JP2003528728A - レーザ溶接システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、自動車の車体パネル等の改良が施されたレーザ溶接されたワークと、該ワークを製造するシステム及び装置と、に関する。本発明は、また、改良が施されたレーザ溶接機と、レーザ溶接検査装置及びシステムと、を備えている溶接されたワークを製造する改良システムに関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、自動車のボディパネル等の溶接ワークの改良品を製造するような自
動レーザ溶接システム、並びにレーザ溶接機の改良及び視覚溶接検査装置の製造
システム及びその方法に概ね関する。また本発明はレーザ溶接の自動品質管理検
査を行う方法に関する。

【０００２】 （背景技術） 過去において、自動車産業界で使用される車体パネル等の溶接されたワークは
、綱等の延性金属板材料の単体ブランク又は溶接されている複数の該ブランクか
らパネルをスタンピング或いは引き抜くことによって製造されていた。溶接され
たワーク或いは車体パネルには、その構造の強度を上げるために、パネルに溶接
された追加のスチフナ及びパッドが通常必要であった。該追加のスチフナ及びパ
ッドは、各種構造体及び固定アセンブリが固定作業或いは溶接作業の際に損傷な
くパネルに固定及び溶接されるように、所定の箇所においてワークを厚くするた
めに必要とされていた。スチフナ及びパッドを追加することによって、ワークの
重量が増えるだけでなく、ワークを製造するのに要する製造時間が全体で長くな
る。大抵、ワークは、成型、引き抜き、或いはスタンピングされて、自動車全体
の形状に対応する３次元的な形状を有する最終形状となる。この分野での製造業
者の数から結論づけると、品質、原材料のコスト、及び車両を完全に製造及び組
み立てるのに必要な製造時間等に関して、自動車産業界は非常に競争が激しい業
界であることが言える。競争力を持続するために、製造業者は、必要な高品質を
維持する一方で、材料コストを削減しない場合には、部品重量、パートカウント
（part count）及び製造時間を低減することによって、材料コストを含む莫大な
資源を使い続けてきた。この莫大な量の資源は、各種ワーク並びにフェンダの車
体パネル、クウォータパネル、トランクリッド、エンジンルームのフード、車両
ドア、及びその他の各種部品等の車両部品を互いに固定する作業等の自動化され
た日常行われる作業に当てられてきた。

【０００３】 従来、多くの部分から成る金属板のブランクを溶接して単体のワークにし、ス
タンピングを行って最終形状にしていた。このブランクは、化学的な溶接、アー
ク溶接、及び炭酸ガスレーザ溶接、リベットによる接合、ボルトによる接合、コ
ールドフォーミング、及びそれらに類似する方法を含む各種の固着技術によって
、製造される。自動化された数値制御の製造過程において、炭酸ガスレーザを使
用した比較的効率のよいレーザ溶接の利用が近年注目されている。このレーザ溶
接は、例えば重ね溶接或いは突き合わせ溶接によって共有のシームにおいて金属
板ブランクを接合する際に行われる。通常２つのシームを溶接しなければならな
い重ね継手とは違い、１つのシームのみを溶接するので、突き合わせ溶接が好ま
しい。

【０００４】 炭酸ガスレーザによって発生したエネルギを鋼のワークが十分に吸収できない
ことが原因で最適な溶接の速度を使用できないこと等の多くの問題が炭酸ガスレ
ーザを使用する際に生じる。また、レーザ溶接された継手においても、製造業者
がワークの製造に注意を払わなかったり、レーザ溶接過程の複雑さ及び危険性の
認識が浅かったりした場合は、適切な溶接速度を採用しているのにも拘わらず問
題が生じることがある。溶接されるブランク同士の厚さが互いに異なる場合、問
題が生じる。この問題は、例えば、溶接された部分の間で少なくとも１つの外表
面の継手に沿って生じる不整合、溶接ビードの寸法及び硬度の不適当、割れ、溶
接部分の長さ方向に対して溶接ビードが連続的に横断していないこと、及び溶接
ビードに形成されたピンホールである。これらの溶接に関する問題の多くは回避
することが困難であり、検知することは更に難しい。大抵、視覚検査をゆっくり
と長く行えば、このような問題を検知できる。さらに、溶接された継手に沿った
部分に欠陥を発生させないように、溶接されたワークのブランクを引き抜き或い
はスタンピングするために、引っ張り及び剪断等による破壊的な試験、顕微鏡写
真による断面の分析、エッチ（etch）及び浸透染料検査、並びに成型性試験を行
っても、割れ、溶接スパッタ、及びピンホール等の問題のいくつかを検出するに
すぎない。

【０００５】 これらの問題は、自動車の車体或いはドアパネルの溶接部品等の綱のワークを
突きあわせ溶接し、より大きな単体のワーク或いはドアパネルのブランクを形成
し、その後でスタンピング或いは引き抜きを行って、車両に取り付けたり塗装す
る前のパネルを形成するときに、特に問題となる。多くの場合、この溶接部分は
、改良が施されたレーザ溶接技術が使用可能である場合はより速く完成すること
ができる直線状の溶接物である。更に、反射したレーザのエネルギによって作業
者を損傷する危険性を最小にするような、多数のワークがレーザ溶接装置に自動
的に導入される自動製造組み立てラインが望ましい。更に、この溶接製造過程は
、溶接後の検査過程を迅速に行う技術がある場合はより効率よく実行される。

【０００６】 レーザ溶接検査の実用的な方法を発展させるための試みが行われてきた。米国
特許第５６０７６０５号は、溶接される対象物にレーザビームが接するときに発
生するプラズマの画像を捉えるＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを利用
する方法を開示している。該画像は、その後、プラズマクラウド（plasma cloud
）の特定の選択された部分を測定する画像処理装置に送られる。測定値は、更に
、該測定値と基準値とを比較する区分け装置に送られて、レーザ溶接の状態、つ
まり溶接された部分が許容可能か否かが判断される。

【０００７】 検査方法として、レーザ溶接状態を電気ー光学的に検知する方法が用いられて
きた。米国特許第５２７２３１２号では、レーザ溶接の検査方法が記載されてお
り、溶接処理の際に溶接池から噴出される液体素材の量を検出するフォトダイオ
ード等の少なくとも１つの光検出器上に、レーザ処理スポットと呼ばれる素材の
レーザビームと接触する領域が突き付けられている。フォトダイオードからの信
号は電気的な信号に変換されて、処理ユニットに送信され、溶接シームに形成さ
れた孔や空洞の場所と大きさを断定する。この文献に記載されている実施例にお
いて、プラズマクラウドに存在する紫外線放射の検出が開示されている。

【０００８】 レーザ溶接によって特定の信号が発生し、該信号を監視することで溶接部の品
質を決定することができる。米国特許第５６８１４９０号では、溶接過程の各工
程を監視するために、フォトダイオード、ホトトランジスタ、ホトダーリントン
（photo darlington）、焦電検波器、マイクロホン、並びに赤外線及び熱検出器
等のセンサが配置されている。これらのセンサは、光、音、煙、温度等を監視す
るために利用されている。その後、該センサによって発生した信号はコンピュー
タによって分析されて溶接部の品質を予測する。

【０００９】 しかし、レーザ溶接部の品質を判断するために溶接ビードを直接検査するよう
な装置及び方法を開示した技術は未だにない。概して従来の方法は、溶接の状況
を予測するために不安定な過程を表示する機械の使用に依存しており、溶接部の
品質に関する結論を出すために多数の信号を監視及び分析を行う必要がある場合
が多い。

【００１０】 部品の数が少なくて最適な最小重量の自動レーザ溶接製造過程で製造されるレ
ーザ溶接ワークが自動車産業界で求められている。本発明に従って製造された溶
接ワーク並びにそのワークを製造するシステム及び方法は、既存の溶接されたワ
ークの自動レーザ溶接及び検査方法の欠点を克服している。

【００１１】 （発明の開示） 概して、本発明は、改良が施されたレーザ溶接ワークと、該ワークを製造する
ように構成されている自動レーザ溶接及び視覚検査システム並びに方法と、に関
する。溶接されたワークは、レーザ溶接部の構造的な特性を改良するような最小
の隙間を備えている。新規な自動製造システムは、少なくとも１つの縁を精密剪
断することによって溶接されるブランクのワークを製造し、該ブランクを精密に
整列配置させて、単体或いはジュアルセル（dual cell）高速且つ高電力のレー
ザを用いてレーザ溶接するように構成されているロボットを備えた自動製造ライ
ンを具備している。溶接と同時に、レーザ溶接部は視覚検査装置によって検査さ
れて、溶接されたワークを合格或いは不合格にするかが判断される。作業者は、
パレット或いはスキッドの金属板ブランク等のパレット上に配置された原材料を
自動製造ラインを停止或いは中断させることなく継続して該製造ラインに供給す
ることができる。溶接後、システムは、完成した溶接ワークをロボットで整理し
て再びパレットで合格ワークスキッド或いは不合格ワークスキッド上に輸送する
。作業者は、連続稼働している製造ラインを停止或いは中断させることなく、該
製造ラインから合格及び不合格ワークを除去することができる。

【００１２】溶接されたワーク 本発明は、自動車を製造する際に使用される溶接されたワークを含んでいる。
該ワークは、第１の厚みを備えており少なくとも１つの第１精密剪断縁を有して
いる綱板ストックの第１ブランクと、少なくとも１つの第２精密剪断縁を有して
いる第２の厚みの綱板ストック材料で形成されている第２ブランクと、を備えて
いる。第１及び第２精密剪断縁は、それぞれ、第１及び第２ブランクに形成され
ており、溶接を行う前に、第１精密剪断縁と第２精密剪断縁との間には、最小の
隙間が形成される。該縁は、本願で開示される装置を用いて、レーザ溶接され、
第１ブランクと第２ブランクとを恒久的に接合するビード状のシームが形成され
る。改良が施された溶接ワークを製造する方法において、綱板ストックの第１及
び第２ブランクは、同じ或いは異なる厚さ及び精密剪断縁を有するものが選ばれ
る。第１及び第２精密剪断縁は、平坦な溶接板上に配置され、互いに密着するよ
うに当接された状態で押圧され、溶接前、第１及び第２精密剪断縁の間には最小
の隙間が形成される。該縁はレーザ溶接され、ブランクを恒久的に接合するビー
ド状シームが形成され、溶接ワークが形成される。

【００１３】 自動車を製造する際に使用される溶接されたワークが開示されている。該ワー
クは、厚さが同じ或いは異なる第１及び第２金属板ブランクから成り、該第１及
び第２金属板ブランクは、それぞれ、少なくとも１つの精密剪断縁を備えて形成
されている。ブランクは、精密剪断縁同士を当接させて配置したとき、最小の隙
間を形成する。連続波レーザによる突き合わせ溶接されたシームは、少なくとも
１つの精密剪断縁に沿ってブランクを堅く接合する。

【００１４】システム 本発明は、更に、溶接されたワークを製造するシステムに関する。該システム
は、パレット上に配置された金属板ブランクを所有している複数の供給スキッド
の少なくとも１つから複数のブランクのうち少なくとも１つの金属板ブランクを
取り出すように構成されている少なくとも１つの多関節アーム供給ロボットを備
えている。該アームは、各ブランクを一度にスキッドから磁気的な搬送機の載置
位置まで輸送する。各ブランクは、少なくとも１つの接合縁を備えて形成されて
いる。厚さ或いはその他の寸法が異なるブランクを使用する場合、１つのスキッ
ド上にブランクを交互に積載するか、又は、第２多関節アーム供給ロボットを採
用して第２の複数のスキッド上に配置されている第２の複数のブランクから寸法
の異なるブランクを１つ取り出ようにしてもよい。第２ロボットアームは、協働
して動作して第２の寸法の異なるブランクを磁気的な搬送機に供給する。

【００１５】 システムの磁気的な搬送機は、供給ロボットから少なくとも２つのブランクを
受け取る。搬送機は、実質的に平坦な搬送ベッド上にブランクを精密に配置する
ために、ブランク配置装置を備えて構成されている。ブランクは、予め近接して
配置され、それぞれの接合縁は実質的に平行である。更に、磁気的な搬送機は、
配置されたブランクを解放可能に適宜に即ち所定位置に拘束して、該ブランクを
載置位置から剪断位置まで移動させる。

【００１６】 システムは、磁気的な搬送機の剪断位置の周辺に配置されている精密剪断装置
を備えている。剪断装置は、各ブランクの接合縁の少なくとも１つを精密に剪断
するために、少なくとも１つの下部スタンピングプラテンと協働する少なくとも
１つの上部スタンピングダイを備えて構成されている。剪断を行った後、ブラン
クは、磁気的な搬送機によって、アイドルステーション上に移される。該アイド
ルステーションは、剪断されたブランクの溶接が可能となるときまで、該ブラン
クを一時的に保有する。ブランクは、その後、アイドルステーションの端部に位
置する溶接ガントリまで第２搬送機によって、搬送される。

【００１７】 第２搬送機は、剪断されたブランクを溶接ガントリのレーザ溶接ベッド上まで
移動させる。該ガントリは、ブランクの接合縁を解放可能に位置決めして、該接
合縁を溶接ベッドに解放可能に平坦に押圧し、接合縁を互いに当接させて最小の
隙間を形成するように動作するクランプ及び位置決めアセンブリ備えている。ク
ランプ機構は、クランプアセンブリを備えて構成されている。該クランプアセン
ブリは、各ブランクをレーザ溶接ベッドに強く押し付けるために、下降して各ブ
ランクを押さえつける多数のバーを有している。位置決めアセンブリは、精密剪
断縁が密着して互いに押圧されるように精密にブランクを配置するべく、各ブラ
ンクの１以上の非接合縁に押圧される複数の配置アセンブリを備えている。精密
剪断縁は、密着するように互いに押圧されると、その間に最小の隙間或いはシー
ムを形成する。

【００１８】 システムは、また、溶接ガントリに移動可能に取り付けられているレーザ溶接
機を備えている。レーザ溶接機は、遠隔レーザパワーユニットによって電気が供
給される溶接ヘッドを備えて構成されている。溶接ヘッドは、ガントリに沿って
移動し、エネルギを供給されると、ブランクの隙間或いはシームに入射して集中
し溶接ビードシームを形成するレーザビームを放つ。システムは、また、レーザ
溶接検査装置から成る。該レーザ溶接検査装置は、溶接ビードシームを検査する
際にレーザ溶接ヘッドとともに或いはレーザ溶接ヘッドとは別に移動する。溶接
されると、出口搬送機が作動してレーザ溶接ベッドから溶接されたワークを除去
する。ワークを出口搬送機から出口ステーションまで移動させるように構成され
ている多関節アーム出口ロボットが備えられている。検査の結果、溶接部が合格
であったとき、出口ロボットは、既に検査に合格したワークがある複数のスキッ
ドのうちの１つに溶接されたワークを移す。若しくは、検査の結果、溶接ビード
シームが不合格であったとき、出口ロボットは、その欠陥のある溶接ワークを、
複数の不合格スキッドがあればそのうちの１つの不合格スキッドに移す。

【００１９】 溶接されたワークを製造するシステムが開示されている。該システムは、パレ
ットに配置された金属板ブランクの複数の供給スキッドのうちの少なくとも１つ
から少なくとも１つのブランクを取り出すように構成される少なくとも１つの多
関節アーム供給ロボットから成る。各ブランクは、少なくとも１つの接合縁を備
えて形成されており、多関節アーム供給ロボットは、ブランクを磁気的な搬送機
の載置位置まで輸送する。磁気的な搬送機は、供給ロボットから、複数のブラン
クのうちの少なくとも２つを受け取り、該ブランクを搬送ベッド上に精密に配置
する。ブランクは予め近接して配置されており、各接合縁は実質的に平行であり
、磁気的な搬送機は、更に、配置されたブランクを適宜に解放可能に拘束し、載
置位置から剪断位置までブランクを移動させるように構成されている。システム
は、更に、磁気的搬送機の剪断位置の周辺に配置されており、少なくとも１つの
接合縁を精密に剪断するために少なくとも１つの下部スタンピングプラテンと協
働する少なくとも１つの上部スタンピングダイを備えて構成されている精密剪断
装置から成る。また、精密剪断装置から離隔配置されている溶接ガントリが提供
されている。該溶接ガントリは、第２搬送機を備えて形成されている。該第２搬
送機は、レーザ溶接ベッドを有しており、アイドルステーションを介して磁気的
搬送機に連結している。第２搬送機は、アイドルステーションから剪断されたブ
ランクをスライド可能に受け取り、レーザ溶接ベッド上まで移すように構成され
ている。システムは、ブランクの各接合縁を解放可能に位置決めして、溶接ベッ
ドに平坦に解放可能に押圧して、該接合縁を互いに密着するように当接させて最
小の隙間を形成するように動作するクランプ及び位置決めアセンブリを利用して
いる。レーザ溶接機は、溶接ガントリ移動可能に取り付けられている。レーザ溶
接機は、溶接ビードシームを形成するために隙間に沿ってブランクを溶接するべ
く隙間に入射して集中するレーザビームを放つために、遠隔レーザパワーユニッ
トによって電気が供給される溶接ヘッドを有している。レーザ溶接検査装置は、
溶接ガントリにスライド可能に連結され、溶接ビードを検査するように動作可能
である。検査の後、第２搬送機に連結した出口搬送機はレーザ溶接ベッドから溶
接されたワークを除去する。多関節アーム出口ロボットは、ワークを出口搬送機
から出口ステーションまで移動させる。該出口ステーションは、複数の合格ワー
クスキッドのうちの１つの合格ワークスキッドと不合格ワークスキッドとから成
るグループから選択される。

【００２０】 稼働している製造システムを中断することなく、空の供給スキッドの除去及び
満たされた出口スキッドとの交換をするために、システムは、更に、複数の供給
及び出口ステーションのスキッドの各々を包囲するように構成されている軽量の
カーテンシステムを備えている。作業者は除去及び交換のためにスキッドに接近
すると、軽量のカーテンは、ロボットに直接的或いは間接的に信号を送る。それ
に反応して、各ロボットは、軽量カーテンが動作している期間、他のスキッドに
向かって、溶接されていないブランクを取り出したり、溶接されたワークを出力
する。同様に、各スキッド或いはスキッドホルダユニットは、スキッドが空或い
は充満されていることを示す信号を発生させるセンサを備えている。スキッドが
空或いは充満していると、複数のスキッドの中から他のスキッドを使用するよう
な指示を受ける。

【００２１】 更に、溶接されたワークを製造する方法が開示されている。該方法は、複数の
金属板ブランクの各接合縁を精密剪断装置を用いて精密剪断するステップと、搬
送機上にて精密剪断された複数のブランクを精密剪断装置から溶接ガントリのレ
ーザ溶接ベッドまで同時に移動させるステップと、ブランクを精密配置して精密
剪断された縁を密着するように当接させた状態で位置決めするステップと、ブラ
ンクの接合縁を密着するように当接させた状態で溶接ベッドに平坦に押しつけて
最小の隙間を形成するステップと、縁をレーザ溶接してビード状シームを形成し
てブランクを恒久的に接合するステップと、から成り、精密剪断装置は、剪断作
業を行うべく少なくとも１つの下部スタンピングプラテンと協働する少なくとも
１つの上部スタンピングダイを備えて構成されている。

【００２２】レーザ溶接機 本発明は、更に、単体或いはマルチセル（multi-celled）レーザ溶接機が開示
されている。レーザ溶接機は、複数のワーク上に少なくとも１つのレーザビーム
を移動しながら放ち該複数のワークを溶接するように構成されている少なくとも
１つのレーザ溶接ヘッドを備えている。上述のように、ワークの縁同士が互いに
密着して当接した状態で押圧されてシーム或いは隙間を形成するように、ワーク
が配置されている。ワークは、複合角度で隙間に入射するレーザビームを放つレ
ーザ溶接ヘッドで溶接される。複合角度は、実質的に平坦な金属板のワークに実
質的に直交する鉛直方向に対して測定される。複合角度のリーディング角度成分
は、実質的に、レーザヘッドが溶接の際ブランクを横断するように移動するとき
のレーザ溶接ビームの移動方向への角度成分である。複合角度のリーニング成分
は、リーディング角度に直交し、且つ実質的にブランク及び隙間に直交する方向
への角度成分であり、鉛直方向から１のブランクの一側に傾いている。

【００２３】 複数のワークを溶接するためのレーザ溶接機が開示されている。該レーザ溶接
機は、精密に剪断された縁を備えて形成されている複数の互いに隣り合う実質的
に平坦なワークの間に形成されている最小の隙間にレーザビームを移動しながら
放つように構成されているレーザ溶接ヘッドから成る。精密に剪断された縁は互
いに当接して配置され、レーザ溶接ヘッドは、該縁の間に溶接ビードシーム形成
することによって、該縁を溶接するように動作する。レーザ溶接機は、更に、複
合角度で隙間に入射するレーザビームから成る。複合角度は、ワークに実質的に
直交する鉛直方向に対して測定され、実質的にレーザ溶接ビームの移動方向への
成分であるリーディング角度成分と、実質的に隙間に直交して鉛直方向から１つ
のブランクに傾いている方向への成分であるリーニング成分と、を含んでいる。

【００２４】 更に、マルチセルレーザ溶接機が開示されている。該レーザ溶接機は、複数の
レーザ溶接ヘッドから成る。各レーザ溶接ヘッドは、精密に剪断された縁を備え
て形成される複数の互いに隣り合う実質的に平坦なワークの間に形成される複数
の最小の隙間にレーザビームを移動して放つ構成を有している。縁は互いに当接
して配置され、レーザ溶接ヘッドは、縁の間に溶接ビードシームを形成すること
によって、縁を溶接するように動作することができる。レーザビームは、複合角
度で隙間に入射する。複合角度は、ワークに実質的に直交する鉛直方向に対して
測定され、実質的にレーザビームの移動方向への成分であるリーディング角度成
分と、実質的に隙間に直交し、鉛直方向から１のブランクに傾いている方向への
リーニング成分と、を含んでいる。

【００２５】検査システム 本発明は、また、実時間でレーザ溶接ビードを検査するような構成の特別仕様
の視覚システムに関する。レーザビームの焦点がワークに接触すると、溶融溶接
池を形成する過度な熱が発生する。レーザビームがワークを横断した後、後に残
された溶接池は急速に冷却されて溶接ビードを形成する。ＣＣＤ或いはビデオカ
メラ等の視覚センサがレーザ溶接ヘッドに追従して溶接ビードを見せる。本発明
の好適な実施例において、視覚センサはレーザ溶接ヘッドに固定され、該レーザ
溶接ヘッドとともに移動するが、視覚センサはレーザ溶接ヘッドから取り外され
て単独でも移動できる。溶接ビードの画像は、レーザ溶接ヘッドの速度及びその
他の要因に基づく所定間隔で視覚センサによって捉えられる。視覚センサは該画
像を画像処理盤に送る。画像処理盤は、合格とみなされる溶接ビードの幾つかの
所定の特性と相関関係がある所定の好適な許容差のリストと該画像とをコプロセ
ッサボード（coprocessor board）、コンピュータ 、及びシステムのソフトウェ
アと関連させて比較する。選択された溶接ビード画像の特性が特定の所定の許容
差範囲内にあると判断されたとき、溶接部は合格であるとみなされて信号が発生
する。溶接ビード画像が特定の所定の許容差の範囲外にあると判断されたとき、
溶接部には欠陥があるとみなされて信号が発生する。

【００２６】 レーザ溶接検査システムが開示されている。該レーザ溶接検査システムは、レ
ーザ溶接装置と、レーザ溶接ビードの画像を捉える画像獲得装置と、画像獲得装
置と電子通信しており、画像獲得装置によって捉えられたレーザ溶接ビードの画
像の少なくとも１つの寸法を測定するための画像処理装置と、から成る。更に、
該レーザ溶接検査システムは、画像処理装置と電子通信している区分け装置から
成る。該区分け装置は、画像処理装置によって測定されたレーザ溶接ビード画像
の少なくとも１つの寸法の値と、基準値と、を比較してレーザ溶接部の質を判定
する。

【００２７】 更に、レーザ溶接を検査する方法が開示されている。該方法は、溶接ビードの
画像を捉えるステップと、レーザ溶接ビード画像の少なくとも１つの寸法を測定
するステップと、レーザ溶接部の品質を判定するためにレーザ溶接ビード画像の
寸法値と基準値とを比較するステップと、から成る。

【００２８】 その他の本発明の特徴及び効果は、本発明の特徴の一例を示した添付の図面と
それに関連する以下の説明から明白となるであろう。

【００２９】 （発明を実施するための最良の形態） 上記特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲を限定することなく図面を
参照するとき、各図面中に付されている類似参照符号は、同一の特徴及び部品、
対応する特徴及び部品或いは均等な特徴及び部品を示している。

【００３０】 本発明は、鋼、アルミニウム、合金等で形成される厚みが概ね同じ或いは異な
る複数の板状金属ブランクを溶接することによって得られる改良が施された溶接
ワークである。本発明によると、複数のブランクにおいて、従来よりも速い速度
でレーザ溶接されて製造されたワークが不良品である割合が著しく低い。溶接を
行う前に、ブランクは少なくとも１つの接合縁に沿って精密に剪断される。この
ように精度良く剪断することによって、剪断されたブランクの縁同士を当接させ
たとき、その間に形成される隙間は、たとえ存在したとしても、ごく僅かである
。許容差を厳しくして隙間を最小にすることによって、最終的に溶接物は改良さ
れ、製造過程を終了させるのに要する時間は減少する。

【００３１】 図１を説明する。改良が施されたワーク１０は、第１金属板ブランク２０及び
第２金属板ブランク３０を有している。ブランク２０、３０は、少なくとも１つ
の接合縁２２、３２をそれぞれ有している。各接合縁２２、３２は、精密に剪断
された縁２５、３５で形成されている。突き合わせ溶接の前に、ブランク２０、
３０は、溶接表面（図示せず）上に平坦になるように押圧されて、精度良く剪断
された縁２５、３５は互いに密着して押圧される。図２及び図２ａから理解でき
るように、精密剪断縁２５、３５を配置したとき、両者の境界面が互いに接触し
合うことが理想である。しかし、製造条件を良好にして、許容差を厳しくしても
、縁２５、３５の境界面が連続的に接触することはなく、僅かではあるが、隙間
３８が両者２５、３５の境界面にて、発生する。このような隙間３８は、製造過
程での通常の製造許容差が原因であり、製造の際には常に発生する。好適な実施
例において、精密に剪断された縁２５、３５の間の隙間３８は、好ましくは、約
ゼロ乃至約０．０８ミリメータが好ましく、０．０４ミリメータ未満であると更
に好ましい。

【００３２】 この隙間３８は、突き合わせ溶接部分等の溶接された継手等において問題とな
ることがある。つまり、この隙間が形成される結果として不適当な溶接部が形成
される可能性がある。不適当な溶接部が形成される原因は、溶接物の接合縁２２
、３２間において、肉眼で確認できるような割れ及び微細な割れの発生、凸凹及
び異形箇所の発生である。この種の凸凹及び異形箇所を設計、強度分析、及び製
造過程の段階において適宜に考慮に入れなかったり、製造過程の際に最小にしな
かったりすると、溶接されたワーク１０の中に数多くの不良品が存在する可能性
がある。この異形箇所及び凸凹が存在しても、製造過程の際に隙間３８を可能な
限り十分に小さくすれば、ワーク１０の不良品の数が実質的に減少する。隙間３
８は、接合縁２２、３２を精密に剪断することによって最小にされ、溶接前に上
記の隙間の寸法が得られる。図３、図３ａ、図３ｂは、溶接された境界面即ち溶
接物４０を概略的に示している。該溶接物の特徴については、本発明のレーザ溶
接検査装置の記載と関連させて後ほど説明する。

【００３３】 本発明の好適な実施例における溶接されたワークは、厚さが互いに実施的に同
じ或いは異なるブランク２０、３０を備えている。説明の都合上、各ブランク２
０、３０の厚さは、約０．４ミリメータ乃至約２．０ミリメータの範囲にあるこ
とが好ましく、約０．７ミリメータ乃至約１．４ミリメータであると更に好まし
いが、これは本願を限定するものではない。本発明の１実施例において、一方の
ブランクの厚さは、約０．５０ミリメータ乃至約０．７５ミリメータであり、他
方のブランクの厚さは、約１．２５ミリメータ乃至約１．５０ミリメータである
。厚さが異なる例として、第１ブランク２０は、厚さが約０．７ミリメータのも
のが選ばれ、第２ブランク３０は、厚さが約１．４ミリメータのものが選ばれる
。第１及び第２ブランク２０、３０は、上記の寸法以外の厚さを有していてもよ
い。前述の例は、ワークの一部の剛性を増加させる必要がある場合の溶接ワーク
の製造に特に有効である。この例は、スチフナ、パッド、或いは他の構造支持体
をワークに追加した場合に起こりうるパートカウント或いは部品重量の増加を伴
わずに剛性を増加する必要がある場合に特に効果的である。

【００３４】 代表的な寸法が記述されているが、これは、本願の特定の実施例を説明するた
めに用いただけで、本願を限定するものではない。本願において、各種類の厚さ
の異なる鋼、スチール合金、及び他の材料が使用できることは当業者には理解で
きよう。

【００３５】 更なる例として、好適実施例は航空或いは自動車へ応用できることは容易に理
解できよう。航空への用途において、航空機の全体の重量及び製造コストを最小
限にするように重量及びパートカウントを可能な限り小さくして構造に剛性を備
えさせることが必要である。同様に、同じ部品を数百万個組み立てる自動車の製
造において、重量及びパートカウントを最小限にすることによって、素材に掛か
る費用及び製造時間を実質的に節約できる。図４を参照すると、引き抜き或いは
スタンピングされた車体パネル５０の製造に用いられる本願の好適実施例の改良
が施された代表的な溶接ワークが示されている。該車体パネル５０は、自動車製
造産業に使用されるような形状である。第１及び第２ブランク２０’、３０’は
、それぞれの接合縁を精密に剪断した後で、溶接シーム４０’に沿って互いに溶
接される。次いで、改良された溶接ワークにスタンピング或いは引き抜きを行い
所望の自動車の車体パネルの形状にする。

【００３６】 システムの開示 本発明は、既存のワークの改良と、改良されたワークの製造システム及びその
製造方法とを提供する。図５を参照すると、本発明は、自動溶接ワーク製造シス
テム１００を包含する。該システム１００は、ロボットで複数のブランクを取り
出し、少なくとも１つの精密に剪断された縁を該ブランクに形成し、該ブランク
を溶接し、出来上がった溶接物を検査し、ロボットが適切に溶接されたワークを
合格ステーションに出力し、ロボットが不適切に溶接されたワークを不良品ステ
ーションに出力するように形成されている。

【００３７】 溶接されるブランクは、複数個ある多関節アーム供給ロボットの少なくとも１
つによって、自動製造システム１００に供給される。自動製造システム１００は
、１以上の制御コンピュータ１０５を備えている。該制御コンピュータ１０５は
、システム１００を構成する各種装置及び該システムの部品に対して通信、監視
、及び／又は制御を行うように構成されている。図５乃至図９を参照すると、複
数のロボットステーションのうちの少なくとも１つが提供されている。該ロボッ
トステーションは、少なくとも第１ロボット供給ステーション１１０を備えてい
ることが好ましい。該第１ロボット供給ステーション１１０は、第１多関節アー
ム供給ロボット１２０を備えている。該ロボット１２０の動作速度は変更可能で
あり、実質的に２乃至実質的に５つの軸を有するロボットの関節は、約５乃至約
３６０°の範囲で、１次元、２次元、或いは３次元的な動作をすることができる
。好適な実施例では必要とされていないが、各ロボットを鉛直及び水平方向に伸
縮できるようにして、撓み性を増加させてもよい。第１ロボット１２０は、更に
、マニピュレータ１２５を備えている。該マニピュレータ１２５は、複数のブラ
ンク１３５の第１金属板ブランク１３０を取り外し可能に獲えて少なくとも２つ
の位置の間で該ブランクを輸送するように構成されている。多種の適当なロボッ
トが商業的に入手可能であり、そのようなロボットとして、オハイオ州ウェスト
・カーロルトン（West Carrolton）のモトマン社（Motoman, Inc.）より入手可
能なモデル・エスケー１２０（Model SK-120）産業ロボットがある。

【００３８】 好ましくは、第１ロボット１２０は、パレット上に置かれた複数のブランク１
３５を所有している第１の複数の供給パレット或いはスキッド１４０のうちの少
なくとも１つからブランク１３０を取る。典型的に、第１ロボットは、１つのス
キッドを１度で空にして、その後で、使用可能な隣のスキッドからブランクを除
去し始めるように構成されている。若しくは、スキッド１４０から所定数のブラ
ンク１３０を取り出した後で使用可能な隣のスキッド１４０からブランク１３０
を取り出し始めるように第１ロボット１２０を構成してもよい。若しくは、スキ
ッド１４０は、少量或いは空であることを自身で検出できるような構成でもよい
。これを実現するには、各スキッド１４０は、光センサ、重量検出機、ビデオ装
置、又はそれらの組み合わせたものを使用することによって残存するブランク１
３０の量が少ない或いはゼロか否かを決定する分量検出アセンブリ１４５を備え
る。分量が少ない或いはゼロであることが判断されると、検出アセンブリ１４５
は、第１ロボット１２０或いはいずれかの制御コンピュータ１０５に信号を伝送
する。それに反応して、第１ロボット１２０或いはいずれかの制御コンピュータ
１０５は、選択されているスキッドを使用不可にして、使用可能な隣のスキッド
１４０からのブランク１３０の取り出しを開始させる。空のスキッド１４０を再
充填する必要があることを管理責任者に警告するために、検出アセンブリ１４５
は、視覚的、可聴、或いは電子式のアラーム即ち信号を発生するようになってい
る。好適な実施例の変形例としては、分量検出アセンブリ１４５は第１ロボット
１２０のマニピュレータ１２５に取り付けられるようになっており、もって、検
出アセンブリ１４５は、スキッド１４０から次のブランクを取ろうとしたときに
、スキッドの分量が少ない或いは空であることを検出する。

【００３９】 安全上、第１ロボット供給ステーション１１０は、セーフティフェンス即ちパ
ーテーション１５０によって、実質的に包囲されている。該パーテーション１５
０は、第１ロボット供給ステーション１１０の作業領域内への侵入を検出する軽
量のカーテンアセンブリ、特別仕様のドア、又はそれら両者を備えている。パー
テーション１５０は、互いに離隔した軽量のカーテンセンサ１５５を備えている
。該カーテンセンサ１５５は、侵入発生の際、アラームの信号が発生するように
動作する。このような種類のセンサは、カリフォルニア州のフレモント（Fremon
t）のサイエンティフィック・テクノロジー社（Scientific Technologies, Inc.
）等の数多くの業者から商業的に入手可能である。アラームは、視覚式、音声式
、電子式、又はそれらの組み合わせたものである。アラームは警告を１回以上出
すように構成されている。まず、アラームは、個々の侵入者に視認可能或いは聞
こえるように警告する、或いは第１ロボット１２０に隣接した危険性のある領域
への侵入が起きていることを責任者に視認可能或いは聞こえるように警告する。
また、アラームは、第１ロボット１２０、いずれかの制御コンピュータ１０５、
或いはその両方に電子的な信号伝送を行い、第１ロボット供給ステーション１１
０への侵入が起きていることを伝える。侵入者が第１ステーション１１０の作業
領域に入った場合、第１ロボット１２０、制御コンピュータ１０５のうちのいず
れか、又はその両者は、更なるアラームを発生することができる。第１ロボット
１２０は、侵入者が損傷することを防止するために、動作を完全に停止すること
ができるようになっている。同様に、如何なる制御コンピュータ１０５も第１ロ
ボット１２０の動作を停止させるように構成でき、更に、システム１００の全体
の動作を停止させることができ、もって、侵入者が安全に第１ステーション１１
０から出ることができるようになっている。

【００４０】 更に、軽量のカーテンパーテーション１５０は、パレット上に置かれたブラン
ク１３５の各供給スキッド１４０に隣接する軽量のカーテンスキッド除去センサ
１６０を備えている。該センサは互いに離隔配置されている。除去センサ１６０
は、空或いは少量のスキッド１４０を除去して充填されたスキッド１４０と交換
するために作業者が供給スキッド１４０に接近して該スキッドに触れる際に、分
量検出アセンブリ１４５と協働してスキッド除去警告信号をロボット１２０或い
はいずれかの制御コンピュータ１０５に伝達する。スキッド１４０が空或いは少
量であることが予め認識されているときは、除去センサ１６０は、スキッド除去
信号を発生するか又は音を発しない。また、検出アセンブリ１４５がスキッド少
量或いは無量警告信号を発生させなくても、スキッド除去センサ１６０は、検出
アセンブリ１４５と同様に形成されており、隣の使用可能なスキッド１４０から
ブランク１３０を取り出す必要があることを第１ロボット１２０或いはいずれか
の制御コンピュータ１０５に警告する。従って、作業者は少量或いは空のスキッ
ド１４０の除去及び交換を容易に行うことができる。スキッド除去警告信号が発
生したとき、第１ロボット１２０は、複数ある他のスキッド１４０のなかの１つ
からブランク１３０を取り出すように構成されている。このようにして、システ
ム１００は、空或いは少量のスキッドが充填されたスキッドと交換されている間
、フルスピードで作業を継続することができる。

【００４１】 図５及び図９に示されているように、システム１００は、第２ロボット供給ス
テーション１７０を備えることができる。該第２ロボット供給ステーション１７
０は、例えば、第２ロボット１７５を具備している、といった第１ロボット供給
ステーション１１０の機能の一部或いは全部を備えるように構成されている。本
願の発明の限定を意図するものではなく、説明の都合上、第２ステーション１７
０は、第１ステーション１１０に隣接或いは該ステーション１１０から離隔して
いる。第２ステーション１７０は、例えば、第１ステーション１１０の各部品、
アセンブリ、及び機能を備えていてもよく、又、それらを組み合わせて構成して
もよい。第２ステーション１７０は、パレット上に配置された複数のブランク１
８５から第２金属板のブランク１８０を取り出すように構成されている。該ブラ
ンク１８５は複数の供給スキッド１９０に格納されている。以前と同様に、スキ
ッド１９０は、供給スキッド１４０の要素の一部或いは全部を有している。ブラ
ンク１８０の厚さはブランク１３０の厚さとほぼ等しいか或いは異なっていても
よい。

【００４２】 １以上のロボットステーション１２０、１７５は、精密搬送アセンブリ２００
に近接配置されている。該アセンブリ２００は、図５、図８及び図９から理解で
きるように、精密剪断機２１０を備えている。精密搬送アセンブリ２００は、ブ
ランク１３０、１８０等の複数のワークブランクを互いに対して精密に配置する
ように構成されている複数の精密副搬送機２２０、２２５及び実質的に平らなベ
ッド即ち予備成形支持ジグ２１５を備えるように構成されている。精密搬送機２
００は、ロボット供給ステーション１１０、１７０からブランク１３０、１８０
を受け取った後で、該ブランク１３０、１８０を取り外し可能に拘束するように
なっている。この拘束機構は、ブランク１３０、１８０を取り外し可能に保持す
るために、搬送アセンブリ２００即ち副搬送機２２０、２２５の周辺の搬送ベッ
ド２３０上に配置されている複数の真空装置、磁気的な装置、或いはクランプ装
置を備えてもよい。或いは拘束機構は、これらの装置の組み合わせでもよい。ブ
ランクを受け取り保持した後、搬送アセンブリ２００即ち副搬送機２２０、２２
５は、ブランク１３０、１８０を互いに対して精密に配置して、該ブランクを精
密剪断機２１０に隣接する切削位置即ち剪断位置に移動させる。搬送アセンブリ
２００、即ち副搬送機２２０、２２５は、それぞれ、搬送ベッド２１５の周辺に
駆動可能な配置アセンブリ２２８を備えている。該アセンブリ２２８は、１以上
のブランク１３０、１８０の外側部と係合する、即ち該外側部を押さえつけて、
該ブランク１３０、１８０の接合縁を対向且つ実質的に平行に配置させた状態で
、該ブランクを互いに且つ剪断機２１０に対して配置する。配置アセンブリ２２
８は、空気圧シリンダ、或いは商業上入手可能な産業用の空気、ニュードローリ
ック（pneudraulic system）システム、及び油圧システムで駆動されることが好
ましい。このような配置アセンブリを有する搬送機が数多くあり、それらは多く
の商業的な供給者から入手可能であり、上記の構成を有している好適な磁気的搬
送機はイリノイ州のＶＩＬマグネチック・コンベヤ・オブ・シカゴ社（VIL Magn
etic Conveyors of Chicago）から入手可能である。

【００４３】 好適な精密剪断機２１０は、各ブランク１３０、１８０から接合縁の一部を同
時に剪断するように構成されている（図示されていない）２つの剪断ダイ或いは
ブレードとそれに対応するプラテンを備えている。各ダイ及び対応するプラテン
の外側には、精密に切削された角の縁がある。該縁は互いに精密に整列配置して
おり、各ブランク１３０、１８０に精密に剪断された縁が形成される。各ダイ及
びプラテンは、複数の精密に切削された縁を備えるように組み立てられており、
もって、ダイ及びプラテンは、縁が摩耗して許容差を超えたとき、除去、反転、
即ち回転、及び交換される。このようにして、各ダイ及びプラテンは、その外側
にある角の縁を再び切削して精密且つ許容可能な縁を形成する前に、２回以上再
利用することができる。従って、各ダイ及びプラテンは、精密に切削された４つ
の縁を備えていることが好ましい。若しくは、精密に切削された２つの縁も使用
可能である。各ブランク１３０、１８０に精密に剪断された縁を形成するために
、各縁は切削されており、もって、剪断された縁は、互いに当接されて配置され
たとき、実質的に均一に接触して、その間に形成された隙間は最小となる。該隙
間は、約ゼロ乃至０．０８ミリメータである。

【００４４】 好ましくは、約１ミリメータ乃至約１０ミリメータがブランクから除去される
。更に好ましくは、約３ミリメータ乃至約５ミリメータが除去される。この量だ
け除去することによって、在庫にある未処理の材料の縁に存在する可能性のある
欠陥をなくすのに十分な量を除去することができる。また、少なくとも上記の量
だけ除去することによって、許容差の不均一を最小にして剪断を行うことができ
る。更に、精密に剪断された縁を互いに押圧する際、該縁は、その境界面にて、
実質的に均等に互いに接触し合って、対応してその間に形成される隙間は最小で
ある。両ブランク１３０、１８０の剪断が１つの工程にて実行できるので、２つ
のダイ及びプラテンを使用することによって効率が上がる。しかし、スループッ
トが少ない場合は、１つのダイ即ちブレードが適している。また、好適な精密剪
断機２１０は、ブランクが該機械２１０から移される前に、剪断によるかすを自
動的に除去する。本願発明の限定する意図ではなく説明の都合上、好適な油圧作
動式の２つのダイを備えている精密剪断機はイリノイ州のＶＩＬ・オブ・シカゴ
社（VIL of Chicago）から入手可能である。

【００４５】 ブランクの接合縁を剪断した後、搬送アセンブリ２００即ち副搬送機２２０、
２２５は、図５及び図９に示されるように、ブランク１３０、１８０を開放して
アイドルステーション、即ちキューイングステーション２３０に移動させる。キ
ューイングステーション２３０は、剪断されたブランクが溶接前に一時的に保管
されるように動作する。図示されていないが、別の実施例において、アイドルス
テーション２３０の代わりに、第１及び第２ロボット１２０、１７５の機能の一
部或いは全てを有している少なくとも１つの移動ロボットを用いてもよい。剪断
されたブランク１３０、１８０を一時的に保管することによって、他のブランク
の組を取り出して整列させて、精密剪断機２１０で剪断することができる。

【００４６】 レーザ溶接の開示 図５及び図１０に示されるように、第２搬送機２４０は、ブランク１３０、１
８０をスライド可能に再配置して、該ブランクをアイドルステーション２３０か
らレーザ溶接ガントリ３００の溶接ベッド３３０上まで移動させる。反射したレ
ーザのエネルギ即ちプラズマ、スパッタ（sputter）、及び他の残骸によって作
業者及び近くの設備が損傷を受けることがないように保護するために、レーザ溶
接ガントリ３００は閉ざされていることが好ましい。図５、図６ａ、及び図６ｂ
を参照すると、ガントリ３００は、数値で制御されるレーザ溶接機３５０を内蔵
している。該溶接機３５０は、ガントリ３００を横断するように形成されている
。該溶接機３５０は、レーザ溶接ヘッド３５５及びレーザ溶接検査装置４００を
内蔵している。自己内蔵型のレーザを使用できる例もあるが、本願の好適な実施
例においては、ケーブル支持トレー３９０内の光ファイバケーブル３６０を介し
て遠隔レーザユニット３８０によって電気が供給されるレーザ溶接ヘッド３５５
が使用されている。

【００４７】 レーザ溶接ガントリ３００は、レーザ溶接ベッド３３０の周辺において第２搬
送機２４０に後退可能に配置されている複数の押し体要素３０５を有している自
動位置調節及び方向システムを内蔵している。該押し体要素３０５は、ブランク
がレーザ溶接ベッド３３０上に移動するまで、通常、第２搬送機２４０内に後退
及び下降している。所定の位置に配置されると、配置アセンブリ３０５は駆動し
て上昇し、ブランク１３０、１８０の外側縁と取り外し可能に係合し、ブランク
を押して整列させる。従って、精密に剪断された縁が互いに実質的に平行に位置
決めされて互いに密着するように押圧され、もって、精密に剪断された該縁の間
に形成される隙間は最小となる。この配置アセンブリは、精密搬送機２００に採
用されているものと形状が類似していてもよい。該縁が位置決めされて互いに接
触した状態にあると、溶接ベッド３３０上にてガントリ３００の幅を実質的に横
断するように延びているクランプ機構３１０が配置され、溶接の際にブランク１
３０、１８０をベッド３３０に所定位置にて押し付けるために、複数のクランプ
部材３１５が下降して該ブランクに押圧される。

【００４８】 レーザ溶接機３５０は、溶接ガントリ３００に移動可能に取り付けられており
、制御コンピュータ１０５のいずれかを備えている適性にプログラムされたコン
ピュータによって数値制御されることが好ましい。溶接機３５０は、溶接の際に
ガントリ３００を横断するときに、正確な速度を維持するように制御される。溶
接機は、遠隔レーザパワーユニット３８０に光ファイバケーブル３６０によって
接続されているレーザ溶接ヘッド３５５を備えている。図２、図３ａ、図３ｂ、
図６ａ、図６ｂ、図６ｃ、図７を参照すると、溶接ヘッド３５５は、溶接ビード
シーム４０、４０’を形成することによってブランク１３０、１８０の精密に剪
断された縁を溶接するべく、該精密に剪断された縁の周辺領域を照射するレーザ
ビーム３７０を放ち、ブランク１３０、１８０の精密に剪断された縁の間に形成
される最小の隙間３８にビーム３７０が入射して集中するように構成されている
ことは理解できよう。

【００４９】 各種溶接に対して多種のレーザの商業的な利用が可能である。しかし、本願の
目的から、（単体若しくは２重光ファイバを対応して備えている）単体若しくは
ジュアルセル固体非パルス連続レーザを使用することが好ましい。該レーザとし
ては、例えば、ネオジムがドープされた硬質合成イットリウムアルミニウムざく
ろ石レーザ（Ｎｄ−ＹＡＧ）がある。好ましくは、レーザは、少なくとも約２．
５乃至約３．０キロワットの定格の出力電力を有する。該レーザは、レーザ溶接
ヘッド３５５にて少なくとも約２．３乃至約２．８キロワットの電力出力を発生
できることが好ましい。レーザ溶接ヘッド３５５にて発生する出力が約２．４キ
ロワットであるとより好ましい。好適なＮｄ−ＹＡＧレーザとしては、ミシガン
州のリボニア（Livonia）のルモニクス社（Lumonics, Inc.）より入手可能なモ
デル・ＬＷ−８・レーザ・ブランク・ウェルダー（Model LW-8 Laser Blank Wel
der）がある。同様に、電力で出力されたガス及びパルスレーザは、特定の範囲
の電力を発生させることができるのであれば使用してもよい。単体セル、単体光
ファイバが図面に示されているが、ジュアルセルレーザも同様の効果があり、そ
の場合、レーザ溶接機３５０のスループットが上昇する。

【００５０】 ガスジェット３８５は、レーザ溶接機の一部であり、ガス流は、レーザビーム
３７０の進行方向に沿って前方に流れて、レーザビームに照射されている縁の領
域に辿り着く。ガスジェット３８５は、溶接のガス汚染を低減する、理想的には
該ガス汚染を無くすジェット流を発生させて、プラズマシールディングエフェク
ト（plasma shielding effect）を最小にする。ガスジェットは、アルゴン、ヘ
リウム、或いは窒素等の数ある不活性ガスのいずれかであることが好ましい。該
ガスジェットは溶接領域の下面に当てられて溶接部分を更に保護する。発生した
ジェット流が前方に流れることによって、プラズマクラウド（plasma cloud）及
び他の溶接による残骸を前方向並びにレーザ溶接機３５５及び該溶接機の近傍に
ある部品から離れる方向に”吹き飛ばす”。該近傍にある部品とは、以下で説明
する検査装置等である。

【００５１】 図６ｂ及び図６ｃを特に参照すると、レーザビーム３７０は、ブランクのシー
ム即ち境界面と交差して、ブランクの上面を照射するように集中する。ビーム３
７０は、ブランク１３０、１８０の表面に直交する鉛直方向に対して複合角度で
延びている。複合角度は、”リーディング”成分と”リーニング”成分とを含ん
でいる。鉛直方向は、図６ｂ及び図６ｃの”Ａ”で示される基準座標系の”Ｙ”
方向によって示されている。”Ｘ”方向は、溶接の際、ガントリ３００を横断す
る入射レーザビーム３７０の前方向を示している。図６ｂを参照すると、レーザ
ビーム３７０のリーディング角度成分は、”Θ”（シータ）で示され、”Ｙ”軸
方向から測定される。好ましくは、リーディング角度Θは、約５度乃至１５度で
あり、７度乃至１２度だと更に好ましく、約１０度が最も好ましい。

【００５２】 リーディング角度は重要な機能を幾つか果たす。リーディング角度Θは、入射
するレーザのエネルギが反射してレーザ溶接ヘッド３５５内に入り込んでレーザ
ユニットに達することを防ぐ。次に、リーディング角度Θによって、レーザ溶接
ヘッド３５５は、溶接が行われる表面上の点を断熱材で覆うことができる。これ
によって、溶接ヘッド３５５が溶接の際にプラズマクラウド、溶接のスパッタ及
び残骸に接触することを防ぐことができる。３番目に、リーディング角度Θによ
って、溶接シーム領域を照射するレーザビームスポットの形状が変化する。通常
、ビームがワーク表面に直交する場合、溶接ビームスポットは円形である。しか
し、円形の溶接スポットの場合、エネルギ密度が非常に高くなり、レーザビーム
３７０の進行速度の調節しただけでは制御し難い溶接の問題を引き起こす。従っ
て、鉛直方向とレーザビーム３７０の入射方向との間に角度を形成することによ
って、レーザビームスポットが照射された表面上に楕円形状を形成することが判
った。該楕円の長軸はレーザビームスポットの進行方向、即ち図６ｂのＸ方向に
実質的に平行である。楕円形状は、比較的大きい領域に拡がることによって、照
射された表面上におけるエネルギ密度は減少する。レーザビームスポットの効果
的なエネルギ密度が減少することによって、溶接シームを横断するレーザビーム
スポットの進行速度等の１の溶接パラメータの違い等によって溶接過程を良好に
制御することができる。このような技術は、Mumbo-Caristanに付与された米国特
許第５５９５６７０号等の米国特許公報に数多く記載されており、本願では、こ
れらを参考文献として本書に含めることとする。

【００５３】 図６ｃを参照すると、基準座標系Ａは、Ｙ方向を図６ｂと同じ方向にして表示
している。”Ｚ”方向はブランク１３０、１８０の横方向を指している（Ｚ方向
は上向きであり図６ｂの平面から突出している）。図６ｃにおいて、Ｘ方向は、
上に向かって図面から突出している。複合レーザビーム角度のリーニング角度成
分は、”γ”（ガンマ）で示される。角度γは約１乃至約１０度が好ましく、３
乃至７度だとより好ましく、約５度が最適である。このリーニング角度γによっ
て、レーザビームスポットには楕円形状が提供される。角度γによる該楕円の長
軸は、ビームスポットの進行方向及び図６ｂのＸ方向に実質的に直交する。ほぼ
同じ厚さを有するブランク同士を溶接する際、ビームスポットは、ブランクの溶
接シームの両側に位置する互いに実質的に等しい領域に照射するように集中して
配置される。しかし、実質的に厚さの異なるブランクを溶接するとき、リーニン
グ角度γは、楕円形状のレーザビームスポットの断面積の約１５乃至３０％、好
ましくは約２５％が厚さの大きいブランク（図２の参照符号３５を参照）の突出
した鉛直面上に精密に形成されるように設定されている。該ビームスポットの残
りの部分は、厚さの小さいブランクに照射されることは理解できよう。

【００５４】 所望のリーディング角度及びリーニング角度を用いた状態で、レーザ溶接機３
５０の速度によって制御される最適な溶接ビードシームを形成するレーザビーム
スポットがブランクを横断する速度は、毎分約４乃至約１０メートルが好ましく
、毎分約７メートルが更に好ましい。これらの溶接パラメータを用いて、少なく
とも長さが３０インチであり、約９０００ポンドを越える引っ張り強さを有する
溶接シームを備えている溶接ワークが形成される。

【００５５】 従来の気体パルス炭酸ガスレーザで可能な速度よりも速い速度で厚さの異なる
素材を溶接する際のＮｄ−ＹＡＧの機能に関するデータが存在せず、上記の角度
及び速度は実験によって得られたものであり、幅広い検査及び誤差実験に基づい
ている。溶落ち、割れ、気孔等のレーザ溶接における変形を最小にするような上
述のパラメータが発見された。

【００５６】検査システムの開示 レーザ溶接システム１００は、また、図６ａ及び図６ｂに示されているように
、レーザ溶接検査及び品質管理装置４００を内蔵していることが好ましい。該装
置４００は、ガントリ３００のレーザ溶接機アセンブリ３５０と協働するように
取り付けられている。図６ａ及び図６ｂにおいて、図示されたレーザ溶接検査装
置４００は、溶接作業の際、レーザ溶接機３５０とともに移動するようにガント
リ３００に取り付けられている。

【００５７】 レーザ溶接ヘッド３５５がレーザビーム３７０を発してワーク１３０、１８０
間のシーム４０を照射すると、溶融溶接池４０２がレーザビーム３７０の焦点４
０４にて発生する。レーザビーム３７０及び溶接池４０２がシーム４０を横断す
るときに、溶接ビードが形成される。レーザ溶接検査装置４００は、画像獲得装
置、即ちＣＣＤ或いはハイシャッタスピードビデオカメラ（high shutter speed video camera）等の視覚センサ４１０を使用している。本願発明の限定ではな
く、説明の都合上、視覚センサ４１０は、例えば、カナダのモントリール（Mont
real）のモジュラー・ビジョン・システムズ（Modular Vision Systems）より入
手可能なモデルＭＶＳ−５（model MVS-5）カメラである。本願の他の実施例に
おいては、視覚センサは自走可能で自身を支持する構造体を有するようにしてい
るが、好ましくは、視覚センサ４１０は、カメラ取り付けブラケット４２０等の
構造体を用いてレーザ溶接ヘッド３５５の後方に取り付けられる。視覚センサ４
１０は、レーザ流の焦点４０４の後方にて所定距離４２５の位置にて溶接路に焦
点を当てている。レーザ４０４の焦点と視覚センサ４３０の焦点との間の距離４
２５は、視覚センサ４１０によって得られる画像が完全に固化した溶接ビードを
映し出すように、選択されている。本発明の好適な実施例において、距離４２５
は、約７５ミリメータ乃至約２００ミリメータの範囲にある。約１００ミリメー
タ乃至約２００ミリメータの間が更に好ましい。更に好ましい距離４２５として
は約１５０ミリメータである。視覚センサ４１０は、特定の角度”φ”（ファイ
）だけ傾いて取り付けられている。角度φは、図のＸ方向として示される移動方
向に向かって約５乃至約１０度であることが好ましい。本願の好適な実施例にお
いて、視覚センサ４１０の視界は、検査される溶接サイズに基づいて変更できる
が、約５ミリメータＸ約５ミリメータである。

【００５８】 視覚センサ４１０は、レーザ溶接ヘッド３５５の線速度及び検査される溶接ビ
ード特有の特徴等を考慮して所定時間間隔で溶接ビードの画像を捉えるように構
成されている。本発明の１の好適な実施例において、視覚センサ４１０は、毎分
約６メートルの線速度で移動しながら、４ミリメータ移動する毎に約１つの画像
を捉える。

【００５９】 検査される溶接の代表的な断面を図３ａに示す。ブランク１３０、１８０は、
厚さが異なるものが選ばれている。該ブランク１３０、１８０は、例えば綱板金
属ブランク等の素材から形成されている。ブランクは、本紙表面に直交する長さ
のシームを介して接合されている。ブランク１３０、１８０は、レーザ溶接機３
５０を用いて溶接によって接合されている。レーザビーム３７０の過度な熱がブ
ランク間のシーム４０に接触するので、融合領域４４０が形成される。この融合
領域が冷却されると、溶接ワークの上面及び下面上には溶接ビードが形成される
。

【００６０】 図７は、本発明のシステムのソフトウェアに含まれている代表的な比較手順を
示している。レーザ溶接ヘッド３５５がシームに沿って移動すると、そのすぐ後
を視覚センサが追って完全な状態で形成された溶接ビードの画像を所定間隔で見
せる。視覚センサで捉えた画像は、例えば制御コンピュータ１０５のうちのいず
れかのコンピュータのように、選択されたコンピュータに電子的に伝達される。
該コンピュータは、画像処理のハードウェア、ソフトウェア或いはその両方を兼
ね揃えた画像処理機を内蔵している。画像処理機は、画像を分析して溶接ビード
の縁を決定する。画像処理機は、次いで、以下で詳細に述べられる予め選択され
た幾つかの寸法領域にて画像を測定する。画像の測定は、まず最初に、ビード幅
Ａ及び上部の不整合の大きさＢ（図３ａ）に対して行われる。ビード幅Ａ及び上
部の不整合の大きさＢを算出した後、画像処理機は、上凹部の大きさＣ及び上凸
部の大きさＤに関して画像を測定する。また、選択されたコンピュータ、その他
のコンピュータ１０５のいずれか、或いはその両者は、画像処理機と電子通信即
ち電子的に通じている状態で、ハードウェア若しくはソフトウェア成分又はその
両者を有している画像コプロセッサ（coprocessor）を内蔵している区分け装置
を備えている。該区分け装置は、画像処理機と協働してビード幅Ａ、上部の不整
合の大きさＢ、上凹部の大きさＣ、及び上凸部の大きさＤの値と、許容可能な溶
接パラメータ及び寸法の値を示す対応基準画像、値、或いはその両者と、を比較
する。

【００６１】 各選択された寸法領域の比較が終了すると、区分け装置は、溶接の品質を判定
し、溶接されたワークが合格か不合格かを決定する。溶接ビード画像の選択され
た特性が所定の合格溶接パラメータ及び寸法の限度を超えていない、と判断され
た場合、溶接は合格であるとして信号が発生する。画像が所定の合格溶接パラメ
ータ及び寸法を逸脱している、と判断された場合、溶接は不合格であるとして信
号が発生する。信号は、溶接部品に施される次の適正なる機械加工過程を開始す
るために使用してもよい。例えば、該信号は、以下で述べられる除去ステーショ
ン５１０及び合格ワークスキッド５３０或いは不合格ワークスキッド５４０に送
るための多関節アームロボット５２０に送信される。

【００６２】 図７の手順で示されるように、本発明の好適な実施例において、捉えた画像及
び基準画像が４つの特定の寸法領域において示された。図３ａに戻ると、これら
の寸法領域が、ビード幅Ａ、上部の不整合の大きさＢ、上凹部の大きさＣ、そし
て上凸部の大きさＤとして示されている。

【００６３】 ビード幅Ａは溶接ビード４４５の縁を形成する境界点間の距離である。該幅Ａ
は、ワーク１３０、１８０の上面のシームの長さに直交する軸に沿って測定され
る。

【００６４】 図３ａに示されるように、ワーク１３０、１８０は、下面同士が同一平面内に
位置するように、並べられることが好ましい。ワークの厚さが実質的に異なる場
合、上部の不整合の大きさＢがブランク１３０の上面とブランク１８０の上面と
の高低差として存在する。上部の不整合の大きさＢが図３ａに示されているが、
ワークは実質的に同じ厚さを有するものでもよく、その場合、上面同士及び下面
同士はそれぞれ同一平面内にある。この場合、隣接するワーク表面間の不整合の
大きさを考慮する必要がない。

【００６５】 また画像は、一方のブランク或いは厚さの異なるブランクを使用しているとき
は薄い方のブランク１３０の上面から測定される上凹部の大きさＣで比較される
。該上凹部の大きさＣは溶接ビード４４５が沈んだ深さの最大値である。上凹部
の大きさＣの測定の基準面は、ワーク１３０、１８０の整列状態及び厚さに基づ
いて変更可能である。

【００６６】 比較を行うために選ばれる第４の寸法領域は上凸部の大きさＤである。上凸部
の大きさＤは溶接ビード４４５の高さの最大値であり、ブランクの上面或いは厚
さの異なるブランクを使用する場合は厚い方のブランク１８０の上面から測定さ
れる。上凹部の大きさＣと同様、上凸部の大きさＤの測定の基準面はワーク１３
０、１８０の整列状態及び厚さに基づいて変更可能である。

【００６７】 図３ａに示される実施例において、溶接ビード４４５の画像は全て上記のワー
クから視覚センサ４１０によって得られる。しかし、ワーク１３０、１８０の下
面に沿って形成されている溶接ビード４５０の一部を見せるための視覚センサを
追加して利用することが他の実施例で可能であることは理解できよう。溶接ビー
ドの分析において、寸法の比較を行うために他の領域を使用してもよい。それら
には、図３ａに示されるルート幅Ｅ、下凹部の大きさＦ、及び下凸部の大きさＧ
が含まれている。更に、本願のジュアルセルレーザの形成に使用するために視覚
センサを追加してもよく、もって、ジュアルレーザ溶接ヘッドのそれぞれが協働
して、溶接ビードの１以上のセグメントを検査することができる。ルート幅Ｅは
溶接ビード４５０の縁を形成する２つの境界点の間の距離であり、ワークの下面
に形成されたシームの長さに直交する軸に沿った長さである。

【００６８】 図３ｂに示されているように、ブランク１３０、１８０は、整列しており、そ
れぞれのブランクの上面及び下面同士は同一平面内にない。この状況において、
一方のブランクの下面と他方のブランクの下面との高さの差である下部の不整合
の大きさＨが存在する。下部の不整合の大きさも寸法の比較する領域として選択
することができる。

【００６９】 図３ａを再び参照すると、下凹部の大きさＦが、ワーク１３０、１８０の下面
より下に向かう溶接ビード４５０の深さの最大値として示されている。ワークの
下面から測定される溶接ビード４５０の高さの最大値を調べてもよい。これによ
って得られる測定値は下凸部の大きさＧである。

【００７０】 以上、選択した寸法を比較する工程を本発明の好適実施例の代表的な順序で示
した。しかし、上述の工程は他の順序でもよく、上記の順序は一例であり本願を
限定するものではない。更に、比較及び分析の手順は、上記寸法領域の特定の数
或いは上記寸法領域の特定の組み合わせに限定されることはない。本願の範囲内
で、検査工程を追加してもよく、既存の工程を削除してもよい。

【００７１】 既存の寸法比較領域を採用したり、新しい領域を作り出したり、或いは両方を
利用する新しい基準画像を作り出してもよい。基準画像は、寸法比較の各領域に
設定される調節可能な許容差領域を有してもよい。このようにして、特定の条件
下での使用に際して、それぞれ異なる基準画像が存在することになる。

【００７２】 視覚センサ４１０によって捉えられた溶接ビードの画像を表示するために、既
に知られているような視覚表示モニタを画像処理盤、制御コンピュータ１０５の
いずれか、或いはその両者に接続してもよい。例えば、所定のパラメータのグラ
フィックオーバーレイ（graphic overlay）を使用して、寸法比較領域の許容差
領域或いは基準画像を表示するために、モニタを追加して接続してもよい。また
、システムは、溶接ビードの分析結果によって命令された際、捉えた画像を以後
の分析及び比較用に保管する目的で信号を制御コンピュータ１０５のいずれか等
の他の設備に送るために通信盤を採用してもよい。

【００７３】 本願において、溶接ビードの画像は鮮明であることが非常に重要である。従っ
て、視覚センサ４１０を汚染から保護することが必要である。視覚センサ４１０
はレーザ溶接ヘッド３５５から後方に所定の距離４２５（図６ｂ）離れて保持さ
れているが、視覚センサ４１０は、プラズマ、溶接スパッタ、及び他の残骸の影
響を受けるくらい十分溶接池に接近している。溶接の際に溶接池４０２から放出
されるプラズマ、煙、及び液体金属の粒子（スパッタ）は視覚センサ４１０に進
入して損傷を与える可能性がある。従って、このような損傷を防止する手段を使
用することが好ましい。本発明の好適な１実施例において、圧縮空気流４８５が
横断するように流れて浮遊する残骸を反らして視覚センサから遠ざける。圧縮空
気流以外で同等な機能を発揮するものとして使用可能なものは、レーザ溶接ヘッ
ド３５５に使用されているガスジェット３８５、フィルタ、或いは真空手段等で
ある。

【００７４】 図５及び図１１を参照すると、出口搬送ステーション５００は、自動溶接シス
テム１００の一部として示されている。該ステーション５００は、第２搬送機２
４０と協働して溶接されたワークをレーザ溶接ベッド３３０から除去ステーショ
ン５１０に移動させる出口搬送機５０５を備えている。除去ステーションは、上
記ロボット１２０、１７５の特徴のいずれか或いは全てを備えており、該ロボッ
ト１２０、１７５に形状が類似している多関節ロボット５２０を備えている。レ
ーザ溶接の検査において溶接されたワークが合格であるか不合格であるかで、除
去ロボット５２０は、出口搬送機５０５からワークを除去して複数ある合格スキ
ッド５３０のどれか或いは不合格スキッド５４０に載せる。不合格である部品の
量が傾向としては非常に少なく、不合格のワークを直ぐに除去して検査すること
が望ましいので、不合格のワークをスキッドに載せる必要がない。この場合、不
合格スキッド５４０は、重力ローラ搬送機或いは自動溶接システム１００からワ
ークを除去する他の手段と交換してもよい。作業者の安全のため、出口搬送ステ
ーション５００は、供給ステーション１１０と同様に構成されて、安全柵即ちパ
ーテーション５４５で包囲されている。該パーテーション５４５は、軽量のカー
テンアセンブリ或いは特別なドア、或いはその両者で構成されており、出口ステ
ーション５００の作業領域内への侵入を検知する。更に、合格スキッド、不合格
スキッド或いはその両者は、供給ステーション１１０に関連して述べた機能と同
じ機能を有する軽量のカーテン５５５に包囲されている。

【００７５】 （産業上の利用可能性） 以上、本発明は、比較的安価に製造できて、部品が少なくて、比較的軽量であ
る構造的な改良が施されたワークによって、かつて達成することのできなかった
切なる要望を満たしていることは理解できよう。また、本発明は、既存のワーク
及びその製造方法が抱えている望ましくない特徴、不備、欠点を克服するワーク
等の製造方法の要望を叶えている。溶接されるワークを照射するために複合角度
だけ傾いて該ワークに向かうレーザビームから成る溶接ガントリの新規な構成に
よって、本発明は、自動車産業界の要望に応えている。溶接ガントリは、溶接の
際にレーザ溶接機と共に移動する検査装置で構成できる。検査装置は、溶接ビー
ドの画像を捉えて、該画像を画像処理盤に伝送する。次いで、各種溶接ビードの
パラメータは、区分け装置によって基準値と比較される。溶接ビードの全パラメ
ータが許容差内にあるとき、ワークは合格とみなされて合格ワークスキッドに移
される。溶接ビードの全パラメータが許容差内にないとき、ワークは不合格とみ
なされて不合格ワークスキッドに移される。溶接ガントリは、ガス流等の溶接ヘ
ッド及び／又は検査装置用保護手段で構成できる。

【００７６】 本発明は、金属板ブランクを搬送システムに輸送するロボットと、搬送システ
ムと、精密剪断装置と、レーザ溶接ガントリと、搬送機から溶接されたワークを
輸送するロボットと、から成る自動システムを使用することによって、自動車産
業界からの改良されたワークの要求に応えている。

【００７７】 上記実施例及び変形例と、その他の記載されていない自明な本発明の実施例と
、それらの均等例は、個々又は組み合わせて実現させてもよい。本発明の特定の
好適な実施例を図示して説明したが、本発明の趣旨及び範囲を逸脱しないような
各種の変形例及びその組み合わせが可能であり、その変形例、組み合わせ、及び
均等例は全て上記の特許請求の範囲にて包含されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例において製造された溶接ワークの縮小平面図

【図２】 溶接する前のワークの図１の２−２線部分拡大断面図

【図２ａ】 図２のワークの寸法の一例を示す図

【図３】 溶接した後のワークの図１の３−３線部分拡大断面図

【図３ａ】 本発明の別実施例における図３のワークの概略図

【図３ｂ】 本発明の別実施例における下面同士が整合していない図３のワークの概略図

【図４】 図１のワークから製造されたスタンピングされた車体パネルの縮小斜視図

【図５】 本発明のレーザ溶接されたワークを製造するシステムのレイアウトを示す縮小
平面図

【図６ａ】 図５の６−６線の示す方向に見た場合の代表的なレーザ溶接ガントリ、レーザ
溶接機、及びレーザ溶接検査装置の拡大前面図

【図６ｂ】 レーザビームの複合角度のリーディング角度成分を示している図６ａの一部の
拡大詳細図

【図６ｃ】 レーザビームの複合角度のリーニング角度成分を示している図６ｂの６ｃ−６
ｃ線断面図

【図７】 図５、図６ａ、図６ｂの制御コンピュータ、レーザ溶接検査装置、或いはその
両者による比較手順の一例のフロー図

【図８】 本発明の製造システムの複数の供給スキッドと供給ロボットアームと軽量カー
テンとを示している図５の一部の拡大図

【図９】 本発明の製造システムの複数の供給スキッドと供給ロボットアームと磁気搬送
機の一部と精密剪断機の一部とを示している図５の一部の拡大図

【図１０】 本発明の製造システムの第２搬送機と溶接ガントリとレーザ溶接ヘッドとワー
ク配置機とを示している図５の一部の拡大図

【図１１】 本発明の製造システムの出口搬送機と出口ロボットアームと複数の合格ワーク
スキッドと不合格ワークスキッドとを示している図５の一部の拡大図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ダーリン・モリス アメリカ合衆国 43078 オハイオ、アー バナ、ステイト・ルート・トゥエンティナ イン 7529 (72)発明者 フランク・ゴッドシル アメリカ合衆国 43040 オハイオ、メア リーズヴィル、ホンダ・パークウエイ 24000 Ｆターム(参考） 3C033 BB03 HH05 HH30 PP07 4E068 BE00 BE02 CA01 CA08 CA14 CA15 CA17 CC02 CD16 CE11 DA14 DB01

Claims (69)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接されたワークであって、 少なくとも１つの第１精密剪断縁を有しており、第１の厚みを有している金属
   板ストックの第１ブランクと、 少なくとも１つの第２精密剪断縁を有しており、前記第１の厚みとは異なる第
   ２の厚みを有している金属板ストックの第２ブランクと、 前記第１精密剪断縁と前記第２精密剪断縁とを恒久的に接合しているレーザ溶
   接シームと、 から成り、 前記第１及び第２ブランクの前記第１精密剪断縁と前記第２精密剪断縁との間
   に形成される隙間が最小となるように、前記第１精密剪断縁と前記第２精密剪断
   縁とは、溶接される前に、整列していることを特徴とする溶接されたワーク。
2. 【請求項２】 前記最小の隙間は、実質的ゼロ乃至０．０８ミリメータであ
   ることを特徴とする請求項１に記載の溶接されたワーク。
3. 【請求項３】 前記最小の隙間は、実質的０．０４ミリメータであることを
   特徴とする請求項１に記載の溶接されたワーク。
4. 【請求項４】 前記ブランクの一方は、厚さが実質的０．５０ミリメータ乃
   至実質的０．７５ミリメータであり、前記ブランクの他方は、厚さが実質的１．
   ２５ミリメータ乃至実質的１．５０ミリメータであることを特徴とする請求項１
   に記載のワーク。
5. 【請求項５】 前記ブランクの一方は、厚さが実質的０．７ミリメータであ
   り、前記ブランクの他方は、厚さが実質的１．４ミリメータであることを特徴と
   する請求項１に記載のワーク。
6. 【請求項６】 前記第１及び第２ブランクは、綱材料で形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載のワーク。
7. 【請求項７】 前記溶接シームは、少なくとも実質的３０インチであり、実
   質的９０００ポンドを越える引っ張り強さを有することを特徴とする請求項１に
   記載のワーク。
8. 【請求項８】 前記レーザ溶接シームは、連続波Ｎｄ−ＹＡＧレーザで作ら
   れており、前記最小の隙間に対するレーザビームの角度は複合角度であり、５乃
   至１５度のリーディング角度Θと１乃至１０度のリーニング角度γとを有してお
   り、 前記レーザビームは、接合縁の間に形成されている隙間の周辺に実質的に集中
   して楕円形状のスポットとなり、 前記レーザビームの前記楕円形状のスポットの断面の実質的７５％は、前記ブ
   ランクの一方に入射することを特徴とする請求項１に記載のワーク。
9. 【請求項９】 自動車を製造する際に使用される溶接されたワークであって
   、 各々が少なくとも１つの精密剪断縁を備えて形成されており、互いに厚さが異
   なる第１及び第２金属板ブランクと、 少なくとも１つの前記精密剪断縁に沿って前記ブランクを固定接合している連
   続波レーザ突きあわせ溶接シームと、 から成り、 前記精密剪断縁同士を当接させて配置した際、前記ブランクは、最小の隙間を
   形成することを特徴とするワーク。
10. 【請求項１０】 前記金属板ブランクは、綱材料で形成されていることを特
    徴とする請求項９に記載のワーク。
11. 【請求項１１】 前記シームは、非パルス連続Ｎｄ−ＹＡＧレーザで溶接さ
    れており、前記最小の隙間に対するレーザビームの角度は複合角度であり、５乃
    至１５度のリーディング角度Θと１乃至１０度のリーニング角度γとを有してお
    り、 前記レーザビームは、接合縁の間に形成される隙間の周辺に実質的に集中して
    楕円形状のスポットになり、 前記レーザビームの前記楕円形状のスポットの断面積の実質的７５％は前記ブ
    ランクの一方に入射することを特徴とする請求項９に記載のワーク。
12. 【請求項１２】 前記第１及び第２ブランクは、互いに同一平面内にある表
    面を少なくとも１つ有している請求項９に記載のワーク。
13. 【請求項１３】 前記第１及び第２ブランクの平坦な外表面は同一平面内に
    ないことを特徴とする請求項９に記載のワーク。
14. 【請求項１４】 溶接されたワークを製造する方法であって、 第１の厚みを備えており、少なくとも１つの第１精密剪断縁を有している金属
    板ストックの第１ブランクを選択するステップと、 少なくとも１つの第２精密剪断縁を有しており、前記第１の厚みとは異なる第
    ２の厚みの金属板ストック材料で形成されている第２のブランクを選択するステ
    ップと、 シームをレーザ溶接して前記第１及び第２精密剪断縁を恒久的に接合する接合
    するステップと、 から成り、 溶接される前に、前記第１精密剪断縁と第２精密剪断縁との間に最小の隙間を
    形成するために、前記第１及び第２精密剪断縁は前記第１及び第２ブランクにそ
    れぞれ形成されていることを特徴とする方法。
15. 【請求項１５】 溶接されたワークを製造するシステムであって、 複数の金属板ブランクの各接合縁の少なくとも１つを精密剪断するために、少
    なくとも１つの下部スタンピングプラテンと協働する少なくとも１つの上部スタ
    ンピングダイを備えて構成されている精密剪断装置と、 前記精密剪断装置から離隔配置され、レーザ溶接ベッドを有しており、搬送機
    を介して前記精密剪断装置に接続されている溶接ガントリと、 前記溶接ガントリに移動可能に取り付けられているレーザ溶接機と、 から成り、 前記搬送機は、前記剪断装置から剪断されたブランクをスライド可能に受け取
    り、前記剪断されたブランクを前記レーザ溶接ベッド上に移動させ、更に、前記
    搬送機は、前記ブランクの剪断された前記縁を解放可能に位置決めして、前記剪
    断された縁を密着するように当接させた状態で前記溶接ベッドに平坦に解放可能
    に押しつけて最小の隙間を形成するように作動可能なクランプ及び位置決めアセ
    ンブリを備えており、 前記レーザ溶接機は、遠隔レーザパワーユニットによって電気が供給されて前
    記ブランクを前記隙間に沿って溶接して溶接ビードシームを形成するために前記
    隙間に入射して集中するレーザビームを放つ溶接ヘッドを有しており、前記レー
    ザビームは前記最小の隙間に対して複合角度だけ傾いていることを特徴とするシ
    ステム。
16. 【請求項１６】 溶接されたワークを製造するシステムであって、 レーザ溶接ベッドを有して複数の金属板ブランクをスライド可能に受け取るた
    めの搬送機を備えるように構成されている溶接ガントリと、 前記溶接ガントリに移動可能に取り付けられているレーザ溶接機と、 前記溶接ガントリにスライド可能に連結しているレーザ溶接検査装置と、 から成り、 前記金属板ブランクは、それぞれ、少なくとも１つの精密剪断された接合縁を
    備えて形成され、前記搬送機は、前記ブランクを前記レーザ溶接ベッド上に移動
    させるように構成され、前記ブランクの前記接合縁を解放可能に位置決めして、
    前記接合縁を密着するように当接させた状態で前記溶接ベッドに平坦に解放可能
    に押しつけて最小の隙間を形成するように動作可能なクランプ及び位置決めアセ
    ンブリを備えており、 前記レーザ溶接機は、遠隔レーザパワーユニットによって電気が供給されて前
    記ブランクを前記隙間に沿って溶接して溶接ビードシームを形成するために前記
    隙間に複合角度で入射して集中するレーザビームを放つ溶接ヘッドを有しており
    、 前記レーザ溶接検査装置は前記溶接ビードを検査するように動作可能であるこ
    とを特徴とするシステム。
17. 【請求項１７】 溶接されたワークを製造するシステムであって、 複数の金属板ブランクの各接合縁を精密剪断するために、少なくとも１つの下
    部スタンピングプラテンと協働する少なくとも１つの上部スタンピングダイを備
    えて構成されている精密剪断装置と、 前記精密剪断装置から離隔配置され、搬送機を備えるように構成されている溶
    接ガントリと、 前記溶接ガントリに移動可能に取り付けられているレーザ溶接機と、 前記溶接ガントリにスライド可能に連結しているレーザ溶接検査装置と、 から成り、 前記搬送機は、レーザ溶接ベッドを有し、剪断された前記ブランクを前記精密
    剪断装置からスライド可能に受け取って前記レーザ溶接ベッド上に移動させるよ
    うに構成され、前記搬送機は、前記ブランクの前記接合縁を解放可能に位置決め
    して、前記接合縁を密着するように当接させた状態で前記溶接ベッドに平坦に解
    放可能に押しつけて最小の隙間を形成するように動作可能なクランプ及び位置決
    めアセンブリを備えており、 前記レーザ溶接機は、遠隔レーザパワーユニットによって電気が供給されて前
    記ブランクを前記隙間に沿って溶接して溶接ビードシームを形成するために前記
    隙間に複合角度で入射して集中するレーザビームを放つ溶接ヘッドを有しており
    、 前記レーザ溶接検査装置は前記溶接ビードを検査するように動作可能であるこ
    とを特徴とするシステム。
18. 【請求項１８】 前記レーザ溶接機はジュアルセルレーザアセンブリを備え
    ていることを特徴とする請求項１５に記載の溶接されたワークを製造するシステ
    ム。
19. 【請求項１９】 前記レーザ溶接機はＮｄ−ＹＡＧレーザから成ることを特
    徴とする請求項１５に記載の溶接されたワークを製造するシステム。
20. 【請求項２０】 前記レーザビームは、前記接合縁の間に形成される前記隙
    間周辺にて実質的に集中して楕円形状スポットになることを特徴とする請求項１
    ５に記載の溶接されたワークを製造するシステム。
21. 【請求項２１】 前記レーザビームの前記楕円形状のスポットの断面積の実
    質的７５％は前記ブランクのうちの１つに入射することを特徴とする請求項２０
    に記載の溶接されたワークを製造するシステム。
22. 【請求項２２】 前記複数のブランクのうち少なくとも２つは、実質的に厚
    さが異なることを特徴とする請求項１５に記載の溶接されたワークを製造するシ
    ステム。
23. 【請求項２３】 前記複数のブランクのうち少なくとも２つは、実質的に厚
    さが等しいことを特徴とする請求項１５に記載の溶接されたワークを製造するシ
    ステム。
24. 【請求項２４】 前記最小の隙間は実質的ゼロ乃至０．０８ミリメータであ
    ることを特徴とする請求項１５、１６、又は１７に記載の溶接されたワークを製
    造するシステム。
25. 【請求項２５】 前記最小の隙間は実質的０．０４ミリメータであることを
    特徴とする請求項１５、１６、又は１７に記載の溶接されたワークを製造するシ
    ステム。
26. 【請求項２６】 前記レーザ溶接機は調節されて、レーザビームは前記隙間
    に対して入射角を有しており、前記入射角は、前記ブランクに実質的に直交する
    鉛直方向から離れる方向に形成され、実質的にリーディング方向に実質的５乃至
    実質的１５度であることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の溶接されたワ
    ークを製造するシステム。
27. 【請求項２７】 前記複合角度は、５乃至１５度のリーディング角度Θと、
    １乃至１０度のリーニング角度γと、を有しており、 前記レーザビームは、前記接合縁の間に形成される前記隙間の周辺にて実質的
    に集中して楕円形状のスポットになり、 前記レーザビームの前記楕円形状のスポット断面積の実質的７５％は前記ブラ
    ンクのうちの１つに入射することを特徴とする請求項１６に記載の溶接されたワ
    ークを製造するシステム。
28. 【請求項２８】 前記レーザ溶接機は調節され、前記レーザビームは前記隙
    間に対して入射角を有しており、前記入射角は前記ブランクに実質的に直交する
    鉛直方向から離れる方向に形成され、前記隙間は、厚みの大きい方の前記ワーク
    から実質的１乃至実質的１０度だけ実質的に傾く方向に形成されていることを特
    徴とする請求項２２に記載の溶接されたワークを製造するシステム。
29. 【請求項２９】 前記レーザビームは前記隙間に沿って移動して毎分実質的
    ４乃至実質的１０メートルの速度で前記溶接ビードシームを形成することを特徴
    とする請求項２７に記載の溶接されたワークを製造するシステム。
30. 【請求項３０】 前記レーザビームは前記隙間に沿って移動して毎分実質的
    ７メートルの速度で前記溶接ビードシームを形成することを特徴とする請求項２
    ９に記載の溶接されたワークを製造するシステム。
31. 【請求項３１】 溶接されたワークを製造するシステムであって、 パレット上に置かれた金属板ブランクの複数の供給スキッドのうちの少なくと
    も１つから少なくとも１つのブランクを取るように構成されている少なくとも１
    つの多関節アーム供給ロボットと、 精密剪断装置と、 前記精密剪断装置から離隔配置されている溶接ガントリと、 前記溶接ガントリに移動可能に取り付けられているレーザ溶接機と、 前記溶接ガントリにスライド可能に連結しているレーザ溶接検査装置と、 出口搬送機と、 多関節アーム出口ロボットと、 から成り、 前記各ブランクは少なくとも１つの接合縁を備えて形成されており、前記多関
    節アーム供給ロボットは前記ブランクを磁気的搬送機上の載置位置まで輸送し、 前記磁気的搬送機は、複数の前記ブランクのうちの少なくとも２つのブランク
    を前記供給ロボットから受け取り、搬送ベッド上に精密配置し、前記ブランクは
    、予め近接配置されており、前記接合縁は互いに実質的に平行であり、前記磁気
    的搬送機は、配置された前記ブランクを所定位置に解放可能に拘束し、前記配置
    されたブランクを前記載置位置から剪断位置まで移動させるように構成されてお
    り、 前記精密剪断装置は前記磁気的搬送機の前記剪断位置の周辺に配置されており
    、前記接合縁のうちの少なくとも１つを精密剪断するために、少なくとも１つの
    下部スタンピングプラテンと協働する少なくとも１つの上部スタンピングダイを
    備えて構成され、 前記溶接ガントリは、レーザ溶接ベッドを有する第２搬送機を備えて構成され
    ており、前記第２搬送機は、アイドルステーションを介して前記磁気的搬送機と
    連結しており、前記第２搬送機は、前記アイドルステーションから剪断された前
    記ブランクをスライド可能に受け取り、前記レーザ溶接ベッド上まで移動させ、
    前記第２搬送機は、前記ブランクの前記接合縁を解放可能に位置決めして、前記
    接合縁を密着するように当接させた状態で前記溶接ベッドに平坦に解放可能に押
    しつけて最小の隙間を形成するように動作可能なクランプ及び位置決めアセンブ
    リを備えており、 前記レーザ溶接機は、遠隔レーザパワーユニットによって電気が供給されて前
    記ブランクを前記隙間に沿って溶接して溶接ビードシームを形成するために前記
    隙間に入射して集中するレーザビームを放つ溶接ヘッドを有しており、 前記レーザ溶接検査装置は、前記溶接ビードを検査するように動作可能であり
    、 前記出口搬送機は、前記第２搬送機に連結しており、前記レーザ溶接ベッドか
    ら溶接された前記ワークを除去するように構成されており、 前記多関節アーム出口ロボットは、前記ワークを前記出口搬送機から出口ステ
    ーションまで移動させるように構成されており、前記出口ステーションは、複数
    の合格ワークスキッドのうちの１つ又は不合格ワークスキッドから選択されるこ
    とを特徴とするシステム。
32. 【請求項３２】 前記システムは、更に、少なくとも１つの軽量カーテンセ
    ンサスキッド除去センサを備えている軽量カーテンパーテーションから成り、前
    記軽量カーテンセンサスキッド除去センサは前記複数の供給スキッドの少なくと
    も１つに隣接しており、除去を検出すると、スキッド除去信号を発生させるよう
    に動作可能であることを特徴とする請求項３１に記載の溶接されたワークを製造
    するシステム。
33. 【請求項３３】 溶接されたワークを製造する方法であって、 精密剪断装置を用いて複数の金属板ブランクの各接合縁を精密剪断するステッ
    プと、 搬送機上にて前記精密剪断された複数のブランクを前記精密剪断装置から溶接
    ガントリのレーザ溶接ベッドまで同時に移動させるステップと、 前記ブランクを精密配置して前記精密剪断された縁を圧縮及び当接させた状態
    で位置決めするステップと、 前記ブランクの前記接合縁を密着するように当接させた状態で前記溶接ベッド
    に平坦に押しつけて最小の隙間を形成するステップと、 前記縁をレーザ溶接してビード状シームを形成して前記ブランクを恒久的に接
    合するステップと、 から成り、前記精密剪断装置は、剪断作業を行うべく少なくとも１つの下部ス
    タンピングプラテンと協働する少なくとも１つの上部スタンピングダイを備えて
    構成されていることを特徴とする方法。
34. 【請求項３４】 溶接されたワークを製造する方法であって、 それぞれが少なくとも１つの精密剪断された縁を備えて形成されている複数の
    ブランクを選択するステップと、 溶接ガントリのレーザ溶接ベッド上に前記ブランクを精密配置して、前記精密
    剪断された縁を互いに押圧するように当接した状態で位置決めするステップと、 前記ブランクの接合縁を密着するように当接させた状態で前記溶接ベッドに平
    坦に押しつけて前記縁の間に最小の隙間を形成するステップと、 前記縁をレーザ溶接してビード状シームを形成して前記ブランクを恒久的に接
    合するステップと、 前記溶接ガントリにスライド可能に連結しているレーザ溶接検査装置で前記溶
    接のビードを検査するステップと、 から成る方法。
35. 【請求項３５】 複数のワークを溶接するレーザ溶接機であって、 精密剪断された縁を備えて形成されており実質的に平坦で互いに隣接する複数
    のワークの間に形成される最小の隙間にレーザビームを移動して放つように構成
    されているレーザ溶接ヘッドから成り、前記縁は互いに当接して配置されており
    、前記レーザ溶接ヘッドは、前記縁の間に溶接ビードシームを形成することによ
    って前記縁を溶接するように動作可能であり、 前記レーザビームは、前記ワークに実質的に直交する鉛直方向に対して測定さ
    れる複合角度で前記隙間に入射し、前記複合角度は、実質的に前記レーザ溶接ビ
    ームの移動方向へのリーディング角度成分と、実質的に前記隙間に直交して前記
    鉛直方向から前記ブランクの１つに向かう方向へのリーニング成分と、を含んで
    いることを特徴とするレーザ溶接機。
36. 【請求項３６】 前記ブランクは実質的に同じ厚さであることを特徴とする
    請求項３５に記載のレーザ溶接機。
37. 【請求項３７】 前記ブランクは実質的に厚さが異なることを特徴とする請
    求項３５に記載のレーザ溶接機。
38. 【請求項３８】 前記リーディング角度成分は、実質的５乃至実質的１５度
    であることを特徴とする請求項３５に記載のレーザ溶接機。
39. 【請求項３９】 前記リーディング角度成分は、実質的１０度であることを
    特徴とする請求項３５に記載のレーザ溶接機。
40. 【請求項４０】 前記リーニング角度成分は、実質的３乃至実質的７度であ
    ることを特徴とする請求項３５に記載のレーザ溶接機。
41. 【請求項４１】 前記リーニング角度成分は、実質的５度であることを特徴
    とする請求項３５に記載のレーザ溶接機。
42. 【請求項４２】 前記レーザビームは、前記ブランクに集中して、前記レー
    ザビームの断面積の実質的７５％は前記隙間の一側及び前記ブランクのうちの１
    つに入射することを特徴とする請求項３５に記載のレーザ溶接機。
43. 【請求項４３】 前記最小の隙間は、実質的ゼロ乃至０．０８ミリメータで
    あることを特徴とする請求項３５に記載のレーザ溶接機。
44. 【請求項４４】 前記最小の隙間は、実質的０．０４ミリメータであること
    を特徴とする請求項３５に記載のレーザ溶接機。
45. 【請求項４５】 前記レーザビームは非パルス連続レーザによってエネルギ
    が供給されることを特徴とする請求項３５に記載のレーザ溶接機
46. 【請求項４６】 前記レーザビームは、Ｎｄ−ＹＡＧレーザによってエネル
    ギが供給されることを特徴とする請求項４５に記載のレーザ溶接機。
47. 【請求項４７】 マルチセルレーザ溶接機であって、 精密剪断された縁を備えて形成されており平坦で互いに隣接する複数のワーク
    の間に形成される複数の最小の隙間にレーザビームを移動して放つようにそれぞ
    れが構成されている複数のレーザ溶接ヘッドから成り、前記縁は互いに当接して
    配置されており、前記レーザ溶接ヘッドは、前記縁の間に溶接ビードシームを形
    成することによって前記縁を溶接するように動作可能であり、 前記レーザビームは、前記ワークに実質的に直交する鉛直方向に対して測定さ
    れる複合角度で前記隙間に入射し、前記複合角度は、実質的に前記レーザビーム
    の移動方向へのリーディング角度成分と、実質的に前記隙間に直交して前記鉛直
    方向から前記ブランクの１つに向かう方向へのリーニング成分と、を含んでいる
    ことを特徴とするマルチセルレーザ溶接機。
48. 【請求項４８】 前記レーザビームは、前記隙間に沿って移動して、毎分実
    質的４乃至実質的１０メートルの速度で前記溶接ビードシームを形成することを
    特徴とする請求項３５又は４７に記載のレーザ溶接機。
49. 【請求項４９】 前記レーザビームは、前記隙間に沿って移動して、毎分実
    質的７メートルの速度で前記溶接ビードシームを形成することを特徴とする請求
    項３５又は４７に記載のレーザ溶接機。
50. 【請求項５０】 レーザ溶接検査システムであって、 レーザ溶接装置と、 レーザ溶接ビードの画像を捉える画像獲得装置と、 前記画像獲得装置と電子通信しており、前記画像獲得装置によって捉えられた
    前記レーザ溶接ビードの画像の少なくとも１つの寸法を測定する画像処理装置と
    、 前記画像処理装置と電子通信しており、前記画像処理装置によって測定された
    前記レーザ溶接ビードの画像の前記少なくとも１つの寸法の値と基準値とを比較
    してレーザ溶接部の質を判定する区分け装置と、 から成るシステム。
51. 【請求項５１】 前記画像獲得装置は前記レーザ溶接装置に取り付けられて
    おり、前記レーザ溶接装置とともに移動することを特徴とする請求項５０に記載
    のシステム。
52. 【請求項５２】 前記画像獲得装置は、前記レーザ溶接装置に依存せずに移
    動可能であることを特徴とする請求項５０に記載のシステム。
53. 【請求項５３】 前記画像獲得装置はビデオカメラであることを特徴とする
    請求項５０に記載のシステム。
54. 【請求項５４】 前記レーザ溶接ビードの前記少なくとも１つの寸法は、ビ
    ード幅と、上部の不整合の大きさと、上凹部の大きさと、上凸部の大きさと、ル
    ート幅と、下部の不整合の大きさと、下凹部の大きさと、下凸部の大きさと、か
    ら成るグループから選択されることを特徴とする請求項５０に記載のシステム。
55. 【請求項５５】 前記ビード幅の寸法と、前記上部の不整合の大きさの寸法
    と、前記上凹部の大きさの寸法と、前記上凸部の大きさの寸法と、前記ルート幅
    の寸法と、前記下部の不整合の大きさの寸法と、前記下凹部の大きさの寸法と、
    前記下凸部の大きさの寸法と、前記グループから選択された寸法の組み合わせと
    は、前記画像処理装置によって測定されることを特徴とする請求項５４に記載の
    システム。
56. 【請求項５６】 前記画像処理装置によって測定された前記寸法の組み合わ
    せは、それぞれ、前記測定された寸法の組み合わせに対応する基準値と前記区分
    け装置によって比較されることを特徴とする請求項５５に記載のシステム。
57. 【請求項５７】 前記システムは、更に、溶接の後で検査される溶接された
    ワークから成ることを特徴とする請求項５０に記載のシステム。
58. 【請求項５８】 前記ワークは、実質的に厚さが同じであるブランクを溶接
    したものであることを特徴とする請求項５７に記載のシステム。
59. 【請求項５９】 前記ワークは、実質的に厚さが異なるブランクを溶接した
    ものであることを特徴とする請求項５７に記載のシステム。
60. 【請求項６０】 前記ブランクは、整列して配置され、前記ブランクの下面
    同士は溶接後に同一平面内に配置されることを特徴とする請求項５９に記載のシ
    ステム。
61. 【請求項６１】 前記ブランクは、整列して配置され、前記ブランクの上面
    同士は溶接後に同一平面内に配置されることを特徴とする請求項５９に記載のシ
    ステム。
62. 【請求項６２】 前記ブランクは、整列して配置され、前記ブランクの上面
    同士及び下面同士は溶接後に同一平面内に配置されていないことを特徴とする請
    求項５９に記載のシステム。
63. 【請求項６３】 前記システムは、更に、第２画像獲得装置から成り、前記
    画像獲得装置は溶接されたワークの下面にある溶接ビード画像を捉えるように配
    置されていることを特徴とする請求項５０に記載のシステム。
64. 【請求項６４】 レーザ溶接部を検査する方法であって、 レーザ溶接ビードの画像を捉えるステップと、 前記レーザ溶接ビードの画像の少なくとも１つの寸法を測定するステップと、 前記レーザ溶接ビードの画像の前記少なくとも１つの寸法の値と基準値とを比
    較して前記レーザ溶接部の質を判定するステップと、 から成る方法。
65. 【請求項６５】 前記レーザ溶接ビードの前記少なくとも１つの寸法は、ビ
    ード幅と、上部の不整合の大きさと、上凹部の大きさと、上凸部の大きさと、ル
    ート幅と、下部の不整合の大きさと、下凹部の大きさと、下凸部の大きさと、か
    ら成るグループから選択されることを特徴とする請求項６４に記載の方法。
66. 【請求項６６】 前記ビード幅の寸法と、前記上部の不整合の大きさの寸法
    と、前記上凹部の大きさの寸法と、前記上凸部の大きさの寸法と、前記ルート幅
    の寸法と、前記下部の不整合の大きさの寸法と、前記下凹部の大きさの寸法と、
    前記下凸部の大きさの寸法と、前記グループから選択された寸法の組み合わせと
    は、画像処理装置によって測定されることを特徴とする請求項６４に記載の方法
    。
67. 【請求項６７】 前記画像処理装置によって測定された前記寸法の組み合わ
    せは、前記測定された寸法の組み合わせに対応する基準値と区分け装置によって
    比較されることを特徴とする請求項６６に記載の方法。
68. 【請求項６８】 前記方法は、更に、 前記区分け装置によって判定された前記レーザ溶接部の質に基づいて信号を発
    生させるステップと、 前記信号を出力して溶接されたワークの質を認識するステップと、 から成ることを特徴とする請求項６４に記載の方法。
69. 【請求項６９】 前記方法は、更に、 前記溶接されたワークをレーザ溶接機から除去するステップと、 前記レーザ溶接部の質に基づいて選択した場所に前記ワークを配置するステッ
    プと、 から成る請求項６８に記載の方法。