レーザー加工検知システム
【課題】リモートレーザー加工を行う場合に、レーザー光によって目標とするレーザー加工が行われたか否かを検知することができ、レーザー加工の品質を確認することができるレーザー加工検知システムを提供すること。
【解決手段】レーザー加工検知システム１は、エンドエフェクタ７２を三次元に移動させるロボット７と、エンドエフェクタ７２に装着しレーザー光Ａを照射するレーザー加工手段２と、レーザー光Ａの照射を受けて被加工対象８が溶融したときに発する可視光Ｂを検知するカメラ３と、ロボット７の制御を行うと共にレーザー加工手段２の制御を行う制御手段６と、レーザー加工の異常の有無を判定する判定手段５とを備えている。判定手段５は、制御手段６に記憶させたレーザー光Ａの照射位置と、カメラ３によって検知した可視光Ｂの発生位置とが一致しているか否かを、複数箇所の加工設定位置８１についてまとめて判定する。
【解決手段】レーザー加工検知システム１は、エンドエフェクタ７２を三次元に移動させるロボット７と、エンドエフェクタ７２に装着しレーザー光Ａを照射するレーザー加工手段２と、レーザー光Ａの照射を受けて被加工対象８が溶融したときに発する可視光Ｂを検知するカメラ３と、ロボット７の制御を行うと共にレーザー加工手段２の制御を行う制御手段６と、レーザー加工の異常の有無を判定する判定手段５とを備えている。判定手段５は、制御手段６に記憶させたレーザー光Ａの照射位置と、カメラ３によって検知した可視光Ｂの発生位置とが一致しているか否かを、複数箇所の加工設定位置８１についてまとめて判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットのエンドエフェクタにレーザー加工手段を装着し、レーザー加工手段によるレーザー光によって被加工対象に実際に加工を行うことができたか否かを判定するレーザー加工検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場の生産ライン等においてはロボットが多用されている。例えば、レーザー光によって溶接、切断等の加工を行う工程においては、レーザー照射装置をロボットのエンドエフェクタに装着し、レーザー照射装置における反射ミラーによって焦点距離及び照射方向を調整して、被加工対象における加工設定位置にレーザー光を照射するリモートレーザー加工方法が知られている。
このリモートレーザー加工方法としては、例えば、十字の可視光を被加工対象に照射（投影）し、この十字の可視光の交点と、加工用レーザー光と同軸状に出射したポインターレーザーから出射した直進可視光とが一致したときに、加工用レーザー光の焦点が被加工対象における加工設定位置に合ったことを示すようにしたものがある。
【０００３】
また、例えば、特許文献１のリモート溶接教示装置においては、レーザ溶接装置に対し、このレーザ溶接装置から射出されるレーザの照射可能範囲を示す可視光を投影する投影手段を設けることが開示されている。これにより、溶接位置から離れたところからレーザを照射するリモート溶接において、ロボットの動作教示作業を容易にすることができる。
なお、リモートレーザー加工方法に関するものではないが、例えば、引用文献２のレーザ溶接機においては、ワークに照射したレーザ光の反射光と、溶接箇所から発するプラズマ光とを受光し、これらの光強度の分布に基づいて溶接箇所の欠陥を検出することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４６７４０号公報
【特許文献２】特許第３２２７６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のリモートレーザー加工方法においては、スポット溶接とは違って非接触で加工するため、レーザー光によって目標とする加工が行われたか否かの検出を行っていない。そのため、リモートレーザー加工を行う場合に、レーザー加工の品質を確認するためには更なる工夫が必要とされる。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、リモートレーザー加工を行う場合に、レーザー光によって目標とするレーザー加工が行われたか否かを検知することができ、レーザー加工の品質を確認することができるレーザー加工検知システム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】
【０００７】
第１の発明は、エンドエフェクタを三次元に移動させるよう構成したロボットと、
上記エンドエフェクタに装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象における加工設定位置にレーザー光を照射するよう構成したレーザー加工手段と、
上記被加工対象を設置した設置部又は上記レーザー加工手段のいずれかに取り付け、上記レーザー光の照射を受けて上記被加工対象が溶融したときに発する可視光を検知すると共に該可視光の発生位置を検知するカメラと、
上記ロボットの制御を行うと共に上記レーザー加工手段の上記焦点距離及び照射方向の制御を行う制御手段と、
該制御手段に記憶させた上記レーザー光の照射位置と、上記カメラによって検知した上記可視光の発生位置とが一致しているか否かを、１箇所又は複数箇所の上記加工設定位置について、逐次又は複数箇所まとめて判定する判定手段とを備えていることを特徴とするレーザー加工検知システムにある（請求項１）。
【０００８】
第２の発明は、エンドエフェクタを三次元に移動させるよう構成したロボットと、
上記エンドエフェクタに装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象における加工設定位置にレーザー光を照射するよう構成したレーザー加工手段と、
上記被加工対象を設置した設置部又は上記レーザー加工手段のいずれかに取り付け、上記レーザー光の照射を受けて上記被加工対象が溶融したときに発する可視光を検知する可視光検知センサと、
上記ロボットの制御を行うと共に上記レーザー加工手段の上記焦点距離及び照射方向の制御を行う制御手段と、
１箇所の上記加工設定位置に上記レーザー光を照射した直後に逐次上記可視光検知センサが上記可視光を検知したか否かを判定する、又は複数箇所の上記加工設定位置に上記レーザー光を照射した後にまとめて上記可視光検知センサが上記複数箇所の加工設定位置について上記可視光を検知したか否かを判定する判定手段とを備えていることを特徴とするレーザー加工検知システムにある（請求項４）。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明のレーザー加工検知システムは、ロボットのエンドエフェクタにレーザー加工手段を装着してなり、レーザー光の照射を受けて被加工対象が溶融したときに発する可視光を検知すると共にこの可視光の発生位置を検知するカメラを有している。
カメラは、被加工対象を設置した設置部又はレーザー加工手段のいずれかに取り付けてある。カメラは、設置部に取り付けた場合には、ロボットの原点位置に対する絶対位置として可視光の発生位置を検知することができ、レーザー加工手段に取り付けた場合には、その移動位置に対する相対位置として可視光の発生位置を検知することができる。
【００１０】
判定手段は、制御手段に記憶させたレーザー光の照射位置と、カメラによって検知した可視光の発生位置とが一致しているか否かを、１箇所又は複数箇所の加工設定位置について、逐次又は複数箇所まとめて判定する。
これにより、本発明においては、カメラによって被加工対象の加工設定位置において実際にレーザー加工が行われたか否かを検知することができる。また、判定手段によって、制御手段に記憶させた意図する位置において実際にレーザー加工が行われたか否かを判定することができる。
【００１１】
それ故、第１の発明のレーザー加工検知システムによれば、リモートレーザー加工を行う場合に、レーザー光によって目標とするレーザー加工が行われたか否かを検知することができ、レーザー加工の品質を確認することができる。
【００１２】
第２の発明のレーザー加工検知システムは、ロボットのエンドエフェクタにレーザー加工手段を装着してなり、レーザー光の照射を受けて被加工対象が溶融したときに発する可視光を検知する可視光検知センサを有している。
可視光検知センサは、被加工対象を設置した設置部又はレーザー加工手段のいずれかに取り付けてある。
【００１３】
判定手段は、１箇所の加工設定位置にレーザー光を照射した直後に逐次可視光検知センサが可視光を検知したか否かを判定するか、又は複数箇所の加工設定位置にレーザー光を照射した後にまとめて可視光検知センサが複数箇所の加工設定位置について可視光を検知したか否かを判定する。
これにより、本発明においては、可視光検知センサによって被加工対象の加工設定位置において実際にレーザー加工が行われたか否かを検知することができる。また、判定手段によって、制御手段に記憶させた意図するタイミングにおいて実際にレーザー加工が行われたか否かを判定することができる。
【００１４】
それ故、第２の発明のレーザー加工検知システムによれば、リモートレーザー加工を行う場合に、レーザー光によって目標とするレーザー加工が行われたか否かを検知することができ、レーザー加工の品質を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１にかかる、レーザー加工検知システムを示す説明図。
【図２】実施例１にかかる、レーザー加工検知システムの構成を概略的に示す説明図。
【図３】実施例１にかかる、判定手段が、制御手段に記憶されたレーザー光の照射位置と、カメラによって検知した可視光の発生位置との照合を行う状態を模式的に示す説明図。
【図４】実施例２にかかる、判定手段が、制御手段に記憶されたレーザー光の照射タイミングと、可視光検知センサが可視光を検知したタイミングとの照合を行う状態を模式的に示す説明図。
【図５】他の実施例にかかる、レーザー加工検知システムの動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上述した第１、第２の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、制御手段に記憶させるレーザー光の絶対照射位置は、ロボットのエンドエフェクタの位置及び姿勢と、レーザー加工手段の焦点距離及び照射方向とを、被加工対象に対して実際に移動させて教示するオンラインティーチングによって記憶させることができる。また、制御手段に記憶させるレーザー光の絶対照射位置は、コンピュータにおいて動作するソフトウェア上で、ロボット及びレーザー加工手段の主要部を構築し、ソフトウェア上でロボットのエンドエフェクタの位置及び姿勢と、レーザー加工手段の焦点距離及び照射方向とを教示するオフラインティーチングによって記憶させることもできる。
また、上記レーザー光の照射位置と上記可視光の発生位置との一致は、所定の許容範囲を設けて検知することができる。
【００１７】
第２の発明においても、第１の発明と同様に、ロボットのエンドエフェクタの位置及び姿勢と、レーザー加工手段の焦点距離及び照射方向とを、オンラインティーチング又はオフラインティーチングによって制御手段に記憶させておくことができる。
第１、第２の発明において、上記被加工対象を設置する設置部とは、被加工対象をセットする治具、この治具を取り付けた架台等とすることができる。
【００１８】
第１の発明において、上記カメラは、上記レーザー加工手段に取り付けてあり、上記レーザー光の照射位置は、上記レーザー加工手段における基準位置から上記加工設定位置までの平面方向の位置であり、上記可視光の発生位置は、上記レーザー加工手段における基準位置から上記可視光の発生位置までの平面方向の位置であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、カメラによる検知を加工設定位置に近い位置で行うことができ、カメラによる可視光の発生位置の検知精度を向上させることができる。
【００１９】
また、上記判定手段は、上記カメラによって検知した上記可視光の発生位置を、上記複数箇所の加工設定位置について記憶しておき、該複数箇所の加工設定位置についてまとめて上記レーザー光の照射位置と上記可視光の発生位置とが一致しているか否かを判定することが好ましい（請求項３）。
この場合には、判定手段によって、複数箇所の加工設定位置についてまとめて判定を行うことにより、被加工対象全体に対してレーザー加工を行う生産サイクルにおいて、判定を行うための待ち時間をなくす又は短くすることができる。
【００２０】
また、第２の発明において、上記可視光検知センサは、上記レーザー加工手段に取り付けてあることが好ましい（請求項５）。
この場合には、可視光検知センサによる検知を加工設定位置に近い位置で行うことができ、可視光検知センサによる可視光の発生位置の検知精度を向上させることができる。
【００２１】
また、上記判定手段は、上記可視光検知センサによって検知した上記可視光の発生タイミングを、上記複数箇所の加工設定位置について記憶しておき、該複数箇所の加工設定位置についてまとめて上記可視光を検知したか否かを判定することが好ましい（請求項６）。
この場合には、判定手段によって、複数箇所の加工設定位置についてまとめて判定を行うことにより、被加工対象全体に対してレーザー加工を行う生産サイクルにおいて、判定を行うための待ち時間をなくす又は短くすることができる。
【実施例】
【００２２】
以下に、本発明のレーザー加工検知システムにかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例のレーザー加工検知システム１は、図２に示すごとく、以下のロボット７、レーザー加工手段２、カメラ３、制御手段６及び判定手段５を備えている。
図１に示すごとく、ロボット７は、エンドエフェクタ７２を三次元に移動させるよう構成してある。レーザー加工手段２は、エンドエフェクタ７２に装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象８における加工設定位置８１にレーザー光Ａを照射するよう構成してある。カメラ３は、レーザー加工手段２に取り付けてあり、レーザー光Ａの照射を受けて被加工対象８が溶融したときに発する可視光Ｂを検知すると共にこの可視光Ｂの発生位置Ｐ２を検知するよう構成してある。なお、レーザー光Ａは赤外線の光である。
【００２３】
制御手段６は、ロボット７の制御を行うと共にレーザー加工手段２の焦点距離及び照射方向の制御を行うよう構成してある。判定手段５は、図３に示すごとく、制御手段６に記憶させたレーザー光Ａの照射位置Ｐ１と、カメラ３によって検知した可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致しているか否かを、複数箇所の加工設定位置８１についてまとめて判定する。そして、判定手段５は、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１と可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致している場合には、レーザー加工が正常に行われたことを検知し、一方、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１と可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致していない場合には、レーザー加工に異常があったことを検知する。また、本例においては、主にレーザー加工手段２に異常があったか否かを検知する。
【００２４】
以下に、本例のレーザー加工検知システム１につき、図１〜図４を参照して詳説する。
図１に示すごとく、本例のロボット７及びレーザー加工手段２は、リモートレーザー加工を行うものであり、ロボット７の制御手段６による加工位置のティーチングを行ってレーザー加工を行う。
図２に示すごとく、本例のレーザー加工手段２は、６つの回転軸７１を備えた多関節ロボット７のエンドエフェクタ７２に配設してある。多関節ロボット７における各回転軸７１はサーボモータによって駆動するよう構成されており、各サーボモータは、制御手段（制御コントローラ）６によって制御される。また、エンドエフェクタ７２の位置・姿勢、移動軌道、移動速度、各回転軸７１の角度等は、ティーチングユニット６１によって調整、教示が可能である。
【００２５】
図１に示すごとく、本例のレーザー加工手段２は、ロボット７のエンドエフェクタ７２に取り付けたレーザー照射本体部２０と、このレーザー照射本体部２０に供給するレーザーエネルギーを発生させるレーザーエネルギー発生装置２００とを備えている。レーザー照射本体部２０は、レーザー光Ａを出射するレーザー光源２１と、レーザー光源２１から出射されたレーザー光Ａの焦点距離を可変させる焦点レンズ２２と、焦点レンズ２２を通過したレーザー光Ａの照射方向を可変させる反射ミラー２３とを有している。また、レーザーエネルギー発生装置２００は、発振機、チラー等から構成されている。また、レーザー光源２１は、ファイバーケーブル等を介してレーザーエネルギー発生装置２００に接続されている。
【００２６】
本例においては、レーザー光Ａによって被加工対象８としての金属部品（車両用フレーム、車両用鋼板等）における加工設定位置８１にレーザー溶接を行う。このとき、加工設定位置８１に対するレーザー光Ａの照射は、加工設定位置８１としての１点のみに集中して行うのではなく、円、直線、曲線等を描くように設定したライン状の加工設定位置８１に対して行う。すなわち、加工設定位置８１は、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１の移動を伴って設定される位置である。
なお、図１においては、レーザー加工手段２のレーザー光Ａによる加工可能範囲Ｒを点線によって示す。
【００２７】
レーザーエネルギー発生装置２００においては、被加工対象８の全体に設定されたすべての加工設定位置８１に対してレーザー加工を行うレーザー加工工程において、常時レーザー光Ａを発振させておく。そして、制御手段６の制御プログラムによる命令に応じて、レーザーエネルギー発生装置２００に設けたレーザー光Ａを出射するためのシャッターを開け、レーザー光Ａをレーザー加工手段２のレーザー光源２１へ導く。
【００２８】
本例において、レーザー加工手段２による焦点距離とは、反射ミラー２３の中心から被加工対象８までのレーザー光Ａの照射距離のことをいう。また、レーザー加工手段２による照射方向とは、反射ミラー２３の中心から被加工対象８に対して向けられるレーザー光Ａの照射方向のことをいう。
【００２９】
焦点レンズ２２及び反射ミラー２３は、それぞれサーボモータ等の駆動源によって移動動作が可能であり、これらの駆動源は、多関節ロボット７の制御コントローラ６によって制御される。また、焦点レンズ２２及び反射ミラー２３を構成する駆動源の移動動作は、ティーチングユニット６１によって調整、教示が可能である。
【００３０】
本例のカメラ３は、レーザー加工手段２においてレーザー光Ａの出射面を設けた面２４に平行に受光レンズ３１を位置させて、レーザー加工手段２に配設してある。カメラ３は、被加工対象（金属部品）８が溶融する際に発する可視光Ｂの映像を撮影し、画像処理を行って、可視光Ｂの発生位置Ｐ２を検知するよう構成されている。
制御手段６及び判定手段５は、コンピュータを用いて構築されている。判定手段５は、制御手段６とは別に設けたコンピュータによって構成することができ、制御手段６と同じコンピュータによって構成することもできる。
【００３１】
図１に示すごとく、判定手段５において、制御手段６に記憶した位置として用いるレーザー光Ａの照射位置Ｐ１は、レーザー加工手段２における基準位置から加工設定位置８１までの平面方向の位置である。判定手段５において、カメラ３によって検知する可視光Ｂの発生位置Ｐ２は、レーザー加工手段２における基準位置から可視光Ｂの発生位置Ｐ２までの平面方向の位置である。ここで、レーザー加工手段２における基準位置は、レーザー加工手段２におけるレーザー出射位置（反射ミラー２３の中心位置２３１）とすることができる。
【００３２】
ロボット７のエンドエフェクタ７２の位置及び姿勢と、レーザー加工手段２の焦点距離及び照射方向との教示（ティーチング）は、ティーチングユニット６１を使って、実際の被加工対象８に対して設定するオンライン作業によって行う。そして、各加工設定位置８１に対して、ロボット７及びレーザー加工手段２のティーチングポイント（教示点）を設定、記憶する。このとき、互いに近くに位置する複数の加工設定位置８１に対しては、ロボット７（エンドエフェクタ７２）のティーチングポイントを固定した状態で、レーザー加工手段２（焦点レンズ２２及び反射ミラー２３）のティーチングポイントを複数の位置に変更して設定、記憶することができる。
こうして、被加工対象８におけるすべての加工設定位置８１に対してティーチングを行い、制御プログラムとして、制御手段６に格納しておく。
【００３３】
レーザー加工手段２による加工設定位置８１へのレーザー光Ａの照射は、ロボット７のエンドエフェクタ７２が移動している最中に行うことができる。そして、カメラ３による加工設定位置８１の撮影も、ロボット７のエンドエフェクタ７２が移動している最中に行うことができる。そして、判定手段５による、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１とカメラ３によって検知した可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致しているか否かの照合は、ロボット７の移動位置が考慮された位置で行われる。
【００３４】
図３に示すごとく、本例の判定手段５は、カメラ３によって検知した可視光Ｂの発生位置Ｐ２を、複数箇所の加工設定位置８１について記憶しておき、複数箇所の加工設定位置８１について、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１と可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致しているか否かの判定をまとめて行い、レーザー加工に異常が生じたか否かの検知を行う。同図は、判定手段５によって、制御手段６に記憶されたレーザー光Ａの照射位置Ｐ１（加工設定位置８１）と、カメラ３によって検知した可視光Ｂの発生位置Ｐ２との照合を行う状態を模式的に示す。
また、複数箇所の加工設定位置８１についての異常の有無の検知が終わった後には、他の複数箇所の加工設定位置８１のレーザー加工を行い、この他の複数箇所の加工設定位置８１についての異常の有無の検知を行う。これにより、被加工対象８の全体に対してレーザー加工を行う生産サイクルにおいて、判定を行うための待ち時間をなくす又は短くすることができる。
【００３５】
本例のレーザー加工検知システム１は、上記のごとく、ロボット７のエンドエフェクタ７２にレーザー加工手段２を装着してなり、レーザー光Ａの照射を受けて被加工対象８が溶融したときに発する可視光Ｂを検知すると共にこの可視光Ｂの発生位置Ｐ２を検知するカメラ３を有している。
カメラ３は、レーザー加工手段２に取り付けてあり、レーザー加工手段２における基準位置から加工設定位置８１までの平面方向の位置として、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１を検知することができる。
【００３６】
判定手段５は、制御手段６に記憶させたレーザー光Ａの照射位置Ｐ１と、カメラ３によって検知した可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致しているか否かを、複数箇所の加工設定位置８１についてまとめて判定する。
これにより、本例においては、カメラ３によって被加工対象８の加工設定位置８１において実際にレーザー加工が行われたか否かを検知することができる。また、判定手段５によって、制御手段６に記憶させた意図する位置において実際にレーザー加工が行われたか否かを判定することができる。
【００３７】
それ故、本例のレーザー加工検知システム１によれば、リモートレーザー加工を行う場合に、レーザー光Ａによって目標とするレーザー加工が行われたか否かを検知することができ、レーザー加工の品質を確認することができる。
【００３８】
（実施例２）
本例のレーザー加工検知システム１は、カメラ３の代わりに可視光検知センサ４を備えており、可視光検知センサ４により被加工対象８における加工設定位置８１に対するレーザー加工が行われたか否かの検知を行う例である（図１参照）。
可視光検知センサ４は、レーザー加工手段２に取り付けてあり、レーザー光Ａの照射を受けて被加工対象８が溶融したときに発する可視光Ｂを検知するよう構成してある。本例の判定手段５は、複数箇所の加工設定位置８１にレーザー光Ａを照射した後にまとめて可視光検知センサ４が複数箇所の加工設定位置８１について可視光Ｂを検知したか否かを判定する。本例においても、ロボット７、レーザー加工手段２及び制御手段６の構造は上記実施例１と同様である。
【００３９】
判定手段５は、可視光検知センサ４によって検知した可視光Ｂの発生タイミングを、複数箇所の加工設定位置８１について記憶しておき、この複数箇所の加工設定位置８１についてまとめて可視光Ｂを検知したか否かを判定する。
制御手段６においては、上記実施例１と同様に、ティーチング（教示）作業を行って、被加工対象８におけるすべての加工設定位置８１に対するティーチング（教示）データを、制御プログラムとして記憶しておく。
【００４０】
本例の判定手段５は、レーザー加工を行う際に、可視光検知センサ４が加工設定位置８１から可視光Ｂを検知したタイミングをタイミングチャートによって記憶していく。そして、図４に示すごとく、判定手段５は、複数箇所のレーザー加工が終わった後に、制御手段６に記憶された、レーザーエネルギー発生装置２００におけるシャッターが開くタイミング（レーザー光Ａの照射タイミング）Ｔ１と、可視光検知センサ４が加工設定位置８１から可視光Ｂを検知したタイミングＴ２とを照合し、これらのタイミングＴ１、Ｔ２が一致するときにはレーザー加工が正常に行われたことを検知する一方、これらのタイミングＴ１、Ｔ２が一致していないときにはレーザー加工に異常が生じたことを検知する。なお、同図においては、時間を横軸にとって示す。また、各タイミングＴ１、Ｔ２は、若干の時間の幅をもって観測される。
なお、シャッターが開いた後、レーザー加工は瞬時に行われるため、レーザー加工が正常に行われた場合には、上記各タイミングＴ１、Ｔ２は実質的には略同時となる。
【００４１】
本例においても、可視光検知センサ４によって被加工対象８の加工設定位置８１において実際にレーザー加工が行われたか否かを検知することができる。また、本例においては、判定手段５によって、制御手段６に記憶させた意図するタイミングにおいて実際にレーザー加工が行われたか否かを判定することができる。
本例においても、レーザー加工検知システム１のその他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００４２】
（その他の実施例）
レーザー加工検知システム１の判定手段５は、以下のようにレーザー加工手段２に発生した異常を検知することができる。
上記実施例１、２において、判定手段５は、可視光検知センサ４が可視光Ｂの発生位置Ｐ２を検知した回数をカウントし、このカウント回数が、制御手段６に記憶したレーザー照射回数（加工設定位置８１の数）と一致するか否かを判定することができる。
また、上記実施例１においては、カメラ３によって検知した、加工設定位置８１における可視光Ｂの発生タイミングＴ２を判定手段５に記憶しておき、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１と可視光Ｂの発生位置Ｐ２との照合を行うと共に、レーザー光Ａの照射タイミングＴ１と可視光Ｂの発生タイミング（検知タイミング）Ｔ２との照合も行うことができる。さらに、これらの照合に加え、上記カウント回数とレーザー照射回数との照合も合わせて行うことができる。
【００４３】
上記実施例１に示したレーザー加工検知システムによる動作の概略を図５のフローチャートに示す。
ロボット７及びレーザー加工手段２のティーチングが行われた後には、ロボット７のエンドエフェクタ７２を移動させると共にレーザー加工手段２を動作させ、かつレーザー加工を行う状態をカメラ３で撮影する（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）。そして、判定手段５によって、制御手段６に記憶したレーザー光Ａの照射位置Ｐ１とカメラ３によって撮影した可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致するか否かの照合を行い（Ｓ１０４）、これらが一致しない場合にはレーザー加工の異常を検知する（Ｓ１０５）。
【００４４】
また、レーザー光Ａを照射した回数と、可視光Ｂを検出した回数とが一致するか否かの照合を行い（Ｓ１０６）、これらが一致しない場合にはレーザー加工の異常を検知する（Ｓ１０７）。
さらに、レーザー光Ａの照射タイミングと可視光Ｂの発生タイミング（検知タイミング）とが一致するか否かの照合を行い（Ｓ１０８）、これらが一致しない場合にはレーザー加工の異常を検知する（Ｓ１０９）。
その後、レーザー溶接の終了になるまでは（Ｓ１１０）、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０９を繰り返す。
【符号の説明】
【００４５】
１ レーザー加工検知システム
２ レーザー加工手段
３ カメラ
４ 可視光検知センサ
５ 判定手段
６ 制御手段
７ ロボット
７２ エンドエフェクタ
８ 被加工対象
８１ 加工設定位置
Ａ レーザー光
Ｂ 可視光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットのエンドエフェクタにレーザー加工手段を装着し、レーザー加工手段によるレーザー光によって被加工対象に実際に加工を行うことができたか否かを判定するレーザー加工検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場の生産ライン等においてはロボットが多用されている。例えば、レーザー光によって溶接、切断等の加工を行う工程においては、レーザー照射装置をロボットのエンドエフェクタに装着し、レーザー照射装置における反射ミラーによって焦点距離及び照射方向を調整して、被加工対象における加工設定位置にレーザー光を照射するリモートレーザー加工方法が知られている。
このリモートレーザー加工方法としては、例えば、十字の可視光を被加工対象に照射（投影）し、この十字の可視光の交点と、加工用レーザー光と同軸状に出射したポインターレーザーから出射した直進可視光とが一致したときに、加工用レーザー光の焦点が被加工対象における加工設定位置に合ったことを示すようにしたものがある。
【０００３】
また、例えば、特許文献１のリモート溶接教示装置においては、レーザ溶接装置に対し、このレーザ溶接装置から射出されるレーザの照射可能範囲を示す可視光を投影する投影手段を設けることが開示されている。これにより、溶接位置から離れたところからレーザを照射するリモート溶接において、ロボットの動作教示作業を容易にすることができる。
なお、リモートレーザー加工方法に関するものではないが、例えば、引用文献２のレーザ溶接機においては、ワークに照射したレーザ光の反射光と、溶接箇所から発するプラズマ光とを受光し、これらの光強度の分布に基づいて溶接箇所の欠陥を検出することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４６７４０号公報
【特許文献２】特許第３２２７６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のリモートレーザー加工方法においては、スポット溶接とは違って非接触で加工するため、レーザー光によって目標とする加工が行われたか否かの検出を行っていない。そのため、リモートレーザー加工を行う場合に、レーザー加工の品質を確認するためには更なる工夫が必要とされる。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、リモートレーザー加工を行う場合に、レーザー光によって目標とするレーザー加工が行われたか否かを検知することができ、レーザー加工の品質を確認することができるレーザー加工検知システム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】
【０００７】
第１の発明は、エンドエフェクタを三次元に移動させるよう構成したロボットと、
上記エンドエフェクタに装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象における加工設定位置にレーザー光を照射するよう構成したレーザー加工手段と、
上記被加工対象を設置した設置部又は上記レーザー加工手段のいずれかに取り付け、上記レーザー光の照射を受けて上記被加工対象が溶融したときに発する可視光を検知すると共に該可視光の発生位置を検知するカメラと、
上記ロボットの制御を行うと共に上記レーザー加工手段の上記焦点距離及び照射方向の制御を行う制御手段と、
該制御手段に記憶させた上記レーザー光の照射位置と、上記カメラによって検知した上記可視光の発生位置とが一致しているか否かを、１箇所又は複数箇所の上記加工設定位置について、逐次又は複数箇所まとめて判定する判定手段とを備えていることを特徴とするレーザー加工検知システムにある（請求項１）。
【０００８】
第２の発明は、エンドエフェクタを三次元に移動させるよう構成したロボットと、
上記エンドエフェクタに装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象における加工設定位置にレーザー光を照射するよう構成したレーザー加工手段と、
上記被加工対象を設置した設置部又は上記レーザー加工手段のいずれかに取り付け、上記レーザー光の照射を受けて上記被加工対象が溶融したときに発する可視光を検知する可視光検知センサと、
上記ロボットの制御を行うと共に上記レーザー加工手段の上記焦点距離及び照射方向の制御を行う制御手段と、
１箇所の上記加工設定位置に上記レーザー光を照射した直後に逐次上記可視光検知センサが上記可視光を検知したか否かを判定する、又は複数箇所の上記加工設定位置に上記レーザー光を照射した後にまとめて上記可視光検知センサが上記複数箇所の加工設定位置について上記可視光を検知したか否かを判定する判定手段とを備えていることを特徴とするレーザー加工検知システムにある（請求項４）。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明のレーザー加工検知システムは、ロボットのエンドエフェクタにレーザー加工手段を装着してなり、レーザー光の照射を受けて被加工対象が溶融したときに発する可視光を検知すると共にこの可視光の発生位置を検知するカメラを有している。
カメラは、被加工対象を設置した設置部又はレーザー加工手段のいずれかに取り付けてある。カメラは、設置部に取り付けた場合には、ロボットの原点位置に対する絶対位置として可視光の発生位置を検知することができ、レーザー加工手段に取り付けた場合には、その移動位置に対する相対位置として可視光の発生位置を検知することができる。
【００１０】
判定手段は、制御手段に記憶させたレーザー光の照射位置と、カメラによって検知した可視光の発生位置とが一致しているか否かを、１箇所又は複数箇所の加工設定位置について、逐次又は複数箇所まとめて判定する。
これにより、本発明においては、カメラによって被加工対象の加工設定位置において実際にレーザー加工が行われたか否かを検知することができる。また、判定手段によって、制御手段に記憶させた意図する位置において実際にレーザー加工が行われたか否かを判定することができる。
【００１１】
それ故、第１の発明のレーザー加工検知システムによれば、リモートレーザー加工を行う場合に、レーザー光によって目標とするレーザー加工が行われたか否かを検知することができ、レーザー加工の品質を確認することができる。
【００１２】
第２の発明のレーザー加工検知システムは、ロボットのエンドエフェクタにレーザー加工手段を装着してなり、レーザー光の照射を受けて被加工対象が溶融したときに発する可視光を検知する可視光検知センサを有している。
可視光検知センサは、被加工対象を設置した設置部又はレーザー加工手段のいずれかに取り付けてある。
【００１３】
判定手段は、１箇所の加工設定位置にレーザー光を照射した直後に逐次可視光検知センサが可視光を検知したか否かを判定するか、又は複数箇所の加工設定位置にレーザー光を照射した後にまとめて可視光検知センサが複数箇所の加工設定位置について可視光を検知したか否かを判定する。
これにより、本発明においては、可視光検知センサによって被加工対象の加工設定位置において実際にレーザー加工が行われたか否かを検知することができる。また、判定手段によって、制御手段に記憶させた意図するタイミングにおいて実際にレーザー加工が行われたか否かを判定することができる。
【００１４】
それ故、第２の発明のレーザー加工検知システムによれば、リモートレーザー加工を行う場合に、レーザー光によって目標とするレーザー加工が行われたか否かを検知することができ、レーザー加工の品質を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１にかかる、レーザー加工検知システムを示す説明図。
【図２】実施例１にかかる、レーザー加工検知システムの構成を概略的に示す説明図。
【図３】実施例１にかかる、判定手段が、制御手段に記憶されたレーザー光の照射位置と、カメラによって検知した可視光の発生位置との照合を行う状態を模式的に示す説明図。
【図４】実施例２にかかる、判定手段が、制御手段に記憶されたレーザー光の照射タイミングと、可視光検知センサが可視光を検知したタイミングとの照合を行う状態を模式的に示す説明図。
【図５】他の実施例にかかる、レーザー加工検知システムの動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上述した第１、第２の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、制御手段に記憶させるレーザー光の絶対照射位置は、ロボットのエンドエフェクタの位置及び姿勢と、レーザー加工手段の焦点距離及び照射方向とを、被加工対象に対して実際に移動させて教示するオンラインティーチングによって記憶させることができる。また、制御手段に記憶させるレーザー光の絶対照射位置は、コンピュータにおいて動作するソフトウェア上で、ロボット及びレーザー加工手段の主要部を構築し、ソフトウェア上でロボットのエンドエフェクタの位置及び姿勢と、レーザー加工手段の焦点距離及び照射方向とを教示するオフラインティーチングによって記憶させることもできる。
また、上記レーザー光の照射位置と上記可視光の発生位置との一致は、所定の許容範囲を設けて検知することができる。
【００１７】
第２の発明においても、第１の発明と同様に、ロボットのエンドエフェクタの位置及び姿勢と、レーザー加工手段の焦点距離及び照射方向とを、オンラインティーチング又はオフラインティーチングによって制御手段に記憶させておくことができる。
第１、第２の発明において、上記被加工対象を設置する設置部とは、被加工対象をセットする治具、この治具を取り付けた架台等とすることができる。
【００１８】
第１の発明において、上記カメラは、上記レーザー加工手段に取り付けてあり、上記レーザー光の照射位置は、上記レーザー加工手段における基準位置から上記加工設定位置までの平面方向の位置であり、上記可視光の発生位置は、上記レーザー加工手段における基準位置から上記可視光の発生位置までの平面方向の位置であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、カメラによる検知を加工設定位置に近い位置で行うことができ、カメラによる可視光の発生位置の検知精度を向上させることができる。
【００１９】
また、上記判定手段は、上記カメラによって検知した上記可視光の発生位置を、上記複数箇所の加工設定位置について記憶しておき、該複数箇所の加工設定位置についてまとめて上記レーザー光の照射位置と上記可視光の発生位置とが一致しているか否かを判定することが好ましい（請求項３）。
この場合には、判定手段によって、複数箇所の加工設定位置についてまとめて判定を行うことにより、被加工対象全体に対してレーザー加工を行う生産サイクルにおいて、判定を行うための待ち時間をなくす又は短くすることができる。
【００２０】
また、第２の発明において、上記可視光検知センサは、上記レーザー加工手段に取り付けてあることが好ましい（請求項５）。
この場合には、可視光検知センサによる検知を加工設定位置に近い位置で行うことができ、可視光検知センサによる可視光の発生位置の検知精度を向上させることができる。
【００２１】
また、上記判定手段は、上記可視光検知センサによって検知した上記可視光の発生タイミングを、上記複数箇所の加工設定位置について記憶しておき、該複数箇所の加工設定位置についてまとめて上記可視光を検知したか否かを判定することが好ましい（請求項６）。
この場合には、判定手段によって、複数箇所の加工設定位置についてまとめて判定を行うことにより、被加工対象全体に対してレーザー加工を行う生産サイクルにおいて、判定を行うための待ち時間をなくす又は短くすることができる。
【実施例】
【００２２】
以下に、本発明のレーザー加工検知システムにかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例のレーザー加工検知システム１は、図２に示すごとく、以下のロボット７、レーザー加工手段２、カメラ３、制御手段６及び判定手段５を備えている。
図１に示すごとく、ロボット７は、エンドエフェクタ７２を三次元に移動させるよう構成してある。レーザー加工手段２は、エンドエフェクタ７２に装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象８における加工設定位置８１にレーザー光Ａを照射するよう構成してある。カメラ３は、レーザー加工手段２に取り付けてあり、レーザー光Ａの照射を受けて被加工対象８が溶融したときに発する可視光Ｂを検知すると共にこの可視光Ｂの発生位置Ｐ２を検知するよう構成してある。なお、レーザー光Ａは赤外線の光である。
【００２３】
制御手段６は、ロボット７の制御を行うと共にレーザー加工手段２の焦点距離及び照射方向の制御を行うよう構成してある。判定手段５は、図３に示すごとく、制御手段６に記憶させたレーザー光Ａの照射位置Ｐ１と、カメラ３によって検知した可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致しているか否かを、複数箇所の加工設定位置８１についてまとめて判定する。そして、判定手段５は、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１と可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致している場合には、レーザー加工が正常に行われたことを検知し、一方、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１と可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致していない場合には、レーザー加工に異常があったことを検知する。また、本例においては、主にレーザー加工手段２に異常があったか否かを検知する。
【００２４】
以下に、本例のレーザー加工検知システム１につき、図１〜図４を参照して詳説する。
図１に示すごとく、本例のロボット７及びレーザー加工手段２は、リモートレーザー加工を行うものであり、ロボット７の制御手段６による加工位置のティーチングを行ってレーザー加工を行う。
図２に示すごとく、本例のレーザー加工手段２は、６つの回転軸７１を備えた多関節ロボット７のエンドエフェクタ７２に配設してある。多関節ロボット７における各回転軸７１はサーボモータによって駆動するよう構成されており、各サーボモータは、制御手段（制御コントローラ）６によって制御される。また、エンドエフェクタ７２の位置・姿勢、移動軌道、移動速度、各回転軸７１の角度等は、ティーチングユニット６１によって調整、教示が可能である。
【００２５】
図１に示すごとく、本例のレーザー加工手段２は、ロボット７のエンドエフェクタ７２に取り付けたレーザー照射本体部２０と、このレーザー照射本体部２０に供給するレーザーエネルギーを発生させるレーザーエネルギー発生装置２００とを備えている。レーザー照射本体部２０は、レーザー光Ａを出射するレーザー光源２１と、レーザー光源２１から出射されたレーザー光Ａの焦点距離を可変させる焦点レンズ２２と、焦点レンズ２２を通過したレーザー光Ａの照射方向を可変させる反射ミラー２３とを有している。また、レーザーエネルギー発生装置２００は、発振機、チラー等から構成されている。また、レーザー光源２１は、ファイバーケーブル等を介してレーザーエネルギー発生装置２００に接続されている。
【００２６】
本例においては、レーザー光Ａによって被加工対象８としての金属部品（車両用フレーム、車両用鋼板等）における加工設定位置８１にレーザー溶接を行う。このとき、加工設定位置８１に対するレーザー光Ａの照射は、加工設定位置８１としての１点のみに集中して行うのではなく、円、直線、曲線等を描くように設定したライン状の加工設定位置８１に対して行う。すなわち、加工設定位置８１は、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１の移動を伴って設定される位置である。
なお、図１においては、レーザー加工手段２のレーザー光Ａによる加工可能範囲Ｒを点線によって示す。
【００２７】
レーザーエネルギー発生装置２００においては、被加工対象８の全体に設定されたすべての加工設定位置８１に対してレーザー加工を行うレーザー加工工程において、常時レーザー光Ａを発振させておく。そして、制御手段６の制御プログラムによる命令に応じて、レーザーエネルギー発生装置２００に設けたレーザー光Ａを出射するためのシャッターを開け、レーザー光Ａをレーザー加工手段２のレーザー光源２１へ導く。
【００２８】
本例において、レーザー加工手段２による焦点距離とは、反射ミラー２３の中心から被加工対象８までのレーザー光Ａの照射距離のことをいう。また、レーザー加工手段２による照射方向とは、反射ミラー２３の中心から被加工対象８に対して向けられるレーザー光Ａの照射方向のことをいう。
【００２９】
焦点レンズ２２及び反射ミラー２３は、それぞれサーボモータ等の駆動源によって移動動作が可能であり、これらの駆動源は、多関節ロボット７の制御コントローラ６によって制御される。また、焦点レンズ２２及び反射ミラー２３を構成する駆動源の移動動作は、ティーチングユニット６１によって調整、教示が可能である。
【００３０】
本例のカメラ３は、レーザー加工手段２においてレーザー光Ａの出射面を設けた面２４に平行に受光レンズ３１を位置させて、レーザー加工手段２に配設してある。カメラ３は、被加工対象（金属部品）８が溶融する際に発する可視光Ｂの映像を撮影し、画像処理を行って、可視光Ｂの発生位置Ｐ２を検知するよう構成されている。
制御手段６及び判定手段５は、コンピュータを用いて構築されている。判定手段５は、制御手段６とは別に設けたコンピュータによって構成することができ、制御手段６と同じコンピュータによって構成することもできる。
【００３１】
図１に示すごとく、判定手段５において、制御手段６に記憶した位置として用いるレーザー光Ａの照射位置Ｐ１は、レーザー加工手段２における基準位置から加工設定位置８１までの平面方向の位置である。判定手段５において、カメラ３によって検知する可視光Ｂの発生位置Ｐ２は、レーザー加工手段２における基準位置から可視光Ｂの発生位置Ｐ２までの平面方向の位置である。ここで、レーザー加工手段２における基準位置は、レーザー加工手段２におけるレーザー出射位置（反射ミラー２３の中心位置２３１）とすることができる。
【００３２】
ロボット７のエンドエフェクタ７２の位置及び姿勢と、レーザー加工手段２の焦点距離及び照射方向との教示（ティーチング）は、ティーチングユニット６１を使って、実際の被加工対象８に対して設定するオンライン作業によって行う。そして、各加工設定位置８１に対して、ロボット７及びレーザー加工手段２のティーチングポイント（教示点）を設定、記憶する。このとき、互いに近くに位置する複数の加工設定位置８１に対しては、ロボット７（エンドエフェクタ７２）のティーチングポイントを固定した状態で、レーザー加工手段２（焦点レンズ２２及び反射ミラー２３）のティーチングポイントを複数の位置に変更して設定、記憶することができる。
こうして、被加工対象８におけるすべての加工設定位置８１に対してティーチングを行い、制御プログラムとして、制御手段６に格納しておく。
【００３３】
レーザー加工手段２による加工設定位置８１へのレーザー光Ａの照射は、ロボット７のエンドエフェクタ７２が移動している最中に行うことができる。そして、カメラ３による加工設定位置８１の撮影も、ロボット７のエンドエフェクタ７２が移動している最中に行うことができる。そして、判定手段５による、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１とカメラ３によって検知した可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致しているか否かの照合は、ロボット７の移動位置が考慮された位置で行われる。
【００３４】
図３に示すごとく、本例の判定手段５は、カメラ３によって検知した可視光Ｂの発生位置Ｐ２を、複数箇所の加工設定位置８１について記憶しておき、複数箇所の加工設定位置８１について、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１と可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致しているか否かの判定をまとめて行い、レーザー加工に異常が生じたか否かの検知を行う。同図は、判定手段５によって、制御手段６に記憶されたレーザー光Ａの照射位置Ｐ１（加工設定位置８１）と、カメラ３によって検知した可視光Ｂの発生位置Ｐ２との照合を行う状態を模式的に示す。
また、複数箇所の加工設定位置８１についての異常の有無の検知が終わった後には、他の複数箇所の加工設定位置８１のレーザー加工を行い、この他の複数箇所の加工設定位置８１についての異常の有無の検知を行う。これにより、被加工対象８の全体に対してレーザー加工を行う生産サイクルにおいて、判定を行うための待ち時間をなくす又は短くすることができる。
【００３５】
本例のレーザー加工検知システム１は、上記のごとく、ロボット７のエンドエフェクタ７２にレーザー加工手段２を装着してなり、レーザー光Ａの照射を受けて被加工対象８が溶融したときに発する可視光Ｂを検知すると共にこの可視光Ｂの発生位置Ｐ２を検知するカメラ３を有している。
カメラ３は、レーザー加工手段２に取り付けてあり、レーザー加工手段２における基準位置から加工設定位置８１までの平面方向の位置として、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１を検知することができる。
【００３６】
判定手段５は、制御手段６に記憶させたレーザー光Ａの照射位置Ｐ１と、カメラ３によって検知した可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致しているか否かを、複数箇所の加工設定位置８１についてまとめて判定する。
これにより、本例においては、カメラ３によって被加工対象８の加工設定位置８１において実際にレーザー加工が行われたか否かを検知することができる。また、判定手段５によって、制御手段６に記憶させた意図する位置において実際にレーザー加工が行われたか否かを判定することができる。
【００３７】
それ故、本例のレーザー加工検知システム１によれば、リモートレーザー加工を行う場合に、レーザー光Ａによって目標とするレーザー加工が行われたか否かを検知することができ、レーザー加工の品質を確認することができる。
【００３８】
（実施例２）
本例のレーザー加工検知システム１は、カメラ３の代わりに可視光検知センサ４を備えており、可視光検知センサ４により被加工対象８における加工設定位置８１に対するレーザー加工が行われたか否かの検知を行う例である（図１参照）。
可視光検知センサ４は、レーザー加工手段２に取り付けてあり、レーザー光Ａの照射を受けて被加工対象８が溶融したときに発する可視光Ｂを検知するよう構成してある。本例の判定手段５は、複数箇所の加工設定位置８１にレーザー光Ａを照射した後にまとめて可視光検知センサ４が複数箇所の加工設定位置８１について可視光Ｂを検知したか否かを判定する。本例においても、ロボット７、レーザー加工手段２及び制御手段６の構造は上記実施例１と同様である。
【００３９】
判定手段５は、可視光検知センサ４によって検知した可視光Ｂの発生タイミングを、複数箇所の加工設定位置８１について記憶しておき、この複数箇所の加工設定位置８１についてまとめて可視光Ｂを検知したか否かを判定する。
制御手段６においては、上記実施例１と同様に、ティーチング（教示）作業を行って、被加工対象８におけるすべての加工設定位置８１に対するティーチング（教示）データを、制御プログラムとして記憶しておく。
【００４０】
本例の判定手段５は、レーザー加工を行う際に、可視光検知センサ４が加工設定位置８１から可視光Ｂを検知したタイミングをタイミングチャートによって記憶していく。そして、図４に示すごとく、判定手段５は、複数箇所のレーザー加工が終わった後に、制御手段６に記憶された、レーザーエネルギー発生装置２００におけるシャッターが開くタイミング（レーザー光Ａの照射タイミング）Ｔ１と、可視光検知センサ４が加工設定位置８１から可視光Ｂを検知したタイミングＴ２とを照合し、これらのタイミングＴ１、Ｔ２が一致するときにはレーザー加工が正常に行われたことを検知する一方、これらのタイミングＴ１、Ｔ２が一致していないときにはレーザー加工に異常が生じたことを検知する。なお、同図においては、時間を横軸にとって示す。また、各タイミングＴ１、Ｔ２は、若干の時間の幅をもって観測される。
なお、シャッターが開いた後、レーザー加工は瞬時に行われるため、レーザー加工が正常に行われた場合には、上記各タイミングＴ１、Ｔ２は実質的には略同時となる。
【００４１】
本例においても、可視光検知センサ４によって被加工対象８の加工設定位置８１において実際にレーザー加工が行われたか否かを検知することができる。また、本例においては、判定手段５によって、制御手段６に記憶させた意図するタイミングにおいて実際にレーザー加工が行われたか否かを判定することができる。
本例においても、レーザー加工検知システム１のその他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００４２】
（その他の実施例）
レーザー加工検知システム１の判定手段５は、以下のようにレーザー加工手段２に発生した異常を検知することができる。
上記実施例１、２において、判定手段５は、可視光検知センサ４が可視光Ｂの発生位置Ｐ２を検知した回数をカウントし、このカウント回数が、制御手段６に記憶したレーザー照射回数（加工設定位置８１の数）と一致するか否かを判定することができる。
また、上記実施例１においては、カメラ３によって検知した、加工設定位置８１における可視光Ｂの発生タイミングＴ２を判定手段５に記憶しておき、レーザー光Ａの照射位置Ｐ１と可視光Ｂの発生位置Ｐ２との照合を行うと共に、レーザー光Ａの照射タイミングＴ１と可視光Ｂの発生タイミング（検知タイミング）Ｔ２との照合も行うことができる。さらに、これらの照合に加え、上記カウント回数とレーザー照射回数との照合も合わせて行うことができる。
【００４３】
上記実施例１に示したレーザー加工検知システムによる動作の概略を図５のフローチャートに示す。
ロボット７及びレーザー加工手段２のティーチングが行われた後には、ロボット７のエンドエフェクタ７２を移動させると共にレーザー加工手段２を動作させ、かつレーザー加工を行う状態をカメラ３で撮影する（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）。そして、判定手段５によって、制御手段６に記憶したレーザー光Ａの照射位置Ｐ１とカメラ３によって撮影した可視光Ｂの発生位置Ｐ２とが一致するか否かの照合を行い（Ｓ１０４）、これらが一致しない場合にはレーザー加工の異常を検知する（Ｓ１０５）。
【００４４】
また、レーザー光Ａを照射した回数と、可視光Ｂを検出した回数とが一致するか否かの照合を行い（Ｓ１０６）、これらが一致しない場合にはレーザー加工の異常を検知する（Ｓ１０７）。
さらに、レーザー光Ａの照射タイミングと可視光Ｂの発生タイミング（検知タイミング）とが一致するか否かの照合を行い（Ｓ１０８）、これらが一致しない場合にはレーザー加工の異常を検知する（Ｓ１０９）。
その後、レーザー溶接の終了になるまでは（Ｓ１１０）、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０９を繰り返す。
【符号の説明】
【００４５】
１ レーザー加工検知システム
２ レーザー加工手段
３ カメラ
４ 可視光検知センサ
５ 判定手段
６ 制御手段
７ ロボット
７２ エンドエフェクタ
８ 被加工対象
８１ 加工設定位置
Ａ レーザー光
Ｂ 可視光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドエフェクタを三次元に移動させるよう構成したロボットと、
上記エンドエフェクタに装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象における加工設定位置にレーザー光を照射するよう構成したレーザー加工手段と、
上記被加工対象を設置した設置部又は上記レーザー加工手段のいずれかに取り付け、上記レーザー光の照射を受けて上記被加工対象が溶融したときに発する可視光を検知すると共に該可視光の発生位置を検知するカメラと、
上記ロボットの制御を行うと共に上記レーザー加工手段の上記焦点距離及び照射方向の制御を行う制御手段と、
該制御手段に記憶させた上記レーザー光の照射位置と、上記カメラによって検知した上記可視光の発生位置とが一致しているか否かを、１箇所又は複数箇所の上記加工設定位置について、逐次又は複数箇所まとめて判定する判定手段とを備えていることを特徴とするレーザー加工検知システム。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザー加工検知システムにおいて、上記カメラは、上記レーザー加工手段に取り付けてあり、
上記レーザー光の照射位置は、上記レーザー加工手段における基準位置から上記加工設定位置までの平面方向の位置であり、上記可視光の発生位置は、上記レーザー加工手段における基準位置から上記可視光の発生位置までの平面方向の位置であることを特徴とするレーザー加工検知システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーザー加工検知システムにおいて、上記判定手段は、上記カメラによって検知した上記可視光の発生位置を、上記複数箇所の加工設定位置について記憶しておき、該複数箇所の加工設定位置についてまとめて上記レーザー光の照射位置と上記可視光の発生位置とが一致しているか否かを判定することを特徴とするレーザー加工検知システム。
【請求項４】
エンドエフェクタを三次元に移動させるよう構成したロボットと、
上記エンドエフェクタに装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象における加工設定位置にレーザー光を照射するよう構成したレーザー加工手段と、
上記被加工対象を設置した設置部又は上記レーザー加工手段のいずれかに取り付け、上記レーザー光の照射を受けて上記被加工対象が溶融したときに発する可視光を検知する可視光検知センサと、
上記ロボットの制御を行うと共に上記レーザー加工手段の上記焦点距離及び照射方向の制御を行う制御手段と、
１箇所の上記加工設定位置に上記レーザー光を照射した直後に逐次上記可視光検知センサが上記可視光を検知したか否かを判定する、又は複数箇所の上記加工設定位置に上記レーザー光を照射した後にまとめて上記可視光検知センサが上記複数箇所の加工設定位置について上記可視光を検知したか否かを判定する判定手段とを備えていることを特徴とするレーザー加工検知システム。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザー加工検知システムにおいて、上記可視光検知センサは、上記レーザー加工手段に取り付けてあることを特徴とするレーザー加工検知システム。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のレーザー加工検知システムにおいて、上記判定手段は、上記可視光検知センサによって検知した上記可視光の発生タイミングを、上記複数箇所の加工設定位置について記憶しておき、該複数箇所の加工設定位置についてまとめて上記可視光を検知したか否かを判定することを特徴とするレーザー加工検知システム。
【請求項１】
エンドエフェクタを三次元に移動させるよう構成したロボットと、
上記エンドエフェクタに装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象における加工設定位置にレーザー光を照射するよう構成したレーザー加工手段と、
上記被加工対象を設置した設置部又は上記レーザー加工手段のいずれかに取り付け、上記レーザー光の照射を受けて上記被加工対象が溶融したときに発する可視光を検知すると共に該可視光の発生位置を検知するカメラと、
上記ロボットの制御を行うと共に上記レーザー加工手段の上記焦点距離及び照射方向の制御を行う制御手段と、
該制御手段に記憶させた上記レーザー光の照射位置と、上記カメラによって検知した上記可視光の発生位置とが一致しているか否かを、１箇所又は複数箇所の上記加工設定位置について、逐次又は複数箇所まとめて判定する判定手段とを備えていることを特徴とするレーザー加工検知システム。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザー加工検知システムにおいて、上記カメラは、上記レーザー加工手段に取り付けてあり、
上記レーザー光の照射位置は、上記レーザー加工手段における基準位置から上記加工設定位置までの平面方向の位置であり、上記可視光の発生位置は、上記レーザー加工手段における基準位置から上記可視光の発生位置までの平面方向の位置であることを特徴とするレーザー加工検知システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーザー加工検知システムにおいて、上記判定手段は、上記カメラによって検知した上記可視光の発生位置を、上記複数箇所の加工設定位置について記憶しておき、該複数箇所の加工設定位置についてまとめて上記レーザー光の照射位置と上記可視光の発生位置とが一致しているか否かを判定することを特徴とするレーザー加工検知システム。
【請求項４】
エンドエフェクタを三次元に移動させるよう構成したロボットと、
上記エンドエフェクタに装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象における加工設定位置にレーザー光を照射するよう構成したレーザー加工手段と、
上記被加工対象を設置した設置部又は上記レーザー加工手段のいずれかに取り付け、上記レーザー光の照射を受けて上記被加工対象が溶融したときに発する可視光を検知する可視光検知センサと、
上記ロボットの制御を行うと共に上記レーザー加工手段の上記焦点距離及び照射方向の制御を行う制御手段と、
１箇所の上記加工設定位置に上記レーザー光を照射した直後に逐次上記可視光検知センサが上記可視光を検知したか否かを判定する、又は複数箇所の上記加工設定位置に上記レーザー光を照射した後にまとめて上記可視光検知センサが上記複数箇所の加工設定位置について上記可視光を検知したか否かを判定する判定手段とを備えていることを特徴とするレーザー加工検知システム。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザー加工検知システムにおいて、上記可視光検知センサは、上記レーザー加工手段に取り付けてあることを特徴とするレーザー加工検知システム。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のレーザー加工検知システムにおいて、上記判定手段は、上記可視光検知センサによって検知した上記可視光の発生タイミングを、上記複数箇所の加工設定位置について記憶しておき、該複数箇所の加工設定位置についてまとめて上記可視光を検知したか否かを判定することを特徴とするレーザー加工検知システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−３５２８１（Ｐ２０１２−３５２８１Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７５６３２（Ｐ２０１０−１７５６３２）
【出願日】平成２２年８月４日（２０１０．８．４）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月４日（２０１０．８．４）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【Ｆターム（参考）】
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