JP2022054106A - レーザ加工装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ワークに対して部品を取り付ける作業と、部品を加工する作業とを連続して行うことができるようにする。【解決手段】ロボット2には、レーザ加工ヘッド5と、保持ユニット10とが設けられる。保持ユニット10の回転体20には、複数の保持部21と、開口部25と、押さえ部26とが設けられる。複数の保持部21は、回転体20の外周面に周方向に間隔をあけて配置され、部品Pを着脱可能に保持する。開口部25は、レーザ光Lが回転体20を通過可能なように、回転体20の外周面に開口する。押さえ部26は、開口部25の周縁部に配置される。押さえ部26は、ワークWに取り付けられた部品Pを押さえる。【選択図】図10
Description
本発明は、レーザ加工装置に関するものである。
特許文献1には、ロボットの先端に取り付けられたツール本体と、ツール本体に接合補助部材を供給する補助部材供給部とを備えた異種金属接合用ツールが開示されている。
ツール本体と補助部材供給部とは、ホースで接続される。補助部材供給部に収容された接合補助部材は、ホースを経由してツール本体に供給される。ツール本体に供給された接合補助部材は、アーク溶接トーチによってワークに溶接される。
ところで、従来の発明では、ホースを経由することで、アーク溶接トーチに対して接合補助部材を連続的に供給できる一方、ロボットの移動に伴うホースの振動やねじれによって、ホースの内部に接合補助部材が詰まってしまうおそれがある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークに対して部品を取り付ける作業と、部品を加工する作業とを連続して行うことができるようにすることにある。
第1の発明は、複数のアームを有するロボットと、該ロボットに設けられてレーザ光を出射するレーザ加工ヘッドとを備えたレーザ加工装置であって、前記ロボットに設けられ、ワークに取り付ける部品を保持する保持ユニットを備え、前記保持ユニットは、所定の中心軸を中心に回転可能な回転体と、前記回転体を周方向に所定角度回転させる回転駆動部とを有し、前記回転体には、前記回転体の外周面において周方向に間隔をあけて配置され、前記部品を着脱可能に保持する複数の保持部と、前記回転体の外周面に開口して、前記レーザ加工ヘッドから出射された前記レーザ光が通過可能な開口部と、前記開口部の周縁部に配置され、前記ワークに取り付けられた前記部品を押さえる押さえ部とが設けられている。
第1の発明では、ロボットには、レーザ加工ヘッドと、保持ユニットとが設けられる。保持ユニットの回転体には、複数の保持部と、開口部と、押さえ部とが設けられる。複数の保持部は、回転体の外周面に周方向に間隔をあけて配置され、部品を着脱可能に保持する。開口部は、レーザ光が回転体を通過可能なように、回転体の外周面に開口する。押さえ部は、開口部の周縁部に配置される。押さえ部は、ワークに取り付けられた部品を押さえる。
これにより、ワークに対して部品を取り付ける作業と、部品を加工する作業とを連続して行うことができる。
具体的に、複数の保持部のそれぞれに部品を保持しておき、そのうちの1つをワークに対向させるように、回転体を所定角度回転させる。保持ユニットをワーク側に移動させることで、ワークに対して部品を取り付ける。
ワークに部品を取り付けた後、開口部を部品に対向させるように、回転体を所定角度回転させる。保持ユニットをワーク側に移動させると、押さえ部によって部品が押さえられるので、部品のがたつきが軽減される。
レーザ加工ヘッドから出射されたレーザ光は、開口部を通過して部品に照射される。これにより、ワークに部品を取り付けた後、保持ユニットをワークから退避させることなく、レーザ光による部品の加工を行うことができる。
その後、次に取り付ける部品をワークに対向させるように、回転体を所定角度回転させる。そして、ワークに対して部品を取り付ける作業と、レーザ光によって部品を加工する作業とを、連続して繰り返し行う。
このようにすれば、ロボットの移動を最小限に抑えながら、部品の取付作業と、レーザ光による部品の加工作業とを連続して行うことができ、装置の処理能力を高めることができる。
また、1台のロボットに、レーザ加工ヘッドと保持ユニットとが設けられているので、例えば、レーザ加工ヘッドが設けられたロボットと、保持ユニットが設けられたロボットとを別々に準備する場合に比べて、装置の設置場所を省スペース化できるとともに、コストを抑えることができる。
第2の発明は、第1の発明において、前記保持ユニットには、前記開口部の周縁部に配置され、前記ワークを押さえる押さえ部が設けられている。
第2の発明では、押さえ部は、開口部の周縁部に配置される。押さえ部は、ワークを押さえる。
このように、レーザ光によって部品を加工する際に、部品を押さえる押さえ部によって部品のがたつきを軽減するとともに、ワークを押さえる押さえ部によってワークの撓みを抑えることができる。
第3の発明は、第1又は2の発明において、前記押さえ部は、押さえピンと、該押さえピンを前記回転体の径方向外方に向かって付勢する付勢部とを有する。
第3の発明では、押さえ部は、押さえピンと、付勢部とを有する。付勢部は、回転体の径方向外方に向かって押さえピンを付勢している。
これにより、押さえピンを部品に押さえ付けたときに、押さえピンが付勢部の付勢力に抗して移動することで、部品を隙間無く押さえることができる。
また、ワークの表面から突出していた場合、部品を押さえる押さえピンが、ワークを押さえる押さえピンよりも大きく移動して、ワークと部品とをそれぞれ隙間無く押さえることができる。
第4の発明は、第1乃至3の発明のうち何れか1つにおいて、前記保持部は、前記部品を保持する閉位置と、該部品を保持しない開位置との間で開閉可能な一対のチャックを有する。
第4の発明では、保持部は、一対のチャックを有する。チャックは、部品を保持する閉位置と、部品を保持しない開位置との間で開閉する。
このように、一対のチャックで部品を挟んで保持することで、部品の調芯を行い、ワークに対して部品を精度良く取り付けることができる。
本発明によれば、ワークに対して部品を取り付ける作業と、部品を加工する作業とを連続して行うことができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
図1に示すように、レーザ加工装置1は、ロボット2と、レーザ加工ヘッド5と、保持ユニット10と、制御部6とを備える。制御部6は、ロボット2、レーザ加工ヘッド5、及び保持ユニット10の動作を制御する。
詳しくは後述するが、レーザ加工装置1は、作業台4に載置されたワークWに対して部品Pを取り付ける作業と、レーザ光Lを出射して部品Pを加工する作業とを連続して行う。
ロボット2は、複数のアーム3を有する多関節型のロボットで構成される。ロボット2の先端部には、レーザ加工ヘッド5と、保持ユニット10とが設けられる。ワークWは、作業台4に載置される。部品Pは、搬送ユニット7(図4参照)に載置され、所定のピックアップ位置まで搬送される。
レーザ加工ヘッド5は、レーザ光Lを出射する。詳しくは後述するが、レーザ加工ヘッド5は、ワークWに取り付けられた部品Pに対してレーザ光Lを出射することで、部品PとワークWとをレーザ溶接する。
保持ユニット10は、ワークWに取り付ける部品Pを保持する。保持ユニット10は、取付アーム11と、回転体20と、回転駆動部12とを有する。取付アーム11の上端部は、ロボット2の先端部に取り付けられる。取付アーム11の下端部には、回転駆動部12が取り付けられる。回転駆動部12は、モータで構成される。回転駆動部12の中心軸13には、回転体20が取り付けられる。
回転体20は、円錐台形状に形成された筒状の部材で構成される。回転体20は、回転体20の外周面における下側部分がワークWに対向し、かつ回転体20に設けられた後述する押さえ部26にて、作業台4に載置されたワークWに取り付けられた部品Pを付勢した状態で、レーザ加工ヘッド5から出射されたレーザ光Lが通過しやすい構成となるように、所定角度傾斜した姿勢となっている。回転体20を傾斜させた姿勢とすることで、回転体20の高さ方向の寸法を小さくすることができる。
図2に示すように、回転体20は、複数の連結バー14を介して中心軸13の先端部に連結される。回転駆動部12は、中心軸13を所定角度回転させることで、回転体20の回転角度を切り替える。
回転体20の外周面には、複数の保持部21と、開口部25と、複数の押さえ部26とが設けられる。
複数の保持部21は、回転体20の外周面において周方向に間隔をあけて配置される。保持部21は、部品Pを着脱可能に保持する。保持部21は、一対のチャック22を有する。詳しくは後述するが、一対のチャック22は、部品Pを保持しない開位置と、部品Pを保持する閉位置との間で開閉可能となっている。なお、保持部21は、真空吸着式のパッド等を用いて部品Pを吸着保持する形態であってもよい。
開口部25は、回転体20の外周面に開口する孔で形成される。開口部25は、レーザ加工ヘッド5から出射されたレーザ光Lが通過可能となっている。
押さえ部26は、開口部25の周縁部に複数配置される。複数の押さえ部26のうち一部の押さえ部26は、部品Pを押さえる。複数の押さえ部26のうち残りの押さえ部26は、ワークWを押さえる。
図3に示すように、押さえ部26は、押さえピン27と、付勢バネ28(付勢部)と、シリンダ部29とを有する。シリンダ部29は、回転体20の径方向外方に向かって延びる。シリンダ部29には、付勢バネ28が収納される。押さえピン27は、シリンダ部29から進退する。押さえピン27は、付勢バネ28によって、回転体20の径方向外方に向かって付勢される。
〈部品のピックアップ動作〉
図4に示すように、保持ユニット10は、複数の保持部21でそれぞれ部品Pを保持するためのピックアップ動作を行う。搬送ユニット7には、複数の部品Pが整列した状態で配置される。搬送ユニット7は、所定のピックアップ位置まで部品Pを搬送する。
図4に示すように、保持ユニット10は、複数の保持部21でそれぞれ部品Pを保持するためのピックアップ動作を行う。搬送ユニット7には、複数の部品Pが整列した状態で配置される。搬送ユニット7は、所定のピックアップ位置まで部品Pを搬送する。
これにより、ピックアップ位置と、ワークWに部品Pが取り付けられる位置である取付位置とを一定にすることができ、生産性をより向上させることができる。
図4に示す例では、部品Pは、軸部と、軸部の一端部に設けられて軸部よりも大径の頭部とを有する。保持部21の一対のチャック22は、部品Pの頭部の外周面を把持する。チャック22の把持面の曲率は、部品Pの頭部の曲率と略一致している。部品Pは、頭部が軸部の上端部に位置するように立設させた姿勢で、搬送ユニット7に配置される。
このように、一対のチャック22で部品Pを挟んで保持することで、部品Pの調芯を行い、ワークWに対して部品Pを精度良く取り付けることができる。なお、部品Pの形状はあくまでも一例であり、この形態に限定するものではない。
なお、搬送ユニット7により、所定のピックアップ位置まで部品Pを搬送するようにしたが、この形態に限定するものではない。例えば、図示しないマトリックストレイに所定間隔で部品Pをマトリックス状に配置し、保持ユニット10を保持したロボット2を動作させて、マトリックストレイ上の部品Pを保持ユニット10の保持部21によりピックアップする構成であっても良い。
図5に示すように、一対のチャック22は、部品Pを保持しない開位置と、部品Pを保持する閉位置との間で開閉可能となっている。
保持部21で部品Pを保持する際には、まず、チャック22を開いた状態とし、一対のチャック22の間に、部品Pの頭部が配置される位置まで、保持ユニット10を下降させる。この状態で、チャック22を閉じた状態とし、一対のチャック22で部品Pの頭部を保持する。
チャック22で部品Pを保持した状態で、保持ユニット10を上昇させることで、搬送ユニット7から部品Pをピックアップすることができる。
このような部品Pのピックアップ動作を、回転体20に設けられた全ての保持部21に対して行う。図2に示す例では、保持部21が7つ設けられているので、7つの部品Pを保持することができる。
〈部品の取り付け動作〉
図6に示すように、保持ユニット10は、保持部21で保持した部品PをワークWに取り付けるための取り付け動作を行う。作業台4には、2枚の板状のワークWが厚み方向に重ね合わされる。上側のワークWには、挿入孔30が形成される。挿入孔30は、部品Pの軸部が挿入可能な孔径に形成される。
図6に示すように、保持ユニット10は、保持部21で保持した部品PをワークWに取り付けるための取り付け動作を行う。作業台4には、2枚の板状のワークWが厚み方向に重ね合わされる。上側のワークWには、挿入孔30が形成される。挿入孔30は、部品Pの軸部が挿入可能な孔径に形成される。
保持ユニット10は、作業台4に載置されたワークWの上方に移動する。保持ユニット10は、複数の保持部21で保持している部品Pのうち1つがワークWに対向した姿勢となるように、回転体20を回転させる。
保持ユニット10は、保持部21で保持している部品Pの軸部が、ワークWの挿入孔30に挿入可能な位置まで、水平方向に移動する。
図7に示すように、保持ユニット10を下降させることで、ワークWの挿入孔30に部品Pの軸部を挿入する。その後、一対のチャック22を開いた状態とし、保持ユニット10を上昇させる(図8参照)。これにより、ワークWに対して部品Pが取り付けられる。
〈レーザ光による部品の加工動作〉
図9に示すように、保持ユニット10は、回転体20を所定角度回転させることで、開口部25及び押さえ部26を部品Pに対向させた姿勢とする。
図9に示すように、保持ユニット10は、回転体20を所定角度回転させることで、開口部25及び押さえ部26を部品Pに対向させた姿勢とする。
図10に示すように、保持ユニット10を下降させることで、部品Pの上面と、ワークWの上面とを、それぞれ押さえ部26で押さえる。このとき、押さえ部26の押さえピン27は、付勢バネ28の付勢力に抗して上方に移動する。これにより、押さえピン27と部品Pとの間に隙間が生じるのを抑え、部品Pのがたつきを抑えることができる。また、押さえピン27とワークWとの間にがたつき等により隙間が生じるのを抑え、ワークWの撓みを抑えることができる。
部品P及びワークWを押さえ部26で押さえた状態で、レーザ加工ヘッド5からレーザ光Lを出射する。レーザ光Lは、回転体20の開口部25を介して部品Pの頭部の上面に照射される。
これにより、部品Pの軸部の下端部まで熱が伝わり、部品Pの下端部と下側のワークWとがレーザ溶接される。これにより、上側のワークWは、部品Pと下側のワークWとの間に挟まれた状態で接合される。
その後、次に取り付ける部品PをワークWに対向させるように、回転体20を所定角度回転させる。そして、ワークWに対して部品Pを取り付ける作業と、レーザ光Lによって部品Pを加工する作業とを、連続して繰り返し行う。
以上のように、本実施形態に係るレーザ加工装置1によれば、ロボット2の移動を最小限に抑えながら、部品Pの取付作業と、レーザ光Lによる部品Pの加工作業とを連続して行うことができ、装置の処理能力を高めることができる。
また、1台のロボット2に、レーザ加工ヘッド5と保持ユニット10とが設けられているので、例えば、レーザ加工ヘッド5が設けられたロボットと、保持ユニット10が設けられたロボットとを別々に準備する場合に比べて、装置の設置場所を省スペース化できるとともに、コストを抑えることができる。
以上説明したように、本発明は、ワークに対して部品を取り付ける作業と、部品を加工する作業とを連続して行うことができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
1 レーザ加工装置
2 ロボット
3 アーム
5 レーザ加工ヘッド
10 保持ユニット
12 回転駆動部
13 中心軸
20 回転体
21 保持部
22 チャック
25 開口部
26 押さえ部
27 押さえピン
28 付勢バネ(付勢部)
L レーザ光
P 部品
W ワーク
2 ロボット
3 アーム
5 レーザ加工ヘッド
10 保持ユニット
12 回転駆動部
13 中心軸
20 回転体
21 保持部
22 チャック
25 開口部
26 押さえ部
27 押さえピン
28 付勢バネ(付勢部)
L レーザ光
P 部品
W ワーク
Claims (4)
- 複数のアームを有するロボットと、該ロボットに設けられてレーザ光を出射するレーザ加工ヘッドとを備えたレーザ加工装置であって、
前記ロボットに設けられ、ワークに取り付ける部品を保持する保持ユニットを備え、
前記保持ユニットは、
所定の中心軸を中心に回転可能な回転体と、
前記回転体を周方向に所定角度回転させる回転駆動部とを有し、
前記回転体には、
前記回転体の外周面において周方向に間隔をあけて配置され、前記部品を着脱可能に保持する複数の保持部と、
前記回転体の外周面に開口して、前記レーザ加工ヘッドから出射された前記レーザ光が通過可能な開口部と、
前記開口部の周縁部に配置され、前記ワークに取り付けられた前記部品を押さえる押さえ部とが設けられている
ことを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項1において、
前記保持ユニットには、前記開口部の周縁部に配置され、前記ワークを押さえる押さえ部が設けられている
ことを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項1又は2において、
前記押さえ部は、押さえピンと、該押さえピンを前記回転体の径方向外方に向かって付勢する付勢部とを有する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項1乃至3のうち何れか1つにおいて、
前記保持部は、前記部品を保持する閉位置と、該部品を保持しない開位置との間で開閉可能な一対のチャックを有する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020161108A JP2022054106A (ja) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020161108A JP2022054106A (ja) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022054106A true JP2022054106A (ja) | 2022-04-06 |
Family
ID=80993972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020161108A Pending JP2022054106A (ja) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022054106A (ja) |
-
2020
- 2020-09-25 JP JP2020161108A patent/JP2022054106A/ja active Pending
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Legal Events
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---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
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