JPH0533978U - レーザ加工用ロボツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ加工用ロボット１における反射体の使
用個数を削減する。 【構成】 アーム６を水平軸心Ｐ回りに回動自在に支持
する支持コラム３を前記水平軸心Ｐ方向に移動自在に基
台２上に支持させる。基台２の水平軸心Ｐ方向一端側に
導入コラム１１を設ける。導入コラム１１と支持コラム
３間にレーザビーム通過路１３を覆う伸縮自在なジャバ
ラ筒１４を装着する。水平軸心Ｐに沿って導入されたレ
ーザビームを第１反射体で軸心Ｑ方向に反射させ、さら
に第２反射体で軸心Ｑ方向に反射した後、第３反射体で
軸心Ｓ方向に反射させ、ワークに照射させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、レーザビームを利用してワークの溶接、切断、表面改質等のレーザ 加工を行うためのレーザ加工用ロボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、レーザ加工用ロボットとして図４に示される如く、基台１０１上に上下 方向の軸心Ｏ回りに回動自在に支持された支持コラム１０２を備え、該支持コラ ム１０２の上部に水平方向の軸心Ｐ回りに回動自在にアーム１０３が支持される と共に、該アーム１０３はその長手方向の軸心Ｑに沿って移動自在に支持された レーザ加工用ロボット１０４がある。

【０００３】 またアーム１０３の先端側には前記軸心Ｑ回りに回動自在に回動ハウジング１ ０５が取付けられると共に、軸心Ｑと直交する軸心Ｒ回りに回動自在に前記回動 ハウジング１０５に支持された加工ヘッド１０６を備え、加工ヘッド１０６には 軸心Ｒと直交する軸心Ｓを有するノズル１０７が設けられている。

【０００４】 また、ロボット１０４は支持コラム１０２を軸心Ｏ回りに回動制御する第１制 御軸と、アーム１０３を水平軸心Ｐ回りに回動制御する第２制御軸と、アーム１ ０３を軸心Ｑ方向に移動制御する第３制御軸と、回動ハウジング１０５を軸心Ｑ 回りに回動制御する第４制御軸と、加工ヘッド１０６を軸心Ｒ回りに回動制御す る第５制御軸とを有する５軸制御方式とされていた。

【０００５】 そして、支持コラム１０２の回動中心となる軸心Ｏ上方側からビーム導入部１ ０８を通って支持コラム１０２内に導入されたレーザビームは、支持コラム１０ ２側に取付けられた第１反射体１１０で軸心Ｐに沿って反射され、その後同じく 支持コラム１０２側に支持された第２反射体１１１で軸心Ｑに沿って反射された 後、回動ハウジング１０５内に取付けられた第３反射体１１２で軸心Ｒに沿って 反射され、さらに加工ヘッド１０６内に取付けられた第４反射体１１３で軸心Ｓ に沿って集光されながら反射されてワークに照射され、溶接等のレーザ加工を行 う方式とされていた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

一般に、レーザビームを反射する反射体の個数が多ければ多い程、レーザビー ムを加工ヘッドのノズル中心に案内する反射体の調整作業が面倒となり、反射体 の個数に比例する以上の手間がかかり、また反射体の個数が多ければ、レーザビ ームが各反射体で反射される都度、一部吸収されるため出力がより低下する欠点 もあった。さらにこの種反射体は破損しやすく、非常に高価であった。

【０００７】 そこで、レーザ加工用ロボットにおいては、使用される反射体の個数をできる だけ少なくすることが望まれていた。

【０００８】 一方、上記従来構造のロボット１０４にあっては、５軸制御方式であり、少な くとも４個の反射体１１０，１１１，１１２，１１３が必要とされていた。

【０００９】 そこで、本考案は上記点に鑑み、５軸制御方式にもかかわらず、反射体の使用 個数のより削減を図ったレーザ加工用ロボットを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための技術的手段は、支持コラムを制御する第１制御軸と 、支持コラムに支持されたアームを水平軸心回りに回動制御する第２制御軸と、 アームをアーム長手方向に移動制御する第３制御軸と、アームの先端に支持され た回動ハウジングを前記第３制御軸回りに回動制御する第４制御軸と、回動ハウ ジングに支持されたノズルを有する加工ヘッドを前記第３制御軸と交差する軸心 回りに回動制御する第５制御軸とを有し、支持コラム側に導入されたレーザビー ムを、反射体により反射させ、アーム内、回動ハウジング内および加工ヘッド内 を順次通過させてノズル軸心に沿って照射させるレーザ加工用ロボットにおいて 、前記支持コラムの第１制御軸は、前記水平軸心方向に支持コラムを移動制御さ せる制御軸とされ、前記支持コラムの第１制御軸一側方に、前記水平軸心に沿っ てレーザビームを導入する導入部を有する導入コラムが設けられ、導入コラム側 から支持コラム内を通過させてアーム内に導入されたレーザビームを、前記第４ 制御軸の回動中心に沿って反射させる第１反射体が、前記水平軸心と第４制御軸 の回動中心との交点位置に設けられ、第１反射体によって反射されたレーザビー ムを第５制御軸の回動中心に沿って反射させる第２反射体が、回動ハウジング内 に設けられ、第２反射体によって反射されたレーザビームをノズル軸心に沿って 反射させる第３反射体が、加工ヘッド内に設けられ、前記導入コラムと支持コラ ム間のレーザビーム通過路外周を全周にわたって覆い、かつ第１制御軸に沿って 伸縮自在な筒状の遮蔽体が、導入コラムと支持コラム間にわたって装着されてな る点にある。

【００１１】

【作用】

本考案によれば、５軸制御方式もかかわらず、反射体の使用個数を３個に削減 することができ、各反射体の調整作業時間を大幅に短縮できると共にレーザビー ムの出力低下も削減できる。

【００１２】 また使用により反射体が汚れた際の清掃時間や取外し取付けに要する時間も同 様に短縮できる。

【００１３】 さらに反射体の使用個数が３個と少ないため経済性が大である。また導入コラ ムと支持コラム間のレーザビーム通過路が、遮蔽体により覆われた密閉構造とさ れているため、反射体の汚れも有効に防止できる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明すると、図１乃至図３において、 １はレーザ加工用ロボットで、細長直方体状に構成された基台２上に支持コラム ３が立設状に備えられており、ネジ軸とナット体からなるボールネジ構造のリニ アアクチュエータ機構等（図示省略）により基台２長手方向、即ち図１のＯ軸方 向に移動自在に支持されている。

【００１５】 支持コラム３の上部一側には前記Ｏ軸と平行な水平軸心Ｐ回りに回動自在に中 空軸４が支持され、中空軸４の突出端にはアーム支持台５が取付けられている。 そしてアーム支持台５にアーム６がその長手方向の軸心Ｑに沿って移動自在に支 持されている。

【００１６】 またアーム６の先端側には前記軸心Ｑ回りに回動自在に回動ハウジング７が取 付けられると共に、軸心Ｑと直交する軸心Ｒ回りに回動自在に前記回動ハウジン グ７に支持された加工ヘッド８を備え、加工ヘッド８には軸心Ｒと直交する軸心 Ｓを有するノズル９が設けられている。

【００１７】 そして従来同様、支持コラム３の背後と前記アーム支持台５間にはアーム支持 台５を水平軸心Ｐ回りに回動操作するための駆動機構１０が備えられ、アーム６ 内にはアーム６を軸心Ｑ方向に移動操作するための駆動機構、回動ハウジング７ を軸心Ｑ回りに回動操作するための駆動機構、加工ヘッド８を軸心Ｒ回りに回動 操作するための駆動機構等が備えられ、ここにロボット１は、支持コラム３をＯ 軸方向、即ち水平軸心Ｐ方向に移動制御する第１制御軸と、アーム６を水平軸心 Ｐ回りに回動制御する第２制御軸と、アーム６を軸心Ｑ方向に移動制御する第３ 制御軸と、回動ハウジング７を軸心Ｑ回りに回動制御する第４制御軸と、加工ヘ ッド８を軸心Ｒ回りに回動制御する第５制御軸とを有する５軸制御方式とされて いる。

【００１８】 支持コラム３のアーム６を有する側と反対側の第１制御軸一側方に位置した基 台２端部上に、導入コラム１１が固定状に立設されており、導入コラム１１の前 記水平軸心Ｐ延長部分には水平軸心Ｐに沿った通孔状の導入部１２が設けられて いる。そして導入部１２から支持コラム３間にわたって形成される水平軸心Ｐに 沿ったレーザビーム通過路１３の外周を全周にわたって覆うと共に、第１制御軸 、即ち水平軸心Ｐに沿って伸縮自在な遮蔽体としての角筒状で耐熱性を有し、か つ無塵の布状材料よりなるジャバラ筒１４が、導入コラム１１と支持コラム３間 にわたって装着されている。

【００１９】 また図３に示される如く、水平軸心Ｐと軸心Ｑとの交点位置に位置して平面鏡 からなる第１反射体１６が姿勢調整自在にアーム支持台５側に取付けられ、軸心 Ｑと軸心Ｒとの交点位置に位置して平面鏡からなる第２反射体１７が姿勢調整自 在に回動ハウジング７内に取付けられ、軸心Ｒと軸心Ｓとの交点位置に位置して 放物面鏡からなる第３反射体１８が姿勢調整自在に加工ヘッド８内に取付けられ ている。

【００２０】 そして、ロボット１には、ＣＯ₂ レーザ発振装置２０やビームウィーバー２１ がレーザ通路２２を介して接続され、ＣＯ₂ レーザ発振装置２０から出力された レーザビームはレーザ通路２２を通じてビームウィーバー２１内に入り、ビーム ウィーバー２１から出たレーザビームはレーザ通路２２を通じてロボット１の導 入コラム１１の導入部１２に前記水平軸心Ｐに沿って導入される。導入部１２か ら導入されたレーザビームはその後、ジャバラ筒１４内のレーザビーム通過路１ ３を通過し、さらに支持コラム３内、中空軸４内、アーム支持台５内を水平軸心 Ｐに沿って順次通過してアーム６内に導入される。

【００２１】 次に、水平軸心Ｐに沿ってアーム６内に導入されたレーザビームは第１反射体 １６により軸心Ｑに沿って反射された後、第２反射体１７により軸心Ｒに沿って 反射され、その後、第３反射体１８により軸心Ｓに沿って集光しながら反射され 、ワークに照射されるよう構成されている。

【００２２】 本考案の実施例は以上のように構成されており、第１制御軸が支持コラム３を 水平軸心Ｐ方向から水平軸心Ｐに沿ってレーザビームをロボット１側に導入する 方式としているため、５軸制御方式にもかかわらず、反射体の使用個数を第１反 射体１６、第２反射体１７及び第３反射体１８の３個に削減することができ、各 反射体１６，１７，１８の調整作業時間を大幅に短縮することができると共にレ ーザビームの出力低下も有効に軽減できる。また長時間の使用により各反射体１ ６，１７，１８が汚れた際の清掃時間や取外し取付けに要する時間も個数の削減 により短縮することができる。さらに反射体１６，１７，１８は破損しやすく、 高価であるが、使用個数が少ないため経済性が大である。

【００２３】 また導入コラム１１と支持コラム３間のレーザビーム通過路１３がジャバラ筒 １４によって密閉状に覆われているため、レーザビーム通過路１３内へのちりや ほこり等の侵入が防止でき、レーザビームのちりやほこり等による出力損失が有 効に防止できると共に反射体１６，１７，１８の汚れも有効に防止できる。そし て各反射体１６，１７，１８の汚れが防止できることから各反射体１６，１７， １８の清掃回数やその際における調整回数を減少させることができる。さらにレ ーザビーム通過路１３がジャバラ筒１４で覆われているため、レーザビーム通過 路１３内に手等を不用意に侵入するおそれもなく安全性も向上できる。

【００２４】 また、通常、反射体１６，１７，１８は液体で冷却が行われており、反射体１ ６，１７，１８の使用個数の削減によって冷却用液体の配管数も少なくでき、こ のことからワークとの干渉も有効に防止できる。

【００２５】

【考案の効果】

以上のように、本考案のレーザ加工用ロボットによれば、第１制御軸が支持コ ラムを第２制御軸の回動中心となる水平軸心方向に移動制御する方式とし、前記 水平軸心に沿ってレーザビームを導入する方式としているため、５軸制御方式に もかかわらず、反射体の使用個数を３個に削減することができ、各反射体の調整 作業時間を大幅に短縮できると共にレーザビームの出力低下も有効に軽減できる 。また反射体の使用個数が少なくなるため、反射体の清掃時間や取外し取付けに 要する時間も同様に短縮できると共に、経済性も大となる。

【００２６】 さらに、導入コラムと支持コラム間のレーザビーム通過路が遮蔽体により密閉 状に覆われているため、防塵効果が良好に発揮でき、反射体の汚れやレーザビー ムの出力損失が有効に防止できると共に、安全性の向上も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す全体斜視図である。

【図２】支持コラム部分の断面図である。

【図３】アーム部分の概略説明図である。

【図４】従来例を示す全体斜視図である。

【符号の説明】

１ レーザ加工用ロボット ３ 支持コラム ６ アーム ７ 回動ハウジング ８ 加工ヘッド ９ ノズル １１ 導入コラム １２ 導入部 １３ レーザビーム通過路 １４ ジャバラ筒 １６ 第１反射体 １７ 第２反射体 １８ 第３反射体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 美藤 龍平 兵庫県宝塚市新明和町１番１号 新明和工 業株式会社産業機械事業部内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持コラムを制御する第１制御軸と、支
   持コラムに支持されたアームを水平軸心回りに回動制御
   する第２制御軸と、アームをアーム長手方向に移動制御
   する第３制御軸と、アームの先端に支持された回動ハウ
   ジングを前記第３制御軸回りに回動制御する第４制御軸
   と、回動ハウジングに支持されたノズルを有する加工ヘ
   ッドを前記第３制御軸と交差する軸心回りに回動制御す
   る第５制御軸とを有し、支持コラム側に導入されたレー
   ザビームを、反射体により反射させ、アーム内、回動ハ
   ウジング内および加工ヘッド内を順次通過させてノズル
   軸心に沿って照射させるレーザ加工用ロボットにおい
   て、 前記支持コラムの第１制御軸は、前記水平軸心方向に支
   持コラムを移動制御させる制御軸とされ、 前記支持コラムの第１制御軸一側方に、前記水平軸心に
   沿ってレーザビームを導入する導入部を有する導入コラ
   ムが設けられ、 導入コラム側から支持コラム内を通過させてアーム内に
   導入されたレーザビームを、前記第４制御軸の回動中心
   に沿って反射させる第１反射体が、前記水平軸心と第４
   制御軸の回動中心との交点位置に設けられ、 第１反射体によって反射されたレーザビームを第５制御
   軸の回動中心に沿って反射させる第２反射体が、回動ハ
   ウジング内に設けられ、 第２反射体によって反射されたレーザビームをノズル軸
   心に沿って反射させる第３反射体が、加工ヘッド内に設
   けられ、 前記導入コラムと支持コラム間のレーザビーム通過路外
   周を全周にわたって覆い、かつ第１制御軸に沿って伸縮
   自在な筒状の遮蔽体が、導入コラムと支持コラム間にわ
   たって装着されてなることを特徴とするレーザ加工用ロ
   ボット。