特許 6567949 加工装置及びプログラム

(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】6567949

(24)【登録日】2019年8月9日

(45)【発行日】2019年8月28日

(54)【発明の名称】加工装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/046 20140101AFI20190819BHJP

   B23K 26/082 20140101ALI20190819BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20190819BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/046

   B23K26/082

   B23K26/00 M

【請求項の数】2

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-207356(P2015-207356)

(22)【出願日】2015年10月21日

(65)【公開番号】特開2017-77577(P2017-77577A)

(43)【公開日】2017年4月27日

【審査請求日】2018年6月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】391002498

【氏名又は名称】フタバ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】山口 晃司

【審査官】 奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０３８６０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平５−２１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−３０２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−６２２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−９８４１６（ＪＰ，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】

被加工物を配置するための加工空間を備えて、前記加工空間に配置された前記被加工物をレーザーを用いて加工する加工装置であって、
前記加工空間に対して前記レーザーを射出するにあたり、前記レーザーの射出方向および焦点距離を少なくとも含む射出条件を変更することで、前記加工空間における前記レーザーの焦点位置を変更するレーザー射出部と、
前記被加工物における目標加工位置を、前記加工空間における三次元直交座標系の座標位置に基づいて特定する加工位置特定部と、
前記加工空間における任意の座標位置と、その座標位置に前記焦点位置を設定する場合の前記射出条件と、の対応関係が予め定められた座標変換情報に基づいて、前記加工空間のうち前記目標加工位置の座標位置に対応する前記射出条件である目標射出条件を演算する目標射出条件演算部と、
前記目標射出条件で前記レーザーを射出するように前記レーザー射出部を制御する射出制御部と、
を備えており、
前記加工空間における三次元直交座標系のうち、前記レーザー射出部から前記加工空間に向かう方向をＺ軸方向とし、前記Ｚ軸方向に対する垂直方向をＸ軸方向およびＹ軸方向として定義した場合に、
前記レーザー射出部は、
前記レーザーの射出方向を変更する変更部を少なくとも１個有して、前記変更部の回動状態に応じて前記レーザーの射出方向を変更することで、前記レーザーの前記射出方向におけるＸ軸成分およびＹ軸成分が変化するように構成された射出方向変更部と、
前記レーザーの収束状態および集光状態のうち少なくとも一方を含む焦点距離条件を変更することで、前記レーザーの前記焦点距離が変化するように構成された焦点距離変更部と、
を備えており、
補正前焦点位置と補正後焦点位置とのＺ軸方向の差分値であるＺ軸補正量を特定する補正量特定部と、
前記Ｚ軸補正量および前記変更部の回動状態におけるＸ軸成分情報に基づいて前記補正前焦点位置と前記補正後焦点位置とのＸ軸方向の差分値であるＸ軸補正量を演算し、前記Ｚ軸補正量および前記変更部の回動状態におけるＹ軸成分情報に基づいて前記補正前焦点位置と前記補正後焦点位置とのＹ軸方向の差分値であるＹ軸補正量を演算し、前記Ｘ軸補正量、前記Ｙ軸補正量、前記Ｚ軸補正量および前記補正前焦点位置の座標位置を用いて、前記補正後焦点位置の座標位置を演算する補正後焦点位置演算部と、
前記座標変換情報に基づいて、前記補正後焦点位置の座標位置に対応する前記射出条件である補正後射出条件を演算する補正後射出条件演算部と、
を備えており、
前記射出制御部は、前記補正量特定部において前記Ｚ軸補正量が更新された場合には、前記補正後射出条件で前記レーザーを射出するように前記レーザー射出部を制御する、
加工装置。

【請求項2】

コンピュータを、請求項１に記載の加工装置における加工位置特定部、目標射出条件演算部、射出制御部、補正量特定部、補正後焦点位置演算部、補正後射出条件演算部として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被加工物を配置するための加工空間を備えて、加工空間に配置された被加工物をレーザーを用いて加工する加工装置およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被加工物を配置するための加工空間を備えて、加工空間に配置された被加工物（ワーク）をレーザーを用いて加工する加工装置が知られている（特許文献１）。加工形態の具体例としては、溶接や切断などが挙げられる。

【0003】

加工装置は、レーザー焦点位置を被加工物の目標加工位置に設定した上でレーザーを射出することで、被加工物の加工を行う。このとき、レーザー焦点位置は、例えば、加工空間における座標位置に基づいて設定する。

【0004】

しかし、温度変化などの影響による熱膨張によって被加工物が変形した場合には、レーザー焦点位置と目標加工位置とに誤差が生じてしまい、実際の加工位置（レーザー焦点位置）が目標加工位置から外れてしまう場合がある。

【0005】

このような場合には、作業者が目標加工位置とレーザー焦点位置との誤差寸法を計測し、その誤差寸法に基づいてレーザー焦点位置を変更する位置調整作業を行うことで、レーザー焦点位置を目標加工位置に設定（修正）することができる。

【0006】

他方、加工装置は、各種プログラムを実行可能なコンピュータを備えて構成することができる。この場合、位置調整作業を実行するためのプログラムを用いることで、コンピュータを加工装置における位置調整作業を行う構成要素として機能させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００４ー１３０３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、位置調整作業によるレーザー焦点位置の変更方向がレーザーの射出方向と平行でない場合には、１回の位置調整作業ではレーザー焦点位置を目標加工位置に設定（修正）できずに、複数回にわたる位置調整作業が必要となる場合がある。

【0009】

ここで、図８および図９を用いて、従来の加工装置において実施される位置調整作業について説明する。なお、図８では、加工空間における任意の座標位置を三次元直交座標系（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向で定められる座標系）で表しており、図の左右方向をＸ軸方向とし、図の上下方向をＺ軸方向として、各部の状態を表す。

【0010】

図８における第１状態は、レーザー１００の射出方向が被加工物１０１の目標加工位置１０２に向けて適切に設定されているものの、レーザー焦点距離が不適切であるため、レーザー焦点位置１０３が目標加工位置１０２から外れてしまい、被加工物１０１の目標加工位置１０２に対して適正な加工ができない状態である。このとき、被加工物１０１の目標加工位置１０２は、レーザー１００の射出方向と交差するためレーザー１００による加工痕が残ることがある。しかし、レーザー焦点位置１０３ではないため、加工エネルギーが不十分となり、加工状態は不良となる。このような被加工物１０１は、加工品質が不十分であるため、不良品として処分される。

【0011】

なお、加工に用いるレーザーが不可視光の場合、作業者は、レーザー焦点位置計測用の計測器具を用いてレーザー焦点位置を計測した上で、レーザー焦点位置と目標加工位置との誤差寸法を計測する。しかし、計測器具を用いる場合、例えば、図８の第１状態におけるレーザー焦点位置１０３と被加工物１０１との距離（Ｚ軸方向の誤差）を計測することは容易であるが、レーザー焦点位置１０３と目標加工位置１０２との相対位置関係（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向の誤差）を計測することは困難となるケースが多い。つまり、Ｚ軸方向の誤差のみを計測する場合は、三次元の各方向のうち一方向の誤差を計測すればよいのに対して、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向の誤差を計測する場合には、レーザーの射出方向（角度）を特定する必要があるが、レーザーの射出方向は焦点位置によって変化するため特定することが難しい。また、三次元のうち三方向の誤差を全て計測する場合には、計測作業の負担が大きくなるとともに、計測誤差が生じやすくなる。

【0012】

そこで、まず、Ｚ軸方向の誤差に応じてレーザー焦点位置を修正することで、第２状態のように、レーザー焦点位置１０３を被加工物１０１に重ねることができる。しかし、この場合、その修正後加工位置１０４と目標加工位置１０２との間にはＸ軸方向に新たな誤差が生じてしまう。このため、被加工物１０１における修正後加工位置１０４から目標加工位置１０２までのＸ軸方向の誤差寸法を定規などを用いて計測し、Ｘ軸方向の誤差寸法に応じてレーザー焦点位置を修正することで、第３状態のように、レーザー焦点位置１０３を目標加工位置１０２に設定（修正）することができる。なお、図８では表されないが、Ｙ軸方向の誤差が生じる場合には、さらに、Ｙ軸方向の誤差に応じてレーザー焦点位置を修正する作業を行う。

【0013】

例えば、図９の第１状態に示すように、第１部材１１０と第２部材１１１とを溶接する場合において、レーザーの射出方向が目標加工位置１１２，１１３に向けて適切に設定されているものの、レーザー焦点距離が不適切である場合には、目標加工位置１１２，１１３に溶接痕が形成されるものの強度が不足してしまい溶接品質は不良となる。そこで、目標加工位置１１２，１１３において適切な品質の溶接（加工）を実現するためには、レーザー焦点位置が目標加工位置１１２，１１３に重なるように、第１部材１１０と第２部材１１１との積層方向におけるレーザー焦点位置の調整作業を実施する必要がある。

【0014】

しかし、その調整作業の結果、第２状態に示すように、目標加工位置１１２，１１３とは異なる不正加工位置１１４，１１５で溶接が行われることがある。つまり、第１部材１１０と第２部材１１１との積層方向（仮に、Ｚ軸方向とする）においてレーザー焦点位置の調整作業を実施した結果、第２部材１１１の板面方向（Ｚ軸方向に垂直な方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向））における誤差（位置ズレ）が新たに生じることがある。この場合、この後、さらにレーザー焦点位置の調整作業を必要な回数実施することで、目標加工位置１１２，１１３において適切な品質の溶接を実現できる。

【0015】

図８および図９を用いて説明したように、レーザー焦点位置を目標加工位置に設定（修正）するためには、１回（Ｚ軸方向のみ）の位置調整作業では不十分となる場合があり、そのような場合には、２回（Ｚ軸方向、Ｘ軸方向）あるいは３回（Ｚ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）などの複数回にわたる位置調整作業が必要となる。

【0016】

もし、図８または図９の第１状態において、位置調整作業によるレーザー焦点位置の変更方向（計測器具で計測可能な誤差寸法の方向）とレーザーの射出方向（レーザー焦点位置と目標加工位置との誤差方向）とが平行である場合には、１回の位置調整作業でレーザー焦点位置を目標加工位置に設定（修正）できる場合がある。つまり、Ｚ軸方向のみ誤差が生じている場合（Ｘ軸方向およびＹ軸方向の誤差が存在しない場合）には、Ｚ軸方向における１回の位置調整作業でレーザー焦点位置を目標加工位置に設定（修正）することが可能となる。

【0017】

しかし、レーザーの射出方向（レーザー焦点位置と目標加工位置との誤差方向）は、加工空間における目標加工位置が異なる毎に異なる方向となるため（不確定であるため）、レーザー焦点位置と目標加工位置との誤差は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の全てにおいて生じることが多く、Ｚ軸方向のみ誤差が生じることは少ない。

【0018】

このため、レーザー焦点位置と目標加工位置とに誤差が生じた場合には、複数回にわたる位置調整作業が必要となるため、位置調整作業に要する時間が長くなり、作業負荷が大きくなる。

【0019】

そこで、本発明は、レーザー焦点位置と目標加工位置とに誤差が生じた場合に、位置調整作業に要する時間を短縮でき、作業負荷を低減できる加工装置およびプログラム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】

【0020】

本発明の１つの局面における加工装置は、被加工物を配置するための加工空間を備えて、加工空間に配置された被加工物をレーザーを用いて加工する加工装置であって、レーザー射出部と、加工位置特定部と、目標射出条件演算部と、射出制御部と、補正量特定部と、補正後焦点位置演算部と、補正後射出条件演算部と、を備えている。

【0021】

レーザー射出部は、加工空間に対してレーザーを射出するにあたり、レーザーの射出方向および焦点距離を少なくとも含む射出条件を変更することで、加工空間におけるレーザーの焦点位置を変更するように構成されている。

【0022】

加工位置特定部は、被加工物における目標加工位置を、加工空間における三次元直交座標系の座標位置に基づいて特定するよう構成されている。
目標射出条件演算部は、座標変換情報に基づいて、加工空間のうち目標加工位置の座標位置に対応する射出条件である目標射出条件を演算するよう構成されている。座標変換情報は、加工空間における任意の座標位置と、その座標位置に焦点位置を設定する場合の射出条件と、の対応関係が予め定められた情報である。

【0023】

射出制御部は、目標射出条件でレーザーを射出するようにレーザー射出部を制御するよう構成されている。
この加工装置は、加工位置特定部が目標加工位置を特定し、目標射出条件演算部が目標加工位置の座標位置に対応する目標射出条件を演算し、射出制御部が目標射出条件に基づいてレーザー射出部を制御することで、レーザー射出部からレーザーが射出されるように構成されている。

【0024】

ここで、加工空間における三次元直交座標系のうち、レーザー射出部から加工空間に向かう方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に対する垂直方向をＸ軸方向およびＹ軸方向として定義する。

【0025】

レーザー射出部は、射出方向変更部と、焦点距離変更部と、を備える。
射出方向変更部は、レーザーの射出方向（進行方向）を変更する変更部を少なくとも１個有して、変更部の回動状態に応じてレーザーの射出方向を変更することで、レーザーの射出方向におけるＸ軸成分およびＹ軸成分が変化するように構成されている。変更部は、例えば、レーザーを反射する際の反射角度に応じてレーザーの射出方向を変更する反射型変更部（反射鏡など）や、レーザーが透過する際の透過角度に応じてレーザーの射出方向を変更する透過型変更部（レンズなど）等を用いて構成できる。

【0026】

なお、射出方向変更部が、１個の変更部を備える場合、その変更部は、レーザーの射出方向を変更するための回動可能方向としてＸ軸成分およびＹ軸成分が含まれるように構成されている。また、射出方向変更部は、２つの変更部（例えば、Ｘ軸変更部およびＹ軸変更部）を備える構成であってもよい。その場合、Ｘ軸変更部は、回動可能方向としてＸ軸成分が含まれるように構成されている。つまり、Ｘ軸変更部は、回動状態を変更してレーザーの射出方向を変更することで、レーザーの射出方向がＸ軸方向に平行に変化するように構成された変更部である。Ｙ軸変更部は、回動可能方向としてＹ軸成分が含まれるように構成されている。つまり、Ｙ軸変更部は、回動状態を変更してレーザーの射出方向を変更することで、レーザーの射出方向がＹ軸方向に平行に変化するように構成された変更部である。

【0027】

焦点距離変更部は、レーザーの収束状態および集光状態のうち少なくとも一方を変更することで、レーザーの焦点距離が変化するように構成されている。
補正量特定部は、補正前焦点位置と補正後焦点位置とのＺ軸方向の差分値であるＺ軸補正量を特定する。

【0028】

補正後焦点位置演算部は、Ｚ軸補正量および変更部の回動状態におけるＸ軸成分情報に基づいて補正前焦点位置と補正後焦点位置とのＸ軸方向の差分値であるＸ軸補正量を演算する。また、補正後焦点位置演算部は、Ｚ軸補正量および変更部の回動状態におけるＹ軸成分情報に基づいて補正前焦点位置と補正後焦点位置とのＹ軸方向の差分値であるＹ軸補正量を演算する。

【0029】

なお、「変更部の回動状態におけるＸ軸成分情報」とは、変更部の回動状態に関する情報のうち、レーザーの射出方向におけるＸ軸成分の変化に関連する情報である。「変更部の回動状態におけるＸ軸成分情報」の一例としては、例えば、変更部の回動状態（例えば、変更部の外表面の方向）を示す仮想ベクトルを想定した場合に、この仮想ベクトルをＸ−Ｚ平面に投影してなる投影ベクトルと予め定められた基準ベクトルとの間の角度が挙げられる。同様に、「変更部の回動状態におけるＹ軸成分情報」とは、変更部の回動状態に関する情報のうち、レーザーの射出方向におけるＹ軸成分の変化に関連する情報である。「変更部の回動状態におけるＹ軸成分情報」の一例としては、例えば、変更部の回動状態（例えば、変更部の外表面の方向）を示す仮想ベクトルを想定した場合に、この仮想ベクトルをＹ−Ｚ平面に投影してなる投影ベクトルと予め定められた基準ベクトルとの間の角度が挙げられる。

【0030】

さらに、補正後焦点位置演算部は、Ｘ軸補正量、Ｙ軸補正量、Ｚ軸補正量および補正前焦点位置の座標位置を用いて、補正後焦点位置の座標位置を演算する。
補正後射出条件演算部は、座標変換情報に基づいて、補正後焦点位置の座標位置に対応する射出条件である補正後射出条件を演算する。

【0031】

射出制御部は、補正量特定部においてＺ軸補正量が更新された場合には、補正後射出条件でレーザーを射出するようにレーザー射出部を制御する。
この加工装置のレーザー射出部は、射出方向変更部および焦点距離変更部を備えており、射出方向変更部における変更部の回動状態を変更することでレーザーの射出方向を制御するとともに、焦点距離変更部の焦点距離条件を変更することでレーザーの焦点距離を制御するように構成されている。つまり、レーザー射出部は、射出方向変更部における変更部の回動状態、焦点距離変更部の焦点距離条件をそれぞれ変更することで、加工空間におけるレーザー焦点位置を変更できる。

【0032】

この加工装置においては、補正量特定部がＺ軸補正量を特定すると、補正後焦点位置演算部が、Ｚ軸補正量を用いてＸ軸補正量およびＹ軸補正量を演算すると共に、補正後焦点位置の座標位置を演算するように構成されている。つまり、この加工装置を用いて補正後焦点位置の座標位置を特定する場合には、作業員にとってはＺ軸補正量のみを特定すればよく、Ｘ軸補正量およびＹ軸補正量を作業員が特定する必要がない。

【0033】

そして、補正後射出条件演算部が座標変換情報に基づいて補正後射出条件を演算し、射出制御部が補正後射出条件でレーザーを射出するようにレーザー射出部を制御することで、補正量特定部で特定されたＺ軸補正量に応じて、レーザー焦点位置を目標加工位置に設定（修正）することができる。

【0034】

つまり、この加工装置は、レーザー焦点位置と目標加工位置とに誤差が生じた場合であっても、Ｚ軸補正量のみによる位置調整作業を行うことで、レーザー焦点位置を目標加工位置に設定（修正）することができる。

【0035】

よって、この加工装置によれば、位置調整作業に要する時間を短縮でき、作業負荷を低減できる。
なお、加工装置による加工形態としては、例えば、溶接や切断が挙げられる。

【0036】

次に、本発明の他の局面におけるプログラムは、コンピュータを、上記の加工装置における加工位置特定部、目標射出条件演算部、射出制御部、補正量特定部、補正後焦点位置演算部、補正後射出条件演算部として機能させるプログラムである。

【0037】

上述のレーザー射出部とコンピュータとを備える加工装置において、このプログラムを用いてコンピュータを上記の加工装置における各部として機能させることで、上述の加工装置と同様の効果を奏する加工装置を実現できる。

【0038】

なお、このようなプログラムは、例えば、ＦＤ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードして起動することにより用いることができる。また、プログラムは、通信ネットワークを介してコンピュータシステムにダウンロードしてもよい。この他、コンピュータ読み取り可能な記録媒体としてのＲＯＭやバックアップＲＡＭに本プログラムを記録しておき、ＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭをコンピュータに組み込んで用いても良い。

【発明の効果】

【0039】

本発明の加工装置およびプログラムによれば、位置調整作業に要する時間を短縮でき、作業負荷を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】加工装置の概略構成を示した説明図である。

【図2】加工装置の電気的構成を表したブロック図である。

【図3】溶接条件設定処理の処理内容を表すフローチャートである。

【図4】溶接条件設定処理を実行することでレーザー焦点位置が目標加工位置に設定（修正）される状態を示す説明図である。

【図5】Ｘ−Ｚ平面（Ｘ軸およびＺ軸を含む平面）における補正前焦点位置Ｐ０と補正後焦点位置Ｐ１との位置関係を表す説明図である。

【図6】Ｘ軸反射部の回転角度θｘとレーザーの射出方向との関係を示す説明図である。

【図7】溶接条件設定処理を実行することで、溶接箇所が溶接品質を満足する状態となるように溶接条件を設定（修正）できる状態を表した説明図である。

【図8】従来の加工装置において実施される位置調整作業の説明図である。

【図9】従来の加工装置において位置調整作業を実施したことにより加工位置に誤差が生じる状態を表した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
尚、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。

【0042】

［１．第１実施形態］
［１−１．全体構成］
本実施形態に係る加工装置の構成について説明する。

【0043】

図１は、第１実施形態に係る加工装置１の概略構成を示した説明図である。
加工装置１は、加工空間（溶接作業場１７）に配置された被加工物をレーザーを用いて溶接するために用いられる加工装置である。

【0044】

加工装置１は、リモート溶接システム１１（ＲＷＳ１１）と、リモート溶接ヘッド１３（ＲＷＨ１３）と、レーザー発信器１５と、溶接作業場１７と、を備える。
リモート溶接システム１１は、第１指令信号Ｓ１をリモート溶接ヘッド１３に送信することで、リモート溶接ヘッド１３から溶接作業場１７に射出されるレーザーの焦点位置を制御する。第１指令信号Ｓ１は、レーザーの焦点位置を設定するための情報を含んだ信号である。リモート溶接システム１１は、第２指令信号Ｓ２をレーザー発信器１５に送信することで、レーザー発信器１５からリモート溶接ヘッド１３へのレーザーの射出状態のオン・オフを制御する。第２指令信号Ｓ２は、レーザーの射出状態を設定するための情報を含んだ信号である。

【0045】

リモート溶接ヘッド１３は、レーザー発信器１５から射出されたレーザーを取り込み、リモート溶接システム１１からの第１指令信号Ｓ１に基づいて、溶接作業場１７に射出するレーザーの射出方向および焦点距離を制御可能に構成されている。

【0046】

レーザー発信器１５は、リモート溶接システム１１からの第２指令信号Ｓ２に基づいて、リモート溶接ヘッド１３に対するレーザーの射出状態をオン状態またはオフ状態に切り替え可能に構成されている。

【0047】

溶接作業場１７は、被加工物１９を配置するための加工空間である。溶接作業場１７は、例えば、図１に模式的に記載されているような立体構造の枠体を用いて構成することができる。溶接作業場１７は、例えば、リモート溶接ヘッド１３に対して鉛直方向下側に設けられるとともに、内部に配置された被加工物１９に対してリモート溶接ヘッド１３から射出されたレーザーが到達するように構成されている。

【0048】

加工装置１は、溶接作業場１７の内部における任意の座標位置を、三次元直交座標系に基づいて特定できるように構成されている。本実施形態では、水平方向をＸ軸方向およびＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向として定義した三次元直交座標系を採用している。

【0049】

［１−２．加工装置の電気的構成］
次に、加工装置１の電気的構成について説明する。図２は、加工装置１の電気的構成を表したブロック図である。

【0050】

加工装置１のリモート溶接システム１１は、制御部３１と、デジタルＩ／Ｏモジュール２１と、調整器具２３と、を備えている。
制御部３１は、加工装置１の各部との間で各種信号の送受信を行うとともに、被加工物１９を加工（溶接）するための各種制御処理を実行する電子制御装置である。

【0051】

制御部３１は、マイクロコンピュータ３３（以下、マイコン３３ともいう）と、モーションコントロールボード３５と、Ａ／Ｄボード３７と、Ｉ／Ｏボード３９と、情報入力部４１と、情報表示部４３と、を備える。

【0052】

マイコン３３は、ＣＰＵ３３ａと、ＲＯＭ３３ｂと、ＲＡＭ３３ｃと、を備える。マイコン３３は、例えば、ＲＯＭ３３ｂやＲＡＭ３３ｃに記録されたプログラムなどに基づいてＣＰＵ３３ａが各種制御処理を実行するように構成されている。ＲＡＭ３３ｃは、ＣＰＵ３３ａが実行する各種制御処理で用いられる各種情報などを記憶する。

【0053】

モーションコントロールボード３５は、マイコン３３との間で各種データの送受信を行うとともに、リモート溶接ヘッド１３に対して第１指令信号Ｓ１を送信し、レーザー発信器１５に対して第２指令信号Ｓ２を送信する。

【0054】

リモート溶接ヘッド１３は、Ｘ軸反射部１３ａと、Ｙ軸反射部１３ｂと、焦点距離変更部１３ｃと、を備える。
Ｘ軸反射部１３ａおよびＹ軸反射部１３ｂは、それぞれ、レーザー発信器１５から射出されたレーザーを反射する反射鏡（図示省略）と、反射鏡の角度（回動状態）を変更するためのガルバノモータ（図示省略）と、を備える。つまり、Ｘ軸反射部１３ａおよびＹ軸反射部１３ｂは、それぞれ、レーザー発信器１５から射出されたレーザーを反射してレーザーの進行方向を変更するように構成されている。換言すれば、Ｘ軸反射部１３ａおよびＹ軸反射部１３ｂは、それぞれの反射鏡の回動状態に応じてレーザーの反射角度を変更することで、レーザーの射出方向におけるＸ軸成分およびＹ軸成分が変化するように構成されている。

【0055】

Ｘ軸反射部１３ａは、反射鏡の回動可能方向としてＸ軸成分が含まれるように構成されている。つまり、Ｘ軸反射部１３ａは、反射鏡の回動状態を変更してレーザーを反射するときの反射角度を変更することで、リモート溶接ヘッド１３から溶接作業場１７に対して射出されるレーザーの射出方向がＸ軸方向に平行に変化するように構成されている。Ｙ軸反射部１３ｂは、反射鏡の回動可能方向としてＹ軸成分が含まれるように構成されている。つまり、Ｙ軸反射部１３ｂは、反射鏡の回動状態を変更してレーザーを反射するときの反射角度を変更することで、リモート溶接ヘッド１３から溶接作業場１７に対して射出されるレーザーの射出方向がＹ軸方向に平行に変化するように構成されている。

【0056】

焦点距離変更部１３ｃは、レーザー発信器１５から射出されたレーザーの収束状態および集光状態のうち少なくとも一方を含む焦点距離条件を変更するためのサーボモータ（図示省略）を備えている。焦点距離変更部１３ｃは、焦点距離条件を変更することで、リモート溶接ヘッド１３から溶接作業場１７に対して射出されるレーザーの焦点距離が変化するように構成されている。

【0057】

モーションコントロールボード３５からリモート溶接ヘッド１３に対して出力される第１指令信号Ｓ１には、Ｘ軸反射部１３ａに対して出力するＸ軸指令信号Ｓ１ａと、Ｙ軸反射部１３ｂに対して出力するＹ軸指令信号Ｓ１ｂと、焦点距離変更部１３ｃに対して出力する焦点距離指令信号Ｓ１ｃと、が含まれている。Ｘ軸指令信号Ｓ１ａは、Ｘ軸反射部１３ａの反射角度に関する指令値を示す指令信号である。Ｙ軸指令信号Ｓ１ｂは、Ｙ軸反射部１３ｂの反射角度に関する指令値を示す指令信号である。焦点距離指令信号Ｓ１ｃは、焦点距離変更部１３ｃの焦点距離条件に関する指令値を示す指令信号である。

【0058】

Ｘ軸反射部１３ａ、Ｙ軸反射部１３ｂ、焦点距離変更部１３ｃは、それぞれ、自己の設定状態を制御部３１に通知するためのフィードバック信号ＳＦ１ａ，ＳＦ１ｂ，ＳＦ１ｃを出力する。

【0059】

Ｘ軸反射部１３ａのＸ軸フィードバック信号ＳＦ１ａは、Ｘ軸反射部１３ａの反射角度を示す信号であり、Ｘ軸反射部１３ａから制御部３１のＡ／Ｄボード３７に送信される。Ｙ軸反射部１３ｂのＹ軸フィードバック信号ＳＦ１ｂは、Ｙ軸反射部１３ｂの反射角度を示す信号であり、Ｙ軸反射部１３ｂから制御部３１のＡ／Ｄボード３７に送信される。焦点距離変更部１３ｃの焦点距離フィードバック信号ＳＦ１ｃは、焦点距離変更部１３ｃの焦点距離条件を示す信号であり、焦点距離変更部１３ｃから制御部３１のモーションコントロールボード３５に送信される。

【0060】

レーザー発信器１５は、リモート溶接ヘッド１３に対して射出するレーザーの射出状態（強度）を制御するレーザーコントローラ１５ａを備えている。レーザーコントローラ１５ａは、第２指令信号Ｓ２に基づいて、リモート溶接ヘッド１３に対して射出するレーザーの射出状態（強度）を制御する。

【0061】

レーザー発信器１５は、自己の設定状態を制御部３１に通知するための射出状態フィードバック信号ＳＦ２を出力する。射出状態フィードバック信号ＳＦ２は、レーザーコントローラ１５ａの設定状態（レーザーの射出状態）を示す信号であり、レーザー発信器１５から制御部３１のＡ／Ｄボード３７に送信される。

【0062】

Ａ／Ｄボード３７は、外部から入力された各種アナログ信号をＡ／Ｄ変換して、変換後のデジタル信号をマイコン３３に対して送信する。
Ｉ／Ｏボード３９は、マイコン３３との間で各種データの送受信を行うとともに、デジタルＩ／Ｏモジュール２１との間で各種データの送受信を行う。

【0063】

デジタルＩ／Ｏモジュール２１は、各種情報を入力するための入力部（図示省略）と、制御部３１における各種状態を表示するための表示部（図示省略）と、を備えている。この入力部での入力方法としては、例えば、作業員の入力操作により各種情報を入力する方法や、他の機器からの情報信号を受信することにより各種情報を入力する方法などが挙げられる。この入力部を用いて入力される各種情報としては、例えば、レーザーの射出状態などが挙げられる。この表示部を用いて表示される各種状態としては、例えば、加工装置１の故障状態などが挙げられる。また、デジタルＩ／Ｏモジュール２１は、リモート溶接システム１１に接続される周辺機器（図示省略）との間での各種情報の送受信を行う。なお、周辺機器としては、プリンタや他の制御盤（制御装置）などが挙げられる。

【0064】

情報入力部４１は、リモート溶接システム１１に対して作業員が各種情報を入力するために備えられている。情報入力部４１を用いて入力される各種情報としては、レーザーの焦点位置を示す座標位置や、レーザーの射出状態などが挙げられる。情報入力部４１は、１箇所のレーザー焦点位置のみではなく、複数のレーザー焦点位置を入力可能に構成されている。つまり、情報入力部４１を用いることで、１箇所に対する溶接動作（加工動作）に関する情報のみならず、複数箇所に対する一連の溶接動作（加工動作）に関する情報を入力することができる。

【0065】

情報表示部４３は、制御部３１における各種状態を表示するために備えられている。情報表示部４３を用いて表示される各種状態としては、例えば、レーザーの焦点位置に関する設定状態や、加工装置１の故障状態などが挙げられる。また、情報表示部４３は、１箇所に対する溶接動作（加工動作）に関する設定状態のみならず、複数箇所に対する一連の溶接動作（加工動作）に関する設定状態を表示することができる。

【0066】

調整器具２３は、作業員からの指令を受け付けて、その指令内容に基づいてレーザーの焦点位置を移動させることで、レーザーの焦点位置を調整する用途に用いることができる器具である。調整器具２３は、タッチパネル（図示省略）や操作ダイヤル（図示省略）を備えており、作業員によるタッチパネルへの入力操作や操作ダイヤルの回転操作などにより、作業員からの指令を受け付けるよう構成されている。調整器具２３は、マイコン３３を介してモーションコントロールボード３５との間で各種情報の送受信が可能に構成されており、作業員からの指令に応じた指令信号をモーションコントロールボード３５に送信する。調整器具２３は、表示部（図示省略）を備えており、モーションコントロールボード３５から受信した各種情報（例えば、レーザーの焦点位置を示す座標位置など）を表示部に表示するよう構成されている。なお、調整器具２３は、例えば、ティーチペンダントを用いて構成することができる。

【0067】

なお、溶接作業場１７でのレーザーを可視化する器具を用いてレーザー焦点位置を可視化しつつ、調整器具２３を用いてレーザー焦点位置を特定位置に移動させることで、その特定位置にレーザー焦点位置を設定する場合の第１指令信号Ｓ１（または、フィードバック信号ＳＦ１ａ，ＳＦ１ｂ，ＳＦ１ｃ）の内容を知ることができる。換言すれば、特定位置の座標位置（三次元直交座標系でのＸ値，Ｙ値，Ｚ値）と、その座標位置にレーザー焦点位置を設定する場合の第１指令信号Ｓ１の内容（Ｘ軸反射部１３ａ、Ｙ軸反射部１３ｂ、焦点距離変更部１３ｃの各設定状態）と、の対応関係を知ることができる。

【0068】

特定位置を任意に変更しつつ、複数の座標位置に関して上記の作業を繰り返し実行し、対応関係を記録することで、溶接作業場１７における任意の座標位置と、その座標位置にレーザー焦点位置を設定する場合の第１指令信号Ｓ１の内容と、の対応関係が定められた座標変換情報を作成することができる。このようにして作成された座標変換情報は、マイコン３３のＲＯＭ３３ｂに予め記録されている。

【0069】

［１−３．溶接条件設定処理］
次に、マイコン３３で実行される溶接条件設定処理について説明する。
溶接条件設定処理は、作業者によるレーザー焦点位置（溶接条件）の設定操作を受け付け、設定されたレーザー焦点位置に対する溶接動作を実行し、溶接品質を満足しない場合にはレーザー焦点位置の補正操作を受け付けて再度溶接動作を実行し、溶接品質を満足する場合にレーザー焦点位置（溶接条件）の設定を完了するよう構成された処理である。

【0070】

溶接条件設定処理の処理内容を記録したプログラムは、ＲＯＭ３３ｂまたはＲＡＭ３３ｃに記録されている。溶接条件設定処理の実行時にはＲＯＭ３３ｂまたはＲＡＭ３３ｃからそのプログラムが読み出されて、ＣＰＵ３３ａで実行される。

【0071】

図３は、溶接条件設定処理の処理内容を表すフローチャートである。
溶接条件設定処理が起動されると、まず、Ｓ１００（Ｓはステップを表す）では、レーザー焦点位置（溶接条件）を設定する処理を実行する。具体的には、情報入力部４１または調整器具２３を用いた作業者による入力操作を受け付けて、入力操作により特定される座標位置を、レーザー焦点位置の座標位置（三次元直交座標系でのＸ値，Ｙ値，Ｚ値）として設定する。

【0072】

次のＳ１１０では、ＲＯＭ３３ｂに予め記録されている上述の座標変換情報に基づいて、Ｓ１００で設定されたレーザー焦点位置の座標位置に対応する目標射出条件を演算する処理を実行する。なお、目標射出条件とは、第１指令信号Ｓ１の内容（Ｘ軸反射部１３ａ、Ｙ軸反射部１３ｂ、焦点距離変更部１３ｃの各設定状態）のことである。

【0073】

次のＳ１２０では、Ｓ１１０の演算で得られた目標射出条件（第１指令信号Ｓ１の内容）をリモート溶接ヘッド１３（Ｘ軸反射部１３ａ、Ｙ軸反射部１３ｂ、焦点距離変更部１３ｃ）に設定した上で、レーザー発信器１５によるレーザーの射出状態をオン状態に設定することで、被加工物１９に対する溶接動作を実行する。

【0074】

次のＳ１３０では、被加工物１９に形成された溶接箇所が予め定められた溶接品質を満足しているか否かの判定結果が作業者により入力されるまで待機し、入力された判定結果が「満足する」（肯定判定）の場合にはＳ１９０に移行し、入力された判定結果が「満足しない」（否定判定）の場合にはＳ１４０に移行する。

【0075】

なお、判定結果は、情報入力部４１または調整器具２３を用いた作業者の入力操作によって入力される。また、溶接箇所が溶接品質を満足するか否かの判定は、例えば、予め定められた判定項目（溶接位置が適切であるか、溶接強度が十分であるかなど）に基づいて実施される。

【0076】

ここで、レーザー焦点位置９３が目標溶接位置９２から外れている状態、換言すれば、溶接箇所が溶接品質を満足しない状態を、図４の第１状態として表す。なお、図４では、溶接作業場１７における任意の座標位置を三次元直交座標系（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向で定められる座標系）で表しており、図の左右方向をＸ軸方向とし、図の上下方向をＺ軸方向として、各部の状態を表す。

【0077】

図４における第１状態は、レーザー９０の射出方向が被加工物９１の目標溶接位置９２に向けて適切に設定されているものの、レーザー焦点距離が不適切であるため、レーザー焦点位置９３が目標溶接位置９２から外れてしまい、被加工物９１の目標溶接位置９２に対して適正な加工（溶接）ができない状態である。このとき、被加工物９１の目標溶接位置９２は、レーザー９０の射出方向と交差するためレーザー９０による溶接痕が残る。しかし、レーザー焦点位置９３ではないため、溶接エネルギーが不十分となり、溶接箇所の溶接品質は不良となる。このような被加工物９１は、溶接品質が不良であるため、作業員によって「溶接箇所が溶接品質を満足しない」と判定される。この場合、Ｓ１３０での処理において、作業員から入力される判定結果が「満足しない」（否定判定）となり、Ｓ１４０に移行する。

【0078】

なお、溶接箇所の溶接品質を判定する場合、作業員は、レーザー焦点位置９３と目標溶接位置９２との誤差寸法を計測する。加工装置１での加工（溶接）に用いるレーザーが不可視光であるため、作業者は、レーザー焦点位置計測用の計測器具を用いてレーザー焦点位置９３を計測した上で、レーザー焦点位置９３と目標溶接位置９２との誤差寸法を計測する。このとき、計測器具を用いる場合には、レーザー焦点位置９３と目標溶接位置９２との相対位置関係（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向の誤差）を計測することは困難であるため、作業員は、レーザー焦点位置９３と被加工物９１との距離Ｄ１（Ｚ軸方向の誤差）を計測する。

【0079】

Ｓ１３０で否定判定されてＳ１４０に移行すると、Ｓ１４０では、レーザー焦点位置（溶接条件）の補正量が作業者により入力されるまで待機し、入力された値をレーザー焦点位置（溶接条件）のＺ軸方向の補正量ΔＺとして設定する。なお、作業員は、情報入力部４１または調整器具２３を用いて、自身で計測したレーザー焦点位置９３と被加工物９１との距離Ｄ１（Ｚ軸方向の誤差）をＺ軸補正量ΔＺとして入力する。

【0080】

次のＳ１５０では、Ｓ１４０で設定されたＺ軸補正量ΔＺに基づいて、補正後焦点位置におけるＸ値およびＹ値を演算する。このときの演算には、［数１］および［数２］を用いる。

【0081】

【数1】

【0082】

【数2】

なお、［数１］および［数２］では、補正前の焦点位置をＰ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）とし、補正後の焦点位置をＰ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）とし、Ｘ軸反射部１３ａの回転角度をθｘとし、Ｙ軸反射部１３ｂの回転角度をθｙとして、演算式を表している。

【0083】

ここで、［数１］および［数２］により補正後焦点位置におけるＸ値およびＹ値を演算できることの根拠を、図５および図６を用いて説明する。
図５は、Ｘ−Ｚ平面（Ｘ軸およびＺ軸を含む平面）における補正前焦点位置Ｐ０と補正後焦点位置Ｐ１との位置関係を表す説明図である。図６は、Ｘ軸反射部１３ａの回転角度θｘとレーザーの射出方向との関係を示す説明図である。

【0084】

図５において、補正前焦点位置Ｐ０は、図４における第１状態でのレーザー焦点位置９３に相当し、補正後焦点位置Ｐ１は、図４における第１状態での目標溶接位置９２に相当する。図５では、レーザー焦点位置が補正前焦点位置Ｐ０に設定される場合に焦点距離変更部１３ｃに設定される焦点距離条件（焦点距離）をＬ０とし、レーザー焦点位置が補正後焦点位置Ｐ１に設定される場合に焦点距離変更部１３ｃに設定される焦点距離条件（焦点距離）をＬ１として表す。

【0085】

図５に示すように、補正前焦点位置Ｐ０と補正後焦点位置Ｐ１との相対位置関係に関して、Ｘ軸方向の補正量ΔＸ（＝Ｘ１−Ｘ０）は、Ｚ軸方向の補正量ΔＺ（＝Ｚ１−Ｚ０）に対して、角度２θｘを挟んだ位置関係にある。

【0086】

ここで、図６に示すように、発信源ＳＰから射出されたレーザー９０がＸ軸反射部１３ａ（詳細には、反射鏡）の反射位置ＲＰで反射した後の進行方向は、Ｘ軸反射部１３ａが基準位置ＢＡにある場合にはＡ１方向となり、Ｘ軸反射部１３ａが基準位置ＢＡから回転角度θｘだけ回転した場合にはＡ２方向となる。このとき、Ａ１方向とＡ２方向との間の角度は、２×θｘとなる。なお、Ｘ軸反射部１３ａの角度位置（回動状態）は、Ｘ軸反射部１３ａ（詳細には、反射鏡）に対するレーザー９０の入射角が４５度であるときが「基準位置ＢＡ」として設定されている。

【0087】

これらのことから、Ｘ軸方向の補正量ΔＸが「ΔＺ×ｔａｎ（２×θｘ）」と等しくなることが分かるとともに、補正後焦点位置Ｐ１におけるＸ値（Ｘ１）が［数１］で演算できることが分かる。補正後焦点位置Ｐ１におけるＹ値（Ｙ１）についても同様の理由により、［数２］で演算できる。つまり、［数１］のうち「ΔＺ × ｔａｎ（２×θｘ）」がＸ軸補正量ΔＸに相当し、［数２］のうち「ΔＺ × ｔａｎ（２×θｙ）」がＹ軸補正量ΔＹに相当する。

【0088】

なお、Ｘ軸反射部１３ａの回転角度θｘは、Ｘ軸反射部１３ａの回動状態に関する情報のうち、レーザーの射出方向におけるＸ軸成分の変化に関連する情報（反射部の回動状態におけるＸ軸成分情報）として利用できる。つまり、Ｘ軸反射部１３ａの回転角度θｘは、Ｘ軸反射部１３ａの回動状態（例えば、反射鏡の反射面の方向）を示す仮想ベクトルを想定した場合に、この仮想ベクトルをＸ−Ｚ平面に投影してなる投影ベクトル（例えば、図６におけるＸ軸反射部１３ａを表す実線）と予め定められた基準ベクトル（例えば、図６における基準位置ＢＡ）との間の角度である。

【0089】

同様に、Ｙ軸反射部１３ｂの回転角度θｙは、Ｙ軸反射部１３ｂの回動状態に関する情報のうち、レーザーの射出方向におけるＹ軸成分の変化に関連する情報（反射部の回動状態におけるＹ軸成分情報）として利用できる。つまり、Ｙ軸反射部１３ｂの回転角度θｙは、Ｙ軸反射部１３ｂの回動状態（例えば、反射鏡の反射面の方向）を示す仮想ベクトルを想定した場合に、この仮想ベクトルをＹ−Ｚ平面に投影してなる投影ベクトルと予め定められた基準ベクトルとの間の角度である。

【0090】

図３に戻り、次のＳ１６０では、Ｓ１４０で設定されたＺ軸補正量ΔＺに基づいて、補正後焦点位置におけるＺ値を演算する。このときの演算には、［数３］を用いる。

【0091】

【数3】

次のＳ１７０では、Ｓ１５０およびＳ１６０での演算結果（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）に基づいて、補正後焦点位置Ｐ１の座標位置を確定する。

【0092】

次のＳ１８０では、ＲＯＭ３３ｂに予め記録されている上述の座標変換情報に基づいて、補正後焦点位置Ｐ１の座標位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）に対応する目標射出条件（補正後射出条件ともいう）を演算する処理を実行する。なお、補正後射出条件は、レーザーの焦点位置を補正後焦点位置Ｐ１に設定するための第１指令信号Ｓ１の内容（Ｘ軸反射部１３ａ、Ｙ軸反射部１３ｂ、焦点距離変更部１３ｃの各設定状態）に相当する。

【0093】

Ｓ１８０が終了すると再びＳ１２０に移行する。Ｓ１８０が実行された後のＳ１２０では、Ｓ１１０の演算で得られた目標射出条件に代えて、Ｓ１８０の演算で得られた補正後射出条件（第１指令信号Ｓ１の内容）をリモート溶接ヘッド１３（Ｘ軸反射部１３ａ、Ｙ軸反射部１３ｂ、焦点距離変更部１３ｃ）に設定する。つまり、このときのＳ１２０では、Ｓ１８０の演算で得られた補正後射出条件をリモート溶接ヘッド１３に設定した上で、レーザー発信器１５によるレーザーの射出状態をオン状態に設定することで、被加工物１９に対する溶接動作を実行する。

【0094】

ここで、レーザー焦点位置９３が目標溶接位置９２に一致した状態、換言すれば、溶接箇所が溶接品質を満足する状態を、図４の第２状態として表す。
図４における第２状態は、レーザー９０の射出方向が被加工物９１の目標溶接位置９２に向けて適切に設定されているとともに、レーザー焦点距離が適切に設定されているため、レーザー焦点位置９３が目標溶接位置９２に一致しており、被加工物９１の目標溶接位置９２に対して適正な加工（溶接）ができる状態である。つまり、溶接箇所の位置ズレが生じることなく、強度も十分な溶接が実現できるため、溶接箇所の溶接品質は良好となり、作業員によって「溶接箇所が溶接品質を満足する」と判定される。

【0095】

この後、Ｓ１３０に移行し、作業者により入力された判定結果が「満足する」（肯定判定）の場合にはＳ１９０に移行する。
Ｓ１９０では、最終的に設定されているレーザー焦点位置の座標位置に対応する目標射出条件（または補正後射出条件）を保存（記録）する処理を実行する。

【0096】

上記の通り、溶接条件設定処理を実行することで、溶接箇所が溶接品質を満足しない状態である場合には、レーザー焦点位置（溶接条件）の補正作業を実行することで、補正後の溶接箇所が溶接品質を満足する状態となるように溶接条件を設定（修正）できる。とりわけ、作業者は、補正作業に当たり、Ｚ軸方向の補正量のみを入力すればよく、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の補正量を入力する必要がないため、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向の補正量について入力が必要な構成に比べて、補正作業の作業負荷が低減される。

【0097】

例えば、図７の第１状態に示すように、第１部材９５と第２部材９６とを溶接する場合において、レーザーの射出方向が目標溶接位置９７，９８に向けて適切に設定されているものの、レーザー焦点距離が不適切である場合には、目標溶接位置９７，９８に溶接痕が形成されるものの強度が不足してしまい溶接品質は不良となる。そこで、目標溶接位置９７，９８において適切な品質の溶接（加工）を実現するためには、レーザー焦点位置が目標溶接位置９７，９８に重なるように、第１部材９５と第２部材９６との積層方向におけるレーザー焦点位置の調整作業を実施する必要がある。

【0098】

そこで、溶接条件設定処理のＳ１４０でレーザー焦点位置（溶接条件）の補正量を作業者が入力してレーザー焦点位置（溶接条件）を補正することで、図７の第２状態に示すように、溶接箇所の位置ズレが生じることなく、目標溶接位置９７，９８において適切な品質の溶接（加工）を実現することができる。

【0099】

［１−４．効果］
以上説明したように、本実施形態の加工装置１は、Ｘ軸反射部１３ａ、Ｙ軸反射部１３ｂ、焦点距離変更部１３ｃを備えたリモート溶接ヘッド１３を備えている。リモート溶接ヘッド１３は、Ｘ軸反射部１３ａの反射角度およびＹ軸反射部１３ｂの反射角度を変更することでレーザーの射出方向を制御するとともに、焦点距離変更部１３ｃの焦点距離条件を変更することでレーザーの焦点距離を制御するように構成されている。つまり、リモート溶接ヘッド１３は、Ｘ軸反射部１３ａの反射角度、Ｙ軸反射部１３ｂの反射角度、焦点距離変更部１３ｃの焦点距離条件をそれぞれ変更することで、溶接作業場１７におけるレーザー焦点位置を変更できる。

【0100】

加工装置１においては、溶接条件設定処理のＳ１４０を実行するマイコン３３が、作業者により入力された補正量をレーザー焦点位置（溶接条件）のＺ軸方向の補正量ΔＺとして設定すると、Ｓ１５０〜Ｓ１７０を実行するマイコン３３が、Ｚ軸補正量ΔＺを用いてＸ軸補正量ΔＸおよびＹ軸補正量ΔＹを演算すると共に、補正後焦点位置Ｐ１の座標位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を演算する。つまり、加工装置１を用いて補正後焦点位置Ｐ１の座標位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を特定する場合には、作業員にとってはＺ軸補正量ΔＺのみを特定すればよく、Ｘ軸補正量ΔＸおよびＹ軸補正量ΔＹを作業員が特定する必要がない。

【0101】

そして、Ｓ１８０を実行するマイコン３３が、補正後焦点位置Ｐ１の座標位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）に対応する目標射出条件（補正後射出条件ともいう）を演算し、Ｓ１２０を実行するマイコン３３が、補正後射出条件でレーザーを射出するようにリモート溶接ヘッド１３およびレーザー発信器１５を制御する。これにより、マイコン３３がＳ１４０を実行することで特定されたＺ軸補正量ΔＺに応じて、レーザー焦点位置９３を目標溶接位置９２に設定（修正）することができる。

【0102】

つまり、加工装置１は、レーザー焦点位置９３と目標溶接位置９２とに誤差が生じた場合であっても、Ｚ軸補正量ΔＺのみによる位置調整作業を行うことで、レーザー焦点位置９３を目標溶接位置９２に設定（修正）することができる。

【0103】

よって、加工装置１によれば、レーザー焦点位置の位置調整作業に要する時間を短縮でき、作業負荷を低減できる。
［１−５．文言の対応関係］
ここで、文言の対応関係について説明する。

【0104】

加工装置１が加工装置の一例に相当し、溶接作業場１７が加工空間の一例に相当し、リモート溶接ヘッド１３およびレーザー発信器１５がレーザー射出部の一例に相当し、Ｓ１００を実行するマイコン３３が加工位置特定部の一例に相当し、Ｓ１１０を実行するマイコン３３が目標射出条件演算部の一例に相当し、Ｓ１２０を実行するマイコン３３が射出制御部の一例に相当する。

【0105】

Ｘ軸反射部１３ａおよびＹ軸反射部１３ｂが射出方向変更部の一例に相当し、焦点距離変更部１３ｃが焦点距離変更部の一例に相当する。
Ｓ１４０を実行するマイコン３３が補正量特定部の一例に相当し、Ｓ１５０〜Ｓ１７０を実行するマイコン３３が補正後焦点位置演算部の一例に相当し、Ｓ１８０を実行するマイコン３３が補正後射出条件演算部の一例に相当する。

【0106】

［２．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

【0107】

例えば、上記実施形態では、レーザーによる加工形態が「溶接」である加工装置について説明したが、加工形態は溶接に限られることはない。例えば、レーザーによる切断を行う加工装置に対して本発明を適用することもできる。

【0108】

また、上記実施形態では、プログラムが記録されたＲＯＭまたはＲＡＭをマイコン３３に予め組み込んだ形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、プログラムをコンピュータによる読み取りが可能な記録媒体に記録しておき、必要に応じてコンピュータシステムにロードする形態や、プログラムを通信ネットワークを介してコンピュータシステムにダウンロードする形態であってもよい。

【0109】

さらに、上記実施形態では、加工装置の制御部３１がマイクロコンピュータ３３を備える形態であるが、このような形態に限定されることはない。例えば、制御部は、マイクロコンピュータのようなソフトウェアを用いた形態に代えて、電気回路などのハードウェアにより構成した形態であってもよい。

【0110】

また、上記実施形態では、リモート溶接ヘッド１３として、２個の反射部（Ｘ軸反射部、Ｙ軸反射部）を備える構成について説明したが、このような構成に限られることはない。例えば、リモート溶接ヘッドが１つの反射部を備えており、その反射部が自身の反射面の方向を変更するための回動可能方向にＸ軸成分およびＹ軸成分が含まれるように構成されていてもよい。

【0111】

さらに、リモート溶接ヘッド１３に備えられる変更部（レーザーの射出方向を変更する構成要素）は、上述のような反射部（反射型変更部）に限られることはない。リモート溶接ヘッド１３に備えられる変更部としては、例えば、レーザーが透過する際の透過角度に応じてレーザーの射出方向を変更する透過型変更部を用いてもよい。

【0112】

また、上記実施形態では、加工空間（溶接作業場１７）がレーザー射出部（リモート溶接ヘッド１３）に対して鉛直方向下側に設けられる構成について説明したが、このような構成に限られることはない。例えば、加工空間がレーザー射出部に対して鉛直方向上側に設けられる構成や、加工空間がレーザー射出部に対して水平方向の隣接位置に設けられる構成であってもよい。なお、加工空間がレーザー射出部に対して鉛直方向上側に設けられる構成においては、上記実施形態と同様に、「水平方向をＸ軸方向およびＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向として定義した三次元直交座標系」を採用することとなる。また、加工空間がレーザー射出部に対して水平方向の隣接位置に設けられる構成においては、「水平方向のうちレーザー射出部から加工空間に向かう方向をＺ軸方向とし、そのＺ軸方向に垂直な方向をＸ軸方向およびＹ軸方向として定義した三次元直交座標系」を採用することとなる。

【符号の説明】

【0113】

１…加工装置、１１…リモート溶接システム、１３…リモート溶接ヘッド、１３ａ…Ｘ軸反射部、１３ｂ…Ｙ軸反射部、１３ｃ…焦点距離変更部、１５…レーザー発信器、１５ａ…レーザーコントローラ、１７…溶接作業場、１９…被加工物、２１…デジタルＩ／Ｏモジュール、２３…調整器具、３１…制御部、３３…マイクロコンピュータ（マイコン）、９０…レーザー、９１…被加工物、９２…目標溶接位置、９３…レーザー焦点位置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】