JPH0220357B2 - - Google Patents
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- JPH0220357B2 JPH0220357B2 JP60225957A JP22595785A JPH0220357B2 JP H0220357 B2 JPH0220357 B2 JP H0220357B2 JP 60225957 A JP60225957 A JP 60225957A JP 22595785 A JP22595785 A JP 22595785A JP H0220357 B2 JPH0220357 B2 JP H0220357B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- laser beam
- mirror
- arm
- cutting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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 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)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Lasers (AREA)
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
ームを備えたロボツトに関する。
ームを備えたロボツトに関する。
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。
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に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。
ーレーザ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に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つて材料片を扱う方法を
採つている。この理由は焦点ヘツドが複雑な三次
元形状を有する加工片に最適な切断の実施を許す
ような十分な移動角度を有しないためである。
一般に適当な支持体によつて材料片を扱う方法を
採つている。この理由は焦点ヘツドが複雑な三次
元形状を有する加工片に最適な切断の実施を許す
よう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。
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。
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ツトは加工
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。
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ツトは加工
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、ロボツ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。
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。
本発明の上記および他の目的または利点と、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
空ヘツドを含み、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ツトで
あつて、前記ロボツトが、前記ロボツトから分離
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ツト
の外側へ向ける第２の反射鏡が取付けられた前記
３軸中空ヘツ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ツトにより得
られる。
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
空ヘツドを含み、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ツトで
あつて、前記ロボツトが、前記ロボツトから分離
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ツト
の外側へ向ける第２の反射鏡が取付けられた前記
３軸中空ヘツ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ツトにより得
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。
限的な例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
される移軸産業ロボツ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。
うに、それに対し発生機１から来るビームが指向
される移軸産業ロボツ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、ロボツトは走
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３軸中
空ヘツド７とを含む。移動軸および中空ヘツドに
関するかぎり、このロボツトの一般構成は米国特
許第4151390号および第4430037号から知ることが
でき、それらによればロボツトは単に溶接工具を
供給し取り扱うように設計された自動溶接用機械
として考えられていた。
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３軸中
空ヘツド７とを含む。移動軸および中空ヘツドに
関するかぎり、このロボツトの一般構成は米国特
許第4151390号および第4430037号から知ることが
でき、それらによればロボツトは単に溶接工具を
供給し取り扱うように設計された自動溶接用機械
として考えられていた。
ロボツトの第１の運動は走路３に沿つた移動
（矢印Ａ）であり、走路終端にはレーザビーム８
の発生機１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″を取付けるための９，９′，
９″のような固定具が配置されている。
（矢印Ａ）であり、走路終端にはレーザビーム８
の発生機１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″を取付けるための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、ロボツトの第２の運動は
アーム６の矢印Ｂに沿つた移動からなり、第３の
運動は矢印Ｃで示される支持台５に関するアーム
６の回転からなる。
アーム６の矢印Ｂに沿つた移動からなり、第３の
運動は矢印Ｃで示される支持台５に関するアーム
６の回転からなる。
また第３図に示されるように、その周囲にアー
ム６が揺動するピン１１にはロボツト内側のレー
ザビーム８の入口として支持台５の両側５，５′
の各々に開口１２，１２′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１
５，１５′が摺動面に関し45゜の角度で、しかし互
いに逆位置関係でもつて配置されている。それら
の反射面は１つがアーム６の支持台５′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。
ム６が揺動するピン１１にはロボツト内側のレー
ザビーム８の入口として支持台５の両側５，５′
の各々に開口１２，１２′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１
５，１５′が摺動面に関し45゜の角度で、しかし互
いに逆位置関係でもつて配置されている。それら
の反射面は１つがアーム６の支持台５′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
射するまでロボツトに入ることができ、鏡により
90゜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ト１７，１
７′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
に沿つてガイド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ツド７
へ向かう。このヘツドは実質的に３つの関節部分
２１，２２および２３からなり、これらは矢印
Ｄ，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がヘツドのすべての可能
な移動に対しレーザビームにヘツドと同軸な通路
を与えるような配置で取付けられている。
射するまでロボツトに入ることができ、鏡により
90゜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ト１７，１
７′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
に沿つてガイド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ツド７
へ向かう。このヘツドは実質的に３つの関節部分
２１，２２および２３からなり、これらは矢印
Ｄ，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がヘツドのすべての可能
な移動に対しレーザビームにヘツドと同軸な通路
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、ロボツトは第１図の矢印Ｇで示されるように
ベース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゜の角度および
ロボツトが走路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６ａとして一点鎖線で示された逆の位置と
をとることができる。
に、ロボツトは第１図の矢印Ｇで示されるように
ベース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゜の角度および
ロボツトが走路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６ａとして一点鎖線で示された逆の位置と
をとることができる。
ロボツトがこの輪郭をとるとき、レーザビーム
８は支持台５の５″側の穴１２′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１
３を鏡１５′が穴１２′と整合するまで移動させ、
かくしてさらにレーザビームが鏡２０の方向へ反
射するようにさせる。
８は支持台５の５″側の穴１２′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１
３を鏡１５′が穴１２′と整合するまで移動させ、
かくしてさら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、ロボツトはヘツ
ド７から現れるレーザビーム８を所望の空間路に
従つ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。
ド７から現れるレーザビーム８を所望の空間路に
従つ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はさらにロボツトが走路３の両側で
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
特徴は本発明にとつて必須のものではない。なん
となれば、もし走路３の両側で作動することが要
望されない場合、ロボツトは摺動部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ツトに調節可能
に取付けられている。
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
特徴は本発明にとつて必須のものではない。なん
となれば、もし走路３の両側で作動することが要
望されない場合、ロボツトは摺動部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ツトに調節可能
に取付けられている。
上述のレーザビームロボツトの利点の中でも、
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
され得てロボツトがそれらに向かつて移動できる
ため、たとえば加工片１０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にセツトすることが可能である。
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
され得てロボツトがそれらに向かつて移動できる
ため、たとえば加工片１０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にセツ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３０，３０ａ，３０ｂおよび３０
ｃ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。
もにスクリーン３０，３０ａ，３０ｂおよび３０
ｃ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。
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。
第１図は作業領域に配置された本発明によるレ
ーザビームロボツトの概略平面図；第２図は第１
図のロボツ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…可動ベース、５…
サポートコラム、６…揺動アーム、７…３軸中空
ヘツド、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。
ーザビームロボツトの概略平面図；第２図は第１
図のロボツ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…可動ベース、５…
サポートコラム、６…揺動アーム、７…３軸中空
ヘツド、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。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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軸中空ヘツドを含み、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
たは溶接ロボツトであつて、前記ロボツトが、前
記ロボツ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
ビームをロボツ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ツドに向けて前記レ
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
するロボツト。 ２ ロボツ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ツト。 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、ロボツトのアーム
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ツトの中空ヘツドに向けて軸
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ツト。 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ツ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
溶接ロボツト。 ５ 前記鏡が前記ロボツ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ツト。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT68002-A/84 | 1984-10-09 | ||
| IT68002/84A IT1179945B (it) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | Robot a fascio laser di potenza |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6192794A JPS6192794A (ja) | 1986-05-10 |
| JPH0220357B2 true 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) | DE178011T1 (ja) |
| IT (1) | IT1179945B (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| WO1987005849A1 (en) * | 1986-03-25 | 1987-10-08 | Laser Lab Limited | Work head device |
| 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 |
| US4972062A (en) * | 1989-05-02 | 1990-11-20 | F.I.A. Futurologie Industrielle Automation Gmbh | Laser system |
| US4967053A (en) * | 1989-05-02 | 1990-10-30 | F.I.A. Futurologie Industrielle Automation Gmbh | Laser system |
| JPH0481289A (ja) * | 1990-07-23 | 1992-03-13 | Fanuc Ltd | レーザロボットにおけるビーム導管装置 |
| US5053602A (en) * | 1990-08-22 | 1991-10-01 | Robomatix, Ltd. | Laser beam delivery system |
| US5961858A (en) * | 1996-06-06 | 1999-10-05 | Engauge Inc. | Laser welding apparatus employing a tilting mechanism |
| US5925268A (en) | 1996-06-06 | 1999-07-20 | Engauge Inc. | Laser welding apparatus employing a tilting mechanism and seam follower |
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| US7666522B2 (en) * | 2003-12-03 | 2010-02-23 | IMDS, Inc. | Laser based metal deposition (LBMD) of implant structures |
| US20050212694A1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-09-29 | Chun-Ta Chen | Data distribution method and system |
| US7951412B2 (en) * | 2006-06-07 | 2011-05-31 | Medicinelodge Inc. | Laser based metal deposition (LBMD) of antimicrobials to implant surfaces |
| US7810697B2 (en) * | 2008-08-22 | 2010-10-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Turntable welding system with light curtain protection |
| WO2013191739A1 (en) * | 2012-06-22 | 2013-12-27 | Transnuclear, Inc. | Systems and methods for canister inspection, preparation, and maintenance |
| CN108555776A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-09-21 | 冯敬新 | 机器人三轴柔性打磨抛光系统 |
| 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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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2420394A1 (fr) * | 1978-03-21 | 1979-10-19 | Glacier Metal Co Ltd | Appareil de soudage par faisceau laser et procede de realisation de demi-paliers |
| JPS607489B2 (ja) * | 1979-07-18 | 1985-02-25 | 旭光学工業株式会社 | レ−ザ−メス装置のカウンタ−バランス機構 |
| 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 |
-
1984
- 1984-10-09 IT IT68002/84A patent/IT1179945B/it active
-
1985
- 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 DE198585201558T patent/DE178011T1/de active Pending
- 1985-09-27 AT AT85201558T patent/ATE41751T1/de not_active IP Right Cessation
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