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JP2010046699A - Method for adjusting laser head torch, laser head torch, and welding robot - Google Patents

Method for adjusting laser head torch, laser head torch, and welding robot Download PDF

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JP2010046699A
JP2010046699A JP2008214310A JP2008214310A JP2010046699A JP 2010046699 A JP2010046699 A JP 2010046699A JP 2008214310 A JP2008214310 A JP 2008214310A JP 2008214310 A JP2008214310 A JP 2008214310A JP 2010046699 A JP2010046699 A JP 2010046699A
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JP
Japan
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laser head
torch
laser
head torch
angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008214310A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kotaro Inose
幸太郎 猪瀬
Katsura Owaki
桂 大脇
Tomohiro Sugino
友洋 杉野
Junko Kanbayashi
順子 神林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2008214310A priority Critical patent/JP2010046699A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for adjusting a laser head torch capable of accurately and effectively adjusting the laser head torch in a target direction when operating a welding robot, and to provide a laser head torch, and a welding robot. <P>SOLUTION: A welding robot 1 is provided with: a wrist part 26, on which a laser torch 53 is mounted; at least one arm-part 25 connected continuously to the wrist part 26; and a controller 30, which stores a teaching operation of the wrist part 26. An angle measuring instrument 28 is provided so as to keep the relative direction thereof to the wrist part 26 or the optical axis of the laser head torch. The angle of the laser torch 53 is adjusted into a target angle, by operating the wrist part 26 and the arm-part 25 based on the values measured by the angle measuring instrument 28. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、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に関する。   The present invention relates to a method for adjusting a laser head torch, a laser head torch, and a welding robot.

周知のように、種々の産業分野においてロボットを用いた溶接作業が行なわれており、例えば、高速での作業が可能、狭い場所における溶接が可能、広い範囲を溶接可能、均質な溶接品質を得られる、危険な作業環境においても溶接が可能である等、人手による溶接作業に比較しての利点が多いことから広く普及している。   As is well known, welding operations using robots are performed in various industrial fields. For example, it is possible to work at high speed, welding in a narrow place, welding over a wide range, and obtaining a uniform welding quality. It is widely used because it has many advantages compared to manual welding work, such as being able to weld in a dangerous working environment.

一方、近年、溶接に際して溶接用ワイヤ等、溶接金属の溶込みを高めて溶接品質を向上するために、レーザ・アークハイブリッド溶接に関する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。   On the other hand, in recent years, a technique related to laser-arc hybrid welding has been disclosed in order to improve the welding quality by increasing the penetration of welding metal such as a welding wire during welding (see, for example, Patent Document 1).

もとよりレーザヘッドトーチを用いて溶接を行なう場合、その光軸を溶接対象物に正確に向けてレーザ光を照射することが重要であるが、例えば、上記レーザ・アークハイブリッド溶接では、MIG溶接機から送給された溶接用ワイヤ先端近傍の溶接対象物に対してレーザヘッドトーチから照射されるレーザ光を正確に照射することが特に重要であり、レーザヘッドトーチの移動経路及びレーザヘッドトーチの光軸の向きをティーチング操作により正確に記憶させることが必要とされる。
特開2005−238282号公報
Of course, when performing welding using a laser head torch, it is important to irradiate the laser beam with its optical axis accurately directed at the object to be welded. It is particularly important to accurately irradiate the laser beam irradiated from the laser head torch to the welding object in the vicinity of the supplied welding wire tip, and the moving path of the laser head torch and the optical axis of the laser head torch. It is necessary to memorize the direction of the position accurately by teaching operation.
JP 2005-238282 A

しかしながら、ロボットは種々の駆動部や伝達部を有しており、これら駆動部や伝達部の製作精度、バックラッシ、経年変化による磨耗等に起因するガタつきによりレーザヘッドトーチの光軸が溶接対象物からずれた方向を向く可能性がある。
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。
However, the robot has various drive parts and transmission parts, and the optical axis of the laser head torch is the object to be welded due to rattling caused by the manufacturing accuracy of these drive parts and transmission parts, backlash, and wear due to aging. There is a possibility that it will face away from the direction.
Also, even when welding with different weights of laser head torch, or when using one laser head torch, the horizontal distance from the fulcrum of the arm portion to the laser head torch and when the inclination of the arm portion changes The bending moment is changed, and the deflection generated in the arm portion is different, which may cause a deviation in the optical axis of the laser head torch.
As a result, there may be a difference between the target direction in which the laser head torch is to be directed during operation or teaching operation and the direction of the optical axis of the laser head torch.

そこで、レーザヘッドトーチを用いた溶接に先立ってティーチング操作をする場合に、レーザヘッドトーチに角度計を当ててレーザヘッドトーチの向きを測定し、レーザヘッドトーチの光軸に生じる角度誤差を小さく調整しながらレーザヘッドトーチの向きのティーチング操作をしていた。そのため、レーザヘッドトーチの光軸の方向を正確かつ効率的に調整する方法や、それを実現するための具体的な技術手段の確立が要請されている。   Therefore, when teaching operation is performed prior to welding using the laser head torch, an angle meter is applied to the laser head torch to measure the direction of the laser head torch, and the angle error generated on the optical axis of the laser head torch is adjusted to be small. While teaching the direction of the laser head torch. Therefore, establishment of a method for accurately and efficiently adjusting the direction of the optical axis of the laser head torch and specific technical means for realizing the method are required.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、溶接ロボットにおいてレーザヘッドトーチを目標の方向に正確かつ効率的に調整することが可能な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を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and a laser head torch adjustment method and laser head capable of accurately and efficiently adjusting a laser head torch in a target direction in a welding robot, An object is to provide a torch and a welding robot.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
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。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser head torch for adjusting a direction of the laser head torch in a welding robot having a wrist portion provided with a laser head torch and at least one arm portion connected to the wrist portion. The angle measurement device so that the relative direction with respect to the wrist or the optical axis of the laser head torch is maintained, the wrist based on the measurement value of the angle measurement device, The laser head torch is adjusted to a target angle which is a target by operating the arm portion.

この発明に係るレーザヘッドトーチの調整方法によれば、手首部又はレーザヘッドトーチの光軸と相対的な向きが保持された角度計測機器によりレーザヘッドトーチの光軸の向きを計測することで、ロボットアーム等の向きにずれが生じてもレーザヘッドトーチの光軸を目標値に向けることが可能とされるので、レーザヘッドトーチの光軸が目標角度となるように手首部、アーム部を効率的に調整することができる。
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。
According to the method for adjusting a laser head torch according to the present invention, by measuring the direction of the optical axis of the laser head torch by an angle measuring instrument in which the wrist or the relative direction of the optical axis of the laser head torch is held, Even if the orientation of the robot arm or the like is deviated, the optical axis of the laser head torch can be directed to the target value, so the wrist and arm parts are efficiently adjusted so that the optical axis of the laser head torch is at the target angle. Can be adjusted.
As a result, the quality of welding using a laser head torch including laser / arc hybrid welding can be improved.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のレーザヘッドトーチの調整方法であって、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。   The invention according to claim 2 is the laser head torch adjustment method according to claim 1, wherein the robot includes a control unit that stores a teaching operation, and the indication value of the angle measuring device is the target value. The operation is stored in the control unit by moving to an allowable angle range.

この発明に係るレーザヘッドトーチの調整方法によれば、角度計測機器の指示値に基づいて、レーザヘッドトーチの向きを目標角度の許容範囲内となるようにティーチング操作を正確かつ効率的に行なうことができる。その結果、レーザヘッドトーチが目標角度の許容範囲内で動作するのでレーザヘッドトーチを用いた溶接の品質を向上させることができる。   According to the method for adjusting a laser head torch according to the present invention, the teaching operation is performed accurately and efficiently so that the direction of the laser head torch is within the allowable range of the target angle based on the indication value of the angle measuring device. Can do. As a result, since the laser head torch operates within the allowable range of the target angle, the quality of welding using the laser head torch can be improved.

請求項3に記載の発明は、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。   The invention according to claim 3 is provided in the wrist portion of the robot including a wrist portion, at least one arm portion connected to the wrist portion, and a control unit that stores a teaching operation of the wrist portion. The laser head torch includes an angle measuring device, and the angle measuring device is provided so as to maintain a relative orientation with respect to an optical axis of the laser head torch.

請求項4に記載の発明は、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。   The invention according to claim 4 is a welding robot comprising a wrist portion provided with a laser head torch, at least one arm portion connected to the wrist portion, and a control unit for storing teaching operation. And an angle measuring device, wherein the angle measuring device is provided so as to maintain a relative orientation with respect to the optical axis of the laser head torch.

この発明に係る溶接ロボット及び溶接レーザヘッドトーチによれば、角度計測機器とレーザヘッドトーチの相対的な向きが保持されているので、レーザヘッドトーチの光軸が目標角度となるように正確かつ効率的にティーチング操作を行なうことができる。   According to the welding robot and the welding laser head torch according to the present invention, since the relative orientation of the angle measuring device and the laser head torch is maintained, the optical axis of the laser head torch is accurately and efficiently set to the target angle. Teaching operation can be performed.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の溶接ロボットであって、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。   Invention of Claim 5 is the welding robot of Claim 4, Comprising: The said control part has an angle correction means, The said angle correction means is the said angle measurement apparatus input into the said control part A correction value is calculated based on the measured value and the target value, and the optical axis of the laser head torch can be corrected to an allowable range of the target value when driving based on the memory of the teaching operation. It is characterized by.

この発明に係る溶接ロボットによれば、角度計測機器で測定した測定値に基づいて、レーザヘッドトーチの光軸を目標値の許容範囲に効率的に補正することができる。   According to the welding robot according to the present invention, the optical axis of the laser head torch can be efficiently corrected within the allowable range of the target value based on the measured value measured by the angle measuring device.

この発明に係る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
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。
According to the laser head torch adjusting method, laser head torch and welding robot according to the present invention, it is possible to accurately and efficiently grasp the relative difference of the optical axis of the laser head torch used in the welding robot with respect to the target. .
As a result, the direction of the optical axis of the laser head torch can be adjusted.
When applied to a teaching robot, the direction of the optical axis of the laser head torch can be taught accurately and efficiently.

以下、図1、図2を参照し、この発明の第1の実施形態について説明する。
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。
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a welding robot 1 according to the present invention.
The welding robot 1 includes a robot 2 and a laser / arc hybrid welding apparatus 4, and the laser / arc hybrid welding apparatus 4 includes a MIG welding machine 40 and a laser welding machine 50.

ロボット2は、ロボット本体20と、制御部30とを備え、ロボット本体20は制御部30からの制御信号により駆動されるようになっており、制御部30は、溶接作業に際して行なわれるティーチング操作においてロボット本体20の動作を制御部30に記憶させることが可能とされている。
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。
The robot 2 includes a robot body 20 and a control unit 30. The robot body 20 is driven by a control signal from the control unit 30, and the control unit 30 performs a teaching operation performed during a welding operation. The operation of the robot body 20 can be stored in the control unit 30.
The control unit 30 is connected to the laser / arc hybrid welding apparatus 4 by a control cable (not shown) so that the welding operation by the laser / arc hybrid welding apparatus 4 can be linked with the operation of the robot body 20. .

第1の実施形態において、ロボット本体20は、例えば、図1に示すような6軸に制御可能とされる6軸制御ロボットとされ、ロボット本体ベース22と、このロボット本体ベース22の上側に配置され、鉛直軸周りに水平面上にて矢印R1方向に回動可能とされるベース回転部23と、ベース回転部23の上部に連接される第1のアーム部24と、第1のアーム部24に連接される第2のアーム部25と、第2のアーム部25に連接される手首部26とを備えている。   In the first embodiment, the robot body 20 is, for example, a 6-axis control robot that can be controlled to 6 axes as shown in FIG. 1. The robot body base 22 is disposed above the robot body base 22. The base rotating part 23 that is rotatable about the vertical axis in the direction of arrow R1 on the horizontal plane, the first arm part 24 connected to the upper part of the base rotating part 23, and the first arm part 24 A second arm portion 25 connected to the second arm portion 25, and a wrist portion 26 connected to the second arm portion 25.

第1のアーム部24は、水平に配置された軸J1によりベース回転部23と接続されるとともにこの軸J1廻りにベース回転部23に対して矢印R2方向に回動自在とされている。
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。
The first arm portion 24 is connected to the base rotating portion 23 by a horizontally disposed axis J1, and is rotatable about the axis J1 in the direction of the arrow R2 with respect to the base rotating portion 23.
The second arm portion 25 is connected to the first arm portion 24 by a horizontally arranged axis J2, and is rotatable in the direction of arrow R3 about the axis J2 with respect to the first arm portion 24. At the same time, the tip side is rotatable around the longitudinal axis of the second arm portion 25 in the direction of the arrow R4.

手首部26は、第2のアーム部25の先端側に接続され、回動軸J3廻りに矢印R5廻りに回動して第2のアーム部25の長手方向の軸線との交差角を変化可能とされるとともに、この回動軸J3と直交する軸線J4廻りに矢印R6廻りに回動可能とされている。
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。
The wrist portion 26 is connected to the distal end side of the second arm portion 25 and can rotate about the rotation axis J3 about the arrow R5 to change the crossing angle with the longitudinal axis of the second arm portion 25. In addition, it can be rotated about an arrow R6 around an axis J4 orthogonal to the rotation axis J3.
The wrist 26 is provided with an attachment jig 27, and a torch 41 and a laser torch (laser head torch) 53, which will be described later, are attached.

この実施形態において、角度計測機器28は、図2に示すように取付治具27に配置されており、レーザトーチ(レーザヘッドトーチ)53の光軸と一致するとともにトーチ41との相対的な向きが保持するように配置されており、レーザトーチ53の光軸が向く方向を角度側定値θとしてデジタル表示部28Aに指示するようになっている。
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。
In this embodiment, the angle measuring device 28 is disposed on the mounting jig 27 as shown in FIG. 2, and coincides with the optical axis of the laser torch (laser head torch) 53 and has a relative orientation with the torch 41. The direction in which the optical axis of the laser torch 53 faces is designated as an angle side constant value θ to the digital display unit 28A.
In this embodiment, the angle measurement value θ of the angle measurement device 28 is arranged so as to coincide with the optical axis of the laser head torch. For example, the angle measurement device 28 is predetermined with respect to the optical axis of the laser head torch. It is good also as a structure which crosses and arrange | positions at an angle (relative angle), correct | amends the angle measurement value, and acquires angle (theta) of an optical axis.

また、角度計測機器28は、アナログ方式、デジタル方式のいずれも適用可能であるが、第1の実施形態においては、例えば、デジタルアングルメータ(シンワ測定株式会社製 品番76549)が用いられており、レーザトーチ53の角度θを液晶により構成されたデジタル表示部28Aに表示可能とされている。   In addition, as the angle measuring device 28, either an analog method or a digital method can be applied. In the first embodiment, for example, a digital angle meter (product number 76549 manufactured by Shinwa Measurement Co., Ltd.) is used. The angle θ of the laser torch 53 can be displayed on the digital display unit 28A formed of liquid crystal.

MIG溶接機40は、溶接対象物Wの溶接部との間に熱エネルギを発生するトーチ41と、MIG溶接機本体42と、トーチ41に溶接電力を供給する図示しない電源部とを備えている。また、トーチ41には図示しない耐圧ホースを経由してアルゴンガス等の不活性ガスが供給されるようになっている。
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。
The MIG welder 40 includes a torch 41 that generates thermal energy between the welded portion of the object to be welded W, a MIG welder main body 42, and a power supply unit (not shown) that supplies welding power to the torch 41. . The torch 41 is supplied with an inert gas such as argon gas via a pressure hose (not shown).
The MIG welder main body 42 is configured by housing a wire feeding unit for feeding the welding wire M to the torch 41 and a control device such as a switch, and is connected to the power source unit by a cable (not shown). Has been.

レーザ溶接機50は、レーザ発振器51と、レーザ伝送用ファイバー(レーザ光伝送手段)52と、レーザトーチ(レーザヘッドトーチ)53とを備え、レーザ発振器51で発振、生成されたレーザ光がレーザ伝送用ファイバー52を経由してレーザトーチ53に伝送されレーザトーチ53から溶接対象物Wの溶接部に照射されるようになっている。
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。
The laser welding machine 50 includes a laser oscillator 51, a laser transmission fiber (laser light transmission means) 52, and a laser torch (laser head torch) 53, and the laser light oscillated and generated by the laser oscillator 51 is used for laser transmission. The laser beam is transmitted to the laser torch 53 via the fiber 52 and irradiated from the laser torch 53 to the welded portion of the welding object W.
The laser torch 53 has, for example, a configuration in which a lens for converging the laser light is provided inside a housing in which an optical path through which the laser light passes is formed.

次に、溶接ロボット1のレーザトーチ53の向きを調整する方法について説明する。
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。
Next, a method for adjusting the direction of the laser torch 53 of the welding robot 1 will be described.
1) First, the mounting jig 27 provided with the laser torch 53 and the angle measuring device 28 in which the relative orientation with the laser torch 53 is held is attached to the wrist portion 26.
A laser torch 53 provided with an angle measuring device 28 in place of the attachment jig 27 may be attached to the attachment jig 27 or the wrist portion 26.
2) Next, the robot body 20 is operated by an operation box (not shown) so that the direction (angle θ) of the laser torch 53 corresponds to the target angle when laser-arc hybrid welding is performed on the welding object W.
3) During operation of the robot body 20, adjustment is performed by operating the wrist or the like so that the indicated value (angle θ) of the angle measuring device 28 matches the target angle of the laser torch 53 or falls within the allowable range of the target angle. .
The permissible range for the target angle is selected based on the convergence state of the laser light emitted from the laser torch 53 and the error of the focal position, and a range in which welding of a predetermined quality is possible by teaching within this permissible range. Is preferred.

第1の実施形態に係るレーザトーチ53の調整方法によれば、レーザトーチ53が動いて向き(角度θ)が変っても、向きをリアルタイムで把握することができる。
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。
According to the method for adjusting the laser torch 53 according to the first embodiment, even when the laser torch 53 moves and the direction (angle θ) changes, the direction can be grasped in real time.
Further, according to the welding robot 1, the direction (angle θ) of the laser torch 53 is adjusted in accordance with the target angle by the angle measuring device 28 in which the relative orientation with the laser torch 53 is maintained. Even if there is a tack, the direction of the laser torch 53 can be accurately adjusted with respect to the target angle.
As a result, teaching work can be performed accurately and efficiently in the welding robot 1.
Further, the quality of the laser / arc hybrid welding can be improved by adjusting the direction of the laser torch 53 within the allowable range of the target angle.

以下、図3を参照し、この発明の第2の実施形態について説明する。
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。
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of the welding robot 10 according to the second embodiment.
The robot 10 is different from the robot 1 according to the first embodiment.
1) An angle measuring device 128 is arranged instead of the angle measuring device 28,
2) A control unit 130 is provided instead of the control unit 30, and a signal output from the measuring device 128 is input to the control unit 130.
3) The control unit 130 has angle correction means,
Since the other points are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals as those of the first embodiment are given and description thereof is omitted.

角度測定機器128は、図示しない角度センサにより検出した角度を電気信号として出力可能とされている。
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。
The angle measuring device 128 can output an angle detected by an angle sensor (not shown) as an electrical signal.
The control unit 130 includes an angle correction unit, and the angle correction unit includes, for example, an angle correction program stored in a storage medium such as an EPROM. In addition, an electrical signal related to angle measurement from the angle measurement device 128 is input to the control unit 130 via the signal line 131.

角度補正プログラムは、例えば、制御部130に入力された角度計測機器128からの信号に基づいてレーザトーチ53の光軸と相対的に対する角度測定値を算出し、レーザトーチ53の光軸の目標値とからレーザトーチ53の光軸を目標値に向けるための補正値を算出す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。
For example, the angle correction program calculates an angle measurement value relative to the optical axis of the laser torch 53 based on a signal from the angle measuring device 128 input to the control unit 130, and uses the target value of the optical axis of the laser torch 53. A correction value for directing the optical axis of the laser torch 53 to the target value is calculated.
This correction value is stored in a storage unit (not shown).
When driving based on the data stored in the teaching operation, an operation signal obtained by correcting the operation data stored in the storage unit with the correction value is output, and the optical axis of the laser torch 53 is directed in the target direction. Thus, the arm portion and the like are operated.
Instead of storing the correction value, the corrected data calculated from the target value of the optical axis of the laser torch 53 and the correction value may be stored in the storage unit as data for operating the robot 10.

溶接ロボット10によれば、角度計測機器128で測定した測定値に基づいて、レーザヘッドトーチ53の光軸を目標値の許容範囲に効率的に補正することができる。
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。
According to the welding robot 10, the optical axis of the laser head torch 53 can be efficiently corrected within the allowable range of the target value based on the measurement value measured by the angle measurement device 128.
As a result, in the robot 10, teaching can be performed accurately and efficiently so that the optical axis of the laser torch 53 faces the target angle.

なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
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。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where the angle measuring devices 28 and 128 are attached to the attachment jig 27 provided on the wrist portion 26 of the robot body 20 has been described, but for example, the bracket provided on the attachment jig 27 For example, the angle measuring devices 28 and 128 may be provided via the above.

また、角度計測機器28、128を直接レーザトーチ53に設け、又は取付部材を介して取り付けてレーザトーチ53と角度計測機器28とが一体的に移動す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。
Alternatively, the angle measuring devices 28 and 128 may be provided directly on the laser torch 53 or attached via an attachment member so that the laser torch 53 and the angle measuring device 28 move integrally.
In the above embodiment, the case where the robot body 20 is a six-axis articulated robot has been described. However, the present invention is applicable to a robot other than a six-axis articulated robot, for example, a robot composed of orthogonally arranged arm portions. May be.

また、上記実施の形態においては、角度計測機器128により検出した検出信号に基づいて算出した補正値又は補正後データをティーチング作業において記憶部に記憶し、レーザトーチ53の向きの調整する場合について説明したが、例えば、運転時に角度計測機器128により検出した検出信号に基づいてレーザトーチ53の光軸の向きをリアルタイムに補正する構成としてもよい。   In the above embodiment, the correction value or the corrected data calculated based on the detection signal detected by the angle measuring device 128 is stored in the storage unit in the teaching work, and the direction of the laser torch 53 is adjusted. However, for example, the direction of the optical axis of the laser torch 53 may be corrected in real time based on the detection signal detected by the angle measuring device 128 during operation.

また、上記実施の形態においては、レーザトーチ53がレーザ・アークハイブリッド溶接に用いられる場合について説明したが、レーザ・アークハイブリッド溶接以外の溶接に用いるレーザトーチに対して適用してもよい。   In the above embodiment, the case where the laser torch 53 is used for laser / arc hybrid welding has been described. However, the laser torch 53 may be applied to a laser torch used for welding other than laser / arc hybrid welding.

本発明の第1の実施形態に係る溶接ロボットの概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of a welding robot concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係るレーザトーチと角度計測機器の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the laser torch and angle measuring device which concern on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る溶接ロボットの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the welding robot which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

W 溶接対象物
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)
W Welding object 1 Welding robot 4 Laser-arc hybrid welding device 20 Robot body 26 Wrist part 24 First arm part (arm part)
25 Second arm part (arm part)
28, 128 Angle measuring device 30, 130 Control unit 53 Laser torch (laser head torch)

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。
A wrist portion provided with a laser head torch;
A laser head torch adjusting method for adjusting a direction of the laser head torch in a welding robot having at least one arm connected to the wrist,
An angle measuring device is provided so that the relative orientation with the optical axis of the wrist or the laser head torch is maintained,
A method for adjusting a laser head torch, wherein the laser head torch is adjusted to a target angle by operating the wrist part and the arm part based on a measurement value of the angle measuring device.
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。
In the case where the robot includes a control unit that stores a teaching operation,
2. The method of adjusting a laser head torch according to claim 1, wherein the control unit stores the operation by moving the indicated value of the angle measuring device to be within an allowable range of the target angle.
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。
The wrist,
At least one arm connected to the wrist;
A laser head torch provided on the wrist part of a robot comprising a control unit for storing teaching operation of the wrist part,
Equipped with angle measuring equipment,
The laser head torch according to claim 1, wherein the angle measuring device is provided so as to maintain a relative orientation with respect to an optical axis of the laser head torch.
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。
A wrist portion provided with a laser head torch;
At least one arm connected to the wrist;
A welding robot comprising a control unit for storing teaching operations,
Have angle measuring equipment,
The welding robot according to claim 1, wherein the angle measuring device is provided so as to maintain a relative orientation with respect to an optical axis of the laser head torch.
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。
The control unit has angle correction means,
The angle correction means includes
Calculate a correction value based on the measured value and the target value of the angle measuring instrument input to the control unit,
The welding robot according to claim 4, wherein the optical axis of the laser head torch can be corrected to an allowable range of the target value when operating based on the memory of the teaching operation.
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