(57)【要約】【課題】溶接ケーブルを通る溶接ワイヤの送給性がアームの動作中に悪化するのを防止できる溶接ロボットを提供する。【解決手段】溶接ロボット１は、互いに対して回転可能に連結された手首部１１及び上腕部１２を有するアーム１０と、手首部１１側でアーム１０に取り付けられた溶接トーチ２と、上腕部１２側でアーム１０に取り付けられたワイヤ送給装置３と、ワイヤ送給装置３と溶接トーチ２の双方に接続され、ワイヤ送給装置３から溶接トーチ２に送給される溶接ワイヤＷを収容する溶接ケーブル５と、溶接トーチ２が所定の溶接経路を移動するようにアーム１０の動作を制御する制御部７３と、溶接トーチ２が制御部７３の制御下で溶接経路を移動する間に、手首部１１と上腕部１２との間の手首回動軸Ａ１の回転軸の動作による溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲内に在るかどうかを監視する監視部７４と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対して回転可能に連結された第１リンク及び第２リンクを有するアームと、
前記第１リンク側で前記アームに取り付けられた溶接トーチと、
前記第２リンク側で前記アームに取り付けられたワイヤ送給装置と、
前記ワイヤ送給装置と前記溶接トーチの双方に接続され、前記ワイヤ送給装置から前記溶接トーチに送給される溶接ワイヤを収容する溶接ケーブルと、
前記溶接トーチが所定の溶接経路を移動するように前記アームの動作を制御する制御部と、
前記溶接トーチが前記制御部の制御下で前記溶接経路を移動する間に、前記第１リンクと前記第２リンクとの間の回転軸の動作による前記溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲内に在るかどうかを監視する監視部と、を有する溶接ロボット。
【請求項２】
前記監視部は、前記回転軸の動作角度及び角速度の少なくともいずれか一方が予め定めた上限値以下であるかどうかを判定することによって前記溶接ケーブルの屈曲量を監視する、請求項１に記載の溶接ロボット。
【請求項３】
前記溶接ケーブルの屈曲量が前記許容範囲を超えた場合にオペレータに対する警報を出力する警報部をさらに有する請求項１または２に記載の溶接ロボット。
【請求項４】
前記制御部は、ロボットプログラムを実行することにより前記アームの動作を制御し、
前記溶接ケーブルの屈曲量が前記許容範囲を超えた場合に、前記溶接ケーブルの屈曲量が前記許容範囲を超えた時点で前記制御部が実行していた前記ロボットプログラムの箇所を示す情報をオペレータに通知する第１の通知部をさらに有する請求項１〜３のいずれか１つに記載の溶接ロボット。
【請求項５】
前記溶接ケーブルの屈曲量が前記許容範囲を超えた場合に、前記溶接ケーブルの屈曲量が前記許容範囲を超えた時点での前記溶接トーチの位置と前記溶接経路の始点との間の距離をオペレータに通知する第２の通知部をさらに有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の溶接ロボット。
【請求項６】
直列に連結された複数のリンクを有するアームと、
前記複数のリンクのうちの先端のリンクに取り付けられた溶接トーチと、
前記複数のリンクのうちの、前記先端のリンクとは異なる他のリンクに取り付けられたワイヤ送給装置と、
前記ワイヤ送給装置と前記溶接トーチの双方に接続され、前記ワイヤ送給装置から前記溶接トーチに送給される溶接ワイヤを収容する溶接ケーブルと、
前記溶接トーチが所定の溶接経路を移動するように前記アームの動作を制御する制御部と、
前記溶接トーチが前記制御部の制御下で前記溶接経路を移動する間に、前記先端のリンクと前記他のリンクとの間に位置する前記アームの１つ以上の回転軸の動作による前記溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲内に在るかどうかを監視する監視部と、を有する溶接ロボット。
【請求項７】
前記監視部は、前記ワイヤ送給装置に接続された前記溶接ケーブルの基端部と、前記溶接トーチに接続された前記溶接ケーブルの先端部と、の間の直線距離が予め定めた下限値以上であるかどうかを判定することによって前記溶接ケーブルの屈曲量を監視する、請求項６に記載の溶接ロボット。
【請求項８】
前記溶接ケーブルの屈曲量が前記許容範囲を超えた場合にオペレータに対する警報を出力する警報部をさらに有する請求項６または７に記載の溶接ロボット。
【請求項９】
前記制御部は、ロボットプログラムを実行することにより前記アームの動作を制御し、
前記溶接ケーブルの屈曲量が前記許容範囲を超えた場合に、前記溶接ケーブルの屈曲量が前記許容範囲を超えた時点で前記制御部が実行していた前記ロボットプログラムの箇所を示す情報をオペレータに通知する第１の通知部をさらに有する請求項６〜８のいずれか１つに記載の溶接ロボット。
【請求項１０】
前記溶接ケーブルの屈曲量が前記許容範囲を超えた場合に、前記溶接ケーブルの屈曲量が前記許容範囲を超えた時点での前記溶接トーチの位置と前記溶接経路の始点との間の距離をオペレータに通知する第２の通知部をさらに有する請求項６〜９のいずれか１つに記載の溶接ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接工程の実行中に溶接ケーブルを通る溶接ワイヤの送給性を監視する溶接ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な溶接ロボットは、アームの先端部に取り付けられた溶接トーチ、アームの第３軸の上方に取り付けられた溶接ワイヤの送給装置、及び送給装置と溶接トーチとの間を結ぶ溶接ケーブルを有している。多くの場合、溶接ケーブルは、或る程度のたるみを持たせた状態でアームの外側を這わせられている。溶接ケーブルにはコンジットケーブルが挿通されており、溶接工程が実行される間は、送給装置から押し出される溶接ワイヤがコンジットケーブルの内側を通って溶接トーチの先端部に到達する。そして、溶接トーチから露出する溶接ワイヤの先端部がアーク放電時の高熱で溶融して溶接母材に溶着することによって溶接母材が溶接される。
【０００３】
ところで、アームの動作に伴い溶接ケーブルの曲率が大きくなると、溶接ケーブルに挿通されたコンジットケーブルの曲率も大きくなる。その状態で溶接ワイヤが送給されると溶接ワイヤの外面がコンジットケーブルの内面に強く擦り付けられるので、溶接ケーブルを通る溶接ワイヤの送給性が悪化することになる。また、溶接ケーブルの外面が損傷を受けることによって溶接品質が低下するおそれがある。さらに、コンジットケーブルの内面が摩耗することによって溶接ケーブルの早期交換が必要になることもある。
【０００４】
上記の事態を避けるために、特許文献１では、ワイヤ送給装置を上腕部の基端部に取り付け、かつ溶接ケーブルを上腕部の内側に収納した溶接ロボットが提案されている。特許文献１の溶接ロボットでは、溶接ケーブルが上腕部の内側で上腕部の長手方向に伸びるように溶接ケーブルを配置することによって、溶接ケーブル全体の変形量を抑えている。また、特許文献２には、ワイヤ送給装置を溶接ロボットの第３軸の下方に配置することによって溶接ケーブル全体の湾曲を小さくするアプローチが提案されている。また、特許文献３には、サーボモータを搭載したワイヤ送給装置と、サーボモータのトルク情報から推定トルク成分を減ずることによって溶接ワイヤの送給抵抗を算出するモニタ装置と、を有するシステムが提案されている。
【０００５】
ところが、特許文献１のように溶接ケーブルを上腕部の内側に収納しても、溶接ロボットの教示操作によっては傾動軸の動作角度が大きくなるので、溶接ケーブルを通る溶接ワイヤの送給性が悪化するおそれがある。また、特許文献２のようにワイヤ送給装置を溶接ロボットの第３軸の下方（下腕部の脇）に配置しても、傾動軸の動作による溶接ワイヤの屈曲は依然として発生しうる。また、特許文献３のように溶接ワイヤの送給抵抗を算出するモニタ装置を採用しても、送給抵抗の算出量がワイヤリールに残存する溶接ワイヤの重量による影響を受けるので、溶接ワイヤの送給抵抗を正確に算出するのは容易ではない。さらに、特許文献３のモニタ装置には、実際の溶接工程が実行されない限り溶接ワイヤの送給抵抗を算出できないという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９７０６９号公報
【特許文献２】特開２０１０−３６２５３号公報
【特許文献３】特開２００１−２９３５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
溶接ケーブルを通る溶接ワイヤの送給性がアームの動作中に悪化するのを防止できる溶接ロボットが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、互いに対して回転可能に連結された第１リンク及び第２リンクを有するアームと、第１リンク側でアームに取り付けられた溶接トーチと、第２リンク側でアームに取り付けられたワイヤ送給装置と、ワイヤ送給装置と溶接トーチの双方に接続され、ワイヤ送給装置から溶接トーチに送給される溶接ワイヤを収容する溶接ケーブルと、溶接トーチが所定の溶接経路を移動するようにアームの動作を制御する制御部と、溶接トーチが制御部の制御下で溶接経路を移動する間に、第１リンクと第２リンクとの間の回転軸の動作による溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲内に在るかどうかを監視する監視部と、を有する溶接ロボットが提供される。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、監視部が、回転軸の動作角度及び角速度の少なくともいずれか一方が予め定めた上限値以下であるかどうかを判定することによって溶接ケーブルの屈曲量を監視する、溶接ロボットが提供される。
本発明の第３の態様によれば、第１または第２の態様において、溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲を超えた場合にオペレータに対する警報を出力する警報部をさらに有する溶接ロボットが提供される。
本発明の第４の態様によれば、第１〜第３の態様のいずれか１つにおいて、制御部が、ロボットプログラムを実行することによりアームの動作を制御し、溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲を超えた場合に、溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲を超えた時点で制御部が実行していたロボットプログラムの箇所を示す情報をオペレータに通知する第１の通知部をさらに有する溶接ロボットが提供される。
本発明の第５の態様によれば、第１〜第４の態様のいずれか１つにおいて、溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲を超えた場合に、溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲を超えた時点での溶接トーチの位置と溶接経路の始点との間の距離をオペレータに通知する第２の通知部をさらに有する溶接ロボットが提供される。
本発明の第６の態様によれば、直列に連結された複数のリンクを有するアームと、複数のリンクのうちの先端のリンクに取り付けられた溶接トーチと、複数のリンクのうちの、先端のリンクとは異なる他のリンクに取り付けられたワイヤ送給装置と、ワイヤ送給装置と溶接トーチの双方に接続され、ワイヤ送給装置から溶接トーチに送給される溶接ワイヤを収容する溶接ケーブルと、溶接トーチが所定の溶接経路を移動するようにアームの動作を制御する制御部と、溶接トーチが制御部の制御下で溶接経路を移動する間に、先端のリンクと他のリンクとの間に位置するアームの１つ以上の回転軸の動作による溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲内に在るかどうかを監視する監視部と、を有する溶接ロボットが提供される。
本発明の第７の態様によれば、第６の態様において、監視部が、溶接トーチに接続された溶接ケーブルの基端部と、ワイヤ送給装置に接続された溶接ケーブルの先端部と、の間の直線距離が予め定めた下限値以上であるかどうかを判定することによって溶接ケーブルの屈曲量を監視する、溶接ロボットが提供される。
本発明の第８の態様によれば、第６または第７の態様において、溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲を超えた場合にオペレータに対する警報を出力する警報部をさらに有する溶接ロボットが提供される。
本発明の第９の態様によれば、第６〜第８の態様のいずれか１つにおいて、制御部が、ロボットプログラムを実行することによりアームの動作を制御し、溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲を超えた場合に、溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲を超えた時点で制御部が実行していたロボットプログラムの箇所を示す情報をオペレータに通知する第１の通知部をさらに有する溶接ロボットが提供される。
本発明の第１０の態様によれば、第６〜第９の態様のいずれか１つにおいて、溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲を超えた場合に、溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲を超えた時点での溶接トーチの位置と溶接経路の始点との間の距離をオペレータに通知する第２の通知部をさらに有する溶接ロボットが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１及び第６の態様によれば、溶接ケーブルの屈曲量が予め定めた許容範囲内に在るかどうかの監視結果に基づいて、溶接ケーブルを通過する溶接ワイヤの送給性がアームの動作中に悪化するかどうかを確認することができる。従って、第１及び第６の態様によれば、溶接ワイヤの送給性の悪化が原因で溶接品質が低下するのを防止することができる。
本発明の第２の態様によれば、監視部が回転軸の動作角度及び角速度の少なくとも一方に基づいて溶接ケーブルの屈曲量を監視するので、溶接ケーブルを通過する溶接ワイヤの送給性がアームの動作中に悪化するかどうかを容易に確認することができる。特に、溶接ケーブルが第１リンク及び第２リンクの両方によって拘束される形態の溶接ロボットにおいては、回転軸の動作が溶接ケーブルの屈曲を直接的に引き起こす。従って、監視部が回転軸の動作角度に基づいて溶接ケーブルの屈曲量を監視する場合には、溶接ワイヤの送給性がアームの動作中に悪化するかどうかを正確に判断することができる。また、上記の形態の溶接ロボットにおいては、回転軸の急激な動作が原因で溶接ワイヤの送給性が不安定になりうる。従って、監視部が回転軸の角速度に基づいて溶接ケーブルの屈曲量を監視する場合には、溶接ワイヤの送給性の不安定化による溶接品質の低下を防止することができる。さらに、第２の態様によれば、監視部が回転軸の動作に基づいて溶接テーブルの屈曲量を監視するので、実際には溶接が実施されない溶接工程のテスト動作においても、溶接ワイヤの送給性が悪化するかどうかを確認することができる。
本発明の第７の態様によれば、監視部が溶接ケーブルの基端部と先端部との間の直線距離に基づいて溶接ケーブルの屈曲量を監視するので、溶接ケーブルを通過する溶接ワイヤの送給性がアームの動作中に悪化するかどうかを容易に確認することができる。特に、溶接ケーブルがアームに拘束されずにアームの外側に配置される形態の溶接ロボットにおいては、溶接ケーブルの基端部と先端部との間の直線距離が減少するのに従って溶接ケーブルの最大曲率が増加する傾向にある。従って、第７の態様によれば、溶接ロボットが上記の形態を有する場合であっても、溶接ワイヤの送給性がアームの動作中に悪化するかどうかを正確に判断することができる。さらに、第７の態様によれば、監視部が上記の直線距離に基づいて溶接ケーブルの屈曲量を監視するので、実際には溶接が実施されない溶接工程のテスト動作においても、溶接ワイヤの送給性が悪化するかどうかを確認することができる。
本発明の第３及び第８の態様によれば、溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲を超えた場合に、それが原因で溶接品質が低下するおそれがある旨をオペレータに通知することができる。
本発明の第４及び第９の態様によれば、溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲を超えた場合に、その原因となったロボットプログラムの箇所をオペレータに通知することができる。その結果、オペレータは、溶接ワイヤの送給性の悪化を防止するためには溶接ロボットの教示操作をどのように修正すればよいかを容易に把握することができる。
本発明の第５及び第１０の態様によれば、溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲を超えた場合に、その時点で溶接トーチが通過していた溶接経路上の位置をオペレータに通知することができる。その結果、オペレータは、溶接ワイヤの送給性の悪化を防止するためには溶接ロボットの教示操作をどのように修正すればよいかを容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態の溶接ロボットを含む例示的な溶接システムの概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１中の溶接ロボットの上腕部の基端部を拡大して示す斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１中の溶接ロボットの手首部を拡大して示す斜視図である。
【図３】図３は、図１中のロボット制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図３中の監視部が溶接ケーブルの屈曲量を監視する方法について説明するための第１の概略図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図３中の監視部が溶接ケーブルの屈曲量を監視する方法について説明するための第２の概略図である。
【図５】図５は、図３中のロボット制御装置による溶接工程のテスト動作の手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態の溶接ロボットを含む例示的な溶接システムの概略図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図６中の監視部が溶接ケーブルの屈曲量を監視する方法について説明するための第１の概略図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図６中の監視部が溶接ケーブルの屈曲量を監視する方法について説明するための第２の概略図である。
【図８】図８は、図６中のロボット制御装置による溶接工程のテスト動作の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。各図面において、同様の構成要素には同様の符号が付与されている。なお、以下の記載は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲や用語の意義等を限定するものではない。
【００１２】
図１〜図５を参照して、本発明の第１の実施形態の溶接ロボットについて説明する。図１は、本実施形態の溶接ロボットを含む溶接システムの一例を示す概略図である。本例の溶接システムＳは、溶接母材を接合するために溶接トーチを所定の溶接経路に沿って移動させる工程を実行可能な自動化システムである。この工程を以下では単に「溶接工程」と称する。図１のように、溶接システムＳは、溶接ロボット１、溶接ロボット１に接続された溶接機６、溶接ロボット１及び溶接機６に接続されたロボット制御装置７、並びにロボット制御装置７に接続された教示操作盤８等を含んでいる。上記の装置について以下に詳細に説明する。
【００１３】
先ず、上記の溶接ロボット１について説明する。図１のように、溶接ロボット１は、直列に連結された複数のリンクと、隣接するリンクどうしを互いに対して回転可能に支持する複数の回転軸と、から構成されたアーム１０を有する垂直多関節ロボットである。より具体的に、溶接ロボット１は、アーム１０の先端部に位置する手首部１１と、手首部１１の基端部に連結された上腕部１２と、上腕部１２の基端部に連結された下腕部１３と、を有している。また、溶接ロボット１は、手首部１１及び上腕部１２を回転可能に支持する第１回転軸Ａ１と、上腕部１２及び下腕部１３を回転可能に支持する第２回転軸Ａ２と、を有している。以下では、上記の第１回転軸Ａ１を「手首傾動軸Ａ１」と称し、第２回転軸Ａ２を「上腕傾動軸Ａ２」と称することがある。
【００１４】
上記の手首部１１は本実施形態の溶接ロボット１の第１リンクの一例であり、上記の上腕部１２は本実施形態の溶接ロボット１の第２リンクの一例である。図１のように、手首部１１には後述する溶接トーチ２が取り付けられており、上腕部１２には後述するワイヤ送給装置３が取り付けられている。なお、下腕部１３の基端部はアーム１０を上方に支持する旋回基部１４に回転可能に取り付けられており、旋回基部１４は床面に固定された固定基部１５に旋回可能に取り付けられている。また、溶接ロボット１は、手首傾動軸Ａ１及び上腕傾動軸Ａ２を含む複数の回転軸をそれぞれ駆動する複数のサーボモータ（不図示）を有している。溶接ロボット１は、それらサーボモータの駆動力によって、手首部１１に取り付けられた溶接トーチ２の位置及び姿勢を自在に変更することができる。これにより溶接トーチ２が溶接母材に対して位置決めされる。
【００１５】
続いて、上記の溶接トーチ２について説明する。図１のように、溶接トーチ２は、湾曲した管状のトーチ本体２０と、トーチ本体２０の先端部に取り付けられたコンタクトチップ２１と、を有している。トーチ本体２０の基端部は溶接ロボット１の手首部１１に取り付けられている。コンタクトチップ２１はトーチ本体２０の内部空間に連通する中心穴を有しており、ワイヤ状の溶加材がコンタクトチップ２１の中心穴を通って溶接トーチ２の外側に露出している。以下ではワイヤ状の溶加材を溶接ワイヤＷと称する。コンタクトチップ２１は後述する溶接機６と電気的に接続されており、溶接工程の実行中に溶接機６からコンタクトチップ２１に大電流が流される。その結果、コンタクトチップ２１と溶接母材との間で高温のアーク放電が引き起こされるので、溶接ワイヤＷが溶融して溶接母材に融着することになる。これにより溶接母材どうしが溶接ワイヤＷの融着部を介して接合されることになる。
【００１６】
続いて、上記の溶接ワイヤＷについて説明する。溶接ワイヤＷは、溶接工程に使用される消耗式の溶加材であり、ワイヤリールＲに巻回されたコイルの形態で溶接システムＳに提供されている。図１のように、溶接システムＳは溶接ロボット１に隣接して配置されたワイヤリールスタンド４を有しており、ワイヤリールスタンド４は上記のワイヤリールＲを回転可能に保持している。そのため、後述するワイヤ送給装置３の送り出し動作が実行されると、溶接ワイヤＷがワイヤリールＲから巻き戻され、溶接トーチ２に向かって押し出される。
【００１７】
続いて、上記のワイヤ送給装置３について説明する。ワイヤ送給装置３は、少なくとも１対のガイドローラ（不図示）と、ガイドドーラを駆動する電動モータ等の駆動装置（不図示）と、を有している。ワイヤ送給装置３は、上記のガイドローラ間に挟まれた溶接ワイヤＷを溶接トーチ２に向かって送り出すように構成されている。図１のように、ワイヤ送給装置３は、所定形状の取付部材Ｍを介して上腕部１２の基端側に取り付けられている。特に、ワイヤ送給装置３は、溶接ワイヤＷの送り出し方向が上腕部１２の延在方向と平行になるように、上腕部１２に対して固定されている。つまり、溶接ロボット１の動作中に上腕部１２の姿勢が変化しても、溶接ワイヤＷの送り出し方向は常に上腕部１２の延在方向と平行に維持される（図４Ａ及び図４Ｂも参照）。
【００１８】
ワイヤ送給装置３が溶接ワイヤＷを送り出す速度は一定値であってもよいし、溶接ロボット１の動作速度に応じて変化する可変値であってもよい。高い溶接品質を確保するためには、ワイヤ送給装置３による溶接ワイヤＷの送り出し速度を正確に制御することが重要である。ワイヤ送給装置３から送り出された溶接ワイヤＷは、後述する溶接ケーブル５の内側を通って溶接トーチ２に到達することになる。
【００１９】
続いて、上記の溶接ケーブル５について説明する。溶接ケーブル５は、ワイヤ送給装置３から溶接トーチ２に送給される溶接ワイヤＷを収納するように、ワイヤ送給装置３と溶接トーチ２の両方に接続されている。より具体的に、溶接ケーブル５は、溶接ワイヤＷが送り出されるワイヤ送給装置３の送給口に接続された基端部５１と、トーチ本体２０の基端部に接続された先端部５２と、を有している。溶接ケーブル５の内側には、溶接ワイヤＷを基端部５１から先端部５２までガイドするためのコンジットケーブル（不図示）が挿通されており、溶接ワイヤＷはコンジットケーブルの内側に挿通されている。
【００２０】
ここで、溶接ロボット１のアーム１０に対する溶接ケーブル５の配置について説明する。図１のように、本例の溶接ロボット１では、溶接ケーブル５の大部分が上腕部１２の内側に配置されている。図２Ａは、図１中の上腕傾動軸Ａ２及びその近傍を拡大して示す斜視図である。便宜上、図２Ａでは溶接ケーブル５及びワイヤ送給装置３が省略されている。図１及び図２Ａのように、上腕部１２は、手首傾動軸Ａ１側に位置する上腕本体部１２０と、上腕傾動軸Ａ２側に位置する上腕基端部１２１と、を有している。上腕本体部１２０は、その延在方向と平行な軸線を有する上腕旋回軸Ａ３を介して上腕基端部１２１に回転可能に連結されている。図１及び図２Ａでは上腕旋回軸Ａ３の軸線が一点鎖線で示されている。上腕本体部１２０は中空の筒状の形態を有している。また、上腕基端部１２１には上腕本体部１２０の内部空間に連通する基端開口１２２が設けられており、溶接ケーブル５は基端開口１２２から上腕本体部１２０の内側に挿入されている。また、図１のように、上腕本体部１２０には手首傾動軸Ａ１に隣接する側方開口１２３が設けられており、溶接ケーブル５は側方開口１２３から上腕本体部１２０の外側に引き出されている。そして、溶接ケーブル５の側方開口１２３からの引出し部分は、手首傾動軸Ａ１を横切って手首部１１に到達している。
【００２１】
図２Ｂは、図１中の手首部１１を拡大して示す斜視図である。便宜上、図２Ｂでは溶接ケーブル５及び溶接トーチ２が省略されている。図２Ｂのように、手首部１１は、手首傾動軸Ａ１を介して上腕部１２に連結された手首本体部１１０と、手首傾動軸Ａ１と交差する軸線を有する手首旋回軸Ａ０を介して手首本体部１１０に連結された手首先端部１１１と、を有している。手首先端部１１１にはトーチ本体２０の基端部が取り付けられる。また、手首本体部１１０及び手首先端部１１１には手首旋回軸Ａ０の軸線に沿って延びる貫通穴１１２が設けられている。図２Ｂでは手首傾動軸Ａ１の軸線が一点鎖線で表されており、手首旋回軸Ａ０の軸線が二点鎖線で表されている。図１でも手首旋回軸Ａ０の軸線が二点鎖線で表されている。溶接ケーブル５の先端部５２は、手首部１１の基端側から上記の貫通穴１１２に嵌入される。これにより溶接ケーブル５の先端部５２が手首部１１に対して固定される。また、手首先端部１１１にトーチ本体２０が取り付けられると、上記の貫通穴１１２がトーチ本体２０の内部空間と連通するようになる。これにより溶接ケーブル５の先端部５２がトーチ本体２０の基端部に接続される。
【００２２】
以上のように、本例の溶接ロボット１では、溶接ケーブル５がアーム１０の第１リンク（手首部１１）及び第２リンク（上腕部１２）の両方によって拘束されている。ここでいう「拘束」には、溶接ケーブル５の一部分がアーム１０に対して固定的に支持される状態、及び溶接ケーブル５の一部分がアーム１０に対して所定範囲内で移動可能に支持される状態の両方が含まれる。図１のように、本例の溶接ロボット１では、溶接ケーブル５の先端部５２が手首部１１によって固定的に支持されている。また、図１中の破線で示される溶接ケーブル５の上腕部１２への挿入部分は、上腕本体部１２０の側方開口１２３の内面、上腕本体部１２０及び上腕基端部１２１の内面、及び上腕基端部１２１の基端開口１２２の内面の少なくともいずれか１つによって移動可能に（特に、滑動可能に）支持されている。
【００２３】
ところで、溶接ケーブル５は或る程度の可撓性を有する材料から形成されている。ところが、溶接ケーブル５の屈曲量が大きくなると、コンジットケーブルの内面と溶接ワイヤＷの外面との間に作用する摩擦力が大きくなるので、溶接ケーブル５を通る溶接ワイヤＷの送給性が悪化することになる。ここでいう溶接ワイヤＷの送給性とは、ワイヤ送給装置３から送り出された溶接ワイヤＷがどの程度容易に溶接ケーブル５を通過できるかを意味している。溶接ワイヤＷの送給性の悪化は溶接品質の低下を引き起こす。そのため、溶接工程が実行される間は、溶接ロボット１の動作による溶接ケーブル５の屈曲量が過度に大きくならないようにすることが好ましい。ここでいう溶接ケーブル５の屈曲量には、溶接ケーブル５の曲率の大きさだけでなく、溶接ケーブル５の曲率の単位時間当たりの増加量も含まれる。溶接ケーブル５の曲率の単位時間当たりの増加量が大きいときは、コンジットケーブルと溶接ワイヤＷとの間の摩擦力が急激に変化するので、溶接ワイヤＷの送給性が不安定になりうる。溶接ワイヤＷの送給性の不安定化も溶接品質の悪化を引き起こす。
【００２４】
再び図１を参照して、上記の溶接機６について説明する。溶接機６は、溶接トーチ２のコンタクトチップ２１にアーク放電のための電力を供給する電源装置である。また、溶接機６は、ワイヤ送給装置３の送り出し動作を制御する機能を有している。特に、溶接機６は溶接ロボット１と通信可能であり、溶接ロボット１の動作に合わせてコンタクトチップ２１への通電制御及びワイヤ送給装置３の動作制御を実行するように構成されている。続いて、上記のロボット制御装置７について説明する。ロボット制御装置７は、溶接ロボット１のサーボモータの動作を制御する制御装置である。また、ロボット制御装置７は、溶接機６に対する制御指令を生成する機能、溶接ロボット１の各部の動作を監視する機能、及び所定条件下でオペレータに対する警報を出力する機能等を有している。ロボット制御装置７のシステム構成については図３を参照して後述する。
【００２５】
続いて、上記の教示操作盤８について説明する。教示操作盤８は、溶接ロボット１の教示操作に使用される教示装置であり、オペレータに情報を表示する表示部８１と、オペレータから教示操作を受け付ける入力部８２と、を有している。教示操作盤８は、ロボット制御装置７と協働して溶接ロボット１の動作プログラムを作成する機能を有している。より具体的には、オペレータが教示操作盤８を用いて溶接ロボット１の教示操作を実施すると、その教示操作による溶接ロボット１の動作を再生するための動作プログラムがロボット制御装置７によって作成される。このようにして作成された動作プログラムは、後述するロボット制御装置７の記憶部に格納される。
【００２６】
続いて、図１中のロボット制御装置７のシステム構成について説明する。図３は、図１中のロボット制御装置７のブロック図である。図３のように、ロボット制御装置７は、記憶部７１と、通信部７２と、制御部７３と、監視部７４と、警報部７５と、第１通知部７６と、第２通知部７７と、を有している。それらロボット制御装置７の構成要素について以下に順に説明する。先ず、記憶部は７１、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤ等を含むデータ記憶領域である。記憶部７１は、溶接ロボット１の動作プログラム、並びに溶接ロボット１及び溶接機６の制御パラメータのような種々のデータを格納している。続いて、通信部７２は、溶接ロボット１、溶接機６、及び教示操作盤８を含む外部機器と通信するための入出力インタフェースである。
【００２７】
続いて、制御部７３は、記憶部７１内の動作プログラムを実行することによって溶接ロボット１のサーボモータに対する制御指令を生成する機能を有している。以下では、溶接ロボット１のサーボモータに対する制御指令を単にサーボ制御指令と称する。サーボ制御指令は、アーム１０に取り付けられた溶接トーチ２を所定の溶接経路に沿って移動させるための制御指令である。サーボ制御指令は通信部７２によって溶接ロボット１に送信される。また、制御部７３は、ワイヤ送給装置３及び溶接機６に対する制御指令を生成する機能を有している。以下では、ワイヤ送給装置３及び溶接機６に対する制御指令を単に溶接制御指令と称する。溶接制御指令には、溶接ロボット１の動作に合わせて溶接ワイヤＷを送り出すための制御指令、及び溶接ロボット１の動作に合わせてアーク放電用の電力をコンタクトチップ２１に供給するための制御指令が含まれる。溶接制御指令は通信部７２によって溶接機６及びワイヤ送給装置３に送信される。
【００２８】
続いて、監視部７４は、溶接ロボット１の動作による溶接ケーブル５の屈曲量を監視する機能を有している。より具体的に、監視部７４は、溶接ロボット１の動作による溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲内に在るかどうかを監視するように構成されている。ここでいう屈曲量の許容範囲とは、溶接ケーブル５を通る溶接ワイヤＷの送給性が大幅に悪化することのない屈曲量の範囲を意味している。例えば、監視部７４は、溶接ロボット１の手首傾動軸Ａ１の動作角度が所定の上限値以下であるかどうかを判定するように構成されている。そして、手首傾動軸Ａ１の動作角度が上限値以下である場合には溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲内に在ると判断され、手首傾動軸Ａ１の動作角度が上限値よりも大きい場合には溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲を超えていると判断される。
【００２９】
図４Ａ及び図４Ｂは、図３中の監視部７４が溶接ケーブル５の屈曲量を監視する方法について説明するための概略図である。図４Ａ及び図４Ｂは、溶接ロボット１が２つの円筒状の溶接母材Ｂを溶接する工程を時系列で示している。２つの溶接母材Ｂは同一の径方向寸法を有しており、端面どうしが隣接するように横向きに置かれている。図４Ａ及び図４Ｂのように、溶接工程中に溶接トーチ２の先端部が通過する溶接経路Ｐは、円筒状の溶接母材Ｂの外周の概ね１／４にわたって曲線状に延びている。なお、図４Ａの時点から図４Ｂの時点までの間に手首旋回軸Ａ０及び上腕旋回軸Ａ３は動作しないものとする。
【００３０】
上述した通り、本例の溶接ロボット１では、溶接ケーブル５が手首部１１に固定され、かつ上腕部１２の内側に収納されている。つまり、溶接ケーブル５はアーム１０の手首部１１と上腕部１２の両方によって拘束されている。従って、本例の溶接ロボット１では、手首傾動軸Ａ１の動作が溶接ケーブル５の屈曲を直接的に引き起こすので、監視部７４によって手首傾動軸Ａ１の動作角度θを監視するのが有用である。ここでいう手首傾動軸Ａ１の動作角度θとは、手首部１１と上腕部１２が一直線に延びるときの手首傾動軸Ａ１の回転位置から現在の手首傾動軸Ａ１の回転位置までの回転角度を意味している。つまり、手首部１１と上腕部１２が一直線に延びるときの手首傾動軸Ａ１の動作角度θはゼロであり、手首部１１と上腕部１２が直交するときの手首傾動軸Ａ１の動作角度θは９０°である。
【００３１】
図４Ａの時点では手首傾動軸Ａ１の動作角度θが９０°を大幅に下回っているので、溶接ケーブル５の曲率はそれほど大きくない。そのため、図４Ａの時点では溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲内に在ると判断される。他方、図４Ｂの時点では手首傾動軸Ａ１の動作角度θが９０°を大幅に上回っているので、溶接ケーブル５の曲率が過度に大きくなっている。そのため、図４Ｂの時点では溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲内を超えていると判断される。このように、本例の監視部７４は、手首傾動軸Ａ１の動作角度θが所定の上限値（例えば９０°）以下であるかどうかを判定することによって溶接ケーブル５の屈曲状態を監視している。本例の監視部７４は、溶接ロボット１のサーボモータに内蔵されたエンコーダ（不図示）から手首傾動軸Ａ１の回転位置情報を取得し、その回転位置情報に基づいて手首傾動軸Ａ１の動作角度を算出する。
【００３２】
ところで、手首傾動軸Ａ１の動作角度が大きいときと同様に、手首傾動軸Ａ１の角速度が大きいときにも、溶接ケーブル５を通る溶接ワイヤＷの送給性が悪化すると考えられる。その理由は、手首傾動軸Ａ１の角速度が大きいときは溶接ケーブル５の曲率が急激に増加するので、コンジットケーブルと溶接ワイヤＷとの間の摩擦力も急激に増加するからである。その結果、ワイヤ送給装置３に対する指令送給速度と実際の送給速度との間の乖離が生じるので、一時的に溶接品質が低下するおそれがある。そのため、本例の監視部７４は、上記の動作角度θに加えて、又は上記の動作角度θの代わりに、手首傾動部Ａ１の角速度を監視するように構成されている。
【００３３】
より具体的に、本例の監視部７４は、手首傾動軸Ａ１の角速度が所定の上限値（例えば９０ｄｅｇ／ｓｅｃ）以下であるかどうかを判定することによって溶接ケーブル５の屈曲量を監視している。そして、手首傾動軸Ａ１の角速度が上限値以下である場合には溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲内に在ると判断され、手首傾動軸Ａ１の角速度が上限値よりも大きい場合には溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲を超えていると判断される。本例の監視部７４は、溶接ロボット１のサーボモータに内蔵されたエンコーダ（不図示）から手首傾動軸Ａ１の回転位置情報を取得し、その回転位置情報に基づいて手首傾動軸Ａ１の角速度を算出する。
【００３４】
以上のように、本例の監視部７４は、手首傾動軸Ａ１の動作角度及び角速度の少なくとも一方が対応する上限値以下であるかどうかを判定することによって溶接ケーブル５の屈曲量を監視している。そして、手首傾動軸Ａ１の動作角度及び角速度の少なくともいずれか一方が対応する上限値以下である場合には溶接ケーブルの屈曲量が許容範囲内に在ると判断される。他方、手首傾動軸Ａ１の動作角度及び角速度の少なくともいずれか一方が対応する上限値を上回る場合には溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲を超えていると判断される。つまり、手首傾動軸Ａ１の動作角度及び角速度の両方が上限値を上回る場合だけでなく、動作角度及び角速度の片方のみが上限値を上回る場合も、溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲を超えていると判断される。監視部７４による監視結果は警報部７５、第１通知部７６、及び第２通知部７７に送信される。
【００３５】
再び図３を参照すると、ロボット制御装置７の警報部７５は、監視部７４の監視結果に応じてオペレータに対する警報を出力する機能を有している。より具体的に、警報部７５は、溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲を超えた場合に、溶接ワイヤＷの送給性が悪化した旨を通知するための警報を出力することができる。このような警報は警告音であってもよいし文字列であってもよい。警告音からなる警報は、例えば、ロボット制御装置７又は教示操作盤８に設けられた音声出力部（不図示）から出力される。文字列からなる警報は、例えば、教示操作盤８の表示部８１に表示される。
【００３６】
続いて、ロボット制御装置７の第１通知部７６は、監視部７４の監視結果に応じてオペレータに所定の情報を通知する機能を有している。より具体的に、第１通知部７６は、溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲を超えた場合に、その時点で制御部７３が実行していた動作プログラムの箇所（例えば、動作プログラムの行番号）をオペレータに通知するように構成されている。このような情報は、例えば、教示操作盤８の表示部８１に表示される。これによりオペレータは溶接ワイヤＷの送給性の悪化の原因となった動作プログラムの箇所を特定することができる。従って、オペレータは、溶接ワイヤＷの送給性の悪化を防止するためには溶接ロボット１の教示操作をどのように修正すればよいかを容易に把握することができる。
【００３７】
続いて、ロボット制御装置の第２通知部７７は、第１通知部７６と同様に、監視部７４の監視結果に応じてオペレータに所定の情報を通知する機能を有している。より具体的に、第２通知部７７は、溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲を超えた場合に、その時点での溶接トーチ２の位置と溶接経路Ｐの始点との間の距離をオペレータに通知するように構成されている。このような情報は、例えば、教示操作盤８の表示部８１に表示される。これによりオペレータは溶接ワイヤＷの送給性が悪化する溶接経路Ｐ上の位置を特定することができる。従って、オペレータは、溶接ワイヤＷの送給性の悪化を防止するためには溶接ロボット１の教示操作をどのように修正すればよいかを容易に把握することができる。
【００３８】
上記の構成を有するロボット制御装置７は、溶接ロボット１と溶接機６の両方を稼働して実際の溶接工程を実行する機能に加えて、溶接ロボット１のみを稼働して溶接工程のテスト動作を実行する機能を有している。このような溶接工程のテスト動作について以下に詳細に説明する。図５は、図３中のロボット制御装置７による溶接工程のテスト動作の手順を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ５０１では、制御部７３が記憶部７１内の動作プログラムの実行を開始する。この際に、制御部７３は溶接ロボット１に対するサーボ制御指令のみを生成し、ワイヤ送給装置３及び溶接機６に対する溶接制御指令は生成しない。次いで、ステップＳ５０２では、制御部７３が、溶接トーチ２が所定の溶接経路Ｐに進入したかどうかを判定する。溶接トーチ２が未だ溶接経路Ｐに進入していない場合は（ステップＳ５０２のＮＯ）、制御部７３が動作プログラムの実行を継続する（ステップＳ５０３）。
【００３９】
他方、溶接トーチ２が溶接経路Ｐに進入したら（ステップＳ５０２のＹＥＳ）、監視部７４が、手首傾動軸Ａ１の動作角度及び角速度の監視を開始する（ステップＳ５０４）。それ以後、監視部７４は、手首傾動軸Ａ１の動作角度及び角速度の両方が対応する上限値以下であるかどうかを監視し続ける（ステップＳ５０５）。手首傾動軸Ａ１の動作角度及び角速度の両方が対応する上限値以下である限りは（ステップＳ５０５のＹＥＳ）、制御部７３が動作プログラムの実行を継続する（ステップＳ５０６）。手首傾動軸Ａ１の動作角度及び角速度の少なくともいずれか一方が対応する上限値を上回ったら（ステップＳ５０５のＮＯ）、警報部７５が、溶接ワイヤＷの送給性が悪化した旨を通知する警報を出力する（ステップＳ５０８）。警報部７５による警報は、ロボット制御装置７又は教示操作盤８の音声出力部から警告音として出力されるか、又は教示操作盤８の表示部８１に文字列として表示される。
【００４０】
ステップＳ５０８では、さらに、第１通知部７６が、手首傾動軸Ａ１の動作角度及び角速度の少なくともいずれか一方が上限値を上回った時点で制御部７３が実行していた動作プログラムの行番号をオペレータに通知する。第１通知部７６による情報は教示操作盤８の表示部８１に文字列として表示される。ステップＳ５０８では、さらに、第２通知部７７が、手首傾動軸Ａ１の動作角度及び角速度の少なくともいずれか一方が上限値を上回った時点での溶接トーチ２の位置と溶接経路Ｐの始点との間の距離をオペレータに通知する。第２通知部７７による情報は教示操作盤８の表示部８１に文字列として表示される。
【００４１】
上記のステップＳ５０６に続くステップＳ５０７では、制御部７３が、溶接トーチ２が溶接経路Ｐを通過し終えたかどうかを判定する。溶接トーチ２が溶接経路Ｐを通過し終えていない場合は（ステップＳ５０７のＮＯ）、ロボット制御装置７は上記のステップＳ５０５に戻る。溶接トーチ２が溶接経路Ｐを通過し終えたら（ステップＳ５０７のＹＥＳ）、監視部７４が手首傾動軸Ａ１の動作角度及び角速度の監視を終了する（ステップＳ５０９）。その後、ロボット制御装置７は溶接工程のテスト動作を終了する。
【００４２】
以上のように、本実施形態の溶接ロボット１は、溶接ケーブルＷの屈曲量が予め定めた許容範囲内に在るかどうかの監視結果に基づいて、溶接ケーブルを通過する溶接ワイヤの送給性がアームの動作中に悪化するかどうかを確認している。従って、本実施形態の溶接ロボット１によれば、溶接ワイヤＷの送給性の悪化が原因で溶接品質が低下するのを防止することができる。特に、本実施形態の溶接ロボット１では、監視部７４が回転軸（手首傾動軸Ａ１）の動作角度及び角速度の少なくとも一方に基づいて溶接ケーブル５の屈曲量を監視している。従って、本実施形態の溶接ロボット１によれば、溶接ケーブル５を通過する溶接ワイヤＷの送給性がアーム１０の動作中に悪化するかどうかを容易に確認することができる。
【００４３】
ところで、溶接ケーブル５がアーム１０の第１リンク（手首部１１）と第２リンク（上腕部１２）の両方によって拘束される形態の溶接ロボット１においては、回転軸（手首傾動軸Ａ１）の動作が溶接ケーブル５の屈曲を直接的に引き起こす。従って、監視部７４が回転軸の動作角度に基づいて溶接ケーブル５の屈曲量を監視する場合には、溶接ワイヤＷの送給性がアーム１０の動作中に悪化するかどうかを正確に判断することができる。また、上記の形態の溶接ロボット１においては、回転軸の急激な動作が原因で溶接ワイヤＷの送給性が不安定になりうる。従って、監視部７４が回転軸の角速度に基づいて溶接ケーブル５の屈曲量を監視する場合には、溶接ワイヤＷの送給性の不安定化による溶接品質の低下を防止することができる。さらに、本実施形態の溶接ロボット１では、監視部７４が回転軸の動作に基づいて溶接ケーブル５の屈曲量を監視するので、実際には溶接が実施されない溶接工程のテスト動作においても、溶接ワイヤＷの送給性が悪化するかどうかを確認することができる。
【００４４】
次に、図６〜図８を参照して、本発明の第２の実施形態の溶接ロボットについて説明する。図６は、本実施形態の溶接ロボットを含む溶接システムＳの一例を示す概略図である。上述した第１の実施形態と同様に、第２の実施形態の溶接ロボット１は、溶接トーチ２が取り付けられる手首部１１と、手首傾動軸Ａ１を介して手首部１１に連結された上腕部１２と、上腕傾動軸Ａ２を介して上腕部１２に連結された下腕部１３と、を有している。
【００４５】
図６のように、手首部１１は、手首旋回軸Ａ０を介して回転可能に連結された手首本体部１１０及び手首先端部１１１を有している。上腕部１２は、上腕旋回軸Ａ３を介して回転可能に連結された上腕本体部１２０及び上腕基端部１２１を有している。図６では、手首旋回軸Ａ０の軸線が二点鎖線で表されており、上腕旋回軸Ａ３の軸線が一点鎖線で表されている。図６のように、溶接トーチ２は手首先端部１１１に取り付けられており、ワイヤ送給装置３は上腕基端部１２１に取り付けられている。本実施形態の溶接ロボット１において、手首先端部１１１は、溶接トーチ２が取り付けられるアーム１０の先端のリンクの一例であり、上腕基端部１２１は、ワイヤ送給装置３が取り付けられるアーム１０の他のリンクの一例である。
【００４６】
図１と図６を比較すると分かるように、第２の実施形態の溶接ロボット１は、溶接トーチ２の構造、及びアーム１０に対する溶接ケーブル５の配置等が第１の実施形態とは異なっている。以下では第１の実施形態と異なる部分について詳細に説明する。図６のように、本例の溶接トーチ２は、トーチ本体２０及びコンタクトチップ２１の他に、トーチ本体２０をアーム１０の手首先端部１１１に対して固定する所定形状の取付部材２２を有している。つまり、本例の溶接ロボット１では、トーチ本体２０が取付部材２２を介して手首先端部１１１に取り付けられている。従って、溶接ケーブル５の接続口であるトーチ本体２０の基端部は、手首部１１から離間して配置されている。また、本例の溶接ロボット１では、図１のように溶接ケーブル５の一部が上腕部１２の内側に挿入されることはなく、溶接ケーブル５の全体が上腕部１２の外側に配置されている。
【００４７】
このように、本例の溶接ロボット１では、溶接ケーブル５がアーム１０の第１リンク（手首部１１）と第２リンク（上腕部１２）のどちらにも拘束されていない。溶接ロボット１が上記の形態を有する場合には、手首傾動軸Ａ１の動作を監視したとしても溶接ケーブル５の屈曲状態を正確に確認できるとは限らない。そのため、本例の溶接システムＳでは、ロボット制御装置７の監視部７４が第１の実施形態とは異なる方法で溶接ケーブルの屈曲量を監視している。図７Ａ及び図７Ｂは、図６中の監視部７４による溶接ケーブル５の屈曲量の監視方法について説明するための概略図である。図７Ａ及び図７Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂと同様に、溶接ロボット１が２つの円筒状の溶接母材Ｂを溶接する工程を時系列で示している。溶接工程中に溶接トーチ２の先端部が通過する溶接経路Ｐは、図４Ａ及び図４Ｂの例と同様に、円筒状の溶接母材Ｂの外周の概ね１／４にわたって曲線状に延びている。
【００４８】
上述した通り、本例の溶接ロボット１では、溶接ケーブル５のどの部分もアーム１０の手首部１１と上腕部１２には拘束されていない。そのため、本例の溶接ロボット１では、手首傾動軸Ａ１の動作角度が大きくなったからといって溶接ケーブル５の屈曲量が大きくなるとは限らない。現に、図７Ａの時点での手首傾動軸Ａ１の動作角度θ１は図７Ｂの時点での動作角度θ２よりも大きいが（θ１＞θ２）、図７Ａの時点での溶接ケーブル５の最大曲率は図７Ｂの時点での最大曲率よりも小さい。溶接ケーブル５の最大曲率を有する部分が図７Ａ及び図７Ｂ中の符号５Ａ及び５Ｂでそれぞれ表されている。他方、図７Ａと図７Ｂの比較から、溶接ケーブル５の基端部５１と先端部５２との間の直線距離Ｄが小さくなるのに従って、溶接ケーブル５の最大曲率が大きくなる傾向にあることが分かる。
【００４９】
その点に鑑みて、本例の監視部７４は、溶接ケーブル５の基端部５１と先端部５２との間の直線距離Ｄが所定の下限値以上であるかどうかを判定するように構成されている。以下の説明では、手首傾動軸Ａ１がその可動範囲内で回転する間に溶接ケーブル５が取りうる直線距離Ｄの最大値を最大距離Ｄ０と称する。図７Ａの時点では直線距離Ｄが最大距離Ｄ０と概ね等しいので、溶接ケーブル５の最大曲率はそれほど大きくない（符号５Ａで表される部分を参照）。そのため、図７Ａの時点では溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲内に在ると判断される。
【００５０】
他方、図７Ｂの時点では直線距離Ｄが最大距離Ｄ０の７５％未満になっているので、溶接ケーブル５の最大曲率が過度に大きくなっている（符号５Ｂで表される部分を参照）。そのため、図７Ｂの時点では溶接ケーブル５の屈曲量が許容範囲を超えていると判断される。本例の監視部７４は、溶接ロボット１のサーボモータに内蔵されたエンコーダ（不図示）から手首旋回軸Ａ０、手首傾動軸Ａ１、及び上腕旋回軸Ａ３の回転位置情報を取得し、それら回転軸の回転位置情報に基づいて上記の直線距離Ｄを算出する。
【００５１】
以上のように、本実施形態では、手首傾動軸Ａ１の動作ではなく、溶接ケーブル５の基端部５１と先端部５２の間の直線距離Ｄに基づいて溶接ケーブル５の屈曲量を監視している。従って、本実施形態によれば、手首傾動軸Ａ１の動作による屈曲量だけでなく、溶接ケーブル５の先端部５２が取り付けられたリンクと、基端部５１が取り付けられたリンクと、の間に位置する他の回転軸の動作によるケーブル屈曲量も監視することができる。本例において、溶接ケーブル５の先端部５２が取り付けられたリンクは手首先端部１１１であり、基端部５１が取り付けられたリンクは上腕基端部１２１である。図７Ａ及び図７Ｂのように、手首先端部１１１と上腕基端部１２１との間には、手首旋回軸Ａ０、手首傾動軸Ａ１、及び上腕旋回軸Ａ３が位置している。すなわち、本実施形態によれば、手首旋回軸Ａ０、手首傾動軸Ａ１、及び上腕旋回軸Ａ３のそれぞれの動作による溶接ケーブル５の屈曲量を監視することができる。さらに、本実施形態によれば、上記の３つの回転軸Ａ０，Ａ１，Ａ３の複合的な動作による溶接ケーブル５の屈曲量も監視することもできる。
【００５２】
図６中のロボット制御装置７は、図１中のロボット制御装置７と同様に、溶接ロボット１のみを稼働して溶接工程のテスト動作を実行する機能を有している。図６中のロボット制御装置による溶接工程のテスト動作について以下に詳細に説明する。図８は、図６中のロボット制御装置７による溶接工程のテスト動作の手順を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、一部のステップ除いて、上述した図５のフローチャートと同様である。以下では図４のフローチャートと異なるステップについて詳細に説明する。
【００５３】
図８のように、ステップＳ８０４では、監視部７４が溶接ケーブル５の両端部の直線距離Ｄの監視を開始する。ステップＳ８０９では、監視部７４が溶接ケーブル５の両端部の直線距離Ｄの監視を終了する。ステップＳ８０４とステップＳ８０９の間では、監視部７４が、溶接ケーブル５の両端部の直線距離Ｄが下限値（例えば最大距離Ｄ０の７５％）以上であるかどうかを監視し続ける（ステップＳ８０５）。直線距離Ｄが下限値以上である限りは（ステップＳ８０５のＹＥＳ）、制御部７３が動作プログラムの実行を継続する（ステップＳ８０６）。直線距離Ｄが下限値を下回ったら（ステップＳ８０５のＮＯ）、警報部７５が、溶接ワイヤの送給性が悪化した旨を通知する警報を出力する（ステップＳ８０８）。ステップＳ８０８では、さらに、第１通知部７６が、直線距離Ｄが下限値を下回った時点で制御部７３が実行していた動作プログラムの行番号をオペレータに通知する。ステップＳ８０８では、さらに、第２通知部７７が、直線距離Ｄが下限値を下回った時点での溶接トーチ２の位置と溶接経路Ｐの始点との間の距離をオペレータに通知する。
【００５４】
以上のように、本実施形態の溶接ロボット１は、溶接ケーブルＷの屈曲量が予め定めた許容範囲内に在るかどうかの監視結果に基づいて、溶接ケーブルを通過する溶接ワイヤの送給性がアームの動作中に悪化するかどうかを確認している。従って、本実施形態の溶接ロボット１によれば、溶接ワイヤＷの送給性の悪化が原因で溶接品質が低下するのを防止することができる。特に、本実施形態の溶接ロボット１では、ロボット制御装置７の監視部７４が溶接ケーブル５の基端部５１と先端部５２との間の直線距離Ｄに基づいて溶接ケーブル５の屈曲量を監視している。従って、本実施形態の溶接ロボット１によれば、溶接ケーブル５を通過する溶接ワイヤＷの送給性がアーム１０の動作中に悪化するかどうかを容易に確認することができる。
【００５５】
ところで、溶接ケーブル５がアーム１０に拘束されずにアーム１０の外側に配置される形態の溶接ロボット１においては、溶接ケーブル５の基端部５１と先端部５２との間の直線距離Ｄが減少するのに従って溶接ケーブル５の最大曲率が増加する傾向にある。従って、本実施形態の溶接ロボット１によれば、溶接ロボット１が上記の形態を有する場合であっても、溶接ワイヤの送給性がアームの動作中に悪化するかどうかを正確に判断することができる。さらに、本実施形態の溶接ロボット１では、監視部７４が上記の直線距離Ｄに基づいて溶接ケーブル５の屈曲量を監視するので、実際には溶接が実施されない溶接工程のテスト動作においても、溶接ワイヤＷの送給性が悪化するかどうかを確認することができる。
【００５６】
本発明は、上記の実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で種々改変されうる。特に、上記の実施形態では、溶接ロボット１の第１リンク及び第２リンクとして手首部１１及び上腕部１２をそれぞれ例示しているものの、溶接ロボット１の第１リンク及び第２リンクは互いに対して回転可能に連結された他のリンクであってもよい。例えば、溶接ロボット１の第１リンク及び第２リンクとして、上記の上腕部１２及び下腕部１３がそれぞれ採用されてもよい。また、上記の実施形態では溶接ロボット１がアーク溶接を実行しているものの、溶接ロボット１が採用する溶接方法は、ワイヤ状の溶加材を使用する他の溶接方法であってもよい。例えば、溶接ロボット１が採用する溶接方法はレーザ溶接であってもよい。また、溶接ロボット１のアームに対する溶接ケーブル５の配置が、上記の実施形態で例示された配置のみに限定されることはない。さらに、上述した溶接システムＳの各装置の構造及び機能は一例にすぎず、本発明の効果を達成するために態様な構造及び機能が採用されうる。
【符号の説明】
【００５７】
Ｓ    溶接システム
１    溶接ロボット
１０    アーム
１１    手首部
１１０    手首本体部
１１１    手首先端部
１２    上腕部
１２０    上腕本体部
１２１    上腕基端部
１２２    基端開口
１２３    側方開口
１３    下腕部
１４    旋回基部
１５    固定基部
Ａ０    手首旋回軸
Ａ１    手首傾動軸
Ａ２    上腕傾動軸
Ａ３    上腕旋回軸
２    溶接トーチ
２０    トーチ本体
２１    コンタクトチップ
２２    取付部材
３    ワイヤ送給装置
Ｍ    取付部
４    ワイヤリールスタンド
Ｒ    ワイヤリール
５    溶接ケーブル
５１    基端部
５２    先端部
６    溶接機
７    ロボット制御装置
７１    記憶部
７２    通信部
７３    制御部
７４    監視部
７５    警報部
７６    第１通知部
７７    第２通知部
８    教示操作盤
８１    表示部
８２    入力部
θ    動作角度
Ｄ    直線距離
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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