JPS63259409A - 検知器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は特にレーザ加工を行うに当シ、被加工部に照射
されるレーザ光の光軸を適正に保つための検知器に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

自由曲面をもつ被加工物１例えば自動車のボディ等につ
いてレーザ光によシ一方向もしくは所定パターンの切断
加工を行う場合、切断形状を一定とするために、所定の
切断部にレーザ光が常に一定のスポット径で照射される
ように走査される。

上記の走査を行うには１図面上からの計算に基ずいたプ
ログラムによってレーザ光を集束する集光レンズと切断
面との距離を相対的に数値制御する方式、あるいはレー
ザ光の出光部であるノズル部分に接触形もしくは非接触
形のセンサを設は上記相対位鎗を検出しながら制御する
方式が考えられる。上記前者の数値制御による場合は被
加工物が図面どおシである必要があるが、自動車のボデ
ィはプレス成形されているため、スプリングバック等に
より僅かながら図面に比べて変形しておシ、微小スポッ
トを照射しているレーザ加工では僅かな変形でも切断形
状に大きな影響を与え、切断幅が変化したシ、切シ残し
を生じるような不具合が起る。また後者のセンナによる
制御では微小な凹凸面の検出は実際上極めて難かしく不
適切な制御となることが多い。さらに、レーザ加工では
レーザ光の光軸と切断面とのなす角度が重要で一般には
法線方向に照射することが要求されるため、上記のいず
れの制御でもこの要求を満足できない欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は自由曲面に対する加工軸の角度および加工部間
の距離を検出する検知器を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

被加工部上への照射区域がこの被加工部に対する相対位
置によって変化する投光手段で被加工□部を照射し、被
加工物上に投影された照射スポットを撮像してこれを加
工軸の傾きと被加工部までの距離とを照射させるマーク
が表示されている表示装置に表示しマークとの照合によ
って適正な加工を行うための検知を実施するように構成
したものである。

〔発明の実施例〕 以下１本発明を実施例を示す図面に基いて説明する。本
発明を説明する前に本発明を適用するに好適な加工装置
の一例第１図にて説明する。すなわち、第１図において
、（１）はＺ軸方向に昇降動され、ロボットアームの一
要素をなすアーム取付体（２）の所定の先端部に脱着自
在に装着され２個の関節をもつロボットアーム状の加工
ヘッドでクランク状の外観形状になっている。この加工
ヘッド（１）は取付体（２）の先端部に同軸に回転駆動
されるように取着される取付体（３）と加工部に対向さ
せられるノズル（４）およびこのノズル（４）と取付体
（３）と継ぐ案内筒（５）を有し、これらは全て空洞体
で互いに連通している。上記案内筒（５）は軸受（５ａ
）を介し取付体（３）の軸線方向に直交する形状に接続
し、案内筒（５）の軸線を中心にして回転駆動されるよ
うになっている。取付体（３）、案内筒（５）には加工
用のレーザ発振器（図示せず）から放出されたレーザ光
（Ｌ）をノズル（４）へ導くための反射鏡（６ａ）およ
び（７ａ）がそれぞれ４５度の角度で内股されている。

またノズル（４）Ｋは上記導かれたレーザ光（Ｌｌ）を
集光する集光レンズ（７）が内股されている。なお（８
）はノズル（４）内に補助ガスを供給する供給管である
。

次に１本発明につきその一実施例を示す第２図および第
３図にて説明する。第２図においそ、α〔は検知装置で
、装着体←υ、支持体ａのおよび検知部ａ３の３個の要
素で構成されている。装着体Ｑｌ）は上記取付体と、ま
た、支持体＠は上記案内筒（４）とそ゛れぞれ外観上同
形状であるとともに同様の駆動を受ける機構になってい
るもので、装着体６９部分が取付体（３）と同様アーム
取付体（２）の先端部に脱着自在になシかつ回転駆動さ
れるように取着されるようになっている。さらに支持体
（１っけ装着体ａυに設けられた軸受（１２ａ）に嵌合
し上記案内筒（５）と同様に回転駆動するようになりて
いる。検知部（ｔ３は上記の加工部を照明し撮影する向
きに設けられているテレビジョンカメラ等の撮像装置Ｉ
とこの撮像装置Ｉの周囲に等角度に設けられた４台のＨ
ｅ　−Ｎｅレーザ発振装置αωとこれらＨｅ　−Ｎｅレ
ーザ発振装置αωから上記の加工部に向けて放出される
Ｈｅ　−Ｎｅレーザ光（Ｌ、）の光路上に各別に設けら
れ上記レーザ光（Ｌ、）を１点に交差させるための４個
のプリズムαｅとを有している。すなわち、上記１点か
ら後述する被加工物の上面までの距離の変化で各レーザ
光（Ｌ、）間で囲われる照射区域も変化する。上記撮像
装置α４．　Ｈｅ　−Ｎｅレーザ発振装置α９およびプ
リズムαＱはいずれも支持体（１）に固着された円筒体
αηに保持されている。上記において、撮像装置（１滲
による撮像を表示するためにブラウン管からなる表示器
ａ樽が備えられている。この表示器部の表示部分α１に
は撮像装置α荀からの画像信号とそれぞれ交差する基準
線（２Ｉ（この実施例では十字線）とこの基準線（イ）
の交点（Ｃ１）を中心とする基準円（２１）が描かれて
いる。なお、この基準円Ｑ１）と上記基準線００との交
点（Ｃ３）に上記画像信号が合致したときに集光レンズ
（７）の焦点位置を示すようになっている。

なお、　Ｈｅ　−Ｎｅレーザ発振装置は３台以上であれ
ば一般によい。

次に上記の構成による作用について説明する。

検知装置α〔をアーム取付体（２）の先端部に装着し、
被加工物（財）の自由曲面上例描かれている罫書き線＠
に撮像装置Ｉを向け、これを撮影するとともに。

Ｈｅ　−Ｎｅレーザ発振套置α四からＨｅ　−Ｎｅレー
ザ光（Ｌ、）を放出させる。表示器α樽の表示部分傾に
は第３図に示すように罫書き線（ハ）と４本のＨｅ　−
Ｎｅし。

−ザ光（Ｌ、）によりて被加工物（四の上面に照射され
た４個の照射スポット（財）が写し出される。上記にお
いて、第３図に示すように殆んどは照射スポット（２４
）が基準線（２■上で交点（Ｃ１）から偏位し、基準円
（２１）に合致してない映像となる。装着体αυおよび
支持体（１３を個々に回動し、基準ｆａ（２１に照射ス
ポットＣ？４）’（ｚ合わせ、さらにアーム取付体（２
）を２方向すなわち垂直方向に移動させ第４図に示すよ
うに基準線（渕と基準円Ｑυの交点（Ｃ１）上に合致さ
せる。上記の操作における交点（Ｃ１）にＨｅ　−Ｎｅ
　ｖ−ザ光（Ｌ、）を合致した信号を図示せぬアーム取
付体（２）、装着体０υおよび支持体（１３を駆動する
ロボット本体専用の制御装置に記憶させる。ここで、第
１図に示した装置において、レーザ光（Ｌ、）が各Ｈｅ
　−Ｎｅ　ｖ　−ザ光（Ｌｘ）の交点を通過するように
調整されていれば、上記の操作により、レーザ光（Ｌｌ
）の光軸の傾きと被加工物上における集光スポットを定
めることができる。

以上のような検知装置０Ｇおよび受像器α樟を使った調
整およびロボット本体の制御装置への教示操作の終了後
、検知装置（１１をアーム取付体（２）から外し加工ヘ
ッド（１）を装着する。そしてＹＡＧレーザ光もしくは
炭酸ガスレーザ光等の加工用のレーザ光（Ｌυを取付体
（３）に導き、上記教示された制御装置からの指令でア
ーム取付体（２）のほか取付体（３）および案内筒（５
）を装着体ＱＤ、支持体住りの教示に基ずく制御によシ
駆動することで、レーザ光（Ｌ、）を罫書き線（ハ）に
対し一定のスポットでしかも法線方向から照射し加工す
ることができる。

〔発明の効果〕

たとえば自由曲面に対しレーザ光の光軸が法線方向とな
シ、また焦点位置も一定となって加工するための制御条
件を的確に検知できるようになりたので、切断加工のよ
うな場合では切断幅を常に一定にでき、また切シ残しを
生じるような不具合を解決した。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を適用する加工装置の一例を示す要部断
面図、第２図乃至蕗４図は本発明の一実施例を示すもの
で、第２図は検知状態に、おける検知装置の斜視図、第
３図および第４図は表示器での調整作用を示す図である
。 （１）・・・加工ヘッド　　　　（２）・・・アーム取
付体（ＩＩ・・・検知装置　　　αＪ・・・検　知　部
α優・・・撮像装置　　　　　（Ｌ！９・・・服−Ｎｅ
レーザ装置αｅ・・・グリズム　　　　（ＩＬ・・表　
示　器（１・・・基準線　　（２Ｉ）・・・基準円代理
人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　松山光速 第　２　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）等角度に配されおのおのの光軸が互いに交わる方
   向に照射して被加工物上に微小スポットを形成する少な
   くとも三以上の投光手段と、上記被加工物上に照射され
   たスポットを撮像する撮像部と、この撮像部からの信号
   を表示するとともに基準位置において上記スポットが重
   なり合うマークが表示されている表示装置とを備えたこ
   とを特徴とする検知器。
2. （２）撮像部は被加工部への照射手段とを備えているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の検知器。