特開 2017-185517 レーザ溶接装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-185517(P2017-185517A)

(43)【公開日】2017年10月12日

(54)【発明の名称】レーザ溶接装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/02 20140101AFI20170919BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20170919BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20170919BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/02 A

   B23K26/00 M

   B23K26/21 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-75473(P2016-75473)

(22)【出願日】2016年4月4日

(71)【出願人】

【識別番号】509052300

【氏名又は名称】株式会社タマリ工業

(74)【代理人】

【識別番号】100174757

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 伸一郎

(72)【発明者】

【氏名】山内 英樹

(72)【発明者】

【氏名】下玉利 淳也

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168BA00

4E168CA06

4E168CA13

4E168CB01

4E168CB04

4E168CB07

4E168CB08

4E168EA15

4E168EA17

4E168GA03

(57)【要約】

【課題】望ましい位置でレーザ溶接を行うことができるレーザ溶接装置を提供すること。
【解決手段】ワークＡが、撮像素子１７により撮像され、撮像により得られた画像データ３３ａより、レーザ光Ｌの照射位置５２がレーザスポット検出処理（Ｓ１４）により検出され、ワークＡの特徴点５４の位置が、特徴点検出処理（Ｓ１５）により検出される。その検出されたワークＡの特徴点５４の位置と、ワークＡの特徴点５４に沿って予め教示された溶接点又は溶接線５３とのずれ量５７が、ずれ量検出処理（Ｓ１７）により検出される。その検出されたずれ量５７と、レーザスポット検出処理（Ｓ１４）により検出されたレーザ光Ｌの照射位置５２とに基づいて、教示された溶接点又は溶接線５３に基づくレーザ光Ｌの照射位置５２を補正するための位置補正量５８が位置補正量算出処理（Ｓ１８）によって算出される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接対象物へレーザ光を照射して溶接を行うレーザ溶接装置であって、
レーザ光を発振して出力するレーザ発振器と、
前記溶接対象物に存在する特徴点に基づいて予め設定された、前記溶接対象物に対するレーザ光の照射位置を記憶する記憶手段と、
その記憶手段に記憶された前記照射位置に基づいて、前記レーザ発振器より出力された前記レーザ光が前記溶接対象物に照射されるように制御する照射位置制御手段と、
前記溶接対象物の溶接面を撮像する撮像手段と、
その撮像手段により撮像された画像より前記レーザ光の照射位置を検出する照射位置検出手段と、
前記撮像手段により撮像された画像より前記溶接対象物の特徴点の位置を検出する特徴点検出手段と、
その特徴点検出手段により検出された前記特徴点の位置と、前記記憶手段に記憶された前記レーザ光の照射位置とのずれ量を検出するずれ量検出手段と、
そのずれ量検出手段により検出された前記ずれ量と、前記照射位置検出手段により検出された前記レーザ光の照射位置とに基づいて、前記記憶手段に記憶された前記照射位置に基づく前記照射位置制御手段による前記レーザ光の照射位置を補正するための位置補正量を算出する算出手段と、を備え、
前記照射位置制御手段は、前記算出手段により算出された前記位置補正量に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記照射位置に基づく前記レーザ光の照射位置を補正することを特徴とするレーザ溶接装置。

【請求項2】

前記特徴点検出手段は、複数の前記特徴点の位置を検出することを特徴とする請求項１記載のレーザ溶接装置。

【請求項3】

前記特徴点検出手段は、前記照射位置検出手段により検出された前記レーザ光の照射位置から所定距離離れた領域に含まれる前記特徴点の位置を検出することを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ溶接装置。

【請求項4】

これから溶接が行われると想定される領域に、所定形状の所定領域を設定する所定領域設定手段を備え、
前記特徴点検出手段は、前記所定領域設定手段により設定された前記所定領域内に含まれる前記特徴点の位置を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーザ溶接装置。

【請求項5】

前記所定領域設定手段は、これから溶接が行われると想定される溶接線に沿って、平行四辺形の所定領域を設定することを特徴とする請求項４記載のレーザ溶接装置。

【請求項6】

前記所定領域設定手段は、これから溶接が行われると想定される溶接線に沿って、複数の矩形を連ねた形状の所定領域を設定することを特徴とする請求項４記載のレーザ溶接装置。

【請求項7】

前記所定領域設定手段は、前記所定領域の大きさを、前記溶接が行われると想定される領域の前記溶接対象物における場所に応じて変化させることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載のレーザ溶接装置。

【請求項8】

前記レーザ光の照射位置から第１所定距離離れた領域に含まれる前記特徴点の位置を前記特徴点検出手段により検出する場合に用いられる画像が前記撮像手段によって撮像される場合の露光時間を、前記レーザ光の照射位置から前記第１所定距離よりも長い前記第２所定距離離れた領域に含まれる前記特徴点の位置を前記特徴点検出手段により検出する場合に用いられる画像が前記撮像手段によって撮像される場合の露光時間よりも短く設定する露光時間設定手段を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のレーザ溶接装置。

【請求項9】

前記撮像手段により撮像される画像に含まれる前記溶接対象物の複数の特徴点が、前記撮像手段の水平走査の方向と非平行となるように、前記撮像手段を回転させる回転手段を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のレーザ溶接装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶接対象物へレーザ光を照射して溶接を行うレーザ溶接装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

レーザ発振器にて発振されたレーザ光を、ガルバノスキャナを用いてスキャンしながら溶接対象物へ照射し、溶接を行うレーザ溶接装置がある（例えば、特許文献１）。

【0003】

レーザ溶接装置では、ティーチングにより予め溶接対象物の溶接点又は溶接線をプログラムする。プログラムされた溶接点又は溶接線に向けてレーザ光が照射されるようにガルバノスキャナが制御される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−０２４８０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来のレーザ溶接装置では、溶接対象物を溶接している間、その溶接に伴って、溶接対象物が最初に設置していた位置からずれることがある。よって、プログラムに従ってレーザ光を照射すると、当所予定していた溶接点又は溶接線からずれて、レーザ光が照射されることがあった。また、同一形状の複数の溶接対象物に対して溶接を行う場合、同一のプログラムに基づいて溶接点又は溶接線に向けてレーザ光を照射すると、各溶接対象物の形状に多少のばらつきがあるため、やはり望ましい位置にレーザ光が照射されないということがあった。よって、従来のレーザ溶接装置では、溶接の品質が低下するおそれがあるという問題点があった。

【0006】

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、望ましい位置でレーザ溶接を行うことができるレーザ溶接装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的を達成するために請求項１記載のレーザ溶接装置は、溶接対象物へレーザ光を照射して溶接を行うものであって、レーザ光を発振して出力するレーザ発振器と、前記溶接対象物に存在する特徴点に基づいて予め設定された、前記溶接対象物に対するレーザ光の照射位置を記憶する記憶手段と、その記憶手段に記憶された前記照射位置に基づいて、前記レーザ発振器より出力された前記レーザ光が前記溶接対象物に照射されるように制御する照射位置制御手段と、前記溶接対象物の溶接面を撮像する撮像手段と、その撮像手段により撮像された画像より前記レーザ光の照射位置を検出する照射位置検出手段と、前記撮像手段により撮像された画像より前記溶接対象物の特徴点の位置を検出する特徴点検出手段と、その特徴点検出手段により検出された前記特徴点の位置と、前記記憶手段に記憶された前記レーザ光の照射位置とのずれ量を検出するずれ量検出手段と、そのずれ量検出手段により検出された前記ずれ量と、前記照射位置検出手段により検出された前記レーザ光の照射位置とに基づいて、前記記憶手段に記憶された前記照射位置に基づく前記照射位置制御手段による前記レーザ光の照射位置を補正するための位置補正量を算出する算出手段と、を備え、前記照射位置制御手段は、前記算出手段により算出された前記位置補正量に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記照射位置に基づく前記レーザ光の照射位置を補正する。

【0008】

請求項２記載のレーザ溶接装置は、請求項１記載のレーザ溶接装置において、前記特徴点検出手段は、複数の前記特徴点の位置を検出する。

【0009】

請求項３記載のレーザ溶接装置は、請求項１又は２記載のレーザ溶接装置において、前記特徴点検出手段は、前記照射位置検出手段により検出された前記レーザ光の照射位置から所定距離離れた領域に含まれる前記特徴点の位置を検出する。

【0010】

請求項４記載のレーザ溶接装置は、請求項１から３のいずれかに記載のレーザ溶接装置において、これから溶接が行われると想定される領域に、所定形状の所定領域を設定する所定領域設定手段を備え、前記特徴点検出手段は、前記所定領域設定手段により設定された前記所定領域内に含まれる前記特徴点の位置を検出する。

【0011】

請求項５記載のレーザ溶接装置は、請求項４記載のレーザ溶接装置において、前記所定領域設定手段は、これから溶接が行われると想定される溶接線に沿って、平行四辺形の所定領域を設定する。

【0012】

請求項６記載のレーザ溶接装置は、請求項４記載のレーザ溶接装置において、前記所定領域設定手段は、これから溶接が行われると想定される溶接線に沿って、複数の矩形を連ねた形状の所定領域を設定する。

【0013】

請求項７記載のレーザ溶接装置は、請求項４から６のいずれかに記載のレーザ溶接装置において、前記所定領域設定手段は、前記所定領域の大きさを、前記溶接が行われると想定される領域の前記溶接対象物における場所に応じて変化させる。

【0014】

請求項８記載のレーザ溶接装置は、請求項１から７のいずれかに記載のレーザ溶接装置において、前記レーザ光の照射位置から第１所定距離離れた領域に含まれる前記特徴点の位置を前記特徴点検出手段により検出する場合に用いられる画像が前記撮像手段によって撮像される場合の露光時間を、前記レーザ光の照射位置から前記第１所定距離よりも長い前記第２所定距離離れた領域に含まれる前記特徴点の位置を前記特徴点検出手段により検出する場合に用いられる画像が前記撮像手段によって撮像される場合の露光時間よりも短く設定する露光時間設定手段を備える。

【0015】

請求項９記載のレーザ溶接装置は、請求項１から８のいずれかに記載のレーザ溶接装置において、前記撮像手段により撮像される画像に含まれる前記溶接対象物の複数の特徴点が、前記撮像手段の水平走査の方向と非平行となるように、前記撮像手段を回転させる回転手段を備える。

【発明の効果】

【0016】

請求項１記載のレーザ溶接装置によれば、溶接対象物に存在する特徴点に基づいて予め設定された、溶接対象物に対するレーザ光の照射位置が記憶手段に記憶される。その記憶手段に記憶された照射位置に基づいて、レーザ発振器より出力されたレーザ光が溶接対象物に照射されるように、照射位置制御手段により制御される。また、溶接対象物の溶接面が、撮像手段により撮像される。撮像された画像より、レーザ光の照射位置が照射位置検出手段により検出され、溶接対象物の特徴点の位置が特徴点検出手段により検出される。その検出された溶接対象物の特徴点の位置と、記憶手段に記憶されたレーザ光の照射位置とのずれ量が、ずれ量検出手段により検出され、その検出されたずれ量と、照射位置検出手段により検出されたレーザ光の照射位置とに基づいて、記憶手段に記憶された照射位置に基づく照射位置制御手段によるレーザ光の照射位置を補正するための位置補正量が、算出手段によって算出される。そして、その算出された位置補正量に基づいて、記憶手段に記憶された照射位置に基づくレーザ光の照射位置が補正されて、レーザ発振器より出力されたレーザ光が溶接対象物に照射されるように、照射位置制御手段により制御される。これにより、記憶手段に記憶されたレーザ光の照射位置は、溶接対象物に存在する特徴点に基づいて予め設定されたものである一方、撮像手段により撮像された画像により、溶接対象物の特徴点の位置が検出され、その特徴点の位置と、記憶手段に記憶されたレーザ光の照射位置とのずれ量に基づいて、レーザ光の照射位置を補正できる。よって、レーザ光の照射位置を、実際の溶接対象物の特徴点の位置に合わせて補正できるので、望ましい位置でレーザ溶接を行うことができるという効果がある。

【0017】

請求項２記載のレーザ溶接装置によれば、請求項１記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加え、特徴点検出手段によって、複数の特徴点の位置が検出されるので、この複数の特徴点の位置に基づいて、照射すべきレーザ光の位置と、記憶手段に記憶されたレーザ光の照射位置とのずれ量を精度よく算出できる。よって、記憶手段に記憶された照射位置に基づく照射位置制御手段によるレーザ光の照射位置を補正するための位置補正量を、実際の溶接対象物の特徴点の位置に、より正確に合わせることができる。従って、望ましい位置でのレーザ溶接をより確実に行うことができるという効果がある。

【0018】

請求項３記載のレーザ溶接装置によれば、請求項１又は２記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。即ち、照射位置検出手段により検出されたレーザ光の照射位置から所定距離離れた領域に含まれる特徴点の位置が、特徴点検出手段により検出される。これにより、現在のレーザ光の照射位置から常に所定距離離れた領域にある溶接対象物の特徴点の位置に基づいて、照射すべきレーザ光の位置と記憶手段に記憶されたレーザ光の照射位置とのずれ量が算出され、そのずれ量に基づいてレーザ光の照射位置が補正されるので、その補正の精度を一定に保たせることができるという効果がある。

【0019】

請求項４記載のレーザ溶接装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。即ち、所定領域設定手段によって、これから溶接が行われると想定される領域に、所定形状の所定領域が設定され、この所定領域内に含まれる特徴点の位置が、特徴点検出手段によって検出される。これにより、特徴点の検出範囲を所定領域内に限定できるので、処理に係る時間を短縮できるという効果がある。

【0020】

請求項５記載のレーザ溶接装置によれば、請求項４記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。即ち、これから溶接が行われると想定される溶接線に沿って、平行四辺形の所定領域が、所定領域設定手段により設定される。これにより、特徴点を検出する領域が余分に広く設定されることを抑制できるので、特徴点の検出に係る時間をより短くでき、また、誤検出が発生する可能性を低く抑えることができるという効果がある。

【0021】

請求項６記載のレーザ溶接装置によれば、請求項４記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。即ち、これから溶接が行われると想定される溶接線に沿って、複数の矩形を連ねた形状の所定領域が、所定領域設定手段により設定される。これにより、特徴点を検出する領域が余分に広く設定されることを抑制できるので、特徴点の検出に係る時間をより短くでき、また、誤検出が発生する可能性を低く抑えることができるという効果がある。

【0022】

請求項７記載のレーザ溶接装置によれば、請求項４から６のいずれかに記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。即ち、所定領域の大きさは、これから溶接が行われると想定される領域の溶接対象物における場所に応じて変化するように、所定領域設定手段により設定される。これにより、所定領域の設定される、これから溶接が行われると想定される領域が、溶接対象物の中央部であれば、所定領域の大きさを大きくして多くの特徴点を検出することにより、ずれ量をより正確に検出できる一方、所定領域の設定される、これから溶接が行われると想定される領域が、溶接対象物の端部であれば、所定領域の大きさを小さくして端部により特徴点が誤検出されることを抑制できるという効果がある。

【0023】

請求項８記載のレーザ溶接装置によれば、請求項１から７のいずれかに記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。即ち、レーザ光の照射位置から第１所定距離離れた領域に含まれる特徴点の位置を特徴点検出手段により検出する場合に用いられる画像が撮像手段によって撮像される場合の露光時間が、レーザ光の照射位置から第１所定距離よりも長い第２所定距離離れた領域に含まれる特徴点の位置を特徴点検出手段により検出する場合に用いられる画像が撮像手段によって撮像される場合の露光時間よりも短くなるように、露光時間設定手段により設定される。レーザ光の照射位置から近い領域から反射される光は、そのレーザ光によって高輝度となるが、撮像時の露光時間が短く設定されるので、レーザ光の照射位置から近い領域を白飛びさせることなく画像を撮影できる。これにより、第１所定距離を短く設定しても、レーザ光の照射位置から第１所定距離離れた領域に含まれる特徴点の位置を確実に検出できる。よって、レーザ光の照射位置に近い特徴点を含めて、照射すべきレーザ光の位置と記憶手段に記憶されたレーザ光の照射位置とのずれ量が算出され、そのずれ量に基づいてレーザ光の照射位置が補正されるので、その照射位置の補正を滑らかに行うことができるという効果がある。

【0024】

請求項９記載のレーザ溶接装置によれば、請求項１から８のいずれかに記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。即ち、撮像手段により撮像される画像に含まれる溶接対象物の複数の特徴点が、撮像手段の水平走査の方向と非平行となるように、撮像手段が回転手段によって回転される。一般的に撮像手段により撮像された画像に対する画像処理は、撮像手段の水平走査によって読み出された画素の順番に行われる。このような状況下において、溶接対象物の複数の特徴点が撮像手段の水平走査の方向に平行に並んでいる場合、複数の走査線にまたがって画像処理を行わなければ、それが特徴点であるのか否かの判断が行えず、特徴点の検出に時間がかかる。これに対し、溶接対象物の複数の特徴点が、撮像手段の水平走査の方向と非平行となるように、撮像手段が回転手段によって回転されるので、複数の走査線にまたがって画像処理を行わなくても特徴点の検出を行うことができる。よって、その検出に要する時間を短縮できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態であるレーザ溶接装置の構成を概略的に示す概略図である。

【図2】コントローラの電気的構成を示したブロック図である。

【図3】コントローラにより実行される位置補正処理を示したフローチャートである。

【図4】（ａ）は、溶接中に撮像素子にて撮像されたワークの画像を模式的に示した模式図であり、（ｂ）は、その画像の一部分を拡大して示した拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態であるレーザ溶接装置Ｓの概略について説明する。図１は、そのレーザ溶接装置Ｓの構成を概略的に示す概略図である。

【0027】

レーザ溶接装置Ｓは、レーザ光Ｌにより溶接対象物（以下、単に「ワーク」と称す）Ａを溶接するものである。レーザ溶接装置Ｓは、レーザ発振器１０を有し、レーザ発振器１０によりレーザ光Ｌが発振される。レーザ発振器１０により発振されたレーザ光Ｌは、光ファイバ１１によって伝送され、光ファイバ１１の一端に設けられたファイバアダプタ１２から照射される。

【0028】

ファイバアダプタ１２の出力側には、コリメートレンズ１３が配置されており、ファイバアダプタ１２から照射されたレーザ光Ｌは、コリメートレンズ１３によって平行光とする。コリメートレンズ１３により平行光とされたレーザ光Ｌは、反射ミラー１４によってガルバノスキャナ２０に向けて反射され、反射ミラー１４とガルバノスキャナ２０との間に設けられたハーフミラー１５を透過して、ガルバノスキャナ２０に入力される。

【0029】

ガルバノスキャナ２０は、ワークＡに向けてレーザ光Ｌを照射する場合に、その照射位置を調整するものであり、図示しない一対の反射ミラー（ガルバノミラー）によって構成される。

【0030】

一対の反射ミラーのうち、一方の反射ミラーはＸ軸変位モータ２０ａに接続されている。このＸ軸変位モータ２０ａを駆動することにより、接続する反射ミラーの反射角が変更され、ワークＡに対するレーザ光Ｌの照射位置が、Ｘ軸方向に変位可能とされる。また、一対の反射ミラーのうち、他方の反射ミラーはＹ軸変位モータ２０ｂに接続されている。このＹ軸変位モータ２０ｂを駆動することにより、接続する反射ミラーの反射角が変更され、ワークＡに対するレーザ光Ｌの照射位置が、Ｙ軸方向に変位可能とされる。よって、Ｘ軸変位モータ２０ａ及びＹ軸変位モータ２０ｂを駆動することで、ガルバノスキャナ２０により、ワークＡの平面上の所望の位置に、レーザ光Ｌを照射することができる。

【0031】

ガルバノスキャナ２０の出力側にはｆθレンズ２１が配置されている。ガルバノスキャナ２０によって所望の照射位置に向けられたレーザ光Ｌは、ｆθレンズ２１によってワークＡの照射位置に集光される。

【0032】

レーザ光Ｌ、その他の光によりワークＡから反射された光Ｉは、レーザ光Ｌとは逆向きに、ｆθレンズ２１及びガルバノスキャナ２０を通過して進み、ハーフミラー１５によって反射されて、撮像素子１７に入力される。ハーフミラー１５と撮像素子１７との間には、フォーカシングレンズ１６が配置されており、フォーカシングレンズ１６によって、ワークＡより反射された光Ｉが、ワークＡの溶接面を表す画像として撮像素子１７に結像される。

【0033】

撮像素子１７は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）イメージセンサ等によって構成される。撮像素子１７に結像された画像は、その撮像素子１７において２次元に並べられた画素に分解され、画素毎に、入力された光の強度が電気信号に変換されることで、撮像が行われる。撮像素子１７によって画素毎に変換された電気信号は、ラスタスキャンによりコントローラ３０へ出力される。

【0034】

撮像素子１７には、撮像素子回転モータ２２が接続されている。コントローラ３０により撮像素子回転モータ２２が駆動されると、撮像素子１７が回転する。これにより、撮像獅子１７により撮像される画像の向きを回転させることができる。

【0035】

コントローラ３０は、レーザ溶接装置Ｓの全体の制御を行うものである。コントローラ３０には、ティーチペンダント２３が接続されている。ティーチペンダント２３は、コントローラ３０に対して、レーザ溶接装置Ｓの動作に関する設定や溶接軌跡の教示（プログラム）等をするための入力手段としての役割を担うと共に、レーザ溶接装置Ｓの運転状態を表示する表示手段としての役割を担うものである。

【0036】

ティーチペンダント２３により溶接軌跡の教示が行われる場合、コントローラ３０に設けられ又は接続された表示装置（図示せず）、若しくは、ティーチペンダント２３に設けられた表示装置（図示せず）に、撮像装置１７によって撮像されたワークＡの溶接面が表示される。使用者は、表示装置に表示されたワークＡの溶接面を見ながら、ワークＡにおける溶接点又は溶接線を設定することで、溶接軌跡の教示を行う。

【0037】

このとき、コントローラ３０は、撮像素子１７により撮像されたワークＡの画像から検出される接合予定部から特徴点を検出し、その特徴点に基づいて、ワークＡにおける溶接点又は溶接線が設定されるよう、表示装置に表示される画像を通して使用者を支援し、また、ティーチペンダント２３の操作の受付の可否を判断する。

【0038】

ティーチペンダント２３により教示されたワークＡの溶接点又は溶接線の位置を示す情報は、コントローラ３０に設けられたＲＡＭ３３（図２参照）に記憶され、また、ガルバノスキャナコントローラ１８にも送信される。

【0039】

コントローラ３０は、また、ワークＡの溶接を行っている期間中、撮像素子１７により撮像されたワークＡの画像から検出される特徴点の位置と、教示されたワークＡの溶接点又は溶接線の位置とのずれ量を検出する。そして、検出されたずれ量に基づいて、それまでに溶接された溶接線の位置及び現在のレーザ光ＬのワークＡに対する照射位置から、検出されたワークＡの特徴点の位置にレーザ光Ｌの照射位置が移動するように、教示されたワークＡの溶接点又は溶接線の位置を補正するための位置補正量を算出する。算出された位置補正量は、ガルバノスキャナコントローラ１８に送信される。

【0040】

ガルバノスキャナコントローラ１８は、ワークＡの平面上の所望の位置に、レーザ光Ｌが照射されるように、ガルバノスキャナ２０に設けられたＸ軸変位モータ２０ａ及びＹ軸変位モータ２０ｂを駆動するものである。ガルバノスキャナコントローラ１８は、コントローラ３０より予め受信した、使用者より教示されたワークＡの溶接点又は溶接線の位置に基づいてＸ軸変位モータ２０ａ及びＹ軸変位モータ２０ｂを駆動し、ワークＡに対して、その教示されたワークＡの溶接点又は溶接線の位置にレーザＬを照射する制御を行う。また、ガルバノスキャナコントローラ１８は、レーザＬを照射中にコントローラ３０より位置補正量を受信した場合は、その位置補正量を加味して、使用者より教示されたワークＡの溶接点又は溶接線の位置を補正し、補正後のワークＡの溶接点又は溶接線の位置へレーザＬが照射されるよう、Ｘ軸変位モータ２０ａ及びＹ軸変位モータ２０ｂを駆動する。

【0041】

次いで、図２を参照して、コントローラ３０の詳細構成について説明する。図２は、コントローラ３０の電気的構成を示したブロック図である。コントローラ３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３３を有しており、それらはバスライン３４を介して接続されている。また、バスライン３４には、撮像素子１７と、撮像素子回転モータ２２と、ガルバノスキャナコントローラ１８と、ティーチペンダント２３とが接続される他、図示しない表示装置が接続されている。

【0042】

ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に記憶されたプログラムに従って、レーザ溶接装置Ｓを制御する演算装置である。ＲＯＭ３２は、ＣＰＵ３１によって実行されるプログラムや固定値データ等を記憶するための書き換え不能な不揮発性のメモリである。

【0043】

ＲＡＭ３３は、書き換え可能な揮発性のメモリであり、ＣＰＵ５１によるプログラムの実行時に各種のデータを一時的に記憶する。ＲＡＭ３３は、画像データ３３ａ、教示データ３３ｂ、現溶接線データ３３ｃ、現スポット点データ３３ｄ、特徴点データ３３ｅ、ずれ量データ３３ｆ、位置補正量データ３３ｇ及び回転量データ３３ｈを少なくとも記憶する。

【0044】

画像データ３３ａは、撮像素子１７により撮像された画像のＲＡＷデータである。撮像素子１７にて撮像された各画素の電気信号（アナログ信号）が、増幅されながらラスタスキャンにて出力されると、画素毎に図示しないＡ／Ｄ変換器にて例えば８ビットのディジタル値に変換される。ＲＡＷデータとは、その画素毎にＡ／Ｄ変換器から出力された未加工のデータのことであり、それが画像データ３３ａとしてＲＡＭ３３に記憶される。なお、Ａ／Ｄ変換器の分解能は必ずしも８ビットである必要はなく、１０ビットＡ／Ｄ変換器等、任意の分解能を持つＡ／Ｄ変換器が使用可能である。

【0045】

ＲＡＭ３３に記憶された画像データ３３ａは、ワークＡの溶接点又は溶接線の教示時に、所定の画像処理が施された後、図示しない表示装置への表示に使用される。これにより、撮像素子１７により撮像されたワークＡの溶接面が、表示装置に表示される。

【0046】

また、ＲＡＭ３３に記憶された画像データ３３ａは、ワークＡの溶接点又は溶接線の教示時に、そのワークＡに含まれる接合予定部から特徴点を複数検出するために使用される。検出された特徴点は、その特徴点の位置を示す画像が、表示装置に表示されたワークＡの溶接面に合成して表示するために用いられる。

【0047】

また、使用者がワークＡの溶接点又は溶接線を教示する場合に、その教示した溶接点又は溶接線が、検出された特徴点に基づいて設定されたか否かが判断され、検出された特徴点に基づいて設定されたと判断された場合に限り、使用者により教示されたワークＡの溶接点又は溶接線が受け付けられる。使用者により教示された溶接点又は溶接線が、検出された特徴点に基づいて設定されていないと判断される場合には、使用者に対して、再度、溶接点又は溶接線の教示を促す。

【0048】

これにより、検出された特徴点に基づいてワークＡにおける溶接点又は溶接線が設定されるよう、使用者を支援することができる。

【0049】

また、ＲＡＭ３３に記憶された画像データ３３ａは、ワークＡにレーザ光Ｌが照射されている場合（即ち、レーザ光Ｌによる溶接が行われている場合）にも、そのワークＡの所定領域に含まれる接合予定部５５から特徴点５４（図４参照）を数検出するために用いられ、更に、その時点において既に溶接された溶接線５１（図４参照）の位置と、その時点でのレーザ光Ｌの照射位置５２（スポット点の位置、図４参照）とを検出するためにも用いられる。

【0050】

教示データ３３ｂは、使用者により教示されたワークＡの溶接点又は溶接線５３（図４参照）の位置を示すデータである。ティーチペンダント２３によって、使用者からワークＡの溶接点又は溶接線５３が教示されると、その溶接点又は溶接線５３の位置情報が、ティーチペンダント２３よりコントローラ３０へ送信される。ＣＰＵ３１では、その教示した溶接点又は溶接線５３の位置が、画像データ３３ａに基づいて検出された特徴点の位置と略一致するか否かを判断することにより、その教示した溶接点又は溶接線５３が、検出された特徴点に基づいて設定されたか否かが判断される。そして、教示した溶接点又は溶接線５３が、検出された特徴点に基づいて設定されたと判断されると、ティーチペンダント２３から送信されたワークＡの溶接点又は溶接線５３の位置情報が、教示データ３３ｂとしてＲＡＭ３３に記憶される。

【0051】

現溶接線データ３３ｃは、ワークＡにレーザ光Ｌが照射されている期間中（即ち、レーザ光Ｌによる溶接が行われている期間中）に撮像される画像データ３３ａより検出された、その時点において既に溶接された溶接線５１（図４参照）の位置を示すデータである。ＣＰＵ３１によって、該期間中に撮像された画像データ３３ａから、既に溶接された溶接線５１が検出されると、その位置情報が現溶接線データ３３ｃとしてＲＡＭ３３に記憶される。

【0052】

現スポット点データ３３ｄは、ワークＡにレーザ光Ｌが照射されている期間中（即ち、レーザ光Ｌによる溶接が行われている期間中）に撮像される画像データ３３ａより検出された、その時点でのレーザ光Ｌの照射位置５２（図４参照）の位置を示すデータである。ＣＰＵ３１によって、該期間中に撮像された画像データ３３ａから、レーザ光Ｌの照射位置５２が検出されると、その位置情報が現スポット点データ３３ｄとしてＲＡＭ３３に記憶される。

【0053】

特徴点データ３３ｅは、ワークＡにレーザ光Ｌが照射されている期間中（即ち、レーザ光Ｌによる溶接が行われている期間中）に撮像される画像データ３３ａより複数検出された、ワークＡの特徴点５４（図４参照）の位置を示すデータである。ＣＰＵ３１によって、該期間中に撮像された画像データ３３ａから、ワークＡの接合予定部５５（図４参照）より特徴点５４が複数検出されると、各々の位置情報が特徴点データ３３ｅとしてＲＡＭ３３に記憶される。

【0054】

ずれ量データ３３ｆは、特徴点データ３３ｅにより示される、ワークＡの画像から検出された特徴点５４（図４参照）の位置と、教示データ３３ａにより示される溶接点又は溶接線５３（図４参照）とのずれ量５７（図４参照）を示すデータである。ワークＡの溶接を行っている期間中、ＣＰＵ３１により、撮像素子１７により撮像されたワークＡの画像データ３３ａから検出される特徴点５４の位置と、教示されたワークＡの溶接点又は溶接線５３の位置とのずれ量５７が検出される。この検出されたずれ量５７が、ずれ量データ３３ｆとしてＲＡＭ３３に記憶される。

【0055】

位置補正量データ３３ｇは、教示データ３３ａにより示される、教示されたワークＡの溶接点又は溶接線５３の位置に対して施す位置補正の補正量５８（図４参照）を示すデータである。ＣＰＵ３１により検出されたずれ量（ずれ量データ３３ｆにて示されるずれ量）５７に基づいて、現溶接線データ３３ｃにて示されるその時点で既に溶接された溶接線の位置５１と、現スポット点データ３３ｄにて示されるその時点のレーザ光ＬのワークＡに対する照射位置５２とから、特徴点データ３３ｅにて示されるワークＡの特徴点５４の位置に、レーザ光Ｌの照射位置５２が移動するように、教示されたワークＡの溶接点又は溶接線５３の位置を補正するための位置補正量５８が、ＣＰＵ３１によって算出される。この位置補正量５８が、位置補正量データ３３ｇとしてＲＡＭ３３に記憶される。位置補正量データ３３ｇに記憶された位置補正量５２は、ガルバノスキャナコントローラ１８へ出力される。

【0056】

ここで、教示されたワークＡの溶接点又は溶接線５３は、元々ワークＡの特徴点に沿って設定されたものである。よって、レーザ光ＬをワークＡへ照射中（即ち、ワークＡの溶接中）に検出されたワークＡの特徴点５４の位置に、レーザ光Ｌの照射位置５２が移動するように、教示されたワークＡの溶接点又は溶接線５３の位置を補正することで、ワークＡが溶接中に動いたり、同一形状の複数のワークＡの間で形状にばらつきがあったとしても、所望の位置にレーザ光Ｌを照射することができる。従って、望ましい位置でレーザ溶接を行うことができる。

【0057】

回転量データ３３ｈは、撮像素子回転モータ２２によって撮像素子１７を回転させる場合の回転量を示すデータである。コントローラ３０は、撮像素子１７により撮像されるワークＡの画像において、そのワークＡに含まれる複数の特徴点５４の並びが、撮像素子１７の水平走査の方向と非平行となるように、撮像素子１７を回転させる。このとき、ＣＰＵ３１は、回転量データ３３ｈに、撮像素子１７を回転させる回転量を設定し、その回転量データ３３ｈにより示された回転量だけ、撮像素子１７が回転するように、撮像素子回転モータ２２を駆動する。

【0058】

ここで、撮像素子１７が回転すると、撮像素子１７の各画素と、ワークＡとの位置関係も回転する。よって、ＣＰＵ３１では、撮像素子１７により撮像された画像データ３３ａから各画素のＲＡＷデータを読み出す場合に回転量データ３３ｈを確認し、撮像素子１７の回転量に基づいて、読み出した画素のＲＡＷデータがワークＡのどの位置のＲＡＷデータであるかを把握する。

【0059】

次いで、図３及び図４を参照して、コントローラ３０により実行される、レーザ光Ｌの照射位置の位置補正処理について説明する。図３は、コントローラ３０のＣＰＵ３１により実行される位置補正処理を示すフローチャートである。図４（ａ）は、ワークＡの溶接中に撮像素子１７にて撮像されたワークＡの画像５０を模式的に示した模式図であり、図４（ｂ）は、その画像５０の一部分を拡大して示した拡大図である。

【0060】

位置補正処理は、ＣＰＵ３１により、ワークＡに対してレーザ光Ｌが照射されている期間中、即ち、ワークＡの溶接が行われている期間中に、所定時間間隔（例えば１０ミリ秒毎）に実行される処理である。

【0061】

位置補正処理では、まず、撮像素子回転処理が実行される（Ｓ１１）。撮像素子回転処理（Ｓ１１）では、撮像素子１７により撮像されたワークＡの画像において、そのワークＡに含まれる複数の特徴点５４の並びが撮像素子１７の水平走査の方向と非平行となる撮像素子１７の回転量を、回転量データ３３ｈに設定する。そして、回転量データ３３ｈに設定された回転量だけ撮像素子１７が回転するように、撮像素子回転モータ２２を駆動する。複数の特徴点５４の並びが、撮像素子１７の水平走査の方向と非平行となるか否かは、特徴点データ３３ｂに格納された各特徴点の位置を示す情報に基づいて判断される。また、今回の位置補正処理よりも１つ前の位置補正処理にて撮像素子１７により撮像された画像に含まれる複数の特徴点５４ｂの位置に基づいて、撮像素子１７の水平走査の方向と非平行となるか否かを判断してもよい。

【0062】

ここで、複数の特徴点５４の並びが、撮像素子１７の水平走査の方向と非平行となるように、撮像素子１７を回転される理由は、以下による。一般的に、撮像素子１７により撮像された画像に対する画像処理は、ラスタスキャンに基づく撮像素子１７の水平走査によって読み出された画素の順番に行われる。このような状況下において、ワークＡの複数の特徴点５４が撮像素子１７の水平走査の方向に平行に並んでいる場合、複数の走査線にまたがって画像処理を行わなければ、それが特徴点５４であるのか否かの判断が行えず、特徴点５４の検出に時間がかかる。これに対し、ワークＡの複数の特徴点が、撮像素子１７の水平走査の方向と非平行となるように、撮像素子１７が撮像素子回転モータ２２によって回転されるので、複数の走査線にまたがって画像処理を行わなくても特徴点５４の検出を行うことができる。よって、その検出に要する時間を短縮できる。

【0063】

次いで、画像取込処理を実行する（Ｓ１２）。画像取込処理（Ａ１２）では、ワークＡの撮像を撮像素子１７へ指示し、撮像素子１７からラスタスキャンによって出力され、Ａ／Ｄ変換器によってディジタル値に変換された各画素の画像データを、画像データ３３ａに格納する。

【0064】

また、この画像取込処理（Ｓ１２）では、露光時間を短くして撮像素子１７にて撮像したワークＡの画像データと、露光時間を長くして撮像素子１７にて撮像したワークＡの画像データとを、連続して取り込んでいる。露光時間の異なる２つの画像データを取り込むのは、次の理由による。露光時間が長いと、レーザ光Ｌの強度の強い光の反射により、レーザ光Ｌが照射される位置付近が白飛びしてしまい、レーザ光Ｌの照射位置５２の検出や、その照射位置５２付近でのワークＡに含まれる特徴点５４の検出、及び、既に溶接された溶接線５１の検出ができなくなる。

【0065】

一方で、露光時間を短くして、レーザ光Ｌの照射位置付近も白飛びなく画像を撮像した場合は、レーザ光Ｌの照射位置から遠い領域が黒潰れしてしまい、その領域において、ワークＡに含まれる特徴点５４の検出、及び、既に溶接された溶接線５１の検出ができなくなる。そこで、露光時間の異なる２つの画像データを取り込むことで、レーザ光Ｌが照射された位置付近については露光時間の短い画像データを使用し、また、レーザ光Ｌが照射された位置より遠い領域については露光時間の長い画像データを使用することで、レーザ光Ｌの照射位置５２の検出、ワークＡに含まれる特徴点５４の検出、及び、既に溶接された溶接線５１の検出を確実に行うことができる。

【0066】

次いで、溶接線検出処理を実行する（Ｓ１３）。溶接線検出処理（Ｓ１３）では、Ｓ１２により取り込まれた２つの画像データ３３ａから、既に溶接された溶接線５１を画像処理にて検出し、その位置情報を現溶接線データ３３ｃとしてＲＡＭ３３に記憶する。

【0067】

次いで、レーザスポット検出処理を実行する（Ｓ１４）。レーザスポット検出処理（Ｓ１４）では、Ｓ１２により取り込まれた２つの画像データ３３ａのうち露光時間の短い画像データ３３ａを用いて、レーザ光Ｌの現在の照射位置５２（スポット点の位置）を画像処理にて検出し、その位置情報を現スポット点データ３３ｄとしてＲＡＭ３３に記憶する。レーザ光Ｌの現在の照射位置５２の検出に、露光時間の短い画像データ３３ａを用いるので、レーザ光Ｌの照射位置付近は白飛びしていない。よって、画像データ３３ａからレーザ光Ｌの現在の照射位置５２を正確に検出できる。

【0068】

次いで、ウィンドウ設定処理を実行する（Ｓ１５）。ウィンドウ設定処理（Ｓ１５）では、Ｓ１２により取り込まれた画像データ３３ａに対して、ワークＡに存在する特徴点５４を検出する矩形の領域（ウィンドウ）５６を設定する。具体的には、Ｓ１４の処理により検出されたレーザ光Ｌの現在の照射位置５２から、現在のレーザ光Ｌの移動方向に向けて、所定距離離れた位置にある所定の大きさの範囲が、ワークＡの特徴点を検出する領域（ウィンドウ）５６として設定される。なお、Ｓ１４の処理により検出されたレーザ光Ｌの現在の照射位置５２から、現在のレーザ光Ｌの移動方向に向けて、Ｎ番目（Ｎは自然数）の撮像素子１７の走査線から、Ｍ番目（Ｍは自然数且つＭ＞Ｎ）の撮像素子１７の走査線までの領域を、ワークＡの特徴点を検出する領域（ウィンドウ）５６として設定されてもよい。

【0069】

また、領域（ウィンドウ）５６の形状は、必ずしも矩形である必要はなく、その形状は任意のものであってよい。例えば、領域（ウィンドウ）５６の形状として、平行四辺形がＳ１５の処理により設定されてもよい。この場合、平行四辺形の４辺のうち、平行する２辺の傾きが、使用者により教示された溶接点又は溶接線５３の傾きと略平行となるようにしてもよい。または、Ｓ１２の処理により取り込まれた画像データ３３ａから、ワークＡの接合予定部５５を検出し、平行する２辺の傾きが接合予定部５５の傾きと略平行となる平行四辺形を、領域（ウィンドウ）５６をして設定してもよい。これにより、ワークＡの特徴点５４を検出する領域（ウィンドウ）が余分に広く設定されることを抑制できるので、特徴点５４の検出に係る時間を短くでき、また、誤検出が発生する可能性を低く抑えることができる。また、領域（ウィンドウ）５６の形状として、溶接点又は溶接線５３を中心として、又は、検出したワークＡの接合予定部５５を中心として、複数の矩形を並べた形状を設定してもよい。これによっても、ワークＡの特徴点５４を検出する領域（ウィンドウ）が余分に広く設定されることを抑制できるので、特徴点５４の検出に係る時間を短くでき、また、誤検出が発生する可能性を低く抑えることができる。更に、領域（ウィンドウ）５６の大きさを、その領域（ウィンドウ）５６が設定される接合予定部５５のワークＡにおける場所（ワークＡの中央か、端か、等）に応じて、変化させてもよい。これにより、領域（ウィンドウ）５６が設定される接合予定部５５のワークＡにおける場所がワークＡの中央部であれば、領域（ウィンドウ）５６の大きさを大きくして、多くの特徴点５４を検出することにより、特徴点５４の位置と、使用者により教示されたワークＡの溶接点又は溶接線５３の位置とのずれ量５７をより正確に検出できる。一方、領域（ウィンドウ）５６が設定される接合予定部５５のワークＡにおける場所がワークＡの端部であれば、領域（ウィンドウ）５６の大きさを小さくして、端部により特徴点が誤検出されることを抑制できる。

【0070】

次いで、特徴点検出処理を実行する（Ｓ１６）。特徴点検出処理（Ｓ１６）では、Ｓ１２の処理により取り込まれた２つの画像データ３３ａから、Ｓ１５の処理により設定された領域（ウィンドウ）５６に含まれる、ワークＡの接合予定部５５を検出し、その接合予定部５５から特徴点５４を複数検出する。ここで、領域（ウィンドウ）５６のうち、Ｓ１４の処理により検出されたレーザ光Ｌの現在の照射位置５２が近い領域については、露光時間の短い画像データ３３ａを使用して、特徴点５４を検出する。また、領域（ウィンドウ）５６のうち、Ｓ１４の処理により検出されたレーザ光Ｌの現在の照射位置５２が遠い領域については、露光時間の長い画像データ３３ａを使用して、特徴点５４を検出する。これにより、領域（ウィンドウ）５６を、レーザ光Ｌの現在の照射位置５２から近い領域から遠い領域に広く設定しても、その領域（ウィンドウ）５６に存在する特徴点５４の位置を確実に検出できる。

【0071】

次いで、ずれ量検出処理を実行する（Ｓ１７）。ずれ量検出処理（Ｓ１７）では、Ｓ１６の処理により検出されたワークＡの複数の特徴点５４の位置と、教示データ３３ｂにより示される、使用者により教示されたワークＡの溶接点又は溶接線５３の位置とのずれ量５７を、特徴点５４毎に検出する。そして、検出した特徴点５４毎のずれ量５７を、ずれ量データ３３ｆとしてＲＡＭ３３に記憶する。

【0072】

次いで、位置補正量算出処理を実行する（Ｓ１８）。位置補正量算出処理（Ｓ１８）では、教示データ３３ａにより示される、使用者により教示されたワークＡの溶接点又は溶接線５３の位置に対して施す位置補正の補正量を次の通りに算出する。即ち、ずれ量データ３３ｆにて示される複数のずれ量に基づいて、現溶接線データ３３ｃにて示される既に溶接された溶接線の位置５１と、現スポット点データ３３ｄにて示されるその時点のレーザ光Ｌの照射位置５２とから、特徴点データ３３ｅにて示されるワークＡの特徴点５４の位置に、レーザ光Ｌの照射位置５２が移動するように、教示されたワークＡの溶接点又は溶接線５３の位置を補正するための位置補正量５８を算出する。この算出された位置補正量５８は、位置補正量データ３３ｇとしてＲＡＭ３３に記憶される。

【0073】

そして、位置補正量出力処理（Ｓ１９）が実行され、位置補正処理を終了する。位置補正量出力処理（Ｓ１９）では、位置補正量データ３３ｇに記憶された位置補正量５８を、ガルバノスキャナコントローラ１８へ出力する。ガルバノスキャナコントローラ１８は、コントローラ３０より位置補正量５８を受信すると、その位置補正量５８を加味して、使用者より教示されていたワークＡの溶接点又は溶接線５３の位置を補正し、補正後のワークＡの溶接点又は溶接線の位置へレーザＬが照射されるよう、Ｘ軸変位モータ２０ａ及びＹ軸変位モータ２０ｂを駆動する。

【0074】

以上説明した通り、本実施形態におけるレーザ溶接装置Ｓによれば、ワークＡに存在する特徴点に基づき、使用者により教示されたワークＡに対するレーザ光の溶接点又は溶接線５３の位置が、教示データ３３ｂとしてＲＡＭ３３に記憶される。教示データ３３ｂにて示される溶接点又は溶接線５３に基づいて、レーザ発振器１０より出力されたレーザ光ＬがワークＡに照射されるように、ガルバノスキャナコントローラ１８により制御が行われる。また、ワークＡが、撮像素子１７により撮像される。撮像されたワークＡの画像データ３３ａより、レーザ光Ｌの照射位置５２がレーザスポット検出処理（Ｓ１４）により検出され、ワークＡの特徴点５４の位置が、特徴点検出処理（Ｓ１６）により検出される。その検出されたワークＡの特徴点５４の位置と、教示された溶接点又は溶接線５３とのずれ量５７が、ずれ量検出処理（Ｓ１７）により検出される。その検出されたずれ量５７と、レーザスポット検出処理（Ｓ１４）により検出されたレーザ光Ｌの照射位置５２とに基づいて、教示された溶接点又は溶接線５３に基づくレーザ光Ｌの照射位置５２を補正するための位置補正量５８が位置補正量算出処理（Ｓ１８）によって算出される。そして、その算出された位置補正量５８がガルバノスキャナコントローラ１８に出力され、ガルバノスキャナコントローラ１８によって、教示された溶接点又は溶接線５３に元ずくレーザ光Ｌの照射位置５２が補正されて、レーザ発振器１０より出力されたレーザ光ＬがワークＡに照射されるように、ガルバノスキャナ２０が制御される。これにより、使用者により教示された溶接点又は溶接線５３は、ワークＡに存在する特徴点５４に基づいて予め設定されたものである一方、撮像素子１７により撮像された画像データ３３ａにより、ワークＡの特徴点５４の位置が検出され、その特徴点５４の位置と、教示された溶接点又は溶接線５３とのずれ量に基づいて、レーザ光Ｌの照射位置５２を補正できる。よって、レーザ光Ｌの照射位置５２を、実際のワークＡの特徴点５４の位置に合わせて補正できるので、望ましい位置でレーザ溶接を行うことができる。

【0075】

また、特徴点検出処理（Ｓ１５）によって、複数の特徴点５４の位置が検出されるので、この複数の特徴点５４の位置と、教示された溶接点又は溶接線５３とから、ずれ量５７を精度よく算出できる。よって、教示された溶接点又は溶接線５３に基づくレーザ光Ｌの照射位置５２を補正するための位置補正量５８を、実際のワークＡの特徴点５４の位置に、より正確に合わせることができるので、望ましい位置でのレーザ溶接をより確実に行うことができる。

【0076】

また、レーザスポット検出処理（Ｓ１４）により検出されたレーザ光の照射位置５２から所定距離離れた領域（ウィンドウ）５６に含まれる特徴点５４の位置が、特徴点検出処理（Ｓ１５）により検出される。これにより、その時点でのレーザ光Ｌの照射位置５２から、常に所定距離離れた領域（ウィンドウ）５６にあるワークＡの特徴点５４の位置と、教示された溶接点又は溶接線５３とのずれ量が算出され、そのずれ量に基づいてレーザ光Ｌの照射位置５２が補正されるので、その補正の精度を一定に保たせることができる。

【0077】

また、画像取込処理（Ｓ１２）において、露光時間の短い画像と露光時間の長い画像とが撮像素子１７にて撮像され、画像データ３３ａとして取り込まれる。ワークＡにより、レーザ光Ｌの照射位置５２から近い領域から反射される光は、そのレーザ光Ｌによって高輝度となるが、撮像時の露光時間が短く設定されるので、レーザ光Ｌの照射位置５２から近い領域を白飛びさせることなく画像を撮影できる。これにより、特徴点５４を検出するための領域（ウィンドウ）５６を、レーザ光Ｌの照射位置５２から近い領域を含めて設定したとしても、そのレーザ光Ｌの照射位置５２から近い領域にある特徴点の位置を、露光時間の短い画像データ３３ａを利用して確実に検出できる。また、特徴点５４を検出するための領域（ウィンドウ）５６が、レーザ光Ｌの照射位置５２から遠い領域を含む場合であっても、そのレーザ光Ｌの照射位置５２から遠い領域にある特徴点の位置を、露光時間の長い画像データ３３ａを利用して確実に検出できる。よって、レーザ光Ｌの照射位置５２に近い特徴点５４を含めて、その特徴点５４の位置と、教示された溶接点又は溶接線５３とのずれ量が算出され、そのずれ量に基づいてレーザ光Ｌの照射位置５２が補正されるので、その照射位置５２の補正を滑らかに行うことができる。

【0078】

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、図１に、レーザ溶接装置Ｓの構成を示したが、そのレンズやミラーの配置は、レーザ溶接装置Ｓの構成によって適宜変更されてよい。また、図２に、本発明の一実施形態であるコントローラ３０の電気的構成を示したが、図３に示した処理を実現できるものであれば、その電気的構成は図２に示したものに何ら限定されるものではない。

【0079】

また、上記実施形態では、Ｘ−Ｙ２軸のガルバノスキャナ２０を用いて、ワークＡに照射されるレーザ光Ｌの照射位置５２を変位させるレーザ溶接装置Ｓについて説明したが、Ｘ−Ｙ−Ｚ３軸のガルバノスキャナを用いて、ワークに照射されるレーザ光の照射位置を変位させるレーザ溶接装置に対して、本発明を適用してもよい。また、多関節ロボットにレーザ光を照射する単眼ヘッドを搭載し、多関節ロボットを移動させることで、ワークに照射されるレーザ光の照射位置を変位させるレーザ溶接装置に対して、本発明を適用してもよい。また、レーザ光を変位させるのではなく、ワークが設置されるテーブルをＸ−Ｙ２軸、Ｘ−Ｙ−Ｚ３軸又は５軸に移動させることで、ワークに照射されるレーザ光の照射位置を変位させるレーザ溶接装置に対して、本発明を適用してもよい。

【0080】

また、上記実施形態では、ワークＡに照射されるレーザ光Ｌの照射位置５２を２次元に変位可能としたレーザ溶接装置に対して、本発明を適用した場合について説明したが、単眼ヘッドからワークに対してレーザ光を照射し、その単眼ヘッド又はワークが設置されるテーブルを一方向に移動させてレーザ溶接を行うレーザ溶接装置に対しても、本発明は適用可能である。この場合、検出されたワークの特徴点の位置と、教示された溶接点又は溶接線とに、ずれ量が検出されると、検出されたワークの特徴点の位置にレーザ光が照射されるように、ワークの溶接線方向に対して直角方向にレーザ光の照射位置を移動させるべく、位置補正量を算出してもよい。そして、その位置補正量に基づいて、単眼ヘッド又はテーブルを、溶接線方向に対して直角方向に移動させるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0081】

１０ レーザ発振器
１７ 撮像素子（撮像手段）
１８ ガルバノスキャナコントローラ（照射位置制御手段の一部）
２０ ガルバノスキャナ（照射位置制御手段の一部）
２２ 撮像素子回転モータ（回転手段）
３３ ＲＡＭ（記憶手段）
５２ レーザ光の照射位置
５３ 教示された溶接点又は溶接線
５４ 特徴点
５６ 特徴点を検出する領域
５７ ずれ量
５８ 位置補正量
Ａ ワーク（溶接対象物）
Ｌ レーザ光
Ｓ レーザ溶接装置
Ｓ１２ 画像取込処理（露光時間設定手段）
Ｓ１４ レーザスポット検出処理（照射位置検出手段）
Ｓ１５ ウィンドウ設定処理（所定領域設定手段）
Ｓ１６ 特徴点検出処理（特徴点検出手段）
Ｓ１７ ずれ量検出処理（ずれ量検出手段）
Ｓ１８ 位置補正量算出処理（算出手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】