JP2010046699A - レーザヘッドトーチの調整方法、レーザヘッドトーチ及び溶接ロボット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザトーチ53が設けられる手首部26と、この手首部26に連接される少なくとも1つのアーム部25と、前記手首部26のティーチング操作を記憶する制御部30とを備えた溶接ロボット1であって、前記手首部26又は前記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28を設け、前記角度計測機器28の測定値に基づいて前記手首部26、アーム部25を作動させることにより前記レーザヘッドトーチ53が目標とする目標角度に調整することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
また、異なる重量のレーザヘッドトーチを持ち変えて溶接する場合や、一つのレーザヘッドトーチを用いる場合であっても、アーム部の傾きが変化するとアーム部の支点からレーザヘッドトーチまでの水平距離及び曲げモーメントが変化し、アーム部に発生するたわみが異なることとなりレーザヘッドトーチの光軸にずれが発生する場合がある。
その結果、運転時又はティーチング操作においてレーザヘッドトーチを向かせたい目標の向きと、実際にレーザヘッドトーチの光軸の向きとの間に差異が生じる場合がある。
請求項1に記載の発明は、レーザヘッドトーチが設けられた手首部と、該手首部に連接される少なくとも1つのアーム部とを有する溶接ロボットにおいて前記レーザヘッドトーチの向きを調整するレーザヘッドトーチの調整方法であって、前記手首部又は前記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、前記角度計測機器の測定値に基づいて前記手首部、アーム部を作動させることにより前記レーザヘッドトーチが目標とする目標角度に調整することを特徴とする。
その結果、レーザ・アークハイブリッド溶接をはじめとするレーザヘッドトーチを用いた溶接の品質を向上することができる。
によれば、溶接ロボットで用いられるレーザヘッドトーチの光軸の目標に対する相対的な差異を正確かつ効率的に把握することができる。
その結果、レーザヘッドトーチの光軸の向きを調整することができる。
また、ティーチングロボットに適用した場合、レーザヘッドトーチの光軸の向きを正確かつ効率的にティーチングすることができる。
図1は、本発明に係る溶接ロボット1の一例を示す概略図である。
溶接ロボット1は、ロボット2と、レーザ・アークハイブリッド溶接装置4とを備え、レーザ・アークハイブリッド溶接装置4は、MIG溶接機40と、レーザ溶接機50とを備えている。
また、制御部30は、図示しない制御ケーブルによりレーザ・アークハイブリッド溶接装置4に接続され、レーザ・アークハイブリッド溶接装置4による溶接作業をロボット本体20の動作と連動させることができるようになっている。
また、第2のアーム部25は、水平に配置された軸J2により第1のアーム部24と接続されており、第1のアーム部24に対して軸J2廻りに矢印R3方向に回動自在とされるとともに先端側が第2のアーム部25の長手方向の軸線周りに矢印R4方向に回動自在とされている。
また、手首部26には、取付治具27が設けられており、後述するトーチ41及びレーザトーチ(レーザヘッドトーチ)53が取付けられている。
この実施形態においては、角度計測機器28の角度測定値θがレーザヘッドトーチの光軸と一致するように配置されているが、例えば、角度計測機器28がレーザヘッドトーチの光軸に対して所定角度(相対的な角度)で交差して配置され、その角度測定値を補正して光軸の角度θを取得する構成としてもよい。
また、MIG溶接機本体42は、トーチ41に溶接用ワイヤMを繰り出すワイヤ送給部と、開閉器等の制御機器を筐体に収納して構成されており、図示しないケーブルにより電源部と接続されている。
レーザトーチ53は、例えば、レーザ光が通過する光路が形成されたハウジングの内部にレーザ光を収束させるためのレンズが設けられた構成とされている。
1)まず、手首部26に、レーザトーチ53及びレーザトーチ53と相対的な向きが保持された角度計測機器28を設けた取付治具27を取付ける。
取付治具27に代えて角度計測機器28を設けたレーザトーチ53を取付治具27又は手首部26に取り付けてもよい。
2)次に、図示しない操作ボックスによってロボット本体20を操作してレーザトーチ53の向き(角度θ)を溶接対象物Wにレーザ・アークハイブリッド溶接を施工する際の目標角度に対応させる。
3)このロボット本体20の操作に際して、角度計測機器28の指示値(角度θ)がレーザトーチ53の目標角度と一致するか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。
目標角度に対する許容範囲は、レーザトーチ53から照射されるレーザ光の収束状況や焦点の位置の誤差に基づいて、この許容範囲内にティーチングすることで所定品質の溶接が可能な範囲が選択されることが好適である。
また、溶接ロボット1によれば、レーザトーチ53との相対的な向きが保持された角度計測機器28によりレーザトーチ53の向き(角度θ)を目標角度に対応させて調整するので、溶接ロボット1にガタつきがある場合であってもレーザトーチ53の向きを目標角度に対して正確に合わせることができる。
その結果、溶接ロボット1においてティーチング作業を正確かつ効率的に行なうことができる。
また、レーザトーチ53の向きを目標角度の許容範囲内に調整することにより、レーザ・アークハイブリッド溶接の品質を向上させることができる。
図3は、第2の実施形態に係る溶接ロボット10の一例を示す概略図である。
ロボット10が、第1の実施形態に係るロボット1と異なるのは、
1)角度測定機器28に代えて角度測定機器128が配置され、
2)制御部30に代えて制御部130が設けられ、制御部130に測定機器128が出力した信号が入力され、
3)制御部130が、角度補正手段を有し、
ている点であり、その他は第1の実施形態と同様であるので、第1の実施形態と同一の符号を付し説明を省略する。
制御部130は、角度補正手段を備え、角度補正手段は、例えば、EPROM等の記憶媒体に格納された角度補正プログラムにより構成されている。また、制御部130には、信号線131を介して角度測定機器128からの角度測定に係る電気信号が入力されるようになっている。
この補正値は、図示しない記憶部に記憶される。
そして、ティーチング操作で記憶させたデータに基づいて運転する場合に、記憶部に記憶された動作データを補正値によって補正した作動信号を出力して、レーザトーチ53の光軸が目標とする方向に向くようにアーム部等を作動させるようにするようになっている。
なお、補正値を記憶するのに代えて、レーザトーチ53の光軸の目標値と補正値とから算出した補正後データをロボット10を運転するためのデータとして記憶部に記憶させる構成としてもよい。
その結果、ロボット10において、レーザトーチ53の光軸が目標角度に向くように正確かつ効率的にティーチングすることができる。
例えば、上記実施の形態においては、角度計測機器28、128がロボット本体20の手首部26に設けられた取付治具27に取り付けられる場合について説明したが、例えば、取付治具27に設けたブラケット等を介して角度計測機器28、128を設ける構成としてもよい。
また、上記実施の形態においては、ロボット本体20が6軸多関節ロボットである場合について説明したが、6軸多関節ロボット以外のロボット、例えば、直交配置されたアーム部からなるロボットに対して適用してもよい。
1 溶接ロボット
4 レーザ・アークハイブリッド溶接装置
20 ロボット本体
26 手首部
24 第1のアーム部(アーム部)
25 第2のアーム部(アーム部)
28、128 角度計測機器
30、130 制御部
53 レーザトーチ(レーザヘッドトーチ)
Claims (5)
- レーザヘッドトーチが設けられた手首部と、
該手首部に連接される少なくとも1つのアーム部とを有する溶接ロボットにおいて前記レーザヘッドトーチの向きを調整するレーザヘッドトーチの調整方法であって、
前記手首部又は前記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、
前記角度計測機器の測定値に基づいて前記手首部、アーム部を作動させることにより前記レーザヘッドトーチが目標とする目標角度に調整することを特徴とするレーザヘッドトーチの調整方法。 - 前記ロボットがティーチング操作を記憶する制御部を備える場合において、
前記角度計測機器の指示値が前記目標角度の許容範囲となるように動かして前記制御部に動作を記憶させることを特徴とする請求項1に記載のレーザヘッドトーチの調整方法。 - 手首部と、
この手首部に連接される少なくとも1つのアーム部と、
前記手首部のティーチング操作を記憶する制御部と、を備えたロボットの前記手首部に設けられるレーザヘッドトーチであって、
角度計測機器を備え、
前記角度計測機器は前記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設けられていることを特徴とするレーザヘッドトーチ。 - レーザヘッドトーチが設けられる手首部と、
この手首部に連接される少なくとも1つのアーム部と、
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、
角度計測機器を有し、
前記角度計測機器は前記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設けられていることを特徴とする溶接ロボット。 - 前記制御部は、角度補正手段を有し、
前記角度補正手段は、
前記制御部に入力される前記角度計測機器の測定値と前記目標値とに基づいて補正値を算出し、
前記ティーチング操作の記憶に基づいて運転する場合に、前記レーザヘッドトーチの光軸が前記目標値の許容範囲に補正可能に構成されていることを特徴とする請求項4に記載の溶接ロボット。
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JP2008214310A JP2010046699A (ja) | 2008-08-22 | 2008-08-22 | レーザヘッドトーチの調整方法、レーザヘッドトーチ及び溶接ロボット |
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2008
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