JP2017113785A - レーザー溶接装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係るレーザー溶接装置は,回折光学素子,入射点変更部,コントローラーを有する。回折光学素子は,入射光のパワー密度分布形状とは異なる第1のパワー密度分布形状を持つ放射光を放射する回折格子が形成された第1の領域を有する。回折光学素子はさらに,第1の領域の表面形状とは異なる表面形状を有し,第1のパワー密度分布形状とは異なる第2のパワー密度分布形状を持つ放射光を放射する第2の領域を有している。そして,コントローラーは,出射器によるレーザー光の出射中に,入射点変更部により,入射点内の少なくとも1点が,第1の領域と第2の領域との境界を横切るように移動させる接合制御を行う。
【選択図】図8
Description
図1に,本形態に係るレーザー溶接の接合対象である電池1の外観における斜視図を示す。電池1は,図1に示すように,外形が扁平形状のものである。電池1は,図1に示すように,正極端子40および負極端子50を有している。そして,電池1は,正極端子40および負極端子50を介して充放電を行うことができる二次電池である。電池1としては,リチウムイオン二次電池や,ニッケル水素電池などが例示される。
次に,第2の形態について説明する。本形態では,第1の形態と異なり,接合工程前に,溶接線上に,予め仮付け部を形成する仮付け工程を行う。接合対象である電池については,第1の形態と同様である。そして,本形態は,次の手順で行われる。
1.仮付け工程
2.接合工程
次に,第3の形態について説明する。本形態では,上記の形態と異なり,接合工程前に,溶接線上におけるケース本体の開口部の内壁面と封口板の側面との隙間の大きさを検出する隙間検出工程を行う。なお,接合工程での接合対象である電池については,第1の形態と同様である。そして,本形態は,次の手順で行われる。
1.仮付け工程
2.隙間検出工程
3.接合工程
次に,第4の形態について説明する。本形態でも,第3の形態と同様,溶接線上におけるケース本体の開口部の内壁面と封口板の側面との隙間の大きさを検出する隙間検出工程を行う。ただし,接合工程に先立って隙間検出工程を行う第3の形態とは異なり,本形態では,隙間検出工程を行いつつ,接合工程についても行う。
次に,第5の形態について説明する。本形態でも,溶接装置の構成などは,第2の形態と同様である。また,本形態でも,第2の形態と同様,仮付け工程を行う。ただし,短手区間より接合制御および走査制御を開始する第2の形態とは異なり,本形態では,長手区間より接合制御および走査制御を開始する。
次に,上記の実施形態の変形例について説明する。まず,照射パターンの変形例について説明する。図25に,照射パターンの変形例1,2を示している。図25には,変形例1,2のそれぞれについて,上段に,入射点LPが回折光学素子130の形成領域131内に位置する状態のときに形成される照射パターンを示している。また,中段に,入射点LPが回折光学素子130の非形成領域132内に位置する状態のときに形成される照射パターンを示している。さらに,下段に,入射点LPが回折光学素子130の形成領域131と非形成領域132との境界133にかかっている状態のときに形成される照射パターンを示している。図25に示すように,変形例1,2はともに,入射点LPが回折光学素子130の形成領域131内に位置する状態のときに形成される照射パターンが,上記の実施形態と異なるものである。一方,入射点LPが回折光学素子130の非形成領域132内に位置する状態のときには,変形例1,2においてともに,上記の実施形態と同様,中央領域A1に中央スポットS0を有する照射パターンである。
10 ケース本体
20 封口板
30 接合部
80 溶接線
100 溶接装置
110 レーザー発振器
130 回折光学素子
131 形成領域
132 非形成領域
140 スライド部
180 制御部
A,B,C,D スライド位置
Li 入射光
L レーザー光
LP 入射点
P 照射パターン
S0 中央スポット
SG 外縁スポット群
S11,S12,S21,S22,S31,S32,S41,S42 外縁スポット
Claims (13)
- 溶接点に向けてレーザー光を照射し,その照射箇所に接合対象部材を接合する接合部を形成するレーザー溶接装置において,
レーザー光を出射する出射器と,
前記出射器より出射されたレーザー光を入射光とし,前記入射光の入射点から前記照射箇所へ放射光を放射する回折光学素子と,
前記入射点の位置を変更する入射点変更部と,
前記出射器および前記入射点変更部を制御するコントローラーとを有し,
前記回折光学素子は,隣接して設けられた第1の領域と第2の領域とを有し,
前記第1の領域は,前記入射光のパワー密度分布形状とは異なる第1のパワー密度分布形状を持つ前記放射光を放射する回折格子が形成された領域であり,
前記第2の領域は,前記第1の領域の表面形状とは異なる表面形状を有し,前記第1のパワー密度分布形状とは異なる第2のパワー密度分布形状を持つ前記放射光を放射する領域であり,
前記コントローラーは,
前記出射器によるレーザー光の出射中に,前記入射点変更部により,前記入射点内の少なくとも1点が,前記第1の領域と前記第2の領域との境界を横切るように移動させる接合制御を行うものであることを特徴とするレーザー溶接装置。 - 請求項1に記載のレーザー溶接装置において,
前記第2の領域は,前記回折格子が形成されていない領域であることを特徴とするレーザー溶接装置。 - 請求項1または請求項2に記載のレーザー溶接装置において,
前記第1の領域は,前記第1のパワー密度分布形状におけるパワー密度が最も高い箇所を,前記第2のパワー密度分布形状におけるパワー密度が最も高い箇所である中央領域とは異なる外縁領域内とする放射光を放射する領域であることを特徴とするレーザー溶接装置。 - 請求項3に記載のレーザー溶接装置において,
前記コントローラーは,前記接合制御では,
前記照射箇所の前記溶接点が前記中央領域内に位置するようにしつつ,
前記出射器によるレーザー光の出射を開始してから予め定めた初期時間の経過後には,前記初期時間の経過前よりも,前記入射点変更部により,前記入射点の位置を,前記第2の領域側とし,
前記出射器によるレーザー光の出射中に,前記照射箇所を接合対象部材に対して移動させないものであることを特徴とするレーザー溶接装置。 - 請求項3に記載のレーザー溶接装置において,
前記照射箇所と接合対象部材との少なくとも一方を他方に対して移動させる移動部を有し,
前記コントローラーは,前記接合制御では,
前記移動部により,前記照射箇所を,複数の前記溶接点が連続してなる溶接線が,前記中央領域内を通るように移動させる走査制御を行うものであることを特徴とするレーザー溶接装置。 - 請求項5に記載のレーザー溶接装置において,
前記コントローラーは,前記接合制御では,
前記出射器によるレーザー光の出射を開始してから予め定めた初期時間の経過後には,前記初期時間の経過前よりも,前記入射点変更部により,前記入射点の位置を,前記第2の領域側とするものであることを特徴とするレーザー溶接装置。 - 請求項5または請求項6に記載のレーザー溶接装置において,
前記第2の領域は,
前記中央領域に,前記放射光によって中央スポットを形成する領域であり,
前記第1の領域は,
前記外縁領域に,前記放射光によって前記中央スポットとともに三角形の頂点をなすスポットである第1の外縁スポットおよび第2の外縁スポットを形成する領域であり,
前記コントローラーは,前記走査制御では,
前記溶接線上の前記溶接点に,前記第1の外縁スポットと前記第2の外縁スポットとの間,前記中央スポットをこの順で通過させるものであることを特徴とするレーザー溶接装置。 - 請求項5または請求項6に記載のレーザー溶接装置において,
前記第2の領域は,
前記中央領域に,前記放射光によって中央スポットを形成する領域であり,
前記第1の領域は,
前記外縁領域に,前記放射光によって前記中央スポットを囲う四角形の頂点をなす4つの外縁スポットを形成する領域であり,
前記コントローラーは,前記走査制御では,
前記溶接線上の前記溶接点に,前記外縁スポットのうちの隣り合う2つの第1の外縁スポットと第2の外縁スポットとの間,前記中央スポット,前記第1の外縁スポットおよび前記第2の外縁スポット以外の前記外縁スポットである第3の外縁スポットと第4の外縁スポットとの間をこの順で通過させるものであることを特徴とするレーザー溶接装置。 - 請求項5または請求項6に記載のレーザー溶接装置において,
前記第2の領域は,
前記中央領域に,前記放射光によって中央スポットを形成する領域であり,
前記第1の領域は,
前記外縁領域に,前記放射光によって第1の外縁スポット,および,前記第1の外縁スポットとは異なる位置の第2の外縁スポットを形成する領域であり,
前記コントローラーは,前記走査制御では,
前記中央スポットを,前記溶接線に沿って移動させ,
前記第1の外縁スポットを,前記溶接線と平行に設けられた軌道である第1の外縁軌道に沿って,前記中央スポットの前方を移動させ,
前記第2の外縁スポットを,前記溶接線と平行に設けられた軌道である第2の外縁軌道に沿って,前記中央スポットの後方を移動させるものであることを特徴とするレーザー溶接装置。 - 請求項5から請求項9までのいずれかに記載のレーザー溶接装置において,
前記コントローラーは,
前記接合制御を行う前に,レーザー光を前記溶接線上の一部の仮付け箇所に照射し,前記仮付け箇所に仮付け部を形成する仮付け制御を行うとともに,
前記仮付け制御では,前記入射点変更部により,前記入射点の位置を,前記第1の領域内とさせるものであることを特徴とするレーザー溶接装置。 - 請求項5から請求項10までのいずれかに記載のレーザー溶接装置において,
接合対象部材同士を突き合わせてなる前記溶接線上の前記溶接点について隙間を検出して出力する隙間出力部を有し,
前記コントローラーは,前記接合制御では,
前記溶接点について前記隙間出力部が出力した隙間が予め定めた隙間閾値以上であるときには,前記隙間閾値未満であるときよりも,前記入射点変更部により,前記入射点の位置を,前記第1の領域側とするレーザー制御を行うものであることを特徴とするレーザー溶接装置。 - 請求項5から請求項11までのいずれかに記載のレーザー溶接装置において,
前記コントローラーは,前記溶接線が全体として長方形であるときには,
前記走査制御を,前記溶接線の長辺に位置する前記溶接点を開始位置として開始するものであるとともに,
その開始後,前記溶接線に沿って一周,前記開始位置まで前記走査制御を行うものであることを特徴とするレーザー溶接装置。 - 請求項1から請求項12までのいずれかに記載のレーザー溶接装置において,
前記出射器が,
レーザー光の出射中に,出射するレーザー光の出力値であるレーザー出力値を調整できるものであることを特徴とするレーザー溶接装置。
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