(57)【要約】【課題】  ワークの加工予定線に対する工具の位置を精度良く補正しながら加工を行うことができるワーク加工装置を提供する。【解決手段】  ワーク加工装置１は、照射部１１を有する工具１０と、工具１０に照射部１１と共に工具進行方向Ａに並んで設けられいずれもワークＷの加工予定線Ｎを含む表面形状を検出可能な２つのセンサ１２，１３と、工具１０が取付けられた加工用ロボット２０と、ワークＷの加工時に工具１０を工具進行方向Ａへ動かすとともに２つのセンサ１２，１３よって検出されたワークＷの表面形状に基づいて加工予定線Ｎに対する工具１０の照射部１１の位置を補正するように加工用ロボット２０を制御する制御部３０と、を備え、２つのセンサ１２，１３には工具１０の照射部１１よりも工具進行方向Ａの前方側に設けられた少なくとも１つの前方センサ１２が含まれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対して加工光を照射する照射部を有する工具と、
上記工具に上記照射部と共に工具進行方向に並んで設けられ、いずれも上記ワークの加工予定線を含む表面形状を検出可能な複数のセンサと、
上記工具が取付けられた加工用ロボットと、
を備え、
上記ワークの加工時に上記工具を上記工具進行方向へ動かすとともに、上記複数のセンサによって検出された上記ワークの上記表面形状に基づいて上記加工予定線に対する上記工具の上記照射部の位置を補正するように上記加工用ロボットを制御する制御部と、
を備え、
上記複数のセンサには、上記工具の上記照射部よりも上記工具進行方向の前方側に設けられた少なくとも１つの前方センサが含まれている、ワーク加工装置。
【請求項２】
上記複数のセンサには、上記工具の上記照射部よりも上記工具進行方向の後方側に設けられた少なくとも１つの後方センサが含まれている、請求項１に記載のワーク加工装置。
【請求項３】
上記制御部は、上記少なくとも１つの後方センサによって検出された上記ワークの上記表面形状から、上記加工予定線に対する上記照射部の位置の補正のために上記ワークのうち上記加工予定線にしたがって形成された加工部位の位置を判定する一方で、上記加工部位の検査のためにその加工部位の状態を判定するように構成されている、請求項２に記載のワーク加工装置。
【請求項４】
上記複数のセンサはいずれも、上記工具進行方向と直交する直交方向を幅方向とするスリット状のレーザー光を照射するように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のワーク加工装置。
【請求項５】
上記複数のセンサはいずれも、上記照射部を通って上記工具進行方向に直線的に延びる配列線上に設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のワーク加工装置。
【請求項６】
上記工具は、上記ワークに対して上記照射部から上記加工光としてのレーザー光を照射する溶接用工具として構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のワーク加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを加工するワーク加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、ワークの溶接加工のための溶接装置が開示されている。この溶接装置は、溶接ロボットの可動アームに、ワークの予定部を溶接する溶接トーチ（以下、「工具」という。）と、溶接予定部を検出するセンサと、を備えている。この溶接装置によれば、センサによる検出情報に基づいて溶接予定部である加工予定線に対する工具の位置を補正するように溶接ロボットの可動アームの姿勢が制御される。このため、工具の位置を補正しながら加工予定線に沿ってワークを溶接することが可能になる。
【０００３】
この溶接装置において、ワークの加工予定線が直線である場合、工具の工具進行方向が殆ど変化せずセンサとその後方の工具との位置関係が一義的に定まる。このため、可動アームを工具進行方向と直交する直交方向にのみ動かすことによって、加工予定線に対する工具の位置を補正することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２３２２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、車両の設計に際しては、燃費向上のために車両を軽量化したいというニーズが高まっており、それに対応した技術として、車体を構成する鋼板同士を加工予定線の曲線部にしたがって突合せ溶接する技術が求められている。
【０００６】
ところが、特許文献１に開示の溶接装置を使用して曲線部にしたがって溶接を行う場合、工具進行方向の変化に応じて工具の位置を回転方向に補正する必要があるが、このような補正はバラツキが大きく補正精度が低いという問題がある。この場合、所望の補正を行うことができないことでワークの溶接品質の低下の要因に成り得る。そして、このような問題は、ワークの溶接加工のみならず、ワークの切断加工や曲げ加工など、溶接加工以外の他の加工形態においても同様に生じ得る。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ワークの加工予定線に対する工具の位置を精度良く補正しながら加工を行うことができるワーク加工装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、
ワークに対して加工光を照射する照射部を有する工具と、
上記工具に上記照射部と共に工具進行方向に並んで設けられ、いずれも上記ワークの加工予定線を含む表面形状を検出可能な複数のセンサと、
上記工具が取付けられた加工用ロボットと、
を備え、
上記ワークの加工時に上記工具を上記工具進行方向へ動かすとともに、上記複数のセンサによって検出された上記ワークの上記表面形状に基づいて上記加工予定線に対する上記工具の上記照射部の位置を補正するように上記加工用ロボットを制御する制御部と、
を備え、
上記複数のセンサには、上記工具の上記照射部よりも上記工具進行方向の前方側に設けられた少なくとも１つの前方センサが含まれている、ワーク加工装置、
にある。
【発明の効果】
【０００９】
上記のワーク加工装置において、工具の照射部の位置を補正するのに、工具において照射部と共に工具進行方向に並んだ複数のセンサが使用される。このとき、複数のセンサと照射部との位置関係が定まっているため、加工予定線に曲線部が含まれている場合でも、この曲線部を少なくとも２つのセンサによって物理的に捉えることで照射部を間接的に認識できる。
【００１０】
従って、工具を工具進行方向と直交する直交方向に動かして２つのセンサの位置を曲線部に追従させることによって、この曲線部に対して工具の照射部の位置を補正することができる。このとき、バラツキが大きい回転方向に工具を動かして補正を行う必要がないため、補正精度が低下するのを防ぐことができる。この場合、ワークにおける加工光の照射位置を加工予定線に精度良く合わせることができ、ワークの加工品質の低下を防ぐことができる。
【００１１】
以上のごとく、上記の態様によれば、ワークの加工予定線に対する工具の位置を精度良く補正しながら加工を行うことができるワーク加工装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１のワーク加工装置の全体構成を示す斜視図。
【図２】図１のワーク加工装置を使用した突合せ溶接によって互いに接合された２つのワークの断面図。
【図３】図１のワーク加工装置の工具を上方から視た平面図。
【図４】図３中の前方センサによってワークの表面形状が検出される様子を模式的に示す図。
【図５】図３中の後方センサによってワークの表面形状が検出される様子を模式的に示す図。
【図６】図３の工具を使用してワークを加工予定線の直線部にしたがって突合せ溶接するときの様子を模式的に示す平面図。
【図７】図６においてワークの加工予定線の直線部に対して照射部の位置を補正するときの様子を説明するための平面図。
【図８】図３の工具を使用してワークを加工予定線の曲線部にしたがって突合せ溶接するときの様子を模式的に示す平面図。
【図９】図８においてワークの加工予定線の曲線部に対して照射部の位置を補正するときの様子を説明するための平面図。
【図１０】実施形態２のワーク加工装置の工具を上方から視た平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上述の態様の好ましい実施形態について説明する。
【００１４】
本明細書に記載の「加工予定線」とは、ワークの加工方向を示すために１又は複数の予定部によって形成される線をいう。従って、この加工予定線には、加工前或いは加工後において、加工予定部を明確な線として認識できるものは勿論、複数の加工予定部を仮想線で連続的に結ぶことによって線として認識できるものも包含される。
【００１５】
上記のワーク加工装置において、上記複数のセンサには、上記工具の上記照射部よりも上記工具進行方向の後方側に設けられた少なくとも１つの後方センサが含まれているのが好ましい。
このワーク加工装置によれば、工具の照射部よりも前方側の１又は複数の前方センサと後方側の１又は複数の後方センサとによって、ワークの表面形状を検出できる。この場合、前方センサ及び後方センサをいずれも照射部に極力近づけることによってこれらセンサによる照射部の位置の検出精度を高めることができる一方で、前方センサと後方センサとの離間距離を一定距離以上に確保することによって照射部を加工予定線の曲線形状に追従させ易くなる。
【００１６】
上記のワーク加工装置において、上記制御部は、上記少なくとも１つの後方センサによって検出された上記ワークの上記表面形状から、上記加工予定線に対する上記照射部の位置の補正のために上記ワークのうち上記加工予定線にしたがって形成された加工部位の位置を判定する一方で、上記加工部位の検査のためにその加工部位の状態を判定するように構成されているのが好ましい。
このワーク加工装置によれば、少なくとも１つの後方センサを、加工予定線に対する工具の照射部の位置の補正のために使用するのみならず加工部位の検査のためにも使用することで２つの目的に兼用することができる。このため、このような２つの目的を達成するのにセンサの数が増えるのを防ぐことができ、センサに要するコストを低く抑えることができる。
【００１７】
上記のワーク加工装置において、上記複数のセンサはいずれも、上記工具進行方向と直交する直交方向を幅方向とするスリット状のレーザー光を照射するように構成されているのが好ましい。
このワーク加工装置によれば、レーザーをスリット光として照射することによって、センサヘッドを工具進行方向と直交する直交方向に移動させることなく、ワークの表面形状を広範囲にわたって検出することができる。
【００１８】
上記のワーク加工装置において、上記複数のセンサはいずれも、上記照射部を通って上記工具進行方向に直線的に延びる配列線上に設けられているのが好ましい。
このワーク加工装置によれば、複数のセンサと照射部とを直線的に配置することによって、複数のセンサに対する照射部の位置を明確にすることができる。
【００１９】
上記のワーク加工装置において、上記工具は、上記ワークに対して上記照射部から上記加工光としてのレーザー光を照射する溶接工具として構成されているのが好ましい。
このワーク加工装置によれば、加工予定線に対する工具の位置を精度良く補正しながらワークを溶接することができる。
【００２０】
以下、本実施形態のワーク供給装置について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２１】
なお、本明細書の説明で参照する図面では、特に断わらない限り、ワークとしての車体パネルを構成する鋼板の幅方向である第１方向を矢印Ｘで示し、この鋼板の長手方向である第２方向を矢印Ｙで示し、この鋼板の厚み方向である第３方向を矢印Ｚで示すものとする。
【００２２】
（実施形態１）
図１に示されるように、実施形態１のワーク加工装置（以下、単に「加工装置」ともいう。）１は、第３方向Ｚの厚みの異なる２つのワークＷを突合せ溶接によって接合するための溶接装置である。
【００２３】
ここで、２つのワークＷはいずれも車体パネルを構成する鋼板である。一方のワークＷとしての第１ワークＷ１は、その厚みが他方のワークＷとしての第２ワークＷ２の厚みを上回る。このため、第１ワークＷ１及び第２ワークＷ２がともに平坦なベース面に置かれた状態では、第１ワークＷ１の表面と第２ワークＷ２の表面との間に段差が形成される。そして、この段差に沿って連続して延びる継ぎ目が２つのワークＷ１，Ｗ２の突合せ溶接のための加工予定線Ｎとなる。
【００２４】
なお、第３方向Ｚの厚みの異なる２つのワークＷ１，Ｗ２に代えて、第３方向Ｚの厚みが同様である２つのワークＷ１，Ｗ２を使用することもできる。
【００２５】
図２に示されるように、２つのワークＷ１，Ｗ２が突合せ溶接によって接合されると、これら２つのワークＷ１，Ｗ２の境界である加工予定線Ｎ上に加工部位としての溶接ビードＷａが形成される。この溶接ビードＷａについて、第１方向Ｘの寸法はビード幅ｄであり、第２ワークＷ２の上面からの最大高さである第３方向Ｚの寸法がビード高さｈである。
【００２６】
なお、以下では、説明の便宜上、２つのワークＷ１，Ｗ２のいずれか一方を、或いは２つのワークＷ１，Ｗ２を合わせて、単に「ワークＷ」ともいう。
【００２７】
図１に示されるように、加工装置１は、工具１０と、２つのセンサ１２，１３と、加工用ロボット２０と、制御部３０と、を備えている。
【００２８】
工具１０は、ワークＷに対して加工光としてのレーザー光Ｌを照射する照射部１１を有する。この照射部１１は工具ヘッド１０ａの下部に下向きに配置されている。このため、この工具１０は、ワークＷに対して照射部１１からレーザー光Ｌを照射する溶接用工具として構成されている。このようなレーザー光Ｌを使用した溶接用工具は、アーク溶接に比べて短時間あたりの加工距離が大きいため、高速での加工を行うのに有利である。
【００２９】
特に図示しないものの、この工具１０の工具ヘッド１０ａには、ワイヤ送出トーチが設けられており、このワイヤ送出トーチは、レーザー光Ｌが照射される照射位置Ｌａへフィラーワイヤ（ホットワイヤ）を送出可能に構成されている。
【００３０】
また、この工具１０の工具ヘッド１０ａには、２つのセンサ１２，１３が取付けられている。
【００３１】
２つのセンサ１２，１３はいずれも、ワークＷの加工予定線Ｎを含む表面形状を検出可能なレーザー式変位センサとして構成されている。表面形状を検出する機能は「トラッキング」とも称呼される。
【００３２】
図１及び図３に示されるように、これら２つのセンサ１２，１３は、工具１０に照射部１１と共に工具進行方向Ｔに並んで設けられており、特には、照射部１１を通って工具進行方向Ａに直線的に延びる配列線Ｔ上に設けられている。即ち、本実施形態では、２つのセンサ１２，１３と照射部１１とを直線的に配置している。また、２つのセンサ１２，１３は、工具進行方向Ａについて照射部１１を挟んでその両側に設けられている。
【００３３】
なお、工具１０を上方から視たときに２つのセンサ１２，１３及び照射部１１の３つの要素が共に配列線Ｔを通っていれば、これら３つの要素の高さ方向（第３方向Ｚ）の位置が互いに異なっていてもよい。また、配列線Ｔを曲線状の仮想線としてもよい。
【００３４】
２つのセンサ１２，１３に含まれる一方のセンサ１２は、工具１０の照射部１１よりも工具進行方向Ａの前方側に設けられた前方センサである。また、２つのセンサ１２，１３に含まれる他方のセンサ１３は、工具１０の照射部１１よりも工具進行方向Ａの後方側に設けられた後方センサである。センサ１２が加工予定線Ｎに対する照射部１１の位置の補正のためにのみ使用されるのに対して、センサ１３は、これに加えて、ワークＷの突合せ溶接によって形成された溶接ビードＷａの検査のためにも使用されるように構成されている。このような２つのセンサ１２，１３を合わせて「タンデムレーザーセンサ」ということができる。
【００３５】
図３に示されるように、工具１０において、２つのセンサ１２，１３はいずれも、直交方向Ｂを幅方向とするスリット状のレーザー光Ｍを照射するように構成されている。ここで、「直交方向Ｂ」は、工具進行方向Ａと直交する方向であり、且つワークＷの延在面に沿った方向である。また、工具１０において、センサ１２の計測中心１２ａとセンサ１３の計測中心１３ａとを通る配列線Ｔ上に照射部１１が配置されている。このため、２つのセンサ１２，１３に対する照射部１１の位置を明確にすることができる。
【００３６】
この工具１０において、センサ１２及びセンサ１３をいずれも照射部１１に極力近づけるために、照射部１１とセンサ１２との第２方向Ｙの距離Ｓ１と、照射部１１とセンサ１３との第２方向Ｙの距離Ｓ２をいずれも、予め定められた基準距離以下に設定するのが好ましい。このような設定によれば、センサ１２，１３による照射部１１の位置の検出精度を高めることができる
【００３７】
また、この工具１０において、センサ１２とセンサ１３との離間距離Ｓ３を一定距離以上に確保するように設定するのが好ましい。このような設定によれば、照射部１１を加工予定線Ｎに追従させ易くなる。
【００３８】
図１に示されるように、加工用ロボット（以下、単に「ロボット」という。）２０は、溶接工程時に工具１０をワークＷの加工予定線Ｎに沿って工具進行方向Ａへ動かすためのものである。このロボット２０は、ロボットアーム２１に複数の軸が設けられた多関節ロボットとして構成されている。また、ロボットアーム２１のアーム先端部２２に工具１０が取付けられている。
【００３９】
ロボット２０は、ロボットアーム２１に６つの軸（第１軸Ｃ１、第２軸Ｃ２、第３軸Ｃ３、第４軸Ｃ４、第５軸Ｃ５、第６軸Ｃ６）を備えている。従って、このロボット２０として汎用の６軸ロボットを使用することができる。
【００４０】
特に図示しないものの、ロボットアーム２１の各軸には、制御部３０の駆動部３３によって制御される電動モータが設けられている。このため、制御部３０の駆動部３３が各軸の電動モータの駆動を制御することによってロボットアーム２１の軌跡が制御され、ロボットアーム２１のアーム先端部２２の三次元座標及び向きを変更可能に構成されている。本構成によれば、工具１０を所望の位置及び姿勢に設定することができる。
【００４１】
なお、アーム先端部２２の三次元座標及び向きを変更することができれば、ロボット２０のロボットアーム２１の軸の数は６つに限定されるものではなく、この軸の数は適宜に変更が可能である。例えば、ロボット２０に代えて、６軸ロボットよりも安価な３軸直交ロボットを使用することもできる。
【００４２】
制御部３０は、ワークＷの溶接加工時に工具１０を工具進行方向Ａへ動かすとともに、２つのセンサ１２，１３によって検出されたワークＷの表面形状に基づいて加工予定線Ｎに対する工具１０の照射部１１の位置を補正するようにロボット２０を制御する機能を有する。この機能を、ワークＷにおける加工光Ｌの照射位置Ｌａを加工予定線Ｎに合わせる機能ということもできる。この機能を達成するために、制御部３０は、記憶部３１と、演算部３２と、駆動部３３と、を備えており、且つ工具１０及びロボット２０のそれぞれに電気的に接続されている。
【００４３】
記憶部３１は、ワークＷの表面形状に応じた所望の溶接作業を実行するのに使用するロボット２０の教示データを格納している。この教示データは、工具１０を加工予定線Ｎに沿って実際に走査させたときにロボット２０の軌跡に基づいて予め作成されたものであってもよいし、或いはワークＷの表面形状の画像データに基づいて予め作成されたものであってもよい。また、この記憶部３１は、演算部３２の演算で使用する各種のデータを予め記憶するとともに、演算部３２で処理された後の情報を一時的に格納するように構成されている。
【００４４】
演算部３２は、加工予定線Ｎに対する工具１０の照射部１１の位置の補正のために、センサ１２によって検出されたワークＷの表面形状から加工予定線Ｎの位置を判定する一方で、センサ１３によって検出されたワークＷの表面形状からワークＷのうち加工予定線Ｎにしたがって形成された溶接ビードＷａの位置を判定するように構成されている。
【００４５】
また、演算部３２は、工具１０の照射部１１による現在の加工位置（以下、「第１の加工位置」という。）と、この照射部１１の位置を加工予定線Ｎに合致させるための目標の加工位置（以下、「第２の加工位置」という。）と、をそれぞれ算出し、これら第１の加工位置と第２の加工位置とのズレ量を演算するように構成されている。
【００４６】
更に、この演算部３２は、第１の加工位置と第２の加工位置とのズレ量の演算結果に基づいて、このズレ量を補正するようにロボット２０を駆動するための補正データを演算し、この補正データに基づいて教示データを更新するように構成されている。
【００４７】
駆動部３３は、記憶部３１に格納されている教示データにしたがってロボット２０を駆動するとともに、演算部３２によって演算されるズレ量が予め定められた基準値以下になるまでロボット２０のフィードバック制御するように構成されている。これにより、このズレ量が小さくなるように工具１０の照射部１１の位置を補正できる。従って、この補正を、「位置ズレの補正」ということもできる。
【００４８】
一方で、演算部３２は、ワークＷの加工予定線Ｎにしたがって形成された溶接ビードＷａの検査のために、センサ１３によって検出されたワークＷの表面形状から溶接ビードＷａの状態を判定するように構成されている。
【００４９】
具体的には、演算部３２は、溶接ビードＷａのビード幅ｄ及びビード高さｈ（図２参照）を演算し、その演算結果に基づいて、ワークＷに対して均し工程を実行するか否かを判定する。この場合、溶接ビードＷａの形状が基準を満たすものでないときに均し工程を実行すると判定され、この形状が基準を満たすものであるときに均し工程を実行しないと判定される。
【００５０】
均し工程では、ワークＷにおいて工具１０の照射部１１からレーザー光Ｌが照射される照射位置Ｌａを溶接ビードＷａに合わせるように駆動部３３がロボット２０を制御して、溶接ビードＷａにレーザー光Ｌを照射する（図１参照）。
なお、この均し工程の詳細については、例えば特開２０１６−８３６８４号公報に開示のレーザー溶接方法を参照することができる。
【００５１】
図４及び図５に示されるように、センサ１２，１３はいずれも、センサヘッド１４の内部に、レーザー発生部１５と、投光レンズ１６と、受光レンズ１７と、ＣＣＤ１８と、を備えている。
【００５２】
２つのセンサ１２，１３のそれぞれにおいて、レーザー発生部１５で発生したレーザー光Ｍは、投光レンズ１６を通るときに第１方向Ｘに拡幅されたスリット光となってワークＷに向けて照射される。
【００５３】
センサ１２では、レーザー光ＭがワークＷの表面のうち加工予定線Ｎを含む領域で反射された後に受光レンズ１７を通ってＣＣＤ１８で検出される。これに対して、センサ１３では、レーザー光ＭがワークＷの表面のうち加工予定線Ｎにしたがって形成された溶接ビードＷａを含む領域で反射された後に受光レンズ１７を通ってＣＣＤ１８で検出される。
【００５４】
このようなセンサ１２，１３によれば、レーザー光Ｍをスリット光として照射することによって、センサヘッド１４を工具進行方向Ａと直交する第１方向Ｘに移動させることなく、ワークＷの表面形状を広範囲にわたって検出することができる。
【００５５】
２つのセンサ１２，１３のそれぞれにおいて、ＣＣＤ１８として二次元ＣＣＤ或いは三次元ＣＣＤを用いることができる。ＣＣＤ１８として三次元ＣＣＤを用いた場合には、ワークＷの表面形状を三次元形状として捉えることができる。
【００５６】
このため、ＣＣＤ１８として三次元ＣＣＤを用いると、加工予定線Ｎに対する工具１０の照射部１１の位置の補正について、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙによって規定される平面上での二次元的な補正のみならず、第３方向Ｚを加えた三次元的な補正を行うことができる。この場合、ワークＷである鋼板の突合せ溶接以外に、車両を構成するフレームやサスペンションメンバーなどを構成する部材の突合せ溶接にも有効である。
【００５７】
次に、図６〜図９を参照しつつ、ワークＷを直線部Ｎａ及び曲線部Ｎｂを含む加工予定線Ｎにしたがって突合せ溶接するときの様子について説明する。
【００５８】
図６に示されるように、ワークＷを加工予定線Ｎの直線部Ｎａにおいて突合せ溶接するときには、工具１０の工具進行方向Ａが加工予定線Ｎの直線部Ｎａの延在方向と同方向となるように、この工具１０をロボット２０によって動かす。このとき、ワークＷのうち工具１０の照射部１１よりも後方側には直線部Ｎａ上に溶接ビードＷａ（図２参照）が形成される。また、加工予定線Ｎの直線部Ｎａと溶接ビードＷａを２つのセンサ１２，１３によって物理的に捉えることができる。
【００５９】
ここで、図７に示されるように、加工予定線Ｎの直線部Ｎａが第１位置Ｑ１にあるときには、センサ１２の計測中心１２ａがこの直線部Ｎａからズレた状態にあり、且つセンサ１３の計測中心１３ａがこの直線部Ｎａ上の溶接ビードＷａからズレた状態にある。
【００６０】
この場合、２つのセンサ１２，１３によって検出されたワークＷの表面形状から、工具１０の照射部１１による現在の加工位置Ｐと、この照射部１１の位置を直線部Ｎａに合致させるための目標の加工位置Ｐ１と、がそれぞれ算出される。
【００６１】
更に、加工位置Ｐと加工位置Ｐ１とのズレ量Ｕ１が演算される。そして、このズレ量Ｕ１を補正するために、工具１０を加工位置Ｐ１に向けて工具進行方向Ａと直交する直交方向Ｂにズレ量Ｕ１分だけスライドさせるようにロボット２０を駆動するための補正データを演算し、この補正データに基づいて教示データを更新する。そして、更新された教示データにしたがって工具１０をロボット２０によって直交方向Ｂに動かす。
【００６２】
同様に、加工予定線Ｎの直線部Ｎａが第２位置Ｑ２にあるときには、２つのセンサ１２，１３によって検出されたワークＷの表面形状から、工具１０の照射部１１による現在の加工位置Ｐと、照射部１１の位置を直線部Ｎａに合致させるための目標の加工位置Ｐ２と、がそれぞれ算出される。
【００６３】
更に、加工位置Ｐと加工位置Ｐ２とのズレ量Ｕ２が演算される。そして、このズレ量Ｕ２を補正するために、工具１０を加工位置Ｐ２に向けて工具進行方向Ａと直交する直交方向Ｂにズレ量Ｕ２分だけスライドさせるように教示データを更新して工具１０をロボット２０によって直交方向Ｂに動かす。
【００６４】
その結果、２つのセンサ１２，１３によって検出されたワークＷの表面形状に基づいて加工予定線Ｎの直線部Ｎａに対する工具１０の照射部１１の位置を補正することができる。このとき、照射部１１の位置を補正するのに、工具１０を第３方向Ｚの回転軸を中心とした回転方向に動かす必要がない。
【００６５】
図８に示されるように、ワークＷを加工予定線Ｎの曲線部Ｎｂにおいて突合せ溶接するときには、工具１０の工具進行方向Ａが曲線部Ｎｂに対する接線方向となるように、この工具１０をロボット２０によって動かす。このとき、ワークＷのうち工具１０の照射部１１よりも後方側には曲線部Ｎｂ上に溶接ビードＷａ（図２参照）が形成される。また、加工予定線Ｎの曲線部Ｎｂと溶接ビードＷａを２つのセンサ１２，１３によって物理的に捉えることができる。
【００６６】
ここで、図９に示されるように、加工予定線Ｎの曲線部Ｎｂが第１位置Ｒ１にあるときには、センサ１２の計測中心１２ａがこの曲線部Ｎｂからズレた状態にあり、且つセンサ１３の計測中心１３ａがこの曲線部Ｎｂ上の溶接ビードＷａからズレた状態にある。
【００６７】
この場合、２つのセンサ１２，１３によって検出されたワークＷの表面形状から、工具１０の照射部１１による現在の加工位置Ｐと、この照射部１１の位置を曲線部Ｎｂに合致させるための目標の加工位置Ｐ１と、がそれぞれ算出される。
【００６８】
更に、加工位置Ｐと加工位置Ｐ１とのズレ量Ｕ３が演算される。そして、このズレ量Ｕ３を補正するために、工具１０を加工位置Ｐ１に向けて工具進行方向Ａと直交する直交方向Ｂにズレ量Ｕ３分だけスライドさせるように教示データを更新して工具１０をロボット２０によって直交方向Ｂに動かす。
【００６９】
同様に、加工予定線Ｎの曲線部Ｎｂが第２位置Ｒ２にあるときには、２つのセンサ１２，１３によって検出されたワークＷの表面形状から、工具１０の照射部１１による現在の加工位置Ｐと、照射部１１の位置を曲線部Ｎｂに合致させるための目標の加工位置Ｐ２と、がそれぞれ算出される。
【００７０】
更に、加工位置Ｐと加工位置Ｐ２とのズレ量Ｕ４が演算される。そして、このズレ量Ｕ４を補正するために、工具１０を加工位置Ｐ２に向けて工具進行方向Ａと直交する直交方向Ｂにズレ量Ｕ４分だけスライドさせるように教示データを更新して工具１０をロボット２０によって直交方向Ｂに動かす。
【００７１】
その結果、２つのセンサ１２，１３よって検出されたワークＷの表面形状に基づいて加工予定線Ｎの曲線部Ｎｂに対する工具１０の照射部１１の位置を補正することができる。このとき、照射部１１の位置を補正するのに、工具１０を第３方向Ｚの回転軸を中心とした回転方向に動かす必要がない。
【００７２】
次に、実施形態１の作用効果について説明する。
【００７３】
上記の加工装置１において、工具１０の照射部１１の位置を補正するのに、工具１０の工具進行方向Ａに延びる配列線Ｔ上に照射部１１と共に設けられた２つのセンサ１２，１３が使用される。このとき、２つのセンサ１２，１３と照射部１１との位置関係が定まっているため、加工予定線Ｎに曲線部Ｎｂが含まれている場合でも、この曲線部Ｎｂ及び溶接ビードＷａを２つのセンサ１２，１３によって物理的に捉えることで照射部１１を間接的に認識できる。
【００７４】
従って、工具１０を工具進行方向Ａと直交する直交方向Ｂに動かして２つのセンサ１２，１３の位置を曲線部Ｎｂに追従させることによって、この曲線部Ｎｂに対して工具１０の照射部１１の位置を補正することができる。このとき、バラツキが大きい回転方向（第３方向Ｚの回転軸を中心とした回転方向）に工具１０を動かして補正を行う必要がないため、補正精度が低下するのを防ぐことができる。この場合、ワークＷにおける加工光Ｌの照射位置Ｌａを加工予定線Ｎに精度良く合わせることができ、ワークＷの溶接品質の低下を防ぐことができる。
【００７５】
その結果、加工装置１を使用することによって、ワークＷの加工予定線Ｎに対する工具１０の位置を精度良く補正しながらワークＷの突合せ溶接を行うことができる。また、前述の均し工程や溶接の手直しに要する工数を削減することができる。
【００７６】
上記の加工装置１によれば、センサ１３を、加工予定線Ｎに対する工具１０の照射部１１の位置の補正のために使用するのみならず、溶接ビードＷａの検査のためにも使用することで２つの目的に兼用することができる。このため、このような２つの目的を達成するのにセンサの数が増えるのを防ぐことができ、センサに要するコストを低く抑えることができる。
【００７７】
なお、上記の加工装置１の工具１０において、加工予定線Ｎに対する工具１０の照射部１１の位置の補正精度を高めるために、照射部１１よりも工具進行方向Ａの前方側に設けられるセンサ１２の数を増やしたり、照射部１１よりも工具進行方向Ａの後方側に設けられるセンサ１３の数を増やしたりすることもできる。
【００７８】
以下、実施形態１に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態１の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明は省略する。
【００７９】
（実施形態２）
図１０に示されるように、実施形態２のワーク加工装置１０１は、工具１１０の構造が、実施形態１にかかる工具１０の構造と相違している。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００８０】
加工装置１０１の工具１１０では、２つのセンサ１２，１３は、照射部１１とともに配列線Ｔ上に設けられ、且ついずれも照射部１１よりも工具進行方向Ａの前方側に設けられている。この加工装置１０１において、加工予定線Ｎを２つのセンサ１２，１３によって物理的に捉えることができ、且つ２つのセンサ１２，１３が配列されている配列線Ｔ上に照射部１１を認識できる。
【００８１】
なお、加工予定線Ｎに対する工具１０の照射部１１の位置の補正精度を高めるために、これら２つのセンサ１２，１３と同様の機能を有するセンサを、照射部１１よりも工具進行方向Ａの前方側に追加して設けることもできる。
【００８２】
実施形態２の加工装置１０１によれば、工具１１０のセンサ１２，１３を使用して溶接ビードＷａの検査を実施しない場合に、加工予定線Ｎに対する照射部１１の位置の補正に特化した構造を構築できる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。
【００８３】
本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変更が考えられる。例えば、上記の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００８４】
上記の実施形態では、スリット状のレーザー光Ｍを照射するセンサ１２，１３について例示したが、これに代えて、スポット状のレーザー光を照射するセンサを用い、このセンサを工具進行方向Ａと直交する直交方向Ｂに動かすことによってセンサ１２，１３と同様の効果を得るようにしてもよい。
【００８５】
上記の実施形態では、２つのセンサ１２，１３としてレーザー式変位センサを用いる場合について例示したが、これに代えて、渦電流式変位センサや超音波式変位センサなどの他の形式の変位センサを用いることもできる。
【００８６】
上記の実施形態では、ワークＷをレーザー光Ｌで溶接する工具１０，１１０について例示したが、これらの工具１０，１１０に代えて、アーク溶接（ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接など）を行う工具を使用することもできる。
また、これらの工具１０，１１０に代えて、ワークＷの切断加工や曲げ加工などのように、ワークＷの溶接加工以外の加工に使用する工具を使用することもできる。
【００８７】
上記の実施形態では、ロボット２０が教示データにしたがって駆動される場合について例示したが、これに代えて、ワークＷをカメラで撮影することによって得られる画像情報に基づいてロボット２０の駆動を制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１，１０１  ワーク加工装置（加工装置）
１０，１１０  工具
１１  照射部
１２  センサ（前方センサ）
１３  センサ（後方センサ）
２０  加工用ロボット
３０  制御部
Ａ  工具進行方向
Ｂ  直交方向（幅方向）
Ｌ  レーザー光（加工光）
Ｌａ  照射位置
Ｍ  レーザー光
Ｎ  加工予定線
Ｔ  配列線
Ｗ  ワーク
Ｗ１  第１ワーク（ワーク）
Ｗ２  第２ワーク（ワーク）
Ｗａ  溶接ビード（加工部位）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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