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    公开号:WO1992001529A1
    申请号:PCT/JP1991/000956
    申请日:1991-07-17
    公开日:1992-02-06
    发明作者:Nobutoshi Torii；Akihiro Terada；Yasuo Sasaki
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:B23K26-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 レーザロボッ トにおけるビ一厶導管装置 技 術 分 野
    [0002] 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 一ザビームを口ボッ 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 卜の機体に対 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 σボッ トにおけるビーム導管装置に関する。 背 景 技 術
    [0003] レーザ口ボッ 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 一ザロボッ トにおいて、 レーザ光源からビーム導管路を経て 口ボッ 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 ト機体の回転中心ヘレ一 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 一ザ反射ミ ラ一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 けるのが必須とされる。 ロボッ ト機体の上部に反射ミ ラ一を 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 ラ一が受け易い不利がある。 他方、 外部からの振動の影響を軽減するには、 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 —ザロボッ トの使用現場の状態に応じて何れかの方式が取ら れている。
    [0004] しかし、 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 ラ一の設置や保守のための 取外しが極めて困難になる問題があり、 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。 発 明 の 開 示
    [0005] 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、 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レ 一ザロボッ ト機体の内部に導入する過程で架合内部に設置さ れる ミ ラ一の設置や保守を簡単に行うことができるレーザ口 ボッ トにおけるビーム導管装置を提供することを目的とする, また、 本発明の他の目的は、 ミ ラ一を有したミ ラーュニッ 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 管装置を提供することである。
    [0006] さらに、 本発明の他の目的は、 架台内部に設けられる ミ ラ —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ことである。
    [0007] 本発明では上記課題を解決するために、
    [0008] 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、 前記架合内の所定位置から自在に引出し可能に設け られたミ ラ一筐体と、 前記ミ ラ一筐体に取付けられた、 前記 レーザビー厶用ミ ラ一を有する 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 トにおけるビ一 ム導管装置が提供される。
    [0009] また、 前記ミ ラ一筐体に保持され、 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。
    [0010] 更に、 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 ラーュニッ トのレーザ ビーム用ミ ラ一の向きを調整する偏心板とから成る ミ ラ一角 ， 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。
    [0011] 架合上にレーザロボッ 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 ラ一筐体に取付けた構造とし、 かつ、 同ミ ラ一筐体を架台か 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 る〇 図 面 の 簡 単 な 説 明
    [0012] 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 管装置の基本的構造の構成を示した斜視図、
    [0013] 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
    [0014] H— Π線による部分断面図、
    [0015] 第 3図 Aはミ ラ一ュニッ トにおける ミ ラ一の角度調節を行 う ミ ラ一角度調整装置の構成を示す要部断面図、
    [0016] 第 3図 Bはミ ラーュニッ 卜における ミ ラ一の角度調節を行 う ミ ラ一角度調整装置の構成を示す部分平面図、
    [0017] 第 4図はミ ラ—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、
    [0018] 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口 ボッ トの外観構成を一部断面して示す外観図である。 発明を実施するための最良の形態
    [0019] 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。
    [0020] 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 管装置の基本的構造の構成を示した斜視図である。 レーザ口 ボッ トの機体 1 0が架台に立設され、 その架台 1 2の内部か ら引出し可能なミ ラ一筐体 2 0が設けられている。 このミ ラ —筐体 2 0は箱型のケーシング 2 2 と前面パネル 2 4とを具 備し、 前面パネル 2 4の内面側にはパッキ ン 2 6が付着され、 ミ ラ一筐体 2 0が架台 1 2の内部に収納されたとき、 外部か ら塵埃等がミ ラ一筐体 2 0のケ一シング 2 2内に侵入しない ように密封する構造を形成している。
    [0021] ケーシング 2 2の内部にはミ ラーユニッ ト 3 0が予め設計 された位置に設けられており、 ミ ラー筐体 2 0のケーシング 2 2が架台 1 2内部に収納されたとき、 架台 1 2からロボッ ト機体 1 0内のビーム導管路へ連通する開口 1 4 と一致する 位置へ来るように配置されている。 ミ ラ一ユニッ ト 3 0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 3 4 と出光口 3 6 とを備え、 入光口 3 4には点線で図示したビーム導管 3 8の内端が接続されてい る。 そのビーム導管 3 8の外端はミ ラ一筐体 2 0の前面パネ ル 2 4 の開口 2 4 a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 2 4 aに導かれる。 このとき、 外部のビーム導管はミ ラ 一筐体 2 0内のビーム導管 3 8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 ビー厶はミ ラ一ュニッ ト 3 0の内蔵ミ ラーにより反射され、 進路を変更して架台 1 2の開口 1 4を経由してレーザロボッ トの機体 1 0内に導入される。
    [0022] 第 2図はビーム導管装置における ミ ラ一筐体の引出し、 収 納を円滑化するための案内装置の構成を略示し第 1図の Π — D線による部分断面を示す図である。 ミ ラー筐体 2 0のケー シング 2 2は外底面に案内レール 2 8 aを 1ないし平行配列 で 2本有し、 この案内レール 2 8 aは架合 1 2の下底面 1 3 に取付けられた対応の案内 （例えば、 周知のガイ ドナツ トが 適用可能） 2 8 bに係合し、 ケ一シング 2 2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 ッノ、。 2 9はケ一シング 2 2が架台 1 2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 2 8 a を架台 1 2の下底面 1 3に取付け、 案内 2 8 bをケーシング 2 2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。
    [0023] ここで再び第 1図を参照すると、 架合 1 2の内部にはミ ラ 一筐体 2 0の内部のミ ラ—ユニッ ト 3 0に冷却水を循環流動 させる適宜の可撓性を有した配管 4 2が設けられており、 こ のとき、 配管 4 2は架台 1 2の内部で充分な余裕長さを有し た状態で端部がミ ラ一ユニッ ト 3 0に結合され、 他端側は架 合 1 2の側面に取付けられたニップル 4 4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 1 2の 内部に配管 4 2が充分な余裕長さを有していることから、 ミ ラ一筐体 2 0のケーシング 2 2が架台 1 2の内部から引き出 されるときに、 配管 4 2が追従して一体に動作するから、 ケ 一シング 2 2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。
    [0024] 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 ーュニッ ト 3 0を内蔵したミ ラ ー筐体 2 0 が架台 1 2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 2 0を引 き出してミ ラーュニッ ト 3 0内のミ ラ一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。
    [0025] また、 第 1図に示すように、 ミ ラ一筐体 2 0の前面パネル 2 4にはミ ラ一ユニッ ト 3 0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 たレーザビー厶をミ ラーュニッ ト 3 0内のミ ラーで反射し、 架台 1 2の開口 1 4を経てロボッ ト機体 1 0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 5 0の手 動調整環 5 2 a、 5 2 b . 5 2 cが設けられている。 これら の手動調整環 5 2 a〜 5 2 cは、 ミ ラー筐体 2 0のケーシ ン グ 2 2の内部を貫通する調整捍 5 4 a、 5 4 b、 5 4 cに夫 々結合されており、 該調整桿 5 4 a〜5 4 cの他端は、 ミ ラ 一ユニッ ト 3 0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 5 2 a〜 5 2 cを回転式に手動調 整すると、 偏心板によってミ ラーュニッ ト 3 0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 ラーュニッ ト 3 0 の傾き角度を調整する ミ ラ一角度調整装置 5 0の実施例は第 3図 Aと第 3図 Bに、 また、 手動調整環 5 2 a〜 5 2 c、 調 整桿 5 4 a〜 5 4 c及び偏心板 5 6 a〜 5 6 cの 1例は第 4 図に図示されている。
    [0026] 第 3図 A及び第 3図 B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—角度調整装置の構成を示す要部断面図 及び部分平面図である。 前者の図には手動調整環 5 2 a〜 5 2 cの一つ 5 2 aが取出し図示されており、 この手動調整環
    [0027] 5 2 aが適宜のサボ一 ト 5 3 aによって回転可能に指示され た調整桿 5 4 aを介して偏心板 5 6 aに結合されている。 故 に、 手動調整環 5 2 aを回転操作することにより、 偏心板 5
    [0028] 6 aを回転させ得る構成になっている。 他方、 偏心板 5 6 a はミ ラーュニッ ト 3 0の底部に設けたフ ラ ンジ扳 3 5の下底 面に当接し、 しかも、 フ ラ ンジ板 3 5はバネ 5 8を介在させ た押えボル ト 6 0により押下げ力を受けているため、 偏心板
    [0029] 5 6 aとフラ ンジ板 3 5の下底面は常時、 当接状態を維持す る構成になっている。 こ こで、 偏心板は適宜個数がフ ラ ンジ 板 3 5の下底面側に配置され、 本実施例では 3つの偏心板 5
    [0030] 6 a 〜 5 6 cが適正な間隔で配置されている （特に、 第 3 B 図を参照） ので、 これらの複数の偏心板 5 6 a〜 5 6 c とフ ラ ンジ扳 3 5 との当接を介してミ ラ ーユニッ ト 3 0は下方か ら指示され、 かつ、 3つの偏心板 5 6 a〜 5 6 cを夫々回転 調整することにより、 ミ ラ一ユニッ ト 3 0を押下バネ 5 8の ばね力に杭して微細に上下変位させ、 以てミ ラーュニッ ト 3 0の内部のミ ラー 3 2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。
    [0031] 第 4図はミ ラ一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である。 図に示すように、 偏 心板 5 6 a、 5 6 b、 又は 5 6 cに調整桿 5 4 a、 5 4 b又 は 5 4 cを介して接続している各手動調整環 5 6 a、 5 6 b、 又は 5 6 cには円弧形の長孔 5 7 a Λ 5 7 b又は 5 7 cが形 成されているので、 予めこれらの円弧形の長孔 5 7 a、 5 7 b又は 5 7 cを貫通してミ ラ一筐体 2 0の前面パネル 2 4に 固定ねじ 5 9 (第 3図 A参照） を係合させると、 調整後に当 該固定ねじ 5 9を締めることにより、 手動調整環 5 2 a ~ 5
    [0032] 2 cを調整完了位置で固定し、 故に、 偏心板 5 6 a ~ 5 6 c を固定して調整完了後のミ ラーュニッ ト 3 0 と内部のミ ラ一
    [0033] 3 2 との調整位置を維持させることができるのである。
    [0034] 従って、 ミ ラーユニッ ト 3 0の保守時等で簡単に外部から ミ ラー 3 2の向き角度を調整して外部から ミ ラ一筐体 2 0に 導入されたレーザビームを正確に架台 1 2を経由してロボッ ト機体 1 0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。
    [0035] 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口 ボッ 卜の外観構成を一部断面して示す外観図である。 図にお いて、 レーザビ一厶は架台 1 2 と同レベルの外部ビ一厶導管 路 9を経て架台 1 2内のミ ラ一筐体内に設けられたミ ラー 3 2 (第 3図 A ) で進路変更されてロボッ ト機体 1 0内に導か れ、 更に、 ロボッ ト機体 1 0内のビーム導管路を経由してレ 一ザ発出器 8へ誘導され、 そのレーザ発出器 8から対象のヮ ークへレーザビームが出射されるのである。 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 ラーュ 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 ラ一に対して保守処理を行う 際には架合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 ラ一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 ラ一筐体を架台内部から引き出す場合にも、 冷却水 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。
    [0036] 更に、 必要に応じてミ ラ一の向き角度の調整作業はミ ラ一 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。
    权利要求:
    Claims 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 ラ一を経由して該ロボ ッ ト機体内へ導入するレーザロボッ 卜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 ラ一筐体と、
    前記ミ ラ一筐体に取付けられた、 前記レーザビーム用ミ ラ 一を有する ミ ラ一ュニッ 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 ラ一筐体に保持され、 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 ラ一筐 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 架合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 ラーュニッ トのレーザビ 一ム用ミ ラ一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。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    US4940880A|1990-07-10|Combination punch press and laser cutting machine with laser beam generator mounted thereon
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE69102624T2|1994-10-06|
    EP0493610B1|1994-06-22|
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    EP0493610A4|1993-02-24|
    JPH0481289A|1992-03-13|
    EP0493610A1|1992-07-08|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1992-02-06| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1992-02-06| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE |
    1992-02-26| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1991913070 Country of ref document: EP |
    1992-07-08| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1991913070 Country of ref document: EP |
    1994-06-22| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1991913070 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2193106A|JPH0481289A|1990-07-23|1990-07-23|Beam conduit device in laser robot|
    JP2/193106||1990-07-23||DE69102624T| DE69102624T2|1990-07-23|1991-07-17|Laserstrahlführungsrohr eines laserroboters.|
    EP91913070A| EP0493610B1|1990-07-23|1991-07-17|Laser beam guiding tube in laser robot|
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