CN107584206B - 激光加工机器人系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及使用机器人进行激光加工的激光加工机器人系统。提供一种利用增强现实感处理的技术而安全且容易地目视确认加工用激光束及其照射位置的激光加工机器人系统。激光加工机器人系统(100)具备图像处理装置(9)，该图像处理装置(9)具有对由摄像装置(8)拍摄到的包括机器人(1)的实际图像进行增强现实图像处理的增强现实图像处理部(9a)。增强现实图像处理部(9a)使表示虚拟从激光照射装置(2)向加工对象照射激光束时的激光束和该激光束的照射位置中的至少一方的虚拟图像重叠在所述实际图像上，在显示装置(10)显示重叠后的图像。

Description

激光加工机器人系统
技术领域
本发明涉及一种使用机器人进行激光加工的激光加工机器人系统。
背景技术
近年来，市面上有一种激光加工机器人系统，在机器人臂的前端部安装用于对加工对象照射加工用激光束的激光照射装置，使机器人臂移动来进行激光加工。并且，已知如下一种技术：在使用激光加工机器人系统的激光加工中，一边使机器人臂移动一边改变来自激光照射装置的激光束的照射方向，由此一边使激光束移动一边对预先决定的位置进行激光加工。相比于以往的激光加工法，这样的激光加工法的工件与激光照射装置之间分离，因此有时称作“远程激光加工”。作为具体的加工有焊接、切断、钻孔等。
在这样的远程激光加工中，工件与激光照射装置之间分离，因此存在有在向机器人教示激光加工动作时难以找到加工用激光束的照射位置的问题。这使对机器人的教示作业的效率显著下降。另外，一般在激光加工中需要使加工用激光束的照射位置与工件的加工部位准确地对位。因此，难以找到加工用激光束的照射位置也导致加工精度的下降。
为了应对这样的问题，日本特开2007-253200号公报公开了如下一种方法：为了容易找到焊接用激光束的对焦位置，向所照射的焊接用激光束导入可见光的引导激光。另外，日本特开2013-123743号公报公开了利用图像处理装置检测照射了焊接用激光束的照射部的位置的方法。
然而，在日本特开2007-253200号公报中公开的方法、即利用引导激光容易地找到焊接用激光束的照射位置的方法中，需要在激光照射装置新搭载向工件照射引导激光的机构。这导致激光照射装置的复杂化和成本增加。并且，还存在如下问题：引导激光自身在实际的生产加工时并不需要，因此激光照射装置成为冗长的结构。
另外，在日本特开2013-123743号公报所公开的方法中，实际照射焊接用激光束，利用图像处理装置检测其照射位置。因而，即使例如在焊接用激光束的亮度被抑制的情况、激光照射装置为低输出激光的情况下，只要实际照射焊接用激光束就对人体尤其视网膜存在危险性。因此，向对机器人教示激光加工动作时那样，在决定加工用激光束的照射位置的作业中，在安全方面期望尽量避开加工用激光束的使用。
发明内容
本发明提供一种即使实际并不照射加工用激光束也能够使操作者安全且容易地目视确认加工用激光束及其照射位置的激光加工机器人系统。
根据本公开的第一方式，提供如下一种激光加工机器人系统，使用机器人对加工对象进行激光加工，该机器人具备装设有照射加工用的激光束的激光照射装置的臂部，在该激光加工机器人系统中具备：机器人控制装置，其能够使所述机器人执行不伴随所述激光束的输出的所述激光加工的动作；摄像装置，其拍摄包括使所述机器人执行不伴随所述激光束的输出的所述激光加工的动作时的所述机器人的实际图像；显示装置，其实时地显示所述实际图像；以及图像处理装置，其与所述机器人控制装置连接，具有对所述实际图像进行增强现实图像处理的增强现实图像处理部，其中，所述增强现实图像处理部使表示虚拟从所述激光照射装置向所述加工对象照射所述激光束时的激光束和该激光束的照射位置中的至少一方的虚拟图像与所述实际图像重叠，在所述显示装置显示重叠后的图像。
根据本公开的第二方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第一方式的激光加工机器人系统中，所述激光照射装置具备透镜位置调整机构，该透镜位置调整机构通过根据来自所述机器人控制装置的指令来调整透镜的位置来改变焦点距离，所述增强现实图像处理部基于与所述焦点距离或所述透镜的位置相关的指令值或者检测值来生成所述虚拟图像。
根据本公开的第三方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第一方式或第二方式的激光加工机器人系统中，所述激光照射装置具备照射位置变更机构，该照射位置变更机构能够根据来自所述机器人控制装置的指令来改变所述加工对象的表面上的所述激光束的照射位置，所述增强现实图像处理部基于与所述照射位置相关的指令值或者检测值来生成所述虚拟图像。
根据本公开的第四方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第一方式至第三方式中的任一项的激光加工机器人系统中，所述增强现实图像处理部在所述显示装置显示表示为所述虚拟图像的所述激光束和该激光束的照射位置中的至少一方的轨迹。
根据本公开的第五方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第一方式至第四方式中的任一项的激光加工机器人系统中，所述机器人控制装置构成为将与照射所述激光束时的照射条件相关的信息通知给所述图像处理装置，所述增强现实图像处理部将与所述照射条件相关的信息和所述虚拟图像一起显示于所述显示装置。
根据本公开的第六方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第一方式至第五方式中的任一项的激光加工机器人系统中，所述增强现实图像处理部在生成所述虚拟图像时变更所述激光束的显示颜色以及显示尺寸中的至少一方。
根据本公开的第七方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第六方式的激光加工机器人系统中，所述增强现实图像处理部根据照射所述激光束时的照射条件来变更所述激光束的显示颜色和显示尺寸中的至少一方。
根据本公开的第八方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第一方式至第七方式中的任一项的激光加工机器人系统中，所述显示装置为与所述摄像装置一体地构成的头戴显示器。
附图说明
根据附图所示的本公开的代表性的实施方式的详细的说明，本发明的这些目的、特征和优点以及其它目的、特征和优点会变得更明确。
图1是概念性地表示基于一个实施方式的激光加工机器人系统的结构的框图。
图2是表示图1所示的激光加工机器人系统的变形例的框图。
图3是表示检电机构的概略的结构的图。
图4是表示使用图1所示的激光加工机器人系统进行激光加工时的样子的示意图。
图5是表示使用图2所示的激光加工机器人系统进行激光加工时的样子的示意图。
图6是用于说明在现实空间中的操作情况的图像上生成激光束的虚拟图像的方法的概念的图。
具体实施方式
接着，参照附图来说明本公开的实施方式。在下面的附图中，对同样的结构要素或功能部标注相同的附图标记。为了容易理解，这些附图适当变更比例尺。另外，附图所示的方式是用于实施本发明的一个例子，本发明并不限定于图示的方式。
图1是概念性地表示基于一个实施方式的激光加工机器人系统的结构的框图。
如图1所示，激光加工机器人系统100使用在机器人臂的前端部1a具备激光照射装置2的机器人1，对操作台7上的工件W进行激光加工。在此所说的激光加工包括激光焊接、激光切断、激光钻孔等。
激光加工机器人系统100具备控制机器人1的机器人控制装置3、控制激光照射装置2的控制装置(以下称作激光照射装置用控制装置)4、与激光照射装置2连接的激光振荡器5、控制激光振荡器5的控制装置(以下称作激光振荡器用控制装置)6、与机器人控制装置3连接的图像处理装置9。
尤其是，本实施方式的机器人控制装置3能够使机器人1执行不伴随激光束的输出的激光加工动作。
并且，如图1所示，激光加工机器人系统100具备与图像处理装置9连接的摄像装置8和显示装置10。
摄像装置8为拍摄进行激光加工的操作空间的摄像机。在该操作空间中至少包括机器人1、作为加工对象的工件W以及用于设置工件W的操作台7。摄像装置8拍摄使机器人1执行不伴随激光束的输出的激光加工的动作时的包括该机器人1的实际图像。
图像处理装置9具有对上述实际图像进行增强现实图像处理的增强现实图像处理部9a。
增强现实图像处理部9a使表示虚拟从激光照射装置2向工件W的表面上照射激光束时的激光束与该激光束的照射位置中的至少一方的虚拟图像与上述实际图像重叠，在显示装置10显示重叠后的图像。
显示装置10实时地显示由摄像装置8拍摄到的实际图像。并且，显示装置10显示由上述的增强现实图像处理部重叠后的图像。显示装置10既可以与摄像装置8单独设置，或者也可以与摄像装置8一体地构成。
图2是表示图1所示的激光加工机器人系统100的变形例的框图。在前述的激光加工机器人系统100中，如图2所示，显示装置10也可以不使用显示面板而使用如头戴显示器这样的眼镜型显示装置。头戴显示器具有例如为眼镜透镜程度的大小且与人的眼对应地配置的显示画面。并且，由头戴显示器构成的显示装置10也能够为具备摄像装置(未图示)的结构。在为头戴显示器的情况下，对机器人1教示加工动作的操作者能够使用双手而不受显示装置10的设置场所限制地进行教示操作。
对构成上述的激光加工机器人系统100的各装置更具体地进行叙述。
机器人1为使装设在机器人臂的前端部1a的激光照射装置2移动到操作空间上的任意的位置的多关节机器人。在图1中示出了垂直多关节型机器人，但本发明并不限定于此。
在机器人1的各关节轴设置有伺服马达(未图示)。在机器人1设置有检测各伺服马达的轴位置(即旋转角度)的位置检测传感器例如脉冲编码器。
激光照射装置2具有用于向工件W照射从激光振荡器5供给来的激光束的激光照射口(未图示)。在激光照射装置2内设置有能够将工件W的表面上的激光束的照射位置改变成任意的位置的照射位置变更机构例如检电机构(galvano mechanism)。另外，优选在激光照射装置2内设置有汇聚激光束的透镜、通过调整该透镜的位置能够改变激光束的焦点距离的透镜位置调整机构(未图示)。
另外，关于激光照射装置2，也可以不具备上述那样的能够任意地变更照射位置、焦点距离的机构而为固定的照射位置。例如，在使用了长焦点透镜的激光加工头的情况下，焦点距离是固定的，但为工件W与激光照射装置2充分分离的距离，因此能够得到基于本发明的效果。
图3是表示上述的检电机构的概略的结构的图。图3中例示的检电机构具备在从激光光源11射出的激光束的光路上配置的一对反射镜12X、12Y、使反射镜12X、12Y分别旋转任意的角度的电动机13X、13Y。电动机13X、13Y的旋转轴分别与反射镜12X、12Y自身的反射面平行地延伸并且作为反射镜12X、12Y的旋转轴而与反射镜12X、12Y连接。两电动机13X、13Y的旋转轴朝向彼此正交的方向。在这样的结构中，当使一对反射镜12X、12Y中的一个反射镜12X停止，使另一个反射镜12Y旋转时，例如沿工件W的表面上的Y轴方向扫描激光束。另外，当使反射镜12Y停止而使反射镜12X转动时，例如沿工件W的表面上的X轴方向扫描激光束。
因而，利用电动机13X、13Y使反射镜12X、12Y分别旋转所期望的角度，由此能够在工件W的表面上的正交的X-Y轴方向扫描激光束的照射位置来进行定位。
并且，在电动机13X、13Y的旋转轴具备检测其旋转角度的脉冲编码器(未图示)。因此，还能够基于由各电动机13X、13Y所具备的脉冲编码器检测的旋转角度来求出工件W的表面上的激光束的照射位置。
优选还在上述的透镜位置调整机构中使用透镜移动用的电动机，在该电动机的旋转轴具备检测其旋转角度的脉冲编码器(未图示)。由此，能够基于由透镜位置调整机构的电动机所具备的脉冲编码器检测的旋转角度来求出朝向工件W所照射的激光束的焦点位置。
机器人控制装置3具备保存有记述激光加工的操作动作、加工条件等的操作程序的存储器(未图示)，根据操作程序生成控制机器人1的指令并且进行机器人1的控制。
更具体地说，机器人控制装置3根据操作程序对机器人1的各关节轴的伺服马达施加位置指令，并且以由设置于各伺服马达的脉冲编码器检测的伺服马达的轴位置与位置指令一致的方式控制伺服马达。由此，机器人1按照存储器内的操作程序进行动作。
优选机器人控制装置3具备用于操作机器人1来对机器人1教示激光加工动作的教示操作盘(未图示)。操作者使用教示操作盘来操作机器人1并且进行激光照射操作。优选此时的操作动作、加工条件等从教示操作盘写入到前述的机器人控制装置3的存储器内的操作程序中。
机器人控制装置3对激光振荡器用控制装置6输出与激光照射相关的指令值。该指令值包括作为脉冲激光器的照射条件的激光功率、重复频率以及占空比等。或者，也可以预先在激光振荡器用控制装置6内的存储器(未图示)保存上述那样的照射条件，来自机器人控制装置3的指令中包括选择所保存的照射条件中的哪个照射条件、照射开始以及照射结束的定时。
在前者的情况下，即在机器人控制装置3对激光振荡器用控制装置6输出与激光照射相关的指令值的结构中，能够从机器人控制装置3向图像处理装置9通知与照射条件相关的信息。
在后者的情况下，即在激光振荡器用控制装置6内的存储器中预先保存照射条件的结构中，能够经由机器人控制装置3将该存储器内的照射条件通知给后述的图像处理装置9。在该情况下，虽然未图示，但也可以将激光振荡器用控制装置6的存储器内的照射条件直接通知给图像处理装置9。
并且，机器人控制装置3对激光照射装置用控制装置4输出与由激光照射装置2产生的激光束的照射位置、焦点位置等相关的指令值。与照射位置、焦点位置相关的指令值能够从机器人控制装置3通知给图像处理装置9。
激光照射装置用控制装置4为基于来自机器人控制装置3的指令来控制分别驱动前述激光照射装置2内具备的检电机构、透镜位置调整机构的各电动机的装置。激光照射装置用控制装置4可以组装到机器人控制装置3内。
激光振荡器5为以将激光束供给到激光照射装置2的方式进行激光振荡的激光供给源。作为激光振荡器的种类有光纤激光器、CO2激光器、YAG激光器等，但在本发明中，只要为能够输出加工可使用的激光的激光振荡器即可，对激光振荡器的种类不特别进行限定。
激光振荡器用控制装置6基于来自机器人控制装置3的指令来控制振荡加工用激光束的激光振荡器5。或者，也可以如前述那样，激光振荡器用控制装置6具备保存照射条件的存储器，根据来自机器人控制装置3的指令从该存储器内选择照射条件来控制激光振荡器5。
激光振荡器用控制装置6可以组装到机器人控制装置3内。
尤其是，在本实施方式中，能够根据来自机器人控制装置3的指令来实施不伴随激光束输出的激光加工动作。
此外，优选前述的机器人1、机器人控制装置3和图像处理装置9分别由具备经由总线而彼此连接的ROM、RAM等存储器、CPU以及通信控制部的计算机系统(未图示)构成。
优选在构成图像处理装置9的计算机系统所具备的ROM中保存有使该计算机系统作为前述的增强现实图像处理部9a发挥功能的应用软件(程序)。优选为，增强现实图像处理部9a的功能和动作基于ROM中所存储的程序来由图像处理装置9内的CPU使机器人控制装置3、激光照射装置用控制装置4、显示装置10等协作来执行。
在此，图4是表示使用图1所示的激光加工机器人系统进行激光加工时的样子的示意图。图5是表示使用图2所示的激光加工机器人系统进行激光加工时的样子的示意图。
如图4和图5所示，设为使装设于机器人臂的前端部1a的激光照射装置2移动到从操作台7的工件W向上方分离的位置，使机器人1执行不伴随来自激光照射装置2的加工用激光束输出的激光加工动作。
此时，在图4所示的例子中，在显示装置10的画面15上显示摄像装置8的拍摄对象即现实空间上的操作状况和基于增强现实技术所生成的激光束的虚拟图像14。
在图5所示的例子中，显示装置10为具备摄像机功能的眼镜型头戴显示器。在该情况下，操作者16通过所穿戴的眼镜型头戴显示器的摄像机功能拍摄现实空间上的操作状况。而且，该现实空间上的操作状况和基于增强现实技术所生成的激光束的虚拟图像14显示在以与操作者16的眼睛对应的方式所装设的头戴显示器的画面15上。
更具体地说，如图4和图5所示，以从激光照射装置2向工件W虚拟照射激光束的方式由前述的增强现实图像处理部9a生成激光束的虚拟图像14，并且将虚拟图像14显示在显示装置10中。
尤其是，在采用了如图5所示那样的头戴显示器的情况下，操作者16在任何的情况下都能够目视确认虚拟的激光加工动作的样子。
(动作)
接着，对激光加工机器人系统100的动作进行说明。在此，对在图1所例示的激光加工机器人系统100中对机器人1教示针对工件W的激光加工操作时的动作进行说明。当然，以下的动作也能够应用于图2所例示的激光加工机器人系统100的情况。
在图1所示的激光加工机器人系统100中，设为在机器人控制装置3的存储器(未图示)中预先存储有记述针对工件W的激光加工的操作动作、加工条件等的操作程序。并且，用于固定工件W的操作台7的位置、摄像装置8的位置以及姿势由以机器人1的设置位置为基准的世界坐标系(也称作基坐标系)来进行定义。设为事先通过校准来求出摄像装置8的拍摄位置与机器人1等在现实空间中的物体的位置之间的相关关系。
为了对机器人1教示激光加工操作，操作者利用教示操作盘来操作机器人1，将机器人臂的前端部1a的激光照射装置2移动到从操作台7上的工件W向上方分离的位置，进行机器人1的激光加工动作。此时，激光振荡器用控制装置6控制激光振荡器5不将加工用激光束供给到激光照射装置2。也就是说，在激光加工操作的机器人教示中，不从激光照射装置2向工件W输出加工用激光束。
在教示操作中，机器人控制装置3将关于机器人臂的前端部1a的位置而指令给机器人1的指令值、关于激光照射装置2内的反射镜的旋转角度和透镜的位置而指令给激光照射装置用控制装置4的指令值通知给图像处理装置9。
机器人教示操作的样子由摄像装置8实时地进行拍摄，所拍摄到的图像被发送到图像处理装置9。
在图像处理装置9中，增强现实图像处理部9a进行如下处理：生成虚拟从激光照射装置2向工件W的表面上照射激光束时的激光束自身和表示该激光束的照射位置的虚拟图像并且使该虚拟图像与由摄像装置8拍摄到的实际图像重叠。
图6是用于说明在现实空间中的操作状况的图像上生成激光束的虚拟图像的方法的概念的图。以下主要参照图6来具体地叙述在所拍摄到的实际图像上生成激光束的虚拟图像的方法。
首先，将现实空间上的机器人1的设置位置设为O点、将装设于机器人臂的前端部1a的激光照射装置2的激光照射口2a的位置设为S点，求出连结O点和S点的向量R(图6)。
O点设为机器人1的臂部的加工动作的原点。在本实施方式中，将机器人1的设置位置设为了O点，但也可以将机器人1的主体上的不动的位置设为O点。
另一方面，能够根据以O点为基准的机器人臂的前端部1a的位置和装设于前端部1a的激光照射装置2的包括激光照射口2a的位置信息的图形信息来求出S点。
具体地说，根据从机器人控制装置3输出的与机器人臂的前端部1a的位置相关的指令值或者由设置于机器人1的各关节轴的伺服马达的脉冲编码器检测的检测值(旋转角度)来求出机器人臂的前端部1a的位置。而且，根据激光照射装置2相对于该前端部1a的安装位置和激光照射装置2的激光照射口2a相对于该安装位置的位置来求出前述的S点的位置。
能够根据设计激光照射装置2时的图面信息来获取激光照射装置2相对于前端部1a的安装位置和激光照射口2a的位置。
接着，将由激光照射装置2照射的加工对象上的位置即工件W的表面上的激光照射位置设为P点，使用作为激光照射装置2的激光照射口2a的位置而已经获取到的S点来求出连结S点和P点的向量L(图6)。
在激光照射装置2内具备前述的检电机构(参照图3)的情况下，能够基于与从机器人控制装置3向激光照射装置用控制装置4输出的照射位置相关的指令值和已经获取到的S点的位置来求出P点的位置。或者，还能够基于由前述检电机构的各电动机13X、13Y所具备的脉冲编码器实际检测的检测值(旋转角度)和已经获取到的S点的位置来求出P点的位置。
在激光照射装置2还具备前述透镜位置调整机构(未图示)的情况下，能够基于与从机器人控制装置3向激光照射装置用控制装置4输出的焦点位置相关的指令值和已经获取到的S点的位置来求出激光束的焦点位置。或者，还能够基于由透镜位置调整机构的电动机具备的脉冲编码器实际检测的检测值(旋转角度)和已经获取到的S点的位置来求出激光束的焦点位置。
此外，在不具备能够任意地变更照射位置、焦点距离的机构而照射位置为固定的位置的激光照射装置2的情况下，能够根据激光照射装置2的机械设计信息来简单地求出连结S点和P点的向量L。
接着，将现实空间上的摄像装置8的设置位置设为Q点，使用作为机器人1的设置位置的O点的位置来求出连结Q点和O点的向量C(图6)。
在摄像装置8的位置相对于机器人1的设置位置固定的情况下，事先校准彼此的位置，由此能够求出向量C。
另一方面，在摄像装置8的位置相对于机器人1的设置位置能够变更的情况下，在摄像装置8的初始的设置位置事先校准与机器人1的设置位置的相关关系。而且，在变更了摄像装置8的位置时，使用摄像装置8所内置的未图示的陀螺仪传感器、三维加速度传感器、GPS(Global Positioning System：全球定位系统)等来求出摄像装置8距离初始的设置位置的移动距离。由此，即使摄像装置8的位置相对于机器人1的设置位置能够变更，也能够求出向量C。
另外，如果预先在摄像装置8内具备激光照射装置2和机器人1的形状来作为三维模型匹配用的模型数据，则能够通过该三维模型数据与所拍摄到的图像的匹配处理来求出摄像装置8与机器人1的相对位置。因此，也可以根据通过这样的三维模型匹配得到的相对位置信息来求出向量C。
接着，合成如前述那样所求出的向量C和向量R和向量L来求出向量D(图6中的虚线)。该向量D为连结摄像装置8的设置位置(Q点)和激光照射位置(P点)的向量。
根据向量D的信息能够在摄像装置8的设置位置所拍摄到的实际图像上表示激光照射位置(P点)、自激光照射装置2的激光照射方向。由此，图像处理装置9的增强现实图像处理部9a能够在摄像装置8的拍摄图像上虚拟地生成从激光照射装置2照射的激光束及其激光照射位置。
因而，前述增强现实图像处理部9a生成表示虚拟从激光照射装置2向工件W的表面上照射激光束时的激光束及其激光照射位置的虚拟图像，并且使该虚拟图像与由摄像装置8所拍摄到的实际图像重叠。而且，增强现实图像处理部9a在显示装置10显示重叠后的图像。例如，如图4和图5所示，在显示装置10的画面15显示从装设于机器人1的激光照射装置2向工件W的表面上虚拟地照射激光束的虚拟图像14。
进一步说，在操作中，从机器人控制装置3等向图像处理装置9通知与机器人1的前端部1a的位置相关的指令值或检测值、与激光照射装置2照射的激光束的照射位置、照射条件、透镜的焦点距离相关的指令值或检测值。基于这些信息，图像处理装置9的增强现实图像处理部9a生成虚拟图像14。
并且，还事先向图像处理装置9输入与装设有激光照射装置2的机器人1与摄像装置8之间的相对位置例如相对角度、相对姿势相关的数据。因此，如果机器人1与摄像装置8之间的相对位置变化，则与此相应地激光束的虚拟图像14以与由摄像装置8拍摄到的机器人1的操作状况的实际图像一致的方式进行变化。这也相当于图2所示的移动自由的具备由头戴显示器构成的显示装置10的激光加工机器人系统100的情况。
另外，在如前述的那样使激光束的虚拟图像14显示于显示装置10时，为了容易看见激光束的虚拟图像14，优选进行以下的显示处理。
例如，增强现实图像处理部9a可以在生成激光束的虚拟图像14时变更该激光束的显示颜色和显示尺寸中的至少一方。
具体地说，为了显示可以任意地改变激光束的颜色、光轴的粗细、该激光束的照射位置处的照射半径等。
在该情况下，增强现实图像处理部9a可以根据从激光照射装置2照射激光束时的照射条件来变更激光束的显示颜色和显示尺寸中的至少一方。例如，也可以根据激光的功率的大小来区分激光束的显示颜色的浓淡。
并且，增强现实图像处理部9a可以在显示装置10显示表示为虚拟图像14的激光束和该激光束的照射位置中的至少一方的轨迹。例如，如果在激光加工操作的教示完成后，教示中的激光照射位置的轨迹(即激光点的移动轨迹)还以图像残留在显示装置10的画面上，则激光照射位置的确认变得更容易。
也可以在显示装置10显示这样的激光照射位置的轨迹的图像，附带地在显示装置10也显示与激光照射条件相关的信息，例如脉冲激光器的照射条件即激光功率、重复频率以及占空比等这样的数值信息。也就是说，增强现实图像处理部9a也可以将与激光照射条件相关的信息与激光束、激光照射位置等的虚拟图像14一起显示于显示装置10。
如以上那样，根据本实施方式，能够虚拟地生成从装设于机器人1的激光照射装置2照射的激光束的图像，使所生成的激光束的虚拟图像重叠显示于由摄像装置8所拍摄到的机器人1的实际图像上。也就是说，根据本实施方式，能够利用增强现实技术在现实的操作空间的图像上显示作为虚拟图像的加工用激光束和其照射位置。因此，即使实际并不照射加工用激光束，操作者也能够安全且容易地在画面上目视确认加工用激光束和其照射位置。
尤其是，由于虚拟地显示加工用激光束，因此不需要在激光照射装置搭载用于照射引导激光的机构。另外，也没有人体暴露于加工用激光束的危险性。
以上这些对使用激光加工机器人系统100进行远程激光加工的情况特别有效。
另外，前述的激光加工机器人系统100也可以构成为不在显示装置10显示激光照射位置等的虚拟图像14，而使用投射器投影到现实空间上。
以上，使用代表性的实施方式说明了本发明，但本领域工作人员应该能够理解的是只要不脱离本公开的范围就能够在上述的各实施方式中进行变更和各种其它变更、省略、追加。另外，组合上述的各实施方式也包括在本公开的范围中。
发明的效果
根据本公开的第一方式，即使装设于机器人的臂部的激光照射装置实际并不照射加工用激光束也能够在包括机器人的实际图像上虚拟地显示照射该加工用激光束的样子。因此，操作者能够安全且容易地在画面上目视确认加工用激光束和其照射位置。
根据本公开的第二方式，在激光照射装置具备能够改变激光束的焦点距离的机构的情况下，即使实际并不照射加工用激光束，也能够显示照射该加工用激光束的样子的虚拟图像。
根据本公开的第三方式，在激光照射装置具备能够改变激光束的照射位置的机构的情况下，即使实际并不照射加工用激光束，也能够显示照射该加工用激光束的样子的虚拟图像。
根据本公开的第四方式，在显示装置显示表示为虚拟图像的激光束、激光照射位置的轨迹，因此即使在使机器人执行不伴随激光束的输出的激光加工动作之后，也容易确认激光照射位置。
根据本公开的第五方式和第七方式，能够靠视觉在画面上把握激光束的照射条件。
根据本公开的第六方式，能够使显示装置所显示的激光束和其照射位置的目视确认性提高。
根据本公开的第八方式，在采用了头戴显示器作为显示装置的情况下，操作者能够在任何情况下目视确认虚拟的激光加工动作的样子。

Claims (8)

1.一种激光加工机器人系统，使用机器人对加工对象进行激光加工，该机器人具备装设有照射加工用的激光束的激光照射装置的臂部，在该激光加工机器人系统中具备：
机器人控制装置，其能够使所述机器人执行不伴随所述激光束的输出的所述激光加工的动作；
摄像装置，其拍摄包括使所述机器人执行不伴随所述激光束的输出的所述激光加工的动作时的所述机器人的实际图像；
显示装置，其实时地显示所述实际图像；以及
图像处理装置，其与所述机器人控制装置连接，该图像处理装置具有对所述实际图像进行增强现实图像处理的增强现实图像处理部，
其中，所述增强现实图像处理部使虚拟图像与所述实际图像重叠，在所述显示装置显示重叠后的图像，其中所述虚拟图像表示虚拟从所述激光照射装置向所述加工对象照射所述激光束时的激光束和该激光束的照射位置中的至少一方。
2.根据权利要求1所述的激光加工机器人系统，其特征在于，
所述激光照射装置具备透镜位置调整机构，该透镜位置调整机构通过根据来自所述机器人控制装置的指令调整透镜的位置来改变焦点距离，
所述增强现实图像处理部基于与所述焦点距离或所述透镜的位置相关的指令值或者检测值来生成所述虚拟图像。
3.根据权利要求1或2所述的激光加工机器人系统，其特征在于，
所述激光照射装置具备照射位置变更机构，该照射位置变更机构能够根据来自所述机器人控制装置的指令来改变所述加工对象的表面上的所述激光束的照射位置，
所述增强现实图像处理部基于与所述照射位置相关的指令值或者检测值来生成所述虚拟图像。
4.根据权利要求1或2所述的激光加工机器人系统，其特征在于，
所述增强现实图像处理部在所述显示装置显示表示为所述虚拟图像的所述激光束和该激光束的照射位置中的至少一方的轨迹。
5.根据权利要求1或2所述的激光加工机器人系统，其特征在于，
所述机器人控制装置构成为将与照射所述激光束时的照射条件相关的信息通知给所述图像处理装置，
所述增强现实图像处理部将与所述照射条件相关的信息和所述虚拟图像一起显示于所述显示装置。
6.根据权利要求1或2所述的激光加工机器人系统，其特征在于，
所述增强现实图像处理部在生成所述虚拟图像时变更所述激光束的显示颜色以及显示尺寸中的至少一方。
7.根据权利要求6所述的激光加工机器人系统，其特征在于，
所述增强现实图像处理部根据照射所述激光束时的照射条件来变更所述激光束的显示颜色和显示尺寸中的至少一方。
8.根据权利要求1或2所述的激光加工机器人系统，其特征在于，
所述显示装置为与所述摄像装置一体地构成的头戴显示器。
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