JP7239338B2 - Laser processing robot and tool coordinate system setting method - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ加工ロボットおよびツール座標系設定方法に関するものである。 The present invention relates to a laser processing robot and a tool coordinate system setting method.

従来、レーザ光によってワークに溶接または切断等の加工を行うロボットが知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1には、ロボットの動作によってレーザ照射装置を所定の指令位置に移動させ、レーザ照射位置の実際の位置を測定し、レーザ照射位置の指令位置と実際の位置との偏差に基づいてレーザ照射位置を補正することが記載されている。
また、光反射性球体およびレーザ光を用いてターゲット位置に対してプローブを位置合わせする方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a robot is known that performs processing such as welding or cutting a workpiece with a laser beam (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, a laser irradiation device is moved to a predetermined command position by the operation of a robot, the actual position of the laser irradiation position is measured, and a laser beam is detected based on the deviation between the command position and the actual position of the laser irradiation position. Correcting the irradiation position is described.
A method of aligning a probe with respect to a target position using a light-reflecting sphere and laser light has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).

特開2018-024011号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-024011 特許第4664412号公報Japanese Patent No. 4664412

ロボットのツール上の一点をTCP(ツールセンタポイント)に設定する方法として、治具を使用した6点教示が一般に用いられている。加工用ツールの場合、6点教示において、治具の基準点がロボットに対して所定の位置に配置され、ロボットアームの動作によって基準点にツールの加工点(例えば、ツールの先端)が一致させられる。 Six-point teaching using a jig is generally used as a method of setting one point on the tool of the robot as the TCP (tool center point). In the case of a processing tool, in six-point teaching, the reference point of the jig is placed at a predetermined position with respect to the robot, and the processing point of the tool (for example, the tip of the tool) is aligned with the reference point by the operation of the robot arm. be done.

ワークから離れた位置から当該ワークにレーザ光を照射するリモート溶接の場合、加工点にはツールの先端等の物体が存在しないため、6点教示を利用することが難しい。
ロボットのレーザ加工ヘッドに棒等の部材を取り付け、部材の先端を加工点に配置することによって、6点教示によるTCPの設定が可能となる。しかし、この場合には、レーザ加工ヘッドへの部材の取付誤差等の影響によって、加工点に正確に一致するようにTCPを設定することは難しい。
加工点の位置の設計値がTCPに設定されることもある。しかし、加工点の位置の設計値と加工点の実際の位置との間に誤差があるため、この場合にも、加工点に正確に一致するようにTCPを設定することは難しい。
In the case of remote welding in which the workpiece is irradiated with a laser beam from a position distant from the workpiece, there is no object such as the tip of the tool at the machining point, so it is difficult to use six-point teaching.
By attaching a member such as a bar to the laser processing head of the robot and arranging the tip of the member at the processing point, it is possible to set the TCP by 6-point teaching. However, in this case, it is difficult to set the TCP so as to exactly match the processing point due to the influence of mounting errors of members on the laser processing head.
A design value for the position of the processing point may be set in the TCP. However, since there is an error between the design value of the position of the working point and the actual position of the working point, it is also difficult to set the TCP so as to exactly match the working point.

本開示の一態様は、ロボットアームと、該ロボットアームの先端に取り付けられレーザ光を射出するレーザ加工ヘッドと、該レーザ加工ヘッドに設けられ、該レーザ加工ヘッドの外部に配置された反射面から前記レーザ加工ヘッドへ、前記レーザ光の射出光軸に沿って正反射されたレーザ光を検出する検出部と、前記ロボットアームを制御するとともに前記レーザ加工ヘッドの座標系を設定する制御部と、を備え、前記反射面は、所定の基準点を中心とする球面または多面体面であり、前記所定の基準点へ向かう前記レーザ光を該レーザ光の射出光軸に沿って正反射し、前記制御部は、前記ロボットアームを動作させることによって、前記射出光軸に沿って正反射されたレーザ光が前記検出部によって検出される位置に前記レーザ加工ヘッドを位置合わせし、該レーザ加工ヘッドが位置合わせされた状態での前記ロボットアームの先端の位置および姿勢と、前記所定の基準点の位置と、に基づいて前記射出光軸の方向を算出し、算出された前記射出光軸の方向に基づいて前記レーザ加工ヘッドの座標系の軸を設定する、レーザ加工ロボットである。 One aspect of the present disclosure is a robot arm, a laser processing head attached to the tip of the robot arm that emits a laser beam, and a reflecting surface provided on the laser processing head and arranged outside the laser processing head. a detection unit that detects the laser beam specularly reflected to the laser processing head along the emission optical axis of the laser beam; a control unit that controls the robot arm and sets a coordinate system of the laser processing head; wherein the reflecting surface is a spherical surface or a polyhedral surface centered on a predetermined reference point, and specularly reflects the laser beam traveling toward the predetermined reference point along the emission optical axis of the laser beam, thereby controlling the control By operating the robot arm, the laser processing head is positioned at a position where the laser beam specularly reflected along the emission optical axis is detected by the detection unit, and the laser processing head is positioned. The direction of the exit optical axis is calculated based on the position and orientation of the tip of the robot arm in the aligned state and the position of the predetermined reference point, and based on the calculated direction of the exit optical axis A laser processing robot for setting the axis of the coordinate system of the laser processing head by using a laser processing head.

一実施形態に係るレーザ加工ロボットの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a laser processing robot according to one embodiment; FIG. レーザ光の射出光軸と、半球面状の反射面からレーザ加工ヘッドへ正反射されたレーザ光の反射光軸との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the emission optical axis of a laser beam, and the reflected optical axis of the laser beam specularly reflected from the hemispherical reflecting surface to the laser processing head. 検出部の検出面の正面図であり、検出面上の反射レーザ光のスポットの位置を説明する図である。FIG. 4 is a front view of the detection surface of the detection unit, and is a diagram for explaining positions of spots of reflected laser light on the detection surface. 一実施形態に係るツール座標系設定方法を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a tool coordinate system setting method according to one embodiment. 一実施形態に係るツール座標系設定方法を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a tool coordinate system setting method according to one embodiment. TCP設定工程におけるロボットアームの動作を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the robot arm in the TCP setting process; レーザ加工ヘッドに設けられる走査部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of the scanning part provided in a laser processing head.

以下に、一実施形態に係るレーザ加工ロボット1について図面を参照して説明する。
レーザ加工ロボット1は、図1に示されるように、レーザ光Lの焦点FをワークW上に配置し、レーザ光LによってワークWに溶接または切断等のリモート加工を行う。レーザ加工ロボット1は、ベース2aおよび多関節のロボットアーム2bを有するロボット本体2と、ロボットアーム2bの先端に取り付けられレーザ光Lを射出するレーザ加工ヘッド3と、レーザ加工ヘッド3に設けられレーザ加工ヘッド3へ反射されたレーザ光Lを検出する検出部4と、ロボット本体2、レーザ加工ヘッド3および検出部4に接続された制御装置5と、を備える。
A laser processing robot 1 according to one embodiment will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the laser processing robot 1 places the focus F of the laser beam L on the work W, and performs remote processing such as welding or cutting on the work W with the laser beam L. As shown in FIG. The laser processing robot 1 includes a robot body 2 having a base 2a and an articulated robot arm 2b, a laser processing head 3 attached to the tip of the robot arm 2b and emitting a laser beam L, and a laser beam L provided in the laser processing head 3. A detection unit 4 that detects the laser beam L reflected to the processing head 3 , and a control device 5 connected to the robot main body 2 , the laser processing head 3 and the detection unit 4 are provided.

ロボット本体2は、例えば、6軸の垂直多関節ロボットである。ロボット本体2は、レーザ加工に一般に用いられる他の種類のロボットであってもよい。ベース2aは、床面上に固定され、ロボットアーム2bを支持している。ロボット本体2は、ロボットアーム2bの各関節を駆動するためのサーボモータ(図示略)と、各関節の回転角度を検出するエンコーダ(図示略)と、を備える。 The robot main body 2 is, for example, a 6-axis vertical articulated robot. Robot body 2 may be any other type of robot commonly used in laser machining. The base 2a is fixed on the floor and supports the robot arm 2b. The robot body 2 includes a servomotor (not shown) for driving each joint of the robot arm 2b and an encoder (not shown) for detecting the rotation angle of each joint.

レーザ加工ヘッド3は、ケーブル6によってレーザ光源(図示略)と接続され、レーザ光源からケーブル6を経由して供給されたレーザ光Lを射出する。レーザ光Lは、レーザ加工ヘッド3内のレンズ(図示略)によって、レーザ加工ヘッド3の外部の焦点Fに収束させられる。焦点Fが、レーザ光LによってワークWが加工される加工点である。ロボットアーム2bの関節の動作によってレーザ加工ヘッド3の位置および姿勢が変更され、それにより、焦点Fの位置が3次元的に変更される。 The laser processing head 3 is connected to a laser light source (not shown) via a cable 6 and emits laser light L supplied from the laser light source via the cable 6 . The laser beam L is converged on a focal point F outside the laser processing head 3 by a lens (not shown) in the laser processing head 3 . A focal point F is a processing point where the workpiece W is processed by the laser beam L. As shown in FIG. The position and posture of the laser processing head 3 are changed by the motion of the joints of the robot arm 2b, thereby changing the position of the focal point F three-dimensionally.

検出部4は、例えばカメラまたは光検出器であり、2次元の検出面4aを有する。図2に示されるように、レーザ加工ヘッド3の外部において反射面10aからレーザ加工ヘッド3へ正反射されたレーザ光L(以下、反射レーザ光L’という。)は、検出面4aに入射する。例えば、レーザ加工ヘッド3内のレーザ光Lの光路上に、ハーフミラーのような部分反射ミラー3aが配置されている。光路を戻る反射レーザ光L’の一部が、部分反射ミラー3aによって光路から分離され、検出面4aに入射する。 The detection unit 4 is, for example, a camera or a photodetector, and has a two-dimensional detection surface 4a. As shown in FIG. 2, the laser beam L specularly reflected from the reflecting surface 10a to the laser processing head 3 outside the laser processing head 3 (hereinafter referred to as the reflected laser beam L') is incident on the detection surface 4a. . For example, a partially reflective mirror 3a such as a half mirror is arranged on the optical path of the laser beam L inside the laser processing head 3 . Part of the reflected laser light L' returning along the optical path is separated from the optical path by the partially reflecting mirror 3a and enters the detection surface 4a.

検出面4aは、反射面10aによって射出光軸Aに沿って正反射された反射レーザ光L’の光軸(反射光軸)A’が検出面4aの中心に位置するように、配置されている。射出光軸Aは、レーザ加工ヘッド3から反射面10aへ射出されたレーザ光Lの光軸である。射出光軸Aからずれた反射光軸A’を有する反射レーザ光L’は、検出面4aに入射しないか、または、検出面4aの中心からずれた位置に入射する。図3において、実線の円は、射出光軸A’に沿って正反射された反射レーザ光L’または射出光軸A’近傍の強い光のスポットを示し、二点鎖線の円は、射出光軸A’からずれた反射光軸A’に沿って正反射された反射レーザ光L’または射出光軸A’近傍の強い光のスポットを示している。検出部4は、スポットの中心が検出面4aの中心と一致するときに、射出光軸Aに沿って正反射された反射レーザ光L’を検出するとともに検出面4a上のスポットの直径を検出する。 The detection surface 4a is arranged so that the optical axis (reflected optical axis) A' of the reflected laser beam L' specularly reflected along the emission optical axis A by the reflection surface 10a is positioned at the center of the detection surface 4a. there is The emission optical axis A is the optical axis of the laser beam L emitted from the laser processing head 3 to the reflecting surface 10a. A reflected laser beam L' having a reflected optical axis A' deviated from the emission optical axis A does not enter the detection surface 4a, or enters a position deviated from the center of the detection surface 4a. In FIG. 3, the solid-line circle indicates the reflected laser beam L' specularly reflected along the emission optical axis A' or the strong light spot near the emission optical axis A', and the two-dot chain line indicates the emission light. A reflected laser beam L' specularly reflected along a reflected optical axis A' deviated from the axis A' or an intense light spot near the exit optical axis A' is shown. When the center of the spot coincides with the center of the detection surface 4a, the detection unit 4 detects the reflected laser beam L' specularly reflected along the emission optical axis A and also detects the diameter of the spot on the detection surface 4a. do.

制御装置5は、プロセッサを有する制御部5aと、RAM、ROMおよび不揮発性ストレージ等を有する記憶部5bと、を備える。
記憶部5bには、レーザ光LによってワークWを加工するための加工プログラムが格納されている。制御部5aは、加工プログラムに従って制御指令をロボットアーム2bの各サーボモータおよびレーザ加工ヘッド3に送信することによって、ロボットアーム2bおよびレーザ加工ヘッド3に加工プログラムに基づく動作を実行させる。
The control device 5 includes a control unit 5a having a processor, and a storage unit 5b having RAM, ROM, nonvolatile storage, and the like.
A processing program for processing the workpiece W with the laser beam L is stored in the storage unit 5b. The control unit 5a causes the robot arm 2b and the laser processing head 3 to perform operations based on the processing program by transmitting control commands to the servo motors of the robot arm 2b and the laser processing head 3 according to the processing program.

加工プログラムの実行において、制御部5aは、ロボット本体2のワールド座標系Σwおよびレーザ加工ヘッド3のツール座標系Σtに基づいてロボットアーム2bの動作を制御することによって、焦点Fの位置を制御する。
ワールド座標系Σwは、ベース2aに対して固定された座標系である。
ツール座標系Σtは、レーザ加工ヘッド3に対して固定され、レーザ光Lの射出光軸Aおよび焦点Fを基準に設定された座標系である。例えば、ツール座標系Σtは、3次元直交座標系であり、ツール座標系ΣtのZ軸がレーザ光Lの射出光軸Aに平行に設定され、ツール座標系Σtの原点が焦点Fに設定される。
In executing the machining program, the control unit 5a controls the position of the focal point F by controlling the operation of the robot arm 2b based on the world coordinate system Σw of the robot body 2 and the tool coordinate system Σt of the laser processing head 3. .
The world coordinate system Σw is a coordinate system fixed with respect to the base 2a.
The tool coordinate system Σt is a coordinate system that is fixed with respect to the laser processing head 3 and set with the emission optical axis A and the focal point F of the laser beam L as references. For example, the tool coordinate system Σt is a three-dimensional orthogonal coordinate system, the Z axis of the tool coordinate system Σt is set parallel to the emission optical axis A of the laser beam L, and the origin of the tool coordinate system Σt is set at the focal point F. be.

ツール座標系Σtは、例えば、ロボットの工場等への設置時、または、レーザ加工ヘッド3の交換時等に設定される。記憶部5bには、ツール座標系Σtを設定するためのツール座標系設定プログラムが格納されている。制御部5aは、ツール座標系設定プログラムに従って、ツール座標系Σtの設定に必要な情報を取得するための動作をロボットアーム2b、レーザ加工ヘッド3および検出部4に実行させ、取得された情報に基づいてツール座標系Σtを設定する。 The tool coordinate system Σt is set, for example, when the robot is installed in a factory or the like, or when the laser processing head 3 is replaced. The storage unit 5b stores a tool coordinate system setting program for setting the tool coordinate system Σt. According to the tool coordinate system setting program, the control unit 5a causes the robot arm 2b, the laser processing head 3, and the detection unit 4 to perform an operation for acquiring information necessary for setting the tool coordinate system Σt. Based on this, the tool coordinate system Σt is set.

次に、ツール座標系設定プログラムに基づくツール座標系設定作業(ツール座標系設定方法)について説明する。
ツール座標系設定作業には、図2に示されるように、半球状の反射部材10が使用される。反射部材10は、凸半球面状の反射面10aと、反射面10aの端を接続する円形の底面10bと、を有する。反射面10aは、レーザ光Lを正反射するミラーである。反射面10aは、底面10bの中心に配置された曲率中心Pと、一定の曲率とを有する。反射面10a上の任意の点において、曲率中心Pへ向かうレーザ光Lは射出光軸Aに沿って正反射される。曲率中心Pは、ツール座標系Σtを設定するための基準点として用いられる。
Next, the tool coordinate system setting work (tool coordinate system setting method) based on the tool coordinate system setting program will be described.
As shown in FIG. 2, a hemispherical reflecting member 10 is used for the tool coordinate system setting work. The reflecting member 10 has a convex hemispherical reflecting surface 10a and a circular bottom surface 10b connecting ends of the reflecting surface 10a. The reflecting surface 10a is a mirror that specularly reflects the laser beam L. As shown in FIG. The reflective surface 10a has a center of curvature P located at the center of the bottom surface 10b and a constant curvature. The laser light L traveling toward the center of curvature P is specularly reflected along the emission optical axis A at an arbitrary point on the reflecting surface 10a. The center of curvature P is used as a reference point for setting the tool coordinate system Σt.

反射部材10は、ロボットアーム2bの動作範囲内に配置され、基準点Pは、ワールド座標系Σwでの所定の位置座標に位置決めされる。
反射部材10がロボットアーム2bの動作範囲内の任意の位置に配置され、ワールド座標系Σwでの基準点Pの位置座標がユーザによって制御装置5に入力され、入力された位置座標がツール座標系設定プログラムで使用されるように構成されていてもよい。
The reflecting member 10 is arranged within the motion range of the robot arm 2b, and the reference point P is positioned at predetermined position coordinates in the world coordinate system Σw.
The reflecting member 10 is arranged at an arbitrary position within the operating range of the robot arm 2b, the position coordinates of the reference point P in the world coordinate system Σw are input by the user to the control device 5, and the input position coordinates are set in the tool coordinate system. It may be configured to be used by a configuration program.

ツール座標系設定作業は、図4に示される、ツール座標系ΣtのZ軸を設定するZ軸設定工程と、図5に示される、TCPを設定するTCP設定工程と、を含む。
図4に示されるように、Z軸設定工程において、制御部5aは、ロボットアーム2bを動作させることによって、射出光軸Aに沿って正反射された反射レーザ光L’が検出部4によって検出される位置にレーザ加工ヘッド3を位置合わせし(ステップSA1~SA4)、レーザ加工ヘッド3が位置合わせされた状態でのロボットアーム2bの先端の位置および姿勢を算出し(ステップSA5)、算出されたロボットアーム2bの先端の位置および姿勢と基準点Pの位置とに基づいてロボットアーム2bの先端に対する射出光軸Aの方向を算出し(ステップSA6)、算出された射出光軸Aの方向に基づいてZ軸を設定する(ステップSA7)。
The tool coordinate system setting operation includes a Z-axis setting process for setting the Z-axis of the tool coordinate system Σt shown in FIG. 4 and a TCP setting process for setting TCP shown in FIG.
As shown in FIG. 4, in the Z-axis setting process, the controller 5a operates the robot arm 2b so that the reflected laser beam L′ specularly reflected along the emission optical axis A is detected by the detector 4. The laser processing head 3 is aligned with the position where the laser processing head 3 is aligned (steps SA1 to SA4), the position and orientation of the tip of the robot arm 2b are calculated (step SA5), and the calculated Based on the position and posture of the tip of the robot arm 2b and the position of the reference point P, the direction of the exit optical axis A with respect to the tip of the robot arm 2b is calculated (step SA6). Based on this, the Z axis is set (step SA7).

具体的には、制御部5aは、図2に示されるように、ロボットアーム2bを動作させることによって、レーザ光Lが基準点Pへ略向かうように基準点Pに対してレーザ加工ヘッド3を位置決めする(ステップSA1)。このときのレーザ加工ヘッド3の位置および姿勢は、レーザ加工ヘッド3の設計値に基づいて設定される。 Specifically, as shown in FIG. 2, the controller 5a moves the laser processing head 3 with respect to the reference point P so that the laser beam L is directed substantially toward the reference point P by operating the robot arm 2b. Position (step SA1). The position and posture of the laser processing head 3 at this time are set based on the design values of the laser processing head 3 .

次に、制御部5aは、レーザ加工ヘッド3からレーザ光Lを射出させ(ステップSA2)、射出光軸Aに沿って正反射された反射レーザ光L’が検出部4によって検出されるか否かを判断する(ステップSA3)。
レーザ光Lが基準点Pの方向を正確に向いているとき(すなわち、射出光軸Aの延長線上に基準点Pが位置しているとき)、レーザ光Lは、反射面10aによって射出光軸Aに沿って正反射される。制御部5aは、射出光軸Aに沿って正反射された反射レーザ光L’が検出部4によって検出された場合に(ステップSA3のYES)、次のステップSA5に進む。
Next, the controller 5a causes the laser beam L to be emitted from the laser processing head 3 (step SA2), and whether or not the reflected laser beam L′ specularly reflected along the emission optical axis A is detected by the detector 4. (step SA3).
When the laser beam L is correctly oriented in the direction of the reference point P (that is, when the reference point P is positioned on the extension line of the emission optical axis A), the laser beam L is reflected by the reflecting surface 10a along the emission optical axis. Specularly reflected along A. When the reflected laser beam L′ specularly reflected along the emission optical axis A is detected by the detection unit 4 (YES in step SA3), the control unit 5a proceeds to the next step SA5.

一方、レーザ光Lが基準点Pの方向を正確に向いていないとき、レーザ光Lは、反射面10aによって射出光軸Aからずれた反射光軸A’に沿って正反射される。制御部5aは、射出光軸Aに沿って正反射された反射レーザ光L’が検出部4によって検出されない場合に(ステップSA3のNO)、ロボットアーム2bを動作させることによってレーザ加工ヘッド3の位置および姿勢を調整し(ステップSA4)、ステップSA2,SA3を再度実行する。制御部5aは、射出光軸Aに沿って正反射された反射レーザ光L’が検出部4によって検出されるまで、ステップSA4,SA2,SA3を繰り返す。 On the other hand, when the laser beam L is not precisely directed toward the reference point P, the laser beam L is specularly reflected along the reflected optical axis A' deviated from the emission optical axis A by the reflecting surface 10a. When the reflected laser beam L′ specularly reflected along the emission optical axis A is not detected by the detection unit 4 (NO in step SA3), the control unit 5a controls the laser processing head 3 by operating the robot arm 2b. The position and attitude are adjusted (step SA4), and steps SA2 and SA3 are executed again. The control unit 5a repeats steps SA4, SA2, and SA3 until the detection unit 4 detects the reflected laser beam L' specularly reflected along the emission optical axis A. FIG.

次に、制御部5aは、ロボットアーム2bの各関節の回転角度をエンコーダから取得し、各関節の回転角度からワールド座標系Σwでのロボットアーム2bの先端の位置および姿勢を算出する(ステップSA5)。ロボットアーム2bの先端の位置は、例えば、ロボットアーム2bの先端面の中心位置である。 Next, the control unit 5a acquires the rotation angle of each joint of the robot arm 2b from the encoder, and calculates the position and orientation of the tip of the robot arm 2b in the world coordinate system Σw from the rotation angle of each joint (step SA5 ). The position of the tip of the robot arm 2b is, for example, the center position of the tip surface of the robot arm 2b.

次に、制御部5aは、算出されたロボットアーム2bの先端の位置および姿勢からレーザ加工ヘッド3の基準位置を算出し、レーザ加工ヘッド3の基準位置と基準点Pの位置とから基準位置に対する射出光軸Aの方向を算出する(ステップSA6)。レーザ加工ヘッド3の基準位置は、ロボットアーム2bの先端に対して固定されたレーザ加工ヘッド3上の代表点の位置である。
次に、制御部5aは、射出光軸Aの方向と平行な方向にツール座標系ΣtのZ軸を設定する(ステップSA7)。例えば、制御部5aは、射出光軸A上にZ軸を設定する。
Next, the controller 5a calculates the reference position of the laser processing head 3 from the calculated position and orientation of the tip of the robot arm 2b, and calculates the reference position from the reference position of the laser processing head 3 and the position of the reference point P. The direction of the exit optical axis A is calculated (step SA6). The reference position of the laser processing head 3 is the position of the representative point on the laser processing head 3 fixed to the tip of the robot arm 2b.
Next, the controller 5a sets the Z-axis of the tool coordinate system Σt in a direction parallel to the direction of the exit optical axis A (step SA7). For example, the control unit 5a sets the Z-axis on the emission optical axis A.

制御部5aは、Z軸設定工程に続き、TCP設定工程を実行する。
図5に示されるように、TCP設定工程において、制御部5aは、ロボットアーム2bを動作させることによって、検出部4によって検出される射出光軸Aに沿って正反射された反射レーザ光L’の光束径が最小となる位置にレーザ加工ヘッド3を位置合わせし(ステップSB1~SB4)、レーザ加工ヘッド3が位置合わせされた状態でのロボットアーム2bの先端の位置および姿勢を算出し(ステップSB5)、ロボットアーム2bの異なる姿勢でステップSB1~SB5を繰り返し(ステップSB6)、算出されたロボットアーム2bの先端の位置および姿勢、基準点Pの位置、および基準点Pから反射面10aまでの距離に基づいてロボットアーム2bの先端に対する焦点Fの位置を算出し(ステップSB8)、算出された焦点Fの位置に基づいてTCPを設定する(ステップSB9)。
The controller 5a executes the TCP setting process following the Z-axis setting process.
As shown in FIG. 5, in the TCP setting process, the control unit 5a operates the robot arm 2b to detect the reflected laser beam L′ specularly reflected along the emission optical axis A detected by the detection unit 4. (steps SB1 to SB4), and calculate the position and orientation of the tip of the robot arm 2b with the laser processing head 3 aligned (step SB5), steps SB1 to SB5 are repeated with different postures of the robot arm 2b (step SB6), and the calculated position and posture of the tip of the robot arm 2b, the position of the reference point P, and the distance from the reference point P to the reflecting surface 10a are calculated. Based on the distance, the position of the focal point F with respect to the tip of the robot arm 2b is calculated (step SB8), and the TCP is set based on the calculated position of the focal point F (step SB9).

具体的には、制御部5aは、ロボットアーム2bを動作させることによって、レーザ光Lが基準点Pへ略向かい、かつ、焦点Fが反射面10aに略一致するようにレーザ加工ヘッド3を位置決めする(ステップSB1)。このときのレーザ加工ヘッド3の位置および姿勢は、レーザ加工ヘッド3の設計値に基づいて設定される。
次に、制御部5aは、レーザ加工ヘッド3からレーザ光Lを射出させる(ステップSB2)。そして、制御部5aは、射出光軸Aに沿って正反射された反射レーザ光L’が検出部4によって検出され、かつ、検出部4によって検出された反射レーザ光L’の光束径が最小であるか否かを判断する(ステップSB3)。
Specifically, the controller 5a operates the robot arm 2b to position the laser processing head 3 so that the laser beam L is directed substantially toward the reference point P and the focal point F substantially coincides with the reflecting surface 10a. (step SB1). The position and posture of the laser processing head 3 at this time are set based on the design values of the laser processing head 3 .
Next, the controller 5a causes the laser beam L to be emitted from the laser processing head 3 (step SB2). Then, the controller 5a detects the reflected laser beam L′ specularly reflected along the emission optical axis A by the detector 4 and controls the beam diameter of the reflected laser beam L′ detected by the detector 4 to be the minimum. (Step SB3).

図6に示されるように、レーザ光Lが基準点Pの方向を正確に向き、かつ、焦点Fが反射面10aに一致しているとき、反射レーザ光L’の光束径は最小となり、検出面4aの中心に形成されるスポットの直径は最小となる。制御部5aは、射出光軸Aに沿って正反射された反射レーザ光L’が検出部4によって検出され、かつ、検出面4a上のスポットの直径が最小である場合に(ステップSB3のYES)、次のステップSB5に進む。スポットの直径が最小であるか否かの判断は、例えば、予め測定されたスポットの直径の最小値に基づいて設定された所定の閾値との比較によって行われる。 As shown in FIG. 6, when the laser beam L is correctly oriented in the direction of the reference point P and the focal point F coincides with the reflecting surface 10a, the beam diameter of the reflected laser beam L′ is minimized and detected. The diameter of the spot formed at the center of surface 4a is minimized. When the reflected laser beam L′ specularly reflected along the emission optical axis A is detected by the detection unit 4 and the diameter of the spot on the detection surface 4a is the smallest, the control unit 5a determines YES in step SB3. ), and proceed to the next step SB5. The determination as to whether the spot diameter is the minimum is made, for example, by comparison with a predetermined threshold set based on the minimum value of the spot diameter measured in advance.

一方、制御部5aは、射出光軸Aに沿って正反射された反射レーザ光L’が検出部4によって検出されない、あるいは、検出面4a上のスポットの直径が最小ではない場合に(ステップSB3のNO)、ロボットアーム2bを動作させることによってレーザ加工ヘッド3の位置および姿勢を調整し(ステップSB4)、ステップSB2,SB3を再度実行する。制御部5aは、射出光軸Aに沿って正反射された反射レーザ光L’が検出部4によって検出され、かつ、反射レーザ光L’のスポットの直径が最小となるまで、ステップSB4,SB2,SB3を繰り返す。 On the other hand, if the reflected laser beam L′ specularly reflected along the emission optical axis A is not detected by the detection unit 4, or if the diameter of the spot on the detection surface 4a is not the smallest (step SB3 NO), the robot arm 2b is operated to adjust the position and orientation of the laser processing head 3 (step SB4), and steps SB2 and SB3 are executed again. The control unit 5a repeats steps SB4 and SB2 until the detection unit 4 detects the reflected laser beam L' specularly reflected along the emission optical axis A and the diameter of the spot of the reflected laser beam L' becomes the minimum. , SB3 are repeated.

次に、制御部5aは、ロボットアーム2bの各関節の回転角度をエンコーダから取得し、各関節の回転角度からワールド座標系Σwでのロボットアーム2bの先端の位置および姿勢を算出する(ステップSB5)。
次に、制御部5aは、図6に示されるように、ロボットアーム2bを動作させることによって、レーザ光Lが基準点Pへ略向かい、かつ、焦点Fが反射面10aに略一致する他の位置にレーザ加工ヘッド3を位置決めする(ステップSB7)。これにより、ロボットアーム2bの姿勢が変更される。そして、制御部5aは、ステップSB2~SB5を繰り返す。
制御部5aは、ロボットアーム2bの少なくとも2つの姿勢でステップSB2~SB5を実行し(ステップSB6,SB7)、少なくとも2つの姿勢でのロボットアーム2bの先端の位置および姿勢を算出する。
Next, the control unit 5a acquires the rotation angle of each joint of the robot arm 2b from the encoder, and calculates the position and orientation of the tip of the robot arm 2b in the world coordinate system Σw from the rotation angle of each joint (step SB5 ).
Next, as shown in FIG. 6, the controller 5a operates the robot arm 2b so that the laser beam L is directed substantially toward the reference point P and the focal point F is substantially coincident with the reflecting surface 10a. The laser processing head 3 is positioned at the position (step SB7). This changes the posture of the robot arm 2b. Then, the controller 5a repeats steps SB2 to SB5.
The controller 5a executes steps SB2 to SB5 in at least two postures of the robot arm 2b (steps SB6 and SB7), and calculates the position and posture of the tip of the robot arm 2b in at least two postures.

次に、制御部5aは、ロボットアーム2bの各姿勢での焦点Fの位置を算出する。具体的には、制御部5aは、ロボットアーム2bの先端の位置および姿勢と、基準点Pの位置と、基準点Pから反射面10a上の焦点Fまでの距離(すなわち、反射面10aの半径)とから、ワールド座標系Σwでのレーザ加工ヘッド3の基準位置に対する焦点Fの相対位置を算出する。次に、制御部5aは、2つの姿勢での焦点Fの相対位置から、ツール座標系Σtにおける焦点Fの位置を算出する(ステップSB8)。
次に、制御部5aは、算出された焦点Fの位置にツール座標系Σtの原点およびTCPを設定する(ステップSB9)。例えば、制御部5aは、焦点Fにツール座標系Σtの原点およびTCPを設定する。
Next, the controller 5a calculates the position of the focal point F in each posture of the robot arm 2b. Specifically, the control unit 5a controls the position and orientation of the tip of the robot arm 2b, the position of the reference point P, and the distance from the reference point P to the focal point F on the reflecting surface 10a (that is, the radius of the reflecting surface 10a). ), the relative position of the focal point F with respect to the reference position of the laser processing head 3 in the world coordinate system Σw is calculated. Next, the control unit 5a calculates the position of the focus F in the tool coordinate system Σt from the relative positions of the focus F in the two postures (step SB8).
Next, the control unit 5a sets the origin of the tool coordinate system Σt and the TCP at the calculated position of the focal point F (step SB9). For example, the controller 5a sets the focus F to the origin of the tool coordinate system Σt and the TCP.

このように、本実施形態によれば、ツール座標系Σtの設定に、レーザ加工ヘッド3から射出されるレーザ光Lと、曲率中心に基準点Pを有する凸球面状の反射面10aと、反射面10aから正反射された反射レーザ光L’を検出する検出部4とが使用される。そして、検出面4a上の反射レーザ光L’のスポットの位置に基づいて、レーザ光Lが基準点Pを向くように基準点Pに対してレーザ光Lの方向を正確に合わせることができる。これにより、射出光軸Aの方向を正確に算出し、Z軸が射出光軸Aに平行になるようにツール座標系ΣtのZ軸を正確に設定することができる。 As described above, according to the present embodiment, the tool coordinate system Σt is set by setting the laser beam L emitted from the laser processing head 3, the convex spherical reflecting surface 10a having the reference point P at the center of curvature, and the reflecting surface 10a. A detector 4 is used to detect the reflected laser beam L' specularly reflected from the surface 10a. Then, the direction of the laser beam L can be accurately aligned with the reference point P so that the laser beam L faces the reference point P based on the position of the spot of the reflected laser beam L' on the detection surface 4a. As a result, the direction of the exit optical axis A can be accurately calculated, and the Z axis of the tool coordinate system Σt can be accurately set so that the Z axis is parallel to the exit optical axis A.

また、検出面4a上の反射レーザ光L’のスポットの位置および直径に基づいて、レーザ光Lが基準点Pを向いた状態で焦点Fが反射面10aに一致するように基準点Pに対して焦点Fの位置を正確に合わせることができる。これにより、焦点Fの位置を正確に算出し、加工点である焦点FにTCPが一致するようにTCPを正確に設定することができる。 Further, based on the position and diameter of the spot of the reflected laser beam L′ on the detection surface 4a, the laser beam L is directed to the reference point P, and the focal point F is aligned with the reflection surface 10a. The position of the focal point F can be adjusted accurately by using the As a result, the position of the focal point F can be accurately calculated, and the TCP can be accurately set so that the TCP coincides with the focal point F, which is the processing point.

上記実施形態において、射出光軸Aに沿う方向において焦点Fが反射面10aに一致しているか否かを検出面4a上のスポットの直径に基づいて判断することとしたが、これに代えて、スポットの明るさに基づいて判断してもよい。この場合、検出面4aの中心のスポットの明るさは最大になるときに、焦点Fが反射面10aに一致していると判断することができる。 In the above embodiment, whether or not the focal point F coincides with the reflection surface 10a in the direction along the exit optical axis A is determined based on the diameter of the spot on the detection surface 4a. You may judge based on the brightness of a spot. In this case, it can be determined that the focal point F coincides with the reflecting surface 10a when the brightness of the spot at the center of the detecting surface 4a is maximized.

上記実施形態において、Z軸設定工程がTCP設定工程とは別に実行されることとしたが、TCP設定工程内でZ軸設定工程が行われてもよい。すなわち、ステップSB1~SB4によって、射出光軸Aに沿って正反射された反射レーザ光L’が検出部4によって検出される位置にレーザ加工ヘッド3が位置合わせされる。したがって、ステップSB5の後に、ステップSB5において算出されたロボットアーム2bの先端の位置および姿勢を用いてZ軸の方向を算出してもよい。 In the above embodiment, the Z-axis setting process is performed separately from the TCP setting process, but the Z-axis setting process may be performed within the TCP setting process. That is, through steps SB1 to SB4, the laser processing head 3 is positioned at a position where the reflected laser beam L' specularly reflected along the emission optical axis A is detected by the detector 4. FIG. Therefore, after step SB5, the direction of the Z-axis may be calculated using the position and orientation of the tip of the robot arm 2b calculated in step SB5.

上記実施形態において、ツール座標系Σtの設定に使用されるレーザ光Lは、ワークWの加工に使用されるレーザ光であってもよく、加工用のレーザ光とは異なるレーザ光であってもよい。例えば、加工用のレーザ光が赤外光のような非可視光である場合には、ツール座標系Σtの設定に可視レーザ光を使用してもよい。設定用のレーザ光Lは、加工用のレーザ光と同軸となるように、加工用のレーザ光と同一の光路を導光される。
レーザ光の焦点の位置は、レーザ光の波長に応じて射出光軸に沿う方向に変化する。したがって、加工用のレーザ光の波長とは異なる波長のレーザ光Lをツール座標系Σtの設定に使用する場合には、ステップSB8において、波長の差異を考慮して加工用のレーザ光の焦点の位置が算出される。
In the above embodiment, the laser beam L used for setting the tool coordinate system Σt may be the laser beam used for machining the workpiece W, or may be a laser beam different from the laser beam for machining. good. For example, if the processing laser light is invisible light such as infrared light, visible laser light may be used to set the tool coordinate system Σt. The setting laser beam L is guided along the same optical path as the processing laser beam so as to be coaxial with the processing laser beam.
The position of the focal point of the laser light changes in the direction along the emission optical axis according to the wavelength of the laser light. Therefore, when laser light L having a wavelength different from that of the laser light for processing is used for setting the tool coordinate system Σt, in step SB8, the focal point of the laser light for processing is adjusted in consideration of the difference in wavelength. A position is calculated.

上記実施形態において、レーザ加工ヘッド3が、レーザ光Lを射出光軸Aに交差する揺動軸回りに揺動させる走査部7をさらに備えていてもよい。
図7は、レーザ加工ヘッド3内の走査部7の一構成例を示している。この走査部7は、2つのガルバノミラー7a,7bを有するガルバノスキャナである。2つのガルバノミラー7a,7bの揺動軸S1,S2は、相互にねじれの位置に配置され、2つのガルバノミラー7a,7bの揺動に応じてレーザ光Lが2方向に揺動する。つまり、ガルバノミラー7a,7bの揺動角度に応じた角度だけレーザ光Lの射出光軸Aの角度が変化する。
符号7c,7dは、ガルバノミラー7a,7bを揺動軸S1,S2回りにそれぞれ揺動させるモータである。符号7eは、レーザ光Lを集光させるレンズである。
In the above-described embodiment, the laser processing head 3 may further include a scanning unit 7 that swings the laser beam L around the swing axis that intersects the emission optical axis A.
FIG. 7 shows a configuration example of the scanning unit 7 in the laser processing head 3. As shown in FIG. This scanning unit 7 is a galvanometer scanner having two galvanometer mirrors 7a and 7b. The oscillation axes S1 and S2 of the two galvanometer mirrors 7a and 7b are arranged at mutually twisted positions, and the laser light L oscillates in two directions according to the oscillation of the two galvanometer mirrors 7a and 7b. That is, the angle of the emission optical axis A of the laser light L changes by an angle corresponding to the swing angle of the galvanomirrors 7a and 7b.
Numerals 7c and 7d are motors for rocking the galvanomirrors 7a and 7b about the rocking axes S1 and S2, respectively. Reference numeral 7e is a lens for condensing the laser light L. FIG.

走査部7は、ロボットアーム2bの動作と比較して、レーザ光Lの射出光軸Aの方向を高い精度で制御することができる。したがって、ロボットアーム2bの動作に加えて走査部7の動作によって、基準点Pに対してレーザ光Lの方向を調整してもよい。
具体的には、ガルバノミラー7a,7bが基準角度(例えば、0°)に配置されている状態で、ロボットアーム2bの動作によってレーザ光Lが基準点Pへ略向かうようレーザ加工ヘッド3を位置決めされる。続いて、ガルバノミラー7a,7bの揺動によってレーザ光Lが揺動させられ、射出光軸Aに沿う反射レーザ光L’が検出部4によって検出される角度にレーザ光Lの揺動角度が調整される。
The scanning unit 7 can control the direction of the emission optical axis A of the laser light L with higher accuracy than the operation of the robot arm 2b. Therefore, the direction of the laser beam L with respect to the reference point P may be adjusted by the operation of the scanning unit 7 in addition to the operation of the robot arm 2b.
Specifically, the laser processing head 3 is positioned so that the laser beam L is directed substantially toward the reference point P by the operation of the robot arm 2b while the galvanometer mirrors 7a and 7b are arranged at a reference angle (for example, 0°). be done. Subsequently, the laser beam L is oscillated by the oscillation of the galvano mirrors 7a and 7b, and the oscillation angle of the laser beam L is set to the angle at which the reflected laser beam L' along the emission optical axis A is detected by the detector 4. adjusted.

この場合、制御部5aは、ガルバノミラー7a,7bの揺動角度からレーザ光Lの揺動角度の調整量を算出し、走査部7によってレーザ光Lの揺動角度が調整されていない状態(ガルバノミラー7a,7bが基準角度に配置されている状態)で射出光軸Aに沿って正反射されたレーザ光Lが検出部4によって検出される位置にレーザ加工ヘッド3が位置合わせされた状態でのロボットアーム2bの先端の位置および姿勢を計算から求める。 In this case, the controller 5a calculates the adjustment amount of the swing angle of the laser light L from the swing angles of the galvanomirrors 7a and 7b, and the state in which the swing angle of the laser light L is not adjusted by the scanning unit 7 ( The state in which the laser processing head 3 is positioned at a position where the laser beam L specularly reflected along the emission optical axis A is detected by the detector 4 in the state where the galvanomirrors 7a and 7b are arranged at the reference angle). , the position and orientation of the tip of the robot arm 2b are calculated.

上記実施形態において、反射面10aとして、半球状のミラーを使用することとしたが、他の形状の反射面10aを使用してもよい。
例えば、反射面10aが、半球面よりも小さい立体角を有する部分球面であり、反射部材10の外側に基準点となる曲率中心Pが存在してもよい。
あるいは、反射面10aは、基準点Pを中心とし複数の平坦面からなる多面体面であってもよい。この場合、各平坦面上の1つの特定点において、基準点Pへ向かうレーザ光Lが射出光軸Aに沿って正反射される。反射面10aは、このような特定点を有する任意の曲面であってもよい。
In the above embodiment, a hemispherical mirror is used as the reflecting surface 10a, but a reflecting surface 10a having another shape may be used.
For example, the reflecting surface 10a may be a partial spherical surface having a smaller solid angle than a hemispherical surface, and the center of curvature P serving as a reference point may exist outside the reflecting member 10 .
Alternatively, the reflecting surface 10a may be a polyhedral surface centered on the reference point P and composed of a plurality of flat surfaces. In this case, the laser beam L directed toward the reference point P is specularly reflected along the emission optical axis A at one specific point on each flat surface. The reflecting surface 10a may be any curved surface having such specific points.

上記実施形態において、ロボットアーム2bの各姿勢での焦点FのZ軸方向の位置を、計算によって求めることとしたが、これに代えて、レーザ加工ヘッド3から焦点FまでのZ軸方向の距離を他の手段によって測定してもよい。例えば、焦点Fが反射面10aに一致している状態で、レーザ加工ヘッド3に設けられたレーザ距離測定器によって反射面10aまでの距離を測定してもよい。 In the above embodiment, the position of the focal point F in each posture of the robot arm 2b in the Z-axis direction is obtained by calculation. may be measured by other means. For example, the distance to the reflecting surface 10a may be measured by a laser distance measuring device provided on the laser processing head 3 while the focal point F is aligned with the reflecting surface 10a.

1 レーザ加工ロボット
2b ロボットアーム
3 レーザ加工ヘッド
4 検出部
4a 検出面
5a 制御部
7 走査部、ガルバノスキャナ
10a 反射面
A 射出光軸
A’ 反射光軸
F 焦点、加工点
L レーザ光
L’ 反射レーザ光
P 基準点、曲率中心
Σt ツール座標系
1 laser processing robot 2b robot arm 3 laser processing head 4 detection unit 4a detection surface 5a control unit 7 scanning unit, galvano scanner 10a reflection surface A emission optical axis A' reflection optical axis F focus, processing point L laser beam L' reflection laser Light P Reference point, Curvature center Σt Tool coordinate system

Claims (6)

ロボットアームと、
該ロボットアームの先端に取り付けられレーザ光を射出するレーザ加工ヘッドと、
該レーザ加工ヘッドに設けられ、該レーザ加工ヘッドの外部に配置された反射面から前記レーザ加工ヘッドへ、前記レーザ光の射出光軸に沿って正反射されたレーザ光を検出する検出部と、
前記ロボットアームを制御するとともに前記レーザ加工ヘッドの座標系を設定する制御部と、を備え、
前記反射面は、所定の基準点を中心とする球面または多面体面であり、前記所定の基準点へ向かう前記レーザ光を該レーザ光の射出光軸に沿って正反射し、
前記制御部は、
前記ロボットアームを動作させることによって、前記射出光軸に沿って正反射されたレーザ光が前記検出部によって検出される位置に前記レーザ加工ヘッドを位置合わせし、
該レーザ加工ヘッドが位置合わせされた状態での前記ロボットアームの先端の位置および姿勢と、前記所定の基準点の位置と、に基づいて前記射出光軸の方向を算出し、
算出された前記射出光軸の方向に基づいて前記レーザ加工ヘッドの座標系の軸を設定する、レーザ加工ロボット。
a robot arm;
a laser processing head that is attached to the tip of the robot arm and emits a laser beam;
a detection unit provided in the laser processing head for detecting the laser beam specularly reflected along the emission optical axis of the laser beam from a reflecting surface arranged outside the laser processing head to the laser processing head;
A control unit that controls the robot arm and sets the coordinate system of the laser processing head,
the reflecting surface is a spherical surface or a polyhedral surface centered on a predetermined reference point, and specularly reflects the laser beam traveling toward the predetermined reference point along an emission optical axis of the laser beam;
The control unit
Aligning the laser processing head to a position where the laser beam specularly reflected along the emission optical axis is detected by the detection unit by operating the robot arm;
calculating the direction of the emission optical axis based on the position and orientation of the tip of the robot arm with the laser processing head aligned and the position of the predetermined reference point;
A laser processing robot that sets axes of a coordinate system of the laser processing head based on the calculated direction of the emission optical axis.
前記検出部は、前記射出光軸に沿って正反射されたレーザ光が入射する2次元の検出面
を有し、該検出面は、前記射出光軸に沿って正反射された前記レーザ光の光軸が前記検出面の中心に位置するように配置されている、請求項1に記載のレーザ加工ロボット。
The detection unit has a two-dimensional detection surface on which the laser beam specularly reflected along the emission optical axis is incident, and the detection surface is the laser beam specularly reflected along the emission optical axis. 2. The laser processing robot according to claim 1, wherein the optical axis is positioned at the center of said detection surface.
前記レーザ加工ヘッドが、前記レーザ光を前記射出光軸に交差する揺動軸回りに揺動させる走査部を備える、請求項1または請求項に記載のレーザ加工ロボット。 3. The laser processing robot according to claim 1 , wherein said laser processing head includes a scanning unit that swings said laser light around a swing axis intersecting said emission optical axis. 前記制御部が、
前記ロボットアームの動作による前記レーザ加工ヘッドの位置合わせの後に、前記走査部を動作させることによって、前記レーザ光の前記揺動軸回りの揺動角度を前記射出光軸に沿って正反射されたレーザ光が前記検出部によって検出される角度に調整し、
前記レーザ加工ヘッドが位置合わせされた状態での前記ロボットアームの先端の位置および姿勢と、前記所定の基準点の位置と、前記レーザ光の揺動角度と、に基づいて前記射出光軸の方向を算出する、請求項に記載のレーザ加工ロボット。
The control unit
After positioning the laser processing head by operating the robot arm, by operating the scanning unit, the swing angle of the laser light around the swing axis is specularly reflected along the emission optical axis. Adjusting the angle at which the laser light is detected by the detection unit,
The direction of the emission optical axis based on the position and posture of the tip of the robot arm with the laser processing head aligned, the position of the predetermined reference point, and the swing angle of the laser beam 4. The laser processing robot according to claim 3 , which calculates .
ロボットアームの先端に取り付けられたレーザ加工ヘッドのツール座標系を反射面を使用して設定する方法であって、前記反射面は、前記レーザ加工ヘッドの外部に配置され、所定の基準点を中心とする球面または多面体面であり、前記所定の基準点へ向かうレーザ光を該レーザ光の射出光軸に沿って正反射し、
前記ロボットアームを動作させることによって、前記反射面によって前記レーザ光が前記射出光軸に沿って正反射される位置に前記レーザ加工ヘッドを位置合わせする工程と、
前記レーザ加工ヘッドが位置合わせされた状態での前記ロボットアームの先端の位置および姿勢と、前記所定の基準点の位置と、に基づいて前記射出光軸の方向を算出する工程と、
算出された前記射出光軸の方向に基づいて前記レーザ加工ヘッドの座標系の軸を設定する工程と、を含む、ツール座標系設定方法。
A method for setting a tool coordinate system of a laser processing head attached to the tip of a robot arm using a reflective surface, wherein the reflective surface is arranged outside the laser processing head and centered on a predetermined reference point. A spherical or polyhedral surface with
aligning the laser processing head at a position where the laser beam is specularly reflected along the emission optical axis by the reflecting surface by operating the robot arm;
calculating the direction of the emission optical axis based on the position and orientation of the tip of the robot arm with the laser processing head aligned and the position of the predetermined reference point;
setting an axis of the coordinate system of the laser processing head based on the calculated direction of the emission optical axis.
前記反射面が、一定の曲率を有し前記所定の基準点を曲率中心とする凸球面である、請求項に記載のツール座標系設定方法。 6. The tool coordinate system setting method according to claim 5 , wherein said reflecting surface is a convex spherical surface having a constant curvature and centering on said predetermined reference point.
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