特許 7132698 非アイセーフ操作モードとアイセーフ操作モードを備える加工追跡レーザーカメラ

(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】

(24)【登録日】2022-08-30

(45)【発行日】2022-09-07

(54)【発明の名称】非アイセーフ操作モードとアイセーフ操作モードを備える加工追跡レーザーカメラ

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/06 20060101AFI20220831BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20220831BHJP

   G05B 19/42 20060101ALI20220831BHJP

【ＦＩ】

B25J19/06

B25J13/08 A

G05B19/42 D

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2017108845

(22)【出願日】2017-05-31

(65)【公開番号】P2017213676

(43)【公開日】2017-12-07

【審査請求日】2020-05-15

(31)【優先権主張番号】15/168,455

(32)【優先日】2016-05-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】516145345

【氏名又は名称】サーボ－ロボット インク．

【氏名又は名称原語表記】ＳＥＲＶＯ－ＲＯＢＯＴ ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100140693

【弁理士】

【氏名又は名称】木宮 直樹

(72)【発明者】

【氏名】ジャン－ポール ボワロ

(72)【発明者】

【氏名】エリック ビューロー

(72)【発明者】

【氏名】ジャック－アンドレ ギャブリー

【審査官】臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－１５７５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９８２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００９７８５７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０９－０７６０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１６６８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２５５４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５２９４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４７２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１４６７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３１３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００７４２９６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ９／２２－１９／０６

Ｇ０５Ｂ １９／４２

Ｂ２３Ｋ ２６／００－２６／２０

Ｇ０１Ｂ ９／００

Ｇ０１Ｓ １７／０２－１７／８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

非アイセーフ操作モードとアイセーフ操作モードとを備える加工追跡レーザーカメラであって、
ワークピースの目標領域をカバーする視野を有する画像センサーと、
前記ワークピースの目標領域に向かって非アイセーフレーザー光を照射する第１のレーザー部と、
前記ワークピースの目標領域に向かって、前記非アイセーフレーザー光と異なる外観を有するアイセーフレーザー光を照射する第２のレーザー部と、
前記第１と第２のレーザー部をそれぞれ駆動する第１と第２のレーザードライバと、前記第１のレーザードライバに動作可能に接続され、制御信号に応じて前記第１のレーザー部の操作を無効にする遮断回路と、前記遮断回路の遮断状態に応じて前記第１と第２のレーザードライバを制御し、前記非アイセーフ操作モードでは、前記第１のレーザー部を作動させ前記第２のレーザー部を無効にするが、前記アイセーフ操作モードでは、前記第１のレーザー部を無効にし前記第２のレーザー部を作動させる制御回路と、を有する制御部と、
前記遮断回路に接続され、前記非アイセーフ操作モードと前記アイセーフ操作モードにそれぞれ対応した切り替え装置の所定の位置設定に従って、前記遮断回路の遮断状態を制御する制御信号を提供する切り替え装置と、
を備え、
前記第１と第２のレーザー部は、互いに近接して位置し、前記ワークピースの同じ箇所に各々のレーザー光を同時に照射する共通の光学構成を有する、加工追跡レーザーカメラ。

【請求項2】

前記アイセーフレーザー光が緑色を有する、請求項１に記載の加工追跡レーザーカメラ。

【請求項3】

前記アイセーフレーザー光は、前記加工追跡レーザーカメラの変位方向に実質的に交差するように延びる１つまたは複数の横線を規定する形状を有し、
前記アイセーフレーザー光の形状は、さらに、実質的に前記加工追跡レーザーカメラの変位方向に延びる前記１つまたは複数の横線を横断する１つまたは複数の縦線を規定する、請求項１に記載の加工追跡レーザーカメラ。

【請求項4】

前記１つまたは複数の横線は、前記非アイセーフレーザー光の対応する横線の位置と一致する第１の横線と、前記加工追跡レーザーカメラに関連するロボット加工工具の工具中心点を越える第２の横線とを備える、請求項３に記載の加工追跡レーザーカメラ。

【請求項5】

前記制御部は、前記画像センサーに接続され、前記ワークピースにおける特徴を追跡し、前記アイセーフ操作モードではロボットプログラミングのデータを出力し、前記非アイセーフ操作モードではプログラミングされたロボット経路と修正された加工パラメーターデータを出力する加工部を有し、
前記制御部は、前記加工部に接続され、工具中心点が正しい位置に設定された後に前記アイセーフ操作モードにある時に、ロボット加工工具のＹ－Ｚ操作位置のデータを記録するメモリを有する、請求項１に記載の加工追跡レーザーカメラ。

【請求項6】

前記制御部は、前記画像センサーに接続され、前記ワークピースにおける特徴を追跡し、前記アイセーフ操作モードではロボットプログラミングのデータを出力し、前記非アイセーフ操作モードではプログラミングされたロボット経路と修正された加工パラメーターデータを出力する加工部を有し、
前記第２のレーザー部により照射されるレーザー光の一部とロボット加工工具の端部が延びる前記ワークピースの目標領域をカバーする視野を有し、前記加工部に接続される付加的な画像センサーをさらに備え、前記加工部が、前記付加的な画像センサーから得られる、遠隔監視または追跡用の画像データを出力する、請求項１に記載の加工追跡レーザーカメラ。

【請求項7】

前記ワークピースの目標領域に向かって、前記第２のレーザー部により照射される前記アイセーフレーザー光の角度とは異なる角度でアイセーフレーザー光を照射して、前記加工追跡レーザーカメラに関連するロボット加工工具の工具中心点の平面に対応して前記加工追跡レーザーカメラから離れて通過する第３のレーザー部をさらに備え、前記制御部が、前記第３のレーザー部を駆動する第３のレーザードライバを有し、前記制御回路が、前記第２と第３のレーザー部が一致する作動状態および無効状態を有するように、前記第２のレーザードライバと同様に前記第３のレーザードライバを制御する、請求項１に記載の加工追跡レーザーカメラ。

【請求項8】

前記第２と第３のレーザー部により照射される光は、互いに異なる外観を有する、請求項７に記載の加工追跡レーザーカメラ。

【請求項9】

前記制御部は、前記制御回路と前記第１のレーザードライバの間に接続され、前記非アイセーフ操作モードが始動される時に、前記第１のレーザードライバの起動を設定時間分遅延させる遅延回路を有する、請求項１に記載の加工追跡レーザーカメラ。

【請求項10】

前記制御部は、前記レーザードライバと前記レーザー部の間に接続される保護回路を有する、請求項１に記載の加工追跡レーザーカメラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットレーザー視覚システムに関し、特に非アイセーフ操作モードとアイセーフ操作モードを備える加工追跡レーザーカメラに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、継ぎ手または継ぎ目の追跡レーザーカメラは、ロボットに取り付けられた加工工具の前方の所定距離を見る三角測量レーザーとともに設計される。加工における継ぎ手またはエッジ或いは任意の形状を追跡するために、カメラは、電弧またはレーザー溶接における溶接プラズマに起因する光放射、或いは溶接ヒュームとスパッタ、或いは複雑な形状の金属継ぎ手でのレーザー反射による摂動の存在下で、良好な信号対雑音比を提供する十分な出力を有する追跡レーザーを備える。このような追跡レーザーは、通常、ＩＥＣ６０８２５－１標準によれば人間の目にとって安全ではないとされる３Ｂタイプの等級（またはＩＩＩｂ、ＵＳＡ ＦＤＡ ２１ ＣＦＲ、第１章、第１０４０．１０節）である。高出力のレーザー溶接に対して、安全上の制限と対策を強化しなければならない。
当該技術分野において、ファイバレーザーシステムを囲む枠体を備える溶接工具を示す特許文献１（Ｋｅｓｓｌｅｒなど）は既知である。枠体に設けられる特別なスイッチング素子は、出口スリットが１つのワークピースに止まってその位置のファイバレーザーを作動させる時に、ファイバレーザーの電源をオンにする。

【0003】

追跡レーザーカメラを備えたロボットを調整しプログラミングする場合、操作者は特別な目の保護具を着用しなければならない。作業環境において明瞭な視野の妨げとなる不快な目の保護具の使用について、不満を訴える操作者は多い。工場によっては、ロボットの操作者に加えて他の作業者も、相当の時間がかかるロボットプログラミングの間、同じ時間同じ場所にいなければならない。安全上の制限を減少し、ロボット教示の調整において視野を自由にすることが望ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３４１３１２号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一の態様によれば、ワークピースの目標領域をカバーする視野を有する画像センサーと、
前記ワークピースの目標領域に向かって非アイセーフレーザー光を照射する第１のレーザー部と、
前記ワークピースの目標領域に向かって、前記非アイセーフレーザー光と異なる外観を有するアイセーフレーザー光を照射する第２のレーザー部と、
前記第１と第２のレーザー部をそれぞれ駆動する第１と第２のレーザードライバと、前記第１のレーザードライバに動作可能に接続され、制御信号に応じて前記第１のレーザー部の操作を停止させる（無効にする）遮断回路と、前記遮断回路の遮断状態に応じて前記第１と第２のレーザードライバを制御し、非アイセーフ操作モードでは、前記第１のレーザー部を作動させ前記第２のレーザー部を停止させる（無効にする）が、アイセーフ操作モードでは、前記第１のレーザー部を停止させ（無効にする）前記第２のレーザー部を作動させる制御回路と、を有する制御部と、
前記遮断回路に接続され、非アイセーフとアイセーフ操作モードにそれぞれ対応した切り替え装置の所定の位置設定に従って、前記遮断回路の遮断状態を制御する制御信号を提供する切り替え装置と、
を備える、非アイセーフとアイセーフ操作モードを備える加工追跡レーザーカメラ。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明の一実施形態に係る加工追跡レーザーカメラが設けられたロボット手首に取り付けられるロボット加工工具の概略斜視図である。

【図2】ロボット加工工具と本発明の一実施形態に係る加工追跡レーザーカメラの概略側面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る加工追跡レーザーカメラのアイセーフと非アイセーフレーザー部の構成を示す部分概略図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る加工追跡レーザーカメラの制御部の模式図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る加工追跡レーザーカメラを使用するアイセーフと非アイセーフ操作モードにおける工程を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、好ましい実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0008】

図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る非アイセーフとアイセーフ操作モードがある加工追跡レーザーカメラ２が示されている。カメラ２は、溶接トーチなどの加工工具６が設けられるロボット手首４に取付けられる。

【0009】

また、図３を参照すると、カメラ２は例えば加工工具６から前方注視距離でワークピース１２を見ることを可能にするために、ワークピース１２の目標領域をカバーする視野を有する画像センサー５０（三角測量センサーとも呼ばれる）を含む。カメラ２は、ワークピース１２の目標領域に向かって非アイセーフレーザー光１０を照射するための第１のレーザー部８を有する。第１のレーザー部８は、加工中に継ぎ手１４を３Ｄレーザープロファイリングまたは追跡するための画像センサー５０とともに用いられ、プラズマの光放射、溶接ヒュームとスパッタなどの加工環境の摂動を克服するか、表面アルベドに対処する３Ｂ等級のレーザー源を備える。３Ｂ等級のレーザー源は、操作者の目に安全ではないと思われ、加工ロボット（図示せず）をプログラミングする時、例えば眼鏡またはゴーグルのような特別な目の保護具を着用することが要求される。溶接追跡レーザーカメラに用いられるレーザー源は、通常、波長６６０ｎｍの約１００ｍＷの赤色のレーザーダイオードである。幾つかの適用例では、８００ｎｍの赤外レーザーまたは４０５ｎｍの青色レーザーなどの他の色と波長が使用できる。第１のレーザー部８は、高品質のレーザーダイオード光コリメータ１６と高品質の線形レンズ１８が設けられるようなレーザーダイオードを有しても良い。レーザー光１０は、溶接継ぎ手１４に中心がある追跡レーザー線を形成し得る。

【0010】

カメラ２は、ワークピース１２の目標領域に向かってアイセーフレーザー光２４（図１に破線で示される）を照射する第２のレーザー部２２を有する。アイセーフレーザー光２４は、非アイセーフレーザー光１０と異なる外観を有する。アイセーフレーザー光２４の外観は、その点滅状態、色（好ましくは緑色であるが、必要に応じて他の色としてもよい）、パターンの点で、非アイセーフレーザー光１０とは異ならせることができる。第２のレーザー部２２の出力は、例えば、３Ｒ、ＩＩＩａ、２Ｍ、２、１Ｍ、１の等級のレーザー源によって得られるような第１のレーザー部８より低い。レーザー源は、例えば、出力が５ｍＷで波長が５２０ｎｍの緑色のレーザー源であり得る。被ばく放出限界（ＡＥＬ）出力が調整される場合、例えば、電流が制限されるまたはレーザー光の透過率がカメラ２における光学素子を干渉することにより制限される場合、１５ｍＷなどのより高い出力を有するレーザー源を使用してもよい。

【0011】

第１と第２のレーザー部８、２２は、互いに近接して位置し、ワークピース１２の同じ箇所に各々のレーザー光１０、２４を同時に照射するビームスプリッタ／結合器２０のような共通の光学配置を有してもよい。

【0012】

図４を参照すると、カメラ２は、第１と第２のレーザー部８、２２をそれぞれ駆動する第１と第２のレーザードライバ２８、３０と、第１のレーザードライバ２８に動作可能に接続され、制御信号３４に応じて第１のレーザー部８の操作を停止させる（無効にする）遮断回路３２と、遮断回路３２の遮断状態に応じて第１と第２のレーザードライバ２８、３０を制御して、非アイセーフ操作モードでは、第１のレーザー部８を作動させ第２のレーザー部２２を停止させるが、アイセーフ操作モードでは、第１のレーザー部８を停止させ第２のレーザー部２２を作動させる制御回路３６と、を備える制御部２６を有する。

【0013】

切り替え装置３８は、遮断回路３２に接続され、非アイセーフとアイセーフ操作モードにそれぞれ対応した切り替え装置３８の所定の位置設定に従って、遮断回路３２の遮断状態を制御する制御信号３４を提供する。切り替え装置３８は、安全連動スイッチ４２と直列に接続されるキーロックスイッチ４０から形成され得るが、非アイセーフ操作モードは、キーロックスイッチ４０と安全連動スイッチ４２が例えば閉鎖位置にある場合にのみ作動する。

【0014】

好ましくは、カメラ２は、制御部２６に、場合によって制御回路３６に接続され、使用中の操作モードを表示する視覚信号を提供する外部表示部４４を有する。

【0015】

図１に戻り、外部表示部４４は、カメラがアイセーフ操作モードにあるか否かを作業者が見やすいように、発光ダイオード４６、４７、または異なる色を有し使用中の操作モードに従って選択的に作動する他の表示灯の配置を含む。

【0016】

アイセーフレーザー光２４は、通常継ぎ手１４と同じ方向にある加工追跡レーザーカメラ２の変位方向に概ね交差するように延びる１つまたは複数の横線（図示例では２つである）を形成する形状をしている。この形状は、さらに、概ね加工追跡レーザーカメラ２の変位方向に延びて横線を横断する１つまたは複数の縦線（図示例では１つである）を形成する。その横線の１つは、生成された時に、非アイセーフレーザー光１０の対応する横線の位置と一致するが、その第２の横線は、加工追跡レーザーカメラ２に連結されるロボット加工工具６の工具中心点（ＴＣＰ）４８を越える。

【0017】

図４に示されるように、制御部２６は、画像センサー５０に接続され、ワークピース１２における特徴（例えば溶接継ぎ手１４）を追跡し、アイセーフ操作モードではロボットプログラミングのデータ５４を出力し、非アイセーフ操作モードではプログラミングされたロボット経路と修正された加工パラメーターデータ５６を出力する加工部５２を有する。制御部２６は、加工部５２に接続され、工具中心点４８が正しい位置に設定された後にアイセーフ操作モードにある時、ロボット加工工具６のＹ－Ｚ操作位置のデータを記録するメモリ５８を有する。

【0018】

図２を参照すると、カメラ２は、第２のレーザー部２２から照射されたレーザー光２４の一部とロボット加工工具６の端部が延びるワークピース１２の目標領域をカバーする視野６１（不規則な破線で示す）を有する付加的な画像センサー６０（後部センサーとも呼ばれる）が設けられる。画像センサー６０から見られるレーザー光２４の一部は、例えば、図１に示す中間の横線を生成する追跡レーザー線２４’を含む。ロボット加工工具６の端部は、例えば、工具中心点４８を含む。画像センサー６０は、２Ｄ映像センサーのタイプであってもよく、例えば、三角測量センサー５０が狭い光学フィルター（図示せず）を有する場合、その三角測量センサー５０（図３に示す）がレーザー光２４の色によりレーザー光２４を検出できない時に、追跡レーザー線２４’を位置決めするために利用され得る。

【0019】

図４に示されるように、付加的な画像センサー６０は、付加的な画像センサー６０から得られた遠隔監視または追跡用の画像データ６２を出力する加工部５２に接続される。

【0020】

図２と図３を参照すると、カメラ２は、さらに、ワークピース１２の目標領域に向かって第２のレーザー部２２から照射されたアイセーフレーザー光２４の角度とは異なる角度でアイセーフレーザー光６６（図２に示す）を照射して、図示例でのワークピース１２の上面のような、ロボット加工工具６の工具中心点４８の平面に対応してカメラ２から離れて通過する第３のレーザー部６４を有する。レーザー光６６の色とレーザー光２４の色が異なる場合、レーザー光２４、６６の両方を観察すると、トーチまたは工具アセンブリがTCPの平面高さより高くなるときまたは低くなるときが示される。

【0021】

再び図４を参照すると、制御部２６は、第３のレーザー部６４を駆動する第３のレーザードライバ６８を有し、制御回路３６は、第２と第３のレーザー部２２、６４が一致する作動状態および停止状態を有する（両方がオンにされるか或いは両方がオフにされる）ように、第２のレーザードライバ３０と同様に第３のレーザードライバ６８を制御する。第２と第３のレーザー光２４、６６（図２に示す）は、異なる色、パターンなどの異なる外観を有することが好ましい。

【0022】

制御部２６は外部電源（図示せず）に接続可能であり、レーザー部８、２２、６４を操作するためのＤＣ電圧を生成する出力７２を有するＤＣ電源モジュール７０を含む。出力７２は、第１のレーザー部８のレーザードライバ２８用の遮断回路３２を介して、レーザードライバ２８、３０、６８に接続される。出力７２は、他のレーザードライバ３０、６８の操作がアイセーフであるので、それらに直接接続されてもよい。

【0023】

考えられる規制に従うために、制御部２６は、制御回路３６と第１のレーザードライバ２８の間に接続され、非アイセーフ操作モードが始動される時に、第１のレーザードライバ２８の起動を設定時間分、例えば、３秒遅延させる遅延回路７４を有することがある。また、制御部２６は、レーザードライバ２８、３０、６８とレーザー部８、２２、６４の間に接続される保護回路７６、７８、８０を有することがある。

【0024】

従って、継ぎ目追跡レーザーカメラ２に付加されたアイセーフ追跡レーザー部２２は、製造手順の前の、操作者による加工ヘッド６の安全調整と配置とロボットプログラミングを可能にする。本発明の好ましい実施形態では、安全キーロックスイッチ４０が安全位置に配置された状態で、より高出力の非アイセーフの赤線追跡レーザー部８をオフにし、安全な低出力の緑線追跡レーザー部２２をオンにする。ワークピース１２での追跡レーザー線２４の位置は、追跡レーザー線の位置と一致するが、その外観、例えば色が異なる。正しい操作工具またはトーチの位置は、ロボットまたは機器教示において追跡レーザー部２２により測定可能である。追跡レーザーの照射は、継ぎ手１４に垂直であり、ＴＣＰ４８まで延びる継ぎ手１４に平行する中心線を有してもよく有さなくてもよい１つの単線、或いは用途に応じて構成が異なる複数の線、円形または点などの種々の形状であってよい。高出力の非アイセーフの追跡レーザー部８は、自動モードでの加工または溶接に利用されるが、低出力のアイセーフレーザー部２２は、操作者対応の、溶接以外のロボット位置の調整、追跡およびプログラミングに利用されて、機械化またはロボット化された部材と継ぎ手配置から継ぎ手追跡までの製造過程の自動化の完了、およびその過程の実行の完了に寄与する。

【0025】

アイセーフ操作モードでは、アイセーフレーザー部２２は、特別な目の保護具を着用しない操作者による安全なロボットプログラミングを可能にする。非アイセーフ操作モードでは、非アイセーフレーザー部８は、継ぎ手追跡を可能にする。安全なプログラミングモードと加工モードの間の切り替えは、切り替え装置３８の操作を介して達成される。活動操作モードは、ロボット領域にいる作業者によって、レーザー照射の色または外観、およびカメラ２が表示部４４を有する場合の表示部４４の活動ＬＥＤ４６、４７の色（または点滅）に基づいて容易に識別される。アイセーフレーザー部２２が切り替え装置３８でオンにされる時に、非アイセーフレーザー部８が自動的にオフになる。この２つのレーザー照射は、例えば追跡レーザー部８が赤色または青色になり、追跡レーザー部２２が緑色になるというように、異なる色を有し、或いは、例えば追跡レーザー部８が実線になり、追跡レーザー部２２が点線または破線になるというように、異なる外観を有するため、操作者はカメラの使用中の操作モードを容易に識別することができる。安全上の理由から、追跡レーザー部８を再びオンにする時には追跡レーザー部２２をオフにし、追跡レーザー部２２の異なる色またはアスペクトの観察がアイセーフ操作モードを明確に示す。

【0026】

再び図３を参照すると、追跡レーザー部２２は、ダイオード８２と、光コリメータ８４と小型線形レンズ８６を有する構成から形成され得る。類似の構成は、画像センサー５０と共有されるビームスプリッタ／結合器８８に結合される選択アイセーフレーザー部６４に利用され得る。ロボット教示のためアイセーフ操作モードになる時に、継ぎ手の位置は、追跡レーザーの波長に合わせる帯域通過範囲がある光学帯域通過濾波器（図示せず）を利用する追跡レーザー部２２の三角測量により測定可能である。追跡レーザー線の位置の測定は、ロボットプログラムの検証目的の溶接を行うことなく、継ぎ手１４の検出と追跡を可能にする。

【0027】

図５を参照すると、正常な非アイセーフ操作モード（レーザー追跡）に移行する前に、アイセーフ操作モードで加工ロボットをプログラミングし教示する工程の可能な手順が示される。ブロック９０で示されるように、カメラ２は、最初にロボット手首４或いは溶接装置または他の装置に付けられる。そして、ロボット制御部１０６（図４に示す）とカメラ２は、ブロック９２で示されるように、電源が投入される。自動加工または溶接の前にロボットを教示しプログラミングするために、操作者は、ブロック９４で示されるように、キーロックスイッチ４０をアイセーフ操作モードにして、追跡レーザー部８がオフになるとともに追跡レーザー部２２がオンになることを確実にする。操作者は、追跡レーザー部２２を利用して、ロボットアームを正しい加工位置に移動し、ロボットにブロック９６で示されるような加工手順の経路を教示する。追跡レーザー部２２の三角測量または後部センサー６０により提供された２Ｄビデオ画像における追跡線の位置により、ロボットは、完璧または最適な加工または継ぎ手１４の溶接を実行するために、継ぎ手１４と従うべき経路との精確な３Ｄ位置を取得する。ロボットを教示した後、操作者は、加工域から離れて、ブロック９８で示されるように、キーロックスイッチ４０を追跡モードの位置に切り替え、ロボット加工または溶接作業を始めることができる。安全キーロックスイッチ４０を追跡モードの位置に切り替えることにより、追跡レーザー部２２がオフになり、追跡警報ＬＥＤ４６がオンになり、安全連動スイッチ４２がロボット領域を確保する。ブロック１０２で示されるような追跡レーザー部８の起動のため、ブロック１００に記載されるロボットの教示ペンダント（図示せず）に、或いはＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェース）を介してキーロック／警報エラーを確認する必要がある。実際に、キーロックスイッチ４０がオフになって緑色の追跡レーザー部２２を起動させ、ロボットをプログラミングする時に、ロボット制御部１０６は、ロボットの教示ペンダント或いはロボットの制御器、ＰＣまたはタブレットであるＨＭＩなどの他の任意の加工制御インターフェースに、エラー情報を発することがある。この情報は、システムの現在の状態がレーザー部８の起動または他の危険な加工を許可しないことを表示する。プログラミングの後、キーロックスイッチ４０が再び正常加工（例えば、赤色のレーザーの三角測量による溶接）に切り替えられる時に、エラー（この場合は、赤色のレーザーまたは溶接が許可されない緑色のレーザーの手順）が終了かつ修正され、赤色のレーザーをオンにし、溶接または他の加工を再開または実行してよいことをシステムに知らせるべきである。用語「エラー」は、情報が部品故障または溶接領域の侵入者、例えば、連動スイッチ４２でゲートを開く人などの他のエラーの原因から生じることがあるため、ここで使用される。この付加的な安全対策は、適格な操作者がほんとうに危険な加工の再開を許可したことを保証する。その後カメラ２が正常／追跡／非アイセーフ操作モードになるので、操作者は、公称眼障害距離内またはレーザーで制御される閉塞領域にいる場合、安全ゴーグルなどを着用しなければならない。そしてロボットは、ブロック１０４で示されるように、自動モードでシステムの正常操作を続ける。

【0028】

再び図４を参照すると、キーロックスイッチ４０および／または安全連動スイッチ４２は、以下の動作があり、すなわち、閉鎖位置では、追跡レーザー部８（非アイセーフ）が作動しアイセーフ追跡レーザー部２２が停止する一方、開放位置では、追跡レーザー部８が停止しアイセーフ追跡レーザー部２２が作動する。１つまたは複数の安全連動スイッチ４２は、自動運転セルの外周に設置でき、ある条件を満たさない場合、例えば、部屋のドアが開いた場合に、レーザー部８の操作を停止し、レーザー光１０の照射を防ぐ。ＤＣ電源モジュール７０は、カメラの入力パワーをレーザー回路とダイオードに電力を供給するのに適する低い電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換器で形成され得る。遮断回路３２は、レーザー作動入力１０８（キーロックスイッチ４０および／または安全連動スイッチ４２から制御信号３４を受信する）を監視し、レーザー作動入力１０８に電力が供給されない時に、非アイセーフ追跡レーザードライバ２８の電源を切るようになる。レーザーパワー制御回路３６は、必要がある場合に、レーザー部回路線の各々用に別個の回路から形成されても良い。制御回路３６は、ソフトウェア制御を使用してレーザー部８、２２、６４を起動させ、停止させることを許可する制御論理を含めることができ、また、システム登録を介してレーザーの出力パワーを調整するのに用いれる。遅延回路７４と制御部２６の関連する回路は、以下の動作を示すことがあり、すなわち、レーザー作動入力１０８が起動する時に、レーザーオンＬＥＤ４６がすぐ起動して、３秒の（または他の）遅延が引き起こされる。レーザードライバ２８は、３秒の遅延が満了した後にのみ起動する。レーザードライバ２８、３０、６８は、それぞれのレーザー部８、２２、６４に電力を供給するために必要な電流を駆動するようにできる。保護回路７６、７８、８０は、過電圧と過電流保護を提供でき、受動部品により形成することで、スパイクまたはＥＳＤ（静電放電）による早期被害からレーザーダイオードを適正に保護することを確実にする。

【0029】

以上、本発明の実施例を添付図面に示し説明したが、本発明から逸脱することなく変更し得ることは、当業者にとって明らかである。

【符号の説明】

【0030】

２ カメラ
４ ロボット手首
６ ロボット加工工具
８、２２、６４ レーザー部
１０ レーザー光
１２ ワークピース
１４ 溶接継ぎ手
１６ レーザーダイオード光コリメータ
１８ 線形レンズ
２０ 結合器
２２ アイセーフレーザー部
２４、６６ アイセーフレーザー光
２６ 制御部
２８、３０、６８ レーザードライバ
３２ 遮断回路
３４ 制御信号
３６ レーザーパワー制御回路
３８ 装置
４０ キーロックスイッチ
４２ 安全連動スイッチ
４４ 表示部
４６、４７ 発光ダイオード
４８ 工具中心点
５０ 画像センサー
５２ 加工部
５４ データ
５６ 加工パラメーターデータ
５８ メモリ
６０ 画像センサー
６１ 視野
６２ 画像データ
７０ 電源モジュール
７２ 出力
７４ 遅延回路
７６、７８、８０ 保護回路
８２ ダイオード
８４ 光コリメータ
８６ 小型線形レンズ
８８ 結合器
１０６ ロボット制御部
１０８ レーザー作動入力
ＴＣＰ 工具中心点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】