JP2019013937A - レーザ加工ロボットシステム - Google Patents
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Abstract
Description
[レーザ加工装置の全体構成]
図1は、本発明に係るレーザ加工装置の全体構成を示すブロック図であり、リモートレーザ溶接ロボットシステムとして構成されたレーザ加工ロボットシステム1の一実施形態を示している。図2〜図4Dは、本発明に係るレーザ加工ロボットシステム1におけるレーザ照射装置4の光学系を説明する図である。図1〜図4Dに示すレーザ加工ロボットシステム1の全体構成は、後述する各実施形態に共通の構成である。
レーザ加工ロボットシステム1は、ロボット2と、レーザ発振器3と、レーザ照射装置4と、ロボット制御装置5と、レーザ照射装置用制御装置6と、レーザ発振器制御装置7と、ロボット教示操作盤8とを備える。
なお、以降では、レーザ照射装置用制御装置6と、レーザ発振器制御装置7とをまとめて、「スキャナ制御装置9」と総称することがある。
次に、本発明の第1の実施形態における、上記のロボット制御装置5と、レーザ照射装置用制御装置6及びレーザ発振器制御装置7の更に詳細な構成について、図5に示すブロック図を用いて説明する。
なお、以降では、説明の便宜上、レーザ照射装置用制御装置6及びレーザ発振器制御装置7の代わりに、これらが一体化された、スキャナ(図示せず)を制御するスキャナ制御装置9について説明する。しかし、本発明の実施形態はこれには限定されず、レーザ照射装置用制御装置6とレーザ発振器制御装置7とは別体となっていてもよい。
なお、パワー指令部92とレーザ制御部93との組は、上記のレーザ発振器制御装置7に対応する。
なお、レーザ照射点指令部94とモータ制御部95との組は、上記のレーザ照射装置用制御装置6に対応する。
第1の実施形態に係るレーザ加工ロボットシステム1により、ロボット教示操作盤8からスキャナ動作のプログラミングを簡単に行うことができる。これにより、ロボットのプログラムもスキャナのプログラムも、同一のロボット教示操作盤8で作業できるため、システムの使い勝手が向上する。
また、Gコードプログラムのテンプレートを用いることにより、Gコードプログラム自体を入力するのではなく、所望の加工形状のパラメータの入力のみで、簡便に、レーザ加工に係るスキャナ動作を制御することができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係るレーザ加工ロボットシステム1Aが備えるロボット制御装置5A及びスキャナ制御装置9Aについて、図8に示すブロック図を用いて説明する。以下、主として、ロボット制御装置5A及びスキャナ制御装置9Aが備える構成要素のうち、ロボット制御装置5及びスキャナ制御装置9が備える構成要素とは異なる構成要素について、詳述する。
ロボット制御装置5Aとスキャナ制御装置9Aとをデジタル通信で接続する場合には、所定のパラメータを定義できる領域を、複信号のマッピング上に必要なサイズ(BYTE)の分だけ定義しておく。
更に、図9B中の表に示すように、例えば、パラメータIDが1の場合には、パラメータ領域で加工速度を定義し、パラメータIDが2の場合には、パラメータ領域でパワー指令を定義し、パラメータIDが3の場合には、パラメータ領域で半径を定義し、パラメータIDが4の場合には、パラメータ領域で長さを定義する。
例えば、半径3mmの情報を送る場合には、パラメータID=3、パラメータ=3.0という形でデータ通信を行う。
この方法を使用すれば、加工情報を送るためのデジタル信号のデータサイズを最小限にすることができる。
更に、パラメータID_A=1、かつ、パラメータID_Bが1の場合には、パラメータ領域で加工速度を定義する。パラメータID_A=1、かつ、パラメータID_Bが2の場合には、パラメータ領域でパワー指令を定義する。パラメータID_A=1、かつ、パラメータID_Bが3の場合には、パラメータ領域で直径を定義する。パラメータID_A=1、かつ、パラメータID_Bが4の場合には、パラメータ領域で長さを定義する。パラメータID_A=2、かつ、パラメータID_Bが1の場合には、パラメータ領域で加工速度を定義する。パラメータID_A=2、かつ、パラメータID_Bが2の場合には、パラメータ領域でパワー指令を定義する。パラメータID_A=2、かつ、パラメータID_Bが3の場合には、パラメータ領域で直径を定義する。パラメータID_A=2、かつ、パラメータID_Bが4の場合には、パラメータ領域で開口角を定義する。
例えば、加工形状が円で、直径5mmの情報を送る場合には、パラメータID_A=2、パラメータID_B=3、パラメータ=5.0という形でデータ通信を行う。
なお、図9Dは、図9C中の表に記載された、Cマークの直径と長さ、及び円の直径と開口角が具体的に対応する、加工形状の箇所を示す。
第2の実施形態に係るレーザ加工ロボットシステム1Aにより、第1の実施形態と同様の効果が奏される。
次に、本発明の第3の実施形態に係るレーザ加工ロボットシステム1Bが備えるロボット制御装置5B及びスキャナ制御装置9Bについて、図11に示すブロック図を用いて説明する。以下、主として、ロボット制御装置5B及びスキャナ制御装置9Bが備える構成要素のうち、ロボット制御装置5及びスキャナ制御装置9が備える構成要素とは異なる構成要素について、詳述する。
1行目のステップで、ロボット2のレーザ照射装置4が第1の位置に移動し、第1の位置に移動したら、ロボットプログラム処理部54Bは、[CIRCLE01]というGコードプログラムを起動する信号を、スキャナ制御装置9Cに送信する。スキャナ制御装置9Cは、[CIRCLE01]というGコードプログラムを起動し、レーザ加工を行う。
このレーザ加工に並行して、プログラム処理は2行目のステップに移行し、ロボット2のレーザ照射装置4は第2の位置に移動する。
このレーザ加工に並行して、プログラム処理は4行目のステップに移行し、ロボット2のレーザ照射装置4は第4の位置に移動する。
第3の実施形態に係るレーザ加工ロボットシステム1Bにより、第1及び第2の実施形態と同様の効果が奏される。
更に、レーザ加工ロボットシステム1Bにおいては、ロボットプログラム内で、スキャナプログラムを選択、起動することが可能となる。これにより、例えば、ロボット用サーボモータ24の動作と、レーザ発振器3及び/又はスキャナ用サーボモータ47の動作とを、連関させることが可能となる。
図13は、本発明の変形例に係るレーザ加工ロボットシステム1Cが備える、ロボット制御装置5C及びスキャナ制御装置9Cの構成を示す。
L(t)=R(t)−1・W・P(t)
となる。
2 ロボット
3 レーザ発振器
4 レーザ照射装置
5 5A 5B 5C ロボット制御装置
6 レーザ照射装置用制御装置
7 レーザ発振器制御装置
8 ロボット教示操作盤
9 9A 9B 9C スキャナ制御装置
24 ロボット用サーボモータ
47 スキャナ用サーボモータ
51 加工情報入力部
52 96 Gコード生成部
53 Gコード通信部
54 54B ロボットプログラム処理部
57 97 記憶部
58 加工情報通信部
91 スキャナプログラム処理部
Claims (5)
- リモートレーザ加工を行うロボットを制御するロボット制御装置と、スキャナを制御するスキャナ制御装置とを備えるレーザ加工ロボットシステムであって、
前記ロボット制御装置は、
加工情報を入力する加工情報入力部と、
前記加工情報を用いてGコードプログラムを生成するGコード生成部と、
前記Gコードプログラムを、前記スキャナ制御装置に送信するGコード通信部と、
を備え、
前記スキャナ制御装置は、
前記Gコードプログラムを、前記スキャナを動作するスキャナ動作用プログラムとして適用するスキャナプログラム処理部を備える、レーザ加工ロボットシステム。 - 前記ロボット制御装置は、テンプレートプログラムを記憶する記憶部を更に備え、
前記Gコード生成部は、前記記憶部が記憶する前記テンプレートプログラムを、前記加工情報を用いて編集することにより、前記Gコードプログラムを生成する、請求項1に記載のレーザ加工ロボットシステム。 - リモートレーザ加工を行うロボットを制御するロボット制御装置と、スキャナを制御するスキャナ制御装置とを備えるレーザ加工ロボットシステムであって、
前記ロボット制御装置は、
加工情報を入力する加工情報入力部と、
前記加工情報を、前記スキャナ制御装置に送信する加工情報通信部と、
を備え、
前記スキャナ制御装置は、
前記加工情報を用いてGコードプログラムを生成するGコード生成部と、
前記Gコードプログラムを、前記スキャナを動作するスキャナ動作用プログラムとして適用するスキャナプログラム処理部と、
を備える、レーザ加工ロボットシステム。 - 前記スキャナ制御装置は、テンプレートプログラムを記憶する記憶部を更に備え、
前記Gコード生成部は、前記記憶部が記憶する前記テンプレートプログラムを、前記加工情報を用いて編集することにより、前記Gコードプログラムを生成する、請求項3に記載のレーザ加工ロボットシステム。 - 前記ロボット制御装置は、前記ロボットを動作するロボット動作用プログラムを実行する、ロボットプログラム処理部を更に備え、
前記ロボットプログラム処理部は、前記スキャナ制御装置が有する前記スキャナ動作用プログラムを選択し、選択した前記スキャナ動作用プログラムを起動する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザ加工ロボットシステム。
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