(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つ以上の溶接装置によって所定の溶接作業を行う場合に前記各溶接装置を制御する制御装置において、
前記各溶接装置毎に割り当てられた溶接作業を行うために必要な溶接情報として、少なくとも、前記各溶接装置毎の溶接開始部と溶接終了部とのうちの少なくともいずれか１つからなる溶接線の位置情報、前記各溶接装置毎の前記溶接線へのアプローチ動作と前記溶接線からのリトラクト動作とからなるエアカット動作情報、及び前記各溶接装置毎の溶接速度情報の入力を受け付ける溶接情報入力手段と、
前記溶接情報入力手段に入力された前記溶接情報を記憶する溶接情報記憶手段と、
前記溶接情報記憶手段に記憶された溶接情報に基づいて、前記各溶接装置毎に割り当てられた溶接開始時間と溶接箇所と前記各溶接箇所の溶接順序と前記各溶接箇所毎の溶接方向と前記各溶接箇所の溶接を開始するまでの溶接待ち時間との組合せからなる初期溶接パターンを少なくとも１パターン作成する初期溶接パターン作成手段と、
前記初期溶接パターン作成手段によって作成された初期溶接パターンから、前記溶接開始時間と前記溶接順序と前記溶接方向とのうちの少なくともいずれかを変化させて作成される新たな溶接パターンを第１の所定個数作成する溶接パターン作成手段と、
前記溶接パターン作成手段によって作成された前記第１の所定個数の溶接パターン毎に、前記各溶接装置毎に割り当てられた溶接の動作シミュレーションを行い、所定の評価条件に基づいて、この溶接動作の作業効率を評価する作業効率評価手段と、
前記作業効率評価手段によって評価された作業効率に基づいて、前記作業効率評価手段によって評価された前記第１の所定個数の溶接パターンの中から、前記第１の所定個数よりも少ない第２の所定個数の溶接パターンを抽出する溶接パターン抽出手段と、
前記溶接パターン抽出手段によって抽出された前記第２の所定個数の溶接パターンを記憶する溶接パターン記憶手段と、
前記溶接パターン記憶手段に記憶された前記第２の所定個数の溶接パターンから、前記溶接開始時間と前記溶接順序と前記溶接方向と前記溶接待ち時間とのうちの少なくともいずれかを変化させて作成される新たな溶接パターンを再度前記第１の所定個数作成する溶接パターン再作成手段と、
前記溶接パターン再作成手段によって作成された前記第１の所定個数の溶接パターン毎に、前記各溶接装置毎に割り当てられた溶接の動作シミュレーションを行い、前記所定の評価条件に基づいて、この溶接動作の作業効率を評価する作業効率再評価手段と、
前記作業効率再評価手段によって評価された作業効率に基づいて、前記作業効率再評価手段によって評価された前記第１の所定個数の溶接パターンの中から、前記第２の所定個数の溶接パターンを抽出して、当該抽出された溶接パターンのうちの少なくとも１つの前記作業効率が所定の評価基準を満足する場合には、前記所定の評価基準を満足する溶接パターンを出力し、前記抽出された溶接パターンのうちのいずれの作業効率も前記所定の評価基準を満足しない場合には、前記抽出された前記第２の所定個数の溶接パターンを前記溶接パターン記憶手段に記憶させる溶接パターン再抽出手段と、
前記溶接パターン再抽出手段によって出力された溶接パターンに基づいて、前記各溶接装置を制御する溶接装置制御手段と
を備えたことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
前記作業効率評価手段および前記作業効率再評価手段のうちの少なくとも一方は、前記各溶接装置のうち溶接時間の最も長い溶接装置の溶接時間と、前記各溶接装置のうちのいずれかの溶接装置同士の動作が干渉し、当該動作の継続が不可能な状態であるデッドロックの回数とに基づく評価条件に基づいて、前記作業効率を評価することを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の制御装置において、
前記作業効率評価手段および前記作業効率再評価手段のうちの少なくとも一方は、前記各溶接装置のうち溶接時間の最も長い溶接装置の溶接時間と、前記各溶接装置のうちのいずれかの溶接装置同士の動作が干渉し、当該動作の継続が不可能な状態であるデッドロックの回数と、隣接する溶接装置同士のいずれもが動作可能な領域である境界領域に、前記溶接装置が存在している時間帯に他の溶接装置が近接しないということとに基づいて前記作業効率を評価することを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の制御装置において、
前記作業効率評価手段および前記作業効率再評価手段のうちの少なくとも一方は、前記各溶接装置のうちのいずれかの溶接装置同士の動作が干渉する場合には、当該干渉する各溶接装置に割り当てられている前記溶接線の前記溶接方向である溶接方向のうち、当該干渉する溶接線の位置における溶接方向が逆になるように溶接パターンを変更して前記動作シミュレーションを行うことを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の制御装置において、
前記作業効率評価手段および前記作業効率再評価手段のうちの少なくとも一方は、前記各溶接装置のうちのいずれかの溶接装置同士の動作が干渉する場合には、当該干渉する各溶接装置に割り当てられている前記溶接線の位置を、当該干渉が少なくなるように変更して前記動作シミュレーションを行うことを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の制御装置において、
前記作業効率評価手段および前記作業効率再評価手段のうち少なくとも一方は、前記各溶接装置のうちのいずれかの溶接装置同士の動作が干渉する場合には、当該干渉する各溶接装置に割り当てられている前記溶接線のうち、当該干渉する溶接線を、当該干渉が少なくなるように複数の溶接線に分割して前記動作シミュレーションを行うことを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の制御装置において、
前記溶接パターン作成手段および前記溶接パターン再作成手段のうちの少なくとも一方は、前記各溶接装置毎に割り当てられた前記各溶接箇所の溶接順序をランダムに交叉させることにより、前記新たな溶接パターンを作成することを特徴とする制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の制御装置において、
前記溶接パターン作成手段および前記溶接パターン再作成手段のうちの少なくとも一方は、前記各溶接装置毎に割り当てられた前記各溶接箇所をランダムに選択し、当該選択された溶接箇所の溶接方向を逆方向にすることにより、前記新たな溶接パターンを作成することを特徴とする制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の制御装置において、
前記溶接パターン抽出手段および前記溶接パターン再抽出手段のうちの少なくとも一方は、前記第１の所定個数の溶接パターンの中から、前記作業効率の高い溶接パターンから優先的に前記第２の所定個数の溶接パターンを抽出することを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の制御装置において、
前記溶接パターン抽出手段および前記溶接パターン再抽出手段のうちの少なくとも一方は、前記所定の前記作業効率以上の溶接パターンが、前記第１の所定個数の溶接パターンの中に存在しない場合には、前記第１の所定個数の溶接パターンにおいて前記各溶接装置毎に割り当てられた溶接を変更するようにしたことを特徴とする制御装置。
【請求項１１】
３つ以上の溶接装置によって所定の溶接作業を行う場合に前記各溶接装置を制御する制御方法において、
前記各溶接装置毎に割り当てられた溶接作業を行うために必要な溶接情報として、少なくとも前記各溶接装置毎の溶接開始部と溶接終了部とのうちの少なくともいずれか１つからなる溶接線の位置情報、前記各溶接装置毎の前記溶接線へのアプローチ動作と前記溶接線からのリトラクト動作とからなるエアカット動作情報、及び前記各溶接装置毎の溶接速度情報の入力を受け付ける溶接情報入力段階と、
前記溶接情報入力段階において入力された前記溶接情報を溶接情報データベースに記憶する段階と、
前記溶接情報データベースに記憶された溶接情報に基づいて、前記各溶接装置毎に割り当てられた溶接開始時間と溶接箇所と前記各溶接箇所の溶接順序と前記各溶接箇所毎の溶接方向と前記各溶接箇所の溶接を開始するまでの溶接待ち時間との組合せからなる初期溶接パターンを少なくとも１パターン作成する初期溶接パターン作成段階と、
前記初期溶接パターン作成段階において作成された初期溶接パターンから、前記溶接開始時間と前記溶接順序と前記溶接方向とのうちの少なくともいずれかを変化させて作成される新たな溶接パターンを第１の所定個数作成する溶接パターン作成段階と、
前記溶接パターン作成段階において作成された前記第１の所定個数の溶接パターン毎に、前記各溶接装置毎に割り当てられた溶接の動作シミュレーションを行い、所定の評価条件に基づいて、この溶接動作の作業効率を評価する作業効率評価段階と、
前記作業効率評価段階において評価された作業効率に基づいて、前記作業効率評価段階において評価された前記第１の所定個数の溶接パターンの中から、前記第１の所定個数よりも少ない第２の所定個数の溶接パターンを抽出する溶接パターン抽出段階と、
前記溶接パターン抽出段階において抽出された前記第２の所定個数の溶接パターンを溶接パターンデータベースに記憶する段階と、
前記溶接パターンデータベースに記憶された前記第２の所定個数の溶接パターンから、前記溶接開始時間と前記溶接順序と前記溶接方向と前記溶接待ち時間とのうちの少なくともいずれかを変化させて作成される新たな溶接パターンを再度前記第１の所定個数作成する溶接パターン再作成段階と、
前記溶接パターン再作成段階において作成された前記第１の所定個数の溶接パターン毎に、前記各溶接装置毎に割り当てられた溶接の動作シミュレーションを行い、前記所定の評価条件に基づいて、この溶接動作の作業効率を評価する作業効率再評価段階と、
前記作業効率再評価段階において評価された作業効率に基づいて、前記作業効率再評価段階において評価された前記第１の所定個数の溶接パターンの中から、前記第２の所定個数の溶接パターンを抽出して、当該抽出された溶接パターンのうちの少なくとも１つの前記作業効率が所定の評価基準を満足する場合には、前記所定の評価基準を満足する溶接パターンを出力し、前記抽出された溶接パターンのうちのいずれの作業効率も前記所定の評価基準を満足しない場合には、前記抽出された前記第２の所定個数の溶接パターンを前記溶接パターンデータベースに記憶させる溶接パターン再抽出段階と、
前記溶接パターン再抽出段階において出力された溶接パターンに基づいて、前記各溶接装置を制御する溶接装置制御段階と
を備えたことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接装置を制御する制御装置及び制御方法に係り、更に詳しくは、３つ以上の溶接装置を用いて行う溶接作業を、効率的に実施することができるように各溶接装置を制御する制御装置及び制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、ＮＣ工作機械や自動溶接装置等、複数の機械を同時に用いて作業を行わせる場合には、対象となるひとつの機械に対して専用の制御装置が用いられる場合が一般的である。
【０００３】
この種の制御装置は、作業中における複数の機械の相互干渉を考慮する必要が無い場合がほとんどである。また、考慮するとしても、簡単に干渉回避の方法を発見できる場合がほとんどである。
【０００４】
これは、ＮＣ工作機械や自動溶接装置等によってなされる作業領域がさほど大きくないために、１台の機械の動作範囲も限られており、複数の機械による相互干渉が作業効率に影響を与えないからである。
【０００５】
また、ＮＣ工作機械や自動溶接装置等の動作自体が、上下方向及び左右方向といった直線動作や、単一面内での旋回動作など複雑な動作を伴うものではないために、干渉回避方法が比較的簡単に見つけられるからである。
【０００６】
少し複雑なケースとして、同一箇所に複数のロボットを高密度で配置するような自動車の組立ラインにおいても、ロボット自体の作業動作を事前に検討しておくことによって、作業中におけるロボット同士の相互干渉が少なくなるような配置場所を見い出すことが可能である。
【０００７】
また、仮に作業中において、ロボット同士の干渉が生じた場合においても、ロボット相互の干渉範囲が大きくないことから、ロボット相互の動作を、事前にシミュレーションすること等によって、干渉からの回避方法を事前に検討することが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の制御装置では、以下のような問題がある。
【０００９】
すなわち、造船に代表されるような重工業における溶接工程では、溶接する部品であるワークが多品種少量であること、溶接対象とする領域が大きいこと、溶接形状が複雑であるということに加えて、複数の溶接ロボットを用いて、ランダムに配置された複数の異なるワークを同時に溶接しなければならない。
【００１０】
よって、１つの溶接ロボットが受け持つ動作範囲が大きくなる。また、同一のワークに対して複数台の溶接ロボットにて協調的に溶接作業を実施する必要があるために、ロボット相互の動作範囲が重なる場合も生じる。
【００１１】
更に、溶接対象とするワークが同一であっても、そのワークの配置が異なるだけで溶接ロボットの相互干渉の度合いも変化するので、ワークの配置条件に応じて干渉回避の方法も異なる。
【００１２】
このため、溶接ロボットの作業経路が迷路の如く、必然的に複雑化してしまう。その結果、溶接ロボットの相互干渉が生じた場合であっても、予め計画された作業経路を作業者が見ただけでは、ロボット相互の干渉を回避する方法を見出すことが困難である。
【００１３】
上述したように、造船に代表されるような重工業に用いられる溶接ロボットを制御する制御装置は、従来の技術において既に述べたような単純な動作を制御する場合とは異なり、様々な複雑な要因を伴う極めて困難な作業を最適化しなければならないという問題がある。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、３つ以上の溶接装置によって実施される溶接作業手順を遺伝的アルゴリズムを用いて決定し、もって、各溶接装置によって実施される複雑な作業手順の最適化を図ることが可能な制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１６】
すなわち、請求項１の発明は、３つ以上の溶接装置によって所定の溶接作業を行う場合に各溶接装置を制御する制御装置において、溶接情報入力手段と、溶接情報記憶手段と、初期溶接パターン作成手段と、溶接パターン作成手段と、作業効率評価手段と、溶接パターン抽出手段と、溶接パターン記憶手段と、溶接パターン再作成手段と、作業効率再評価手段と、溶接パターン再抽出手段と、溶接装置制御手段とを備えている。
溶接情報入力手段は、各溶接装置毎に割り当てられた溶接作業を行うために必要な溶接情報として、少なくとも、各溶接装置毎の溶接開始部と溶接終了部とのうちの少なくともいずれか１つからなる溶接線の位置情報、各溶接装置毎の溶接線へのアプローチ動作と溶接線からのリトラクト動作とからなるエアカット動作情報、及び前記各溶接装置毎の溶接速度情報の入力を受け付ける。
溶接情報記憶手段は、溶接情報入力手段に入力された溶接情報を記憶する。
初期溶接パターン作成手段は、溶接情報記憶手段に記憶された溶接情報に基づいて、各溶接装置毎に割り当てられた溶接開始時間と溶接箇所と各溶接箇所の溶接順序と各溶接箇所毎の溶接方向と各溶接箇所の溶接を開始するまでの溶接待ち時間との組合せからなる初期溶接パターンを少なくとも１パターン作成する。
溶接パターン作成手段は、初期溶接パターン作成手段によって作成された初期溶接パターンから、溶接開始時間と溶接順序と溶接方向とのうちの少なくともいずれかを変化させて作成される新たな溶接パターンを第１の所定個数作成する。
作業効率評価手段は、溶接パターン作成手段によって作成された第１の所定個数の溶接パターン毎に、各溶接装置毎に割り当てられた溶接の動作シミュレーションを行い、所定の評価条件に基づいて、この溶接動作の作業効率を評価する。
溶接パターン抽出手段は、作業効率評価手段によって評価された作業効率に基づいて、作業効率評価手段によって評価された第１の所定個数の溶接パターンの中から、第１の所定個数よりも少ない第２の所定個数の溶接パターンを抽出する。
溶接パターン記憶手段は、溶接パターン抽出手段によって抽出された第２の所定個数の溶接パターンを記憶する。
溶接パターン再作成手段は、溶接パターン記憶手段に記憶された第２の所定個数の溶接パターンから、溶接開始時間と溶接順序と溶接方向と溶接待ち時間とのうちの少なくともいずれかを変化させて作成される新たな溶接パターンを再度第１の所定個数作成する。
作業効率再評価手段は、溶接パターン再作成手段によって作成された第１の所定個数の溶接パターン毎に、各溶接装置毎に割り当てられた溶接の動作シミュレーションを行い、所定の評価条件に基づいて、この溶接動作の作業効率を評価する。
溶接パターン再抽出手段は、作業効率再評価手段によって評価された作業効率に基づいて、作業効率再評価手段によって評価された第１の所定個数の溶接パターンの中から、第２の所定個数の溶接パターンを抽出して、当該抽出された溶接パターンのうちの少なくとも１つの作業効率が所定の評価基準を満足する場合には、所定の評価基準を満足する溶接パターンを出力し、抽出された溶接パターンのうちのいずれの作業効率も所定の評価基準を満足しない場合には、抽出された第２の所定個数の溶接パターンを前記溶接パターン記憶手段に記憶させる。
溶接装置制御手段は、溶接パターン再抽出手段によって出力された溶接パターンに基づいて、各溶接装置を制御する。
【００１７】
従って、請求項１の発明の制御装置においては、以上のような手段を講じることにより、３つ以上の溶接装置によってなされる溶接作業の手順を評価することができ、もって、３つ以上の溶接装置によってなされる複雑な溶接作業手順の最適化を図ることが可能となる。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の制御装置において、作業効率評価手段および作業効率再評価手段のうちの少なくとも一方は、各溶接装置のうち溶接時間の最も長い溶接装置の溶接時間と、各溶接装置のうちのいずれかの溶接装置同士の動作が干渉し、当該動作の継続が不可能な状態であるデッドロックの回数とに基づく評価条件に基づいて、作業効率を評価する。
【００１９】
従って、請求項２の発明の制御装置においては、以上のような手段を講じることにより、溶接作業手順の適合性の評価を、溶接作業中における溶接装置の動作時間と、デッドロックの回数とを考慮して行なうことができる。
その結果、デッドロック回数を時間に換算し、この換算された時間を溶接装置の動作時間に加えることによって、溶接作業効率の評価基準を一本化し、この評価基準に基づいて各溶接作業の手順を比較することが可能となる。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項１に記載の制御装置において、作業効率評価手段および作業効率再評価手段のうちの少なくとも一方は、各溶接装置のうち溶接時間の最も長い溶接装置の溶接時間と、各溶接装置のうちのいずれかの溶接装置同士の動作が干渉し、当該動作の継続が不可能な状態であるデッドロックの回数と、隣接する溶接装置同士のいずれもが動作可能な領域である境界領域に、溶接装置が存在している時間帯に他の溶接装置が近接しないということとに基づいて作業効率を評価する。
【００２１】
従って、請求項３の発明の制御装置においては、以上のような手段を講じることにより、溶接装置の実行時に一時停止などの短時間の停止が発生したとしても、各溶接装置の相互干渉による一時停止、あるいはデッドロックの発生を低く抑えることが可能となる。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項１に記載の制御装置において、作業効率評価手段および作業効率再評価手段のうちの少なくとも一方は、各溶接装置のうちのいずれかの溶接装置同士の動作が干渉する場合には、当該干渉する各溶接装置に割り当てられている溶接線の溶接方向である溶接方向のうち、当該干渉する溶接線の位置における溶接方向が逆になるように溶接パターンを変更して動作シミュレーションを行う。
【００２３】
従って、請求項４の発明の制御装置においては、以上のような手段を講じることにより、溶接装置同士の干渉を回避するための対策として、逆方向に溶接をさせることができる。その結果、いくつかの干渉を回避することが可能となる。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項１に記載の制御装置において、作業効率評価手段および作業効率再評価手段のうちの少なくとも一方は、各溶接装置のうちのいずれかの溶接装置同士の動作が干渉する場合には、当該干渉する各溶接装置に割り当てられている溶接線の位置を、当該干渉が少なくなるように変更して動作シミュレーションを行う。
【００２５】
従って、請求項５の発明の制御装置においては、以上のような手段を講じることにより、いくつかの干渉を回避することが可能となる。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項１に記載の制御装置において、作業効率評価手段および作業効率再評価手段のうち少なくとも一方は、各溶接装置のうちのいずれかの溶接装置同士の動作が干渉する場合には、当該干渉する各溶接装置に割り当てられている溶接線のうち、当該干渉する溶接線を、当該干渉が少なくなるように複数の溶接線に分割して動作シミュレーションを行う。
【００２７】
従って、請求項６の発明の制御装置においては、以上のような手段を講じることにより、溶接装置同士の干渉を回避するための対策として、干渉する溶接線を複数の溶接線位置に分割することで、干渉の発生している時間帯を少なくすることができる。また、いくつかの干渉に関しては、干渉自体を回避することが可能となる。
【００２８】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の制御装置において、溶接パターン作成手段および溶接パターン再作成手段のうちの少なくとも一方は、各溶接装置毎に割り当てられた各溶接箇所の溶接順序をランダムに交叉させることにより、新たな溶接パターンを作成する。
【００２９】
従って、請求項７の発明の制御装置においては、以上のような手段を講じることにより、遺伝的アルゴリズムを用いて溶接作業の順序をランダムに交叉させることによって作成される、３つ以上の溶接装置によってなされる溶接作業の手順を評価することができる。その結果、３つ以上の溶接装置によってなされる複雑な溶接作業の手順の最適化を図ることが可能となる。
【００３０】
請求項８の発明は、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の制御装置において、溶接パターン作成手段および溶接パターン再作成手段のうちの少なくとも一方は、各溶接装置毎に割り当てられた各溶接箇所をランダムに選択し、当該選択された溶接箇所の溶接方向を逆方向にすることにより、新たな溶接パターンを作成する。
【００３１】
従って、請求項８の発明の制御装置においては、以上のような手段を講じることにより、遺伝的アルゴリズムを用いて、溶接作業方向をランダムに逆転させることによって得られる溶接作業の手順を評価することができる。その結果、３つ以上の溶接装置によってなされる複雑な溶接作業の手順の最適化を図ることが可能となる。
【００３２】
請求項９の発明は、請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の制御装置において、溶接パターン抽出手段および溶接パターン再抽出手段のうちの少なくとも一方は、第１の所定個数の溶接パターンの中から、作業効率の高い溶接パターンから優先的に第２の所定個数の溶接パターンを抽出する。
【００３３】
従って、請求項９の発明の制御装置においては、以上のような手段を講じることにより、より適合性の高い溶接作業パターンを次の世代の「親」データとして抽出することができる。その結果、遺伝的アルゴリズムにおける淘汰を行うことが可能となる。
【００３４】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の制御装置において、溶接パターン抽出手段および溶接パターン再抽出手段のうちの少なくとも一方は、所定の作業効率以上の溶接パターンが、第１の所定個数の溶接パターンの中に存在しない場合には、第１の所定個数の溶接パターンにおいて各溶接装置毎に割り当てられた溶接を変更する。
【００３５】
従って、請求項１０の発明の制御装置においては、以上のような手段を講じることにより、所定の作業効率以上の溶接作業のパターンが得られない場合には、各溶接装置毎に割り当てられた溶接を変更することができる。
【００３６】
請求項１１の発明は、３つ以上の溶接装置によって所定の溶接作業を行う場合に各溶接装置を制御する制御方法において、溶接情報入力段階と、溶接情報入力段階において入力された溶接情報を溶接情報データベースに記憶する段階と、初期溶接パターン作成段階と、溶接パターン作成段階と、作業効率評価段階と、溶接パターン抽出段階と、前記溶接パターン抽出段階において抽出された前記第２の所定個数の溶接パターンを溶接パターンデータベースに記憶する段階と、溶接パターン再作成段階と、作業効率再評価段階と、溶接パターン再抽出段階と、溶接装置制御段階とを備えている。
溶接情報入力段階では、各溶接装置毎に割り当てられた溶接作業を行うために必要な溶接情報として、少なくとも各溶接装置毎の溶接開始部と溶接終了部とのうちの少なくともいずれか１つからなる溶接線の位置情報、各溶接装置毎の溶接線へのアプローチ動作と溶接線からのリトラクト動作とからなるエアカット動作情報、及び各溶接装置毎の溶接速度情報の入力を受け付ける。
初期溶接パターン作成段階では、溶接情報データベースに記憶された溶接情報に基づいて、各溶接装置毎に割り当てられた溶接開始時間と溶接箇所と各溶接箇所の溶接順序と各溶接箇所毎の溶接方向と各溶接箇所の溶接を開始するまでの溶接待ち時間との組合せからなる初期溶接パターンを少なくとも１パターン作成する。
溶接パターン作成段階では、初期溶接パターン作成段階において作成された初期溶接パターンから、溶接開始時間と溶接順序と溶接方向とのうちの少なくともいずれかを変化させて作成される新たな溶接パターンを第１の所定個数作成する。
作業効率評価段階では、溶接パターン作成段階において作成された第１の所定個数の溶接パターン毎に、各溶接装置毎に割り当てられた溶接の動作シミュレーションを行い、所定の評価条件に基づいて、この溶接動作の作業効率を評価する。
溶接パターン抽出段階では、作業効率評価段階において評価された作業効率に基づいて、作業効率評価段階において評価された第１の所定個数の溶接パターンの中から、第１の所定個数よりも少ない第２の所定個数の溶接パターンを抽出する。
溶接パターン再作成段階では、溶接パターンデータベースに記憶された第２の所定個数の溶接パターンから、溶接開始時間と溶接順序と溶接方向と溶接待ち時間とのうちの少なくともいずれかを変化させて作成される新たな溶接パターンを再度第１の所定個数作成する。
作業効率再評価段階では、溶接パターン再作成段階において作成された第１の所定個数の溶接パターン毎に、各溶接装置毎に割り当てられた溶接の動作シミュレーションを行い、所定の評価条件に基づいて、この溶接動作の作業効率を評価する。
溶接パターン再抽出段階は、作業効率再評価段階において評価された作業効率に基づいて、作業効率再評価段階において評価された第１の所定個数の溶接パターンの中から、第２の所定個数の溶接パターンを抽出して、当該抽出された溶接パターンのうちの少なくとも１つの作業効率が所定の評価基準を満足する場合には、所定の評価基準を満足する溶接パターンを出力し、抽出された溶接パターンのうちのいずれの作業効率も所定の評価基準を満足しない場合には、抽出された第２の所定個数の溶接パターンを溶接パターンデータベースに記憶させる。
溶接装置制御段階では、溶接パターン再抽出段階において出力された溶接パターンに基づいて、各溶接装置を制御する。
【００３７】
従って、請求項１１の発明の制御方法においては、以上のような手段を講じることにより、３つ以上の溶接装置によってなされる溶接作業手順の入れ替え、シミュレーション、評価を実施することができる。その結果、３つ以上の溶接装置によってなされる複雑な溶接作業の手順の最適化を図ることが可能となる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の各形態について図面を参照しながら説明する。
【００４９】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図２１を用いて説明する。
【００５０】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る制御方法を適用した制御装置の一例を示すシステム構成図である。
【００５１】
すなわち、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置１は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム２と、作業情報記憶部４と、初期作業パターン作成部６と、作業パターン作成部８と、作業効率評価部１０と、作業パターン抽出部１２と、作業パターン記憶部１４と、作業パターン再作成部１６と、作業効率再評価部１８と、作業パターン再抽出部２０と、機械制御部２２とを備えており、マルチロボット溶接装置２４を制御する。
【００５２】
図２は、造船業において実用化されているマルチロボット溶接装置の構成例を示す斜視図である。
【００５３】
マルチロボット溶接装置２４は、各６軸の多関節型の溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）がそれぞれ３軸のスライド機構３１、３２、３３に天吊り姿勢で配置され、合計９軸の移動機構により、上下（Ｚ軸方向）、前後（Ｙ軸方向）、左右（Ｘ軸方向）にそれぞれ移動可能なようになっている。図２に示すマルチロボット溶接装置２４の例では、このような多関節型の溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）を１０台組合せて構成している。更に、各多関節型の溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）は、その先端に、溶接トーチ３４をそれぞれ備えており、ワークを溶接する。
【００５４】
図３は、マルチロボット溶接装置２４が溶接する対象となるワーク４０の一例を示す平面図であり、ワーク４０は、開口部４１を有するパネル（母材）４２に対して、複数の取付部材４３を自動溶接して組立をする場合を想定している。
【００５５】
定盤５０は、ワーク４０を配置あるいは固定するための作業台であり、領域境界線５１は各溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）の基本的な動作領域Ｒ１〜Ｒ１０を区分する分割線である。
【００５６】
１．ＣＡＤ／ＣＡＭシステム２
ＣＡＤ／ＣＡＭシステム２は、以下の（１）から（３）に示すように、複数の溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）毎に割り当てられた作業に必要な情報を作成し、作成した情報を作業情報記憶部４に出力する。
【００５７】
（１）溶接動作経路情報の読込み
溶接ロボット３０による基本的な溶接作業は、溶接部分への▲１▼アプローチ、▲２▼始端部センシング、▲３▼終端部センシング、▲４▼始端部分の始端部溶接、▲５▼中間部分の本溶接、▲６▼終端部分の終端部溶接、▲７▼溶接部分からのリトラクトからなる基本動作と、溶接終了後リトラクトしてからのワイヤカット、ノズルクリーニングなどの▲８▼補助動作、更には、次の溶接線部分への移動を意味する▲９▼エアカット動作からなる。
【００５８】
なお、▲２▼、▲３▼の端部センシングの動作が省略されたり、別途補助動作が溶接前に実施されたりする場合、あるいは▲４▼、▲６▼の溶接動作が繰り返される場合があるものの、基本的には、上記９つに区分される。
【００５９】
ＣＡＤ／ＣＡＭシステム２は、これら▲１▼〜▲９▼に区分された各動作毎に、溶接ロボット３０の姿勢ならびに溶接トーチ３４の先端位置情報と、溶接動作に必要な命令シーケンスとを演算する。これらの情報は、溶接作業単位のデータとして処理されるため、以降、「溶接線情報」と称する。
【００６０】
（２）タスク分割処理
次に、演算された溶接線情報に基づいて、どの溶接ロボット３０がどの溶接線（タスク）を担当するかというタスク分割処理を実施する。
【００６１】
ワーク４０上には、領域境界線５１を越えても溶接作業することが可能な領域であるオーバーラップ領域５２が存在するため、オーバーラップ領域５２内にある溶接線は、片方の溶接ロボット３０でしか溶接できない溶接線もあるが、近隣のいずれかの溶接ロボット３０を選択する自由度を有する溶接線も存在する。
【００６２】
溶接動作経路の最適化を検討する場合においては、この自由度も利用して、溶接ロボット３０同士の干渉が最小限になるようにする。
【００６３】
ただし、イニシャルゲスとして設定する初期タスク分割処理においては、特開平９−１６４４８３号公報に開示されているように、一意になされたタスク分割処理を行う。
【００６４】
（３）溶接方向の入れ替え
溶接作業は、特殊な事情がない限り、いずれの方向から溶接しても溶接品質上差し支えない。よって、溶接線情報にある始端と終端とを入れ替えて、逆方向に溶接することで、溶接ロボット３０相互の干渉を減らして、エアカット時間を短縮することができるか否かを検討する。ただし、初期条件としては、一定の方向に溶接するものとする。
【００６５】
２．作業情報記憶部４
作業情報記憶部４は、上述したようなＣＡＤ／ＣＡＭシステム２において作成された情報を記憶する。
【００６６】
３．初期作業パターン作成部６
初期作業パターン作成部６は、作業情報記憶部４に記憶された情報に基づいて、各溶接ロボット３０毎に割り当てられた溶接開始時間と溶接箇所と溶接箇所の溶接順序と各溶接箇所毎の溶接方向との組合せからなるデータである初期溶接動作経路パターンを少なくとも１パターン決定する。
【００６７】
まず、溶接開始時間に関しては、各溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）毎に、先見情報があればそれに従って適当な値を入力し、特に無ければ設定しない。溶接開始時間を特に指定しない場合、溶接開始時間としてゼロ（秒）が設定されたことになる。
【００６８】
更に、溶接順序に関しては、特開平９−１６４４８３号公報に開示されているように、全ての溶接ロボット３０が同一方向に作業することで溶接ロボット３０の相互干渉を少なくすることができることが明らかである。したがって、各溶接ロボット３０に割り当てられた溶接箇所を始端部のＸＹ座標の小さい順（図３の各動作領域Ｒ１〜Ｒ１０における左下側から）に選択し、初期溶接動作経路パターンとすることで最適化を早めるようにしても良い。
【００６９】
なお、溶接方向に関しては、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム２で定義されたように一定方向とする。
【００７０】
このようにして定義された溶接開始時間と溶接箇所と溶接箇所の溶接順序と各溶接箇所毎の溶接方向との組合せからなる初期溶接動作経路パターンの一例を図４から図６を用いて説明する。
【００７１】
図４に示すように、仮に、各動作領域Ｒ１〜Ｒ１０にそれぞれ１０箇所の溶接箇所があり、合計で１００箇所の溶接箇所があるものとする。更に、動作領域Ｒ１に属する溶接箇所を溶接番号１〜１０、動作領域Ｒ２に属する溶接箇所を溶接番号１１〜２０というように全ての溶接箇所に１〜１００までの連続した溶接番号を付する。
【００７２】
各動作領域Ｒ１〜Ｒ１０では、初期条件として、それぞれの領域Ｒ１〜Ｒ１０の上方に備えられた溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）が、各動作領域Ｒ１〜Ｒ１０毎に溶接番号の若い順に溶接を行うものとする。
【００７３】
更に、各溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）の溶接開始時間は同一であり、溶接方向はＣＡＤ／ＣＡＭシステム２で定義された一定方向（例えば、図３において左側から右側の方向、あるいは下側から上側の方向）であるものとする。
【００７４】
このような条件における各溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）の動作に関する情報を、図５に示すようにまとめる。すなわち、いずれの溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）も溶接開始遅れ時間はゼロ（秒）であり、図５の溶接順序に示す順番で各溶接箇所を溶接し、その溶接方向は、いずれの溶接線についても上述した一定方向（順方向）である。
【００７５】
なお、図５に示す溶接開始遅れ時間は、上述した溶接開始時間に相当するものであり、マルチロボット溶接装置２４の動作が開始された時点を基点として、各溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）が動作を開始するまでの時間遅れを示すものである。
【００７６】
このようにして、初期作業パターン作成部６は、図５に示す内容から更に、図６に示すような初期溶接動作経路パターンを定義するデータ列を作成する。
【００７７】
４．作業パターン作成部８
作業パターン作成部８は、初期作業パターン作成部６によって作成された図６に示すような初期溶接動作経路パターンに基づいて、溶接開始遅れ時間と溶接順序と溶接方向とのうちの少なくとも１つを変化させて作成される新たな溶接動作経路パターンを複数個作成する。以下に、この作成方法について詳述する。
【００７８】
先ず、作業パターン作成部８は、図７に示すように、初期作業パターン作成部６によって作成された初期溶接動作経路パターンをＮＰ個複写する。更に、複写されたＮＰ個のそれぞれに関して、溶接ロボット３０毎に溶接順序を乱数等を用いてランダムに入れ替える。
【００７９】
ＮＰは整数であり、溶接箇所の数に応じてあらかじめ定めたパラメ−タである。ここで、ＮＰ個作成された同一の初期溶接動作経路パターンのそれぞれを「親」と呼ぶこととする。
【００８０】
（１）溶接順序データ列の交叉
更に、作業パターン作成部８は、図７に示すように、ＮＰ個のそれぞれの「親」から、後述する交叉と呼ばれる処理により溶接順序を組み替えた溶接動作経路パターンをとる「子」をＮＣ個作成する。ＮＣは整数であり、溶接箇所の数に応じてあらかじめ定めたパラメ−タである。
【００８１】
この結果、溶接動作経路パターンは「親」と「子」とを合わせ全部で（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個となる。
【００８２】
次に、交叉処理の方法の一例について図８を用いて一般的に説明する。
【００８３】
図８（ａ）に示すように、「親」の溶接順序を示す溶接順序データ列において、溶接ロボットを１つランダムに選択する。それを溶接ロボットＲｋとする。次に、溶接ロボットＲｋの溶接順序データ列の中から連続した一部分（例えばｅ〜ｇ）を選択部分列Ｐとしてランダムに取り出す。最後に、同じ溶接順序データ列の中から、１カ所（例えばｂとｃとの間）を選択挿入箇所Ｉとしてランダムに選び、選択部分列Ｐのデータ列を選択挿入箇所Ｉに挿入する。
【００８４】
このような交叉処理により、１つの「親」から図８（ｂ）に示すような１つの「子」を作成する。このような交叉処理を、１つの「親」に対してＮＣ回行なうことにより、（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」の溶接動作経路パターンを作成する。
【００８５】
なお、このようにして作成された（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」のうち、同一の溶接動作経路パターンが作成されても構わない。
【００８６】
（２）溶接開始遅れ時間の設定
図６に示す例では、「親」の初期溶接動作経路パターンとして、各溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）の溶接開始遅れ時間を同時に設定している。
【００８７】
それに対して、ここでは図９にその一例を示すように、（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」のうち、任意のＮＣ１個（ＮＰ×ＮＣ  ＞  ＮＣ１）の「子」に対し、任意の個数の溶接ロボットを選択し、選択された溶接ロボットに対して任意の溶接開始遅れ時間を設定する。
【００８８】
すなわち、まず（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」から任意のＮＣ１個を、乱数等を用いてランダムに選択する。
【００８９】
次に、各ＮＣ１個の「子」について、▲１▼溶接ロボットの数を乱数等を用いてランダムに選択する。そして、▲２▼選択された数の溶接ロボットを選定する。更に、▲３▼選定された溶接ロボットについて、溶接開始遅れ時間を設定する。
【００９０】
図１０に示す例では、１つの「子」について溶接開始遅れ時間が設定された状態を示しており、先ず▲１▼２個の溶接ロボットが選択され、そして、▲２▼２個の溶接ロボットとして溶接ロボットＲ２、Ｒ５が選定され、更に、▲３▼それら溶接ロボットＲ２、Ｒ５に対してそれぞれ１０（秒）、１５（秒）の溶接開始遅れ時間が設定され、溶接動作経路パターンの溶接開始遅れ時間のデータが書き換えられた状態を示している。
【００９１】
（３）溶接方向の入れ替え
図６に示す例では、「親」の初期溶接動作経路パターンとして、各溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）の溶接箇所の溶接方向として全て順方向を設定している。
【００９２】
それに対して、ここでは図１１にその一例を示すように、（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」のうち、任意のＮＣ２個（ＮＰ×ＮＣ  ＞  ＮＣ２）の「子」に対し、▲１▼任意の溶接箇所個数を選択し、▲２▼選択された溶接箇所個数に基づく溶接箇所を特定し、▲３▼特定された溶接箇所について溶接方向を入れ替える。
【００９３】
すなわち、まず（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」からの任意のＮＣ２個を、乱数等を用いてランダムに選択する。
【００９４】
次に、各ＮＣ２個の「子」について、▲１▼溶接箇所の個数を乱数等を用いてランダムに選択する。そして、▲２▼選択された個数の溶接箇所を乱数等を用いてランダムに選定する。更に、▲３▼選択された溶接箇所について、溶接方向を入れ替える。
【００９５】
図１２に示す例では、溶接方向の入れ替えが行われた状態を示しており、先ず、▲１▼溶接箇所の個数として１２個が選択され、そして、▲２▼１２個の溶接箇所が特定され、更に、▲３▼それら溶接箇所について溶接方向が入れ替えられ、溶接動作経路パターンのうち溶接方向のデータが書き換えられた状態を示している。
【００９６】
上述したようにして、作業パターン作成部８は、溶接動作経路パターンとして、ＮＰ個の「親」と、溶接順序と溶接開始遅れ時間と溶接方向とをランダムに設定した（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」とをそれぞれ設定する。すなわち、合計して（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個の溶接動作経路パターンを生成する。
【００９７】
なお、（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個の溶接動作経路パターンの設定方法は、上記で説明した方法に限るものではなく、たとえば、ＮＣ１個の溶接動作経路パターンについて（２）溶接開始後れ時間を設定し、別のＮＣ２個の溶接動作経路パターンについて（３）溶接方向の入れ替えを施し、（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ−ＮＣ１−ＮＣ２）個の溶接動作経路パターンについて（１）溶接順序データ列の交叉を施すことによって行っても良い。
【００９８】
５．作業効率評価部１０
作業効率評価部１０は、作業パターン作成部８によって作成された（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個の溶接動作経路パターン毎に、以下に示すような複数台の溶接ロボット３０の動作シミュレーションを行い、トータルの作業時間、デッドロックの回数を求め、それらの結果に基づいて適合性を評価する。
【００９９】
ここでデッドロックとは、双方あるいは複数の溶接ロボット３０が、衝突する方向に動作することにより、機械制御部２２のインターロック機構が働き、双方の溶接ロボット３０ともに停止する状態のことを示しており、双方の溶接ロボット３０が動作している場合の他に、何らかの原因により、一時停止状態にある溶接ロボット３０に対して、隣接する溶接ロボット３０が干渉を回避するためのエリアを設定しようとした場合に、このエリアが一時停止状態の溶接ロボット３０とラップして、いずれの溶接ロボット３０とも動作ができなくなる状態のことである。
【０１００】
作業効率評価部１０が行う溶接ロボット３０の動作シミュレーションは、動作領域Ｒ１〜Ｒ１０毎に、溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）の旋回動作も考慮して行う。そして、図１３にその一例を示すように、溶接ロボット３０（Ｒ５）が、隣接する溶接ロボット３０（Ｒ６）によって確保されている動作エリアに干渉するような動作をとろうとした場合には、動作エリアの干渉が解消されるまで一次停止するようなロジックを適用している。溶接ロボット３０（Ｒ５）の動作により、溶接ロボット３０（Ｒ６）と干渉するエリアを図１３中に網掛け領域にて示す。
【０１０１】
なお、干渉エリアにおける溶接線を、干渉が少なくなるように複数の溶接線に分割するようにしても良い。
【０１０２】
図１４は、デッドロックの一例であり、溶接ロボット３０（Ｒ８）が、動作ａｃｔ１と動作ａｃｔ２とを終了し、時間的に動作ａｃｔ３を実行しようとして動作ａｃｔ３の動作エリアを確保しようとしたとき、溶接ロボット３０（Ｒ１０）が動作ａｃｔ１を終了し、動作ａｃｔ２の実行中であった場合には、溶接ロボット３０（Ｒ８）は動作エリアの干渉が回避するまで一時停止する。ところが、溶接ロボット３０（Ｒ１０）が動作ａｃｔ２を終了した時点で動作ａｃｔ３を実行しようとして動作エリアを確保しようとするが、一時停止している溶接ロボット３０（Ｒ８）が存在するために、やはり一時停止してしまう状況を示している。
【０１０３】
上述したように、作業効率評価部１０は、作業パターン作成部８によって作成された（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個の溶接動作経路パターン毎に、複数台の溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）の動作シミュレーションを行う。そして、動作シミュレーションの結果、デッドロックが発生する場合には、デッドロックを回避できるような動作も適用して、トータルの作業時間、デッドロックの回数を求め、それらの結果に基づいて適合性を評価する。
【０１０４】
トータルの作業時間は、最も作業時間を要した溶接ロボット３０の作業時間となる。
【０１０５】
このようなデッドロックに関しては、基本的には、何らかのデッドロック回避ロジックをロボットプログラムに追加することにより解消できるものの、溶接ロボット３０の実作業時の様々な外乱によるシミュレーションとの時間的ズレを配慮すると、デッドロックの回数は、少ない方が好ましい。
【０１０６】
このため、作業効率評価部１０では、デッドロックに対して所定のペナルティタイムを設定し、デッドロックの回数にこのペナルティタイムを乗じて時間に換算する。更に、トータルの作業時間に、この換算された時間を加算することによって実効的な作業時間を算出し、この実効的作業時間が短いほど適合性が優れているものと評価する。
【０１０７】
更に、溶接ロボット３０の実作業時の様々な外乱によるシミュレーションとの時間的ズレを考慮すると、溶接ロボット３０がオーバーラップ領域５２に存在する時間帯が隣接する溶接ロボット３０間でできるだけ離れている方が適合性が優れているものといえる。
【０１０８】
シミュレーションにおいては、隣接する溶接ロボット３０間のオーバーラップ領域５２における存在時間帯間隔を求め、着目する溶接ロボット３０が干渉時間に入った時点での干渉対象となる溶接ロボット３０との非干渉時間間隔を求め、その総和が最大となるものを優位とする評価を実施する。
【０１０９】
図１３に示す例においては、溶接ロボット３０（Ｒ２）と隣接する溶接ロボット３０は、溶接ロボット３０（Ｒ１）、溶接ロボット３０（Ｒ３）、溶接ロボット３０（Ｒ４）である。
【０１１０】
図１５は、このようなシミュレーションの結果得られた、溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ４）の動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【０１１１】
図１５に示す時間ｔ１において、溶接ロボット３０（Ｒ２）が溶接ロボット３０（Ｒ４）とのオーバーラップ領域５２に侵入した場合における干渉が回避される時間帯である干渉フリー時間の算出方法について説明する。
【０１１２】
溶接ロボット３０（Ｒ２）が、溶接ロボット３０（Ｒ４）とのオーバーラップ領域５２に侵入した時間ｔ１以降に、溶接ロボット３０（Ｒ４）がオーバーラップ領域５２に侵入するまでの時間Ｔ３を正の干渉フリー時間とする。この時間ｔ１以前に溶接ロボット３０（Ｒ４）がオーバーラップ領域５２に存在していた時間Ｔ１３を負の干渉フリー時間とする。これらを合計した時間（Ｔ１３＋Ｔ３）を干渉フリー時間とする。
【０１１３】
次に、時間ｔ２において、溶接ロボット３０（Ｒ２）が溶接ロボット３０（Ｒ１）、溶接ロボット３０（Ｒ３）、溶接ロボット３０（Ｒ４）とのオーバーラップ領域５２に侵入した場合における干渉フリー時間の算出方法について説明する。
【０１１４】
この場合、溶接ロボット３０（Ｒ２）の、各溶接ロボット３０（Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４）との正の干渉フリー時間、すなわち時間Ｔ４、時間Ｔ５、時間Ｔ６のうちの最小値である時間Ｔ５を正の干渉フリー時間とする。また、各溶接ロボット３０（Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４）との負の干渉フリー時間は、溶接ロボット３０（Ｒ３）が既にオーバーラップ領域５２に存在するので零とする。この時間Ｔ１５＝０は、時間Ｔ１４、時間Ｔ１６より小さいので、最小値である時間Ｔ１５＝０を負の干渉フリー時間とする。これらを合計した時間（Ｔ１５＋Ｔ５）を干渉フリー時間とする。
【０１１５】
さらに、処理を簡易化する方法として、溶接ロボット３０の作業時間が最大となる溶接ロボット３０のみに着目して、干渉フリー時間を求めるようにしても良い。このようにして対象となる全ての溶接ロボット３０に対して、干渉フリー時間を求め、その総和が大きいほど作業パターンがより最適であると評価する。
【０１１６】
あるいは、シミュレーションの結果得られた個々の干渉フリー時間の最小値を求め、その値が最大となる作業パターンが最適であると評価する。
【０１１７】
６．作業パターン抽出部１２
作業パターン抽出部１２は、作業効率評価部１０によってなされた評価結果に基づいて、（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個の溶接動作経路パターンの中から、ＮＰ個の溶接動作経路パターンを抽出する。
【０１１８】
（１）適合性リスト作成
まず、（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個の溶接動作経路パターンについて、図１６に示すように評価結果をまとめ、更に、図１７に示すように、それら溶接動作経路パターンを適合性の高い順に、すなわち、実効的作業時間の短い順に並べた適合性順位リストを作成する。
【０１１９】
また、干渉フリー時間を考慮する場合には、同様に干渉フリー時間の長い順に並べた適合性順位リストを作成する。
【０１２０】
（２）溶接動作経路パターンの抽出処理（淘汰）
作業効率評価部１０にてなされた評価結果に基づいて、（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個の溶接動作経路パターンから、淘汰と呼ばれる処理によって、ＮＰ個の溶接動作経路パターンを抽出する。
【０１２１】
淘汰は、図１７に示すような適合性順位リストに基づいて行う。ここで行う淘汰処理の方法の一例を、図１８を用いて以下に説明する。
【０１２２】
まず、適合性順位の１位からＮＰ３位までの溶接動作経路パターンＮＰ３個を抽出する。ＮＰ３は、ＮＰ以下の任意の整数であり、ランダムに設定する。次に、（ＮＰ−ＮＰ３）個の溶接動作経路パターンについて、適合性順位の上位ほど選ばれる確率が高いという条件のもとで抽出する。このようにして、ＮＰ個の溶接動作経路パターンを抽出する。
【０１２３】
ＮＰ３＝ＮＰとすれば適合性順位の高い上位ＮＰ個の溶接動作経路パターンを抽出するという淘汰になる。また、ＮＰ３＝０にすれば適合性順位の高い溶接動作経路パターンが多く抽出されるという基本条件のもと、下位のものもある程度抽出されるような淘汰となる。すなわち、最適化が局所解に陥ることを防ぐ役割を果たすことになる。
【０１２４】
このように、ＮＰ３を任意に設定することにより、様々な傾向で溶接動作経路パターンを抽出することができるようにしている。
【０１２５】
また、干渉フリー時間も考慮する場合には、実効的作業時間の適合性順位の高い溶接動作経路パターンＮＰ３個を抽出し、更に、干渉フリー時間の長い溶接動作経路パターンＮＰ４個を抽出する。
【０１２６】
更に、実効的作業時間の適合性順位の上位（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ−ＮＰ３）位から（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）位までの溶接動作経路パターンから任意のＮＰ５個を抽出し、更に、干渉フリー時間の適合性順位の上位（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ−ＮＰ４）位から（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）位までの溶接動作経路パターンから任意のＮＰ６個を抽出する。
【０１２７】
そして、このとき、ＮＰ３＋ＮＰ４＋ＮＰ５＋ＮＰ６＝ＮＰとなるようにする。
【０１２８】
ＮＰ３、ＮＰ４、ＮＰ５、ＮＰ６を任意に設定することにより、様々な傾向で溶接動作経路パターンを抽出することができるようにしている。
【０１２９】
なお、実効的作業時間の観点から抽出された（ＮＰ３＋ＮＰ５）個の溶接動作経路パターンと、干渉フリー時間の観点から抽出された（ＮＰ４＋ＮＰ６）個の溶接動作経路パターンとは同一パターンがないように選択する。これによって、ＮＰ個の溶接動作経路パターンを抽出する。
【０１３０】
７．作業パターン記憶部１４
作業パターン記憶部１４は、作業パターン抽出部１２によって抽出されたＮＰ個の溶接動作経路パターンを記憶する。
【０１３１】
８．作業パターン再作成部１６
（１）溶接順序データ列の交叉
作業パターン再作成部１６は、作業パターン記憶部１４に記憶されたＮＰ個の溶接動作経路パターンを「親」として、これら「親」の溶接動作経路パターンのうち、溶接順序を、作業パターン作成部８で説明したものと同様の交叉処理を行うことによって、各「親」からＮＣ個の「子」を作成する。
【０１３２】
この結果、作業パターン作成部８で行った場合と同様、溶接動作経路パターンは「親」と「子」とを合わせ全部で（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個となる。
【０１３３】
なお、このようにして作成された（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」のうち、同一の溶接動作経路パターンが作成されても構わない。また、作業パターン作成部８で作成された溶接動作経路パターンと同一のパターンが作成されても構わない。
【０１３４】
（２）溶接開始遅れ時間の設定
作業パターン再作成部１６は、（１）溶接順序データ列の交叉で作成された（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」のうち、任意のＮＣ１個（ＮＰ×ＮＣ  ＞  ＮＣ１）の「子」に対し、任意の個数の溶接ロボットを選択し、選択された溶接ロボットに対して任意の溶接開始遅れ時間を設定する。
【０１３５】
この設定方法は、作業パターン記憶部１４に記憶されたＮＰ個の「親」の特徴を引き継ぐために、図１９に一般的に示すような交叉処理によって行う。
【０１３６】
すなわち、先ず、ＮＰ個の「親」からランダムに２つを選択し、一方を「親１」、他方を「親２」とする。
【０１３７】
次に、溶接開始遅れ時間を交叉させる対象となる溶接ロボットＲｋをランダムに選択する。更に、「親１」の溶接ロボットＲｋの溶接開始遅れ時間ｔ１ｋと、「親２」の溶接ロボットＲｋの溶接開始遅れ時間ｔ２ｋとから、内挿あるいは外挿により新たな溶接開始遅れ時間ｔ１ｋ’、ｔ２ｋ’をそれぞれ作成する。
【０１３８】
「親１」の溶接ロボットＲｋの溶接開始遅れ時間ｔ１ｋを溶接開始遅れ時間ｔ１ｋ’に置き換えたものを「子１」、「親２」の溶接ロボットＲｋの溶接開始遅れ時間ｔ２ｋを溶接開始遅れ時間ｔ２ｋ’に置き換えたものを「子２」とする。すなわち、２つの「親」から１回の交叉により２つの「子」ができる。
【０１３９】
このような処理を繰り返し行うことによって、（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」のうちの任意のＮＣ１個について、溶接開始遅れ時間を交叉によって変更する。
【０１４０】
（３）溶接方向の入れ替え
４．作業パターン作成部８の（３）溶接方向の入れ替えにおいて説明した方法と同様に、（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」のうち、任意のＮＣ２個（ＮＰ×ＮＣ  ＞ＮＣ２）の「子」に対し、▲１▼任意の溶接箇所個数を選択し、▲２▼選択された溶接箇所個数に基づく溶接箇所を特定し、▲３▼特定された溶接箇所について溶接方向を入れ替える。
【０１４１】
上述したようにして、作業パターン再作成部１６は、溶接動作経路パターンとして、ＮＰ個の「親」と、溶接順序と溶接開始遅れ時間と溶接方向とをランダムに設定した（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」とをそれぞれ設定する。
【０１４２】
９．作業効率再評価部１８
作業効率再評価部１８は、作業パターン再作成部１６によって作成された（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個の溶接動作経路パターン毎に、作業効率評価部１０と同様にして、複数台の溶接ロボットの動作シミュレーションを行い、トータルの作業時間、デッドロックの回数を求め、それらの結果に基づいて適合性を評価する。
【０１４３】
１０．作業パターン再抽出部２０
作業パターン再抽出部２０は、作業効率再評価部１８によってなされた評価結果に基づいて、（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個の溶接動作経路パターンの中から、ＮＰ個の溶接動作経路パターンを抽出する。
【０１４４】
溶接動作経路パターンの抽出方法については、６．作業パターン抽出部の項で述べた方法と同様である。
【０１４５】
更に、作業パターン再抽出部２０は、抽出されたＮＰ個の溶接動作経路パターンについて、図２０に一例を示すように、実効的作業時間をプロットする。そして、この結果に基づいて、作業パターン再作成部１６において、新たに次の世代の（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個の「子」パターンを作成して、再び動作シミュレーションを行うか、あるいは、評価を終了するかを判定する。
【０１４６】
評価を終了するか否かを判定する場合、以下に示す３段階の評価基準に基づいて行う。
【０１４７】
第１段階は、実効的作業時間の値が、基準値以下の値が得られた時点で評価を終了する。
【０１４８】
すなわち、図２０に示すように、交叉処理によって「親」の性質を引き継いて生成される溶接動作経路パターンで評価を繰り返して行くと、その評価結果である実効的作業時間は、世代数を増すに従って、遺伝的アルゴリズムの効果によって実効的作業時間の短い溶接動作経路パターンが得られるようになる。
【０１４９】
よって、例えば、ＮＰ個の溶接動作経路パターンのうちのいずれかが基準値を満足するようになったところで、適切な解である溶接動作経路パターンが得られたものと判定して評価を打ち切る。
【０１５０】
あるいは、ＮＰ個の溶接動作経路パターンのうち最も短い実効的作業時間の値が、前の世代のものとほとんど変わらなくなった場合や、ある一定の世代数の評価を終えた場合には、評価を打ち切る。
【０１５１】
第２段階として、オーバーラップ領域５２に存在する、干渉が発生している溶接線に割り当てられている溶接ロボット３０を、（２）タスク分割処理において、当該干渉が少なくなるように変更することにより初期作業パターンを変更して、あるいは、干渉が発生している溶接線を複数の溶接線に分割してそれぞれの担当溶接ロボット３０を変更して、前記の溶接動作経路パターンで評価を繰り返す。
【０１５２】
第１段階と同様に、ＮＰ個の溶接動作経路パターンのうちのいずれかが基準値を満足するようになったところで、適切な解である溶接動作経路パターンが得られたものと判定して評価を終了する。
【０１５３】
この第２段階の処理を所定回数繰り返した後に、基準値を満足しない場合においても処理を終了する。
【０１５４】
１１．機械制御部２２
機械制御部２２は、作業パターン再抽出部２０によって最終解として出力された溶接動作経路パターンに基づいて、図２に示すようなマルチロボット溶接装置２４を制御する。
【０１５５】
次に、以上のように構成した本発明の第１の実施の形態に係る制御方法を適用した制御装置の動作について図２１に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１５６】
溶接動作経路の最適化を行うために、まず、溶接対象となるワークの形状および寸法の情報、溶接作業情報に基づいて、各動作毎に、溶接ロボット３０の姿勢ならびに溶接トーチ３４の先端位置情報と、溶接動作に必要な命令シーケンスとからなる溶接線情報がＣＡＤ／ＣＡＭシステム２において演算され、演算結果が作業情報記憶部４に記憶される（Ｓ１）。
【０１５７】
また、計算された溶接線情報に基づいて、どの溶接ロボット３０がどの溶接線（タスク）を担当するかというタスク分割処理がＣＡＤ／ＣＡＭシステム２においてなされ、その結果が作業情報記憶部４に記憶される（Ｓ２）。
【０１５８】
次に、初期作業パターン作成部６において、作業情報記憶部４に記憶された溶接線情報およびタスク分割情報に基づいて、各溶接ロボット３０毎に割り当てられた溶接開始遅れ時間と溶接箇所と溶接箇所の溶接順序と各溶接箇所毎の溶接方向との組合せからなる初期溶接動作経路パターンが第０世代のデータ列として生成される（Ｓ３）。
【０１５９】
この初期溶接動作経路パターンに基づいて、作業パターン作成部８において、溶接開始遅れ時間と溶接順序と溶接方向とのうちの少なくとも１つを変化させて決定される新たな溶接動作経路パターンが複数個生成される（Ｓ４）。この溶接動作経路パターンの生成には、遺伝的アルゴリズムの手法が適用されており、ステップＳ３において作成された初期溶接動作経路パターンのデータ列を「親」とし、適宜交叉処理等を施すことによって「子」データとしての溶接動作経路パターンが生成される。
【０１６０】
次に、作業効率評価部１０において、このように作成された複数の溶接動作経路パターン毎に、適合性の評価が行われる（Ｓ５）。この適合性の評価では、動作シミュレーション（Ｓ６）と、実効的作業時間の算出（Ｓ７）と、適合順のリスト作成（Ｓ８）とが行われる。
【０１６１】
動作シミュレーション（Ｓ６）においては、複数の溶接動作経路パターン毎に、並行作業する溶接ロボットの動作のシミュレーションが行われ、そのシミュレーションの結果から、溶接作業に要するトータルの作業時間と、デッドロックの回数とが演算される。
【０１６２】
実効的作業時間の算出（Ｓ７）においては、ステップＳ６で演算されたトータルの作業時間とデッドロックの回数とから、複数の溶接動作経路パターン毎に、実効的作業時間が算出される。
【０１６３】
適合順のリスト作成（Ｓ８）においては、作業パターン抽出部１２において、ステップＳ７で算出された実効的作業時間の短い順に、溶接動作経路パターンがソーティングされたリストが作成される。
【０１６４】
なお、この適合性の評価において、干渉フリー時間も考慮する場合には、ステップＳ７において実効的作業時間の算出に加えて干渉フリー時間の算出が行われ、ステップＳ８において実効的作業時間における適合性順位リストに加えて干渉フリー時間における適合性順位リストも作成される。
【０１６５】
更に、ステップＳ８で作成されたリストに基づいて、（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個の溶接動作経路パターンの中から、ＮＰ個の溶接動作経路パターンが抽出される（Ｓ９）。
【０１６６】
このようにして抽出されたＮＰ個の溶接動作経路パターンを第１世代の「親」データとして（Ｓ１０：Ｎｏ）、上述したステップＳ４からステップＳ９までの処理が繰り返し行われる。これによって、溶接動作経路パターンが淘汰される。
【０１６７】
なお、第１世代以降の「親」データを基に行われる溶接動作経路パターンの生成（Ｓ４）、適合性の評価（Ｓ５、Ｓ６〜Ｓ８）、溶接動作経路パターンの抽出（Ｓ９）は、作業パターン作成部８に代わって作業パターン再作成部１６で、作業効率評価部１０に代わって作業効率再評価部１８で、作業パターン抽出部１２に代わって作業パターン再抽出部２０においてそれぞれ行われる。
【０１６８】
ステップＳ９で第１世代より後の世代の「親」として抽出された（Ｓ１０：Ｙｅｓ）ＮＰ個の溶接動作経路パターンは、そのいずれかの実効的作業時間の値が基準値を満足するか否かが判定される（Ｓ１１）。
【０１６９】
ＮＰ個の溶接動作経路パターンのうち、いずれの実効的作業時間が基準値を満足する場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）には、この溶接動作経路パターンが最終解として機械制御部２２に入力され、この機械制御部２２によって、この最終解として選定された溶接動作経路パターンに基づいて、マルチロボット溶接装置２４が制御される（Ｓ１４）。
【０１７０】
ＮＰ個の溶接動作経路パターンのうち、いずれも基準値を満足しない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）には、世代数が更新された場合においても評価結果が改善されないか、あるいは、世代更新数が予め定めた上限世代数に達した場合であるかが判定される（Ｓ１２）。
【０１７１】
上記いずれかの条件を満足する場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１３を介して（Ｓ１３：Ｎｏ）ステップＳ２に移行し、そこでタスク分割が変更され、更にステップＳ３からステップＳ１２までの処理が行われる。
【０１７２】
このようにステップＳ２に戻ってタスク分割が変更される回数は、予め設定されており、設定された回数以内のタスク分割によって、基準値を満足する評価結果が得られた場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１４に移行する。
【０１７３】
一方、基準値を満足しない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）には、再びステップＳ１２を介して（Ｓ１２：Ｙｅｓ）ステップＳ１３に移行する。そして、評価結果が基準値を満足しなくても、タスク分割の変更回数が、予め設定された回数に達した場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１４に移行する。
【０１７４】
このようにして決定された溶接動作経路パターンが機械制御部２２に入力され、この機械制御部２２によって、この経路パターンに基づいて、マルチロボット溶接装置２４が制御される（Ｓ１４）。
【０１７５】
上述したように、本実施の形態に係る制御方法を適用した制御装置においては、上記のような作用により、複数の溶接ロボットによってなされる溶接動作経路を遺伝的アルゴリズムを用いて決定し、もって、複数の溶接ロボットによってなされる複雑な溶接作業の最適化を図ることができる。
【０１７６】
溶接作業の最適化を図るためには、▲１▼同一の溶接ロボットが行う溶接箇所における溶接順序、▲２▼溶接ロボット同士の相互干渉を回避する待避動作パターン、▲３▼溶接ロボット毎の溶接開始時間、▲４▼溶接方向、▲５▼オーバーラップ領域５２にある溶接線を担当する溶接ロボットの選択等、多くのパラメータを考慮する必要がある。
【０１７７】
しかしながら、本実施の形態に係る制御方法を適用した制御装置では、遺伝的アルゴリズムを用いることにより、これらのパラメータを個別に考慮するのではなく、同時に考慮して最適化を図ることができる。
【０１７８】
一般的に、複数のパラメータによる組み合わせを全て抽出して、抽出された全ての組み合わせに関して動作シミュレーションを行い、最適な溶接動作経路パターンの解を得るような場合、考慮すべきパラメータが増加すると、それに伴って組み合わせのパターンも増加するために、計算時間も増加する。
【０１７９】
しかしながら、本実施の形態では、考慮すべきパラメータが増加した場合においても、そのパラメータを溶接動作経路パターンを定義するデータ列に新たなデータとして追加して、遺伝的アルゴリズムを適用することにより、パラメータの追加によって評価が極めて困難になるということはなく、最適な解を得ることが可能となる。
【０１８０】
なお、本実施の形態では、一例として、図２に示すような天吊式の溶接ロボット３０を対象に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、自走式ロボットのように明確な動作境界領域を持たないロボットに対しても適用が可能である。
【０１８１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図２２から図２３を用いて説明する。
【０１８２】
本発明の第２の実施の形態に係る制御方法を適用した制御装置は、第１の実施の形態に係る制御装置とその構成を同一とし、第１の実施の形態と比べて、溶接作業の最適化を図るために考慮すべきパラメータが１つ増加した点のみが異なる。したがって、ここでは第１の実施の形態と異なる部分のみについて説明する。
【０１８３】
すなわち、第２の実施の形態は、第１の実施の形態において溶接作業の最適化を図るために考慮したパラメータ（▲１▼同一の溶接ロボットが行う溶接箇所における溶接順序、▲２▼溶接ロボット同士の相互干渉を回避する待避動作パターン、▲３▼溶接ロボット毎の溶接開始時間、▲４▼溶接方向、▲５▼オーバーラップ領域５２にある溶接線を担当する溶接ロボットの選択）に加えて、新たなパラメータである▲６▼溶接線ごとに溶接ロボットの作業開始タイミングをずらせる、という要求を追加し、これらパラメータを考慮して溶接作業の最適化を図るものである。
【０１８４】
第１の実施の形態では、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム２は、（１）溶接動作経路情報を読み込み、（２）タスク分割処理を行い、（３）溶接方向の入れ替え処理を行っているが、本実施の形態では、更に（４）溶接待ち時間の作成も行う。
【０１８５】
この（４）溶接待ち時間とは、隣接する溶接ロボット３０との干渉を避けるために設定された溶接ロボット３０の一時停止時間のことであり、溶接箇所毎に設定するものである。
【０１８６】
このように（４）溶接待ち時間を考慮する場合、初期作業パターン作成部６は、各溶接ロボット３０（Ｒ１〜Ｒ１０）の動作に関する情報を、図２２に示すようにまとめる。
【０１８７】
なお、図２２に示す例では、全ての溶接箇所に対して、溶接待ち時間がゼロ（秒）と設定した状態を示している。すなわち、溶接ロボット３０は、該当する溶接箇所への移動が完了後、直ちに該当する溶接箇所の溶接を開始する。
【０１８８】
更に、初期作業パターン作成部６は、図２２に示す内容から更に、図２３に示すような初期溶接動作経路パターンを定義するデータ列を作成する。この図２３は、図６に示すデータ列に、「溶接箇所毎の溶接待ち時間」を追加した構成である。
【０１８９】
作業パターン作成部８は、初期作業パターン作成部６によって作成された図２３に示すような初期作業パターンを示す初期溶接動作経路パターンに基づいて、溶接開始遅れ時間と溶接順序と溶接待ち時間と溶接方向とのうちの少なくとも１つを変化させて作成される新たな溶接動作経路パターンを複数個作成する。
【０１９０】
溶接開始遅れ時間と溶接順序と溶接方向とを変化させる方法については、第１の実施の形態で説明したとおりである。
【０１９１】
溶接待ち時間を変化させる方法については、例えば、（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」のうち、任意のＮＣ４個（ＮＰ×ＮＣ  ＞  ＮＣ４）の「子」に対し、該当する溶接ロボット３０と溶接箇所とをランダムに選択し、更に選択された溶接箇所についてランダムに溶接待ち時間を設定するやり方があるが、別のやり方でも構わない。
【０１９２】
このようにして、作業パターン作成部８は、溶接動作経路パターンとして、ＮＰ個の「親」と、溶接箇所の溶接順序と、溶接待ち時間と、溶接開始時間遅れと、溶接方向とを変化させた（ＮＰ×ＮＣ）個の「子」とをそれぞれ設定する。
【０１９３】
作業効率評価部１０は、作業パターン作成部８によって作成された（ＮＰ＋ＮＰ×ＮＣ）個の溶接動作経路パターン毎に、複数台の溶接ロボットの動作シミュレーションを行う。なお、動作シミュレーションを行うに当たっては、第１の実施の形態で記したように、デッドロックを回避できるようなロジックを適用しており、隣接する溶接ロボット３０に待ち時間を与えた溶接線がある場合には、初期溶接動作経路パターンを見直すようにしている。
【０１９４】
次に、以上のように構成した本発明の第２の実施の形態に係る制御方法を適用した制御装置の動作について図２１に示すフローチャートを用いて、その詳細が第１の実施の形態と異なる点のみについて説明する。
【０１９５】
ステップＳ１とステップＳ２については、第１の実施の形態で説明した内容と同一である（Ｓ１、Ｓ２）。
【０１９６】
ステップＳ３では、初期作業パターン作成部６において、作業情報記憶部４に記憶された溶接線情報およびタスク分割情報に基づいて、各溶接ロボット３０毎に割り当てられた溶接開始遅れ時間と、溶接箇所と、溶接箇所の溶接順序と、溶接箇所毎の溶接待ち時間と、各溶接箇所毎の溶接方向との組合せからなる初期溶接動作経路パターンが第０世代のデータ列として生成される（Ｓ３）。
【０１９７】
ステップＳ４では、この初期溶接動作経路パターンに基づいて、作業パターン作成部８において、溶接開始遅れ時間と、溶接順序と、溶接待ち時間と、溶接方向とのうちの少なくとも１つを変化させて決定される新たな溶接動作経路パターンが複数個生成される（Ｓ４）。
【０１９８】
次に、作業効率評価部１０において、このように作成された複数の溶接動作経路パターン毎に、適合性の評価が行われる（Ｓ５）。
【０１９９】
この適合性の評価は、更に、以下に示すステップＳ６、ステップＳ７、ステップＳ８に分類される。
【０２００】
ステップＳ６では、第１の実施の形態で説明したものと同様に、動作シミュレーションが行われ、溶接作業に要するトータルの作業時間と、デッドロックの回数とが演算される（Ｓ６）。
【０２０１】
ステップＳ７からステップＳ１４までは、第１の実施の形態で説明した通りである。
【０２０２】
上述したように、本実施の形態に係る制御方法を適用した制御装置においては、上記のような作用により、複数の溶接ロボットによってなされる溶接動作経路を遺伝的アルゴリズムを用いて決定し、もって、複数の溶接ロボットによってなされる複雑な溶接作業の最適化を図ることができる。
【０２０３】
遺伝的アルゴリズムを用いることにより、考慮すべきパラメータが増加した場合においても、そのパラメータを溶接動作経路パターンを定義するデータ列に新たなデータとして追加することにより、同様な評価を行なうことができ、パラメータの追加によって評価が極めて困難になるということはない。
【０２０４】
すなわち、第１の実施の形態において、溶接作業の最適化を図るために考慮する必要があったパラメータ（▲１▼同一の溶接ロボットが行う溶接箇所における溶接順序、▲２▼溶接ロボット同士の相互干渉を回避する待避動作パターン、▲３▼溶接ロボット毎の溶接開始時間、▲４▼溶接方向、▲５▼オーバーラップ領域５２にある溶接線を担当する溶接ロボットの選択）に加えて、本実施の形態では、▲６▼溶接線ごとに、溶接ロボットの作業開始タイミングをずらせる、といった要求を追加しているが、このように、考慮すべきパラメータが増加した場合であっても、パラメータの追加によって評価が極めて困難になるということはなく、最適な解を得ることが可能となる。
【０２０５】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、次のようにしても同様に実施できるものである。
【０２０６】
すなわち、本発明の各実施の形態では、溶接ロボットを対象に説明したが、本発明は、一般的な組立作業、例えば材、仮付け、歪み取り、および一般的な加工作業である切断、孔明、切削、塗装等、あるいは部材のハンドリング作業、分解作業等、所定の作業に幅広く適用することが可能である。
【０２０７】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０２０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、３つ以上の溶接装置によって実施される溶接作業手順を遺伝的アルゴリズムを用いて決定することができる。
【０２０９】
以上により、各溶接装置によって実施される複雑な溶接作業手順の最適化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る制御方法を適用した制御装置の一例を示すシステム構成図。
【図２】造船業において実用化されているマルチロボット溶接装置の構成例を示す斜視図。
【図３】マルチロボット溶接装置が溶接する対象となるワークの一例を示す平面図。
【図４】各動作領域における溶接箇所の一例を示す模式図。
【図５】第１の実施の形態における各溶接ロボットの動作に関するデータの一例を示す図。
【図６】第１の実施の形態における初期溶接動作経路パターンを定義するデータ列の一例を示す図。
【図７】初期溶接動作経路パターンから「親」と「子」を生成する方法を示す模式図。
【図８】溶接順序の交叉処理方法の一例を示す模式図。
【図９】溶接動作経路データ列から、溶接開始遅れ時間を設定する溶接動作経路パターンを抽出する方法を示す模式図。
【図１０】溶接動作経路パターンの溶接開始遅れ時間を設定する方法を示す模式図。
【図１１】溶接動作経路パターンから、溶接方向を変更する溶接動作経路パターンを抽出する方法を示す模式図。
【図１２】溶接動作経路パターンの溶接方向を変更する方法を示す模式図。
【図１３】溶接ロボットの動作において干渉が起こった場合の一例を示す概念図。
【図１４】溶接ロボットの動作において干渉が起こった場合の一例を示す概念図。
【図１５】溶接ロボットの干渉フリー時間を説明するための模式図。
【図１６】溶接動作経路パターン毎の動作シミュレーション結果をまとめたリストの一例を示す図。
【図１７】実効的作業時間の短い順に溶接動作経路パターンをソーティングして作成された適合性順位リストの一例を示す図。
【図１８】適合性順位の上位から溶接動作経路パターンを抽出する方法の一例を示す概念図。
【図１９】溶接開始遅れ時間の交叉処理方法の一例を示す模式図。
【図２０】溶接動作経路パターンの世代数と実効的作業時間との関係の一例を示す図。
【図２１】第１の実施の形態に係る制御方法を適用した制御装置の動作を示すフローチャート。
【図２２】第２の実施の形態における各溶接ロボットの動作に関するデータの一例を示す図。
【図２３】第２の実施の形態における初期溶接動作経路パターンを定義するデータ列の一例を示す図。
【符号の説明】
１…制御装置、
２…ＣＡＭシステム、
４…作業情報記憶部、
６…初期作業パターン作成部、
８…作業パターン作成部、
１０…作業効率評価部、
１２…作業パターン抽出部、
１４…作業パターン記憶部、
１６…作業パターン再作成部、
１８…作業効率再評価部、
２０…作業パターン再抽出部、
２２…機械制御部、
２４…マルチロボット溶接装置、
３０…溶接ロボット、
３１、３２、３３…スライド機構、
３４…溶接トーチ、
４０…ワーク、
４１…開口部、
４２…パネル、
４３…取付部材、
５０…定盤、
５１…領域境界線、
５２…オーバーラップ領域。
【図１】
0003698007.tif 000002
【図２】
0003698007.tif 000003
【図３】
0003698007.tif 000004
【図４】
0003698007.tif 000005
【図５】
0003698007.tif 000006
【図６】
0003698007.tif 000007
【図７】
0003698007.tif 000008
【図８】
0003698007.tif 000009
【図９】
0003698007.tif 000010
【図１０】
0003698007.tif 000011
【図１１】
0003698007.tif 000012
【図１２】
0003698007.tif 000013
【図１３】
0003698007.tif 000014
【図１４】
0003698007.tif 000015
【図１５】
0003698007.tif 000016
【図１６】
0003698007.tif 000017
【図１７】
0003698007.tif 000018
【図１８】
0003698007.tif 000019
【図１９】
0003698007.tif 000020
【図２０】
0003698007.tif 000021
【図２１】
0003698007.tif 000022
【図２２】
0003698007.tif 000023
【図２３】
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