JPH0373396B2 - - Google Patents

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JPH0373396B2
JPH0373396B2 JP59263289A JP26328984A JPH0373396B2 JP H0373396 B2 JPH0373396 B2 JP H0373396B2 JP 59263289 A JP59263289 A JP 59263289A JP 26328984 A JP26328984 A JP 26328984A JP H0373396 B2 JPH0373396 B2 JP H0373396B2
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JP
Japan
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arm
wrist
final
robot
mirror
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JP59263289A
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English (en)
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JPS61140395A (ja
Inventor
Wataru Iida
Eiichiro Uchida
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
Application filed by Toyoda Koki KK filed Critical Toyoda Koki KK
Priority to JP59263289A priority Critical patent/JPS61140395A/ja
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Publication of JPH0373396B2 publication Critical patent/JPH0373396B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884Devices 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025Means for supplying energy to the end effector
    • B25J19/0029Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
    • B25J19/0037Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements comprising a light beam pathway, e.g. laser
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • B25J19/021Optical sensing devices
    • B25J19/022Optical sensing devices using lasers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロボツトを用いたレーザ加工装置、特
にその光学経路の改良に関する。
〔従来技術〕
従来のロボツトを用いたレーザ加工装置におい
ては、例えば特開昭59−134682号公報に開示され
ている如く、レーザ加工用のエンドエフエクタを
支持して工作物の加工面に沿つて移動させる複数
のアームの外側に沿つてレーザ光を通す光学経路
管が設けられていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕 このような従来品はアーム及び光学経路管より
なる可動部分の寸法が大となるので、工作物の奥
部あるいはタンク等の容器の内部の加工のために
エンドエフエクタを挿入した場合、可動部分特に
光学経路管が工作物と干渉して作業範囲が制限さ
れるという問題があつた。本発明はレーザ光を通
す光学経路をロボツトのアーム内部を通すことに
より上記問題点を解決しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
このために本発明のロボツトを用いたレーザ加
工装置は、添付図面に示す如く、ベース10に支
持された第1アーム12の先端に第2アーム13
の基端部を揺動可能に軸支して同第2アーム13
を第1アーム12に対し制御駆動し、第2アーム
13の先端にリスト部14を揺動可能に軸支して
第2アーム13内部を貫通して設けた連動装置3
0,40を介して同リスト部14を駆動装置1
8,19により制御駆動してなるロボツトにおい
て、リスト部14の少なくとも一部をなし駆動装
置19により制御駆動される最終リスト14bに
レーザ加工用のエンドエフエクタ62を設け、第
2アーム13の基端部附近に導入されたレーザ光
を同第2アーム13内を通して前記リスト部14
内に導き、前記最終リスト14bを回動可能に支
持する枢軸45に同軸に設けた貫通孔45aを通
してエンドエフエクタ62に供給するようにした
ものである。
〔作用〕
第1アーム12の先端に揺動可能に軸支された
第2アーム13は第1アーム12に対し制御駆動
されると同時に、第2アーム13の先端に揺動可
能に軸支された最終リスト14aは第2アーム1
3の内部を貫通して設けた連動装置40を介して
制御駆動されて、最終リスト14bに設けられた
エンドエフエクタ62の先端を工作物の加工箇所
に接近させ、エンドエフエクタ62の角度を変え
ながら工作物の加工面に沿つて移動させる。これ
と同時に第2アーム13の基端部附近に導入され
たレーザ光は第2アーム13、リスト部14、枢
軸45の貫通孔45a及び最終ミラーM6を通つ
てエンドエフエクタ62に供給され、集束されて
工作物に照射され、加工を行なう。
〔発明の効果〕
かかる本発明によれば、第2アーム13は最終
リスト14aを制御駆動する連動装置40と、最
終リスト14aに設けられたエンドエフエクタ6
2に供給されるレーザ光の光学経路とを内蔵する
ので、先端にリスト部14を軸支する可動部分は
第2アーム13のみとなつて全体として細くする
ことができる。従つて、工作物の奥部やタンク等
の容器の内部等を加工する場合にリスト部14を
エンドエフエクタ62と共に工作物の奥部や内部
に挿入してもロボツトの可動部分が工作物と干渉
することが少なくなり、作業範囲を拡大すること
ができる。
〔実施例〕
本実施例の全体を示す第4図によりロボツトの
全体を説明すれば、ベース10には旋回ベース1
1が垂直軸線A1回りに軸支されて第1サーボモ
ータ15により制御駆動され、旋回ベース11の
上端には第1アーム12の基端部が水平軸線A2
回りに揺動可能に軸支されて第2サーボモータ1
6により制御駆動され、第1アーム12の先端に
は第2アーム13の基端部が水平軸線A3回りに
揺動可能に軸支されて第3サーボモータ(作動ロ
ツド17のみを図示する)により制御駆動され、
第2アーム13の先端にはリスト部14が揺動可
能に軸支されている。リスト部14はベンドリス
ト14aとスイベルリスト14bよりなり、ベン
ドリスト14aは第2アーム13の先端に傾斜軸
線A4回りに揺動可能に軸支されて第4サーボモ
ータ(駆動装置)18により制御駆動され、スイ
ベルリスト14bはベンドリスト14aにスイベ
ル軸線A5回りに回動可能に軸支されて第5サー
ボモータ(駆動装置)19により制御駆動されて
いる。最終リストをなすスイベルリスト14bに
はレーザ加工装置のエンドエフエクタ62が設け
られている。
第3図に示す如く、第2アーム13は基端部の
第2アーム本体13aに固定された中空の支持軸
20により第1アーム13の二叉状の先端に軸支
されている。ベンドリスト14aは、第1図に示
す如く、第2アーム13の先端に傾斜軸線A4と
直交して形成された開口に大径の軸受22,23
を介して軸支され、傾斜軸線A4と同軸に形成さ
れた傘歯車34を有している。ベンドリスト14
aは、第1図及び第2図に示す如く、第2アーム
13の内部を貫通して設けられた第1連動装置3
0−すなわち回転軸31、歯車31a,32a、
回転軸32、歯車32b,33a、回転スリーブ
33及び傘歯車33b,34−を介して第4サー
ボモータ18(第4図参照)により制御駆動され
る。またスイベルリスト14bは、第1図に示す
如く、一体に形成された枢軸45を介してスイベ
ル軸線A5と同軸にベンドリスト14aにより軸
支されている。傾斜軸線A4と同軸にベンドリス
ト14aに固定された傾斜軸46には傘歯車44
が軸支され、同傘歯車44は枢軸45の内端に形
成された傘歯車45bと噛合している。スイベル
リスト14bは、第1図及び第2図に示す如く、
第2アーム13内部を貫通して設けられた第2連
動装置40−すなわち回転軸41、歯車41a,
42,42a,43a、中空軸43、傘歯車43
b,44a,44,45b及び枢軸45−を介し
て第5サーボモータ19(第4図参照)により制
御駆動される。中空軸43、傾斜軸46及び枢軸
45は同軸に貫通孔を有し、後述する如くレーザ
光Lの光学経路を形成する。
次にレーザ光の光学経路につき説明すれば、第
4図に示す如く、支持枠25に支持されたレーザ
発振装置51よりのレーザ光は固定管路52を通
してミラーを内蔵する第1光学継手53に送ら
れ、直角に反射されて前記鉛直軸線A1の延長上
にある鉛直軸線B1に沿つて送られ、同じくミラ
ーを内蔵する第2光学継手54により直角に反射
されて前記水平軸線A3と平行な水平軸線B2に
沿つて送られ、次いでミラーを内蔵する第3光学
継手55により直角に反射され、軸動可能な二重
管よりなる伸縮管56を通して第1アーム12の
先端に設けたミラーを内蔵する第4光学継手57
に送られる。第2〜第4光学継手54,55,5
7はそれぞれ鉛直軸線B1及び水平軸線B2,A
3回りに回動自在であり、従つてロボツトの旋回
ベース11が旋回すれば第2光学継手54も鉛直
軸線B1回りに一緒に回動し、第1アーム12が
水平軸線A2回りに揺動すれば、第4図の二点鎖
線に示す如く、第3及び第4光学継手55,57
は水平軸線B2,A3回りに回動すると共に伸縮
管56は伸縮し、これにより上記光学経路管はロ
ボツトの動きに追随してレーザ発振装置51より
のレーザ光を水平軸線A3に沿つて第2アーム1
3内に送り込む。
第3図に示す如く、第4光学継手57は継手本
体57aとミラーM1を角度調節可能に支持する
ミラー支持具57bを有し、継手本体57aは第
1アーム12の先端に水平軸線A3と同軸に固定
された筒体21に軸支されている。継手本体57
aに一端が固定された伸縮管57の小径部57a
より送り込まれたレーザ光Lは筒体21の円周方
向に沿つて設けられた細長い穴21aを通つて継
手本体57a内に入り、ミラーM1により直角に
反射されて水平軸線A3すなわち中空の支持軸2
0の軸線に沿つて第2アーム13内に導入され
る。第2図及び第3図に示す如く、支持軸20は
長手方向中心附近に窓穴20aを有し、先端にミ
ラーM2を有するミラー支持具57が窓穴20a
附近まで挿入され、このミラー支持具57には窓
穴20aの一部を通つて支持軸20より外部に突
出するミラー支持突起58が設けられている。支
持軸20の軸線に沿つて導入されたレーザ光Lは
ミラーM2により直角に反射され窓穴20aを通
つて支持軸20の外に出て、次いでミラー支持突
起58に設けられたミラーM3により直角に反射
されて、前記中空軸43の貫通孔43c内に同軸
に送り込まれる。
第2アーム13の先端の前記傾斜軸46は中空
で、中空軸43の軸線と対向する側面には窓穴4
6aが設けられ、同傾斜軸46にはミラーM4を
窓穴46aと対向する位置に支持するミラー支持
具59が設けられている。また、ベンドリスト1
4aにはミラーM5を傾斜軸線A4上に支持する
ミラー支持具60が設けられ、スイベルリスト1
4bには最終ミラーM6をスイベル軸線A5上に
支持するミラー支持具61が設けられている。中
空軸43の貫通孔43cを通り抜けたレーザ光L
は窓穴46aを通りミラーM4により反射されて
傾斜軸線A4に沿つて進み、次いでミラーM5に
より反射されてスイベルリスト14bの枢軸45
に設けられた貫通孔45a内に同軸に送り込まれ
る。貫通孔45aを通り抜けたレーザ光Lは最終
ミラーM6により反射されてエンドエフエクタ6
2に供給され、内蔵されたレンズ等(図示せず)
により集束されて工作物を加工する集束されたレ
ーザ光となる。前述の如く第4光学継手57より
第2アーム13内に導入されたレーザ光Lはロボ
ツトの関節部においては必ず関節の軸線A3,A
4,A5に沿つて進むのでロボツトの作動状態に
拘わらず常にエンドエフエクタ62に供給され
る。
上述の実施例においてはロボツトの旋回ベース
11、第1及び第2アーム12,13及びリスト
部14a,14bはそれぞれの軸線A1〜A5の
回りにそれぞれのサーボモータにより制御駆動さ
れて、最終リストであるベンドリスト14bに設
けられたエンドエフエクタ62の角度を変えなが
ら工作物の加工面に沿つて移動させる。レーザ発
振装置51よりのレーザ光は固定管路52、第1
〜第3光学継手53,54,55、伸縮管56及
び第4光学継手57よりなるフレキシブルな光学
経路管により導かれ、ロボツトの動きに追随して
水平軸線A3に沿つて第2アーム13内に導入さ
れ、更にロボツトの姿勢如荷に拘わらず、第2ア
ーム13内に設けられた中空軸43の貫通孔43
cを通つてベンドリスト14a内に入り、スイベ
ルリスト14bを支持する枢軸45の貫通孔45
a及び最終ミラーM6を通つてエンドエフエクタ
62に供給され、集束されて工作物に照射され、
加工を行なう。
実施例に示される如く、第2アーム13の水平
軸線A3より先の部分においては、ベンドリスト
14a及びスイベルリスト14bよりなるリスト
部14を作動させる第1、第2連動装置30,4
0も、レーザ光をエンドエフエクタ62に導く光
学経路も共に第2アーム13及びリスト部14に
内蔵されているので、リスト部14を含む第2ア
ーム13の先端部が全体として小型になり、タン
クの内部等の狭い場所にエンドエフエクタ62を
リスト部14と共に挿入して加工することが可能
となり、作業範囲を拡大することができる。
なお、レーザ光の第2アーム13の基端部への
導入は上記実施例の構造に限らず、第1アーム1
2を通して導入してもよいし、あるいは第2アー
ム13の基端部に取り付けた小型のレーザ発振器
よりレーザ光を直接第2アーム13内に導入して
もよい。
また、上記実施例においては、スイベルリスト
14aを制御駆動する第2連動装置40の中空軸
43の貫通孔43cを通してレーザ光を導いた
が、この構造によればレーザ光を通すために別個
の空間を第2アーム13内に必要としないので第
2アーム13を一層小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は本発明によるロボツトを用い
たレーザ加工装置の一実施例を示し、第1図及び
第2図はそれぞれ第2アームの先端部及び基端部
の長手方向断面図、第3図は第2図の−断面
図、第4図は全体の側面図である。 符号の説明、10……ベース、12……第1ア
ーム、13……第2アーム、14……リスト部、
14b……最終リスト(スイベルリスト)、18,
19……駆動装置(第4サーボモータ、第5サー
ボモータ)、40……連動装置(第2連動装置)、
45……枢軸、45a……貫通孔、62……エン
ドエフエクタ、M6……最終ミラー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ベースに支持された第1アームの先端に第2
    アームの基端部を揺動可能に軸支して同第2アー
    ムを第1アームに対し制御駆動し、前記第2アー
    ムの先端にリスト部を揺動可能に軸支して第2ア
    ーム内部を貫通して設けた連動装置を介して同リ
    スト部を駆動装置により制御駆動してなるロボツ
    トにおいて、前記リスト部の少なくとも一部をな
    し前記駆動装置により制御駆動される最終リスト
    にレーザ加工用のエンドエフエクタを設け、前記
    第2アームの基端部附近に導入されたレーザ光を
    同第2アーム内を通して前記リスト部内に導き、
    前記最終リストを回動可能に支持する枢軸に同軸
    に設けた貫通孔を通して前記エンドエフエクタに
    供給してなるロボツトを用いたレーザ加工装置。
JP59263289A 1984-12-13 1984-12-13 ロボツトを用いたレ−ザ加工装置 Granted JPS61140395A (ja)

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JP59263289A JPS61140395A (ja) 1984-12-13 1984-12-13 ロボツトを用いたレ−ザ加工装置

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Publication Number Publication Date
JPS61140395A JPS61140395A (ja) 1986-06-27
JPH0373396B2 true JPH0373396B2 (ja) 1991-11-21

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