[發明專利]機器人系統

有效

• 申請號: 200580042535.4
• 申請日: 2005-12-08
• 公開（公告）號: CN101076763A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 入江俊充;守田隆一;西川清吾;佐藤彰生;池田剛司
• 申請（專利權）人: 株式會社安川電機;豐田自動車株式會社
• 主分類號: G05B19/4093
• 分類號: G05B19/4093
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 陸錦華;黃啟行

技術領域

本發明涉及裝配了具備驅動軸的工具的機器人系統，特別是涉及用激光進行加工的機器人系統。

背景技術

作為現有技術，有在機器人臂前端裝配了反射鏡關節臂及激光掃描儀的激光加工裝置(參照專利文獻1)。它是由機器人臂使激光掃描儀移動，由激光掃描儀向加工品表面上引導激光束的東西。作為此時進行的3種加工作業方式，可以列舉不使機器人臂移動的「停止和進行」運轉、使機器人臂和激光掃描儀兩方移動的「飛剪移動」運轉、只使機器人臂移動的「免移動」運轉等各功能。

另一方面，圖20及圖21所示的機器人系統也是公知的(參照專利文獻2)。

專利文獻1：特開2003-230975號公報(第4頁左第7行～右第12行)

專利文獻2：特開2004-174709號公報(第8頁第5行～第9頁第2行)

圖20是表示具有置于機器人臂末端的激光加工工具的6軸(F1～F6)的產業用機器人臂的圖，圖21是表示重合有操縱器路徑移動的連續加工路徑的圖。

在圖20中，工具113是激光加工工具，工件114由激光束1加工。現有裝置111具有控制單元112.3，其控制信號由現場總線等傳送介質112.8向工具113及/或機器人112傳送。控制單元112.3中組裝了存儲單元112.4、決定單元112.5、決定設備112.6和處理設備112.7。

圖21概略性地表示為了用此裝置在工件114的表面進行激光雕刻的、十字型的輪廓的形式的工具前端(TCP)的移動路徑B。在圖21中，在加工路徑B上，重疊了固定有工具113的機器人112(圖20)或機器人臂112.1的末端112.2的移動路徑B′。特別是，在加工路徑B的進路上有大的變化的區域即加工路徑B的角116處，機器人的移動路徑B′具有與加工幾何形狀B明顯不同的進路B′。在加工過程中，機器人的移動路徑B′處于空間區域B″(在圖21中帶斜線的「移動度管」)內，它以所有的邊圍著移動路徑B′，其從加工路徑B的越出ΔB與3自由度工具113的最大移動振幅對應。

在此前公知的加工裝置中，操縱器112的移動路徑B′與預定的加工路徑B對應，因而在加工路徑B有急劇的方向轉換的區域116中不能減速，對工件114的加工時間會大大增加，而根據此裝置，進行組合了操縱器112及工具113的實時的運動控制，結果，機器人軸的不靈活的不良影響，通過相對于預定的加工路徑B在所給的區域116使它們的移動B′提前或落后，或者從其越出，而得以補償。另一方面，這些區域116上的加工路徑B，通過以更快的速度有規則地進行而獲得的工具113的特有的運動，就能被確實地跟隨。

因此，在加工輪廓困難的區域中，操縱器112減小其路徑移動B′的長度，這些區域上的加工路徑B的跟隨則任用工具113，從而使加工工藝整體上不受操縱器112的不靈活所帶來的不良影響。

發明內容

發明打算解決的課題

然而，專利文獻1的裝置在機器人臂的構成、機器人臂及激光掃描儀的控制方面，沒有任何具體的說明、圖示，只是單純列舉了功能，無論如何也不能實現。

還有，在專利文獻2的裝置中，需要用于決定移動度管B″的最優化運算。并且機器人臂具有6自由度，因而最優化什么是不明確的(例如，是使機器人臂的移動距離為最小呢，還是使姿勢變化量為最小呢，或者是使機器人臂的移動速度的變動為最小呢，等等)，無論如何也不能實現。

假定是運算出使機器人臂的移動距離為最小化的最優解的情況，則機器人臂不能保證操作者想做的動作。原因是，即使要保證加工路徑，也會按機器人臂的移動路徑成為最優值的方式進行指令生成。在這樣的系統中，機器人有可能與周邊裝置發生干擾等，這是存在的問題。

本發明是為了解決這樣的現有裝置中存在的問題而提出的，其目的是提供一種使機器人沿著指示路徑而移動，并且對工具的驅動軸進行控制，使激光束在操作者期望的加工路徑上移動的機器人系統。

用于解決課題的方案

本發明的權利要求1記載的機器人系統的發明涉及機器人系統，具備：具有多個驅動軸的機器人；具有安裝在上述機器人的前端部的多個驅動軸的工具；對上述機器人及上述工具的上述各驅動軸進行控制的機器人控制裝置；以及與上述工具連接的激光振蕩器，其特征在于，上述機器人借助于上述機器人的驅動軸的驅動而使上述工具移動，上述工具借助于上述工具的驅動軸的驅動而把從上述激光振蕩器入射的激光束照射到對象物上，上述機器人控制裝置使上述機器人的驅動軸和上述工具的驅動軸同步，對其進行控制。