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JP2011194476A - Laser machining display device and teaching method of robot using the same - Google Patents

Laser machining display device and teaching method of robot using the same Download PDF

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JP2011194476A
JP2011194476A JP2010060414A JP2010060414A JP2011194476A JP 2011194476 A JP2011194476 A JP 2011194476A JP 2010060414 A JP2010060414 A JP 2010060414A JP 2010060414 A JP2010060414 A JP 2010060414A JP 2011194476 A JP2011194476 A JP 2011194476A
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JP
Japan
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processing
laser
visible light
robot
display device
Prior art date
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Application number
JP2010060414A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinya Kato
慎也 加藤
Mitsuo Sekiguchi
満雄 関口
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.)
Toyota Auto Body Co Ltd
Original Assignee
Toyota Auto Body Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyota Auto Body Co Ltd filed Critical Toyota Auto Body Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser machining display device, capable of rapidly carrying out teaching work of laser machining, and also to provide a teaching method of a robot using the same.SOLUTION: The laser machining display device 1 includes: a laser machining unit 2 mounted at the end effector 72 of the robot 7 and applying a laser beam A for machining; a unit 31 for measuring a length that measures a distance from an emitting position 311 of a laser beam B for measuring a length to an object 8 to be machined by applying the laser beam B for measuring the length to the object 8 to be machined; a calculator for calculating distances from the emitting position 231 of the laser beam A for machining to each part at the object 8 to be machined and specifying the surface cross sectional shape of the object 8 to be machined; and a display unit for displaying the surface cross sectional shape 82 and displaying whether each part at the surface cross sectional shape is within the adjustable range T of the focal length of the laser beam A for machining.

Description

本発明は、ロボットのエンドエフェクタに装着し、レーザー光によって加工を行う位置の決定を支援するレーザー加工表示装置及びこれを用いたロボットの教示方法に関する。   The present invention relates to a laser processing display device that is attached to an end effector of a robot and supports the determination of a position where processing is performed by laser light, and a robot teaching method using the same.

工場の生産ライン等においてはロボットが多用されている。例えば、レーザー光によって溶接、切断等の加工を行う工程においては、レーザー照射装置をロボットのエンドエフェクタに装着し、レーザー照射装置における反射ミラーによって焦点距離及び照射方向を調整して、被加工対象における加工設定位置にレーザー光を照射するリモートレーザー加工方法が知られている。
このリモートレーザー加工方法においては、加工用レーザー光と同軸状に出射した十字の可視光を被加工対象に照射(投影)し、この十字の可視光の交点と、ポインターレーザーから出射した直進可視光とが一致したときに、加工用レーザー光の焦点が被加工対象における加工設定位置に合ったことを示すようにしたものがある。
Robots are frequently used in factory production lines. For example, in the process of processing such as welding and cutting with laser light, the laser irradiation device is attached to the end effector of the robot, the focal length and irradiation direction are adjusted by the reflection mirror in the laser irradiation device, There is known a remote laser processing method for irradiating a processing set position with a laser beam.
In this remote laser processing method, the cross visible light emitted coaxially with the processing laser light is irradiated (projected) onto the object to be processed, and the intersection of the visible light of the cross and the straight visible light emitted from the pointer laser There is one that indicates that the processing laser beam is focused on the processing set position in the object to be processed.

また、例えば、特許文献1のリモート溶接教示装置においては、レーザ溶接装置に対し、このレーザ溶接装置から射出されるレーザの照射可能範囲を示す可視光を投影する投影手段を設けることが開示されている。これにより、溶接位置から離れたところからレーザを照射するリモート溶接において、ロボットの動作教示作業を容易にすることができる。   Further, for example, in the remote welding teaching apparatus of Patent Document 1, it is disclosed that a projection unit that projects visible light indicating a laser irradiable range emitted from the laser welding apparatus is provided on the laser welding apparatus. Yes. Thereby, in the remote welding which irradiates a laser from the place away from the welding position, the operation teaching operation of the robot can be facilitated.

特開2006−346740号公報JP 2006-346740 A

しかしながら、上記リモートレーザー加工方法においては、教示者(ティーチングをする者)は、加工用レーザー光による照射加工可能範囲がどれだけあるかを知ることができない。そのため、教示者は、トライ&エラーを繰り返して、被加工対象における加工設定位置に、十字の可視光の交点と直進可視光とを一致させなければならない。
特許文献1のリモート溶接教示装置においては、教示者は、可視光によってレーザの照射方向の調整可能範囲を知ることはできるが、レーザの焦点距離の調整可能範囲を知ることはできない。
However, in the remote laser processing method, a teacher (teacher) cannot know how much irradiation processing is possible with the processing laser light. For this reason, the teacher must repeat trial and error to match the intersection of the visible light of the cross and the straight-ahead visible light at the processing set position in the object to be processed.
In the remote welding teaching apparatus of Patent Document 1, the teacher can know the adjustable range of the laser irradiation direction by visible light, but cannot know the adjustable range of the focal length of the laser.

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、ロボット及びレーザー加工表示装置を用いたレーザー加工の教示作業を迅速に行うことができるレーザー加工表示装置及びこれに用いたロボットの教示方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and a laser processing display device capable of quickly performing a laser processing teaching operation using a robot and a laser processing display device, and teaching of a robot used therefor. Is to provide a method.

第1の発明は、ロボットのエンドエフェクタに装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象における加工設定位置に加工用レーザー光を照射するよう構成したレーザー加工手段と、
該レーザー加工手段又は上記エンドエフェクタに取り付け、上記被加工対象に測長用レーザー光を照射して、該測長用レーザー光の出射位置から上記被加工対象までの距離を計測する測長手段と、
該測長手段によって計測した距離データに基づいて、上記加工用レーザー光の出射位置から上記被加工対象における各部までの距離を算出し、該被加工対象の表面形状を特定する算出手段と、
該算出手段によって特定した上記被加工対象の表面形状を表示すると共に、該表面形状における各部が上記加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲内に入るか否かを表示する表示手段とを備えていることを特徴とするレーザー加工表示装置にある(請求項1)。
1st invention attaches to the end effector of a robot, and adjusts a focal distance and an irradiation direction, and laser processing means comprised so that processing laser light may be irradiated to a processing set position in a processing object,
A length measuring means which is attached to the laser processing means or the end effector, and irradiates the length measurement laser beam to the object to be processed, and measures a distance from an emission position of the length measurement laser light to the object to be processed; ,
Based on the distance data measured by the length measuring means, calculating the distance from the emission position of the processing laser light to each part in the object to be processed, calculating means for specifying the surface shape of the object to be processed;
Display means for displaying the surface shape of the object to be processed specified by the calculating means and displaying whether each part of the surface shape is within an adjustable range of the focal length of the laser beam for processing. The laser processing display device is characterized by the above.

第2の発明は、ロボットのエンドエフェクタに装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象における加工設定位置に加工用レーザー光を照射するよう構成したレーザー加工手段と、
該レーザー加工手段又は上記エンドエフェクタに取り付け、上記加工用レーザー光の照射方向範囲と一致又は近似する照射方向範囲に、出射位置から離れるほど円形又は楕円形の照射範囲が拡大する拡大可視光を照射する第1可視光照射手段と、
上記レーザー加工手段又は上記エンドエフェクタに取り付け、上記加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲の最短位置と最長位置とに一致又は近似する位置において、上記拡大可視光に対して交わる直進可視光を照射する第2可視光照射手段とを備えており、
上記加工設定位置を含めて上記被加工対象に照射された上記拡大可視光の内側に上記直進可視光が入るときには、上記加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲内に当該加工設定位置があることを認識し、上記加工設定位置を含めて上記被加工対象に照射された上記拡大可視光の外側に上記直進可視光が外れるときには、上記加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲外に当該加工設定位置があることを認識できるよう構成してあることを特徴とするレーザー加工表示装置にある(請求項3)。
A second invention is a laser processing means mounted on an end effector of a robot, configured to irradiate a processing laser beam on a processing set position in a processing target by adjusting a focal length and an irradiation direction;
Attached to the laser processing means or the end effector, irradiates an enlarged visible light that expands in a circular or elliptical irradiation range toward the irradiation direction range that matches or approximates the irradiation direction range of the processing laser light. First visible light irradiating means,
Directly visible light that intersects with the enlarged visible light at a position that is attached to the laser processing means or the end effector and matches or approximates the shortest position and the longest position of the adjustable range of the focal length of the processing laser light. A second visible light irradiation means for irradiating,
When the straight visible light enters the enlarged visible light irradiated to the object to be processed including the processing setting position, the processing setting position is within an adjustable range of the focal length of the processing laser light. And when the straight-ahead visible light deviates outside the enlarged visible light irradiated to the object to be processed including the machining setting position, the focal length of the machining laser light is outside the adjustable range. The laser processing display device is configured to recognize that there is a processing setting position (claim 3).

第3の発明は、上記レーザー加工表示装置を用いて、上記ロボットのエンドエフェクタの移動経路を教示する方法であって、
上記表示手段によって表示された上記被加工対象の表面形状を視認しながら、上記被加工対象における加工設定位置が上記焦点距離の調整可能範囲内に入る位置・姿勢になるよう上記エンドエフェクタを移動させ、
上記加工用レーザー光の焦点距離及び照射方向を調整し、上記加工設定位置に上記加工用レーザー光の焦点を合わせて、上記ロボットの教示作業を行うことを特徴とするレーザー加工表示装置を用いたロボットの教示方法にある(請求項4)。
A third invention is a method for teaching a movement path of an end effector of the robot using the laser processing display device,
While visually recognizing the surface shape of the object to be processed displayed by the display means, the end effector is moved so that the processing setting position on the object to be processed becomes a position / posture within the adjustable range of the focal length. ,
Using a laser processing display device that adjusts a focal length and an irradiation direction of the processing laser beam and focuses the processing laser beam on the processing setting position to perform teaching work of the robot There is a robot teaching method (claim 4).

第4の発明は、上記レーザー加工表示装置を用いて、上記ロボットのエンドエフェクタの移動経路を教示する方法であって、
上記被加工対象における加工設定位置が上記拡大可視光の内側に入ると共に該拡大可視光の内側に上記直進可視光が入る位置・姿勢になるよう上記エンドエフェクタを移動させ、
上記加工用レーザー光の焦点距離及び照射方向を調整し、上記加工設定位置に上記加工用レーザー光の焦点を合わせて、上記ロボットの教示作業を行うことを特徴とするレーザー加工表示装置を用いたロボットの教示方法にある(請求項5)。
A fourth invention is a method for teaching a movement path of an end effector of the robot using the laser processing display device,
The end effector is moved so that the processing set position in the object to be processed enters the inside of the enlarged visible light and the position / posture in which the linearly visible light enters the inside of the enlarged visible light,
Using a laser processing display device that adjusts a focal length and an irradiation direction of the processing laser beam and focuses the processing laser beam on the processing setting position to perform teaching work of the robot There is a robot teaching method (claim 5).

第1の発明のレーザー加工表示装置は、ロボットの教示者(ティーチングする者)が、レーザー加工の教示作業を行う際に、被加工対象における加工設定位置が、加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲内に入るかを認識することができるものである。
具体的には、レーザー加工表示装置は、測長手段及び算出手段によって、加工用レーザー光の出射位置から被加工対象における各部までの距離を算出し、被加工対象の表面形状を特定する。そして、レーザー加工表示装置は、表示手段によって被加工対象の表面形状を表示すると共に、表面形状における各部が加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲内に入るか否かを表示する。
In the laser processing display device according to the first aspect of the present invention, when a robot instructor (teacher) teaches laser processing, the processing setting position on the processing target is adjusted by the focal length of the processing laser beam. It is possible to recognize whether it falls within the possible range.
Specifically, the laser processing display device calculates the distance from the emitting position of the processing laser light to each part in the processing target by the length measuring unit and the calculating unit, and specifies the surface shape of the processing target. The laser processing display device displays the surface shape of the object to be processed by the display means, and displays whether each part in the surface shape falls within the adjustable range of the focal length of the processing laser beam.

これにより、教示者は、表示手段によって表示された画面上において、被加工対象の表面形状を視認して、被加工対象における加工設定位置が焦点距離の調整可能範囲内に入るか否かを認識し、エンドエフェクタ及びレーザー加工手段の教示を行うことができる。
それ故、第1の発明のレーザー加工表示装置によれば、教示者は、ロボット及びレーザー加工表示装置を用いたレーザー加工の教示作業を迅速に行うことができる。
As a result, the teacher visually recognizes the surface shape of the object to be processed on the screen displayed by the display means, and recognizes whether or not the processing setting position on the object to be processed falls within the adjustable range of the focal length. Thus, the end effector and the laser processing means can be taught.
Therefore, according to the laser processing display device of the first invention, the instructor can quickly perform teaching work of laser processing using the robot and the laser processing display device.

第2の発明のレーザー加工表示装置も、ロボットの教示者が、レーザー加工の教示作業を行う際に、被加工対象における加工設定位置が、加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲内に入るかを認識することができるものである。
具体的には、レーザー加工表示装置は、第1可視光照射手段による拡大可視光と、第2可視光照射手段による直進可視光とを利用して、加工設定位置が、加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲内にあるか否かを容易に認識することができるよう構成してある。
In the laser processing display device according to the second aspect of the invention, when the robot instructor performs the teaching processing of the laser processing, the processing setting position in the processing target falls within the adjustable range of the focal length of the processing laser beam. It can be recognized.
Specifically, the laser processing display device uses the enlarged visible light by the first visible light irradiation unit and the straight-ahead visible light by the second visible light irradiation unit, and the processing setting position is the focus of the processing laser light. It is configured so that it can be easily recognized whether or not the distance is within the adjustable range.

拡大可視光は、加工用レーザー光の照射方向範囲と一致又は近似する照射方向範囲に照射しており、直進可視光は、加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲の最短位置と最長位置とに一致又は近似する位置において拡大可視光に対して交わっている。これにより、教示者は、拡大可視光及び直進可視光を被加工対象に照射(投影)したときに、拡大可視光の内側に直進可視光が入っているか否かを視認するだけで、簡単に被加工対象における加工設定位置が焦点距離の調整可能範囲内に入るか否かを認識し、レーザー加工の教示を行うことができる。
それ故、第2の発明のレーザー加工表示装置によっても、教示者は、ロボット及びレーザー加工表示装置を用いたレーザー加工の教示作業を迅速に行うことができる。
The magnified visible light irradiates the irradiation direction range that matches or approximates the irradiation direction range of the processing laser light, and the straight-ahead visible light has the shortest position and the longest position of the adjustable range of the focal length of the processing laser light. Crosses the enlarged visible light at a position that matches or approximates. As a result, when the teacher irradiates (projects) the enlarged visible light and the straight-ahead visible light onto the object to be processed, the teacher can easily visually recognize whether or not the straight-ahead visible light is inside the enlarged visible light. It is possible to recognize whether or not the processing setting position in the processing target is within the adjustable range of the focal length, and to teach laser processing.
Therefore, also by the laser processing display device according to the second aspect of the invention, the instructor can quickly perform a laser processing teaching operation using the robot and the laser processing display device.

第3の発明のロボットの教示方法においては、レーザー加工の位置・姿勢の教示(ティーチング)の仕方に工夫をして、この教示作業の短縮化を図っている。
具体的には、教示者は、表示手段によって表示された被加工対象の表面形状を視認しながらロボットのエンドエフェクタを移動させる。そして、エンドエフェクタの位置・姿勢を、被加工対象における加工設定位置が焦点距離の調整可能範囲内に入る位置・姿勢にする。次いで、この状態において、教示者は、加工用レーザー光の焦点距離及び照射方向を調整する。そして、加工設定位置に加工用レーザー光の焦点を合わせて、ロボットによるレーザー加工の教示作業を行う。
これにより、第3の発明においては、教示者は、ロボット及びレーザー加工表示装置を用いたレーザー加工の教示作業を迅速に行うことができる。
In the robot teaching method according to the third aspect of the invention, the teaching work is devised in the way of teaching (teaching) of the position / orientation of laser processing to shorten the teaching work.
Specifically, the teacher moves the end effector of the robot while visually recognizing the surface shape of the workpiece displayed by the display means. Then, the position / posture of the end effector is set to a position / posture in which the machining set position on the workpiece is within the adjustable range of the focal length. Next, in this state, the teacher adjusts the focal length and irradiation direction of the processing laser light. Then, the processing laser beam is focused on the processing setting position, and a robot processing teaching operation is performed by the robot.
Thus, in the third invention, the instructor can quickly perform the teaching work of laser processing using the robot and the laser processing display device.

第4の発明のロボットの教示方法においても、レーザー加工の位置・姿勢の教示(ティーチング)の仕方に工夫をして、この教示作業の短縮化を図っている。
具体的には、教示者は、被加工対象に照射される拡大可視光及び直進可視光を視認しながら、ロボットのエンドエフェクタを移動させる。そして、エンドエフェクタの位置・姿勢を、被加工対象における加工設定位置が拡大可視光の内側に入ると共に拡大可視光の内側に直進可視光が入る位置・姿勢にする。
次いで、この状態において、教示者は、加工用レーザー光の焦点距離及び照射方向を調整する。そして、加工設定位置に加工用レーザー光の焦点を合わせて、ロボットによるレーザー加工の教示作業を行う。
これにより、第4の発明においても、教示者は、ロボット及びレーザー加工表示装置を用いたレーザー加工の教示作業を迅速に行うことができる。
In the robot teaching method according to the fourth aspect of the invention, a teaching method for teaching (teaching) the position / orientation of laser processing is devised to shorten the teaching work.
Specifically, the teacher moves the end effector of the robot while visually recognizing the expanded visible light and the straight-ahead visible light irradiated on the workpiece. Then, the position / posture of the end effector is set to a position / posture in which the machining setting position on the object to be processed enters the inside of the enlarged visible light and the linearly visible light enters the inside of the enlarged visible light.
Next, in this state, the teacher adjusts the focal length and irradiation direction of the processing laser light. Then, the processing laser beam is focused on the processing setting position, and a robot processing teaching operation is performed by the robot.
Thereby, also in 4th invention, the teacher can perform the teaching operation | work of the laser processing using a robot and a laser processing display apparatus rapidly.

実施例1における、レーザー加工表示装置の装置構成を示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 実施例1における、レーザー加工表示装置のレーザー加工手段及び測長手段の周辺を示す説明図。Explanatory drawing which shows the periphery of the laser processing means of the laser processing display apparatus in Embodiment 1, and a length measurement means. 実施例1における、レーザー加工表示装置の表示手段によって表示する画像を示す説明図。Explanatory drawing which shows the image displayed by the display means of the laser processing display apparatus in Example 1. FIG. 実施例2における、レーザー加工表示装置の装置構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the apparatus structure of the laser processing display apparatus in Example 2. FIG. 実施例2における、レーザー加工表示装置のレーザー加工手段、第1可視光照射手段及び第2可視光照射手段の周辺を示す説明図。Explanatory drawing which shows the periphery of the laser processing means of the laser processing display apparatus in Example 2, a 1st visible light irradiation means, and a 2nd visible light irradiation means.

上述した第1〜第4の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第1、第3の発明において、上記測長手段は、その上記測長用レーザー光を、上記レーザー加工手段による上記加工用レーザー光の出射位置と同心状に出射させることができる。この場合には、算出手段による加工用レーザー光の出射位置から被加工対象における各部までの距離の算出を容易にすることができる。一方、測長手段は、その測長用レーザー光を、レーザー加工手段による加工用レーザー光の出射位置の周辺から出射させることができる。この場合には、測長手段の構造を簡単にすることができ、その配設を容易にすることができる。
A preferred embodiment in the first to fourth inventions described above will be described.
In the first and third inventions, the length measuring means can emit the length measuring laser light concentrically with an emission position of the processing laser light by the laser processing means. In this case, it is possible to easily calculate the distance from the emission position of the processing laser beam to each part in the processing target by the calculating means. On the other hand, the length measuring means can emit the length measuring laser light from the vicinity of the emission position of the processing laser light by the laser processing means. In this case, the structure of the length measuring means can be simplified and the arrangement thereof can be facilitated.

第2、第4の発明において、上記第1可視光照射手段は、その上記拡大可視光を、上記レーザー加工手段による上記加工用レーザー光の出射位置と同心状に出射させることができる。この場合には、加工用レーザー光の照射方向範囲とほぼ一致する照射方向範囲に、出射位置から離れるほど円形又は楕円形の照射範囲が拡大する拡大可視光を照射することができる。一方、第1可視光照射手段は、その拡大可視光を、レーザー加工手段による加工用レーザー光の出射位置の周辺から出射させることもできる。この場合には、加工用レーザー光の照射方向範囲と近似した照射方向範囲に、出射位置から離れるほど円形又は楕円形の照射範囲が拡大する拡大可視光を照射することができる。   In the second and fourth inventions, the first visible light irradiation means can emit the enlarged visible light concentrically with an emission position of the processing laser light by the laser processing means. In this case, it is possible to irradiate expanded visible light in which the circular or elliptical irradiation range increases as the distance from the emission position increases, in an irradiation direction range that substantially matches the irradiation direction range of the processing laser light. On the other hand, the first visible light irradiation means can emit the enlarged visible light from the vicinity of the emission position of the laser beam for processing by the laser processing means. In this case, it is possible to irradiate the extended visible light in which the circular or elliptical irradiation range expands with increasing distance from the emission position in the irradiation direction range approximate to the irradiation direction range of the processing laser light.

また、第2、第4の発明において、上記第2可視光照射手段は、上記直進可視光の照射方向を調整可能に構成することができる。そして、上記加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲は、直線可視光の照射方向の調整によって適宜設定することができる。また、焦点距離の調整可能範囲は、上記レーザー加工手段によるレーザー加工可能な範囲又はこれに若干の余裕度を見た範囲とすることもできる。   In the second and fourth inventions, the second visible light irradiation means can be configured to be capable of adjusting the irradiation direction of the straight-ahead visible light. The adjustable range of the focal length of the processing laser light can be appropriately set by adjusting the irradiation direction of the linear visible light. Further, the adjustable range of the focal length can be a range in which laser processing by the laser processing means can be performed or a range in which a slight margin is seen.

第1の発明において、上記表示手段は、上記加工用レーザー光によってレーザー加工が可能な照射加工可能範囲も表示するよう構成してあることが好ましい(請求項2)。
この場合には、教示者は、表示手段によって表示する画面において、表面形状の表示と照射加工可能範囲(照射方向の調整可能範囲及び焦点距離の調整可能範囲)の表示とを照合して視認することができ、被加工対象における加工設定位置が照射加工可能範囲内に入るか否かを認識することができる。そのため、ロボットによるレーザー加工の教示作業を一層容易に行うことができる。
In the first invention, it is preferable that the display means is configured to display an irradiation processable range in which laser processing can be performed by the processing laser light.
In this case, the instructor visually confirms the display of the surface shape and the display of the irradiation processable range (the adjustable range of the irradiation direction and the adjustable range of the focal length) on the screen displayed by the display means. It is possible to recognize whether or not the processing setting position in the processing target is within the irradiation processing possible range. Therefore, the teaching work of laser processing by the robot can be performed more easily.

以下に、本発明のレーザー加工表示装置及びこれを用いたロボットの教示方法に係る実施例につき、図面を参照して説明する。
(実施例1)
本例のレーザー加工表示装置1は、図2に示すごとく、ロボット7の教示者(ティーチングする者)が、レーザー加工の教示作業を行う際に、被加工対象8に対してレーザー加工を行う加工設定位置81が、加工用レーザー光Aの焦点距離の調整可能範囲T内に入るかを認識することができるものである。
Embodiments of a laser processing display device and a robot teaching method using the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
Example 1
As shown in FIG. 2, the laser processing display device 1 of the present example is a processing in which a teacher (teacher) of the robot 7 performs laser processing on the workpiece 8 when performing a laser processing teaching operation. It is possible to recognize whether the setting position 81 falls within the adjustable range T of the focal length of the processing laser light A.

レーザー加工表示装置1は、図1に示すごとく、次のレーザー加工手段2、測長手段31、算出手段4、表示手段32を備えており、レーザー加工の教示作業を簡単かつ迅速に行えるようにしたものである。
図2に示すごとく、レーザー加工手段2は、ロボット7のエンドエフェクタ72に装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象8に対してレーザー加工を行う加工設定位置81に加工用レーザー光Aを照射するよう構成してある。測長手段31は、レーザー加工手段2に取り付けてあり、被加工対象8に測長用レーザー光Bを照射して、測長用レーザー光Bの出射位置311から被加工対象8までの距離を計測するよう構成してある。
As shown in FIG. 1, the laser processing display device 1 includes the following laser processing means 2, length measuring means 31, calculation means 4, and display means 32 so that the teaching work of laser processing can be performed easily and quickly. It is a thing.
As shown in FIG. 2, the laser processing means 2 is attached to the end effector 72 of the robot 7 and adjusts the focal length and irradiation direction to perform laser processing on the processing object 8 at a processing setting position 81. It is configured to irradiate light A. The length measuring means 31 is attached to the laser processing means 2 and irradiates the workpiece 8 with the length measuring laser beam B, and determines the distance from the emission position 311 of the length measuring laser beam B to the workpiece 8. It is configured to measure.

図1に示すごとく、算出手段4は、測長手段31によって計測した距離データに基づいて、加工用レーザー光Aの出射位置231から被加工対象8における各部までの距離を算出し、被加工対象8の表面断面形状82を特定するよう構成してある。図3に示すごとく、表示手段32は、算出手段4によって特定した被加工対象8の表面断面形状82を表示すると共に、表面断面形状82における各部が加工用レーザー光Aの焦点距離の調整可能範囲T内に入るか否かを表示するよう構成してある。
そして、レーザー加工表示装置1は、ロボット7の教示を行う教示者が、表示手段32によって被加工対象8の表面断面形状82を視認し、レーザー加工を行う加工設定位置81が焦点距離の調整可能範囲T内に入るか否かを認識できるよう構成してある。
As shown in FIG. 1, the calculation unit 4 calculates the distance from the emission position 231 of the processing laser beam A to each part in the processing target 8 based on the distance data measured by the length measuring unit 31, and the processing target 8 surface cross-sectional shapes 82 are specified. As shown in FIG. 3, the display unit 32 displays the surface cross-sectional shape 82 of the workpiece 8 specified by the calculating unit 4, and each part of the surface cross-sectional shape 82 can be adjusted in the focal length of the processing laser beam A. It is configured to display whether or not it falls within T.
In the laser processing display device 1, a teacher who teaches the robot 7 visually recognizes the surface cross-sectional shape 82 of the workpiece 8 by the display means 32, and the processing setting position 81 for performing laser processing can adjust the focal length. It is configured to recognize whether or not it falls within the range T.

以下に、本例のレーザー加工表示装置1及びこれを用いたロボット7の教示方法につき、図1〜図3を参照して詳説する。
ここで、図1は、レーザー加工表示装置1の装置構成を示す。図2は、測長手段31によって、測長用レーザー光Bの出射位置311から被加工対象8までの距離を計測する状態を示す。図3は、表示手段32によって、被加工対象8の表面断面形状82と、加工用レーザー光Aの照射加工可能範囲Rとを表示する状態を示す。
Below, the laser processing display apparatus 1 of this example and the teaching method of the robot 7 using the same will be described in detail with reference to FIGS.
Here, FIG. 1 shows a device configuration of the laser processing display device 1. FIG. 2 shows a state in which the distance from the emission position 311 of the length measurement laser beam B to the workpiece 8 is measured by the length measuring means 31. FIG. 3 shows a state in which the display section 32 displays the surface cross-sectional shape 82 of the workpiece 8 and the processable range R of the processing laser light A.

図1に示すごとく、本例のレーザー加工表示装置1は、6つの回転軸71を備えた多関節ロボット7のエンドエフェクタ72に配設してある。多関節ロボット7における各回転軸はサーボモータによって構成されており、各サーボモータは、制御コントローラ6によって制御される。
また、エンドエフェクタ72の位置・姿勢、移動軌道、移動速度、各回転軸の角度等は、ティーチングユニット61によって調整、教示が可能である。
As shown in FIG. 1, the laser processing display device 1 of this example is disposed on an end effector 72 of an articulated robot 7 having six rotating shafts 71. Each rotation axis in the articulated robot 7 is constituted by a servo motor, and each servo motor is controlled by the controller 6.
Further, the position / posture of the end effector 72, the moving trajectory, the moving speed, the angle of each rotating shaft, and the like can be adjusted and taught by the teaching unit 61.

図2に示すごとく、本例のレーザー加工手段2は、ロボット7のエンドエフェクタ72に取り付けたレーザー照射本体部20と、このレーザー照射本体部20に供給するレーザーエネルギーを発生させるレーザーエネルギー発生装置200とを備えている。レーザー照射本体部20は、加工用レーザー光Aを出射するレーザー光源21と、レーザー光源21から出射された加工用レーザー光Aの焦点距離を可変させる焦点レンズ22と、焦点レンズ22を通過した加工用レーザー光Aの照射方向を可変させる反射ミラー23とを有している。また、レーザーエネルギー発生装置200は、発振機、チラー等から構成されている。また、レーザー光源21は、ファイバーケーブル等によってレーザーエネルギー発生装置200に配線されている。   As shown in FIG. 2, the laser processing means 2 of this example includes a laser irradiation main body 20 attached to an end effector 72 of the robot 7, and a laser energy generator 200 that generates laser energy supplied to the laser irradiation main body 20. And. The laser irradiation main body 20 includes a laser light source 21 that emits a processing laser light A, a focus lens 22 that varies a focal length of the processing laser light A emitted from the laser light source 21, and a processing that has passed through the focus lens 22. And a reflection mirror 23 for changing the irradiation direction of the laser beam A for use. Further, the laser energy generating apparatus 200 includes an oscillator, a chiller, and the like. The laser light source 21 is wired to the laser energy generating device 200 by a fiber cable or the like.

本例において、レーザー加工手段2による焦点距離とは、反射ミラー23の中心から被加工対象8までの加工用レーザー光Aの照射距離のことをいう。また、レーザー加工手段2による照射方向とは、反射ミラー23の中心から被加工対象8に対して向けられる加工用レーザー光Aの照射方向のことをいう。   In this example, the focal length by the laser processing means 2 refers to the irradiation distance of the processing laser light A from the center of the reflection mirror 23 to the workpiece 8. The irradiation direction by the laser processing means 2 refers to the irradiation direction of the processing laser light A directed from the center of the reflection mirror 23 toward the workpiece 8.

焦点レンズ22及び反射ミラー23は、それぞれサーボモータ等の駆動源によって移動動作が可能であり、これらの駆動源は、多関節ロボット7の制御コントローラ6によって制御される。また、焦点レンズ22及び反射ミラー23を構成する駆動源の移動動作は、ティーチングユニット61によって調整、教示が可能である。   The focusing lens 22 and the reflecting mirror 23 can be moved by a driving source such as a servo motor, and these driving sources are controlled by the controller 6 of the articulated robot 7. Further, the movement operation of the drive source constituting the focus lens 22 and the reflection mirror 23 can be adjusted and taught by the teaching unit 61.

同図に示すごとく、本例の測長手段31は、測長用レーザー光Bを出射し、この測長用レーザー光Bが障害物(被加工対象8)に衝突して戻って来るまでの時間を測ることによって、測長用レーザー光Bの出射位置311から障害物までの距離を計測するものである。本例の測長手段31は、被加工対象8の表面に対して直線状(ライン状)に測長用レーザー光Bを走査し、被加工対象8の表面断面形状82を検出するよう構成してある。また、測長手段31は、直線状の測長用レーザー光Bの走査を複数行い、所定の平面範囲に測長用レーザー光Bを出射して、所定の平面の形状を検出することもできる。
測長用レーザー光Bを走査するラインLは、レーザー加工手段2における一定方向とすることができる。また、この測長用レーザー光Bを走査するラインLは、レーザー加工手段2における複数の方向に可変させることもできる。
As shown in the drawing, the length measuring means 31 of this example emits a length measuring laser beam B until the length measuring laser beam B collides with an obstacle (work target 8) and returns. By measuring the time, the distance from the emission position 311 of the length measuring laser beam B to the obstacle is measured. The length measuring means 31 of this example is configured to scan the length measuring laser beam B in a straight line (line shape) on the surface of the workpiece 8 and detect the surface cross-sectional shape 82 of the workpiece 8. It is. Further, the length measuring means 31 can detect a shape of a predetermined plane by scanning a plurality of linear length measuring laser beams B and emitting the length measuring laser beam B in a predetermined plane range. .
The line L that scans the length measuring laser beam B can be in a certain direction in the laser processing means 2. Further, the line L for scanning the laser beam B for length measurement can be varied in a plurality of directions in the laser processing means 2.

算出手段4は、専用のコンピュータによって構成してある。
図2に示すごとく、表示手段32は、液晶画像装置等のモニターによって構成してある。本例の表示手段32は、測長手段31によって計測し算出手段4によって算出した被加工対象8の表面断面形状82と、レーザー加工手段2の照射加工可能範囲R(すなわちレーザー加工手段2による加工用レーザー光Aの照射方向の調整可能範囲S及び加工用レーザー光Aの焦点距離の調整可能範囲T)とを照合して表示する。
照射加工可能範囲Rは、加工用レーザー光Aの出射位置231から離れるほど円形又は楕円形の照射範囲が拡大する範囲であって、所定の焦点距離の調整が可能な範囲内に設定されている。照射加工可能範囲Rは、加工用レーザー光Aが到達可能な円錐状のエリアに対して、出射位置231から最も距離が短いレーザー照射加工可能な最短位置Z1と、出射位置231から最も距離が長いレーザー照射加工可能な最長位置Z2との間に形成される。この照射加工可能範囲Rは、レーザー加工手段2の性能として、算出手段4に記憶されている。
The calculation means 4 is constituted by a dedicated computer.
As shown in FIG. 2, the display means 32 is configured by a monitor such as a liquid crystal image device. The display means 32 of the present example includes the surface cross-sectional shape 82 of the workpiece 8 measured by the length measurement means 31 and calculated by the calculation means 4, and the irradiation processable range R of the laser processing means 2 (that is, processing by the laser processing means 2). The adjustment range S of the irradiation direction of the processing laser beam A and the adjustable range T) of the focal length of the processing laser beam A are collated and displayed.
The irradiation processable range R is a range in which the circular or elliptical irradiation range increases as the distance from the emission position 231 of the processing laser beam A increases, and is set within a range in which a predetermined focal length can be adjusted. . The irradiation processable range R is the shortest position Z1 where the laser irradiation processing is shortest from the emission position 231 and the longest distance from the emission position 231 with respect to the conical area where the processing laser beam A can reach. It is formed between the longest position Z2 where laser irradiation processing is possible. This irradiation processable range R is stored in the calculation means 4 as the performance of the laser processing means 2.

図3に示すごとく、本例の表示手段32は、モニターの表示画面において、被加工対象8の表面断面形状82と照射加工可能範囲Rを表示する際に、加工用レーザー光Aの現在の焦点位置A1から各照射加工可能範囲端までの距離を表示するよう構成してある。すなわち、表示手段32は、加工用レーザー光Aの現在の焦点位置A1から焦点距離の調整可能範囲Tの最短位置Z1までの距離h1、加工用レーザー光Aの現在の焦点位置A1から焦点距離の調整可能範囲Tの最長位置Z2までの距離h2、加工用レーザー光Aの現在の焦点位置A1から照射方向の調整可能範囲Sの右端位置X1までの距離w1、加工用レーザー光Aの現在の焦点位置A1から照射方向の調整可能範囲Sの左端位置X2までの距離w2、加工用レーザー光Aの現在の焦点位置A1から照射方向の調整可能範囲Sの前側位置Y1までの距離d1、加工用レーザー光Aの現在の焦点位置A1から照射方向の調整可能範囲Sの後側位置Y2までの距離d2を表示するよう構成してある。   As shown in FIG. 3, the display means 32 of the present example displays the current focus of the processing laser beam A when displaying the surface cross-sectional shape 82 of the workpiece 8 and the irradiation processable range R on the display screen of the monitor. The distance from the position A1 to the end of each irradiation processable range is displayed. That is, the display unit 32 displays the distance h1 from the current focal position A1 of the processing laser beam A to the shortest position Z1 of the adjustable range T of the focal length, and the focal length from the current focal position A1 of the processing laser beam A. Distance h2 to the longest position Z2 of the adjustable range T, distance w1 from the current focal position A1 of the processing laser beam A to the right end position X1 of the adjustable range S in the irradiation direction, and the current focal point of the processing laser beam A The distance w2 from the position A1 to the left end position X2 of the adjustable range S in the irradiation direction, the distance d1 from the current focal position A1 of the processing laser light A to the front position Y1 of the adjustable range S in the irradiation direction, the processing laser The distance d2 from the current focal position A1 of the light A to the rear position Y2 of the adjustable range S in the irradiation direction is displayed.

次に、本例のレーザー加工表示装置1を用いたロボット7の教示方法及び作用効果について説明する。
本例の教示方法においては、レーザー加工の位置・姿勢の教示(ティーチング)の仕方に工夫をして、この教示作業の短縮化を図っている。具体的には、次のエンドエフェクタ72の移動とレーザー加工手段2の焦点合わせとを行って、ロボット7の教示作業(エンドエフェクタ72の位置・姿勢、レーザー加工手段2の教示作業)を行う。
Next, a teaching method and operational effects of the robot 7 using the laser processing display device 1 of this example will be described.
In the teaching method of this example, the teaching work is devised in the way of teaching (teaching) of the position / orientation of laser processing to shorten the teaching work. Specifically, the movement of the next end effector 72 and the focusing of the laser processing means 2 are performed, and the teaching work of the robot 7 (the position and posture of the end effector 72, the teaching work of the laser processing means 2) is performed.

ロボット7の教示者は、まず、エンドエフェクタ移動作業として、表示手段32によって表示された被加工対象8の表面断面形状82を視認しながら、ティーチングユニット61を用いてロボット7のエンドエフェクタ72を移動させる。そして、エンドエフェクタ72の位置・姿勢を、被加工対象8における加工設定位置81がレーザー加工手段2による加工用レーザー光Aの照射加工可能範囲R内に入る位置・姿勢にする。   The teacher of the robot 7 first moves the end effector 72 of the robot 7 using the teaching unit 61 while visually recognizing the surface sectional shape 82 of the workpiece 8 displayed by the display means 32 as the end effector moving operation. Let Then, the position / orientation of the end effector 72 is set to a position / orientation where the machining setting position 81 in the workpiece 8 falls within the processable range R of the laser beam A for machining by the laser machining means 2.

このとき、測長手段31が被加工対象8に測長用レーザー光Bを照射して、測長用レーザー光Bの出射位置311から被加工対象8までの距離を計測する。また、算出手段4は、測長手段31によって計測した距離データに基づいて、加工用レーザー光Aの出射位置231から被加工対象8における各部までの距離を算出し、被加工対象8の表面断面形状82を特定する。そして、表示手段32は、算出手段4によって特定した被加工対象8の表面断面形状82と、加工用レーザー光Aの照射加工可能範囲Rとを表示する。   At this time, the length measuring means 31 irradiates the workpiece 8 with the laser beam B for length measurement, and measures the distance from the emission position 311 of the laser beam B for length measurement to the workpiece 8. Further, the calculation means 4 calculates the distance from the emission position 231 of the processing laser light A to each part in the workpiece 8 based on the distance data measured by the length measuring means 31, and the surface cross section of the workpiece 8 The shape 82 is specified. Then, the display unit 32 displays the surface cross-sectional shape 82 of the workpiece 8 specified by the calculation unit 4 and the irradiation processable range R of the processing laser light A.

次いで、教示者は、エンドエフェクタ72の位置・姿勢を維持して、焦点レンズ22及び反射ミラー23を駆動して加工用レーザー光Aの焦点距離及び照射方向を調整する。そして、加工設定位置81に加工用レーザー光Aの焦点を合わせて、ロボット7によるレーザー加工の教示作業を行う。
なお、必ずしも加工設定位置81が測長手段31及び算出手段4によって求めた表面断面形状82上に位置するとは限らない。これに対し、教示者は、被加工対象8の形状を直接視認すると共に表示手段32によって表示された画面を視認することによって、表面断面形状82の周辺の加工設定位置81が照射加工可能範囲R内に入るか否かを認識することができる。
Next, the teacher maintains the position / posture of the end effector 72 and drives the focus lens 22 and the reflection mirror 23 to adjust the focal length and irradiation direction of the processing laser light A. Then, the processing laser beam A is focused on the processing setting position 81, and the robot 7 teaches the laser processing.
Note that the machining setting position 81 is not necessarily located on the surface cross-sectional shape 82 obtained by the length measuring unit 31 and the calculating unit 4. On the other hand, the teacher visually recognizes the shape of the workpiece 8 and also visually recognizes the screen displayed by the display unit 32, so that the processing setting position 81 around the surface cross-sectional shape 82 is within the irradiation processable range R. It is possible to recognize whether or not to enter.

教示者は、表示手段32によって表示された画面上において、被加工対象8の表面断面形状82を視認して、被加工対象8における加工設定位置81が照射加工可能範囲R内に入るか否かを認識し、エンドエフェクタ72及びレーザー加工手段2の教示を行うことができる。
また、複数の加工設定位置81が表面断面形状82上に位置する場合には、エンドエフェクタ72の位置・姿勢を維持して、この複数の加工設定位置81に対して加工用レーザー光Aの焦点を合わせて、ロボット7によるレーザー加工の教示作業を行うことができる。
なお、レーザー加工によっては、被加工対象8としての金属部材の溶接、切断等を行うことができる。
The teacher visually recognizes the surface cross-sectional shape 82 of the workpiece 8 on the screen displayed by the display means 32, and determines whether or not the machining setting position 81 in the workpiece 8 falls within the irradiation processable range R. And the end effector 72 and the laser processing means 2 can be taught.
Further, when the plurality of machining setting positions 81 are located on the surface cross-sectional shape 82, the position / posture of the end effector 72 is maintained, and the focal point of the machining laser light A with respect to the plurality of machining setting positions 81. In addition, teaching work of laser processing by the robot 7 can be performed.
Depending on the laser processing, welding, cutting, or the like of the metal member as the workpiece 8 can be performed.

それ故、本例のレーザー加工表示装置1及びこれを用いたロボット7の教示方法によれば、教示者は、ロボット7及びレーザー加工表示装置1を用いたレーザー加工の教示作業を迅速に行うことができる。   Therefore, according to the teaching method of the laser processing display device 1 and the robot 7 using the laser processing display device of this example, the teacher can quickly perform the teaching work of laser processing using the robot 7 and the laser processing display device 1. Can do.

(実施例2)
本例のレーザー加工表示装置1は、図4に示すごとく、第1可視光照射手段51による拡大可視光Cと、第2可視光照射手段52による直進可視光Dとを利用して、レーザー加工を行う加工設定位置81が、加工用レーザー光Aの焦点距離の調整可能範囲T内にあるか否かを容易に認識することができるよう構成してある。
レーザー加工表示装置1は、次のレーザー加工手段2、第1可視光照射手段51及び第2可視光照射手段52を備えており、レーザー加工の教示作業を簡単かつ迅速に行えるようにしたものである。
(Example 2)
As shown in FIG. 4, the laser processing display device 1 of the present example uses the enlarged visible light C by the first visible light irradiation means 51 and the straight visible light D by the second visible light irradiation means 52 to perform laser processing. It is configured so that it can be easily recognized whether or not the processing setting position 81 for performing is within the adjustable range T of the focal length of the processing laser light A.
The laser processing display device 1 includes the following laser processing means 2, first visible light irradiation means 51, and second visible light irradiation means 52, and can perform teaching work of laser processing easily and quickly. is there.

レーザー加工手段2の構成は上記実施例1に示したものと同様である。
図5に示すごとく、本例の第1可視光照射手段51は、レーザー加工手段2に取り付けた可視光発生源によって、加工用レーザー光Aの照射方向の調整可能範囲Sと一致又は近似する照射方向範囲S’に、出射位置511から離れるほど円形又は楕円形の照射範囲が拡大する拡大可視光Cを照射するよう構成してある。本例の第2可視光照射手段52は、レーザー加工手段2に取り付けた可視光発生源によって、加工用レーザー光Aの焦点距離の調整可能範囲Tの最短位置Z1と最長位置Z2とに一致又は近似する位置において、拡大可視光Cに対して交わる直進可視光Dを照射するよう構成してある。
The configuration of the laser processing means 2 is the same as that shown in the first embodiment.
As shown in FIG. 5, the first visible light irradiation means 51 of this example is an irradiation that matches or approximates the adjustable range S of the irradiation direction of the processing laser light A by the visible light generation source attached to the laser processing means 2. The directional range S ′ is configured to irradiate the enlarged visible light C in which the circular or elliptical irradiation range increases as the distance from the emission position 511 increases. The second visible light irradiating means 52 of this example matches the shortest position Z1 and the longest position Z2 of the adjustable range T of the focal length of the processing laser light A by the visible light generating source attached to the laser processing means 2 or It is configured to irradiate the straight-ahead visible light D that intersects the enlarged visible light C at an approximate position.

レーザー加工表示装置1は、ロボット7の教示を行う教示者が拡大可視光C及び直進可視光Dを直接視認し、加工設定位置81を含めて被加工対象8に照射された拡大可視光Cの内側に直進可視光Dが入るとき(図5中、D1で示す。)には、加工用レーザー光Aの
焦点距離の調整可能範囲T内に当該加工設定位置81があることを認識し、加工設定位置81を含めて被加工対象8に照射された拡大可視光Cの外側に直進可視光Dが外れるときには、加工用レーザー光Aの焦点距離の調整可能範囲T外に当該加工設定位置81があることを認識できるよう構成してある。
In the laser processing display device 1, the instructor who teaches the robot 7 directly recognizes the enlarged visible light C and the straight-ahead visible light D and includes the processing setting position 81, and the enlarged visible light C irradiated to the workpiece 8. When rectilinear visible light D enters inside (indicated by D1 in FIG. 5), it is recognized that the processing setting position 81 is within the adjustable range T of the focal length of the processing laser light A, and processing is performed. When the straight-ahead visible light D deviates outside the enlarged visible light C irradiated to the workpiece 8 including the setting position 81, the processing setting position 81 is outside the adjustable range T of the focal length of the processing laser light A. It is configured so that it can be recognized.

また、本例のレーザー加工表示装置1は、加工設定位置81が拡大可視光Cの内側に入る状態で、拡大可視光Cの内側に直進可視光Dが入るようにして、エンドエフェクタ72の教示位置及びレーザー加工手段2の教示位置を決定できるよう構成してある。
第1可視光照射手段51は、可視光発生源511によって円形又は楕円形の照射範囲の全体に拡大可視光Cが照射されるよう構成することができる。一方、第1可視光照射手段51は、可視光発生源511によって円形又は楕円形の照射範囲の外縁に拡大可視光Cが照射されるよう構成することもできる。第2可視光照射手段52は、直進可視光Dの照射方向を調整可能に構成してある。そして、本例の焦点距離の調整可能範囲Tは、レーザー加工手段2によるレーザー加工可能な許容範囲に設定してある。
Further, the laser processing display device 1 of the present example teaches the end effector 72 so that the straight traveling visible light D enters the inside of the enlarged visible light C while the processing setting position 81 enters the inside of the enlarged visible light C. The position and the teaching position of the laser processing means 2 can be determined.
The 1st visible light irradiation means 51 can be comprised so that the expansion visible light C may be irradiated to the whole circular or elliptical irradiation range by the visible light generation source 511. FIG. On the other hand, the 1st visible light irradiation means 51 can also be comprised so that expansion visible light C may be irradiated to the outer edge of the circular or elliptical irradiation range by the visible light generation source 511. The second visible light irradiation means 52 is configured to be capable of adjusting the irradiation direction of the straight-ahead visible light D. The adjustable range T of the focal length in this example is set to an allowable range in which laser processing by the laser processing means 2 is possible.

次に、本例のレーザー加工表示装置1を用いたロボット7の教示方法及び作用効果について説明する。
本例のロボット7の教示者は、被加工対象8に照射される拡大可視光C及び直進可視光Dを直接視認しながら、ティーチングユニット61を用いてロボット7のエンドエフェクタ72を移動させる。このとき、第1可視光照射手段51によって拡大可視光Cが照射され、第2可視光照射手段52によって直進可視光Dが照射される。そして、エンドエフェクタ72の位置・姿勢を、被加工対象8における加工設定位置81が拡大可視光Cの内側に入ると共に拡大可視光Cの内側に直進可視光Dが入る位置・姿勢にする。
Next, a teaching method and operational effects of the robot 7 using the laser processing display device 1 of this example will be described.
The teacher of the robot 7 in this example moves the end effector 72 of the robot 7 using the teaching unit 61 while directly viewing the enlarged visible light C and the straight-ahead visible light D irradiated on the workpiece 8. At this time, the enlarged visible light C is irradiated by the first visible light irradiation means 51, and the straight-ahead visible light D is irradiated by the second visible light irradiation means 52. Then, the position / posture of the end effector 72 is set to a position / posture in which the machining setting position 81 in the workpiece 8 enters the inside of the enlarged visible light C and the linearly visible light D enters the inside of the enlarged visible light C.

次いで、この状態において、教示者は、ティーチングユニット61を用いて焦点レンズ22及び反射ミラー23を駆動させて、加工用レーザー光Aの焦点距離及び照射方向を調整する。そして、加工設定位置81に加工用レーザー光Aの焦点を合わせて、ロボット7によるレーザー加工の教示作業を行う。これにより、教示者は、ロボット7及びレーザー加工表示装置1を用いたレーザー加工の教示作業を迅速に行うことができる。   Next, in this state, the teacher uses the teaching unit 61 to drive the focus lens 22 and the reflection mirror 23 to adjust the focal length and irradiation direction of the processing laser light A. Then, the processing laser beam A is focused on the processing setting position 81, and the robot 7 teaches the laser processing. As a result, the teacher can quickly perform a laser processing teaching operation using the robot 7 and the laser processing display device 1.

本例のレーザー加工表示装置1においては、教示者は、加工設定位置81が、照射方向の調整可能範囲S内にあるかも推定して認識することができる。
具体的には、本例の第1可視光照射手段51は、その拡大可視光Cを、レーザー加工手段2による加工用レーザー光Aの出射位置511の周辺から出射させている。そして、加工用レーザー光Aの照射可能方向S(図2参照)と拡大可視光Cの照射方向範囲S’とは若干ずれている。そのため、加工設定位置81が照射可能方向Sの近傍に位置するときには、実際には、加工設定位置81が照射可能方向S内にあっても照射方向範囲S’の外にあると認識されることもあり得る。この場合は、教示者の経験に基づき判断することができる。
一方、第1可視光照射手段51は、その拡大可視光Cを、レーザー加工手段2による加工用レーザー光Aの出射位置231と同心状に出射させることができる。この場合には、加工用レーザー光Aの照射可能方向Sと拡大可視光Cの照射方向範囲S’とを一致させることができる。
In the laser processing display device 1 of this example, the teacher can also estimate and recognize whether the processing setting position 81 is within the adjustable range S of the irradiation direction.
Specifically, the first visible light irradiation means 51 of this example emits the enlarged visible light C from the periphery of the emission position 511 of the processing laser light A by the laser processing means 2. Then, the irradiation possible direction S (see FIG. 2) of the processing laser light A and the irradiation direction range S ′ of the enlarged visible light C are slightly shifted. Therefore, when the processing setting position 81 is located in the vicinity of the irradiation possible direction S, it is actually recognized that the processing setting position 81 is outside the irradiation direction range S ′ even if the processing setting position 81 is in the irradiation possible direction S. There is also a possibility. In this case, the judgment can be made based on the experience of the teacher.
On the other hand, the first visible light irradiation means 51 can emit the enlarged visible light C concentrically with the emission position 231 of the processing laser light A by the laser processing means 2. In this case, the irradiation possible direction S of the processing laser light A and the irradiation direction range S ′ of the enlarged visible light C can be matched.

本例において、拡大可視光Cは、加工用レーザー光Aの照射方向の調整可能範囲Sと近似した照射方向範囲S’に照射しており、直進可視光Dは、加工用レーザー光Aの焦点距離の調整可能範囲Tの最短位置Z1と最長位置Z2とに一致する位置において拡大可視光Cに対して交わっている。これにより、教示者は、拡大可視光C及び直進可視光Dを被加工対象8に照射(投影)したときに、拡大可視光Cの内側に直進可視光Dが入っているか否かを直接視認するだけで、簡単に被加工対象8における加工設定位置81が焦点距離の調整可能範囲T内に入るか否かを認識し、レーザー加工の教示を行うことができる。   In this example, the enlarged visible light C is applied to an irradiation direction range S ′ approximate to the adjustment range S of the irradiation direction of the processing laser light A, and the straight-ahead visible light D is the focal point of the processing laser light A. It intersects the enlarged visible light C at a position that coincides with the shortest position Z1 and the longest position Z2 of the distance adjustable range T. As a result, the teacher directly visually recognizes whether or not the straight visible light D is contained inside the magnified visible light C when the workpiece 8 is irradiated (projected) with the magnified visible light C and the straight visible light D. Thus, it is possible to easily recognize whether or not the machining setting position 81 in the workpiece 8 is within the adjustable range T of the focal length, and to teach laser machining.

それ故、本例のレーザー加工表示装置1及びこれを用いたロボット7の教示方法によっても、教示者は、ロボット7及びレーザー加工表示装置1を用いたレーザー加工の教示作業を迅速に行うことができる。
本例においても、レーザー加工表示装置1のその他の構成は上記実施例1と同様であり、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
Therefore, also by the teaching method of the laser processing display device 1 of this example and the robot 7 using the same, the instructor can quickly perform the teaching work of laser processing using the robot 7 and the laser processing display device 1. it can.
Also in this example, the other structure of the laser processing display device 1 is the same as that of the first embodiment, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

1 レーザー加工表示装置
2 レーザー加工手段
31 測長手段
32 表示手段
4 算出手段
51 第1可視光照射手段
52 第2可視光照射手段
6 制御コントローラ
61 ティーチングユニット
7 ロボット
72 エンドエフェクタ
8 被加工対象
81 加工設定位置
82 表面断面形状
A 加工用レーザー光
B 測長用レーザー光
C 拡大可視光
D 直進可視光
R 照射加工可能範囲
S 照射方向の調整可能範囲
T 焦点距離の調整可能範囲
Z1 最短位置
Z2 最長位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing display apparatus 2 Laser processing means 31 Length measuring means 32 Display means 4 Calculation means 51 1st visible light irradiation means 52 2nd visible light irradiation means 6 Control controller 61 Teaching unit 7 Robot 72 End effector 8 Work object 81 Processing Setting position 82 Surface cross-sectional shape A Laser beam for processing B Laser beam for measurement C Enlarged visible light D Straight visible light R Irradiable processing range S Adjustable range of irradiation direction T Adjustable range of focal length Z1 Shortest position Z2 Longest position

Claims (5)

ロボットのエンドエフェクタに装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象における加工設定位置に加工用レーザー光を照射するよう構成したレーザー加工手段と、
該レーザー加工手段又は上記エンドエフェクタに取り付け、上記被加工対象に測長用レーザー光を照射して、該測長用レーザー光の出射位置から上記被加工対象までの距離を計測する測長手段と、
該測長手段によって計測した距離データに基づいて、上記加工用レーザー光の出射位置から上記被加工対象における各部までの距離を算出し、該被加工対象の表面形状を特定する算出手段と、
該算出手段によって特定した上記被加工対象の表面形状を表示すると共に、該表面形状における各部が上記加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲内に入るか否かを表示する表示手段とを備えていることを特徴とするレーザー加工表示装置。
Laser processing means mounted on the end effector of the robot and configured to irradiate the processing laser beam to the processing set position on the processing target by adjusting the focal length and the irradiation direction;
A length measuring means which is attached to the laser processing means or the end effector, and irradiates the length measurement laser beam to the object to be processed, and measures a distance from an emission position of the length measurement laser light to the object to be processed; ,
Based on the distance data measured by the length measuring means, calculating the distance from the emission position of the processing laser light to each part in the object to be processed, calculating means for specifying the surface shape of the object to be processed;
Display means for displaying the surface shape of the object to be processed specified by the calculating means and displaying whether each part of the surface shape is within an adjustable range of the focal length of the laser beam for processing. Laser processing display device characterized by that.
請求項1に記載のレーザー加工表示装置において、上記表示手段は、上記加工用レーザー光によってレーザー加工が可能な照射加工可能範囲も表示するよう構成してあることを特徴とするレーザー加工表示装置。   2. The laser processing display device according to claim 1, wherein the display means is configured to display an irradiation processable range in which laser processing can be performed by the processing laser light. ロボットのエンドエフェクタに装着し、焦点距離及び照射方向を調整して被加工対象における加工設定位置に加工用レーザー光を照射するよう構成したレーザー加工手段と、
該レーザー加工手段又は上記エンドエフェクタに取り付け、上記加工用レーザー光の照射方向範囲と一致又は近似する照射方向範囲に、出射位置から離れるほど円形又は楕円形の照射範囲が拡大する拡大可視光を照射する第1可視光照射手段と、
上記レーザー加工手段又は上記エンドエフェクタに取り付け、上記加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲の最短位置と最長位置とに一致又は近似する位置において、上記拡大可視光に対して交わる直進可視光を照射する第2可視光照射手段とを備えており、
上記加工設定位置を含めて上記被加工対象に照射された上記拡大可視光の内側に上記直進可視光が入るときには、上記加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲内に当該加工設定位置があることを認識し、上記加工設定位置を含めて上記被加工対象に照射された上記拡大可視光の外側に上記直進可視光が外れるときには、上記加工用レーザー光の焦点距離の調整可能範囲外に当該加工設定位置があることを認識できるよう構成してあることを特徴とするレーザー加工表示装置。
Laser processing means mounted on the end effector of the robot and configured to irradiate the processing laser beam to the processing set position on the processing target by adjusting the focal length and the irradiation direction;
Attached to the laser processing means or the end effector, irradiates an enlarged visible light that expands in a circular or elliptical irradiation range toward the irradiation direction range that matches or approximates the irradiation direction range of the processing laser light. First visible light irradiating means,
Directly visible light that intersects with the enlarged visible light at a position that is attached to the laser processing means or the end effector and matches or approximates the shortest position and the longest position of the adjustable range of the focal length of the processing laser light. A second visible light irradiation means for irradiating,
When the straight visible light enters the enlarged visible light irradiated to the object to be processed including the processing setting position, the processing setting position is within an adjustable range of the focal length of the processing laser light. And when the straight-ahead visible light deviates outside the enlarged visible light irradiated to the object to be processed including the machining setting position, the focal length of the machining laser light is outside the adjustable range. A laser processing display device configured to recognize that there is a processing setting position.
請求項1又は2に記載のレーザー加工表示装置を用いて、上記ロボットのエンドエフェクタの移動経路を教示する方法であって、
上記表示手段によって表示された上記被加工対象の表面形状を視認しながら、上記被加工対象における加工設定位置が上記焦点距離の調整可能範囲内に入る位置・姿勢になるよう上記エンドエフェクタを移動させ、
上記加工用レーザー光の焦点距離及び照射方向を調整し、上記加工設定位置に上記加工用レーザー光の焦点を合わせて、上記ロボットの教示作業を行うことを特徴とするレーザー加工表示装置を用いたロボットの教示方法。
A method for teaching a movement path of an end effector of the robot using the laser processing display device according to claim 1,
While visually recognizing the surface shape of the object to be processed displayed by the display means, the end effector is moved so that the processing setting position on the object to be processed becomes a position / posture within the adjustable range of the focal length. ,
Using a laser processing display device that adjusts a focal length and an irradiation direction of the processing laser beam and focuses the processing laser beam on the processing setting position to perform teaching work of the robot Robot teaching method.
請求項3に記載のレーザー加工表示装置を用いて、上記ロボットのエンドエフェクタの移動経路を教示する方法であって、
上記被加工対象における加工設定位置が上記拡大可視光の内側に入ると共に該拡大可視光の内側に上記直進可視光が入る位置・姿勢になるよう上記エンドエフェクタを移動させ、
上記加工用レーザー光の焦点距離及び照射方向を調整し、上記加工設定位置に上記加工用レーザー光の焦点を合わせて、上記ロボットの教示作業を行うことを特徴とするレーザー加工表示装置を用いたロボットの教示方法。
A method for teaching a movement path of an end effector of the robot using the laser processing display device according to claim 3,
The end effector is moved so that the processing set position in the object to be processed enters the inside of the enlarged visible light and the position / posture in which the linearly visible light enters the inside of the enlarged visible light,
Using a laser processing display device that adjusts a focal length and an irradiation direction of the processing laser beam and focuses the processing laser beam on the processing setting position to perform teaching work of the robot Robot teaching method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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