JPS6192794A - パワーレーザビーム切断または溶接ロボツト - Google Patents
パワーレーザビーム切断または溶接ロボツトInfo
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- JPS6192794A JPS6192794A JP60225957A JP22595785A JPS6192794A JP S6192794 A JPS6192794 A JP S6192794A JP 60225957 A JP60225957 A JP 60225957A JP 22595785 A JP22595785 A JP 22595785A JP S6192794 A JPS6192794 A JP S6192794A
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- JP
- Japan
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- robot
- laser beam
- mirror
- power laser
- arm
- Prior art date
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
- B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
- B23K26/0884—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
- B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
- B25J19/0037—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements comprising a light beam pathway, e.g. laser
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Laser Surgery Devices (AREA)
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- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は切断もしくは溶接用のパワーレーザビームを備
えたロボットに関する。
えたロボットに関する。
金属片を含め種々の材料を切断するためにパワーレーザ
ビームを使用することは知られている。
ビームを使用することは知られている。
さらに、平面形態を有しない場合でも望ましい切断パタ
ーンを得るため切断されるべき材料片の表面にレーザビ
ームを指向することのできる機械が知られている。
ーンを得るため切断されるべき材料片の表面にレーザビ
ームを指向することのできる機械が知られている。
しかしながら、この後者の場合、公知の機械は一般に適
当な支持体によって材料片を扱う方法を採っている。こ
の理由は焦点ヘッドが複雑な三次元形状を有する加工片
に最適な切断の実施を許すよ５な十分な移動角度を有し
ないためである。
当な支持体によって材料片を扱う方法を採っている。こ
の理由は焦点ヘッドが複雑な三次元形状を有する加工片
に最適な切断の実施を許すよ５な十分な移動角度を有し
ないためである。
一方、小さな寸法の材料片に対してはこの切断システム
は容認しうる。しかし、比較的大きな寸法の材料片に対
しては同じことがあてはまらず、これらの取扱いは特に
めんどうなものとなる。
は容認しうる。しかし、比較的大きな寸法の材料片に対
しては同じことがあてはまらず、これらの取扱いは特に
めんどうなものとなる。
本発明の目的は、上記の公知の機械の欠点を除去もしく
は低減することにある。レーザビーム切断または溶接を
行なうことによりロボットは加工片を取り扱うことなし
に切断されるべき加工片の三次元そしてより複雑な輪郭
の各ゾーンに直角にレーザビームを指向できる。
は低減することにある。レーザビーム切断または溶接を
行なうことによりロボットは加工片を取り扱うことなし
に切断されるべき加工片の三次元そしてより複雑な輪郭
の各ゾーンに直角にレーザビームを指向できる。
すなわち、゛ロボットの単なる移動を使用して、適切な
数値制御のもとに、所望の切断または溶接路を得るので
ある。
数値制御のもとに、所望の切断または溶接路を得るので
ある。
本発明の上記および他の目的また利点は、以下の記述か
ら明らかになるが、可動ベースと、ベアリングコラムと
、揺動アームと、および３軸中空ヘッドを含み、少くと
も運動の６自由度を有するパワーレーザビーム切断また
は溶接ロボットであって、前記ロボットが、前記ロボッ
トから分離された外部レーザ発生器からのレーザビーム
を受けるようにされた少くとも１つの側方開口を有し、
前記アームには前記レーザビームをロボットの外側へ向
けるＭ２の対の反射鏡が取付けられた前記６軸中空ヘッ
ドへ向けて前記レーザビームを軸方向に指向するよう配
置された第１の対の反射鏡が取付けられたことを特徴と
するロボットにより得られる。
ら明らかになるが、可動ベースと、ベアリングコラムと
、揺動アームと、および３軸中空ヘッドを含み、少くと
も運動の６自由度を有するパワーレーザビーム切断また
は溶接ロボットであって、前記ロボットが、前記ロボッ
トから分離された外部レーザ発生器からのレーザビーム
を受けるようにされた少くとも１つの側方開口を有し、
前記アームには前記レーザビームをロボットの外側へ向
けるＭ２の対の反射鏡が取付けられた前記６軸中空ヘッ
ドへ向けて前記レーザビームを軸方向に指向するよう配
置された第１の対の反射鏡が取付けられたことを特徴と
するロボットにより得られる。
本発明の好ましい実施例が図面を参照して非制限的な例
にもとづき説明される。
にもとづき説明される。
第１図において、１はそれ自体知られているように、そ
れに対し発生機１から来るビームが指向される多軸産業
ロボットに近接して配置されたパワーレーザ発生機を広
汎に示す、 図面に示された実施例において、ロボットは走路３上を
移動する摺動部２と、回転可能ベース４と、支持台５と
、揺動アーム６と、および６軸中空ヘッド７とを含む。
れに対し発生機１から来るビームが指向される多軸産業
ロボットに近接して配置されたパワーレーザ発生機を広
汎に示す、 図面に示された実施例において、ロボットは走路３上を
移動する摺動部２と、回転可能ベース４と、支持台５と
、揺動アーム６と、および６軸中空ヘッド７とを含む。
移動軸および中空ヘッドに関するかぎり、このロボット
の一般構成は米国特許第４，１５１．３９０号および第
４，４３０，０３７号から知ることができ、それらによ
ればロボットは単に溶接工具を供給し取り扱うよう設計
された自動溶接用機械として考えられていた。
の一般構成は米国特許第４，１５１．３９０号および第
４，４３０，０３７号から知ることができ、それらによ
ればロボットは単に溶接工具を供給し取り扱うよう設計
された自動溶接用機械として考えられていた。
ロボットの第１の運動は走路３に沿った移動（矢印Ａ）
であり、走路の終端にはレーザビーム８０発生機Ｊが配
置されている。このような配置においては、発生された
レーザビームは走路３に平行でかつ支持台５に直角であ
る。走路３の側方には切断もしくは溶接作業が行なわれ
る静置加工片１０．１０’、 １０“を取付は声ための
９．９’、９“のような固定具が配置されている。
であり、走路の終端にはレーザビーム８０発生機Ｊが配
置されている。このような配置においては、発生された
レーザビームは走路３に平行でかつ支持台５に直角であ
る。走路３の側方には切断もしくは溶接作業が行なわれ
る静置加工片１０．１０’、 １０“を取付は声ための
９．９’、９“のような固定具が配置されている。
第２図を参照すると、ロボットの第２の運動はアーム６
の矢印Ｂに沿った移動からなり、第６の運動は矢印Ｃで
示される支持台５に関するアーム６０回転からなる。
の矢印Ｂに沿った移動からなり、第６の運動は矢印Ｃで
示される支持台５に関するアーム６０回転からなる。
また第３図に示されるように、その周囲にアーム６が揺
動するビン１１にはロボット内側のレーザビーム８０入
口として支持台５０両側５．５′の各々に開口１２．１
２’が設けられている。アーム６の下部中心部分には、
第２図の矢印Ｂと同じ方向にガイド１４上を摺動可能な
摺動部１３が取付けられている。摺動部１３上には２つ
の鏡１５．１５’が摺動面に関し４５°の角度で、しか
し互（・に逆位置関係でもって配置されている。それら
の反射面は１つがアーム６の支持台５１の方向を向き、
他が５“の方向を向いている。摺動部１３は後述の目的
で下側に配置された空気圧作動シリンダ１６に結合され
ている。
動するビン１１にはロボット内側のレーザビーム８０入
口として支持台５０両側５．５′の各々に開口１２．１
２’が設けられている。アーム６の下部中心部分には、
第２図の矢印Ｂと同じ方向にガイド１４上を摺動可能な
摺動部１３が取付けられている。摺動部１３上には２つ
の鏡１５．１５’が摺動面に関し４５°の角度で、しか
し互（・に逆位置関係でもって配置されている。それら
の反射面は１つがアーム６の支持台５１の方向を向き、
他が５“の方向を向いている。摺動部１３は後述の目的
で下側に配置された空気圧作動シリンダ１６に結合され
ている。
上述の構成によりレーザビーム８が鏡１５に入射するま
でロボットに入ることができ、鏡により９０ｏの角度で
上方へ反射される。アームの内部構造には、その特徴は
ここでは詳細には説明しないが、２つの長手方向に整合
したスロツ） １７．１７’が設けられており、レーザ
ビーム８を構造材１８を貫通して通過させることができ
る。構造材１８には頭部７が固定され、また第２図の矢
印Ｂに沿ってガイド１９の内部を摺動可能である。アー
ム６の中央部分にはさらに鏡２０が常に４５°の角度で
取付けられており、これに鏡１５から来るレーザビーム
８が入射し反射されて中空ヘッド７へ向かう。このヘッ
ドは実質的に６つの関節部分２１゜２２、および２３か
らなり、これらは矢印り、 Ｅ、 Ｆで示される３つの
回転運動を行なうことができる。
でロボットに入ることができ、鏡により９０ｏの角度で
上方へ反射される。アームの内部構造には、その特徴は
ここでは詳細には説明しないが、２つの長手方向に整合
したスロツ） １７．１７’が設けられており、レーザ
ビーム８を構造材１８を貫通して通過させることができ
る。構造材１８には頭部７が固定され、また第２図の矢
印Ｂに沿ってガイド１９の内部を摺動可能である。アー
ム６の中央部分にはさらに鏡２０が常に４５°の角度で
取付けられており、これに鏡１５から来るレーザビーム
８が入射し反射されて中空ヘッド７へ向かう。このヘッ
ドは実質的に６つの関節部分２１゜２２、および２３か
らなり、これらは矢印り、 Ｅ、 Ｆで示される３つの
回転運動を行なうことができる。
部分２２および２３の内部には２つの鏡それぞれ２４．
２５がヘッドのすべての可能な移動に対しレーザビーム
にヘッドと同軸な通路を与えるような配置で取付けられ
ている。
２５がヘッドのすべての可能な移動に対しレーザビーム
にヘッドと同軸な通路を与えるような配置で取付けられ
ている。
矢印ＡからＦで示された前述の６つの軸の他に、ロボッ
トは第１図の矢印Ｇで示されるようにペース４の垂直ま
わりの回転で定義される第７の軸を有する。このような
回転は１８０°の角度におよびロボットが走路３の両側
で作動することを可能にする。すなわち、第１図の実線
で示される位置と同図の６αとして一点鎖線で示された
逆の位置とをとることかできる。
トは第１図の矢印Ｇで示されるようにペース４の垂直ま
わりの回転で定義される第７の軸を有する。このような
回転は１８０°の角度におよびロボットが走路３の両側
で作動することを可能にする。すなわち、第１図の実線
で示される位置と同図の６αとして一点鎖線で示された
逆の位置とをとることかできる。
ロボットがこの輪郭をとるとき、レーザビーム１月
８は支持台５の５ｋ３１２／に達し、そしてこの場合シ
リンダ１６の作動がもたらされ摺動部１３を鏡１５′が
穴１２′と整合するまで移動させ、かくしテサラにレー
ザビームが鏡２０の方向へ反射するようにさせる。
リンダ１６の作動がもたらされ摺動部１３を鏡１５′が
穴１２′と整合するまで移動させ、かくしテサラにレー
ザビームが鏡２０の方向へ反射するようにさせる。
上述の６自由度の運動により、ロボットはヘッド７から
現れるレーザビーム８を所望の空間路に従って指向する
ことができ、かくして予め配置された加工片をそれらを
扱う必要なしに切断または溶接することができる。これ
は全て２対の反射鏡のみの使用で行なわれる、 第７の軸Ｇ）はさらにロボットが走路３０両抽で作動す
ることを可能にし、かくして作動領域の完全使用を行な
わせる。しかしながら、このような特徴は本発明にとっ
て必須のものではない。なんとなれば、もし走路３０両
側で作動することが要望されない場合、ロボットは摺動
部２上の支持台５に直接取付けることにより回転可能ベ
ース４なしに製作することができる。さらに、反射鏡は
それらの向きをレーザビームに対して与えられる経路の
関数として確保するためロボットに調節可能に取付けら
れている。
現れるレーザビーム８を所望の空間路に従って指向する
ことができ、かくして予め配置された加工片をそれらを
扱う必要なしに切断または溶接することができる。これ
は全て２対の反射鏡のみの使用で行なわれる、 第７の軸Ｇ）はさらにロボットが走路３０両抽で作動す
ることを可能にし、かくして作動領域の完全使用を行な
わせる。しかしながら、このような特徴は本発明にとっ
て必須のものではない。なんとなれば、もし走路３０両
側で作動することが要望されない場合、ロボットは摺動
部２上の支持台５に直接取付けることにより回転可能ベ
ース４なしに製作することができる。さらに、反射鏡は
それらの向きをレーザビームに対して与えられる経路の
関数として確保するためロボットに調節可能に取付けら
れている。
上述のレーザビームロボットの利点の中でも、作動領域
をより良く使用できることを強調すべきである。実際、
加工片１０．１０’、 １０“が静置され得てロボット
がそれらに向かって移動できるため、たとえば加工片１
０に対して加工を行ない（第１図）、一方オペレータは
加工片１０’および１０“を関連した固定具上に準備し
、そして次に前記加工片に切換えてオペレータはすでに
加工された加工片１０を除去して新しい加工片を固定具
９にセットすることが可能である。
をより良く使用できることを強調すべきである。実際、
加工片１０．１０’、 １０“が静置され得てロボット
がそれらに向かって移動できるため、たとえば加工片１
０に対して加工を行ない（第１図）、一方オペレータは
加工片１０’および１０“を関連した固定具上に準備し
、そして次に前記加工片に切換えてオペレータはすでに
加工された加工片１０を除去して新しい加工片を固定具
９にセットすることが可能である。
すべての作動領域は内部ダイヤフラム３１とともにスク
リーン３０．３０α、３０ｈおよび３０Ｃにより境界を
区切られ、安全目的のためレーザビームの横切る作動領
域をオペレータのいる隣接域から隔離している。
リーン３０．３０α、３０ｈおよび３０Ｃにより境界を
区切られ、安全目的のためレーザビームの横切る作動領
域をオペレータのいる隣接域から隔離している。
本発明の好ましい実施例について述べたが、進歩的思考
の範囲から逸脱することなく多くの修正や変更を行なう
ことが可能である。
の範囲から逸脱することなく多くの修正や変更を行なう
ことが可能である。
第１図は作業領域に配置された本発明によるレーザビー
ムロボットの概略平面図； 第２図は第１図のロボットの部分断面側立面図；および 第３図は第２図の線■−■の断面図。 １・・・外部レーザ発生機 ４・・・可動ペース
５・・・サポートコラム ６・・・揺動アーム
７・・・６軸中空ヘッド １２．１２’・・・側
方開口１５．２０・・・第１の対の反射鏡 ２４．２５・・・第２の対の反射鏡 （外５名） ＦＩＧ、 １
ムロボットの概略平面図； 第２図は第１図のロボットの部分断面側立面図；および 第３図は第２図の線■−■の断面図。 １・・・外部レーザ発生機 ４・・・可動ペース
５・・・サポートコラム ６・・・揺動アーム
７・・・６軸中空ヘッド １２．１２’・・・側
方開口１５．２０・・・第１の対の反射鏡 ２４．２５・・・第２の対の反射鏡 （外５名） ＦＩＧ、 １
Claims (5)
- （１）可動ベースと、サポートコラムと、揺動アームと
、および３軸中空ヘッドを含み、少くとも運動の６自由
度を有するパワーレーザビーム切断または溶接ロボット
であつて、前記ロボットが、前記ロボットから分離され
た外部レーザ発生機からのレーザビームを受けるように
された少くとも１つの側方開口を有し、前記アームには
前記レーザビームをロボットの外側へ向ける第２の対の
反射鏡が取付けられた前記中空ヘッドに向けて前記レー
ザビームを軸方向に指向するような配置でもつて第１の
対の反射鏡が取付けられたことを特徴とするロボット。 - （２）ロボット内のレーザビームの入口の前記側方開口
が、前記サポートコラムの前記揺動アームのヒンジピン
にその両側部でドリル加工されたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載のパワーレーザビーム切断また
は溶接ロボット。 - （３）前記第１の対の反射鏡がレーザビームの入口の前
記側方開口の１つに面し、ロボットのアーム内を長手方
向に摺動する摺動部内に ４５°の角度で取付けられた下部鏡と、前記下部鏡から
来る前記レーザビームをロボットの中空ヘッドに向けて
軸方向に指向させるよう配置された上部鏡とからなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のパワーレ
ーザビーム切断または溶接ロボット。 - （４）前記アーム内を長手方向に摺動する前記摺動部上
に前記下部鏡に接近して直角に配置された別の鏡が取付
けられており、前記摺動部が前記摺動部を前記別の鏡が
ロボット内の前記別の入口開口に整合させられるまで移
動させるような作動手段に結合されていることを特徴と
する特許請求の範囲第３項に記載のパワーレーザビーム
切断または溶接ロボット。 - （５）前記鏡が前記ロボットに調節可能に取付けられて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第３項ま
たは第４項のいずれかに記載のパワーレーザビーム切断
または溶接ロボット。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT68002/84A IT1179945B (it) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | Robot a fascio laser di potenza |
| IT68002-A/84 | 1984-10-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6192794A true JPS6192794A (ja) | 1986-05-10 |
| JPH0220357B2 JPH0220357B2 (ja) | 1990-05-09 |
Family
ID=11307100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60225957A Granted JPS6192794A (ja) | 1984-10-09 | 1985-10-09 | パワーレーザビーム切断または溶接ロボツト |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4677274A (ja) |
| EP (1) | EP0178011B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6192794A (ja) |
| AT (1) | ATE41751T1 (ja) |
| DE (2) | DE3569087D1 (ja) |
| IT (1) | IT1179945B (ja) |
Cited By (2)
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| WO1992001529A1 (en) * | 1990-07-23 | 1992-02-06 | Fanuc Ltd | Laser beam guiding tube in laser robot |
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| IT1195120B (it) * | 1986-08-04 | 1988-10-12 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento per la fabbricazione di strutture dicroiche d antenna |
| US4661681A (en) * | 1986-10-06 | 1987-04-28 | Cincinnati Milacron Inc. | Robotic marking machine |
| DE3823948A1 (de) * | 1988-07-14 | 1990-01-18 | Kuka Schweissanlagen & Roboter | Vorrichtung zum laserstrahlbearbeiten von werkstuecken |
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| US4972062A (en) * | 1989-05-02 | 1990-11-20 | F.I.A. Futurologie Industrielle Automation Gmbh | Laser system |
| US5053602A (en) * | 1990-08-22 | 1991-10-01 | Robomatix, Ltd. | Laser beam delivery system |
| US5925268A (en) * | 1996-06-06 | 1999-07-20 | Engauge Inc. | Laser welding apparatus employing a tilting mechanism and seam follower |
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| CN117506162B (zh) * | 2023-11-27 | 2024-05-10 | 安徽华创鸿度光电科技有限公司 | 一种超快固体激光器 |
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| GB2131388B (en) * | 1982-12-06 | 1985-09-11 | Flexible Laser Systems Ltd | Laser material processor |
| US4539462A (en) * | 1983-01-24 | 1985-09-03 | Westinghouse Electric Corp. | Robotic laser beam delivery apparatus |
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1984
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-
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- 1985-09-24 US US06/779,499 patent/US4677274A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-09-27 EP EP85201558A patent/EP0178011B1/en not_active Expired
- 1985-09-27 DE DE8585201558T patent/DE3569087D1/de not_active Expired
- 1985-09-27 AT AT85201558T patent/ATE41751T1/de not_active IP Right Cessation
- 1985-09-27 DE DE198585201558T patent/DE178011T1/de active Pending
- 1985-10-09 JP JP60225957A patent/JPS6192794A/ja active Granted
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|---|---|---|---|---|
| JPS61176491A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-08 | Shibuya Kogyo Co Ltd | レ−ザ加工用多関節ア−ム型ロボツト |
| WO1992001529A1 (en) * | 1990-07-23 | 1992-02-06 | Fanuc Ltd | Laser beam guiding tube in laser robot |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0178011B1 (en) | 1989-03-29 |
| IT1179945B (it) | 1987-09-16 |
| EP0178011A1 (en) | 1986-04-16 |
| IT8468002A0 (it) | 1984-10-09 |
| ATE41751T1 (de) | 1989-04-15 |
| DE3569087D1 (en) | 1989-05-03 |
| US4677274A (en) | 1987-06-30 |
| IT8468002A1 (it) | 1986-04-09 |
| DE178011T1 (de) | 1986-08-14 |
| JPH0220357B2 (ja) | 1990-05-09 |
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