をそれぞれ記憶する。

　セル制御部１３は、外部ストレージＳＴに記憶されている溶接関連情報に基づいて、本溶接、ワークＷｋのビード外観検査、ワークＷｋの外観スキャン、あるいはリペア溶接を実行するための実行指令を作成する。また、セル制御部１３は、外部ストレージＳＴに記憶されている溶接関連情報と、ロボット制御装置２から送信された溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれとに基づいて、本溶接時の本溶接プログラム、ワークＷｋの位置ずれ量の計測時あるいはワークＷｋのビード外観検査時の溶接ロボットＭＣ１の駆動に関するスキャンプログラム等を作成する。さらに、セル制御部１３は、作成されたこれらのプログラムの実行指令を作成する。なお、ワークＷｋの外観スキャン（位置計測）、あるいはワークＷｋの溶接ビードの外観検査を実行するためのスキャンプログラムは、予めワークＷｋごとに作成されて外部ストレージＳＴに保存されていてもよく、この場合には、セル制御部１３は、外部ストレージＳＴから各種プログラムを読み出して取得する。セル制御部１３は、溶接ロボットＭＣ１で実行される本溶接の各種の工程ごとに異なる実行指令を生成してよい。セル制御部１３によって生成された本溶接外観検査、外観スキャンの実行指令は、通信部１０を介して、対応するロボット制御装置２あるいは検査制御装置３のそれぞれに送られる。

　ロボット制御装置２は、上位装置１から送信された本溶接、ビード外観検査、あるいは外観スキャンの実行指令に基づいて、対応するプログラムを参照する。ロボット制御装置２は、参照されたプログラムに基づいて、溶接ロボットＭＣ１（例えば、マニピュレータ２００、ワイヤ送給装置３００、電源装置５００）を制御する。ロボット制御装置２は、通信部２０と、プロセッサ２１と、メモリ２２とを少なくとも含む構成である。

　取得部の一例としての通信部２０は、上位装置１、溶接ロボットＭＣ１、検査制御装置３およびティーチペンダントＴＰ１との間でそれぞれデータの通信が可能に接続される。なお、図２では図示を簡略化しているが、ロボット制御部２５とマニピュレータ２００との間、ロボット制御部２５とワイヤ送給装置３００との間、ならびに、電源制御部２６と電源装置５００との間で、それぞれ通信部２０を介してデータの送受信が行われる。通信部２０は、上位装置１から送信された本溶接、あるいはビード外観検査の実行指令を受信する。通信部２０は、ティーチペンダントＴＰ１から送信された溶接線の位置情報と、溶接動作の教示プログラムと、スキャン動作の教示プログラムとを受信する。通信部２０は、本溶接により生産されたワークＷｋのワーク情報を上位装置１に送信する。

　ここで、ワーク情報には、ワークのＩＤだけでなく、本溶接に使用される元ワークのＩＤ、名前、溶接箇所、本溶接の実行時の溶接条件が少なくとも含まれる。

　算出部および修正部の一例としてのプロセッサ２１は、例えばＣＰＵまたはＦＰＧＡを用いて構成され、メモリ２２と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、プロセッサ２１は、メモリ２２に保持されたプログラムを参照し、そのプログラムを実行することにより、本溶接プログラム作成部２３、スキャンプログラム作成部２４、ロボット制御部２５および電源制御部２６を機能的に実現する。また、プロセッサ２１は、溶接動作の教示プログラムを用いて、本溶接プログラム作成部２３により生成された本溶接プログラムに基づいて、ロボット制御部２５により制御される溶接ロボットＭＣ１（具体的には、マニピュレータ２００、ワイヤ送給装置３００および電源装置５００のそれぞれ）を制御するためのパラメータの演算等を行う。

　また、プロセッサ２１は、センサ４により取得されたワークＷｋの形状と、溶接ロボットＭＣ１の溶接トーチ４００あるいはアライメントパターンＡＰ（図４参照）の形状とに基づいて、ワークＷｋの位置ずれ量（距離および角度）と、溶接ロボットＭＣ１の位置ずれ量（距離および角度）とをそれぞれ算出する。プロセッサ２１は、算出されたワークＷｋの位置ずれ量に基づいて、スキャン動作の教示プログラムに含まれる複数の教示点のそれぞれの位置を修正する。

　また、プロセッサ２１は、算出されたワークＷｋの位置ずれ量に基づいて、溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムに含まれる教示点のそれぞれの位置を修正する。プロセッサ２１は、修正後の溶接動作の教示プログラムを本溶接プログラム作成部２３に出力する。プロセッサ２１は、修正後のスキャン動作の教示プログラムをスキャンプログラム作成部２４に出力する。

　記憶部の一例としてのメモリ２２は、例えばプロセッサ２１の処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのＲＡＭと、プロセッサ２１の処理を規定したプログラムを格納するＲＯＭとを有する。ＲＡＭには、プロセッサ２１により生成あるいは取得されたデータが一時的に保存される。ＲＯＭには、プロセッサ２１の処理を規定するプログラムが書き込まれている。また、メモリ２２は、上位装置１から送信された本溶接、ビード外観検査、あるいは外観スキャンの実行指令のデータ、本溶接により生産されるワークＷｋのワーク情報と溶接線の位置情報とを対応付けた溶接関連情報、ティーチペンダントＴＰ１から送信された溶接線の位置情報等をそれぞれ記憶する。なお、ワークＷｋのワーク情報を含む溶接関連情報は、溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムと、溶接動作およびスキャン動作のそれぞれの教示プログラムの作成に用いられた溶接線の位置情報と、溶接動作設定情報と、を含んでいてよい。

　本溶接プログラム作成部２３は、通信部２０を介して上位装置１から送信された本溶接の実行指令に基づいて、実行指令に含まれる複数の元ワークのそれぞれのワーク情報（例えばワークのＩＤ、名前、構成部品（元ワーク，部品等）の情報、溶接線の位置情報等）と、これらのワーク情報に関連付けられた溶接動作の教示プログラムとを用いて、溶接ロボットＭＣ１により実行される本溶接の本溶接プログラムを作成する。また、本溶接プログラム作成部２３は、プロセッサ２１から教示点の位置が修正された後の溶接動作の教示プログラムを取得した場合には、取得された溶接動作の教示プログラムに基づいて、本溶接の本溶接プログラムを作成する。

　本溶接プログラムには、本溶接の実行中に電源装置５００、マニピュレータ２００、ワイヤ送給装置３００、溶接トーチ４００等を制御するための、溶接電流、溶接電圧、オフセット量、溶接速度、溶接トーチ４００の姿勢角度等の各種のパラメータが含まれてよい。なお、本溶接プログラムは、プロセッサ２１内に記憶されてもよいし、メモリ２２内のＲＡＭに記憶されてもよい。

　スキャンプログラム作成部２４は、通信部２０を介して上位装置１から送信された外観スキャンあるいは外観検査の実行指令に基づいて、実行指令に含まれる複数の元ワークのそれぞれのワーク情報（例えばワークのＩＤ、名前、構成部品（元ワーク，部品等）の情報、溶接線の位置情報等）と、これらのワーク情報に関連付けられたスキャン動作の教示プログラムとを用いて、溶接ロボットＭＣ１により実行されるワークＷｋの外観スキャンあるいはビード外観検査のスキャンプログラムを作成する。また、スキャンプログラム作成部２４は、プロセッサ２１から教示点の位置が修正されたスキャン動作の教示プログラムを取得した場合には、取得された溶接動作の教示プログラムに基づいて、スキャンプログラムを作成する。

　制御部の一例としてのロボット制御部２５は、本溶接プログラム作成部２３により生成された本溶接プログラムに基づいて、溶接ロボットＭＣ１（具体的には、マニピュレータ２００、ワイヤ送給装置３００および電源装置５００のそれぞれ）を駆動させるための制御信号を生成する。ロボット制御部２５は、この生成された制御信号を溶接ロボットＭＣ１に送信する。

　また、ロボット制御部２５は、スキャンプログラム作成部２４により生成されたスキャンプログラムに基づいて、溶接ロボットＭＣ１（具体的には、センサ４、マニピュレータ２００）を駆動させるための制御信号を生成する。ロボット制御部２５は、この生成された制御信号を溶接ロボットＭＣ１に送信する。

　また、ロボット制御部２５は、ティーチペンダントＴＰ１から送信されたスキャン動作の教示プログラム（つまり、スキャンプログラム）に基づいて、溶接ロボットＭＣ１のマニピュレータ２００およびセンサ４のそれぞれを駆動させる。これにより、溶接ロボットＭＣ１に取り付けられたセンサ４は、ワークＷｋ（つまり、ワークＷｋを構成する複数の元ワーク）の外観、ワークＷｋに取り付けられたアライメントパターンＡＰ（図４参照）、溶接ビード等をスキャンすることで、ワークＷｋ、アライメントパターンＡＰ、あるいは溶接ビードの形状を取得できる。

　電源制御部２６は、本溶接プログラム作成部２３により生成された本溶接プログラムの演算結果に基づいて、電源装置５００を駆動させる。

　なお、図１において、センサ４によりスキャンされた３次元形状データは、検査制御装置３に送信される構成を示すが、図３に示すようにセンサ４からロボット制御装置２に直接的に送信可能な構成であってもよい。このような場合、センサ４は、ロボット制御装置２の通信部２０との間でデータ送受信可能に接続され、ワークＷｋの外観形状に関する３次元形状データ、あるいはアライメントパターンＡＰの形状に関する３次元形状データをロボット制御装置２に送信する。

　検査制御装置３は、上位装置１から送信されたビード外観検査の実行指令に基づいて、溶接ロボットＭＣ１による本溶接により生産されたワークＷｋ、あるいは１回以上のリペア溶接によりリペアされたワークＷｋのビード外観検査および外観スキャンのそれぞれの処理を制御する。ビード外観検査は、例えば、ワークＷｋに形成された溶接ビードが既定の溶接基準（例えば、ユーザのそれぞれにより要求される溶接の品質基準）を満たすか否かの検査であり、上述した検査判定により構成される。検査制御装置３は、センサ４により取得された溶接ビードの形状に関する３次元形状データ（例えば、溶接ビードの３次元形状を特定可能な点群データ）に基づいて、ワークＷｋに形成された溶接ビードの外観形状が所定の溶接基準を満たすか否かを判定（検査）する。また、検査制御装置３は、センサ４により取得された溶接ビードの形状に関する３次元形状データ、あるいはワークＷｋの形状に関する３次元形状データをロボット制御装置２に送信する。検査制御装置３は、通信部３０と、プロセッサ３１と、メモリ３２と、検査結果記憶部３３と、を少なくとも含む構成である。

　通信部３０は、上位装置１、ロボット制御装置２、およびセンサ４との間でそれぞれデータの通信が可能に接続される。なお、図２では図示を簡略化しているが、形状検出制御部３５とセンサ４との間は、それぞれ通信部３０を介してデータの送受信が行われる。通信部３０は、上位装置１から送信されたビード外観検査の実行指令を受信する。通信部３０は、センサ４を用いたビード外観検査の検査判定結果を上位装置１に送信したり、センサ４により取得された溶接ビードの３次元形状のデータをロボット制御装置２に送信したりする。

　プロセッサ３１は、例えばＣＰＵまたはＦＰＧＡを用いて構成され、メモリ３２と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、プロセッサ３１は、メモリ３２に保持されたプログラムを参照し、そのプログラムを実行することにより、判定閾値記憶部３４、形状検出制御部３５、データ処理部３６、検査結果判定部３７、およびリペア溶接プログラム作成部３８等の機能を実現する。

　メモリ３２は、例えばプロセッサ３１の処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのＲＡＭと、プロセッサ３１の処理を規定したプログラムを格納するＲＯＭとを有する。ＲＡＭには、プロセッサ３１により生成あるいは取得されたデータが一時的に保存される。ＲＯＭには、プロセッサ３１の処理を規定するプログラムが書き込まれている。

　検査結果記憶部３３は、例えばハードディスクあるいはソリッドステートドライブを用いて構成される。検査結果記憶部３３は、プロセッサ３１により生成あるいは取得されるデータの一例として、ワークＷｋ（例えばワークあるいはリペアワーク）における溶接箇所のビード外観検査の結果を示すデータを記憶する。このビード外観検査の結果を示すデータは、例えば検査結果判定部３７により生成される。

　判定閾値記憶部３４は、例えばプロセッサ３１内に設けられたキャッシュメモリにより構成され、ユーザ操作によって予め設定され、溶接箇所と、検査結果判定部３７によるビード外観検査の処理とに対応するそれぞれの閾値（例えば、溶接不良の種別ごとに設定されたそれぞれの閾値）の情報を記憶する。それぞれの閾値は、例えば溶接ビードの位置ずれの許容範囲、溶接ビードの長さ、高さ、幅のそれぞれの閾値、穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタのそれぞれの閾値である。判定閾値記憶部３４は、リペア溶接後のビード外観検査時の各閾値として、顧客等から要求される最低限の溶接基準（品質）を満たす許容範囲（例えば、最小許容値、最大許容値など）を記憶してよい。なお、これらの閾値は、検査結果判定部３７よって作成された検査結果がビード外観検査に合格であるか否かを判定する処理に用いられる。さらに、判定閾値記憶部３４は、溶接箇所ごとにビード外観検査の回数上限値を記憶してもよい。これにより、検査制御装置３は、リペア溶接によって不良箇所を修正する際に所定の回数上限値を上回る場合に、溶接ロボットＭＣ１による自動リペア溶接による不良箇所の修正が困難あるいは不可能と判定して、溶接システム１００の稼動率の低下を抑制できる。

　形状検出制御部３５は、上位装置１から送信されたワークＷｋ（例えばワーク）の溶接箇所のビード外観検査の実行指令に基づいて、センサ４により取得され、送信された溶接ビードの形状に関する３次元形状データ（例えば溶接ビードの３次元形状を特定可能な点群データ）を取得する。また、形状検出制御部３５は、上位装置１から送信されたワークＷｋ（例えばワーク）の外観スキャンの実行指令に基づいて、センサ４により取得され、送信されたワークＷｋの形状に関する３次元形状データ（例えばワークＷｋの３次元形状を特定可能な点群データ）を取得する。具体的に、形状検出制御部３５は、上述したロボット制御装置２によるマニピュレータ２００の駆動に応じてセンサ４が溶接ビードあるいはワークＷｋを撮像可能（言い換えると、溶接箇所あるいはワークＷｋの３次元形状を検出可能）な位置に到達すると、例えばレーザ光線をセンサ４から照射させて溶接ビードあるいはワークＷｋの形状に関する３次元形状データを取得させる。形状検出制御部３５は、センサ４により取得された３次元形状データ（上述参照）を受信すると、この３次元形状データをデータ処理部３６に渡す。

　データ処理部３６は、形状検出制御部３５からの溶接ビードの形状に関する３次元形状データ（上述参照）を取得すると、検査結果判定部３７で実行される各種検査判定に適したデータ形式に変換する。データ形式の変換は、いわゆる前処理として、３次元形状データ（つまり点群データ）に含まれる不要な点群データ（例えばノイズ）が除去される修正処理が実行されてもよいし、前処理が省略されてもよい。データ処理部３６は、例えば入力された形状データに対して統計処理を実行することで、溶接ビードの３次元形状を示す画像データを生成する。なお、データ処理部３６は、検査判定用のデータとして、溶接ビードの位置および形状を強調するために溶接ビードの周縁部分を強調したエッジ強調修正を行ってもよい。なお、データ処理部３６は、溶接不良の箇所ごとにビード外観検査の実行回数をカウントし、ビード外観検査の回数がメモリ３２に予め記憶された回数を超えても溶接検査結果が良好にならない場合、自動リペア溶接による溶接不良の箇所の修正が困難あるいは不可能と判定してよい。この場合、検査結果判定部３７は、溶接不良の箇所の位置および溶接不良の種別（例えば、穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起）を含むアラート画面を生成し、生成されたアラート画面を、通信部３０を介して上位装置１に送信する。上位装置１に送信されたアラート画面は、モニタＭＮ１に表示される。なお、このアラート画面は、モニタＭＮ２に表示されてもよい。

　データ処理部３６は、判定閾値記憶部３４に記憶されたビード外観検査用の閾値を用いて、センサ４により取得された溶接ビードの形状に関する３次元形状データとワークごとに予め既定された良品ワークのマスタデータとの比較に基づくビード外観検査を行う。データ処理部３６は、検査判定結果としての欠陥判定結果（つまり、リペア溶接が必要な欠陥の有無を示す情報）と、欠陥箇所ごとの欠陥区間の情報とを含む外観検査報告を作成して検査結果記憶部３３に記憶するとともに、通信部３０を介して上位装置１あるいはロボット制御装置２に送信する。また、データ処理部３６は、検査対象であるワークＷｋにリペア溶接が必要な欠陥箇所がないと判定した場合、ビード外観検査に合格である旨の検査判定結果を含む外観検査報告を作成して検査結果記憶部３３に記憶するとともに、通信部３０を介して上位装置１に送信する。

　また、データ処理部３６は、形状検出制御部３５からワークＷｋの形状に関する３次元形状データ（上述参照）を取得すると、検査結果判定部３７により実行される演算処理に適したデータ形式に変換する。データ形式の変換には、いわゆる前処理として、３次元形状データ（つまり点群データ）に含まれる不要な点群データ（例えばノイズ）が除去される修正処理が含まれてもよいし、ワークＷｋの３Ｄモデルを生成する処理であってもよい。また、データ処理部３６は、ワークＷｋの位置および形状を強調、ワークＷｋの周縁部分を強調したエッジ強調修正を行ってもよい。データ処理部３６は、変換後のワークＷｋの形状に関する３次元形状データを、通信部３０を介して、ロボット制御装置２に送信する。

　検査結果判定部３７は、センサ４により取得された溶接ビードの形状に関する３次元形状データとワークごとに予め既定された良品ワークのマスタデータとの比較に基づくビード外観検査を行い、溶接ビードの形状信頼性（例えば直線状あるいは曲線状の溶接線に沿っているか否か）、ビード欠け、およびビード位置ずれを検査する。検査結果判定部３７は、検査判定用にデータ処理部３６によってデータ変換されたデータ（例えば点群データに基づいて生成された画像データ）と良品ワークのマスタデータとの比較（いわゆる画像処理）を行う。このため、検査結果判定部３７は、溶接ビードの形状信頼性、ビード欠け、およびビード位置ずれを高精度に検査することができる。検査結果判定部３７は、溶接ビードの形状信頼性、ビード欠けおよびビード位置ずれの検査結果を示す検査スコアを算出し、この検査スコアの算出値を検査結果として作成する。さらに、検査結果判定部３７は、作成された検査結果とメモリ３２に記憶された検査結果用の閾値とを比較する。検査結果判定部３７は、比較した比較結果の情報（つまり、取得された第１検査結果がビード外観検査に合格あるいは不合格であるか）を含む外観検査結果を上位装置１およびモニタＭＮ２に出力する。

　また、検査結果判定部３７は、複数種類の人工知能によるニューラルネットワークをそれぞれ形成し、センサ４により取得された溶接ビードの形状に関する３次元形状データ、あるいはその３次元形状データがデータ処理部３６によって前処理された後の３次元形状データを対象としたＡＩに基づく溶接不良の有無を判別するビード外観検査）を行い、溶接ビードの穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起の有無を検査する。溶接ビードの穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起はあくまで例示的に列挙されたものであり、検査結果判定部３７により検査される不良種別はこれらに限定されない。検査結果判定部３７は、該当する種別の溶接不良を検知したと判定した場合には、その溶接不良が検知された溶接ビードの位置を特定する。検査結果判定部３７は、事前に溶接不良の種別ごとあるいは溶接不良の種別のグループごとに学習処理によって得られた学習モデル（ＡＩ）を用いて、それぞれの溶接不良の有無を判別する。これにより、検査結果判定部３７は、例えば溶接ビードの穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起の有無を高精度に検査することができる。検査結果判定部３７は、溶接ビードの穴あき、ピット、アンダーカット、スパッタ、突起の検査結果（言い換えると、発生確率を示す検査スコア）を算出し、この検査スコアの算出値を含む外観検査結果を作成して、上位装置１およびモニタＭＮ２に出力する。

　なお、検査結果判定部３７は、上述した各外観検査結果に含まれる検査結果（検査スコア）に基づいて、溶接ロボットＭＣ１によるリペア溶接が可能であるか否か（言い換えると、溶接ロボットＭＣ１によるリペア溶接がよいか、あるいは人手によるリペア溶接がよいか）を判定し、その判定結果を上述した外観検査報告に含めて出力してよい。

　リペア溶接プログラム作成部３８は、データ処理部３６によるワークＷｋの外観検査報告を用いて、溶接ロボットＭＣ１により実行されるべきワークＷｋのリペア溶接プログラムを作成する。リペア溶接プログラムには、リペア溶接の実行中に電源装置５００、マニピュレータ２００、ワイヤ送給装置３００、溶接トーチ４００等を制御するための、溶接電流、溶接電圧、オフセット量、溶接速度、溶接トーチ４００の姿勢角度等の各種のパラメータが含まれてよい。なお、生成されたリペア溶接プログラムは、プロセッサ３１内に記憶されてもよいし、メモリ３２内のＲＡＭに記憶されてもよいし、外観検査報告と対応付けられて通信部３０を介して上位装置１あるいはロボット制御装置２に送られてもよい。

　リペア溶接プログラム作成部３８は、検査結果判定部３７によるワークＷｋ（例えばワークあるいはリペアワーク）の外観検査報告とワーク情報（例えばワークあるいはリペアワークの溶接不良の検出点の位置を示す座標等の情報）とを用いて、溶接ロボットＭＣ１により実行されるべきワークＷｋ（例えばワークあるいはリペアワーク）のリペア溶接プログラムを作成する。リペア溶接プログラムには、リペア溶接の実行中に電源装置５００、マニピュレータ２００、ワイヤ送給装置３００、溶接トーチ４００等を制御するための、溶接電流、溶接電圧、オフセット量、溶接速度、溶接トーチ４００の姿勢角度等の各種のパラメータが含まれてよい。なお、生成されたリペア溶接プログラムは、プロセッサ３１内に記憶されてもよいし、メモリ３２内のＲＡＭに記憶されてもよい。

　センサ４は、例えば３次元形状センサであり、溶接ロボットＭＣ１の先端に取り付けられ、アライメントパターンＡＰ、ワークＷｋあるいはワークＷｋ上の溶接箇所の形状（溶接ビードの形状）を特定可能な複数の点群データを取得する。センサ４は、取得された点群データに基づいて、溶接箇所の３次元形状を特定可能な点群データを生成してロボット制御装置２あるいは検査制御装置３に送信する。

　なお、センサ４は、溶接ロボットＭＣ１の先端に取り付けられておらず、溶接ロボットＭＣ１とは別個に配置されている場合には、あるいは検査制御装置３から送信された溶接ロボットＭＣ１の溶接トーチ４００あるいはアライメントパターンＡＰ、ワークＷｋ、あるいは溶接箇所の位置の付近を走査可能に構成されたレーザ光源（図示略）と、溶接ロボットＭＣ１の溶接トーチ４００あるいはアライメントパターンＡＰ、ワークＷｋ、あるいは溶接箇所の位置の周辺を含む撮像領域を撮像可能に配置され、照射されたレーザ光のうち反射されたレーザ光の反射軌跡（つまり、溶接箇所の形状線）を撮像するカメラ（図示略）と、により構成されてよい。この場合、センサ４は、カメラにより撮像された溶接ロボットＭＣ１の溶接トーチ４００あるいはアライメントパターンＡＰ、ワークＷｋ、あるいは溶接箇所（つまり、溶接ビード）の形状データ（言い換えると、画像データ）をあるいは検査制御装置３に送信する。

　なお、上述したカメラは、少なくともレンズ（図示略）とイメージセンサ（図示略）とを有して構成される。イメージセンサは、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉ－ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の固体撮像素子であり、撮像面に結像した光学像を電気信号に変換する。

　図３を参照して、溶接ロボットＭＣ１の座標系（溶接座標系ΣＷ１）と、ワークＷｋとの位置関係について説明する。図３は、溶接座標系ΣＷ１とワークＷｋとの関係を説明する図である。

　溶接ロボットＭＣ１は、溶接座標系ΣＷ１が設定される。溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムに含まれる教示点の位置は、溶接座標系ΣＷ１に基づいて定義される。溶接座標系ΣＷ１の情報は、ロボット制御装置２のメモリ２２に記憶される。

　図４および図５のそれぞれを参照して、アライメントパターンＡＰを用いたワークＷｋの位置算出例について説明する。図４は、アライメントパターンＡＰの一例を説明する図である。図５は、アライメントパターンＡＰの読み取り例を説明する図である。

　なお、図４に示すアライメントパターンＡＰの形状は、一例であってこれに限定されない。また、図５に示すアライメントパターンＡＰは、一例としてワークＷｋの表面に取り付けられている例を示すが、これに限定されず、溶接ロボットＭＣ１のセンサ４によりスキャン（読み取り）可能な位置に取り付けられていればよい。

　アライメントパターンＡＰは、溶接ロボットＭＣ１に対するワークＷｋの位置（つまり、距離、向き（姿勢）等）を計測するためのプレートであって、ワークＷｋ（つまり、ワークＷｋを構成する複数の元ワークのうちいずれか１つの元ワーク）上の所定位置に取り付けられる。アライメントパターンＡＰは、異なる大きさを有する２つの孔ＨＯ１，ＨＯ２のそれぞれが形成される。

　ロボット制御装置２は、センサ４により読み取られたアライメントパターンＡＰの３次元形状データから２つの孔ＨＯ１，ＨＯ２のそれぞれを検出する。ロボット制御装置２は、検出された２つの孔ＨＯ１，ＨＯ２のそれぞれの中心位置ＣＴ１，ＣＴ２を算出し、これら２つの中心位置ＣＴ１，ＣＴ２を結び、一方の孔（図４に示す例では孔ＨＯ１）の中心位置を始点、他方の孔（図４に示す例では孔ＨＯ２）の中心位置を終点とするベクトルＶＣを生成する。ロボット制御装置２は、生成されたベクトルＶＣの向きに基づいて、アライメントパターンＡＰの取付角度（姿勢）を算出し、ベクトルＶＣの長さに基づいて、溶接ロボットＭＣ１とワークＷｋとの間の距離を算出する。これにより、ロボット制御装置２は、溶接ロボットＭＣ１に対するワークＷｋの相対位置を算出することができる。

　図６を参照して、ワークＷｋの外観形状に基づくワークＷｋの位置算出例について説明する。図６は、ワークＷｋのスキャン例を説明する図である。

　ロボット制御装置２は、溶接ロボットＭＣ１を駆動させて、ワークＷｋをセンサ４でスキャンする。なお、ロボット制御装置２は、上位装置１から送信された現在のワークＷｋあるいはステージＳＴＧの位置情報を取得し、溶接ロボットＭＣ１を駆動させることで、ワークＷｋをスキャン可能な位置にセンサ４を移動させてもよい。センサ４は、ワークＷｋの３次元形状データをロボット制御装置２に送信する。

　ロボット制御装置２は、センサ４から送信されたワークＷｋの３次元形状データからワークＷｋの位置を特定するための特徴点（例えば、ワークＷｋあるいは元ワークの所定の面、所定の面の角、面に形成された所定の孔等）の形状を読み取る。ロボット制御装置２は、特徴点の形状に基づいて、溶接ロボットＭＣ１に対するワークＷｋの相対位置（距離）を算出する。

　なお、特徴点の数は、１つであっても複数であってもよい。ロボット制御装置２は、２つ以上の特徴点のそれぞれの位置に基づいて、溶接ロボットＭＣ１に対するワークＷｋの相対位置（距離，姿勢）を算出してもよい。

　図７を参照して、溶接座標系ΣＷ１におけるワークＷｋの位置ずれ量の算出例について説明する。図７は、ワークＷｋの位置ずれ量の算出例を説明する図である。

　なお、図７では、説明を分かりやすくするために、ワークＷｋのワーク情報に含まれる正常時のワークＷｋの位置（姿勢）を正常ワークＷｋ１０として図示し、ワークＷｋの実際の位置（姿勢）を位置ずれワークＷｋ１１として図示する。また、正常ワークＷｋ１０の位置ＰＳ２は、ワークＷｋのワーク情報に含まれる正常時（つまり、位置ずれがない場合）のワークＷｋの位置を示す。位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３は、センサ４によるワークＷｋあるいはアライメントパターンＡＰの読み取り結果に基づいて算出された実際のワークＷｋの位置を示す。

　ロボット制御装置２は、センサ４により読み取られたワークＷｋの特徴点あるいはアライメントパターンＡＰに基づいて、溶接座標系ΣＷ１における溶接ロボットＭＣ１の位置ＰＳ１に対する位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３（距離，姿勢）を算出する。ロボット制御装置２は、算出された位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３と、正常ワークＷｋ１０の位置ＰＳ２（正常時の位置，姿勢）とに基づいて、溶接ロボットＭＣ１に対するワークＷｋの位置ずれ量（距離，角度）を算出する。以下、ワークＷｋの位置ずれ量の算出例を具体的に説明する。

　ロボット制御装置２は、溶接ロボットＭＣ１の位置ＰＳ１と、正常ワークＷｋ１０の位置ＰＳ２と、位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３とに基づいて、ベクトルＶＣ１１，ＶＣ１２のそれぞれを算出する。

　ここで、ベクトルＶＣ１１は、溶接座標系ΣＷ１における溶接ロボットＭＣ１の位置ＰＳ１を始点、溶接ロボットＭＣ１に対する正常ワークＷｋ１０の位置ＰＳ２を終点とするベクトルである。ベクトルＶＣ１２は、溶接座標系ΣＷ１における溶接ロボットＭＣ１の位置ＰＳ１を始点、溶接ロボットＭＣ１に対する位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３を終点とするベクトルである。

　ロボット制御装置２は、ベクトルＶＣ１１の逆ベクトルと、ベクトルＶＣ１２との和に基づいて、ベクトルＶＣ１３を算出する。ベクトルＶＣ１３は、正常ワークＷｋ１０の位置ＰＳ２を始点、位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３を終点とするベクトルであって、ワークＷｋの位置ずれ量（距離，角度）を示すベクトルである。

　ロボット制御装置２は、算出されたベクトルＶＣ１３に基づいて、溶接ロボットＭＣ１に対するワークＷｋの位置ずれ量を算出し、算出されたワークＷｋの位置ずれ量に基づいて、このワークＷｋに対応する溶接動作の教示プログラムに含まれる教示点の位置修正と、スキャン動作の教示プログラムに含まれる教示点の位置修正とを実行する。

　次に、図８を参照して、実施の形態１におけるロボット制御装置２の動作手順について説明する。図８は、実施の形態１におけるロボット制御装置２による教示プログラムの修正手順例を説明するフローチャートである。

　ロボット制御装置２は、センサ４から送信されたワークＷｋ（元ワーク）あるいはアライメントパターンＡＰの３次元形状データを取得する。ロボット制御装置２は、取得された３次元形状データに基づいて、溶接ロボットＭＣ１の溶接座標系ΣＷ１を基準とする位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３を算出して、メモリ２２に記録する（Ｓｔ１１）。

　ロボット制御装置２は、算出された位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３（ずれ発生時のワークＷｋの位置）と、正常ワークＷｋ１０の位置ＰＳ２（つまり、正常時のワークＷｋの位置）とをメモリ２２から読み出し、ワークＷｋの位置ずれ量（差分）を算出する（Ｓｔ１２）。

　ロボット制御装置２は、算出されたワークＷｋの位置ずれ量に基づいて、溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムに含まれる教示点の位置を修正する（Ｓｔ１３）。

　ロボット制御装置２は、ワークＷｋの生産に用いられるすべての教示プログラムに含まれる教示点の位置修正が終了した場合、修正後の教示プログラムのうち少なくとも１つの教示プログラムに修正エラーがあるか否かを判定する（Ｓｔ１４）。ここでいう修正エラーは、修正後の教示プログラムに基づくワークＷｋの生産、検査等の作業工程が実行不可であることを示す。例えば、ロボット制御装置２は、修正後の教示プログラムに含まれる教示点の位置が溶接ロボットＭＣ１の稼働領域を超える場合、修正後の教示プログラムにより溶接トーチ４００あるいはセンサ４がワークＷｋ、ワークＷｋを載置するステージＳＴＧ，治具等と干渉する場合等に修正エラーがあると判定する。

　ロボット制御装置２は、ステップＳｔ１４の処理において、修正後の教示プログラムのうち少なくとも１つの教示プログラムに修正エラーがあると判定した場合（Ｓｔ１４，ＹＥＳ）、修正後の溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムを、修正前の溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムに戻す（Ｓｔ１５）。なお、ロボット制御装置２は、ステップＳｔ１５の処理の後、溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムの修正が不可である旨の通知（例えば、画像データ，音声データ等）を生成して、上位装置１あるいは検査制御装置３に送信し、対応するモニタＭＮ１，ＭＮ２から出力させてもよい。また、通知は、算出されたワークＷｋのワーク情報、位置ずれ量の情報等を含んでもよい。

　一方、ロボット制御装置２は、ステップＳｔ１４の処理において、修正後の教示プログラムで修正エラーがないと判定した場合（Ｓｔ１４，ＮＯ）、位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３をワークＷｋのワーク情報に含まれる位置（つまり、正常ワークＷｋ１０の位置ＰＳ２）として記録（つまり、上書き）する（Ｓｔ１６）。

　ロボット制御装置２は、修正後の溶接動作の教示プログラムに基づいて、本溶接プログラムを作成し、作成された本溶接プログラムに基づいて、溶接ロボットＭＣ１による本溶接を実行させる（Ｓｔ１７）。また、ロボット制御装置２は、修正後のスキャン動作の教示プログラムに基づいて、スキャンプログラムを作成し、作成されたスキャンプログラムに基づいて、溶接ロボットＭＣ１のセンサ４によるワークＷｋの外観検査を実行させる（Ｓｔ１８）。

　なお、ロボット制御装置２は、１つの教示プログラムを修正するごとにステップＳｔ１４の処理を実行してもよい。このような場合、ロボット制御装置２は、ワークＷｋの生産に用いられる教示プログラムの数に対応する回数だけステップＳｔ１４の処理を繰り返し実行する。

　以上により、実施の形態１におけるロボット制御装置２は、１台の溶接ロボットＭＣ１で複数の教示プログラムを用いてワークＷｋを生産する場合であっても、教示プログラムに含まれる教示点の位置をより効率的に修正できる。また、ロボット制御装置２は、ワークＷｋの位置ずれ量を１度算出することで、このワークＷｋの生産に用いられるすべての教示プログラムをまとめて修正できるため、ワークＷｋの生産効率の低下を効果的に抑制するとともに、より高品質なワークＷｋの生産を実現できる。

（実施の形態１の変形例）
　上述した実施の形態１に係る溶接システム１００は、ロボット制御装置２によって複数の教示プログラムの修正を実行する例を示した。実施の形態１の変形例に係る溶接システム１００Ａは、オフライン教示装置５によって仮想空間（３次元空間）上に構築された生産設備（例えば、溶接ロボットＭＣ１、ワークＷｋ等）を用いて、複数の教示プログラムの修正する例について説明する。

　まず、実施の形態１の変形例に係る溶接システム１００Ａについて説明する。以下、図１を参照して、実施の形態１の変形例に係る溶接システム１００Ａについて説明する。なお、以下の説明において、実施の形態１に係る溶接システム１００と同様の構成および機能については、説明を省略する。

　実施の形態１の変形例に係る溶接システム１００Ａは、外部ストレージＳＴ、入力インターフェースＵＩ１およびモニタＭＮ１のそれぞれと接続された上位装置１と、ロボット制御装置２と、検査制御装置３と、センサ４と、オフライン教示装置５と、溶接ロボットＭＣ１と、モニタＭＮ２，ＭＮ３と、を含む構成である。なお、ティーチペンダントＴＰ１は必須の構成でなく、省略されてもよい。モニタＭＮ２，ＭＮ３は、必須の構成でなく、省略されてもよい。

　オフライン教示装置５は、ロボット制御装置２、検査制御装置３、モニタＭＮ３、および入力インターフェースＵＩ３との間でそれぞれデータ通信可能に接続される。オフライン教示装置５は、教示プログラムの作成対象あるいは作成済みのワークＷｋごとの溶接線の位置情報、溶接ロボットＭＣ１に対するワークＷｋの位置情報を設定情報として記憶する。

　また、オフライン教示装置５は、仮想空間上に仮想的な生産設備（例えば、仮想溶接ロボット、仮想ワーク、仮想ステージ、仮想治具等）を構築し、入力インターフェースＵＩ３から送信された制御指令および各種データ（例えば、溶接ビード、あるいはワークＷｋの形状に関する３次元形状データ、３Ｄモデルのデータ、溶接線の位置情報等）、あるいはロボット制御装置２または検査制御装置３から出力された各種データ（例えば、溶接ビード、あるいはワークＷｋの形状に関する３次元形状データ、ワークＷｋの３Ｄモデルのデータ、溶接線の位置情報等）等に基づいて、ワークＷｋの溶接動作の教示プログラムとスキャン動作の教示プログラムとをそれぞれ作成する。オフライン教示装置５は、作成された溶接動作の教示プログラムおよびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれをロボット制御装置２に送信する。なお、作成されたスキャン動作の教示プログラムは、ロボット制御装置２だけでなく、検査制御装置３に送信されてもよい。また、オフライン教示装置５は、作成された溶接動作の教示プログラムおよびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれをワークＷｋごとに記憶する。

　また、オフライン教示装置５は、溶接線の位置情報に基づいて、仮想空間上に、仮想的な生産設備を構築し、ワークＷｋに対応する仮想ワーク上に、ワークＷｋに対応する溶接線、センサ４によりスキャンされるスキャン領域等を重畳した教示補助画像（不図示）を生成してモニタＭＮ３に送信し、表示させる。

　モニタＭＮ３は、例えばＬＣＤまたは有機ＥＬ等の表示用デバイスを用いて構成されてよい。モニタＭＮ３は、オフライン教示装置５から送信された教示補助画面を表示する。また、モニタＭＮ３は、オフライン教示装置５から送信された仮想的な生産設備の画像上にセンサ４の動作軌跡あるいは溶接トーチ４００の動作軌跡等を重畳した教示補助画像を表示する。

　入力インターフェースＵＩ３は、作業者の入力操作を検出して上位装置１に出力する作業者インターフェースであり、例えば、マウス、キーボードまたはタッチパネル等を用いて構成されてよい。入力インターフェースＵＩ３は、スキャン動作および溶接動作の教示プログラムの作成に用いられるワークＷｋの溶接線の位置情報、溶接設定情報、スキャン設定情報、３Ｄモデル等の入力操作、あるいは作成済みの溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれの入力操作等を受け付ける。なお、ここでモニタＭＮ３および入力インターフェースＵＩ３は、一体に構成された端末装置Ｐ３（例えば、ＰＣ、ノートＰＣ、タブレット端末等）であってもよい。

　次に、図２を参照して、実施の形態１の変形例に係る溶接システム１００Ａの各構成の内部構成について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態１に係る溶接システム１００と同様の構成および機能については、説明を省略する。

　オフライン教示装置５は、ロボット制御装置２、検査制御装置３、モニタＭＮ３、および入力インターフェースＵＩ３との間でそれぞれデータ通信可能に接続される。オフライン教示装置５は、入力インターフェースＵＩ３から送信された溶接線の位置情報に基づいて、ワークＷｋのスキャン動作の教示プログラムを作成する。なお、オフライン教示装置５は、入力インターフェースＵＩ３から送信された溶接線の位置情報と、溶接動作設定情報、スキャン動作設定情報等の各種データとに基づいて、ワークＷｋの教示プログラムを作成してもよい。オフライン教示装置５は、通信部５０と、プロセッサ５１と、メモリ５２と、入出力部５３と、を含んで構成される。

　通信部５０は、ロボット制御装置２、検査制御装置３、入力インターフェースＵＩ３、およびモニタＭＮ３との間でそれぞれデータの通信が可能に接続される。通信部５０は、作成された溶接動作およびスキャン動作のそれぞれの教示プログラムと、溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれの作成に用いられた各種データ（例えば、溶接線の位置情報、溶接動作設定情報、スキャン動作設定情報、ワークＷｋのワーク情報等）とを関連付けて、ロボット制御装置２に送信する。

　プロセッサ５１は、例えばＣＰＵまたはＦＰＧＡを用いて構成され、メモリ５２と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、プロセッサ５１は、メモリ５２に保持されたプログラム，学習モデル等を参照し、そのプログラムを実行することにより、３Ｄ演算部５４およびプログラム作成部５５を機能的に実現する。

　メモリ５２は、例えばプロセッサ５１の処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのＲＡＭと、プロセッサ５１の処理を規定したプログラムを格納するＲＯＭとを有する。ＲＡＭには、プロセッサ５１により生成あるいは取得されたデータが一時的に保存される。ＲＯＭには、プロセッサ５１の処理を規定するプログラムが書き込まれている。また、メモリ５２は、プログラム作成部５５により作成された溶接動作の教示プログラムと、スキャン動作の教示プログラムと、ワーク情報とを関連付けて記憶する。なお、メモリ５２は、溶接動作の教示プログラム、およびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれを作成するための学習モデル，学習データを記憶していてもよい。

　学習モデルは、ＲＡＭおよびＲＯＭなどによる半導体メモリと、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）あるいはＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等のストレージデバイスのうちいずれかを含む記憶デバイスを有する。

　学習モデルは、例えばプロセッサ５１が実行する溶接動作の教示プログラム、およびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれを生成するための学習データ、過去に作成された溶接動作の教示プログラム、およびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれの作成時の作業者操作に基づく編集情報，設定情報等を記憶する。

　学習モデルは、溶接動作設定情報に基づいて、溶接動作あるいはスキャン動作（つまり、センサ４の動作軌跡，スキャン区間，スキャン有効領域等）を自動生成する。なお、学習モデルは、過去に作成された溶接動作の教示プログラム、およびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれの作成時の作業者操作に基づく編集情報，設定情報等に基づいて、溶接動作の教示プログラム、およびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれを生成するための教師データ（学習データ）を生成してもよい。

　なお、教師データを生成するための学習は、１つ以上の統計的分類技術を用いて行っても良い。統計的分類技術としては、例えば、線形分類器（Ｌｉｎｅａｒ　Ｃｌａｓｓｉｆｉｅｒｓ）、サポートベクターマシン（Ｓｕｐｐｏｒｔ　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｍａｃｈｉｎｅｓ）、二次分類器（Ｑｕａｄｒａｔｉｃ　Ｃｌａｓｓｉｆｉｅｒｓ）、カーネル密度推測（Ｋｅｒｎｅｌ　Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）、決定木（Ｄｅｃｉｓｉｏｎ　Ｔｒｅｅｓ）、人工ニューラルネットワーク（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　Ｎｅｕｒａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）、ベイジアン技術および／またはネットワーク（Ｂａｙｅｓｉａｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ａｎｄ／ｏｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）、隠れマルコフモデル（Ｈｉｄｄｅｎ　Ｍａｒｋｏｖ　Ｍｏｄｅｌｓ）、バイナリ分類子（Ｂｉｎａｒｙ　Ｃｌａｓｓｉｆｉｅｒｓ）、マルチクラス分類器（Ｍｕｌｔｉ－Ｃｌａｓｓ　Ｃｌａｓｓｉｆｉｅｒｓ）、クラスタリング（Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）、ランダムフォレスト（Ｒａｎｄｏｍ　Ｆｏｒｅｓｔ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）、ロジスティック回帰（Ｌｏｇｉｓｔｉｃ　Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）、線形回帰（Ｌｉｎｅａｒ　Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）、勾配ブースティング（Ｇｒａｄｉｅｎｔ　Ｂｏｏｓｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）等が挙げられる。但し、使用される統計的分類技術はこれらに限定されない。

　入出力部５３は、入力インターフェースＵＩ３から送信された実行指令、ワークＷｋの３Ｄモデル、溶接動作設定情報およびスキャン動作設定情報のそれぞれと、ロボット制御装置２、検査制御装置３、あるいは入力インターフェースＵＩ３から送信された溶接線の位置情報とを取得して、プロセッサ５１に出力する。また、入出力部５３は、３Ｄ演算部５４により生成された仮想的な生産設備（例えば、仮想溶接ロボット、仮想ワーク、仮想ステージ等）の画像、オフライン教示装置５から送信された仮想的な生産設備の画像上にセンサ４の動作軌跡あるいは溶接トーチ４００の動作軌跡等を重畳した画像をモニタＭＮ３に送信する。

　３Ｄ演算部５４は、例えば、ワークＷｋあるいは溶接ビードの形状に関する３次元形状データ、ワークＷｋの３Ｄモデルのデータ、ワークＷｋのワーク情報、生産設備に関するデータ（例えば、ステージの位置情報、治具の位置情報、溶接ロボットＭＣ１のロボット情報あるいは位置情報）等に基づいて、ワークＷｋの本溶接あるいは外観検査のそれぞれを実行するために必要な生産設備を仮想的に構築する。３Ｄ演算部５４は、仮想的に構築された生産設備のデータを画像データに変換して入出力部５３に出力し、モニタＭＮ３に表示させる。

　また、３Ｄ演算部５４は、仮想空間上に、少なくとも１つの溶接線の位置情報と、この溶接線をスキャンするセンサ４のスキャン有効領域とを、仮想的な生産設備上に重畳した教示補助画面（画像データ）を生成する。なお、３Ｄ演算部５４は、プログラム作成部５５により作成された溶接動作の教示プログラムを取得可能である場合には、この溶接動作の教示プログラムに含まれる１つ以上の教示点、溶接トーチ４００の動作軌跡（具体的には、補助スキャン区間、溶接区間等）等を仮想的に生産設備上に重畳した教示補助画面（画像データ）を生成してもよい。

　３Ｄ演算部５４は、プログラム作成部５５により作成されたスキャン動作の教示プログラムに含まれる１つ以上の教示点、センサ４の動作軌跡（具体的には、アプローチ動作、リトラクト動作、回避動作等の各種動作を示す動作軌跡、補助スキャン区間、スキャン区間等）等を仮想的な生産設備上に重畳した教示補助画面（画像データ）を生成する。３Ｄ演算部５４は、各種教示プログラムに含まれるデータが重畳された仮想的な生産設備のデータを画像データに変換して入出力部５３に出力し、モニタＭＮ３に表示させる。なお、３Ｄ演算部５４は、溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれ、あるいは、生産設備に関する各種データおよび溶接線の位置情報等に基づいて、溶接動作あるいはスキャン動作のそれぞれの教示点、溶接トーチ４００あるいはセンサ４の動作軌跡（具体的には、補助スキャン区間、溶接区間、スキャン区間等）等をまとめて仮想的な生産設備上に重畳した教示補助画面（画像データ）を生成してもよい。

　プログラム作成部５５は、溶接線の位置情報（例えば、ワークＷｋの３Ｄモデルのデータ、ワークＷｋあるいは溶接ビードの形状に関する３次元形状データ、溶接線の開始点および終了点のそれぞれの座標情報）、溶接動作設定情報、スキャン動作設定情報等に基づいて、溶接動作の教示プログラムおよびスキャン動作のそれぞれの教示プログラムを作成する。また、プログラム作成部５５は、入力された各種情報と、メモリ５２に記憶された学習モデル，数理計画法等のアルゴリズム等とを用いて、溶接動作の教示プログラムおよびスキャン動作のそれぞれの教示プログラムを作成してもよい。プログラム作成部５５は、溶接動作作成部５５１と、スキャン動作作成部５５２とを含んで構成される。

　溶接動作作成部５５１は、入力された溶接線の位置情報と、溶接動作設定情報とに基づいて、ワークＷｋに本溶接を実行するための溶接動作の教示プログラムを作成する。

　スキャン動作作成部５５２は、入力された少なくとも溶接線の位置情報に基づいて、ワークＷｋ（元ワーク）の外観スキャン、ワークＷｋ上に生成された溶接ビードあるいは他の外観検査箇所の外観検査を実行するためのスキャン動作の教示プログラムを作成する。なお、スキャン動作作成部５５２は、入力された溶接動作の動作軌跡、３Ｄモデル、３Ｄモデル上に配置された１つ以上のスキャン有効領域のそれぞれ、スキャン動作設定情報等に基づいて、ワークＷｋの外観スキャン、ワークＷｋ上に生成された溶接ビードあるいは他の外観検査箇所の外観検査等を実行するためのスキャン動作の教示プログラムを作成してもよい。

　ここで、溶接線の位置情報の取得例について説明する。なお、以下で説明する溶接線の位置情報の取得例は一例であって、これに限定されないことは言うまでもない。

　オフライン教示装置５は、ロボット制御装置２、あるいは端末装置Ｐ３から送信されたワークＷｋの溶接動作の教示プログラム、本溶接プログラム、溶接動作の動作軌跡の情報等を取得し。これらのプログラムあるいは情報に含まれるワークＷｋの溶接線の位置情報を取得する。

　オフライン教示装置５は、端末装置Ｐ３から送信されたワークＷｋの３Ｄモデルに基づいて、この３Ｄモデルに紐付けられた溶接線データから溶接線の位置情報を取得してもよい。また、オフライン教示装置５は、端末装置Ｐ３から送信されたワークＷｋの３Ｄモデルに溶接線データが紐付けられていない場合、３Ｄモデルの３次元形状に基づいて、溶接線の位置情報を取得してもよい。例えば、オフライン教示装置５は、ワークＷｋを構成する２つ以上の元ワークの面形状に基づいて、これらの元ワークの面同士が交差する交差点あるいは接触する接触点を溶接線の位置情報として取得する。

　オフライン教示装置５は、センサ４によりワークＷｋあるいはワークＷｋに形成された溶接ビードをスキャンして取得されたスキャンデータ（例えば、メッシュデータ）に基づいて、溶接線の位置情報を取得してもよい。また、オフライン教示装置５は、ティーチペンダント（不図示）を用いた教示により溶接線の位置情報を取得してもよい。

　次に、図９を参照して、実施の形態１の変形例におけるロボット制御装置２およびオフライン教示装置５の動作手順について説明する。図９は、実施の形態１の変形例におけるロボット制御装置２およびオフライン教示装置５による教示プログラムの補正手順例を説明するシーケンス図である。

　ロボット制御装置２は、センサ４から送信されたワークＷｋ（元ワーク）あるいはアライメントパターンＡＰの３次元形状データを取得する。ロボット制御装置２は、取得された３次元形状データに基づいて、溶接ロボットＭＣ１の溶接座標系ΣＷ１を基準とする位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３を算出して、メモリ２２に記録する（Ｓｔ２１）。

　ロボット制御装置２は、算出された位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３の情報と、位置ずれワークＷｋ１１の３次元形状データとを対応付けた読み取り結果を生成して、オフライン教示装置５に送信する（Ｓｔ２２）。

　オフライン教示装置５は、ロボット制御装置２から送信された読み取り結果を取得する。オフライン教示装置５は、仮想空間上に構築された仮想の生産設備（仮想設備）の配置位置と、取得された位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３（ずれ発生時のワークＷｋの位置）とのワークＷｋの位置ずれ量（差分）を算出する（Ｓｔ２３）。具体的に、オフライン教示装置５は、正常ワークＷｋ１０の位置ＰＳ２に対応する仮想ワークの配置位置（つまり、正常時のワークＷｋの位置）と、位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３とのワークＷｋの位置ずれ量（差分）を算出する（Ｓｔ２３）。

　オフライン教示装置５は、算出されたワークＷｋの位置ずれ量に基づいて、溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムに含まれる教示点の位置を修正する（Ｓｔ２４）。

　オフライン教示装置５は、ワークＷｋの生産に用いられるすべての教示プログラムに含まれる教示点の位置修正が終了した場合、修正後の教示プログラムのうち少なくとも１つの教示プログラムに修正エラーがあるか否かを判定する（Ｓｔ２５）。

　オフライン教示装置５は、ステップＳｔ２５の処理において、修正後の教示プログラムのうち少なくとも１つの教示プログラムに修正エラーがあると判定した場合（Ｓｔ２５，ＹＥＳ）、修正後の溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムを、修正前の溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムに戻す（Ｓｔ２６）。なお、オフライン教示装置５は、ステップＳｔ２６の処理の後、溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムの修正が不可である旨の通知（例えば、画像データ，音声データ等）を生成して、モニタＭＮ３から出力させてもよい。また、通知は、算出されたワークＷｋのワーク情報、位置ずれ量の情報等を含んでもよい。

　一方、オフライン教示装置５は、ステップＳｔ２５の処理において、修正後の教示プログラムで修正エラーがないと判定した場合（Ｓｔ２５，ＮＯ）、位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３をワークＷｋのワーク情報に含まれる位置（つまり、正常ワークＷｋ１０の位置ＰＳ２）として記録（つまり、上書き）する（Ｓｔ２７）。

　オフライン教示装置５は、修正後の溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれをロボット制御装置２に送信する（Ｓｔ２８）。

　ロボット制御装置２は、オフライン教示装置５から送信された溶接動作およびスキャン動作の教示プログラムのそれぞれを取得する。ロボット制御装置２は、溶接動作に基づいて、本溶接プログラムを作成し、作成された本溶接プログラムに基づいて、溶接ロボットＭＣ１による本溶接を実行させる（Ｓｔ２９）。また、オフライン教示装置５は、修正後のスキャン動作の教示プログラムに基づいて、スキャンプログラムを作成し、作成されたスキャンプログラムに基づいて、溶接ロボットＭＣ１のセンサ４によるワークＷｋの外観検査を実行させる（Ｓｔ３０）。

　なお、オフライン教示装置５は、ステップＳｔ２５の処理を１つの教示プログラムの修正するごとに実行してもよい。このような場合、オフライン教示装置５は、ワークＷｋの生産に用いられる教示プログラムの数に対応する回数だけステップＳｔ２５の処理を繰り返し実行する。

　以上により、実施の形態１の変形例におけるオフライン教示装置５は、１台の溶接ロボットＭＣ１で複数の教示プログラムを用いてワークＷｋを生産する場合であっても、教示プログラムに含まれる教示点の位置をより効率的に修正できる。また、オフライン教示装置５は、ワークＷｋの位置ずれ量を１度算出することで、このワークＷｋの生産に用いられるすべての教示プログラムをまとめて修正できるため、ワークＷｋの生産効率の低下を効果的に抑制するとともに、より高品質なワークＷｋの生産を実現できる。

　以上により、実施の形態１に係るロボット制御装置２は、溶接により生産するワークＷｋの位置に関する情報（例えば、３次元形状データ、アライメントパターン等）を取得する通信部２０（取得部の一例）と、生産を行う溶接ロボットＭＣ１（ロボットの一例）を基準とするワークＷｋの設定位置を記憶するメモリ２２（記憶部の一例）と、ワークＷｋの位置に関する情報に基づくワークＷｋの実測位置（例えば、図７に示す位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３）と、ワークＷｋの設定位置（例えば、ワークＷｋのワーク情報に含まれるワークＷｋの位置であって、図７に示す正常ワークＷｋ１０の位置ＰＳ２）とに基づいて、ワークの位置ずれ量を算出するプロセッサ２１（算出部の一例）と、ワークＷｋの位置ずれ量に基づいて、溶接ロボットＭＣ１が生産に用いる複数の教示プログラムの教示点の位置を修正するプロセッサ２１（修正部の一例）と、修正後の複数の教示プログラムを用いて、溶接ロボットＭＣ１を制御するロボット制御部（制御部の一例）と、を備える。

　これにより、実施の形態１に係るロボット制御装置２は、１台の溶接ロボットＭＣ１で複数の教示プログラムを用いてワークＷｋを生産する場合であっても、教示プログラムに含まれる教示点の位置をより効率的に修正できる。また、ロボット制御装置２は、ワークＷｋの位置ずれ量を１度算出することで、このワークＷｋの生産に用いられるすべての教示プログラムをまとめて修正できるため、ワークＷｋの生産効率の低下を効果的に抑制するとともに、より高品質なワークＷｋの生産を実現できる。

　また、実施の形態１に係るロボット制御装置２のプロセッサ２１は、修正後の教示プログラムの教示点の位置が溶接ロボットＭＣ１の稼働範囲外であるか否かを判定する。ロボット制御部２５は、修正後の教示プログラムの教示点の位置が溶接ロボットＭＣ１の稼働範囲外でないと判定した場合、修正後の複数の教示プログラムを用いて、溶接ロボットＭＣ１を制御する。これにより、実施の形態１に係るロボット制御装置２は、修正後の教示プログラムに修正エラーがないと判定した場合にのみ、教示点の修正が反映された複数の教示プログラムを用いてワークＷｋを生産できる。

　また、実施の形態１に係るロボット制御装置２のロボット制御部２５は、修正後の教示プログラムの教示点の位置が溶接ロボットＭＣ１の稼働範囲外であると判定した場合、修正後の複数の教示プログラムの教示点の位置を、修正前の複数の教示プログラムの教示点の位置に戻す。これにより、実施の形態１に係るロボット制御装置２は、修正後の教示プログラムに修正エラーがあると判定した場合には、修正済みの教示プログラムをすべて修正前の教示プログラムに戻すことで、教示点の誤修正を抑制できる。

　また、実施の形態１に係るロボット制御装置２において、ワークＷｋの位置に関する情報は、ワークＷｋの３次元形状データである。プロセッサ２１は、３次元形状データに基づいて、ワークＷｋの実測位置を算出する。これにより、実施の形態１に係るロボット制御装置２は、溶接ロボットＭＣ１が備えるセンサ４によりスキャンされたワークＷｋの３次元形状データに基づいて、実際のワークＷｋの位置（位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３）を算出できる。したがって、溶接システム１００は、ワークＷｋの位置計測のための計測装置（例えば、専用のカメラ等）が不要となる。溶接システム１００は、教示プログラムの修正を行うたびに溶接ロボットＭＣ１に計測装置を取り付けたり、取り外したりすることによるワークＷｋの生産効率の低下をより効果的に抑制できる。

　また、実施の形態１に係るロボット制御装置２のプロセッサ２１は、３次元形状データを用いてワークＷｋの特徴点を検出し、検出された特徴点に基づいて、ワークＷｋの実測位置を算出する。これにより、実施の形態１に係るロボット制御装置２は、溶接ロボットＭＣ１が備えるセンサ４によりスキャンされたワークＷｋの３次元形状データを用いて、実際のワークＷｋの位置（位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３）を算出できる。

　また、実施の形態１に係るロボット制御装置２における特徴点は、ワークＷｋに形成された所定の孔である。これにより、実施の形態１に係るロボット制御装置２は、溶接ロボットＭＣ１が備えるセンサ４によりスキャンされたワークＷｋの３次元形状データを用いて、実際のワークＷｋの位置（位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３）を算出できる。

　また、実施の形態１に係るロボット制御装置２における特徴点は、ワークＷｋの所定の面または面の角部である。これにより、実施の形態１に係るロボット制御装置２は、溶接ロボットＭＣ１が備えるセンサ４によりスキャンされたワークＷｋの３次元形状データを用いて、実際のワークＷｋの位置（位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３）を算出できる。

　また、実施の形態１に係るロボット制御装置２におけるワークＷｋの位置に関する情報は、ワークＷｋに取り付けられたアライメントパターンＡＰの３次元形状データである。アライメントパターンＡＰは、異なる大きさを有する２つの孔ＨＯ１，ＨＯ２が形成される。プロセッサ２１は、２つの孔ＨＯ１，ＨＯ２の位置に基づいて、ワークＷｋの実測位置を算出する。これにより、実施の形態１に係るロボット制御装置２は、アライメントパターンＡＰに基づいて、ワークＷｋの位置をより高精度に算出できる。

　以上により、実施の形態１の変形例に係る溶接システム１００Ａ（オフライン教示システムの一例）は、溶接によりワークＷｋを生産する溶接ロボットＭＣ１（ロボットの一例）を制御するロボット制御装置２と、ロボット制御装置２との間で通信可能に接続され、仮想空間上にワークＷｋと溶接ロボットＭＣ１とを構築するオフライン教示装置５と、を備える。オフライン教示装置５は、ワークＷｋの位置に関する情報（例えば、３次元形状データ、アライメントパターンＡＰ等）を取得し、ワークＷｋの位置に関する情報に基づくワークＷｋの実測位置（例えば、図７に示す位置ずれワークＷｋ１１の位置ＰＳ３）と、溶接ロボットＭＣ１を基準とするワークＷｋの設定位置（例えば、ワークＷｋのワーク情報に含まれるワークＷｋの位置であって、図７に示す正常ワークＷｋ１０の位置ＰＳ２）とに基づいて、ワークＷｋの位置ずれ量を算出し、ワークＷｋの位置ずれ量に基づいて、溶接ロボットＭＣ１が生産に用いる複数の教示プログラムの教示点の位置を修正し、修正後の複数の教示プログラムをロボット制御装置２に送信する。ロボット制御装置２は、修正後の複数の教示プログラムを用いて、溶接ロボットＭＣ１を制御する。

　以上により、実施の形態１の変形例におけるオフライン教示装置５を含む溶接システム１００Ａは、１台の溶接ロボットＭＣ１で複数の教示プログラムを用いてワークＷｋを生産する場合であっても、教示プログラムに含まれる教示点の位置をより効率的に修正できる。また、オフライン教示装置５は、ワークＷｋの位置ずれ量を１度算出することで、このワークＷｋの生産に用いられるすべての教示プログラムをまとめて修正できるため、ワークＷｋの生産効率の低下を効果的に抑制するとともに、より高品質なワークＷｋの生産を実現できる。

　以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

　なお、本出願は、２０２２年４月１３日出願の日本特許出願（特願２０２２－０６６６０８）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

　本開示は、同一のロボットで使用され、それぞれ異なる作業を実行するための教示プログラムの教示点をより効率的に修正するオフライン教示装置およびオフライン教示システムとして有用である。

１　上位装置
２　ロボット制御装置
３　検査制御装置
４　センサ
５　オフライン教示装置
１０，２０，３０，５０　通信部
１１，２１，３１，５１　プロセッサ
１２，２２，３２，５２　メモリ
２３　本溶接プログラム作成部
２４　スキャンプログラム作成部
２５　ロボット制御部
２６　電源制御部
１００，１００Ａ　溶接システム
２００　マニピュレータ
３００　ワイヤ送給装置
３０１　溶接ワイヤ
４００　溶接トーチ
５００　電源装置
ＡＰ　アライメントパターン
ＭＣ１　溶接ロボット
ＭＮ１，ＭＮ２，ＭＮ３　モニタ
ＵＩ１，ＵＩ３　入力インターフェース
Ｗｋ　ワーク
Ｗｋ１０　正常ワーク
Ｗｋ１１　位置ずれワーク

Claims

　溶接により生産するワークの位置に関する情報を取得する取得部と、
　前記生産を行うロボットを基準とする前記ワークの設定位置を記憶する記憶部と、
　前記ワークの位置に関する情報に基づく前記ワークの実測位置と、前記ワークの設定位置とに基づいて、前記ワークの位置ずれ量を算出する算出部と、
　前記ワークの位置ずれ量に基づいて、前記ロボットが前記生産で用いる複数の教示プログラムの教示点の位置を修正する修正部と、
　修正後の前記複数の教示プログラムを用いて、前記ロボットを制御する制御部と、を備える、
　ロボット制御装置。
　前記修正部は、
　修正後の前記教示プログラムの教示点の位置が前記ロボットの稼働範囲外であるか否かを判定し、
　前記制御部は、
　修正後の前記教示プログラムの教示点の位置が前記ロボットの稼働範囲外でないと判定した場合、修正後の前記複数の教示プログラムを用いて、前記ロボットを制御する、
　請求項１に記載のロボット制御装置。
　前記制御部は、
　修正後の前記教示プログラムの教示点の位置が前記ロボットの稼働範囲外であると判定した場合、修正後の前記複数の教示プログラムの教示点の位置を、修正前の複数の教示プログラムの教示点の位置に戻す、
　請求項２に記載のロボット制御装置。
　前記ワークの位置に関する情報は、前記ワークの３次元形状データであって、
　前記算出部は、
　前記３次元形状データに基づいて、前記ワークの実測位置を算出する、
　請求項１に記載のロボット制御装置。
　前記算出部は、
　前記３次元形状データを用いて前記ワークの特徴点を検出し、
　検出された前記特徴点に基づいて、前記ワークの実測位置を算出する、
　請求項４に記載のロボット制御装置。
　前記特徴点は、
　前記ワークに形成された所定の孔である、
　請求項５に記載のロボット制御装置。
　前記特徴点は、
　前記ワークの所定の面または前記面の角部である、
　請求項５に記載のロボット制御装置。
　前記ワークの位置に関する情報は、前記ワークに取り付けられたパターンの３次元形状データであって、
　前記パターンは、異なる大きさを有する２つの孔が形成され、
　前記算出部は、前記２つの孔の位置に基づいて、前記ワークの実測位置を算出する、
　請求項１に記載のロボット制御装置。
　溶接によりワークを生産するロボットを制御するロボット制御装置と、
　前記ロボット制御装置との間で通信可能に接続され、仮想空間上に前記ワークと前記ロボットとを構築するオフライン教示装置と、を備えるオフライン教示システムであって、
　前記オフライン教示装置は、
　前記ワークの位置に関する情報を取得し、
　前記ワークの位置に関する情報に基づく前記ワークの実測位置と、前記ロボットを基準とする前記ワークの設定位置とに基づいて、前記ワークの位置ずれ量を算出し、
　前記ワークの位置ずれ量に基づいて、前記ロボットが前記生産で用いる複数の教示プログラムの教示点の位置を修正し、
　修正後の前記複数の教示プログラムを前記ロボット制御装置に送信し、
　前記ロボット制御装置は、
　修正後の前記複数の教示プログラムを用いて、前記ロボットを制御する、
　オフライン教示システム。