JP2019000851A - レーザ加工装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[レーザ加工装置の全体構成]
図1は、本発明に係るレーザ加工装置の全体構成を示すブロック図であり、リモートレーザ溶接ロボットシステムとして構成されたレーザ加工装置の一実施形態を示している。図2は、本発明に係るレーザ加工装置におけるスキャナヘッドの光学系を説明する図である。図1、図2に示すレーザ加工装置の全体構成は、後述する各実施形態に共通の構成である。
レーザ加工装置1は、ロボット2と、レーザ発振器3と、スキャナヘッド4と、ロボット制御装置5と、スキャナ制御装置6とを備える。
このロボット2は、本発明の移動手段の一例である。
このロボット制御装置5は、本発明の移動制御手段の一例である。
次に、これらロボット制御装置5及びスキャナ制御装置6の更に詳細な構成について、図3に示すブロック図を用いて説明する。図3は、第1の実施形態に係るレーザ加工装置1のロボット制御装置5及びスキャナ制御装置6の構成を示すブロック図である。
ロボット制御装置5は、プログラム解析部5aと、補間部5bと、加減速計算部5cと、ロボットモータ制御部5dと、回転角度検出部5eとを有する。
図7は、第2の実施形態に係るレーザ加工装置1のロボット制御装置5及びスキャナ制御装置6の構成を示すブロック図である。図3に示すブロック図と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、以下でする説明以外の説明は、図3に示すブロック図における説明を援用し、ここでの説明は省略する。
第2の実施形態におけるロボット制御装置5は、第1の実施形態におけるロボット制御装置5に、移動速度検出部5fが付加されている。
まず、スキャナヘッド4の移動速度は、ワーク10上の加工経路が曲線を含む場合、一定にならないことがある。これは、目標とするロボット速度でスキャナヘッド4を移動させても、例えば曲線が始まる位置や曲線が終わる位置等でロボット速度に必然的に加減速が生じるためである。その結果、スキャナヘッド4からワーク10に対して所定の振り幅Wでレーザ光Lを走査しても、ロボット速度の変動に応じて溶接軌跡20のピッチPが変動する場合がある。
図9は、第3の実施形態に係るレーザ加工装置1のロボット制御装置5及びスキャナ制御装置6の構成を示すブロック図である。図3及び図7に示すブロック図と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、以下でする説明以外の説明は、図3及び図7に示すブロック図における説明を援用し、ここでの説明は省略する。
第3の実施形態におけるスキャナ制御装置6は、第2の実施形態におけるスキャナ制御装置6に、変化量算出部6hとレーザ出力算出部6iが付加されている。
一般に、スキャナヘッド4の移動速度が変化すると、それに応じて加工点(溶接点)に照射されるレーザ光Lの光量が増減し、ワーク10の溶け込み具合が変化する懸念がある。第3の実施形態に係るレーザ加工装置1は、スキャナヘッド4の移動速度の変化に応じてレーザ光Lの走査速度を増減させるので、レーザ光Lの走査速度の増減はスキャナヘッド4の移動速度の変動を示している。
2 ロボット(移動手段)
3 レーザ発振器
4 スキャナヘッド
41、42 ガルバノミラー
41a、42a ガルバノモータ
5 ロボット制御装置(移動制御装置)
5e 回転角度検出部
5f 移動速度検出部
6 スキャナ制御装置
6e ガルバノモータ制御部
6f レーザ指令出力部
6g ミラー角度算出部
6h 変化量算出部
6i レーザ出力算出部
10 ワーク
20 溶接軌跡
L レーザ光
P ピッチ
W 振り幅
Claims (3)
- レーザ光を反射する少なくとも2つのガルバノミラー及び前記ガルバノミラーをそれぞれ回転駆動させるガルバノモータを有し、ワークに対してレーザ光を走査可能なスキャナヘッドと、
前記スキャナヘッドを前記ワークに対して移動させる移動手段と、
前記移動手段を制御する移動制御装置と、
前記スキャナヘッドから前記ワークに対して、前記スキャナヘッドの移動方向に対して交差する方向にレーザ光が走査されるように、前記ガルバノモータの回転駆動角度を制御するガルバノモータ制御部を有するスキャナ制御装置と、を備えるレーザ加工装置であって、
前記移動制御装置は、前記スキャナヘッドの移動方向に対する前記スキャナヘッドの回転角度を検出する回転角度検出部を有し、
前記スキャナ制御装置は、前記回転角度検出部によって検出された前記スキャナヘッドの回転角度のデータを受け取り、前記回転角度のデータから、前記スキャナヘッドの移動方向に対してレーザ光が交差する方向が所定の方向となる前記ガルバノミラーの回転駆動角度を算出するミラー角度算出部を有し、
前記スキャナ制御装置の前記ガルバノモータ制御部は、前記ガルバノミラーの回転駆動角度が前記ミラー角度算出部よって算出された回転駆動角度となるように前記ガルバノモータを制御する、レーザ加工装置。 - 前記移動制御装置は、前記移動手段によって移動される前記スキャナヘッドの移動速度を検出する移動速度検出部を有し、
ワークに対して走査されるレーザ光の軌跡は、所定の振り幅及び所定のピッチを有しており、
前記スキャナ制御装置は、前記移動速度検出部によって検出された前記スキャナヘッドの移動速度のデータを受け取り、前記移動速度のデータから、ワークに対して走査されるレーザ光の軌跡が前記所定のピッチとなる新たな走査速度を算出する走査速度算出部を有し、
前記スキャナ制御装置の前記ガルバノモータ制御部は、前記走査速度算出部によって算出された新たな走査速度でレーザ光が走査されるように前記ガルバノモータを制御する、請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記スキャナヘッドにレーザ光を出力するレーザ発振器を更に備え、
前記スキャナ制御装置は、予め設定された基準速度値に対する前記走査速度算出部による新たな走査速度の変化量を算出する変化量算出部と、前記変化量算出部によって算出された変化量の増減に応じて増減した新たなレーザ出力を算出するレーザ出力算出部と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光が前記レーザ出力算出部によって算出された新たなレーザ出力となるように、前記レーザ発振器にレーザ指令を出力するレーザ指令出力部とを有する、請求項2に記載のレーザ加工装置。
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