JP2021530360A - インラインコヒーレントイメージング(ici)を用いた、ウォブル加工を監視及び/または制御するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
102 ワークピース
104 シーム
106 溶接ビード
108 移動ステージ
110 レーザー溶接ヘッド
111 出力ファイバー
111a コネクター
112 ファイバーレーザー
114 移動ステージ
116 コリメートされたビーム
118 集束されたビーム(加工ビーム)
120、130、140 モジュール
122 コリメーター
132 第1の可動ミラー
134 第2の可動ミラー
142 集束レンズ
144 固定ミラー
146 保護ウィンドウ
150、650 ICIシステム
152、652 撮像ビーム
152a リーディング点
152b トレイリング点
152c ファスト点
152d スロー点
160 制御システム
170 補助測定システム
410 走査レーザー溶接ヘッド
418 集束されたビーム
420 コリメーターモジュール
430 ウォブラーモジュール
440 コアブロックモジュール
602 ワークピース
618 加工ビーム
644 ダイクロイックミラー
652a、652b 撮像ビーム成分
654 スプリッター/コンバイナー
656 サンプルアーム
657 参照ミラー
658 参照アーム
659 撮像ビーム走査アクチュエーター
661 インターフェログラムプロセッサー
Claims (42)
- 加工ビームを発生させるための材料改変ビーム源と、
前記材料改変ビーム源に結合され、ワークピースの加工箇所上の少なくとも1つの軸においてウォブルパターンに従って、前記加工ビームの方向を変更し、動かすための少なくとも1つの加工ビーム走査アクチュエーターを含む、加工ヘッドと、
前記加工ヘッドに光学的に結合され、撮像ビームを少なくとも部分的に前記加工ビームとは独立に位置決めするための少なくとも1つの撮像ビーム走査アクチュエーターを含む、インラインコヒーレントイメージング(ICI)システムと、
少なくとも前記材料改変ビーム源、前記加工ビーム走査アクチュエーター及び前記撮像ビーム走査アクチュエーターを制御するための制御システムと、を含み、
前記制御システムが、前記加工ヘッドに前記ウォブルパターン内で前記加工ビームを走査させるようにプログラムされ、
前記制御システムが、前記撮像ビーム走査アクチュエーターに、前記ウォブルパターンと協調して前記加工箇所における複数の測定位置に前記撮像ビームを動かさせるようにプログラムされた、レーザー材料加工システム。 - 前記加工ヘッドが、前記加工ビームを溶接個所の前記ウォブルパターンに従って方向を変更し、動かすためのウォブルヘッドである、請求項1に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記材料改変ビーム源がファイバーレーザーである、請求項1に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記加工ビームが前記ワークピース上の前記ウォブルパターン内で動かされる間、前記加工ヘッド及び前記ワークピースの少なくとも1つを、互いに対して並進運動移動するための少なくとも1つの移動ステージをさらに含む、請求項1に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記ICIシステムが、前記少なくとも1つの加工ビーム走査アクチュエーターの下流において前記加工ヘッドに光学的に結合された、請求項1に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記制御システムが、前記撮像ビーム走査アクチュエーターに、前記加工ビームの移動とは反対の方向に、前記ウォブルパターンと同期して前記ウォブルパターンに沿って前記撮像ビームを動かさせるようにプログラムされた、請求項5に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記制御システムが、前記撮像ビーム走査アクチュエーターに、前記加工ビームの方向に、ウォブルパターンと同期して前記ウォブルパターンに沿って前記撮像ビームを動かさせるようにプログラムされた、請求項5に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記ICIシステムが、前記少なくとも1つの加工ビーム走査アクチュエーターの上流で溶接ヘッドに光学的に結合された、請求項1に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記撮像ビームがウォブルパターンを少なくとも部分的に取り囲む走査パターンで加工箇所を走査するように、前記制御システムが、前記撮像ビーム走査アクチュエーターに前記撮像ビームを動かさせるようにプログラムされた、請求項1に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記制御システムが、前記ICIシステムからの測定値に応じて、ウォブル幾何形状、ウォブル周期、ウォブル速度及びウォブルの大きさの少なくとも1つを調整するように前記加工ビーム走査アクチュエーターを制御するように構成された、請求項1に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記制御システムが、前記ICIシステムからの測定値に応じて、前記加工ビームのパワーを制御するように構成された、請求項1に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記加工ビーム走査アクチュエーターが、前記ワークピースにおいて±30mmの最大ビーム変位で前記加工ビームを動かすように構成された、請求項1に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記加工ビーム走査アクチュエーターが、ウォブルの大きさを提供するために±5°の最大ビーム角度変位で前記加工ビームを動かすように構成された、請求項1に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記少なくとも1つの加工ビーム走査アクチュエーター及び前記少なくとも1つの撮像ビーム走査アクチュエーターが、ガルバノメーター走査ミラー、多角形走査ミラー、MEMSベース走査ミラー、圧電走査ミラー及び回折ベースビームスキャナーからなる群から選択された、請求項1に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記制御システムが、前記撮像ビームが前記ウォブルパターン内の前記加工ビームの位置に従って前記ワークピースの表面において前記加工ビームから動的にオフセットされるように、前記撮像ビーム走査アクチュエーターに前記撮像ビームを動かさせるようにプログラムされた、請求項1に記載のレーザー材料加工システム。
- 加工放射を測定するように構成された補助測定システムをさらに含む、請求項1に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記補助測定システムが、100nmから1mmのスペクトル帯域の加工放射を測定する、請求項16に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記補助測定システムが、前記加工ビームに対して空間的に局在化された測定を実行するための光学素子を含む、請求項16に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記補助測定システムが、前記ICIシステムからの少なくとも1つの出力に基づいて、前記加工ビームから動的にオフセットされた測定位置において、空間的に局在化された測定を実行するように構成された、請求項18に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記補助測定システムが、前記撮像ビームに対して空間的に局在化された測定を実行するための光学要素を含む、請求項16に記載のレーザー材料加工システム。
- 前記制御システムが、前記撮像ビームが前記補助測定システムの少なくとも1つの出力に基づいて前記加工ビームから動的にオフセットされるように、前記撮像ビーム走査アクチュエーターに、前記撮像ビームを動かさせるようにプログラムされた、請求項16に記載のレーザー材料加工システム。
- インラインコヒーレントイメージング(ICI)システムからワークピースの溶接個所へ加工ビーム及び少なくとも1つの撮像ビームを向ける段階と、
前記加工ビームを前記ワークピースの前記溶接個所においてウォブルパターンで動かす段階と、
前記少なくとも1つの撮像ビームを、前記溶接個所の複数の測定位置へ、前記加工ビームから少なくとも部分的に独立して動かす段階と、
前記加工ビームが前記ウォブルパターンを動く際に、前記複数の測定位置からICI測定値を得る段階と、を含む、ウォブル溶接加工を監視する方法。 - 前記加工ビームが前記溶接個所の前記ウォブルパターンを動かされる際に、前記加工ビーム及び前記ワークピースの少なくとも1つを互いに対して並進運動移動する段階をさらに含む、請求項22に記載の方法。
- 前記撮像ビームを動かす段階が、前記ワークピースの前記溶接個所にわたってICI走査パターンで前記加工ビームから独立して前記撮像ビームを走査する段階を含み、前記ICI走査パターンが、少なくとも部分的に前記ウォブルパターンを取り囲む、請求項22に記載の方法。
- ICI測定値を得る段階が、前記ICI走査パターンにおける点において深さ測定値を得る段階を含み、前記方法が、前記溶接個所の3次元画像を形成するために前記深さ測定値を組み合わせる段階をさらに含む、請求項24に記載の方法。
- 走査がラスター走査を含む、請求項24に記載の方法。
- 前記撮像ビームを動かす段階が、前記ウォブルパターンの少なくとも一部の周りに局所的に測定ビームをディザリングする段階を含む、請求項22に記載の方法。
- 前記撮像ビームを動かす段階が、前記ウォブルパターンの複数の固定された測定位置に、前記加工ビームから独立して前記撮像ビームを動かす段階を含み、ICI測定値を得る段階が、前記加工ビームが前記ウォブルパターン内を動く際に、固定された前記測定位置における深さ測定値を得る段階を含む、請求項22に記載の方法。
- 少なくとも1つの固定された前記測定位置が、リーディング測定位置、トレイリング測定位置、ファスト測定位置及びスロー測定位置を含む前記ウォブルパターンの周りの4つの測定位置を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記撮像ビームを動かす段階が、前記加工ビームの動きと反対の方向に前記ウォブルビームに沿って前記加工ビームから独立して前記撮像ビームを動かす段階を含み、前記撮像ビームが、交差間隔で前記加工ビームと交差し、ICI測定値を得る段階が、前記ICIシステムを用いて前記ウォブルパターンに沿った点において深さ測定値を得る段階を含む、請求項22に記載の方法。
- 前記深さ測定値が、前記加工ビーム及び前記撮像ビームが交差する際のキーホールの底部から取得され、前記深さ測定値が、別の時において溶融プールの表面から取得される、請求項30に記載の方法。
- 前記加工ビーム及び前記撮像ビームが交差するときに、キーホールの底部から取得された前記深さ測定値から、キーホール深さを決定する段階をさらに含む、請求項30に記載の方法。
- 前記キーホール深さを決定する段階が、前記加工ビーム及び前記撮像ビームが交差する各交差間隔の周りの範囲内の深さ極小値を探索する段階を含む、請求項32に記載の方法。
- 前記撮像ビームを動かす段階が、前記加工ビームとは独立して、前記ウォブルパターンに沿った前記加工ビームとともに前記撮像ビームを動かす段階を含み、ICI測定値が、前記撮像ビームが前記ウォブルパターンに沿って動く際に得られる、請求項22に記載の方法。
- 前記撮像ビームが前記ウォブルパターン内の前記加工ビームの位置に従って前記ワークピース表面で前記加工ビームから動的にオフセットされるように、前記撮像ビームが動かされる、請求項34に記載の方法。
- 前記撮像ビームが前記ウォブルパターン内の変化するキーホールの位置を補償するために、前記ワークピース表面で前記加工ビームから動的にオフセットされるように、前記撮像ビームが動かされる、請求項34に記載の方法。
- 前記ウォブルパターンが周期的パターンであり、前記撮像ビームが、少なくとも部分的に、前記加工ビームの位置に基づいて周期的な位置合わせ修正を提供するように動かされる、請求項34に記載の方法。
- 前記ワークピースに対して前記加工ビームを並進運動させるために、前記ワークピースに対して溶接ヘッドを動かす段階をさらに含む、請求項22に記載の方法。
- 前記加工ビームに対して前記ワークピースを並進運動させるために、溶接ヘッドに対して前記ワークピースを動かす段階をさらに含む、請求項22に記載の方法。
- 前記ワークピースが異種金属を含み、
前記ICI測定値が前記異種金属間の混合の量を表す、請求項22に記載の方法。 - 前記ワークピースが銅及びアルミニウムの少なくとも1つから選択された材料を含む、請求項22に記載の方法。
- 前記ワークピースが非鉄合金を含む、請求項22に記載の方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024057496A1 (ja) * | 2022-09-15 | 2024-03-21 | 株式会社ニコン | 加工システム、データ構造及び加工方法 |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017211982B4 (de) * | 2017-07-13 | 2019-04-18 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von mindestens zwei Werkstücken |
FR3089442B1 (fr) * | 2018-12-05 | 2020-12-18 | Airbus Operations Sas | Procédé d’assemblage d’au moins deux pièces par soudage par transparence, procédé d’assemblage d’une structure primaire d’un mât d’aéronef par soudage par transparence, structure primaire d’un mât d’aéronef ainsi obtenue et aéronef comprenant ladite structure primaire |
US11458566B2 (en) | 2018-12-19 | 2022-10-04 | Ipg Photonics Corporation | Monitoring material processing using imaging signal density determined from inline coherent imaging (ICI) |
JP7396851B2 (ja) * | 2019-10-18 | 2023-12-12 | ファナック株式会社 | 制御装置、制御システム、及びプログラム |
US11305377B2 (en) * | 2019-12-23 | 2022-04-19 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Add-on module for interposing between a control device and a laser machining head of a laser machining system |
CA3175379A1 (en) | 2020-04-16 | 2021-10-21 | Jordan A. KANKO | Static and dynamic calibration for coherence imaging measurement systems and methods |
TWI723877B (zh) * | 2020-05-13 | 2021-04-01 | 國家中山科學研究院 | 插件式同軸熱輻射影像量測系統 |
JPWO2021241387A1 (ja) * | 2020-05-27 | 2021-12-02 | ||
JP2022001374A (ja) * | 2020-06-19 | 2022-01-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | レーザ溶接方法および装置 |
WO2022080247A1 (ja) * | 2020-10-13 | 2022-04-21 | ファナック株式会社 | ガルバノスキャナ及びこれを用いたレーザ加工装置 |
JP2022076299A (ja) * | 2020-11-09 | 2022-05-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 評価方法、評価システム及びレーザ加工システム |
WO2022117207A1 (de) | 2020-12-04 | 2022-06-09 | Lessmueller Lasertechnik Gmbh | Verfahren, vorrichtung und bearbeitungssystem zum überwachen eines bearbeitungsprozesses eines werkstücks mittels eines hochenergetischen bearbeitungsstrahls |
EP4032652A1 (de) | 2021-01-26 | 2022-07-27 | Precitec GmbH & Co. KG | Materialbearbeitung mittels laserstrahl mit wobbel-bewegung |
CN112894138B (zh) * | 2021-03-04 | 2023-06-16 | 武汉逸飞激光股份有限公司 | 软包电池极耳焊接方法及系统 |
GB2605412A (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-05 | Jaguar Land Rover Ltd | Methods for welding components of battery modules |
GB2605409A (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-05 | Jaguar Land Rover Ltd | Laser welding penetration monitoring |
GB2605410A (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-05 | Jaguar Land Rover Ltd | Methods for welding components of battery modules |
KR102642403B1 (ko) * | 2021-04-16 | 2024-02-29 | 한국기계연구원 | 레이저 클리닝 장치 및 속도 가변 틸팅 레이저 광학계 |
DE102022100230A1 (de) | 2022-01-05 | 2023-07-06 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren zum Fügen von zwei Komponenten einer Batterie mittels Scannerschweißens |
DE102022109848A1 (de) * | 2022-04-25 | 2023-10-26 | TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG | Laserbearbeitungskopf und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks |
CN115079404B (zh) * | 2022-06-01 | 2024-04-02 | 武汉欧毅光学有限公司 | 一种具备双维扫描功能的激光振镜扫描系统 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11320159A (ja) * | 1998-05-18 | 1999-11-24 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | レーザ溶接方法及び装置 |
JP2013545613A (ja) * | 2010-09-25 | 2013-12-26 | クィーンズ ユニバーシティー アット キングストン | 材料の改変のためのコヒーレント撮像およびフィードバック制御のための方法およびシステム |
JP2014205182A (ja) * | 2013-04-15 | 2014-10-30 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接部の検査装置とその検査方法 |
DE102015015330A1 (de) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | Lessmüller Lasertechnik GmbH | Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen eines mit einem oszillierenden Bearbeitungsstrahl ausgeführten Bearbeitungsprozesses unter Verwendung eines OCT-Messstrahls |
JP2017113789A (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | アイシン精機株式会社 | レーザ溶接装置 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4761534A (en) * | 1985-02-23 | 1988-08-02 | N.I.S. Limited | Laser apparatus |
CN2196529Y (zh) * | 1994-08-23 | 1995-05-10 | 北京汇佳物产技术公司 | 光焊机电源电压监视报警器电路 |
JP5135672B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2013-02-06 | 日産自動車株式会社 | レーザ照射状態の検出方法およびレーザ照射状態検出システム |
CN101526483A (zh) * | 2009-04-13 | 2009-09-09 | 电子科技大学 | 一种利用光声干涉成像进行无损检测方法 |
KR20100124039A (ko) * | 2009-05-18 | 2010-11-26 | 삼성전기주식회사 | 레이저 가공장치 |
US8897779B2 (en) | 2009-08-05 | 2014-11-25 | Qualcomm Incorporated | Message-based exchange of access point pilot signature indicators |
US10124410B2 (en) | 2010-09-25 | 2018-11-13 | Ipg Photonics Corporation | Methods and systems for coherent imaging and feedback control for modification of materials |
JP5252026B2 (ja) * | 2011-05-10 | 2013-07-31 | パナソニック株式会社 | レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法 |
JP2014050462A (ja) * | 2012-09-05 | 2014-03-20 | Canon Inc | 眼科撮影装置 |
US9757817B2 (en) | 2013-03-13 | 2017-09-12 | Queen's University At Kingston | Methods and systems for characterizing laser machining properties by measuring keyhole dynamics using interferometry |
JP6354415B2 (ja) * | 2013-08-14 | 2018-07-11 | 富士電機株式会社 | レーザ溶接機とそれを用いたレーザ溶接方法 |
US20160039046A1 (en) * | 2014-08-06 | 2016-02-11 | Scansonic Mi Gmbh | Method of Beam-Type Joining |
CN105699492B (zh) * | 2014-11-27 | 2018-11-13 | 中国科学院声学研究所 | 一种用于焊缝检测的超声成像方法 |
US10751835B2 (en) | 2015-06-19 | 2020-08-25 | Ipg Photonics Corporation | Laser welding head with dual movable mirrors providing beam movement and laser welding systems and methods using same |
JP7154132B2 (ja) * | 2016-02-12 | 2022-10-17 | アイピージー フォトニクス コーポレーション | ビーム位置合わせ及び/又はウォブル移動を提供するデュアル可動ミラーを有するレーザー切断ヘッド |
US20170297144A1 (en) * | 2016-04-14 | 2017-10-19 | Murata Machinery, Ltd. | Laser beam machine and laser beam machining method |
WO2017190042A1 (en) * | 2016-04-29 | 2017-11-02 | Nuburu, Inc | Visible laser welding of electronic packaging, automotive electrics, battery and other components |
DE102016010508A1 (de) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | Lessmüller Lasertechnik GmbH | Vorrichtung, Bearbeitungsvorrichtung und Verfahren zum Durchführen eines Bearbeitungsprozesses mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls unter Anpassung des Bearbeitstrahls nach Maßgabe einer aktuellen Bearbeitungssituation |
US10007001B1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-06-26 | Luminar Technologies, Inc. | Active short-wave infrared four-dimensional camera |
DE102017126867A1 (de) | 2017-11-15 | 2019-05-16 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Laserbearbeitungssystem und Verfahren zur Laserbearbeitung |
CN107931850B (zh) * | 2017-12-12 | 2024-03-26 | 佛山科学技术学院 | 一种基于扫频oct的激光打标装置 |
-
2019
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11320159A (ja) * | 1998-05-18 | 1999-11-24 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | レーザ溶接方法及び装置 |
JP2013545613A (ja) * | 2010-09-25 | 2013-12-26 | クィーンズ ユニバーシティー アット キングストン | 材料の改変のためのコヒーレント撮像およびフィードバック制御のための方法およびシステム |
JP2014205182A (ja) * | 2013-04-15 | 2014-10-30 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接部の検査装置とその検査方法 |
DE102015015330A1 (de) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | Lessmüller Lasertechnik GmbH | Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen eines mit einem oszillierenden Bearbeitungsstrahl ausgeführten Bearbeitungsprozesses unter Verwendung eines OCT-Messstrahls |
JP2017113789A (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | アイシン精機株式会社 | レーザ溶接装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024057496A1 (ja) * | 2022-09-15 | 2024-03-21 | 株式会社ニコン | 加工システム、データ構造及び加工方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SG11202100407UA (en) | 2021-02-25 |
EP3807041A4 (en) | 2022-04-06 |
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CN112469526B (zh) | 2024-01-09 |
CA3106370A1 (en) | 2020-01-23 |
US20200023461A1 (en) | 2020-01-23 |
WO2020018814A1 (en) | 2020-01-23 |
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CN112469526A (zh) | 2021-03-09 |
KR20210032456A (ko) | 2021-03-24 |
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