JP7208445B1 - レーザ加工システム、及びレーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

レーザ加工システムにおいて、ロボット及びレーザ発振器を加工プログラムに従って自動運転する自動運転モードでレーザ加工を実行する場合がある。このような自動運転において、作業の安全性を確保することが求められる。レーザ加工システム１０は、レーザ加工ヘッド１４と、レーザ加工ヘッド１４を移動させるロボット１２と、レーザ加工ヘッド１４とワークとの距離を測定する測距センサ５６と、レーザ発振器１６のレーザ出射動作、及びロボット１２の移動動作を制御する制御装置１８と、レーザ加工の運転モードを選択するモード選択スイッチ５２とを備える。制御装置１８は、モード選択スイッチ５２によって自動運転モードが選択され、且つ、測距センサ５６が測定した距離が予め定めた範囲内である場合に、該自動運転モードとしてレーザ出射動作及び移動動作を実行する。

Description

本開示は、レーザ加工システム、及びレーザ加工方法に関する。

ワークをレーザ加工するレーザ加工システムが知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１５－１６７９７４号公報

レーザ加工システムにおいて、ロボット及びレーザ発振器を加工プログラムに従って自動運転する自動運転モードでレーザ加工を実行する場合がある。このような自動運転において、作業の安全性を確保することが求められる。

本開示の一態様において、ワークをレーザ加工するレーザ加工システムは、レーザ発振器が生成したレーザ光を出射するレーザ加工ヘッドと、レーザ加工ヘッドをワークに対して相対的に移動させるロボットと、レーザ加工ヘッドとワークとの距離を測定する測距センサと、レーザ発振器を動作させてレーザ加工ヘッドからレーザ光を出射するレーザ出射動作、及び、ロボットを動作させてレーザ加工ヘッドをワークに対して移動させる移動動作を制御する制御装置と、レーザ加工の運転モードを選択するモード選択スイッチとを備える。

制御装置は、モード選択スイッチによって、運転モードとして、加工プログラムに従ってレーザ出射動作及び移動動作を自動で実行する自動運転モードが選択され、且つ、測距センサが測定した距離が予め定めた範囲内である場合に、該自動運転モードとして該レーザ出射動作及び該移動動作を実行する。

一実施形態に係るレーザ加工システムの概略図である。 図２に示すレーザ加工システムのブロック図である。 図１に示すレーザ加工ヘッドの拡大図である。 図１に示すモード選択スイッチの拡大図である。 図２に示す接触検知装置の機能を説明するための図である。 図２に示すレーザ加工ヘッドの動作フローの一例を示すフローチャートである。 図６中のステップＳ２のフローの一例を示すフローチャートである。 図６中のステップＳ３のフローの一例を示すフローチャートである。 図２に示すレーザ加工システムの他の機能を示すブロック図である。 図６中のステップＳ３のフローの他の例を示すフローチャートである。 図６中のステップＳ３のフローのさらに他の例を示すフローチャートである。 図９に示すレーザ加工システムの動作フローの一例を示すフローチャートである。 他の実施形態に係るモード選択スイッチの拡大図である。 図１２中のステップＳ２のフローの一例を示すフローチャートである。 図１２中のステップＳ３のフローの一例を示すフローチャートである。 図１２中のステップＳ５のフローの一例を示すフローチャートである。 モード選択スイッチ画像の一例を示す。 他の実施形態に係るレーザ加工システムの概略図である。 図１８に示すレーザ加工システムのブロック図である。

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。まず、図１及び図２を参照して、一実施形態に係るレーザ加工システム１０について説明する。レーザ加工システム１０は、オペレータと協働でワークＷに対するレーザ加工（レーザ溶接、レーザ切断等）を実行できるシステムである。

具体的には、レーザ加工システム１０は、ロボット１２、レーザ加工ヘッド１４、レーザ発振器１６、及び制御装置１８を備える。ロボット１２は、レーザ加工ヘッド１４をワークＷに対して相対的に移動させる。本実施形態においては、ロボット１２は、垂直多関節ロボットであって、ロボットベース２０、旋回胴２２、下腕部２４、上腕部２６、及び手首部２８を有する。

ロボットベース２０は、作業セルの床の上に固定されている。旋回胴２２は、鉛直軸周りに旋回可能となるように、ロボットベース２０に設けられている。下腕部２４は、旋回胴２２に水平軸周りに回動可能に設けられている。上腕部２６は、下腕部２４の先端部に回動可能に設けられている。手首部２８は、互いに直交する２つの軸周りに回動可能となるように上腕部２６の先端部に設けられた手首ベース２８ａと、該手首ベース２８ａに回動可能に設けられた手首フランジ２８ｂとを有する。

ロボット１２の各コンポーネント（つまり、ロボットベース２０、旋回胴２２、下腕部２４、上腕部２６、及び手首部２８）には、複数のサーボモータ３０（図２）がそれぞれ設けられている。これらサーボモータ３０は、制御装置１８からの指令に応じて、ロボット１２の各可動コンポーネント（つまり、旋回胴２２、下腕部２４、上腕部２６、手首部２８、手首フランジ２８ｂ）を駆動軸周りに回動させる。これにより、ロボット１２は、ワークＷに対してレーザ加工ヘッド１４を移動させる。

レーザ加工ヘッド１４は、ロボット１２の手首フランジ２８ｂに着脱可能に取り付けられ、レーザ発振器１６が生成したレーザ光ＬＢを出射する。具体的には、図３に示すように、レーザ加工ヘッド１４は、ヘッド本体３２、ノズル３４、着脱具３６、及び把持部３８を備える。ヘッド本体３２は、中空であって、その内部に、光学レンズ（コリメートレンズ、フォーカスレンズ等）、及び、制御装置１８からの指令に応じて該光学レンズを変位させるレンズ駆動部（例えば、サーボモータ）等の光学系コンポーネントを収容している。

ノズル３４は、中空であって、ヘッド本体３２の先端部に設けられている。ノズル３４は、その基端部から先端部へ向かうにつれて断面積が小さくなるような円錐台状の外形を有し、その先端部に出射口３４ａが形成されている。ヘッド本体３２及びノズル３４の内部には、空洞のチャンバが形成され、該チャンバ内に、外部に設けられたアシストガス供給装置（図示せず）からアシストガスＡＧが供給される。レーザ発振器１６が生成したレーザ光ＬＢは、該チャンバ内を伝搬し、アシストガスＡＧとともに出射口３４ａから光軸Ａに沿って出射される。

着脱具３６は、ヘッド本体３２に設けられ、ロボット１２の手首フランジ２８ｂに着脱される。一例として、着脱具３６は、ボルト等の締結具を有し、該締結具によって手首フランジ２８ｂに締結されてもよい。他の例として、着脱具３６は、手首フランジ２８ｂに形成された被係合部と脱離可能に係合する係合部を有し、該被係合部と該係合部との係合によって、手首フランジ２８ｂに着脱されてもよい。さらに他の例として、着脱具３６は、電磁石を有し、該電磁石が発生させる電磁力によって、手首フランジ２８ｂに吸着固定されてもよい。この着脱具３６を介して、レーザ加工ヘッド１４は、ロボット１２の手首フランジ２８ｂに着脱可能に取り付けられる。

把持部３８は、オペレータが片手で把持可能となるように、ヘッド本体３２の基端部に一体に設けられている。把持部３８は、オペレータが片手で把持し易くするために、該片手の指に対応する凹凸部を有してもよい。オペレータは、該把持部３８を把持してレーザ加工ヘッド１４を手首フランジ２８ｂから取り外すことで、レーザ加工ヘッド１４を持ち運ぶことができる。

図１及び図２を参照して、レーザ発振器１６は、制御装置１８からの指令（レーザパワー指令等）に応じて内部でレーザ発振し、レーザ光ＬＢを生成する。レーザ発振器１６は、ファイバレーザ発振器、パルスレーザ発振器、ダイレクトダイオードレーザ（ＤＤＬ）、ＣＯ_２レーザ発振器、又は固体レーザ（ＹＡＧレーザ）発振器等、如何なるタイプのものであってもよい。レーザ発振器１６は、生成したレーザ光ＬＢを、導光路３９を介して、レーザ加工ヘッド１４に供給する。導光路３９は、光ファイバ、空洞、水晶等の導光材、反射鏡、又は、光学レンズ等によって、構成され得る。

制御装置１８は、レーザ発振器１６を動作させてレーザ加工ヘッド１４からレーザ光ＬＢを出射するレーザ出射動作ＬＯと、ロボット１２を動作させて、該ロボット１２に取り付けられたレーザ加工ヘッド１４をワークＷに対して移動させる移動動作ＭＯとを制御する。

具体的には、制御装置１８は、図２に示すように、プロセッサ４０、メモリ４２、及びＩ／Ｏインターフェース４４を有するコンピュータである。プロセッサ４０は、ＣＰＵ又はＧＰＵ等を有し、メモリ４２及びＩ／Ｏインターフェース４４とバス４６を介して通信可能に接続され、これらコンポーネントと通信しつつ、後述するレーザ加工を実行するための各種演算処理を行う。メモリ４２は、ＲＡＭ又はＲＯＭ等を有し、プロセッサ４０で実行される演算処理で利用される各種データ、及び演算処理の途中で生成される各種データを、一時的又は恒久的に記憶する。

Ｉ／Ｏインターフェース４４は、例えば、イーサネット（登録商標）ポート、ＵＳＢポート、光ファイバコネクタ、又はＨＤＭＩ（登録商標）端子を有し、プロセッサ４０からの指令の下、外部機器との間でデータを有線又は無線で通信する。ロボット１２（具体的には、各サーボモータ３０）、レーザ加工ヘッド１４（具体的には、レンズ駆動部）、及びレーザ発振器１６は、Ｉ／Ｏインターフェース４４に通信可能に接続されている。

制御装置１８には、入力装置４８及び表示装置５０がさらに設けられている。入力装置４８は、キーボード、マウス、又はタッチパネル等を有し、オペレータからデータの入力を受け付ける。表示装置５０は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等を有し、各種データを表示する。

入力装置４８及び表示装置５０は、Ｉ／Ｏインターフェース４４に、有線又は無線で通信可能に接続されている。なお、入力装置４８及び表示装置５０は、制御装置１８の筐体に一体に組み込まれてもよいし、又は、例えば１つのコンピュータ（ＰＣ等）として、制御装置１８の筐体とは別体として設けられてもよい。

レーザ加工システム１０は、さらに、モード選択スイッチ５２、力センサ５４（図２）、測距センサ５６、入力装置５８、及び接触検知装置６０を備える。モード選択スイッチ５２は、制御装置１８が実行するレーザ加工の運転モードＤＭを選択するためのものである。本実施形態においては、モード選択スイッチ５２は、制御装置１８に一体に設けられている。

より具体的には、図４に示すように、モード選択スイッチ５２は、運転モードＤＭを、「ＡＵＴＯ」として表される自動運転モードＤＭ１と、「ＭＡＮＵＡＬ」として表される手動運転モードＤＭ２との間で切り替え可能に構成されている。自動運転モードＤＭ１は、制御装置１８のプロセッサ４０が、予め作成された加工プログラムＰＰに従って、レーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯを自動で実行する運転モードＤＭである。

具体的には、プロセッサ４０は、後述する自動運転開始指令ＣＭ１を受け付けると、加工プログラムＰＰに従ってレーザ発振器１６への指令を順次生成し、該指令に従ってレーザ発振器１６を動作させて、レーザ加工ヘッド１４からレーザ光ＬＢを出射するレーザ出射動作ＬＯを自動で実行する。

レーザ出射動作ＬＯとともに、プロセッサ４０は、加工プログラムＰＰに従ってロボット１２（具体的には、各サーボモータ３０）への指令（位置指令、速度指令、トルク指令等）を順次生成し、該指令に従ってロボット１２を動作させて、レーザ加工ヘッド１４をワークＷに対して移動させる移動動作ＭＯを自動で実行する。

この加工プログラムＰＰは、オペレータによって作成され、メモリ４２に予め格納される。なお、加工プログラムＰＰは、レーザ発振器１６の動作を規定する第１の加工プログラムＰＰ_Ａと、ロボット１２の動作を規定する第２の加工プログラムＰＰ_Ｂとを有してもよい。

一方、手動運転モードＤＭ２は、オペレータがレーザ加工ヘッド１４を手で把持して持ち運び、制御装置１８にレーザ出射動作ＬＯを手動で実行させて、レーザ加工ヘッド１４から出射されるレーザ光ＬＢでワークＷを手動でレーザ加工する運転モードＤＭである。この手動運転モードＤＭ２においては、オペレータは、後述する手動レーザ出射指令ＣＭ２を制御装置１８に手動で与え、該制御装置１８のプロセッサ４０は、該手動レーザ出射指令ＣＭ２に応じて、レーザ出射動作ＬＯを実行する。

オペレータは、モード選択スイッチ５２を操作することによって、運転モードＤＭを、自動運転モードＤＭ１と手動運転モードＤＭ２との間で切り替えることができる。なお、図４は、モード選択スイッチ５２によって自動運転モードＤＭ１（「ＡＵＴＯ」）が選択されている状態を示している。

モード選択スイッチ５２によって自動運転モードＤＭ１が選択されると、モード選択スイッチ５２は、自動運転モード移行指令ＣＭ３を制御装置１８へ供給する。一方、モード選択スイッチ５２によって手動運転モードＤＭ２が選択されると、モード選択スイッチ５２は、手動運転モード移行指令ＣＭ４を制御装置１８へ供給する。なお、自動運転モード移行指令ＣＭ３及び手動運転モード移行指令ＣＭ４は、ＯＮ／ＯＦＦ信号（例えば、自動運転モード移行指令ＣＭ３：ＯＮ信号又は「１」信号、手動運転モード移行指令ＣＭ４：ＯＦＦ信号又は「０」信号）であってもよい。

力センサ５４（図２）は、ロボット１２に設けられ、該ロボット１２に加えられた外力Ｆを検出する。一例として、力センサ５４は、ロボット１２の各サーボモータ３０に設けられ、該サーボモータ３０の出力シャフトに掛かるトルクをそれぞれ検出する複数のトルクセンサ５４Ａを有する。

他の例として、力センサ５４は、ロボット１２のコンポーネント（例えば、ロボットベース２０、又は手首部２８）に設けられ、６軸方向の力を検出可能な６軸力覚センサ５４Ｂを有する。制御装置１８のプロセッサ４０は、力センサ５４の検出データＤＦに基づいて、ロボット１２に加えられた外力Ｆの大きさ及び方向を求めることができるとともに、該外力Ｆが加えられたロボット１２の部位（例えば、手首部２８）を特定できるようになっている。

測距センサ５６は、レーザ加工ヘッド１４（例えば、出射口３４ａ）とワークＷとの距離ｄを測定する。具体的には、測距センサ５６は、例えば、静電容量型、赤外線型、レーザ型、又は音波型（例えば、超音波型）の測距センサである。例えば、静電容量型の場合、測距センサ５６は、レーザ加工ヘッド１４に最も近い位置に在る対象物との距離を測定するように、ヘッド本体３２（又はノズル３４）に設けられる。

一方、赤外線型、レーザ型、又は音波型の場合、測距センサ６２は、対象物との距離ｄを測定する測定方向Ｄ（換言すれば、赤外線、レーザ又は音波の放射方向）が光軸Ａと平行となるように、レーザ加工ヘッド１４のヘッド本体３２（又はノズル３４）に取り付けられている。すなわち、この場合、測距センサ５６は、レーザ加工ヘッド１４（出射口３４ａ）とワークＷとの間の、光軸Ａの方向の距離ｄを測定する。

入力装置５８は、制御装置１８のプロセッサ４０にレーザ出射動作ＬＯを実行させるための手動レーザ出射指令ＣＭ２の入力操作を受け付ける。具体的には、入力装置５８は、オペレータが手で入力操作可能な押しボタン、スイッチ、又はタッチパネル等を有し、レーザ加工ヘッド１４（例えば、ヘッド本体３２又は把持部３８）に設けられている。入力装置５８は、オペレータによる入力操作を受け付けると、手動レーザ出射指令ＣＭ２を制御装置１８へ供給する。なお、手動レーザ出射指令ＣＭ２は、ＯＮ信号（又は、「１」信号）であってもよい。

制御装置１８のプロセッサ４０は、手動運転モードＤＭ２を実行中に手動レーザ出射指令ＣＭ２を受け付けると、該手動レーザ出射指令ＣＭ２に応じて、レーザ出射動作ＬＯを実行する。こうして、オペレータは、手動運転モードＤＭ１として、レーザ加工ヘッド１４を手で持ち運びつつ、該レーザ加工ヘッド１４の出射口３４ａから出射されるレーザ光ＬＢによって、ワークＷを手動でレーザ加工することができる。なお、本実施形態においては、入力装置５８は、オペレータが把持部３８を把持した片手で入力操作可能となるように、該把持部３８に隣接して、レーザ加工ヘッド１４に設けられている。

接触検知装置６０は、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとが接触しているか、又は非接触となっているかを検知する。具体的には、接触検知装置６０は、導電ケーブル６０ａ、及び抵抗センサ６０ｂ（図２、図５）を有する。導電ケーブル６０ａは、その一端が、レーザ加工ヘッド１４のヘッド本体３２に電気的に接続され、その他端が、ワークＷに電気的に接続され、これにより、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとを電気的に接続する。

ここで、本実施形態においては、レーザ加工ヘッド１４のヘッド本体３２及びノズル３４は、少なくとも一部が導電材（例えば、金属）から構成されている。また、ワークＷは、金属（例えば、鉄又は銅）から構成されている。したがって、仮に、レーザ加工ヘッド１４のノズル３４の先端がワークＷと接触したとき、図５に示すように、ワークＷ、レーザ加工ヘッド１４のヘッド本体３２及びノズル３４、並びに、導電ケーブル６０ａによって、閉回路６２が形成されることになる。

抵抗センサ６０ｂは、この閉回路６２に電圧を印加することで、該閉回路６２の抵抗Ｒを測定する。図５に示すようにレーザ加工ヘッド１４とワークＷとが接触している場合、抵抗センサ６０ｂが測定する抵抗Ｒは、極小さな値Ｒ_０（Ｒ_０≒０）となる。一方、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとが非接触となった（つまり、ノズル３４の先端がワークＷから離隔した）場合、抵抗センサ６０ｂが測定する抵抗Ｒは、極大きな値Ｒ_１（Ｒ_１≒∞≫Ｒ_０）となる。

接触検知装置６０は、抵抗センサ６０ｂが測定する抵抗Ｒに基づいて、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとが接触しているか、又は非接触となっているかを検知することができるようになっている。抵抗センサ６０ｂは、測定した抵抗Ｒの測定データ、又は、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとの接触又は非接触を示す接触判定データを、検知データＤＤとして、制御装置１８に供給する。

制御装置１８のプロセッサ４０は、抵抗センサ６０ｂの検知データＤＤから、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとの接触又は非接触を判定できる。なお、抵抗センサ６０ｂは、ヘッド本体３２に内蔵されてもよい。なお、力センサ５４、測距センサ５６、入力装置５８、及び接触検知装置６０（抵抗センサ６０ｂ）は、制御装置１８のＩ／Ｏインターフェース４４に、無線又は有線で通信可能に接続されてもよい。

次に、図６を参照して、レーザ加工システム１０の動作について説明する。制御装置１８のプロセッサ４０は、例えば、オペレータ、上位コントローラ、又は動作プログラムＯＰから動作開始指令（例えば、電源ＯＮ指令）を受け付けたときに、図６のフローを開始する。

ステップＳ１において、プロセッサ４０は、モード選択スイッチ５２によって自動運転モードＤＭ１が選択されたか否かを判定する。具体的には、プロセッサ４０は、モード選択スイッチ５２から自動運転モード移行指令ＣＭ３を受け付けたか、又は手動運転モード移行指令ＣＭ４を受け付けたかを判定する。プロセッサ４０は、自動運転モード移行指令ＣＭ３を受け付けた場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ２へ進む一方、手動運転モード移行指令ＣＭ４を受け付けた場合はＮＯと判定し、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ２において、プロセッサ４０は、動作モードＤＭを自動運転モードＤＭ１へ移行し、自動運転モードＤＭ１のフローを実行する。自動運転モードＤＭ１への移行後、プロセッサ４０は、自動運転開始指令ＣＭ１を受け付け可能な状態となる一方、入力装置５８から供給される手動レーザ出射指令ＣＭ２を拒絶する。以下、図７を参照して、ステップＳ２の自動運転モードＤＭ１のフローについて説明する。

ステップＳ１１において、プロセッサ４０は、自動運転モードＤＭ１での自動運転を開始するための自動運転開始指令ＣＭ１を受け付けたか否かを判定する。具体的には、プロセッサ４０は、自動運転を開始するためのボタン画像が表示された自動運転開始画像ＩＭ1（図示せず）を生成し、表示装置５０に表示する。

オペレータは、制御装置１８の入力装置４８を操作して、自動運転開始画像ＩＭ１に表示されたボタン画像を画像上でクリックすることで、自動運転開始指令ＣＭ１をプロセッサ４０に与えるための入力を行うことができる。プロセッサ４０は、自動運転開始指令ＣＭ１を受け付けたときはＹＥＳと判定し、ステップＳ１４へ進む一方、ＮＯと判定したときはステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２において、プロセッサ４０は、例えば、オペレータ、上位コントローラ、又は動作プログラムＯＰから動作終了指令（例えば、シャットダウン指令）を受け付けたか否かを判定する。プロセッサ４０は、動作終了指令を受け付けたときはＹＥＳと判定し、図７に示すステップＳ２のフローを終了し、以って、図６に示すフローを終了する。一方、プロセッサ４０は、ＮＯと判定した場合、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１３において、プロセッサ４０は、モード選択スイッチ５２によって依然として自動運転モードＤＭ１が選択されているか否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ１１へ戻る一方、ＮＯと判定した（つまり、モード選択スイッチ５２が操作されて手動運転モードＤＭ２に切り替えられた）場合は、図６中のステップＳ３へ進む。

一方、ステップＳ１１でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ１４において、プロセッサ４０は、ロボット１２に加えられた外力Ｆを取得する動作と、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとの距離ｄを取得する動作とを、それぞれ開始する。具体的には、プロセッサ４０は、力センサ５４から検出データＤＦを連続的（例えば、周期的）に取得し、該検出データＤＦに基づいて、ロボット１２に加えられた外力Ｆを連続的に求める。また、プロセッサ４０は、測距センサ５６が測定したレーザ加工ヘッド１４とワークＷとの距離ｄを連続的（例えば、周期的）に取得する。こうして、プロセッサ４０は、このステップＳ１４の開始後、外力Ｆ及び距離ｄを監視する。

ステップＳ１５において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ１３と同様に、モード選択スイッチ５２によって依然として自動運転モードＤＭ１が選択されているか否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ１６へ進む一方、ＮＯと判定した場合は、ステップＳ２５へ進む。

ステップＳ１６において、プロセッサ４０は、直近に取得したレーザ加工ヘッド１４とワークＷとの距離ｄが、予め定めた範囲ＲＧ内であるか否かを判定する。例えば、この範囲ＲＧは、ｄ≦ｄ_ｔｈ（例えば、ｄ_ｔｈ＝３［ｍｍ］）の範囲として定められてもよいし、又は、［ｄ_ｔｈ１，ｄ_ｔｈ２］（例えば、ｄ_ｔｈ１＝０．１［ｍｍ］、ｄ_ｔｈ２＝３［ｍｍ］）の範囲（つまり、ｄ_ｔｈ１≦ｄ≦ｄ_ｔｈ２）として定められてもよい。プロセッサ４０は、距離ｄが範囲ＲＧ内に在る場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ１７へ進む一方、距離ｄが範囲ＲＧ外である場合はＮＯと判定し、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ１７において、プロセッサ４０は、自動運転を開始する。具体的には、プロセッサ４０は、メモリ４２から加工プログラムＰＰを読み出して実行し、該加工プログラムＰＰに従って、レーザ発振器１６への指令と、ロボット１２への指令とを順次生成する。こうして、プロセッサ４０は、加工プログラムＰＰに従ってレーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯを自動で実行する自動運転を開始する。

このように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、モード選択スイッチ５２によって自動運転モードＤＭ１が選択され（ステップＳ１５でＹＥＳと判定され）、且つ、測距センサ５６が測定した距離ｄが範囲ＲＧ内である（ステップＳ１６でＹＥＳと判定された）という条件を満たした場合に、自動運転モードＤＭ１としてレーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯを実行する。

ステップＳ１８において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ１３と同様に、モード選択スイッチ５２によって依然として自動運転モードＤＭ１が選択されているか否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ１９へ進む一方、ＮＯと判定した場合は、ステップＳ２４へ進む。

ステップＳ１９において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ１６と同様に、直近に取得したレーザ加工ヘッド１４とワークＷとの距離ｄが範囲ＲＧ内であるか否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ２０へ進む一方、ＮＯと判定した場合は、ステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２０において、プロセッサ４０は、直近に取得した外力Ｆが、予め定めた閾値Ｆ_ｔｈ１を超えた（Ｆ＞Ｆ_ｔｈ１）か否かを判定する。プロセッサ４０は、Ｆ＞Ｆ_ｔｈ１である場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ２２へ進む一方、Ｆ≦Ｆ_ｔｈ１である場合はＮＯと判定し、ステップＳ２１へ進む。

なお、プロセッサ４０は、力センサ５４の検出データＤＦに基づいて、ロボット１２の特定の部位（例えば、上腕部２６、又は手首部２８）に加えられた外力Ｆ１を監視し、このステップＳ２０において、該外力Ｆ１が閾値Ｆ１_ｔｈ１を超えた（Ｆ１＞Ｆ１_ｔｈ１）場合に、ＹＥＳと判定してもよい。

ステップＳ２１において、プロセッサ４０は、自動運転が終了したか否かを判定する。例えば、プロセッサ４０は、実行中の加工プログラムＰＰから、該加工プログラムＰＰに規定されているレーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯのための命令コードを全て実行したか否かを判定できる。

プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ１２へ戻る一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ１８へ戻る。こうして、プロセッサ４０は、ステップＳ１８又はＳ１９でＮＯと判定するか、若しくは、ステップＳ２０又はＳ２１でＹＥＳと判定するまで、ステップＳ１８～Ｓ２１のループを繰り返し実行し、自動運転モードＤＭ１としてレーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯを継続して実行する。

一方、ステップＳ１９でＮＯと判定するか、又は、ステップＳ２０でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ２２において、プロセッサ４０は、自動運転モードＤＭ１でのレーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯの少なくとも一方を停止する。一例として、プロセッサ４０は、このステップＳ２２において、レーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯの双方を停止する。

具体的には、プロセッサ４０は、ロボット１２の各サーボモータ３０への指令（トルク指令等）を停止することで該サーボモータ３０の動作を停止し、以って、移動動作ＭＯを停止する。代替的には、各サーボモータ３０の出力シャフトを制動するブレーキ機構が設けられている場合において、プロセッサ４０は、各ブレーキ機構を作動することで各サーボモータ３０の動作を強制的に停止させ、以って、移動動作ＭＯを停止してもよい。

また、プロセッサ４０は、レーザ発振器１６のレーザ光生成動作を停止させることで、レーザ出射動作ＬＯを停止する。代替的には、レーザ発振器１６に、レーザ光ＬＢの光路を自動で開閉するシャッタ（図示せず）が設けられている場合において、プロセッサ４０は、該シャッタによってレーザ光ＬＢを遮蔽することで、レーザ出射動作ＬＯを停止してもよい。

他の例として、プロセッサ４０は、ステップＳ１９でＮＯと判定した後のステップＳ２２では、レーザ出射動作ＬＯを停止する一方で移動動作ＭＯを継続し、ステップＳ２０でＹＥＳと判定した後のステップＳ２２では、レーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯの双方を停止してもよい。

このように、本実施形態においては、ロボット１２は、力センサ５４が検出した外力Ｆに応じて移動動作ＭＯを緊急停止可能な協働ロボットである。このように緊急停止可能な協働ロボットの場合、ステップＳ１９でＮＯと判定したとしても、レーザ出射動作ＬＯだけを停止させれば、オペレータの安全を確保でき得る。

ステップＳ２３において、プロセッサ４０は、警告信号ＡＬを生成する。例えば、ステップＳ１６又はＳ１９でＮＯと判定した後のステップＳ２３において、プロセッサ４０は、「レーザ加工ヘッドに対してワークが適切な位置に設置されていない可能性があります。ワークの設置状態を確認してください。」という画像又は音声の警告信号ＡＬ１を生成する。

一方、ステップＳ２０でＹＥＳと判定した後のステップＳ２３において、プロセッサ４０は、例えば、「ロボットが環境物と干渉した可能性があります。ロボットの周囲を確認してください。」という画像又は音声の警告信号ＡＬ２を生成する。プロセッサ４０は、生成した警告信号ＡＬ１又はＡＬ２を、表示装置５０に画像として表示するか、又は、制御装置１８に設けられたスピーカ（図示せず）から音声として出力してもよい。ステップＳ２３の後、プロセッサ４０は、ステップＳ１２へ戻る。

一方、ステップＳ１８でＮＯと判定した場合、ステップＳ２４において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ２２と同様に、レーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯの少なくとも一方を停止する。例えば、プロセッサ４０は、このステップＳ２４において、レーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯの双方を停止する。

ステップＳ２５において、プロセッサ４０は、警告信号ＡＬを生成する。例えば、プロセッサ４０は、「運転モードが変更されたため自動運転を実行できません。」という画像又は音声の警告信号ＡＬ３を生成する。プロセッサ４０は、生成した警告信号ＡＬ３を、表示装置５０に画像として表示するか、又はスピーカから音声として出力してもよい。ステップＳ２５の後、プロセッサ４０は、図６中のステップＳ３へ進む。

再度、図６を参照して、ステップＳ１でＮＯと判定した場合（若しくは、図７中のステップＳ１３でＮＯと判定した場合、又は、ステップＳ２５の後）、プロセッサ４０は、ステップＳ３において、動作モードＤＭを手動運転モードＤＭ２へ移行し、手動運転モードＤＭ２のフローを実行する。

手動運転モードＤＭ２への移行後、プロセッサ４０は、入力装置５８から供給される手動レーザ出射指令ＣＭ２を受け付け可能な状態となる一方、自動運転開始指令ＣＭ１を拒絶する。以下、図８を参照して、ステップＳ３の手動運転モードＤＭ２のフローについて説明する。

ステップＳ３１において、プロセッサ４０は、接触検知装置６０によってレーザ加工ヘッド１４とワークＷとの接触又は非接触を検知する動作を開始する。具体的には、プロセッサ４０は、抵抗センサ６０ｂに抵抗Ｒを測定させ、該抵抗センサ６０ｂから検知データＤＤを連続的（例えば、周期的）に取得する動作を開始する。

ステップＳ３２において、プロセッサ４０は、入力装置５８から手動レーザ出射指令ＣＭ２を受け付けたか否かを判定する。プロセッサ４０は、入力装置５８から手動レーザ出射指令ＣＭ２を受け付けた場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ３３へ進む一方、ＮＯと判定した場合は、手動運転モードＤＭ２でのレーザ出射動作ＬＯを実行せずに、ステップＳ４１へ進む。仮に、このステップＳ３２の開始時点で、後述のステップＳ３５のレーザ出射動作ＬＯを実行しており、且つ、このステップＳ３２でＮＯと判定した場合、プロセッサ４０は、該レーザ出射動作ＬＯを停止する。

ステップＳ３３において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ１と同様に、モード選択スイッチ５２によって自動運転モードＤＭ１が選択されたか否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合（つまり、モード選択スイッチ５２が自動運転モードＤＭ１に切り替えられた場合）は、ステップＳ３７へ進む。一方、プロセッサ４０は、ＮＯと判定した場合（つまり、モード選択スイッチ５２によって手動運転モードＤＭ２が依然として選択されている場合）は、ステップＳ３４へ進む。

ステップＳ３４において、プロセッサ４０は、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとが接触しているか否かを判定する。具体的には、プロセッサ４０は、直近に抵抗センサ６０ｂから取得した検知データＤＤに基づいて、接触検知装置６０がレーザ加工ヘッド１４とワークＷとの接触を検知しているか、又は非接触を検知しているかを判定する。プロセッサ４０は、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとの接触が検知されている場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ３５へ進む一方、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとの非接触が検知された場合はＮＯと判定し、ステップＳ３９へ進む。

ステップＳ３５において、プロセッサ４０は、入力装置５８を通して受け付けた手動レーザ出射指令ＣＭ２に応じて、手動運転モードＤＭ２としてレーザ出射動作ＬＯを実行する。ここで、本実施形態においては、手動運転モードＤＭ２でのワークＷの加工条件Ｃ_Ｐと、該手動運転モードＤＭ２のレーザ出射動作ＬＯで出射されるレーザ光ＬＢの出力条件Ｃ_Ｏとを互いに関連付けて格納したデータテーブルＤＴが、メモリ４２に予め格納される。

加工条件Ｃ_Ｐは、例えば、ワークＷの材質（ＳＵＳ、アルミ等）、厚さ［ｍｍ］、及び融点［℃］を含む。一方、出力条件Ｃ_Ｏは、例えば、レーザ光ＬＢのレーザパワー［ｋＷ］、デューティ比［％］、及びパルス発振周波数［Ｈｚ］を含む。データテーブルＤＴは、複数の加工条件Ｃ_Ｐ（材質、厚さ、融点）毎に、出力条件Ｃ_Ｏ（レーザパワー、デューティ比、パルス発振周波数）を関連付けて格納している。

プロセッサ４０は、データテーブルＤＴに基づいて、手動運転モードＤＭ２での出力条件Ｃ_Ｏを予め設定する。一例として、オペレータは、加工対象とするワークＷの加工条件Ｃ_Ｐ（例えば、材質及び厚さ）に対応する出力条件Ｃ_Ｏを、データテーブルＤＴの中から手動で選択してもよい。この場合において、プロセッサ４０は、データテーブルＤＴの画像を生成し、表示装置５０に表示してもよい。

オペレータは、データテーブルＤＴの画像を視認しつつ、制御装置１８の入力装置４８を操作して、加工対象とするワークＷの加工条件Ｃ_Ｐに対応する出力条件Ｃ_Ｏを、データテーブルＤＴから検索して選択する。プロセッサ４０は、入力装置４８を通してオペレータの入力を受け付けて、データテーブルＤＴから選択された出力条件Ｃ_Ｏを、手動運転モードＤＭ２での出力条件として設定する。

他の例として、オペレータは、入力装置４８を操作して、加工対象とするワークＷの加工条件Ｃ_Ｐを入力してもよい。この場合、プロセッサ４０は、入力装置４８を通してオペレータによって入力された加工条件Ｃ_Ｐに対応する出力条件Ｃ_Ｏを、データテーブルＤＴから自動で検索し、検索した出力条件Ｃ_Ｏを、手動運転モードＤＭ２での出力条件として設定する。こうして、プロセッサ４０は、データテーブルＤＴに基づいて、手動運転モードＤＭ２での出力条件Ｃ_Ｏを予め設定する。

プロセッサ４０は、このステップＳ３５において、手動レーザ出射指令ＣＭ２に応じて、予め設定した出力条件Ｃ_Ｏに従ってレーザ発振器１６への指令を生成し、出力条件Ｃ_Ｏに規定されたレーザパワー、デューティ比、及びパルス発振周波数を有するレーザ光ＬＢを生成するように、レーザ出射動作ＬＯを実行する。その結果、オペレータは、片手で把持したレーザ加工ヘッド１４から、所望の出力条件Ｃ_Ｏのレーザ光ＬＢを出射して、ワークを手動でレーザ加工することができる。

ステップＳ３６において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ１２と同様に、動作終了指令を受け付けたか否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合は、図８に示すステップＳ３のフローを終了し、以って、図６に示すフローを終了する。一方、プロセッサ４０は、ＮＯと判定した場合、ステップＳ３２へ戻る。

こうして、プロセッサ４０は、ステップＳ３２でＹＥＳと判定している間（つまり、入力装置５８から手動レーザ出射指令ＣＭ２を受信している間）、ステップＳ３３又はＳ３６でＹＥＳと判定するか、若しくは、ステップＳ３４でＮＯと判定するまで、ステップＳ３２～Ｓ３６のループを繰り返し実行し、手動運転モードＤＭ２としてレーザ出射動作ＬＯを継続して実行する。これにより、オペレータは、手に把持したレーザ加工ヘッド１４によってワークＷを手動でレーザ加工できる。

一方、ステップＳ３３でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ３７において、手動運転モードＤＭ２でのレーザ出射動作ＬＯを停止する。例えば、プロセッサ４０は、レーザ発振器１６のレーザ光生成動作を停止させるか、又は、上述のシャッタによってレーザ光ＬＢを遮蔽することで、レーザ出射動作ＬＯを停止する。

ステップＳ３８において、プロセッサ４０は、警告信号ＡＬを生成する。例えば、プロセッサ４０は、「運転モードが変更されたため手動運転を実行できません。」という画像又は音声の警告信号ＡＬ４を生成する。プロセッサ４０は、生成した警告信号ＡＬ４を、表示装置５０に画像として表示するか、又はスピーカから音声として出力してもよい。ステップＳ３８の後、プロセッサ４０は、図６中のステップＳ２へ進む。

一方、ステップＳ３４でＮＯと判定した場合、ステップＳ３９において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ３７と同様に、手動運転モードＤＭ２でのレーザ出射動作ＬＯを停止する。そして、ステップＳ４０において、プロセッサ４０は、警告信号ＡＬを生成する。例えば、プロセッサ４０は、「レーザ加工ヘッドがワークから離隔している可能性があります。レーザ加工ヘッドをワークに接触させてください。」という画像又は音声の警告信号ＡＬ５を生成し、表示装置５０に表示するか、又はスピーカから出力してもよい。ステップＳ４０の後、プロセッサ４０は、ステップＳ３２へ戻る。

一方、ステップＳ３２でＮＯと判定した場合、ステップＳ４１において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ３３と同様に、モード選択スイッチ５２によって自動運転モードＤＭ１が選択されたか否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合は、図６中のステップＳ２へ進む一方、ＮＯと判定した場合は、ステップＳ３６へ進む。

以上のように、本実施形態においては、制御装置１８（具体的には、プロセッサ４０）は、モード選択スイッチ５２によって、運転モードＤＭとして、加工プログラムＰＰに従ってレーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯを自動で実行する自動運転モードＤＭ１が選択され（ステップＳ１５又はＳ１８でＹＥＳと判定し）、且つ、測距センサ５６が測定した距離ｄが予め定めた範囲ＲＧ内である（ステップＳ１６又はＳ１９でＹＥＳと判定した）場合に、該自動運転モードＤＭ１としてレーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯを実行する。

すなわち、本実施形態において、制御装置１８に自動運転モードＤＭ１でのレーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯの自動運転を実行させるためには、オペレータは、モード選択スイッチ５２を手動で操作して自動運転モードＤＭ１を選択し、且つ、ワークＷをレーザ加工ヘッド１４に対し、距離ｄが範囲ＲＧ内となる適切位置に設置するという、２つの条件を満たす必要がある。

この構成によれば、自動運転モードＤＭ１のレーザ出射動作ＬＯが意図せず実行されること、及び、該レーザ出射動作ＬＯでレーザ加工ヘッド１４からレーザ光ＬＢが、ワークＷ以外の意図しない方向（例えば、オペレータの方向）へ出射されることを、確実に回避できる。したがって、レーザ加工システム１０の自動運転を安全に実行することができる。

また、本実施形態においては、入力装置５８は、制御装置１８にレーザ出射動作ＬＯを実行させるための手動レーザ出射指令ＣＭ２の入力操作を受け付ける。また、接触検知装置６０は、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとの接触又は非接触を検知する。また、モード選択スイッチ５２は、運転モードＤＭ１を、自動運転モードＤＭ１と手動運転モードＤＭ２との間で切り替え可能に構成されている。

そして、制御装置１８は、モード選択スイッチ５２によって手動運転モードＤＭ２が選択され、且つ、接触検知装置６０がレーザ加工ヘッド１４とワークＷとの接触を検知しているときに、入力装置５８を通して受け付けた手動レーザ出射指令ＣＭ２に応じて、該手動運転モードＤＭ２としてレーザ出射動作ＬＯを実行する。

すなわち、本実施形態においては、制御装置１８に手動運転モードＤＭ２でのレーザ出射動作ＬＯを実行させるためには、オペレータは、モード選択スイッチ５２を手動で操作して手動運転モードＤＭ２を選択し、且つ、レーザ加工ヘッド１４をワークＷに接触させるという、２つの条件を満たす必要がある。

この構成によれば、手動運転モードＤＭ２のレーザ出射動作ＬＯが意図せず実行されること、及び、該レーザ出射動作ＬＯでレーザ加工ヘッド１４からレーザ光ＬＢがワークＷ以外の方向（例えば、オペレータの方向）へ出射されることを、確実に回避できる。したがって、オペレータは、手動でのレーザ加工を安全に実行することができる。

また、本実施形態においては、接触検知装置６０は、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとを電気的に接続する導電ケーブル６０ａと、ワークＷ、該ワークＷに接触するレーザ加工ヘッド１４、及び導電ケーブル６０ａによって形成される閉回路６２の抵抗Ｒを測定する抵抗センサ６０ｂとを有する。

これにより、接触検知装置６０は、抵抗センサ６０ｂが測定する抵抗Ｒに基づいて、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとの接触又は非接触を検知するように構成されている。この構成によれば、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとの接触又は非接触を、比較的簡単な構成で、迅速且つ確実に検知できる。

また、本実施形態においては、制御装置１８は、手動運転モードＤＭ２でレーザ出射動作ＬＯを実行しているときに、モード選択スイッチ５２が操作されて手動運転モードＤＭ２が非選択となるか（ステップＳ３３でＹＥＳと判定するか）、又は、接触検知装置６０が非接触を検知した（ステップＳ３４でＮＯと判定した）場合、該レーザ出射動作ＬＯを停止する。

この構成によれば、手動運転モードＤＭ２でレーザ出射動作ＬＯを実行しているときに、意図せずにモード選択スイッチ５２が別の運転モードＤＭ（具体的には、自動運転モードＤＭ１）に切り替えられた場合に、レーザ加工ヘッド１４からのレーザ光ＬＢが、意図しない方向（例えば、オペレータの方向）へ出射されるのを防止できる。

また、手動運転モードＤＭ２でレーザ出射動作ＬＯを実行しているときに、レーザ加工ヘッド１４がワークＷから離隔して、該レーザ加工ヘッド１４からのレーザ光ＬＢが、意図しない方向へ出射されるのも防止できる。これにより、手動運転モードＤＭ１でのオペレータの安全を、より確実に確保できる。

また、本実施形態においては、レーザ加工ヘッド１４は、オペレータが片手で把持可能な把持部３８を有し、入力装置５８は、把持部３８を把持した該片手で入力操作可能となるように、把持部３８に隣接して、レーザ加工ヘッド１４に設けられている。この構成によれば、オペレータは、片手で把持部３８を把持してレーザ加工ヘッド１４をロボット１２から取り外し、該片手で入力装置５８を操作することで、手動運転モードＤＭ１でのレーザ出射動作ＬＯを容易に実行できる。

また、本実施形態においては、制御装置１８は、自動運転モードＤＭ１を開始するための自動運転開始指令ＣＭ１を受け付けた（ステップＳ１１でＹＥＳと判定した）ときに、モード選択スイッチ５２によって自動運転モードＤＭ１が非選択となっているか（ステップＳ１５でＮＯと判定するか）、又は、測距センサ５６が測定した距離ｄが範囲ＲＧ外となっている（ステップＳ１６でＮＯと判定した）場合は、自動運転モードＤＭ１としてレーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯの少なくとも一方（例えば、双方）を開始しない。この構成によれば、自動運転を開始するときのオペレータの安全を、確実に確保できる。

なお、プロセッサ４０は、自動運転開始指令ＣＭ１を受け付けたとき、モード選択スイッチ５２によって自動運転モードＤＭ１が非選択となっているか、又は距離ｄが範囲ＲＧ外となっている場合でも、自動運転モードＤＭ１としてレーザ出射動作ＬＯ又は移動動作ＭＯを開始してもよい。

具体的には、ロボット１２が上述のように緊急停止可能な協働ロボットである場合、モード選択スイッチ５２によって自動運転モードＤＭ１が非選択となっているか、又は距離ｄが範囲ＲＧ外となっている場合でも、自動運転モードＤＭ１として移動動作ＭＯを開始したとしても、オペレータの安全を確保でき得る。代替的には、仮に、オペレータが、ロボット１２の動作範囲を取り囲むように作業セルに設置された安全柵（図示せず）の外側に居る場合は、自動運転モードＤＭ１としてレーザ出射動作ＬＯを開始したとしても、オペレータの安全を確保でき得る。

また、本実施形態においては、制御装置１８は、自動運転モードＤＭ１としてレーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯを実行しているときに、モード選択スイッチ５２が操作されて自動運転モードＤＭ１が非選択となるか（ステップＳ１８でＮＯと判定し）、又は、測距センサ５６が測定した距離ｄが範囲ＲＧ外となった（ステップＳ１９でＮＯと判定した）場合は、レーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯのうちの少なくとも一方を停止する（ステップＳ２２、Ｓ２４）。この構成によれば、自動運転中のオペレータの安全を、確実に確保できる。

なお、レーザ加工システム１０から、入力装置５８及び接触検知装置６０を省略してもよい。また、運転モードＤＭとして、自動運転モードＤＭ１のみが設定され、モード選択スイッチ５２は、自動運転モードＤＭ１と、いずれの運転モードＤＭも選択しないＯＦＦモードとを選択可能に構成されてもよい。この場合、プロセッサ４０は、ステップＳ２の自動運転モードＤＭ１のフローのみを実行してもよい。

また、ステップＳ２のフローから、ステップＳ１５及びＳ１６を省略してもよい。代替的には、ステップＳ２のフローから、ステップＳ１８及びＳ１９を省略してもよい。なお、接触検知装置６０は、導電ケーブル６０ａと抵抗センサ６０ｂとを有する形態に限らず、例えば、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとの接触を検知可能な近接センサ等、如何なるセンサを有してもよい。

なお、プロセッサ４０は、手動運転モードＤＭ２の実行中に、オペレータによる手動のレーザ加工を補助するための協働動作をロボット１２に実行させる協働動作プログラムＣＯＰを実行してもよい。この協働動作プログラムＣＯＰは、例えば、オペレータが手動でレーザ加工を実行している間に、ワークＷを保持して移動（例えば、回転）させるか、又は、ワークＷを治具にローディングする協働動作をロボット１２に実行させるように構成されてもよい。

この場合において、ロボット１２の手首部２８に、レーザ加工ヘッド１４に加えて（又は、代わりに）、ワークＷを保持可能なロボットハンドが取り付けられてもよい。この構成によれば、オペレータは、手動のレーザ加工を、ロボット１２と協働して効果的に実行することができる。

次に、図９を参照して、レーザ加工システム１０の他の機能について説明する。本実施形態においては、制御装置１８は、計時部６４をさらに有する。計時部６４は、プロセッサ４０とバス４６を介して通信可能に接続され、該プロセッサ４０からの指令に応じて、ある時点からの経過時間ｔを計時する。なお、計時部６４は、制御装置１８の筐体に内蔵されてもよい。代替的には、計時部６４は、例えば電子時計として、制御装置１８の筐体に外付けされ、Ｉ／Ｏインターフェース４４に接続されてもよい。

図９に示す制御装置１８のプロセッサ４０は、図６中のステップＳ３として、図１０のフローを実行する。なお、図１０に示すフローにおいて、図８のフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。ここで、本実施形態においては、プロセッサ４０は、接触検知装置６０によってレーザ加工ヘッド１４とワークＷとの非接触が検知された（つまり、ステップＳ３４でＮＯと判定した）時点ｔ_０から、ステップＳ３９でレーザ出射動作ＬＯを停止するまでの待機時間ｔ_ｔｈ１を、予め設定する。

例えば、オペレータは、制御装置１８の入力装置４８を操作して、待機時間ｔ_ｔｈ１を入力する（例えば、ｔ_ｔｈ１＝０．３［ｓｅｃ］）。プロセッサ４０は、入力された待機時間ｔ_ｔｈ１をメモリ４２に格納し、待機時間設定情報として登録する。こうして、プロセッサ４０は、待機時間ｔ_ｔｈ１を予め設定する。

図１０に示すステップＳ３においては、プロセッサ４０は、ステップＳ３４でＮＯと判定したとき、ステップＳ４２において、経過時間ｔの計時を開始する。具体的には、プロセッサ４０は、計時部６４を起動して、ステップＳ３４でＮＯと判定した時点ｔ_０からの経過時間ｔの計時を開始させる。

ステップＳ４３において、プロセッサ４０は、計時部６４が計時している経過時間ｔが、予め設定した待機時間ｔ_ｔｈ１に達した（つまり、ｔ≧ｔ_ｔｈ１）か否かを判定する。プロセッサ４０は、ｔ≧ｔ_ｔｈ１となった場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ３９へ進む一方、ｔ＜ｔ_ｔｈ１である場合はＮＯと判定し、ステップＳ４４へ進む。

ステップＳ４４において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ３４と同様に、接触検知装置６０によってレーザ加工ヘッド１４とワークＷとの接触が検知されたか否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ３２へ戻る一方、ＮＯと判定した場合（つまり、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとが依然として非接触である場合）は、ステップＳ４３へ戻る。

以下、ステップＳ４２～Ｓ４４の技術的意義について、説明する。このステップＳ４２～Ｓ４４によれば、プロセッサ４０は、ステップＳ３５の実行後、レーザ出射動作ＬＯを継続している間（つまり、ステップＳ３２でＹＥＳと判定し続けている間）に、ステップＳ３４でＮＯと判定した場合、該ステップＳ３４でＮＯと判定した時点ｔ_０から待機時間ｔ_ｔｈ１が経過するまで（つまり、ステップＳ４３でＹＥＳと判定するまで）は、ステップＳ３９を実行しない（換言すれば、レーザ出射動作ＬＯが継続される）。

そして、プロセッサ４０は、待機時間ｔ_ｔｈ１が経過するまでにステップＳ４４で継続的にＮＯと判定した場合（すなわち、期間ｔ_ｔｈ１に亘ってレーザ加工ヘッド１４とワークＷとの非接触が継続して検知された場合）に、ステップＳ３９でレーザ出射動作ＬＯを停止することになる。その一方で、待機時間ｔ_ｔｈ１が経過するまでにステップＳ４４でＹＥＳと判定した場合は、プロセッサ４０は、ステップＳ３９を実行せずに、レーザ出射動作ＬＯを継続することになる。

以上のように、本実施形態においては、制御装置１８は、手動運転モードＤＭ１でレーザ出射動作ＬＯを実行しているときに接触検知装置６０が非接触を検知した時点ｔ_０から該レーザ出射動作ＬＯを停止するまでの待機時間ｔ_ｔｈ１を設定する。そして、制御装置１８は、時点ｔ_０から待機時間ｔ_ｔｈ１が経過したときに、手動運転モードＤＭ２でのレーザ出射動作ＬＯを停止する。

ここで、オペレータは、手動運転モードＤＭ２において、レーザ加工ヘッド１４の先端をワークＷに当接させつつ、該レーザ加工ヘッド１４を該ワークＷに対して移動させながら、該レーザ加工ヘッド１４から出射されたレーザ光ＬＢでレーザ加工を実行する場合がある。

この場合において、例えばワークＷの表面上の凹凸部によって、レーザ加工ヘッド１４が、瞬時的に（例えば、０．１［ｓｅｃ］だけ）、ワークＷから離隔し得る。このようにレーザ加工ヘッド１４がワークＷから瞬時的に離隔しても、レーザ加工ヘッド１４からのレーザ光ＬＢがオペレータの方向へ出射される可能性は低く、故に、オペレータの安全を確保でき得る。

本実施形態によれば、ステップＳ３９でレーザ出射動作ＬＯを停止するまでの待機時間ｔ_ｔｈ１を設定することにより、上述のようなワークＷからのレーザ加工ヘッド１４の瞬時的な離隔が発生したとしても、レーザ出射動作ＬＯを継続できる。その一方で、待機時間ｔ_ｔｈ１が経過しても、依然として、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとの非接触が検知されている場合は、即座にステップＳ３９を実行することで、レーザ出射動作ＬＯを停止できる。したがって、本実施形態によれば、手動運転モードＤＭ２でのレーザ加工の作業を効率的に進めることができるとともに、オペレータの安全を確実に確保できる。

次に、図１１を参照して、図９に示す制御装置１８が実行するステップＳ３の他のフローについて説明する。本実施形態においては、プロセッサ４０は、上述の待機時間ｔ_ｔｈ１に加えて、ステップＳ３４でＮＯと判定した時点ｔ_０から、ステップＳ４０で警告信号ＡＬを生成するまでの第２の待機時間ｔ_ｔｈ２を、予め設定する。

例えば、オペレータは、制御装置１８の入力装置４８を操作して、第２の待機時間ｔ_ｔｈ２を、待機時間ｔ_ｔｈ１よりも長い時間ｔ_ｔｈ２（ｔ_ｔｈ２＞ｔ_ｔｈ１）として、入力する（例えば、ｔ_ｔｈ２＝０．４［ｓｅｃ］）。プロセッサ４０は、入力された第２の待機時間ｔ_ｔｈ２をメモリ４２に格納し、待機時間ｔ_ｔｈ１とともに、待機時間設定情報として登録する。

図１１に、本実施形態に係るステップＳ３のフローを示す。なお、図１１に示すフローにおいて、図１０のフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。図１１のフローにおいては、プロセッサ４０は、ステップＳ３９でレーザ出射動作ＬＯを停止した後、ステップＳ４５及びＳ４６をさらに実行する。

具体的には、ステップＳ４５において、プロセッサ４０は、計時部６４が計時している経過時間ｔが、予め設定した第２の待機時間ｔ_ｔｈ２に達した（つまり、ｔ≧ｔ_ｔｈ２）か否かを判定する。プロセッサ４０は、ｔ≧ｔ_ｔｈ２となった場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ４０へ進む一方、ｔ_ｔｈ１≦ｔ＜ｔ_ｔｈ２である場合はＮＯと判定し、ステップＳ４６へ進む。

ステップＳ４６において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ４４と同様に、接触検知装置６０によってレーザ加工ヘッド１４とワークＷとの接触が検知されたか否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ３２へ戻る一方、ＮＯと判定した場合は、ステップＳ４５へ戻る。

このように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、ステップＳ３９の後、さらに、期間ｔ’＝ｔ_ｔｈ２－ｔ_ｔｈ１が経過するまでは、ステップＳ４０を実行しない。この構成によれば、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとの非接触が検知されている期間が長い場合にのみ、警告信号ＡＬ５を生成し、オペレータに報知できる。これにより、警告信号ＡＬ５が頻繁に発信されるのを回避できる。

次に、図１２を参照して、図９に示すレーザ加工システム１０の動作フローのさらに他の例について、説明する。本実施形態においては、プロセッサ４０は、上述の自動運転モードＤＭ１及び手動運転モードＤＭ２に加えて、ダイレクトティーチモードＤＭ３を実行する。ダイレクトティーチモードＤＭ３は、プロセッサ４０が、オペレータによってロボット１２に加えられた外力Ｆに従って該ロボット１２を動作させるとともに、オペレータが入力装置５８を通して入力した手動レーザ出射指令ＣＭ２に応じてレーザ出射動作ＬＯを実行する運転モードＤＭである。

図１３に示すように、本実施形態においては、モード選択スイッチ５２は、自動運転モードＤＭ１：「ＡＵＴＯ」と、手動運転モードＤＭ２：「ＭＡＮＵＡＬ」と、「ＴＥＡＣＨ」として表されるダイレクトティーチモードＤＭ３との間で切り替え可能に構成されている。モード選択スイッチ５２によってダイレクトティーチモードＤＭ３が選択されると、モード選択スイッチ５２は、ダイレクトティーチモード移行指令ＣＭ５を制御装置１８へ供給する。

以下、図１２を参照して、本実施形態に係るレーザ加工システム１０の動作フローについて説明する。なお、図１２に示すフローにおいて、図６のフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。図１２に示すフローにおいては、ステップＳ１でＮＯと判定した場合、ステップＳ４において、プロセッサ４０は、モード選択スイッチ５２によって手動運転モードＤＭ２が選択されたか、又は、ダイレクトティーチモードＤＭ３が選択されたか、判定する。

具体的には、プロセッサ４０は、モード選択スイッチ５２から手動運転モード移行指令ＣＭ４を受け付けた場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ３へ進む。一方、プロセッサ４０は、モード選択スイッチ５２からダイレクトティーチモード移行指令ＣＭ５を受け付けた場合はＮＯと判定し、ステップＳ５へ進む。

図１４に、図１２中のステップＳ２のフローを示す。なお、図１４に示すフローにおいて、図７のフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。図１４に示すフローにおいては、ステップＳ１３でＮＯと判定したとき、ステップＳ２６において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ４と同様に、モード選択スイッチ５２によって手動運転モードＤＭ２が選択されたか、又は、ダイレクトティーチモードＤＭ３が選択されたかを判定する。

プロセッサ４０は、手動運転モードＤＭ２が選択された場合はＹＥＳと判定し、図１２中のステップＳ３へ進む一方、ダイレクトティーチモードＤＭ３が選択された場合はＮＯと判定し、図１２中のステップＳ５へ進む。また、プロセッサ４０は、ステップＳ２５の後、ステップＳ２６へ進む。

図１５に、図１２中のステップＳ３のフローを示す。なお、図１５に示すフローにおいて、図１１のフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。図１５に示すフローにおいては、ステップＳ３３でＮＯと判定したとき、ステップＳ４７において、プロセッサ４０は、ダイレクトティーチモードＤＭ３が選択された（つまり、ダイレクトティーチモード移行指令ＣＭ５を受け付けた）か否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ４８へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ３４へ進む。

ステップＳ４８において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ３７と同様に、手動運転モードＤＭ２でのレーザ出射動作ＬＯを停止する。そして、ステップＳ４９において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ３８と同様に、警告信号ＡＬ４を生成した後、図１２中のステップＳ５へ進む。

一方、ステップＳ４１でＮＯと判定したとき、ステップＳ５０において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ４７と同様に、ダイレクトティーチモードＤＭ３が選択されたか否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合は図１２中のステップＳ５へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ３６へ進む。

再度、図１２を参照して、ステップＳ４でＮＯと判定された場合（若しくは、図１４中のステップＳ２６でＮＯと判定された場合、図１５中のステップＳ４９の後、又は図１５中のステップＳ５０でＹＥＳと判定された場合）、プロセッサ４０は、ステップＳ５において、動作モードＤＭをダイレクトティーチモードＤＭ３へ移行し、ダイレクトティーチモードＤＭ３のフローを実行する。

ダイレクトティーチモードＤＭ３への移行後、プロセッサ４０は、入力装置５８を通した手動レーザ出射指令ＣＭ２を受け付け可能な状態となる一方、自動運転開始指令ＣＭ１を拒絶する。以下、図１６を参照して、ステップＳ５のダイレクトティーチモードＤＭ３のフローについて説明する。なお、図１６に示すフローにおいて、図１５のフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。

ステップＳ５１において、プロセッサ４０は、ロボット１２に加えられた外力Ｆを取得する動作を開始する。具体的には、プロセッサ４０は、力センサ５４から検出データＤＦを連続的（例えば、周期的）に取得し、該検出データＤＦに基づいて、ロボット１２に加えられた外力Ｆの大きさ及び方向と、該外力Ｆが加えられたロボット１２の部位とを、連続的に求める。その後、プロセッサ４０は、上述のステップＳ３１を実行する。

ステップＳ３１の後、ステップＳ５２において、プロセッサ４０は、直近に取得した外力Ｆの大きさが、予め定めた閾値Ｆ_ｔｈ２を超えた（Ｆ＞Ｆ_ｔｈ２）か否かを判定する。この閾値Ｆ_ｔｈ２は、上述のステップＳ２０（図７、図１４）で参照する閾値Ｆ_ｔｈ１よりも小さい値（Ｆ_ｔｈ２＜Ｆ_ｔｈ１）に設定されてもよい。プロセッサ４０は、Ｆ＞Ｆ_ｔｈ２である場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ５３へ進む一方、Ｆ≦Ｆ_ｔｈ２である場合はＮＯと判定し、ステップＳ３２へ進む。

ステップＳ５３において、プロセッサ４０は、直近に取得した外力Ｆに従って、ロボット１２を動作させる。具体的には、プロセッサ４０は、直近に取得した外力Ｆが加えられたロボット１２の部位（例えば、手首部２８）を、該外力Ｆの方向へ移動させるための指令（トルク指令等）を生成し、該指令に従って、ロボット１２の各サーボモータ３０を駆動する。その結果、ロボット１２は、外力Ｆに従って、該外力Ｆが加えられた部位を、該外力Ｆの方向へ移動させることになる。

例えば、オペレータが、レーザ加工ヘッド１４の把持部３８を把持し、該レーザ加工ヘッド１４に外力Ｆを加えて所望の方向φへ押したとする。このように方向φに加えられた外力Ｆは、レーザ加工ヘッド１４からロボット１２の手首フランジ２８ｂに加えられ、力センサ５４によって検出されることになる。

この場合、プロセッサ４０は、力センサ５４が検出した外力Ｆに従ってロボット１２を動作させて、該ロボット１２の手首フランジ２８ｂ（つまり、レーザ加工ヘッド１４）を方向φへ移動させる。こうして、オペレータは、ロボット１２を手動で操作して、レーザ加工ヘッド１４を所望の方向φへ、ロボット１２の動作により移動させることができる。

なお、このステップＳ５３において、プロセッサ４０は、外力Ｆが加えられたロボット１２の部位（例えば、手首フランジ２８ｂ）を、予め定めた一定の速度Ｖで、所定の距離δだけ、移動させてもよい。この速度Ｖ及び距離δは、ダイレクトティーチモードＤＭ３のための所要値として、オペレータによって予め定められ得る。

ステップＳ５３の後、プロセッサ４０は、上述のステップＳ３２及びＳ３３を実行する。ステップＳ３３でＮＯと判定したとき、ステップＳ５４において、プロセッサ４０は、手動運転モードＤＭ２が選択された（つまり、手動運転モード移行指令ＣＭ４を受け付けた）か否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合は、上述のステップＳ４８及びＳ４９を順次実行し、図１２中のステップＳ３へ進む。

一方、プロセッサ４０は、ステップＳ５４でＮＯと判定した場合、上述のステップＳ３４～３６、Ｓ４２～Ｓ４４、Ｓ３９、Ｓ４５、Ｓ４６及びＳ４０を順次実行する。プロセッサ４０は、ステップＳ３６でＮＯと判定した場合、ステップＳ４４若しくはＳ４６でＹＥＳと判定した場合、又は、ステップＳ４０を実行した後、ステップＳ５２へ戻る。

一方、ステップＳ４１でＮＯと判定した場合、ステップＳ５５において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ５４と同様に、手動運転モードＤＭ２が選択されたか否かを判定する。プロセッサ４０は、ＹＥＳと判定した場合は、図１２中のステップＳ３へ進む一方、ＮＯと判定した場合は、ステップＳ３６へ進む。

こうして、プロセッサ４０は、図１６に示すステップＳ５のダイレクトティーチモードＤＭ３において、オペレータが加えた外力Ｆに従ってロボット１２を動作させて（ステップＳ５３）、レーザ加工ヘッド１４を方向φへ移動させつつ、オペレータが入力装置５８を操作して入力した手動レーザ出射指令ＣＭ２に従ってレーザ出射動作ＬＯを実行する（ステップＳ３５）。

これにより、オペレータは、ロボット１２を手動で操作して、該ロボット１２の動作によってレーザ加工ヘッド１４を所望の方向φへ移動させつつ、入力装置５８を操作して、レーザ光ＬＢをレーザ加工ヘッド１４から手動で出射させて、ワークＷをレーザ加工することができる。このとき、ロボット１２は、上述したように一定の速度Ｖでレーザ加工ヘッド１４を移動させてもよい。この構成によれば、レーザ加工の仕上がり品質を向上させることができる。

また、このダイレクトティーチモードＤＭ３でレーザ加工を実行している間に、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとが待機時間ｔ_ｔｈ１に亘って非接触となった（ステップＳ４３でＹＥＳと判定した）場合は、ステップＳ３９でレーザ出射動作ＬＯを停止できる。したがって、オペレータの安全を確保することもできる。

なお、図１６に示すフローから、ステップＳ４５及びＳ４６を省略し、図１０のフローと同様に構成してもよい。又は、図１６に示すフローから、ステップＳ４２～Ｓ４６を省略し、図８のフローと同様に構成してもよい。図１６に示すフローからステップＳ４２～Ｓ４６を省略した場合は、計時部６４が省略された図２に示す制御装置１８が、図１６のフローを実行できる。

また、図１６に示すステップＳ５のフローにおいて、ステップＳ３４の代わりに、図１４に示すステップＳ１９を適用するとともに、ステップＳ４２～Ｓ４４、Ｓ４５、Ｓ４６及びＳ４０を省略してもよい。この場合、図１６のフローからステップＳ３１を省略し、ステップＳ５１において、プロセッサ４０は、図１４のステップＳ１４と同様に、外力Ｆと距離ｄとを取得する動作を開始する。そして、プロセッサ４０は、ステップＳ５４でＮＯと判定したとき、ステップＳ１９を実行し、距離ｄが範囲ＲＧ内であるか否かを判定する。プロセッサ４０は、距離ｄが範囲ＲＧ内である場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ３５へ進む。

一方、プロセッサ４０は、距離ｄが範囲ＲＧ外である場合はＮＯと判定し、ステップＳ３９を実行してレーザ出射動作ＬＯを停止した後、上述のステップＳ２３を実行し、警告信号ＡＬ１を生成する。その後、プロセッサ４０は、ステップＳ５２へ戻る。すなわち、この場合、プロセッサ４０は、ダイレクトティーチモードＤＭ３でのレーザ出射動作ＬＯ（ステップＳ３５）を実行中に、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとの距離ｄが所定の範囲ＲＧ外となった場合に、レーザ出射動作ＬＯを停止することになる。

なお、上述のステップＳ２（自動運転モードＤＭ１のフロー）において、プロセッサ４０は、ステップＳ１７で自動運転を開始した後、レーザ加工ヘッド１４とワークＷとの距離ｄを、予め定めた目標距離ｄ_０に制御するギャップ制御ＧＣを実行してもよい。この目標距離ｄ_０は、例えば、ステップＳ１６及びＳ１９で参照する範囲ＲＧ内の値（例えば、ｄ_ｔｈ１＜ｄ_０＜ｄ_ｔｈ２）として、オペレータによって定められ得る。

このギャップ制御ＧＣにおいて、プロセッサ４０は、測距センサ５６から取得した距離ｄに基づいて、ロボット１２の各サーボモータ３０をフィードバック制御し、距離ｄを目標距離ｄ_０に一致させるように、ロボット１２の動作によってレーザ加工ヘッド１４の光軸Ａの方向の位置を調整する。

なお、プロセッサ４０は、図６のフローと、図７に示すステップＳ２のフローと、図８、図１０又は図１１に示すステップＳ３のフローとを、動作プログラムＯＰに従って実行してもよい。この動作プログラムＯＰは、上述の加工プログラムＰＰとは別のプログラムとして、オペレータによって予め作成され、メモリ４２に格納されてもよい。

この場合、プロセッサ４０は、動作プログラムＯＰに従って、図７のステップＳ２のフローを実行し、ステップＳ１７を開始したときに、加工プログラムＰＰをメモリ４２から読み出して実行することで、レーザ出射動作ＬＯ及び移動動作ＭＯの自動運転を開始する。

また、上述のギャップ制御ＧＣのためのギャップ制御プログラムＧＰが、さらに用意されてもよい。この場合、プロセッサ４０は、ステップＳ１７を開始したときに、加工プログラムＰＰとともに、ギャップ制御プログラムＧＰを並行して実行し、自動運転と並行してギャップ制御ＧＣを実行する。

なお、動作プログラムＯＰは、図６のフローをプロセッサ４０に実行させる第１の動作プログラムＯＰ１と、ステップＳ２のフローをプロセッサ４０に実行させる第２の動作プログラムＯＰ２と、ステップＳ３のフローをプロセッサ４０に実行させる第３の動作プログラムＯＰ３とを有してもよい。

同様に、プロセッサ４０は、図１２のフローと、図１４に示すステップＳ２のフローと、図１５に示すステップＳ３のフローと、図１６に示すステップＳ５のフローとを、動作プログラムＯＰに従って実行してもよい。この場合において、動作プログラムＯＰは、図１２のフローをプロセッサ４０に実行させる第１の動作プログラムＯＰ１と、ステップＳ２のフローをプロセッサ４０に実行させる第２の動作プログラムＯＰ２と、ステップＳ３のフローをプロセッサ４０に実行させる第３の動作プログラムＯＰ３と、ステップＳ５のフローをプロセッサ４０に実行させる第４の動作プログラムＯＰ４とを有してもよい。

なお、入力装置５８は、レーザ加工ヘッド１４に設けられなくてもよく、例えば、レーザ加工ヘッド１４とは別体として、オペレータが持ち運び可能な携帯型ボタン装置、若しくは、オペレータが足で入力操作可能なフットペダル（又はフットスイッチ）として構成されてもよい。また、測距センサ５６は、レーザ加工ヘッド１４に設けられなくてもよく、例えば、ワークＷに隣接して設けられてもよい。

なお、レーザ加工システム１０は、ステップＳ３の手動運転モードＤＭ２においてレーザ加工ヘッド１４にアシストガスＡＧを出射させるためのアシストガス出射指令の入力操作を受け付ける第２の入力装置をさらに備えてもよい。オペレータが手動運転モードＤＭ２の実行時に第２の入力装置を操作すると、プロセッサ４０は、第２の入力装置から送信されるアシストガス出射指令に応じて、アシストガス供給装置を動作させ、レーザ加工ヘッド１４にアシストガスＡＧを供給する。この場合において、第２の入力装置は、把持部３８を把持した該片手で入力操作可能となるように、把持部３８に隣接して、レーザ加工ヘッド１４に設けられてもよい。

なお、モード選択スイッチ５２は、制御装置１８に限らず、如何なるコンポーネントに設けられてもよい。例えば、モード選択スイッチ５２は、レーザ加工ヘッド１４に設けられてもよいし、又は、制御装置１８とは別体として設けられた、オペレータが持ち運び可能な携帯型スイッチとして構成されてもよい。代替的には、モード選択スイッチ５２は、制御装置１８に通信可能に接続され、ロボット１２及びレーザ発振器１６に動作を教示するための教示装置（ティーチングペンダント、タブレット型端末装置等）に設けられてもよい。

なお、上述の実施形態においては、モード選択スイッチ５２が、物理スイッチとして制御装置１８に設けられている場合について述べた。しかしながら、モード選択スイッチ５２は、ソフトウェアのスイッチ（又は、仮想スイッチ）として、制御装置１８に実装されてもよい。

例えば、制御装置１８のプロセッサ４０は、運転モードＤＭを選択するためのモード選択スイッチ画像１００を生成し、表示装置５０に表示する。図１７に、モード選択スイッチ画像１００の一例を示す。モード選択スイッチ画像１００は、オペレータに運転モードＤＭを選択可能とするためのグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）であって、自動運転ボタン画像１０２、及び手動運転ボタン画像１０４を含む。

「ＡＵＴＯ」として表される自動運転ボタン画像１０２は、自動運転モードＤＭ１に対応し、「ＭＡＮＵＡＬ」として表される手動運転ボタン画像１０４は、手動運転モードＤＭ２に対応している。オペレータは、制御装置１８の表示装置５０に表示されたモード選択スイッチ画像１００を視認しつつ、入力装置４８を操作して、自動運転ボタン画像１０２又は手動運転ボタン画像１０４を画像上でクリックすることで、自動運転モードＤＭ１又は手動運転モードＤＭ２を選択可能になっている。

プロセッサ４０は、入力装置４８を通してオペレータから自動運転ボタン画像１０２を選択する入力（つまり、自動運転モード移行指令ＣＭ３）を受け付けると、運転モードＤＭを、自動運転モードＤＭ１（上述のステップＳ２）へ移行する。一方、プロセッサ４０は、入力装置４８を通してオペレータから手動運転ボタン画像１０４を選択する入力（つまり、手動運転モード移行指令ＣＭ４）を受け付けると、運転モードＤＭを、手動運転モードＤＭ２（上述のステップＳ３）へ移行する。

このように、自動運転ボタン画像１０２、及び手動運転ボタン画像１０４は、ソフトウェアとしてのモード選択スイッチ５２を構成し、オペレータは、該モード選択スイッチ５２を画像上で操作することにより、運転モードＤＭを、自動運転モードＤＭ１と手動運転モードＤＭ２との間で切り替え可能になっている。

なお、ソフトウェアとしてのモード選択スイッチ５２は、自動運転モードＤＭ１、手動運転モードＤＭ２、又はダイレクトティーチモードＤＭ３を選択するように構成可能であることを理解されよう。また、ソフトウェアとしてのモード選択スイッチ５２は、制御装置１８に限らず、上述の教示装置、又は、制御装置１８に通信可能に接続された他の如何なる通信機器（ＰＣ、タブレット端末）に実装されてもよい。

なお、上述の実施形態においては、運転モードＤＭとして、自動運転モードＤＭ１、手動運転モードＤＭ２、及びダイレクトティーチモードＤＭ３を例示した。しかしながら、運転モードＤＭは、これに限らず、例えば、ロボット１２及びレーザ発振器１６に動作を教示するための教示モードＤＭ４等、他の如何なる運転モードＤＭを含んでもよい。

また、上述の実施形態においては、制御装置１８が、ロボット１２とレーザ発振器１６とを制御する場合について述べた。しかしながら、制御装置１８は、ロボット１２を制御する第１の制御装置１８Ａと、レーザ発振器１６を制御する第２の制御装置１８Ｂとを有してもよい。このような形態を、図１８及び図１９に示す。

図１８及び図１９に示すレーザ加工システム１０’においては、制御装置１８は、ロボット１２の移動動作ＭＯを制御する第１の制御装置１８Ａと、レーザ発振器１６のレーザ光出射動作ＬＯを制御する第２の制御装置１８Ｂとを有する。第１の制御装置１８Ａは、プロセッサ４０Ａ、メモリ４２Ａ、Ｉ／Ｏインターフェース４４Ａ、及びバス４６Ａを有するコンピュータである。

第１の制御装置１８ＡのＩ／Ｏインターフェース４４Ａには、ロボット１２（サーボモータ３０）、レーザ加工ヘッド１４（レンズ駆動部）、入力装置４８Ａ、表示装置５０Ａ、力センサ５４、測距センサ５６、入力装置５８、及び接触検知装置６０（抵抗センサ６０ｂ）が通信可能に接続されている。また、上述のモード選択スイッチ５２は、第１の制御装置１８Ａに設けられている。

第２の制御装置１８Ｂは、プロセッサ４０Ｂ、メモリ４２Ｂ、Ｉ／Ｏインターフェース４４Ｂ、及びバス４６Ｂを有するコンピュータである。第２の制御装置１８ＢのＩ／Ｏインターフェース４４Ｂには、入力装置４８Ｂ、表示装置５０Ｂ、レーザ発振器１６、及び第１の制御装置１８ＡのＩ／Ｏインターフェース４４Ａが、通信可能に接続されている。

なお、レーザ発振器１６、第２の制御装置１８Ｂ、入力装置４８Ｂ、及び表示装置５０Ｂは、共通の筐体に一体に組み込むことでユニット化し、単体のレーザ発振装置７２を構成してもよい。第１の制御装置１８Ａのプロセッサ４０Ａと、第２の制御装置１８Ｂのプロセッサ４０Ｂとは、互いに通信しつつ、図６～図８、図１０～図１２、図１４～図１６に示すフローを実行してもよい。

なお、レーザ加工ヘッド１４は、例えばレーザスキャナ（又は、ガルバノスキャナ）等、如何なるタイプの加工ヘッドであってもよい。このレーザスキャナは、レーザ発振器１６から供給されたレーザ光ＬＢを各々反射する複数のミラーと、該複数のミラーを個別に駆動する複数のミラー駆動部と、該ミラーによって反射されたレーザ光を集光する光学レンズ等を有する。レーザスキャナは、複数のミラーの向きをミラー駆動部によって変化させることで、ワークに照射されるレーザ光の照射点を、ワークＷの表面上で高速移動させることができる。

なお、ロボット１２は、垂直多関節型ロボットに限らず、例えば、水平多関節型ロボット、又はパラレルリンク型ロボットであってもよいし、ワークＷを水平面内で移動させる第１及び第２のボールねじ機構と、レーザ加工ヘッド１４を鉛直方向へ移動させる第３のボールねじ機構とを有するように構成されてもよい。また、レーザ加工システム１０又は１０’から導光路３９を省略してもよい。この場合において、レーザ発振器１６を、レーザ加工ヘッド１４に直接的に連結してもよい。以上、実施形態を通じて本開示を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。

１０，１０’ レーザ加工システム
１２ ロボット
１４ レーザ加工ヘッド
１６ レーザ発振器
１８ 制御装置
４０，４０Ａ，４０Ｂ プロセッサ
４８，４８Ａ，４８Ｂ，５８ 入力装置
５２ モード選択スイッチ
５４ 力センサ
５６ 測距センサ
６０ 接触検知装置

Claims (10)

1. ワークをレーザ加工するレーザ加工システムであって、
   レーザ発振器が生成したレーザ光を出射するレーザ加工ヘッドと、
   前記レーザ加工ヘッドを前記ワークに対して相対的に移動させるロボットと、
   前記レーザ加工ヘッドと前記ワークとの距離を測定する測距センサと、
   前記レーザ発振器を動作させて前記レーザ加工ヘッドからレーザ光を出射するレーザ出射動作、及び、前記ロボットを動作させて前記レーザ加工ヘッドを前記ワークに対して移動させる移動動作を制御する制御装置と、
   前記レーザ加工の運転モードを選択するモード選択スイッチと、を備え、
   前記制御装置は、前記モード選択スイッチによって、前記運転モードとして、加工プログラムに従って前記レーザ出射動作及び前記移動動作を自動で実行する自動運転モードが選択され、且つ、前記測距センサが測定した前記距離が予め定めた範囲内である場合に、該自動運転モードとして該レーザ出射動作及び該移動動作を実行する、レーザ加工システム。
2. 前記制御装置に前記レーザ出射動作を実行させるための手動レーザ出射指令の入力操作を受け付ける入力装置と、
   前記レーザ加工ヘッドと前記ワークとの接触又は非接触を検知する接触検知装置と、をさらに備え、
   前記モード選択スイッチは、前記運転モードを、前記自動運転モードと、前記制御装置が前記手動レーザ出射指令に応じて前記レーザ出射動作を実行する手動運転モードとの間で切り替え可能に構成され、
   前記制御装置は、前記モード選択スイッチによって前記手動運転モードが選択され、且つ、前記接触検知装置が前記接触を検知しているときに、前記入力装置を通して受け付けた前記手動レーザ出射指令に応じて、該手動運転モードとして前記レーザ出射動作を実行する、請求項１に記載のレーザ加工システム。
3. 前記接触検知装置は、
   前記レーザ加工ヘッドと前記ワークとを電気的に接続する導電ケーブルと、
   前記ワーク、該ワークに接触する前記レーザ加工ヘッド、及び前記導電ケーブルによって形成される閉回路の抵抗を測定する抵抗センサと、を有し、
   前記抵抗センサが測定する前記抵抗に基づいて、前記接触又は前記非接触を検知するように構成されている、請求項２に記載のレーザ加工システム。
4. 前記制御装置は、前記手動運転モードで前記レーザ出射動作を実行しているときに、前記モード選択スイッチが操作されて前記手動運転モードが非選択となるか、又は、前記接触検知装置が前記非接触を検知した場合、該レーザ出射動作を停止する、請求項２又は３に記載のレーザ加工システム。
5. 前記制御装置は、
   前記手動運転モードで前記レーザ出射動作を実行しているときに前記接触検知装置が前記非接触を検知した時点から該レーザ出射動作を停止するまでの待機時間を設定し、
   前記時点から前記待機時間が経過したときに、前記手動運転モードでの前記レーザ出射動作を停止する、請求項２又は３に記載のレーザ加工システム。
6. 前記レーザ加工ヘッドは、オペレータが片手で把持可能な把持部を有し、
   前記入力装置は、前記把持部を把持した前記片手で入力操作可能となるように、前記把持部に隣接して前記レーザ加工ヘッドに設けられる、請求項２又は３に記載のレーザ加工システム。
7. 前記制御装置は、前記自動運転モードを開始するための自動運転開始指令を受け付けたときに、前記モード選択スイッチによって前記自動運転モードが非選択となっているか、又は、前記測距センサが測定した前記距離が前記範囲外となっている場合は、前記自動運転モードとして前記レーザ出射動作及び前記移動動作の少なくとも一方を開始しない、請求項１～３のいずれか１項に記載のレーザ加工システム。
8. 前記制御装置は、前記自動運転モードとして前記レーザ出射動作及び前記移動動作を実行しているときに、前記モード選択スイッチが操作されて前記自動運転モードが非選択となるか、又は、前記測距センサが測定した前記距離が前記範囲外となった場合は、該レーザ出射動作及び該移動動作のうちの少なくとも一方を停止する、請求項１～３のいずれか１項に記載のレーザ加工システム。
9. 前記制御装置は、前記自動運転モードとして前記レーザ出射動作及び前記移動動作を実行しているときに、前記測距センサが測定した前記距離に基づいて、該距離を予め定めた目標距離に一致させるように前記ロボットを動作させるギャップ制御を実行する、請求項１～３のいずれか１項に記載のレーザ加工システム。
10. 請求項１～３のいずれか１項に記載のレーザ加工システムを用いてレーザ加工する方法であって、
    前記制御装置が、
    前記モード選択スイッチによって前記自動運転モードが選択されているか否かを判定し、
    前記測距センサが測定した前記距離が前記範囲内であるか否かを判定し、
    前記モード選択スイッチによって前記自動運転モードが選択され、且つ、前記測距センサが測定した前記距離が前記範囲内である場合に、該自動運転モードとして前記レーザ出射動作及び前記移動動作を実行する、方法。

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