JPH04231191A - デカルト座標系内で移動するための端部作動体 - Google Patents
デカルト座標系内で移動するための端部作動体Info
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- JPH04231191A JPH04231191A JP3150535A JP15053591A JPH04231191A JP H04231191 A JPH04231191 A JP H04231191A JP 3150535 A JP3150535 A JP 3150535A JP 15053591 A JP15053591 A JP 15053591A JP H04231191 A JPH04231191 A JP H04231191A
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- laser beam
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 32
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- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract 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
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- Plasma & Fusion (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般にデカルト座標系
（ｃａｒｔｅｓｉａｎ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｓ
ｙｓｔｅｍ）内で作動する装置および殊にデカルト座標
系内で作動する。ロボット端部作動体（ｒｏｂｏｔ
ｅｎｄ ｅｆｆｅｃｔｅｒｓ）に関する。
（ｃａｒｔｅｓｉａｎ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｓ
ｙｓｔｅｍ）内で作動する装置および殊にデカルト座標
系内で作動する。ロボット端部作動体（ｒｏｂｏｔ
ｅｎｄ ｅｆｆｅｃｔｅｒｓ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】デカルト座標系内で作動する工作台、す
なわちｘ−ｙ工作台は従来から公知である。そしてこれ
らは、典型的には、デカルト座標系内で切削加工するロ
ボット切削システムに用いられている。
なわちｘ−ｙ工作台は従来から公知である。そしてこれ
らは、典型的には、デカルト座標系内で切削加工するロ
ボット切削システムに用いられている。
【０００３】ｘ−ｙ工作台システムにおいては、工作物
がｘ−ｙ工作台上に配置され、そしてこの工作台が作動
される間にロボットの固定切削ヘッドが工作物を切削す
る。典型的には、固定切削ヘッドはｘ−ｙ工作台に対し
て直角に配置され、そして切削はｘ−ｙ工作台に平行な
平面内で行われる。
がｘ−ｙ工作台上に配置され、そしてこの工作台が作動
される間にロボットの固定切削ヘッドが工作物を切削す
る。典型的には、固定切削ヘッドはｘ−ｙ工作台に対し
て直角に配置され、そして切削はｘ−ｙ工作台に平行な
平面内で行われる。
【０００４】都合が悪いことに、ｘ−ｙ工作台は切削シ
ステム内に装着される際には所定スペース内に固定され
、そして典型的には水平方向に装着される。したがって
、非水平面上にデカルト平面（ｃａｒｔｅｓｉａｎ
ｐｌａｎｅ）切削を必要とする工作物には、切削加工の
ための別の機構が使用されなければならない。
ステム内に装着される際には所定スペース内に固定され
、そして典型的には水平方向に装着される。したがって
、非水平面上にデカルト平面（ｃａｒｔｅｓｉａｎ
ｐｌａｎｅ）切削を必要とする工作物には、切削加工の
ための別の機構が使用されなければならない。
【０００５】非水平面あるいは大きな工作物を切削する
ために用いられている別の機構は、典型的には、可動ロ
ボットに取付けられる、切削すなわち焦点ヘッドなどで
なる回転端部作動体である。典型的な切削ヘッドが米国
特許第４，６１８，７５８号公報に記載されており、こ
れによれば、可動ロボットが切削ヘッドを工作物回りに
移動し切削ヘッドが湾曲切削を達成する。しかしながら
、従来から公知であるように、この回転切削ヘッドによ
っては完全な直線切削を達成することはできない。
ために用いられている別の機構は、典型的には、可動ロ
ボットに取付けられる、切削すなわち焦点ヘッドなどで
なる回転端部作動体である。典型的な切削ヘッドが米国
特許第４，６１８，７５８号公報に記載されており、こ
れによれば、可動ロボットが切削ヘッドを工作物回りに
移動し切削ヘッドが湾曲切削を達成する。しかしながら
、従来から公知であるように、この回転切削ヘッドによ
っては完全な直線切削を達成することはできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、デカルト座標系内で作動する端部作動体を提供
することにある。
目的は、デカルト座標系内で作動する端部作動体を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明の好
適な実施例によれば、第１の軸とこの第１の軸に直交す
る第２の軸とを含むデカルト座標系内で移動する端部作
動体において、関節光学射出手段（ａｒｔｉｃｕｌａｔ
ｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｓｙ
ｓｔｅｍ）からのレーザー光線を受領すると共に前記レ
ーザー光線を前記第１および第２の軸線に沿って伝達す
る手段と、この受領、伝達手段を前記第１および第２の
軸線に沿って移動する移動手段とを有する端部作動体が
提供される。
適な実施例によれば、第１の軸とこの第１の軸に直交す
る第２の軸とを含むデカルト座標系内で移動する端部作
動体において、関節光学射出手段（ａｒｔｉｃｕｌａｔ
ｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｓｙ
ｓｔｅｍ）からのレーザー光線を受領すると共に前記レ
ーザー光線を前記第１および第２の軸線に沿って伝達す
る手段と、この受領、伝達手段を前記第１および第２の
軸線に沿って移動する移動手段とを有する端部作動体が
提供される。
【０００８】さらに、本発明の好適な実施例によれば、
受領、伝達手段は２つもしくは３つの鏡を有する。
受領、伝達手段は２つもしくは３つの鏡を有する。
【０００９】またさらに、本発明の好適な実施例によれ
ば、端部作動体は、さらに、レーザー光線を第２の軸線
に沿って受領すると共にこのレーザー光線を第３の軸線
に沿って伝達する従動部手段を有する。前記従動部手段
は好適にはレンズを有する。またさらに、本発明の好適
な実施例によれば、レーザー光線を射出する関節光学射
出手段と、この第１の軸とこの第１の軸に直交する第２
の軸とを含むデカルト座標系内で移動する端部作動体と
からなるレーザーシステムが提供される。端部作動体は
、好適には、関節光学射出手段からのレーザー光線を受
領すると共に前記レーザー光線を前記第１および第２の
軸線に沿って伝達する装置と、この受領、伝達装置を第
１および第２の軸線に沿って移動する移送装置とを有す
る。
ば、端部作動体は、さらに、レーザー光線を第２の軸線
に沿って受領すると共にこのレーザー光線を第３の軸線
に沿って伝達する従動部手段を有する。前記従動部手段
は好適にはレンズを有する。またさらに、本発明の好適
な実施例によれば、レーザー光線を射出する関節光学射
出手段と、この第１の軸とこの第１の軸に直交する第２
の軸とを含むデカルト座標系内で移動する端部作動体と
からなるレーザーシステムが提供される。端部作動体は
、好適には、関節光学射出手段からのレーザー光線を受
領すると共に前記レーザー光線を前記第１および第２の
軸線に沿って伝達する装置と、この受領、伝達装置を第
１および第２の軸線に沿って移動する移送装置とを有す
る。
【００１０】さらに、本発明の好適な実施例によれば、
レーザーシステムは、レーザー光線を第２の軸線に沿っ
て受領すると共にこのレーザー光線を第３の軸線に沿っ
て伝達する従動部装置を有する。
レーザーシステムは、レーザー光線を第２の軸線に沿っ
て受領すると共にこのレーザー光線を第３の軸線に沿っ
て伝達する従動部装置を有する。
【００１１】またさらに、本発明の好適な実施例によれ
ば、関節光学射出手段は端部作動体を工作物に対して移
動する装置を有し、これにより第３の軸線が工作物の表
面に直交せしめられる。
ば、関節光学射出手段は端部作動体を工作物に対して移
動する装置を有し、これにより第３の軸線が工作物の表
面に直交せしめられる。
【００１２】さらに、本発明の好適な実施例によれば、
端部作動体を工作物に対して移動する装置は、端部作動
体を回転する装置を有する。
端部作動体を工作物に対して移動する装置は、端部作動
体を回転する装置を有する。
【００１３】またさらに、本発明の代案としての実施例
によれば、関節光学射出手段は多数の回転軸を有し、そ
してこの場合、端部作動体の第１の軸線は前記回転軸の
１つに合致せしめられる。関節光学射出手段は２つの軸
線回りに回転する１つの鏡を有し、そして端部作動体は
前記鏡に連結される。
によれば、関節光学射出手段は多数の回転軸を有し、そ
してこの場合、端部作動体の第１の軸線は前記回転軸の
１つに合致せしめられる。関節光学射出手段は２つの軸
線回りに回転する１つの鏡を有し、そして端部作動体は
前記鏡に連結される。
【００１４】最後に、本発明の好適な実施例によれば、
デカルト平面内で直線あるいは曲線を切削する方法が提
供されるが、この場合この方法は、下記の工程すなわち
、関節光学射出手段を用いて、端部作動体を切削される
べき工作物に対して直角方向へ移動し、関節光学射出手
段からのレーザー光線を端部作動体へ伝達し、関節光学
射出手段からのレーザー光線を受領すると共にこのレー
ザー光線を、このレーザー光線を伝達する装置を介して
、端部作動体の第１および第２の軸線に沿って伝達し、
レーザー光線を第１および第２の軸線に沿って伝達する
前記手段を移動し、そして前記伝達、受領および移動の
各動作を同時に達成することにより、デカルト座標系内
に限定される工作物に切削加工する各工程から構成され
る。
デカルト平面内で直線あるいは曲線を切削する方法が提
供されるが、この場合この方法は、下記の工程すなわち
、関節光学射出手段を用いて、端部作動体を切削される
べき工作物に対して直角方向へ移動し、関節光学射出手
段からのレーザー光線を端部作動体へ伝達し、関節光学
射出手段からのレーザー光線を受領すると共にこのレー
ザー光線を、このレーザー光線を伝達する装置を介して
、端部作動体の第１および第２の軸線に沿って伝達し、
レーザー光線を第１および第２の軸線に沿って伝達する
前記手段を移動し、そして前記伝達、受領および移動の
各動作を同時に達成することにより、デカルト座標系内
に限定される工作物に切削加工する各工程から構成され
る。
【００１５】
【実施例】本発明は、図面を参照して以下述べる詳細な
説明から充分に理解されるであろう。
説明から充分に理解されるであろう。
【００１６】図１を参照すると、レーザーロボットのよ
うな、光学射出手段１２に組込まれて作動する、本発明
に係る端部作動体１０が示されている。
うな、光学射出手段１２に組込まれて作動する、本発明
に係る端部作動体１０が示されている。
【００１７】光学射出手段１２は、レーザー光線（図示
せず）を端部作動体１０へ向けて屈折する少なくとも２
つの鏡２０，２２を有する。端部作動体１０は、典型的
には、レーザー光線を従動部３０へ向けて屈折する２つ
の鏡２４，２６を有する。原点が鏡２４の中心にあるデ
カルト座標系（ｘ−ｙ−ｚ）を想定すると、端部作動体
１０はレーザー光線をｘ軸に沿って受領し、そしてこの
点で鏡２４はレーザー光線をｙ軸に沿って鏡２６へ向け
て反射する。レーザー光線は鏡２６から従動部３０へ侵
入し、そしてここで典型的にはレンズ３２によって焦点
へ指向される。矢印Ｘ，Ｙで示されているように、鏡２
４は鏡２２に対してｘ軸線に沿って接、離移動され、同
様に鏡２６は鏡２４に対してｙ軸線に沿って接、離移動
される。レンズ３２は典型的にはｚ軸線に沿って移動さ
れ、レーザー光線を工作物４０上に焦点指向させる。し
たがって、光学射出手段１２は、ｚ軸線を工作物４０の
表面に対して直角位置へもたらし得るものでなければな
らない。
せず）を端部作動体１０へ向けて屈折する少なくとも２
つの鏡２０，２２を有する。端部作動体１０は、典型的
には、レーザー光線を従動部３０へ向けて屈折する２つ
の鏡２４，２６を有する。原点が鏡２４の中心にあるデ
カルト座標系（ｘ−ｙ−ｚ）を想定すると、端部作動体
１０はレーザー光線をｘ軸に沿って受領し、そしてこの
点で鏡２４はレーザー光線をｙ軸に沿って鏡２６へ向け
て反射する。レーザー光線は鏡２６から従動部３０へ侵
入し、そしてここで典型的にはレンズ３２によって焦点
へ指向される。矢印Ｘ，Ｙで示されているように、鏡２
４は鏡２２に対してｘ軸線に沿って接、離移動され、同
様に鏡２６は鏡２４に対してｙ軸線に沿って接、離移動
される。レンズ３２は典型的にはｚ軸線に沿って移動さ
れ、レーザー光線を工作物４０上に焦点指向させる。し
たがって、光学射出手段１２は、ｚ軸線を工作物４０の
表面に対して直角位置へもたらし得るものでなければな
らない。
【００１８】端部作動体１０をスペース内において所望
の位置および方向へもたらすために、光学射出手段１２
は典型的には少なくとも３つの自由度を有する。図１に
図示される光学射出手段は、矢印１４で示される移動軸
と、矢印１６，１８で示される２つの回転軸を有する。 しかしながら、光学射出手段１２は、所望によっては、
より少ないあるいはより多くの自由度を持ち得ることは
理解されるであろう。鏡２４，２６は回転動作をしない
ので、端部作動体１０はｘ−ｙ方向へのみ移動されるだ
けである。端部作動体１０は光学射出手段１２の端部に
配置されているので、ｘ−ｙ動作はスペース内の如何な
る位置においも達成されることが理解されるであろう。 さらに、ｘ−ｙ動作は、従来のｘ−ｙ工作台とは異なり
、レーザー光線の射出に関連して行われる。
の位置および方向へもたらすために、光学射出手段１２
は典型的には少なくとも３つの自由度を有する。図１に
図示される光学射出手段は、矢印１４で示される移動軸
と、矢印１６，１８で示される２つの回転軸を有する。 しかしながら、光学射出手段１２は、所望によっては、
より少ないあるいはより多くの自由度を持ち得ることは
理解されるであろう。鏡２４，２６は回転動作をしない
ので、端部作動体１０はｘ−ｙ方向へのみ移動されるだ
けである。端部作動体１０は光学射出手段１２の端部に
配置されているので、ｘ−ｙ動作はスペース内の如何な
る位置においも達成されることが理解されるであろう。 さらに、ｘ−ｙ動作は、従来のｘ−ｙ工作台とは異なり
、レーザー光線の射出に関連して行われる。
【００１９】次に、図２の（Ａ）および（Ｂ）を参照す
ると、光学射出手段１２および端部作動体１０を通過す
るレーザー光線５０の経路が示されている。図２（Ａ）
においては、レーザー光線５０は、回転かつ移動可能な
鏡２０によって受領されかつ反射される。レーザー光線
５０は鏡２０から光線５２として回転可能な鏡２２へ走
行する。鏡２２は、この鏡２２からのｘ軸線に沿うレー
ザー光線５２の反射光であるレーザー光線５４を、移動
可能な鏡２４へ向けて射出する。移動可能な鏡２６は、
鏡２４からのｙ軸線に沿うレーザー光線５４の反射光で
あるレーザー光線５６を受領すると共に、これを光線５
８として反射してレンズ３２を通過せしめ、そしてレン
ズは、前記光線を、星印で略示されている工作物４０上
へ焦点指向させる。
ると、光学射出手段１２および端部作動体１０を通過す
るレーザー光線５０の経路が示されている。図２（Ａ）
においては、レーザー光線５０は、回転かつ移動可能な
鏡２０によって受領されかつ反射される。レーザー光線
５０は鏡２０から光線５２として回転可能な鏡２２へ走
行する。鏡２２は、この鏡２２からのｘ軸線に沿うレー
ザー光線５２の反射光であるレーザー光線５４を、移動
可能な鏡２４へ向けて射出する。移動可能な鏡２６は、
鏡２４からのｙ軸線に沿うレーザー光線５４の反射光で
あるレーザー光線５６を受領すると共に、これを光線５
８として反射してレンズ３２を通過せしめ、そしてレン
ズは、前記光線を、星印で略示されている工作物４０上
へ焦点指向させる。
【００２０】本発明の代案としての実施例においては、
レーザー光線５０を垂直方向へ発生する光学射出手段１
２が典型的に用いられ、そしてこれには、レーザー光線
５０を水平ｘ方向に沿うレーザー光線６２として反射す
る方向付け鏡６０が含まれる。移動可能な鏡２４は、レ
ーザー光線６２を水平ｙ軸線に沿うレーザー光線６４と
して反射し、鏡２６へ指向させる。レーザー光線６４は
反射されてレーザー光線６６としてレンズ３２を通過し
、そして工作物４０上へ焦点指向される。
レーザー光線５０を垂直方向へ発生する光学射出手段１
２が典型的に用いられ、そしてこれには、レーザー光線
５０を水平ｘ方向に沿うレーザー光線６２として反射す
る方向付け鏡６０が含まれる。移動可能な鏡２４は、レ
ーザー光線６２を水平ｙ軸線に沿うレーザー光線６４と
して反射し、鏡２６へ指向させる。レーザー光線６４は
反射されてレーザー光線６６としてレンズ３２を通過し
、そして工作物４０上へ焦点指向される。
【００２１】次に、図３を参照すると、本発明の端部作
動体１０の各要素が詳細に示されている。方向付け鏡６
０は破線で示されているが、これはオプション要素であ
ることを示している。
動体１０の各要素が詳細に示されている。方向付け鏡６
０は破線で示されているが、これはオプション要素であ
ることを示している。
【００２２】正確なｘ軸線作動を達成するために、直流
モータ等でなるモータ１００と、タイミングベルト（図
示せず）で協働されるボールねじ１０２およびデジタル
エンコーダ１０４とから構成されるｘ移動システムが採
用されている。公知であるがエンコーダ１０４は制御目
的に供される。西独スター社の１６０７−１０１−３１
等でなるライナレール１０８が同じく採用されて、モー
タ１００およびボールねじ１０２による作動を直動のみ
に確保するようにしている。
モータ等でなるモータ１００と、タイミングベルト（図
示せず）で協働されるボールねじ１０２およびデジタル
エンコーダ１０４とから構成されるｘ移動システムが採
用されている。公知であるがエンコーダ１０４は制御目
的に供される。西独スター社の１６０７−１０１−３１
等でなるライナレール１０８が同じく採用されて、モー
タ１００およびボールねじ１０２による作動を直動のみ
に確保するようにしている。
【００２３】モータ１００、ボールねじ１０２、エンコ
ーダ１０４およびライナレール１０８は第１のハウジン
グ１０６に取付けられ、またこのハウジングにはオプシ
ョン方向付け鏡６０も同様に取付けられる。オプション
方向付け鏡６０は、光線５０をｘ軸線に沿って反射する
ようにハウジング１０６に取付けられる。
ーダ１０４およびライナレール１０８は第１のハウジン
グ１０６に取付けられ、またこのハウジングにはオプシ
ョン方向付け鏡６０も同様に取付けられる。オプション
方向付け鏡６０は、光線５０をｘ軸線に沿って反射する
ようにハウジング１０６に取付けられる。
【００２４】鏡２４が取付けられる第２のハウジング１
２０には、ボールねじ１０２が回転するボールねじナッ
ト１２２と、ライナレール１０８が滑動する、スター社
の１６０４−１３１−１０等でなるライナブッシング１
２４とが設けられる。これにより、モータ１００が作動
されると、第２のハウジング１２０がｘ軸線に沿って移
動し、鏡２４を第１のハウジング１０６およびオプショ
ン方向付け鏡６０に対して接、離移動させる。鏡２４は
ｘおよびｙ軸の両方に対して４５°に方向付けられてい
て、光線６２をｘ軸からｙ軸へ反射することは理解され
るであろう。
２０には、ボールねじ１０２が回転するボールねじナッ
ト１２２と、ライナレール１０８が滑動する、スター社
の１６０４−１３１−１０等でなるライナブッシング１
２４とが設けられる。これにより、モータ１００が作動
されると、第２のハウジング１２０がｘ軸線に沿って移
動し、鏡２４を第１のハウジング１０６およびオプショ
ン方向付け鏡６０に対して接、離移動させる。鏡２４は
ｘおよびｙ軸の両方に対して４５°に方向付けられてい
て、光線６２をｘ軸からｙ軸へ反射することは理解され
るであろう。
【００２５】第２のハウジング１２０にも、ｘ移動シス
テムと同様のｙ移動システムが取付けられ、すなわち、
モータ１３０、ボールねじ１３２、デジタルエンコーダ
１３４、タイミングベルト（図示せず）、およびライナ
レール１３８が設けられている。ライナハウジング１４
０は（なお、このハウジングは第３のハウジング１５０
に収容されまたこれには鏡２６も取付けられているが）
ライナレール１３８に沿って滑動する。モータ１３０が
作動されると、第３のハウジングがｙ軸に沿って移動し
、これにより鏡２６が鏡２４に対して接、離移動される
。
テムと同様のｙ移動システムが取付けられ、すなわち、
モータ１３０、ボールねじ１３２、デジタルエンコーダ
１３４、タイミングベルト（図示せず）、およびライナ
レール１３８が設けられている。ライナハウジング１４
０は（なお、このハウジングは第３のハウジング１５０
に収容されまたこれには鏡２６も取付けられているが）
ライナレール１３８に沿って滑動する。モータ１３０が
作動されると、第３のハウジングがｙ軸に沿って移動し
、これにより鏡２６が鏡２４に対して接、離移動される
。
【００２６】鏡２６はｙおよびｚ軸の両方に対して４５
°の角度に方向付けられていて、光線６４をｚ軸へ向け
て従動部３０内に反射することは理解されるであろう。
°の角度に方向付けられていて、光線６４をｚ軸へ向け
て従動部３０内に反射することは理解されるであろう。
【００２７】従動部３０は、直流モータ等のモータ１５
５とタイミングベルトもしくはラック、ピニオンなどか
らなる伝動機構（図示せず）とを介して作動され、そし
て例えば２０ｍｍ程度の短い間隔を移動される。一方、
端部作動体１０は、典型的には６０×６０ｍｍ四方に亘
って移動されることができる。
５とタイミングベルトもしくはラック、ピニオンなどか
らなる伝動機構（図示せず）とを介して作動され、そし
て例えば２０ｍｍ程度の短い間隔を移動される。一方、
端部作動体１０は、典型的には６０×６０ｍｍ四方に亘
って移動されることができる。
【００２８】光学射出手段１２は、工作物４０に近接す
るスペース内の所望の位置に端部作動体１０を移動する
よう作動されること、および端部作動体１０は、デカル
ト座標系のｘ−ｙ平面における任意所望の経路に沿った
所望の位置回りに従動部３０を移動するよう作動される
ことが理解されるであろう。前述のような経路は、平行
四辺形のような直線の集合あるいは曲線であり得る。本
発明の特徴は、従動部３０が所望の位置回りに移動され
ている間端部作動体１０から工作物４０へ向けてレーザ
ー光線６６が射出され、これにより、工作物４０を移動
することなく、直線および曲線の切削が達成されること
である。その目的のために、ハウジング１０６，１２０
および１５０は光学並びに機械的要素の両方を収容し、
コンパクト、軽量でかつ剛性の端部作動体１０を提供で
きるようにする。
るスペース内の所望の位置に端部作動体１０を移動する
よう作動されること、および端部作動体１０は、デカル
ト座標系のｘ−ｙ平面における任意所望の経路に沿った
所望の位置回りに従動部３０を移動するよう作動される
ことが理解されるであろう。前述のような経路は、平行
四辺形のような直線の集合あるいは曲線であり得る。本
発明の特徴は、従動部３０が所望の位置回りに移動され
ている間端部作動体１０から工作物４０へ向けてレーザ
ー光線６６が射出され、これにより、工作物４０を移動
することなく、直線および曲線の切削が達成されること
である。その目的のために、ハウジング１０６，１２０
および１５０は光学並びに機械的要素の両方を収容し、
コンパクト、軽量でかつ剛性の端部作動体１０を提供で
きるようにする。
【００２９】次に、図４を参照すると、レーザーシステ
ムの一部分が示されており、ここで端部作動体１０は、
参照符号１７０で示される光学射出手段の回転軸１７２
に直接的に取付けられている。明らかに、ｘ直線軸は回
転軸１７２と連続されている。
ムの一部分が示されており、ここで端部作動体１０は、
参照符号１７０で示される光学射出手段の回転軸１７２
に直接的に取付けられている。明らかに、ｘ直線軸は回
転軸１７２と連続されている。
【００３０】この実施例においては、１つの鏡１７４が
、第１の回転軸１７６に沿うレーザー光線（図示せず）
を受領すると共にこのレーザー光線を回転軸１７２に沿
って射出するよう作動する。端部作動体１０の鏡２４は
レーザー光線を受領すると共にこのレーザー光線を、先
の実施例におけると同様に鏡２６へ射出し、そしてこの
鏡がレーザー光線を屈折して従動部３０を通過せしめ、
工作物４０上に照射する。
、第１の回転軸１７６に沿うレーザー光線（図示せず）
を受領すると共にこのレーザー光線を回転軸１７２に沿
って射出するよう作動する。端部作動体１０の鏡２４は
レーザー光線を受領すると共にこのレーザー光線を、先
の実施例におけると同様に鏡２６へ射出し、そしてこの
鏡がレーザー光線を屈折して従動部３０を通過せしめ、
工作物４０上に照射する。
【００３１】図４に示されるレーザーシステムは、図１
に示される端部作動体と光学射出手段との組合せよりも
１つだけ少ない鏡から構成されるが、それでもなお５軸
線内での作動を達成する。５つの軸は、２つの回転軸１
７２および１７６と３つの移動軸ｘ，ｙおよびｚ軸であ
ることは明らかである。図４に示される組合せ構成は、
１つだけ少ない鏡を利用するにも拘らず、端部作動体１
０を任意所望の方向に移動できる能力をなお保持するこ
とにおいて有利である。
に示される端部作動体と光学射出手段との組合せよりも
１つだけ少ない鏡から構成されるが、それでもなお５軸
線内での作動を達成する。５つの軸は、２つの回転軸１
７２および１７６と３つの移動軸ｘ，ｙおよびｚ軸であ
ることは明らかである。図４に示される組合せ構成は、
１つだけ少ない鏡を利用するにも拘らず、端部作動体１
０を任意所望の方向に移動できる能力をなお保持するこ
とにおいて有利である。
【００３２】本発明は、特に図示されあるいはこれまで
に説明されたことに限定されるものではないことは、当
業者には理解されるであろう。本発明の範囲は、添付さ
れる特許請求の範囲のみによって規定されるものである
。
に説明されたことに限定されるものではないことは、当
業者には理解されるであろう。本発明の範囲は、添付さ
れる特許請求の範囲のみによって規定されるものである
。
【図１】 本発明の好適な一実施例に組込まれる、デ
カルト座標系で作動する端部作動体を備えたロボットシ
ステムの概略斜視図である。
カルト座標系で作動する端部作動体を備えたロボットシ
ステムの概略斜視図である。
【図２】 （Ａ），（Ｂ）共に、図１に示すｘ−ｙ端
部作動体を通過するレーザー光線の経路を説明する斜視
図である。
部作動体を通過するレーザー光線の経路を説明する斜視
図である。
【図３】 図１に示すｘ−ｙ端部作動体の斜視図であ
る。
る。
【図４】 図１に示すロボットシステムの代案として
の実施態様を説明する斜視図である。
の実施態様を説明する斜視図である。
１０…端部作動体
１２…光学射出手段
１４…移動軸
１６，１８…回転軸
２０，２２，２４，２６…鏡
３０…従動部
３２…レンズ
４０…工作物
５０，５２，５４，５６，５８…レーザー光線６０…方
向付け鏡 ６２，６４，６６…レーザー光線 １００…モータ １０２…ボールねじ １０４…デジタルエンコーダ １０６…第１のハウジング １０８…ライナレール １２０…第２のハウジング １２２…ボールねじナット １２４…ライナブッシング １３０…モータ １３２…ボールねじ １３４…デジタルエンコーダ １３８…ライナレール １４０…ライナブッシング １５０…第３のハウジング １５５…モータ １７２…回転軸 １７４…鏡 １７６…第１の回転軸
向付け鏡 ６２，６４，６６…レーザー光線 １００…モータ １０２…ボールねじ １０４…デジタルエンコーダ １０６…第１のハウジング １０８…ライナレール １２０…第２のハウジング １２２…ボールねじナット １２４…ライナブッシング １３０…モータ １３２…ボールねじ １３４…デジタルエンコーダ １３８…ライナレール １４０…ライナブッシング １５０…第３のハウジング １５５…モータ １７２…回転軸 １７４…鏡 １７６…第１の回転軸
Claims (12)
- 【請求項１】 第１の軸とこの第１の軸に直交す
る第２の軸とを含むデカルト座標系内で移動する端部作
動体において、関節光学射出手段からのレーザー光線を
受領すると共に前記レーザー光線を前記第１および第２
の軸線に沿って伝達する手段と、この受領、伝達手段を
前記第１および第２の軸線に沿って移動する移動手段と
を有することを特徴とする端部作動体。 - 【請求項２】 受領、伝達手段が２つの鏡からな
る請求項１記載の端部作動体。 - 【請求項３】 受領、伝達手段が３つの鏡からな
る請求項１記載の端部作動体。 - 【請求項４】 さらに、前記レーザー光線を前記
第２の軸線に沿って受領すると共にこのレーザー光線を
第３の軸線に沿って伝達する従動部手段を含む請求項１
記載の端部作動体。 - 【請求項５】 従動部手段はレンズを含む請求項
４記載の端部作動体。 - 【請求項６】 レーザー光線を射出する関節光学
射出手段と、この第１の軸とこの第１の軸に直交する第
２の軸とを含むデカルト座標系内で移動するための端部
作動体とからなり、前記関節光学射出手段からのレーザ
ー光線を受領すると共に前記レーザー光線を前記第１お
よび第２の軸線に沿って伝達する手段と、この受領、伝
達手段を前記第１および第２の軸線に沿って移動する移
動手段とを有することを特徴とするレーザーシステム。 - 【請求項７】 さらに、前記レーザー光線を前記
第２の軸線に沿って受領すると共にこのレーザー光線を
第３の軸線に沿って伝達する従動部手段を有する請求項
６記載のレーザーシステム。 - 【請求項８】 関節光学射出手段は端部作動体を
工作物に対して移動する手段を有し、これにより前記第
３の軸線が工作物の表面に直交される請求項６記載のレ
ーザーシステム。 - 【請求項９】 端部作動体を工作物に対して移動
する手段は、端部作動体を回転する手段を有する請求項
８記載のレーザーシステム。 - 【請求項１０】 関節光学射出手段は多数の回転
軸を有し、前記第１の軸線が前記回転軸の１つと合致さ
れる請求項６記載のレーザーシステム。 - 【請求項１１】 さらに関節光学射出手段は２つ
の軸線回りに回転する１つの鏡を有し、端部作動体が前
記鏡に連結される請求項６記載のレーザーシステム。 - 【請求項１２】 関節光学射出手段を用いて、端
部作動体を切削されるべき工作物に対して直角方向へ移
動し、関節光学射出手段からのレーザー光線を端部作動
体へ伝達し、関節光学射出手段からの前記レーザー光線
を受領すると共にこのレーザー光線を、このレーザー光
線を伝達する手段を介して、端部作動体の第１および第
２の軸線に沿って伝達し、レーザー光線を第１および第
２の軸線に沿って伝達する前記手段を移動し、そして前
記伝達、受領および移動の各動作を同時に達成すること
により、デカルト座標系内に限定される前記工作物に切
削加工する工程からなることを特徴とするデカルト平面
内で直線あるいは曲線を切削する方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/541975 | 1990-06-22 | ||
| US07/541,975 US5038015A (en) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | End effector for translating in a cartesian coordinate system |
| US07/554,518 US5061834A (en) | 1990-06-22 | 1990-07-20 | End effector for translating in a cartesian coordinate system |
| US07/554518 | 1990-07-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04231191A true JPH04231191A (ja) | 1992-08-20 |
Family
ID=27066869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3150535A Pending JPH04231191A (ja) | 1990-06-22 | 1991-06-21 | デカルト座標系内で移動するための端部作動体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5061834A (ja) |
| EP (1) | EP0465025A3 (ja) |
| JP (1) | JPH04231191A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109822558A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-31 | 哈尔滨理工大学 | 一种实用工程机械臂 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT501240B1 (de) * | 2004-12-29 | 2007-08-15 | Sticht Fertigungstech Stiwa | Schweissstation |
| ITMO20110045A1 (it) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | Fabbi S R L | Taglierina automatica, particolarmente per imballi protettivi in materia plastica di pallet e simili. |
| ITMI20111684A1 (it) * | 2011-09-19 | 2013-03-20 | Ficep Spa | Dispositivo di movimentazione, particolarmente per torce di taglio del tipo al plasma e simili. |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1179924B (it) * | 1984-05-22 | 1987-09-16 | Prima Progetti Spa | Testa focalizzatrice per una macchina da taglio a raggi laser |
| US4694139A (en) * | 1984-12-03 | 1987-09-15 | Messer Griesheim Gmbh | Guidance device for a laser beam for three-dimensional machining of workpieces |
| DE3530189A1 (de) * | 1985-08-23 | 1987-03-05 | Zeiss Carl Fa | Einrichtung zur lagekorrektur eines ueber eine gelenkoptik gefuehrten laserstrahls |
| DE3805353C1 (en) * | 1988-02-20 | 1989-08-24 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De | Apparatus for the localised heating, in particular welding, of workpieces by means of a focused laser beam |
-
1990
- 1990-07-20 US US07/554,518 patent/US5061834A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-06-12 EP EP19910305316 patent/EP0465025A3/en not_active Withdrawn
- 1991-06-21 JP JP3150535A patent/JPH04231191A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109822558A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-31 | 哈尔滨理工大学 | 一种实用工程机械臂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5061834A (en) | 1991-10-29 |
| EP0465025A3 (en) | 1992-04-29 |
| EP0465025A2 (en) | 1992-01-08 |
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