CN108406091B - 激光加工头及具备拍摄装置的激光加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光加工头及具备拍摄装置的激光加工系统。加工系统具备激光照射装置、对工件进行拍摄的摄像机以及显示由摄像机拍摄到的图像的显示器。加工系统具备控制摄像机及显示器的机器人控制装置。摄像机对加工前的工件进行拍摄。机器人控制装置计算工件上的激光束的照射位置，并将激光束的照射位置以与由摄像机拍摄到的工件的图像重合的方式虚拟地显示于显示器。

Description

激光加工头及具备拍摄装置的激光加工系统

技术领域

本发明涉及激光加工头及具备拍摄装置的加工系统。

背景技术

在现有技术中，已知有从激光加工头射出激光束来进行加工物的加工的远程激光加工。在远程激光加工中，激光加工头和加工物隔开预先设定的距离配置。激光加工头由例如被支撑于机器人而进行移动。于是，通过改变激光加工头射出激光束的方向，能够按照所期望的形状进行加工物的加工。

作业者在进行加工之前，实施在工件上设定照射激光束的位置的示教作业。在示教作业中，作业者确定射出激光束的方向。作业者例如调整支撑激光加工头的机器人的位置及姿势和配置于激光加工头的内部的变更射出方向的机构。作业者将调整后的机器人的位置及姿势等存储于存储装置。加工系统能够基于存储于存储装置的位置及姿势自动对加工物照射激光束。

在示教作业中，激光加工头远离加工物，因此，作业者很难了解加工物上的激光束的照射位置。由此，一般情况下，作业者一边对加工物照射导向激光束，目视确认加工物上的照射位置，一边进行示教作业(例如，参照日本特开2012-157867号公报以及日本特开2000-42775号公报)。

另外，在现有技术中，已知有如下装置，其在进行激光加工后对加工物进行拍摄，并基于拍摄的图像对加工的品质进行评价(例如，参照日本专利第5577927号公报以及日本特开平5-177374号公报)。

发明内容

作业者在示教作业中一边对加工物照射导向激光束，一边手动调整激光束的朝向。作业者若不照射导向激光束，则难以确认激光束的照射位置。于是，作业者需要一边确认导向激光束的照射位置，一边调整机器人的位置及姿势和激光加工头的变更射出方向的机构。例如，作业者需要一边看着加工物及机器人的操作盘，一边进行示教作业。

因此，现有的技术中存在示教作业耗费时间和精力的问题。而且，导向激光束的光源的寿命有限，存在无法长时间连续照射导向激光束的问题。

本公开的一方案的加工系统具备从远离加工物的位置向加工物射出激光束的激光加工头。加工系统具备：对加工物进行拍摄的拍摄装置；显示由拍摄装置拍摄到的图像的显示器；以及控制拍摄装置及显示器的控制装置。拍摄装置对加工前的加工物或者加工期间的加工物进行拍摄。控制装置使照射至加工物的激光束的照射位置以与由拍摄装置拍摄到的加工物的图像重合的方式虚拟地显示于显示器。

附图说明

图1是实施方式的第一加工系统的概略图。

图2是实施方式的第一加工系统的块图。

图3是说明电扫描仪的内部的机构的概略图。

图4是实施方式的第一加工系统的激光照射装置及工件的放大概略立体图。

图5是实施方式的工件的概略俯视图。

图6是第一加工系统中显示有第一图像的显示器。

图7是实施方式的第二加工系统的激光照射装置及工件的放大概略立体图。

图8是第二加工系统中显示有第二图像的显示器。

图9是第二加工系统中显示有第三图像的显示器。

图10是套孔头的内部的机构的说明图。

具体实施方式

参照图1至图10，对实施方式的加工系统进行说明。本实施方式的加工系统通过对加工物(工件)照射激光束来对加工物进行加工。在本实施方式中，作为基于激光束的加工，例示焊接进行说明。

图1表示本实施方式的第一加工系统的概略图。图2表示本实施方式的第一加工系统的块图。在本实施方式的加工系统中，进行从远离加工物的位置向加工物射出激光束的远程激光加工。加工物与激光加工头的距离为预先设定的长度以上，例如为几十厘米以上。

参照图1及图2，加工系统1对作为加工物的工件71a、71b照射激光束。加工系统1具备作为从远离加工物的位置向加工物射出激光束的激光加工头的激光照射装置4。加工系统1具备振荡激光束的激光振荡器5。由激光振荡器5振荡的激光束通过光纤52供给至激光照射装置4。

激光振荡器5是振动进行加工物的加工的激光束的光源。作为激光振荡器5，能够采用进行工件71a、71b的加工的任意的光源。例如能够采用光纤激光器、二氧化碳激光器、或者YAG激光器等任意种类的光源。

加工系统1具备作为支撑激光照射装置4的支撑装置的机器人2。本实施方式的机器人2是具有多个关节部的多关节机器人。机器人2包括设置于地面的基台20和能够绕沿铅垂方向延伸的轴线旋转地形成的回转台22。机器人2包括支撑于回转台22且能够旋转的下部臂24和支撑于下部臂24且能够旋转的上部臂26。机器人2包括能够旋转地支撑于上部臂26的手腕部28。

机器人2包括对回转台22、下部臂24、上部臂26以及手腕部28进行驱动的机器人驱动马达29。通过机器人驱动马达29进行驱动，从而机器人2的位置及姿势发生变化。机器人并不限定于上述方式，能够采用能够变更激光照射装置的位置及姿势的任意的机器人。

本实施方式的加工系统1形成为能够变更激光照射装置4相对于工件71a、71b的相对位置及姿势。工件71a、71b固定于支架72。机器人2移动激光照射装置4，由此，变更激光照射装置4相对于工件71a、71b的位置。本实施方式的机器人2作为调整从激光照射装置4射出的激光束的方向的调整机构发挥作用。即，通过机器人2变更位置及姿势，能够调整从激光照射装置4射出的激光束的方向。

此外，作为支撑激光照射装置4的支撑装置，并不限定于机器人，能够采用能够支撑激光照射装置的任意的装置。例如，支撑装置能够形成为，不具有关节部，而使激光照射装置沿一个方向移动。机器人系统也可以不具有调整激光束的方向的调整机构。例如，支撑激光照射装置的支撑装置也可以不具有移动激光照射装置的功能。

加工系统1包括对加工物进行拍摄的拍摄装置。本实施方式的拍摄装置包括固定于激光照射装置4的摄像机6。摄像机6配置为能够对固定于支架72的工件71a、71b的表面进行拍摄。本实施方式的摄像机6与激光照射装置4一同移动。本实施方式中的摄像机6是获取二维图像的二维摄像机。

图3表示本实施方式的激光照射装置的内部的机构的概略图。参照图1及图3，激光照射装置4从射出口射出激光束。本实施方式的激光照射装置4具有对用于调整焦距的透镜进行驱动的驱动机构。而且，激光照射装置4包括调整从激光照射装置4射出的激光束的方向的射出方向调整机构44。射出方向调整机构44在激光照射装置4的内部变更射出的激光束的方向。射出方向调整机构44作为调整从激光加工头射出的激光束的方向的调整机构发挥作用。

激光照射装置4包括振荡激光束的激光束源46、多个反射板、以及反射镜驱动马达。激光照射装置4具备电机构。在图3所示例中，作为反射板，具有将射出的方向调整为X轴方向的X轴反射镜45a和将射出的方向调整为Y轴方向的Y轴反射镜45b。从激光束源46射出的激光束被X轴反射镜45a及Y轴反射镜45b反射。其结果，如箭头103所示，朝向工件射出激光束。

当X轴马达47a如箭头101所示地变更X轴反射镜45a的朝向时，在X轴方向上变更射出激光束的朝向。当Y轴马达47b如箭头102所示地变更Y轴反射镜45b的朝向时，在Y轴方向尚变更射出激光束的朝向。通过调整X轴反射镜45a的朝向及Y轴反射镜45b的朝向，能够调整如箭头103所示地射出的激光束的朝向。

这样，激光照射装置4通过控制X轴反射镜45a及Y轴反射镜45b的激光束的反射角度，能够二维地控制工件71a、71b上的激光束的照射位置。这样的激光照射装置4被称为电扫描仪。

参照图1及图2，加工系统1具备经由通信装置与机器人控制装置11连接的操作盘37。操作盘37作为对控制装置3将进行操作、显示信息的用户界面发挥作用。操作盘37包括输入与机器人2、摄像机6、激光照射装置4以及激光振荡器5相关的信息的输入部38。输入部38包括键盘及标度盘等。作业者通过操作输入部38，能够向机器人控制装置11输入动作程序及判定值等。

操作盘37包括显示与机器人2、摄像机6、激光照射装置4以及激光振荡器5相关的信息的显示器39。显示器39显示由摄像机6拍摄到的图像。本实施方式的显示器39采用触摸面板方式。作业者通过用手指按压、拖动显示器39的画面，能够输入信息。因此，本实施方式的显示器39具有输入部38的功能。

本实施方式的加工系统1具备控制机器人2及激光照射装置4的控制装置3。本实施方式的控制装置3还控制摄像机6及激光振荡器5。控制装置3包括控制机器人2及摄像机6的机器人控制装置11。机器人控制装置11由运算处理装置(计算机)构成，该运算处理装置具有CPU(Central Processing Unit)和经由总线与CPU连接的RAM(Random Access Memory)及ROM(Read Only Memory)等。

本实施方式的操作盘37经由通信线与机器人控制装置11连接。操作盘不限定于该方式，也可以形成为，能够无线地与机器人控制装置通信。

机器人控制装置11包括存储与激光加工相关的信息的存储部16。例如，存储部16存储与机器人2的控制、摄像机6的控制、激光照射装置4的控制以及激光振荡器5相关的信息。例如，存储部16存储激光加工的动作程序。另外，存储部16存储在操作盘37所输入的信息。

机器人控制装置11包括控制机器人2的机器人控制部12。机器人控制部12包括控制机器人驱动马达29的动作控制部18。动作控制部18将基于动作程序的动作指令发送至机器人驱动电路19。通过作业者操作操作盘37，从而动作控制部18将基于操作盘37的操作的动作指令发送至机器人驱动电路19。机器人驱动电路19将基于动作指令的电力供给至机器人驱动马达29。

机器人2包括用于检测机器人2的位置及姿势的机器人位置检测器30。本实施方式的机器人位置检测器30包括安装于各个机器人驱动马达29的编码器。机器人控制部12接收从机器人位置检测器30输出的与旋转位置相关的信号。机器人控制装置11能够基于机器人2的位置及姿势检测激光照射装置4的位置及姿势。

机器人控制装置11包括控制摄像机6的摄像机控制部13。摄像机控制部13基于存储于存储部16的动作程序向摄像机6发送拍摄指令。另外，通过作业者对操作盘37进行操作，从而摄像机控制部13向摄像机6发送拍摄指令。接收到拍摄指令的摄像机6对工件进行拍摄。

机器人控制装置11包括进行操作盘37的显示器39的控制的显示控制部14。显示控制部14基于存储于存储部16的动作程序，向显示器39发送显示预定的图像的指令。另外，显示控制部14使显示器39显示由摄像机6拍摄到的图像。机器人控制装置11包括对通过摄像机6拍摄到的图像进行处理的图像处理部17。通过图像处理部17处理后的信息被发送至显示控制部14。显示控制部14向显示器39发送显示与通过图像处理部17处理后的信息相关的图像的指令。显示器39能够基于显示控制部14的指令显示图像。

机器人控制装置11包括控制激光束的激光控制部15。激光控制部15基于记录于存储部16的动作程序，向照射控制装置41发送射出激光束的指令。另外，通过作业者对操作盘37进行操作，激光控制部15向照射控制装置41发送照射激光束的指令。

控制装置3包括控制激光照射装置4的照射控制装置41。照射控制装置41与机器人控制装置11相同地，由包括CPU的运算处理装置构成。照射控制装置41形成为能够经由通信装置与机器人控制装置11通信。

照射控制装置41包括动作控制部42，发送激光照射装置4的内部的射出方向调整机构44的动作指令。动作控制部42基于动作程序向反射镜驱动电路43发送驱动激光照射装置4的反射镜的动作指令。另外，动作控制部42根据作业者的操作盘37的操作发送驱动反射镜的动作指令。反射镜驱动电路43向反射镜驱动马达47发送基于动作指令的电力。

激光照射装置4包括用于检测反射镜的朝向的反射镜位置检测器50。本实施方式的反射镜位置检测器50包括安装于各个反射镜驱动马达47的编码器。由反射镜位置检测器50检测到的旋转角发送至动作控制部42。

控制装置3包括控制激光振荡器5的振荡器控制装置51。振荡器控制装置51与机器人控制装置11相同地，由包括CPU的运算处理装置构成。振荡器控制装置51形成为能够经由通信装置与照射控制装置41通信。

照射控制装置41基于来自激光控制部15的指令，向振荡器控制装置51发送振荡激光束的指令。来自激光控制部15的指令含有激光束的照射条件。激光束的照射条件包含激光束的强度、频率以及占空比等。照射条件能够从激光控制部15发送至照射控制装置41。另外，在存储部被配置于照射控制装置41的情况下，照射条件能够预先存储于该存储部。

或者，能够将激光束的强度、频率以及占空比等的组作为一个照射条件，照射控制装置41存储有多个照射条件。而且，激光控制部15也可以将使用多个照射条件中的特定的照射条件的指令发送至照射控制装置41。照射控制装置41能够基于被指定的照射条件控制激光照射装置4及振荡器控制装置51。

另外，激光束的照射条件也可以包含开始照射激光束的时期及结束照射激光束的时期。有时对工件线状地照射激光束的情况。有时在驱动激光照射装置4的反射镜驱动马达47的期间中，开始激光束的照射或停止照射。该情况下，照射控制装置41控制照射激光束的时期。例如，照射控制装置41在启动反射镜驱动马达47后，在反射镜驱动马达47的旋转速度变为固定时，开始激光束的照射。照射控制装置41在以所期望的形状照射激光束后，停止激光束的照射。然后，照射控制装置41实施停止反射镜驱动马达47的控制。振荡器控制装置51控制激光振荡器5，以便振荡与来自照射控制装置41的指令包含的照射条件对应的激光束。

图4表示本实施方式的第一加工系统的激光照射装置及工件的放大概略图。图5表示本实施方式的工件的概略俯视图。参照图4及图5，在本实施方式中，以焊接两个板状的工件71a、71b的作业为例进行说明。在工件71a的上侧配置有工件71b。在此，在工件71a和工件71b重合的区域，通过如箭头105所示地照射激光束来进行焊接。

区域91是在预先设定的机器人2的位置及姿势下摄像机6拍摄的范围。另外，区域92表示在驱动激光照射装置4的内部的射出方向调整机构44时能够照射激光束的范围。首先，对在工件71a、71b设定照射激光束的位置的示教作业进行说明。

图6表示第一加工系统中显示于显示器的第一图像。参照图1、图2以及图6，作业者操作操作盘37的输入部38，开始摄像机6的拍摄。作业者通过操作输入部38来变更机器人2的位置及姿势，以便在显示器39显示进行加工的部分。显示控制部14使由摄像机6拍摄的图像显示于显示器39的图像区域39a。在图6所示的例中，摄像机6拍摄加工前的工件71a、71b。在显示器39显示两个工件71a、71b重合的部分。另外，显示控制部14除了使由摄像机6拍摄到的图像显示，还使按钮61、62显示。

在本实施方式中，工件71a、71b固定于支架72的预先设定的位置。在示教作业之前，相对于机器人2的位置及姿势，校正了显示于显示器39的工件71a、71b的位置。另外，相对于激光照射装置4的内部的射出方向调整机构44的反射镜的朝向，校正了显示于显示器39的工件71a、71b的位置。以显示于显示器39的图像中的工件的预定位置和实际的工件的预定位置对应的方式进行校正。

由此，在确定了机器人2的位置及姿势，而且，确定了基于射出方向调整机构44的激光束的射出方向的情况下，当指定显示器39的图像区域39a的位置时，实施的工件71a、71b的位置被指定。作业者能够在图像区域39a指定工件71a、71b上的激光束的照射位置。

此外，在将工件71a、71b固定于支架72后，摄像机6能够对工件71a、71b进行拍摄。而且，机器人控制装置11的图像处理部17也可以通过进行拍摄到的图像的处理而检测工件71a、71b的位置。例如、图像处理部17检测工件71a、71b的轮廓线。图像处理部17能够基于轮廓线及机器人2的位置及姿势检测支架72上的工件71a、71b的位置。

作业者能够一边看着显示于显示器39的图像，一边执行进行焊接的部位。本实施方式的显示器39采用触摸面板方式。作业者在图像区域39a中用手指60按压进行焊接的位置。显示控制部14在作业者碰触到的位置显示标记85。这样，作业者能够一边看着显示于显示器39的图像，一边设定工件71a、71b上的激光束的照射位置。即，作业者能够在显示器39的画面上设定焊接的位置。

接着，通过作业者按压按钮61，存储部16存储作业者设定的工件71a、71b上的标记85的位置。即，存储部16存储示教的工件71a、71b的进行焊接的位置。机器人控制部12基于显示器39上的激光束的照射位置，能够计算机器人2的位置及姿势和射出方向调整机构44的激光束的射出方向。机器人控制部12能够生成动作程序，以便向作业者指定的位置照射激光束。

在图6所示的例中，生成动作程序，以便在多个位置照射激光束。在动作程序中指定了机器人2的位置及姿势和射出方向调整机构44的反射镜的朝向，以便向作业者指定的位置照射激光束。存储部16存储生成的动作程序。然后，通过作业者操作操作盘37，控制装置3能够基于动作程序进行激光束的照射。

另一方面，存在预先确定了包含工件71a、71b上的激光束的照射位置的动作程序的情况。在该情况下，显示控制部14能够在从存储部16取得动作程序后，将激光束的照射位置显示于显示器39。显示控制部14基于当前的机器人2的位置及姿势和射出方向调整机构44上的激光束的射出方向，能够计算显示于显示器39的激光束的照射位置。

在本实施方式的控制装置3中，形成为，通过作业者一边看着显示于显示器39的图像一边操作操作盘37，能够变更工件71a、71b上的激光束的照射位置。

在图6所示的例中，在按压消除标记85的按钮62后，按下所期望的标记85，从而能够消除焊接的位置。然后，通过用手指60按压新的进行焊接的位置，能够显示新的标记85。然后，作业者按下按钮61，从而能够存储变更后的激光束的照射位置。

作为对照射激光束的位置进行设定或变更的操作，并不限定于该方式，能够采用任意的方法。例如，也可以在显示器上长按变更的标记，然后一边按下标记，一边将手指移动至所期望的位置，由此来变更标记的位置。或者，能够通过作业者对配置于输入部的键盘等进行操作，从而来设定或变更激光束的照射位置。

本实施方式的显示控制部14将工件71a、71b上的激光束的照射位置以与由摄像机6拍摄到的图像重合的方式虚拟地显示于显示器39。由此，作业者能够容易地确认激光束的照射位置。尤其是，即使不照射导向激光束，也能够确认照射进行加工的激光束的位置。由此，加工系统1也可以不具备导向激光装置。这样，本实施方式的控制装置3具有将与增强现实相关的图像显示于显示器39的功能。

另外，控制装置3形成为，基于操作盘37的输入部38的操作，设定或变更工件71a、71b上的激光束的照射位置。通过该结构，作业者能够一边看着显示于显示器39的画面，一边实施示教作业。作业者不需要一边看着导向激光束一边操作操作盘37，能够容易地进行对照射激光束的位置进行设定或变更的示教作业。

另外，在显示器39显示有进行加工的部分的周边的状态。作业者能够确认照射激光束的部分的周围的状态。例如，在图6所示的例中，显示器39显示有进行加工的点的周围的状态。作业者能够确认进行焊接的位置不靠近工件71a、71b的边缘。或者，作业者能够确认未配置妨碍激光束的照射的夹具等。

另外，控制装置3能够基于作业者的输入部38的操作将显示于显示器39的激光束的照射位置存储于存储部16。由此，作业者能够一边看着显示器39的画面，一边容易地将设定或变更了的激光束的照射位置存储于存储部16。

在本实施方式中，摄像机6拍摄加工前的工件71a、71b，但并不限定于该方式。摄像机6能够在工件71a、71b的加工期间中拍摄工件71a、71b。显示控制部14能够将激光束的照射位置以与加工期间中的工件71a、71b的图像重合的方式显示。通过该控制，作业者能够确认在工件的加工期间中正在对指定的位置进行加工。

图7表示本实施方式的第二加工系统的激光照射装置及工件的放大概略图。在第二加工系统中，激光照射装置4具备对在工件71a、71b中进行加工的位置进行照射的导向激光装置48。本实施方式的导向激光装置48配置于激光照射装置4的内部。导向激光装置48包括作为导向激光束射出可见光的光源48a和反射导向激光束的反射镜48b。导向激光装置48能够根据当前机器人的位置及姿势和射出方向调整机构44的反射镜的朝向，照射进行加工的照射激光束的位置。

另外，第二加工系统具备测量激光照射装置4与工件71a、71b的距离的测量器49。如后所述，本实施方式的测量器49以在工件71a、71b的表面显示圆形的辅助线的方式向工件71a、71b照射导向光。照射控制装置41包括控制导向激光装置48的导向激光控制部和控制测量器49的测量器控制部。

图8表示在第二加工系统中显示有第二图像的显示器。在显示器39形成有显示由摄像机6拍摄到的图像的图像区域39a和显示与激光加工相关的信息的信息区域39b。在信息区域39b显示有用于供作业者进行操作的按钮61～65。在图8所示的例中，在图像区域39a显示有工件71a、71b。另外，在图像区域39a显示有与激光束的照射位置对应的标记85。

另外，在信息区域39b配置有显示区域68、69。在显示区域68示出了在激光照射装置4中射出激光束的位置。在该例中，在显示区域68示出了以聚光透镜的中心为原点的射出激光束的X轴上的位置及Y轴上的位置。另外，在显示区域68示出了当前的焦距FD。在显示区域69示出了激光照射装置4的位置。在该例中，作为激光照射装置4的位置，显示了机器人2的机器人坐标系中的工具前端点的位置。

这样，控制装置3将激光束的照射位置的信息及激光照射装置4的位置的信息显示于显示器39。作业者能够通过数值确认激光束的照射位置及激光照射装置的位置。在本实施方式中，显示了激光束的照射位置的信息及激光照射装置4的信息双方，但并不限定于该方式，也可以显示任一方。

此外，显示控制部能够以任意的方式显示激光束的照射位置的信息。例如，显示控制部也可以在以工件的任意的位置为原点的工件坐标系中显示激光束的照射位置的坐标值。显示控制部能够以任意的方式显示激光照射装置的位置。例如，能够以坐标值显示激光照射装置相对于工件的位置。

此外，在本实施方式中，显示器39的画面被分割为图像区域39a和信息区域39b，但并不限定于该方式，也可以打开新的画面(窗口)来显示。例如，可以在图像区域39a之上打开新的画面形成信息区域39b。

在信息区域39b配置有对设定或变更后的工件71a、71b上的位置进行存储的按钮61。另外，本实施方式的照射控制装置41形成为，基于作业者的输入部38的操作，控制导向激光装置48。作业者通过一边看着显示器39的画面一边操作操作盘37来操作导向激光装置48。在信息区域39b配置有对导向激光装置48进行操作的按钮62。作业者按压按钮62，从而能够从导向激光装置48射出导向激光束。作业者再一次按压按钮62，从而能够停止导向激光装置48。导向激光束照射工件71a、71b的位置实际上相当于照射激光束的位置。

作业者能够在显示器39上确认照射导向激光束的位置和画面上的标记85的位置是否错位。存在导向激光束照射的位置和画面上的标记85的位置错位的情况。在该情况下，作业者能够实施使标记85的位置与导向激光束所表示的位置一致的校正。控制装置3能够形成为，通过作业者操作操作盘37，从而可进行该校正。这样，能够使用导向激光束来确认进行加工的激光束的位置。

参照图3，本实施方式的激光照射装置4包括调整从激光照射装置4射出的激光束的方向的射出方向调整机构44。在第二加工系统中，控制装置3将工件71a、71b上的通过射出方向调整机构44能够进行激光束的照射的范围以与工件71a、71b的图像重合的方式虚拟地显示于显示器39。即，显示器39显示激光束通过射出方向调整机构44可移动的范围。

参照图8，作业者通过按下按钮63，能够以与实际拍摄到的工件71a、71b的图像重合的方式显示辅助线86。被辅助线86包围的范围相当于在机器人2停止的状态下激光照射装置4移动激光束的范围。作业者能够在通过激光照射装置4能够照射激光束的范围的内部指定进行焊接的位置。在辅助线86的外部设定进行焊接的点的情况下，作业者能够变更机器人2的位置及姿势。

另外，在图8所示的例中，由摄像机6拍摄的范围比用辅助线86表示的能够照射激光束的范围大。即，以包括辅助线86整体的方式显示图像。通过该结构，作业者能够确认通过射出方向调整机构44的驱动能够照射激光束的整个范围。由此，作业者能够在通过射出方向调整机构44的驱动能够照射激光束的范围内容易地设定进行焊接的点。另外，通过利用操作盘37操作机器人2，能够容易地移动由辅助线86所表示的范围。此外，作业者通过再一次按压按钮63，能够从画面上消除辅助线86。

另外，在具备图3所示的射出方向调整机构44的电扫描仪中，工件上的能够照射激光束的范围的平面形状为四边形。然而，由于在四边形的拐角的部分产生激光束的收敛误差，因此，存在加工精度变差的问题。由此，在本实施方式中，辅助线86的能够照射激光束的范围是删除四边形的拐角部分，由包含于四边形的圆来显示。即，在本实施方式中，用辅助线86显示出加工精度较高的区域。此外，显示控制部也可以显示能够通过电扫描仪调整激光束的位置的四边形的辅助线。另外，也可以在每当按压按钮63时，切换四边形的辅助线及圆的辅助线。

图9表示出在第二加工系统中显示有第三图像的显示器。在第二加工系统中，控制装置3能够将工件71a、71b的加工后的形状以与拍摄到的工件71a、71b的图像重合的方式虚拟地显示于显示器39。例如，显示控制部14能够基于动作程序计算加工后的加工物的形状。显示控制部14能够基于当前设定了的激光束的照射位置，将进行加工后的形状显示于显示器39。

在照射激光束时，激光照射装置4的射出方向调整机构44进行驱动，由此，能够以任意的形状焊接。作业者通过按压按钮64，能够在显示器39显示加工后的工件71a、71b的形状。在图9所示的例中，在进行焊接的位置，按照切除了圆的一部分的形状照射激光束。标记87作为加工后的形状而显示。这样，照射激光束的形状能够预先设定于动作程序。显示控制部14能够基于存储于存储部16的动作程序显示加工后的形状。

此外，作为焊接的形状，并不限定于上述的切除了圆的一部分的形状，能够采用任意的形状。例如，能够采用焊接后的平面形状为圆且圆的内部区域全部被激光束照射的形状、或者类似于S字的焊接的形状。

通过显示器39显示加工后的工件71a、71b的形状，作业者能够在工件的加工前或工件的加工期间中确认加工后的工件的形状。另外，在加工后的形状不合适的情况下，作业者能够变更激光束的照射位置。

其次，第二加工系统具备测量激光照射装置4与工件71a、71b的距离(高度)的测量器49。即，测量器49能够测量工件距离。控制装置3的照射控制装置41形成为，基于操作盘37的输入部38的操作控制测量器49。

作为测量器49，例如，能够采用对工件71a、71b呈圆形地照射可见光的装置。在工件71a、71b与激光照射装置4的距离较近的情况下，显示于显示器39的圆的大小减小。控制装置3能够基于显示于显示器39的圆的大小推测从激光照射装置4至工件71a、71b的距离。图像处理部17能够基于拍摄到的图像中的圆的直径测量工件71a、71b与激光照射装置4的距离。

在第二加工系统中，作业者一边看着显示器39的画面一边操作操作盘37，从而操作测量器49。作业者通过按压按钮65能够操作测量器49。在本实施方式中，作业者按压按钮65，从而测量激光照射装置4与工件71a、71b的距离(高度)，且测量结果显示于显示器39的画面。

测定的距离能够显示于信息区域39b。例如，在信息区域39b，开设新的信息区域(窗口)来显示测量结果。在测定的距离和焦距一致的情况下，能够对工件71a、71b照射高品质的激光束。

在由测量器49测定的距离与激光照射装置4的焦距不同的情况下，能够补正激光照射装置4的焦距。本实施方式的激光照射装置4能够以使焦距与由测量器49测定的距离一致的方式自动调整聚光透镜的位置。或者，在由测量器49测定的距离与激光照射装置4的焦距不同的情况下，作业者能够变更机器人2的位置及姿势，以使显示于显示器39的距离与焦距一致。

此外，作为测量器，并不限于上述方式，能够采用可测量从激光照射装置至工件的距离的任意的装置。例如，能够采用照射交叉激光束来测量距离的测量器、使用了超声波的测量器、对由三维摄像机拍摄到的图像进行处理来测量距离的测量器等。

参照图3，配置于本实施方式的激光照射装置4的射出方向调整机构44是包括多个反射镜的机构。射出方向调整机构并不限定于该方式，能够采用可变更射出激光束的方向的任意的机构。

图10示出表示射出方向调整机构的其它方式的概略图。具备图10所示的射出方向调整机构80的激光加工头被称为套孔头。射出方向调整机构80配置于激光照射装置4的内部。射出方向调整机构80通过透镜81调整射出激光束的方向。在图10所示的例中，射出方向调整机构80包括多个透镜81和聚光透镜82。透镜81能够使入射的激光束折射。射出方向调整机构80包括使透镜81如箭头102所示地旋转的马达。

通过透镜81的旋转，能够调整向集光透镜82入射的激光束83的位置。其结果，能够将激光照射至二维平面上的所期望的位置。因此，作为射出方向调整机构，除了使用了镜子的机构外，也可以采用使用透镜的机构。

在本实施方式中，控制装置3由机器人控制装置11、照射控制装置41及振荡器控制装置51多个控制装置构成，但并不限定于该方式。多个控制装置也可以形成为一体。例如，机器人控制装置也可以具有照射控制装置的功能。或者，照射控制装置也可以具有振荡器控制装置的功能。

另外，控制装置只要至少形成为能够控制包括摄像机的拍摄装置和显示器即可。例如，有时在未配置支撑激光加工头的支撑装置的加工系统中，工件的位置及拍摄装置的位置被固定。在这样的加工系统中，控制装置控制包括摄像机的拍摄装置和显示器。

在本实施方式中，以激光加工中的焊接为例进行了说明，但并不限定于该方式，能够将本实施方式的加工系统应用于任意的激光加工。例如，能够将本实施方式的加工系统应用于进行工件的切割的加工系统、进行工件的开孔的加工系统及对工件赋予印记的加工系统。

根据本公开的一方案的加工系统，能够容易地确认加工物上的激光束的照射位置。

上述的实施方式能够适当进行组合。在上述的各个图中，对相同或同等的部分标注了相同的符号。此外，上述的实施方式仅为例示，并不限定发明。另外，在实施方式中，包括权利要求书所示的实施方式的变更。

Claims (8)

1.一种加工系统，其特征在于，具备：

从远离加工物的位置向加工物射出激光束的激光加工头；

调整从上述激光加工头射出的激光束的方向的调整机构；

对加工物进行拍摄的拍摄装置；

显示由上述拍摄装置拍摄到的图像的显示器；以及

控制上述拍摄装置及上述显示器的控制装置，

上述调整机构包括支撑上述激光加工头的机器人和配置于上述激光加工头且调整激光束的射出方向的射出方向调整机构，

相对于上述机器人的位置以及姿势校正显示于上述显示器的加工物的位置，

相对于上述射出方向调整机构的确定激光束的方向的机构的状态，校正显示于上述显示器的加工物的被照射激光束的位置，

上述拍摄装置对加工前的加工物或者加工期间中的加工物进行拍摄，

上述控制装置将照射至加工物的激光束的照射位置以与由上述拍摄装置拍摄到的加工物的图像重合的方式虚拟地显示于上述显示器，并且，在使上述调整机构停止了的状态下，若作业者相对于显示于上述显示器的加工物在画面上指定照射激光束的位置，则设定用于向作业者指定的位置照射激光束的上述机器人的位置以及姿势和上述射出方向调整机构的状态。

2.根据权利要求1所述的加工系统，其特征在于，

上述拍摄装置拍摄比加工物上的通过上述射出方向调整机构能够进行激光束的照射的范围大的范围，

上述控制装置将加工物上的通过上述射出方向调整机构能够进行激光束的照射的范围以与加工物的图像重合的方式虚拟地显示于上述显示器。

3.根据权利要求1或2所述的加工系统，其特征在于，

上述控制装置计算加工后的加工物的形状，将加工后的加工物的形状以与加工前的加工物的图像重合的方式虚拟地显示于上述显示器。

4.根据权利要求1或2所述的加工系统，其特征在于，

具备包括上述显示器及供作业者进行操作的输入部的操作盘，

上述控制装置形成为，基于上述输入部的操作来设定或变更激光束的上述照射位置。

5.根据权利要求1或2所述的加工系统，其特征在于，

上述控制装置将激光束的上述照射位置的信息及上述激光加工头的位置的信息中的至少一方显示于上述显示器。

6.根据权利要求1或2所述的加工系统，其特征在于，具备：

包括上述显示器及供作业者进行操作的输入部的操作盘；以及

对在加工物进行加工的位置进行照射的导向激光装置，

上述控制装置形成为，基于上述输入部的操作控制上述导向激光装置。

7.根据权利要求1或2所述的加工系统，其特征在于，具备：

包括上述显示器及供作业者进行操作的输入部的操作盘，

上述控制装置包括存储与激光加工相关的信息的存储部，并基于上述输入部的操作，将显示于上述显示器的激光束的上述照射位置存储于上述存储部。

8.根据权利要求1或2所述的加工系统，其特征在于，具备：

包括上述显示器及供作业者进行操作的输入部的操作盘；以及

测量上述激光加工头与加工物的距离的测量器，

上述控制装置形成为，基于上述输入部的操作控制上述测量器。

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