JP2824170B2 - Laser processing equipment for robots - Google Patents

Laser processing equipment for robots

Info

Publication number
JP2824170B2
JP2824170B2 JP4046973A JP4697392A JP2824170B2 JP 2824170 B2 JP2824170 B2 JP 2824170B2 JP 4046973 A JP4046973 A JP 4046973A JP 4697392 A JP4697392 A JP 4697392A JP 2824170 B2 JP2824170 B2 JP 2824170B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
reflecting mirror
laser
laser beam
main body
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP4046973A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05245680A (en
Inventor
康生 大築
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.)
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Jukogyo KK
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 Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Kawasaki Jukogyo KK
Priority to JP4046973A priority Critical patent/JP2824170B2/en
Publication of JPH05245680A publication Critical patent/JPH05245680A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2824170B2 publication Critical patent/JP2824170B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばロボットの手
首に取付けられて穴あけなどの加工を行うロボット用レ
ーザ加工装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus for a robot which is mounted on a wrist of a robot and performs processing such as drilling.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ光を使用する加工は種々あるが、
薄板切断もその1つである。近年は自動車ボディーなど
の3次元形状に対しての加工が求められている。このよ
うな場合、産業用ロボットの手先にレーザの加工ヘッド
を設置して作業を行うのが一般的である。比較的小径の
穴をあける作業が多いが、ロボットの持つ動作軸の全部
または大多数を使用して加工ヘッドを駆動している。穴
は平面上にあける場合でも、その平面上を移動する場合
でもロボットは多数の軸を駆動する必要がある。ロボッ
トの各軸の動特性は一様でなく、このため、高速切断で
は動特性の差により加工ヘッドの軌跡が歪んでしまう。
すなわち、真円の穴を形成しようとしても、その穴は真
円ではなく、歪んだ形状の穴になってしまう。
2. Description of the Related Art There are various types of processing using laser light.
Thin plate cutting is one of them. In recent years, processing on a three-dimensional shape such as an automobile body has been required. In such a case, the work is generally performed by installing a laser processing head at the hand of the industrial robot. Although there are many operations for drilling a hole having a relatively small diameter, the machining head is driven using all or a majority of the operation axes of the robot. Whether the hole is on a plane or moves on the plane, the robot must drive many axes. The dynamic characteristics of each axis of the robot are not uniform. Therefore, in high-speed cutting, the trajectory of the processing head is distorted due to a difference in the dynamic characteristics.
That is, even if an attempt is made to form a perfect circular hole, the hole is not a perfect circle but a distorted hole.

【0003】この対策として、ロボットの先端に、穴あ
け用動作軸を追加する方式が実現されている。この先行
技術は、たとえばRobot No.67 第34頁〜第38
頁に開示されている。これはロボットが穴をあける場所
に移動して、作業対象面に対して位置、姿勢を保持し、
追加された共に高い動特性を持った2軸で穴の軌跡を描
くものであり、穴形状を極座標で取扱う。第1の軸にツ
ールを把持し、所定の円のツール軌跡は、この第1の軸
を回転させる回転軸となる第2の軸の回転軌跡である。
第1の軸の回転中心と、第2の軸の回転中心との距離
は、装置の仕様によって決定される。第1の軸の回転角
によって、所定の半径が与えられ、周速度の情報によっ
て、第1軸と第2軸とを制御することによって、小円加
工を正確に行うことができる。
As a countermeasure, a system has been realized in which a drilling operation axis is added to the end of a robot. This prior art is disclosed in, for example, Robot No. 67, pp. 34-38.
Page. This is where the robot moves to the place where it drills and holds its position and orientation with respect to the work surface,
It draws the trajectory of a hole with the added two axes having high dynamic characteristics, and handles the hole shape in polar coordinates. The tool is gripped by the first axis, and the tool trajectory of a predetermined circle is the rotation trajectory of the second axis which is the rotation axis for rotating the first axis.
The distance between the center of rotation of the first axis and the center of rotation of the second axis is determined by the specifications of the device. A predetermined radius is given by the rotation angle of the first axis, and by controlling the first axis and the second axis based on the information on the peripheral speed, small circle processing can be performed accurately.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この先行技術では、レ
ーザ光は光ファイバで伝送されている。このため、光フ
ァイバの可撓性により、2次元運動する加工ヘッドに直
接、光ファイバを接続することが可能になっている。し
かし、レーザ光がCO2 レーザのような大出力化し、光
ファイバでの導光が不可能となり、鏡によることとなる
と、加工ヘッド部への反射鏡を用いる光路を設けること
が必要になる。
In this prior art, laser light is transmitted through an optical fiber. For this reason, the flexibility of the optical fiber makes it possible to connect the optical fiber directly to the processing head that moves two-dimensionally. However, when the laser beam has a large output like a CO 2 laser and cannot be guided by an optical fiber, and if a mirror is used, it is necessary to provide an optical path using a reflecting mirror to the processing head.

【0005】このような反射鏡を用いた構造に、前述の
先行技術の考え方を適用した構成は、単純には、図8に
示されるようになるであろう。第1と第2の反射鏡M
1,M2は支持部材1に固定されており、また第3およ
び第4の反射鏡M3,M4はもう1つの支持部材2に固
定されている。支持部材2は第1の軸A1まわりに角変
位可能である。支持部材1は第2の軸A2まわりに角変
位可能であり、この第2軸A2と一致した光軸を有する
レーザ光が、レーザ光源から導かれる。反射鏡M1によ
って反射されたレーザ光3は、参照符4で示されるよう
に第1の軸A1に一致した光軸を有して、反射鏡M2に
よって反射され、反射鏡M3,M4を経て、第1および
第2の軸A1,A2に平行に、集光レンズ5aを介して
参照符5で示されるようにして射出され、穴加工のため
に用いられる。
A structure in which the above-described prior art concept is applied to a structure using such a reflecting mirror will be simply shown in FIG. First and second reflector M
Reference numerals 1 and M2 are fixed to a supporting member 1, and third and fourth reflecting mirrors M3 and M4 are fixed to another supporting member 2. The support member 2 is angularly displaceable about the first axis A1. The support member 1 can be angularly displaced around the second axis A2, and laser light having an optical axis coinciding with the second axis A2 is guided from a laser light source. The laser beam 3 reflected by the reflecting mirror M1 has an optical axis coinciding with the first axis A1 as shown by reference numeral 4, is reflected by the reflecting mirror M2, passes through the reflecting mirrors M3 and M4, Injected parallel to the first and second axes A1 and A2 via the condenser lens 5a as indicated by reference numeral 5 and used for drilling holes.

【0006】このような図8に示される構成では、反射
鏡M1〜M4の数が多く、したがって光路長が長く、効
率が低下するという問題がある。また構成が複雑であ
り、全体の構成が大形になる。さらにまたこの構成で
は、レーザ光源からのレーザ光は、第2の軸A2に一致
させるだけでなく、反射鏡M2によって反射されたレー
ザ光の光軸4は、第1軸A1に一致させる必要があり、
反射鏡M1,M2,M3,M4のずれを防ぎ、正確な光
軸調整が必要であり、そのような光軸調整の操作が繁雑
であるという問題がある。
The configuration shown in FIG. 8 has a problem that the number of reflecting mirrors M1 to M4 is large, so that the optical path length is long and the efficiency is reduced. Further, the configuration is complicated, and the entire configuration becomes large. Furthermore, in this configuration, the laser light from the laser light source must not only match the second axis A2, but also the optical axis 4 of the laser light reflected by the reflecting mirror M2 needs to match the first axis A1. Yes,
It is necessary to prevent the displacement of the reflecting mirrors M1, M2, M3, and M4 and to perform accurate optical axis adjustment, and there is a problem that such an optical axis adjustment operation is complicated.

【0007】本発明の目的は、構成を簡単にし、しかも
光軸調整を容易にしたロボット用レーザ加工装置を提供
することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus for a robot which has a simple structure and can easily adjust an optical axis.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、産業用ロボッ
ト7の手首8に連結され、手首8からのレーザ光の光軸
に一致した軸線45を有するレーザ加工装置本体43
と、内部にレーザ光を導く筒部48と、筒部48を前記
軸線45まわりに角変位可能に支持する第1軸受46
と、レーザ加工装置本体43に設けられる第1モータ5
3と、レーザ加工装置本体43に設けられる第2モータ
83と、第1軸受46よりも前記軸線45の外方で、筒
部48と第1モータ53の出力軸との間に介在される第
1歯車列50,51,52と、第1歯車列50,51,
52よりも前記軸線45の外方に配置され、筒部48が
挿通する回転体77と、回転体77を、筒部48および
レーザ加工装置本体43に、前記軸線45まわりに回転
自在にそれぞれ支持する第2軸受78,79と、筒部4
8の前記軸線45の外方端に連なる収納部49と、第1
歯車列50,51,52よりも前記軸線45の外方で、
回転体77と第2モータ83の出力軸との間に介在され
る第2歯車列80,81,82と、収納部49に回転自
在に設けられ、前記軸線45に沿って延びる軸73,7
3aと、前記軸73,73aのレーザ加工装置本体43
寄りの端部と回転体77との間に介在される第3歯車列
74,75,76と、前記軸73,73aの前記軸線4
5の外方寄りに連結され、収納部49に回転自在に設け
られるピニオン66と、ピニオン66に噛合い、収納部
49に、前記軸線45に垂直な方向69に往復移動可能
に案内されるラック65と、収納部49に設けられ、筒
部48内のレーザ光を、前記軸線45に垂直に反射する
第1反射鏡56と、収納部49に設けられ、第1反射鏡
56からのレーザ光57を、前記軸線45に平行に、反
射する第2反射鏡58と、収納部49に設けられ、第2
反射鏡58からのレーザ光59を、前記軸線45に垂直
に反射する第3反射鏡60と、ラック65に固定され、
第3反射鏡60からのレーザ光61を、前記軸線45に
平行に反射する第4反射鏡62と、ラック65に固定さ
れ、第4反射鏡62からのレーザ光84を被加工物に射
出するレンズ85とを含むことを特徴とするロボット用
レーザ加工装置である。
According to the present invention, a laser processing apparatus main body 43 connected to a wrist 8 of an industrial robot 7 and having an axis 45 coincident with the optical axis of a laser beam from the wrist 8 is provided.
A cylindrical portion 48 for guiding a laser beam therein; and a first bearing 46 for supporting the cylindrical portion 48 so as to be angularly displaceable about the axis 45.
And a first motor 5 provided in the laser processing device main body 43.
3, a second motor 83 provided in the laser processing apparatus main body 43, and a second motor 83 interposed between the cylindrical portion 48 and the output shaft of the first motor 53 outside the axis 45 with respect to the first bearing 46. One gear train 50, 51, 52 and the first gear train 50, 51,
A rotating body 77 disposed outside of the axis 45 with respect to the axis 52 and through which the cylindrical portion 48 is inserted, and the rotating body 77 supported by the cylindrical portion 48 and the laser processing apparatus main body 43 so as to be rotatable around the axis 45. Second bearings 78 and 79 to be
8, a storage portion 49 connected to the outer end of the axis 45,
Outside the gear train 50, 51, 52 outside the axis 45,
Second gear trains 80, 81, 82 interposed between the rotating body 77 and the output shaft of the second motor 83, and shafts 73, 7 rotatably provided in the housing 49 and extending along the axis 45.
3a and the laser processing device main body 43 of the shafts 73 and 73a
A third gear train 74, 75, 76 interposed between the closer end and the rotating body 77, and the axis 4 of the shafts 73, 73a.
5, a pinion 66 rotatably provided in the storage portion 49, which is rotatably provided in the storage portion 49, and a rack meshed with the pinion 66 and guided by the storage portion 49 so as to reciprocate in a direction 69 perpendicular to the axis 45. 65, a first reflecting mirror 56 provided in the housing portion 49 and reflecting the laser light in the cylindrical portion 48 perpendicularly to the axis 45, and a laser beam from the first reflecting mirror 56 provided in the housing portion 49. 57 is provided in a second reflecting mirror 58 for reflecting parallel to the axis 45 and a housing 49,
A third reflector 60 for reflecting the laser beam 59 from the reflector 58 perpendicularly to the axis 45 and a rack 65;
A fourth reflecting mirror 62 that reflects the laser beam 61 from the third reflecting mirror 60 in parallel to the axis 45, and a laser beam 84 from the fourth reflecting mirror 62, which is fixed to the rack 65, is emitted to the workpiece. A laser processing apparatus for a robot, comprising: a lens 85;

【0009】[0009]

【作用】本発明に従えば、第1モータ53の出力軸の動
力は、第1歯車列50,51,52を経て筒部48およ
びその筒部48の軸線45の外方端(図3の下方の端)
に連なる収納部49に伝達されて、軸線45まわりに筒
部48と収納部49とから成る支持体44が角変位され
る。したがって第4反射鏡62は、軸線45まわりに角
変位され、レーザ光84は、軸線45まわりにその軸線
45と平行に、レンズ85を経て被加工物に射出され
る。第2モータ83の出力軸からの動力は、第2歯車列
80,81,82を経て回転体77に伝達され、さらに
第3歯車列74,75,76を経て軸73,73aから
ピニオン66に伝達されてピニオン66が回転される。
ピニオン66はラック65に噛合い、したがって第4反
射鏡62が軸線45に垂直な方向69に往復移動され
る。こうして第4反射鏡62から得られるレーザ光84
は、軸線45から近接/離反方向に、レンズ85ととも
に変位される。第1および第2モータ53,83をそれ
ぞれ同時に駆動し、レンズ85から被加工物に出射され
るレーザ光16の軌跡を希望するとおりに制御すること
ができる。
According to the present invention, the power of the output shaft of the first motor 53 is transmitted through the first gear trains 50, 51, 52 to the cylindrical portion 48 and the outer end of the axis 45 of the cylindrical portion 48 (see FIG. 3). Lower edge)
The support member 44 formed of the cylindrical portion 48 and the storage portion 49 is angularly displaced around the axis 45. Therefore, the fourth reflecting mirror 62 is angularly displaced around the axis 45, and the laser beam 84 is emitted to the workpiece through the lens 85 around the axis 45 and parallel to the axis 45. The power from the output shaft of the second motor 83 is transmitted to the rotating body 77 via the second gear trains 80, 81 and 82, and further from the shafts 73 and 73a to the pinion 66 via the third gear trains 74, 75 and 76. The transmitted pinion 66 is rotated.
The pinion 66 meshes with the rack 65, so that the fourth reflecting mirror 62 is reciprocated in a direction 69 perpendicular to the axis 45. Thus, the laser beam 84 obtained from the fourth reflecting mirror 62
Is displaced together with the lens 85 in the approach / separate direction from the axis 45. By driving the first and second motors 53 and 83 at the same time, the trajectory of the laser beam 16 emitted from the lens 85 to the workpiece can be controlled as desired.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、本発明の前提となる構成の全体の断
面図である。このロボット用レーザ加工装置6は、図2
に示されるたとえば6軸の産業用ロボット7の手首8に
取付けられ、薄板などの穴加工をレーザ光によって行う
ことができる。ロボット7は、軸9〜14を有し、固定
位置に設けられたCO2 レーザなどのレーザ発光源15
からのレーザ光は、そのロボット7の内部の空間を反射
鏡によって導かれ、あるいはまたそのロボット7の外部
に設けられた反射鏡によって形成された光経路をたどっ
て、本件レーザ加工装置6に導かれ、参照符16で示さ
れるレーザ光を用いて、穴加工などを行う。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the entire configuration which is the premise of the present invention. This robot laser processing device 6 is shown in FIG.
Is attached to a wrist 8 of a 6-axis industrial robot 7 shown in FIG. The robot 7 has a laser emission source 15 such as a CO 2 laser which has axes 9 to 14 and is provided at a fixed position.
Is guided into the space inside the robot 7 by a reflecting mirror, or is also guided to the laser processing apparatus 6 through an optical path formed by a reflecting mirror provided outside the robot 7. Then, a hole processing or the like is performed using a laser beam indicated by reference numeral 16.

【0011】レーザ加工装置6の本体17はフランジ1
8によってロボット7の手首8に連結される。この本体
17には軸受19によって本体17の軸線20まわりに
角変位可能に支持体21が設けられる。レーザ発光源1
5と、それから発生されるレーザ光を導く光経路を形成
する反射鏡などの各構成要素とは、レーザ光源を構成
し、このレーザ光源からのレーザ光は、前記軸線20に
一致した光軸を有する。支持体21は、筒部22と収納
部23とを有し、筒体22には、環状の外歯車24が固
定される。本体17内にはモータ25が設けられ、その
出力軸に固定された駆動歯車26は歯車24に噛合う。
こうして支持体21は、軸線20まわりに角変位可能に
設けられる。支持体21の収納部23には、第1光学手
段27が設けられる。この第1光学手段27は、軸線2
0に一致した光軸を有するレーザ光を参照符28で示さ
れるように反射する第1反射鏡29と、このレーザ光2
8を、参照符30で示すように反射する第2反射鏡31
とを有する。反射鏡31から射出されるレーザ光30
は、軸線20に交差し、かつその軸線20に垂直な光軸
を有する。このような反射鏡29,31は、支持体21
に固定される。
The main body 17 of the laser processing apparatus 6 has the flange 1
8 connects to the wrist 8 of the robot 7. A support 21 is provided on the main body 17 so as to be angularly displaceable about an axis 20 of the main body 17 by a bearing 19. Laser emission source 1
5 and each component such as a reflector forming an optical path for guiding the laser light generated from the laser light source constitute a laser light source. The laser light from this laser light source has an optical axis coincident with the axis 20. Have. The support 21 has a cylindrical portion 22 and a storage portion 23, and an annular external gear 24 is fixed to the cylindrical body 22. A motor 25 is provided in the main body 17, and a drive gear 26 fixed to an output shaft of the motor 25 meshes with the gear 24.
Thus, the support 21 is provided so as to be angularly displaceable about the axis 20. A first optical unit 27 is provided in the storage section 23 of the support 21. This first optical means 27 is
A first reflecting mirror 29 for reflecting a laser beam having an optical axis coinciding with zero as indicated by reference numeral 28;
8 as indicated by reference numeral 30
And Laser light 30 emitted from reflecting mirror 31
Has an optical axis that intersects the axis 20 and is perpendicular to the axis 20. The reflecting mirrors 29 and 31 are supported by the support 21.
Fixed to

【0012】レーザ光30は第2光学手段32を構成す
る第3反射鏡33によって参照符34で示されるように
軸線20に平行に反射されて導かれる。第2光学手段3
2の集光レンズ35は、レーザ光34を、軸線20に平
行なレーザ光16として被加工物、たとえば薄板などに
焦点を合せて照射する。第3反射鏡33とレンズ35と
は取付部材36によって固定されており、この取付部材
36にはラック37が固定される。ラック37にはピニ
オン38が噛合う。支持体21の収納部23にはモータ
39が取付けられており、その出力軸はピニオン38に
連結される。こうしてモータ39によって、第3反射鏡
33とレンズ35とが、レーザ光34,16が軸線20
に平行な状態を保ちつつ、矢符40で示されるように、
軸線20に近接、離反可能にして軸線20を中心とする
半径方向に変位調整可能である。取付部材36は、支持
体21に案内手段41によって軸線20を中心とする半
径方向に移動可能である。
The laser beam 30 is reflected and guided by a third reflecting mirror 33 constituting the second optical means 32 in parallel to the axis 20 as indicated by reference numeral 34. Second optical means 3
The second condenser lens 35 focuses and irradiates the laser light 34 as a laser light 16 parallel to the axis 20 onto a workpiece, for example, a thin plate. The third reflecting mirror 33 and the lens 35 are fixed by a mounting member 36, and a rack 37 is fixed to the mounting member 36. A pinion 38 meshes with the rack 37. A motor 39 is attached to the storage section 23 of the support 21, and its output shaft is connected to a pinion 38. Thus, the motor 39 causes the third reflecting mirror 33 and the lens 35 to move, and the laser beams 34 and 16
While maintaining a state parallel to, as shown by the arrow 40,
The displacement can be adjusted in the radial direction about the axis 20 by making it possible to approach and separate from the axis 20. The mounting member 36 is movable in the radial direction around the axis 20 by the guide means 41 on the support 21.

【0013】こうして被加工物を切断したり溶接するた
めのレーザ光16は、軸線20まわりの回転角度と、そ
の軸線20からの距離とによって、2次元的に位置決め
される。たとえばモータ39を停止したままでモータ2
5を駆動することによって、レーザ光16は被加工物上
で軸線20を中心として円軌跡を描く。レーザ光16の
位置決めは、極座標方式で行われるので、レーザ光16
の目標位置を、軸線20の回転角とその軸線20の半径
方向とに変換し、それらの値を実現するようにモータ2
5,39を駆動する。
The laser beam 16 for cutting or welding the workpiece in this manner is positioned two-dimensionally by the rotation angle around the axis 20 and the distance from the axis 20. For example, while the motor 39 is stopped, the motor 2
By driving the laser beam 5, the laser beam 16 draws a circular locus about the axis 20 on the workpiece. Since the positioning of the laser beam 16 is performed in a polar coordinate system, the laser beam 16
Is converted into the rotation angle of the axis 20 and the radial direction of the axis 20, and the motor 2 is controlled to realize those values.
5 and 39 are driven.

【0014】図3は本発明の一実施例の正面から見た断
面図であり、図4はその図3における切断面線IV−I
Vから見た簡略化した断面図であり、図5はその正面か
ら見た簡略化した図である。レーザ加工装置本体43に
は、支持体44が本体43の軸線45まわりに角変位可
能に、軸受46,47によって設けられる。支持体44
は筒部48と収納部49とを有する。筒部48には歯車
50が固定され、この歯車50は、本体43に回転自在
に設けられた歯車51を介して駆動歯車52に噛合う。
この歯車52は、本体43に固定されたモータ53の出
力軸に連結される。こうしてモータ53によって、支持
体44が軸線45まわりに角変位される。
FIG. 3 is a front sectional view of one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-I in FIG.
FIG. 5 is a simplified cross-sectional view as viewed from V, and FIG. 5 is a simplified view as viewed from the front. A support body 44 is provided on the laser processing apparatus main body 43 by bearings 46 and 47 so as to be angularly displaceable about an axis 45 of the main body 43. Support 44
Has a tubular portion 48 and a storage portion 49. A gear 50 is fixed to the cylindrical portion 48, and the gear 50 meshes with a drive gear 52 via a gear 51 rotatably provided on the main body 43.
The gear 52 is connected to an output shaft of a motor 53 fixed to the main body 43. Thus, the support body 44 is angularly displaced around the axis 45 by the motor 53.

【0015】支持体44の収納部49には第1光学手段
54と第2光学手段55とが設けられる。第1光学手段
54は、軸線45に一致した光軸を有するレーザ光を反
射する第1反射鏡56と、この反射鏡56によって反射
されたレーザ光57を反射する第2反射鏡58と、第2
反射鏡58によって反射されたレーザ光59を反射する
第3反射鏡60とを有する。第3反射鏡60から射出さ
れるレーザ光61は、軸線45に交差し、しかもその軸
線45に垂直である。レーザ光57は軸線45に垂直で
あり、レーザ光59は軸線45に平行である。第1〜第
3反射鏡56,58,60は、支持体44に固定されて
いる。
A first optical means 54 and a second optical means 55 are provided in a storage portion 49 of the support 44. The first optical unit 54 includes a first reflecting mirror 56 that reflects a laser beam having an optical axis coinciding with the axis 45, a second reflecting mirror 58 that reflects a laser beam 57 reflected by the reflecting mirror 56, 2
And a third reflecting mirror 60 that reflects the laser light 59 reflected by the reflecting mirror 58. The laser beam 61 emitted from the third reflecting mirror 60 crosses the axis 45 and is perpendicular to the axis 45. Laser light 57 is perpendicular to axis 45, and laser light 59 is parallel to axis 45. The first to third reflecting mirrors 56, 58, 60 are fixed to the support 44.

【0016】第2光学手段55を構成する第4反射鏡6
2は、移動体63に固定され、案内部材64によってレ
ーザ光61の光軸に平行に変位可能に設けられる。この
移動体63にはラック65が固定されている。
The fourth reflecting mirror 6 constituting the second optical means 55
2 is fixed to the moving body 63 and is provided so as to be displaceable in parallel with the optical axis of the laser beam 61 by the guide member 64. A rack 65 is fixed to the moving body 63.

【0017】図6は図3の切断面線VI−VIから見た
断面図であり、図7は図3の切断面線VII−VIIか
ら見た断面図である。これらの図面を参照して、取付部
材63に固定されているラック65には、ピニオン66
が噛合う。このピニオン66は取付片67によって支持
体44の収納部49に回転自在に設けられる。取付部材
63は、案内手段64を構成するレール68によって図
6の矢符69で示すように、軸線45に交差し、かつそ
の軸線45に垂直な方向69に往復移動可能とされる。
FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG. 3, and FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG. Referring to these drawings, a rack 65 fixed to the mounting member 63 has a pinion 66
Are engaged. The pinion 66 is rotatably provided in the storage portion 49 of the support body 44 by a mounting piece 67. As shown by an arrow 69 in FIG. 6, the mounting member 63 can reciprocate in a direction 69 that intersects the axis 45 and is perpendicular to the axis 45, as indicated by an arrow 69 in FIG.

【0018】ピニオン66の軸73aは、自在継手7
1,72、軸73を介して支持体44に回転自在に設け
られた歯車74に連結される。歯車74は支持体44に
回転自在に設けられた歯車75を介して、歯車76に噛
合う。この歯車76は回転体77に固定される。回転体
77は軸受78によって支持体44の筒部48に軸線4
5まわりに回転自在に、また歯車79によって本体43
に回転自在に取付けられる。回転体77には歯車80が
固定されており、この歯車80は本体43に回転自在に
設けられた歯車81を介して駆動歯車82に噛合う。歯
車82は、本体43に設けられたモータ83の出力軸に
連結される。こうしてモータ83によってピニオン66
が駆動され、したがって支持部材65および第4反射鏡
62は、図6の矢符69の方向に変位可能である。第4
反射鏡62に入射されたレーザ光61は、この第4反射
鏡62によって軸線45に平行駆動とされたレーザ光8
4が、レンズ85を介して参照符16で示されるように
して被加工物に射出される。レンズ85は取付部材63
に固定されている。このような図3〜図7に示されるレ
ーザ加工装置86は、前述の実施例のロボット7の手首
8において本体43に形成されたフランジ87によって
固定される。レーザ光源からのレーザ光は、手首8から
矢符88で示されるように導かれ、反射鏡89によっ
て、軸線45と一致した光軸を有するレーザ光45とな
って、第1反射鏡56に導かれる。反射鏡89もまた、
レーザ光源の一部を構成する。
The shaft 73a of the pinion 66 is
1, 72 and a gear 73 rotatably provided on the support 44 via a shaft 73. The gear 74 meshes with a gear 76 via a gear 75 rotatably provided on the support 44. The gear 76 is fixed to the rotating body 77. The rotator 77 is attached to the cylindrical portion 48 of the support 44 by the
5 and the main body 43 by a gear 79.
It is rotatably mounted on. A gear 80 is fixed to the rotating body 77, and the gear 80 meshes with a driving gear 82 via a gear 81 rotatably provided on the main body 43. The gear 82 is connected to an output shaft of a motor 83 provided on the main body 43. Thus, the pinion 66 is driven by the motor 83.
Is driven, so that the support member 65 and the fourth reflecting mirror 62 can be displaced in the direction of the arrow 69 in FIG. 4th
The laser beam 61 incident on the reflecting mirror 62 is converted into a laser beam 8 driven parallel to the axis 45 by the fourth reflecting mirror 62.
4 is projected onto the workpiece via the lens 85 as indicated by reference numeral 16. The lens 85 is attached to the mounting member 63.
It is fixed to. The laser processing device 86 shown in FIGS. 3 to 7 is fixed by a flange 87 formed on the main body 43 on the wrist 8 of the robot 7 of the above-described embodiment. The laser light from the laser light source is guided from the wrist 8 as indicated by an arrow 88, is converted into a laser light 45 having an optical axis coinciding with the axis 45 by the reflecting mirror 89, and is guided to the first reflecting mirror 56. I will The reflecting mirror 89 is also
It constitutes a part of the laser light source.

【0019】モータ83による回転動作は、モータ53
による回転動作の干渉を受けるので、これらのモータ5
3,83の相互の干渉を補償する協調動作が必要であ
る。
The rotation operation by the motor 83 is
These motors 5
A coordinated operation is needed to compensate for the mutual interference of the 3,833.

【0020】上述の実施例の構成をさらに述べる。レー
ザ加工装置本体43は、産業用ロボット7の手首8に連
結され、手首8からのレーザ光の光軸に一致した軸線4
5を有する。筒部48は、内部にレーザ光を導く。第1
軸受46は、筒部48を前記軸線45まわりに角変位可
能に支持する。第1モータ53は、レーザ加工装置本体
43に設けられる。第2モータ83は、レーザ加工装置
本体43に設けられる。第1歯車列50,51,52
は、第1軸受46よりも前記軸線45の外方(図3の下
方)で、筒部48と第1モータ53の出力軸との間に介
在される。回転体77は、第1歯車列50,51,52
よりも前記軸線45の外方に配置され、筒部48が挿通
する。第2軸受78,79は、回転体77を、筒部48
およびレーザ加工装置本体43に、前記軸線45まわり
に回転自在にそれぞれ支持する。収納部49は、筒部4
8の前記軸線45の外方端に連なる。第2歯車列80,
81,82は、第1歯車列50,51,52よりも前記
軸線45の外方で、回転体77と第2モータ83の出力
軸との間に介在される。軸73,73aは、収納部49
に回転自在に設けられ、前記軸線45に沿って延びる。
第3歯車列74,75,76は、前記軸73,73aの
レーザ加工装置本体43寄りの端部と回転体77との間
に介在される。ピニオン66は、前記軸73,73aの
前記軸線45の外方寄りに連結され、収納部49に回転
自在に設けられる。ラック65は、ピニオン66に噛合
い、収納部49に、前記軸線45に垂直な方向69に往
復移動可能に案内される。第1反射鏡56は、収納部4
9に設けられ、筒部48内のレーザ光を、前記軸線45
に垂直に反射する。第2反射鏡58は、収納部49に設
けられ、第1反射鏡56からのレーザ光57を、前記軸
線45に平行に、反射する。第3反射鏡60は、収納部
49に設けられ、第2反射鏡58からのレーザ光59
を、前記軸線45に垂直に反射する。第4反射鏡62
は、ラック65に固定され、第3反射鏡60からのレー
ザ光61を、前記軸線45に平行に反射する。レンズ8
5は、ラック65に固定され、第4反射鏡62からのレ
ーザ光84を被加工物に射出する。モータ25,39,
53,83は、たとえばパルスモータであり、それらに
よる回転角および移動量を検出するためにセンサなどを
備えるようにしてもよい。反射鏡29,31,33,5
6,58,60,62は、平面であってもよいけれど
も、曲面、たとえば凹曲面としてもよい。
The configuration of the above embodiment will be further described. The laser processing device main body 43 is connected to the wrist 8 of the industrial robot 7, and has an axis 4 that matches the optical axis of the laser beam from the wrist 8.
5 The cylindrical portion 48 guides the laser light inside. First
The bearing 46 supports the cylindrical portion 48 so as to be angularly displaceable about the axis 45. The first motor 53 is provided in the laser processing device main body 43. The second motor 83 is provided on the laser processing device main body 43. First gear train 50, 51, 52
Is interposed between the cylindrical portion 48 and the output shaft of the first motor 53 outside of the axis 45 (downward in FIG. 3) with respect to the first bearing 46. The rotating body 77 includes first gear trains 50, 51, 52
And the cylindrical portion 48 is inserted outside the axis 45. The second bearings 78 and 79 attach the rotating body 77 to the cylindrical portion 48.
And the laser processing device main body 43 rotatably supports it around the axis 45. The storage part 49 is a cylindrical part 4
8 is connected to the outer end of the axis 45. The second gear train 80,
The first and second gears 81 and 82 are interposed between the rotating body 77 and the output shaft of the second motor 83 outside the axis 45 with respect to the first gear trains 50, 51 and 52. The shafts 73 and 73a are
, And extends along the axis 45.
The third gear trains 74, 75, 76 are interposed between the rotating body 77 and the ends of the shafts 73, 73 a near the laser processing device main body 43. The pinion 66 is connected to the shafts 73 and 73a near the outside of the axis 45, and is rotatably provided in the storage portion 49. The rack 65 meshes with the pinion 66 and is guided by the storage portion 49 so as to be able to reciprocate in a direction 69 perpendicular to the axis 45. The first reflecting mirror 56 is
9, the laser beam in the cylindrical portion 48
Is reflected vertically. The second reflecting mirror 58 is provided in the storage part 49 and reflects the laser beam 57 from the first reflecting mirror 56 in parallel with the axis 45. The third reflecting mirror 60 is provided in the storage part 49 and has a laser beam 59 from the second reflecting mirror 58.
Is reflected perpendicularly to the axis 45. Fourth reflector 62
Is fixed to the rack 65 and reflects the laser beam 61 from the third reflecting mirror 60 in parallel to the axis 45. Lens 8
5 is fixed to the rack 65 and emits the laser beam 84 from the fourth reflecting mirror 62 to the workpiece. Motors 25, 39,
53 and 83 are pulse motors, for example, and may be provided with a sensor or the like for detecting the rotation angle and the amount of movement by them. Reflecting mirrors 29, 31, 33, 5
6, 58, 60, and 62 may be flat surfaces, but may be curved surfaces, for example, concave curved surfaces.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、レーザ加
工装置本体43の軸線45に一致したレーザ光がレーザ
光源から導かれ、そのレーザ光は、前記本体43の軸線
まわりに角変位可能に設けられた筒部48に連なる収納
部49内の第1〜第4反射鏡56,58,60,62を
経て、レーザ光84は前記軸線45に平行に導かれ、こ
れによって穴加工などが行われるようにしたので、構成
を比較的単純にし、光路長を短くし、効率を低下するこ
となく、また構成が小形で、レーザ光を用いて加工を行
うことができるようになる。さらに第1〜第4反射鏡5
6,58,60,62の光軸調整を、比較的単純に実現
することができる。第1および第2モータ53,83を
同時に駆動して、レンズ85からのレーザ光16によっ
て希望する形状の穴加工を被加工物に施すことができ
る。第1および第2モータ53,83はいずれも、レー
ザ加工装置本体43に設けられ、したがって被加工物に
近接したレンズ85付近の構造をできるだけ簡素化する
ことができる。したがって被加工物の微細な加工が容易
であり、場所の取り合いなどの問題を解消することがで
きる。
As described above, according to the present invention, a laser light coincident with the axis 45 of the laser processing apparatus main body 43 is guided from the laser light source, and the laser light can be angularly displaced around the axis of the main body 43. The laser beam 84 is guided in parallel to the axis 45 through the first to fourth reflecting mirrors 56, 58, 60, and 62 in the storage portion 49 connected to the cylindrical portion 48 provided in the above, so that drilling and the like can be performed. Since the processing is performed, the configuration can be made relatively simple, the optical path length can be shortened, the efficiency can be reduced, the configuration can be made small, and processing can be performed using laser light. Further, first to fourth reflecting mirrors 5
6, 58, 60 and 62 optical axis adjustments can be realized relatively simply. By driving the first and second motors 53 and 83 at the same time, the laser beam 16 from the lens 85 can make a hole in a desired shape on the workpiece. Both the first and second motors 53 and 83 are provided in the laser processing apparatus main body 43, so that the structure near the lens 85 close to the workpiece can be simplified as much as possible. Therefore, fine processing of the workpiece can be easily performed, and problems such as arrangement of places can be solved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の前提となる構成の全体の断面図であ
る。
FIG. 1 is an overall cross-sectional view of a configuration that is a premise of the present invention.

【図2】図1に示されるレーザ加工装置6をロボット7
に装着した状態を示す簡略化した図である。
FIG. 2 shows a laser processing apparatus 6 shown in FIG.
FIG. 3 is a simplified diagram showing a state where the camera is mounted on the camera.

【図3】本発明の一実施例の正面から見た断面図であ
る。
FIG. 3 is a front sectional view of one embodiment of the present invention.

【図4】図3の切断面線IV−IVから見た断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3;

【図5】図3および図4に示されるレーザ加工装置86
の簡略化した正面図である。
FIG. 5 is a laser processing apparatus 86 shown in FIGS. 3 and 4;
FIG. 3 is a simplified front view of FIG.

【図6】図3の切断面線VI−VIから見た断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view taken along section line VI-VI in FIG. 3;

【図7】図3の切断面線VII−VIIから見た断面図
である。
FIG. 7 is a sectional view taken along section line VII-VII in FIG. 3;

【図8】本件発明者によって容易に考えられる構成を示
す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration easily considered by the present inventor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6,86 レーザ加工装置 7 ロボット 8 手首 17,43 本体 20,45 軸線 21,44 支持体 25,39,53,83 モータ 29,31,33,56,58,60,62 反射鏡 27,54 第1光学手段 32,55 第2光学手段 35,85 レンズ 6,86 Laser processing device 7 Robot 8 Wrist 17,43 Main body 20,45 Axis 21,44 Support 25,39,53,83 Motor 29,31,33,56,58,60,62 Reflector 27,54 1 optical means 32, 55 second optical means 35, 85 lens

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 産業用ロボット7の手首8に連結され、
手首8からのレーザ光の光軸に一致した軸線45を有す
るレーザ加工装置本体43と、 内部にレーザ光を導く筒部48と、 筒部48を前記軸線45まわりに角変位可能に支持する
第1軸受46と、 レーザ加工装置本体43に設けられる第1モータ53
と、 レーザ加工装置本体43に設けられる第2モータ83
と、 第1軸受46よりも前記軸線45の外方で、筒部48と
第1モータ53の出力軸との間に介在される第1歯車列
50,51,52と、 第1歯車列50,51,52よりも前記軸線45の外方
に配置され、筒部48が挿通する回転体77と、 回転体77を、筒部48およびレーザ加工装置本体43
に、前記軸線45まわりに回転自在にそれぞれ支持する
第2軸受78,79と、 筒部48の前記軸線45の外方端に連なる収納部49
と、 第1歯車列50,51,52よりも前記軸線45の外方
で、回転体77と第2モータ83の出力軸との間に介在
される第2歯車列80,81,82と、 収納部49に回転自在に設けられ、前記軸線45に沿っ
て延びる軸73,73aと、 前記軸73,73aのレーザ加工装置本体43寄りの端
部と回転体77との間に介在される第3歯車列74,7
5,76と、 前記軸73,73aの前記軸線45の外方寄りに連結さ
れ、収納部49に回転自在に設けられるピニオン66
と、 ピニオン66に噛合い、収納部49に、前記軸線45に
垂直な方向69に往復移動可能に案内されるラック65
と、 収納部49に設けられ、筒部48内のレーザ光を、前記
軸線45に垂直に反射する第1反射鏡56と、 収納部49に設けられ、第1反射鏡56からのレーザ光
57を、前記軸線45に平行に、反射する第2反射鏡5
8と、 収納部49に設けられ、第2反射鏡58からのレーザ光
59を、前記軸線45に垂直に反射する第3反射鏡60
と、 ラック65に固定され、第3反射鏡60からのレーザ光
61を、前記軸線45に平行に反射する第4反射鏡62
と、 ラック65に固定され、第4反射鏡62からのレーザ光
84を被加工物に射出するレンズ85とを含むことを特
徴とするロボット用レーザ加工装置。
1. An industrial robot connected to a wrist of an industrial robot,
A laser processing apparatus main body 43 having an axis 45 coinciding with the optical axis of the laser light from the wrist 8, a cylindrical portion 48 for guiding the laser light therein, and a second portion for supporting the cylindrical portion 48 so as to be angularly displaceable about the axis 45. One bearing 46 and a first motor 53 provided in the laser processing device main body 43
A second motor 83 provided in the laser processing device main body 43
A first gear train 50, 51, 52 interposed between the cylindrical portion 48 and the output shaft of the first motor 53 outside the axis 45 with respect to the first bearing 46; , 51, 52 and a rotating body 77 which is disposed outside the axis 45 and through which the cylindrical portion 48 is inserted.
A second bearing 78, 79 rotatably supporting the axis 45, and a housing 49 connected to the outer end of the axis 45 of the cylindrical portion 48.
A second gear train 80, 81, 82 interposed between the rotating body 77 and the output shaft of the second motor 83 outside the first gear train 50, 51, 52 outside the axis 45; A shaft 73, 73 a rotatably provided in the storage portion 49 and extending along the axis 45, and a shaft 73, 73 a interposed between an end of the shaft 73, 73 a near the laser processing apparatus main body 43 and the rotating body 77. 3 gear train 74, 7
5 and 76, and a pinion 66 that is connected to the shafts 73 and 73 a toward the outside of the axis 45 and is rotatably provided in the storage unit 49.
And a rack 65 meshed with the pinion 66 and guided by the storage portion 49 so as to be able to reciprocate in a direction 69 perpendicular to the axis 45.
A first reflecting mirror 56 provided in the storage portion 49 and reflecting the laser light in the cylindrical portion 48 perpendicularly to the axis 45; and a laser beam 57 from the first reflecting mirror 56 provided in the storage portion 49. Is reflected in parallel to the axis 45 by a second reflecting mirror 5.
8, a third reflecting mirror 60 provided in the storage portion 49 and reflecting the laser beam 59 from the second reflecting mirror 58 perpendicularly to the axis 45.
And a fourth reflecting mirror 62 fixed to the rack 65 and reflecting the laser beam 61 from the third reflecting mirror 60 in parallel with the axis 45.
And a lens 85 fixed to the rack 65 and emitting a laser beam 84 from the fourth reflecting mirror 62 to the workpiece.
JP4046973A 1992-03-04 1992-03-04 Laser processing equipment for robots Expired - Lifetime JP2824170B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4046973A JP2824170B2 (en) 1992-03-04 1992-03-04 Laser processing equipment for robots

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4046973A JP2824170B2 (en) 1992-03-04 1992-03-04 Laser processing equipment for robots

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05245680A JPH05245680A (en) 1993-09-24
JP2824170B2 true JP2824170B2 (en) 1998-11-11

Family

ID=12762194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4046973A Expired - Lifetime JP2824170B2 (en) 1992-03-04 1992-03-04 Laser processing equipment for robots

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2824170B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7223640B2 (en) * 2019-06-12 2023-02-16 株式会社アマダ laser welder

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05245680A (en) 1993-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5132887A (en) Multi-articulation type robot for laser operation
JP3831271B2 (en) Laser welding system and welding method by remote control
JPS59134682A (en) Manipulator device
EP0823303A1 (en) Laser processing device
US4892992A (en) Industrial laser robot system
JPS62289395A (en) Biaxial optical list for laser
US6858814B2 (en) Buckling arm robot
JP3003895B2 (en) Laser processing equipment
JP2824170B2 (en) Laser processing equipment for robots
JPH0782154B2 (en) Device for delivering parallel beams such as laser beams
JPH09327781A (en) Laser beam irradiation head positioning device
JP2000158170A (en) Processing head
JP3511049B2 (en) Laser processing equipment
EP0413826A1 (en) Method and apparatus for laser machining using non-axisymmetric parabolic reflector
JPH10216981A (en) Optical axis moving type laser bean machine
JPH08132264A (en) Laser beam machine
JP2662679B2 (en) Articulated laser machining robot
JPH0687089A (en) Laser beam machine
JPH04231191A (en) End operating body for moving in cartesian coordinate system
JPH0691386A (en) Laser beam machine
JPS60218Y2 (en) Laser processing equipment
JPS6229149B2 (en)
JPH05138390A (en) Laser beam machine
JPS62197289A (en) Laser beam machining device
JPH02295696A (en) Robot for laser processing