JP2003223213A - Teaching method and apparatus, and laser processing machine provided with the teaching method - Google Patents
Teaching method and apparatus, and laser processing machine provided with the teaching methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばレーザ加
工用データを確保するためのティーチング方法及びその
装置並びにティーチング装置を備えたレーザ加工機に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to, for example, a teaching method and apparatus for securing laser processing data, and a laser processing machine equipped with the teaching apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、図３に示すようなＸ，Ｙ，Ｚの
三次元座標軸と、Ｃ軸，Ａ軸の二つのヘッド姿勢軸とで
５軸制御可能な三次元レーザ加工機において、加工ヘッ
ドの移動軌跡座標の入力のためのティーチング操作は以
下のようにして行われる。すなわち、教示線としての罫
書き線２１が付された教示用ワーク４がテーブル１上の
治具３に載置される。そして、レーザ加工機の加工ヘッ
ドにティーチング用ヘッド７１を取り付け、ジョイステ
ィックレバー２５による５軸移動の操作により、レーザ
加工機の前記５軸のうち必要な軸を動作させる。これに
より、ティーチング用ヘッド７１を移動させて罫書き線
２１上の教示点に対向させ、この対向状態で教示点デー
タ、すなわちその教示点におけるティーチング用ヘッド
７１の座標データ及び姿勢データを取り込んでメモリに
記憶させる。この動作を罫書き線２１の多数箇所で行っ
て教示データを作成する。2. Description of the Related Art Generally, in a three-dimensional laser beam machine capable of controlling five axes by three-dimensional coordinate axes of X, Y and Z and two head posture axes of C axis and A axis as shown in FIG. The teaching operation for inputting the movement trajectory coordinates of the head is performed as follows. That is, the teaching work 4 with the scoring lines 21 as teaching lines is placed on the jig 3 on the table 1. Then, the teaching head 71 is attached to the processing head of the laser processing machine, and a required axis of the five axes of the laser processing machine is operated by operating the joystick lever 25 to move the five axes. As a result, the teaching head 71 is moved to face the teaching point on the scoring line 21, and in this facing state, teaching point data, that is, coordinate data and attitude data of the teaching head 71 at the teaching point is fetched. To memorize. This operation is performed at many points on the score line 21 to create teaching data.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のティ
ーチング方法においては、三次元ワークの１個ごとに製
造過程でひずみが生じるため、加工精度の要求される溶
接作業を行う場合には、ワーク１個ごとに溶接ラインを
教示しなければない。又、ティーチングを終了した後に
加工ヘッドの交換を必要として、その教示のための時間
や教示のための熟練した作業者が必要となることから、
自動化が求められていた。However, in the conventional teaching method, distortion occurs in the manufacturing process for each one of the three-dimensional workpieces. We have to teach each individual welding line. In addition, since it is necessary to replace the machining head after finishing teaching, a time for teaching and a skilled worker for teaching are required.
Automation was required.
【０００４】そこで、ワークの溶接ラインを先行する検
出器によりオンラインで検出しながら溶接作業を行う方
法も提案されている。しかしながら、溶接ラインの途中
に大きな隙間や過小な隙間が存在していると、溶接ライ
ンの適正な認識を行うことができないという問題があっ
た。又、溶接ラインの途中に仮溶接部分があり、オンラ
インでの溶接ラインの検出を必ずしも十分に行うことが
できないという問題もあった。Therefore, there has been proposed a method of performing a welding operation while detecting a welding line of a workpiece online by a preceding detector. However, if there is a large gap or an excessively small gap in the middle of the welding line, there is a problem that proper recognition of the welding line cannot be performed. In addition, there is a problem that there is a temporary welding part in the middle of the welding line, and it is not always possible to sufficiently detect the welding line online.
【０００５】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的
は、ティーチング操作を容易かつ短時間に遂行すること
ができるとともに、熟練者でなくても加工データを正確
に取り込むことができるティーチング方法及びその装置
並びにティーチング装置を備えたレーザ加工機を提供す
ることにある。The present invention has been made by paying attention to the problems existing in such conventional techniques. An object of the present invention is to provide a teaching method and apparatus capable of easily performing a teaching operation in a short time and capable of accurately capturing machining data even by an unskilled person, and a laser processing machine equipped with the teaching apparatus. To do.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、教示用ワークの教示線
に沿って加工ヘッドを操作してティーチングによりその
教示データを記憶する行程と、上記行程により得られた
教示データを用いて実ワークの加工線に沿って撮影手段
を有した加工ヘッドを移動して、加工線を撮影する行程
と、上記行程により得られた撮像データに基づいて前記
教示データと実ワークの加工線とのズレ量を演算する行
程と、上記行程により得られたズレ量のデータに基づい
て前記教示データを修正して実ワークの加工データを修
正する行程と、上記行程により得られた加工データを記
憶手段に記憶する行程とを含むことを要旨とする。In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 stores the teaching data by teaching by operating the machining head along the teaching line of the teaching work. Using the process and the teaching data obtained by the above process, the process of moving the machining head having the photographing means along the machining line of the actual work to photograph the machining line, and the imaging data obtained by the above process And a step of calculating a deviation amount between the teaching data and the machining line of the actual work based on the above, and the teaching data is corrected based on the deviation amount data obtained by the above step to correct the machining data of the actual work. It is a gist to include a step and a step of storing the processed data obtained by the above step in the storage means.
【０００７】請求項２に記載の発明は、教示用ワークの
教示線に沿って加工ヘッドを操作して教示データを記憶
する手段と、上記手段により得られた教示データを用い
て実ワークの加工線に沿って加工ヘッドを移動して、加
工線を撮影する撮影手段と、上記撮影手段により撮影さ
れた撮像データに基づいて前記教示データと実ワークの
加工線とのズレ量を演算する手段と、上記手段により得
られたズレ量のデータに基づいて前記教示データを修正
して実ワークの加工データを記憶する手段とを含むこと
を要旨とする。According to a second aspect of the present invention, means for operating the machining head along the teaching line of the teaching work to store the teaching data, and machining of the actual work using the teaching data obtained by the above means. Photographing means for photographing the machining line by moving the machining head along the line; and means for calculating the amount of deviation between the teaching data and the machining line of the actual work based on the imaging data photographed by the photographing means. And a means for correcting the teaching data on the basis of the deviation amount data obtained by the above means and storing the machining data of the actual work.
【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項２におい
て、前記ズレ量を演算する手段は、夫々の教示データ
と、それらの教示データに対応して、前記加工線とのＸ
軸及びＹ軸方向のズレ量を演算するものであることを要
旨とする。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the means for calculating the deviation amount is each teaching data and X of the machining line corresponding to the teaching data.
The gist is that the amount of deviation in the axis and Y-axis directions is calculated.
【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項３におい
て、前記ズレ量を演算する手段は、加工ヘッドの法線方
向のズレ量及び実ワークと加工ヘッドの先端とのギャッ
プ量のズレ量を演算するものであることを要旨とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the means for calculating the shift amount is a shift amount in the normal direction of the machining head and a gap amount between the actual work and the tip of the machining head. The gist is that it computes.
【００１０】請求項５に記載の発明は、請求項２〜４の
いずれか一項に記載のティーチング装置を備えるととも
に、三次元座標軸及びヘッド姿勢軸により運動制御され
る加工ヘッドと、この加工ヘッドの運動を手動操作によ
り制御する操作手段とを備えたことを要旨とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a teaching device according to any one of the second to fourth aspects, and a machining head whose movement is controlled by a three-dimensional coordinate axis and a head posture axis, and the machining head. The gist of the present invention is to provide an operating means for controlling the movement of the robot by a manual operation.
【００１１】請求項６に記載の発明は、請求項５におい
て前記ティーチング装置は、前記加工ヘッドに設けら
れ、その加工ヘッドを用いて、教示用ワーク上に付され
た教示線及びその周囲又は実ワークの加工線及びその周
囲を撮影する撮影手段と、上記撮影手段により撮影され
た撮像データに基づいて加工ヘッドを前記教示線上の教
示点近傍又は前記加工線上の加工点近傍における法線方
向を検出する法線方向検出手段と、その法線方向検出手
段から得られたデータから教示点近傍又は加工点近傍に
おける法線方向を演算する法線方向演算手段と、加工ヘ
ッドの先端に設けられ、かつ加工ヘッドを前記教示点又
はその近傍あるいは加工点又はその近傍に近付けた状態
で、加工ヘッド先端と教示点又はその近傍あるいは加工
点又はその近傍との間のギャップ量を検出するギャップ
量検出手段と、上記ギャップ量検出手段により検出され
たデータからギャップ量を演算するギャップ量演算手段
と、前記教示用ワークによる法線方向及びギャップ量の
演算手段の演算データに基づいて、加工ヘッドを姿勢変
更し、同ヘッドを教示点における法線方向に指向させる
とともに、教示用ワークに対して所定のギャップ量の位
置に移動する制御手段と、上記制御手段による加工ヘッ
ドの移動により該加工ヘッドの座標データ及び姿勢デー
タを取り込んで、この位置における点を教示点として教
示データを記憶する教示データ記憶手段と、その記憶さ
れた教示用ワークの教示データに基づいて、実ワークの
加工線に沿って加工ヘッドを操作して、前記撮影手段に
より撮像された実ワークの加工線と教示データのそれぞ
れの教示点とのＸ軸及びＹ軸方向のズレ量、法線方向の
ズレ量及びギャップ量のズレ量を検出するズレ量検出手
段と、上記ズレ量検出手段により検出されたズレ量に基
づいて前記教示用ワークの教示データを各教示点ごとに
修正して実ワークの加工データを演算する加工データ演
算手段と、上記演算手段により演算された加工データを
記憶す加工データ記憶手段とを有するものであることを
要旨とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the teaching device is provided on the machining head, and the machining head is used to teach a teaching line attached to a work for teaching and its surroundings or actual lines. A photographing means for photographing the machining line of the workpiece and its surroundings, and a machining head for detecting the normal direction of the machining head in the vicinity of the teaching point on the teaching line or in the vicinity of the machining point on the machining line based on the imaging data photographed by the photographing means A normal direction detecting means for calculating the normal direction in the vicinity of the teaching point or the processing point from the data obtained from the normal direction detecting means; With the machining head close to the teaching point or its vicinity or the machining point or its vicinity, the machining head tip and the teaching point or its vicinity or the machining point or its vicinity Gap amount detecting means for detecting the gap amount, the gap amount calculating means for calculating the gap amount from the data detected by the gap amount detecting means, and the calculating means for calculating the normal direction and the gap amount by the teaching work. Based on the data, the posture of the machining head is changed, the head is oriented in the normal direction at the teaching point, and the machining means is moved by the control means to move to a position of a predetermined gap amount with respect to the teaching work. Based on the teaching data storage means for taking in the coordinate data and the posture data of the machining head by the movement of the head and storing the teaching data with the point at this position as a teaching point, and the teaching data of the stored teaching work, By operating the machining head along the machining line of the actual workpiece, the machining line of the actual workpiece captured by the photographing means and the teaching Deviation amount detecting means for detecting deviation amounts in the X-axis and Y-axis directions, deviation amounts in the normal line direction, and deviation amounts from the respective teaching points of the data, and deviation amounts detected by the deviation amount detecting means. Machining data calculating means for correcting the teaching data of the teaching work for each teaching point based on the above to calculate the machining data of the actual work, and machining data storing means for storing the machining data calculated by the above-mentioned computing means. The gist is that it has.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、この発明をレーザ加工機の
ティーチング装置として具体化した実施形態を図面に基
づいて詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied as a teaching device for a laser beam machine will be described in detail with reference to the drawings.
【００１３】初めに、図３において、この実施形態の三
次元レーザ加工機の構成を説明する。この実施形態のレ
ーザ加工機は、座標軸としてのＸ，Ｙ，Ｚ軸と、模式図
を表す図８（ａ）に示すように、ヘッド姿勢軸としての
垂直軸及び傾斜軸よりなるＣ，Ａ軸とを有する５軸制御
タイプである。このレーザ加工機は加工ヘッド５の移動
軌跡の記憶に基づくティーチング及びティーチングプレ
イバック機能を有する。テーブル１はベース２上にＸ軸
方向へ移動可能に支持され、その上面には治具３を介し
て教示用ワーク４又は実際に加工される実ワーク４' が
載置される。教示用ワーク４上には教示線としての罫書
き線２１が付されており、図２に示すように、その罫書
き線２１上には多数の教示点Ｐ２が設定される。実ワー
ク４' には加工線２１' が形成されている。加工ヘッド
５はコラム６にＹ軸方向とＺ軸方向との２方向に移動可
能に支持されるとともに、その先端にはノズル７が取り
付けられている。このノズル７は姿勢制御用の前記Ｃ軸
とＡ軸との周りを図示しないサーボモータを備えた駆動
機構により回転可能に支持されている。First, the configuration of the three-dimensional laser beam machine of this embodiment will be described with reference to FIG. The laser beam machine according to this embodiment has X, Y, and Z axes as coordinate axes, and C and A axes including a vertical axis and a tilt axis as a head attitude axis as shown in FIG. It is a 5-axis control type having and. This laser processing machine has a teaching and teaching playback function based on the memory of the movement locus of the processing head 5. The table 1 is supported on a base 2 so as to be movable in the X-axis direction, and a teaching work 4 or an actual work 4 ′ to be actually processed is placed on the upper surface of the table 1 via a jig 3. A scoring line 21 as a teaching line is provided on the teaching work 4, and a large number of teaching points P2 are set on the scoring line 21 as shown in FIG. A machining line 21 'is formed on the actual work 4'. The processing head 5 is supported by a column 6 so as to be movable in two directions, the Y-axis direction and the Z-axis direction, and a nozzle 7 is attached to the tip thereof. The nozzle 7 is rotatably supported around the C axis and the A axis for attitude control by a drive mechanism including a servo motor (not shown).
【００１４】そして、このノズル７が実ワーク４' 上の
所定の位置に対し、その位置を通る法線上において所定
距離をおいて対向配置される。この状態でレーザ発振器
８から供給されるレーザ光が、加工ヘッド５の先端に取
付られたノズル７からワークに照射されて、例えば溶接
等のレーザ加工が施される。The nozzle 7 is arranged so as to face a predetermined position on the actual work 4'with a predetermined distance on a normal line passing through the position. In this state, the laser light supplied from the laser oscillator 8 is applied to the work from the nozzle 7 attached to the tip of the processing head 5, and laser processing such as welding is performed.
【００１５】加工ヘッド５はティーチングヘッドとして
の機能を兼用するものである。図２に示すように、加工
ヘッド５のＣ軸周りを回転する前記回転支持筒９の内部
には光ファイバーケーブ１０に接続されたコリメータ１
１が所定位置において非回転状態で支持され、回転支持
筒９の下端部には第１反射ミラー１２が収容されてい
る。前記回転支持筒９の下端部にはノズル７が水平のＡ
軸の周りで回転可能に支持されている。このノズル７の
内部には集光レンズ１３が収容されている。The processing head 5 also serves as a teaching head. As shown in FIG. 2, the collimator 1 connected to the optical fiber cable 10 is provided inside the rotary support tube 9 that rotates around the C axis of the processing head 5.
1 is supported at a predetermined position in a non-rotating state, and a first reflection mirror 12 is housed at the lower end of the rotation support cylinder 9. At the lower end of the rotation support cylinder 9, the nozzle 7 is
It is rotatably supported around an axis. A condenser lens 13 is housed inside the nozzle 7.
【００１６】撮影手段を構成するＣＣＤカメラ１５は第
１反射ミラー１２のホルダー１２ａの背面に固定されて
いる。図３に示すように、ＣＲＴディスプレイ２２は前
記コラム６の側部に配設され、図２に示すようにケーブ
ル１６を介してカメラ１５の出力端子に接続されてい
る。ＣＣＤカメラ１５の撮影データはメインコントロー
ラ３８にも送られるようになっている。そして、カメラ
１５により教示用ワーク４上の罫書き線２１が撮影され
るとき、その罫書き線２１及びその周囲の映像がディス
プレイ２２上に表示される。又、図４に示すように、デ
ィスプレイ２２の表示面にはターゲット位置を表す中心
点Ｐ１と、その中心点Ｐ１を中心としたサークルＧが映
し出される。The CCD camera 15 constituting the photographing means is fixed to the back surface of the holder 12a of the first reflecting mirror 12. As shown in FIG. 3, the CRT display 22 is disposed on the side portion of the column 6 and is connected to the output terminal of the camera 15 via the cable 16 as shown in FIG. The photographing data of the CCD camera 15 is also sent to the main controller 38. Then, when the scribe line 21 on the teaching work 4 is photographed by the camera 15, the scribe line 21 and the surrounding image are displayed on the display 22. Further, as shown in FIG. 4, a center point P1 representing the target position and a circle G centering on the center point P1 are displayed on the display surface of the display 22.
【００１７】上述した撮影手段は実ワーク４' の加工線
２１' の撮影にも用いられる。操作手段を構成するジョ
イスティックレバー２５は、前記ディスプレイ２２に近
接してコラム６の側部に配設されている。そして、ディ
スプレイ２２上の映像に基づいて、このジョイスティッ
クレバー２５を操作することにより、テーブル１又は加
工ヘッド５をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に相対移動させ
て、加工ヘッド５の先端を教示用ワーク４の所定位置に
移動させることができる。The above-mentioned photographing means is also used for photographing the machining line 21 'of the actual work 4'. The joystick lever 25, which constitutes the operating means, is arranged on the side of the column 6 in the vicinity of the display 22. Then, by operating the joystick lever 25 based on the image on the display 22, the table 1 or the processing head 5 is relatively moved in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and the tip of the processing head 5 is taught. The workpiece 4 can be moved to a predetermined position.
【００１８】ティーチングボックス２６は前記ジョイス
ティックレバー２５の近傍に位置するように配置されて
いる。又、ティーチングボックス２６は、ティーチング
モードを設定するためのモード設定キー２８、加工ヘッ
ド５を法線上に配置させるための指令手段としての操作
キー２９、並びに教示点データの記憶のためにその教示
点データの取り込みを開始させるためのデータ入力キー
３０を備えている。ここで、教示点データは、教示点又
はその近傍の１点のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の三つの座標デー
タ及びＣ，Ａ軸方向の二つの姿勢データを含む。The teaching box 26 is arranged near the joystick lever 25. The teaching box 26 includes a mode setting key 28 for setting a teaching mode, an operation key 29 as command means for arranging the machining head 5 on the normal line, and a teaching point for storing teaching point data. A data input key 30 for starting data acquisition is provided. Here, the teaching point data includes three coordinate data in the X, Y, and Z axis directions and one posture data in the C and A axis directions of the teaching point or one point near the teaching point.
【００１９】図２に示すように、ノズル７の下端部には
ギャップ量検出手段としての機能を有し、かつ法線方向
演算のためのデータを取得するための静電容量センサ３
１が装着されている。この静電容量センサ３１は後述す
るメインコントローラ３８にケーブル３２を介して接続
されている。この静電容量センサ３１は、加工ヘッド５
が教示用ワーク４の所定位置を指向した状態で、教示用
ワーク４とノズル７との間の静電容量を検出する。この
静電容量センサ３１により検出された検出電圧がメイン
コントローラ３８に供給される。そして、メインコント
ローラ３８はノズル７の先端と教示用ワーク４との間の
ギャップ量Ｄ１を演算する。又、静電容量センサ３１か
らの検出電圧に基づいて、一つの教示点における法線方
向が次に述べるメインコントローラ３８の法線方向演算
部３８ｃにより演算される。As shown in FIG. 2, the electrostatic capacity sensor 3 at the lower end of the nozzle 7 has a function as a gap amount detecting means and acquires data for normal direction calculation.
1 is installed. The capacitance sensor 31 is connected to a main controller 38 described later via a cable 32. This capacitance sensor 31 is used for the processing head 5
Detects the electrostatic capacitance between the teaching work 4 and the nozzle 7 in a state where the pointing work is directed to a predetermined position of the teaching work 4. The detection voltage detected by the capacitance sensor 31 is supplied to the main controller 38. Then, the main controller 38 calculates the gap amount D1 between the tip of the nozzle 7 and the teaching work 4. Further, based on the detected voltage from the electrostatic capacity sensor 31, the normal direction at one teaching point is calculated by the normal direction calculation unit 38c of the main controller 38 described below.
【００２０】図３に示すように、制御装置３６は前記ベ
ース２の側方に設置され、そのテーブル上には各種デー
タ等を入力するためのキーボード３７が載置されてい
る。又、制御装置３６は、図２に示すように演算処理用
のメインコントローラ３８、作業プログラムやティーチ
ングデータ等を記憶する記憶手段としてのメモリ３９を
備えている。又、制御装置３６はメインコントローラ３
８からの制御信号に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ軸，Ｃ，Ａ軸の
駆動用の各サーボモータ（図示しない）を制御するため
のサーボコントローラ４０を備えている。メインコント
ローラ３８は加工ヘッド５のノズル７を法線方向に指向
させるための制御を行う制御部３８ａ，ギャップ量を演
算するためのギャップ量演算部３８ｂ，法線方向を演算
するための法線方向演算部３８ｃを備えている。又、前
記メインコントローラ３８は、教示データを演算するた
めの教示データ演算部３８ｄ及び実ワーク４' の加工デ
ータを演算するための加工データ演算部３８ｅを備えて
いる。前記制御装置３６は制御手段，法線方向演算手
段、ギャップ量演算手段、教示データ演算手段及び加工
データ演算手段を構成する。前記メモリ３９は、教示デ
ータ記憶部（教示データ記憶手段）３９ａと、加工デー
タ記憶部（加工データ記憶手段）３９ｂを備えている。As shown in FIG. 3, the control device 36 is installed on the side of the base 2, and a keyboard 37 for inputting various data and the like is placed on the table thereof. As shown in FIG. 2, the control device 36 is also provided with a main controller 38 for arithmetic processing and a memory 39 as a storage means for storing work programs, teaching data and the like. Further, the control device 36 is the main controller 3
A servo controller 40 is provided for controlling each servo motor (not shown) for driving the X, Y, Z axes, C, and A axes based on a control signal from 8. The main controller 38 includes a controller 38a for controlling the nozzle 7 of the processing head 5 in the normal direction, a gap amount calculator 38b for calculating the gap amount, and a normal direction for calculating the normal direction. The calculator 38c is provided. Further, the main controller 38 includes a teaching data computing unit 38d for computing teaching data and a machining data computing unit 38e for computing machining data of the actual work 4 '. The control device 36 constitutes a control means, a normal direction calculation means, a gap amount calculation means, a teaching data calculation means, and a machining data calculation means. The memory 39 includes a teaching data storage unit (teaching data storage unit) 39a and a processing data storage unit (processing data storage unit) 39b.
【００２１】この実施形態では、静電容量センサ３１、
ＣＣＤカメラ１５及びメインコントローラ３８等により
法線方向検出手段を構成するとともに、後述する教示デ
ータと実ワークの加工線とのズレ量を検出するズレ量検
出手段を構成している。In this embodiment, the capacitance sensor 31,
The CCD camera 15 and the main controller 38 and the like constitute a normal direction detecting means, and also constitute a deviation amount detecting means for detecting a deviation amount between teaching data described later and a machining line of an actual work.
【００２２】可視光スポット４１はレーザ発振器８の内
部に設けた可視光レーザとしてのＨｅ−Ｎｅレーザ発振
部（図示略）から、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光を発振させるこ
とにより形成される。そして、加工ヘッド５内から集光
レンズ１３を介してノズル７先端部近くの教示用ワーク
４上にスポットとなって表示される。可視光スポット４
１は前記ターゲット位置を表す中心点Ｐ１に形成され
る。The visible light spot 41 is formed by oscillating He-Ne laser light from a He-Ne laser oscillator (not shown) as a visible light laser provided inside the laser oscillator 8. Then, it is displayed as a spot on the teaching work 4 near the tip of the nozzle 7 from the inside of the processing head 5 through the condenser lens 13. Visible light spot 4
1 is formed at the center point P1 representing the target position.
【００２３】次に、前記のように構成された三次元レー
ザ加工機におけるティーチング装置について動作を説明
する。最初に、ティーチング方法の概要を図１に基づい
て説明する。ステップＳ１では、教示用ワーク４の教示
線２１をティーチングする。ステップＳ２では、ティー
チングされたデータに基づいて教示データを作成する。
ステップＳ３では、教示データを記憶手段に記憶する。
ステップＳ４では、教示用ワークの教示作業を終了し、
ステップＳ５では実ワーク４' の加工線２１' に沿って
移動する。ステップＳ６では、前記加工線２１' への移
動によって、教示データとのズレ量を検出し、このズレ
量に基づいて前記教示データを修正して加工データを作
成する。ステップＳ７では得られた加工データを記憶手
段に記憶する。Next, the operation of the teaching device in the three-dimensional laser beam machine configured as described above will be described. First, the outline of the teaching method will be described with reference to FIG. In step S1, the teaching line 21 of the teaching work 4 is taught. In step S2, teaching data is created based on the taught data.
In step S3, the teaching data is stored in the storage means.
In step S4, the teaching work of the teaching work is finished,
In step S5, the work 4'is moved along the machining line 21 '. In step S6, a shift amount from the teaching data is detected by moving to the working line 21 ', and the teaching data is corrected based on the shift amount to create working data. In step S7, the obtained processed data is stored in the storage means.
【００２４】次に、このレーザ加工機において図１に示
すティーチング操作を行う具体的な方法を図６及び図７
に基づいて説明する。罫書き線２１を付した教示用ワー
ク４をテーブル１上にセットする。この状態で、ティー
チングボックス２６上のモード設定キー２８によりティ
ーチングモードを設定すると、制御装置３６のメインコ
ントローラ３８は図６及び図７に示すプログラムを実行
する。Next, a specific method of performing the teaching operation shown in FIG. 1 in this laser processing machine will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
It will be described based on. The teaching work 4 with the marking lines 21 is set on the table 1. When the teaching mode is set by the mode setting key 28 on the teaching box 26 in this state, the main controller 38 of the control device 36 executes the programs shown in FIGS. 6 and 7.
【００２５】すなわち、図６のステップＳ１において、
Ｈｅ−Ｎｅレーザ発振部（図示略）からのＨｅ−Ｎｅレ
ーザ光が可視光スポット４１として教示用ワーク４上の
罫書き線２１の近傍又は該線２１上に照射される。可視
光スポット４１の反射光がＣＣＤカメラ１５に導かれて
罫書き線２１及びその周囲が撮影されて、それらの映像
が図４に示すようにディスプレイ２２に表示される。That is, in step S1 of FIG.
A He—Ne laser beam from a He—Ne laser oscillator (not shown) is irradiated as a visible light spot 41 on or near the scribe line 21 on the teaching work 4. The reflected light of the visible light spot 41 is guided to the CCD camera 15, the scored line 21 and its surroundings are photographed, and their images are displayed on the display 22 as shown in FIG.
【００２６】次に、ステップＳ２においてジョイスティ
ックレバー２５が操作されると、その操作に応じてテー
ブル１のＸ軸方向への移動、加工ヘッド５のＹ軸及びＺ
軸方向への移動のうちの少なくとも一つ方向への移動が
行われる。これにより、加工ヘッド５がその先端におい
て罫書き線２１上の教示点Ｐ２としようとする所定の１
点又はその近傍の１点に指向される。このとき、罫書き
線２１がサークルＧ内に位置するようにする。Next, when the joystick lever 25 is operated in step S2, the table 1 moves in the X-axis direction and the machining head 5 moves in the Y-axis and Z-direction in response to the operation.
At least one of the axial movements is moved. As a result, the machining head 5 tries to make the teaching point P2 on the scoring line 21 at its tip end a predetermined 1
It is directed to a point or one point near it. At this time, the scoring line 21 is positioned within the circle G.
【００２７】次に、ステップＳ３において、静電容量セ
ンサ３５による検出に応じて、加工ヘッド５が教示用ワ
ーク４に対して予め設定された距離Ｄまで接近移動し、
カメラの焦点合わせが行われる。Next, in step S3, the processing head 5 moves closer to the teaching work 4 up to a preset distance D in response to the detection by the capacitance sensor 35,
The camera is focused.
【００２８】次に、ステップＳ４において、罫書き線２
１がサークルＧ内に位置するか否かが検出され、サーク
ルＧ外に位置する場合はプログラムがステップＳ２に戻
る。サークルＧ内に位置する場合はプログラムがステッ
プＳ５に進行する。このステップＳ４における判断は、
撮像の画像処理に基づいて行われる。Next, in step S4, the scoring line 2
It is detected whether or not 1 is located in the circle G, and if it is located outside the circle G, the program returns to step S2. If it is located in the circle G, the program proceeds to step S5. The judgment in step S4 is
It is performed based on the image processing of imaging.
【００２９】ステップＳ５においては、制御装置３６は
モニタ中心点Ｐ１（可視光スポット４１）に対して罫書
き線２１上の最接近位置がサーチされ、その最短距離の
Ｘ，Ｙ，Ｚ座標データが確定された教示点Ｐ２の座標デ
ータとして一旦メモリ３９に設定される。In step S5, the controller 36 searches for the closest position on the scoring line 21 with respect to the monitor center point P1 (visible light spot 41), and obtains the X, Y, Z coordinate data of the shortest distance. The coordinate data of the determined teaching point P2 is temporarily set in the memory 39.
【００３０】ステップＳ６においては、確定された教示
点Ｐ２を通る法線の検出のために、教示点Ｐ２が図５に
示すようにモニタ中心点Ｐ１と一致するように、加工ヘ
ッド５がＸ軸，Ｙ軸又はＺ軸方向に微少移動される。In step S6, in order to detect the normal line passing through the established teaching point P2, the machining head 5 is moved along the X-axis so that the teaching point P2 coincides with the monitor center point P1 as shown in FIG. , A small amount is moved in the Y-axis or Z-axis direction.
【００３１】ステップＳ７においては、教示点Ｐ２を通
る法線の検出が次のようにして行われる。この法線の検
出には、本願と同一出願人による特開平８−３００１７
１号公報に示された方法を用いている。すなわち、加工
ヘッド５のノズル７先端を教示用ワーク４表面の教示点
Ｐ２に対しほぼ法線方向に向けるように位置決めする。
この時の座標データ及び姿勢データをもとに、教示点Ｐ
２を囲む教示点Ｐ２付近の円周方向の３点の座標を算出
して加工ヘッド５をその３点に順次移動させる。この時
のノズル７とワーク４間の距離を一定に保つ位置で、教
示点Ｐ２付近のワーク４表面における３点の座標を検出
し、この３点で形成される平面に対する法線ベクトルを
求める。この法線ベクトルにノズル７の姿勢を一致させ
るように加工ヘッド５のＣ，Ａ軸の姿勢データを演算す
る。この姿勢データに基づいて加工ヘッド５を上記教示
点Ｐ２において姿勢変更する。この法線検出方法及び装
置は、上記の公報に詳細に記載されているので、本実施
形態にそれを適用する。In step S7, a normal line passing through the teaching point P2 is detected as follows. To detect this normal, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-30017 filed by the same applicant as the present application.
The method disclosed in Japanese Patent No. 1 is used. That is, the tip of the nozzle 7 of the processing head 5 is positioned so as to be oriented substantially in the normal direction to the teaching point P2 on the surface of the teaching work 4.
Based on the coordinate data and posture data at this time, teach point P
The coordinates of three points in the circumferential direction in the vicinity of the teaching point P2 surrounding 2 are calculated, and the machining head 5 is sequentially moved to the three points. At the position where the distance between the nozzle 7 and the work 4 at this time is kept constant, the coordinates of three points on the surface of the work 4 near the teaching point P2 are detected, and the normal vector to the plane formed by these three points is obtained. Attitude data of the C and A axes of the machining head 5 is calculated so that the attitude of the nozzle 7 matches the normal vector. The posture of the processing head 5 is changed at the teaching point P2 based on this posture data. This normal detection method and apparatus are described in detail in the above-mentioned publication, and therefore they are applied to this embodiment.
【００３２】ステップＳ８においては、操作キー２９の
操作により、加工ヘッド５がＣ軸又はＡ軸の少なくとも
一方を中心に回動して、同ヘッド５が教示点Ｐ２におけ
る法線方向に一致される。In step S8, by operating the operation key 29, the machining head 5 rotates about at least one of the C axis and the A axis, and the head 5 is aligned with the normal direction at the teaching point P2. .
【００３３】ステップＳ９においては、データ入力キー
３０の操作に基づいて加工ヘッド５の位置データ、すな
わち加工ヘッド５が位置するＸ，Ｙ，Ｚ軸の座標データ
とＣ，Ａ軸の姿勢データが取り込まれて、それらのデー
タがメモリ３９の所定領域にアドレス順に記憶される。In step S9, the position data of the machining head 5, that is, the coordinate data of the X, Y and Z axes where the machining head 5 is located and the posture data of the C and A axes are fetched based on the operation of the data input key 30. Then, the data is stored in a predetermined area of the memory 39 in the order of addresses.
【００３４】ステップＳ１０においては、１つの教示点
データの作成が終了される。そして、このティーチング
操作を繰り返し行うことにより、罫書き線２１上の多数
の教示点データを順に取り込むことができる。そして、
ステップＳ１１において、予め予定していた全教示点で
のデータの取込が終了したか否かが判断され、ＮＯの場
合にはステップＳ２に戻る。ＹＥＳの場合にはステップ
Ｓ１２において教示データとしてメモリ３９の記憶部３
９ａに記憶される。In step S10, the creation of one teaching point data is completed. Then, by repeating this teaching operation, a large number of teaching point data on the score line 21 can be sequentially fetched. And
In step S11, it is determined whether or not the data acquisition at all the planned teaching points has been completed. If NO, the process returns to step S2. If YES, in step S12 the storage unit 3 of the memory 39 is used as teaching data.
9a.
【００３５】以上の操作により教示用ワーク４の教示デ
ータの作成が終了する。続いて、この教示データに基づ
いて、実ワーク４' の加工線２１' のティーチング動作
が行われるが、この動作を図７に基づいて説明する。With the above operation, the creation of the teaching data of the teaching work 4 is completed. Subsequently, the teaching operation of the machining line 21 'of the actual work 4'is performed based on this teaching data. This operation will be described with reference to FIG.
【００３６】ステップＳ１３において、作業者によって
教示用ワーク４が実ワーク４' に取り換えられる。ステ
ップＳ１４において、前記教示データに基づいて、加工
ヘッド５を実ワーク４' の加工線２１' に沿って移動す
る。ステップＳ１５においては、カメラ１５により加工
線２１' 及び加工点Ｐ２' を撮影する。In step S13, the teaching work 4 is replaced by the actual work 4'by the operator. In step S14, the machining head 5 is moved along the machining line 21 'of the actual work 4'based on the teaching data. In step S15, the processing line 21 'and the processing point P2' are photographed by the camera 15.
【００３７】ステップＳ１６において、カメラ１５によ
る撮影データに基づいて、図９に示す加工線２１' 上の
一つの加工点Ｐ２' とモニタ中心点Ｐ１とのＸ軸，Ｙ軸
方向のズレ量ΔＸ，ΔＹ、図示しないが法線方向のズレ
量ΔＣ，ΔＡ、ギャップ量Ｄ１のズレ量Δｄ１を検出す
る。In step S16, the deviation amount ΔX in the X-axis and Y-axis directions between one processing point P2 'on the processing line 21' and the monitor center point P1 shown in FIG. ΔY, although not shown, deviation amounts ΔC and ΔA in the normal direction and deviation amount Δd1 of the gap amount D1 are detected.
【００３８】ステップＳ１７において、前記各ズレ量に
基づいて加工データ演算部３８ｅにより前記教示データ
を修正演算して実ワーク４' の加工データを作成する。
ステップＳ１８において、一点の加工データの作成が終
了した後、ステップＳ１９において、全ての加工点Ｐ
２' のデータが作成されたか否かが判断され、ＮＯの場
合にはステップＳ１４に戻る。ＹＥＳの場合には、加工
データ記憶部３９ｂに一つの実ワーク４' の加工データ
を記憶する。この加工データは実ワーク４' の以降のレ
ーザ加工用の移動データとして供給される。In step S17, the teaching data is corrected and computed by the machining data computing unit 38e based on the respective deviation amounts to produce the machining data of the actual work 4 '.
After the creation of the machining data for one point is completed in step S18, all machining points P are processed in step S19.
It is determined whether or not the data 2'is created, and if NO, the process returns to step S14. In the case of YES, the processing data of one real work 4'is stored in the processing data storage unit 39b. This processing data is supplied as movement data for laser processing after the actual work 4 '.
【００３９】以上説明した実施形態のティーチング装置
においては、次のような効果がある。
（１） この実施形態では、コントローラ３８の制御の
下に、メモリ３９内のプログラムに基づいて教示データ
の取り込みが自動的に行われる。そして、ティーチング
操作時に、教示用ワーク４上の罫書き線２１がカメラ１
５により撮影されて、ディスプレイ２２上に表示され
る。このため、教示点Ｐ２がヘッド５の影に隠れたりす
ることがなく、しかも作業者が加工ヘッド５を近傍から
覗き込む必要もない。教示用ワーク４が三次元形状であ
っても、加工ヘッド５を罫書き線２１上の教示点Ｐ２に
対し容易かつ正確に指向させることができる。The teaching device of the embodiment described above has the following effects. (1) In this embodiment, the teaching data is automatically taken in based on the program in the memory 39 under the control of the controller 38. Then, at the time of teaching operation, the marking line 21 on the teaching work 4 is changed to the camera 1
5, and is displayed on the display 22. Therefore, the teaching point P2 is not hidden by the shadow of the head 5, and the operator need not look into the machining head 5 from the vicinity. Even if the teaching work 4 has a three-dimensional shape, the machining head 5 can be easily and accurately directed to the teaching point P2 on the scoring line 21.
【００４０】（２） ヘッド５の移動に際しては、ジョ
イスティックレバー２５がディスプレイ２２の近傍に配
置されているため、ディスプレイ２２の画像を見なが
ら、ヘッド５の移動操作を簡単に行うことができる。(2) When the head 5 is moved, since the joystick lever 25 is arranged in the vicinity of the display 22, the head 5 can be easily moved while watching the image on the display 22.
【００４１】（３） 罫書き線２１がＨｅ−Ｎｅレーザ
発振部（図示略）からのＨｅ−Ｎｅレーザ光により照明
され、しかも、教示点Ｐ２の画像取り込みがノズル７の
先端の中心位置で行われる。このため、正確かつ明確な
教示点Ｐ２の画像を得ることができて、ティーチング作
業の効率化に寄与できる。(3) The scoring line 21 is illuminated by He-Ne laser light from a He-Ne laser oscillating section (not shown), and the image of the teaching point P2 is taken in at the central position of the tip of the nozzle 7. Be seen. Therefore, an accurate and clear image of the teaching point P2 can be obtained, which can contribute to the efficiency of the teaching work.
【００４２】（４） メインコントローラ３８の制御に
より、加工ヘッド５が静電容量センサ３１の検出結果に
応じて、法線方向に指向するように自動的に姿勢変更さ
れる。又、教示点に対する所定のギャップ量Ｄ１の位置
に移動される。このため、作業者がジョイスティックレ
バー２５等を操作して、加工ヘッド５の姿勢及び所定ギ
ャップ量の位置へ移動する必要がなく、加工ヘッド５を
教示点Ｐ２との対応位置へ容易に配置することができ
る。従って、熟練者でなくても速く、正確にティーチン
グを行うことができる。(4) Under the control of the main controller 38, the processing head 5 is automatically changed in posture so as to be oriented in the normal direction according to the detection result of the capacitance sensor 31. Further, it is moved to a position of a predetermined gap amount D1 with respect to the teaching point. Therefore, it is not necessary for the operator to operate the joystick lever 25 or the like to move to the position of the processing head 5 and the position of the predetermined gap amount, and the processing head 5 can be easily arranged at the position corresponding to the teaching point P2. You can Therefore, even an unskilled person can quickly and accurately teach.
【００４３】（５） 法線の検出を静電容量センサ３１
の検出電圧に基づいてメインコントローラ３８の制御部
３８ａ及び法線方向演算部３８ｃにより行っているた
め、作業者の勘や熟練に依存することなく法線の検出を
的確かつ素早く行うことができる。(5) The capacitance sensor 31 detects the normal line.
Since it is performed by the control unit 38a and the normal direction calculation unit 38c of the main controller 38 based on the detection voltage of 1, the normal line can be detected accurately and quickly without depending on the intuition or skill of the operator.
【００４４】（６） 教示用ワーク４をティーチングし
た後、その教示データを用いて、実ワーク４' の加工線
２１' に沿って加工ヘッド５を移動させる。次に、実ワ
ーク４' の加工線２１' と教示データとのＸ軸及びＹ軸
上でのズレ量、法線方向のズレ量、ギャップ量のズレ量
を修正する。このため、教示用ワーク４のティーチング
がそれほど精度の高いものでなくても良く、教示データ
のティーチングは容易であり、しかも実ワーク４' にお
ける加工点Ｐ２' の位置、法線方向及びギャップ量は、
教示用ワーク４における教示データに比べて精度の良い
加工データを得ることができる。(6) After teaching the teaching work 4, the teaching data is used to move the working head 5 along the working line 21 'of the actual work 4'. Next, the deviation amount between the machining line 21 'of the actual work 4'and the teaching data on the X-axis and the Y-axis, the deviation amount in the normal direction, and the deviation amount of the gap amount are corrected. Therefore, teaching of the teaching work 4 does not have to be very accurate, teaching of teaching data is easy, and the position of the machining point P2 'in the actual work 4', the normal direction, and the gap amount are ,
It is possible to obtain more accurate machining data than the teaching data in the teaching work 4.
【００４５】なお、この発明は前記実施形態の構成に限
定されるものではなく、次のように任意に変更して具体
化することも可能である。
○ 図８（ｂ）に示すように、ヘッド姿勢軸として垂直
軸及び傾斜軸よりなるＣ軸及びＢ軸を有する一点指向タ
イプの三次元レーザ加工機においてこの発明を具体化す
ること。The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and can be embodied by arbitrarily changing as follows. As shown in FIG. 8B, the present invention is embodied in a one-point pointing type three-dimensional laser beam machine having a C axis and a B axis which are vertical axes and tilt axes as a head posture axis.
【００４６】○ 図６のプログラムにおいて、ステップ
Ｓ５の処理を省略すること。従って、ステップＳ８にお
いて、罫書き線２１上の教示点Ｐ２におけるＸ，Ｙ，Ｚ
軸方向の座標データが教示点の座標データとして記憶さ
れる。教示点Ｐ２の近傍における中心点Ｐ１のＣ，Ａ軸
又はＣ，Ｂ軸方向の姿勢データが教示点の姿勢データと
して記憶される。但し、中心点Ｐ１，教示点Ｐ２位置は
近接しているため問題はない。このように構成すれば、
加工ヘッド５の中心点Ｐ１を教示点Ｐ２に移動させるこ
とが不要となり、ティーチング作業をスピードアップで
きる。In the program of FIG. 6, omit the process of step S5. Therefore, in step S8, X, Y, Z at the teaching point P2 on the scoring line 21.
The coordinate data in the axial direction is stored as the coordinate data of the teaching point. The attitude data of the center point P1 near the teaching point P2 in the C, A axis or C, B axis direction is stored as the attitude data of the teaching point. However, there is no problem because the positions of the center point P1 and the teaching point P2 are close to each other. With this configuration,
It is not necessary to move the center point P1 of the processing head 5 to the teaching point P2, and the teaching work can be speeded up.
【００４７】○ 図６のプログラムにおいて、ステップ
Ｓ８の処理を省略すること。従って、姿勢データは検出
された法線方向データに基づいて演算され、演算された
結果が記憶されて設定される。このように構成すれば、
加工ヘッド５を法線方向に指向させることが不要になっ
てティーチング作業のスピードアップを図り得るととも
に、教示用ワークが凹凸の起伏が激しいもの等の場合に
おいて、加工ヘッドと教示用ワークとの干渉を避けるこ
とができる。In the program of FIG. 6, omit the process of step S8. Therefore, the posture data is calculated based on the detected normal direction data, and the calculated result is stored and set. With this configuration,
It is not necessary to orient the machining head 5 in the normal direction, which can speed up the teaching work, and when the teaching work has undulations of unevenness, the machining head interferes with the teaching work. Can be avoided.
【００４８】○ 図示しないが、法線を検出するデータ
を取得する静電容量センサ３１を、ギャップ量を検出す
るための専用の静電容量センサとすること。
○ 静電容量センサ３１からの検出出力に基づいてヘッ
ド５がワーク４に対して常に所定距離を維持するように
構成すること。Although not shown, the capacitance sensor 31 that acquires the data for detecting the normal line should be a dedicated capacitance sensor for detecting the gap amount. The head 5 is configured to always maintain a predetermined distance with respect to the work 4 based on the detection output from the capacitance sensor 31.
【００４９】○ 静電容量センサ３１からの検出出力に
基づいてヘッド５が常にワーク４に対して法線方向を指
向するように構成すること。
○ この発明を、レーザ加工機ではなく、専用のティー
チング装置において具体化すること。The head 5 should always be oriented in the normal direction to the work 4 based on the detection output from the capacitance sensor 31. ○ The present invention should be embodied in a dedicated teaching device, not a laser processing machine.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、この発明において
は、ティーチング操作を容易に遂行することができると
ともに、熟練者でなくても加工データを正確に取り込む
ことができる。すなわち、教示用ワークをティーチング
した後、その教示データを用いて、実ワークの加工線に
沿って加工ヘッドを移動させて、実ワークの加工線上の
加工点と教示データとのＸ軸及びＹ軸上でのズレ量、法
線方向のズレ量、ギャップ量のズレ量を修正する。この
ため、教示用ワークのティーチングがそれほど精度の高
いものでなくても良く、教示データのティーチングは容
易である。しかも実ワークにおける加工点のＸ，Ｙ軸の
座標位置、法線方向、及びギャップ量は教示用ワークに
おける教示データに比べて精度の良い加工データを得る
ことができる。As described above, in the present invention, the teaching operation can be easily performed, and the processing data can be accurately fetched even by an unskilled person. That is, after teaching the teaching work, the teaching data is used to move the machining head along the machining line of the actual work, and the X-axis and the Y-axis of the machining point on the machining line of the actual work and the teaching data. Correct the above deviation amount, the deviation amount in the normal direction, and the deviation amount of the gap amount. Therefore, teaching of the teaching work does not have to be highly accurate, and teaching of teaching data is easy. Moreover, it is possible to obtain more accurate machining data for the coordinate position of the machining point on the actual workpiece, the normal direction, and the gap amount than the teaching data for the teaching workpiece.
【図１】 この発明を具体化した三次元レーザ加工機に
おけるティーチング装置によるティーチング方法の概要
を示すフローチャート。FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a teaching method by a teaching device in a three-dimensional laser beam machine embodying the present invention.
【図２】 この発明を具体化した三次元レーザ加工機に
おけるティーチング装置の一実施形態を示すもので、特
に加工ヘッド部分を断面にして示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a teaching device in a three-dimensional laser beam machine embodying the present invention, and particularly showing a cross section of a machining head portion.
【図３】 三次元レーザ加工機の全体構成を示す斜視
図。FIG. 3 is a perspective view showing the overall configuration of a three-dimensional laser beam machine.
【図４】 ティーチング動作時におけるディスプレイの
表示状態を示す正面図。FIG. 4 is a front view showing a display state of a display during a teaching operation.
【図５】 同じくディスプレイの表示状態の変化を示す
正面図。FIG. 5 is a front view showing a change in display state of the display.
【図６】 ティーチング動作を示すフローチャート。FIG. 6 is a flowchart showing a teaching operation.
【図７】 教示データから加工データを演算する過程を
示すフローチャート。FIG. 7 is a flowchart showing a process of calculating processing data from teaching data.
【図８】 （ａ）は実施形態の姿勢軸を示す説明図、
（ｂ）は別例の姿勢軸を示す説明図。FIG. 8A is an explanatory view showing a posture axis of the embodiment,
(B) is explanatory drawing which shows the attitude | position axis of another example.
【図９】 加工データを修正演算する動作時におけるデ
ィスプレイの表示状態を示す正面図。FIG. 9 is a front view showing a display state of a display during an operation of correcting and calculating processing data.
４…教示用ワーク、５…加工ヘッド、２１…教示線とし
ての罫書き線、２１'…加工線、２２…ＣＲＴディスプ
レイ、２５…操作手段を構成するジョイスティックレバ
ー、２６…ティーチングボックス、３１…ギャップ量検
出手段を構成する静電容量センサ、３６…制御手段，法
線方向演算手段及びギャップ量演算手段を構成する制御
装置、３８…メインコントローラ、３９…記憶手段とし
てのメモリ、４１…可視光スポット、Ｄ１…ギャップ
量、Ｐ１…モニタ中心点、Ｐ２…教示点、Ｐ２' …加工
点。4 ... Teaching work, 5 ... Machining head, 21 ... Marking line as teaching line, 21 '... Machining line, 22 ... CRT display, 25 ... Joystick lever constituting operating means, 26 ... Teaching box, 31 ... Gap Capacitance sensor constituting amount detecting means, 36 ... Control means, control device constituting normal direction calculating means and gap amount calculating means, 38 ... Main controller, 39 ... Memory as storing means, 41 ... Visible light spot , D1 ... Gap amount, P1 ... Monitor center point, P2 ... Teaching point, P2 '... Machining point.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E068 CA10 CA12 CB04 CC02 CC06 CE05 5H269 AB11 BB09 CC02 CC07 DD01 DD06 JJ09 JJ19 JJ20 QC02 QC10 QD03 QE07 SA03 SA08 SA11 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 4E068 CA10 CA12 CB04 CC02 CC06 CE05 5H269 AB11 BB09 CC02 CC07 DD01 DD06 JJ09 JJ19 JJ20 QC02 QC10 QD03 QE07 SA03 SA08 SA11
Claims (6)
ドを操作してティーチングによりその教示データを記憶
する行程と、 上記行程により得られた教示データを用いて実ワークの
加工線に沿って撮影手段を有した加工ヘッドを移動し
て、加工線を撮影する行程と、 上記行程により得られた撮像データに基づいて前記教示
データと実ワークの加工線とのズレ量を演算する行程
と、 上記行程により得られたズレ量のデータに基づいて前記
教示データを修正して実ワークの加工データを修正する
行程と、 上記行程により得られた加工データを記憶手段に記憶す
る行程とを含むティーチング方法。1. A process of operating a machining head along a teaching line of a teaching work to store the teaching data by teaching, and a teaching line obtained by the process described above along a machining line of an actual workpiece. A step of moving a machining head having a photographing means to photograph a machining line, and a step of calculating a deviation amount between the teaching data and a machining line of an actual work based on the imaging data obtained by the above step, Teaching including a step of correcting the teaching data based on the data of the deviation amount obtained by the above step to correct the machining data of the actual work, and a step of storing the machining data obtained by the above step in the storage means. Method.
ドを操作して教示データを記憶する手段と、 上記手段により得られた教示データを用いて実ワークの
加工線に沿って加工ヘッドを移動して、加工線を撮影す
る撮影手段と、 上記撮影手段により撮影された撮像データに基づいて前
記教示データと実ワークの加工線とのズレ量を演算する
手段と、 上記手段により得られたズレ量のデータに基づいて前記
教示データを修正して実ワークの加工データを記憶する
手段とを含むティーチング装置。2. A means for operating a machining head along a teaching line of a teaching work to store the teaching data, and a teaching head obtained by the above-mentioned means for setting the machining head along the machining line of the actual workpiece. An image pickup means for moving and photographing the machining line, a means for calculating the deviation amount between the teaching data and the machining line of the actual work on the basis of the imaged data photographed by the photographing means, and the means obtained by the above means. A teaching device comprising: means for correcting the teaching data based on the data of the deviation amount and storing the machining data of the actual work.
る手段は、夫々の教示データと、それらの教示データに
対応して、前記加工線とのＸ軸及びＹ軸方向のズレ量を
演算するものであるティーチング装置。3. The means for calculating the deviation amount according to claim 2, wherein each teaching data is calculated, and the deviation amount in the X-axis and Y-axis directions with respect to the machining line is calculated corresponding to the teaching data. A teaching device that does.
る手段は、加工ヘッドの法線方向のズレ量及び実ワーク
と加工ヘッドの先端とのギャップ量のズレ量を演算する
ものであるティーチング装置。4. The teaching according to claim 3, wherein the means for calculating the deviation amount calculates the deviation amount in the normal direction of the machining head and the gap amount between the actual work and the tip of the machining head. apparatus.
ィーチング装置を備えるとともに、三次元座標軸及びヘ
ッド姿勢軸により運動制御される加工ヘッドと、この加
工ヘッドの運動を手動操作により制御する操作手段とを
備えたレーザ加工機。5. A machining head including the teaching device according to claim 2, the movement of which is controlled by a three-dimensional coordinate axis and a head attitude axis, and the movement of the machining head is controlled by a manual operation. A laser beam machine having an operating means for controlling.
置は、 前記加工ヘッドに設けられ、その加工ヘッドを用いて、
教示用ワーク上に付された教示線及びその周囲又は実ワ
ークの加工線及びその周囲を撮影する撮影手段と、 上記撮影手段により撮影された撮像データに基づいて加
工ヘッドを前記教示線上の教示点近傍又は前記加工線上
の加工点近傍における法線方向を検出する法線方向検出
手段と、 その法線方向検出手段から得られたデータから教示点近
傍又は加工点近傍における法線方向を演算する法線方向
演算手段と、 加工ヘッドの先端に設けられ、かつ加工ヘッドを前記教
示点又はその近傍あるいは加工点又はその近傍に近付け
た状態で、加工ヘッド先端と教示点又はその近傍あるい
は加工点又はその近傍との間のギャップ量を検出するギ
ャップ量検出手段と、 上記ギャップ量検出手段により検出されたデータからギ
ャップ量を演算するギャップ量演算手段と、 前記教示用ワークによる法線方向及びギャップ量の演算
手段の演算データに基づいて、加工ヘッドを姿勢変更
し、同ヘッドを教示点における法線方向に指向させると
ともに、教示用ワークに対して所定のギャップ量の位置
に移動する制御手段と、 上記制御手段による加工ヘッドの移動により該加工ヘッ
ドの座標データ及び姿勢データを取り込んで、この位置
における点を教示点として教示データを記憶する教示デ
ータ記憶手段と、 その記憶された教示用ワークの教示データに基づいて、
実ワークの加工線に沿って加工ヘッドを操作して、前記
撮影手段により撮像された実ワークの加工線と教示デー
タのそれぞれの教示点とのＸ軸及びＹ軸方向のズレ量、
法線方向のズレ量及びギャップ量のズレ量を検出するズ
レ量検出手段と、 上記ズレ量検出手段により検出されたズレ量に基づいて
前記教示用ワークの教示データを各教示点ごとに修正し
て実ワークの加工データを演算する加工データ演算手段
と、 上記演算手段により演算された加工データを記憶す加工
データ記憶手段とを有するものであるレーザ加工機。6. The teaching device according to claim 5, wherein the teaching device is provided on the machining head, and the machining head is used to
A photographing means for photographing the teaching line and its surroundings attached on the teaching work or the machining line and its surroundings of the actual work, and a machining head for teaching points on the teaching line based on the imaging data photographed by the photographing means. Normal direction detecting means for detecting the normal direction in the vicinity or in the vicinity of the processing point on the processing line, and a method for calculating the normal direction in the vicinity of the teaching point or the processing point from the data obtained from the normal direction detecting means. The linear direction calculation means and the machining head provided at the tip of the machining head, and with the machining head brought close to the teaching point or its vicinity or the machining point or its vicinity, the machining head tip and the teaching point or its vicinity or the machining point or its Gap amount detecting means for detecting the gap amount between the vicinity and gap amount for calculating the gap amount from the data detected by the gap amount detecting means Based on the calculation data of the calculation means and the calculation means of the normal direction and the gap amount by the teaching work, the posture of the machining head is changed, the head is directed in the normal direction at the teaching point, and the teaching work is performed. On the other hand, the control means for moving to a position of a predetermined gap amount, and the coordinate data and the attitude data of the processing head are fetched by the movement of the processing head by the control means, and the teaching data is stored with the point at this position as a teaching point. Based on the teaching data storage means and the stored teaching data of the teaching work,
By operating the machining head along the machining line of the actual work, the deviation amount in the X-axis and Y-axis directions between the machining line of the actual work imaged by the photographing means and each teaching point of the teaching data,
A deviation amount detecting means for detecting the deviation amount of the normal direction and the deviation amount of the gap amount, and the teaching data of the teaching work is corrected for each teaching point based on the deviation amount detected by the deviation amount detecting means. A laser beam machine having a machining data computing means for computing machining data of an actual workpiece and a machining data storage means for storing the machining data computed by the computing means.
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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