JP6720950B2 - レーザ加工方法、コントローラおよびロボットシステム - Google Patents

Description

開示の実施形態は、レーザ加工方法、コントローラおよびロボットシステムに関する。

従来、複数の関節をそれぞれ駆動して動作するロボットが知られている。かかるロボットの先端には、加工や溶接、把持等の用途にあわせたエンドエフェクタが取り付けられ、ワークの加工や溶接といった様々な作業が行われる。

また、上記したエンドエフェクタとして、レーザの照射軌跡による形状を教示可能なレーザ加工ヘッドが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１５０６５５号公報

しかしながら、従来の技術には、ワークに対する加工線の向きが変化した場合の加工品質の面で改善の余地がある。

実施形態の一態様は、ワークに対する加工線の向きが変化した場合であっても加工品質を保つことができるレーザ加工方法、コントローラおよびロボットシステムを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るレーザ加工方法は、レーザによる照射軌跡の形状を変更可能なヘッド部と、前記ヘッド部を加工線に沿って移動させるロボットとを用いる。また、レーザ加工方法は、取得工程と、調整工程とを含む。取得工程は、前記ロボットの動作によって前記加工線に沿って移動する前記ヘッド部の移動向きを取得する。調整工程は、前記取得工程において取得された前記移動向きと前記形状の代表向きとの相対角度が一定となるように、前記ヘッド部による前記照射軌跡を調整する。また、調整工程は、前記ロボットによって前記ヘッド部の姿勢を変更する動作と、前記ヘッド部によって前記代表向きを変更する動作との双方が可能である場合には、前記ヘッド部による動作を優先する。

また、実施形態の一態様に係るコントローラは、レーザによる照射軌跡の形状を変更可能なヘッド部の動作を制御する。コントローラは、取得部と、調整部とを備える。取得部は、ロボットの動作によって加工線に沿って移動する前記ヘッド部の移動向きを取得する。調整部は、前記取得部によって取得された前記移動向きと前記形状の代表向きとの相対角度が一定となるように、前記ヘッド部による前記照射軌跡を調整する。また、調整部は、前記ロボットによって前記ヘッド部の姿勢を変更する動作と、前記ヘッド部によって前記代表向きを変更する動作との双方が可能である場合には、前記ヘッド部による動作を優先する。

また、実施形態の一態様に係るロボットシステムは、ヘッド部と、ロボットと、コントローラとを備える。ヘッド部は、レーザによる照射軌跡の形状を変更可能である。ロボットは、前記ヘッド部を加工線に沿って移動させる。コントローラは、前記ヘッド部の動作を制御する。また、コントローラは、取得部と、調整部とを備える。取得部は、前記ロボットの動作によって前記加工線に沿って移動する前記ヘッド部の移動向きを取得する。調整部は、前記取得部によって取得された前記移動向きと前記形状の代表向きとの相対角度が一定となるように、前記ヘッド部による前記照射軌跡を調整する。また、調整部は、前記ロボットによって前記ヘッド部の姿勢を変更する動作と、前記ヘッド部によって前記代表向きを変更する動作との双方が可能である場合には、前記ヘッド部による動作を優先する。

実施形態の一態様によれば、ワークに対する加工線の向きが変化した場合であっても加工品質を保つことが可能となるレーザ加工方法、コントローラおよびロボットシステムを提供することができる。

図１は、実施形態に係るレーザ加工方法の概要を示す説明図である。 図２は、ロボットシステムの接続関係を示す説明図である。 図３は、ヘッド部の動作を説明する説明図である。 図４は、ロボットシステムの構成を示すブロック図である。 図５は、ヘッド部の設定項目を示す説明図である。 図６Ａは、照射軌跡の形状のバリエーションを示す模式図その１である。 図６Ｂは、照射軌跡の形状のバリエーションを示す模式図その２である。 図７は、ロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するレーザ加工方法およびロボットシステムを詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下では、レーザ加工としてレーザ溶接を行う場合について説明するが、ワーク表面の粗度を変更したり、ワークに溝を掘ったり、ワークに描画したりする加工を行うこととしてもよい。

また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現を用いるが、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

まず、実施形態に係るレーザ加工方法の概要について図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るレーザ加工方法の概要を示す説明図である。なお、図１には、レーザ加工を行うヘッド部１００と、ヘッド部１００が取り付けられるロボット１０の先端側とを示している。

図１に示すように、ロボット１０は、ワークＷに設定される加工線２００に沿ってヘッド部１００を移動させる。なお、加工線２００とは、ワークＷにおける加工領域の延伸向きに沿って設定される仮想線のことを指す。ここで、ヘッド部１００は、レーザの照射方向を変更するガルバノミラー等の機構を一組有しており、異なる回転軸まわりに揺動する２つのミラーをそれぞれ駆動することでレーザの照射方向を任意に変更可能である。

つまり、ヘッド部１００は、上記した２つのミラーを協調動作させることで、照射軌跡Ｐを任意の形状とすることが可能である。また、ヘッド部１００は、照射軌跡Ｐの形状における代表向きＰＶを任意の向きに変更することも可能である。

図１には、照射軌跡Ｐが楕円であり、代表向きＰＶが楕円の長軸と平行である場合を示している。また、図１には、所定間隔ごとの照射軌跡Ｐおよびヘッド部１００の移動向きＶを示している。なお、ヘッド部１００が加工線２００に沿って移動すると、照射軌跡Ｐは、実際には、螺旋状となるが、説明の簡略化の観点から楕円の照射軌跡Ｐを示している。

ここで、図１に示すように、加工線２００に沿って移動するヘッド部１００の移動向きＶが変更された場合、従来は、移動向きＶに対する代表向きＰＶの相対角度が変わってしまい、ワークＷに対する加工幅がばらつくなどして加工品質が低下するおそれがあった。

そこで、実施形態に係るレーザ加工方法では、レーザの照射軌跡Ｐにおける代表向きＰＶと、加工線２００に沿って移動するヘッド部１００の移動向きＶとの相対角度が一定となるように、ヘッド部１００による照射軌跡Ｐの形状を調整することとした。

具体的には、ワークＷに対する相対姿勢を一定に保ちながらヘッド部１００が加工線２００に沿って移動する場合であっても、ヘッド部１００は、移動向きＶと、代表向きＰＶとの相対角度が一定の角度αとなるように、照射軌跡Ｐの形状の向きを変更する。

したがって、実施形態に係るレーザ加工方法によれば、加工線２００が曲線を含んでいる場合、すなわち、加工線２００の向きが変化した場合であっても、加工品質が変動しにくい。つまり、実施形態に係るレーザ加工方法によれば、レーザ加工による加工品質を保つことができる。

また、実施形態に係るレーザ加工方法では、ヘッド部１００によって照射軌跡Ｐの代表向きＰＶを変更する動作を、ロボット１０によってヘッド部１００の姿勢を変更する動作よりも優先する。したがって、ヘッド部１００の姿勢変更に伴うロボット１０の振動を抑えることができ、加工精度を高めることもできる。

次に、図１を用いて説明したレーザ加工方法を実行するロボットシステム１の接続関係について図２を用いて説明する。図２は、ロボットシステム１の接続関係を示す説明図である。図２に示すように、ロボットシステム１は、ロボット１０と、ロボットコントローラ２０と、端末装置３０と、ヘッド部１００と、ヘッド部コントローラ１１０と、レーザ発振器１２０とを備える。

なお、図２には、ロボットシステム１の加工対象となるワークＷについても示している。また、単に「コントローラ」と記載する場合には、ロボットコントローラ２０ではなく、ヘッド部コントローラ１１０のことを指すものとする。

ロボット１０は、たとえば、６軸の垂直多関節ロボットであり、先端にヘッド部１００が取り付けられている。ロボットコントローラ２０は、ロボット１０の動作を制御する。端末装置３０は、ロボットコントローラ２０経由でヘッド部コントローラ１１０に対してヘッド部１００の設定値等を有線または無線の通信で送信する。

ヘッド部コントローラ１１０は、ロボットコントローラ２０経由で受け取ったヘッド部１００の設定値に基づいてヘッド部１００の動作を制御する。また、ヘッド部コントローラ１１０は、レーザ発振器１２０に対してレーザ強度等の指示を行う。

そして、ヘッド部コントローラ１１０からの指示を受けたレーザ発振器１２０は、光ファイバ１２１を介してヘッド部１００へレーザを伝達する。なお、ロボットシステム１の各構成要素の詳細については、図４を用いて後述する。

なお、図２では、ヘッド部コントローラ１１０と、ロボットコントローラ２０とが別体である場合を例示したが、たとえば、ロボットコントローラ２０内にヘッド部コントローラ１１０の機能を持たせてもよい。

次に、ヘッド部１００（図１参照）の動作について図３を用いて説明する。図３は、ヘッド部１００の動作を説明する説明図である。ここで、図３に示したｘｙ座標系は、ヘッド部１００に固定された座標系である。

また、図３には、レーザの照射点Ｌと、揺動する１組のミラーの揺動向きＭ１および揺動向きＭ２をあわせて示している。なお、図３では、揺動向きＭ１および揺動向きＭ２が直交し、ｘ軸と揺動向きＭ１とが平行で、ｙ軸と揺動向きＭ２とが平行である場合を例示している。

図３に示すように、ヘッド部１００は、レーザの照射点Ｌを、揺動向きＭ１および揺動向きＭ２に沿ってそれぞれ移動させる。そして、揺動向きＭ１および揺動向きＭ２の移動を連動させることで、照射点Ｌの移動軌跡、すなわち、照射軌跡Ｐを任意の形状とすることができる。

なお、図３では、照射軌跡Ｐが図１と同様に楕円で、照射軌跡Ｐの代表向きＰＶが楕円の長軸と平行である場合を示している。また、図３では、代表向きＰＶをｙ軸と同じ向きとしている。ヘッド部１００は、揺動向きＭ１および揺動向きＭ２の移動量を適宜調整することで、照射軌跡Ｐの形状を保ったまま任意の角度だけ回転させることができる。

図３には、照射軌跡Ｐを反時計回りに角度βだけ回転させた照射軌跡Ｐ１を破線で示している。また、図３には、かかる回転によって照射軌跡Ｐの代表向きＰＶが角度βだけ回転した代表向きＰＶ１についても破線で示している。このように、ヘッド部１００は、角度βを任意の角度に変更することで、照射軌跡Ｐおよび代表向きＰＶを任意の角度だけ回転させることができる。

つまり、ヘッド部１００は、照射軌跡Ｐを任意の角度だけ回転させることで、ヘッド部１００の姿勢を変更することなく、照射軌跡Ｐの代表向きＰＶを任意の角度だけ変更することができる。

ここで、図３では、照射軌跡Ｐの形状が楕円である場合を例示したが、ヘッド部１００は、照射軌跡Ｐを楕円以外の様々な形状とすることができる。なお、この点については、図６Ａおよび図６Ｂを用いて後述する。

次に、図２を用いて接続関係を説明したロボットシステム１の構成について図４を用いてさらに詳細に説明する。図４は、ロボットシステム１の構成を示すブロック図である。図４に示すように、ロボットシステム１は、ロボット１０と、ロボットコントローラ２０と、端末装置３０と、ヘッド部１００と、ヘッド部コントローラ１１０と、レーザ発振器１２０とを備える。

なお、図４では、説明を簡略化する観点から、端末装置３０が、ヘッド部コントローラ１１０と直接的に通信する場合を示したが、端末装置３０が、ロボットコントローラ２０経由でヘッド部コントローラ１１０と間接的に通信することとしてもよい。また、以下では、ロボットコントローラ２０およびヘッド部コントローラ１１０の構成について主に説明することとする。

まず、ロボットコントローラ２０の構成について説明する。ロボットコントローラ２０は、ロボット１０およびヘッド部コントローラ１１０とそれぞれ接続されている。ロボットコントローラ２０は、ロボット１０の動作を制御するとともに、ヘッド部コントローラ１１０に対してヘッド部１００の動作制御に用いられる情報を送信する。

具体的には、ロボットコントローラ２０は、制御部２１と、記憶部２２とを備える。また、制御部２１は、動作制御部２１ａと、出力部２１ｂとを備える。記憶部２２は、教示情報２２ａを記憶する。ここで、ロボットコントローラ２０は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部２１の動作制御部２１ａおよび出力部２１ｂとして機能する。
また、動作制御部２１ａおよび出力部２１ｂの少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

また、記憶部２２は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、教示情報２２ａを記憶することができる。なお、ロボットコントローラ２０は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。

動作制御部２１ａは、教示情報２２ａに基づいてロボット１０を動作させる。ここで、教示情報２２ａは、ロボット１０へ動作を教示するティーチング段階で作成され、ロボット１０の動作経路を規定するプログラムである「ジョブ」を含んだ情報である。

ここで、ロボットシステム１では、ロボット１０によってヘッド部１００の姿勢を変更する動作と、ヘッド部１００によって照射軌跡Ｐの代表向きＰＶを変更する動作との双方が可能である場合には、ヘッド部１００による動作を優先する。

つまり、教示情報２２ａは、ヘッド部１００の動作によって照射軌跡Ｐの代表向きＰＶと移動向きＶとの相対角度を一定にすることが実現可能である場合には、ロボット１０によるヘッド部１００の姿勢変更を行わない旨を規定する内容を含む。

また、動作制御部２１ａは、ロボット１０に取り付けられたヘッド部１００の移動向きＶと、ヘッド部１００の姿勢とを算出する。ここで、ヘッド部１００の移動向きＶをヘッド部１００に固定された座標系であらわす場合には、ヘッド部１００の姿勢の算出を省略することができる。なお、動作制御部２１ａは、ロボット１０の動力源であるモータ等のアクチュエータにおけるエンコーダ値を用いつつフィードバック制御を行うなどしてロボット１０の動作精度を向上させる。

出力部２１ｂは、動作制御部２１ａが算出したヘッド部１００の移動向きＶと、ヘッド部１００の姿勢とをヘッド部コントローラ１１０へ出力する。なお、出力部２１ｂは、動作制御部２１ａがワークＷ（図１参照）に対するヘッド部１００の姿勢を一定とするようにロボット１０を動作させる場合には、ヘッド部１００の姿勢の出力を省略することができる。また、ヘッド部１００の移動向きＶをヘッド部１００に固定された座標系であらわす場合にも、ヘッド部１００の姿勢の出力を省略することができる。

次に、ヘッド部コントローラ１１０の構成について説明する。ヘッド部コントローラ１１０は、ヘッド部１００、レーザ発振器１２０および端末装置３０とそれぞれ接続されている。

また、ヘッド部コントローラ１１０は、端末装置３０からヘッド部１００の照射軌跡Ｐや、照射軌跡Ｐの代表向きＰＶ、レーザ強度に関する設定情報１１２ａを受け付ける。なお、ヘッド部コントローラ１１０は、ロボットコントローラ２０と同様のハードウェア構成およびソフトウェア構成とすることができる。

ヘッド部コントローラ１１０は、ロボットコントローラ２０からヘッド部１００の移動向きＶと、ヘッド部１００の姿勢とを受け付ける。そして、ヘッド部コントローラ１１０は、受け付けた情報および設定情報１１２ａに基づいてヘッド部１００の動作を制御する。

具体的には、ヘッド部コントローラ１１０は、制御部１１１と、記憶部１１２とを備える。制御部１１１は、取得部１１１ａと、調整部１１１ｂとを備える。記憶部１１２は、設定情報１１２ａを記憶する。

取得部１１１ａは、ロボットコントローラ２０からヘッド部１００の移動向きＶと、ヘッド部１００の姿勢とを受け付ける。そして、取得部１１１ａは、受け付けた情報を調整部１１１ｂへ渡す。

調整部１１１ｂは、取得部１１１ａから受け付けたヘッド部１００の移動向きＶおよびヘッド部１００の姿勢と、設定情報１１２ａとに基づいてヘッド部１００の動作を制御する。

具体的には、調整部１１１ｂは、ロボットコントローラ２０によって、ワークＷに対するヘッド部１００の姿勢が一定となるようにロボット１０の動作が制御されている場合には、ロボットコントローラ２０から受け取ったヘッド部１００の移動向きＶに基づき、ヘッド部１００の移動向きＶと、照射軌跡Ｐの代表向きＰＶとのなす角度が一定の角度α（図１参照）となるようにヘッド部１００の動作を調整する。

なお、ワークＷに対するヘッド部１００の姿勢を一定とする制御が行われていない場合には、ロボットコントローラ２０から受け取ったヘッド部１００の姿勢およびヘッド部１００の移動向きＶに基づき、ヘッド部１００の移動向きＶと、照射軌跡Ｐの代表向きＰＶとのなす角度が一定の角度α（図１参照）となるようにヘッド部１００の動作を調整する。

ここで、上記したように、ヘッド部１００の移動向きＶがヘッド部１００に固定された座標系であらわされている場合には、かかる移動向きＶと、照射軌跡Ｐの代表向きＰＶとのなす角度が一定の角度α（図１参照）となるようにヘッド部１００の動作を調整することとすればよい。つまり、ヘッド部１００の姿勢を用いることなくヘッド部１００の動作を調整することができる。

また、調整部１１１ｂは、設定情報１１２ａに基づいてレーザ発振器１２０へレーザ強度等の変更指示を送信する。なお、レーザ発振器１２０は、調整部１１１ｂからの変更指示に対応するレーザをヘッド部１００へ提供する。

端末装置３０は、たとえば、タッチパネルディスプレイ等の入出力デバイスと、有線または無線の通信デバイスとを備えたコンピュータである。端末装置３０は、設定情報１１２ａの内容を表示するとともに、表示した内容の修正や新規入力を受け付ける入出力画面を表示する。

次に、図４に示した設定情報１１２ａに含まれるヘッド部１００の設定項目について図５を用いて説明する。図５は、ヘッド部１００の設定項目を示す説明図である。ここで、図５には、移動向きＶにＸ軸を一致させたＸＹ座標系を示している。かかるＸＹ座標系は、図３に示したｘｙ座標系（ヘッド部１００に固定された座標系）とは異なり、ワークＷを基準とした座標系である。なお、ロボットシステム１が、ｘｙ座標系のｘ軸およびｙ軸と、ＸＹ座標系のＸ軸およびＹ軸とをそれぞれあわせる制御を行う場合には、両座標系は同一の座標系となる。

図５に示すように、ヘッド部１００の設定項目としては、開始位相ｓと、終了位相ｅと、中心ｃと、溶接幅ｗと、進行長ｌと、傾き角αと、指定形状とが含まれる。これらの設定項目から、図５に示した照射軌跡Ｐと、照射軌跡Ｐの代表向きＰＶとが一意に定められる。なお、図５に示した場合では、指定形状として楕円が指定されたものとする。

たとえば、開始位相ｓは、Ｘ軸を基準とした反時計回りの角度を指す。図５に示した場合、開始位相ｓは、０°である。また、終了位相ｅは、Ｘ軸を基準とした反時計回りの角度を指す。なお、図５に示した場合、終了位相ｅは、１８０°である。

ここで、開始位相ｓは、レーザの照射を開始する角度に対応し、終了位相ｅは、レーザの照射を停止する角度に対応する。また、中心ｃは、照射軌跡Ｐの形状の中心に対応し、溶接幅ｗは、代表向きＰＶについての形状の幅に対応し、進行長ｌは、代表向きＰＶと垂直な向きについての形状の幅に対応する。

また、傾き角αは、図１に示した角度αに対応する。なお、設定項目として照射軌跡Ｐの回転向きを加えることとしてもよい。この場合、照射軌跡Ｐを時計回りとするか反時計回りとするかの選択が可能である。

図５に示した開始位相ｓ、終了位相ｅ、中心ｃ、溶接幅ｗ、進行長ｌおよび傾き角αは、たとえば、図４に示した端末装置３０から入力することができる。なお、図５には、照射軌跡Ｐの形状が楕円である場合を例示したが、ヘッド部１００は、照射軌跡Ｐを楕円以外の様々な形状とすることができる。そこで、以下では、照射軌跡Ｐの形状のバリエーションについて図６Ａおよび図６Ｂを用いて説明する。

図６Ａおよび図６Ｂは、照射軌跡Ｐの形状のバリエーションを示す模式図その１およびその２である。なお、図６Ａには、かかる形状が８の字形状である場合を、図６Ｂには、かかる形状が矩形状である場合を、それぞれ示している。

図６Ａに示すように、ヘッド部１００は、照射軌跡Ｐを、円を２つ連結した形状の照射軌跡Ｐａとすることができる。ここで、代表向きＶＰは、たとえば、照射軌跡Ｐａの長軸と平行とすることができる。なお、代表向きＶＰを、照射軌跡Ｐａの短軸と平行としてもよいし、長軸または短軸から所定角度傾けることとしてもよい。

また、図６Ｂに示すように、ヘッド部１００は、照射軌跡Ｐを、矩形状の照射軌跡Ｐｂとすることができる。ここで、代表向きＰＶは、たとえば、照射軌跡Ｐｂの長辺と平行にすることができる。なお、代表向きＶＰを、照射軌跡Ｐｂの短辺と平行としてもよいし、長辺または短辺から所定角度傾けることとしてもよい。

このように、図６Ａおよび図６Ｂを用いて照射軌跡Ｐの形状のバリエーションの例を示したが、バリエーションはこれらに限られない。たとえば、照射軌跡Ｐの形状は、三角形であってもよいし、直線であってもよい。つまり、照射軌跡Ｐの形状は、一筆書き状の任意の形状とすることができる。なお、形状が直線の場合、レーザの照射点Ｌ（図３参照）は直線の一端と他端との間を往復運動することになる。

次に、ロボットシステム１が実行する処理手順について図７を用いて説明する。図７は、ロボットシステム１が実行する処理手順を示すフローチャートである。図７に示すようにヘッド部コントローラ１１０は、端末装置３０を介して移動向きＶと代表向きＰＶとの相対角度の設定を受け付ける（ステップＳ１０１）。

また、ヘッド部コントローラ１１０は、端末装置３０を介して照射軌跡Ｐの形状の選択を受け付ける（ステップＳ１０２）。ここで、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２における受け付け内容は、設定情報１１２ａに反映される。また、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２は、設定工程に対応する。

次に、ヘッド部コントローラ１１０は、ロボットコントローラ２０との通信によって加工が開始されたか否かを判定し（ステップＳ１０３）、加工が開始された場合には（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、取得部１１１ａは、ヘッド部１００の移動向きＶを取得する（ステップＳ１０４）。なお、ステップＳ１０３の判定条件を満たさなかった場合には（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、ステップＳ１０３の判定処理を所定間隔ごとに繰り返す。

つづいて、調整部１１１ｂは、ステップＳ１０４において取得された移動向きＶに応じてヘッド部１００による照射軌跡Ｐの代表向きＰＶを更新する（ステップＳ１０５）。これにより、仮に、加工線２００が曲線を含む場合であっても、移動向きＶと代表向きＰＶとの相対角度を一定に保つことができる。

そして、ヘッド部コントローラ１１０は、ロボットコントローラ２０との通信によって加工が終了したか否かを判定し（ステップＳ１０６）、加工が終了した場合には（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、処理を終了する。なお、ステップＳ１０６の判定条件を満たさなかった場合には（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、ステップＳ１０４以降の処理手順を繰り返す。

上述してきたように、レーザ加工方法は、レーザによる照射軌跡Ｐの形状を変更可能なヘッド部１００と、ヘッド部１００を加工線２００に沿って移動させるロボット１０とを用いる。また、レーザ加工方法は、取得工程と、調整工程とを含む。取得工程は、ロボット１０の動作によって加工線２００に沿って移動するヘッド部１００の移動向きＶを取得する。調整工程は、取得工程において取得された移動向きＶと形状の代表向きＰＶとの相対角度が一定となるように、ヘッド部１００による照射軌跡Ｐを調整する。

このように、レーザ加工方法によれば、ヘッド部１００の移動向きＶに対する照射軌跡Ｐの形状の代表向きＰＶを一定に保つことができるので、ワークＷに対する加工線２００の向きが変化した場合であっても加工品質を保つことができる。

また、上述してきたように、ヘッド部コントローラ１１０は、レーザによる照射軌跡Ｐの形状を変更可能なヘッド部１００の動作を制御する。ヘッド部コントローラ１１０は、取得部１１１ａと、調整部１１１ｂとを備える。取得部１１１ａは、ロボット１０の動作によって加工線２００に沿って移動するヘッド部１００の移動向きＶを取得する。調整部１１１ｂは、取得部１１１ａによって取得された移動向きＶと形状の代表向きＰＶとの相対角度が一定となるように、ヘッド部１００による照射軌跡Ｐを調整する。

このように、ヘッド部コントローラ１１０によれば、ヘッド部１００の移動向きＶに対する照射軌跡Ｐの形状の代表向きＰＶを一定に保つことができるので、ワークＷに対する加工線２００の向きが変化した場合であっても加工品質を保つことができる。

また、上述してきたように、ロボットシステム１は、レーザによる照射軌跡Ｐの形状を変更可能なヘッド部１００と、ヘッド部１００を加工線２００に沿って移動させるロボット１０と、ヘッド部１００の動作を制御するコントローラであるヘッド部コントローラ１１０とを備える。ヘッド部コントローラ１１０は、取得部１１１ａと、調整部１１１ｂとを備える。取得部１１１ａは、ロボット１０の動作によって加工線２００に沿って移動するヘッド部１００の移動向きＶを取得する。調整部１１１ｂは、取得部１１１ａによって取得された移動向きＶと形状の代表向きＰＶとの相対角度が一定となるように、ヘッド部１００による照射軌跡Ｐを調整する。

このように、ロボットシステム１によれば、ヘッド部１００の移動向きＶに対する照射軌跡Ｐの形状の代表向きＰＶを一定に保つことができるので、ワークＷに対する加工線２００の向きが変化した場合であっても加工品質を保つことができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施例に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ ロボットシステム
１０ ロボット
２０ ロボットコントローラ
２１ 制御部
２１ａ 動作制御部
２１ｂ 出力部
２２ 記憶部
２２ａ 教示情報
３０ 端末装置
１００ ヘッド部
１１０ ヘッド部コントローラ（コントローラ）
１１１ 制御部
１１１ａ 取得部
１１１ｂ 調整部
１１２ 記憶部
１１２ａ 設定情報
１２０ レーザ発振器
２００ 加工線
Ｐ 照射軌跡
ＰＶ 代表向き
Ｖ 移動向き
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. レーザによる照射軌跡の形状を変更可能なヘッド部と、
   前記ヘッド部を加工線に沿って移動させるロボットと
   を用い、
   前記ロボットの動作によって前記加工線に沿って移動する前記ヘッド部の移動向きを取得する取得工程と、
   前記取得工程において取得された前記移動向きと前記形状の代表向きとの相対角度が一定となるように、前記ヘッド部による前記照射軌跡を調整する調整工程と
   を含み、
   前記調整工程は、
   前記ロボットによって前記ヘッド部の姿勢を変更する動作と、前記ヘッド部によって前記代表向きを変更する動作との双方が可能である場合には、前記ヘッド部による動作を優先すること
   を特徴とするレーザ加工方法。
2. 前記調整工程は、
   前記ロボットの動作によって決定される前記ヘッド部の姿勢に基づき、前記ヘッド部における前記代表向きを調整すること
   を特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。
3. 前記移動向きと前記代表向きとの前記相対角度を予め設定する設定工程
   をさらに含み、
   前記調整工程は、
   前記設定工程において設定された前記相対角度となるように、前記ヘッド部による前記照射軌跡を調整すること
   を特徴とする請求項１または２に記載のレーザ加工方法。
4. レーザによる照射軌跡の形状を変更可能なヘッド部の動作を制御するコントローラであって、
   ロボットの動作によって加工線に沿って移動する前記ヘッド部の移動向きを取得する取得部と、
   前記取得部によって取得された前記移動向きと前記形状の代表向きとの相対角度が一定となるように、前記ヘッド部による前記照射軌跡を調整する調整部と
   を備え、
   前記調整部は、
   前記ロボットによって前記ヘッド部の姿勢を変更する動作と、前記ヘッド部によって前記代表向きを変更する動作との双方が可能である場合には、前記ヘッド部による動作を優先すること
   を特徴とするコントローラ。
5. レーザによる照射軌跡の形状を変更可能なヘッド部と、
   前記ヘッド部を加工線に沿って移動させるロボットと、
   前記ヘッド部の動作を制御するコントローラと
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記ロボットの動作によって前記加工線に沿って移動する前記ヘッド部の移動向きを取得する取得部と、
   前記取得部によって取得された前記移動向きと前記形状の代表向きとの相対角度が一定となるように、前記ヘッド部による前記照射軌跡を調整する調整部と
   を備え、
   前記調整部は、
   前記ロボットによって前記ヘッド部の姿勢を変更する動作と、前記ヘッド部によって前記代表向きを変更する動作との双方が可能である場合には、前記ヘッド部による動作を優先すること
   を特徴とするロボットシステム。

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