激光加工装置、控制装置、激光加工方法和成像装置的制造方法制造方法及图纸

一种激光加工装置，其包括：光源，配置成发射激光束的激光头，配置成移动激光头的机器人，以及配置成控制激光束的产生的开始和停止以及控制机器人的操作的控制装置。在促使机器人开始进行加速激光头的操作以使得激光头相对于加工对象物体的移动速度达到恒定的目标速度之后经过了第一时间时，控制装置控制光源产生激光束。

Laser Processing Device, Control Device, Laser Processing Method and Manufacturing Method of Imaging Device

A laser processing device includes a light source, a laser head configured to emit laser beams, a robot configured to move the laser head, and a control device configured to control the start and stop of laser beam generation and the operation of the robot. After prompting the robot to start accelerating the operation of the laser head so that the moving speed of the laser head relative to the object being processed reaches a constant target speed, the control device controls the light source to generate the laser beam after the first time.

【技术实现步骤摘要】
激光加工装置、控制装置、激光加工方法和成像装置的制造方法
本专利技术涉及通过激光束对加工对象物体进行加工的激光加工装置、控制装置、激光加工方法和成像装置的制造方法。
技术介绍
已知通过激光束对加工对象物体进行加工的激光加工装置，该激光加工装置包括：光源，其配置成产生激光束；激光头，其配置成将在光源中产生的激光束朝向加工对象物体照射；以及机器人，其配置成移动激光头。作为该类型的激光加工装置的示例，已知利用激光束执行焊接的激光焊接装置。作为使用激光焊接装置进行的激光焊接，通过固定激光束的照射位置而在焊点上进行焊接的激光点焊以及通过激光束扫描加工对象物体而形成焊道的激光缝焊是已知的。日本专利申请特许公报第2007-237202号公开了一种激光焊接装置，其包括附接到机器人手的激光头并且通过移动机器人手来执行激光缝焊。在日本专利申请特许公报第2007-237202号所公开的方法中，机器人控制器从编码器获得移动机器人手的当前位置信息，并且基于当前位置信息估计在机器人手到达激光照射位置的起始端的时间轴上的焊接开始位置。然而，日本专利申请特许公报第2007-237202号所公开的机器人控制器必须在机器人操作时实时地执行需要时间的复杂计算例如预测计算。所以，在一些情况下，计算跟不上机器人快速移动的操作，因此机器人和光源之间的控制定时变为关闭，并且激光束照射在加工对象物体上的位置精度下降。所以，机器人需要以低速操作，这会导致加工产品的低生产效率。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种激光加工装置，其包括：光源，所述光源配置成产生激光束；激光头，所述激光头配置成发射在所述光源中产生的激光束；机器人，所述机器人配置成移动所述激光头；以及控制装置，所述控制装置配置成控制所述光源中的激光束的产生的开始和停止并且控制所述机器人的操作。在促使所述机器人开始进行加速所述激光头的操作以使得所述激光头相对于加工对象物体的移动速度达到恒定的目标速度之后经过了第一时间时，所述控制装置控制所述光源产生激光束。根据本专利技术的第二方面，提供了一种控制装置，其配置成控制光源中的激光束的产生的开始和停止并且控制支撑激光头的机器人的操作，所述激光头发射在所述光源中产生的激光束。在促使所述机器人开始进行加速所述激光头的操作以使得所述激光头相对于加工对象物体的移动速度达到目标速度之后经过了第一时间时，所述控制装置控制所述光源产生激光束。根据本专利技术的第三方面，提供了一种激光加工方法，其通过在由支撑激光头的机器人移动所述激光头时从所述激光头发射在光源中产生的激光束来对加工对象物体进行加工，所述激光加工方法包括促使所述机器人开始进行加速所述激光头的操作以使得所述激光头相对于所述加工对象物体的移动速度达到目标速度的步骤，以及在促使所述机器人开始进行加速所述激光头的操作之后经过了第一时间时控制所述光源产生激光束的步骤。参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本专利技术的更多特征将变得显而易见。附图说明图1是示出根据第一示例性实施例的用作激光加工装置的示例的激光焊接装置的示意性配置的说明图。图2是示出根据第一示例性实施例的激光焊接装置的控制系统的示例的框图。图3是示出第一示例性实施例中的控制点的路径示例的说明图。图4是示出第一示例性实施例中的控制点的移动距离的示例的说明图。图5A是示出在第一示例性实施例中当激光头的目标速度改变时的运动曲线的说明图。图5B是示出在第一示例性实施例中当激光头的目标速度改变时的运动曲线的说明图。图6是示出在第一示例性实施例中通过激光焊接装置执行激光加工的激光加工方法的每个步骤的时序图。图7是示出根据第二示例性实施例的用作激光加工装置的示例的激光焊接装置的示意性配置的说明图。图8是示出在第二示例性实施例中通过激光焊接装置执行激光加工的激光加工方法的每个步骤的时序图。图9是参考例的说明图。图10是示出第三示例性实施例中的控制点的路径示例的说明图。图11是示出第三示例性实施例中的控制点的路径示例的说明图。图12A是示出第三示例性实施例中的控制点的路径示例的说明图。图12B是示出第三示例性实施例中的控制点的路径示例的说明图。图13A是示出第三示例性实施例中的速度和时间之间的关系的说明图。图13B是示出第三示例性实施例中的速度和时间之间的关系的说明图。图14A是示出第三示例性实施例中的控制点的路径示例的说明图。图14B是示出第三示例性实施例中的控制点的路径示例的说明图。图15是用于描述在第三示例性实施例中用于确定第一时间的测量方法的图。图16是示出在第三示例性实施例中在根据移动指令移动控制点的情况下的响应的示例的图形。图17是用于描述第三示例性实施例中的计算加速距离的方法的图。图18是示出第三示例性实施例中的移动控制点的时间和速度之间的关系的图。图19是用于描述第三示例性实施例中的计算减速距离的方法的图。图20A是用于描述第三示例性实施例中的机器人控制器的处理的图。图20B是用于描述第三示例性实施例中的机器人控制器的处理的图。图21是示出第四示例性实施例中的控制器和机器人控制器之间的通信的序列图。图22是示出第五示例性实施例中的光学位置传感器的布置示例的图。图23A是示出第五示例性实施例的测量结果的图形。图23B是示出第五示例性实施例的测量结果的图形。图24是示出第六示例性实施例中的加速距离的计算序列的流程图。图25是示出第六示例性实施例中的减速距离的计算序列的流程图。图26A是作为参考例用于描述控制点在机器人正在振动的状态下所遵循的路径的图。图26B是作为参考例示出了移动控制点的时间和速度之间的关系的图。图27是示出第七示例性实施例中的确定加速度的序列的流程图。图28A是示出第八示例性实施例中的评估机器人的振动的方法的图。图28B是示出第八示例性实施例中的评估机器人的振动的方法的图。图28C是示出第八示例性实施例中的评估机器人的振动的方法的图。图29是示出第九示例性实施例中的控制器和机器人控制器之间的通信的序列图。图30是示出根据第十示例性实施例的用作激光加工装置的示例的激光焊接装置的示意性配置的说明图。图31是示出根据第十示例性实施例的激光焊接装置的控制系统的示例的框图。图32是示出第十示例性实施例中的控制点的路径示例的说明图。图33是示出第十示例性实施例中的控制点的移动距离的示例的说明图。图34A是示出在第十示例性实施例中当激光头的目标速度改变时的运动曲线的说明图。图34B是示出在第十示例性实施例中当激光头的目标速度改变时的运动曲线的说明图。图35是示出在第十示例性实施例中通过激光焊接装置执行激光加工的激光加工方法的每个步骤的时序图。图36是示出在第十示例性实施例中通过激光焊接装置执行激光加工的激光加工方法的每个步骤的时序图。图37A和37B是示出第十示例性实施例中的机器人、激光振荡器和切换器的操作时间的示例的时序图。图38是示出第十示例性实施例中的加工对象物体和机器人的布置示例的说明图。图39是示出第十示例性实施例中的加工对象物体和机器人的布置示例的说明图。图40是根据第十一示例性实施例的成像装置的透视图。图41是示出在第十一示例性实施例中用作加工对象物体的框架本体的一部分的透视图。具体实施方式下面将参考附图详细描述本专利技术的示例性实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光加工装置，其包括：光源，所述光源配置成产生激光束；激光头，所述激光头配置成发射在所述光源中产生的激光束；机器人，所述机器人配置成移动所述激光头；以及控制装置，所述控制装置配置成控制所述光源中的激光束的产生的开始和停止并且控制所述机器人的操作；其中在促使所述机器人开始加速所述激光头的操作以使得所述激光头相对于加工对象物体的移动速度达到恒定的目标速度之后经过了第一时间时，所述控制装置控制所述光源产生激光束。

【技术特征摘要】
2017.08.25 JP 2017-162864;2017.08.25 JP 2017-162861.一种激光加工装置，其包括：光源，所述光源配置成产生激光束；激光头，所述激光头配置成发射在所述光源中产生的激光束；机器人，所述机器人配置成移动所述激光头；以及控制装置，所述控制装置配置成控制所述光源中的激光束的产生的开始和停止并且控制所述机器人的操作；其中在促使所述机器人开始加速所述激光头的操作以使得所述激光头相对于加工对象物体的移动速度达到恒定的目标速度之后经过了第一时间时，所述控制装置控制所述光源产生激光束。2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中所述控制装置促使所述机器人操作，以使得在用来自所述激光头的激光束照射加工对象物体时，所述激光头的移动速度被保持在所述目标速度。3.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中在经过了所述第一时间之后进一步经过了第二时间时，所述控制装置控制所述光源停止激光束的产生。4.根据权利要求3所述的激光加工装置，其中所述第二时间是通过将激光束的照射开始的教示位置与激光束的照射停止的教示位置之间的距离除以所述目标速度而获得的值。5.根据权利要求1至4中任一项所述的激光加工装置，其中所述控制装置包括：第一控制器，所述第一控制器配置成控制所述光源中的激光束的产生的开始和停止；以及第二控制器，所述第二控制器配置成控制所述机器人的操作，其中当所述机器人开始加速所述激光头的操作时，所述第二控制器将预定信号传输到所述第一控制器，并且其中在接收到所述预定信号之后经过了所述第一时间时，所述第一控制器控制所述光源产生激光束。6.根据权利要求5所述的激光加工装置，其中所述第一控制器的控制周期短于所述第二控制器的控制周期。7.根据权利要求5所述的激光加工装置，其中所述第二控制器根据预定区间的轨迹数据控制所述机器人的操作，所述预定区间包括激光束的照射开始的教示位置和激光束的照射停止的教示位置。8.根据权利要求7所述的激光加工装置，其中当开始所述轨迹数据的供应以控制所述机器人时，所述第二控制器将所述预定信号传输到所述第一控制器。9.根据权利要求7所述的激光加工装置，其中所述轨迹数据包括彼此不同的多段轨迹数据，其中所述第二控制器根据所述多段轨迹数据顺序地控制所述机器人的操作，并且其中每当所述第一控制器接收到所述预定信号时，所述第一控制器就在经过了所述第一时间时控制所述光源产生激光束。10.根据权利要求5所述的激光加工装置，其中所述第一控制器向所述第二控制器传输指令，并且其中在所述第二控制器已接收到所述指令的情况下，所述第二控制器促使所述机器人开始加速所述激光头的操作。11.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中所述控制装置通过使用所述机器人的指令位置在所述第一时间的经过中所移动的距离以及在所述第一时间用尽的时刻从所述机器人的响应延迟导出的距离来获得所述机器人在所述第一时间的经过中移动的加速距离，并且所述控制装置在将机器人移动到从激光束的照射开始的教示位置偏离所述加速距离的位置之后促使所述机器人开始加速所述激光头的操作。12.根据权利要求11所述的激光加工装置，其中所述控制装置通过使用所述目标速度和预定常数来计算在所述第一时间用尽的时刻从所述机器人的响应延迟导出的距离。13.根据权利要求11所述的激光加工装置，其中针对每个加工目标部分，所述控制装置计算在所述第一时间用尽的时刻从所述机器人的响应延迟导出的距离。14.根据权利要求11所述的激光加工装置，其中在所述机器人在所述第一时间用尽的时刻所处的位置相对于激光束的照射开始的教示位置的误差等于或大于阈值的情况下，所述控制装置设定所述加速距离以使得所述误差小于所述阈值。15.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中所述控制装置促使所述机器人在对加工对象物体执行激光加工的实际操作之前先执行测试操作，并且针对每个加工目标部分且基于在测试操作中已发生的机器人的振动来调节所述机器人移动到在实际操作中加速所述激光头的操作开始的位置的加速度。16.根据权利要求15所述的激光加工装置，其中作为所述测试操作，所述控制装置促使所述机器人移动到加速所述激光头的操作开始的位置，并且随后促使所述机器人根据预定区间的轨迹数据操作，所述预定区间包括激光束的照射开始的教示位置和激光束的照射停止的教示位置。17.根据权利要求16所述的激光加工装置，其中所述控制装置基于在所述机器人正在操作的情况下根据所述机器人的关节的角度获得的控制点来调节所述加速度。18.根据权利要求15所述的激光加工装置，其中所述控制装置基于自所述机器人的指令位置移动到在所述测试操作中加速所述激光头的操作开始的位置的时刻起根据所述机器人的关节的角度获得的控制点稳定到加速所述激光头的操作开始的位置所需的时间来调节所述加速度。19.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中所述控制装置控制所述光源和所述机器人执行激光缝焊。20.一种控制装置，其配置成控制光源中的激光束的产生的开始和停止并且控制支撑激光头的机器人的操作，所述激光头发射在所述光源中产生的激光束，其中在促使所述机器人开始加速所述激光头的操作以使得所述激光头相对于加工对象物体的移动速度达到目标速度之后经过了第一时间时，所述控制装置控制所述光源产生激光束。21.一种激光加工方法，其通过在由支撑激光头的机器人移动所述激光头时从所述激光头发射在光源中产生的激光束来对加工对象物体进行加工，所述激光加工方法包括：促使所述机器人开始进行加速所述激光头的操作以使得所述激光头相对于加工对象物体的移...

【专利技术属性】
技术研发人员：水野友裕，出冈大和，阿川哲平，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP