JP7307614B2 - 下地処理方法及び下地処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザー照射によって対象物の付着物を除去する下地処理方法及び下地処理装置に関し、特に、複雑な形状の対象物や大面積形状の対象物に対して表面処理を行うのに適した下地処理方法及び下地処理装置に関する。

例えば、橋梁等の鋼構造物の表面には、用途や機能に応じて、塗装、舗装、ライニング、樹脂シート等、種々の被膜が形成される。かかる被膜は、風雨に晒されることが多く、時間の経過とともに、劣化したり酸化物や汚れ等が付着したりすることとなる。鉄部に付着している汚れや錆をしっかりと落とさずに、塗料を塗布してもしっかり塗料が付着しないので、すぐに剥がれてしまうなど、本来の耐久性を発揮することができない。その為、下地処理作業を行い、確実に汚れや錆を落とし、かつ、目粗しをして表面積を広げる事で密着性を向上させる必要がある。そこで、かかる被膜を有する構造物等では、定期的に洗浄や剥離（下地処理作業を含む）等の除去作業を行い、必要に応じて、被膜の塗り替えや張り替え等の処理を行っている。

従来、塗膜剥離剤やショトブラストによる塗膜剥離処理が行われていたが、作業環境及び作業効率が悪いばかりでなく、大量の除去物の回収・廃棄処理に問題があることから、レーザー照射による塗膜剥離処理が提案されている。

例えば、化学薬品を用いることなく、塗装膜の除去が可能な塗装膜除去方法、及びその塗装膜除去に適したレーザー処理装置として、レーザー光を集光もしくは発散し処理対象物の表面に照射するレンズと、レンズを支持し、処理対象物表面からレンズまでの高さを調節可能なレンズ支持機構と、処理対象物の表面のレーザー光照射部分にガスを吹き付けるガス噴出手段とを有し、ガスを吹き付けることにより、処理対象物の表面温度の上昇を抑制することができるようにしたレーザー処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、かかるレーザー処理装置において、レーザー照射ヘッドは、マニピュレータアームの先端に取り付けられ、マニピュレータアームは、マニピュレータ本体により制御され、レーザー照射ヘッドを処理対象物の表面の所望の位置に移動させ支持することが記載されている。

また、構造物における表面の塗膜を効率的に除去し、その除去物を吸引回収することができるレーザー照射装置として、レーザーヘッドを、レーザー光を照射する光学系と、レーザー光の照射点から生じる除去物を吸引する吸引手段と、構造物の表面に当接可能に構成されたアタッチメントと、から構成し、光学系は、レーザー光の光軸に対して略垂直な表面において、光軸を中心とする半径の第１の円の軌跡を描くようにレーザー光の照射点を走査させるように動作させるようにしたレーザー塗膜除去装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０－３０９８９９号公報 特許第５５７４３５４号公報

レーザー照射による塗膜剥離処理では、レーザーアブレーションにより、化学薬品を使用することなく、処理対象物の表面の塗装膜を除去することができる。

しかしながら、特許文献１の開示技術におけるレーザー照射装置では、レーザー集光レンズを所定の焦点距離に固定し、その高さを保つため、処理対象物の表面にレーザー照射ヘッドを接触させた状態で、マニピュレータアームにより、処理対象物の表面の所望の位置にレーザー照射ヘッドを移動させるようにしている。

したがって、この特許文献１の開示技術では、複雑な形状や狭い空間での作業が極めて困難であり特に、突起物などを有する処理対象物の場合には角部における剥離処理作業が不可能であるという問題点があった。

また、特許文献２の開示技術では、レーザー発振器から出力されるレーザー光を集束させて構造物の表面に照射するための可搬性のあるレーザーヘッドを有するレーザー照射装置からのレーザー照射によって構造物の表面の塗膜を除去するものであって、作業者がレーザー照射装置を持って剥離処理作業を行うので、処理対象物との焦点距離を一定に保つことが困難であることから、レーザー照射装置の先端にアタッチメントを設置して、これを処理対象物に接触させた状態でレーザー照射により剥離処理作業を行う必要があった。

そこで、本発明の目的は、上述の如き従来の実情に鑑み、複雑な形状の対象物や大面積形状の対象物に対して、レーザー照射により確実に且つ効率よく表面処理を行うことができる下地処理方法及び下地処理装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、レーザー照射による下地処理作業を自動化して、作業環境を改善するとともに、作業者の安全と健康を確保することにある。

本発明の他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施の形態の説明から一層明らかにされる。

本発明では、レーザー照射装置をロボットに持たせてレーザー照射によって対象物の付着物を除去する下地処理作業を行う。

また、本発明では、処理対象領域の表面形状や下地処理品質などに応じてレーザー光の照射条件を適切に設定したレーザー照射によって対象物の付着物を除去する下地処理作業を行う。

また、本発明では、照射するレーザー光の光軸が処置対象の対象物の表面位置における法線方向と一致するように形状倣い制御を行い、法線方向からのレーザー照射によって対象物の付着物を除去する下地処理作業を行う。

本発明において、形状倣い制御は、対象物の三次元形状を計測する形状測定装置による測定結果から得られる対象物の三次元形状情報に基づいて、ロボットの下地処理作業軌道を修正することにより、任意形状の対象物の表面形状に倣ってロボットによりレーザー照射装置を移動させることで、所定の焦点距離とレーザー照射角度を適切に制御する。

さらに、本発明では、対象物に対してレーザー照射による下地処理作業が完了した領域に塗布処理を施すことにより、黒皮の発生を防止する。

すなわち、本発明は、レーザー照射によって対象物の付着物を除去する下地処理方法であって、対象物の三次元形状を計測する形状測定装置とともに対象物にレーザー光を照射するレーザー照射装置をマニピュレータにより保持して、対象物の処理対象領域を含む作業領域内で移動させ、形状測定装置による測定結果から得られる対象物の三次元形状情報に基づいて、対象物の処理対象領域におけるレーザー照射装置によるレーザー照射位置での法線方向とレーザー照射位置までの距離を求め、形状処理装置による演算結果に基づいて、レーザー照射装置とマニピュレータの動作を制御して、レーザー照射装置により照射されるレーザー光の光軸が対象物の表面位置における法線方向と一致するように形状倣い制御し、対象物の処理前の表面性状および処理後の表面性状への要求性能に応じてレーザー照射条件を適切に設定し、前記レーザー照射装置によりパルスレーザー光を照射して実施することを特徴とする。

より具体的な条件としては、本発明に係る下地処理方法では、レーザー照射装置によりパルスレーザー光を照射し、１パルス毎にＸ軸方向又はＹ軸方向にレーザー照射位置を移動させ、パルスレーザー光の照射点でのスポット径をＤとし、１パルス当たりのＸ軸方向の送り量をΔＸとしたＸ方向送り率α_ｘ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００＝（ΔＹ／Ｄ）×１００及びＹ軸方向の送り量をΔＹとした送り率α_ｙ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００＝（ΔＹ／Ｄ）×１００を３５％以下にしたものとすることができる。

また、本発明に係る下地処理方法では、レーザー照射装置にてパルスレーザー光を二次元走査することにより所定の面積の四角形状の照射範囲に照射した後、マニピュレータにて照射範囲部分だけ移動させた後、続いて同様の二次元走査によりレーザー照射をすることを繰り返し実施するものとすることができる。

また、本発明に係る下地処理方法では、レーザー照射装置にてパルスレーザー光を一次元走査することにより所定の長さの線状にレーザー照射することを繰り返すとともに、同時にマニピュレータにてレーザー照射装置を線状レーザーとは垂直方向に連続的に移動させるものとすることができる。

また、本発明に係る下地処理方法において、マニピュレータはロボットアームであり、レーザー照射装置によるレーザー照射位置を移動させて対象物の処理対象領域における付着物を除去する一連の下地処理作業動作を自動制御するものとすることができる。

本発明に係る下地処理方法では、さらに、対象物に対してレーザー照射による下地処理作業が完了した領域に塗布剤による塗布処理を施すものとすることができる。さらに、塗料剤、前処理用剤あるいは樹脂接着用の接着剤などの塗布剤を塗布するスプレーあるいはノズルを前記マニピュレータで保持し、対象物に対してレーザー照射による下地処理作業が完了した領域に塗布剤による塗布処理を施すものとすることができる。

本発明に係る下地処理方法では、さらに、下地処理後の対象材の錆発生などの防止のために、レーザー照射に合わせて、空気中の酸素を遮断するためのガスを噴射させるスプレーあるいはノズルを前記マニピュレータで保持し、対象物に対してレーザー照射による下地処理作業が完了した領域にガスの吹き付け処理を施すものとすることができる。

また、本発明は、レーザー照射によって対象物の付着物を除去する下地処理装置であって、レーザー照射装置と、レーザー照射装置を保持し、対象物の処理対象領域を含む作業領域内でレーザー照射装置を移動させるマニピュレータと、対象物の三次元形状を計測する形状測定装置と、形状測定装置による測定結果から得られる対象物の三次元形状情報に基づいて、対象物の処理対象領域におけるレーザー照射装置によるレーザー照射位置での法線方向とレーザー照射位置までの距離を求める演算処理を行う形状処理装置と、形状処理装置による演算結果に基づいて、レーザー照射装置とマニピュレータの動作を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、レーザー照射装置により照射されるレーザー光の光軸が対象物の表面位置における法線方向と一致するように形状倣い制御し、前記レーザー照射装置は、対象物の処理前の表面性状および処理後の表面性状への要求性能に応じてレーザー照射条件が設定され、パルスレーザー光を照射することを特徴とする。

本発明に係る下地処理装置において、レーザー照射装置は、対象物の処理前の表面性状および処理後の表面性状への要求性能に応じてレーザー照射条件が設定され、パルスレーザー光を照射するものとすることができる。

本発明に係る下地処理装置において、パルスレーザー光の照射点でのスポット径をＤとし、１パルス当たりのＸ軸方向の送り量をΔＸとしたＸ方向送り率α_ｘ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００＝（ΔＹ／Ｄ）×１００及びＹ軸方向の送り量をΔＹとした送り率α_ｙ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００＝（ΔＹ／Ｄ）×１００を３５％以下となるように、制御装置で制御するものとすることができる。

本発明に係る下地処理装置は、レーザー照射装置から出射されるパルスレーザー光を二次元走査して対象物の所定の面積の四角形状の照射範囲に照射する二次元走査手段を備え、マニピュレータにてレーザー照射装置を照射範囲部分だけ移動させる毎に、レーザー照射装置により照射範囲にレーザー照射をすることを繰り返し実施するものとすることができる。

本発明に係る下地処理装置は、レーザー照射装置から出射されるパルスレーザー光を一次元走査することにより所定の長さの線状にレーザー照射する一次元走査手段を備え、マニピュレータにてレーザー照射装置を線状レーザーとは垂直方向に連続的に移動させながら、レーザー照射装置にて繰り返し所定の長さの線状にレーザー照射するものとすることができる。

本発明に係る下地処理装置において、マニピュレータはロボットアームであり、レーザー照射装置によるレーザー照射位置を移動させて対象物の処理対象領域における付着物を除去する一連の下地処理作業動作を制御装置により自動制御するものとすることができる。

本発明に係る下地処理装置は、さらに、塗料剤、前処理用剤あるいは樹脂接着用の接着剤などの塗布剤を対象物に塗布するスプレーノズルなどの塗布装置を備え、塗布装置をマニピュレータで保持し、制御装置は、対象物に対してレーザー照射による下地処理作業が完了した領域に塗布剤にて塗布処理を施すように塗布装置を制御するものとすることができる。

本発明に係る下地処理装置は、さらに、下地処理後の対象材の錆発生などの防止のために、レーザー照射に合わせて、空気中の酸素を遮断するためのガスを噴射させるスプレーあるいはノズルなどの吹き付け装置を備え、吹き付け装置をマニピュレータで保持し、制御装置は、対象物に対してレーザー照射による下地処理作業が完了した領域にガスの吹き付け処理を施すように制御するものとすることができる。

本発明では、処理対象領域の表面形状や下地処理品質などに応じてレーザー光の照射条件を適切に設定したレーザー照射によって対象物の付着物を除去する下地処理作業を行うことができ、レーザー照射装置をロボットに持たせてレーザー照射によって対象物の付着物を除去する下地処理作業を行ことにより、レーザー照射による下地処理作業を自動化して、作業環境を改善するとともに、作業者の安全と健康を確保することができる。

また、本発明では、照射するレーザー光の光軸が対象物の表面位置における法線方向と一致するように形状倣い制御を行い、法線方向からのレーザー照射によって対象物の付着物を除去する下地処理作業を行うことにより、複雑な形状の対象物や大面積形状の対象物に対して、レーザー照射により確実に且つ効率よく表面処理を行うことができる。

本発明において、形状倣い制御は、対象物の三次元形状を計測する形状測定装置による測定結果から得られる対象物の三次元形状情報に基づいて、ロボットの下地処理作業軌道を修正することにより、任意形状の対象物の表面形状に倣ってロボットによりレーザー照射装置を移動させることで、所定の焦点距離とレーザー照射角度を適切に制御することができる。

さらに、本発明では、対象物に対してレーザー照射による下地処理作業が完了した領域にプライマーや塗料などの塗布剤を塗布する塗布処理を施すことにより、黒皮の発生を防止することができる。また、樹脂接着用の接着剤などの塗布剤を対象物に塗布し、樹脂接着させることにより、対象物の補強をすることができる。

本発明を適用したレーザー下地処理装置の構成例を示すブロック図である。 レーザー下地処理装置におけるレーザー光の照射条件の説明に供する模式図である。 レーザー下地処理装置におけるレーザー光の送り率の定義の説明に供する模式図である。 レーザー下地処理装置に備えられた２軸のガルバノミラー機構の構造を模式的に示す斜視図である。 ２軸のガルバノミラー機構を備えたレーザー下地処理装置におけるレーザー光の照射位置の送り状態を示す模式図であって、（Ａ）はガルバノミラー機構によるＸ軸方向に長い対象物の場合の送り状態を示し、（Ｂ）はガルバノミラー機構によるＹ軸方向に長い対象物の場合の送り状態を示示し、（Ｃ）は、ガルバノミラー機構による走査により所定の四角形領域にレーザー光を照射しながら、それをマニピュレータにて順次場所を移動させて下地処理を行う場合の送り状態を示し、（Ｄ）は、ガルバノミラー機構による走査により線状にレーザー光を照射しながら、それをマニピュレータにて順次場所を移動させて下地処理を行う場合の送り状態を示している。 下地処理作業後に対象物に塗布剤を塗布する塗布装置を備えるレーザー下地処理装置の構成例を示すブロック図である。 このレーザー下地処理装置により実行される下地処理作業と塗布処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、共通の構成要素については、共通の指示符号を図中に付して説明する。また、本発明は以下の例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で、任意に変更可能であることは言うまでもない。

本発明は、例えば図１のブロック図に示すような構成のレーザー照射装置１０をロボットマニピュレータ２０に持たせてレーザー照射によって対象物１の付着物を除去する下地処理作業を行うレーザー下地処理装置１００に適用される。

このレーザー下地処理装置１００は、レーザー照射装置１０、マニピュレータ２０、形状測定装置３０、形状処理装置４０、制御装置５０などからなる。

レーザー照射装置１０は、レーザー発振部１１と、このレーザー発振部１１に光ファイバー１２を介して接続されたレーザーヘッド部１３からなる。このレーザー照射装置１０は、制御装置５０に備えられた統括制御部５１により動作が制御され、レーザー発振部１１によりレーザー光を発生し、レーザーヘッド部１３から出射して、対象物１に照射する。

また、ロボットマニピュレータ２０は、多関節のロボットアーム２１を備え、ロボットアーム２１の先端部２１Ａに上記レーザー照射装置１０のレーザーヘッド部１３とともに形状測定装置３０が取り付けられている。

このロボットマニピュレータ２０は、制御装置５０に備えられたロボット制御部５３による制御によって、上記ロボットアーム２１の先端部２１Ａを、所定の作業範囲内を自由に移動させ、前方の実質的な立体角で任意の方向に向けることができるようになっている。

すなわち、上記ロボットアーム２１の先端部２１Ａに取り付けられた上記レーザー照射装置１０のレーザーヘッド部１３は、上記ロボットマニピュレータ２０の作業範囲内の任意の位置において、前方の実質的な立体角で任意の方向に向けてレーザー光を照射することができるようになっている。

また、上記ロボットアーム２１の先端部２１Ａに上記レーザー照射装置１０のレーザーヘッド部１３とともに取り付けられた形状測定装置３０は、上記レーザー照射装置１０のレーザーヘッド部１３からレーザー光を照射する対象物１の表面の三次元形状を計測する。

この形状測定装置３０は、ステレオ撮像装置や三次元距離測定装置などからなり、対象物１の表面の三次元形状を計測して、その計測結果を形状処理装置４０に供給するようになっている。

形状処理装置４０では、形状測定装置３０による測定結果から得られる対象物１の表面の三次元形状情報に基づいて、対象物１の処理対象領域におけるレーザー照射装置１０によるレーザー照射位置での法線方向とレーザー照射位置までの距離を求める演算処理を行う。この形状処理装置４０により得られた対象物１の処理対象領域におけるレーザー照射装置１０によるレーザー照射位置での法線方向とレーザー照射位置までの距離の情報は、制御装置５０に備えられた形状倣い制御部５２に供給される。

制御装置５０は、統括制御部５１、形状倣い制御部５２、ロボット制御部５３からなり、統括制御部５１により形状倣い制御部５２、ロボット制御部５３の動作を制御するとともに、レーザー照射装置１０の動作を制御して、このレーザー下地処理装置１００による一連の下地処理作業動作を自動制御する。

すなわち、この制御装置５０における統括制御部５１は、上記ロボットアーム２１の先端部２１Ａに取り付けられたレーザー照射装置１０のレーザーヘッド部１３が予め設定したロボットマニピュレータ２０による下地処理作業軌道を通過するように、ロボット制御部５３を制御するとともに、レーザー照射装置１０の動作を制御して、このレーザー下地処理装置１００による一連の下地処理作業動作を自動制御する。

そして、この制御装置５０における統括制御部５１は、このレーザー下地処理装置１００による一連の下地処理作業動作を自動制御するにあたり、形状処理装置４０により得られた対象物１の処理対象領域におけるレーザー照射装置１０によるレーザー照射位置での法線方向とレーザー照射位置までの距離の情報に基づいて、当初設定したロボットマニピュレータ２０による下地処理作業軌道を修正する修正制御情報を生成するように形状倣い制御部５２を制御する。

形状倣い制御部５２は、統括制御部５１による制御にしたがい、当初設定したロボットマニピュレータ２０による下地処理作業軌道を修正する修正制御情報を生成してロボット制御部５３に供給することにより、レーザー照射装置１０により照射されるレーザー光の光軸が対象物１の表面位置における法線方向と一致するように形状倣い制御を行う。

ここで、レーザー照射装置１０のレーザー発振部１１が発生するレーザー光は、対象物１の付着物（例えば表面に塗布された塗料膜など）をレーザーアブレーションにより除去するのに必要なパワーを有するものであれば、連続光あるいはパルス光の何れであってもよく、制御装置５０の統括制御部５１により、対象物１の処理対象領域の表面形状や下地処理品質などに応じてレーザー光の照射条件を適切に設定したレーザー照射によって対象物１の付着物を除去する下地処理作業を行うことができる。

すなわち、図１に示したレーザー下地処理装置１００は、レーザー照射装置１０と、レーザー照射装置１０を保持し、対象物１の処理対象領域を含む作業領域内でレーザー照射装置１０を移動させるロボットマニピュレータ２０と、対象物１の三次元形状を計測する形状測定装置３０と、形状測定装置３０による測定結果から得られる対象物１の三次元形状情報に基づいて、対象物１の処理対象領域におけるレーザー照射装置１０によるレーザー照射位置での法線方向とレーザー照射位置までの距離を求める演算処理を行う形状処理装置４０と、形状処理装置４０による演算結果に基づいて、レーザー照射装置１０とロボットマニピュレータ２０の動作を制御する制御装置５０とを備え、制御装置５０は、レーザー照射装置１０により照射されるレーザー光の光軸が対象物１０の表面位置における法線方向と一致するように形状倣い制御を行う。

このような構成のレーザー下地処理装置１００では、対象物１の三次元形状を計測する形状測定装置３０とともに対象物１にレーザーを照射するレーザー照射装置１０をロボットマニピュレータ２０により保持して、対象物１の処理対象領域を含む作業領域内で移動させ、形状測定装置３０による測定結果から得られる対象物１の三次元形状情報に基づいて、対象物１の処理対象領域におけるレーザー照射装置１０によるレーザー照射位置での法線方向とレーザー照射位置までの距離を求め、形状処理装置４０による演算結果に基づいて、レーザー照射装置１０とロボットマニピュレータ２０の動作を制御して、レーザー照射装置１０により照射されるレーザー光の光軸が対象物１の表面位置における法線方向と一致するように形状倣い制御する下地処理方法を実施することができる。

このレーザー下地処理装置１００では、レーザー照射装置１０をロボットマニピュレータ２０に持たせてレーザー照射によって対象物１の付着物を除去する下地処理作業を行ことにより、レーザー照射による下地処理作業を自動化して、作業環境を改善するとともに、作業者の安全と健康を確保することができる。

また、このレーザー下地処理装置１００では、照射するレーザー光の光軸が対象物１の表面位置における法線方向と一致するように形状倣い制御を行い、法線方向からのレーザー照射によって対象物１の付着物を除去する下地処理作業を行うことにより、複雑な形状の対象物や大面積形状の対象物１に対して、レーザー照射により確実に且つ効率よく表面処理を行うことができる。

このレーザー下地処理装置１００における形状倣い制御は、対象物１の三次元形状を計測する形状測定装置３０による測定結果から得られる対象物１の三次元形状情報に基づいて、ロボットマニピュレータ２０の下地処理作業軌道を修正することにより、任意形状の対象物の表面形状に倣ってロボットマニピュレータ２０によりレーザー照射装置１０を移動させることで、所定の焦点距離とレーザー照射角度を適切に制御することができる。

ここで、上記レーザー下地処理装置１００において、レーザー照射装置１０により対象物１にパルスレーザー光を照射して、下地処理作業を行う場合、１パルス当たりのＸ軸方向及びＹ軸方向の送りピッチ（送り率α_ｘ及びα_ｙ）を適正に設定することにより、下地処理品質を制御することができ、レーザー照射条件は次のようにして最適化することができる。

すなわち、１パルス当たりのＸ軸方向及びＹ軸方向の送りピッチ（送り率α_ｘ及びα_ｙ）を適正に設定することにより、下地処理品質を制御することができる。

レーザー照射装置１０のレーザーヘッド部１３から対象物１に照射するパルスレーザー光の送り率αと下地処理品質の一つである錆の除去性能を試験した結果を図２に示すように、送り率α_ｘ及びα_ｙを３５％以下にすることにより、やや品質は低下するものの良好な条件を得ることができた。送り率αが２５％以下であれば、さらに良好な条件を得ることができる。

ここで、送り率α_ｘ及びα_ｙの定義を図３に示すように、レーザー照射装置１０のレーザーヘッド部１３から対象物１に照射するパルスレーザー光の照射点Ｏでのスポット径をＤとし、１パルス当たりのＸ軸方向の送り量をΔＸとしたＸ方向送り率α_ｘは、
α_ｘ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００＝（ΔＹ／Ｄ）×１００
であり、同様に、１パルス当たりのＹ軸方向の送り量をΔＹとしたＹ方向送り率α_ｙは、
α_ｙ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００＝（ΔＹ／Ｄ）×１００
である。

すなわち、このレーザー下地処理装置１００において、統括制御部５１は、対象物１の状況や下地処理品質に応じて、レーザー照射のＸ軸方向の送り率αｘ及びＹ軸方向の送り率α_ｙの最適値を上記条件
α_ｘ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００＝（ΔＹ／Ｄ）×１００≦３５％
α_ｙ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００＝（ΔＹ／Ｄ）×１００≦３５％
に基づいて設定し、設定された送り率α_ｘ及びα_ｙの最適値にて下地処理作業を実行するように、ロボット制御部５３によりロボットマニピュレータ２０による下地処理作業の軌道制御を行うとともに、レーザー照射装置１０のレーザー発振装置１１により、設定された送り率α_ｘ及びα_ｙの最適値に対応する所定のタイミング毎にパルスレーザー光を出射して、レーザーヘッド部１３から対象物１に照射させる制御を行う。

ここで、本発明で用いる前記レーザー光の仕様としては、レーザー出力は１００～５００Ｗ、波長は１０６０～１１００ｎｍの範囲のパルスレーザー光が望ましい。レーザーパルスの繰り返し周波数は、５０～１５０ｋＨｚ、レーザースポット径Ｄは、５０～２００μｍ、レーザーエネルギ密度は、１０～１００Ｊ／ｃｍ^２の範囲が望ましい。

レーザー光の照射条件を見出した図２の試験結果について説明する。
図２は、レーザー照射による鋼材の黒皮（ミルスケール）の除去性能について調べた結果である。

対象物１は、ＳＳ４００（JIS G 3101:2010 一般構造用圧延鋼材）、寸法は、長さ５０ｍｍ×幅５０ｍｍ×厚６ｍｍである。

レーザー照射装置には、前記記載の仕様範囲内のパルスレーザー光を出射するものを使用した。

図２は、レーザー照射条件としてＸ軸方向送り率α_ｘ及びＹ軸方向送り率α_ｙを変更した組み合わせにより、前記対象物１の表面に設定した３０ｍｍ×３０ｍｍの照射範囲を照射したときの対象材の表面性状を拡大率１００倍の顕微鏡撮影並びに目視観察により確認した結果である。

ここで、表面状態として、黒皮がほぼ完全に削除できているものを○にて示した最良好範囲、一部残存するものを△にて示した良好範囲、かなりの部分に黒皮が残っているものを×にて示した不良範囲として整理した。

図２の結果から、送り率が３５％以下であれば黒皮が良好に除去できていることが分かった。

ここで、送り率は、単純に小さくすれば良いものではなく、送り率を小さくするほど、レーザー照射時間が長くなり、作業効率が低下する。したがって、表面品質（性状）が要求性能を満足する範囲において、できるだけ大きく設定することが重要である。

ここで、対象物１としては、前記図１に示す対象材のようなＣ形鋼で幅１５０ｍｍ、高さ１００ｍｍ、長さ６０００ｍｍのもの、あるいは、幅２００ｍｍ、高さ２００ｍｍ、長さ６０００ｍｍのＨ型鋼などがあるが、これに限定するものではない。

これらの対象材のように長さの長い場合、ロボットアーム２１の長さでは届かないことから、ロボットマニピュレータ２０を対象材の長手方向に移動させながら下地処理をする必要がある。このような場合には、ロボットマニピュレータ２０をラックアンドピニオン方式あるいはボールベアリング方式によるスライダーに乗せて、ロボットマニピュレータ２０の長手方向位置制御を行う。図示しないが、統括制御部５１が制御を行う。

また、ロボット制御部１２は、下地処理作業前に予めロボットマニピュレータ２０による下地処理作業の動作軌道が設定される。

そして、ロボット制御部１２による制御により、予め設定された初期軌道に基づきロボットマニピュレータ２０を動作させ、その際に、形状測定装置３０により対象物１の表面の処理対象領域の三次元形状の測定を行い、その測定結果が形状処理装置４０に送られる。

形状処理装置４０は、形状測定装置３０による測定結果から得られる対象物１の三次元形状情報に基づいて、対象物１の処理対象領域におけるレーザー照射装置１０によるレーザー照射位置での法線方向とレーザー照射位置までの距離を求める。

そして、形状処理装置４０は、下地処理作業の軌道上の個々の点について、レーザー照射装置１０によるレーザー照射位置での法線方向とレーザー照射位置までの距離を求めて形状倣い制御部５２に供給する。

形状倣い制御部５２は、形状処理装置４０から供給されるレーザー照射装置１０によるレーザー照射位置での法線方向とレーザー照射位置までの距離の情報に基づいて、統括制御部５１による制御にしたがい、当初設定したロボットマニピュレータ２０による下地処理作業軌道を修正する修正制御情報を生成してロボット制御部５３に供給することにより、レーザー照射装置１０により照射されるレーザー光の光軸が対象物１の表面位置における法線方向と一致するように形状倣い制御を行う。

このレーザー下地処理装置１００では、このような形状倣い制御を行うことによって、固定焦点のレーザーヘッド部１３により、予め設定したレーザパワーのパルスレーザー光を対象物１の表面に法線方向からに照射して下地処理作業を適切に且つ確実に行うことができる。

ここで、上記レーザー下地処理装置１００において、レーザー照射装置１０のレーザーヘッド部１３には、図４に示すように、２つのモータ１３１Ｘ、１３１Ｙと２つのミラー１３２Ｘ、１３２Ｙからなる２軸のガルバノミラー機構１３０が設けられているものとすることができる。

この２軸のガルバノミラー機構１３０は、レーザー発振部１１から光ファイバー１２を介して供給されるレーザー光ＬをＸ軸方向とＹ軸方向に独立してレーザーの反射角度を変更させて走査することができるようになっている。

すなわち、ミラー１３２Ｘは、モータ１３１ＸによりＺ軸周りに回転することにより、対象物１に照射するレーザー光ＬをＸ軸方向に走査する。

また、ミラー１３２Ｙは、モータ１３１ＹによりＸ軸周りに回転することにより、対象物１に照射するレーザー光ＬをＹ軸方向に走査する。

なお、上記２軸のガルバノミラー機構１３０における二つのミラー１３２Ｘ、１３２Ｙは、それぞれポリゴンミラーに置き換えることができる。

すなわち、レーザー照射装置１０のレーザーヘッド部１３の位置を固定した状態で、所定の範囲内を照射することができるようになっている。

なお、ガルバノミラーやポリゴンミラーによる走査では光軸が法線方向と一致するのは一点のみで、レーザー光の焦点位置は円弧状に位置することになるので、この２軸のガルバノミラー機構１３０は、テレセントリックｆ－θレンズ（あるいはテレセントリックｆ－θレンズと同等の光学特性を有するテレセントリック光学系）１３３を介してレーザー光を対象物１に照射するようになっている。すなわち、カルバノミラー走査によるレーザー照射では、対象物１まで焦点距離が変化するので、レーザー処理能力の低下幅が小さい範囲内でレーザー光の照射位置を走査するように、レーザー照射範囲を制約する必要がある。

そして、このような２軸のガルバノミラー機構１３０によるレーザー照射方法について図５の（Ａ）を用いて説明する。

図５の（Ａ）は、指定した四角形のレーザー照射範囲ＡＲ_Ａ内をＹ軸向の次にＸ軸向に走査する場合に２軸のガルバノミラー機構１３０のガルバノミラー１３２Ｘ，１３２Ｙによるレーザー照射のる状況を示す。

この際、レーザー照射のＹ軸方向の送り率α_ｙの最適値の条件
α_ｙ＝（ΔＹ／Ｄ）×１００≦３５％
を満たすようにレーザー照射装置１０のレーザーヘッド部１３内のガルバノミラー１３２Ｙを動作させる。

同様に、レーザー照射のＸ軸方向の送り率α_ｘの最適値の条件
α_ｘ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００≦３５％
満たすようにレーザーヘッド部１３内のガルバノミラー１３２Ｘを動作させる。

図５の（Ｂ）は、指定した四角形のレーザー照射範囲ＡＲ_Ｂ内をＸ方向の次にＹ方向に照射する場合におけるガルバノミラー１３２Ｘ，１３２Ｙによるレーザー照射の状況を示す。

すなわち、レーザー照射のＸ軸方向の送り率α_ｘの最適値の条件
α_ｘ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００≦３５％
を満たすようにレーザー照射装置１０のレーザーヘッド部１３内のガルバノミラー１３２Ｘを動作させる。

同様に、レーザー照射のＹ軸方向の送り率α_ｙの最適値の条件
α_ｙ＝（ΔＹ／Ｄ）×１００≦３５％
満たすようにレーザーヘッド部１３内のガルバノミラー１３２Ｙを動作させる。

このレーザー下地処理装置１００では、ロボット制御部５３によるロボットマニピュレータ２０の軌道制御と、上記２軸のガルバノミラー機構１３０によるレーザー光の走査制御を組み合わせて、レーザー照射装置１０のレーザーヘッド部１３から対象物１の表面に照射するレーザーを走査することができる。

そこで、ガルバノミラー機構１３０の動作に合わせたロボットマニピュレータ２０による送り動作の連携について図５の（Ｃ），（Ｄ）を用いて説明する。

次に、ロボットマニピュレータ２０によるレーザー下地処理の方法について図５の（Ｃ），（Ｄ）を用いて説明する。

ここでは、前記図１に示す対象物１のようなＣ形鋼の側面をレーザー下地処理する場合の２つの作業方法を説明する。

第１の作業方法では、図５の（Ｃ）に示すように、２軸のガルバノミラー機構１３０によるレーザー光の照射位置の走査範囲すなわち前記レーザー照射範囲の大きさを、例えば、５０ｍｍ×５０ｍｍとした四角の基本面積で、Ｃ形鋼の側面をｎ分割の分割し、左上端点を（１，１）とし、Ｘ軸方向に５０ｍｍ進んだ点を（１，２）とし、順次進めていき右方向の終端を（１，ｎ）とする。

次に、Ｙ方向下向きに５０ｍｍ進んだ点を（２，ｎ）とし、今度はＸ方向を左方向に５０ｍｍ進んだ点を（２，ｎ－１）とし、順次進めていき左方向の終点を（２，１）とする。

以降同様に、右下の最終点（ｍ，ｎ）まで、この操作を実施する。

ロボットマニピュレータ２０の移動方法としては、上記点に基づき、左上点（１，１）からスタートし、斜線で示す照射範囲ＡＲ_１１を２軸のガルバノミラー機構１３０により走査して下地処理した後、次の（１，２）点にレーザーヘッド１３を移動させ、同様に下地処理を実施する。

ここで、分割数ｍ及びｎは、前記幅１５０ｍｍ、高さ１００ｍｍ、長さ６０００ｍｍのＣ形鋼であれば、当該側面は縦１００ｍｍ、横６０００ｍｍの長方形であるので、ｍ＝２、ｎ＝１２０となる。同様に、幅２００ｍｍ、高さ２００ｍｍ、長さ６０００ｍｍのＨ型鋼では、当該側面は縦２００ｍｍ、横６０００ｍｍの長方形であるので、ｍ＝４、ｎ＝１２０となる。

これらの対象物１では、横の長さが６０００ｍｍと長くなるので、当然、ロボットマニピュレータ２０のロボットハンド２１だけでは到達できないため、例えば、１０００ｍｍピッチ毎にロボットマニピュレータ２０をＸ軸方向に移動させて同様の作業を実施する。

また、第２の作業方法を図５の（Ｄ）に示す。

図５の（Ｃ）に示した第１の作業法では、レーザー照射範囲すなわちガルバノミラー機構１３０によるレーザー光の照射位置の走査範囲を四角形としたが、図５の（Ｄ）に示す第２の作業方法では、レーザー照射範囲を線状とした場合を説明する。

第２の作業方法は、前記レーザー照射範囲すなわちガルバノミラー機構１３０によるレーザー光の照射位置の走査範囲を、例えばＸ軸方向１ｍｍ、Ｙ軸方向５０ｍｍの縦線とし、Ｘ軸方向の移動は全てロボットマニピュレータ２０で移動させる方法である。

つまり、ロボットマニピュレータ２０により左上端点（１，１）からレーザーヘッド１３をＸ軸方向（右方向）に１ｍｍずつ移動させる毎に、ガルバノミラー機構１３０によりレーザー光の照射位置をＹ軸方向に５０ｍｍ走査して、縦線状に下地処理を繰り返し実施して、点（１，ｎ）に到達すると、Ｙ軸方向下向きに５０ｍｍ移動し、点（２，ｎ）から点（２，１）までＸ軸方向（左方向）左方向に１ｍｍずつロボットマニピュレータ２０で移動させる毎に、ガルバノミラー機構１３０によりレーザー光の照射位置をＹ軸方向に５０ｍｍ走査して、縦線状に下地処理を繰り返し実施する。この場合も、横の長さが６０００ｍｍある場合では、ロボットマニピュレータ２０のロボットハンド２１だけでは、到達できないため、ロボットハンドの移動に合わせて、ロボットマニピュレータ２０自体をＸ軸方向に移動させる必要がある。

また、本発明に係るレーザー下地処理装置は、図６に示すレーザー下地処理装置１００Ａのように、さらに、塗布剤を対象物１に塗布する塗布装置６０を備えるものとすることができる。

塗布装置６０は、塗布剤供給装置６１と、この塗布剤供給装置６１から供給管６２を介してプライマーや塗料等の塗布剤が供給されるスプレーノズル６３からなり、スプレーノズル６３がロボットアーム２１の先端部２１Ａに設置されている。

このレーザー下地処理装置１００Ａは上記レーザー下地処理装置１００に塗布装置６０を設けたものであって、塗布装置６０以外の構成要素については、上記レーザー下地処理装置１００と同じなので、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

このレーザー下地処理装置１００Ａにおいて、塗布装置６０は、制御装置５０の統括制御部５１により制御されて、下地処理作業後に対象物１に塗布剤を塗布する塗布処理を施すようになっている。すなわち、このレーザー下地処理装置１００Ａでは、制御装置５０により、レーザー照射装置１０、ロボットマニピュレータ２０、塗布装置６０の動作を制御して、図７のフローチャートに示す手順にしたがって、下地処理作業と塗布処理を実行する。

すなわち、形状測定装置３０により対象物１の表面の三次元形状を測定して、形状処理装置４０にて三次元形状情報を取得し（ＳＴ１）、取得した対象物１の三次元形状情報に基づいて、レーザー照射装置１０により照射されるレーザー光の光軸が対象物１の表面位置における法線方向と一致するように形状倣い制御を行いながら、レーザー照射による下地処理作業を実行する（ＳＴ２）。

対象物１の処理対象領域について下地処理作業を完了か否かを確認して（ＳＴ３）、下地処理作業を完了したら、レーザー照射装置１０によるレーザー照射を停止して、塗布装置６０の塗布剤供給装置６１を起動する（ＳＴ４）。

そして、下地処理作業済みの対象物１の処理対象領域について、対象物の三次元形状情報に基づいて、形状倣い制御を行いながら、ロボットアーム２１の先端部２１Ａに設置されているスプレーノズル６３から塗布剤を噴霧して対象物の処理対象領域に塗布する塗布処理を実行する（ＳＴ５）。

対象物１の処理対象領域について全て塗布処理を完了したか否かを確認して（ＳＴ６）、塗布処理を全て完了したら、塗布装置６０の塗布剤供給装置６１を停止して、一連の制御を終了する。

このレーザー下地処理装置１００Ａでは、形状測定装置３０による測定結果から得られる対象物１の三次元形状情報に基づいて、ロボットマニピュレータ２０の下地処理作業軌道を修正することにより、任意形状の対象物１の表面形状に倣ってロボットマニピュレータ２０によりレーザー照射装置１０を移動させることで、所定の焦点距離とレーザー照射角度を適切に制御しながら、レーザー照射による下地処理作業を効率よく行い、さらに、対象物１に対してレーザー照射による下地処理作業が完了した領域にプライマーや塗料などの塗布剤を塗布する塗布処理を自動的に施すことができ、塗布処理により、レーザー下地処理した対象材の表目に再び錆が発生したり、活性化された表面性状が低下したりすることを防止することができる。

ここで、このレーザー下地処理装置１００Ａにおけるレーザー下地処理から塗布処理への切り替えのタイミングは、最終製品の表面品質要求に応じて次のように決定する。

通常下地処理を完了した素材の表面は、単に表面の付着物だけが除去されただけではなく、表面に官能基などが現れた化学的に活性化した状態にあり、このような活性化した状態を活用して次の処理を実施する場合がある。

このような場合では、下地処理したままの状況で長時間放置すると、表面に再び錆が発生したり、次の処理の性能が大幅に低下する場合があるので、下地処理完了から次の処理の開始まで時間を所定時間（処理切り替え時間）以内で処理を実施しなければならない。

そこで、前記図５の（Ｃ）で説明したレーザー下地処理作業においては、非常に短時間内で処理を切り替える必要がある場合には、左上点（１，１）から領域ＡＲ_１１のレーザー下地処理が完了した後即座に、点（１，１）から領域ＡＲ_１１の塗布処理を実施する。これが完了すると次に、点（１，２）から領域ＡＲ_１２のレーザー下地処理完了した後即座に、点（１，２）から領域ＡＲ_１２の塗布処理を実施するといったように一連の作業を最終点（ｍ，ｎ）まで繰り返し実施する。当然、照射範囲の大きさは、レーザー走査の時間が前記処理切り替え時間以内となる範囲に設定する必要があることは言うまでもない。

次に、前記図５の（Ｄ）で説明したレーザー下地処理作業においては、ロボットマニピュレータ２０により任意形状の対象物１の表面形状に倣って点（１，１）から領域ＡＲ_１についてレーザーヘッド１３をＸ方向移動させながら前記処理時間の間、レーザー下地処理を実施する。これが完了した後即座に、再び点（１，１）から領域ＡＲ_１について塗布処理を実施する。この一連の作業を最終点（ｍ，ｎ）まで繰り返し実施する。

当然ながら、処理切り替え時間が長くとれるような場合には、対象物１の処理対象面全体のレーザー下地処理を完了した後で、続く塗布処理作業に切り替えて実施すればよい。この方が、処理の切り替えが少なく効率的である。

また、ここでは、後続処理が塗布処理の場合を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、中間処理であるプライマー塗布処理や、樹脂などを接着させるための接着剤の塗布処理がある。更に、下地処理後の対象材の錆発生などの防止のために、レーザー照射に合わせて、空気中の酸素を遮断するためのガス（窒素ガスなど）を噴射させながらレーザー照射することも考えられる。

すなわち、本発明に係るレーザー下地処理装置は、さらに、下地処理後の対象材の錆発生などの防止のために、レーザー照射に合わせて、空気中の酸素を遮断するためのガスを噴射させるスプレーあるいはノズルなどの図示しない吹き付け装置を備え、吹き付け装置をマニピュレータで保持し、制御装置は、対象物に対してレーザー照射による下地処理作業が完了した領域に前記ガスの吹き付け処理を施すように制御するものとすることができる。

１ 対象物、１０ レーザー照射装置、１１ レーザー発振部、１２ 光ファイバー、１３ レーザーヘッド部、２０ ロボットマニピュレータ、２１ ロボットアーム、２１Ａ 先端部、３０ 形状測定装置、４０ 形状処理装置、５０ 制御装置、５１ 統括制御部、５２ 形状倣い制御部、５３ ロボット制御部、６０ 塗布装置、６１ 塗布剤供給装置、６２ 供給管、６３ スプレーノズル、１００、１００Ａ レーザー下地処理装置、１３０ ガルバノミラー機構、１３１Ｘ、１３１Ｙ モータ、１３２Ｘ、１３２Ｙ ミラー、１３３ テレセントリックｆ－θレンズ

Claims (14)

1. レーザー照射によって対象物の付着物を除去する下地処理方法であって、
   前記対象物の三次元形状を計測する形状測定装置とともに前記対象物にレーザー光を照射するレーザー照射装置をマニピュレータにより保持して、前記対象物の処理対象領域を含む作業領域内で移動させ、
   前記形状測定装置による測定結果から得られる前記対象物の三次元形状情報に基づいて、前記対象物の処理対象領域における前記レーザー照射装置によるレーザー照射位置での法線方向と前記レーザー照射位置までの距離を求め、
   前記形状処理装置による演算結果に基づいて、前記レーザー照射装置と前記マニピュレータの動作を制御して、前記レーザー照射装置により照射されるレーザー光の光軸が前記対象物の表面位置における法線方向と一致するように形状倣い制御し、
   対象物の処理前の表面性状および処理後の表面性状への要求性能に応じてレーザー照射条件を適切に設定し、前記レーザー照射装置によりパルスレーザー光を照射して実施することを特徴とする下地処理方法。
2. 前記レーザー照射装置によりパルスレーザー光を照射し、
   １パルス毎にＸ軸方向又はＹ軸方向にレーザー照射位置を移動させ、
   前記パルスレーザー光の照射点でのスポット径をＤとし、１パルス当たりのＸ軸方向の送り量をΔＸとしたＸ方向送り率α_ｘ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００＝（ΔＹ／Ｄ）×１００及びＹ軸方向の送り量をΔＹとした送り率α_ｙ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００＝（ΔＹ／Ｄ）×１００を３５％以下にしたことを特徴とする請求項１に記載の下地処理方法。
3. 前記レーザー照射装置にてパルスレーザー光を二次元走査することにより所定の面積の四角形状の照射範囲に照射した後、前記マニピュレータにて前記照射範囲部分だけ移動させた後、続いて同様の二次元走査によりレーザー照射をすることを繰り返し実施することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の下地処理方法。
4. 前記レーザー照射装置にてパルスレーザー光を一次元走査することにより所定の長さの線状にレーザー照射することを繰り返すとともに、同時に前記マニピュレータにて前記レーザー照射装置を線状レーザーとは垂直方向に連続的に移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の下地処理方法。
5. 前記マニピュレータはロボットアームであり、
   前記レーザー照射装置によるレーザー照射位置を移動させて前記対象物の処理対象領域における付着物を除去する一連の下地処理作業動作を自動制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の下地処理方法。
6. さらに、塗料剤、前処理用剤あるいは樹脂接着用の接着剤などの塗布剤を塗布するスプレーあるいはノズルを前記マニピュレータで保持し、前記対象物に対して前記レーザー照射による下地処理作業が完了した領域に前記塗布剤による塗布処理を施すことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の下地処理方法。
7. さらに、下地処理後の対象材の錆発生などの防止のために、レーザー照射に合わせて、空気中の酸素を遮断するためのガスを噴射させるスプレーあるいはノズルを前記マニピュレータで保持し、前記対象物に対して前記レーザー照射による下地処理作業が完了した領域に前記ガスの吹き付け処理を施すことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の下地処理方法。
8. レーザー照射によって対象物の付着物を除去する下地処理装置であって、
   レーザー照射装置と、
   前記レーザー照射装置を保持し、前記対象物の処理対象領域を含む作業領域内で前記レーザー照射装置を移動させるマニピュレータと、
   前記対象物の三次元形状を計測する形状測定装置と、
   前記形状測定装置による測定結果から得られる前記対象物の三次元形状情報に基づいて、前記対象物の処理対象領域における前記レーザー照射装置によるレーザー照射位置での法線方向と前記レーザー照射位置までの距離を求める演算処理を行う形状処理装置と、
   前記形状処理装置による演算結果に基づいて、前記レーザー照射装置と前記マニピュレータの動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記レーザー照射装置により照射されるレーザー光の光軸が前記対象物の表面位置における法線方向と一致するように形状倣い制御し、
   前記レーザー照射装置は、対象物の処理前の表面性状および処理後の表面性状への要求性能に応じてレーザー照射条件が設定され、パルスレーザー光を照射することを特徴とする下地処理装置。
9. 前記パルスレーザー光の照射点でのスポット径をＤとし、１パルス当たりのＸ軸方向の送り量をΔＸとしたＸ方向送り率α_ｘ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００＝（ΔＹ／Ｄ）×１００及びＹ軸方向の送り量をΔＹとした送り率α_ｙ＝（ΔＸ／Ｄ）×１００＝（ΔＹ／Ｄ）×１００を３５％以下となるように、前記制御装置で制御することを特徴とする請求項８に記載の下地処理装置。
10. 前記レーザー照射装置から出射されるパルスレーザー光を二次元走査して前記対象物の所定の面積の四角形状の照射範囲に照射する二次元走査手段を備え、
    前記マニピュレータにて前記レーザー照射装置を前記照射範囲部分だけ移動させる毎に、前記レーザー照射装置により前記照射範囲にレーザー照射をすることを繰り返し実施することを特徴とする請求項８又は請求項９のいずれか１項に記載の下地処理装置。
11. 前記レーザー照射装置から出射されるパルスレーザー光を一次元走査することにより所定の長さの線状にレーザー照射する一次元走査手段を備え、
    前記マニピュレータにて前記レーザー照射装置を線状レーザーとは垂直方向に連続的に移動させながら、前記レーザー照射装置にて繰り返し所定の長さの線状にレーザー照射することを特徴とする請求項８又は請求項９のいずれか１項に記載の下地処理装置。
12. 前記マニピュレータはロボットアームであり、
    前記レーザー照射装置によるレーザー照射位置を移動させて前記対象物の処理対象領域における付着物を除去する一連の下地処理作業動作を前記制御装置により自動制御することを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか１ 項に記載の下地処理装置。
13. さらに、塗料剤、前処理用剤あるいは樹脂接着用の接着剤などの塗布剤を前記対象物に塗布するスプレーノズルなどの塗布装置を備え、
    前記塗布装置をマニピュレータで保持し、
    前記制御装置は、前記対象物に対して前記レーザー照射による下地処理作業が完了した領域に前記塗布剤にて塗布処理を施すように前記塗布装置を制御することを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか１項に記載の下地処理装置。
14. さらに、下地処理後の対象材の錆発生などの防止のために、レーザー照射に合わせて、空気中の酸素を遮断するためのガスを噴射させるスプレーあるいはノズルなどの吹き付け装置を備え、
    前記吹き付け装置を前記マニピュレータで保持し、
    前記制御装置は、前記対象物に対して前記レーザー照射による下地処理作業が完了した領域に前記ガスの吹き付け処理を施すように前記吹き付け装置を制御することを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか１項に記載の下地処理装置。

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