(57)【要約】【課題】ワークにおいてレーザ加工できない箇所を低減するレーザ加工システムを提供する。【解決手段】レーザ加工システム１は、ワーク１０に対してレーザ光Ｌを照射するレーザ照射装置４と、ワーク１０を移動させるワーク移動装置２と、レーザ照射装置４を制御して、レーザ光Ｌの照射位置を制御するレーザ照射制御装置６と、ワーク移動装置２を制御して、ワーク１０の位置及び姿勢のうちの少なくとも一方を制御するワーク移動制御装置５とを備え、ワーク移動制御装置５は、ワーク１０の位置及び姿勢のうちの少なくとも一方に関する情報をレーザ照射制御装置６に送信し、レーザ照射制御装置６は、ワーク移動制御装置５から受信した情報に基づいて、レーザ光Ｌの照射位置を補正する。【選択図】図１
2020059054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対してレーザ光を照射するレーザ照射装置と、
前記ワークを移動させるワーク移動装置と、
前記レーザ照射装置を制御して、前記レーザ光の照射位置を制御するレーザ照射制御装置と、
前記ワーク移動装置を制御して、前記ワークの位置及び姿勢のうちの少なくとも一方を制御するワーク移動制御装置と、
を備え、
前記ワーク移動制御装置は、前記ワークの位置及び姿勢のうちの少なくとも一方に関する情報を前記レーザ照射制御装置に送信し、
前記レーザ照射制御装置は、前記ワーク移動制御装置から受信した前記情報に基づいて、前記レーザ光の照射位置を補正する、
レーザ加工システム。
【請求項２】
前記レーザ照射装置は、前記レーザ光を所定の照射経路及び所定の照射速度で走査するスキャナであり、
前記ワーク移動装置は、前記ワークを所定の移動経路及び所定の移動速度で移動させるロボットであり、
前記レーザ照射制御装置は、前記スキャナの照射経路及び照射速度を制御するスキャナ制御装置であり、
前記ワーク移動制御装置は、前記ロボットの移動経路及び移動速度を制御するロボット制御装置であり、
ロボット制御装置は、前記ロボットの移動経路及び移動速度に基づく前記ワークの位置及び姿勢に関する情報を前記スキャナ制御装置に送信し、
前記スキャナ制御装置は、前記ロボット制御装置から受信した前記情報に基づいて、前記スキャナの照射経路及び照射速度を補正する、
請求項１に記載のレーザ加工システム。
【請求項３】
前記レーザ照射装置による前記レーザ光の照射位置の制御は、前記ワーク移動制御装置による前記ワークの位置及び姿勢のうちの少なくとも一方の制御に対して独立して行われる、請求項１に記載のレーザ加工システム。
【請求項４】
前記スキャナ制御装置による前記スキャナの照射経路及び照射速度の制御は、前記ロボット制御装置による前記ロボットの移動経路及び移動速度の制御に対して独立して行われる、請求項２に記載のレーザ加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、ワークに対してレーザ光を照射するレーザ照射装置と、ワークを移動させるワーク移動装置とを用いて、レーザ加工を行うシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークから離れた位置からレーザ光を照射して、ワークの溶接（加工）を行うリモートレーザ溶接（加工）の技術がある。このような技術を適用するレーザ加工システムとして、レーザ光を走査するスキャナ（レーザ照射装置）とスキャナを移動させるロボット（ワーク移動装置に代わるスキャナ移動装置）とを用いるシステムがある。このようなレーザ加工システムは、ロボットでスキャナを移動させながら、スキャナでレーザ光を走査することにより、ワークを任意の形状で溶接（加工）することができる。
【０００３】
特許文献１には、このようなレーザ溶接装置が記載されている。このレーザ溶接装置は、ロボットを制御するロボット制御装置と、スキャナを制御するスキャナ制御装置と、中央制御装置とを備え、中央制御装置によりスキャナ制御装置とロボット制御装置の双方を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１４３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のレーザ溶接装置は、上述したように、ロボットでスキャナを移動させながら、スキャナでレーザ光を走査することにより、ワークを任意の形状で溶接（加工）することができる。
しかし、このようなレーザ溶接装置では、スキャナの照射範囲及びロボットの可動範囲の制限により、ワークにおいて溶接できないポイントが存在してしまう。例えば、ワークの側面又は裏面の溶接が困難であることがある。
【０００６】
本発明は、ワークにおいてレーザ加工できない箇所を低減するレーザ加工システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）  本発明に係るレーザ加工システム（例えば、後述のレーザ加工システム１）は、ワーク（例えば、後述のワーク１０）に対してレーザ光を照射するレーザ照射装置（例えば、後述のスキャナ４）と、前記ワークを移動させるワーク移動装置（例えば、後述のロボット２）と、前記レーザ照射装置を制御して、前記レーザ光の照射位置を制御するレーザ照射制御装置（例えば、後述のスキャナ制御装置６）と、前記ワーク移動装置を制御して、前記ワークの位置及び姿勢のうちの少なくとも一方を制御するワーク移動制御装置（例えば、後述のロボット制御装置５）とを備え、前記ワーク移動制御装置は、前記ワークの位置及び姿勢のうちの少なくとも一方に関する情報を前記レーザ照射制御装置に送信し、前記レーザ照射制御装置は、前記ワーク移動制御装置から受信した前記情報に基づいて、前記レーザ光の照射位置を補正する。
【０００８】
（２）  （１）に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ照射装置は、前記レーザ光を所定の照射経路及び所定の照射速度で走査するスキャナであってもよく、前記ワーク移動装置は、前記ワークを所定の移動経路及び所定の移動速度で移動させるロボットであってもよく、前記レーザ照射制御装置は、前記スキャナの照射経路及び照射速度を制御するスキャナ制御装置であってもよく、前記ワーク移動制御装置は、前記ロボットの移動経路及び移動速度を制御するロボット制御装置であってもよく、ロボット制御装置は、前記ロボットの移動経路及び移動速度に基づく前記ワークの位置及び姿勢に関する情報を前記スキャナ制御装置に送信してもよく、前記スキャナ制御装置は、前記ロボット制御装置から受信した前記情報に基づいて、前記スキャナの照射経路及び照射速度を補正してもよい。
【０００９】
（３）  （１）に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ照射装置による前記レーザ光の照射位置の制御は、前記ワーク移動制御装置による前記ワークの位置及び姿勢のうちの少なくとも一方の制御に対して独立して行われてもよい。
【００１０】
（４）  （２）に記載のレーザ加工システムにおいて、前記スキャナ制御装置による前記スキャナの照射経路及び照射速度の制御は、前記ロボット制御装置による前記ロボットの移動経路及び移動速度の制御に対して独立して行われてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ワークにおいてレーザ加工できない箇所を低減するレーザ加工システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るレーザ加工システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示すスキャナの光学系を説明する図である。
【図３】図１に示すスキャナの他の光学系を説明する図である。
【図４Ａ】図３に示すスキャナの他の光学系を説明する図である。
【図４Ｂ】図３に示すスキャナの他の光学系を説明する図である。
【図４Ｃ】図３に示すスキャナの他の光学系を説明する図である。
【図４Ｄ】図３に示すスキャナの他の光学系を説明する図である。
【図５】図１に示すロボット制御装置及びスキャナ制御装置の構成を示す図である。
【図６】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制御装置によるスキャナ走査速度算出動作を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態に係るレーザ加工システムの利点を説明するための図である。
【図８】本実施形態の変形例に係るレーザ加工システムにおけるロボット制御装置及びスキャナ制御装置の構成を示す図である。
【図９】従来のレーザ加工システムの構成を示す図である。
【図１０】従来のレーザ加工システムの課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１４】
図１は、本実施形態に係るレーザ加工システムの構成を示すブロック図である。図１に示すレーザ加工システム１は、レーザ光を走査するスキャナ４とワーク１０を移動させるロボット（ワーク移動装置）２とを用いてレーザ溶接を行うシステムである。レーザ加工システム１は、ロボット（ワーク移動装置）２と、レーザ発振器３と、スキャナ（レーザ照射装置）４と、ロボット制御装置（ワーク移動制御装置）５と、スキャナ制御装置（レーザ照射制御装置）６とを備える。
【００１５】
ロボット２は、複数の関節を有する多関節ロボットであり、基部２１と、アーム２２と、複数の回転軸を有する関節軸２３ａ〜２３ｄを備える。また、ロボット２は、各関節軸２３ａ〜２３ｄを回転させてアーム２２をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させる複数のロボット用サーボモータ（図示せず）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。
【００１６】
ロボット２のアーム２２の先端部２２ａにワーク１０が固定されている。従って、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、ワーク１０を所定のロボット速度で、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に移動させることができると共に、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸回りに回転させることができる。これにより、ロボット２は、ワーク１０を作業空間上の任意の位置に移動させることができると共に、ワーク１０の姿勢を変更することができる。
【００１７】
レーザ発振器３は、レーザ媒質、光共振器及び励起源等（いずれも図示せず）から構成される。レーザ発振器３は、後述するスキャナ制御装置６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、生成したレーザ光をスキャナ４に供給する。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、本発明においては、レーザの種類について特に問わない。
【００１８】
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を走査可能なガルバノスキャナである。
図２は、図１に示すスキャナ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、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とを備える。
【００１９】
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、後述するスキャナ制御装置６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。
【００２０】
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ようになっている。
【００２１】
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。
【００２２】
カバーガラス４３は、円柱状であり、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。
【００２３】
あるいは、図３に示すように、スキャナ４は、トレパニングスキャナであってもよい。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、入射したレーザ光を屈折させて、任意の位置に照射する構成を有することが可能である。
【００２４】
具体的には、スキャナ４において、レーザ光Ｌが厚み方向に入射するように、２枚のプリズムレンズ４４ａ及び４４ｂ（以下、場合により、双方をまとめて「プリズムレンズ４４」と総称する）と、集光レンズ４５とが重なって配置され、２枚のプリズムレンズ４４ａ及び４４ｂが、回転軸Ｋを中心に回転することで、照射位置は二次元平面上に制御可能となる。
【００２５】
図４Ａ〜図４Ｄに示すように、プリズムレンズ４４は、例えば円状に形成され、その厚みＴ方向の断面Ｃにおける入射側の辺（以下、入射辺という。）４６と、出射側の辺（以下、出射辺という。）４７が互いに平行となっている。すなわち、プリズムレンズ４４は、その径方向において厚みＴは変化せず一定である。一方、プリズムレンズ４４は、その周方向において厚みＴが連続的に変化している。具体的には、図４Ａ〜図４Ｄに示すように、プリズムレンズ４４の厚みＴは、例えばＴ１〜Ｔ２〜Ｔ３で表される厚みを取ることができ、これらはＴ１＜Ｔ２＜Ｔ３の関係にある。これらプリズムレンズ４４は、回転モータによって回転駆動され、その回転方向に沿って厚みＴが連続的に変化するようになっている。
【００２６】
プリズムレンズ４４に入射したレーザ光Ｌは、プリズムレンズ４４の屈折率に応じて屈折し、屈折光として出射されるが、このとき、屈折によりシフトするレーザ光Ｌのビーム位置は、プリズムレンズ４４の厚みＴと相関を有する。すなわち、レーザ光Ｌの入射位置Ｐにおけるプリズムレンズ４４の厚みＴが大きいほど、屈折によるレーザ光Ｌのビーム位置のずれであるシフト量は大きくなる。回転方向に厚みＴが連続的かつ周期的に変化するプリズムレンズ４４にレーザ光Ｌを通過させることで、レーザ光Ｌのビーム位置、すなわちレーザ光Ｌの照射位置を連続的かつ周期的に変化させることが可能となる。
【００２７】
再び図１を参照し、ロボット制御装置５は、所定の作業プログラム（ロボット移動経路を含む）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てロボット２の動作を制御する。すなわち、ロボット制御装置５は、各ロボット用サーボモータに駆動制御データを出力して各ロボット用サーボモータの回転駆動を制御することにより、アーム２２の先端部２２ａに取り付けられたワーク１０をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動させると共に、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸回りに回転させる。これにより、ロボット制御装置５は、ロボット２の位置及び姿勢、すなわちワーク１０の位置及び姿勢（例えば、回転角度）を変更させる。
また、ロボット制御装置５は、ロボット２の位置及び姿勢、すなわちワーク１０の位置及び姿勢に関する情報（例えば、指令値又はフィードバック値）をスキャナ制御装置６に供給する。具体的には、ロボット２の位置は、ロボット２の先端部２２ａの位置、すなわちワーク１０の位置である。また、ロボット２の姿勢は、ロボット２の先端部２２ａの姿勢、すなわちワーク１０の姿勢（例えば、回転角度）である。
【００２８】
スキャナ制御装置６は、ロボット制御装置５によるロボット２の動作制御に対して独立にスキャナ４の動作制御を行う。
スキャナ制御装置６は、所定の作業プログラム（加工条件（パワー、周波数、デューティ等のレーザの照射条件）を含む）に応じて、レーザ発振器３に対して所望の出力のレーザ光が出射されるようにレーザ出力指令を出力する。また、スキャナ制御装置６は、所定の作業プログラム（加工経路を含む）に応じて、スキャナ４のガルバノモータ４１ａ、４２ａに駆動制御データを出力することによりガルバノミラー４１、４２を回転させ、スキャナ４からワーク１０に対して出射されるレーザ光Ｌの走査を制御する。
【００２９】
ロボット制御装置５及びスキャナ制御装置６は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の演算プロセッサで構成される。ロボット制御装置５及びスキャナ制御装置６の機能は、例えば記憶部に格納された所定のソフトウェア（プログラム）を実行することで実現される。ロボット制御装置５及びスキャナ制御装置６の機能は、ハードウェアとソフトウェアとの協働で実現されてもよいし、ハードウェア（電子回路）のみで実現されてもよい。
【００３０】
次に、これらロボット制御装置５及びスキャナ制御装置６の更に詳細な構成について説明する。図５は、本実施形態に係るレーザ加工システム１におけるロボット制御装置５及びスキャナ制御装置６の構成を示す図である。
ロボット制御装置５は、プログラム解析部５１と、補間部５２と、加減速計算部５３と、ロボットモータ制御部５４とを備える。
【００３１】
プログラム解析部５１は、図示しない入力装置からロボット制御装置５に入力された教示点を含む加工プログラムを解析し、ロボット２の移動経路（すなわち、先端部２２ａに取り付けられたワーク１０の移動経路）と目標とするロボット２の移動速度に関する動作指令情報を生成する。生成された動作指令情報は補間部５２に出力される。
【００３２】
補間部５２は、プログラム解析部５１から出力された動作指令情報に基づいてロボット２の移動経路の補間を行い、補間情報を生成する。例えば、補間部５２は、教示点間のロボット２の移動経路（すなわち、先端部２２ａに取り付けられたワーク１０の移動経路）が所望の加工経路に沿う滑らかな経路となるように補間を行う。生成された補間情報は加減速計算部５３に出力される。
【００３３】
加減速計算部５３は、補間部５２から出力された補間情報と予め設定されている各パラメータとに基づいて、ロボット２の動作の加減速処理を行い、ロボット２（すなわち、先端部２２ａに取り付けられたワーク１０）をロボット２の移動経路に沿って移動させるための各ロボット用サーボモータの駆動情報を生成する。生成された各ロボットモータの駆動情報はロボットモータ制御部５４に出力される。
駆動情報はロボット２の位置及び姿勢（先端部２２ａに取り付けられたワーク１０の位置及び姿勢（例えば、回転角度））、並びに移動速度の指令値を含み、ロボット２の位置及び姿勢（先端部２２ａに取り付けられたワーク１０の位置及び姿勢（例えば、回転角度））の指令値に関する情報はスキャナ制御装置６にも供給される。
【００３４】
ロボットモータ制御部５４は、加減速計算部５３から出力された駆動情報に基づいて各ロボット用サーボモータの駆動データを生成する。具体的には、ロボットモータ制御部５４は、駆動情報における速度指令（又は位置指令）と、各ロボット用サーボモータに設けられたエンコーダで検出された速度フィードバック（又は位置フィードバック）との速度偏差（又は位置偏差）に基づいて、各ロボット用サーボモータの駆動データを生成する。ロボットモータ制御部５４は、生成された駆動データに基づいて各ロボット用サーボモータを駆動する。
【００３５】
スキャナ制御装置６は、プログラム解析部６１と、レーザ指令計算部６２と、レーザ指令出力部６３と、補間部６４と、走査速度算出部６５と、加減速計算部６６と、ガルバノモータ制御部６７とを有する。
【００３６】
プログラム解析部６１は、図示しない入力装置からスキャナ制御装置６に入力された加工プログラムを解析し、スキャナ４の走査経路（照射経路）及び走査速度（照射速度）、並びに加工条件に関する動作指令情報を生成する。そして、プログラム解析部６１は、生成された動作指令情報を補間部６４及びレーザ指令計算部６２に出力する。
【００３７】
レーザ指令計算部６２は、プログラム解析部６１から出力された動作指令情報（加工条件）に基づいて、スキャナ４から出射されるレーザ光Ｌが所望のレーザ出力となるようなレーザ出力情報を生成し、生成されたレーザ出力情報に基づいてレーザ発振器３の発振情報を生成する。生成されたレーザ発振器３の発振情報は、レーザ指令出力部６３に出力される。
【００３８】
レーザ指令出力部６３は、レーザ指令計算部６２から出力された発振情報に基づいて、レーザ発振器３の発振制御データを生成し、生成された発振制御データに基づいてレーザ発振器３を制御する。
【００３９】
補間部６４は、プログラム解析部６１から出力された動作指令情報（走査経路）に基づいてスキャナ４の走査経路（照射経路）の補間を行い、補間情報を生成する。生成された補間情報は走査速度算出部６５に出力される。
【００４０】
走査速度算出部６５は、ロボット２が動作するモードオンの場合、補間部６４から出力された補間情報（走査経路）及びロボット制御装置５の加減速計算部５３から得られたロボット２の位置及び姿勢に関する情報（先端部２２ａに取り付けられたワーク１０の位置及び姿勢（例えば、回転角度）の指令値、又は、各ロボット用サーボモータのエンコーダからのフィードバック値）を基にロボット２の動作を考慮して、補間部６４から出力された補間情報（走査経路）を補正する。走査速度算出部６５は、補正された補間情報（走査経路）と予め設定されているパラメータに基づいて各ガルバノミラー４１、４２の回転速度を算出する。
一方、ロボット２が動作しないモードオフの場合、走査速度算出部６５は、ロボット２の動作を考慮した補間情報（走査経路）の補正を行わず、補間部６４から出力された補間情報（走査経路）と予め設定されているパラメータに基づいて各ガルバノミラー４１、４２の回転速度を算出する。
走査速度算出部６５によって算出された回転速度のデータは加減速計算部６６に出力される。
【００４１】
加減速計算部６６は、走査速度算出部６５から出力されたガルバノミラー４１、４２の回転速度の情報と各パラメータとに基づいて、ガルバノモータ４１ａ、４２ａの加減速処理を行い、レーザ光Ｌを走査経路（照射経路）及び走査速度（照射速度）で走査させるための各ガルバノモータ４１ａ、４２ａの駆動情報を生成する。生成された各ガルバノモータ４１ａ、４２ａの駆動情報はガルバノモータ制御部６７に出力される。
【００４２】
ガルバノモータ制御部６７は、加減速計算部６６から出力された駆動情報に基づいて各ガルバノモータ４１ａ、４２ａの駆動制御データを生成し、生成された駆動制御データに基づいて各ガルバノモータ４１ａ、４２ａを駆動する。
【００４３】
ここで、図９に、従来のレーザ加工システムの構成を示す。従来のレーザ加工システム１Ｘでは、ロボット２はワーク１０に代えてスキャナ４を把持する（例えば、上述した特許文献１参照）。すなわち、従来のレーザ加工システム１Ｘは、レーザ光を走査するスキャナ４とスキャナ４を移動させるロボット２とを備える。従来のレーザ加工システム１Ｘでは、ロボット２でスキャナ４を移動させながら、スキャナ４でレーザ光を走査することにより、ワークを任意の形状で溶接（加工）することができる。
従来のレーザ加工システム１Ｘでは、ロボット制御装置５とスキャナ制御装置６とが個別の作業プログラムで独立に動作する。従来のレーザ加工システム１Ｘでは、ロボット制御装置５によるロボット２の移動経路及び移動速度の制御と、スキャナ制御装置６によるスキャナ４の走査経路（照射経路）及び走査速度（照射速度）の制御とが独立している。
これを実現するために、動作中のロボット２の位置又は姿勢をロボット制御装置５からスキャナ制御装置６に送信し、スキャナ制御装置６内でロボット２の動作を考慮して走査経路を作成している。
【００４４】
しかし、従来のレーザ加工システム１Ｘでは、スキャナ４の照射範囲及びロボット２の可動範囲の制限により、ワーク１０において溶接できないポイントが存在してしまう。例えば、図１０に示すように、従来のレーザ加工システム１Ｘでは、ワーク１０の上面は溶接可能であるが、ワーク１０の側面の一部（例えば、ワーク１０におけるロボット２側の側面と反対側の側面）及びワーク１０の裏面は溶接不可能であることがある。
【００４５】
この点に関し、本実施形態のレーザ加工システム１では、ロボット２はワーク１０を把持し、ロボット制御装置５は、ワーク１０の位置及び姿勢（回転角度）を変更し、変更したワーク１０の位置及び姿勢（回転角度）をスキャナ制御装置６にフィードバックする。そして、スキャナ制御装置６は、ワーク１０の位置及び姿勢（回転角度）を考慮してスキャナ４の走査経路及び走査速度を補正する。
【００４６】
次に、図６を参照して、レーザ加工システム１におけるロボット制御装置５及びスキャナ制御装置６によるスキャナ４の走査経路及び走査速度の補正について説明する。図６は、レーザ加工システム１におけるスキャナ制御装置６によるスキャナ走査速度算出動作を示すフローチャートである。
【００４７】
まず、ワーク１０が配置され、ロボット２がワーク１０を把持する。このロボット２の状態をロボット２の基本位置及び基本姿勢とし、このロボット２の基本位置及び基本姿勢において、溶接したいワークの形状（例えば、３次元形状）が、ロボット制御装置５及びスキャナ制御装置６にプログラムされる。
【００４８】
また、このロボット２の基本位置及び基本姿勢において、ロボット２が動作するモードオン（オンザフライ制御モードオン）となると、ロボット制御装置５及びスキャナ制御装置６はロボット座標系とスキャナ座標系とを一致させる。
【００４９】
また、モードオン（オンザフライ制御モードオン）となると、ロボット制御装置５における加減速計算部５３は、ロボット２の位置及び姿勢、すなわち先端部２２ａに取り付けられたワーク１０の位置及び姿勢（回転角度）に関する情報をスキャナ制御装置６に送信する。加減速計算部５３は、例えば所定の時間間隔ごとに、ワーク１０の位置及び姿勢（回転角度）に関する情報を送信する。
【００５０】
また、モードオン（オンザフライ制御モードオン）となると（図６のＳ１においてＹＥＳ）、スキャナ制御装置６における走査速度算出部６５は、ロボット制御装置５の加減速計算部５３から得られたロボット２の位置及び姿勢、すなわちワーク１０の位置及び姿勢（回転角度）に関する情報に基づいてロボット２の動作を考慮して、補間部６４で補間されたスキャナ４の走査経路を補正する（図６のＳ２）。
そして、走査速度算出部６５は、補正されたスキャナの走査経路に基づいてスキャナ４の走査速度を算出する（図６のＳ３）。
【００５１】
一方、モードオフ（オンザフライ制御モードオフ）の場合（図６のＳ１においてＮＯ）、走査速度算出部６５は、ロボット２の動作を考慮したスキャナ４の走査経路の補正を行わず、補間部６４で補間されたスキャナ４の走査経路に基づいてスキャナ４の走査速度を算出する（図６のＳ３）。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態のレーザ加工システム１によれば、ロボット２はワーク１０を把持し、ロボット制御装置５は、ワーク１０の位置及び姿勢（回転角度）を変更し、変更したワーク１０の位置及び姿勢（回転角度）をスキャナ制御装置６にフィードバックする。そして、スキャナ制御装置６は、ワーク１０の位置及び姿勢（回転角度）を考慮してスキャナ４の走査経路及び走査速度を補正する。これにより、ワークにおいてレーザ加工できない箇所を低減することができる。例えば、図７に示すように、本実施形態のレーザ加工システム１では、ワーク１０の側面の一部（例えば、ワーク１０におけるロボット２側の側面と反対側の側面）及びワーク１０の裏面も溶接可能となる。
【００５３】
（変形例）
本実施形態のレーザ加工システム１では、スキャナ４が固定設置されたが、スキャナ４も移動可能であってもよい。例えば、レーザ加工システム１は、スキャナ４を移動させるロボット２を更に備えてもよい。
この場合、図８に示すように、レーザ加工システム１は、スキャナ４を把持し、スキャナ４の位置及び姿勢（回転位置）を制御するロボット制御装置５を更に備える。このロボット制御装置５は、スキャナ４の位置及び姿勢（回転位置）をスキャナ制御装置６に送信する。そして、スキャナ制御装置６は、ワーク１０の位置及び姿勢（回転角度）に加えてスキャナ４の位置及び姿勢（回転位置）をも考慮して、スキャナ４の走査経路及び走査速度を補正してもよい。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更及び変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、レーザ溶接を行うレーザ溶接システムを例示したが、これに限定されない。本実施形態の特徴は、レーザ光を走査するスキャナとスキャナを移動させるロボットとを用いてレーザ切断等の種々のレーザ加工を行うシステムに適用可能である。
【００５５】
また、上述した実施形態では、ワークに対してレーザ光を走査するスキャナを備えるレーザ加工システムを例示したが、これに限定されない。本実施形態の特徴は、スキャナに代えて、ワークに対してレーザ光を照射する種々のレーザ照射装置を備えるレーザ加工システムに適用可能である。
また、上述した実施形態では、ワークを所定の移動経路及び所定の移動速度で移動させるロボットを備えるレーザ加工システムを例示したが、これに限定されない。本実施形態の特徴は、ロボットに代えて、ワークを移動させる種々のワーク移動装置を備えるレーザ加工システムに適用可能である。
この場合、ロボット制御装置に代わるワーク移動制御装置がワークの位置及び姿勢を送信し、スキャナ制御装置に代わるレーザ照射制御装置が、このワークの位置及び姿勢に基づいて、レーザの照射位置を補正すればよい。
【００５６】
また、上述した実施形態では、ロボット制御装置がワークの位置及び姿勢の両方を制御するレーザ加工システムを例示したが、これに限定されない。例えば、ロボット制御装置がワークの位置及び姿勢のうちの何れか一方のみを制御する場合、ロボット制御装置は、ワークの位置及び姿勢のうちの何れか一方に関する情報をスキャナ制御装置に送信し、スキャナ制御装置は、ロボット制御装置から受信したワークの位置及び姿勢のうちの何れか一方に関する情報に基づいて、スキャナの走査経路及び走査速度（レーザ光の照射位置）を補正してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
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
４１、４２  ガルバノミラー
４１ａ、４２ａ  ガルバノモータ
５  ロボット制御装置
５１  プログラム解析部
５２  補間部
５３  加減速計算部
５４  ロボットモータ制御部
５５  ロボット速度変更部
６  スキャナ制御装置
６１  プログラム解析部
６２  レーザ指令計算部
６３  レーザ指令出力部
６４  補間部
６５  走査速度算出部
６６  加減速計算部
６７  ガルバノモータ制御部
６８  照射範囲判定部
１０  ワーク
【図１】
2020059054.tif 000003
【図２】
2020059054.tif 000004
【図３】
2020059054.tif 000005
【図４Ａ】
2020059054.tif 000006
【図４Ｂ】
2020059054.tif 000007
【図４Ｃ】
2020059054.tif 000008
【図４Ｄ】
2020059054.tif 000009
【図５】
2020059054.tif 000010
【図６】
2020059054.tif 000011
【図７】
2020059054.tif 000012
【図８】
2020059054.tif 000013
【図９】
2020059054.tif 000014
【図１０】
2020059054.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月27日(2019.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対してレーザ光を照射するレーザ照射装置と、
前記ワークを移動させるワーク移動装置と、
前記レーザ照射装置を制御して、前記レーザ光の照射位置を制御するレーザ照射制御装置と、
前記ワーク移動装置を制御して、前記ワークの位置及び姿勢のうちの少なくとも一方を制御するワーク移動制御装置と、
を備え、
前記ワーク移動制御装置は、前記ワークの位置及び姿勢のうちの少なくとも一方に関する情報を前記レーザ照射制御装置に送信し、
前記レーザ照射制御装置は、前記ワーク移動制御装置から受信した前記情報に基づいて、前記レーザ光の照射位置を補正する、
レーザ加工システム。
【請求項２】
前記レーザ照射装置は、前記レーザ光を所定の照射経路及び所定の照射速度で走査するスキャナであり、
前記ワーク移動装置は、前記ワークを所定の移動経路及び所定の移動速度で移動させるロボットであり、
前記レーザ照射制御装置は、前記スキャナの照射経路及び照射速度を制御するスキャナ制御装置であり、
前記ワーク移動制御装置は、前記ロボットの移動経路及び移動速度を制御するロボット制御装置であり、
ロボット制御装置は、前記ロボットの移動経路及び移動速度に基づく前記ワークの位置及び姿勢に関する情報を前記スキャナ制御装置に送信し、
前記スキャナ制御装置は、前記ロボット制御装置から受信した前記情報に基づいて、前記スキャナの照射経路及び照射速度を補正する、
請求項１に記載のレーザ加工システム。
【請求項３】
前記レーザ照射制御装置による前記レーザ光の照射位置の制御は、前記ワーク移動制御装置による前記ワークの位置及び姿勢のうちの少なくとも一方の制御に対して独立して行われる、請求項１に記載のレーザ加工システム。
【請求項４】
前記スキャナ制御装置による前記スキャナの照射経路及び照射速度の制御は、前記ロボット制御装置による前記ロボットの移動経路及び移動速度の制御に対して独立して行われる、請求項２に記載のレーザ加工システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
（３）  （１）に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ照射制御装置による前記レーザ光の照射位置の制御は、前記ワーク移動制御装置による前記ワークの位置及び姿勢のうちの少なくとも一方の制御に対して独立して行われてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
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
４１、４２  ガルバノミラー
４１ａ、４２ａ  ガルバノモータ
５  ロボット制御装置
５１  プログラム解析部
５２  補間部
５３  加減速計算部
５４  ロボットモータ制御部
６  スキャナ制御装置
６１  プログラム解析部
６２  レーザ指令計算部
６３  レーザ指令出力部
６４  補間部
６５  走査速度算出部
６６  加減速計算部
６７  ガルバノモータ制御部
１０  ワーク