JPH058075A - Laser processing robot - Google Patents

Laser processing robot

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Publication number
JPH058075A
JPH058075A JP3158245A JP15824591A JPH058075A JP H058075 A JPH058075 A JP H058075A JP 3158245 A JP3158245 A JP 3158245A JP 15824591 A JP15824591 A JP 15824591A JP H058075 A JPH058075 A JP H058075A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
laser
laser processing
robot
processing robot
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
Application number
JP3158245A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Sankochi
寿雄 三行地
Susumu Ito
進 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP3158245A priority Critical patent/JPH058075A/en
Publication of JPH058075A publication Critical patent/JPH058075A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットのアーム部の損傷を軽減すること
で、加工精度の安定した、長寿命のレーザ加工ロボット
を提供することにある。 【構成】 レーザ加工ロボットにおいて、アーム18の
少なくとも外表面を、セラミクス材料などの高融点材料
21で形成することにより、レーザ光の誤照射や、溶融
金属の付着によって生じる、アーム外表面の溶融や変形
等の損傷を軽減することができる。
(57) [Abstract] [Purpose] It is intended to provide a long-life laser processing robot with stable processing accuracy by reducing damage to the arm portion of the robot. In the laser processing robot, at least the outer surface of the arm 18 is formed of a high melting point material 21 such as a ceramic material, so that the outer surface of the arm is melted or erroneously irradiated by laser light or the molten metal adheres. It is possible to reduce damage such as deformation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はレーザ発振器から伝送さ
れたYAGレーザ等のレーザ光をアームの先端に導い
て、被加工物の切断あるいは溶接等のレーザ加工を行な
うレーザ加工ロボットに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing robot for guiding a laser beam such as a YAG laser transmitted from a laser oscillator to the tip of an arm to perform laser processing such as cutting or welding of a workpiece. ..

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、レーザ光を切断あるいは溶接等に
応用したレーザ加工ロボットが実用化されるに至ってい
る。この種のレーザ加工ロボットは、一般に以下のよう
に構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a laser processing robot applied to cutting or welding laser light has been put into practical use. This type of laser processing robot is generally configured as follows.

【0003】即ち、図5に示すように、アーム1はベー
ス2に支持されると共に、その先端部に加工ヘッド3を
有している。アーム1の内部には光ファイバ4が配置さ
れており、加工ヘッド3の内部には集光レンズ5が配置
されている。前記光ファイバ4の入射口6に対向してレ
ーザ発振器7が配置されており、また光ファイバ4の出
射口8は前記集光レンズ5に対向している。
That is, as shown in FIG. 5, the arm 1 is supported by a base 2 and has a processing head 3 at its tip. An optical fiber 4 is arranged inside the arm 1, and a condenser lens 5 is arranged inside the processing head 3. A laser oscillator 7 is arranged facing the entrance 6 of the optical fiber 4, and the exit 8 of the optical fiber 4 faces the condenser lens 5.

【0004】レーザ発振器7は、ここではYAGレーザ
発振器であり、ここから出力されるレーザ光9の波長は
1.06μm(マイクロ・メートル)である。
The laser oscillator 7 is a YAG laser oscillator here, and the wavelength of the laser beam 9 output from the laser oscillator 7 is 1.06 μm (micrometer).

【0005】アーム1は関節機構10を有しており、こ
の関節機構10は駆動モータ11によって駆動される。
なお駆動モータ11は、制御線12を介してNC制御装
置13によって制御されるものである。
The arm 1 has a joint mechanism 10, and the joint mechanism 10 is driven by a drive motor 11.
The drive motor 11 is controlled by the NC control device 13 via the control line 12.

【0006】また、アーム1は一般に鉄鋼板やアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金で形成されており、その一
部分である関節機構10も同様である。
The arm 1 is generally formed of a steel plate, aluminum or an aluminum alloy, and the joint mechanism 10 which is a part thereof is also the same.

【0007】以上のように構成されたレーザ加工ロボッ
トにおいて、その作用を以下に説明する。
The operation of the laser processing robot configured as described above will be described below.

【0008】レーザ発振器7から出力されたレーザ光9
は、光ファイバ4の入射口6から光ファイバ4内に入射
する。レーザ光9は光ファイバ4内を伝送した後、光フ
ァイバ4の出射口8から出射する。
Laser beam 9 output from laser oscillator 7
Enters the optical fiber 4 through the entrance 6 of the optical fiber 4. The laser beam 9 is transmitted through the optical fiber 4 and then emitted from the emission port 8 of the optical fiber 4.

【0009】光ファイバ4から出射したレーザ光9は、
加工ヘッド3に到達し、集光レンズ5に入射する。レー
ザ光9は、この集光レンズ5によって集光され、加工テ
ーブル14上に配置された被加工物15上に照射され、
切断あるいは溶接等の所定のレーザ加工を行なうもので
ある。
The laser light 9 emitted from the optical fiber 4 is
It reaches the processing head 3 and enters the condenser lens 5. The laser light 9 is condensed by the condenser lens 5 and is irradiated onto the workpiece 15 arranged on the machining table 14,
The predetermined laser processing such as cutting or welding is performed.

【0010】上記のような構成のレーザ加工ロボットに
おいては、アーム1の動作条件をNC制御装置13によ
って予め設定しておく。これにより、レーザ光9を被加
工物15上へ照射しつつ、アーム1が所定の屈曲運動を
行なうことができるため、被加工物15の3次元加工が
容易に可能である。
In the laser processing robot having the above structure, the operating conditions of the arm 1 are set in advance by the NC controller 13. Thereby, the arm 1 can perform a predetermined bending motion while irradiating the workpiece 15 with the laser beam 9, and thus the three-dimensional processing of the workpiece 15 can be easily performed.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示すように、アーム動作の誤設定や誤動作によってアー
ム外表面に対して誤ってレーザ光が照射された場合、ア
ーム外表面の溶融や変形などの問題が発生する。また、
図7に示すように加工部16から飛散した溶融金属17
の付着によっても、この溶融金属17が1300℃以上
の温度であるため、アーム外表面の溶融や変形などが無
視できない。
However, as shown in FIG. 6, when the arm outer surface is erroneously irradiated with laser light due to an erroneous setting of the arm operation or an erroneous operation, the outer surface of the arm is melted or deformed. Problem occurs. Also,
As shown in FIG. 7, the molten metal 17 scattered from the processed portion 16
Since the molten metal 17 has a temperature of 1300 ° C. or higher even when adhered to, the melting and deformation of the outer surface of the arm cannot be ignored.

【0012】特に、アーム1の一部分である関節機構1
0において溶融や変形が生じた場合、アームの動作に悪
影響を及ぼし、加工精度の低下や、加工ロボットの寿命
の低下などの問題点がある。
In particular, the joint mechanism 1 which is a part of the arm 1.
If melting or deformation occurs at 0, the operation of the arm is adversely affected, and there are problems such as a reduction in machining accuracy and a reduction in the life of the machining robot.

【0013】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、ロボットのアーム部の損傷を軽
減することで、加工精度の安定した、長寿命のレーザ加
工ロボットを得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to obtain a laser machining robot with stable machining accuracy and a long life by reducing damage to the arm portion of the robot. To aim.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のレーザ加工ロボットにおいては、少なくとも
1個以上の関節機構を有するアームの少なくとも外表面
を高融点材料で形成している。
To achieve this object, in the laser processing robot of the present invention, at least the outer surface of the arm having at least one joint mechanism is made of a high melting point material.

【0015】[0015]

【作用】上記の構成を有する本発明のレーザ加工ロボッ
トは、アームの少なくとも外表面を高融点材料で形成し
ているので、アーム動作の誤設定や誤動作によるレーザ
光の照射や、加工部から飛散した溶融金属の付着によっ
て生じる、アーム外表面の溶融や変形等の損傷を軽減す
ることができる。
In the laser processing robot of the present invention having the above-mentioned structure, at least the outer surface of the arm is made of a high melting point material. It is possible to reduce damage such as melting or deformation of the outer surface of the arm caused by the adhered molten metal.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。なお、その説明中、従来のものと同
一のものには同一符号を付して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description, the same parts as those of the conventional one will be designated by the same reference numerals.

【0017】最初に図1を参照して、本実施例のレーザ
加工ロボットの概略を説明する。
First, referring to FIG. 1, an outline of the laser processing robot of this embodiment will be described.

【0018】即ち、アーム18はベース2に支持される
と共に、その先端部に加工ヘッド3を有している。アー
ム18の内部には光ファイバ4が配置されており、加工
ヘッド3の内部には集光レンズ5が配置されている。
That is, the arm 18 is supported by the base 2 and has the processing head 3 at its tip. An optical fiber 4 is arranged inside the arm 18, and a condenser lens 5 is arranged inside the processing head 3.

【0019】アーム18は関節機構19を有しており、
この関節機構19は駆動モータ11によって駆動され
る。なお駆動モータ11は、制御線12を介してNC制
御装置13によって制御されるものである。
The arm 18 has a joint mechanism 19,
The joint mechanism 19 is driven by the drive motor 11. The drive motor 11 is controlled by the NC control device 13 via the control line 12.

【0020】特にアーム18は、図2に示すように本体
が鉄鋼板20で形成されており、外表面は高融点材料2
1によって形成されている。また、アーム18の一部分
である関節機構19についても、アーム18と同様にそ
の外表面が高融点材料21によって形成されている。こ
こでの高融点材料21は炭化けい素であり、溶射によっ
て形成されている。この炭化けい素は、融点がおよそ2
400℃であり、一般の鉄鋼材料の融点をおよそ100
0℃程度も上回る高い融点を有する。
In particular, the arm 18 has a main body formed of a steel plate 20 as shown in FIG.
It is formed by 1. The outer surface of the joint mechanism 19, which is a part of the arm 18, is formed of the high melting point material 21 as in the case of the arm 18. The high melting point material 21 here is silicon carbide and is formed by thermal spraying. This silicon carbide has a melting point of about 2
400 ℃, the melting point of general steel materials is about 100
It has a high melting point of over 0 ° C.

【0021】以上のように構成されたレーザ加工ロボッ
トにおいて、その作用を以下に説明する。
The operation of the laser processing robot configured as described above will be described below.

【0022】レーザ発振器7から出力されたレーザ光9
は、光ファイバ4の入射口6から光ファイバ4内に入射
する。レーザ光9は光ファイバ4内を伝送した後、光フ
ァイバ4の出射口8から出射する。
Laser light 9 output from the laser oscillator 7
Enters the optical fiber 4 through the entrance 6 of the optical fiber 4. The laser beam 9 is transmitted through the optical fiber 4 and then emitted from the emission port 8 of the optical fiber 4.

【0023】光ファイバ4から出射したレーザ光9は、
加工ヘッド3に到達し、集光レンズ5に入射する。レー
ザ光9は、この集光レンズ5によって集光され、加工テ
ーブル14上に配置された被加工物15上に照射され、
切断あるいは溶接等の所定のレーザ加工を行なうもので
ある。
The laser light 9 emitted from the optical fiber 4 is
It reaches the processing head 3 and enters the condenser lens 5. The laser light 9 is condensed by the condenser lens 5 and is irradiated onto the workpiece 15 arranged on the machining table 14,
The predetermined laser processing such as cutting or welding is performed.

【0024】上記のような構成のレーザ加工ロボットに
おいては、アーム18の動作条件をNC制御装置13に
よって予め設定しておく。これにより、レーザ光9を被
加工物15上へ照射しつつ、アーム18が所定の屈曲運
動を行なうことができるため、被加工物15の3次元加
工が容易に可能である。
In the laser processing robot having the above structure, the operating condition of the arm 18 is set in advance by the NC controller 13. Accordingly, the arm 18 can perform a predetermined bending motion while irradiating the workpiece 15 with the laser beam 9, and thus the three-dimensional processing of the workpiece 15 can be easily performed.

【0025】以上のように、アーム18の外表面が高融
点材料21で形成されているため、図3に示したよう
に、レーザ光9が誤ってアーム18に照射され、アーム
18の外表面の温度が高温に達しても、アーム18の溶
融や変形などの発生は従来のアーム1に比べて著しく軽
減される。
As described above, since the outer surface of the arm 18 is formed of the high melting point material 21, the laser beam 9 is erroneously irradiated on the arm 18 as shown in FIG. Even when the temperature reaches a high temperature, the occurrence of melting or deformation of the arm 18 is significantly reduced as compared with the conventional arm 1.

【0026】また、図4に示すように、レーザ加工中に
は該被加工物15の加工部16から、1300℃以上の
温度を有する溶融金属17が飛散する。しかし、該溶融
金属17がアーム18に付着しても、アーム18の溶融
などの損傷の発生は、従来のアーム1に比べて著しく軽
減される。
Further, as shown in FIG. 4, the molten metal 17 having a temperature of 1300 ° C. or higher is scattered from the processed portion 16 of the workpiece 15 during the laser processing. However, even if the molten metal 17 adheres to the arm 18, the occurrence of damage such as melting of the arm 18 is significantly reduced as compared with the conventional arm 1.

【0027】本発明は、以上詳述した実施例に限定され
ることなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々の
変更を加えることができる。
The present invention is not limited to the embodiments described in detail above, and various changes can be made without departing from the spirit of the invention.

【0028】例えば、レーザ発振器においては、CO2
レーザなどYAGレーザ以外のレーザ発振器も用いるこ
とができる。アーム先端へのレーザ光の伝送機構は、光
ファイバ以外にも反射鏡の組合せによって伝送すること
が可能である。
For example, in a laser oscillator, CO 2
A laser oscillator other than the YAG laser such as a laser can also be used. The laser light transmission mechanism to the arm tip can be transmitted by a combination of reflecting mirrors other than the optical fiber.

【0029】アームの本体に使用する材料としては、鉄
鋼板以外にもアルミニウムやアルミニウム合金を用いる
ことができる。材料の選定にあたっては、その機械的性
質やコストなどを参考に決定すればよい。
As the material used for the body of the arm, aluminum or aluminum alloy can be used other than the steel plate. When selecting a material, it may be determined with reference to its mechanical properties and cost.

【0030】アーム外表面に使用する高融点材料として
は、一般の鉄鋼材料よりも高い融点を有していればよ
く、タングステンなどの金属材料の他、窒化けい素など
のセラミクス材料が考えられる。材料の選定にあたって
は、その機械的性質やコストなどを参考に決定すればよ
い。
As the high melting point material used for the outer surface of the arm, a material having a higher melting point than general steel materials may be used, and metal materials such as tungsten and ceramic materials such as silicon nitride are conceivable. When selecting a material, it may be determined with reference to its mechanical properties and cost.

【0031】アーム外表面へ高融点材料を接合する手段
としては、溶射の他、板状の高融点材料をネジ止めなど
機械的に接合したり、接着剤によって接着することも可
能である。接合方法の選定にあたっては、その接合強度
やコストなどを参考に決定すればよい。
As means for joining the high melting point material to the outer surface of the arm, in addition to thermal spraying, a plate-like high melting point material may be mechanically joined such as by screwing or may be adhered by an adhesive. When selecting the joining method, it may be determined with reference to the joining strength and cost.

【0032】また、アーム外表面のみでなく、アーム構
成部材の一部または全体を高融点材料で形成することも
可能である。
Further, it is possible to form not only the outer surface of the arm but also a part or the whole of the arm constituent member with a high melting point material.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のレーザ加工ロボットによれば、アーム動作の誤設
定や誤動作によるレーザ光の照射や、加工部から飛散し
た溶融金属の付着によって生じる、アーム外表面の溶融
や変形等の損傷を軽減することができる。これにより、
加工精度の安定した、長寿命のレーザ加工ロボットを得
ることができるという、産業上著しい効果を奏する。
As is apparent from the above description, according to the laser processing robot of the present invention, it is caused by erroneous setting of arm operation, irradiation of laser light due to erroneous operation, and adhesion of molten metal scattered from the processing portion. It is possible to reduce damage such as melting and deformation of the outer surface of the arm. This allows
The industrially significant effect of being able to obtain a long-life laser processing robot with stable processing accuracy is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のレーザ加工ロボットの概略を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a laser processing robot of the present invention.

【図2】アーム部の詳細を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing details of an arm portion.

【図3】レーザ光の誤照射状態を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing an erroneous irradiation state of laser light.

【図4】溶融金属の飛散及び付着状態を示した図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a scattered and adhered state of molten metal.

【図5】従来のレーザ加工ロボットの一例を示す概略図
である。
FIG. 5 is a schematic view showing an example of a conventional laser processing robot.

【図6】従来例におけるレーザ光の誤照射状態を示した
図である。
FIG. 6 is a diagram showing an erroneous irradiation state of laser light in a conventional example.

【図7】従来例における溶融金属の飛散及び付着状態を
示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which a molten metal is scattered and attached in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 加工ヘッド 4 光ファイバ 7 レーザ発振器 9 レーザ光 15 被加工物 18 アーム 19 関節機構 20 鉄鋼板 21 高融点材料 3 Processing Head 4 Optical Fiber 7 Laser Oscillator 9 Laser Light 15 Workpiece 18 Arm 19 Joint Mechanism 20 Steel Plate 21 High Melting Point Material

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 レーザ発振器から伝送されたレーザ光を
少なくとも1個以上の関節機構を有するアームの先端に
導いて被加工物を加工するレーザ加工ロボットにおい
て、前記アームの少なくとも外表面を高融点材料で形成
したことを特徴とするレーザ加工ロボット。
Claim: What is claimed is: 1. A laser processing robot that guides laser light transmitted from a laser oscillator to a tip of an arm having at least one joint mechanism to process a workpiece. A laser processing robot whose outer surface is made of a high melting point material.
JP3158245A 1991-06-28 1991-06-28 Laser processing robot Pending JPH058075A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3158245A JPH058075A (en) 1991-06-28 1991-06-28 Laser processing robot

Applications Claiming Priority (1)

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JP3158245A JPH058075A (en) 1991-06-28 1991-06-28 Laser processing robot

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ID=15667429

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5657877A (en) * 1995-04-04 1997-08-19 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Rotary classifier for a roller mill
CN104175008A (en) * 2014-08-19 2014-12-03 深圳雷柏科技股份有限公司 Laser method and laser equipment adopting robot
KR102667002B1 (en) * 2024-01-17 2024-05-20 주식회사 메즈파 Multi-joint laser welding system

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