JPH09248687A - Laser beam machining robot - Google Patents
Laser beam machining robotInfo
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- JPH09248687A JPH09248687A JP8059298A JP5929896A JPH09248687A JP H09248687 A JPH09248687 A JP H09248687A JP 8059298 A JP8059298 A JP 8059298A JP 5929896 A JP5929896 A JP 5929896A JP H09248687 A JPH09248687 A JP H09248687A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームの照
射によりワークの加工を自動的に行うレーザ加工ロボッ
トに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing robot for automatically processing a work by irradiating a laser beam.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、例えばYAGレーザビームを集光
することにより得られた高いエネルギーを被加工物(ワ
ーク)上に集中して溶接,溶断,穿孔等の加工を自動的
に連続して行うレーザ加工ロボットが近年使用されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, high energy obtained by converging a YAG laser beam is concentrated on a work (work) to automatically and continuously perform processing such as welding, fusing and punching. Laser processing robots have been used in recent years.
【0003】この種のレーザ溶接ロボットにおいて、例
えば図4に一例を示すような板金ワークW1 ,W2 を各
(教示)点PのPa ,Pb 間の溶接を自動的に行う場合
のロボットの動作シーケンスプログラムは、予め、所定
のプログラムにより、ロボットコントローラに教示(テ
ィーチング)されていて、その入力に従って自動的に溶
接が行われるよう構成されている。In this type of laser welding robot, for example, when the sheet metal works W 1 and W 2 as shown in FIG. 4 are automatically welded between P a and P b at each (teaching) point P. The operation sequence program of the robot is taught in advance to the robot controller by a predetermined program, and welding is automatically performed according to the input.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】実際の加工開始には、
ロボットはロボットコントローラに入力された前記教示
プログラムに従って忠実に連続的な加工が行われるが、
しかしながら実際の加工においては、加工工程の進行と
共に、発熱により例えば図5(a),(b)にそれぞれ
誇張して示すように、ワークの熱変形(ひずみ)を生
じ、レーザ加工ヘッドのレーザビームノズル部1とワー
クW上表面間の正規のノズルギャップ(高さ)hが教示
点(ティーチングポイント)Pb で、h′に変化する。[Problems to be Solved by the Invention]
The robot faithfully and continuously processes according to the teaching program input to the robot controller.
However, in the actual machining, as the machining process progresses, heat generation causes thermal deformation (strain) of the workpiece as exaggeratedly shown in FIGS. 5A and 5B, and the laser beam of the laser machining head is generated. The regular nozzle gap (height) h between the nozzle portion 1 and the upper surface of the work W changes to h ′ at the teaching point (teaching point) P b .
【0005】周知のように、この種の加工用レーザビー
ムは、通常光線と比較すると位相が揃っており、極めて
集光性が高いため、レーザビームノズル1により集光さ
れたレーザビームの径を最小とする焦点距離であるギャ
ップgの許容範囲は極めて狭く、前記ギャップの変化に
より溶接性能に大きな影響を及ぼし、加工不良を生ずる
可能性がある。As is well known, this type of processing laser beam has a more uniform phase than a normal light beam and has an extremely high light converging property. Therefore, the diameter of the laser beam focused by the laser beam nozzle 1 is The allowable range of the gap g, which is the minimum focal length, is extremely narrow, and the change in the gap has a great influence on the welding performance, which may cause processing defects.
【0006】これらの問題点を解消するために、従来
は、事前に数回の試し溶接等を行って教示位置を修正す
ることも行われるが、このためティーチングに要する時
間は長くなり、また試し溶接用のワークの無駄をも伴う
難点があった。In order to solve these problems, conventionally, the teaching position may be corrected by performing trial welding several times in advance. However, this increases the time required for teaching and the trial. There was a drawback in that the work for welding was also wasted.
【0007】本発明は、以上のような局面にかんがみて
なされたもので、レーザ加工ヘッド部にこれらの加工ひ
ずみを検知するための計測センサ手段を設け、その出力
により、リアルタイムにロボットコントローラにフィー
ドバックして最初に入力された教示プログラムの修正を
行うことにより、加工不良の発生を防止すると共に、初
期のティーチングプログラムの所要時間の短縮を可能に
する手段の提供を目的としている。The present invention has been made in consideration of the above situation, and a measuring sensor means for detecting these processing strains is provided in the laser processing head portion, and the output is fed back to the robot controller in real time. The purpose of the invention is to provide a means for preventing the occurrence of machining defects and shortening the time required for the initial teaching program by correcting the teaching program input first.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、レーザビームによりワークの加工を行うレーザ加
工ロボットにおいて、レーザ加工ヘッドの進行方向側
に、ワークの熱変形を検知するための検知手段を設け、
その出力の3次元方向変位量により、ロボット制御手段
のロボット制御プログラムを、リアルタイムに補正する
ための演算制御手段を備えるよう構成することにより、
前記目的を達成しようとするものである。Therefore, in the present invention, in a laser processing robot for processing a work by a laser beam, a detection means for detecting thermal deformation of the work on the traveling direction side of the laser processing head. Is provided
By configuring the robot control program of the robot control means to include the arithmetic control means for correcting in real time according to the displacement amount of the output in the three-dimensional direction,
It is intended to achieve the above object.
【0009】[0009]
【作用】以上のような本発明構成により、加工の進行中
に生じたワークの熱ひずみ量が検知され、その計測デー
タにより、ロボットの初期入力された教示プログラムが
リアルタイムに補正されるため、加工不良の発生が防止
され、また初期の試し加工や初期のロボットプログラム
の教示時間等が軽減される。さらにまた、本発明の実施
により、加工後の製品の歪み状態等の検査が機械上で実
施できる。With the configuration of the present invention as described above, the amount of thermal strain of the workpiece generated during the progress of machining is detected, and the measurement program corrects the teaching program initially input to the robot in real time. The occurrence of defects is prevented, and the initial trial machining and initial robot program teaching time are reduced. Furthermore, by carrying out the present invention, the inspection of the distortion state of the product after processing can be performed on the machine.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
一実施例に基づいて詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.
This will be described in detail based on one embodiment.
【0011】[0011]
【実施例】図1に、本発明に係る一実施例のレーザ溶接
ロボットの概要構成図、図2にその計測センシングユニ
ットの内部構成一例図、図3にその計測センシング要領
図を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a laser welding robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows an example of the internal configuration of a measurement sensing unit, and FIG. 3 shows a measurement sensing procedure diagram thereof.
【0012】(構成)本実施例は、YAGレーザ溶接ロ
ボットRに関するもので、ロボットとRのマニピュレー
タ先端部に装着されてレーザビームノズル1を有するレ
ーザ加工ヘッド2の加工用進行方向側に隣接して、半導
体レーザによる計測センシングユニット3を設けたこと
を特徴としている。(Structure) The present embodiment relates to a YAG laser welding robot R, which is adjacent to the machining advancing direction side of a laser machining head 2 having a laser beam nozzle 1 attached to the robot and the manipulator tip of the R. The measurement sensing unit 3 using a semiconductor laser is provided.
【0013】図2は、計測センシングユニット3の内部
構成の一例を示す図で、6はCCDカメラ、7は計測用
の半導体レーザ光源である。この光源からの半導体レー
ザビームは、反射ミラー、スキャン操作可能のオペレー
ティングミラー8等を通過して、計測対象ワークWの例
えばギャップg等に達し、再び反射されて、反射ミラー
及び前記オペレーティングミラー8、レンズ等を通過し
て、CCDカメラ6に到り、受像装置9に受像される。FIG. 2 is a view showing an example of the internal configuration of the measurement sensing unit 3, 6 is a CCD camera, and 7 is a semiconductor laser light source for measurement. The semiconductor laser beam from this light source passes through a reflecting mirror, a scan-operable operating mirror 8 and the like, reaches a measurement target work W, for example, a gap g, and is reflected again, and the reflecting mirror and the operating mirror 8, After passing through a lens or the like, it reaches the CCD camera 6 and is received by the image receiving device 9.
【0014】(作用)以上の例えばワークW1 ,W2 間
のギャップgの計測は、図3の要部正面図及び側面図
(a)に示すように、ノズル1の進行方向の、ギャップ
gラインを中心とする所定幅のスキャンによってライン
センシングが行われる。(Operation) As described above, for example, the measurement of the gap g between the works W 1 and W 2 is performed by the gap g in the advancing direction of the nozzle 1 as shown in the front view and the side view (a) of the main part of FIG. Line sensing is performed by scanning with a predetermined width centered on the line.
【0015】受像装置9に得られたCCDカメラ6によ
り所要の画像データは、図1において、信号ライン10
を介して演算コントローラ4により位置データを演算
し、ロボットコントローラ5に、その位置データに基づ
く補正データを信号ライン11を介して送信し、ロボッ
トRは、この補正されたデータに基づくプロクラムによ
り、溶接加工を継続する。The image data required by the CCD camera 6 obtained by the image receiving device 9 is shown in FIG.
The position data is calculated by the calculation controller 4 via the signal line, and the correction data based on the position data is transmitted to the robot controller 5 through the signal line 11. The robot R uses the program based on the corrected data for welding. Continue processing.
【0016】すなわち、演算コントローラ4に予め、基
準データを入力しておけば、前記計測データに基づい
て、ロボットRの所定の加工条件やノズル1の移動速度
等を補正することができる。That is, if the reference data is input to the arithmetic controller 4 in advance, it is possible to correct the predetermined processing conditions of the robot R, the moving speed of the nozzle 1 and the like based on the measurement data.
【0017】前記計測センシング時のラインセンシング
のスキャン幅は、図2におけるオペレーティングミラー
8の操作により、任意に選定でき、また同時に高さ等の
測定が必要な場合も、公知の現行技術により容易に対応
し得る。The scan width of the line sensing at the time of the measurement sensing can be arbitrarily selected by operating the operating mirror 8 in FIG. 2, and at the same time, even when it is necessary to measure the height or the like, it can be easily performed by a known existing technique. Can respond.
【0018】(他の実施例)なお、上記の実施例は、Y
AGレーザ溶接ロボットのワークギャップの変化を半導
体レーザ光線を用いてラインセンシングを行う事例につ
いて説明したが、本発明原理はこれのみに限定されるも
のでなく、他の加工,変形の実施態様にも適用し得るこ
とはもちろんである。(Other Embodiments) In the above embodiment, Y
The case where line sensing is performed by using the semiconductor laser beam for the change in the work gap of the AG laser welding robot has been described, but the principle of the present invention is not limited to this, and other processing and deformation modes are also possible. Of course, it can be applied.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれば
レーザ加工ヘッドの進行方向側に、ワークの加工ひずみ
を検知するための計測センサ手段を設け、その出力に応
じてロボットの加工動作プログラムをリアルタイムに修
正するよう構成したため、その加工ひずみに起因する加
工不良の発生が防止され、また初期の試し加工等が簡単
となり、また、初期のロボットプログラムの表示時間等
を節約することができる。簡素なティーチングでもプロ
グラムが補正される為、精度良く加工することができ
る。As described above, according to the present invention, the measuring sensor means for detecting the machining strain of the workpiece is provided on the traveling direction side of the laser machining head, and the machining operation of the robot according to the output thereof. Since the program is configured to be corrected in real time, the occurrence of machining defects due to the machining strain can be prevented, the initial trial machining can be simplified, and the initial robot program display time can be saved. . The program can be corrected even with simple teaching, so it can be processed with high precision.
【0020】さらにまた、本発明の実施により加工の製
品の歪み状態等の検査が機械上で実施できる利点があ
る。Furthermore, the practice of the present invention has the advantage that inspection of the distortion state of the processed product can be performed on the machine.
【図1】 実施例の概要構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment.
【図2】 実施例の計測センシングユニットの内部構成
一例図FIG. 2 is a diagram showing an example of the internal configuration of the measurement sensing unit of the embodiment.
【図3】 実施例の計測センシング要領図FIG. 3 is a diagram of the measurement and sensing procedure of the embodiment.
【図4】 板金ワークの一例[Fig. 4] Example of sheet metal work
【図5】 図4ワークの熱変形例FIG. 5 is a thermal deformation example of the work shown in FIG.
1 レーザビームノズル部 2 加工ヘッド 3 計測センシングユニット 4 演算コントローラ 5 ロボットコントローラ 6 CCDカメラ 7 半導体レーザ光源 8 オペレーティングミラー 9 受像装置 10,11 信号ライン g ワークギャップ h ノズルギャップ P,Pa ,Pb 教示点 R YAGレーザ溶接ロボット W,W1 ,W2 ワーク1 Laser Beam Nozzle 2 Processing Head 3 Measurement Sensing Unit 4 Operation Controller 5 Robot Controller 6 CCD Camera 7 Semiconductor Laser Light Source 8 Operating Mirror 9 Image Receiving Device 10, 11 Signal Line g Work Gap h Nozzle Gap P, P a , P b Teaching Point R YAG laser welding robot W, W 1 , W 2 work
───────────────────────────────────────────────────── 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 19/4155 G05B 19/403 S ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location G05B 19/4155 G05B 19/403 S
Claims (2)
レーザ加工ロボットにおいて、レーザ加工ヘッドの進行
方向側に、ワークの熱変形を検知するための検知手段を
設け、その出力の3次元方向変位量により、ロボット制
御手段のロボット制御プログラムを、リアルタイムに補
正するための演算制御手段を有することを特徴とするレ
ーザ加工ロボット。1. A laser processing robot for processing a work by means of a laser beam, wherein a detection means for detecting thermal deformation of the work is provided on the traveling direction side of the laser processing head, and the output of the detection means determines the three-dimensional displacement amount. A laser processing robot having arithmetic control means for correcting a robot control program of the robot control means in real time.
ザ溶接ロボットであり、前記検知手段は、半導体レーザ
光源を用いるCCDカメラを用いたことを特徴とする請
求項1記載のレーザ加工ロボット。2. The laser processing robot according to claim 1, wherein the laser processing robot is a YAG laser welding robot, and the detecting means uses a CCD camera using a semiconductor laser light source.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8059298A JPH09248687A (en) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Laser beam machining robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8059298A JPH09248687A (en) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Laser beam machining robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09248687A true JPH09248687A (en) | 1997-09-22 |
Family
ID=13109336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8059298A Withdrawn JPH09248687A (en) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Laser beam machining robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09248687A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN115026396A (en) * | 2022-06-27 | 2022-09-09 | 天津杰福德自动化技术有限公司 | Arc striking and extinguishing plate cutting system based on 3D vision guidance |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP8059298A patent/JPH09248687A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |