知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024104569
(43)【公開日】2024-08-05
(54)【発明の名称】センサ装置および溶接ロボット
(51)【国際特許分類】
B23K 9/095 20060101AFI20240729BHJP
B23K 9/10 20060101ALI20240729BHJP
B25J 19/02 20060101ALI20240729BHJP
B23K 31/00 20060101ALI20240729BHJP
【ＦＩ】
B23K9/095 515A
B23K9/10 Z
B25J19/02
B23K31/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023008859
(22)【出願日】2023-01-24
(71)【出願人】
【識別番号】520291168
【氏名又は名称】新東スマートエンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】鍋田 武志
(72)【発明者】
【氏名】森 一彦
(72)【発明者】
【氏名】石岡 秀昭
【テーマコード（参考）】
3C707
4E082
【Ｆターム（参考）】
3C707AS11
3C707BS10
3C707JU03
3C707KS01
3C707KS29
3C707KS37
3C707KT01
3C707KT05
3C707KV11
3C707KX07
3C707MS14
3C707MS15
4E082AA01
(57)【要約】
【課題】センサ装置の窓部材が汚れているか否かの判断を、発光素子の出力低下が生じているか否かの判断と区別して行える溶接ロボットを実現する。
【解決手段】溶接ロボット（１００）に設けられ、レーザ光を用いて溶接対象を検知するセンサ装置（３）であって、レーザ光を透過する窓部材（３１２）を有し、溶接ロボットが備える溶接トーチ（２）の側面に配置される筐体（３１）と、筐体の中から、窓部材を介して溶接対象（Ｗ）にレーザ光を照射する発光素子（３２）と、筐体の中の反射体（３１２）で反射したレーザ光の光路Ｌ２上、および窓部材に付着している散乱体によって散乱したレーザ光の光路上に配置され、受けたレーザ光の強度に応じた出力を行う光検出部（３４）と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】溶接ロボット（１００）に設けられ、レーザ光を用いて溶接対象を検知するセンサ装置（３）であって、レーザ光を透過する窓部材（３１２）を有し、溶接ロボットが備える溶接トーチ（２）の側面に配置される筐体（３１）と、筐体の中から、窓部材を介して溶接対象（Ｗ）にレーザ光を照射する発光素子（３２）と、筐体の中の反射体（３１２）で反射したレーザ光の光路Ｌ２上、および窓部材に付着している散乱体によって散乱したレーザ光の光路上に配置され、受けたレーザ光の強度に応じた出力を行う光検出部（３４）と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶接ロボットに設けられ、レーザ光を用いて溶接対象を検知するセンサ装置であって、
前記レーザ光を透過する窓部材を有し、前記溶接ロボットが備える溶接トーチの側面に配置される筐体と、
前記筐体の中から、前記窓部材を介して前記溶接対象に前記レーザ光を照射する発光素子と、
前記筐体の中に配置され、前記レーザ光の波長を含む波長帯域に属する光を検出する光検出部と、
を備えることを特徴とするセンサ装置。
前記レーザ光を透過する窓部材を有し、前記溶接ロボットが備える溶接トーチの側面に配置される筐体と、
前記筐体の中から、前記窓部材を介して前記溶接対象に前記レーザ光を照射する発光素子と、
前記筐体の中に配置され、前記レーザ光の波長を含む波長帯域に属する光を検出する光検出部と、
を備えることを特徴とするセンサ装置。
【請求項2】
前記光検出部は、前記筐体の中の反射体で反射したレーザ光の光路上に配置された単一の受光素子で構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項3】
前記光検出部は、
前記筐体の中の反射体で反射したレーザ光の光路上に配置された第一の受光素子と、
前記筐体の中の前記第一の受光素子とは異なる位置に配置された第二の受光素子と、
によって構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
前記筐体の中の反射体で反射したレーザ光の光路上に配置された第一の受光素子と、
前記筐体の中の前記第一の受光素子とは異なる位置に配置された第二の受光素子と、
によって構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項4】
前記筐体の中の反射体は、前記レーザ光の光路上に配置されたハーフミラー、または前記窓部材である、
ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のセンサ装置。
ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のセンサ装置。
【請求項5】
前記反射体は、前記窓部材であり、
前記光検出部の受光素子は、前記窓部材で反射したレーザ光の光路上に配置されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のセンサ装置。
前記光検出部の受光素子は、前記窓部材で反射したレーザ光の光路上に配置されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のセンサ装置。
【請求項6】
前記筐体は、前記窓部材を着脱することが可能に構成されている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ装置。
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項7】
前記窓部材および前記発光素子の交換直後の前記光検出部の出力である第一の初期出力に基づく第一閾値、または前記窓部材の交換直後の前記光検出部の出力である第二の初期出力に基づく第二閾値が更新されたことを契機として、
前記光検出部からの出力が前記第一閾値以下であるか否かを判断する処理と、
前記出力が前記第一閾値以下であると判断した場合に、前記発光素子が劣化している旨の第一信号を出力する処理と、
前記光検出部からの出力が前記第二閾値以上であるか否かを判断する処理と、
前記出力が前記第二閾値以上であると判断した場合に、前記窓部材が汚れている旨の第二信号を出力する処理と、
を実行するプロセッサを備える、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ装置。
前記光検出部からの出力が前記第一閾値以下であるか否かを判断する処理と、
前記出力が前記第一閾値以下であると判断した場合に、前記発光素子が劣化している旨の第一信号を出力する処理と、
前記光検出部からの出力が前記第二閾値以上であるか否かを判断する処理と、
前記出力が前記第二閾値以上であると判断した場合に、前記窓部材が汚れている旨の第二信号を出力する処理と、
を実行するプロセッサを備える、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項8】
前記光検出部は、前記レーザ光の波長を含む波長帯域に属する光を検知する受光素子で構成されている、
請求項１に記載のセンサ装置。
請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項9】
前記光検出部は、
受光素子と、
前記受光素子の受光面に設けられ、前記レーザ光の波長を含む波長帯域に属する光のみを透過させるフィルタと、
で構成されている、
請求項１に記載のセンサ装置。
受光素子と、
前記受光素子の受光面に設けられ、前記レーザ光の波長を含む波長帯域に属する光のみを透過させるフィルタと、
で構成されている、
請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項10】
前記発光素子を冷却する冷却部を備える、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ装置。
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項11】
前記冷却部は、ペルチェ素子または、ヒートシンクである、
ことを特徴とする請求項１０に記載のセンサ装置。
ことを特徴とする請求項１０に記載のセンサ装置。
【請求項12】
溶接トーチと、
請求項７に記載のセンサ装置と、
前記センサ装置のプロセッサが出力した信号に応じた報知を行う報知部と、
を備えることを特徴とする溶接ロボット。
請求項７に記載のセンサ装置と、
前記センサ装置のプロセッサが出力した信号に応じた報知を行う報知部と、
を備えることを特徴とする溶接ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はセンサ装置および溶接ロボットに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、特許文献１に記載されたような溶接ロボットの制御装置が知られている。この制御装置は、測距センサを固定面から一定の距離に配置するとともに測距センサから一定の出力でレーザを筐体の外のワークへ照射し、ワークで反射したレーザの受光量を測定する測定手段と、測定される受光量と所定の基準量との比較結果に基づいて、保護部材の交換を促す信号を出力するか否かの判定を行う判定手段と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００７－２３７３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のような従来技術は、筐体の外から入射しようとするレーザが汚れで遮られた、すなわち測定されたレーザの受光量が減少したことを以て、保護部材が汚れたと判断する。一方、レーザの受光量の減少は、測距センサ（発光素子）の劣化によって生じる場合もある。しかしながら、従来技術は、測距センサの劣化によるレーザ強度の低下も、保護部材の汚れによるものと判断することしかできなかった。
本発明の一態様は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、センサ装置の窓部材が汚れているか否かの判断を、発光素子の出力低下が生じているか否かの判断と区別して行える溶接ロボットを実現することにある。
本発明の一態様は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、センサ装置の窓部材が汚れているか否かの判断を、発光素子の出力低下が生じているか否かの判断と区別して行える溶接ロボットを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るセンサ装置は、溶接ロボットに設けられ、レーザ光を用いて溶接対象を検知するセンサ装置であって、前記レーザ光を透過する窓部材を有し、前記溶接ロボットが備える溶接トーチの側面に配置される筐体と、前記筐体の中から、前記窓部材を介して前記溶接対象に前記レーザ光を照射する発光素子と、前記筐体の中に配置され、当該筐体の中で反射して入射したレーザ光の強度に応じた出力を行う光検出部と、を備える。
【0006】
また、上記の課題を解決するために、本発明の他の態様に係る溶接ロボットは、溶接トーチと、上記センサ装置と、前記センサ装置のプロセッサが出力した信号に応じた報知を行う報知部と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明の各態様によれば、溶接ロボットが、センサ装置の窓部材が汚れているか否かの判断を、発光素子の出力低下が生じているか否かの判断と区別して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第一実施形態に係る溶接ロボットの一例を示すブロック図である。
【図2】同ロボットが備えるセンサ装置の一例を示す側面図である。
【図4】同装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図5】同装置のプロセッサが実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図6】同装置のプロセッサが実行する処理の他の例を示すフローチャートである。
【図7】本発明の第二実施形態に係る溶接ロボットが備えるセンサ装置の一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
＜第一実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第一実施形態について詳細に説明する。なお、図中の括弧書きの符号は、後述する第二実施形態のものである。
以下、図面を参照して、本発明の第一実施形態について詳細に説明する。なお、図中の括弧書きの符号は、後述する第二実施形態のものである。
【0010】
［溶接ロボットの概要］
図１に示したように、溶接ロボット１００は、マニピュレータ１００ａと、コントローラ１００ｂと、を備える。なお、溶接ロボット１００は、プログラミングペンダントを更に備えていてもよい。プログラミングペンダントは、ユーザによりマニピュレータ１００ａに動きを覚えさせるための入力装置である。
図１に示したように、溶接ロボット１００は、マニピュレータ１００ａと、コントローラ１００ｂと、を備える。なお、溶接ロボット１００は、プログラミングペンダントを更に備えていてもよい。プログラミングペンダントは、ユーザによりマニピュレータ１００ａに動きを覚えさせるための入力装置である。
【0011】
｛コントローラ｝
コントローラ１００ｂは、マニピュレータ１００ａを制御する装置である。コントローラ１００ｂは、インターフェース４と、メモリ５と、報知部６と、プロセッサ７と、を備える。
コントローラ１００ｂは、マニピュレータ１００ａを制御する装置である。コントローラ１００ｂは、インターフェース４と、メモリ５と、報知部６と、プロセッサ７と、を備える。
【0012】
インターフェース４は、マニピュレータ１００ａと通信をする。メモリ５は、マニピュレータ１００ａの動作データを記憶している。
【0013】
報知部６は、表示装置、ランプ、スピーカ等で構成されている。なお、報知部６は、後述するセンサ装置３が備えていてもよいし、センサ装置３と通信する図示しない端末装置等が備えていてもよい。この場合、コントローラ１００ｂは、報知部６を備えていなくてもよい。
【0014】
プロセッサ７は、メモリ５に記憶されている動作データに基づいて、マニピュレータ１００ａを動作させる（動作データに基づく制御信号を、インターフェース４を介してマニピュレータ１００ａへ送信する）。また、プロセッサ７は、マニピュレータ１００ａからインターフェース４を介して信号を取得した場合に、報知部６を制御する。これにより、報知部６は、センサ装置３のプロセッサ３６４が出力した信号に応じた報知を行う。この報知の詳細については後述する。
【0015】
｛マニピュレータ｝
マニピュレータ１００ａは、アーム１と、溶接トーチ２と、センサ装置３と、を備える。アーム１および溶接トーチ２は、従来公知のもので構成することができる。マニピュレータ１００ａは、溶接トーチ２の種類が変更されることで、様々な種類の溶接（例えば、アーク溶接、ガス溶接等）に対応することができる。
マニピュレータ１００ａは、アーム１と、溶接トーチ２と、センサ装置３と、を備える。アーム１および溶接トーチ２は、従来公知のもので構成することができる。マニピュレータ１００ａは、溶接トーチ２の種類が変更されることで、様々な種類の溶接（例えば、アーク溶接、ガス溶接等）に対応することができる。
【0016】
センサ装置３は、溶接ロボット１００に設けられ、レーザ光を用いて溶接対象Ｗを検知するものである。このセンサ装置３の詳細については、次段落以降で説明する。
【0017】
［センサ装置の詳細］
図２に示したように、センサ装置３は、筐体３１と、発光素子３２と、カメラ３３と、光検出部３４と、を備える。また、図３に示したように、センサ装置３は、冷却部３５を更に備える。また、図４に示したように、センサ装置３は、制御基板３６と、電源回路３７と、を更に備える。
図２に示したように、センサ装置３は、筐体３１と、発光素子３２と、カメラ３３と、光検出部３４と、を備える。また、図３に示したように、センサ装置３は、冷却部３５を更に備える。また、図４に示したように、センサ装置３は、制御基板３６と、電源回路３７と、を更に備える。
【0018】
｛筐体｝
図２に示したように、筐体３１は、溶接トーチ２の側面に配置される。より具体的には、筐体３１は、溶接トーチ２の側面における、溶接を行うときの当該溶接トーチ２の移動方向（図２における左方向：以下、溶接方向）側に配置される。なお、筐体３１は、溶接トーチ２の側面に位置するのであれば、その取り付け箇所は特に限定されない。例えば、溶接トーチ２に直接取り付けられていてもよいし、アーム１から延びる取り付け部材を介して取り付けられていてもよい。また、本実施形態に係る筐体３１は、本体３１１と、窓部材３１２と、ミラー３１３と、を有する。
図２に示したように、筐体３１は、溶接トーチ２の側面に配置される。より具体的には、筐体３１は、溶接トーチ２の側面における、溶接を行うときの当該溶接トーチ２の移動方向（図２における左方向：以下、溶接方向）側に配置される。なお、筐体３１は、溶接トーチ２の側面に位置するのであれば、その取り付け箇所は特に限定されない。例えば、溶接トーチ２に直接取り付けられていてもよいし、アーム１から延びる取り付け部材を介して取り付けられていてもよい。また、本実施形態に係る筐体３１は、本体３１１と、窓部材３１２と、ミラー３１３と、を有する。
【0019】
本体３１１は、箱状をなしている。本実施形態に係る本体３１１は、溶接方向を向く面３１１ａが、溶接トーチ２の先端部から基端部へ向かう方向（図２における上方向：以下、トーチ基端方向）に進むほど溶接トーチ２に近づくように傾斜している。すなわち、本体３１１は、溶接方向を向く面３１１ａが溶接トーチ２の延長方向と並行である場合に比べ、小型化されている。また、本実施形態に係る本体３１１は、溶接トーチ２における基端部から先端部へ向かう方向（図２における下方向：以下、トーチ先端方向）を向く面に開口３１１ｂが形成されている。
【0020】
窓部材３１２は、レーザ光を透過する部材である。本実施形態に係る窓部材３１２は、ガラス等の透明、または半透明の材料で板状に形成されている。窓部材３１２は、本体３１１の開口３１１ｂに、当該開口３１１ｂを塞ぐように取り付けられる。窓部材３１２の本体３１１への取り付け方には、例えば、開口３１１ｂへの勘合、開口３１１ｂの周囲に設けられた図示しない係合部への係合、固定具（ビス等）による固定等が含まれる。すなわち、筐体３１は、窓部材３１２を着脱することが可能に構成されている。これにより、窓部材３１２が汚れて溶接ロボット１００の稼働が困難になってしまった場合、当該窓部材３１２を取り外して新しい窓部材３１２に交換するだけで稼働を再開することができる。このため、溶接ロボット１００の稼働停止時間を短縮し、作業効率を上げることができるようになる。
【0021】
ミラー３１３は、本体３１１の内側であって、開口３１１ｂを形成する本体３１１の縁部における溶接方向側の部位に、反射面が溶接方向と反対方向（図２における右方向：以下、逆溶接方向）を向くように設けられている。また、ミラー３１３は、後述する発光素子３２が発するレーザ光の光路Ｌ１上に位置する。
【0022】
｛発光素子｝
発光素子３２は、筐体３１の中から、窓部材３１２を介して溶接対象Ｗにレーザ光を照射する。本実施形態に係る発光素子３２は、ミラー３１３よりもトーチ基端方向側かつ逆溶接方向側から、ミラー３１３の反射面に向けてレーザ光を照射する。発光素子３２から発せられたレーザ光は、光路Ｌ１上を進み、ミラー３１３で反射する。その後、レーザ光は、光路Ｌ２上を進み、溶接対象Ｗの表面における溶接トーチ２よりも溶接方向側の領域を照射する。なお、発光素子３２は、発したレーザ光が初めから光路Ｌ２上を通るように配置されていてもよい。その場合、筐体３１は、ミラー３１３を備えていなくてもよい。
発光素子３２は、筐体３１の中から、窓部材３１２を介して溶接対象Ｗにレーザ光を照射する。本実施形態に係る発光素子３２は、ミラー３１３よりもトーチ基端方向側かつ逆溶接方向側から、ミラー３１３の反射面に向けてレーザ光を照射する。発光素子３２から発せられたレーザ光は、光路Ｌ１上を進み、ミラー３１３で反射する。その後、レーザ光は、光路Ｌ２上を進み、溶接対象Ｗの表面における溶接トーチ２よりも溶接方向側の領域を照射する。なお、発光素子３２は、発したレーザ光が初めから光路Ｌ２上を通るように配置されていてもよい。その場合、筐体３１は、ミラー３１３を備えていなくてもよい。
【0023】
｛カメラ｝
カメラ３３は、レンズ３３ａと、撮像素子３３ｂと、を備える。そして、カメラ３３は、溶接対象Ｗの所定範囲を撮影する。所定範囲は、レーザ光が溶接対象Ｗに当たる、水平かつ溶接方向と直交する方向（図２における紙面と直交する方向）に延びる直線状の領域を含む。撮像素子３３ｂは、溶接対象で反射して筐体３１の中に戻ってきたレーザ光に応じた画像データを生成する。
カメラ３３は、レンズ３３ａと、撮像素子３３ｂと、を備える。そして、カメラ３３は、溶接対象Ｗの所定範囲を撮影する。所定範囲は、レーザ光が溶接対象Ｗに当たる、水平かつ溶接方向と直交する方向（図２における紙面と直交する方向）に延びる直線状の領域を含む。撮像素子３３ｂは、溶接対象で反射して筐体３１の中に戻ってきたレーザ光に応じた画像データを生成する。
【0024】
｛光検出部｝
光検出部３４は、筐体３１の中に配置されている。そして、光検出部３４は、前記レーザ光の波長を含む波長帯域に属する光を検出する。レーザ光の波長を含む波長帯域は、例えばレーザ光の波長－１０ｎｍ～レーザ光の波長＋１０ｎｍの帯域である。図４に示したように、本実施形態に係る光検出部３４は、単一の受光素子３４ａと、Ａ／Ｄコンバータ３４ｂと、で構成されている。本実施形態に係る光検出部３４は、検知する光の波長を限定しない受光素子３４ａと、レーザ光の波長を含む波長帯域に属する光のみを透過させる図示しないフィルタと、で構成されたものであってもよい。また、本実施形態に係る光検出部３４は、レーザ光の波長を含む波長帯域に属する光のみを検知する受光素子３４ａで構成されていてもよい。フィルタを用いる場合、フィルタは、筐体３１の内側に、窓部材３１２と重なるように設けられていても（レーザ光以外の光が筐体３１内に入ってこないようになっていても）よいし、受光素子３４ａの受光面に設けられていてもよい。
光検出部３４は、筐体３１の中に配置されている。そして、光検出部３４は、前記レーザ光の波長を含む波長帯域に属する光を検出する。レーザ光の波長を含む波長帯域は、例えばレーザ光の波長－１０ｎｍ～レーザ光の波長＋１０ｎｍの帯域である。図４に示したように、本実施形態に係る光検出部３４は、単一の受光素子３４ａと、Ａ／Ｄコンバータ３４ｂと、で構成されている。本実施形態に係る光検出部３４は、検知する光の波長を限定しない受光素子３４ａと、レーザ光の波長を含む波長帯域に属する光のみを透過させる図示しないフィルタと、で構成されたものであってもよい。また、本実施形態に係る光検出部３４は、レーザ光の波長を含む波長帯域に属する光のみを検知する受光素子３４ａで構成されていてもよい。フィルタを用いる場合、フィルタは、筐体３１の内側に、窓部材３１２と重なるように設けられていても（レーザ光以外の光が筐体３１内に入ってこないようになっていても）よいし、受光素子３４ａの受光面に設けられていてもよい。
【0025】
本実施形態に係る受光素子３４ａは、窓部材３１２で反射したレーザ光の光路Ｌ３上に配置されている。すなわち、本実施形態に係る反射体は、窓部材３１２の内面である。そして、受光素子３４ａは、受けたレーザ光の強度に応じた電圧を出力する。これにより、発光素子３２と窓部材３１２との間に、レーザ光を分岐させる手段（ハーフミラー等）を設ける必要が無い。このため、センサ装置３を製造する際に部品点数および製造コストを削減することができる。また、部品点数が少なくなることで、筐体３１を小さくすることができる。また、窓部材３１２には、使用が進むにつれて散乱体が付着してくる。散乱体は、汚れ（スパッタ、ヒューム等）である。そして、レーザ光は、散乱体で散乱させられ、筐体３１内全体に拡散する。このため、散乱したレーザ光の一部は、受光素子３４ａにも届く。すなわち、受光素子３４ａは、窓部材３１２の内面で反射したレーザ光の光路Ｌ３上、かつ窓部材３１２に付着している散乱体によって散乱したレーザ光が入射可能な位置に配置されていることになる。Ａ／Ｄコンバータ３４ｂは、受光素子３４ａが出力した電圧の大きさを数値化する。数値化された電圧の大きさ（光検出部３４の出力）は、制御基板３６の後述する二次メモリ３６３に格納される。
【0026】
このように、光検出部３４を単一の受光素子３４ａで構成することにより、センサ装置３を製造する際に部品点数および製造コストを削減することができる。また、部品点数が少なくなることで、筐体３１を小さくすることができる。その結果、センサ装置３を、溶接トーチ２の動きを邪魔しにくいものとすることができる。また、受光素子３４ａに接続されるプロセッサ３６４は、窓部材３１２が汚れているか否かの判別と、発光素子３２の出力低下が生じているか否かの判別を、まとめて実行することができるようになる。このため、プロセッサ３６４の処理負担を低減することもできるようになる。
【0027】
｛冷却部｝
冷却部３５は、発光素子３２、カメラ３３の撮像素子３３ｂおよび光検出部３４の受光素子３４ａの少なくともいずれか（以下、冷却対象）を冷却する。本実施形態に係る冷却部３５は、ペルチェ素子、またはヒートシンクによって構成されている。図３に示したように、本実施形態に係る冷却部３５は、冷却対象の支持部材３８（例えば、冷却対象が実装される基板等）を挟んで冷却対象と接している。なお、冷却部３５は、冷却対象と直接接していてもよい。
冷却部３５は、発光素子３２、カメラ３３の撮像素子３３ｂおよび光検出部３４の受光素子３４ａの少なくともいずれか（以下、冷却対象）を冷却する。本実施形態に係る冷却部３５は、ペルチェ素子、またはヒートシンクによって構成されている。図３に示したように、本実施形態に係る冷却部３５は、冷却対象の支持部材３８（例えば、冷却対象が実装される基板等）を挟んで冷却対象と接している。なお、冷却部３５は、冷却対象と直接接していてもよい。
【0028】
このように、冷却部３５が冷却対象を冷却することにより、冷却対象の温度が低い状態が保たれるため、冷却対象が劣化しにくくなる。すなわち、冷却対象の寿命が延び、冷却対象の機能低下（発光素子３２の出力低下、受光素子の検出能力低下、撮像素子の画像生成能力低下）が起こりにくくなる。特に、冷却対象が発光素子３２の場合、発光素子３２の出力低下と窓部材３１２の汚れが同時に起こることが少なくなる。その結果、発光素子３２の出力低下と窓部材３１２の汚れが同時に起こり、光検出部３４の出力に変化が生じず、判別できなくなるのを防ぐことができる。また、ペルチェ素子は薄く場所を取らない部品であるため、冷却部３５をペルチェ素子によって構成することにより、センサ装置３の大型化を防ぎつつ、発光素子３２を冷却することができる。また、ヒートシンクは電力を用いずに対象を冷却する部品であるため、冷却部３５をヒートシンクによって構成することにより、センサ装置３の消費電力の増加を防ぎつつ、発光素子３２を冷却することができる。
【0029】
｛電源回路｝
図４に示したように、電源回路３７は、図示しない外部電源から供給された電力を、センサ装置３の各部３２～３６に応じた電圧に調節して各部３２～３６に供給する。
図４に示したように、電源回路３７は、図示しない外部電源から供給された電力を、センサ装置３の各部３２～３６に応じた電圧に調節して各部３２～３６に供給する。
【0030】
｛制御基板｝
制御基板３６は、入出力インターフェース（以下、入出力ＩＦ３６１）と、一次メモリ３６２と、二次メモリ３６３と、プロセッサ３６４と、を備える。これらは、バス３６５を介して電気的に接続されている。
制御基板３６は、入出力インターフェース（以下、入出力ＩＦ３６１）と、一次メモリ３６２と、二次メモリ３６３と、プロセッサ３６４と、を備える。これらは、バス３６５を介して電気的に接続されている。
【0031】
〔入出力ＩＦ〕
入出力ＩＦ３６１は、カメラ３３および光検出部３４と、プロセッサ３６４と、を接続する。
入出力ＩＦ３６１は、カメラ３３および光検出部３４と、プロセッサ３６４と、を接続する。
【0032】
〔メモリ〕
一次メモリ３６２は、センサ装置３を動作させるためのプログラムを記憶している。二次メモリ３６３は、光検出部３４の出力を記憶できるよう構成されている。
一次メモリ３６２は、センサ装置３を動作させるためのプログラムを記憶している。二次メモリ３６３は、光検出部３４の出力を記憶できるよう構成されている。
【0033】
〔プロセッサ〕
プロセッサ３６４は、溶接を行う（溶接トーチ２が動作する）際に発光素子３２がレーザ光を発するよう、電源回路３７を制御する。また、冷却部３５がペルチェ素子により構成されている場合、プロセッサ３６４は、溶接を行う際に冷却部３５（ペルチェ素子）に電力を供給するよう、電源回路３７を制御する。
プロセッサ３６４は、溶接を行う（溶接トーチ２が動作する）際に発光素子３２がレーザ光を発するよう、電源回路３７を制御する。また、冷却部３５がペルチェ素子により構成されている場合、プロセッサ３６４は、溶接を行う際に冷却部３５（ペルチェ素子）に電力を供給するよう、電源回路３７を制御する。
【0034】
また、プロセッサ３６４は、メモリ３６２に記憶されたプログラムに従って、自己診断処理を実行する。図５に示したように、この自己診断処理の中で、プロセッサ３６４は、取得処理Ｓ１と、第一判断処理Ｓ２と、第一出力処理Ｓ３と、第二判断処理Ｓ４と、第二出力処理Ｓ５と、第三判断処理Ｓ６と、を実行する。
【0035】
（取得処理）
初めの取得処理Ｓ１で、プロセッサ３６４は、二次メモリ３６３から、数値化された光検出部３４の出力を取得する。なお、プロセッサ３６４は、光検出部３４から出力を直接取得してもよい。
初めの取得処理Ｓ１で、プロセッサ３６４は、二次メモリ３６３から、数値化された光検出部３４の出力を取得する。なお、プロセッサ３６４は、光検出部３４から出力を直接取得してもよい。
【0036】
（第一判断処理）
光検出部３４からの出力を取得した後は、第一判断処理Ｓ２に移る。第一判断処理Ｓ２で、プロセッサ３６４は、光検出部３４からの出力が第一閾値以下であるか否かを判断する。第一閾値は、センサ装置３の製造直後、または発光素子３２および窓部材３１２の交換直後の光検出部３４の第一の初期出力に基づく閾値である。本実施形態に係る第一閾値は、第一の初期出力を数値化したものをｎ％（例えばｎ＝９０）まで小さくした数値である。この第一閾値は、発光素子３２および窓部材３１２が交換された後、プロセッサ３６４が所定処理を実行することにより更新される。なお、この第一判断処理Ｓ２で、プロセッサ３６４は、第一の初期出力に対する光検出部３４からの出力の割合を算出し、その値がｎ％以下であるか否かを判断してもよい。また、第一判断処理Ｓ２で、プロセッサ３６４は、第一閾値を用いずに、光検出部３４からの出力を、所定時間（例えば数秒）前の光検出部３４からの出力と比較し、変化の速さが所定以上であるか否かを判断してもよい。これは、一般的に、発光素子３２の劣化が、窓部材３１２の汚れの進行よりも急激に起こるという知見を利用したものである。
光検出部３４からの出力を取得した後は、第一判断処理Ｓ２に移る。第一判断処理Ｓ２で、プロセッサ３６４は、光検出部３４からの出力が第一閾値以下であるか否かを判断する。第一閾値は、センサ装置３の製造直後、または発光素子３２および窓部材３１２の交換直後の光検出部３４の第一の初期出力に基づく閾値である。本実施形態に係る第一閾値は、第一の初期出力を数値化したものをｎ％（例えばｎ＝９０）まで小さくした数値である。この第一閾値は、発光素子３２および窓部材３１２が交換された後、プロセッサ３６４が所定処理を実行することにより更新される。なお、この第一判断処理Ｓ２で、プロセッサ３６４は、第一の初期出力に対する光検出部３４からの出力の割合を算出し、その値がｎ％以下であるか否かを判断してもよい。また、第一判断処理Ｓ２で、プロセッサ３６４は、第一閾値を用いずに、光検出部３４からの出力を、所定時間（例えば数秒）前の光検出部３４からの出力と比較し、変化の速さが所定以上であるか否かを判断してもよい。これは、一般的に、発光素子３２の劣化が、窓部材３１２の汚れの進行よりも急激に起こるという知見を利用したものである。
【0037】
（第一出力処理）
第一判断処理Ｓ２で出力が第一閾値以下であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）に、プロセッサ３６４は第一出力処理Ｓ３を実行する。第一出力処理Ｓ３で、プロセッサ３６４は、第一信号を出力する。第一信号は、発光素子３２が劣化している旨の信号である。本実施形態に係る第一出力処理では、プロセッサ３６４は、第一信号を、入出力ＩＦ３６１を介してコントローラ１００ｂへ出力する。第一信号を出力した後、プロセッサ３６４は、取得処理Ｓ１の実行に戻る。
第一判断処理Ｓ２で出力が第一閾値以下であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）に、プロセッサ３６４は第一出力処理Ｓ３を実行する。第一出力処理Ｓ３で、プロセッサ３６４は、第一信号を出力する。第一信号は、発光素子３２が劣化している旨の信号である。本実施形態に係る第一出力処理では、プロセッサ３６４は、第一信号を、入出力ＩＦ３６１を介してコントローラ１００ｂへ出力する。第一信号を出力した後、プロセッサ３６４は、取得処理Ｓ１の実行に戻る。
【0038】
第一信号を受け取ったコントローラ１００ｂのプロセッサ７は、第一信号に応じた報知を行う。報知部６が表示装置で構成されている場合、プロセッサ７は、発光素子３２が劣化している旨の文字や画像を表示装置に表示させる。報知部６がランプで構成されている場合、プロセッサ７は、発光素子３２の劣化に対応する態様でランプを点灯させる。報知部６がスピーカで構成されている場合、プロセッサ７は、発光素子３２が劣化している旨の音声をスピーカに出力させる。
【0039】
（第二判断処理）
第一判断処理Ｓ２で出力が第一閾値以下ではないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）に、プロセッサ３６４は第二判断処理Ｓ４を実行する。第二判断処理Ｓ４で、プロセッサ３６４は、光検出部３４からの出力が所定の第二閾値以上であるか否かを判断する。第二閾値は、窓部材３１２の交換直後の光検出部３４の第二の初期出力に基づく閾値である。本実施形態に係る第二閾値は、第二の初期出力を数値化したものをｍ％（例えばｎ＝１０）割り増しした数値である。この第二閾値は、窓部材３１２が交換された後、プロセッサ６４が所定処理を実行することにより更新される。なお、この第二判断処理Ｓ４で、プロセッサ３６４は、第二の初期出力に対する光検出部３４からの出力の割合を算出し、その値が１００＋ｍ％以上であるか否かを判断してもよい。
第一判断処理Ｓ２で出力が第一閾値以下ではないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）に、プロセッサ３６４は第二判断処理Ｓ４を実行する。第二判断処理Ｓ４で、プロセッサ３６４は、光検出部３４からの出力が所定の第二閾値以上であるか否かを判断する。第二閾値は、窓部材３１２の交換直後の光検出部３４の第二の初期出力に基づく閾値である。本実施形態に係る第二閾値は、第二の初期出力を数値化したものをｍ％（例えばｎ＝１０）割り増しした数値である。この第二閾値は、窓部材３１２が交換された後、プロセッサ６４が所定処理を実行することにより更新される。なお、この第二判断処理Ｓ４で、プロセッサ３６４は、第二の初期出力に対する光検出部３４からの出力の割合を算出し、その値が１００＋ｍ％以上であるか否かを判断してもよい。
【0040】
（第二出力処理）
第二判断処理Ｓ４で出力が第二閾値以上であると判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）に、プロセッサ３６４は第二出力処理Ｓ５を実行する。第二出力処理Ｓ５で、プロセッサ３６４は、第二信号を出力する。第二信号は、窓部材３１２が汚れている旨の信号である。本実施形態に係る第一出力処理では、プロセッサ３６４は、第一信号を、入出力ＩＦ３６１を介してコントローラ１００ｂへ出力する。第二信号を出力した後、プロセッサ３６４は、取得処理Ｓ１の実行に戻る。
第二判断処理Ｓ４で出力が第二閾値以上であると判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）に、プロセッサ３６４は第二出力処理Ｓ５を実行する。第二出力処理Ｓ５で、プロセッサ３６４は、第二信号を出力する。第二信号は、窓部材３１２が汚れている旨の信号である。本実施形態に係る第一出力処理では、プロセッサ３６４は、第一信号を、入出力ＩＦ３６１を介してコントローラ１００ｂへ出力する。第二信号を出力した後、プロセッサ３６４は、取得処理Ｓ１の実行に戻る。
【0041】
第二信号を受け取ったコントローラ１００ｂのプロセッサ７は、第二信号に応じた報知を行う。報知部６が表示装置で構成されている場合、プロセッサ７は、窓部材３１２が汚れている旨の文字や画像を表示装置に表示させる。報知部６がランプで構成されている場合、プロセッサ７は、窓部材３１２の汚れに対応する態様でランプを点灯させる。報知部６がスピーカで構成されている場合、プロセッサ７は、窓部材３１２が汚れている旨の音声をスピーカに出力させる。なお、プロセッサ３６４は、第二出力処理Ｓ５および上記第二判断処理Ｓ４を、第一判断処理Ｓ２の前に、または第一判断処理Ｓ２の実行と並行して実行してもよい。
【0042】
（第三判断処理）
第二判断処理Ｓ４で出力が第二閾値以上ではないと判断した場合（Ｓ４：ＮＯ）に、プロセッサ３６４は第三判断処理Ｓ６を実行する。第三判断処理Ｓ６で、プロセッサ３６４は、監視終了条件が成立したか否かを判断する。監視終了条件には、例えば、ユーザにより所定の監視終了操作がなされたこと、コントローラ１００ｂから溶接終了の旨の情報を取得したこと等が含まれる。ここで、監視終了条件が成立していないと判断した場合（Ｓ６：ＮＯ）、プロセッサ３６４は、取得処理Ｓ１の実行に戻る。一方、監視終了条件が成立したと判断した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、プロセッサ３６４は、自己診断処理を終了する。なお、プロセッサ３６４は、電力の供給を受けている間、常に上記Ｓ１～Ｓ５の処理を繰り返し実行してもよい。その場合、プロセッサ３６４は、この第三判断処理を実行しなくてもよい。
第二判断処理Ｓ４で出力が第二閾値以上ではないと判断した場合（Ｓ４：ＮＯ）に、プロセッサ３６４は第三判断処理Ｓ６を実行する。第三判断処理Ｓ６で、プロセッサ３６４は、監視終了条件が成立したか否かを判断する。監視終了条件には、例えば、ユーザにより所定の監視終了操作がなされたこと、コントローラ１００ｂから溶接終了の旨の情報を取得したこと等が含まれる。ここで、監視終了条件が成立していないと判断した場合（Ｓ６：ＮＯ）、プロセッサ３６４は、取得処理Ｓ１の実行に戻る。一方、監視終了条件が成立したと判断した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、プロセッサ３６４は、自己診断処理を終了する。なお、プロセッサ３６４は、電力の供給を受けている間、常に上記Ｓ１～Ｓ５の処理を繰り返し実行してもよい。その場合、プロセッサ３６４は、この第三判断処理を実行しなくてもよい。
【0043】
〔変形例〕
以上、比較的単純な流れの自己診断処理について説明してきたが、プロセッサ３６４は、図６に示したような、より複雑な自己診断処理を実行してもよい。本変形例に係る自己診断処理は、第一閾値または第二閾値が更新されたことを契機として実行される。本変形例に係る自己診断処理の中で、プロセッサ３６４は、上記自己診断処理と同様の取得処理Ｓ１、第一判断処理Ｓ２、第一出力処理Ｓ３、第二判断処理Ｓ４、および第二出力処理Ｓ５の他、レーザ照射処理Ｓ７と、第三判断処理Ｓ６Ａと、第四判断処理Ｓ８と、レーザ停止処理Ｓ９と、を実行する。
以上、比較的単純な流れの自己診断処理について説明してきたが、プロセッサ３６４は、図６に示したような、より複雑な自己診断処理を実行してもよい。本変形例に係る自己診断処理は、第一閾値または第二閾値が更新されたことを契機として実行される。本変形例に係る自己診断処理の中で、プロセッサ３６４は、上記自己診断処理と同様の取得処理Ｓ１、第一判断処理Ｓ２、第一出力処理Ｓ３、第二判断処理Ｓ４、および第二出力処理Ｓ５の他、レーザ照射処理Ｓ７と、第三判断処理Ｓ６Ａと、第四判断処理Ｓ８と、レーザ停止処理Ｓ９と、を実行する。
【0044】
（レーザ照射処理）
初めのレーザ照射処理Ｓ７で、プロセッサ３６４は、電源回路３７を制御して、発光素子３２に通電させる。これにより、発光素子３２がレーザ光を発する。
初めのレーザ照射処理Ｓ７で、プロセッサ３６４は、電源回路３７を制御して、発光素子３２に通電させる。これにより、発光素子３２がレーザ光を発する。
【0045】
（第三判断処理）
発光素子３２がレーザ光を発した後は、第三判断処理Ｓ６Ａに移る。第三判断処理Ｓ６Ａで、プロセッサ３６４は、監視終了条件が成立したか否かを判断する。監視終了条件は、前出の自己診断処理のものと同様である。ここで、監視終了条件が成立したと判断した場合（Ｓ６Ａ：ＹＥＳ）、プロセッサ３６４は、レーザ停止処理Ｓ９を実行して、自己診断処理を終了する。レーザ停止処理Ｓ９では、電源回路３７を制御して、発光素子３２への通電を停止させる。これにより、発光素子３２がレーザ光を発しなくなる。
発光素子３２がレーザ光を発した後は、第三判断処理Ｓ６Ａに移る。第三判断処理Ｓ６Ａで、プロセッサ３６４は、監視終了条件が成立したか否かを判断する。監視終了条件は、前出の自己診断処理のものと同様である。ここで、監視終了条件が成立したと判断した場合（Ｓ６Ａ：ＹＥＳ）、プロセッサ３６４は、レーザ停止処理Ｓ９を実行して、自己診断処理を終了する。レーザ停止処理Ｓ９では、電源回路３７を制御して、発光素子３２への通電を停止させる。これにより、発光素子３２がレーザ光を発しなくなる。
【0046】
（第四判断処理）
第三判断処理Ｓ６Ａで監視終了条件が成立していないと判断した場合（Ｓ６Ａ：ＮＯ）、プロセッサ３６４は、第四判断処理Ｓ８を実行する。第四判断処理Ｓ８で、プロセッサ３６４は、発光素子３２がレーザ光を発している状態であるか否かを判断する。ここで、発光素子３２がレーザ光を発している状態ではないと判断した場合（Ｓ８：ＮＯ）、プロセッサ３６４は、レーザ照射処理Ｓ７の実行に戻る。
第三判断処理Ｓ６Ａで監視終了条件が成立していないと判断した場合（Ｓ６Ａ：ＮＯ）、プロセッサ３６４は、第四判断処理Ｓ８を実行する。第四判断処理Ｓ８で、プロセッサ３６４は、発光素子３２がレーザ光を発している状態であるか否かを判断する。ここで、発光素子３２がレーザ光を発している状態ではないと判断した場合（Ｓ８：ＮＯ）、プロセッサ３６４は、レーザ照射処理Ｓ７の実行に戻る。
【0047】
一方、発光素子３２がレーザ光を発している状態であると判断した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、プロセッサ３６４は、前出の自己診断処理と同様の取得処理Ｓ１、第一判断処理Ｓ２、第一出力処理Ｓ３、第二判断処理Ｓ４、および第二出力処理Ｓ５を実行する。
【0048】
上述したように、本変形例に係る自己診断処理は、第一閾値または第二閾値が更新されたことを契機として実行される。すなわち、窓部材３１２および発光素子３２を交換した後、または窓部材３１２のみを交換した後に実行される。窓部材３１２および発光素子３２を交換した後の一定期間は、発光素子３２が劣化していない状態が続くため、第一判断処理Ｓ２において、光検出部３４からの出力が第一閾値以下であるとプロセッサ３６４が判断することは無い。一方、窓部材３１２は、通常、交換したての発光素子３２が劣化し始めるよりも前に散乱体の付着によって汚れ始める。このため、発光素子３２が劣化し始めるより前の時期に、第二判断処理Ｓ４において、光検出部３４からの出力が第二閾値以上であるとプロセッサ３６４が判断することになる。
【0049】
窓部材３１２のみを交換した後は、散乱体によって散乱したレーザ光が光検出部３４にほとんど入射しないため、光検出部３４からの出力は、ほぼ反射体で反射したレーザ光のみに基づいたものとなる。このため、発光素子３２が劣化していない場合は、第一判断処理Ｓ２において、光検出部３４からの出力が第一閾値以下であるとプロセッサ３６４が判断することは無い。一方、発光素子３２が劣化している場合は、第一判断処理Ｓ２において、光検出部３４からの出力が第一閾値以下であるとプロセッサ３６４が判断することになる。このように、本変形例にかかる自己診断処理は、開始条件が規定されているため、プロセッサ３６４が自己診断処理を実行している間に、発光素子３２の出力低下と窓部材３１２の汚れが同時に起こることがほぼ無くなる（発光素子３２の初期不良の場合等に限られる）。このため、窓部材３１２が汚れているか否かを、発光素子３２の出力低下が生じているか否かと、より確実に区別して判別することができるようになる。
【0050】
［作用効果］
以上説明してきたセンサ装置３は、使用を続けるうちに発光素子３２の劣化によりレーザ光の強度が低下してくると、反射体（窓部材３１２）で反射するレーザ光の強度も低下し、光検出部３４の出力が初期より小さくなる。一方、使用を続けるうちに窓部材３１２に散乱体（スパッタ、ヒューム等）が付着してくると、散乱体によって散乱するレーザ光が増大して筐体３１の中が初期より明るくなり、光検出部３４の出力が当初より大きくなる。このため、センサ装置３によれば、光検出部３４に接続されるコントローラ１００ｂのプロセッサ７が、光検出部３４の出力の初期値からの増加または減少により、窓部材３１２が汚れているか否かを、発光素子３２の出力低下が生じているか否かと区別して判別することができるようになる。
以上説明してきたセンサ装置３は、使用を続けるうちに発光素子３２の劣化によりレーザ光の強度が低下してくると、反射体（窓部材３１２）で反射するレーザ光の強度も低下し、光検出部３４の出力が初期より小さくなる。一方、使用を続けるうちに窓部材３１２に散乱体（スパッタ、ヒューム等）が付着してくると、散乱体によって散乱するレーザ光が増大して筐体３１の中が初期より明るくなり、光検出部３４の出力が当初より大きくなる。このため、センサ装置３によれば、光検出部３４に接続されるコントローラ１００ｂのプロセッサ７が、光検出部３４の出力の初期値からの増加または減少により、窓部材３１２が汚れているか否かを、発光素子３２の出力低下が生じているか否かと区別して判別することができるようになる。
【0051】
また、本実施形態に係るセンサ装置３は、各種処理を実行するプロセッサ３６４を備えている。このため、このセンサ装置３によれば、溶接ロボット１００の制御装置に新たな比較機能を追加することなく、発光素子３２の劣化や窓部材３１２の汚れを検知することができる。また、第一信号または第二信号が入力されたコントローラ１００ｂの報知部６は、第一信号または第二信号に応じた報知を行う。これにより、溶接ロボット１００のユーザは、発光素子３２の交換タイミングと、窓部材３１２の交換タイミングの両方を容易に認識することができる。
【0052】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記第一実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
次に、本発明の第二実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記第一実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0053】
図１に示したように、本実施形態に係る溶接ロボット１００Ａは、センサ装置３Ａの構成が上記第一実施形態に係るセンサ装置３と異なる。
【0054】
〔センサ装置〕
図４、７に示したように、センサ装置３Ａは、上記第一実施形態に係るセンサ装置３と同様の発光素子３２、カメラ３３、および冷却部３５の他、筐体３１Ａと、光検出部３４Ａと、制御基板３６Ａと、を備える。
図４、７に示したように、センサ装置３Ａは、上記第一実施形態に係るセンサ装置３と同様の発光素子３２、カメラ３３、および冷却部３５の他、筐体３１Ａと、光検出部３４Ａと、制御基板３６Ａと、を備える。
【0055】
｛筐体｝
筐体３１Ａは、上記第一実施形態に係る筐体３１と同様の本体３１１、窓部材３１２、およびミラー３１３の他、反射体３１４を備える。本実施形態に係る反射体３１４は、ハーフミラーである。ハーフミラー３１４は、レーザ光の光路Ｌ１上であって、発光素子３２とミラー３１３との間に配置されている。そして、ハーフミラー３１４は、発光素子３２からミラー３１３へ向かうレーザ光の一部を、光路Ｌ１と直交する方向へ反射する。
筐体３１Ａは、上記第一実施形態に係る筐体３１と同様の本体３１１、窓部材３１２、およびミラー３１３の他、反射体３１４を備える。本実施形態に係る反射体３１４は、ハーフミラーである。ハーフミラー３１４は、レーザ光の光路Ｌ１上であって、発光素子３２とミラー３１３との間に配置されている。そして、ハーフミラー３１４は、発光素子３２からミラー３１３へ向かうレーザ光の一部を、光路Ｌ１と直交する方向へ反射する。
【0056】
｛光検出部｝
図４、７に示したように、本実施形態に係る光検出部３４Ａは、第一の受光素子３４ｃと、第一のＡ／Ｄコンバータ３４ｄと、第二の受光素子３４ｅと、第二のＡ／Ｄコンバータ３４ｆと、によって構成されている。
図４、７に示したように、本実施形態に係る光検出部３４Ａは、第一の受光素子３４ｃと、第一のＡ／Ｄコンバータ３４ｄと、第二の受光素子３４ｅと、第二のＡ／Ｄコンバータ３４ｆと、によって構成されている。
【0057】
第一の受光素子３４ｃは、筐体３１の中のハーフミラー３１４（反射体）で反射したレーザ光の光路Ｌ４上に配置されている。そして、第一の受光素子３４ｃは、受けたレーザ光の強度に応じた電圧を出力する。本実施形態に係る受光素子３４ｃは、上記第一実施形態に係る受光素子３４ａと同様、発光素子３２が発したレーザ光のみの強度を電圧に変換して出力するよう構成されている。第一のＡ／Ｄコンバータ３４ｄは、第一の受光素子３４ｃが出力した電圧の大きさを数値化する。
【0058】
第二の受光素子３４ｅは、筐体３１の中の第一の受光素子３４ｃとは異なる位置に配置されている。そして、第二の受光素子３４ｅは、受けたレーザ光の強度に応じた電圧を出力する。本実施形態に係る受光素子３４ｅは、上記第一実施形態に係る受光素子３４ａと同様、発光素子３２が発したレーザ光のみの強度を電圧に変換して出力するよう構成されている。散乱したレーザ光は、筐体３１Ａの中の広範囲に拡散する。このため、第二の受光素子３４ｅの設置個所は、筐体３１Ａの任意の箇所とすることができる。
【0059】
｛制御基板｝
制御基板３６Ａは、一次メモリ３６２Ａに記憶されているプログラムの内容が、第一実施形態に係るプログラムと異なる。
制御基板３６Ａは、一次メモリ３６２Ａに記憶されているプログラムの内容が、第一実施形態に係るプログラムと異なる。
【0060】
〔プロセッサ〕
プロセッサ３６４は、メモリ３６２Ａに記憶されたプログラムに従って、自己診断処理を実行する。図５、６に示したように、この自己診断処理の中で、プロセッサ３６４は、第一実施形態に係る自己診断処理と同様の第一出力処理Ｓ３、第二出力処理Ｓ５、および第三判断処理Ｓ６の他、取得処理Ｓ１Ａと、第二取得処理Ｓ１Ｂと、第一判断処理Ｓ２Ａと、第二判断処理Ｓ４Ａと、を実行する。
プロセッサ３６４は、メモリ３６２Ａに記憶されたプログラムに従って、自己診断処理を実行する。図５、６に示したように、この自己診断処理の中で、プロセッサ３６４は、第一実施形態に係る自己診断処理と同様の第一出力処理Ｓ３、第二出力処理Ｓ５、および第三判断処理Ｓ６の他、取得処理Ｓ１Ａと、第二取得処理Ｓ１Ｂと、第一判断処理Ｓ２Ａと、第二判断処理Ｓ４Ａと、を実行する。
【0061】
（取得処理）
取得処理Ｓ１Ａで、プロセッサ３６４は、数値化された第一の受光素子３４ｃからの出力（第一のＡ／Ｄコンバータ３４ｄの出力）を取得する。
取得処理Ｓ１Ａで、プロセッサ３６４は、数値化された第一の受光素子３４ｃからの出力（第一のＡ／Ｄコンバータ３４ｄの出力）を取得する。
【0062】
（第二取得処理）
第二取得処理Ｓ１Ｂで、プロセッサ３６４は、数値化された第二の受光素子３４ｅからの出力（第二のＡ／Ｄコンバータ３４ｆの出力）を取得する。なお、プロセッサ３６４は、第二取得処理Ｓ１Ｂを、取得処理Ｓ１Ａの前に、または取得処理Ｓ１Ａの実行と並行して実行してもよい。
第二取得処理Ｓ１Ｂで、プロセッサ３６４は、数値化された第二の受光素子３４ｅからの出力（第二のＡ／Ｄコンバータ３４ｆの出力）を取得する。なお、プロセッサ３６４は、第二取得処理Ｓ１Ｂを、取得処理Ｓ１Ａの前に、または取得処理Ｓ１Ａの実行と並行して実行してもよい。
【0063】
（第一判断処理）
第一判断処理Ｓ２Ａで、プロセッサ３６４は、第一の受光素子３４ｃからの出力が第一閾値以下であるか否かを判断する。
第一判断処理Ｓ２Ａで、プロセッサ３６４は、第一の受光素子３４ｃからの出力が第一閾値以下であるか否かを判断する。
【0064】
（第二判断処理）
第二判断処理Ｓ４Ａで、プロセッサ３６４は、第二の受光素子３４ｅからの出力が第二閾値以上であるか否かを判断する。
第二判断処理Ｓ４Ａで、プロセッサ３６４は、第二の受光素子３４ｅからの出力が第二閾値以上であるか否かを判断する。
【0065】
［作用効果］
以上説明してきたセンサ装置３Ａによれば、第一実施形態に係るセンサ装置３と同様に、光検出部３４Ａに接続されるコントローラ１００ｂのプロセッサ７が、光検出部３４の出力の初期値からの増加または減少により、窓部材３１２が汚れているか否かを、発光素子３２の出力低下が生じているか否かと区別して判別することができるようになる。
以上説明してきたセンサ装置３Ａによれば、第一実施形態に係るセンサ装置３と同様に、光検出部３４Ａに接続されるコントローラ１００ｂのプロセッサ７が、光検出部３４の出力の初期値からの増加または減少により、窓部材３１２が汚れているか否かを、発光素子３２の出力低下が生じているか否かと区別して判別することができるようになる。
【0066】
＜本発明その他＞
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0067】
例えば、上記実施形態で、プログラムは、プロセッサ３６４に、第一判断処理Ｓ２、Ｓ２Ａ、第一出力処理Ｓ３、第二判断処理Ｓ４、Ｓ４Ａ、および第二出力処理Ｓ５を、一つの自己診断処理の中で実行させる内容になっていた。しかし、プログラムは、第一判断処理Ｓ２、Ｓ２Ａ、および第一出力処理Ｓ３を含む第一の自己診断処理と、第二判断処理Ｓ４、Ｓ４Ａ、および第二出力処理Ｓ５を含む第二の自己診断処理と、をプロセッサ３６４に別々に実行させる内容になっていてもよい。
【0068】
また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。
【0069】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るセンサ装置は、溶接ロボットに設けられ、レーザ光を用いて溶接対象を検知するセンサ装置であって、前記レーザ光を透過する窓部材を有し、前記溶接ロボットが備える溶接トーチの側面に配置される筐体と、前記筐体の中から、前記窓部材を介して前記溶接対象に前記レーザ光を照射する発光素子と、前記筐体の中に配置され、当該筐体の中で反射して入射したレーザ光の強度に応じた出力を行う光検出部と、を備える構成である。
本発明の態様２に係るセンサ装置は、上記の態様１において、前記光検出部は、前記筐体の中の反射体で反射したレーザ光の光路上に配置された単一の受光素子で構成されている、構成としてもよい。
本発明の態様３に係るセンサ装置は、上記の態様１において、前記光検出部は、前記反射体で反射したレーザ光の光路上に配置された第一の受光素子と、前記筐体の中の前記第一の受光素子とは異なる位置に配置された第二の受光素子と、によって構成されている、構成としてもよい。
本発明の態様４に係るセンサ装置は、上記の態様１から３の何れか一項において、前記反射体は、前記レーザ光の光路上に配置されたハーフミラー、または前記窓部材である、構成としてもよい。
本発明の態様５に係るセンサ装置は、上記の態様４において、前記反射体は、前記窓部材であり、前記光検出部の受光素子は、前記窓部材で反射したレーザ光の光路上に配置されている、構成としてもよい。
本発明の態様６に係るセンサ装置は、上記の態様１から３のいずれか一項において、前記筐体は、前記窓部材を着脱することが可能に構成されている、構成としてもよい。
本発明の態様７に係るセンサ装置は、上記の態様１から３のいずれか一項において、前記窓部材および前記発光素子の交換直後の前記光検出部の第一の初期出力、並びに前記窓部材の交換直後の前記光検出部の第二の初期出力の少なくとも一方の初期出力を取得したことを契機として、前記光検出部からの出力が、前記第一の初期出力に基づく第一閾値以下であるか否かを判断する処理と、前記出力が前記第一閾値以下であると判断した場合に、前記発光素子が劣化している旨の第一信号を出力する処理と、前記光検出部からの出力が、前記第二の初期出力に基づく第二閾値以上であるか否かを判断する処理と、前記出力が前記第二閾値以上であると判断した場合に、前記窓部材が汚れている旨の第二信号を出力する処理と、を実行するプロセッサを備える、構成としてもよい。
本発明の態様８に係るセンサ装置は、上記の態様１から３のいずれか一項において、前記発光素子を冷却する冷却部を備える、構成としてもよい。
本発明の態様９に係るセンサ装置は、上記の態様８において、前記冷却部は、ペルチェ素子または、ヒートシンクである、構成としてもよい。
本発明の態様１０に係るセンサ装置と、前記センサ装置のプロセッサが出力した信号に応じた報知を行う報知部と、を備えることを特徴とする溶接ロボットは、上記の態様７において、溶接トーチと、請求項７に記載のセンサ装置と、前記センサ装置のプロセッサが出力した信号に応じた報知を行う報知部と、を備える構成としてもよい。
本発明の態様１に係るセンサ装置は、溶接ロボットに設けられ、レーザ光を用いて溶接対象を検知するセンサ装置であって、前記レーザ光を透過する窓部材を有し、前記溶接ロボットが備える溶接トーチの側面に配置される筐体と、前記筐体の中から、前記窓部材を介して前記溶接対象に前記レーザ光を照射する発光素子と、前記筐体の中に配置され、当該筐体の中で反射して入射したレーザ光の強度に応じた出力を行う光検出部と、を備える構成である。
本発明の態様２に係るセンサ装置は、上記の態様１において、前記光検出部は、前記筐体の中の反射体で反射したレーザ光の光路上に配置された単一の受光素子で構成されている、構成としてもよい。
本発明の態様３に係るセンサ装置は、上記の態様１において、前記光検出部は、前記反射体で反射したレーザ光の光路上に配置された第一の受光素子と、前記筐体の中の前記第一の受光素子とは異なる位置に配置された第二の受光素子と、によって構成されている、構成としてもよい。
本発明の態様４に係るセンサ装置は、上記の態様１から３の何れか一項において、前記反射体は、前記レーザ光の光路上に配置されたハーフミラー、または前記窓部材である、構成としてもよい。
本発明の態様５に係るセンサ装置は、上記の態様４において、前記反射体は、前記窓部材であり、前記光検出部の受光素子は、前記窓部材で反射したレーザ光の光路上に配置されている、構成としてもよい。
本発明の態様６に係るセンサ装置は、上記の態様１から３のいずれか一項において、前記筐体は、前記窓部材を着脱することが可能に構成されている、構成としてもよい。
本発明の態様７に係るセンサ装置は、上記の態様１から３のいずれか一項において、前記窓部材および前記発光素子の交換直後の前記光検出部の第一の初期出力、並びに前記窓部材の交換直後の前記光検出部の第二の初期出力の少なくとも一方の初期出力を取得したことを契機として、前記光検出部からの出力が、前記第一の初期出力に基づく第一閾値以下であるか否かを判断する処理と、前記出力が前記第一閾値以下であると判断した場合に、前記発光素子が劣化している旨の第一信号を出力する処理と、前記光検出部からの出力が、前記第二の初期出力に基づく第二閾値以上であるか否かを判断する処理と、前記出力が前記第二閾値以上であると判断した場合に、前記窓部材が汚れている旨の第二信号を出力する処理と、を実行するプロセッサを備える、構成としてもよい。
本発明の態様８に係るセンサ装置は、上記の態様１から３のいずれか一項において、前記発光素子を冷却する冷却部を備える、構成としてもよい。
本発明の態様９に係るセンサ装置は、上記の態様８において、前記冷却部は、ペルチェ素子または、ヒートシンクである、構成としてもよい。
本発明の態様１０に係るセンサ装置と、前記センサ装置のプロセッサが出力した信号に応じた報知を行う報知部と、を備えることを特徴とする溶接ロボットは、上記の態様７において、溶接トーチと、請求項７に記載のセンサ装置と、前記センサ装置のプロセッサが出力した信号に応じた報知を行う報知部と、を備える構成としてもよい。
【符号の説明】
【0070】
１００、１００Ａ：溶接ロボット、１００ａ：マニピュレータ、１：アーム、２：溶接トーチ、３、３Ａ：センサ装置、３１、３１Ａ：筐体、３１１：本体、３１１ｂ：開口、３１２：窓部材（反射体）、３１３：ミラー、３１４：ハーフミラー（反射体）、３２：発光素子、３３：カメラ、３３ａ：レンズ、３３ｂ：撮像素子、３４、３４Ａ 光検出部、３４ａ、３４ｃ、３４ｅ：受光素子、３４ｂ、３４ｄ、３４ｆ：Ａ／Ｄコンバータ、３５：冷却部、３５ａ、３５ｃ、３５ｅ：受光素子、３５ｂ、３５ｄ、３５ｆ：Ａ／Ｄコンバータ、３６、３６Ａ：制御基板、３６１：入出力インターフェース、３６２、３６２Ａ：一次メモリ、３６３：二次メモリ、３６４：プロセッサ、３６５：バス、３７：電源回路、３８：支持部材、１００ｂ：コントローラ、４：インターフェース、５：メモリ、６：報知部、７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４：光路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】