JP4280338B2 - Ｙａｇレーザ加工機のティーチング方法およびその装置 - Google Patents
Ｙａｇレーザ加工機のティーチング方法およびその装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4280338B2 JP4280338B2 JP28968998A JP28968998A JP4280338B2 JP 4280338 B2 JP4280338 B2 JP 4280338B2 JP 28968998 A JP28968998 A JP 28968998A JP 28968998 A JP28968998 A JP 28968998A JP 4280338 B2 JP4280338 B2 JP 4280338B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dimensional
- workpiece
- display
- laser processing
- teaching
- 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 - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置では、レーザ加工ヘッドの内部にＹＡＧレーザ光軸と同軸上にＣＣＤカメラを設けたものが一般的である。このＣＣＤカメラでワークを撮像してモニタに映し出し、ティーチングを行うものである。
【０００３】
この場合、予めＹＡＧレーザ光軸とＣＣＤカメラのクロスターゲットを一致させるように調整しておく。モニタ上に映し出された溶接線と、クロスターゲットが重なるようにレーザ加工ヘッドを移動させて、ティーチングポイントを決定する。
【０００４】
レーザ加工ヘッドが取り付けられたロボットの操作はプログラミングペンダントにより行われ、高さ方向はＣＣＤカメラのピントが合う位置で調整する。なお、ＹＡＧレーザは人の目に対して非常に危険なため、パーティション等で覆われ、加工を行う場合には作業者がパーティションの中にいないことを確認してから行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の技術にあっては、ティーチング時には作業者はパーティション内で作業し、加工を行う場合には毎回パーティションの外に出なければならないので煩わしいのみならず、作業効率が悪いという問題がある。
【０００６】
また、モニタ上でクロスターゲットと溶接線の位置調整を作業者が判断して行わねばならないため経験が要求され、高さ方向はＣＣＤカメラのピントで合わせるため正確さに欠けるという問題がある。
【０００７】
さらに、作業者は、プログラミングペンダントを持って操作しながらモニタを見て確認しなければならないため、熟練を要するという問題がある。
【０００８】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、一つの入出力装置を用いて且つ溶接線とクロスターゲットの一致および高さ方向の補正を自動化させて容易にティーチングを行うことのできるＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法およびその装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１による発明のＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法は、三次元方向に相対的に移動自在且つ所望の溶接姿勢が可能なレーザ加工ヘッドによりワークに三次元レーザ加工を行うに先立って行われるＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法において、前記レーザ加工ヘッドに設けられた撮像手段により前記ワークを少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向から撮影し、前記ワークの三次元図形を作成し、この三次元図形に大まかなティーチングポイントおよび溶接姿勢を入力し、前記三次元図形および前記溶接姿勢からマスタＪＯＢを作成し、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの前記各ティーチングポイントにおける詳細データにより前記マスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成すること、を特徴とするものである。
【００１０】
従って、三次元レーザ加工に先立って、レーザ加工ヘッドに設けられた撮像手段によりワークを撮影して三次元図形を作り、この図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力してマスタＪＯＢを作成した後、詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成してティーチングを行う。
【００１１】
請求項２による発明のＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法は、三次元方向に相対的に移動自在且つ所望の溶接姿勢が可能なレーザ加工ヘッドによりワークに三次元レーザ加工を行うに先立って行われるＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法において、固定的に設けられている複数の撮像手段により前記ワークを少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向から撮影し、前記ワークの三次元図形を作成し、この三次元図形に大まかなティーチングポイントおよび溶接姿勢を入力し、前記三次元図形および前記溶接姿勢からマスタＪＯＢを作成し、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの前記各ティーチングポイントにおける詳細データにより前記マスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成すること、を特徴とするものである。
【００１２】
従って、三次元レーザ加工に先立って、所定位置に設置された複数の撮像手段によりワークを撮影して三次元図形を作り、この図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力してマスタＪＯＢを作成した後、詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成してティーチングを行う。
【００１９】
請求項３による発明のＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置は、三次元方向に相対的に移動自在且つ所望の溶接姿勢が可能なレーザ加工ヘッドによりワークに三次元レーザ加工を行うに先立って行われるＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置であって、前記レーザ加工ヘッドに設けられて前記ワークを少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向から撮影する撮像手段と、前記ワークの三次元図形を作成して表示する表示手段と、この表示手段により表示された三次元図形に大まかなティーチングポイントおよび溶接姿勢を入力する入力手段と、前記三次元図形および前記溶接姿勢からマスタＪＯＢを作成すると共に前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの前記各ティーチングポイントにおける詳細データにより前記マスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成する画像処理装置と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００２０】
従って、三次元レーザ加工に先立って、レーザ加工ヘッドに設けられた撮像手段によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向からワークを撮影して三次元図形を作り、入力手段からこの図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力して、画像処理装置によりマスタＪＯＢを作成した後、詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成してティーチングを行う。
【００２１】
請求項４による発明のＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置は、三次元方向に相対的に移動自在且つ所望の溶接姿勢が可能なレーザ加工ヘッドによりワークに三次元レーザ加工を行うに先立って行われるＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置であって、前記ワークを少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向から撮影すべく固定的に設けられた複数の撮像手段と、前記ワークの三次元図形を作成して表示する表示手段と、この表示手段により表示された三次元図形に大まかなティーチングポイントおよび溶接姿勢を入力する入力手段と、前記三次元図形および前記溶接姿勢からマスタＪＯＢを作成すると共に前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの前記各ティーチングポイントにおける詳細データにより前記マスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成する画像処理装置と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００２２】
従って、三次元レーザ加工に先立って、所定位置に固定されて設置されている複数の撮像手段によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向からワークを撮影して三次元図形を作り、入力手段からこの図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力して、画像処理装置によりマスタＪＯＢを作成した後、詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成してティーチングを行う。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
図１には、この発明に係るＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置１を備えたレーザ加工機３の全体が示されている。このレーザ加工機３では、レーザ加工時の安全性確保のためのパーティション５で仕切られた内部にロボット７が設けられており、このロボット７のアーム９の先端にレーザ加工ヘッド１１が三次元方向に移動且つ姿勢自在に設けられている。また、パーティション５の外側には、ロボット７の制御を行うロボットコントローラ１３およびティーチングに用いられる画像処理装置１５が設けられている。
【００３１】
画像処理装置１５は、パソコンのように表示する表示手段としてのディスプレイ１７および本体１９を有し、この本体１９には入出力手段であるキーボード２１や図示省略のマウス等が接続されている。
【００３２】
また、図３を参照するに、前記レーザ加工ヘッド１１の側面には、撮像手段の一例としてのＣＣＤカメラ２３が取り付けられており、定盤２５の上に載置されたワークＷの撮像を行うようになっている。従って、ディスプレイ１７には、ＣＣＤカメラ２３により撮像された像と、クロスターゲット２７（図２４参照）が映し出される。
【００３３】
次に、ＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法について説明する。
【００３４】
このティーチング方法では、レーザ加工ヘッド１１に搭載されたＣＣＤカメラ２３の映像をディスプレイ１７に映し出し、このディスプレイ１７で映像とクロスターゲット２７を確認しながら、作業者が図示省略のプログラミングペンダントによりティーチングを行うものである。また、ＹＡＧレーザ用システム内で行っている作業を、システム外部で画像処理装置１５を用いてティーチングＪＯＢを作成して確認するものである。
【００３５】
まず、図２を参照して、作業者によるワークＷのセッティングについて説明する。作業者は、定盤２５の上にワークＷをセッティングする。例えば、ワークＷの最大サイズを５００ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍ（この大きさは解像度により任意に設定することができる）とする。定盤２５の上面中央部には、５００ｍｍ×５００ｍｍのマーキング２９が施されており、このマーキング２９の内部にワークＷをセッティングする。
【００３６】
次に、図３〜図５を参照して、ワークＷの上方からのデータ取得について説明する。ロボット７を一定の位置に固定して、ロボット７のアーム９をワークＷの上方へ移動させてレーザ加工ヘッド１１を下向きにセットし（図３、図４参照）、レーザ加工ヘッド１１に搭載されたＣＣＤカメラ２３によりワークＷを撮像する。図５を参照するに、この時のディスプレイ１７には、ワークＷを上方から見た形状が映し出される。なお、ロボット７の繰り返し位置決め精度は±０．１ｍｍ程度とする。
【００３７】
図６〜図８を参照して、ワークＷの正面のデータ取得について説明する。ロボット７のアーム９をワークＷの正面（図６中下側）へ移動させてレーザ加工ヘッド１１を水平にセットし（図７参照）、ＣＣＤカメラ２３によりワークＷを撮像する。図８を参照するに、この時のディスプレイ１７には、ワークＷを正面から見た形状が映し出される。
【００３８】
図９〜図１１を参照して、ワークＷの左側面のデータ取得について説明する。ロボット７のアーム９をワークＷの左側面（図９中左側）へ移動させてレーザ加工ヘッド１１をセットし（図１０参照）、ＣＣＤカメラ２３によりワークＷを撮像する。図１１を参照するに、この時のディスプレイ１７には、ワークＷを左側から見た形状が映し出される。
【００３９】
図１２〜図１４を参照して、ワークＷの右側面のデータ取得について説明する。ロボット７のアーム９をワークＷの右側面（図１２中右側）へ移動させてレーザ加工ヘッド１１をセットし（図１３参照）、ＣＣＤカメラ２３によりワークＷを撮像する。図１４を参照するに、この時のディスプレイ１７には、ワークＷを右側から見た形状が映し出される。
【００４０】
図１５を参照して、以上のようにして得られた上面データ、正面データ、左側面データおよび右側面データに基づいて行われる三次元データの作成について説明する。なお、予めロボット座標とＣＣＤカメラ２３で取得する各面の座標はキャリブレーションされて、例えば±１〜２ｍｍ程度の精度で一致している。
【００４１】
図１６および図１７を参照するに、以上のようにしてＣＣＤカメラ２３により得た各面データから三次元データを作成した場合の精度は、各面データの精度を±１〜２ｍｍで設定しているので、±２〜４ｍｍを目標値とする。
【００４２】
続いて、図１８〜図２２を参照して、以上のようにして得られた三次元データに基づく作業者による溶接線指示について説明する。作業者は溶接線を指示すると同時に溶接方向も指示する。さらに、傾斜角度も指示できる。
【００４３】
図１８を参照するに、作業者は溶接開始点ＰＡＳから溶接終了点ＰＡＥまでの溶接線上の各点Ｐｉをマウスでボックス３１で指示する。ＰＡＳ〜ＰＡ１〜ＰＡ２〜ＰＡ３〜ＰＡＥまでを指示すると、直線や円弧の線分の端点がティーチングポイントとされる。また、点ＰＡ２のように円弧の途中の場合には、ボックス３１のセンターと円弧の交点をティーチングポイントとする。
【００４４】
また、図１９を参照するに、図１８で示されたティーチングポイントＰｉにおける溶接姿勢を指示する。すなわち、例えば、溶接開始点ＰＡＳにおいて矢印Ａをマウスでクリックすると矢印Ｂが消えて矢印Ａが選択される。
【００４５】
以降、溶接姿勢をティーチングラインの法線方向として良いか質問してくるので、法線方向で良い場合にはその旨の入力をする。法線方向ではなく指示したい場合には矢印を選択して指示する。また、図２０（Ａ）を参照するに、さらに矢印をクリックすると傾斜角度を質問してくるので、例えば３０度と入力すると矢印が傾いて溶接姿勢を示す（図２０（Ｂ）参照）。
【００４６】
図２１を参照するに、前述の図１８に示されているのと同様に反対側の面についても溶接開始点ＰＢＳ〜ＰＢ１〜ＰＢ２〜ＰＢ３〜溶接終了点ＰＢＥまでをボックス３１で指示する。
【００４７】
また、図２２を参照するに、前述の図１９に示されているのと同様に反対側の面のＰＢＳ〜ＰＢ１〜ＰＢ２〜ＰＢ３〜ＰＢＥについて溶接姿勢を選択し、ＰＡＳとＰＢＳを溶接開始点として指示し、また、ＰＡＥとＰＢＥを溶接終了点として指示する。
【００４８】
次に、ティーチングＪＯＢの作成について説明する。ここで作成されるティーチングＪＯＢはラフなデータであり、補正ＪＯＢを作成するためのマスターＪＯＢである。またティーチングＪＯＢは、レーザ加工ヘッド１１の中心とＣＣＤカメラ２３はオフセットして取り付けられていることから、このオフセット分を考慮して作成される。
【００４９】
図２３を参照するに、マスターＪＯＢでは、まずリファレンス点Ｐ０から開始点ＰＡＳの位置近辺へアプローチし（ＭＯＶＪ）、開始点ＰＡＳの位置へ溶接姿勢を維持しながらアプローチして（ＭＯＶＪ）、溶接を開始する。開始点ＰＡＳから点ＰＡ１の位置へ溶接姿勢を変化させながら直線補間し（ＭＯＶＬ）、点ＰＡ１→点ＰＡ２→点ＰＡ３と溶接姿勢を変化させながら円弧補間する（ＭＯＶＣ）。点ＰＡ３から終了点ＰＡＥへ溶接姿勢を変化させながら直線補間して（ＭＯＶＬ）、終了点ＰＡＥの位置で溶接終了となる。
【００５０】
その後、点ＰＡＥの位置から退避し（ＭＯＶＪ）、反対側の開始点ＰＢＳの位置近辺へアプローチし（ＭＯＶＪ）、開始点ＰＢＳの位置へ溶接姿勢を維持しながらアプローチして（ＭＯＶＪ）、溶接を開始する。開始点ＰＢＳから点ＰＢ１の位置へ溶接姿勢を変化させながら直線補間し（ＭＯＶＬ）、点ＰＢ１→点ＰＢ２→点ＰＢ３と溶接姿勢を変化させながら円弧補間する（ＭＯＶＣ）。点ＰＢ３から終了点ＰＢＥへ溶接姿勢を変化させながら直線補間して（ＭＯＶＬ）、終了点ＰＢＥの位置で溶接終了となり、終了点ＰＢＥから退避して（ＭＯＶＪ）、リファレンス点Ｐ０へ移動する（ＭＯＶＪ）。なお、ワークＷとの干渉チェックを行う必要がある。
【００５１】
次に、図２４および図２５を参照して、補正ＪＯＢ作成のための補正データの取得について説明する。レーザ加工ヘッド１１にはＹＡＧレーザによる加工点と同軸上にＣＣＤカメラ２３が設けられているが、ＹＡＧレーザの光軸がＣＣＤカメラ２３の中心にあるとは限らないため、予めＹＡＧレーザの図示省略の集光点にクロスターゲット２７を合わせておく。また、半導体レーザのスリット光３３を外部から角度を持って一定の幅で照射し、最適焦点位置でラインが中心にくるように位置を調整しておく。
【００５２】
先に作成されたマスターＪＯＢに従って図２３中開始点ＰＡＳへ移動して、この位置でＣＣＤカメラ２３によりワークＷを撮像する（図２４参照）。ディスプレイ１７には、加工ノズル３５の内径、クロスターゲット２７、半導体レーザのスリット光３３が映し出されている。
【００５３】
この時、図２５に示されているように、ワークＷがずれて映るので、Ｘ方向補正量δＸ、Ｙ方向補正量δＹ、Ｚ方向補正量δＺが明らかになる。あるいは、Ｚ方向補正量δＺについては、ディスプレイ１７に表示されているスリット光３３の幅からＺ方向の距離等のデータを取り出すことも可能である。
【００５４】
次いで、座標の補正を行う。まず、図２６を参照するに、Ｘ方向の補正を行うために、レーザ加工ヘッド１１を図２６中右方向へδＸだけ移動させる。また、図２７を参照するに、Ｙ方向の補正を行うために、レーザ加工ヘッド１１を図２７中下方向へδＹだけ移動させる。さらに、図２８を参照するに、Ｚ方向の補正を行うために、レーザ加工ヘッド１１をワークＷ方向へδＺだけ近づける。
【００５５】
以上のような各軸方向への移動は、作業者が補正量をキーで入力して変更し、さらに微調整が可能となっている。あるいは、コマンドスイッチで調整可能としても良い。実際には、Ｚ方向を補正後、ＸＹを同時に補正してもよい。
【００５６】
図２９を参照するに、上述のようにしてδＸ、δＹ、δＺの補正を行うことにより、開始点ＰＡＳ位置における補正が完了するので、以後各点Ｐｉについて同様にして補正を行う。
【００５７】
続いて、以上のようにして各点について得られた補正座標を利用して、マスターＪＯＢに対して補正ＪＯＢを作成する。このようにして作成された補正ＪＯＢは、ロボット７の繰り返し位置決め精度が例えば±０．１ｍｍであるため、ワークＷが動かなければこの精度内に入るはずである。
【００５８】
この補正ＪＯＢを使用して、ＹＡＧレーザを出射せずにドライ運転を行い、溶接線が適正であるか、最適焦点位置であるか等について作業者が確認することができる。作業者が適正であることを確認できたら、ＹＡＧレーザを出射して、本溶接を開始する。
【００５９】
以上のようにしてティーチングを行った後にレーザ加工を実行するが、図３０に示されているように、形状が同一で大きさが異なる製品がある場合、元の形状についての三次元データを伸ばしたり、縮めたりしてマスタＪＯＢを作成することができる。例えば、長手方向（Ｘ方向）に１．５倍の長さがある場合にはＸ方向に１５０％にする。また、半分の長さの場合にはＸ方向に５０％とする。
【００６０】
以上の結果から、パーティション５の外側において一つの入出力装置で操作が可能になるので、安全性が確保されると共に作業者の負担を軽減して作業効率を改善することができる。
【００６１】
また、溶接線とクロスターゲット２７の一致を画像処理装置１５で行うので作業者の負担を軽減できるし、熟練者でなくても操作することができる。
【００６２】
なお、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の発明の実施の形態においては、ロボット７に取り付けられているレーザ加工ヘッド１１に一台のＣＣＤカメラ２３を取り付けてティーチングを行ったが、例えばパーティション等の固定の装置に取り付けられて全体を撮影するＣＣＤカメラを設けるようにしても良い。但し、この場合にはいろいろな角度から撮影するために複数台のＣＣＤカメラを設ける必要がある。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によるＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法では、三次元レーザ加工に先立って、レーザ加工ヘッドに設けられた撮像手段によりワークを撮影して三次元図形を作り、この図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力してマスタＪＯＢを作成した後、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成するので、パーティションの外側において一つの入出力装置でティーチング操作が可能になり、安全性が確保されると共に作業者の負担を軽減して作業効率を改善することができる。
【００６４】
請求項２の発明によるＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法では、三次元レーザ加工に先立って、所定位置に設置された複数の撮像手段によりワークを撮影して三次元図形を作り、この図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力してマスタＪＯＢを作成した後、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成するので、パーティションの外側において一つの入出力装置でティーチング操作が可能になり、安全性が確保されると共に作業者の負担を軽減して作業効率を改善することができる。
【００６８】
請求項３の発明によるＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置では、三次元レーザ加工に先立って、レーザ加工ヘッドに設けられた撮像手段によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向からワークを撮影して三次元図形を作り、入力手段からこの図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力して、画像処理装置によりマスタＪＯＢを作成した後、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成するので、パーティションの外側において一つの入出力装置でティーチング操作が可能になり、安全性が確保されると共に作業者の負担を軽減して作業効率を改善することができる。
【００６９】
請求項４の発明によるＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置では、三次元レーザ加工に先立って、所定位置に固定されて設置されている複数の撮像手段によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向からワークを撮影して三次元図形を作り、入力手段からこの図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力して、画像処理装置によりマスタＪＯＢを作成した後、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成するので、パーティションの外側において一つの入出力装置でティーチング操作が可能になり、安全性が確保されると共に作業者の負担を軽減して作業効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るティーチング装置を装備したＹＡＧレーザ加工機を示す斜視図である。
【図２】ワークをセットする定盤を示す平面図である。
【図３】ＣＣＤカメラにより上方から撮像している状態を示す正面図である。
【図４】図３中IV方向から見た平面図である。
【図５】上方から撮像したワークが表示されたディスプレイである。
【図６】ＣＣＤカメラにより前方から撮像している状態を示す正面図である。
【図７】図６中VII方向から見た平面図である。
【図８】前方から撮像したワークが表示されたディスプレイである。
【図９】ＣＣＤカメラにより左側方から撮像している状態を示す正面図である。
【図１０】図９中X方向から見た平面図である。
【図１１】左側方から撮像したワークが表示されたディスプレイである。
【図１２】ＣＣＤカメラにより右側方から撮像している状態を示す正面図である。
【図１３】図１２中XIII方向から見た平面図である。
【図１４】右側方から撮像したワークが表示されたディスプレイである。
【図１５】得られた情報から三次元図形を描く処理の説明図である。
【図１６】得られた三次元図形を前方から見た図を示すディスプレイである。
【図１７】得られた三次元図形を後方から見た図を示すディスプレイである。
【図１８】作業者による溶接線指示のための図である。
【図１９】作業者による溶接姿勢指示のための図である。
【図２０】（Ａ）、（Ｂ）は、溶接姿勢の変更を行う状態を示す斜視図である。
【図２１】作業者による溶接線指示のための図である。
【図２２】作業者による溶接姿勢指示のための図である。
【図２３】マスタＪＯＢの作成を示すディスプレイである。
【図２４】補正データの取得のための表示である。
【図２５】補正データの取得のための表示である。
【図２６】加工ヘッドをＸ方向へずらしたときのディスプレイ表示である。
【図２７】加工ヘッドをＹ方向へずらしたときのディスプレイ表示である。
【図２８】加工ヘッドをＺ方向へずらしたときのディスプレイ表示である。
【図２９】各点について補正を行っている状態を示す説明図である。
【図３０】ワークの長さのみが変化する場合を示すディスプレイ表示である。
【符号の説明】
１ ティーチング装置
１１ レーザ加工ヘッド
１５ 画像処理装置
１７ ディスプレイ（表示手段）
２１ キーボード（入力手段）
２３ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
２７ クロスターゲット
３３ スリット光
Ｗ ワーク
【発明の属する技術分野】
この発明はＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置では、レーザ加工ヘッドの内部にＹＡＧレーザ光軸と同軸上にＣＣＤカメラを設けたものが一般的である。このＣＣＤカメラでワークを撮像してモニタに映し出し、ティーチングを行うものである。
【０００３】
この場合、予めＹＡＧレーザ光軸とＣＣＤカメラのクロスターゲットを一致させるように調整しておく。モニタ上に映し出された溶接線と、クロスターゲットが重なるようにレーザ加工ヘッドを移動させて、ティーチングポイントを決定する。
【０００４】
レーザ加工ヘッドが取り付けられたロボットの操作はプログラミングペンダントにより行われ、高さ方向はＣＣＤカメラのピントが合う位置で調整する。なお、ＹＡＧレーザは人の目に対して非常に危険なため、パーティション等で覆われ、加工を行う場合には作業者がパーティションの中にいないことを確認してから行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の技術にあっては、ティーチング時には作業者はパーティション内で作業し、加工を行う場合には毎回パーティションの外に出なければならないので煩わしいのみならず、作業効率が悪いという問題がある。
【０００６】
また、モニタ上でクロスターゲットと溶接線の位置調整を作業者が判断して行わねばならないため経験が要求され、高さ方向はＣＣＤカメラのピントで合わせるため正確さに欠けるという問題がある。
【０００７】
さらに、作業者は、プログラミングペンダントを持って操作しながらモニタを見て確認しなければならないため、熟練を要するという問題がある。
【０００８】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、一つの入出力装置を用いて且つ溶接線とクロスターゲットの一致および高さ方向の補正を自動化させて容易にティーチングを行うことのできるＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法およびその装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１による発明のＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法は、三次元方向に相対的に移動自在且つ所望の溶接姿勢が可能なレーザ加工ヘッドによりワークに三次元レーザ加工を行うに先立って行われるＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法において、前記レーザ加工ヘッドに設けられた撮像手段により前記ワークを少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向から撮影し、前記ワークの三次元図形を作成し、この三次元図形に大まかなティーチングポイントおよび溶接姿勢を入力し、前記三次元図形および前記溶接姿勢からマスタＪＯＢを作成し、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの前記各ティーチングポイントにおける詳細データにより前記マスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成すること、を特徴とするものである。
【００１０】
従って、三次元レーザ加工に先立って、レーザ加工ヘッドに設けられた撮像手段によりワークを撮影して三次元図形を作り、この図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力してマスタＪＯＢを作成した後、詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成してティーチングを行う。
【００１１】
請求項２による発明のＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法は、三次元方向に相対的に移動自在且つ所望の溶接姿勢が可能なレーザ加工ヘッドによりワークに三次元レーザ加工を行うに先立って行われるＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法において、固定的に設けられている複数の撮像手段により前記ワークを少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向から撮影し、前記ワークの三次元図形を作成し、この三次元図形に大まかなティーチングポイントおよび溶接姿勢を入力し、前記三次元図形および前記溶接姿勢からマスタＪＯＢを作成し、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの前記各ティーチングポイントにおける詳細データにより前記マスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成すること、を特徴とするものである。
【００１２】
従って、三次元レーザ加工に先立って、所定位置に設置された複数の撮像手段によりワークを撮影して三次元図形を作り、この図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力してマスタＪＯＢを作成した後、詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成してティーチングを行う。
【００１９】
請求項３による発明のＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置は、三次元方向に相対的に移動自在且つ所望の溶接姿勢が可能なレーザ加工ヘッドによりワークに三次元レーザ加工を行うに先立って行われるＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置であって、前記レーザ加工ヘッドに設けられて前記ワークを少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向から撮影する撮像手段と、前記ワークの三次元図形を作成して表示する表示手段と、この表示手段により表示された三次元図形に大まかなティーチングポイントおよび溶接姿勢を入力する入力手段と、前記三次元図形および前記溶接姿勢からマスタＪＯＢを作成すると共に前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの前記各ティーチングポイントにおける詳細データにより前記マスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成する画像処理装置と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００２０】
従って、三次元レーザ加工に先立って、レーザ加工ヘッドに設けられた撮像手段によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向からワークを撮影して三次元図形を作り、入力手段からこの図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力して、画像処理装置によりマスタＪＯＢを作成した後、詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成してティーチングを行う。
【００２１】
請求項４による発明のＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置は、三次元方向に相対的に移動自在且つ所望の溶接姿勢が可能なレーザ加工ヘッドによりワークに三次元レーザ加工を行うに先立って行われるＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置であって、前記ワークを少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向から撮影すべく固定的に設けられた複数の撮像手段と、前記ワークの三次元図形を作成して表示する表示手段と、この表示手段により表示された三次元図形に大まかなティーチングポイントおよび溶接姿勢を入力する入力手段と、前記三次元図形および前記溶接姿勢からマスタＪＯＢを作成すると共に前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの前記各ティーチングポイントにおける詳細データにより前記マスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成する画像処理装置と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００２２】
従って、三次元レーザ加工に先立って、所定位置に固定されて設置されている複数の撮像手段によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向からワークを撮影して三次元図形を作り、入力手段からこの図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力して、画像処理装置によりマスタＪＯＢを作成した後、詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成してティーチングを行う。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
図１には、この発明に係るＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置１を備えたレーザ加工機３の全体が示されている。このレーザ加工機３では、レーザ加工時の安全性確保のためのパーティション５で仕切られた内部にロボット７が設けられており、このロボット７のアーム９の先端にレーザ加工ヘッド１１が三次元方向に移動且つ姿勢自在に設けられている。また、パーティション５の外側には、ロボット７の制御を行うロボットコントローラ１３およびティーチングに用いられる画像処理装置１５が設けられている。
【００３１】
画像処理装置１５は、パソコンのように表示する表示手段としてのディスプレイ１７および本体１９を有し、この本体１９には入出力手段であるキーボード２１や図示省略のマウス等が接続されている。
【００３２】
また、図３を参照するに、前記レーザ加工ヘッド１１の側面には、撮像手段の一例としてのＣＣＤカメラ２３が取り付けられており、定盤２５の上に載置されたワークＷの撮像を行うようになっている。従って、ディスプレイ１７には、ＣＣＤカメラ２３により撮像された像と、クロスターゲット２７（図２４参照）が映し出される。
【００３３】
次に、ＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法について説明する。
【００３４】
このティーチング方法では、レーザ加工ヘッド１１に搭載されたＣＣＤカメラ２３の映像をディスプレイ１７に映し出し、このディスプレイ１７で映像とクロスターゲット２７を確認しながら、作業者が図示省略のプログラミングペンダントによりティーチングを行うものである。また、ＹＡＧレーザ用システム内で行っている作業を、システム外部で画像処理装置１５を用いてティーチングＪＯＢを作成して確認するものである。
【００３５】
まず、図２を参照して、作業者によるワークＷのセッティングについて説明する。作業者は、定盤２５の上にワークＷをセッティングする。例えば、ワークＷの最大サイズを５００ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍ（この大きさは解像度により任意に設定することができる）とする。定盤２５の上面中央部には、５００ｍｍ×５００ｍｍのマーキング２９が施されており、このマーキング２９の内部にワークＷをセッティングする。
【００３６】
次に、図３〜図５を参照して、ワークＷの上方からのデータ取得について説明する。ロボット７を一定の位置に固定して、ロボット７のアーム９をワークＷの上方へ移動させてレーザ加工ヘッド１１を下向きにセットし（図３、図４参照）、レーザ加工ヘッド１１に搭載されたＣＣＤカメラ２３によりワークＷを撮像する。図５を参照するに、この時のディスプレイ１７には、ワークＷを上方から見た形状が映し出される。なお、ロボット７の繰り返し位置決め精度は±０．１ｍｍ程度とする。
【００３７】
図６〜図８を参照して、ワークＷの正面のデータ取得について説明する。ロボット７のアーム９をワークＷの正面（図６中下側）へ移動させてレーザ加工ヘッド１１を水平にセットし（図７参照）、ＣＣＤカメラ２３によりワークＷを撮像する。図８を参照するに、この時のディスプレイ１７には、ワークＷを正面から見た形状が映し出される。
【００３８】
図９〜図１１を参照して、ワークＷの左側面のデータ取得について説明する。ロボット７のアーム９をワークＷの左側面（図９中左側）へ移動させてレーザ加工ヘッド１１をセットし（図１０参照）、ＣＣＤカメラ２３によりワークＷを撮像する。図１１を参照するに、この時のディスプレイ１７には、ワークＷを左側から見た形状が映し出される。
【００３９】
図１２〜図１４を参照して、ワークＷの右側面のデータ取得について説明する。ロボット７のアーム９をワークＷの右側面（図１２中右側）へ移動させてレーザ加工ヘッド１１をセットし（図１３参照）、ＣＣＤカメラ２３によりワークＷを撮像する。図１４を参照するに、この時のディスプレイ１７には、ワークＷを右側から見た形状が映し出される。
【００４０】
図１５を参照して、以上のようにして得られた上面データ、正面データ、左側面データおよび右側面データに基づいて行われる三次元データの作成について説明する。なお、予めロボット座標とＣＣＤカメラ２３で取得する各面の座標はキャリブレーションされて、例えば±１〜２ｍｍ程度の精度で一致している。
【００４１】
図１６および図１７を参照するに、以上のようにしてＣＣＤカメラ２３により得た各面データから三次元データを作成した場合の精度は、各面データの精度を±１〜２ｍｍで設定しているので、±２〜４ｍｍを目標値とする。
【００４２】
続いて、図１８〜図２２を参照して、以上のようにして得られた三次元データに基づく作業者による溶接線指示について説明する。作業者は溶接線を指示すると同時に溶接方向も指示する。さらに、傾斜角度も指示できる。
【００４３】
図１８を参照するに、作業者は溶接開始点ＰＡＳから溶接終了点ＰＡＥまでの溶接線上の各点Ｐｉをマウスでボックス３１で指示する。ＰＡＳ〜ＰＡ１〜ＰＡ２〜ＰＡ３〜ＰＡＥまでを指示すると、直線や円弧の線分の端点がティーチングポイントとされる。また、点ＰＡ２のように円弧の途中の場合には、ボックス３１のセンターと円弧の交点をティーチングポイントとする。
【００４４】
また、図１９を参照するに、図１８で示されたティーチングポイントＰｉにおける溶接姿勢を指示する。すなわち、例えば、溶接開始点ＰＡＳにおいて矢印Ａをマウスでクリックすると矢印Ｂが消えて矢印Ａが選択される。
【００４５】
以降、溶接姿勢をティーチングラインの法線方向として良いか質問してくるので、法線方向で良い場合にはその旨の入力をする。法線方向ではなく指示したい場合には矢印を選択して指示する。また、図２０（Ａ）を参照するに、さらに矢印をクリックすると傾斜角度を質問してくるので、例えば３０度と入力すると矢印が傾いて溶接姿勢を示す（図２０（Ｂ）参照）。
【００４６】
図２１を参照するに、前述の図１８に示されているのと同様に反対側の面についても溶接開始点ＰＢＳ〜ＰＢ１〜ＰＢ２〜ＰＢ３〜溶接終了点ＰＢＥまでをボックス３１で指示する。
【００４７】
また、図２２を参照するに、前述の図１９に示されているのと同様に反対側の面のＰＢＳ〜ＰＢ１〜ＰＢ２〜ＰＢ３〜ＰＢＥについて溶接姿勢を選択し、ＰＡＳとＰＢＳを溶接開始点として指示し、また、ＰＡＥとＰＢＥを溶接終了点として指示する。
【００４８】
次に、ティーチングＪＯＢの作成について説明する。ここで作成されるティーチングＪＯＢはラフなデータであり、補正ＪＯＢを作成するためのマスターＪＯＢである。またティーチングＪＯＢは、レーザ加工ヘッド１１の中心とＣＣＤカメラ２３はオフセットして取り付けられていることから、このオフセット分を考慮して作成される。
【００４９】
図２３を参照するに、マスターＪＯＢでは、まずリファレンス点Ｐ０から開始点ＰＡＳの位置近辺へアプローチし（ＭＯＶＪ）、開始点ＰＡＳの位置へ溶接姿勢を維持しながらアプローチして（ＭＯＶＪ）、溶接を開始する。開始点ＰＡＳから点ＰＡ１の位置へ溶接姿勢を変化させながら直線補間し（ＭＯＶＬ）、点ＰＡ１→点ＰＡ２→点ＰＡ３と溶接姿勢を変化させながら円弧補間する（ＭＯＶＣ）。点ＰＡ３から終了点ＰＡＥへ溶接姿勢を変化させながら直線補間して（ＭＯＶＬ）、終了点ＰＡＥの位置で溶接終了となる。
【００５０】
その後、点ＰＡＥの位置から退避し（ＭＯＶＪ）、反対側の開始点ＰＢＳの位置近辺へアプローチし（ＭＯＶＪ）、開始点ＰＢＳの位置へ溶接姿勢を維持しながらアプローチして（ＭＯＶＪ）、溶接を開始する。開始点ＰＢＳから点ＰＢ１の位置へ溶接姿勢を変化させながら直線補間し（ＭＯＶＬ）、点ＰＢ１→点ＰＢ２→点ＰＢ３と溶接姿勢を変化させながら円弧補間する（ＭＯＶＣ）。点ＰＢ３から終了点ＰＢＥへ溶接姿勢を変化させながら直線補間して（ＭＯＶＬ）、終了点ＰＢＥの位置で溶接終了となり、終了点ＰＢＥから退避して（ＭＯＶＪ）、リファレンス点Ｐ０へ移動する（ＭＯＶＪ）。なお、ワークＷとの干渉チェックを行う必要がある。
【００５１】
次に、図２４および図２５を参照して、補正ＪＯＢ作成のための補正データの取得について説明する。レーザ加工ヘッド１１にはＹＡＧレーザによる加工点と同軸上にＣＣＤカメラ２３が設けられているが、ＹＡＧレーザの光軸がＣＣＤカメラ２３の中心にあるとは限らないため、予めＹＡＧレーザの図示省略の集光点にクロスターゲット２７を合わせておく。また、半導体レーザのスリット光３３を外部から角度を持って一定の幅で照射し、最適焦点位置でラインが中心にくるように位置を調整しておく。
【００５２】
先に作成されたマスターＪＯＢに従って図２３中開始点ＰＡＳへ移動して、この位置でＣＣＤカメラ２３によりワークＷを撮像する（図２４参照）。ディスプレイ１７には、加工ノズル３５の内径、クロスターゲット２７、半導体レーザのスリット光３３が映し出されている。
【００５３】
この時、図２５に示されているように、ワークＷがずれて映るので、Ｘ方向補正量δＸ、Ｙ方向補正量δＹ、Ｚ方向補正量δＺが明らかになる。あるいは、Ｚ方向補正量δＺについては、ディスプレイ１７に表示されているスリット光３３の幅からＺ方向の距離等のデータを取り出すことも可能である。
【００５４】
次いで、座標の補正を行う。まず、図２６を参照するに、Ｘ方向の補正を行うために、レーザ加工ヘッド１１を図２６中右方向へδＸだけ移動させる。また、図２７を参照するに、Ｙ方向の補正を行うために、レーザ加工ヘッド１１を図２７中下方向へδＹだけ移動させる。さらに、図２８を参照するに、Ｚ方向の補正を行うために、レーザ加工ヘッド１１をワークＷ方向へδＺだけ近づける。
【００５５】
以上のような各軸方向への移動は、作業者が補正量をキーで入力して変更し、さらに微調整が可能となっている。あるいは、コマンドスイッチで調整可能としても良い。実際には、Ｚ方向を補正後、ＸＹを同時に補正してもよい。
【００５６】
図２９を参照するに、上述のようにしてδＸ、δＹ、δＺの補正を行うことにより、開始点ＰＡＳ位置における補正が完了するので、以後各点Ｐｉについて同様にして補正を行う。
【００５７】
続いて、以上のようにして各点について得られた補正座標を利用して、マスターＪＯＢに対して補正ＪＯＢを作成する。このようにして作成された補正ＪＯＢは、ロボット７の繰り返し位置決め精度が例えば±０．１ｍｍであるため、ワークＷが動かなければこの精度内に入るはずである。
【００５８】
この補正ＪＯＢを使用して、ＹＡＧレーザを出射せずにドライ運転を行い、溶接線が適正であるか、最適焦点位置であるか等について作業者が確認することができる。作業者が適正であることを確認できたら、ＹＡＧレーザを出射して、本溶接を開始する。
【００５９】
以上のようにしてティーチングを行った後にレーザ加工を実行するが、図３０に示されているように、形状が同一で大きさが異なる製品がある場合、元の形状についての三次元データを伸ばしたり、縮めたりしてマスタＪＯＢを作成することができる。例えば、長手方向（Ｘ方向）に１．５倍の長さがある場合にはＸ方向に１５０％にする。また、半分の長さの場合にはＸ方向に５０％とする。
【００６０】
以上の結果から、パーティション５の外側において一つの入出力装置で操作が可能になるので、安全性が確保されると共に作業者の負担を軽減して作業効率を改善することができる。
【００６１】
また、溶接線とクロスターゲット２７の一致を画像処理装置１５で行うので作業者の負担を軽減できるし、熟練者でなくても操作することができる。
【００６２】
なお、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の発明の実施の形態においては、ロボット７に取り付けられているレーザ加工ヘッド１１に一台のＣＣＤカメラ２３を取り付けてティーチングを行ったが、例えばパーティション等の固定の装置に取り付けられて全体を撮影するＣＣＤカメラを設けるようにしても良い。但し、この場合にはいろいろな角度から撮影するために複数台のＣＣＤカメラを設ける必要がある。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によるＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法では、三次元レーザ加工に先立って、レーザ加工ヘッドに設けられた撮像手段によりワークを撮影して三次元図形を作り、この図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力してマスタＪＯＢを作成した後、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成するので、パーティションの外側において一つの入出力装置でティーチング操作が可能になり、安全性が確保されると共に作業者の負担を軽減して作業効率を改善することができる。
【００６４】
請求項２の発明によるＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法では、三次元レーザ加工に先立って、所定位置に設置された複数の撮像手段によりワークを撮影して三次元図形を作り、この図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力してマスタＪＯＢを作成した後、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成するので、パーティションの外側において一つの入出力装置でティーチング操作が可能になり、安全性が確保されると共に作業者の負担を軽減して作業効率を改善することができる。
【００６８】
請求項３の発明によるＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置では、三次元レーザ加工に先立って、レーザ加工ヘッドに設けられた撮像手段によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向からワークを撮影して三次元図形を作り、入力手段からこの図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力して、画像処理装置によりマスタＪＯＢを作成した後、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成するので、パーティションの外側において一つの入出力装置でティーチング操作が可能になり、安全性が確保されると共に作業者の負担を軽減して作業効率を改善することができる。
【００６９】
請求項４の発明によるＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置では、三次元レーザ加工に先立って、所定位置に固定されて設置されている複数の撮像手段によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向からワークを撮影して三次元図形を作り、入力手段からこの図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力して、画像処理装置によりマスタＪＯＢを作成した後、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成するので、パーティションの外側において一つの入出力装置でティーチング操作が可能になり、安全性が確保されると共に作業者の負担を軽減して作業効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るティーチング装置を装備したＹＡＧレーザ加工機を示す斜視図である。
【図２】ワークをセットする定盤を示す平面図である。
【図３】ＣＣＤカメラにより上方から撮像している状態を示す正面図である。
【図４】図３中IV方向から見た平面図である。
【図５】上方から撮像したワークが表示されたディスプレイである。
【図６】ＣＣＤカメラにより前方から撮像している状態を示す正面図である。
【図７】図６中VII方向から見た平面図である。
【図８】前方から撮像したワークが表示されたディスプレイである。
【図９】ＣＣＤカメラにより左側方から撮像している状態を示す正面図である。
【図１０】図９中X方向から見た平面図である。
【図１１】左側方から撮像したワークが表示されたディスプレイである。
【図１２】ＣＣＤカメラにより右側方から撮像している状態を示す正面図である。
【図１３】図１２中XIII方向から見た平面図である。
【図１４】右側方から撮像したワークが表示されたディスプレイである。
【図１５】得られた情報から三次元図形を描く処理の説明図である。
【図１６】得られた三次元図形を前方から見た図を示すディスプレイである。
【図１７】得られた三次元図形を後方から見た図を示すディスプレイである。
【図１８】作業者による溶接線指示のための図である。
【図１９】作業者による溶接姿勢指示のための図である。
【図２０】（Ａ）、（Ｂ）は、溶接姿勢の変更を行う状態を示す斜視図である。
【図２１】作業者による溶接線指示のための図である。
【図２２】作業者による溶接姿勢指示のための図である。
【図２３】マスタＪＯＢの作成を示すディスプレイである。
【図２４】補正データの取得のための表示である。
【図２５】補正データの取得のための表示である。
【図２６】加工ヘッドをＸ方向へずらしたときのディスプレイ表示である。
【図２７】加工ヘッドをＹ方向へずらしたときのディスプレイ表示である。
【図２８】加工ヘッドをＺ方向へずらしたときのディスプレイ表示である。
【図２９】各点について補正を行っている状態を示す説明図である。
【図３０】ワークの長さのみが変化する場合を示すディスプレイ表示である。
【符号の説明】
１ ティーチング装置
１１ レーザ加工ヘッド
１５ 画像処理装置
１７ ディスプレイ（表示手段）
２１ キーボード（入力手段）
２３ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
２７ クロスターゲット
３３ スリット光
Ｗ ワーク
Claims (4)
- 三次元方向に相対的に移動自在且つ所望の溶接姿勢が可能なレーザ加工ヘッドによりワークに三次元レーザ加工を行うに先立って行われるＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法において、前記レーザ加工ヘッドに設けられた撮像手段により前記ワークを少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向から撮影し、前記ワークの三次元図形を作成し、この三次元図形に大まかなティーチングポイントおよび溶接姿勢を入力し、前記三次元図形および前記溶接姿勢からマスタＪＯＢを作成し、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの前記各ティーチングポイントにおける詳細データにより前記マスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成すること、を特徴とするＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法。
- 三次元方向に相対的に移動自在且つ所望の溶接姿勢が可能なレーザ加工ヘッドによりワークに三次元レーザ加工を行うに先立って行われるＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法において、固定的に設けられている複数の撮像手段により前記ワークを少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向から撮影し、前記ワークの三次元図形を作成し、この三次元図形に大まかなティーチングポイントおよび溶接姿勢を入力し、前記三次元図形および前記溶接姿勢からマスタＪＯＢを作成し、前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの前記各ティーチングポイントにおける詳細データにより前記マスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成すること、を特徴とするＹＡＧレーザ加工機のティーチング方法。
- 三次元方向に相対的に移動自在且つ所望の溶接姿勢が可能なレーザ加工ヘッドによりワークに三次元レーザ加工を行うに先立って行われるＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置であって、前記レーザ加工ヘッドに設けられて前記ワークを少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向から撮影する撮像手段と、前記ワークの三次元図形を作成して表示する表示手段と、この表示手段により表示された三次元図形に大まかなティーチングポイントおよび溶接姿勢を入力する入力手段と、前記三次元図形および前記溶接姿勢からマスタＪＯＢを作成すると共に前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの前記各ティーチングポイントにおける詳細データにより前記マスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成する画像処理装置と、を備えてなることを特徴とするＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置。
- 三次元方向に相対的に移動自在且つ所望の溶接姿勢が可能なレーザ加工ヘッドによりワークに三次元レーザ加工を行うに先立って行われるＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置であって、前記ワークを少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向から撮影すべく固定的に設けられた複数の撮像手段と、前記ワークの三次元図形を作成して表示する表示手段と、この表示手段により表示された三次元図形に大まかなティーチングポイントおよび溶接姿勢を入力する入力手段と、前記三次元図形および前記溶接姿勢からマスタＪＯＢを作成すると共に前記マスタＪＯＢに従い前記撮像手段によって前記ワークを撮像したときにディスプレイに映し出される加工ノズルの内径、予めＹＡＧレーザの集光点に合せられたクロスターゲット及び最適焦点位置でラインが前記加工ノズルの内径の中心にくるように予め位置調整された半導体レーザのスリット光を前記ディスプレイに映し出し、前記加工ノズルのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の補正を行ったときの前記各ティーチングポイントにおける詳細データにより前記マスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成する画像処理装置と、を備えてなることを特徴とするＹＡＧレーザ加工機のティーチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28968998A JP4280338B2 (ja) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Ｙａｇレーザ加工機のティーチング方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28968998A JP4280338B2 (ja) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Ｙａｇレーザ加工機のティーチング方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000117466A JP2000117466A (ja) | 2000-04-25 |
| JP4280338B2 true JP4280338B2 (ja) | 2009-06-17 |
Family
ID=17746481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28968998A Expired - Fee Related JP4280338B2 (ja) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Ｙａｇレーザ加工機のティーチング方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4280338B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2918477A1 (fr) * | 2007-07-04 | 2009-01-09 | Aldebaran Robotics Soc Par Act | Procede d'edition de mouvements d'un robot |
| JP5306333B2 (ja) * | 2008-04-14 | 2013-10-02 | 株式会社東芝 | レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法 |
| WO2014096412A2 (en) * | 2012-12-20 | 2014-06-26 | Coskunoz Metal Form Makina Endustri Ve Tic. A.S. | Method for determining the workpiece location |
| JP2015150655A (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ加工パターンの教示方法およびロボットの動作方法 |
| KR101948108B1 (ko) * | 2016-05-02 | 2019-02-14 | 에스아이에스 주식회사 | 자동차용 내장재 레이저 가공장치 |
| JP6795567B2 (ja) | 2018-10-30 | 2020-12-02 | ファナック株式会社 | 加工条件設定装置及び三次元レーザ加工システム |
-
1998
- 1998-10-12 JP JP28968998A patent/JP4280338B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000117466A (ja) | 2000-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100817349B1 (ko) | 레이저 조사 상태의 표시 방법 및 레이저 조사 상태 표시시스템 | |
| JP6464213B2 (ja) | レーザ加工ヘッドおよび撮影装置を備えるレーザ加工システム | |
| JP6856607B2 (ja) | 撮影装置及び工作機械 | |
| JP6348149B2 (ja) | ロボットを用いてレーザ加工を行うレーザ加工ロボットシステム | |
| JP2024009106A (ja) | ツールの作業位置のずれ量を取得する装置、及び方法 | |
| JP5645687B2 (ja) | レーザ加工装置、及びレーザ加工方法 | |
| JP2019058942A (ja) | 溶接外観不良検出装置、レーザ溶接装置、及び、溶接外観不良検出方法 | |
| JP2003230959A (ja) | 遠隔操作型溶接ロボットシステム | |
| JP2000317660A (ja) | レーザ光を利用したバリ取り方法及びバリ取り装置 | |
| JP2000042775A (ja) | レーザ加工方法およびその装置 | |
| JP4280338B2 (ja) | Ｙａｇレーザ加工機のティーチング方法およびその装置 | |
| JP3592846B2 (ja) | レーザ加工機におけるティーチング方法及びその装置 | |
| JP2732230B2 (ja) | レーザ光加工における同軸観測装置 | |
| JP2000263273A (ja) | Ｙａｇレーザ加工機のティーチング方法及びその装置 | |
| JP2008246659A (ja) | 作業ロボットの位置計測装置 | |
| JP3203507B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP2887656B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| EP1314510B1 (en) | Method of welding three-dimensional structure and apparatus for use in such method | |
| JP2602292B2 (ja) | 溶接システムおよび溶接方法 | |
| JP2822315B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JPH11147187A (ja) | Ｙａｇレーザ加工方法およびその装置 | |
| JP2822314B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP4127614B2 (ja) | レーザ溶接装置および溶接方法 | |
| JP3203508B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP2003223213A (ja) | ティーチング方法及びその装置並びにティーチング装置を備えたレーザ加工機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050928 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081007 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081205 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090224 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090316 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140319 Year of fee payment: 5 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |