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Die
Erfindung betrifft ein Düsensystem
zur Laserbearbeitung, das an einem Arm eines Roboters befestigt
wird. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung ein Düsensystem
zum Durchführen
einer Laserbearbeitung und zum Anlernen des Roboters.
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Seit
kurzem besteht ein Bedarf an dreidimensionaler Laserbearbeitung
unter Verwendung eines Roboters in der Automobilindustrie und anderen
Industrien. Es ist jedoch schwierig und langwierig, einen Roboter
für den
dreidimensionalen Laserbearbeitungsbetrieb anzulernen. Deshalb vermeidet
man diesen Laserbearbeitungsbetrieb. Man kann das Anlernen offline
mithilfe einer Anlern-Software durchführen. Möglicherweise besteht aber aufgrund
der Größenauflösung eines
Werkstücks
usw. ein leichter Unterschied zwischen der Position eines imaginären Werkstücks, das
in der Anlern-Software durch Positionsdaten ausgedrückt ist,
und der Position eines echten Werkstücks bei der tatsächlichen
Bearbeitung.
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Daher
müssen
die gelehrten Daten nach dem Off-Line-Anlernen unter Verwendung
der Anlern-Software modifiziert und korrigiert werden. Man hat ein
Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein Arbeitspfad bestimmt wird mithilfe
einer Analyse-Software, die Anlernpunkte auf Basis von Bildern von
einem echten Werkstück
berechnet, die von einer an der Laserbearbeitungsdüse befestigten
CCD-Kamera aufgenommen werden. Dies wird beispielsweise von dem
japanischen Patent 2822315 vorgeschlagen.
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Bei
diesem Verfahren tritt das Problem auf, dass der Arbeitsbereich
eines Roboters, in dem er nicht durch die Umgebung behindert wird,
aufgrund der an einer Oberseite der Laserbearbeitungsdüse befestigten
Kamera eingeengt wird. So muss der Arbeitsbereich des Roboters weiter
eingeschränkt
werden, was recht lästig
ist und die Effizienz des Anlernens senkt.
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Das
genannte Problem wird anhand von
1 spezifisch
beschrieben. Es ist eine Laserbearbeitungsdüse dargestellt, wie im
japanischen Patent 2822315 vorgeschlagen.
Siehe
1: Eine Bearbeitungsdüse
1 hat im Inneren
den halbdurchlässigen Spiegel
5 und
die Linsen
6,
7. Eine optische Faser
2 leitet
den Laserstrahl für
die Bearbeitung zu und ist seitlich an der Bearbeitungsdüse
1 befestigt.
So wird der Laserstrahl auf den halbdurchlässigen Spiegel
5 geleitet.
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Der
von der optischen Faser 2 herbeigeleitete Laserstrahl wird
größtenteils
von dem halbdurchlässigen
Spiegel 5 reflektiert. Dieser ist in Bezug auf eine optische
Achse 3 (in der Mitte des Kernbereichs der optischen Faser 2)
des Laserstrahls um 45 Grad geneigt. Der Laserstrahl wird von der
Linse 6 konvergiert und bildet den konvergierten Laserstrahl 4,
der auf ein Werkstück 15,
den Gegenstand der Laserbearbeitung, auftrifft.
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Die
Kamera 8, die Bilder von dem Werkstück 15 aufnimmt, ist
dagegen auf der Oberseite der Bearbeitungsdüse 1 befestigt, so
dass die optische Achse 10 der Kamera mit der optischen
Achse des Laserstrahls 4 übereinstimmt.
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Die
Linse 7 dient der Einstellung eines Linsensystems, das
die konvergierende Linse 6 und die Linse 7 umfasst,
so dass seine Eigenschaften nötigenfalls
an die Fotografie mit der Kamera 8 angepasst werden können. Beim
Anlernbetrieb werden die von der Kamera 8 aufgenommenen
Bilder durch ein Kabel 9 an einen Bildprozessor (nicht
dargestellt) gesendet. Die Anlernpunkte und damit einhergehende
Daten, einschließlich
der Bezeichnung des Bewegungstyps als Linearbewegung oder Kreisbewegung, werden
dem Roboter mithilfe der Anlern-Software beigebracht.
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Bei
der oben beschriebenen Bearbeitungsdüse tritt das Problem auf, dass
die optische Faser 2 zum Zuleiten des Laserstrahls seitlich
an der Bearbeitungsdüse 1 angebracht
werden muss, weil die Kamera 8 auf der Oberseite der Bearbeitungsdüse 1 befestigt
ist. Genauer gesagt, bewegt sich beim Anlernen die seitlich an der
Bearbeitungsdüse 1 angebrachte
optische Faser 2 mit der Bewegung der Bearbeitungsdüse 1.
Deshalb kommt es zu Behinderung zwischen der optischen Faser 2 und
der Umgebung. Damit die Behinderung sicher verhindert wird, muss
der Arbeitsbereich des Roboters stark eingeschränkt werden. Damit ist es schwierig,
die Bearbeitungsdüse
auf eine gewünschte
Position/Haltung einzustellen.
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In
JP 8039466A ist
ein Düsensystem
zur Laserbearbeitung nach der Präambel
des beigefügten Anspruchs
1 offenbart. Dabei wird zum Anlernen die gesamte Düsenkörpervorrichtung
mit der Trägervorrichtung
für die
optische Faser durch eine Bildaufnahmevorrichtung ersetzt.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Düsensystem für die Laserbearbeitung bereitzustellen, das
einen Roboter leicht an einen dreidimensionalen Pfad anlernen kann,
wobei der Bereich der Behinderung zwischen der Bearbeitungsdüse und der
Umgebung beim Anlernen im Wesentlichen der Gleiche bleibt wie bei
der tatsächlichen
Laserbearbeitung.
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Ein
erfindungsgemäßes Düsensystem
zur Laserbearbeitung wird in einem Zustand, in dem es am Arm eines
Roboters befestigt ist, zum Durchführen einer Laserbearbeitung
an einem Gegenstand und zum Anlernen des Roboters verwendet. Das
Düsensystem
umfasst eine Düsenkörpervorrichtung
mit einem Linsensystem zum Konvergieren eines Laserstrahls, eine
Tragevorrichtung für
eine optische Faser, von der eine optische Faser getragen wird,
von der der Laserstrahl zur Düsenkörpervorrichtung
geleitet wird, und eine Kameratragevorrichtung mit einer Kamera
zum Aufnehmen von Bildern von dem Gegenstand. Erfindungsgemäß ist die
Tragevorrichtung für
die optische Faser bei der Laserbearbeitung an der Düsenkörpervorrichtung
befestigt. Die Kameratragevorrichtung wird anstelle der Tragevorrichtung für eine optische
Faser an der Düsenvorrichtung
angebracht, wenn das Anlernen erfolgt.
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Vorzugsweise
wird eine Haltevorrichtung bereitgestellt zum voneinander lösbaren Halten
der Tragevorrichtung für
eine optische Faser oder der Kameratragevorrichtung an einer festgelegten
Position in Bezug auf die Düsenkörpervorrichtung.
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Erfindungsgemäß werden
bei einer tatsächlichen
Laserbearbeitung die Düsenkörpervorrichtung und
die Tragevorrichtung für
die optische Faser in Kombination verwendet, und beim Anlernen wird
die Kameratragevorrichtung mit der zum Anlernen bestimmten Kamera
anstelle der Tragevorrichtung für die
optische Faser verwendet. Deshalb bleibt der Bereich der Behinderung
zwischen der Bearbeitungsdüse
und der Umgebung beim Anlernen im Wesentlichen der Gleiche wie bei
der Laserbearbeitung, und das Anlernen des Roboters im Hinblick
auf einen komplizierten dreidimensionalen Gegenstand kann leicht
durchgeführt
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigt/zeigen:
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1 schematisch
eine Bearbeitungsdüse des
Standes der Technik;
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2a und 2b schematisch
ein erfindungsgemäßes Düsensystem
mit Austauscheinheiten für
das Bearbeiten/Anlernen;
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3a und 3b schematisch
eine nicht-erfindungsgemäße Ausführungsform
von einem Düsensystem
mit Austauscheinheiten für
das Bearbeiten/Anlernen;
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4 schematisch
die an einem Roboterarm befestigten Einheiten A und B;
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5 einen
schematischen Querschnitt durch eine Kameratragevorrichtung mit
einem Projektor für
einen gebündelten
Strahl nach einer Variante der 3a und 3b und
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6 einen
schematischen Querschnitt durch eine Kameratragevorrichtung mit
einem Lichtschnittprojektor nach einer anderen Variante der 3a und 3b.
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Anhand
der 2a und 2b wird
ein erfindungsgemäßes Düsensystem
zur Laserbearbeitung als Kombination von Einheiten zum Bearbeiten/Anlernen
beschrieben.
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Siehe 2a:
Zur Durchführung
einer Laserbearbeitung wird eine Tragevorrichtung 100 für eine optische
Faser z. B. über
ein Passstück
an der Oberseite einer Düsenkörpervorrichtung 20 befestigt, wodurch
eine Laserbearbeitungsdüse
erhalten wird. Die Düsenkörpervorrichtung 20 hat
ein Linsensystem, das die Linsen 21 und 22 umfasst,
die einen Laserstrahl konvergieren. Die Tragevorrichtung 100 für eine optische
Faser um fasst eine Basis 12 und ein Anschlussstück 13 für die optische
Faser an der Basis 12 zum Anschließen einer optischen Faser 14,
so dass ein Laserstrahl von einem Laseroszillator (nicht dargestellt)
zugeleitet werden kann. Das Anschlussstück 13 für die optische
Faser ist derart ausgerichtet, dass die optische Achse des Laserstrahls,
der von der optischen Faser 14 in die Düsenkörpervorrichtung 20 eingeleitet
wird, mit der optischen Achse des Linsensystems aus den Linsen 21 und 22 übereinstimmt,
wenn die Tragevorrichtung 100 für die optische Faser an der
Düsenkörpervorrichtung 20 befestigt
ist.
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Die
Düsenkörpervorrichtung 20 oder
die Tragevorrichtung 100 für die optische Faser wird am
distalen Ende 11 eines Roboterarms befestigt. Anschließend erfolgt
die Laserbearbeitung durch Aufstrahlen des Laserstrahls, der von
dem Linsensystem konvergiert wird, auf ein Werkstück als bearbeiteter
Gegenstand aus der Bearbeitungsdüse,
wobei die Bearbeitungsdüse
einen Bearbeitungspfad entlang geführt wird.
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Zum
Anlernen des Roboters wird die in 2a dargestellte
Tragevorrichtung 100 für
die optische Faser durch die in 2b gezeigte
Kameratragevorrichtung 200 ersetzt. Diese umfasst eine
Kamera 26, wie eine CCD-Kamera, und einen Adapter 25,
der die Kamera 26 trägt.
Genauer gesagt, wird die Tragevorrichtung 100 für die optische
Faser von der Oberseite der Düsenkörpereinheit 20 abgenommen,
und die Kameratrageeinheit 200 wird anstelle der Tragevorrichtung 100 für die optische
Faser an der Oberseite der Düsenkörpervorrichtung 20 befestigt.
Ist die Kameratragevorrichtung 200 an der Düsenkörpereinheit 20 befestigt,
wird die Kamera 26 von dem Adapter 25 an einer
festgelegten Position gehalten, an der die optische Achse der Kamera 26 mit
der optischen Achse des Linsensystems aus den Linsen 21 und 22 übereinstimmt.
Mit dieser Anordnung der Kameratragevorrichtung 200 und
der oben beschriebenen Anordnung des Anschlussstücks 13 für die optische
Faser an der Tragevorrichtung 100 für die optische Faser lässt sich
die Beziehung zwischen einem Laserstrahl-Bearbeitungspunkt bei der tatsächlichen
Laserbearbeitung und einer ermittelten Position des Werkstücks beim
Anlernbetrieb vereinfachen.
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Nach
dem Befestigen der Kameratragevorrichtung 200 an der Düsenkörpervorrichtung 20,
wobei die Kamera 26 an der festgelegten Position gehalten
wird und die Düsenkörpervorrichtung 20 oder die
Kameratragevorrichtung 200 am distalen Ende 11 des
Roboterarms befestigt ist, erfolgt das Anlernen, indem von der Kamera 26 aufgenommene
Bilddaten über
ein Kabel 27 für
die Kamera an einen Bildprozessor (nicht gezeigt) gesendet werden
und die Bilddaten unter Verwendung von Analyse-Software zur Gewinnung
von Anlernpunkten analysiert werden, wie beschrieben. Im Stand der
Technik ist der Anlernbetrieb unter Verwendung eines visuellen Sensors, einschließlich der
Kamera und des Bildprozessors, und der Analyse-Software bekannt.
Deshalb wird er nicht im Einzelnen beschrieben.
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Es
sollte beachtet werden, dass bei der obigen Anordnung die Kameratragevorrichtung 200 beim
Anlernvorgang im Austausch gegen die Tragevorrichtung 100 für die optische
Faser verwendet wird, d. h. die Tragevorrichtung 100 für die optische Faser
mit dem Anschlussstück 13 für die optische
Faser und die optische Faser 14 von der Düsenkörpervorrichtung 20 gelöst werden
und die Kameratragevorrichtung 200 mit im Wesentlichen
den gleichen Abmessungen wie die Tragevorrichtung 100 für die optische
Faser anstelle der Tragevorrichtung 100 für die optische
Faser an der Düsenkörpervorrichtung 20 befestigt
wird. Bei dieser Anordnung werden Einheiten ausgetauscht. Deshalb
gibt es beim Anlernen keine optische Faser 2, die im Stand
der Technik seitlich an der Bearbeitungsdüse 1 angeordnet werden muss,
wie in 1 gezeigt. Dadurch besteht eine kleinere Möglichkeit
für eine
Behinderung durch die Umgebung, und der Arbeitsbereich des Roboters wird
nicht eingeengt.
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3a und 3b zeigen
ein nicht-erfindungsgemäßes Beispiel
für ein
Düsensystem
zur Laserbearbeitung, das nur der Vollständigkeit halber dargestellt
wird. Beim Anlernen wird anstelle der Tragevorrichtung für die optische
Faser und der Düsenkörpervorrichtung
eine Kameratragevorrichtung eingesetzt. Dagegen wird bei der ersten
Ausführungsform
die Kameratragevorrichtung anstelle der Tragevorrichtung für die optische
Faser eingesetzt.
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Siehe 3a:
Zur Durchführung
der Laserbearbeitung wird eine Tragevorrichtung 101 für die optische
Faser z. B. durch Einpassen an einer Oberseite einer Düsenkörpervorrichtung 30 befestigt,
wodurch eine Laserbearbeitungsdüse
erhalten wird. Die Düsenkörpervorrichtung 30 hat
ein Linsensystem mit den Linsen 31 und 32 zum
Konvergieren eines Laserstrahls. Die Tragevorrichtung 101 für die optische
Faser umfasst eine Basis 40 und ein Anschlussstück 41 für die optische
Faser an der Basis 40, wodurch eine optische Faser 14 angeschlossen
wird, die einen Laserstrahl von einem Laseroszillator (nicht gezeigt) zuleitet.
Das Anschlussstück 41 für die optische
Faser ist derart ausgerichtet, dass die optische Achse des Laserstrahls,
der von der optischen Faser 14 in die Düsenkörpervorrichtung 30 eingeleitet
wird, mit der optischen Achse des Linsensystems aus den Linsen 31 und 32 übereinstimmt,
wenn die Tragevorrichtung 101 für die optische Faser an der
Düsenkörpervorrichtung 30 montiert
ist.
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Die
Düsenkörpervorrichtung 30 oder
die Tragevorrichtung 101 für die optische Faser wird am
distalen Ende 11 eines Roboterarms befestigt. Anschließend erfolgt
die Laserbearbeitung durch Aufstrahlen des von dem Linsensystem
konvergierten Laser strahls auf ein Werkstück als bearbeiteter Gegenstand
aus der Bearbeitungsdüse,
wobei die Bearbeitungsdüse
einen Bearbeitungspfad entlang geführt wird.
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Siehe 3b:
Zum Anlernen des Roboters wird eine Kameratragevorrichtung 50 anstelle
der Düsenkörpervorrichtung 30 und
der Tragevorrichtung 101 für die optische Faser eingesetzt.
Sie hat dieselben Abmessungen wie die Düsenkörpervorrichtung 30 und
trägt im
Inneren eine Kamera 51 an einer festgelegten Position.
Einpassen, Schrauben oder eine andere Haltestruktur kann zum Halten
der Kamera in dem Kameratrageelement 50 verwendet werden.
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Die
Kameratragevorrichtung 50 ist eine Art Düsenattrappe,
die nicht für
die tatsächliche
Bearbeitung verwendet wird. Deshalb ist kein Linsensystem (Linsen 31, 32)
zum Konvergieren des Laserstrahls notwendig. Gegebenenfalls kann
ein Linsensystem zum Einstellen der optischen Eigenschaften der
Kamera 51 bereitgestellt werden.
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Ist
die Kameratrageeinheit 50 an dem distalen Ende 11 des
Roboterarms befestigt, wird die Kamera 51 an einer festgelegten
Position gehalten, an der die optische Achse der Kamera 51 mit
der optischen Achse des Linsensystems aus den Linsen 31 und 32 übereinstimmt.
Die Kameratrageeinheit 50 wird zudem derart positioniert,
dass beim Anlernbetrieb ein Laserstrahl-Bearbeitungspunkt von dem
visuellen Feld der Kamera 51 abgedeckt wird. Mit dieser
Anordnung der Kameratrageeinheit 50 und der oben beschriebenen
Anordnung des Anschlussstücks 41 für die Tragevorrichtung 101 für die optische
Faser lässt
sich die Beziehung zwischen einem Laserstrahl-Bearbeitungspunkt
bei der tatsächlichen Laserbearbeitung
und einer ermittelten Position des Werkstücks beim Anlernbetrieb vereinfachen.
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Nach
dem Befestigen der Kameratragevorrichtung 50 am distalen
Ende 11 des Roboterarms, wobei die Kamera 51 an
der festgelegten Position gehalten wird, erfolgt das Anlernen, indem
von der Kamera 51 aufgenommene Bilddaten über ein
Kabel 52 für
die Kamera an einen Bildprozessor gesendet und die Bilddaten unter
Verwendung der Analyse-Software analysiert werden, wie beschrieben,
wobei Positionen von Anlernpunkten erhalten werden. Im Stand der
Technik ist der Anlernbetrieb unter Verwendung eines visuellen Sensors,
einschließlich
der Kamera und des Bildprozessors, und der Analyse-Software bekannt,
weshalb er nicht im Einzelnen beschrieben wird.
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Es
sollte beachtet werden, dass bei der obigen Anordnung die Kameratragevorrichtung 50 zum Tragen
der Kamera 51 beim Anlernvorgang im Austausch gegen die
Düsenkörpervorrichtung 30 verwendet
wird, d. h. die Düsenkörpervorrichtung 30 und die
Tragevorrichtung 101 für
die optische Faser mit dem Anschlussstück 41 für die optische
Faser und der optischen Faser 14 vom distalen Ende 11 des
Roboterarms gelöst
werden und die Kameratragevorrichtung (Düsenattrappe) 50 mit
im Wesentlichen den gleichen Abmessungen wie die Düsenkörpervorrichtung 30 anstelle
der Düsenkörpervorrichtung 30 am distalen
Ende 11 des Roboterarms befestigt wird. Bei dieser Anordnung
werden Einheiten ausgetauscht, und es gibt beim Anlernbetrieb keine
optische Faser 2, die im Stand der Technik erforderlich
ist, wie in 1 dargestellt. Dadurch verringert
sich die Möglichkeit
einer Behinderung durch die Umgebung, und der Arbeitsbereich des
Roboters wird nicht eingeengt.
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Es
ist wünschenswert,
dass man die Einheiten der Bearbeitungsdüse für das Bearbeiten oder das Anlernen
innerhalb kurzer Zeit austauschen kann. Eine Anordnung, mit der
ein schneller Austausch der Einheiten erzielt werden kann, wird
anhand von 4 beschrieben. Die in 4 dargestellte
Anordnung wird auf das erfindungsgemäße Düsensystem angewendet.
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Weil
die Tragevorrichtung 100 für die optische Faser zur Bearbeitung
und die Kameratragevorrichtung 200 für das Anlernen miteinander
kompatibel sind, sind die Tragevorrichtung 100 für die optische
Faser und die Kameratragevorrichtung 200 in 4 mit
dem gemeinsamen Bezugssymbol A bezeichnet. Das Bezugssymbol B steht
für die
Düsenkörpervorrichtung 20.
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Zur
Durchführung
der Laserbearbeitung besteht die Bearbeitungsdüse aus der Einheit A, der Tragevorrichtung 100 für die optische
Faser, und der Einheit B, der Düsenkörpervorrichtung 20.
Für das Anlernen
besteht die Bearbeitungsdüse
aus der Einheit A, der Kameratragevorrichtung 200, und
der Einheit B, der Düsenkörpervorrichtung 20.
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Die
Einheit A und die Einheit B werden mithilfe geeigneter Befestigungs-/Lösemechanismen
an festgelegten Positionen am distalen Ende 11 des Roboterarms
befestigt oder davon gelöst.
Tritt bei dieser Anordnung ein Problem in der Einheit A oder der
Einheit B auf, kann die problematische Einheit innerhalb kurzer
Zeit durch eine neue ersetzt werden.
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Anstelle
des Linsensystems zum Konvergieren des Laserstrahls in der Einheit
B kann ein Linsensystem für
kommerzielle Kameras verwendet werden, das sich somit zum Aufnehmen
von Bildern durch die Kamera 26 der Kameratragevorrichtung 200 eignet.
In diesem Fall kann die Vergrößerung des Linsensystems
je nach den Umständen
eingestellt und ausgewählt
werden.
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Zum
Halten der Einheiten A und B am distalen Ende 11 des Roboterarms
kann eine Bajonettbefestigung eingesetzt werden, wie sie üblicherweise bei
Einlinsen-Reflexkameras
eingesetzt wird. In diesem Fall werden die Einheiten A und B am
distalen Ende 11 des Roboterarms an festgelegten Positionen
fest gehalten und dabei durch Federn des Bajonettverschlusses mit
drei Greifern einem Druck ausgesetzt.
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Ersatzweise
können
die Einheiten A und B unter Verwendung eines Positionierungsstifts
an den festgelegten Positionen befestigt werden, wodurch eine Verschiebung
der optischen Achse verhindert wird, die möglicherweise aus einer Verschiebung
der Einheiten resultiert.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
und den Beispielen nehmen die Kameras 26 und 51 Bilder
von einem Gegenstand mittels Lichtreflexion ohne spezielle Lichtprojektion
auf. Für
die dreidimensionale Messung verwendet man gewöhnlich einen dreidimensionalen
visuellen Sensor, der Lichtmuster projiziert, wie gebündeltes
Licht oder Lichtschnitt. Ein solcher Sensor kann in der Laserbearbeitungsdüse eingesetzt
werden. Siehe 5 und 6: Es werden
ein zweites und ein drittes Beispiel beschrieben, die einen dreidimensionalen
visuellen Sensor unter Verwendung von Lichtmustern verwenden.
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Diese
Beispiele sind Modifikationen des zweiten Beispiels, bei dem die
Düsenkörpervorrichtung 30 und
die Tragevorrichtung 101 für die optische Faser beim Anlernen
durch eine Kameratragevorrichtung 50 ersetzt werden. Bei
diesen Beispielen wird anstelle der in 3b gezeigten
Kameratragevorrichtung 50 eine Kamera-/Projektortragevorrichtung
am distalen Ende eines Roboterarms befestigt. Es sollte selbstverständlich sein,
dass dieses dritte und vierte Beispiel, bei denen die Düsenkörpervorrichtung
nicht ausgetauscht wird, nicht erfindungsgemäß sind.
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Bei
dem in 5 gezeigten Beispiel verfügt eine Kamera-/Projektortrage-einheit 55 als
Düsenattrappe
für den
Anlernbetrieb über
ein Trageelement 56 an ihrer Oberseite, mit dem eine Kamera 51 und zudem
ein Projektor 60 für
einen gebündelten
Strahl, der einen Halbleiterlaser, eine LED, usw. verwendet, an
festgelegten Positionen gehalten werden. Die Kamera-/Projektortrageeinheit 55 hat
dieselben Abmessungen wie die Kameratragevorrichtung 50 und
somit die Düsenkörpervorrichtung 30 der 3a und 3b.
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Beim
Anlernbetrieb wird je nach Bedarf der gebündelte Lichtstrahl 62 vom
Projektor 60 für
einen gebündelten
Strahl auf ein Werkstück
(nicht dargestellt) projiziert, wobei sich ein Lichtpunkt 63 bildet. Entsteht
der Lichtpunkt 63 auf dem Werkstück an einer festgelegten Anlernposition,
wird ein Bild von dem Werkstück
einschließlich
eines Bildes von dem Lichtpunkt von der Kamera 51 aufgenommen
und über
ein Kabel 52 an den Bildprozessor gesendet, so dass die
dreidimensionale Position des Lichtpunktes 63 mithilfe
der Analyse durch den Bildprozessor ermittelt wird. Der dreidimensionale
Sensor, der einen gebündelten
Lichtstrahl verwendet, ist im Stand der Technik bekannt und wird
somit hier nicht im Einzelnen beschrieben.
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Bei
dem in 6 gezeigten Beispiel verfügt eine Kamera-/Projektortrage-einheit 70 als
Düsenattrappe
für den
Anlernbetrieb über
ein Trageelement 71 an ihrer Oberseite, mit dem eine Kamera 51 und zudem
Lichtschnittprojektoren 80, die eine Lichtquelle von einem
Halbleiterlaser, einer LED, usw. und eine zylindrische Linse verwenden,
an festgelegten Positionen gehalten werden. Die Kamera-/Projektortrage-einheit 70 hat
dieselben Abmessungen wie die Kameratragevorrichtung 50 und
somit die Düsenkörpervorrichtung 30 der 3a und 3b.
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Beim
Anlernbetrieb werden je nach Bedarf die Lichtschnittstrahlen 82, 83 von
den Lichtschnittprojektoren 80 auf ein Werkstück projiziert,
wobei sich auf dem Werkstück
zwei Lichtlinien bilden. Bildet sich ein Überkreuzungspunkt der beiden
Lichtlinien an einer festgelegten Anlernposition, wird ein Bild von
dem Werkstück
einschließlich
eines Bildes der beiden Lichtlinien von der Kamera 51 aufgenommen und über die
Kabel 84 und 85 an den Bildprozessor gesendet,
so dass die dreidimensionale Position des Kreuzungspunktes mithilfe
der Analyse durch den Bildprozessor ermittelt wird. Im Stand der
Technik ist der dreidimensionale Sensor unter Verwendung von Lichtschnitt
bekannt und wird somit hier nicht im Einzelnen beschrieben.
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Erfindungsgemäß verringert
sich eine mögliche
Behinderung der Bearbeitungsdüse
durch die Umgebung beim Anlernvorgang, und der Arbeitsbereich des
Roboters, an dem die Bearbeitungsdüse montiert ist, wird nicht
eingeengt.