JPS6224882A - 工業用ロボット - Google Patents
工業用ロボットInfo
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- JPS6224882A JPS6224882A JP61154924A JP15492486A JPS6224882A JP S6224882 A JPS6224882 A JP S6224882A JP 61154924 A JP61154924 A JP 61154924A JP 15492486 A JP15492486 A JP 15492486A JP S6224882 A JPS6224882 A JP S6224882A
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- wrist device
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- laser
- mirror
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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
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0283—Three-dimensional joints
- B25J17/0291—Three-dimensional joints having axes crossing at an oblique angle, i.e. other than 90 degrees
-
- 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
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】
産業上の利用分野
本発明は主とし６てレーザ光線によって材料を加工処理
することを目的とする工業用ロボットのための手首装置
に関するものである。この手首装置は、互いに次々に連
結した形で配列されている複数個の中空の回転可能な部
分を有しており、第１の軸の周りに回転し得る一つの第
１部分と、この第１部分の内側に支承されていてしかも
第１の軸と交差する第２の軸の周りに回転し得る一つの
第２部分と、更にこの第２部分の内側に支承されている
一つの第３部分とから成っていて、しかもこの第３部分
はその長手方向の軸と交差する一つの第３の軸の周りに
回転し得るようになっている。
することを目的とする工業用ロボットのための手首装置
に関するものである。この手首装置は、互いに次々に連
結した形で配列されている複数個の中空の回転可能な部
分を有しており、第１の軸の周りに回転し得る一つの第
１部分と、この第１部分の内側に支承されていてしかも
第１の軸と交差する第２の軸の周りに回転し得る一つの
第２部分と、更にこの第２部分の内側に支承されている
一つの第３部分とから成っていて、しかもこの第３部分
はその長手方向の軸と交差する一つの第３の軸の周りに
回転し得るようになっている。
この第３部分は第３部分の長手方向の軸の周りに回転し
得る一つの工具取付装置を支持するようになっている。
得る一つの工具取付装置を支持するようになっている。
発明の背景と在 技 のｐ 、
上）ホのような、型式のロボット手首装置についてはす
でにこれまでに英国特許公報筒ＧＢ−Ａ−２１４７８７
７号により公知となっており、広範囲な方位適合能力を
特徴としている。しかしながら、このようなロボットを
レーザ・ノズルの方位設定用に使用しようとする場合、
ロボット・アームがある位置関係になった際にレーザ・
ノズルに至るレーザ光ビームの通路が遮断されるために
、上述の方位適合能力をフルに活用することができなか
った。本発明はこの問題に対する一つの解決となるもの
である。
でにこれまでに英国特許公報筒ＧＢ−Ａ−２１４７８７
７号により公知となっており、広範囲な方位適合能力を
特徴としている。しかしながら、このようなロボットを
レーザ・ノズルの方位設定用に使用しようとする場合、
ロボット・アームがある位置関係になった際にレーザ・
ノズルに至るレーザ光ビームの通路が遮断されるために
、上述の方位適合能力をフルに活用することができなか
った。本発明はこの問題に対する一つの解決となるもの
である。
またロボットで操作する方式のレーザ加工法もすでにこ
れまでに提案されている。英国特許公報筒ＧＢ−Ａ−２
１３４０７１号にはそのような一つの出願が示されてい
る。レーザ・ノズルに向けて照射されるレーザ光ビーム
がロボット・アームによってさえぎられるのを防止する
ために、この公報によれば、レーザ・ノズルは一つの特
殊な中空のアームによって保持されており、その中に設
けられた複数個の鏡が入射してくるレーザ光ビームを直
角に反射するようになっている。このアームはロボツ１
−・アームと同調して連動するように連結されている。
れまでに提案されている。英国特許公報筒ＧＢ−Ａ−２
１３４０７１号にはそのような一つの出願が示されてい
る。レーザ・ノズルに向けて照射されるレーザ光ビーム
がロボット・アームによってさえぎられるのを防止する
ために、この公報によれば、レーザ・ノズルは一つの特
殊な中空のアームによって保持されており、その中に設
けられた複数個の鏡が入射してくるレーザ光ビームを直
角に反射するようになっている。このアームはロボツ１
−・アームと同調して連動するように連結されている。
このロボット・アームによって同調して操作されるアー
ムには、レーザ・ノズルを保持している一つの特別な手
首装置が装着されている。ロボツ１−がレーザ加工工程
以外の用途に用いられる場合には何の役にも立たず、し
かも占有スペースとロボットの製造コストを増大させる
と同時にその製作過程を複雑化させるような、アームが
一つ余分に増えることによって生ずる不都合に加えて、
この設計では、レーザ光ビームがその発射源から手首装
置に至る屈折点ならびにこの特別な手首装置からレーザ
・ノズルに至る屈折点の双方に多数の鏡が用いられてい
る。鏡の数が多いために、レーザ光ビームが発射源から
レーザ・ノズルまで伝送される際に相当な輻射エネルギ
の損失を生ずることとなる。
ムには、レーザ・ノズルを保持している一つの特別な手
首装置が装着されている。ロボツ１−がレーザ加工工程
以外の用途に用いられる場合には何の役にも立たず、し
かも占有スペースとロボットの製造コストを増大させる
と同時にその製作過程を複雑化させるような、アームが
一つ余分に増えることによって生ずる不都合に加えて、
この設計では、レーザ光ビームがその発射源から手首装
置に至る屈折点ならびにこの特別な手首装置からレーザ
・ノズルに至る屈折点の双方に多数の鏡が用いられてい
る。鏡の数が多いために、レーザ光ビームが発射源から
レーザ・ノズルまで伝送される際に相当な輻射エネルギ
の損失を生ずることとなる。
更に、英国特許公報筒ＧＢ−Ａ−２１２０２０２号には
、レーザ加工作業に用い得るもう一つの型式のロボット
が示されている。このロボットはレーザ・ノズルを保持
する一つの手首装置を含んでいて、この手首装置が一つ
の垂直なシャフトの上に回転し得ると同時に軸方向にも
移動し得るように支持されている。このシャフトは一つ
の水平方向に移動し得る台車の上に支持されており、更
にこの第１の台車は、この台車の移動の方向に対して直
角の方向に水平に移動し得るもう一台の台車の上に載せ
られている。更にその上、この手首装置は、上に述べた
ように、垂直軸の周りに回転し得るのみならず、一つの
水平軸の周りにも回転し得るようになっている。この設
計においても、レーザ光ビームはその発射源からレーザ
・ノズルに到るまでの間で多くの鏡によって直角に屈折
させられる。これまでに公知になっているこの屈折のさ
せ方では、レーザ光ビームがさえぎられることがないよ
うにするために、この手首装置の回転運動が約１８０°
以内に制約されるという欠点がある。そして発（ト）源
からレーザ・ノズルに至るまでレーザ光ビームを、別個
に独立して設けられた一つのベローズ型の保護ガス導管
によって取囲むようになっている。
、レーザ加工作業に用い得るもう一つの型式のロボット
が示されている。このロボットはレーザ・ノズルを保持
する一つの手首装置を含んでいて、この手首装置が一つ
の垂直なシャフトの上に回転し得ると同時に軸方向にも
移動し得るように支持されている。このシャフトは一つ
の水平方向に移動し得る台車の上に支持されており、更
にこの第１の台車は、この台車の移動の方向に対して直
角の方向に水平に移動し得るもう一台の台車の上に載せ
られている。更にその上、この手首装置は、上に述べた
ように、垂直軸の周りに回転し得るのみならず、一つの
水平軸の周りにも回転し得るようになっている。この設
計においても、レーザ光ビームはその発射源からレーザ
・ノズルに到るまでの間で多くの鏡によって直角に屈折
させられる。これまでに公知になっているこの屈折のさ
せ方では、レーザ光ビームがさえぎられることがないよ
うにするために、この手首装置の回転運動が約１８０°
以内に制約されるという欠点がある。そして発（ト）源
からレーザ・ノズルに至るまでレーザ光ビームを、別個
に独立して設けられた一つのベローズ型の保護ガス導管
によって取囲むようになっている。
本発明による問題点解決方法の説明
本発明によれば、レーザ光ビーム操作用の工業用ロボッ
トにおける上述の欠点は、一つの中空のロボット・アー
ムから入射してくるレーザ光ビームが、この手首装置を
構成するすべての部分の相対的な回転位置如何に関わり
なく、これらすべての部分を屈折することなく通過し得
るように、手首装置の内部に鏡を配設することによって
、取り除かれるのである。かくすることによって、鏡の
数を少なくすることができるためロボットは輻射エネル
ギ損失の少ないものとなるとともに、レーザ光ビームの
経路がこのロボット手首装置の方位適合能力を制約する
ことのないように鏡を配設し得ることとなるのである。
トにおける上述の欠点は、一つの中空のロボット・アー
ムから入射してくるレーザ光ビームが、この手首装置を
構成するすべての部分の相対的な回転位置如何に関わり
なく、これらすべての部分を屈折することなく通過し得
るように、手首装置の内部に鏡を配設することによって
、取り除かれるのである。かくすることによって、鏡の
数を少なくすることができるためロボットは輻射エネル
ギ損失の少ないものとなるとともに、レーザ光ビームの
経路がこのロボット手首装置の方位適合能力を制約する
ことのないように鏡を配設し得ることとなるのである。
また中空のロボット・アームを用いることによって、レ
ーザ光ビームを取囲む別個の独立したガス導管を設ける
必要もなくなるのである。
ーザ光ビームを取囲む別個の独立したガス導管を設ける
必要もなくなるのである。
本発明の一つの好適な実施例によれば、前記の中空のロ
ボット・アームと手首装置そのものが、レーザ加工作業
中普通よく用いられる保護ガスを通すためのガス導管と
して役立つのである。
ボット・アームと手首装置そのものが、レーザ加工作業
中普通よく用いられる保護ガスを通すためのガス導管と
して役立つのである。
図面による実施例の説明
第１図はコンピュータで制御される工業用ロボットの側
面図であり、 第２図および第３図はそれぞれ、手首装置の最先端部の
軸がロボットの先端側のアームの軸と一致した状態にお
かれている場合、ならびにこれに対して最大の角度をな
している場合における、本発明による手首装置の断面図
であり、更に第４図は、側壁を切断除去した、本発明に
よる手首装置の第３部分、ならびにこの手首装置に取付
けられているレーザ・ノズルの、一部が断面図になった
側面図である。
面図であり、 第２図および第３図はそれぞれ、手首装置の最先端部の
軸がロボットの先端側のアームの軸と一致した状態にお
かれている場合、ならびにこれに対して最大の角度をな
している場合における、本発明による手首装置の断面図
であり、更に第４図は、側壁を切断除去した、本発明に
よる手首装置の第３部分、ならびにこの手首装置に取付
けられているレーザ・ノズルの、一部が断面図になった
側面図である。
図において、１は６本の軸を有する一つの工業用ロボッ
トを示している。ベース・プレート２の上には、軸Ａ−
Ａの周りに回転し得るように一つの台座３が支承されて
いる。この台座３には、軸Ｂの周りに回転し得るように
一つの内側ロボット・アーム４が支承されている。この
ロボット１には更にまた一つの外側ロボット・アーム５
が含まれていて、その内側の部分によって前記の内側ロ
ボット・アーム４に取付けられており、かつ軸Ｃの周り
に回転し得るようになされている。台座３はベース・プ
レート２の内部に設けられている（図示されていない）
駆動装置によって作動させられる。内側ロボット・アー
ム４は駆動装置６によって作動させられ、外側ロボット
・アーム５は、その主要部分が駆動袋＠６の陰に隠れて
いる駆動装置７によって作動させられる。手首装置１０
を駆動するための駆動装置８とレーザ光ビーム発射源９
とが外側ロボット・アーム５の内側に延びている張出し
部に設けられている。
トを示している。ベース・プレート２の上には、軸Ａ−
Ａの周りに回転し得るように一つの台座３が支承されて
いる。この台座３には、軸Ｂの周りに回転し得るように
一つの内側ロボット・アーム４が支承されている。この
ロボット１には更にまた一つの外側ロボット・アーム５
が含まれていて、その内側の部分によって前記の内側ロ
ボット・アーム４に取付けられており、かつ軸Ｃの周り
に回転し得るようになされている。台座３はベース・プ
レート２の内部に設けられている（図示されていない）
駆動装置によって作動させられる。内側ロボット・アー
ム４は駆動装置６によって作動させられ、外側ロボット
・アーム５は、その主要部分が駆動袋＠６の陰に隠れて
いる駆動装置７によって作動させられる。手首装置１０
を駆動するための駆動装置８とレーザ光ビーム発射源９
とが外側ロボット・アーム５の内側に延びている張出し
部に設けられている。
手首装置１０は、順次に並んで配設されていて、かつ相
互に回転し得るようになっている三つの部分１１，１２
．１３から成っている。その第１部分１１は軸Ｄ−Ｄの
周りに回転し得るように、第２部分１２は軸Ｅ−Ｅの周
りに回転し得るように、そして第３部分１３は軸Ｆ−Ｆ
の周りに回転し１ｑるようになっている。この手首装置
１０は、その第１部分１１が、外側ロボット・アーム５
の内部に支承されている一本の管状駆動シャフト１５と
連接され得るようになっているので、全体が簡単に交換
できる一つのユニットの形になっている。
互に回転し得るようになっている三つの部分１１，１２
．１３から成っている。その第１部分１１は軸Ｄ−Ｄの
周りに回転し得るように、第２部分１２は軸Ｅ−Ｅの周
りに回転し得るように、そして第３部分１３は軸Ｆ−Ｆ
の周りに回転し１ｑるようになっている。この手首装置
１０は、その第１部分１１が、外側ロボット・アーム５
の内部に支承されている一本の管状駆動シャフト１５と
連接され得るようになっているので、全体が簡単に交換
できる一つのユニットの形になっている。
この第１部分１１は、その一端が軸Ｄ−Ｄに直角に切断
されていて、かつ外ねじを切られたフランジ１１２にな
っている一本の管状スリーブ１１１から成っており、こ
のフランジを介して駆動シャフト１５と一つの内ねじを
切られたリング１１３によって連結されるようになって
いる。またこの第１部分１１のもう一方の端は、軸Ｄ−
Ｄと直交する一つの軸に対しである鋭角αを成して斜め
に切断されている。その結果、この切断された端面に直
角な軸Ｅ−Ｅは軸Ｄ−Ｄと同じ大きさの角αを成して交
わることとなる。
されていて、かつ外ねじを切られたフランジ１１２にな
っている一本の管状スリーブ１１１から成っており、こ
のフランジを介して駆動シャフト１５と一つの内ねじを
切られたリング１１３によって連結されるようになって
いる。またこの第１部分１１のもう一方の端は、軸Ｄ−
Ｄと直交する一つの軸に対しである鋭角αを成して斜め
に切断されている。その結果、この切断された端面に直
角な軸Ｅ−Ｅは軸Ｄ−Ｄと同じ大きさの角αを成して交
わることとなる。
第１部分１１の管壁の内部には一つの鏡Ｓ１が固着され
ており、かつそれが斜めに切断された端面の丁度中心に
くるようになされている。この鏡Ｓ１はレーザ光ビーム
Ｌを軸Ｅ−Ｅに沿わせて反射させることになるが、この
ビームは外側ロボット・アーム５の中心に入射して来て
、かつ軸り一りと同軸になっているので、従ってこの平
面鏡の鏡面は軸Ｄ−Ｄとα／２の角を成して傾けておく
ことになる。
ており、かつそれが斜めに切断された端面の丁度中心に
くるようになされている。この鏡Ｓ１はレーザ光ビーム
Ｌを軸Ｅ−Ｅに沿わせて反射させることになるが、この
ビームは外側ロボット・アーム５の中心に入射して来て
、かつ軸り一りと同軸になっているので、従ってこの平
面鏡の鏡面は軸Ｄ−Ｄとα／２の角を成して傾けておく
ことになる。
手首装置１０の第２部分１２は、その両端がともに斜め
に切断されている一つの管状スリーブ１２１から成って
いる。この切断された両端部は互いに寄り合うように傾
いていて、それらの延長面は、２αに等しい鋭角を成し
て互いに交差している。従って、この管状スリーブ１２
１の長手方向の軸を含み、かつこのスリーブの最短部と
最長部とを含む一つの平面でこの管状スリーブ１２１を
切断した断面は、頂角が２αの二等辺三角形の頭の部分
を底辺に平行にカットした下の方の部分の形になってい
る。この底辺の中点には、この管状スリーブ１２１がそ
れを中心に回転する回転軸Ｅ−Ｅをも含んでいる上記の
切断面に対して直角に一つの鏡Ｓ２が設けられている。
に切断されている一つの管状スリーブ１２１から成って
いる。この切断された両端部は互いに寄り合うように傾
いていて、それらの延長面は、２αに等しい鋭角を成し
て互いに交差している。従って、この管状スリーブ１２
１の長手方向の軸を含み、かつこのスリーブの最短部と
最長部とを含む一つの平面でこの管状スリーブ１２１を
切断した断面は、頂角が２αの二等辺三角形の頭の部分
を底辺に平行にカットした下の方の部分の形になってい
る。この底辺の中点には、この管状スリーブ１２１がそ
れを中心に回転する回転軸Ｅ−Ｅをも含んでいる上記の
切断面に対して直角に一つの鏡Ｓ２が設けられている。
鏡Ｓ１によって回転軸Ｅ−Ｅに沿うように反射されたレ
ーザ光ビームは、第２図から一目瞭然のように、当然の
結果として鏡Ｓ２の中心に角度αで入射し、更にこのレ
ーザ光ビームは、管状スリーブ１２１が対称形な構造で
あるために、この鏡Ｓ２によって軸Ｆ−Ｆに沿うように
反射される。
ーザ光ビームは、第２図から一目瞭然のように、当然の
結果として鏡Ｓ２の中心に角度αで入射し、更にこのレ
ーザ光ビームは、管状スリーブ１２１が対称形な構造で
あるために、この鏡Ｓ２によって軸Ｆ−Ｆに沿うように
反射される。
ここで注意すべきことは、このｍｓ２の中心点は第２部
分１２が回転する際の回転＠Ｅ −Ｅの上にあるために
、この第２部分１２が回転した際にもこの点は常に一定
の位置に留って動かないということである。この点はま
た同時に、手首装置の第１部分１１から離れた反対側に
ある第２部分１２の端部の中心点を通り、かつこの端部
を成す平面と直交する軸Ｆ−Ｆの上にもある。
分１２が回転する際の回転＠Ｅ −Ｅの上にあるために
、この第２部分１２が回転した際にもこの点は常に一定
の位置に留って動かないということである。この点はま
た同時に、手首装置の第１部分１１から離れた反対側に
ある第２部分１２の端部の中心点を通り、かつこの端部
を成す平面と直交する軸Ｆ−Ｆの上にもある。
手首装置の第１、第２部分１１．１２と同様、第３部分
１３もまた一つの管状スリーブ１３１から成っている。
１３もまた一つの管状スリーブ１３１から成っている。
この管状スリーブ１３１の第２部分１２に面する端部は
、この管状スリーブの長手方向の軸Ｇ −Ｇと直交する
一つの直線に対して角αを成して斜めに切断されており
、またもう一方の端部は長手方向の軸に対して直角に切
断されている。この第２の端部は同時にまた一つの工具
取付装置１３６を含んでおり（第４図参照）、ここに提
示されている実施例ではそれが一つのレーザ・ノズル取
付用として用いられており、かつ長手方向の軸Ｇ−Ｇの
周りに回転し得るようになっている。一方、斜めに切断
された端部の中心には、この第３部分１３の壁面に固着
された一つの鏡Ｓ３が置かれている。この鏡は軸Ｆ−Ｆ
に沿って入射してくるレーザ光ビームを軸Ｇ−Ｇに沿う
ように反射させることとなる。この二つの軸Ｆ−Ｆおよ
びＧ−Ｇは常に互いに角αを成して交差しているので、
平面鏡Ｓ３は軸Ｇ−Ｇに対してα／２の傾角をもたせて
おくのである。
、この管状スリーブの長手方向の軸Ｇ −Ｇと直交する
一つの直線に対して角αを成して斜めに切断されており
、またもう一方の端部は長手方向の軸に対して直角に切
断されている。この第２の端部は同時にまた一つの工具
取付装置１３６を含んでおり（第４図参照）、ここに提
示されている実施例ではそれが一つのレーザ・ノズル取
付用として用いられており、かつ長手方向の軸Ｇ−Ｇの
周りに回転し得るようになっている。一方、斜めに切断
された端部の中心には、この第３部分１３の壁面に固着
された一つの鏡Ｓ３が置かれている。この鏡は軸Ｆ−Ｆ
に沿って入射してくるレーザ光ビームを軸Ｇ−Ｇに沿う
ように反射させることとなる。この二つの軸Ｆ−Ｆおよ
びＧ−Ｇは常に互いに角αを成して交差しているので、
平面鏡Ｓ３は軸Ｇ−Ｇに対してα／２の傾角をもたせて
おくのである。
この手首装置のこれら三つの部分の回転駆動装置は本発
明の一部を成すものではなく、本発明を理解するに当っ
ては、これら三つの部分が第２図に示されている状態か
ら第３図に示されている状態まで、相互に回転し得るよ
うになっていることさえ判っていれば十分である。もし
要すれば、この回転駆動装置の詳細な説明は先に挙げた
英国特許公報第ＧＢ−Ａ−２１４７８７７号に述べられ
ている。
明の一部を成すものではなく、本発明を理解するに当っ
ては、これら三つの部分が第２図に示されている状態か
ら第３図に示されている状態まで、相互に回転し得るよ
うになっていることさえ判っていれば十分である。もし
要すれば、この回転駆動装置の詳細な説明は先に挙げた
英国特許公報第ＧＢ−Ａ−２１４７８７７号に述べられ
ている。
ここに挙げた実施例では、前述の工具取付装置１３６は
、手首装置の第３部分１３の中に配設されている一つの
モータＭによって回転させられるようになっており、そ
の際このモータは一本のベルト１３２を介して歯車１３
３の入力軸を駆動し、更にこの歯車１３３の歯を切っで
ある出力軸が外歯を切った一つの大歯車１３４を駆動す
るようになっている。この際、注意すべきことは、これ
らの部品がレーザ光ビームの通路をさえぎることがない
ようにすることで、歯車１３３および大歯車１３４は管
状スリーブ１３１の中心部ではなくて、大歯車１３４が
レーザ光ビームをさえぎることがないような距離だけ中
心面から外側に離して置かれているのである。そんなわ
けでベルト１３２もモータの出力軸から下側かつ外側に
向けて掛けられている。更に大歯車１３４と一体に結合
されている一本のシャフトが、もう一つの小山屯１３５
の入力軸になっており、それの歯を切っである出力軸が
工具取付装置１３６の外側に切られている歯とかみ合っ
ている。第４図に示されているように、モータＭの出力
軸はまたもう一本のベルト１３７をも駆動するようにな
っており、このベルトは管状スリーブの中心面からは外
れたところで斜め内側に向けて、工具取付袋＠１３６の
回転角に応じた信号をコンピュータ制御のロボットの制
御回路に供給するように設計されている（図示されてい
ない）一つの制御装置に掛けられている。この工具取付
装置の回転駆動装置については、上述の方法に限らず、
もつと他の実施例を採用することももちろん可能で、こ
）に挙げた実施例は単に一つの、何らの制約を及ぼさな
い例として参考に供したに過ぎない。
、手首装置の第３部分１３の中に配設されている一つの
モータＭによって回転させられるようになっており、そ
の際このモータは一本のベルト１３２を介して歯車１３
３の入力軸を駆動し、更にこの歯車１３３の歯を切っで
ある出力軸が外歯を切った一つの大歯車１３４を駆動す
るようになっている。この際、注意すべきことは、これ
らの部品がレーザ光ビームの通路をさえぎることがない
ようにすることで、歯車１３３および大歯車１３４は管
状スリーブ１３１の中心部ではなくて、大歯車１３４が
レーザ光ビームをさえぎることがないような距離だけ中
心面から外側に離して置かれているのである。そんなわ
けでベルト１３２もモータの出力軸から下側かつ外側に
向けて掛けられている。更に大歯車１３４と一体に結合
されている一本のシャフトが、もう一つの小山屯１３５
の入力軸になっており、それの歯を切っである出力軸が
工具取付装置１３６の外側に切られている歯とかみ合っ
ている。第４図に示されているように、モータＭの出力
軸はまたもう一本のベルト１３７をも駆動するようにな
っており、このベルトは管状スリーブの中心面からは外
れたところで斜め内側に向けて、工具取付袋＠１３６の
回転角に応じた信号をコンピュータ制御のロボットの制
御回路に供給するように設計されている（図示されてい
ない）一つの制御装置に掛けられている。この工具取付
装置の回転駆動装置については、上述の方法に限らず、
もつと他の実施例を採用することももちろん可能で、こ
）に挙げた実施例は単に一つの、何らの制約を及ぼさな
い例として参考に供したに過ぎない。
第４図にはまたレーザ・ノズル２０の一つの実施例が示
されている。ロボットの方位適合能力を更にできるだけ
高めるために、ノズルの射出口部は管状スリーブ１３１
の長手方向の軸Ｇ−Ｇに対して角度を調整して取付けら
れており、これに応じてこのレーザ・ノズルには、軸Ｇ
−Ｇに沿って入射してきたレーザ光ビームをノズルの射
出口の軸に沿うように反射させるための一つの１３４が
含まれている。ノズルの射出口の軸に直角に一枚のレン
ズ２０１が置かれており、このレンズは、入射してくる
レーザ光ビームがノズルの射出口から外側へある適当な
距離のところで焦点を結ぶような焦点距離をもっている
。このレンズは一つの隔壁２０２の中にはめ込まれて保
持されているが、この隔壁には更にもう一つ通気孔２０
３が明けられている。この通気孔２０３は、中空のロボ
ツ１〜・アーム、手首装置を流通し、更にレーザ・ノズ
ルの射出口から外部に流出する保護ガスや酸素あるいは
不活性ガスの通路として設けられているのである。この
手首装置１０にはまた真直なレーザ・ノズルを取付けて
使用することもできるが、この場合には、［８４はもち
ろん不要である。
されている。ロボットの方位適合能力を更にできるだけ
高めるために、ノズルの射出口部は管状スリーブ１３１
の長手方向の軸Ｇ−Ｇに対して角度を調整して取付けら
れており、これに応じてこのレーザ・ノズルには、軸Ｇ
−Ｇに沿って入射してきたレーザ光ビームをノズルの射
出口の軸に沿うように反射させるための一つの１３４が
含まれている。ノズルの射出口の軸に直角に一枚のレン
ズ２０１が置かれており、このレンズは、入射してくる
レーザ光ビームがノズルの射出口から外側へある適当な
距離のところで焦点を結ぶような焦点距離をもっている
。このレンズは一つの隔壁２０２の中にはめ込まれて保
持されているが、この隔壁には更にもう一つ通気孔２０
３が明けられている。この通気孔２０３は、中空のロボ
ツ１〜・アーム、手首装置を流通し、更にレーザ・ノズ
ルの射出口から外部に流出する保護ガスや酸素あるいは
不活性ガスの通路として設けられているのである。この
手首装置１０にはまた真直なレーザ・ノズルを取付けて
使用することもできるが、この場合には、［８４はもち
ろん不要である。
レーザ加工作業が終了したら、必要に応じて、これらの
鏡は、適当な洗浄液をロボット・アーム、手首装置なら
びにレーザ・ノズルの中に流通させることによって洗浄
することができる。
鏡は、適当な洗浄液をロボット・アーム、手首装置なら
びにレーザ・ノズルの中に流通させることによって洗浄
することができる。
このようにして、本発明によれば、ただ外側ロボット・
アーム５の延長部分に容易に合わせて取付けられるレー
ザ光ビーム発射源とレーザ・ノズルとを附は加えるだけ
で部品類のレーザ加工作業に用いることができると同時
に、レーザ・ノズルさえ取り外せばそのまま何の制約も
なしに在来の加工作業にも使用し得る工業用ロボットが
得られるのである。外側ロボット・アーム５ならびに手
首装置１０を通してレーザ光ビームを誘導する鏡の数は
わずか３個に過ぎず、従って発射源からノズルに至るま
でのエネルギ１１失は少ない。更にその上、これらの鏡
は、手首装置の三つの部分の相対的な回転位置如何に関
わりなく、レーザ光ビームがさえぎられることがないよ
うに、配設されている。
アーム５の延長部分に容易に合わせて取付けられるレー
ザ光ビーム発射源とレーザ・ノズルとを附は加えるだけ
で部品類のレーザ加工作業に用いることができると同時
に、レーザ・ノズルさえ取り外せばそのまま何の制約も
なしに在来の加工作業にも使用し得る工業用ロボットが
得られるのである。外側ロボット・アーム５ならびに手
首装置１０を通してレーザ光ビームを誘導する鏡の数は
わずか３個に過ぎず、従って発射源からノズルに至るま
でのエネルギ１１失は少ない。更にその上、これらの鏡
は、手首装置の三つの部分の相対的な回転位置如何に関
わりなく、レーザ光ビームがさえぎられることがないよ
うに、配設されている。
以上、本発明の説明をレーザ光ビームを例にとって行っ
たが、もちろんその他のタイプの光線ビームをこのロボ
ット・アームならびに手首装置の中を通して誘導するこ
とも可能である。
たが、もちろんその他のタイプの光線ビームをこのロボ
ット・アームならびに手首装置の中を通して誘導するこ
とも可能である。
第１図はコンピュータで制御される工業用ロボットの側
面図であり、 第２図および第３図はそれぞれ、手首装置の最先端部の
軸がロボットの先端側のアームの軸と一致した状態にお
かれている場合、ならびにこれに対して最大の角度を成
して曲っている場合における、本発明による手首装置の
断面図であり、更に第４図は、側壁を切断除去した本発
明による手首装置の第３部分、ならびにこの手首装置に
取付けられているレーザ・ノズルの、一部が断面図にな
った側面図である。 １・・・工業用ロボット、 ２・・・ベース・プレート、 ３・・・台座、 ４・・・内側ロボット・アーム、 ５・・・外側ロボット・アーム、 ６．７．８・・・駆動装置、 ９・・・レーザ光ビーム発射源、 １０・・・手首装置、 １１・・・第１部分、 １２・・・第２部分、 １３・・・第３部分、 １５・・・駆動シャフト、 １１１．１２１，１３１・・・管状スリーブ、１１２・
・・７ランジ、゛ １１３・・・リング、 １３２．１３７・・・ベルト、 １３３．１３４．１３５・・・歯車、 １３６・・・工具取付装置、 ２０・・・レーザ・ノズル、 ２０１・・・レンズ、 ２０２・・・隔壁、 ２０３・・・通気孔、 Ｍ・・・モータ、 ８１．８２．３３．Ｓ４・・・鏡。
面図であり、 第２図および第３図はそれぞれ、手首装置の最先端部の
軸がロボットの先端側のアームの軸と一致した状態にお
かれている場合、ならびにこれに対して最大の角度を成
して曲っている場合における、本発明による手首装置の
断面図であり、更に第４図は、側壁を切断除去した本発
明による手首装置の第３部分、ならびにこの手首装置に
取付けられているレーザ・ノズルの、一部が断面図にな
った側面図である。 １・・・工業用ロボット、 ２・・・ベース・プレート、 ３・・・台座、 ４・・・内側ロボット・アーム、 ５・・・外側ロボット・アーム、 ６．７．８・・・駆動装置、 ９・・・レーザ光ビーム発射源、 １０・・・手首装置、 １１・・・第１部分、 １２・・・第２部分、 １３・・・第３部分、 １５・・・駆動シャフト、 １１１．１２１，１３１・・・管状スリーブ、１１２・
・・７ランジ、゛ １１３・・・リング、 １３２．１３７・・・ベルト、 １３３．１３４．１３５・・・歯車、 １３６・・・工具取付装置、 ２０・・・レーザ・ノズル、 ２０１・・・レンズ、 ２０２・・・隔壁、 ２０３・・・通気孔、 Ｍ・・・モータ、 ８１．８２．３３．Ｓ４・・・鏡。
Claims (5)
- （１）複数個の順次に配列された中空かつ回転可能な部
分を有する、レーザ加工用ロボットの手首装置にして、
かつこの手首装置が、第１の軸（Ｄ−Ｄ）の周りに回転
し得る一つの第１部分（１１）と、この第１部分（１１
）の内側に支承されていて、かつ第１の軸（Ｄ−Ｄ）と
交差する第２の軸（Ｅ−Ｅ）の周りに回転し得る一つの
第２部分（１２）と、更にこの第２部分（１２）の内側
に支承されている一つの第３部分（１３）とから成つて
おり、かつこの第３部分（１３）はその長手方向の軸（
Ｇ−Ｇ）と交差する第３の軸（Ｆ−Ｆ）の周りに回転し
得るようになつており、更にこの第３部分（１３）が第
３部分（１３）の長手方向の軸の周りに回転し得る一つ
の工具取付け装置（１３６）を支持するようになされて
いるロボット手首装置にして、 手首装置（１０）の中空の内部空間に、中空のロボット
・アーム（５）から入射してくるレーザ光ビーム（Ｌ）
が、この手首装置（１０）のすべての部分（１１、１２
、１３）の相対的な回転位置如何に関わりなく、これら
すべての部分を屈折することなく通過し得るように、鏡
（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）が配設されていることを特徴とす
るロボット手首装置。 - （２）特許請求の範囲第１項によるロボット手首装置に
して、 第１の鏡（Ｓ１）が第１の軸（Ｄ−Ｄ）と第２の軸（Ｅ
−Ｅ）の交点に設けられており、第２の鏡（Ｓ２）が第
２の軸（Ｅ−Ｅ）と前記の第３の軸（Ｆ−Ｆ）の交点に
設けられており、更に第３の鏡（Ｓ３）が第３の軸（Ｆ
−Ｆ）と第４の軸（Ｇ−Ｇ）の交点に設けられており、
かつその際これらの鏡（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）が、第１の
軸（Ｄ−Ｄ）に沿つて入射してくるレーザ光ビームが前
記の第２、第３および第４の軸に沿つて次々に誘導され
るような傾きを持つようになされていることを特徴とす
るロボット手首装置。 - （３）特許請求の範囲第２項によるロボット手首装置に
して、第１および第３の鏡（Ｓ１、Ｓ３）がそれぞれ、
手首装置の第１および第３部分（１１、１３）の内壁か
ら突き出ている取付けエレメントに固着されており、か
つ第２の鏡（Ｓ２）が手首装置の第２部分（１２）の内
壁に直接固着されていることを特徴とするロボット手首
装置。 - （４）特許請求の範囲第２項によるロボット手首装置に
して、 一つのレーザ・ノズル（２０）が前記の工具取付装置（
１３６）に固着されており、かつこのレーザ・ノズルの
射出部が手首装置の第３部分（１３）の長手方向の軸（
Ｇ−Ｇ）に対して傾斜していると同時に、この長手方向
の軸（Ｇ−Ｇ）に沿つて入射してくるレーザ光ビームを
このレーザ・ノズル（２０）の射出軸に沿うように誘導
する一つの鏡（５４）を含んでいることを特徴とするロ
ボット手首装置。 - （５）特許請求の範囲第４項によるロボット手首装置に
して、前記のレーザ・ノズル（２０）の焦点調節レンズ
（２０１）を支持しているレーザ・ノズル（２０）の隔
壁（２０２）に、保護ガスを通すために一つの通気孔（
２０３）が設けられていることを特徴とするロボット手
首装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8503312-4 | 1985-07-03 | ||
| SE8503312A SE455925B (sv) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | Robothandled |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6224882A true JPS6224882A (ja) | 1987-02-02 |
| JPH0825048B2 JPH0825048B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=20360798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61154924A Expired - Lifetime JPH0825048B2 (ja) | 1985-07-03 | 1986-07-01 | 工業用ロボット |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4703157A (ja) |
| JP (1) | JPH0825048B2 (ja) |
| DE (1) | DE3621716A1 (ja) |
| SE (1) | SE455925B (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1211558B (it) * | 1987-11-26 | 1989-11-03 | Bruno Bisiach | Robot a fascio laser per taglio e saldatura |
| GB8813315D0 (en) * | 1988-06-06 | 1988-07-13 | Serrano J P | Beam delivery system |
| IT1234292B (it) * | 1989-06-16 | 1992-05-14 | Comau Spa | Dispositivo per la manipolazione di fasci laser particolarmente fasci laser di potenza per applicazioni su robot |
| US5212432A (en) * | 1989-10-20 | 1993-05-18 | Tokico, Ltd. | Industrial robot |
| DE29716121U1 (de) * | 1997-09-09 | 1999-01-14 | Thyssen Laser Technik Gmbh | Roboterhand für die Bearbeitung von Werkstücken mit Laserstrahlung |
| GB0020461D0 (en) * | 2000-08-18 | 2000-10-11 | Oliver Crispin Consulting Ltd | Improvements in and relating to the robotic positioning of a work tool to a sensor |
| ES2275581T3 (es) * | 2001-05-03 | 2007-06-16 | Robot Technology Gmbh | Integracion de un laser a un brazo robot. |
| EP2863163B1 (de) | 2013-10-18 | 2017-04-26 | GuS Periscopes GmbH & Co. KG | Winkelspiegel |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5921491A (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-03 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | レ−ザ−加工ロボット |
| JPS60121411A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-06-28 | Toyama Hiratsuka Kenkyusho:Kk | レ−ザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法およびその装置 |
Family Cites Families (8)
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|---|---|---|---|---|
| US3986767A (en) * | 1974-04-12 | 1976-10-19 | United Technologies Corporation | Optical focus device |
| GB2120202A (en) * | 1982-05-03 | 1983-11-30 | Nova Robotics Inc | Industrial robot |
| US4539462A (en) * | 1983-01-24 | 1985-09-03 | Westinghouse Electric Corp. | Robotic laser beam delivery apparatus |
| SE454659B (sv) * | 1983-09-01 | 1988-05-24 | Asea Ab | Robothandled |
| DE3331660A1 (de) * | 1983-09-02 | 1985-03-28 | Jungheinrich Unternehmensverwaltung Kg, 2000 Hamburg | Industrie-roboter mit laserstrahl-generator |
| JPS60182789A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-09-18 | スペクトラ・フイジックス・インコーポレイテッド | Ｃｏ↓２レーザーのためのビーム発射装置 |
| US4607150A (en) * | 1984-05-03 | 1986-08-19 | Cincinnati Milacron Inc. | Laser spot welder |
| IT1179924B (it) * | 1984-05-22 | 1987-09-16 | Prima Progetti Spa | Testa focalizzatrice per una macchina da taglio a raggi laser |
-
1985
- 1985-07-03 SE SE8503312A patent/SE455925B/sv not_active IP Right Cessation
-
1986
- 1986-06-28 DE DE19863621716 patent/DE3621716A1/de not_active Withdrawn
- 1986-06-30 US US06/880,174 patent/US4703157A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-07-01 JP JP61154924A patent/JPH0825048B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5921491A (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-03 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | レ−ザ−加工ロボット |
| JPS60121411A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-06-28 | Toyama Hiratsuka Kenkyusho:Kk | レ−ザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法およびその装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0825048B2 (ja) | 1996-03-13 |
| SE8503312L (sv) | 1987-01-04 |
| US4703157A (en) | 1987-10-27 |
| SE455925B (sv) | 1988-08-22 |
| DE3621716A1 (de) | 1987-01-08 |
| SE8503312D0 (sv) | 1985-07-03 |
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