(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ加工ヘッド本体の外周部において相対向する位置に形成した凹部に、Ｘ軸のプラス，マイナス用のタッチセンサを設け、
前記レーザ加工ヘッド本体の外周部において前記凹部に直交して相対向する位置に形成した凹部に、Ｙ軸のプラス，マイナス用のタッチセンサを設け、
前記レーザ加工ヘッド本体の外周部において上下位置に形成した凹部に、Ｚ軸のプラス，マイナス用のタッチセンサを設けたことを特徴とするレーザ加工ヘッド。
【請求項２】
前記レーザ加工ヘッド本体の上部にＸ軸，Ｙ軸に対してレーザ加工ヘッド本体を回転させる傾斜指令スティックを設けたことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工ヘッド。
【請求項３】
前記各タッチセンサが圧電スイッチからなることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークにレーザ加工を行う前にレーザ加工ヘッドでティーチングを行うレーザ加工の教示操作方法およびその方法に用いるレーザ加工ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ加工ヘッドをハンド部に取り付けた５軸制御を行うロボットは今までに良く知られている。このロボットを用いてワークにレーザ加工を行う際には予めティーチング用のプログラムを作成しなければならない。このティーチングを行う方法としては、教示操作ボックスを用いてレーザ加工ヘッドへ移動指示を与えている。しかも、移動速度は速度変更ボタンである高ボタンで粗移動，中ボタンで位置合わせ、および低ボタンで微調整を行い、さらに位置を入力せしめて行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のティーチング方法では、各軸の方向を行うプラス，マイナス方向などがつかみにくく、教示時間がかかると共に誤操作し易いという問題があった。また、速度変更ボタンで速度を選択しているため、１ケ所の教示につき複数回速度切換えを行う必要があった。
【０００４】
この発明の目的は、教示点までのレーザ加工ヘッドの移動操作を単純かつ感覚的に行い、教示工程を簡易にしたレーザ加工の教示操作方法およびその方法に用いるレーザ加工ヘッドを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明のレーザ加工ヘッドは、レーザ加工ヘッド本体の外周部において相対向する位置に形成した凹部に、Ｘ軸のプラス，マイナス用のタッチセンサを設け、前記レーザ加工ヘッド本体の外周部において前記凹部に直交して相対向する位置に形成した凹部に、Ｙ軸のプラス，マイナス用のタッチセンサを設け、前記レーザ加工ヘッド本体の外周部において上下位置に形成した凹部に、Ｚ軸のプラス，マイナス用のタッチセンサを設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２によるこの発明のレーザ加工ヘッドは請求項１のレーザ加工ヘッドにおいて、前記レーザ加工ヘッド本体の上部にＸ軸，Ｙ軸に対してレーザ加工ヘッド本体を回転させる傾斜指令スティックを設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３によるこの発明のレーザ加工ヘッドは請求項１のレーザ加工ヘッドにおいて、前記各タッチセンサが圧電スイッチからなることを特徴とするものである。
【００１３】
したがって、ティーチングを行う際には、作業者がレーザ加工ヘッドを手に持って行われる。そのＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向へレーザ加工ヘッドをそれぞれ動かす場合には、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸用の圧電スイッチからなるプラス，マイナスのタッチセンサを押して行われる。しかも移動速度は各タッチセンサの押圧力で加減される。この各タッチセンサはレーザ加工ヘッドの外周における凹部内に設けられているから、障害物などと干渉する恐れがなく、誤操作がなくなる。
【００１４】
レーザ加工ヘッドをＸ軸，Ｙ軸方向に対して回転せしめる際に、レーザ加工ヘッドの上部に設けられた傾斜指令スティックを傾斜せしめると、レーザ加工ヘッドがそれぞれＸ軸，Ｙ軸方向に対して回転される。而して、レーザ加工ヘッドが５軸の方向に制御されて動かされるから、３次元のワークのティーチングが容易に行われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図６を参照するに、レーザ加工装置としての例えばＹＡＧレーザ加工装置１は、すでに公知の例えば５軸制御可能なロボット３を備えている。このロボット３はベース５を備えており、このベース５には回転自在な第１アーム７が支承されていると共に、この第１アーム７の上部には第１アーム７に対して回転自在な第２アーム９が支承されている。この第２アーム９の先端部には第２アーム９に対して回転自在なレーザ加工ヘッドとしてのＹＡＧレーザ加工ヘッド１１が支承されている。このＹＡＧレーザ加工ヘッド１１の先端（下端）にはレーザノズル１３が装着されている。
【００１７】
前記ロボット３の近傍にはレーザ発振器１５とロボット３を制御せしめる制御装置１７がそれぞれ配置されている。前記レーザ発振器１５と前記ＹＡＧレーザ加工ヘッド１１とは光ファイバ１９で接続されている。
【００１８】
上記構成により、レーザ発振器１５で発振されたレーザビームは光ファイバ１９を経てＹＡＧレーザ加工ヘッド１１の上部に備えられたベンドミラーで折曲げられた後、集光レンズで集光されて、レーザノズル１３から加工すべきワークへ向けて照射されてワークにレーザ加工が行われることになる。レーザ加工を行う際、ロボット３は制御装置１７で５軸すなわち、Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向並びにα軸（Ｘ軸方向に対する回転方向），β軸（Ｙ軸方向に対する回転方向）に制御されて例えば３次元のワークにレーザ加工が行われる。なお、５軸の駆動機構はすでに公知であるから、詳細な説明を省略する。
【００１９】
前記ＹＡＧレーザ加工ヘッド１７は、図１に示されているように、例えば円筒形状のレーザ加工ヘッド本体２１を備えており、そのレーザ加工ヘッド本体２１の外周における一部には、図２も併せて参照するに、それぞれ相対向して凹部２３，２５と、この凹部２３，２５に直交して凹部２７，２９が形成されている。
【００２０】
前記凹部２３，２５にはタッチセンサであるプラス，マイナスのＸ軸用の圧電スイッチ３１Ａ，３１Ｂが設けられていると共に、前記凹部２７，２９にはタッチセンサであるプラス，マイナスのＹ軸用の圧電スイッチ３３Ａ，３３Ｂが設けられている。
【００２１】
前記レーザ加工ヘッド本体２１の外周における一部の上下位置には凹部３５，３７が形成されていると共に、この凹部３５，３７にはタッチセンサであるプラス，マイナスのＺ軸用の圧電スイッチ３９Ａ，３９Ｂが設けられている。
【００２２】
前記レーザ加工ヘッド本体２１の上部には、Ｘ軸，Ｙ軸方向に対してレーザ加工ヘッド本体２１を回転させるための傾斜指令スティック４１が傾斜可能に設けられている。
【００２３】
前記レーザ加工ヘッド本体２１の上部における一側面にはアナログ信号発生基板４３が設けられており、このアナログ信号発生基板４３は前記制御装置１７の一部であるロボット制御部４５に接続されている。
【００２４】
前記圧電スイッチ３１Ａ，３１Ｂ，３３Ａ，３３Ｂおよび３９Ａ，３９Ｂを作業者が押すと、図３に示されているように電圧が発生し、この電圧がアナログ信号発生基板４３で図４に示されているようにアンプ指令（電圧など）に変換され、さらにこのアンプ指令がロボット制御部４５に取り込まれることにより、図５に示されているように移動速度に変換される。
【００２５】
したがって、各圧電スイッチ３１Ａ，３１Ｂ；３３Ａ，３３Ｂおよび３９Ａ，３９Ｂを作業者が押す押圧力によってレーザ加工ヘッド本体２１の移動速度を加減させることができる。しかも、移動速度は図５に示したように上限を持たせティーチング時の作業者への安全を確保させる。
【００２６】
上記構成により、ワークにレーザ加工を行う前にティーチングが行われるが、このティーチングを行う際には作業者がレーザ加工ヘッド本体２１を手に持ち、Ｘ軸方向の教示点へ動かす場合にはＸ軸用の圧電スイッチ３１Ａ，３１Ｂを押してレーザ加工ヘッド本体２１が動かされる。その際の移動速度は圧電スイッチ３１Ａ，３１Ｂの押圧力によって任意に指定されて行われる。
【００２７】
同様に、Ｙ軸方向，Ｚ軸方向の教示点へ動かす場合には、Ｙ軸用，Ｚ軸用の圧電スイッチ３３Ａ，３３Ｂ；３９Ａ，３９Ｂを押してレーザ加工ヘッド本体２１が動かされる。その際の移動速度は圧電スイッチ３３Ａ，３３Ｂ；３９Ａ，３９Ｂの押圧力によって任意に指定されて行われる。
【００２８】
しかも、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向に対してレーザ加工ヘッド本体２１を回転せしめる際には、図１に矢印で示した方向へ傾斜指令スティック４１を傾斜せしめることにより、レーザ加工ヘッド本体２１が回転されて位置決めされる。
【００２９】
このように、作業者がレーザ加工ヘッド本体２１を手に持ち、圧電スイッチ３１Ａ，３１Ｂ，３３Ａ，３３Ｂおよび３９Ａ，３９Ｂを押すと共に押圧力を加減することによってレーザ加工ヘッド本体２１が任意の移動速度でもって各教示点へ移動されて位置決めされる。しかも、Ｘ軸，Ｙ軸方向に対してレーザ加工ヘッド本体２１を回転せしめる際には傾斜指令スティック４１を傾斜せしめることにより、レーザ加工ヘッド本体２１が回転されて、レーザ加工ヘッド本体２１の先端に装着されているレーザノズル１３が各教示点において法線方向に移動されて、各教示点の座標値が制御装置１７で求められ加工プログラムが作成される。この作成された加工プログラムを実行することにより、ワークにレーザ加工が行われる。
【００３０】
したがって、レーザ加工ヘッド本体２１に設けられた各圧電スイッチ３１Ａ，１Ｂ；３３Ａ，３３Ｂ；３９Ａ，３９Ｂ並びに傾斜指令スティック４１を作業者が操作することにより、容易にティーチングを短時間で行うことができる。すなわち、教示点までのレーザ加工ヘッド本体２１の移動操作を単純かつ感覚的に行うことができると共に教示工程を簡易にすることができる。
【００３１】
さらに、各圧電スイッチ３１Ａ，３１Ｂ；３３Ａ，３３Ｂ；３９Ａ，３９Ｂを押す押圧力を加減することにより、移動速度を任意に指定することができる。また、各圧電スイッチ３１Ａ，３１Ｂ；３３Ａ，３３Ｂ；３９Ａ，３９Ｂがそれぞれ凹部２３，２５，２７，２９，３５，３７に設けられているから、外部にある障害物などと干渉せず、誤操作することもない。
【００３２】
なお、この発明は、前述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ティーチングを行う際には、作業者がレーザ加工ヘッドを手に持って行われる。そのＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向へレーザ加工ヘッドをそれぞれ動かす場合には、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸用の圧電スイッチからなるプラス，マイナスのタッチセンサを押圧する。しかも、移動速度は各タッチセンサの押圧力で加減されて任意の移動速度でレーザ加工ヘッドを移動させることができる。この各タッチセンサはレーザ加工ヘッドの外周における凹部内に設けられているから、障害物などと干渉する恐れがなく、誤操作をなくすることができる。
【００３４】
而して、ティーチング時のレーザ加工ヘッドの移動操作を単純かつ感覚的に行うことができると共に、教示工程が簡易となり、また教示を短時間で行うことができる。
【００３６】
レーザ加工ヘッドをＸ軸，Ｙ軸方向に対して回転せしめる際に、レーザ加工ヘッドの上部に設けられた傾斜指令スティックを傾斜しせめると、レーザ加工ヘッドがそれぞれＸ軸，Ｙ軸方向に対して回転させることができる。而して、レーザ加工ヘッドが５軸の方向に制御されて動かされるから、３次元のワークのティーチングを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の主要部を示し、レーザ加工ヘッドの詳細な構成図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視図である。
【図３】タッチセンサを押した押圧力と圧電素子発生電圧との関係を示した図である。
【図４】タッチセンサを押した押圧力とアンプ指令信号との関係を示した図である。
【図５】入力電圧と移動速度との関係を示した図である。
【図６】この発明を実施するレーザ加工装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ＹＡＧレーザ加工装置（レーザ加工装置）
３  ロボット
１１  ＹＡＧレーザ加工ヘッド（レーザ加工ヘッド）
１３  レーザノズル
１７  制御装置
２１  レーザ加工ヘッド本体
２３，２５，２７，２９，３５，３７  凹部
３１Ａ，３１Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ，３９Ａ，３９Ｂ  圧電スイッチ（タッチセンサ）
４１  傾斜指令スティック
４３  アナログ信号発生基板
４５  ロボット制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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