JP2021003716A - 溶接システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、キーホールを形成するようなエネルギーが照射される溶接における溶接品質の監視および傾向管理を精度よく行うことができる溶接システムを提供することにある。【解決手段】エネルギー２を供給するするエネルギー出力部１と、エネルギー２と波長の異なる光である物体光７を溶接部に照射すると共に溶接部で反射した物体光７から溶接部の溶け込み深さ方向の参照光を測定する光干渉計５ａと、エネルギー出力部１からのエネルギーと光干渉計５ａからの物体光７とを同軸にして溶接部に照射する光学部材８と、を備え、エネルギー出力部１からのエネルギー２を溶接部に供給することでキーホールを形成して溶接を行う溶接システムにおいて、キーホール深さが変化する時間に対応する設定時間以上、設定深さ以下となっている場合のキーホール深さ、の情報を取得する。【選択図】図１

Description

本発明は溶接システムに関する。

レーザ溶接を始めとする溶接は、精密にかつ高速に溶接が可能であるため、近年、利用が拡大している。

しかしながら、溶接においては、従来、製品全数の溶接条件の管理、あるいは抜き取り検査での溶接品質の評価にとどまり、製品全数において実際の溶接状態を監視することは困難であった。

特に高いパワー密度を有するエネルギーがレーザ等で照射された場合、金属は瞬時に、溶融、蒸発し、蒸発による高い反力によって、溶融部は押し下げられ、キーホールと呼ばれる空間が形成される場合がある。

特表２０１３−５４５６１３号公報（特許文献１）の段落０２７２−０２９３には、キーホールを計測することで、溶込み深さを計測する溶接システムが開示されている。キーホールはレーザ照射時に発生する溶融池形状や反射光などに比べて深さ情報の感度が高い。また、溶込み深さを測定することにより、製品全数において実際の溶接状態を監視することが可能になる。

しかしながら、現状では、キーホール計測は深さ情報を推定するだけで、溶接現象の他の変化は推定できない。そのため、溶接深さの精度が不十分であったり、溶接不良が発生する場合にいつから溶接不良が発生するのかを知ることができなかったり、といった問題がある。溶接不良が発生してから始めて問題がわかるといった問題がある。

そのため、レンズの定期的清掃、溶接条件の定期的確認により、溶接品質を向上する対策が行われていた。しかしレーザ溶接の信頼性を向上する根本対策としては、キーホール計測装置による溶接深さ推定の精度を高めて実際の溶接状態を監視することによって製品全数の品質を保証すること、または溶接の状態を傾向管理することで、溶接不良になりそうな場合に溶接システムをメンテナンスしたり、溶接条件を調整したりすることで、溶接不良の発生を抑制することが望まれていた。

このような課題に対する対策として、特開２００３−３２０４６７号公報（特許文献２）に記載されているように、レーザ溶接時の反射光を取得し、レーザ溶接部の品質をモニタする方法（レーザ溶接部の品質モニタリング方法）が提案されている。

特表２０１３−５４５６１３号公報 特開２００３−３２０４６７号公報

特許文献２のレーザ溶接部の品質モニタリング方法では、反射光の状態は溶接部の表面状態などで大きく変化してしまうため、溶接品質の予測精度には限界がある。
本発明の目的は、キーホールを形成するようなエネルギーが照射される溶接における溶接品質の監視および傾向管理を精度よく行うことができる溶接システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の溶接システムは、
エネルギーを供給するするエネルギー出力部と、
前記エネルギーと波長の異なる光である物体光を前記溶接部に照射すると共に前記溶接部で反射した前記物体光から前記溶接部の溶け込み深さ方向の参照光を測定する光干渉計と、
前記エネルギー出力部からの前記エネルギーと前記光干渉計からの前記物体光とを同軸にして前記溶接部に照射する光学部材と、を備え、
前記エネルギーを溶接部に供給することでキーホールを形成して溶接を行う溶接システムにおいて、
前記光干渉計は、前記物体光と前記参照光とを干渉させると共に、前記物体光と前記参照光との光路差に応じて生じる干渉に基づいて前記キーホールの深さの情報から、以下の（１）〜（４）のうち少なくとも一つの情報を取得する溶接システム。
（１）キーホール深さが変化する時間に対応する設定時間以上、設定深さ以下となっている場合のキーホール深さ
（２）キーホール深さ方向奥側に空洞が存在する溶接品において、形成されるキーホールから反射される信号と前記空洞の底から反射される信号とを区別し、前記キーホールからの反射される信号に基づいて取得されるキーホール深さ
（３）前記物体光の強度
（４）キーホール深さ方向のキーホール信号幅

本発明によれば、精度よく溶接の良否判定を行ったり、溶接品質の傾向管理ができるようになり、異常を事前に防いだり、溶接不良対策を簡略に行える溶接システムを提供できる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施例（実施例１）に係る溶接システムの全体構成を示す概念図である。 実施例１に係る取得データ例を示す図である。 実施例１に係るデータの処理例を示す図である。 図３Ａのデータ処理の説明図である。 実施例１に係る処理データの活用例を示す図である。 本発明の一実施例（実施例２）に係る溶接品およびキーホールの信号例を示す図である。 本発明の一実施例（実施例２）に係るキーホール底及び空洞底から反射される信号を示す図である。 本発明に係る燃料ポンプの一実施例を示す断面図である。

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。なお、本実施例はレーザ溶接を例に説明するが、エネルギー出力部により熱エネルギーが供給されることでキーホールが形成される溶接であれば、他の溶接方法にも適用できる。キーホールが形成される溶接としては、例えばレーザ溶接、プラズマ溶接および電子ビーム溶接などがある。

以下の説明において、共通或いは同様な構成に対しては、同じ符号を付し、説明を省略する。

［実施例１］
図１は、本発明の一実施例（実施例１）に係る溶接システムの全体構成を示す概念図である。

１は溶接用レーザ光源、２は溶接用レーザ、３は溶接品、４は溶接により形成されたキーホール、５はキーホール計測装置、６は制御部（制御装置）である。７はキーホール計測装置より照射されている計測用レーザ、８は計測用レーザミラー、９は溶接用レーザの照射により形成された溶融池、１０はキーホール計測装置の一部である、計測用レーザ照射位置調整機構を示す。

溶接用レーザ光源１およびキーホール計測装置５は、一般的なレーザ装置およびレーザ干渉装置が適用できる。また、制御部６は、例えば、演算処理装置、当該演算処理装置が実行するプログラムやデータが記憶される記憶装置、および演算処理装置の演算結果を表示する表示装置等を有するコンピュータである。演算処理装置としては、例えば、ＣＰＵがある。記憶装置としては、例えば、ＲＯＭおよびＲＡＭ等の半導体メモリやＨＤＤ等の磁気記憶装置があり、記憶部と呼ぶ場合もある。表示装置としては、例えば、モニタおよびタッチパネル等がある。

本実施例は、制御部６内の処理機構に特徴がある。

溶接用レーザ光源１より照射された溶接用レーザ２は溶接品３に照射され溶接が行われる。この溶接により、キーホール４および溶融池９が形成される。キーホール計測装置５より照射されている計測用レーザ７は、計測用レーザミラー８および計測用レーザ照射位置調整機構１０を用いて、溶接用レーザ２と同軸でキーホール底の近辺に照射されるように設定されている。

キーホール計測装置５は、キーホール底から跳ね返ってきたレーザを内部で処理して、制御部６に情報を送る。内部での処理方法は、例えば内部にレーザ干渉計５ａを持ち、跳ね返ってきたレーザ光と装置内部に存在する参照面の光とを干渉させて、キーホール深さを測定する方法が考えられる。この場合、情報としては計測用レーザの光路長がわかる。予め設定もしくは測定の直前に溶接品の表面位置を計測しておくことで、光路長の差分からキーホールの深さを求めることができる。また、その際には反射してきた計測レーザ光の強度も同時に取得可能である。

図２は、実施例１に係る取得データ例を示す図である。

図２のデータは、実際に溶接品を動かしながらレーザで溶接した場合の信号を処理して取得される。横軸は溶接時間、縦軸はキーホール深さである。溶接時間はレーザを走査する時間に対応し、溶接距離または溶接位置に対応する。縦軸は上に行くほどキーホールが深くなっている。キーホール深さは溶接品の表面信号の光路長と溶接中の信号の光路長を比較することで求められる。２１は時間ごとの跳ね返ってきた計測レーザ光の生信号、２２は生信号の中で最も深い底から跳ね返ってきた信号、２３は最も浅い箇所から跳ね返ってきた信号、２４は跳ね返ってきた信号の幅、２５および２６は局所的に浅くなった箇所を示す。本実施例では、２６の方が２５よりも長い時間浅くなっている。

計測ビーム径は有限の大きさを持つため、計測ビーム径に含まれる範囲から複数のキーホール深さの信号が有られる。複数のキーホール深さの信号は、溶接時間に対応した複数の点、或いは連続した線状の信号になり、幅２４を有する。

既存の装置では２２の情報を元に、キーホール深さを推測する機能が備えられている。しかしながら、我々が検討した結果、それだけでは不十分であり、他の情報を用いることで溶接品質の監視および傾向管理を精度よく行うことができることが分かった。

一つ目は、ある所定の時間以上、キーホール信号の深さが変化した場合にのみ、キーホール深さが浅くなったと判定する機能である。今回溶接した溶接品を切断し、キーホール深さを比較すると、局所的に浅くなった箇所２５，２６のうち、変化した時間が短い２５ではキーホール深さに変化はなく、変化した時間が長い２６ではキーホール深さに変化がみられることがわかった。これは、金属が溶融して溶融金属の範囲が確定するのにはある程度の時間が必要であり、キーホール信号の深さが一時的に変化した箇所では、時間の経過に伴ってキーホール深さが前後の箇所と同じ状態になるためである。そのため、２２のような信号を単純に用いると、制御部６は２５のような箇所を溶接不良個所として虚報を出力する結果となる。その結果、実際のキーホール深さを精度よく測ることができなくなる可能性がある。

図３Ａは、実施例１に係るデータの処理例を示す図である。

図３Ａでは、キーホールの時間幅（レーザの走査方向における長さ）を考慮してキーホール深さを算出した場合の測定例を示す。２７は取得の際に用いた時間幅Δｔであり、２８の破線は算出データ（取得データ）である。

ここで、図３Ｂを参照して、算出データ２８の算出方法を説明する。図３Ｂは、図３Ａのデータ処理の説明図である。

２７で示す時間幅Δｔの中からキーホール深さの値が最も大きくなる数値を抽出し、時間幅Δｔが設定されている溶接時間におけるキーホール深さの代表値（抽出値）として用いる。図３Ｂにおいては、溶接時間ｔ１におけるキーホール深さとしてＨ１の値が抽出され、（ｔ１，Ｈ１）が取得される。なお本実施例では、時間幅２７の始端における時間ｔ１を、時間幅（設定時間）Δｔが設定されている溶接時間として選択している。時間幅Δｔを溶接時間軸に沿って移動させることにより、溶接時間（溶接位置）ごとのキーホール深さが取得され、点線で示す算出データ２８が算出される。

図３Ｂでは、算出データ２８例として、（ｔ１，Ｈ１）のほか、（ｔ２，Ｈ２）、（ｔ３，Ｈ３）及び（ｔ４，Ｈ４）が図示されている。（ｔ３，Ｈ３）は、時間幅Δｔの中に最大となる数値Ｈ３が二つ存在しており、数値Ｈ３が溶接時間ｔ３のキーホール深さとして抽出される。（ｔ３，Ｈ３）の取得後、時間幅Δｔの終端側で信号２２が増加していることにより、Ａ点で下降から上昇に切り換わる。

最終的に算出データ（取得データ）として、図３Ｂに点線２８で示すデータ（補正データ）が取得される。すなわち、本実施例の溶接システムでは、キーホール４の深さの情報は、溶接時間に対応するキーホール深さを示す信号として得られ、設定時間（時間幅）Δｔを溶接時間の軸方向にずらしながら、設定時間Δｔの中でキーホール深さが最大となる前記信号の値を抽出し、キーホール深さの補正データを取得する。

なお本実施例では、時間幅Δｔの始端における時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４を、時間幅Δｔが設定されている溶接時間として選択しているが、始端の時間に限らず、その他の時間を選択してもよい。

溶接個体ごとに、例えば最も小さい値（図３ＢではＡ点の値）だけをプロットし、複数の溶接品のデータを管理することにより、溶接品質の傾向を管理することが容易になる。

上述した算出方法により、２７で示す時間幅Δｔを超えてキーホール信号が変化した場合のみ、キーホール深さが変化した箇所として算出することができる。そのため、実際にキーホール深さが変化していなかった２５では、キーホール信号の変化する時間が短いため、キーホール深さに変化はないものと算出し、実際にキーホール深さが変化した２６のみでキーホール深さが変化しているように算出できる。このため、本実施例の算出方法は、２２の信号を単純に用いる方法に比べて、優れた算出方法であるのは明らかである。

２７で示す時間幅Δｔは、実際にキーホール深さが変化する時間と対応しているのが好ましい。変化する時間の算出方法としては故意に一定時間だけレーザ出力を変化させることや、大量に溶接した中で実際にキーホールが浅かった箇所より求める方法を用いることができる。

二つ目は、計測レーザ光２１の信号の強度である。溶接中に溶接金属の蒸気であるプルームが発生する場合がある。このプルームは、溶接レーザのパワーの低下を招くため、集塵機などでなるべく取り除く処置が行われている。

計測用レーザも溶接用レーザと同様にプルームを通過するため、集塵機の機能低下など、何らかの理由でプルームの除去が不足した場合、計測レーザ光２１の信号強度が低下する。そのため、計測レーザ光２１の信号強度を監視することで、プルームの除去不足を把握することができる。

また、計測レーザ光２１の信号強度が変化する他の要因としては、計測用レーザのレンズ汚れやピントのずれや出力の低下もあげられ、計測レーザ光２１の信号強度を監視することで、これらの要因をプルームの除去不足と同様に把握することができる。

三つ目は、２４の信号の幅である。これは我々が検討した結果、この情報を用いることによりキーホールの太さについて情報を得ることができることが分かった。すなわち、計測ビーム径を反映して信号には幅（キーホール深さ方向のキーホール信号幅）２４があるが、その情報を得ることで、キーホールの形状の変化を考慮することができる。すなわち、計測ビーム径が一定の場合に、信号の幅２４が大きいほどキーホール深さが大きくなり、信号の幅２４が小さいほどキーホール深さが小さくなる。そして、溶接品質を維持する上で、信号の幅２４は一定の大きさに維持されることが好ましい。或いは、信号の幅２４が変化した場合、溶接品質が低下している可能性がある。これにより、溶接品質の傾向管理を行うことができる。

本実施例では、下記の溶接システムが構成される。この溶接システムは、後述する実施例２においても同様である。
エネルギー（溶接用レーザ）２を供給するするエネルギー出力部（溶接用レーザ光源）１と、
エネルギー２と波長の異なる光である物体光（計測用レーザ）７を溶接部に照射すると共に溶接部で反射した物体光７から溶接部の溶け込み深さ方向の参照光を測定する光干渉計５ａと、
エネルギー出力部１からのエネルギーと光干渉計５ａからの物体光７とを同軸にして溶接部に照射する光学部材（計測用レーザミラー）８と、を備え、
エネルギー出力部１からのエネルギー２を溶接部に供給することでキーホール（４，４５）を形成して溶接を行う溶接システムにおいて、
光干渉計５ａは、物体光７と参照光とを干渉させると共に、物体光７と参照光との光路差に応じて生じる干渉に基づいてキーホールの深さの情報から、以下の（１）〜（４）のうち少なくとも一つの情報を取得する溶接システム。
（１）キーホール深さが変化する時間に対応する設定時間を超える時間、設定深さ以下となっている場合のキーホール深さ
（２）キーホール深さ方向奥側に空洞が存在する溶接品において、形成されるキーホールから反射される信号と前記空洞の底から反射される信号とを区別し、前記キーホールからの反射される信号に基づいて取得されるキーホール深さ
（３）前記物体光の強度
（４）キーホール深さ方向のキーホール信号幅
なお、この溶接システムでは、（１）〜（４）の情報のうち少なくとも一つの情報に基づいて溶接部の品質判定もしくは溶接傾向管理を行うことが好ましい。

図４にこれらの情報の活用例を示す。図４は、実施例１に係る処理データの活用例を示す図である。

ここでは例として、二つ目にあげた計測レーザ光の信号強度で説明する。３１は本実施例の方法を用いて修正した場合の溶接個体ごとのキーホール深さの推移、３２は計測レーザ光の溶接個体ごとの信号強度、３３は本方法を用いなかった場合の溶接個体ごとのキーホール深さの推移である。３２の信号強度はプルームの除去不足で先に低下している。この際に、そのままメンテナンスをせずに溶接を継続した場合溶接レーザも低下し、３３のようにキーホール深さの低下を招く。一方で、３２の情報を元に、メンテンナンスを実施すればキーホール深さの低下の発生を防ぎ、３１のようにキーホール深さを維持することができる
実際には、これら情報を作業員に適宜知らせるため、溶接対象の個体毎に時系列で情報の変化を表示する方法ないしシステムが考えられる。これらを制御装置６のモニタやタブレットに表示することで、変化の状態を視覚的に確認することができる。すなわち、本実施例の溶接システムは、上記（１）〜（４）の情報のうち少なくとも一つの情報の変化を時系列で表示する報知部を備えるとよい。

また、これら情報を閾値（設定深さ）ないし頻度などで良否判定を行うことも考えられる。その場合、適宜、音声やメールなどで作業員に知らせる方法を有していても構わない。

また、これら情報を元に機械学習で傾向の変化を監視しても構わない。機械学習としてはディープラーニング、適応共鳴理論（ＡＲＴ）などがあげられる。すなわち、本実施例の溶接システムは、上記（１）〜（４）の情報のうち少なくとも一つの情報に基づいて機械学習を行って不良予兆を報知するようにすることが好ましい。さらに、本実施例の溶接システムは、上記（１）〜（４）の情報のうち少なくとも一つの情報に基づいて傾向に変化が見られた場合に、音声ないし、メールなどで管理者へ報知する機能を有することが好ましい。

以上から本実施例の溶接システムでは、精度よく溶接の良否判定を行ったり、溶接品質の傾向管理ができるようになり、異常の発生を事前に防いだり、溶接不良対策を簡略に行えるようにする溶接システムを提供することが出来る。すなわち、本実施例の溶接システムは、上記（１）〜（４）の情報のうち少なくとも一つの情報に基づいて合否判定を行い、不良品を取り除くように要請するようにすることが好ましい。

［実施例２］
図５は、本発明の一実施例（実施例２）に係る溶接品およびキーホールの信号例を示す図である。

４０は溶接継手部に形成される空洞、４１はキーホール底からの信号、４２は溶接品の空洞４０の底（空洞底）からの信号、４３はレーザ、４４は溶融池、４５はキーホールである。溶融池４４及びキーホール４５は、実施例１のキーホール４及び溶融池９と同様に、溶接用レーザの照射により形成されるものである。

実施例２において、溶接品には図５の溶接終端に空洞４５が存在する。その場合、４１のキーホール底の信号と別に空洞底からの信号が検出される。本実施例では、溶接品の空洞４５が実施例１と異なり、その他の構成は実施例1と同様に構成される。

空洞底はキーホール底とは異なるため、傾向管理においては妨げとなる。そのため、溶接用レーザの照射により形成されるキーホール底で反射される信号と空洞底で反射される信号とを区別し、キーホール底からの反射信号の深さを溶接深さとして傾向管理すべきである。

図６は、本発明の一実施例（実施例２）に係るキーホール底及び空洞底から反射される信号を示す図である。５０は、空洞底で跳ね返ってきた計測レーザ光の生信号である。

図６に示すように、空洞底からの信号は、溶接時間軸において、離散したデータになり、また信号レベルも、キーホール底からの信号のうち最も深い底から跳ね返ってきた信号２２よりも大きな数値、すなわち深さが深いことを示す数値になる。キーホール底で反射される信号と空洞底で反射される信号とを区別する方法としては、あらかじめ溶接長（溶接深さ）が決まっている場合は、その値より大きく外れた場合に取り除くことが考えられる。

また、図６に示すように、空洞底からの信号はキーホール底からの信号と異なり、時間で見ると連続性が弱い特徴を有する。この特徴が顕著な場合は、信号の連続性により区別する方法が考えられる。

この情報の利用方法は実施例１と同様で構わない。以上から本実施例の溶接システムでは、溶接終端が空洞であっても精度よく溶接の良否判定を行ったり、溶接品質の傾向管理ができるようになり、異常を事前に防いだり、溶接不良対策を簡略に行えるようにする溶接システムを提供することが出来る。

［実施例３］
図７を参照して、本発明を高圧燃料供給ポンプ１００に適用した実施例（実施例３）を説明する。図７は、本発明に係る燃料ポンプの一実施例を示す断面図である。

高圧燃料供給ポンプ１００は、燃料タンクからフィードポンプ（図示せず）によって汲み上げられた燃料を高圧にして燃料噴射弁に供給するポンプである。高圧燃料供給ポンプ１００は、車両に搭載される内燃機関（エンジン）に用いられる。以下、高圧燃料供給ポンプ１００をポンプ１００と呼んで説明する。

ポンプ本体１０１には、加圧室１０７が形成され、加圧室１０７の内部にプランジャ１０４の上端部（先端部）が挿入される。プランジャ１０４は、加圧室１０７内で往復運動し、燃料を加圧する。

ポンプ本体（ポンプハウジング）１０１はエンジンに固定するための取付けフランジ１０２を有する。取付けフランジ１０２はポンプ本体１０１にレーザ溶接により全周を溶接結合されている。取付けフランジ１０２とポンプ本体１０１との溶接個所２０１を第一溶接部という。

ポンプ本体１０１には、吸入弁機構１１４と吐出弁機構１１５とが設けられる。吸入弁機構１１４のボディ１１４ｃは、ポンプ本体１０１にレーザ溶接により固定される。この溶接個所２０２を第二溶接部という。第二溶接部２０２では、吸入弁機構１１４のボディ１１４ｃの外周が全周に亘って溶接されている。吐出弁機構１１５の下流側には吐出ジョイント１１６が設けられる。吐出ジョイント１１６はポンプ本体１０１にレーザ溶接により固定される。この溶接個所２０３を第三溶接部という。第三溶接部２０３では、吐出ジョイント１１６の外周が全周に亘って溶接されている。

ポンプ本体１０１の上部には、ダンパカバー１１１が取り付けられる。ダンパカバー１１１はポンプ本体１０１にレーザ溶接により固定されている。この溶接個所２０４を第四溶接部という。第四溶接部２０４は全周に亘って溶接されている。

ダンパカバー１１１には、吸入ジョイント１１２がレーザ溶接により固定されている。この溶接個所２０５を第五溶接部という。第五溶接部２０５は、吸入ジョイント１１２の外周が全周に亘って溶接されている。

第一溶接部２０１、第二溶接部２０２及び第三溶接部２０３の溶接継ぎ手は突合せ溶接構造であり、第一溶接部２０１、第二溶接部２０２及び第三溶接部２０３は上述した実施例の溶接プロセスで溶接される。各溶接部２０１，２０２，２０３では、溶接用レーザ２及び計測用レーザ７を溶接対象物表面に垂直に照射する。

第四溶接部２０４及び第五溶接部２０５の溶接継ぎ手は重ね溶接構造であり、第四溶接部２０４及び第五溶接部２０５は上述した実施例の溶接プロセスで溶接される。第四溶接部２０４及び第五溶接部２０５では、溶接用レーザ２及び計測用レーザ７を溶接対象物表面に垂直に照射する。

ポンプ１００では燃料漏れは許されない。ポンプ本体１０１、吸入弁機構１１４のボディ１１４ｃ、吐出ジョイント１１６、ダンパカバー１１１及び吸入ジョイント１１２は、燃料が流れる燃料通路を構成する部品である。そして第二溶接部２０２〜第五溶接部２０５は燃料のシールを兼ねる。このため、燃料流路が形成される部品の溶接には、有効溶接長を十分に確保することが望ましい。また、ポンプ１００は厳しい環境下で使用されることが想定される。ロバスト性に優れた溶接プロセスを用いることにより、ポンプ１００の信頼性を高めることができる。

なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…溶接用レーザ光源、２…溶接用レーザ、３…溶接品、４…溶接により形成されたキーホール、５…キーホール計測装置、５ａ…レーザ干渉計、６…制御部（制御装置）、７…キーホール計測装置５より照射されている計測用レーザ、８…計測用レーザミラー、９…溶接用レーザ照射により形成された溶融池、１０…計測用レーザ照射位置調整機構、２１…計測レーザ光の生信号、２２…生信号の中で最も深い底から跳ね返ってきた信号、２３…生信号の中で最も浅い箇所から跳ね返ってきた信号、２４…跳ね返ってきた信号の幅、２５，２６…キーホール深さが局所的に浅くなった箇所、２７…キーホールの時間幅を考慮して算出する際に用いる時間幅、２８…キーホールの時間幅を考慮して算出した算出データ、３１…本発明の方法を用いて修正した場合の溶接固体ごとの溶込み深さの推移、３２…計測レーザ光の溶接固体ごとの信号強度、３３…本発明の方法を用いなかった場合の溶接固体ごとの溶込み深さの推移、４０…空洞、４１…実施例２におけるキーホール底からの信号、４２…実施例２における溶接品の空洞底からの信号、４３…実施例２における溶接用レーザ、４４…実施例２における溶融池、４５…キーホール。

Claims (9)

1. エネルギーを供給するするエネルギー出力部と、
   前記エネルギーと波長の異なる光である物体光を溶接部に照射すると共に前記溶接部で反射した前記物体光から前記溶接部の溶け込み深さ方向の参照光を測定する光干渉計と、
   前記エネルギー出力部からの前記エネルギーと前記光干渉計からの前記物体光とを同軸にして前記溶接部に照射する光学部材と、を備え、
   前記エネルギーを溶接部に供給することでキーホールを形成して溶接を行う溶接システムにおいて、
   前記光干渉計は、前記物体光と前記参照光とを干渉させると共に、前記物体光と前記参照光との光路差に応じて生じる干渉に基づいて前記キーホールの深さの情報から、以下の（１）〜（４）のうち少なくとも一つの情報を取得する溶接システム。
   （１）キーホール深さが変化する時間に対応する設定時間を超える時間、設定深さ以下となっている場合のキーホール深さ
   （２）キーホール深さ方向奥側に空洞が存在する溶接品において、形成されるキーホールから反射される信号と前記空洞の底から反射される信号とを区別し、前記キーホールからの反射される信号に基づいて取得されるキーホール深さ
   （３）前記物体光の強度
   （４）キーホール深さ方向のキーホール信号幅
2. 請求項１に記載の溶接システムにおいて、
   （１）〜（４）の情報のうち少なくとも一つの情報に基づいて溶接部の品質判定もしくは溶接傾向管理を行うことを特徴とする溶接システム。
3. 請求項１に記載の溶接システムにおいて、
   （１）〜（４）の情報のうち少なくとも一つの情報の変化を時系列で表示する報知部を備えていることを特徴とする溶接システム。
4. 請求項１に記載の溶接システムにおいて、
   （１）〜（４）の情報のうち少なくとも一つの情報に基づいて機械学習を行って不良予兆を報知することを特徴とする溶接システム。
5. 請求項１に記載の溶接システムにおいて、
   （１）〜（４）の情報のうち少なくとも一つの情報に基づいて傾向に変化が見られた場合に音声ないし、メールなどで管理者へ報知する機能を有することを特徴とする溶接システム。
6. 請求項１に記載の溶接システムにおいて、
   （１）〜（４）の情報のうち少なくとも一つの情報に基づいて合否判定を行い、不良品を取り除くように要請することを特徴とする溶接システム。
7. 請求項１に記載の溶接システムにおいて、
   前記キーホールの深さの情報は、溶接時間に対応するキーホール深さを示す信号として得られ、
   前記設定時間を前記溶接時間の軸方向にずらしながら、前記設定時間の中で前記キーホール深さが最大となる前記信号の値を抽出し、前記キーホール深さの補正データを取得する溶接システム。
8. エネルギーを供給するするエネルギー出力部と、
   前記エネルギーと波長の異なる光である物体光を溶接部に照射すると共に前記溶接部で反射した前記物体光から前記溶接部の溶け込み深さ方向の参照光を測定する光干渉計と、
   前記エネルギー出力部からの前記エネルギーと前記光干渉計からの前記物体光とを同軸にして前記溶接部に照射する光学部材と、
   を備えた溶接システムを用い、
   前記エネルギーを溶接部に供給することでキーホールを形成して溶接を行う溶接方法において、
   前記光干渉計により、前記物体光と前記参照光とを干渉させると共に、前記物体光と前記参照光との光路差に応じて生じる干渉に基づいて取得される前記キーホールの深さの情報から、以下の（１）〜（４）のうち少なくとも一つの情報を取得して溶接を行う溶接方法。
   （１）キーホール深さが変化する時間に対応する設定時間を超える時間、設定深さ以下となっている場合のキーホール深さ
   （２）キーホール深さ方向奥側に空洞が存在する溶接品において、形成されるキーホールから反射される信号と前記空洞の底から反射される信号とを区別し、前記キーホールからの反射される信号に基づいて取得されるキーホール深さ
   （３）前記物体光の強度
   （４）キーホール深さ方向のキーホール信号幅
9. ポンプ本体とポンプ本体をエンジンに固定するための取付けフランジとの第一溶接部、ポンプ本体と吸入弁機構のボディとの第二溶接部、ポンプ本体と吐出ジョイントとの第三溶接部、ポンプ本体とダンパカバーとの第四溶接部、及びダンパカバーと吸入ジョイントとの第五溶接部のうち少なくともいずれか一つの溶接部に、請求項８に記載された溶接方法を適用して溶接を行う高圧燃料供給ポンプの溶接方法。

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