JP2021096604A

JP2021096604A - スキャナコントローラ及びスキャナ制御システム

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Publication number: JP2021096604A
Application number: JP2019226796A
Authority: JP
Inventors: 竜太朗西村; Ryutaro Nishimura
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2021-06-24
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Abstract

【課題】任意の位置からスキャナとロボットとの同期をとることが可能な仕組みを提供すること。【解決手段】本発明のスキャナコントローラ３は、レーザ光の経路のワールド座標系における位置とローカル座標系における位置とが関連付けられた位置指令を解析し、ローカル座標系の位置に基づいてスキャナの駆動部の移動指令を作成するプログラム解析部３１と、ロボットのワールド座標系における位置姿勢及び位置指令によるワールド座標系の位置に基づいてスキャナの現在のローカル座標系の位置を算出する位置算出部３３と、位置算出部３３が算出したローカル座標系の位置と、位置指令によるローカル座標系の位置との距離が、所定の閾値内にある場合に加工を開始すると判定するオンザフライ開始判定部３４と、加工を開始すると判定した場合、スキャナの駆動部の制御を行うモータ出力部３６と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、スキャナコントローラ及びスキャナ制御システムに関する。

ワークから離れた位置からレーザビームを照射することにより溶接を行う技術を、リモートレーザ溶接という。リモートレーザ溶接において加工経路を制御する手段の１つにガルバノスキャナがある。ガルバノスキャナ（以下、単にスキャナと称する）は、レーザ用の光学系において１個以上のミラー（例えば、ＸＹ方向のレーザ制御を行う場合は２つのミラー）を動作させることにより任意の経路でレーザ光を走査する装置である。このスキャナをロボットの先端、すなわちハンド部分に取り付けたリモートレーザ溶接ロボットシステムが実用化されている（図７参照）。リモートレーザ溶接ロボットシステムでは、ロボットを動かしながらスキャナを動作させるので、スキャナ単体の場合よりも複雑な加工経路で溶接を行うことができる。このようなロボットを動かしながらスキャナを動作させて行う加工方式はオンザフライ（Ｏｎｔｈｅｆｌｙ）と呼ばれている。

通常、ロボットを制御するロボットコントローラは、ロボットの移動指令のプログラムに基づいて、ロボットのモータを制御する。一方、スキャナを制御するスキャナコントローラは、レーザの照射位置とレーザの出力条件（パワー）が記載されたプログラムに基づいて、スキャナのモータとレーザの出力とを制御する。上記したリモートレーザ溶接ロボットシステムでは、ロボット制御装置は動作中のロボットの位置・姿勢をスキャナコントローラに送信し、スキャナコントローラがロボットの動作を考慮しながら実際の加工経路を作成している（特許文献１等参照）。それぞれのプログラムは経路生成装置により同期されたプログラムが作成される。

特開２００７−２８３４０２号公報

上記したように、スキャナを制御するコントローラと、スキャナをハンド部分に取り付けたロボットのコントローラとは、別々の装置として実装されている。そして、これらの別々のコントローラの間で、ロボットの位置・姿勢を送受信することで、ロボットの動作とスキャナの動作とを同期させている。しかしながら、スキャナコントローラがロボットの位置・姿勢を常に正確に把握することは難しい。スキャナコントローラとロボットの位置・姿勢の同期性を向上させるためには、スキャナコントローラでプログラムの実行が開始される時に、スキャナ及びロボットのそれぞれが互いに静止している必要がある。

そのため、任意の位置でオンザフライを開始することができないという課題があった。オンザフライの機能により、スキャナコントローラはスキャナを制御してワーク上の所望の位置にレーザ光を照射させることができる。しかしながら、スキャナコントローラは、ロボットの現在位置が理想値からどの程度ずれているのかを常に把握することができないため、加工結果にばらつきが生じることがある。また、スキャナのＯＴ（オーバトラベル）につながる場合もある。
そのため、任意の位置からスキャナとロボットとの同期をとることが可能な仕組みが求められている。

本発明のスキャナ制御システムが備える経路生成装置は、ロボット及びスキャナの経路を生成する際に、スキャナ動作のシミュレーションを行い、そのシミュレーション結果に基づいて、スキャナ経路のワールド座標とスキャナのローカル座標を同一ブロックに含めたプログラムを作成する。このようなプログラムを受信したスキャナは、該プログラムに含まれるワールド座標値とロボットの位置から計算されるローカル座標値が同一ブロックのローカル座標値に対して一定の範囲内に入ったらオンザフライ機能を用いた加工を開始する。

そして、本発明の一態様は、ロボットの先端に取り付けられ、スキャナ制御用プログラムに基づいてレーザ光を所定の経路で走査してワークを加工するスキャナを制御するスキャナコントローラであって、前記スキャナ制御用プログラムには、前記レーザ光の経路のワールド座標系における位置とローカル座標系における位置とが関連付けられた位置指令のブロックが含まれ、前記スキャナ制御用プログラムを解析し、前記ブロックにより指令されるローカル座標系の位置に基づいた前記スキャナの駆動部の移動指令を作成するプログラム解析部と、前記移動指令に基づいて、補間周期毎の補間データを作成する補間部と、前記ロボットのワールド座標系における位置姿勢及び前記ブロックにより指令されるワールド座標系の位置に基づいて前記スキャナの現在のローカル座標系の位置を算出する位置算出部と、前記位置算出部が算出したローカル座標系の位置と、前記ブロックにより指令されるローカル座標系の位置との距離が、予め定めた所定の閾値以内にある場合にオンザフライ機能による加工を開始すると判定するオンザフライ開始判定部と、前記オンザフライ開始判定部がオンザフライ機能による加工を開始すると判定した場合、前記補間部が作成した補間データに基づく前記スキャナの駆動部の制御を行うモータ出力部と、を備えたスキャナコントローラである。

本発明の他の態様は、指定された加工経路に基づくシミュレーションを実行し、ロボット制御用プログラムと、レーザ光の経路のワールド座標系における位置とローカル座標系における位置とが関連付けられた位置指令のブロックを含むスキャナ制御用プログラムとを作成する経路作成装置と、前記ロボット制御用プログラムに基づいてロボットの動作を制御するロボットコントローラと、前記ロボットの先端に取り付けられ、前記スキャナ制御用プログラムに基づいてレーザ光を所定の経路で走査してワークを加工するスキャナを制御するスキャナコントローラとを備え、前記スキャナコントローラは、前記スキャナ制御用プログラムを解析し、前記ブロックにより指令されるローカル座標系の位置に基づいた前記スキャナの駆動部の移動指令を作成するプログラム解析部と、前記移動指令に基づいて、補間周期毎の補間データを作成する補間部と、前記ロボットのワールド座標系における位置姿勢及び前記ブロックにより指令されるワールド座標系の位置に基づいて前記スキャナの現在のローカル座標系の位置を算出する位置算出部と、前記位置算出部が算出したローカル座標系の位置と、前記ブロックにより指令されるローカル座標系の位置との距離が、予め定めた所定の閾値以内にある場合にオンザフライ機能による加工を開始すると判定するオンザフライ開始判定部と、前記オンザフライ開始判定部がオンザフライ機能による加工を開始すると判定した場合、前記補間部が作成した補間データに基づく前記スキャナの駆動部の制御を行うモータ出力部とを備える、スキャナ制御システムである。

本発明の一態様により、スキャナコントローラがロボットの理想位置からのずれ量を把握することで、互いに静止した状態でオンザフライ機能の同期を開始する必要がなくなる。また、ロボットの動作中に複数のプログラムを切り替えてオンザフライ機能を用いた加工を行うことができる。

一実施形態によるスキャナ制御システムが備える経路作成装置の概略的なハードウェア構成図である。一実施形態によるスキャナ制御システムが備えるスキャナコントローラ及びロボットコントローラの概略的なハードウェア構成図である。一実施形態による経路作成装置の概略的な機能を示すブロック図である。一実施形態によるスキャナコントローラの概略的な機能を示すブロック図である。一実施形態によるロボットコントローラの概略的な機能を示すブロック図である。複数のスキャナ制御用プログラムを用いた加工例を示す図である。従来技術によるオンザフライ加工について説明する図である。オンザフライ開始判定部の動作について説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の一実施形態によるスキャナ制御システムが備える経路作成装置の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。本実施形態によるスキャナ制御システム１は、スキャナ４を制御するスキャナコントローラ３、該スキャナ４をハンドの先端に取り付けたロボット６を制御するロボットコントローラ５、及びスキャナコントローラ３とロボットコントローラ５とに移動経路を指令するプログラムを作成する経路作成装置２が、例えば有線乃至無線のネットワーク７を介して接続されて構成される。

スキャナ制御システム１が備える経路作成装置２は、例えばネットワーク７介してスキャナコントローラ３及びロボットコントローラ５と接続されたパソコンの上に実装することができる。本実施形態による経路作成装置２が備えるＣＰＵ２１１は、経路作成装置２を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ２１１は、バス２２２を介してＲＯＭ２１２に格納されたシステム・プログラムを読み出し、該システム・プログラムに従って経路作成装置２全体を制御する。ＲＡＭ２１３には一時的な計算データや表示データ、及び外部から入力された各種データ等が一時的に格納される。

不揮発性メモリ２１４は、例えば図示しないバッテリでバックアップされたメモリやＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等で構成され、経路作成装置２の電源がオフされても記憶状態が保持される。不揮発性メモリ２１４には、図示しない外部機器から読み込まれたデータ、入力装置２７１を介して入力されたデータ、インタフェース２２０を介してスキャナコントローラ３やロボットコントローラ５等から取得されたデータ等が記憶される。不揮発性メモリ２１４に記憶されたデータは、実行時／利用時にはＲＡＭ２１３に展開されても良い。また、ＲＯＭ２１２には、公知の解析プログラムなどの各種システム・プログラムがあらかじめ書き込まれている。

インタフェース２２０は、経路作成装置２のＣＰＵ２１１と有線乃至無線のネットワーク７とを接続するためのインタフェースである。ネットワーク７には、スキャナコントローラ３、ロボットコントローラ５、フォグコンピュータ、クラウドサーバ等が接続され、経路作成装置２との間で相互にデータのやり取りを行っている。

表示装置２７０には、メモリ上に読み込まれた各データ、プログラム等が実行された結果として得られたデータ等がインタフェース２１７を介して出力されて表示される。また、キーボードやポインティングデバイス等から構成される入力装置２７１は、作業者による操作に基づく指令，データ等をインタフェース２１８を介してＣＰＵ２１１に渡す。

図２は本発明の一実施形態によるスキャナ制御システムが備えるスキャナコントローラ及びロボットコントローラの要部を示す概略的なハードウェア構成図である。
本実施形態によるスキャナコントローラ３が備えるＣＰＵ３１１は、スキャナコントローラ３を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ３１１は、バス３２２を介してＲＯＭ３１２に格納されたシステム・プログラムを読み出し、該システム・プログラムに従ってスキャナコントローラ３全体を制御する。ＲＡＭ３１３には一時的な計算データや表示データ、及び外部から入力された各種データ等が一時的に格納される。

不揮発性メモリ３１４は、例えば図示しないバッテリでバックアップされたメモリやＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等で構成され、スキャナコントローラ３の電源がオフされても記憶状態が保持される。不揮発性メモリ３１４には、図示しない外部機器から読み込まれたデータ、入力装置３７１を介して入力されたデータ、インタフェース３２０を介して経路作成装置２等から取得されたデータ、インタフェース３１５を介してロボットコントローラ５から取得されたデータ等が記憶される。不揮発性メモリ３１４に記憶されたデータは、実行時／利用時にはＲＡＭ３１３に展開されても良い。また、ＲＯＭ３１２には、公知の解析プログラムなどの各種システム・プログラムがあらかじめ書き込まれている。

スキャナコントローラ３は、インタフェース３２０を介してスキャナ４と接続されている。ＣＰＵ３１１は、例えば経路作成装置２から取得されたプログラムを実行し、インタフェース３２０を介して、スキャナ４が備えるモータを制御する指令や、図示しないレーザ発振器を制御する指令を出力する。また、ＣＰＵ３１１は、インタフェース３２０を介してスキャナ４の動作状態に係るデータを取得する。

インタフェース３２０は、スキャナコントローラ３のＣＰＵ３１１と有線乃至無線のネットワーク７とを接続するためのインタフェースである。ネットワーク７には、経路作成装置２、ロボットコントローラ５、フォグコンピュータ、クラウドサーバ等が接続され、スキャナコントローラ３との間で相互にデータのやり取りを行っている。

表示装置３７０には、メモリ上に読み込まれた各データ、プログラム等が実行された結果として得られたデータ等がインタフェース３１７を介して出力されて表示される。また、キーボードやポインティングデバイス等から構成される入力装置３７１は、作業者による操作に基づく指令，データ等をインタフェース３１８を介してＣＰＵ３１１に渡す。

本実施形態によるロボットコントローラ５が備えるＣＰＵ５１１は、ロボットコントローラ５を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ５１１は、バス５２２を介してＲＯＭ５１２に格納されたシステム・プログラムを読み出し、該システム・プログラムに従ってロボットコントローラ５全体を制御する。ＲＡＭ５１３には一時的な計算データや表示データ、及び外部から入力された各種データ等が一時的に格納される。

不揮発性メモリ５１４は、例えば図示しないバッテリでバックアップされたメモリやＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等で構成され、ロボットコントローラ５の電源がオフされても記憶状態が保持される。不揮発性メモリ５１４には、図示しない外部機器から読み込まれたデータ、入力装置５７１を介して入力されたデータ、インタフェース５２０を介して経路作成装置２等から取得されたデータ、インタフェース５１５を介してスキャナコントローラ３から取得されたデータ等が記憶される。不揮発性メモリ５１４に記憶されたデータは、実行時／利用時にはＲＡＭ５１３に展開されても良い。また、ＲＯＭ５１２には、公知の解析プログラムなどの各種システム・プログラムがあらかじめ書き込まれている。

ロボットコントローラ５は、インタフェース３２０を介してロボット６と接続されている。ＣＰＵ５１１は、例えば経路作成装置２から取得されたプログラムを実行し、インタフェース５２０を介して、ロボット６の各軸を駆動するモータを制御する指令を出力する。また、ＣＰＵ５１１は、インタフェース５２０を介してロボット６の動作状態に係るデータを取得する。

インタフェース５２０は、ロボットコントローラ５のＣＰＵ５１１と有線乃至無線のネットワーク７とを接続するためのインタフェースである。ネットワーク７には、経路作成装置２、スキャナコントローラ３、フォグコンピュータ、クラウドサーバ等が接続され、ロボットコントローラ５との間で相互にデータのやり取りを行っている。

表示装置５７０には、メモリ上に読み込まれた各データ、プログラム等が実行された結果として得られたデータ等がインタフェース５１７を介して出力されて表示される。また、キーボードやポインティングデバイス等から構成される入力装置５７１は、作業者による操作に基づく指令，データ等をインタフェース５１８を介してＣＰＵ５１１に渡す。

スキャナコントローラ３とロボットコントローラ５とは、ネットワーク７とは異なる高速な通信線８で接続されていても良い。ロボットコントローラ５は、例えば通信線８を介してロボット６の位置・姿勢に係るデータを高速にスキャナコントローラ３へと送信することができる。

図３は、本発明の第１実施形態によるスキャナ制御システム１が備える経路作成装置２の機能を概略的なブロック図として示したものである。本実施形態による経路作成装置２の各機能は、図１に示した経路作成装置２が備えるＣＰＵがシステム・プログラムを実行し、経路作成装置２の各部の動作を制御することにより実現される。

本実施形態の経路作成装置２は、シミュレーション部２１、プログラム作成部２３、プログラム送信部２５を備える。

シミュレーション部２１は、図１に示した経路作成装置２が備えるＣＰＵ２１１がＲＯＭ２１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ２１１によるＲＡＭ２１３、不揮発性メモリ２１４を用いた演算処理が行われることで実現される。シミュレーション部２１は、例えば入力装置２７１を介してオペレータにより入力された加工経路に基づいてシミュレーション処理を実行する。シミュレーション部２１が行うシミュレーション処理は、ロボットの教示、動作を仮想空間のロボット・ワークで動かし、障害物を回避した指令などを作成するものである。シミュレーション部２１は、加工経路により指令されるワールド座標系照射位置と実際にスキャナが動作するローカル座標系の照射位置を紐付ける。シミュレーション部２１は、入力された加工経路に基づいて、その加工経路を加工するためのロボット６の位置・姿勢の推移（動作経路）をシミュレーションする。また、シミュレーション部２１は、ロボット６の位置・姿勢が推移していく際に、スキャナ４からワーク上の加工経路の位置にレーザを照射するための、スキャナ４の各モータの位置の推移（動作経路）をシミュレーションする。シミュレーション部２１によるシミュレーション結果は、プログラム作成部２３に出力される。

プログラム作成部２３は、図１に示した経路作成装置２が備えるＣＰＵ２１１がＲＯＭ２１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ２１１によるＲＡＭ２１３、不揮発性メモリ２１４を用いた演算処理が行われることで実現される。プログラム作成部２３は、シミュレーション部２１によるシミュレーション処理の結果に基づいて、ワールド座標系（例えばロボット６の原点を基準位置とした座標系）におけるロボット６の動作経路を算出する。また、プログラム作成部２３は、シミュレーション部２１によるシミュレーション処理の結果に基づいて、ワールド座標系におけるスキャナ４の動作経路と、スキャナ４のローカル座標系（例えばスキャナ４の原点を基準位置とした座標系）におけるスキャナ４の動作経路を算出する。そして、プログラム作成部２３は、算出した各動作経路に基づいて、ロボット６を動作させるロボット制御用プログラムと、スキャナ４を動作させるスキャナ制御用プログラムをそれぞれ作成する。

プログラム作成部２３が作成する、ロボット制御用プログラムには、ワールド座標系におけるロボット６の動作経路を指令するブロックが含まれる。また、プログラム作成部２３が作成する、スキャナ制御用プログラムには、ワールド座標系におけるスキャナの動作経路と、ローカル座標系におけるスキャナの動作経路とが関連付けられて指令するブロックが含まれる。

プログラム送信部２５は、図１に示した経路作成装置２が備えるＣＰＵ２１１がＲＯＭ２１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ２１１によるＲＡＭ２１３、不揮発性メモリ２１４を用いた演算処理と、インタフェース２２０を用いた通信処理とが行われることで実現される。プログラム送信部２５は、プログラム作成部２３が作成したロボット制御用プログラムをロボットコントローラ５に送信する。また、プログラム送信部２５は、プログラム作成部２３が作成したスキャナ制御用プログラムをスキャナコントローラ３に送信する。

図４は、本発明の第１実施形態によるスキャナ制御システム１が備えるスキャナコントローラ３の機能を概略的なブロック図として示したものである。本実施形態によるスキャナコントローラ３の各機能は、図２に示したスキャナコントローラ３が備えるＣＰＵがシステム・プログラムを実行し、スキャナコントローラ３の各部の動作を制御することにより実現される。

本実施形態のスキャナコントローラ３は、プログラム解析部３１、補間部３２、位置算出部３３、オンザフライ開始判定部３４、モータ出力部３６を備える。

プログラム解析部３１は、図２に示したスキャナコントローラ３が備えるＣＰＵ３１１がＲＯＭ３１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ３１１によるＲＡＭ３１３、不揮発性メモリ３１４を用いた演算処理が行われることで実現される。プログラム解析部３１は、経路作成装置２が作成したスキャナ制御用プログラムの各ブロックを解析し、スキャナ４の動作経路を算出する。プログラム解析部３１は、スキャナ制御用プログラムにより指令されるローカル座標系におけるスキャナ４の動作経路に基づいて、スキャナ４の駆動部の移動指令（ローカル座標系におけるレーザの照射位置の移動指令）を作成する。

補間部３２は、図２に示したスキャナコントローラ３が備えるＣＰＵ３１１がＲＯＭ３１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ３１１によるＲＡＭ３１３、不揮発性メモリ３１４を用いた演算処理が行われることで実現される。補間部３２は、プログラム解析部３１が作成したスキャナ４の駆動部の移動指令に基づいて、スキャナ４の駆動部を駆動する各モータの補間周期毎の移動量を示す補間データを作成する。

位置算出部３３は、図２に示したスキャナコントローラ３が備えるＣＰＵ３１１がＲＯＭ３１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ３１１によるＲＡＭ３１３、不揮発性メモリ３１４を用いた演算処理と、インタフェース３１５を用いた通信処理とが行われることで実現される。位置算出部３３は、ロボットコントローラ５から通信線８を介して送信されるロボット６のワールド座標系における位置・姿勢を受信し、その受信したロボット６の位置・姿勢と、プログラム解析部３１が解析したスキャナ制御用プログラムにより指令されるワールド座標系での位置とに基づいて、スキャナ４のローカル座標系における位置を算出する。

オンザフライ開始判定部３４は、図２に示したスキャナコントローラ３が備えるＣＰＵ３１１がＲＯＭ３１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ３１１によるＲＡＭ３１３、不揮発性メモリ３１４を用いた演算処理が行われることで実現される。オンザフライ開始判定部３４は、図８に例示されるように、位置算出部３３が算出したスキャナ４のローカル座標系における位置と、プログラム解析部３１により解析されたローカル座標系における移動指令の開始位置との距離が予め定めた所定の閾値以内になった場合に、オンザフライ機能を用いたワークの加工を開始すると判定する。

モータ出力部３６は、図２に示したスキャナコントローラ３が備えるＣＰＵ３１１がＲＯＭ３１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ３１１によるＲＡＭ３１３、不揮発性メモリ３１４を用いた演算処理と、インタフェース３２０を用いた入出力処理とが行われることで実現される。モータ出力部３６は、オンザフライ開始判定部３４によりオンザフライ機能を用いたワークの加工開始が判定されると、スキャナ４の駆動部を駆動する各モータに対して補間部３２が作成した補間データを出力し、モータの駆動制御を行う。

図５は、本発明の第１実施形態によるスキャナ制御システム１が備えるロボットコントローラ５の機能を概略的なブロック図として示したものである。本実施形態によるロボットコントローラ５の各機能は、図２に示したロボットコントローラ５が備えるＣＰＵがシステム・プログラムを実行し、ロボットコントローラ５の各部の動作を制御することにより実現される。

本実施形態のロボットコントローラ５は、プログラム解析部５１、補間部５２、モータ出力部５６を備える。

プログラム解析部５１は、図２に示したロボットコントローラ５が備えるＣＰＵ５１１がＲＯＭ５１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ５１１によるＲＡＭ５１３、不揮発性メモリ５１４を用いた演算処理が行われることで実現される。プログラム解析部５１は、経路作成装置２が作成したロボット制御用プログラムの各ブロックを解析し、ロボット６の動作経路を算出する。

補間部５２は、図２に示したロボットコントローラ５が備えるＣＰＵ５１１がＲＯＭ５１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ５１１によるＲＡＭ５１３、不揮発性メモリ５１４を用いた演算処理が行われることで実現される。補間部５２は、プログラム解析部５１が作成したロボット６の駆動部の移動指令に基づいて、ロボット６の軸を駆動する各モータの補間周期毎の移動量を示す補間データを作成する。

モータ出力部５６は、図２に示したロボットコントローラ５が備えるＣＰＵ５１１がＲＯＭ５１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ５１１によるＲＡＭ５１３、不揮発性メモリ５１４を用いた演算処理と、インタフェース５２０を用いた入出力処理とが行われることで実現される。モータ出力部５６は、ロボット６の軸を駆動する各モータに対して補間部５２が作成した補間データを出力し、モータの駆動制御を行う。

位置出力部５８は、図２に示したロボットコントローラ５が備えるＣＰＵ５１１がＲＯＭ５１２から読み出したシステム・プログラムを実行し、主としてＣＰＵ５１１によるＲＡＭ５１３、不揮発性メモリ５１４を用いた演算処理と、インタフェース５１５を用いた入出力処理とが行われることで実現される。位置出力部５８は、モータ出力部５６によりロボット６の軸を駆動する各モータに対して出力される補間データ（位置指令）、又は各モータからフィードバックされる位置情報に基づいてロボットのワールド座標系における現在の位置・姿勢に係るデータを作成し、作成した位置・姿勢に係るデータをスキャナコントローラ３に対して出力する。

上記構成を備えたスキャナ制御システム１では、経路作成装置２で作成されたスキャナ４を動作させるスキャナ制御用プログラムに、スキャナ４のワールド座標系の位置とローカル座標系の位置が関連付けたブロックが含まれている。ロボットコントローラ５が、ロボット制御用プログラムに従ってロボット６の動作を制御する一方で、スキャナコントローラ３は、スキャナ制御用プログラムにより指令される所定の加工開始位置にロボット６の位置・姿勢が近づくまで該プログラムの実行を待機する。そして、加工開始位置にロボット６の位置・姿勢が近づくと、スキャナ制御用プログラムの実行が開始され、ワークの加工が開始される。ロボット６の位置・姿勢に係るデータと、スキャナ制御用プログラムにより指令される座標位置との差異は、スキャナコントローラ３が想定するロボット６の理想位置からのずれ量を示しており、これを把握することで、互いに静止した状態でオンザフライ機能の同期を開始する必要がなくなる。

上記構成を備えたスキャナ制御システム１では、ワークの加工位置近辺でのスキャナ４の動作のみをスキャナ制御用プログラムとして作成すれば良い。そのため、図６に例示されるように、１つのロボット制御用プログラムに対して、ワークの加工位置近辺でのスキャナ４の動作を示す複数のスキャナ制御用プログラムを用意してスキャナコントローラ３に記憶させ、それぞれの加工開始位置にロボット６の位置・姿勢が近づいた時にそれぞれの位置におけるスキャナ制御用プログラムを実行して加工させることができる。このように、１連の加工におけるスキャナ制御用プログラムを加工位置毎に作成できるようになるため、（例えば、一部の加工位置に不具合がある、一部の加工位置の加工形状を変更したいなど）必要に応じて一部のスキャナ制御用プログラムのみを差し替えるといった、柔軟な対応をすることが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

１スキャナ制御システム
２経路作成装置
３スキャナコントローラ
４スキャナ
５ロボットコントローラ
６ロボット
７ネットワーク
８通信線
２１シミュレーション部
２３プログラム作成部
２５プログラム送信部
３１プログラム解析部
３２補間部
３３位置算出部
３４オンザフライ開始判定部
３６モータ出力部
５１プログラム解析部
５２補間部
５６モータ出力部
５８位置出力部
２１１ＣＰＵ
２１２ＲＯＭ
２１３ＲＡＭ
２１４不揮発性メモリ
２１７，２１８，２２０インタフェース
２２２バス
２７０表示装置
２７１入力装置
３１１ＣＰＵ
３１２ＲＯＭ
３１３ＲＡＭ
３１４不揮発性メモリ
３１５，３１７，３１８，３２０，３２１インタフェース
３２２バス
３７０表示装置
５７１入力装置
５１１ＣＰＵ
５１２ＲＯＭ
５１３ＲＡＭ
５１４不揮発性メモリ
５１５，５１７，５１８，５２０，５２１インタフェース
５２２バス
５７０表示装置
５７１入力装置

Claims

ロボットの先端に取り付けられ、スキャナ制御用プログラムに基づいてレーザ光を所定の経路で走査してワークを加工するスキャナを制御するスキャナコントローラであって、
前記スキャナ制御用プログラムには、前記レーザ光の経路のワールド座標系における位置とローカル座標系における位置とが関連付けられた位置指令のブロックが含まれ、
前記スキャナ制御用プログラムを解析し、前記ブロックにより指令されるローカル座標系の位置に基づいた前記スキャナの駆動部の移動指令を作成するプログラム解析部と、
前記移動指令に基づいて、補間周期毎の補間データを作成する補間部と、
前記ロボットのワールド座標系における位置姿勢及び前記ブロックにより指令されるワールド座標系の位置に基づいて前記スキャナの現在のローカル座標系の位置を算出する位置算出部と、
前記位置算出部が算出したローカル座標系の位置と、前記ブロックにより指令されるローカル座標系の位置との距離が、予め定めた所定の閾値以内にある場合にオンザフライ機能による加工を開始すると判定するオンザフライ開始判定部と、
前記オンザフライ開始判定部がオンザフライ機能による加工を開始すると判定した場合、前記補間部が作成した補間データに基づく前記スキャナの駆動部の制御を行うモータ出力部と、
を備えたスキャナコントローラ。
指定された加工経路に基づくシミュレーションを実行し、ロボット制御用プログラムと、レーザ光の経路のワールド座標系における位置とローカル座標系における位置とが関連付けられた位置指令のブロックを含むスキャナ制御用プログラムとを作成する経路作成装置と、
前記ロボット制御用プログラムに基づいてロボットの動作を制御するロボットコントローラと、
前記ロボットの先端に取り付けられ、前記スキャナ制御用プログラムに基づいてレーザ光を所定の経路で走査してワークを加工するスキャナを制御するスキャナコントローラとを備え、
前記スキャナコントローラは、
前記スキャナ制御用プログラムを解析し、前記ブロックにより指令されるローカル座標系の位置に基づいた前記スキャナの駆動部の移動指令を作成するプログラム解析部と、
前記移動指令に基づいて、補間周期毎の補間データを作成する補間部と、
前記ロボットのワールド座標系における位置姿勢及び前記ブロックにより指令されるワールド座標系の位置に基づいて前記スキャナの現在のローカル座標系の位置を算出する位置算出部と、
前記位置算出部が算出したローカル座標系の位置と、前記ブロックにより指令されるローカル座標系の位置との距離が、予め定めた所定の閾値以内にある場合にオンザフライ機能による加工を開始すると判定するオンザフライ開始判定部と、
前記オンザフライ開始判定部がオンザフライ機能による加工を開始すると判定した場合、前記補間部が作成した補間データに基づく前記スキャナの駆動部の制御を行うモータ出力部とを備える、
スキャナ制御システム。