(57)【要約】【課題】レーザー加工の教示作業を容易にする。【解決手段】加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットとを備えたレーザー加工ロボットの制御方法であって、  レーザー加工を行うためのプログラムを読み込み（Ｓ１）、前記ロボットを動作させ前記レーザー光線照射装置を前記加工対象物の予め設定されている加工打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めし（Ｓ４）、前記ロボットの姿勢を認識し、認識された前記ロボットの姿勢と予め加工打点に対して設定されている前記レーザー光線の走査パターンとに基づいて前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御する（Ｓ８〜Ｓ１１）。【選択図】図７
2007098464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と、
前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットと、
前記ロボットの姿勢を認識する姿勢認識部と、
前記加工対象物の加工打点を記憶する加工打点記憶部と、
前記ロボットの動作を制御して前記レーザー光線走査装置を任意の位置に位置決めするロボット制御部と、
前記レーザー光線走査装置により走査されるレーザー光線の走査パターンを記憶する走査パターン記憶部と、
前記ロボット制御部により前記レーザー光線走査装置が前記加工打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めされた場合に、前記姿勢認識部で認識された前記ロボットの姿勢と前記走査パターン記憶部に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御するレーザー光線走査制御部と、
を有することを特徴とするレーザー加工ロボット制御装置。
【請求項２】
加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と、
前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットと、
前記ロボットの姿勢を認識する姿勢認識部と、
前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点と当該加工打点において前記レーザー光線走査装置により走査されるレーザー光線の走査パターンとを記憶するエリア内加工データ記憶部と、
前記ロボットの動作を制御して前記レーザー光線走査装置を任意の位置に位置決めするロボット制御部と、
前記ロボット制御部により前記レーザー光線走査装置が前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めされた場合に、前記姿勢認識部で認識された前記ロボットの姿勢と前記エリア内加工データ記憶部に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御するレーザー光線走査制御部と、
を有することを特徴とするレーザー加工ロボット制御装置。
【請求項３】
加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と、
前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットと、
前記ロボットの姿勢を認識する姿勢認識部と、
前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点と当該加工打点において前記レーザー光線走査装置により走査されるレーザー光線の走査パターンとを記憶するエリア内加工データ記憶部と、
前記ロボットの動作を制御して前記レーザー光線走査装置を任意の経路で移動させるロボット制御部と、
前記ロボット制御部により移動されている前記レーザー光線走査装置の現在位置が前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点に対してレーザー光線を照射可能な領域内にある場合には、前記姿勢認識部で認識された前記ロボットの姿勢と前記エリア内加工データ記憶部に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査をリアルタイムに制御するレーザー光線走査制御部と、
を有することを特徴とするレーザー加工ロボット制御装置。
【請求項４】
さらに、
前記加工対象物上に描かれる走査パターンの大きさを指示する指示部と、
前記記憶されている走査パターンから指示された大きさの走査パターンを生成する走査パターン生成部と、
を有し、
前記レーザー光線走査制御部は、認識された前記ロボットの姿勢と生成された大きさの走査パターンとに基づいて、生成された大きさの走査パターンが前記加工打点に描かれるように前記レーザー光線走査装置からのレーザー光線の走査を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーザー加工ロボット制御装置。
【請求項５】
前記レーザー光線走査装置は、走査パターンを前記加工対象物上に描くために、入射されるレーザー光線を３次元方向に放射自在に取り付けられた反射ミラーを有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のレーザー加工ロボット制御装置。
【請求項６】
前記加工対象物に対するエリアの設定は、前記ロボットの教示作業を行うＣＡＤシステムのデータに基づいて行われることを特徴とする請求項２または３に記載のレーザー加工ロボット制御装置。
【請求項７】
記憶されている前記加工打点および前記走査パターンは、前記ＣＡＤシステムによって個別に教示されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーザー加工ロボット制御装置。
【請求項８】
前記走査パターンは、前記走査パターンに定めた加工打点中心座標とその加工打点中心座標からのオフセット量で規定された複数の点列座標で構成され、前記加工打点中心座標と前記点列座標は、前記加工対象物と同一の座標系の座標で表されていることを特徴とする請求項１から５、７のいずれかに記載のレーザー加工ロボット制御装置。
【請求項９】
前記レーザー光線照射制御部は、さらに、前記加工対象物と同一の座標系の座標で表されている、加工打点中心座標およびその加工打点中心座標からのオフセット量で規定された複数の点列座標を、前記ロボットの座標系の座標に変換する機能を有していることを特徴とする請求項８に記載のレーザー加工ロボット制御装置。
【請求項１０】
前記オフセット量は、二次元のオフセット量として、または三次元のオフセット量として規定されることを特徴とする請求項８または９に記載のレーザー加工ロボット制御装置。
【請求項１１】
記憶されている走査パターンは、任意の大きさの任意の形状を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーザー加工ロボット制御装置。
【請求項１２】
前記走査パターンの形状は、Ｓ字形状、棒形状、円形状のいずれかであることを特徴とする請求項１１に記載のレーザー加工ロボット制御装置。
【請求項１３】
加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットとを備えたレーザー加工ロボットの制御方法であって、
レーザー加工を行うためのプログラムを読み込む段階と、
前記ロボットを動作させ前記レーザー光線照射装置を前記加工対象物の予め設定されている加工打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めする段階と、
前記ロボットの姿勢を認識する段階と、
認識された前記ロボットの姿勢と予め加工打点に対して設定されている前記レーザー光線の走査パターンとに基づいて前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御する段階と、
を含むことを特徴とするレーザー加工ロボット制御方法。
【請求項１４】
加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットとを備えたレーザー加工ロボットの制御方法であって、
レーザー加工を行うためのプログラムを読み込む段階と、
前記ロボットを動作させ前記レーザー光線照射装置を、前記加工対象物に予め設定されたエリア内の予め設定されている加工打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めする段階と、
前記ロボットの姿勢を認識する段階と、
認識された前記ロボットの姿勢と予め加工打点に対して設定されている前記レーザー光線の走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御する段階と、
を含むことを特徴とするレーザー加工ロボット制御方法。
【請求項１５】
加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットとを備えたレーザー加工ロボットの制御方法であって、
レーザー加工を行うためのプログラムを読み込む段階と、
前記ロボットにより移動されている前記レーザー光線走査装置の現在位置が前記加工対象物に予め設定されたエリア内の予め設定されている加工打点に対してレーザー光線を照射可能な領域内にあるか否かを判断する段階と、
前記レーザー光線走査装置の現在位置が前記加工対象物に予め設定されたエリア内の予め設定された加工打点に対してレーザー光線を照射可能な領域にある場合には、認識された前記ロボットの姿勢と前記エリア内加工データ記憶部に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査をリアルタイムに制御する段階と、
を含むことを特徴とするレーザー加工ロボット制御方法。
【請求項１６】
前記加工対象物上に描かれる走査パターンの大きさを指示する段階と、
予め設定されている走査パターンから指示された大きさの走査パターンを生成する段階と、
をさらに含み、
前記レーザー光線の走査を制御する段階では、
予め加工打点に対して設定されている前記レーザー光線の走査パターンに代えて、加工打点に対して生成された大きさの走査パターンに基づいて前記レーザー光線の走査を制御することを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに記載のレーザー加工ロボット制御方法。
【請求項１７】
予め加工打点に対して設定する前記レーザー光線の走査パターンは、前記ロボットを動作させるための教示データに対して独立して教示されていることを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに記載のレーザー加工ロボット制御方法。
【請求項１８】
前記走査パターンは、前記走査パターンに定めた加工打点中心座標とその加工打点中心座標からのオフセット量で規定された複数の点列座標で構成され、前記加工打点中心座標と前記複数の点列座標は、前記加工対象物と同一の座標系の座標で表されていることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか記載のレーザー加工ロボット制御方法。
【請求項１９】
前記レーザー光線の走査を制御する段階では、さらに、前記加工対象物と同一の座標系の座標で表されている、加工打点中心座標および複数の点列座標を、前記ロボットの座標系の座標に変換する段階を含むことを特徴とする請求項１８に記載のレーザー加工ロボットの制御方法。
【請求項２０】
前記オフセット量は、二次元のオフセット量として、または三次元のオフセット量として規定されることを特徴とする請求項１８に記載のレーザー加工ロボットの制御方法。
【請求項２１】
予め設定されている走査パターンは、任意の大きさの任意の形状を有していることを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに記載のレーザー加工ロボットの制御方法。
【請求項２２】
前記走査パターンの大きさは、前記走査パターンの形状の縦と横の大きさとして規定されていることを特徴とする請求項２１に記載のレーザー加工ロボットの制御方法。
【請求項２３】
前記走査パターンの形状は、Ｓ字形状、棒形状、円形状のいずれかであることを特徴とする請求項２１に記載のレーザー加工ロボットの制御方法。
【請求項２４】
加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットとを備えたレーザー加工ロボットの動作を制御するためのレーザー加工ロボット制御プログラムであって、
コンピュータを、
前記ロボットの姿勢を認識する姿勢認識手段、
前記加工対象物の加工打点を記憶する加工打点記憶手段、
前記ロボットの動作を制御して前記レーザー光線走査装置を任意の位置に位置決めするロボット制御手段、
前記レーザー光線走査装置により走査されるレーザー光線の走査パターンを記憶する走査パターン記憶手段、
前記ロボット制御部により前記レーザー光線走査装置が前記加工打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めされた場合に、前記姿勢認識手段で認識された前記ロボットの姿勢と前記走査パターン記憶手段に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御するレーザー光線走査制御手段、
として機能させることを特徴とするレーザー加工ロボット制御プログラム。
【請求項２５】
加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットとを備えたレーザー加工ロボットの動作を制御するためのレーザー加工ロボット制御プログラムであって、
コンピュータを、
前記ロボットの姿勢を認識する姿勢認識手段、
前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点と当該加工打点において前記レーザー光線走査装置により走査されるレーザー光線の走査パターンとを記憶するエリア内加工データ記憶手段、
前記ロボットの動作を制御して前記レーザー光線走査装置を任意の位置に位置決めするロボット制御手段、
前記ロボット制御手段により前記レーザー光線走査装置が前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めされた場合に、前記姿勢認識手段で認識された前記ロボットの姿勢と前記エリア内加工データ記憶手段に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御するレーザー光線走査制御手段、
として機能させることを特徴とするレーザー加工ロボット制御プログラム。
【請求項２６】
加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットとを備えたレーザー加工ロボットの動作を制御するためのレーザー加工ロボット制御プログラムであって、
コンピュータを、
前記ロボットの姿勢を認識する姿勢認識手段、
前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点と当該加工打点において前記レーザー光線走査装置により走査されるレーザー光線の走査パターンとを記憶するエリア内加工データ記憶手段、
前記ロボットの動作を制御して前記レーザー光線走査装置を任意の経路で移動させるロボット制御手段、
前記ロボット制御手段により移動されている前記レーザー光線走査装置の現在位置が前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点に対してレーザー光線を照射可能な領域内にある場合には、前記姿勢認識手段で認識された前記ロボットの姿勢と前記エリア内加工データ記憶手段に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査をリアルタイムに制御するレーザー光線走査制御手段、
として機能させることを特徴とするレーザー加工ロボット制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー加工の教示作業が容易な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に関し、加工として特に溶接に好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ロボットに何らかの作業を行なわせる場合、使用者は、ロボットにその作業をどのような手順で行うのかを教示させる必要がある。例えば、ロボットにアーク溶接を行わせようとする場合、ロボットに、アーク溶接点（移動すべき位置）と、アーク溶接命令（アーク溶接を行うための各種の条件）とを、ロボット言語を用いたプログラムで記述しておく必要がある。
【０００３】
また、ロボットの動作を変更する場合には、既存の記述されている命令と、新たに入力する命令との競合を監視し、競合する場合にはその結果を表示したり、入力を制限したりできるようにし、プログラムの記述ミスの発生を防いでいる（下記特許文献１参照）。
【０００４】
したがって、どのような作業でも、ロボットにプログラムを記述することによって、理論的にはロボットにあらゆる動作をさせることが可能である。
【０００５】
例えば、各軸の動作を制御しＴＣＰ（ツールセンターポイント）の軌跡上で連続的に作業を行うようなアーク溶接ロボットの場合、溶接点におけるビード形状が比較的直線的であることが多いため、教示ポイントはそれほど多くはなく、ロボットに、下記のようなプログラム、すなわち、アーク溶接点とアーク溶接命令とを教示しておきさえすれば、アーク溶接作業は可能である。
【０００６】
001：MOVE（動作形態、動作速度Ａ、溶接開始点）
002：STARTARC(電流値、電圧値、動作速度Ｂ）
003：MOVE（動作形態、動作速度Ａ、溶接継続点）
004：MOVE（動作形態、動作速度Ａ、溶接終了点）
また、ある位置でロボットを一旦停止させ、ＴＣＰの軌跡上で作業を行うようなスポット溶接ロボットの場合、ロボットに、下記のようなプログラム、すなわち、スポット溶接点（ＴＣＰへの移動）とスポット溶接命令（通電サイクル数、電流値、加圧力などのパラメータ）を教示しておきさえすれば、スポット溶接作業は可能である。
【０００７】
001：MOVE（教示点Ａ、動作速度Ａ）  スポット溶接命令（通電サイクル数、電流値、加圧力）
002：MOVE（教示点Ｂ、動作速度Ｂ）  スポット溶接命令（通電サイクル数、電流値、加圧力）
【特許文献１】特開２００２−１２７０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、加工品質を増すなどの要請に応えるために、加工点における形状をＳ字形状や円形状にしようとすると、上記のような従来のプログラミング手法では教示作業に多大の時間がかり、また教示内容の変更が非常に困難になるといった数々の問題が発生する。
【０００９】
例えば、加工として、溶接形状をＳ字状にし、そのＳ字を８０ポイントの点列で構成した場合に、それでレーザー溶接することを考える。この溶接形状のレーザー溶接を、ロボット自体は停止、手先位置は固定の状態において、従来のロボットに行わせようとすると、下記のプログラムに示すように、レーザー光線を走査するスキャナ制御軸の位置決めポイントが多すぎるため、現場でのプログラムの作成および修正は不可能に近くなる。
【００１０】
１打点目のプログラム
001：MOVE（ロボット停止位置Ａ、スキャナ位置Ｓ（１−１）、
動作速度Ａ、レーザー発振ＯＮ指令、出力値）
002：MOVE（ロボット停止位置Ａ、スキャナ位置Ｓ（１−２）、
動作速度Ａ、レーザー発振ＯＮ指令、出力値）
…
079：MOVE（ロボット停止位置Ａ、スキャナ位置Ｓ（１−７９）、
動作速度Ａ、レーザー発振ＯＮ指令、出力値）
080：MOVE（ロボット停止位置Ａ、スキャナ位置Ｓ（１−８０）、
動作速度Ａ、レーザー発振ＯＮ指令、出力値）
２打点目のプログラム
081：MOVE（ロボット停止位置Ａ、スキャナ位置Ｓ（２−１）、
動作速度Ａ、レーザー発振ＯＮ指令、出力値）
082：MOVE（ロボット停止位置Ａ、スキャナ位置Ｓ（２−２）、
動作速度Ａ、レーザー発振ＯＮ指令、出力値）
…
159：MOVE（ロボット停止位置Ａ、スキャナ位置Ｓ（２−７９）、
動作速度Ａ、レーザー発振ＯＮ指令、出力値）
160：MOVE（ロボット停止位置Ａ、スキャナ位置Ｓ（２−８０）、
動作速度Ａ、レーザー発振ＯＮ指令、出力値）
さらに、上記とは異なり、上記の溶接形状のレーザー溶接を、ロボット自体を動作させながら手先位置も同時に動作させるようにして、従来のロボットに行わせようとすると、ロボットの手先の軌跡とスキャナ制御軸のＴＣＰ軌跡位置を教示する必要がある。従来のプログラミング手法では、手先位置がカーブに差し掛かる時点の座標、カーブの頂点座標、カーブを抜ける時点の座標の３点の座標を指定している。このプログラミング手法では、プレイバック時のロボットの移動速度（オーバーライド値）によって、手先の軌跡が異なってしまうため、スキャナ制御軸がどこにレーザー光線を当ててよいのか、または、どこからレーザー溶接を行うかの判断できない。
【００１１】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するために成されたものであり、レーザー加工の教示作業が容易に行える、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の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係るレーザー加工ロボット制御装置は、加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と、前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットと、前記ロボットの姿勢を認識する姿勢認識部と、前記加工対象物の加工打点を記憶する加工打点記憶部と、前記ロボットの動作を制御して前記レーザー光線走査装置を任意の位置に位置決めするロボット制御部と、前記レーザー光線走査装置により走査されるレーザー光線の走査パターンを記憶する走査パターン記憶部と、前記ロボット制御部により前記レーザー光線走査装置が前記加工打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めされた場合に、前記姿勢認識部で認識された前記ロボットの姿勢と前記走査パターン記憶部に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御するレーザー光線走査制御部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、上記目的を達成するための本発明に係る他のレーザー加工ロボット制御装置は、加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と、前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットと、前記ロボットの姿勢を認識する姿勢認識部と、前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点と当該加工打点において前記レーザー光線走査装置により走査されるレーザー光線の走査パターンとを記憶するエリア内加工データ記憶部と、前記ロボットの動作を制御して前記レーザー光線走査装置を任意の位置に位置決めするロボット制御部と、前記ロボット制御部により前記レーザー光線走査装置が前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めされた場合に、前記姿勢認識部で認識された前記ロボットの姿勢と前記エリア内加工データ記憶部に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御するレーザー光線走査制御部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
さらに、上記目的を達成するための本発明に係る他のレーザー加工ロボット制御装置は、加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と、前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットと、前記ロボットの姿勢を認識する姿勢認識部と、前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点と当該加工打点において前記レーザー光線走査装置により走査されるレーザー光線の走査パターンとを記憶するエリア内加工データ記憶部と、前記ロボットの動作を制御して前記レーザー光線走査装置を任意の経路で移動させるロボット制御部と、前記ロボット制御部により移動されている前記レーザー光線走査装置の現在位置が前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点に対してレーザー光線を照射可能な領域内にある場合には、前記姿勢認識部で認識された前記ロボットの姿勢と前記エリア内加工データ記憶部に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査をリアルタイムに制御するレーザー光線走査制御部と、を有することを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明に係るレーザー加工ロボット制御方法は、加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットとを備えたレーザー加工ロボットの制御方法であって、レーザー加工を行うためのプログラムを読み込む段階と、前記ロボットを動作させ前記レーザー光線照射装置を前記加工対象物の予め設定されている加工打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めする段階と、前記ロボットの姿勢を認識する段階と、認識された前記ロボットの姿勢と予め加工打点に対して設定されている前記レーザー光線の走査パターンとに基づいて前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、上記目的を達成するための本発明に係る他のレーザー加工ロボット制御方法は、加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットとを備えたレーザー加工ロボットの制御方法であって、レーザー加工を行うためのプログラムを読み込む段階と、前記ロボットを動作させ前記レーザー光線照射装置を、前記加工対象物に予め設定されたエリア内の予め設定されている加工打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めする段階と、前記ロボットの姿勢を認識する段階と、認識された前記ロボットの姿勢と予め加工打点に対して設定されている前記レーザー光線の走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
さらに、上記目的を達成するための本発明に係る他のレーザー加工ロボット制御方法は、加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットとを備えたレーザー加工ロボットの制御方法であって、レーザー加工を行うためのプログラムを読み込む段階と、前記ロボットにより移動されている前記レーザー光線走査装置の現在位置が前記加工対象物に予め設定されたエリア内の予め設定されている加工打点に対してレーザー光線を照射可能な領域内にあるか否かを判断する段階と、前記レーザー光線走査装置の現在位置が前記加工対象物に予め設定されたエリア内の予め設定された加工打点に対してレーザー光線を照射可能な領域にある場合には、認識された前記ロボットの姿勢と前記エリア内加工データ記憶部に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査をリアルタイムに制御する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するための本発明に係るレーザー加工ロボット制御プログラムは、加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットとを備えたレーザー加工ロボットの動作を制御するためのレーザー加工ロボット制御プログラムであって、コンピュータを、前記ロボットの姿勢を認識する姿勢認識手段、前記加工対象物の加工打点を記憶する加工打点記憶手段、前記ロボットの動作を制御して前記レーザー光線走査装置を任意の位置に位置決めするロボット制御手段、前記レーザー光線走査装置により走査されるレーザー光線の走査パターンを記憶する走査パターン記憶手段、前記ロボット制御手段により前記レーザー光線走査装置が前記加工打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めされた場合に、前記姿勢認識手段で認識された前記ロボットの姿勢と前記走査パターン記憶手段に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御するレーザー光線走査制御手段、として機能させることを特徴とする。
【００１９】
また、上記目的を達成するための本発明に係る他のレーザー加工ロボット制御プログラムは、加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットとを備えたレーザー加工ロボットの動作を制御するためのレーザー加工ロボット制御プログラムであって、コンピュータを、前記ロボットの姿勢を認識する姿勢認識手段、前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点と当該加工打点において前記レーザー光線走査装置により走査されるレーザー光線の走査パターンとを記憶するエリア内加工データ記憶手段、前記ロボットの動作を制御して前記レーザー光線走査装置を任意の位置に位置決めするロボット制御手段、前記ロボット制御手段により前記レーザー光線走査装置が前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めされた場合に、前記姿勢認識手段で認識された前記ロボットの姿勢と前記エリア内加工データ記憶手段に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御するレーザー光線走査制御手段、として機能させることを特徴とする。
【００２０】
さらに、上記目的を達成するための本発明に係る他のレーザー加工ロボット制御プログラムは、加工対象物に対してレーザー光線を走査できるように構成したレーザー光線走査装置と前記レーザー光線走査装置を３次元方向に移動可能に取り付けたロボットとを備えたレーザー加工ロボットの動作を制御するためのレーザー加工ロボット制御プログラムであって、コンピュータを、前記ロボットの姿勢を認識する姿勢認識手段、前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点と当該加工打点において前記レーザー光線走査装置により走査されるレーザー光線の走査パターンとを記憶するエリア内加工データ記憶手段、前記ロボットの動作を制御して前記レーザー光線走査装置を任意の経路で移動させるロボット制御手段、前記ロボット制御手段により移動されている前記レーザー光線走査装置の現在位置が前記加工対象物に設定されたエリア内の加工打点に対してレーザー光線を照射可能な領域内にある場合には、前記姿勢認識手段で認識された前記ロボットの姿勢と前記エリア内加工データ記憶手段に記憶されている走査パターンとに基づいて、前記レーザー光線走査装置から前記加工打点に対して照射するレーザー光線の走査をリアルタイムに制御するレーザー光線走査制御手段、として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように構成された本発明に係る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によれば、レーザー光線の走査パターンを独自に設けているので、換言すれば、ロボットの動作の制御に用いる教示データ（加工打点の座標またはエリアを表す座標）に対して独立して設けているので、教示作業を行う場合に、走査パターンの教示のみを独立して行うことができることから、教示作業の効率を大幅に向上させることができ、また、教示内容の変更にも迅速に対応することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る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のそれぞれについて、加工としてレーザー溶接を行う場合を、［実施形態１］から［実施形態３］に分けて、図面を参照しながら詳細に説明する。
［実施形態１］
図１は、本発明が適用されるレーザー溶接システムの概略構成図であり、図２は、レーザー光線走査装置の内部構造図である。図１に示すレーザー溶接システムは、加工対象物としての被溶接物であるワークＷに、ワークＷ上に位置されるレーザー光走査装置３からレーザー光線１００を照射することによって、直接ワークＷに触れることなくワークＷの溶接を行うものである。
【００２３】
図示するレーザー溶接システムは、ロボット１と、ロボット１のアーム２の先端に取り付けられ、レーザー光線１００を照射するレーザー光線走査装置３と、レーザー光線走査装置３にレーザー光線を送るレーザー発振器５と、レーザー発振器５からレーザー光線走査装置３までレーザー光線を導く光ファイバーケーブル６と、ロボット１およびレーザー光線走査装置３の動作を制御するロボット制御装置７と、ロボット制御装置７に各種の指示を送るティーチボックス８と、ロボット制御装置７にＣＡＤデータを送るＣＡＤシステム９とから構成される。
【００２４】
ロボット１は一般的な多軸ロボットであり、教示作業によって与えられた経路データにしたがってアーム２が駆動され、レーザー光線走査装置３を３次元の様々な位置および方向に移動させることができる。レーザー発振器５にはＹＡＧレーザーが用いられ、レーザー発振器５で発生されたレーザー光線は光ファイバーケーブル６によってレーザー光線走査装置３に導かれる。レーザー光線走査装置３は導かれたレーザー光線を内蔵した反射ミラーで反射し、ワークＷの加工打点（以下、溶接打点と称する）に対して強力なレーザー光線１００を走査する。走査されたレーザー光線１００は溶接打点上に照射され、レーザー光線走査装置３が走査した形状にしたがって溶接打点の溶接が行われる。
【００２５】
ロボット制御装置７はロボット１の姿勢を認識しながらロボット１の動作を制御するのみならず、レーザー発振器５のＯＮ、ＯＦＦの制御も行うことができる。また、ＣＡＤシステム９からＣＡＤデータを取得して、レーザー光線走査装置３がワークＷに予め設定したエリアのどのエリアにレーザー光線１００を照射しようとしているのかを把握することもできる。
【００２６】
レーザー光線走査装置３は、レーザー光線を走査できるように構成されており、図２に示すように、光ファイバーケーブル６によって導かれたレーザー光線１００を、溶接打点に向けて照射するための反射ミラー１１と、反射ミラー１１を回動させるモータ１６および１７およびレンズ群１２とを有している。
【００２７】
反射ミラー１１は、鏡面を通る垂直な軸線をＺ軸とし、Ｚ軸と直交するＸ軸およびＹ軸をそれぞれ中心として独立に回動自在に支持されている。モータ１６およびモータ１７は、それぞれのモータの回動位置の合成によって、反射ミラー１１の向きを３次元方向に変える。したがって、反射ミラー１１は、光ファイバーケーブル６から入射されるレーザー光線を３次元方向に放射自在に取り付けられている。反射ミラー１１を３次元方向に揺動させることによって、ワークＷ上に設定されている溶接打点に走査パターンを描かせることができる。
【００２８】
レンズ群１２は、光ファイバーケーブル６の端部から放射されたレーザー光線を平行光にするためのコリメートレンズ１２１と平行光となったレーザー光線１００をワークＷ上で集光させるための集光レンズ１２２から構成される。したがって、レーザー光線走査装置３は溶接打点から反射ミラー１１までの距離がある範囲内に収まるように、ワークＷとの距離を保つ必要がある。
【００２９】
図３は、本実施形態に係るレーザー溶接ロボットの制御装置の制御系のブロック図である。
【００３０】
ロボット制御装置７は、溶接打点記憶部２１、ロボット制御部２２、走査パターン記憶部２３、走査パターン生成部２４およびレーザー光線走査制御部２５を備えている。
【００３１】
溶接打点記憶部２１は、予め教示作業によって教示されたワークＷの溶接打点を記憶するものである。溶接打点は、ワークＷの溶接箇所を示し３次元座標によって表されている。通常、ワークＷの溶接打点は、ＣＡＤシステム９（図１参照）によって予め作成されており、溶接打点記憶部２１は、ＣＡＤシステム９で作成済みの溶接打点データをＣＡＤシステム９から取得し、これを記憶する。
【００３２】
ロボット制御部２２は、ロボット制御部２２内の記憶装置（図示せず）に記憶されている教示データに基づいて、ロボット１の各軸モータの回転量を制御し、レーザー光線走査装置３が予め定められた位置、例えば、ワークＷに設定されている溶接打点上の所定の位置で順次停止するように制御する。ロボット制御装置２２は、ロボット１の各軸モータの回転量（エンコーダー値）に基づいてロボット１の姿勢を認識することもできるようになっている。したがって、ロボット制御部は、ロボット１の姿勢を認識する姿勢認識部としても機能することになる。また、ロボット制御部２２は、認識されているロボットの姿勢に基づいて、レーザー光線走査装置３がワークＷのある溶接打点に対してレーザー光線を照射可能な位置にあるか否かを判断する機能をも備えている。
【００３３】
走査パターン記憶部２３は、レーザー光線走査装置３により走査されるレーザー光線１００の走査パターンを記憶している記憶装置であり、走査パターン記憶部２３に記憶しておく走査パターンは任意の大きさの任意の形状で良いが、本実施形態では、例えば、図４に示すＳ字形状の走査パターンを記憶してある。走査パターンは、例えば、Ｓ字形状であってその縦（溶接長さ）が何ｍｍ、横（溶接幅）が何ｍｍというように、その大きさが走査パターンの形状の縦と横の大きさとして規定されている。なお、本実施形態では走査パターンをＳ字形状として説明するが、図５のような棒形状であっても、図６のような円形状であっても良い。なお、走査パターンはＣＡＤで作成されるため、走査パターン記憶部２３にはＣＡＤからのデータが記憶されることになる。
【００３４】
ここで、走査パターンの表現方法を説明しておく。走査パターンは、走査パターンに定めた溶接打点中心座標とその溶接打点中心座標からのオフセット量で規定された複数の点列座標で構成し、溶接打点中心座標と点列座標は、ワークＷと同一の座標系の座標で表している。
【００３５】
例えば、走査パターンが図４に示すようなＳ字形状である場合、Ｓ字形状の溶接長さと溶接幅は図のように規定されている。Ｓ字形状の重心を溶接打点中心座標（Ｗｘｃｎｔ、Ｗｙｃｎｔ，Ｗｚｃｎｔ）とし、この溶接打点中心座標を原点として、ワークＷと同一の座標系（Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）が規定されている。そして、Ｓ字形状を構成する８０の点列座標（Ｗｘｃｎｔ＋Ｗｘ（０）、Ｗｙｃｎｔ＋Ｗｙ（０），Ｗｚｃｎｔ＋Ｗｚ（０））から（Ｗｘｃｎｔ＋Ｗｘ（７９）、Ｗｙｃｎｔ＋Ｗｙ（７９），Ｗｚｃｎｔ＋Ｗｚ（７９））は、溶接打点中心座標からのオフセット量（図示点線で示すベクトル量）として定義されている。このベクトルで示されるオフセット量は、Ｓ字形状を構成する各点が溶接打点中心座標からどの程度離れているのかを示している。なお、オフセット量は、二次元のオフセット量として規定することもできるし、三次元のオフセット量として規定することもできる。
【００３６】
走査パターンが図５に示すような棒形状である場合、その棒形状の重心を溶接打点中心座標（Ｗｘｃｎｔ、Ｗｙｃｎｔ，Ｗｚｃｎｔ）とし、この溶接打点中心座標を原点として、ワークＷと同一の座標系（Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）が規定されている。そして、棒形状を構成する３０の点列座標（Ｗｘｃｎｔ＋Ｗｘ（０）、Ｗｙｃｎｔ＋Ｗｙ（０），Ｗｚｃｎｔ＋Ｗｚ（０））から（Ｗｘｃｎｔ＋Ｗｘ（２９）、Ｗｙｃｎｔ＋Ｗｙ（２９），Ｗｚｃｎｔ＋Ｗｚ（２９））は、溶接打点中心座標からのオフセット量（図示点線で示すベクトル量）として定義されている。
【００３７】
さらに、走査パターンが図６に示すような円形状である場合、その円形状の重心を溶接打点中心座標（Ｗｘｃｎｔ、Ｗｙｃｎｔ，Ｗｚｃｎｔ）とし、この溶接打点中心座標を原点として、ワークＷと同一の座標系（Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）が規定されている。そして、円形状を構成する８０の点列座標（Ｗｘｃｎｔ＋Ｗｘ（０）、Ｗｙｃｎｔ＋Ｗｙ（０），Ｗｚｃｎｔ＋Ｗｚ（０））から（Ｗｘｃｎｔ＋Ｗｘ（７９）、Ｗｙｃｎｔ＋Ｗｙ（７９），Ｗｚｃｎｔ＋Ｗｚ（７９））は、溶接打点中心座標からのオフセット量（図示点線で示すベクトル量）として定義されている。
【００３８】
走査パターン記憶部２３に記憶させる走査パターンも溶接打点と同様にＣＡＤシステム９（図１参照）によって作成されるが、溶接打点と走査パターンとは、ＣＡＤシステム９によって個別に独立して教示させる。つまり、溶接打点と走査パターンとは全く別のデータとして扱えるようになっている。そのため、溶接打点記憶部２１と走査パターン記憶部２３とは別々に設けている。
【００３９】
走査パターン生成部２４は、走査パターン記憶部２３に記憶されている走査パターンのＳ形状から、記憶されているままの大きさのＳ形状、または、ティーチボックス８が有している指示部２６によって指示された大きさのＳ形状を生成するものである。
【００４０】
レーザー光線走査制御部２５は、走査パターン生成部２４によって生成された大きさのＳ形状（走査パターン）を入力すると共に、ロボット制御部２２が認識しているロボット１の姿勢をも考慮して、溶接打点上に描くＳ形状の点列座標（８０ポイント程度）を算出し、その点列座標に基づいてレーザー光線走査装置の反射ミラー１１を揺動させる。また、レーザー光線走査制御部２５は、ワークＷと同一の座標系の座標で表されている、走査パターンの溶接打点中心座標およびその溶接打点中心座標からのオフセット量で規定された複数の点列座標を、ロボット１の座標系の座標に変換する機能をも有している。
【００４１】
指示部２６は、ワークＷの溶接打点上に描かれる走査パターンの大きさを指示するものであって、例えば、走査パターンであるＳ形状の縦方向を、溶接打点記憶部２１に記憶されているＳ形状の３倍に、そして横方向を１.５倍にと言うように、溶接打点に要求される例えば溶接強度に応じて指示する。
【００４２】
なお、本実施形態では、走査パターンの大きさの指示を指示部２６によって行うようにしたが、その指示を、レーザー溶接を行う場合に読み込むプログラム内に埋め込むようにしても良い。
【００４３】
次に、本実施形態に係るレーザー溶接ロボット制御装置の動作を、図７に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。このフローチャートの概略の動作は、本発明に係るレーザーロボット制御方法の手順を示すものでもある。本実施形態では、ロボットを教示された位置で停止させ、その場所でレーザー光線走査装置３が照射可能な１つの溶接打点に対してレーザー溶接を行い、次の溶接打点をレーザー溶接する場合にはさらにロボットを次の位置に移動させてレーザー溶接を行うという動作を繰り返し、１点ずつ順次レーザー溶接を行い、すべての溶接打点に対するレーザー溶接を完了するというものである。
【００４４】
ロボット制御部２２はレーザー溶接用のプログラムを読み込む。レーザー溶接用のプログラムは、具体的には、［ｎ：ＭＯＶＥ（ロボット停止位置、動作速度、溶接打点中心座標、走査パターン、溶接幅、溶接長さ）］という構造を有するものである（Ｓ１）。
【００４５】
次に、ロボット制御部２２は走査パターン記憶部２３に記憶されている走査パターンを用いた溶接を行うか否かを判断する。この判断は、レーザー溶接用のプログラムに走査パターンの記述があるかないかで判断することができる（Ｓ２）。読み込んだレーザー溶接用のプログラムに走査パターンの記述がない場合には、走査パターンを用いた溶接は指示されていないので（Ｓ２：ＮＯ）、通常のレーザー溶接作業を行うための処理をする。この処理は、本発明には直接関係がないので詳しい説明は省略する（Ｓ３）。
【００４６】
ロボット制御部２２はＭＯＶＥ命令によりロボット１の手先位置、すなわちレーザー光線走査装置３をプログラムに記述されている動作速度で移動させ、ロボット停止位置で位置決めする。同時に、レーザー光線走査装置３の反射ミラー１１をワークＷの溶接打点に向けて位置決めする。詳細には、溶接打点中心座標にレーザー光線が照射されるような向きに反射ミラー１１の向きを調整する。レーザー光線走査装置３はこの位置から、特定の溶接打点に対してレーザー光線を照射することができる（Ｓ４）。
【００４７】
走査パターン生成部２４は、走査パターン記憶部２３から走査パターンを読み込む。本実施形態では図４に示したＳ字形状の走査パターンを読み込むことになる（Ｓ５）。
【００４８】
走査パターン生成部２４は、ワークＷの溶接打点に走査パターンを描くため、ワークＷの座標系で記述された、読み込んだ（走査パターン記憶部２３に記憶されている）溶接打点中心座標、溶接幅、溶接長さから、走査パターンの８０点ある各点の座標を演算する（Ｓ６）。
【００４９】
次に、演算された８０点の座標を、読み込んだプログラムに記述されている「溶接幅」、「溶接長さ」に基づいて縦方向（溶接長さ方向）及び横（溶接幅）方向にシフトさせて、要求されている大きさの走査パターンを生成するバイアス処理を行う（Ｓ７）。
【００５０】
レーザー光線走査制御部２５は、生成された走査パターンの８０点の座標を、ワークの座標系からロボットの座標系に換算する。同時にロボット制御部が認識しているロボット１の姿勢を入力し、現在のロボット１の姿勢でターゲットとしているワークＷの溶接打点上に、要求されている大きさの走査パターンを描くための反射ミラー１１の揺動の仕方（揺動開始から終了までの各時刻における反射ミラー１１の角度）を演算する（Ｓ８）。
【００５１】
以上の演算が終了したら、ロボット制御装置７はレーザー発振器５に起動指令を出力し、レーザー発振機５をＯＮさせる（Ｓ９）。レーザー発振器５がＯＮされると、反射ミラー１１に向けてレーザー光線が照射され、反射ミラー１１は演算されたように揺動される。
【００５２】
レーザー光線走査制御部２５は、反射ミラー１１の揺動が終了（走査パターンの照射が終了）したか否かを判断する（Ｓ１０）。反射ミラーの揺動が終了していなければレーザー発振器５をＯＮさせたままレーザー溶接を継続し（Ｓ１０：ＮＯ）、反射ミラーの揺動が終了したら（Ｓ１０：ＹＥＳ）、レーザー発振器５をＯＦＦしてレーザー溶接を終了する（Ｓ１１）。
【００５３】
以上の処理によって、１箇所の溶接打点への走査パターンの照射が終了する。なお、本実施形態では、走査パターンとしてＳ字形状を例示したが、走査パターン記憶部２３に、前述のような棒状、円形状の走査パターンも記憶させておき、ワークの種類に応じて、使用する走査パターンの形状を選択できるようにしても良い。また、溶接打点ごとに使用する走査パターンの形状を選択できるようにしても良い。
【００５４】
このように、本発明に係るレーザー溶接ロボット制御装置では、ロボット１の動作に関わる教示データとは別に、走査パターンのデータを記憶させておき、ロボット１が位置決めされた後は、走査パターンのデータに基づいてレーザー溶接を行うようにしてあるので、従来のように、ロボット１に走査パターン（本実施形態では各溶接対象に対して８０点）を教示させる必要がなくなり、その分教示時間を大幅に減少させることができる。また、走査パターンの形状を変更したいときには、走査パターン記憶部２３に記憶させるデータを変更するだけで良いので、走査パターンの形状の変更も容易に行うことができる。
【００５５】
また、本実施形態に係るレーザー溶接ロボット制御装置は、コンピュータによって構成することもできる。この場合、コンピュータは、レーザー溶接ロボット制御プログラムによって、ロボット１の姿勢を認識する姿勢認識手段（ロボット制御部２２）、ワークＷの溶接打点を記憶する溶接打点記憶手段（溶接打点記憶部２１）、ロボット１の動作を制御してレーザー光線走査装置３を任意の位置に位置決めするロボット制御手段（ロボット制御部２２）、レーザー光線走査装置３により走査されるレーザー光線の走査パターンを記憶する走査パターン記憶手段（走査パターン記憶部２３）、ロボット制御部２２によりレーザー光線走査装置３が溶接打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めされた場合に、姿勢認識手段で認識されたロボットの姿勢と走査パターン記憶手段に記憶されている走査パターンとに基づいて、レーザー光線走査装置３から溶接打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御するレーザー光線走査制御手段（レーザー光線走査制御部２５）として機能することになる。
［実施形態２］
以上で説明した実施形態１は、レーザー光線走査装置３を停止させた状態で、１箇所の溶接打点に対して走査パターンを照射するものであったが、本実施形態では、レーザー光線走査装置３を停止させた状態で、設定されているエリア内に存在するすべての溶接打点に対して順番に走査パターンを照射できるようにしたものである。
【００５６】
したがって、本実施形態が適用されるレーザー溶接システムの構成は図１および図２に示したものと同一であるため、その構成の詳細な説明は省略する。
【００５７】
図８は、本実施形態に係るレーザー溶接ロボットの制御装置の制御系のブロック図である。ロボット制御装置７は、実施形態１で説明したものとほぼ同一の構成を有しているが、構成上は走査パターン記憶部２３に代えて、エリア内溶接データ記憶部２８を備えている点が異なっている。以下に、ロボット制御装置７の構成を詳細に説明する。
【００５８】
ロボット制御装置７は、溶接打点記憶部２１、ロボット制御部２２、走査パターン生成部２４、レーザー光線走査制御部２５およびエリア内溶接データ記憶部２８を備えている。
【００５９】
溶接打点記憶部２１は、予め教示作業によって教示されたワークＷの溶接打点を記憶するものである。溶接打点は、ワークＷの溶接箇所を示し３次元座標によって表されている。通常、ワークＷの溶接打点は、ＣＡＤシステム９（図１参照）によって予め作成されており、溶接打点記憶部２１は、ＣＡＤシステム９で作成済みの溶接打点データをＣＡＤシステム９から取得し、これを記憶する。
【００６０】
ロボット制御部２２は、ロボット制御部２２内の記憶装置（図示せず）に記憶されている教示データに基づいて、ロボット１の各軸モータの回転量を制御し、レーザー光線走査装置３が予め定められた位置、例えば、ワークＷに設定されている溶接打点上の所定の位置で順次停止するように制御する。ロボット制御装置２２は、ロボット１の各軸モータの回転量（エンコーダー値）に基づいてロボット１の姿勢を認識することもできるようになっている。したがって、ロボット制御部は、ロボット１の姿勢を認識する姿勢認識部としても機能することになる。また、ロボット制御部２２は、認識されているロボットの姿勢に基づいて、レーザー光線走査装置３がワークＷのある溶接打点に対してレーザー光線を照射可能なエリアにあるか否かを判断する機能をも備えている。
【００６１】
エリア内溶接データ記憶部２８は、図９に示すように、ワークＷに設定されたエリアＡ内の溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)、エリアＢ内の溶接打点Ｓ(5)〜Ｓ(9)、エリアＣ内の溶接打点Ｓ(10)〜Ｓ(13)と、レーザー光線走査装置３の通過経路に設定されたエリアａ、エリアｂ、エリアｃとを記憶すると共に、レーザー光線走査装置３により走査されるレーザー光線１００の走査パターンを記憶している記憶装置である。
【００６２】
ワークＷに存在する溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(13)は、図示されていないＣＡＤによって設定されるが、各溶接打点は、グループ化されて各エリアに割り当てられる。例えば図９に示すように、エリアＡに溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)を割り当ててグループ化し、エリアＢに溶接打点Ｓ(5)〜Ｓ(9)を割り当ててグループ化し、エリアＣに溶接打点Ｓ(10)〜Ｓ(13)を割り当ててグループ化する。また、レーザー光線走査装置３の通過経路上において、レーザー光線走査装置３を停止させた状態で溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)を走査することができる範囲をエリアａとして設定し、同様に、溶接打点Ｓ(5)〜Ｓ(9)を走査することができる範囲をエリアｂとして設定し、溶接打点Ｓ(10)〜Ｓ(13)を走査することができる範囲をエリアｃとして設定する。各溶接打点のグループ化と、エリアａ，ｂ，ｃの設定はＣＡＤシステム９（図１参照）上で行われ、エリアａ，ｂ，ｃごとに、図１０に示すようなエリアテーブルとしてエリア内溶接データ記憶部２８に記憶される。
【００６３】
エリア内溶接データ記憶部２８に記憶しておく走査パターンは任意の大きさの任意の形状で良いが、本実施形態では、例えば、図４に示すＳ字形状の走査パターンを記憶してある。走査パターンは、例えば、Ｓ字形状であってその縦（溶接長さ）が何ｍｍ、横（溶接幅）が何ｍｍというように、その大きさが走査パターンの形状の縦と横の大きさとして規定されている。なお、本実施形態では走査パターンをＳ字形状として説明するが、図５のような棒形状であっても、図６のような円形状であっても良い。走査パターンは、走査パターンに定めた溶接打点中心座標とその溶接打点中心座標からのオフセット量で規定された複数の点列座標で構成し、溶接打点中心座標と点列座標は、ワークＷと同一の座標系の座標で表している。
【００６４】
エリア内溶接データ記憶部２８に記憶させる走査パターンも溶接打点と同様にＣＡＤシステム９によって作成されるが、溶接打点と走査パターンとは、ＣＡＤシステム９によって個別に独立して教示させる。つまり、溶接打点と走査パターンとは全く別のデータとして扱えるようになっている。そのため、溶接打点記憶部２１とエリア内溶接データ記憶部２８とは別々に設けている。
【００６５】
走査パターン生成部２４は、走査パターン記憶部２３に記憶されている走査パターンのＳ形状から、記憶されているままの大きさのＳ形状、または、ティーチボックス８が有している指示部２６によって指示された大きさのＳ形状を生成するものである。
【００６６】
レーザー光線走査制御部２５は、ロボット制御部２２によってレーザー光線走査装置３が、ワークＷに設定されたエリアＡ内の溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)、エリアＢ内の溶接打点Ｓ(5)〜Ｓ(9)、エリアＣ内の溶接打点Ｓ(10)〜Ｓ(13)に対してレーザー光線が照射可能なエリアａ、エリアｂ、エリアｃのいずれかに位置決めされた場合に、走査パターン生成部２４によって生成された大きさのＳ形状（走査パターン）を入力すると共に、ロボット制御部２２が認識しているロボット１の姿勢をも考慮して、エリアＡ、Ｂ、Ｃに存在する溶接打点上に描くＳ形状の点列座標（８０ポイント程度）を算出し、その点列座標に基づいてレーザー光線走査装置の反射ミラー１１を揺動させる。
【００６７】
また、レーザー光線走査制御部２５は、ワークＷと同一の座標系の座標で表されている、走査パターンの溶接打点中心座標およびその溶接打点中心座標からのオフセット量で規定された複数の点列座標を、ロボット１の座標系の座標に変換する機能をも有している。
【００６８】
指示部２６は、ワークＷの溶接打点上に描かれる走査パターンの大きさを指示するものであって、例えば、走査パターンであるＳ形状の縦方向を、溶接打点記憶部２１に記憶されているＳ形状の３倍に、そして横方向を１.５倍にと言うように、溶接打点に要求される例えば溶接強度に応じて指示する。
【００６９】
なお、本実施形態では、走査パターンの大きさの指示を指示部２６によって行うようにしたが、その指示を、レーザー溶接を行う場合に読み込むプログラム内に埋め込むようにしても良い。
【００７０】
次に、本実施形態に係るレーザー溶接ロボット制御装置の動作を、図１１に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。このフローチャートの概略の動作は、本発明に係るレーザーロボット制御方法の手順を示すものでもある。本実施形態では、ロボットが教示経路を移動している最中に、レーザー光線走査装置３が予め設定されたエリアに入ったことが認識されたら、その時点でレーザー光線走査装置３を停止させ、その場所から照射可能な複数の溶接打点（予めグループ化しておく）に対して順番にレーザー溶接を行い、すべての溶接打点のレーザー溶接が終了したら、次のエリアに向けてレーザー光線走査装置３を移動させてそのエリア内に存在する溶接打点のレーザー溶接を行うという動作を繰り返し、エリアごとにレーザー光線走査装置３を移動させて、すべての溶接打点に対するレーザー溶接を完了するというものである。
【００７１】
ロボット制御部２２はレーザー溶接用のプログラムを読み込む。レーザー溶接用のプログラムは、具体的には、［ｎ：ＭＯＶＥ（ロボット停止位置、動作速度、エリアテーブル番号）］という構造を有するものである（Ｓ２１）。
【００７２】
次に、ロボット制御部２２は走査パターン記憶部２３に記憶されている走査パターンを用いた溶接を行うか否かを判断する。この判断は、レーザー溶接用のプログラムにエリアテーブル番号の記述があるかないかで判断することができる（Ｓ２２）。読み込んだレーザー溶接用のプログラムにエリアテーブル番号の記述がない場合には、走査パターンを用いた溶接は指示されていないので（Ｓ２２：ＮＯ）、通常のレーザー溶接作業を行うための処理をする。この処理は、本発明には直接関係がないので詳しい説明は省略する（Ｓ２３）。
【００７３】
ロボット制御部２２はＭＯＶＥ命令によりロボット１の手先位置、すなわちレーザー光線走査装置３をプログラムに記述されている動作速度で移動させ、エリアａ内に設定されているロボット停止位置で位置決めする。同時に、レーザー光線走査装置３の反射ミラー１１をワークＷの溶接打点に向けて位置決めする。詳細には、溶接打点中心座標にレーザー光線が照射されるような向きに反射ミラー１１の向きを調整する。レーザー光線走査装置３はこの位置から、エリアＡ内のすべての溶接打点に対してレーザー光線を照射することができる（Ｓ２４）。
【００７４】
走査パターン生成部２４は、エリア内溶接データ記憶部２３に記憶されている図１０に示したような構成のエリアテーブルを読み込む。この場合、レーザー光線走査装置３はエリアａ内で停止しているので、エリアａ用のエリアテーブルが読み込まれることになる。エリアａ用のエリアテーブルには、図９に示すようにＳ(1)からＳ(4)までの４箇所の溶接打点に関する走査パターンに関する情報が記載されているので、以下の処理では、図１２に示すように、レーザー光線走査装置３はエリアａ内で停止させたまま、エリアＡにグループ化されている溶接打点Ｓ(1)からＳ(4)の順番に走査パターンを描くことになる（Ｓ２５）。
【００７５】
次に、ロボット制御部２２は、エリアａのすべての溶接打点の溶接処理が完了したか否かを判断する（Ｓ２６）。エリアａのすべての溶接打点の溶接処理が完了していれば（Ｓ２６：ＹＥＳ）、図９に示すような、次のエリアｂの溶接処理に入る。一方、エリアａのすべての溶接打点の溶接処理が完了していなければ（Ｓ２６：ＮＯ）、走査パターン生成部２４は、溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)の走査パターンを図１０に示したエリアテーブルから読み込む。本実施形態では図４に示したＳ字形状の走査パターンを読み込むことになる（Ｓ２７）。
【００７６】
走査パターン生成部２４は、溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)に走査パターンを描くため、ワークＷの座標系で記述された溶接幅、溶接長さ、ｘ、ｙ、ｚ座標から、走査パターンの８０点ある各点の座標を、溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)について演算する（Ｓ２８）。
【００７７】
次に、演算された溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)についての各８０点の座標を、読み込んだプログラムに記述されている「溶接幅」、「溶接長さ」に基づいて縦方向（溶接長さ方向）及び横（溶接幅）方向にシフトさせて、要求されている大きさの走査パターンを生成するバイアス処理を行う（Ｓ２９）。
【００７８】
レーザー光線走査制御部２５は、生成された走査パターンの溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)についての各８０点の座標を、ワークの座標系からロボットの座標系に換算する。同時にロボット制御部が認識しているロボット１の姿勢を入力し、現在のロボット１の姿勢でターゲットとしているワークＷの溶接打点上に、要求されている大きさの走査パターンを描くための反射ミラー１１の揺動の仕方（揺動開始から終了までの各時刻における反射ミラー１１の角度）を演算する（Ｓ３０）。
【００７９】
以上の演算が終了したら、ロボット制御装置７はレーザー発振器５に起動指令を出力し、レーザー発振機５をＯＮさせる（Ｓ３１）。レーザー発振器５がＯＮされると、反射ミラー１１に向けてレーザー光線が照射され、反射ミラー１１は演算されたように揺動される。
【００８０】
レーザー光線走査制御部２５は、反射ミラー１１の揺動が終了（走査パターンの照射が終了）したか否かを判断する。つまり、１箇所の溶接打点に対する走査が終了したか否かを判断する（Ｓ３２）。反射ミラーの揺動が終了していなければレーザー発振器５をＯＮさせたままレーザー溶接を継続し（Ｓ３２：ＮＯ）、反射ミラーの揺動が終了したら（Ｓ３２：ＹＥＳ）、レーザー発振器５をＯＦＦしてレーザー溶接を終了する（Ｓ３３）。レーザー発振器５のＯＮ、ＯＦＦは、１箇所の溶接打点に対する走査の度に行われる。以上の処理によって、図１２に示すように、エリアａの溶接打点Ｓ(1)から溶接打点Ｓ(4)への走査パターンの照射が１箇所ずつ順番に行われ、エリアＡに設定されているすべての溶接打点への溶接が終了する。
【００８１】
以上のようにして、エリアａの溶接打点の溶接が終了したら、次に、レーザー光線走査装置３を図１０及び図１３に示すようにエリアｂ内に移動させ、上記と同様の処理を行って、エリアＢに設定されているＳ(5)からＳ(9)の溶接が順番に行われ、さらに、レーザー光線走査装置３をエリアｃ内に移動させ、エリアＣに設定されているＳ(10)からＳ(13)の溶接が順番に行われ、ワークＷに設定されているすべての溶接打点に対する溶接が終了する。
【００８２】
なお、本実施形態では、走査パターンとしてＳ字形状を例示したが、エリア内溶接データ記憶部２３に、前述のような棒状、円形状の走査パターンも記憶させておき、ワークの種類に応じて、使用する走査パターンの形状を選択できるようにしても良い。また、溶接打点ごとに使用する走査パターンの形状を選択できるようにしても良い。
【００８３】
このように、本発明に係るレーザー溶接ロボット制御装置では、ロボット１の動作に関わる教示データとは別に、エリアテーブルとして走査パターンのデータを記憶させておき、ロボット１が位置決めされた後は、走査パターンのデータに基づいてレーザー溶接を行うようにしてあるので、実施形態１のように、走査パターンを教示させる必要がなくなり、その分教示時間を大幅に減少させることができる。また、走査パターンの形状を変更したいときや溶接打点を増減させたいときには、エリアテーブルの記述をＣＡＤシステムによって変更すればよいので、変更作業が容易に行なえることになる。
【００８４】
また、本実施形態に係るレーザー溶接ロボット制御装置は、コンピュータによって構成することもできる。この場合、コンピュータは、レーザー溶接ロボット制御プログラムによって、ロボット１の姿勢を認識する姿勢認識手段（ロボット制御部２２）、ワークＷに設定されたエリア内の溶接打点と当該溶接打点においてレーザー光線走査装置３により走査されるレーザー光線の走査パターンとを記憶するエリア内溶接データ記憶手段（エリア内溶接データ記憶部２３）、ロボット１の動作を制御してレーザー光線走査装置３を任意の位置に位置決めするロボット制御手段（ロボット制御部２２）、ロボット制御部２２によりレーザー光線走査装置３がワークＷに設定されたエリア内の溶接打点に対してレーザー光線を照射可能な位置に位置決めされた場合に、姿勢認識手段（ロボット制御部２２）で認識されたロボット１の姿勢とエリア内溶接データ記憶手段（エリア内溶接データ記憶部２３）に記憶されている走査パターンとに基づいて、レーザー光線走査装置３から溶接打点に対して照射するレーザー光線の走査を制御するレーザー光線走査制御手段（レーザー光線走査制御部２５）として機能することになる。
［実施形態３］
以上で説明した実施形態１及び実施形態２は、レーザー光線走査装置３を停止させた状態で、１箇所の溶接打点に対して、または複数の溶接打点に対して走査パターンを照射するものであったが、本実施形態では、レーザー光線走査装置３を動かしながら、設定されているエリア内に存在するすべての溶接打点に対して順番に走査パターンを照射できるようにしたものである。
【００８５】
したがって、本実施形態が適用されるレーザー溶接システムの構成は図１および図２に示したものと同一であり、また、レーザー溶接ロボットの制御装置の制御系も図７に示したものとほぼ同一であるため、その構成の詳細な説明は省略する。
【００８６】
ただ、エリア内溶接データ記憶部２８に記憶させておくデータが実施形態２の場合と異なり、また、レーザー光線走査制御部２５の動作も実施形態２の場合と若干異なっているので、その点について説明しておく。
【００８７】
エリア内溶接データ記憶部２８は、図１４に示すように、ワークＷに設定されたエリアＡ内の溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)、エリアＢ内の溶接打点Ｓ(5)〜Ｓ(9)、エリアＣ内の溶接打点Ｓ(10)〜Ｓ(13)と、レーザー光線走査装置３の通過経路に設定された直方体状の三次元のエリアａ、エリアｂ、エリアｃとを記憶すると共に、レーザー光線走査装置３により走査されるレーザー光線１００の走査パターンを記憶している記憶装置である。
【００８８】
ワークＷに存在する溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(13)は、図示されていないＣＡＤによって設定されるが、各溶接打点は、グループ化されて三次元の各エリアａ、ｂ、ｃに割り当てられる。例えば図１４に示すように、エリアＡに溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)を割り当ててグループ化し、エリアＢに溶接打点Ｓ(5)〜Ｓ(9)を割り当ててグループ化し、エリアＣに溶接打点Ｓ(10)〜Ｓ(13)を割り当ててグループ化する。また、レーザー光線走査装置３の通過経路内において、レーザー光線走査装置３を移動させている状態で溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)を走査することができる立体的な範囲をエリアａとして設定し、同様に、溶接打点Ｓ(5)〜Ｓ(9)を走査することができる立体的な範囲をエリアｂとして設定し、溶接打点Ｓ(10)〜Ｓ(13)を走査することができる立体的な範囲をエリアｃとして設定する。
【００８９】
各溶接打点のグループ化と、エリアａ、ｂ、ｃの設定はＣＡＤシステム９（図１参照）上で行われ、エリアａ、ｂ、ｃごとに、図１５に示すようなエリアテーブルとしてエリア内溶接データ記憶部２８に記憶される。なお、エリアａ、ｂ、ｃの設定は、図１５のエリアテーブルに示されているように、エリアの左上の座標と右上の座標を特定することによって行う。
【００９０】
エリア内溶接データ記憶部２８に記憶しておく走査パターンは実施形態１及び実施形態２と同様であり、本実施形態では、例えば、図４に示すＳ字形状の走査パターンを記憶してある。エリア内溶接データ記憶部２８に記憶させる走査パターンも溶接打点と同様にＣＡＤシステム９によって作成されるが、溶接打点と走査パターンとは、ＣＡＤシステム９によって個別に独立して教示させる。つまり、溶接打点と走査パターンとは全く別のデータとして扱えるようになっている。そのため、溶接打点記憶部２１とエリア内溶接データ記憶部２８とは別々に設けている。
【００９１】
レーザー光線走査制御部２５は、ロボット制御部２２によってレーザー光線走査装置３が、ワークＷに設定されたエリアＡ内の溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)、エリアＢ内の溶接打点Ｓ(5)〜Ｓ(9)、エリアＣ内の溶接打点Ｓ(10)〜Ｓ(13)に対してレーザー光線が照射可能なエリアａ、エリアｂ、エリアｃのいずれかの領域を通過している最中に、走査パターン生成部２４によって生成された大きさのＳ形状（走査パターン）を入力すると共に、ロボット制御部２２が認識しているロボット１の姿勢をも考慮して、エリアＡ、Ｂ、Ｃに存在する溶接打点上に描くＳ形状の点列座標（８０ポイント程度）をリアルタイムに算出し、その点列座標に基づいてレーザー光線走査装置の反射ミラー１１を揺動させる。
【００９２】
また、レーザー光線走査制御部２５は、ワークＷと同一の座標系の座標で表されている、走査パターンの溶接打点中心座標およびその溶接打点中心座標からのオフセット量で規定された複数の点列座標を、ロボット１の座標系の座標に変換する機能をも有している。
【００９３】
次に、本実施形態に係るレーザー溶接ロボット制御装置の動作を、図１６、図１７に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。このフローチャートの概略の動作は、本発明に係るレーザーロボット制御方法の手順を示すものでもある。本実施形態では、ロボットが教示経路を移動している最中に、レーザー光線走査装置３が予め設定されたエリアに入ったことが認識されたら、その時点でレーザー光線走査装置３を停止させることなく、その場所から照射可能な複数の溶接打点（予めグループ化しておく）に対して順番にレーザー溶接を行っていき、レーザー光線走査装置３を停止させずにすべての溶接打点に対するレーザー溶接を完了するというものである。
【００９４】
次に、本実施形態に係るレーザー溶接ロボット制御装置の動作を、図１６及び図１７に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。このフローチャートの概略の動作は、本発明に係るレーザーロボット制御方法の手順を示すものでもある。本実施形態では、ロボットが教示経路を移動している最中に、レーザー光線走査装置３が予め設定された立体的なエリアに入ったことが認識されたら、その時点でレーザー光線走査装置３からレーザー光線を照射して、その場所から照射可能な複数の溶接打点に対して順番にレーザー溶接を行うという動作をエリアごとに繰り返し、すべての溶接打点に対するレーザー溶接を完了させている。
【００９５】
ロボット制御部２２はレーザー溶接用のプログラムを読み込む。レーザー溶接用のプログラムは、具体的には、
ｎ：ＲＬＷＥＬＤ（エリアテーブル番号）
ｎ＋１：ＭＯＶＥ（ロボット経路指定位置１、移動速度１）
ｎ＋２：ＭＯＶＥ（ロボット経路指定位置２、移動速度２）
…
ｍ：ＣＬＲＲＬＷＥＬＤ
という構造を有するものである（Ｓ４１）。
【００９６】
次に、ロボット制御部２２はＲＬＷＥＬＤ指令が有るか否かを判断する（Ｓ４２）。ＲＬＷＥＬＤ指令がなければ（Ｓ４２：ＮＯ）再度レーザー溶接用のプログラムを読み込む。一方、ＲＬＷＥＬＤ指令が有れば、走査パターン生成部２４は、エリア内溶接データ記憶部２３に記憶されている図１５に示したような構成のエリアテーブルを読み込む。この場合、レーザー光線走査装置３が図１４に示すエリアａ内を移動中であれば、エリアａ用のエリアテーブルが読み込まれることになる。エリアａ用のエリアテーブルには、図１４に示すようにＳ(1)からＳ(4)までの４箇所の溶接打点に関する走査パターンに関する情報が記載されているので、以下の処理では、レーザー光線走査装置３はエリアａを通過中に、エリアＡにグループ化されている溶接打点Ｓ(1)からＳ(4)の順番に走査パターンを描くことになる（Ｓ４３）。
【００９７】
走査パターン生成部２４は、図１４に示したすべての溶接打点Ｓ(1)からＳ(13)の溶接に必要なすべてのパターンファイル、すなわちエリアａ、エリアｂ、エリアｃの読み込みが完了したか否かを判断する（Ｓ４４）。すべてのパターンファイルの読み込みが完了したら（Ｓ４４：ＹＥＳ）、レーザー溶接用のプログラムのＭＯＶＥ命令を実行してロボット１を教示動作通りに動かす（Ｓ４５）。ロボット１の動作中にＣＬＲＲＬＷＥＬＤの指令が有れば（Ｓ４６：ＹＥＳ）、変換データをクリアして（Ｓ４７）、次の命令に進む。ロボット１の動作中にＣＬＲＲＬＷＥＬＤの指令がなければ（Ｓ４６：ＮＯ）、変換データをクリアせずに次の命令に進む。
【００９８】
一方、すべてのパターンファイルの読み込みが完了していなければ（Ｓ４４：ＮＯ）、走査パターン生成部２４は、例えば、レーザー光線走査装置３が図１４に示すエリアａ内を移動中であれば、溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)の走査パターンを図１５に示したエリアテーブルから読み込む。本実施形態では図４に示したＳ字形状の走査パターンを読み込むことになる（Ｓ４８）。
【００９９】
走査パターン生成部２４は、溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)に走査パターンを描くため、ワークＷの座標系で記述された溶接幅、溶接長さ、ｘ、ｙ、ｚ座標から、走査パターンの８０点ある各点の座標を、溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)について演算する（Ｓ４９）。
【０１００】
次に、演算された溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)についての各８０点の座標を、読み込んだプログラムに記述されている「溶接幅」、「溶接長さ」に基づいて縦方向（溶接長さ方向）及び横（溶接幅）方向にシフトさせて、要求されている大きさの走査パターンを生成するバイアス処理を行う（Ｓ５０）。
【０１０１】
レーザー光線走査制御部２５は、生成された走査パターンの溶接打点Ｓ(1)〜Ｓ(4)についての各８０点の座標を、ワークの座標系からロボットの座標系に換算する。同時にロボット制御部が認識しているロボット１の姿勢を入力し、現在のロボット１の姿勢でターゲットとしているワークＷの溶接打点上に、要求されている大きさの走査パターンを描くための反射ミラー１１の揺動の仕方（揺動開始から終了までの各時刻における反射ミラー１１の角度）を演算する（Ｓ５１）。
【０１０２】
また、Ｓ４５のＭＯＶＥ命令の実行と平行して、ロボット制御部２２は、レーザー光線走査装置３がエリアａ、エリアｂ、エリアｃのいずれかの範囲に入っているか否かを判断する。これらのエリアに入っていない場合には、レーザー光線走査装置３の反射ミラー１１をどのように動かしたとしても溶接打点への照射ができないからである（Ｓ５２）。レーザー光線走査装置３がいずれかのエリア内に入ってなく（Ｓ５２：ＮＯ）、すべての溶接打点の溶接処理が完了している場合には（Ｓ５３：ＹＥＳ）、エラーを出力して処理をｚ終了する（Ｓ５４）。一方、レーザー光線走査装置３がいずれかのエリア内に入っており（Ｓ５２：ＹＥＳ）、すべての溶接打点の溶接処理が完了していない場合には（Ｓ５３：ＮＯ）、再度、レーザー光線走査装置３がエリアａ、エリアｂ、エリアｃのいずれかの範囲に入っているか否かを判断する。
【０１０３】
レーザー光線走査装置３がエリアａ、エリアｂ、エリアｃのいずれかの範囲に入っている場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、すべての溶接打点の溶接処理が完了したか否かを判断する（Ｓ５５）。すべての溶接打点の溶接処理が完了していれば（Ｓ５５：ＹＥＳ）、再度、レーザー光線走査装置３がエリアａ、エリアｂ、エリアｃのいずれかの範囲に入っているか否かを判断する。一方、すべての溶接打点の溶接処理が完了していなければ（Ｓ５５：ＮＯ）、ロボット制御装置７はレーザー発振器５に起動指令を出力し、レーザー発振機５をＯＮさせる（Ｓ５６）。レーザー発振器５がＯＮされると、反射ミラー１１に向けてレーザー光線が照射され、反射ミラー１１は演算されたように揺動される。
【０１０４】
レーザー光線走査制御部２５は、反射ミラー１１の揺動が終了（走査パターンの照射が終了）したか否かを判断する（Ｓ５７）。反射ミラーの揺動が終了していなければレーザー発振器５をＯＮさせたままレーザー溶接を継続し（Ｓ５７：ＮＯ）、反射ミラーの揺動が終了したら（Ｓ５７：ＹＥＳ）、レーザー発振器５をＯＦＦしてＳ５５のステップの処理に戻る（Ｓ５８）。
【０１０５】
以上の処理により、レーザー光線走査装置３は、溶接作業中に、設定されているエリアａ、ｂ、ｃ（図１４参照）を通過しながら、エリアＡに設定されている溶接打点Ｓ(1)から溶接打点Ｓ(4)、エリアＢに設定されている溶接打点Ｓ(5)から溶接打点Ｓ(9)、エリアＣに設定されている溶接打点Ｓ(10)から溶接打点Ｓ(13)へのレーザー溶接を走査パターンにしたがって行うことができおる。
【０１０６】
また、本実施形態に係るレーザー溶接ロボット制御装置は、コンピュータによって構成することもできる。この場合、コンピュータは、レーザー溶接ロボット制御プログラムによって、ロボット１の姿勢を認識する姿勢認識手段（ロボット制御部２２）、ワークＷに設定されたエリア内の溶接打点と当該溶接打点においてレーザー光線走査装置３により走査されるレーザー光線の走査パターンとを記憶するエリア内溶接データ記憶手段（エリア内溶接データ記憶部２３）、ロボット１の動作を制御してレーザー光線走査装置３を任意の経路で移動させるロボット制御手段（ロボット制御部２２）、ロボット制御部２２により移動されているレーザー光線走査装置３の現在位置がワークＷに設定されたエリア内の溶接打点に対してレーザー光線を照射可能な領域内にある場合には、姿勢認識手段（ロボット制御部２２）で認識されたロボット１の姿勢とエリア内溶接データ記憶手段（エリア内溶接データ記憶部２３）に記憶されている走査パターンとに基づいて、レーザー光線走査装置３から溶接打点に対して照射するレーザー光線の走査をリアルタイムに制御するレーザー光線走査制御手段（レーザー光線走査制御部２５）として機能することになる。
【０１０７】
なお、上記の実施形態では、レーザー加工として溶接を行う場合について説明したが、本発明は、これ以外に、穴あけ加工などの他の加工にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、レーザー加工の教示作業を簡略化することができるため、レーザー加工の分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明が適用されるレーザー溶接システムの概略構成図である。
【図２】図１に記載されているレーザー光線照射装置の内部構造図である。
【図３】実施形態１に係るレーザー溶接ロボットの制御装置の制御系のブロック図である。
【図４】実施形態１で使用する走査パターンの形状の一例を示す図である。
【図５】実施形態１で使用する走査パターンの他の形状の一例を示す図である。
【図６】実施形態１で使用する走査パターンの他の形状の一例を示す図である。
【図７】実施形態１に係るレーザー溶接ロボット制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】実施形態２および３に係るレーザー溶接ロボットの制御装置の制御系のブロック図である。
【図９】実施形態２に係る溶接打点のグループ化とエリアの説明に供する図である。
【図１０】実施形態２に係るエリア内溶接データ記憶部２３に記憶されているエリアテーブルの一例を示す図である。
【図１１】実施形態２に係るレーザー溶接ロボット制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態２に係るレーザー溶接ロボット制御装置の動作説明に供する図である。
【図１３】実施形態２に係るレーザー溶接ロボット制御装置の動作説明に供する図である。
【図１４】実施形態３に係る溶接打点のグループ化とエリアの説明に供する図である。
【図１５】実施形態３に係るエリア内溶接データ記憶部２３に記憶されているエリアテーブルの一例を示す図である。
【図１６】実施形態３に係るレーザー溶接ロボット制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】実施形態３に係るレーザー溶接ロボット制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１０】
１    ロボット、
２    アーム、
３    レーザー光線走査装置、
５    レーザー発振器、
６    光ファイバーケーブル、
７    ロボット制御装置、
８    ティーチボックス、
９    ＣＡＤシステム、
１１    反射ミラー、
１２    レンズ群、
１６    モータ、
１７    モータ、
２１    溶接打点記憶部（加工打点記憶部）、
２２    ロボット制御部、
２３    エリア内溶接データ記憶部（エリア内加工データ記憶部）、
２３  走査パターン記憶部、
２４    走査パターン生成部、
２５    レーザー光線走査制御部、
２６    指示部、
２８    エリア内溶接データ記憶部（エリア内加工データ記憶部）、
１００    レーザー光線、
１２１    コリメートレンズ、
１２２    集光レンズ。
【図１】
2007098464.tif 000003
【図２】
2007098464.tif 000004
【図３】
2007098464.tif 000005
【図４】
2007098464.tif 000006
【図５】
2007098464.tif 000007
【図６】
2007098464.tif 000008
【図７】
2007098464.tif 000009
【図８】
2007098464.tif 000010
【図９】
2007098464.tif 000011
【図１０】
2007098464.tif 000012
【図１１】
2007098464.tif 000013
【図１２】
2007098464.tif 000014
【図１３】
2007098464.tif 000015
【図１４】
2007098464.tif 000016
【図１５】
2007098464.tif 000017
【図１６】
2007098464.tif 000018
【図１７】
2007098464.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月25日(2005.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007098464.tif 000020
【図２】
2007098464.tif 000021
【図３】
2007098464.tif 000022
【図４】
2007098464.tif 000023
【図５】
2007098464.tif 000024
【図６】
2007098464.tif 000025
【図７】
2007098464.tif 000026
【図８】
2007098464.tif 000027
【図９】
2007098464.tif 000028
【図１０】
2007098464.tif 000029
【図１１】
2007098464.tif 000030
【図１２】
2007098464.tif 000031
【図１３】
2007098464.tif 000032
【図１４】
2007098464.tif 000033
【図１５】
2007098464.tif 000034
【図１６】
2007098464.tif 000035
【図１７】
2007098464.tif 000036