JP2004050296A - レーザ溶接機の溶接状態確認装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接時に発生する閃光等から作業員の眼を保護しながら，溶接部位をリアルタイムで肉眼により確認できるレーザ溶接機の溶接状態確認装置を提供すること。
【解決手段】溶接ヘッドからレーザビームを対象物に照射して溶接を行うレーザ溶接機において：溶接ヘッドに連結され，レーザ溶接時に発生する閃光を遮断する閃光遮断板３０と；閃光遮断板３０に設けられ，溶接ヘッドによるレーザビームの発射タイミングに応じて開閉し，溶接部位を拡大表示する溶接状態確認用保護窓４０と；溶接ヘッドによるレーザビームの発射を制御するトリガパルス信号と同期化され，溶接状態確認用保護窓の開閉を制御する開閉パルス信号を発生する開閉制御手段と；を備えることを特徴とするレーザ溶接機の溶接状態確認装置が提供される。かかる構成により，溶接時に発生する強力な閃光から眼を保護するとともに，溶接状態を肉眼でリアルタイム確認することができる。
【選択図】図１

Description

　本発明は，レーザ溶接機またはスポット溶接機に関し，特に，かかる溶接機において溶接部位の状態をリアルタイムで確認するための溶接状態確認装置に関する。

　一般に，溶接方法としては，多様な手法があるが，近年，スポット溶接の代わりにレーザを使用して溶接するレーザ溶接が登場してきた。

　レーザ溶接機（Ｌａｓｅｒ　Ｗｅｌｄｉｎｇ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ）は，電気を溶接対象物に印加して，溶接ヘッドを接触させて溶接する接触式スポット溶接機とは異なり，非接触式の高速溶接を実現しようとする溶接機である。このレーザ溶接機は，レーザ発振器が発振したレーザビームを，このレーザ発振器および他の構成部品がともに内蔵されている溶接ヘッド内で，出力調整レンズおよび複数のプリズム等を通過させた上で，溶接対象物に照射することができ，精密な溶接を可能とするように設計されている。かかるレーザ溶接においては，レーザビームの進行軸線に対する上記出力調整レンズの角度を変化させることによって，レーザビームの出力が調整されている。

　かかる非接触式レーザ溶接機または接触式スポット溶接機によりレーザビームまたは電気を利用して溶接対象物を溶接する場合，閃光，プラズマなどの強力な光が発生する。特に，１秒当りに１回から数回のビーム発射によって精密溶接を行う上記レーザ溶接機においては，強力な光によって作業者が溶接部位を肉眼で確認しながら溶接することができない。

　従って，最近，自動化生産ラインにおいてレーザ溶接またはスポット溶接の際に溶接の有無を確認するための溶接確認装置が開発され，製品化されている。

　この溶接確認装置は，出力側に接触され，レーザ溶接またはスポット溶接を行う時に接点が連結されてスイッチング信号を出力するリレースイッチと，上記リレースイッチが出力したスイッチング信号が入力され，作業者に対して溶接の行われた回数を表示する表示部と，を備えている。自動化生産ラインにおいては，設定されたプログラムによって自動的にレーザ溶接またはスポット溶接を行うロボットが，各所に設置されている。上記溶接確認装置は，このロボットにそれぞれ設けられ，上記溶接が行われた回数のみを作業者に知らせるものである。

　しかしながら，上記従来の溶接確認装置は，自動化生産ラインにおいて，ロボットがスポット溶接またはレーザ溶接を行う度に，溶接が行われた回数だけを作業者に対して表示するものであった。このため，作業者は，ロボットによって溶接対象物が良好に溶接されているか否か（溶接状態）を確認することができないという問題があった。よって，ロボットが大量の溶接対象物に対して溶接を完了した後，次の作業者は，溶接対象物の溶接部位を一つ一つ肉眼で確認し，溶接不良である場合，ロボットを再度制御して再溶接を行う必要があり，不便であった。さらに，溶接対象物を再溶接する場合には，当該溶接部位が良好に溶接されないため，結局，溶接対象物の溶接部位が損傷してしまうという問題もあった。

　特に，ロボットではないレーザ溶接機を用いて手動で精密溶接を行う場合には，作業者は，溶接に伴って二次的に発生する閃光，プラズマなどの強力な光が原因で，溶接を行いながら実際の溶接の進行状態を肉眼で確認することができなかった。このため，溶接完了後，溶接対象物の溶接部位を肉眼で確認しなければならず，再度レーザ溶接および確認という作業を繰り返しながら溶接作業を行わなければならなかった。従って，レーザ溶接の長所である非接触式高速溶接が実現できなくなってしまうだけでなく，溶接作業を行いながら溶接状態を確認することができないため，溶接が精密でなく不規則になってしまうという問題点があった。

　従って，上記のような問題点を解決するとともに，費用の面では廉価であり，かつ，信頼性の面では溶接状態を肉眼によりリアルタイムで確認することが可能なレーザ溶接機の溶接状態確認装置が希求されている。

　本発明は，上記のような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，レーザ溶接または一般の溶接等を行う時に，二次的に発生する強力な閃光等から作業者の眼を保護しながら，溶接部位の状態を肉眼でリアルタイムに確認することが可能な，新規かつ改良されたレーザ溶接機の溶接状態確認装置を提供することにある。

　上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，溶接ヘッドからレーザビームを対象物に照射して溶接を行うレーザ溶接機において：溶接ヘッドに連結され，レーザ溶接時に発生する閃光を遮断する閃光遮断板と；閃光遮断板に設けられ，溶接ヘッドによるレーザビームの発射タイミングに応じて開閉し，溶接部位を拡大表示する溶接状態確認用保護窓と；溶接ヘッドによるレーザビームの発射を制御するトリガパルス信号と，トリガパルス信号と同期化され，溶接状態確認用保護窓の開閉を制御する開閉パルス信号とを発生する開閉制御手段と；を備えることを特徴とする，レーザ溶接機の溶接状態確認装置が提供される。

　かかる構成により，溶接ヘッドからパルス状のレーザビームが発射されるごとに，そのビーム発射タイミングと同期化された開閉パルス信号により溶接確認用保護窓を閉じて，溶接時に発生する強力な閃光を遮断できる。一方，１回のレーザビーム発射が終了するごとに，溶接確認用保護窓を開けて，溶接後の対象物の溶接状態をリアルタイムで表示することができる。換言すると，少なくとも，パルス状のレーザビームが対象物に照射され閃光が発生しているときには，溶接状態確認用保護窓は閉じられ，一方，レーザビームが発射されておらず閃光が発生していないときには，溶接状態確認用保護窓は開放される。このため，溶接状態確認用保護窓は，閃光が発生していないときのレーザ溶接後の溶接部位を断続的にリアルタイムで表示できる。このため，作業員は，溶接部位の状態を肉眼によりリアルタイムで確認できるとともに，レーザ溶接時に発生する強力な閃光を直接目視することにより眼を痛めることはない。また，手動溶接の際には，精密な溶接を行うことができ，溶接作業の便利性および安定性に寄与する。

　また，上記閃光遮断板は，溶接ヘッドに設けられたフレキシブルアームに着脱可能に連結されるようにしてもよい。

　また，上記溶接状態確認用保護窓は，閃光遮断板の溶接部位側に設けられた第１の保護部材と；閃光遮断板の溶接部位側とは他側に設けられた第２の保護部材と；第１の保護部材と第２の保護部材との間に配設され，溶接部位を拡大表示する拡大レンズと；第１の保護部材と第２の保護部材との間に配設され，溶接時に有害波長の光を反射させるフィルタレンズと；拡大レンズまたはフィルタレンズのうち第２の保護部材側に配設されているレンズと第２の保護部材との間に配設され，開閉制御手段からの開閉パルス信号に基づいて開閉を繰り返しながら，溶接部位を表示するシャッタ手段と；を備えるように構成してもよい。

　かかる構成により，第１および第２の保護部材は，溶接状態確認用保護窓の内部にある各種のレンズやシャッタ手段が，溶接によって生じた飛散物等から保護できる。また，拡大レンズは，用溶接対象物の溶接部位を拡大した光学像を提供できる。また，フィルタレンズは，有害波長の光を遮断して，この有害な光がシャッタ手段に表示されることを防止できる。また，シャッタ手段は，少なくともレーザビームが照射され閃光が生じているときには，当該閃光を表示しないように溶接状態確認用保護窓を閉め，一方，レーザビームが照射されていないときには，溶接状態確認用保護窓を開けて，溶接部位を表示することができる。

　また，第１および第２の保護部材は，保護ガラス板で構成してもよい。また，フィルタレンズは，拡大レンズと第２の保護部材との間に配設されるようにしてもよく，シャッタ手段は，フィルタレンズと第２の保護部材との間に配設されるようにしてもよい。また，シャッタ手段は，ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）シャッタとしてもよい。これにより，溶接状態確認用保護窓が液晶表示窓になる。

　また，上記開閉制御手段は，レーザ溶接を開始するための開始信号を発生するトリガスイッチと；開始信号に応じて動作電源を供給する電源制御部と；電源制御部から供給される電源によって，開閉制御手段全体を制御する制御部と；制御部により制御され，パルス信号を発生するパルス信号発生部と；電源制御部から供給される電源，およびパルス信号発生部から入力されるパルス信号に基づいて，トリガパルス信号を生成するトリガパルス信号生成部と；電源制御部から供給される電源に基づいて，トリガパルス信号と同期化された開閉パルス信号を生成し，溶接状態確認用保護窓に出力する開閉パルス信号生成部と；を備えるように構成してもよい。

　また，上記溶接状態確認用保護窓を閉じるよう制御する開閉パルス信号のパルス幅は，トリガパルス信号のパルス幅より長時間であるように構成してもよい。

　さらに，上記トリガパルス信号のパルス幅が０．５〜２０ｍｓである時には，溶接状態確認用保護窓を閉じるよう制御する開閉パルス信号のパルス幅は，３０ｍｓであるように構成してもよい。

　また，上記閃光遮断板の対象物側に設けられ，溶接部位を照らす照明手段をさらに備えるように構成してもよい。

　また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，溶接ヘッドからレーザビームを対象物に発射して溶接を行うレーザ溶接機において，（１）上記溶接ヘッドに設けられたフレキシブルアームに着脱可能に連結され，レーザ溶接時に発生する閃光を遮断する補助閃光遮断板と，（２）上記補助閃光遮断板の略中央に配設され，上記溶接ヘッドのレーザビーム発射周期と同期して開閉され，溶接時に有害波長を遮断しながら溶接部位を拡大表示する溶接確認用保護窓（溶接確認保護眼鏡）と，（３）上記溶接ヘッドからレーザビームが発射されるようにトリガパルス信号を発生するとともに，上記溶接確認用保護窓の開閉を行うために上記トリガパルス信号と同期化された開閉パルス信号を発生する開閉制御手段とを備えるレーザ溶接機の溶接状態確認装置が提供される。

　また，上記溶接確認用保護窓は，上記補助閃光遮断板の上面および底面に対してそれぞれ突出して設置された上側および第１の保護部材と，上記第１の保護部材上に配設され，上記溶接部位を拡大する拡大レンズと，上記拡大レンズの上部に配設され，溶接時に有害波長の光を反射させるフィルタレンズと，上記第２の保護部材とフィルタレンズとの間に配設され，上記開閉制御手段から発生した開閉パルス信号によって開閉を繰り返しながら上記溶接部位をリアルタイムで表示するＬＣＤシャッタとを備えるようにしてもよい。

　また，上記開閉制御手段は，レーザ溶接のための開始信号を発生するトリガスイッチと，上記トリガスイッチの開始信号によって動作電源を発生する電源制御部と，上記電源制御部から供給される電源によってシステムの全体動作を制御するマイクロプロセッサと，上記マイクロプロセッサの制御によってレーザパルスを発生するパルス信号発生部と，上記電源制御部およびパルス信号部からそれぞれ提供される電源およびパルス信号によって発振し，レーザビームを発射するためのトリガパルス信号を発生する発振ランプ電源部と，上記電源制御部から提供される電源によって上記トリガパルス信号と同期化された開閉パルス信号を発生して上記溶接確認用保護窓に出力するシャッタ同期駆動電源部とを備えるようにしてもよい。

　また，上記開閉パルス信号の閉じ時間は，上記トリガパルス信号の幅より長くしてもよい。さらに，上記トリガパルス信号の幅が０．５〜２０ｍｓである時，上記開閉パルス信号の閉じ時間は，３０ｍｓであるようにしてもよい。

　以上説明したように本発明によれば，溶接ヘッドからのビーム発射タイミングと同期させて，溶接確認用保護窓を開閉することにより，溶接時に発生する強力な閃光から作業員の眼を保護することができるとともに，溶接部位をリアルタイムで好適に表示できる。このため，作業員は，肉眼により溶接部位の状態をリアルタイムで確認することができる。また，手動での溶接時には，精密な溶接が可能になるとともに，溶接作業の利便性およびレーザ使用時の安全性を得ることができる。

　以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

　（第１の実施の形態）
　まず，本発明の第１の実施形態にかかるレーザ溶接機の溶接状態確認装置について説明する。なお，図１は，本実施形態にかかるレーザ溶接機のフレキシブルアームに取り付けられた溶接状態確認装置を概略的に示す平面図である。また，図２は，図１に示したレーザ溶接機の溶接状態確認装置を概略的に示す側面図である。また，図３は，図２に示したレーザ溶接機の溶接状態確認装置を示す拡大断面図である。

　図１〜図３に示すように，本実施形態にかかるレーザ溶接機の溶接状態確認装置は，例えば，マグネット部１０と，第１および第２のフレキシブルアーム２０，２２と，方向転換支持具１２と，閃光遮断板３０と，第１および第２の照明灯６０，６２と，溶接確認用保護窓４０と，開閉制御部７０と，から構成される。

　マグネット部１０は，例えば，その磁力により，溶接ヘッド（図示せず。）に着脱可能に装着される。また，第１および第２のフレキシブルアーム２０，２２は，内部には電気的信号を伝達するためのケーブル５０が収容されている。この第１のフレキシブルアーム２０は，一端部がマグネット部１０に例えば略垂直に固定され，他端部が方向転換支持具１２に連結される。また，第２のフレキシブルアーム２２は，一端部が方向転換支持具１２に連結され，他端部が閃光遮断板３０に連結されている。方向転換支持具１２は，第１のフレキシブルアーム２０と第２のフレキシブルアーム２２との間に介在し，第２のフレキシブルアーム２２を支持するとともに，第２のフレキシブルアーム２２を方向転換させることができる。

　閃光遮断板３０は，例えば略長方形状を有する遮断板であり，第２のフレキシブルアーム２２の端部に着脱可能に連結される。この閃光遮断板３０は，レーザ溶接時に発生する閃光を遮断することできる。かかる閃光遮断板３０は，ケーブル５０と電気的に連結されており，溶接確認用保護窓４０等に開閉パルス信号および電源等を伝達できる。また，第１および第２の照明灯６０，６２は，本実施形態にかかる照明手段として構成されており，例えば，閃光遮断板３０の底面両側に結合され，ケーブル５０を介して供給される電源によって光を照射して，溶接部位を照明することができる。

　溶接確認用保護窓４０は，例えば，閃光遮断板３０の例えば略中央部分を略円形に開口するようにして配設されており，上記溶接ヘッドのレーザビーム発射タイミングと同期して開閉し，溶接時に生ずる閃光を遮断しながら，溶接部位を拡大して表示することができる。作業員はこの溶接確認用保護窓４０を覗き込んで溶接部位の状態確認をすることができる。

　開閉制御部７０は，溶接ヘッドからレーザビームを発射させるために，トリガパルス信号を発生する。また，この開閉制御部７０は，溶接確認用保護窓４０の開閉を行うために，上記トリガパルス信号と同期した開閉パルス信号を発生し，ケーブル５０を介して溶接確認用保護窓４０に出力する。

　ここで，溶接確認用保護窓４０について詳細に説明する。溶接確認用保護窓４０は，例えば，閃光遮断板３０に設けられた開口部であり，この開口部の形状に応じた複数のレンズおよび開閉シャッタなどを備える。この溶接確認用保護窓４０は，例えば，図２および図３に示すように，例えば，上・下側保護ガラス４２，４６と，拡大レンズ４３と，フィルタレンズ４４と，ＬＣＤシャッタ４５と，から構成される。

　上側保護ガラス４２および下側保護ガラス４６は，本実施形態にかかる第２および第１の保護部材として構成されている。この上・下側保護ガラス４２，４６は，例えば，それぞれ閃光遮断板３０の上面および底面に対して突出するように配設され，溶接時に破片などから内側にある各部を保護する機能を有する。なお，閃光遮断板３０の上面とは，例えば前記閃光遮断板３０の溶接対象物側（溶接部位側）の面であり，閃光遮断板３０の底面とは，閃光遮断板３０の溶接対象物側とは反対側の面である。

　拡大レンズ４３は，例えば凸レンズなどで構成され，下側保護ガラス４２の内側（上部側）に装着されており，レーザ溶接される対象物の溶接部位を拡大することができる。フィルタレンズ４４は，拡大レンズ４３の上部側に配設されている。このフィルタレンズ４４は，その表面に反射材料がコーティングされているので，溶接時に発生する有害波長の光を反射して遮断することができる。

　ＬＣＤシャッタ４５は，本実施形態にかかるシャッタ手段として構成されており，上側保護ガラス４６とフィルタレンズ４４との間に配設される。このＬＣＤシャッタ４５は，ケーブル５０を介して入力される開閉パルス信号によって，開閉を繰り返しながら，溶接部位をリアルタイムで液晶表示することができる。

　次に，開閉制御部７０について詳細に説明する。開閉制御部７０は，図４に示すように，例えば，トリガスイッチ７１と，電源制御部７２と，マイクロプロセッサ７３と，パルス信号発生部７４と，発振ランプ電源部７５と，シャッタ同期駆動電源部７６と，から構成される。

　トリガスイッチ７１は，作業者の操作に応じて，レーザ溶接を行うための開始信号を発生する。また，電源制御部７２は，上記開始信号に応じて動作電源を供給する。マイクロプロセッサ７３は，本実施形態にかかる制御部として構成されており，電源制御部７２から供給される動作電源によって，開閉制御部７０全体の動作を制御することができる。パルス信号発生部７４は，マイクロプロセッサ７３の制御によって，一定の周期のパルスを発生する。

　発振ランプ電源部７５は，本実施形態にかかるトリガパルス信号生成部として構成されている。この発振ランプ電源部７５は，電源制御部７２とパルス信号発生部７４とからそれぞれ供給される電源とパルスに基づいて発振して，溶接ヘッドがレーザビームを発射するためのトリガパルス信号を生成し，このトリガパルス信号を，出力端子７７を介して出力することができる。

　シャッタ同期駆動電源部７６は，本実施形態にかかる開閉パルス信号生成部として構成されている。このシャッタ同期駆動電源部７６は，電源制御部７６から提供される電源によって，発振ランプ電源部７５から入力されるトリガパルス信号と同期化された開閉パルス信号を生成することができる。このシャッタ同期駆動電源部７６は，発生させた開閉パルス信号を，第１および第２のフレキシブルアーム２０，２２に収容されたケーブル５０を介して，溶接確認用保護窓４０のＬＣＤシャッタ４５に出力する。

　以下に，上記のような本実施形態にかかるレーザ溶接機の溶接状態確認装置について，図１〜図５を参照しながら，より詳細に説明する。

　まず，レーザ溶接を行う作業者は，上記溶接ヘッドを移動させて，溶接対象物に接近させるとともに，マグネット部１０および方向転換支持具１２に連結された第１および第２のフレキシブルアーム２０，２２を調節して，閃光遮断板３０と溶接確認用保護窓４０を溶接部位側に移動させて，配置する。次いで，作業者がトリガスイッチ７１を操作すると，電源制御部７２は，動作電源を発生し，マイクロプロセッサ７３に供給するとともに，発振ランプ電源部７５が生成したトリガパルス信号によって制御される。

　マイクロプロセッサ７３は，電源制御部７２から供給される動作電源によって，発振ランプ電源部７５とパルス信号発生部７４を制御する。パルス信号発生部７４は，マイクロプロセッサ７３の制御によって一定の周期のパルスを発生し，発振ランプ電源部７５に提供する。

　また，発振ランプ電源部７５は，電源制御部７３から入力される動作電源によって駆動するとともに，パルス信号発生部７４から入力されるパルスによって発振し，図５（ａ）に示すようなトリガパルス信号を生成する。このように生成されたトリガパルス信号は，出力端子７７を介して前述の溶接ヘッドに提供される。当該溶接ヘッドは，トリガパルス信号に基づいてレーザビームを発射する。具体的には，溶接ヘッドは，トリガパルス信号のパルスが立ち上がっているときに，レーザビームを発射するように制御される。また，このトリガパルス信号に基づいて，電源制御部７２の制御が行われる。なお，このトリガパルス信号は，立ち上がり立ち下がりが比較的急なパルス波であり，トリガパルス信号のパルス幅（Ｔ１：閃光発生時間）は，図５（ａ）に示すように，例えば０．５〜２０ｍｓとすることが好ましい。

　次いで，電源制御部７２は，発振ランプ電源部７５から入力されるトリガパルス信号（Ｔ１）に同期させて，シャッタ同期駆動電源部７６を制御する。かかる制御により，シャッタ同期駆動電源部７６は，図５（ｂ）に示すように，トリガパルス信号（Ｔ１）に同期化された開閉パルス信号を生成し，第１および第２のフレキシブルアーム２０，２２内部に収容されたケーブル５０を介して，上記溶接確認用保護窓４０のＬＣＤシャッタ４５に提供する。

　この開閉パルス信号は，図５（ｂ）に示すように，例えば，トリガパルス信号と同期して立ち上がる矩形波である。かかる開閉パルス信号は，ＬＣＤシャッタ４５の開閉を制御するための制御信号として機能し，例えば，開閉パルス信号の信号レベルが大きいとき（Ｔ２区間）は，ＬＣＤシャッタ４５が閉じるように制御され，一方，開閉パルス信号の信号レベルが小さいとき（Ｔ３区間）は，ＬＣＤシャッタ４５が開くように制御される。

　このＬＣＤシャッタ４５の開閉を行うための開閉パルス信号の閉じ時間（Ｔ２）は，レーザビームの各発射時間（パルス幅Ｔ１：ｍｓ）より長く設定することが好ましい。例えば，発振ランプ電源部７５から発生された開閉パルスの幅（Ｔ１）が０．５〜２０ｍｓである時，シャッタ同期駆動電源部７６から発生した開閉パルス信号の閉じ時間（Ｔ２）を少なくとも３０ｍｓとなるように調節して設定することが好ましい。このように，トリガパルス信号と同期した開閉パルス信号の閉じ時間（Ｔ２）をトリガパルス信号の幅（Ｔ１：閃光発生時間）より小さくすることにより，レーザビームが発射されて溶接が行われ閃光が発生している期間は，ＬＣＤシャッタ４５を閉じるように制御し，閃光を遮断することができる。なお，ここでいう開閉パルス信号の閉じ時間とは，略矩形波状の開閉パルス信号のうち，上記溶接状態確認用保護窓を閉じるよう制御する開閉パルス信号の一部のパルス幅（Ｔ２）である。

　なお，発振ランプ電源部７５のトリガパルス信号によって上記溶接ヘッドからレーザビームが対象物に発射され対象物のレーザ溶接が行われる時には，二次的に閃光，プラズマなどの強力な光が発生するとともに，溶接破片などが飛散する。このとき，上記強力な光や破片などは，閃光遮断板３０と溶接確認用保護窓４０の下側保護ガラス４２によって遮断される。また，溶接確認用保護窓４０のＬＣＤシャッタ４５が，シャッタ同期駆動電源部７６からの開閉パルス信号の閉じ時間（Ｔ２）と開き時間（Ｔ３）に応じて開閉することにより，閃光等の影響を受けることなく，溶接確認用保護窓４０を介して溶接部位の溶接状態をリアルタイムで確認することができる。換言すると，作業者が溶接確認用保護窓４０を介して肉眼で溶接部位を確認しようとする時，下側保護ガラス４２上に位置した拡大レンズ４３は，溶接部位の倍率を拡大して表示し，また，フィルタレンズ４４は，溶接，マーキング，切断の時に発生する危険な波長（例えば１０６４ｎｍ）の光を反射させ，拡大された溶接部位の溶接形状をＬＣＤシャッタ４５を介して上側保護ガラス４６上に表示することができる。このとき，前述のように，ＬＣＤシャッタ４５は，トリガパルス信号（Ｔ１：レーザビーム発射速度）と同期した開閉パルス信号の閉じ時間（Ｔ２）と開き時間（Ｔ３）に応じて開閉する。この結果，ＬＣＤシャッタ４５を閉じた時には，レーザビーム照射に伴って発生する強力な閃光が遮断され，一方，ＬＣＤシャッタ４５を開けた時には，レーザビーム照射は行われておらず，レーザ溶接後の対象物の溶接状態を上側保護ガラス４６を介して周期的かつ連続的に視認可能である。このため，作業者は，レーザ溶接の度に，パルスレーザ光が複数回照射されるにもかかわらず，溶接状態を連続的にリアルタイムで目視によって確認することができる。なお，照明灯６０，６２は，ケーブル５０を介して供給される電源によって，溶接部位を照明する機能を有しており，かかる照明により溶接部位を好適に観察することができる。

　以上説明したように，本実施形態にかかるレーザ溶接機の溶接状態確認装置は，レーザ溶接機からレーザビームが発射されるたびに，レーザビーム発射速度（トリガ速度）と同期化された開閉パルス信号に基づいてＬＣＤシャッタ４５を閉じることにより，二次的に発生する閃光を遮断する一方，レーザビーム発射が終了するたびに開閉パルス信号に基づいてＬＣＤシャッタ４５を断続的に開けることにより，液晶表示窓に，溶接終了後の状態を高速で連続表示することができる。

　換言すると，本実施形態にかかるレーザ溶接機の溶接状態確認装置は，溶接の際に，レーザビームの発射期間と同期した信号に基づいて溶接確認用保護窓４０を閉じて，強力な閃光を遮断し，また，レーザビーム発射が終了するたびに溶接確認用保護窓４０を開けて溶接のなされた模様をリアルタイムで確認することができる。従って，従来のレーザ溶接機の溶接確認装置を採用した場合のように，レーザ溶接作業時において，溶接作業後に溶接対象物を取り出して溶接部位をいちいち肉眼で確認する手間を省力化できる。

　また，本実施形態にかかるレーザ溶接機の溶接状態確認装置を用いることにより，レーザ溶接または一般の溶接時に生じる閃光，プラズマ等の強力な光から作業者の眼を保護することができるとともに，溶接後の溶接部位の状態を肉眼によりリアルタイムで確認することができる。また，手動による溶接時に，溶接部位を肉眼で精密に確信しながら精密な溶接が可能であるという利点もある。

　さらに，本実施形態にかかるレーザ溶接機の溶接状態確認装置は，レーザ溶接時に，精密溶接が可能でありながら，フレキシブルアームによって自由な配置が可能であり，取り外して運搬することも可能であるため，移動作業が便利である。さらに，この溶接状態確認装置は，構造がコンパクト化されており，軽量であるとともに，安価であるという利点もある。

　以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

　例えば，上記実施形態では，溶接状態確認装置は，レーザ溶接機に搭載されたが，本発明はかかる例に限定されず，スポット溶接機などの各種の溶接機に搭載されてもよい。

　本発明は，レーザ溶接機またはスポット溶接機等の各種の溶接機などに適用可能である。

第１の実施形態にかかるレーザ溶接機のフレキシブルアームに取り付けられた溶接状態確認装置を概略的に示す平面図である。 図１に示したレーザ溶接機の溶接状態確認装置を概略的に示す側面図である。 図３は，図２に示したレーザ溶接機の溶接状態確認装置を示す拡大断面図である。 図２および図３に示したレーザビーム発射とＬＣＤシャッタを駆動するための開閉制御部の構成を概略的に示すブロック図である。 図５（ａ）は，レーザビーム発射を制御するトリガパルス信号の波形の例を示す出力波形図である。図５（ｂ）は，トリガパルス信号と同期化された開閉パルス信号の波形の例を示す出力波形図である。

符号の説明

　１０　マグネット部
　２０，２２　第１，第２のフレキシブルアーム
　３０　閃光遮断板
　４０　溶接確認用保護窓
　４２　下側保護ガラス
　４３　拡大レンズ
　４４　フィルタレンズ
　４５　ＬＣＤシャッタ
　４６　上側保護ガラス
　５０　ケーブル
　６０　照明灯
　７０　開閉制御部
　７５　発振ランプ電源部
　７６　シャッタ同期駆動電源部

Claims (6)

1. 溶接ヘッドからレーザビームを対象物に照射して溶接を行うレーザ溶接機において，
   　前記溶接ヘッドに連結され，レーザ溶接時に発生する閃光を遮断する閃光遮断板と；
   　前記閃光遮断板に設けられ，前記溶接ヘッドによるレーザビームの発射タイミングに応じて開閉し，溶接部位を拡大表示する溶接状態確認用保護窓と；
   　前記溶接ヘッドによるレーザビームの発射を制御するトリガパルス信号と，前記トリガパルス信号と同期化され，前記溶接状態確認用保護窓の開閉を制御する開閉パルス信号とを発生する開閉制御手段と；
   を備えることを特徴とする，レーザ溶接機の溶接状態確認装置。
2. 前記溶接状態確認用保護窓は，
   　前記閃光遮断板の前記溶接部位側に設けられた第１の保護部材と；
   　前記閃光遮断板の前記溶接部位側とは他側に設けられた第２の保護部材と；
   　前記第１の保護部材と前記第２の保護部材との間に配設され，前記溶接部位を拡大表示する拡大レンズと；
   　前記第１の保護部材と前記第２の保護部材との間に配設され，溶接時に有害波長の光を反射させるフィルタレンズと；
   　前記拡大レンズまたは前記フィルタレンズのうち前記第２の保護部材側に配設されているレンズと前記第２の保護部材との間に配設され，前記開閉制御手段からの開閉パルス信号に基づいて開閉を繰り返しながら，前記溶接部位を表示するシャッタ手段と；
   を備えることを特徴とする，請求項１に記載のレーザ溶接機の溶接状態確認装置。
3. 前記開閉制御手段は，
   　レーザ溶接を開始するための開始信号を発生するトリガスイッチと；
   　前記開始信号に応じて動作電源を供給する電源制御部と；
   　前記電源制御部から供給される電源によって，前記開閉制御手段全体を制御する制御部と；
   　前記制御部により制御され，パルス信号を発生するパルス信号発生部と；
   　前記電源制御部から供給される電源，および前記パルス信号発生部から入力される前記パルス信号に基づいて，前記トリガパルス信号を生成するトリガパルス信号生成部と；
   　前記電源制御部から供給される電源に基づいて，前記トリガパルス信号と同期化された前記開閉パルス信号を生成し，前記溶接状態確認用保護窓に出力する開閉パルス信号生成部と；
   を備えることを特徴とする，請求項１または２のいずれかに記載のレーザ溶接機の溶接状態確認装置。
4. 前記溶接状態確認用保護窓を閉じるよう制御する前記開閉パルス信号のパルス幅は，前記トリガパルス信号のパルス幅より長時間であることを特徴とする，請求項１，２または３のいずれかに記載のレーザ溶接機の溶接状態確認装置。
5. 前記トリガパルス信号のパルス幅が０．５〜２０ｍｓである時には，前記溶接状態確認用保護窓を閉じるよう制御する前記開閉パルス信号のパルス幅は，３０ｍｓであることを特徴とする，請求項４に記載のレーザ溶接機の溶接状態確認装置。
6. 前記閃光遮断板の前記対象物側に設けられ，前記溶接部位を照らす照明手段をさらに備えることを特徴とする，請求項１，２，３，４または５のいずれかに記載のレーザ溶接機の溶接状態確認装置。
   

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