JP7602016B2 - ウィービング動作のための信号を生成する装置、制御装置、及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、ウィービング動作のための信号を生成する装置、制御装置、及び方法に関する。

ロボットにウィービング動作を実行させる制御装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１４－８３６０５号公報

従来、ロボットにウィービング動作を教示する作業を簡単化しつつ、オペレータが所望する態様で該ロボットに該ウィービング動作を実行可能とする技術が求められている。

本開示の一態様において、ロボットによってツールを予め定めた作業経路に沿って移動させるとともに該ツールを該作業経路と交差する方向へ揺動させるウィービング動作のための信号を生成する装置は、ロボットにツールを揺動させるためのウィービング信号のパラメータの入力を受け付ける入力受付部と、入力受付部が受け付けたパラメータを有するウィービング信号を生成する信号生成部と、信号生成部が生成したウィービング信号に対し高周波成分を除去するためのフィルタ処理を実行した場合の該ウィービング信号のパラメータを、フィルタ処理後パラメータとして取得するパラメータ取得部と、フィルタ処理後パラメータが、予め定めた条件を満たすか否かを判定する条件判定部と、条件判定部が条件を満たさないと判定した場合に、該条件を満たすように入力受付部が受け付けたパラメータを調整するパラメータ調整部とを備える。信号生成部は、パラメータ調整部が調整したパラメータを有するウィービング信号を生成する。

ロボットによってツールを予め定めた作業経路に沿って移動させるとともに該ツールを該作業経路と交差する方向へ揺動させるウィービング動作のための信号を生成する方法は、プロセッサが、ロボットにツールを揺動させるためのウィービング信号のパラメータの入力を受け付け、受け付けたパラメータを有するウィービング信号を生成し、生成したウィービング信号に対し高周波成分を除去するためのフィルタ処理を実行した場合の該ウィービング信号のパラメータを、フィルタ処理後パラメータとして取得し、フィルタ処理後パラメータが、予め定めた条件を満たすか否かを判定し、条件を満たさないと判定した場合に、該条件を満たすように、受け付けたパラメータを調整し、調整したパラメータを有するウィービング信号を生成する。

本開示によれば、オペレータが任意に定めた条件を満足するウィービング信号を生成することができるように、ウィービング信号のパラメータを自動で調整することが可能となる。これにより、オペレータが所望する態様でロボットにウィービング動作を実行させることができるとともに、所望のウィービング動作をロボットに教示する作業を簡単化することができる。

一実施形態に係るロボットシステムの図である。 図１に示すロボットシステムのブロック図である。 図１に示すロボットが実行するウィービング動作の軌道を示す。 図１に示す制御装置においてウィービング動作指令を生成する機能のブロック図である。 ウィービング信号の波形を示す。 図５に示すウィービング信号にフィルタ処理を実行した場合の波形を示す。 ウィービング信号を生成する方法の一例を示すフローチャートである。 端点停止時間が設定されたウィービング信号の波形を示す。 フィルタ処理後パラメータを演算により求める方法を説明するための図である。 ウィービング信号のパラメータとして振幅が調整された場合の波形を示す。 図１０に示すパラメータ調整後のウィービング信号にフィルタ処理を実行した場合の波形を示す。 ウィービング信号のパラメータとして端点停止時間が設定された場合の波形を示す。 図１２に示すパラメータ調整後のウィービング信号にフィルタ処理を実行した場合の波形を示す。 端点停止時間が設定されたウィービング信号の波形を示す。 図１４に示すウィービング信号のパラメータとして周波数が調整された場合の波形を示す。 ウィービング信号のパラメータとして振幅及び周波数が調整された場合の波形を示す。 図１６に示すパラメータ調整後のウィービング信号にフィルタ処理を実行した場合の波形を示す。 ウィービング信号を生成する方法の他の例を示すフローチャートである。 ウィービング信号にフィルタ処理を実行することで位相が変化した波形を示す。 ウィービング信号のパラメータとして、一部の波形の振幅を調整することで、他の部分の波形の周波数を調整した場合のウィービング信号の波形を示す。 図２０に示すパラメータ調整後のウィービング信号にフィルタ処理を実行した場合の波形を示す。 ウィービング動作の軌道の他の例を示す。 図２２に示す軌道でロボットにウィービング動作を実行させるためのウィービング信号の波形を示す。

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。まず、図１及び図２を参照して、一実施形態に係るロボットシステム１０について説明する。ロボットシステム１０は、ロボット１２、及び制御装置１４を備える。

本実施形態においては、ロボット１２は、ワークＷに対して溶接作業を実行する。具体的には、ロボット１２は、垂直多関節型ロボットであって、ロボットベース１６、旋回胴１８、下腕部２０、上腕部２２、手首部２４、及びツール２６を有する。ロボットベース１６は、作業セルの床の上に固定される。旋回胴１８は、鉛直軸周りに回動可能となるようにロボットベース１６に設けられている。

下腕部２０は、水平軸周りに回動可能となるように旋回胴１８に設けられている。上腕部２２は、下腕部２０の先端部に回動可能に設けられている。手首部２４は、上腕部２２の前端部に、互いに直交する２つの軸の周りに回動可能となるように設けられた手首ベース２４ａと、該手首ベース２４ａに回動可能に設けられた手首フランジ２４ｂとを有する。

ツール２６は、手首フランジ２４ｂに着脱可能に取り付けられる。本実施形態においては、ツール２６は、溶接トーチであって、制御装置１４からの指令に応じてワークＷとの間で放電を発生させ、ワイヤ材送給装置（図示せず）から送給された溶接ワイヤを溶融させてワークＷを溶接する。なお、ツール２６は、レーザ光を出射して該レーザ光によって溶接ワイヤを溶融させてワークＷを溶接するレーザ加工ヘッドであってもよい。

ロボットベース１６、旋回胴１８、下腕部２０、上腕部２２、及び手首部２４には、複数のサーボモータ２８（図２）がそれぞれ内蔵されている。これらサーボモータ２８は、制御装置１４からの指令に応じてロボット１２の各可動要素（すなわち、旋回胴１８、下腕部２０、上腕部２２、手首部２４、手首フランジ２４ｂ）を回動させ、これによりツール２６を移動させる。

制御装置１４は、ロボット１２の動作を制御する。図２に示すように、制御装置１４は、プロセッサ３０、メモリ３２、及びＩ／Ｏインターフェース３４を有するコンピュータである。プロセッサ３０は、ＣＰＵ又はＧＰＵ等を有し、メモリ３２、及びＩ／Ｏインターフェース３４と、バス３６を介して通信可能に接続され、これらコンポーネントと通信しつつ、後述する各種機能のための演算処理を行う。

メモリ３２は、ＲＡＭ又はＲＯＭ等を有し、プロセッサ３０が実行する演算処理で利用される各種データ、及び演算処理の途中で生成される各種データを、一時的又は恒久的に記憶する。Ｉ／Ｏインターフェース３４は、例えば、イーサネット（登録商標）ポート、ＵＳＢポート、光ファイバコネクタ、又はＨＤＭＩ（登録商標）端子を有し、プロセッサ３０からの指令の下、外部機器との間でデータを有線又は無線で通信する。本実施形態においては、ロボット１２のサーボモータ２８は、Ｉ／Ｏインターフェース３４に通信可能に接続されている。

制御装置１４には、入力装置３８及び表示装置４０が設けられている。入力装置３８は、キーボード、マウス、又はタッチパネル等を有し、オペレータからデータ入力を受け付ける。表示装置４０は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等を有し、各種データを表示する。

入力装置３８、及び表示装置４０は、Ｉ／Ｏインターフェース３４に、有線又は無線で通信可能に接続されてもよい。また、入力装置３８及び表示装置４０は、制御装置１４の筐体とは別体として設けられてもよいし、又は、制御装置１４の筐体に一体に組み込まれてもよい。

図１に示すように、ロボット１２には、ロボット座標系Ｃ１及びツール座標系Ｃ２が設定される。ロボット座標系Ｃ１は、ロボット１２の各可動要素を自動制御するための座標系である。本実施形態においては、ロボット座標系Ｃ１は、その原点がロボットベース１６の中心に配置され、そのｚ軸が旋回胴１８の旋回軸に一致するように、ロボット１２に対して設定されている。なお、以下の説明においては、便宜上、ロボット座標系Ｃ１のｘ軸プラス方向を右方、ｙ軸プラス方向を前方、ｚ軸プラス方向を上方として言及する。

ツール座標系Ｃ２は、ロボット座標系Ｃ１においてツール２６の位置を自動制御するための座標系であって、ツール２６に対して設定される。なお、本稿において、「位置」とは、位置及び姿勢を意味することがある。本実施形態においては、ツール座標系Ｃ２は、その原点が、ツール２６の作業点（例えば、ツール２６が溶接ワイヤを溶融させる点）に位置し、そのｚ軸方向が、ツール２６の作業方向（例えば、溶接トーチ先端の中心軸線の方向、又はレーザ光の出射方向）に一致するように、ツール２６に対して設定されている。

ツール２６を移動させるとき、プロセッサ３０は、ロボット座標系Ｃ１においてツール座標系Ｃ２を設定し、ツール２６を、設定したツール座標系Ｃ２によって表される位置に位置決めするように、ロボット１２の各サーボモータ２８へ指令を送信しロボット１２の各可動要素を動作させる。こうして、プロセッサ３０は、ロボット１２の動作によってツール２６をロボット座標系Ｃ１の任意の位置に位置決めする。

次に、図３を参照して、ワークＷに対する溶接作業時にプロセッサ３０がロボット１２に実行させるウィービング動作について説明する。ウィービング動作は、ワークＷを溶接したときに該ワークＷに形成されるビードの幅を広げるために実行される。具体的には、ウィービング動作において、プロセッサ３０は、ロボット１２によってツール２６を予め定められた作業経路ＷＰに沿って移動させるとともに、該ツール２６を該作業経路ＷＰと交差する方向へ揺動させる。

図３に示す例では、作業経路ＷＰが、ロボット座標系Ｃ１のｘ軸方向に直線状に延びるように、ワークＷ上に設定されている。この例の場合、プロセッサ３０は、ウィービング動作において、ロボット１２によってツール２６を作業経路ＷＰに沿って右方へ移動させるととともに、ツール２６を、前側の端点Ｐ１と、後側の端点Ｐ２との間で前後方向へ揺動させる。その結果、ツール２６は、ワークＷに対し、波線状の軌道ＴＲに沿って移動しつつ、該ワークＷを溶接することになる。

プロセッサ３０は、ウィービング動作でツール２６を揺動させるためのウィービング信号ＷＳを生成する。以下、図４～図６を参照して、ウィービング信号ＷＳの生成について、説明する。図４に示すように、制御装置１４は、主動作指令生成部４２、信号生成部４４、フィルタ部４６及び４８、及びウィービング動作指令生成部５０を有する。主動作指令生成部４２は、上述のウィービング動作においてロボット１２にツール２６を作業経路ＷＰの方向へ移動させるための主動作指令ＣＭ１を生成する。

フィルタ部４６は、デジタルフィルタ（ＦＩＲフィルタ、又はＩＩＲフィルタ）であって、主動作指令生成部４２が生成した主動作指令ＣＭ１に対し、高周波成分を除去するためのフィルタ処理ＦＲ１を、所定のフィルタ時間τ１で実行する。例えば、フィルタ部４６は、主動作指令ＣＭ１のデジタル信号に対し、フィルタ時間τ１毎に移動平均処理を行うことで、ローパスフィルタ処理としてのフィルタ処理ＦＲ１を実行する。

代替的には、フィルタ部４６は、フィルタ処理ＦＲ１を、バンドパスフィルタ処理、又はノッチフィルタ処理として実行するように構成されてもよい。フィルタ部４６は、主動作指令ＣＭ１に対してフィルタ処理ＦＲ１を実行することで、主動作指令ＣＭ２を生成し、ウィービング動作指令生成部５０へ出力する。

信号生成部４４は、ウィービング信号ＷＳ１を生成する。ウィービング信号ＷＳ１の一例を図５に示す。なお、図５の縦軸は、ツール２６を前後方向へ揺動させる振幅Ａ（換言すれば、作業経路ＷＰからの距離Ａ）を示し、横軸は、時間ｔを示す。図５に示す例では、ウィービング信号ＷＳ１は、振幅Ａ１を有する周期Ｔ１（つまり、周波数ｆ１＝１／Ｔ１）の三角波であって、基準時間ｔ_０（例えば、ウィービング動作の開始時間）に対する位相φ１はゼロとなっている。これら振幅Ａ１、周波数ｆ１（又は周期Ｔ１）、及び位相φ１は、ウィービング信号ＷＳ１を規定するパラメータＰＲ１を構成する。

再度、図４を参照して、フィルタ部４８は、上述のフィルタ部４６と同様のデジタルフィルタであって、信号生成部４４が生成したウィービング信号ＷＳ１に対し、高周波成分を除去するためのフィルタ処理ＦＲ２を所定のフィルタ時間τ２で実行する。フィルタ処理ＦＲ２は、上述のフィルタ処理ＦＲ１と同じであってもよいし、異なってもよい。

例えば、フィルタ部４８は、デジタル信号としてのウィービング信号ＷＳ１に対し、フィルタ時間τ２毎に移動平均処理を行うことで、ローパスフィルタ処理としてのフィルタ処理ＦＲ２を実行する。代替的には、フィルタ部４８は、フィルタ処理ＦＲ２を、バンドパスフィルタ処理、又はノッチフィルタ処理として実行するように構成されてもよい。

フィルタ部４８によってウィービング信号ＷＳ１に対しフィルタ処理ＦＲ２が実行されると、ウィービング信号ＷＳ１が変化して、図６に実線で示すウィービング信号ＷＳ２が生成される。このウィービング信号ＷＳ２は、振幅Ａ２、周期Ｔ２（周波数ｆ２＝１／Ｔ２）、及び位相φ２を含むパラメータＰＲ２を有している。

ウィービング信号ＷＳ２のパラメータＰＲ２（振幅Ａ２、周波数ｆ２、位相φ２）のうちの少なくとも１つは、フィルタ処理ＦＲ２によって、ウィービング信号ＷＳ１のパラメータＰＲ１（振幅Ａ１、周波数ｆ１、位相φ１）から変化し得る。なお、以下の説明においては、パラメータＰＲ２を、フィルタ処理後パラメータＰＲ２として言及することがある。

なお、図６に示す例では、フィルタ処理ＦＲ２の結果、三角波のウィービング信号ＷＳ１が、三角関数の波形に類似するウィービング信号ＷＳ２に変化する（すなわち、高周波成分が除去されることで周波数特性が変化する）とともに、ウィービング信号ＷＳ２の振幅Ａ２が減衰してウィービング信号ＷＳ１の振幅Ａ１よりも小さくなっている（Ａ２＜Ａ１）。フィルタ部４８は、生成したウィービング信号ＷＳ２をウィービング動作指令生成部５０に出力する。

再度、図４を参照して、ウィービング動作指令生成部５０は、主動作指令ＣＭ２にウィービング信号ＷＳ２を適用することで、ロボット１２にウィービング動作を実行させるためのウィービング動作指令ＣＭ３を生成する。具体的には、ウィービング動作指令生成部５０は、加算器であって、主動作指令ＣＭ２にウィービング信号ＷＳ２を加算することでウィービング動作指令ＣＭ３（＝ＣＭ２＋ＷＳ２）を生成する。

ウィービング動作指令生成部５０によって生成されたウィービング動作指令ＣＭ３は、Ｉ／Ｏインターフェース３４、及びサーボアンプ（図示せず）を通して、ロボット１２のサーボモータ２８へ出力される。このウィービング動作指令ＣＭ３に従って、ロボット１２は、ウィービング動作を実行し、ツール２６を図３に示す軌道ＴＲに沿って移動させる。

なお、主動作指令生成部４２、信号生成部４４、フィルタ部４６及び４８、及びウィービング動作指令生成部５０は、プロセッサ３０が実行するコンピュータプログラムによって実現される機能モジュールであり得る。この場合、プロセッサ３０が、主動作指令生成部４２、信号生成部４４、フィルタ部４６及び４８、及びウィービング動作指令生成部５０として機能する。代替的には、信号生成部４４、フィルタ部４６及び４８、及びウィービング動作指令生成部５０の少なくとも１つ（例えば、フィルタ部４６及び４８）は、アナログ回路として制御装置１４に実装されてもよい。

次に、図７を参照して、ウィービング信号ＷＳを生成する方法について、さらに詳細に説明する。図７に示すフローは、例えば、制御装置１４が起動したときに開始される。ステップＳ１において、プロセッサ３０は、ウィービング信号ＷＳ１（図５）のパラメータＰＲ１、及び該パラメータＰＲ１の優先順位ＰＯの入力を受け付けたか否かを判定する。

具体的には、プロセッサ３０は、図７のフローの開始後、パラメータＰＲ１及び優先順位ＰＯを入力するための入力画像を生成し、表示装置４０に表示させる。オペレータは、表示装置４０を視認しつつ、入力装置３８を操作して、パラメータＰＲ１を入力する。ここで、オペレータが入力可能なパラメータＰＲ１は、上述の振幅Ａ１、周波数ｆ１、及び位相φ１に加えて、端点停止時間ｔ_ｓを含む。

この端点停止時間ｔ_ｓは、ウィービング動作におけるツール２６の揺動動作の端点Ｐ１及びＰ２（すなわち、図５において振幅ＡがＡ１及び－Ａ１になる位置）に該ツール２６を維持する時間を規定する。端点停止時間ｔ_ｓが設定されたときのウィービング信号ＷＳ１の一例を、図８に示す。

例えば、オペレータが、パラメータＰＲ１として、振幅Ａ１、周波数ｆ１、及び端点停止時間ｔ_ｓ、及び位相φ１＝０を入力したとする。この場合、プロセッサ３０は、図５に示す振幅Ａ１及び周波数ｆ１を有する三角波としてのウィービング信号ＷＳ１の傾きを維持しつつ、該ウィービング信号ＷＳ１における振幅Ａ１及び－Ａ１の点（三角波の頂点）に、端点停止時間ｔ_ｓを設定する。その結果、ウィービング信号ＷＳ１は、図８に示す台形波として設定されることになる。したがって、この場合、ウィービング信号ＷＳ１の周波数ｆは、オペレータが入力した周波数ｆ１から、周波数ｆ３（＝１／Ｔ３＜ｆ１ Ｔ３＝Ｔ１＋２ｔ_ｓ）へ変更されることになる。

プロセッサ３０は、入力装置３８を通して、パラメータＰＲ１の入力を受け付ける。このように、本実施形態においては、プロセッサ３０は、ウィービング信号ＷＳ１のパラメータＰＲ１の入力を受け付ける入力受付部５２（図２）として機能する。プロセッサ３０は、受け付けたパラメータＰＲ１を、ウィービング信号ＷＳ１のパラメータ設定値ＰＲ１_Ｖとして、メモリ３２に記憶する。以下、プロセッサ３０が、図５に示すウィービング信号ＷＳ１のパラメータＰＲ１（振幅Ａ１、周波数ｆ１、位相φ１＝０、端点停止時間ｔ_ｓ＝０）の入力を受け付けた場合について、説明する。

オペレータは、入力装置３８を操作して、パラメータＰＲ１とともに、優先順位ＰＯを入力する。ここで、図６を参照して説明したように、フィルタ処理ＦＲ２によって、元のウィービング信号ＷＳ１のパラメータＰＲ１（例えば、振幅Ａ１）が変化し得る。優先順位ＰＯは、パラメータＰＲ１が変化した場合に、ステップＳ１でオペレータが入力した値を優先して再現すべきパラメータＰＲ１の優先順位を定める。

例えば、このステップＳ１において、オペレータは、パラメータＰＲ１として振幅Ａ１、周波数ｆ１、位相φ、及び端点停止時間ｔ_ｓを入力するとともに、振幅Ａ１の値を優先して再現すべきと定める優先順位ＰＯ（つまり、振幅Ａ１の優先順位が１位であると定める優先順位ＰＯ）を入力する。プロセッサ３０は、入力受付部５２として機能して、優先順位ＰＯの入力を受け付ける。

ステップＳ２において、プロセッサ３０は、フィルタ処理ＦＲ２のフィルタ時間τ２を決定する。具体的には、プロセッサ３０は、固有フィルタ時間τ_ａを読み出す。この固有フィルタ時間τ_ａは、ロボット１２の種類毎に固有に定められ、メモリ３２に予め格納される。一方、プロセッサ３０は、ステップＳ１で受け付けたパラメータＰＲ１に基づいて、許容フィルタ時間τ_ｂを求める。

この許容フィルタ時間τ_ｂは、フィルタ処理ＦＲ２によって元のウィービング信号ＷＳ１のパラメータＰＲ１（例えば、振幅Ａ１）から変化したフィルタ処理後パラメータＰＲ２（例えば、振幅Ａ２）を所定の許容範囲内（例えば、振幅Ａ２が振幅Ａ１の５０％以上の範囲）に収めることができるフィルタ時間である。

例えば、プロセッサ３０は、許容フィルタ時間τ_ｂを、τ_ｂ＝Ｔ１／２として求めてもよい。そして、プロセッサ３０は、固有フィルタ時間τ_ａと許容フィルタ時間τ_ｂのうちの長い方を、フィルタ時間τ２として決定する。このように、本実施形態においては、プロセッサ３０は、受け付けたパラメータＰＲ１に基づいて、フィルタ時間τ２を決定する。

ステップＳ３において、プロセッサ３０は、信号生成部４４として機能し、ステップＳ１で受け付けたパラメータＰＲ１を有するウィービング信号ＷＳ１を生成する。これにより、プロセッサ３０は、図５に示すような、振幅Ａ１、周波数ｆ１、位相φ１（＝０）、及び端点停止時間ｔ_ｓ（＝０）を有するウィービング信号ＷＳ１を生成する。

ステップＳ４において、プロセッサ３０は、フィルタ処理後パラメータＰＲ２を取得する。フィルタ処理後パラメータＰＲ２は、ステップＳ３で生成したウィービング信号ＷＳ１に対しフィルタ処理ＦＲ２を実行した場合の、該ウィービング信号ＷＳ１の変化後のパラメータＰＲ２である。一例として、プロセッサ３０は、ステップＳ４において、上述のステップＳ３で生成したウィービング信号ＷＳ１に対し、実際のフィルタ処理ＦＲ２を模擬的に実行することで、フィルタ処理後パラメータＰＲ２を取得する。

他の例として、プロセッサ３０は、ステップＳ１で受け付けたパラメータＰＲ１、及びステップＳ２で決定したフィルタ時間τ２に基づいて、フィルタ処理後パラメータＰＲ２を演算により求めてもよい。以下、図９を参照して、フィルタ処理後パラメータＰＲ２を演算により求める方法について説明する。

図９は、振幅Ａ１、周波数ｆ３（＝１／Ｔ３＝１／（Ｔ１＋２ｔ_ｓ））、位相φ１（＝０）、及び端点停止時間ｔ_ｓを有するウィービング信号ＷＳ１を示しており、このウィービング信号ＷＳ１に対し、フィルタ処理ＦＲ２のフィルタ時間τ２が設定されている。この例において、プロセッサ３０は、ウィービング信号ＷＳ１に対しフィルタ処理ＦＲ２を行うことによって得られるウィービング信号ＷＳ２の振幅Ａ２を、以下の式（１）から、演算により求めることができる。
Ａ２＝Ａ_ｂ＋Ａ_ａ（１＋ｔ_ｓ／τ２）／２ ・・・（１）

ここで、式（１）中のＡ_ａ及びＡ_ｂは、以下の式（２）及び（３）からそれぞれ求められる。
Ａ_ａ＝Ａ１（２（τ２－ｔ_ｓ）／Ｔ１） ・・・（２）
Ａ_ｂ＝Ａ１－Ａ_ａ＝Ａ１－Ａ１（２（τ２－ｔ_ｓ）／Ｔ１） ・・・（３）

なお、本実施形態においては、ステップＳ１で受け付けた端点停止時間ｔ_ｓがゼロであるので、上述の式（１）～（３）においてｔ_ｓ＝０が代入されることになる。このように、プロセッサ３０は、フィルタ処理後パラメータＰＲ２として、式（１）から振幅Ａ２を演算により求めることができる。すなわち、この場合、プロセッサ３０は、ステップＳ３で生成したウィービング信号ＷＳ１に対し実際のフィルタ処理ＦＲ２を実行することなく、フィルタ処理後パラメータＰＲ２を取得できる。

このように、本実施形態においては、プロセッサ３０は、フィルタ処理後パラメータＰＲ２を取得するパラメータ取得部５４（図２）として機能する。なお、本実施形態においては、ウィービング信号ＷＳ１にフィルタ処理ＦＲ２を実行したとしても、周波数ｆ１及び位相φ１は変化しないとする。よって、フィルタ処理後パラメータＰＲ２の周波数ｆ２及び位相φ２は、周波数ｆ１及びφ１と同じとなる（ｆ２＝ｆ１、φ２＝φ１）。

再度、図７を参照して、ステップＳ５において、プロセッサ３０は、ステップＳ４で取得したフィルタ処理後パラメータＰＲ２が、予め定めた第１条件ＣＤ１を満たすか否かを判定する。本実施形態においては、この第１条件ＣＤ１は、フィルタ処理後パラメータＰＲ２が、ステップＳ１で受け付けたパラメータＰＲ１と実質同じであるという条件として、定められる。

例えば、フィルタ処理後パラメータＰＲ２が振幅Ａ２である場合、プロセッサ３０は、振幅Ａ２が、振幅Ａ１を基準として定められた許容範囲（例えば、振幅Ａ１の９０％以上の範囲）に収まっている場合は、フィルタ処理後パラメータＰＲ２（振幅Ａ２）がパラメータＰＲ１（振幅Ａ１）と実質同じであると判定し、故に、第１条件ＣＤ１を満たしている（すなわち、ＹＥＳ）と判定する。一方、プロセッサ３０は、振幅Ａ２が許容範囲外である場合は、フィルタ処理後パラメータＰＲ２がパラメータＰＲ１と異なっていると判定し、故に、第１条件ＣＤ１を満たしていない（すなわち、ＮＯ）と判定する。

なお、プロセッサ３０は、このステップＳ５において、ステップＳ１で受け付けた優先順位ＰＯが高いパラメータＰＲ１（例えば、振幅Ａ１）についてのみ、第１条件ＣＤ１を満たしているか否かを判定してもよい。代替的には、プロセッサ３０は、ステップＳ１で受け付けた全てのパラメータＰＲ１（振幅Ａ１、周波数ｆ１、位相φ１、端点停止時間ｔ_ｓ）について、第１条件ＣＤ１を満たしているか否かを判定してもよい。

このように、本実施形態においては、プロセッサ３０は、フィルタ処理後パラメータＰＲ２が条件ＣＤ１を満たすか否かを判定する条件判定部５６（図２）として機能する。プロセッサ３０は、このステップＳ５でＹＥＳと判定した場合はステップＳ７へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ６へ進む。

ステップＳ６において、プロセッサ３０は、ステップＳ１で受け付けたパラメータＰＲ１を、第１条件ＣＤ１を満たすように調整する。具体的には、プロセッサ３０は、ステップＳ４で取得したフィルタ処理後パラメータＦＲ２を、ステップＳ１で受け付けたパラメータＰＲ１に一致させることができるように、該パラメータＰＲ１を調整する。

例えば、プロセッサ３０は、図１０に示すように、ステップＳ１で受け付けたパラメータＰＲ１としての振幅Ａ１を増加させて、振幅Ａ１’（＞Ａ１）とする。その結果、信号生成部４４（図４）によって生成されるウィービング信号ＷＳ１は、振幅Ａ１’を有するウィービング信号ＷＳ１’に変更されることになる。

パラメータ調整後のウィービング信号ＷＳ１’に対しフィルタ処理ＦＲ１を実行した場合に生成されるウィービング信号ＷＳ２を、図１１に示す。図１１に示すように、パラメータＰＲ１の振幅Ａ１を振幅Ａ１’に増大させることで、ウィービング信号ＷＳ２の振幅Ａ２を、ステップＳ１で受け付けた振幅Ａ１に一致させることができる（Ａ２＝Ａ１）。

こうして、ウィービング信号ＷＳ２のフィルタ処理後パラメータＰＲ２（振幅Ａ２、周波数ｆ２、位相φ２）は、ウィービング信号ＷＳ１のパラメータＰＲ１と一致することになり（Ａ２＝Ａ１、ｆ２＝ｆ１、φ２＝φ１＝０、ｔ_ｓ＝０）、これにより、第１条件ＣＤ１を満たすことができる。

なお、プロセッサ３０は、このステップＳ６で振幅Ａ１を増加させる変化量を、図６に示す振幅Ａ１から振幅Ａ２への変化量に基づいて定めてもよい。一例として、プロセッサ３０は、ステップＳ４において、図６中の振幅Ａ１と振幅Ａ２との差Δ１（＝Ａ１－Ａ２）を取得する。そして、プロセッサ３０は、ステップＳ６において、振幅Ａ１に、Δ１×α（αは所定の係数）を加算することで、振幅Ａ１’（＝Ａ１＋Δ１×α）とする。他の例として、プロセッサ３０は、ステップＳ４において、図６中の振幅Ａ１と振幅Ａ２との比Ｒ１（＝Ａ１／Ａ２）を取得する。そして、プロセッサ３０は、ステップＳ６で振幅Ａ１に比Ｒ１を乗算することで、振幅Ａ１’（＝Ａ１×Ｒ１）とする。

このようにして、プロセッサ３０は、第１条件ＣＤ１を満たすように、パラメータＰＲ１（例えば、振幅Ａ１）を、パラメータＰＲ１’（振幅Ａ１’）へ調整する。したがって、本実施形態においては、プロセッサ３０は、パラメータ調整部５８（図２）として機能する。プロセッサ３０は、メモリ３２に格納されているパラメータ設定値ＰＲ１_Ｖを、このステップＳ６で調整した後のパラメータＰＲ１’に更新する。

ステップＳ７において、プロセッサ３０は、動作状態パラメータＯＰＲを取得する。動作状態パラメータＯＰＲは、ウィービング信号ＷＳ２に従ってロボット１２にウィービング動作を実行させたときの該ロボット１２の動作状態を表すパラメータであって、例えば、ロボット１２の速度Ｖ、加速度ａ、及び躍度ｊを含む。

例えば、ステップＳ５でＹＥＳと判定した後にステップＳ７を実行する場合、動作状態パラメータＯＰＲは、図６に示すウィービング信号ＷＳ２に従ってロボット１２にウィービング動作を実行させたときの該ロボット１２の速度Ｖ、加速度ａ、及び躍度ｊを含む。図６に示すウィービング信号ＷＳ２は、ステップＳ１で受け付けたパラメータＰＲ１に対応するフィルタ処理後パラメータＰＲ２（振幅Ａ２＜Ａ１、周波数ｆ２＝ｆ１、位相φ２＝φ１）を有する。

一方、ステップＳ６の後にステップＳ７を実行する場合、動作状態パラメータＯＰＲは、図１１に示すウィービング信号ＷＳ２に従ってロボット１２にウィービング動作を実行させたときの該ロボット１２の速度Ｖ、加速度ａ、及び躍度ｊを含む。図１１のウィービング信号ＷＳ２は、ステップＳ６の調整後のパラメータＰＲ１’に対応するフィルタ処理後パラメータＰＲ２（振幅Ａ２＝Ａ１、周波数ｆ２＝ｆ１、位相φ２＝φ１）を有する。

プロセッサ３０は、このステップＳ７において、上述のステップＳ３及びＳ４と同様のプロセスを実行することで、図６又は図１１のウィービング信号ＷＳ２のフィルタ処理後パラメータＰＲ２を取得する。具体的には、ステップＳ５でＹＥＳと判定した後にステップＳ７を実行する場合、プロセッサ３０は、ステップＳ１で受け付けたパラメータＰＲ１を有するウィービング信号ＷＳ１を模擬的に生成し、次いで、該ウィービング信号ＷＳ１に対応するフィルタ処理後パラメータＰＲ２（振幅Ａ２＜Ａ１、周波数ｆ２＝ｆ１、位相φ２＝φ１）を取得する。

一方、ステップＳ５でＹＥＳと判定した後にステップＳ７を実行する場合、プロセッサ３０は、ステップＳ６の調整後のパラメータＰＲ１’を有するウィービング信号ＷＳ１’を模擬的に生成し、次いで、該ウィービング信号ＷＳ１’に対応するフィルタ処理後パラメータＰＲ２（振幅Ａ２＝Ａ１、周波数ｆ２＝ｆ１、位相φ２＝φ１）を取得する。

次いで、プロセッサ３０は、取得したフィルタ処理後パラメータＰＲ２を有するウィービング信号ＷＳ２を模擬的に生成する。これとともに、プロセッサ３０は、主動作指令生成部４２として機能し、主動作指令ＣＭ１を模擬的に生成し、フィルタ部４６として機能し、主動作指令ＣＭ１にフィルタ処理ＦＲ１を実行することで、主動作指令ＣＭ２を生成する。

そして、プロセッサ３０は、ウィービング動作指令生成部５０として機能し、生成したウィービング信号ＷＳ２を主動作指令ＣＭ２に適用することで、ウィービング動作指令ＣＭ３（＝ＣＭ２＋ＷＳ２）を模擬的に生成する。プロセッサ３０は、模擬的に生成したウィービング動作指令ＣＭ３に基づいて、該ウィービング動作指令ＣＭ３に従ってロボット１２にウィービング動作を実行させたときの該ロボット１２の速度Ｖ、加速度ａ、及び躍度ｊを求める。

このとき、プロセッサ３０は、ウィービング動作指令ＣＭ３に従ってロボット１２にウィービング動作を実行させるシミュレーションを行うことで、速度Ｖ、加速度ａ、及び躍度ｊを取得してもよい。このように、本実施形態においては、プロセッサ３０は、動作状態パラメータＯＰＲ（速度Ｖ、加速度ａ、躍度ｊ）を取得する動作取得部６０（図２）として機能する。

ステップＳ８において、プロセッサ３０は、条件判定部５６として機能し、フィルタ処理後パラメータＰＲ２が、予め定めた第２条件ＣＤ２を満たすか否かを判定する。本実施形態においては、この第２条件ＣＤ２は、ステップＳ７で取得した動作状態パラメータＯＰＲ（速度Ｖ、加速度ａ、躍度ｊ）が所定の許容値を超えないという条件として、定められる。

例えば、プロセッサ３０は、ステップＳ７で取得した速度Ｖ、加速度ａ、及び躍度ｊの各々について、許容値を超えたか否かを判定する。そして、プロセッサ３０は、速度Ｖ、加速度ａ、及び躍度ｊの少なくとも１つが、対応する許容値を超えた場合に、ステップＳ７で動作状態パラメータＯＰＲを取得したウィービング信号ＷＳ２のフィルタ処理後パラメータＰＲ２が、第２条件ＣＤ２を満たしていない（すなわち、ＮＯ）と判定する。

一方、プロセッサ３０は、速度Ｖ、加速度ａ、及び躍度ｊの全てが、対応する許容値を超えない場合には、フィルタ処理後パラメータＰＲ２が第２条件ＣＤ２を満たしている（すなわち、ＹＥＳ）と判定する。速度Ｖ、加速度ａ、及び躍度ｊの許容値は、メモリ３２に予め格納される。

なお、プロセッサ３０は、ステップＳ７で、１つの動作状態パラメータＯＰＲ（例えば、速度Ｖ）のみを取得し、このステップＳ８において、該１つの動作状態パラメータＯＰＲが許容値を超えた否かを判定してもよい。プロセッサ３０は、このステップＳ８でＹＥＳと判定した場合はステップＳ１０へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ９へ進む。

ステップＳ９において、プロセッサ３０は、パラメータ調整部５８として機能し、第２条件ＣＤ２を満たすように、パラメータＰＲ１又はＰＲ１’を調整する。具体的には、プロセッサ３０は、ステップＳ１で受け付けた優先順位ＰＯに従って、パラメータＰＲ１又はＰＲ１’を以下のように調整する。

すなわち、プロセッサ３０は、優先順位ＰＯの高い第１のパラメータＰＲ１又はＰＲ１’に対応するフィルタ処理後パラメータＰＲ２を、該第１のパラメータＰＲ１又はＰＲ１’に一致させる一方、優先順位が低い第２のパラメータＰＲ１又はＰＲ１’に対応するフィルタ処理後パラメータＰＲ２が該第２のパラメータＰＲ１又はＰＲ１’と異なることを許容するように、パラメータＰＲ１又はＰＲ１’を調整する。

以下、プロセッサ３０が、ステップＳ１で、振幅Ａ１を優先して再現すべきと定める優先順位ＰＯの入力を受け付けた場合について説明する。例えば、ステップＳ５でＹＥＳと判定した後に（つまり、ステップＳ６を実行せずに）ステップＳ９を実行する場合、プロセッサ３０は、図５に示すウィービング信号ＷＳ１のパラメータＰＲ１を、端点停止時間ｔ_ｓ（＞０）を設定するように、調整する。図１２に、このように端点停止時間ｔ_ｓが設定されたウィービング信号ＷＳ１’を示す。

図１２に示すウィービング信号ＷＳ１’の周波数ｆ１’（＝１／Ｔ１’）は、元のウィービング信号ＷＳ１の周波数ｆ１よりも低くなる。すなわち、この場合、プロセッサ３０は、パラメータＰＲ１を、振幅Ａ１、周波数ｆ１’、位相φ（＝０）、及び端点停止時間ｔ_ｓ（＞０）を有するパラメータＰＲ１’に調整する。

調整後のパラメータＰＲ１’を有するウィービング信号ＷＳ１’にフィルタ処理ＦＲ２を実行した場合、図１３に示すウィービング信号ＷＳ２が得られる。このウィービング信号ＷＳ２は、フィルタ処理後パラメータＰＲ２として、振幅Ａ２＝Ａ１を有することになる。

このように、端点停止時間ｔ_ｓを長くするように調整することで、フィルタ処理後パラメータＰＲ２の振幅Ａ２として、振幅Ａ１を再現することができる。このときに調整する端点停止時間ｔ_ｓは、第２条件ＣＤ２を満たすことができるように、定められる。例えば、端点停止時間ｔ_ｓは、フィルタ時間τ２に一致する値（又は、フィルタ時間τ２に所定の係数を乗算した値）として、定められ得る。

一方、図７のステップＳ５でＮＯと判定した後（つまり、ステップＳ６の実行後）にステップＳ９を実行する場合、プロセッサ３０は、まず、ステップＳ６で調整したパラメータＰＲ１’をキャンセルする（換言すれば、この時点でパラメータ設定値ＰＲ１_Ｖとして記憶されているパラメータＰＲ１’を削除する）。

そして、プロセッサ３０は、図１２で説明した方法と同様に、ステップＳ１で受け付けたパラメータＰＲ１を、端点停止時間ｔ_ｓを設定するように調整する。その結果、ステップＳ９で新たに調整されたパラメータＰＲ１’を有するウィービング信号ＷＳ１’（図１２）が生成されることになり、その結果、パラメータＰＲ２の振幅Ａ２として、振幅Ａ１を再現することができる。

なお、プロセッサ３０は、端点停止時間ｔ_ｓを設定することなく、振幅Ａ１を再現することもできる。例えば、ステップＳ５でＮＯと判定した後にステップＳ９を実行する場合、プロセッサ３０は、ステップＳ６で調整した後のパラメータＰＲ１’の周波数ｆ１を、ｆ１’に低下させるように、該パラメータＰＲ１’をさらに調整する。

すなわち、この場合は、図１０に示すウィービング信号ＷＳ１’の周期Ｔ１が、より長い周期Ｔ１’（＞Ｔ１）に増加することになる。よって、さらなる調整後のパラメータＰＲ１’は、振幅Ａ１’及び周波数ｆ１’を有することになる。このときに周波数ｆ１を周波数ｆ１’に低下させる変化量は、第２条件ＣＤ２を満たすことができるように、振幅Ａ１’に基づいて定められてもよい。

一例として、第２条件ＣＤ２を満たすことができる振幅Ａと周波数ｆとのデータテーブルＤＴが、メモリ３２に予め格納されてもよい。このデータテーブルＤＴは、実験的手法又はシミュレーションによって、予め作成することができる。そして、プロセッサ３０は、振幅Ａ１’に対応する周波数ｆをデータテーブルＤＴから読み出して、パラメータＰＲ１’の周波数ｆ１’として決定してもよい。

このように、優先順位ＰＯに従って振幅Ａ１を優先すべき場合、プロセッサ３０は、フィルタ処理後パラメータＰＲ２の振幅Ａ２を、ステップＳ１で受け付けたパラメータＰＲ１の振幅Ａ１に一致させる一方、フィルタ処理後パラメータＰＲ２の周波数ｆ２が、ステップＳ１で受け付けた周波数ｆ１と異なることを許容するように、パラメータＰＲ１又はＰＲ１’を調整する。

次に、プロセッサ３０が、ステップＳ１で、周波数ｆ１を優先して再現すべきと定める優先順位ＰＯの入力を受け付けた場合について説明する。例えば、ステップＳ５でＹＥＳと判定した後にステップＳ９を実行する場合、プロセッサ３０は、図５に示すウィービング信号ＷＳ１のパラメータＰＲ１を、振幅Ａ１を減少させるように調整する。また、ステップＳ５でＮＯと判定した後にステップＳ９を実行する場合、プロセッサ３０は、図１０に示すウィービング信号ＷＳ１’のパラメータＰＲ１’を、振幅Ａ１’を減少させるように、さらに調整する。

ここで、第２条件ＣＤ２を満たすことができるか否か（つまり、動作状態パラメータＯＰＲが許容値を超えないか否か）は、ウィービング信号ＷＳ２の振幅Ａ２及び周波数ｆ２の組み合わせに依存する。具体的には、振幅Ａ２が大きくなる程、また、周波数ｆ２が高くなる程、第２条件ＣＤ２を満たすことができない可能性が増大する。

したがって、このステップＳ９で周波数ｆ１を低下させるか、又は振幅Ａ１、Ａ１’を減少させることによって、第２条件ＣＤ２を満たすように（つまり、動作状態パラメータＯＰＲが許容値を超えないように）、パラメータＰＲ１又はＰＲ１’を調整することができる。プロセッサ３０は、メモリ３２に格納されているパラメータ設定値ＰＲ１_Ｖを、このステップＳ９で調整した後のパラメータＰＲ１’に更新する。

再度、図７を参照して、ステップＳ１０において、プロセッサ３０は、オペレータ、上位コントローラ、又はコンピュータプログラムから作業開始指令を受け付けたか否かを判定する。プロセッサ３０は、作業開始指令を受け付けた（すなわち、ＹＥＳ）と判定した場合はステップＳ１０へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ１０をループする。

ステップＳ１１において、プロセッサ３０は、ウィービング動作指令ＣＭ３を生成する。具体的には、プロセッサ３０は、図４を参照して説明したように、信号生成部４４として機能して、この時点でパラメータ設定値ＰＲ１_Ｖとして記憶されているパラメータＰＲ１又はＰＲ１’を用いて、該パラメータＰＲ１又はＰＲ１’を有するウィービング信号ＷＳ１（図５）又はＷＳ１’（図１０又は図１２）を生成する。

そして、プロセッサ３０は、フィルタ部４８として機能し、ウィービング信号ＷＳ１又はＷＳ１’に対してフィルタ処理ＦＲ２を実行し、ウィービング信号ＷＳ２（図６、図１１、又は図１３）を生成する。ここで生成されるウィービング信号ＷＳ２のパラメータＰＲ２においては、上述したように、優先順位ＰＯが高いパラメータＰＲ１（例えば、振幅Ａ１又は周波数ｆ１）が再現されている。

そして、プロセッサ３０は、上述したように、ウィービング信号ＷＳ２に基づいてウィービング動作指令ＣＭ３を生成し、該ウィービング動作指令ＣＭ３に従ってロボット１２のサーボモータ２８を動作させることで、ロボット１２に、図３に示すようなウィービング動作を実行させる。これとともに、プロセッサ３０は、ツール２６を起動して、ワークＷを溶接する。

再度、図７を参照して、ステップＳ１２において、プロセッサ３０は、溶接作業が終了したか否かを判定する。プロセッサ３０は、溶接作業が終了した（すなわち、ＹＥＳ）と判定した場合は、図７に示すフローを終了する一方、ＮＯと判定した場合は、ステップＳ１２をループする。こうして、プロセッサ３０は、ワークＷに対する溶接作業を実行する間、ロボット１２にウィービング動作を実行させる。

以上のように、本実施形態においては、プロセッサ３０は、入力受付部５２、信号生成部４４、パラメータ取得部５４、条件判定部５６、パラメータ調整部５８、及び動作取得部６０として機能して、ウィービング動作のための信号ＷＳ１、ＷＳ１’、ＷＳ２を生成する。

したがって、入力受付部５２、パラメータ取得部５４、信号生成部４４、条件判定部５６、パラメータ調整部５８、及び動作取得部６０は、信号ＷＳ１、ＷＳ１’、ＷＳ２を生成する装置７０（図２）を構成する。装置７０（入力受付部５２、パラメータ取得部５４、信号生成部４４、条件判定部５６、パラメータ調整部５８、及び動作取得部６０）は、プロセッサ３０が実行するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールであり得る。

この装置７０においては、条件判定部５６が条件ＣＤ１、ＣＤ２を満たさないと判定した場合に、パラメータ調整部５８が、該条件ＣＤ１、ＣＤ２を満たすように、入力受付部５２が受け付けたパラメータＰＲ１を調整している（ステップＳ６、Ｓ９）。そして、信号生成部４４は、パラメータ調整部５８がパラメータＰＲ１を調整した場合に、調整後のパラメータＰＲ１’を有するウィービング信号ＷＳ１’を生成する（ステップＳ１１）。

この構成によれば、オペレータが任意に定めた条件ＣＤ１、ＣＤ２を満足するウィービング信号ＷＳを生成することができるように、パラメータＰＲ１を自動で調整することが可能となる。これにより、オペレータが所望する態様でロボット１２にウィービング動作を実行させることができるとともに、所望のウィービング動作をロボット１２に教示する作業を簡単化することができる。

また、装置７０においては、条件判定部５６は、フィルタ処理後パラメータＰＲ２がパラメータＰＲ１と異なる場合に、第１条件ＣＤ１を満たさないと判定し（ステップＳ５でＮＯ）、パラメータ調整部５８は、フィルタ処理後パラメータＰＲ２をパラメータＰＲ１に一致させることができるように、該パラメータＰＲ１を調整する（ステップＳ６）。

この構成によれば、調整後のパラメータＰＲ１’を有するウィービング信号ＷＳ１’にフィルタ処理ＦＲ２を実行することで得られるウィービング信号ＷＳ２において、オペレータが入力したパラメータＰＲ１（例えば、振幅Ａ１）を再現することができる。これにより、オペレータが所望するウィービング動作を、ロボット１２により効果的に実行させることができる。

また、装置７０においては、パラメータ調整部５８は、複数のパラメータＰＲ１（例えば、振幅Ａ１、周波数ｆ１）の優先順位ＰＯに従って、該優先順位ＰＯの高い第１のパラメータＰＲ１（例えば、振幅Ａ１）に対応するフィルタ処理後パラメータＰＲ２（振幅Ａ２）を、該第１のパラメータＰＲ１に一致させる一方、優先順位ＰＯが低い第２のパラメータＰＲ１（例えば、周波数ｆ１）に対応するフィルタ処理後パラメータＰＲ２（周波数ｆ２）が該第２のパラメータＰＲ１と異なることを許容するように、複数のパラメータＰＲ１を調整している（ステップＳ９）。

そして、入力受付部５２は、優先順位ＰＯの入力をさらに受け付け、パラメータ調整部５８は、入力受付部５２が受け付けた優先順位ＰＯに従って、複数のパラメータＰＲ１を調整している。この構成によれば、ウィービング信号ＷＳ２において、オペレータが入力した優先順位ＰＯの高いパラメータＰＲ１を優先的に再現することができるので、ロボット１２に実行させるウィービング動作を、オペレータが条件ＣＤ１、ＣＤ２を考慮して任意に設計することができる。また、オペレータが、生成されるウィービング信号ＷＳ２を予想し易くなるので、ウィービング動作時のロボット１２の挙動の検証を容易化することができる。

また、装置７０においては、動作取得部６０が動作状態パラメータＯＰＲを取得し（ステップＳ７）、条件判定部５６は、動作取得部６０が取得した動作状態パラメータＯＰＲが所定の許容値を超えた場合に、第２条件ＣＤ２を満たさないと判定する（ステップＳ８でＮＯ）。この場合、パラメータ調整部５８は、動作状態パラメータＯＰＲが許容値を超えないように、パラメータＰＲ１を調整する（ステップＳ９）。

この構成によれば、ウィービング動作時にロボット１２が不適切な動作状態（例えば、速度、加速度、又は躍度が過大となる状態）になるのを防止することができるので、ロボット１２に過度な負荷が掛かるのを防止し、以って、ロボット１２が故障してしまうのを防止できる。また、ロボット１２が不適切な動作状態でウィービング動作を実行することによってワークＷに対する溶接品質が低下してしまうのを防止することができる。

なお、図８を参照して説明したように、ステップＳ１においてオペレータが、振幅Ａ１、周波数ｆ１、及び端点停止時間ｔ_ｓ（＞０）を入力した場合、ウィービング信号ＷＳ１の周波数ｆは、オペレータが入力した周波数ｆ１から周波数ｆ３へ変更されることになる。

図１４に、振幅Ａ１、周波数ｆ１、及び端点停止時間ｔ_ｓ＝０を有する三角波としての信号ＷＳ０と、振幅Ａ１、周波数ｆ３（＝１／Ｔ３）、及び端点停止時間ｔ_ｓ（＞０）を有するウィービング信号ＷＳ１を示す。プロセッサ３０は、ステップＳ１で端点停止時間ｔ_ｓの入力を受け付けると、周波数ｆ３を、パラメータＰＲ１のパラメータ設定値ＰＲ１_Ｖとしてメモリ３２に記憶する。

そして、プロセッサ３０は、上述のステップＳ４において、フィルタ処理後パラメータＰＲ２として、周波数ｆ３を取得することになる。そうすると、プロセッサ３０は、ステップＳ５で、フィルタ処理後パラメータＰＲ２としての周波数ｆ３が、ステップＳ１で受け付けた周波数ｆ１と異なっているので、ＮＯと判定することになる。

この場合において、オペレータがステップＳ１で周波数ｆ１を優先して再現すべきと定める優先順位ＰＯを入力したとすると、プロセッサ３０は、ステップＳ６において、パラメータ設定値ＰＲ１_Ｖとして設定されている周波数ｆ３を、入力を受け付けた周波数ｆ１に変更するように、パラメータＰＲ１を調整する。

その結果、信号生成部４４によって生成されるウィービング信号ＷＳ１は、図１５に示すように、周波数ｆ１を有する台形波としてのウィービング信号ＷＳ１’に変更されることになる。そして、プロセッサ３０は、周波数ｆ１を有する、ウィービング信号ＷＳ１’のパラメータＰＲ１’を、パラメータ設定値ＰＲ１_Ｖとしてメモリ３２に記憶する。

なお、装置７０から動作取得部６０を省略し、図７に示すフローから、ステップＳ７～Ｓ９を省略してもよい。この場合、プロセッサ３０は、図７に示すフローにおいて、ステップＳ６の後に、ステップＳ１０を実行する。このフローにおいて、オペレータがステップＳ１で振幅Ａ１を優先して再現すべきと定める優先順位ＰＯを入力したとする。この場合において、プロセッサ３０は、ステップＳ６において、図１２を参照して説明した方法で、端点停止時間ｔ_ｓを長くするように、パラメータＰＲ１を調整してもよい。

代替的には、プロセッサ３０は、ステップＳ６において、振幅Ａ１と周波数ｆ１の双方を変化させるように、パラメータＰＲ１を調整してもよい。このようなパラメータ調整方法について、図１６を参照して説明する。図１６は、プロセッサ３０がステップＳ１で受け付けたパラメータＰＲ１としての振幅Ａ１、周波数ｆ１（＝１／Ｔ１）、位相φ１（＝０）、及び端点停止時間ｔ_ｓ（＝０）を有するウィービング信号ＷＳ１が示されている。

このようなパラメータＰＲ１を受け付けた場合において、プロセッサ３０は、ステップＳ６において、振幅Ａ１を振幅Ａ１’に増大させるとともに、周波数ｆ１を周波数ｆ１’（＝１／Ｔ１’＜ｆ１）に低下させるように、パラメータＰＲ１を調整する。その結果、信号生成部４４は、図１６に示すように、調整後のパラメータＰＲ１’（振幅Ａ１’、周波数ｆ１’、位相φ１＝０、端点停止時間ｔ_ｓ＝０）を有するウィービング信号ＷＳ１’を生成することになる。

図１７に、図１６に示すウィービング信号ＷＳ１’に対しフィルタ処理ＦＲ２を実行した場合に得られるウィービング信号ＷＳ２を示す。このウィービング信号ＷＳ２のフィルタ処理後パラメータＰＲ２においては、振幅Ａ２は、ステップＳ１で受け付けた振幅Ａ１と一致する一方、周波数ｆ２（＝ｆ１’）は、ステップＳ１で受け付けた周波数ｆ１とは異なることになる。

このようなパラメータ調整方法において、プロセッサ３０は、フィルタ処理後パラメータＰＲ２が第２条件ＣＤ２を満たすように、ステップＳ６で振幅Ａ１及び周波数ｆ１を変化させる変化量を決定してもよい。例えば、プロセッサ３０は、上述のデータテーブルＤＴを用いることで、該変化量を決定してもよい。

なお、図７に示すフローからステップＳ７～Ｓ９を省略した場合において、オペレータがステップＳ１で周波数ｆ１を優先して再現すべきと定める優先順位ＰＯを入力したとすると、プロセッサ３０は、ステップＳ６において、パラメータＰＲ１を調整しなくてもよい。

具体的には、図６に示すように、ウィービング信号ＷＳ１にフィルタ処理ＦＲ２を実行すると振幅Ａ１が減衰するが、周波数ｆ１は維持される。よって、プロセッサ３０は、ステップＳ６でパラメータＰＲ１を調整せずとも、優先順位ＰＯの高い周波数ｆ１を再現でき得る。

次に、図１８を参照して、プロセッサ３０（装置７０）が実行するウィービング信号ＷＳを生成する方法の他の形態について、説明する。なお、図１８に示すフローにおいて、図７に示すフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。以下、プロセッサ３０が、ステップＳ１で、振幅Ａ１を優先して再現すべきと定める優先順位ＰＯの入力を受け付けた場合について説明する。本実施形態においては、プロセッサ３０は、ステップＳ５又はＳ８でＮＯと判定した後、ステップＳ６’を実行する。

ステップＳ６’において、プロセッサ３０は、パラメータ調整部５８として機能し、この時点でパラメータ設定値ＰＲ１_Ｖとして設定されているパラメータＰＲ１又はＰＲ１’を、条件ＣＤ１及びＣＤ２を満たすように調整する。例えば、ステップＳ５でＮＯと判定した後にステップＳ６’を実行する場合、プロセッサ３０は、上述のステップＳ６と同様に、ステップＳ１で受け付けた振幅Ａ１を増加させて振幅Ａ１’とする。

一方、ステップＳ８でＮＯと判定した後にステップＳ６’を実行する場合、プロセッサ３０は、例えば、図１２に示す端点停止時間ｔ_ｓを設定する（つまり、周波数ｆ１又はｆ１’を変化させる）か、又は、図１６を参照して説明したように、振幅Ａ１又はＡ１’と、周波数ｆ１又はｆ１’の双方を変化させる。

ここで、ステップＳ８でＮＯと判定した後にステップＳ６’を実行する場合において、プロセッサ３０は、パラメータＰＲ１又はＰＲ１’を変化させる変化量を、第２条件ＣＤ２を満たすことができるように、例えば上述のデータテーブルＤＴを用いて決定してもよい。代替的には、プロセッサ３０は、ステップＳ６’を実行する毎に、優先順位ＰＯの低いパラメータＰＲ１又はＰＲ１’（例えば、周波数ｆ１又はｆ１’）を、ランダムに変化させてもよい。

プロセッサ３０は、ステップＳ６’の実行後、ステップＳ３へ戻り、ステップＳ８でＹＥＳと判定するまで、ステップＳ３～Ｓ５、Ｓ６’、Ｓ７及びＳ８のループを繰り返し実行する。これにより、プロセッサ３０は、優先順位ＰＯに従って、条件ＣＤ１及びＣＤ２を満たすことができるパラメータＰＲ１’を自動で検索することができる。

なお、図１８に示すフローにおいて、プロセッサ３０は、ステップＳ５において、ステップＳ１で受け付けた優先順位ＰＯの高い（つまり、１位である）パラメータＰＲ１（例えば、振幅Ａ１）についてのみ、第１条件ＣＤ１を満たしているか否かを判定してもよい。

代替的には、プロセッサ３０は、第１回目に実行するステップＳ５においては、ステップＳ１で受け付けた全てのパラメータＰＲ１について第１条件ＣＤ１を満たしているか否かを判定する一方、第ｎ回目（ｎは２以上の整数）に実行するステップＳ５においては、ステップＳ１で受け付けた優先順位ＰＯの高いパラメータＰＲ１（例えば、振幅Ａ１）についてのみ、第１条件ＣＤ１を満たしているか否かを判定してもよい。

本実施形態によれば、プロセッサ３０が、最適なパラメータＰＲ１’を自動で検索するので、オペレータが所望する態様に合致するウィービング動作を効果的に設計できるとともに、このようなウィービング動作をロボット１２に教示する作業を簡単化することができる。

なお、上述の実施形態においては、フィルタ処理ＦＲ２によって位相φ１が変化しない場合について述べた。しかしながら、フィルタ処理ＦＲ２の種類によっては、位相φ１が変化する場合がある。このような場合において、ステップＳ１で位相φ１を優先して再現すべきと定める優先順位ＰＯの入力を受け付けた場合、プロセッサ３０は、上述のステップＳ６、Ｓ６’又はＳ９において、位相φ１を再現するように、パラメータＰＲ１、ＰＲ１’を調整することになる。

以下、図１９～図２１を参照して、位相φ１を再現する方法について、説明する。図１９においては、パラメータＰＲ１として振幅Ａ１、周波数ｆ１（＝１／Ｔ１）、及び位相φ１（＝０）を有するウィービング信号ＷＳ１を点線で示している。一方、該ウィービング信号ＷＳ１に対しフィルタ処理ＦＲ２を実行することで得られるウィービング信号ＷＳ２を実線で示している。図１９に示す例では、ウィービング信号ＷＳ２の位相φ２が、ウィービング信号ＷＳ１の位相φ１に対し、位相φ_ｖだけ遅れている（つまり、φ２＝φ１－φ_ｖ）。

このような場合において、優先順位ＰＯが高い位相φ１を再現するために、プロセッサ３０は、図２０に示すウィービング信号ＷＳ１’を生成するように、パラメータＰＲ１を調整する。図２０に示すウィービング信号ＷＳ１’は、一点鎖線で示す１波長目の波形ＷＳ_ａと、実線で示す２波長目以降の波形ＷＳ_ｂとを含む。

ウィービング信号ＷＳ１’の波形ＷＳ_ａは、ウィービング信号ＷＳ１の１波長目の波形の傾きを維持しつつ、該波形の振幅Ａ１を、振幅Ａ１’に低減させることで、得られる。一方、ウィービング信号ＷＳ１’の波形ＷＳ_ｂは、ウィービング信号ＷＳ１の２波長目以降の波形と同じ振幅Ａ１を有している。このように低減された振幅Ａ１’を有する波形ＷＳ_ａによって、波形ＷＳ_ｂの位相φ１’が、元のウィービング信号ＷＳ１に対し、位相φ_ｖだけ進むことになる（つまり、φ１’＝φ１＋φ_ｖ）。

プロセッサ３０は、図２０に示すウィービング信号ＷＳ１’を生成するために、元のウィービング信号ＷＳ１のパラメータＰＲ１を、該ウィービング信号ＷＳ１’のパラメータＰＲ１’（振幅Ａ１’、位相φ１’）へ調整する。なお、振幅Ａ１を振幅Ａ１’へ変化させる変化量は、波形ＷＳ_ｂの位相φ１’が、φ１’＝φ１＋φ_ｖとなる値として、定められる。プロセッサ３０は、調整後のパラメータＰＲ１’（Ａ１’、φ１’）を、パラメータ設定値ＰＲ１_Ｖとしてメモリ３２に記憶する。

図２１に、図２０に示すウィービング信号ＷＳ１’にフィルタ処理ＦＲ２を実行することによって得られるウィービング信号ＷＳ２を示す。なお、図２１では、波形ＷＳ_ａに対応する、１波長目のウィービング信号ＷＳ２の波形を一点鎖線で示す一方、波形ＷＳ_ｂに対応する、２波長目以降のウィービング信号ＷＳ２の波形を実線で示している。

図２１に示すように、ウィービング信号ＷＳ２の位相φ２は、２波長目以降の波形において、ステップＳ１で受け付けたウィービング信号ＷＳ１の位相φ１に一致することになる。このようにパラメータＰＲ１を調整することで、プロセッサ３０は、位相φ１を再現することができる。

なお、プロセッサ３０は、ウィービング動作において、ツール２６を前後方向へ揺動させるのと同期して、該ツール２６を上下方向へ揺動させてもよい。このようなウィービング動作について、図３及び図２２を参照して説明する。図２２に示す例では、プロセッサ３０は、ツール２６を、端点Ｐ１と端点Ｐ２との間で前後方向へ揺動させる間、移動経路ＷＰの位置で距離δだけ上方へ変位させる一方、端点Ｐ１及び端点Ｐ２の位置でワークＷの表面に当接させるように、ウィービング動作を実行している。

図２２に示すような上下方向への揺動動作をロボット１２に実行させるためのウィービング信号ＷＳ１_ｚを、図２３に示す。なお、図２３の縦軸は、ツール２６を上下方向へ揺動させる振幅Ａを示し、横軸は、時間ｔを示す。図２３に示すウィービング信号ＷＳ１_ｚは、パラメータＰＲ１として、正の振幅Ａ１、周波数ｆ１（＝1／Ｔ１）、位相φ１（＝０）、及び端点停止時間ｔ_ｓ（＝０）を有する。

このウィービング信号ＷＳ１_ｚにフィルタ処理ＦＲ２を実行することにより得られるウィービング信号ＷＳ２_ｚは、パラメータＰＲ２として、振幅Ａ２（＜Ａ１）を有し得る。図２３に示すウィービング信号ＷＳ１_ｚのパラメータＰＲ１についても、上述の実施形態と同様の方法で、調整することができる。

そして、プロセッサ３０は、上述のステップＳ１１において、信号生成部４４として機能して、上述のウィービング信号ＷＳ１と、図２３に示すウィービング信号ＷＳ１_ｚとをそれぞれ生成し、これらを加算することで、合成ウィービング信号ＷＳ１_Ｓを生成し、フィルタ部４８へ出力する。

本実施形態のように、ツール２６を前後方向へ揺動させるのと同期して上下方向へ揺動させるウィービング動作を実行することで、溶接品質を向上させることができる。そして、オペレータが所望するウィービング信号ＷＳ１及びＷＳ１_ｚのパラメータＰＲ１を再現することができるので、前後上下へ揺動させるウィービング動作を、任意に設計することができる。

なお、プロセッサ３０は、フィルタ処理ＦＲ１のフィルタ時間τ１として、上述の固有フィルタ時間τ_ａを用いてもよい。また、上述のステップＳ２において、プロセッサ３０は、フィルタ時間τ２を、固有フィルタ時間τ_ａ（又は、許容フィルタ時間τ_ｂ）に一義的に決定してもよい。

また、図７又は図１８に示すフローから、ステップＳ２を省略してもよい。この場合において、オペレータは、入力装置３８を操作して、所望のフィルタ時間τ２を入力してもよい。そして、プロセッサ３０は、入力を受け付けたフィルタ時間τ２でフィルタ処理ＦＲ２を実行してもよい。この場合において、プロセッサ３０は、オペレータから受け付けたフィルタ時間τ２が固有フィルタ時間τ_ａよりも短い場合に、アラームを出力してもよい。

なお、上述の実施形態においては、プロセッサ３０が、ステップＳ１において、優先順位ＰＯの入力を受け付ける場合について述べた。しかしながら、これに限らず、優先順位ＰＯのデータが予め定められて、メモリ３２に格納されてもよい。また、優先順位ＰＯが設定されていなくてもよい。例えば、プロセッサ３０は、上述のステップＳ６’又はＳ９において、第２条件ＣＤ２を満たすべく、全てのパラメータＰＲ１について、対応するフィルタ処理後パラメータＰＲ２が元のパラメータＰＲ１と異なるのを許容するように、該全てのパラメータＰＲ１を調整してもよい。

また、プロセッサ３０は、ステップＳ１において、ウィービング信号ＷＳ１の波形の種類（三角波、台形波、鋸波、三角関数等）の入力を受け付けてもよい。また、ウィービング動作指令ＣＭ３を生成する構成は、図４に示す形態に限定されない。例えば、フィルタ部４６を省略するとともに、フィルタ部４８をウィービング動作指令生成部５０の後段に設けてもよい。

この場合、主動作指令生成部４２が生成した主動作指令ＣＭ１と、信号生成部４４が生成したウィービング信号ＷＳ１、ＷＳ’とが、ウィービング動作指令生成部５０で加算され、ウィービング動作指令ＣＭ３が生成される。そして、ウィービング動作指令生成部５０が生成したウィービング動作指令ＣＭ３に、フィルタ部４８でフィルタ処理ＦＲ２が実行され、サーボモータ２８へ出力される。

また、上述の実施形態においては、装置７０の機能が、制御装置１４に実装される場合について述べた。しかしながら、これに限らず、装置７０の機能は、制御装置１４に通信可能に接続された他のコンピュータ（教示ペンダント、タブレット型ＰＣ、デスクトップ型ＰＣ等）に実装されてもよい。この場合、該他のコンピュータのプロセッサが、装置７０として機能する。そして、該他のコンピュータのプロセッサが、信号生成部４４として機能してウィービング信号ＷＳ１、ＷＳ１’を生成し、制御装置１４に送信してもよい。

また、上述の実施形態においては、ツール２６が溶接トーチであり、ワークＷに溶接作業を実行する場合について述べた。しかしながら、これに限らず、ツール２６は、例えば、ろう材送給装置（図示せず）から送給されたろう材を溶融させてワークＷにろう付け作業を実行するように構成されてもよいし、又は、ワークＷに対して如何なる作業を実行するように構成されてもよい。

また、ロボット１２は、垂直多関節型ロボットに限らず、例えば、水平多関節型ロボット、パラレルリンク型ロボット等、ツール２６を移動可能な如何なるタイプのロボットであってもよい。以上、実施形態を通じて本開示を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。

１０ ロボットシステム
１２ ロボット
１４ 制御装置
２６ ツール
３０ プロセッサ
４２ 主動作指令生成部
４４ 信号生成部
４６，４８ フィルタ部
５０ ウィービング動作指令生成部
５２ 入力受付部
５４ パラメータ取得部
５６ 条件判定部
５８ パラメータ調整部
６０ 動作取得部

Claims (10)

1. ロボットによってツールを予め定めた作業経路に沿って移動させるとともに該ツールを該作業経路と交差する方向へ揺動させるウィービング動作のための信号を生成する装置であって、
   前記ロボットに前記ツールを揺動させるためのウィービング信号のパラメータの入力を受け付ける入力受付部と、
   前記入力受付部が受け付けた前記パラメータを有する前記ウィービング信号を生成する信号生成部と、
   前記信号生成部が生成した前記ウィービング信号に対し高周波成分を除去するためのフィルタ処理を実行した場合の該ウィービング信号の前記パラメータを、フィルタ処理後パラメータとして取得するパラメータ取得部と、
   前記フィルタ処理後パラメータが、予め定めた条件を満たすか否かを判定する条件判定部と、
   前記条件判定部が前記条件を満たさないと判定した場合に、該条件を満たすように前記入力受付部が受け付けた前記パラメータを調整するパラメータ調整部と、を備え、
   前記信号生成部は、前記パラメータ調整部が調整した前記パラメータを有する前記ウィービング信号を生成する、装置。
2. 前記条件判定部は、前記フィルタ処理後パラメータが所定の許容範囲外である場合に、前記条件を満たさないと判定し、
   前記パラメータ調整部は、前記フィルタ処理後パラメータを、前記入力受付部が受け付けた前記パラメータに一致させることができるように、該パラメータを調整する、請求項１に記載の装置。
3. 前記パラメータ調整部は、前記入力受付部が受け付けた複数の前記パラメータの優先順位に従って、該優先順位の高い第１の前記パラメータに対応する前記フィルタ処理後パラメータを該第１のパラメータに一致させる一方、該第１のパラメータよりも前記優先順位が低い第２の前記パラメータに対応する前記フィルタ処理後パラメータが該第２のパラメータと異なることを許容するように、前記複数のパラメータを調整する、請求項２に記載の装置。
4. 前記入力受付部は、前記優先順位の入力をさらに受け付け、
   前記パラメータ調整部は、前記入力受付部が受け付けた前記優先順位に従って、前記複数のパラメータを調整する、請求項３に記載の装置。
5. 前記フィルタ処理後パラメータを有する前記ウィービング信号に従って前記ロボットに前記ウィービング動作を実行させたときの該ロボットの動作状態を表す動作状態パラメータを取得する動作取得部をさらに備え、
   前記条件判定部は、前記動作取得部が取得した前記動作状態パラメータが所定の許容値を超えた場合に、前記条件を満たさないと判定し、
   前記パラメータ調整部は、前記動作状態パラメータが前記許容値を超えないように、前記パラメータを調整する、請求項１～４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記動作状態パラメータは、前記ロボットの速度、加速度、及び躍度のうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の装置。
7. 前記パラメータは、
   前記ウィービング信号の振幅、
   前記ウィービング信号の周波数、
   前記ウィービング信号の位相、及び
   前記ウィービング動作における前記ツールの揺動動作の端点に該ツールを維持する時間を定める端点停止時間、の少なくとも１つを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の装置。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の装置を備え、前記ウィービング動作を実行させるように前記ロボットを制御する、制御装置。
9. 前記ロボットに前記ツールを前記作業経路の方向へ移動させるための主動作指令を生成する主動作指令生成部と、
   前記信号生成部が生成した前記ウィービング信号に対し前記フィルタ処理を実行するフィルタ部と、
   前記主動作指令に、前記フィルタ部で前記フィルタ処理が実行された前記ウィービング信号を適用することで、前記ロボットに前記ウィービング動作を実行させるためのウィービング動作指令を生成するウィービング動作指令生成部と、をさらに備える、請求項８に記載の制御装置。
10. ロボットによってツールを予め定めた作業経路に沿って移動させるとともに該ツールを該作業経路と交差する方向へ揺動させるウィービング動作のための信号を生成する方法であって、
    プロセッサが、
    前記ロボットに前記ツールを揺動させるためのウィービング信号のパラメータの入力を受け付け、
    受け付けた前記パラメータを有する前記ウィービング信号を生成し、
    生成した前記ウィービング信号に対し高周波成分を除去するためのフィルタ処理を実行した場合の該ウィービング信号の前記パラメータを、フィルタ処理後パラメータとして取得し、
    前記フィルタ処理後パラメータが、予め定めた条件を満たすか否かを判定し、
    前記条件を満たさないと判定した場合に、該条件を満たすように、受け付けた前記パラメータを調整し、
    調整した前記パラメータを有する前記ウィービング信号を生成する、方法。

Images