激光加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种激光加工装置，其对工件的所希望的焊接位置照射激光来进行焊接加工。激光加工装置(1)具有：扫描仪(4)，其对工件(10)照射激光；机器人(2)，其使扫描仪移动；机器人控制装置(5)，其控制机器人；以及扫描仪控制装置(6)，其控制扫描仪来控制激光的照射位置，具有：通过训练数据进行机器学习而获得的学习完成模型(65)，所述训练数据将使扫描仪预先以多个方向以及速度移动时的机器人有关的驱动信息设为输入数据，将此时的扫描仪的实际位置数据和实际姿势数据设为正确数据；以及校正部，其通过学习完成模型根据机器人有关的驱动信息计算扫描仪的实际位置数据和实际姿势数据，校正激光的照射位置。

【技术实现步骤摘要】
激光加工装置
本专利技术涉及激光加工装置。
技术介绍
将加尔瓦诺扫描仪安装于机器人的前端(机械手部分)进行激光焊接的长距离激光焊接机器人系统受到关注并被实用化。通过该技术可以不停地移动机器人，同时对任意形状进行焊接。为了实现这一点而从机器人控制装置向扫描仪控制装置发送动作中的机器人的位置姿势信息，在扫描仪控制装置内考虑机器人的动作来制作路径。这里，机器人控制装置有机器人的移动指令的程序，对机器人的电动机进行控制。扫描仪控制装置有记载了激光的照射位置与激光的输出条件(功率)的程序，对扫描仪的电动机与激光的输出进行控制。(参照专利文献1)这样，通过实时对扫描仪控制装置发送机器人的TCP(ToolCenterPoint：工具前端点)的位置姿势信息，能够在机器人移动的同时对所希望的位置进行焊接(所谓的运行中(OnTheFly)控制)。控制机器人的机器人控制装置与控制激光扫描仪的扫描仪控制装置分开设置，独立地控制各自的动作。因此，难以使机器人与激光扫描仪严密地协作来进行控制，相对于机器人的动作，激光扫描仪的动作产生控制延迟。此外，还存在从机器人的各轴的电动机的指令位置姿势信息中无法观测的机械弯曲。因此，存在有时激光的照射位置从所希望的焊接位置略微偏移这样的问题。专利文献1：日本特开2007-283402号
技术实现思路
因此，希望在长距离激光焊接机器人系统中，将激光照射到所希望的焊接位置来进行焊接加工。(1)本公开的一个方式提供一种激光加工装置，具有：激光照射装置，其对工件照射激光；机器人，其在装配了所述激光照射装置的状态下相对于所述工件移动；激光照射控制装置，其控制所述激光照射装置来控制所述激光的照射位置；以及机器人控制装置，其控制所述机器人来控制所装配的所述激光照射装置的位置以及姿势中的至少一方，所述机器人控制装置具有：反馈部，其将驱动信息发送给所述激光照射控制装置，所述驱动信息包含对所装配的所述激光照射装置的位置以及姿势中的至少一方进行控制的所述机器人的指令位置以及姿势的信息和指令速度有关的信息，所述激光照射控制装置具有：通过训练数据预先进行有监督学习而获得的学习完成模型，所述训练数据将通过所述机器人控制装置使所装配的所述激光照射装置预先以多个方向以及速度移动时的所述机器人有关的驱动信息设为输入数据，将此时的所装配的所述激光照射装置的实际位置数据与实际姿势数据设为正确数据；以及校正部，其基于通过所述学习完成模型根据从所述反馈部接收到的所述驱动信息实时计算出的所述激光照射装置的实际位置数据与实际姿势数据，来校正所述激光的照射位置。根据一个方式，在长距离激光焊接机器人系统中，可以对工件的所希望的焊接位置照射激光来进行焊接加工。附图说明图1是表示激光加工装置的整体结构的框图。图2是对激光加工装置中的扫描仪的光学系统进行说明的图。图3是对图1所示的扫描仪的其他光学系统进行说明的图。图4A是对图3所示的扫描仪的其他光学系统进行说明的图。图4B是对图3所示的扫描仪的其他光学系统进行说明的图。图4C是对图3所示的扫描仪的其他光学系统进行说明的图。图4D是对图3所示的扫描仪的其他光学系统进行说明的图。图5是表示图1所示的机器人控制装置以及扫描仪控制装置的结构的图。图6是表示图5所示的扫描仪控制装置具有的学习完成模型的一例的图。图7是表示机器学习有关的激光加工装置的结构的图。符号说明1激光加工装置；2机器人；3激光振荡器；4扫描仪；41，42电镜；41a，42a加尔瓦诺电动机；5机器人控制装置；51程序解析部；52插值部；53加减速计算部；54电动机输出部；6扫描仪控制装置；61程序解析部；62激光指令计算部；63激光指令输出部；64插值部；65学习完成模型；66机器人移动考虑计算部；67加减速计算部；68电动机输出部；7机器学习装置；71驱动信息取得部；72实际位置姿势信息取得部；73机器学习部；10工件；L激光。具体实施方式以下，参照附图对一实施方式进行说明。[激光加工装置的整体结构]图1是表示本实施方式有关的激光加工装置的整体结构的框图，作为示例示出了构成为长距离激光焊接机器人系统的激光加工装置的一实施方式。图2是对本实施方式有关的激光加工装置中的扫描仪4的光学系统进行说明的图。另外，各图中对相同或者相当的部分标注相同的符号。激光加工装置1具有：作为扫描仪移动装置的机器人2、激光振荡器3、作为激光照射装置的扫描仪4、机器人控制装置5以及作为激光照射控制装置的扫描仪控制装置6。机器人2是具有多个关节的多关节机器人，具有：底座部21、臂部22以及多个具有在Y方向上延伸的旋转轴的关节轴23a～23d。此外，机器人2具有以Z方向为旋转轴使臂部22旋转移动的机器人电动机(未图示)、使各关节轴23a～23d旋转而使臂部22在X方向上移动的机器人电动机(未图示)等多个机器人电动机。各机器人电动机根据来自后述的机器人控制装置5的驱动数据分别进行旋转驱动。在机器人2的臂部22的前端部22a固定有扫描仪4。因此，机器人2通过各机器人用伺服电动机的旋转驱动，可以使工件10以预定的机器人速度在X、Y、Z方向上移动，并且可以绕X、Y、Z轴旋转。由此，机器人2可以使工件10移动到作业空间上的任意位置，并且可以变更工件10的姿势。另外，实际焊接中的机器人的移动方向大致限定为XY平面的方向。此外，对于机器人速度，由于焊接需要一定程度的时间，因此无法快速移动。具体来说，多数情况下在机器人速度例如是30～120mm/秒的范围进行移动。此外，对于姿势，例如多数情况下如果分别绕X、Y、Z轴15度左右则可以覆盖实际的移动。激光振荡器3由激光介质、光谐振器以及激发源等(都未图示)构成。激光振荡器3生成基于来自后述的扫描仪控制装置6的激光输出指令的激光输出的激光，将生成的激光出射到扫描仪4。作为振荡的激光的种类，存在光纤激光，CO2激光、YAG激光等，但是在本专利技术中，对于激光的种类没有特别限定。扫描仪4是接受从激光振荡器3出射的激光L，针对工件10能够扫描激光L的加尔瓦诺扫描仪。图2是对图1所示的扫描仪4的光学系统进行说明的图。如图2所示，扫描仪4具有：2个电镜41、42，其使从激光振荡器3出射的激光L反射；加尔瓦诺(galvano)电动机41a、42a，其分别对电镜41、42进行旋转驱动；以及防护玻璃43。电镜41、42构成为能够分别绕相互正交的2个旋转轴J1、J2旋转。加尔瓦诺电动机41a、42a根据来自后述的扫描仪控制装置6的驱动数据进行旋转驱动，使电镜41、42绕旋转轴J1、J2独立旋转。从激光振荡器3出射的激光L通过2个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光加工装置，其特征在于，具有：/n激光照射装置，其对工件照射激光；/n机器人，其在装配了所述激光照射装置的状态下相对于所述工件移动；/n激光照射控制装置，其控制所述激光照射装置来控制所述激光的照射位置；以及/n机器人控制装置，其控制所述机器人来控制所装配的所述激光照射装置的位置以及姿势中的至少一方，/n所述机器人控制装置具有：反馈部，其将驱动信息发送给所述激光照射控制装置，所述驱动信息包含对所装配的所述激光照射装置的位置以及姿势中的至少一方进行控制的所述机器人的指令位置以及姿势的信息和指令速度有关的信息，/n所述激光照射控制装置具有：/n通过训练数据预先进行有监督学习而获得的学习完成模型，所述训练数据将通过所述机器人控制装置使所装配的所述激光照射装置预先以多个方向以及速度移动时的所述机器人有关的驱动信息设为输入数据，将此时的所装配的所述激光照射装置的实际位置数据和实际姿势数据设为正确数据；以及/n校正部，其基于通过所述学习完成模型根据从所述反馈部接收到的所述驱动信息实时计算出的所述激光照射装置的实际位置数据和实际姿势数据，来校正所述激光的照射位置。/n

【技术特征摘要】
20190225 JP 2019-0311801.一种激光加工装置，其特征在于，具有：
激光照射装置，其对工件照射激光；
机器人，其在装配了所述激光照射装置的状态下相对于所述工件移动；
激光照射控制装置，其控制所述激光照射装置来控制所述激光的照射位置；以及
机器人控制装置，其控制所述机器人来控制所装配的所述激光照射装置的位置以及姿势中的至少一方，
所述机器人控制装置具有：反馈部，其将驱动信息发送给所述激光照射控制装置，所述驱动信息包含对所装配的所述激光照射装置的位置以及姿势中的至少一方进行控制的所述机器人的指令位置以及姿势的信息和指令速度有关的信息，
所述激光照射控制装置具有：
通过训练数据预先进行有监督学习而获得的学习完成模型，所述训练数据将通过所述机器人控制装置使所装配的所述激光照射装置预先以多个方向以及速度移动时的所述机器人有关的驱动信息设为输入数据，将此时的所装配的所述激光照射装置的实际位置数据和实际姿势数据设为正确数据；以及
校正部，其基于通过所述学习完成模型根据从所述反馈部接收到的所述驱动信息实时计算出的所述激光照射装置的实际位置数据和实际姿势数据，来校正所述激光的照射位...

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