CN108098136A - 转台装置和激光加工系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种转台装置和激光加工系统。本发明的转台装置(1)不需要配置用于驱动夹具的电缆，能够简化结构且消除对工作台的动作的限制。该转台装置(1)包括：载置工件(W)的工作台(6)；使该工作台(6)绕规定的轴线(P)旋转的旋转机构(5)；被固定于工作台(6)，用于夹紧工件(W)的电动夹具(7)；以及被固定于工作台(6)，用于将光能量转换为电力，且将转换后的电力向夹具(7)供给的光电转换装置(8)。

Description

转台装置和激光加工系统
技术领域
本发明涉及转台装置和激光加工系统。
背景技术
以往，已知有如下转台装置：将载置有工件且通过夹具固定工件的工作台的旋转中心设置为中空结构，并且配置有用于驱动夹具的电缆等的转台装置(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-155768号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，即使是在旋转中心配置有电缆的情况下，如果工作台旋转，则电缆发生扭曲，因而也存在工作台的动作范围受到限制这样的问题。另外，为了实现布置电缆所用的中空结构，需要使马达从工作台的旋转中心偏心并设置齿轮等的动力传递机构，或者采用中空马达，因而还存在结构复杂的问题。
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种转台装置和激光加工系统，其不需要配置用于驱动夹具的电缆，能够简化结构，消除对工作台的动作的限制。
解决问题的手段
为了实现上述目的，本发明提供以下手段。
本发明的第一方面提供一种转台装置，其包括：工作台，其用于载置工件；旋转机构，其使所述工作台绕规定的轴线旋转；电动夹具，其被固定于所述工作台，且用于夹紧所述工件；以及光电转换装置，其被固定于所述工作台，用于将光能量转换为电力并将所述电力供给至所述电动夹具。
根据本方面，通过从外部向光电转换装置供给光能量并将该光能量转换为电力，然后将产生的电力供给至夹具，从而能够操作电动夹具在工作台上夹紧或者松开工件。通过将光电转换装置预先固定在工作台上，从而即使操作旋转机构而改变工作台的角度，也无需在基座与工作台之间配置用于向夹具供给电力的电缆等，并且消除了对工作台的动作的限制。
在上述方面中，也可以在所述光电转换装置与所述夹具之间设置蓄电装置，所述蓄电装置用于蓄积由所述光电转换装置转换的电力。
通过这样的设置，由光电转换装置转换的电力被蓄积在蓄电装置中，从而能够根据需要将其用于使电动夹具进行动作。
在上述方面中，也可以在所述光电转换装置与所述夹具之间设置夹具控制部，所述夹具控制部被所述光电转换装置所转换的电力驱动，且对所述夹具进行控制。
通过这样的设置，由于通过电力驱动用于控制夹具的夹具控制部，且所述电力是由光电转换装置转换被照射的光能量而得到的，因此即使是多个夹具或者是进行复杂动作的夹具，也能够使其正确地进行动作。
本发明的第二方面提供一种激光加工系统，其包括：上述任意一种转台装置；以及激光加工机器人，在所述激光加工机器人的机械臂的前端安装有激光加工工具，所述激光加工工具射出激光并对被夹紧在所述工作台上的所述工件进行加工，其中，所述激光加工机器人从所述激光加工工具向所述光电转换装置照射所述激光。
根据本方面，使激光加工机器人动作并将激光加工工具移动至光电转换装置的位置，通过从激光加工工具向光电转换装置照射激光，从而通过光电转换装置将光能量转换为电力，驱动电动夹具。并且，能够通过夹具的驱动进行工件的夹紧或松开。由于转台装置的工作台的动作不会受到用于驱动夹具的电缆的阻碍，因此能够允许工作台自由动作，并且能够容易地进行与激光加工机器人的动作相结合的复杂加工。
在上述方面中，也可以在所述机械臂上安装用于观察所述夹具的动作状态的摄像机。
通过这样的设置，利用摄像机观察夹具的动作状态，在通过夹具可靠地进行工件的夹紧或松开时，通过对工件进行激光加工或取下工件等，从而能够对工件进行高精度的激光加工或可靠地取下工件。
在上述方面中，也可以具有用于控制所述激光加工机器人的控制部，所述控制部被构成为：在所述工件的加工前，通过将所述激光加工机器人操作至能够利用所述激光加工工具向所述光电转换装置照射所述激光的位置，并射出所述激光，从而通过由所述光电转换装置供给的电力使所述夹具夹紧所述工件，在所述工件的加工后，通过将所述激光加工机器人操作至能够利用所述激光加工工具向所述光电转换装置照射所述激光的位置，并射出所述激光，从而通过由所述光电转换装置供给的电力使所述夹具松开所述工件。
通过这样的设置，通过向光电转换装置照射来自激光加工工具的激光，从而能够使夹具动作，并通过激光加工机器人控制夹具。
发明的效果
根据本发明，能够实现不需要配置用于驱动夹具的电缆，简化结构，并消除对工作台的动作的限制这样的效果。
附图说明
图1是示出根据本发明的一实施方式的转台装置和激光加工系统的整体结构图。
图2是示出在图1的激光加工系统中将工件夹紧在工作台上的状态的整体结构图。
图3是示出使用图1的激光加工系统对工作台上的工件进行激光加工的状态的整体结构图。
图4是示出使用了图1的激光加工系统的激光加工的顺序的流程图。
图5是示出图1的激光加工系统的第一变形例的整体结构图。
图6是示出图1的激光加工系统的第二变形例的整体结构图。
具体实施方式
下面参照附图对根据本发明的一个实施方式的转台装置2和激光加工系统1进行说明。
如图1所示，根据本实施方式的激光加工系统1包括：转台装置2，其载置有工件W；激光振荡器3，其用于产生激光；以及激光加工机器人4，其利用由该激光振荡器3产生的激光对工件W进行加工。
转台装置2包括：基座(旋转机构)5；工作台6，其被支撑为能够相对于基座5绕垂直轴线(轴线)P旋转；夹具7，其被固定于该工作台6上；光电转换装置8，其用于向该夹具7供给动力。
夹具7是利用电力进行动作的电动式夹具，并且该夹具7能够在如图2中的实线所示的夹紧位置与如图2中的虚线所示的松开位置之间移动，所述夹紧位置用于固定被载置于工作台6上的工件W，所述松开位置用于释放工件W。
光电转换装置8是通过使激光入射，并根据入射的激光的光量和入射时间，将光能量转换为电力并输出的装置。
光电转换装置8例如以将激光的入射用的开口朝向垂直上方的方式被固定于工作台6。
激光加工机器人4例如是被设置在转台装置2侧面的与转台装置2隔开间隔的位置上的六轴多关节机器人，且在机械臂9的前端安装有射出激光的激光加工工具10。激光加工机器人4能够以任意改变机械臂9的前端的激光加工工具10的位置和姿势的方式进行动作，并且能够任意调节从激光加工工具10射出的激光的位置和方向。
激光加工机器人4具有能够在包含固定于转台装置2上的工件W和光电转换装置8的范围内照射激光的动作范围。
下面对像这样构成的根据本实施方式的转台装置2和激光加工系统1的作用进行说明。
根据本实施方式的转台装置2，通过向光电转换装置8照射激光，从而在光电转换装置8中将光能量转换为电力并将该电力输出，并利用输出的电力驱动被固定于工作台6上的夹具7。
由此，能够在加工前，在工作台6上配置了工件W的状态下使夹具7移动至夹紧位置并将工件W固定于工作台6，或者在加工结束后，使夹具7移动至松开位置并释放工件W。在被固定于地面的基座5与相对于基座5旋转的工作台6之间，不需要配置向夹具7提供动力的电缆，因而消除了可动电缆，并且能够使电缆的拉绕作业更加容易。
特别是，不需要为了配置电缆而将工作台6、基座5设为中空构造，使马达偏心配置并通过齿轮等动力传递机构传递动力，也不需要将马达设为中空马达，从而能够简化转台装置2的结构并降低成本。
由于不需要设置可动电缆，因而具有以下优点：相对于基座5的工作台6的动作范围不会受到限制，能够使工作台6相对于基座5而自由地旋转。
根据本实施方式的激光加工系统1，利用能够自由改变被安装于机械臂9的前端的激光加工工具10的位置和姿势的激光加工机器人4的特性，能够将激光加工工具10配置在可以将由激光加工工具10射出的激光准确地入射到工作台6上的光电转换装置8的开口中的位置和姿势。
为了通过激光加工系统1进行工件W的激光加工，需要利用激光加工机器人4的未图示的控制部实施如图4所示的各工序。
首先，将工件W配置在夹具7的夹紧被解除的状态下的转台装置2的工作台6上(步骤S1)。激光加工机器人4也可以具备操作工件W的机械手，在这种情况下，激光加工机器人4也可以进行向工作台6上输送工件W的输送作业。
如果工件W被配置于工作台6，则如图2所示，控制部启动激光加工机器人4并将激光加工工具10定位于光电转换装置8(步骤S2)。
接着，使激光加工工具10动作，并将激光振荡器3中产生的激光入射到光电转换装置8的开口中(步骤S3)。由此，入射到光电转换装置8中的激光的光能量被转换为电力。
通过将光电转换装置8中产生的电力供给至电动夹具7，从而能够如图2中的实线所示的那样，使夹具7向夹紧位置动作，将工件W固定在工作台6上(步骤S4)。
然后，如图3所示，使激光加工机器人4、激光加工工具10以及转台装置2动作，并且一边使被固定于工作台6的工件W旋转，一边利用激光加工工具10所射出的激光进行工件W的加工(步骤S5)。
判定加工是否结束(步骤S6)，在加工结束后，将转台装置2停止在规定的停止位置，如图2所示，使激光加工机器人4动作，并将激光加工工具10再次定位于光电转换装置8(步骤S7)。
接着，使激光加工工具10动作，从而使激光振荡器3中产生的激光入射到光电转换装置8的开口中(步骤S8)。由此，在光电转换装置8中将入射的激光的光能量转换为电力，并向电动夹具7供给，从而如图2中的虚线所示的那样，使夹具7向松开位置动作(步骤S9)，被固定于工作台6上的工件W被释放。
像这样，根据本实施方式的激光加工系统1，由于不需要可动电缆，通过激光加工机器人4使提供光能量的激光加工工具10向被固定于动作不受限制的工作台6上的光电转换装置8移动，因而无论工作台6被配置为哪种姿势，都能够准确地提供光能量并产生电力，从而能够进行夹具7的夹紧以及松开。
在根据本实施方式的转台装置2和激光加工系统1中，如图5所示，在光电转换装置8与夹具7之间，也可以配置蓄电装置11，该蓄电装置11用于蓄积在光电转换装置8中产生的电力，能够在一定期间内不供电的情况下使夹具7动作。在这种情况下，例如优选工作台6具有夹具控制部12，该夹具控制部12通过从激光加工机器人4或者其控制部(图示略)输出的无线的I/O信号来控制夹具7的动作。
也可以在激光加工机器人4的机械臂9的前端设置用于对夹具7的动作状态进行监视的摄像机(图示略)。也可以基于由摄像机拍摄的夹具7的状态，判定夹紧状态或者松开状态，在没有正确地进行夹紧或者松开的情况下，再次向光电转换装置8提供光能量，使夹具7再次进行动作。
作为工作台6上的夹具7，由于简化了说明，因而例示了设置为单一夹具7的情况，但并不仅限于此，也可以适用于具备多个夹具7或者进行复杂的动作的夹具7的情况。
作为转台装置2，除了使工作台6绕垂直轴线P旋转的结构以外，如图6所示，也可以采用具有多个轴线P1、P2，且能够以高的自由度改变工件W的位置姿势的结构。
附图标记
1 激光加工系统
2 转台装置
4 激光加工机器人
5 基座(旋转机构)
6 工作台
7 夹具
8 光电转换装置
10 激光加工工具
11 蓄电装置
12 夹具控制部
P 垂直轴线(轴线)
P1、P2 轴线
W 工件

Claims (6)

1.一种转台装置，其特征在于，包括：
工作台，其用于载置工件；
旋转机构，其使所述工作台绕规定的轴线旋转；
电动夹具，其被固定于所述工作台，且用于夹紧所述工件；以及
光电转换装置，其被固定于所述工作台，用于将光能量转换为电力并将所述电力供给至所述电动夹具。
2.根据权利要求1所述的转台装置，其特征在于，
在所述光电转换装置与所述夹具之间设置有蓄电装置，所述蓄电装置用于蓄积由所述光电转换装置转换的电力。
3.根据权利要求1或2所述的转台装置，其特征在于，
在所述光电转换装置与所述夹具之间设置有夹具控制部，所述夹具控制部被所述光电转换装置所转换的电力驱动，且对所述夹具进行控制。
4.一种激光加工系统，其特征在于，包括：
权利要求1至3中任一项所述的转台装置；以及
激光加工机器人，在所述激光加工机器人的机械臂的前端安装有激光加工工具，所述激光加工工具射出激光并对被夹紧在所述工作台上的所述工件进行加工，
其中，所述激光加工机器人从所述激光加工工具向所述光电转换装置照射所述激光。
5.根据权利要求4所述的激光加工系统，其特征在于，
所述激光加工系统还安装有摄像机，所述摄像机安装于所述机械臂且用于观察所述夹具的动作状态。
6.根据权利要求4或5所述的激光加工系统，其特征在于，
所述激光加工系统还具有用于控制所述激光加工机器人的控制部，
所述控制部被构成为：在所述工件的加工前，通过将所述激光加工机器人操作至能够利用所述激光加工工具向所述光电转换装置照射所述激光的位置，并射出所述激光，从而通过由所述光电转换装置供给的电力使所述夹具夹紧所述工件，在所述工件的加工后，通过使所述激光加工机器人操作至能够利用所述激光加工工具向所述光电转换装置照射所述激光的位置，并射出所述激光，从而通过由所述光电转换装置供给的电力使所述夹具松开所述工件。
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