[go: up one dir, main page]

WO2022080446A1 - レーザ加工システム及び制御方法 - Google Patents

レーザ加工システム及び制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2022080446A1
WO2022080446A1 PCT/JP2021/038028 JP2021038028W WO2022080446A1 WO 2022080446 A1 WO2022080446 A1 WO 2022080446A1 JP 2021038028 W JP2021038028 W JP 2021038028W WO 2022080446 A1 WO2022080446 A1 WO 2022080446A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
control point
scanner
laser
control
locus
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/038028
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
敦 森
Original Assignee
ファナック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ファナック株式会社 filed Critical ファナック株式会社
Priority to US18/246,500 priority Critical patent/US20230356326A1/en
Priority to DE112021004700.0T priority patent/DE112021004700T5/de
Priority to JP2022557429A priority patent/JP7553587B2/ja
Priority to CN202180069542.2A priority patent/CN116390828A/zh
Publication of WO2022080446A1 publication Critical patent/WO2022080446A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/044—Seam tracking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots

Definitions

  • the present invention relates to a laser processing system and a control method.
  • a laser processing system has been proposed in which a work is irradiated with a laser beam from a distant position to perform welding.
  • the laser processing system has a scanner that irradiates the tip of the arm of the robot with a laser beam.
  • each robot axis of the laser processing system is driven according to a program stored in advance in the control device. Therefore, at the work site, teaching work of creating a program using an actual machine and a work is performed (see, for example, Patent Document 1).
  • the path of the laser irradiation point can be considered to be represented by a sequence of points in the coordinate system with respect to the base of the robot in the work space, so this is called a control point.
  • the control point may be a point on the path of the laser irradiation point, or is required to define the path of the laser irradiation point, even if it is not on the path of the laser irradiation point, such as the center of an arc. It may be a point.
  • the robot program and the scanner program are generated according to each point of the position and direction (coordinate system of the control point) of each control point set in the program generation device of the laser processing system.
  • the CAD data does not match the actual work, and there is a position error in the operation path of the robot, the jig, and the like. Therefore, it is necessary to teach and correct such deviations and errors.
  • TCP tool center point
  • the tool center point may also need to be modified.
  • TCP is represented by a position vector from the robot tip point to the scanner reference point.
  • control point correction and TCP setting have been performed using a teaching jig that points to a specific point directly under the scanner.
  • a particular point is the origin of the scanner's workspace and is set at the point where the laser focuses.
  • a teaching jig made of metal, resin, etc. is used, or multiple additional guide lasers are crossed and the intersection is visually recognized. Both methods acquire the coordinates of one point directly under the scanner, so it is necessary to operate the robot in order to match the desired position on the actual work with a specific point, which is not efficient. ..
  • the laser processing system includes a scanner capable of scanning a laser beam with respect to a work, a moving device for moving the scanner with respect to the work, and a scanner control device for controlling the scanner.
  • the scanner control device has a locus control unit that controls the scanner so that the work is irradiated with a locus for correcting a control point for correcting a preset control point while the moving device is stopped.
  • the control point correction locus has a predetermined length for specifying a deviation of the laser beam in the optical axis direction, and a predetermined length for specifying the position of the control point and the direction of the coordinate system defined by the control point.
  • the step of moving the scanner capable of scanning the laser beam with respect to the work with respect to the work and the moving device for moving the scanner with respect to the work are stopped.
  • the scanner is provided with a step of causing the work and a step of controlling the scanner so that the work is irradiated with a control point correction locus for correcting a preset control point while the moving device is stopped.
  • the control point correction locus has a predetermined length for specifying the optical axis direction of the laser beam and a predetermined length for specifying the position of the control point and the deviation in the direction of the coordinate system defined by the control point. Has a shape and.
  • control points can be easily modified.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a laser processing system 1 according to the present embodiment.
  • the laser processing system 1 shown in FIG. 1 shows an example of a remote laser welding robot system.
  • the laser processing system 1 includes a robot 2, a laser oscillator 3, a scanner 4, a robot control device 5, a scanner control device 6, a laser control device 7, a robot teaching operation panel 8, a program generation device 9, and the like. To prepare for.
  • Robot 2 is, for example, an articulated robot having a plurality of joints.
  • the robot 2 includes a base 21, an arm 22, and joint shafts 23a to 23d having a plurality of rotation axes extending in the Y direction.
  • the robot 2 includes a plurality of robots such as a servomotor for a robot that rotates and moves the arm 22 with the Z direction as a rotation axis, and a servomotor for a robot that rotates each of the joint axes 23a to 23d to move the arm 22 in the X direction.
  • a servo motor for has a servo motor for.
  • Each robot servomotor is rotationally driven based on drive data from the robot control device 5 described later.
  • the scanner 4 is fixed to the tip 22a of the arm 22 of the robot 2. Therefore, the robot 2 can move the scanner 4 to an arbitrary position on the work space in an arbitrary direction at a predetermined robot speed by rotationally driving each servo motor for the robot. That is, the robot 2 is a moving device that moves the scanner 4 with respect to the work 10.
  • the laser processing system 1 uses the robot 2 as the moving device, but the robot 2 is not limited to this, and for example, a three-dimensional processing machine may be used as the moving device.
  • the laser oscillator 3 is composed of a laser medium, an optical resonator, an excitation source, and the like.
  • the laser oscillator 3 generates laser light of laser output based on the laser output command from the laser control device 7 described later, and supplies the generated laser light to the scanner 4.
  • the type of oscillated laser includes a Faber laser, a CO 2 laser, a YAG laser, and the like, but in the present embodiment, the type of the laser is not particularly limited.
  • the laser oscillator 3 can output a processing laser for processing the work 10 and a guide laser for adjusting the processing laser.
  • the guide laser is a visible light laser adjusted on the same axis as the processing laser.
  • the scanner 4 is a device capable of scanning the laser beam L with respect to the work 10 by receiving the laser beam L emitted from the laser oscillator 3.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an optical system of the scanner 4 in the laser processing system 1 according to the present embodiment.
  • the scanner 4 has, for example, two galvano mirrors 41 and 42 that reflect the laser beam L emitted from the laser oscillator 3 and galvano motors 41a and 42a that rotationally drive the galvano mirrors 41 and 42, respectively.
  • a cover glass 43 is provided.
  • the galvano mirrors 41 and 42 are configured to be rotatable around two rotation axes J1 and J2 that are orthogonal to each other.
  • the galvano motors 41a and 42a are rotationally driven based on the drive data from the laser control device 7, and the galvano mirrors 41 and 42 are independently rotated around the rotation axes J1 and J2.
  • the laser beam L emitted from the laser oscillator 3 is sequentially reflected by the two galvano mirrors 41 and 42 and then emitted from the scanner 4 to reach the processing point (welding point) of the work 10.
  • the two galvano mirrors 41 and 42 are rotated by the galvano motors 41a and 42a, respectively, the incident angle of the laser beam L incident on the galvano mirrors 41 and 42 changes continuously.
  • the laser beam L is scanned from the scanner 4 with respect to the work 10 by a predetermined path, and a welding locus is formed on the work 10 along the scanning path of the laser beam L.
  • the scanning path of the laser beam L emitted from the scanner 4 onto the work 10 is X, Y by appropriately controlling the rotational drive of the galvano motors 41a and 42a to change the rotation angles of the galvano mirrors 41 and 42, respectively. It can be changed arbitrarily in the direction.
  • the scanner 4 also has a zooming optical system (not shown) whose positional relationship can be freely changed by a Z-axis motor.
  • the scanner 4 can arbitrarily change the laser irradiation point in the Z direction by moving the point at which the laser is focused in the optical axis direction by the drive control of the Z-axis motor.
  • the cover glass 43 has a disk shape, is sequentially reflected by the galvano mirrors 41 and 42, transmits the laser beam L toward the work 10, and has a function of protecting the inside of the scanner 4.
  • the scanner 4 may be a trepanning head.
  • the scanner 4 can have a configuration in which, for example, a lens having one surface inclined is rotated by a motor to refract the incident laser and irradiate it at an arbitrary position.
  • the robot control device 5 outputs drive control data to each robot servomotor of the robot 2 according to a predetermined robot program, and controls the operation of the robot 2.
  • the scanner control device 6 is a control device that adjusts the positions of the lens and the mirror in the mechanism of the scanner 4.
  • the scanner control device 6 may be incorporated in the robot control device 5.
  • the laser control device 7 is a control device that controls the laser oscillator 3, and controls so as to output laser light in response to a command from the scanner control device 6.
  • the laser control device 7 may be directly connected not only to the scanner control device 6 but also to the robot control device 5. Further, the laser control device 7 may be integrated with the scanner control device 6.
  • the robot teaching operation panel 8 is connected to the robot control device 5 and is used by the operator to operate the robot 2. For example, the operator inputs the machining information for performing the laser machining through the user interface on the robot teaching operation panel 8.
  • the program generation device 9 is connected to the robot control device 5 and the scanner control device 6 to generate a program for the robot 2 and the scanner 4.
  • the program generation device 9 will be described in detail with reference to FIG. In this embodiment, it is assumed that at least the scanner 4 is adjusted so that the robot 2 is also accurately driven in response to the command of the program.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the laser processing system 1 according to the present embodiment.
  • the laser processing system 1 includes a robot 2, a laser oscillator 3, a scanner 4, a robot control device 5, a scanner control device 6, a laser control device 7, a robot teaching operation panel 8, and a program.
  • a generator 9 is provided.
  • the operations of the robot control device, the scanner control device 6, the laser control device 7, and the program generation device 9 will be described in detail with reference to FIG.
  • the program generation device 9 generates a robot program P1 for the robot 2 and a scanner program P2 for the scanner 4 in the virtual workspace from the CAD / CAM data. Further, the program generation device 9 generates a program for irradiating the control point correction locus.
  • the generated robot program P1 and scanner program P2 are transferred to the robot control device 5 and the scanner control device 6, respectively.
  • the robot program P1 stored in the robot control device 5 is activated by the operation of the robot teaching operation panel 8
  • a command is sent from the robot control device 5 to the scanner control device 6, and the scanner program P2 is also activated.
  • the robot control device 5 outputs a signal when the robot 2 conveys the scanner 4 to a predetermined position.
  • the scanner control device 6 drives the optical system in the scanner 4 in response to the signal output from the robot control device 5.
  • the scanner control device 6 commands the laser control device 7 to output a laser.
  • the robot control device 5, the scanner control device 6, and the laser control device 7 synchronize the movement of the robot 2, the scanning of the laser optical axis, and the output of the laser beam by exchanging signals at appropriate timings.
  • the robot 2 and the scanner 4 share position information and time information, and control the laser irradiation point at a desired position in the work space. Further, the robot 2 and the scanner 4 start and end the laser irradiation at appropriate timings. As a result, the laser processing system 1 can perform laser processing such as welding.
  • the program generator 9 has a built-in 3D modeling software. The operator can operate the models of the robot 2 and the scanner 4 on a computer and check the laser irradiation point, the coordinate values, and the like.
  • the program generation device 9 generates 3D modeling of the work 10 using the CAD data of the work 10, and sets one or more control points on the work 10 of the 3D modeling. Then, the program generation device 9 defines the welding shape for each set control point.
  • the path of the laser irradiation point can be considered to be represented by a sequence of points in the coordinate system with respect to the base of the robot in the work space, so this is called a control point.
  • the control point may be a point on the path of the laser irradiation point, or is required to define the path of the laser irradiation point, even if it is not on the path of the laser irradiation point, such as the center of an arc. It may be a point.
  • the program generation device 9 calculates the robot path in which the robot 2 moves and the scanning path of the laser irradiation point by the scanner 4.
  • the program generation device 9 includes an algorithm for searching for an optimum solution that satisfies the conditions.
  • the conditions for generating the programs of the robot program P1 and the scanner program P2 are the shortest processing time, the limitation of the laser irradiation angle with respect to the work 10, the limitation of the posture range of the robot 2, and the like.
  • the scanner control device 6 transmits the position information of the corrected control point and the direction information of the coordinate system to the program generation device 9.
  • the program generation device 9 regenerates the robot program P1 and the scanner program P2 based on the corrected position information of the control point and the direction information of the coordinate system by using the algorithm for searching the optimum solution described above.
  • the generated robot program P1 and scanner program P2 are transmitted to the scanner control device 6 again.
  • the program generation device 9 generates the robot program P1 and the scanner program P2 that reflect the modified control points, whereby the robot path in the robot program P1 and the irradiation path of the laser beam by the scanner 4 in the scanner program P2. Can be modified.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams showing an example of modification of the path of the robot 2 in the robot program P1.
  • FIG. 4A shows the path of the robot 2 before the control point is corrected
  • FIG. 4B shows the path of the robot 2 after the control point is corrected.
  • the welding point 20 by the laser irradiated from the scanner 4 is determined according to the robot path 19A in the robot program P1 and the laser beam irradiation path by the scanner 4 in the scanner program P2. Will be done.
  • the program generation device 9 is based on the change of the position of the welding point 20 and the increase or decrease of the control point, and the robot program is performed. And the scanner program can be regenerated to regenerate the optimal robot path 19B and laser irradiation path.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the scanner control device 6 according to the present embodiment.
  • the scanner control device 6 includes a locus control unit 61, a control point moving unit 62, and a control point storage unit 63.
  • the locus control unit 61 irradiates the work 10 with a control point correction locus for correcting a preset control point while the robot 2 is stopped, based on a program for irradiating the control point correction locus.
  • the scanner 4 is controlled so as to do so.
  • the control point moving unit 62 moves the control point according to the operation of the robot teaching operation panel 8 based on the control point correction locus.
  • the control point storage unit 63 stores the position of the control point moved by the control point movement unit 62 and the direction of the coordinate system defined by the control point. Further, the locus control unit 61 scans the work 10 with a control point correction locus based on the position of the control point stored in the control point storage unit 63 and the direction of the coordinate system defined by the control point. 4 is controlled.
  • FIG. 6A is a diagram showing an example of a control point correction locus.
  • the control point correction locus 11A has a predetermined length M1 for specifying a deviation in the optical axis direction of the laser beam, and a coordinate system defined by the position of the control point C1 and the control point. It has a predetermined shape S1 for specifying a direction.
  • the predetermined length M1 is preferably, for example, about 100 mm.
  • the predetermined shape S1 has a shape capable of distinguishing between the forward direction and the reverse direction.
  • the locus control unit 61 controls the scanner 4 so as to irradiate the control point correction locus 11A with a guide laser instead of the machining laser.
  • the laser machining system 1 can irradiate the control point correction locus 11A without machining the work 10.
  • FIG. 6B is a diagram showing an operation of correcting a control point using the control point correction locus 11A shown in FIG. 6A.
  • FIG. 6B shows a view of the work 10 from the side for convenience of explanation.
  • L1A and L2A show both ends of the control point correction locus 11A in FIG. 6A, and the guide laser moves back and forth between L1A and L2A.
  • the scanner control device 6 modifies the control point C1 for the virtual work 10A in the scanner program onto the actual work 10. Therefore, the guide lasers L1A and L2A will be modified to the guide lasers L1 and L2.
  • the predetermined length M1 determines the accuracy required when correcting the deviation in the optical axis direction and the distance between the scanner 4 and the work 10.
  • the preferred size varies depending on the size of the portion to be laser-processed. For example, when the distance between the work 10 and the scanner 4 is 500 mm, the predetermined length M1 is preferably about 100 mm.
  • the control point correction locus 11A in the virtual work 10A of the scanner program is displaced on the actual work 10 and becomes smaller than the command of the scanner program. This indicates that the position of the control point correction locus 11A in the optical axis direction and the position in the direction perpendicular to the optical axis are deviated.
  • the scanner control device 6 can appropriately irradiate the actual work 10 between the guide lasers L1 and L2.
  • the guide lasers L1A, L2A and L1, L2 indicate the range in which the guide laser light is scanned.
  • the control point correction locus to be repeatedly scanned is formed on the surface of the work 10.
  • the scanning range of the guide laser beam shifts from the guide lasers L1A and L2A to the guide lasers L1 and L2.
  • the predetermined length M1 of the control point correction locus 11A on the surface of the work 10 becomes a desired size, and the teaching correction is completed.
  • the control point correction locus requires a predetermined length for specifying the deviation of the laser beam in the optical axis direction.
  • the predetermined length for specifying the deviation of the laser beam in the optical axis direction is the distance at which the change in the length of the control point correction locus can be visually recognized, and the optical axis direction of the laser beam to be specified. It is calculated from the amount of deviation and the distance between the scanner 4 and the laser irradiation point of the laser beam.
  • FIG. 6C is a diagram for explaining the deviation of the laser beam in the optical axis direction. As shown in FIG. 6C, the scanner 4 and the work 10 face each other, and the time when the work 10 is in the position A1 and the time when the work 10 is in the position B1 are compared.
  • the deviation of the laser beam between the position A1 and the position B1 of the work 10 in the optical axis direction is ⁇ D.
  • the length of the control point correction locus at the position A1 is L
  • the length of the control point correction locus at the position B1 is L + ⁇ L.
  • the distances from the galvano mirrors 41 and 42 in the scanner 4 are D and D + ⁇ D at the positions A1 and B1 of the work 10, respectively.
  • the galvano mirrors 41 and 42 have two axes, the X and Y axes, and the work 10 and the scanner 4 do not always face each other. Further, the difference in the distance in the optical axis direction between the center and the peripheral portion of the scanning range of the scanner 4 also has an effect. Even with these factors taken into consideration, the relationship between the lengths L and L + ⁇ L and the distances D and D + ⁇ D can be approximated by the above equation.
  • the length ⁇ L can be considered as the minimum length in which the difference can be determined.
  • the distance ⁇ D is a deviation in the optical axis direction of the laser beam allowed in the laser processing, that is, an allowable range of the focal length
  • the length L is taken from the distance D between the scanner 4 and the work 10. The above-mentioned predetermined length) can be derived.
  • ⁇ L 1 mm, that is, a difference of 1 mm can be visually recognized
  • ⁇ D 5 mm, that is, the allowable range of the focal length is 5 mm
  • D 500 mm, that is, the galvano mirrors 41, 42 and the laser in the scanner 4.
  • the length L (predetermined length) of the control point correction locus is 100 mm.
  • the operator transports the robot 2 to the vicinity of the control point by manual operation or semi-automatic operation, and stops the robot 2. Then, when the guide laser is irradiated by the scanner 4, the operator moves the scanner 4 while visually recognizing the shape of the control point correction locus irradiated on the work 10. This allows the operator to modify the position of the control points and the orientation of the coordinate system defined by the control points.
  • the manual operation means that the operator operates the robot teaching operation panel 8 to change the posture of the robot 2 and convey the scanner 4 to a desired position.
  • the semi-automatic operation is a robot program generated by the program generation device 9 for transporting the scanner 4 to the vicinity of the control point for a desired control point in 3D modeling, and a scanner program for irradiating a guide laser. It means that the scanner 4 is conveyed to a desired position by changing the posture of the robot 2 by using the robot 2.
  • the specific operation of the manual operation is as shown below. (1)
  • the robot 2 is driven and moved to the vicinity of the control point for modifying the scanner 4 fixed to the tip portion 22a of the arm 22 of the robot 2.
  • the work 10 is irradiated with a guide laser while the robot 2 is stationary.
  • the scanner control device 6 repeatedly scans the control point correction locus at high speed by using the galvano mirrors 41 and 42 using the guide laser.
  • the operator can instruct the X, Y and Z axes of the guide laser and the rotation around each axis by the robot teaching operation panel 8.
  • the operator's instruction is transmitted from the robot control device 5 to the scanner control device 6, whereby the control point correction locus that is repeatedly scanned at high speed can move and rotate in space.
  • the operator stores the data related to the control point correction locus in the storage device (not shown) of the laser machining system 1. Save and complete the teaching correction.
  • the robot 2 is in a stationary state, and the position of the scanner 4 and the direction of the coordinate system do not change.
  • the operator After stopping in the vicinity of the control point for correcting the scanner 4, the operator operates the robot teaching operation panel 8 to activate a program for irradiating the control point correction locus.
  • the robot teaching operation panel 8 In the case of manual operation, it is difficult to irradiate the guide laser near the control point to be corrected from the beginning, so the scanner 4 immediately under the scanner 4 immediately after starting the program for irradiating the control point correction locus. Irradiate the guide laser.
  • the robot program and scanner program generated by the program generation device 9 are used.
  • the operator activates the robot program, and when the scanner 4 reaches the vicinity of the control point to be corrected from the beginning, the robot 2 is stopped and stopped. Subsequent operations are the same as the manual operations (2) to (5).
  • the operator then operates the robot 2 according to the robot program from the stationary place, moves to the vicinity of the next control point to be corrected, and continues the correction work.
  • control point correction locus may be prepared and used properly according to the purpose.
  • a small control point correction locus may be used for a portion where the area of the work 10 is small
  • a large control point correction locus may be used for a portion where the area of the work 10 is large.
  • a long control point correction locus is used for the portion along the straight line of the butt portion, and if the center point is a control point, the control point correction corresponding to the control point is used for the portion such as the lid of the cylinder.
  • a trajectory may be used.
  • a three-dimensional control point correction locus can be used for the cylindrical surface.
  • FIG. 6D is a diagram showing another example of the control point correction locus.
  • the control point correction locus 11B is repeatedly scanned by the scanner control device 6 at a predetermined cycle.
  • the predetermined cycle is preferably, for example, about 50 msec.
  • FIG. 6E is a diagram showing an example of a correction pattern 12 for correcting a control point correction locus.
  • the correction pattern 12 has the same length and shape as the control point correction locus, and can be arranged on the work 10.
  • the correction pattern 12 may be, for example, a sticker that can be attached on the work 10, a card-shaped article that can be placed on the work 10, a paper pattern, a magnet, or the like. Further, the correction pattern 12 may be pre-printed on the work 10.
  • control point correction locus irradiated to the work 10 has the same length and shape as the control point correction locus in the scanner program that controls the scanner 4. It is comparable to 12.
  • the operator confirms the position, direction, size, and distortion of the control point correction locus by comparing the control point correction locus irradiated on the work 10 with the control point correction locus in the scanner program. And can be modified.
  • FIG. 6F is a diagram showing an operation of correcting the control point C2 using the control point correction locus 11B.
  • the control point moving unit 62 moves the control point C2
  • the locus control unit 61 controls based on the position of the moved control point and the direction of the coordinate system defined by the control point.
  • the point correction trajectory 11B is moved.
  • the control point moving unit 62 may move the control point C2 in a Cartesian coordinate system such as the X, Y and Z axes, and in a rotating coordinate system such as the w, p and r axes (yaw, pitch and roll). can. That is, the control point moving unit 62 can move the control point C2 with 6 degrees of freedom.
  • the program for irradiating the control point correction locus irradiates the guide laser from the irradiation start point, returns to the starting point again, and controls the scanner 4 so as to repeat these operations at high speed.
  • the position of the laser irradiation point at the time of activation and the direction of the coordinate system defined by the control point are stored in the robot control device 5 or the scanner control device 6 as a vector of the position and direction at the coordinates with the base axis of the robot 2 as the origin. To.
  • the program for irradiating the control point correction locus is, for example, in the + direction of the X-axis every time the irradiation start point is returned.
  • the irradiation point is changed by 0.1 mm.
  • the scanner control device 6 stores that the irradiation start point has been changed as the starting point of the changed irradiation start point.
  • the operator After moving the control point correction locus to a desired position, that is, after moving the control point in the desired position and the direction of the coordinate system, the operator can move the control point by using the robot teaching operation panel 8. Notify the scanner control device 6 that the process has ended.
  • the scanner control device 6 transfers the changed control point information to the program generation device 9. Further, the program generation device 9 may transfer the information of the changed control points to the CAD system (not shown) as CAD data.
  • the position of the control point and the direction of the coordinate system defined by the control point can take various data formats such as the value of the coordinate system with the base axis of the robot 2 as the origin, the corrected movement amount of the control point, and the like. .. Further, in the manual operation, the scanner control device 6 can also register an arbitrary new position and the direction of the coordinate system as a control point.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams for explaining another example of the control point correction locus.
  • FIG. 7A is a diagram showing members 13 and 14 welded by the laser processing system 1. As shown in FIG. 7A, the member 14 is mounted on the tubular member 13, and the laser processing system 1 welds a part of the contact portion between the member 13 and the member 14.
  • FIG. 7B is a diagram showing a welded portion welded by the laser processing system 1 and a locus for correcting control points.
  • FIG. 7B is a plan view of the member 13 and the member 14. As shown in FIG. 7B, the laser processing system 1 welds the member 13 and the member 14 at the welded portions 15A to 15F.
  • the locus control unit 61 controls the scanner 4 so as to irradiate the end portion 14A of the member 14 with the locus 11C for correcting the control point.
  • the control point correction locus 11C has a predetermined length along the end portion 14A and two L-shaped shapes symmetrical with respect to the control point C4.
  • the locus control unit 61 turns off the guide laser and does not irradiate only the control point C4 so that the operator can clearly see the control point C4.
  • control point C4 becomes the member 14 by moving the straight line portion including the control point C4 of the control point correction locus 11C onto the end portion 14A of the member 14. Is placed exactly on the end 14A of.
  • the operator can accurately adjust the position of the control point C4 and the direction of the coordinate system defined by the control point by adjusting the positions of the short line segments at both ends of the control point correction locus 11C. .. Further, the operator can confirm and correct the deviation between the end portion 14A of the member 14 and the optical axis direction of the laser beam by the predetermined length of the control point correction locus 11C.
  • FIG. 8A to 8D are diagrams for explaining another example of the control point correction locus.
  • FIG. 8A shows a plan view of the member 16 welded by the laser machining system 1
  • FIG. 8B shows a perspective view of the member 16 welded by the laser machining system 1.
  • the member 16 is welded at the welded portions 17A to 17C by the laser machining system 1.
  • the member 16 has a flange portion 16A and a pipe portion 16B.
  • FIG. 8C is a diagram showing a control point correction locus 11D.
  • the control point correction locus 11D has a fan shape, and the control point C5 is positioned at a portion overlapping the welded portion 17A on the control point correction locus 11D.
  • FIG. 8C shows the control point correction locus 11D when the welded portion 17A is welded, but the control point correction locus 11D is similarly welded when the welded portions 17B and 17C are welded. The positions corresponding to the portions 17B and 17C are irradiated.
  • FIG. 8D is a diagram showing laser light L emitted from different positions A and B, respectively.
  • the scanner 4 welds the flange portion 16A and the pipe portion 16B from the inner peripheral side of the flange portion 16A, and at position B, the scanner 4 is the pipe portion 16B.
  • the outer periphery of the flange portion 16A and the pipe portion 16B are welded from the outer peripheral side.
  • control point correction locus 11D also moves in the optical axis direction of the laser beam L. Further, when the operator corrects the control point C5, the fan-shaped shape including the control point C5 of the control point correction locus 11D is moved onto the welded portions 17A to 17C so that the control point C5 becomes the welded portion 17A. It is placed exactly on ⁇ 17C.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a processing flow of the laser processing system 1 according to the present embodiment.
  • the robot control device 5 controls the robot 2 so that the scanner 4 capable of scanning the laser beam with respect to the work 10 is moved with respect to the work 10 based on the robot program.
  • step S2 the robot control device 5 controls the robot 2 to be stopped based on the robot program.
  • step S3 the locus control unit 61 controls the scanner 4 so as to irradiate the work 10 with the locus for correcting the control point while the robot 2 is stopped.
  • step S4 the control point moving unit 62 moves the control point based on the control point correction locus.
  • step S5 the control point storage unit 63 stores the position of the moved control point and the direction of the coordinate system defined by the control point.
  • step S6 the locus control unit 61 controls the scanner 4 to irradiate the work 10 with a locus for correcting the control point based on the position of the moved control point and the direction of the coordinate system defined by the control point. ..
  • the laser processing system 1 controls a scanner 4 capable of scanning laser light with respect to the work 10, a robot 2 for moving the scanner 4 with respect to the work 10, and a scanner 4.
  • the scanner control device 6 is provided.
  • the scanner control device 6 has a locus control unit 61 that controls the scanner 4 so as to irradiate the work 10 with a control point correction locus for correcting a preset control point while the robot 2 is stopped.
  • the control point correction locus has a predetermined length for specifying the deviation of the laser beam in the optical axis direction, and a predetermined shape for specifying the position of the control point and the direction of the coordinate system defined by the control point.
  • the laser machining system 1 can correct the control point by using the control point correction locus. Therefore, the laser processing system 1 can easily correct the control point only by the operation of the scanner 4 without moving the robot 2.
  • the laser processing system 1 can modify the control points without using a teaching jig, an additional light source, a camera for analyzing as an image, an analysis device, or the like. Further, since the laser processing system 1 only deflects the optical axis of the guide laser by the scanner 4, the operation of the laser processing system 1 becomes simple. Further, since the laser processing system 1 uses a guide laser on the same axis as the processing laser, the result of teaching correction becomes accurate.
  • the laser processing system 1 uses the control point correction locus to form a coordinate system defined by the position of the laser beam in the optical axis direction, the position of the plane perpendicular to the optical axis, the position of the control point, and the control point.
  • the direction, the inclination of the work 10, and the like can be accurately adjusted.
  • the laser is often irradiated along a shape on the line such as abutting or a ridge line, so that the direction and position of the laser beam are appropriate by using the laser processing system 1 according to the present embodiment. Can be adjusted to.
  • the locus control unit 61 controls the scanner 4 so as to repeatedly scan the locus for control point correction at a predetermined cycle.
  • the afterimage effect allows the operator to perceive that the control point correction locus is continuously drawn. Therefore, the operator can confirm and correct the position, direction, size, and distortion of the control point correction locus by perceiving the control point correction locus.
  • control point correction locus irradiated to the work 10 has the same length and shape as the control point correction locus in the scanner program that controls the scanner 4, and is a correction pattern that can be arranged on the work 10. It is comparable to 12.
  • the operator confirms the position, direction, size, and distortion of the control point correction locus by comparing the control point correction locus irradiated on the work 10 with the control point correction locus in the scanner program. And can be modified.
  • the scanner control device 6 is a control that stores the control point moving unit 62 that moves the control point based on the control point correction locus, the position of the moved control point, and the direction of the coordinate system defined by the control point. Further provided with a point storage unit 63.
  • the locus control unit 61 controls the scanner 4 so as to irradiate the work 10 with a locus for correcting the control point based on the position of the control point and the direction of the coordinate system defined by the control point.
  • the laser processing system 1 can correct the position of the control point within the scanning range of the scanner 4 and the direction of the coordinate system defined by the control point without moving the robot 2. Therefore, the laser processing system 1 can correct the control point only by scanning the guide laser without changing the posture of the robot 2.
  • the predetermined length for specifying the deviation of the laser beam in the optical axis direction is the distance at which the change in the length of the control point correction locus can be visually recognized, the amount of deviation of the laser beam in the optical axis direction to be specified, and the deviation amount in the optical axis direction. It is calculated from the distance between the scanner 4 and the laser irradiation point of the laser beam. Thereby, the laser processing system 1 can appropriately identify the deviation of the laser beam in the optical axis direction.
  • the above laser processing system 1 can be realized by hardware, software, or a combination thereof. Further, the control method performed by the laser processing system 1 described above can also be realized by hardware, software, or a combination thereof.
  • what is realized by software means that it is realized by a computer reading and executing a program.
  • Non-transitory computer-readable media include various types of tangible storage media (tangible studio media).
  • Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, hard disk drives), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-Rs / W, including semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (random access memory)).

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

制御点の修正を簡易に行うことができるレーザ加工システムを提供すること。レーザ加工システムは、ワークに対してレーザ光を走査可能なスキャナと、前記スキャナを前記ワークに対して移動させる移動装置と、前記スキャナを制御するスキャナ制御装置と、を備え、前記スキャナ制御装置は、前記移動装置を停止した状態で、予め設定された制御点を修正するための制御点修正用軌跡を前記ワークに照射するように前記スキャナを制御する軌跡制御部を有し、前記制御点修正用軌跡は、前記レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さと、前記制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を特定するための所定の形状と、を有する。

Description

レーザ加工システム及び制御方法
　本発明は、レーザ加工システム及び制御方法に関する。
　従来より、ワークにレーザ光を離れた位置から照射して、溶接を行うレーザ加工システムが提案されている。レーザ加工システムは、ロボットのアーム先端にレーザ光を照射するスキャナを有する。レーザ加工システムのロボット各軸は、他の産業用ロボットと同様、予め制御装置に記憶されたプログラムに従って駆動される。このため、作業現場では、実機とワークを使ってプログラムを作成する教示作業が行われる（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２－１３５７８１号公報
　このようなレーザ加工システムを用いてレーザ加工を行う場合、プログラムにおけるレーザ照射点の経路と実際のレーザ照射点の経路とのずれが問題となる。
　レーザ照射点の経路は、作業空間内のロボットの基部を基準とした座標系の点の列によって表現されると考えることができるため、これを制御点と呼ぶ。制御点は、レーザ照射点の経路上の点であってもよく、又は円弧の中心のように、レーザ照射点の経路上でなくても、レーザ照射点の経路を定義するために必要となる点であってもよい。
　ロボットプログラム及びスキャナプログラムは、レーザ加工システムのプログラム生成装置において設定された各制御点の位置及び方向（制御点の座標系）の各点に応じて、生成される。しかし、ＣＡＤデータと実際のワークとは一致せず、ロボットの動作経路や治具等にも位置の誤差が存在する。そのため、このようなずれや誤差を教示修正する作業が必要となる。
　また、レーザ加工システムにおいてロボットとスキャナを組み合わせるときに、工具中心点（ＴＣＰ）も修正を要することがある。ＴＣＰは、ロボット先端点からスキャナ基準点への位置ベクトルで表される。ＴＣＰを正しく設定することによって、ロボットの姿勢によらず、プログラム上のレーザ照射位置と実際のレーザ照射位置とが一致する。
　従来、制御点の修正及びＴＣＰの設定は、スキャナ直下の特定の点を指し示す教示用治具を用いて行っていた。通常、特定の点は、スキャナの作業空間の原点であり、レーザが集光する点に設定される。
　特定の点を指し示すために、金属や樹脂等で製造された教示用治具を用いたり、複数の付加的なガイドレーザを交差させ、その交点を視認したりすることが行われている。いずれの方法も、スキャナの直下の一点の座標を取得するため、実際のワーク上の所望の位置と特定の点とを一致させるためには、ロボットを操作する必要があり、効率が良くなかった。
　また、従来の手法では、ロボットに教示用治具を取り付けたり、スキャナに付加的なガイドレーザを装備したりする必要があった。そのため、教示用治具や付加的なガイドレーザ等を必要とせず、制御点の修正を簡易に行うことができるレーザ加工システムが望まれていた。
　本開示に係るレーザ加工システムは、ワークに対してレーザ光を走査可能なスキャナと、前記スキャナを前記ワークに対して移動させる移動装置と、前記スキャナを制御するスキャナ制御装置と、を備え、前記スキャナ制御装置は、前記移動装置を停止した状態で、予め設定された制御点を修正するための制御点修正用軌跡を前記ワークに照射するように前記スキャナを制御する軌跡制御部を有し、前記制御点修正用軌跡は、前記レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さと、前記制御点の位置及び前記制御点によって定義される座標系の方向を特定するための所定の形状と、を有する。
　本開示に係るレーザ加工システムの制御方法は、ワークに対してレーザ光を走査可能なスキャナを前記ワークに対して移動させるステップと、前記スキャナを前記ワークに対して移動させるための移動装置を停止させるステップと、前記移動装置を停止した状態で、予め設定された制御点を修正するための制御点修正用軌跡を前記ワークに照射するように、前記スキャナを制御するステップと、を備え、前記制御点修正用軌跡は、前記レーザ光の光軸方向を特定するための所定の長さと、前記制御点の位置及び前記制御点によって定義される座標系の方向のずれを特定するための所定の形状と、を有する。
　本発明によれば、制御点の修正を簡易に行うことができる。
本実施形態に係るレーザ加工システムの全体構成を示す図である。 本実施形態に係るレーザ加工システムにおけるスキャナの光学系を説明する図である。 本実施形態に係るレーザ加工システムの機能構成を示すブロック図である。 制御点を修正する前のロボットの経路を示す。 制御点を修正した後のロボットの経路を示す。 本実施形態に係るスキャナ制御装置の機能構成を示すブロック図である。 制御点修正用軌跡の一例を示す図である。 図６Ａに示す制御点修正用軌跡を用いて制御点を修正する動作を示す図である。 レーザ光の光軸方向のずれについて説明するための図である。 制御点修正用軌跡の別の例を示す図である。 制御点修正用軌跡を修正するための修正用パターンの例を示す図である。 制御点修正用軌跡を用いて制御点を修正する動作を示す図である。 レーザ加工システムによって溶接される部材を示す図である。 レーザ加工システムによって溶接される溶接部分及び制御点修正用軌跡を示す図である。 レーザ加工システムによって溶接される部材の平面図を示す。 レーザ加工システムによって溶接される部材の斜視図を示す。 制御点修正用軌跡を示す図である。 異なる位置からそれぞれ照射されるレーザ光Ｌを示す図である。 本実施形態に係るレーザ加工システムの処理の流れを示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るレーザ加工システム１の全体構成を示す図である。図１に示すレーザ加工システム１は、リモートレーザ溶接ロボットシステムの一例を示す。
　レーザ加工システム１は、ロボット２と、レーザ発振器３と、スキャナ４と、ロボット制御装置５と、スキャナ制御装置６と、レーザ制御装置７と、ロボット教示操作盤８と、プログラム生成装置９と、を備える。
　ロボット２は、例えば、複数の関節を有する多関節ロボットである。ロボット２は、基部２１と、アーム２２と、複数のＹ方向に延びる回転軸を有する関節軸２３ａ～２３ｄを備える。
　また、ロボット２は、Ｚ方向を回転軸としてアーム２２を回転移動させるロボット用サーボモータ、各関節軸２３ａ～２３ｄを回転させてアーム２２をＸ方向に移動させるロボット用サーボモータ等の複数のロボット用サーボモータを有する。各ロボット用サーボモータは、後述するロボット制御装置５からの駆動データに基づいてそれぞれ回転駆動する。
　ロボット２のアーム２２の先端部２２ａには、スキャナ４が固定されている。したがって、ロボット２は、各ロボット用サーボモータの回転駆動によって、スキャナ４を所定のロボット速度で、作業空間上の任意の位置に任意の向きになるよう移動させることができる。すなわち、ロボット２は、スキャナ４をワーク１０に対して移動させる移動装置である。なお、本実施形態では、レーザ加工システム１は、移動装置としてロボット２を用いているが、これに限定されず、例えば、移動装置として三次元加工機を用いてもよい。
　レーザ発振器３は、レーザ媒質、光共振器及び励起源等から構成される。レーザ発振器３は、後述するレーザ制御装置７からのレーザ出力指令に基づくレーザ出力のレーザ光を生成し、スキャナ４に対して、生成したレーザ光を供給する。発振されるレーザの種類として、ファーバーレーザ、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ等があるが、本実施形態においては、レーザの種類について特に問わない。
　レーザ発振器３は、ワーク１０を加工するための加工用レーザと、加工用レーザを調整するためのガイドレーザとを出力可能である。ガイドレーザは、加工用レーザと同一の軸上に調整された可視光レーザである。
　スキャナ４は、レーザ発振器３から出射されるレーザ光Ｌを受けて、ワーク１０に対してレーザ光Ｌを走査可能な装置である。
　図２は、本実施形態に係るレーザ加工システム１におけるスキャナ４の光学系を説明する図である。図２に示すように、スキャナ４は、例えば、レーザ発振器３から出射されるレーザ光Ｌを反射させる２つのガルバノミラー４１、４２と、ガルバノミラー４１、４２をそれぞれ回転駆動するガルバノモータ４１ａ、４２ａと、カバーガラス４３を備える。
　ガルバノミラー４１、４２は、互いに直交する２つの回転軸Ｊ１、Ｊ２回りにそれぞれ回転可能に構成される。ガルバノモータ４１ａ、４２ａは、レーザ制御装置７からの駆動データに基づいて回転駆動し、ガルバノミラー４１、４２を回転軸Ｊ１、Ｊ２回りに独立して回転させる。
　レーザ発振器３から出射されたレーザ光Ｌは、２つのガルバノミラー４１、４２で順次反射された後にスキャナ４から出射され、ワーク１０の加工点（溶接点）に到達する。このとき、ガルバノモータ４１ａ、４２ａにより２つのガルバノミラー４１、４２がそれぞれ回転すると、これらガルバノミラー４１、４２に入射するレーザ光Ｌの入射角が連続的に変化する。その結果、スキャナ４からワーク１０に対して所定の経路でレーザ光Ｌが走査され、そのレーザ光Ｌの走査経路に沿ってワーク１０上に溶接軌跡を形成する。
　スキャナ４からワーク１０上に出射されるレーザ光Ｌの走査経路は、ガルバノモータ４１ａ、４２ａの回転駆動を適宜制御してガルバノミラー４１、４２のそれぞれの回転角度を変化させることにより、Ｘ、Ｙ方向に任意に変化させることができる。
　スキャナ４は、Ｚ軸モータによって位置関係を変更自在としたズーミング光学系（図示せず）も備えている。スキャナ４は、Ｚ軸モータの駆動制御により、レーザを集光する点を光軸方向に移動させることで、レーザ照射点をＺ方向にも任意に変化させることができる。
　カバーガラス４３は、円盤状であり、ガルバノミラー４１、４２によって順次反射されてワーク１０に向かうレーザ光Ｌを透過すると共に、スキャナ４の内部を保護する機能を有する。
　また、スキャナ４は、トレパニングヘッドであってもよい。この場合、スキャナ４は、例えば、一方の面が傾斜した形式のレンズをモータで回転させることで、入射したレーザを屈折させて、任意の位置に照射する構成を有することが可能である。
　ロボット制御装置５は、所定のロボットプログラムに応じて、ロボット２の各ロボット用サーボモータに駆動制御データを出力し、ロボット２の動作を制御する。
　スキャナ制御装置６は、スキャナ４の機構内のレンズ、ミラーの位置調整を行う制御装置である。なお、スキャナ制御装置６は、ロボット制御装置５に組み込まれてもよい。
　レーザ制御装置７は、レーザ発振器３を制御する制御装置であり、スキャナ制御装置６からの指令に応じて、レーザ光を出力するように制御を行う。レーザ制御装置７は、スキャナ制御装置６と接続されるだけでなく、ロボット制御装置５と直接接続されてもよい。また、レーザ制御装置７は、スキャナ制御装置６と一体化されていてもよい。
　ロボット教示操作盤８は、ロボット制御装置５に接続され、ロボット２の操作を行うために操作者によって使用される。例えば、操作者は、レーザ加工を行うための加工情報を、ロボット教示操作盤８上のユーザインターフェースを通して入力する。
　プログラム生成装置９は、ロボット制御装置５及びスキャナ制御装置６に接続され、ロボット２及びスキャナ４のためのプログラムを生成する。なお、プログラム生成装置９については、図３を参照しながら詳述する。本実施形態において、少なくともスキャナ４は、好ましくはロボット２も、プログラムの指令に対して正確に駆動するように調整されているとする。
　図３は、本実施形態に係るレーザ加工システム１の機能構成を示すブロック図である。
　前述したように、レーザ加工システム１は、ロボット２と、レーザ発振器３と、スキャナ４と、ロボット制御装置５と、スキャナ制御装置６と、レーザ制御装置７と、ロボット教示操作盤８と、プログラム生成装置９と、を備える。
　以下、図３を参照しながら、ロボット制御装置、スキャナ制御装置６、レーザ制御装置７及びプログラム生成装置９の動作について詳述する。
　プログラム生成装置９は、ＣＡＤ／ＣＡＭデータから仮想作業空間内におけるロボット２のためのロボットプログラムＰ１及びスキャナ４のためのスキャナプログラムＰ２を生成する。更に、プログラム生成装置９は、制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムを生成する。
　生成されたロボットプログラムＰ１及びスキャナプログラムＰ２は、それぞれ、ロボット制御装置５及びスキャナ制御装置６に転送される。ロボット教示操作盤８の操作によって、ロボット制御装置５内に格納されたロボットプログラムＰ１が起動されると、ロボット制御装置５からスキャナ制御装置６に指令が送られ、スキャナプログラムＰ２も起動される。
　ロボット制御装置５は、ロボット２がスキャナ４を所定の位置まで搬送したときに信号を出力する。ロボット制御装置５から出力された信号に応じて、スキャナ制御装置６は、スキャナ４内の光学系を駆動する。
　また、スキャナ制御装置６は、レーザ制御装置７にレーザ出力を指令する。ロボット制御装置５、スキャナ制御装置６及びレーザ制御装置７は、適切なタイミングで信号をやりとりすることによって、ロボット２の動き、レーザ光軸の走査及びレーザビームの出力を同期する。
　ロボット２及びスキャナ４は、位置情報及び時刻情報を共有し、作業空間内の所望の位置にレーザ照射点を制御する。また、ロボット２及びスキャナ４は、適切なタイミングでレーザ照射を開始及び終了させる。これにより、レーザ加工システム１は、溶接等のレーザ加工を行うことができる。
　また、プログラム生成装置９は、３Ｄモデリングソフトウェアを内蔵している。操作者は、ロボット２及びスキャナ４のモデルをコンピュータ上で操作し、レーザ照射点や座標値等を確認することができる。
　更に、プログラム生成装置９は、ワーク１０のＣＡＤデータを用いて、ワーク１０の３Ｄモデリングを生成し、当該３Ｄモデリングのワーク１０上に１以上の制御点を設定する。そして、プログラム生成装置９は、設定された各制御点に対して溶接形状を定義する。
　上述したように、レーザ照射点の経路は、作業空間内のロボットの基部を基準とした座標系の点の列によって表現されると考えることができるため、これを制御点と呼ぶ。制御点は、レーザ照射点の経路上の点であってもよく、又は円弧の中心のように、レーザ照射点の経路上でなくても、レーザ照射点の経路を定義するために必要となる点であってもよい。
　制御点及び溶接形状の定義を終えると、プログラム生成装置９は、ロボット２が移動するロボット経路、及びスキャナ４によるレーザ照射点の走査経路を計算する。
　３次元空間内のレーザ照射点に対して、ロボット２の姿勢及びスキャナ４によるレーザ照射点のガルバノモータ４１ａ、４２ａの回転角度は、一意に決定されない。そのため、プログラム生成装置９は、条件を満たす最適解を探索するアルゴリズムを備える。ロボットプログラムＰ１及びスキャナプログラムＰ２のプログラム生成における条件とは、加工時間の最短化、ワーク１０に対するレーザ照射角の制限、ロボット２の姿勢範囲の制限等である。
　そして、制御点が修正されると、スキャナ制御装置６は、修正後の制御点の位置情報及び座標系の方向情報をプログラム生成装置９へ送信する。
　プログラム生成装置９は、上述した最適解を探索するアルゴリズムを用いて、修正後の制御点の位置情報及び座標系の方向情報に基づいて、ロボットプログラムＰ１及びスキャナプログラムＰ２を再度生成する。生成されたロボットプログラムＰ１及びスキャナプログラムＰ２は、再びスキャナ制御装置６へ送信される。
　このようにプログラム生成装置９は、修正された制御点を反映したロボットプログラムＰ１及びスキャナプログラムＰ２を生成することによって、ロボットプログラムＰ１におけるロボット経路、及びスキャナプログラムＰ２におけるスキャナ４によるレーザ光の照射経路を修正することができる。
　図４Ａ及び図４Ｂは、ロボットプログラムＰ１におけるロボット２の経路の修正の一例を示す図である。図４Ａは、制御点を修正する前のロボット２の経路を示し、図４Ｂは、制御点を修正した後のロボット２の経路を示す。
　図４Ａに示すワーク１８の溶接点２０付近を拡大すると、スキャナ４から照射されるレーザによる溶接点２０は、ロボットプログラムＰ１におけるロボット経路１９Ａ及びスキャナプログラムＰ２におけるスキャナ４によるレーザ光の照射経路に従って決定される。
　したがって、図４Ｂに示すように、溶接点２０の位置の変更及び制御点の増減等が発生すると、プログラム生成装置９は、溶接点２０の位置の変更及び制御点の増減に基づいて、ロボットプログラム及びスキャナプログラムを再度生成し、最適なロボット経路１９Ｂ及びレーザ照射経路を再生成することができる。
　図５は、本実施形態に係るスキャナ制御装置６の機能構成を示すブロック図である。
　図５に示すように、スキャナ制御装置６は、軌跡制御部６１と、制御点移動部６２と、制御点記憶部６３と、を備える。
　軌跡制御部６１は、制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムに基づいて、ロボット２を停止した状態で、予め設定された制御点を修正するための制御点修正用軌跡をワーク１０に照射するようにスキャナ４を制御する。
　制御点移動部６２は、制御点修正用軌跡に基づいて、ロボット教示操作盤８の操作に従って制御点を移動する。
　制御点記憶部６３は、制御点移動部６２によって移動された制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を記憶する。また、軌跡制御部６１は、制御点記憶部６３に記憶された制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向に基づいて、制御点修正用軌跡をワーク１０に照射するようにスキャナ４を制御する。
　図６Ａは、制御点修正用軌跡の一例を示す図である。図６Ａに示すように、制御点修正用軌跡１１Ａは、レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さＭ１と、制御点Ｃ１の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を特定するための所定の形状Ｓ１と、を有する。ここで、所定の長さＭ１は、例えば、１００ｍｍ程度であることが好ましい。また、所定の形状Ｓ１は、正方向と逆方向とが判別可能な形状であることが好ましい。
　また、軌跡制御部６１は、加工用レーザではなく、ガイドレーザによって制御点修正用軌跡１１Ａを照射するようにスキャナ４を制御する。これにより、レーザ加工システム１は、ワーク１０を加工せずに、制御点修正用軌跡１１Ａを照射することができる。
　図６Ｂは、図６Ａに示す制御点修正用軌跡１１Ａを用いて制御点を修正する動作を示す図である。なお、図６Ｂは、説明の便宜上、ワーク１０を側面から視た図を示す。ここで、Ｌ１Ａ及びＬ２Ａは、図６Ａにおける制御点修正用軌跡１１Ａの両端を示しており、ガイドレーザは、Ｌ１ＡとＬ２Ａの間を行き来する。図６Ｂでは、スキャナ制御装置６は、スキャナプログラムにおける仮想的なワーク１０Ａに対する制御点Ｃ１を、実際のワーク１０上に修正する。よって、ガイドレーザＬ１Ａ及びＬ２Ａは、ガイドレーザＬ１及びＬ２に修正されることになる。
　図６Ｂにおいて、制御点Ｃ１が光軸方向にずれている場合、所定の長さＭ１が小さいと、制御点Ｃ１のずれの差異は小さく、操作者は目視で判断しにくくなる。また、所定の長さＭ１が大きいと、光軸方向にずれに対して比較的大きく変化するため、操作者は目視で判断しやすくなる。
　また、所定の長さＭ１が大きければ大きいほど判断しやすくなるが、所定の長さＭ１は、光軸方向のずれを修正するときに必要とされる精度や、スキャナ４とワーク１０との距離、レーザ加工をする部分の大きさ等によって、好ましい大きさが異なる。例えば、ワーク１０とスキャナ４の間の距離が５００ｍｍである場合、所定の長さＭ１は、１００ｍｍ程度であることが好ましい。
　スキャナプログラムの仮想的なワーク１０Ａにおける制御点修正用軌跡１１Ａは、実際のワーク１０上では位置がずれると共に、スキャナプログラムの指令よりも小さくなる。これは、制御点修正用軌跡１１Ａの光軸方向の位置及び光軸と垂直な方向の位置がずれていることを示す。
　そこで、スキャナ４から照射されるガイドレーザＬ１Ａ及びＬ２Ａを操作することによって、制御点修正用軌跡１１Ａの位置及び長さを、実際のワーク１０上で合致させる。これにより、スキャナ制御装置６は、実際のワーク１０上にガイドレーザＬ１とＬ２の間を適切に照射することができる。
　図６Ｂにおいて、ガイドレーザＬ１Ａ，Ｌ２Ａ及びＬ１，Ｌ２は、ガイドレーザ光が走査される範囲を示す。スキャナ制御装置６によって制御点Ｃ１の位置を変えると、反復走査する制御点修正用軌跡は、ワーク１０の面上に形成される。そして、ガイドレーザ光の走査範囲は、ガイドレーザＬ１Ａ，Ｌ２ＡからガイドレーザＬ１，Ｌ２に移行する。これにより、ワーク１０の面上における制御点修正用軌跡１１Ａの所定の長さＭ１は、所望の大きさとなり、教示修正を完了する。
　ここで、上述したように、制御点修正用軌跡は、レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さを必要とする。
　以下に説明するように、レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さは、制御点修正用軌跡の長さの変化を視認できる距離、特定すべきレーザ光の光軸方向のずれ量、及びスキャナ４とレーザ光のレーザ照射点との距離から算出される。
　図６Ｃは、レーザ光の光軸方向のずれについて説明するための図である。
　図６Ｃに示すように、スキャナ４とワーク１０とは、正対しており、ワーク１０が位置Ａ１にあるときと、位置Ｂ１にあるときとを比較するものとする。
　このとき、ワーク１０の位置Ａ１と位置Ｂ１との間のレーザ光の光軸方向のずれは、ΔＤとなる。また、図６Ｃに示すように、位置Ａ１における制御点修正用軌跡の長さは、Ｌであり、位置Ｂ１における制御点修正用軌跡の長さは、Ｌ＋ΔＬである。
　スキャナ４内のガルバノミラー４１、４２からの距離は、ワーク１０の位置Ａ１及び位置Ｂ１それぞれにおいて、Ｄ及びＤ＋ΔＤである。そして、長さＬ及びＬ＋ΔＬ並びに距離Ｄ及びＤ＋ΔＤの関係は、以下のようになる。
　Ｌ＝（ΔＬ／ΔＤ）×Ｄ
　実際には、ガルバノミラー４１、４２は、Ｘ及びＹ軸の２つの軸を有し、ワーク１０及びスキャナ４は、必ずしも正対するとは限らない。また、スキャナ４の走査範囲の中心と周辺部とにおける光軸方向の距離の差異も影響を与える。これらを考慮しても、長さＬ及びＬ＋ΔＬ並びに距離Ｄ及びＤ＋ΔＤの関係は、上記の式によって近似することができる。
　操作者が制御点修正用軌跡を視認するとき、例えば、長さΔＬは、差異を判断可能な最小の長さと考えることができる。このとき、距離ΔＤを、レーザ加工で許容されるレーザ光の光軸方向のずれ、すなわち、焦点距離の許容範囲とすれば、スキャナ４とワーク１０との距離Ｄから、長さＬ（すなわち、上述した所定の長さ）を導くことができる。
　例えば、ΔＬ＝１ｍｍ、つまり、１ｍｍの差異を視認できるとした場合、ΔＤ＝５ｍｍ、つまり、焦点距離の許容範囲を５ｍｍとし、Ｄ＝５００ｍｍ、つまり、スキャナ４内のガルバノミラー４１、４２とレーザ照射点との距離を５００ｍｍとすると、制御点修正用軌跡の長さＬ（所定の長さ）は、１００ｍｍとなる。
　更に、後述するような修正用パターンを用いる場合、視認できる長さの差異ΔＬは、より小さくなる。また、０．１ｍｍの長さの差異を見分けることができるであれば、制御点修正用軌跡の長さＬは、１０ｍｍでよいということになる。また、制御点修正用軌跡の長さＬを１００ｍｍのままとすれば、ΔＤ＝０．５ｍｍ、すなわち、０．５ｍｍの精度で光軸方向の位置を調整することができる。
　次に、操作者による制御点を修正する動作について説明する。
　本実施形態における制御点の修正では、操作者は、手動操作又は半自動操作によってロボット２を制御点の近傍に搬送し、ロボット２を停止する。そして、スキャナ４によってガイドレーザが照射されると、操作者は、ワーク１０上に照射された制御点修正用軌跡の形状を視認しながら、スキャナ４を移動させる。これにより、操作者は、制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を修正することができる。
　ここで、手動操作とは、操作者がロボット教示操作盤８を操作して、ロボット２の姿勢を変え、スキャナ４を所望の位置に搬送することをいう。また、半自動操作とは、３Ｄモデリング内の所望の制御点に対して、プログラム生成装置９によって生成された、スキャナ４を制御点の近傍に搬送するロボットプログラム、及びガイドレーザを照射するスキャナプログラムを用いてロボット２の姿勢を変えることでスキャナ４を所望の位置に搬送することをいう。
　手動操作の具体的な操作は、以下に示すような手順となる。
（１）ロボット２を駆動し、ロボット２のアーム２２の先端部２２ａに固定されたスキャナ４を修正する制御点近傍に移動する。
（２）ロボット２を静止した状態で、ガイドレーザをワーク１０に照射する。このとき、スキャナ制御装置６は、ガルバノミラー４１、４２によって、ガイドレーザを用いて制御点修正用軌跡を高速で反復走査する。
（３）操作者は、ロボット教示操作盤８によって、ガイドレーザのＸ、Ｙ及びＺ軸並びに各軸周り回転を指示することができる。操作者の指示は、ロボット制御装置５からスキャナ制御装置６に伝えられ、これにより、高速で反復走査されている制御点修正用軌跡は、空間内を移動及び回転することができる。
（４）操作者は、ワーク１０上に投影された制御点修正用軌跡を視認しつつ、所望の位置及び所望の大きさとなるように、ロボット教示操作盤８によって制御点修正用軌跡を操作する。
（５）制御点修正用軌跡の制御点の位置及び座標系の方向が決定されると、操作者は、当該制御点修正用軌跡に関するデータをレーザ加工システム１の記憶装置（図示せず）に保存し、教示修正を完了する。なお、操作者がロボット教示操作盤８によって制御点修正用軌跡を操作するとき、ロボット２は、静止した状態であり、スキャナ４の位置及び座標系の方向は、変化しない。
　スキャナ４を修正する制御点の近傍に停止した後、操作者は、ロボット教示操作盤８を操作して、制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムを起動する。
　手動操作の場合、初めから修正しようとしている制御点近傍にガイドレーザを照射することは難しいため、スキャナ４は、制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムを起動した直後、スキャナ４の直下にガイドレーザを照射する。
　手動操作に対し、半自動操作の場合は、プログラム生成装置９によって生成されたロボットプログラム及びスキャナプログラムを用いる。操作者は、ロボットプログラムを起動し、スキャナ４が当初から修正しようとしている制御点近傍に達したときに、ロボット２を止めて静止させる。その後の操作は、手動操作の（２）から（５）までと同様である。半自動操作では、操作者は、この後、静止した場所から、さらに、ロボット２をロボットプログラムに従って動作させ、次の修正すべき制御点近傍まで移動して、修正作業を継続する。
　また、制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムは、数種類用意しておき、目的に応じて使い分けてもよい。例えば、ワーク１０の面積が狭い部分には、小さな制御点修正用軌跡を用い、ワーク１０の面積が広い部分には大きな制御点修正用軌跡を用いてもよい。また、突合せ部分の直線に沿った部分には、長い制御点修正用軌跡を用い、円筒の蓋のような部分には、中心点が制御点であれば、当該制御点に対応する制御点修正用軌跡を用いてもよい。更に、円筒面には、立体的な制御点修正用軌跡を用いることができる。
　図６Ｄは、制御点修正用軌跡の別の例を示す図である。図６Ｄに示すように、制御点修正用軌跡１１Ｂは、スキャナ制御装置６によって所定の周期で反復走査される。所定の周期は、例えば、５０ｍｓｅｃ程度であることが好ましい。これにより、残像効果によって、操作者は、制御点修正用軌跡が継続して描画されるように知覚することができる。
　図６Ｅは、制御点修正用軌跡を修正するための修正用パターン１２の例を示す図である。図６Ｅに示すように、修正用パターン１２は、制御点修正用軌跡と同一の長さ及び形状を有し、かつワーク１０上に配置可能である。修正用パターン１２は、例えば、ワーク１０上に貼り付け可能なシール、ワーク１０上に配置可能なカード状の物品、型紙、磁石等であってもよい。また、修正用パターン１２は、ワーク１０上に予め印刷されていてもよい。
　このような修正用パターン１２を用いることによって、ワーク１０に照射される制御点修正用軌跡は、スキャナ４を制御するスキャナプログラムにおける制御点修正用軌跡と同一の長さ及び形状を有する修正用パターン１２と比較可能である。
　これにより、操作者は、ワーク１０に照射される制御点修正用軌跡とスキャナプログラムにおける制御点修正用軌跡とを比較することによって、制御点修正用軌跡の位置、方向、大きさ及び歪みを確認及び修正することができる。
　図６Ｆは、制御点修正用軌跡１１Ｂを用いて制御点Ｃ２を修正する動作を示す図である。図６Ｆに示すように、制御点移動部６２は、制御点Ｃ２を移動し、軌跡制御部６１は、移動された制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向に基づいて、制御点修正用軌跡１１Ｂを移動させる。
　制御点移動部６２は、Ｘ、Ｙ及びＺ軸のような直交座標系、並びにｗ、ｐ及びｒ軸（ヨー、ピッチ及びロール）のような回転座標系において、制御点Ｃ２を移動することができる。すなわち、制御点移動部６２は、６自由度で制御点Ｃ２を移動することができる。
　制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムは、照射開始点を起点としてガイドレーザを照射し、再び起点に戻り、これらの動作を高速反復するようにスキャナ４を制御する。起動時のレーザ照射点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向は、ロボット２の基軸を原点とする座標における位置及び方向のベクトルとして、ロボット制御装置５又はスキャナ制御装置６に記憶される。
　制御点修正用軌跡を移動するために、操作者がロボット教示操作盤８を操作すると、制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムは、照射開始点に戻るたびに、例えばＸ軸の＋方向に０．１ｍｍずつ、照射点を変更する。同時に、スキャナ制御装置６は、照射開始点が変更されたことを、変更後の照射開始点の起点として記憶する。
　制御点修正用軌跡を所望に位置に移動した後、すなわち、制御点を所望の位置及び座標系の方向に移動した後、操作者は、ロボット教示操作盤８を用いて、制御点の移動が終了したことをスキャナ制御装置６に通知する。
　スキャナ制御装置６は、変更された制御点の情報をプログラム生成装置９に転送する。更に、プログラム生成装置９は、変更された制御点の情報をＣＡＤデータとしてＣＡＤシステム（図示せず）に転送してもよい。制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向は、ロボット２の基軸を原点とした座標系の値、修正した制御点の移動量等のように様々なデータ形式を取ることができる。また、手動操作において、スキャナ制御装置６は、任意の新しい位置及び座標系の方向を制御点として登録することもできる。
　図７Ａ及び図７Ｂは、制御点修正用軌跡の別の例を説明するための図である。図７Ａは、レーザ加工システム１によって溶接される部材１３及び１４を示す図である。図７Ａに示すように、部材１４は、筒状の部材１３上に搭載され、レーザ加工システム１は、部材１３と部材１４との接触部分の一部を溶接する。
　図７Ｂは、レーザ加工システム１によって溶接される溶接部分及び制御点修正用軌跡を示す図である。図７Ｂは、部材１３及び部材１４を平面視した図である。図７Ｂに示すように、レーザ加工システム１は、溶接部分１５Ａ～１５Ｆにおいて部材１３と部材１４とを溶接する。
　特に、溶接部分１５Ｅの付近を拡大すると、部材１３及び部材１４は、部材１４の端部１４Ａ近傍において溶接部分１５Ｅによって溶接される。そして、軌跡制御部６１は、制御点修正用軌跡１１Ｃを部材１４の端部１４Ａに照射するようにスキャナ４を制御する。
　制御点修正用軌跡１１Ｃは、端部１４Ａに沿う所定の長さと、制御点Ｃ４を基準点として対称な２つのＬ字形状と、を有する。なお、軌跡制御部６１は、操作者が制御点Ｃ４を明確に視認できるように、ガイドレーザをオフし、制御点Ｃ４のみを照射していない。
　そして、操作者が制御点Ｃ４を修正する際には、制御点修正用軌跡１１Ｃの制御点Ｃ４を含む直線部分を部材１４の端部１４Ａ上に移動することによって、制御点Ｃ４は、部材１４の端部１４Ａ上に正確に配置される。
　また、操作者は、制御点修正用軌跡１１Ｃの両端の短い線分の位置を調整することによって、制御点Ｃ４の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を正確に調整することができる。また、操作者は、制御点修正用軌跡１１Ｃの所定の長さによって、部材１４の端部１４Ａとレーザ光の光軸方向とのずれを確認及び修正することができる。
　図８Ａ～図８Ｄは、制御点修正用軌跡の別の例を説明するための図である。図８Ａは、レーザ加工システム１によって溶接される部材１６の平面図を示し、図８Ｂは、レーザ加工システム１によって溶接される部材１６の斜視図を示す。図８Ａに示すように、部材１６は、レーザ加工システム１によって溶接部分１７Ａ～１７Ｃにおいて溶接される。また、図８Ｂに示すように、部材１６は、フランジ部分１６Ａ及びパイプ部分１６Ｂを有する。
　図８Ｃは、制御点修正用軌跡１１Ｄを示す図である。図８Ｃに示すように、制御点修正用軌跡１１Ｄは、扇形形状を有し、制御点Ｃ５は、制御点修正用軌跡１１Ｄ上の溶接部分１７Ａと重畳する部分に位置付けられる。なお、図８Ｃは、溶接部分１７Ａを溶接する場合の制御点修正用軌跡１１Ｄを示しているが、制御点修正用軌跡１１Ｄは、溶接部分１７Ｂ及び１７Ｃを溶接する場合も同様に、それぞれ、溶接部分１７Ｂ及び１７Ｃに対応する位置に照射される。
　図８Ｄは、異なる位置Ａ及び位置Ｂからそれぞれ照射されるレーザ光Ｌを示す図である。図８Ｄに示すように、位置Ａにおいて、スキャナ４は、フランジ部分１６Ａの内周側から、フランジ部分１６Ａとパイプ部分１６Ｂとを溶接しており、位置Ｂにおいて、スキャナ４は、パイプ部分１６Ｂの外周側からフランジ部分１６Ａの外周とパイプ部分１６Ｂとを溶接している。
　この場合、制御点修正用軌跡１１Ｄは、レーザ光Ｌの光軸方向にも移動することになる。また、操作者が制御点Ｃ５を修正する際には、制御点修正用軌跡１１Ｄの制御点Ｃ５を含む扇形形状を溶接部分１７Ａ～１７Ｃ上に移動することによって、制御点Ｃ５は、溶接部分１７Ａ～１７Ｃ上に正確に配置される。
　図９は、本実施形態に係るレーザ加工システム１の処理の流れを示すフローチャートである。
　ステップＳ１において、ロボット制御装置５は、ロボットプログラムに基づいて、ワーク１０に対してレーザ光を走査可能なスキャナ４を、ワーク１０に対して移動させるようにロボット２を制御する。
　ステップＳ２において、ロボット制御装置５は、ロボットプログラムに基づいて、ロボット２を停止させるように制御する。
　ステップＳ３において、軌跡制御部６１は、ロボット２を停止した状態で、制御点修正用軌跡をワーク１０に照射するようにスキャナ４を制御する。
　ステップＳ４において、制御点移動部６２は、制御点修正用軌跡に基づいて制御点を移動する。
　ステップＳ５において、制御点記憶部６３は、移動された制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を記憶する。
　ステップＳ６において、軌跡制御部６１は、移動された制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向に基づいて、制御点修正用軌跡をワーク１０に照射するようにスキャナ４を制御する。
　以上説明したように、本実施形態に係るレーザ加工システム１は、ワーク１０に対してレーザ光を走査可能なスキャナ４と、スキャナ４をワーク１０に対して移動させるロボット２と、スキャナ４を制御するスキャナ制御装置６と、を備える。スキャナ制御装置６は、ロボット２を停止した状態で、予め設定された制御点を修正するための制御点修正用軌跡をワーク１０に照射するようにスキャナ４を制御する軌跡制御部６１を有する。制御点修正用軌跡は、レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さと、制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を特定するための所定の形状と、を有する。
　これにより、レーザ加工システム１は、制御点修正用軌跡を用いて制御点を修正することができる。そのため、レーザ加工システム１は、ロボット２を動かさず、スキャナ４の動作のみによって、制御点を簡易に修正することができる。
　また、レーザ加工システム１は、教示用治具、付加的な光源又は画像として解析するためのカメラ及び解析装置等を用いずに、制御点を修正することができる。また、レーザ加工システム１は、スキャナ４によってガイドレーザの光軸を偏向させるだけであるため、レーザ加工システム１の操作が簡便となる。また、レーザ加工システム１は、加工用レーザと同じ軸上のガイドレーザを用いるため、教示修正の結果が正確になる。
　また、レーザ加工システム１は、制御点修正用軌跡を用いることにより、レーザ光の光軸方向の位置、光軸と垂直な面の位置、制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向、ワーク１０の傾き等を正確に調整することができる。特に、レーザ溶接では、突き合わせや稜線等のように線上の形状に沿ってレーザを照射する場合が多いため、本実施形態に係るレーザ加工システム１を用いることにより、レーザ光の方向及び位置を適切に調整することができる。
　また、軌跡制御部６１は、制御点修正用軌跡を所定の周期で反復走査するようにスキャナ４を制御する。これにより、残像効果によって、操作者は、制御点修正用軌跡が継続して描画されるように知覚することができる。したがって、操作者は、制御点修正用軌跡を知覚することによって、制御点修正用軌跡の位置、方向、大きさ及び歪みを確認及び修正することができる。
　また、ワーク１０に照射される制御点修正用軌跡は、スキャナ４を制御するスキャナプログラムにおける制御点修正用軌跡と同一の長さ及び形状を有し、かつワーク１０上に配置可能な修正用パターン１２と比較可能である。これにより、操作者は、ワーク１０に照射される制御点修正用軌跡とスキャナプログラムにおける制御点修正用軌跡とを比較することによって、制御点修正用軌跡の位置、方向、大きさ及び歪みを確認及び修正することができる。
　また、スキャナ制御装置６は、制御点修正用軌跡に基づいて制御点を移動する制御点移動部６２と、移動された制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を記憶する制御点記憶部６３と、更に備える。軌跡制御部６１は、制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向に基づいて、制御点修正用軌跡をワーク１０に照射するようにスキャナ４を制御する。
　これにより、レーザ加工システム１は、ロボット２を動かさず、スキャナ４の走査範囲内の制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を修正することができる。したがって、レーザ加工システム１は、ロボット２の姿勢を変えずに、ガイドレーザの走査のみによって制御点を修正することができる。
　また、レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さは、制御点修正用軌跡の長さの変化を視認できる距離、特定すべきレーザ光の光軸方向のずれ量、及びスキャナ４とレーザ光のレーザ照射点との距離から算出される。これにより、レーザ加工システム１は、レーザ光の光軸方向のずれを適切に特定することができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記のレーザ加工システム１は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記のレーザ加工システム１により行なわれる制御方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
　プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ））を含む。
　また、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記各実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
　１　レーザ加工システム
　２　ロボット
　３　レーザ発振器
　４　スキャナ４
　５　ロボット制御装置
　６　スキャナ制御装置
　７　レーザ制御装置
　８　ロボット教示操作盤
　９　プログラム生成装置
　１０　ワーク
　６１　軌跡制御部
　６２　制御点移動部
　６３　制御点記憶部

Claims (6)

  1. 　ワークに対してレーザ光を走査可能なスキャナと、
    　前記スキャナを前記ワークに対して移動させる移動装置と、
    　前記スキャナを制御するスキャナ制御装置と、
    　を備え、
    　前記スキャナ制御装置は、前記移動装置を停止した状態で、予め設定された制御点を修正するための制御点修正用軌跡を前記ワークに照射するように前記スキャナを制御する軌跡制御部を有し、
    　前記制御点修正用軌跡は、前記レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さと、前記制御点の位置及び前記制御点によって定義される座標系の方向を特定するための所定の形状と、を有する、
    　レーザ加工システム。
  2. 　前記軌跡制御部は、前記制御点修正用軌跡を所定の周期で反復走査するように前記スキャナを制御する、請求項１に記載のレーザ加工システム。
  3. 　前記ワークに照射される前記制御点修正用軌跡は、前記スキャナを制御するスキャナプログラムにおける制御点修正用軌跡と同一の長さ及び形状を有し、かつ前記ワーク上に配置可能な修正用パターンと比較可能である、請求項１又は２に記載のレーザ加工システム。
  4. 　前記スキャナ制御装置は、
    　前記制御点修正用軌跡に基づいて前記制御点を移動する制御点移動部と、
    　移動された前記制御点の位置及び前記制御点によって定義される座標系の方向を記憶する制御点記憶部と、を更に備え、
    　前記軌跡制御部は、前記制御点の位置及び前記制御点によって定義される座標系の方向に基づいて、前記制御点修正用軌跡を前記ワークに照射するように前記スキャナを制御する、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載のレーザ加工システム。
  5. 　前記レーザ光の光軸方向のずれを特定するための前記所定の長さは、前記制御点修正用軌跡の長さの変化を視認できる距離、前記レーザ光の光軸方向のずれ量、及び前記スキャナと前記レーザ光のレーザ照射点との距離から算出される、請求項１から４のいずれか一項に記載のレーザ加工システム。
  6. 　ワークに対してレーザ光を走査可能なスキャナを前記ワークに対して移動させるステップと、
    　前記スキャナを前記ワークに対して移動させるための移動装置を停止させるステップと、
    　前記移動装置を停止した状態で、予め設定された制御点を修正するための制御点修正用軌跡を前記ワークに照射するように、前記スキャナを制御するステップと、
    を備え、
    　前記制御点修正用軌跡は、前記レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さと、前記制御点の位置及び前記制御点によって定義される座標系の方向を特定するための所定の形状と、を有する、
    レーザ加工システムの制御方法。
PCT/JP2021/038028 2020-10-16 2021-10-14 レーザ加工システム及び制御方法 WO2022080446A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/246,500 US20230356326A1 (en) 2020-10-16 2021-10-14 Laser processing system and control method
DE112021004700.0T DE112021004700T5 (de) 2020-10-16 2021-10-14 Laserbearbeitungssystem und Steuerungsverfahren
JP2022557429A JP7553587B2 (ja) 2020-10-16 2021-10-14 レーザ加工システム及び制御方法
CN202180069542.2A CN116390828A (zh) 2020-10-16 2021-10-14 激光加工系统和控制方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020174435 2020-10-16
JP2020-174435 2020-10-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022080446A1 true WO2022080446A1 (ja) 2022-04-21

Family

ID=81208080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/038028 WO2022080446A1 (ja) 2020-10-16 2021-10-14 レーザ加工システム及び制御方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230356326A1 (ja)
JP (1) JP7553587B2 (ja)
CN (1) CN116390828A (ja)
DE (1) DE112021004700T5 (ja)
WO (1) WO2022080446A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114872207A (zh) * 2022-05-24 2022-08-09 中国地质大学（武汉） 基于dxf文件的激光钻掘轨迹规划方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002292483A (ja) * 2001-03-30 2002-10-08 Sunx Ltd レーザマーキング装置
JP2013146773A (ja) * 2012-01-20 2013-08-01 Panasonic Industrial Devices Sunx Co Ltd レーザ加工装置
JP2020032423A (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 日本電産コパル株式会社 レーザマーキング装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012135781A (ja) 2010-12-24 2012-07-19 Kawasaki Heavy Ind Ltd レーザ加工ロボットの教示方法及び教示装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002292483A (ja) * 2001-03-30 2002-10-08 Sunx Ltd レーザマーキング装置
JP2013146773A (ja) * 2012-01-20 2013-08-01 Panasonic Industrial Devices Sunx Co Ltd レーザ加工装置
JP2020032423A (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 日本電産コパル株式会社 レーザマーキング装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114872207A (zh) * 2022-05-24 2022-08-09 中国地质大学（武汉） 基于dxf文件的激光钻掘轨迹规划方法及系统
CN114872207B (zh) * 2022-05-24 2024-05-10 中国地质大学（武汉） 基于dxf文件的激光钻掘轨迹规划方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP7553587B2 (ja) 2024-09-18
JPWO2022080446A1 (ja) 2022-04-21
US20230356326A1 (en) 2023-11-09
DE112021004700T5 (de) 2023-06-22
CN116390828A (zh) 2023-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4353219B2 (ja) レーザ加工装置、レーザ加工装置の制御方法
JP2007098464A (ja) レーザー加工ロボット制御装置、レーザー加工ロボット制御方法およびレーザー加工ロボット制御プログラム
JP6325646B1 (ja) ロボットを用いてレーザ加工を行うレーザ加工ロボットシステム及びレーザ加工ロボットの制御方法
JP4922584B2 (ja) ロボットシステム
JP5135672B2 (ja) レーザ照射状態の検出方法およびレーザ照射状態検出システム
JP2004174709A (ja) 工作物を加工するための方法および装置
JP6595558B2 (ja) レーザ加工システム
JP6795565B2 (ja) レーザ加工システム
JP5608074B2 (ja) レーザ加工システム及びその制御方法
US20200269349A1 (en) Laser machine
JP5502462B2 (ja) アーク溶接ロボットの制御装置及びプログラム
WO2022080446A1 (ja) レーザ加工システム及び制御方法
JP5061640B2 (ja) レーザ溶接装置、レーザ溶接方法
JP7405986B2 (ja) レーザ加工システム
CN106881525A (zh) 激光加工控制系统及其控制方法
JP2019166578A (ja) ロボットの動作プログラムの設定装置、ロボット、およびロボットの制御方法
WO2022186054A1 (ja) センサの出力に基づいて教示点を生成する教示点生成装置および教示点生成方法
JP5245214B2 (ja) レーザ加工装置およびその方法
WO2022080448A1 (ja) レーザ加工システム及び制御方法
WO2022080447A1 (ja) レーザ加工システム及び制御方法
JP6487413B2 (ja) レーザ加工用ヘッドおよびそれを備えたレーザ加工システム
JP2007021550A (ja) レーザ溶接装置、レーザ溶接システム、およびレーザ溶接方法
JP2022071372A (ja) レーザ加工システム及び制御方法
JP2012228711A (ja) レーザー加工ロボットシステム
JPH0823766B2 (ja) ロボットのティーチング方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21880182

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022557429

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21880182

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1