CN111347157B - 激光焊接装置以及激光焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光焊接装置，包括：向被焊接材料的焊接部照射激光的激光振荡器；生成表示由上述焊接部反射的测定光和参照光的干涉光的强度的干涉信号的光干涉仪；以及基于上述干涉信号，生成表示上述焊接部中的焊接的行进方向中的距离、上述焊接的深度、以及上述干涉信号的强度之间的关系的二维断层图像数据，从上述二维断层图像数据，提取确定的范围内的确定深度断层图像数据，基于上述确定深度断层图像数据中的上述干涉信号的强度，导出每个上述距离的深度的导出部。

Description

激光焊接装置以及激光焊接方法

技术领域

本发明涉及使用激光进行焊接的激光焊接装置以及激光焊接方法。

背景技术

作为以往的第1激光焊接装置，有使用焊接部的熔融金属发出的光，评价焊接部的质量的装置(例如参照专利文献1)。

图15示出以往的第1激光焊接装置的例子。从激光振荡器11以一定强度连续地输出激光。激光经由激光传输用光学系统12被传输到聚光光学系统13，由聚光光学系统13聚光到被焊接材料1的焊接部2。焊接时，焊接部2的熔融金属发出光。熔融金属发出的光由聚光光学系统13聚光，经由监视光传输用光学系统14被传输到干涉滤光器15。由干涉滤光器15选择在被传输到干涉滤光器15的光中、熔融金属发出的光的波长成分。由光电二极管16受光由干涉滤光器15选择出的波长成分的光。光电二极管16输出与受光的光的发光强度相应的信号。从光电二极管16输出的信号经由放大器17、A/D转换器18输入到计算机19。计算机19预先存储熔融金属的发光强度和熔深的相关关系，计算机19将输入的信号应用到该相关关系，导出焊接部2的熔深。另外，计算机19基于导出的焊接部2的熔深，评价焊接部2的质量。

另外，作为以往的第2激光焊接装置，提出了采用使用光干涉仪将试料内部的构造可视化的被称为OCT(Optical Coherence Tomography，光学相干层析成像)的技术，计测在焊接中产生的小孔(keyhole)的深度的装置(参照专利文献2)。

具体而言，在以往的第2激光焊接装置中，光学系统被构成为，用于焊接的激光和光干涉仪发出的激光为同轴。在焊接部，对由熔融金属蒸发时的压力形成的小孔的底面照射光干涉仪的激光。基于由小孔反射的光(测定光)和参照光的光路差，计算小孔的深度。由于小孔在形成之后立即被周围的熔融金属填埋，所以小孔的深度与焊接部的熔深相同。由此，计测焊接部的熔深。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-207587号公报

专利文献2：日本特表2016-538134号公报

发明内容

发明要解决的课题

在以往的第1激光焊接装置中，并不是直接测定熔深，而是通过采用熔融金属的发光强度和熔深之间的相关关系，从焊接部2的熔融金属的发光强度间接地计测焊接部2的熔深。但是，该相关关系因被焊接材料1的材质的偏差或周围的温度、小孔的形成状态的变化等要因而变动。因此，在焊接中的小孔的形成状态不稳定的情况下，难以以足够的精度进行熔深的测定。

另外，在以往的第2激光焊接装置中，直接测定在焊接中产生的小孔的深度。因此，在焊接中的小孔的形成状态不稳定的情况下，难以以足够的精度进行熔深的测定。

如以上那样，在以往的第1以及第2激光焊接装置中，由于熔深的测定精度不充分，因此难以高精度地进行焊接部的质量的评价。

本发明提供即使是焊接中的小孔的形成状态不稳定的情况下，也能够高精度地计测焊接部的熔深的激光焊接装置以及激光焊接方法。

用于解决课题的手段(仅主要的权利要求)

为了实现上述目的，采用激光焊接装置，其包括：激光振荡器，向被焊接材料的焊接部照射激光；光干涉仪，生成表示由所述焊接部反射的测定光和参照光的干涉光的强度的干涉信号；以及导出部，基于所述干涉信号，生成表示所述焊接部中的焊接的行进方向中的距离、所述焊接的深度、以及所述干涉信号的强度之间的关系的二维断层图像数据，从所述二维断层图像数据提取确定的范围内的确定深度断层图像数据，基于所述确定深度断层图像数据中的所述干涉信号的强度，导出每个所述距离的深度。

本实施方式的激光焊接方法，向被焊接材料的焊接部照射激光，生成表示由所述焊接部反射的测定光和参照光的干涉光的强度的干涉信号，基于所述干涉信号，生成表示所述焊接部中的焊接的行进方向中的距离、所述焊接部的深度、以及所述干涉信号的强度之间的关系的二维断层图像数据，从所述二维断层图像数据提取所述焊接的深度在确定的范围内的确定深度断层图像数据，基于所述确定深度断层图像数据中的每个所述距离的所述干涉信号的强度导出每个所述距离的深度。

本实施方式的激光焊接方法，向被焊接材料的焊接部照射激光，生成表示由所述焊接部反射的测定光和参照光的干涉光的强度的干涉信号，基于所述干涉信号，生成表示所述焊接部中的焊接的行进方向中的距离和所述焊接的深度之间的关系的点群数据，在所述焊接的深度方向中提取所述点群数据中的点的密度较高的高密度区域，在存在多个所述高密度区域的情况下，基于所述焊接的深度第2深的所述高密度区域的深度导出所述焊接部中的熔深。

发明的效果

根据本发明，即使焊接中的小孔的形成状态不稳定的情况下，也能够高精度地计测焊接部的熔深。

附图说明

图1是表示实施方式1的激光焊接装置的概要的图。

图2是表示实施方式1的波长扫描光源射出的物体光的中心波长随时间的变化的例子的图。

图3是用于说明实施方式1的激光焊接装置的动作例的流程图。

图4A是表示实施方式1的A扫描数据的例子的图。

图4B是表示实施方式1的B扫描数据的例子的图。

图4C是表示实施方式1的确定深度范围的例子的图。

图4D是用于说明实施方式1的深度的确定方法的图。

图5A是表示实施方式1的二维点群数据的例子的图。

图5B是表示以往的二维点群数据的例子的图。

图6A是表示以往的不进行确定深度断层图像数据的切取的情况下的二维点群数据的例子的图。

图6B是表示实施方式1的进行确定深度断层图像数据的切取的情况下的二维点群数据的例子的图。

图7是实施方式2中的、确定深度范围的一例的图。

图8A是表示无论焊接方向的距离如何都将确定深度范围设为固定的情况下的断层图像的例子的图。

图8B是实施方式2的确定深度范围因焊接方向的距离而变动的情况下的断层图像的例子的图。

图9是用于说明实施方式3的激光焊接装置100的动作例子的流程图。

图10A是表示实施方式3的被焊接材料的测定点中的、焊接部的深度方向的距离和干涉信号的强度之间的关系的图。

图10B是表示实施方式3的B扫描数据的例子的图。

图10C是表示实施方式3的二维点群数据的例子的图。

图11是表示实施方式3的焊接部的熔深的导出方法的流程图。

图12是用于说明实施方式3的对象区间和处理区间的图。

图13A是表示实施方式3的二维点群数据中的深度方向的距离的分布的例子的图。

图13B是表示实施方式3的二维点群数据中的深度方向的距离的分布的例子的图。

图13C是表示实施方式3的二维点群数据中的深度方向的距离的分布的例子的图。

图14A是例示通过以往的熔深导出方法导出的熔深的结果的图。

图14B是例示通过以往的熔深导出方法导出的熔深的结果的图。

图14C是例示通过实施方式3的方法导出的熔深的结果的图。

图14D是例示通过实施方式3的方法导出的熔深的结果的图。

图15是表示以往的第1激光焊接装置的例子的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

图1是表示本实施方式的激光焊接装置100的概要的图。如图1所示，在激光焊接装置100中，对在水平方向(图1的x方向)延展的被焊接材料101的焊接部102进行焊接。焊接用的激光从激光振荡器107沿垂直方向(z方向)照射到被焊接材料101的上面。再有，在本说明书中，有时仅将激光振荡器107振荡的、激光焊接用的激光仅记载为激光。在被焊接材料101中，激光所照射的部位熔融，形成熔池103。另外，熔融金属从熔池103蒸发，通过蒸发时产生的蒸汽的压力形成小孔104。以下，将熔池103以及小孔104统称为焊接部102。

光干涉仪105对焊接部102照射与激光振荡器107不同的波长的激光，通过光的干涉测定焊接部102的深度(熔深)。再有，熔深是指被焊接材料101(母材)熔化的部分的最顶点与进行焊接的面的表面之间的距离。

从光干涉仪105射出的深度计测用的激光，通过分光镜106与来自激光振荡器107的激光被重合在同轴上，照射到小孔104的内部。再有，在以下的说明中，为了与激光振荡器107振荡的焊接用的激光区别，将光干涉仪105发出的光记载为物体光。

照射到焊接部102的物体光由小孔104的底部104a反射，经由分光镜106入射到光干涉仪105。光干涉仪105测定物体光的光路长度，从测定出的光路长度，确定小孔104的深度作为熔深。基于确定出的熔深，激光焊接装置100判定焊接部102的好坏。

以上是关于激光焊接装置100的概要的说明。接着，说明激光焊接装置100的各结构。

<担负激光焊接功能的结构部分>

首先，说明实现激光焊接装置100中的激光焊接功能的结构。激光焊接功能是进行被焊接材料101中的焊接的功能。

激光振荡器107使焊接用的激光振荡。从激光振荡器107振荡的激光经由激光传输用光学系统108被第1聚光光学系统109聚光。由第1聚光光学系统109聚光后的激光透过分光镜106被聚光到焊接部102。由此，进行被焊接材料101的焊接。激光振荡器107，例如采用直接二极管激光器。

移动台110是使被焊接材料101移动的底座部。被焊接材料101被固定在移动台110上。移动台110经由台控制器111，根据来自计算机112的控制部112a的指令进行移动。移动台110的移动方向是图1的左右方向、即图1所示的沿x轴的方向。在激光振荡器107使激光振荡的期间，通过移动台110控制部112a移动，从而被焊接材料101中的激光的照射位置发生变化，进行期望的范围的激光焊接。

控制部112a进行激光焊接装置100的各部分的控制。具体而言，控制部112a进行激光振荡器107的激光的输出开始或者停止的控制、激光的输出强度的调整控制、后述的光干涉仪105的控制等。

<担负熔深计测功能的结构部分>

接着，说明实现激光焊接装置100中的熔深计测功能的结构。所谓熔深计测功能，是在被焊接材料101中计测焊接中的焊接部102(小孔104)的熔深的功能。激光焊接装置100通过采用了光干涉仪105的SS-OCT(Swept Source Optical Coherence Tomography：波长扫描型光干涉断层法)技术，计测焊接部102的熔深。

波长扫描光源113按照控制部112a的控制，连续地射出比焊接用的激光波长幅度短的物体光。控制部112a使射出到波长扫描光源113的物体光的中心波长如图2那样周期性地变化。图2是表示波长扫描光源113射出的物体光的中心波长随时间的变化的例子的图。在图2中，纵轴对应于物体光的波长、横轴对应于时间。这样，使物体光的中心波长周期性地变化而进行的扫描被称为波长扫描。

如图1所示，从波长扫描光源113射出的物体光透过光纤系统114，入射到第1光纤耦合器115。第1光纤耦合器115将入射的物体光分支为2个。以下将分支为2个后的物体光称为测定光以及参照光。测定光是物体光中、照射到作为测定对象的焊接部102的光。参照光是物体光中、照射到作为另外设置的基准面的参照反射镜116的光。第1光纤耦合器115分别使分支后的测定光入射到第1光纤系统114a，使参照光入射到第2光纤系统114b。

从光干涉仪105的第1光纤系统114a射出的测定光经由干涉滤光器121以及第2聚光光学系统120入射到分光镜106。干涉滤光器121是仅使测定光的波长透过的滤光器。干涉滤光器121被设置用于防止由焊接部102反射的激光或焊接部102的焊接产生的发光入射到第1光纤系统114a。另外，第2聚光光学系统120使从光干涉仪105的第1光纤系统114a射出的测定光经由分光镜106聚光到焊接部102。另外，第2聚光光学系统120将从焊接部102反射的测定光经由分光镜106再次入射到第1光纤系统114a。

分光镜106通过透过来自激光振荡器107的激光，反射来自光干涉仪105的测定光，从而将激光和测定光结合为同轴的光束。由分光镜106被结合为同轴的光束后的激光和测定光照射到焊接部102，与激光焊接同时，进行焊接部102的熔深的测定。分光镜106例如为分色镜。分光镜106预先被设定透过的波长和反射的波长，透过来自激光振荡器107的激光，反射来自光干涉仪105的测定光。

在分光镜106中，优选激光和测定光的波长差为100nm以上，以进行激光的透过和测定光的反射。在本实施方式1中，将激光振荡器107振荡的激光的波长设为975nm，将波长扫描光源113发出的物理光(测定光)的波长设为1270～1370nm。

如以上，来自光干涉仪105的测定光照射到焊接部102。照射到焊接部102的测定光的一部分由焊接部102反射。由焊接部102反射的测定光经由分光镜106、第2聚光光学系统120以及干涉滤光器121，入射到光干涉仪105。入射到光干涉仪105的测定光通过第1光纤系统114a，入射到第2光纤耦合器117。此时，从第1光纤耦合器115射出至入射到第2光纤耦合器117为止，测定光通过的光路的长度被设为测定光的光路长度。

另一方面，由第1光纤耦合器115分支后的参照光透过第2光纤系统114b照射到参照反射镜116。照射到参照反射镜116的参照光由参照反射镜116反射后，入射到第2光纤系统114b。入射到第2光纤系统114b的参照光透过第2光纤系统114b，入射到第2光纤耦合器117。此时，从第1光纤耦合器115射出、至入射到第2光纤耦合器117为止，参照光通过的光路的长度被设为参照光的光路长度。优选参照光的光路长度预先作为基准值测定。

第2光纤耦合器117将从第1光纤系统114a入射的测定光、和从第2光纤系统114b入射的参照光的每一个分支为差分检测器118的第1输入118a和第2输入118b而入射。具体而言，第2光纤耦合器117使从第1光纤系统114a入射的测定光的50％入射到第1输入118a，使剩余的50％的测定光入射到第2输入118b。

同样，第2光纤耦合器117使从第2光纤系统114b入射的参照光的50％入射到第2输入118b，使剩余的50％的参照光入射到第1输入118a。此时，第2光纤耦合器117使分支后的参照光和测定光耦合为1个光束而设为干涉光。由第2光纤耦合器117耦合后的2个干涉光分别入射到第1输入118a和第2输入118b。

差分检测器118取从第1输入118a和第2输入118b分别输入的干涉光的差分，除去在干涉光中包含的噪声的影响后，生成基于干涉光的强度的作为电信号的干涉信号。差分检测器118将干涉信号输出到A/D转换器119。

A/D转换器119中从波长扫描光源113被输入与波长扫描光源113中的波长扫描的重复频率同步的触发信号。A/D转换器119基于输入的触发输出，与波长扫描的周期同步，对从差分检测器118输出的干涉信号进行采样，转换为数字信号。A/D转换器119将转换为数字信号的干涉信号输出到计算机112。

计算机112具有上述的控制部112a、和基于输入的干涉信号导出焊接部102的熔深的导出部112b。干涉光产生与测定光和参照光的光路长度差对应的干涉，导出部112b基于该干涉光的干涉，导出焊接部102的熔深。关于导出部112b中的熔深的导出的细节将后述。由该导出部112b导出的熔深作为激光焊接装置100计测出的熔深而被显示在显示部122等上。

另外，计算机112具有从计测出的熔深评价焊接部102的质量的评价部112c。在实施方式1的激光焊接装置100中，与期望的熔深的范围有关的信息被预先存储在未图示的存储部等中。所谓期望的熔深的范围，是指焊接后被判定为合格品的被焊接材料101中的熔深的范围。以下，将该期望的熔深的范围称为合格品深度范围。评价部112c通过判定熔深是否在合格品深度范围内，进行关于焊接部102的好坏的评价。评价的结果例如被显示在显示部122上。再有，在显示部122中，显示熔深和评价的结果两者，但是也可以仅显示其中一方。

如以上，在激光焊接装置100中，具有担负激光焊接功能的结构和熔深计测功能。由此，激光焊接装置100能够依次进行激光焊接、和所焊接的焊接部102的熔深的计测。

<激光焊接装置的动作例子>

接着，详细地说明本实施方式1的激光焊接装置100的动作例。图3是用于说明激光焊接装置100的动作例子的流程图。

在步骤S101中，开始激光焊接装置100的动作。具体而言，控制部112a使台控制器111开始移动台110的移动，使激光振荡器107开始激光的输出。另外，控制部112a使光干涉仪105的波长扫描光源113开始物体光的输出。

在步骤S102中，光干涉仪105的A/D转换器119开始干涉信号的采样。在步骤S103中，导出部112b从A/D转换部获取作为采样结果的数字信号的干涉信号。

在步骤S104中，导出部112b对于获取的干涉信号执行快速傅立叶变换(FFT)，使结果存储在未图示的存储部(例如计算机112的存储区域等)中。

在步骤S105中，导出部112b判定是否使A/D转换器119进行的采样结束。在不是采样结束的情况下(步骤S105为“否”)，处理进至步骤S104，在为采样结束的情况下(步骤S105为“是”)，处理进至步骤S106。再有，在为采样结束的情况下，控制部112a使激光振荡器107结束激光的输出，并使台控制器111结束移动台110的移动。由此，结束对被焊接材料101的激光焊接。再有，是否采样结束，例如基于用户对未图示的操作部的操作等判定即可。

在步骤S106中，导出部112b读出对干涉信号的FFT的执行结果，基于此，生成二维断层图像数据。

图4A是表示被焊接材料101的焊接方向的某1点(测定点)中的、焊接的深度方向的距离(以下仅记载为深度)和干涉信号的强度I之间的关系的图。再有，所谓焊接方向，是激光焊接的行进方向，对应于图1的x轴方向。另外，深度方向对应于图1所示的z轴方向，上方向对应于焊接部102中的上侧、即深度浅的一侧，下方向对应于焊接部102中的下侧、即深度深的一侧。这样，获取与测定点中的焊接的深度有关的信息一般被称为A扫描，通过A扫描得到的数据被称为A扫描数据。

通过将A扫描沿激光焊接的行进方向进行扫描，能够获取与焊接方向、深度方向以及干涉信号的强度有关的二维断层图像数据。该二维断层图像数据一般被称为B扫描数据。图4B是表示B扫描数据的例子的图。在图4B中，纵轴z表示深度方向(对应于图1所示的z轴方向)，横轴x表示焊接方向(对应于图1所示的x轴方向)，图像上的浓淡表示干涉信号的强度I。

在步骤S107中，导出部112b从由步骤S106中制作的二维断层图像数据，在预先设定的确定深度范围中切取二维断层图像数据。所谓确定深度范围，是由预先设定的切取位置的上限(上限深度)、和切取位置的下限(下限深度)规定的范围。图4C是表示确定深度范围的例子的图。图4C中示出了确定深度范围的上限深度Zut、下限深度Zlt的例子。将以确定深度范围切取的二维断层图像数据在以下称为确定深度断层图像数据401。在图4C所示的例子中，确定深度断层图像数据401是下限深度Zlt以上、上限深度Zut以下的范围的二维断层图像数据。再有，确定深度范围的上限深度Zut和下限深度Zlt，基于上述的合格品深度范围设定即可。

合格品深度范围的设定方法例如以下这样进行即可。即，事先对多个被焊接材料进行激光焊接，收集其中与被判定为合格品的焊接部的熔深有关的信息。所谓与被判定为合格品的多个焊接部的熔深有关的信息，在本实施方式1中，为平均值Ave(基准值)以及标准偏差σ。合格品深度范围的上限值以及下限值使用该平均值Ave以及标准偏差σ以任意的方法设定。例如，上限值被设定为Ave+3σ、下限值被设定为Ave-3σ等的值。也就是说，作为第1范围被设定。

优选上述的确定深度范围基于合格品深度范围设定得比合格品深度范围宽，使得具有余裕。具体而言，在合格品深度范围具有上述的上限值以及下限值的情况下，确定深度范围的上限深度Zut例如被设定为Ave+4σ，下限深度Zlt例如被设定为Ave-4σ等。也就是说，被设定作为比上述第1范围宽的第2范围。

导出部112b以这样设定的确定深度范围切取二维断层图像数据。

在步骤S108中，导出部112b基于在步骤S107中切取的确定深度断层图像数据401确定测定点中的焊接的深度，基于此制作二维点群数据。导出部112b生成的二维点群数据是表示某测定点和该测定点中的焊接的深度的关系的点的集合数据。焊接方向的测定点中的焊接的深度例如被确定作为测定点中的干涉信号的强度、即焊接部102的测定光的反射的强度成为最大的距离。

图4D是用于说明深度的确定方法的图。在图4D中，示出了图4C的某测定点X1中的A扫描数据、即深度和干涉信号的强度之间的关系。在图4D中，在上限深度Zut和下限深度Zlt之间，干涉信号的强度最强的点为P1。

因此，在图4D所示的例子中，与点P1对应的深度Z1成为图4C所示的测定点X1中的焊接的深度。

表示测定点的焊接方向的位置、和上述那样对每个测定点确定的焊接的深度的关系的点被绘制在二维平面上而生成二维点群数据。图5A以及图5B是表示如上述那样生成的二维点群数据的例子的图。在图5A以及图5B中，分别纵轴z表示焊接的深度，横轴x表示焊接方向。

图5A表示使用深度处于合格品深度范围内(被判定为合格品)的焊接部制作的二维点群数据的例子。另一方面，图5B表示使用深度不处于合格品深度范围内(被判定为不合格品)的焊接部制作的二维点群数据的例子。具体而言，使用以比合格品深度范围浅的熔深进行焊接的焊接部制作图5B所示的二维点群数据。再有，图5A以及图5B中的开始点Xs表示激光焊接装置100中进行焊接的深度计测的、焊接方向中的开始位置。另外，结束点Xe表示在激光焊接装置100中进行焊接的深度计测的、焊接方向中的结束位置。

在本实施方式1中生成的二维点群数据，使用在上述的步骤S107中以确定深度范围切取的确定深度断层图像数据生成。因此，如图5A以及图5B所示，二维点群数据的各点包含在下限深度Zlt以上、上限深度Zut以下的范围中。相对于作为合格品的数据的图5A的二维点群数据散布地分布在下限深度Zlt以上、上限深度Zut以下的范围，作为不合格品的数据的图5B的二维点群数据的各点集中存在于深度浅的上限深度Zut附近。

另外，图6A以及图6B是用于说明不进行二维点群数据中的、确定深度断层图像数据401的切取的情况下(以往)和进行的情况下(本实施方式)的差异的图。图6A表示不进行确定深度断层图像数据401的切取的情况下的二维点群数据的一例子，图6B表示进行了确定深度断层图像数据401的切取的情况下的二维点群数据的一例子。在图6A和图6B中，成为二维点群数据的基础的二维断层图像数据使用共同的数据。

在图6A中，表示使用由图3的流程图的步骤S106生成的二维断层图像数据不进行步骤S107中的确定深度断层图像数据的切取而生成的二维点群数据的例子。因此，在图6A中，在深度方向的全域生成二维点群数据。一般地，在二维点群数据中在最深的位置存在的点的分布相当于来自小孔104的底面的干涉信号。因此，焊接的熔深与位于二维点群数据的深度方向中的下限值附近的点的分布相关性高。如图6A所示，在不进行确定深度断层图像数据的切取而生成的二维点群数据中，有时在位于深度方向中的下限值附近的点的分布中产生欠缺601(图6A所示的从焊接方向中的X3到X4的区域)。这样的现象被认为是在焊接中的小孔104的形成状态不稳定的情况下，发生在光干涉仪105中生成的干涉信号中产生了变动的结果。

如图6A所示，在二维点群数据的分布中存在欠缺601的情况下，难以正确地计算焊接部102的熔深，难以进行熔深的好坏判定。

另一方面，如图6B所示，在基于以确定深度范围切取的确定深度断层图像数据生成的二维点群数据中，在焊接方向中的X3至X4的区域中也不产生欠缺。这样，在本实施方式1中，通过使用确定深度断层图像数据生成二维点群数据，即使在焊接中的小孔104的形成状态不稳定的情况下也能够生成适当的二维点群数据。

返回到图3的说明，在步骤S109中，导出部112b基于在步骤S108中生成的二维点群数据导出熔深。并且，在步骤S110中，评价部112c基于导出的熔深进行焊接部102的评价。

如以上说明那样，根据本发明的实施方式1，在焊接中的小孔104的形成状态不稳定的情况下，即使是在光干涉仪中生成的干涉信号中发生变动的情况下，也可以高精度地测定激光焊接时的熔深。因此，可以基于正确的熔深评价焊接部的质量，并可以高精度地进行焊接部的质量的评价。

(实施方式2)

如上述说明，在实施方式1中，导出部112b从二维断层图像数据切取确定深度范围的断层图像数据，基于它生成二维点群数据。此时，在实施方式1中，确定深度范围的上限深度和下限深度相对焊接方向为一定值。

再有，激光焊接装置与实施方式1是同样的。下面说明与实施方式1不同之处。

但是，有时因焊接，期望的熔深在焊接方向不稳定，因焊接方向的位置，期望的熔深不同。具体而言，举出在焊接中改变焊接速度的情况、或焊接中改变激光振荡器的激光输出的情况、以及以曲线方式焊接被焊接材料的情况、或连续地焊接被焊接材料的热扩散状态不同的部位的情况等。在实施方式2中，说明为了应对这样的情况，使确定深度范围的上限深度和下限深度因焊接方向的距离而变动的情况。再有，在以下的说明中，对于与实施方式1相同的结构附加相同的标号并省略说明。

图7是表示本实施方式2中切取的确定深度范围的一例的图。在图7中，纵轴z表示焊接的深度方向(对应于图1的z方向)，横轴x表示焊接方向(对应于图1的x方向)。另外，图像上的浓淡表示干涉信号的强度。

如图7所示，被变动上限深度和变动下限深度包围的区域是确定深度范围701。变动上限深度的值以及变动下限深度的值因焊接方向(x方向)而变动，因此在图7所示的xz平面中表示为x的函数。以下将变动上限深度记载为Zu(x)，将变动下限深度记载为Zl(x)。

确定深度范围的设定方法与实施方式1同样，基于合格品深度范围的上限值以及下限值而被设定。其中，在实施方式2中，由于合格品深度范围也因焊接方向的位置而变动，因此确定深度范围具体地如以下这样被设定。

即，事先对多个被焊接材料进行激光焊接，收集其中与被判定为合格品的焊接部的熔深有关的信息。所谓与被判定为合格品的多个焊接部的熔深有关的信息，在本实施方式2中，为平均值Ave(x)以及标准偏差σ(x)。在实施方式2中，像这样，熔深的平均值Ave(x)以及标准偏差σ(x)作为焊接方向的距离x的函数表示。

合格品深度范围的上限值以及下限值使用该平均值Ave(x)以及标准偏差σ(x)以任意的方法来设定。例如，合格品深度范围被设定为以下的式(1)以及式(2)所示的下限值Tl(x)以上、上限值Tu(x)以下。

Tu(x)＝Ave(x)+3σ(x)…(1)

Tl(x)＝Ave(x)-3σ(x)…(2)

另外，与实施方式1同样，在实施方式2中，确定深度范围也被设定得比合格品深度范围宽。具体而言，在确定深度范围的上限值(变动上限深度的值)Zu(x)以及下限值(变动下限深度的值)Zl(x)设为深度方向的任意的偏移量Zoff的情况下，如以下的式(3)以及式(4)表示。

Zu(x)＝Tu(x)+Zoff…(3)

Zl(x)＝Tl(x)-Zoff…(4)

再有，xz平面中的各曲线Tu(x)、Tl(x)、Zu(x)、Zd(x)是使作为合格品的情况下的熔深的平均值Ave(x)在深度方向偏移后的曲线，因此曲线的形状完全相同。

这样，在实施方式2中，在导出部112b从二维断层图像数据切取确定深度范围的图像数据时，根据焊接方向的位置改变切取的确定深度范围。通过这样的结构，能够得到以下的效果。

图8A以及图8B是用于说明实施方式2的效果的图。图8A示出了期望的深度Zd根据焊接方向的距离x变动的情况下，无论焊接方向的距离x如何都为一定的确定深度范围。在图8A中，设定确定深度范围的上限深度Zut以及下限深度范围Zlt，使得将根据焊接方向的距离x而变动的深度Zd全部包含在内。

另一方面，在图8B中，示出了实施方式2中的确定深度范围。在图8B中，设定根据焊接方向的距离x而变动的深度Zd、在xz平面中同一形状的变动上限深度Zu(x)和变动下限深度Zl(x)。

若比较图8A和图8B，则某一距离X2中的确定深度范围的深度方向的幅度，图8B(幅度Wd2)的一方比图8A(幅度Wd1)小。这是因为，相对于在图8B所示的实施方式2中，确定深度范围的深度方向的幅度无论焊接方向的距离x如何都为一定，在图8A所示的例子中，被设定确定深度范围，使得包含全部的距离x中的期望的深度Zd。

即，在实施方式2中，作为确定深度范围，能够仅设定期望的熔深Zd附近的必要最小限度的范围。由此，在实施方式2中，在导出部112b从二维断层图像数据切取确定深度断层图像数据时，能够仅切取与期望的熔深对应的所必需的最小限度的范围。由此，例如，即使在焊接中的小孔的形成状态不稳定的情况下，也能够高精度地计测熔深。

如以上，根据实施方式2的激光焊接装置100，在因焊接方向的位置，期望的熔深不同的情况下，即使焊接中的小孔的形成状态不稳定，也能够高精度地计测焊接部的熔深。因此，根据实施方式2的激光焊接装置100，可以基于正确的熔深评价焊接部的质量，并可以高精度地进行焊接部的质量的评价。

<变形例>

以上一边参照附图一边说明了各种实施方式，但是本实施方式不限于该例子。显而易见，只要是本领域技术人员，在权利要求书中记载的范围内，能够想到各种变更例或者修正例，应该理解这些当然属于本实施方式的技术范围。另外，在不脱离发明的宗旨的范围中，上述实施方式中的各结构要素也可以任意地组合。

在上述的实施方式中，作为使焊接用的激光的照射位置移动的部件，采用了使被照射的一侧即被焊接材料101移动的移动台110。本实施方式不限于此，也可以使照射焊接用的激光的一侧即第1聚光光学系统109等移动。作为使第1聚光光学系统109等移动的部件，例如举出电扫描仪或机械臂等。

另外，在上述的实施方式中，利用与激光振荡一致地改变频率进行扫描的SS-OCT的原理进行熔深的计测。在OCT中有通过使参照反射镜移动来测定对象的距离TD-OCT(TimeDomain OCT，时域OCT)，但是若要将TD-OCT应用于本实施方式，则需要与激光振荡一致地非常快速地使参照反射镜移动，难以实现。因此，作为本实施方式的熔深计测结构，优选不采用TD-OCT而采用SS-OCT。

在上述的实施方式中，以焊接开始后不变更焊接条件(焊接用的激光的强度、或被焊接材料101的移动速度等)为前提。但是，例如在导出部112b中计测的熔深成为期望的深度范围外之前，通过控制部112a变更焊接条件，也可以预防不合格品的发生。在该情况下，用于变更焊接条件的熔深的范围(焊接条件保持范围)被重新设定，导出部112b在计测的熔深脱离合格品深度范围之前，若探测到脱离了上述焊接条件保持范围，则使控制部112a变更焊接条件。控制部112a进行的焊接条件的变更通过调节激光的输出强度、或被焊接材料101的移动速度进行即可。

在上述的实施方式中，以光干涉仪105的测定光在被焊接材料101的表面的点径比激光振荡器107的激光在被焊接材料101的表面的点径小为前提。但是，也可以设定得光干涉仪105的测定光在被焊接材料101的表面的点径比激光振荡器107的激光在被焊接材料101的表面的点径大。在这样的情况下，可知在二维断层图像数据中，总是在未熔融部出现反射强度高的分布。省略细节，但是即使是那样的情况下，也能够适用在上述的实施方式中说明的熔深计测方法。

在上述的实施方式中，在图3所示的步骤S105中，判定是否使A/D转换器119进行的采样结束，仅在结束的情况下，使处理进至步骤S106以后，但是本实施方式不限于此。即，也可以在保持继续A/D转换器119进行的采样的情况下，逐次进行步骤S106以后的导出熔深的步骤。在该情况下，例如在蓄积了与焊接方向中的规定的区域对应的断层图像数据的时间点，能够逐次导出相应的区域中的熔深。

在上述的实施方式中，合格品深度范围基于多个合格品中的熔深的偏差来决定，但是本实施方式不限于此。例如，合格品深度范围也可以基于产品设计上的限制来决定。

(实施方式3)

实施方式3的激光焊接装置是与图1所示的实施方式1的激光焊接装置100同样的结构。

<激光焊接装置的动作例>

图9表示实施方式3的激光焊接装置的动作的例子。实施方式3的动作至步骤S105为止，与图3所示的流程图同样。以下说明步骤S106以后。

在步骤S106中，导出部112b读出对于干涉信号的FFT的执行结果，基于它生成二维断层图像数据。

图10A是表示被焊接材料101的焊接方向的某1点(以下称为测定点)中的、焊接部102的深度方向的距离(以下仅记载为深度)和干涉信号的强度I的关系的图。再有，所谓焊接方向，为激光焊接的行进方向，对应于图1的x轴方向。另外，深度方向对应于图1所示的z轴方向，上方向对应于焊接部102中的上侧、即深度浅的一侧，下方向对应于焊接部102中的下侧、即深度深的一侧。这样，获取与测定点中的深度有关的信息一般被称为A扫描，通过A扫描得到的数据被称为A扫描数据。

通过将A扫描沿激光焊接的行进方向进行扫描，能够获取与焊接方向、深度方向以及干涉信号的强度有关的二维断层图像数据。该二维断层图像数据一般被称为B扫描数据。图10B是表示B扫描数据的例子的图。在图10B中，纵轴z表示深度方向(对应于图1所示的z轴方向)、横轴x表示焊接方向(对应于图1所示的x轴方向)、图像上的浓淡表示干涉信号的强度I。

在步骤S107中，导出部112b基于在步骤S106中生成的二维断层图像数据，确定焊接方向的各测定点中的焊接的深度，生成二维点群数据。导出部112b生成的二维点群数据是表示某测定点、和该测定点中的焊接的深度的关系的点的集合数据。焊接方向的测定点中的焊接的深度例如被确定作为测定点中的干涉信号的强度、即焊接部102的测定光的反射的强度成为最大的距离。

为了确定焊接方向的测定点中的焊接的深度，采用图10A所示的A扫描数据。具体而言，导出部112b参照测定点中的A扫描数据，将与干涉信号的强度I最大的峰对应的深度设为该测定点中的焊接的深度。在图10A所示的例子中，与干涉信号的强度最强的峰P0对应的深度Z0被设为图10A对应的测定点中的焊接的深度。

表示测定点的焊接方向的位置、和如上述那样对每个测定点确定的焊接的深度的关系的点被绘制在二维平面上而生成二维点群数据。图10C是表示二维点群数据的例子的图。在图10C中，分别纵轴z表示焊接的深度，横轴I表示焊接方向。

在步骤S108中，导出部112b基于由步骤S107中生成的二维点群数据，导出焊接部102的熔深。关于步骤S108中的、熔深的导出方法的细节后述。并且，在步骤S109中，评价部112c基于导出的熔深进行焊接部102的评价。

<焊接部的熔深的导出方法>

接着，详细说明上述的步骤S108中的、焊接部102的熔深的导出方法。图11是表示焊接部102的熔深的导出方法的流程图。

在步骤S201中，导出部112b在图9的步骤S107中生成的二维点群数据中设定规定的处理区间。

所谓规定的处理区间，是在成为熔深的导出对象的区间(以下为对象区间)中设定的小区间。再有，所谓对象区间，是指例如与通过激光焊接装置100的激光焊接功能焊接的焊接部102对应的、焊接方向中的区间。

图12是用于说明对象区间和处理区间的图。图12中示出了导出部112b生成的二维点群数据的例子。在图12所示的例子中，对象区间是从焊接方向中的位置xs至位置xe为止的区间。另一方面，处理区间是比对象区间窄的任意的区间，是对象区间中包含的区间。

在步骤S202中，导出部112b在设定的处理区间内生成与二维点群数据的深度方向中的点的分布有关的信息。图13A～图13C是表示在各自不同的处理区间内提取出的、与二维点群数据的深度方向中的点的分布有关的信息的例子的图。在图13A～图13C中，点群数据中的点的分布作为直方图表示。在图13A～图13C中，横轴表示焊接的深度(对应于图1所示的z轴)，纵轴表示度数N。度数N指对深度方向的每个一定距离划分的幅度(库(bin))中包含的二维点群数据的点的数。库的幅度设定为任意的幅度即可。在图13A～图13C中，横轴中的焊接的深度方向越往左侧，深度越深，随着往右侧，深度变浅(接近被焊接材料101的表面)。

在步骤S203中，导出部112b检测由步骤S202提取的分布中的峰。该峰对应于原来的二维点群数据中的、点的密度在深度方向较高的区域(高密度区域)。例如，在图13A所示的例子中，检测1个峰P1。在图13B所示的例子中，检测2个峰P2，P3。在图13C所示的例子中，检测3个峰P4，P5，P6。

在步骤S204中，导出部112b在由步骤S203检测的峰中、除去与未熔融部对应的峰。所谓未熔融部，指在被焊接材料101的表面中未熔融的部位。在本实施方式的激光焊接装置100中，由于从光干涉仪105至被焊接材料101的表面的距离总是一定，因此在被焊接材料101的表面存在未熔融部的情况下，通过由未熔融部反射的测定光产生的干涉信号，在焊接的深度方向应表示一定的深度。即，在激光焊接装置100中，在被焊接材料101的表面存在未熔融部的情况下，预先确定由来自未熔融部的干涉信号产生的峰的深度，并作为未熔融部峰信息存储。导出部112b通过采用该未熔融部峰信息，从由步骤S203检测出的峰中除去与该深度一致的深度的峰，从而除去与未熔融部对应的峰。

在图13A～图13C所示的例子中，例如图13C所示的峰P6假设为与未熔融部对应的峰，被除去。

在步骤S205中，导出部112b判定在步骤S204未被除去的峰的数是否为1个。在判定为未被除去的峰为1个的情况下(步骤S205的“是”)，处理进至步骤S206。另一方面，在判定为未被除去的峰不是1个(为多个)的情况下(步骤S205的“否”)，处理进至步骤S207。

在图13A～图13C所示的例子中，步骤S205中的判定如下。在图13A的处理区间中，由于被判定为未被除去的峰为1个(P1)，因此处理进至步骤S206。在图13B的处理区间中，由于判定为未被除去的峰为2个(P2，P3)，因此处理进至步骤S207。另外，在图13C的处理区间中，峰P6在步骤S204中被除去，判定为未被除去的峰为2个(P4，P5)，因此处理进至步骤S207。

在步骤S206中，导出部112b将在步骤S204中未被除去的1个峰选择作为焊接部102的熔深导出用的峰。另一方面，在步骤S207中，导出部112b将在步骤S204中未被除去的多个峰中、第2深的峰选择作为熔深导出用的峰。

在图13B以及图13C中，z轴的左侧对应于深度深的方向、右侧对应于深度浅的方向。因此，在图13B所示的例子中，在步骤S207中，选择第2深的峰即峰P3。另一方面，在图13C所示的例子中，在步骤S207中，选择作为第2大的峰即峰P5。

在步骤S208中，导出部112b基于在步骤S206或者步骤S207中选择出的峰，导出在步骤S201中设定的处理区间中的熔深。作为熔深的导出方法，例如举出从与选择出的峰对应的深度减去预先设定的偏移量的方法。该偏移量是事先求出的校正值。再有，作为使用选择出的峰的熔深的导出方法，除了上述的方法以外，例如也可以检测选择出的峰中熔化最深的深度，基于该深度直接导出熔深。

在步骤S209中，导出部112b判定是否使熔深的导出结束。导出部112b例如通过判定在成为熔深的导出对象的对象区间的全域中熔深的导出是否完成，判定是否使熔深的导出结束。导出部112b在判定为使熔深的导出结束的情况下(步骤S209的“是”)，结束处理。另一方面，在不是的情况下(步骤S209的“否”)，处理进至步骤S210。

在步骤S210中，导出部112b将对象区间中、还没有成为处理区间的区间重新设定作为处理区间后，将处理返回至步骤S202。这样，通过反复步骤S202～步骤S210，对象区间的全域中的熔深的导出完成。

以上是激光焊接装置100中的熔深的导出方法。再有，在图11所示的例子中，将处理区间设为对象区间内的任意的区间，但是本实施方式不限于此，例如也可以采用随着处理推进，将处理区间从对象区间的开始位置向结束位置依次错开这样的方式。

<本实施方式的熔深的导出方法的效果>

以下，举出具体例子说明本实施方式的熔深的导出方法的效果。图14A以及图14B是例示通过以往的熔深导出方法导出的熔深的结果的图。图14C以及图14D是例示通过上述说明的本实施方式的熔深的导出方法导出的熔深的结果的图。

在图14A中，示出了使由以往的熔深导出方法导出的熔深与熔深的导出中采用的二维点群数据重合的结果。在图14A所示的二维点群数据中，高密度区域被分为深度比较浅的第1区域801、和深度比较深的第2区域802而存在。这样出现多个高密度区域的现象被考虑为，在焊接中的小孔104的形成状态不稳定的情况下，由于在由光干涉仪105测定的干涉信号中产生了变动而发生(参照图1)。

图14A以及图14B所示的、通过以往的熔深导出方法导出的熔深803，作为一例，采用将二维点群数据中的最深的点设为熔深的方法而导出。因此，在图14A中，熔深803存在于第2区域802附近。

在图14B中，示出使由以往的熔深导出方法导出的熔深803与实际的被焊接材料的断面照片重合的结果。在图14B所示的实际的被焊接材料101的断面照片中，在研磨后进行蚀刻处理，能够明确地视觉辨认熔融部804和未熔融部805。如图14B所示，通过以往的熔深导出方法导出的熔深803，其距离实际的熔融部804和未熔融部805的边界部(熔化部806)的误差，根据焊接方向的位置而变大。

另一方面，在图14C中，示出了使由上述说明的本实施方式的熔深导出方法导出的熔深807与熔深的导出中使用的二维点群数据重合的结果。再有，图14C所示的二维点群数据与图14A的数据是共用的。

如上述说明那样，在本实施方式的熔深导出方法中，二维点群数据的深度方向的点的分布中与高密度区域对应的峰在1个处理区间内有多个的情况下，采用深度第2深的峰导出熔深。这是因为，根据经验可知，在二维点群数据中在未熔融部以外存在多个高密度区域的情况下，比起最深的高密度区域，采用深度第2深的高密度区域的一方的方法能够进行精度更高的熔深的导出。

由此，如图14C所示，由本实施方式的熔深导出方法导出的熔深807，与采用图14A所示的以往的方法的情况下的熔深803比较，存在于深度更浅的位置。

图14D中示出了使由本实施方式的熔深导出方法导出的熔深807与实际的被焊接材料的断面照片重合的结果。参照图14D可知，本实施方式的熔深导出方法的熔深807成为比基于图14B所示的以往的熔深导出方法的熔深807更接近实际的熔化部806的位置。

如以上说明，根据本实施方式3的激光焊接装置100，即使焊接中的小孔的形成状态不稳定，也能够高精度地计测焊接部的熔深。因此，根据本实施方式的激光焊接装置100，能够基于正确的熔深评价焊接部的质量，能够以高精度进行焊接部的质量的评价。

<变形例>

以上，参照附图说明了各种实施方式，但是本实施方式不限于这样的例子。显然只要是本领域技术人员，在权利要求书记载的范围内，能够想到各种变更例或者修正例，并认可它们当然也属于本实施方式的技术的范围。另外，在不脱离发明的宗旨的范围，上述实施方式中的各结构要素也可以任意地组合。

在上述的实施方式中，作为使焊接用的激光的照射位置移动的部件，采用了使被照射的一侧即被焊接材料101移动的移动台110。本实施方式不限于此，也可以使照射焊接用的激光的一侧即第1聚光光学系统109等移动。作为使第1聚光光学系统109等移动的部件，例如举出电扫描仪或机械手等。

另外，在上述的实施方式中，利用与激光振荡一致地改变频率进行扫描的SS-OCT的原理进行熔深的计测。在OCT中，有通过使参照反射镜移动而测定对象的距离的TD-OCT(Time Domain OCT，时域)，但是如果要将TD-OCT应用于本实施方式，则需要与激光振荡匹配使参照反射镜以非常高的速度移动，难以实现。因此，作为本实施方式的熔深计测机构，优选不采用TD-OCT而采用SS-OCT。

在上述的实施方式中，以焊接开始后不变更焊接条件(焊接用的激光的强度、或被焊接材料101的移动速度等)为前提。但是，例如也可以在导出部112b中计测的熔深成为期望的深度范围外之前，通过控制部112a变更焊接条件，预防不合格品的发生。在该情况下，在用于变更焊接条件的熔深的范围(焊接条件保持范围)被重新设定，计测的熔深脱离合格品深度范围之前，若导出部112b探测到脱离了上述焊接条件保持范围，则使控制部112a变更焊接条件。通过调节激光的输出强度、或被焊接材料101的移动速度进行控制部112a的焊接条件的变更即可。

在上述的实施方式中，以光干涉仪105的测定光在被焊接材料101的表面的点径比激光振荡器107的激光在被焊接材料101的表面的点径小为前提。但是，光干涉仪105的测定光在被焊接材料101的表面的点径也可以设定得比激光振荡器107的激光在被焊接材料101的表面的点径大。在这样的情况下，可知在二维断层图像数据中总是在未熔融部中出现反射强度高的分布。虽省略细节，但是即使这样的情况下，也能够适用在上述的实施方式中说明的熔深计测方法。

在上述的实施方式中，在图9所示的步骤S105中判定是否使A/D转换器119进行的采样结束，仅在结束的情况下，将处理进至步骤S106之后，但是本实施方式不限于此。即，也可以在保持继续A/D转换器119进行的采样的情况下，逐次进行步骤S106以后的导出熔深的步骤。在该情况下，例如在蓄积了与焊接方向中的规定的区域对应的断层图像数据的时间点，能够逐次算出相应的区域中的熔深。

在上述的实施方式中，导出部112b对二维点群数据的焊接方向中的每个处理区间，以检测直方图中的峰值的方法提取在深度方向中点的密度较高的高密度区域(深度的分布)，但是本实施方式不限于此。例如，导出部112b也可以通过核心密度估计或者基于图像处理的分布的特征提取等来提取高密度区域。

在上述的实施方式中，在图9所示的步骤S105中，判定是否使A/D转换器119进行的采样结束，仅在结束的情况下，将处理进至步骤S106之后，但是本实施方式不限于此。即，在保持A/D转换器119进行采样的情况下，逐次进行步骤S106之后的导出熔深的步骤。在该情况下，例如在蓄积了与焊接方向中的规定的区域对应的断层图像数据的时间点，能够逐次导出相应的区域中的熔深。

(作为整体)

实施方式1～3能够组合。

另外，根据实施方式1～3，本申请实施方式可以称为激光焊接装置，其包括：向被焊接材料的焊接部照射激光的激光振荡器；生成表示由上述焊接部反射的测定光和参照光的干涉光的强度的干涉信号的光干涉仪；以及基于上述干涉信号，生成表示上述焊接部中的焊接的行进方向中的距离、上述焊接的深度、以及上述干涉信号的强度之间的关系的二维断层图像数据，从上述二维断层图像数据提取确定的范围内的确定深度断层图像数据，基于上述确定深度断层图像数据中的上述干涉信号的强度，导出上述每个距离的深度的导出部。

工业实用性

本发明能够适用于对汽车或电子零件等进行激光焊接的激光焊接装置。

标号说明

1 被焊接材料

2 焊接部

11 激光振荡器

12 激光传输用光学系统

13 聚光光学系统

14 监视光传输用光学系统

15 干涉滤光器

16 光电二极管

17 放大器

18 A/D转换器

19 计算机

100 激光焊接装置

101 被焊接材料

102 焊接部

103 熔池

104 小孔

104a 底部

105 光干涉仪

106 分光镜

107 激光振荡器

108 激光传输用光学系统

109 第1聚光光学系统

109 转换部

110 移动台

111 台控制器

112 计算机

112a 控制部

112b 导出部

112c 评价部

113 波长扫描光源

114 光纤系统

114a 第1光纤系统

114b 第2光纤系统

115 第1光纤耦合器

116 参照反射镜

117 第2光纤耦合器

118 差分检测器

118a 第1输入

118b 第2输入

119 A/D转换器

120 第2聚光光学系统

121 干涉滤光器

122 显示部

401 断层图像数据

601 欠缺

701 范围

801 区域

802 区域

804 熔融部

805 未熔融部

806 熔化部

Claims (12)

1.一种激光焊接装置，包括：

激光振荡器，向被焊接材料的焊接部照射激光；

光干涉仪，生成表示由所述焊接部反射的测定光和参照光的干涉光的强度的干涉信号；以及

导出部，基于所述干涉信号，生成表示所述焊接部中的焊接的行进方向中的距离、所述焊接的深度、以及所述干涉信号的强度的关系的二维断层图像数据，从所述二维断层图像数据提取确定的范围内的确定深度断层图像数据，基于所述确定深度断层图像数据中的所述干涉信号的强度，导出每个所述距离的深度，

所述确定的范围基于预先设定的深度的基准值而被设定。

2.如权利要求1所述的激光焊接装置，

所述导出部

基于所述干涉信号，生成表示所述焊接部中的焊接的行进方向中的距离、所述焊接的深度、以及所述干涉信号的强度之间的关系的二维断层图像数据，从所述二维断层图像数据提取所述焊接的深度在确定的范围内的确定深度断层图像数据，基于所述确定深度断层图像数据中的每个所述距离的所述干涉信号的强度，导出每个所述距离的深度。

3.如权利要求2所述的激光焊接装置，

还包括评价部，基于导出的每个所述距离的深度，评价所述焊接部中的焊接的好坏。

4.如权利要求1所述的激光焊接装置，

所述确定的范围被设定为比基于所述基准值设定的第1范围宽的第2范围。

5.如权利要求1所述的激光焊接装置，

所述确定的范围的上限值以及下限值被设定，使得在所述基准值因所述焊接部中的焊接的行进方向中的距离而变动的情况下，与所述基准值的变动一致地变动。

6.如权利要求1所述的激光焊接装置，

所述导出部

基于所述干涉信号，生成表示所述焊接部中的焊接的行进方向中的距离和所述焊接的深度之间关系的点群数据，提取所述点群数据中的点的密度在所述焊接的深度方向中较高的高密度区域，在存在多个所述高密度区域的情况下，基于所述焊接的深度第2深的所述高密度区域的深度导出所述焊接部中的熔深。

7.如权利要求6所述的激光焊接装置，

在所述点群数据中，所述导出部对在所述焊接的行进方向中设置的每个规定区间导出所述焊接部的熔深。

8.如权利要求7所述的激光焊接装置，

在仅存在1个所述高密度区域的情况下，所述导出部基于该高密度区域的深度导出所述规定区间中的所述焊接部的熔深。

9.如权利要求7所述的激光焊接装置，

在提取出的所述高密度区域的深度满足预先设定的条件的情况下，所述导出部不将满足该条件的高密度区域用于所述焊接部的熔深的导出。

10.如权利要求7所述的激光焊接装置，

所述导出部使用表示在所述规定区间中包含的所述点群数据的点在所述焊接的深度方向中的分布的直方图的峰值，提取所述点群数据中的高密度区域。

11.一种激光焊接方法，包括如下步骤：

向被焊接材料的焊接部照射激光，

生成表示由所述焊接部反射的测定光和参照光的干涉光的强度的干涉信号，

基于所述干涉信号，生成表示所述焊接部中的焊接的行进方向中的距离、所述焊接部的深度、以及所述干涉信号的强度之间的关系的二维断层图像数据，

从所述二维断层图像数据提取所述焊接的深度在确定的范围内的确定深度断层图像数据，

基于所述确定深度断层图像数据中的每个所述距离的所述干涉信号的强度，导出每个所述距离的深度，

所述确定的范围基于预先设定的深度的基准值而被设定。

12.一种激光焊接方法，包括如下步骤：

向被焊接材料的焊接部照射激光，

生成表示由所述焊接部反射的测定光和参照光的干涉光的强度的干涉信号，

基于所述干涉信号，生成表示所述焊接部中的焊接的行进方向中的距离和所述焊接的深度之间的关系的点群数据，

提取在所述焊接的深度方向中所述点群数据中的点密度较高的高密度区域，

在存在多个所述高密度区域的情况下，基于所述焊接的深度第2深的所述高密度区域的深度，导出所述焊接部中的熔深。

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