(57)【要約】【課題】大型複雑構造の溶接ビードに対しても高精度な整形を可能とする溶接ビード整形装置および溶接ビード整形方法を提供する。【解決手段】溶接ビード整形装置３０Ｂは、溶接ビードに対してガウジングによる荒整形を行う多関節ロボット１３において、多関節ロボット１３のロボットアームに取り付けた２次元形状センサ１５がガウジングする部位の形状を計測するとともに、ガウジングする軌跡内の教示点間を所定間隔で溶接ビードの形状を測定し、最も除去量が少なくなる個所に適したガウジング条件およびウィービング幅を求める形状センサ処理装置１６Ｂと、形状センサ処理装置１６Ｂが求めたガウジング条件およびウィービング幅に基づいてロボット装置を制御するロボット制御装置１７Ｂとを具備する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ビードに対してガウジングによる荒整形を行うロボット装置において、
前記ロボット装置のロボットアームに取り付けた２次元形状センサが前記ガウジングする部位の形状を計測するとともに、前記ガウジングする軌跡内の教示点間を所定間隔で前記溶接ビードの形状を測定し、最も除去量が少なくなる個所に適したガウジング条件およびウィービング幅を求める形状センサ処理装置と、
前記形状センサ処理装置が求めた前記ガウジング条件およびウィービング幅に基づいて前記ロボット装置を制御するロボット制御装置と、を具備することを特徴とする溶接ビード整形装置。
【請求項２】
前記形状センサ処理装置は、前記ガウジングする部位を前記ウィービング幅の方向に複数に分割して得られる各ガウジング範囲に対して、前記ガウジングする軌跡内の教示点間を所定間隔で前記溶接ビードの形状を測定し、最も除去量が少なくなる個所に適したガウジング条件およびウィービング幅を求めることを特徴とする請求項１記載の溶接ビード整形装置。
【請求項３】
２次元形状センサを用いて施工部位の形状を計測し、前記継手部を溶接して生じた溶接ビードをガウジングして整形するロボット装置において、
前記施工部位を複数に分割して形状計測を行った結果、得られた各形状データを合成する機能と、各形状データを合成する過程で各形状データのずれ量を算出する機能と、合成した形状データからトーチのねらい位置を算出する機能と、算出した前記ずれ量と前記トーチのねらい位置に基づいて前記トーチのねらい位置の誤差を補正する機能とを有する形状センサ処理装置と、
前記形状センサ処理装置が形状計測し、前記トーチのねらい位置の誤差を補正した結果に基づいて前記ロボット装置を制御するロボット制御装置を具備することを特徴とする溶接ビード整形装置。
【請求項４】
２次元形状センサを用いて施工部位の形状を計測し、前記継手部の溶接と、当該溶接により生じた溶接ビードをガウジングして整形するロボット装置において、
前記ロボット装置のロボットアームの先端部は、溶接トーチとガウジングトーチとを持ち替え可能に構成され、
前記施工部位を複数に分割して形状計測を行った結果、得られた各形状データを合成する機能と、各形状データを合成する過程で各形状データのずれ量を算出する機能と、合成した形状データからトーチのねらい位置を算出する機能と、算出した前記ずれ量と前記トーチのねらい位置に基づいて前記トーチのねらい位置の誤差を補正する機能とを有する形状センサ処理装置と、
前記形状センサ処理装置が形状計測し、前記トーチのねらい位置の誤差を補正した結果に基づいて前記ロボット装置を制御するロボット制御装置を具備することを特徴とする溶接施工装置。
【請求項５】
溶接ビードに対して形状を測定し、ガウジング条件およびウィービング幅を求める形状センサ処理装置と、前記形状センサ処理装置が求めた前記ガウジング条件およびウィービング幅に基づいて前記ロボット装置を制御するロボット制御装置と、を具備するロボット装置を適用して行う溶接ビード整形方法であり、
前記形状センサ処理装置が、前記ロボット装置のロボットアームに取り付けた２次元形状センサによって前記ガウジングする部位の形状を計測するステップと、
前記形状センサ処理装置が、前記ガウジングする軌跡内の教示点間を所定間隔で前記溶接ビードの形状を測定し、最も除去量が少なくなる個所に適したガウジング条件およびウィービング幅を求めるステップと、を備える溶接ビード整形方法。
【請求項６】
前記ガウジング条件およびウィービング幅を求めるステップは、前記ガウジングする部位を前記ウィービング幅の方向に複数に分割して得られる各ガウジング範囲に対して行われることを特徴とする請求項５記載の溶接ビード整形方法。
【請求項７】
２次元形状センサを用いて施工部位の形状を計測し、前記継手部を溶接して生じた溶接ビードをガウジングして整形するガウジング条件およびウィービング幅を求める形状センサ処理装置と、前記形状センサ処理装置が求めた前記ガウジング条件およびウィービング幅に基づいて前記ロボット装置を制御するロボット制御装置と、を具備するロボット装置を適用して行う溶接ビード整形方法であり、
前記形状センサ処理装置が前記施工部位を複数に分割して形状を計測するステップと、
前記形状センサ処理装置が前記施工部位を複数に分割して得られる複数の分割形状データを合成する過程で各分割形状データのずれ量を算出するステップと、
前記形状センサ処理装置が前記施工部位を複数に分割して得られる複数の分割形状データを合成して得た形状データに基づいて溶接およびガウジングを含む溶接施工におけるトーチのねらい位置を算出するステップと、
前記形状センサ処理装置が算出したねらい位置が属する形状データのずれ量を前記トーチねらい位置に加算して前記トーチのねらい位置の誤差を補正するステップと、
を備えることを特徴とする溶接ビード整形方法。
【請求項８】
２次元形状センサを用いて施工部位の形状を計測し、前記継手部を溶接する範囲を求めるとともに前記溶接により生じた溶接ビードをガウジングして整形するガウジング条件およびウィービング幅を求める形状センサ処理装置と、前記形状センサ処理装置が求めた前記ガウジング条件およびウィービング幅に基づいて前記ロボット装置を制御するロボット制御装置と、を具備するロボット装置を適用して行う溶接施工方法であり、
前記形状センサ処理装置が前記施工部位を複数に分割して形状を計測するステップと、
前記形状センサ処理装置が前記施工部位を複数に分割して得られる複数の分割形状データを合成する過程で各分割形状データのずれ量を算出するステップと、
前記形状センサ処理装置が前記施工部位を複数に分割して得られる複数の分割形状データを合成して得た形状データに基づいて溶接およびガウジングを含む溶接施工におけるトーチのねらい位置を算出するステップと、
前記形状センサ処理装置が算出したねらい位置が属する形状データのずれ量を前記トーチねらい位置に加算して前記トーチのねらい位置の誤差を補正するステップと、を備えることを特徴とする溶接施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接ビード整形装置、溶接ビード整形方法、溶接施工装置および溶接施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水力発電装置の水車ランナ等の大型でかつ複雑な構造を有する物（以下、「大型複雑構造物」と称する。）では、その部材は厚板となるため、部材同士の接合に多層肉盛溶接が用いられる。しかし、部材の溶接作業は必ずしも容易でなく、部材の素材や構造によっては、溶接作業が困難となる。
【０００３】
例えば、割れ感受性の高い部材を溶接する際には、溶接部の割れを防止するために予熱処理され、母材が所定の温度範囲に入っている状態で溶接される。このため、溶接を行う作業者に高温環境下での作業を強いることになる。また、部材同士が入り組んだ複雑構造物では、狭隘部での溶接作業となるため、作業性の悪い姿勢が続くなど、作業者に多くの労力を強いることになる。そこで、例えば、特許第２５２９３１６号公報（特許文献１）に記載されるように、レールを用いた溶接装置が提案されている。
【０００４】
レールを用いた溶接装置では、溶接線に沿って、溶接対象物に設置されるレールと、そのレール上を走行する多関節型ロボットと、溶接ビード形状を計測するセンサとを備える。このセンサで計測された溶接ビード形状に基づいて、溶接ねらい位置が補正される。この結果、品質の高い自動溶接が可能となる。
【０００５】
また、多層肉盛溶接において、開先および溶接ビード形状を計測することで、溶接速度、ねらい位置およびトーチ姿勢を補正する技術が、例えば、特許第３８２９２１３号公報（特許文献２）に記載されている。
【０００６】
一方、溶接部表面は水の流路となるため、溶接ビードを残したままでは渦が発生し、抵抗が大きくなる。そこで溶接部表面を滑らかな形状にするため、手作業の研削で整形しているが、この研削作業は粉塵や振動工具による悪環境下であり、また複雑構造物では狭隘部となるため作業性の悪い姿勢が続くなど作業者に多くの労力を強いることになる。
【０００７】
この大型複雑構造物の溶接部表面の研削に代わる方法として、２０１２年５月現在、未公開であるが、特願２０１１−２７２２２３号明細書（特許文献３）において自動ガウジング装置が提案されている。特許文献３に記載される自動ガウジング装置は、多関節型ロボットと、溶接ビード形状を計測するセンサとを有し、このセンサで計測された溶接ビード形状に基づいて、目標形状に近づけるトーチのねらい位置・姿勢、ガウジング条件、ウィービング条件を設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２５２９３１６号公報
【特許文献２】特許第３８２９２１３号公報
【特許文献３】特願２０１１−２７２２２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１，２等に記載される溶接装置等の従来の溶接装置では、水車ランナ等の３次元曲面を有する溶接対象物に対応するレールの製作、取り付けに多大な費用および労力を要する。さらに、大型の水車ランナ等の大型複雑構造物では開先が大きく、溶接ビード形状を計測するセンサの計測範囲を超える場合に、形状データから溶接速度、ねらい位置およびトーチ姿勢を補正する方法が使えないという課題がある。
【００１０】
また、特許文献３に記載される自動ガウジング装置等の従来の溶接ビードの自動整形装置では、ロボットの教示点毎にビード形状を計測してトーチねらい位置・姿勢、ガウジング条件、ウィービング条件を設定するが、教示点間のビード形状を計測しないため、教示点間でビード形状が変動している場合に溶接ビードの余肉が少ない個所を余分に除去してしまう場合があるという課題があった。
【００１１】
また、小型でモータの出力が小さく、かつ、アームの剛性が低いロボットを使用した場合に、ガウジング時のトーチをウィービングさせる動作でオーバーシュートが発生し、所定のガウジング幅を超えて溶接ビードを除去してしまう課題があった。
【００１２】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、大型複雑構造物に対しても、溶接ビードに対して高精度の自動整形を可能とする溶接施工装置および溶接施工方法並びに溶接ビード整形装置および溶接ビード整形方法を提供することを目的とする。また、前記溶接ビードに対する高精度の整形に併せて高品質な自動溶接を可能とする溶接施工装置および溶接施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の実施形態に係る溶接ビード整形装置は、上述した課題を解決するため、溶接ビードに対してガウジングによる荒整形を行うロボット装置において、前記ロボット装置のロボットアームに取り付けた２次元形状センサが前記ガウジングする部位の形状を計測するとともに、前記ガウジングする軌跡内の教示点間を所定間隔で前記溶接ビードの形状を測定し、最も除去量が少なくなる個所に適したガウジング条件およびウィービング幅を求める形状センサ処理装置と、前記形状センサ処理装置が求めた前記ガウジング条件およびウィービング幅に基づいて前記ロボット装置を制御するロボット制御装置と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明の実施形態に係る溶接ビード整形装置は、上述した課題を解決するため、２次元形状センサを用いて施工部位の形状を計測し、前記継手部を溶接して生じた溶接ビードをガウジングして整形するロボット装置において、前記施工部位を複数に分割して形状計測を行った結果、得られた各形状データを合成する機能と、各形状データを合成する過程で各形状データのずれ量を算出する機能と、合成した形状データからトーチのねらい位置を算出する機能と、算出した前記ずれ量と前記トーチのねらい位置に基づいて前記トーチのねらい位置の誤差を補正する機能とを有する形状センサ処理装置と、前記形状センサ処理装置が形状計測し、前記トーチのねらい位置の誤差を補正した結果に基づいて前記ロボット装置を制御するロボット制御装置を具備することを特徴とする。
【００１５】
本発明の実施形態に係る溶接ビード整形方法は、上述した課題を解決するため、溶接ビードに対して形状を測定し、ガウジング条件およびウィービング幅を求める形状センサ処理装置と、前記形状センサ処理装置が求めた前記ガウジング条件およびウィービング幅に基づいて前記ロボット装置を制御するロボット制御装置と、を具備するロボット装置を適用して行う溶接ビード整形方法であり、前記形状センサ処理装置が、前記ロボット装置のロボットアームに取り付けた２次元形状センサによって前記ガウジングする部位の形状を計測するステップと、前記形状センサ処理装置が、前記ガウジングする軌跡内の教示点間を所定間隔で前記溶接ビードの形状を測定し、最も除去量が少なくなる個所に適したガウジング条件およびウィービング幅を求めるステップと、を備える。
【００１６】
本発明の実施形態に係る溶接ビード整形方法は、上述した課題を解決するため、２次元形状センサを用いて施工部位の形状を計測し、前記継手部を溶接して生じた溶接ビードをガウジングして整形するガウジング条件およびウィービング幅を求める形状センサ処理装置と、前記形状センサ処理装置が求めた前記ガウジング条件およびウィービング幅に基づいて前記ロボット装置を制御するロボット制御装置と、を具備するロボット装置を適用して行う溶接ビード整形方法であり、前記形状センサ処理装置が前記施工部位を複数に分割して形状を計測するステップと、前記形状センサ処理装置が前記施工部位を複数に分割して得られる複数の分割形状データを合成する過程で各分割形状データのずれ量を算出するステップと、前記形状センサ処理装置が前記施工部位を複数に分割して得られる複数の分割形状データを合成して得た形状データに基づいて溶接およびガウジングを含む溶接施工におけるトーチのねらい位置を算出するステップと、前記形状センサ処理装置が算出したねらい位置が属する形状データのずれ量を前記トーチねらい位置に加算して前記トーチのねらい位置の誤差を補正するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の実施形態に係る溶接施工装置は、上述した課題を解決するため、２次元形状センサを用いて施工部位の形状を計測し、前記継手部の溶接と、当該溶接により生じた溶接ビードをガウジングして整形するロボット装置において、前記ロボット装置のロボットアームの先端部は、溶接トーチとガウジングトーチとを持ち替え可能に構成され、前記施工部位を複数に分割して形状計測を行った結果、得られた各形状データを合成する機能と、各形状データを合成する過程で各形状データのずれ量を算出する機能と、合成した形状データからトーチのねらい位置を算出する機能と、算出した前記ずれ量と前記トーチのねらい位置に基づいて前記トーチのねらい位置の誤差を補正する機能とを有する形状センサ処理装置と、前記形状センサ処理装置が形状計測し、前記トーチのねらい位置の誤差を補正した結果に基づいて前記ロボット装置を制御するロボット制御装置を具備する。
【００１８】
本発明の実施形態に係る溶接施工方法は、上述した課題を解決するため、２次元形状センサを用いて施工部位の形状を計測し、前記継手部を溶接する範囲を求めるとともに前記溶接により生じた溶接ビードをガウジングして整形するガウジング条件およびウィービング幅を求める形状センサ処理装置と、前記形状センサ処理装置が求めた前記ガウジング条件およびウィービング幅に基づいて前記ロボット装置を制御するロボット制御装置と、を具備するロボット装置を適用して行う溶接施工方法であり、前記形状センサ処理装置が前記施工部位を複数に分割して形状を計測するステップと、前記形状センサ処理装置が前記施工部位を複数に分割して得られる複数の分割形状データを合成する過程で各分割形状データのずれ量を算出するステップと、前記形状センサ処理装置が前記施工部位を複数に分割して得られる複数の分割形状データを合成して得た形状データに基づいて溶接およびガウジングを含む溶接施工におけるトーチのねらい位置を算出するステップと、前記形状センサ処理装置が算出したねらい位置が属する形状データのずれ量を前記トーチねらい位置に加算して前記トーチのねらい位置の誤差を補正するステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る溶接施工装置および溶接施工方法によれば、大型複雑構造物に対しても高品質な自動溶接を実現することができる。また、本発明に係る溶接ビード整形装置および溶接ビード整形方法によれば、大型複雑構造物に対しても高精度な溶接ビードの自動整形を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る溶接施工装置および溶接ビード整形装置の構成を概略的に示した構成図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る溶接施工方法および溶接ビード整形方法が具備する溶接施工範囲決定工程の処理フロー図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る溶接施工装置および溶接ビード整形装置に適用される開先部の形状を分割して計測する手法および分割して計測された分割形状データを合成する手法を説明する説明図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る溶接施工装置および溶接ビード整形装置に適用される。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る溶接ビード整形方法の概要を説明する説明図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る溶接ビード整形方法が具備する第２の整形範囲決定工程の処理フロー図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る溶接ビード整形方法の概要を説明する説明図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る溶接ビード整形方法が具備する第２の整形範囲決定工程の処理フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態に係る溶接施工装置、溶接施工方法、溶接ビード整形装置および溶接ビード整形方法について、添付の図面を参照して説明する。ここで、溶接施工装置および溶接施工方法は、溶接および溶接ビードの整形を含む溶接に関連する工程を施工する装置および方法である。
【００２２】
また、以下に説明する各実施形態では、一例として、溶接または溶接ビードの整形がなされる対象物が大型かつ複雑な構造を有する水力発電装置の水車ランナの場合の例を説明する。
【００２３】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る溶接施工装置の一例である第１の溶接施工装置１０Ａおよび本発明の第１の実施形態に係る溶接ビード整形装置の一例である第１の溶接ビード整形装置３０Ａの構成を概略的に示した構成図である。
【００２４】
第１の溶接施工装置１０Ａは、スライダ装置１１の一方の先端に設けられるベース１２に取り付けられた多関節ロボット１３と、多関節ロボット１３の先端部に取り付けられる溶接トーチの一例であるアーク溶接トーチ１４および形状センサの一例である２次元形状センサ１５と、２次元形状センサ１５からデータを受信する形状センサ処理装置１６Ａと、形状センサ処理装置１６Ａと相互にデータを送受信するロボット制御装置１７Ａと、を具備する。
【００２５】
スライダ装置１１は、設置面１の上に設置されスライダ装置１１を支持する台座２１と、台座２１上から上方向に伸び、上下方向軸を中心に回転する（図１に示される矢印Ｘ方向）支柱２２と、支柱２２に対して上下方向（図１に示される矢印Ｚ方向）にスライドする昇降スライド２３と、水平１軸方向（ここでは図１に示される矢印Ｙ方向）に移動するアーム２４とを備える。アーム２４の一方の先端には、多関節ロボット１３を取り付けるためのベース１２が設置されており、多関節ロボット１３は、ベース１２に取り付けられる。
【００２６】
第１の溶接施工装置１０Ａにおいて、スライダ装置１１および多関節ロボット１３は、アーク溶接トーチ１４および２次元形状センサ１５を駆動させる駆動装置としての役割を果たす。アーク溶接トーチ１４および２次元形状センサ１５は、多関節ロボット１３のロボットアームの先端部に互いの相対的位置が固定されて取り付けられる。なお、多関節ロボット１３のロボットアームの先端部は、溶接施工の内容に応じて、アーク溶接トーチ１４とガウジングトーチの一例であるプラズマガウジングトーチ２６とを持ち替え可能に構成される。
【００２７】
形状センサ処理装置１６Ａは、２次元形状センサ１５から出力される計測データを受信し、受信した計測データに基づいて得られる形状データを記憶すると、形状データの読み込み完了を示す読込完了信号をロボット制御装置１７Ａへ送信する。
【００２８】
また、形状センサ処理装置１６Ａは、例えば、構造物の継手部等の溶接や溶接後に形成される溶接ビードの整形等の溶接施工の対象となる溶接施工部位を複数に分割して形状計測を行った結果、得られた各形状データを合成する機能と、各形状データを合成する過程で各形状データのずれ量を算出する機能と、合成した形状データからアーク溶接トーチ１４のねらい位置を算出する機能と、算出したずれ量およびアーク溶接トーチ１４のねらい位置に基づいてトーチねらい位置の誤差を補正する機能とを有する。
【００２９】
形状センサ処理装置１６Ａは、上記機能を用いて、溶接施工部位を例えば２つ等の複数に分割して形状計測を行った結果として得られた例えば２つ等の複数の形状データを合成する過程で各形状データのずれ量を算出し、合成した形状データからアーク溶接トーチ１４のねらい位置を算出した後に、そのねらい位置が属する形状データのずれ量をトーチねらい位置に加算することで、トーチねらい位置の誤差補正を行う。
【００３０】
ロボット制御装置１７Ａは、教示点の位置と姿勢データと、現在の位置と姿勢からのシフト量と、施工条件と、ねらい位置とを記憶する機能を有する教示データ記憶装置１８Ａと、スライダ装置１１および多関節ロボット１３へ指令（信号）を与えてスライダ装置１１および多関節ロボット１３の動作を制御する動作軸制御装置１９Ａと、を備える。
【００３１】
また、ロボット制御装置１７Ａは、スライダ装置１１および多関節ロボット１３を操作する操作部（図示せず）を有し、操作員による操作を受け付けてスライダ装置１１および多関節ロボット１３を操作に従って駆動させる。
【００３２】
なお、第１の溶接ビード整形装置３０Ａは、第１の溶接施工装置１０Ａのアーク溶接トーチ１４をプラズマガウジングトーチ２６に持ち替えた構成であり、その他の点は実質的に相違しない。
【００３３】
次に、本発明の第１の実施形態に係る溶接施工方法および溶接ビード整形方法について説明する。
【００３４】
本発明の第１の実施形態に係る溶接施工方法および溶接ビード整形方法は、溶接施工および溶接ビード整形に先立って、例えば、溶接および溶接ビード整形を含む溶接施工を行う対象物の形状を計測して当該溶接施工する範囲を決定する溶接施工範囲決定工程を具備する。
【００３５】
本発明の第１の実施形態に係る溶接施工方法は、例えば、第１の溶接施工装置１０Ａを用いて行うことができ、第１の溶接施工装置１０Ａが溶接施工を行う対象物の形状を計測して当該溶接施工する範囲を決定する溶接施工範囲決定工程、すなわち、溶接する範囲を決定する溶接範囲決定工程および溶接で生じた溶接ビードをガウジングして整形する範囲を決定する第１の整形範囲決定工程と、形状計測した対象物に対して溶接施工する工程、すなわち、溶接工程および溶接工程で生じた溶接ビードをガウジングして整形する第１の溶接ビード整形工程とを具備する。
【００３６】
一方、本発明の第１の実施形態に係る溶接ビード整形方法は、例えば、第１の溶接ビード整形装置３０Ａを用いて行うことができ、第１の溶接ビード整形装置３０Ａが溶接ビードを整形（ガウジング）する対象物の形状を計測して当該整形（ガウジング）する範囲を決定する整形範囲決定工程と、第１の溶接ビード整形工程とを具備する。
【００３７】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る溶接施工方法および溶接ビード整形方法が具備する溶接施工範囲決定工程の処理フロー図である。
【００３８】
溶接施工範囲決定工程（ステップＳ１〜ステップＳ７，ステップＳ１１〜ステップＳ２０）は、形状センサ処理装置１６Ａおよびロボット制御装置１７Ａが相互に信号を授受しながら実行される。溶接施工範囲決定工程のうちステップＳ１〜ステップＳ７をロボット制御装置１７Ａが実行し、ステップＳ１１〜ステップＳ２０を形状センサ処理装置１６Ａが実行する。
【００３９】
ロボット制御装置１７Ａに溶接施工の要求が与えられると、ロボット制御装置１７Ａは、溶接施工範囲決定工程の処理ステップを開始する（ＳＴＡＲＴ）。
【００４０】
溶接施工範囲決定工程は、ロボット制御装置１７Ａが実行するステップとして、教示データ記憶ステップ（ステップＳ１）と、教示点移動制御ステップ（ステップＳ２）と、シフト量記憶ステップ（ステップＳ３）と、シフト点移動制御ステップ（ステップＳ４）と、分割データ終了判断ステップ（ステップＳ５）と、全教示点終了判断ステップ（ステップＳ６）と、施工条件・ねらい位置記憶ステップ（ステップＳ７）とを備える。なお、自動施工動作ステップ（ステップＳ８）は、溶接工程および溶接ビード整形工程に含まれる処理ステップであるが、説明の便宜上、溶接施工範囲決定工程とともに図２に示している。
【００４１】
また、溶接施工範囲決定工程は、形状センサ処理装置１６Ａが実行するステップとして、形状データ読込みステップ（ステップＳ１１）と、形状データ記憶ステップ（ステップＳ１２）と、処理要求受信確認ステップ（ステップＳ１３）と、形状抽出ステップ（ステップＳ１４）と、特徴点抽出ステップ（ステップＳ１５）と、開先・ビード面抽出ステップ（ステップＳ１６）と、分割形状データ合成ステップ（ステップＳ１７）と、施工条件・ねらい位置算出ステップ（ステップＳ１８）と、ねらい位置補正ステップ（ステップＳ１９）と、終了信号受信ステップ（ステップＳ２０）を備える。
【００４２】
溶接施工範囲決定工程は、ロボット制御装置１７Ａにおいて、まず、教示データ記憶装置１８Ａに教示データを予め記憶し（ステップＳ１）、続いて、ロボット制御装置１７Ａの動作軸制御装置１９Ａが教示データ記憶装置１８からステップＳ１で記憶した教示点の位置と姿勢データに基づいてスライダ装置１１と多関節ロボット１３の各動作軸を駆動し、２次元形状センサ１５を記憶した教示点に移動させる（ステップＳ２）。ロボット制御装置１７Ａは、２次元形状センサ１５の移動が完了すると、移動完了信号を形状センサ処理装置１６Ａへ送る。
【００４３】
また、教示データ記憶装置１８Ａに分割して形状データを読み込む位置までのシフト量を予め記憶し（ステップＳ３）、ロボット制御装置１７Ａが形状センサ処理装置１６Ａからの読込完了信号を受信すると、動作軸制御装置１９Ａは、ステップＳ３で記憶したシフト量に基づいてスライダ装置１１と多関節ロボット１３の各動作軸を駆動し、２次元形状センサ１５を現在の位置からシフト量だけ移動し、移動完了時に移動完了信号を形状センサ処理装置１６Ａへ送信する（ステップＳ４）。
【００４４】
教示データ記憶装置１８Ａに現在の教示点での分割した形状データの全てを読み込む処理が終了している場合（ステップＳ５でＹＥＳの場合）、ロボット制御装置１７Ａは処理要求信号を形状センサ処理装置１６Ａに出力する。さらに、教示データ記憶装置１８Ａに全ての教示点についての読み込み処理が終了している場合（ステップＳ６でＹＥＳの場合）には、ロボット制御装置１７Ａは終了信号を形状センサ処理装置１６Ａに出力する。
【００４５】
また、ロボット制御装置１７Ａは、形状センサ処理装置１６Ａから算出された溶接施工の条件となる施工条件とねらい位置を受信すると、受信した施工条件とねらい位置を教示データ記憶装置１８Ａに記憶する（ステップＳ７）。
【００４６】
ロボット制御装置１７Ａは、ステップＳ６およびステップＳ７の両処理ステップが完了すると、溶接施工準備が完了し、受信した施工条件とねらい位置に基づいてスライダ装置１１と多関節ロボット１３の各動作軸を駆動するとともに、施工条件をトーチ電源装置（溶接を実施する場合には、アーク溶接トーチ１４の電源装置であり、ガウジングを実施する場合には、プラズマガウジングトーチ２６の電源装置）へ出力して自動施工動作を開始する（ステップＳ８）。
【００４７】
一方、教示データ記憶装置１８Ａに現在の教示点での分割した形状データの全てを読み込む処理が終了していない場合（ステップＳ５でＮＯの場合）、溶接施工範囲決定工程の処理フローは、ステップＳ４に戻り、ロボット制御装置１７ＡがステップＳ４以降の処理ステップを実行する。すなわち、ロボット制御装置１７Ａにおいて、残りの分割した形状データの読み込み処理が実行される。
【００４８】
また、教示データ記憶装置１８Ａに全ての教示点についてのデータ読み込み処理が終了していない場合（ステップＳ６でＮＯの場合）には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の処理ステップを実行する。すなわち、残りの教示点についてのデータ読み込み処理が実行される。
【００４９】
一方、溶接施工範囲決定工程は、形状センサ処理装置１６Ａにおいて、まず、ロボット制御装置１７Ａから移動完了信号（ステップＳ２，ステップＳ４）を受信して、２次元形状センサ１５から形状データを読み込み（ステップＳ１１）、読み込んだ形状データを記憶して読込完了信号をロボット制御装置１７Ａへ送信する（ステップＳ１２）。
【００５０】
続いて、形状センサ処理装置１６Ａは、ロボット制御装置１７Ａから処理要求信号を受信したか否かを確認し（ステップＳ１３）、受信している場合（ステップＳ１３でＹＥＳの場合）には、分割して読み込んだ形状データから溶接施工の対象となる対象物の形状を抽出する（ステップＳ１４）。
【００５１】
続いて、形状センサ処理装置１６Ａは、抽出された形状から特徴点を抽出し（ステップＳ１５）、開先面とビード面を抽出し（ステップＳ１６）、各形状データから抽出された形状、特徴点、開先・ビード面を基に各形状データを合成した形状データ（合成形状データ）と各形状間の平行・回転ずれを出力する（ステップＳ１７）。
【００５２】
続いて、形状センサ処理装置１６Ａは、合成して得られた形状に基づいて溶接施工（溶接またはガウジング）の施工条件とトーチねらい位置・姿勢を算出し、算出した施工条件をロボット制御装置１７Ａに送信する（ステップＳ１８）。そして、形状センサ処理装置１６Ａは、形状合成ステップ（ステップＳ１７）で得られた各形状間の平行・回転ずれ量に基づいてトーチねらい位置を補正し、補正後のトーチねらい位置をロボット制御装置１７Ａに送信する（ステップＳ１９）。
【００５３】
続いて、形状センサ処理装置１６Ａは、ロボット制御装置１７Ａから終了信号を受信しているか否かを確認し（ステップＳ２０）、受信している場合（ステップＳ２０でＹＥＳの場合）には、溶接施工範囲決定工程を終了する（ＥＮＤ）。
【００５４】
一方、ロボット制御装置１７Ａから処理要求信号を受信したか否かを確認した結果、まだ処理要求信号を受信していない場合（ステップＳ１３でＮＯの場合）には、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１以降の処理ステップを実行する。
【００５５】
また、ロボット制御装置１７Ａから終了信号を受信しているか否かを確認した結果、まだ終了信号を受信していない場合（ステップＳ２０でＮＯの場合）には、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１以降の処理ステップを実行する。
【００５６】
このように、溶接施工範囲決定工程では、予め形状を分割する数だけのシフト量をロボット制御装置１７Ａ内の教示データ記憶装置１８Ａに記憶しておき、一つの教示点について２次元形状センサ１５をそれらのシフト量分シフトした位置に順次移動し、移動した位置毎に形状センサ処理装置１６Ａにて形状計測を行い、得られた分割形状データを合成して施工条件とトーチねらい位置・姿勢とを求めるとともに、トーチねらい位置・姿勢については形状データを合成する時点で求めたずれ量を加算してねらい位置の誤差を補正することで、２次元形状センサ１５の計測範囲を超える大型複雑構造の施工個所に対しても高品質な溶接と当該溶接により生じた溶接ビードの高精度な整形を実現することができる。
【００５７】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る溶接施工装置および溶接ビード整形装置に適用される開先部２の形状を分割して計測する手法および分割して計測された分割形状データを合成する手法を説明する説明図である。
【００５８】
ここで、符号Ｐ１は基準教示点、符号Ｐ２，Ｐ３は設定された移動点、符号Ｑは基準教示点Ｐ１から移動点Ｐ２またはＰ３までのシフト量（移動量）である。また、符号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、２次元形状センサ１５が点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に在る場合の２次元形状センサ１５の検出範囲である。
【００５９】
２次元形状センサ１５の検出範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の中心を多関節ロボット１３のツール座標原点とし、多関節ロボット１３のツール座標原点を予め教示データ記憶装置１８Ａに記憶しておいた基準教示点Ｐ１へ移動させたのち、２次元形状センサ１５から取得される形状データ（分割形状データ）を読み込む。
【００６０】
続いて、予め教示データ記憶装置１８に記憶しておいたシフト量Ｑだけ基準教示点Ｐ１からシフトした移動点Ｐ２へ２次元形状センサ１５を移動させ、移動完了後、２次元形状センサ１５から取得される形状データ（分割形状データ）を読み込む。また、移動点Ｐ２に対する処理ステップを他の移動点（図３に示される例では移動点Ｐ３）に対しても行い、各移動点で記憶されたそれぞれの形状データから特徴点を抽出し、その特徴点が重なるように形状を平行・回転移動した後に分割して取得した分割形状データの合成を行う。
【００６１】
ここで、移動点（図３に示される例では移動点Ｐ２，Ｐ３）は、開先部２の大きさ等に応じて予め決定しておく形状データの分割数と同数（図３に示される例では２つ）に設定される。また、シフト量Ｑは移動点（図３に示される例では移動点Ｐ２，Ｐ３）が決定することにより決定する。
【００６２】
形状センサ処理装置１６Ａは、各点における平行・回転移動の量を平行・回転ずれとしてロボット制御装置１７Ａに送信する。ロボット制御装置１７Ａは、受信した各点における平行・回転移動の量を平行・回転ずれとして記憶し、溶接施工をする際のねらい位置が記憶した各点のどれに最も近いかを判断し、最も近い点の平行・回転ずれをねらい位置に加算することで、ねらい位置の補正を行う。
【００６３】
図４は本発明の第１の実施形態に係る溶接施工装置および溶接ビード整形装置に適用される形状データ合成時のねらい位置補正を説明する説明図であり、図４（Ａ）はねらい位置補正前の形状データを示す説明図、（Ｂ）はねらい位置補正後の形状データを示す説明図である。
【００６４】
形状合成前の２つの分割形状データＤ１，Ｄ２には、例えば、図４（Ａ）に示されるように、特徴的な形状を有するポイント（特徴点）ＦＰとして、それぞれ、ＦＰ１，ＦＰ２が存在している。形状センサ処理装置１６は、まず、２つの分割形状データＤ１，Ｄ２からそれぞれの特徴点ＦＰ１，ＦＰ２を抽出して、誤差δを算出する。そして、図４（Ｂ）に示されるように、算出した誤差δを平行・回転移動することでねらい位置の補正を行うとともに分割して取得した２つの分割形状データを合成した形状データＤ（特徴点ＦＰ）を生成する。
【００６５】
このように、本発明の第１の実施形態に係る溶接施工方法および溶接ビード整形方法によれば、例えば、第１の溶接施工装置１０Ａを用いて行うことができ、第１の溶接施工装置１０Ａの形状センサ処理装置１６Ａが施工部位を複数に分割して形状を計測するステップ、施工部位を複数に分割して得られる複数の分割形状データを合成する過程で各分割形状データのずれ量を算出するステップ、前記施工部位を複数に分割して得られる複数の分割形状データを合成して得た形状データに基づいて溶接およびガウジングを含む溶接施工におけるトーチのねらい位置を算出するステップ、および、算出したねらい位置が属する形状データのずれ量を前記トーチねらい位置に加算して前記トーチのねらい位置の誤差を補正するステップを具備する溶接施工範囲決定工程を実行することで、高品質な自動溶接施工が可能となる。
【００６６】
上述した第１の溶接施工装置１０Ａおよび溶接施工方法によれば、溶接施工する部位を複数に分割して形状を計測し、得られる複数の分割形状データを合成する過程で各分割形状データのずれ量を算出し、合成した分割形状データに基づいて溶接およびガウジングを含む溶接施工におけるトーチのねらい位置を算出し、算出したねらい位置が属する形状データのずれ量をトーチねらい位置に加算して、溶接施工におけるトーチのねらい位置の誤差補正することができるので、高品質な自動溶接および高精度な溶接ビード３の整形が可能となる。
【００６７】
また、上述した第１の溶接ビード整形装置３０Ａおよび溶接ビード整形方法によれば、上述した第１の溶接施工装置１０Ａおよび溶接施工方法と同様にしてプラズマガウジングトーチ２６のねらい位置の誤差補正することができるので、高精度な溶接ビード３の整形が可能となる。
【００６８】
なお、上述した第１の溶接施工装置１０Ａは、多関節ロボット１３のロボットアームの先端部が、アーク溶接トーチ１４とプラズマガウジングトーチ２６とを持ち替え可能に構成されると説明しているが、ロボットアームの性能や剛性等が許すのであれば、アーク溶接トーチ１４とプラズマガウジングトーチ２６の両方を持つ構成としても良い。
【００６９】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態は、溶接ビードの整形に適用される。本発明の第２の実施形態に係る溶接ビード整形装置の一例である第２の溶接ビード整形装置３０Ｂは、第１の溶接ビード整形装置３０Ａに対して、形状センサ処理装置１６Ａおよびロボット制御装置１７Ａの代わりに、形状センサ処理装置１６Ｂおよびロボット制御装置１７Ｂを具備する点で相違するが、その他の点については実質的に相違しない。そこで、第２の実施形態の説明では、上記相違点を中心に説明し、第１の溶接ビード整形装置３０Ａと実質的に相違しない構成要素および処理ステップについては同じ符号を付して省略する。
【００７０】
第２の溶接ビード整形装置３０Ｂは、多関節ロボット１３と、プラズマガウジングトーチ２６と、２次元形状センサ１５と、形状センサ処理装置１６Ｂと、ロボット制御装置１７Ｂとを具備する。すなわち、図１に示される符号３０Ａ，１６Ａおよび１７Ａ（１８Ａ，１９Ａ）を、それぞれ、３０Ｂ，１６Ｂおよび１７Ｂ（１８Ｂ，１９Ｂ）に読み替えれば、読み替え後の図１は第２の溶接ビード整形装置３０Ｂの構成を概略的に示した構成図となる。
【００７１】
第２の溶接ビード整形装置３０Ｂは、形状センサ処理装置１６Ｂおよびロボット制御装置１７Ｂが溶接ビード整形を行う対象物の形状を計測して整形を行う範囲を決定する第２の形状計測工程（整形範囲決定工程）を行う。
【００７２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る溶接ビード整形方法（以下、「第２の溶接ビード整形方法」と称する。）について説明する。
【００７３】
図５は、第２の溶接ビード整形方法の概要を説明する説明図である。
【００７４】
図５に示されるように、第２の溶接ビード整形装置３０Ｂおよび第２の溶接ビード整形方法では、第１の教示点Ｐｔ１（＝第１の計測点Ｐｍ１）と第２の教示点Ｐｔ２との移動中に溶接ビード３の整形を行う対象物の形状の計測と、例えば、計測点Ｐｍ２，Ｐｍ３，Ｐｍ４，Ｐｍ５等の第１の教示点Ｐｔ１と第２の教示点Ｐｔ２との移動経路上に位置する各計測点において形状の読み込みと記憶とを繰り返した後に、それぞれの計測点で計測された形状データから特徴点を抽出し、その特徴点から開先とビード面を抽出し、ガウジングによる除去範囲を算出する。
【００７５】
その後、各計測点のガウジング範囲４をＡＮＤ処理することで、最小のガウジング幅Ｗｍｉｎとなる箇所をガウジングするのに適したねらい位置とガウジング条件を求め、求めたねらい位置およびガウジング条件に基づいて第１の教示点Ｐｔ１と第２の教示点Ｐｔ２との間のガウジングを行う。
【００７６】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る溶接ビード整形方法が具備する第２の整形範囲決定工程の処理フロー図である。
【００７７】
なお、第２の整形範囲決定工程（図６）の説明において、上述した溶接施工範囲決定工程（図２）と実質的に相違しない処理ステップについては、同じステップ番号を付して処理内容の説明を省略する。また、自動施工動作ステップ（ステップＳ８）は、溶接ビード整形工程に含まれる処理ステップであるが、説明の便宜上、第２の整形範囲決定工程とともに図６に示している。
【００７８】
第２の整形範囲決定工程（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ７、ステップＳ３１，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ３２，Ｓ１４〜Ｓ１６，Ｓ３３〜Ｓ３５，Ｓ１８，Ｓ３６）は、形状センサ処理装置１６Ｂおよびロボット制御装置１７Ｂが相互に信号を授受しながら実行される。第２の整形範囲決定工程のうちステップＳ１，Ｓ２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ７をロボット制御装置１７Ｂが実行し、ステップＳ３１，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ３２，Ｓ１４〜Ｓ１６，Ｓ３３〜Ｓ３５，Ｓ１８，Ｓ３６を形状センサ処理装置１６Ｂが実行する。
【００７９】
ロボット制御装置１７Ｂに溶接施工の要求が与えられると、ロボット制御装置１７Ｂは、第２の整形範囲決定工程の処理ステップを開始する（ＳＴＡＲＴ）。
【００８０】
第２の整形範囲決定工程では、ロボット制御装置１７Ｂが実行するステップとして、教示データ記憶ステップ（ステップＳ１）と、教示点移動制御ステップ（ステップＳ２）と、センサ処理終了判断ステップ（ステップＳ２１）と、全教示点終了判断ステップ（ステップＳ２２）と、施工条件・ねらい位置記憶ステップ（ステップＳ７）を備える。
【００８１】
また、第２の整形範囲決定工程は、形状センサ処理装置１６Ｂが実行するステップとして、移動開始判別ステップ（ステップＳ３１）と、形状データ読込みステップ（ステップＳ１１）と、形状データ記憶ステップ（ステップＳ１２）と、移動完了判別ステップ（ステップＳ３２）と、形状抽出ステップ（ステップＳ１４）と、特徴点抽出ステップ（ステップＳ１５）と、開先・ビード面抽出ステップ（ステップＳ１６）と、ガウジング範囲算出ステップ（ステップＳ３３）と、全計測点終了判断ステップ（ステップＳ３４）と、ガウジング範囲ＡＮＤ処理ステップ（ステップＳ３５）と、施工条件・ねらい位置算出ステップ（ステップＳ１８）と、処理終了通知ステップ（ステップＳ３６）とを備える。
【００８２】
第２の整形範囲決定工程は、ロボット制御装置１７Ｂにおいて、まず、ステップＳ１およびステップＳ２を実行され、続いて、センサ処理終了判断ステップ（ステップＳ２１）が実行され、形状センサ処理装置１６Ｂからの処理終了信号を受信するまで処理ステップの実行を停止（待機）する（ステップＳ２１でＮＯの場合）。そして、形状センサ処理装置１６Ｂからの処理終了信号を受信すると（ステップＳ２１でＹＥＳの場合）、続いて、全教示点終了判断ステップ（ステップＳ２２）が実行され、全教示点に対して処理が終了している場合（ステップＳ２２でＹＥＳの場合）には、ステップＳ７の完了を待って自動施工（ここでは自動整形）動作が開始される（ステップＳ８）。
【００８３】
一方、全教示点に対して処理が終了していない場合（ステップＳ２２でＮＯの場合）には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の処理ステップが実行される。
【００８４】
また、第２の整形範囲決定工程は、形状センサ処理装置１６Ｂにおいて、まず、ロボット制御装置１７Ｂからの移動開始信号の受信を待機しており、ロボット制御装置１７Ｂから移動開始信号を受信したか否かを判別する（ステップＳ３１）。ロボット制御装置１７Ｂから移動開始信号を受信したことを確認すると（ステップＳ３１でＹＥＳの場合）、続いて、ステップＳ１１およびステップＳ１２が実行され、さらに、移動完了判別ステップ（ステップＳ３２）が実行される。移動完了判別ステップでは、ロボット制御装置１７Ｂから移動完了信号を受信したか否かが判別される。
【００８５】
移動完了判別ステップで、ロボット制御装置１７Ｂから移動完了信号を受信したことが確認されると（ステップＳ３２でＹＥＳの場合）、続いて、ステップＳ１４、ステップＳ１５およびステップＳ１６の処理ステップが実行され、さらに、ガウジング範囲算出ステップ（ステップＳ３３）が実行される。ガウジング範囲算出ステップでは、形状センサ処理装置１６Ｂが、ステップＳ１４〜ステップＳ１６において抽出された特徴点、開先面、ビード面に基づいてガウジング範囲を算出する。
【００８６】
ステップＳ３３に続いて、形状センサ処理装置１６Ｂでは、全計測点終了判断ステップ（ステップＳ３４）が実行され、教示点間の全ての計測点に対して計測処理が終了したか否かが判断される。ここで、教示点間の全ての計測点に対して計測処理が終了している場合（ステップＳ３４でＹＥＳの場合）には、ガウジング範囲ＡＮＤ処理ステップ（ステップＳ３５）が実行される。ガウジング範囲ＡＮＤ処理ステップでは、形状センサ処理装置１６Ｂが、全計測点におけるガウジング範囲のＡＮＤを取る。
【００８７】
ステップＳ３５に続いて、形状センサ処理装置１６Ｂでは、施工条件・ねらい位置算出ステップ（ステップＳ１８）が実行され、形状センサ処理装置１６Ｂからロボット制御装置１７Ｂには、ガウジング条件およびねらい位置の算出結果が送信される。ステップＳ１８に続いては、処理終了通知ステップ（ステップＳ３６）が実行され、形状センサ処理装置１６Ｂで実行すべき処理ステップが終了した旨をロボット制御装置１７Ｂに通知し、第２の整形範囲決定工程の処理ステップを終了する（ＥＮＤ）。
【００８８】
一方、ロボット制御装置１７Ｂから移動開始信号を受信したか否かを判別した結果、まだ、ロボット制御装置１７Ｂから移動開始信号を受信していない場合（ステップＳ３１でＮＯの場合）、第２の整形範囲決定工程の処理フローはステップＳ３１に戻り、形状センサ処理装置１６ＢがステップＳ３１以降の処理ステップを実行する。すなわち、形状センサ処理装置１６Ｂは、ロボット制御装置１７Ｂから移動開始信号を受信するまでの間、ロボット制御装置１７Ｂからの移動開始信号の受信を待機する状態を継続する。
【００８９】
また、移動完了判別ステップで、ロボット制御装置１７Ｂからまだ移動完了信号を受信していない場合（ステップＳ３２でＮＯの場合）、第２の整形範囲決定工程の処理フローは、ステップＳ１１に戻り、形状センサ処理装置１６ＢがステップＳ１１以降の処理ステップを実行する。
【００９０】
さらに、教示点間の全ての計測点に対して計測処理が終了していない場合（ステップＳ３４でＮＯの場合）、第２の整形範囲決定工程の処理フローは、ステップＳ１４に戻り、形状センサ処理装置１６ＢがステップＳ１４以降の処理ステップを実行する。
【００９１】
上述した溶接ビード整形装置３０Ｂおよび第２の溶接ビード整形方法によれば、教示点間でビード形状が変動していたとしても、目標とするガウジング幅を超えるオーバーシュートを抑えることができるので、溶接ビード３に対して高精度に整形することができる。
【００９２】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態は、溶接ビードの整形に適用される。本発明の第３の実施形態に係る溶接ビード整形装置の一例である第３の溶接ビード整形装置３０Ｃは、第２の溶接ビード整形装置３０Ｂに対して、形状センサ処理装置１６Ｂおよびロボット制御装置１７Ｂの代わりに、形状センサ処理装置１６Ｃおよびロボット制御装置１７Ｃを具備する点で相違するが、その他の点については実質的に相違しない。そこで、第３の実施形態の説明では、上記相違点を中心に説明し、第２の溶接ビード整形装置３０Ｂと実質的に相違しない構成要素および処理ステップについては同じ符号を付して省略する。
【００９３】
第３の溶接ビード整形装置３０Ｃは、多関節ロボット１３と、プラズマガウジングトーチ２６と、２次元形状センサ１５と、第３の形状センサ処理装置１６Ｃと、第３のロボット制御装置１７Ｃとを具備する。すなわち、図１に示される符号３０Ａ，１６Ａおよび１７Ａ（１８Ａ，１９Ａ）を、それぞれ、３０Ｃ，１６Ｃおよび１７Ｃ（１８Ｃ，１９Ｃ）に読み替えれば、読み替え後の図１は第３の溶接ビード整形装置３０Ｃの構成を概略的に示した構成図となる。
【００９４】
第３の溶接ビード整形装置３０Ｃは、多関節ロボット１３が小型でモータの出力が小さく、かつ、アームの剛性が低い場合に目標とするガウジング幅を超えて溶接ビードを除去することを防止するように、形状センサ処理装置１６Ｃおよびロボット制御装置１７Ｃが第３の整形範囲決定工程を行う。
【００９５】
次に、本発明の第３の実施形態に係る溶接ビード整形方法（以下、「第３の溶接ビード整形方法」と称する。）について説明する。
【００９６】
図７は、第３の溶接ビード整形方法の概要を説明する説明図である。
【００９７】
第３の溶接ビード整形方法（図７）と第２の溶接ビード整形方法（図５）との違いは、ガウジング幅を、例えば２つ等の複数に分割し、ウィービング幅を縮めて整形する点にある。第３の溶接ビード整形装置３０Ｃでは、例えば、図７に示されるように、ガウジングする範囲を第１の分割ガウジング範囲４ａと第２の分割ガウジング範囲４ｂとに分割し、ウィービング幅を縮めて整形（ガウジング）することで、多関節ロボット１３が小型でモータの出力が小さく、かつ、アームの剛性が低くても、溶接ビード３に対して目標とするガウジング幅を超えるオーバーシュートを抑えることができる。
【００９８】
図８は、第３の溶接ビード整形方法が具備する第３の整形範囲決定工程の処理フロー図である。
【００９９】
第３の整形範囲決定工程は、第２の整形範囲決定工程に対して、ガウジング条件およびねらい位置を算出するステップ（ステップＳ１８）を分割した各ガウジング範囲に対して行う点で相違する。すなわち、第３の整形範囲決定工程は、第２の整形範囲決定工程におけるステップＳ１８の代わりに、ステップＳ１８ａ，ステップＳ１８ｂを具備する。ステップＳ１８とステップＳ１８ａおよびステップＳ１８ｂの処理内容は、対象とするガウジング範囲が相違する点を除いて同様である。
【０１００】
このように、第３の溶接ビード整形装置３０Ｃおよび第３の整形範囲決定工程を具備する第３の溶接ビード整形方法によれば、ウィービング幅を縮めて整形（ガウジング）するので、第３の溶接ビード整形装置３０Ｃに適用する多関節ロボット１３が小型でモータの出力が小さく、かつ、アームの剛性が低くても、溶接ビード３に対し目標とするガウジング幅を超えるオーバーシュートを抑えて高精度に整形することができる。
【０１０１】
以上、上述した溶接施工装置１０Ａおよび溶接施工方法によれば、溶接施工する部位を複数に分割して形状を計測し、得られる複数の分割形状データを合成する過程で各分割形状データのずれ量を算出し、合成した分割形状データに基づいて溶接およびガウジングを含む溶接施工におけるトーチのねらい位置を算出し、算出したねらい位置が属する形状データのずれ量をトーチねらい位置に加算することで、溶接施工におけるトーチのねらい位置の誤差補正することができるので、高品質な自動溶接施工が可能となる。
【０１０２】
また、上述した溶接ビード整形装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃおよび溶接ビード整形方法によれば、教示点間でビード形状が変動していたとしても、目標とするガウジング幅を超えるオーバーシュートを抑えることができるので、溶接ビード３に対して高精度に整形することができる。
【０１０３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０４】
１…設置面、２…開先部、３…溶接ビード、４…ガウジング範囲、４ａ…第１の分割ガウジング範囲、４ｂ…第２の分割ガウジング範囲、１０Ａ…第１の溶接施工装置、１１…スライダ装置、１２…ベース、１３…多関節ロボット、１４…アーク溶接トーチ、１５…２次元形状センサ、１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ…形状センサ処理装置、１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ…ロボット制御装置、１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ…教示データ記憶装置、１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ…動作軸制御装置、２１…台座、２２…支柱、２３…昇降スライド、２４…アーム、２６…プラズマガウジングトーチ、３０Ａ…第１の溶接ビード整形装置、３０Ｂ…第２の溶接ビード整形装置、３０Ｃ…第３の溶接ビード整形装置。
【図１】
2013255939.tif 000003
【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】
2013255939.tif 000009
【図８】
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