(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接線を規定する教示点及び教示点関連情報が記述された作業プログラムを再生することにより、マニピュレータを制御するアーク溶接ロボット制御装置において、
前記溶接線に対する溶接トーチのトーチ姿勢を規定するトーチ姿勢ファイルを作成する作成手段と、
前記トーチ姿勢ファイルを記憶する記憶手段と、
前記溶接線上の教示点又は前記教示点関連情報に前記トーチ姿勢ファイルを関連づけて設定する設定手段と、
前記作業プログラムの再生時に、前記溶接線上の教示点におけるマニピュレータによるトーチ姿勢を、前記トーチ姿勢ファイルに基づいて算出する姿勢算出手段と、
前記溶接線上の任意の教示点又は教示点関連情報に関連づけられる前記トーチ姿勢ファイルに記述されるトーチ姿勢と、１つ前の教示点又は前記１つ前の教示点の教示点関連情報に関連づけられたトーチ姿勢ファイルに記述されたトーチ姿勢と比較を行い、姿勢変化が閾値以上であるときは、警告手段を作動させて警告させる比較手段と、を備え、
前記トーチ姿勢ファイルは、関連づけられた前記教示点又は教示点関連情報に基づいて、前記記憶手段から読み出されて、前記作成手段により更新自在とされていることを特徴とするアーク溶接ロボット制御装置。
【請求項２】
前記作成手段は、ワークに対して実際に位置づけられた前記溶接トーチのトーチ姿勢に基づいて、前進後退角、狙い角のうち、少なくともいずれか１つを算出し、その算出結果を前記トーチ姿勢ファイルに記述することを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
【請求項３】
可搬式操作手段からのジョグ送り操作により姿勢変更信号が入力される毎に、前進後退角、狙い角のいずれか１つを所定の角度ピッチだけ変化させて前記トーチ姿勢を微調整する微調整手段を備え、
前記作成手段は、前記微調整手段による微調整の結果に基づいてトーチ姿勢ファイルにトーチ姿勢を記述することを特徴とする請求項２に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
【請求項４】
ジョグ送り操作を行う可搬式操作手段を備え、
前記トーチ姿勢を前記可搬式操作手段からのジョグ送り操作により入力する第１入力モード、前記トーチ姿勢を数値により入力する第２入力モードのいずれかのモード選択が可能なモード選択手段と、
前記モード選択手段により、前記第１入力モードが選択された際、前記作成手段は、前記溶接トーチのトーチ姿勢をエンコーダから読み取って前記トーチ姿勢ファイルに記述し、
前記モード選択手段により、前記第２入力モードが選択された際、前記作成手段は、前記可搬式操作手段からの数値入力により、前記トーチ姿勢ファイルにトーチ姿勢を記述することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のアーク溶接ロボット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアーク溶接ロボット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接トーチを支持したマニピュレータによる溶接作業を、作業プログラムの再生運転によって実行する場合、マニピュレータの移動中に溶接トーチの先端位置（３次元位置）とともに、溶接トーチの姿勢が適正に保たれる必要がある。
【０００３】
すなわち、溶接トーチ先端が溶接線を正しくなぞるように溶接経路上を移動しても、トーチ姿勢が不適当である場合には、所望の溶接作業を遂行することができない。このため、教示時には溶接経路上の複数の教示点の教示、並びに溶接トーチの姿勢の教示を正確に行う必要がある。
【０００４】
このようにトーチ姿勢の教示は非常に労力を要する作業であるために、教示作業を軽減化することを目的とした様々な方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、狙い角、前進後退角等を数値で入力することを可能にしたトーチ姿勢の教示方法が開示されている。
【０００５】
特許文献１では、図１２に示すように、（１）溶接経路の始点Ａ，終点Ｆ及び接続点Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの位置迄、トーチ姿勢には注意を払うことなくジョグ送りしてトーチの先端を移動させることにより、始点Ａ，終点Ｆ及び接続点Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを、順次教示する。（２）次に、トーチの姿勢を規定するための基準面を指定し、トーチ姿勢を表す狙い角と前進後退角（すなわち、角度パラメータ）をロボット制御装置に入力する。（３）入力された前記角度パラメータと、（１）の始点Ａ，終点Ｆ及び接続点Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの位置データに基づき、基本的なトーチ姿勢が自動的にロボット制御装置により計算される。
【０００６】
特許文献１では、最初にマニピュレータの位置（トーチ位置）のみを教示した作業プログラムを用意し、この作業プログラムに、姿勢を決定するための角度パラメータを入力することによって、トーチ姿勢を算出して作業プログラムに反映させるようにしている。この結果、教示作業を大幅に軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１２３５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、トーチ姿勢の角度パラメータは、トーチ姿勢クイックティーチと称される専用機能を呼び出してから、都度、入力するようになっているために、一度入力したトーチ姿勢を、再度、あるいは別の作業プログラムで利用することができない。
【０００９】
また、角度パラメータを誤って入力してしまうと、溶接トーチがワークと干渉したり、所望の溶接結果にならない場合がある。所望の溶接結果にならない場合とは、例えば、溶接電圧、溶接電流等の溶接条件は、トーチ姿勢に対応して設定されているため、角度パラメータに入力間違いがあると、間違ったトーチ姿勢の下で前記溶接条件を満足するように実行されることになってしまい、この結果、正しいトーチ姿勢で形成されるはずの溶接ビード等にならない場合である。
【００１０】
このような場合は、角度パラメータの修正を行う必要があるが、特許文献１では、角度パラメータの修正を行う場合でも、上述した専用の機能を起動する必要がある。一般的に、トーチ姿勢を修正する場合は、作業プログラムを再生して修正対象の教示点まで移動した後、その教示点におけるトーチ姿勢を現物のワークに合わせて確認しながら微調整することが行われる。しかしながら、特許文献１では、現物のワークに合わせながら微調整することができない。
【００１１】
本発明の目的は、トーチ姿勢を決定する角度パラメータを、作業プログラムとは別のトーチ姿勢ファイルとして保存可能とすることによって、一度教示したトーチ姿勢の再利用を可能とするとともに修正も容易にし、トーチ姿勢の教示作業を軽減することができるアーク溶接ロボット制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記問題点を解決するために、請求項１の発明は、溶接線を規定する教示点及び教示点関連情報が記述された作業プログラムを再生することにより、マニピュレータを制御するアーク溶接ロボット制御装置において、前記溶接線に対する溶接トーチのトーチ姿勢を規定するトーチ姿勢ファイルを作成する作成手段と、前記トーチ姿勢ファイルを記憶する記憶手段と、前記溶接線上の教示点又は前記教示点関連情報に前記トーチ姿勢ファイルを関連づけて設定する設定手段と、前記作業プログラムの再生時に、前記溶接線上の教示点におけるマニピュレータによるトーチ姿勢を、前記トーチ姿勢ファイルに基づいて算出する姿勢算出手段と、前記溶接線上の任意の教示点又は教示点関連情報に関連づけられる前記トーチ姿勢ファイルに記述されるトーチ姿勢と、１つ前の教示点又は前記１つ前の教示点の教示点関連情報に関連づけられたトーチ姿勢ファイルに記述されたトーチ姿勢と比較を行い、姿勢変化が閾値以上であるときは、警告手段を作動させて警告させる比較手段と、を備え、前記トーチ姿勢ファイルは、関連づけられた前記教示点又は教示点関連情報に基づいて、前記記憶手段から読み出されて、前記作成手段により更新自在とされていることを特徴とするアーク溶接ロボット制御装置を要旨としている。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１において、前記作成手段は、ワークに対して実際に位置づけられた前記溶接トーチのトーチ姿勢に基づいて、前進後退角、狙い角のいずれか１つ又は複数を算出し、その算出結果を前記トーチ姿勢ファイルに記述することを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項２において、可搬式操作手段からのジョグ送り操作により姿勢変更信号が入力される毎に、前進後退角、狙い角のいずれか１つを所定の角度ピッチだけ変化させて前記トーチ姿勢を微調整する微調整手段を備え、前記作成手段は、前記微調整手段による微調整の結果に基づいてトーチ姿勢ファイルにトーチ姿勢を記述することを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３において、ジョグ送り操作を行う可搬式操作手段を備え、前記トーチ姿勢を前記可搬式操作手段からのジョグ送り操作により入力する第１入力モード、前記トーチ姿勢を数値により入力する第２入力モードのいずれかのモード選択が可能なモード選択手段と、前記モード選択手段により、前記第１入力モードが選択された際、前記作成手段は、前記溶接トーチのトーチ姿勢をエンコーダから読み取って前記トーチ姿勢ファイルに記述し、前記モード選択手段により、前記第２入力モードが選択された際、前記作成手段は、前記可搬式操作手段からの数値入力により、前記トーチ姿勢ファイルにトーチ姿勢を記述することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、トーチ姿勢を決定する角度パラメータを、作業プログラムとは別のトーチ姿勢ファイルとして保存するようにした。このようにすることによって、一度教示したトーチ姿勢の再利用が可能となる。また、教示後にトーチ姿勢を変更する場合、トーチ姿勢を規定する姿勢ファイルを変更するだけとなる。すなわち、トーチ姿勢の教示作業を軽減することができる。
【００１９】
また、トーチ姿勢ファイルは、関連づけられた教示点又は教示点関連情報に基づいて記憶手段から読み出されて、作成又は修正可能としたことによって、トーチ姿勢の教示をより簡単に行うことができる。
【００２０】
さらに、トーチ姿勢に関連するデータが誤って入力されたとしても、事前に警告を発することにより修正を促すようにしたことによって、マニピュレータの周辺に位置するジグ等の干渉を防止することができる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、可搬式操作手段により実際にジョグ送りされた溶接トーチのトーチ姿勢を、直接、トーチ姿勢ファイルに取り込んで記憶できるようにしたことによって、現物のワークに合わせた厳密な教示を行うことができる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、現物のワークに合わせたトーチ姿勢の微調整を可能としたことによって、教示後の修正作業を軽減することができる。
請求項４の発明によれば、トーチ姿勢ファイルの作成・更新を、可搬式操作手段を使ったジョグ送り、または直接の数値入力のいずれかの方法によって可能としたことによって、フレキシブルな設定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態のティーチングプレイバック方式を採用したアーク溶接ロボット制御装置の構成図。
【図２】ロボット制御装置のブロック図。
【図３】教示点の説明図。
【図４】（ａ）は溶接経路（溶接区間）の説明図、（ｂ）は前進後退角の説明図、（ｃ）は狙い角の説明図。
【図５】教示モードにおいて、作業者が作業プログラムの作成を行う手順のフローチャート。
【図６】入力モードにおいて、ＣＰＵ５０が行う処理のフローチャート。
【図７】編集モードにおいて、ＣＰＵ５０が行う処理のフローチャート。
【図８】作業プログラムの説明図。
【図９】記憶部の説明図。
【図１０】第２実施形態の作業プログラムの説明図。
【図１１】第２実施形態の記憶部の説明図。
【図１２】従来例の教示点の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化したアーク溶接ロボット制御装置の一実施形態を図１〜図９を参照して説明する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
前記キーには、マニピュレータ１０を動作させるための複数のボタン群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、テンキー各種の文字入力キー（図示しない）及び選択キー４５等を含む。これらのキーの操作により、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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）並びにトーチ姿勢は、作業プログラム、並びにトーチ姿勢ファイルとしてそれぞれ記述されて記憶部５６に記憶される。
【００３１】
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。
【００３２】
又、ロボット制御装置ＲＣは、図示しない上位コントローラにも電気的に接続されており、前記上位コントローラからの外部の種々の入力信号が入力可能である。
前記ＣＰＵ５０は、作成手段、設定手段、姿勢算出手段、比較手段、微調整手段に相当する。前記記憶部５６は記憶手段に相当する。ティーチペンダントＴＰの表示装置３０は警告手段に相当する。ティーチペンダントＴＰは、可搬式操作手段及びモード選択手段に相当する。
【００３３】
（実施形態の作用）
＜Ａ．教示モード＞
次に、上記のように構成されたロボット制御装置ＲＣにおいて、教示モードでの作用を図３〜図９を参照して説明する。
【００３４】
モード切替キー４３の操作により教示モードになった状態で、ティーチペンダントＴＰの操作にて教示が行われると、ＣＰＵ５０は、作業プログラム及びトーチ姿勢ファイルを作成する。なお、説明の便宜上、図３ではワークＷとして一対の鉄板がＬ字状に配置された角継手の場合を説明するが、継手の種類は限定されるものではない。
（１．トーチ姿勢ファイルの作成）
トーチ姿勢ファイルの作成は、作業プログラムの作成（教示）と並行して行うことも可能であるが、本実施形態では、説明の便宜上、作業プログラムの作成に先駆けて予め作成しておくものとして、以降の説明を行う。
【００３５】
また、トーチ姿勢ファイルの作成方法としては、ワークＷに合わせて実際にジョグ送りを行ってトーチ姿勢を決定する第１入力モードと、トーチ姿勢の角度パラメータを数値で入力する第２入力モードとが備わっている。
【００３６】
作業者は、ティーチペンダントＴＰのトーチ姿勢ファイル作成キー４４を操作すると、ＣＰＵ５０は、トーチ姿勢ファイル作成モードとして、ＲＡＭ５４にトーチ姿勢ファイルの作成のための記憶領域を確保する。そして、このモードの下で、作業者は、下記のようにして溶接線に対するトーチＴのトーチ姿勢を入力する。以下、トーチ姿勢ファイルの作成について、図６を参照して説明する。
【００３７】
ステップ１１０（以下、ステップを単にＳと表記する）において、ＣＰＵ５０は、前記第１入力モード、或いは、前記第２入力モードの名称をティーチペンダントＴＰに表示するとともに、選択キー４５の操作により、どちらが選択されるかをチェックする。
【００３８】
まず、第１入力モードが選択された場合について説明する。
Ｓ１１５において、トーチ姿勢を前進後退角、狙い角等で表わすための基準面を設定する。基準面は、ワークＷ上の３点（例えば、図４（ａ）で示した開始点Ｐｓ、目標点Ｐｅ及び補助点Ｐｒ）が指定されることによりＣＰＵ５０が算出する。より具体的には、ティーチペンダントＴＰのボタン群４０の操作により、基準面を決定する各点にジョグ送りされて、当該位置がＣＰＵ５０に入力されると、ＣＰＵ５０は基準面を算出し、ＲＡＭ５４に記憶する。基準面及びこれを決定する３点の詳細については、後述する。
【００３９】
Ｓ１２０において、ティーチペンダントＴＰのボタン群４０の操作によりジョグ送りがされると、ティーチペンダントＴＰから操作されたボタンに応じた方向に対応した変更信号がＣＰＵ５０に入力される。具体的には、姿勢（±ＲＸ，±ＲＹ，±ＲＺ）のボタンが操作されると、その姿勢の回転方向を示す変更信号がティーチペンダントＴＰからＣＰＵ５０に入力される。
【００４０】
この方法によってトーチ姿勢を決定することが可能であるが、好ましい実施形態としては、姿勢の微調整機能を備えるとさらによい。すなわち、ＣＰＵ５０は、微調整信号が入力されると、その微調整信号と方向に応じて前進後退角、狙い角のいずれか１つ又は両者を、所定の角度ピッチだけ変化させる。すなわち、マニピュレータ１０を作動させてトーチ姿勢を微調整する。ここで、所定の角度ピッチとは、ボタンの１回の押下毎に、例えば１°づつ変化するピッチである。この角度ピッチは、予め定められるように構成しておくことが望ましい。このように、トーチ角度の微調整が行われることにより、精度が高い調整が可能となる。
【００４１】
そして、ＣＰＵ５０は、マニピュレータ１０における各アームの駆動モータのエンコーダからの現在位置情報（すなわち、関節角度）を入力する。
Ｓ１３０において、ＣＰＵ５０は、トーチ姿勢が変更される毎に、変更されたトーチ姿勢である前進後退角、狙い角のいずれか１つ又は両者を前記現在位置情報に基づいて算出する。なお、ジョグ送りでは、前進後退角のみ、或いは、狙い角のみの変更が可能であるとともに、前進後退角及び狙い角の両者を同時に変更することも可能である。
【００４２】
Ｓ１４０において、算出したトーチ姿勢を表示装置３０に表示する、
Ｓ１５０において、登録キー４１が操作されない場合には、Ｓ１２０に戻る。又、Ｓ１５０において、登録キー４１が操作されると、ＣＰＵ５０は、Ｓ１６０において、表示装置３０に表示されたトーチ姿勢をトーチ姿勢ファイルに記述し記憶部５６に保存し、このフローチャートを終了する。
【００４３】
又、Ｓ１１０において、第２入力モードが選択された場合、作業者は、Ｓ１７０において、トーチ姿勢（前進後退角、狙い角）の数値入力を行う。この数値入力されたトーチ姿勢はティーチペンダントＴＰの表示装置３０に表示されるとともに、ＣＰＵ５０に入力される。そして、Ｓ１８０において、登録キー４１が操作されると、ＣＰＵ５０は、Ｓ１６０において、表示装置３０に表示されたトーチ姿勢をトーチ姿勢ファイルに記述して記憶部５６に保存し、このフローチャートを終了する。
【００４４】
なお、トーチ姿勢を数値入力する第２入力モードでは、基準面は作業プログラムに記憶される教示点および補助点によって決定される。したがって、第２入力モードでは、基準面を決定するための３点を教示する作業は不要である。
（２．作業プログラムの作成）
図５は、作業者が行う作業プログラムの作成の手順を示すフローチャートである。同図に示すように、教示モードでは、Ｓ１０において、作業者はティーチペンダントＴＰの文字入力キーを使用して、作業プログラム名を入力する。ＣＰＵ５０は、ティーチペンダントＴＰを介してこの作業プログラム名の記憶領域をＲＡＭ５４に確保する。
【００４５】
Ｓ２０は教示点又は補助点の入力ステップ、Ｓ３０はトーチ姿勢ファイルの指定ステップ、Ｓ４０は教示点に関する教示点関連情報の入力ステップ、Ｓ５０は、Ｓ２０で入力される移動コマンドとは異なる他の命令の入力ステップである。
（２．１  原点・エアカット部の教示）
Ｓ２０において、作業者は、ティーチペンダントＴＰのボタン群４０を操作して、トーチＴを原点位置（図示しない）までジョグ送りした後、教示モードにおいて表示装置３０の表示画面に表示されている各種の移動方法（移動コマンドともいう）の内の１つを選択し、登録キー４１を操作することにより原点を教示する。
【００４６】
本実施形態では、移動方法（移動コマンド）として、例えば、位置決め命令、直線補間命令、円弧補間命令等が選択可能である。
位置決め命令は、トーチＴの姿勢制御が行われないで、単にトーチＴを教示点に移動させるコマンドである。又、直線補間命令は、後述する教示されているトーチ姿勢をとるようにして、補間演算を行いながら教示点までトーチＴを直線状に移動させるコマンドである。又、円弧補間命令は、後述する教示されているトーチ姿勢をとるようにして、補間演算を行いながら教示点までトーチＴを円弧を描くように移動させるコマンドである。
【００４７】
この原点の教示により、図８に示すように、ＣＰＵ５０は、ＲＡＭ５４の前記作業プログラムの記憶領域に「教示ステップ００１」を生成し、教示点としての原点を記録する。
この原点位置は、原点にトーチＴが位置するまでに前記駆動モータに直結された前記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が算出する。以下、後述する他の教示点、並びに補助点についても、原点位置の教示と同様に、各アームの関節角度に基づいて算出される。
【００４８】
原点の教示においては、トーチ姿勢ファイルの指定は必要ないため、作業者はＳ３０で何もせずにＳ４０に移行する。Ｓ４０において、作業者は、教示点関連情報としての移動速度をテンキー（図示しない）により数値入力する。図８の作業プログラムでは、例えば、「００１      ，位置決め命令，７６００ｃｍ／ｍｉｎ」と記述されている。
【００４９】
ここで、「教示ステップ００１」と、位置決め命令との間は、指定されたトーチ姿勢ファイル名が表示される領域である。
後述する教示ステップ００３，００５，００６，００７において、トーチ姿勢ファイルが記述された例が示されている。例えば、「００３  ＴＲ０１，位置決め命令，７６００ｃｍ／ｍｉｎ」と記述されている。上記ＴＲ０１が、指定されたトーチ姿勢ファイルのファイル名を示している。
【００５０】
なお、このようなトーチ姿勢ファイル名が表示される領域は、図８の例に限定されるものではなく、適宜の位置に設定すればよい。
次に作業者は、Ｓ５０及びＳ６０で何もせずに、Ｓ２０に戻る（他の命令の入力や、作業プログラムの終了を示すエンド命令を入力しないで、再びＳ２０に戻る）。Ｓ２０において、溶接開始点の直前の位置である溶接開始直前点までボタン群４０を操作して、トーチＴをジョグ送りする。この後、作業者は、表示装置３０が表示している移動方法の１つ、すなわち、位置決め命令を同様に選択し、登録キー４１を操作することにより教示する。
【００５１】
この教示により、図８に示すように、ＣＰＵ５０は、「教示ステップ００２」を生成し、教示点としての溶接開始直前点の位置を記録する。
Ｓ３０で何もせずにＳ４０に移行し、作業者は、教示点関連情報として、移動速度をテンキー（図示しない）により数値入力する。図８の作業プログラムでは、「教示ステップ００２」において、位置決め命令の後に、移動速度が数値入力により記述されたことが例示されている。
【００５２】
続いて、Ｓ５０及びＳ６０で何もせずにＳ２０に戻る。このように、トーチＴの原点、及び溶接開始点の直前までの溶接開始直前点（エアカット部）では、トーチ姿勢ファイルを指定しないで教示する。
（２．２  溶接施工部の教示）
次に、溶接施工部の教示について説明する。ここからは、図３と合わせて説明する。図３において、教示点Ａ１は、溶接開始点である。教示点Ａ２およびＡ３は、トーチ姿勢を変更するために設ける溶接接続点である。教示点Ａ４は、溶接終了点である。教示点Ａ１〜Ａ４で構成される溶接施工部では、各教示点において、トーチ姿勢ファイルを指定することによってトーチ姿勢を教示する。
【００５３】
図５に戻り、Ｓ２０において、作業者は、溶接開始点である教示点Ａ１まで、ボタン群４０を操作して、トーチＴをジョグ送りする。
Ｓ３０において、位置決め命令を選択し、さらに作成済みのトーチ姿勢ファイルを指定し、登録キー４１を操作する。この教示操作により、ＣＰＵ５０は、図８に示すように、「教示ステップ００３」を生成し、教示点Ａ１の位置を記録する。また、作成済みのトーチ姿勢ファイルが指定されることにより、教示点Ａ１におけるトーチ姿勢が記録されることになる。
【００５４】
トーチ姿勢ファイルのファイル名の例として「ＴＲ０１」が指定された場合は、図８に示すように、「教示ステップ００３」の直後に「ＴＲ０１」が表示される。このように、各教示ステップ（教示点）にトーチ姿勢ファイルが関連づけされる。
【００５５】
Ｓ４０において、作業者は、教示点関連情報としての移動速度をテンキー（図示しない）により数値入力する。
Ｓ５０において、作業者は、ティーチペンダントＴＰの各種キーを操作して溶接開始命令を入力する。そして、溶接条件である溶接電流、溶接電圧、及び溶接速度を入力する。ＣＰＵ５０は、この溶接条件を図８に示すように「教示ステップ００４」の行を生成し、溶接開始命令および溶接条件を記録する。
【００５６】
続いて作業者は、図３における教示点Ａ１の次の教示点Ａ２を教示するために、Ｓ６０で何もせずにＳ２０に戻る。Ｓ２０において、教示点Ａ１と同様に教示点Ａ２を教示する。すなわち「教示ステップ００３」と同様に、教示点Ａ２の位置と、教示点Ａ２におけるトーチ姿勢ファイルＴＲ０２が教示される。この教示操作により、図８に示すように、「教示ステップ００５」が記録される。なお、教示点Ａ１及び教示点Ａ２のトーチ姿勢を同一とする場合は、教示点Ａ２において、教示点Ａ１と同一のトーチ姿勢ファイルＴＲ０１を指定すればよい。これは、後述する教示点Ａ３及びＡ４でも同様である。トーチ姿勢を変更する場合のみ、異なるトーチ姿勢ファイル（例えば、ＴＲ０３等）を指定する。
【００５７】
以下、図３に示す教示点Ａ３及びＡ４についても、教示点Ａ２の教示と同様にティーチペンダントＴＰを操作して、Ｓ２０〜Ｓ６０の手順を繰り返すことにより、図８に示すように「教示ステップ００６」及び「教示ステップ００７」が記録される。
【００５８】
この後、Ｓ５０において、作業者が「溶接終了命令」を入力することにより、「教示ステップ００８」が記録される。
以下同様にして、作業者が、図３には図示されていない教示点の教示又は移動命令以外の命令を入力し、Ｓ５０でエンド命令が入力されると、ＣＰＵ５０は、作業プログラムにそのときの教示ステップ番号である「教示ステップｎ」を記述する。そして、作業者が、Ｓ７０において、登録キー４１を操作すると、作業プログラムが記憶部５６に格納される。
（２．３  トーチ姿勢の比較処理）
上述したステップＳ３０においては、ＣＰＵ５０は、トーチ姿勢ファイルが指定された段階で、トーチ姿勢の算出を行う。そして、この算出結果と、現在の教示点の１つ前に隣接する他の教示点、すなわち、溶接の進行方向とは反対方向に隣接する他の教示点に関連づけられたトーチ姿勢ファイルを記憶部５６から読み出してそのトーチ姿勢ファイルに記述されたトーチ姿勢と比較する比較処理を行うようにすると、さらに良い。
【００５９】
教示点Ａ１の場合は、溶接の進行方向とは反対側に隣接する教示点にはトーチ姿勢ファイルが設定されていないため、この比較処理は実行されないが、教示点Ａ２〜Ａ４のように、進行方向とは反対側に隣接する教示点にはトーチ姿勢ファイルが指定されている場合には、この比較処理が行われる。
【００６０】
この比較処理が行われた後の処理をここで説明する。
ＣＰＵ５０は、比較処理した結果、隣接する教示点のトーチ姿勢との差分である変化量が、予め定められた閾値である姿勢変更限界値よりも大きい場合には、姿勢変更が過多である旨の警告を、表示装置３０に表示させる。この警告表示により、作業者は、再び、警告が出ないようにしてジョグ送りでトーチ姿勢を変更することができる。この警告は、前記隣接する教示点におけるトーチ姿勢からの姿勢変更が過大すぎて、例えば、マニピュレータの周辺に位置するジグ等の干渉を防止するためのものである。
【００６１】
又、姿勢変更が姿勢限界値以下の場合には、ＣＰＵ５０は、許容される変更である旨を表示装置３０に表示させる。
（２．４  補助点および基準面について）
上記の説明では、便宜上、狙い角の算出に必要な基準面（後述）を定めるための補助点の教示については省略したが、補助点の教示は、教示点Ａ１〜Ａ４を教示する際、ティーチペンダントＴＰの図示しない補助点登録キーを操作することにより行われる、この場合、図３に示すように、ワークＷの平面上の点Ｂ１が補助点として教示される。教示された補助点の位置は、一旦、ＣＰＵ５０によりＲＡＭ５４に格納される。そして、前記作業プログラムの作成終了とともに前記補助点の位置は記憶部５６に格納される。
【００６２】
次に、基準面について、図４（ａ）を参照して説明する。
上記のように基準面の基本情報である補助点の入力は、教示時にティーチペンダントＴＰをオペレータが操作することで行う。
【００６３】
図４（ａ）に示すように溶接線ＹＳ（すなわち、溶接区間）を規定する溶接開始点Ｐｓと目標点Ｐｅ（溶接終了点）、並びに、補助点ＰｒをティーチペンダントＴＰによりそれぞれ指定されると、この計３点から、平面である基準面ＰＬがＣＰＵ５０により算出される。
【００６４】
すなわち、溶接開始点Ｐｓ、目標点Ｐｅ、及び補助点Ｐｒの３点が決定されると、溶接開始点Ｐｓから目標点ＰｅへのベクトルＰと、溶接開始点Ｐｓから補助点ＰｒへのベクトルＱの外積を求める。この外積で求められるベクトルは、図４（ａ）に示すように、基準面ＰＬに垂直な法線ベクトルＶｐである。基準面ＰＬに垂直な法線ベクトルＶｐが決まれば、基準面ＰＬが一意に決められる。
（２．５  トーチ姿勢）
次に、トーチ姿勢である前進後退角、及び狙い角について説明する。
【００６５】
図３に示すように、通常のロボット溶接は、作業経路に含まれる溶接経路（溶接が行われる経路）に沿って行われる。本実施形態では、教示点Ａ１〜Ａ２の溶接区間Ｅ１、記録点Ａ２〜Ａ３の溶接区間Ｆ１、記録点Ａ３〜Ａ４の溶接区間Ｇ１の各教示点が前述のように予め教示される。この教示点間を繋ぐようにしてロボットが動作する。
【００６６】
すなわち、常に隣り合う２つの教示点間をロボットは動作する。このように隣り合う２つの教示点の位置と、現在のトーチＴの姿勢、並びに前記基準面ＰＬの２つの情報から、前進後退角と狙い角が算出される。
【００６７】
前記溶接区間Ｅ１では、Ａ１が溶接開始点、Ａ２が目標点である。溶接区間Ｆ１では、Ａ２が溶接開始点、Ａ３が目標点である。又、溶接区間Ｇ１では、Ａ３が溶接開始点、Ａ４が目標点である。
【００６８】
前進後退角は、図４（ｂ）に示すように、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。
【００６９】
又、図４（ｃ）に示す溶接区間Ｅ１を例にとると、Ａ１を開始点Ｐｓとし、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のなす角が狙い角θである。なお、狙い角θ、及び前進後退角の算出は、公知であるため、説明を省略する。
【００７０】
又、前記溶接区間（溶接経路）の開始点、目標点、並びに補助点の基準座標系は、ワーク座標系やワールド座標系、或いはベース座標系が適宜選択される。基準座標系が何であるかは本発明の内容には影響しないので、ここでは特定はしない。
（２．６  トーチ姿勢の修正）
次に、トーチ姿勢の修正について、図７を参照して説明する。トーチ姿勢の修正、すなわちトーチ姿勢ファイルの編集は、作業プログラムを、修正対象の教示点があるステップまで再生した後、或いは、そのステップにジャンプした後等、所定のメニューからトーチ姿勢ファイルの編集モードを選択することにより行うことができる。この場合、作業者が編集モードにすると、Ｓ２００において、ＣＰＵ５０は、現在の教示点に関連付けされたトーチ姿勢ファイルを記憶部５６から読み出し、ＲＡＭ５４に展開する。
【００７１】
又、編集モードでは、ＣＰＵ５０は、ティーチペンダントＴＰの表示装置３０に、ジョグ送りによるトーチ姿勢の第１入力モード、或いは、トーチ姿勢ファイルの編集を数値入力で行う第２入力モードの名前を表示装置３０に表示させる。
【００７２】
編集モードにおいて、図７で示されるＳ２１０〜Ｓ２８０の処理は、図６における入力モードのＳ１１０〜Ｓ１８０とそれぞれ同様の処理であるため、説明を省略する。
＜Ｂ．作業プログラムの再生時＞
上記のように作業プログラムが作成された後、作業者がモード切替キー４３を操作して再生モードにすると、ＣＰＵ５０は、記憶部５６に記憶した前記作業プログラムを再生する。この再生時において、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。
【００７３】
又、ＣＰＵ５０は、トーチ姿勢ファイルが指定された教示点（例えば、ステップ００３、００５、００６、００７）においては、トーチ姿勢ファイルに記述されたトーチ姿勢（前進後退角、狙い角）に基づいて、該教示点におけるマニピュレータ１０がとるべき各アームの関節角度を算出する。そして、ＣＰＵ５０は、その算出結果に基づいて、各教示点におけるマニピュレータ１０を制御して、トーチＴをトーチ姿勢ファイルに記述されたトーチ姿勢にする。一方、トーチ姿勢ファイルが指定されていない教示点（例えば、ステップ００１、００２）では、該教示点におけるトーチ姿勢は、教示データとして記録されている各アームの関節角度をそのまま読み出すことによって、トーチ姿勢を再現する。
【００７４】
さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
（１）  本実施形態のロボット制御装置ＲＣは、溶接線に対するトーチＴのトーチ姿勢を規定するトーチ姿勢ファイルＴＲ０１〜ＴＲ０４を作成するＣＰＵ５０（作成手段）を備えるとともに、前記トーチ姿勢ファイルを記憶する記憶部５６（記憶手段）を備える。又、ロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０は、溶接線上の教示点にトーチ姿勢ファイルを関連づけて設定する設定手段として機能する。又、ＣＰＵ５０は、姿勢算出手段として、作業プログラムの再生時に、溶接線上の教示点におけるマニピュレータ１０によるトーチ姿勢を、教示点に関連づけられたトーチ姿勢ファイルに基づいて算出する。すなわち、トーチ姿勢を決定する角度パラメータを、作業プログラムとは別のトーチ姿勢ファイルとして保存するようにした。このようにすることによって、一度教示したトーチ姿勢の再利用が可能となる。また、教示後にトーチ姿勢を変更する場合、トーチ姿勢を規定する姿勢ファイルを変更するだけとなる。すなわち、トーチ姿勢の教示作業を軽減することができる。
【００７５】
（２）  本実施形態のロボット制御装置ＲＣは、前記トーチ姿勢ファイルは、記憶部５６から読み出されて、ＣＰＵ５０により更新自在とされている。この結果、本実施形態では、教示後にトーチ姿勢を変更する場合、トーチ姿勢を規定する姿勢ファイルを変更するだけである。このため、トーチ姿勢の教示作業を軽減することができるとともに、トーチ姿勢ファイルは、関連づけられた教示点又は教示点関連情報に基づいて記憶手段から読み出されて、作成、又は修正可能になっているため、トーチ姿勢の変更のための修正を簡単に行うことができる。
【００７６】
（３）  本実施形態のロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０は、比較手段として、溶接線上の任意の教示点に関連づけられるトーチ姿勢ファイルに記述されるトーチ姿勢と、１つ前の教示点に関連づけられたトーチ姿勢ファイルに記述されたトーチ姿勢と比較を行う。そして、ＣＰＵ５０は、姿勢変化が閾値以上であるときは、ティーチペンダントＴＰの表示装置３０（警告手段）を作動させて警告させる。この結果、本実施形態によれば、トーチ姿勢に関連するデータが誤って入力されたとしても、事前に警告を発することにより修正を促すことができ、この結果、マニピュレータの周辺に位置するジグ等の干渉を防止することができる。
【００７７】
（４）  本実施形態のロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０は、作成手段として、ジョグ送りによるワークＷに対して実際に位置づけられたトーチＴのトーチ姿勢に基づいて、前進後退角、狙い角のうち、少なくともいずれか１つを算出し、その算出結果をトーチ姿勢ファイルに記述する。この結果、本実施形態では、トーチＴの実際のトーチ姿勢に基づき、直接トーチ姿勢ファイルの更新ができることにより、教示後の修正作業を軽減できる。
【００７８】
（５）  本実施形態のロボット制御装置ＲＣのＣＰＵ５０は、微調整手段として、ティーチペンダントＴＰからジョグ送りにより変更信号が入力される毎に、前進後退角、狙い角のいずれか１つを所定の角度ピッチだけ変化させてトーチ姿勢を微調整する。そして、ＣＰＵ５０は、微調整の結果に基づいてトーチ姿勢ファイルにトーチ姿勢を記述する。この結果、本実施形態では、現物のワークに合わせたトーチ姿勢の微調整を可能としたことによって、さらに、教示時や教示後の修正作業を軽減することができる。
【００７９】
（６）  本実施形態のロボット制御装置ＲＣは、ティーチペンダントＴＰをモード選択手段とし、ティーチペンダントＴＰのジョグ送りによるトーチ姿勢の第１入力モードと、数値入力によるトーチ姿勢ファイルの第２入力モードのいずれかのモード選択が可能となっている。そして、ティーチペンダントＴＰにより、第１入力モードが選択された際、ＣＰＵ５０は、ティーチペンダントＴＰからのジョグ送り操作によるトーチ姿勢に基づき、トーチ姿勢ファイルにトーチ姿勢を記述する。
【００８０】
又、ティーチペンダントＴＰにより、第２入力モードが選択された際、ＣＰＵ５０は、ティーチペンダントＴＰの操作による数値入力により、トーチ姿勢ファイルにトーチ姿勢を記述する。この結果、本実施形態では、作業者は、ティーチペンダントＴＰのジョグ送りによるトーチ姿勢ファイルの作成・更新、或いは、トーチ姿勢ファイル対する直接の数値入力によるトーチ姿勢ファイルの作成・更新を必要に応じて選択することができる。
【００８１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図１０、図１１を参照して説明する。
第１実施形態では、教示点にトーチ姿勢ファイルを関連付けするようにしたが、第２実施形態では、教示点関連情報にトーチ姿勢ファイルを関連付けするようにしているところが異なっている。第２実施形態は、第１実施形態とはハード構成は同一であるため、ハード構成の説明は省略する。
【００８２】
図１０は第２実施形態の作業プログラムを示している。同図に示すように、第２実施形態の作業プログラムは、第１実施形態では、教示ステップ番号の書き込み領域と、「位置決め命令」、「直線補間命令」等が書き込まれたコマンド書き込み領域間のトーチ姿勢ファイル名の書き込み領域が省略されている。
【００８３】
その代わりに、本実施形態の作業プログラムでは、図１０に示すように、例えば、「００４  直線補間命令，    ，７２００ｃｍ／ｍｉｎ」と記述される。
ここで、「直線補間命令」と「７２００ｃｍ／ｍｉｎ」との間は、トーチ姿勢ファイル名が書き込まれる領域である。この領域は、教示点が教示されることによりステップ番号が生成された場合において、必要に応じて前記トーチ姿勢ファイル名が書き込まれる。
【００８４】
又、ステップ００５，００７，００９では、「００５  溶接開始命令，Ｙ０１」、「００７  溶接開始命令，Ｙ０２」、「００９  溶接開始命令，Ｙ０３」と記述される。
Ｙ０１〜Ｙ０３は、溶接条件が記述された溶接条件ファイルの名称（識別名）を示している。この溶接条件ファイルＹ０１〜Ｙ０３は、第１実施形態と同様に、記憶部５６に記憶されている、予め作成された溶接条件である。なお、溶接条件は、代表的には溶接電流、溶接電圧、溶接速度があるが、これら以外に、溶接方法により種々のパラメータが含まれる。溶接条件は、教示点で規定された溶接経路を溶接するための条件であり、これらの溶接条件は教示点関連情報に相当する。
【００８５】
また、トーチ姿勢の入力は、第１実施形態と同様に、予め作成されたトーチ姿勢ファイル名を指定することにより行われる。すなわち、図１１に示すように、トーチ姿勢ファイル名が、溶接条件ファイルの１パラメータとして指定されることにより、トーチ姿勢ファイルと溶接条件ファイルとが関連づけられる。
【００８６】
このように、本実施形態では、溶接条件ファイル、すなわち、溶接条件（教示点関連情報）に、トーチ姿勢ファイルが関連付けられている。
このトーチ姿勢ファイルは、第１実施形態と同様に、記憶部５６に記憶されるため、トーチ姿勢ファイル名に基づいて、読み出しが可能であり、トーチ姿勢の更新が可能である。
【００８７】
このため、上記のように構成された第２実施形態のロボット制御装置ＲＣにおいても、第１実施形態の（１）〜（６）に記載の作用効果を奏する。
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００８８】
・  前記実施形態では、Ｓ１３０において、トーチ姿勢の算出結果と、このトーチ姿勢を変更している教示点の前に隣接する他の教示点に関連づけられたトーチ姿勢ファイルを記憶部５６から読み出してそのトーチ姿勢ファイルに記述されたトーチ姿勢と比較する比較処理を行う。そして、隣接する他の教示点のトーチ姿勢との差分である変化量が、予め定められた閾値である姿勢変更限界値よりも大きい場合には、警告するようにしたが、この比較処理及び警告処理を省略してもよい。
【００８９】
・  前記実施形態では、ティーチペンダントＴＰの表示装置３０を警告手段としたが、警告手段は、表示装置３０に限定されるものではない。ティーチペンダントＴＰに警告手段としてのスピーカーを設けて音声により、警告を出すようにしてもよい。又、アーク溶接ロボット制御装置に表示装置、或いはスピーカーの少なくとも一方を設けて、これらから警告を出すようにしてもよい。又、ティーチペンダントＴＰに警告手段としてのランプを設けて、ランプを警告時に点灯するようにしてもよい。
【００９０】
・  前記実施形態では、教示点又は溶接条件にトーチ姿勢ファイルを関連付けするようにしたが、トーチ姿勢ファイルの関連づけは、教示点又は溶接条件に対する関連づけに限定するものではない。例えば、作業プログラムにおいて、教示された教示点において入力されるコマンドに対してトーチ姿勢ファイルを関連づけしてもよい。このコマンドは教示点関連情報に相当する。
【００９１】
・  前記第２実施形態では、トーチ姿勢ファイルを、溶接条件ファイルの１パラメータとして設定するようにしたが、トーチ姿勢ファイルを、溶接開始命令で指定する複数の溶接条件の内の１つとして指定するように構成してもよい。この場合は、例えば、「００５  溶接開始命令，２００Ａ，１８．０Ｖ，５０ｃｍ／ｍｉｎ，ＴＲ０１」のように、作業プログラムに記録される。
【符号の説明】
【００９２】
ＲＣ…ロボット制御装置、
ＴＰ…ティーチペンダント（可搬式操作手段、モード選択手段）、
３０…表示装置（警告手段）、
５０…ＣＰＵ（作成手段、設定手段、姿勢算出手段、比較手段、微調整手段）、
５６…記憶部（記憶手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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