JPH11277263A - Teaching method, laser welding method and laser welding apparatus in laser welding apparatus - Google Patents
Teaching method, laser welding method and laser welding apparatus in laser welding apparatusInfo
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- JPH11277263A JPH11277263A JP10083906A JP8390698A JPH11277263A JP H11277263 A JPH11277263 A JP H11277263A JP 10083906 A JP10083906 A JP 10083906A JP 8390698 A JP8390698 A JP 8390698A JP H11277263 A JPH11277263 A JP H11277263A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】レーザ光の焦点を、小さな幅の被溶接部に精度
よく位置させる。
【解決手段】ロボット1に取付けたレーザ加工ヘッド3
が、モータ6によって上下方向に駆動される。ティーチ
ング時に、加工ヘッド3に対して溶接方向にずれた位置
に配設されたローラ21によってワーク31(フランジ
部31A、31B)を押圧した状態で、かつ加工ヘッド
3に取付けた測定器10の測定子10aをワーク31上
に当接させた状態で、ロボット1をワーク31に沿って
移動させる。ロボット位置に対応したワーク31の上下
位置が、測定器10から出力されて、コントロ−ラUに
記憶される。測定器10を加工ヘッド3から取外した状
態で、レーザ溶接される。このとき、コントロ−ラUに
よって、ロボット位置に対応して、記憶されているワー
ク31の上下位置ずれを補償するようにモータ6が制御
されて、レーザ光の焦点が丁度ワーク31に位置され
る。
(57) [Summary] [Problem] To accurately position a focal point of a laser beam on a welded portion having a small width. A laser processing head attached to a robot.
Are driven up and down by the motor 6. At the time of teaching, the workpiece 21 (flange portions 31A, 31B) is pressed by the roller 21 disposed at a position shifted in the welding direction with respect to the processing head 3, and the measurement is performed by the measuring device 10 attached to the processing head 3. The robot 1 is moved along the work 31 with the child 10a in contact with the work 31. The vertical position of the work 31 corresponding to the robot position is output from the measuring device 10 and stored in the controller U. Laser welding is performed with the measuring device 10 removed from the processing head 3. At this time, the motor U is controlled by the controller U so as to compensate for the stored vertical displacement of the work 31 corresponding to the robot position, and the focal point of the laser beam is just positioned on the work 31. .
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ溶接装置に
おけるティーチング方法、レーザ溶接方法およびレーザ
溶接装置に関するものである。The present invention relates to a teaching method, a laser welding method, and a laser welding apparatus in a laser welding apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】ワークの溶接、例えば自動車用ボディを
構成する板金を溶接する等の場合に、レーザ溶接が行わ
れる場合がある。このレーザ溶接に際しては、通常、ロ
ボットの先端部に、レーザ光を照射するレーザ加工ヘッ
ドを取付けて、ロボットによって加工ヘッドをワークの
被溶接部(例えば板金のフランジ部)に沿って移動させ
ることにより行われ、得られた溶接部分は線状に連続さ
れた線溶接となる。2. Description of the Related Art Laser welding may be performed when welding a work, for example, when welding a sheet metal forming an automobile body. At the time of this laser welding, usually, a laser processing head for irradiating a laser beam is attached to the tip of the robot, and the robot moves the processing head along a welded portion of the work (for example, a flange portion of a sheet metal). Performed, the obtained welded portion becomes a linearly continuous line weld.
【0003】上述のレーザ溶接に際しては、レーザ光の
焦点が被溶接部にきちんと位置することが必要となり、
焦点位置がレーザ光の光軸方向において被溶接部から大
きくずれると、溶接不良の原因となる。特開平8−90
264号公報には、ロボット先端部に、被溶接部を押圧
する押圧ローラを設けて、レーザ光の焦点位置付近をこ
の押圧ローラで押圧しつつレーザ溶接すること、つまり
押圧ローラによって被溶接部の勝手な動きを規制して、
焦点が被溶接部にきちんと位置決めされるようにしよう
としたものが提案されている。そして、押圧ローラを、
加工ヘッドつまり焦点位置に対して、被溶接部の幅方向
(溶接方向とは直交する方向)にずらして配置したもの
や、溶接方向にずらして配置したものが開示されてい
る。[0003] In the laser welding described above, it is necessary that the focal point of the laser beam be properly located at the welded portion.
If the focal position greatly deviates from the welded portion in the direction of the optical axis of the laser beam, it causes welding failure. JP-A-8-90
In Japanese Patent Publication No. 264, a pressing roller for pressing a welded portion is provided at the end of the robot, and laser welding is performed while pressing the vicinity of the focal point of the laser beam with the pressing roller. Regulate selfish movement,
There have been proposed ones that try to ensure that the focal point is properly positioned on the welded part. And press roller,
Disclosed are those that are displaced in the width direction (direction orthogonal to the welding direction) of the welded portion with respect to the processing head, that is, the focal position, and those that are displaced in the welding direction.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前記公報記載のよう
に、押圧ローラを被溶接部の幅方向にずらした場合は、
押圧ローラの幅分だけ被溶接部を長くしなければなら
ず、このことは、被溶接部となる板金のフランジ部の幅
が大きくなって、材料の歩留まりが悪くなる。As described in the above publication, when the pressing roller is shifted in the width direction of the portion to be welded,
The portion to be welded must be lengthened by the width of the pressing roller, which results in an increase in the width of the flange portion of the sheet metal serving as the portion to be welded, resulting in poor material yield.
【0005】押圧ローラを溶接方向にずらして配置した
場合は、上述のような被溶接部の幅が大きくなってしま
うという問題は生じないものの、押圧ローラの位置とレ
ーザ光の焦点位置とが溶接方向においてずれているた
め、焦点位置を被溶接部に精度よく位置決めすることが
難しくなる場合が往々にして生じてしまう。例えば、ワ
ークとしての板金が曲面を有するとき、特に3次元曲面
とされていると、板金の弾性変形(スプリングバック)
により、押圧ローラで押圧されている部分と押圧されて
いない部分とで、レーザ光の光軸方向位置がかなり大き
く相違してしまう事態を生じやすいものとなる。If the pressing roller is displaced in the welding direction, the problem that the width of the portion to be welded becomes large as described above does not occur, but the position of the pressing roller and the focal position of the laser beam are welded. Due to the displacement in the direction, it often becomes difficult to accurately position the focal position on the welded portion. For example, when a sheet metal as a work has a curved surface, particularly when the sheet metal has a three-dimensional curved surface, elastic deformation of the sheet metal (spring back)
Accordingly, a situation in which the position of the laser beam in the optical axis direction is considerably different between the portion pressed by the pressing roller and the portion not pressed by the pressing roller is likely to occur.
【0006】本発明は以上のような事情を勘案してなさ
れたもので、その目的は、ワークの被溶接部の幅を不必
要に大きくすることなく、レーザ光の焦点位置を被溶接
部にきちんと位置決めできるようにしたレーザ溶接装置
におけるティーチング方法、レーザ溶接方法およびレー
ザ溶接装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to focus the laser beam on the welded portion without unnecessarily increasing the width of the work to be welded. It is an object of the present invention to provide a teaching method, a laser welding method, and a laser welding apparatus in a laser welding apparatus capable of properly positioning.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明にあっては、基本的に、ティーチングを利用
して、レーザ加工ヘッドの位置決めを行うようにしてあ
る。すなわち、本発明のレーザ溶接装置におけるティー
チング方法にあっては、特許請求の範囲の請求項1に記
載のように、ロボットの先端部にレーザ加工ヘッドを備
え、該加工ヘッドから照射されるレーザ光によってワー
クの溶接を行うレーザ溶接装置におけるティーチング方
法であって、前記加工ヘッドが、その光軸方向に変位可
能に設けられると共に、該加工ヘッドを該光軸方向に駆
動する駆動手段が設けられ、前記加工ヘッドに、該加工
ヘッドから照射されるレーザ光の焦点位置とワークとの
距離に関する値を測定する測定手段が設けられ、ロボッ
トにより前記加工ヘッドを溶接方向へ変位させつつ前記
測定手段による測定を行って、ロボット位置に対応した
前記測定手段による測定結果を得て、該測定結果が記憶
される、ようにしてある。上記ティーチングの好ましい
態様は、特許請求の範囲における請求項2、請求項3に
記載のとおりである。In order to achieve the above object, in the present invention, the positioning of the laser processing head is basically performed using teaching. That is, in the teaching method in the laser welding apparatus according to the present invention, as described in claim 1, a laser processing head is provided at a tip portion of the robot, and a laser beam emitted from the processing head is provided. A teaching method in a laser welding apparatus that performs welding of a workpiece, wherein the processing head is provided so as to be displaceable in an optical axis direction thereof, and a driving unit that drives the processing head in the optical axis direction is provided. The processing head is provided with a measuring means for measuring a value relating to a distance between a focus position of the laser beam emitted from the processing head and the workpiece, and the measurement is performed by the measuring means while displacing the processing head in a welding direction by a robot. To obtain the measurement result by the measuring means corresponding to the robot position, and store the measurement result. . Preferred aspects of the teaching are as described in claims 2 and 3 in the claims.
【0008】本発明のレーザ溶接方法にあっては、特許
請求の範囲の請求項4に記載のように、ロボットの先端
部にレーザ加工ヘッドを備え、該加工ヘッドから照射さ
れるレーザ光によってワークの溶接を行うレーザ溶接方
法であって、前記加工ヘッドが、その光軸方向に変位可
能に設けられると共に、該加工ヘッドを該光軸方向に駆
動する駆動手段が設けられ、前記加工ヘッドから照射さ
れるレーザ光の焦点位置とワークとの距離に関する値を
測定する測定手段が設けられ、ロボットにより前記加工
ヘッドを溶接方向へ変位させつつ前記測定手段による測
定を行って、ロボット位置に対応した前記測定手段によ
る測定結果を記憶する記憶手段が設けられ、前記記憶手
段に記憶されている記憶値に応じて前記駆動手段を制御
しつつ、レーザ溶接を行う、ようにしてある。According to the laser welding method of the present invention, a laser processing head is provided at the tip of the robot, and the workpiece is irradiated with laser light from the processing head. A laser welding method for performing welding, wherein the processing head is provided so as to be displaceable in the optical axis direction, and driving means for driving the processing head in the optical axis direction is provided. Measuring means for measuring a value related to the distance between the focus position of the laser light to be irradiated and the workpiece, and performing measurement by the measuring means while displacing the processing head in the welding direction by a robot, and A storage unit for storing a measurement result by the measurement unit is provided, and while controlling the driving unit in accordance with the stored value stored in the storage unit, the laser melting is performed. Perform, it is the way.
【0009】本発明のレーザ溶接装置にあっては、特許
請求の範囲における請求項5に記載のように、ロボット
の先端部にレーザ加工ヘッドを備え、該加工ヘッドから
照射されるレーザ光によってワークの溶接を行うレーザ
溶接装置であって、前記加工ヘッドが、その光軸方向に
変位可能に設けられると共に、該加工ヘッドを該光軸方
向に駆動する駆動手段が設けられ、前記加工ヘッドから
照射されるレーザ光の焦点位置とワークとの距離に関す
る値を測定する測定手段が設けられ、ロボットにより前
記加工ヘッドを溶接方向へ変位させつつ前記測定手段に
よる測定を行って、ロボット位置に対応した前記測定手
段による測定結果を記憶する記憶手段が設けられ、前記
記憶手段に記憶されている記憶値に応じて前記駆動手段
を制御する制御手段が設けられている、ようにしてあ
る。上記装置を前提とした好ましい態様は、特許請求の
範囲における請求項6に記載のとおりである。According to the laser welding apparatus of the present invention, a laser processing head is provided at the tip of the robot as described in claim 5 of the present invention. A laser welding apparatus for performing welding of the laser beam, wherein the processing head is provided so as to be displaceable in the optical axis direction, and driving means for driving the processing head in the optical axis direction is provided. Measuring means for measuring a value related to the distance between the focus position of the laser light to be irradiated and the workpiece, and performing measurement by the measuring means while displacing the processing head in the welding direction by a robot, and A storage means for storing a measurement result by the measurement means is provided, and a control means for controlling the driving means according to a stored value stored in the storage means. Are provided, it is so. A preferable mode on the premise of the above device is as described in claim 6 of the claims.
【0010】[0010]
【発明の効果】請求項1によれば、ティーチングによっ
て、ロボット位置とレーザ光の焦点位置との対応関係が
記憶されているので、ティーチング後に実際のレーザ溶
接を行うときに、測定手段での測定結果に応じて記憶さ
れている記憶値を用いて駆動手段の制御、つまりロボッ
ト位置に対応した加工ヘッドの光軸方向位置を調整し
て、焦点位置を被溶接部にきちんと位置させることがで
きる。また、上記記憶値を得るのに用いる測定手段を加
工ヘッドに設けてあるので、得られる測定結果つまり記
憶値も、レーザ光の焦点位置に精度よく対応したものと
なる。勿論、ティーチングによって、ロボット位置に対
応した加工ヘッドの位置調整つまり焦点位置の調整を行
うので、被溶接部の幅が小さくても何等問題のないもの
となる。According to the first aspect, the correspondence between the robot position and the focal position of the laser beam is stored by teaching, so that when the actual laser welding is performed after teaching, measurement by the measuring means is performed. By controlling the driving means using the stored values stored in accordance with the result, that is, adjusting the position of the processing head in the optical axis direction corresponding to the robot position, the focal position can be properly located at the portion to be welded. Since the measuring means used to obtain the stored value is provided in the processing head, the obtained measurement result, that is, the stored value also accurately corresponds to the focal position of the laser beam. Of course, the position adjustment of the processing head corresponding to the robot position, that is, the focus position adjustment is performed by the teaching, so that there is no problem even if the width of the welded portion is small.
【0011】請求項2によれば、焦点位置からのずれ量
を記憶することにより、加工ヘッドの基本位置からの調
整量というものが容易に得られる。また、ずれ量が所定
の許容値範囲であるときは、加工ヘッドをいたずらに変
位させることも不用となるので、加工ヘッドの駆動制御
も容易となる。According to the second aspect, by storing the amount of deviation from the focal position, the amount of adjustment from the basic position of the processing head can be easily obtained. Further, when the shift amount is within the predetermined allowable value range, it is not necessary to displace the processing head unnecessarily, so that the drive control of the processing head becomes easy.
【0012】請求項3によれば、押圧手段を利用した被
溶接部の位置決めを利用して、得られる記憶値がより精
度のよいものとなる。勿論、押圧手段は、加工ヘッドに
対して溶接方向にずらした位置に配設してあるので、押
圧手段を設けたことに伴って被溶接部の幅を大きくする
必要もない。According to the third aspect, the stored value obtained using the positioning of the portion to be welded using the pressing means is more accurate. Of course, since the pressing means is disposed at a position shifted in the welding direction with respect to the processing head, it is not necessary to increase the width of the portion to be welded with the provision of the pressing means.
【0013】請求項4によれば、請求項1に記載された
ティーチングを利用したレーザ溶接を行って、レーザ光
の焦点が被溶接部にきちんと位置設定された状態で溶接
され、良好な溶接が得られる。According to the fourth aspect, laser welding using the teaching according to the first aspect is performed, and the laser beam is welded in a state where the focal point of the laser beam is properly set at the portion to be welded. can get.
【0014】請求項5によれば、請求項4に記載された
レーザ溶接方法、つまり請求項1に記載されたティーチ
ングを利用した溶接装置が提供される。請求項6によれ
ば、請求項3に対応した効果と同様の効果を得ることが
できる。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a laser welding method according to the fourth aspect, that is, a welding apparatus using the teaching according to the first aspect. According to the sixth aspect, the same effect as the effect corresponding to the third aspect can be obtained.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】図1において、1はロボットハン
ドであり、その先端部には、ベ−ス部材2が固定されて
いる。ベ−ス部材2には、レーザ加工ヘッド3が、スラ
イダ4を介して上下方向(レーザ光の光軸方向)に変位
可能として保持されている。このスライダ4には、上下
方向に伸びるボルト部材5が螺合され、このボルト部材
5を駆動手段としてのモータ6によって正逆回転させる
ことによって、加工ヘッド3の上下方向位置が調整され
る。加工ヘッド3のベ−ス部材2に対する上下方向位置
は、モータ位置検出手段となるエンコーダ7によって検
出される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a robot hand, and a base member 2 is fixed to the tip of the robot hand. A laser processing head 3 is held on the base member 2 via a slider 4 so as to be displaceable in the vertical direction (the optical axis direction of the laser beam). A bolt member 5 extending in the vertical direction is screwed into the slider 4, and the vertical position of the processing head 3 is adjusted by rotating the bolt member 5 forward and backward by a motor 6 as a driving unit. The vertical position of the processing head 3 with respect to the base member 2 is detected by an encoder 7 serving as a motor position detecting means.
【0016】上記加工ヘッド3は、図示を略すレーザ光
発生装置から光ファイバを介してレーザ光が導入され
て、下方へ向けてレーザ光を照射するようになってい
る。ただし、図1ではティーチング時の状態を示してお
り、照射されるレーザ光に相当する部分には、ティーチ
ング時に用いる測定手段としての差動トランス10が位
置されている。すなわち、図2に示すように、加工ヘッ
ド3の先端部からは、図2一点鎖線で示すようにレーザ
光Rが照射可能とされているが、当該加工ヘッド3の先
端部には、差動トランス10が、ねじを利用して着脱自
在に取付けられ、この差動トランス取付時には、レーザ
光の照射が行われない。図2において、加工ヘッド3に
設けた雄ねじ部が符号11で示され、差動トランス10
に形成されて雄ねじ部11に螺合される雌ねじ部が符号
12で示される。The processing head 3 receives a laser beam from a laser beam generator (not shown) via an optical fiber and irradiates the laser beam downward. However, FIG. 1 shows a state at the time of teaching, and a differential transformer 10 as measuring means used at the time of teaching is located at a portion corresponding to the laser light to be irradiated. That is, as shown in FIG. 2, the laser beam R can be emitted from the tip of the processing head 3 as shown by a dashed line in FIG. 2. The transformer 10 is detachably mounted by using a screw. When the differential transformer is mounted, irradiation of laser light is not performed. In FIG. 2, a male thread portion provided on the machining head 3 is indicated by reference numeral 11, and a differential transformer 10 is provided.
The female screw part formed in the male screw part and screwed to the male screw part 11 is indicated by reference numeral 12.
【0017】差動トランス10は、下方に伸びる測定子
10aを有する。測定子10aは、雌ねじ部12が形成
された本体部10bに対して、所定範囲上下動可能とさ
れ、常時スプリング等によって下方へ向けて付勢されて
いる。測定子10aの下端つまり先端が、加工ヘッド3
から照射されるレーザ光の丁度焦点位置に対応した位置
にあるときに、測定子10aの上下方向位置が中立位置
とされる。測定子10aが、上記中立位置から上方ある
いは下方へずれたときに、この中立位置からのずれ量に
応じた信号が、差動トランス10から出力される。The differential transformer 10 has a probe 10a extending downward. The tracing stylus 10a is vertically movable within a predetermined range with respect to the main body 10b in which the female screw portion 12 is formed, and is constantly urged downward by a spring or the like. The lower end, that is, the tip, of the tracing stylus 10a is
The vertical position of the tracing stylus 10a is set to the neutral position when the tracing stylus 10a is located at a position corresponding to the focal position of the laser beam emitted from the camera. When the tracing stylus 10a shifts upward or downward from the neutral position, a signal corresponding to the shift amount from the neutral position is output from the differential transformer 10.
【0018】前記ベ−ス部材2には、押圧手段としての
押圧ローラ21が保持されている。この押圧ローラ21
は、支持ロッド22を介して、押圧源としての例えばエ
アシリンダ23のピストンロッド23aに固定されてい
る。エアシリンダ23は、所定の一定力でもって、押圧
ローラ21を下方へ付勢する。The base member 2 holds a pressing roller 21 as pressing means. This pressing roller 21
Is fixed via a support rod 22 to a piston rod 23a of, for example, an air cylinder 23 as a pressing source. The air cylinder 23 urges the pressing roller 21 downward with a predetermined constant force.
【0019】図1において、31はレーザ溶接されるワ
ークであり、実施形態では、自動車ボディを構成するイ
ンナパネルのフランジ部31Aとアウタパネルのフラン
ジ31Bとが示される。この両フランジ部31Aと31
Bとが、被溶接部となるもので、互いに重合された状態
でレーザ溶接されるものとなっている。フランジ部31
A、31Bは、図1左右方向に伸びており、この左右方
向がレーザ溶接される溶接方向となる。後述するティー
チングおよびその後のレーザ溶接の際には、フランジ部
31A、31Bは、溶接方向に間隔をあけて複数設けら
れた治具32によって、下方から支承されるようになっ
ている。前記押圧ローラ21は、加工ヘッド3に対し
て、溶接方向に若干ずれた位置に配設されているが、幅
方向(図1紙面直角方向)にはずれていない位置となる
ように、位置設定されている。In FIG. 1, reference numeral 31 denotes a work to be laser-welded. In the embodiment, a flange portion 31A of an inner panel and a flange 31B of an outer panel are shown. These two flange portions 31A and 31
B is a portion to be welded, and is to be laser-welded in a state of being superposed on each other. Flange part 31
A and 31B extend in the left-right direction in FIG. 1, and the left-right direction is the welding direction for laser welding. In the later-described teaching and subsequent laser welding, the flange portions 31A and 31B are supported from below by a plurality of jigs 32 provided at intervals in the welding direction. The pressing roller 21 is disposed at a position slightly shifted in the welding direction with respect to the processing head 3, but is set so as not to be shifted in the width direction (the direction perpendicular to the plane of FIG. 1). ing.
【0020】図1中Uは、マイクロコンピュ−タを利用
して構成された制御手段としてのコントロ−ラ(制御ユ
ニット)である。このコントロ−ラUには、ロボット位
置(ロボットハンド位置で、ベ−ス部材2の位置、加工
ヘッド3の位置に対応)を示す信号が入力される。ま
た、コントロ−ラUには、エンコーダ7からの信号と、
差動トランス10からの信号とが入力される。コントロ
−ラUからは、モータ6に対して駆動制御信号が出力さ
れる。In FIG. 1, U is a controller (control unit) as control means constituted by using a microcomputer. A signal indicating a robot position (a robot hand position corresponding to the position of the base member 2 and the position of the processing head 3) is input to the controller U. Further, a signal from the encoder 7 is provided to the controller U,
A signal from the differential transformer 10 is input. The controller U outputs a drive control signal to the motor 6.
【0021】次に、図1を参照しつつ、ティーチング方
法およびその後のレーザ溶接方法について説明する。先
ず、ティーチングの際には、加工ヘッド3に、差動トラ
ンス10が固定される。この状態で、ロボットつまりロ
ボットハンド1が、フランジ部31A、31Bの溶接開
始位置から溶接終了位置へ向けて、溶接方向に沿って移
動される。このとき、押圧ローラ21は、フランジ部3
1A、31Bを下方へ向けて押圧しつつ、上側に位置す
るフランジ31A上において溶接方向へ移動される。上
記移動に伴って、測定子10aの先端も、上側のフラン
ジ部31A上面に接触しつつ、溶接方向に移動される。
なお、溶接開始位置では、測定子10aがレーザ光焦点
位置に対応した中立位置となるように初期設定した状態
から、ロボット位置を変更していくことが、溶接開始位
置の当初から大きなずれ量が発生しないようにさせる上
で好ましいものとなる。Next, the teaching method and the subsequent laser welding method will be described with reference to FIG. First, at the time of teaching, the differential transformer 10 is fixed to the processing head 3. In this state, the robot, that is, the robot hand 1 is moved along the welding direction from the welding start position of the flange portions 31A and 31B to the welding end position. At this time, the pressing roller 21 is
1A and 31B are moved in the welding direction on the upper flange 31A while pressing the same downward. With the movement, the tip of the tracing stylus 10a is also moved in the welding direction while being in contact with the upper surface of the upper flange portion 31A.
At the welding start position, it is necessary to change the robot position from the state where the tracing stylus 10a is initially set to the neutral position corresponding to the laser beam focal position. This is preferable in order to prevent the occurrence.
【0022】上記移動の際、ロボット位置に応じた差動
トランス10からの出力値が、コントロ−ラUに装備さ
れた記憶手段に記憶されていく。すなわち、ロボット位
置(溶接方向の変位位置)と、フランジ部31A、31
Bの上下方向変位位置(実際には、レーザ光の焦点位置
に対応した測定子10aの中立位置からの上下方向のず
れ量)との対応関係が記憶される。なお、記憶する際、
上記ずれ量が所定の許容値(例えば1mm)よりも小さ
いときは、ずれは無し(ずれ量が零)というように記憶
しておくのが好ましい(レーザ光の焦点は、光軸方向に
所定長さ有し、この所定長さを勘案して上記許容値が設
定される)。At the time of the above movement, the output value from the differential transformer 10 according to the robot position is stored in the storage means provided in the controller U. That is, the robot position (the displacement position in the welding direction) and the flange portions 31A, 31
The correspondence relationship between B and the vertical displacement position (actually, the vertical displacement from the neutral position of the tracing stylus 10a corresponding to the focal position of the laser beam) is stored. When memorizing,
When the shift amount is smaller than a predetermined allowable value (for example, 1 mm), it is preferable to store such that there is no shift (the shift amount is zero) (the focal point of the laser beam is a predetermined length in the optical axis direction). And the allowable value is set in consideration of the predetermined length).
【0023】溶接開始位置から溶接終了位置までの全て
のロボット位置について、フランジ部31A、31Bの
上下方向変位位置の対応関係を得る(記憶する)ことに
よって、ティーチングが終了する。The teaching is completed by obtaining (storing) the correspondence between the vertical displacement positions of the flange portions 31A and 31B for all robot positions from the welding start position to the welding end position.
【0024】ティーチングが終了した後は、図1の状態
から差動トランス10が取外された状態で、実際にレー
ザ溶接が行われる。このとき、加工ヘッド3がロボット
位置に対応した上下方向位置となるように、コントロ−
ラUによってモータ6の駆動が制御される。すなわち、
ロボット位置に対応して記憶されているずれ量を補償し
て、レーザ光の焦点がフランジ部31A、31Bの重合
部分に位置するように、加工ヘッド3の上下方向位置が
制御される。より具体的には、記憶されているずれ量が
基準位置よりも例えば上方へずれているときは、そのま
まではレーザ光の焦点がフランジ部31A、31Bより
も上方へずれたことになるので、記憶されているずれ量
の分だけ加工ヘッド3が下方へ変位される(記憶されて
いるずれ量が基準位置よりも下方のときは、加工ヘッド
3が上方へ変位される)。記憶されているずれ量の分だ
け加工ヘッド3を変位させる制御が、エンコーダ7から
の出力を用いてフィ−ドバック制御される。After the teaching is completed, laser welding is actually performed in a state where the differential transformer 10 is removed from the state shown in FIG. At this time, the control is performed so that the processing head 3 is at the vertical position corresponding to the robot position.
The drive of the motor 6 is controlled by the motor U. That is,
The vertical position of the processing head 3 is controlled so that the shift amount stored corresponding to the robot position is compensated and the focal point of the laser beam is located at the overlapping portion of the flange portions 31A and 31B. More specifically, when the stored shift amount is shifted upward from the reference position, for example, it means that the focus of the laser beam has shifted upward from the flange portions 31A and 31B as it is. The processing head 3 is displaced downward by an amount corresponding to the deviation amount (when the stored deviation amount is lower than the reference position, the processing head 3 is displaced upward). The control for displacing the processing head 3 by the stored shift amount is feedback-controlled using the output from the encoder 7.
【0025】以上実施形態について説明したが、本発明
はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むもので
ある。ティーチングのときに用いる測定手段としては、
差動トランス10に限らず、レーザ光を利用した光学式
のもの等適宜の形式のものを利用することができる。測
定手段を、加工ヘッド3からの溶接用レーザ光の照射の
邪魔にならない位置に設けて、測定手段を、ティーチン
グ時のみならず、レーザ溶接の実行の際にもそのまま加
工ヘッド3に取付けたままとすることもできる。Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to this and includes, for example, the following case. As a measuring means used at the time of teaching,
Not only the differential transformer 10 but also an appropriate type such as an optical type using laser light can be used. The measuring means is provided at a position where it does not interfere with the irradiation of the welding laser beam from the processing head 3, and the measuring means is kept attached to the processing head 3 not only during teaching but also during execution of laser welding. It can also be.
【0026】押圧ローラ21は、実施形態では、加工ヘ
ッド3に対して溶接方向前方側に設けたが、溶接方向後
方側に設けるようにしてもよく、また溶接方向において
前後両方に設けることもできる。勿論、押圧手段として
は、転動されるローラ21を用いることなく、被溶接部
に対して慴動される形式とすることもできるが、ローラ
を用いるのが、被溶接部に対する移動抵抗低減の上で好
ましいものとなる。なお、本発明は、押圧手段を有しな
いものであってもよい。In the embodiment, the pressing roller 21 is provided on the front side in the welding direction with respect to the working head 3, but may be provided on the rear side in the welding direction, or may be provided on both front and rear sides in the welding direction. . Of course, the pressing means may be of a type that slides on the portion to be welded without using the roller 21 to be rolled. However, the use of the roller reduces the movement resistance to the portion to be welded. The above is preferable. Note that the present invention may not have the pressing means.
【0027】被溶接部つまりレーザ溶接されるワークと
しては、自動車ボディ構成用部材に限らず、レーザ溶接
可能なものであれば、適宜の部材とすることができる。
ロボット位置に対応して記憶される記憶値としては、レ
ーザ光焦点位置に対応した中立位置からのずれ量に限ら
ず、任意に設定された位置からの加工ヘッド3(つまり
レーザ光の焦点位置)の上下方向位置であってもよい
(例えばロボット位置を示す原点位置からの高さ位
置)。本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質
的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供
することをも暗黙的に含むものである。The portion to be welded, that is, the work to be laser-welded is not limited to a member for constituting an automobile body, but may be any appropriate member as long as it can be laser-welded.
The stored value stored corresponding to the robot position is not limited to the amount of deviation from the neutral position corresponding to the laser light focal position, but may be the processing head 3 from an arbitrarily set position (that is, the focal position of the laser light). (For example, a height position from the origin position indicating the robot position). The purpose of the present invention is not limited to what is explicitly specified, but also implicitly includes providing what is substantially preferred or expressed as an advantage.
【図1】本発明の一実施形態を示すもので、ティーチン
グ時の状態を示す側面図。FIG. 1 shows one embodiment of the present invention, and is a side view showing a state at the time of teaching.
【図2】加工ヘッドに対して差動トランスを着脱自在に
取付けるための一例を示す一部断面側面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional side view showing an example for detachably attaching a differential transformer to a processing head.
1:ロボットハンド 2:ベ−ス部材 3:加工ヘッド 6:モータ(駆動手段) 10:差動トランス(測定手段) 10a:測定子 21:押圧ローラ(押圧手段) 31:ワーク 31A、31B:フランジ部(被溶接部) U:コントロ−ラ(制御手段) R:レーザ光 1: Robot hand 2: Base member 3: Processing head 6: Motor (driving means) 10: Differential transformer (measuring means) 10a: Measuring element 21: Pressing roller (pressing means) 31: Work 31A, 31B: Flange Part (welded part) U: Controller (control means) R: Laser beam
Claims (6)
え、該加工ヘッドから照射されるレーザ光によってワー
クの溶接を行うレーザ溶接装置におけるティーチング方
法であって、 前記加工ヘッドが、その光軸方向に変位可能に設けられ
ると共に、該加工ヘッドを該光軸方向に駆動する駆動手
段が設けられ、 前記加工ヘッドに、該加工ヘッドから照射されるレーザ
光の焦点位置とワークとの距離に関する値を測定する測
定手段が設けられ、 ロボットにより前記加工ヘッドを溶接方向へ変位させつ
つ前記測定手段による測定を行って、ロボット位置に対
応した前記測定手段による測定結果を得て、該測定結果
が記憶される、ことを特徴とするレーザ溶接装置のティ
ーチング方法。1. A teaching method in a laser welding apparatus having a laser processing head at a tip end of a robot and performing welding of a workpiece by a laser beam emitted from the processing head, wherein the processing head is in an optical axis direction thereof. And a driving means for driving the processing head in the optical axis direction. The processing head is provided with a value relating to a distance between a focus position of laser light emitted from the processing head and a work. A measuring means for measuring is provided, a measurement is performed by the measuring means while displacing the processing head in a welding direction by a robot, a measurement result by the measuring means corresponding to the robot position is obtained, and the measurement result is stored. A teaching method for a laser welding apparatus, characterized in that:
値に対するずれ量とされており、 前記ずれ量が所定の許容値を越えているときに、ロボッ
ト位置に対応するずれ量が記憶される、ことを特徴とす
るレーザ溶接装置のティーチング方法。2. The robot according to claim 1, wherein the measurement result obtained by said measuring means is a deviation amount from a predetermined reference value, and when the deviation amount exceeds a predetermined allowable value, the robot position is determined. A teaching method for a laser welding apparatus, wherein a corresponding shift amount is stored.
方向においてずれた位置において、ワークの被溶接部を
押圧する押圧手段が設けられ、 前記測定手段による測定が、前記押圧手段によって前記
被溶接部を押圧しつつ行われる、ことを特徴とするレー
ザ溶接装置のティーチング方法。3. The robot according to claim 1, wherein a pressing means for pressing a portion to be welded on the workpiece is provided at a position shifted in the welding direction with respect to the processing head, at a distal end portion of the robot. A method for teaching a laser welding apparatus, wherein the measurement by a measuring unit is performed while the welding unit is being pressed by the pressing unit.
え、該加工ヘッドから照射されるレーザ光によってワー
クの溶接を行うレーザ溶接方法であって、 前記加工ヘッドが、その光軸方向に変位可能に設けられ
ると共に、該加工ヘッドを該光軸方向に駆動する駆動手
段が設けられ、 前記加工ヘッドから照射されるレーザ光の焦点位置とワ
ークとの距離に関する値を測定する測定手段が設けら
れ、 ロボットにより前記加工ヘッドを溶接方向へ変位させつ
つ前記測定手段による測定を行って、ロボット位置に対
応した前記測定手段による測定結果を記憶する記憶手段
が設けられ、 前記記憶手段に記憶されている記憶値に応じて前記駆動
手段を制御しつつ、レーザ溶接を行う、ことを特徴とす
るレーザ溶接方法。4. A laser welding method comprising providing a laser processing head at a tip of a robot and welding a workpiece by a laser beam emitted from the processing head, wherein the processing head is displaceable in an optical axis direction thereof. And a driving unit that drives the processing head in the optical axis direction is provided, and a measurement unit that measures a value related to a distance between a work and a focal position of laser light emitted from the processing head is provided. A storage unit is provided for performing measurement by the measurement unit while displacing the processing head in a welding direction by a robot, and storing a measurement result by the measurement unit corresponding to a robot position, and a storage stored in the storage unit. A laser welding method, wherein laser welding is performed while controlling the driving means according to a value.
え、該加工ヘッドから照射されるレーザ光によってワー
クの溶接を行うレーザ溶接装置であって、 前記加工ヘッドが、その光軸方向に変位可能に設けられ
ると共に、該加工ヘッドを該光軸方向に駆動する駆動手
段が設けられ、 前記加工ヘッドから照射されるレーザ光の焦点位置とワ
ークとの距離に関する値を測定する測定手段が設けら
れ、 ロボットにより前記加工ヘッドを溶接方向へ変位させつ
つ前記測定手段による測定を行って、ロボット位置に対
応した前記測定手段による測定結果を記憶する記憶手段
が設けられ、 前記記憶手段に記憶されている記憶値に応じて前記駆動
手段を制御する制御手段が設けられている、ことを特徴
とするレーザ溶接装置。5. A laser welding apparatus having a laser processing head at the tip of a robot and performing welding of a workpiece by a laser beam emitted from the processing head, wherein the processing head is displaceable in an optical axis direction thereof. And a driving unit that drives the processing head in the optical axis direction is provided, and a measurement unit that measures a value related to a distance between a work and a focal position of laser light emitted from the processing head is provided. A storage unit is provided for performing measurement by the measurement unit while displacing the processing head in a welding direction by a robot, and storing a measurement result by the measurement unit corresponding to a robot position, and a storage stored in the storage unit. A laser welding apparatus, further comprising control means for controlling the driving means according to a value.
方向にずれた位置において、ワークの被溶接部を押圧す
る押圧手段が設けられ、 前記測定手段による測定およびレーザ光による溶接が、
前記押圧手段によって前記被溶接部を押圧しつつ行われ
る、ことを特徴とするレーザ溶接装置。6. The robot according to claim 5, further comprising: pressing means for pressing a portion to be welded on the workpiece at a position shifted in the welding direction with respect to the processing head, at a tip end of the robot. And welding with laser light,
The laser welding apparatus is performed while pressing the welded portion by the pressing means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10083906A JPH11277263A (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Teaching method, laser welding method and laser welding apparatus in laser welding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10083906A JPH11277263A (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Teaching method, laser welding method and laser welding apparatus in laser welding apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11277263A true JPH11277263A (en) | 1999-10-12 |
Family
ID=13815673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10083906A Pending JPH11277263A (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Teaching method, laser welding method and laser welding apparatus in laser welding apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11277263A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007111747A (en) * | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Honda Motor Co Ltd | Friction stir welding apparatus and control method thereof |
| KR100990928B1 (en) * | 2010-05-04 | 2010-11-01 | 유로비젼 (주) | Plastic laser welding apparatus |
| CN107107264A (en) * | 2015-01-30 | 2017-08-29 | 株式会社牧野铣床制作所 | Laser machine and laser processing |
| CN107335927A (en) * | 2017-07-21 | 2017-11-10 | 温州市镭诺科技有限公司 | The efficient laser cutting device of automatic focusing |
| CN110773518A (en) * | 2019-11-06 | 2020-02-11 | 哈尔滨工业大学 | A real-time monitoring device and method for laser cleaning |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP10083906A patent/JPH11277263A/en active Pending
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| CN110773518A (en) * | 2019-11-06 | 2020-02-11 | 哈尔滨工业大学 | A real-time monitoring device and method for laser cleaning |
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