JPH0459196A - レーザロボット用ワーク片除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、産業用レーザロボットに関し、特にレーザロ
ボットの先端に具備されたレーザヘッドによりワークの
切断または分離をおこなう場合に切断または分離された
ワーク片を落下させることなく除去可能にするために適
用されるワーク片除去装置に関する。

〔従来技術〕

産業用ロボットの分野において、近時、レーザロボット
が種々の産業用途に利用されつつある。

レーザロボットは一般に多関節型ロボットや水平関節型
ロボットの腕の先端にエンドエフェクタとして設けられ
たレーザヘッドからレーザビームを出射する構成を有し
ており、そのレーザビームのエネルギーで被加工材料で
あるワークの切断または分離、パリ取り等の作業を行う
。従って、近時は、例えば、自動車の組立ライン等にお
いて、車体部分の組立時等にレーザロボットは有効に利
用される傾向にある。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しなから、レーザロボットをワークの切断や分離作業
に利用したとき、例えば、ワークが車体の扉部分であり
、同扉部分を車体枠に組付ける過程で扉部分の不要部分
を切断除去する場合に利用すると、切断された鉄板ワー
ク破片が扉部分の袋状部分に落ち込んで除去が極めて困
難になる場合等がある。また、除去不可能でないにして
も、車体枠内に残存するために後続の作業過程でワーク
破片の除去作業を遂行しなければならない等の不具合が
発生する。

依って、本発明の主たる目的は、レーザロボットに適用
されてレーザヘッドによるワークの切断または分離をお
こなう時に、切断または分離により切り離された方のワ
ーク材やワーク破片、特に金属ワーク片を切断または分
離タイミングに合わせて捕捉することが可能なワーク片
除去装置を提供せんとするものである。

本発明の他の目的は、レーザロボットによるワークの切
断または分離作業が遂行されている間はワークと干渉を
起こすことの無い後退位置へ退避可能なレーザロボット
用のワーク片除去装置を提供することにある。

本発明の更なる目的は、レーザロボットのレーザヘッド
によるワーク切断または分離過程で、定の位置でのみワ
ーク片の除去作業を行う機能では、ワークの切断または
分離作業の終了時にワーク片を捕捉困難になることも考
慮して、最適なワーク片捕捉位置へ移動可能な構成を有
し、かつまた、レーザ作業に伴うスパッタを飛散、除去
可能なレーザロボット用のワーク片除去装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上述の発明目的の達成に当たり、レーザ作業
により金属ワークの切断タイミングに合わせて後退位置
からワーク片吸着位置へ指令信号に応動して移動して電
磁吸着力でワーク片を捕捉して落下させることなく、ワ
ーク片を除去するようにしたものである。

即ち、本発明によれば、レーザロボットの先端に装着さ
れたレーザヘッドにより切断または分離されるワーク片
を落下前に捕捉除去するレーザロボット用ワーク片除去
装置であって、 前記レーザヘッドの直近のワーク片捕捉位置と該レーザ
ヘッド先端の後方に設定された後退位置との間で可動に
設けられると共に前記ワーク片捕捉位置で切断または分
離後のワーク片を磁気吸着する電磁石装置を具備したレ
ーザロボット用ワーク片除去装置が提供される。また、
上記電磁石装置は、指令信号に応動するシリンダ装置の
作動環に先端に取付けられてなり、そのシリンダ装置の
作動に従ってワーク片捕捉位置と後退位置との間で可動
に設けられる。更に、好ましくは、上記電磁石装置のワ
ーク片吸着部に穿設された吹き出し口に連通した工了−
噴出管を具備してなり、レーザ加工時のスパッタを飛散
させ得るように構成される。また、好ましくは、上記ワ
ーク片吸着位置をレーザヘッドの軸線の回りの任意位置
に設定可能に上記電磁石装置を該軸線回りに旋回可能に
する回転機構が具備される。以下、本発明を添付図面に
示す実施例に基づいて、更に、詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明の１実施例によるレーザロボット用ワ
ーク片除去装置がレーザロボットのレーザヘッド部に側
部に設けられた構成を示す平面図であり、第２図は第１
図のワーク片除去装置を■−ｎ線方向から見た正面図、
第３図は第１図の■−Ｉ［Ｉ矢視方向から見た側面図、
第４図はレーザロボットの構成の１例を示す側面図、第
５図は、他の実施例の構成を示す斜視図である。

先ず、第４図を参照すると、レーザロボットの１例が図
示され、同レーザロボットはロボットベース１上に立設
されたロボット旋回胴２、そのロボット胴２に水平軸線
回りに揺動可能に枢着されたロボットアーム３、このロ
ボットアーム３の先端に設けられたロボット手首４、こ
のロボット手首４の先端に設けられたレーザヘッド５を
備えて構成され、ロボット機体外のレーザ光源からレー
ザ導管路を介して機体内に導入されたレーザビームをロ
ボットアーム３、ロボット手首４等に内蔵されたレーザ
ビーム導管（図示略）と反射ミラーを介して先端のレー
ザヘッド５に導き、該レーザヘッド５内の集光器で集光
したレーザビームを金属板等のワークの所望の作業対象
部に出射する構成を有している。第４図において、Ｍθ
はロボット旋回胴２の駆動モータであり、Ｍｕはロボッ
トアーム３の駆動モータである。

本発明に係るワーク片除去装置は、上記レーザロボット
のレーザヘッド５の周囲領域に設けられるように構成さ
れ、即ち、第４図のＡで示す領域に設けられる。

ここで、第１図〜第３図を参照すると、レーザロボット
の手首４はレーザビームの反射ミラーユニッ）４ａを有
し、手首４の内部で、この反射ミラーユニット４ａによ
って反射されることにより進路を変更されたレーザビー
ムがレーザヘッド５の先端の出射口６からワーク（図示
略）に向けて出射される。このとき、レーザヘッド５の
後端の近傍から側方へ突出したブラケットプレート７に
保持された流体シリンダ装置、例えば、エアーシリンダ
装置８が設けられ、このエアーシリンダ装置８の進退自
在な作動桿９の先端に適宜の固定手段、例えば、ボルト
ねじ等に依って固定された電磁石装置１０が設けられて
いる。電磁石装置１０はエアーシリンダ装置８の作動桿
９が前進したときに、レーザヘッド５のレーザビーム出
射口６に近接した位置に到達し、他方、上記作動桿９が
エアーシリンダ装置８の作動で後退動作すると、上記の
レーザビーム出射口６の作業範囲から退避した図示破線
位置へ後退するように成っている。第１図の矢印Ｓはエ
アーシリンダ装置８の作動桿９の進退動作に応じて移動
する電磁石装置１０の移動を示している。そして、前者
の位置が後述するワーク片吸着位置に該当し、後者の位
置が後退位置に該当するのである。

電磁石装置１０は電気配線１２を介して励磁される構成
にあり、励磁時にはレーザヘッド５のレーザビーム出射
口６に接近した位置でレーザビームにより切断または分
離されたワーク部分やワーク破片を電磁的に吸着し、例
えば、ワークの袋状部分等に当該ワーク部分やワーク片
が落下しないように捕捉する作用を行う。

エアーシリンダ装置８は電磁弁１３を備え、この電磁弁
１３の作動に応じてエアー配管１４ａから圧カニＴ−を
得る構成を有している。また、電磁弁工３は電気配！ａ
１５を介して外部からの指令信号に応じてエアー配管１
４ａからシリンダ装置８に供給されるエアーの流路制御
を行うように設けられている。

更に、本発明によると、電磁石装置１０のワーク片吸着
面１０ａの略中央部には小孔の空気噴出口１０ｂが設け
られ、この空気噴出口１０ｂにはエアー配管１４ｂが接
続されており、必要に応じて空気噴出口１０ｂから圧力
空気を噴出する構成に成っている。

上述したワーク片除去装置の作用を以下に説明する。

レーザロボットのレーザヘッド５が電磁的に吸着性のワ
ークを切断または分離する作業を遂行するロボット作業
において、ワークの切断または分離が行われている時点
では、ワーク除去装置の電磁石装置１０はエアーシリン
ダ装置８の作動桿９が後退作動されることにより、第１
図の破線で示す後退位置へ退避している。従って、この
ときはレーザヘッド５のレーザビーム出射口６の近傍の
周囲には電磁石装置１０が無いからワーク切断作業中に
ワークと電磁石装置１０が干渉を起こすことなく、ワー
ク切断または分離作業が遂行されるのである。

次いで、ワークの切断または分離作業の終了時期が接近
すると、電磁弁５の作動によりエアーシリンダ装置８の
作動桿９は前進作動される。故に作動桿９の先端に取付
られたワーク片除去装置の電磁石装置１０がレーザヘッ
ド５のレーザビーム出射口６に接近したワーク片吸着位
置に移動してワーク片の切断または分離のタイミングに
合わせて磁気的にワーク片を吸着するのである。従って
、ワーク片は下方への落下を免れる。

また、上述において、ワーク片除去装置の電磁石装置１
０がレーザビーム出射口６に接近したワーク片吸着位置
に達したとき、エアー配管１４ｂを介して電磁石装置１
０のワーク片吸着面１０ａに穿設された空気噴出口１０
ｂから圧力空気を噴出させて、ワークをレーデビームで
切断または分離させるときに発生したスパッタや電磁石
装置１０のワーク吸着面１０ａに付着したスパッタを圧
力で飛散、除去するようにしている。故に、電磁石装置
１０のワーク片吸着面１０ａがスパッタによる汚れで吸
着力を失うことが無いようになっているのである。

第５図はワーク片除去装置の他の実施例を示した斜視図
である。この実施例において、第１図〜第３図と同参照
番号で示した要素は先の実施例と同要素である。本実施
例では、ロボット手首４の先端領域の適当な位置にギヤ
２０が中心軸線の回りに回転可能に取付られ、このギヤ
２０を貫通してレーザヘッド５が前方へ突出した構造に
設けられている。また、このギヤ２０の前面、かつレー
ザビーム出射口６の後方にはホルダー板１８が固定され
、ギヤ２００回転時に一体となってレーザヘッド５の中
心線の回りに矢印Ｔ、又は矢印Ｔ２の方向に自在に回転
可能に設けられている。そして、上記ホルダー板１８に
エアーシリンダ装置８と電磁弁１３が保持され、エアー
シリンダ装置８の作動桿９がホルダー板１８に形成した
貫通孔を介して伸縮するときその作動桿９の先端に設け
られた電磁石装置１０がレーザヘッド５のレーザビーム
出射口６に接近したワーク片吸着位置と、そこから退避
した後退位置との間を移動可能に構成されている。

他方、上記のギヤ２０にはビニオン２２が噛合され、こ
のピニオン２２は軸２２ａ１減速ギヤ２４を介して適宜
の電動モータ２８の出力軸に設けられた駆動ギヤ２６に
接続されている。故に、電動モータ２８を回転作動させ
ると、駆動ギヤ２６、減速ギヤ２４、軸２２ａ１ビニオ
ン２２を介してギヤ２０を回転駆動し、これによって、
ワーク除去装置の電磁石装置１０をレーザヘッド５のレ
ーザビーム出射口６の軸線回りに旋回させることができ
るのである。このように、電磁石装置１０を旋回可能と
すれば、ワーク片が切断又は分離される最終の位置に適
合した位置へ電磁石装置１０を位置決めすることが可能
であり、レーザヘッド５によるワークの切断又は分離作
用の過程で、ワーク片を捕捉する最適位置においてワー
ク片除去装置を作動させることができるのである。つま
り電磁石装置１０をいちいち取り外して最適位置へ付は
変える煩瑣を解消させることができるのである。

なお、３０はギヤ等をスパッタや外部塵埃から保護する
カバーである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれは、レー
ザロボットのレーザヘッドによりレーザビームを出射し
てワークの切断または分離を行うとき、ワークの切断ま
たは分離のタイミングに合わせて切断されたワーク材ま
たはワーク片を電磁石装置の吸着作用で捕捉するように
したので、例えば、自動組立工程等で内部の凹所や袋状
部分を有する扉等の金属板金物から一部素材片を切断す
る等のときにもワーク片が落下して袋状部分や凹所内に
落下して除去困難になる不都合が解消できることになり
、レーザ作業の仕上がりを向上させ得る効果が得られる
のである。また、電磁石装置により、ワーク片を捕捉す
る前段過程でワーク片除去装置とレーザ作業を受けるワ
ークとが干渉を起こす危惧もないので、作業能率が高い
ワーク片除去装置が得られる。しかも、レーザ作業に伴
うスパッタの飛散、除去も可能であり、また、レーザビ
ームによるワーク切断または分離の最終位置に対応した
位置へワーク片除去装置を位置決めできるので、高能率
でワーク片除去を行うことができるのである。従って、
レーザロボットによるレーザビームを利用した作業性能
が従来に比較して一段と向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例によるレーザロボット用ワ
ーク片除去装置がレーザロボットのレーザヘッド部に側
部に設けられた構成を示す平面図であり、第２図は第１
図のワーク片除去装置を■−■線方向から見た正面図、
第３図は第１図の■−■矢視方向から見た側面図、第４
図はレーザロボットの構成の１例を示す側面図、第５図
は、他の実施例の構成を示す斜視図。 ４・・・ロボット手首、５・・・レーザヘッド、６・・
・レーザビーム出射口、８・・・エアーシリンダ装置、
９・・・作動桿、１０・・・電磁石装置、１０ａ・・・
吸着面、１０ｂ−・・空気噴出口、１３・・・電磁弁、
　１４ａ、１４ｂ・・・エアー配管路、１５・・・電気
配線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザロボットの先端に装着されたレーザヘッドに
   より切断または分離されるワーク片を落下前に捕捉除去
   するレーザロボット用ワーク片除去装置であって、 前記レーザヘッドの直近のワーク片捕捉位置と該レーザ
   ヘッド先端から後方に設定された後退位置との間で可動
   に設けられると共に前記ワーク片捕捉位置で切断または
   分離後のワーク片を磁気吸着する電磁石装置を具備した
   レーザロボット用ワーク片除去装置。 ２、前記電磁石装置は、指令信号に応動するシリンダ装
   置の作動桿の先端に取付けられて成り、前記シリンダ装
   置の作動に従って前記ワーク片捕捉位置と前記後退位置
   との間で可動に設けられている請求項１に記載のレーザ
   ロボット用ワーク破片除去装置。 ３、前記電磁石装置のワーク片吸着部に穿設された吹き
   出し口に連通したエアー噴出管を具備して成り、レーザ
   加工時のスパッタを飛散させ得ることを特徴とする請求
   項１に記載のレーザロボット用ワーク片除去装置。 ４、前記ワーク片吸着位置を前記レーザヘッドの軸線の
   回りの任意位置に設定可能に前記電磁石装置を該軸線回
   りに旋回可能にする回転機構を具備して成る請求項１に
   記載のレーザロボット用ワーク破片除去装置。