JPH06210475A - レーザロボットのハイトセンサ装置 - Google Patents
レーザロボットのハイトセンサ装置Info
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- JPH06210475A JPH06210475A JP5004981A JP498193A JPH06210475A JP H06210475 A JPH06210475 A JP H06210475A JP 5004981 A JP5004981 A JP 5004981A JP 498193 A JP498193 A JP 498193A JP H06210475 A JPH06210475 A JP H06210475A
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- 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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- 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
- B25J19/02—Sensing devices
- B25J19/021—Optical sensing devices
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザロボットの加工ヘッドをレーザ加工開
始点に位置決めする際の高さ距離の補正データを高精度
で測定可能なコンパクなハイトセンサ装置を備えたレー
ザロボットを提供すること。 【構成】 レーザロボット１の加工ヘッド９に平行に、
かつ、略密着した直近位置にハイトセンサ装置１３を取
着し、しかも、加工ヘッド９のレーザ出射口９ａとハイ
トセンサ装置１３の測定端１３ａとの３次元距離データ
を予めロボット制御装置１０に記憶し、この距離データ
に基づいてレーザ加工開始点の縦方向距離を直接上方か
ら自動測定して加工ヘッド９のレーザ出射口９ａの縦方
向距離を補正するように構成した。
始点に位置決めする際の高さ距離の補正データを高精度
で測定可能なコンパクなハイトセンサ装置を備えたレー
ザロボットを提供すること。 【構成】 レーザロボット１の加工ヘッド９に平行に、
かつ、略密着した直近位置にハイトセンサ装置１３を取
着し、しかも、加工ヘッド９のレーザ出射口９ａとハイ
トセンサ装置１３の測定端１３ａとの３次元距離データ
を予めロボット制御装置１０に記憶し、この距離データ
に基づいてレーザ加工開始点の縦方向距離を直接上方か
ら自動測定して加工ヘッド９のレーザ出射口９ａの縦方
向距離を補正するように構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザロボットのハイ
トセンサ装置に関し、特に、レーザロボットの先端に具
備されたレーザビーム出射用の加工ヘッドを備え、同加
工ヘッドを２つの送り駆動モータを有した付加軸装置の
制御動作で小径の加工軌跡に沿って送り動作させること
により、加工ヘッドのレーザビーム出射口から出射され
るレーザビームによって効率的にワークにレーザ加工を
行う構成のレーザロボットに具備され、被加工ワークの
加工面に対する加工ヘッドのレーザ出射口までの縦方向
距離を自動測定して加工開始点における縦方向距離を補
正し、高精度のレーザ加工を遂行可能にするレーザロボ
ットのハイトセンサ装置に関する。
トセンサ装置に関し、特に、レーザロボットの先端に具
備されたレーザビーム出射用の加工ヘッドを備え、同加
工ヘッドを２つの送り駆動モータを有した付加軸装置の
制御動作で小径の加工軌跡に沿って送り動作させること
により、加工ヘッドのレーザビーム出射口から出射され
るレーザビームによって効率的にワークにレーザ加工を
行う構成のレーザロボットに具備され、被加工ワークの
加工面に対する加工ヘッドのレーザ出射口までの縦方向
距離を自動測定して加工開始点における縦方向距離を補
正し、高精度のレーザ加工を遂行可能にするレーザロボ
ットのハイトセンサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザロボット、特に、周知の６軸動作
自由度を有した多関節型レーザロボットにおいて、同ロ
ボットの先端の可動要素である手首に２つの駆動モータ
を付加的に具備した付加軸機構を備え、同付加軸機構に
よりレーザ出射用の加工ヘッドを２軸座標平面内で所定
の移動軌跡をレーザ加工の送り動作軌跡として作動させ
得るようにしたものが周知であり、特に、上記の送り動
作軌跡は主として小径の円軌跡からなることにより、ワ
ークに小穴レーザ精密加工を実施するようにしたレーザ
ロボットは既に提案され、実用化されつつある。このよ
うな付加軸機構を有した多関節型レーザロボットは、図
２に示すロボット機体の一般的な構成を有し、周知のロ
ボット制御装置により作動制御され、所定のレーザ加工
作業を遂行する。
自由度を有した多関節型レーザロボットにおいて、同ロ
ボットの先端の可動要素である手首に２つの駆動モータ
を付加的に具備した付加軸機構を備え、同付加軸機構に
よりレーザ出射用の加工ヘッドを２軸座標平面内で所定
の移動軌跡をレーザ加工の送り動作軌跡として作動させ
得るようにしたものが周知であり、特に、上記の送り動
作軌跡は主として小径の円軌跡からなることにより、ワ
ークに小穴レーザ精密加工を実施するようにしたレーザ
ロボットは既に提案され、実用化されつつある。このよ
うな付加軸機構を有した多関節型レーザロボットは、図
２に示すロボット機体の一般的な構成を有し、周知のロ
ボット制御装置により作動制御され、所定のレーザ加工
作業を遂行する。
【０００３】同レーザロボットの機体１は、ロボットベ
ース２に直立されたロボット胴部３の上部に水平面内で
旋回可能なロボット旋回胴４を有し、このロボット旋回
胴４の一端に枢着されたロボット上腕５は水平軸心回り
に回転可能に設けられ、同ロボット上腕５の先端に枢着
されたロボット前腕６は、ロボット上腕５に対して水平
軸心回りに回転可能になっており、このロボット前腕６
の先端に三次元空間内で３つの相互に直交する軸心回り
に回転可能な３自由度のロボット手首７が取着されてお
り、このロボット手首７に取着された付加軸機構８がレ
ーザビーム出射用の加工ヘッド９を有している。
ース２に直立されたロボット胴部３の上部に水平面内で
旋回可能なロボット旋回胴４を有し、このロボット旋回
胴４の一端に枢着されたロボット上腕５は水平軸心回り
に回転可能に設けられ、同ロボット上腕５の先端に枢着
されたロボット前腕６は、ロボット上腕５に対して水平
軸心回りに回転可能になっており、このロボット前腕６
の先端に三次元空間内で３つの相互に直交する軸心回り
に回転可能な３自由度のロボット手首７が取着されてお
り、このロボット手首７に取着された付加軸機構８がレ
ーザビーム出射用の加工ヘッド９を有している。
【０００４】そして、上記の付加軸機構８には、図示さ
れていないが、２つのサーボモータから成る送り駆動モ
ータが内蔵され、ロボット制御装置の指令に応じて、加
工ヘッド９のレーザビーム出射口９ａを、例えば、１つ
の直交２軸座標平面内で所望の軌跡に沿って移動可能に
制御し、レーザビームの照射により切断加工、孔明け加
工等のレーザ加工を実施できる構成となっている。
れていないが、２つのサーボモータから成る送り駆動モ
ータが内蔵され、ロボット制御装置の指令に応じて、加
工ヘッド９のレーザビーム出射口９ａを、例えば、１つ
の直交２軸座標平面内で所望の軌跡に沿って移動可能に
制御し、レーザビームの照射により切断加工、孔明け加
工等のレーザ加工を実施できる構成となっている。
【０００５】このような付加軸機構８は、主として加工
ヘッド９により被加工ワークに小径穴の加工を実施する
場合に主として用いるために設けられ、同付加機構８は
ロボット機体１の６軸系の可動要素（ロボット旋回胴
４、ロボット上、前腕５、６、ロボット手首７）が動作
しているときには、レーザ加工ヘッド９のレーザ出射口
９ａを所定の原点位置に停止、保持しており、レーザ加
工の開始時には、予め教示された加工プログラムに従っ
てロボット機体１により、先ず、加工ヘッド９のレーザ
出射口９ａが所望の被加工小穴の中心位置に設定され、
かつ、レーザビームの焦点を同中心位置に合致させるよ
うに位置決めが行われる。その後、付加軸機構８の２つ
の駆動モータが作動して所望の小穴加工軌跡の加工開始
点へレーザ出射口９ａを移動、位置決めし、同加工開始
点から小穴加工軌跡に沿って当該加工ヘッド９を軌跡動
作させ、レーザ加工による穿孔加工が行われる。
ヘッド９により被加工ワークに小径穴の加工を実施する
場合に主として用いるために設けられ、同付加機構８は
ロボット機体１の６軸系の可動要素（ロボット旋回胴
４、ロボット上、前腕５、６、ロボット手首７）が動作
しているときには、レーザ加工ヘッド９のレーザ出射口
９ａを所定の原点位置に停止、保持しており、レーザ加
工の開始時には、予め教示された加工プログラムに従っ
てロボット機体１により、先ず、加工ヘッド９のレーザ
出射口９ａが所望の被加工小穴の中心位置に設定され、
かつ、レーザビームの焦点を同中心位置に合致させるよ
うに位置決めが行われる。その後、付加軸機構８の２つ
の駆動モータが作動して所望の小穴加工軌跡の加工開始
点へレーザ出射口９ａを移動、位置決めし、同加工開始
点から小穴加工軌跡に沿って当該加工ヘッド９を軌跡動
作させ、レーザ加工による穿孔加工が行われる。
【０００６】然しながら、複数の被加工ワーク間の寸法
的なバラツキや同じ被加工ワークでも加工位置の違いに
より、ワーク厚さ寸法にバラツキが有り、更に、被加工
ワークを加工ステーションへ位置決めする際のバラツキ
等に依って、所定の教示加工プログラムに従って加工ヘ
ッド９がレーザ加工を遂行しているにも関わらず、レー
ザビームの合焦ズレ等により、安定したレーザ加工を遂
行し得ないため、加工品にバラツキが発生する場合が多
々有る。このようなバラツキを解消すべく、加工ヘッド
９をロボット機体１のロボット動作で所望の加工中心位
置へ位置決めした段階に加工ヘッド９のレーザ出射口９
ａと被加工ワークの加工面との縦方向距離（垂直距離）
を測定して加工プログラムの教示時の縦方向距離に対し
て測定結果から加工ヘッド９のレーザ出射口９ａの位置
を縦方向に補正を加え、レーザビームの合焦調節を行う
ことは従来より実施されている。
的なバラツキや同じ被加工ワークでも加工位置の違いに
より、ワーク厚さ寸法にバラツキが有り、更に、被加工
ワークを加工ステーションへ位置決めする際のバラツキ
等に依って、所定の教示加工プログラムに従って加工ヘ
ッド９がレーザ加工を遂行しているにも関わらず、レー
ザビームの合焦ズレ等により、安定したレーザ加工を遂
行し得ないため、加工品にバラツキが発生する場合が多
々有る。このようなバラツキを解消すべく、加工ヘッド
９をロボット機体１のロボット動作で所望の加工中心位
置へ位置決めした段階に加工ヘッド９のレーザ出射口９
ａと被加工ワークの加工面との縦方向距離（垂直距離）
を測定して加工プログラムの教示時の縦方向距離に対し
て測定結果から加工ヘッド９のレーザ出射口９ａの位置
を縦方向に補正を加え、レーザビームの合焦調節を行う
ことは従来より実施されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来の縦
方向距離の測定方法において、 （１）レーザロボットの加工ヘッドの先端に静電容量型
ハイトセンサ装置を取着し、被加工ワークの加工面と加
工ヘッドのレーザ出射口との間の高さ距離を測定する方
法の場合、レーザ加工中に飛散するスパッタや加工煙等
が、同静電容量型ハイトセンサ装置の先端に付着、堆積
して静電容量を徐々に変化させるため、距離測定に誤差
を発生してしまい、補正が不正確になると言う問題点が
ある。 （２）また、光学式ハイトセンサ装置を加工ヘッドの中
心軸線に対して傾斜させて取着し、同光学式ハイトセン
サ装置の先端の延長線を被加工ワークの加工面上の加工
点位置に一致するように設けたものも有るが、この様な
ハイトセンサ装置を用いた縦方向距離の測定では、ハイ
トセンサ装置の配置が加工ヘッドの側部から大きく張り
出した配置となることを回避できず、故に、レーザ加工
過程に周辺と機械的干渉を起こす欠点がある。又、測定
光が被加工面に対して斜めに入射するために、戻り光が
減少し、結果的に測定誤差を生ずると言う問題がある。 依って、本発明の目的は、上述した従来のハイトセンサ
装置の欠点を解消することが可能なハイトセンサ装置を
備えたレーザロボットを提供することにある。
方向距離の測定方法において、 （１）レーザロボットの加工ヘッドの先端に静電容量型
ハイトセンサ装置を取着し、被加工ワークの加工面と加
工ヘッドのレーザ出射口との間の高さ距離を測定する方
法の場合、レーザ加工中に飛散するスパッタや加工煙等
が、同静電容量型ハイトセンサ装置の先端に付着、堆積
して静電容量を徐々に変化させるため、距離測定に誤差
を発生してしまい、補正が不正確になると言う問題点が
ある。 （２）また、光学式ハイトセンサ装置を加工ヘッドの中
心軸線に対して傾斜させて取着し、同光学式ハイトセン
サ装置の先端の延長線を被加工ワークの加工面上の加工
点位置に一致するように設けたものも有るが、この様な
ハイトセンサ装置を用いた縦方向距離の測定では、ハイ
トセンサ装置の配置が加工ヘッドの側部から大きく張り
出した配置となることを回避できず、故に、レーザ加工
過程に周辺と機械的干渉を起こす欠点がある。又、測定
光が被加工面に対して斜めに入射するために、戻り光が
減少し、結果的に測定誤差を生ずると言う問題がある。 依って、本発明の目的は、上述した従来のハイトセンサ
装置の欠点を解消することが可能なハイトセンサ装置を
備えたレーザロボットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の発明目
的に鑑みて、レーザロボットの加工ヘッドの中心軸線に
対して平行に、かつ、加工ヘッドに略密着した可及的に
近接した位置にハイトセンサ装置、好ましくは、光学式
ハイトセンサ装置を取着し、しかも、加工ヘッドのレー
ザ出射口とハイトセンサ装置の測定端との３次元空間に
おける距離データを予めロボット制御装置に記憶、保持
し、この距離データに基づいてレーザ加工の加工開始点
の縦方向距離を直接、自動測定して加工ヘッドのレーザ
出射口の縦方向距離を補正するように構成したものであ
る。
的に鑑みて、レーザロボットの加工ヘッドの中心軸線に
対して平行に、かつ、加工ヘッドに略密着した可及的に
近接した位置にハイトセンサ装置、好ましくは、光学式
ハイトセンサ装置を取着し、しかも、加工ヘッドのレー
ザ出射口とハイトセンサ装置の測定端との３次元空間に
おける距離データを予めロボット制御装置に記憶、保持
し、この距離データに基づいてレーザ加工の加工開始点
の縦方向距離を直接、自動測定して加工ヘッドのレーザ
出射口の縦方向距離を補正するように構成したものであ
る。
【０００９】即ち、本発明によれば、レーザロボットの
加工ヘッドの中心軸線と平行に、かつ該加工ヘッドとの
略密接位置に取付けブラケットを介して取着されると共
に被加工ワークの加工面から前記加工ヘッドのレーザビ
ーム出射口までの縦方向距離を自動測定する測定ヘッド
を備え、前記加工ヘッドと前記測定ヘッドの中心軸間距
離と、前記加工ヘッドと前記測定ヘッドの両先端間の縦
方向距離とを既知データとしてロボット制御装置に記憶
させたことを特徴とするレーザロボットのハイトセンサ
装置が提供されるのである。以下、本発明を添付図面に
示す実施例に従って詳細に説明する。
加工ヘッドの中心軸線と平行に、かつ該加工ヘッドとの
略密接位置に取付けブラケットを介して取着されると共
に被加工ワークの加工面から前記加工ヘッドのレーザビ
ーム出射口までの縦方向距離を自動測定する測定ヘッド
を備え、前記加工ヘッドと前記測定ヘッドの中心軸間距
離と、前記加工ヘッドと前記測定ヘッドの両先端間の縦
方向距離とを既知データとしてロボット制御装置に記憶
させたことを特徴とするレーザロボットのハイトセンサ
装置が提供されるのである。以下、本発明を添付図面に
示す実施例に従って詳細に説明する。
【００１０】
【実施例】図１は本発明に係るハイトセンサ装置を備え
たレーザロボットの構成、特に、加工ヘッド周辺の構成
を示した部分拡大図、図２は、本発明に係るハイトセン
サ装置を備えた付加軸機構を有した多関節型レーザロボ
ット機体の一般的な構成を示す正面図、図３は、本発明
に係るハイトセンサ装置を備えたレーザロボットの制御
機構の構成を示したブロック図である。
たレーザロボットの構成、特に、加工ヘッド周辺の構成
を示した部分拡大図、図２は、本発明に係るハイトセン
サ装置を備えた付加軸機構を有した多関節型レーザロボ
ット機体の一般的な構成を示す正面図、図３は、本発明
に係るハイトセンサ装置を備えたレーザロボットの制御
機構の構成を示したブロック図である。
【００１１】さて、図２と共に図３を参照すると、ロボ
ット制御装置１０は、ロボット機体１と二点鎖線で示す
信号ラインで結合され、同ロボット機体１の諸可動部の
動作を制御してロボット手首７（図２参照）に取着され
た付加軸機構８に結合されたレーザ出射用の加工ヘッド
９を移動または位置決めするように構成されている。こ
のとき、ロボット制御装置１０は内蔵するＲＯＭから成
るメモリ１にロボット制御の基本プログラム等を記憶す
ると共にＲＡＭから成る書換え可能なメモリ２には入力
手段によって入力された種々のレーザ加工用の教示プロ
グラムを記憶し、これらメモリ１および２に記憶された
基本、教示プログラムに従って制御回路を形成するＣＰ
Ｕおよびインターフェイス１１を介してレーザロボット
機体１の諸可動部を制御する制御機構を形成している。
ット制御装置１０は、ロボット機体１と二点鎖線で示す
信号ラインで結合され、同ロボット機体１の諸可動部の
動作を制御してロボット手首７（図２参照）に取着され
た付加軸機構８に結合されたレーザ出射用の加工ヘッド
９を移動または位置決めするように構成されている。こ
のとき、ロボット制御装置１０は内蔵するＲＯＭから成
るメモリ１にロボット制御の基本プログラム等を記憶す
ると共にＲＡＭから成る書換え可能なメモリ２には入力
手段によって入力された種々のレーザ加工用の教示プロ
グラムを記憶し、これらメモリ１および２に記憶された
基本、教示プログラムに従って制御回路を形成するＣＰ
Ｕおよびインターフェイス１１を介してレーザロボット
機体１の諸可動部を制御する制御機構を形成している。
【００１２】また、このロボット制御装置１０のメモリ
２には、付加軸機構８によりレーザ加工ヘッド９の送り
制御を行って遂行する場合の加工条件と共に、本発明に
係るハイトセンサ装置１３の先端の測定端１３ａ（図
１）の位置と加工ヘッド９のレーザ出射口９ａ（図２参
照）の位置との３次元空間における両位置間の距離デー
タが予め登録されている。ここで、付加軸機構８は、サ
ーボモータから成る２つの駆動モータＭＡ，ＭＢを備
え、両駆動モータＭＡ，ＭＢによりレーザ加工ヘッド９
を直交二軸座標系内で送り動作を精密に制御する駆動機
構として設けられ、従って、ロボット機体１のロボット
旋回胴、ロボット上腕、前腕、ロボット手首等の諸可動
部を作動させてレーザ加工ヘッド９を直接、所定の加工
軌跡に沿って送り動作させることでレーザ加工を遂行す
る場合よりも例えば既述の小穴加工等の更に高精度のレ
ーザ加工や細密なレーザ加工を遂行する場合に用いられ
るために設けられている。
２には、付加軸機構８によりレーザ加工ヘッド９の送り
制御を行って遂行する場合の加工条件と共に、本発明に
係るハイトセンサ装置１３の先端の測定端１３ａ（図
１）の位置と加工ヘッド９のレーザ出射口９ａ（図２参
照）の位置との３次元空間における両位置間の距離デー
タが予め登録されている。ここで、付加軸機構８は、サ
ーボモータから成る２つの駆動モータＭＡ，ＭＢを備
え、両駆動モータＭＡ，ＭＢによりレーザ加工ヘッド９
を直交二軸座標系内で送り動作を精密に制御する駆動機
構として設けられ、従って、ロボット機体１のロボット
旋回胴、ロボット上腕、前腕、ロボット手首等の諸可動
部を作動させてレーザ加工ヘッド９を直接、所定の加工
軌跡に沿って送り動作させることでレーザ加工を遂行す
る場合よりも例えば既述の小穴加工等の更に高精度のレ
ーザ加工や細密なレーザ加工を遂行する場合に用いられ
るために設けられている。
【００１３】上記付加軸機構８の駆動モータＭＡ，ＭＢ
はモータ制御部１２によって作動制御され、このモータ
制御部１２は、ロボット制御装置１０に接続されて同ロ
ボット制御装置１０からの指令信号により、付加軸機構
８の駆動モータＭＡ，ＭＢに制御入力を送出する構成を
有している。上述したロボット制御装置１０による制御
に基づいて付加軸機構８を介してレーザ加工ヘッド９を
作動させる場合に、本発明に係るハイトセンサ装置１３
を用いて遂行される被加工ワークの加工面の縦方向距離
（Ｚ軸方向距離）の測定と加工ヘッド９の縦方向距離
（Ｚ軸方向の高さ寸法）の補正作用に就いて図１〜図３
により説明する。
はモータ制御部１２によって作動制御され、このモータ
制御部１２は、ロボット制御装置１０に接続されて同ロ
ボット制御装置１０からの指令信号により、付加軸機構
８の駆動モータＭＡ，ＭＢに制御入力を送出する構成を
有している。上述したロボット制御装置１０による制御
に基づいて付加軸機構８を介してレーザ加工ヘッド９を
作動させる場合に、本発明に係るハイトセンサ装置１３
を用いて遂行される被加工ワークの加工面の縦方向距離
（Ｚ軸方向距離）の測定と加工ヘッド９の縦方向距離
（Ｚ軸方向の高さ寸法）の補正作用に就いて図１〜図３
により説明する。
【００１４】図１を参照すると、本発明に係るハイトセ
ンサ装置１３は、レーザロボット機体１の加工ヘッド９
に略密接させ、周辺への張出しを極力、抑制した状態で
ブラケット１４を用いて加工ヘッド９の上端域に取着さ
れている。つまり、レーザ加工時における周辺との機械
的干渉を極力、回避した構造で設けられている。このハ
イトセンサ装置１３は、好ましくは周知の光学式変位セ
ンサによって形成され、測定レーザビームを発出し、そ
の帰還ビームを受光して距離測定を行うものである。ハ
イトセンサ装置１３による距離測定データは、図３に示
すようにインターフェイス１１を介してロボット制御装
置１０にフィードバックされ、レーザ出射用の加工ヘッ
ド９のレーザ出射口９ａの加工面に対する縦方向位置を
補正してレーザビームの合焦調整を行うことが可能に構
成されている。
ンサ装置１３は、レーザロボット機体１の加工ヘッド９
に略密接させ、周辺への張出しを極力、抑制した状態で
ブラケット１４を用いて加工ヘッド９の上端域に取着さ
れている。つまり、レーザ加工時における周辺との機械
的干渉を極力、回避した構造で設けられている。このハ
イトセンサ装置１３は、好ましくは周知の光学式変位セ
ンサによって形成され、測定レーザビームを発出し、そ
の帰還ビームを受光して距離測定を行うものである。ハ
イトセンサ装置１３による距離測定データは、図３に示
すようにインターフェイス１１を介してロボット制御装
置１０にフィードバックされ、レーザ出射用の加工ヘッ
ド９のレーザ出射口９ａの加工面に対する縦方向位置を
補正してレーザビームの合焦調整を行うことが可能に構
成されている。
【００１５】ここで、ハイトセンサ装置１３の測定光を
発出する測定端１３ａと加工ヘッド９のレーザビーム出
射口９ａとの位置的関係はブラケット１４による取着時
に固定され、その３次元空間における両位置の距離デー
タは、既述のように、予め、ロボット制御装置１０のメ
モリ２に登録、記憶されている。従って、加工ヘッド９
により、レーザ加工が遂行される場合には、先ず、レー
ザロボット機体１のロボット動作により、メモリ２に記
憶された上記の距離データとレーザ加工の教示プログラ
ムにおける加工ヘッド９の位置データとから演算するこ
とにより、被加工ワークＷの加工開始点Ｗ１の上方の測
定位置（図１の実線位置）へハイトセンサ装置１３の測
定端１３ａを位置決めする。即ち、加工ヘッド９のレー
ザ出射口９ａを加工開始点Ｗ１へ位置決めするデータを
教示プログラムから読出し、その読み出したデータから
ハイトセンサ装置１３の距離データを加算又は減算する
ことにより、ハイトセンサ装置１３の測定端１３ａを加
工開始点Ｗ１の上方位置へ位置決めするためのデータを
ＣＰＵで演算する。そして、その演算結果に従って、レ
ーザロボット機体１はロボット制御装置１０の制御によ
り作動し、当該測定端１３ａを加工開始点Ｗ１の直上方
位置、つまり、図１に実線で示した測定位置へ位置決め
するのである。
発出する測定端１３ａと加工ヘッド９のレーザビーム出
射口９ａとの位置的関係はブラケット１４による取着時
に固定され、その３次元空間における両位置の距離デー
タは、既述のように、予め、ロボット制御装置１０のメ
モリ２に登録、記憶されている。従って、加工ヘッド９
により、レーザ加工が遂行される場合には、先ず、レー
ザロボット機体１のロボット動作により、メモリ２に記
憶された上記の距離データとレーザ加工の教示プログラ
ムにおける加工ヘッド９の位置データとから演算するこ
とにより、被加工ワークＷの加工開始点Ｗ１の上方の測
定位置（図１の実線位置）へハイトセンサ装置１３の測
定端１３ａを位置決めする。即ち、加工ヘッド９のレー
ザ出射口９ａを加工開始点Ｗ１へ位置決めするデータを
教示プログラムから読出し、その読み出したデータから
ハイトセンサ装置１３の距離データを加算又は減算する
ことにより、ハイトセンサ装置１３の測定端１３ａを加
工開始点Ｗ１の上方位置へ位置決めするためのデータを
ＣＰＵで演算する。そして、その演算結果に従って、レ
ーザロボット機体１はロボット制御装置１０の制御によ
り作動し、当該測定端１３ａを加工開始点Ｗ１の直上方
位置、つまり、図１に実線で示した測定位置へ位置決め
するのである。
【００１６】斯くしてワークＷの加工開始点Ｗ１の上方
測定位置へ位置決めされたハイトセンサ装置１３によ
り、ワークＷの加工開始点Ｗ１の縦方向距離（Ｚ軸方向
の距離データ）を自動測定する。そして、その測定結果
は、ロボット制御装置１０のメモリ２へインターフェイ
ス１１を介して入力される。
測定位置へ位置決めされたハイトセンサ装置１３によ
り、ワークＷの加工開始点Ｗ１の縦方向距離（Ｚ軸方向
の距離データ）を自動測定する。そして、その測定結果
は、ロボット制御装置１０のメモリ２へインターフェイ
ス１１を介して入力される。
【００１７】故に、ロボット制御装置１０のＣＰＵは、
この入力データに従って、加工ヘッド９のレーザ出射口
９ａを加工開始点Ｗ１の上方における合焦調整位置（レ
ーザビームが加工点に焦点を一致させるための位置）へ
位置決めする際のＺ軸方向の位置データを教示プログラ
ムに予め記憶された位置データに対して補正を加え、正
確な合焦位置へ位置決めする。
この入力データに従って、加工ヘッド９のレーザ出射口
９ａを加工開始点Ｗ１の上方における合焦調整位置（レ
ーザビームが加工点に焦点を一致させるための位置）へ
位置決めする際のＺ軸方向の位置データを教示プログラ
ムに予め記憶された位置データに対して補正を加え、正
確な合焦位置へ位置決めする。
【００１８】このようにして補正を行った後に、加工ヘ
ッド９を図１に点線で図示した加工位置へ位置決めし、
位置決め後にレーザ加工を加工開始点Ｗ１から開始すれ
ば、加工ヘッド９のレーザ出射口９ａは、正確にレーザ
ビームを加工開始点Ｗ１へ合焦させ得るから、高精度の
レーザ加工を遂行することができるのである。
ッド９を図１に点線で図示した加工位置へ位置決めし、
位置決め後にレーザ加工を加工開始点Ｗ１から開始すれ
ば、加工ヘッド９のレーザ出射口９ａは、正確にレーザ
ビームを加工開始点Ｗ１へ合焦させ得るから、高精度の
レーザ加工を遂行することができるのである。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、レーザロボットの加工ヘッドの直近位置にコ
ンパクトに配置したハイトセンサ装置により、加工ヘッ
ドによる被加工ワークの加工開始点の縦方向（Ｚ軸方
向）の位置データを正確に補正することが可能であり、
故に、レーザ加工精度を向上させることができる。しか
も、本発明によれば、加工ヘッドの直近位置にハイトセ
ンサ装置を設けているために、周辺との機械的な干渉を
回避でき、加工ヘッドが例えば自動車の車体の内部領域
をレーザ加工を行う場合等でも、容易に加工ヘッドとハ
イトセンサ装置とを一体で加工領域に接近させて、高精
度のレーザ加工を遂行することが可能となる。
によれば、レーザロボットの加工ヘッドの直近位置にコ
ンパクトに配置したハイトセンサ装置により、加工ヘッ
ドによる被加工ワークの加工開始点の縦方向（Ｚ軸方
向）の位置データを正確に補正することが可能であり、
故に、レーザ加工精度を向上させることができる。しか
も、本発明によれば、加工ヘッドの直近位置にハイトセ
ンサ装置を設けているために、周辺との機械的な干渉を
回避でき、加工ヘッドが例えば自動車の車体の内部領域
をレーザ加工を行う場合等でも、容易に加工ヘッドとハ
イトセンサ装置とを一体で加工領域に接近させて、高精
度のレーザ加工を遂行することが可能となる。
【００２０】また、加工ヘッドとハイトセンサ装置との
両者間の距離データを予めロボット制御装置に記憶、登
録することにより、加工開始点へのハイトセンサ装置の
位置決め、測定データの演算処理、演算結果に基づく加
工ヘッドの高さ距離の補正処理等を自動的に遂行させ得
るから、レーザ加工の加工工数の増大を何ら招くことな
く、簡単に加工ヘッドの高精度位置決めを達成すること
が可能となる効果を得ることができる。更に、本発明に
よれば、単に平板状の被加工ワークのみならず、３次元
形状を有した複雑な加工ワークにもハイトセンサ装置を
所定の測定位置へ位置決めし、縦方向距離データの測定
を実行できるので、３次元形状のワークのレーザ加工精
度の向上にも寄与することが可能となる。
両者間の距離データを予めロボット制御装置に記憶、登
録することにより、加工開始点へのハイトセンサ装置の
位置決め、測定データの演算処理、演算結果に基づく加
工ヘッドの高さ距離の補正処理等を自動的に遂行させ得
るから、レーザ加工の加工工数の増大を何ら招くことな
く、簡単に加工ヘッドの高精度位置決めを達成すること
が可能となる効果を得ることができる。更に、本発明に
よれば、単に平板状の被加工ワークのみならず、３次元
形状を有した複雑な加工ワークにもハイトセンサ装置を
所定の測定位置へ位置決めし、縦方向距離データの測定
を実行できるので、３次元形状のワークのレーザ加工精
度の向上にも寄与することが可能となる。
【図１】本発明に係るハイトセンサ装置を備えたレーザ
ロボットの構成、特に、加工ヘッド周辺の構成を示した
部分拡大図である。
ロボットの構成、特に、加工ヘッド周辺の構成を示した
部分拡大図である。
【図２】本発明に係るハイトセンサ装置を備えた付加軸
機構を有した多関節型レーザロボット機体の一般的な構
成を示す正面図である。
機構を有した多関節型レーザロボット機体の一般的な構
成を示す正面図である。
【図３】本発明に係るハイトセンサ装置を備えたレーザ
ロボットの制御機構の構成を示したブロック図である。
ロボットの制御機構の構成を示したブロック図である。
１…ロボット機体 ７…ロボット手首 ８…付加軸機構 ９…加工ヘッド ９ａ…レーザ出射口 １０…ロボット制御装置 １３…ハイトセンサ装置 １３ａ…測定端 １４…ブラケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 康夫 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 高松 弘 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザロボットの加工ヘッドの中心軸線
と平行に、かつ該加工ヘッドとの略密接位置に取付けブ
ラケットを介して取着されると共に被加工ワークの加工
面から前記加工ヘッドのレーザビーム出射口までの縦方
向距離を自動測定する測定ヘッドを備え、前記加工ヘッ
ドと前記測定ヘッドの中心軸間距離と、前記加工ヘッド
と前記測定ヘッドの両先端間の縦方向距離とを既知デー
タとしてロボット制御装置に記憶させたことを特徴とす
るレーザロボットのハイトセンサ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5004981A JPH06210475A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | レーザロボットのハイトセンサ装置 |
| PCT/JP1994/000049 WO1994015748A1 (en) | 1993-01-14 | 1994-01-14 | Height sensor of laser robot |
| US08/295,794 US5489758A (en) | 1993-01-14 | 1994-01-14 | Height-sensing device for a laser robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5004981A JPH06210475A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | レーザロボットのハイトセンサ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06210475A true JPH06210475A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=11598785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5004981A Pending JPH06210475A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | レーザロボットのハイトセンサ装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5489758A (ja) |
| JP (1) | JPH06210475A (ja) |
| WO (1) | WO1994015748A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7038165B2 (en) | 2003-04-17 | 2006-05-02 | Fanuc Ltd | Laser machining robot |
| JP5889500B1 (ja) * | 2015-05-12 | 2016-03-22 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工機 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3476288B2 (ja) * | 1995-08-31 | 2003-12-10 | ファナック株式会社 | Ｙａｇカッティングツールを用いた立体加工装置 |
| JP3176580B2 (ja) * | 1998-04-09 | 2001-06-18 | 太陽誘電株式会社 | 電子部品の実装方法及び実装装置 |
| US6173882B1 (en) | 1998-05-12 | 2001-01-16 | Chrysler Corporation | Method and apparatus for holding a workpiece during welding |
| US6130405A (en) * | 1998-09-10 | 2000-10-10 | Chromalloy Gas Turbine Corporation | Laser drilling holes in a cylindrical workpiece |
| JP2002000745A (ja) * | 2000-06-16 | 2002-01-08 | Nidek Co Ltd | レーザ治療装置 |
| DE10060176B4 (de) * | 2000-12-04 | 2008-06-19 | Precitec Kg | Laserbearbeitungskopf |
| JP2005028423A (ja) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザー加工方法およびレーザー加工装置 |
| DE20315114U1 (de) * | 2003-09-19 | 2005-01-27 | Kuka Schweissanlagen Gmbh | Tragvorrichtung für Laserköpfe |
| CA2555396C (en) | 2004-02-06 | 2016-03-15 | Daniel Barolet | Method and device for the treatment of mammalian tissues |
| JP4223972B2 (ja) * | 2004-02-24 | 2009-02-12 | ヤマザキマザック株式会社 | 加工シミュレーション装置 |
| US20060042083A1 (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Baker Martin C | Repair of turbines on wing |
| JP4958655B2 (ja) * | 2007-06-27 | 2012-06-20 | 新光電気工業株式会社 | 電子部品実装装置および電子装置の製造方法 |
| DE102007046142A1 (de) * | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Deere & Company, Moline | Vorrichtung und Verfahren zum Laser-Schneiden |
| KR100922161B1 (ko) * | 2007-09-28 | 2009-10-21 | 한전원자력연료 주식회사 | 지지격자용 다축 레이저용접 헤드 |
| WO2011127601A1 (en) * | 2010-04-13 | 2011-10-20 | National Research Council Of Canada | Laser processing control method |
| FR2971724A1 (fr) * | 2011-02-18 | 2012-08-24 | Air Liquide Welding France | Procede de coupage laser avec amorcage hors tole |
| JP5095041B1 (ja) * | 2012-02-17 | 2012-12-12 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工方法 |
| CN105945420A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-09-21 | 善测（天津）科技有限公司 | 主动屏蔽式电容随高测量装置 |
| CN108393579A (zh) * | 2017-02-07 | 2018-08-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 激光加工装置及激光加工方法 |
| JP6496340B2 (ja) * | 2017-03-17 | 2019-04-03 | ファナック株式会社 | スキャナ制御装置、ロボット制御装置及びリモートレーザ溶接ロボットシステム |
| DE102018123363B4 (de) * | 2018-09-24 | 2021-01-07 | Bystronic Laser Ag | Verfahren zur Kollisionsvermeidung und Laserbearbeitungsmaschine |
| DE102018125620A1 (de) * | 2018-10-16 | 2020-04-16 | Schuler Pressen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden einer Blechplatine aus einem kontinuierlich geförderten Blechband |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6186088A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-01 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工装置 |
| SE454334B (sv) * | 1986-09-01 | 1988-04-25 | Asea Ab | Anordning vid industrirobot |
| JPS63157779A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-30 | Toyoda Mach Works Ltd | 光学式距離センサを備えたレ−ザ加工装置 |
| JPH0647172B2 (ja) * | 1987-01-23 | 1994-06-22 | ファナック株式会社 | 自動溶接装置 |
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| US5001324A (en) * | 1989-09-14 | 1991-03-19 | General Electric Company | Precision joint tracking laser welding system |
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| JP2572082Y2 (ja) * | 1991-03-29 | 1998-05-20 | 豊田工機株式会社 | 加工機のティーチング装置 |
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-
1993
- 1993-01-14 JP JP5004981A patent/JPH06210475A/ja active Pending
-
1994
- 1994-01-14 US US08/295,794 patent/US5489758A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-14 WO PCT/JP1994/000049 patent/WO1994015748A1/ja active Application Filing
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| WO2016181499A1 (ja) * | 2015-05-12 | 2016-11-17 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工機 |
| CN106413971A (zh) * | 2015-05-12 | 2017-02-15 | 三菱电机株式会社 | 激光加工机 |
| CN106413971B (zh) * | 2015-05-12 | 2017-11-17 | 三菱电机株式会社 | 激光加工机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1994015748A1 (en) | 1994-07-21 |
| US5489758A (en) | 1996-02-06 |
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