JPH1128588A - レーザ加工システム - Google Patents

レーザ加工システム

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JPH1128588A
JPH1128588A JP9183891A JP18389197A JPH1128588A JP H1128588 A JPH1128588 A JP H1128588A JP 9183891 A JP9183891 A JP 9183891A JP 18389197 A JP18389197 A JP 18389197A JP H1128588 A JPH1128588 A JP H1128588A
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JP
Japan
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workpiece
work
welding
processing system
speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP9183891A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhide Matsuo
和秀 松尾
Takanori Fujii
孝則 藤井
Iwao Maruyama
磐男 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1128588A publication Critical patent/JPH1128588A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】加工ライン上を搬送される被加工物を停止させ
ることなく加工でき、且つ、加工システムの構成を簡素
化し、設置スペースの小型化を可能としたレーザ加工シ
ステムを提供することを目的とする。 【解決手段】ワーク識別トリガ発生手段18によってワ
ーク12を検知し、ワーク識別手段16によりワーク1
2を撮像してその属性情報を得、前記属性情報に従って
当該ワーク12の加工位置を求める。次いで、加工トリ
ガ発生手段20からのトリガ信号に従ってスキャンヘッ
ド22の制御タイミングを合わせ、前記加工位置をパル
スジェネレータ26からの搬送速度によって補正して前
記スキャンヘッド22を制御し、ワーク12を搬送させ
ながら加工する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームを使
用した加工システム、例えば、レーザ溶接を行うレーザ
加工システムに関するものであり、特に、加工ライン上
を搬送される被加工物(ワーク)を停止することなく加
工でき、且つ、加工システムの構成を簡素化し、加工シ
ステムの設置スペースの小型化を可能としたレーザ加工
システムに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、自動車車体(ボディ)の内板部
材と外板部材とを溶接する際、従来から抵抗溶接ロボッ
トが用いられている。この抵抗溶接ロボットは、所定の
溶接ステーションに搬送されたボディの各溶接部位に対
して、溶接ガンを移動させながら溶接作業を行う。
【0003】ところで、前記抵抗溶接ロボットの場合、
比較的重量のある溶接ガンを溶接部位毎に移動させてい
るため、その移動にかなりの時間を要し、従って、効率
的な作業が望めないという不具合がある。
【0004】このため、例えば、溶接ロボットの台数を
増加させることで加工時間を短縮している。しかしなが
ら、溶接ロボットの台数を増加させる方法では、加工シ
ステムが大型化し、設備投資が増大するばかりでなく、
溶接ロボットのスペースの関係から、加工システム全体
の設置スペースが大きくなり、加工ライン長を長くせざ
るを得ないという不都合が発生してしまう。
【0005】そこで、前述のような抵抗溶接ロボットの
欠点を解消するため、レーザビームを用いてボディ等の
ワークの溶接を行う装置が提案されている(特開平4−
220187号公報)。この従来技術では、溶接ロボッ
トの先端部に装着されたレーザビーム照射溶接ヘッドを
ワークの溶接部位の近傍まで移動させ、当該溶接部位に
レーザビームを照射して、スポット溶接などの所望の溶
接作業を行うようにしている。
【0006】また、このようなレーザビーム照射溶接ヘ
ッドを用いた溶接システムとして、特開昭57−819
84号公報に開示された従来技術では、リング状に構成
した搬送手段により周回移動する複数のレーザビーム照
射溶接ヘッドを配設し、1つの溶接ヘッドとワークとを
同期させて並走させ、レーザビーム発振器からのレーザ
ビームを前記溶接ヘッドを介して溶接位置に照射するよ
うしている。
【0007】この場合、ワークを搬送させながら加工を
行うことができるため、加工時間の短縮が可能となる。
しかしながら、1つのワークの加工時間は、溶接ヘッド
が当該ワークと並走する移動距離に制約されるため、加
工内容によっては適用が困難となる。例えば、溶接位置
にスポット溶接を行うような簡単な加工には適用できて
も、連続溶接であるシーム溶接には適さない。このよう
な加工に応用するためには、ワークと溶接ヘッドが並走
する距離を長く設定する必要があり、また、溶接ヘッド
を周回させるためのスペースも必要であり、加工システ
ムが大型化し、大きな設置スペースが必要となる不都合
がある。
【0008】さらに、レーザビーム照射溶接ヘッドを用
いた他の溶接システムとして、特開平5−134204
号公報に開示された従来技術では、搬送手段であるコン
ベアベルトに載置された複数のワークが加工位置におい
て一旦停止され、当該加工位置に設置されたレーザビー
ム照射溶接ヘッドにより、レーザビームをワークの溶接
位置に照射し、加工を行うようにしている。
【0009】この場合、レーザ発振器、レーザビーム走
査系、溶接ヘッドは単一であり、加工システムの構成を
簡単化することは可能であるが、加工時にワークの搬送
系を一時停止させ、加工完了までの間、ワークを加工位
置に停止させているため、複数のワークを連続的に加工
する場合には、加工に要する時間が長くなるという不具
合がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、加
工ライン上を搬送される被加工物を停止させることなく
加工でき、且つ、加工システムの構成を簡素化し、設置
スペースの小型化を可能としたレーザ加工システムを提
供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明では、搬送手段上に被加工物を位置決めし
て搬送し、識別手段により前記被加工物の種別を識別す
るとともに、搬送手段による被加工物の搬送速度を速度
検出手段により検出する。次いで、前記被加工物の種別
から加工位置を求め、トリガ信号発生手段からのトリガ
信号により、前記加工位置を前記搬送速度に基づいて補
正してスキャンヘッドを偏向制御し、加工物を停止させ
ることなく、レーザビームを当該被加工物の加工位置に
照射して溶接等の所定の加工を行う。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本実施形態のレーザ加工
システムの全体構成図であり、図2は、その要部構成斜
視図である。このレーザ加工システム10は、溶接など
の加工を行うべき複数のワーク(被加工物)12を連続
的に搬送するための搬送手段であるコンベアベルト14
と、加工位置の手前においてコンベアベルト14により
搬送されるワーク12の機種、型番等の属性を識別する
ためのワーク識別手段16と、ワーク識別手段16を作
動させるためのトリガ信号を発生するワーク識別トリガ
発生手段18と、コンベアベルト14により連続的に搬
送されるワーク12の加工範囲Sへの到来を検出する加
工トリガ発生手段20と、加工範囲Sに設置されたレー
ザビーム照射溶接ヘッドであるスキャンヘッド22と、
スキャンヘッド22にレーザビームを供給するレーザ発
振器24と、コンベアベルト14を所定の速度で駆動す
るためのパルスモータを含むパルスジェネレータ26
(速度検出手段)と、スキャンヘッド22を制御するた
めのスキャンヘッドコントローラ28とから構成されて
いる。
【0013】コンベアベルト14は、作業者36が治具
30にワーク12をセットし、あるいは、治具30から
ワーク12を取り出すための作業搬送部14aと、治具
30を高速で搬送する高速搬送部14b、14cと、ワ
ーク12を加工範囲Sにおいて一定速度で搬送する定速
搬送部14dと、前記定速搬送部14dにワーク12を
投入する投入搬送部14eとから構成される。これら
は、作業搬送部14a、高速搬送部14b、投入搬送部
14e、定速搬送部14d、高速搬送部14cの順にリ
ング状に配設されている。
【0014】ワーク識別手段16は、ワーク12の画像
を読み取ることで機種、型番等の情報を識別するCCD
カメラ、ワーク12あるいは治具に付されたバーコード
を読み取ることで前記情報を識別するバーコードリーダ
等によって構成することができる。
【0015】ワーク識別トリガ発生手段18および加工
トリガ発生手段20は、治具30に設けられたドッグ3
2を検出するための近接スイッチ、LS、光電スイッチ
等により構成される。
【0016】スキャンヘッド22は、例えば、図3に示
すように構成される。すなわち、レーザ発振器24から
出力されたレーザビームLを伝送するビーム伝送路38
と、前記ビーム伝送路38の端部に固定されたケーシン
グ40と、前記ケーシング40に対して矢印α方向に旋
回可能に連結されるケーシング42とを備える。ビーム
伝送路38中の折曲部には、反射ミラー39が保持さ
れ、ケーシング40には、反射ミラー44が保持され
る。ケーシング42に連結される側のケーシング40の
端部外周部には、ウォームホイール46および回転ガイ
ド48が固定されている。このウォームホイール46に
は、ケーシング42に固定されたブラケット50により
支持されたウォーム52が噛合する。なお、前記ウォー
ム52は、ステッピングモータ54によって回転する。
また、ブラケット50には、回転ガイド48が係合す
る。
【0017】一方、ケーシング42の中には、反射ミラ
ー56、58が保持される。また、前記反射ミラー58
によって反射されたレーザビームLの光路上には、放物
面ミラー60と、2枚の反射ミラー62、64と、楕円
面ミラー66と、走査ミラー68、70とを備える。反
射ミラー62、64は、互いに所定の角度を維持して枠
体72に保持されており、この枠体72に連結されるス
テッピングモータ74を介して矢印A方向に進退自在で
ある。走査ミラー68、70は、図示しないサーボモー
タによって矢印β、γ方向に偏向自在である。
【0018】本実施形態のレーザ加工システム10は、
基本的には以上のように構成されるものであり、次にそ
の動作について説明する。
【0019】先ず、ワーク12は、治具30に位置決め
され、コンベアベルト14を構成する作業搬送部14a
に投入される。作業搬送部14aに投入されたワーク1
2は、治具30とともに高速搬送部14bにより高速搬
送された後、投入搬送部14eを介して定速搬送部14
dに搬入される。
【0020】定速搬送部14dは、図示しないパルスモ
ータにより一定速度で駆動され、治具30に位置決めさ
れたワーク12を矢印X方向に連続的に定速搬送する。
【0021】治具30に設けられたドッグ32がワーク
識別トリガ発生手段18の設置位置に到達すると、前記
ワーク識別トリガ発生手段18からトリガ信号が発生さ
れ、スキャンヘッドコントローラ28に供給される。ス
キャンヘッドコントローラ28は、前記トリガ信号を起
点としてパルスジェネレータ26からのパルス信号をカ
ウントし、所定数カウントした時点でワーク識別手段1
6を駆動する。この場合、ワーク識別手段16がCCD
カメラであるとすると、その撮像域にワーク12が配置
されることになる。
【0022】そこで、ワーク識別手段16によりワーク
12を撮像し、その画像情報をスキャンヘッドコントロ
ーラ28に送信する。スキャンヘッドコントローラ28
は、予め記憶されているイメージと前記画像情報とを照
合させることにより、その機種、型番等の属性を識別す
る。
【0023】一方、治具30に位置決めされたワーク1
2が定速搬送部14dによって搬送され、そのドッグ3
2が加工トリガ発生手段20の設置位置に到達すると、
前記加工トリガ発生手段20からトリガ信号が発生さ
れ、スキャンヘッドコントローラ28に送信される。
【0024】スキャンヘッドコントローラ28は、加工
トリガ発生手段20からのトリガ信号を受信すると、ワ
ーク識別手段16により撮像されて識別されたワーク1
2の属性情報に基づき、当該ワーク12の加工位置(溶
接位置)を求め、スキャンヘッド22を制御し、レーザ
発振器24からのレーザビームLを前記溶接位置に照射
する。
【0025】この際、スキャンヘッドコントローラ28
によるワーク12の溶接位置の演算値には、定速搬送部
14dの搬送速度による速度補正値が加えられる。すな
わち、定速搬送部14dの搬送速度は、パルスジェネレ
ータ26から供給されるパルス信号により求められ、予
めスキャンヘッドコントローラ28に送信されている。
従って、溶接位置の演算値に定速搬送部14dの搬送速
度に対応する速度補正値が加算され、定速搬送部14d
によりワーク12を搬送しながら、加工範囲Sにおいて
スキャンヘッド22によるワーク12の溶接作業が遂行
される。
【0026】ここで、スキャンヘッド22によるレーザ
ビームLの照射制御は、次のようにして行われる。すな
わち、スキャンヘッド22に設けられたステッピングモ
ータ54が駆動され、ウォームホイール46に噛合する
ウォーム52が回転することにより、ケーシング42が
矢印α方向に回動する。一方、レーザ発振器24より出
力されたレーザビームLは、ビーム伝送路38に導か
れ、反射ミラー39、44、56、58を介して放物面
ミラー60により反射集光された後、反射ミラー62、
64を介して楕円面ミラー66に導かれる。次いで、レ
ーザビームLは、前記楕円面ミラー66によって集光さ
れつつ走査ミラー68、70の矢印β、γ方向への回動
制御とビームスポットの焦点位置合わせのための反射ミ
ラー62、64の矢印A方向への移動制御を同時に行い
ながら、ワーク12の溶接位置に導かれる。この場合、
ケーシング42、走査ミラー68、70の回動制御は、
速度補正された溶接位置のデータに従って行われる。
【0027】溶接が完了したワーク12は、高速搬送部
14cによって搬出され、作業搬送部14aから作業者
36によって搬出される。
【0028】同様にして、次のワーク12の属性情報が
ワーク識別手段16によって識別され、その属性情報に
従ってスキャンヘッド22が駆動制御され、所望の溶接
作業が遂行される。なお、これらの作業は、コンベアベ
ルト14を停止させることなく、連続的に行われるた
め、極めて効率的に溶接作業を遂行することができる。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明に係るレーザ加工
システムによれば、搬送手段により連続して投入される
被加工物に対して、被加工物を停止させることなく搬送
させ、スキャンヘッドで連続的に加工を行うことができ
るため、複数の被加工物の加工に要する時間を短縮する
ことができる。また、スキャンヘッドにより加工作業を
行うため、複数の加工ヘッドが不要となり、従って、加
工システムの構成を簡素化し、設置スペースの小型化が
可能となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】レーザ加工システムの全体構成図である。
【図2】図1のレーザ加工システムの要部構成斜視図で
ある。
【図3】レーザ加工システムを構成するスキャンヘッド
の構成断面図である。
【符号の説明】
10…レーザ加工システム 12…ワーク 14…コンベアベルト 16…ワーク識
別手段 18…ワーク識別トリガ発生手段 20…加工トリ
ガ発生手段 22…スキャンヘッド 24…レーザ発
振器 26…パルスジェネレータ 28…スキャン
ヘッドコントローラ 30…治具 32…ドッグ S…加工範囲
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B62D 65/00 B62D 65/00 Q

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ発振器から発射されたレーザビーム
    を光学系により偏向制御し、被加工物の加工位置に前記
    レーザビームを照射して所定の加工を行うスキャンヘッ
    ドと、 前記被加工物を搬送する搬送手段と、 前記搬送手段の搬送速度を検出する速度検出手段と、 前記搬送手段により搬送される被加工物の種別を識別す
    る識別手段と、 前記被加工物が所定位置に到達したことを検出し、トリ
    ガ信号を発生するトリガ信号発生手段と、 前記識別手段により識別された前記被加工物の種別から
    加工位置を求め、前記トリガ信号発生手段からのトリガ
    信号により、前記加工位置を前記速度検出手段を介して
    検出された前記搬送手段の搬送速度に基づいて補正し、
    前記スキャンヘッドの制御を行うスキャンヘッドコント
    ローラと、 を備えることを特徴とするレーザ加工システム。
  2. 【請求項2】請求項1記載のレーザ加工システムにおい
    て、 前記搬送手段は、前記被加工物を位置決めする治具を備
    えることを特徴とするレーザ加工システム。
  3. 【請求項3】請求項1記載のレーザ加工システムにおい
    て、 前記識別手段は、撮像手段によって構成されることを特
    徴とするレーザ加工システム。
  4. 【請求項4】請求項1記載のレーザ加工システムにおい
    て、 前記識別手段は、前記被加工物あるいは前記被加工物を
    位置決めする治具に設けられ、当該被加工物の種別を示
    すバーコードを読み取るバーコードリーダによって構成
    されることを特徴とするレーザ加工システム。
JP9183891A 1997-07-09 1997-07-09 レーザ加工システム Pending JPH1128588A (ja)

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