激光加工机器人系统技术方案

本发明专利技术涉及使用机器人进行激光加工的激光加工机器人系统。提供一种利用增强现实感处理的技术而安全且容易地目视确认加工用激光束及其照射位置的激光加工机器人系统。激光加工机器人系统(100)具备图像处理装置(9)，该图像处理装置(9)具有对由摄像装置(8)拍摄到的包括机器人(1)的实际图像进行增强现实图像处理的增强现实图像处理部(9a)。增强现实图像处理部(9a)使表示虚拟从激光照射装置(2)向加工对象照射激光束时的激光束和该激光束的照射位置中的至少一方的虚拟图像重叠在所述实际图像上，在显示装置(10)显示重叠后的图像。

Laser processing robot system

The invention relates to a laser processing robot system using a robot for laser processing. A laser processing robot system, which is able to visually confirm the processing laser beam and its irradiation position by using the technology of augmented reality sensing processing, is visually recognized. The laser processing robot system (100) has an image processing device (9), and the image processing device (9) has an augmented reality image processing unit (9a) for enhanced real image processing, which is captured by the camera device (8), including the actual image of the robot (1). Augmented reality image processing unit (9a) to represent virtual from the laser irradiation device (2) to the virtual image position of the laser beam machining object is irradiated with the laser beam when the laser beam and at least one of the overlap in the actual image, the display device (10) displays the image overlap after.

【技术实现步骤摘要】
激光加工机器人系统
本专利技术涉及一种使用机器人进行激光加工的激光加工机器人系统。
技术介绍
近年来，市面上有一种激光加工机器人系统，在机器人臂的前端部安装用于对加工对象照射加工用激光束的激光照射装置，使机器人臂移动来进行激光加工。并且，已知如下一种技术：在使用激光加工机器人系统的激光加工中，一边使机器人臂移动一边改变来自激光照射装置的激光束的照射方向，由此一边使激光束移动一边对预先决定的位置进行激光加工。相比于以往的激光加工法，这样的激光加工法的工件与激光照射装置之间分离，因此有时称作“远程激光加工”。作为具体的加工有焊接、切断、钻孔等。在这样的远程激光加工中，工件与激光照射装置之间分离，因此存在有在向机器人教示激光加工动作时难以找到加工用激光束的照射位置的问题。这使对机器人的教示作业的效率显著下降。另外，一般在激光加工中需要使加工用激光束的照射位置与工件的加工部位准确地对位。因此，难以找到加工用激光束的照射位置也导致加工精度的下降。为了应对这样的问题，日本特开2007-253200号公报公开了如下一种方法：为了容易找到焊接用激光束的对焦位置，向所照射的焊接用激光束导入可见光的引导激光。另外，日本特开2013-123743号公报公开了利用图像处理装置检测照射了焊接用激光束的照射部的位置的方法。然而，在日本特开2007-253200号公报中公开的方法、即利用引导激光容易地找到焊接用激光束的照射位置的方法中，需要在激光照射装置新搭载向工件照射引导激光的机构。这导致激光照射装置的复杂化和成本增加。并且，还存在如下问题：引导激光自身在实际的生产加工时并不需要，因此激光照射装置成为冗长的结构。另外，在日本特开2013-123743号公报所公开的方法中，实际照射焊接用激光束，利用图像处理装置检测其照射位置。因而，即使例如在焊接用激光束的亮度被抑制的情况、激光照射装置为低输出激光的情况下，只要实际照射焊接用激光束就对人体尤其视网膜存在危险性。因此，向对机器人教示激光加工动作时那样，在决定加工用激光束的照射位置的作业中，在安全方面期望尽量避开加工用激光束的使用。
技术实现思路
本专利技术提供一种即使实际并不照射加工用激光束也能够使操作者安全且容易地目视确认加工用激光束及其照射位置的激光加工机器人系统。根据本公开的第一方式，提供如下一种激光加工机器人系统，使用机器人对加工对象进行激光加工，该机器人具备装设有照射加工用的激光束的激光照射装置的臂部，在该激光加工机器人系统中具备：机器人控制装置，其能够使所述机器人执行不伴随所述激光束的输出的所述激光加工的动作；摄像装置，其拍摄包括使所述机器人执行不伴随所述激光束的输出的所述激光加工的动作时的所述机器人的实际图像；显示装置，其实时地显示所述实际图像；以及图像处理装置，其与所述机器人控制装置连接，具有对所述实际图像进行增强现实图像处理的增强现实图像处理部，其中，所述增强现实图像处理部使表示虚拟从所述激光照射装置向所述加工对象照射所述激光束时的激光束和该激光束的照射位置中的至少一方的虚拟图像与所述实际图像重叠，在所述显示装置显示重叠后的图像。根据本公开的第二方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第一方式的激光加工机器人系统中，所述激光照射装置具备透镜位置调整机构，该透镜位置调整机构通过根据来自所述机器人控制装置的指令来调整透镜的位置来改变焦点距离，所述增强现实图像处理部基于与所述焦点距离或所述透镜的位置相关的指令值或者检测值来生成所述虚拟图像。根据本公开的第三方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第一方式或第二方式的激光加工机器人系统中，所述激光照射装置具备照射位置变更机构，该照射位置变更机构能够根据来自所述机器人控制装置的指令来改变所述加工对象的表面上的所述激光束的照射位置，所述增强现实图像处理部基于与所述照射位置相关的指令值或者检测值来生成所述虚拟图像。根据本公开的第四方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第一方式至第三方式中的任一项的激光加工机器人系统中，所述增强现实图像处理部在所述显示装置显示表示为所述虚拟图像的所述激光束和该激光束的照射位置中的至少一方的轨迹。根据本公开的第五方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第一方式至第四方式中的任一项的激光加工机器人系统中，所述机器人控制装置构成为将与照射所述激光束时的照射条件相关的信息通知给所述图像处理装置，所述增强现实图像处理部将与所述照射条件相关的信息和所述虚拟图像一起显示于所述显示装置。根据本公开的第六方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第一方式至第五方式中的任一项的激光加工机器人系统中，所述增强现实图像处理部在生成所述虚拟图像时变更所述激光束的显示颜色以及显示尺寸中的至少一方。根据本公开的第七方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第六方式的激光加工机器人系统中，所述增强现实图像处理部根据照射所述激光束时的照射条件来变更所述激光束的显示颜色和显示尺寸中的至少一方。根据本公开的第八方式，提供如下一种激光加工机器人系统：在上述第一方式至第七方式中的任一项的激光加工机器人系统中，所述显示装置为与所述摄像装置一体地构成的头戴显示器。附图说明根据附图所示的本公开的代表性的实施方式的详细的说明，本专利技术的这些目的、特征和优点以及其它目的、特征和优点会变得更明确。图1是概念性地表示基于一个实施方式的激光加工机器人系统的结构的框图。图2是表示图1所示的激光加工机器人系统的变形例的框图。图3是表示检电机构的概略的结构的图。图4是表示使用图1所示的激光加工机器人系统进行激光加工时的样子的示意图。图5是表示使用图2所示的激光加工机器人系统进行激光加工时的样子的示意图。图6是用于说明在现实空间中的操作情况的图像上生成激光束的虚拟图像的方法的概念的图。具体实施方式接着，参照附图来说明本公开的实施方式。在下面的附图中，对同样的结构要素或功能部标注相同的附图标记。为了容易理解，这些附图适当变更比例尺。另外，附图所示的方式是用于实施本专利技术的一个例子，本专利技术并不限定于图示的方式。图1是概念性地表示基于一个实施方式的激光加工机器人系统的结构的框图。如图1所示，激光加工机器人系统100使用在机器人臂的前端部1a具备激光照射装置2的机器人1，对操作台7上的工件W进行激光加工。在此所说的激光加工包括激光焊接、激光切断、激光钻孔等。激光加工机器人系统100具备控制机器人1的机器人控制装置3、控制激光照射装置2的控制装置(以下称作激光照射装置用控制装置)4、与激光照射装置2连接的激光振荡器5、控制激光振荡器5的控制装置(以下称作激光振荡器用控制装置)6、与机器人控制装置3连接的图像处理装置9。尤其是，本实施方式的机器人控制装置3能够使机器人1执行不伴随激光束的输出的激光加工动作。并且，如图1所示，激光加工机器人系统100具备与图像处理装置9连接的摄像装置8和显示装置10。摄像装置8为拍摄进行激光加工的操作空间的摄像机。在该操作空间中至少包括机器人1、作为加工对象的工件W以及用于设置工件W的操作台7。摄像装置8拍摄使机器人1执行不伴随激光束的输出的激光加工的动作时的包括该机器人1的实际图像。图像处理装置9具有对上述实际图像进行增强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工机器人系统，使用机器人对加工对象进行激光加工，该机器人具备装设有照射加工用的激光束的激光照射装置的臂部，在该激光加工机器人系统中具备：机器人控制装置，其能够使所述机器人执行不伴随所述激光束的输出的所述激光加工的动作；摄像装置，其拍摄包括使所述机器人执行不伴随所述激光束的输出的所述激光加工的动作时的所述机器人的实际图像；显示装置，其实时地显示所述实际图像；以及图像处理装置，其与所述机器人控制装置连接，该图像处理装置具有对所述实际图像进行增强现实图像处理的增强现实图像处理部，其中，所述增强现实图像处理部使表示虚拟从所述激光照射装置向所述加工对象照射所述激光束时的激光束和该激光束的照射位置中的至少一方的虚拟图像与所述实际图像重叠，在所述显示装置显示重叠后的图像。

【技术特征摘要】
2016.07.08 JP 2016-1359721.一种激光加工机器人系统，使用机器人对加工对象进行激光加工，该机器人具备装设有照射加工用的激光束的激光照射装置的臂部，在该激光加工机器人系统中具备：机器人控制装置，其能够使所述机器人执行不伴随所述激光束的输出的所述激光加工的动作；摄像装置，其拍摄包括使所述机器人执行不伴随所述激光束的输出的所述激光加工的动作时的所述机器人的实际图像；显示装置，其实时地显示所述实际图像；以及图像处理装置，其与所述机器人控制装置连接，该图像处理装置具有对所述实际图像进行增强现实图像处理的增强现实图像处理部，其中，所述增强现实图像处理部使表示虚拟从所述激光照射装置向所述加工对象照射所述激光束时的激光束和该激光束的照射位置中的至少一方的虚拟图像与所述实际图像重叠，在所述显示装置显示重叠后的图像。2.根据权利要求1所述的激光加工机器人系统，其特征在于，所述激光照射装置具备透镜位置调整机构，该透镜位置调整机构通过根据来自所述机器人控制装置的指令调整透镜的位置来改变焦点距离，所述增强现实图像处理部基于与所述焦点距离或所述透镜的位置相关的指令值或者检测值来生成所述虚拟图像。3.根据权利要求1或2所述的激光加工机器人系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木俊道，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP