JPH09141474A - Laser beam machine - Google Patents

Laser beam machine

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JPH09141474A
JPH09141474A JP7300206A JP30020695A JPH09141474A JP H09141474 A JPH09141474 A JP H09141474A JP 7300206 A JP7300206 A JP 7300206A JP 30020695 A JP30020695 A JP 30020695A JP H09141474 A JPH09141474 A JP H09141474A
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line
processing
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teaching
processed
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恭之 奥平
Yasumasa Suga
恭正 菅
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain high working accuracy by a simple teaching operation. SOLUTION: In a teaching operation, precise positioning to a line to be worked is automatically performed by a control part 23 by an only operation that outgoing optical system 10 or work table 65 is moved so that the line enters within a visibility by a CCD camera 13. A movement to a next teaching point is automatically performed by a work line follow-up function. In addition to it, a locus program is automatically generated by position data stored with a work line follow-up movement, and a position control at the time of actual laser beam machining is performed according to this locus program.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はレーザビーム照射用
の出射光学系あるいはワークを変位させてワークに対す
る溶接や切断加工を行うレーザ加工装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus for welding or cutting a work by displacing an output optical system for laser beam irradiation or the work.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9を参照して、この種のレーザ加工装
置の一例について概略的に説明する。図9において、第
1のボールネジ機構61によりワーク(図示せず)を搭
載したワークテーブル65を一方向(ここではx軸方向
と呼ぶ)に移動可能にしている。また、第2のボールネ
ジ機構62に第1のボールネジ機構61を搭載してy軸
方向に移動可能にしている。更に、第3のボールネジ機
構63にアーム64を取り付けてz軸方向に移動可能と
し、このアーム64にはレーザビーム照射用の出射光学
系とこれをx,y,zの3軸方向に駆動する駆動部とか
ら成るレーザ照射部100を取り付けている。
2. Description of the Related Art An example of this type of laser processing apparatus will be schematically described with reference to FIG. In FIG. 9, a work table 65 on which a work (not shown) is mounted can be moved in one direction (here, referred to as an x-axis direction) by a first ball screw mechanism 61. Further, the first ball screw mechanism 61 is mounted on the second ball screw mechanism 62 so as to be movable in the y-axis direction. Further, an arm 64 is attached to the third ball screw mechanism 63 so as to be movable in the z-axis direction. The arm 64 is driven by a laser beam irradiation optical system for irradiating the laser beam in the x-, y-, and z-axis directions. A laser irradiation unit 100 including a driving unit is attached.

【0003】レーザ発振源等を内蔵した駆動ユニット6
6からケーブル状に被覆された光ファイバ67が導出さ
れ、この光ファイバ67はアーム64、レーザ照射部1
00の動きに連動して変形可能な状態でレーザ照射部1
00に接続されている。レーザ発振源としては、例えば
YAGレーザ装置が用いられる。
A drive unit 6 incorporating a laser oscillation source and the like
A cable-shaped optical fiber 67 is led out from the optical fiber 6, and the optical fiber 67 is connected to the arm 64 and the laser irradiation unit 1.
Laser irradiation unit 1 in a state where it can be deformed in conjunction with the movement of 00
00 is connected. As the laser oscillation source, for example, a YAG laser device is used.

【0004】この種のレーザ加工装置では、教示あるい
は教示支援のためにティ−チングボックス68が用いら
れる。このティ−チングボックス68は、教示と実際の
レーザ加工との切り換えを行うためのスイッチ、装置の
起動、停止を行うためのスイッチや遠隔操作用のボタン
等を実装していることにより、各ボールネジ機構や出射
光学系の変位を操作できる。なお、ティ−チングボック
ス68は、主制御部69に取り付けられたり、有線で遠
隔操作できるようにされている。主制御部69は、各種
の設定値等を入力したりする操作パネル69−1や、各
種データを表示するためのモニタ69−2を備えてい
る。
In this type of laser processing apparatus, a teaching box 68 is used for teaching or teaching support. The teaching box 68 is provided with a switch for switching between teaching and actual laser processing, a switch for starting and stopping the apparatus, a button for remote operation, and the like. The displacement of the mechanism and the output optical system can be operated. The teaching box 68 is attached to the main control section 69 or can be remotely operated by wire. The main control unit 69 includes an operation panel 69-1 for inputting various setting values and the like, and a monitor 69-2 for displaying various data.

【0005】ところで、レーザ加工、例えば溶接を行う
場合、ワーク毎にティーチングボックスを用いてあらか
じめ教示が行われる。すなわち、自動制御による溶接を
始める前に、オペレータがティーチングボックス68を
操作して教示を行う。
When laser processing, for example, welding is performed, teaching is performed in advance using a teaching box for each work. That is, the operator operates the teaching box 68 for teaching before starting welding by automatic control.

【0006】図10〜図13をも参照して、出射光学系
にCCDカメラを搭載している場合の教示について説明
する。オペレータがティ−チングボックス68のスイッ
チを教示モードに選択すると、図10に示されるよう
に、出射光学系70から教示ビームが照射される。オペ
レータは、この教示ビームを参照しながらモニタ69−
2に表示されたCCDカメラの視界内にワーク71にお
ける溶接すべき被加工線L1が入るようにワークテーブ
ル65(図9)を移動させる(第1ステップ)。なお、
教示ビームは、案内の機能を有していれば良いので、通
常、レーザビームとは異なるビーム、例えばHe−Ne
ビームが使用される。また、教示ビームは第1ステップ
が終了すると、一旦停止される。
Referring to FIGS. 10 to 13, a description will be given of teaching when a CCD camera is mounted on the emission optical system. When the operator selects the switch of the teaching box 68 to the teaching mode, a teaching beam is emitted from the emission optical system 70 as shown in FIG. The operator refers to the teaching beam and monitors the monitor 69-.
The work table 65 (FIG. 9) is moved so that the work line L1 to be welded on the work 71 is within the field of view of the CCD camera displayed in 2 (first step). In addition,
Since the teaching beam only needs to have a guiding function, it is usually a beam different from the laser beam, for example, He-Ne.
Beams are used. When the first step is completed, the teaching beam is temporarily stopped.

【0007】次に、オペレータは、図11に示すよう
に、CCDカメラの画像に設定された中心点(参照点)
C1が被加工線L1の上に位置するように、ワークテー
ブル65の位置を微調整する。なお、図11では、被加
工線L1は拡大されて、間隔の狭いハッチングで表され
ている。中心点C1は、実際の溶接においてはレーザビ
ームの光軸位置となるようにあらかじめ設定されてい
る。そして、この状態を維持しながら、ワークテーブル
65を移動させることで中心点C1を被加工線L1の延
在方向に次の教示点まで移動させる(第2ステップ)。
Next, as shown in FIG. 11, the operator sets a center point (reference point) set on the image of the CCD camera.
The position of the worktable 65 is finely adjusted so that C1 is located on the line to be processed L1. In FIG. 11, the line to be processed L1 is enlarged and is represented by hatching with a narrow interval. The center point C1 is set in advance to be the optical axis position of the laser beam in actual welding. Then, while maintaining this state, the work table 65 is moved to move the center point C1 to the next teaching point in the extending direction of the line L1 to be processed (second step).

【0008】図12は、照射されるべき加工用のレーザ
ビームの焦点を被加工線L1上の加工点に一致させるス
テップ(第3ステップ)を示し、図13は、ワーク71
の加工面が曲面のような場合に照射されるべき加工用の
レーザビームの光軸をワーク71に対して垂直にするス
テップ(第4ステップ)を示しているが、これらはそれ
ぞれ、自動焦点合わせ機能、自動姿勢制御機能と呼ばれ
る機能により、自動化が実現されている。いずれにして
も、オペレータは上記第1〜第4ステップを、教示点
毎、例えば100mm刻みで実行し、その都度教示デー
タの入力指定を行って教示データを記憶装置に記憶させ
る。
FIG. 12 shows a step (third step) in which the focal point of the laser beam for processing to be irradiated is made to coincide with the processing point on the line L1 to be processed, and FIG.
Shows the step (fourth step) of making the optical axis of the processing laser beam to be irradiated when the processing surface is curved, perpendicular to the workpiece 71 (automatic focusing). Automation is realized by a function called an automatic attitude control function. In any case, the operator executes the above-described first to fourth steps for each teaching point, for example, every 100 mm, designates inputting of teaching data each time, and stores the teaching data in the storage device.

【0009】すなわち、オペレータは、上記のようにし
て得られた被加工線L1の始点から終点までの出射光学
系70とワークテーブル65の位置データを上記教示点
毎に教示データとして主制御部69に内蔵された記憶装
置に記憶させる。実際の溶接においては、主制御部69
が記憶装置から教示データを読み出し、読み出した教示
データを用いて出射光学系70あるいはワークテーブル
65の移動を自動制御する。
That is, the operator uses the position data of the emission optical system 70 and the work table 65 from the start point to the end point of the processing line L1 obtained as described above as teaching data for each of the teaching points as the main control unit 69. Is stored in a storage device incorporated therein. In actual welding, the main controller 69
Reads the teaching data from the storage device and automatically controls the movement of the emission optical system 70 or the work table 65 using the read teaching data.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、CCD
カメラで撮影された拡大表示画面を見ても、ワークテー
ブル65の移動操作はオペレータが行うので、教示点毎
に画像の中心点C1が溶接すべき被加工線L1と一致す
るようにワークテーブル65を移動させるのは難しい。
加えて、被加工線L1が一本の直線の場合は別として、
教示点は複数箇所必要であるので、教示のための時間も
長くなる。これは、特にYAGレーザによる高精度の加
工において大きな問題点となる。
However, CCDs
Since the operator moves the work table 65 even when looking at the enlarged display screen captured by the camera, the work table 65 is moved so that the center point C1 of the image coincides with the work line L1 to be welded for each teaching point. Difficult to move.
In addition, apart from the case where the line to be processed L1 is a single straight line,
Since a plurality of teaching points are required, the time for teaching also becomes longer. This is a serious problem particularly in high-precision processing using a YAG laser.

【0011】以上のような問題点に鑑み、本発明の課題
は、簡単な教示操作で高い加工精度を得ることのできる
レーザ加工装置を提供することにある。
[0011] In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of obtaining high processing accuracy with a simple teaching operation.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、出射光学系か
ら出射されるレーザビームの光軸がワークの被加工線上
を移動するように、前記出射光学系及び前記ワークを搭
載したワークテーブルの少なくとも一方を移動させてレ
ーザ加工を行うためのレーザ加工装置において、前記ワ
ークの前記被加工線を含む所定範囲の領域を撮影するた
めに前記出射光学系に設けられたCCDカメラと、前記
出射光学系及び前記ワークテーブルの移動をオペレータ
により遠隔操作可能なティーチングボックスと、前記テ
ィーチングボックスの操作に基づいて前記出射光学系及
び前記ワークテーブルの移動を制御するための制御部
と、前記CCDカメラからの前記被加工線を含む画像に
対してあらかじめ定められた処理を行なって前記被加工
線に近似した加工線を検出するための画像処理部とを含
み、前記オペレータは、教示動作においては前記ティー
チングボックスの操作により前記被加工線の始点と終点
とを指定入力し、前記制御部は、前記教示動作において
は、前記CCDカメラの画像内にあらかじめ設定されて
前記レーザビームの焦点となるべき参照点と、前記検出
された加工線上における前記参照点との間の最近点との
位置ずれを算出し、算出された位置ずれに基づいて前記
参照点を前記被加工線に一致させると共に、前記参照点
が前記始点と終点との位置関係から判定される方向に向
けて移動するように前記ワークテーブルの移動を制御す
る被加工線追従動作を定時間間隔で実行し、しかも前記
検出された加工線方向への移動に伴ってその最近点の位
置座標を定時間間隔でメモリに記憶させ、前記始点から
前記終点までの移動が終了すると前記メモリに記憶され
た位置座標により実際の加工のための移動軌跡プログラ
ムを作成する機能を有することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a work table equipped with the emitting optical system and the work so that an optical axis of a laser beam emitted from the emitting optical system moves on a work line of the work. In a laser processing apparatus for performing laser processing by moving at least one of them, a CCD camera provided in the emitting optical system for photographing a region of a predetermined range including the line to be processed of the workpiece, and the emitting optical system. A teaching box in which the movement of the system and the work table can be remotely controlled by an operator, a control unit for controlling the movement of the emission optical system and the work table based on the operation of the teaching box, and the CCD camera A processing line approximated to the processed line by performing a predetermined process on the image including the processed line The image processing unit for detecting, the operator, in the teaching operation, input and specify the start point and the end point of the line to be processed by operating the teaching box, the control unit, in the teaching operation, The positional deviation between a reference point set in advance in the image of the CCD camera to be the focal point of the laser beam and the nearest point between the reference point on the detected processing line is calculated and calculated. The movement of the work table is controlled such that the reference point is matched with the line to be processed based on the displacement, and the reference point moves in a direction determined from a positional relationship between the start point and the end point. The processing line following operation is executed at regular time intervals, and the position coordinates of the nearest point are stored in the memory at regular time intervals along with the movement in the detected processing line direction. Characterized by having the ability to create movement trajectory program for actual processing by the position coordinates of the mobile is stored in the memory and ends up the end point from the start point.

【0013】なお、前記移動軌跡プログラムは編集可能
にされる。
The moving locus program can be edited.

【0014】更に、前記画像処理部で検出された加工線
をモニタに表示するための近似加工線として作成する描
画部と、前記描画部で作成された近似加工線と前記CC
Dカメラからの画像とを重ね合わせて前記被加工線と前
記近似加工線とが一致した状態で前記モニタに表示させ
るための画像重ね合わせ部とを備え、前記ティーチング
ボックスは、前記画像処理部で一度に検出された加工線
が複数本ある場合に、前記モニタにて重ね合わせ表示さ
れた複数本の前記近似加工線のいずれか1本を選択する
選択手段と選択された該近似加工線上での加工方向を指
定する指定手段とを有することが好ましい。
Further, a drawing section for creating a processing line detected by the image processing section as an approximate processing line for displaying on a monitor, an approximate processing line created by the drawing section and the CC
An image superimposing unit for superimposing an image from the D camera and displaying the processed line and the approximate processing line on the monitor in a state where the processed line and the approximate processing line are coincident with each other. When there are a plurality of processing lines detected at one time, a selection means for selecting any one of the plurality of approximate processing lines superimposed and displayed on the monitor, and a selection means on the selected approximate processing line It is preferable to have a designating means for designating a processing direction.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図2は本発明において使用される
出射光学系10の概略構成を示し、図9で説明した出射
光学系の代わりに使用されても良い。レーザ発振源から
のレーザビームB1は光ファイバを通して出射光学系1
0に導入され、ミラー11で角度を変えられて加工レン
ズ12を通してワーク20に照射される。ティーチング
ボックスを用いて教示を行う場合には、後述するように
光ファイバを通してHe−NeビームB2が供給され、
ワーク20に照射される。出射光学系10の上部にはC
CDカメラ13が設けられ、このCCDカメラ13は観
測用レンズ14を通して溶接すべき被加工線を含む所定
範囲の領域を撮影する。
FIG. 2 shows a schematic configuration of an exit optical system 10 used in the present invention, and may be used in place of the exit optical system described in FIG. A laser beam B1 from a laser oscillation source passes through an optical fiber and emits an optical system 1.
The light is introduced into the workpiece 20 through the processing lens 12 at an angle changed by the mirror 11. When teaching using a teaching box, a He-Ne beam B2 is supplied through an optical fiber as described later,
The work 20 is irradiated. C on the upper part of the exit optical system 10
A CD camera 13 is provided, and the CCD camera 13 captures an image of a predetermined range including a line to be welded through the observation lens 14.

【0016】CCDカメラ13の光軸とレーザビームB
1の光軸はあらかじめ一致するように設定されており、
しかもレーザビームB1の焦点位置にCCDカメラ13
のピントが合うように調整されている。言い換えれば、
CCDカメラ13の光軸、ピントをワーク20上の被加
工線に合わせると、レーザビームB1の光軸、焦点もそ
れに一致するようにされている。これは教示のために使
用されるHe−Neビームについても同じである。
Optical axis of CCD camera 13 and laser beam B
The optical axis of 1 is set in advance to match,
Moreover, the CCD camera 13 is placed at the focus position of the laser beam B1.
Has been adjusted to focus. In other words,
When the optical axis and the focus of the CCD camera 13 are aligned with the line to be processed on the work 20, the optical axis and the focal point of the laser beam B1 are made to coincide with them. This is also the case for the He-Ne beam used for teaching.

【0017】なお、CCDカメラ13による画像の分解
能は256×256画素で、1画素は約0.02(m
m)である。また、CCDカメラ13の視界は5×5
(mm)である。これは、視界を狭くすると撮影された
領域が拡大されて検出精度は向上するが、狭くし過ぎる
と教示に伴うオペレータの作業が微細になって作業量が
増えることを考慮している。本発明はこの作業量を少な
くするものである。画像は光の強度に応じて256階調
の色(輝度)で表わされている。
The image resolution of the CCD camera 13 is 256 × 256 pixels, and one pixel is about 0.02 (m
m). Also, the field of view of the CCD camera 13 is 5 × 5.
(Mm). This takes into account that when the field of view is narrowed, the imaged area is enlarged and the detection accuracy is improved, but when the field is too narrow, the work of the operator involved in teaching becomes fine and the amount of work increases. The present invention reduces this amount of work. The image is represented by 256 gradation colors (luminance) according to the light intensity.

【0018】図1は本発明によるレーザ加工装置のう
ち、ティーチングボックスを用いて教示あるいは教示支
援を行う場合に必要な構成を示す。CCDカメラ13か
らの画像は、画像処理部21に送られる他、画像重ね合
わせ部22を通してモニタ69−2に送られて表示され
る。画像処理部21は、後述するあらかじめ定められた
画像処理を行ってワーク20上の被加工線に近似する少
なくとも1本の加工線を検出する。検出された加工線は
制御部23と描画部24に送られる。
FIG. 1 shows a configuration required for performing teaching or teaching support using a teaching box in a laser processing apparatus according to the present invention. The image from the CCD camera 13 is sent to the image processing unit 21 and sent to the monitor 69-2 through the image superimposing unit 22 for display. The image processing unit 21 detects at least one processing line that approximates a line to be processed on the work 20 by performing predetermined image processing described later. The detected processing line is sent to the control unit 23 and the drawing unit 24.

【0019】ティーチングボックス25は、オペレータ
が後述する教示動作を行うためのもので、操作部上のボ
タン操作により、図9のような構成の場合にはワークテ
ーブル65をx、yの2軸方向に移動させたり、出射光
学系10のz軸方向への移動と姿勢を変化させることが
できる。なお、教示を開始する際には、オペレータはテ
ィーチングボックス25上のボタン操作により被加工線
の始点と終点及び自動倣いを指定する操作を行う。
The teaching box 25 is used by an operator to perform a teaching operation to be described later. In the case of a configuration as shown in FIG. Or the movement and posture of the emission optical system 10 in the z-axis direction can be changed. When teaching is started, the operator performs an operation of designating a start point and an end point of the line to be processed and an automatic copying by operating a button on the teaching box 25.

【0020】制御部23は、以下に述べる自動位置合わ
せ機能の他、被加工線追従機能、追従の結果得られる軌
跡をプレイバック可能とする軌跡プログラム生成機能を
有する。制御部23は、自動位置合わせに際しては、レ
ーザビームの焦点位置、すなわちCCDカメラ13に設
定された画像の中心点(図11の中心点C1、以下、参
照点と呼ぶ)と検出された加工線上においてこの参照点
と最も近い点との間のずれを算出し、参照点を検出され
た加工線上の最も近い点に一致させるために必要な参照
点の移動量を算出する。ここでは、ワークテーブル65
をどの程度移動させるべきかという移動量を算出するよ
うにしている。
The control unit 23 has a function of following a line to be processed and a function of generating a trajectory program for enabling playback of a trajectory obtained as a result of the following, in addition to an automatic positioning function described below. At the time of automatic alignment, the control unit 23 adjusts the focus position of the laser beam, that is, the center point of the image set in the CCD camera 13 (the center point C1 in FIG. 11, hereinafter referred to as a reference point) on the processing line detected. Calculates the shift between the reference point and the closest point, and calculates the amount of movement of the reference point required to make the reference point coincide with the closest point on the detected machining line. Here, the work table 65
The movement amount of how much should be moved is calculated.

【0021】被加工線追従機能、軌跡プログラム生成機
能については後で詳しく述べるので、ここでは簡単に説
明すると、算出された位置ずれに基づいて参照点を検出
された被加工線に一致させながら、制御部23は前記参
照点がオペレータにより指定された始点と終点との位置
関係から判定される方向に向けて検出された加工線上を
移動するようにワークテーブルの移動を制御する(被加
工線追従機能)。この制御は、定時間間隔、例えば40
0msecで行われる。次に、前記検出された加工線上
の移動に伴って前記制御の都度その最近点の位置座標が
教示点としてメモリに記憶され、前記始点から前記終点
までの移動が終了すると前記メモリに記憶されたすべて
の位置座標に基づいて実際の加工のための移動軌跡プロ
グラムが生成される(軌跡プログラム生成機能)。
The processing line tracking function and the trajectory program generation function will be described in detail later. Therefore, in brief, here, the reference point is made coincident with the detected processing line based on the calculated positional deviation. The control unit 23 controls the movement of the work table so that the reference point moves on the detected processing line in the direction determined from the positional relationship between the start point and the end point specified by the operator (processing line tracking). function). This control is performed at regular time intervals, for example, 40 times.
This is performed at 0 msec. Next, with the movement on the detected processing line, the position coordinate of the nearest point was stored in the memory as a teaching point each time the control was performed, and was stored in the memory when the movement from the start point to the end point was completed. A movement path program for actual machining is generated based on all position coordinates (path program generation function).

【0022】自動位置合わせの場合、制御部23には、
自動位置合わせの開始時に操作パネル69−1や複数の
位置センサ26から参照点の位置やCCDカメラ13の
視界の座標系、加工軸、すなわちワークテーブル65の
機械座標系の位置関係を示すデータが取り込まれる。そ
して、モニタ69−2の画像上での検出された加工線の
位置、参照点の位置が決定される。制御部23は参照点
を検出された加工線上の最近点に移動させるための移動
量を算出する。制御部23は、この算出結果に基づいて
ワークテーブル65の移動を制御して、参照点を、検出
された加工線に一致させる。
In the case of automatic positioning, the control unit 23
At the start of the automatic alignment, data indicating the position of the reference point, the coordinate system of the field of view of the CCD camera 13, the processing axis, that is, the positional relationship of the machine coordinate system of the work table 65, is obtained from the operation panel 69-1 and the plurality of position sensors 26. It is captured. Then, the position of the detected processing line and the position of the reference point on the image of the monitor 69-2 are determined. The control unit 23 calculates a moving amount for moving the reference point to the nearest point on the detected processing line. The control unit 23 controls the movement of the work table 65 based on the calculation result to make the reference point coincide with the detected processing line.

【0023】このような自動位置合わせによれば、オペ
レータは教示動作に際し、CCDカメラ13の視界から
ワーク20上の被加工線が大きく外れている場合、ティ
ーチングボックス25を用いた操作によりCCDカメラ
13の画像内に被加工線が入る程度にワークテーブル6
5を移動させて参照点を被加工線に近付けるだけで良
く、参照点を被加工線に一致させる動作は自動的に行わ
れる。
According to such automatic positioning, when the line to be processed on the work 20 is largely out of the field of view of the CCD camera 13 during the teaching operation, the operator operates the teaching box 25 to operate the CCD camera 13. Work table 6 so that the line to be processed is included in the image of
It is only necessary to move the reference point 5 to move the reference point close to the line to be processed, and the operation of matching the reference point with the line to be processed is automatically performed.

【0024】本発明で使用されるティーチングボックス
25は、液晶モニタと出射光学系10、ワークテーブル
65の変位を操作する操作部とを有し、有線あるいはワ
イヤレスで主制御部69と結合される。オペレータは、
教示に際してはこのティーチングボックス25を持ち、
モニタ69−2を見ながら操作部を操作して被加工線が
画像内に入るようにワークテーブル65を移動させ、被
加工線の始点と終点及び自動倣いを指定する操作を行う
だけで良い。
The teaching box 25 used in the present invention has a liquid crystal monitor, an emission optical system 10, and an operation section for operating the displacement of the work table 65, and is connected to the main control section 69 by wire or wirelessly. The operator
When teaching, hold this teaching box 25,
All that is required is to operate the operation unit while looking at the monitor 69-2, move the work table 65 so that the line to be processed is within the image, and perform operations for designating the start point and the end point of the line to be processed and automatic copying.

【0025】なお、本発明では、ティーチングボックス
25上のボタン操作により教示を指定すると、ロボット
アーム駆動系27を通して出射光学系10が制御されて
教示点毎に前述した自動姿勢制御機能と自動焦点合わせ
機能が起動されることで、レーザビームB1の光軸やH
e−NeビームB2の光軸がワーク20の面に垂直にな
り、焦点が加工すべき点に一致する。この時のデータも
出射光学系10に関する位置データとして教示点毎にメ
モリに記憶される。
In the present invention, when teaching is designated by a button operation on the teaching box 25, the emission optical system 10 is controlled through the robot arm drive system 27, and the automatic attitude control function and automatic focusing described above are provided for each teaching point. When the function is activated, the optical axis of laser beam B1 and H
The optical axis of the e-Ne beam B2 is perpendicular to the surface of the workpiece 20, and the focal point coincides with the point to be processed. The data at this time is also stored in the memory for each teaching point as position data relating to the emission optical system 10.

【0026】図3を参照して、加工線検出動作の流れを
説明する。この加工線検出動作は、教示点毎に制御部2
3から画像処理部21に対して処理開始のコマンドを出
力することにより始められる。ステップS1では、前述
したようなHe−Neビームによるおおまかな位置合わ
せを行った後に、CCDカメラ13により被加工線L1
を含む領域が撮影される。ステップS2では、CCDカ
メラ13からのアナログ画像信号がディジタル信号に変
換されて画像処理部21に取り込まれる。画像処理部2
1では、まず、ステップS3においてディジタル信号に
前処理を施す。ここでは、前処理として、被加工線の特
徴を生かして線強調、及びノイズ除去処理を行う。次
に、ステップS4に移行して2値化処理を行う。この2
値化処理は、ある適当な輝度をしきい値として、それ以
上の輝度の画素を白、しきい値未満の画素を黒にして白
黒画像にする処理であり、溶接すべき被加工線L1部分
は黒で表示される。
Referring to FIG. 3, the flow of the processing line detection operation will be described. This processing line detection operation is performed by the control unit 2 for each teaching point.
3 is started by outputting a processing start command to the image processing unit 21. In step S <b> 1, after performing the rough alignment using the He-Ne beam as described above, the processing line L <b> 1 is
Is captured. In step S2, an analog image signal from the CCD camera 13 is converted into a digital signal and taken into the image processing unit 21. Image processing unit 2
First, in step S3, the digital signal is pre-processed. Here, as pre-processing, line emphasis and noise removal processing are performed utilizing the characteristics of the line to be processed. Next, the process proceeds to step S4 to perform a binarization process. This 2
The binarization process is a process in which a certain luminance is used as a threshold value, pixels having luminance higher than that are white, and pixels less than the threshold value are blackened to form a black and white image. Is displayed in black.

【0027】ステップS5では、画像処理部21は、2
値化処理後の黒部分を対象に加工線検出を行い、ステッ
プS6で加工線を決定する。このような線検出を行うた
めに、本発明では「ハフ変換処理」という直線検出アル
ゴリズムを採用している。検出されたワーク20上の加
工線に基づいて自動位置合わせを行うために、制御部2
3においてCCDカメラ13の参照点とのずれが算出さ
れる。そして、このずれ量にもとづいてCCDカメラ1
3の画像の参照点を、検出した加工線上の最近点に移動
させるためのワークテーブル65の移動量を算出する。
なお、「ハフ変換処理」については、特願平7−476
28号に開示されているので詳しい説明は省略する。
In step S5, the image processing unit 21
A processing line is detected for the black portion after the value processing, and a processing line is determined in step S6. In order to perform such line detection, the present invention employs a line detection algorithm called “Hough transform processing”. The control unit 2 performs automatic alignment based on the detected processing line on the workpiece 20.
At 3, the deviation from the reference point of the CCD camera 13 is calculated. Then, based on the displacement amount, the CCD camera 1
The amount of movement of the work table 65 for moving the reference point of the third image to the nearest point on the detected processing line is calculated.
The “Hough transform process” is described in Japanese Patent Application No. 7-476.
28, the detailed description is omitted.

【0028】図4には被加工線L1の始点から終点に至
るまでの間に検出された加工線の一部の画像を、ここで
は1本の直線で被加工線L1部分にオーバーラップさせ
て示している。制御部23は、教示点毎に得られる自動
位置合わせのための移動量にもとづいてワークテーブル
65を移動させるためのワークテーブル駆動系28を制
御することにより、参照点が、検出された加工線上に一
致するようにワークテーブル65を移動させる。自動位
置合わせ後、出射光学系10、ワークテーブル65の位
置データがメモリに記憶される。
In FIG. 4, an image of a part of the machining line detected from the start point to the end point of the machining line L1 is overlapped with the machining line L1 portion by one straight line here. Shows. The control unit 23 controls the work table drive system 28 for moving the work table 65 based on the movement amount for automatic alignment obtained for each teaching point, so that the reference point is located on the detected processing line. The work table 65 is moved so as to coincide with. After the automatic alignment, the position data of the emission optical system 10 and the work table 65 are stored in the memory.

【0029】被加工線L1が直線であれば教示点は始点
と終点の2点でも良く、被加工線L1が途中である角度
で方向が変化するような場合であっても教示点を得るた
めの時間間隔が短く、その都度被加工線の検出が行われ
るので問題は無い。また、被加工線L1が緩やかに蛇行
しているような場合でも数mm間隔で区切れば直線で近
似させることができることを考えれば、これも教示点を
得るための時間間隔が短いので追従に問題は生じない。
いずれにしても、オペレータは、教示に際しては被加工
線L1部分がCCDカメラ13の画像内に入るようにワ
ークテーブルを移動させ、被加工線の始点と終点及び自
動倣いの指定操作を行うだけで良く、参照点を被加工線
L1に一致させるための精密な位置合わせ操作及び教示
点から次の教示点へ移動させるための操作は不要であ
る。
If the line to be processed L1 is a straight line, the teaching point may be two points, a start point and an end point. Even if the direction of the line to be processed L1 changes at an intermediate angle, the teaching point can be obtained. There is no problem because the time interval is short and the line to be processed is detected each time. Also, considering that the line to be processed L1 is gently meandering, it can be approximated by a straight line if it is separated at several mm intervals. No problem.
In any case, when teaching, the operator simply moves the work table so that the line to be processed L1 enters the image of the CCD camera 13, and performs the operation of designating the start and end points of the line to be processed and the automatic scanning. It is unnecessary to perform a precise positioning operation for matching the reference point to the line to be processed L1 and an operation for moving from the teaching point to the next teaching point.

【0030】教示点毎のワークテーブル65の位置デー
タは検出された加工線によって決まり、この位置データ
は制御部23内のメモリに記憶される。そして、以後の
実際のレーザ溶接では、制御部23はメモリに記憶され
た位置データにもとづいて生成される軌跡プログラムに
よりワークテーブル65を移動させる。
The position data of the work table 65 for each teaching point is determined by the detected machining line, and this position data is stored in the memory in the control unit 23. Then, in the subsequent actual laser welding, the control unit 23 moves the work table 65 by a trajectory program generated based on the position data stored in the memory.

【0031】ところで、画像処理部21においては、1
回の画像処理において複数本の加工線が検出される場合
がある。これは、ワーク20の表面には被加工線L1だ
けでなく、傷や汚れがあるからである。本発明では、こ
のような点も考慮して、図1に示されるように画像重ね
合わせ部22、描画部24を備え、ティーチングボック
ス25には検出した加工線の選択器(図示せず)を備え
ており、以下にその動作を説明する。画像処理部21で
は、1回の画像処理で複数本の加工線を検出すると、そ
れらを描画部24に送る。描画部24では、これらの加
工線を示す情報からこれらをモニタ69−2に表示する
ための近似加工線を作成して画像重ね合わせ部22に送
る。画像重ね合わせ部22では、CCDカメラ13から
の被加工線L1を含むワーク20の画像に、描画部24
からの複数本の近似加工線をオーバラップさせて表示さ
せるための重ね合わせ処理を行う。このようにして画像
重ね合わせ部22で作成された重ね合わせ画像はモニタ
69−2で表示される。選択器による選択は、モニタ6
9−2に表示された複数本の加工線の中から最も好まし
い加工線を選択するためにティーチングボックス25上
のボタンでカーソルを移動させて行われる。
In the image processing section 21, 1
In some image processing, a plurality of processing lines may be detected. This is because the surface of the work 20 has not only the line to be processed L1 but also scratches and dirt. In the present invention, taking such points into consideration, an image superimposing unit 22 and a drawing unit 24 are provided as shown in FIG. 1, and a selector (not shown) for the detected processing line is provided in the teaching box 25. The operation is described below. When the image processing unit 21 detects a plurality of processing lines in one image processing, it sends them to the drawing unit 24. The drawing unit 24 creates approximate processed lines for displaying these processed lines on the monitor 69-2 from the information indicating these processed lines and sends them to the image superposition unit 22. In the image superimposing unit 22, the image of the work 20 including the processing line L 1 from the CCD camera 13 is added to the drawing unit 24.
A superimposing process for displaying a plurality of approximate processed lines from the above is overlapped and displayed. The superimposed image created by the image superimposing unit 22 in this way is displayed on the monitor 69-2. The selection by the selector is performed by the monitor 6
In order to select the most preferable processing line from the plurality of processing lines displayed in 9-2, the selection is performed by moving the cursor with a button on the teaching box 25.

【0032】表示例を示した図5をも参照して説明す
る。ここでは、図5に示すように、CCDカメラ13で
撮影された画像内に被加工線L1の他に、傷や汚れによ
る線L2が存在するものとする。このような画像情報を
受けると、画像処理部21では被加工線L1に合うよう
な近似加工線L1′だけでなく、線L2に合うような近
似線L2′も検出する。このため、描画部24では、近
似加工線L1´だけでなく近似線L2′をもモニタ表示
するための画像を作成し、画像重ね合わせ部22では、
描画部24からの画像を重ね合わせてモニタ69−2に
送る。その結果、モニタ69−2では、図5に示すよう
に、被加工線L1,傷、汚れ等による線L2にそれぞ
れ、近似加工線L1′,近似線L2′がオーバラップさ
れた画像を表示する。
A description will be given also with reference to FIG. 5 showing a display example. Here, as shown in FIG. 5, it is assumed that an image captured by the CCD camera 13 includes a line L2 due to a scratch or dirt in addition to the line to be processed L1. Upon receiving such image information, the image processing unit 21 detects not only the approximate processing line L1 'that matches the processing line L1, but also the approximate line L2' that matches the line L2. Therefore, the drawing unit 24 creates an image for displaying not only the approximated processing line L1 'but also the approximated line L2' on the monitor, and the image superimposing unit 22 generates the image.
The images from the drawing unit 24 are superimposed and sent to the monitor 69-2. As a result, as shown in FIG. 5, the monitor 69-2 displays an image in which the approximate processed line L1 ′ and the approximate line L2 ′ are overlapped with the processed line L1 and the line L2 due to scratches, stains, etc., respectively. .

【0033】オペレータは、このような表示画像を見る
と、中央寄りにある被加工線L1と近似加工線L1′と
の関係が最も好ましいと判断してこの被加工線L1と近
似加工線L1′の組み合わせをティーチングボックス2
5上の選択器で選択する。この選択操作は、選択器に設
けられたモニタ69−2のカーソル移動用の押しボタン
でカーソルを移動させて指定することにより行われ、選
択の確定は別の押しボタンで行われる。
When the operator looks at such a displayed image, the operator determines that the relationship between the processing line L1 near the center and the approximate processing line L1 'is most preferable, and determines that the relation between the processing line L1 and the approximate processing line L1'. Teaching box 2
5 Select with the selector above. This selection operation is performed by moving the cursor with a push button for moving the cursor on the monitor 69-2 provided on the selector, and specifying it. The selection is confirmed by another push button.

【0034】以上のように、CCDカメラ13で撮影さ
れた被加工線L1とそれ以外の線に、画像処理部21で
検出された線をオーバラップさせてモニタ表示を行うよ
うにしたことにより、オペレータは検出された線のどれ
が加工線であるかを速やかに判定でき、選択器で簡単に
選択することができる。この後、前述した自動位置合わ
せにより、図6に示すように参照点が近似加工線L1´
上の最近点に位置合わせされる。
As described above, the monitor display is performed by overlapping the line detected by the image processing unit 21 with the line L1 to be processed photographed by the CCD camera 13 and other lines. The operator can quickly determine which of the detected lines is the processing line and can easily select it with the selector. Thereafter, the reference point is changed to the approximate processing line L1 'as shown in FIG.
Aligned to the closest point above.

【0035】ところで、次の教示点に移動させる場合、
従来は、オペレータがモニタを見ながらワークテーブル
における複数の加工軸、例えばx軸、y軸に関する操作
を行いながら被加工線に沿って移動させていた。これに
対し、本発明では自動位置合わせ後に制御部23が被加
工線追従機能により参照点が近似加工線L1´上を移動
するようにワークテーブル65を制御する。
By the way, when moving to the next teaching point,
Conventionally, the operator has moved along a processing line while performing operations on a plurality of processing axes, for example, x-axis and y-axis, on a work table while watching a monitor. On the other hand, in the present invention, the control unit 23 controls the work table 65 so that the reference point moves on the approximate machining line L1 ′ by the machining line following function after the automatic alignment.

【0036】図7を参照して、被加工線追従機能と軌跡
プログラム生成機能について説明する。制御部23は、
上記のような機能を達成するために、画像処理部21で
検出された加工線の位置を算出するための加工線位置算
出部23−1、教示の開始に際してオペレータにより入
力指定される被加工線の始点と終点の位置を記憶するた
めの位置メモリ23−2、被加工線追従動作を制御する
ための追従制御部23−3、被加工線追従動作中の教示
点の位置を記憶するための軌跡データメモリ23−4、
この軌跡データメモリ23−4の記憶内容に基づいて実
際のレーザ加工時の軌跡プログラムを生成するための軌
跡プログラム生成部23−5、及び軌跡プログラムに基
づいてワークテーブル65を移動させて実際のレーザ加
工を行わせるためのプレイバック部23−6とを有す
る。
Referring to FIG. 7, the function of following the line to be processed and the function of generating a trajectory program will be described. The control unit 23
A processing line position calculation unit 23-1 for calculating the position of the processing line detected by the image processing unit 21 in order to achieve the above function, a processing line input and specified by an operator at the start of teaching. Memory 23-2 for storing the positions of the starting point and the ending point, a tracking control unit 23-3 for controlling the line following operation, and a position for storing the teaching point during the line following operation. Locus data memory 23-4,
A trajectory program generation unit 23-5 for generating a trajectory program at the time of actual laser processing based on the storage contents of the trajectory data memory 23-4, and a work table 65 is moved based on the trajectory program to execute the actual laser processing. A playback unit 23-6 for performing processing.

【0037】ところで、教示動作を開始して被加工線、
最近点、最近点と参照点との距離が検出された後、被加
工線追従のために参照点が近似加工線L1´上の2方向
のうちどちらの方向に移動すべきかが問題となる。図8
をも参照して、追従制御部23−3では、おおよその移
動方向を、教示の開始時にオペレータにより指定されて
位置メモリ23−2に記憶されている被加工線L1の始
点A、終点Bの位置データから判定する。この移動方向
は、図6で言えば左右の2方向のうち右方向であるが、
被加工線が上下方向に延びていれば移動方向も上下方向
となる。いずれにしても、このおおよその移動方向は被
加工線L1の始点A、終点Bの位置データから判定する
ことができる。次に、移動角度については、図6の場
合、近似加工線L1´とx軸との間の角度θから算出す
ることができる。
By the way, the teaching operation is started and the line to be processed is
After the nearest point and the distance between the nearest point and the reference point are detected, there is a problem in which of two directions the reference point should be moved on the approximate processing line L1 'to follow the line to be processed. FIG.
In the following control unit 23-3, the approximate movement direction is determined by the operator at the start of the teaching and is determined by the start point A and the end point B of the processing line L1 stored in the position memory 23-2. Judge from the position data. This moving direction is the right direction among the left and right directions in FIG.
If the line to be processed extends in the vertical direction, the moving direction is also in the vertical direction. In any case, the approximate moving direction can be determined from the position data of the start point A and the end point B of the processing line L1. Next, in the case of FIG. 6, the movement angle can be calculated from the angle θ between the approximate processing line L1 ′ and the x-axis.

【0038】勿論、このような移動方向、移動角度に基
づいて移動を開始すると、参照点が前記した定時間間隔
で決まる次の教示点となるべき位置で近似加工線L1´
から外れる場合もあるが、最近点と参照点との間の距離
を基に被加工線追従機能により再び近似加工線L1´上
に戻される。また、定時間間隔で検出された最近点の位
置データが記憶される。このような追従動作を行う結
果、参照点は近似加工線L1´に沿って移動し、定時間
間隔でのA−C−D−E−F−G−H−I−J−K−B
の教示点毎に近似加工線L1´上に位置してその時に位
置センサ26から得られる位置データDa、Dc、D
d、De、DDf、Dg、Dh、Di、Dj、Dk、D
bが軌跡データメモリ23−4に記憶される。
Of course, when the movement is started based on the moving direction and the moving angle, the approximate processing line L1 'is set at the position where the reference point is to be the next teaching point determined by the above-mentioned fixed time interval.
May be deviated from the approximated processing line L1 'by the processing line tracking function based on the distance between the closest point and the reference point. Also, position data of the nearest point detected at regular time intervals is stored. As a result of performing such a follow-up operation, the reference point moves along the approximate processing line L1 ′, and the ACDEFEGGHIJJKB at a fixed time interval.
Are located on the approximate processing line L1 'for each of the teaching points, and the position data Da, Dc, D obtained from the position sensor 26 at that time.
d, De, DDf, Dg, Dh, Di, Dj, Dk, D
b is stored in the locus data memory 23-4.

【0039】次に、軌跡プログラム生成部23−5では
軌跡データ記憶部23−4に記憶されている位置データ
Da、Dc、Dd、De、Df、Dg、Dh、Di、D
j、Dk、Dbにより実際にレーザ加工を行う場合の移
動データを軌跡プログラムとして生成する。プレイバッ
ク部23−6は、実際のレーザ加工を開始する際に軌跡
プログラム生成部23−5の移動データを定時間間隔で
ワークテーブル駆動系28に与えてワークテーブル65
の移動を制御する。その結果、実際のレーザ加工に際し
ても、図8で説明したような軌跡でレーザビームが被加
工線上に照射される。なお、軌跡プログラムはティーチ
ングボックス25の表示部に表示して編集を行うことが
でき、例えば最初のワークと次のワークとが始点、終
点、及びそれらの間の被加工線位置が同じであるような
場合には再利用が可能である。
Next, in the trajectory program generation unit 23-5, the position data Da, Dc, Dd, De, Df, Dg, Dh, Di, D stored in the trajectory data storage unit 23-4.
Movement data when laser processing is actually performed by j, Dk, and Db is generated as a trajectory program. The playback unit 23-6 supplies the movement data of the trajectory program generation unit 23-5 to the work table driving system 28 at regular time intervals when starting the actual laser processing, and the work table 65
Control movement. As a result, even during actual laser processing, the laser beam is irradiated on the line to be processed along the locus as described in FIG. The trajectory program can be displayed on the display of the teaching box 25 for editing. For example, the start point and end point of the first work and the next work are the same, and the position of the processing line between them is the same. In other cases, it can be reused.

【0040】図14は、教示動作に際してオペレータに
よりティーチングボックス25を使用して作成される始
点、終点の入力プログラム(図14a)と、軌跡プログ
ラム生成部23−5で生成された軌跡プログラム(図1
4b)の一例を示す。図14(a)を参照して、AFC
M(自動焦点合わせにより焦点を設定値に近付け
る)、AFC S(自動焦点合わせスタート)、ATT
C ON(追従動作オン)、SPD1000(移動速度
1000mm/sec)、LINE POS A(始点
Daの位置データ)、POS b(終点Dbの位置デー
タ)、ATTC OFF(追従動作オフ)、AFC E
(自動焦点合わせ終了)、EOF(エンドオブ ファイ
ル)の順で入力される。
FIG. 14 shows an input program (FIG. 14a) for starting and ending points created by the operator using the teaching box 25 during the teaching operation, and a trajectory program (FIG. 1) generated by the trajectory program generation unit 23-5.
4b) shows an example. With reference to FIG.
M (focus closes to the set value by automatic focusing), AFCS (automatic focusing start), ATT
C ON (following operation on), SPD1000 (moving speed 1000 mm / sec), LINE POS A (position data of starting point Da), POS b (position data of ending point Db), ATTC OFF (following operation off), AFC E
(End of automatic focusing) and EOF (End of File) are input in this order.

【0041】一方、図14(b)のプログラムは位置デ
ータDa、Dc、Dd、De、Df、Dg、Dh、D
i、Dj、Dk、Dbに基づいて自動的に作成される。
On the other hand, the program shown in FIG. 14B is composed of position data Da, Dc, Dd, De, Df, Dg, Dh, D
It is automatically created based on i, Dj, Dk, and Db.

【0042】上記の説明は、溶接の場合であり、この場
合には溶接線が被加工線として存在することで直線検出
を行うことができる。一方、切断加工の場合にも、ワー
クの切断すべき部分にけがき等により切断線を被加工線
として描き入れることで、同様の処理により切断線を検
出して自動位置合わせ及び自動位置合わせ終了後の移動
を行うことができる。
The above description is for the case of welding. In this case, straight lines can be detected by the presence of a welding line as a line to be processed. On the other hand, in the case of cutting, the cutting line is drawn as a line to be processed by scribing etc. in the part to be cut of the work, the cutting line is detected by the same processing, and automatic positioning and automatic positioning are completed. Later moves can be made.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
レーザ加工装置では、教示に際してオペレータは被加工
線の始点と終点とを指定入力すると共に、ワーク上の被
加工線がCCDカメラの視界内に入るようにワークテー
ブルを移動させるだけで良く、画像処理部が被加工線を
検出し、制御部がCCDカメラの画像に設定された参照
点を検出した加工線に一致するようにワークテーブルを
移動させるので、オペレータの操作は楽であり、作業量
及び時間も大幅に少なくなる。しかも、0.1mm以下
の被加工線を0.1mm以内の精度で検出できる。更
に、画像処理装置においてワークについた傷や汚れによ
り加工線が複数本検出されても、これらがモニタ表示さ
れ、オペレータはいずれかを選択することにより、速や
かに加工線を確定させることができる。
As described above, in the laser processing apparatus according to the present invention, when teaching, the operator specifies and inputs the start point and the end point of the line to be processed, and the line to be processed on the workpiece is within the field of view of the CCD camera. It is only necessary to move the worktable so that it enters the work table. The image processing unit detects the line to be processed, and the control unit adjusts the work table so that it matches the processing line that detected the reference point set in the image of the CCD camera. Since the operator is moved, the operation of the operator is easy, and the amount of work and time are greatly reduced. Moreover, it is possible to detect a processed line of 0.1 mm or less with an accuracy of 0.1 mm or less. Further, even if a plurality of processing lines are detected due to scratches or dirt on the work in the image processing apparatus, these are displayed on the monitor, and the operator can quickly determine the processing line by selecting one of them.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明において教示動作に必要な構成を示した
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration necessary for a teaching operation in the present invention.

【図2】本発明によるレーザ加工装置における出射光学
系の内部構造を概略的に示した断面図である。
FIG. 2 is a sectional view schematically showing an internal structure of an emission optical system in the laser processing apparatus according to the present invention.

【図3】本発明において加工線の検出に必要な動作を説
明するためのフローチャート図である。
FIG. 3 is a flowchart for explaining an operation necessary for detecting a processing line in the present invention.

【図4】図3に関連して説明した動作により検出された
加工線を被加工線にオーバラップして表示した例を示し
た図である。
4 is a diagram showing an example in which a processing line detected by the operation described with reference to FIG. 3 is displayed so as to overlap a processing line.

【図5】画像処理部において加工線が複数本検出された
場合の選択動作を説明するためのモニタ表示例を示した
図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a monitor display for explaining a selection operation when a plurality of processing lines are detected in the image processing unit.

【図6】本発明により自動位置合わせされたモニタ表示
例を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a monitor display automatically aligned according to the present invention.

【図7】図1に示された制御部における加工線追従機能
及び軌跡プログラム生成機能を実現するための機能ブロ
ック図である。
7 is a functional block diagram for realizing a machining line following function and a trajectory program generating function in the control unit shown in FIG. 1;

【図8】図7の被加工線追従機能及び軌跡プログラム生
成機能を説明するための図である。
8 is a diagram for explaining a processing line following function and a trajectory program generation function of FIG. 7;

【図9】本発明が適用されるレーザ加工装置の概略構成
を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of a laser processing apparatus to which the present invention is applied.

【図10】従来の教示における出射光学系のおおまかな
位置合わせを説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining rough alignment of an emission optical system in the conventional teaching.

【図11】従来の教示における出射光学系の精密な位置
合わせを説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining precise alignment of the emission optical system according to the conventional teaching.

【図12】従来の教示における出射光学系のレーザビー
ムの焦点位置合わせを説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the focus adjustment of the laser beam of the emission optical system in the conventional teaching.

【図13】従来の教示における出射光学系のレーザビー
ムの光軸合わせを説明するための図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining optical axis alignment of a laser beam of an emission optical system in the conventional teaching.

【図14】本発明においてオペレータにより作成される
プログラムと軌跡プログラム生成部で生成される軌跡プ
ログラムの一例を示した図である。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a program created by an operator and a trajectory program generated by a trajectory program generator in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 出射光学系 11 ミラー 12 加工レンズ 13 CCDカメラ 14 観測用レンズ 61 第1のボールネジ機構 62 第2のボールネジ機構 63 第3のボールネジ機構 64 アーム 65 ワークテーブル 66 駆動ユニット 67 光ファイバ 68 ティ−チングボックス 69−1 操作パネル 69−2 モニタ 100 レーザ照射部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Emission optical system 11 Mirror 12 Processing lens 13 CCD camera 14 Observation lens 61 First ball screw mechanism 62 Second ball screw mechanism 63 Third ball screw mechanism 64 Arm 65 Work table 66 Drive unit 67 Optical fiber 68 Teaching box 69-1 Operation panel 69-2 Monitor 100 Laser irradiation unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 19/42 G05B 19/42 J G06T 7/00 G06F 15/62 400 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location G05B 19/42 G05B 19/42 J G06T 7/00 G06F 15/62 400

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 出射光学系から出射されるレーザビーム
の光軸がワークの被加工線上を移動するように、前記出
射光学系及び前記ワークを搭載したワークテーブルの少
なくとも一方を移動させてレーザ加工を行うためのレー
ザ加工装置において、 前記ワークの前記被加工線を含む所定範囲の領域を撮影
するために前記出射光学系に設けられたCCDカメラ
と、 前記出射光学系及び前記ワークテーブルの移動をオペレ
ータにより遠隔操作可能なティーチングボックスと、 前記ティーチングボックスの操作に基づいて前記出射光
学系及び前記ワークテーブルの移動を制御するための制
御部と、 前記CCDカメラからの前記被加工線を含む画像に対し
てあらかじめ定められた処理を行なって前記被加工線に
近似した加工線を検出するための画像処理部とを含み、 前記オペレータは、教示動作においては前記ティーチン
グボックスの操作により前記被加工線の始点と終点とを
指定入力し、 前記制御部は、前記教示動作においては、前記CCDカ
メラの画像内にあらかじめ設定されて前記レーザビーム
の焦点となるべき参照点と、前記検出された加工線上に
おける前記参照点との間の最近点との位置ずれを算出
し、算出された位置ずれに基づいて前記参照点を前記被
加工線に一致させると共に、前記参照点が前記始点と終
点との位置関係から判定される方向に向けて移動するよ
うに前記ワークテーブルの移動を制御する被加工線追従
動作を定時間間隔で実行し、しかも前記検出された加工
線方向への移動に伴ってその最近点の位置座標を定時間
間隔でメモリに記憶させ、前記始点から前記終点までの
移動が終了すると前記メモリに記憶された位置座標によ
り実際の加工のための移動軌跡プログラムを作成する機
能を有することを特徴とするレーザ加工装置。
1. Laser processing by moving at least one of the emission optical system and a work table on which the work is mounted so that the optical axis of a laser beam emitted from the emission optical system moves on a line to be processed of the work. In the laser processing apparatus for performing, a CCD camera provided in the emission optical system for photographing an area of a predetermined range including the line to be processed of the work, and moving the emission optical system and the work table. A teaching box that can be remotely operated by an operator, a control unit for controlling movement of the emission optical system and the work table based on the operation of the teaching box, and an image including the line to be processed from the CCD camera. An image processing for detecting a processing line approximate to the processing line by performing a predetermined process on the processing line The operator specifies and inputs a starting point and an ending point of the line to be processed by operating the teaching box in the teaching operation, and the control unit controls the start and end points of the image of the CCD camera in the teaching operation. A reference point that is set in advance to be the focal point of the laser beam, and calculates a positional deviation between a nearest point between the reference point and the detected processing line, based on the calculated positional deviation. A reference line coincides with the line to be processed, and a line following operation to control the movement of the work table so that the reference point moves in a direction determined from the positional relationship between the start point and the end point. It is executed at regular time intervals, and the position coordinates of the nearest point are stored in a memory at regular time intervals in accordance with the movement in the detected processing line direction, and the start point and the end point are stored. Laser processing apparatus characterized by having the ability to create movement trajectory program for actual processing by the position coordinates of the moving up is stored in the memory and ends.
【請求項2】 請求項1記載のレーザ加工装置におい
て、前記移動軌跡プログラムは編集可能であることを特
徴とするレーザ加工装置。
2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the movement trajectory program is editable.
【請求項3】 請求項1記載のレーザ加工装置におい
て、 前記画像処理部で検出された加工線をモニタに表示する
ための近似加工線として作成する描画部と、 前記描画部で作成された近似加工線と前記CCDカメラ
からの画像とを重ね合わせて前記被加工線と前記近似加
工線とが一致した状態で前記モニタに表示させるための
画像重ね合わせ部とを備え、 前記ティーチングボックスは、前記画像処理部で一度に
検出された加工線が複数本ある場合に、前記モニタにて
重ね合わせ表示された複数本の前記近似加工線のいずれ
か1本を選択する選択手段と選択された該近似加工線上
での加工方向を指定する指定手段とを有することを特徴
とするレーザ加工装置。
3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the processing unit detects the processing line detected by the image processing unit as an approximate processing line to be displayed on a monitor, and the approximation generated by the drawing unit. An image superimposing unit for superimposing a processing line and an image from the CCD camera and displaying the processed line and the approximate processing line on the monitor in a state where they are coincident with each other; When there are a plurality of processing lines detected at one time by the image processing unit, a selection unit for selecting any one of the plurality of approximate processing lines superimposed and displayed on the monitor and the selected approximation line A designating means for designating a processing direction on a processing line.
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