JPH0481289A - レーザロボットにおけるビーム導管装置 - 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、レーザロボットにおいて外部から導入される
レーザビームをロボット機体内部に導入するビーム導管
装置に関し、特に、架台上に立設されたレーザロボット
の機体に対して同架台と同レベルに配管されたビーム導
管を介して誘導したレーザビームを機体内へ導入すると
きに、架台内部に必須に設けられるレーザビーム反射用
のミラーを簡単に架台内部の所定の位置に装着可能に、
かつ保守時には引出し可能にしたレーザロボットにおけ
るビーム導管装置に関する。

〔従来技術〕

レーザロボットは外部のレーザ発振器から成るレーザ光
源によって発生されたレーザビームをビーム導管路を経
てロボット機体内部に導入し、ロボット機体の先端に設
けられた集光レンズを備えたレーザビーム発出器からレ
ーザ加工対象であるワークの所定位置へ当該レーザビー
ムを照射して所望のレーザ加工作業を行うように構成さ
れている。このようなレーザロボットにおいて、レーザ
光源からビーム導管路を経てロボット機体に達したレー
ザビームを機体内に導入する場合には、ロボット機体が
通常、関節結合された多数の可動要素から構成されてい
るために、ロボット機体の回転中心へレーザビームを導
入し、各関節に設けたミラーによって進路方向をへ変更
してからレーザビーム発出器へ導く必要がある。そして
、通常は外部ビーム導管路を経由したレーザビームをロ
ボット機体の旋回部の旋回中心線上の上方から又は下方
からレーザ反射ミラーを経由して機体内にレーザビーム
の導入が行われるため、ロボット機体の上部又は下部に
反射ミラーを設けるが必須とされる。ロボット機体の上
部に反射ミラーを設ける方式では、ミラーの設置や保守
が容易になる反面で、外部から作用する振動の影響をミ
ラーが受は易い不利がある。他方、外部からの振動の影
響を軽減するには、ロボット機体の下部に反射ミラーを
設ける方式が有利である。従って、レーザロボットの使
用現場の状態に応じて何れムの方式が取られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しながら、レーザロボットの機体の下方に反射ミラー
を設けて外部からのレーザビームを同反射ミラーで進路
変更させ、機体内部に導入する方式では、ミラーの設置
や保守のための取外しが極めて困難に成る問題があり、
レーザロボットの使用過程では、定期的にミラー表面の
払拭磨き等の処理が必須であるため、改善が要望されて
いる。

依って、本発明は、架台上にレーザロボット機体が立設
され、架台と同レベルのビーム導管路を経てレーザ光源
から導入されたレーザビームを路機体内部に導入する過
程で架台内部に設置されるミラーを設置や保守を簡単に
する改良構造を提供せんとするものである。

本発明の他の目的は、ミラーを有したミラーユニットへ
の冷却水の配管を取り外すことなく、ミラーの磨き等の
保守処理を遂行可能にするレーザロボットにおけるビー
ム導管装置を提供するものである。

本発明の更に他の目的は、架台内部に設けられるミラー
の角度調整を外部から簡単に行うことができるレーザロ
ボットにおけるビーム導管装置を提供するものである。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明は、架台上にレーザロボットのロボット機体を立
設し、架台と同レベルのビーム導管路を経て導入したレ
ーザビームを架台内部に設置したミラーで反射させて進
路変更を行い、ロボット機体内部に誘導するとき、架台
内部に設置するミラーをミラー筐体に取付だ構造とし、
かつ、同ミラー筐体を架台から引出し可能な構造にして
保守を容易に実施し得るようにするものである。

すなわち、本発明によれば、外部レーザビーム導管から
のレーザビームをロボット機体が立設された架台内部に
設けたミラーを経由して該ロボット機体内へ導入するレ
ーザロボットにおけるビーム導管機構において、前記架
台内の所定位置から自在に引出し可能に設けられたミラ
ー筐体と、前記ミラー筐体に取付けられた、前記レーザ
ビーム用ミラーを有するミラーユニットとを具備して構
成されたレーザロボットにおけるビーム導管装置を提供
するのである。また、上記ミラー筐体に保持され、かつ
上記ミラーユニットへ接続された冷却水配管を具備し、
該冷却水配管が上記ミラー筐体の引出し、収納動作に応
じて一体に移動可能なように上記架台内に適当な余裕長
さを有する構成としたレーザロボットにおけるビーム導
管装置が提供されるのである。更に、上記ミラー筐体の
前面に設けた手動調整環と、該手動調整環の回転調節に
応動して上記ミラーユニットのレーザビーム用ミラーの
向きを調整する偏心板とをから成るミラー角度調整装置
を更に具備したレーザロボットにおけるビーム導管装置
が提供される。以下、本発明を添付図面に示す実施例に
基づいて、詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明に係るレーザロボットおけるビーム導
管装置の基本的構造の構成を示した斜視図、第２図は、
ビーム導管装置におけるミラー筐体の引出し、収納を円
滑化するための案内装置の構成を略示した第１図の■−
■線による部分断面図、第３図Ａ図、第３Ｂ図はミラー
ユニットにおけるミラーの角度調節を行うミラー角度調
整装置の構成を示す要部断面図と部分平面図、第４図は
同ミラー角度調整装置における手動調整環と偏心板の構
成を取出し図示した斜視図、第５図は本発明によるビー
ム導管装置を具備したレーザロボットの外観構成を一部
断面して示す外観図である。

さて、第１図は本発明に係るレーザロボットにおけるビ
ーム導管装置を示し、レーザロボットの機体１０が立設
された架台１２の内部から引出し可能なミラー筐体２０
を具備している。このミラー筐体２０は箱型のケーシン
グ２２と前面パネル２４とを具備し、前面パネル２４の
内面側にはパツキン２６が付着され、ミラー筐体２０が
架台１２の内部に収納されたとき、外部から塵埃等がミ
ラー筐体２０のケーシング２２内に侵入しないように密
封する構造を形成している。

ケーシング２２の内部にはミラーユニット３０が予め設
計された位置に設けられており、ミラー筐体２０のケー
シング２２が架台１２内部に収納されたとき、架台１２
からロボット機体１０内のビーム導管路へ連通ずる開口
１４と一致する位置へ来るように配置されている。ミラ
ーユニット３０は周知のレーザビーム反射用ミラー（図
示略）を内蔵すると共にレーザビームの入光口３４と出
光口３６とを備え、入光口３４には点線で図示したビー
ム導管３８の内端が接続されている。同ビーム導管３８
の外端はミラー筐体２０の前面パネル２４の開口２４ａ
に接続され、レーザ発振器を発したレーザビームが外部
のビーム導管（図示なし）を経由して、この開口２４Ｈ
に導かれる。このとき、外部のビーム導管はミラー筐体
２０内のビーム導管３８に摺動可能に密嵌状態で結合さ
れる構成がとられる。こうして外部から導入されたレー
ザビームはミラーユニット３０の内蔵ミラーにより反射
され、進路を変更して架台１２の開口１４を経由してレ
ーザロボットの機体１０内に導入される。

ここで、第２図を参照すると、ミラー筐体２０のケーシ
ング２２は外底面に案内レール２８ａを１ないし平行配
列で２本有し、この案内レール２８ａは架台１２の下底
面１３に取付られた対応の案内（例えば、周知のガイド
ナツトが適用可能）２８ｂに係合し、ケーシング２２の
引出し動作と収納動作を円滑、かつ精密に案内するよう
に設けられている。ストッパ２９はケーシング２２が架
台１２から抜き出ないようにする停止手段を形成してい
る。なお、案内レール２８ａを架台１２の下底面１３に
取付け、案内２８ｂをケーシング２２の外底面に取付け
た構成としても良いことは言うまでもない。

ここで再び第１図を参照すると、架台１２の内部にはミ
ラー筐体２０の内部のミラーユニット３０に冷却水を循
環流動させる適宜の可撓性を有した配管４２が設けられ
ており、このとき、配管４２は架台１２の内部で充分な
余裕長さを有した状態で端部がミラーユニット３０に結
合され、他端側は架台１２の側面に取付られたニップル
４４を経て外部の冷却水配管へ連通している。つまり、
上述のように、架台１２の内部に配管４２が充分な余裕
長さを有していることから、ミラー筐体２０のケーシン
グ２２が架台１２の内部から引き出されるときに、配管
４２が追従して一体に動作するから、ケーシング２２の
引出し動作や収納動作に何ら支障を与えない構成になっ
ている。

こうして、本発明によれば、レーザビームの進路変更用
ミラーを有したミラーユニット３０を内蔵したミラー筐
体２０が架台１２に対して外部へ引出し可能に、また、
押し込んで収納可能な構造を有しているから、ミラーの
保守時、例えば、レーザロボットを規定時間使用した後
にミラー筐体２０を引き出してミラーユニット３０内の
ミラーを磨き処理する保守作業も簡単に行うことができ
るのである。

また、第１図に示すように、ミラー筐体２０の前面パネ
ル２４にはミラーユニット３０内のレーザビームの進路
変更用ミラーの傾き角度を必要に応じて調整し、外部か
ら導入されたレーザビームをミラーユニット３０内のミ
ラーで反射し、架台１２の関口１４を経てロボット機体
１０のビーム導管へ正しく導入するように調整するミラ
ー角度調整装置５０の手動調整環５２ａ、５２ｂ、５２
Ｃが設けられている。、これらの手動調整環５２ａ〜５
２Ｃは、ミラー筐体２０のケーシング２２の内部を貫通
する調整環５４ａ、５４ｂ、５４Ｃに夫々結合されてお
り、該調整環５４ａ〜５４ｃの他端は、ミラーユニット
３０の該底面に３点（必要に応じて当接点数は増減して
も良い）で当接している後述の各偏心板に結合されてい
る。つまり、手動調整環５２ａ〜５２Ｃを回転式に手動
調整すると、偏心板によってミラーユニット３０の傾き
角度を微細に調整し、レーザビームが所定の方向へ進路
を変更するように調整可能にしている。このようにミラ
ーユニット３０の傾き角度を調整するミラー角度調整装
置５０の実施例は第３Ａ図と第３Ｂ図に、また、手動調
整環５２ａ〜５２Ｃ１調整桿５４ａ〜５４ｃ及び偏心板
５６ａ〜５６ｃの１例は第４図に図示されている。

第３Ａ図、第３Ｂ図を参照すると、前者の図には手動調
整環５２ａ〜５２ｃの一つ５２ａが取出し図示されてお
り、この手動調整環５２ａが適宜のサポー）５３ａによ
って回転可能に支持された調整環５４ａを介して偏心板
５６ａに結合されている。故に、手動調整環５２ａを回
転操作することにより、偏心板５６ａを回転させ得る構
成になっている。他方、偏心板５６ａはミラーユニット
３０の底部に設けた７ランジ板３５の下底面に当接し、
しかも、フランジ板３５はバネ５８を介在させた押えボ
ルト６０により押下げ力を受けているため、偏心板５６
ａとフランジ板３５の下底面は常時、当接状態を維持す
る構成にっている。ここで、偏心板は適宜個数がフラン
ジ板３５の下底面側に配置され、本実施例では３つの偏
心板５６ａ〜５６ｃが適正な間隔で配置されている（特
に、第３Ｂ図を参照）ので、これらの複数の偏心板５６
ａ〜５６ｃとフランジ板３５との当接を介してミラーユ
ニット３０は下方から支持され、かつ、３つの偏心板５
６ａ〜５６Ｃを夫々回転調整することにより、ミラーユ
ニット３０を押下バネ５８のばね力に抗して微細に上下
変位させ、以てミラーユニット３０の内部のミラー３２
を３次元空間内の全ての方向に対する向き角度を微細に
調整することができるのである。

なお、第４図に示すように、偏心板５６ａ１５６ｂ１又
は５６Ｃに調整環５４ａ、５４に＋又は５４Ｇを介して
接続している各手動調整環５６ａ１５６ｂ１又は５６Ｃ
には円弧形の長孔５７ａ、５７ｂ又は５７Ｃが形成され
ているので、予めこれらの円弧形の長孔５７ａ、５７ｂ
又は５７Ｃを貫通してミラー筐体２０の前面パネル２４
に固定ねじ５９（第３Ａ図参照）を係合させると、調整
後に当該固定ねじ５９を締めることにより、手動調整環
５２ａ〜５２Ｃを調整完了位置で固定し、故に、偏心板
５６ａ〜５６ｃを固定して調整完了後のミラーユニット
３０と内部のミラー３２との調整位置を維持させること
ができるのである。

従って、ミラーユニット３０の保守時等で簡単に外部か
らミラー３２の向き角度を調整して外部からミラー筐体
２０に導入されたレーザビームを正確に架台１２を経由
してロボット機体１０のビーム管路へ導入するように簡
単に調整することができるのである。

第５図は、上述した本発明によるビーム管路装置を備え
たレーザロボットの外観を示しており、レーザビームは
架台１２と同レベルの外部ビーム導管路９を経て架台１
２内つミラー筐体内に設けられたミラー３２　（第３Ａ
図）で進路変更されてロボット機体１０内に導かれ、更
に、ロボット機体１０内のビーム導管路を経由してレー
ザ発出器８へ誘導され、そのレーザ発出器８から対象の
ワークヘレーザ゛ビームが出射されるのである。

〔発明の効果〕

以上、本発明を実施例に基づき説明したが、本発明は、
架台上に立設されたレーザロボットへ外部のビーム導管
路を経て導入するビーム導管装置において、架台に対し
てミラーユニットを搭載したミラー筐体を引出し、収納
自在に形成したので、架台内部に収納されたミラーに対
して保守処理を行う際には架台内部から引き出すことに
より、簡単にミラー表面の磨き等の保守作業、又はミラ
ー交換等を簡単に遂行することができる効果を得ること
ができる。更に、このように、保守時にミラー筐体を架
台内部から引き出す場合にも、冷却水く１５） 配管等を従来のように、わざわざ取り外す必要が全く無
いので、保守作業の困難な機体下部からのレーザビーム
導入方式のレーザロボットであるにも係わらず保守の簡
便性が極めて高いレーザロボットを得ることが可能にな
るのである。

更に、必要に応じてミラーの向き角度の調整作業はミラ
ー筐体を架台から引き出すことなしに、外部から手動調
整環を操作して微細調整することも可能であるから、こ
の点においても極めて調整能力に優れたレーザロボット
を実現可能とした効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るレーザロボットおけるビーム導
管装置の基本的構造の構成を示した斜視図、第２図は、
ビーム導管装置におけるミラー筐体の引出し、収納を円
滑化するだめの案内装置の構成を略示した第１図の■−
■線による部分断面図、第３−８Ａ図、第３Ｂ図はミラ
ーユニットにおけるミラーの角度調節を行うミラー角度
調整装置の構成を示す要部断面図と部分平面図、第４図
は同ミラー角度調整装置における手動調整環と偏心板の
構成を取出し図示した斜視図、第５図は本発明によるビ
ーム導管装置を具備したレーザロボットの外観構成を一
部断面して示す外観図。 １０・・・ロボット機体、　　１２・・・架台、２０・
・・ミラー筐体、　　　２２・・・ケーシング、３０・
・・ミラーユニット、３２・・・ミラー２８ａ・・・案
内レール、　　２８ｂ・・・案内、４２・・・冷却水配
管、 ５０・・・ミラー角度調整装置、 ５６ａ〜５６Ｃ・・・偏心板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外部レーザビーム導管からのレーザビームをロボッ
   ト機体が立設された架台内部に設けたミラーを経由して
   該ロボット機体内へ導入するレーザロボットにおけるビ
   ーム導管装置において、前記架台内の所定位置から自在
   に引出し可能に設けられたミラー筐体と、 前記ミラー筐体に取付けられた、前記レーザビーム用ミ
   ラーを有するミラーユニットと、を具備して構成された
   ことを特徴とするレーザロボットにおけるビーム導管装
   置。 ２、前記ミラー筐体に保持され、前記ミラーユニットへ
   接続された冷却水配管を具備し、該冷却水配管が前記ミ
   ラー筐体の引出し、収納動作に応じて一体に移動可能な
   ように前記架台内に適当な余裕長さを有することを特徴
   とする請求項１に記載のレーザロボットにおけるビーム
   導管装置。 ３、前記ミラー筐体の前面に設けた手動調整環と、該手
   動調整環の回転調節に応動して前記ミラーユニットのレ
   ーザビーム用ミラーの向きを調整する偏心板とから成る
   ミラー角度調整装置を更に具備した請求項１に記載のレ
   ーザロボットにおけるビーム導管装置。 ４、前記ミラー筐体と前記架台との間に直線案内レール
   と案内ブロックとから成る引出し機構が設けられている
   請求項１に記載のレーザロボットにおけるビーム導管装
   置。