JPH0724589A - Method and device for adjusting automatic alignment of laser beam robot - Google Patents
Method and device for adjusting automatic alignment of laser beam robotInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、各種レーザ加工を行
なうためのレーザロボットにおけるレーザ光の光軸調整
（アライメント）に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical axis adjustment (alignment) of a laser beam in a laser robot for performing various laser processes.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レーザ出力ノズルが三次元方向に移動可
能な多軸系レーザロボットでは、レーザ発振器から出た
レーザ光を、複数段の反射鏡を介してレーザ出力ノズル
まで誘導する。反射鏡の相互間隔は近接・離隔可能に構
成され、Ｘ、Ｙ及びＺ方向に移動可能な少なくとも３枚
の反射鏡により前記近接・離隔動作がなされる。2. Description of the Related Art In a multi-axis laser robot in which a laser output nozzle is movable in three dimensions, laser light emitted from a laser oscillator is guided to the laser output nozzle via a plurality of stages of reflecting mirrors. The reflecting mirrors are arranged so that they can be moved closer to each other or separated from each other, and at least three reflecting mirrors movable in the X, Y, and Z directions perform the moving closer to or separated from each other.
【０００３】ところで、各反射鏡の据付け角度が正確に
調整されていないと、レーザ光がレーザ出力ノズル直前
の集光鏡に正しい位置及び角度で入射せず、ワーク表面
において良好なレーザスポットが得られない。このた
め、従来は観察可能な調整用He−Ne（ヘリウム−ネオ
ン）レーザを使用して、レーザ光が各反射鏡の中心に正
確に入射しているか否かを、目盛り付きターゲット板な
どを反射鏡の直前に立てて一つずつ目視にて確認してい
た。そして、レーザ光の光スポットがターゲット板の目
盛中心から外れている場合は、目盛中心に一致するよう
に直前の反射鏡の角度を手動にて調節していた。By the way, if the installation angle of each reflecting mirror is not accurately adjusted, the laser beam will not be incident on the condenser mirror immediately before the laser output nozzle at the correct position and angle, and a good laser spot will be obtained on the surface of the work. I can't. Therefore, conventionally, an observable He-Ne (helium-neon) laser for adjustment was used to reflect whether or not the laser light was accurately incident on the center of each reflecting mirror by reflecting the target plate with a scale. They were set up just before the mirror and visually checked one by one. Then, when the light spot of the laser beam is off the scale center of the target plate, the angle of the reflecting mirror immediately before is manually adjusted so as to coincide with the scale center.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、レーザ
ロボットの反射鏡等の調整は反射鏡毎にHe−Neレーザの
位置を確認して調整をしていたため、特にミラーを多く
使用しているレーザロボット等においてはミラーを調整
するのに非常に多くの時間と手間を要した。As described above, since the adjustment of the reflecting mirror of the laser robot is performed by checking the position of the He-Ne laser for each reflecting mirror, it is necessary to use many mirrors in particular. It takes a lot of time and effort to adjust the mirror in the existing laser robot.
【０００５】そこで、この発明の目的は、レーザ光の光
軸調整を自動的に実行できるようにすることにある。Therefore, an object of the present invention is to enable automatic adjustment of the optical axis of laser light.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、それぞれ据付け角度が変更可能で、か
つ、相互に接近及び離反する方向に可動の複数の反射手
段により、レーザ発振器からレーザ出力ノズルまでレー
ザ光を導くようにしたレーザロボットにおけるレーザ光
の光軸調整をするにあたり、レーザ出力ノズルにポジシ
ョンセンサを取り付け、各反射手段を動作させた時のレ
ーザ光のスポットの変動量をポジションセンサで測定
し、当該測定値に基づき反射手段の据付け角度を補正す
ることにより、レーザ光の光軸調整を自動的に行なうよ
うにしたレーザロボットの自動アライメント調整方法を
提供する。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a laser oscillator, a laser oscillator, and a laser device, each having a plurality of reflecting means whose installation angles can be changed and which can be moved toward and away from each other. When adjusting the optical axis of the laser light in a laser robot that guides the laser light to the output nozzle, a position sensor is attached to the laser output nozzle and the amount of fluctuation of the laser light spot when each reflecting means is operated is set. Provided is an automatic alignment adjusting method for a laser robot, which measures automatically with a sensor and corrects an installation angle of a reflecting means based on the measured value to automatically adjust an optical axis of a laser beam.
【０００７】請求項２の発明は、集光手段の直前に位置
する第一の反射手段をその可動軸方向に移動させ、その
時ポジションセンサで得られるスポットのＸ−Ｙデータ
を、第一の反射手段の直前に位置する第二の反射手段の
駆動装置にフィードバックして、第一の反射手段を移動
させてもポジションセンサで得られるスポットのＸ−Ｙ
データが変動しないように第二の反射手段の据付け角度
を調節する工程と、第一の反射手段をその可動軸を中心
として回転させ、その時ポジションセンサで得られるス
ポットのＸ−Ｙデータを第二の反射手段の直前に位置す
る第三の反射手段の駆動装置にフィードバックして、ス
ポットが描く円の中心にレーザ光のスポットがくるよう
に第三の反射手段の据付け角度を調節する工程を有し、
以上の工程を繰り返して第一の反射手段に入射するレー
ザ光が第一の反射手段のミラー中心に、かつ、第一の反
射手段の可動軸と平行に入射するようにしたことを特徴
とする。According to the second aspect of the invention, the first reflecting means located immediately before the light collecting means is moved in the direction of its movable axis, and the XY data of the spot obtained by the position sensor at that time is converted into the first reflection means. XY of the spot obtained by the position sensor even if the first reflecting means is moved by feeding back to the driving device of the second reflecting means located immediately before the means.
The step of adjusting the installation angle of the second reflecting means so that the data does not change, and the first reflecting means is rotated about its movable axis, and then the XY data of the spot obtained by the position sensor is changed to the second value. And a step of adjusting the installation angle of the third reflecting means so that the spot of the laser beam comes to the center of the circle drawn by the spot by feeding back to the driving device of the third reflecting means located immediately before the reflecting means. Then
By repeating the above steps, the laser light incident on the first reflecting means is made incident on the mirror center of the first reflecting means and parallel to the movable axis of the first reflecting means. .
【０００８】請求項３の発明によれば、ポジションセン
サは集光手段の焦点位置からずらして配置される。According to the invention of claim 3, the position sensor is arranged so as to be displaced from the focal position of the light converging means.
【０００９】請求項４の発明は、ポジションセンサを集
光手段の焦点位置に配置し、集光手段をその光軸を中心
として回転させ、その時ポジションセンサで得られるＸ
−Ｙデータを第一の反射手段の駆動装置にフィードバッ
クして、レーザ光の光スポットが集光手段の焦点位置に
くるように第一の反射手段の据付け角度を調節すること
を特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, the position sensor is arranged at the focal position of the condensing means, the condensing means is rotated about its optical axis, and at that time, the X obtained by the position sensor is obtained.
The -Y data is fed back to the driving device of the first reflecting means, and the installation angle of the first reflecting means is adjusted so that the light spot of the laser light comes to the focal position of the condensing means.
【００１０】請求項５の発明は、それぞれ据付け角度が
変更可能で、かつ、相互に接近及び離反する方向に可動
の複数の反射手段により、レーザ発振器からレーザ出力
ノズルまでレーザ光を導き、集光手段で集光したレーザ
光をワークに照射して加工を行なうようにしたレーザロ
ボットにおいて、レーザ出力ノズルに着脱自在に取り付
けられ、各反射手段及び集光手段を動作させた時のレー
ザ光のスポットの変動量を測定するポジションセンサ、
ポジションセンサによる測定値に基づき反射手段の据付
け角度の誤差を演算する演算手段、および、演算手段に
よる演算結果に基づき反射手段の据付け角度を補正する
駆動装置を具備したレーザロボットの自動アライメント
調整装置である。According to a fifth aspect of the present invention, the installation angle can be changed, and the plurality of reflecting means movable in directions approaching and moving away from each other guide the laser light from the laser oscillator to the laser output nozzle to condense the laser light. In a laser robot configured to irradiate a work with laser light focused by a means, the laser output spot is detachably attached to a laser output nozzle and each reflecting means and focusing means is operated. Position sensor, which measures the fluctuation amount of
An automatic alignment adjusting device for a laser robot equipped with a computing unit that computes an error in the installation angle of the reflecting unit based on the measurement value of the position sensor, and a drive unit that corrects the installation angle of the reflecting unit based on the computation result by the computing unit. is there.
【００１１】[0011]
【作用】可動軸に沿って直線的に移動可能の反射手段
と、前記可動軸上で前記反射手段の直前に位置する反射
手段とが、それらの間の光軸が前記可動軸と平行になる
ような正しい据付け角度に調整されているならば、前記
反射手段が可動軸方向に移動してもレーザ光の入射位置
及び角度は変化しない。したがって、すべての反射手段
が、光軸と可動軸とが平行になるような据付け角度に設
定されているならば、集光手段に入射するレーザ光の入
射位置及び角度も変化せず、ポジションセンサ上のスポ
ット位置は全く動かない。The reflecting means, which is linearly movable along the movable shaft, and the reflecting means, which is located immediately before the reflecting means on the movable shaft, have an optical axis between them which is parallel to the movable shaft. If the installation angle is adjusted to such a correct value, the incident position and angle of the laser light will not change even if the reflecting means moves in the movable axis direction. Therefore, if all the reflecting means are set at an installation angle such that the optical axis and the movable axis are parallel to each other, the incident position and the angle of the laser light incident on the condensing means will not change, and the position sensor will not change. The upper spot position does not move at all.
【００１２】これに対して、ある反射手段の据付け角度
に誤差があると、当該反射手段の直後の反射手段をその
可動軸方向に移動させたときに、集光手段に入射するレ
ーザ光の位置及び角度が変化し、ポジションセンサ上の
スポット位置が変動する。スポット位置の移動軌跡は、
当該反射手段の据付け角度の誤差及び反射手段の移動距
離と所定の対応関係があり、したがって、前記移動軌跡
のデータを演算することにより当該反射手段の据付け角
度の誤差を求めることができる。On the other hand, if there is an error in the installation angle of a certain reflecting means, the position of the laser beam incident on the focusing means when the reflecting means immediately after the reflecting means is moved in the direction of its movable axis. And the angle changes, and the spot position on the position sensor changes. The movement locus of the spot position is
There is a predetermined correspondence with the error in the installation angle of the reflecting means and the moving distance of the reflecting means. Therefore, the error in the installation angle of the reflecting means can be obtained by calculating the data of the movement locus.
【００１３】反射手段の据付け角度の誤差の影響はレー
ザ出力ノズルに近付くにつれて累加されるので、前記誤
差の補正はレーザ発振器に近い方の反射手段から順次行
なわれる。各反射手段は、演算装置の演算結果に基づい
て駆動装置により順次正しい据付け角度に補正される。
補正が完了すると、どの反射手段を移動させてもポジシ
ョンセンサ上のスポット位置は全く動かなくなる。Since the influence of the error in the installation angle of the reflecting means is cumulative as it approaches the laser output nozzle, the error is corrected sequentially from the reflecting means closer to the laser oscillator. Each reflecting means is sequentially corrected to a correct installation angle by the drive device based on the calculation result of the calculation device.
When the correction is completed, the spot position on the position sensor does not move at all regardless of which reflecting means is moved.
【００１４】回転軸についての光軸調整は、上述のよう
にして光軸を可動軸と平行にした後、回転軸を中心とし
て反射手段を回転させると、レーザ光の入射位置がミラ
ー中心でないときは、ポジションセンサ上のスポット位
置が円を描いて変動する。したがって、この円の中心に
スポット位置がくるように前段の反射手段の据付け角度
を調節することにより、レーザ光の入射位置がミラー中
心と一致する。The adjustment of the optical axis about the rotation axis is performed by making the optical axis parallel to the movable axis as described above and then rotating the reflecting means about the rotation axis when the incident position of the laser light is not the center of the mirror. , The spot position on the position sensor changes in a circle. Therefore, the incident position of the laser light coincides with the center of the mirror by adjusting the installation angle of the reflecting means in the preceding stage so that the spot position is located at the center of this circle.
【００１５】ポジションセンサをパラボリックミラーの
焦点位置に配置した場合、レーザ光の入射角が多少変化
しても光スポットのＸ−Ｙデータが変化しない場合があ
り得るが、ポジションセンサを焦点位置からずらして配
置することにより、レーザ光の入射角がわずかに変化し
てもＸ−Ｙデータの変化を読み取ることが可能となる。When the position sensor is arranged at the focal position of the parabolic mirror, the X-Y data of the light spot may not change even if the incident angle of the laser light changes a little, but the position sensor is displaced from the focal position. By arranging them in such a manner, it is possible to read the change in the XY data even if the incident angle of the laser light slightly changes.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、図面に示す実施例に従ってこの発明の
構成を詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The construction of the present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings.
【００１７】図１はレーザロボットを略示したもので、
加工用のレーザ発振器（１）と、レーザ発振器（１）か
ら出射されたレーザ光を反射させる複数段の反射手段
（２ａ〜２ｅ）と、最終段の反射手段（２ｅ）で反射し
たレーザ光を集光してレーザ出力ノズル（４）からワー
ク（５）に向けて照射する集光手段（３）とで光学系が
構成されている。反射手段としてはレーザ光を全部又は
一部反射する平面ミラー等を採用することが知られてお
り、また、集光手段としてはレンズやパラボリックミラ
ーが知られている。したがって、以下では単に、反射手
段のことをミラーと、また集光手段のことをパラボリッ
クミラーと呼ぶことにする。FIG. 1 schematically shows a laser robot.
The processing laser oscillator (1), a plurality of stages of reflecting means (2a to 2e) for reflecting the laser light emitted from the laser oscillator (1), and a laser beam reflected by the final stage reflecting means (2e) An optical system is configured with a condensing unit (3) that condenses and irradiates the work (5) from the laser output nozzle (4). It is known to employ a plane mirror or the like that reflects all or part of the laser light as the reflection means, and a lens or a parabolic mirror is known as the light collection means. Therefore, in the following, the reflecting means will be simply referred to as a mirror, and the condensing means will be simply referred to as a parabolic mirror.
【００１８】ミラー（２ａ、２ｂ）が所定位置に位置決
めされているのに対し、ミラー（２ｃ、２ｄ、２ｅ）は
それぞれＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に可動であり、これに
よりレーザ出力ノズル（４）の三次元方向の移動を可能
にしている。すなわち、ミラー（２ｃ）はボールねじ等
を利用した駆動装置によって駆動され、その可動軸（Ｘ
軸）に沿って、ミラー（２ｂ）と接近及び離反する方向
に移動し得る。同様に、ミラー（２ｄ）はその可動軸
（Ｙ軸）に沿ってミラー（２ｃ）と接近及び離反する方
向に移動し得、また、ミラー（２ｅ）はその可動軸（Ｚ
軸）に沿ってミラー（２ｄ）と接近及び離反する方向に
移動し得る。なお、図示は省略してあるが、各可動軸
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に沿って延在する伸縮自在の伝送パイプ
等によってレーザ光の伝送路が形成されている。While the mirrors (2a, 2b) are positioned at predetermined positions, the mirrors (2c, 2d, 2e) are movable in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions, respectively. It enables the movement in (3) in the three-dimensional direction. That is, the mirror (2c) is driven by a driving device using a ball screw or the like, and its movable shaft (X
Along the axis) it can move towards and away from the mirror (2b). Similarly, mirror (2d) may move along and away from mirror (2c) along its movable axis (Y-axis), and mirror (2e) may move along its movable axis (Z).
It can move in a direction toward and away from the mirror (2d) along the axis. Although illustration is omitted, the transmission path of the laser light is formed by a stretchable transmission pipe or the like extending along each movable axis (X, Y, Z).
【００１９】最終段のミラー（２ｅ）、パラボリックミ
ラー（３）およびレーザ出力ノズル（４）は可動ヘッド
（図示せず）に組み付けられ、それらの相対位置は不変
である。加工用のレーザ発振器（１）は、自動アライメ
ント調整に際し、後述するポジションセンサ（９）を損
傷しないように調整用のHe−Neレーザ発振器に置き換え
られる。The final stage mirror (2e), parabolic mirror (3) and laser output nozzle (4) are mounted on a movable head (not shown), and their relative positions are unchanged. The laser oscillator (1) for processing is replaced with a He-Ne laser oscillator for adjustment so as not to damage the position sensor (9) described later during automatic alignment adjustment.
【００２０】レーザ出力ノズル（４）には、図２に示す
ように、取り外し可能な固定金具（10）により、レーザ
出力ノズル（４）から所定距離だけ離して、かつ、レー
ザ出力ノズル（４）に対して直角に、ポジションセンサ
（９）が取り付けられる。As shown in FIG. 2, the laser output nozzle (4) is separated from the laser output nozzle (4) by a predetermined distance by a removable fixing member (10), and the laser output nozzle (4) is provided. A position sensor (9) is mounted at right angles to.
【００２１】本実施例ではポジションセンサ（９）はフ
ォトダイオードを応用した半導体位置検出素子（ＰＳ
Ｄ）であって、図３（ａ）（ｂ）に示すように、平板状
シリコンの表面の均一な抵抗値を有するＰ層（Ｐ）と、
裏面のＮ層（Ｎ）と、中間のＩ層（Ｉ）の３層から構成
されている。そして、パラボリックミラー（３）で集光
されたレーザ光がポジションセンサ（９）に投射される
と、その投射位置（以下、スポット（Ｓ）と称する。）
に光エネルギに比例した電荷が発生するようになってい
る。In this embodiment, the position sensor (9) is a semiconductor position detecting element (PS) using a photodiode.
D), as shown in FIGS. 3A and 3B, a P layer (P) having a uniform resistance value on the surface of the flat plate silicon,
It is composed of three layers, an N layer (N) on the back surface and an intermediate I layer (I). When the laser light focused by the parabolic mirror (3) is projected onto the position sensor (9), its projection position (hereinafter referred to as spot (S)).
The electric charge is generated in proportion to the light energy.
【００２２】ポジションセンサ（９）は図３（ａ）の構
成を図３（ｂ）のように二次元的に有し、スポット
（Ｓ）の中の最高光強度点のＸ−Ｙ座標データが、電流
として４つの電極（Ｘ1、Ｘ2、Ｙ1、Ｙ2）から比例分割
されて取り出されるようになっている。なお、ポジショ
ンセンサ（９）としては、ＰＳＤの他にＣＣＤ等も使用
可能である。The position sensor (9) has the structure of FIG. 3 (a) two-dimensionally as shown in FIG. 3 (b), and the XY coordinate data of the highest light intensity point in the spot (S) is obtained. The current is proportionally divided and taken out from the four electrodes (X 1 , X 2 , Y 1 , and Y 2 ). A CCD or the like can be used as the position sensor (9) in addition to the PSD.
【００２３】各ミラー（２ｂ〜２ｅ）にはその据付け角
度を変更するための駆動装置が取り付けられている。各
駆動装置はミラーを３点で支持し、ミラー（２ｂ）につ
いていえば、図４及び図５に示すように、ミラー（２
ｂ）の裏面縁部に螺合された２本のねじを個別に駆動す
るモータ（11ａ、11ｂ）と、裏面縁部を当接支持する支
点ピン（12）とで構成されている。駆動装置の構成は他
のミラー（２ｃ〜２ｅ）についても同様である。Each mirror (2b-2e) is provided with a drive device for changing the installation angle. Each driving device supports the mirror at three points, and as for the mirror (2b), as shown in FIGS.
It is composed of motors (11a, 11b) for individually driving two screws screwed to the back surface edge portion of b), and a fulcrum pin (12) for abutting and supporting the back surface edge portion. The configuration of the driving device is the same for the other mirrors (2c to 2e).
【００２４】ポジションセンサ（９）は、図５に示すよ
うに、演算回路（13）を介してモータ（11ａ、11ｂ）の
駆動回路（14）に接続されている。演算回路（13）は、
ポジションセンサ（９）から得られたスポット（Ｓ）の
座標の軌跡に基づいてミラー（２ｂ）の据付け角度の誤
差を演算し、この誤差を補正する指令を駆動回路（14）
に入力するように構成されている。図５の構成は他の２
つのミラー（２ｃ〜２ｅ）でも同様である。As shown in FIG. 5, the position sensor (9) is connected to the drive circuit (14) of the motor (11a, 11b) via the arithmetic circuit (13). The arithmetic circuit (13)
The drive circuit (14) calculates the error of the installation angle of the mirror (2b) based on the locus of the coordinates of the spot (S) obtained from the position sensor (9) and corrects this error.
Is configured to enter. The configuration of FIG.
The same applies to the two mirrors (2c to 2e).
【００２５】上述の実施例による自動アライメント調整
について説明すると次のとおりである。The automatic alignment adjustment according to the above embodiment will be described below.
【００２６】アライメント調整に先立ち、レーザ発振器
（１）を調整用のHe−Neレーザ発振器に置き換え、レー
ザ出力ノズル（４）にポジションセンサ（９）を取り付
ける（図２）。そして、レーザ光がポジションセンサ
（９）に到達するようにミラー（２ｂ〜２ｅ）の据付け
角度を粗調整する。この粗調整はモータ（11ａ、11ｂ）
を手動制御して行なう。後は所定のスタートスイッチを
入れることにより以下のアライメント調整が自動的に行
なわれる。Prior to the alignment adjustment, the laser oscillator (1) is replaced with a He-Ne laser oscillator for adjustment, and the position sensor (9) is attached to the laser output nozzle (4) (FIG. 2). Then, the installation angles of the mirrors (2b to 2e) are roughly adjusted so that the laser light reaches the position sensor (9). This rough adjustment is done by the motor (11a, 11b)
Is manually controlled. After that, the following alignment adjustment is automatically performed by turning on a predetermined start switch.
【００２７】まず、レーザ発振器（１）に近い方のミラ
ーから、すなわち図１の実施例ではミラー（２ｃ〜２
ｅ）を順次、直線的に所定距離だけ移動させる。図４は
ミラー（２ｃ）が実線で示される第１位置から一点鎖線
で示される第２位置へ距離Ｌだけ移動する場合を例示し
ている。ミラー（２ｃ）の直前に位置するミラー（２
ｂ）の据付け角度に誤差θ1 があると、ミラー（２ｃ）
が移動したときにミラー（２ｃ）上の反射点が移動する
ため、それに伴ってポジションセンサ（９）上でもスポ
ット（Ｓ）の位置が移動する。スポット（Ｓ）の移動軌
跡とミラー（２ｂ）の据付け角度の誤差との関係は予め
演算回路（13）に記憶させておく。これにより、演算回
路（13）にスポット（Ｓ）の移動軌跡のデータが入力さ
れると、ミラー（２ｂ）の据付け角度の誤差が演算され
る。そして、この誤差を補正する指令が駆動回路（14）
に入力され、モータ（11ａ、11ｂ）によりミラー（２
ｂ）が正しい据付け角度θ2に補正される。First, the mirror closer to the laser oscillator (1), that is, the mirrors (2c-2c) in the embodiment of FIG.
e) is sequentially and linearly moved by a predetermined distance. FIG. 4 illustrates the case where the mirror (2c) moves from the first position indicated by the solid line to the second position indicated by the alternate long and short dash line by the distance L. The mirror (2 located immediately before the mirror (2c)
If there is an error θ1 in the installation angle of b), the mirror (2c)
Since the reflection point on the mirror (2c) is moved when is moved, the position of the spot (S) is also moved on the position sensor (9) accordingly. The relationship between the movement locus of the spot (S) and the error of the installation angle of the mirror (2b) is stored in the arithmetic circuit (13) in advance. Thus, when the data of the movement locus of the spot (S) is input to the arithmetic circuit (13), the error of the installation angle of the mirror (2b) is calculated. The command to correct this error is the drive circuit (14).
Is input to the mirror (2) by the motor (11a, 11b).
b) is corrected to the correct installation angle θ2.
【００２８】次に、同様の補正を他のミラー（２ｃ、２
ｄ）についても順次繰り返し、すべてのミラーの補正を
終了した後、He−Neレーザ発振器を元の加工用のレーザ
発振器と取り替え、ポジションセンサ（９）を取り外し
てアライメント調整作業が終了する。Next, the same correction is performed on the other mirrors (2c, 2).
The procedure of d) is also repeated in sequence, and after the correction of all mirrors is completed, the He-Ne laser oscillator is replaced with the original laser oscillator for processing, the position sensor (9) is removed, and the alignment adjustment work is completed.
【００２９】図６及び図７に示す実施例は、レーザ出力
ノズル（４）が、互いに垂直なＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の
各方向に移動可能であるのみならず、Ｚ軸に平行なＣ軸
およびＺ軸と直交するＡ軸を中心として回転可能である
５軸レーザロボットにおけるレーザビームのアライメン
トに適用したものである。In the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the laser output nozzle (4) is not only movable in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions which are perpendicular to each other, but is also parallel to the Z-axis. This is applied to alignment of a laser beam in a 5-axis laser robot that can rotate around an A axis orthogonal to the C axis and the Z axis.
【００３０】図６に従ってＣ軸の光軸調整について説明
すると、レーザ光がレーザ出力ノズル（４）まで到達す
るように粗調整した後、レーザ出力ノズル（４）にポジ
ションセンサ（９）を取り付け（図２）、ポジションセ
ンサ（９）の位置をパラボリックミラー（３）の焦点位
置からずらして、たとえば焦点位置より手前にセットす
る。The optical axis adjustment of the C-axis will be described with reference to FIG. 6. After the laser beam is roughly adjusted so as to reach the laser output nozzle (4), a position sensor (9) is attached to the laser output nozzle (4) ( 2), the position of the position sensor (9) is shifted from the focal position of the parabolic mirror (3) and set, for example, before the focal position.
【００３１】そして、パラボリックミラー（３）の直前
に位置するミラー（２ｅ）をＺ軸方向に移動させる。こ
のとき、もしレーザ光がＺ軸と平行でなければ、言い換
えれば、ミラー（２ｅ、２ｄ）間の光軸がＺ軸と平行で
なければ、ポジションセンサ（９）で得られるスポット
（Ｓ）のＸ−Ｙデータが変動する。したがって、この変
動データよりミラー（２ｄ）の傾きを求め、駆動装置に
よりミラー（２ｄ）の傾きを自動で調節し、ミラー（２
ｅ）が移動してもレーザ出力ノズル（４）でのレーザ光
のスポット（Ｓ）が変動しないようにする。ミラー（２
ｅ）が移動してもポジションセンサ（９）のＸ−Ｙデー
タが変動しなくなったら、ミラー（２ｄ、２ｅ）間の光
軸がＺ軸と平行になったことを意味する。Then, the mirror (2e) located immediately before the parabolic mirror (3) is moved in the Z-axis direction. At this time, if the laser beam is not parallel to the Z-axis, in other words, the optical axis between the mirrors (2e, 2d) is not parallel to the Z-axis, the spot (S) of the position sensor (9) The XY data fluctuates. Therefore, the tilt of the mirror (2d) is obtained from this variation data, and the tilt of the mirror (2d) is automatically adjusted by the driving device to obtain the mirror (2d).
Even if e) is moved, the spot (S) of the laser beam at the laser output nozzle (4) does not change. Mirror (2
If the XY data of the position sensor (9) does not change even if e) moves, it means that the optical axis between the mirrors (2d, 2e) has become parallel to the Z axis.
【００３２】続いてＣ軸を中心としてミラー（２ｅ）を
回転させる。この時、レーザ光の入射位置がミラー（２
ｅ）の回転中心からずれていると、ポジションセンサ
（９）で得られるスポット（Ｓ）が円を描いて変動す
る。そこで、この円の中心を求め、その中心に光スポッ
ト（Ｓ）が来るようにミラー（２ｃ）の据付け角度を調
節する。Then, the mirror (2e) is rotated about the C axis. At this time, the incident position of the laser beam is changed to the mirror (2
If it is deviated from the center of rotation of e), the spot (S) obtained by the position sensor (9) fluctuates in a circle. Therefore, the center of this circle is obtained, and the installation angle of the mirror (2c) is adjusted so that the light spot (S) comes to the center.
【００３３】ミラー（２ｃ）の据付け角度を変更したこ
とによって、ミラー（２ｄ、２ｅ）間の光軸が再びＺ軸
と平行でなくなるため、上記の操作を繰り返してスポッ
ト（Ｓ）の変動量が微小になるようにする。これによ
り、ミラー（２ｅ）に入射するレーザ光がミラー（２
ｅ）のミラー中心に、かつ、Ｃ軸と平行に入射すること
となる。By changing the installation angle of the mirror (2c), the optical axis between the mirrors (2d, 2e) is no longer parallel to the Z axis, so that the above operation is repeated to reduce the variation amount of the spot (S). Try to be minute. As a result, the laser light incident on the mirror (2e) can
The light is incident on the mirror center in e) and parallel to the C axis.
【００３４】次に、図７に従ってＡ軸の光軸調整を説明
する。この場合、ポジションセンサ（９）をパラボリッ
クミラー（３）の焦点位置（ｆ）にセットして、パラボ
リックミラー（３）をＡ軸を中心として回転させる。こ
の時、パラボリックミラー（３）にレーザ光が平行に入
っていなければ、言い換えれば、ミラー（２ｅ）とパラ
ボリックミラー（３）との間の光軸がＡ軸と平行でなけ
れば、ポジションセンサ（９）上のスポット（Ｓ）が円
を描いて変動する。そこで、この円の中心を求め、スポ
ット（Ｓ）がこの中心にくるようにミラー（２ｅ）の据
付け角度を調節する。パラボリックミラー（３）が回転
してもスポット（Ｓ）が変動しなくなれば、ミラー（２
ｅ）とパラボリックミラー（３）との間の光軸がＡ軸と
平行になったことを意味する。Next, the optical axis adjustment of the A axis will be described with reference to FIG. In this case, the position sensor (9) is set at the focal position (f) of the parabolic mirror (3) and the parabolic mirror (3) is rotated about the A axis. At this time, if the laser beam is not parallel to the parabolic mirror (3), in other words, if the optical axis between the mirror (2e) and the parabolic mirror (3) is not parallel to the A axis, the position sensor ( 9) The spot (S) above moves in a circle. Therefore, the center of this circle is obtained, and the installation angle of the mirror (2e) is adjusted so that the spot (S) is located at this center. If the spot (S) does not change even if the parabolic mirror (3) rotates, the mirror (2
This means that the optical axis between e) and the parabolic mirror (3) is parallel to the A axis.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、この発明は、レーザ出力ノズルにポジションセンサ
を取り付けて、ポジションセンサ上のスポット位置の変
動量を検出し、この検出値に基づき、反射手段の据付け
角度を補正するようにしたものであるから、アライメン
ト調整を自動的に短時間で行なうことができ、かつ、自
動化によりアライメント調整の精度が向上するからワー
ク表面において最適なレーザスポットが得られる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the position sensor is attached to the laser output nozzle, the variation amount of the spot position on the position sensor is detected, and the reflecting means is based on the detected value. Since the installation angle is corrected, the alignment adjustment can be automatically performed in a short time, and the accuracy of the alignment adjustment is improved by automation, so that the optimum laser spot can be obtained on the work surface. .
【図１】 レーザロボットの光学系の概略斜視図FIG. 1 is a schematic perspective view of an optical system of a laser robot.
【図２】 レーザ出力ノズル部の断面図FIG. 2 is a sectional view of a laser output nozzle section.
【図３】 ポジションセンサの断面図（ａ）及び斜視図
（ｂ）FIG. 3 is a sectional view (a) and a perspective view (b) of the position sensor.
【図４】 可動軸（Ｚ軸）の光軸調整を説明する線図FIG. 4 is a diagram illustrating optical axis adjustment of a movable axis (Z axis).
【図５】 光軸調整装置のブロック図FIG. 5 is a block diagram of an optical axis adjusting device.
【図６】 回転軸（Ｃ軸）の光軸調整を説明する線図FIG. 6 is a diagram for explaining optical axis adjustment of a rotation axis (C axis).
【図７】 回転軸（Ａ軸）の光軸調整を説明する線図FIG. 7 is a diagram illustrating optical axis adjustment of a rotation axis (A axis).
Ｂ レーザ光 Ｓ スポット Ｘ、Ｙ、Ｚ 可動軸 Ａ、Ｃ 回転軸 １ レーザ発振器 ２ａ〜２ｅ ミラー（反射手段） ３ パラボリックミラー（集光手段） ４ ワーク ９ ポジションセンサ 10 固定金具 11ａ、11ｂ モータ 12 支点ピン 13 演算回路 14 モータの駆動回路 B laser light S spot X, Y, Z movable axis A, C rotating axis 1 laser oscillator 2a to 2e mirror (reflecting means) 3 parabolic mirror (focusing means) 4 work 9 position sensor 10 fixing metal fittings 11a, 11b motor 12 fulcrum Pin 13 Arithmetic circuit 14 Motor drive circuit
Claims (5)
つ、相互に接近及び離反する方向に可動の複数の反射手
段により、レーザ発振器からレーザ出力ノズルまでレー
ザ光を導くようにしたレーザロボットにおけるレーザ光
の光軸調整をするにあたり、レーザ出力ノズルにポジシ
ョンセンサを取り付け、各反射手段を動作させた時のレ
ーザ光のスポットの変動量をポジションセンサで測定
し、当該測定値に基づき反射手段の据付け角度を補正す
ることにより、レーザ光の光軸調整を自動的に行なうよ
うにしたレーザロボットの自動アライメント調整方法。1. A laser beam in a laser robot in which a laser beam is guided from a laser oscillator to a laser output nozzle by a plurality of reflecting means whose installation angles can be changed and which can be moved toward and away from each other. When adjusting the optical axis of, the position sensor is attached to the laser output nozzle, the fluctuation amount of the laser light spot when each reflecting means is operated is measured by the position sensor, and the installation angle of the reflecting means is based on the measured value. The automatic alignment adjustment method for the laser robot in which the optical axis of the laser beam is automatically adjusted by correcting the.
段をその可動軸方向に移動させ、その時ポジションセン
サで得られるスポットのＸ−Ｙデータを、第一の反射手
段の直前に位置する第二の反射手段の駆動装置にフィー
ドバックして、第一の反射手段を移動させてもポジショ
ンセンサで得られるスポットのＸ−Ｙデータが変動しな
いように第二の反射手段の据付け角度を調節する工程
と、 第一の反射手段をその可動軸を中心として回転させ、そ
の時ポジションセンサで得られるスポットのＸ−Ｙデー
タを第二の反射手段の直前に位置する第三の反射手段の
駆動装置にフィードバックして、スポットが描く円の中
心にレーザ光のスポットがくるように第三の反射手段の
据付け角度を調節する工程を有し、 以上の工程を繰り返して第一の反射手段に入射するレー
ザ光が第一の反射手段のミラー中心に、かつ、第一の反
射手段の可動軸と平行に入射するようにした請求項１の
レーザロボットの自動アライメント調整方法。2. The first reflecting means located immediately before the light converging means is moved in the direction of its movable axis, and the XY data of the spot obtained by the position sensor at that time is located immediately before the first reflecting means. The setting angle of the second reflecting means is adjusted so that the X-Y data of the spot obtained by the position sensor does not change even if the first reflecting means is moved by feeding back to the driving device of the second reflecting means. And a step of rotating the first reflecting means about its movable axis, and at that time, the X-Y data of the spot obtained by the position sensor is a driving device for the third reflecting means located immediately before the second reflecting means. Feedback step to adjust the installation angle of the third reflecting means so that the spot of the laser light comes to the center of the circle drawn by the spot. The mirror center of the laser light incident on the stage the first reflecting means, and automatic alignment adjustment method of the laser robot according to claim 1 which is adapted to incident in parallel with the movable axis of the first reflecting means.
からずらして配置する請求項２のレーザロボットの自動
アライメント調整方法。3. The automatic alignment adjusting method for a laser robot according to claim 2, wherein the position sensor is arranged so as to be displaced from the focus position of the light collecting means.
に配置し、集光手段を回転させ、その時ポジションセン
サで得られるスポットのＸ−Ｙデータを第一の反射手段
の駆動装置にフィードバックして、レーザ光のスポット
が集光手段の焦点位置にくるように第一の反射手段の据
付け角度を調節する請求項１のレーザロボットの自動ア
ライメント調整方法。4. A position sensor is arranged at the focal position of the light converging means, the light converging means is rotated, and the XY data of the spot obtained by the position sensor at that time is fed back to the driving device of the first reflecting means. 2. The automatic alignment adjusting method for a laser robot according to claim 1, wherein the installation angle of the first reflecting means is adjusted so that the spot of the laser light comes to the focus position of the condensing means.
つ、相互に接近及び離反する方向に可動の複数の反射手
段により、レーザ発振器からレーザ出力ノズルまでレー
ザ光を導き、集光手段で集光したレーザ光をワークに照
射して加工を行なうようにしたレーザロボットにおい
て、 レーザ出力ノズルに着脱自在に取り付けられ、各反射手
段及び集光手段を動作させた時のレーザ光のスポットの
変動量を測定するポジションセンサ、 ポジションセンサによる測定値に基づき反射手段の据付
け角度の誤差を演算する演算手段、および、 演算手段による演算結果に基づき反射手段の据付け角度
を補正する駆動装置を具備したレーザロボットの自動ア
ライメント調整装置。5. A laser beam is guided from a laser oscillator to a laser output nozzle by a plurality of reflecting means each of which an installation angle can be changed and which can be moved toward and away from each other and condensed by a condensing means. In a laser robot that irradiates a workpiece with laser light for processing, it is detachably attached to the laser output nozzle and measures the amount of laser light spot fluctuation when each reflecting means and condensing means is operated. Position sensor, a calculating means for calculating an error in the installation angle of the reflecting means based on the measurement value of the position sensor, and an automatic laser robot equipped with a drive device for correcting the installation angle of the reflecting means based on the calculation result by the calculating means. Alignment adjustment device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17128293A JP3285256B2 (en) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | Automatic alignment adjustment method and apparatus for laser robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17128293A JP3285256B2 (en) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | Automatic alignment adjustment method and apparatus for laser robot |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0724589A true JPH0724589A (en) | 1995-01-27 |
| JP3285256B2 JP3285256B2 (en) | 2002-05-27 |
Family
ID=15920438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17128293A Expired - Lifetime JP3285256B2 (en) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | Automatic alignment adjustment method and apparatus for laser robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3285256B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007021551A (en) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Nissan Motor Co Ltd | Apparatus and system for laser welding |
| WO2009069375A1 (en) * | 2007-11-27 | 2009-06-04 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Laser machining device |
| JP2011526211A (en) * | 2008-06-28 | 2011-10-06 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | Method for eccentrically orienting a laser cutting beam with respect to the nozzle axis, method for inclined cutting, corresponding laser processing head and laser processing machine |
| US9457424B2 (en) | 2008-11-28 | 2016-10-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser machining device |
| WO2019203377A1 (en) * | 2018-04-21 | 2019-10-24 | 주식회사 아이티아이 | Automatic position correction device for laser scanning equipment |
| CN115446333A (en) * | 2022-08-03 | 2022-12-09 | 西安铂力特增材技术股份有限公司 | Galvanometer calibration structure and laser calibration method |
-
1993
- 1993-07-12 JP JP17128293A patent/JP3285256B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007021551A (en) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Nissan Motor Co Ltd | Apparatus and system for laser welding |
| WO2009069375A1 (en) * | 2007-11-27 | 2009-06-04 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Laser machining device |
| JP2011526211A (en) * | 2008-06-28 | 2011-10-06 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | Method for eccentrically orienting a laser cutting beam with respect to the nozzle axis, method for inclined cutting, corresponding laser processing head and laser processing machine |
| US9457424B2 (en) | 2008-11-28 | 2016-10-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser machining device |
| WO2019203377A1 (en) * | 2018-04-21 | 2019-10-24 | 주식회사 아이티아이 | Automatic position correction device for laser scanning equipment |
| CN115446333A (en) * | 2022-08-03 | 2022-12-09 | 西安铂力特增材技术股份有限公司 | Galvanometer calibration structure and laser calibration method |
| CN115446333B (en) * | 2022-08-03 | 2024-03-29 | 西安铂力特增材技术股份有限公司 | Vibrating mirror calibration structure and laser calibration method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3285256B2 (en) | 2002-05-27 |
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