JP2017039141A - Welding apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a welding apparatus capable of improving safety and quality of welding.SOLUTION: A welding apparatus 1 according to an embodiment causes pillars 2, 3 to be in contact with each other, projects a laser beam L along a weld line Y set at a contact portion, and supplies assist gas A to the irradiated portion, thus welding the pillars 2, 3 together. The welding apparatus 1 includes: a laser head 15 for projecting the laser beam L toward the weld line Y; a depth measurement portion for measuring weld depth of the pillars 2, 3 at the contact portion; and a controller. According to the weld depth measured by the depth measurement portion, the controller performs at least one of: control of a position of the laser head 15 relative to the pillars 2, 3; control of the laser beam L projected from the laser head 15; and control of supply of the assist gas A.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数の部材をレーザ光で溶接する溶接装置に関する。   The present invention relates to a welding apparatus for welding a plurality of members with laser light.

特開平6−320446号公報には、鉛直方向に沿って配置された2つの鉄骨を溶接する溶接ロボットが記載されている。この溶接ロボットは自走台車を介して案内レールに取り付けられており、案内レールは上側の鉄骨の表面に3つの磁石装置によって固定される。案内レールは、水平面上においてU字状となっている。自走台車は溶接ロボットを吊り下げ支持しており、溶接ロボットは自走台車の走行によって案内レールに対して移動自在となっている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-320446 discloses a welding robot that welds two steel frames arranged along the vertical direction. This welding robot is attached to a guide rail via a self-propelled carriage, and the guide rail is fixed to the surface of the upper steel frame by three magnet devices. The guide rail is U-shaped on a horizontal plane. The self-propelled carriage suspends and supports the welding robot, and the welding robot is movable with respect to the guide rail by the traveling of the self-propelled carriage.

溶接ロボットは、自走台車の下部に固定された基台と、基台に取り付けられた旋回台と、旋回台に取り付けられた3つのアーム及び手首部と、手首部に装着された溶接工具とを備えている。溶接工具は、鉄骨に設定された溶接線に沿って溶接を行う。この溶接ロボットでは、旋回台を旋回させると共に各アームを回動させることによって、溶接工具が鉄骨の溶接位置まで延ばされて上記の溶接を行う。   The welding robot includes a base fixed to the lower part of the self-propelled carriage, a swivel attached to the base, three arms and a wrist attached to the swivel, and a welding tool attached to the wrist. It has. A welding tool welds along the welding line set to the steel frame. In this welding robot, the welding tool is extended to the welding position of the steel frame by rotating the swivel base and rotating each arm to perform the above-described welding.

また、複数の部材を溶接する手段としては、入熱量が比較的小さく且つ素早い溶接が可能になるという点で、レーザ溶接が用いられることがある。   As a means for welding a plurality of members, laser welding may be used in that the amount of heat input is relatively small and rapid welding is possible.

特開平6−320446号公報JP-A-6-320446

前述したように複数の部材を溶接するにあたり、特にレーザ溶接を行う場合には、各部材の溶接深さを把握することが重要である。ここで、溶接深さとは、複数の溶接対象の接触部分における厚さ方向の長さ、すなわち溶接対象となる部位の深さを示している。部材の溶接深さに対してレーザ光のエネルギーが強すぎると、部材の溶け込み量が多すぎると共にレーザ光が部材から外れる可能性がある。一方、部材の溶接深さに対してレーザ光のエネルギーが弱すぎると、部材の溶け込み量が少なすぎて溶接が不十分となり複数の部材間で溶接されない箇所が生じる可能性があり、溶接の品質にも影響しうる。このため、各部材の溶接深さと、照射するレーザ光のエネルギーとのバランスが溶接品質を確保する上で重要である。   As described above, when welding a plurality of members, it is important to grasp the welding depth of each member, particularly when performing laser welding. Here, the welding depth indicates the length in the thickness direction at the contact portions of a plurality of welding objects, that is, the depth of the part to be welded. If the energy of the laser beam is too strong with respect to the welding depth of the member, the amount of penetration of the member is too large and the laser beam may be detached from the member. On the other hand, if the energy of the laser beam is too weak with respect to the welding depth of the member, the amount of penetration of the member is too small, welding may be insufficient, and there may be a portion that is not welded between a plurality of members. Can also affect. For this reason, the balance between the welding depth of each member and the energy of the laser beam to be irradiated is important for ensuring the welding quality.

各部材の溶接深さは、設計値としては把握されている場合がある。しかしながら、実際の溶接現場において、各部材の溶接深さには、各部材の製作誤差又は配置の誤差等によって、誤差が生じている場合がある。このように誤差が生じている場合、設計値に対する実際の深さが異なることになるので、前述したレーザ光が外れる問題、又は溶接が不十分になるという問題が生じうる。そして、従来の溶接では、部材の溶け込みを適切に調整できないという問題がある。以上のように、レーザ光が外れると溶接の安全性を確保することができず、溶接が不十分な場合は溶接の品質を確保することができない。   The welding depth of each member may be grasped as a design value. However, in an actual welding site, there may be an error in the welding depth of each member due to a manufacturing error or an arrangement error of each member. When such an error occurs, the actual depth with respect to the design value is different, so that the above-described problem that the laser beam is disengaged or that the welding becomes insufficient may occur. And in the conventional welding, there exists a problem that the penetration of a member cannot be adjusted appropriately. As described above, if the laser beam is removed, the safety of welding cannot be ensured, and if the welding is insufficient, the quality of welding cannot be ensured.

本発明は、溶接の安全性及び品質を確保することができる溶接装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the welding apparatus which can ensure the safety | security and quality of welding.

本発明に係る溶接装置は、複数の部材を接触させ、接触する部分に設定された溶接ラインに沿ってレーザ光を照射させると共に、照射した箇所にアシストガスを供給することによって、複数の部材を溶接する溶接装置であって、レーザ光を溶接ラインに向けて照射するレーザヘッドと、接触する部分における部材の溶接深さを計測する深さ計測部と、深さ計測部によって計測された溶接深さに応じて、部材に対するレーザヘッドの相対位置制御、レーザヘッドから照射されるレーザ光の制御、及びアシストガスの供給制御、の少なくともいずれかを行う制御部と、を備える。   The welding apparatus according to the present invention brings a plurality of members into contact with each other by irradiating laser light along a welding line set in a contact portion and supplying an assist gas to the irradiated portion. A welding apparatus for welding, a laser head for irradiating a laser beam toward a welding line, a depth measuring unit for measuring a welding depth of a member at a contact portion, and a welding depth measured by the depth measuring unit. And a controller that performs at least one of control of the relative position of the laser head with respect to the member, control of laser light emitted from the laser head, and supply control of assist gas.

本発明に係る溶接装置では、深さ計測部が複数の部材の接触部分における溶接深さを計測し、この溶接深さに応じて、部材に対するレーザヘッドの相対位置制御、レーザ光の制御、及びアシストガスの供給制御、の少なくともいずれかが制御部によって行われる。そして、レーザヘッドの制御によってレーザヘッドの移動速度等を調整することができ、レーザ光の制御によってレーザ光の出力等を調整することができ、アシストガスの供給制御では、アシストガスの圧力調整等を行うことができる。例えば、部材の溶接深さの値が大きいときには、レーザヘッドの移動速度を遅くしたりレーザ光の出力を強くしたりして部材に対するレーザ光のエネルギーを強くすることができ、部材の溶接深さの値が小さいときには、レーザヘッドの移動速度を速くしたりレーザ光の出力を弱くしたりして部材に対するレーザ光のエネルギーを弱くすることができる。このようにレーザヘッド、レーザ光又はアシストガスの制御を部材の溶接深さに応じて行うことができるので、レーザ光が部材から外れるのを回避すると共に、溶接が不十分になるという問題を回避することができる。そして、溶接による各部材の溶け込みを適切に調整することができる。従って、レーザ光が外れないので溶接の安全性を確保することができると共に、溶接を十分に行えるので溶接の品質を確保することができる。   In the welding apparatus according to the present invention, the depth measuring unit measures the welding depth at the contact portion of the plurality of members, and according to the welding depth, the relative position control of the laser head with respect to the member, the control of the laser beam, and At least one of the supply control of the assist gas is performed by the control unit. The moving speed of the laser head can be adjusted by controlling the laser head, the output of the laser light can be adjusted by controlling the laser light, and the assist gas pressure control can be adjusted by the assist gas supply control. It can be performed. For example, when the welding depth value of the member is large, the energy of the laser beam to the member can be increased by slowing the moving speed of the laser head or increasing the output of the laser beam. When the value is small, the energy of the laser beam to the member can be decreased by increasing the moving speed of the laser head or decreasing the output of the laser beam. As described above, the laser head, laser beam, or assist gas can be controlled according to the welding depth of the member, so that the laser beam is prevented from coming off the member and the problem of insufficient welding is avoided. can do. And the penetration of each member by welding can be adjusted appropriately. Therefore, since the laser beam does not come off, the safety of welding can be ensured and the welding can be sufficiently performed, so that the quality of welding can be ensured.

また、前述の溶接装置は、複数の部材におけるレーザヘッド側の面の段差である目違いを計測する目違い計測部を備え、制御部は、目違い計測部によって計測された目違いに応じて、部材に対するレーザヘッドの相対位置制御、レーザヘッドから照射されるレーザ光の制御、及びアシストガスの供給制御の少なくともいずれかを行ってもよい。この場合、例えば目違いが大きく部材間の表面の段差が大きいときにレーザヘッド又はレーザ光の角度を調整したりすること等ができ、目違いの実測値に応じたレーザヘッド、レーザ光又はアシストガスの調整が可能となる。従って、目違いの状態を計測することによって、溶接による各部材の溶け込みをより高精度に調整することができる。   Further, the above-described welding apparatus includes a mismeasurement unit that measures a misalignment that is a step of a surface on the laser head side in a plurality of members, and the control unit is configured to respond to the mismeasurement measured by the mismeasurement unit. The relative position control of the laser head with respect to the member, the control of the laser light emitted from the laser head, and the supply control of the assist gas may be performed. In this case, for example, the angle of the laser head or the laser beam can be adjusted when the difference is large and the surface level difference between the members is large, and the laser head, laser beam or assist according to the actually measured value of the difference. Gas can be adjusted. Therefore, by measuring the misunderstanding state, the penetration of each member by welding can be adjusted with higher accuracy.

また、前述の溶接装置は、溶接ラインにおける溶接開始点と溶接終了点とを計算する溶接開始点終了点計算部を備えてもよい。この場合、溶接開始点及び溶接終了点を算出することによって、レーザ光を照射すべき箇所にレーザ光を照射しなかったり、レーザ光を照射すべきでない箇所にレーザ光を照射したりする事態を一層確実に回避することができる。従って、レーザ光が部材から外れる事態、及びレーザ光が不十分になる事態を一層確実に回避することができる。   Moreover, the above-mentioned welding apparatus may be provided with the welding start point end point calculation part which calculates the welding start point and welding end point in a welding line. In this case, by calculating the welding start point and the welding end point, the situation where the laser beam is not irradiated to the portion where the laser beam should be irradiated or the portion where the laser beam should not be irradiated is irradiated with the laser beam. This can be avoided more reliably. Therefore, the situation where the laser beam is detached from the member and the situation where the laser beam becomes insufficient can be avoided more reliably.

また、前述の溶接装置は、部材を囲むように配置されるレールを備え、レーザヘッドは、レールに沿って移動しながら複数の部材を溶接してもよい。この場合、部材を囲むレールに沿ってレーザヘッドが移動するので、レーザヘッドはスムーズに移動しながら溶接を行うことができる。   Further, the above-described welding apparatus may include a rail arranged so as to surround the member, and the laser head may weld a plurality of members while moving along the rail. In this case, since the laser head moves along the rail surrounding the member, the laser head can perform welding while moving smoothly.

本発明によれば、溶接の安全性及び品質を確保することができる。   According to the present invention, the safety and quality of welding can be ensured.

第1実施形態に係る溶接装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the welding apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図1の溶接装置の機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function of the welding apparatus of FIG. 母材の一例である2本の柱における目違いとレーザヘッドとの位置関係を示す側面図である。It is a side view which shows the positional relationship between the misunderstanding in two pillars which are examples of a base material, and a laser head. 図3の2本の柱と計測装置との位置関係を示す側面図である。It is a side view which shows the positional relationship of the two pillars of FIG. 3, and a measuring device. 図1の溶接装置の溶接ラインに沿った溶接を示す側面図である。It is a side view which shows the welding along the welding line of the welding apparatus of FIG. 図1の溶接装置におけるレーザ光の照射及びアシストガスの供給を示す図である。It is a figure which shows irradiation of the laser beam and supply of assist gas in the welding apparatus of FIG. 溶接開始点及び溶接終了点の算出を説明するための図である。It is a figure for demonstrating calculation of a welding start point and a welding end point. (a)は第2実施形態に係る溶接装置を示す側面図であり、(b)は第2実施形態に係る溶接装置を示す平面図である。(A) is a side view which shows the welding apparatus which concerns on 2nd Embodiment, (b) is a top view which shows the welding apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 図8の溶接装置の取り付け手順を説明するための図であり、(a)はレールを取り付ける状態を示す図、(b)はレールを回転させる状態を示す図、(c)はレールの設置完了の状態を示す図である。It is a figure for demonstrating the attachment procedure of the welding apparatus of FIG. 8, (a) is a figure which shows the state which attaches a rail, (b) is a figure which shows the state which rotates a rail, (c) is the completion of installation of a rail It is a figure which shows the state of. 複数の部材を接触する部分の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the part which contacts a some member.

以下、図面を参照しながら本発明に係る溶接装置の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明に係る溶接装置は、下記の実施形態に係る溶接装置に限定されず、適宜変更可能である。   Hereinafter, embodiments of a welding apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the welding apparatus which concerns on this invention is not limited to the welding apparatus which concerns on the following embodiment, It can change suitably.

(第1実施形態)
図1に示されるように、第1実施形態に係る溶接装置1は、例えば、溶接ロボットであり、鉛直方向に沿って並ぶ2本の柱2,3を溶接する。溶接装置1は建設現場で用いられる。柱2,3は、溶接装置1の溶接対象である部材(母材)の一例であり、溶接装置1の溶接対象は柱2,3以外の部材(例えば、柱と梁、又は梁と梁等)であってもよい。溶接装置1は、2本の柱2,3の各端面2b,3bを接触させ、この接触する部分に設定された溶接ラインYに沿ってレーザ光Lを照射させる。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the welding apparatus 1 according to the first embodiment is, for example, a welding robot, and welds two columns 2 and 3 arranged along the vertical direction. The welding apparatus 1 is used at a construction site. The columns 2 and 3 are examples of members (base materials) that are welding targets of the welding apparatus 1, and the welding target of the welding apparatus 1 is a member other than the columns 2 and 3 (for example, columns and beams, or beams and beams, etc. ). The welding apparatus 1 brings the end faces 2b and 3b of the two columns 2 and 3 into contact with each other, and irradiates the laser beam L along the welding line Y set at the contacted portion.

溶接装置1は、下側の柱3を囲むように配置されるレール11と、レール11に沿って移動する台車12と、台車12から伸び出すアーム部13と、アーム部13の先端部に取り付けられた計測装置14、レーザヘッド15及びアシストガス供給部16とを備えている。レーザヘッド15は、柱2,3にレーザ光Lを照射して柱2,3を溶接する。アシストガス供給部16は、レーザ光Lが照射された箇所にアシストガスAを供給する。アシストガスAは、溶かした部材を混ぜるために用いられる。また、上側の柱2と下側の柱3との間には防護器4が設けられている。   The welding apparatus 1 is attached to a rail 11 disposed so as to surround the lower pillar 3, a carriage 12 that moves along the rail 11, an arm portion 13 that extends from the carriage 12, and a tip portion of the arm portion 13. The measurement device 14, the laser head 15, and the assist gas supply unit 16 are provided. The laser head 15 welds the columns 2 and 3 by irradiating the columns 2 and 3 with the laser light L. The assist gas supply unit 16 supplies the assist gas A to the portion irradiated with the laser light L. The assist gas A is used for mixing the melted member. A protective device 4 is provided between the upper column 2 and the lower column 3.

レール11は、例えば、水平面上で円形となるように配置されており、2本のレール11が上下一対に設けられている。レール11は、柱3に対して着脱自在となっている。台車12は、例えば、2本のレール11に跨っており、2本のレール11上を走行する自走台車である。なお、レール11は、上側の柱2を囲むように配置されてもよく、レール11の配置位置、配置態様及び形状は特に限定されない。   For example, the rails 11 are arranged in a circular shape on a horizontal plane, and two rails 11 are provided in a pair of upper and lower sides. The rail 11 is detachable from the pillar 3. The carriage 12 is, for example, a self-propelled carriage that straddles the two rails 11 and travels on the two rails 11. In addition, the rail 11 may be arrange | positioned so that the upper pillar 2 may be enclosed, and the arrangement position, arrangement | positioning aspect, and shape of the rail 11 are not specifically limited.

アーム部13は、例えばロボットアームである。アーム部13は、台車12に載置されて台車12に対して旋回可能に支持される脚部13bと、脚部13bに対して揺動自在となっている第1アーム13cと、第1アーム13cの先端に揺動自在に取り付けられた第2アーム13dと、第2アーム13dの先端に回転自在に取り付けられて計測装置14、レーザヘッド15及びアシストガス供給部16を支持する支持部13eとを備えている。   The arm unit 13 is, for example, a robot arm. The arm portion 13 includes a leg portion 13b that is placed on the carriage 12 and supported so as to be turnable with respect to the carriage 12, a first arm 13c that is swingable with respect to the leg portion 13b, and a first arm. A second arm 13d swingably attached to the tip of 13c, and a support 13e rotatably attached to the tip of the second arm 13d to support the measuring device 14, the laser head 15, and the assist gas supply unit 16. It has.

なお、アーム部13の上記構成は、一例であり、適宜変更可能である。また、前述したように、溶接装置1はアーム部13を備えたアーム型ロボットであるが、本発明に係る溶接装置は、アーム型ロボットでなくてもよく、例えばXYテーブルを備えたスカラロボットであってもよい。   In addition, the said structure of the arm part 13 is an example, and can be changed suitably. Further, as described above, the welding apparatus 1 is an arm type robot provided with an arm unit 13, but the welding apparatus according to the present invention may not be an arm type robot, for example, a SCARA robot provided with an XY table. There may be.

計測装置14は、例えばカメラを備えており、溶接装置1のレーザ溶接に関する種々の情報を計測する。図2〜図4に示されるように、計測装置14は、上側の柱2と下側の柱3とが接触する部分における柱2,3の溶接深さを計測する深さ計測部21と、目違いMを計測する目違い計測部22と、レーザヘッド15と柱2,3との距離D1,D2を計測する距離計測部23と、レーザヘッド15の自己位置を計測するヘッド位置計測部24とを備えている。   The measuring device 14 includes a camera, for example, and measures various information related to laser welding of the welding device 1. As shown in FIGS. 2 to 4, the measuring device 14 includes a depth measuring unit 21 that measures the welding depth of the columns 2 and 3 in a portion where the upper column 2 and the lower column 3 are in contact with each other, A mis-measurement unit 22 that measures mis-measuring M, a distance measurement unit 23 that measures distances D1 and D2 between the laser head 15 and the pillars 2 and 3, and a head position measurement unit 24 that measures the self-position of the laser head 15 And.

深さ計測部21は、例えば、柱2,3それぞれの厚さT1,T2を超音波によって計測する。深さ計測部21は2つの探触子21aを備えている。探触子21aは、柱2の表面2aに貼り付けられる接触媒質25、及び柱3の表面3aに貼り付けられる接触媒質25のそれぞれに対して超音波の送受信を行うことによって柱2,3それぞれの厚さT1,T2を計測する。   For example, the depth measuring unit 21 measures the thicknesses T1 and T2 of the columns 2 and 3 with ultrasonic waves. The depth measurement unit 21 includes two probes 21a. The probe 21a transmits and receives ultrasonic waves to and from the contact medium 25 attached to the surface 2a of the pillar 2 and the contact medium 25 attached to the surface 3a of the pillar 3, respectively. The thicknesses T1 and T2 are measured.

深さ計測部21は、厚さT1,T2から柱2,3の接触部分における柱2,3の溶接深さ(厚さ)を計測する。図4の例では、柱2,3の接続部分の溶接深さは厚さT1と一致している。なお、超音波によって溶接深さを計測する深さ計測部21に代えて、例えば他の弾性波又は電磁波等、別の手段によって深さを計測する深さ計測部を使用することも可能であり、深さ計測部の態様は適宜変更可能である。   The depth measurement unit 21 measures the welding depth (thickness) of the columns 2 and 3 at the contact portions of the columns 2 and 3 from the thicknesses T1 and T2. In the example of FIG. 4, the welding depth of the connection portion between the columns 2 and 3 is equal to the thickness T1. Instead of the depth measurement unit 21 that measures the welding depth by ultrasonic waves, a depth measurement unit that measures the depth by another means such as another elastic wave or electromagnetic wave may be used. The aspect of the depth measuring unit can be changed as appropriate.

距離計測部23は、レーザヘッド15と上側の柱2との距離D1、及びレーザヘッド15と下側の柱3との距離D2を計測する。距離計測部23としては、レーザを柱2,3に照射することによって距離D1,D2を計測するレーザ式、又は超音波を柱2,3に当てることによって距離D1,D2を計測する超音波式等、種々のセンサを用いることができる。   The distance measuring unit 23 measures a distance D1 between the laser head 15 and the upper column 2 and a distance D2 between the laser head 15 and the lower column 3. The distance measuring unit 23 is a laser type that measures the distances D1 and D2 by irradiating the columns 2 and 3 with a laser, or an ultrasonic type that measures the distances D1 and D2 by applying ultrasonic waves to the columns 2 and 3. Various sensors can be used.

目違い計測部22は、上側の柱2と下側の柱3との目違いMを計測する。ここで、目違いMは、柱2,3におけるレーザヘッド15側の表面2a,3aの段差である。目違い計測部22は、例えば、距離計測部23によって得られた距離D1,D2を用いて目違いMを計測する。具体的には、目違い計測部22は、レーザヘッド15から上側の柱2への距離D1と、レーザヘッド15から下側の柱3への距離D2と、の差分を目違いMとして計測する。なお、目違い計測部22は、距離D1,D2を用いずに目違いMを計測してもよく、例えば、カメラによる撮影画像から目違いMを計測してもよい。   The mismeasurement unit 22 measures the misunderstanding M between the upper column 2 and the lower column 3. Here, the difference M is the level difference between the surfaces 2 a and 3 a on the laser head 15 side in the columns 2 and 3. The misinterpretation measuring unit 22 measures the misunderstanding M using the distances D1 and D2 obtained by the distance measuring unit 23, for example. Specifically, the misinterpretation measuring unit 22 measures the difference between the distance D1 from the laser head 15 to the upper column 2 and the distance D2 from the laser head 15 to the lower column 3 as the misalignment M. . The misinterpretation measuring unit 22 may measure the misunderstanding M without using the distances D1 and D2, for example, may measure the misunderstanding M from an image captured by a camera.

ヘッド位置計測部24は、例えば、カメラ24aを含んでおり、カメラ24aによる撮影画像から位置計測を行う。ヘッド位置計測部24は、上側の柱2と下側の柱3の接触部分を溶接ラインYとして設定する。また、ヘッド位置計測部24は、レーザヘッド15の位置を、溶接ラインYに対するレーザヘッド15の位置のずれEとして計測してもよい。   The head position measurement unit 24 includes, for example, a camera 24a and performs position measurement from an image captured by the camera 24a. The head position measurement unit 24 sets a contact portion between the upper column 2 and the lower column 3 as a welding line Y. Further, the head position measurement unit 24 may measure the position of the laser head 15 as the positional deviation E of the laser head 15 with respect to the welding line Y.

また、溶接装置1は、計測装置14によって計測された情報から溶接装置1の溶接で用いられる種々のパラメータを演算する演算部30を備えている。演算部30は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を備えており、演算部30の各機能は、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、CPUで実行することによって実現されてもよい。なお、演算部30の形態及び配置場所については、適宜変更可能であり特に限定されない。   In addition, the welding apparatus 1 includes a calculation unit 30 that calculates various parameters used in the welding of the welding apparatus 1 from information measured by the measurement apparatus 14. The calculation unit 30 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory), and each function of the calculation unit 30 stores a program stored in the ROM in the RAM. It may be realized by loading and executing on the CPU. In addition, about the form and arrangement | positioning location of the calculating part 30, it can change suitably and is not specifically limited.

演算部30は、レーザヘッド15の送り速度を計算するヘッド送り速度計算部31と、柱2,3に対するレーザヘッド15の相対位置を計算するヘッド位置計算部32と、レーザ光Lの出力(パワー)を計算するレーザ出力計算部33と、レーザ光Lの焦点距離を計算する焦点距離計算部34と、柱2,3に対するレーザ光Lの入射角を計算するレーザ入射角計算部35と、アシストガスAの圧力を計算するガス供給パラメータ計算部36と、溶接ラインYの溶接開始点及び溶接終了点を計算する溶接開始点終了点計算部37とを備えている。   The calculation unit 30 includes a head feed rate calculation unit 31 that calculates the feed rate of the laser head 15, a head position calculation unit 32 that calculates the relative position of the laser head 15 with respect to the columns 2 and 3, and the output (power) of the laser light L ), A focal length calculation unit 34 for calculating the focal length of the laser beam L, a laser incident angle calculation unit 35 for calculating the incident angle of the laser beam L with respect to the columns 2 and 3, and an assist. A gas supply parameter calculation unit 36 for calculating the pressure of the gas A and a welding start point end point calculation unit 37 for calculating the welding start point and the welding end point of the welding line Y are provided.

上記のヘッド送り速度計算部31、ヘッド位置計算部32、レーザ出力計算部33、焦点距離計算部34、レーザ入射角計算部35、ガス供給パラメータ計算部36及び溶接開始点終了点計算部37(以下、演算部30の各構成要素と称する場合もある)は、例えば、溶接装置1によるレーザ溶接の品質を確保する最適な各パラメータの値を計算する。溶接装置1は、演算部30の各構成要素によって計算された値に基づいてレーザヘッド15又はアシストガス供給部16を制御することにより、レーザ溶接の品質の最適化を可能としている。また、演算部30の各構成要素は、予め設定された式によって計算を行ってもよいし、予め設定されたマップ又はグラフに基づいて計算を行ってもよい。このように演算部30で行われる各計算の方法及び態様としては種々のものが挙げられる。   The head feed speed calculation unit 31, the head position calculation unit 32, the laser output calculation unit 33, the focal length calculation unit 34, the laser incident angle calculation unit 35, the gas supply parameter calculation unit 36, and the welding start point end point calculation unit 37 ( Hereinafter, it may be referred to as each component of the calculation unit 30), for example, calculates the optimal parameter values for ensuring the quality of laser welding by the welding apparatus 1. The welding apparatus 1 can optimize the quality of laser welding by controlling the laser head 15 or the assist gas supply unit 16 based on the values calculated by the components of the calculation unit 30. In addition, each component of the calculation unit 30 may perform calculation using a preset equation, or may perform calculation based on a preset map or graph. As described above, various methods and modes of each calculation performed by the calculation unit 30 can be mentioned.

図2及び図5に示されるように、ヘッド送り速度計算部31は、計測装置14によって計測された計測値に基づいてレーザヘッド15の速度Vを計算する。ヘッド送り速度計算部31は、深さ計測部21によって計測された厚さT1,T2の値から速度Vを計算する。ヘッド送り速度計算部31によって計算される速度Vの値は、例えば、厚さT1,T2の値が小さいほど大きくなり、厚さT1,T2の値が大きいほど小さくなる。このようにヘッド送り速度計算部31が速度Vを計算することによって、厚さT1,T2に応じた速度Vの制御が可能となり、溶接による溶け込み量を最適化させることが可能となる。   As shown in FIGS. 2 and 5, the head feed speed calculation unit 31 calculates the speed V of the laser head 15 based on the measurement values measured by the measurement device 14. The head feed speed calculation unit 31 calculates the speed V from the values of the thicknesses T1 and T2 measured by the depth measurement unit 21. For example, the value of the speed V calculated by the head feed speed calculation unit 31 increases as the values of the thicknesses T1 and T2 decrease, and decreases as the values of the thicknesses T1 and T2 increase. Thus, by calculating the speed V by the head feed speed calculation unit 31, the speed V according to the thicknesses T1 and T2 can be controlled, and the penetration amount by welding can be optimized.

ヘッド位置計算部32は、柱2,3に対するレーザヘッド15の位置及び姿勢(傾き等)を計算する。図2及び図3に示されるように、ヘッド位置計算部32は、距離計測部23によって計測された距離D1,D2の値からレーザヘッド15の位置を計算する。また、ヘッド位置計算部32は、ヘッド位置計測部24によって計測されたずれEの値からレーザヘッド15の位置を計測してもよく、このずれEが0となるようにレーザヘッド15の位置姿勢が制御されてもよい。また、ヘッド位置計算部32は、目違い計測部22によって計測された目違いMの値に応じて、レーザヘッド15の傾きを計算してもよい。   The head position calculation unit 32 calculates the position and orientation (tilt, etc.) of the laser head 15 with respect to the columns 2 and 3. As shown in FIGS. 2 and 3, the head position calculation unit 32 calculates the position of the laser head 15 from the values of distances D <b> 1 and D <b> 2 measured by the distance measurement unit 23. The head position calculation unit 32 may measure the position of the laser head 15 from the value of the deviation E measured by the head position measurement unit 24, and the position and orientation of the laser head 15 so that the deviation E becomes zero. May be controlled. Further, the head position calculation unit 32 may calculate the tilt of the laser head 15 according to the value of the difference M measured by the difference measurement unit 22.

レーザ出力計算部33は、柱2,3に照射されるレーザ光Lの出力を計算する。レーザ出力計算部33は、例えば、深さ計測部21によって計測された厚さT1,T2から出力を計算する。レーザ出力計算部33によって計算される出力の値は、厚さT1,T2の値が大きいほど大きくなり、厚さT1,T2の値が小さいほど小さくなる。このようにレーザ出力計算部33が厚さT1,T2の値に応じてレーザ光Lの出力を計算することにより、溶接の溶け込み量の一層の最適化が可能となる。   The laser output calculation unit 33 calculates the output of the laser light L applied to the pillars 2 and 3. The laser output calculation unit 33 calculates the output from the thicknesses T1 and T2 measured by the depth measurement unit 21, for example. The output value calculated by the laser output calculator 33 increases as the values of the thicknesses T1 and T2 increase, and decreases as the values of the thicknesses T1 and T2 decrease. As described above, the laser output calculation unit 33 calculates the output of the laser beam L according to the values of the thicknesses T1 and T2, thereby further optimizing the welding penetration amount.

図2及び図6に示されるように、焦点距離計算部34は、例えば、レーザ光Lの焦点距離を計算すると共に焦点深さSを算出する。ここで、焦点深さSは、柱2,3の表面2a、3aから柱2,3の内部に位置する焦点Pまでの距離を示している。焦点距離計算部34は、深さ計測部21によって計測された厚さT1,T2から焦点深さSを計算する。計算される焦点深さSの値は、厚さT1,T2の値が大きいほど大きくなり、厚さT1,T2の値が小さいほど小さくなる。これにより、厚さT1,T2に応じた焦点深さSの調整が可能となる。   As shown in FIGS. 2 and 6, the focal length calculation unit 34 calculates, for example, the focal length of the laser light L and the focal depth S. Here, the focal depth S indicates the distance from the surfaces 2a and 3a of the columns 2 and 3 to the focal point P located inside the columns 2 and 3. The focal length calculation unit 34 calculates the focal depth S from the thicknesses T1 and T2 measured by the depth measurement unit 21. The calculated focal depth S increases as the thicknesses T1 and T2 increase, and decreases as the thicknesses T1 and T2 decrease. As a result, the focal depth S can be adjusted according to the thicknesses T1 and T2.

レーザ入射角計算部35は、例えば、深さ計測部21によって計測された厚さT1,T2と、目違い計測部22によって計測された目違いMとに応じて入射角θを計算する。また、ガス供給パラメータ計算部36は、アシストガスAの供給制御の一環として、アシストガス供給部16から柱2,3に供給されるアシストガスAの圧力値を計算する。ガス供給パラメータ計算部36は、例えば、厚さT1,T2と目違いMとを用いてアシストガスAの圧力値を計算し、この圧力値は、厚さT1,T2及び目違いMの値が大きいほど大きくなる。なお、ガス供給パラメータ計算部36は、アシストガスAの流量を計算してもよく、更に、アシストガスAの供給角度を計算してもよい。   The laser incident angle calculation unit 35 calculates the incident angle θ according to, for example, the thicknesses T1 and T2 measured by the depth measurement unit 21 and the difference M measured by the difference measurement unit 22. Further, the gas supply parameter calculation unit 36 calculates the pressure value of the assist gas A supplied from the assist gas supply unit 16 to the columns 2 and 3 as part of the supply control of the assist gas A. The gas supply parameter calculation unit 36 calculates the pressure value of the assist gas A using, for example, the thicknesses T1 and T2 and the difference M, and the pressure values are the values of the thicknesses T1 and T2 and the difference M. The bigger it is, the bigger it becomes. The gas supply parameter calculation unit 36 may calculate the flow rate of the assist gas A, and may further calculate the supply angle of the assist gas A.

図2及び図7に示されるように、溶接開始点終了点計算部37は、深さ計測部21によって計測された厚さと、距離計測部23によって計測された距離とを用いて、溶接ラインYにおける溶接開始点及び溶接終了点を計算する。図7に示される例において、柱2,3の隅部C以外の箇所では、深さ計測部21によって計測された厚さはT3、距離計測部23によって計測された距離はD3となるのに対し、隅部Cでは、距離計測部23によって計測された距離はD3であるものの、深さ計測部21によって計測された厚さはT3より大きいT4となる。   2 and 7, the welding start point end point calculation unit 37 uses the thickness measured by the depth measurement unit 21 and the distance measured by the distance measurement unit 23 to use the welding line Y. Calculate the welding start point and welding end point at. In the example shown in FIG. 7, the thickness measured by the depth measuring unit 21 is T3 and the distance measured by the distance measuring unit 23 is D3 in a portion other than the corner C of the columns 2 and 3. On the other hand, at the corner C, the distance measured by the distance measuring unit 23 is D3, but the thickness measured by the depth measuring unit 21 is T4 larger than T3.

溶接開始点終了点計算部37は、上記の厚さT3,T4の変化を用いて溶接開始点Y1と溶接終了点Y2を算出する。すなわち、溶接開始点終了点計算部37は、深さ計測部21によって計測された厚さの変化点を溶接開始点Y1、溶接終了点Y2とする。また、溶接開始点終了点計算部37は、距離計測部23によって計測された距離の変化点を溶接開始点Y3、溶接終了点Y4としてもよい。   The welding start point end point calculation unit 37 calculates the welding start point Y1 and the welding end point Y2 using the change in the thicknesses T3 and T4. That is, the welding start point end point calculation unit 37 sets the thickness change points measured by the depth measurement unit 21 as the welding start point Y1 and the welding end point Y2. In addition, the welding start point end point calculation unit 37 may set the change point of the distance measured by the distance measurement unit 23 as the welding start point Y3 and the welding end point Y4.

演算部30の各構成要素による計算方法は、前述した内容に限定されず、適宜変更可能である。また、演算部30の各構成要素のうち、機能として不要なものがあれば適宜省略することが可能である。   The calculation method by each component of the calculating part 30 is not limited to the content mentioned above, It can change suitably. Moreover, if there is an unnecessary function among the components of the calculation unit 30, it can be omitted as appropriate.

また、演算部30は、計測装置14と接続されているが、レーザヘッド15及びアシストガス供給部16とも接続されている。更に、溶接装置1は、レーザ溶接の制御を行う制御部40を備えており、制御部40は、レーザヘッド相対位置制御部41、レーザ光制御部42及びガス供給制御部43を含んでいる。レーザヘッド相対位置制御部41及びレーザ光制御部42はレーザヘッド15に設けられており、ガス供給制御部43はアシストガス供給部16に設けられている。演算部30は、計測装置14から計測信号を入力すると共に、レーザヘッド相対位置制御部41、レーザ光制御部42及びガス供給制御部43に制御信号を出力する。   The arithmetic unit 30 is connected to the measuring device 14, but is also connected to the laser head 15 and the assist gas supply unit 16. Further, the welding apparatus 1 includes a control unit 40 that controls laser welding. The control unit 40 includes a laser head relative position control unit 41, a laser light control unit 42, and a gas supply control unit 43. The laser head relative position control unit 41 and the laser light control unit 42 are provided in the laser head 15, and the gas supply control unit 43 is provided in the assist gas supply unit 16. The calculation unit 30 inputs measurement signals from the measurement device 14 and outputs control signals to the laser head relative position control unit 41, the laser light control unit 42, and the gas supply control unit 43.

レーザヘッド相対位置制御部41は、ヘッド送り速度計算部31による計算値及びヘッド位置計算部32による計算値に基づいて、柱2,3に対するレーザヘッド15の位置を制御する。具体的には、レーザヘッド相対位置制御部41は、ヘッド位置計算部32によって計算されたレーザヘッド15の位置及び姿勢(傾き)となるようにレーザヘッド15を移動させる。そして、レーザヘッド相対位置制御部41は、溶接開始点終了点計算部37によって計算された溶接開始点Y1,Y3から、ヘッド送り速度計算部31によって計算された速度Vでレーザヘッド15を溶接ラインYに沿って移動させ、溶接開始点終了点計算部37によって計算された溶接終了点Y2,Y4にまでレーザヘッド15を移動させて溶接を行う。   The laser head relative position control unit 41 controls the position of the laser head 15 with respect to the columns 2 and 3 based on the calculated value by the head feed speed calculating unit 31 and the calculated value by the head position calculating unit 32. Specifically, the laser head relative position control unit 41 moves the laser head 15 so that the position and posture (tilt) of the laser head 15 calculated by the head position calculation unit 32 are obtained. Then, the laser head relative position control unit 41 uses the welding start points Y1 and Y3 calculated by the welding start point end point calculation unit 37 to move the laser head 15 to the welding line at the speed V calculated by the head feed speed calculation unit 31. The welding is performed by moving along the Y and moving the laser head 15 to the welding end points Y2 and Y4 calculated by the welding start point end point calculating unit 37.

レーザ光制御部42は、レーザ出力計算部33、焦点距離計算部34及びレーザ入射角計算部35による各計算値に基づいて、レーザヘッド15から照射されるレーザ光Lを制御する。具体的には、レーザ光制御部42は、レーザ出力計算部33で計算された出力、焦点距離計算部34で計算された焦点距離及び焦点深さS、並びにレーザ入射角計算部35で計算された入射角θとなるように、レーザ光Lの光学系を制御してレーザ光Lを出力する。   The laser light control unit 42 controls the laser light L emitted from the laser head 15 based on the calculated values obtained by the laser output calculation unit 33, the focal length calculation unit 34, and the laser incident angle calculation unit 35. Specifically, the laser light control unit 42 calculates the output calculated by the laser output calculation unit 33, the focal length and focal depth S calculated by the focal length calculation unit 34, and the laser incident angle calculation unit 35. The laser beam L is output by controlling the optical system of the laser beam L so that the incident angle θ becomes the same.

ガス供給制御部43は、ガス供給パラメータ計算部36による計算値に基づいてアシストガス供給部16から噴射されるアシストガスAを制御する。具体的には、ガス供給制御部43は、ガス供給パラメータ計算部36によって計算された圧力値、流量及び傾斜角度となるように、アシストガス供給部16からのアシストガスAの供給を制御してレーザ光Lの照射箇所へのアシストガスAの噴射を行う。   The gas supply control unit 43 controls the assist gas A injected from the assist gas supply unit 16 based on the value calculated by the gas supply parameter calculation unit 36. Specifically, the gas supply control unit 43 controls the supply of the assist gas A from the assist gas supply unit 16 so that the pressure value, the flow rate, and the inclination angle calculated by the gas supply parameter calculation unit 36 are obtained. The assist gas A is jetted onto the irradiated portion of the laser beam L.

ところで、従来の溶接装置では、カメラで溶接の溶け込み量を見ながらレーザヘッドの速度等を調整することがあった。しかしながら、建設現場で溶接を行う場合、工場等で溶接を行う場合と比較して製作誤差又は位置ずれ等が生じやすいので、部材の溶接深さ(厚さ)及び目違い等のばらつきも生じやすい。また、建設現場で上下に並んだ柱を溶接する場合には、上側の柱と下側の柱との間に不均一な隙間が形成されている場合がある。従って、各部材(上側の柱と下側の柱)の位置合わせは、工場等で溶接を行う場合と比較して困難となる。更に、建設現場では、レーザヘッドが実際には所望の位置に存在しない、又はレーザ光が所望の位置に照射されないということも起こりやすい。   By the way, in the conventional welding apparatus, the laser head speed or the like may be adjusted while observing the welding penetration amount with a camera. However, when welding is performed at a construction site, manufacturing errors or positional deviations are more likely to occur than when welding is performed at a factory or the like, and thus variations such as welding depth (thickness) and misunderstanding of members are likely to occur. . In addition, when welding columns that are lined up and down at a construction site, a non-uniform gap may be formed between the upper column and the lower column. Therefore, alignment of each member (upper column and lower column) becomes difficult as compared with the case where welding is performed in a factory or the like. Further, at the construction site, it is likely that the laser head does not actually exist at a desired position or the laser beam is not irradiated to the desired position.

このように、建設現場におけるレーザ溶接では、工場等と比較して部材の位置合わせ等が困難であり種々の誤差が生じるため、前述のようにカメラで溶け込み量を見ながらレーザヘッド等を調整するというだけでは不十分であり、種々の問題が生じうる。具体的には、溶接による部材の溶け込みを適切に調整できないという問題、レーザ光が部材から外れる問題、又は溶接が不十分となり溶接の品質が劣化する問題が生じうる。これに対し、本実施形態の溶接装置1は、建設現場でレーザ溶接を行う溶接装置であるが、前述した種々の問題を解消している。   As described above, in laser welding at a construction site, it is difficult to align members and the like as compared with a factory or the like, and various errors occur. Therefore, as described above, the laser head and the like are adjusted while checking the amount of penetration with a camera. This is not sufficient and can cause various problems. Specifically, there may be a problem that the penetration of the member due to welding cannot be properly adjusted, a problem that the laser beam is detached from the member, or a problem that the welding is insufficient and the quality of the welding is deteriorated. On the other hand, although the welding apparatus 1 of this embodiment is a welding apparatus which performs laser welding at a construction site, it solves the various problems described above.

すなわち、溶接装置1では、深さ計測部21が柱2,3の接触部分における溶接深さ(厚さ)を計測し、この溶接深さの実測値に応じて、柱2,3に対するレーザヘッド15の相対位置制御、レーザ光Lの制御、及びアシストガスAの供給制御が制御部40によって行われる。そして、レーザヘッド15の制御によってレーザヘッド15の速度V、レーザヘッド15の傾き等を調整することができ、レーザ光Lの制御によってレーザ光Lの出力、レーザ光Lの入射角θ、及びレーザ光Lの焦点距離等を調整することができ、アシストガスAの供給制御では、アシストガスAの圧力調整等を行うことができる。   That is, in the welding apparatus 1, the depth measuring unit 21 measures the welding depth (thickness) at the contact portion between the columns 2 and 3, and the laser head for the columns 2 and 3 according to the measured value of the welding depth. The control unit 40 performs 15 relative position control, control of the laser beam L, and supply control of the assist gas A. The speed V of the laser head 15 and the tilt of the laser head 15 can be adjusted by controlling the laser head 15, and the output of the laser light L, the incident angle θ of the laser light L, and the laser can be controlled by controlling the laser light L. The focal length of the light L can be adjusted, and in the supply control of the assist gas A, the pressure of the assist gas A can be adjusted.

よって、例えば、柱2,3の溶接深さの値が大きいときには、レーザヘッド15の速度Vを遅くしたりレーザ光Lの出力を強くしたりして柱2,3に対するレーザ光Lのエネルギーを強くすることができ、柱2,3の溶接深さの値が小さいときには、レーザヘッド15の速度Vを速くしたりレーザ光Lの出力を弱くしたりして柱2,3に対するレーザ光Lのエネルギーを弱くすることができる。   Therefore, for example, when the value of the welding depth of the pillars 2 and 3 is large, the energy V of the laser light L with respect to the pillars 2 and 3 is reduced by decreasing the speed V of the laser head 15 or increasing the output of the laser light L. When the value of the welding depth of the columns 2 and 3 is small, the speed V of the laser head 15 is increased or the output of the laser beam L is decreased to reduce the laser beam L to the columns 2 and 3. Energy can be weakened.

このようにレーザヘッド15、レーザ光L又はアシストガスAの制御を柱2,3の溶接深さに応じて行うことができるので、レーザ光Lが柱2,3から外れるのを回避すると共に、溶接が不十分になるという問題を回避することができる。そして、溶接による柱2,3の溶け込みを適切に調整することができる。従って、レーザ光Lが外れないので溶接の安全性を確保することができると共に、溶接を十分に行えるので溶接の品質を確保することができる。   As described above, the laser head 15, the laser beam L, or the assist gas A can be controlled according to the welding depth of the columns 2 and 3, so that the laser beam L is prevented from being detached from the columns 2 and 3. The problem of insufficient welding can be avoided. And the penetration of the columns 2 and 3 by welding can be adjusted appropriately. Therefore, since the laser beam L does not come off, the safety of welding can be ensured and the welding can be sufficiently performed, so that the quality of welding can be ensured.

また、溶接装置1は、柱2,3におけるレーザヘッド15側の表面2a,3aの段差である目違いMを計測する目違い計測部22を備え、制御部40は、目違い計測部22によって計測された目違いMに応じて、柱2,3に対するレーザヘッド15の相対位置制御、レーザヘッド15から照射されるレーザ光Lの制御、及びアシストガスAの供給制御を行う。よって、例えば目違いMが大きく柱2,3間の表面2a,3aの段差が大きいときにレーザヘッド15をより傾けたりレーザ光Lの入射角θを調整したりすることができ、目違いMの実測値に応じたレーザヘッド15、レーザ光L又はアシストガスAの調整が可能となる。従って、目違いMの状態を計測することによって、溶接による柱2,3の溶け込みをより高精度に調整することができる。   Further, the welding apparatus 1 includes a mis-measurement unit 22 that measures a misunderstanding M that is a step between the surfaces 2 a and 3 a on the laser head 15 side in the columns 2 and 3. In accordance with the measured difference M, the relative position control of the laser head 15 with respect to the columns 2 and 3, the control of the laser light L emitted from the laser head 15, and the supply control of the assist gas A are performed. Therefore, for example, when the difference M is large and the steps 2a and 3a between the columns 2 and 3 are large, the laser head 15 can be tilted more or the incident angle θ of the laser beam L can be adjusted. It is possible to adjust the laser head 15, the laser beam L, or the assist gas A according to the actually measured values. Therefore, by measuring the state of the misalignment M, the penetration of the columns 2 and 3 by welding can be adjusted with higher accuracy.

また、溶接装置1は、溶接ラインYにおける溶接開始点Y1,Y3と溶接終了点Y2,Y4とを計算する溶接開始点終了点計算部37を備えている。従って、溶接開始点Y1,Y3及び溶接終了点Y2,Y4を算出することによって、レーザ光Lを照射すべき箇所にレーザ光Lを照射しなかったり、レーザ光Lを照射すべきでない箇所にレーザ光Lを照射したりする事態を一層確実に回避することができる。従って、レーザ光Lが柱2,3から外れる事態、及びレーザ光Lが不十分となる事態を一層確実に回避することができる。   Further, the welding apparatus 1 includes a welding start point end point calculation unit 37 that calculates the welding start points Y1, Y3 and the welding end points Y2, Y4 in the welding line Y. Therefore, by calculating the welding start points Y1 and Y3 and the welding end points Y2 and Y4, the laser beam L is not irradiated to the portion that should be irradiated with the laser beam L, or the portion that should not be irradiated with the laser beam L The situation of irradiating the light L can be avoided more reliably. Therefore, it is possible to more reliably avoid the situation where the laser beam L is detached from the pillars 2 and 3 and the situation where the laser beam L becomes insufficient.

また、溶接装置1は、柱3を囲むように配置されるレール11を備え、レーザヘッド15は、レール11に沿って移動しながら柱2,3を溶接する。よって、柱3を囲むレール11に沿ってレーザヘッド15が移動するので、レーザヘッド15はスムーズに移動しながら溶接を行うことができる。   The welding apparatus 1 includes a rail 11 disposed so as to surround the column 3, and the laser head 15 welds the columns 2 and 3 while moving along the rail 11. Therefore, since the laser head 15 moves along the rail 11 surrounding the pillar 3, the laser head 15 can perform welding while moving smoothly.

(第2実施形態)
次に第2実施形態に係る溶接装置50について図8及び図9を参照しながら説明する。以降の説明では、前述した第1実施形態と重複する内容についての説明を省略する。また、第1実施形態と同一又は相当する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a welding apparatus 50 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description, the description of the same contents as those in the first embodiment will be omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the component which is the same as that of 1st Embodiment, or it corresponds, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図8に示されるように、溶接装置50は、円形のレール11とは異なる形状のレール51を備えており、この点で溶接装置1と異なっている。レール51の外周は、水平面上において円弧状となっている。レール51の円弧部分の中心角は例えば270度である。すなわち、レール51は、円弧状に欠けた欠き込み51aを有しており、欠き込み51aの円弧部分の中心角は90度となっている。レール51は、柱3に固定された4本の柱状部材52を介して柱3に着脱自在に取り付けられている。   As shown in FIG. 8, the welding apparatus 50 includes a rail 51 having a shape different from that of the circular rail 11, and is different from the welding apparatus 1 in this respect. The outer periphery of the rail 51 has an arc shape on a horizontal plane. The central angle of the arc portion of the rail 51 is, for example, 270 degrees. That is, the rail 51 has a notch 51a lacking in an arc shape, and the central angle of the arc portion of the notch 51a is 90 degrees. The rail 51 is detachably attached to the column 3 via four columnar members 52 fixed to the column 3.

次に、溶接装置50を柱3に取り付ける手順の一例について説明する。まず、図9(a)に示されるように、溶接装置50のレール51は、側方から柱3に嵌め込まれる。そして、図9(b)及び図9(c)に示されるように、レール51は、柱3に対して回転され、柱3に対する回転位置が調整された後に、各柱状部材52に固定されることによって、柱3に取り付けられる。以上のように、溶接装置50を容易に柱3に取り付けることができる。また、第2実施形態に係る溶接装置50は、レール51以外は第1実施形態と同一の構成を備えるため、第1実施形態に係る溶接装置1と同様の効果を奏する。   Next, an example of a procedure for attaching the welding device 50 to the column 3 will be described. First, as shown in FIG. 9A, the rail 51 of the welding apparatus 50 is fitted into the column 3 from the side. Then, as shown in FIGS. 9B and 9C, the rail 51 is rotated with respect to the column 3 and is fixed to each columnar member 52 after the rotation position with respect to the column 3 is adjusted. Is attached to the pillar 3. As described above, the welding device 50 can be easily attached to the column 3. Moreover, since the welding apparatus 50 according to the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except for the rails 51, the same effect as the welding apparatus 1 according to the first embodiment is obtained.

本発明は、前述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に示した要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims.

例えば、前述した実施形態に係る溶接装置は、2本の柱2,3の各端面2b,3bを接触させ、この接触する部分に設定された溶接ラインYに沿ってレーザ光Lを照射させた。しかしながら、本発明に係る溶接装置は、例えば図10に示されるように、複数の板状部材61,62の主面61a,62a同士を接触させ、この接触する部分に設定された溶接ラインWに沿ってレーザ光を照射してもよい。このように、部材が接触する方向及び位置は特に限定されない。   For example, the welding apparatus according to the above-described embodiment brings the end faces 2b and 3b of the two columns 2 and 3 into contact with each other, and irradiates the laser beam L along the welding line Y set in the contact portion. . However, as shown in FIG. 10, for example, the welding apparatus according to the present invention brings the principal surfaces 61 a and 62 a of the plurality of plate-like members 61 and 62 into contact with each other, and a welding line W set in the contacting portion. You may irradiate a laser beam along. Thus, the direction and position where the member contacts are not particularly limited.

また、前述した実施形態に係る溶接装置は、2本の柱2,3を溶接した。しかしながら、本発明に係る溶接装置の溶接対象は、2本の柱に限定されず、例えば、2本の梁、柱と梁、柱又は梁とダイヤフラム等の別部材、等種々のものが挙げられる。また、溶接対象とする部材の数についても、2つに限定されることなく、3つ以上とすることが可能である。   Moreover, the welding apparatus which concerns on embodiment mentioned above welded the two pillars 2 and 3. FIG. However, the welding object of the welding apparatus according to the present invention is not limited to two columns, and examples include various members such as two beams, columns and beams, columns or separate members such as beams and diaphragms, and the like. . Further, the number of members to be welded is not limited to two, but can be three or more.

また、前述した実施形態に係る溶接装置は、レーザヘッド15、レーザ光L及びアシストガスAを制御した。しかしながら、本発明に係る溶接装置は、レーザヘッド15、レーザ光L及びアシストガスAの全てを制御対象としなくてもよい。すなわち、本発明に係る溶接装置は、レーザヘッド、レーザ光及びアシストガスの少なくともいずれか1つを制御すればよい。具体的には、例えば、レーザヘッドが固定されている場合はレーザ光及びアシストガスを制御してもよいし、レーザ光が不変の場合はレーザヘッド及びアシストガスを制御してもよいし、レーザヘッド及びレーザ光の少なくともいずれかのみを制御してもよい。   In addition, the welding apparatus according to the above-described embodiment controls the laser head 15, the laser beam L, and the assist gas A. However, the welding apparatus according to the present invention may not control all of the laser head 15, the laser beam L, and the assist gas A. That is, the welding apparatus according to the present invention may control at least one of the laser head, the laser beam, and the assist gas. Specifically, for example, when the laser head is fixed, the laser beam and the assist gas may be controlled, and when the laser beam is unchanged, the laser head and the assist gas may be controlled. Only at least one of the head and the laser beam may be controlled.

また、前述の実施形態では、建設現場で用いられる溶接装置について説明した。しかしながら、本発明に係る溶接装置は、例えば工場等、建設現場以外で用いることも可能である。更に、前述の実施形態では、2本の柱に対するレーザヘッドの位置を制御した。しかしながら、本発明に係る溶接装置は、レーザヘッドの位置を固定にすると共に部材(母材)を移動させ、レーザヘッドに対する部材の位置を制御してもよい。   In the above-described embodiment, the welding apparatus used at the construction site has been described. However, the welding apparatus according to the present invention can also be used outside a construction site such as a factory. Furthermore, in the above-described embodiment, the position of the laser head with respect to the two columns is controlled. However, the welding apparatus according to the present invention may control the position of the member relative to the laser head by fixing the position of the laser head and moving the member (base material).

1,50…溶接装置、2,3…柱(部材)、2a,3a…表面、2b,3b…端面、4…防護器、11,51…レール、12…台車、13…アーム部、14…計測装置、15…レーザヘッド、16…アシストガス供給部、21…深さ計測部、21a…探触子、22…目違い計測部、23…距離計測部、24…ヘッド位置計測部、25…接触媒質、30…演算部、31…ヘッド送り速度計算部、32…ヘッド位置計算部、33…レーザ出力計算部、34…焦点距離計算部、35…レーザ入射角計算部、36…ガス供給パラメータ計算部、37…溶接開始点終了点計算部、40…制御部、41…レーザヘッド相対位置制御部、42…レーザ光制御部、43…ガス供給制御部、52…柱状部材、61,62…板状部材、61a,62a…主面、A…アシストガス、C…隅部、D1,D2…距離、E…ずれ、L…レーザ光、P…焦点、S…焦点深さ、T1,T2…厚さ、V…速度、W,Y…溶接ライン、Y1,Y3…溶接開始点、Y2,Y4…溶接終了点、θ…入射角。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,50 ... Welding apparatus, 2, 3 ... Column (member), 2a, 3a ... Surface, 2b, 3b ... End face, 4 ... Guard, 11, 51 ... Rail, 12 ... Dolly, 13 ... Arm part, 14 ... Measuring device, 15 ... laser head, 16 ... assist gas supply unit, 21 ... depth measurement unit, 21a ... probe, 22 ... misplacement measurement unit, 23 ... distance measurement unit, 24 ... head position measurement unit, 25 ... Contact medium, 30 ... calculation unit, 31 ... head feed speed calculation unit, 32 ... head position calculation unit, 33 ... laser output calculation unit, 34 ... focal length calculation unit, 35 ... laser incident angle calculation unit, 36 ... gas supply parameter Calculation part 37 ... Welding start point end point calculation part 40 ... Control part 41 ... Laser head relative position control part 42 ... Laser light control part 43 ... Gas supply control part 52 ... Columnar member 61, 62 ... Plate member, 61a, 62a ... main surface, A ... Cyst gas, C ... corner, D1, D2 ... distance, E ... deviation, L ... laser beam, P ... focus, S ... focus depth, T1, T2 ... thickness, V ... velocity, W, Y ... welding line, Y1, Y3 ... welding start point, Y2, Y4 ... welding end point, θ ... incidence angle.

Claims (4)

複数の部材を接触させ、前記接触する部分に設定された溶接ラインに沿ってレーザ光を照射させると共に、前記照射した箇所にアシストガスを供給することによって、前記複数の部材を溶接する溶接装置であって、
前記レーザ光を前記溶接ラインに向けて照射するレーザヘッドと、
前記接触する部分における前記部材の溶接深さを計測する深さ計測部と、
前記深さ計測部によって計測された溶接深さに応じて、前記部材に対する前記レーザヘッドの相対位置制御、前記レーザヘッドから照射される前記レーザ光の制御、及び前記アシストガスの供給制御、の少なくともいずれかを行う制御部と、
を備える溶接装置。
A welding apparatus that welds the plurality of members by bringing a plurality of members into contact with each other, irradiating laser light along a welding line set in the contacting portion, and supplying an assist gas to the irradiated portion. There,
A laser head for irradiating the laser beam toward the welding line;
A depth measuring unit for measuring a welding depth of the member in the contacting portion;
At least one of a relative position control of the laser head with respect to the member, a control of the laser light emitted from the laser head, and a supply control of the assist gas according to the welding depth measured by the depth measurement unit. A control unit for performing one of the following:
A welding apparatus comprising:
前記複数の部材における前記レーザヘッド側の面の段差である目違いを計測する目違い計測部を備え、
前記制御部は、前記目違い計測部によって計測された目違いに応じて、前記部材に対する前記レーザヘッドの相対位置制御、前記レーザヘッドから照射される前記レーザ光の制御、及び前記アシストガスの供給制御、の少なくともいずれかを行う、
請求項1に記載の溶接装置。
A misdiagnosis measuring unit that measures a misalignment that is a step of the surface on the laser head side in the plurality of members;
The control unit controls the relative position of the laser head with respect to the member, controls the laser light emitted from the laser head, and supplies the assist gas according to the mismeasurement measured by the mismeasurement unit Perform at least one of control,
The welding apparatus according to claim 1.
前記溶接ラインにおける溶接開始点と溶接終了点とを計算する溶接開始点終了点計算部を備える、
請求項1又は2に記載の溶接装置。
A welding start point end point calculating unit for calculating a welding start point and a welding end point in the welding line;
The welding apparatus according to claim 1 or 2.
前記部材を囲むように配置されるレールを備え、
前記レーザヘッドは、前記レールに沿って移動しながら前記複数の部材を溶接する、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の溶接装置。
A rail arranged to surround the member;
The laser head welds the plurality of members while moving along the rail.
The welding apparatus as described in any one of Claims 1-3.
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