(57)【要約】【課題】ティーチング変更に伴う溶接データの誤変更の回避を適切に行うと共に、このことを確実に報知することができる溶接ロボットシステムを提供する。【解決手段】修正要求された管理項目の値が変更許容範囲２９から外れている（ステップＳ１３でＮｏ）と、ティーチングデータ記憶部に記憶されたティーチングデータの書換えは禁止される（ステップＳ１６）ので、ティーチングデータ（溶接経路、溶接長等を含む）が設計の意図と異なる内容に変更されること、ひいては溶接品質が低下した製品が作製されることを回避できる。修正要求された管理項目の値が変更許容範囲２９から外れていることが警報機及びタッチパネル式表示器によって報知されるので、作業者は、このことを把握し、修正要求を訂正するなど直ちに対処することが可能となり、その分、生産工程の迅速化を図ることができる。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の管理項目に分けられた教示データを記憶する教示データ記憶部と、前記教示データの再生により溶接ロボットにワークに対する溶接を行わせる制御部と、前記管理項目毎に定めた変更許容範囲を記憶する変更許容範囲記憶部と、を有し、
前記制御部は、前記管理項目に対応して入力される書換え信号に基づいて前記教示データ記憶部の教示データを書換え可能であり、かつ前記書換え信号の内容が前記変更許容範囲から外れていた場合には、報知手段にその旨の報知を行わせると共に、前記教示データの書換えを行わないことを特徴とする溶接ロボットシステム。
【請求項２】
複数の管理項目に分けて教示データ記憶部に記憶された教示データの再生により溶接ロボットにワークに対する溶接を行わせる溶接方法であって、
前記管理項目毎に定めた変更許容範囲を記憶する工程と、
前記管理項目に対応して入力される書換え信号の内容が前記変更許容範囲に含まれているか否かを判定する判定工程と、
該判定工程で、前記書換え信号の内容が前記変更許容範囲に含まれていないと判定された場合に、報知手段にその旨の報知を行わせると共に、前記教示データ記憶部の教示データの書換えを行わないとする工程と、を有することを特徴とする溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の各種部材等に対する溶接に用いられる溶接ロボットシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロボットに、溶接経路（開始点、中継点、終了点）をティーチング（教示）し、プレイバック時にその区間を溶接させるようにした溶接ロボットシステムがある。
ところで、溶接により得られる製品は溶接の位置・長さ等の溶接データにより強度が左右されるため、生産ラインでは溶接位置・長さ等を設計どおりに維持管理する必要がある。また、溶接品質を左右する溶接条件には、ロボット付帯ツール（例えばアーク溶接ではアーク溶接トーチ、スポット溶接ではスポットガン、レーザー溶接ではレーザーヘッド、シール溶接では電極が該当する。）の姿勢（角度）、移動速度及び供給電力（電流、電圧）等がある。そして、溶接品質を決定後は、ロボット姿勢などの溶接条件を変更しないようにしなければならない。
前記溶接位置・長さ・溶接条件および溶接品質の維持管理は、定期的に又はティーチング修正後、作業者の目視による測定に基づいて行われている。
【０００３】
上述した従来技術では、生産開始後、生産変動などによりサイクルタイム短縮や工程変更が発生した場合、ロボットのティーチング変更が必要になる。このときに作業者に技能、知識又は意識が不足していた場合、あるいは作業者が誤った入力をしてそれを見過ごした場合、溶接位置、長さ等のティーチングデータが設計の意図と異なるものに変更されてしまうことがある。また、ティーチングデータのうちロボット姿勢を示すデータ（溶接条件）が変更されることにより溶接品質の低下を招くことがある。そして、溶接位置、長さ、溶接品質の再確認をせずに生産を開始してしまうと、不良品が市場にでかねないので、このような事態にならないように注意を払うことが必要とされている。
また、生産工程の迅速化を図る上から、作業者によるロボットのティーチング変更が、設計の意図と異なる溶接位置、長さ、ロボット姿勢などから外れるようになること、すなわち溶接データが誤変更となることを回避すると共に、その確認を迅速に行えるようにすることが望まれている。
【０００４】
また、他の従来例として、特許文献１に示される溶接ロボット装置がある。
この特許文献１の溶接ロボット装置は、パターンテーブルからティーチング条件および適用可能範囲を読み込む読込み処理を行い、入力された溶接データと、ティーチング条件および適用可能範囲〔ティーチングしたワークのサイズと、下限と上限寸法（例えば、２００〜８００ｍｍ）とを表す管理項目（特許文献１の段落「０００８」）〕とを比較する比較処理を行う。そして、両者（「入力された溶接データ」及び「パターンテーブルに記憶されたティーチング条件および適用可能範囲」）が適合すれば、入力された溶接データにおける溶接ワークの長さと、前記パターンテーブルに記憶された教示ワークの長さとの寸法差に応じて、主溶接の始終端を伸縮させるための伸縮情報を算出し、パラメトリック情報（溶接線データ）としてパラメトリック情報ファイルへファイリングする〔特許文献１の段落「００１５」並びに図３〕。
【０００５】
上記ファイリングされたパラメトリック情報（溶接線データ）は、溶接ロボット側の教示データ補正部に供給される。この教示データ補正部は、上記伸縮情報に従って溶接線データを補正し、これを溶接データファイルへ格納し、溶接ロボットが、該補正された溶接線データに従って溶接ワークを被溶接部材に溶接する〔特許文献１の段落「００１６」並びに図１〕。一方、前記比較処理で適合しないとされた場合、適合する情報を読み込むまで、前記比較処理を繰り返し実行する〔特許文献１の段落「００１４」並びに図３〕。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３０１４１５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように作業者によるロボットのティーチング変更に伴い溶接データが誤変更となることを回避すると共に、その確認を迅速に行えることが望まれている。しかしながら、前記特許文献１の溶接ロボット装置は、比較処理で適合しない場合、比較処理が継続して実行されるので、作業者は溶接データが誤変更されることの確認に手間取り、その分、生産工程の進捗が停滞することになる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ティーチング変更に伴う溶接データの誤変更の回避を適切に行うと共に、このことを確実に報知することができる溶接ロボットシステムを提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、ティーチング変更に伴う溶接データの誤変更の回避を適切に行うと共に、作業者にこのことを確実に報知することができる溶接方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載に係る溶接ロボットシステムの発明は、複数の管理項目に分けられた教示データを記憶する教示データ記憶部と、前記教示データの再生により溶接ロボットにワークに対する溶接を行わせる制御部と、前記管理項目毎に定めた変更許容範囲を記憶する変更許容範囲記憶部と、を有し、前記制御部は、前記管理項目に対応して入力される書換え信号に基づいて前記教示データ記憶部の教示データを書換え可能であり、かつ前記書換え信号の内容が前記変更許容範囲から外れていた場合には、報知手段にその旨の報知を行わせると共に、前記教示データの書換えを行わないことを特徴とする。
請求項１記載に係る溶接ロボットシステムの発明によれば、書換え信号の内容が変更許容範囲から外れていた場合には、報知手段にその旨の報知を行わせると共に、教示データの書換えを禁止する。
【００１０】
請求項２記載の発明は、複数の管理項目に分けて教示データ記憶部に記憶された教示データの再生により溶接ロボットにワークに対する溶接を行わせる溶接方法であって、前記管理項目毎に定めた変更許容範囲を記憶する工程と、前記管理項目に対応して入力される書換え信号の内容が前記変更許容範囲に含まれているか否かを判定する判定工程と、該判定工程で、前記書換え信号の内容が前記変更許容範囲に含まれていないと判定された場合に、報知手段にその旨の報知を行わせると共に、前記教示データ記憶部の教示データの書換えを行わないとする工程と、を有することを特徴とする。
請求項２記載に係る溶接方法の発明によれば、管理項目に対応して入力される書換え信号の内容が変更許容範囲に入っているか否かを判定し、書換え信号の内容が変更許容範囲に入っていないと判定された場合には、報知手段にその旨の報知を行わせると共に、教示データ記憶部の教示データの書換えを禁止する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態に係る溶接ロボットシステム及び溶接方法を図１〜図７に基づいて説明する。
図１〜図３において、溶接ロボットシステム１は、ワーク２に対してアーク溶接を施す溶接ロボット３と、溶接ロボット３を制御する制御部４とを有している。溶接ロボット３は、制御部４に制御されてアーム部５の先端部に取付けた溶接トーチ６のチップ７に電力を供給してアークを発生しワーク２に対して溶接（アーク溶接）を施すようにしている。この際、アーク溶接は、溶接トーチ６を、ワーク２に設定された溶接経路８に沿って予めティーチング（教示）された移動速度Ｖで移動させつつ行われるようにしている。
【００１２】
制御部４には、記憶部９、警報機１０及びタッチパネル式表示器１１が接続されている。記憶部９は、ティーチングデータ（教示データ）記憶部１２及び変更許容範囲記憶部１３を備えている。
ワーク２は、図２〜図４に示すように、所定厚さで大きさの異なる長方形の２枚の板材（以下、第１、第２板材という。）第１、第２板材１４，１５からなり、第１板材１４に長手方向を一致させて第２板材１５を重ね、この重ね状態で溶接経路８に沿って溶接が施される。第１板材１４の長辺に沿う２つの側壁を第１板材第１、第２長辺側壁１４１，１４２、短辺に沿う２つの側壁を第１板材第１、第２短辺側壁１４３，１４４という。第２板材１５の４つの側壁も同様に、第２板材第１、第２長辺側壁１５１，１５２、第２板材第１、第２短辺側壁１５３，１５４という。
【００１３】
第１、第２板材１４，１５は、第２板材第１長辺側壁１５１が第１板材第１長辺側壁１４１から離間した状態で第１板材第２長辺側壁１４２と第２板材第２長辺側壁１５２とが一致するように配置されている。この配置状態で、図２及び図４に示すように、第２板材第１短辺側壁１５３が第１板材第１短辺側壁１４３から離間したものになっている。このワーク２では、第２板材第１長辺側壁１５１及び第２板材第１短辺側壁１５３の第１板材１４との重なり部分における端部側を除く部分が溶接経路８とされている。
【００１４】
溶接経路８は、図２に示すように平面視、略Ｌ字形をなしている。溶接経路８は、第２板材第１長辺側壁１５１における第２板材第２短辺側壁１５４の近傍部分が開始点２１とされ、第２板材第１短辺側壁１５３における第２板材第２長辺側壁１５２の近傍部分が終了点２２とされ、溶接長Ｌ（開始点２１から終了点２２までの長さ）が所定の大きさとされている。溶接経路８の開始点２１から終了点２２までの間に複数（この実施の形態では３つ）の中継点２３を有している。３つの中継点２３を、以下、適宜、開始点２１から終了点２２に向けて、順次、第１、第２、第３中継点２３ａ，２３ｂ，２３ｃという。
【００１５】
溶接ロボット３は、本体部（以下、ロボット本体部という。）２４と、ロボット本体部２４に３次元的に変位可能に支持された前記アーム部５と、アーム部５の先端に取付けられ、先端部にチップ７を取付けた溶接トーチ６とから大略構成されている。制御部４は、アーム部５の３次元的な変位を制御し、かつ、溶接トーチ６によるワーク２に対する溶接処理を制御する。
【００１６】
ティーチングデータ記憶部１２には、複数の管理項目に分けられてティーチングデータ（教示データ）が記憶されている。具体的には、ティーチングデータ記憶部１２は、溶接トーチ６のチップ７の位置を示すチップ位置情報、開始点２１、第１、第２、第３中継点２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、終了点２２を含む溶接経路データ、図３に示すように溶接トーチ６が第２板材１５の側壁（第２板材第１長辺側壁１５１又は第２板材第１短辺側壁１５３）となす角度（以下、トーチ角度という。）α、図５に示すように溶接トーチ６の進行方向Ｐに対する傾斜角度（以下、前進角という。）β、溶接トーチ６の移動速度Ｖ、溶接長Ｌ、及び溶接トーチ６の溶接に係る電流、電圧等の溶接条件について各基準値を記憶している。
【００１７】
チップ位置情報、トーチ角度α、前進角β、移動速度Ｖ、電流、電圧は、前記溶接経路データ（開始点２１、第１、第２、第３中継点２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、終了点２２）の各ポイントに対応して定められている。
前記管理項目毎に変更許容範囲２９が定められており、この変更許容範囲２９が変更許容範囲記憶部１３に記憶されている。例えば前記溶接条件の電流、電圧の基準値として２００Ａ、２５Ｖが定められている場合、電流は±１０Ａ、電圧は±１Ｖのように変更許容範囲２９が定められている。また、トーチ角度α及び前進角βの変更許容範囲２９は、それぞれ、例えば±５°、±１０°とされている。また、開始点２１、第１、第２、第３中継点２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、終了点２２の各ポイントの変更許容範囲２９は、例えば±５ｍｍとされている。
【００１８】
タッチパネル式表示器１１を操作することにより、管理項目に対応した書換え信号３０が出力されて制御部４に入力される。制御部４は、書換え信号３０に基づいて対応する管理項目を書換え可能となっている。制御部４は、前記書換え信号３０の内容が前記変更許容範囲２９に含まれるか否かの判定を行い、含まれると判定した場合、ティーチングデータ記憶部１２に記憶されたティーチングデータのうち書換え信号３０に対応する管理項目について、書換え信号３０の内容に書換え、溶接ロボット３の制御に用いるようにしておく。
一方、書換え信号３０の内容が前記変更許容範囲２９に含まれていない、すなわち書換え信号３０の内容が変更許容範囲２９から外れていると判定した場合、その旨（書換え信号３０の内容が変更許容範囲２９から外れていること）をタッチパネル式表示器１１に表示させると共に、警報機１０にその旨を示すアラーム音を発生させる。この場合には、ティーチングデータ記憶部１２に記憶されたティーチングデータの書換えは禁止するようにしている。
【００１９】
上述したように構成した溶接ロボット３システム１の作用を、図６及び図７に基づいて説明する。
まず、溶接ロボット３に対し、まず初期ティーチング（教示）が開始され（ステップＳ１）、溶接経路データ〔開始点２１、中継点２３（第１、第２、第３中継点２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）、終了点２２を含む溶接経路８のデータ）〕が教示される（ステップＳ２）。
次に、前記溶接経路データを含む前記各管理項目の基準値がティーチングデータ記憶部１２に記憶されると共に、各管理項目に対応する変更許容範囲２９が変更許容範囲記憶部１３に記憶され（ステップＳ３）、初期ティーチング処理を終了する（ステップＳ４）。
【００２０】
サイクルタイム短縮や工程変更などに伴い、ティーチングデータを変更する場合、図７に示すように、ティーチング修正が開始され（ステップＳ１１）、位置・姿勢データ等のティーチングデータの修正要求が入力される（ステップＳ１２）と、修正要求された管理項目の値（内容）は変更許容範囲２９内か否かの判定を行う（ステップＳ１３）。
このステップＳ１３で、修正要求された管理項目の値は変更許容範囲２９内である（Ｙｅｓ）と判定すると、ティーチングデータの書換えを行い（ステップＳ１４）、ティーチング修正が終了し（ステップＳ１５）、次の作業（修正されたティーチングデータに基づく溶接作業）に進むことになる。
【００２１】
また、ステップＳ１３で、修正要求された管理項目の値が変更許容範囲２９から外れている（Ｎｏ）と判定すると、「修正要求された管理項目の値は変更許容範囲から外れている」ことを、タッチパネル式表示器１１に表示させると共に、警報機１０にアラーム音を発生させる（ステップＳ１６）。ステップＳ１６では、上記処理に加えて、ティーチングデータ記憶部９に記憶されたティーチングデータの書換えを禁止するようにしている。ステップＳ１６の処理の実行後、ステップＳ１２に戻る。すなわち書換え信号３０の修正要求内容が変更許容範囲２９から外れていると判定した場合、その旨（書換え信号３０の内容が変更許容範囲２９から外れていること）をタッチパネル式表示器１１に表示させると共に、警報機１０にその旨を示すアラーム音を発生させる。
【００２２】
上述したように、修正要求された管理項目の値が変更許容範囲２９から外れていると判定する（ステップＳ１３でＮｏの判定）と、このことが警報機１０及びタッチパネル式表示器１１によって報知されるので、作業者は容易にかつ確実に、修正要求された管理項目の値が変更許容範囲２９から外れていることを、直接的に把握することができる。さらに、上記判定（ステップＳ１３でＮｏの判定）に伴い、ティーチングデータ記憶部９に記憶されたティーチングデータの書換えは禁止する。このため、ティーチングデータ（溶接経路８、溶接長Ｌ等を含む）が設計の意図と異なる内容に変更されること、ひいては溶接品質が低下した製品が作製されることを回避することができる。
【００２３】
すなわち、仮に作業者に技能、知識又は意識が不足していたり、あるいは作業者が誤った入力をしそれを見過ごしたりして、ティーチング修正時に、変更許容範囲２９から外れた修正要求がなされても、この修正要求に基づくティーチングデータの修正は禁止されるので、溶接品質の低下を招くことがなく、ひいては不良品の出荷を防止できる。また、修正要求の内容が変更許容範囲２９から外れていることが報知されるので、作業者は、ティーチングデータの修正が禁止されることを把握できる。このため、ティーチング作業者が、知らないで各管理項目を変えてしまうことを防止できる。そして、上述したように修正要求の内容が変更許容範囲２９から外れている際、このことが報知されるので、作業者は、この報知により修正要求の訂正などの対処を行って、作業を進めることができ、これに伴い生産工程の迅速化を図ることができる。
【００２４】
警報機１０に代えて、音声出力手段を設け、警報機１０によるアラーム音に代えて、修正要求された管理項目の値が変更許容範囲から外れている旨を音声で出力するようにしてもよい。
上記実施の形態では、溶接としてアーク溶接を例にしたが、これに限らず、スポット溶接、レーザー溶接、シーム溶接に本発明を適用してもよい。
上記実施の形態では、溶接経路が略Ｌ字形の溶接経路８を例にしたが、これに限られるものではなく、曲線又は直線でもよいし、また、平面内に形成されず、立体的な溶接経路であってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載に係る溶接ロボットシステムの発明によれば、制御部は、管理項目に対応して入力される書換え信号に基づいて教示データ記憶部の教示データを書換え可能であり、かつ書換え信号の内容が変更許容範囲から外れていた場合には、報知手段にその旨の報知を行わせると共に、教示データの書換えを行わないので、作業者は、書換え信号の内容が変更許容範囲から外れていることを、報知手段による報知によって把握できる。また、書換え信号の内容が変更許容範囲から外れていた場合には、教示データの書換えを行わないので、教示データに基づいて得られる溶接品質を良好な状態に維持できる。さらに、書換え信号の内容が変更許容範囲から外れていた場合、このことが報知されるので、作業者は、この報知により修正要求の訂正などの対処を行って、作業を進めることができ、これに伴い生産工程の迅速化を図ることができる。
【００２６】
請求項２記載に係る溶接方法の発明によれば、管理項目毎に定めた変更許容範囲を記憶する工程と、前記管理項目に対応して入力される書換え信号の内容が前記変更許容範囲から外れているか否かを判定する判定工程と、該判定工程で、前記書換え信号の内容が前記変更許容範囲から外れていると判定された場合には、報知手段にその旨の報知を行わせると共に、前記教示データ記憶部の教示データの書換えを行わないとする工程と、を有するので、作業者は、書換え信号の内容が変更許容範囲から外れていることを、報知手段による報知によって把握できる。また、書換え信号の内容が変更許容範囲から外れていた場合には、教示データの書換えを行わないので、教示データに基づいて得られる溶接品質を良好な状態に維持できる。さらに、書換え信号の内容が変更許容範囲から外れていた場合、このことが報知されるので、作業者は、この報知により修正要求の訂正などの対処を行って、作業を進めることができ、これに伴い生産工程の迅速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態の溶接ロボットシステムを模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の溶接ロボットシステムに用いられるワークを示す平面図である。
【図３】図１の溶接トーチのトーチ角を示す図（図２のＡ矢視の図）である。
【図４】図１のワークを示す斜視図である。
【図５】図１の溶接トーチの前進角を示す図（図２のＢ矢視の図）である。
【図６】図１の溶接ロボットシステムの初期ティーチング処理を示すためのフローチャートである。
【図７】図１の溶接ロボットシステムのティーチング修正処理を示すためのフローチャートである。
【符号の説明】
１    溶接ロボットシステム
３    溶接ロボット
４    制御部
９    記憶部
１２  ティーチングデータ記憶部
１３  変更可能範囲記憶部
【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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