JPH0378227B2 - - Google Patents
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- JPH0378227B2 JPH0378227B2 JP62183250A JP18325087A JPH0378227B2 JP H0378227 B2 JPH0378227 B2 JP H0378227B2 JP 62183250 A JP62183250 A JP 62183250A JP 18325087 A JP18325087 A JP 18325087A JP H0378227 B2 JPH0378227 B2 JP H0378227B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drive tube
- robot
- laser beam
- forearm
- axis
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 210000000245 forearm Anatomy 0.000 claims description 28
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims description 17
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 12
- 238000010330 laser marking Methods 0.000 description 10
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
- B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
- B23K26/0884—Devices 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0283—Three-dimensional joints
- B25J17/0291—Three-dimensional joints having axes crossing at an oblique angle, i.e. other than 90 degrees
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
- B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
- B25J19/0037—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements comprising a light beam pathway, e.g. laser
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/007—Marks, e.g. trade marks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、レーザー・マーキング装置に関し、
特にロボツト機械の使用による多重ステーシヨン
装置に関する。
特にロボツト機械の使用による多重ステーシヨン
装置に関する。
レーザー・マーキング装置は、色々な工作物の
製造のため長年にわたり用いられており、これら
のマーカは非常に固い表面を形成することが望ま
しい場合に特に有効である。レーザー・マーキン
グ装置はまた、金属工具類に投資を行なう必要が
ないため非常に望ましく、また従つてパターンを
工具類のスクラツプまたは変更を必要とすること
なく最小限度のコストで頻繁に変更することがで
きる。
製造のため長年にわたり用いられており、これら
のマーカは非常に固い表面を形成することが望ま
しい場合に特に有効である。レーザー・マーキン
グ装置はまた、金属工具類に投資を行なう必要が
ないため非常に望ましく、また従つてパターンを
工具類のスクラツプまたは変更を必要とすること
なく最小限度のコストで頻繁に変更することがで
きる。
構成要素および胴体部品のマーキングを行なう
ためレーザー・マーキング・ステーシヨンが自動
車業界において用いられており、最近の法的規制
の結果、自動車産業は更に多数の部品ならびに自
動車車体の24個所の異なる部位のマーク付けを行
なうことが要求されている。
ためレーザー・マーキング・ステーシヨンが自動
車業界において用いられており、最近の法的規制
の結果、自動車産業は更に多数の部品ならびに自
動車車体の24個所の異なる部位のマーク付けを行
なうことが要求されている。
従来技術のレーザー・マーキング装置の１つの
短所は、装置全体即ちレーザー制御装置、レーザ
ー・コリメータおよびマーキング・ヘツド即ち
「ガルボヘツド」が１つの特定の位置に固定され、
レーザーのパターン出力が１つの固定されたマー
キング点に指向されることである。換言すれば、
これら装置は携行性を欠いている。
短所は、装置全体即ちレーザー制御装置、レーザ
ー・コリメータおよびマーキング・ヘツド即ち
「ガルボヘツド」が１つの特定の位置に固定され、
レーザーのパターン出力が１つの固定されたマー
キング点に指向されることである。換言すれば、
これら装置は携行性を欠いている。
本出願人は、従来技術のレーザー・マーキング
装置と共に、レーザー・ビームを内部で処理し得
る関節を設けたロボツト機械を内蔵することによ
り、例えば色々な姿勢において複数の位置のマー
キングを行なうため自動車の車体内部および周囲
で操作することができるコンパクトな組立体を提
供する従来装置に固有の諸問題を軽減した。
装置と共に、レーザー・ビームを内部で処理し得
る関節を設けたロボツト機械を内蔵することによ
り、例えば色々な姿勢において複数の位置のマー
キングを行なうため自動車の車体内部および周囲
で操作することができるコンパクトな組立体を提
供する従来装置に固有の諸問題を軽減した。
本発明にかかるロボツト・マーキング装置は、
関節運動可能なロボツト機構体に装着されるロボ
ツト・マーキング装置にして、 前記ロボツト機構体に運動自在に装着され前端
部及び後端部を有するロボツト前腕部、 前記ロボツト前腕部にその前後方向に配列され
て支持される前端側の第１動力手段、中間の第２
動力手段、及び後端側の第３動力手段、 前記ロボツト前腕部の内部に同心状に配置され
互いに回転自在に支持される中空の第１、第２、
及び第３駆動管から成る駆動手段であつて、前記
第１動力手段と歯車結合される最外部の第１駆動
管、前記第２動力手段と歯車結合される中間部の
第２駆動管、及び前記第３動力手段と歯車結合さ
れる最内部の第３駆動管から成る駆動手段、 前記ロボツト前腕部の前端にて前記第１駆動管
の端部に装着されるリスト装置であつて、該第１
駆動管に回転自在に装着されるターレツト・ハウ
ジング、及び該ターレツト・ハウジングに回転自
在に装着される工具板を有するリスト装置、 前記ターレツト・ハウジングは、その底部を前
記第２駆動管に歯車結合されて該第２駆動管によ
り回転駆動される一方、前記第３駆動管に歯車結
合されて該第３駆動管により回転駆動される中空
の第４駆動管を該ターレツト・ハウジングの内部
にその回転軸と同心状に回転自在に支持し、 前記工具板は、前記第４駆動管と歯車結合され
て該第４駆動管を介して前記第３駆動管により回
転駆動され、 前記ロボツト前腕部に支持固定されるレーザー
発生装置であつて、該ロボツト前腕部の後端側の
前記第３駆動管の端部と接続され、該第３駆動管
の軸線に沿つて後端側から前端側へ進行するレー
ザー・ビームを提供するレーザー発生装置、 前記第３駆動管の軸線と前記第４駆動管の軸線
の交点に位置し、反射されたレーザー・ビームが
該第４駆動管の軸線に沿つて進行するように調整
され、前記第１駆動管に固定される第１反射手
段、 前記第４駆動管の軸線と前記工具板の軸線の交
点に位置し、、反射されたレーザー・ビームが該
工具板の軸線に沿つて進行するように調整され、
前記ターレツト・ハウジングに固定される第２反
射手段、 前記工具板に固定されるガルボヘツド装置であ
つて、該工具板の軸線に沿つて入射されるレーザ
ー・ビームを被加工物に導きレーザー・ビームを
該工具板に対して所定の出力パターンに沿うよう
に運動させるガルボヘツド装置、 前記工具板に所定の空間運動をされるロボツト
制御装置、 前記ガルボヘツド装置を作動させてレーザー・
ビームを運動させるマーキング・パターン制御装
置、を含むことを特徴とする。
関節運動可能なロボツト機構体に装着されるロボ
ツト・マーキング装置にして、 前記ロボツト機構体に運動自在に装着され前端
部及び後端部を有するロボツト前腕部、 前記ロボツト前腕部にその前後方向に配列され
て支持される前端側の第１動力手段、中間の第２
動力手段、及び後端側の第３動力手段、 前記ロボツト前腕部の内部に同心状に配置され
互いに回転自在に支持される中空の第１、第２、
及び第３駆動管から成る駆動手段であつて、前記
第１動力手段と歯車結合される最外部の第１駆動
管、前記第２動力手段と歯車結合される中間部の
第２駆動管、及び前記第３動力手段と歯車結合さ
れる最内部の第３駆動管から成る駆動手段、 前記ロボツト前腕部の前端にて前記第１駆動管
の端部に装着されるリスト装置であつて、該第１
駆動管に回転自在に装着されるターレツト・ハウ
ジング、及び該ターレツト・ハウジングに回転自
在に装着される工具板を有するリスト装置、 前記ターレツト・ハウジングは、その底部を前
記第２駆動管に歯車結合されて該第２駆動管によ
り回転駆動される一方、前記第３駆動管に歯車結
合されて該第３駆動管により回転駆動される中空
の第４駆動管を該ターレツト・ハウジングの内部
にその回転軸と同心状に回転自在に支持し、 前記工具板は、前記第４駆動管と歯車結合され
て該第４駆動管を介して前記第３駆動管により回
転駆動され、 前記ロボツト前腕部に支持固定されるレーザー
発生装置であつて、該ロボツト前腕部の後端側の
前記第３駆動管の端部と接続され、該第３駆動管
の軸線に沿つて後端側から前端側へ進行するレー
ザー・ビームを提供するレーザー発生装置、 前記第３駆動管の軸線と前記第４駆動管の軸線
の交点に位置し、反射されたレーザー・ビームが
該第４駆動管の軸線に沿つて進行するように調整
され、前記第１駆動管に固定される第１反射手
段、 前記第４駆動管の軸線と前記工具板の軸線の交
点に位置し、、反射されたレーザー・ビームが該
工具板の軸線に沿つて進行するように調整され、
前記ターレツト・ハウジングに固定される第２反
射手段、 前記工具板に固定されるガルボヘツド装置であ
つて、該工具板の軸線に沿つて入射されるレーザ
ー・ビームを被加工物に導きレーザー・ビームを
該工具板に対して所定の出力パターンに沿うよう
に運動させるガルボヘツド装置、 前記工具板に所定の空間運動をされるロボツト
制御装置、 前記ガルボヘツド装置を作動させてレーザー・
ビームを運動させるマーキング・パターン制御装
置、を含むことを特徴とする。
レーザー発生装置からロボツト前腕部内の第３
駆動管内に提供されたレーザー・ビームは第１反
射手段、第２反射手段を通つてガルボヘツド装置
に至り、そこから所定のマーキング・パターンに
沿つて被加工物に照射される。
駆動管内に提供されたレーザー・ビームは第１反
射手段、第２反射手段を通つてガルボヘツド装置
に至り、そこから所定のマーキング・パターンに
沿つて被加工物に照射される。
第１動力手段は第１駆動管と一緒にターレツ
ト・ハウジングを旋回させ、第２動力手段は第２
駆動管を介してターレツト・ハウジングを回転さ
せ、第３動力手段は第３駆動管及び第４駆動管を
介して工具板を回転させ、これらの運動が合成さ
れてガルボヘツド装置を位置決めする。
ト・ハウジングを旋回させ、第２動力手段は第２
駆動管を介してターレツト・ハウジングを回転さ
せ、第３動力手段は第３駆動管及び第４駆動管を
介して工具板を回転させ、これらの運動が合成さ
れてガルボヘツド装置を位置決めする。
図面に第１図は従来技術の固定ステーシヨン型
レーザー・マーキング装置１０を示しており、ス
テーシヨン・ベース１１が設けられ、その上には
出力端部にレーザー・ビーム・コリメータが取付
けられたレーザー光発生装置１２が取付けられ、
この出力端部は更にレーザー・マーキング・ヘツ
ド即ちガルボヘツド１４を支持している。レーザ
ー発生器制御装置Ｃ１がレーザー出力の制御のた
め設けられ、またマーキング・パターン制御装置
Ｃ２がガルボヘツド１４の制御のため設けられ、
レーザー・ビーム１５が目標の表面１６上に予め
定めたマーキング・パターンを生じることにな
る。典型的なパターンが、部品番号のマーク付け
を行なうため、あるいはデザイン、商標等の生成
のため用いることもできる。ガルボヘツド１４
は、ビーム１５がパターンを通るように指向する
際高い応答速度を生じることが可能である。
レーザー・マーキング装置１０を示しており、ス
テーシヨン・ベース１１が設けられ、その上には
出力端部にレーザー・ビーム・コリメータが取付
けられたレーザー光発生装置１２が取付けられ、
この出力端部は更にレーザー・マーキング・ヘツ
ド即ちガルボヘツド１４を支持している。レーザ
ー発生器制御装置Ｃ１がレーザー出力の制御のた
め設けられ、またマーキング・パターン制御装置
Ｃ２がガルボヘツド１４の制御のため設けられ、
レーザー・ビーム１５が目標の表面１６上に予め
定めたマーキング・パターンを生じることにな
る。典型的なパターンが、部品番号のマーク付け
を行なうため、あるいはデザイン、商標等の生成
のため用いることもできる。ガルボヘツド１４
は、ビーム１５がパターンを通るように指向する
際高い応答速度を生じることが可能である。
ロボツト・マーキング装置１７が第２図に示さ
れており、これにおいてはレーザー発生装置１２
がガルボヘツド１４およびコリメータ１３から分
離されている。独特な関節運動可能なロボツト機
構体であるレーザー・ロボツト１８が示され、こ
のロボツトはリスト装置１９をロボツト・ベース
２０に対して様々な多重空間姿勢を介して運動さ
せることができる。レーザー・ロボツト１８は、
参考のため本文に引用される本発明の譲受人に対
して譲渡されたR.C.MonteithおよびR.E.
Borgmanの係属中の米国特許出願第840637号
「レーザー・ロボツト」の主題である。また、現
在の設計と反対の背中合せに取付けられたレーザ
ー発生装置を示す係属中の弊米国特許出願第
601784号も参照されたい。レーザー発生装置１２
がロボツト前腕部２１の後端部２１ａに近くに取
付けられ、ガルボヘツド１４は前腕部２１の前端
部２１ｂにおけるリスト装置１９の工具板２２に
対して固定されている。レーザー発生装置１２は
出力レーザー・ビーム２３を生じ、同ビームは１
対の90°ミラー装置２４ａを含む光導管装置２４
を経て前腕部２１の後端部２１ａに対して導か
れ、ここでビーム２３は前腕部２１およびリスト
装置１９の内部を通り、その後コリメータ１３を
経てガルボヘツド１４から出てくる。リスト装置
１９は、基本的には基部ハウジング２５からな
り、このハウジングは中心線ビーム経路即ち前腕
部２１の第１の転動軸心２６の周囲に運動するよ
うに支持され、この基部ハウジング２５はターレ
ツト・ハウジング２７を支持し、このターレツ
ト・ハウジングは第１の転動軸心と交わる第２の
転動軸心２８の周囲に動力で駆動される。このタ
ーレツト・ハウジング２７は更に、回転自在な工
具板２２を支持し、この工具板は第２の転動軸心
２８と交わる第３の転動軸心２９の周囲に自由に
回転する。このため「３つの転動」運動が得ら
れ、ガルボヘツド１４およびレーザー・ビーム２
３を完全に操作する。リスト装置１９は動力手段
である３つのモータＭ１，Ｍ２およびＭ３により
駆動され、これらモータは前腕部２１の後端部２
１ａにおける適当な歯車箱３０，３１，３３上に
離して配置されている。
れており、これにおいてはレーザー発生装置１２
がガルボヘツド１４およびコリメータ１３から分
離されている。独特な関節運動可能なロボツト機
構体であるレーザー・ロボツト１８が示され、こ
のロボツトはリスト装置１９をロボツト・ベース
２０に対して様々な多重空間姿勢を介して運動さ
せることができる。レーザー・ロボツト１８は、
参考のため本文に引用される本発明の譲受人に対
して譲渡されたR.C.MonteithおよびR.E.
Borgmanの係属中の米国特許出願第840637号
「レーザー・ロボツト」の主題である。また、現
在の設計と反対の背中合せに取付けられたレーザ
ー発生装置を示す係属中の弊米国特許出願第
601784号も参照されたい。レーザー発生装置１２
がロボツト前腕部２１の後端部２１ａに近くに取
付けられ、ガルボヘツド１４は前腕部２１の前端
部２１ｂにおけるリスト装置１９の工具板２２に
対して固定されている。レーザー発生装置１２は
出力レーザー・ビーム２３を生じ、同ビームは１
対の90°ミラー装置２４ａを含む光導管装置２４
を経て前腕部２１の後端部２１ａに対して導か
れ、ここでビーム２３は前腕部２１およびリスト
装置１９の内部を通り、その後コリメータ１３を
経てガルボヘツド１４から出てくる。リスト装置
１９は、基本的には基部ハウジング２５からな
り、このハウジングは中心線ビーム経路即ち前腕
部２１の第１の転動軸心２６の周囲に運動するよ
うに支持され、この基部ハウジング２５はターレ
ツト・ハウジング２７を支持し、このターレツ
ト・ハウジングは第１の転動軸心と交わる第２の
転動軸心２８の周囲に動力で駆動される。このタ
ーレツト・ハウジング２７は更に、回転自在な工
具板２２を支持し、この工具板は第２の転動軸心
２８と交わる第３の転動軸心２９の周囲に自由に
回転する。このため「３つの転動」運動が得ら
れ、ガルボヘツド１４およびレーザー・ビーム２
３を完全に操作する。リスト装置１９は動力手段
である３つのモータＭ１，Ｍ２およびＭ３により
駆動され、これらモータは前腕部２１の後端部２
１ａにおける適当な歯車箱３０，３１，３３上に
離して配置されている。
ロボツト制御装置Ｃ３が用いられ、これはレー
ザー発生器制御装置Ｃ１およびマーキング・パタ
ーン制御装置Ｃ２と関連付けられている。これら
の装置は個別のものとして示されているが。共通
の制御コンソール内で具現できることは理解でき
よう。典型的な工作物３３が仮想線で示される
が、ガルボヘツド１４は色々な面のマーキングを
行なうため種々の空間位置を向いた状態で示され
ている。ガルボヘツド１４はまた、工作物３３の
腔部３４内で移動することができ、またこのよう
な工作物３３は例えば自動車の車体であり得る。
ザー発生器制御装置Ｃ１およびマーキング・パタ
ーン制御装置Ｃ２と関連付けられている。これら
の装置は個別のものとして示されているが。共通
の制御コンソール内で具現できることは理解でき
よう。典型的な工作物３３が仮想線で示される
が、ガルボヘツド１４は色々な面のマーキングを
行なうため種々の空間位置を向いた状態で示され
ている。ガルボヘツド１４はまた、工作物３３の
腔部３４内で移動することができ、またこのよう
な工作物３３は例えば自動車の車体であり得る。
第３ａ図、即ち前腕部２１の断面図において、
複数の同心状の第１、第２、および第３駆動管Ｔ
１，Ｔ２およびＴ３にはウオーム歯車３５，３
６，３７が設けられ、これら歯部はそれぞれ第
１、第２、および第３駆動モータＭ１，Ｍ２およ
びＭ３の各々に結合されたウオーム３８，３９、
４０によつて駆動される（第４図参照）。レーザ
ー・ビーム２３は、装置に後部におけるキヤツプ
４１の90°ミラー装置２４ａを介して閉鎖された
光導管装置２４から受取られる。管Ｔ１，Ｔ２，
Ｔ３にはビーム経路が擾乱されないように完全な
シール措置が施されている。第３ｂ図における装
置の連続部においては、第２図のリスト装置１９
の概略図が示され、上記の如く、３本の同心状の
駆動管Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が回転しない前腕部２１
における駆動モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３の各々によ
り駆動される。この簡略化して示した構造は、駆
動管Ｔ１の回転が軸心２６の周囲の完全なリスト
部の回転運動を生じることを示している。駆動管
Ｔ２のベベル・ギアＧ１は軸心２８を中心として
ターレツト・ハウジング２７に対して回転運動を
生じるように作用するが、これは歯車Ｇ１，Ｇ２
（ターレツト・ハウジング２７上の）が噛合つて
いるためである。工具板２２に対して回転運動を
提供するため、最も内側の駆動管Ｔ３はその内端
部に配置されたベベル・ギアＧ３を有し、これは
ターレツト・ハウジング２７に支持された第４駆
動管である回転主軸４２の歯車Ｇ４と噛合う。こ
の主軸４２はまた、その反対側端部に、工具板の
主軸４３の歯車Ｇ６と噛合う歯車Ｇ５を有し、工
具板２２が軸心２９の周囲に回転するようになつ
ている。第２反射手段および第１反射手段である
ミラー４４および４５は、ターレツト・ハウジン
グ２７およびベース・ハウジング２５、つまり第
１駆動管Ｔ１の端部の各内部に図示の如くに支持
されている。ここでは、固定されたミラー組立体
が示されるが、本装置には、係属中の米国特許出
願第840637号に詳細に示される如き調整可能な支
持部を設けることができる。封止管４６，４７お
よび４８は封止点Ａ，Ｂ，Ｃにおいて封止されて
レーザー・ビーム２３に対する閉鎖された経路を
提供する。
複数の同心状の第１、第２、および第３駆動管Ｔ
１，Ｔ２およびＴ３にはウオーム歯車３５，３
６，３７が設けられ、これら歯部はそれぞれ第
１、第２、および第３駆動モータＭ１，Ｍ２およ
びＭ３の各々に結合されたウオーム３８，３９、
４０によつて駆動される（第４図参照）。レーザ
ー・ビーム２３は、装置に後部におけるキヤツプ
４１の90°ミラー装置２４ａを介して閉鎖された
光導管装置２４から受取られる。管Ｔ１，Ｔ２，
Ｔ３にはビーム経路が擾乱されないように完全な
シール措置が施されている。第３ｂ図における装
置の連続部においては、第２図のリスト装置１９
の概略図が示され、上記の如く、３本の同心状の
駆動管Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が回転しない前腕部２１
における駆動モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３の各々によ
り駆動される。この簡略化して示した構造は、駆
動管Ｔ１の回転が軸心２６の周囲の完全なリスト
部の回転運動を生じることを示している。駆動管
Ｔ２のベベル・ギアＧ１は軸心２８を中心として
ターレツト・ハウジング２７に対して回転運動を
生じるように作用するが、これは歯車Ｇ１，Ｇ２
（ターレツト・ハウジング２７上の）が噛合つて
いるためである。工具板２２に対して回転運動を
提供するため、最も内側の駆動管Ｔ３はその内端
部に配置されたベベル・ギアＧ３を有し、これは
ターレツト・ハウジング２７に支持された第４駆
動管である回転主軸４２の歯車Ｇ４と噛合う。こ
の主軸４２はまた、その反対側端部に、工具板の
主軸４３の歯車Ｇ６と噛合う歯車Ｇ５を有し、工
具板２２が軸心２９の周囲に回転するようになつ
ている。第２反射手段および第１反射手段である
ミラー４４および４５は、ターレツト・ハウジン
グ２７およびベース・ハウジング２５、つまり第
１駆動管Ｔ１の端部の各内部に図示の如くに支持
されている。ここでは、固定されたミラー組立体
が示されるが、本装置には、係属中の米国特許出
願第840637号に詳細に示される如き調整可能な支
持部を設けることができる。封止管４６，４７お
よび４８は封止点Ａ，Ｂ，Ｃにおいて封止されて
レーザー・ビーム２３に対する閉鎖された経路を
提供する。
第１図および第２図のレーザーのコリメータ
は、工具板２２に対して固定された状態で示さ
れ、従つて、ロボツトのベース２０に対して様々
な多重空間姿勢で運動可能である。
は、工具板２２に対して固定された状態で示さ
れ、従つて、ロボツトのベース２０に対して様々
な多重空間姿勢で運動可能である。
本発明については望ましい実施態様に関して示
したが、本発明はこれに限定されるべきではな
く、頭書の特許請求の範囲に該当する如き全ての
構造および変更内容まで拡張すべきものである。
したが、本発明はこれに限定されるべきではな
く、頭書の特許請求の範囲に該当する如き全ての
構造および変更内容まで拡張すべきものである。
以上のように、本発明によれば、レーザー発生
装置からガルボヘツド装置に提供されるレーザ
ー・ビームを導く経路がロボツト前腕部及びリス
ト装置の駆動手段内部に収容されるので関節運動
部分の周辺に運動を制約する部品が存在せず、こ
れに加えてリスト装置の動力手段として同心状に
支持された中空の多重管を用いそれらがロボツト
前腕部に装着されるのでロボツト・アームに相当
するリスト装置を著しく軽量小型化でき、ロボツ
ト・マーキング装置のガルボヘツド装置の運動自
由度をより高めることができると共に関節運動に
必要な作業スペースも小さくすることができる。
装置からガルボヘツド装置に提供されるレーザ
ー・ビームを導く経路がロボツト前腕部及びリス
ト装置の駆動手段内部に収容されるので関節運動
部分の周辺に運動を制約する部品が存在せず、こ
れに加えてリスト装置の動力手段として同心状に
支持された中空の多重管を用いそれらがロボツト
前腕部に装着されるのでロボツト・アームに相当
するリスト装置を著しく軽量小型化でき、ロボツ
ト・マーキング装置のガルボヘツド装置の運動自
由度をより高めることができると共に関節運動に
必要な作業スペースも小さくすることができる。
また、本発明によれば、ガルボヘツド装置を複
雑な表面形状に適切に追随させながら大型の被加
工物を広くレーザー加工できるほか、ガルボヘツ
ド装置を狭隘部に入れてレーザー加工することも
でき、従来技術のロボツト・アームに比して、１
つのガルボヘツド装置で作業可能な範囲が広がる
利点がある。更に、本発明のロボツト・マーキン
グ装置は、ガルボヘツド装置の光学的手段でレー
ザー・ビームのみを運動させることにより、特に
ガルボヘツド装置の空間運動が制限され易い狭隘
部におけるレーザー加工の効率をより高めること
ができる。
雑な表面形状に適切に追随させながら大型の被加
工物を広くレーザー加工できるほか、ガルボヘツ
ド装置を狭隘部に入れてレーザー加工することも
でき、従来技術のロボツト・アームに比して、１
つのガルボヘツド装置で作業可能な範囲が広がる
利点がある。更に、本発明のロボツト・マーキン
グ装置は、ガルボヘツド装置の光学的手段でレー
ザー・ビームのみを運動させることにより、特に
ガルボヘツド装置の空間運動が制限され易い狭隘
部におけるレーザー加工の効率をより高めること
ができる。
第１図は従来技術の固定されたステーシヨンの
レーザー・マーキング装置を示す側面図、第２図
はロボツト・マーカ装置を示す側面図、第３ａ図
は第２図のロボツト機械の前腕部装置の後端部に
おける側面図、第３ｂ図は第２図のロボツト機械
のリスト装置および前腕部装置の前端部における
側面図、および第４図は第２図の線４−４に関す
る典型的なリスト駆動モータを示す断面図であ
る。 １０……固定ステーシヨン型レーザー・マーキ
ング装置、１１……ステーシヨン・ベース、１２
……レーザー光発生装置、１３……コリメータ、
１４……ガルボヘツド、１５，２３……レーザ
ー・ビーム、１７……ロボツト・マーキング装
置、１８……レーザー・ロボツト、１９……リス
ト装置、２０……ロボツト・ベース、２１……ロ
ボツト前腕部、２２……工具板、２４……光導管
装置、２４ａ……90°ミラー装置、２５……基部
ハウジング、２６……第１の転動軸心、２７……
ターレツト・ハウジング、２８……第２の転動軸
心、２９……第３の転動軸心、３０，３１，３２
……歯車箱、３３……工作物、３４……腔部、３
５，３６，３７……ウオーム歯車、３８，３９，
４０……ウオーム、４１……キヤツプ、４２……
回転主軸、４３……工具板の主軸、４４，４５…
…ミラー、４６，４７，４８……封止管、Ｃ１…
…レーザー発生器制御装置、Ｃ２……マーキン
グ・パターン制御装置、Ｃ３……ロボツト制御装
置、Ｍ……モータ、Ｔ……駆動管。
レーザー・マーキング装置を示す側面図、第２図
はロボツト・マーカ装置を示す側面図、第３ａ図
は第２図のロボツト機械の前腕部装置の後端部に
おける側面図、第３ｂ図は第２図のロボツト機械
のリスト装置および前腕部装置の前端部における
側面図、および第４図は第２図の線４−４に関す
る典型的なリスト駆動モータを示す断面図であ
る。 １０……固定ステーシヨン型レーザー・マーキ
ング装置、１１……ステーシヨン・ベース、１２
……レーザー光発生装置、１３……コリメータ、
１４……ガルボヘツド、１５，２３……レーザ
ー・ビーム、１７……ロボツト・マーキング装
置、１８……レーザー・ロボツト、１９……リス
ト装置、２０……ロボツト・ベース、２１……ロ
ボツト前腕部、２２……工具板、２４……光導管
装置、２４ａ……90°ミラー装置、２５……基部
ハウジング、２６……第１の転動軸心、２７……
ターレツト・ハウジング、２８……第２の転動軸
心、２９……第３の転動軸心、３０，３１，３２
……歯車箱、３３……工作物、３４……腔部、３
５，３６，３７……ウオーム歯車、３８，３９，
４０……ウオーム、４１……キヤツプ、４２……
回転主軸、４３……工具板の主軸、４４，４５…
…ミラー、４６，４７，４８……封止管、Ｃ１…
…レーザー発生器制御装置、Ｃ２……マーキン
グ・パターン制御装置、Ｃ３……ロボツト制御装
置、Ｍ……モータ、Ｔ……駆動管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 関節運動可能なロボツト機構体１８に装着さ
れるロボツト・マーキング装置１７にして、 前記ロボツト機構体に運動自在に装着され前端
部２１ｂ及び後端部２１ａを有するロボツト前腕
部２１、 前記ロボツト前腕部にその前後方向に配列され
て支持される前端側の第１動力手段Ｍ１、中間の
第２動力手段Ｍ２、及び後端側の第３動力手段Ｍ
３、 前記ロボツト前腕部の内部に同心状に配置され
互いに回転自在に支持される中空の第１、第２、
及び第３駆動管から成る駆動手段であつて、前記
第１動力手段と歯車結合される最外部の第１駆動
管Ｔ１、前記第２動力手段と歯車結合される中間
部の第２駆動管Ｔ２、及び前記第３動力手段と歯
車結合される最内部の第３駆動管Ｔ３から成る駆
動手段、 前記ロボツト前腕部の前端にて前記第１駆動管
の端部に装着されるリスト装置であつて、該第１
駆動管に回転自在に装着されるターレツト・ハウ
ジング２７、及び該ターレツト・ハウジングに回
転自在に装着される工具板２２を有するリスト装
置１９、 前記ターレツト・ハウジングは、その底部を前
記第２駆動管に歯車結合されて該第２駆動管によ
り回転駆動される一方、前記第３駆動管に歯車結
合されて該第３駆動管により回転駆動される中空
の第４駆動管４２を該ターレツト・ハウジングの
内部にその回転軸と同心状に回転自在に支持し、 前記工具板は、前記第４駆動管と歯車結合され
て該第４駆動管を介して前記第３駆動管により回
転駆動され、 前記ロボツト前腕部に支持固定されるレーザー
発生装置であつて、該ロボツト前腕部の後端側の
前記第３駆動管の端部と接続され、該第３駆動管
の軸線２６に沿つて後端側から前端側へ進行する
レーザー・ビーム２３を提供するレーザー発生装
置１２、 前記第３駆動管の軸線と前記第４駆動管の軸線
２８の交点に位置し、反射されたレーザー・ビー
ムが該第４駆動管の軸線に沿つて進行するように
調整され、前記第１駆動管に固定される第１反射
手段４５、 前記第４駆動管の軸線と前記工具板の軸線２９
の交点に位置し、反射されたレーザー・ビームが
該工具板の軸線に沿つて進行するように調整さ
れ、前記ターレツト・ハウジングに固定される第
２反射手段４４、 前記工具板に固定されるガルボヘツド装置であ
つて、該工具板の軸線に沿つて入射されるレーザ
ー・ビームを被加工物に導きレーザー・ビームを
該工具板に対して所定の出力パターンに沿うよう
に運動させるガルボヘツド装置１４、 前記工具板に所定の空間運動をさせるロボツト
制御装置Ｃ３、 前記ガルボヘツド装置を作動させてレーザー・
ビームを運動させるマーキング・パターン制御装
置Ｃ２、 を含むことを特徴とするロボツト・マーキング装
置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のロボツト・マー
キング装置において、前記レーザー発生装置が、
該レーザー発生装置からのレーザー・ビームを前
記ロボツト前腕部内に導く光導管装置２４を含む
ことを特徴とするロボツト・マーキング装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載のロボツト・マー
キング装置において、前記レーザー発生装置は前
記ロボツト前腕部内のレーザー・ビームの経路と
平行で且つ前記ロボツト前腕部の前記後端部側に
向う方向にレーザー・ビームを発生し、前記光導
管装置は該レーザー・ビームの移動方向を前記ロ
ボツト前腕部の前記前端部側に向かう方向に逆転
させる装置を含むことを特徴とするロボツト・マ
ーキング装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US915581 | 1986-10-06 | ||
| US06/915,581 US4661681A (en) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | Robotic marking machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63102880A JPS63102880A (ja) | 1988-05-07 |
| JPH0378227B2 true JPH0378227B2 (ja) | 1991-12-13 |
Family
ID=25435960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62183250A Granted JPS63102880A (ja) | 1986-10-06 | 1987-07-22 | ロボット・マ−キング装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4661681A (ja) |
| EP (1) | EP0265661B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63102880A (ja) |
| DE (2) | DE265661T1 (ja) |
| ES (1) | ES2002087B3 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4695701A (en) * | 1986-03-17 | 1987-09-22 | Cincinnati Milacron Inc. | Laser wrist |
| US4698482A (en) * | 1986-03-17 | 1987-10-06 | Cincinnati Milacron Inc. | Laser robot |
| US4661681A (en) * | 1986-10-06 | 1987-04-28 | Cincinnati Milacron Inc. | Robotic marking machine |
| IT1211195B (it) * | 1987-07-10 | 1989-10-12 | Bruno Bisiach | Robot industriale a molteplici articolazioni a piu gradi di liberta di movimento |
| US4972062A (en) * | 1989-05-02 | 1990-11-20 | F.I.A. Futurologie Industrielle Automation Gmbh | Laser system |
| US4967053A (en) * | 1989-05-02 | 1990-10-30 | F.I.A. Futurologie Industrielle Automation Gmbh | Laser system |
| US5053602A (en) * | 1990-08-22 | 1991-10-01 | Robomatix, Ltd. | Laser beam delivery system |
| JPH04253589A (ja) * | 1991-01-30 | 1992-09-09 | Fanuc Ltd | レーザロボットの手首の配管装置 |
| US5142118A (en) * | 1991-05-14 | 1992-08-25 | Progressive Tool & Industries Co. | Laser welding unit |
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| US7131372B2 (en) * | 2003-12-01 | 2006-11-07 | Lockheed Martin Corporation | Miniature fluid dispensing end-effector for geometrically constrained areas |
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Citations (3)
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-
1986
- 1986-10-06 US US06/915,581 patent/US4661681A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-07-22 JP JP62183250A patent/JPS63102880A/ja active Granted
- 1987-09-21 ES ES87113776T patent/ES2002087B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-21 DE DE198787113776T patent/DE265661T1/de active Pending
- 1987-09-21 EP EP87113776A patent/EP0265661B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-21 DE DE8787113776T patent/DE3771647D1/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6012291A (ja) * | 1983-05-06 | 1985-01-22 | コヒ−レント・インコ−ポレ−テツド | 改良レ−ザ |
| JPS60106686A (ja) * | 1983-11-10 | 1985-06-12 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | レ−ザ・マ−キング装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3771647D1 (de) | 1991-08-29 |
| ES2002087A4 (es) | 1988-07-16 |
| EP0265661A1 (en) | 1988-05-04 |
| EP0265661B1 (en) | 1991-07-24 |
| ES2002087B3 (es) | 1992-02-16 |
| US4661681A (en) | 1987-04-28 |
| JPS63102880A (ja) | 1988-05-07 |
| DE265661T1 (de) | 1988-10-13 |
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