JPH0259193A - レーザ加工機 - Google Patents
レーザ加工機Info
- Publication number
- JPH0259193A JPH0259193A JP63211959A JP21195988A JPH0259193A JP H0259193 A JPH0259193 A JP H0259193A JP 63211959 A JP63211959 A JP 63211959A JP 21195988 A JP21195988 A JP 21195988A JP H0259193 A JPH0259193 A JP H0259193A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- laser beam
- robot
- joint
- guide path
- 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.)
- Pending
Links
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 abstract description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 abstract 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
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- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はロボットによってレーザビームを加工点に導き
切断、孔開け、溶接及びトリミングなどを行わせるレー
ザ加工機に関し、より詳細にはプリント板など薄板を加
工対象とする水平関節型ロボットによるレーザ加工機に
関する。
切断、孔開け、溶接及びトリミングなどを行わせるレー
ザ加工機に関し、より詳細にはプリント板など薄板を加
工対象とする水平関節型ロボットによるレーザ加工機に
関する。
〔従来の技術］
従来のレーザ加工機は門型機械によって代表されるＣＮ
Ｃ制御によるものと、多関節ロボットによるものの２種
に大別される。
Ｃ制御によるものと、多関節ロボットによるものの２種
に大別される。
しかし、凹型機械は位置精度が１０μｍと高くビーム移
動速度も速いが、非常に高価格である。
動速度も速いが、非常に高価格である。
一方、多関節型ロボットは価格的には優れているが位置
精度が約１ｍｍ程度であり且つビーム移動速度が遅いと
言う問題があり、広い普及を見ていない。
精度が約１ｍｍ程度であり且つビーム移動速度が遅いと
言う問題があり、広い普及を見ていない。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ロ
ボットレーザ加工機の低価格と簡便さを維持したまま位
置精度をＮＣレーザ加工機と同しヘルである１０μｍ程
度に向上させ、かつ高速動作を可能とするレーザ加工機
を提供することを目的とする。
ボットレーザ加工機の低価格と簡便さを維持したまま位
置精度をＮＣレーザ加工機と同しヘルである１０μｍ程
度に向上させ、かつ高速動作を可能とするレーザ加工機
を提供することを目的とする。
アームの屈曲に伴って、直線上に伸縮自在に構成された
ことを特徴とするレーザ加工機が、提供される。
ことを特徴とするレーザ加工機が、提供される。
水平関節型ロボットでは、ＤＤモータとデジタルサーボ
等の採用によって高い位置精度と加減速特性が実現され
ている。
等の採用によって高い位置精度と加減速特性が実現され
ている。
また、水平アームの屈曲に対して直線上に伸縮自在に構
成しているので、市販のロボット機構に設備して、ロボ
ットの動きに干渉することなく容易にビーム位置制御を
行うことができる。
成しているので、市販のロボット機構に設備して、ロボ
ットの動きに干渉することなく容易にビーム位置制御を
行うことができる。
本発明では上記課題を解決するために、駆動装置として
水平関節型ロボットとロボット腕外部に設けたレーザビ
ーム導光路の組合せからなるレーザ加工機において、 前記レーザビーム導光路が、前記水平関節型ロボットの
水平アームの上部に設けられ、前記水平〔実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
水平関節型ロボットとロボット腕外部に設けたレーザビ
ーム導光路の組合せからなるレーザ加工機において、 前記レーザビーム導光路が、前記水平関節型ロボットの
水平アームの上部に設けられ、前記水平〔実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図に本発明の原理を示す。本発明に用いるのは水平
関節型ロボットである。■はロボット基幹軸であって台
１５の上に立っている。ロボット基幹軸はθ回転軸にな
っており、かつＺ方向のスライドの軸でもある。２は第
１関節の中心軸でありその先端に第２関節の中心軸４が
結合されている。両関節軸２と４の交点上の法線３がＵ
回転軸である。第２関節軸４の先端には手首軸５があり
ここにαやβなどの回転がある場合と、場合によっては
ない場合もある。第１図ではない場合を示している。
関節型ロボットである。■はロボット基幹軸であって台
１５の上に立っている。ロボット基幹軸はθ回転軸にな
っており、かつＺ方向のスライドの軸でもある。２は第
１関節の中心軸でありその先端に第２関節の中心軸４が
結合されている。両関節軸２と４の交点上の法線３がＵ
回転軸である。第２関節軸４の先端には手首軸５があり
ここにαやβなどの回転がある場合と、場合によっては
ない場合もある。第１図ではない場合を示している。
本発明のロボットではθおよびＵ軸制御にＤＤモータを
Ｚ（およびα、β）軸制御にはＡＣサーボモータをそれ
ぞれ用いておりそのために機構部が単純化され、バック
ラッシュおよびヒステリシスが完全に排除されている。
Ｚ（およびα、β）軸制御にはＡＣサーボモータをそれ
ぞれ用いておりそのために機構部が単純化され、バック
ラッシュおよびヒステリシスが完全に排除されている。
また８０万パルス／回転の高分解能パルスコーダの採用
とあいまって±１０μｍの繰り返し位置精度が実現でき
ている。
とあいまって±１０μｍの繰り返し位置精度が実現でき
ている。
動作速度についてもθおよびＵ軸回転については７２０
度／ｓｅｃ、Ｚ軸については６５０ｍｍ／ｓｅｃと従来
技術ロボットに比較して十分な速さが得られる。この様
なロボットとしては、例えば広く市販されているファナ
ンクロボットＡ−ＭＯＤＥＬ６００等をを使用すること
が出来る（ファナックロボットはファナック株式会社の
登録商標である）。
度／ｓｅｃ、Ｚ軸については６５０ｍｍ／ｓｅｃと従来
技術ロボットに比較して十分な速さが得られる。この様
なロボットとしては、例えば広く市販されているファナ
ンクロボットＡ−ＭＯＤＥＬ６００等をを使用すること
が出来る（ファナックロボットはファナック株式会社の
登録商標である）。
レーザビームはロボット腕の中を通すこともできるが本
発明では腕の外部に設けたＲ方向に伸縮可能な導光路中
を通している。レーザビーム光軸６は０回転軸１と同軸
になるように調整され上から下に導かれる。レーザビー
ム６は全反射鏡９によって水平方向に曲げられビーム７
になるがこれは全反射鏡１０によって再度垂直方向のビ
ーム８に曲げられる。
発明では腕の外部に設けたＲ方向に伸縮可能な導光路中
を通している。レーザビーム光軸６は０回転軸１と同軸
になるように調整され上から下に導かれる。レーザビー
ム６は全反射鏡９によって水平方向に曲げられビーム７
になるがこれは全反射鏡１０によって再度垂直方向のビ
ーム８に曲げられる。
ロボットでは２種の関節２および４の屈曲によって水平
面上の走査がされているがレーザビームはＲ方向に伸縮
する１本のまっすぐな導光路上を伝搬してθ軸と手首軸
近傍のレーザ光軸８を結ふのである。レーザ光線は集光
レンズ１１によって焦点１２に集光され加工体１３上に
照射される。
面上の走査がされているがレーザビームはＲ方向に伸縮
する１本のまっすぐな導光路上を伝搬してθ軸と手首軸
近傍のレーザ光軸８を結ふのである。レーザ光線は集光
レンズ１１によって焦点１２に集光され加工体１３上に
照射される。
曲線１４は切断の軌跡である。
第２図は本発明の一実施例の外観図である。ロボットは
台１５上に設けられたθ軸機構１６．１７と第１関節１
８および第２関ｆｉｆｆ１９からなっている。一方レー
ザ導光路は垂直に設けられた第１導光路２０、水平で伸
縮可能な第２導光路２４、垂直な第３導光路２６ならび
にこれらを接続する接続法２１および２５から成る。
台１５上に設けられたθ軸機構１６．１７と第１関節１
８および第２関ｆｉｆｆ１９からなっている。一方レー
ザ導光路は垂直に設けられた第１導光路２０、水平で伸
縮可能な第２導光路２４、垂直な第３導光路２６ならび
にこれらを接続する接続法２１および２５から成る。
さらに、導光路２４は相互に滑りが可能なようにはめ合
わされた２個の導光路２２および２３からなっている。
わされた２個の導光路２２および２３からなっている。
２７は加工ノズル部であって内部には集光レンズ１１が
設置されている。加工ノズル部２７には補助ガス噴射の
ための装置やハイドセンサーを用いたＺ軸倣い機構が設
置されているのが普通であるがこれらは周知の事項であ
り本発明の主旨ではないのでここでは説明を省略する。
設置されている。加工ノズル部２７には補助ガス噴射の
ための装置やハイドセンサーを用いたＺ軸倣い機構が設
置されているのが普通であるがこれらは周知の事項であ
り本発明の主旨ではないのでここでは説明を省略する。
第３図にレーザビーム導光路の一構成例を示す。
第１導光路２０は固定位置で用いる。一方支持部２日は
第１関節１８上に固定するので第１関節１８とともに回
転することになる。第２導光路２４は導光路２２および
２３からなり両者は直動軸受３３によって相互にすべっ
て伸縮可能になっている。
第１関節１８上に固定するので第１関節１８とともに回
転することになる。第２導光路２４は導光路２２および
２３からなり両者は直動軸受３３によって相互にすべっ
て伸縮可能になっている。
第２導光路の両端には接続法２１および２５が固定され
ている。その内部には全反射鏡９およびｌＯがよくアラ
インメントされた状態で全反射鏡支持機構３４および３
５によって固定位置に設置されておりこの導光路が空間
的に回転する時にも光軸６．７及び８は正しい位置から
ずれないようになっている。、接続法２５にも関節１９
に固定される支持部２９が接続されている。部品２０．
２１．２５．２８及び２９のそれぞれは回転方向が独立
である必要があるがこれは回転機構３０．３１及び３２
によって可能にしである。
ている。その内部には全反射鏡９およびｌＯがよくアラ
インメントされた状態で全反射鏡支持機構３４および３
５によって固定位置に設置されておりこの導光路が空間
的に回転する時にも光軸６．７及び８は正しい位置から
ずれないようになっている。、接続法２５にも関節１９
に固定される支持部２９が接続されている。部品２０．
２１．２５．２８及び２９のそれぞれは回転方向が独立
である必要があるがこれは回転機構３０．３１及び３２
によって可能にしである。
本発明によればロボットとレーザの組合せで軽便で安価
な加工機が構成され、しかも従来大型で高価なＮＣ制御
の門型レーザ加工機でのみ可能であった高速性能と位置
高精度が可能となる。
な加工機が構成され、しかも従来大型で高価なＮＣ制御
の門型レーザ加工機でのみ可能であった高速性能と位置
高精度が可能となる。
第１図は本発明の原理図、
第２図は本発明の一実施例の外観図、
第３図はレーザビーム導光路の一構成例を示す図である
。 ■ ７・ つ、 １０ １１・・ １５− ・ １６、１７ １８−・・・−・ １９−・−・ ロポントθ回転軸 第１関節中心軸 Ｕ回転軸 ・−第２関節中心軸 ・・−手首回転軸 ・入射レーザビーム ・−水平レーザビーム ・通過レーザビーム 全反射鏡 集光レンズ 焦点 加工体 ・−・切断軌跡 ・−一一一一ロボット台 ・・ロボットθ軸機構 ・−・−第１関節 ・第２関節 ２０−−−−・−・・−・−第１導光路２１−・−・−
・−・・・・−接続法 ２２．２３−一−−−・−・−・第２導光路部品２４−
−−一・・−一−−−−−第２導光路２５−・・−−−
−ｍ−・−・接続法 ２６−−−−−・−・・・・−・第３ｍ光路２７−・−
〜−−−−−−−−・−加工ノズル２８．２！９−・−
−一−−−−−−支持部３０〜３２−・−−−−−一一
−−−回転機構３３−一一一−−−−−・−直動軸受 ３４．３５・−一−−−−・−一−−−−・全反射鏡支
持機構特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖
。 ■ ７・ つ、 １０ １１・・ １５− ・ １６、１７ １８−・・・−・ １９−・−・ ロポントθ回転軸 第１関節中心軸 Ｕ回転軸 ・−第２関節中心軸 ・・−手首回転軸 ・入射レーザビーム ・−水平レーザビーム ・通過レーザビーム 全反射鏡 集光レンズ 焦点 加工体 ・−・切断軌跡 ・−一一一一ロボット台 ・・ロボットθ軸機構 ・−・−第１関節 ・第２関節 ２０−−−−・−・・−・−第１導光路２１−・−・−
・−・・・・−接続法 ２２．２３−一−−−・−・−・第２導光路部品２４−
−−一・・−一−−−−−第２導光路２５−・・−−−
−ｍ−・−・接続法 ２６−−−−−・−・・・・−・第３ｍ光路２７−・−
〜−−−−−−−−・−加工ノズル２８．２！９−・−
−一−−−−−−支持部３０〜３２−・−−−−−一一
−−−回転機構３３−一一一−−−−−・−直動軸受 ３４．３５・−一−−−−・−一−−−−・全反射鏡支
持機構特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖
Claims (4)
- （１）駆動装置として水平関節型ロボットとロボット腕
外部にもうけたレーザビーム導光路の組合せからなるレ
ーザ加工機において、 前記レーザビーム導光路が、前記水平関節型ロボットの
水平アームの上部に設けられ、前記水平アームの屈曲に
伴って、直線上に伸縮自在に構成されたことを特徴とす
るレーザ加工機 - （２）前記レーザビーム導光路が前記水平関節型ロボッ
トの垂直方向上部から入り、前記伸縮自在のレーザビー
ム導光路を通り、垂直方向下部に出力されるように構成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のレーザ加工機。 - （３）掲記水平関節型ロボットが、駆動源として少なく
とも１個のＤＤ（ダイレクト・ドライブ）モータを有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ
加工機。 - （４）前記水平関節型ロボットのモータがディジタル制
御されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のレーザ加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63211959A JPH0259193A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | レーザ加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63211959A JPH0259193A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | レーザ加工機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0259193A true JPH0259193A (ja) | 1990-02-28 |
Family
ID=16614537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63211959A Pending JPH0259193A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | レーザ加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0259193A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04220190A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-08-11 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | レーザーロボットの制御方法 |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP63211959A patent/JPH0259193A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04220190A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-08-11 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | レーザーロボットの制御方法 |
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