FR2659258A1 - Orientation adjustment device, especially for the positional adjustment of a laser beam - Google Patents

Orientation adjustment device, especially for the positional adjustment of a laser beam Download PDF

Info

Publication number
FR2659258A1
FR2659258A1 FR9002776A FR9002776A FR2659258A1 FR 2659258 A1 FR2659258 A1 FR 2659258A1 FR 9002776 A FR9002776 A FR 9002776A FR 9002776 A FR9002776 A FR 9002776A FR 2659258 A1 FR2659258 A1 FR 2659258A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
axis
mirror
bore
point
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9002776A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2659258B1 (en
Inventor
Angelini Mario
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Automobiles Peugeot SA
Automobiles Citroen SA
Original Assignee
Automobiles Peugeot SA
Automobiles Citroen SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Automobiles Peugeot SA, Automobiles Citroen SA filed Critical Automobiles Peugeot SA
Priority to FR909002776A priority Critical patent/FR2659258B1/en
Publication of FR2659258A1 publication Critical patent/FR2659258A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2659258B1 publication Critical patent/FR2659258B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/035Aligning the laser beam
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/20Light-tight connections for movable optical elements
    • G02B7/24Pivoted connections

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Orientation adjustment device, especially for the positional adjustment of a laser beam. A first component (21) which can move rotationally about an axis (X1) is pierced with a bore (25) in which a second component (26) is mounted so as to rotate about an axis (X2) making an angle (alpha) with (X1). A mirror (31) is mounted in a bore (29) of the component (26) whose axis makes an angle (alpha) with the general direction of the latter. The incident beam (14a) strikes the mirror (31) at a point (P) which is the point of intersection of the axes (X1) and (X2). By rotating either the two components simultaneously about (X1), or the component (26) alone about (X2), the reflected beam (14b) is shifted, which enables the point of impact on the target (37) to be brought to the desired location rapidly. Application to laser welding.

Description

L'invention a pour objet un dispositif de réglage d'o- rientation utilisable notamment pour le réglage en position d'un faisceau laser dans un robot de soudage, mais pouvant également être utilisé dans toutes les applications où il est nécessaire de régler I'orientation d'un faisceau lumineux ou autre, ou d'un objet quelconque tel qu'un outil.The subject of the invention is an orientation adjustment device which can be used in particular for adjusting the position of a laser beam in a welding robot, but which can also be used in all applications where it is necessary to adjust I ' orientation of a light beam or other, or of any object such as a tool.

La figure 1 ci-jointe représente schématiquement les bras supérieurs d'un robot de soudage laser et leur cinématique de transmission des mouvements. On entend par bras supérieurs" d'un robot les bras situés à I'extrémité de celui-ci, c'est-à-dire du côté où sort le faisceau laser.Figure 1 attached schematically shows the upper arms of a laser welding robot and their kinematics of transmission of movements. The term "upper arms" of a robot means the arms situated at the end of the latter, that is to say on the side where the laser beam exits.

Sur la figure 1, on voit un bras de robot constitué par un tube cylindrique I à I'intérieur duquel est monté concentriquement un autre tube cylindrique 2 portant à I'une de ses extrémités un corps 3. La rotation du tube 2 autour de son axe est commandée par un moteur M1 par l-intermé- diaire d'un ensemble de poulies et de courroies 4,5,6, la poulie 6 étant fixée à I'extrémité du tube 2 opposée au corps 3.In Figure 1, we see a robot arm consisting of a cylindrical tube I inside which is concentrically mounted another cylindrical tube 2 carrying at one of its ends a body 3. The rotation of the tube 2 around its axis is controlled by a motor M1 by means of a set of pulleys and belts 4,5,6, the pulley 6 being fixed to the end of the tube 2 opposite the body 3.

Sur ce dernier est monté un autre corps 7, mobile en rotation autour d'un axe perpendiculaire à l'axe des tubes 1 et 2. La rotation de ce corps 7 est assurée par un moteur
M2 qui entraîne un ensemble de poulies et de courroies 8,9,10. La poulie 10 est solidaire d'une extrémité d'un tube 11 disposé à l-intérieur du tube 2 et concentriquement à celui-ci. L#at-.tre extrémité du tube 11 se trouve à I'intérieur du corps 3 et porte un pignon spiro-conique 12 qui engrène avec un pignon spiro-conique 13 solidaire du corps 7.
On the latter is mounted another body 7, movable in rotation about an axis perpendicular to the axis of the tubes 1 and 2. The rotation of this body 7 is provided by a motor
M2 which drives a set of pulleys and belts 8,9,10. The pulley 10 is integral with one end of a tube 11 disposed inside the tube 2 and concentrically with the latter. The end of the tube 11 is inside the body 3 and carries a spiral bevel gear 12 which meshes with a spiral bevel gear 13 secured to the body 7.

Ce robot est utilisé pour effectuer des opérations de soudage laser à laide d'un faisceau 14 émis par une source
S. Pour amener ce faisceau jusqu'au corps 7, on utilise un certain nombre de miroirs montés sur le robot. Généralement, ces miroirs sont placés aux articulations entre deux bras consécutifs du robot et inclinés à 450 par rapport au faisceau afin de renvoyer celui-ci à angle droit. En effet, la plupart du temps, la disposition est telle que le faisceau coïncide avec les axes de rotation des différents bras et les axes de rotation de deux bras consécutifs sont perpendiculaires.
This robot is used to perform laser welding operations using a beam 14 emitted by a source.
S. To bring this beam to the body 7, a number of mirrors mounted on the robot are used. Generally, these mirrors are placed at the joints between two consecutive arms of the robot and tilted at 450 relative to the beam in order to return the latter at a right angle. In fact, most of the time, the arrangement is such that the beam coincides with the axes of rotation of the different arms and the axes of rotation of two consecutive arms are perpendicular.

Sur la figure 1, on a représenté trois miroirs 15,16 et 17 frappés successivement par le faisceau à sa sortie de la source S. Le miroir 17 est placé de manière à renvoyer le faisceau suivant l axe longitudinal du tube 11 jusqu'à un miroir 18 placé à l-intérieur du corps 3 et orienté de manière à renvoyer le faisceau suivant I'axe de rotation du corps 7. Un autre miroir 19 placé à I'intérieur de ce corps renvoie le faisceau à 90 : celui-ci passe à travers une lentille de focalisation 20 et sort par une extrémité en forme de buse du corps 7 avant d'atteindre la pièce à traiter 20a.In FIG. 1, three mirrors 15, 16 and 17 are shown successively struck by the beam on leaving the source S. The mirror 17 is placed so as to return the beam along the longitudinal axis of the tube 11 to a mirror 18 placed inside the body 3 and oriented so as to return the beam along the axis of rotation of the body 7. Another mirror 19 placed inside this body returns the beam to 90: it passes through a focusing lens 20 and exits via a nozzle-shaped end of the body 7 before reaching the part to be treated 20a.

Dans la plupart des systèmes actuels, le réglage des miroirs se fait à laide de plusieurs vis qui permettent de les déplacer et/ou de les faire pivoter afin de régler I'orientation de leur plan. Ces systèmes sont compliqués, ce qui augmente le prix de revient du robot, et, de plus, une opération de réglage avec de tels systèmes est longue et délicate.In most current systems, the mirrors are adjusted using several screws which make it possible to move and / or rotate them in order to adjust the orientation of their plane. These systems are complicated, which increases the cost price of the robot, and, moreover, an adjustment operation with such systems is long and delicate.

L'invention a pour but d'éliminer ces inconvénients en proposant un dispositif de réglage d'orientation qui permet un réglage en position très facile et très rapide tout en ayant un nombre réduit de pièces.The object of the invention is to eliminate these drawbacks by proposing an orientation adjustment device which allows adjustment in very easy and very rapid position while having a reduced number of parts.

Selon la principale caractéristique du dispositif objet de l-invention, celui-ci comprend: - une première pièce apte à être montée sur un support et mobile en rotation autour d'un premier axe; et - une deuxième pièce montée sur la première et mobile en rotation par rapport à celle-ci autour d'un deuxième axe faisant un angle a faible non nul avec le premier.According to the main characteristic of the device which is the subject of the invention, it comprises: - a first part capable of being mounted on a support and movable in rotation around a first axis; and - a second part mounted on the first and movable in rotation relative to the latter around a second axis making a non-zero low angle with the first.

Selon d'autres caractéristiques de l-invention: - le premier et le deuxième axes sont concourants; - angle a entre le premier et le deuxième axe est inférieur à 5 , de préférence de l~ordre de 3 ; - le dispositif comporte des moyens de fixation démontables entre la première pièce et le support d'une part, entre la première et la deuxième pièce d'autre part.According to other characteristics of the invention: - the first and the second axes are concurrent; - angle a between the first and the second axis is less than 5, preferably of the order of 3; - The device comprises removable fixing means between the first part and the support on the one hand, between the first and the second part on the other hand.

Lorsque le dispositif objet de I'invention est utilisé pour régler I'orientation d'un faisceau lumineux tel qu'un faisceau laser, il comporte un miroir monté sur la deuxième pièce, le point d'intersection des deux axes étant sur la face réfléchissante du miroir.When the device which is the subject of the invention is used to adjust the orientation of a light beam such as a laser beam, it comprises a mirror mounted on the second part, the point of intersection of the two axes being on the reflecting face. from the mirror.

De préférence dans ce cas, la première pièce a une forme générale cylindrique dont I'axe est parallèle au premier axe et comporte un alésage cylindrique incliné d'un angle a par rapport à cet axe et apte à recevoir la deuxième pièce qui est également de forme générale cylindrique et présente elle-même un alésage faisant un angle a avec sa direction générale, le miroir étant placé dans cet alésage et sa face réfléchissante étant perpendiculaire à I'axe de cet alésage
Le dispositif objet de I'invention peut également être utilisé pour le réglage en position d'un outil ou d un objet quelconque: dans ce cas, un élément tel qu'un porteoutil est monté sur la deuxième pièce.
Preferably in this case, the first part has a generally cylindrical shape whose axis is parallel to the first axis and has a cylindrical bore inclined at an angle a with respect to this axis and suitable for receiving the second part which is also of generally cylindrical in shape and itself has a bore making an angle a with its general direction, the mirror being placed in this bore and its reflecting face being perpendicular to the axis of this bore
The device object of the invention can also be used for adjusting the position of a tool or any object: in this case, an element such as a tool holder is mounted on the second part.

Enfin, la rotation des deux pièces peut s effectuer manuellement ou la rotation de I'une au moins de ces pièces peut être commandée par des moyens motorisés. Finally, the rotation of the two parts can be carried out manually or the rotation of at least one of these parts can be controlled by motorized means.

L'invention apparaîtra mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la Figure 1 est une vue schématique des bras supérieurs d'un robot de soudage laser équipés de miroirs pour diriger le faisceau; - la Figure 2 est une vue schématique en coupe d'un dispositif de réglage d'orientation conforme à l#invention; et - la Figure 3 représente schématiquement les ellipses parcourues par le point d'impact du faisceau sur une cible lorsqu'on fait tourner soit ensemble des deux pièces qui constituent le dispositif objet de l#invention, soit la deuxième pièce seule.The invention will appear better on reading the description which follows, given solely by way of example, with reference to the appended drawings in which: - Figure 1 is a schematic view of the upper arms of a laser welding robot equipped mirrors to direct the beam; - Figure 2 is a schematic sectional view of an orientation adjustment device according to the invention; and - Figure 3 schematically represents the ellipses traversed by the point of impact of the beam on a target when one rotates either together the two parts which constitute the device object of the invention, or the second part alone.

Si I'on se reporte à la figure 2, on voit que le dispositif objet de I'invention se compose essentiellement d'une pièce 21 de forme générale cylindrique et pourvue d'une bride 22 qui permet de la monter sur une paroi ou support 23. Cette dernière présente un alésage circulaire 24 à travers lequel passe la partie inférieure de la pièce 22, qui est de forme cylindrique correspondante. Sur la figure 2, on a désigné par X1 I'axe de l alésage 24, le contour extérieur de la pièce 21 étant cylindrique d axe X1. If we refer to Figure 2, we see that the device object of the invention consists essentially of a part 21 of generally cylindrical shape and provided with a flange 22 which allows it to be mounted on a wall or support 23. The latter has a circular bore 24 through which the lower part of the part 22 passes, which is of corresponding cylindrical shape. In FIG. 2, the axis of the bore 24 has been designated by X1, the external contour of the part 21 being cylindrical with an axis X1.

La pièce 21 est percée d#un alésage 25 qui est cylindrique, mais dont l'axe X2 fait un angle a faible non nul avec laxe X1. La valeur de cet angle est de préférence inférieure à 5 , par exemple de l~ordre de 3 , sa valeur minimale étant fonction de I'application envisagée et de la précision d'usinage possible. The part 21 is pierced with a bore 25 which is cylindrical, but whose axis X2 forms a non-zero angle with the axis X1. The value of this angle is preferably less than 5, for example of the order of 3, its minimum value being a function of the envisaged application and the possible machining precision.

Une deuxième pièce 26, de forme générale cylindrique, est montée sur la pièce 21, à l#intérieur de alésage 25. Son contour extérieur est cylindrique d#axe X2 et elle présente à I'une de ses extrémités une collerette 27 qui vient en appui sur une face supérieure 28 de la pièce 21, cette face 28 étant perpendiculaire à alésage 25 et donc à I'axe X2.A second part 26, of generally cylindrical shape, is mounted on the part 21, inside the bore 25. Its external contour is cylindrical with axis X2 and it has at one of its ends a flange 27 which comes in bearing on an upper face 28 of the part 21, this face 28 being perpendicular to bore 25 and therefore to axis X2.

La pièce 26 est percée d'un alésage 29 qui, lui, est cylindrique et dont I'axe fait un angle a avec X2. A I'extrémité de alésage 29 opposée à la collerette 27 est prévue une collerette intérieure 30 sur laquelle prend appui un miroir 31. Ce dernier est maintenu par un jonc 32, une entretoise cylindrique 33 et un circlips 34. La surface réfléchissante du miroir 31 est plane et perpendiculaire à I'axe de alésage 29. De plus, la construction est telle que, lorsque la pièce 26 est montée sur la pièce 21, le point d'intersection P des axes X1 et X2 se trouve sur la face réfléchissante du miroir.The part 26 is pierced with a bore 29 which itself is cylindrical and whose axis makes an angle a with X2. At the end of the bore 29 opposite the flange 27 is provided an internal flange 30 on which a mirror 31 is supported. The latter is held by a rod 32, a cylindrical spacer 33 and a circlip 34. The reflecting surface of the mirror 31 is flat and perpendicular to the bore axis 29. In addition, the construction is such that, when the part 26 is mounted on the part 21, the point of intersection P of the axes X1 and X2 is on the reflecting face of the mirror.

Des moyens de fixation démontables sont prévus entre la pièce 21 et la paroi 23 d'une part, entre les pièces 21 et 26 d'autre part. Par exemple, la fixation de la pièce 21 sur la paroi 23 peut se faire à laide de vis, comme cela est représenté symboliquement en 35 sur la figure 2. Dans ce cas, chaque vis passe dans un trou taraudé de la paroi 23 et dans une gorge traversante prévue sur la bride 22.Removable fixing means are provided between the part 21 and the wall 23 on the one hand, between the parts 21 and 26 on the other hand. For example, the attachment of the piece 21 to the wall 23 can be done using screws, as symbolically shown at 35 in FIG. 2. In this case, each screw passes through a tapped hole in the wall 23 and into a through groove provided on the flange 22.

Ces gorges sont de grande longueur et disposées suivant un arc de cercle d'axe X1, ce qui permet de faire tourner la pièce 21 autour de cet axe sans avoir à extraire complètement les vis
Quant à la fixation de la pièce 26 sur la pièce 21, elle peut se faire par tout moyen, par exemple à laide d'une vis de blocage pénétrant dans un trou taraudé 36 ménagé dans la pièce 21.
These grooves are very long and arranged in an arc of axis X1, which makes it possible to rotate the part 21 around this axis without having to completely extract the screws
As for the attachment of the part 26 to the part 21, it can be done by any means, for example using a locking screw penetrating into a threaded hole 36 formed in the part 21.

On comprend donc su'avec ce montage, on puisse faire tourner soit la pièce 21 (ou ensemble des deux pièces 21 et 26) autour de I'axe X1, soit la pièoe 26 seule autour de I'axe X2. Au cours de ces mouvements, le miroir change de position mais passe toujours par le point P. Si I'appareil est réglé pour que le faisceau incident 14a frappe le miroir au point P (la manière d'effectuer ce réglage sera décrite plus loin), ces rotations feront décrire au faisceau réfléchi 14b des cônes de somment P, le faisceau 14b pouvant par exemple occuper des positions telles que 14bl ou 14b2, ce qui fait varier le point d'impact sur la cible 37.It is therefore understood that with this arrangement, it is possible to rotate either the part 21 (or set of the two parts 21 and 26) around the axis X1, or the part 26 alone around the axis X2. During these movements, the mirror changes position but always passes through point P. If the apparatus is adjusted so that the incident beam 14a hits the mirror at point P (the manner of carrying out this adjustment will be described later) , these rotations will cause the reflected beam 14b to have cones of apex P, the beam 14b may for example occupy positions such as 14bl or 14b2, which varies the point of impact on the target 37.

Le fonctionnement du dispositif objet de I'invention découle de ce qui précède. Si les dimensions des pièces 21 et 26 sont convenablement choisies, un opérateur pourra facilement faire tourner à la main I'une ou autre ou les deux simultanément. En observant le point d'impact sur la cible 37, il combinera les rotations jusqu'à ce que celuici arrive à I'endroit voulu. Cette manoeuvre peut se faire très facilement à laide des deux mains car les axes X1 et
X2 sont très proches l#un de l#autre.
The operation of the device object of the invention follows from the above. If the dimensions of the parts 21 and 26 are suitably chosen, an operator can easily rotate one or other or both simultaneously by hand. By observing the point of impact on target 37, it will combine the rotations until it arrives at the desired location. This maneuver can be done very easily using two hands because the axes X1 and
X2 are very close to each other.

La figure 3 montre les ellipses décrites par le point d'impact sur la cible au cours de ces différentes rotations. Les ellipses telles que Ai, Bl, Cl sont décrites lorsqu'on fait tourner ensemble des deux pièces autour de l axe X1 (la pièce 26 étant fixée sur la pièce 21), chacune de ces ellipses correspondant à une position relative donnée des deux pièces. Quant aux ellipses telles que A2,
B2, C2, elles sont décrites par le point d'impact lorsqu'on fait tourner la pièce 26 seule autour de I'axe X2, la pièce 21 étant immobile, par exemple fixée sur la paroi 23.
Figure 3 shows the ellipses described by the point of impact on the target during these different rotations. The ellipses such as Ai, Bl, Cl are described when the two parts are rotated together around the axis X1 (the part 26 being fixed on the part 21), each of these ellipses corresponding to a given relative position of the two parts . As for ellipses such as A2,
B2, C2, they are described by the point of impact when the part 26 is rotated alone around the axis X2, the part 21 being stationary, for example fixed to the wall 23.

Chacune des ellipses A2, B2, C2 correspond à une position donnée de la pièce 21 par rapport à la paroi 23.Each of the ellipses A2, B2, C2 corresponds to a given position of the part 21 relative to the wall 23.

On comprend donc qu'en déplaçant le point d'impact soit sur les ellipses telles que Ai, soit sur les ellipses telles que A2, on peut arriver rapidement au point visé. En pratique cependant, I'opérateur fait tourner les deux pièces simultanément autour des deux axes et le chemin parcouru n'est pas une succession 'arcs d'ellipses: en effet, il est facile de voir si on se rapproche ou si on s'éloigne du point visé et de régler les rotations en conséquence. We therefore understand that by moving the point of impact either on the ellipses such as Ai, or on the ellipses such as A2, we can quickly arrive at the target point. In practice, however, the operator rotates the two parts simultaneously around the two axes and the path traveled is not a succession of arcs of ellipses: indeed, it is easy to see if we are getting closer or if we are away from the target point and adjust the rotations accordingly.

Il est à remarquer sur la figure 3 que les ellipses telles que A1, B1, Cl sont les unes à I'intérieur des autres et sensiblement homothétiques de centre P1. Quant aux ellipses telles que A2, B2, C2, elles ont toutes un point commun qui n est autre que P1. Cela s'explique dans la mesure où P1 est le point d'impact obtenu lorsque le dispositif est dans la position illustrée à la figure 2, c'est-à-dire lorsque le plan de la surface réfléchissante du miroir est perpendiculaire à I'axe X1. En effet, si, à partir de cet position, on fait tourner l ensemble des deux pièces autour de X1, le faisceau réfléchi ne changera pas puisque le plan du miroir restera fixe.D'autre part, pour une position donnée de la pièce 21 par rapport à la paroi 23, une rotation complète de la pièce 26 autour de I'axe X2 fait nécessairement passer par cette position
De toute façon, si on est dans cette position lorsque I'opérateur commence à faire tourner ensemble des deux pièces, cela n'est pas gênant: voyant que le point d'impact ne-bouge pas, il lui suffira de modifier la position relative des pièces 21 et 26.
It should be noted in FIG. 3 that the ellipses such as A1, B1, Cl are one inside the other and substantially homothetic with center P1. As for ellipses such as A2, B2, C2, they all have a common point which is none other than P1. This is explained since P1 is the point of impact obtained when the device is in the position illustrated in FIG. 2, that is to say when the plane of the reflecting surface of the mirror is perpendicular to I ' axis X1. Indeed, if, from this position, we rotate all of the two parts around X1, the reflected beam will not change since the plane of the mirror will remain fixed. On the other hand, for a given position of the part 21 relative to the wall 23, a complete rotation of the part 26 around the axis X2 necessarily involves this position
Anyway, if we are in this position when the operator starts to rotate the two parts together, this is not a problem: seeing that the point of impact does not move, it will suffice to modify the relative position of parts 21 and 26.

Dans le robot de la figure 1, le dispositif objet de I'invention se met aux mêmes endroits que les miroirs 15 à 19, le miroir 31 occupant I'emplacement de ces miroirs. Le montage peut se faire par tout moyen: par exemple, la paroi 23 peut être une paroi d un bras ou d une articulation du robot, ce qui permet un réglage depuis I'extérieur de celui-ci, ou le dispositif peut se trouver entièrement à I'intérieur du robot.In the robot of FIG. 1, the device which is the subject of the invention is placed in the same places as the mirrors 15 to 19, the mirror 31 occupying the location of these mirrors. The assembly can be done by any means: for example, the wall 23 can be a wall of an arm or a hinge of the robot, which allows adjustment from outside of it, or the device can be entirely inside the robot.

Le réglage des miroirs se fait de proche en proche en commencant par celui qui est le plus proche de la source S. The mirrors are adjusted step by step, starting with the one closest to the S source.

Dans le cas de la figure 1, on commence par régler celle-ci pour que le faisceau frappe le miroir 15 à I'endroit voulu, puis on règle le miroir 15 pour que le faisceau frappe le miroir 16 à I'endroit voulu et ainsi de suite. Pour cela, on met une cible à I'emplacement d'un miroir et on règle la source ou le miroir précédent pour que le faisceau arrive au centre de la cible: le support de celle-ci est construit de sorte que le centre de la cible soit au même endroit que le point P du miroir 31.Lorsque le réglage est effectué, on enlève la cible et on met à la place le dispositif de I - invention -
Celui-ci présente des avantages particulièrement intéressants dont le principal est de permettre un réglage très rapide de I'orientation d'un faisceau laser puisque ce réglage se fait par un mouvement très simple, à savoir la combinaison de deux rotations. De plus, les pièces 21 et 26 sont de forme simple, donc peu coûteuses à réaliser, et la maintenance est facilitée par le nombre réduit de pièces.
In the case of FIG. 1, we first adjust it so that the beam strikes the mirror 15 at the desired location, then we adjust the mirror 15 so that the beam strikes the mirror 16 at the desired location and so right now. For this, we put a target at the location of a mirror and we adjust the source or the previous mirror so that the beam arrives at the center of the target: the support of the latter is constructed so that the center of the target is in the same place as point P of the mirror 31. When the adjustment is made, the target is removed and the device of I - invention - is replaced
This presents particularly advantageous advantages, the main one being allowing very rapid adjustment of the orientation of a laser beam since this adjustment is made by a very simple movement, namely the combination of two rotations. In addition, the parts 21 and 26 are simple in shape, therefore inexpensive to produce, and maintenance is facilitated by the reduced number of parts.

Le réglage est encore facilité par le fait que le point d impact du faisceau incident sur le miroir est le point d intersection des axes X1 et X2, ce qui fait que ce point est invariant au cours des rotations des pièces 21 et 26.The adjustment is further facilitated by the fact that the point of impact of the incident beam on the mirror is the point of intersection of the axes X1 and X2, which means that this point is invariant during the rotations of the parts 21 and 26.

Dans les systèmes classiques où le réglage des miroirs se fait à l aide de vis, le déplacement de ceux-ci fait varier le point d'impact du faisceau incident et donc déplace de manière plus ou moins importante le faisceau réfléchi, ce qui rend I'opération de réglage longue et délicate.In conventional systems where the mirrors are adjusted using screws, the displacement of these mirrors varies the point of impact of the incident beam and therefore displaces the reflected beam more or less, which makes I '' long and delicate adjustment operation.

Enfin, il est bien entendu que l invention ne se limite pas au seul mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais qu on peut imaginer de nombreuses variantes sans sortir pour autant du cadre de l invention. C est ainsi que l homme du métier pourra faire varier, en fonction de chaque application, la forme et les dimensions des pièces 21 et 26, la valeur de l angle a, les moyens de fixation des deux pièces I'une sur autre ou de la première pièce sur le support, ou encore les moyens de montage du miroir.Finally, it is understood that the invention is not limited to the single embodiment which has just been described, but that one can imagine many variants without departing from the scope of the invention. This is how a person skilled in the art will be able to vary, depending on each application, the shape and dimensions of the pieces 21 and 26, the value of the angle a, the means of fixing the two pieces to each other or from the first part on the support, or the mirror mounting means.

D'autre part, dans le mode de réalisation précédemment décrit, la rotation des deux pièces 21 et 26 est effectuée à la main, mais la commande peut être motorisée: on peut par exemple équiper I'une des deux pièces (ou les deux) d'une couronne dentée coopérant avec un pignon entraîné par un motoréducteur. Une telle disposition permet d'effectuer un réglage grossier (manuel ou motorisé) suivi d'un réglage fin (motorisé). Il est en outre possible de prévoir une mémorisation de position à laide d'un dispositif de commande adapté.On the other hand, in the embodiment described above, the rotation of the two parts 21 and 26 is carried out by hand, but the control can be motorized: one can for example equip one of the two parts (or both) a toothed ring cooperating with a pinion driven by a geared motor. Such an arrangement makes it possible to carry out a coarse adjustment (manual or motorized) followed by a fine adjustment (motorized). It is also possible to provide a position memorization using a suitable control device.

Enfin, les applications d'un tel dispositif sont nombreuses et variées et ne se limitent pas au seul positionnement d'un faisceau laser. Ce dispositif est utilisable partout où un réglage d'orientation est nécessaire, par exemple pour régler I'orientation d'un faisceau lumineux quelconque ou d'un objet tel qu'un outil, un porte-outil étant alors monté sur la pièce 26.  Finally, the applications of such a device are numerous and varied and are not limited to the mere positioning of a laser beam. This device can be used wherever an orientation adjustment is necessary, for example to adjust the orientation of any light beam or of an object such as a tool, a tool holder then being mounted on the part 26.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage d'orientation, caractérisé en ce qu'il comporte: - une première pièce (21) apte à être montée sur un support (23) et mobile en rotation autour d'un premier axe (X1); et - une deuxième pièce (26) montée sur la première (21) et mobile en rotation par rapport à celle-ci autour d'un deuxième axe (X2) faisant un angle (a) faible non nul avec le premier (X1). 1. Orientation adjustment device, characterized in that it comprises: - a first part (21) capable of being mounted on a support (23) and movable in rotation about a first axis (X1); and - a second part (26) mounted on the first (21) and movable in rotation relative to the latter around a second axis (X2) making a non-zero small angle (a) with the first (X1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier et le deuxième axes sont concourants.2. Device according to claim 1, characterized in that the first and the second axes are concurrent. 3. Dispositif selon I'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que angle (a) entre le premier et le deuxième axe est inférieur à 50, de préférence de l~ordre de 303. Device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that angle (a) between the first and the second axis is less than 50, preferably of the order of 30 4. Dispositif selon I'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu il comporte des moyens de fixation démontables (35) entre la première pièce (21) et le support (23) d'une part, entre la première (21) et la deuxième pièce (26) d'autre part.4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises removable fixing means (35) between the first part (21) and the support (23) on the one hand, between the first ( 21) and the second part (26) on the other hand. 5. Dispositif selon I'une quelconque des revendications 2 à 4, utilisable pour régler I'orientation d'un faisceau lumineux tel qu'un faisceau laser (14), caractérisé en ce qu'il comporte un miroir (31) monté sur la deuxième pièce (26), le point d'intersection des deux axes (X1,X2) étant sur la face réfléchissante du miroir.5. Device according to any one of claims 2 to 4, usable for adjusting the orientation of a light beam such as a laser beam (14), characterized in that it comprises a mirror (31) mounted on the second part (26), the point of intersection of the two axes (X1, X2) being on the reflecting face of the mirror. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première pièce (21) a une forme générale cylindrique dont I'axe est parallèle au premier axe (X1) et comporte un alésage cylindrique (25) incliné d'un angle (a) par rapport à cet axe (X1) et apte à recevoir la deuxième pièce (26) qui est également de forme générale cylindrique et présente elle-même un alésage (29) faisant un angle (a) avec sa direction générale, le miroir (31) étant placé dans cet alésage (29) et sa face réfléchissante étant perpendiculaire à I'axe de cet alésage (29).6. Device according to claim 5, characterized in that the first part (21) has a generally cylindrical shape whose axis is parallel to the first axis (X1) and comprises a cylindrical bore (25) inclined at an angle (a ) relative to this axis (X1) and capable of receiving the second part (26) which is also of generally cylindrical shape and itself has a bore (29) making an angle (a) with its general direction, the mirror ( 31) being placed in this bore (29) and its reflecting face being perpendicular to the axis of this bore (29). 7. Dispositif selon I'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que sur la deuxième pièce (26) est monté un élément tel qu'un porte-outil. 7. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that on the second part (26) is mounted an element such as a tool holder. 8. Dispositif selon I'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la rotation des première (21) et deuxième (26) pièces est effectuée manuellement.8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the rotation of the first (21) and second (26) parts is carried out manually. 9. Dispositif selon I'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la rotation de I'une au moins des deux pièces (21,26) est commandée par des moyens motorisés. 9. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the rotation of at least one of the two parts (21,26) is controlled by motorized means.
FR909002776A 1990-03-06 1990-03-06 DEVICE FOR ADJUSTING ORIENTATION, PARTICULARLY FOR ADJUSTING THE POSITION OF A LASER BEAM. Expired - Fee Related FR2659258B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR909002776A FR2659258B1 (en) 1990-03-06 1990-03-06 DEVICE FOR ADJUSTING ORIENTATION, PARTICULARLY FOR ADJUSTING THE POSITION OF A LASER BEAM.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR909002776A FR2659258B1 (en) 1990-03-06 1990-03-06 DEVICE FOR ADJUSTING ORIENTATION, PARTICULARLY FOR ADJUSTING THE POSITION OF A LASER BEAM.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2659258A1 true FR2659258A1 (en) 1991-09-13
FR2659258B1 FR2659258B1 (en) 1994-10-21

Family

ID=9394401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR909002776A Expired - Fee Related FR2659258B1 (en) 1990-03-06 1990-03-06 DEVICE FOR ADJUSTING ORIENTATION, PARTICULARLY FOR ADJUSTING THE POSITION OF A LASER BEAM.

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2659258B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000077890A2 (en) * 1999-06-11 2000-12-21 Daniel Kopf Optical system for lasers

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2094020A1 (en) * 1970-06-04 1972-02-04 Kollmorgen Corp
US4030807A (en) * 1976-02-09 1977-06-21 General Dynamics Corporation Optical scanning system with canted and tilted reflectors
DE3445981A1 (en) * 1984-12-17 1986-06-19 Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt DEVICE FOR MACHINING WORKPIECES WITH A LASER BEAM EMITTING FROM A LASER HEAD

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2094020A1 (en) * 1970-06-04 1972-02-04 Kollmorgen Corp
US4030807A (en) * 1976-02-09 1977-06-21 General Dynamics Corporation Optical scanning system with canted and tilted reflectors
DE3445981A1 (en) * 1984-12-17 1986-06-19 Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt DEVICE FOR MACHINING WORKPIECES WITH A LASER BEAM EMITTING FROM A LASER HEAD

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000077890A2 (en) * 1999-06-11 2000-12-21 Daniel Kopf Optical system for lasers
WO2000077890A3 (en) * 1999-06-11 2001-12-06 Daniel Kopf Optical system for lasers

Also Published As

Publication number Publication date
FR2659258B1 (en) 1994-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0096630B1 (en) Device for transmitting an energetic light beam
FR2524298A1 (en) LASER OPHTHALMOLOGICAL SURGICAL APPARATUS
CH676786A5 (en)
EP0382613B1 (en) Mechanical optical device for a revolving optical joint
FR2684155A1 (en) CYCLOUIDAL SPEED REDUCER FOR ROBOTS AND OTHER INDUSTRIAL MANIPULATORS.
FR2713330A1 (en) Flight control device.
FR2641722A1 (en) DEVICE FOR DRIVING A TOOL HOLDER PIN
FR2656574A1 (en) HEADLIGHT FOR VEHICLE WITH ORIENTABLE BEAM.
FR2837909A1 (en) Reflective mechanism for stage lamps, has rotary device mounted on mounting device and including fixed rings driven by two power devices, and reflective device with mirror frame rotatably mounted to rotary frame
FR2576816A1 (en) LASER BEAM MACHINING ROBOT
EP0119910B1 (en) Tiltable examination table
FR2550115A1 (en) Clamping device
FR2659258A1 (en) Orientation adjustment device, especially for the positional adjustment of a laser beam
FR2645283A1 (en) OPTICAL DISTRIBUTOR WITH ROTATING MIRROR
FR2739181A1 (en) DEVICE AND METHOD FOR MONITORING THE GEOMETRY OF A HOLLOW HOLE IN A WORKPIECE
FR2504045A1 (en) ALTERNATING SCAN LASER MACHINING APPARATUS
FR2498379A1 (en) ORTHOGONAL AXIS ORIENTATION DEVICE, USE IN A HYPERFREQUENCY ANTENNA AND HYPERFREQUENCY ANTENNA COMPRISING SUCH A DEVICE
EP0177744A1 (en) Measuring head to measure diameters of cylindric objects
FR2615632A1 (en) OPTICAL-MECHANICAL ANALYSIS SYSTEM UTILIZING ONLY ONE ROTATING POLYGON
EP0468890B1 (en) Obturating device for a beam having to hit intermittently a determined point
FR2648383A1 (en) Local system for cutting using a laser beam
EP0633424A1 (en) Fiber optics light source arrangement with steerable light beam
FR2861186A1 (en) Optical assembly for use in illumination device, has two connection plates that connect focusing aperture to reflecting mirror so as to allow angular displacement of mirror and aperture in synchronous manner
FR2663583A1 (en) Device for automatically orientating a tool
FR2723545A1 (en) ARTICULATED HANDLE FOR THE WORKING HAND OF A ROBOT

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse