JP2018001186A - Device for measuring focal length in laser welding - Google Patents

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Kazuaki Yajima
和明 谷嶋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for measuring a focal length in laser welding, which can accurately and easily measure the focal length of a laser beam relative to a position where a workpiece is welded, and which enables one person to correct misalignment of a laser welding apparatus.SOLUTION: There is provided a device to be mounted on a scanner portion 1 of a laser welding apparatus, for measuring a focal length of a laser beam relative to a position where a workpiece is welded. The device comprises: a digital depth gauge 4 which has a main scale portion 2 including a front end portion 21 for abutting a welding position, and which has a slider portion 3 formed movably along the main scale portion, the slider portion including a display portion 31 for displaying a distance the slider portion is moved and displaced, as an amount of misalignment relative to a proper focal length, the slider portion also including an alarm portion 32; and an attachment portion 5 having a main body portion 51 which is disposed adjacent and parallel to the laser beam, and which stores and holds the slider portion, while allowing a rear end portion 22 of the main scale portion to move backward, the attachment portion 5 being mountable on the scanner portion at the rear end of the main body portion. The alarm portion issues alarm information when the distance the slider portion is moved and displaced reaches within a range specified relative to the proper focal length.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、レーザ溶接装置のレーザ光を照射するスキャナ部に装着し、ワークの溶接位置に対するレーザ光の焦点距離を測定するレーザ溶接焦点距離測定装置に関する。   The present invention relates to a laser welding focal length measurement device that is mounted on a scanner unit that irradiates a laser beam of a laser welding device and measures the focal length of the laser beam with respect to a workpiece welding position.

近年、自動車のボディ等のワークの接合にレーザ溶接装置が、多く使用されている(特許文献1を参照)。例えば、特許文献1に記載されたレーザ溶接装置100には、図7に示すように、ワークWの加工点にレーザ光101を照射する光学系部材を備えたスキャナ部102と、スキャナ部102をアーム部先端103に取り付けた多軸ロボット装置104と、スキャナ部102の光学系部材の動作を制御するスキャナ制御装置105と、多軸ロボット装置104のアーム部等の動作を制御するロボット制御装置106とを備えている。また、スキャナ制御装置105及びロボット制御装置106に同期した動作指令を出力する中央処理装置107を備えている。   In recent years, many laser welding apparatuses have been used for joining workpieces such as automobile bodies (see Patent Document 1). For example, in the laser welding apparatus 100 described in Patent Document 1, as shown in FIG. 7, a scanner unit 102 including an optical member that irradiates a laser beam 101 to a processing point of a workpiece W, and a scanner unit 102 are provided. A multi-axis robot apparatus 104 attached to the arm section tip 103, a scanner control apparatus 105 that controls the operation of the optical system members of the scanner section 102, and a robot control apparatus 106 that controls the operation of the arm section and the like of the multi-axis robot apparatus 104. And. A central processing unit 107 that outputs operation commands synchronized with the scanner control unit 105 and the robot control unit 106 is also provided.

また、図7、図8に示すように、上記スキャナ部102には、光ファイバ1021から出力されるレーザ光の光軸方向に移動して焦点距離を調整するエキスパンダレンズ1022と、エキスパンダレンズ1022を通過したレーザ光を集光するコリメートレンズ1023と、コリメートレンズ1023を通過したレーザ光をワーク上で走査させる2枚の走査ミラー1024、1025とを備えている。そして、スキャナ制御装置105とロボット制御装置106には、ワークWの設計上の位置データ等を基にして、ワークWの溶接位置とレーザ光101の焦点位置とが一致するように、その動作情報が予め仮教示されている。   As shown in FIGS. 7 and 8, the scanner unit 102 includes an expander lens 1022 that moves in the optical axis direction of the laser beam output from the optical fiber 1021 and adjusts the focal length, and an expander lens. A collimating lens 1023 that condenses the laser light that has passed through 1022 and two scanning mirrors 1024 and 1025 that scan the laser light that has passed through the collimating lens 1023 on a workpiece are provided. Then, the scanner control device 105 and the robot control device 106 have the operation information so that the welding position of the workpiece W and the focal position of the laser beam 101 coincide with each other based on the design position data of the workpiece W. Is provisionally taught in advance.

しかし、実際に溶接対象となる実ワークの製作誤差や受け治具に対するワークセットずれ等の影響から、実ワークの溶接位置とレーザ光の焦点位置との間では、位置ずれが生じる場合がある。そのため、実際にレーザ溶接する前の準備行為として、仮教示された位置において、実ワークに基づいて上記位置ずれ量が規定値以内かどうかを測定し、規定値を超過していれば、その位置ずれを補正する作業が行われている。   However, there may be a positional deviation between the welding position of the actual workpiece and the focal position of the laser beam due to the influence of the manufacturing error of the actual workpiece to be welded or the workpiece set deviation with respect to the receiving jig. Therefore, as a preparatory action before actual laser welding, it is measured at the provisionally taught position whether the above-mentioned positional deviation amount is within the specified value based on the actual workpiece. Work to correct the deviation is being carried out.

例えば、上記レーザ溶接装置100によって、自動車のボディ(ワーク)の溶接位置にレーザ・スポット溶接を行う場合において、実ワークに基づいて上記位置ずれを補正する作業として、次の作業が行われている。すなわち、図9に示すように、スキャナ本体102aに所定長さの鋼尺(スケール)108aを取り付けた簡易測定具108を装着する。ここで、スキャナ本体102aからは、レーザ光101と同軸状に投光される第1ガイド光G1と、第1ガイド光G1に対して傾斜状に投光される第2ガイド光G2とが照射され、第1ガイド光G1と第2ガイド光G2との交差した位置が、焦点位置として設定されている。そのため、仮教示状態の鋼尺108aにおいて、第1ガイド光G1と第2ガイド光G2との交差した位置の目盛りP1と、ワークWの溶接位置の目盛りP2を読み取ることによって、実ワークにおけるワークWの溶接位置とレーザ光101の焦点位置との位置ずれ量P3(P2−P1)を測定する。   For example, when laser spot welding is performed at the welding position of the body (work) of an automobile by the laser welding apparatus 100, the following work is performed as a work for correcting the positional deviation based on the actual work. . That is, as shown in FIG. 9, a simple measuring tool 108 having a predetermined length of a steel ruler 108a is attached to the scanner body 102a. Here, the scanner main body 102a emits the first guide light G1 projected coaxially with the laser light 101 and the second guide light G2 projected obliquely with respect to the first guide light G1. The position where the first guide light G1 and the second guide light G2 intersect is set as the focal position. Therefore, in the provisionally taught steel rule 108a, the scale P1 at the position where the first guide light G1 and the second guide light G2 cross each other and the scale P2 at the welding position of the work W are read, so that the work W in the actual work is measured. The positional deviation amount P3 (P2-P1) between the welding position of the laser beam 101 and the focal position of the laser beam 101 is measured.

また、図9、図10に示すように、焦点距離確認者M1は、第1ガイド光G1と第2ガイド光G2の交差した位置の目盛りP1と、ワークWの溶接位置の目盛りP2を読みながら、上記位置ずれ量P3が規定値を超過していれば、ロボット操作者M2にアーム部の位置補正を指示する。ロボット操作者M2は、多軸ロボット装置104の操作盤109によりアーム部を動作させて、位置ずれ量P3が規定値以内となるように操作する。そして、焦点距離確認者M1が、ワークWの溶接位置とレーザ光101の焦点位置と間の位置ずれ量P3が規定値以内であることを確認したら、ロボット操作者M2が、そのときのアーム部の位置をロボット制御装置106に再教示・記憶させる操作を行う。この操作をワークWの各溶接位置ごとに繰り返す。   Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the focal length checker M1 reads the scale P1 at the position where the first guide light G1 and the second guide light G2 intersect and the scale P2 at the welding position of the workpiece W. If the positional deviation amount P3 exceeds the specified value, the robot operator M2 is instructed to correct the position of the arm unit. The robot operator M2 operates the arm unit with the operation panel 109 of the multi-axis robot apparatus 104 so as to operate the positional deviation amount P3 within a specified value. When the focal length checker M1 confirms that the positional deviation amount P3 between the welding position of the workpiece W and the focal position of the laser beam 101 is within a specified value, the robot operator M2 The robot controller 106 performs an operation for re-teaching / storing the position. This operation is repeated for each welding position of the workpiece W.

特開2010−214393号公報JP 2010-214393 A

ところが、上記位置ずれ補正作業によると、以下のような問題があった。すなわち、[1]レーザ溶接において設計上で要求される焦点距離の位置ずれ精度は、±1.0mm程度以内であるのに対して、鋼尺108aの目盛りに基づいて、ワークの溶接位置とレーザ光の焦点位置との位置ずれ量を目視によって確認する方法であるため、ワークの溶接位置に対するレーザ光の焦点距離の測定誤差が生じやすいこと、[2]この補正作業では、焦点距離確認者M1とロボット操作者M2とによる2人作業が必要となるので、作業工数の増加が避けられないこと、等の問題があった。   However, the above-described misalignment correction work has the following problems. That is, [1] While the positional deviation accuracy of the focal length required by design in laser welding is within about ± 1.0 mm, the welding position of the workpiece and the laser are based on the scale of the steel rule 108a. Since this is a method of visually confirming the amount of positional deviation from the focal position of the light, measurement error of the focal length of the laser beam with respect to the welding position of the workpiece is likely to occur. [2] In this correction work, the focal length confirmer M1 And the robot operator M2 require two-man work, and there are problems such as an inevitable increase in work man-hours.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ワークの溶接位置に対するレーザ光の焦点距離を高精度かつ簡単に測定できるとともに、1人作業でレーザ溶接装置の位置ずれ補正作業ができるレーザ溶接焦点距離測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can measure the focal length of the laser beam with respect to the welding position of the workpiece with high accuracy and simpleness, and can also perform the positional deviation correction work of the laser welding apparatus by one person. An object of the present invention is to provide a laser welding focal length measuring device capable of performing the following.

上記課題を解決するために、本発明に係るレーザ溶接焦点距離測定装置は、次のような構成を有している。
(1)レーザ溶接装置のスキャナ部に装着して、ワークの溶接位置に対するレーザ光の焦点距離を測定するレーザ溶接焦点距離測定装置であって、
前記ワークの溶接位置に前端部が当接可能に形成された本尺部と、前記本尺部の前後方向に沿って移動自在に形成され、その移動変位量を前記レーザ光の焦点距離の正寸に対する位置ずれ量として表示する表示部とアラーム部とが形成されたスライダ部とを有するデジタルデプスゲージと、
前記レーザ光の光軸と隣接しかつ平行に配置されて、前端側に前記スライダ部を収納し保持する収納保持部が形成され、後端側に前記本尺部の後端部が後方へ移動するのを許容する凹溝部が形成された本体部を有し、前記本体部の後端側で前記スキャナ部に装着可能に形成されたアタッチメント部とを備え、
前記アラーム部は、前記表示部が表示する移動変位量が前記焦点距離の規定値以内に到達したときに、アラーム情報を発生させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a laser welding focal length measuring apparatus according to the present invention has the following configuration.
(1) A laser welding focal length measurement device that is mounted on a scanner unit of a laser welding device and measures a focal length of laser light with respect to a welding position of a workpiece,
A main scale portion formed so that a front end portion can be brought into contact with a welding position of the workpiece, and formed so as to be movable along a front-rear direction of the main scale portion. A digital depth gauge having a display part that displays as a displacement amount with respect to the size and a slider part in which an alarm part is formed;
An accommodation holding portion is formed adjacent to and parallel to the optical axis of the laser beam to accommodate and hold the slider portion on the front end side, and the rear end portion of the main scale portion moves rearward on the rear end side. A main body portion formed with a concave groove portion that allows to be provided, and an attachment portion formed so as to be attachable to the scanner portion on the rear end side of the main body portion,
The alarm unit generates alarm information when a movement displacement amount displayed by the display unit reaches within a specified value of the focal length.

本発明においては、ワークの溶接位置に前端部が当接可能に形成された本尺部と、本尺部の前後方向に沿って移動自在に形成され、その移動変位量をレーザ光の焦点距離の正寸に対する位置ずれ量として表示する表示部とアラーム部とが形成されたスライダ部とを有するデジタルデプスゲージと、レーザ光の光軸と隣接しかつ平行に配置されて、前端側にスライダ部を収納し保持する収納保持部が形成され、後端側に本尺部の後端部が後方へ移動するのを許容する凹溝部が形成された本体部を有し、本体部の後端側でスキャナ部に装着可能に形成されたアタッチメント部とを備え、
アラーム部は、表示部が表示する移動変位量が焦点距離の規定値以内に到達したときに、アラーム情報を発生させるので、本尺部の前端部をワークの溶接位置に当接した仮教示状態から、レーザ溶接装置のスキャナ部を本尺部の前後方向に沿って移動させ、アラーム部からアラーム情報が発生されるのを確認して、レーザ溶接装置のスキャナ部の移動を停止させればよい。そのため、レーザ溶接装置のスキャナ部の移動中に、デジタルデプスゲージの表示部が高精度に表示する移動変位量をいちいち目視している必要がなく、アラーム情報を受けてレーザ溶接装置のスキャナ部を停止させた後に、表示部に表示された移動変位量がレーザ光の焦点距離の規定値以内になっているか否かを確認するだけでよい。そして、表示部に表示された移動変位量がレーザ光の焦点距離の規定値以内になっていれば、その位置をスキャナ部の正規位置として再教示し、レーザ溶接装置のスキャナ部の位置ずれ補正を、高精度かつ簡単に行うことができる。したがって、表示部の数字の読み間違い等のヒューマンエラーを低減しつつ、一人作業でレーザ溶接装置の位置ずれ補正作業ができる。なお、アラーム部から発生させるアラーム情報には、例えば、警報ランプの点灯や警報音の発生等が該当する。
よって、本発明によれば、ワークの溶接位置に対するレーザ光の焦点距離を高精度かつ簡単に測定できるとともに、1人作業でレーザ溶接装置の位置ずれ補正作業ができる。
In the present invention, the main scale part formed so that the front end portion can come into contact with the welding position of the workpiece, and the main scale part is formed so as to be movable along the front-rear direction of the main scale part. A digital depth gauge having a display part for displaying as a positional deviation amount with respect to the exact size and a slider part on which an alarm part is formed, and a slider part disposed adjacent to and parallel to the optical axis of the laser beam, A storage holding portion for storing and holding is formed, and a main body portion having a recessed groove portion that allows the rear end portion of the main scale portion to move backward is formed on the rear end side. An attachment part formed so as to be attachable to the scanner part,
The alarm unit generates alarm information when the amount of displacement displayed on the display unit falls within the specified focal length, so that the temporary teaching state where the front end of the main scale unit is in contact with the welding position of the workpiece Then, the scanner part of the laser welding apparatus is moved along the longitudinal direction of the main scale part, the alarm part is confirmed to generate alarm information, and the movement of the scanner part of the laser welding apparatus is stopped. . Therefore, it is not necessary to observe the moving displacement amount displayed on the digital depth gauge display with high accuracy while the scanner unit of the laser welding device is moving, and the scanner unit of the laser welding device is stopped in response to alarm information. After that, it is only necessary to confirm whether or not the amount of movement displacement displayed on the display unit is within a prescribed value of the focal length of the laser beam. If the amount of movement displacement displayed on the display unit is within the prescribed value of the focal length of the laser beam, the position is re-taught as the normal position of the scanner unit, and the positional deviation correction of the scanner unit of the laser welding apparatus is performed. Can be performed accurately and easily. Therefore, it is possible to perform the positional deviation correction operation of the laser welding apparatus by one person while reducing human errors such as reading errors of the numbers on the display unit. Note that the alarm information generated from the alarm unit corresponds to, for example, lighting of an alarm lamp or generation of an alarm sound.
Therefore, according to the present invention, the focal length of the laser beam with respect to the welding position of the workpiece can be easily measured with high accuracy, and the position deviation correction operation of the laser welding apparatus can be performed by one person.

(2)(1)に記載されたレーザ溶接焦点距離測定装置において、
前記アタッチメント部の本体部には、前記本尺部の後端部の位置を検出するセンサ部を装着させ、前記センサ部からの検出信号により前記スライダ部の移動変位量が前記焦点距離の規定値以内に到達する以前に前記センサ部又は前記スライダ部のアラーム部から予備アラーム情報を発生させることを特徴とする。
(2) In the laser welding focal length measuring device described in (1),
A sensor part for detecting the position of the rear end part of the main scale part is attached to the main body part of the attachment part, and the movement displacement amount of the slider part is determined by the detection signal from the sensor part as a prescribed value of the focal length. Preliminary alarm information is generated from the alarm unit of the sensor unit or the slider unit before reaching within.

本発明においては、アタッチメント部の本体部には、本尺部の後端部の位置を検出するセンサ部を装着させ、センサ部からの検出信号によりスライダ部の移動変位量が焦点距離の規定値以内に到達する以前にセンサ部又はスライダ部のアラーム部から予備アラーム情報を発生させるので、レーザ溶接装置のスキャナ部の移動を、予備アラーム情報が発生するまでは高速で行い、予備アラーム情報が発生した後は低速で行うことができる。そのため、スキャナ部のオーバーランを防止しつつ、表示部に表示された移動変位量がレーザ光の焦点距離の規定値以内に到達させる行為を、迅速かつ正確に行うことができる。また、スキャナ部のオーバーランを防止できるので、操作ミスによるレーザ溶接焦点距離測定装置の破損等を回避できる。
その結果、ワークの溶接位置に対するレーザ光の焦点距離をより高精度かつ簡単に測定できるとともに、1人作業でレーザ溶接装置の位置ずれ補正作業がより一層迅速かつ正確にできる。
In the present invention, a sensor part for detecting the position of the rear end part of the main scale part is attached to the main body part of the attachment part, and the movement displacement amount of the slider part is determined by the detection value from the sensor part as a prescribed value of the focal length. The preliminary alarm information is generated from the alarm part of the sensor part or slider part before reaching within, so the scanner part of the laser welding equipment is moved at high speed until the preliminary alarm information is generated, and the preliminary alarm information is generated. After that you can do it at low speed. For this reason, it is possible to quickly and accurately perform the action of causing the movement displacement amount displayed on the display unit to fall within the prescribed value of the focal length of the laser beam while preventing overrun of the scanner unit. Further, since overrun of the scanner unit can be prevented, damage to the laser welding focal length measuring device due to an operation error can be avoided.
As a result, the focal length of the laser beam with respect to the welding position of the workpiece can be measured more accurately and easily, and the misalignment correction operation of the laser welding apparatus can be performed more quickly and accurately by one person.

(3)(2)に記載されたレーザ溶接焦点距離測定装置において、
前記センサ部は、非接触式の磁気センサであって、前記本尺部の後端部には、磁性部材が装着されていることを特徴とする。
(3) In the laser welding focal length measuring device described in (2),
The sensor unit is a non-contact type magnetic sensor, and a magnetic member is attached to a rear end portion of the main scale unit.

本発明においては、センサ部は、非接触式の磁気センサであって、本尺部の後端部には、磁性部材が装着されているので、デジタルデプスゲージの本尺部がアルミ合金等の非鉄部材であっても、本尺部の後端部の位置を正確に検出することができる。また、センサ部は、非接触式であるので、誤操作による破損等の恐れもない。
その結果、ワークの溶接位置に対するレーザ光の焦点距離をより高精度かつ簡単に測定でき、さらに測定装置としての耐久性を高めることもできる。
In the present invention, the sensor unit is a non-contact type magnetic sensor, and a magnetic member is attached to the rear end portion of the main scale unit. Therefore, the main unit of the digital depth gauge is a non-ferrous material such as an aluminum alloy. Even if it is a member, the position of the rear-end part of a main scale part can be detected correctly. Further, since the sensor unit is a non-contact type, there is no fear of damage due to an erroneous operation.
As a result, the focal length of the laser beam with respect to the welding position of the workpiece can be measured with higher accuracy and ease, and the durability as a measuring device can be enhanced.

(4)(1)乃至(3)のいずれか1つに記載されたレーザ溶接焦点距離測定装置において、
前記アタッチメント部は、前記レーザ光を通過させる通孔を有する基台部を介して前記スキャナ部に装着可能に形成され、かつ前記基台部に対して前記レーザ光の光軸を中心にして周方向に回転可能に形成されていることを特徴とする。
(4) In the laser welding focal length measurement device described in any one of (1) to (3),
The attachment part is formed so as to be attachable to the scanner part through a base part having a through hole through which the laser light passes, and is arranged around the optical axis of the laser light with respect to the base part. It is formed to be rotatable in the direction.

本発明においては、アタッチメント部は、レーザ光を通過させる通孔を有する基台部を介してスキャナ部に装着可能に形成され、かつ基台部に対してレーザ光の光軸を中心にして周方向に回転可能に形成されているので、ワークの溶接位置に対応してスキャナ部の位置を変化させても、アタッチメント部をレーザ光の光軸を中心にして周方向に回転させることによって、ワークの溶接位置に対するレーザ光の焦点距離を変化させることなく、作業者からの表示部に対する視認性を確保することができる。また、左右対称に形成されたワークをレーザ溶接する場合、同一のレーザ溶接焦点距離測定装置を用いて、ワークの溶接位置に対するレーザ光の焦点距離を測定することもできる。   In the present invention, the attachment portion is formed so as to be attachable to the scanner portion through a base portion having a through hole through which laser light passes, and is arranged around the optical axis of the laser light with respect to the base portion. Since it is formed so as to be rotatable in the direction, even if the position of the scanner unit is changed corresponding to the welding position of the workpiece, the attachment unit is rotated in the circumferential direction around the optical axis of the laser beam. The visibility of the display unit from the operator can be ensured without changing the focal length of the laser beam with respect to the welding position. Further, when laser welding a workpiece formed symmetrically, the focal length of the laser beam with respect to the welding position of the workpiece can be measured using the same laser welding focal length measuring device.

(5)(4)に記載されたレーザ溶接焦点距離測定装置において、
前記基台部は、前記スキャナ部のスキャナ本体とレーザ出力側カバー体との間に挿入固定される鍔部を備えていることを特徴とする。
(5) In the laser welding focal length measuring device described in (4),
The base portion includes a flange portion that is inserted and fixed between a scanner main body of the scanner portion and a laser output side cover body.

本発明においては、基台部は、スキャナ部のスキャナ本体とレーザ出力側カバー体との間に挿入固定される鍔部を備えているので、スキャナ部のスキャナ本体からレーザ出力側カバー体を取り外すことなく、ワークの溶接位置に対するレーザ光の焦点距離を測定することができる。そのため、レーザ出力側カバー体を取り外す手間を省略できるとともに、心臓部であるスキャナ本体に収納されている光学系部材の損傷等も回避できる。   In the present invention, since the base portion includes a collar portion that is inserted and fixed between the scanner main body of the scanner portion and the laser output side cover body, the laser output side cover body is removed from the scanner main body of the scanner portion. The focal length of the laser beam with respect to the welding position of the workpiece can be measured without any problem. Therefore, the trouble of removing the laser output side cover body can be omitted, and damage to the optical system member housed in the scanner body which is the heart can be avoided.

本発明によれば、ワークの溶接位置に対するレーザ光の焦点距離を高精度かつ簡単に測定できるとともに、1人作業でレーザ溶接装置の位置ずれ補正作業ができるレーザ溶接焦点距離測定装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a laser welding focal length measuring device that can easily and accurately measure the focal length of a laser beam with respect to a welding position of a workpiece and can perform misalignment correction work of the laser welding device by one person. Can do.

本発明の実施形態に係るレーザ溶接焦点距離測定装置の模式的斜視図である。It is a typical perspective view of the laser welding focal length measuring device concerning the embodiment of the present invention. 図1に示すレーザ溶接焦点距離測定装置の上面図である。It is a top view of the laser welding focal distance measuring apparatus shown in FIG. 図2に示すA−A断面図である。It is AA sectional drawing shown in FIG. 図1に示すレーザ溶接焦点距離測定装置の使用状態を表す側面図である。It is a side view showing the use condition of the laser welding focal distance measuring apparatus shown in FIG. 図1に示すレーザ溶接焦点距離測定装置の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the laser welding focal length measuring apparatus shown in FIG. 図1に示すレーザ溶接焦点距離測定装置の測定方法を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the measuring method of the laser welding focal distance measuring apparatus shown in FIG. 特許文献1に記載されたレーザ溶接装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the laser welding apparatus described in patent document 1. 図7に示すスキャナ部の具体的構成図である。It is a specific block diagram of the scanner unit shown in FIG. 従来の簡易測定具を用いてワークの溶接位置とレーザ光の焦点位置との位置ずれ量を測定する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of measuring the positional offset amount of the welding position of a workpiece | work and the focus position of a laser beam using the conventional simple measuring tool. 図7に示すレーザ溶接装置に図9に示す簡易測定具を適用して焦点距離の位置ずれ補正を行う方法の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a method for correcting the positional deviation of the focal length by applying the simple measuring tool shown in FIG. 9 to the laser welding apparatus shown in FIG. 7.

次に、本発明に係る実施形態であるレーザ溶接焦点距離測定装置について、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、本実施形態に係るレーザ溶接焦点距離測定装置の全体構造を説明し、その後、レーザ溶接装置に本レーザ溶接焦点距離測定装置を使用して、実ワークに基づいて溶接位置に対するレーザ光の焦点距離を測定し、スキャナ部の位置ずれを補正する方法について、詳細に説明する。   Next, a laser welding focal length measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the overall structure of the laser welding focal length measuring device according to the present embodiment will be described, and then the laser welding focal length measuring device is used as the laser welding device, and the focal point of the laser beam with respect to the welding position based on the actual workpiece. A method for measuring the distance and correcting the misalignment of the scanner unit will be described in detail.

<レーザ溶接焦点距離測定装置の全体構造>
まず、本実施形態に係るレーザ溶接焦点距離測定装置の全体構造を、図1〜図5を用いて説明する。図1に、本発明の実施形態に係るレーザ溶接焦点距離測定装置の模式的斜視図を示す。図2に、図1に示すレーザ溶接焦点距離測定装置の上面図を示す。図3に、図2に示すA−A断面図を示す。図4に、図1に示すレーザ溶接焦点距離測定装置の使用状態を表す側面図を示す。図5に、図1に示すレーザ溶接焦点距離測定装置の制御ブロック図を示す。
<Overall structure of laser welding focal length measuring device>
First, the overall structure of the laser welding focal length measuring apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic perspective view of a laser welding focal length measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a top view of the laser welding focal length measuring apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. FIG. 4 is a side view showing a use state of the laser welding focal length measuring device shown in FIG. FIG. 5 shows a control block diagram of the laser welding focal length measuring apparatus shown in FIG.

図1〜図5に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接焦点距離測定装置10は、レーザ溶接装置20のスキャナ部1に装着して、ワークWの溶接位置WSに対するレーザ光RBの焦点距離を測定する装置である。レーザ溶接装置20には、詳細な説明は省略するが、ワークWにレーザ光RBを照射する光学系部材を備えたスキャナ部1と、スキャナ部1をアーム部先端に取り付けた多軸ロボット装置(図示せず)と、スキャナ部1の光学系部材の動作を制御するスキャナ制御部(図示せず)と、多軸ロボット装置のアーム部等の動作を制御するロボット制御部(図示せず)とを備えている。   As shown in FIGS. 1 to 5, the laser welding focal length measurement device 10 according to the present embodiment is attached to the scanner unit 1 of the laser welding device 20 and the focal length of the laser beam RB with respect to the welding position WS of the workpiece W. It is a device that measures. The laser welding apparatus 20 will not be described in detail, but a scanner unit 1 having an optical system member that irradiates the workpiece W with the laser beam RB, and a multi-axis robot apparatus in which the scanner unit 1 is attached to the tip of the arm unit ( (Not shown), a scanner control unit (not shown) for controlling the operation of the optical system member of the scanner unit 1, and a robot control unit (not shown) for controlling the operation of the arm unit and the like of the multi-axis robot apparatus. It has.

本レーザ溶接焦点距離測定装置10には、ワークWの溶接位置WSに前端部21が当接可能に形成された本尺部2と、本尺部2の前後方向F(長手方向)に沿って移動自在に形成され、その移動変位量をレーザ光の焦点距離の正寸に対する位置ずれ量として表示する表示部31とアラーム部32とが形成されたスライダ部3とを有するデジタルデプスゲージ4を備えている。   In the laser welding focal length measuring device 10, the main scale portion 2 formed so that the front end portion 21 can come into contact with the welding position WS of the workpiece W, and the front-rear direction F (longitudinal direction) of the main scale portion 2. A digital depth gauge 4 having a display unit 31 and a slider unit 3 on which an alarm unit 32 is formed, which is formed so as to be movable, and displays the displacement amount as a positional deviation amount with respect to the exact focal length of the laser beam. Yes.

本尺部2の前端部21は、ワークWとの干渉を避けるため、先細りテーパ状に形成されている。また、本尺部2の後端部22には、磁性部材23(例えば、磁石)が固着されている。本尺部2には、スライダ部3の移動変位量を検出するため静電容量式のエンコーダ24が内蔵されている。   The front end portion 21 of the main scale portion 2 is formed in a tapered shape so as to avoid interference with the workpiece W. Further, a magnetic member 23 (for example, a magnet) is fixed to the rear end portion 22 of the main scale portion 2. The main scale unit 2 incorporates a capacitive encoder 24 for detecting the amount of displacement of the slider unit 3.

スライダ部3には、本尺部2に対するスライダ部3の前後方向の移動変位量に対応してエンコーダ24から出力される電気信号を検出する検出部35と、検出部35が検出した移動変位量を数値表示する表示部31と、電源スイッチ34と、レーザ光の焦点距離の正寸に対する位置ずれ量を“0”にセットする設定部33と、位置ずれ量を“0”にセットしたときのスライダ部3の位置を記憶する記憶部36と、移動変位量が焦点距離の規定値以内に到達したことを判定する判定部37と、移動変位量が焦点距離の規定値以内に到達したことを判定部37が判定したとき、本アラーム情報を発生させるアラーム部32とを備えている。デジタルデプスゲージ4が検出できる位置精度は、例えば、±0.1mm以内である。なお、焦点距離の規定値とは、焦点距離の正寸に対する位置ずれ量の許容値を意味する。アラーム部32から発生させる本アラーム情報には、例えば、警報ランプの点灯や警報音の発生等が該当する。   The slider unit 3 includes a detection unit 35 that detects an electrical signal output from the encoder 24 corresponding to the amount of movement displacement of the slider unit 3 in the front-rear direction with respect to the main scale unit 2, and the movement displacement amount detected by the detection unit 35. Display unit 31 for displaying numerical values, a power switch 34, a setting unit 33 for setting the positional deviation amount with respect to the exact focal length of the laser beam to "0", and a positional deviation amount when set to "0". A storage unit 36 that stores the position of the slider unit 3, a determination unit 37 that determines that the movement displacement amount has reached within the prescribed value of the focal length, and that the movement displacement amount has reached within the prescribed value of the focal length. When the determination unit 37 determines, an alarm unit 32 that generates this alarm information is provided. The positional accuracy that can be detected by the digital depth gauge 4 is, for example, within ± 0.1 mm. The prescribed value of the focal length means an allowable value of the positional deviation amount with respect to the exact focal length. The alarm information generated from the alarm unit 32 corresponds to, for example, lighting of an alarm lamp or generation of an alarm sound.

また、本レーザ溶接焦点距離測定装置10には、レーザ光RBの光軸BJと隣接しかつ平行に配置されて、前端側にスライダ部3を収納し保持する収納保持部511が形成され、後端側に本尺部2の後端部22が後方へ移動するのを許容する凹溝部512が形成された本体部51を有し、本体部51の後端側でスキャナ部1に装着可能に形成されたアタッチメント部5を備えている。レーザ光RBの光軸BJとアタッチメント部5の本体部51との離間距離は、2〜3mm程度が好ましい。アタッチメント部5は、本体部51と装着部52とからなり、略L字状断面に形成されている。本体部51と装着部52とは、それぞれ同一幅の略矩形状に形成されている。   Further, the laser welding focal length measuring device 10 is provided with an accommodation holding portion 511 that is arranged adjacent to and parallel to the optical axis BJ of the laser beam RB, and accommodates and holds the slider portion 3 on the front end side. It has a main body portion 51 formed with a concave groove portion 512 that allows the rear end portion 22 of the main scale portion 2 to move rearward on the end side, and can be attached to the scanner portion 1 on the rear end side of the main body portion 51. The formed attachment part 5 is provided. The distance between the optical axis BJ of the laser beam RB and the main body 51 of the attachment unit 5 is preferably about 2 to 3 mm. The attachment part 5 includes a main body part 51 and a mounting part 52, and is formed in a substantially L-shaped cross section. The main body 51 and the mounting portion 52 are each formed in a substantially rectangular shape having the same width.

アタッチメント部5の本体部51には、本尺部2の後端部22の位置を検出するセンサ部6を装着させ、センサ部6からの検出信号によりスライダ部3の移動変位量がレーザ光の焦点距離の規定値以内に到達する以前にセンサ部6又はスライダ部3のアラーム部62、32から予備アラーム情報を発生させる。センサ部6の検出部61は、本尺部2と当接しないように配置されている。   A sensor unit 6 for detecting the position of the rear end portion 22 of the main scale unit 2 is attached to the main body unit 51 of the attachment unit 5, and the movement displacement amount of the slider unit 3 is determined by the detection signal from the sensor unit 6. Preliminary alarm information is generated from the alarm unit 62 or 32 of the sensor unit 6 or the slider unit 3 before reaching within the prescribed value of the focal length. The detection unit 61 of the sensor unit 6 is disposed so as not to contact the main scale unit 2.

センサ部6は、例えば、非接触式の磁気センサである。この場合、本尺部2の後端部22には、磁性部材23(例えば、磁石)が装着されている。そのため、デジタルデプスゲージ4の本尺部2がアルミ合金等の非鉄部材であっても、本尺部2の後端部22の位置を確実に検出することができる。   The sensor unit 6 is, for example, a non-contact type magnetic sensor. In this case, a magnetic member 23 (for example, a magnet) is attached to the rear end portion 22 of the main scale portion 2. Therefore, even if the main scale part 2 of the digital depth gauge 4 is a non-ferrous member such as an aluminum alloy, the position of the rear end part 22 of the main scale part 2 can be reliably detected.

また、アタッチメント部5は、レーザ光RBを通過させる通孔71を有する基台部7を介してスキャナ部1に装着可能に形成され、かつ基台部7に対してレーザ光RBの光軸BJを中心にして周方向Rに回転可能に形成されている。また、アタッチメント部5の装着部52には、レーザ光RBを通過させる通孔522が形成され、レーザ光RBの光軸BJを軸心とする回転軸部521が後方に突出して形成されている。基台部7には、アタッチメント部5の回転軸部521を支承する軸受部72が嵌装されている。そのため、アタッチメント部5は、基台部7に対して回転軸部521を中心にして周方向に回転できる。   The attachment unit 5 is formed so as to be attachable to the scanner unit 1 through a base unit 7 having a through hole 71 through which the laser beam RB passes, and the optical axis BJ of the laser beam RB with respect to the base unit 7. Is formed so as to be rotatable in the circumferential direction R. Further, a through hole 522 through which the laser beam RB passes is formed in the mounting portion 52 of the attachment unit 5, and a rotation shaft portion 521 having the optical axis BJ of the laser beam RB as an axis is formed to protrude rearward. . A bearing portion 72 that supports the rotating shaft portion 521 of the attachment portion 5 is fitted to the base portion 7. Therefore, the attachment part 5 can rotate in the circumferential direction around the rotation shaft part 521 with respect to the base part 7.

また、基台部7には、スキャナ部1のスキャナ本体11とレーザ出力側カバー体12との間に挿入固定される鍔部73を備えている。鍔部73には、スキャナ本体11にカラー部113を介して固定されたナット部112に係合する蝶ねじ部13を挿通する挿通孔231が形成されている。蝶ねじ部13は、レーザ出力側カバー体12と基台部7との隙間から挿入し、ナット部112に締結する。また、スキャナ本体11のレーザ光RBの出口部111が円環凸状に形成され、基台部7の後端部732は、出口部111と摺接可能に凹状に形成されている。   In addition, the base unit 7 includes a collar portion 73 that is inserted and fixed between the scanner main body 11 of the scanner unit 1 and the laser output side cover body 12. The collar portion 73 is formed with an insertion hole 231 through which the thumbscrew portion 13 that engages with the nut portion 112 fixed to the scanner body 11 via the collar portion 113 is inserted. The thumbscrew part 13 is inserted from the gap between the laser output side cover body 12 and the base part 7 and fastened to the nut part 112. Further, the exit portion 111 of the laser beam RB of the scanner body 11 is formed in an annular convex shape, and the rear end portion 732 of the base portion 7 is formed in a concave shape so as to be slidable with the exit portion 111.

<焦点距離の測定方法>
次に、レーザ溶接装置20のスキャナ部1に本レーザ溶接焦点距離測定装置10を装着して、実ワークに基づいて溶接位置に対するレーザ光の焦点距離を測定し、スキャナ部の位置ずれを補正する方法について、図6を用いて詳細に説明する。図6に、図1に示すレーザ溶接焦点距離測定装置の測定方法を示すフローチャート図を示す。
<Measurement method of focal length>
Next, the laser welding focal length measurement device 10 is attached to the scanner unit 1 of the laser welding device 20, and the focal length of the laser beam with respect to the welding position is measured based on the actual workpiece, and the positional deviation of the scanner unit is corrected. The method will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a measuring method of the laser welding focal length measuring apparatus shown in FIG.

図6に示すように、はじめに、本レーザ溶接焦点距離測定装置10をレーザ溶接装置20のスキャナ部1に装着する(ステップ:S1)。具体的には、基台部7の鍔部73を、スキャナ部1のスキャナ本体11とレーザ出力側カバー体12との間に挿入固定する。次に、設定ゲージ(図示せず)によって本尺部2の前端部21をレーザ光の焦点距離の正寸位置に合わせ、そのときの表示部の数値を“0”にセットする(ステップ:S2)。表示部の数値を“0”にセットするの(“0”点合せ)は、デジタルデプスゲージ4の設定部33にて行う。設定ゲージは、スキャナ部1に装着でき、レーザ光の焦点距離の正寸位置を確認できるゲージである。レーザ光RBの焦点距離の調整は、スキャナ部1の光学系部材を調節して行う。   As shown in FIG. 6, first, the laser welding focal length measuring device 10 is mounted on the scanner unit 1 of the laser welding device 20 (step: S1). Specifically, the flange 73 of the base unit 7 is inserted and fixed between the scanner main body 11 of the scanner unit 1 and the laser output side cover body 12. Next, the front end portion 21 of the main scale portion 2 is adjusted to the exact position of the focal length of the laser beam by a setting gauge (not shown), and the numerical value of the display portion at that time is set to “0” (step: S2). ). Setting of the numerical value of the display unit to “0” (“0” point alignment) is performed by the setting unit 33 of the digital depth gauge 4. The setting gauge is a gauge that can be attached to the scanner unit 1 and can confirm the exact position of the focal length of the laser beam. Adjustment of the focal length of the laser beam RB is performed by adjusting the optical system member of the scanner unit 1.

次に、レーザ溶接装置20のスキャナ部1を仮教示位置に移動させて、本尺部2の前端部21をワークWの溶接位置WSに当接させる(ステップ:S3)。仮教示位置とは、ワークWの設計上の位置データ等を基にして、ワークWの溶接位置とレーザ光RBの焦点位置とが一致するように仮に教示したスキャナ部1の位置である。スキャナ部1の移動は、多軸ロボット装置の操作盤を操作して行う。このとき、デジタルデプスゲージ4の表示部31が作業者から見やすい向きとなるように、スキャナ部1は固定した状態で、アタッチメント部5をレーザ光RBの光軸BJを中心に回転させてもよい。本尺部2は、ワークWの溶接位置WSに対して略垂直状に当接させることが好ましい。   Next, the scanner unit 1 of the laser welding apparatus 20 is moved to the temporary teaching position, and the front end portion 21 of the main scale unit 2 is brought into contact with the welding position WS of the workpiece W (step: S3). The provisional teaching position is the position of the scanner unit 1 that is provisionally taught so that the welding position of the workpiece W and the focal position of the laser beam RB coincide with each other based on the design position data of the workpiece W or the like. The scanner unit 1 is moved by operating the operation panel of the multi-axis robot apparatus. At this time, the attachment unit 5 may be rotated around the optical axis BJ of the laser beam RB while the scanner unit 1 is fixed so that the display unit 31 of the digital depth gauge 4 can be easily viewed from the operator. The main scale 2 is preferably brought into contact with the welding position WS of the workpiece W substantially vertically.

次に、本尺部2の前端部21をワークWの溶接位置WSに当接させた仮教示状態から、スライダ部3を本尺部2の前後方向Fに沿って移動させる(ステップ:S4)。予備アラームが鳴るまでは、スライダ部3の移動速度は高速(例えば、1〜2m/s程度)にしてもよい。次に、予備アラームが鳴ったら、表示部31の移動変位量を読み、焦点距離の規定値と比較し、表示部31の移動変位量が焦点距離の規定値以内となるように、さらに移動させる(ステップ:S5)。この時のスライダ部3の移動速度は、多軸ロボット装置のアーム部等の慣性を考慮して、低速(例えば、0.1〜0.2m/s程度)にさせるとよい。なお、レーザ光RBの焦点距離の規定値以内とは、例えば、焦点距離の正寸±1mm以内である。   Next, the slider part 3 is moved along the front-rear direction F of the main part 2 from the temporary teaching state in which the front end part 21 of the main part 2 is brought into contact with the welding position WS of the workpiece W (step: S4). . Until the preliminary alarm sounds, the moving speed of the slider unit 3 may be high (for example, about 1 to 2 m / s). Next, when the preliminary alarm sounds, the movement displacement amount of the display unit 31 is read and compared with the prescribed value of the focal length, and further moved so that the movement displacement amount of the display unit 31 is within the prescribed value of the focal length. (Step: S5). The moving speed of the slider part 3 at this time is good to make it low speed (for example, about 0.1-0.2 m / s) in consideration of the inertia of the arm part etc. of a multi-axis robot apparatus. Note that within the prescribed value of the focal length of the laser beam RB is, for example, within ± 1 mm of the exact focal length.

次に、本アラームが鳴ったら、レーザ溶接装置20のスキャナ部1を即停止させる(ステップ:S6)。次に、表示部31に表示された移動変位量の数値が、レーザ光RBの焦点距離の規定値以内か否かを確認する(ステップ:S7)。そして、表示部31に表示された移動変位量の数値が、レーザ光RBの焦点距離の規定値以内であれば、その位置を実ワークに対するスキャナ部の正規位置として、レーザ溶接装置20に操作盤を操作して再教示し、記憶させる(ステップ:S8)。   Next, when this alarm sounds, the scanner unit 1 of the laser welding apparatus 20 is immediately stopped (step: S6). Next, it is confirmed whether or not the numerical value of the movement displacement amount displayed on the display unit 31 is within a specified value of the focal length of the laser beam RB (step: S7). If the numerical value of the movement displacement amount displayed on the display unit 31 is within the prescribed value of the focal length of the laser beam RB, the position is set as the normal position of the scanner unit with respect to the actual workpiece, and the operation panel is connected to the laser welding apparatus 20. Is re-taught and stored (step: S8).

一方、表示部31に表示された移動変位量の数値が、レーザ光RBの焦点距離の規定値を超過していれば、表示部31の移動変位量を見ながら、スキャナ部1の位置ずれを補正する(ステップ:S9)。そして、再度、表示部31に表示された移動変位量の数値が、レーザ光RBの焦点距離の規定値以内か否かを確認し(ステップ:S7)、表示部31に表示された移動変位量の数値が、レーザ光RBの焦点距離の規定値以内であれば、その位置を実ワークに対するスキャナ部の正規位置として、レーザ溶接装置20に操作盤を操作して再教示・記憶させる(ステップ:S8)。   On the other hand, if the numerical value of the movement displacement amount displayed on the display unit 31 exceeds the prescribed value of the focal length of the laser beam RB, the positional deviation of the scanner unit 1 is detected while observing the movement displacement amount of the display unit 31. Correction is made (step: S9). Then, again, it is confirmed whether or not the numerical value of the movement displacement amount displayed on the display unit 31 is within the prescribed value of the focal length of the laser beam RB (step: S7), and the movement displacement amount displayed on the display unit 31. Is within the specified value of the focal length of the laser beam RB, the position is regarded as the normal position of the scanner unit with respect to the actual workpiece, and the laser welding apparatus 20 is operated to re-teach and store it by operating the operation panel (step: S8).

以上説明したステップS3〜S9の操作を、次の溶接位置について繰り返すことによって、実ワークのすべての溶接位置に対するレーザ光の焦点距離の位置ずれ補正を行うことができる。   By repeating the operations in steps S3 to S9 described above for the next welding position, it is possible to correct the positional deviation of the focal length of the laser beam with respect to all the welding positions of the actual workpiece.

<作用効果>
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係るレーザ溶接焦点距離測定装置10によれば、ワークWの溶接位置WSに前端部21が当接可能に形成された本尺部2と、本尺部2の前後方向Fに沿って移動自在に形成され、その移動変位量をレーザ光RBの焦点距離の正寸に対する位置ずれ量として表示する表示部31とアラーム部32とが形成されたスライダ部3とを有するデジタルデプスゲージ4と、レーザ光RBの光軸BJと隣接しかつ平行に配置されて、前端側にスライダ部3を収納し保持する収納保持部511が形成され、後端側に本尺部2の後端部22が後方へ移動するのを許容する凹溝部512が形成された本体部51を有し、本体部51の後端側でスキャナ部1に装着可能に形成されたアタッチメント部5とを備え、
アラーム部32は、表示部31が表示する移動変位量が焦点距離の規定値以内に到達したときに、アラーム情報を発生させるので、本尺部2の前端部21をワークWの溶接位置WSに当接した仮教示状態から、レーザ溶接装置20のスキャナ部1を本尺部2の前後方向Fに沿って移動させ、アラーム部32からアラーム情報が発生されるのを確認して、レーザ溶接装置20のスキャナ部1の移動を停止させればよい。そのため、レーザ溶接装置20のスキャナ部1の移動中に、デジタルデプスゲージ4の表示部31が高精度に表示する移動変位量をいちいち目視している必要がなく、アラーム情報を受けてレーザ溶接装置20のスキャナ部1を停止させた後に、表示部31に表示された移動変位量がレーザ光の焦点距離の規定値以内になっているか否かを確認するだけでよい。そして、表示部31に表示された移動変位量がレーザ光の焦点距離の規定値以内になっていれば、その位置をスキャナ部1の正規位置として再教示し、レーザ溶接装置20のスキャナ部1の位置ずれ補正を、高精度かつ簡単に行うことができる。したがって、表示部31の数字の読み間違い等のヒューマンエラーを低減しつつ、一人作業でレーザ溶接装置20の位置ずれ補正作業ができる。なお、アラーム部32から発生させるアラーム情報には、例えば、警報ランプの点灯や警報音の発生等が該当する。
よって、本実施形態によれば、ワークWの溶接位置WSに対するレーザ光RBの焦点距離を高精度かつ簡単に測定できるとともに、1人作業でレーザ溶接装置20の位置ずれ補正作業ができる。
<Effect>
As described above in detail, according to the laser welding focal length measuring apparatus 10 according to the present embodiment, the main scale portion 2 formed so that the front end portion 21 can come into contact with the welding position WS of the workpiece W, and the book A slider formed with a display unit 31 and an alarm unit 32 that are formed to be movable along the front-rear direction F of the scale unit 2 and display the amount of displacement as a positional deviation amount with respect to the exact focal length of the laser beam RB. A digital depth gauge 4 having a portion 3 and a storage holding portion 511 which is disposed adjacent to and parallel to the optical axis BJ of the laser beam RB, and stores and holds the slider portion 3 on the front end side, is formed on the rear end side. The main scale part 2 has a main body part 51 formed with a concave groove part 512 that allows the rear end part 22 to move backward, and is formed so as to be attachable to the scanner part 1 on the rear end side of the main body part 51. An attachment unit 5;
The alarm unit 32 generates alarm information when the movement displacement amount displayed on the display unit 31 reaches within the prescribed value of the focal length, so the front end portion 21 of the main scale unit 2 is set to the welding position WS of the workpiece W. From the contacted temporary teaching state, the scanner unit 1 of the laser welding device 20 is moved along the front-rear direction F of the main scale unit 2 to confirm that alarm information is generated from the alarm unit 32, and the laser welding device The movement of the 20 scanner units 1 may be stopped. Therefore, during the movement of the scanner unit 1 of the laser welding apparatus 20, it is not necessary to visually observe the moving displacement amount displayed on the display unit 31 of the digital depth gauge 4 with high accuracy, and the laser welding apparatus 20 receives the alarm information. After the scanner unit 1 is stopped, it is only necessary to confirm whether or not the movement displacement amount displayed on the display unit 31 is within the prescribed value of the focal length of the laser beam. If the movement displacement amount displayed on the display unit 31 is within the prescribed value of the focal length of the laser beam, the position is re-taught as the normal position of the scanner unit 1, and the scanner unit 1 of the laser welding apparatus 20 is re-taught. It is possible to easily correct the misalignment with high accuracy. Therefore, it is possible to perform the positional deviation correction operation of the laser welding apparatus 20 by one person while reducing human errors such as reading errors of the numbers on the display unit 31. The alarm information generated from the alarm unit 32 corresponds to, for example, lighting of an alarm lamp or generation of an alarm sound.
Therefore, according to the present embodiment, the focal distance of the laser beam RB with respect to the welding position WS of the workpiece W can be measured with high accuracy and easily, and the positional deviation correction work of the laser welding apparatus 20 can be performed by one person.

また、本実施形態によれば、アタッチメント部5の本体部51には、本尺部2の後端部22の位置を検出するセンサ部6を装着させ、センサ部6からの検出信号によりスライダ部3の移動変位量が焦点距離の規定値以内に到達する以前にセンサ部6又はスライダ部3のアラーム部62、32から予備アラーム情報を発生させるので、レーザ溶接装置20のスキャナ部1の移動を、予備アラーム情報が発生するまでは高速で行い、予備アラーム情報が発生した後は低速で行うことができる。そのため、スキャナ部1のオーバーランを防止しつつ、表示部31に表示された移動変位量がレーザ光RBの焦点距離の規定値以内に到達させる行為を、迅速かつ正確に行うことができる。また、スキャナ部1のオーバーランを防止できるので、操作ミスによるレーザ溶接焦点距離測定装置10の破損等を回避できる。
その結果、ワークWの溶接位置WSに対するレーザ光RBの焦点距離をより高精度かつ簡単に測定できるとともに、1人作業でレーザ溶接装置20の位置ずれ補正作業がより一層迅速かつ正確にできる。
Further, according to the present embodiment, the sensor unit 6 that detects the position of the rear end portion 22 of the main scale unit 2 is attached to the main body unit 51 of the attachment unit 5, and the slider unit is detected by a detection signal from the sensor unit 6. Since the preliminary alarm information is generated from the alarm unit 62 or 32 of the sensor unit 6 or the slider unit 3 before the movement displacement amount of 3 reaches within the prescribed value of the focal length, the movement of the scanner unit 1 of the laser welding apparatus 20 is performed. The preliminary alarm information is generated at high speed, and the preliminary alarm information is generated at low speed. Therefore, it is possible to quickly and accurately perform the action of causing the movement displacement amount displayed on the display unit 31 to fall within the prescribed value of the focal length of the laser beam RB while preventing overrun of the scanner unit 1. In addition, since overrun of the scanner unit 1 can be prevented, damage to the laser welding focal length measurement device 10 due to an operation error can be avoided.
As a result, the focal length of the laser beam RB with respect to the welding position WS of the workpiece W can be measured with higher accuracy and ease, and the positional deviation correction operation of the laser welding apparatus 20 can be performed more quickly and accurately by one person.

また、本実施形態によれば、センサ部6は、非接触式の磁気センサであって、本尺部2の後端部22には、磁性部材23が装着されているので、デジタルデプスゲージ4の本尺部2がアルミ合金等の非鉄部材であっても、本尺部2の後端部22の位置を正確に検出することができる。また、センサ部6は、非接触式であるので、誤操作による破損等の恐れもない。
その結果、ワークWの溶接位置WSに対するレーザ光RBの焦点距離をより高精度かつ簡単に測定でき、さらに測定装置としての耐久性を高めることもできる。
According to the present embodiment, the sensor unit 6 is a non-contact type magnetic sensor, and the magnetic member 23 is attached to the rear end 22 of the main scale unit 2. Even if the main scale portion 2 is a non-ferrous member such as an aluminum alloy, the position of the rear end portion 22 of the main scale portion 2 can be accurately detected. Further, since the sensor unit 6 is a non-contact type, there is no fear of damage due to an erroneous operation.
As a result, the focal length of the laser beam RB with respect to the welding position WS of the workpiece W can be measured more accurately and easily, and the durability as a measuring device can be further improved.

また、本実施形態によれば、アタッチメント部5は、レーザ光RBを通過させる通孔71を有する基台部7を介してスキャナ部1に装着可能に形成され、かつ基台部7に対してレーザ光RBの光軸BJを中心にして周方向Rに回転可能に形成されているので、ワークWの溶接位置WSに対応してスキャナ部1の位置を変化させても、アタッチメント部5をレーザ光RBの光軸BJを中心にして周方向Rに回転させることによって、ワークWの溶接位置WSに対するレーザ光RBの焦点距離を変化させることなく、作業者からの表示部31に対する視認性を確保することができる。また、左右対称に形成されたワークWをレーザ溶接する場合、同一のレーザ溶接焦点距離測定装置10を用いて、ワークWの溶接位置WSに対するレーザ光RBの焦点距離を測定することもできる。   Further, according to the present embodiment, the attachment unit 5 is formed to be attachable to the scanner unit 1 through the base unit 7 having the through hole 71 through which the laser beam RB passes, and is attached to the base unit 7. Since it is formed so as to be rotatable in the circumferential direction R around the optical axis BJ of the laser beam RB, even if the position of the scanner unit 1 is changed corresponding to the welding position WS of the workpiece W, the attachment unit 5 is laser By rotating in the circumferential direction R about the optical axis BJ of the light RB, the visibility of the display unit 31 from the operator is ensured without changing the focal length of the laser beam RB with respect to the welding position WS of the workpiece W. can do. Further, when laser welding is performed on the workpiece W formed symmetrically, the focal length of the laser beam RB with respect to the welding position WS of the workpiece W can be measured using the same laser welding focal length measuring device 10.

また、本実施形態によれば、基台部7は、スキャナ部1のスキャナ本体11とレーザ出力側カバー体12との間に挿入固定される鍔部73を備えているので、スキャナ部1のスキャナ本体11からレーザ出力側カバー体12を取り外すことなく、ワークWの溶接位置WSに対するレーザ光RBの焦点距離を測定することができる。そのため、レーザ出力側カバー体12を取り外す手間を省略できるとともに、心臓部であるスキャナ本体11に収納されている光学系部材の損傷等も回避できる。   Further, according to the present embodiment, the base unit 7 includes the collar portion 73 that is inserted and fixed between the scanner body 11 of the scanner unit 1 and the laser output side cover body 12. The focal length of the laser beam RB with respect to the welding position WS of the workpiece W can be measured without removing the laser output side cover body 12 from the scanner body 11. Therefore, the trouble of removing the laser output side cover body 12 can be omitted, and damage to the optical system member housed in the scanner body 11 that is the heart can be avoided.

なお、本実施形態は、本発明の要旨を変更しない範囲で変更することが可能なことは言うまでもない。
例えば、本実施形態では、アタッチメント部5は、レーザ光RBを通過させる通孔71を有する基台部7を介してスキャナ部1に装着可能に形成され、かつ基台部7に対してレーザ光RBの光軸BJを中心にして周方向Rに回転可能に形成されているが、必ずしも基台部7を介してスキャナ部1に装着可能に形成されていなくてもよい。例えば、アタッチメント部5を直接スキャナ部1に装着させてもよい。
In addition, it cannot be overemphasized that this embodiment can be changed in the range which does not change the summary of this invention.
For example, in the present embodiment, the attachment unit 5 is formed so as to be attachable to the scanner unit 1 via the base unit 7 having the through hole 71 through which the laser beam RB passes, and the laser beam is applied to the base unit 7. Although it is formed so as to be rotatable in the circumferential direction R around the optical axis BJ of RB, it is not necessarily formed so as to be attachable to the scanner unit 1 via the base unit 7. For example, the attachment unit 5 may be directly attached to the scanner unit 1.

本発明は、レーザ溶接装置のレーザ光を照射するスキャナ部に装着し、ワークの溶接位置に対するレーザ光の焦点距離を測定するレーザ溶接焦点距離測定装置として利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a laser welding focal length measurement device that is mounted on a scanner unit that irradiates laser light of a laser welding device and measures the focal length of laser light with respect to a workpiece welding position.

1 スキャナ部
2 本尺部
3 スライダ部
4 デジタルデプスゲージ
5 アタッチメント部
6 センサ部
7 基台部
10 レーザ溶接焦点距離測定装置
11 スキャナ本体
12 レーザ出力側カバー体
20 レーザ溶接装置
21 前端部
22 後端部
23 磁性部材
31 表示部
32、62 アラーム部
51 本体部
61 検出部
71 通孔
73 鍔部
511 収納保持部
512 凹溝部
RB レーザ光
BJ 光軸
W ワーク
WS 溶接位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scanner part 2 Main scale part 3 Slider part 4 Digital depth gauge 5 Attachment part 6 Sensor part 7 Base part 10 Laser welding focal distance measuring device 11 Scanner main body 12 Laser output side cover body 20 Laser welding apparatus 21 Front end part 22 Rear end part 23 Magnetic member 31 Display unit 32, 62 Alarm unit 51 Main body unit 61 Detection unit 71 Through hole 73 Gutter part 511 Storage holding part 512 Groove part RB Laser beam BJ Optical axis W Work WS Welding position

Claims (5)

レーザ溶接装置のスキャナ部に装着して、ワークの溶接位置に対するレーザ光の焦点距離を測定するレーザ溶接焦点距離測定装置であって、
前記ワークの溶接位置に前端部が当接可能に形成された本尺部と、前記本尺部の前後方向に沿って移動自在に形成され、その移動変位量を前記レーザ光の焦点距離の正寸に対する位置ずれ量として表示する表示部とアラーム部とが形成されたスライダ部とを有するデジタルデプスゲージと、
前記レーザ光の光軸と隣接しかつ平行に配置されて、前端側に前記スライダ部を収納し保持する収納保持部が形成され、後端側に前記本尺部の後端部が後方へ移動するのを許容する凹溝部が形成された本体部を有し、前記本体部の後端側で前記スキャナ部に装着可能に形成されたアタッチメント部とを備え、
前記アラーム部は、前記表示部が表示する移動変位量が前記焦点距離の規定値以内に到達したときに、アラーム情報を発生させることを特徴とするレーザ溶接焦点距離測定装置。
A laser welding focal length measurement device that is mounted on a scanner unit of a laser welding device and measures a focal length of laser light with respect to a workpiece welding position,
A main scale portion formed so that a front end portion can be brought into contact with a welding position of the workpiece, and formed so as to be movable along a front-rear direction of the main scale portion. A digital depth gauge having a display part that displays as a displacement amount with respect to the size and a slider part in which an alarm part is formed;
An accommodation holding portion is formed adjacent to and parallel to the optical axis of the laser beam to accommodate and hold the slider portion on the front end side, and the rear end portion of the main scale portion moves rearward on the rear end side. A main body portion formed with a concave groove portion that allows to be provided, and an attachment portion formed so as to be attachable to the scanner portion on the rear end side of the main body portion,
The laser welding focal length measuring device, wherein the alarm unit generates alarm information when a movement displacement amount displayed by the display unit reaches within a prescribed value of the focal length.
請求項1に記載されたレーザ溶接焦点距離測定装置において、
前記アタッチメント部の本体部には、前記本尺部の後端部の位置を検出するセンサ部を装着させ、前記センサ部からの検出信号により前記スライダ部の移動変位量が前記焦点距離の規定値以内に到達する以前に前記センサ部又は前記スライダ部のアラーム部から予備アラーム情報を発生させることを特徴とするレーザ溶接焦点距離測定装置。
In the laser welding focal length measuring device according to claim 1,
A sensor part for detecting the position of the rear end part of the main scale part is attached to the main body part of the attachment part, and the movement displacement amount of the slider part is determined by the detection signal from the sensor part as a prescribed value of the focal length. The laser welding focal length measuring device is characterized in that preliminary alarm information is generated from the alarm unit of the sensor unit or the slider unit before reaching within.
請求項2に記載されたレーザ溶接焦点距離測定装置において、
前記センサ部は、非接触式の磁気センサであって、前記本尺部の後端部には、磁性部材が装着されていることを特徴とするレーザ溶接焦点距離測定装置。
In the laser welding focal length measuring device according to claim 2,
The laser welding focal length measuring device, wherein the sensor unit is a non-contact type magnetic sensor, and a magnetic member is attached to a rear end portion of the main scale unit.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載されたレーザ溶接焦点距離測定装置において、
前記アタッチメント部は、前記レーザ光を通過させる通孔を有する基台部を介して前記スキャナ部に装着可能に形成され、かつ前記基台部に対して前記レーザ光の光軸を中心にして周方向に回転可能に形成されていることを特徴とするレーザ溶接焦点距離測定装置。
In the laser welding focal length measuring device according to any one of claims 1 to 3,
The attachment part is formed so as to be attachable to the scanner part through a base part having a through hole through which the laser light passes, and is arranged around the optical axis of the laser light with respect to the base part. A laser welding focal length measuring device characterized by being formed to be rotatable in a direction.
請求項4に記載されたレーザ溶接焦点距離測定装置において、
前記基台部は、前記スキャナ部のスキャナ本体とレーザ出力側カバー体との間に挿入固定される鍔部を備えていることを特徴とするレーザ溶接焦点距離測定装置。
In the laser welding focal length measuring device according to claim 4,
The laser beam focal length measuring apparatus according to claim 1, wherein the base portion includes a flange portion that is inserted and fixed between a scanner body of the scanner portion and a laser output side cover body.
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