DE102019220178A1

DE102019220178A1 - Lasermaschine

Info

Publication number: DE102019220178A1
Application number: DE102019220178.4A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Nogami
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-10-22
Also published as: US11400547B2; JP2020131267A; US20200269349A1; CN111604589A; JP6908642B2; CN111604589B

Abstract

Eine Lasermaschine, die konfiguriert ist, Schweißen durch Bestrahlen einer gewünschten Schweißposition auf einem Werkstück mit einem Laserstrahl durchzuführen. Eine Lasermaschine 1 beinhaltet einen Scanner 4, der konfiguriert ist, ein Werkstück 10 mit einem Laserstrahl zu bestrahlen, einen Roboter 2, der konfiguriert ist, den Scanner 4 zu bewegen, eine Robotersteuerung 5, die konfiguriert ist, den Roboter 2 zu steuern, und eine Scannersteuerung 6, die konfiguriert ist, den Scanner 4 zu steuern, um eine Bestrahlungsposition des Laserstrahls zu steuern. Die Scannersteuerung 6 beinhaltet ein erlerntes Modell 65, welches durch supervidiertes Lernen basierend auf Trainingsdaten erhalten wird, die als Eingabedaten Antriebsinformation, welche sich auf den Roboter 2 zu Zeiten bezieht, wenn der Scanner 4 in einer Vielzahl von Richtungen und Geschwindigkeiten vorwärts bewegt wird, und als korrekte Daten Ist-Positionsdaten und Ist-Haltungsdaten des angebrachten Scanners 4 zu den Zeiten beinhalten. Die Ist-Positionsdaten und Ist-Haltungsdaten des Scanners 4 werden auf Basis der sich auf den Roboter 2 im erlernten Modell 65 beziehenden Antriebsinformation berechnet und eine Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit 66 kompensiert die Bestrahlungsposition des Laserstrahls.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lasermaschine.
Stand der Technik
Ein Fernlaserschweiß-Robotersystem, das einen Galvano-Scanner beinhaltet, der an,der Spitze (Handteil) eines Roboters angebracht wird und Laserschweißen durchführt, erfährt viel Aufmerksamkeit und ist in praktischer Verwendung genommen worden. Entsprechend dem aktuellen Stand ist ein Roboter in der Lage, Schweißen in beliebiger Form durchzuführen, während er sich ohne Stoppen des Betriebs bewegt. Um eine solche Operation zu realisieren, wird die Position/Haltungsinformation des Roboters im Betrieb aus einer Robotersteuerung an eine Scannersteuerung gesendet und erzeugt die Scannersteuerung eine Route, indem sie den Betrieb des Roboters berücksichtigt. Die Robotersteuerung weist ein Programm für einen Bewegungsbefehl an den Roboter auf und steuert einen Motor des Roboters. Die Scannersteuerung weist ein Programm auf, in welchem eine Bestrahlungsposition eines Laserstrahls und eine Ausgabebedingung (Leistung) des Laserstrahls eingeschrieben sind und steuert einen Motor des Scanners und eine Abgabe des Laserstrahls.
Bezugnahme auf Patentdokument 1
Wie oben beschrieben, wird Positions-/Haltungsinformation eines TCP (tool center point, Werkzeugzentralpunkt) eines Roboters an eine Scannersteuerung in Echtzeit gesendet, wodurch der Roboter in der Lage ist, Schweißen an einer gewünschten Position während der Bewegung durchzuführen (sogenannte On-the-fly-Steuerung).
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer JP 2007-283402A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Robotersteuerung, die konfiguriert ist, einen Roboter zu steuern, wird getrennt von einer Scannersteuerung vorgesehen, die konfiguriert ist, einen Laserscanner zu steuern und jeder Betrieb wird somit unabhängig gesteuert. Daher ist es schwierig, den Roboter und den Laserscanner in enger Kooperation miteinander zu steuern und wird die Operation des Laserscanners später als die Operation des Roboters gesteuert. Zusätzlich tritt mechanisches Verbiegen auf, das kaum auf Basis der Befehlspositions-/Haltungsinformation des Motors wie der Achse des Roboters detektiert wird. Daher kann eine Bestrahlungsposition eines Laserstrahls etwas gegenüber einer gewünschten Schweißposition verschoben sein.
Aus diesem Grund ist ein Fernlaserschweiß-Robotersystem erwünscht, das in der Lage ist, Schweißen durch Bestrahlen einer gewünschten Schweißposition mit einem Laserstrahl durchzuführen.
(1) Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Lasermaschine (1), die beinhaltet eine Laserbestrahlungsvorrichtung (4), die konfiguriert ist, ein Werkstück (10) mit einem Laserstrahl zu bestrahlen, einen Roboter (2), der konfiguriert ist, relativ zum Werkstück (10) die Laserbestrahlungseinrichtung (4), die am Roboter (2) angebracht ist, zu bewegen, eine Laserbestrahlungssteuerung (6), die konfiguriert ist, die Laserbestrahlungseinrichtung (4) so zu steuern, dass eine Bestrahlungsposition des Laserstrahls gesteuert wird, und eine Robotersteuerung (5), die konfiguriert ist, den Roboter (2) so zu steuern, dass eine Position oder/und eine Haltung der angebrachten Laserbestrahlungseinrichtung (4) gesteuert wird. Die Robotersteuerung (5) beinhaltet eine Rückkopplungseinheit (53), die konfiguriert ist, an die Laserbestrahlungssteuerung (6) Antriebsinformation zu senden, beinhaltend Information, die sich auf eine Befehlsgeschwindigkeit bezieht, und Information, die sich auf eine Befehlsposition, und eine Befehlshaltung des Roboters (2) bezieht, der konfiguriert ist, die Position oder/und die Haltung der angebrachten Laserbestrahlungseinrichtung (4) zu steuern. Die Laserbestrahlungssteuerung (6) beinhaltet ein erlerntes Modell (65), das vorab durch supervidiertes Lernen erhalten wird, basierend auf Trainingsdaten, die als Eingabedaten Antriebsinformation, die sich auf den Roboter (2) bezieht, zu Zeiten, wenn die Robotersteuerung (5) im Voraus die angebrachte Laserbestrahlungseinrichtung (4) in einer Vielzahl von Richtungen und Geschwindigkeiten bewegt, und als korrekte Daten Ist-Positionsdaten und Ist-Haltungsdaten der angebrachten Laserbestrahlungseinrichtung (4) zu den Zeiten beinhaltet, und eine Kompensationseinheit (66), die konfiguriert ist, die Bestrahlungsposition des Laserstrahls zu kompensieren, auf Basis der tatsächlichen Positionsdaten und der tatsächlichen Haltungsdaten der Laserbestrahlungseinrichtung (4), die durch das erlernte Modell (65) in Echtzeit berechnet werden, auf Basis der aus der Rückkopplungseinheit (53) empfangenen Antriebsinformation.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fernlaserschweiß-Robotersystem in der Lage, Schweißen durch Bestrahlen einer gewünschten Schweißposition auf einem Werkstück mit einem Laserstrahl durchzuführen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Gesamtkonfiguration einer Lasermaschine illustriert.
2 ist ein Diagramm zum Erläutern eines optischen Systems eines Scanners in der Lasermaschine.
3 ist ein Diagramm zum Erläutern eines anderen optischen Systems des in 1 gezeigten Scanners.
4A ist ein Diagramm zum Erläutern eines anderen optischen Systems des in 3 gezeigten Scanners.
4B ist ein Diagramm zum Erläutern eines anderen optischen Systems des in 3 gezeigten Scanners.
4C ist ein Diagramm zum Erläutern eines anderen optischen Systems des in 3 gezeigten Scanners.
4D ist ein Diagramm zum Erläutern eines anderen optischen Systems des in 3 gezeigten Scanners.
5 ist ein Diagramm, das Konfigurationen der in 1 gezeigten Robotersteuerung und der Scannersteuerung illustriert.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines erlernten Modells illustriert, das in der in 5 gezeigten Scannersteuerung enthalten ist.
7 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer sich auf Maschinenlernen beziehenden Lasermaschine illustriert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Gesamtkonfiguration der Lasermaschine
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Gesamtkonfiguration einer Lasermaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform illustriert und eine Ausführungsform der Lasermaschine illustriert, die als ein Fernlaserschweiß-Robotersystem konfiguriert ist, als ein Beispiel. 2 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Optiksystems eines Scanners 4, in der Lasermaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Dieselben oder entsprechende Teile in jeweiligen Zeichnungen werden durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. Eine Lasermaschine 1 beinhaltet einen Roboter 2, der als eine Scannerbewegungseinrichtung dient, einen Laseroszillator 3, wobei der Scanner 4 als eine Laserbestrahlungseinrichtung dient, eine Robotersteuerung 5 und eine Scannersteuerung 6, die als eine Laserbestrahlungssteuerung dient.
Der Roboter 2, der ein Roboter vom Gelenktyp ist, mit einer Mehrzahl von Gelenken, beinhaltet eine Basis 21, einen Arm 22 und eine Vielzahl von Verbindungwellen 23a bis 23d, die alle eine sich in einer Y-Richtung erstreckende Rotationsachse aufweisen. Der Roboter 2 beinhaltet weiter eine Vielzahl von Robotermotoren, wie etwa den (nicht gezeigten) Robotermotor, der konfiguriert ist, den Arm 22 um eine Drehachse längs einer Z-Richtung rotational zu bewegen und die Robotermotoren (nicht gezeigt), die konfiguriert sind, die Gelenkwellen 23a bis 23d jeweils zu rotieren, um den Arm 22 in einer X-Richtung zu bewegen. Jeder der Robotermotoren wird rotational auf Basis der aus der später zu beschreibenden Robotersteuerung 5 empfangenen Antriebsdaten rotational angetrieben.
Der Scanner 4 ist an einem Spitzenteil 22a des Arms 22 des Roboters 2 fixiert. Daher ist der Roboter 2 in der Lage, ein Werkstück 10 in den X, Y, Z-Richtungen bei einer vorbestimmten Robotergeschwindigkeit zu bewegen und weiter in der Lage, das Werkstück 10 um die X, Y, Z-Achsen durch rotationales Antreiben entsprechender Roboterservomotoren zu rotieren. Entsprechend ist der Roboter 2 in der Lage, das Werkstück 10 zu einer beliebigen Position in einem Arbeitsraum zu bewegen, und weiter in der Lage, die Haltung des Werkstücks 10 zu verändern. Es wird angemerkt, dass eine Richtung der Bewegung des Roboters bei tatsächlichem Schweißen auf Richtungen beschränkt ist, die im Wesentlichen auf einer XY-Ebene sind. Hinsichtlich der Robotergeschwindigkeit kann es sein, dass der Roboter nicht bei einer raschen Geschwindigkeit bewegt wird, weil das Schweißen eine gewisse Zeit erfordert. Spezifisch wird der Roboter in vielen Fällen bei einer Geschwindigkeit im Bereich von 30 bis 120 mm/s bewegt. Hinsichtlich der Haltung ist der Roboter, der um beispielsweise ungefähr 15 Grad jeweils um die X, Y, Z-Achsen rotierbar ist, in der Lage, die tatsächliche Bewegung in vielen Fällen abzudecken.
Der Laseroszillator 3 ist mit einem Lasermedium, einem optischen Resonator, einer Anregungsquelle und dergleichen (nicht gezeigt) konfiguriert. Der Laseroszillator 3 erzeugt einen Laserstrahl mit einer Laserabgabe, die auf einem Laserabgabebefehl aus der Scannersteuerung 6, die unten zu beschreiben ist, basiert, und gibt den erzeugten Laserstrahl an den Scanner 4 aus. Beispieltypen eines zu oszillierenden Laserstrahls beinhalten einen Faserlaserstrahl, einen CO₂-Laserstrahl, und einen YAG-Laserstrahl. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf einen spezifischen Typ eines Laserstrahls beschränkt.
Der Scanner 4 ist ein Galvanoscanner, der konfiguriert ist, einen aus dem Laseroszillator 3 ausgegebenen Laserstrahl L zu empfangen, um das Werkstück 10 mit dem Laserstrahl L zu scannen. 2 ist ein Diagramm zum Erläutern eines optischen Systems des in 1 gezeigten Scanners 4. Wie in 2 gezeigt, beinhaltet der Scanner 4 zwei Galvanospiegel 41, 42, die konfiguriert sind, den durch den Laseroszillator 3 ausgegebenen Laserstrahl L zu reflektieren, Galvanomotoren 41a, 42a, die konfiguriert sind, die Galvanospiegel 41 bzw. 42 rotational anzutreiben, und ein Abdeckglas 43.
Die Galvanospiegel 41, 42 sind konfiguriert, jeweils um zwei Drehwellen J1, J2 drehbar zu sein, die orthogonal zueinander eingestellt sind. Die Galvanomotoren 41a, 42a werden rotational auf Basis der aus der unten zu beschreibenden Scannersteuerung 6 empfangenen Antriebsdaten angetrieben, wodurch die Galvanospiegel 41, 42 um die Drehwellen J1, J2 unabhängig gedreht werden.
Der durch den Laseroszillator 3 ausgegebene Laserstrahl L wird sequentiell durch die zwei Galvanospiegel 41, 42 reflektiert und danach,aus dem Scanner 4 ausgegeben, um einen Bearbeitungspunkt (Schweißpunkt) auf dem Werkstück 10 zu erreichen. In diesem Fall rotieren die Galvanomotoren 41a, 42a die zwei Galvanospiegel 41, 42 und entsprechend werden die Einfallwinkel des auf die Galvanospiegel 41, 42 einfallenden Laserstrahl L kontinuierlich verändert. Als Ergebnis wird das Werkstück 10 auf einer vorbestimmten Route mit dem aus dem Scanner 4 ausgegebenen Laserstrahl L gescannt, und wird somit ein Schweißpfad auf dem Werkstück 10 längs der Scanroute des Laserstrahls L ausgebildet.
Der Rotationsantrieb der Galvanomotoren 41a, 42a wird angemessen gesteuert, um die Rotationswinkel der Galvanospiegel 41, 42 zu verändern, wodurch es ermöglicht wird, die Scanroute des auf das Werkstück 10 aus dem Scanner ausgegebenen Laserstrahl L beliebig in X, Y-Richtungen zu ändern.
Das Abdeckglas 43, das in einer zylindrischen Form gebildet ist, weist die Funktionen des Sendens des Laserstrahls L, der sequentiell durch die Galvanospiegel 41, 42 reflektiert wird, zum Werkstück 10 und weiter des Schützens des Inneren des Scanners 4 auf.
Alternativ, wie in 3 gezeigt, kann der Scanner 4 ein Trepanierscanner sein. Im Beispiel kann der Scanner 4 des Trepanierscanners eine solche Konfiguration aufweisen, dass ein Motor eine Linse mit einer verkippten Fläche rotiert, um einen einfallenden Laserstrahl so zu brechen, dass er auf eine beliebige Position einstrahlt.
Spezifisch beinhaltet der Scanner 4 zwei Prismenlinsen 44a, 44b (nachfolgend insgesamt als „Prismenlinse 44“ in einigen Fällen bezeichnet) und eine Fokussierlinse 45 werden so überlagert, dass der Laserstrahl L dazu gebracht wird, in seiner Dickenrichtung einfallend zu sein. Die zwei Prismenlinsen 44a, 44b rotieren um eine Drehachse K, wodurch die Bestrahlungsposition in der Lage ist, auf einer zweidimensionalen Ebene gesteuert zu werden.
Wie in 4A bis 4D gezeigt, ist die Prismenlinse 44 beispielsweise in kreisförmiger Form ausgebildet und weist eine Seite 46 einer Einfallsseite (nachfolgend als eine Einfallsseite 46 bezeichnet) und eine Seite 47 einer emittierenden Seite (nachfolgend als Emissionsseite 47 bezeichnet) in einem Querschnitt C in Richtung einer Dicke T auf, wobei die Einfallsseite 46 und die Emissionsseite 47 zueinander parallel angeordnet sind. Das heißt, dass die Dicke T der Prismenlinse 44 in der Radialrichtung derselben konstant ist. Andererseits variiert die Dicke T der Prismenlinse 44 kontinuierlich in deren Umfangsrichtung. Spezifisch, wie in 4A bis 4D gezeigt, variiert die Dicke T der Prismenlinse 44 wie beispielsweise durch Dicken T1, T2, T3 repräsentiert, wobei die Dicken in der Relation von T1<T2<T3 eingestellt sind. Die Prismenlinse 44 wird durch einen Drehmotor rotational angetrieben, wobei die Dicke T in der Rotationsrichtung kontinuierlich variiert.
Der Laserstrahl L, der auf die Prismenlinse 44 einfallend gemacht wird, wird abhängig von einem refraktiven Index der Prismenlinse 44 gebrochen und als gebrochenes Licht ausgegeben. In diesem Fall ist die durch die Refraktion verschobene Strahlposition des Laserstrahls L mit der Dicke T der Prismenlinse 44 korreliert. Das heißt, je dicker die Dicke T der Prismenlinse 44 an einer Einfallsposition P des Laserstrahls L ist, desto größer ist der Verschiebebetrag, welcher der Verschiebung der Strahlposition des durch den Laserstrahl L entspricht, die durch die Refraktion verursacht wird. Der Laserstrahl L wird dazu gebracht, die Prismenlinse 44 zu passieren, die kontinuierlich und periodisch in der Dicke T in der Rotationsrichtung variiert, wodurch eine kontinuierliche und periodische Änderung der Strahlposition des Laserstrahls L ermöglicht wird, das heißt der Bestrahlungsposition des Laserstrahls L.
Wieder unter Bezugnahme auf 1 steuert die Robotersteuerung 5 den Betrieb des Roboters 2 durch Ausgeben von Antriebssteuerdaten an entsprechende Roboterservomotoren des Roboters 2 auf Basis eines vorbestimmten Arbeitsprogramms (einschließlich einer Roboterbewegungsroute). Das heißt, dass die Robotersteuerung 5 den Rotationsantrieb der entsprechenden Roboterservomotoren durch Ausgeben der Antriebssteuerdaten an die entsprechenden Roboterservomotoren steuert, wodurch der an dem Spitzenteil 22A des Arms 22 angebrachte Scanner 4 in den X, Y, Z-Richtungen bewegt wird und weiter der Scanner 4 um die X, Y, Z-Achsen rotiert wird. Entsprechend ändert die Robotersteuerung 5 die Position und Haltung des Roboters 2, das heißt die Position und Haltung (beispielsweise Rotationswinkel) des Scanners 4. Die Robotersteuerung 5 liefert weiter die Information (beispielsweise Befehlswerte), die sich auf Position und Haltung des Roboters 2 beziehen, das heißt Position und Haltung des Scanners 4 an die Scannersteuerung 6. Spezifisch ist die Position des Roboters 2 die Position des Spitzenteils 22a des Roboters 2, das heißt die Position des Scanners 4. Die Haltung des Roboters 2 ist die Haltung des Spitzenteils 22a des Roboters 2, das heißt, die Haltung (beispielsweise Rotationswinkel) des Scanners 4. Die Robotersteuerung 5 steuert den Rotationsantrieb der jeweiligen Robotermotoren durch Ausgeben der Antriebssteuerdaten an die entsprechenden Robotermotoren, wodurch der Scanner 4, der am Spitzenteil 22a des Arms 22 angebracht ist, beispielsweise in Richtungen im Wesentlichen auf einer X, Y-Ebene bewegt wird, relativ zum Werkstück 10, wie oben beschrieben. Die Robotersteuerung 5 bewegt weiter den Scanner 4 bei einer Geschwindigkeit im Bereich von beispielsweise 30 bis 120 mm/s. Die Robotersteuerung 5 rotiert weiter die Haltung des Scanners 4 um beispielsweise ungefähr 15 Grad maximal um die X, Y bzw. Z-Achsen.
Die Scannersteuerung 6 steuert den Betrieb des Scanners 4 unabhängig von der Steuerung des Betriebs des Roboters 2 durch die Robotersteuerung 5. Die Scannersteuerung 6 gibt an den Laseroszillator 3 einen Laserausgabebefehl aus, um einen Laserstrahl auszugeben, der eine gewünschte Abgabe aufweist, auf Basis eines vorbestimmten Arbeitsprogramms (einschließlich Bearbeitungsbedingungen (Bestrahlungsbedingungen eines Laserstrahls wie etwa Leistung, Frequenz und Last)). Die Scannersteuerung 6 rotiert weiter die Galvanospiegel 41, 42 durch Ausgeben der Antriebssteuerdaten an die Galvanomotoren 41a, 42a des Scanners 4 auf Basis eines vorbestimmten Arbeitsprogramms (einschließlich einer Bearbeitungsroute) wodurch das Scannen mit dem aus dem Scanner 4 ausgegebenen Laserstrahl L auf das Werkstück 10 gesteuert wird.
Sowohl die Robotersteuerung 5 als auch die Scannersteuerung 6 ist mit einem Betriebsprozessor konfiguriert, wie etwa einem DSP (Digitalsignalprozessor) oder einem FPGA (feldprogrammierbares Gate-Array). Die Funktionen der Robotersteuerung 5 und der Scannersteuerung 6 werden beispielsweise durch Ausführen von in einer Speichereinheit gespeicherter vorbestimmter Software (Programm) realisiert. Die Funktionen der Robotersteuerung 5 und der Scannersteuerung 6 können durch Kooperation von Hardware und Software realisiert werden oder können nur durch Hardware realisiert werden (Elektronikschaltung).
Die Konfigurationen der Robotersteuerung 5 und der Scannersteuerung 6 werden unten in weiterer detaillierter Weise beschrieben. 5 ist ein Diagramm, welches die Konfigurationen der Robotersteuerung 5 und der Scannersteuerung 6 in der Lasermaschine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform illustriert. Die Robotersteuerung 5 beinhaltet eine Programmanalyseeinheit 51, eine Interpolationseinheit 52, eine Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit 53, die als Rückkopplungseinheit dient, und eine Motorausgabeeinheit 54.
Die Programmanalyseeinheit 51 analysiert das Bearbeitungsprogramm, welches die Lehrpunkte enthält, die über eine Eingabevorrichtung (nicht gezeigt) an der Robotersteuerung 5 eingegeben werden, und erzeugt die Betriebsbefehlsinformation, die sich auf einer Bewegungsroute des Roboters 2 bezieht (das heißt eine Bewegungsroute des an dem Spitzenteil 22a angebrachten Scanners 4) und eine Zielbewegungsgeschwindigkeit des Roboters 2. Die erzeugte Betriebsbefehlsinformation wird an die Interpolationseinheit 52 ausgegeben.
Die Interpolationseinheit 52 erzeugt Interpolationsinformation durch Interpolieren der Bewegungsroute des Roboters 2 auf Basis der durch die Programmanalyseeinheit 51 ausgegebenen Betriebsbefehlsinforation. In einem Bespiel interpoliert die Interpolationseinheit 52 die Bewegungsroute des Roboters 2 (das heißt die Bewegungsroute des an dem Spitzenteil 22a angebrachten Scanners 4) zwischen Lehrpunkten, um so eine glatte Route auf einer gewünschten Bearbeitungsroute zu erhalten. Die erzeugte Interpolationsinformation wird an die Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit 53 ausgegeben.
Die Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit 53 erzeugt die Antriebsinformation entsprechender Roboterservomotoren, um den Roboter 2 (d. h. den an dem Spitzenteil 22a angebrachten Scanner 4) dazu zu bringen, sich längs der Bewegungsroute des Roboters 2 zu bewegen, durch Durchführen von Beschleunigungs-/Verlangsamungsverarbeitung beim Betrieb des Roboters 2 auf Basis der durch die Interpolationseinheit 52 ausgegebenen Interpolationsinformation und jeweiliger voreingestellter Parameter. Die erzeugte Antriebsinformation entsprechender Robotermotoren wird an die Motorausgabeeinheit 54 ausgegeben. Die Antriebsinformation beinhaltet die Befehlswerte der Position und Haltung des Roboters 2 (Position und Haltung (beispielsweise Winkel jeder Achse) des an dem Spitzenteil 22a angebrachten Scanners 4) und der Bewegungsgeschwindigkeit (einer Geschwindigkeit des an dem Spitzenteil 22a angebrachten Scanners 4 und einer Winkelgeschwindigkeit jeder Achse). Die sich auf diese Befehlswerte beziehende Information wird der Scannersteuerung 6 zugeführt.
Die Motorausgabeeinheit 54 erzeugt die Antriebsdaten entsprechender Roboterservomotoren auf Basis der durch die Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit 53 ausgegebenen Antriebsinformation. Spezifisch erzeugt die Motorausgabeeinheit 54 die Antriebsdaten entsprechender Roboterservomotoren auf Basis von beispielsweise dem Fehler bei der Geschwindigkeit (oder dem Positionsfehler) zwischen einem Geschwindigkeitsbefehl (oder einem Positionsbefehl) in der Antriebsinformation und die Geschwindigkeitsrückkopplung (oder Positionsrückkopplung), welche durch die in den jeweiligen Roboterservomotoren vorgesehenen Geber detektiert werden. Die Motorausgabeeinheit 54 treibt die jeweiligen Roboterservomotoren auf Basis der erzeugten Antriebsdaten an.
Die Scannersteuerung 6 beinhaltet eine Programmanalyseeinheit 61, eine Laserbefehlsrecheneinheit 62, eine Laserbefehlsausgabeeinheit 63, eine Interpolationseinheit 64, ein erlerntes Modell 65, eine Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit 66, die als eine Kompensationseinheit dient, und eine Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit 67 und eine Motorausgabeeinheit 68.
Die Programmanalyseeinheit 61 erzeugt Betriebsbefehlsinformation, die sich auf eine Scanroute bezieht (Bestrahlungsroute) und eine Scangeschwindigkeit (Bestrahlungsgeschwindigkeit) des Scanners 4 wie auch die Bearbeitungsbedingungen, durch Analysieren des über eine Eingabevorrichtung (nicht gezeigt) an der Scannersteuerung 6 eingegebenen Bearbeitungsprogramms. Die Programmanalyseeinheit 61 gibt dann die erzeugte Betriebsbefehlsinformation an die Interpolationseinheit 64 und die Laserbefehlsrecheneinheit 62 aus.
Die Laserbefehlsrecheneinheit 62 erzeugt Laserausgabeinformation, so dass der aus dem Scanner 4 ausgegebene Laserstrahl L die gewünschte Laserabgabe hat, auf Basis der Betriebsbefehlsinformation (Bearbeitungsbedingungen), die durch die Programmanalyseeinheit 61 ausgegeben werden, und erzeugt dann Oszillationsinformation des Laseroszillators 3 auf Basis der erzeugten Laserausgabeinformation. Die erzeugte Oszillationsinformation des Laseroszillators 3 wird an die Laserbefehls-Ausgabeeinheit 63 ausgegeben.
Die Laserbefehls-Ausgabeeinheit 63 erzeugt Oszillationssteuerdaten des Laseroszillators 3 auf Basis der durch die Laserbefehlsrecheneinheit ausgegebenen Oszillationsinformation, um den Laseroszillator 3 auf Basis der erzeugten Oszillationssteuerdaten zu steuern.
Die Interpolationseinheit 64 erzeugt Interpolationsinformation durch Interpolieren der Scanroute (Bestrahlungsroute) des Scanners 4 auf Basis der Betriebsbefehlsinformation (Scanroute), welche durch die Programmanalyseeinheit 61 ausgegeben wird. Die erzeugte Interpolationsinformation wird an die Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit 66 ausgegeben.
Das erlernte Modell 65 wird vorab durch das supervidierte Lernen erhalten, basierend auf den Trainingsdaten, die als Eingabedaten die Antriebsinformation enthalten, wenn die Robotersteuerung 5 den an dem Roboter 2 angebrachten Scanner 4 im Voraus, in einer Vielzahl von Richtungen und Geschwindigkeiten bewegt, und als korrekte Daten die tatsächlichen Positionsdaten und die tatsächlichen Haltungsdaten des angebrachten Scanners 4 zu den Zeiten. Die sich auf den Roboter 2 beziehende Antriebsinformation gibt hierin die Befehlswerte der Position und Haltung, den Geschwindigkeitsbefehlswert, den Winkelbefehlswert jeder Achse und Winkelgeschwindigkeits-Befehlswerte der entsprechenden Achsen in Bezug auf den an dem Spitzenteil des Roboters 2 angebrachten Scanners an. 6 zeigt ein Beispiel des erlernten Modells 65. Wie in 6 gezeigt, dient das erlernte Modell 65 als ein neuronales Mehrschichtnetzwerk, das beispielsweise die Antriebsinformation als Eingabeschicht und die Ist-Positionsdaten und die Ist-Haltungsdaten des Scanners 4 als eine Ausgangsschicht aufweist. Das erlernte Modell 65 wird durch eine Maschinenlerneinrichtung 7, die unten zu beschreiben ist, erzeugt.
In dem Fall, bei dem der Roboter 2 in einem Ein-Modus ist, in dem der Roboter 2 arbeitet, kompensiert die Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit 66 die Interpolationsinformation (Scanroute), welche durch die Interpolationseinheit 64 ausgegeben wird, wobei der Betrieb des Roboters 2 berücksichtigt wird, auf Basis der Ist-Positionsdaten und der Ist-Haltungsdaten des Scanners 4, die aus dem erlernten Modell 65 ausgegeben werden. Die Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit 66 berechnet die Rotationsgeschwindigkeiten der Galvanospiegel 41, 42 auf Basis der kompensierten Interpolationsinformation (Scanroute) und voreingestellter Parameter. Andererseits, in dem Fall, bei dem der Roboter 2 in einem Aus-Modus ist, in welchem der Roboter 2 nicht arbeitet, berechnet die Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit 66 die Drehzahlen der Galvanospiegel 41, 42 auf Basis der Interpolationsinformation (Scanroute), welche durch die Interpolationseinheit 64 ausgegeben wird, und von voreingestellten Parametern. Die Daten zu den Drehzahlen, welche durch die Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit 66 berechnet werden, werden an die Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit 67 ausgegeben.
Die Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit 67 erzeugt Antriebsinformation der jeweiligen Galvanomotoren 41a, 42a zum Scannen mit dem Laserstrahl L längs der Scanroute (Bestrahlungsroute) und bei der Scangeschwindigkeit (Bestrahlungsgeschwindigkeit) durch Durchführen von Beschleunigungs-/Verlangsamungsverarbeitung an den Galvanomotoren 41a, 42a auf Basis der Drehzahlinformation der Galvanospiegel 41, 42, welche durch die Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit 66 ausgegeben wird, und jeweilige Parameter. Die erzeugte Antriebsinformation der Galvanomotoren 41a, 42a wird an die Motorausgabeeinheit 68 ausgegeben.
Die Motorausgabeeinheit 68 erzeugt Antriebssteuerdaten der Galvanomotoren 41a, 42a auf Basis der durch die Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit 67 ausgegebenen Antriebsinformation, um jeweils die Galvanomotoren 41a, 42a auf Basis der erzeugten Antriebssteuerdaten anzutreiben. Entsprechend führt in der Lasermaschine 1 der Scanner 4 ein Scannen mit dem Laserstrahl durch, während der Roboter 2 den Scanner 4 bewegt, wodurch es möglich ist, das Werkstück 10 in einer beliebigen Form zu schweißen (zu bearbeiten).
Maschinenlerneinrichtung 7
Wie oben beschrieben, führt die Maschinenlerneinrichtung 7 das supervidierte Lernen basierend auf den Trainingsdaten durch, die als Eingangsdaten die sich auf den Roboter 2 beziehende Antriebsinformation zu Zeiten, wenn die Robotersteuerung 5 den am Roboter 2 angebrachten Scanner 4 vorwärts bewegt, in einer Vielzahl von Richtungen und Geschwindigkeiten beziehenden Antriebsdaten, die Ist-Positionsdaten und die Ist-Haltungsdaten des angebrachten Scanners 4 zu den Zeiten beinhaltet. Durch das supervidierte Lernen erzeugt die Maschinenlerneinrichtung 7 das erlernte Modell 65 (neuronales Netzwerk) unter Verwendung, als Eingangswerten, der Antriebsinformation der entsprechenden Roboterservomotoren zum Bewegen des Roboters 2 (d.h. an dem Spitzenteil 22a angebrachten Scanners 4) auf der durch die Robotersteuerung 5 (die Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit 53) erzeugten Bewegungsroute und als Ausgabewerte die Ist-Positionsdaten und die Ist-Haltungsdaten des Scanners 4 in Bezug auf die Befehlswerte. Das neuronale Netzwerk kann hierin ein neuronales Mehrschichtnetzwerk sein. 7 zeigt ein schematisches Diagramm eines Systems zum Durchführen von Maschinenlernen. Wie in 7 gezeigt, beinhaltet die Maschinenlerneinrichtung 7 einen Antriebsinformations-Erfassungseinheit 71, eine Ist-Positions-/Haltungsinformations-Erfassungseinheit 72 und eine Maschinenlerneinheit 73. Die Antriebsinformations-Erfassungseinheit 71 erfasst aus der Robotersteuerung 5 die Antriebsinformation (die Eingabedaten der Trainingsdaten bei Maschinenlernen), die sich auf den Roboter 2 beziehen zu Zeiten, wenn der angebrachte Scanner 4 in einer Vielzahl von Richtungen und Geschwindigkeiten voraus bewegt wird.
Eine Vielzahl von Bearbeitungsprogrammen zum Erfassen der sich auf dem Roboter 2 zu Zeiten, wenn der Roboter 2 in einer Vielzahl von Richtungen und Geschwindigkeiten bewegt wird, beziehenden Antriebsinformation wird vorbereitet. Die Vielzahl von Bearbeitungsprogrammen führt, um die sich auf den Roboter 2 zu Zeiten, wenn der Scanner 4 in einer Vielzahl von Richtungen und Geschwindigkeiten voraus bewegt wird, beziehende Antriebsinformation zu erfassen, und die Ist-Positionsdaten und die Ist-Haltungsdaten des Scanners 4 zu den Zeiten, eine Steuerung an der Bewegung des sich in der Richtung, Geschwindigkeit und Haltung zum Bewegen des Scanners 4 in verschiedenen Richtungen und Geschwindigkeiten geänderten Roboter 2 und Justierung in Bezug auf die Ausgabe oder Nicht-Ausgabe eines Laserstrahls, Justierung einer Laserbestrahlungsrichtung und dergleichen in dem Bereich durch, der die Bedingungen erfüllt, wo der an dem Roboter 2 angebrachte Scanner 4 (der Spitzenteil 22a des Arms 22) relativ zum Werkstück 10 in beispielsweise Richtungen bewegt wird, die im Wesentlichen auf einer XY-Achse sind, bei Geschwindigkeiten im Bereich von beispielsweise 30 - 120 mm/s bewegt wird, und um beispielsweise ungefähr 15 Grad maximal um die X, Y bzw. Z-Achsen rotiert wird. Hinsichtlich eines Laserstrahls kann ein Führungslaserstrahl, ein Laserpointerstrahl) anstelle eines tatsächlichen Laserstrahls ausgegeben werden. In diesem Fall kann ein Führungslaserstrahl an eine Vielzahl von voreingestellten Bestrahlungspositionen des Scanners 4 an derselben Position und Haltung ausgegeben werden.
7 zeigt eine Lasermaschine 1A des Falls, bei dem ein Bearbeitungsprogramm zum Maschinenlernen ausgeführt wird. Wie in 7 gezeigt, beinhaltet die Lasermaschine 1A den Roboter 2, den Laseroszillator 3, den Scanner 4, die Robotersteuerung 5A und eine Scannersteuerung 6A. Eine Robotersteuerung 5A, die im Wesentlichen dieselbe wie die in 5 gezeigte Robotersteuerung 5 ist, unterscheidet sich von der Robotersteuerung 5 im Sendeziel der durch die Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit 53 ausgegebenen Antriebsinformation, verändert zu einer Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit 66A und der Maschinenlerneinrichtung 7 (der Antriebsinformations-Erfassungseinheit 71). Die Scannersteuerung 6A, die im Wesentlichen dieselbe wie die in 5 gezeigte Scannersteuerung 6 ist, unterscheidet sich in der Konfiguration von derjenigen der Scannersteuerung 6 der in 5 gezeigten Lasermaschine 1 dadurch, dass sie nicht das erlernte Modell 65 beinhaltet, aber die Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit 66A anstelle der Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit 66 beinhaltet. Spezifisch kompensiert die Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit 66A die Interpolationsinformation (Scanroute) auf Basis der Interpolationsinformation (Scanroute), welche durch die Interpolationseinheit 64 ausgegeben wird, und die Antriebsinformation (die Position und Haltung des Roboters 2 (die Position und Haltung des an dem Spitzenteil 22a angebrachten Scanners 4)) und die Bewegungsgeschwindigkeit (die Befehlswerte der Geschwindigkeit des an dem Spitzenteil 22a angebrachten Scanners 4 und die Winkelgeschwindigkeit jeder Achse), die aus der Robotersteuerung 5A (der Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit 53) empfangen werden, und berechnet die Drehzahlen der entsprechenden Galvanospiegel 41, 42 auf Basis von voreingestellten Parametern. In dem Fall, bei dem der Führungslaserstrahl an eine Vielzahl von voreingestellten Bestrahlungspositionen des Scanners 4 an derselben Position und Haltung ausgegeben wird, kann die Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit 66A eine Vielzahl von Drehzahlen für jeden von Galvanospiegeln 41, 42 berechnen, entsprechend der Vielzahl von Bestrahlungspositionen.
Dies gestattet der Maschinenlerneinrichtung 7 (der Antriebsinformations-Erfassungseinheit 71), die sich auf den Roboter 2 zu Zeiten, wenn die Robotersteuerung 5A den angebrachten Scanner 4 in der Vielzahl von Richtungen und Geschwindigkeiten voraus bewegt, beziehende Antriebsinformation zu erfassen.
In dem Fall, bei dem das Bearbeitungsprogramm für Maschinenlernen, das oben beschrieben ist, ausgeführt wird, erfasst die Ist-Positions-/Haltungsinformations-Erfassungseinheit 72 die Ist-Positionsdaten und die Ist-Haltungsdaten (die korrekten Daten der Trainingsdaten bei Maschinenlernen) des Scanners 4 zu der Zeit, wenn der Roboter 2 auf Basis der durch die Robotersteuerung 5A (Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit 53) erzeugten Antriebsinformation bewegt wird. Spezifisch wird ein (nicht gezeigter) Fotosensor an einer Position auf dem Werkstück 10 installiert, um den aus dem Scanner 4 zu den Zeiten, wenn der Roboter 2 auf Basis der Antriebsinformation bewegt wird, ausgegebenen Führungslaserstrahl zu erfassen, und berechnet die Ist-Positions-/Haltungsinformations-Erfassungseinheit 72 auf Basis der Daten der tatsächlich mit dem Führungslaserstrahl bestrahlten Position die Ist-Positionsdaten und Ist-Haltungsdaten des Scanners 4. In einem Beispiel kann die Ist-Positions-/Haltungsinformations-Erfassungseinheit 72 die Ist-Position und Haltung des Scanners 4 durch Messen der Differenz zwischen der zu bestrahlenden Position im Befehl und der tatsächlich bestrahlten Position unter Verwendung des Fotosensors berechnen. Es ist anzumerken, dass das Verfahren zum Berechnen der Ist-Position und Haltung des Scanners 4 nicht darauf beschränkt ist. In dem Fall, bei dem ein Sensor in der Lage ist, die Position und Haltung eines Objekts zu messen, können die Position und Haltung auf Basis der durch den Sensor ausgegebenen Werte berechnet werden. Beispielsweise kann ein Magnetsensor als ein Sensor dienen, bei welchem der an einem Objekt angebrachte Empfänger das durch einen Sender erzeugte Magnetfeld detektiert, wodurch Position und Haltung gemessen werden. Ein optischer Sensor kann als ein Sensor dienen, bei welchem die in einer Szene fixierte Kamera ein Bild des am Scanner 4 angeordneten Machers aufnimmt, wodurch eine Position und Haltung gemessen werden. Darüber hinaus ist irgendein anderer Sensor verfügbar, solange wie der Sensor in der Lage ist, eine Position und Haltung bei sechs Freiheitsgraden zu messen. Bei einem solchen Verfahren können die Position und Haltung des Scanners 4 präzise gemessen werden. Wie oben beschrieben, ist die Maschinenlerneinrichtung 7 in der Lage, die Trainingsdaten zu erzeugen, die als Eingabedaten die Antriebsinformation enthalten, die sich auf den Roboter 2 zu Zeiten bezieht, wenn die Robotersteuerung 5 den an dem Roboter 2 angebrachten Scanner 4 in einer Vielzahl von Richtungen und Geschwindigkeiten vorwärts bewegt, und als korrekte Daten die Ist-Positionsdaten und die Ist-Haltungsdaten des angebrachten Scanners 4 zu den Zeiten beinhaltet.
Die Maschinenlerneinrichtung 7 führt ein bekanntes supervidiertes Lernen auf Basis der Trainingsdaten (auch als „Lehrerdaten“ bezeichnet) durch, die wie oben beschrieben erzeugt werden, wodurch das erlernte Modell 65 erzeugt wird, welches die Ist-Positionsdaten und die Ist-Haltungsdaten des Scanners 4 zu der Zeit unter Verwendung, als Eingangsdaten, der Antriebsinformation ausgibt, welche die Information beinhaltet, die sich auf die Befehlsposition und Haltung des mit dem Scanner 4 ausgestatten Roboter 2 beziehen, und die sich auf die Befehlsgeschwindigkeit beziehende Information.
Wie oben beschrieben, ist eine beliebige Lasermaschine 1 (einschließlich beispielsweise eines Fernlaserschweiß-Robotersystems) in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung in der Lage, Schweißen durchzuführen, indem eine gewünschte Position auf einem Werkstück mit einem Laserstrahl bestrahlt wird. Spezifisch führt die Scannersteuerung 6 Kompensation durch, die die Ist-Position und die Ist-Haltung des Scanners 4 berücksichtigt, durch Erfassen der sich auf die Befehlsposition und die Befehlshaltung des Scanners 4 beziehenden Daten, die sich auf die Befehlsgeschwindigkeit und dergleichen aus der Robotersteuerung 5 beziehenden Daten, wodurch hochpräzises Schweißen ohne Verschiebung gegenüber einer geplanten Befehlsposition durchgeführt werden kann.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird supervidiertes Lernen unter Verwendung, als Eingangsdaten, der Daten , die sich auf die Befehlsposition und die Befehlshaltung des Scanners 4 beziehen, und der Daten, die sich auf die Befehlsgeschwindigkeit beziehen, und als korrekte Daten (Markierung) der Ist-Positionsdaten und der Ist-Haltungsdaten des Scanners 4 zu der Zeit durchgeführt, wodurch das erlernte Modell 65 erzeugt wird, welches die Ist-Positionsdaten und die Ist-Haltungsdaten des Scanners 4 zu der Zeit ausgibt unter Verwendung, als Eingangsdaten, der sich auf die Befehlsposition und die Befehlshaltung des Scanners beziehenden Daten, der sich auf die Befehlsgeschwindigkeit beziehenden Daten, und dergleichen. Dies ermöglicht, beispielsweise der Verschiebung zu entsprechen, die durch mechanisches Biegen während der Roboter 2 bewegt wird, verursacht wird. In einem Beispiel, selbst nachdem das erlernte Modell 65 erzeugt wird, werden Trainingsdaten neu erzeugt und werden die Trainingsdaten neu erlernt, so dass das erlernte Modell 65 aktualisiert wird, wodurch es möglich wird, hochpräzises Schweißen durchzuführen.
In einem oben beschriebenen Aspekt dient ein Galvanoscanner als der Scanner 4. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Der Scanner 4 kann beispielsweise ein Trepanierscanner anstelle eines Galvanoscanners sein.
In dem Fall, bei dem eine Vielzahl von Lasermaschinen 1 mit derselben Systemkonfiguration angeordnet sind, ist das durch das, durch die Maschinenlerneinheit 73 wie oben beschrieben durchgeführte, supervidierte Lernen erzeugte erlernte Modell 65 in den jeweiligen Lasermaschinen 1 verfügbar. In jeder der Lasermaschinen 1 ist das erlernte Modell 65 in einem Anfangseinstellzustand enthalten und werden Trainingsdaten hinzugefügt, wodurch eine effiziente Aktualisierung des erlernten Modells 65 durchgeführt werden kann.
Bei der Beschreibung der obigen Ausführungsform ist die Maschinenlerneinrichtung 7 getrennt von der Robotersteuerung 5 und der Scannersteuerung 6 angeordnet. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. In einem Beispiel kann die Robotersteuerung 5 alle oder einige der Funktionen der Maschinenlerneinrichtung 7 enthalten (beispielsweise zumindest ein Funktionsteil der Antriebsinformations-Erfassungseinheit 71, der Ist-Positions-/Haltungsinformations-Erfassungseinheit 72 und der Maschinenlerneinheit 73). Ähnlich kann die Scannersteuerung 6 alle oder einige der Funktionen der Maschinenlerneinrichtung 7 enthalten (beispielsweise zumindest ein Funktionsteil der Antriebsinformations-Erfassungseinheit 71, der Ist-Positions-/Haltungsinformations-Erfassungseinheit 72 und der Maschinenlerneinheit 73). Alternativ können alle oder einige der Funktionen der Maschinenlerneinrichtung 7 unter Verwendung eines virtuellen Servers in einer Cloud oder dergleichen realisiert werden.
Die oben beschriebene Ausführungsform ist in der Lage, durch Hardware, Software, oder die Kombination davon realisiert zu werden. Durch Software realisiert zu werden bedeutet hier, dass ein Computer ein Programm liest und ausführt, wodurch eine Ausführungsform realisiert wird. In dem Fall, bei dem die Ausführungsform mit Hardware konfiguriert wird, kann jeder oder einige oder alle Teile der Ausführungsform mit einem IC (integrierte Schaltung), beispielsweise einem LSI (large scale integrated circuit), einem ASIC (application specific integrated circuit), einem Gatter-Array, oder einem FPGA (feldprogrammierbares Gatter-Array) konfiguriert werden.
In dem Fall, bei dem einige oder alle Teile der Ausführungsform mit der Kombination von Software und Hardware konfiguriert sind, ist ein Computer mit einer Speichereinheit konfiguriert, wie etwa einer Festplatte oder einem ROM, die konfiguriert sind, ein Programm zu speichern, in welchem alle oder einige Teile des Betriebs einer Servosteuerung, die im Flussdiagramm angegeben sind, geschrieben werden, ein DRAM, das konfiguriert ist, zur Berechnung notwendige Daten zu speichern, eine CPU und ein Bus, der jeweilige Teile verbindet, und in dem Computer wird die für die Berechnung notwendige Information im DRAM gespeichert und wird ein Zielprogramm durch die CPU ausgeführt, wodurch einige oder alle Teile der Ausführungsform realisiert werden. Programme werden unter Verwendung verschiedener Typen von computerlesbaren Medien gespeichert und können einem Computer zugeführt zu werden. Die computerlesbaren Medien beinhalten verschiedene Typen von anfassbaren Speichermedien. Beispiele der computerlesbaren Medien beinhalten ein Magnetaufzeichnungsmedium (beispielsweise eine flexible Disk, ein Magnetband, ein Festplattenlaufwerk), ein magnetoptisches Aufzeichnungsmedium (beispielsweise eine magnetoptische Disk), eine CD-ROM (nur Lesespeicher), eine CD-R, eine CD-R/W und einen Halbleiterspeicher (beispielsweise ein Masken-ROM, ein PROM (programmierbares ROM), ein EPROM (löschbares PROM), ein Flash-ROM, ein RAM (Wahlfrei-Zugriffsspeicher)).
Der Scanner 4 kann drei oder mehr Galvanospiegel haben, die konfiguriert sind, jeweils durch individuelle Galvanomotoren rotiert zu werden.
Bezugszeichenliste

1: Lasermaschine
2: Roboter
3: Laseroszillator
4: Scanner
41, 42: Galvanospiegel
41a, 42a: Galvanomotor
5: Robotersteuerung
51: Programmanalyseeinheit
52: Interpolationseinheit
53: Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit
54: Motorausgabeeinheit
6: Scannersteuerung
61: Programmanalyseeinheit
62: Laserbefehlsrecheneinheit
63: Laserbefehlsausgabeeinheit
64: Interpolationseinheit
65: erlerntes Modell
66: Roboterbewegungsberücksichtigungs-/Recheneinheit
67: Beschleunigungs-/Verlangsamungsrecheneinheit
68: Motorausgabeeinheit
7: Maschinenlerneinheit
71: Antriebsinformations-Erfassungseinheit
72: Ist-Positions-/Haltungsinformations-Erfassungseinheit
73: Maschinenlerneinheit
10: Werkstück
L: Laserstrahl

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2007283402 A [0004]

Claims

Lasermaschine (1), umfassend: eine Laserbestrahlungsvorrichtung (4), die konfiguriert ist, ein Werkstück (10) mit einem Laserstrahl zu bestrahlen; einen Roboter (2), der konfiguriert ist, relativ zum Werkstück (10) die Laserbestrahlungseinrichtung (4), die am Roboter (2) angebracht ist, zu bewegen; eine Laserbestrahlungssteuerung (6), die konfiguriert ist, die Laserbestrahlungseinrichtung (4) so zu steuern, dass eine Bestrahlungsposition des Laserstrahls gesteuert wird; und eine Robotersteuerung (5), die konfiguriert ist, den Roboter (2) so zu steuern, dass eine Position oder/und eine Haltung der angebrachten Laserbestrahlungseinrichtung (4) gesteuert wird, wobei die Robotersteuerung (5) beinhaltet: eine Rückkopplungseinheit (53), die konfiguriert ist, an die Laserbestrahlungssteuerung (6) Antriebsinformation zu senden, beinhaltend Information, die sich auf eine Befehlsgeschwindigkeit bezieht, und Information, die sich auf eine Befehlsposition und eine Befehlshaltung des Roboters (2) bezieht, der konfiguriert ist, die Position oder/und die Haltung der angebrachten Laserbestrahlungseinrichtung (4) zu steuern, wobei die Laserbestrahlungssteuerung (6) beinhaltet: ein erlerntes Modell (65), das vorab durch supervidiertes Lernen erhalten wird, basierend auf Trainingsdaten, die als Eingabedaten Antriebsinformation, die sich auf den Roboter (2) bezieht, zu Zeiten, wenn die Robotersteuerung (5) im Voraus die angebrachte Laserbestrahlungseinrichtung (4) in einer Vielzahl von Richtungen und Geschwindigkeiten bewegt, und als korrekte Daten Ist-Positionsdaten und Ist-Haltungsdaten der angebrachten Laserbestrahlungseinrichtung (4) zu den Zeiten beinhaltet; und eine Kompensationseinheit (66), die konfiguriert ist, die Bestrahlungsposition des Laserstrahls zu kompensieren, auf Basis der tatsächlichen Positionsdaten und der tatsächlichen Haltungsdaten der Laserbestrahlungseinrichtung (4), die durch das erlernte Modell (65) in Echtzeit berechnet werden, auf Basis der aus der Rückkopplungseinheit (53) empfangenen Antriebsinformation.
Lasermaschine (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Laserbestrahlungseinrichtung (4) ein Galvanoscanner (4) ist, der konfiguriert ist, Scannen mit dem Laserstrahl längs einer vorbestimmten Bestrahlungsroute bei einer vorbestimmten Bestrahlungsgeschwindigkeit durchzuführen, die Kompensationseinheit (66) konfiguriert ist, die Bestrahlungsroute und die Bestrahlungsgeschwindigkeit des Galvanoscanners (4) zu kompensieren, auf Basis der aus der Robotersteuerung (5) empfangenen Antriebsinformation, und die Lasermaschine (1) eine Beschleunigungs- und Verlangsamungsrecheneinheit (67) beinhaltet, die konfiguriert ist, Antriebsinformation eines Galvanomotors (41a, 42a) zu erzeugen, der zum Scannen mit dem Laserstrahl längs der Bestrahlungsroute bei der Bestrahlungsgeschwindigkeit angetrieben wird.
Lasermaschine (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Lasermaschine (1) eine Maschinenlerneinrichtung (7) umfasst, wobei die Maschinenlerneinrichtung (7) beinhaltet: eine Antriebsinformations-Erfassungseinheit (71), die konfiguriert ist, die sich auf den Roboter (2) beziehende Antriebsinformation zu Zeiten zu erfassen, wenn die Robotersteuerung (5) die angebrachte Laserbestrahlungseinrichtung (4) vorab in einer Vielzahl von Richtungen und Geschwindigkeiten bewegt; eine Ist-Positions-/Haltungsinformations-Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, die Ist-Positionsdaten und Ist-Haltungsdaten der Laserbestrahlungseinrichtung (4) zu einer Zeit zu erfassen, wenn der Roboter (2) auf Basis der Antriebsinformation bewegt wird; und eine Maschinenlerneinheit (73), die konfiguriert ist, das erlernte Modell (65) durch Maschinenlernen unter Verwendung der sich auf dem Roboter (2) beziehenden Antriebsinformation als Eingangsdaten, und der in Ist-Positionsdaten und den Ist-Haltungsdaten der Laserbestrahlungseinrichtung (4) als korrekte Daten zu erzeugen.
Lasermaschine (1) gemäß Anspruch 3, wobei die Maschinenlerneinheit (73) das erlernte Modell (65) durch ein neuronales Mehrschichtnetzwerk erzeugt.