JP6450625B2

JP6450625B2 - レーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置

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Publication number: JP6450625B2
Application number: JP2015070687A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　和隆; 和隆佐藤; 賢島村; 俊英加藤; 彰教村上
Original assignee: Amada Holdings Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: JP2015199127A

Description

本発明は、溶接ロボットなどにおいて、加工ルートのティーチング時にワークの表面に加工位置確認用の測定光を照射する測定光照射ヘッド（レーザマーカ等）を備えた、レーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置に関するものである。

従来、例えば溶接ロボットのティーチング方法として、ティーチングプレイバック方式が知られている。この方法は、作業者が予め目的の位置にレーザ加工ヘッドによる溶接点（レーザの焦点）をもっていくことで、その位置をロボットに教示しておき、その後の実作業時に、教示した通りの位置にロボットを自動的に動かして（プレイバックして）、レーザ加工ヘッドの溶接点を目的の位置に位置決めするという方式である。

ところで、レーザ加工の場合、加工点は、レーザ加工ヘッドのレーザ出射端から離れている。そのため、一般的には、レーザ加工ヘッドに設けた撮像手段（ＣＣＤカメラ等）でワークを撮像して、ワークの形状をモニタに映し出し、モニタを見ながらティーチングを行っている。

実際の例としては、予め加工用のレーザの光軸（または焦点）と表示画面上のクロスターゲットとが一致するように撮像手段を設定しておき、モニタ上に映し出された加工予定部位とクロスターゲットとが重なるようにレーザ加工ヘッドを移動させて、ティーチングポイントを決定している。また、加工予定部位に対するレーザ加工ヘッドの高さ方向（Ｚ軸方向）の位置は、撮像手段のピントが合う位置にレーザ加工ヘッドを移動することで割り出している。

また、特に高さ方向の位置の割り出しの精度を上げるために、レーザの焦点を通るようにレーザ加工ヘッドに取り付けた測定光照射ヘッド（レーザマーカ）からライン状の測定光をワークに照射し、ワーク表面の反射輝線がモニタ上のクロスターゲットの中心に一致するところにレーザ加工ヘッドをＺ軸方向（高さ方向）に移動して、加工点の高さの割り出しを行うようにしたものも知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−１７５７２５号公報

ところで、レーザ加工ヘッドに測定光照射ヘッドが装備されていると、レーザ加工時にワークから反射するレーザの反射光が測定光照射ヘッドに入射し、測定光照射ヘッドの機能に損傷を与えるおそれがあることが分かった。

本発明は、上記事情を考慮し、測定光照射ヘッドの機能の損傷を安全に回避し得るようにしたレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、ワークに対し相対的に移動しながらワークをレーザ加工するレーザ加工ヘッドに装備され、加工箇所をティーチングするための補助用の測定光をワークの表面に照射する測定光照射ヘッドを備えた、レーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置において、前記測定光照射ヘッドの測定光照射口の前側に、前記測定光照射ヘッドの使用時に前記測定光照射口の前面を開放し、前記測定光照射ヘッドの不使用時に前記測定光照射口の前面を遮蔽するシャッタ機構が設けられていることを特徴としている。

また、前記レーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置であって、前記シャッタ機構が、前記測定光照射ヘッドの測定光照射口の前面を開閉するシャッタ板と、前記測定光照射ヘッドの支持部材に取り付けられて前記シャッタ板を開位置と閉位置との間でスライド自在に支持するスライド支持部材と、で構成されていることを特徴としている。

また、前記レーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置であって、前記レーザ加工ヘッドが、該レーザ加工ヘッドの位置及び姿勢を制御する加工ロボットの可動アームの先端に装備されており、前記加工ロボットから見て前記レーザ加工ヘッドの前側に、前記測定光照射ヘッドが取り付けられていることを特徴としている。

また、前記レーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置であって、前記レーザ加工ヘッドが、該レーザ加工ヘッドの位置及び姿勢を制御する加工ロボットの可動アームの先端に装備されており、前記加工ロボットから見て前記レーザ加工ヘッドの後側に、前記測定光照射ヘッドが取り付けられていることを特徴としている。

また、前記レーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置において、前記シャッタ板の開閉を行うための開閉用アクチュエータを備えていることを特徴とするものである。

また、前記レーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置において、前記シャッタ機構は、前記測定光照射口の前側を遮蔽自在な遮蔽部を備えてＬ形状に形成した一対のシャッタ板を備え、前記測定光照射口の前側において、前記一対のシャッタ板における前記遮蔽部を前後に重なり自在に備えていることを特徴とするものである。

また、前記レーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置において、前記測定光照射ヘッドは、断面十字形状の測定光を照射するために十字形のスリットを備えたスリット板を備え、このスリット板における前記スリットはテーパ状に形成してあり、前記スリットにおけるスリット幅の小さい側の面が、前記測定光照射ヘッドに備えた光源に対向してあることを特徴とするものである。

また、前記レーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置において、前記測定光照射ヘッドは軸心回りに回動可能に備えられていることを特徴とするものである。

また、前記レーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置において、前記シャッタ機構の開放時に前記測定光照射ヘッドに備えた光源をＯＮ動作し、前記シャッタ機構の遮蔽時に前記光源をＯＦＦ動作するスイッチ手段を備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、測定光照射ヘッドの測定光照射口の前側にシャッタ機構が設けられているので、レーザ加工中における加工部位からの反射光が測定光出射口より測定光照射ヘッドの内部に浸入するのを防止することができ、測定光照射ヘッドの発光機能部を保護することができる。また、シャッタ機構によって、加工中におけるワークからの飛散物より測定光出射ヘッドの測定光出射口を保護することができる。

本発明の第１実施形態の測定光照射装置の説明図で、測定光照射ヘッドをレーザ加工ヘッドの前側に装備した溶接ロボットの全体側面図である。図１のＭ部として示すレーザ加工ヘッドの拡大側面図である。同レーザ加工ヘッドの正面図である。同レーザ加工ヘッドの右上斜め前方から見た斜視図である。同レーザ加工ヘッドの左上斜め前方から見た斜視図である。同レーザ加工ヘッドの左下斜め前方から見た斜視図で、シャッタ機構が開のときの測定光照射ヘッド使用時の状態を示す図である。同レーザ加工ヘッドの左下斜め前方から見た斜視図で、シャッタ機構が閉のときの測定光照射ヘッド不使用時の状態を示す図である。（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図６及び図７の要部の拡大図である。（ａ）はレーザ加工ヘッドがワークに対して適正距離よりも近づいているときの状態を示す正面図、（ｂ）はそのときのモニタ画面を示す図である。（ａ）はレーザ加工ヘッドがワークに対して適正距離に位置決めされているときの状態を示す正面図、（ｂ）はそのときのモニタ画面を示す図である。（ａ）はレーザ加工ヘッドがワークに対して適正距離よりも離れているときの状態を示す正面図、（ｂ）はそのときのモニタ画面の図である。ワークの形状と測定光の照射向きの関係を説明するための図で、角継手の溶接箇所に測定光が充分に届いている状態を示す図である。ワークの形状と測定光の照射向きの関係を説明するための図で、角継手の溶接箇所に測定光が届いていない状態を示す図である。測定光の照射によるワーク表面の反射輝線とクロスターゲットの中心とを重ねることで溶接箇所を高さ方向に割り出した状態を示すモニタ画面の図である。本発明の第２実施形態の測定光照射装置の説明図で、測定光照射ヘッドを後側に装備したレーザ加工ヘッドの左上斜め前方から見た斜視図である。図１５のレーザ加工ヘッドの左下斜め下方から見た斜視図である。第２の実施形態に係るシャッタ機構を備えたレーザ加工ヘッドの説明図である。第２の実施形態に係るシャッタ機構を備えたレーザ加工ヘッドの説明図である。第２の実施形態に係るシャッタ機構の構成を示す説明図である。断面十字形状の測定光を形成するスリットの構成を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は第１実施形態の測定光照射装置の説明図で、測定光照射ヘッドをレーザ加工ヘッドの前側に装備した溶接ロボットの全体側面図、図２〜図５はそのレーザ加工ヘッドの拡大図、図６はシャッタ機構が開のときの測定光照射ヘッド使用時の状態を示す図、図７はシャッタ機構が閉のときの測定光照射ヘッド不使用時の状態を示す図である。

図１〜図７に示すように、第１実施形態の測定光照射装置Ｓは、溶接ロボット１のレーザ加工ヘッド１０の前側に装備されている。ここでは、互いに直交する水平方向をＸ軸方向とＹ軸方向とし、それらＸ軸方向及びＹ軸方向に直交する鉛直方向をＺ軸方向と定義する。また、図１に示す基本姿勢にある溶接ロボット１の本体からレーザ加工ヘッド１０を見たときの前後左右方向を基準として、レーザ加工ヘッド１０の前後左右方向を定義する。つまり、レーザ加工ヘッド１０のロボット本体への取付側（次述する取付アタッチメント３，４のある側）をレーザ加工ヘッド１０の後側、その反対側をレーザ加工ヘッド１０の前側という。また、後側から前側を見たときの左側をレーザ加工ヘッド１０の左側、右側をレーザ加工ヘッド１０の右側という。

このように前後左右方向は、基本的にレーザ加工ヘッド１０を基準にして定めることとし、レーザ加工ヘッド１０の位置や姿勢によらないものとする。従って、レーザ加工ヘッド１０の位置や姿勢によって、Ｘ軸方向が左右方向、Ｙ軸方向が前後方向、Ｚ軸方向が上下方向に、それぞれ一致する場合もあるし一致しない場合もある。しかし、大まかな方向の捉え方として、Ｘ軸方向が左右方向、Ｙ軸方向が前後方向、Ｚ軸方向が上下方向と便宜上みなして以下の説明を行う。

レーザ加工ヘッド１０は、Ｘ軸方向（左右方向）、Ｙ軸方向（前後方向）、Ｚ軸方向（上下方向）に移動自在な可動アーム（ロボットアーム）の先端部のヘッド支持部材２に、取付アタッチメント３，４を介して適宜に装着されており、溶接ロボット１により位置と姿勢が制御されるようになっている。

レーザ加工ヘッド１０は、加工用のレーザビームを先端部（下端の照射端１２）からワークＷに向けて照射してレーザ加工を行うものである。このレーザ加工ヘッド１０には、加工用のレーザビームが通過する内部通路を通して、ワークＷの加工箇所周辺を撮像するＣＣＤカメラ等の撮像手段４０が備えられている。

図９〜図１１の各図（ｂ）は、撮像手段４０のモニタ画像を示している。これらの図に示すように、モニタ画像８０には、縦線８１と横線８２を画面の中央で直角に交差させたクロスターゲットが映し出されており、その中心８３が、レーザ加工ヘッド１０から出射する加工用のレーザビームの光軸（またはレーザビームの焦点）と一致するように調整してある。なお、このモニタ画像８０は、クロスターゲットの縦線８１がレーザ加工ヘッド１０の前後方向と一致し、横線８２がレーザ加工ヘッド１０の左右方向と一致するように設定されている。

また、レーザ加工ヘッド１０の適宜な位置には、サイドノズル２０や溶接ワイヤ供給部３０が設けられている。サイドノズル２０は、レーザ加工箇所にシールドガスを吹き付けて加工箇所が酸素と反応するのを防ぐためのものであり、レーザ加工ヘッド１０の下方位置の左側に配置されている。また、溶接ワイヤ供給部３０は、サイドノズル２０と反対のレーザ加工ヘッド１０の下方位置の右側に配置されている。すなわち、前記サイドノズル２０と前記溶接ワイヤ供給部３０は、レーザ加工を行うレーザ光照射部を間にして左右両側に配置してある。

また、サイドノズル２０や溶接ワイヤ供給部３０などによって邪魔されることのない、レーザ加工ヘッド１０の前側には、溶接加工箇所をティーチングするための補助用の測定光ＬｍをワークＷの表面に照射する測定光照射装置Ｓが装備されている。すなわち、前記測定光照射装置Ｓは、前記サイドノズル２０と前記溶接ワイヤ供給部３０との配置方向に対して直交する方向から、溶接加工箇所へ測定光Ｌｍを照射する位置に配置してある。

測定光照射装置Ｓは、測定光Ｌｍであるライン状の半導体レーザをワークＷに向けて照射する測定光照射ヘッド（例えば、レーザラインマーカ）１００と、その支持部材（後述するヘッドホルダ１０１、取付ベース１０２、取付ブラケット１０３）と、シャッタ機構１２０とを備えている。

図８（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図６及び図７の要部拡大図で、測定光照射装置Ｓの構成を示し、図８（ａ）はシャッタ機構が開のときの測定光照射ヘッド使用時の状態、図８（ｂ）はシャッタ機構が閉のときの測定光照射ヘッド不使用時の状態をそれぞれ示している。

図８（ａ），（ｂ）に示すように、測定光照射ヘッド１００は、冷却フィン１０４の付いたヘッドホルダ１０３に保持されており、ヘッドホルダ１０３を取付ベース１０２にボルト止めし、その取付ベース１０２を、図６及び図７に示すように、レーザ加工ヘッド１０の本体１１の前面に固定した取付ブラケット１０１にボルト止めすることにより、レーザ加工ヘッド１０に装着されている。そして、測定光照射ヘッド１００は、先端の測定光照射口１００ａから、内蔵する半導体レーザの発生する測定光Ｌｍを、ワークＷに向けて照射することができるようになっている。

この場合、測定光照射口１００ａから出射される測定光Ｌｍは、半導体レーザの発生するレーザ光をシリンドリカルレンズでライン状に整形したものであり、取付位置の関係により、レーザ加工ヘッド１０の光軸に対して斜めの上方方向からワークＷに照射される。そこで、そのライン状の光が、レーザ加工ヘッド１０の出射する加工用のレーザビームの焦点位置を通過（即ち、測定光Ｌｍと加工用のレーザビームは、加工用のレーザビームの焦点位置で交差）するように、測定光照射ヘッド１００の位置や姿勢が予め調整されている。特に、ワークＷに照射される測定光Ｌｍのラインの方向Ｌxy（図５参照）が、図９〜図１１の各図（ｂ）に示すように、クロスターゲットの縦線８１及び横線８２と約４５°の角度をなすように、つまり、レーザ加工ヘッド１０の前後方向及び左右方向と約４５°の角度をなすように、測定光照射ヘッド１００の自身の光軸回りの向きが設定されている。なお、測定光照射ヘッド１００の後端から引き出されたコード１１０は、邪魔にならないように他のケーブル類と共に溶接ロボット１の本体側に導かれている。すなわち、測定光ＬｍをワークＷに照射したとき、レーザ光のラインは、Ｘ軸、Ｙ軸に対して交差する方向の直線を呈するものである。

次にシャッタ機構１２０について説明する。

シャッタ機構１２０は、測定光照射ヘッド１００の測定光照射口１００ａの前側、すなわち測定光照射口１００ａの開放、遮蔽を行う位置に配置されている。なお、シャッタ機構１２０と測定光照射ヘッド１００との関係においては、測定光照射ヘッド１００に備えた測定光照射口１００ａ側を前側と称することにする。

前記シャッタ機構１２０は、測定光照射ヘッド１００の使用時に測定光照射口１００ａの前面を開放し、測定光照射ヘッド１００の不使用時に測定光照射口１００ａの前面を遮蔽するものである。このシャッタ機構１２０は、測定光照射口１００ａの前面を開閉する突片状の遮蔽板部１２２を一体に有するシャッタ板１２１と、シャッタ板１２１のスライド溝１２３を通して、測定光照射ヘッド１００の取付ベース１０２に固定された２本の支持ネジ（スライド支持部材）１２５，１２６とを備えている。２本の支持ネジ１２５，１２６は、スライド溝１２３の延在方向に間隔をおいて配置されることで、シャッタ板１２１を、測定光照射口１００ａの前面を開放する開位置と、測定光照射口１００ａの前面を遮蔽する閉位置との間で、直線スライド自在且つ脱落しないように支持している。従って、作業者は、手でシャッタ板１２１を開閉することができる。なお、例えばソレノイドなどのごとき適宜のアクチュエータによってシャッタ板２１の開閉を行うことも可能である。

このようにシャッタ機構１２０が、シャッタ板１２１とそれをスライド自在に支持する２本の支持ネジ１２５，１２６だけで構成されているので、測定光照射ヘッド１００の前側に簡単に取り付けることができる。

次に、ティーチングを行う場合の操作手順について述べる。

ワークＷの溶接箇所のティーチングを行う場合は、溶接ロボット１とワークＷを一定の位置関係でセットし、ロボットアームを動かして、レーザ加工ヘッド１０を加工姿勢に保持しながらワークＷの上方へ移動させる。そして、シャッタ機構１２０を開状態に設定して測定光照射ヘッド１００から測定光ＬｍをワークＷに向けて照射しながら、レーザ加工ヘッド１０に搭載された撮像手段４０によりワークＷを撮影する。

図９〜図１１の各図（ｂ）に示すように、この時のモニタ画像８０のクロスターゲットの中心８３にワークＷの溶接箇所が一致したら、その位置で、図１０（ｂ）に示すように、測定光照射ヘッド１００からの測定光Ｌｍのワーク表面における反射輝線が、クロスターゲットの中心８３を通るように、レーザ加工ヘッド１０のワークＷに対する高さＨの調節（レーザ加工ヘッド１０の光軸方向の位置調整）を行う。

図９（ｂ）や図１１（ｂ）に示すように、測定光照射ヘッド１００からの測定光Ｌｍのワーク表面における反射輝線が、クロスターゲットの中心８３からずれている場合は、図９（ａ）や図１１（ａ）に示すように、レーザ加工ヘッド１０からワークＷへ照射されるレーザビームの焦点が溶接箇所に高さ方向で一致していないことを示しているので、レーザ加工ヘッド１０の光軸方向の位置調整（高さＨの調整）を行うことで、測定光Ｌｍのワーク表面の反射輝線がクロスターゲットの中心８３を通るようにする。このように調整したら、そのときのレーザ加工ヘッド１０の位置をティーチングポイントとして決定する。

その後、ティーチングを完了したら実際の溶接作業に移るが、このときは、シャッタ機構１２０のシャッタ板１２１を閉位置に移動する。そうすると、測定光照射ヘッド１００の測定光照射口１００ａの前面がシャッタ板１２１の遮蔽板部１２２で覆われるので、レーザ加工中における加工部位からの反射光が測定光出射口１００ａより測定光照射ヘッド１００の内部に浸入するのを防止することができる。従って、測定光照射ヘッド１００に内蔵された発光機能部を保護することができる。また、シャッタ板１２１の遮蔽板部１２２によって、加工中におけるワークＷからの飛散物より測定光出射口１００ａを保護することもできる。

なお、この実施形態のように、測定光照射ヘッド１００がレーザ加工ヘッド１０の前側に取り付けられている場合、ワークの形状によって、ワーク自身に邪魔されずに加工箇所に測定光Ｌｍを照射することができる。その点について次に解説する。

ここで対象とするワークＷは、図４に示すように、水平な平板Ｗ１と垂直な平板Ｗ２の側縁同士を直角に接合する角継手であり、両平板Ｗ１，Ｗ２の側端面同士の合わせ部（溶接箇所）Ｗｃに沿って直線状に隅肉溶接することを課題とする。上記溶接箇所Ｗｃは、直角をなすＶ形状の開先を呈するものである。

図１２は角継手の溶接箇所に測定光が充分に届いている状態を示す図、図１３は角継手の溶接箇所に測定光が届いていない状態を示す図である。

レーザ加工ヘッド１０のレーザ照射端１２は、溶接するのに適正な姿勢で溶接箇所に向かい合っている。いま、前述の実施形態のように、測定光照射装置Ｓがレーザ加工ヘッド１０の前側に装備されている場合は、測定光Ｌｍを、レーザ照射端１２と同様の方向からワークＷに照射することができる。従って、図１２に示すように、角継手の溶接箇所Ｗｃに測定光Ｌｍを充分に届かせることができる。その結果、図１４のモニタ画像に示すように、レーザ加工ヘッド１０を高さ方向に調整することで、測定光Ｌｍの反射輝線をクロスターゲットの中心８３に適正に位置決めすることができ、溶接箇所Ｗｃを適正にティーチングすることができる。なお、図１２において、符号Ｌで示すものは、レーザビームの光軸、符号Ｃで示すものは、レーザビームの光軸Ｌに一致させた撮像手段４０の光軸である。

一方、測定光照射装置Ｓがレーザ加工ヘッド１０の例えば後側に装備されている場合は、図１３に示すように、測定光Ｌｍを、レーザ照射端１２と違う方向からワークＷに照射することになるので、ワーク自身の陰になり、角継手の溶接箇所Ｗｃに測定光Ｌｍを充分に届かせることができない。その結果、精度の良いティーチングができない可能性がある。すなわち、上記構成においては、溶接箇所へ測定光Ｌｍを照射することが不可能になる場合がある。なお、この場合、ワークＷ１，Ｗ２の位置関係を、図１３において左右反転することにより対応可能になる。

このように、ワークＷの形状によって、レーザ加工ヘッド１０の前側に測定光照射ヘッド１００を装備することの利点が活かせる。

なお、角継手ではなく、例えばワークＷ１とワークＷ２との側面を突合せた突合せ継手である場合には、レーザ加工ヘッド１０の後側に測定光照射装置Ｓを装備していても、問題なく測定光照射装置Ｓをティーチングの補助に活かすことができる。

図１５及び図１６は、本発明の第２実施形態の測定光照射装置の説明図で、測定光照射装置Ｓをレーザ加工ヘッドの後側に装備した場合の例を示している。

レーザ加工ヘッド１０の後側には、ロボットアームに対する取付アタッチメント４が設けられているが、その下方位置に、周囲の邪魔にならないように測定光照射装置Ｓが取り付けられている。なお、測定光照射装置Ｓの構成については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。

このように測定光照射ヘッド１００がレーザ加工ヘッド１０の後側に取り付けられている場合は、加工時に測定光照射ヘッド１００が周辺物と干渉しにくくなる利点が得られる。

なお、前記実施形態では、シャッタ板を直線スライド自在且つ脱落しないように支持したが、回動自在或いは揺動自在且つ脱落しないように支持して、測定光照射口の前面を開閉するようにしても良い。

ところで、前記説明においては、シャッタ機構１２０におけるシャッタ板１２１を手動によって動かす旨説明した。しかし、容易に理解されるように、例えばソレノイドなどのごとき適宜のアクチュエータ（移動駆動手段）によって前記シャッタ板１２１を駆動移動することも可能なものである。

図１７，１８は、第２の実施形態に係るシャッタ機構２２０を備えたレーザ加工ヘッド１０を示すものである。なお、レーザ加工ヘッド１０の構成において、同一機能を奏する構成要素には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。

前記シャッタ機構２２０は、前記測定光照射ヘッド１００の前側（図１７，１８において下側）を開閉自在な一対のシャッタ板１２１Ａ，１２１Ｂを備えている。上記シャッタ板１２１Ａ，１２１Ｂは、前記測定光照射ヘッド１００の前側を遮蔽自在かつ互に重なり自在な遮蔽部１２２Ａ，１２２Ｂ（図１９参照）を備えたＬ形状に構成してある。より詳細には、前記シャッタ機構２２０は、図８に示した一対のヘッドホルダ１０１の間において本体１１に装着した開閉用アクチュエータ２２２（図１９参照）を備えている。

上記開閉用アクチュエータ２２２は、例えばエアシリンダ等のごとき小型のアクチュエータであって、この開閉用アクチュエータ２２２には、往復動自在な往復作動杆の１例としてのピストンロッド２２４が備えられている。また前記開閉用アクチュエータ２２２のケーシング２２６には、一対のヒンジピン２２８を介してＬ字形状（ベルクランク状）の一対の揺動アーム２３０Ａ，２３０Ｂが揺動自在に備えられている。この一対の揺動アーム２３０Ａ，２３０Ｂの基端部側は、ヒンジピン２３２を介して前記ピストンロッド２２４と揺動可能に枢支連結してある。そして、前記揺動アーム２３０Ａ，２３０Ｂの先端部側に前記シャッタ板１２１Ａ，１２１Ｂが備えられている。

上記構成より、開閉用アクチュエータ２２２におけるピストンロッド２２４を往復動すると、前記揺動アーム２３０Ａ，２３０Ｂは、図１９に示す矢印Ａ方向に揺動される。そして、シャッタ板１２１Ａ，１２１Ｂが互に近接するように揺動（回動）すると、シャッタ板１２１Ａ，１２１Ｂの遮蔽部１２２Ａ，１２２Ｂは、図１９に想像線で示すように、測定光照射ヘッド１００の前側において前後に重なって両側方から抱え込むように遮蔽することになる。

したがって、レーザ加工部からの反射光や例えばスパッタ等の飛散物が前記測定光照射ヘッド１００内に侵入することや付着することを、効果的に防止できるものである。

ところで、前記開閉用アクチュエータ２２２の動作は、例えばスイッチ手段などのごとき適宜の動作指示手段（図示省略）の指示に従って行われるものである。したがって、前記ピストンロッド２２４を突出作動してシャッタ板１２１Ａ，１２１Ｂの開動作を行うときに、測定光照射ヘッド１００をＯＮ動作し、シャッタ板１２１Ａ，１２１Ｂの閉動作を行うときに、前記測定光照射ヘッド１００をＯＦＦ動作することができるものである。すなわち、シャッタ板１２１Ａ，１２１Ｂの開閉動作と測定光照射ヘッド１００のＯＮ，ＯＦＦ動作とを連動する構成とすることが望ましいものである。

ところで、前述の説明においては、前記測定光照射ヘッド１００からワークＷへ照射する測定光Ｌｍは、ワークＷに投光されたときに直線状の輝線を呈する場合について説明した。しかし、断面形状が十字形状の測定光をワークＷに照射する構成とすることも可能である。すなわち、前記測定光照射ヘッド１００における測定光照射口１００ｂを、図２０（Ａ）に示すように十字形状のスリットに形成する。

この場合、前記測定光照射ヘッド１００における前記測定光照射口１００ｂを備えたプレート１００Ｐにレーザ加工を行って、十字形状のスリット（測定光照射口）１００ｂを形成する。この際、スリット１００ｂの幅寸法は、下面側が幅広になるように、すなわちテーパ状にレーザ加工する。そして、図２０（Ｂ）に概略的に示すように、測定光照射ヘッド１００内に備えた光源の１例としてのＬＥＤから測定光を照射すると、前記スリット１００ｂを透過した照射光の断面形状は十字形状になる。

したがって、ワークＷに照射されたときには、十字形状の輝線１００ｃを呈することになる。なお、上記十字形状の輝線１００ｃにおける交差位置（交点位置）を、モニタ画像８０のクロスターゲットの中心８３に一致させたときに、レーザ加工ヘッド１０からワークＷへ照射されるレーザビームの焦点位置がワークＷの適正位置に一致するように予め設定してあるものである。

したがって、十字形状の輝線における交点位置とモニタ画像８０のクロスターゲットの中心８３とを一致させることにより、レーザビームの焦点位置をワークＷの溶接位置へ容易に設定することができるものである。なお、十字形状の前記輝線１００ｃにおける十字形状のラインは、前記モニタ画像８０における縦線８１、横線８２と交差する関係になることが望ましい。しかし、前記十字形状のラインは、縦線８１、横線８２と重なり合ってもよいものである。

なお、前述したように、シリンドリカルレンズによってライン状に整形した測定光Ｌｍを測定光照射ヘッド１００からワークＷへ照射する構成の場合には、測定光照射ヘッド１００の断面形状を円形状に構成して、軸心回りに回動可能に備えた構成とすることも可能である。すなわち、前記測定光照射ヘッド１００を所望の角度、例えば９０°回動する毎に測定光ＬｍをワークＷへ照射し、模擬的に十字形とすることも可能である。

１溶接ロボット（加工ロボット）
２ヘッド支持部材（可動アームの先端）
１０レーザ加工ヘッド
１００測定光照射ヘッド
１００ａ測定光照射口
１２０シャッタ機構
１２１シャッタ板
１２５，１２６支持ネジ（スライド支持部材）
Ｓ測定光照射装置
Ｌｍ測定光
Ｗワーク

Claims

ワークに対し相対的に移動しながらワークをレーザ加工するレーザ加工ヘッドに装備され、加工箇所をティーチングするための補助用の測定光をワークの表面に照射する測定光照射ヘッドを備えた、レーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置において、
前記測定光照射ヘッドの測定光照射口の前側に、前記測定光照射ヘッドの使用時に前記測定光照射口の前面を開放し、前記測定光照射ヘッドの不使用時に前記測定光照射口の前面を遮蔽するシャッタ機構が設けられていることを特徴とするレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置。
請求項１に記載のレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置であって、
前記シャッタ機構が、前記測定光照射ヘッドの測定光照射口の前面を開閉するシャッタ板と、前記測定光照射ヘッドの支持部材に取り付けられて前記シャッタ板を開位置と閉位置との間でスライド自在に支持するスライド支持部材と、で構成されていることを特徴とするレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置。
請求項１または２に記載のレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置であって、
前記レーザ加工ヘッドが、該レーザ加工ヘッドの位置及び姿勢を制御する加工ロボットの可動アームの先端に装備されており、前記加工ロボットから見て前記レーザ加工ヘッドの前側に、前記測定光照射ヘッドが取り付けられていることを特徴とするレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置。
請求項１または２に記載のレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置であって、
前記レーザ加工ヘッドが、該レーザ加工ヘッドの位置及び姿勢を制御する加工ロボットの可動アームの先端に装備されており、前記加工ロボットから見て前記レーザ加工ヘッドの後側に、前記測定光照射ヘッドが取り付けられていることを特徴とするレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置。
請求項２、請求項２を引用した請求項３または４に記載のレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置において、前記シャッタ板の開閉を行うための開閉用アクチュエータを備えていることを特徴とするレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置。
請求項５に記載のレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置において、前記シャッタ機構は、前記測定光照射口の前側を遮蔽自在な遮蔽部を備えてＬ形状に形成した一対のシャッタ板を備え、前記測定光照射口の前側において、前記一対のシャッタ板における前記遮蔽部を前後に重なり自在に備えていることを特徴とするレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置。
請求項１〜６のいずれかに記載のレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置において、前記測定光照射ヘッドは、断面十字形状の測定光を照射するために十字形のスリットを備えたスリット板を備え、このスリット板における前記スリットはテーパ状に形成してあり、前記スリットにおけるスリット幅の小さい側の面が、前記測定光照射ヘッドに備えた光源に対向してあることを特徴とするレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置。
請求項１〜６のいずれかに記載のレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置において、前記測定光照射ヘッドは軸心回りに回動可能に備えられていることを特徴とするレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置。
請求項１〜８のいずれかに記載のレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置において、前記シャッタ機構の開放時に前記測定光照射ヘッドに備えた光源をＯＮ動作し、前記シャッタ機構の遮蔽時に前記光源をＯＦＦ動作するスイッチ手段を備えていることを特徴とするレーザ加工のためのティーチング用の測定光照射装置。