JP4700646B2

JP4700646B2 - ワーク位置決め装置の制御装置およびそのプログラム

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Publication number: JP4700646B2
Application number: JP2007078209A
Authority: JP
Inventors: 武小池; 正之重吉; 雅樹芝池
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2027-03-26
Also published as: CN101274399A; JP2008242550A; CN101274399B; KR20080087715A; US20080243306A1; US7965055B2; KR101022070B1

Description

本発明は、ワーク位置決め装置の制御装置に係り、特に、溶接ロボットによる溶接時にワークを３次元空間の任意の位置に位置決めするワーク位置決め装置の制御装置およびそのプログラムに関するものである。

従来、例えば、アーク溶接ロボット等による溶接時にワークを位置決めするワーク位置決め装置（ポジショナ）は、回転軸と、この回転軸により回転可能に構成されたステージ上に固定したワークを垂直面内で回転させる傾斜軸と、ステージを昇降させる上下軸とを備えている。このような３軸を備えたポジショナを用いてステージから大きくはみ出すようなワークを溶接する場合にワークの姿勢変更動作を行うと、ワークが床面やポジショナ等に衝突する可能性がある。そこで、ワークが床面等の障害物に干渉しないようにする方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された方法は、ワークの外形寸法と、ワークの前後・左右・上面でのステージの回転中心からの偏芯量との数値を基に、ワークが回転・傾斜・昇降した際に、床面等に干渉する値を演算し、ワークが床面等に干渉する直前に信号を発し、その信号に基づきポジショナを全停止させる。
特開２００５−１６１３７６号公報（段落０００８〜段落００１３、図１）

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、ワークが床面等に干渉する直前に信号を発するので、ワークが床面等に衝突する可能性がある。その理由は、移動中のステージは急停止できないからである。つまり、ポジショナの３軸を駆動する各モータを停止させるための信号がモータに入力された後、モータの回転が完全に停止するまでには所定の時間を要し、この間にワークが固定されたステージは惰走する。特に、ワークの重量や長さが大きいほど加速度が大きく、その結果、惰走時間も長くなるので、衝突する可能性がより高くなる。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、ワーク位置決め装置またはワーク位置決め装置に固定されたワークが障害物に衝突することを防止できるワーク位置決め装置の制御装置およびそのプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、本発明のうち請求項１に記載のワーク位置決め装置の制御装置は、ワークを固定するステージと、前記固定されたワークを３次元空間の所定位置に配置させる傾斜軸と回転軸と上下軸とを有したワーク位置決め装置を制御するワーク位置決め装置の制御装置において、前記ワーク位置決め装置に固定されたワークはアーク溶接ロボットに取り付けられた溶接トーチから送り出される溶接ワイヤにより溶接され、前記ワーク位置決め装置に対して、または、前記ワーク位置決め装置に固定されたワークに対して、所定の障害物より手前に予め指定された動作限界線の位置座標を記憶する動作限界線記憶手段と、前記動作限界線よりも手前に予め定められた減速開始位置と、前記動作限界線とを両端とする区間を示す減速区間の区間幅を記憶する減速区間記憶手段と、前記ワーク位置決め装置に対して、または、前記ワーク位置決め装置に固定されたワークに対して設定された１以上のチェック点の位置座標を記憶するチェック点記憶手段と、前記ワーク位置決め装置の動作によって移動した前記チェック点の位置座標を算出して前記チェック点記憶手段に記憶された位置座標を更新するチェック点更新手段と、前記チェック点の前記更新された位置座標に基づいて、前記いずれかのチェック点が前記減速区間に進入したか否かを判別する減速区間進入判別手段と、前記いずれかのチェック点が前記減速区間に進入したと判別された場合に、前記ワーク位置決め装置を駆動するワーク位置決め装置用モータに減速を指令するワーク位置決め装置制御手段と、前記チェック点が前記減速区間に進入した場合に、前記アーク溶接ロボットを駆動するアーク溶接ロボット用モータに減速を指令するアーク溶接ロボット制御手段と、前記チェック点が前記減速区間に進入した場合に、前記溶接ワイヤの送給停止を指令する溶接制御手段と、前記ワーク位置決め装置の前記ステージの回転軸上の作業原点から前記動作限界線までの距離と、前記作業原点から前記チェック点までの距離とのどちらが大きいかを判別する減速区間判定要否判別手段と、を備え、前記作業原点から前記チェック点までの距離の方が大きいと判別された場合に、前記ワーク位置決め装置制御手段は、前記ワーク位置決め装置用モータに減速を指令し、前記アーク溶接ロボット制御手段は、前記アーク溶接ロボット用モータに減速を指令し、前記溶接制御手段は、前記溶接ワイヤの送給停止を指令することを特徴とする。

かかる構成によれば、ワーク位置決め装置の制御装置は、予め指定された動作限界線と、減速区間と、チェック点とについての位置座標をそれぞれ記憶しておき、ワーク位置決め装置の動作によって移動したチェック点が減速区間に進入したか否かを減速区間進入判別手段によって判別する。チェック点が減速区間に進入したと判別された場合に、制御装置は、ワーク位置決め装置制御手段によって、ワーク位置決め装置用モータに減速を指令する。したがって、ワーク位置決め装置の動作停止時に対応した惰走時間や惰走距離に合わせて減速区間を設けておくことで、ワーク位置決め装置、または、それに固定されたワークが障害物に衝突することを確実に防止することができる。ここで、チェック点は、ワーク位置決め装置上に設定してもよいし、それに固定されたワーク上に設定してもよい。さらに、ワーク位置決め装置やワークから所定距離離間した空間に設定してもよい。このようにチェック点を自由に設定できるので、ワークのサイズや形状に合わせて最適な場所にチェック点を設定することで、ワーク位置決め装置のステージの移動が制限される領域を低減できる。

また、かかる構成によれば、ワーク位置決め装置の制御装置は、チェック点が減速区間に進入した場合に、ワーク位置決め装置の動作の停止に連動して、アーク溶接ロボットの動作を停止させ、かつ、溶接トーチのアークを切ることができる。したがって、ワーク位置決め装置の動作のみ停止して溶接作業が中断しないような事態を回避し、安全かつ効率よく溶接作業を行うことができる。
また、かかる構成によれば、ワーク位置決め装置の制御装置は、減速区間判定要否判別手段によって、作業原点からチェック点までの距離の方が、作業原点から動作限界線までの距離よりも大きいと判別した場合に、ワーク位置決め装置の動作や溶接作業を停止させるための減速処理等を行う。言い換えると、逆に、ワーク位置決め装置の制御装置は、減速区間判定要否判別手段によって、作業原点からチェック点までの距離の方が、作業原点から動作限界線までの距離よりも小さいと判別した場合には、作業原点を回転の中心とした回転動作によってチェック点が動作限界線を越えることはない。制御装置は、通常、減速区間進入判別手段による判別処理を逐次行う必要があるが、作業原点からチェック点までの距離の方が小さい場合には、このように逐次繰り返される煩雑な判別処理を行わなくなる。したがって、制御装置は、ＣＰＵ等の処理負荷を抑制し、プログラムの実行に関する稼動性能を向上させ、ＣＰＵ使用率やメモリ使用率を低減できる。加えて、作業原点からチェック点までの距離の方が小さい場合には、たとえ減速区間に進入したとしても動作限界線を越えないので、チェック点が減速区間に入るたびに減速処理を行う場合と比較して動作範囲を広くとることができるというメリットがある。

また、請求項２に記載のワーク位置決め装置の制御装置は、請求項１に記載のワーク位置決め装置の制御装置であって、前記減速区間が、前記動作限界線からの距離をパラメータとして設定されることを特徴とする。

かかる構成によれば、ワーク位置決め装置の制御装置は、減速区間が動作限界線からの距離をパラメータとして設定されるので、減速区間の区間幅を容易に変更することができる。

また、請求項３に記載のワーク位置決め装置の制御装置は、請求項１または請求項２に記載のワーク位置決め装置の制御装置であって、前記チェック点の移動方向が前記動作限界線から遠ざかる方向であるか否かを判別する移動方向判別手段をさらに備え、前記チェック点の移動方向が前記動作限界線に接近する方向であると判定され、かつ、前記チェック点が前記減速区間に進入した場合に、前記ワーク位置決め装置制御手段が、前記ワーク位置決め装置用モータに減速を指令し、前記アーク溶接ロボット制御手段が、前記アーク溶接ロボット用モータに減速を指令し、前記溶接制御手段が、前記溶接ワイヤの送給停止を指令することを特徴とする。

かかる構成によれば、ワーク位置決め装置の制御装置は、移動方向判別手段によって、チェック点の移動方向が動作限界線に接近する方向であると判別し、かつ、チェック点が減速区間に進入した場合に、ワーク位置決め装置の動作や溶接作業を停止させるための減速処理等を行う。言い換えると、逆に、ワーク位置決め装置の制御装置は、移動方向判別手段によって、チェック点の移動方向が動作限界線から遠ざかる方向であると判別した場合には、障害物に衝突しないので、ワーク位置決め装置の動作や溶接作業を停止させるための減速処理等を行わない。したがって、制御装置は、ＣＰＵ等の処理負荷を抑制し、プログラムの実行に関する稼動性能を向上させ、ＣＰＵ使用率やメモリ使用率を低減できる。加えて、チェック点が減速区間内に停止したときにも特別の操作なしに減速区間から、通常動作する区間へチェック点を戻すことができ、容易に復旧することができるというメリットがある。

また、請求項４に記載のワーク位置決め装置の制御装置は、請求項３に記載のワーク位置決め装置の制御装置において、外部から停止コマンドが入力された場合の減速時間を示す通常減速時間よりも短い時間を示す緊急減速時間を記憶した減速時間記憶手段をさらに備え、前記チェック点の移動方向が前記動作限界線に接近する方向であると判定された場合に、前記ワーク位置決め装置制御手段が、前記ワーク位置決め装置用モータを前記緊急減速時間で減速させる指令を生成することを特徴とする。

かかる構成によれば、ワーク位置決め装置の制御装置は、チェック点の移動方向が動作限界線に接近する方向である場合に、外部から停止コマンドが入力された場合の通常減速時間よりも短い緊急減速時間で、ワーク位置決め装置の動作を緊急停止できる。これによれば、緊急減速時間で減速できるので、通常減速時間で減速する場合と比較して、堕走距離を低減できる。その結果、ワーク位置決め装置の作業可能範囲を広げることが可能となる。

また、請求項５に記載のワーク位置決め装置の制御装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のワーク位置決め装置の制御装置であって、前記チェック点が前記動作限界線を超えて前記障害物に接近したか否かを判別する動作限界判別手段をさらに備え、前記チェック点が前記動作限界線を超えたと判別された場合に、前記ワーク位置決め装置制御手段が、当該チェック点が前記動作限界線を超える前に更新された位置座標へ戻すように前記ワーク位置決め装置用モータを回転させる指令を生成することを特徴とする。

かかる構成によれば、ワーク位置決め装置の制御装置は、動作限界判別手段によって、チェック点が動作限界線を超えて障害物に接近したと判別した場合に、当該チェック点が動作限界線を超える前に更新された位置座標へ戻すようにワーク位置決め装置用モータに指令を出力する。つまり、制御装置は、ワーク位置決め装置用モータを目標位置に向けて減速させるのではなく、強制的に停止させる。したがって、ワーク位置決め装置、または、それに固定されたワークが障害物に衝突することを確実に防止することができる。

また、請求項６に記載のワーク位置決め装置の制御装置は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のワーク位置決め装置の制御装置であって、前記動作限界線が、ワールド座標系の座標値をパラメータとして設定されることを特徴とする。

かかる構成によれば、ワーク位置決め装置の制御装置は、動作限界線がワールド座標系の座標値をパラメータとして設定されるので、ワールド座標系の座標値に合わせて動作限界線の座標値を容易に変更することができる。

また、請求項７に記載のワーク位置決め装置の制御装置は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のワーク位置決め装置の制御装置であって、前記動作限界線が、前記アーク溶接ロボットに固定されたロボットベース座標系の座標値をパラメータとして設定されることを特徴とする。

かかる構成によれば、ワーク位置決め装置の制御装置は、動作限界線がアーク溶接ロボットに固定されたロボットベース座標系の座標値をパラメータとして設定されるので、アーク溶接ロボットの位置座標に連動して動作限界線の座標値を容易に変更することができる。

また、請求項８に記載の制御プログラムは、アーク溶接ロボットに取り付けられた溶接トーチから送り出される溶接ワイヤにより溶接されるワークを固定するステージと、前記固定されたワークを３次元空間の所定位置に配置させる傾斜軸と回転軸と上下軸とを有したワーク位置決め装置を制御するワーク位置決め装置を制御するために、前記ワーク位置決め装置に対して、または、前記ワーク位置決め装置に固定されたワークに対して、所定の障害物より手前に予め指定された動作限界線の位置座標を記憶する動作限界線記憶手段と、前記動作限界線よりも手前に予め定められた減速開始位置と、前記動作限界線とを両端とする区間を示す減速区間の区間幅を記憶する減速区間記憶手段と、前記ワーク位置決め装置に対して、または、前記ワーク位置決め装置に固定されたワークに対して設定された１以上のチェック点の位置座標を記憶するチェック点記憶手段とを有したコンピュータを、前記ワーク位置決め装置の動作によって移動した前記チェック点の位置座標を算出して前記チェック点記憶手段に記憶された位置座標を更新するチェック点更新手段、前記チェック点の前記更新された位置座標に基づいて、前記いずれかのチェック点が前記減速区間に進入したか否かを判別する減速区間進入判別手段、前記いずれかのチェック点が前記減速区間に進入したと判別された場合に、前記ワーク位置決め装置を駆動するワーク位置決め装置用モータに減速を指令するワーク位置決め装置制御手段、前記チェック点が前記減速区間に進入した場合に、前記アーク溶接ロボットを駆動するアーク溶接ロボット用モータに減速を指令するアーク溶接ロボット制御手段、前記チェック点が前記減速区間に進入した場合に、前記溶接ワイヤの送給停止を指令する溶接制御手段、前記ワーク位置決め装置の前記ステージの回転軸上の作業原点から前記動作限界線までの距離と、前記作業原点から前記チェック点までの距離とのどちらが大きいかを判別する減速区間判定要否判別手段として機能させるための制御プログラムであって、前記作業原点から前記チェック点までの距離の方が大きいと判別された場合に、前記ワーク位置決め装置制御手段は、前記ワーク位置決め装置用モータに減速を指令し、前記アーク溶接ロボット制御手段は、前記アーク溶接ロボット用モータに減速を指令し、前記溶接制御手段は、前記溶接ワイヤの送給停止を指令することを特徴とする。このように構成されることにより、このプログラムをインストールされたコンピュータは、このプログラムに基づいた各機能を実現することができる。

本発明によれば、ワーク位置決め装置の制御装置は、ワーク位置決め装置またはワーク位置決め装置に固定されたワークが障害物に衝突することを防止できる。また、本発明によれば、ワーク位置決め装置の作動が制限される領域を低減することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明のワーク位置決め装置の制御装置を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）について説明する。
［ワーク位置決め装置の制御装置の概要］
図１は、本発明の実施形態に係るワーク位置決め装置の制御装置の概要を模式的に示す構成図である。制御装置（ワーク位置決め装置の制御装置）１は、ポジショナ（ワーク位置決め装置）２と、マニピュレータ（アーク溶接ロボット）３と、教示ペンダント４とに接続されており、教示ペンダント４から入力されたコマンドまたは予め記憶された所定の教示プログラムに基づいて、ポジショナ２と、マニピュレータ３とを制御するものである。

ポジショナ２は、ワークＷを載置固定する円板形状のステージ５と、ステージ５を鉛直面内で回転傾斜させる傾斜軸６と、ステージ５を水平面内で回転させる回転軸７と、ステージ５を鉛直方向に昇降させる上下軸８とを備えている。ポジショナ２は、制御装置１からのモータ指令信号に基づいて内部のポジショナモータ（ワーク位置決め装置用モータ）Ｍ_P（図２参照）の動作により、傾斜軸６や回転軸７が所定の角度まで回転したり、上下軸８が所定高さまで昇降したりすることにより、ステージ５に固定されたワークＷを３次元空間の所定位置に配置させることができる。

マニピュレータ３は、例えば、６軸構成の垂直多関節型のロボットであり、マニピュレータ３の手首部分には、溶接トーチ９が取り付けられている。マニピュレータ３は、制御装置１からのモータ指令信号に基づいて内部のマニピュレータモータ（アーク溶接ロボット用モータ）Ｍ_M（図２参照）の動作により、溶接トーチ９を所定位置に移動させることができる。

溶接トーチ９は、溶接ワイヤをワークＷの被溶接部に向けて送り出すものである。この送り出された溶接ワイヤと被溶接部との間にアークが形成されることで溶接が行われる。溶接トーチ９は、図示しないワイヤ送給装置を介して溶接電源Ｐ_W（図２参照）と接続されており、この溶接電源Ｐ_Wは制御装置１に接続されている。そして、制御装置１が溶接指令信号を溶接電源Ｐ_Wに出力すると、溶接電源Ｐ_Wからの給電により図示しないワイヤ送給装置が駆動されて、溶接トーチ９に溶接ワイヤが送給される。

教示ペンダント４は、ポジショナ２やマニピュレータ３の教示作業の際に、被溶接部の溶接経路等を入力するために使用される。本実施形態では、教示ペンダント４は、操作者の操作に基づいて、ポジショナ２やマニピュレータ３を停止させる停止コマンドを制御装置１に入力することができる。また、教示ペンダントは制御装置１から出力される警告情報に基づいてエラー報知用の警告音を出力する警報装置を備えている。

［制御装置の構成］
図２は、図１に示した制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。制御装置１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力インタフェース等から構成される。また、制御装置１は、後記する各種機能を実現するために、図２に示すように、入出力手段１０と、記憶手段２０と、ポジショナ制御手段（ワーク位置決め装置制御手段）３０と、マニピュレータ制御手段（アーク溶接ロボット制御手段）４０と、溶接制御手段５０と、座標変換手段６０と、チェック点更新手段７０と、最大チェック半径計算手段８０と、次回位置制御手段９０と、減速制御手段１００とを備えている。以下、図２を参照（適宜図１参照）して制御装置１の構成を説明する。

＜入出力手段＞
入出力手段１０は、所定の入力インタフェースおよび出力インタフェースから構成される。なお、図２では、説明の都合上、一体に表示しているが個別に構成されている。この入出力手段１０は、教示ペンダント４から入力されるコマンドやデータ等の情報を記憶手段２０や次回位置制御手段９０に入力し、次回位置制御手段９０から出力される情報（警告情報等）を教示ペンダント４へ出力する。また、入出力手段１０は、溶接制御手段５０から出力される溶接指令信号を溶接電源Ｐ_Wに出力する。

また、入出力手段１０は、ポジショナ制御手段３０から出力されるモータ指令信号（次回出力位置）をポジショナモータＭ_Pに出力し、ポジショナモータＭ_Pから出力されるモータ出力信号（現在位置）をポジショナ制御手段３０に入力する。また、入出力手段１０は、マニピュレータ制御手段４０から出力されるモータ指令信号（次回出力位置）をマニピュレータモータＭ_Mに出力し、マニピュレータモータＭ_Mから出力されるモータ出力信号（現在位置）をマニピュレータ制御手段４０に入力する。

＜記憶手段＞
記憶手段２０は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等から構成され、教示プログラム記憶手段２１と、減速時間記憶手段２２と、位置情報記憶手段２３と、ポジショナ構造記憶手段２４と、チェック点記憶手段２５と、動作限界線記憶手段２６と、減速区間記憶手段２７とを備えることとした。なお、図２では、説明の都合上、記憶手段２０を一体に表示しているが個別に構成してもよい。

≪教示プログラム記憶手段≫
教示プログラム記憶手段２１は、マニピュレータ３とポジショナ２の位置などを記述した教示プログラムを記憶するものである。教示プログラム記憶手段２１に記憶された教示プログラムは、予め作成されたものであるが、教示ペンダント４からの入力操作またはパーソナルコンピュータ等の接続機器（図示しない）からの入力操作によって編集可能なものである。

≪減速時間記憶手段≫
減速時間記憶手段２２は、教示ペンダント４から停止コマンドが入力された場合の減速時間を示す通常減速時間と、この通常減速時間よりも短い時間を示す緊急減速時間とを記憶するものである。ここで、通常減速時間とは、動作中のポジショナ２を停止させるまでに必要な時間を示す。なお、動作中のポジショナ２と、動作中のマニピュレータ３とは同時に停止するので、通常減速時間とは、動作中のマニピュレータ３を停止させるまでに必要な時間に匹敵する。

≪位置情報記憶手段≫
位置情報記憶手段２３は、次回位置制御手段９０で算出されるポジショナモータＭ_Pの次回出力位置と、マニピュレータモータＭ_Mの次回出力位置とを一時記憶する記憶領域と、これらのモータ次回出力位置を示すモータ指令信号が各モータにそれぞれ出力された後にこれらの次回出力位置をあらためて前回位置としてそれぞれ保存する保存領域とを備えている。

≪ポジショナ構造記憶手段≫
ポジショナ構造記憶手段２４は、ポジショナ２の構造に関する情報、すなわち、ポジショナ２の据え付け位置をベースとし地面に固定された原点（ポジショナベース原点）、ポジショナ２の傾斜軸６の角度、回転軸７の角度、上下軸８の高さ、各軸のリンク構造、各軸のリンク長等を記憶するものである。なお、本実施形態では、ポジショナベース原点の位置（Ｏ_W：図３参照）は、ワールド座標系の原点（図示しない）を基準とした位置で指定される。

≪チェック点記憶手段≫
チェック点記憶手段２５は、ポジショナ２のステージ５に固定されたワークＷに対して設定された１以上のチェック点の位置座標を記憶するものである。詳細には、チェック点記憶手段２５は、予め設定されたチェック点の位置座標（図３に示すポジショナ作業原点Ｏ_Pを基準とした初期位置座標）を記憶する領域と、選択されたチェック点の今回位置（ワールド座標値ＣＰ）を一時記憶する領域と、選択されたチェック点の前回位置（ワールド座標値ＣＰ_old）を保存する領域とを備える。

ここで、チェック点の配置について図３を参照して説明する。図３は、チェック点の配置を模式的に示す説明図であり、（ａ）はポジショナをＸ軸の正の方向から視た側面図、（ｂ）はＺ軸の正の方向から視た平面図をそれぞれ示している。ポジショナ作業原点Ｏ_Pは、ポジショナ２の回転軸７上の所定高さに固定されているポジショナ作業原点座標系（Ｘ_P，Ｙ_P，Ｚ_P）の原点（０，０，０）である。なお、ポジショナ作業原点Ｏ_Pは、傾斜軸６の回転によってステージ５と共に回転して移動する。チェック点Ｃ₁〜Ｃ₄は、ポジショナ作業原点Ｏ_Pからの距離で規定される。これにより、チェック点Ｃ₁〜Ｃ₄はワークＷに対して固定されることとなる。例えば、図３（ａ）に示す距離Ｒ_C1，Ｒ_C2がそれぞれチェック点Ｃ₁，Ｃ₂を規定する特徴量として、後記する最大チェック半径計算手段８０で使用される。

また、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、ワールド座標系（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）のポジショナベース原点Ｏ_Wを例えば床面の所定点に設定している。前記したポジショナ構造記憶手段２４は、このワールド座標系（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）の原点Ｏ_Wを基準としてポジショナ作業原点Ｏ_Pの座標値を記憶している。このワールド座標系（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）で表記したポジショナ作業原点を（ＰＯ）と表記し、ポジショナ作業原点座標系（Ｘ_P，Ｙ_P，Ｚ_P）で表記したポジショナ作業原点を（Ｏ_P）と表記する。つまり、図３において同じ位置を示すポジショナ作業原点の座標について、（ＰＯ）と表記した場合と、（Ｏ_P）と表記した場合とを区別する。

図２を参照して、記憶手段２０の説明を続ける。
≪動作限界線記憶手段≫
動作限界線記憶手段２６は、ポジショナ２のステージ５に固定されたワークＷに対して、所定の障害物より手前に予め指定された動作限界線の位置座標をチェック点ごとに記憶するものである。この動作限界線は、ポジショナ２の動作停止時に対応して予め求められた惰走時間や惰走距離に合わせて設定される。障害物は、例えば、床面（地面）のほか、ポジショナ２自体の基底部、柱部、天面部（図示しない）等が含まれる。以下では、障害物を下方の床面として、この床面に対する動作限界線（Ｚ−方向の動作限界線）について説明する。ただし、設定可能な動作限界線としては、Ｘ＋方向、Ｘ−方向、Ｙ＋方向、Ｙ−方向、Ｚ＋方向、およびＺ−方向の動作限界線がある。具体的には、ポジショナ２の柱部が障害物となる場合には、Ｘ−方向の動作限界線が設定され、ポジショナ２の天面部（図示しない）が障害物となる場合には、Ｚ＋方向の動作限界線が設定されることとなる。

≪減速区間記憶手段≫
減速区間記憶手段２７は、動作限界線よりも手前に予め定められた減速開始位置と、動作限界線とを両端とする区間を示す減速区間の区間幅を記憶するものである。この減速区間は、ポジショナ２の動作停止時に対応した惰走時間や惰走距離に合わせて設定される。ここで、動作限界線と減速区間の具体例について、図４を参照して説明する。図４は、ポジショナをＸ軸の正の方向から視た動作限界線と減速区間の説明図である。本実施形態では、ポジショナ２の動作限界線Ｌは、ワールド座標系（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）の座標値をパラメータとして設定される。例えば、ワールド座標系（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）のポジショナ原点が配置される床面から１００ｍｍ上方の位置を動作限界線とする場合には、動作限界線Ｌは、「Ｚ−方向１００ｍｍ」と指定する。

ワークＷ側（内側）の減速開始位置と、障害物側（外側）の動作限界線Ｌとの間の領域を減速区間Ｄと呼ぶ。本実施形態では、減速区間Ｄの区間幅は、各動作限界線ＬからワークＷ側（内側）へ向かって減速開始位置までの距離をパラメータとして設定される。例えば、前記したように床面から１００ｍｍ上方の位置を動作限界線Ｌとすると共に、床面から２００ｍｍ上方の位置を減速開始位置とする場合には、減速区間Ｄは、「Ｚ−方向減速開始距離１００ｍｍ」と指定する。

再び、図２を参照して、制御装置１の構成の説明を続ける。
＜ポジショナ制御手段＞
ポジショナ制御手段（ワーク位置決め装置制御手段）３０は、いずれかのチェック点が減速区間に進入したと判別された場合に、ポジショナ２を駆動するポジショナモータＭ_Pに、減速を指令するものである。このポジショナ制御手段３０は、次回位置制御手段９０で算出されるポジショナモータＭ_Pの次回出力位置と、ポジショナモータＭ_Pから出力されるモータ出力信号（現在位置）とに基づいて、ポジショナモータＭ_Pに出力するモータ指令信号を算出し、ポジショナ２のステージ５を次回出力位置で指定された位置へ移動させる制御を行う。

＜マニピュレータ制御手段＞
マニピュレータ制御手段（アーク溶接ロボット制御手段）４０は、チェック点が減速区間に進入したと判別された場合に、マニピュレータ３を駆動するマニピュレータモータＭ_Mに減速を指令するものである。このマニピュレータ制御手段４０は、次回位置制御手段９０で算出されるマニピュレータモータＭ_Mの次回出力位置と、マニピュレータモータＭ_Mから出力されるモータ出力信号（現在位置）とに基づいて、マニピュレータモータＭ_Mに出力するモータ指令信号を算出し、マニピュレータ３に取り付けられた溶接トーチ９を次回出力位置で指定された位置へ移動させる制御を行う。

＜溶接制御手段＞
溶接制御手段５０は、溶接指令信号を溶接電源Ｐ_Wに出力するものである。この溶接制御手段５０は、チェック点が減速区間に進入した場合、すなわち、減速制御手段１００から緊急減速を指示されたときに、溶接トーチ９から溶接ワイヤが送り出されている状態の場合には、溶接ワイヤの送給停止指令（アークＯＦＦ指令）を溶接電源Ｐに出力する。

＜座標変換手段＞
座標変換手段６０は、所定の変換行列を用いて、ポジショナ作業原点座標系（Ｘ_P，Ｙ_P，Ｚ_P）の位置座標を、ワールド座標系（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）の位置座標に座標変換するものである。具体的には、座標変換手段６０は、ポジショナ構造記憶手段２４に予め記憶されたポジショナ作業原点の座標値Ｏ_P（ワークＷに対し固定された原点）を、ポジショナ構造記憶手段２４に記憶されたポジショナ２の各軸の角度、リンク構造、リンク長等に基づいて、ワールド座標系上で表記したポジショナ作業原点の座標値（ＰＯ）に変換して、変換後のポジショナ作業原点の座標値（ＰＯ）を座標変換手段６０に上書き保存する。また、座標変換手段６０は、予めポジショナ作業原点座標系（Ｘ_P，Ｙ_P，Ｚ_P）の位置座標で指定されたチェック点をワールド座標値（ＣＰ）に変換してチェック点記憶手段２５に格納する。例えば、座標変換手段６０は、傾斜軸６の角度（鉛直方向からの回転角）とポジショナ作業原点（ＰＯ）までのリンク長（床面から作業原点までの距離）とを用いて、ポジショナ作業原点Ｏ_Pを基準としたチェック点の位置座標を、ポジショナベース原点Ｏ_Wを基準とした位置座標へ変換する。ここで、ポジショナベース原点Ｏ_Wの位置はワールド座標系（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）の図示しない原点を基準にして指定されるので、結局、チェック点のワールド座標値（ＣＰ）を計算できることになる。

＜チェック点更新手段＞
チェック点更新手段７０は、ポジショナ２の動作によって移動したチェック点の位置座標を算出してチェック点記憶手段２５に記憶された位置座標を更新するものである。具体的には、チェック点更新手段７０は、チェック点記憶手段２５の一時格納領域に記憶されたチェック点の中から所定のチェック点（前回位置）を選択し、選択したチェック点のワールド座標系（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）上での前回位置（ＣＰ_old）をチェック点記憶手段２５の保存領域に保存する。また、チェック点更新手段７０は、ポジショナモータＭ_Pの次回出力位置を用いて、選択した所定のチェック点（前回位置）のワールド座標系（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）上での次回位置を計算して、チェック点記憶手段２５の一時格納領域に格納する。なお、チェック点更新手段７０は、チェック点記憶手段２５から全チェック点を選択する。

＜最大チェック半径計算手段＞
最大チェック半径計算手段８０は、ポジショナ構造記憶手段２４およびチェック点記憶手段２５に記憶された情報に基づいて、ポジショナ作業原点と各チェック点との間の距離の最大値を計算する。計算の結果求められた最大値を、最大チェック半径Ｒ_checkと呼ぶ。なお、本実施形態では、最大チェック半径計算手段８０は、ワールド座標系（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）の座標値に基づいて、最大チェック半径Ｒ_checkを算出する。また、図３では、ポジショナ作業原点と各チェック点との間の距離が等しい場合を示したが、一般的には、ポジショナ作業原点と各チェック点との間の距離はそれぞれ異なっている。

＜次回位置制御手段＞
次回位置制御手段９０は、ポジショナ次回位置計算手段９１と、マニピュレータ次回位置計算手段９２と、減速処理手段９３とを備えている。

≪ポジショナ次回位置計算手段≫
ポジショナ次回位置計算手段９１は、教示プログラム記憶手段２１に記憶された教示プログラムまたは教示ペンダント４からのインチング指令に基づいて、ポジショナ２を駆動するポジショナモータＭ_Pの次回出力位置を計算し、ポジショナ制御手段３０に出力するものである。また、ポジショナ次回位置計算手段９１は、計算の結果得られたポジショナモータＭ_Pの次回出力位置を出力した後に、この算出された次回出力位置をあらためて前回出力位置として位置情報記憶手段２３に保存する。また、ポジショナ次回位置計算手段９１は、減速制御手段１００から次回出力位置の置換を指示されたときに、ポジショナモータＭ_Pの次回出力位置を、位置情報記憶手段２３に保存された前回出力位置で置換して、ポジショナ制御手段３０に出力する。

≪マニピュレータ次回位置計算手段≫
マニピュレータ次回位置計算手段９２は、教示プログラム記憶手段２１に記憶された教示プログラムまたは教示ペンダント４からのインチング指令に基づいて、マニピュレータ３を駆動するマニピュレータモータＭ_Mの次回出力位置を計算するものである。また、マニピュレータ次回位置計算手段９２は、計算の結果得られたマニピュレータモータＭ_Mの次回出力位置に相当するモータ指令信号が出力された後に、この算出された次回出力位置をあらためて前回出力位置として位置情報記憶手段２３に保存する。

≪減速処理手段≫
減速処理手段９３は、減速時間記憶手段２２に記憶された通常減速時間で、ポジショナ２とマニピュレータ３とが同時に減速停止するように速度計算を行う（減速処理を行う）ものである。この減速処理手段９３は、減速制御手段１００から緊急減速を指示されたときに、減速時間記憶手段２２に記憶された緊急減速時間で、ポジショナ２とマニピュレータ３とが同時に減速停止するように速度計算を行う。また、本実施形態では、減速処理手段９３は、減速制御手段１００から緊急減速を指示されたときに、教示ペンダント４に警告情報を出力する。

＜減速制御手段＞
減速制御手段１００は、減速区間判定要否判別手段１０１と、移動方向判別手段１０２と、減速区間進入判別手段１０３と、動作限界判別手段１０４とを備えている。

≪減速区間判定要否判別手段≫
減速区間判定要否判別手段１０１は、ポジショナ２のステージ５の回転軸７上の作業原点から動作限界線までの距離と、作業原点からチェック点までの距離とのどちらが大きいかを判別するものである。具体的には、減速区間判定要否判別手段１０１は、ポジショナ作業原点のワールド座標値（ＰＯ）と全動作限界線との距離が、最大チェック半径Ｒ_checkより大きいか否かを判別する。この判別処理は、チェック点が減速区間内にあるか否かの判定を行う必要があるかどうかを判別するものである（減速区間判定要否判別）。ポジショナ作業原点のワールド座標値（ＰＯ）と全動作限界線との距離が、最大チェック半径Ｒ_checkより大きければ、たとえチェック点が減速区間内に次回入る場合でも、すべての動作限界線を越える可能性が無い。したがって、この場合には減速処理を行わない。これにより、より広い作業領域を確保できることとなる。

≪移動方向判別手段≫
移動方向判別手段１０２は、チェック点の移動方向が動作限界線から遠ざかる方向であるか否かを判別するものである。具体的には、移動方向判別手段１０２は、動作限界線記憶手段２６から対象とするチェック点の動作限界線を選択すると共に、チェック点記憶手段２５から対象とするチェック点の現在のワールド座標値ＣＰと以前のワールド座標値ＣＰ_oldとを選択し、ＣＰ_oldよりもＣＰの方がより動作限界線に近づいているか否かを判別する。ＣＰの方がＣＰ_oldよりも動作限界線に近いならば、ＣＰが動作限界線に近づいていると判定する。例えば、Ｚ−方向の動作限界線の場合には、ＣＰのＺ成分をＣＰ．Ｚ、ＣＰ_oldのＺ成分をＣＰ_old．Ｚとすると、ＣＰ．Ｚ＜ＣＰ_old．Ｚならば、ＣＰは動作限界線に近づいていることになる。このようにＣＰが動作限界線に近づいている場合には、移動方向判別手段１０２は、次回位置制御手段９０および溶接制御手段５０に対して緊急減速を指示する。一方、ＣＰが動作限界線から遠ざかっている場合には指示しない。そのため、減速処理手段９３は減速処理を行わない。これにより、より広い作業領域を確保できることとなる。なお、移動方向判別手段１０２は、動作限界線記憶手段２６から全動作限界線を選択する。

≪減速区間進入判別手段≫
減速区間進入判別手段１０３は、チェック点の更新された位置座標に基づいて、いずれかのチェック点が減速区間に進入したか否かを判別するものである。具体的には、減速区間進入判別手段１０３は、チェック点記憶手段２５から対象とするチェック点のワールド座標値（ＣＰ）を選択すると共に、減速区間記憶手段２７から減速区間の区間幅を選択して、対象とするチェック点が減速区間内にあるか否かを判別する。この減速区間進入判別手段１０３は、対象とするチェック点が減速区間内にあると判別した場合に、減速処理手段９３に対して緊急減速開始指令を出力し、緊急減速を指示する。

≪動作限界判別手段≫
動作限界判別手段１０４は、チェック点が動作限界線を超えて障害物に接近したか否かを判別するものである。具体的には、動作限界判別手段１０４は、動作限界線記憶手段２６から対象とするチェック点の動作限界線を選択すると共に、チェック点記憶手段２５から対象とするチェック点の現在のワールド座標値ＣＰを選択し、ＣＰが動作限界線を超えたか否かを判別する。動作限界判別手段１０４は、ＣＰが動作限界線を超えたと判別した場合に、ポジショナ次回位置計算手段９１に次回出力位置の置換を指示する。

［制御装置の動作］
次に、制御装置１の動作について図５を参照（適宜図１ないし図４参照）して説明する。図５は、図２に示した制御装置の動作を示すフローチャートである。予め制御装置１は、最大チェック半径計算手段８０によって、最大チェック半径（Ｒ_check）を算出しておく（ステップＳ１）。そして、制御装置１は、教示プログラム記憶手段２１に記憶された教示プログラムまたは教示ペンダント４からのインチング指令に基づいて、ポジショナ次回位置計算手段９１によって、ポジショナの次回出力位置を計算し、マニピュレータ次回位置計算手段９２によって、マニピュレータの次回出力位置を計算する（ステップＳ２）。

続いて、制御装置１は、座標変換手段６０によって、ポジショナ構造記憶手段２４に予め記憶されたポジショナ作業原点の座標値Ｏ_Pをワールド座標値（ＰＯ）に変換する（ステップＳ３）。そして、制御装置１は、減速区間判定要否判別手段１０１によって、ポジショナ作業原点のワールド座標値（ＰＯ）と全動作限界線との距離は、最大チェック半径Ｒ_checkより大きいか否かを判別する（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、ポジショナ作業原点のワールド座標値（ＰＯ）と全動作限界線との距離が最大チェック半径Ｒ_checkより大きいという条件を満たさない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御装置１は、チェック点更新手段７０によって、チェック点記憶手段２５から所定のチェック点を選択し（ステップＳ５）、選択したチェック点のワールド座標系上での前回位置（ＣＰ_old）をチェック点記憶手段２５の保存領域に保存する（ステップＳ６）。チェック点更新手段７０は、ポジショナモータＭ_Pの次回出力位置を用いて、選択したチェック点のワールド座標系上での次回位置（ＣＰ）を計算する（ステップＳ７）。次に、制御装置１は、移動方向判別手段１０２によって、選択したチェック点の動作限界線を選択し（ステップＳ８）、選択したチェック点の現在のワールド座標値ＣＰの方が以前のワールド座標値ＣＰ_oldより動作限界線に近いか否かを判別する（ステップＳ９）。

ステップＳ９において、ＣＰの方がＣＰ_oldより動作限界線に近い場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、制御装置１は、減速区間進入判別手段１０３によって、選択したチェック点の現在のワールド座標値ＣＰは減速区間内にあるか否かを判別する（ステップＳ１０）。ＣＰが減速区間内にない場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、制御装置１は、動作限界判別手段１０４によって、選択したチェック点の現在のワールド座標値ＣＰは動作限界線を越えたか否かを判別する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１において、ＣＰが動作限界線を越えていない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、制御装置１は、移動方向判別手段１０２によって、選択したチェック点の全動作限界線を選択したか否かを判別する（ステップＳ１２）。選択したチェック点の全動作限界線を選択していない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、制御装置１は、ステップＳ８に戻る。一方、選択したチェック点の全動作限界線を選択した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、制御装置１は、チェック点更新手段７０によって、チェック点記憶手段２５から全チェック点を選択したか否かを判別する（ステップＳ１３）。全チェック点を選択していない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、制御装置１は、ステップＳ５に戻る。一方、全チェック点を選択した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、制御装置１は、ポジショナ制御手段３０によって、ポジショナモータＭ_Pの次回出力位置と、モータ出力信号（現在位置）とに基づいて、モータ指令信号を算出し、ポジショナモータＭ_Pに出力する（ステップＳ１４）。そして、制御装置１は、ポジショナ次回位置計算手段９１によって、ポジショナモータＭ_Pの次回出力位置を前回出力位置として保存し、マニピュレータ次回位置計算手段９２によって、マニピュレータモータＭ_Mの次回出力位置を前回出力位置として保存する（ステップＳ１５）。そして、制御装置１は、ステップＳ２に戻る。

また、ステップＳ４において、ポジショナ作業原点のワールド座標値ＰＯと全動作限界線との距離が最大チェック半径Ｒ_checkより大きい場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御装置１は、ステップＳ５〜Ｓ１３の処理をスキップして、ステップＳ１４に進む。
また、ステップＳ９において、ＣＰ_oldの方がＣＰより動作限界線に近い場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、すなわち、ＣＰが動作限界線から遠ざかる場合、制御装置１は、ステップＳ１０〜Ｓ１３の処理をスキップして、ステップＳ１４に進む。

また、ステップＳ１０において、ＣＰが減速区間内にある場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、制御装置１は、減速区間進入判別手段１０３によって、減速処理手段９３に対して緊急減速を指示し（ステップＳ１６）、ステップＳ１１に進む。この緊急減速の指示により、減速処理手段９３は、緊急減速時間でポジショナ２とマニピュレータ３とが同時に減速停止するように速度計算を行うと共に、教示ペンダント４に警告情報を出力する。したがって、教示ペンダントはエラー報知用の警告音を出力する。また、溶接制御手段５０がアークＯＦＦ指令を出力することにより、溶接トーチ９からの溶接ワイヤの送給が停止される。

また、ステップＳ１１において、ＣＰが動作限界線を越えている場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、制御装置１は、動作限界判別手段１０４によって、ポジショナ次回位置計算手段９１に次回出力位置の置換を指示し（ステップＳ１７）、ステップＳ１２，Ｓ１３の処理をスキップして、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１７によって、ポジショナ次回位置計算手段９１からポジショナ制御手段３０に出力されるポジショナモータＭ_Pの次回出力位置とマニピュレータモータＭ_Mの次回出力位置とが、位置情報記憶手段２３に保存されたそれぞれの前回出力位置に置換され、ポジショナモータＭ_PとマニピュレータモータＭ_Mとが急激に停止する。なお、制御装置１がステップＳ１６をスキップしてステップＳ１１でＹｅｓの判定をした場合に、エラー報知用の警告音の出力および溶接ワイヤの送給停止が行われていない場合には、ステップＳ１６と同様にして、警告音の出力および溶接ワイヤの送給停止のそれぞれの処理を実行する。

なお、制御装置１は、一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させるプログラムにより動作させることで実現することもできる。このプログラムは、通信回線を介して配布することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。

本実施形態によれば、制御装置１は、ポジショナ２の動作停止時に対応した惰走時間や惰走距離に合わせて予め指定された動作限界線と、減速区間と、チェック点とについての位置座標をそれぞれ記憶しておき、ポジショナ２の動作によって移動したチェック点が減速区間に進入した場合に、ポジショナモータＭ_Ｐに減速を指令する。したがって、ポジショナ２に固定されたワークＷが障害物に衝突することを確実に防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、制御装置１は、ポジショナ２の動作によりステージ５に固定されたワークＷが障害物と衝突しないように制御するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、ポジショナ２の動作によりステージ５やリンク等が障害物と衝突しないように制御するように構成してもよい。この場合には、例えば、図６（ａ）に示すように、ワークＷではなくステージ５の底面端部にチェック点Ｃ₅，Ｃ₆を設定することができる。

また、チェック点の配置は、ワークＷの底面端部やステージ５の底面端部に限定されるものではなく、例えば、図６（ｂ）に示すように、ワークＷから所定距離離間した空間にチェック点Ｃ₇，Ｃ₈を設定することができる。

また、ワークＷの形状は平面視で長方形のものに限定されるものではなく、例えば、図６（ｃ）に示すように、平面視で六角形でもよい。さらに、それ以外の多角形、円形であってもよい。例えば、図６（ｃ）に示す六角形の形状である場合には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に最も突出している点を囲む長方形の４つの頂点（空間上）にチェック点Ｃ₁₁〜Ｃ₁₄を設定することができる。

また、本実施形態では、動作限界線は、ワールド座標系の座標値をパラメータとして設定されるものとしたが、マニピュレータ３に固定されたロボットベースの座標系の座標値をパラメータとして設定されるようにしてもよい。この場合には、マニピュレータ３の位置座標に連動して動作限界線の座標値を容易に変更することができる。

また、本実施形態では、１方向の障害物に対して、１つの動作限界線が設定されるものとしたが、１方向の障害物に対して、ワークＷごとの複数の動作限界線が設定されるようにしてもよい。さらに、１方向の障害物に対して、ワークＷのステージ５上の配置ごとに複数の動作限界線が設定されるようにしてもよい。
また、ワークＷではなくポジショナ２が障害物と衝突しないように制御する場合には、動作限界線や減速区間をポジショナ２に対して指定するように構成することができる。

また、本実施形態では、制御装置１の減速制御手段１００は、減速区間判定要否判別手段１０１と、移動方向判別手段１０２と、減速区間進入判別手段１０３と、動作限界判別手段１０４とを備えるベストモードとして説明したが、減速区間進入判別手段１０３が必須構成であり、他の構成は必ずしも含まれていなくてもよい。

本発明の効果を確認するために本実施形態に係る制御装置１に設定されるパラメータの関係を求めた。図７は、実施例で設定される減速区間と動作限界線の具体例を示す説明図である。ポジショナ２のステージ５を上下軸によって最も降下させた様子を図７（ａ）に示す。また、ステージ５に固定されるワークＷの幅（Ｙ方向）は「３４００ｍｍ」とした。また、チェック点Ｃ₁，Ｃ₂は、ワークＷの底面の幅方向両端部に設定した。また、ステージ５の回転軸上で床面から「１０００ｍｍ」の点をポジショナ作業原点として傾斜軸６に一致させた。なお、ワールド座標系（Ｘ_W，Ｙ_W，Ｚ_W）のポジショナ原点は床面の所定位置に配置した。また、動作限界線Ｌは、「Ｚ−方向３５ｍｍ」とした。また、減速区間Ｄは、「Ｚ−方向減速開始距離２５０ｍｍ」とした。この減速区間Ｄは、ポジショナ２の上下軸の惰走距離を「２０ｍｍ」、傾斜軸において再生時最高速から減速停止するまでの惰走角度を「８．６ｄｅｇ」としたことに相当する。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示したステージ５を傾斜させてチェック点Ｃ₂が減速開始位置に達したときの様子を示す図である。ここで、仮に、ステージ５をさらに傾斜させてチェック点Ｃ₂が動作限界線Ｌに達したときのワークを破線で示す。この場合、チェック点Ｃ₂が減速開始位置に達するときの傾斜軸の角度と、チェック点Ｃ₂が動作限界線Ｌに達するときの傾斜軸の角度との差θ₁は、「９．３ｄｅｇ」であった。

また、図７（ｂ）に示すように、上下軸によってステージ５を最下端から６５５ｍｍ以上上昇させた場合、すなわち、傾斜軸の中心を床面から「１６６５ｍｍ以上」の位置に配置させた場合には、ワークＷの幅と同じ半径１７００ｍｍ（直径φ３４００ｍｍ）の円周が動作限界線Ｌを越すことがないので、チェック点Ｃ₂も動作限界線Ｌを越えることがない。そのため、ステージ５を最下端から６５５ｍｍ以上上昇させた場合には、たとえチェック点Ｃ₂が減速区間Ｄに入ったとしても、エラー報知用の警告音は出力されず、ポジショナ２は通常通り動作することができる。

本発明の実施形態に係るワーク位置決め装置の制御装置の概要を模式的に示す構成図である。図１に示した制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。チェック点の配置を模式的に示す説明図であり、（ａ）はポジショナをＸ軸の正の方向から視た側面図、（ｂ）はＺ軸の正の方向から視た平面図をそれぞれ示している。ポジショナをＸ軸の正の方向から視た動作限界線と減速区間の説明図である。図２に示した制御装置の動作を示すフローチャートである。チェック点の配置例を示す説明図であり、（ａ）および（ｂ）はＸ軸の正の方向から視た側面図、（ｃ）はＺ軸の正の方向から視た平面図をそれぞれ示している。る。実施例で設定される減速区間と動作限界線の具体例を示す説明図である。

符号の説明

１制御装置（ワーク位置決め装置の制御装置）
２ポジショナ（ワーク位置決め装置）
３マニピュレータ（アーク溶接ロボット）
４教示ペンダント
５ステージ
６傾斜軸
７回転軸
８上下軸
９溶接トーチ
１０入出力手段
２０記憶手段
２１教示プログラム記憶手段
２２減速時間記憶手段
２３位置情報記憶手段
２４ポジショナ構造記憶手段
２５チェック点記憶手段
２６動作限界線記憶手段
２７減速区間記憶手段
３０ポジショナ制御手段（ワーク位置決め装置制御手段）
４０マニピュレータ制御手段（アーク溶接ロボット制御手段）
５０溶接制御手段
６０座標変換手段
７０チェック点更新手段
８０最大チェック半径計算手段
９０次回位置制御手段
９１ポジショナ次回位置計算手段
９２マニピュレータ次回位置計算手段
９３減速処理手段
１００減速制御手段
１０１減速区間判定要否判別手段
１０２移動方向判別手段
１０３減速区間進入判別手段
１０４動作限界判別手段
Ｍ_p ポジショナモータ
Ｍ_M マニピュレータモータ
Ｐ_W 溶接電源
Ｗワーク

Claims

ワークを固定するステージと、前記固定されたワークを３次元空間の所定位置に配置させる傾斜軸と回転軸と上下軸とを有したワーク位置決め装置を制御するワーク位置決め装置の制御装置において、
前記ワーク位置決め装置に固定されたワークはアーク溶接ロボットに取り付けられた溶接トーチから送り出される溶接ワイヤにより溶接され、
前記ワーク位置決め装置に対して、または、前記ワーク位置決め装置に固定されたワークに対して、所定の障害物より手前に予め指定された動作限界線の位置座標を記憶する動作限界線記憶手段と、
前記動作限界線よりも手前に予め定められた減速開始位置と、前記動作限界線とを両端とする区間を示す減速区間の区間幅を記憶する減速区間記憶手段と、
前記ワーク位置決め装置に対して、または、前記ワーク位置決め装置に固定されたワークに対して設定された１以上のチェック点の位置座標を記憶するチェック点記憶手段と、
前記ワーク位置決め装置の動作によって移動した前記チェック点の位置座標を算出して前記チェック点記憶手段に記憶された位置座標を更新するチェック点更新手段と、
前記チェック点の前記更新された位置座標に基づいて、前記いずれかのチェック点が前記減速区間に進入したか否かを判別する減速区間進入判別手段と、
前記いずれかのチェック点が前記減速区間に進入したと判別された場合に、前記ワーク位置決め装置を駆動するワーク位置決め装置用モータに減速を指令するワーク位置決め装置制御手段と、
前記チェック点が前記減速区間に進入した場合に、前記アーク溶接ロボットを駆動するアーク溶接ロボット用モータに減速を指令するアーク溶接ロボット制御手段と、
前記チェック点が前記減速区間に進入した場合に、前記溶接ワイヤの送給停止を指令する溶接制御手段と、
前記ワーク位置決め装置の前記ステージの回転軸上の作業原点から前記動作限界線までの距離と、前記作業原点から前記チェック点までの距離とのどちらが大きいかを判別する減速区間判定要否判別手段と、を備え、
前記作業原点から前記チェック点までの距離の方が大きいと判別された場合に、前記ワーク位置決め装置制御手段は、前記ワーク位置決め装置用モータに減速を指令し、前記アーク溶接ロボット制御手段は、前記アーク溶接ロボット用モータに減速を指令し、前記溶接制御手段は、前記溶接ワイヤの送給停止を指令することを特徴とするワーク位置決め装置の制御装置。
前記減速区間は、前記動作限界線からの距離をパラメータとして設定されることを特徴とする請求項１に記載のワーク位置決め装置の制御装置。
前記チェック点の移動方向が前記動作限界線から遠ざかる方向であるか否かを判別する移動方向判別手段をさらに備え、
前記チェック点の移動方向が前記動作限界線に接近する方向であると判定され、かつ、前記チェック点が前記減速区間に進入した場合に、前記ワーク位置決め装置制御手段は、前記ワーク位置決め装置用モータに減速を指令し、前記アーク溶接ロボット制御手段は、前記アーク溶接ロボット用モータに減速を指令し、前記溶接制御手段は、前記溶接ワイヤの送給停止を指令することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワーク位置決め装置の制御装置。
外部から停止コマンドが入力された場合の減速時間を示す通常減速時間よりも短い時間を示す緊急減速時間を記憶した減速時間記憶手段をさらに備え、
前記チェック点の移動方向が前記動作限界線に接近する方向であると判定された場合に、前記ワーク位置決め装置制御手段は、前記ワーク位置決め装置用モータを前記緊急減速時間で減速させる指令を生成することを特徴とする請求項３に記載のワーク位置決め装置の制御装置。
前記チェック点が前記動作限界線を超えて前記障害物に接近したか否かを判別する動作限界判別手段をさらに備え、
前記チェック点が前記動作限界線を超えたと判別された場合に、前記ワーク位置決め装置制御手段は、当該チェック点が前記動作限界線を超える前に更新された位置座標へ戻すように前記ワーク位置決め装置用モータを回転させる指令を生成することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のワーク位置決め装置の制御装置。
前記動作限界線は、ワールド座標系の座標値をパラメータとして設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のワーク位置決め装置の制御装置。
前記動作限界線は、前記アーク溶接ロボットに固定されたロボットベース座標系の座標値をパラメータとして設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のワーク位置決め装置の制御装置。
アーク溶接ロボットに取り付けられた溶接トーチから送り出される溶接ワイヤにより溶接されるワークを固定するステージと、前記固定されたワークを３次元空間の所定位置に配置させる傾斜軸と回転軸と上下軸とを有したワーク位置決め装置を制御するワーク位置決め装置を制御するために、前記ワーク位置決め装置に対して、または、前記ワーク位置決め装置に固定されたワークに対して、所定の障害物より手前に予め指定された動作限界線の位置座標を記憶する動作限界線記憶手段と、前記動作限界線よりも手前に予め定められた減速開始位置と、前記動作限界線とを両端とする区間を示す減速区間の区間幅を記憶する減速区間記憶手段と、前記ワーク位置決め装置に対して、または、前記ワーク位置決め装置に固定されたワークに対して設定された１以上のチェック点の位置座標を記憶するチェック点記憶手段とを有したコンピュータを、
前記ワーク位置決め装置の動作によって移動した前記チェック点の位置座標を算出して前記チェック点記憶手段に記憶された位置座標を更新するチェック点更新手段、
前記チェック点の前記更新された位置座標に基づいて、前記いずれかのチェック点が前記減速区間に進入したか否かを判別する減速区間進入判別手段、
前記いずれかのチェック点が前記減速区間に進入したと判別された場合に、前記ワーク位置決め装置を駆動するワーク位置決め装置用モータに減速を指令するワーク位置決め装置制御手段、
前記チェック点が前記減速区間に進入した場合に、前記アーク溶接ロボットを駆動するアーク溶接ロボット用モータに減速を指令するアーク溶接ロボット制御手段、
前記チェック点が前記減速区間に進入した場合に、前記溶接ワイヤの送給停止を指令する溶接制御手段、
前記ワーク位置決め装置の前記ステージの回転軸上の作業原点から前記動作限界線までの距離と、前記作業原点から前記チェック点までの距離とのどちらが大きいかを判別する減速区間判定要否判別手段として機能させるための制御プログラムであって、
前記作業原点から前記チェック点までの距離の方が大きいと判別された場合に、前記ワーク位置決め装置制御手段は、前記ワーク位置決め装置用モータに減速を指令し、前記アーク溶接ロボット制御手段は、前記アーク溶接ロボット用モータに減速を指令し、前記溶接制御手段は、前記溶接ワイヤの送給停止を指令することを特徴とする制御プログラム。