特許 5913963 フィラーワイヤの先端位置合せ方法及びレーザ溶接装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5913963

(24)【登録日】2016年4月8日

(45)【発行日】2016年5月11日

(54)【発明の名称】フィラーワイヤの先端位置合せ方法及びレーザ溶接装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/02 20140101AFI20160422BHJP

   B23K 26/03 20060101ALI20160422BHJP

   B23K 26/08 20140101ALI20160422BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20160422BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/02 A

   B23K26/03

   B23K26/08 H

   B23K26/21 A

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2011-281459(P2011-281459)

(22)【出願日】2011年12月22日

(65)【公開番号】特開2013-128968(P2013-128968A)

(43)【公開日】2013年7月4日

【審査請求日】2014年10月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】390014672

【氏名又は名称】株式会社アマダホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100100712

【弁理士】

【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】小野 育康

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 和隆

(72)【発明者】

【氏名】江藤 誠一

(72)【発明者】

【氏名】村上 彰教

【審査官】 青木 正博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２１１２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１９２５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９０５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９４４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０５３５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５９９８７５８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００−２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ溶接装置におけるレーザ加工ヘッドに備えたレーザノズルの先端中央部に対応した位置へフィラーワイヤの先端部の位置合せを行う方法であって、レーザ溶接を行う進行方向の前側において前記レーザ加工ヘッドに備えたワイヤ案内機構を、前記フィラーワイヤを前記レーザノズルの先端中央部に案内するための下降した状態の位置と上方に退避した上方退避位置との間を往復動自在に備え、前記レーザノズルの先端中央部を示すと共に、一方のラインをレーザ溶接の進行方向に合せてあるところのクロスラインをモニタに表示し、前記レーザ加工ヘッドに備えた撮像手段によって前記レーザノズルの内側から撮像した当該レーザノズルの先端部の撮像画面を前記クロスラインに重ねて前記モニタに表示し、前記ワイヤ案内機構が下降した状態にあるときに、前記レーザノズルの先端部に対応した位置へ前記フィラーワイヤを案内する前記ワイヤ案内機構を調節して、前記撮像手段によって撮像されているフィラーワイヤを前記クロスラインにおける前記一方のラインに沿う方向及びフィラーワイヤの先端部を前記クロスラインの交差位置に合せることを特徴とするフィラーワイヤの先端位置合せ方法。

【請求項2】

レーザ溶接装置におけるレーザ加工ヘッドに備えたレーザノズルの先端中央部に対応した位置へフィラーワイヤの先端部の位置合せを行う方法であって、レーザ溶接を行う進行方向の前側において前記レーザ加工ヘッドに備えたワイヤ案内機構を、前記フィラーワイヤを前記レーザノズルの先端中央部に案内するための下降した状態の位置と上方に退避した上方退避位置との間を往復動自在に備え、前記ワイヤ案内機構が下降した状態にあり、かつフィラーワイヤを前記レーザノズルの先端中央部側へ案内した状態にあるときに、前記レーザ加工ヘッドに備えた撮像手段によって前記レーザノズルの内側から撮像した撮像画面と記憶手段に予め格納してある正常画面とを比較演算手段によって比較して、比較結果が許容値外である場合に、前記フィラーワイヤの先端部の長手方向が前記レーザノズルの軸心を横切る方向へ及び／又は前記フィラーワイヤを押し引きする方向へ調節して、前記撮像手段によって再度撮像すること及び正常画面と再度比較することを繰り返し、前記比較結果を許容値内にすべく前記フィラーワイヤの先端部の位置を前記先端中央部に調節することを特徴とするフィラーワイヤの先端位置合せ方法。

【請求項3】

産業用ロボットにおけるアームの先端部にレーザ加工ヘッドを備えたレーザ溶接装置であって、レーザ溶接を行う進行方向の前側において前記レーザ加工ヘッドに備えられ、かつフィラーワイヤを前記レーザ加工ヘッドに備えたレーザノズルの先端中央部に案内するための下降した状態の位置と上方に退避した上方退避位置との間を往復動自在に備えられたワイヤ案内機構と、前記レーザノズルの先端部及び当該先端部に対応した位置へ位置決めされたフィラーワイヤの先端部を、前記レーザノズルの内側から撮像する撮像手段と、前記レーザノズルの先端中央部を示すと共に、一方のラインをレーザ溶接の進行方向に合せてあるところのクロスラインと前記撮像手段によって撮像された前記フィラーワイヤの先端部の撮像画面とを重ねて表示するモニタと、を備え、前記ワイヤ案内機構は、前記フィラーワイヤの先端部の長手方向が前記レーザノズルの軸心を横切る方向であって、前記一方のラインに一致するように位置調節可能に前記レーザ加工ヘッドに備えられていることを特徴とするレーザ溶接装置。

【請求項4】

請求項３に記載のレーザ溶接装置において、前記レーザノズルの先端部に対応した位置へフィラーワイヤの先端部を位置決めしたときの正常画面を予め格納した記憶手段と、前記撮像手段によって撮像したフィラーワイヤの先端部の撮像画面と前記記憶手段に格納されている正常画面とを比較する比較演算手段と、当該比較演算手段の比較結果によって前記ワイヤ案内機構の位置調節を行う位置調節手段と、を備えていることを特徴とするレーザ溶接装置。

【請求項5】

請求項３又は４に記載のレーザ溶接装置において、前記モニタは、前記レーザ加工ヘッドに対向して産業用ロボットの旋回台に備えていることを特徴とするレーザ溶接装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、産業用ロボットにおけるアームの先端部にレーザ加工ヘッドを備えた形式のレーザ溶接装置における前記レーザ加工ヘッドのレーザノズル先端部に対応した位置へフィラーワイヤの先端部の位置合せを行う方法及び同方法に使用するレーザ溶接装置に係り、さらに詳細には、レーザ加工ヘッドに備えたレーザノズルの先端部を当該レーザノズルの内側を撮像手段によって撮像した撮像画面を見ながら、前記レーザノズルの先端部に対応した位置へフィラーワイヤの先端部の位置合せを行う方法及び同方法に使用するレーザ溶接装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、産業用ロボットにおけるアームの先端部にレーザ加工ヘッドを備え、このレーザ加工ヘッドにおけるレーザノズルの先端部に対応した位置へフィラーワイヤの供給を行うことが行われている。前述のごとく、レーザノズルの先端部に対応した位置へフィラーワイヤを供給する構成においては、前記フィラーワイヤの供給を行わない場合には、フィラーワイヤの供給部を、レーザノズルから退避することが行われている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

前述のごとく、レーザノズルの先端部へフィラーワイヤを供給するとき、レーザノズルの先端中央部に対応した位置にフィラーワイヤの先端部が一致しているか否かを、レーザノズルの内側からＣＣＤカメラによって撮像し、この撮像した撮像画面によって確認することが提案されている（例えば特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９−３２３１８３号公報

【特許文献2】特開２００１−１７９４７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記特許文献１に記載の構成においては、レーザノズルの先端部に対応した位置へフィラーワイヤを案内供給するフイラー送給ノズルは、リンク機構を介して、レーザノズルの先端部に対して退避自在に備えられている。したがって、フィラーワイヤの供給を行わないでのレーザ加工時に、前記フイラー送給ノズルが邪魔になったり、他の部分と干渉するようなことがなく有益である。

【0006】

しかし、前記構成においては、レーザノズルの先端部に対応した位置へフィラーワイヤの先端部へ位置合せすることが難しい、という問題がある。また、リンク機構によってフイラー送給ノズルの退避を繰り返し行うとき、例えば経時変化等によって前記レーザノズルの先端部に対応した位置へのフィラーワイヤの位置決め時の再現性が難しくなることがある。

【0007】

前記特許文献２に記載の構成においては、レーザノズルの内側から、当該レーザノズルの先端部に対応した位置へ位置決めしたフィラーワイヤの先端部をＣＣＤカメラによって撮像し、この撮像した撮像画面をモニタに表示するが、フィラーワイヤの先端部をレーザ光の中心位置に合せるように、フィラーワイヤの送り出し又は引き込みを行うものである。すなわち、フィラーワイヤの先端部はレーザ光の中心位置を常に指向していることを前提とするものであって、フィラーワイヤの指向方向がずれている場合には調節が難しいものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、レーザ溶接装置におけるレーザ加工ヘッドに備えたレーザノズルの先端中央部に対応した位置へフィラーワイヤの先端部の位置合せを行う方法であって、レーザ溶接を行う進行方向の前側において前記レーザ加工ヘッドに備えたワイヤ案内機構を、前記フィラーワイヤを前記レーザノズルの先端中央部に案内するための下降した状態の位置と上方に退避した上方退避位置との間を往復動自在に備え、前記レーザノズルの先端中央部を示すと共に、一方のラインをレーザ溶接の進行方向に合せてあるところのクロスラインをモニタに表示し、前記レーザ加工ヘッドに備えた撮像手段によって前記レーザノズルの内側から撮像した当該レーザノズルの先端部の撮像画面を前記クロスラインに重ねて前記モニタに表示し、前記ワイヤ案内機構が下降した状態にあるときに、前記レーザノズルの先端部に対応した位置へ前記フィラーワイヤを案内する前記ワイヤ案内機構を調節して、前記撮像手段によって撮像されているフィラーワイヤを前記クロスラインにおける前記一方のラインに沿う方向及びフィラーワイヤの先端部を前記クロスラインの交差位置に合せることを特徴とするものである。

【0009】

また、レーザ溶接装置におけるレーザ加工ヘッドに備えたレーザノズルの先端中央部に対応した位置へフィラーワイヤの先端部の位置合せを行う方法であって、レーザ溶接を行う進行方向の前側において前記レーザ加工ヘッドに備えたワイヤ案内機構を、前記フィラーワイヤを前記レーザノズルの先端中央部に案内するための下降した状態の位置と上方に退避した上方退避位置との間を往復動自在に備え、前記ワイヤ案内機構が下降した状態にあり、かつフィラーワイヤを前記レーザノズルの先端中央部側へ案内した状態にあるときに、前記レーザ加工ヘッドに備えた撮像手段によって前記レーザノズルの内側から撮像した撮像画面と記憶手段に予め格納してある正常画面とを比較演算手段によって比較して、比較結果が許容値外である場合に、前記フィラーワイヤの先端部の長手方向が前記レーザノズルの軸心を横切る方向へ及び／又は前記フィラーワイヤを押し引きする方向へ調節して、前記撮像手段によって再度撮像すること及び正常画面と再度比較することを繰り返し、前記比較結果を許容値内にすべく前記フィラーワイヤの先端部の位置を前記先端中央部に調節することを特徴とするものである。

【0010】

また、産業用ロボットにおけるアームの先端部にレーザ加工ヘッドを備えたレーザ溶接装置であって、レーザ溶接を行う進行方向の前側において前記レーザ加工ヘッドに備えられ、かつフィラーワイヤを前記レーザ加工ヘッドに備えたレーザノズルの先端中央部に案内するための下降した状態の位置と上方に退避した上方退避位置との間を往復動自在に備えられたワイヤ案内機構と、前記レーザノズルの先端部及び当該先端部に対応した位置へ位置決めされたフィラーワイヤの先端部を、前記レーザノズルの内側から撮像する撮像手段と、前記レーザノズルの先端中央部を示すと共に、一方のラインをレーザ溶接の進行方向に合せてあるところのクロスラインと前記撮像手段によって撮像された前記フィラーワイヤの先端部の撮像画面とを重ねて表示するモニタと、を備え、前記ワイヤ案内機構は、前記フィラーワイヤの先端部の長手方向が前記レーザノズルの軸心を横切る方向であって、前記一方のラインに一致するように位置調節可能に前記レーザ加工ヘッドに備えられていることを特徴とするものである。

【0011】

また、前記レーザ溶接装置において、前記レーザノズルの先端部に対応した位置へフィラーワイヤの先端部を位置決めしたときの正常画面を予め格納した記憶手段と、前記撮像手段によって撮像したフィラーワイヤの先端部の撮像画面と前記記憶手段に格納されている正常画面とを比較する比較演算手段と、当該比較演算手段の比較結果によって前記ワイヤ案内機構の位置調節を行う位置調節手段と、を備えていることを特徴とするものである。

【0012】

また、前記レーザ溶接装置において、前記モニタは、前記レーザ加工ヘッドに対向して産業用ロボットの旋回台に備えていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、レーザ加工ヘッドに備えたレーザノズルにおける先端部に対応した位置へのフィラーワイヤの先端部の位置決めを容易に行い得る。また、前記レーザノズルに対するフィラーワイヤの退避を行うことができ、かつ前記退避を繰り返し行って、レーザ溶接を開始するときに前記レーザノズルの先端部に対応する位置へのフィラーワイヤの先端部の位置決めを容易に行い得るものである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係るレーザ溶接装置の全体的構成を示す斜視説明図である。

【図2】前記レーザ溶接装置に備えられているレーザ加工ヘッドの正面説明図である。

【図3】前記レーザ溶接装置に備えられているレーザ加工ヘッドの左側面説明図である。

【図4】前記レーザ溶接装置に備えられているレーザ加工ヘッドの背面説明図である。

【図5】モニタの表示画面に表示された画像とクロスラインの関係を示す説明図である。

【図6】制御装置の構成を示す機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１を参照するに、本発明の実施形態に係るレーザ溶接装置１は、産業用ロボット３におけるアームの先端部にレーザ加工ヘッド５を備えた構成である。前記産業用ロボット３は、既によく知られた構成であるので、概略的に説明すると、産業用ロボット３は、例えばアンカーボルトなどのごとき複数の取付固定具（図示省略）によって工場の床面等に不動状態に固定される固定台７を備えている。この固定台７上には、上下方向（Ｚ軸方向）の軸心回りに水平に旋回自在な旋回台９が備えられている。

【0016】

そして、前記旋回台９上には、第１水平軸（図示省略）の軸心回りに揺動（回動）自在な第１アーム１１が備えられており、この第１アーム１１の先端部には、前記第１水平軸と平行な第２水平軸（図示省略）の軸心回りに揺動自在な第２アーム１３が備えられている。そして、この第２アーム１３には、当該第２アーム１３の長手方向と平行な回動軸（図示省略）が回動自在に備えられており、この回動軸の先端部には、当該回動軸と直交する方向の第３水平軸（第１直交軸：図示省略）の軸心回りに揺動自在な第３アーム１５が揺動自在に備えられている。

【0017】

この第３アーム１５には、前記第３水平軸と直交する方向の垂直軸（第２直交軸：図示省略）の軸心回りに回動自在な第４アーム１７が備えられており、この第４アーム１７に前記レーザ加工ヘッド５が一体的に備えられている。そして、上記レーザ加工ヘッド５の先端側に備えたレーザノズル１９は前記第２直交軸の軸心方向と同方向に長く設けてあり、このレーザノズル１９からのレーザ光の照射方向は、前記第２直交軸の軸心と平行に設けてある。

【0018】

前記産業用ロボット３における前記旋回台９の旋回、各アーム１１、１３の揺動、第３アーム１５の回動軸の軸心回りの回動、アーム１５の第３水平軸回りの揺動及びアーム１７の回動は、各軸に対応して備えられた各サーボモータ（図示省略）の回動を、制御装置（図示省略）の制御の下に回動制御することによって行われる。したがって、一般的なレーザ溶接装置と同様に、前記レーザ加工ヘッド５におけるレーザノズル１９を、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の所望方向に指向して、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動位置決めすることができるものである。

【0019】

なお、前記レーザ加工ヘッド５には、レーザ発振器（図示省略）によって発振されたレーザ光を当該レーザ加工ヘッド５に導くために、一端側を前記レーザ発振器に接続した光ファイバー２１の他端側が接続してある。そして、前記産業用ロボット３の適宜位置に備えたリール２３に巻かれているフィラーワイヤ（図示省略）を案内する可撓性のガイドチューブ２５が備えられている。このガイドチューブ２５の先端側は、前記レーザ加工ヘッド５の上部にヒンジピン等を介して揺動可能に枢支連結してある。

【0020】

前記レーザ加工ヘッド５には、前記ガイドチューブ２５によって案内されるフィラーワイヤ２７（図２参照）の先端部を、前記レーザノズル１９の先端部（先端中央部）に対応した位置へ案内するワイヤ案内機構の一部としてのガイドパイプ２９を備えている。このガイドパイプ２９は、前記レーザノズル１９の先端部側に対応した位置と上方に退避した上方退避位置との間を往復動自在かつ前記フィラーワイヤ２７の先端部を前記レーザノズル１９の先端部に対応した位置へ位置合せする方向へ移動可能に備えられている。

【0021】

より詳細には、前記レーザ加工ヘッド５には、前記レーザノズル１９の軸心に対して直交する方向のガイド部材３１（図３参照）が備えられており、このガイド部材３１には、当該ガイド部材３１に沿って、図３において左右方向へ移動可能なスライド部材３３が備えられている。そして、当該スライド部材３３に一体的に備えたナット部材（図示省略）には、前記ガイド部材３１に回転自在に備えられたネジ部材３５が相対的に移動自在に螺合してある。このネジ部材３５は、前記ガイド部材３１に装着したサーボモータ３７の主力軸(図示省略)と連動連結してある。したがって、前記サーボモータ３７によって前記ネジ部材３５を正逆回転することにより、前記スライド部材３３は、図３において左右方向に移動位置決めすることができるものである。

【0022】

なお、前記サーボモータ３７に備えた位置検出手段としてのロータリーエンコーダ（図示省略）によって、基準位置に対するスライド部材３３の移動位置、換言すれば、前記ガイドパイプ２９の移動位置を知ることができるものである。

【0023】

そして、前記ガイドパイプ２９を上下動するために、前記スライド部材３３にはリンク機構３９が備えられている。より詳細には、前記リンク機構３９は平行リンク機構から構成してあって、当該リンク機構３９における上下のリンク４１Ｕ、４１Ｌは同一長さであって、上部リンク４１Ｕの基端部側は、前記スライド部材３３に取付けたロータリーアクチュエータ４３における回動軸(図示省略)に一体的に連動連結してある。前記下部リンク４１Ｌの基端部側は、枢軸４５を介して前記スライド部材３３に揺動自在に支持されている。

【0024】

そして、前記上下のリンク４１Ｕ、４１Ｌの先端部側には、枢軸４９Ｕ、４９Ｌを介して先端側リンク４７が枢支連結されている。なお、前記ロータリーアクチュエータ４３における回動軸と前記枢軸４５との間の寸法は、前記上下の枢軸４９Ｕ、４９Ｌ間の寸法に等しく、前記上下のリンク４１Ｕ、４１Ｌ及び先端側リンク４７によるリンク機構は平行リンク機構に構成してある。したがって前記先端側リンク４７は常に方向性を一定に保持して上下動するものである。

【0025】

前記先端側リンク４７の先端部側には、当該先端側リンク４７の長手方向の長孔５３が形成してあり、この長孔５３を貫通したボルトなどのごとき固定具５５を介して、前記先端側リンク４７に調節リンク５１が位置調節可能に取付けてある。そして、前記調節リンク５１の先端部には、当該調節リンク５１の長手方向に対して直交する方向であって前記スライド部材３３の移動方向と平行な貫通孔５７（図４参照）が形成してあり、この貫通孔５７にはホルダ軸５９が回動可能に貫通してある。そして、締付けボルトなどのごとき固定具６１によって締付け固定してある。したがって、前記固定具６１を緩めることにより、前記ホルダ軸５９を回動調節することができ、かつ前記固定具６１を締付けることにより、前記ホルダ軸５９を回動不能に締付け固定することができるものである。

【0026】

前記ホルダ軸５９には、当該ホルダ軸５９の軸心に対して直交する方向の貫通孔（図示省略）が備えられており、この貫通孔には、前記ガイドパイプ２９における上部側が回動固定可能に支持されている。すなわち、前記ホルダ軸５９を締付けるべく、前記ガイドパイプ２９の上部側に螺着した固定具の１例としてのダブルの締付ナット６３を締付けることにより、ガイドパイプ２９をホルダ軸５９に一体的に固定することができる。そして、前記締付けナット６３の締付けを緩めることにより、ガイドパイプ２９を、当該ガイドパイプ２９における上部の軸心回りに回動調節することができるものである。

【0027】

前記ガイドパイプ２９は、図２に示すように、下降した状態においては、前記レーザ加工ヘッド５におけるレーザノズル１９の先端部に対応した位置を指向するように湾曲してある。より詳細には、ワークＷ（図２参照）に対してレーザ光ＬＢを照射してレーザ溶接を行う照射溶接位置６５に対してフィラーワイヤ２７を案内供給するように、前記ガイドパイプ２９の先端部は指向してある。そして、前記ガイドパイプ２９は、下降した状態においてはワークＷのレーザ溶接を行う進行方向（図２において左方向）の前側に配置してある。換言すれば、フィラーワイヤ２７は、レーザ溶接の進行方向に見て、前記ガイドパイプ２９から後方向へ送給されるものである。

【0028】

したがって、前記締付けナット６３を締めた状態においてガイドパイプ２９の軸心回りの回動を調節すると、ガイドパイプ２９から突出したフィラーワイヤ２７の先端部は、レーザビームＬＢの軸心を横切る方向に、方向性を調節することができる。よって、レーザ溶接の進行方向（図２において左方向）から前記照射溶接位置６５に対して、レーザ溶接の進行方向と平行にフィラーワイヤ２７の送給を行うことができるものである。

【0029】

換言すれば、レーザ光ＬＢを照射してワークＷのレーザ溶接を行う照射溶接位置６５へ、レーザ溶接の進行方向の前側から前記進行方向と平行な方向に正確にフィラーワイヤ２７の送給（供給）を行うために、前記レーザノズル１９の先端部に対応した位置に対して前記ガイドパイプ２９の位置及び指向方向が調節されるものである。

【0030】

前記照射溶接位置６５へフィラーワイヤ２７の先端部がレーザ溶接の進行方向と平行に正確に送給されることを確認するために、前記レーザ加工ヘッド５には、前記レーザノズル１９の内側から前記フィラーワイヤ２７の先端部を撮像するための撮像手段６７が備えられている。より詳細には、前記レーザ加工ヘッド５には、撮像手段の１例としてのＣＣＤカメラ６９が備えられており、かつ前記レーザ加工ヘッド５内には、前記ＣＣＤカメラ６９によって前記レーザノズル１９内を経てフィラーワイヤ２７を撮像するための反射ミラー７１が備えられている。なお、この反射ミラー７１は、前記レーザ光ＬＢの光路に対して出入自在に備えられているものである。

【0031】

そして、前記ＣＣＤカメラ６９によって撮像したレーザノズル１９の先端部内周面及びフィラーワイヤ２７の先端部の画像は、前記産業用ロボット３における前記旋回台９の上部に備えたモニタ７３（図１参照）に表示される。このモニタ７３の表示画面７５は、前記レーザ加工ヘッド５側を常に指向してある。そして、前記表示画面７５には、前記レーザノズルの先端中央部を示す十字形状のクロスライン７７が表示されると共に、このクロスライン７７に重ねて、前記ＣＣＤカメラ６９の撮像画面が表示されるものである。なお、前記クロスライン７７における交差位置は、前記レーザノズル１９の先端部内周面の撮像画像における中心に予め合せてあるものである。

【0032】

したがって、前記モニタ７３の表示画面７５に表示されたクロスライン７７における交差位置に対するフィラーワイヤ２７の先端部の撮像画像２７Ａを目視することにより、クロスライン７７に対する撮像画像２７Ａのずれ及び前記交差位置に対する撮像画像２７Ａの先端位置のずれを知ることができるものである。なお、前記クロスライン７７における一方のライン、すなわち図５において左右方向のラインは、レーザ溶接を行うときの進行方向に合せてある。そして、前記フィラーワイヤ２７はレーザ溶接を行うときの進行方向の前側に配置してあるので、レーザ溶接の進行方向は、図５において左方向となるものである。

【0033】

ところで、図５（Ｂ）に示すように、初期設定において、フィラーワイヤ２７の画像２７Ａがクロスライン７７から大きくずれている場合には、前記画像２７Ａをクロスライン７７に合せるように調節する必要がある。この場合、前記サーボモータ３７を駆動して前記ネジ部材３５を正逆回転すると、スライド部材３３は、図３において左右方向、図５においては上下方向すなわちクロスライン７７における他方のライン（図５においての上方向のライン）に沿う方向、すなわち、前記一方のラインに直交する方向であって、レーザ溶接を行うときの進行方向に見て左右方向に位置調節されることになる。換言すれば、前記フィラーワイヤ２７の先端部（前記画像２７Ａ）の長手方向（図５において左右方向）が前記レーザノズル１９の軸心（図５において紙面に垂直な軸心）を横切る方向（図５において上下方向）に位置調節されるものである。

【0034】

そして、前記固定具５５を緩めて、先端側リンク４７に対して調節リンク５１を上下方向に位置調節すると共に、固定具６１を緩めてホルダ軸５９を回動することにより、前記ガイドパイプ２９における先端部の高さ位置を調節することができる。さらに、前記締付けナット６３を緩めてガイドパイプ２９を回動調節することにより、フィラーワイヤ２７の前記画像２７Ａを、クロスライン７７における一方のラインに平行になるように調節することができるものである。

【0035】

この際、モニタ７３の表示画面７５は、旋回台９上においてレーザ加工ヘッド５に対向して備えられているので、モニタ７３の表示画面７５を見ながら前記各部の調節を手動的に容易に行うことができ、図５（Ａ）に示すように、画像２７Ａがクロスライン７７における一方のラインにほぼ一致し、かつ画像２７Ａの先端部がクロスライン７７の交差位置にほぼ一致するように調節することができる。換言すれば、モニタ７３がレーザ加工ヘッド５の方向を指向するように備えられているので、モニタ７３を見ながらの初期設定や溶接線の教示作業などを容易に行い得るものである。

【0036】

そして、図５（Ａ）に示したように、画像２７Ａの長手方向がクロスライン７７の一方のラインに一致し、かつ画像２７Ａの先端部がクロスライン７７の交差位置に一致した状態の正常な画面における画像２７Ａの位置は、基準値として制御装置７９における記憶手段８１に格納されるものである。前記制御装置７９は、ＣＰＵ８３、ＲＡＭ８５、ＲＯＭ８７、入力手段８９、出力手段９１を備えたコンピュータから構成してあり、この制御装置７９には、撮像手段６７によって撮像した撮像画面における画像２７Ａの位置と前記記憶手段８１に予め格納してある正常画面における画像２７Ａの位置を前記基準値として比較する比較演算手段９３が備えられている。

【0037】

前記比較演算手段９３は、正常画面における画像２７Ａの位置に対して、撮像画面におけるフィラーワイヤ２７の先端部の画像か、図５（Ｂ）に示すように、一方のラインに対して下側に位置ずれした位置に位置するか、又は図５（Ｃ）に示すように、上側に位置ずれした位置に位置するか否かを比較すると共に位置ずれ量（位置ずれ距離）を演算し、この位置ずれ量を補正すべく、サーボモータ制御手段９５に補正指令を出力する作用をなすものである。したがって、サーボモータ制御手段９５は、前記補正指令に対応して前記サーボモータ３７を正回転又は逆回転して、前記画像２７Ａの位置を、基準値に一致するように、すなわち許容値内になるように、図５において上下方向に移動調節する作用をなすものである。

【0038】

したがって、リンク機構３９によってガイドパイプ２９の上下動を繰り返すことにより、フィラーワイヤ２７の画像２７Ａの位置に僅かに位置ずれを生じたような場合であっても、上記画像２７Ａをクロスライン７７における一方のラインに一致するように、すなわち、記憶手段８１に予め格納してある正常画面における画像２７Ａの位置に一致するように、自動的に位置調節することができるものである。よって、フィラーワイヤ２７の先端部の位置を、レーザ光ＬＢを照射してレーザ溶接を行う照射溶接位置６５に対して位置決めすることを繰り返す場合であっても、フィラーワイヤ２７の先端部の位置を正確に位置決めしてレーザ溶接を開始することができるものである。

【0039】

以上のごとき説明より理解されるように、基準線となるクロスライン７７を表示したモニタ７３の表示画面７５に、フィラーワイヤ２７の先端部の撮像画像２７Ａを重ねて表示して、前記フィラーワイヤ２７の先端部をクロスライン７７に合せ、また先端位置をクロス位置に合せるものであるから、フィラーワイヤ２７の初期設定を正確に行い得るものである。そして、レーザ加工ヘッド５におけるレーザノズル１９の先端部に対応した位置に対してフィラーワイヤ２７の先端部の位置決めを行うことを繰り返す場合、フィラーワイヤ２７の先端部が正確に位置決めされているかの確認が容易であり、また前記クロスライン７７における一方のラインに対して、フィラーワイヤ２７の先端部の長手方向を接近離反する方向へ位置調節しての位置合せを容易に行い得るものである。

【符号の説明】

【0040】

１ レーザ溶接装置
３ 産業用ロボット
５ レーザ加工ヘッド
９ 旋回台
１９ レーザノズル
２１ 光ファイバー
２７ フィラーワイヤ
２７Ａ 撮像画像
２９ ガイドパイプ
３３ スライド部材
３５ ネジ部材
３７ サーボモータ
３９ リンク機構
４３ ロータリーアクチュエータ
４７ 先端側リンク
５１ 調節リンク
５５，６１ 固定具
５９ ホルダ軸
６３ 締付ナット
６５ 照射溶接位置
６７ 撮像手段
６９ ＣＣＤカメラ
７１ 反射ミラー
７３ モニタ
７５ 表示画面
７７ クロスライン
７９ 制御装置
８１ 記憶手段
９３ 比較演算手段
９５ サーボモータ制御手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】