JPH09248687A - レーザ加工ロボット - Google Patents
レーザ加工ロボットInfo
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- JPH09248687A JPH09248687A JP8059298A JP5929896A JPH09248687A JP H09248687 A JPH09248687 A JP H09248687A JP 8059298 A JP8059298 A JP 8059298A JP 5929896 A JP5929896 A JP 5929896A JP H09248687 A JPH09248687 A JP H09248687A
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
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- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 例えばＹＡＧレーザ溶接ロボットＲにおい
て、溶接加工中、熱ひずみにより、ロボットＲへの教示
プログラム通りでは加工不良品を生ずる可能性を防止す
る手段を提供する。 【解決手段】 このためレーザ加工ヘッド２のレーザビ
ームノズル１の進行方向中にワークＷの溶接ひずみを計
測するためのひずみ計測センシングユニット３を配設
し、半導体レーザ光源７により、ひずみをＣＣＤカメラ
６により検知し、その受像データを演算コントローラ４
により位置データを算出し、ロボットコントローラ５に
送信して、教示プログラムを補正するよう構成した。
て、溶接加工中、熱ひずみにより、ロボットＲへの教示
プログラム通りでは加工不良品を生ずる可能性を防止す
る手段を提供する。 【解決手段】 このためレーザ加工ヘッド２のレーザビ
ームノズル１の進行方向中にワークＷの溶接ひずみを計
測するためのひずみ計測センシングユニット３を配設
し、半導体レーザ光源７により、ひずみをＣＣＤカメラ
６により検知し、その受像データを演算コントローラ４
により位置データを算出し、ロボットコントローラ５に
送信して、教示プログラムを補正するよう構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームの照
射によりワークの加工を自動的に行うレーザ加工ロボッ
トに関するものである。
射によりワークの加工を自動的に行うレーザ加工ロボッ
トに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばＹＡＧレーザビームを集光
することにより得られた高いエネルギーを被加工物（ワ
ーク）上に集中して溶接，溶断，穿孔等の加工を自動的
に連続して行うレーザ加工ロボットが近年使用されてい
る。
することにより得られた高いエネルギーを被加工物（ワ
ーク）上に集中して溶接，溶断，穿孔等の加工を自動的
に連続して行うレーザ加工ロボットが近年使用されてい
る。
【０００３】この種のレーザ溶接ロボットにおいて、例
えば図４に一例を示すような板金ワークＷ1 ，Ｗ2 を各
（教示）点ＰのＰa ，Ｐb 間の溶接を自動的に行う場合
のロボットの動作シーケンスプログラムは、予め、所定
のプログラムにより、ロボットコントローラに教示（テ
ィーチング）されていて、その入力に従って自動的に溶
接が行われるよう構成されている。
えば図４に一例を示すような板金ワークＷ1 ，Ｗ2 を各
（教示）点ＰのＰa ，Ｐb 間の溶接を自動的に行う場合
のロボットの動作シーケンスプログラムは、予め、所定
のプログラムにより、ロボットコントローラに教示（テ
ィーチング）されていて、その入力に従って自動的に溶
接が行われるよう構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】実際の加工開始には、
ロボットはロボットコントローラに入力された前記教示
プログラムに従って忠実に連続的な加工が行われるが、
しかしながら実際の加工においては、加工工程の進行と
共に、発熱により例えば図５（ａ），（ｂ）にそれぞれ
誇張して示すように、ワークの熱変形（ひずみ）を生
じ、レーザ加工ヘッドのレーザビームノズル部１とワー
クＷ上表面間の正規のノズルギャップ（高さ）ｈが教示
点（ティーチングポイント）Ｐb で、ｈ′に変化する。
ロボットはロボットコントローラに入力された前記教示
プログラムに従って忠実に連続的な加工が行われるが、
しかしながら実際の加工においては、加工工程の進行と
共に、発熱により例えば図５（ａ），（ｂ）にそれぞれ
誇張して示すように、ワークの熱変形（ひずみ）を生
じ、レーザ加工ヘッドのレーザビームノズル部１とワー
クＷ上表面間の正規のノズルギャップ（高さ）ｈが教示
点（ティーチングポイント）Ｐb で、ｈ′に変化する。
【０００５】周知のように、この種の加工用レーザビー
ムは、通常光線と比較すると位相が揃っており、極めて
集光性が高いため、レーザビームノズル１により集光さ
れたレーザビームの径を最小とする焦点距離であるギャ
ップｇの許容範囲は極めて狭く、前記ギャップの変化に
より溶接性能に大きな影響を及ぼし、加工不良を生ずる
可能性がある。
ムは、通常光線と比較すると位相が揃っており、極めて
集光性が高いため、レーザビームノズル１により集光さ
れたレーザビームの径を最小とする焦点距離であるギャ
ップｇの許容範囲は極めて狭く、前記ギャップの変化に
より溶接性能に大きな影響を及ぼし、加工不良を生ずる
可能性がある。
【０００６】これらの問題点を解消するために、従来
は、事前に数回の試し溶接等を行って教示位置を修正す
ることも行われるが、このためティーチングに要する時
間は長くなり、また試し溶接用のワークの無駄をも伴う
難点があった。
は、事前に数回の試し溶接等を行って教示位置を修正す
ることも行われるが、このためティーチングに要する時
間は長くなり、また試し溶接用のワークの無駄をも伴う
難点があった。
【０００７】本発明は、以上のような局面にかんがみて
なされたもので、レーザ加工ヘッド部にこれらの加工ひ
ずみを検知するための計測センサ手段を設け、その出力
により、リアルタイムにロボットコントローラにフィー
ドバックして最初に入力された教示プログラムの修正を
行うことにより、加工不良の発生を防止すると共に、初
期のティーチングプログラムの所要時間の短縮を可能に
する手段の提供を目的としている。
なされたもので、レーザ加工ヘッド部にこれらの加工ひ
ずみを検知するための計測センサ手段を設け、その出力
により、リアルタイムにロボットコントローラにフィー
ドバックして最初に入力された教示プログラムの修正を
行うことにより、加工不良の発生を防止すると共に、初
期のティーチングプログラムの所要時間の短縮を可能に
する手段の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、レーザビームによりワークの加工を行うレーザ加
工ロボットにおいて、レーザ加工ヘッドの進行方向側
に、ワークの熱変形を検知するための検知手段を設け、
その出力の３次元方向変位量により、ロボット制御手段
のロボット制御プログラムを、リアルタイムに補正する
ための演算制御手段を備えるよう構成することにより、
前記目的を達成しようとするものである。
ては、レーザビームによりワークの加工を行うレーザ加
工ロボットにおいて、レーザ加工ヘッドの進行方向側
に、ワークの熱変形を検知するための検知手段を設け、
その出力の３次元方向変位量により、ロボット制御手段
のロボット制御プログラムを、リアルタイムに補正する
ための演算制御手段を備えるよう構成することにより、
前記目的を達成しようとするものである。
【０００９】
【作用】以上のような本発明構成により、加工の進行中
に生じたワークの熱ひずみ量が検知され、その計測デー
タにより、ロボットの初期入力された教示プログラムが
リアルタイムに補正されるため、加工不良の発生が防止
され、また初期の試し加工や初期のロボットプログラム
の教示時間等が軽減される。さらにまた、本発明の実施
により、加工後の製品の歪み状態等の検査が機械上で実
施できる。
に生じたワークの熱ひずみ量が検知され、その計測デー
タにより、ロボットの初期入力された教示プログラムが
リアルタイムに補正されるため、加工不良の発生が防止
され、また初期の試し加工や初期のロボットプログラム
の教示時間等が軽減される。さらにまた、本発明の実施
により、加工後の製品の歪み状態等の検査が機械上で実
施できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
一実施例に基づいて詳細に説明する。
一実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
【実施例】図１に、本発明に係る一実施例のレーザ溶接
ロボットの概要構成図、図２にその計測センシングユニ
ットの内部構成一例図、図３にその計測センシング要領
図を示す。
ロボットの概要構成図、図２にその計測センシングユニ
ットの内部構成一例図、図３にその計測センシング要領
図を示す。
【００１２】（構成）本実施例は、ＹＡＧレーザ溶接ロ
ボットＲに関するもので、ロボットとＲのマニピュレー
タ先端部に装着されてレーザビームノズル１を有するレ
ーザ加工ヘッド２の加工用進行方向側に隣接して、半導
体レーザによる計測センシングユニット３を設けたこと
を特徴としている。
ボットＲに関するもので、ロボットとＲのマニピュレー
タ先端部に装着されてレーザビームノズル１を有するレ
ーザ加工ヘッド２の加工用進行方向側に隣接して、半導
体レーザによる計測センシングユニット３を設けたこと
を特徴としている。
【００１３】図２は、計測センシングユニット３の内部
構成の一例を示す図で、６はＣＣＤカメラ、７は計測用
の半導体レーザ光源である。この光源からの半導体レー
ザビームは、反射ミラー、スキャン操作可能のオペレー
ティングミラー８等を通過して、計測対象ワークＷの例
えばギャップｇ等に達し、再び反射されて、反射ミラー
及び前記オペレーティングミラー８、レンズ等を通過し
て、ＣＣＤカメラ６に到り、受像装置９に受像される。
構成の一例を示す図で、６はＣＣＤカメラ、７は計測用
の半導体レーザ光源である。この光源からの半導体レー
ザビームは、反射ミラー、スキャン操作可能のオペレー
ティングミラー８等を通過して、計測対象ワークＷの例
えばギャップｇ等に達し、再び反射されて、反射ミラー
及び前記オペレーティングミラー８、レンズ等を通過し
て、ＣＣＤカメラ６に到り、受像装置９に受像される。
【００１４】（作用）以上の例えばワークＷ1 ，Ｗ2 間
のギャップｇの計測は、図３の要部正面図及び側面図
（ａ）に示すように、ノズル１の進行方向の、ギャップ
ｇラインを中心とする所定幅のスキャンによってライン
センシングが行われる。
のギャップｇの計測は、図３の要部正面図及び側面図
（ａ）に示すように、ノズル１の進行方向の、ギャップ
ｇラインを中心とする所定幅のスキャンによってライン
センシングが行われる。
【００１５】受像装置９に得られたＣＣＤカメラ６によ
り所要の画像データは、図１において、信号ライン１０
を介して演算コントローラ４により位置データを演算
し、ロボットコントローラ５に、その位置データに基づ
く補正データを信号ライン１１を介して送信し、ロボッ
トＲは、この補正されたデータに基づくプロクラムによ
り、溶接加工を継続する。
り所要の画像データは、図１において、信号ライン１０
を介して演算コントローラ４により位置データを演算
し、ロボットコントローラ５に、その位置データに基づ
く補正データを信号ライン１１を介して送信し、ロボッ
トＲは、この補正されたデータに基づくプロクラムによ
り、溶接加工を継続する。
【００１６】すなわち、演算コントローラ４に予め、基
準データを入力しておけば、前記計測データに基づい
て、ロボットＲの所定の加工条件やノズル１の移動速度
等を補正することができる。
準データを入力しておけば、前記計測データに基づい
て、ロボットＲの所定の加工条件やノズル１の移動速度
等を補正することができる。
【００１７】前記計測センシング時のラインセンシング
のスキャン幅は、図２におけるオペレーティングミラー
８の操作により、任意に選定でき、また同時に高さ等の
測定が必要な場合も、公知の現行技術により容易に対応
し得る。
のスキャン幅は、図２におけるオペレーティングミラー
８の操作により、任意に選定でき、また同時に高さ等の
測定が必要な場合も、公知の現行技術により容易に対応
し得る。
【００１８】（他の実施例）なお、上記の実施例は、Ｙ
ＡＧレーザ溶接ロボットのワークギャップの変化を半導
体レーザ光線を用いてラインセンシングを行う事例につ
いて説明したが、本発明原理はこれのみに限定されるも
のでなく、他の加工，変形の実施態様にも適用し得るこ
とはもちろんである。
ＡＧレーザ溶接ロボットのワークギャップの変化を半導
体レーザ光線を用いてラインセンシングを行う事例につ
いて説明したが、本発明原理はこれのみに限定されるも
のでなく、他の加工，変形の実施態様にも適用し得るこ
とはもちろんである。
【００１９】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれば
レーザ加工ヘッドの進行方向側に、ワークの加工ひずみ
を検知するための計測センサ手段を設け、その出力に応
じてロボットの加工動作プログラムをリアルタイムに修
正するよう構成したため、その加工ひずみに起因する加
工不良の発生が防止され、また初期の試し加工等が簡単
となり、また、初期のロボットプログラムの表示時間等
を節約することができる。簡素なティーチングでもプロ
グラムが補正される為、精度良く加工することができ
る。
レーザ加工ヘッドの進行方向側に、ワークの加工ひずみ
を検知するための計測センサ手段を設け、その出力に応
じてロボットの加工動作プログラムをリアルタイムに修
正するよう構成したため、その加工ひずみに起因する加
工不良の発生が防止され、また初期の試し加工等が簡単
となり、また、初期のロボットプログラムの表示時間等
を節約することができる。簡素なティーチングでもプロ
グラムが補正される為、精度良く加工することができ
る。
【００２０】さらにまた、本発明の実施により加工の製
品の歪み状態等の検査が機械上で実施できる利点があ
る。
品の歪み状態等の検査が機械上で実施できる利点があ
る。
【図１】 実施例の概要構成図
【図２】 実施例の計測センシングユニットの内部構成
一例図
一例図
【図３】 実施例の計測センシング要領図
【図４】 板金ワークの一例
【図５】 図４ワークの熱変形例
１ レーザビームノズル部 ２ 加工ヘッド ３ 計測センシングユニット ４ 演算コントローラ ５ ロボットコントローラ ６ ＣＣＤカメラ ７ 半導体レーザ光源 ８ オペレーティングミラー ９ 受像装置 １０，１１ 信号ライン ｇ ワークギャップ ｈ ノズルギャップ Ｐ，Ｐa ，Ｐb 教示点 Ｒ ＹＡＧレーザ溶接ロボット Ｗ，Ｗ1 ，Ｗ2 ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 19/4155 Ｇ０５Ｂ 19/403 Ｓ
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザビームによりワークの加工を行う
レーザ加工ロボットにおいて、レーザ加工ヘッドの進行
方向側に、ワークの熱変形を検知するための検知手段を
設け、その出力の３次元方向変位量により、ロボット制
御手段のロボット制御プログラムを、リアルタイムに補
正するための演算制御手段を有することを特徴とするレ
ーザ加工ロボット。 - 【請求項２】 前記レーザ加工ロボットは、ＹＡＧレー
ザ溶接ロボットであり、前記検知手段は、半導体レーザ
光源を用いるＣＣＤカメラを用いたことを特徴とする請
求項１記載のレーザ加工ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8059298A JPH09248687A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | レーザ加工ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8059298A JPH09248687A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | レーザ加工ロボット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09248687A true JPH09248687A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13109336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8059298A Withdrawn JPH09248687A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | レーザ加工ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09248687A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000271828A (ja) * | 1999-03-11 | 2000-10-03 | Deckel Maho Gmbh | 切削工具およびレーザ・ビームによって工作物を加工処理するための工作機械 |
| US6717098B2 (en) | 2002-03-14 | 2004-04-06 | Fujitsu Limited | Apparatus and method for laser beam welding |
| US6849821B2 (en) * | 2000-05-11 | 2005-02-01 | Hokkaido University | Laser welding head-controlling system, a laser welding head and a method for controlling a laser welding head |
| JP2011237348A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Disco Abrasive Syst Ltd | チャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置計測装置およびレーザー加工機 |
| JP2015013298A (ja) * | 2013-07-04 | 2015-01-22 | 株式会社アマダ | レーザ溶接機及びこれに用いる加工プログラム修正方法 |
| JP2015225733A (ja) * | 2014-05-26 | 2015-12-14 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池用セパレータの溶接装置および溶接方法 |
| CN109676589A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-26 | 广州励丰文化科技股份有限公司 | 一种同步机械臂运动和图像处理的控制方法及系统 |
| JP2019093423A (ja) * | 2017-11-23 | 2019-06-20 | トヨタ車体株式会社 | ワーク加工装置 |
| CN115026396A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-09 | 天津杰福德自动化技术有限公司 | 基于3d视觉引导的引熄弧板切割系统 |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP8059298A patent/JPH09248687A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000271828A (ja) * | 1999-03-11 | 2000-10-03 | Deckel Maho Gmbh | 切削工具およびレーザ・ビームによって工作物を加工処理するための工作機械 |
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| CN115026396A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-09 | 天津杰福德自动化技术有限公司 | 基于3d视觉引导的引熄弧板切割系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |