JP5645687B2 - Laser processing apparatus and laser processing method - Google Patents
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Description
本発明は、被加工物と加工ヘッドとを相対的に移動させて、被加工物を加工するレーザ加工装置に関するものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus for processing a workpiece by relatively moving the workpiece and a processing head.
加工ヘッドとして、例えばレーザ溶接を行うためのレーザ溶接ヘッド、又はアーク溶接を行うためのアーク溶接ヘッド等を備え、被加工物と加工ヘッドとを相対的に移動させて、被加工物を加工する加工装置が種々開発されている。このような加工装置は、被加工物を加工するにあたり、加工ヘッドの移動経路を例えばCADデータやCAMデータから取得したり、ティーチング操作を行う等によって予め設定する必要がある。 As the processing head, for example, a laser welding head for performing laser welding or an arc welding head for performing arc welding is provided, and the workpiece and the processing head are relatively moved to process the workpiece. Various processing devices have been developed. In such a processing apparatus, when processing a workpiece, it is necessary to set the movement path of the processing head in advance by, for example, acquiring CAD data or CAM data or performing a teaching operation.
特許文献1には、レーザヘッドトーチが設けられる手首部に連接されるアーム部と、手首部のティーチング操作を記憶する制御部とを備えた溶接ロボットであって、手首部又はレーザヘッドトーチの光軸との相対的な向きが保持されるように角度計測機器を設け、角度計測機器の測定値に基づいて手首部及びアーム部を作動させることによりレーザヘッドトーチが目標とする目標角度に調整する、調整方法が記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載の調整方法では、角度計測機器の指示値(角度θ)がレーザヘッドトーチの目標角度と一致するか、又は目標角度の許容範囲内となるように手首部等を作動させて調整するので、レーザヘッドトーチの目標角度が正確でなければ、角度計測機器の指示値とレーザヘッドトーチの目標角度とを一致させても正確に被加工物を加工できなかった。
このため、加工精度の向上のためには、レーザヘッドトーチの目標角度を正確に得るための作業が必要であり、ティーチング操作等の作業が煩雑となっていた。
However, in the adjustment method described in
For this reason, in order to improve processing accuracy, work for accurately obtaining the target angle of the laser head torch is necessary, and work such as teaching operation becomes complicated.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡易な操作によって、ティーチング操作を行うことができる、レーザ加工装置、及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of such circumstances, by a simple operation, it is possible to perform the teaching operation, the laser processing apparatus, and an object thereof is to provide a laser processing how.
上記課題を解決するために、本発明のレーザ加工装置、及びレーザ加工方法は以下の手段を採用する。 In order to solve the above problems, a laser processing apparatus of the present invention, and a laser processing how to employ the following means.
すなわち、本発明に係るレーザ加工装置は、被加工物に対して相対的に移動しながらレーザを用いて溶接加工を行う加工ヘッドと、前記加工ヘッドの先端に設けられ、前記加工ヘッドによる前記被加工物の加工部位を含む領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された画像を表示すると共に、該画像の中心位置を表示する表示手段と、前記被加工物に光学的な標識を照射し、かつ該標識の中心位置と前記画像の中心位置とが重なり合った場合に、前記加工ヘッドと前記被加工物との距離が前記被加工物に対する加工が可能な距離になるように配置された照射手段と、前記標識の中心位置と前記画像の中心位置とが重なり合うと共に、前記加工部位と前記画像の中心位置とが重なり合うように前記加工ヘッドと前記被加工物との相対位置を操作する操作手段と、前記操作手段によって操作された前記加工ヘッドの位置の時間変化をティーチングデータとして記憶する記憶手段と、前記記憶手段から読み出した前記ティーチングデータに基づいて、前記加工ヘッドと前記被加工物との相対位置を制御する制御手段と、を備え、前記操作手段は、前記加工ヘッドが前記被加工物を加工している場合であっても、前記加工ヘッドと前記被加工物との相対位置の操作が可能とされている。 That is, a laser processing apparatus according to the present invention includes a processing head that performs welding using a laser while moving relative to a workpiece, and a tip provided on the tip of the processing head. An image pickup means for picking up an area including a processed part of the workpiece, an image picked up by the image pickup means, a display means for displaying a center position of the image, and an optical sign on the work piece. Irradiation is performed, and when the center position of the marker and the center position of the image overlap, the distance between the processing head and the workpiece is arranged such that the workpiece can be processed. Between the processing head and the workpiece so that the irradiation means, the center position of the marker and the center position of the image overlap, and the processing site and the center position of the image overlap. And operating means for operating the pair position, storing means for storing the time change in the position of the machining head, which is operated by the operation means as teaching data, on the basis of the teaching data read out from said memory means, said processing head And a control means for controlling a relative position between the work head and the work piece, even if the operation means is processing the work piece. Operation relative to the object is possible .
本発明によれば、レーザ加工装置は、被加工物に対して相対的に移動しながら加工を行う加工ヘッド、加工ヘッドの先端に設けられ、加工ヘッドによる被加工物の加工部位(例えば溶接開先等)を含む領域を撮像する撮像手段、撮像手段によって撮像された画像を表示すると共に、該画像の中心位置を表示する表示手段、及び被加工物に光学的な標識を照射する照射手段が備えられている。
なお、上記相対的に移動しながら加工を行うとは、被加工物及び加工ヘッドの両方又は一方が移動しながら、加工ヘッドが被加工物に対して加工を行うことをいう。
According to the present invention, the laser processing apparatus is provided at the processing head that performs processing while moving relative to the workpiece, and at the tip of the processing head. An imaging unit that captures an area including the tip, an image captured by the imaging unit, a display unit that displays a center position of the image, and an irradiation unit that irradiates the workpiece with an optical marker. Is provided.
In addition, performing the processing while moving relative to each other means that the processing head performs processing on the workpiece while both or one of the workpiece and the processing head moves.
また、照射手段は、照射した光学的な標識の中心位置と表示手段に表示された画像の中心位置とが重なり合った場合に、加工ヘッドと被加工物との距離が被加工物に対する加工が可能な距離になるように配置されている。
該距離は、例えば、加工ヘッドがレーザ溶接を行うためのレーザ溶接ヘッドである場合、レーザの焦点位置が被加工物の略表面となる距離である。すなわち、該距離は、被加工物に対する加工に適した距離のことである。
The irradiation means can process the workpiece with the distance between the processing head and the workpiece when the center position of the irradiated optical sign and the center position of the image displayed on the display means overlap. It is arranged so as to be a great distance.
For example, when the processing head is a laser welding head for performing laser welding, the distance is a distance at which the focal position of the laser is substantially the surface of the workpiece. That is, the distance is a distance suitable for processing on the workpiece.
そして、操作手段によって、標識の中心位置と画像の中心位置とが重なり合うと共に、加工部位と画像の中心位置とが重なり合うように加工ヘッドと被加工物との相対位置が操作される。
加工ヘッドが被加工物の上方に位置している場合を例にすると、標識の中心位置と画像の中心位置とを重なり合わせるとは、加工ヘッドと被加工物の高さ方向(Z軸方向)の距離を調整することをいう。一方、加工部位と画像の中心位置とを重なり合わせるとは、高さ方向に直交する平面方向(X軸方向及びY軸方向)に対する加工ヘッドの位置を調整することをいう。
このような操作を、複数又は所定の長さの加工部位に対して連続的に行うことが、ティーチング操作となる。
操作手段によって操作された加工ヘッドの位置の時間変化は、ティーチングデータとして記憶手段に記憶される。
The relative position between the machining head and the workpiece is manipulated by the operating means so that the center position of the sign and the center position of the image overlap and the processing site and the center position of the image overlap.
Taking the case where the processing head is located above the workpiece as an example, the center position of the sign and the center position of the image are overlapped in the height direction of the processing head and the workpiece (Z-axis direction). It means to adjust the distance. On the other hand, to overlap the processing part and the center position of the image means to adjust the position of the processing head with respect to the plane direction (X-axis direction and Y-axis direction) orthogonal to the height direction.
It is a teaching operation to continuously perform such an operation on a plurality of or a predetermined length of a processing site.
The time change of the position of the machining head operated by the operation means is stored in the storage means as teaching data.
そして、操作手段で操作された加工ヘッドと被加工物との相対位置で被加工物が加工ヘッドによって加工されるように、記憶手段から読み出したティーチングデータに基づいて、制御手段によって、加工ヘッドと被加工物との相対位置が制御される。 Then, based on the teaching data read from the storage means, the control means and the machining head are arranged so that the workpiece is machined by the machining head at a relative position between the machining head operated by the operation means and the workpiece. The relative position with the workpiece is controlled.
以上のように、加工ヘッドが被加工物を加工する場合における加工ヘッドと被加工物との相対位置は、光学的な標識の中心位置、画像の中心位置、及び被加工物の加工部位を、操作者が表示手段で視認しながら操作手段を操作することによって決定され、ティーチングデータが作成される。
このため、操作者は、視覚によって直感的に加工ヘッドの移動経路を被加工物の加工部位に応じて決定できるので、簡易な操作によって、ティーチング操作を行うことができる。
As described above, when the processing head processes the workpiece, the relative position between the processing head and the workpiece includes the optical marker center position, the image center position, and the processing portion of the workpiece. It is determined by the operator operating the operation means while visually recognizing the display means, and teaching data is created.
For this reason, the operator can intuitively determine the movement path of the machining head according to the machining site of the workpiece, so that the teaching operation can be performed with a simple operation.
そして、レーザ加工装置は、加工ヘッドが被加工物を加工している場合であっても、操作手段によって、加工ヘッドと被加工物との相対位置の操作を可能とされている。 The laser machining apparatus, machining head even if processing the workpiece by the operation means, and is capable of manipulation of the relative position between the machining head and the workpiece.
加工ヘッドによる被加工物への加工が熱を伴う加工である場合、被加工物が、加工されると共に変形する場合がある。このような場合、予め定められた移動経路に従って加工ヘッドを移動させながら加工を行っても、加工ヘッドは、本来加工すべき加工部位からずれた部位を加工してしまう可能性がある。 When the processing of the workpiece by the processing head is processing accompanied with heat, the workpiece may be processed and deformed. In such a case, even if the processing is performed while moving the processing head along a predetermined movement path, the processing head may process a portion that is deviated from the processing portion that should be processed.
そこで、本発明によれば、加工ヘッドが被加工物を加工している場合であっても、操作者による操作手段を用いた、加工ヘッドと被加工物との相対位置の操作が可能とされているので、加工ヘッドによる被加工物への加工が熱を伴う加工であっても、被加工物に対する加工精度を向上させることができる。 Therefore, according to the present invention, even when the processing head is processing the workpiece, the relative position between the processing head and the workpiece can be operated by the operator using the operation means. Therefore, even if the processing to the workpiece by the processing head is processing accompanied by heat, the processing accuracy for the workpiece can be improved.
また、本発明のレーザ加工装置は、前記標識を2次元形状としてもよい。 In the laser processing apparatus of the present invention, the sign may have a two-dimensional shape.
本発明によれば、照射手段から照射される光学的な標識を、線と線との組み合わせ、円形と多角形との組み合わせ、及び円形又は多角形と線との組み合わせ等の2次元形状とする。
例えば、光学的な標識を円とした場合、被加工物に対する加工ヘッドの傾きが無い場合、該標識は、被加工物の表面において真円を描く。しかし、傾きが生じている場合、該標識は、被加工物の表面において楕円状となる。そして、傾きの度合いが大きいと、楕円の長軸と短軸の比は大きくなる。
According to the present invention, the optical sign emitted from the irradiation means is a two-dimensional shape such as a combination of a line and a line, a combination of a circle and a polygon, and a combination of a circle or a polygon and a line. .
For example, when the optical mark is a circle and the machining head is not tilted with respect to the workpiece, the mark draws a perfect circle on the surface of the workpiece. However, when there is an inclination, the marker becomes elliptical on the surface of the workpiece. When the degree of inclination is large, the ratio of the major axis to the minor axis of the ellipse increases.
このように、標識を2次元形状とすることによって、操作者は、被加工物に対する加工ヘッドの傾きの有無及び傾きの度合いを容易に視認することができる。 Thus, by making the sign into a two-dimensional shape, the operator can easily visually recognize the presence / absence and the degree of inclination of the processing head with respect to the workpiece.
また、本発明のレーザ加工装置は、前記操作手段が、遠隔によって、前記被加工物と前記被加工物との相対位置の操作を可能とされてもよい。 In the laser processing apparatus of the present invention, the operation means may be capable of operating a relative position between the workpiece and the workpiece remotely.
本発明によれば、例えば、加工ヘッドによる被加工物の加工によって高輝度の光が生じる場合であっても、操作手段が遠隔による操作が可能とされているので、操作者への高輝度の光を容易に遮ることができる。 According to the present invention, for example, even when high-intensity light is generated by processing the workpiece by the processing head, the operation means can be operated remotely. Light can be easily blocked.
また、本発明のレーザ加工装置は、前記撮像手段が、前記加工ヘッドによる前記被加工物の加工によって生じる光を抑制するモードを有し、該モードのオン又はオフが切り替えられてもよい。 In the laser processing apparatus of the present invention, the imaging unit may have a mode for suppressing light generated by processing the workpiece by the processing head, and the mode may be switched on or off.
本発明によれば、撮像手段が加工ヘッドによる被加工物の加工によって生じる光を抑制するモードを有しているので、該モードをオンとすることで、例えば、加工ヘッドによる被加工物の加工によって高輝度の光が生じる場合であっても、操作者は、表示手段を介して被加工物の加工状態を確認できる。 According to the present invention, since the imaging unit has a mode for suppressing light generated by processing of the workpiece by the processing head, by turning on the mode, for example, processing of the workpiece by the processing head Even when high-luminance light is generated by the operator, the operator can check the processing state of the workpiece through the display means.
さらに、本発明に係るレーザ加工方法は、被加工物に対して相対的に移動しながらレーザを用いて溶接加工を行う加工ヘッドと、前記加工ヘッドの先端に設けられ、前記加工ヘッドによる前記被加工物の加工部位を含む領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された画像を表示すると共に、該画像の中心位置を表示する表示手段と、前記被加工物に光学的な標識を照射し、かつ該標識の中心位置と前記画像の中心位置とが重なり合った場合に、前記加工ヘッドと前記被加工物との距離が前記被加工物に対する加工が可能な距離になるように配置された照射手段と、を備えたレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法であって、前記標識の中心位置と前記画像の中心位置とが重なり合うと共に、前記加工部位と前記画像の中心位置とが重なり合うように前記加工ヘッドと前記被加工物との相対位置を操作手段によって操作する第1工程と、前記第1工程によって操作された前記加工ヘッドの位置の時間変化をティーチングデータとして記憶手段に記憶する第2工程と、前記記憶手段から読み出した前記ティーチングデータに基づいて、前記加工ヘッドと前記被加工物との相対位置を制御する第3工程と、を含み、前記操作手段は、前記加工ヘッドが前記被加工物を加工している場合であっても、前記加工ヘッドと前記被加工物との相対位置の操作が可能とされている。 Furthermore, a laser processing method according to the present invention includes a processing head that performs welding using a laser while moving relative to a workpiece, and a workpiece head that is provided at a tip of the processing head and that is to be processed by the processing head. An image pickup means for picking up an area including a processed part of the workpiece, an image picked up by the image pickup means, a display means for displaying a center position of the image, and an optical sign on the work piece. Irradiation is performed, and when the center position of the marker and the center position of the image overlap, the distance between the processing head and the workpiece is arranged such that the workpiece can be processed. A laser processing method using a laser processing apparatus comprising: the center position of the marker overlaps with the center position of the image; and the processing site and the center position of the image First step and, storage means the time variation of the position of said processing head is operated by the first step as a teaching data to be manipulated by manipulation means a relative position between the workpiece and the machining head so that the overlap And a third step of controlling the relative position between the processing head and the workpiece based on the teaching data read from the storage means, and the operating means includes the Even when the processing head is processing the workpiece, the relative position between the processing head and the workpiece can be manipulated.
本発明によれば、操作者は、視覚によって直感的に加工ヘッドの移動経路を被加工物の加工部位に応じて決定できるので、簡易な操作によって、ティーチング操作を行うことができる。 According to the present invention, the operator can intuitively determine the movement path of the machining head according to the machining site of the workpiece, and can perform the teaching operation with a simple operation.
また、本発明に係るティーチング方法は、被加工物に対して相対的に移動しながらレーザを用いて溶接加工を行う加工ヘッドと、前記加工ヘッドによる前記被加工物の加工部位を含む領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された画像を表示すると共に、該画像の中心位置を表示する表示手段と、前記被加工物に光学的な標識を照射し、かつ該標識の中心位置と前記画像の中心位置とが重なり合った場合に、前記加工ヘッドと前記被加工物との距離が前記被加工物に対する加工が可能な距離になるように配置された照射手段と、を備えたレーザ加工装置を用いたティーチング方法であって、前記標識の中心位置と前記画像の中心位置とが重なり合うように前記加工ヘッドと前記被加工物との相対位置を操作する第1工程と、前記加工部位と前記画像の中心位置とが重なり合うように前記相対位置を操作する第2工程と、前記第1工程と前記第2工程とを繰り返すことによって取得された相対位置の時間変化を、前記加工ヘッドのティーチングデータとして予め定められた記憶手段へ記憶させる第3工程と、を含む。 Further, the teaching method according to the present invention images a region including a machining head that performs welding using a laser while moving relative to the workpiece, and a machining portion of the workpiece by the machining head. Imaging means for displaying, an image captured by the imaging means, a display means for displaying a center position of the image, an optical marker on the workpiece, and a center position of the marker A laser processing unit including an irradiation unit disposed so that a distance between the processing head and the workpiece is a distance that allows processing on the workpiece when the center position of the image overlaps; A teaching method using an apparatus, comprising: a first step of operating a relative position between the processing head and the workpiece so that a center position of the marker and a center position of the image overlap; The time change of the relative position obtained by repeating the second step of manipulating the relative position so that the processing part and the center position of the image overlap each other, and the first step and the second step, And a third step of storing the data in a predetermined storage means as head teaching data.
本発明によれば、操作者は、視覚によって直感的に加工ヘッドの移動経路を被加工物の加工部位に応じて決定できるので、簡易な操作によって、ティーチング操作を行うことができる。 According to the present invention, the operator can intuitively determine the movement path of the machining head according to the machining site of the workpiece, and can perform the teaching operation with a simple operation.
本発明によれば、簡易な操作によって、ティーチング操作を行うことができる、という優れた効果を有する。 According to the present invention, there is an excellent effect that a teaching operation can be performed by a simple operation.
以下に、本発明に係るレーザ加工装置、レーザ加工方法、及びティーチング方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a laser processing apparatus, a laser processing method, and a teaching method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態について説明する。
図1に、本第1実施形態に係るレーザ加工装置の構成図を示す。本第1実施形態では、レーザ加工装置を、一例として、被加工物(以下、「対象ワーク12」という。)に対する加工としてレーザによる溶接(以下、「レーザ溶接」という。)を行うレーザ溶接装置として説明する。
[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 1 shows a configuration diagram of a laser processing apparatus according to the first embodiment. In the first embodiment, as an example, the laser processing apparatus performs laser welding (hereinafter referred to as “laser welding”) as a process on a workpiece (hereinafter referred to as “
本第1実施形態に係るレーザ溶接装置10は、対象ワーク12に対してレーザ溶接を行う溶接ロボット14、レーザ発振を行うレーザ発振器16、溶接ロボット14及びレーザ発振器16を制御する制御装置18、並びにレーザ溶接装置10の操作を行うための操作システム20を備えている。
A
溶接ロボット14は、対象ワーク12に対して相対的に移動しながら溶接を行うレーザ溶接ヘッド22が先端に設けられ、かつ縦横高さ方向に回動自在なアーム部24を備えている。そして、溶接ロボット14は、制御装置18からの制御信号に基づいて、アーム部24を回動させ、レーザ発振器16で発振されたレーザをレーザ溶接ヘッド22から照射して対象ワーク12に対する溶接を行う。
The
なお、上記相対的に移動しながら溶接を行うとは、対象ワーク12及びレーザ溶接ヘッド22の少なくとも一方が移動しながら、レーザ溶接ヘッド22が対象ワーク12に対して溶接を行うことをいうが、本第1実施形態では、一例として、対象ワーク12が固定され、レーザ溶接ヘッド22が移動しながら溶接を行う形態について説明する。
また、以下の説明において、対象ワーク12とレーザ溶接ヘッド22先端との距離(溶接高さ)を、高さ方向(Z軸方向)と定義し、高さ方向に直交する平面方向を縦方向(X軸方向)及び横方向(Y軸方向)と定義する。
In addition, performing welding while moving relative to each other means that the
In the following description, the distance (welding height) between the
また、アーム部24の先端には、対象ワーク12の表面を観察するための観察ユニット26が設けられている。
観察ユニット26は、レーザ溶接ヘッド22による対象ワーク12の加工部位である溶接開先を含む領域を撮像するカメラ28、及び対象ワーク12に光学的な標識(以下、「レーザマーカー46A」という。)を照射するマーカー照射部30を備えている。なお、本第1実施形態に係るレーザマーカー46Aは、一例として、十字形となっている。
An
The
操作システム20は、アーム部24を回動させるための操作指示を与える操作ユニット40、カメラ28によって撮像された画像を表示すると共に、該画像の中心位置を表示するモニタ42、モニタ42に表示される画像の中心位置を示すカメラ中心線47を発生させ、モニタ42へ出力するライン発生器44を備える。
The
本第1実施形態に係るカメラ28は、溶接を行っていない場合において自然光の明るさで撮像を行う通常カメラモード、及びレーザ溶接ヘッド22による対象ワーク12の溶接によって生じる溶接輝度光を抑制する溶接カメラモードを有している。
溶接カメラモードをオンとすることで、例えば、レーザ溶接ヘッド22による対象ワーク12の溶接によって溶接輝度光が生じても、操作者は、モニタ42を介して対象ワーク12の溶接状態を確認できる。なお、通常カメラモードから溶接カメラモードへの切り替えは、溶接ロボット14が溶接を行うと共に自動的に切り替えられてもよい。
The
By turning on the welding camera mode, for example, even if welding luminance light is generated by welding the
このため、カメラ28には、溶接近傍と溶接溶融池とを同時に撮像するための色波長フィルターが備えられており、溶接カメラモードがオンとされた場合、カメラ28のレンズに該色波長フィルターが装着される。
For this reason, the
図2は、モニタ42の画面に表示されたレーザマーカー46Aを示す図である。
なお、モニタ42の画面の縦方向は、X軸方向に対応し、横方向はY軸方向に対応している。また、モニタ42に表示される領域は、拡大されており、例えば,縦(X軸)10mm、横(Y軸)15mmの領域が表示される。なお、図2には図示していないものの、モニタ42には、対象ワーク12も表示される。
FIG. 2 is a diagram showing the laser marker 46 </ b> A displayed on the screen of the
The vertical direction of the screen of the
図2に示す例は、レーザマーカー46Aとカメラ中心線47で示される画像の中心位置とが重なっている場合である。このような場合は、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との距離が、レーザ溶接ヘッド22による対象ワーク12に対する溶接が可能な距離となっている場合である。
溶接が可能な距離とは、レーザ溶接ヘッド22から照射されるレーザの焦点位置が、対象ワーク12の略表面となる距離(Z軸で示される高さ)であり、すなわち、対象ワーク12に対する溶接に適した距離のことである。
The example shown in FIG. 2 is a case where the
The distance at which welding is possible is a distance (height indicated by the Z axis) at which the focal position of the laser irradiated from the
このため、マーカー照射部30は、照射したレーザマーカー46Aの中心位置とカメラ中心線47で示される画像の中心位置とが重なり合った場合に、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との距離が、対象ワーク12に対する溶接が可能な距離となるように予め配置されている。
Therefore, when the center position of the
また、レーザ中心点48は、レーザ溶接ヘッド22によって対象ワーク12が溶接される位置を示しており、レーザ中心点48は、実際にレーザ溶接ヘッド22から照射されるレーザ(溶接時に比べて強度を弱くしたレーザ)による光である。なお、レーザ中心点48は、操作ユニット40によって点灯のオン又はオフが切り替え可能とされている。
A laser center point 48 indicates a position where the
そして、操作者は、操作ユニット40を用いて、レーザマーカー46Aの中心位置とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合うと共に、対象ワーク12の溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合うようにレーザ溶接ヘッド22の位置を操作(ティーチング操作)する。
なお、レーザマーカー46Aの中心位置とカメラ中心線47の中心位置とを重なり合わせるとは、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12の高さ方向(Z軸方向)の距離を調整することをいう。一方、対象ワーク12の溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とを重なり合わせるとは、平面方向(X軸方向及びY軸方向)に対するレーザ溶接ヘッド22の位置を調整することをいう。
Then, the operator uses the
Note that the overlapping of the center position of the
図3は、操作ユニット40の外観図であり、図3(a)は正面図を示し、図3(b)は側面図を示す。
本第1実施形態に係る操作ユニット40は、一例として、2本の操縦桿50(所謂、ジョイスティック)、各種スイッチ52、及びタッチパネル54を備えている。
3 is an external view of the
The
操縦桿50は、一方がアーム部24をZ軸方向に移動させると共にレーザ溶接ヘッド22の傾きを変化させ、他方がアーム部24をX軸方向及びY軸方向へ移動させる。
操縦桿50が操作されることによって、アーム部24と共にアーム部24の先端のレーザ溶接ヘッド22及び観察ユニット26も移動する。このため、操作者は、モニタ42を視認しながら操作ユニット40を用いて、上述したようなレーザ溶接ヘッド22の位置の操作を行える。
One of the control sticks 50 moves the
By operating the
各種スイッチ52は、アーム部24の操作の開始又は停止を切り替えるスイッチ、アーム部24の移動を一時停止させるためのスイッチ、及び非常停止させるためのスイッチ等である。
The
タッチパネル54は、運転モードの切り替え、溶接カメラモードと通常カメラモードとの切り替え、操縦桿50の操作量に応じたアーム部24の移動速度の切り替え、並びにレーザ中心点48のオン又はオフの切り替え等種々の指示を受け付ける。
The
そして、操作ユニット40は、操縦桿50の操作量(操縦桿50を傾かせた方向、及び操縦桿50を傾かせた角度)、並びに各種スイッチ52及びタッチパネル54で受け付けた各種指示等の操作信号を制御装置18へ送信する。
制御装置18は、操作信号を受信すると、操作信号に含まれる操縦桿50の操作量を、アーム部24の移動量(レーザ溶接ヘッド22のX,Y,Z軸位置、傾き角度)に変換し、該移動量に基づいてアーム部24を移動させる。また、操縦桿50の操作量に対するアーム部24の移動速度の倍率は、タッチパネル54に対する操作によって複数段階(例えば、高・中・低)に変更可能とされている。また、操縦桿50の操作量に対するアーム部24の移動量の倍率も、複数段階に変更可能としてもよい。
The
When the
さらに、本第1実施形態に係る操作ユニット40は、有線又は無線を用いた、溶接ロボット14の遠隔による操作が可能とされている。このため、レーザ溶接ヘッド22による対象ワーク12の溶接によって生じる溶接輝度光を遮るための手立てを容易に行うことができる。溶接輝度光を遮るための手立てとは、例えば、溶接ロボット14と操作ユニット40を別室に配置する、又は溶接ロボット14と操作ユニット40との間に遮光板を介在させる等である。
Furthermore, the
次に、本第1実施形態に係る溶接ロボット14の操作者による操作について説明する。
操作者が溶接ロボット14を操作する場合とは、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との縦横高さ(X軸、Y軸、及びZ軸)の位置関係を溶接開先に適した位置関係とする場合である。このような場合の具体例は、レーザ溶接ヘッド22の対象ワーク12に対する移動経路を導出するためのティーチング操作を行う場合や、レーザ溶接ヘッド22が対象ワーク12を溶接している場合等である。
Next, the operation by the operator of the
When the operator operates the
図4は、レーザ溶接ヘッド22のZ軸方向の移動の説明に要する図である。
図4(A)は、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との位置関係を示した側面図を示し、図4(B)から図4(D)は、モニタ42に表示される画面を示す。
FIG. 4 is a diagram necessary for explaining the movement of the
4A is a side view showing the positional relationship between the
図4(A)における溶接位置で示されるレーザ溶接ヘッド22の位置は、溶接に適した高さとなっている場合であり、図4(C)に示されるようにレーザマーカー46Aの中心位置とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合う。
The position of the
一方、図4(A)における+Z位置で示される高さは、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との距離が近すぎるため、溶接に適した高さとなっておらず、図4(B)に示されるようにレーザマーカー46Aの中心位置とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合わない。
On the other hand, the height indicated by the + Z position in FIG. 4 (A) is not suitable for welding because the distance between the
また、図4(A)における−Z位置で示される高さは、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との距離が遠すぎるため、溶接に適した高さとなっておらず、図4(D)に示されるようにレーザマーカー46Aの中心位置とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合わない。
Further, the height indicated by the -Z position in FIG. 4A is not suitable for welding because the distance between the
そこで、図4(B),(D)に示されるようにレーザマーカー46Aの中心位置とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合っていない場合、操作者は、モニタ42を視認しながら操作ユニット40を操作する。そして、操作者は、図4(C)に示されるように、レーザマーカー46Aの中心位置とカメラ中心線47の中心位置とを重なり合わせることによって、レーザ溶接ヘッド22の位置を溶接に適した高さとなるように、レーザ溶接ヘッド22の位置を操作する。
Therefore, as shown in FIGS. 4B and 4D, when the center position of the
図5は、レーザ溶接ヘッド22のX軸方向の移動の説明に要する図である。なお、図5に示されるレーザ溶接ヘッド22の位置は、溶接に適した高さとなっている。
図5(A)は、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との位置関係を示した側面図を示し、図5(B)から図5(D)は、モニタ42に表示される画面を示す。
FIG. 5 is a diagram necessary for explaining the movement of the
FIG. 5A shows a side view showing the positional relationship between the
図5(A)における溶接位置で示されるレーザ溶接ヘッド22の位置は、レーザ溶接ヘッド22からのレーザの照射位置と溶接開先が一致する場合であり、図5(C)に示されるように溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合う。
The position of the
一方、図5(A)における+X位置で示されるレーザ溶接ヘッド22の位置は、レーザ溶接ヘッド22からのレーザの照射位置が溶接開先からずれている場合であり、図5(B)に示されるように溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合わない。
On the other hand, the position of the
また、図5(A)における−X位置で示されるレーザ溶接ヘッド22の位置は、レーザ溶接ヘッド22からのレーザの照射位置が溶接開先からずれている場合であり、図5(D)に示されるように溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合わない。
Further, the position of the
そこで、図5(B),(D)に示されるように溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合っていない場合、操作者は、モニタ42を視認しながら操作ユニット40を操作する。そして、操作者は、図5(C)に示されるように、溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とを重なり合わせることによって、レーザ溶接ヘッド22からのレーザの照射位置と溶接開先が一致するように、レーザ溶接ヘッド22の位置を操作する。
Therefore, when the welding groove and the center position of the camera center line 47 do not overlap as shown in FIGS. 5B and 5D, the operator operates the
図6は、レーザ溶接ヘッド22のY軸方向の移動の説明に要する図である。なお、図6に示されるレーザ溶接ヘッド22の位置は、溶接に適した高さとなっている。
図6(A)は、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との位置関係を示した側面図を示し、図6(B)から図6(D)は、モニタ42に表示される画面を示す。
FIG. 6 is a diagram necessary for explaining the movement of the
FIG. 6A shows a side view showing the positional relationship between the
図6(A)における溶接位置で示されるレーザ溶接ヘッド22の位置は、レーザ溶接ヘッド22からのレーザの照射位置と溶接開先が一致する場合であり、図6(C)に示されるように溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合う。
The position of the
一方、図6(A)における+Y位置で示されるレーザ溶接ヘッド22の位置は、レーザ溶接ヘッド22からのレーザの照射位置が溶接開先からずれている場合であり、図6(B)に示されるように溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合わない。
On the other hand, the position of the
また、図6(A)における−Y位置で示されるレーザ溶接ヘッド22の位置は、レーザ溶接ヘッド22からのレーザの照射位置が溶接開先からずれている場合であり、図6(D)に示されるように溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合わない。
In addition, the position of the
そこで、図6(B),(D)に示されるように溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合っていない場合、操作者は、モニタ42を視認しながら操作ユニット40を操作する。そして、操作者は、図6(C)に示されるように、溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とを重なり合わせることによって、レーザ溶接ヘッド22からのレーザの照射位置と溶接開先が一致するように、レーザ溶接ヘッド22の位置を操作する。
Therefore, when the welding groove and the center position of the camera center line 47 do not overlap as shown in FIGS. 6B and 6D, the operator operates the
そして、図4から図6を用いて説明した操作者による操作は、溶接開先に対して連続的に行われるとティーチング操作となり、レーザ溶接ヘッド22の位置(座標位置)の時間変化が、レーザ溶接ヘッド22の移動経路として導出される。
When the operation performed by the operator described with reference to FIGS. 4 to 6 is continuously performed on the welding groove, the teaching operation is performed, and the time change of the position (coordinate position) of the
導出された移動経路は、溶接ロボット14の動作に関する制御サーボの制御情報と共に、ティーチングデータとして予め定められた記憶装置へ記憶される。なお、記憶装置は、制御装置18が備えてもよいし、制御装置18でティーチングデータを読み込むことが可能とされていれば、他の情報処理装置に備えられてもよい。
制御装置18は、記憶装置から読み出したティーチングデータに基づいて、アーム部24を制御することによって、複数の対象ワーク12に対して同様の溶接加工の繰り返しが可能となる。
The derived movement path is stored in a predetermined storage device as teaching data together with control information of a control servo related to the operation of the
The
図7は、本第1実施形態に係るレーザ溶接装置10によるティーチング操作を用いた溶接処理の流れの一例を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a flow of a welding process using a teaching operation by the
まず、ステップ100では、元となるティーチングデータを作成する。本ステップ100で作成するティーチングデータは、例えば、CADデータやCAMデータに基づいて作成してもよいし、手動で作成してもよい。 First, in step 100, original teaching data is created. The teaching data created in step 100 may be created based on, for example, CAD data or CAM data, or may be created manually.
次のステップ102では、ステップ100で作成したティーチングデータに基づいて、レーザ溶接ヘッド22を対象ワーク12に対して移動させる(以下、「自動送り」という。)。なお、本ステップ102では、溶接は行われていない。
In the next step 102, the
操作者は、自動送りを行いながら、レーザマーカー46A、カメラ中心線47、及び対象ワーク12の溶接開先をモニタ42で視認する。
そして、操作者は、レーザマーカー46Aの中心位置とカメラ中心線47の中心位置とがずれている場合に、レーザマーカー46Aの中心位置とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合うように操作ユニット40を操作する。また、操作者は、溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とがずれている場合に、溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合うように操作ユニット40を操作する。
The operator visually recognizes the laser marker 46 </ b> A, the camera center line 47, and the welding groove of the
Then, when the center position of the
これにより、元のティーチングデータにより示されるテーチングポイントと溶接開先とのずれが、図8に示されるように、補正される。
操作ユニット40で操作されたレーザ溶接ヘッド22の座標位置は、制御装置18によって適宜記憶され、補正後のティーチングデータが作成される。
Accordingly, the deviation between the teaching point indicated by the original teaching data and the welding groove is corrected as shown in FIG.
The coordinate position of the
次のステップ104では、補正後のティーチングデータを用いて、対象ワーク12に対する溶接を行う。
ここで、レーザ溶接は、熱を伴う加工であるので、対象ワーク12が、溶接されると共に変形する場合がある。このような場合、予め定められたティーチングデータに従ってレーザ溶接ヘッド22を移動させながら溶接を行っても、レーザ溶接ヘッド22は、本来溶接すべき溶接開先からずれた部位を溶接してしまう可能性がある。
In the next step 104, welding is performed on the
Here, since laser welding is a process involving heat, the
そこで、本第1実施形態では、レーザ溶接ヘッド22が対象ワーク12を溶接している場合であっても、操作者による操作ユニット40を用いた、レーザ溶接ヘッド22の位置の操作が可能とされている。この場合、カメラ28は、操作ユニット40が操作されることによって、溶接カメラモードに切り替えられる。
そして、操作者は、溶接カメラモードとされたカメラ28で撮像された画像をモニタ42で視認しながら、レーザ溶接ヘッド22の位置を操作することによって、レーザ溶接ヘッド22による対象ワーク12に対する溶接位置を補正することができる。
Therefore, in the first embodiment, even when the
Then, the operator operates the position of the
なお、図7に示すフローチャートでは、元となるティーチングデータを補正するために、操作ユニット40を用いたレーザ溶接ヘッド22の操作を行う場合について説明したが、これに限らず、元となるティーチングデータそのものを作成するために、操作ユニット40を用いたレーザ溶接ヘッド22の操作を行ってよい。
In the flowchart shown in FIG. 7, the case where the
以上説明したように、本第1実施形態に係るレーザ溶接装置10は、レーザ溶接ヘッド22、レーザ溶接ヘッド22による対象ワーク12の溶接開先を含む領域を撮像するカメラ28、カメラ28によって撮像された画像を表示すると共に、該カメラ中心線47を表示するモニタ42、及び対象ワーク12にレーザマーカー46Aを照射するマーカー照射部30が備えられている。
レーザ溶接装置10は、操作ユニット40によって、レーザマーカー46Aの中心位置とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合うと共に、溶接開先とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合うようにレーザ溶接ヘッド22の位置が操作される。そして、制御装置18が、操作されたレーザ溶接ヘッド22の位置で、対象ワーク12がレーザ溶接ヘッド22によって溶接されるように、レーザ溶接ヘッド22の位置を制御する。
As described above, the
In the
このように、レーザ溶接装置10では、操作者が、レーザマーカー46A、カメラ中心線47、及び対象ワーク12の溶接開先をモニタ42で視認しながら操作ユニット40を操作することによって、レーザ溶接ヘッド22が対象ワーク12を加工する場合におけるレーザ溶接ヘッド22の位置が決定可能とされている。
このため、本第1実施形態に係るレーザ溶接装置10を用いることによって、操作者は、視覚によって直感的にレーザ溶接ヘッド22の移動経路を対象ワーク12の溶接開先に応じて決定できるので、簡易な操作によって、ティーチング操作を行うことができる。
As described above, in the
For this reason, by using the
特に、元となるティーチングデータを容易に補正することができるため、操作者は、元となるティーチングデータを用いて、小ロット品や多品種に対するティーチングデータを容易に作成することができる。 In particular, since the original teaching data can be easily corrected, the operator can easily create teaching data for small lot products and various types using the original teaching data.
また、溶接開先を視認しながらティーチングデータを作成するため、レーザ溶接装置10は、対象ワーク12に対する加工精度を向上させることができる。
Moreover, since the teaching data is created while visually recognizing the welding groove, the
また、本第1実施形態に係るレーザ溶接装置10は、レーザ溶接ヘッド22が対象ワーク12を溶接している場合であっても、操作者による操作ユニット40を用いた、レーザ溶接ヘッド22の位置の操作が可能とされているので、レーザ溶接ヘッド22による対象ワーク12への加工が熱を伴う加工であっても、対象ワーク12に対する加工精度を向上させることができる。
Further, in the
〔第2実施形態〕
以下、本発明の第2実施形態について説明する。
本第2実施形態では、レーザマーカーを、円形を含むレーザマーカーとし、一例として、図9に示すように円形と十字形を組み合わせたレーザマーカー46Bとする。
なお、本第2実施形態に係るレーザ溶接装置10の構成は、図1に示す第1実施形態に係るレーザ溶接装置10の構成と同様であるので説明を省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, the laser marker is a laser marker including a circle, and as an example, as shown in FIG. 9, the laser marker 46B is a combination of a circle and a cross.
The configuration of the
本第2実施形態に係るレーザマーカー46Bは、図9に示すように、Y軸に平行な直線がX軸移動用マーカーであり、X軸に平行な直線がY軸移動用マーカーである。このX軸及びY軸に平行な直線で形成されるレーザマーカー46Bによって得られる作用は、第1実施形態に係るレーザマーカー46Aと同様である。
一方、円形のマーカーは、R,U回転軸用マーカーである。R軸とはY軸を中心軸とした回転軸であり、U軸とはX軸を中心軸とした回転軸である。
As shown in FIG. 9, in the laser marker 46B according to the second embodiment, a straight line parallel to the Y axis is an X axis movement marker, and a straight line parallel to the X axis is a Y axis movement marker. The action obtained by the laser marker 46B formed by a straight line parallel to the X axis and the Y axis is the same as that of the
On the other hand, the circular marker is a marker for R and U rotation axes. The R axis is a rotation axis with the Y axis as the central axis, and the U axis is a rotation axis with the X axis as the central axis.
対象ワーク12に対するレーザ溶接ヘッドの傾きが無い場合、該レーザマーカー46Bは、対象ワーク12の表面において真円を描く。しかし、傾きが生じている場合、該レーザマーカー46Bは、対象ワーク12の表面において楕円状となる。そして、傾きの度合いが大きいと、楕円の長軸と短軸の比は大きくなる。
このように、レーザマーカー46Bに円形を含むことによって、操作者は、対象ワーク12に対するレーザ溶接ヘッド22の傾きの有無及び傾きの度合いを容易に視認することができる。
When there is no inclination of the laser welding head with respect to the
Thus, by including a circle in the laser marker 46B, the operator can easily visually recognize the presence or absence of the
図10は、本第2実施形態に係るレーザマーカー46Bを用いたレーザ溶接ヘッド22のZ軸方向の移動の説明に要する図である。
図10(A)は、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との位置関係を示した側面図を示し、図10(B)から図10(D)は、モニタ42に表示される画面を示す。
FIG. 10 is a diagram necessary for explaining the movement of the
FIG. 10A shows a side view showing the positional relationship between the
図10(A)における溶接位置で示されるレーザ溶接ヘッド22の位置は、溶接に適した高さとなっている場合であり、図10(C)に示されるようにレーザマーカー46Bの中心位置とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合う。
The position of the
一方、図10(A)における+Z位置又は−Z位置で示される高さは、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との距離が適切でないため、図10(B),(D)に示されるようにレーザマーカー46Bの中心位置とカメラ中心線47の中心位置とが重なり合わない。
On the other hand, the height indicated by the + Z position or the −Z position in FIG. 10A is as shown in FIGS. 10B and 10D because the distance between the
しかし、この場合も、図10(A)に示されるレーザ溶接ヘッド22は、対象ワーク12に対して傾いていないため、レーザマーカー46Bの円形は、真円を描くこととなる。
However, also in this case, since the
図11は、本第2実施形態に係るレーザマーカー46Bを用いたレーザ溶接ヘッド22が対象ワーク12に対して+R軸方向に傾いている場合を示す図である。
図11(A)は、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との位置関係を示した側面図を示し、図11(B)は、モニタ42に表示される画面を示す。
FIG. 11 is a diagram illustrating a case where the
FIG. 11A shows a side view showing the positional relationship between the
図11(A)に示されるように、レーザ溶接ヘッド22が対象ワーク12に対して+R軸方向に傾いていると、図11(B)に示されるようにレーザマーカー46Bは−X軸方向に長い楕円形となる。
As shown in FIG. 11A, when the
そこで、レーザマーカー46Bが図11(B)に示されるような楕円形状となっている場合、操作者は、レーザマーカー46Bが対象ワーク12の表面で真円となるように、モニタ42を視認しながら操作ユニット40を操作し、レーザ溶接ヘッド22を−R軸方向へ回動させる。
Therefore, when the laser marker 46B has an elliptical shape as shown in FIG. 11B, the operator visually recognizes the
図12は、本第2実施形態に係るレーザマーカー46Bを用いたレーザ溶接ヘッド22が対象ワーク12に対して−R軸方向に傾いている場合を示す図である。
図12(A)は、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との位置関係を示した側面図を示し、図12(B)は、モニタ42に表示される画面を示す。
FIG. 12 is a diagram illustrating a case where the
FIG. 12A shows a side view showing the positional relationship between the
図12(A)に示されるように、レーザ溶接ヘッド22が対象ワーク12に対して−R軸方向に傾いていると、図12(B)に示されるようにレーザマーカー46Bは+X軸方向に長い楕円形となる。
As shown in FIG. 12A, when the
そこで、レーザマーカー46Bが図12(B)に示されるような楕円形状となっている場合、操作者は、レーザマーカー46Bが対象ワーク12の表面で真円となるように、モニタ42を視認しながら操作ユニット40を操作し、レーザ溶接ヘッド22を+R軸方向へ回動させる。
Therefore, when the laser marker 46B has an elliptical shape as shown in FIG. 12B, the operator visually recognizes the
図13は、本第2実施形態に係るレーザマーカー46Bを用いたレーザ溶接ヘッド22が対象ワーク12に対して+U軸方向に傾いている場合を示す図である。
図13(A)は、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との位置関係を示した側面図を示し、図13(B)は、モニタ42に表示される画面を示す。
FIG. 13 is a diagram illustrating a case where the
FIG. 13A shows a side view showing the positional relationship between the
図13(A)に示されるように、レーザ溶接ヘッド22が対象ワーク12に対して+U軸方向に傾いていると、図13(B)に示されるようにレーザマーカー46Bは−Y軸方向に長い楕円形となる。
As shown in FIG. 13A, when the
そこで、レーザマーカー46Bが図13(B)に示されるような楕円形状となっている場合、操作者は、レーザマーカー46Bが対象ワーク12の表面で真円となるように、モニタ42を視認しながら操作ユニット40を操作し、レーザ溶接ヘッド22を−U軸方向へ回動させる。
Therefore, when the laser marker 46B has an elliptical shape as shown in FIG. 13B, the operator visually recognizes the
図14は、本第2実施形態に係るレーザマーカー46Bを用いたレーザ溶接ヘッド22が対象ワーク12に対して−U軸方向に傾いている場合を示す図である。
図14(A)は、レーザ溶接ヘッド22と対象ワーク12との位置関係を示した側面図を示し、図14(B)は、モニタ42に表示される画面を示す。
FIG. 14 is a diagram illustrating a case where the
FIG. 14A shows a side view showing the positional relationship between the
図14(A)に示されるように、レーザ溶接ヘッド22が対象ワーク12に対して−U軸方向に傾いていると、図14(B)に示されるようにレーザマーカー46Bは+Y軸方向に長い楕円形となる。
As shown in FIG. 14A, when the
そこで、レーザマーカー46Bが図14(B)に示されるような楕円形状となっている場合、操作者は、レーザマーカー46Bが対象ワーク12の表面で真円となるように、モニタ42を視認しながら操作ユニット40を操作し、レーザ溶接ヘッド22を+U軸方向へ回動させる。
Therefore, when the laser marker 46B has an elliptical shape as shown in FIG. 14B, the operator visually recognizes the
なお、レーザマーカー46Bの形状は、上記の他に、図15(A)に示すような四角形と十字形との組み合わせ、図15(B)に示すような円形と点との組み合わせ、円形と多角形との組み合わせ、円形又は多角形と線との組み合わせ、多角形と多角形の中心を示す点との組み合わせ、及び円形と円形の中心を示す点との組み合わせ等、他の2次元形状としてもよい。 In addition to the above, the shape of the laser marker 46B may be a combination of a square and a cross as shown in FIG. 15A, a combination of a circle and a point as shown in FIG. Other two-dimensional shapes such as a combination with a square, a circle or a combination of a polygon and a line, a combination of a polygon and a point indicating the center of the polygon, and a combination of a circle and a point indicating the center of the circle. Good.
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using said each embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various changes or improvements can be added to the above-described embodiments without departing from the gist of the invention, and embodiments to which the changes or improvements are added are also included in the technical scope of the present invention.
例えば、上記各実施形態では、本発明をレーザ溶接装置10に適用する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明を、加工ヘッドと被加工物とを相対的に移動させながら加工を行う装置であれば、他の装置に適用する形態としてもよい。
他の装置としては、例えば、被加工物に対しアークによる溶接を行う溶接装置、レーザとアークを併用して溶接を行う溶接装置、被加工物をレーザ等によって切断する切断装置、又は窓枠(サッシ)とガラスとを接合するための樹脂を窓枠とガラスとの接合部分に吐出させるための装置等が挙げられる。
For example, in each of the above-described embodiments, the form in which the present invention is applied to the
Other devices include, for example, a welding device that performs arc welding on a workpiece, a welding device that performs welding using a laser and an arc, a cutting device that cuts a workpiece with a laser, or a window frame ( Examples thereof include an apparatus for discharging a resin for joining the sash and the glass to a joint portion between the window frame and the glass.
さらに、本発明は、先端部分から樹脂塗布を行う装置に適用してもよい。 Furthermore, the present invention may be applied to an apparatus that performs resin coating from the tip portion.
また、本発明は、金型等の複雑形状を持つワークに対して、粉末溶射装置等の先端部の目的形状部に沿った動きを生成する場合に適用しもよい。 The present invention may be applied to a case where a movement along a target shape portion of a tip portion of a powder spraying apparatus or the like is generated for a workpiece having a complicated shape such as a mold.
また、上記各実施形態では、対象ワーク12を固定し、レーザ溶接ヘッド22の位置を操作する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、レーザ溶接ヘッド22を固定し、対象ワーク12の位置を操作する形態、又は対象ワーク12の位置とレーザ溶接ヘッド22の位置両方を操作する形態としてもよい。
In each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態では、操作ユニット40は、操縦桿50を備え、操縦桿50の操作量に応じてアーム部24を回動させる形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、操作ユニット40は、操縦桿50の替わりに例えばボタン(例えば所謂十字キー)を備え、ボタンの操作量に応じてアーム部24を回動させる形態としてもよい。この形態の場合、ボタンを押圧した時間長さをアーム部24に対する操作量とする。
Further, in each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態では、操作システム20は、操作ユニット40とモニタ42とが別構成とされているが、一体構成としてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the
10 レーザ溶接装置
18 制御装置
22 レーザ溶接ヘッド
28 カメラ
30 マーカー照射部
40 操作ユニット
42 モニタ
46A レーザマーカー
46B レーザマーカー
47 カメラ中心線
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記加工ヘッドの先端に設けられ、前記加工ヘッドによる前記被加工物の加工部位を含む領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を表示すると共に、該画像の中心位置を表示する表示手段と、
前記被加工物に光学的な標識を照射し、かつ該標識の中心位置と前記画像の中心位置とが重なり合った場合に、前記加工ヘッドと前記被加工物との距離が前記被加工物に対する加工が可能な距離になるように配置された照射手段と、
前記標識の中心位置と前記画像の中心位置とが重なり合うと共に、前記加工部位と前記画像の中心位置とが重なり合うように前記加工ヘッドと前記被加工物との相対位置を操作する操作手段と、
前記操作手段によって操作された前記加工ヘッドの位置の時間変化をティーチングデータとして記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から読み出した前記ティーチングデータに基づいて、前記加工ヘッドと前記被加工物との相対位置を制御する制御手段と、
を備え、
前記操作手段は、前記加工ヘッドが前記被加工物を加工している場合であっても、前記加工ヘッドと前記被加工物との相対位置の操作が可能とされている
レーザ加工装置。 A machining head that performs welding using a laser while moving relative to the workpiece;
An imaging means that is provided at a tip of the processing head and images a region including a processing portion of the workpiece by the processing head;
A display unit that displays an image captured by the imaging unit and displays a center position of the image;
When the workpiece is irradiated with an optical marker and the center position of the marker and the center position of the image overlap each other, the distance between the processing head and the workpiece is the distance to the workpiece. Irradiating means arranged to be at a possible distance;
An operation means for operating a relative position between the processing head and the workpiece so that a center position of the mark and a center position of the image overlap, and the processing site and the center position of the image overlap.
Storage means for storing time change of the position of the machining head operated by the operation means as teaching data;
Control means for controlling the relative position between the machining head and the workpiece based on the teaching data read from the storage means;
With
The operation means is a laser processing apparatus capable of operating a relative position between the processing head and the workpiece even when the processing head is processing the workpiece.
前記標識の中心位置と前記画像の中心位置とが重なり合うと共に、前記加工部位と前記画像の中心位置とが重なり合うように前記加工ヘッドと前記被加工物との相対位置を操作手段によって操作する第1工程と、
前記第1工程によって操作された前記加工ヘッドの位置の時間変化をティーチングデータとして記憶手段に記憶する第2工程と、
前記記憶手段から読み出した前記ティーチングデータに基づいて、前記加工ヘッドと前記被加工物との相対位置を制御する第3工程と、
を含み、
前記操作手段は、前記加工ヘッドが前記被加工物を加工している場合であっても、前記加工ヘッドと前記被加工物との相対位置の操作が可能とされている
レーザ加工方法。 A processing head that performs welding processing using a laser while moving relative to the workpiece, and an image of a region that is provided at a tip of the processing head and includes a processing portion of the workpiece by the processing head An image pickup means; an image picked up by the image pickup means; a display means for displaying a center position of the image; an optical mark on the workpiece; and a center position of the mark; A laser processing apparatus comprising: an irradiating unit disposed so that a distance between the processing head and the workpiece is a distance capable of processing the workpiece when the center position of the image overlaps; A laser processing method using
With overlap and the center position of the marker in the center position and the image, first manipulated by manipulation means a relative position between the machining head and the workpiece as the center position overlap of the machining area and the image 1 process,
A second step of storing, in the storage means, the time change of the position of the machining head operated in the first step as teaching data;
A third step of controlling the relative position between the machining head and the workpiece based on the teaching data read from the storage means;
Including
The laser processing method in which the operation means is capable of operating a relative position between the processing head and the workpiece even when the processing head is processing the workpiece.
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